(57)【要約】【課題】電源を高効率化した電子機器を提供する。【解決手段】実施形態の電子機器は、基板と、前記基板の一方の面側に取り付けられたチョークコイルと、前記チョークコイルに接続され、前記基板の前記一方の面側で、面状に広がるとともに前記チョークコイルに対応する部分に第１開口部を有した第１金属層と、を備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の面側に取り付けられたチョークコイルと、
前記チョークコイルに接続され、前記基板の前記一方の面側で、面状に広がるとともに前記チョークコイルに対応する部分に第１開口部を有した第１金属層と、
を備えた電子機器。
【請求項２】
前記基板は、第２金属層を有し、前記第２金属層は、前記第１金属層よりも前記チョークコイルから遠い位置に設けられ、面状に広がるとともに前記チョークコイルに対応する部分に第２開口部を有した請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記基板は、第３金属層を有し、前記第３金属層は、前記第２金属層よりも前記チョークコイルから遠い位置に設けられるとともに前記チョークコイルに対応する部分に第３開口部を有し、
前記第３開口部は、前記第２開口部よりも小さい請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記基板は、第４金属層を有し、前記第４金属層は、前記基板の厚さ方向において前記第３金属層よりも前記チョークコイルから遠い位置に設けられ、面状に広がった請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記基板の前記チョークコイルに対応する位置に、貫通孔部が設けられた請求項１に記載の電子機器。
【請求項６】
前記第２開口部の大きさは、少なくとも前記チョークコイルと同じ大きさを有する請求項１に記載の電子機器。
【請求項７】
貫通孔部が設けられた基板と、
前記貫通孔部の内側に位置するように前記基板に取り付けられたチョークコイルと、
を備えた電子機器。
【請求項８】
基板と、
前記基板の一方の面に取り付けられたチョークコイルと、
前記基板の前記一方の面側に設けられ、前記チョークコイルに接続されるとともに、前記チョークコイルに対応する部分から外れた位置に設けられた第１金属層と、
を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、チョークコイルを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ／ＤＣコンバータを実装した基板を内蔵した電子機器が存在する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、電子機器の内部で、各部品に対して適切な電圧を提供するために設けられている。すなわち、電子機器の内部でロスなく所望の電圧を得るために、高効率のＤＣ／ＤＣコンバータおよびその周辺の構造が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１１７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、電源を高効率化した電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の電子機器は、基板と、前記基板の一方の面側に取り付けられたチョークコイルと、前記チョークコイルに接続され、前記基板の前記一方の面側で、面状に広がるとともに前記チョークコイルに対応する部分に第１開口部を有した第１金属層と、を備えた。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態の電子機器の一例としてのポータブルコンピュータを示した斜視図。
【図２】図１に示すポータブルコンピュータの内部に収納されるプリント回路板（モジュール）の一部を拡大して示した斜視図。
【図３】図２に示すプリント回路板の一部を上面方向から示した上面図。
【図４】図３に示すプリント回路板のＦ４−Ｆ４線に沿った断面図。
【図５】第２実施形態の電子機器の一例としてのポータブルコンピュータのプリント回路板の厚さ方向に沿った断面図。
【図６】第３実施形態の電子機器の一例としてのポータブルコンピュータのプリント回路板の厚さ方向に沿った断面図。
【図７】第４実施形態の電子機器の一例としてのポータブルコンピュータのプリント回路板の厚さ方向に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［第１実施形態］
以下に、図１−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。
【０００８】
図１に示すように、ポータブルコンピュータ１１は、本体部１２と、表示部１３と、本体部１２と表示部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、表示部１３を回転可能に支持している。
