JP4795355B2 - 基板構造 - Google Patents
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Description
図19に示すように、この基板構造200は、基板201に実装された複数の電子部品202を樹脂部203により一括被覆する。
そして、携帯端末205に設けられるLCD等の表示装置206は、樹脂部203を跨ぐように基板201に設けられた支持部材207に支持されることにより,筐体208に設けられた開口209に対応する位置に配置される。
また、導光板213は、光源であるLED221の形状、寸法に応じて略くさび状に厚肉化された導光部222が端面に設けられている。導光部222は、導光板213の下面に対して同一平面に沿うように、各透明基板218に向かって隆起するように配置されている。
ところが、従来の基板構造200は、各電子部品202の実装強度を確保するとともに、基板201を平坦状に維持するための補強材としての機能を主たる目的としており、前述したシールド性や放熱性について不十分あるという不都合がある。
また、前述した特許文献1は、ICパッケージをマザーボードに対して固定することを主目的としており、放熱性が求められる電子部品に対する考慮がなされていない。
この問題は、各透明基板218に向かって隆起するように導光部222が配置されているという構造上、根本的な解決が難しい。
しかし、支持部材207の載置板207Aは表示装置206を載置するための強度を確保した上ですでに薄型化されており、凹部や孔を形成する構造は強度の点から好ましくない。
しかし、近年の多層基板では回路設計上の障害になるとともに、薄型化された柔軟な基板では改善が困難である。
また、このような基板構造200では、基板201の裏面に各電子部品202が実装されているため、基板201の表面に表示装置206を直接的に支持させても、全体的な薄膜化に寄与しないという問題がある。
また、本発明の第2の目的は、積層部材に負荷が加わっても損傷が生じにくく、従来に比較して強度を向上できる基板構造を提供することにある。
シールド層の表面が他部材の表面形状に対応した所定形状に形成されている。よって、例えば従来のような支持部材を省略できるとともに、適宜凹部を形成しておくことにより、他部材を従来に比較して沈降するように支持できる。
これにより、携帯端末の小型化、薄型化、部品点数の少数化が図れる。
さらに、各電子部品のうち、実装高さ寸法が大きい電子部品を載置面の傾斜方向上流側に配置することで、載置面を基板側に近づけることができ、携帯端末の小型化、薄型化が損なわれることがない。
加えて、反射層で反射効率が高められ、光ロスが少ない高輝度の表示装置が得られる。
加えて、反射層として塗料を用いることで、反射層として用いる部材を不要にでき、部品点数を減らすことができる。
これにより、表示装置から反射シートを除去することができ、樹脂層94の携帯端末10の薄型化や部品点数の少数化が図れる。
また、部品の配置形態としては、樹脂部あるいは枠体の平面形状と、部品の平面形状とが相似形状であり、かつ、樹脂部あるいは枠体の平面における縁部が均等に露出するように部品を配置する形態を例示できる。
また、部品の配置形態としては、樹脂部あるいは枠体の平面形状および平面寸法と、部品の平面形状および平面寸法が同じであり、かつ、樹脂部あるいは枠体の端面と部品の端面とが同一面に沿うように配置されている状態も含む。
このような部品の配置形態であれば、部品に負荷が加わっても損傷が生じにくく、従来に比較して強度を向上できる。
また、本発明によれば、シールド層の表面を他部材の表面形状に対応させることで、携帯端末の小型化、薄型化、部品点数の少数化が図れるという効果を有する。
さらに、本発明によれば、樹脂部あるいは枠体の平面輪郭に対して、部品の平面輪郭が逸脱しないように配置されているため、部品に負荷が加わっても損傷が生じにくく、従来に比較して強度を向上できるという効果を有する。
図1に示す携帯端末10は、筐体12の内部空間14に第1実施形態の基板構造20を備える。
図1、図2に示すように、第1実施形態の基板構造20は、基板21と、基板21に沿って実装された複数の電子部品22と、各電子部品22を被覆するとともに基板21に密着する樹脂部25とを備える。
補強放熱層26は、熱伝導性および補強性が高い樹脂性の部材で、一例としてエポキシ系樹脂にフィラーとしてシリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、シリコンカーバイト(SiC)、AlN、カーボン(C)あるいはCu、Au、Ag、Ni等の導電性フィラー全般を含んだものが用いられる。
具体的には、シールド層27は、表面28に設けられて表示装置30を載置可能な載置面31と、載置面31の周部に立設されて表示装置30を包囲する壁部32とを有する。
