(57)【要約】【課題】回路基板が搭載された電子機器の大型化および高価格化を抑制しつつ、空間に放電された静電気に対する回路基板のノイズ耐量を向上させること。【解決手段】導体パターン１４ａ〜１４ｄを回路基板１３に形成し、導体パターン１４ｄには、静電気から保護される電子部品を接続し、導体パターン１４ａ、１４ｂは、表面が露出された状態で導体パターン１４ｄと分離されるように配置し、導体パターン１４ｃは、導体パターン１４ａ、１４ｂの一端に接続するとともに、導体パターン１４ｄのシグナルグランドなどの安定した電位１７に接続し、回路基板１３を筐体１１に収容する場合、導体パターン１４ａ、１４ｂが筐体１１の開口部１２ａ、１２ｂとそれぞれ隣り合うように配置する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電気から保護される電子部品に接続される第１の導体パターンと、
前記第１の導体パターンと分離され、表面が露出された第２の導体パターンと、
前記第２の導体パターンの一端に接続され、安定した電位に接続される第３の導体パターンとを備えることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記第３の導体パターンに前記第１の導体パターンの安定した電位が接続されることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記第２の導体パターンの表面が露出するようにして前記第１の導体パターンと前記第３の導体パターンとを覆うソルダレジストを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記第２の導体パターンは外周に沿って配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記第３の導体パターンは内層に配置され、前記第２の導体パターンと前記第３の導体パターンとはスルーホールを介して接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項６】
前記第２の導体パターンは側壁面に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項７】
前記第２の導体パターンの一端および他端が前記第３の導体パターンに接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項８】
前記第２の導体パターン上に形成されたハンダ層を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項９】
内部を換気するための開口部が設けられた筐体と、
前記第２の導体パターンが前記開口部と隣り合うようにして、前記筐体内に収容された請求項１から８のいずれか１項に記載の回路基板とを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路基板および電子機器に関し、特に、空間を伝わる静電気に対するノイズ耐量を向上させる構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）に用いられるプログラマブルコントローラなどの電子機器では、その内部に搭載された電子部品の温度上昇を抑制するために、筐体の内部を空冷することが一般的に行われている。ここで、筐体の内部を効率よく空冷できるようにするため、外部の空気と内部の空気を入れ替えるための開口部が筐体に形成される。このため、この開口部を介して静電気が筐体の内部に侵入し、その内部に搭載された電子部品の誤動作や故障などの問題を引き起こすことがある。
【０００３】
このような問題に対する対策として、開口部から遠ざけて電子部品を配置する方法、電子部品と開口部との間にシールド板を配置する方法、空冷用の開口部を筐体に設けないようにする方法などが用いられている。
【０００４】
また、特許文献１には、プリント基板と近接する操作キーに印加された静電気を基準電位パターンに誘導させるための配線パターンを操作部と表示部の間に露呈されてプリント基板に形成する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３２５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、開口部から遠ざけて電子部品を配置する方法では、筐体面と電子部品との間隔を広げる必要があることから、電子機器の大型化を招くという問題があった。
【０００７】
また、電子部品と開口部との間にシールド板を配置する方法では、シールド板が高価であることから、電子機器の高価格化を招くという問題があった。
