JP4762126B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に関する。

携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの電子機器においては、アンテナと回路部品との間のノイズの影響を抑制するために、距離を少しでも長くするように配置すると良い。例えば、インモールドまたはＭＩＤ（Molded Interconnection Device）によるアンテナを基板から離し、回路部品が設けられた基板及び筐体の間に配置し、アンテナと基板とは板バネまたはスプリングコネクタなどを介して給電を行う構造がある。

しかし、板バネまたはスプリングコネクタを配置するためには、スペースが必要である。電子機器の小型、薄型、軽量化がますます要求され、基板実装密度が高くなるにつれて、このようなスペースを確保することが困難となる。特に、マルチバンドに対応するために複数のアンテナを備える電子機器において、アンテナと基板との接続スペースの縮小は重要である。

上側筐体に配置された無給電素子と下側筐体とをワイヤーにより接続し、通話時に高いアンテナ性能を発揮するとともに、非通話時には筐体の薄型化を図ることができる携帯無線機器に関する技術開示例がある（特許文献１）。
特開２００３−１１０４５３号公報

本発明は、電気的特性を維持もしくは向上させた上で、導電パターンと基板との接続スペースもしくは実装スペースを縮小できる電子機器を提供する。

本発明の一態様によれば、導電パターンが設けられた筐体と、表面に配線層が設けられ、前記筐体内に固定された基板と、前記導電パターンと、前記配線層と、を電気的に接続する導電部材と、を備え、前記筐体は、底面部と、前記底面部の周縁に立設された枠部と、を有し、前記導電パターンは、前記枠部の形状に沿ってその外表面からその内表面にかけて連続して延在し、前記導電部材は、前記内表面に延在した前記導電パターンの少なくとも一部と、前記導電パターンの前記少なくとも一部に対向する前記基板の側面と、のあいだに介在し、前記導電パターンの前記少なくとも一部と、前記配線層の端部と、にそれぞれ接触してなることを特徴とする電子機器が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、導電パターンが設けられた筐体と、表面に配線層が設けられ、前記筐体内に固定された基板と、前記導電パターンと、前記配線層と、を電気的に接続し、導電性弾性体からなる導電部材と、を備え、前記筐体は、底面部と、前記底面部の周縁に立設された枠部と、を有し、前記導電パターンは、前記枠部の形状に沿ってその外表面からその内表面にかけて連続して延在し、前記導電部材は、前記内表面に延在した前記導電パターンの少なくとも一部と、前記導電パターンの前記少なくとも一部に対向する前記基板の側面と、のあいだに押しつけられつつ介在し、前記導電パターンの前記少なくとも一部と、前記配線層の端部と、にそれぞれ接触してなることを特徴とする電子機器が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、導電パターンが設けられ、枠部に凹部を有する筐体と、表面に配線層が設けられ、凸部を有し、前記筐体に固定された基板と、を備え、前記凸部と前記凹部とは、嵌合され、前記導電パターンは、前記筐体の外表面と前記凹部の内側面とにまたがって延在し、前記内側面に延在した前記導電パターンの少なくとも一部と、前記配線層の端部と、が接触してなることを特徴とする電子機器が提供される。

本発明により、電気的特性を維持もしくは向上させた上で、導電パターンと基板との接続スペースもしくは実装スペースを縮小できる電子機器が提供される。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる電子機器を表し、図１（ａ）は模式斜視図、図１（ｂ）は鎖線Ａ−Ａに沿った模式断面図である。筐体１０は、キーボードなどを含む操作部、または液晶画面などを含む表示部のいずれであっても良い。枠部を有する筐体１０の表面は、外表面と内表面とからなる。

このうち外表面は枠外面部１０ａ及び底面部１０ｄを含み、内表面は枠上面部１０ｂ及び枠内面部１０ｃを含む。アンテナパターン１２は、枠外面部１０ａに設けられた１２ａ、枠上面部に設けられた１２ｂ、内面部１０ｃに設けられた１２ｃを含む。

このようにアンテナパターン１２ａを筐体１０の枠外面部１０ａまで延在させると、基板２０上の回路部品（図示せず）からの距離を長くできてノイズの影響を低減することができる。筐体１０の内面にアンテナパターンを配置することも考えられるが、筐体１０の内面にはリブ及びボスが設けられることが多く、アンテナパターン１２の形状が制約される。

筐体１０の材料としては、例えば樹脂を用いることができる。この場合、アンテナパターン１２は印刷、板金貼り付け、インモールド、シート成形、シート接着、インサート成型などにより形成できる。

一方、ガラスエポキシ材料などからなる基板２０には、回路部品（図示せず）が配置され、配線層２２を介して、電源、制御回路、信号処理回路、給電部５０、表示部、キーボード、アンテナパターン１２などに接続される。

