(57)【要約】【課題】  冷却ファン等の機械的ノイズ発生源と、圧電デバイス等の高感度電子部品とを電子機器の筐体内で近接配置した場合に、ノイズ発生源から発生するマイクロフォニックノイズによりメイン基板及びプリント基板が共振して撓み変形することによって、プリント基板上に表面実装された高感度電子部品に歪みが発生して特性の変動をもたらすことを防止することができる電子機器、及びメイン基板ユニットを提供する。【解決手段】  機械的ノイズに対して高感度な電子部品１７と、該高感度電子部品底部の実装電極１７ａを固定する配線パターン１６ａ及び外部電極１６ｂとを備えたプリント基板１６と、プリント基板の外部電極１６ｂを電気的機械的に固定する接続パッド１０ａを備えたメイン基板１０と、機械的ノイズ発生源４と、これらの構成要素を近接配置した状態で収容、支持する筐体２と、を備えた電子機器において、プリント基板と対向するメイン基板部分であって、接続パッドを回避した個所に貫通穴１０ｂを形成した。【選択図】  図１
2006019657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的ノイズに対して高感度な電子部品と、該高感度電子部品底部の実装電極を固定する配線パターン及び外部電極とを備えたプリント基板と、プリント基板の外部電極を電気的機械的に固定する接続パッドを備えたメイン基板と、機械的ノイズ発生源と、これらの構成要素を近接配置した状態で収容、支持する筐体と、を備えた電子機器において、
前記プリント基板と対向するメイン基板部分であって、上記接続パッドを回避した個所に貫通穴を形成したことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記高感度電子部品は圧電デバイスであり、前記機械的ノイズ発生源は冷却ファンであ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】
機械的ノイズに対して高感度な電子部品と、該高感度電子部品底部の実装電極を固定する配線パターン及び外部電極とを備えたプリント基板と、プリント基板の外部電極を電気的機械的に固定する接続パッドを備えたメイン基板と、を備えたメイン基板ユニットにおいて、
前記プリント基板と対向するメイン基板部分であって、上記接続パッドを回避した個所に貫通穴を形成したことを特徴とするメイン基板ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ファン等の機械的ノイズ発生源と、圧電デバイス等の高感度電子部品とを筐体内で近接配置した場合に、ノイズ発生源から発生するマイクロフォニックノイズが高感度電子部品に与える悪影響を効果的に解消するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＣ、通信機器、ＯＡ機器等の各種電子機器が比較的大型であり、筐体内部の空間にも比較的余裕がある場合には、冷却ファン等の機械的ノイズを発生する部品と、機械的ノイズの影響を受ける圧電デバイス等の高感度電子部品とを十分に離間配置することが可能であるため、ノイズによる影響の問題が生じにくかった。
しかし、電子機器の小型化によって部品の収容スペースが狭くなって高密度化してくると、一つの筐体内に機械部品、電子部品が近接配置されることなる。この場合、水晶発振器のように外部からの機械的ノイズに対して感度の高い電子部品と、冷却ファン等の機械的ノイズの発生源が、絶対的な空間の不足によって近接配置されると、従来では発生することがなかった干渉の問題（マイクロフォニックノイズ問題）が発生する。
図３（ａ）及び（ｂ）は従来の問題点を説明するための図であり、（ａ）に示すように、筐体１００の適所に支持された冷却ファン１０１と、メイン基板１０２上に搭載された発振器ユニット１０３とが十分に離間している場合には、機械的ノイズに起因した発振器ユニットに対する干渉の問題が発生する余地が少なかった。しかし、機器の小型化により（ｂ）に示すように筐体内空間が狭くなったことによって、冷却ファン１０１と発振器ユニット１０３との距離が接近した結果、従来では問題とならなかった機械的ノイズの干渉の問題が発生している。つまり、発振器ユニット１０３は、プリント基板１０５上に発振器１０６をフリップチップ実装した構成を備えているが、（ｂ）に示すようにファン１０１から発生した機械的ノイズはメイン基板１０２、筐体を介して、或いは直接的にプリント基板１０５に伝達されてプリント基板を共振させる。プリント基板１０５上には機械的ノイズに対して感度が高い発振器１０６を表面実装しているため、従来のリード実装部品と異なり、プリント基板に対する密着度が高く、プリント基板１０５が共振により撓み変形すると、プリント基板の撓み変形による曲げ応力が直接発振器１０６に伝達されて発振器に歪みが生じ、発信周波数に変動が起きる。
