JP6994341B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明の一態様は、基板を含んで構成された電子機器に関する。

リジッド基板と可撓性基板（フレキシブル基板）とを有する基板構成は種々の電子機器において用いられている。一般的には、可撓性基板は、リジッド基板などを他の構成と接続する際などに用いられており、曲げやすい特徴を有しているため信号線の引き回しに有用である。ところで、特許文献１などに示されるように、信号線に加えてシールド層を有するフレキシブル基板を含む構成については、従来から知られている。

特開２０１１－６６０６５号公報

しかし、上記従来のシールド層を有するフレキシブル基板は、信号線や他の構成に加えて、シールド機能を有する層を配置したものであって、高いレベルの電磁ノイズを効果的に遮蔽できない場合があった。また、近年の精密機器などでは、誤動作を完全に防止するために、極めて高いレベルでの電磁ノイズの除去を要求されるものがあり、上記従来の構成ではこういった要求に十分に対応できない場合があった。

本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一の手段は、
それぞれ電子部品を搭載した矩形状の第１基板（１１）及び第２基板（１２）と、
前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続する可撓性を有する第１可撓性基板（１３）と、
前記第１基板及び前記第２基板の接地電位に電気的に接続された接地電位パターンを略全面に有する第２可撓性基板（１４～１６）と、
前記第１基板に電気的に接続され、前記第１基板と前記第２基板との間に挿入されるよう一部が折り曲げられて配置された、接地電位パターンを略全面に有し可撓性を有する第３可撓性基板（１７）と、を備える、
電子機器である。

上記構成の電子機器によれば、接地電位パターンを有する第２可撓性基板により、第１基板及び第２基板周辺の電磁ノイズを効果的に抑制可能な構成とすることができる。さらに、接地電位パターンを有する第３可撓性基板を第１基板と第２基板との間に配置したことにより、第１基板と第２基板の間で相互に与えられる電磁ノイズの影響を抑制可能な構成とすることができる。また、第２可撓性基板及び第３可撓性基板が広い範囲で接地電位パターンを形成しているため、放熱性を高めた構成とすることができる。

上記電子機器において、好ましくは、
前記第１可撓性基板は、前記第１基板の第１辺と、前記第１辺に対向する前記第２基板の辺との部分に配置され、
前記第２可撓性基板は、前記第１基板の第２辺と、前記第２辺に対向する前記第２基板の辺との部分に配置され、
前記第３可撓性基板は、前記第１基板の第３辺に接続されている。

上記構成の電子機器によれば、特に第１基板と第２基板とにより挟まれた部分に配置された素子から発せられる電磁ノイズを効果的に抑制可能な構成とすることができる。

上記電子機器において、好ましくは、
それぞれが前記第１基板（１１）及び前記第２基板（１２）の接地電位に電気的に接続された接地電位パターンを略全面に有する第４可撓性基板（１５）及び第５可撓性基板（１６）を有し、
前記第４可撓性基板（１５）は、前記第１基板の第３辺と、前記第３辺に対向する前記第２基板の辺との部分に配置され、
前記第５可撓性基板（１６）は、前記第１基板の第４辺と、前記第４辺に対向する前記第２基板の辺との部分に配置されている。

上記構成の電子機器によれば、第１基板と第２基板とにより挟まれた部分の３方を、接地電位パターンを有する可撓性基板により覆う構成としているため、当該部分に配置された素子から発せられる電磁ノイズをさらに効果的に抑制可能な構成とすることができる。

上記電子機器において、好ましくは、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置された台座（１８）をさらに備え、
前記台座は、前記第２可撓性基板が挿通される第２可撓性基板挿通孔（１８２ａ～１８２ｃ）を備える。

上記構成の電子機器によれば、台座を備える構成とすることで、第２可撓性基板を安定的に支持可能な構成とすることができる。また、組立容易な構成とすることができる。

上記電子機器において、好ましくは、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置された台座（１８）をさらに備え、
前記台座は、
前記第２可撓性基板が挿通される第２可撓性基板挿通孔（１８２ａ）と、
前記第４可撓性基板が挿通される第４可撓性基板挿通孔（１８２ｂ）と、
前記第５可撓性基板が挿通される第５可撓性基板挿通孔（１８２ｃ）と、を備える。

上記構成の電子機器によれば、第２可撓性基板、第４可撓性基板、及び第５可撓性基板をそれぞれ安定的に支持可能な構成とすることができる。また、組立容易な構成にすることができる。

