(57)【要約】【課題】バイブレータやスピーカ等の振動発生源を有する携帯端末の多層プリント基板において、横置き型の水晶デバイス内部に在る水晶振動片の揺れによる悪影響を防止し、且つパターンの配線効率を向上させることができる回路形成方法を提供する。【解決手段】横置き型の水晶振動子２が実装される層および少なくとも該層に隣接する層において、水晶振動子２内部に在る水晶振動片４に対向する基板領域のうち、少なくとも水晶振動片４上の電極５の領域と重複しないようにパターンを形成することを特徴とする。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動発生源を有する携帯端末に用いられる多層プリント基板の回路形成方法であり、
横置き型の水晶デバイスが実装される層および少なくとも該層に隣接する層において、前記水晶デバイス内部に在る水晶振動片に対向する前記基板の領域のうち、少なくとも前記水晶振動片上の電極領域と重複しないようにパターンを形成することを特徴とする回路形成方法。
【請求項２】
振動発生源を有する携帯端末に用いられる多層プリント基板の回路形成方法であり、
横置き型の水晶デバイスが実装される層と前記水晶デバイス内部に在る水晶振動片との距離を、少なくとも０．７ミリメートル離すことを特徴とする回路形成方法。
【請求項３】
回路形成された多層プリント基板と振動発生源を有する携帯端末であり、
横置き型の水晶デバイスが実装される前記基板の層および少なくとも該層に隣接する層において、前記水晶デバイス内部に在る水晶振動片に対向する前記基板の領域のうち、少なくとも前記水晶振動片上の電極領域と重複しないようにパターンが形成されていることを特徴とする携帯端末。
【請求項４】
回路形成された多層プリント基板と振動発生源を有する携帯端末であり、
横置き型の水晶デバイスが実装される前記基板の層と前記水晶デバイス内部に在る水晶振動片との距離が、少なくとも０．７ミリメートル離されていることを特徴とする携帯端末。
【請求項５】
前記水晶デバイスが実装される前記基板に振動発生源が実装されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の携帯端末。
【請求項６】
横置き型の水晶デバイスが実装される多層プリント基板であって、
前記水晶デバイスが実装される層および少なくとも該層に隣接する層において、前記水晶デバイス内部に在る水晶振動片に対向する前記基板の領域のうち、少なくとも前記水晶振動片上の電極領域と重複しないようにパターンが形成されていることを特徴とする多層プリント基板。
【請求項７】
振動発生源が実装されている請求項６に記載の多層プリント基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント基板の回路形成方法、及び携帯端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリント基板の回路形成方法は、水晶振動子や発振用コンデンサ等で形成する発振回路を回路基板に形成するにあたって、表面実装型である発振用コンデンサに対向する回路基板の対向面を切除している（例えば、特許文献１参照）。これによって、表面実装型である発振用コンデンサと回路基板との間隔は小さいが、発振用コンデンサの表面電極と配線パターンとの間に発生する浮遊容量の悪影響を防止できるようになる。同様に、発振用コンデンサへの悪影響を防止するために、高周波発振回路が形成される領域を配線パターンの禁止領域とした多層プリント基板もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−３０２５０９号公報
【特許文献２】
実公平７−５６５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話機等の携帯端末では、多層プリント基板を使用し、水晶デバイス（水晶振動子や水晶発振器など）についても横置き型（表面実装型など）のものを使用してその小型化が図られているようになっており、横置き型の水晶デバイスを多層プリント基板に実装すると、水晶デバイス内部に在る水晶振動片は基板面と略平行に位置することになる。この場合、水晶振動片に対向する基板領域と重複するようにパターンが配線されると、水晶振動片上の電極と該配線パターン間で浮遊容量が形成される。