(57)【要約】【課題】電歪性を有する電子部品が実装される回路基板において発生し得る騒音の低減が容易に行なえる回路基板の固定位置決定方法を提供する。【解決手段】本発明に基づく回路基板の固定位置決定方法は、電子回路が形成されるとともに予め定められた固定位置にて固定されてなる回路基板の電子回路を動作させつつ回路基板に生じる振動を計測するステップと、回路基板に発生した振動波の周波数を算出するステップと、回路基板に発生した振動波の腹が位置する部位を特定するステップと、特定された部位に含まれる任意の位置を追加の固定位置として選択し、追加の固定位置にて回路基板をさらに固定するステップとを備え、算出された周波数が可聴周波数域よりも高くなるまで上記ステップを繰り返し、高くなった時点において回路基板を固定している位置を回路基板の固定位置に決定するものである。【選択図】図７
2014183171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板に少なくとも電歪性を有する電子部品が実装されることで所定の電子回路が形成される回路基板の固定位置を決定する、回路基板の固定位置決定方法であって、
前記電子回路が形成されるとともに予め定められた固定位置にて固定されてなる前記回路基板を準備する準備ステップと、
前記電子回路を動作させつつ前記回路基板に生じる振動を計測する計測ステップと、
前記計測ステップにおいて計測された振動に基づき、前記回路基板に発生した振動波の周波数を算出する算出ステップと、
前記計測ステップにおいて計測された振動に基づき、前記回路基板に発生した振動波の腹が位置する部位を特定する腹位置特定ステップと、
前記腹位置特定ステップにおいて特定された部位に含まれる任意の位置を追加の固定位置として選択し、前記予め定められた固定位置にて前記回路基板が固定された状態を維持しつつ前記追加の固定位置にて前記回路基板をさらに固定する追加固定ステップとを備え、
前記算出ステップにおいて算出された周波数が可聴周波数域よりも高くなるまで、前記腹位置特定ステップ、前記追加固定ステップ、前記計測ステップおよび前記算出ステップをこの順で繰り返し、前記周波数が可聴周波数域よりも高くなった時点における前記予め定めた固定位置および前記追加の固定位置を前記回路基板の固定位置に決定する、回路基板の固定位置決定方法。
【請求項２】
前記計測ステップにおいて、レーザ変位計またはレーザ振動計を用いて前記回路基板に生じる振動を計測する、請求項１に記載の回路基板の固定位置決定方法。
【請求項３】
前記準備ステップおよび前記追加固定ステップにおいて、前記予め定められた固定位置および前記追加の固定位置にて前記回路基板を振動吸収部材で挟み込んで固定する、請求項１または２に記載の回路基板の固定位置決定方法。
【請求項４】
前記振動吸収部材が、ウレタン系樹脂またはシリコーン系樹脂からなる、請求項３に記載の回路基板の固定位置決定方法。
【請求項５】
前記電子部品が、所定方向に交互に積層された誘電体層および内部電極層からなる積層体を備えたコンデンサ素子である、請求項１から４のいずれかに記載の回路基板の固定位置決定方法。
【請求項６】
配線基板に少なくとも電歪性を有する電子部品が実装されることで所定の電子回路が形成される回路基板の固定位置を決定する、回路基板の固定位置決定装置であって、
前記電子回路が形成されるとともに予め定められた固定位置にて固定されてなる前記回路基板の前記電子回路が駆動された状態において、前記回路基板に生じる振動を計測する振動計測手段と、
前記振動計測手段にて計測された振動に基づき、前記回路基板に発生した振動波の周波数を算出する周波数算出手段と、
前記振動計測手段にて計測された振動に基づき、前記回路基板に発生した振動波の腹が位置する部位を特定する腹位置特定手段と、
前記腹位置特定手段にて特定された部位に含まれる任意の位置を追加の固定位置として当該追加の固定位置にて前記回路基板をさらに固定するための追加固定手段と、
前記周波数算出手段にて算出された周波数が可聴周波数域よりも高いか否かを判断する判断手段とを備えた、回路基板の固定位置決定装置。
【請求項７】
前記振動計測手段が、レーザ変位計またはレーザ振動計である、請求項６に記載の回路基板の固定位置決定装置。
【請求項８】
前記追加固定手段が、前記追加の固定位置にて前記回路基板を振動吸収部材で挟み込んで固定するものである、請求項６または７に記載の回路基板の固定位置決定装置。
【請求項９】
前記振動吸収部材が、ウレタン系樹脂またはシリコーン系樹脂からなる、請求項８に記載の回路基板の固定位置決定装置。
【請求項１０】
前記電子部品が、所定方向に交互に積層された誘電体層および内部電極層からなる積層体を備えたコンデンサ素子である、請求項６から９のいずれかに記載の回路基板の固定位置決定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に少なくとも電歪性を有する電子部品が実装されることで所定の電子回路が形成される回路基板の固定位置を決定する回路基板の固定位置決定方法および固定位置決定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高性能化に伴い、電子部品としての積層セラミックコンデンサの大容量化が進んでいる。大容量の積層セラミックコンデンサにおいては、誘電体材料としてチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等の高誘電率のセラミックス材料が使用されている。