図１（ａ）の破線部Ｇ１において、基板２０上の配線層２２は、導電性ゴムなどからなる導電性弾性体からなる導電部材３０を介してアンテナパターン１２ｃと接続される。導電性ゴムは弾性に富むので押しつけにより良好な電気的接続が可能であるが、接着剤などを用いるとより確実な接続とできる。

インモールドまたはＭＩＤからなるアンテナを筐体と基板との間に配置し、板バネまたはスプリングコネクタを介して接続する構造では、これらを配置するためのスペースが必要である。これに対して本実施形態では、板バネ及びスプリングコネクタのためのスペース及びアンテナを配置するスペースが不要であり、筐体の小型化及び薄型化が可能である。

また、図１（ａ）において、破線部Ｇ２も破線部Ｇ１と同様に、配線層２２が導電部材３０を介してアンテナパターン１２の内面部１２ｃと接続されている。すなわち、一つの通信帯域において、例えば送信及び受信アンテナパターンを別にすることが容易となる。さらに、マルチバンドに対応して複数の通信帯域のアンテナパターンを設けることが容易となる。このように、アンテナパターン１２が複数となると、基板２０上の給電部５０との接続構造が簡素である本実施形態により、筐体１０の小型化及び薄型化が容易となる。

ここで、アンテナパターン１２について説明を補足する。
図２は、アンテナパターン１２を表す模式図であり、図２（ａ）はモノポールアンテナ、図２（ｂ）はダイポールアンテナの場合である。モノポールアンテナのアンテナパターン１２の長さは約４分の１波長である。給電部５０はモノポールアンテナの一方の端部と接地４０とに接続されアンテナを励振する。

接地４０は、例えば基板２０の裏面などに設けられ図２（ａ）の破線の影像により２分の１波長のアンテナのように作用する。筐体１０を構成する材料の誘電率が１より大きいために、波長は自由空間より短縮されアンテナパターン１２が小型化できる。

図２（ｂ）はダイポールアンテナである。アンテナの長さは、約２分の１波長である。アンテナパターン１２の中間点において２分割されたそれぞれは、給電部５０に接続されアンテナが励振される。給電部５０は基板上に設けられ、配線層によりアンテナパターンと接続される。また、アンテナとしては、逆Ｆアンテナを用いることもできる。アンテナパターン１２ａは、筐体１０の外面部１０ａにおいて折れ曲がる場合及び同一平面内でジグザグ、ミアンダ、ループ形状などとすることができる。さらに、折り返しモノポールアンテナ、折り返しダイポールアンテナであってもよい。

図３は、第１実施形態の変形例を表す模式図である。なお、図１と同様の構成要素には同一番号を付して詳細な説明を省略する。アンテナパターン１２は、筐体１０の底面部１０ｄに設けられた１２ｄを含む。ヒンジ部を有する折りたたみ式電子機器の筐体の場合、アンテナパターン１２ｄが外側に設けられると表示装置、キーボードなどの配置が容易になるが、この構造に限定されることはない。

給電部３０及びアンテナパターン１２は電磁放射（ＥＭＩ）によりノイズを発生し、他の回路部品に影響を与えることがある。また、他の回路部品からのノイズがアンテナ特性に影響を与えることがある。従って、アンテナパターン１２と回路部品の距離は長い方が好ましく、また回路部品を電磁シールドすることも効果がある。

図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる電子機器を表し、図４（ａ）は模式斜視図、図４（ｂ）は鎖線ＡＡに沿った模式断面図である。なお、図１と同様の構成要素には同一番号を付して詳細な説明を省略する。基板２０上の配線層２２は、板金などからなる導電部材３２を介してアンテナパターン１２ｃと接続される。板金の導電部材３２は、ネジ３４などにより筐体１０に固定する。ネジを使用せず、接着してもよい。また、同じくネジを使用せず溶着してもよい。溶着の一例として筐体に凸部を設け、穴を有する導電部材３２をはめ込んで熱することで凸部を溶かし固定する方法がある。

この場合、導電部材３２は、押しつけにより配線層２２及びアンテナパターン１２ｃと接触し、良好な電気的接続が得られる。本実施形態においても、板バネ及びスプリングコネクタのためのスペース及びアンテナを配置するスペースが不要であり、筐体１０の小型化及び薄型化が可能である。

第１及び第２の実施形態において、導電部材３０として導電ゴム及び板金などからなる材料を用いた。しかし、導電部材３０として、基板２０の側面の導電層を用いることもできる。図５は、本発明の第３の実施の形態にかかる電子機器を表し、図５（ａ）は模式斜視図、図５（ｂ）は鎖線ＡＡに沿った模式断面図である。

