JP6421555B2

JP6421555B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP6421555B2
Application number: JP2014234028A
Authority: JP
Inventors: 洋介角田; 杰魏; 鈴木　真純; 真純鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2018-11-14
Anticipated expiration: 2034-11-18
Also published as: US9699886B2; JP2016100370A; US20160143128A1

Description

本発明は、電子機器に関する。

携帯電話機等の電子機器では、基板に実装された発熱体が発熱することによって、電子機器の内部の温度が局所的に上昇することがある。このような温度上昇を抑えるために、熱拡散シートを用いた放熱構造を採用することが知られている。

熱拡散シートを用いた放熱構造に関する技術として、粘着層と、熱拡散シートとが交互に積層されて形成された放熱板を発熱体に接触させる従来技術がある。また、他の技術として、粘着層の発熱体に対応する領域に開口を形成し、開口を介して発熱体に対向する部材と、粘着層に積層された熱拡散シートとの間に断熱層となる空気層を形成する従来技術がある。

特開２０１２−１６０５０３号公報

しかしながら、放熱板を発熱体に接触させる従来技術では、熱拡散シートと比較して熱伝導率が低い粘着層が熱抵抗となるので、発熱体から離れた位置に積層された熱拡散シートに発熱体からの熱を効率良く伝達することが困難となる。結果として、放熱板を発熱体に接触させる従来技術では、放熱効率が低下する恐れがあった。

また、粘着層の発熱体に対応する領域に形成された開口を用いて空気層を形成する従来技術では、熱拡散シートと比較して熱伝導率が低い空気層が熱抵抗となるので、熱拡散シートに発熱体からの熱を効率良く伝達することが困難となる。結果として、粘着層の発熱体に対応する領域に形成された開口を用いて空気層を形成する従来技術では、放熱効率が低下する恐れがあった。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、放熱効率を向上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。

本願の開示する電子機器は、一つの態様において、筐体と、前記筐体の内部に配置され、発熱体が実装された基板と、前記筐体の内部に配置され、前記基板の前記発熱体が実装された面に対向する対向面を有する対向部材とを備える。また、電子機器は、前記発熱体に対応する位置に開口を有する粘着層と、熱拡散シートとが前記対向部材の前記対向面に交互に積層されて形成された放熱板とを備える。また、電子機器は、前記放熱板のうち前記粘着層の前記開口に対応する領域に前記発熱体を押し付けることによって、前記開口の位置において複数の前記熱拡散シートを重合させる押し付け部材を備える。

本願の開示する電子機器の一つの態様によれば、放熱効率を向上することができるという効果を奏する。

図１は、実施例１の携帯電話機のタッチパネル側の外観を示す斜視図である。図２は、実施例１の携帯電話機のリアカバー側の外観を示す斜視図である。図３は、実施例１の携帯電話機のタッチパネル側の外観を示す平面図である。図４は、図３に示した携帯電話機のＡ−Ａ線における断面図を模式的に示す図である。図５は、放熱板の製造方法の一例を示す説明図である。図６は、放熱板の製造方法の別の一例を示す説明図である。図７は、変形例の放熱板を説明するための図である。図８は、比較例の携帯電話機において放熱板に発熱体が押し付けられた状態を模式的に示す断面図である。図９は、実施例１の携帯電話機において放熱板に発熱体が押し付けられた状態を模式的に示す断面図である。図１０は、実施例２の携帯電話機の断面図である。図１１は、実施例３の携帯電話機の断面図である。図１２は、実施例４の携帯電話機の断面図である。

以下に、本願の開示する電子機器の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により開示技術が限定されるものではない。例えば、以下の実施例では、電子機器の一例として携帯電話機（スマートフォン）を挙げて説明するが、開示技術はこれには限られない。

図１は、実施例１の携帯電話機のタッチパネル側の外観を示す斜視図である。図２は、実施例１の携帯電話機のリアカバー側の外観を示す斜視図である。図３は、実施例１の携帯電話機のタッチパネル側の外観を示す平面図である。