【０００３】
これら高誘電率のセラミックス材料は、圧電性および電歪性を有しているため、高誘電率のセラミックス材料からなる誘電体を含む積層セラミックコンデンサにおいては、電圧が印加された際に機械的な歪みが生じることになる。
【０００４】
そのため、配線基板に実装された大容量の積層セラミックコンデンサに交流電圧、または、交流成分が重畳された直流電圧が印加されると、セラミックス材料に生じる機械的な歪みに起因して振動が発生することになり、当該振動が配線基板に伝播することで回路基板が振動することとなってしまう。
【０００５】
ここで、伝播した振動により、回路基板が可聴周波数域である２０［Ｈｚ］〜２０［ｋＨｚ］の周波数で振動した場合には、いわゆる「鳴き（acoustic noise）」と呼ばれる騒音が発生することになる。
【０００６】
この騒音の低減を図る技術としては、種々のものが提案されている。たとえば、特開２０００−２３２０３０号公報には、電子部品としての積層セラミックコンデンサの実装基板に対する実装位置を工夫することにより、当該騒音の低減が図られることが記載されている。
【０００７】
なお、騒音の原因となる振動を発生させる振動源となり得る電子部品としては、上述した積層セラミックコンデンサ以外にも、積層型金属化フィルムコンデンサ等の他のコンデンサ素子や、コイル素子、圧電素子等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２３２０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、上記騒音は、回路基板が振動することによって発生するものであるため、回路基板を外部の部材に対して固定する位置を変更することにより、回路基板の振動状態が変化することになる。したがって、回路基板の固定位置を調整することにより、上述した騒音が低減できる可能性がある。
【００１０】
しかしながら、回路基板に発生する振動波の振動状態は非常に複雑なものであり、これを設計段階においてモデル化してシミュレーションを行なうことは非常に複雑でかつ手間がかかる作業であるため、実際にシミュレーション等を行なうことは極めて困難である問題があった。
【００１１】
したがって、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、電歪性を有する電子部品が実装される回路基板において発生し得る騒音の低減が容易に行なえる回路基板の固定位置決定方法および固定位置決定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に基づく回路基板の固定位置決定方法は、配線基板に少なくとも電歪性を有する電子部品が実装されることで所定の電子回路が形成される回路基板の固定位置を決定する方法であって、準備ステップと、計測ステップと、算出ステップと、腹位置特定ステップと、追加固定ステップとを備えている。上記準備ステップは、上記電子回路が形成されるとともに予め定められた固定位置にて固定されてなる上記回路基板を準備するステップである。上記計測ステップは、上記電子回路を動作させつつ上記回路基板に生じる振動を計測するステップである。上記算出ステップは、上記計測ステップにおいて計測された振動に基づき、上記回路基板に発生した振動波の周波数を算出するステップである。上記腹位置特定ステップは、上記計測ステップにおいて計測された振動に基づき、上記回路基板に発生した振動波の腹が位置する部位を特定するステップである。上記追加固定ステップは、上記腹位置特定ステップにおいて特定された部位に含まれる任意の位置を追加の固定位置として選択し、上記予め定められた固定位置にて上記回路基板が固定された状態を維持しつつ上記追加の固定位置にて上記回路基板をさらに固定するステップである。上記本発明に基づく回路基板の固定位置決定方法にあっては、上記算出ステップにおいて算出された周波数が可聴周波数域よりも高くなるまで、上記腹位置特定ステップ、上記追加固定ステップ、上記計測ステップおよび上記算出ステップをこの順で繰り返し、上記周波数が可聴周波数域よりも高くなった時点における上記予め定めた固定位置および上記追加の固定位置を上記回路基板の固定位置に決定する。
【００１３】
上記本発明に基づく回路基板の固定位置決定方法にあっては、上記計測ステップにおいて、レーザ変位計またはレーザ振動計を用いて上記回路基板に生じる振動を計測することが好ましい。
【００１４】
上記本発明に基づく回路基板の固定位置決定方法にあっては、上記準備ステップおよび上記追加固定ステップにおいて、上記予め定められた固定位置および上記追加の固定位置にて上記回路基板を振動吸収部材で挟み込んで固定することが好ましい。また、その場合には、上記振動吸収部材が、ウレタン系樹脂またはシリコーン系樹脂にて構成されていることが好ましい。
【００１５】