載置面31は矩形状に形成された平端面である。壁部32は矩形状の枠体である。載置面31および壁部32で、表示装置30を収納する凹部34を形成する。
樹脂の誘電率は3.6、金属フィラーとしてのシリカフィラー(SiO2)の誘電率は3以下である。
また、シリカフィラーの粒径としては、例えば平均8μm以上、または最大40μm以下のものを用いることが好ましい。
シールド層27の表面28が表示装置30の表面形状に対応した所定形状に形成されている。よって、例えば従来のような支持部材を省略できるとともに、適宜凹部を形成しておくことにより、表示装置30を従来に比較して沈降するように支持できる。
これにより、携帯端末10の小型化、薄型化、部品点数の少数化が図れる。
表示装置30を凹部34に収納することで、シールド層27で表示装置30を支持するとともに保護できる。
反射層33は、例えば白色や銀色のシートで、矩形枠体に形成された枠状シート(シート)である。反射層33として白色や銀色のシートを用いることで、反射効率が高められる。
加えて、反射層33を枠状シートで設けたので、樹脂部25の表面28に枠状シートを容易に倣わせて、反射層33を簡単に取り付けることができる。
また、表示装置30は、その下面、すなわち反射シート38が載置面31に載置されている。
図2、図3に示すように、表示装置30は、本体35の下面に光学シート36を重ね、光学シート36の下面に導光板37を重ね、導光板37の下面に反射シート38を重ねたものである。
透明基板39に導電部41が設けられ、導電部41の端子41Aが壁部32の頂部32Aに接触している。
導光部42を略くさび形状に形成することで、導光部42は導光板37の下方に向けて突起している。
よって、導光部42および光源45を凹部44に収めることが可能になる。これにより、シールド層27の載置面31から表示装置30が浮き上がらないように、表示装置30の反射シート38を載置面31に接触させた状態に載せることができる。
図4に示すように、基板21に複数の電子部品22を実装した後、第1の金型47を型締めする。
図5に示すように、第1の金型47を型締めすることで、第1キャビティ空間48を形成する。
第1キャビティ空間48内に射出した溶融樹脂が凝固することにより、補強放熱層26を得る。
溶融樹脂が凝固した後、第1の金型47を型開きする。
第2の金型51を型締めした後、シールド層27用の溶融樹脂を、ゲート51Aから第2キャビティ空間52内に射出する。この溶融樹脂は、金属フィラーが含有されている。
第2キャビティ空間52内に射出した溶融樹脂が凝固することにより、図1に示すシールド層27を得る。
反射層33を取り付けた後、表示装置30をシールド層27の凹部34に収納する。表示装置30の反射シート38が載置面31に載置されるとともに、表示装置30の端面35Bが反射層33に臨む。
これにより、基板構造20の製造工程が完了する。
さらに、補強放熱層26およびシールド層27を同じ成形方法で成形する必要はなく、異なる成形方法で成形することも可能である。
図7に示す第2実施形態の基板構造60は、第1実施形態のシールド層27をシールド層61に代えたもので、その他の構成は第1実施形態の基板構造20と同様である。
シールド層61は、補強放熱層26の表面26Aに配線シートを貼付したものである。
導体はシールド性を確保するために設けられている。
シールド層61として配線シートを用いることで、シールド層61の厚さ寸法を薄くできる。よって、基板構造60の薄型化をより一層図ることができる。
図8に示すように、基板21に複数の電子部品22を実装した後、金型62と各電子部品22との間に、シールド層61を配置する。
シールド層61は、ロール状に巻き付けられていたものが巻き戻されて、金型62と各電子部品22との間に配置される。
この状態で、金型62を型締めする。
金型62を型締めすることで、キャビティ空間(図示せず)を形成する。
金型62を型締めした後、図7に示す補強放熱層26用の溶融樹脂を、ゲート62Bからキャビティ空間内に射出する。この溶融樹脂は、熱伝導性および補強性を確保するためにフィラーが含有されている。
溶融樹脂が凝固した後、金型62を型開きする。
このように、シールド層61として配線シートを用いることで、シールド層61を射出成形する必要がない。よって、金型62を1セットのみ用意するだけでよいので設備費が抑えられる。
反射層33を取り付けた後、表示装置30をシールド層61の凹部34に収納する。表示装置30の反射シート38が載置面31に載置されるとともに、表示装置30の端面35Bが反射層33あるいは壁部32に臨む。
これにより、基板構造60の製造工程が完了する。
さらに、第2実施形態の基板構造60によれば、第1実施形態の基板構造20と同様の効果が得られる。