【０００９】
表示部１３は、表示パネル１５と、表示パネル１５の周囲を取り囲むディスプレイケース１６と、を有している。ディスプレイケース１６は、例えば合成樹脂材料で形成されている。表示パネル１５は、本実施形態では、液晶ディスプレイパネルで構成されているが、例えばプラズマディスプレイパネル、有機ＥＬ、プラスチックディスプレイパネル、シートディスプレイパネル等、他の種類のディスプレイパネルであってもよい。
【００１０】
図１、図２に示すように、本体部１２は、例えば合成樹脂材料によって箱状に形成される筐体２１と、筐体２１の上面（頂壁）に設けられたキーボード２２と、筐体２１の上面に設けられたタッチパッド２３と、筐体２１の内部に収容された基板２４（マザーボード、メインボード）と、基板２４の一方の面２４Ａに取付けられたＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、を備えている。基板２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２０によって、基板モジュール３０（モジュール、プリント回路板）が構成されている。
【００１１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＡＣアダプターで得られた直流電圧を、基板上の各種の部品に適した直流電圧に変換することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、コントロールＩＣと、スイッチング素子と、スイッチング素子をドライブするドライバーと、チョークコイル２５と、コンデンサと、を含んでいる。基板２４の一方の面２４Ａ上に、コントロールＩＣ、スイッチング素子、ドライバー、チョークコイル２５、およびコンデンサが実装されている。コントロールＩＣ、スイッチング素子、ドライバー、およびコンデンサは、チョークコイル２５の周辺に配置されている。
【００１２】
図２に示すように、チョークコイル２５は、例えば円柱形をなした部品本体２６と、部品本体２６から突出した端子部２７と、を有している。端子部２７は、基板２４のパッド２８に対して、半田を介して物理的に固定されるとともに電気的に接続される。
【００１３】
図４に示すように、チョークコイル２５は、部品本体２６の内部に、基板２４に沿う方向に環状に巻き回された巻線部３１と、巻線部３１の内側に設けられたフェライト等のコア材３２と、を有している。なお、本実施形態のチョークコイル２５では、フェライト等のコア材３２を用いているため、飽和特性が良好である。
【００１４】
基板２４は、複数の金属層を積層的に有した多層基板（プリント配線板）である。基板２４は、一方の面２４Ａ側に設けられた第１金属層３３と、第１金属層３３よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第２金属層３４と、第２金属層３４よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第３金属層４２と、第３金属層４２よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第４金属層４３と、を有する。
【００１５】
図３に示すように、第１金属層３３は、銅材料等によって形成された複数の金属配線を有している。第１金属層３３は、チョークコイル２５の端子部２７と接続されるパッド２８と、面状に広がった配線部分３６と、チョークコイル２５に対応する部分２５Ａに設けられた第１開口部３７と、を有している。言い換えると、第１金属層３３は、パッド２８の一部を除いて、チョークコイル２５から外れた位置に設けられている。
【００１６】
図２、図４に示すように、第４金属層４３は、銅材料等によって形成されている。第４金属層４３は、本発明にいう第２金属層に相当する。第４金属層４３は、面状に広がっているいわゆるベタパターンとして形成されており、例えば、グランド層として機能している。また、第４金属層４３は、基板２４に蓄積された熱を外部に放出するための放熱部を兼ねている。
【００１７】
第４金属層４３は、チョークコイル２５に対応する部分に、例えば円形の第２開口部３８を有している。第２開口部３８の大きさは、チョークコイル２５から漏れ出す磁束の量に応じて適切な大きさにすることができる。本実施形態では、第２開口部３８の大きさ（直径、面積）は、少なくともチョークコイル２５の大きさ（直径、面積）と同じ大きさを有する。第４金属層４３は、チョークコイル２５から外れた位置に設けられるとも言い換えることができる。
【００１８】
なお、第４金属層４３は、上記と同じ構造で電源層として設けられていてもよい。また、チョークコイル２５には、コア材３２が設けられていなくてもよい。この場合には、チョークコイル２５から周囲に漏れ出す磁束の量が増加する傾向があるため、第２開口部３８の大きさ（直径、面積）をチョークコイル２５の大きさ（直径、面積）よりも大きく形成することが好ましい。