上記本発明に基づく回路基板の固定位置決定方法にあっては、上記電子部品が、所定方向に交互に積層された誘電体層および内部電極層からなる積層体を備えたコンデンサ素子であってもよい。
【００１６】
本発明に基づく回路基板の固定位置決定装置は、配線基板に少なくとも電歪性を有する電子部品が実装されることで所定の電子回路が形成される回路基板の固定位置を決定するものであって、振動計測手段と、周波数算出手段と、腹位置特定手段と、追加固定手段と、判断手段とを備えている。上記振動計測手段は、上記電子回路が形成されるとともに予め定められた固定位置にて固定されてなる上記回路基板の上記電子回路が駆動された状態において、上記回路基板に生じる振動を計測するものである。上記周波数算出手段は、上記振動計測手段にて計測された振動に基づき、上記回路基板に発生した振動波の周波数を算出するものである。上記腹位置特定手段は、上記振動計測手段にて計測された振動に基づき、上記回路基板に発生した振動波の腹が位置する部位を特定するものである。上記追加固定手段は、上記腹位置特定手段にて特定された部位に含まれる任意の位置を追加の固定位置として当該追加の固定位置にて上記回路基板をさらに固定するためのものである。上記判断手段は、上記周波数算出手段にて算出された周波数が可聴周波数域よりも高いか否かを判断するものである。
【００１７】
上記本発明に基づく回路基板の固定位置決定装置にあっては、上記振動計測手段が、レーザ変位計またはレーザ振動計であることが好ましい。
【００１８】
上記本発明に基づく回路基板の固定位置決定装置にあっては、上記追加固定手段が、上記追加の固定位置にて上記回路基板を振動吸収部材で挟み込んで固定するものであることが好ましい。
【００１９】
上記本発明に基づく回路基板の固定位置決定装置にあっては、上記振動吸収部材が、ウレタン系樹脂またはシリコーン系樹脂にて構成されていることが好ましい。
【００２０】
上記本発明に基づく回路基板の固定位置決定装置にあっては、上記電子部品が、所定方向に交互に積層された誘電体層および内部電極層からなる積層体を備えたコンデンサ素子であってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電歪性を有する電子部品が実装される回路基板において発生し得る騒音の低減が容易に行なえる回路基板の固定位置決定方法および固定位置決定装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一般的な電子機器の要部を示す概略図である。
【図２】一般的な積層セラミックコンデンサの斜視図である。
【図３】図２に示す積層セラミックコンデンサの図２中に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図２に示す積層セラミックコンデンサの図２中に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図２に示す積層セラミックコンデンサの積層体に電圧印加時において生じる歪みをシミュレーションした結果を示す図である。
【図６】一般的な積層セラミックコンデンサの実装構造を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態における回路基板の固定位置決定装置の概略図である。
【図８】本発明の実施の形態における回路基板の固定位置決定方法のフロー図である。
【図９】本発明の実施の形態における回路基板の固定位置決定方法を説明するための電子機器の概略側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における回路基板の固定位置決定方法を説明するための電子機器の概略平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態における回路基板の固定位置決定方法を適用することで回路基板に発生する振動波の状態が変化する様子を模式的に表わした図である。
【図１２】回路基板に発生する騒音の音圧レベルの測定方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２４】
まず、本実施の形態における回路基板の固定位置決定方法および固定位置決定装置を説明するに先だって、一般的な電子機器および積層セラミックコンデンサについて説明する。
【００２５】
図１は、一般的な電子機器の要部を示す概略図である。電子機器の構成としては、様々な形態が考えられるが、図１に示す構成は、その一例である。
【００２６】
図１に示すように、電子機器１は、主として筐体２と回路基板３とを備えている。筐体２は、たとえば図示する如くの箱状の形状を有しており、回路基板３を支持する支持部２ａを有している。一方、回路基板３は、配線基板４と、当該配線基板４に実装された各種の電子部品５（ＩＣや抵抗素子、コンデンサ素子等）とを備えている。配線基板４には、図示しない導電パターンが形成されており、これら導電パターンと電子部品５とによって電子回路が形成されている。
【００２７】
