JP4690982B2

JP4690982B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP4690982B2
Application number: JP2006253429A
Authority: JP
Inventors: 朋子門田; 稔向井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2026-09-19
Also published as: JP2008078241A; US20080068814A1; US7567441B2

Description

本発明は、電子機器に関する。

電子機器が多機能化、高性能化されることにより、回路基板はより高密度化され部品点数も多くなっている。このため電子部品と基板間の電気的な接合部の数が非常に多数となり、熱応力や外部応力に対して接合部での電気的接続の信頼性が容易に保てないという問題が生じている。

そこで、特に熱応力や外部応力が集中するボス周辺で、この応力を緩和させるために、弾性体をボスと基板の接合の間に介在させる方法がある（特許文献１）。
特開平１１−２９８１６９号公報

非特許文献１の発明は、回路基板とボスの間を、弾性体を介在させることで応力を緩和させているが、今後ますます高密度化される電子部品の接合部での信頼性を保つには不十分である。

そこで本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、電子部品の接合部での信頼性を保つことができる電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記第１の凸部及び前記第２の凸部の周辺に、前記回路基板に対して間隙をもって形成されたストッパーとを具備することを特徴とする電子機器を提供する。

また、本発明は、
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記穴部の周辺における前記回路基板の表面及び裏面にそれぞれ前記第１の筐体及び前記第２の筐体に間隙をもって形成されたストッパーとを具備することを特徴とすることを特徴とする電子機器を提供する。

また、本発明は、
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記第１の凸部及び前記第２の凸部の周辺に形成された第１のストッパー及び第２のストッパーと、
前記穴部の周辺における前記回路基板の表面及び裏面にそれぞれ前記第１のストッパー及び前記第２のストッパーに間隙を持って形成された第３のストッパー及び第４のストッパーとを具備することを特徴とする電子機器を提供する。

また、本発明は、
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記第１の凸部或いは前記第２の凸部の周辺に、前記回路基板に対して間隙をもって形成されたストッパーとを具備することを特徴とする電子機器を提供する。

また、本発明は、
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記穴部の周辺における前記回路基板の表面及び裏面にそれぞれ前記第１の筐体或いは前記第２の筐体に間隙をもって形成されたストッパーとを具備することを特徴とすることを特徴とする電子機器を提供する。

また、本発明は、
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記第１の凸部或いは前記第２の凸部の周辺に形成された第１のストッパー或いは第２のストッパーと、
前記穴部の周辺における前記回路基板の表面或いは裏面にそれぞれ前記第１のストッパー或いは前記第２のストッパーに間隙を持って形成された第３のストッパー或いは第４のストッパーとを具備することを特徴とする電子機器を提供する。

本発明は、回路基板に穴部を設け、この穴部に筐体を係止するボスを貫通させボス周辺に回路基板が筐体に接触することを防止するためのストッパーを設ける。こうすることで基板はボスによって固定されることなく熱応力や外部応力が緩和され、さらにストッパーによって筐体に接触することが無いので接触衝撃による不良も防ぐことができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく種々工夫して用いることができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に関わる電子機器の断面図であり、（ｂ）はボス部１４及び３、このボス部１４、３の周辺部に円筒状に形成されたストッパー１７、７の拡大図である。

この電子機器１０１は、内部にボス部１４、１９、２０が形成された上部筐体１２と、内部にボス部３、２、４が形成され、それぞれボス部１４、１９、２０と係止された下部筐体１３と、上部筐体１２及び下部筐体１３の内部に設けられ、ボス部１４及びボス部３の径よりも大きい径の穴部１６を有し、ボス部１４及びボス部３が穴部１６を貫通するように配置された回路基板１１と、ボス部１４及びボス部３の周辺に、回路基板１１に対して間隙５、６をもって形成されたストッパー１７、７とを具備している。回路基板１１には電子部品１８、２３が実装されている。

