JP5184827B2 - 回路基板及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、多層により構成される回路基板及び当該回路基板を有する電子機器に関する。

電子機器においては、各種電子部品を実装する回路基板を備えられている。また、回路基板においては、複数層を有し、各層に信号線が設けられているものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

ここで、回路基板が２層により構成（一方の層と他方の層とのそれぞれに信号線が設けられている構成）が考えられるが、この場合、一方の層に設けられた第１の信号線と、他方の層に設けられた第２の信号線とが交差すると、当該交差部分において、第１の信号線と第２の信号線の少なくとも一方がノイズを放射し、信号の損失が生じるおそれがある。

そこで、上述のような問題を回避するために、第１の信号線と第２の信号線との間に、グランドパターン層を形成する構成が考えられる。
特開平８−２０４３４４号公報

しかし、グランドパターン層を形成する場合には、グランドパターン層分の厚みが生じる。この厚みは、近年の電子機器における小型化、薄型化といったデザイン性の要求を実現するための障害になり、また、コストアップの原因にもなってしまう。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、第１の信号線と第２の信号線とが回路基板上において交差するように形成される場合において、グランドパターン層を形成することなく信号の損失を低減可能な回路基板及び電子機器を提供することである。

本発明に係る回路基板は、上記課題を解決するために、第１の信号線を有する第１の層と、前記第１の層に積層配設された第２の層と、を有し、前記第２の層は、前記第１の信号線に対向して配設される基準電位部と、前記基準電位部を挟んで電気的に離れて配置され導電性部材により電気的に接続される第２の信号線と、を有し、前記第２の信号線は、前記第１の信号線と対向せず、前記第１の信号線と前記第２の信号線とは、同じ層に設けられていないことを特徴とする。

本発明に係る電子機器は、上記課題を解決するために、筐体と、前記筐体内に配設されると共に、第１の信号線を有する第１の層と前記第１の層に積層配設された第２の層とを有する回路基板と、を有し、前記第２の層は、前記第１の信号線に対向して配設される基準電位部と、前記基準電位部を挟んで電気的に離れて配置され導電性部材により電気的に接続される第２の信号線と、を有し、前記第２の信号線は、前記第１の信号線と対向せず、前記第１の信号線と前記第２の信号線とは、同じ層に設けられていないことを特徴とする。

また、上記電子機器では、前記筐体内に配設されるアンテナを有し、前記第１の信号線と前記第２の信号線の少なくとも一方は、アンテナから送受信される高周波信号が伝送されることが好ましい。

本発明によれば、第１の信号線と他の信号線とが交差する構成において、当該交差部分における信号の損失を好適に低減することができる。

図１は、本発明に係る外部機器（基地局）と通信を行う電子機器の一例である携帯電話装置１の外観斜視図を示す。

携帯電話装置１は、表面がフロントケース２ａとリアケース２ｂにより構成される操作部側筐体部２と、表面がフロントパネル３ａとリアパネル３ｂにより構成される表示部側筐体部３と、を備えて構成される。操作部側筐体部２は、フロントケース２ａ表面に、操作ボタン群１１と、携帯電話装置１の使用者が通話時に発した音声が入力される音声入力部１２とが露出するように構成される。また、操作ボタン群１１は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作ボタン１３と、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作ボタン１４と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン１５と、から構成されている。また、操作部側筐体部２の側面には、外部機器（例えば、ホスト装置）と通信を行うためのインターフェースを覆うキャップ１６が設けられている。

また、表示部側筐体部３は、フロントパネル３ａに、各種情報を表示するためのディスプレイ２１と、通話の相手側の音声を出力する音声出力部２２とが露出するように構成される。

また、操作部側筐体部２の上端部と表示部側筐体部３の下端部とは、図１に示すように、ヒンジ機構４を介して連結されている。また、携帯電話装置１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを相対的に動かすことにより、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが互いに開いた状態（開放状態）にしたり、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが折り畳まれた状態（折畳み状態）にしたりできる。なお、本実施形態において、ヒンジ機構４による折り畳み式の携帯電話装置１の説明をしているが、折り畳み式ではなく、両筐体２、３を重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式や、両筐体２、３を２軸ヒンジを介して連結したもの、更には、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが一つの筐体に配置されたもの（いわゆる、ストレートタイプ）でも良い。

また、図２は、操作部側筐体部２に内蔵される部材の分解斜視図である。

図２に示すように、操作部側筐体部２は、フロントケース２ａと、上述した操作ボタン群１１を構成するキーシート４０と、フレキシブルプリント回路基板５０と、シールドケース６０と、基準電位が形成されている層及び携帯電話機用のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モジュール等の各種電子部品を備える回路基板７０と、リアケース２ｂと、バッテリ８０と、バッテリリッド９０と、を備える。また、操作部側筐体部２において、フロントケース２ａと、キーシート４０と、フレキシブルプリント回路基板５０と、シールドケース６０と、回路基板７０と、リアケース２ｂとは、積層的に配置される。また、バッテリ８０は、リアケース２ｂの外側から装脱可能に収納され、バッテリリッド９０により覆われる。

