JP6130579B2

JP6130579B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP6130579B2
Application number: JP2016225879A
Authority: JP
Inventors: 茂輝田辺; 英樹森田; 功益池; 一高寺田; 庸介中西
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2033-05-27
Also published as: JP6050182B2; JP2014241459A; JP2017073803A

Description

本発明は、気圧センサを備える電子機器に関する。

電子機器には、加速度センサによって検出された値に基づいて、歩数をカウントする機能を有しているものがある（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００４−１２０６８８号公報

ところで、電子機器では、加速度センサ以外に気圧センサを電子機器内部に搭載したものがある。電子機器内部に気圧センサを搭載した場合、電子機器内部の気圧は電子機器が外部から押圧（例えば、ユーザによりタッチパネルを操作、ポケットに入れて圧迫）され歪むことにより変動してしまうため、電子機器内部に搭載された気圧センサによって大気圧（電子機器外部の気圧）を適切に検出することが難しいといった問題がある。

したがって、本発明は、電子機器が外部から押圧されたことによって生ずる気圧の変化の影響が、気圧センサによって検出される気圧に加わる度合いを低減することができる電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る電子機器は、気圧センサが配置されている回路基板と、第１通気口と第２通気口と壁部とが形成されている筐体とを備え、前記回路基板の表面には、第１部分と当該第１部分より平坦な第２部分とがあり、前記壁部は、前記第１通気口を除いて前記第２通気口と前記気圧センサとを囲うように立設し、前記壁部は、前記第１部分より平坦な第２部分において前記回路基板と接合している。

本発明によれば、電子機器が外部から押圧されたことによって生ずる気圧の変化の影響が、気圧センサによって検出される気圧に加わる度合いを低減することができる。

携帯電話機１本体に組み込んだ回路基板を示す外観図である。リアケースの内側を示す外観図である。携帯電話機１本体にリアケースを組み合わせたときの外観図と模式図を示す。携帯電話機１の断面図である。気圧センサが配置される場所についての説明に供する図である。壁部により囲まれる領域の大きさについての説明に供する図である。回路基板１２の気圧センサ１１周辺の拡大図である。気圧センサ１１周辺の回路基板１２の導電層を表した図である。本発明の変形例に係る電子機器の部分断面図である。

本実施例に係る電子機器は、電子機器が外部から押圧されたことによって生ずる気圧の変化の影響が、気圧センサによって検出される気圧に加わる度合いを低減するための構成を有している。以下に、本発明を実施するための実施形態を詳細に説明する。以下では、電子機器の一例として、携帯電話機１について説明する。

携帯電話機１は、図１〜３に示すように、気圧センサ１１が配置されている回路基板１２と、第１通気口１３と、第２通気口１４と壁部１５とが形成されている筐体（以下、リアケースという）１６とを備える。

なお、図１は、リアケース１６を取り外した場合の携帯電話機１の背面図を示している。図２は、リアケース１６を内側からみたときの図を示す。また、図３（ａ）は、リアケース１６が携帯電話機１本体に組み合わせられている状態において、リアケース１６を裏側からみたとき図を示す。リアケース１６には、第１通気口１３及び第２通気口１４が形成されている。

壁部１５は、図２に示すように、第１通気口１３を除いて第２通気口１４を囲うように立設されている。壁部１５の開口面は、図３（ｂ）に示すように、リアケース１６を機器本体に組み合わせた場合に、気圧センサ１１が配置されている回路基板１２上の表面部分（具体的には、図１中の領域Ａ）を覆う。

ここで、携帯電話機１の断面図を図４に示す。壁部１５は、図４に示すように、携帯電話機１内部において、気圧センサ１１が配置される空間と他の空間（気圧センサ１１が配置されていない空間）とを隔てる壁となる。

