JP4756020B2 - 筐体及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、筐体及びその製造方法、並びに電子機器に関する。

携帯電話やノートパソコンのような電子機器の小型化要求に伴い小スペースであってもアンテナ設計の自由度を高めることが必要となる。

この場合、例えば携帯電話の筐体内部において、板金、インモールドやＭＩＤ（Molded Interconnect Device)による内蔵アンテナを基板と筐体との間に配置すると、実装スペースが大きくなる。また、筐体内部にリブやボスなどが配置されることが多く、アンテナの配置や形状に制約が生じる。

他方、筐体の外側表面にアンテナを配置すると実装スペースの確保が容易になるものの、アンテナ厚さにより段差を生じやすくなり、意匠的な外観が損なわれる。

移動体通信の端末機器の小型化、軽量化、および外観デザインの自由度を高める無線通信機能付き機器に関する技術開示例がある（特許文献１）。この技術開示例では、誘電体樹脂アンテナの筐体外面側および外周を低誘電率樹脂で覆い、筐体のその他の部分を導電性樹脂としている。しかしながら、アンテナ収容スペースが十分ではない。
特開２００３−１５８４１５号公報

アンテナの収容スペースを保ちつつ、外観が改善された筐体及びその製造方法、並びに電子機器を提供する。

本発明の一態様によれば、凹部が設けられた成型体と、前記凹部内に設けられた導電層と、前記成型体の表面のうちの前記凹部が設けられた表面における前記凹部の非形成領域と、前記導電層の表面と、を少なくとも覆うように設けられた保護膜と、を備え、前記保護膜は、前記非形成領域と前記導電層の前記表面との間を略平坦に延在してなることを特徴とする筐体が提供される。

本発明の他の一態様によれば、上記の筐体の製造方法であって、前記凹部内に導電性ペーストを塗布することにより前記導電層を形成する工程を備えたことを特徴とする筐体の製造方法が提供される。

本発明の他の一態様によれば、上記の筐体の製造方法であって、第１の成型体の上に、開口部を有する第２の成型体を形成して前記凹部を形成する工程と、前記開口部に露出した前記第１の成型体の表面にメッキ層を形成して前記導電層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする筐体の製造方法が提供される。

本発明の他の一態様によれば、第１の筐体と、前記第１の筐体と組み合わせられた第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体との間に形成される内部空間に設けられた電気回路と、を備え、前記第１の筐体及び前記第２の筐体のうちの少なくともいずれかは、上記の筐体であり、前記保護膜が外部表面側となるように前記第１及び第２の筐体が組み合わされ、前記導電層は、前記電気回路と電気的に接続されたことを特徴とする電子機器が提供される。

アンテナの収容スペースを保ちつつ、外観が改善された筐体及びその製造方法、並びに電子機器が提供される。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる電子機器を表し、図１（ａ）は模式斜視図、図１（ｂ）はフレキ基板を用いた電気的接続例を表す模式断面図である。成型体を含む第１の筐体１０と成型体を含む第２の筐体１２とが組み合わされている。携帯機器を、例えば携帯電話とすると第１及び第２の筐体１０、１２が組み合わされ、表示部１４を構成する。他方、第３の筐体１６と第４の筐体１８とが組み合わされ、操作部２０を構成する。

図１（ａ）は表示部１４と操作部２０とはヒンジ部２２により機械的にまた電気的に連結された折りたたみ式携帯電話である。重ね合わせ方式としては、スライド式、回転式などもあるが、本発明はこれらの重ね合わせ方式に限定されない。また、図１（ｂ）は、ヒンジ部２２の隙間を通ったフレキ基板２３により表示部１４と操作部２０とが電気的に接続されている断面を表している。