また、ボス部１９及び２、ボス部１４及び３、ボス部２０及び２２は、それぞれねじ２１、１５、２２によってねじ止めされ、上部筐体１２、下部筐体１３は一体的に一つの筐体をなしている。なお、ボス部１９及びボス部２、ボス部２０及びボス部４は、ねじ２１及びねじ２２によって、配線基板１１を筐体内部に固定しているが、ボス部１４及びボス部３では、穴部１６により貫通しており固定されていない。

したがって、熱応力や外部応力によって回路基板１１が変形しても、ボス固定によるボス部周辺の応力が集中しないため、特にボス部１４、３の近傍に存在する電子部品１８のはんだ接続にあたえる影響を緩和することができる。

また、外部衝撃が大きい場合などには、ボス部１４及びボス部３の周辺に形成されたストッパー５、７により、回路基板１１の変動を制限することができるので、電子部品１８が上部筐体１２、下部筐体１３に衝突することを防ぐことができる。このときストッパー１７及び７と回路基板１１との間隙５及び６が重要であり、この間隙の距離は隣接する電子部品１８が上部筐体１２及び下部筐体１３にそれぞれ衝突しない範囲で設定しなければならない。また、ストッパー１７、７回路基板１１の間隙５、６は電子機器１８の使用環境における温度変動範囲での回路基板１１面外方向（図面上下方向）の変形量よりも多くとることが好ましい。

このように構成することで、回路基板１１と電子部品１８の接続信頼性を高め、さらに衝撃などの過大な変形に対する信頼性を向上させることが可能となる。

ボス部１４及び３の周辺に形成するストッパー１７及び７は、ゴムなどの弾性体であることが好ましい。ストッパー１７、７の材質は、室温において回路基板１１の弾性率が数十GPa程度であるのに対し、これよりも柔軟であることが必要で、弾性率が数MPa〜数十MPa程度であることが好ましい。

本実形態では、ストッパー１７、７を両方とも設けたが、ストッパー１７、７のいれか一方を設けることでもその効果は発揮できる。

図２（ａ）は、本発明の第２の実施形態に関わる電子機器の断面図であり、（ｂ）は配線基板１１の穴部１６周辺部に形成されたストッパー２７を上面から見た図である。

この電子機器１０２は、内部にボス部１４、１９、２０が形成された上部筐体１２と、内部にボス部３、２、４が形成され、それぞれボス部１４、１９、２０と係止された下部筐体１３と、上部筐体１２及び下部筐体１３の内部に設けられ、ボス部１４及びボス部３の径よりも大きい径の穴部１６を有し、ボス部１４及びボス部３が穴部１６を貫通するように配置された回路基板１１と、穴部１６の周辺における回路基板１１の表面及び裏面にそれぞれ上部筐体１２及び下部筐体１３に間隙３０、３１をもって柱状に形成されたストッパー２７、３７とを具備している。回路基板１１には電子部品１８、２３が実装されている。

また、外部衝撃が大きい場合などには、穴部１６の周辺における配線基板１１上に柱状に形成されたストッパー２７、３７により、回路基板１１の変動を制限することができるので、電子部品１８が上部筐体１２、下部筐体１３に衝突することを防ぐことができる。このときストッパー２７及び３７と上部筐体１２及び下部筐体１３との間隙３０及び３１が重要であり、この間隙３０、３１の距離は隣接する電子部品１８が上部筐体１２及び下部筐体１３にそれぞれ衝突しない範囲で設定しなければならない。また、ストッパー２７、３７とそれぞれ上部筐体１２、下部筐体１３との間隙３０、３１は電子機器１８の使用環境における温度変動範囲での回路基板１１面外方向（図面上下方向）の変形量よりも多くとることが好ましい。

なお、柱状のストッパー２７、３７は、接着剤などの樹脂を塗布することで形成できる。この材質は、回路基板１１の弾性率が数十GPa程度であるのに対し、弾性率が数百MPa〜数GPa程度で、回路基板１１に比べて十分に小さいことが好ましい。