回路基板３の所定位置には、上述した筐体２に設けられた支持部２ａに対応して孔が設けられており、当該孔を介してネジ７が支持部２ａに螺合されることにより、回路基板３が筐体２に固定される。また、図示するように、回路基板３と支持部２ａとの間および回路基板３とネジ７の頭部との間には、回路基板３にて発生した振動が筐体２に伝播することを防止するために、振動抑制部材６が配置されている。
【００２８】
なお、図示した電子機器１の構成は、あくまでも一例であり、回路基板３を筐体２に固定する方法としては、上述したネジ７による固定の他にも、ボルトによる固定や係止爪による固定、接着剤による固定、溶接による固定等、様々な固定方法があり、また、上述した如くの振動抑制部材６が配置されている必要も必ずしもない。
【００２９】
図２は、一般的な積層セラミックコンデンサの斜視図である。また、図３は、図２に示す積層セラミックコンデンサの図２中に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であり、図４は、図２に示す積層セラミックコンデンサの図２中に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。次に、これら図２ないし図４を参照して、一般的な積層セラミックコンデンサについて説明する。
【００３０】
図２ないし図４に示すように、積層セラミックコンデンサ１０は、全体として略直方体形状を有する電子部品であり、積層体１１と一対の外部電極１４とを有している。
【００３１】
図３および図４に示すように、積層体１１は、所定の方向に沿って交互に積層された誘電体層１２および内部電極層１３にて構成されている。誘電体層１２は、たとえばチタン酸バリウムを主成分とするセラミックス材料にて形成されている。また、誘電体層１２は、後述するセラミックスシートの原料となるセラミックス粉末の副成分としてのＭｎ化合物、Ｍｇ化合物、Ｓｉ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物、希土類化合物等を含んでいてもよい。一方、内部電極層１３は、たとえばＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ等に代表される金属材料にて形成されている。
【００３２】
積層体１１は、誘電体層１２となるセラミックスシート（いわゆるグリーンシート）の表面に内部電極層１３となる導電性ペーストが印刷された素材シートを複数準備し、これら複数の素材シートを積層して圧着および焼成することによって製作される。
【００３３】
なお、誘電体層１２の材質は、上述したチタン酸バリウムを主成分とするセラミックス材料に限られず、他の高誘電率のセラミックス材料（たとえば、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＺｒＯ３等を主成分とするもの）を誘電体層１２の材質として選択してもよい。また、内部電極層１３の材質も、上述した金属材料に限られず、他の導電材料を内部電極層１３の材質として選択してもよい。
【００３４】
図２および図３に示すように、一対の外部電極１４は、積層体１１の所定方向の両端部の表面を覆うように互いに離間して設けられている。一対の外部電極１４は、それぞれ導電膜にて構成されている。
【００３５】
一対の外部電極１４は、たとえば焼結金属層とめっき層の積層膜にて構成される。焼結金属層は、たとえばＣｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ等のペーストを焼き付けることで形成される。めっき層は、たとえばＮｉめっき層とこれを覆うＳｎめっき層とによって構成される。めっき層は、これに代えてＣｕめっき層やＡｕめっき層であってもよい。また、一対の外部電極１４は、めっき層のみによって構成されていてもよい。
【００３６】
さらには、一対の外部電極１４として、導電性樹脂ペーストを利用することも可能である。一対の外部電極１４として導電性樹脂ペーストを利用した場合には、導電性樹脂ペーストに含まれる樹脂成分が積層体１１において発生した振動を吸収する効果を発揮するため、積層体１１から外部に伝播する振動を効果的に減衰させることが可能になり、騒音の低減に有利である。
【００３７】
図３に示すように、積層方向に沿って誘電体層１２を挟んで隣り合う一対の内部電極層１３のうちの一方は、積層セラミックコンデンサ１０の内部において一対の外部電極１４のうちの一方に電気的に接続されており、積層方向に沿って誘電体層１２を挟んで隣り合う一対の内部電極層１３のうちの他方は、積層セラミックコンデンサ１０の内部において一対の外部電極１４のうちの他方に電気的に接続されている。これにより、一対の外部電極１４間は、複数のコンデンサ要素が電気的に並列に接続された状態となっている。
【００３８】
ここで、図２ないし図４に示すように、一対の外部電極１４が並ぶ方向を積層セラミックコンデンサ１０の長さ方向Ｌとして定義し、積層体１１における誘電体層１２と内部電極層１３との積層方向を厚み方向Ｔとして定義し、これら長さ方向Ｌおよび厚み方向Ｔのいずれにも直交する方向を幅方向Ｗとして定義すると、図示する積層セラミックコンデンサ１０は、長さ方向Ｌに沿った外形寸法が最も長くなるように構成された細長の略直方体形状を有している。
【００３９】
