(57)【要約】【課題】実装スペースを小さくした無線モジュールを備えた電子機器を得る。【解決手段】電子機器は、筐体２１と、筐体２１の内部に収容されたプリント回路板２２と、を具備する。プリント回路板２２は、開口部３４を有したプリント配線板２６と、開口部３４に対向してプリント配線板２６上に実装された無線モジュール２７と、を有する。無線モジュール２７は、開口部３４に対向した一方の面４３Ｂと、この一方の面４３Ｂとは反対側の他方の面４３Ａとを有し、他方の面４３Ａにチップ４４を実装した部品基板４３と、部品基板４３の一方の面４３Ｂに設けられるとともに、プリント配線板２６に接続される複数の端子４５Ａが配置された端子部４５と、部品基板４３の一方の面４３Ｂで、端子部４５から外れた位置に設けられるとともに、チップ４４の駆動により外部との間で電波の送受信を行うアンテナ４６と、を含む。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内部に収容されたプリント回路板と、
を具備した電子機器であって、
前記プリント回路板は、
開口部を有したプリント配線板と、
前記開口部に対向して前記プリント配線板上に実装された無線モジュールと、
を有し、
前記無線モジュールは、
前記開口部に対向した一方の面と、この一方の面とは反対側の他方の面とを有し、前記他方の面にチップを実装した部品基板と、
前記部品基板の一方の面に設けられるとともに、前記プリント配線板に接続される複数の端子が配置された端子部と、
前記部品基板の一方の面で、前記端子部から外れた位置に設けられるとともに、前記チップの制御により外部との間で電波の送受信を行うアンテナと、
を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記プリント配線板は、前記開口部の周囲を規定する縁部を有し、
前記アンテナは、前記縁部よりも内側の位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記端子部は、アンテナの周囲を取り囲む枠形状をなしていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記プリント配線板に対して前記無線モジュールを間に挟んだ反対側の位置に設けられ、前記チップに当接されるとともに、前記チップの熱を外部に放出する放熱部を具備することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記プリント配線板上で前記無線モジュールが実装される面とは反対側の面に実装されるとともに、前記開口部に対応する位置に貫通孔を有する補強板を具備することを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
開口部を有したプリント配線板と、
前記開口部に対向して前記プリント配線板上に実装された無線モジュールと、
を具備したプリント回路板であって、
前記無線モジュールは、
前記開口部に対向した一方の面と、この一方の面とは反対側の他方の面とを有し、前記他方の面にチップを実装した部品基板と、
前記部品基板の一方の面に設けられるとともに、前記プリント配線板に接続される複数の端子が配置される端子部と、
前記部品基板の一方の面で、前記端子部から外れた位置に設けられるとともに、前記チップの制御により外部との間で電波の送受信を行うアンテナと、
を有することを特徴とするプリント回路板。
【請求項７】
前記プリント配線板は、前記開口部の周囲を規定する縁部を有し、
前記アンテナは、前記縁部よりも内側の位置に設けられることを特徴とする請求項６に記載のプリント回路板。
【請求項８】
前記端子部は、アンテナの周囲を取り囲む枠形状をなしていることを特徴とする請求項７に記載のプリント回路板。
【請求項９】
前記プリント配線板に対して前記無線モジュールを間に挟んだ反対側の位置に設けられ、前記チップに当接されるとともに、前記チップの熱を外部に放出する放熱部を具備することを特徴とする請求項８に記載のプリント回路板。
【請求項１０】
前記プリント配線板上で前記無線モジュールが実装される面とは反対側の面に実装されるとともに、前記開口部に対応する位置に貫通孔を有する補強板を具備することを特徴とする請求項９に記載のプリント回路板。
【請求項１１】
一方の面と、この一方の面とは反対側の他方の面とを有し、前記他方の面にチップを実装した部品基板と、