【０００８】
また、空冷用の開口部を筐体に設けないようにする方法では、筐体の内部の電子部品の冷却効率が悪化することから、その内部に搭載された電子部品の誤動作や故障などを招く恐れがあるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献１に開示された方法では、グランドパターンに侵入した静電気ノイズが信号ライン用パターンに改めて侵入し、電子部品の誤動作や故障などを招く恐れがあるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路基板が搭載された電子機器の大型化および高価格化を抑制しつつ、空間に放電された静電気に対するノイズ耐量を向上させることが可能な回路基板および電子機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の回路基板は、静電気から保護される電子部品に接続される第１の導体パターンと、前記第１の導体パターンと分離され、表面が露出された第２の導体パターンと、前記第２の導体パターンの一端に接続され、安定した電位に接続される第３の導体パターンとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、回路基板が搭載された電子機器の大型化および高価格化を抑制しつつ、空間に放電された静電気に対する回路基板のノイズ耐量を向上させることが可能という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る回路基板の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る回路基板が搭載された電子機器の実施の形態１の概略構成を示す斜視図、図２−１は、図１の回路基板の概略構成を示す平面図、図２−２は、図２−１のＡ−Ａ´線で切断した断面図である。図１において、筐体１１の上下面には、内部を換気するための開口部１２ａ、１２ｂがそれぞれ設けられている。そして、筐体１１には、電子部品が実装された回路基板１３が収容されている。なお、筐体１１に搭載された回路基板１３は、例えば、ＣＰＵユニット、通信用ユニット、温度調節ユニット、位置決めユニット、データ入出力ユニットまたはＡＤ変換ユニットなどの電子機器に用いることができ、このようないくつかのユニットを組み合わせることで産業用のプログラマブルコントローラを構成することができる。
【００１５】
ここで、回路基板１３には、導体パターン１４ａ〜１４ｄが形成されている。なお、導体パターン１４ａ〜１４ｄの材料としては、Ｃｕなどの金属を用いることができる。そして、導体パターン１４ｄには、静電気から保護される電子部品を接続することができる。また、導体パターン１４ａ、１４ｂは、大気中に放電された静電気を捕捉させるために用いることができ、表面が露出された状態で導体パターン１４ｄと分離されるように配置する。また、導体パターン１４ｃは、導体パターン１４ａ、１４ｂの一端に接続され、シグナルグランドまたはフレームグランドなどの安定した電位１７に接続する。なお、導体パターン１４ａ、１４ｂは、回路基板１３の外周に沿って配置することが好ましく、例えば、導体パターン１４ａは、回路基板１３の上辺に沿って配置し、導体パターン１４ｂは、回路基板１３の下辺に沿って配置する。
【００１６】
そして、回路基板１３を筐体１１に収容する場合、導体パターン１４ａが開口部１２ａと隣り合うように配置し、導体パターン１４ｂが開口部１２ｂと隣り合うように配置する。
【００１７】
また、図２−１および図２−２に示すように、回路基板１３上には、導体パターン１４ａ、１４ｂの表面が露出するようにして導体パターン１４ｃ、１４ｄを覆うソルダレジスト１５が形成されるとともに、導体パターン１４ａ、１４ｂ上には、ハンダ層１６が形成されている。
【００１８】
そして、図１の開口部１２ａ、１２ｂを介して静電気ｅが筐体１１内に侵入すると、静電気ｅは導体パターン１４ａ、１４ｂにて捕捉される。そして、筐体１１内に侵入した静電気ｅが導体パターン１４ａ、１４ｂを介して導体パターン１４ｃに流れることで、電子部品が接続された導体パターン１４ｄに静電気ｅが流れるのを防止することができる。
【００１９】
この結果、電子部品が接続された導体パターン１４ｄに静電気ｅが流れるのを防止するために、静電気から保護される電子部品を開口部１２ａ、１２ｂから遠ざけて配置したり、電子部品と開口部１２ａ、１２ｂとの間にシールド板を配置したり、開口部１２ａ、１２ｂを塞いだりする必要がなくなり、回路基板１３が搭載された電子機器の大型化および高価格化を抑制しつつ、回路基板１３に実装された電子部品が誤動作したり、故障したりするのを防止することが可能となるとともに、筐体１１の内部を効率よく空冷することができる。