また、フロントケース２ａとリアケース２ｂとは、互いの凹状の内側面が向き合うように配置され、互いの外周縁が重なり合うようにして結合される。また、フロントケース２ａとリアケース２ｂとの間には、キーシート４０と、フレキシブルプリント回路基板５０と、シールドケース６０と、回路基板７０とが挟まれるようにして内蔵される。つまり、回路基板７０を覆うようにしてシールドケース６０が積層配置され、また、シールドケース６０の上面側にフレキシブルプリント回路基板５０が積層配置され、また、フレキシブルプリント回路基板５０の上面にキーシート４０が積層配置される。

また、回路基板７０とシールドケース６０とは、複数の連結部において着脱可能に部分的に固定される。また、回路基板７０には、各種電子部品が配置される。各種電子部品は、所定の組み合わせにより複数の回路ブロックを形成する。例えば、無線回路、電源回路、デジタル回路等を含む各種回路ブロックが形成される。

また、シールドケース６０は、薄型の直方体における一の広い面が開口した形状を有する金属製の部材である。なお、シールドケース６０は、金属により形成する以外に、骨格を樹脂により形成し、その表面に導体膜を形成したものでも良い。

フレキシブルプリント回路基板５０は、フロントケース２ａ側の面に複数のキースイッチ５１、５２、５３を有し、シールドケース６０における平板部４２に載置される。フレキシブルプリント回路基板５０のキースイッチ５１、５２、５３は、椀状に湾曲して立体的に形成された金属板のメタルドームを有する構造になっている。メタルドームは、その椀状形状の頂点が押圧されると、フレキシブルプリント回路基板５０の表面に印刷された不図示の電気回路に形成されるスイッチ端子に接触して電気的に導通する。なお、詳細は後述するが、フレキシブルプリント回路基板５０は、複数の絶縁フィルムの間に配線を挟み込んだ基板である。

キーシート４０は、シリコンゴム製のシート４１の表面に操作ボタン群１１が接着剤により貼り付けられて構成される。キーシート４０における操作ボタン群１１を構成する機能設定操作ボタン１３、入力操作ボタン１４及び決定操作ボタン１５は、フレキシブルプリント回路基板５０におけるキースイッチ５１、５２、５３と対向する位置に配置されると共に、後述するフロントケース２ａに形成されるキー孔から露出するように配置される。

フロントケース２ａには、携帯電話装置１を折り畳んだ状態で表示部側筐体部３のディスプレイ２１と対向する内側面に、キー孔が複数形成される。複数のキー孔それぞれからは、キーシート４０上に形成される機能設定操作ボタン１３、入力操作ボタン１４及び決定操作ボタン１５の押圧面が露出する。この露出した操作ボタン群１１を構成する機能設定操作ボタン１３、入力操作ボタン１４及び決定操作ボタン１５の押圧面を押し下げるように押圧することで、対応するキースイッチ５１、５２、５３それぞれにおけるメタルドーム（椀状形状）の頂点が押圧され、スイッチ端子に接触して電気的に導通する。

リアケース２ｂの一端側には、図３に示すように、基台６５に収納されたアンテナ６６が配置される。つまり、アンテナ６６は、携帯電話装置１における一端側に配置される。具体的には、アンテナ６６は、携帯電話装置１におけるヒンジ機構４側と反対の端部側に配置される。また、アンテナ６６は、帯状の板金で形成される。なお、ここでのアンテナ６６の配置位置、形状、材料等は一例であり、これに限定されるものではない。

アンテナ６６は、給電端子を介して回路基板７０から給電される。また、アンテナ６６は、詳細は後述するが、フレキシブルプリント回路基板５０に形成されている配線パターンを介して回路基板７０から給電されると共に、回路基板７０のＲＦモジュール等と接続される。

ここで、フレキシブルプリント回路基板５０の構造について説明する。

フレキシブルプリント回路基板５０は、上述したように、シールドケース６０上に配設され、第１の層５０ａと第２の層５０ｂとが積層されてなる２層構造である（図４を参照。）。

また、第１の層５０ａは、図５（Ａ）に示すように、第１の信号線５０ｃと、基準電位（例えば、回路基板７０に形成されている基準電位）に電気的に接続された基準電位部５０ｄとが形成されている。

また、第２の層５０ｂは、図５（Ｂ）に示すように、第１の信号線５０ｃに対向して配設されると共に、基準電位に電気的に接続された基準電位部５０ｅと、基準電位部５０ｅを挟んで電気的に離れて配置される第２の信号線５０ｇと、が形成されている。また、第２の層５０ｂには、基準電位部５０ｅに導電性の導電性部材５０ｆが実装され、この導電性部材５０ｆが、基準電位部５０ｅを挟んで電気的に離れて配置された第２の信号線５０ｇを電気的に接続する。

また、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）中のＡ−Ａで切断した場合のフレキシブルプリント回路基板５０の断面図を示す。

