JP2019083239A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の部材と、これら部材と共に設けられる回路素子とを備える電子機器において、部材と回路素子との間の不要結合を生じ難くした電子機器を提供する。【解決手段】電子機器１０１は、一部または全部が導電体もしくは磁性体である第１部材１と、第２部材２と、第２部材２に接続されて第１部材１に対して所定の位置関係に配置された回路素子３と、を備える。回路素子３は、回路形成部３１と、接続部３２と、配線部３３と、で構成される。第１部材１は、第２部材２の実装電極２Ｅの形成面が対向する位置に配置されており、配線導体３３Ｗは、第２主面ＭＳ２よりも第１主面ＭＳ１寄りの層に形成されていて、配線部３３は、第１主面ＭＳ１側が曲げの外側になり、且つ第１主面ＭＳ１が第２主面ＭＳ２より第１部材１から遠ざかるように曲げられた屈曲部３２ＢＳを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の部材と、これら部材と共に設けられる回路素子と、を備える電子機器に関する。

例えば携帯電子機器において、コイルアンテナを実装するために、回路基板の一方面に設けられたコネクタに、コイルアンテナの端部を差し込んで、コイルアンテナの主要部を回路基板の他方面側に折り返した構造の電子機器が特許文献１に示されている。

国際公開第２０１７／０１８１３４号

特許文献１に記載の電子機器において、コイルアンテナは、コネクタ差し込み部と、コイルアンテナ形成部と、この両者を繋ぐ配線部とが一つの多層基板で構成されている。そして、配線部は回路基板の縁を包むように屈曲されている。そのため、回路基板に形成されている導体パターンの位置によっては、この導体パターンと配線部に形成されている配線導体とが電気的または磁気的に不要結合するおそれがある。このような不要結合が生じると、コイルアンテナの所定の電気的特性が劣化したり、回路基板に形成されている回路の所定の特性が劣化したりする、といった問題が発生する。

上記不要結合は、回路基板とコイルアンテナとの間に生じるものに限らず、一部または全部が導電体もしくは磁性体である或る部材と回路素子との間に生じる、共通の課題である。

そこで、本発明の目的は、複数の部材と、これら部材と共に設けられる回路素子とを備える電子機器において、部材と回路素子との間の不要結合を生じ難くした電子機器を提供することにある。

（１）本発明の電子機器は、
一部または全部が導電体もしくは磁性体である第１部材と、第２部材と、前記第２部材に接続されて前記第１部材に対して所定の位置関係に配置された回路素子と、を備える電子機器であって、
前記回路素子は、互いに対向する第１主面および第２主面を有し、
前記回路素子は、
回路が形成された回路形成部と、
前記第２部材に電気的に接続される接続部と、
前記回路形成部と前記接続部との間を接続する配線導体が形成され、前記回路形成部と前記接続部とに連続する配線部と、で構成され、
前記回路素子の前記接続部の前記第１主面に、前記第２部材に接続される外部接続電極が形成されており、
前記第２部材は、前記回路素子の前記外部接続電極が接続される実装電極を備え、
前記第１部材は、前記第２部材の前記実装電極の形成面が対向する位置に配置されており、
前記配線導体は、前記第１主面に、または前記第２主面よりも前記第１主面寄りの層に、形成されていて、
前記配線部は、前記第１主面側が曲げの外側になり、且つ前記第１主面が前記第２主面より前記第１部材から遠ざかるように曲げられた屈曲部を有する、
ことを特徴としている。

上記構成によれば、回路素子の配線部の配線導体は第１部材から遠ざかる関係で配置されるので、この配線導体と第１部材との電気的・磁気的な不要結合は抑制される。

（２）前記第１部材は、例えば永久磁石やヨーク等の磁性部品である。この場合、回路素子の配線部の配線導体と、第１部材（磁性部品）との不要な磁界結合が抑制される。

（３）前記第１部材は、例えば、回路が形成された基板である。この場合、回路素子の配線部の配線導体と、第１部材（基板）の回路との不要な電磁界結合が抑制される。

（４）前記回路形成部に高周波回路が形成されていて、前記基板はデジタル回路が形成された基板であることが好ましい。この構造によれば、特に問題となることの多い、高周波回路とデジタル回路とが位置的に分離されて、両者間の不要結合が抑制される。