前記部品基板の一方の面に設けられるとともに、複数の端子が配置された端子部と、
前記部品基板の一方の面で、前記端子部から外れた位置に設けられるとともに、前記チップの制御により外部との間で電波の送受信を行うアンテナと、
を具備することを特徴とする無線モジュール。
【請求項１２】
前記端子部は、アンテナの周囲を取り囲む枠形状をなしていることを特徴とする請求項１１に記載の無線モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナを作りこんだ無線モジュールを有する電子機器、プリント回路板、および無線モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、マザーボードのアンテナ埋没溝の内側にアンテナ素子を配置した電子機器が開示されている。この電子機器は、マザーボードと、マザーボードに設けられたアンテナ埋没溝と、アンテナ埋没溝の内側に配置されたアンテナ搭載基板と、アンテナ搭載基板上に配置されたアンテナ素子と、アンテナ素子の上面に形成されたアンテナ電極と、アンテナ搭載基板とアンテナ電極とを接続する給電ピンと、を有している。アンテナ素子は、誘電体セラミックスによって、ボックス型に形成されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、アンテナ素子における無線通信を駆動するための駆動用の回路部品については開示がない。
【０００３】
この電子機器では、アンテナ埋没溝の内側にアンテナ埋没空間が形成され、このアンテナ埋没空間の内側にボックス型のアンテナ素子が配置される。このため、アンテナ素子がマザーボードに対して埋没する形で搭載されるので、アンテナ素子を実装する際の実装高さが低減されている。
【特許文献１】特開２００２−２１７６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の電子機器では、駆動用の回路部品を実装するために、マザーボード上か、または、マザーボードとは独立した基板上に実装スペースを確保する必要がある。一方、近年、ノート型のパーソナルコンピュータや携帯電話機などにおいて、装置の薄型化および小型化が推し進められており、アンテナユニット自体を小型化する要請も強くなっている。しかしながら、上記従来型のアンテナの実装構造では、広い実装スペースが必要となるため、近年の小型の電子機器にはそのまま適用することができず、改良の余地があった。
【０００５】
本発明の目的は、実装スペースを小さくした無線モジュールを備えた電子機器を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、筐体と、前記筐体の内部に収容されたプリント回路板と、を具備した電子機器であって、プリント回路板は、開口部を有したプリント配線板と、前記開口部に対向して前記プリント配線板上に実装された無線モジュールと、を有し、前記無線モジュールは、前記開口部に対向した一方の面と、この一方の面とは反対側の他方の面とを有し、前記他方の面にチップを実装した部品基板と、前記部品基板の一方の面に設けられるとともに、前記プリント配線板に接続される複数の端子が配置された端子部と、前記部品基板の一方の面で、前記端子部から外れた位置に設けられるとともに、前記チップの駆動により外部との間で電波の送受信を行うアンテナと、を含む。
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るプリント回路板は、開口部を有したプリント配線板と、前記開口部に対向して前記プリント配線板上に実装された無線モジュールと、を具備したプリント回路板であって、前記無線モジュールは、前記開口部に対向した一方の面と、この一方の面とは反対側の他方の面とを有し、前記他方の面にチップを実装した部品基板と、前記部品基板の一方の面に設けられるとともに、前記プリント配線板に接続される複数の端子が配置された端子部と、前記部品基板の一方の面で、前記端子部から外れた位置に設けられるとともに、前記チップの駆動により外部との間で電波の送受信を行うアンテナと、を有する。