図10〜図11に示す第3実施形態の基板構造70は、第1実施形態の載置面31および壁部32の内面に例えば白色や銀色の塗料を塗装することで反射層71を備えたもので、その他の構成は第1実施形態の基板構造20と同様である。
なお、塗料は、比較的多種の色を有しているので、多種の色からの選択が可能になる。
さらに、第3実施形態の基板構造70によれば、第1実施形態の基板構造20と同様の効果が得られる。
図12〜図13に示す第4実施形態の基板構造80は、第1実施形態の反射層33に代えて、表示装置30の端面35Bに、例えば白色や銀色の塗料を塗装することで反射層81を備えたもので、その他の構成は第1実施形態の基板構造20と同様である。
反射層81として白色や銀色の塗料を塗装することで、反射効率が高められる。このように、反射層81で反射効率が高められるので、光ロスが少ない高輝度の表示装置が得られる。
なお、塗料は、比較的多種の色を有しているので、多種の色からの選択が可能になる。
さらに、表示装置30の端面35Bに反射層81を備えることで、表示装置30をシールド層27の凹部34に組み込む前に塗装することができる。これにより、反射層81の塗装作業が容易になる。
加えて、第3実施形態の基板構造70によれば、第1実施形態の基板構造20と同様の効果が得られる。
図14に示す携帯端末10は、筐体12の内部空間14に第5実施形態の基板構造90を備える。
第5実施形態の基板構造90は、図14および図15に示すように、基板21と、基板21に沿って実装された複数の電子部品22と、各電子部品22を被覆するとともに基板21に密着する樹脂部91とを備える。
樹脂部91は、各電子部品22を覆うとともに熱伝導性および補強性を有する補強放熱層26と、補強放熱層26を覆うシールド層92とを備える。
シールド層92は、樹脂層93に金属シート(金属板)94をインサート形成することでシールド性を確保したものである。
第5実施形態の基板構造90は、金属シート94をシールド材とすることで、第1実施形態のシールド層27(図1参照)のように金属フィラーを添加する必要がない。
よって、シールド層92の射出成形に用いる樹脂の入手が容易になる。
金属シート94を樹脂層93の表面93Aに露出させることで、金属シート94で、表示装置30を載置する載置面を構成する。
加えて、金属シート94は、表示装置30の反射層をも兼ねている。
よって、表示装置30は、第1実施形態の表示装置から反射シート38を除去することができ、樹脂層94の携帯端末10の薄型化や部品点数の少数化が図れる。
樹脂層94の壁部96の内面に、第1実施形態と同様に、反射層33が設けられている。
加えて、第5実施形態の基板構造90によれば、第1実施形態の基板構造20と同様の効果が得られる。
すなわち、配線シートとは、軟質フィルムに、線状の導体が複数本並列に配線されたり、線状の導体が一本蛇行配線されたりした状態でプリントされたものをいう。
導体はシールド性を確保するために設けられている。
図16に示す第6実施形態の基板構造100は、載置面101が表示装置30の導光板37の傾斜面37Aであるとともに、各電子部品22のうち、実装高さ寸法Hが大きい電子部品22が載置面101の傾斜方向上流側に配置されたもので、その他の構成は第1実施形態の基板構造20と同様である。
加えて、第6実施形態の基板構造100によれば、第1実施形態の基板構造20と同様の効果が得られる。
図17(A),(B)に示すように、第7実施形態の基板構造110は、基板21と、基板21に沿って実装された複数の電子部品22と、各電子部品22を被覆するとともに基板21に密着する樹脂部111とを備える。
樹脂部111は、熱伝導性および補強性が高い樹脂性の部材で、一例としてエポキシ系樹脂にフィラーとしてシリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、シリコンカーバイト(SiC)、AlN、カーボン(C)あるいはCu、Au、Ag、Ni等の導電性フィラー全般を含んだものが用いられる。
具体的には、樹脂部111は、上面111Aが面積S1の略矩形状に形成されている。表示装置30は、下面30Aが面積S2の略矩形状に形成されている。面積S1と面積S2との関係は、S1≧S2が成立する。
樹脂部111の平面輪郭に対して、樹脂部111に配置される部品である表示装置30の平面輪郭が逸脱しないように配置されているため、表示装置30に負荷が加わっても表示装置30や樹脂部111等に損傷が生じにくく、従来に比較して強度を向上できる。
図18(A),(B)に示すように、第8実施形態の基板構造120は、基板21と、基板21に沿って実装された複数の電子部品22と、各電子部品22を被覆するとともに基板21に密着する樹脂部121と、樹脂部121を覆う枠体122とを備える。
枠体122は、樹脂部121の周囲に設けた金属フレーム123と、金属フレーム123に被せた金属蓋124とからなり、シールド材としての役割を果たす。