図１〜図３に示すように、実施例１の携帯電話機１００は、フロントケース１０２、リアケース１０３及びリアカバー１０４を組み合わせることにより、一面が開口した筐体１０６を形成している。フロントケース１０２は、例えば枠状に形成されている。また、リアケース１０３は、例えばフロントケース１０２に対応する枠状に形成され、フロントケース１０２に組み合わされる。また、リアカバー１０４は、リアケース１０３によって形成される背面側の開口を塞ぐように形成され、リアケース１０３と組み合わされる。フロントケース１０２によって形成された筐体１０６の開口には、筐体１０６の表示面を画成するように板状のタッチパネル１０８が設けられている。

図４は、図３に示した携帯電話機のＡ−Ａ線における断面図を模式的に示す図である。

図４に示すように、筐体１０６の内部には、発熱体１１１が実装された回路基板１１０、フロントケース１０２に固定された板金１２０、及び板金１２０上に設けられたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モジュール１３０が収容される。また、筐体１０６の内部には、放熱板１４０及び押し付け部材１５０が収容される。なお、筐体１０６の内部には、携帯電話機１００の各種の部品が収容される。

板金１２０は、筐体１０６の内部に配置されている。板金１２０は、回路基板１１０の発熱体１１１が実装された実装面１１０ａに対向する対向面１２０ａを有する。板金１２０の対向面１２０ａとは反対側の上面１２０ｂには、ＬＣＤモジュール１３０が設けられている。ＬＣＤモジュール１３０の表示面は、タッチパネル１０８によって覆われている。ＬＣＤモジュール１３０は、電子部品の一例に相当する。

放熱板１４０は、発熱体１１１に対応する位置に開口１４１ａを有する粘着層１４１と、熱拡散シート１４２とが板金１２０の対向面１２０ａに交互に積層されて形成されている。粘着層１４１は、熱拡散シート１４２どうしを接着するとともに、板金１２０の対向面１２０ａに最も近い位置に積層された熱拡散シート１４２を板金１２０の対向面１２０ａに接着する機能を有する。熱拡散シート１４２は、面方向の熱伝導率が厚み方向の熱伝導率よりも高いシート状の部材である。熱拡散シート１４２としては、例えば、グラファイトシートが用いられる。

板金１２０の対向面１２０ａから最も離れた位置に積層された粘着層１４１上には、絶縁層１４３が積層されている。絶縁層１４３は、後述するように、放熱板１４０のうち粘着層１４１の開口１４１ａに対応する領域に押し付けられる発熱体１１１と、回路基板１１０上の他の部品とを電気的に絶縁する機能を有する。

図５は、放熱板の製造方法及び提供方法の一例を示す説明図である。図５に示す製造方法では、まず、発熱体１１１に対応する位置に開口１４１ａを有する粘着層１４１と、熱拡散シート１４２とが離型紙１２０−１に交互に積層される。その後、離型紙１２０−１から最も離れた位置に積層された粘着層１４１上に、絶縁層１４３が積層される。これにより、放熱板１４０が形成される。提供先において離型紙１２０−１を剥がし板金１２０の対向面１２０ａに貼りつけて使用する。

図６は、放熱板の製造方法及び提供方法の別の一例を示す説明図である。図６に示すように、まず、発熱体１１１に対応する位置に開口１４１ａを有する粘着層１４１と、熱拡散シート１４２とが離型紙１２０−１に交互に積層される。図６に示す開口１４１ａは、同一の熱拡散シート１４２に積層される２つの粘着層１４１の端面によって挟まれた空間として、形成される。その後、離型紙１２０−１から最も離れた位置に積層された粘着層１４１上に、絶縁層１４３が積層される。これにより、放熱板１４０が形成される。提供先において離型紙を剥がし板金１２０の対向面１２０ａに貼りつけて使用する。