そして、この浮遊容量は水晶振動片の揺れによって変化し、これによりＣ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ）が悪化する。特に、携帯電話機の場合には、着信報知用に振動を発生するバイブレータ（振動発生用モータ）が具備されているが、携帯性向上のための小型化によりバイブレータと水晶デバイスが近くにあり、着信時にバイブレータが発生した振動により水晶振動片への影響が顕著となる。このため浮遊容量の変化が大きくなるので、Ｃ／Ｎが悪化するため変調精度が悪くなり、着信途中で通信が途絶える等の重大な問題が生じる虞がある。また、携帯電話機は、大音量の着信音を発生可能なスピーカを備えており、同様に振動発生源となる。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、バイブレータやスピーカ等の振動発生源を有する携帯電話機を代表とする携帯端末の多層プリント基板において、横置き型の水晶デバイス内部に在る水晶振動片の揺れによる悪影響を防止し、且つパターンの配線効率を向上させることができる回路形成方法を提供することにある。
【０００６】
また、本発明は、その回路形成方法を適用した携帯端末を提供することも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の回路形成方法は、振動発生源を有する携帯端末に用いられる多層プリント基板の回路形成方法であり、横置き型の水晶デバイスが実装される層および少なくとも該層に隣接する層において、前記水晶デバイス内部に在る水晶振動片に対向する前記基板の領域のうち、少なくとも前記水晶振動片上の電極領域と重複しないようにパターンを形成することを特徴としている。
この発明によれば、水晶振動片上の電極と配線パターン間の浮遊容量が小さくなるので、水晶振動片が揺れたとしても、該浮遊容量の変化は少なくなる。この結果、高周波発振回路で生成される発振周波数も正常に保たれることとなり、水晶振動片の揺れに起因した着信途中で通信が途絶える等の悪影響を防止することができる。さらに、本発明によるパターン配線禁止領域は高周波発振回路形成領域に比して小さいので、パターンの配線効率が向上する。
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の回路形成方法は、振動発生源を有する携帯端末に用いられる多層プリント基板の回路形成方法であり、横置き型の水晶デバイスが実装される層と前記水晶デバイス内部に在る水晶振動片との距離を、少なくとも０．７ミリメートル離すこと、好ましくは０．７ミリメートルから２．０ミリメートルの範囲とする。
この発明によれば、水晶振動片上の電極と配線パターン間の距離を０．７ミリメートル以上にすることにより浮遊容量が小さくなるので、水晶振動片が揺れたとしても該浮遊容量の変化は少なくなり、上記と同様の効果が得られる。
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項３に記載の携帯端末は、回路形成された多層プリント基板と振動発生源を有する携帯端末であり、横置き型の水晶デバイスが実装される前記基板の層および少なくとも該層に隣接する層において、前記水晶デバイス内部に在る水晶振動片に対向する前記基板の領域のうち、少なくとも前記水晶振動片上の電極領域と重複しないようにパターンが形成されていることを特徴としている。
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項４に記載の携帯端末は、回路形成された多層プリント基板と振動発生源を有する携帯端末であり、横置き型の水晶デバイスが実装される前記基板の層と前記水晶デバイス内部に在る水晶振動片との距離が、少なくとも０．７ミリメートル離されていること、好ましくは０．７ミリメートルから２．０ミリメートルの範囲で離すようにした。
【００１１】