第１の筐体１０の表面１０ａには保護膜が設けられており、その下方には導電層４６が設けられているが導電層４６の端部の上方において、表面１０ａは略平坦に延在し、連続的に形成されていて段差がないために外観上はその存在がわからない。この表面１０ａを意匠面と呼ぶことにする。すなわち、本実施形態において導電層４６の段差などが意匠面に生じることはなく良好な外観を保つことができる。本明細書では、図１（ａ）のように第１の筐体１０が緩やかな丸みを有し連続的に形成されている場合も「略平坦」と言うものとする。なお、導電層４６は第２の筐体１２の表面１２ａ側に設けられていてもよい。すなわち、携帯電話の開状態において、第１の筐体１０の表面１０ａ及び側面、並びに第２の筐体１２の表面１２ａ及び側面が意匠面となる。

導電層４６を、例えばアンテナとすることができる。アンテナは、第１、第２、第３、第４の筐体１０、１２、１６、１８のいずれの表面１０ａ、１２ａ、１６ａ、１８ａにも設けられる可能性がある。携帯電話に複数のアンテナを設ける場合、アンテナ収容スペースを広く確保し筐体表面を有効に活用できる本実施形態は好ましい。また、意匠面側にアンテナを配置すると、基板３０からのノイズを抑制することが容易となる。

図２は、表示部１４の模式断面図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った断面、図２（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った断面を表す。なお、表示部１４の場合について説明するが、本実施形態はこれに限定されず操作部２０であってもよい。また、図３は、図２（ａ）のＫ部を部分拡大した模式図である。図２（ａ）において、第１及び第２の筐体１０、１２は組み合わされ、内部空間１３が形成されている。第２の筐体１２には、例えば液晶ディスプレイ３２が固定される。さらに、例えば電気回路が設けられた基板３０が、第１の筐体１０または第２の筐体１２のいずれかに固定される。

電子機器が図１のように表示部１４及び操作部２０から構成される場合、電気回路は操作部２０にも配置されることが多い。導電層４６がアンテナの場合、高周波部４８と電気的に結合され給電される。高周波部４８は発振器及び受信器を含んでおり、表示部１４または操作部２０のいずれに配置されてもよいが、図２（ｂ）のように、電気回路の給電線５０と第１の筐体１０の導電層４６とが接続される。この場合、成型体が樹脂である場合、第１の筐体１０を貫通する接続ピンを給電線の一部とし導電層４６に給電してもよい。なお、表示部１４と操作部２０とは、ヒンジ部２２を介して電気的接続がなされている。

図３は、導電層４６近傍の模式断面図である。成型体１１の凹部内に導電層４６が設けられている。例えば導電性ペースト層４０の上にメッキ層４２が形成されている。導電性ペースト層４０及びメッキ層４２から構成された導電層４６の厚さは凹部の深さと略同一である。成型体１１において凹部が形成されていない部分、すなわち凹部の非形成領域１１ｂの表面とメッキ層４２の表面とを覆うように塗装膜のような保護膜４４が設けられる。導電層４６の表面と成型体１１の表面とは段差を有しておらず、保護膜４４の表面に段差を生じることはなく良好な意匠面とすることが容易となる。つまり、保護膜４４は、導電層４６と成型体１１との間を略平坦に延在し連続的な表面が形成されている。

図４は、本実施形態の筐体の製造方法を説明する工程断面図である。
また、図５は、筐体の製造方法を表すフロー図である。
まず、凹部１１ａを有する成型体１１を樹脂成型する（Ｓ１００）。樹脂材料としては、ＰＣ（Polycarbonatｅ）、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）、ＰＰＯ（Polyphenylene Oxide）、ＰＩ（PolyImide）、ＰＯＭ（Polyoxymethylene）、ＰＥＳ（Polyethersulfone）、ＲＥＮＹ、ＰＰ（Polypropylene）、ＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）、ＰＳ（Polystyrene）、ＡＳ（Acrylonitrile Styrene）、ＰＰＥ（Polyphenylether）、ＰＥＥＫ、ＬＣＰ、ＣＯＣ、ＣＯＰなどを用いる。図４（ａ）のように、凹部１１ａに、例えばドットディスペンサ６０から導電性ペーストを滴下する。導電性ペーストとしては溶媒中に銀（Ａｇ）の粒子などが分散されたものを用いることができる。この場合、図４（ｂ）のように凹部１１ａの深さよりも厚く滴下し、凹部１１ａの深さよりも薄くなるようにブレード６２を用いて平坦にしてもよい。ブレード６２にゴムなどの弾性材料を用いれば筐体の曲率に沿った形状とすることが容易となる（Ｓ１０２）。導電性ペースト層４０の厚さは、例えば５〜３０μｍである。