よって、携帯電話機１は、壁部１５が第１通気口１３を除いて第２通気口１４と気圧センサ１１を囲うように立設されているので、携帯電話機１が外部から押圧され、気圧センサ１１が配置されていない空間で生じた気圧の変動の影響を気圧センサ１１に与えないようにできる。つまり、携帯電話機１は、携帯電話機１が外部から押圧され（特に、気圧センサ１１が配置されていない空間（例えば、タッチパネル２１）に対して押圧がされ）歪むことによって生ずる気圧の変化の影響が、気圧センサ１１によって検出される気圧に加わる度合いを低減することができる。

第２通気口１４は、壁部１５により囲われている空間内の気体圧力（気圧）を携帯電話機１外部の気圧と等しくするための通気口になる。また、第１通気口１３は、壁部１５により囲われている空間を除く携帯電話機１内部の空間（気圧センサ１１が配置されていない空間）の気圧を携帯電話機１外部の気圧と等しくするための通気口になる。また、第１通気口１３及び第２通気口１４は、携帯電話機１の内部に水が浸入するおそれを低減するために防水・防塵機能を発揮する防水素材で覆われている。

よって、携帯電話機１は、第１通気口１３及び第２通気口１４を通して機器内部に水滴等が侵入することがなく、気圧センサ１１等を水滴等から守ることができ、防水性を発揮することができる。なお、第１通気口１３及び第２通気口１４が、防水部材で覆われている場合、防水部材で覆われていない場合に比べて、通気性は悪くなる。したがって、携帯電話機１が防水構造を有し、第１通気口１３及び第２通気口１４が、防水部材で覆われている場合は、携帯電話機１が外部から押圧され歪んだ場合、携帯電話機１内部の気圧の変動の度合いは、携帯電話機１が防水構造を有していない場合と比較して大きくなるとともに、携帯電話機１外部と内部に気圧差が生じている状態が長く続くことになる。本発明の効果は、携帯電話機１が防水構造を有している場合に、特に顕著となる。

なお、壁部１５の開口面には、シリコンゴム等の弾性部材が形成されていてもよい。壁部１５の開口面にシリコンゴム等の弾性部材が形成されていると、リアケース１６が機器本体に組み合わされた場合において、壁部１５の開口面と回路基板１２の表面との密着性が高まり、気圧センサ１１が配置されていない空間で生じた気圧の変動が、気圧センサ１１が配置されている空間に与える影響をより低くすることができる。

つぎに、気圧センサ１１が配置される場所について説明する。

気圧センサ１１は、図５（ａ）に示すように、携帯電話機１の中央付近に配置するような場合が考えられる。しかし、携帯電話機１の中央付近は、携帯電話機１の剛性が低く、歪みやすい箇所といえる。そうすると、携帯電話機１の中央付近に壁部１５によって囲まれた気圧センサ１１が配置された空間を設けると、この空間に対して携帯電話機１外部からの小さな押圧が加えられただけで歪んでしまい、気圧の変動が生ずるおそれがある。

そこで、携帯電話機１は、図５（ｂ）に示すように、第２通気口１４と壁部１５が、リアケース１６の端部付近に形成される構成を採用する。携帯電話機１の端部付近は、剛性が高く、歪みにくい箇所といえる。そうすると、携帯電話機１の端部付近に壁部１５によって囲まれた気圧センサ１１が配置される空間を設けると、この空間に対して携帯電話機１外部から押圧が加えられても歪みにくく、気圧の変動は生じにくくなる。

なお、気圧センサ１１は、回路基板１２上において、リアケース１６と組み合わさったときに、壁部１５により囲われている場所に配置される。

このように構成されることにより、携帯電話機１は、携帯電話機１が外部から押圧されたことによって生ずる気圧の変化の影響が、気圧センサ１１によって検出される気圧に加わる度合いを低減することができる。

なお、本実施例では、気圧センサ１１の配置場所は、機器の端部付近であるとして説明したが、剛性が高い場所であれば端部付近に限られない。

つぎに、壁部１５により囲まれる領域の大きさについて説明する。

壁部１５により囲まれる領域は、気圧センサ１１が配置される領域である。携帯電話機１は、図６（ａ）に示すように、壁部１５により囲まれる領域が必要以上に広い場合には、この領域に対して携帯電話機１の外部から小さな押圧が加わっただけで、携帯電話機１が歪み、携帯電話機１の圧力が変動してしまうおそれがある。