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る無線モジュールは、一方の面と、この一方の面とは反対側の他方の面とを有し、前記他方の面にチップを実装した部品基板と、前記部品基板の一方の面に設けられるとともに、複数の端子が配置された端子部と、前記部品基板の一方の面で、前記端子部から外れた位置に設けられるとともに、前記チップの制御により外部との間で電波の送受信を行うアンテナと、を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、実装スペースを小さくした無線モジュールを備えた電子機器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、図１から図４を参照して、電子機器の実施形態について説明する。本実施形態では、電子機器の一例として、いわゆるノートブック型のパーソナルコンピュータであるポータブルコンピュータに適用した場合を例に説明する。
【００１１】
図１に示すように、ポータブルコンピュータ１１は、本体ユニット１２と、ディスプレイユニット１３と、本体ユニット１２とディスプレイユニット１３との間に設けられるヒンジ部１４と、を備えている。ヒンジ部１４は、ディスプレイユニット１３を回動可能に支持している。ヒンジ部１４は、本体ユニット１２に対して閉じている状態と、本体ユニット１２に対して開いている状態との間で回動できるようにディスプレイユニット１３を支持している。
【００１２】
図１に示すように、ディスプレイユニット１３は、ディスプレイキャビネット１５と、ディスプレイキャビネット１５の内部に収納されるディスプレイの一例である液晶ディスプレイ１６と、を備えている。
【００１３】
図１から図３に示すように、本体ユニット１２は、筐体２１と、筐体２１の内部に収容されるプリント回路板２２と、筐体２１に取り付けられたキーボード２３、タッチパッド２４およびボタン２５と、を備えている。プリント回路板２２は、ＣＰＵ等の複数の回路部品を実装したプリント配線板２６と、プリント配線板２６上に実装される無線モジュール２７と、無線モジュール２７を冷却するための放熱部２８と、放熱部２８をプリント配線板２６に固定するためのスタッド２９およびねじ３０と、無線モジュール２７と放熱部２８との間の位置に介在される熱伝導シート３１と、を有している。プリント配線板２６は、方形の開口部３４と、開口部３４の周囲を規定する縁部３５と、を有している。
【００１４】
スタッド２９は、例えば円柱形をなしており、一方の端部に差込部３６を有している。差込部３６は、プリント配線板２６の固定孔３２の内側にきっちりと嵌め込まれており、スタッド２９は、差込部３６を介してプリント配線板２６に固定されている。熱伝導シート３１は、例えば、シリコンゴムシートで構成され、熱伝導性および弾力性を有している。もっとも、無線モジュール２７と放熱部２８との間の位置に介在されるものとしては、熱伝導シート３１に限定されるものではなく、熱伝導性のあるグリスであってもよい。
【００１５】
放熱部２８は、プリント配線板２６に対して無線モジュール２７を間に挟んだ反対側の位置に設けられている。放熱部２８は、熱伝導シート３１を介して無線モジュール２７に当接される放熱板４１と、放熱板４１の熱をファンユニットの近傍まで運搬するヒートパイプ４２と、ヒートパイプ４２の熱を筐体２１の外部に放出する図示しないファンユニットと、を有している。ヒートパイプ４２は、円筒形の銅製パイプの内部に、作動流体を封入して形成されている。
【００１６】
無線モジュール２７は、例えば、ＢＧＡ形のパッケージ形態をなしており、例えば、wirelessHDの通信規格に対応している。この無線モジュール２７は、例えば、映像関連や音楽関連の信号（情報）を高速で送信したり受信したりすることができる。無線モジュール２７は、プリント配線板２６の開口部３４に対向する位置、すなわち、開口部３４に重なる位置に配置されている。より具体的には、無線モジュール２７は、プリント配線板２６の縁部３５よりも内側の位置に配置されている。
【００１７】
無線モジュール２７は、方形板状の部品基板４３と、部品基板４３の一方の面４３Ｂとは反対側の他方の面４３Ａに実装されるチップ４４と、部品基板４３の一方の面４３Ｂに設けられる端子部４５と、部品基板４３の一方の面４３Ｂで、端子部４５から外れた位置に設けられるアンテナ４６と、を備えている。無線モジュール２７は、wirelessHDに対応するものに限定されるものではなく、ＷｉＭＡＸ等その他の通信規格に対応するものでもよい。
【００１８】
