(57)【要約】【課題】バックボードで発生する電磁雑音の外部への輻射を低減し、電磁両立性を向上させたバックボードおよびこのバックボードを用いた電子装置を提供すること。【解決手段】絶縁ベースに回路が形成された配線層が複数積層され、筐体の背面に取り付けられるバックボード１とこのバックボードを用いた電子装置。バックボード１は、複数積層された配線層１ａ〜１ｄの両面に、絶縁ベースの一方の面全体に導体が被覆されたフレームグランド層１ｅ，１ｆが配置され、板面を貫通する取付孔が設けられ、取付孔に挿通する導電性の取付手段によって筐体と電気的に接続されて筐体に取り付けられる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプリント基板が着脱自在に挿着される導電性の筐体の背面に取り付けられるとともに、電気回路が形成された複数の配線層が絶縁され、かつ前記配線層が積層構造に構成されるバックボードにおいて、
前記配線層の両面に積層される導電性のフレームグランド層と、
前記フレームグランド層と前記筐体を電気的に接続させる取付手段とを備え、前記フレームグランド層が前記配線層を電磁的に遮蔽することを特徴とするバックボード。
【請求項２】
前記配線層および前記フレームグランド層には、各層の板面を貫通する取付孔が設けられ、
前記取付手段は、導電性の部材からなり、前記取付孔に挿入されて前記フレームグランド層と前記筐体を電気的に接続させることを特徴とする請求項１に記載のバックボード。
【請求項３】
前記フレームグランド層は、板面の周縁並びに前記取付孔の周囲に導体を露出させて保護層が被覆されていることを特徴とする請求項２に記載のバックボード。
【請求項４】
前記保護層がレジスト材からなることを特徴とする請求項３に記載のバックボード。
【請求項５】
前記筐体側のフレームグランド層の面に、前記プリント基板が着脱自在に挿着されるコネクタがさらに設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のバックボード。
【請求項６】
複数のプリント基板が着脱自在に挿着される導電性の筐体と、前記筐体の背面に取り付けられるとともに、電気回路が形成された複数の配線層が絶縁され、かつ積層構造に構成されるバックボードとを備え、前記筐体に挿着された前記各プリント基板の電気回路が、前記配線層の対応する電気回路と接続される電子装置において、
前記バックボードは、請求項１〜４のいずれか一つに記載のバックボードからなり、前記フレームグランド層と前記筐体を電気的に接続させることを特徴とする電子装置。
【請求項７】
前記電子装置は、前記バックボードと前記筐体との間に配置され、前記フレームグランド層と前記筐体を電気的に接続させる補助シールド部材をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックボードおよびこのバックボードを用いた電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子装置には、カードと呼ばれる複数のプリント基板をシェルフと呼ばれる筐体内に実装したものがあり、プリント基板を前部側から挿入すると、プリント基板の後縁に設けられたコネクタを介してプリント基板がバックパネルとワンタッチで接続されるものが知られている（例えば、特開平９−５１１８５号公報参照）。プリント基板は、合成樹脂からなる絶縁ベース上に配線パターンを印刷したもので、ベースが電気絶縁性のため静電気の電荷が蓄積され易い。このため、前記電子装置においては、プリント基板に帯電した静電気の電荷がスパークして生ずるプリント基板の誤作動や破壊を防止する対策として、帯電した静電気の電荷をプリント基板から除去するフレームグランドを取るためのアース金具が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のバックパネルは、バックボード（ＢＷＢ：　Ｂａｃｋ　Ｗｉｒｉｎｇ　Ｂｏａｒｄ）とも呼ばれ、絶縁ベース上に回路が形成された複数の配線層、例えば、シグナル層，パワー層，グランド層などを有し、前記プリント基板相互間での信号伝送や各プリント基板からの警報収集、各プリント基板への電力供給などを行う。このため、バックボードは、種々の信号が各配線層を流れることから、雑音源として様々な周波数帯の電磁雑音を周囲に輻射するという問題があった。
【０００４】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、バックボードで発生する電磁雑音の外部への輻射を低減し、電磁両立性（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を向上させたバックボードおよびこのバックボードを用いた電子装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係るバックボードは、複数のプリント基板が着脱自在に挿着される導電性の筐体の背面に取り付けられるとともに、電気回路が形成された複数の配線層が絶縁され、かつ前記配線層が積層構造に構成されるバックボードにおいて、前記配線層の両面に積層される導電性のフレームグランド層と、前記フレームグランド層と前記筐体を電気的に接続させる取付手段とを備え、前記フレームグランド層が前記配線層を電磁的に遮蔽することを特徴とするバックボードが提供される。
【０００６】
請求項１の発明によれば、電子装置に取り付けた場合、前記複数積層された配線層の両面に、導電性を有するフレームグランド層をさらに積層させた多層構造とすることによって、バックボードの配線層を電磁的に遮蔽し、各配線層を流れる種々の信号に起因した電磁雑音の外部への輻射を低減している。
【０００７】