なお、積層セラミックコンデンサ１０の長さ方向Ｌの外形寸法および幅方向Ｗの外形寸法の代表値としては、たとえば３．２［ｍｍ］×１．６［ｍｍ］、２．０［ｍｍ］×１．２５［ｍｍ］、１．６［ｍｍ］×０．８［ｍｍ］、１．０［ｍｍ］×０．５［ｍｍ］、０．８［ｍｍ］×０．４［ｍｍ］、０．６［ｍｍ］×０．３［ｍｍ］、０．４［ｍｍ］×０．２［ｍｍ］等が挙げられる。
【００４０】
図５は、図２に示す積層セラミックコンデンサの積層体に電圧印加時において生じる歪みをシミュレーションした結果を示す図である。次に、この図５を参照して、積層セラミックコンデンサに生じ得る歪みについて説明する。
【００４１】
上述した積層セラミックコンデンサ１０の一対の外部電極１４に、交流電圧、または、交流成分が重畳した直流電圧が印加されると、積層体１１に図４に示す如くの機械的な歪みが発生し、これが積層セラミックコンデンサ１０の歪みとなる。
【００４２】
図５に示すように、電圧印加時においては、厚み方向Ｔに沿って積層体１１が図中において矢印ＡＲＴにて示すように外側に向けて大きく歪む。これに伴い、長さ方向Ｌに沿って積層体１１が図中において矢印ＡＲＬにて示すように内側に向けて大きく歪み、また幅方向Ｗに沿って積層体１１が図中において矢印ＡＲＷにて示すように内側に向けて歪む。これに対し、細長の略直方体形状を有する積層体１１の角部１５においては、歪みは殆ど発生しない。
【００４３】
そのため、積層セラミックコンデンサ１０においても、電圧印加時において、同様の歪みが発生することになり、積層セラミックコンデンサ１０に印加される電圧の周期に合わせて上述した如くの歪みが繰り返し発生することになる。その結果、積層セラミックコンデンサ１０を具備した回路基板においては、当該積層セラミックコンデンサ１０が振動源となり、当該振動が配線基板に伝播することによって回路基板が振動し、結果として騒音が発生することになる。
【００４４】
図６は、一般的な積層セラミックコンデンサの実装構造を示す模式図である。次に、この図６を参照して、一般的な積層セラミックコンデンサの実装構造について説明する。
【００４５】
図６に示すように、配線基板４は、その一対の主表面のうちの少なくとも一方に導電パターンが形成された絶縁性の基板からなる。配線基板４の材質としては、エポキシ樹脂等の樹脂材料やアルミナ等のセラミックス材料からなるもの、あるいはこれらに無機材料または有機材料からなるフィラーや織布等が添加されたもの等を用いることができる。一般的には、配線基板４としては、エポキシ樹脂からなる基材にガラス製の織布が添加されたガラスエポキシ基板が好適に利用される。
【００４６】
配線基板４の主表面には、互いに離間して位置するように一対のランド４ａが設けられている。一対のランド４ａは、上述した導電パターンの一部に該当し、積層セラミックコンデンサ１０の一対の外部電極１４に対応した大きさを有している。なお、一対のランド４ａの材質としては、各種の導電材料が利用できるが、一般的には銅箔等の金属材料が好適に利用される。
【００４７】
積層セラミックコンデンサ１０の一対の外部電極１４と、配線基板４に設けられた一対のランド４ａとは、それぞれ導電性の接合部材８によって接合されている。接合部材８としては、たとえば導電性接着剤や半田が利用できる。ここで、接合部材８として、導電性接着剤を利用した場合には、導電性接着剤に含まれる樹脂成分が積層セラミックコンデンサ１０において発生した振動を吸収する効果を発揮するため、積層セラミックコンデンサ１０から外部に伝播する振動を効果的に減衰させることが可能になり、騒音の低減に有利である。
【００４８】
積層セラミックコンデンサ１０の配線基板４への実装に際しては、予め配線基板４に設けられたランド４ａ上にスクリーン印刷等によって導電性接着剤または半田ペーストが塗布され、その上に積層セラミックコンデンサ１０が載置された状態で、これがリフロー炉に投入されることによって行なわれる。これにより、接合部材８にフィレットが形成され、積層セラミックコンデンサ１０が配線基板４に実装されることになる。
【００４９】
以下においては、本発明の実施の形態における回路基板の固定位置決定方法および固定位置決定装置について説明する。なお、理解を容易とするために、以下の説明においては、検証サンプルである電子機器として、回路基板上に上述した積層セラミックコンデンサが一つのみ実装されたものを例示して説明を行なう。
【００５０】
図７は、本発明の実施の形態における回路基板の固定位置決定装置の概略図である。まず、この図７を参照して、本実施の形態における回路基板の固定位置決定装置について説明する。
【００５１】
図７に示すように、固定位置決定装置１００は、ベース１１０と、ステージ１２０と、振動計測手段としてのレーザ変位計１３０と、電源１４０と、周波数算出手段および腹位置特定手段としての演算部１５０と、判断手段としての判断部１６０とを主として備えている。
【００５２】
ステージ１２０は、ベース１１０上に設置されており、図示しない駆動手段によって駆動されることで、図中に示すＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動可能に構成されている。ステージ１２０上には、回路基板３が筐体２に組み付けられることで構成された検証サンプルとしての電子機器１Ａが載置される。