【００１９】
図４に示すように、第２金属層３４および第３金属層４２は、上記した第１金属層３３および第２金属層３４と同様に、チョークコイル２５に対応する部分２５Ａから外れた位置に設けられている。
【００２０】
以上のように本実施形態では、チョークコイル２５に対応する部分に、第１金属層３３、第２金属層３４、第３金属層４２、および第４金属層４３のいずれも配置されない。このため、基板のチョークコイル２５に対応する部分に導体が配置されることがなく、チョークコイル２５から発生する磁界によって、当該部分に渦電流損を生ずることがない。
【００２１】
第１実施形態によれば、ポータブルコンピュータ１１は、基板２４と、基板２４の一方の面２４Ａ側に取り付けられたチョークコイル２５と、チョークコイル２５に接続され、基板２４の一方の面２４Ａ側で、面状に広がるとともにチョークコイル２５に対応する部分２５Ａに第１開口部３７を有した第１金属層３３と、を備えた。
【００２２】
この構成によれば、チョークコイル２５とは重ならない位置に第１金属層３３が配置されるため、チョークコイル２５から発生する磁界によって第１金属層３３に渦電流損を生ずることがない。これによって、電源の高効率化を実現することができる。
【００２３】
基板２４は、第２金属層（第４金属層４３）を有し、第２金属層は、基板２４の厚さ方向において第１金属層３３よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられ、面状に広がるとともにチョークコイル２５に対応する部分２５Ａに第２開口部３８を有した。
【００２４】
この構成によれば、チョークコイル２５とは重ならない位置に第２金属層（第４金属層４３）が配置されるため、チョークコイル２５から発生する磁界によって第２金属層に渦電流損を生ずることがない。これによって、電源の高効率化をさらに実現することができる。
【００２５】
［第２実施形態］
続いて図５を参照して、電子機器の第２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ポータブルコンピュータ１１に適用した場合を例に説明する。ポータブルコンピュータ１１は、基板２４に貫通孔部４１が設けられた点で第１実施形態のものと異なっているが、他の部分は第１実施形態と共通している。このため、主として第１実施形態と異なる部分について説明し、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。第２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する。
【００２６】
基板２４は、複数の金属層を積層的に有した多層基板（プリント配線板）である。
【００２７】
基板２４は、一方の面２４Ａ側に設けられた第１金属層３３と、第１金属層３３よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第２金属層３４と、第２金属層３４よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第３金属層４２と、第３金属層４２よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第４金属層４３と、を有する。基板２４には、その厚さ方向に貫通するように設けられた貫通孔部４１が設けられている。
【００２８】
第１金属層３３は、銅材料等によって形成された複数の金属配線を有している。第１金属層３３は、チョークコイル２５の端子部２７と接続されるパッド２８と、チョークコイル２５に対応する部分に設けられた第１開口部３７と、を有している。言い換えると、第１金属層３３は、パッド２８の一部を除いて、チョークコイル２５から外れた位置に設けられている。
【００２９】
第４金属層４３は、銅材料等によって形成されている。第４金属層４３は、本発明にいう第２金属層に相当する。第４金属層４３は、面状に広がっているいわゆるベタパターンとして形成されており、グランド層として機能している。また、第４金属層４３は、基板２４に蓄積された熱を外部に放出するための放熱部を兼ねている。第４金属層４３は、チョークコイル２５に対応する部分に、第２開口部３８を有している。
【００３０】
第２金属層３４および第３金属層４２は、チョークコイル２５に対応する部分２５Ａから外れた位置に設けられている。
【００３１】
以上のように本実施形態では、基板２４は、チョークコイル２５に対応する位置に、貫通孔部４１を有する。この構成によれば、基板２４のチョークコイル２５に対応する位置に、導体が配置されなくなり、基板２４のチョークコイル２５に対応する箇所で渦電流損を生ずることを防止できる。これによって、高効率の電源を有したポータブルコンピュータ１１を提供できる。
【００３２】
［第３実施形態］