本実形態では、ストッパー２７、３７を両方とも設けたが、ストッパー２７、３７のいれか一方を設けることでもその効果は発揮できる。

図３（ａ）は、本発明の第３の実施形態に関わる電子機器の断面図であり、（ｂ）は配線基板１１の穴部１６周辺部にパッド３４が形成され、その上にストッパー４７が形成された状態を上面から見た図である。

この電子機器１０３は、内部にボス部１４、１９、２０が形成された上部筐体１２と、内部にボス部３、２、４が形成され、それぞれボス部１４、１９、２０と係止された下部筐体１３と、上部筐体１２及び下部筐体１３の内部に設けられ、ボス部１４及びボス部３の径よりも大きい径の穴部１６を有し、ボス部１４及びボス部３が穴部１６を貫通するように配置された回路基板１１と、穴部１６の周辺における回路基板１１の表面及び裏面に形成されたパッド３４、３５と、このパッド３４、３５上に、それぞれ上部筐体１２及び下部筐体１３に間隙４０、４１をもって柱状に形成されたストッパー４７、４８とを具備している。回路基板１１には電子部品１８、２３が実装されている。

また、外部衝撃が大きい場合などには、穴部１６の周辺における配線基板１１上に柱状に形成されたストッパー４７、４８により、回路基板１１の変動を制限することができるので、電子部品１８が上部筐体１２、下部筐体１３に衝突することを防ぐことができる。このときストッパー４７及び４８と上部筐体１２及び下部筐体１３との間隙４０及び４１が重要であり、この間隙４０、４１の距離は隣接する電子部品１８が上部筐体１２及び下部筐体１３にそれぞれ衝突しない範囲で設定しなければならない。また、ストッパー４７、４８とそれぞれ上部筐体１２、下部筐体１３との間隙４０、４１は電子機器１８の使用環境における温度変動範囲での回路基板１１面外方向（図面上下方向）の変形量よりも多くとることが好ましい。

なお、柱状のストッパー４７、４８は、はんだ付けで実装され、実装工程で他の電子部品１８、２３と同様に実装することができるため工程数を増加することなく形成できる。

本実形態では、ストッパー４７、４８を両方とも設けたが、ストッパー４７、４８のいれか一方を設けることでもその効果は発揮できる。

図４は、本発明の第４の実施形態に関わる電子機器の断面図である。

この電子機器１０４は、内部にボス部１４、１９、２０が形成された上部筐体１２と、内部にボス部３、２、４が形成され、それぞれボス部１４、１９、２０と係止された下部筐体１３と、上部筐体１２及び下部筐体１３の内部に設けられ、ボス部１４及びボス部３の径よりも大きい径の穴部１６を有し、ボス部１４及びボス部３が穴部１６を貫通するように配置された回路基板１１と、ボス部１４及びボス部３の周辺に形成された第１のストッパー５６及び第２のストッパー５４と、穴部１６の周辺における回路基板１１の表面及び裏面にそれぞれパッド５８、５０が形成され、このパッド５８、５０上に、第１のストッパー５６及び第２のストッパー５４に間隙５９、５５を持って形成された第３のストッパー５７及び第４のストッパー５４とを具備している。回路基板１１には電子部品１８、２３が実装されている。

また、外部衝撃が大きい場合などには、ボス部１４及びボス部３の周辺に設けられた第１のストッパー５６及び第２のストッパー５４、さらに穴部１６の周辺における配線基板１１上に形成された第３のストッパー５７及び第４のストッパー５１により、回路基板１１の変動を制限することができるので、電子部品１８が上部筐体１２、下部筐体１３に衝突することを防ぐことができる。このとき第１のストッパー５６及び第２のストッパー５４とそれぞれ第３のストッパー５７及び第４のストッパー５１との間隙５９及び５５が重要であり、この間隙５９、５５の距離は隣接する電子部品１８が上部筐体１２及び下部筐体１３にそれぞれ衝突しない範囲で設定しなければならない。また、間隙５９、５５は電子機器１８の使用環境における温度変動範囲での回路基板１１面外方向（図面上下方向）の変形量よりも多くとることが好ましい。