続いて図４（ｃ）のように導電性ペースト層４０を、例えば１００℃前後、１０〜３０分間、の熱処理、またはＵＶ照射により硬化する（Ｓ１０４）。さらに、図４（ｄ）のように、例えば銅（Ｃｕ）４２ａ（厚さ１０μｍ）、ニッケル（Ｎｉ）４２ｂ（厚さ２μｍ）、金（Ａｕ）４２ｃ（厚さ０．３μｍ）をこの順序でメッキする（Ｓ１０６）。メッキは電気メッキまたは無電解メッキのいずれであってもよい。Ｃｕは高周波における表皮深さを小さくし、Ｎｉは硬度を保ち、Ａｕは酸化防止など保護用である。

なお、１ＧＨｚにおける表皮深さは、Ｃｕで約２．１μｍ、Ｎｉで約４．１μｍ、Ａｕで約２．５μｍである。Ｃｕは導電率が高く表皮深さを小さくでき、導電層４６の厚さを薄くできるのでメッキ層４２としてＣｕを含むことが好ましい。導電性ペースト層４０及びメッキ層４２を合計した導電層４６の厚さを凹部１１ａの深さと略同一とし段差を無くする。なお、導電層４６を薄い板金状とし、例えば凹部１１ａ内に貼り付けてもよい。

成型体１１と、凹部１１ａに設けられた導電層４６と、の間には段差が生じない。この平坦な表面を覆うように保護膜４４を形成する（Ｓ１０８）と、図３のように平坦で導電層４６のパターンが見えない表面１０ａができ意匠面となる。保護膜４４を、例えば吹きつけなどによる塗装膜（厚さ１〜数十μｍ）とすることができる。また、パッド印刷、塗装膜が塗布された樹脂フィルム、不透明フィルムなどを用いてもよい。

図６は、比較例にかかる筐体の模式断面図である。成型体１１１の表面に導電性ペーストなどからなる導電層１４６が形成されている。導電層１４６の表面に塗料を弾く材料を塗布し、導体層１４６を除いた筐体の表面に、導電層１４６の高さと略同一の高さまで塗装膜１４４を形成する。この場合、導電層１４６の厚さと略同一である厚い塗装膜１４４を形成し、かつ塗装膜１４４と導電層１４６との上部をさらに覆う必要があり、製造工程が複雑である。これに対して、本実施形態では製造方法がより簡素であり、塗装膜のような保護膜４４を薄くすることができる。

図７は、筐体の製造方法の変形例を説明する工程断面図である。図７（ａ）のように、第１の成型体６４を樹脂成型し、開口部６６ａを有する第２の成型体６６を樹脂成型する。第１の成型体６４は下地ペーストであるパラジウム（Ｐｄ）などを含む触媒との密着性が良好であるＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂などとする。他方、第２の成型体６６は密着性が不十分であるポリカーボネート（Polycarbonate)樹脂などとする。このように２つの樹脂を用いた成型法を二色成型法と呼ぶ。

図７のように、凹部６６ａの底面をなす第１の成型体６４は下地ペーストと密着性が良好であり、メッキにより直接Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕなどを凹部６６ａ内に形成できる。この場合、第２の成型体６６は下地ペーストとの密着性が不十分であり、メッキ層が形成されない。さらに図７（ｃ）のように、第２の成型体６６と、メッキ層４２と、は段差が無く、塗装膜などの保護膜４４が平坦に形成され、アンテナなどとなるメッキ層４２を覆い隠した良好な外観の意匠面とできる。本変形例では、Ｃｕメッキ層などを用いて導電層４６を薄くするすることができ、製造方法をより簡素にできる。