なお、図５及び図６では、粘着層１４１と、熱拡散シート１４２とが板金１２０の対向面１２０ａに交互に積層される例を示したが、開示技術はこれには限られない。図７は、変形例の放熱板を説明するための図である。例えば、図７に示すように、放熱板１４０は、粘着層１４１と、熱拡散シート１４２とが、板金１２０に交互に積層されて形成されてもよい。

図４を再び参照する。押し付け部材１５０は、放熱板１４０のうち粘着層１４１の開口１４１ａに対応する領域に発熱体１１１を押し付けることによって、開口１４１ａの位置において複数の熱拡散シート１４２を重合させる。具体的には、押し付け部材１５０は、頭部１５１と、頭部１５１から延出する棒状のネジ部１５２とを有する。頭部１５１は、回路基板１１０の実装面１１０ａとは反対側の面１１０ｂに接触する。棒状のネジ部１５２は、回路基板１１０を貫通するように頭部１５１から延出し、板金１２０に形成されたネジ孔（不図示）に移動自在に係合される。そして、押し付け部材１５０は、棒状のネジ部１５２の移動に連動して頭部１５１で回路基板１１０を放熱板１４０の方向へ押圧することによって、放熱板１４０のうち粘着層１４１の開口１４１ａに対応する領域に発熱体１１１を押し付ける。これにより、開口１４１ａの位置において放熱板１４０の厚み方向に沿って発熱体１１１からの押圧力が複数の熱拡散シート１４２に伝達され、伝達された押圧力によって複数の熱拡散シート１４２が重合される。

また、押し付け部材１５０は、絶縁層１４３を介して、放熱板１４０のうち粘着層１４１の開口１４１ａに対応する領域に発熱体１１１を押し付ける。これにより、放熱板１４０のうち粘着層１４１の開口１４１ａに対応する領域に押し付けられる発熱体１１１と、回路基板１１０上の他の部品とが絶縁層１４３によって電気的に絶縁される。

ここで、発熱体１１１から放熱板１４０への熱の伝達について説明する。

まず、比較例として、一般的な放熱板を用いた携帯電話機について説明する。図８は、比較例の携帯電話機において放熱板に発熱体が押し付けられた状態を模式的に示す断面図である。比較例の携帯電話機は、放熱板に含まれる粘着層の形状が本実施例の携帯電話機１００と異なり、その他の部品は、本実施例の携帯電話機１００と同様である。そこで、図８では、本実施例と同様の部品については同様の符号を付して説明する。

比較例の携帯電話機において、放熱板２４０は、粘着層２４１と、熱拡散シート１４２とが板金１２０の対向面１２０ａに交互に積層されて形成されている。粘着層２４１は、図８に示すように、発熱体１１１に対応する位置に開口を有さない。言い換えると、複数の熱拡散シート１４２は、発熱体１１１に対応する位置において、粘着層２４１によって互いに接着されている。このため、発熱体１１１に対応する位置において、熱拡散シート１４２と比較して熱伝導率が低い粘着層２４１が熱抵抗となり、放熱板２４０全体の厚み方向に沿った熱抵抗Ｒ１１が増大する。すると、図８の矢印Ｈ１１〜Ｈ１３の大きさで示すように、発熱体１１１から離れるほど、発熱体１１１から熱拡散シート１４２へ伝達される熱の大きさが小さくなる。その結果、発熱体１１１から離れた位置に積層された熱拡散シート１４２に対して発熱体１１１からの熱が効率良く伝達されないので、放熱効率が低下する恐れがある。