（５）前記配線部は、前記回路形成部に比べて前記配線導体の延伸方向に直交する方向の幅が細いことが好ましい。この構造によれば、屈曲部での屈曲が容易となる。

（６）前記回路形成部、前記接続部、および前記配線部は、複数の基材層が積層されてなる単一の多層基板で構成されたものであることが好ましい。このことにより、回路形成部、接続部、および配線部は、一体物として容易に製造できる。また、回路形成部と配線部との境界、接続部と配線部との境界がいずれも連続した構造体となるので、曲げ応力による破損が抑制される。

（７）前記配線導体は前記複数の基材層のうち一層に形成されていることが好ましい。この構造により、配線導体が複数層に形成されている構造に比べて、配線部の屈曲による、配線導体への引っ張り・圧縮伸縮応力が小さくなって、配線導体の破損も起こりにくくなる。

（８）前記回路形成部および前記接続部は前記配線部よりも厚いことが好ましい。この構造により、回路形成部および接続部の剛性が高まり、配線部の剛性が相対的に低くなって、外部応力に対する回路形成部の変形および接続部の変形が抑制される。このことにより、回路素子の電気的特性が維持される。

（９）前記回路形成部に対する前記配線部の延出位置、および前記接続部に対する前記配線部の延出位置は、前記第２主面よりも前記第１主面寄りの位置であることが好ましい。この構造によれば、配線部の配線導体は第１部材からより遠ざかる位置に配置されるので、この配線導体と第１部材との電気的・磁気的な不要結合は効果的に抑制される。

本発明によれば、複数の部材と、これら部材と共に設けられる回路素子とを備える電子機器において、部材と回路素子との間で不要結合が効果的に抑制される。

図１は第１の実施形態に係る電子機器１０１の縦断面図である。 図２は回路素子３の屈曲前の縦断面図である。 図３は回路素子３の各基材の積層前の平面図である。 図４は第２の実施形態に係る電子機器１０２の縦断面図である。 図５は第３の実施形態に係る電子機器１０３の縦断面図である。 図６は回路素子３の各基材の積層前の平面図である。

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係る電子機器１０１の縦断面図である。この電子機器１０１は、第１部材１と、第２部材２と、第２部材２に接続されて第１部材１に対して所定の位置関係に配置された回路素子３と、を備える。

回路素子３は、互いに対向する第１主面ＭＳ１および第２主面ＭＳ２を有する。回路素子３は、回路形成部３１と、第２部材２に電気的に接続される接続部３２と、回路形成部３１と接続部３２とに連続する配線部３３と、で構成されている。

回路形成部３１には、回路導体３１Ｃ等による回路が形成されている。配線部３３には、回路形成部３１と接続部３２との間を接続する配線導体３３Ｗが形成されている。

この例では、第１部材１、第２部材２のいずれも回路基板である。特に、第１部材１はデジタル回路が構成された回路基板である。この回路基板である第１部材１の内部に導体（回路導体）２Ｃが形成されている。

回路素子３の接続部３２の第１主面ＭＳ１には外部接続電極３２Ｅが形成されている。第２部材２は、回路素子３の外部接続電極３２Ｅが接続される実装電極２Ｅを備えている。回路素子３の接続部３２の外部接続電極３２Ｅは、はんだ等の接合材を介して、第２部材２の実装電極２Ｅに接合されている。

第１部材１は、第２部材２の実装電極２Ｅの形成面に対向する位置に配置されている。

配線導体３３Ｗは、第２主面ＭＳ２よりも第１主面ＭＳ１寄りの層に形成されている。

回路素子３の配線部３３は屈曲部３２ＢＳを有する。この屈曲部３２ＢＳは、第１主面ＭＳ１側が曲げの外側になり、且つ第１主面ＭＳ１が第２主面ＭＳ２より第１部材１から遠ざかるように曲げられた部分である。