チップ４４は、周囲を取り囲んでいる絶縁性の合成樹脂の内部に埋め込まれている。端子部４５は、プリント配線板２６との間で接続部を形成する複数の端子４５Ａを有している。端子部４５は、枠形状をなしており、プリント配線板２６からチップ４４に給電するための給電部となっている。枠形状の端子部４５の内側にはアンテナ４６が配置される。複数の端子４５Ａは、それぞれ半田ボールで構成される。図４に示すように、アンテナ４６は、チップ４４の制御により外部機器との間で電波の送受信を行うことができる。アンテナ４６は、例えば、折れ曲がった線状のアンテナエレメント４６Ａと、方形の導体パターンであるアンテナグランド４６Ｂと、を有している。
【００１９】
アンテナ４６は、部品基板４３に例えば銅ペーストを印刷して形成されたフラットな導体パターンで形成される。図３に示すように、放熱板４１は、スタッド２９およびねじ３０を介して、プリント配線板２６の方向に押し付けられるように固定されている。この放熱板４１は、無線モジュール２７のチップ４４に当接されており、無線モジュール２７は、放熱板４１を介してプリント配線板２６に近づく方向に付勢されている。本実施形態において、放熱板４１として平板状のものが配置されているが、これに限定されるものではなく、板ばねを放熱板４１として設けても良い。
【００２０】
第１の実施形態によれば、ポータブルコンピュータ１１は、筐体２１と、筐体２１の内部に収容されたプリント回路板２２と、を具備し、プリント回路板２２は、開口部３４を有したプリント配線板２６と、開口部３４に対向してプリント配線板２６上に実装された無線モジュール２７と、を有し、無線モジュール２７は、開口部３４に対向した一方の面４３Ｂと、この一方の面４３Ｂとは反対側の他方の面４３Ａとを有し、前記他方の面４３Ａにチップ４４を実装した部品基板４３と、部品基板４３の一方の面４３Ｂに設けられるとともに、プリント配線板２６に接続される複数の端子４５Ａが配置された端子部４５と、部品基板４３の一方の面４３Ｂで、端子部４５から外れた位置に設けられるとともに、チップ４４の制御により外部との間で電波の送受信を行うアンテナ４６と、を含む。
【００２１】
この構成によれば、無線通信を駆動する無線モジュール２７上にアンテナ４６が作りこまれるため、アンテナ４６と無線モジュール２７とを別体に形成した場合に比して、設置に必要なスペースを低減することができる。これによって、ポータブルコンピュータ１１の小型化および薄型化を図ることができる。また、開口部３４に対向して無線モジュール２７が配置されるため、端子部４５が設けられる面と同じ面にアンテナ４６を設けたとしても、アンテナ４６から送受信される電波がプリント配線板２６によって遮断されることを防止できる。
【００２２】
また、プリント配線板２６は、開口部３４の周囲を規定する縁部３５を有し、アンテナ４６は、縁部３５よりも内側の位置に設けられる。この構成によれば、アンテナ４６に対してプリント配線板２６が覆い被さるように配置されることがないので、アンテナ４６の無線通信が阻害される危険性をより一層効果的に排除することができる。
【００２３】
また、端子部４５は、アンテナ４６の周囲を取り囲む枠形状をなしている。このため、無線モジュール２７とプリント配線板２６との間の半田接続部を強固に形成することができる。これにより、端子部４５が設けられる面と同じ面にアンテナ４６を設けたとしても、半田接続部の接続強度が低下することを防止することができる。
【００２４】
このとき、ポータブルコンピュータ１１は、プリント配線板２６に対して無線モジュール２７を間に挟んだ反対側の位置に設けられ、チップ４４に当接されるとともに、チップ４４の熱を外部に放出する放熱部２８を具備する。この構成によれば、放熱部２８によって無線モジュール２７がプリント配線板２６に押し付けられる方向に付勢される。このため、無線モジュール２７とプリント配線板２６との間の接続部において、半田が剥がれる方向に負荷がかかることがなく、無線モジュール２７とプリント配線板２６との間の接続信頼性を向上することができる。また、高速伝送に対応する無線モジュール２７の発熱に対しても、無線モジュール２７の冷却を円滑に行うことができ、発熱による無線モジュール２７の不具合を防止することができる。
【００２５】
続いて、図５、図６を参照して、ポータブルコンピュータの第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の電子機器の一例であるポータブルコンピュータ１１は、プリント回路板２２に補強板５１が設けられている点で第１の実施形態と異なっているが、他の部分は第１の実施形態と共通している。このため、主として第１の実施形態と異なる部分について説明し、共通する箇所については共通の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