導電層２２ｃは、基板２０の表面に形成された配線層２２が基板２０の側面に延在した部分である。基板２０が筐体１０の内面部１０ｃに押しつけられ、導電層２２ｃ及びアンテナパターン１２ｃが接触し、良好な電気的接触をなす。この構造は簡素であるが、アンテナ性能を保ちつつ筐体１０の小型化及び薄型化を可能とする。

以上、アンテナパターン１２及び基板２０上の配線層２２間の電気的接続に関して説明を行った。次に、基板２０及び筐体１０の間の固定方法について説明する。基板２０を筐体１０に固定するには、ネジ止め、接着、溶着などが用いられる。さらに、基板２０に切り欠きによる凹部を設け、筐体１０に設けられた凸部と嵌合する方法を用いることができる。

図６は、筐体１０の凸部を用いて基板２０を固定する構造を表す模式斜視図である。筐体１０には凸部１０ｅが設けられ、基板２０には切り欠きによる凹部２０ａが形成される。凸部１０ｅ及び凹部２０ａを嵌合することにより、位置合わせが容易となる。このようにしてアンテナ性能を保ちつつ、基板２０を確実に筐体１０に固定することができる。

次に、基板２０に形成された凸部を筐体１０に設けられた凹部に嵌合し、アンテナパターン１２及び基板２０を接続する構造について説明する。
図７は、本発明の第４の実施の形態にかかる電子機器を表し、図７（ａ）は模式斜視図、図７（ｂ）は鎖線ＡＡに沿った模式断面図である。基板２０に形成された凸部２０ｂを、筐体１０の枠部に設けられた切り欠き状の凹部１０ｆに嵌合する。

筐体１０の表面は、外表面と内表面とからなる。このうち外表面は枠外面部１０ａ及び底面部１０ｄを含み、内表面は枠上面部１０ｂ、枠内面部１０ｃ、凹部１０ｆの内側面を含む。アンテナパターン１２は、枠外面部１０ａに設けられた１２ａ、枠上面部に設けられた１２ｂ、内面部１０ｃに設けられた１２ｃ、凹部１０ｆの内側面に設けられた１２ｅを含む。

一方、筐体１０の凹部１０ｆの内側面と当接する基板２０の凸部２０ｂの側面には、配線層２２が延在した導電層２２ｄが形成される。嵌合によりアンテナパターン１２ｅ及び基板２０の導電層２２ｄは電気的に接続される。

アンテナパターン１２、配線層２２、導電層２２ｄは印刷で形成できるが、９０度に折れ曲がった導電層２２ｄ及び内面部１２ｅは、例えば導電性テープなどを用いて形成しても良い。本構造もアンテナ性能を保ちつつ筐体１０の小型化及び薄型化を可能とする。

図８は、第４実施形態の第１変形例を表し、図８（ａ）は模式斜視図、図８（ｂ）は鎖線Ｂ−Ｂに沿った模式断面図である。本変形例において、筐体１０の枠部に設けられた切り欠き状の凹部１０ｆに隣接した筐体１０の外表面に段差が形成される。また、基板２０の凸部２０ｂに沿って折れ曲げられ、凹部１０ｆの内面部１２ｅに沿って延在し、段差に沿ってさらに折り曲げられた金属などの導電部材３６が、基板２０及び筐体１０の間に挟持される。導電部材３６は、配線層２２及び内面部１２ｅを接続し、アンテナパターン１２へ給電する。基板２０の凸部２０ｂを筐体１０の枠部の外表面から飛び出さないようにして基板２０を固定できる。本変形例によれば、アンテナパターン１２の位置を変更した場合でも、導電部材３６の形状を変えることにより容易に接続可能できる。

図９は、第４実施形態の第２変形例を表し、図９（ａ）は模式斜視図、図９（ｂ）は鎖線Ａ−Ａに沿った模式断面図である。なお、図７と同様の構成要素には同一番号を付して詳細な説明を省略する。本変形例において、凹部１０ｇは筐体１０の枠部を貫通する開口とする。凸部２０ｂが凹部１０ｇと精度良く嵌合するようにすれば、基板２０の固定が容易となり、さらに小型化及び薄型化も容易となる。

図１０は、第４実施形態の第３変形例を表し、図１０（ａ）は模式斜視図、図１０（ｂ）は鎖線Ａ−Ａに沿った模式断面図である。基板２０の凸部２０ｂには配線層２２が同一平面上に延在している。開口状の凹部１０ｇの上側の内側面にアンテナパターン１２ｆが延在し、配線層２２と当接している。この場合にも、凸部２０ｂが凹部１０ｇと精度良く嵌合するようにすれば、基板２０の固定が容易となり、さらに小型化及び薄型化も容易となる。