図５０（Ａ）、（Ｂ）から分かるように、基準電位部５０ｅが途切れることなく第１の信号線５０ｃの上部を覆っている。

したがって、本発明によれば、第１の信号線５０ｃと第２の信号線５０ｇとが交差した場合であっても、少なくともいずれか一方の信号線から放射されるノイズが基準電位部５０ｅにより低減されるため、当該交差部分における信号の損失が低減する。

また、導電性部材５０ｆは、導電性を有する部材であれば適用可能だか、ここでは、第２の信号線５０ｇに必然的に、あるいは通常接続される電子部品により構成されることが好ましい。例えば、０Ω抵抗や、回路上必要となる抵抗、キャパシタ、インダクタ等や、ビーズ抵抗等の部品がこれに該当する。

このような構成によれば、第２の信号線５０ｇに接続される電子部品を、導電性部材５０ｆとして利用することにより、導電性部材５０ｆを改めて設ける必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。

また、第１の信号線５０ｃと第２の信号線５０ｇの少なくとも一方は、アンテナ６６により送受信されるＲＦ（高周波）信号が伝送されるマイクロストリップラインを構成している。

本発明に係る構成によれば、第１の信号線５０ｃと第２の信号線５０ｇとの交差部分において、第２の層５０ｂ上に基準電位部５０ｅが形成されているので、例えば、第１の信号線５０ｃにアンテナ６６により送受信されるＲＦ信号が伝送される場合であっても、第２の信号線から放射されるノイズが基準電位部５０ｅにより低減され、更には当該交差部分においてインピーダンスの整合性も保たれるため、伝送されるＲＦ信号は劣化することがなく、アンテナ感度や送信電力の低下を防止することができる。

また、本発明によれば、グランドパターン層を形成することなく第１の層５０ａと第２の層５０ｂとにより信号線を交差させても、インピーダンスの整合性を保つことができるので、筐体の薄型化及びコストダウンを図ることができる。

また、第１の信号線５０ｃと第２の信号線５０ｇとが交差する部分において、第２の信号線５０ｇを電気的に接続する電子部品として、回路上必要となる抵抗、キャパシタ、インダクタ等や、ビーズ抵抗等の部品を利用するので、当該電子部品の追加によるコストアップを発生させることがない。

なお、本実施例においては、第１の信号線５０ｃに伝送される信号として、ＲＦ信号を示したが、これに限られず、例えば、高速シリアル信号等その他の信号であっても良い。ここで、高速シリアル信号を伝送するための信号線は、当該信号線上にグランドパターンが途切れることなく形成されている必要があるが、本発明によれば、第１の層５０ａと第２の層５０ｂとの間に別途グランドパターン層を形成しなくても、第１の信号線５０ｃ上に基準電位部５０ｅが途切れることなく形成されるので、高速シリアル信号等であっても有効に適用可能である。

また、本実施例においては、２層構造のフレキシブルプリント回路基板５０について説明を行ったが、これに限られず、２層構造以上の回路基板であっても本発明に係る構成を適用することができる。

本発明に係る携帯電話装置の外観を示す斜視図である。 操作部側筐体部に内蔵される部材の分解斜視図である。 操作部側筐体部のリアケースを側面から透過したときの図である。 フレキシブルプリント基板とシールドケースとが配設される様子を示す模式図である。 本発明に係るフレキシブルプリント基板の第１の層と第２の層に形成される配線パターン等を示す図である。

符号の説明

１ 携帯電話装置
２ 操作部側筐体部
５０ フレキシブルプリント回路基板
５０ａ 第１の層
５０ｂ 第２の層
５０ｃ 第１の信号線
５０ｄ、５０ｅ 基準電位部
５０ｆ 導電性部材
５０ｇ 第２の信号線
６０ シールドケース
７０ 回路基板

Claims (3)

1. 第１の信号線を有する第１の層と、
   前記第１の層に積層配設された第２の層と、を有し、
   前記第２の層は、前記第１の信号線に対向して配設される基準電位部と、前記基準電位部を挟んで電気的に離れて配置され導電性部材により電気的に接続される第２の信号線と、を有し、
   前記第２の信号線は、前記第１の信号線と対向せず、
   前記第１の信号線と前記第２の信号線とは、同じ層に設けられていないことを特徴とする回路基板。
2. 筐体と、
   前記筐体内に配設されると共に、第１の信号線を有する第１の層と前記第１の層に積層配設された第２の層とを有する回路基板と、を有し、
   前記第２の層は、前記第１の信号線に対向して配設される基準電位部と、前記基準電位部を挟んで電気的に離れて配置され導電性部材により電気的に接続される第２の信号線と、を有し、
   前記第２の信号線は、前記第１の信号線と対向せず、
   前記第１の信号線と前記第２の信号線とは、同じ層に設けられていないことを特徴とする電子機器。
3. 前記筐体内に配設されるアンテナを有し、
   前記第１の信号線と前記第２の信号線の少なくとも一方は、アンテナから送受信される高周波信号が伝送されることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。

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