続いて図６を参照して、電子機器の第３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ポータブルコンピュータ１１に適用した場合を例に説明する。ポータブルコンピュータ１１は、第２金属層３４、第３金属層４２、および第４金属層４３の構成が異なる点等で、第１実施形態のものと異なっているが、他の部分は第１実施形態と共通している。このため、主として第１実施形態と異なる部分について説明し、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。第３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する。
【００３３】
基板２４は、複数の金属層および配線層を積層的に有した多層基板（プリント配線板）である。
【００３４】
基板２４は、一方の面２４Ａ側に設けられた第１金属層３３と、第１金属層３３よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第２金属層３４と、第２金属層３４よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第３金属層４２と、第３金属層４２よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第４金属層４３と、第４金属層４３よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第５金属層５１と、第５金属層５１よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第６金属層５２と、第６金属層５２よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられた第７金属層５３と、を有する。
【００３５】
第１金属層３３は、銅材料等によって形成された複数の金属配線を有している。第１金属層３３は、チョークコイル２５の端子部２７と接続されるパッド２８と、チョークコイル２５に対応する部分２５Ａに設けられた第１開口部３７と、を有している。
【００３６】
第２金属層３４は、銅材料等によって形成された複数の金属配線を有している。第２金属層３４は、チョークコイル２５に対応する部分２５Ａに、例えば円形の第２開口部３８を有している。第２開口部３８の大きさ（直径、面積）は、チョークコイル２５の大きさ（直径、面積）よりも大きくなっている。
【００３７】
第３金属層４２は、銅材料等によって形成された複数の金属配線を有している。第３金属層４２は、チョークコイル２５に対応する部分２５Ａに、例えば円形の第３開口部４４を有している。図６に示すように、第３開口部４４の大きさ（直径、面積）は、第２開口部３８の大きさ（直径、面積）よりも小さくなっている。
【００３８】
第４金属層４３、第５金属層５１および第６金属層５２は、銅材料等によって形成されている。第４金属層４３は、チョークコイル２５に対応する部分２５Ａに、例えば円形の第４開口部４５を有している。図６に示すように、第４開口部４５の大きさ（直径、面積）は、第３開口部４４の大きさ（直径、面積）よりも小さくなっている。
【００３９】
第５金属層５１は、チョークコイル２５に対応する部分に、例えば円形の第５開口部４６を有している。図６に示すように、第５開口部４６の大きさ（直径、面積）は、第４開口部４５の大きさ（直径、面積）よりも小さくなっている。
【００４０】
第６金属層５２は、チョークコイル２５に対応する部分２５Ａに、例えば円形の第６開口部４７を有している。図６に示すように、第６開口部４７の大きさ（直径、面積）は、第５開口部４６の大きさ（直径、面積）よりも小さくなっている。
【００４１】
第７金属層５３は、銅材料等によって形成されている。第７金属層５３は、本発明にいう第４金属層に相当する。第７金属層５３は、基板２４中の複数の金属層のうち、最もチョークコイル２５から遠い位置に設けられている。第７金属層５３は、面状に広がっているいわゆるベタパターンとして形成されており、グランド層として機能している。第７金属層５３は、基板２４に蓄積された熱を外部に放出するための放熱部を兼ねている。第７金属層５３には、開口部が設けられていない。
【００４２】
本実施形態では、第１金属層３３、第２金属層３４、第３金属層４２、第４金属層４３、第５金属層５１、第６金属層５２に行くにつれて、それらに設けられる開口部が小さくなる。このため、チョークコイル２５から出た磁界によって、各金属層および各配線層に渦電流が発生することを極力防止できる。
【００４３】
また、チョークコイル２５に対応する部分には、第７金属層５３が配置される。しかしながら、第７金属層５３は、チョークコイル２５から最も遠い位置に配置されるため、チョークコイル２５による磁界の影響が少ない。このため、当該部分に仮に渦電流損を生じたとしても、渦電流による損失の影響を小さくできる。
【００４４】