なお、第１のストッパー５６及び第２のストッパー５４は、ゴムなどの弾性体である筒状の柔構造体で構成されており、第３のストッパー５７及び第４のストッパー５１は、はんだ材によってはんだ付けされている。

また、これら第１のストッパー５６、第２のストッパー５４は、室温において回路基板１１の弾性率が数十GPa程度であるのに対し、弾性率は数MPa〜数十MPa程度であり回路基板１１に比べて十分に小さい剛性を有することが好ましい。

本実形態では、第１のストッパー５６及び第２のストッパー５４を両方つけ、それぞれ対向する第３のストッパー５７及び第４のストッパー５１の両方を設けたが、第１のストッパー５６とこれに対向する第３のストッパー５７の組、第２のストッパー５４とこれに対向する第４のストッパー５１の組のいれか一方の組を設けることでもその効果は発揮できる。

本発明の第１の実施形態に関わる電子機器の（ａ）断面図及び（ｂ）ボス部の斜視図である。本発明の第２の実施形態に関わる電子機器の（ａ）断面図及び（ｂ）ボス部の上面図である。本発明の第３の実施形態に関わる電子機器の（ａ）断面図及び（ｂ）ボス部の上面図である。本発明の第４の実施形態に関わる電子機器の断面図である。

符号の説明

１１・・・回路基板
１２・・・上部筐体
１３・・・下部筐体
１４、１９、２０、３、２、４・・・ボス部
１８、２３・・・電子部品
１５、２１、２２・・・ねじ
１６・・・穴部

Claims

内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記第１の凸部及び前記第２の凸部の周辺に、前記回路基板に対して間隙をもって形成されたストッパーとを具備することを特徴とする電子機器。
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記穴部の周辺における前記回路基板の表面及び裏面にそれぞれ前記第１の筐体及び前記第２の筐体に間隙をもって形成されたストッパーとを具備することを特徴とすることを特徴とする電子機器。
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記第１の凸部及び前記第２の凸部の周辺に形成された第１のストッパー及び第２のストッパーと、
前記穴部の周辺における前記回路基板の表面及び裏面にそれぞれ前記第１のストッパー及び前記第２のストッパーに間隙を持って形成された第３のストッパー及び第４のストッパーとを具備することを特徴とする電子機器。
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記第１の凸部或いは前記第２の凸部の周辺に、前記回路基板に対して間隙をもって形成されたストッパーとを具備することを特徴とする電子機器。
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記穴部の周辺における前記回路基板の表面及び裏面にそれぞれ前記第１の筐体或いは前記第２の筐体に間隙をもって形成されたストッパーとを具備することを特徴とすることを特徴とする電子機器。
内部に第１の凸部が形成された第１の筐体と、
内部に第２の凸部が形成され、前記第１の凸部と前記第２の凸部が係止された第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部に設けられ、前記第１の凸部及び第２の凸部の径よりも大きい径の穴部を有し、前記第１の凸部及び前記第２の凸部が前記穴部を貫通するように配置された回路基板と、
前記第１の凸部或いは前記第２の凸部の周辺に形成された第１のストッパー或いは第２のストッパーと、
前記穴部の周辺における前記回路基板の表面或いは裏面にそれぞれ前記第１のストッパー或いは前記第２のストッパーに間隙を持って形成された第３のストッパー或いは第４のストッパーとを具備することを特徴とする電子機器。
前記ストッパーが弾性体であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子機器。
前記ストッパーが接着剤であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子機器。
前記ストッパーがはんだ付けにて実装されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子機器。