請求項５に記載の携帯端末においては、前記水晶デバイスが実装される前記基板に振動発生源が実装されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の多層プリント基板は、横置き型の水晶デバイスが実装される多層プリント基板であって、前記水晶デバイスが実装される層および少なくとも該層に隣接する層において、前記水晶デバイス内部に在る水晶振動片に対向する前記基板の領域のうち、少なくとも前記水晶振動片上の電極領域と重複しないようにパターンが形成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載の多層プリント基板においては、振動発生源が実装されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による携帯電話機１００の外観及び内部構成の配置を示す背面図である。図１には、多層（本実施例では６層）のプリント基板１とこの基板上に実装されている水晶振動子２とバイブレータ（振動発生用モータ）１１０と着信音を発生する２つのスピーカ１２０のそれぞれの配置を示している。バイブレータ１１０とスピーカ１２０は振動発生源である。図１に示すように、水晶振動子２とバイブレータ１１０は同じ基板１上に配置されており、バイブレータ１１０が着信時に発生する振動によって水晶振動子２内部の水晶振動片に揺れが強く生じる。また、２つのスピーカ１２０も水晶振動子２の近くに在り、着信音発生時の振動が水晶振動片を揺らす可能性がある。
【００１５】
プリント基板１には、携帯電話機１００の機能を実現するための回路が形成されている。この回路は、回路各部を制御するＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、無線通信制御を行う無線通信回路、水晶振動子２を備えた高周波発振回路等から構成される。ＣＰＵ及び無線通信回路は、高周波発振回路で生成されたクロックを使用して動作する。このクロックの周波数精度は水晶振動子２の発振周波数のＣ／Ｎに依存する。従って、水晶振動子２の発振周波数のＣ／Ｎが悪化すると、高周波発振回路で生成される変調精度が悪化するので、無線通信回路の動作が不安定となり、着信途中で通信が途絶える等の悪影響が生じる虞がある。
【００１６】
図２は、図１に示すプリント基板１に形成された回路の例を示す断面図である。この図２には、本発明の回路形成方法によって形成された特徴的な回路部分を示している。図３は、図２に示す回路部分の平面図である。
図２，図３において、水晶振動子２は水晶振動片４を有しており、該水晶振動片４の両面にそれぞれ電極５が形成されている。水晶振動片４は２つの導電性接着剤６で一端が固定されている。各電極５はそれぞれ１つの導電性接着剤６に接続され、水晶振動子２の端子８と導通する。端子８はプリント基板１の表層（第１層）に形成されているランド１０に半田付けされ、該表層に形成されている配線パターン２１と導通する。６層のプリント基板１の各層（第１層〜第６層）には、それぞれ配線パターン２１〜２６が形成されている。配線パターン間には絶縁体層３０が設けられている。
【００１７】
水晶振動子２は横置き型（表面実装型）であり、プリント基板１に実装されると、図２に示すように、水晶振動片４は基板面と略平行に位置する。このため水晶振動片４は振動により基板面に対して垂直方向に揺れが生じやすく、バイブレータ１１０あるいはスピーカ１２０が着信時に振動を発生すると、該揺れが顕著となる。
【００１８】
そこで、本実施形態においては、図２に示すように、プリント基板１の各層（第１層〜第６層）において水晶振動片４に対向する基板領域のうち、少なくとも水晶振動片４上の電極５の領域と重複しないようにパターンを形成する。第１〜６層の配線パターン２１〜２６は、電極５の領域と対向する部分には重複しないように形成されている。これにより、水晶振動片４上の電極５と配線パターン間の浮遊容量が小さくなるので、水晶振動片４が揺れたとしても、該浮遊容量の変化は少なくなる。この結果、水晶振動子２の発振周波数が安定するので、高周波発振回路で生成される周波数のＣ／Ｎは正常に保たれることとなり、同一基板上の振動発生源による強い揺れが生じたとしても、水晶振動片の揺れに起因した着信途中で通信が途絶える等の悪影響を防止することができる。
【００１９】
図４に、プリント基板１の各層（第１層Ｌ１〜第６層Ｌ６）におけるパターン配線禁止領域５０を示す。図４の第１層Ｌ１には、高周波発振回路に係る回路形成部分を示している。この回路形成領域４０のうち、４つのランド１０を頂点部分に持つ矩形領域が水晶振動子２の実装領域である。そして、図４に示すように、水晶振動子２内部の水晶振動片４に対向する基板領域のうち、水晶振動片４上の電極５に対向する領域を含む領域５０に対して、パターンの配線を禁止する。