なお、接続部３２に配線導体３３Ｗとは別の配線導体や回路形成用導体が形成されていてもよい。

図２は上記回路素子３の、屈曲前の縦断面図である。この回路素子３は、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を主材料とする熱可塑性樹脂基材を積層形成した多層基板である。回路導体３１Ｃ、配線導体３３Ｗ、外部接続電極３２Ｅのうち、基材の層方向に延びる導体パターンは銅箔をパターン化したものである。異なる層に形成された導体パターン同士は、層間接続導体で接続されている。この層間接続導体は、例えば、上記基材にレーザー等で孔を形成した後、Ｃｕ，Ｓｎまたはこれらの合金等の導電性粒子を含む導電性ペーストを配設し、後の加熱加圧処理で硬化させることによって設けられる。

図３は、回路素子３の各基材の積層前の平面図である。なお、図３では、説明の都合上一つの個片に切り出した状態での平面図である。実際の多層基板の製造工程は集合基板状態で行われる。

図３に表れているように、基材Ｓ２，Ｓ３に回路導体３１Ｃが形成されていて、基材Ｓ３に外部接続電極３２Ｅが形成されている。また、基材Ｓ４に配線導体３３Ｗが形成されている。図３中の破線の丸は層間接続導体を表している。基材Ｓ１，Ｓ５には導体パターンは形成されていない。回路導体３１Ｃは約２ターンのコイルを形成している。

回路形成部３１は４層の基材層で構成されていて、接続部３２は３層の基材層で構成されていて、配線部３３は２層の基材層で構成されている。つまり、回路形成部３１および接続部３２は配線部３３よりも厚い。

配線部３３は、配線導体３３Ｗの延伸方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）の幅Ｗが回路形成部３１の幅より細い。

この回路素子３を実装する際、図１に示したように、接続部３２の外部接続電極３２Ｅを第２部材２の実装電極２Ｅに接続し、回路素子３の配線部３３の所定箇所をＹ軸に平行な軸の回りに沿って、断面Ｕ字状に屈曲させ、回路形成部３１を第１部材１の上面に配置する。

本実施形態によれば、次のような作用効果を奏する。

（ａ）第２部材（回路基板）２の導体（回路導体）２Ｃと配線導体３３Ｗとの距離が効果的に離れるので、その両者間での電気的・磁気的な不要結合が抑制される。

（ｂ）回路形成部３１の高周波回路と第２部材２のデジタル回路との不要結合が効果的に抑制される。

（ｃ）配線部３３は、配線導体３３Ｗの延伸方向に直交する方向の幅が回路形成部３１の幅より細いので、屈曲部３２ＢＳでの屈曲が容易となる。

（ｄ）回路形成部３１、接続部３２、および配線部３３は、複数の基材層が積層されてなる単一の多層基板で構成されたものであるので、回路形成部３１、接続部３２、および配線部３３は一体物として容易に製造できる。

（ｅ）回路形成部３１と配線部３３との境界、接続部３２と配線部３３との境界がいずれも連続した構造体となるので、曲げ応力による破損が抑制される。

（ｆ）配線導体３３Ｗは複数の基材層のうち一層に形成されているので、配線導体３３Ｗが複数層に形成されている構造に比べて、配線部３３の屈曲による、配線導体３３Ｗへの引っ張り・圧縮伸縮応力が小さくなって、配線導体３３Ｗの破損も起こりにくくなる。

（ｇ）配線導体３３Ｗ形成層は表層から一層だけ内層に設けられている。そして、最表層は回路形成部３１、接続部３２にも連続する層である。これにより、最表層の剥離が起こりにくく、配線導体３３Ｗおよび配線導体３３Ｗ形成層を外部からの衝撃に対して効果的に保護できる。

（ｈ）回路形成部３１および接続部３２は配線部３３よりも厚いので、回路形成部３１および接続部３２の剛性が高く、配線部３３の剛性が相対的に低くなって、外部応力に対する回路形成部３１の変形および接続部３２の変形が抑制される。このことにより、回路素子３の電気的特性が維持される。