上記電子機器において、好ましくは、
前記台座は、前記第３可撓性基板（１７）が挿通される第３可撓性基板挿通孔（１８２ｄ）を備える。

上記構成の電子機器によれば、さらに、第３可撓性基板を安定的に支持可能な構成とすることができ、組立容易な構成とすることができる。

上記電子機器において、好ましくは、
前記第２可撓性基板及び前記第３可撓性基板は、前記接地電位パターン以外に信号線を有さない。

上記構成の電子機器によれば、第２可撓性基板及び第３可撓性基板による電磁ノイズの抑制及び放熱効果をさらに高めた構成とすることができる。

上記電子機器において、好ましくは、
前記接地電位パターンは、鉄よりも高い熱伝導率を有する。

上記構成の電子機器によれば、第２可撓性基板及び第３可撓性基板により、放熱性をさらに高めた構成とすることができる。

図１は、実施形態１において、展開された状態の電子機器１を一方の面側から見た平面図である。 図２は、実施形態１において、展開された状態の電子機器１を他方の面側から見た平面図である。 図３は、実施形態１において、組み立てられた状態の電子機器１の側面図である。 図４は、実施形態２において、展開された状態の電子機器１を一方の面側から見た平面図である。 図５は、実施形態２において、展開された状態の電子機器１を他方の面側から見た平面図である。 図６は、実施形態２において、台座１８の平面図である。 図７は、実施形態２において、組み立てられた状態の電子機器１の側面図である。

本発明の複数の基板を含む電子機器では、基板間で信号の送受信を行うためのフレキシブル基板（可撓性基板）に加え、電磁ノイズを抑制するための接地電位（ＧＮＤ）パターンのみを有するフレキシブル基板を備える構成としている点を特徴のひとつとする。また、２枚の基板の間にフレキシブル基板が挿入される構成、及び台座を備える構成としている点を更なる特徴とする。

本発明の具体的な構成例としての実施形態について、以下の構成にしたがって説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態１
２．実施形態２
３．補足事項

なお、本明細書では、撮影対象物を、「被写体」、または「撮影対象」と称する。また、撮像素子に入射する光の中心位置を「光軸」と称する。撮像素子に対して被写体が位置する方向を「光軸方向前方」と称し、被写体に対して撮像素子が位置する方向を「光軸方向後方」と称する。

＜１．実施形態１＞
本発明の実施形態について、図１～図３を参照しながら説明する。図１及び図２は、展開された状態の電子機器１の平面図である。図１は、電子機器１を一方の面側から見た平面図、図２は、電子機器１を図１とは逆側の面側から見た平面図である。図３は、組み立てられた状態の電子機器１を側面から見た図である。

図示されるように、本実施形態の電子機器１は、第１基板１１、第２基板１２、第１フレキシブル基板１３、第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、第４フレキシブル基板１６、及び第５フレキシブル基板１７を含んで構成される。さらに、電子機器１は、撮像素子１１１、コネクタ１２１、及び電子部品１２２ａ～１２２ｄなどを含む。

電子機器１は、例えばカメラモジュール（撮像装置）に含まれている。カメラモジュールは、例えば、フロントケース、レンズ鏡筒、シールド板、リアケース、及び本実施形態の電子機器１などを含む。フロントケースは、リアケースとともに筐体を形成し、電子機器１、シールド板、及びレンズ鏡筒を収容する。レンズ鏡筒は、１以上のレンズなどの光学部材を含む円筒状の構成である。レンズ鏡筒に保持されたレンズなどは、被写体からの光を屈折させながら、第１基板１１に搭載された撮像素子１１１に向かって透過させる。撮像素子１１１は、ＣＣＤまたはＣ－ＭＯＳセンサなどの光電変換素子である。

＜第１基板１１＞
第１基板１１は、矩形状のリジッド基板であって、撮像素子１１１を含む種々の電子部品を搭載する。撮像素子１１１が光軸に対して垂直になるよう、第１基板１１は光軸に対して垂直な平面に配置される。第１基板１１の、光軸方向前方の面には撮像素子１１１が搭載され、光軸方向後方の面にはその他の電子部品が搭載される。後述するように、第１基板１１の光軸方向後方の面に搭載された電子部品に対しては、高い電磁ノイズの遮蔽効果が得られるため、電磁ノイズを発生しやすい画像処理ＩＣなどの電子部品は、第１基板１１の光軸方向後方の面、または第２基板１２の光軸方向前方の面に配置されることが好ましい。