【００５３】
レーザ変位計１３０は、ステージ１２０上に載置された電子機器１Ａの回路基板３の主表面に対して、図中に示すＺ軸方向に沿って上方からレーザ光ＬＢを投光してその反射光を受光することにより、回路基板３の上記主表面の高さを測定し、これにより回路基板３の振動を計測するものである。
【００５４】
電源１４０は、電子機器１Ａの回路基板３に形成された電子回路に電力を供給するためのものであり、図示するように回路基板３の外部に設けられている。当該電源１４０から電源が供給されることにより、回路基板３に形成された電子回路が動作することになる。
【００５５】
演算部１５０は、レーザ変位計１３０にて計測された回路基板３の振動に基づいて各種の演算を行なうことにより、回路基板３に発生した振動波の周波数を算出するとともに、回路基板３に発生した振動波の腹が位置する部位を特定するためのものである。
【００５６】
判断部１６０は、演算部１５０にて算出された振動波の周波数が可聴周波数域よりも高いか否かを判断するためのものである。より具体的には、判断部１６０は、演算部１５０にて算出された振動波の周波数が可聴周波数域の上限値である２０［ｋＨｚ］を超えているか否かを判断する。
【００５７】
図８は、本発明の実施の形態における回路基板の固定位置決定方法のフロー図である。また、図９および図１０は、本実施の形態における回路基板の固定位置決定方法を説明するための電子機器の概略側面図および概略平面図であり、図１１は、本実施の形態における回路基板の固定位置決定方法を適用することで回路基板に発生する振動波の状態が変化する様子を模式的に表わした図である。次に、これら図８ないし図１１を参照して、本実施の形態における回路基板の固定位置決定方法について説明する。なお、図９においては、回路基板３に発生する振動波をＶＷ１として模式的に表わしている。
【００５８】
本実施の形態における回路基板の固定位置決定方法は、上述した本実施の形態における回路基板の固定位置決定装置１００を用いて好適に実施できるものである。
【００５９】
図８ないし図１０に示すように、本実施の形態における回路基板の固定位置決定方法においては、まず、配線基板４に電子部品としての積層セラミックコンデンサ１０が実装された回路基板３を準備する（ステップＳ１）。
【００６０】
次に、準備した回路基板３を筐体２に組み付けて検証サンプルとしての電子機器１Ａを製作する（ステップＳ２）。ここで、回路基板３を筐体２に固定する位置は、特に制限されるものではなく、予め定めた固定位置Ｐ１にて固定すればよい。固定位置Ｐ１としては、回路基板３を安定的に筐体２に固定する観点から、配線基板４の四隅を選択することが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００６１】
予め定めた固定位置Ｐ１における回路基板３の筐体２に対する固定方法は、特に限定されるものではないが、図９および図１０においては、上述したネジ７を用いた固定方法を採用した場合を例示している。この場合、図示するように、配線基板４の表裏面が振動抑制部材６によって挟み込まれるように、支持部２ａとネジ７の頭部との間に一対の振動抑制部材６を介在させることが好ましい。
【００６２】
振動抑制部材６としては、ウレタン系樹脂からなるものやシリコーン系樹脂からなるものが利用できる。当該振動抑制部材６を用いて配線基板４を挟み込むことにより、振動抑制部材６がダンパーとしての機能を発揮するため、回路基板３に発生した振動が筐体２に伝播することが効果的に抑制できる。
【００６３】
また、回路基板３を筐体２に接地する必要がある場合において、振動抑制部材６としてウレタン系樹脂またはシリコーン系樹脂からなるものを利用する際には、これらウレタン系樹脂またはシリコーン系樹脂に導電材料（導電フィラー等）を混入させておいてもよい。また、これに代えて、振動抑制部材６として導電性ゴムを用いてもよい。
【００６４】
なお、振動抑制部材６としてバネ等の弾性体を用いることも考えられるが、その場合には、回路基板３にて発生する振動波の固有振動数と異なる固有振動数を有するものを使用することが好ましい。
【００６５】
次に、検証サンプルとしての電子機器１Ａを、図７において示した固定位置決定装置１００のステージ１２０上に載置して固定する（ステップＳ３）。その際、図７に示すように、電子機器１Ａに具備された回路基板３の主表面が上方を向くようにする。
【００６６】
次に、検証サンプルとしての電子機器１Ａの回路基板３に形成された電子回路を動作させる（ステップＳ４）。より詳細には、図７において示した固定位置決定装置１００の電源１４０を駆動することで回路基板３に形成された電子回路を動作させる。
【００６７】
次に、検証サンプルとしての電子機器１Ａの回路基板３に生じる振動を計測する（ステップＳ５）。具体的には、図７において示した固定位置決定装置１００のステージ１２０をＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動させることでレーザ変位計１３０を回路基板３の主表面上において走査させ、これにより回路基板３に生じる振動を計測する。
