JP7463335B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に関する。

電子機器を構成する筐体や基板に貼り付けられる部材として、電気回路から外部に放出される電磁波を吸収する電磁波吸収シートが知られている（例えば、特許文献１）。このような電磁波吸収シートは、例えば、電子機器を構成する基板上に実装された電子部品を覆うように配置されている。

特開２０１９－０７５５７１号公報

電子機器を構成する電子部品として、セラミックコンデンサ等のコンデンサが広く用いられている。一般的に、コンデンサは、コンデンサを形成する誘電体に電圧が印加されると、誘電体が変形する（歪む）という特性を有する。人間の可聴周波数帯域（２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）と略同じ周波数の電圧がコンデンサに付与されると、コンデンサが振動し、コンデンサを覆う電磁波吸収シートに振動が伝達し、振動が増幅され、音鳴きと呼ばれる現象（以下、音鳴き現象を称する）が発生するという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、コンデンサから電磁波吸収シートへの振動の伝達を抑制し、音鳴き現象の発生を抑制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。

本発明の一態様に係る電子機器は、第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有し、電気回路を有する基板と、前記第１面に設けられ、前記電気回路に接続されたプロセッサと、前記第２面に設けられ、前記電気回路に接続されたコンデンサと、前記第２面のうち少なくとも一部を覆う電磁波吸収シートと、を備える。前記基板の厚さ方向に見て、前記コンデンサは、前記プロセッサと重なっている。前記電磁波吸収シートは、前記厚さ方向に見て前記コンデンサに対応するように位置しかつ前記コンデンサに供給される電圧の変動に起因する前記電磁波吸収シートの微振動を抑制する振動抑制構造を有する。

ここで、「コンデンサに供給される電圧の変動」とは、コンデンサに供給される直流電圧の変動、すなわち、直流電圧に含まれる電圧変動成分を意味する。このような電圧変動成分は、例えば、リップル電圧である。

上述の態様に係る電子機器によれば、電磁波吸収シートが振動抑制構造を備えるので、コンデンサに供給される電圧の変動に起因する前記電磁波吸収シートの微振動を抑制することができる。

本発明の一態様に係る電子機器においては、前記振動抑制構造は、前記電磁波吸収シートに形成された開口を有してもよい。

上述の態様に係る電子機器によれば、電磁波吸収シートに開口を形成することで電磁波吸収シートが部分的に除去された構造が得られる。このため、電磁波吸収シートの開口においては、コンデンサから生じる振動が増幅することを防止することができる。

本発明の一態様に係る電子機器においては、前記電磁波吸収シートは、前記厚さ方向に見て、前記開口を有する格子状の開口パターンを有してもよい。

本発明の一態様に係る電子機器においては、前記振動抑制構造は、前記コンデンサと前記電磁波吸収シートとの間に形成された空間を有してもよい。

上述の態様に係る電子機器によれば、コンデンサと電磁波吸収シートとの間に空間が形成されているため、コンデンサから生じる振動が電磁波吸収シートに伝達することが抑制される。したがって、電磁波吸収シートにおいて、コンデンサから生じる振動が増幅することを防止することができる。

本発明の一態様に係る電子機器においては、前記振動抑制構造は、前記空間に配置されたスペーサを有してもよい。

上述の態様に係る電子機器によれば、スペーサを用いてコンデンサと電磁波吸収シートとの間における空間の高さを維持することができる。

本発明の一態様に係る電子機器においては、前記振動抑制構造は、前記空間に配置された緩衝材を有してもよい。

上述の態様に係る電子機器によれば、コンデンサから生じる振動が緩衝材に吸収される。すなわち、コンデンサから生じる振動が電磁波吸収シートに伝達することが抑制される。したがって、電磁波吸収シートにおいて、コンデンサから生じる振動が増幅することを防止することができる。