＜第２基板１２＞
第２基板１２は、第１基板と同様の矩形状のリジッド基板であって、電子部品１２２ａ～１２２ｄなどを搭載する。第２基板１２の光軸方向後方の面には、第２基板１２を他の部材と電気的に接続するための、コネクタ１２１が搭載される。後述するように、第２基板１２の光軸方向前方の面に搭載された電子部品に対しては、高い電磁ノイズの遮蔽効果が得られるため、電磁ノイズを発生しやすい画像処理ＩＣなどの電子部品は、第２基板１２の光軸方向後方の面、または第１基板１１の光軸方向後方の面に配置されることが好ましい。

＜第１フレキシブル基板１３＞
第１フレキシブル基板１３は、可撓性を有する基板であって、第１基板１１と第２基板１２とを電気的に接続し、所定の信号などを送受信する。第１フレキシブル基板１３は、図に示されるように、矩形状の第１基板１１の一辺と、この辺に対応した第２基板１２の辺の位置に、第１基板１１と第２基板１２との双方にはんだ付けなどで電気的に接続される（図３及び図４参照）。第１フレキシブル基板１３は、第１基板１１及び第２基板１２と、コネクタなどを介して接続されてもよい。

＜第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、第４フレキシブル基板１６＞
第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、及び第４フレキシブル基板１６は、それぞれ可撓性を有する基板である。第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、及び第４フレキシブル基板１６は、それぞれ略全面に接地電位パターンを有しており、第１基板１１及び第２基板１２の接地電位に電気的に接続されている。第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、及び第４フレキシブル基板１６の接地電位パターンは、それぞれ面状の導体、または格子状に形成された導体のパターンで形成される。この接地電位パターンは、電磁ノイズを遮断するためのパターンとして利用されるのに加え、放熱用にも利用されるため、銅など、高い熱伝導性と低い電気抵抗を有する材料で形成される。例えば、この接地電位パターンは、鉄よりも高い熱伝導性を有する材料で形成される。

第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、及び第４フレキシブル基板１６は、第１基板１１及び第２基板１２にはんだなどで電気的に接続される。より具体的には、図１及び図２に示されるように、第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、及び第４フレキシブル基板１６は予め第２基板１２に電気的に接続させておき、組立時に、接続用パターン１４２、１５２、及び１６２で、それぞれ第１基板１１の接地電位に対して、はんだなどで接続される。

なお、第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、及び第４フレキシブル基板１６は、それぞれ本発明の「第２可撓性基板」、「第４可撓性基板」、及び「第５可撓性基板」の一構成例である。

＜第５フレキシブル基板１７＞
第５フレキシブル基板１７は、可撓性を有する基板であり、略全面に接地電位パターンを有している。第５フレキシブル基板１７の接地電位パターンは、第１基板１１及び第２基板１２の接地電位に電気的に接続されている。第５フレキシブル基板１７は、第１基板１１において、第１可撓性基板１３と対向する辺に連結されている。なお、第５フレキシブル基板１７は、第１基板１１の別の辺に連結されてもよい。

第５フレキシブル基板１７は、第１基板１１及び第２基板１２の間に挿入されるよう配置される。このとき、第５フレキシブル基板１７は、第１基板１１との連結部分の近傍が折り曲げられるようにして、第１基板１１及び第２基板１２の間に挿入される。これにより、第１基板１１と第２基板１２との間には、第５フレキシブル基板１７が配置された状態となる。第５フレキシブル基板１７の両面は、第１基板１１及び第２基板１２に搭載された電子部品または配線などとショートしてしまうことを避けるため、絶縁体で覆われた状態となっている。

本実施形態の電子機器１では、上記のように第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、第４フレキシブル基板１６、及び第５フレキシブル基板１７を有する構成としているため、第１基板１１及び第２基板１２周辺の電磁ノイズを効果的に除去可能な構成とすることができる。また、第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、及び第４フレキシブル基板１６が広い範囲で接地電位パターンを形成しているため、放熱性を高めた構成とすることができる。

なお、本実施形態の電子機器１では、第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、第４フレキシブル基板１６、及び第５フレキシブル基板１７の４つのフレキシブル基板を有する構成として、第１フレキシブル基板１３とともに、矩形状の第１基板１１及び第２基板１２の四辺に対してそれぞれフレキシブル基板が配置される構成としたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、及び第４フレキシブル基板１６のうちのいずれか１つまたは２つと、第５フレキシブル基板１７を有する構成としても、電磁ノイズの除去及び放熱性の向上に一定の効果が得られる。