そこで、携帯電話機１は、図６（ｂ）に示すように、壁部１５により囲われる空間の大きさを、回路基板１２上に配置される気圧センサ１１の大きさと同等程度にする。理想的には、壁部１５により囲われる空間の大きさは、気圧センサ１１の外形とほぼ同じ大きさにする。

このように構成されることにより、携帯電話機１は、壁部１５により囲われる空間が気圧センサ１１のサイズに応じて小さく設計するので、剛性が高くなり、外力が加わったときに生じる歪みに強くなる。よって、携帯電話機１は、携帯電話機１外部から押圧が加えられても歪みにくく、気圧の変動は生じにくくなる。

なお、本実施例では、壁部１５により囲われる空間には、気圧センサ１１が配置されと説明したが、これに限られず、他の要素（例えば、マイク等）も配置されてもよい。

また、回路基板１２は、気圧センサ１１が配置される場所の裏面側にチップ等の剛性の高い要素が配置される構成でもよい。このような構成によれば、壁部１５により囲われる空間の剛性が高くなるメリットがある。

つぎに、壁部１５がリアケース１６と接合する領域について説明する。

気圧センサスペースを密閉するための壁を作る際に、通常、部品がない部分のレジストがかかっている部分は基板が平坦ではないことと、壁の材質として、極力硬い素材を使用する必要があるため、基板に対して壁を押しあてても、密閉を取る事が難しい場合がある。表面が平らではない凹凸がある面に対して、硬い素材を押しあてて密着させようとしても、隙間を埋めることができず、空気が漏れてしまう点が本発明の課題となる。

そこで、気圧センサ周囲の壁が立つ箇所に対して、接合面の密着がとれるよう基板側の凹凸をなくす手法を提案する。第２実施形態により、硬い壁材を使用しても、押しあてる先の表面が平らであるため、壁を基板に押しあてた時に空気が通過する隙間をなくすことが可能となり、結果的に密閉度を向上させることが可能となる。具体的には、レジストではなく、金メッキを使用する手法である。

図７は、回路基板１２の気圧センサ１１周辺の拡大図である。図７においては、気圧センサ１１を取り外した状態を表している。図７に示す領域Ｂが回路基板１２とリアケース１６とを組み合わせた際に、回路基板１２と壁部１５とが接合する領域（接合領域）である。図７に示すとおり、回路基板１２は、表面が、レジストである部分（第１部分；領域Ｃ）と、金メッキである部分（第１部分より平坦な第２部分；領域Ｂ）とがある。なお、金メッキである部分（領域Ｂ）は、レジストである部分（領域Ｃ）よりも平坦な部分である。

回路基板１２の表面がレジストである部分は、金メッキである部分と比較して凸凹しており、このレジストである部分に壁部１５を接合すると、壁部と回路基板１２とに隙間が生じてしまい、気圧センサ１１が配置されていない空間から、気圧センサ１１が配置されている空間に空気（気体）が入り込んでしまうおそれがある。一方、回路基板１２の表面が金メッキである部分は、レジストである部分と比較して平坦であり（凸凹していない）、この金メッキである部分に壁部１５を接合すると、壁部と回路基板１２とに隙間が生じにくく、気圧センサ１１が配置されていない空間から、気圧センサ１１が配置されている空間に空気（気体）が入り込んでしまうおそれを低減することができる。

したがって、本発明は、壁部１５が、金メッキ部分において回路基板１２と接合していることにより、携帯電話機１が外部から押圧されたことによって生ずる気圧の変化の影響が、気圧センサ１１によって検出される気圧に加わる度合いを低減することができる。