本発明の一態様に係る電子機器においては、前記コンデンサの表面を覆うように前記第２面に形成された絶縁シートを備えてもよい。

上述の態様に係る電子機器によれば、絶縁シートは、コンデンサと回路基板の第２面との間に形成された段差部に沿うように傾斜する滑らかな表面を有する。これにより、電子機器の内部の空気が段差部にて滞留することが抑制され、電子機器の内部における空気の流れの発生が促進される。

本発明の態様に係る電子機器によれば、コンデンサから電磁波吸収シートへの振動の伝達を抑制し、音鳴き現象の発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る電子機器の全体を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る電子機器を構成する基板、プロセッサ、コンデンサ、及び電磁波吸収シートの構造を部分的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る電子機器を構成する電磁波吸収シートに形成された開口パターンを部分的に示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る電子機器を構成する基板、プロセッサ、コンデンサ、及び電磁波吸収シートの構造を部分的に示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る電子機器を構成する基板、プロセッサ、コンデンサ、及び電磁波吸収シートの構造を部分的に示す断面図である。

本発明の実施形態に係る電子機器について図面を参照して説明する。
実施形態の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。図面は模式的又は概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率等は、必ずしも現実のものと同一とは限らない。

実施形態の説明に参照される図面においては、３次元直交座標系に相当するＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向が示されている（符号Ｘ、Ｙ、Ｚ）。Ｘ方向は、電子機器の幅方向（長手方向）に対応している。Ｙ方向は、電子機器の奥行方向（短手方向）に対応している。Ｚ方向は、電子機器を構成する基板の厚さ方向に対応している。以下の説明において、「平面視」とは、基板をＺ方向から見た図面を示している。

＜第１実施形態＞
＜電子機器の全体構成＞
まず、本発明の第１実施形態に係る電子機器を説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る電子機器１０は、クラムシェル型（ノート型）のＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）である。なお、電子機器１０は、タブレット型のＰＣや、スマートフォン等であってもよい。電子機器１０には、回路基板２０（基板）が内蔵されている。電子機器１０は、後述するように、回路基板２０に設けられたプロセッサ３０、コンデンサ４０、絶縁シート６０、及び電磁波吸収シート５０を有する。

なお、図１に示す構造では、クラムシェル型ＰＣを構成する公知の装置、例えば、記憶装置（ハードディスクやソリッドステートドライブ）、バッテリ、キーボード、外部接続端子等が省略されている。

＜回路基板＞
回路基板２０としては、例えば、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）等の公知のプリント基板が用いられる。図２に示すように、回路基板２０は、第１面２１と、第１面２１とは反対側の第２面２２とを有する。第１面２１及び第２面２２の各々には、電気回路２３（図１参照）が形成されている。

図２においては、電気回路２３とプロセッサ３０とを接続する配線や、電気回路２３とコンデンサ４０とを接続する配線が省略されている。また、図２には示されていないが、第１面２１に形成された電気回路の一部と第２面２２に形成された電気回路の一部とを接続するスルーホールが回路基板２０に形成されている。

＜プロセッサ＞
プロセッサ３０は、回路基板２０の第１面２１に設けられている。プロセッサ３０は、回路基板２０の第１面２１に形成された電気回路２３に接続されている。プロセッサ３０としては、例えば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が用いられる。

図２に示す例では、第１面２１上に１つのプロセッサ３０が設けられた構造が示されている。プロセッサ３０の個数は、１つに限定されない。複数のプロセッサ３０が第１面２１上に設けられてもよい。

＜コンデンサ＞
コンデンサ４０は、回路基板２０の第２面２２に設けられている。コンデンサ４０は、回路基板２０の第２面２２に形成された電気回路２３に接続されている。コンデンサ４０としては、例えば、高誘電率を有する誘電体を備えるセラミックコンデンサが用いられる。

図２に示す例では、第２面２２上に２つのコンデンサ４０が設けられた構造が示されている。コンデンサ４０の個数は、２つに限定されない。３以上のコンデンサ４０が第２面２２上に設けられてもよい。