特開平１０−１２６０３２号公報には、表面実装部品搭載基板をプリント基板に実装させるに際して、プリント基板に貫通形成した開口内に該搭載基板に搭載されている表面実装部品を嵌入させることによって、Ｌ特性を低く抑えて高周波特性を向上させた技術が開示されている。
しかし、この従来例にあっても、搭載基板を介して機械的ノイズが表面実装部品に伝達されることを防止できないため、表面実装部品が発振器等の高感度電子部品である場合には、ノイズの影響を受けやすかった。
【特許文献１】特開平１０−１２６０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、冷却ファン等の機械的ノイズ発生源と、圧電デバイス等の高感度電子部品とを電子機器の筐体内で近接配置した場合に、ノイズ発生源から発生するマイクロフォニックノイズによりメイン基板が共振して撓み変形することによって、メイン基板上に表面実装されたプリント基板ユニットを構成する高感度電子部品に歪みが発生して特性の変動をもたらすことを防止することができる電子機器、及びメイン基板ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１の発明に係る電子機器は、機械的ノイズに対して高感度な電子部品と、該高感度電子部品底部の実装電極を固定する配線パターン及び外部電極とを備えたプリント基板と、プリント基板の外部電極を電気的機械的に固定する接続パッドを備えたメイン基板と、機械的ノイズ発生源と、これらの構成要素を近接配置した状態で収容、支持する筐体と、を備えた電子機器において、前記プリント基板と対向するメイン基板部分であって、上記接続パッドを回避した個所に貫通穴を形成したことを特徴とする。
請求項２の発明に係る電子機器は、請求項１において、前記高感度電子部品は圧電デバイスであり、前記機械的ノイズ発生源は冷却ファンであることを特徴とする。
請求項３の発明に係るメイン基板ユニットは、機械的ノイズに対して高感度な電子部品と、該高感度電子部品底部の実装電極を固定する配線パターン及び外部電極とを備えたプリント基板と、プリント基板の外部電極を電気的機械的に固定する接続パッドを備えたメイン基板と、を備えたメイン基板ユニットにおいて、前記プリント基板と対向するメイン基板部分であって、上記接続パッドを回避した個所に貫通穴を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、高感度電子部品を搭載したプリント基板ユニットを実装するメイン基板の適所に貫通穴を形成するようにしたので、冷却ファン等の機械的ノイズ発生源と、圧電デバイス等の高感度電子部品とを電子機器の筐体内で近接配置した場合に、ノイズ発生源から発生するマイクロフォニックノイズによりメイン基板が共振して撓み変形することによって、メイン基板上に固定されたプリント基板上に表面実装された高感度電子部品に歪み（曲げ応力）が発生して特性の変動をもたらすことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るメイン基板ユニットを装備した電子機器の概略構成図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は本発明のメイン基板上にプリント基板ユニットを搭載する前の状態を示す平面図、及び従来例を示す平面図である。
なお、実施形態の説明では、機械的ノイズ発生源として冷却ファンを用いると共に、高感度電子部品として水晶発振器等の圧電デバイスを用いた例を用いて説明する。
電子機器１は、筐体２内部に電装部３を備え、電装部３の近傍の筐体壁には冷却ファン（機械的ノイズ発生源）４が配置されている。冷却ファン４と電装部３とは近接している。
電装部３は、メイン基板１０と、メイン基板１０上に搭載された発振器ユニット（プリント基板ユニット）１５と、その他の部品と、を備えている。