また、本実施形態の電子機器１では、第１フレキシブル基板１３～第４フレキシブル基板１６が、それぞれ第１基板１１及び第２基板１２の対向する辺の部分を接続するよう配置されているため、第１基板１１と第２基板１２とにより挟まれた部分に配置された素子から発せられる電磁ノイズを抑制可能な構成とすることができる。

特に、本実施形態の電子機器１では、第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、及び第４フレキシブル基板１６の３つのフレキシブル基板を、第１基板１１及び第２基板１２において第１フレキシブル基板１３が配置された辺以外の３辺の部分に配置している。そのため、第１基板１１及び第２基板１２により挟まれた部分の３方を、接地電位パターンを有する可撓性基板により覆う構成となっており、当該部分に配置された素子から発せられる電磁ノイズをさらに効果的に抑制可能な構成とすることができる。

なお、本実施形態の電子機器１では、第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、第４フレキシブル基板１６、及び第５フレキシブル基板１７が、接地電位パターン以外に信号線を有さない構成とすることが好ましい。このような構成によれば、電磁ノイズの抑制及び放熱効果をさらに高めた構成にすることができる。

また、本実施形態の電子機器１では、放熱性をさらに高めた構成にするため、接地電位パターンが、銅などの、鉄よりも高い熱伝導性を有する素材で形成されることが好ましい。

＜２．実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について、図４～図７を参照しながら説明する。本実施形態の電子機器１ａは、実施形態１の電子機器１と比較して、台座１８を備える構成としている点で相違している。以下、当該相違点を中心に説明する。

図４及び図５は、展開された状態の電子機器１ａの平面図である。図４は、電子機器１ａを一方の面側から見た平面図、図５は、電子機器１ａを図４とは逆側の面側から見た平面図であり、それぞれ実施形態１の図１及び図２に対応する。図６は、台座１８の平面図である。図７は、組み立てられた状態の電子機器１ａを側面から見た図である。

図４及び図５に示されるように、電子機器１ａは、第１基板１１ａ、第２基板１２、第１フレキシブル基板１３、第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、第４フレキシブル基板１６、及び第５フレキシブル基板１７ａを含んで構成される。つまり第５フレキシブル１７が、第５フレキシブル基板１７ａに置き換えられ、第１基板１１が第１基板１１ａに置き換えられている。また、図７に示されるように、電子機器１ａは台座１８を含む。

＜第５フレキシブル基板１７ａ＞
第５フレキシブル基板１７ａは、貫通孔１７１ａ及び１７１ｂを含む。貫通孔１７１ａ及び１７１ｂには、連結具によって、台座１８の貫通孔１８１ａ及び１８１ｂと連結されて、位置決めがなされる。つまり、第５フレキシブル基板１７ａは、台座１８と位置決めされながら連結される。第５フレキシブル基板１７ａと台座１８との連結は、連結具ではなく、熱溶着などの溶着や、接着剤による接着により行われてもよい。

＜第１基板１１ａ＞
第１基板１１ａは、実施形態１の第１基板１１に加え、貫通孔１１２ａ及び１１２ｂを有する。貫通孔１１２ａ及び１１２ｂは、台座１８の貫通孔１８３ａ及び１８３ｂとそれぞれ連結されて、位置決めがなされる。つまり、第１基板１１ａは、台座１８と位置決めされながら連結される。第１基板１１ａと台座１８との連結は、連結具ではなく、熱溶着などの溶着や、接着剤による接着により行われてもよい。

＜台座１８＞
台座１８は、樹脂で形成された３ｍｍ程度の厚みを有する絶縁性の基板で形成され、図６に示されるように、いずれも台座１８を貫通するよう形成された挿通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、及び１８２ｄと、貫通孔１８１ａ、１８１ｂ、１８３ａ、及び１８３ｂとを有する。挿通孔１８２ａ、１８２ｂ、及び１８２ｃは、それぞれ台座１８を形成する四辺のうちの３辺に沿って延びるよう形成される。挿通孔１８２ｄは、挿通孔１８２ｃの近傍に、挿通孔１８２ｃの延びる方向に沿って形成される。