第２面２２の平面視において、すなわち、Ｚ方向に見て、コンデンサ４０は、プロセッサ３０と重なっている。図２に示す例では、２つのコンデンサ４０がプロセッサ３０と重なっているが、２つのコンデンサ４０のうち少なくとも一つがプロセッサ３０と重なっていればよい。また、第２面２２上に３以上のコンデンサ４０が設けられている場合においても、少なくとも一つのコンデンサ４０がプロセッサ３０と重なっていればよい。
コンデンサ４０は、回路基板２０に形成されたスルーホールを介してプロセッサ３０に接続されてもよい。

＜絶縁シート＞
絶縁シート６０は、コンデンサ４０の表面４１を覆うように回路基板２０の第２面２２に形成されている。絶縁シート６０は、コンデンサ４０と回路基板２０の第２面２２との間に形成された段差部に沿うように傾斜する滑らかな表面を有する。これにより、電子機器１０の内部の空気が段差部にて滞留することが抑制され、電子機器１０の内部における空気の流れの発生が促進される。

絶縁シート６０の材料としては、例えば、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルムが用いられる。本実施形態では、絶縁シート６０として、ポリエステルフィルムの一つとして知られているマイラー（登録商標）が用いられている。

＜電磁波吸収シート＞
電磁波吸収シート５０は、回路基板２０の第２面２２のうち少なくとも一部を覆っている。電磁波吸収シートとしては、例えば、公知の電磁波吸収シートが採用される。本発明は、電磁波吸収シートの種類を限定しない。例えば、電磁波吸収シート５０としては、酸化鉄等の磁性体が樹脂材料に分散されているシートが用いられる。電磁波吸収シート５０は、プロセッサ３０から発生するノイズを吸収する機能を有する。ここで、ノイズとは、プロセッサ３０から発生する電磁波ノイズである。

＜振動抑制構造＞
電磁波吸収シート５０は、Ｚ方向に見てコンデンサ４０に対応するように位置する振動抑制構造５１を有する。言い換えると、振動抑制構造５１は、コンデンサ４０に重なるように配置されている。振動抑制構造５１は、コンデンサ４０に供給される電圧の変動に起因する電磁波吸収シート５０の微振動を抑制する機能を有する。
本実施形態において、振動抑制構造５１は、空隙５２である。言い換えると、振動抑制構造５１において、空隙５２は、電磁波吸収シート５０に形成された開口５３である。開口５３においては、コンデンサ４０の表面４１を覆う絶縁シート６０が露出している。

図３に示すように、電磁波吸収シート５０は、Ｚ方向に見て、開口５３を有する格子状の開口パターン５４を有する。開口パターン５４は、電磁波吸収シート５０の一部を形成する複数の第１直線部５０Ｘと、電磁波吸収シート５０の一部を形成する複数の第２直線部５０Ｙとを有する。第１直線部５０Ｘは、Ｘ方向に延在する部位である。第２直線部５０Ｙは、Ｙ方向に延在する部位である。

開口パターン５４において、２つの第１直線部５０Ｘと２つの第２直線部５０Ｙとで囲まれた部位が開口５３に相当する。図３に示す例では、開口パターン５４を構成する複数の開口５３の開口面積は、同じである。本実施形態の変形例として、複数の開口５３の開口面積を互いに異ならせてもよい。また、図３に示す例では、複数の第１直線部５０Ｘの太さと、複数の第２直線部５０Ｙの太さは、同じである。本実施形態の変形例として、複数の第１直線部５０Ｘの太さを互いに異ならせてもよいし、複数の第２直線部５０Ｙの太さを互いに異ならせてもよい。

次に、上記構成を有する第１実施形態に係る電子機器１０の作用及び効果を説明する。
電子機器１０においてプロセッサ３０が動作すると、プロセッサ３０のスイッチング周波数に同期して、コンデンサ４０に印加される直流電圧値が変動するという現象が発生する。言い換えると、微細な振幅を有する電圧変動成分となるリップル電圧が直流電圧に重畳することで、コンデンサ４０に印加される直流電圧の値が数％の範囲内で変動する。