第２の実施形態のポータブルコンピュータ１１は、図１に示すものと同様の外観を有している。第２の実施形態のプリント回路板２２は、プリント配線板２６と、プリント配線板２６上に実装される無線モジュール２７と、無線モジュール２７を冷却するための放熱部２８と、放熱部２８をプリント配線板２６に固定するためのスタッド２９およびねじ３０と、無線モジュール２７と放熱部２８との間の位置に介在される熱伝導シート３１と、プリント配線板２６に密着された補強板５１と、を有している。プリント配線板２６は、方形の開口部３４と、開口部３４の周囲を規定する縁部３５と、を有している。
【００２７】
補強板５１は、無線モジュール２７が実装されるプリント配線板２６の第１の面２６Ａとは反対側の第２の面２６Ｂに実装されている。補強板５１は、枠状になった枠部５２と、枠部５２の内側に設けられた方形の貫通孔５３と、を有している。この貫通孔５３は、プリント配線板２６に形成された開口部３４よりも大きく形成されており、補強板５１によってアンテナ４６で送受信される電波を極力吸収しないようにしている。補強板５１は、例えばステンレス等で形成されている。補強板５１は、スタッド２９の一方の端部に設けられたねじ部５４が通されるねじ孔５５を有している。補強板５１は、ねじ部５４およびねじ孔５５を介して、プリント配線板２６に密着するように固定されている。
【００２８】
第２の実施形態によれば、ポータブルコンピュータ１１は、プリント配線板２６上で無線モジュール２７が実装される面とは反対側の面に実装されるとともに、開口部３４に対応する位置に貫通孔５３を有する補強板５１を具備する。この構成によれば、無線モジュール２７に放熱部２８を押し付ける構造を採用したとしても、補強板５１が設けられているため、プリント配線板２６が撓んでしまうことを防止することができる。このため、開口部３４を設けることに起因してプリント配線板２６に強度低下を生ずることがあっても、プリント配線板２６の撓みを防止できる。また、補強板５１に貫通孔５３が設けられているため、補強板５１を配置したとしても、アンテナ４６の無線通信が阻害されることを防止できる。また、補強板５１は、放熱部２８およびスタッド２９を安定的に固定するための固定部としても兼用することができる。
【００２９】
なお、上記第１、第２の実施形態では、開口部３４がプリント配線板２６の中央部の近傍に配置されているが、開口部３４の位置は上記例に限定されるものではない。開口部３４は、プリント配線板２６の外周部に沿って形成された「Ｕ」字形の切欠部として形成されていてもよい。また、上記各実施形態では、ヒートパイプ４２を介して無線モジュール２７を冷却するようにしているが、この冷却形態に限定されるものでなく、例えば、放熱板４１を剣山状のヒートシンクとし、ヒートシンクにおいてその位置で放熱するようにしてもよい。
【００３０】
本発明の電子機器は、前記実施の形態に限定されるものではない。本発明の電子機器は、ポータブルコンピュータだけはなく、携帯電話機、テレビ等の表示装置、複数の機器同士を接続するためのルーターなどにも適用することができる。このほか、本発明の電子機器は、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態にかかるポータブルコンピュータを示す斜視図。
【図２】図１に示すポータブルコンピュータの筐体の内部に収容されるプリント回路板を示す平面図。
【図３】図２に示すプリント回路板のＦ３−Ｆ３線に沿った断面図。
【図４】図３に示すプリント回路板の無線モジュールを一方の面から見た平面図。
【図５】第２の実施形態にかかるポータブルコンピュータのプリント回路板を示す平面図。
【図６】図５に示すプリント回路板のＦ６−Ｆ６線に沿った断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１１…ポータブルコンピュータ、２１…筐体、２２…プリント回路板、２６…プリント配線板、２７…無線モジュール、４３…部品基板、４３Ａ…他方の面、４３Ｂ…一方の面、４４…チップ、４５…端子部、４６…アンテナ、５１…補強板、５３…貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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