【００２０】
また、導体パターン１４ａ、１４ｂがソルダレジスト１５にて覆われないようにすることで、大気中に放電された静電気を導体パターン１４ａ、１４ｂにて受け易くすることが可能となり、筐体１１内に侵入した静電気ｅを導体パターン１４ｄに効率よく逃がすことができる。
【００２１】
また、導体パターン１４ａ、１４ｂ上にハンダ層１６を形成することで、導体パターン１４ａ、１４ｂをソルダレジスト１５から露出させた場合においても、製造工程の増大を招くことなく、導体パターン１４ａ、１４ｂの化学的安定性を向上させることができる。
【００２２】
実施の形態２．
図３は、本発明に係る回路基板の実施の形態２の概略構成を示す平面図である。図３において、回路基板２３には、導体パターン２４ａ〜２４ｄが形成されている。そして、導体パターン２４ｄには、静電気から保護される電子部品を接続することができる。また、導体パターン２４ａ、２４ｂは、大気中に放電された静電気を捕捉させるために用いることができ、表面が露出された状態で導体パターン２４ｄと分離されるように配置する。また、導体パターン２４ｃは、導体パターン２４ａ、２４ｂの一端および他端に接続され、シグナルグランドまたはフレームグランドなどの安定した電位に接続する。
【００２３】
なお、導体パターン２４ａ、２４ｂは、回路基板２３の外周に沿って配置することが好ましく、例えば、導体パターン２４ａは、回路基板２３の上辺に沿って配置し、導体パターン２４ｂは、回路基板２３の下辺に沿って配置することができる。また、導体パターン２４ｃは、導体パターン２４ａ、２４ｂの一端および他端に導体パターン２４ｃを接続する場合、導体パターン２４ａ、２４ｂから導体パターン２４ｃに至る電流経路上には、導体パターン２４ｄを配置しないようにすることが好ましい。
【００２４】
ここで、導体パターン２４ａ、２４ｂの一端および他端に導体パターン２４ｃを接続することにより、導体パターン２４ａ、２４ｂを回路基板２３の辺に沿ってそれぞれ配置した場合においても、導体パターン２４ａ、２４ｂがアンテナとして働くのを防止することができ、放射電界ノイズを低減することができる。
【００２５】
実施の形態３．
図４−１は、本発明に係る回路基板の実施の形態３の各層の概略構成を示す斜視図、図４−２は、図４−１のＣ−Ｃ´線で切断した断面図である。図４において、回路基板３３には、配線層３３ａ〜３３ｃが設けられ、配線層３３ａは回路基板３３の表層に配置され、配線層３３ｂは回路基板３３の内層に配置され、配線層３３ａは回路基板３３の裏面に配置されている。そして、配線層３３ａには、導体パターン３４ａ〜３４ｄが形成され、配線層３３ｂには、導体パターン３４ｅが形成されている。なお、配線層３３ｃは配線層３３ａと同様の構成をとることができる。
【００２６】
ここで、導体パターン３４ｃ、３４ｄには、静電気から保護される電子部品を接続することができる。また、導体パターン３４ａ、３４ｂは、大気中に放電された静電気を捕捉させるために用いることができ、表面が露出された状態で導体パターン３４ｃ、３４ｄと分離されるように配置する。また、導体パターン３４ｅは、シグナルグランドまたはフレームグランドなどの安定した電位に接続する。なお、導体パターン３４ａ、３４ｂは、回路基板３３の外周に沿って配置することが好ましく、例えば、導体パターン３４ａは、回路基板３３の上辺に沿って配置し、導体パターン３４ｂは、回路基板３３の下辺に沿って配置することができる。
【００２７】
そして、導体パターン３４ａは、スルーホール３６ａを介して導体パターン３４ｅに接続され、導体パターン３４ｂは、スルーホール３６ｂを介して導体パターン３４ｅに接続されている。なお、スルーホール３６ａは、導体パターン３４ａに複数設けることができ、スルーホール３６ｂは、導体パターン３４ｂに複数設けることができる。
【００２８】
ここで、スルーホール３６ａ、３６ｂをそれぞれ介して導体パターン３４ａ、３４ｂを導体パターン３４ｅに接続することにより、導体パターン３４ａ、３４ｂを回路基板３３の辺に沿ってそれぞれ配置した場合においても、導体パターン３４ｅまでの電気抵抗を下げることができ、静電気によるノイズ耐量を向上させることができる。
【００２９】
なお、導体パターン３４ａ、３４ｂにて受け取られた静電気が内層に速やかに到達するようにするため、スルーホール３６ａ、３６ｂは回路基板３３の外周の近傍に配置することが好ましい。
【００３０】
実施の形態４．