具体的には、金属蓋124は、上面124Aが面積S1の略矩形状に形成されている。表示装置30は、下面30Aが面積S2の略矩形状に形成されている。面積S1と面積S2との関係は、S1≧S2が成立する。
上面124Aの平面輪郭に対して、表示装置30の平面輪郭が逸脱しないように配置されているため、表示装置30に負荷が加わっても表示装置30や樹脂部121等に損傷が生じにくく、従来に比較して強度を向上できる。
変形例1
枠体122を金属フレーム123のみで構成して、樹脂部121の上面121Aに表示装置30を配置する。
これにより、表示装置30の平面輪郭を樹脂部121の上面121Aの平面輪郭から逸脱しないように配置させることが可能である。これにより、表示装置30に負荷が加わっても表示装置30や樹脂部121等に損傷が生じにくく、従来に比較して強度を向上できる。
枠体122を金属フレーム123のみで構成して、金属フレーム123の上縁123Aおよび樹脂部121の上面121Aを面一とし、上縁123Aおよび上面121Aに表示装置30を配置する。
これにより、表示装置30の平面輪郭を、樹脂部121の上面121Aの平面輪郭および金属フレーム123の上縁123Aの平面輪郭から逸脱しないように配置させることが可能である。これにより、表示装置30に負荷が加わっても表示装置30や樹脂部121等に損傷が生じにくく、従来に比較して強度を向上できる。
枠体122を金属フレーム123のみで構成して、金属フレーム123の上縁123Aに表示装置30を配置する。
これにより、表示装置30を、金属フレーム123の上縁123Aで支持することが可能である。これにより、表示装置30に負荷が加わっても表示装置30や樹脂部121等に損傷が生じにくく、従来に比較して強度を向上できる。
また、前記第1〜第6実施形態は、他部材として表示装置30を例示したが、他部材は表示装置30に限定するものではなくその他の部材の適用も可能である。
さらに、第7〜8実施形態では、部品として表示装置30を例示したが、その他の部品として、キーボード、タッチパネル、蓄電池等を用いても良い。
21 基板
22 電子部品
25,111,121 樹脂部
26 補強放熱層
27 シールド層
28 シールド層の表面
30 表示装置(部品)
31,101 載置面
32 壁部
33 反射層(シート)
37A 導光板傾斜面
42 導光部(表示装置の突起)
44 凹部
71,81 反射層
93A 表面
94 金属シート(金属板)
122 枠体
H 高さ寸法
Claims (8)
- 基板と、前記基板に沿って実装された複数の電子部品と、前記各電子部品を樹脂により被覆するとともに前記基板に密着する樹脂部とを備える基板構造であって、
前記樹脂部が、前記各電子部品を覆うとともに熱伝導性および補強性を有する補強放熱層と、前記補強放熱層を覆うシールド層とを備え、
前記シールド層の表面が、当該シールド層に載置される部材を収納する形状に形成されていることを特徴とする基板構造。 - 前記シールド層に載置される前記部材が表示装置であり、
前記シールド層の表面に設けられて前記表示装置を載置可能な載置面と、前記載置面の周部に立設されて前記表示装置を包囲する壁部とを有することを特徴とする請求項1に記載の基板構造。 - 前記載置面に前記表示装置の突起を収容する凹部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の基板構造。
- 前記複数の電子部品が、実装高さ寸法が小さい第1の電子部品と当該第1の電子部品に比べて実装高さ寸法がより大きい第2の電子部品とを含み、
前記載置面と前記基板の距離は、前記複数の電子部品の並び方向に沿って変動し、
前記第1の電子部品が、前記基板上において、前記基板と前記載置面の距離が小さい箇所に配置され、前記第2の電子部品が、前記基板上において、前記基板と前記載置面の距離が大きい箇所に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の基板構造。 - 前記シールド層の前記載置面および前記壁部の内面のうち少なくとも一方に反射層が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の基板構造。
- 前記反射層が前記樹脂部の表面に配置されたシートにより設けられていることを特徴とする請求項5に記載の基板構造。
- 前記反射層が前記樹脂部の表面に塗装することにより設けられていることを特徴とする請求項5に記載の基板構造。
- 前記シールド層の前記載置面および前記壁部の内面に金属板が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の基板構造。
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