図１１は、第４実施形態の第４変形例を表し、図１１（ａ）は模式斜視図、図１１（ｂ）は鎖線Ａ−Ａに沿った模式断面図である。本変形例の場合、開口状の凹部１０ｇは二段構造となっており、この凹部１０ｇに金属などの導電部材３８が嵌合される。基板２０上の配線層２２は導電部材３８の突起状の端部と接続され、アンテナパターン１２は二段構造の凹部１２ｇの内壁において導電部材３８と接続される。本変形例において、アンテナパターン１２の形状が変化しても導電部材３８と容易に接続ができる。また、凹部１０ｇを二段構造とすることにより、筐体１０に対する導電部材３８の位置決めが可能となる。

以上の実施形態例及びこれらに付随する変形例において、筐体１０の表面にはアンテナパターン１２が設けられた場合について説明した。しかし、本発明はこれらに限定されない。照度センサ、半導体発光素子、その他の電子部品を接続するための導電パターンが設けられた場合も包含される。

以上、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらに限定されない。本発明を構成するアンテナパターン、導電部材、基板、筐体などに関して、当業者が各種設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。

本発明の第１の実施の形態にかかる電子機器を表す模式図である。 アンテナパターンを表す模式図である。 第１実施形態の変形例を表す模式図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる電子機器を表す模式図である。 本発明の第３の実施の形態にかかる電子機器を表す模式図である。 基板を筐体に固定する方法を説明する模式斜視図である。 本発明の第４の実施の形態にかかる電子機器を表す模式図である。 第４実施形態の第１変形例を表す模式図である。 第４実施形態の第２変形例を表す模式図である。 第４実施形態の第３変形例を表す模式図である。 第４実施形態の第４変形例を表す模式図である。

符号の説明

１０ 筐体、 １０ａ 外面部、 １０ａ 枠外面部、 １０ｂ 枠上面部、 １０ｃ 内面部、 １０ｃ 枠内面部、 １０ｄ 底面部、 １０ｅ 凸部、 １０ｆ、１０ｇ 凹部、 １２、１２ａ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ アンテナパターン、 １２ｃ、１２ｅ 内面部、 ２０ 基板、 ２０ａ 凹部、 ２０ｂ 凸部、 ２２ 配線層、 ２２ｃ、２２ｄ 導電層、 ３０ 導電部材（給電部）、 ３２、３６，３８ 導電部材、 ３４ ネジ、 ４０ 接地、 ５０ 給電部

Claims (8)

1. 導電パターンが設けられた筐体と、
   表面に配線層が設けられ、前記筐体内に固定された基板と、
   前記導電パターンと、前記配線層と、を電気的に接続する導電部材と、
   を備え、
   前記筐体は、底面部と、前記底面部の周縁に立設された枠部と、を有し、
   前記導電パターンは、前記枠部の形状に沿ってその外表面からその内表面にかけて連続して延在し、
   前記導電部材は、前記内表面に延在した前記導電パターンの少なくとも一部と、前記導電パターンの前記少なくとも一部に対向する前記基板の側面と、のあいだに介在し、前記導電パターンの前記少なくとも一部と、前記配線層の端部と、にそれぞれ接触してなることを特徴とする電子機器。
2. 前記導電部材は、導電性弾性体、板金、前記基板の側面に設けられた導電層のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 導電パターンが設けられた筐体と、
   表面に配線層が設けられ、前記筐体内に固定された基板と、
   前記導電パターンと、前記配線層と、を電気的に接続し、導電性弾性体からなる導電部材と、
   を備え、
   前記筐体は、底面部と、前記底面部の周縁に立設された枠部と、を有し、
   前記導電パターンは、前記枠部の形状に沿ってその外表面からその内表面にかけて連続して延在し、
   前記導電部材は、前記内表面に延在した前記導電パターンの少なくとも一部と、前記導電パターンの前記少なくとも一部に対向する前記基板の側面と、のあいだに押しつけられつつ介在し、前記導電パターンの前記少なくとも一部と、前記配線層の端部と、にそれぞれ接触してなることを特徴とする電子機器。
4. 前記基板は、ネジ止め、接着、溶着、嵌合のうちの少なくともいずれか一つにより前記筐体に固定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子機器。
5. 導電パターンが設けられ、枠部に凹部を有する筐体と、
   表面に配線層が設けられ、凸部を有し、前記筐体に固定された基板と、
   を備え、
   前記凸部と前記凹部とは、嵌合され、
   前記導電パターンは、前記筐体の外表面と前記凹部の内側面とにまたがって延在し、前記内側面に延在した前記導電パターンの少なくとも一部と、前記配線層の端部と、が接触してなることを特徴とする電子機器。
6. 前記凹部は、前記枠部に設けられた切り欠きであることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
7. 前記凹部は、前記枠部を貫通する開口であることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
8. 前記導電パターンは、アンテナパターンであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の電子機器。

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