第３実施形態によれば、基板２４は、第３金属層４２を有し、第３金属層４２は、基板２４の厚さ方向において第２金属層３４よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられるとともにチョークコイル２５に対応する部分に第３開口部４４を有し、第３開口部４４は、第２開口部３８よりも小さい。
【００４５】
この構成によれば、第３金属層４２が第２金属層３４よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられる。このため、他の金属層に比べて、チョークコイル２５から磁界によって第３金属層４２に渦電流が生じにくくできる。これによって、第３開口部４４の面積を第２開口部３８よりも小さくしても、渦電流による損失を小さくして、高効率の電源を有したポータブルコンピュータ１１を提供できる。
【００４６】
基板２４は、第４金属層（第７金属層５３）を有し、第４金属層（第７金属層５３）は、基板２４の厚さ方向において第３金属層４２よりもチョークコイル２５から遠い位置に設けられ、面状に広がっている。この構成によれば、第３金属層４２よりもさらに遠い位置に第４金属層（第７金属層５３）が配置される。このため、他の金属層に比べて、チョークコイル２５からの磁界によって第４金属層４３に渦電流を生じにくくできる。このため、第４金属層を面状に広がる構造（開口部がない構造）としても、第４金属層に生ずる渦電流の影響を小さくでき、レイアウトの自由度を向上できる。
【００４７】
［第４実施形態］
続いて図７を参照して、電子機器の第４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ポータブルコンピュータ１１に適用した場合を例に説明する。ポータブルコンピュータ１１は、チョークコイル２５の配置等が第１実施形態のものと異なっているが、他の部分は第１実施形態と共通している。このため、主として第１実施形態と異なる部分について説明し、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。第４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する。
【００４８】
基板２４は、複数の金属層を積層的に有した多層基板（プリント配線板）である。基板２４には、厚み方向に貫通した貫通孔部４１が設けられている。
【００４９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、コントロールＩＣと、スイッチング素子と、スイッチング素子をドライブするドライバーと、チョークコイル２５と、コンデンサと、を含んでいる。基板２４の一方の面２４Ａ上に、コントロールＩＣ、スイッチング素子、ドライバー、チョークコイル２５、およびコンデンサが実装されている。コントロールＩＣ、スイッチング素子、ドライバー、およびコンデンサは、チョークコイル２５の周辺に配置されている。
【００５０】
チョークコイル２５は、貫通孔部４１の内側に配置されている。チョークコイル２５は、部品本体２６と、部品本体２６から突出した平板状の端子部２７と、を有している。チョークコイル２５は、部品本体２６の内部に、基板２４に沿う方向に環状に巻き回された巻線部３１と、巻線部３１の内側に設けられたフェライト等のコア材３２と、を有している。チョークコイル２５は、端子部２７を介して基板２４のパッド２８に対して、半田によって物理的に固定されるとともに電気的に接続される。
【００５１】
本実施形態では、貫通孔部４１の内側にチョークコイル２５が配置されるため、チョークコイル２５からの磁界の影響によって渦電流を生ずる位置に導体が配置されることが防止される。
【００５２】
本実施形態によれば、ポータブルコンピュータ１１は、貫通孔部４１が設けられた基板２４と、貫通孔部４１の内側に位置するように基板２４に取り付けられたチョークコイル２５と、を備える。この構成によれば、チョークコイル２５から発生する磁界によって、基板２４の金属層に対して渦電流が発生してしまうことを防止できる。
【００５３】
電子機器は、上記実施形態に示したポータブルコンピュータに限定されるものではなく、例えば、テレビ、携帯電話機、スマートフォン、タブレット、および書籍、画像等を電子的に表示する電子ブックリーダー等、その他の電子機器に対しても当然に実施可能である。
【００５４】
また、電子機器は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１１…ポータブルコンピュータ、２４…基板、２４Ａ…一方の面、２５…チョークコイル２５Ａ…対応する部分、３３…第１金属層、３４…第２金属層、３７…第１開口部、３８…第２開口部、４１…貫通孔部、４２…第３金属層、４３…第４金属層、４４…第３開口部。
【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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【図７】
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