なお、金メッキである部分の厚みが壁の厚みと同じしかなかった場合、押しあてた際に密閉度が取れる幅が少なくなり、密閉度が落ちる。したがって、金メッキである部分を最小限に抑えるために、壁部１５を回路基板１２に押しあてた時に壁部１５が潰れて外側に押しだされることを考慮して、金メッキである部分を壁部１５の厚みより少し厚く設けるとよい。

なお、金メッキ部分は、例えば、銅箔で形成されていてもよいし、レジストにフラックスをかけて平坦にして構成してもよいし、ドライフィルム型のレジストをステンレスなどのあて板を用いて熱＋圧力をかけてレジストをつけるようにしてもよい。

つぎに、図８は、気圧センサ１１周辺の回路基板１２の導電層を表した図である。図８（ａ）〜（ｄ）は、多層基板である回路基板１２の各導電層を表した図であり、図８（ａ）が最上位層（第１層）であり、図８（ｂ）〜（ｄ）は下位層（第２層〜第４層）である。なお、本実施例では、多層基板のうち導電層が４層を有するものであり、図８（ｄ）に示す第４層が最下位層である。図８を用いて、回路基板１２における配線パターン１７について説明する。

携帯電話機１は、気圧センサ１１が配置されていない空間から、気圧センサ１１が配置されている空間に空気（気体）が入り込んでしまうおそれを低減するために、壁部１５を回路基板１２に接合させるが、壁部１５と回路基板１２と間に隙間を生じさせないようにするために、壁部１５を回路基板１２に押し当てる（圧接する）。回路基板１２が多層基板である場合であって、壁部１５と回路基板１２とが接合している接合領域Ｄに最も近い導電層に配線パターン１７が形成されている場合には、壁部１５を回路基板１２に押し当てた際に、配線パターン１７による凹凸の影響で、壁部１５と回路基板１２との間に隙間が生じてしまうおそれがある。

したがって、本発明の携帯電話機１は、図８に示すとおり、壁部１５が接合している回路基板１２の接合領域Ｄは、当該領域に最も近い導電層には配線パターン１７を形成せず（図８（ａ）第１層）、当該導電層から少なくとも１層以上離れた導電層に配線パターン１７が形成する（図８（ｄ）第４層；最下位層）。なお、図８（ａ）に示す接合領域Ｄは、壁部１５が回路基板１２に実際に接合している接合領域であり、図８（ｂ）〜（ｄ）に示す接合領域Ｄは、図８（ａ）に示す接合領域Ｄに対応する領域である。このように、本実施例では、配線パターン１７を最下位層に形成することにより、壁部１５を回路基板１２に押し当てた際に、配線パターン１７による凹凸の影響をもっとも小さくすることができる。

なお、本実施例では、配線パターン１７を最下位層に形成したが、壁部１５を回路基板１２に押し当てた際に、配線パターン１７による凹凸の影響で、壁部１５と回路基板１２との間に隙間が生じない層であれば、第１層を除くいずれの層であってもよい。また、多層基板は、導電層が４層のみに限定されるものではない。

また、図９に示すように、壁部１５がさらに段差部１５ｘや補強部１５ｙを備えてもよい。以下に詳述する。

図９の実施例においては、ＰＣＢ（ポリカーボネート）等の基板６０上に各種の電子部品５０が搭載されている。そして、これら電子部品５０を覆うように、金属製のシールドケース４０が、ＰＣＢ製の基板６０にたいして固定されている。さらに、シールドケース４０の天面上には、回路基板１２が積層して配置されている。これにより、回路基板１２は、下面から強固に保持される。この回路基板１２は、上側及び下側にそれぞれレジスト層１２ｘを備え、さらにレジスト層１２ｘ間に挟持された金属層１２ｙとからなる。回路基板１２上には、気圧センサ１１が搭載されており、さらに当該気圧センサ１１を覆うように、リアケース１６が配置されている。そして、気圧センサ１１の平面視における外周において、回路基板１２の金属層１２ｙが露出し、当該露出した部位において、シリコーン樹脂或いはゴム等からなる弾性部材３０が、例えばリアケース１６の一部から構成される壁部１５によりシールドケース４０側に押圧されている。もちろんリアケース１６とは別体でもよい。壁部１５は、平面視で気圧センサ１１を囲鐃し、弾性部材３０と、回路基板１２とともに、気圧センサ１１を収容するためのキャビティを形成する。