【００６８】
次に、検証サンプルとしての電子機器１Ａの回路基板３に形成された電子回路の動作を停止させる（ステップＳ６）。より詳細には、図７において示した固定位置決定装置１００の電源１４０の駆動を停止することで回路基板３に形成された電子回路の動作を停止させる。
【００６９】
次に、検証サンプルとしての電子機器１Ａの回路基板３に発生した振動波ＶＷ１（図９参照）の周波数を算出する（ステップＳ７）。具体的には、ステップＳ６においてレーザ変位計１３０を用いて取得した情報に基づき、図７において示した固定位置決定装置１００の演算部１５０において所定の演算処理を行なうことにより、回路基板３に発生した振動波ＶＷ１の周波数を算出する。
【００７０】
次に、算出した周波数が２０［ｋＨｚ］よりも高いか否かを判断する（ステップＳ８）。具体的には、図７において示した固定位置決定装置１００の判断部１６０において、ステップＳ７において算出した周波数が可聴周波数域の上限値である２０［ｋＨｚ］以下であるか否かを判断する。
【００７１】
ステップＳ８において、算出した周波数が２０［ｋＨｚ］以下であると判断した場合（ステップＳ８においてＹＥＳの場合）には、次に、検証サンプルとしての電子機器１Ａの回路基板３に発生した振動波ＶＷ１の腹が位置する部位Ｒ（図１０参照）を特定する（ステップＳ９）。具体的には、ステップＳ６においてレーザ変位計１３０を用いて取得した情報に基づき、図７において示した固定位置決定装置１００の演算部１５０において所定の演算処理を行なうことにより、回路基板３に発生した振動波ＶＷ１の腹が位置する部位Ｒを特定する。
【００７２】
ここで、図１０に示すように、回路基板３には、振動源である積層セラミックコンデンサ１０を中心として、配線基板４の外側に向けて同心状に、振動波ＶＷ１の腹が位置する部位Ｒと節が位置する部位Ｑとが交互に現れることになる。上記ステップＳ９においては、このうちの振動波ＶＷ１の腹が位置する部位Ｒを特定する。
【００７３】
次に、振動波ＶＷ１の腹が位置する部位Ｒのうちの所定位置を追加の固定位置Ｐ２（図９および図１０参照）に選択し、当該追加の固定位置Ｐ２において回路基板３を固定する（ステップＳ１０）。具体的には、上述した予め定めた固定位置Ｐ１において筐体２に固定されている回路基板３を、当該固定位置Ｐ１にて固定した状態を維持しつつ、上記ステップＳ９において特定した振動波ＶＷ１の腹が位置する部位Ｒのうちの所定位置において固定する。
【００７４】
ここで、追加の固定位置Ｐ２としては、振動波ＶＷ１の腹が位置する部位Ｒであればどの位置であってもよい。また、追加の固定位置Ｐ２における回路基板３の筐体２に対する固定方法は、特に限定されるものではないが、図９および図１０においては、上述したネジを用いた固定方法を採用した場合を例示している。この場合、図示するように、配線基板４の表裏面が振動抑制部材１０６によって挟み込まれるように、支持部１０２ａとネジ１０７の頭部との間に一対の振動抑制部材１０６を介在させることが好ましい。
【００７５】
振動抑制部材１０６としては、上述した予め定めた固定位置Ｐ１の場合と同様に、ウレタン系樹脂からなるものやシリコーン系樹脂からなるものが利用できる。当該振動抑制部材１０６を用いて配線基板４を挟み込むことにより、振動抑制部材１０６がダンパーとしての機能を発揮するため、回路基板３に発生した振動が筐体２に伝播することが効果的に抑制できる。
【００７６】
また、回路基板３を筐体２に接地する必要がある場合において、振動抑制部材１０６としてウレタン系樹脂またはシリコーン系樹脂からなるものを利用する際には、これらウレタン系樹脂またはシリコーン系樹脂に導電材料（導電フィラー等）を混入させておいてもよい。また、これに代えて、振動抑制部材１０６として導電性ゴムを用いてもよい。
【００７７】
なお、振動抑制部材１０６としてバネ等の弾性体を用いることも考えられるが、その場合には、回路基板３にて発生する振動波の固有振動数と異なる固有振動数を有するものを使用することが好ましい。
【００７８】
ステップＳ１０が完了した後は、ステップＳ４に戻り、再びステップＳ４〜Ｓ８をこの順で繰り返す。
【００７９】
ここで、ステップＳ１０において予め定めた固定位置Ｐ１に加えて追加の固定位置Ｐ２にて回路基板３がさらに固定された状態においては、検証サンプルとしての電子機器１Ａの回路基板３に形成された電子回路を動作させた場合に当該回路基板３に発生する振動波の状態が変化することになる。
【００８０】
具体的には、図１１に示すように、予め定めた固定位置Ｐ１においてのみ回路基板３が固定されていた場合において回路基板３に発生する振動波ＶＷ１の腹の位置を追加の固定位置Ｐ２においてさらに固定することにより、これら予め定めた固定位置Ｐ１および追加の固定位置Ｐ２において回路基板３が固定された状態において回路基板３に発生する振動波ＶＷ２は、予め定めた固定位置Ｐ１のみならず追加の固定位置Ｐ２においても当該回路基板３の変位が抑制されることになるため、振動波ＶＷ１における腹の位置が振動波ＶＷ２においては節の位置に変化する。これに伴って、振動波ＶＷ２の周波数は、振動波ＶＷ１の周波数よりも高くなることになる。
【００８１】