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、回路素子３の形状および第１部材１の構成が第１の実施形態とは異なる電子機器の例を示す。

図４は第２の実施形態に係る電子機器１０２の縦断面図である。この電子機器１０２は、第１部材１と、第２部材２と、第２部材２に接続されて第１部材１に対して所定の位置関係に配置された回路素子３と、を備える。

回路素子３は、互いに対向する第１主面ＭＳ１および第２主面ＭＳ２を有する。回路素子３は、回路形成部３１と、第２部材２に電気的に接続される接続部３２と、回路形成部３１と接続部３２とに連続する配線部３３と、で構成されている。

回路形成部３１には、回路導体３１Ｃ等による回路が形成されている。配線部３３には、回路形成部３１と接続部３２との間を接続する配線導体３３Ｗが形成されている。

接続部３２および第２部材２の構成は第１の実施形態で示したものと同じである。但し、回路素子３の配線部３３は、断面Ｌ字状に屈曲されている。

本実施形態では、第２部材２は回路基板であり、第１部材１は永久磁石である。回路形成部３１の回路導体３１Ｃは電磁石として作用する。この回路導体３１Ｃによる電磁石と第１部材（永久磁石）１との相互作用により、両者間に電磁力が働く。この例では、回路形成部３１は固定されているので、上記電磁力により第１部材（永久磁石）１が図中の矢印方向（Ｘ軸方向）に移動する。

なお、第１部材１は永久磁石以外にヨークなどの磁性部品であっても同様の作用効果を奏する。

本実施形態における回路素子３は、その回路形成部３１に対する配線部３３の延出位置ＥＰ１、および接続部３２に対する配線部３３の延出位置ＥＰ２が、第２主面ＭＳ２よりも第１主面ＭＳ１寄りの位置である。

この構造によれば、配線部３３の配線導体３３Ｗは第１部材１からより遠ざかる位置に配置されることになる。そのため、この配線導体３３Ｗと第１部材１との電気的・磁気的な不要結合は効果的に抑制される。

また、本実施形態における回路素子３は、配線部３３の延出位置ＥＰ２が、第２主面ＭＳ２よりも第１主面ＭＳ１寄りの位置である。そのため、配線導体３３Ｗから外部接続電極３２Ｅまでの経路長（層間接続導体の長さ）が短くなるので、接続部３２における導体抵抗を低減できる。

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、回路素子の接続部の構造が第１・第２の実施形態とは異なる例を示す。

図５は第３の実施形態に係る電子機器１０３の縦断面図である。この電子機器１０３は、第１部材１と、第２部材２と、第２部材２に接続されて第１部材１に対して所定の位置関係に配置された回路素子３と、を備える。第１部材１、第２部材２の構成は第２の実施形態で示したものと同じである。

図５に表れているように、回路素子３の接続部３２の外部接続電極３２Ｅの形成面に、はんだレジスト膜等のレジスト膜３２Ｌが形成されている。

図６は、回路素子３の各基材の積層前の平面図である。図６において、基材Ｓ２，Ｓ３に回路導体３１Ｃが形成されていて、基材Ｓ４に配線導体３３Ｗが形成されている。基材Ｓ１には導体パターンは形成されていない。

回路形成部３１は４層の基材層で形成されていて、接続部３２および配線部３３はいずれも２層の基材層で形成されている。

このように、回路素子３の接続部３２と配線部３３の基材の積層数が同じであっても、レジスト膜３２Ｌを形成することで、接続部３２の剛性を配線部３３より高めることができる。

上記レジスト膜３２Ｌの代わりに、例えばポリイミド（ＰＩ）等によるカバーフィルムを貼付してもよい。

上記レジスト膜３２Ｌや上記カバーフィルムは、接続部３２の外部接続電極３２Ｅの形成面とは反対面に形成してもよい。

また、上記レジスト膜やカバーフィルムは接続部３２だけでなく、回路形成部３１に設けてもよい。このようなレジスト膜やカバーフィルムはヤング率の高い材質を用いることが好ましい。接続部３２や回路形成部３１が薄くても、それらを変形しにくくできるからである。