さらに、Ｚ方向に見て、コンデンサ４０は、プロセッサ３０と重なっているため、コンデンサ４０は、プロセッサ３０のスイッチング周波数に同期して発生するリップル電圧の影響を大きく受ける。コンデンサを構成する誘電体は、電圧の印加によって変形する（歪む）という特性を有するため、リップル電圧の影響により変動した電圧がコンデンサ４０に印加されると、誘電体が振動し、コンデンサ４０が振動する。

特に、人間の可聴周波数帯域（２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）と略同じ周波数を有する電圧変動成分が直流電圧に重畳し、その電圧がコンデンサ４０に付与されると、コンデンサ４０が振動する。従来の電子機器１０においては、電磁波吸収シートがコンデンサを直接的に覆っているため、コンデンサの振動が電磁波吸収シートに伝達し、振動が増幅され、音鳴き現象が発生していた。

これに対し、本実施形態に係る電子機器１０においては、電磁波吸収シート５０は、電磁波吸収シート５０に形成された開口５３を有する。この開口５３は、振動抑制構造５１として機能する。

本実施形態によれば、電子機器１０が振動抑制構造５１を備えるので、コンデンサ４０に供給される電圧の変動、すなわち、コンデンサ４０に対する供給電圧に含まれるリップル電圧に起因する電磁波吸収シート５０の微振動を抑制することができる。

特に、電磁波吸収シート５０に開口５３を形成することで電磁波吸収シート５０が部分的に除去された構造が得られる。このため、電磁波吸収シート５０の開口５３において、コンデンサ４０から生じる振動が増幅することを防止することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る電子機器を説明する。
図４において、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略又は簡略化する。

＜振動抑制構造＞
本実施形態において、振動抑制構造５１は、コンデンサ４０と電磁波吸収シート５０との間に形成された空間５５を有する。具体的には、コンデンサ４０の表面４１を覆う絶縁シート６０と電磁波吸収シート５０との間に、空間５５が形成されている。この空間５５は、空隙５２に相当する。

絶縁シート６０と電磁波吸収シート５０との間の距離、すなわち、Ｚ方向における空間５５の高さを一定に維持するために、絶縁シート６０と電磁波吸収シート５０との間の空間５５にはスペーサ５６が配置されている。言い換えると、本実施形態に係る振動抑制構造５１においては、電磁波吸収シート５０と絶縁シート６０とが接触していない非接触状態が維持されている。

スペーサ５６は、例えば、図４に示すように、振動抑制構造５１の外周領域５１Ｅに配置されている。なお、Ｚ方向における空間５５の高さを一定に維持することが可能であれば、Ｘ方向及びＹ方向におけるスペーサ５６の位置は、図４に示す位置に限定されない。例えば、スペーサ５６が振動抑制構造５１の中央領域５１Ｃに配置されてもよい。

スペーサ５６の構造は、図４に示すような部材に限定されない。スペーサ５６は、粒状でもよいし、Ｘ方向及びＹ方向に延在する辺を有する枠体であってもよい。スペーサ５６として枠体を用いる場合には、外周領域５１Ｅに位置に枠体の辺が一致するように、枠体が絶縁シート６０と電磁波吸収シート５０との間に配置される。
スペーサ５６を構成する材料は、特に限定されない。スペーサ５６として、公知の樹脂材料が用いられてもよい。

上述した第２実施形態によれば、電子機器１０が振動抑制構造５１を備えるので、コンデンサ４０に供給される電圧の変動、すなわち、コンデンサ４０に対する供給電圧に含まれるリップル電圧に起因する電磁波吸収シート５０の微振動を抑制することができる。

特に、スペーサ５６を用いてコンデンサ４０と電磁波吸収シート５０との間に空間５５が形成されているため、Ｚ方向における空間５５の高さを維持することができる。さらに、空間５５を形成することで、コンデンサ４０から生じる振動が電磁波吸収シート５０に伝達することが抑制される。したがって、電磁波吸収シート５０において、コンデンサ４０から生じる振動が増幅することを防止することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る電子機器を説明する。
図５において、第１実施形態及び第２実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略又は簡略化する。