一方、ステップＳ８において、算出した周波数が２０［ｋＨｚ］以下でないと判断した場合（ステップＳ８においてＮＯの場合）には、次に、当該状態における予め定めた固定位置Ｐ１および追加の固定位置Ｐ２を回路基板３の筐体２に対する固定位置に決定し（ステップＳ１１）、フローを終了する。
【００８２】
以上のフローに従って追加の固定位置を増やしていくことにより、回路基板３に発生する振動波の周波数は徐々に高くなっていくことになり、追加の固定位置を相当数増やした時点で回路基板３に発生する振動波の周波数が可聴周波数域の上限値である２０［ｋＨｚ］よりも高くなることになる。当該状態に達することにより、人の耳によって騒音が認識されなくなり、結果として騒音が低減された電子機器を得ることができる。
【００８３】
なお、上記フローは、通常、電子機器を大量生産する場合における設計段階に一度行なえばよく、実際の電子機器の製造に際しては、当該フローを実施した結果に基づいて電子機器を設計し、当該設計に基づいて製造を行なえばよい。
【００８４】
以上において説明したように、本実施の形態における回路基板の固定位置決定方法および固定位置決定装置を適用して回路基板の固定位置を決定することにより、複雑でかつ手間を要するシミュレーションを行なうことなく、電歪性を有する電子部品が実装される回路基板において発生し得る騒音の低減が容易に行なえることになる。
【００８５】
図１２は、回路基板に発生する騒音の音圧レベルの測定方法を示す概略図である。以下においては、参考のため、回路基板に発生する騒音の音圧レベルの測定方法について、図１２を参照して説明する。
【００８６】
図１２に示すように、回路基板３から発生する騒音の音圧レベルを測定するに際しては、回路基板３を無響箱２００内に設置する。この状態において、配線基板４に実装された積層セラミックコンデンサ１０に３［ｋＨｚ］の周波数および１［Ｖｐｐ］の電圧を有する交流電圧を印加する。そして、集音マイク２１０を回路基板３に対向するように配置し、集音マイク２１０および集音計２２０よって回路基板３から発せられる音を集音し、これに基づいてＦＦＴアナライザ２３０にて音圧レベルを解析する。これにより、騒音の音圧レベルが測定されることになる。
【００８７】
なお、上述した本発明の実施の形態においては、理解を容易とするために、配線基板に一つの積層セラミックコンデンサが実装された回路基板を含む電子機器を検証サンプルとした場合を例示したが、これはあくまでも例示に過ぎない。すなわち、実際には、電歪性を有する電子部品のみならず電歪性を有しない部品を含め、回路基板に形成される電子回路を構成するすべての電子部品が配線基板に実装された回路基板を検証サンプルとして準備し、実機に近い状態で上述したフローを実施することになる。
【００８８】
また、上述した本発明の実施の形態においては、電歪性を有する電子部品として積層セラミックコンデンサに特化してその説明を行なったが、電歪性を有する電子部品としては、この他にも積層型金属化フィルムコンデンサ等の他のコンデンサ素子や、コイル素子、圧電素子等が挙げられ、本発明は、これら電子部品が実装された回路基板の固定位置を決定する場合にも当然に適用が可能である。
【００８９】
また、上述した本発明の実施の形態においては、予め定めた固定位置および追加の固定位置のいずれにおいても、振動抑制部材を介在させて回路基板を筐体に固定することとした場合を例示したが、これらのいずれにおいても当該構成を採用せずに回路基板が筐体に直接固定されるようにしてもよいし、このうちのいずれかのみに当該構成を採用してもよい。
【００９０】
さらには、上述した本発明の実施の形態においては、回路基板に生じる振動を計測する振動計測手段としてレーザ変位計を用いた場合を例示したが、これに代えてレーザー振動計を振動計測手段として用いてもよい。
【００９１】
このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００９２】
１，１Ａ  電子機器、２  筐体、２ａ  支持部、３  回路基板、４  配線基板、４ａ  ランド、５  電子部品、６  振動抑制部材、７  ネジ、８  接合部材、１０  積層セラミックコンデンサ、１１  積層体、１２  誘電体層、１３  内部電極層、１４  外部電極、１５  角部、１００  固定位置決定装置、１０２ａ  支持部、１０６  振動抑制部材、１０７  ネジ、１１０  ベース、１２０  ステージ、１３０  レーザ変位計、１４０  電源、１５０  演算部、１６０  判断部、２００  無響箱、２１０  集音マイク、２２０  集音計、２３０  ＦＦＴアナライザ、Ｐ１，Ｐ２  固定位置。
【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】
2014183171.tif 000009
【図８】
2014183171.tif 000010
【図９】
2014183171.tif 000011
【図１０】
2014183171.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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