同様に、第２層Ｌ２〜第６層Ｌ６についても、本来、パターンの配線が可能な領域４０のうち、該パターン配線禁止領域５０に重複する領域５０に対してパターンの配線を禁止する。上記パターン配線禁止領域５０は、水晶振動子２の実装領域に比してもさらに小さいので、パターンの配線効率をほとんど低下させることがない。
【００２０】
図５に、本実施形態による高周波発振回路のＣ／Ｎを測定した結果のグラフを示す。図６に、上記パターン配線禁止領域５０内にもパターンを配線した場合のＣ／Ｎの測定結果のグラフを示す。図５，図６において、高周波発振回路の発振周波数ｆ０は１４．４ＭＨｚであり、そのレベルは−１１．４ｄＢである。図６において、発振周波数のサイドローブ成分が周波数ｆ２（１２７Ｈｚ）付近に発生している。これは、水晶振動片４の揺れによる配線パターン間の浮遊容量の変化によって生じたものであり、周波数ｆ２におけるＣ／Ｎは−６１．４ｄＢである。これに対して本実施形態による図５の測定結果では、サイドローブ成分は周波数ｆ１（１１７Ｈｚ）付近に発生しているが、周波数ｆ１におけるＣ／Ｎは−６９．２ｄＢであり、Ｃ／Ｎで７．８ｄＢ改善されている。この改善により、着信時にバイブレータが作動して振動が発生しても、着信途中で通信が途絶える虞はなくなる。
【００２１】
なお、上述した実施形態においては、プリント基板１の全層（第１層Ｌ１〜第６層Ｌ６）に対してパターン配線禁止領域５０を設けるようにしたが、水晶振動子２が実装される第１層Ｌ１および少なくとも該層Ｌ１に隣接する第２層Ｌ２に対してパターン配線禁止領域５０を設ければ、Ｃ／Ｎの改善効果が得られる。但し、プリント基板１の全層に対してパターン配線禁止領域５０を設ける方が、より大きな改善効果が得られるので好ましい。
【００２２】
なお、上述した実施形態においては、パターン配線禁止領域５０を設けることによって水晶振動片４の揺れに起因する悪影響を防止するようにしたが、図７に示すように、水晶振動片４と水晶振動子２が実装される第１層Ｌ１との距離Ｈを０．７ミリメートル以上にしてもよい。これにより、水晶振動片４上の電極５と配線パターン間の浮遊容量が小さくなるので、水晶振動片４が揺れたとしても該浮遊容量の変化は少なくなり、上記実施形態と同様の効果が得られる。但し、携帯電話機の薄型化のために、２．０ミリメートル以下とするのが好ましい。従って、距離Ｈは、０．７ミリメートルから２．０ミリメートルの範囲とする。これにより、水晶振動片４上の電極５と配線パターン間の浮遊容量が小さくなるので、水晶振動片４が揺れたとしても該浮遊容量の変化は少なくなり、上記と同様の効果が得られる。
【００２３】
なお、上述した実施形態においては、水晶振動子を例に挙げたが、他の横置き型の水晶デバイス（例えば水晶発振器）にも同様に適用することができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バイブレータやスピーカ等の振動発生源を有する携帯電話機を代表とする携帯端末の多層プリント基板において、横置き型の水晶デバイス内部に在る水晶振動片の揺れによる悪影響を防止し、且つパターンの配線効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による携帯電話機１００の外観及び内部構成の配置を示す背面図である。
【図２】図１に示すプリント基板１に形成された回路の例を示す断面図である。
【図３】図２に示す回路部分の平面図である。
【図４】プリント基板１の各層Ｌ１〜Ｌ６におけるパターン配線禁止領域５０を説明するための基板分解斜視図である。
【図５】本実施形態による高周波発振回路のＣ／Ｎの測定結果のグラフ図である。
【図６】パターン配線禁止領域５０内にもパターンを配線した場合のＣ／Ｎの測定結果のグラフ図である。
【図７】本発明の他の実施形態を説明するための図である。
【符号の説明】
１…プリント基板、２…水晶振動子、４…水晶振動片、５…電極、６…導電性接着剤、８…端子、１０…ランド、２１〜２６…配線パターン、３０…絶縁体層、４０…パターン配線可能領域、５０…パターン配線禁止領域、１００…携帯電話機、１１０…バイブレータ（振動発生用モータ）、１２０…スピーカ、Ｌ１〜Ｌ６…第１〜６層
【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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