発振器ユニット１５は、ガラスエポキシから成るプリント基板１６と、プリント基板上に搭載される表面実装型の発振器１７と、を備えている。
本発明の一つの実施形態に係る電子機器は、機械的ノイズに対して高感度な電子部品としての発振器１７と、発振器１７の底部の実装電極１７ａを固定する配線パターン１６ａ及び外部電極１６ｂを備えたプリント基板１６と、プリント基板１６の外部電極１６ｂを電気的機械的に固定する接続パッド１０ａを備えたメイン基板１０と、機械的ノイズ発生源としての冷却ファン４と、これらの構成要素を近接配置した状態で収容、支持する筐体２と、を備えており、プリント基板底面と対向するメイン基板部分であって、接続パッド１０ａを回避した個所に貫通穴１０ｂを形成した構成が特徴的である。
また、本発明の一つの実施形態に係るメイン基板ユニット２０は、上記の如き接続パッド１０ａ及び貫通穴１０ｂを備えたメイン基板１０上に、プリント基板ユニット１５（プリント基板１６、発振器１７）を搭載した構成が特徴的である。
【０００７】
図２は本発明のメイン基板ユニット２０の具体的構成、及びその機能を、従来例との比較により説明する模式図である。
図２（ａ）に示したメイン基板１０上には、プリント基板１６底部の外部電極１６ｂと一対一にて接続される接続パッド１０ａが４個配置され、この４個の接続パッド１０ａの内側に位置するメイン基板面には十字状に貫通穴１０ｂが形成されている。このようにプリント基板ユニット１５を実装した場合にプリント基板１６によって隠蔽されるメイン基板上面の適所に任意の範囲に亘る任意の形状の貫通穴１０ｂを形成することにより、各接続パッド１０ａ上にプリント基板ユニット１５を半田接続したとしても、プリント基板上の発振器１７は自己完結した機能を有しているため、貫通穴１０ｂがその機能に不利不便をもたらすことはない。つまり、発振器としての正常な機能が保証される。一方、貫通穴１０ｂを形成することによって、貫通穴１０ｂ周辺のメイン基板部分（接続パッド部分を含む）は弾性変形が容易となるため、ファン等から伝達される機械的ノイズがメイン基板１０に伝達されて共振したとしても、この振動は貫通穴周辺のメイン基板部分により吸収緩和され、プリント基板上の発振器１７に曲げ応力が作用することがなくなる。従って、発振器の特性に影響が及ぼされることはない。
一方、図２（ｂ）に示した従来のメイン基板ユニットにおいては、冷却ファンの駆動によって発生した機械的ノイズがメイン基板１０２、或いは筐体を伝わってメイン基板１０２に伝達されてメイン基板が共振すると、単純な振幅の振動だけではなく、メイン基板自体が撓むように振動する。メイン基板１０２が振動により変形すると、この変形による曲げ応力がプリント基板１０５を介して発振器１０６に伝達されて発振器１０６を変形させ、内蔵した水晶振動子の特性を変動させる原因となる。
これに対して、図２（ａ）のようにメイン基板１０上に貫通穴１０ｂを形成した場合には、メイン基板１０が大きく撓んだとしても、貫通穴周辺の基板部分によって曲げ応力が吸収緩和されるため、機械的ノイズのアイソレーションが発揮されて、曲げ応力は発振器に伝達されず、発振器の特性が変動することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るメイン基板ユニットを装備した電子機器の概略構成図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明のメイン基板上にプリント基板ユニットを搭載する前の状態を示す平面図、及び従来例を示す平面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は従来例の説明図。
【符号の説明】
【０００９】
１  電子機器、２  筐体、３  電装部、４  冷却ファン（機械的ノイズ発生源）、１０  メイン基板、１０ａ  接続パッド、１０ｂ  貫通穴、１５  発振器ユニット（プリント基板ユニット）、１６  プリント基板、１６ａ  配線パターン（電極パッド）、１６ｂ  外部電極、１７  発振器、１７ａ  実装電極、２０  メイン基板ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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