そして、本変形例においては、壁部１５がさらに段差部１５ｘを備える。段差部１５ｘは、壁部１５の主要部よりも弾性部材３０の厚みから上面側のレジスト層１２ｘの厚みを除した程度の長さにおいて、壁部１５の主要部よりもリアケースの天井から長く延在しているために、壁部１５の主要部と段差部１５ｘとにより下方に向かって階段状を呈している。そして、段差部１５ｘは、回路基板１２のレジスト層１２ｘと接触する。この場合において、段差部１５ｘは、レジスト層１２に対向するが、接していなくともよい。即ち、大きな力が加わってリアケースの天面部が変形したときに初めて、キャビティの変形を低減させるべく、レジスト層に接触するようにしてもよい。

尚、レジスト層１２ｘの厚みと、弾性部材３０の厚みが同じであれば、段差がなくなるが、本変形例の構成は、段差が生じることが重要ではなく、弾性部材３０に対向する部位にて壁部１５の主要部が弾性部材を圧し、隣接して、段差部が、レジスト層を含む回路基板を、当初から或いは所定の圧力印可時に、押圧可能に成していることが重要である。従って、段差部の意義としては、段差が生じない場合も含む。

また、壁部１５は、補強部１５ｙを備えていてもよい。この場合、壁部１５の主要部と段差部１５ｘのように、連続的に両者が形成されているのではなく、壁部１５の主要部と、離間して当該壁部と並行に回路基板１２側に向かって延在されていてもよい。補強部１５ｙの平面視における形状は、円柱状や角柱状でもよいし、円弧上の壁部を呈していてもよい。そして、これらの形状が、壁部１５全体を覆うように筒状にしてもよいし、部分的に単数或いは複数本が並行して配置されるようにしてもよい。そして補強部１５ｙと同様に回路基板１２のレジスト層１２ｘと接触する。この場合において、補強部１５ｙは、レジスト層１２に対向するが、接していなくともよい。即ち、大きな力が加わってリアケース１６の天井部が変形したときに初めて、キャビティの変形を低減させるべく、レジスト層１２ｘに接触する或いは押圧するようにしてもよい。

このように、段差部１５ｘや補強部１５ｙがある場合、リアケース１６に大きな力が加わって、弾性部材３０が変形してしまう結果、キャビティ内の圧力変化を生じるような場面において、当該弾性部材３０の過度な変形が生じることを低減できることから、より信頼性の高い電子機器を提供できる。

１携帯電話機
１１気圧センサ
１２回路基板
１２ｘレジスト
１２ｙ金属層
１３第１通気口
１４第２通気口
１５壁部
１５ｘ段差部
１５ｙ補強部
１６筐体（リアケース）
１７配線パターン
２１タッチパネル
３０弾性部材
４０シールドケース

Claims

気圧センサが配置されている、表面に第１部分と当該第１部分より平坦な第２部分とを有する回路基板と、
第１通気口を除いて第２通気口と気圧センサとを囲う壁部と、を備え、
前記壁部は、前記第１部分より平坦な第２部分において前記回路基板と接合している
電子機器。
気圧センサが配置され、導電層を複数層有する多層基板である回路基板と、
第１通気口を除いて第２通気口と前記気圧センサとを囲うように立設し、かつ、前記回路基板と接合する壁部と、を有し、
前記壁部が接合している前記回路基板の接合領域は、
当該領域に最も近い前記導電層には配線パターンを形成せず、当該導電層から少なくとも１層以上離れた導電層に配線パターンが形成する
電子機器。
前記壁部は、さらに段差部或いは補強部を備える
請求項１または請求項２に記載の電子機器。
前記壁部は、マイクを更に囲う
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子機器。