《他の実施形態》
図１、図２等では、配線導体３３Ｗは、第２主面ＭＳ２よりも第１主面ＭＳ１寄りの層に形成した例を示したが、配線導体３３Ｗは、配線部３３の第１主面ＭＳ１に形成されてもよい。

図１では、第１部材１が回路基板である例を示したが、第１部材１の全体が、例えば電子機器の筐体内に配置されたフレームやシールド板等の導電体であってもよい。

以上に示した各実施形態では、多層基板構造の回路素子３を示したが、回路素子は単層基板構造であってもよい。

以上に示した各実施形態では、回路形成部３１および接続部３２の両方が配線部３３より厚い例を示したが、回路形成部３１または接続部３２の一方が配線部３３より厚い構造であってもよい。

図１、図４等では、回路素子３の配線部３３の略全体が屈曲部である例を示したが、配線部３３の一部に比較的小さな曲率半径の曲げ部を形成してもよい。

また、図１、図２等に示した例では、回路素子３は、屈曲前の状態でＸ−Ｙ面にあって、それをＹ軸に平行な軸の回りにのみ屈曲させる例を示したが、複数の屈曲部があってもよい。それらの屈曲部のうち、一つは上記Ｙ軸に平行な軸の回りとは別の軸回りに屈曲させる屈曲部であってもよい。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

ＥＰ１，ＥＰ２…延出位置
ＭＳ１…第１主面
ＭＳ２…第２主面
Ｓ１〜Ｓ５…基材
１…第１部材
２…第２部材
２Ｃ…第２部材の導体
２Ｅ…実装電極
３…回路素子
３１…回路形成部
３１Ｃ…回路導体
３２…接続部
３２ＢＳ…屈曲部
３２Ｅ…外部接続電極
３２Ｌ…レジスト膜
３３…配線部
３３Ｗ…配線導体
１０１〜１０３…電子機器

Claims (9)

1. 一部または全部が導電体もしくは磁性体である第１部材と、第２部材と、前記第２部材に接続されて前記第１部材に対して所定の位置関係に配置された回路素子と、を備える電子機器であって、
   前記回路素子は、互いに対向する第１主面および第２主面を有し、
   前記回路素子は、
   回路が形成された回路形成部と、
   前記第２部材に電気的に接続される接続部と、
   前記回路形成部と前記接続部との間を接続する配線導体が形成され、前記回路形成部と前記接続部とに連続する配線部と、で構成され、
   前記回路素子の前記接続部の前記第１主面に、前記第２部材に接続される外部接続電極が形成されており、
   前記第２部材は、前記回路素子の前記外部接続電極が接続される実装電極を備え、
   前記第１部材は、前記第２部材の前記実装電極の形成面が対向する位置に配置されており、
   前記配線導体は、前記第１主面に、または前記第２主面よりも前記第１主面寄りの層に、形成されていて、
   前記配線部は、前記第１主面側が曲げの外側になり、且つ前記第１主面が前記第２主面より前記第１部材から遠ざかるように曲げられた屈曲部を有する、
   電子機器。
2. 前記第１部材は磁性部品である、
   請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第１部材は回路が形成された基板である、
   請求項１に記載の電子機器。
4. 前記回路形成部には高周波回路が形成されていて、前記基板はデジタル回路が形成された基板である、請求項３に記載の電子機器。
5. 前記配線部は、前記回路形成部に比べて前記配線導体の延伸方向に直交する方向の幅が細い、
   請求項１から４のいずれかに記載の電子機器。
6. 前記回路形成部、前記接続部、および前記配線部は、複数の基材層が積層されてなる単一の多層基板で構成されたものである、請求項１から５のいずれかに記載の電子機器。
7. 前記配線導体は前記複数の基材層のうち一層に形成されている、請求項６に記載の電子機器。
8. 前記回路形成部および前記接続部は前記配線部よりも厚い、
   請求項６または７に記載の電子機器。
9. 前記回路形成部に対する前記配線部の延出位置、および前記接続部に対する前記配線部の延出位置は、前記第２主面よりも前記第１主面寄りの位置である、請求項８に記載の電子機器。

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