＜振動抑制構造＞
本実施形態において、振動抑制構造５１は、コンデンサ４０と電磁波吸収シート５０との間に形成された空間５５を有する。具体的には、コンデンサ４０の表面４１を覆う絶縁シート６０と電磁波吸収シート５０との間に、空間５５が形成されている。この空間５５は、空隙５２に相当する。

絶縁シート６０と電磁波吸収シート５０との間の空間５５には緩衝材５７が配置されている。言い換えると、本実施形態に係る振動抑制構造５１においては、絶縁シート６０及び電磁波吸収シート５０の各々が緩衝材５７と接触しているが、電磁波吸収シート５０と絶縁シート６０とが接触していない非接触状態とが維持されている。

緩衝材５７としては、例えば、サーマルパッドが用いられる。なお、本発明は、緩衝材５７の材料を限定しない。サーマルパッドに限定されず、緩衝材の機能を実現することが可能であれば、他の材料で緩衝材５７が形成されてもよい。

緩衝材５７は、空間５５の略全体を埋めるように配置されている。電磁波吸収シート５０と絶縁シート６０とが接触していない非接触状態を維持することが可能であれば、互いに離間する複数の緩衝材が空間５５に配置されてもよい。

上述した第３実施形態によれば、電子機器１０が振動抑制構造５１を備えるので、コンデンサ４０に供給される電圧の変動、すなわち、コンデンサ４０に対する供給電圧に含まれるリップル電圧に起因する電磁波吸収シート５０の微振動を抑制することができる。

特に、コンデンサ４０と電磁波吸収シート５０との間に空間５５が形成され、空間５５に緩衝材５７が配置されている。
このため、コンデンサ４０から生じる振動が緩衝材５７に吸収される。すなわち、コンデンサ４０から生じる振動が電磁波吸収シート５０に伝達することが抑制される。したがって、電磁波吸収シート５０において、コンデンサ４０から生じる振動が増幅することを防止することができる。

本発明の好ましい実施形態を説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。

１０ 電子機器、２０ 回路基板、２１ 第１面、２２ 第２面、２３ 電気回路、３０ プロセッサ、４０ コンデンサ、４１ 表面、５０ 電磁波吸収シート、５０Ｘ 第１直線部、５０Ｙ 第２直線部、５１ 振動抑制構造、５１Ｃ 中央領域、５１Ｅ 外周領域、５２ 空隙、５３ 開口、５４ 開口パターン、５５ 空間、５６ スペーサ、５７ 緩衝材、６０ 絶縁シート

Claims (5)

1. 第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有し、電気回路を有する基板と、
   前記第１面に設けられ、前記電気回路に接続されたプロセッサと、
   前記第２面に設けられ、前記電気回路に接続されたコンデンサと、
   前記第２面のうち少なくとも一部を覆う電磁波吸収シートと、
   前記コンデンサの表面を覆うように前記第２面に形成された絶縁シートと、
   を備え、
   前記基板の厚さ方向に見て、前記コンデンサは、前記プロセッサと重なっており、
   前記電磁波吸収シートは、前記厚さ方向に見て前記コンデンサに対応するように位置しかつ前記コンデンサに供給される電圧の変動に起因する前記電磁波吸収シートの微振動を抑制する振動抑制構造を有し、
   前記振動抑制構造は、前記絶縁シートと前記電磁波吸収シートとの間に形成された空間を有する、
   電子機器。
2. 前記振動抑制構造は、前記電磁波吸収シートに形成された開口を有する、
   請求項１に記載の電子機器。
3. 前記電磁波吸収シートは、前記厚さ方向に見て、前記開口を有する格子状の開口パターンを有する、
   請求項２に記載の電子機器。
4. 前記振動抑制構造は、前記空間に配置されたスペーサを有する、
   請求項１に記載の電子機器。
5. 前記振動抑制構造は、前記空間に配置された緩衝材を有する、
   請求項１に記載の電子機器。

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