図５−１は、本発明に係る回路基板の実施の形態４の概略構成を示す平面図、図５−２は、図５−１のＢ−Ｂ´線で切断した断面図である。図５−１および図５−２において、回路基板４３上には、導体パターン４４ｃ、４４ｄが形成されるとともに、回路基板４３の側壁面には、導体パターン４４ａ、４４ｂが形成されている。なお、導体パターン４４ａ、４４ｂが形成される回路基板４３の側壁面は、回路基板４３の辺に沿うように形成されたスルーホールの分割面を用いるようにしてもよい。この場合、導体パターン４４ａ、４４ｂとしては、スルーホールに埋め込まれた導電層を用いるようにしてもよい。また、導体パターン４４ａ〜４４ｄの材料としては、Ｃｕなどの金属を用いることができる。
【００３１】
そして、導体パターン４４ｄには、静電気から保護される電子部品を接続することができる。また、導体パターン４４ａ、４４ｂは、大気中に放電された静電気を捕捉させるために用いることができ、表面が露出された状態で導体パターン４４ｄと分離されるように配置する。また、導体パターン４４ｃは、導体パターン４４ａ、４４ｂの一端に接続され、シグナルグランドまたはフレームグランドなどの安定した電位に接続する。なお、導体パターン４４ａは、回路基板４３の上端に沿って配置し、導体パターン４４ｂは、回路基板４３の下端に沿って配置することができる。
【００３２】
また、図５−２に示すように、回路基板４３上には、導体パターン４４ａ、４４ｂの表面が露出するようにして導体パターン４４ｃ、４４ｄを覆うソルダレジスト４５が形成されている。なお、導体パターン４４ａ、４４ｂ上には、ハンダ層を形成するようにしてもよい。
【００３３】
ここで、大気中に放電された静電気を捕捉させる導体パターン４４ａ、４４ｂを回路基板４３の側壁面に形成することにより、図１の筐体１１に回路基板４３を搭載した場合においても、導体パターン４４ａ、４４ｂを開口部１２ａ、１２ｂにそれぞれ対向させることができ、開口部１２ａ、１２を介して侵入した静電気を効率よく捕捉させることが可能となるとともに、導体パターン４４ａ、４４ｂを形成するための領域を回路基板４３上に確保する必要がなくなり、回路基板４３上での電子部品の実装密度を向上させることができる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態４では、導体パターン４４ａ、４４ｂの一端に導体パターン４４ｃを接続する方法について説明したが、図３に示したように、導体パターン４４ａ、４４ｂがアンテナとして働くのを防止するために、導体パターン４４ａ、４４ｂの一端および他端に導体パターン４４ｃを接続するようにしてもよい。
【００３５】
また、上述した実施の形態４では、安定した電位に接続される導体パターン４４ｃを回路基板４３の表層に形成する方法について説明したが、図４に示したように、安定した電位に接続される導体パターン４４ｃを回路基板４３の内層に形成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように本発明に係る回路基板は、大気中に放電された静電気を捕捉させるために、回路基板に形成された導体パターンを用いることができ、空間を介して侵入した静電気によるノイズ耐量を向上させる方法に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る回路基板が搭載された電子機器の実施の形態１の概略構成を示す斜視図である。
【図２−１】図１の回路基板の概略構成を示す平面図である。
【図２−２】図２−１のＡ−Ａ´線で切断した断面図である。
【図３】本発明に係る回路基板の実施の形態２の概略構成を示す平面図である。
【図４−１】本発明に係る回路基板の実施の形態３の各層の概略構成を示す斜視図である。
【図４−２】図４−１のＣ−Ｃ´線で切断した断面図である。
【図５−１】本発明に係る回路基板の実施の形態４の概略構成を示す平面図である。
【図５−２】図５−１のＢ−Ｂ´線で切断した断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１  筐体
１２ａ、１２ｂ  開口部
１３、２３、３３、４３  回路基板
１４ａ〜１４ｄ、２４ａ〜２４ｄ、３４ａ〜３４ｅ、４４ａ〜４４ｄ  導体パターン
１５、２５、３５、４５  ソルダレジスト
１６  ハンダ層
１７  安定した電位
３３ａ、３３ｂ  配線層
３６ａ、３６ｂ  スルーホール
４６ａ、４６ｂ  側壁面
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２】
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