図８は、導電層への電気的接続の変形例を表す模式図であり、図８（ａ）は模式斜視図、図８（ｂ）はＣ−Ｃ線に沿った模式断面図である。例えばアンテナは図８（ａ）のような平面形状とする。表面１０ａの保護層４４の下の導電層４６であるアンテナは、キャパシタ５２のような容量結合素子により第１の筐体１０の内部側で高周波部４８から給電される。高周波部４８は、表示部１４または操作部２０のいずれに配置されていてもよい。このように成型体を貫通した給電線を設けなくともアンテナに給電することができる。

以上の本実施形態において、導電層と成型体との表面段差を無くし塗装膜などの保護膜を表面に設けることにより、導電層収容スペースを保ちつつ外観が改善された筐体とすることができる。特に導電層をアンテナとすると、筐体内部よりもアンテナ収容スペースを容易に確保でき、アンテナ設計の自由度が増す。このため、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication)、ＤＣＳ（Digital Cellular System)、ＰＣＳ（Personal Communications Service）などのトリプルバンドのみならず、無線ＬＡＮ、ＦＭ放送、ＡＭ放送、ＧＰＳ（Global Positioning System)、ワンセグなどを含めて送受信機能を拡大できる。

また本実施形態において、表示部と操作部とが連結され、開または閉状態を有する折りたたみ式電子機器について説明したが、本発明はこれに限定されず表示部と操作部とが一体化されていてもよい。また、電子機器としては、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant)、パソコンなどを含めることができる。

以上、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかしながら本発明はこれら実施形態に限定されない。筐体及び電子機器を構成する成型体、凹部、導電性ペースト、メッキ層、導電層、保護膜、塗装膜などの材質、サイズ、形状、配置などに関して当業者が設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。

本実施形態にかかる電子機器の模式図 表示部の模式断面図 導電層近傍の模式断面図 本実施形態の筐体の製造方法を説明する工程断面図 筐体の製造方法を表すフロー図 比較例にかかる筐体を表す模式断面図 筐体の製造方法の変形例を説明する工程断面図 導電層への電気的接続の変形例を表す模式図

符号の説明

１０ 第１の筐体、１１ 成型体、１１ａ 凹部、１１ｂ 凹部の非形成領域、１２ 第２の筐体、１３ 内部空間、４０ 導電性ペースト層、４４ 保護膜、４６導電層、５０ 給電線、５２ 容量結合素子、６４ 第１の成型体、６６ 第２の成型体

Claims (8)

1. 凹部が設けられた成型体と、
   前記凹部内に設けられた導電層と、
   前記成型体の表面のうちの前記凹部が設けられた表面における前記凹部の非形成領域と、前記導電層の表面と、を少なくとも覆うように設けられた保護膜と、
   を備え、
   前記保護膜は、前記非形成領域と前記導電層の前記表面との間を略平坦に延在してなることを特徴とする筐体。
2. 前記導電層は前記凹部の深さと略同一の厚さを有したことを特徴とする請求項１記載の筐体。
3. 前記保護膜は、塗装膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の筐体。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の筐体の製造方法であって、
   前記凹部内に導電性ペーストを塗布することにより前記導電層を形成する工程を備えたことを特徴とする筐体の製造方法。
5. 前記導電性ペーストの表面にメッキ層を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の筐体の製造方法。
6. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の筐体の製造方法であって、
   第１の成型体の上に、開口部を有する第２の成型体を形成して前記凹部を形成する工程と、
   前記開口部に露出した前記第１の成型体の表面にメッキ層を形成して前記導電層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする筐体の製造方法。
7. 第１の筐体と、
   前記第１の筐体と組み合わせられた第２の筐体と、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体との間に形成される内部空間に設けられた電気回路と、
   を備え、
   前記第１の筐体及び前記第２の筐体のうちの少なくともいずれかは、請求項１〜３のいずれか１つに記載の筐体であり、
   前記保護膜が外部表面側となるように前記第１及び第２の筐体が組み合わされ、
   前記導電層は、前記電気回路と電気的に接続されたことを特徴とする電子機器。
8. 前記導電層は、アンテナを含み、
   前記電気回路は、給電線または容量結合素子を含み、
   前記給電線または前記容量結合素子を介して前記アンテナが給電されることを特徴とする請求項７記載の電子機器。
   

Images