組立状態において、挿通孔１８２ａ、１８２ｂ、及び１８２ｃには、それぞれ第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、及び第４フレキシブル基板１６、が、第２基板１２側から第１基板１１側に向かって挿通される。挿通孔１８２ｄには、第５フレキシブル基板１７ａが挿通される。このように、挿通孔１８２ａ～１８２ｄに、第２フレキシブル基板１４、第３フレキシブル基板１５、第４フレキシブル基板１６、及び第５フレキシブル基板１７ａが挿通されることで、各フレキシブル基板がそれぞれ安定して支持された状態となる。貫通孔１８１ａ及び１８１ｂは、第５フレキシブル基板１７ａの貫通孔１７１ａ及び１７１ｂと連結されて位置決めされる。貫通孔１８３ａ及び１８３ｂは、第１基板１１ａの貫通孔１１２ａ及び１１２ｂと連結されて位置決めされる。

本実施形態の電子機器１ａでは、上記のように台座１８が配置され、各フレキシブル基板が挿通孔１８２ａ～１８２ｄに挿通され、これにより各フレキシブル基板が安定的に支持され、組立容易な構成となっている。なお、台座１８の挿通孔は、必ずしも全てのフレキシブル基板に対して形成されず、一部のフレキシブル基板に対して形成されてもよく、このような構成でも一定の効果が得られる。

＜３．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

上記実施形態の電子機器１は、例えば、カメラモジュールの構成の一部として利用されるが、これ以外の種々の電子機器の構成としても当然に適用可能である。

本発明は、基板を含んで構成された電子機器などとして広く利用される。

１…電子機器
１１…第１基板
１１１…撮像素子
１１２ａ、１１２ｂ…貫通孔
１２１…コネクタ
１２２ａ～１２２ｄ…電子部品
１２…第２基板
１３…第１フレキシブル基板
１４…第２フレキシブル基板
１５…第３フレキシブル基板
１６…第４フレキシブル基板
１４１、１５１、１６１…接地電位パターン
１４２、１５２、１６２…接続用パターン
１７…第５フレキシブル基板
１７１ａ、１７１ｂ…貫通孔
１８…台座
１８１ａ、１８１ｂ、１８３ａ、１８３ｂ…貫通孔
１８２ａ～１８２ｄ…挿通孔

Claims (7)

1. それぞれ電子部品を搭載した第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続する可撓性を有する第１可撓性基板と、
   前記第１基板及び前記第２基板の接地電位に電気的に接続された接地電位パターンを略全面に有する第２可撓性基板と、
   前記第１基板に電気的に接続され、前記第１基板と前記第２基板との間に挿入されるよう一部が折り曲げられて配置された、接地電位パターンを略全面に有し可撓性を有する第３可撓性基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に配置された台座と、を備え、
   前記台座は、前記第２可撓性基板が挿通される第２可撓性基板挿通孔を備える、
   電子機器。
2. 前記第１基板と前記第２基板は、矩形状であり、
   前記第１可撓性基板は、前記第１基板の第１辺と、前記第１辺に対向する前記第２基板の辺との部分に配置され、
   前記第２可撓性基板は、前記第１基板の第２辺と、前記第２辺に対向する前記第２基板の辺との部分に配置され、
   前記第３可撓性基板は、前記第１基板の第３辺に接続されている、
   請求項１に記載の電子機器。
3. それぞれが前記第１基板及び前記第２基板の接地電位に電気的に接続された接地電位パターンを略全面に有する第４可撓性基板及び第５可撓性基板を有し、
   前記第４可撓性基板は、前記第１基板の第３辺と、前記第３辺に対向する前記第２基板の辺との部分に配置され、
   前記第５可撓性基板は、前記第１基板の第４辺と、前記第４辺に対向する前記第２基板の辺との部分に配置されている、
   請求項２に記載の電子機器。
4. 前記台座は、
   前記第４可撓性基板が挿通される第４可撓性基板挿通孔と、
   前記第５可撓性基板が挿通される第５可撓性基板挿通孔と、を備える、
   請求項３に記載の電子機器。
5. 前記台座は、前記第３可撓性基板が挿通される第３可撓性基板挿通孔を備える、
   請求項４に記載の電子機器。
6. 前記第２可撓性基板及び前記第３可撓性基板は、前記接地電位パターン以外に信号線を有さない、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子機器。
7. 前記接地電位パターンは、鉄よりも高い熱伝導率を有する、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子機器。
   

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