これに対して、本実施例の携帯電話機１００について説明する。図９は、実施例１の携帯電話機において放熱板に発熱体が押し付けられた状態を模式的に示す断面図である。

本実施例の携帯電話機１００において、上述のように、放熱板１４０は、発熱体１１１に対向する位置に開口１４１ａを有する粘着層１４１と、熱拡散シート１４２とが板金１２０の対向面１２０ａに交互に積層されて形成されている。また、押し付け部材１５０は、放熱板１４０のうち粘着層１４１の開口１４１ａに対応する領域に発熱体１１１を押し付けることによって、開口１４１ａの位置において複数の熱拡散シート１４２を重合させる。言い換えると、複数の熱拡散シート１４２は、発熱体１１１に対応する位置において、粘着層１４１を介在させることなく、互いに密着している。このため、発熱体１１１に対応する位置において、粘着層１４１が熱抵抗とならず、放熱板１４０全体の厚み方向に沿った熱抵抗Ｒ２１の増大が抑制される。すると、図９の矢印Ｈ２１〜Ｈ２３の大きさで示すように、発熱体１１１からの距離に関わらず、発熱体１１１から熱拡散シート１４２へ伝達される熱の大きさが同等に保持される。その結果、発熱体１１１から離れた位置に積層された熱拡散シート１４２に対して発熱体１１１からの熱が効率良く伝達されるので、放熱効率を向上することができる。

以上、実施例１では、押し付け部材１５０が、開口１４１ａを有する粘着層１４１と、熱拡散シート１４２とが交互に積層されて形成された放熱板１４０に発熱体１１１を押し付けて、開口１４１ａの位置において複数の熱拡散シート１４２を重合させる。これにより、複数の熱拡散シート１４２は、発熱体１１１に対応する位置において、粘着層１４１を介在させることなく、互いに密着する。このため、実施例１では、放熱板１４０全体の厚み方向に沿った熱抵抗の増大を抑制することができるので、発熱体１１１から離れた位置に積層された熱拡散シート１４２に対して発熱体１１１からの熱を効率良く伝達することができる。その結果、実施例１によれば、放熱効率を向上することができる。

実施例２の携帯電話機２００は、板金１２０に凹部が形成される点が実施例１と異なるだけであり、その他の構成は実施例１と同様である。したがって、以下では、実施例１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１０は、実施例２の携帯電話機の断面図である。図１０に示すように、実施例２の携帯電話機２００では、板金１２０の発熱体１１１に対応する領域に、ＬＣＤモジュール１３０から離れる方向、すなわち、板金１２０の上面１２０ｂから離れる方向へ窪む凹部１２１が形成されている。板金１２０の凹部１２１と、ＬＣＤモジュール１３０とによって挟まれる空間は、空気層となる。板金１２０の凹部１２１は、押し付け部材１５０が放熱板１４０のうち開口１４１ａに対応する領域に発熱体１１１を押し付ける場合に、凹部１２１と、発熱体１１１とによって放熱板１４０を挟み込む。

以上、実施例２では、板金１２０の発熱体１１１に対応する領域に、ＬＣＤモジュール１３０から離れる方向へ窪む凹部１２１が形成されている。このため、実施例２では、板金１２０の凹部１２１と、ＬＣＤモジュール１３０との間に空気層を形成することができるので、発熱体１１１から放熱板１４０を経由してＬＣＤモジュール１３０の方向へ伝達される熱を空気層により遮断することができる。さらに、実施例２では、凹部１２１と、発熱体１１１とによって放熱板１４０を挟み込むので、粘着層１４１の開口１４１ａの位置において複数の熱拡散シート１４２を強固に密着させることができる。その結果、実施例２によれば、ＬＣＤモジュール１３０の局所的な温度上昇を抑えつつ、放熱効率をより向上することができる。

実施例３の携帯電話機３００は、板金１２０の凹部１２１に断熱材が充填されている点が実施例２と異なるだけであり、その他の構成は実施例２と同様である。したがって、以下では、実施例２と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１１は、実施例３の携帯電話機の断面図である。図１１に示すように、実施例３の携帯電話機３００では、板金１２０の凹部１２１に断熱材３６０が充填されている。断熱材３６０は、熱伝導率が空気よりも低い。

以上、実施例３では、板金１２０の凹部１２１に断熱材３６０が充填されているので、発熱体１１１から放熱板１４０を経由してＬＣＤモジュール１３０の方向へ伝達される熱を断熱材３６０により遮断することができる。その結果、実施例３によれば、ＬＣＤモジュール１３０の局所的な温度上昇をより安定的に抑えることができる。

実施例４の携帯電話機４００は、複数の熱拡散シート１４２の重合部分に熱伝導部材が設けられた点が実施例２と異なるだけであり、その他の構成は実施例２と同様である。したがって、以下では、実施例２と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１２は、実施例４の携帯電話機の断面図である。図１２に示すように、実施例４の携帯電話機４００では、複数の熱拡散シート１４２の重合部分に熱伝導部材４６０が設けられる。複数の熱拡散シート１４２の重合部分は、粘着層１４１の開口１４１ａの位置において複数の熱拡散シート１４２が重合されることで得られる部分である。熱伝導部材４６０は、複数の熱拡散シート１４２の重合部分を貫通している。熱伝導部材４６０は、熱拡散シート１４２の厚み方向の熱伝導率以上の熱伝導率を有する。例えば、熱伝導部材４６０の熱伝導率は、２５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する。

以上、実施例４では、複数の熱拡散シート１４２の重合部分に熱伝導部材４６０が設けられるので、各熱拡散シート１４２の厚み方向に沿って発熱体１１１からの熱を効率良く伝達することができる。その結果、実施例４によれば、各熱拡散シート１４２の厚み方向に沿った放熱効率を向上することができる。

１００、２００、３００、４００：携帯電話機
１０２：フロントケース
１０３：リアケース
１０４：リアカバー
１０６：筐体
１０８：タッチパネル
１１０：回路基板
１１０ａ：実装面
１１０ｂ：面
１１１：発熱体
１２０：板金
１２０ａ：対向面
１２０ｂ：上面
１２１：凹部
１３０：ＬＣＤモジュール（電子部品）
１４０：放熱板
１４１：粘着層
１４１ａ：開口
１４２：熱拡散シート
１４３：絶縁層
１５０：押し付け部材
１５１：頭部
１５２：ネジ部
３６０：断熱材
４６０：熱伝導部材

Claims

筐体と、
前記筐体の内部に配置され、発熱体が実装された基板と、
前記筐体の内部に配置され、前記基板の前記発熱体が実装された面に対向する対向面を有する対向部材と、
前記発熱体に対応する位置に開口を有する粘着層と、前記発熱体に対応する位置に開口を有さない熱拡散シートとが前記対向部材の前記対向面に交互に積層されて形成された放熱板と、
前記放熱板のうち前記粘着層の前記開口に対応する領域に前記発熱体を押し付けることによって、前記開口の位置において複数の前記熱拡散シートを互いに密着させる押し付け部材と
を備えたことを特徴とする電子機器。
前記対向部材の前記対向面とは反対側の上面に、電子部品が設けられ、
前記対向部材の前記発熱体に対応する領域に、前記上面から離れる方向へ窪む凹部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記凹部に断熱材が充填されたことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
複数の前記熱拡散シートの重合部分に、当該重合部分を貫通する熱伝導部材が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電子機器。
前記対向部材の前記対向面から最も離れた位置に積層された前記粘着層上に、絶縁層が積層され、
前記押し付け部材は、前記絶縁層を介して、前記放熱板のうち前記粘着層の前記開口に対応する領域に前記発熱体を押し付けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の電子機器。
前記押し付け部材は、
前記基板の前記発熱体が実装された面とは反対側の面に接触する頭部と、
前記基板を貫通するように前記頭部から延出し、前記対向部材に形成されたネジ孔に移動自在に係合される棒状のネジ部と
を有し、
前記棒状のネジ部の移動に連動して前記頭部で前記基板を前記放熱板の方向へ押圧することによって、前記放熱板のうち前記粘着層の前記開口に対応する領域に前記発熱体を押し付けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の電子機器。