また、請求項２の発明に係るバックボードは、上記の発明において、前記配線層および前記フレームグランド層には、各層の板面を貫通する取付孔が設けられ、前記取付手段は、導電性の部材からなり、前記取付孔に挿入されて前記フレームグランド層と前記筐体を電気的に接続させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明によれば、バックボードを筐体に取り付けた場合、面全体に亘って形成した導体によって、電磁雑音の外部への輻射を抑えると共に、バックボードを筐体に取り付ける、例えばねじ等の導電性を有する取付手段とフレームグランド層の導体とを電気的に接続させ、バックボードを筐体へグランドさせている。
【０００９】
また、請求項３，４の発明に係るバックボードは、上記の発明において、前記フレームグランド層は、周縁並びに前記取付孔の周囲に前記導体を露出させて保護層として、レジスト材が被覆されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３，４の発明によれば、バックボードを筐体に取り付けた場合、面全体に亘って形成した導体によって、電磁雑音の外部への輻射を抑えると共に、バックボードを筐体に取り付ける、例えばねじ等の導電性を有する取付手段と保護層から露出させた取付孔周囲の導体との電気的な接続の他に、フレームグランド層の周縁を電子装置の筐体と電気的に接続させて、バックボードを筐体へグランドさせている。
【００１１】
また、請求項５の発明に係るバックボードは、上記の発明において、前記筐体側のフレームグランド層の面に、前記プリント基板が着脱自在に挿着されるコネクタがさらに設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明によれば、バックボードが筐体に取り付けられた場合に、筐体側のフレームグランド層の面に設けられたコネクタを、プリント基板との接続に使用している。
【００１３】
一方、上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項６の発明に係る電子装置は、複数のプリント基板が着脱自在に挿着される導電性の筐体と、前記筐体の背面に取り付けられるとともに、電気回路が形成された複数の配線層が絶縁され、かつ積層構造に構成されるバックボードとを備え、前記筐体に挿着された前記各プリント基板の電気回路が、前記配線層の対応する電気回路と接続される電子装置において、前記バックボードは、請求項１〜４のいずれか一つに記載のバックボードからなり、前記フレームグランド層と前記筐体を電気的に接続させることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明によれば、電子装置への使用によってバックボードの各配線層を流れる種々の信号に起因して生じた電磁雑音の外部への輻射を、この配線層の両面に積層された導電性を有するフレームグランド層が電磁的に遮蔽すると共に、バックボードを電子装置の筐体へグランドさせている。
【００１５】
また、請求項７の発明に係る電子装置は、上記の発明において、前記電子装置は、前記バックボードと前記筐体との間に配置され、前記フレームグランド層と前記筐体を電気的に接続させる補助シールド部材をさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明によれば、フレームグランド層と筐体間に、例えばガスケットなどの補助シールド部材を設け、この筐体内で生ずる電磁雑音をこのガスケットによって筐体から漏れないようにしている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明にかかるバックボードおよびこのバックボードを用いた電子装置に関する好適な実施の形態について説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１であるバックボードの構成を分解して示す斜視図である。図２は、図１のバックボードをフレームグランド層１ｆ側から見た正面図である。
【００１９】
この実施の形態１にかかるバックボード１は、電子装置の筐体背面に取り付けられ、図１に示すように、絶縁ベースに回路が形成された複数の配線層、例えば、シグナル層１ａ、グランド層１ｂ、パワー層１ｃ及びシグナル層１ｄを有している。バックボード１は、シグナル層１ａ、グランド層１ｂ、パワー層１ｃ及びシグナル層１ｄの両面に導電性を有するフレームグランド層１ｅ，１ｆを配置して積層され、図２に示すように、板面を貫通する取付孔１ｇが適宜個所に設けられている。各取付孔１ｇは、内面に半田等の導体１ｊ（図５参照）が被覆されている。ここで、各配線層、例えば、シグナル層１ａは、図３に示すように、電気絶縁性を有する合成樹脂からなる絶縁ベースＢｉｓ上に銅等の導電性金属によって回路パターンＰｃｒが形成されている。
【００２０】
シグナル層１ａ及びシグナル層１ｄは、バックボード１に設けられる複数のコネクタに装着されるプリント基板相互間での信号伝送や各プリント基板からの警報収集等に関する信号伝送についての機能を有している。また、グランド層１ｂは、バックボード１を取り付ける電子装置の電源のグランドに関する機能を、パワー層１ｃは、前記各プリント基板への電力供給についての機能を、それぞれ有している。
【００２１】
フレームグランド層１ｅ，１ｆは、絶縁ベースの一方の面全体に銅箔からなる導体１ｈが形成され、この導体１ｈを外側にしてシグナル層１ａ、グランド層１ｂ、パワー層１ｃ及びシグナル層１ｄの両面に配置されている（図５参照）。このとき、フレームグランド層１ｆは、図２に示すように、外面の所望個所にコネクタ３が設けられており、筐体内に実装されたプリント基板を着脱可能に挿着させている。また、フレームグランド層１ｅ，１ｆは、導電性を有していれば、絶縁ベースの面全体に導体１ｈを形成したものの他、例えば、導電性素材からなる粉末を合成樹脂中に混合した導電性樹脂等を用いてもよい。
【００２２】
各コネクタ３は、上述したごとく、筐体内に挿入された複数のプリント基板のそれぞれと接続され、各プリント基板をバックボード１の対応するシグナル層１ａ、グランド層１ｂ、パワー層１ｃ及びシグナル層１ｄと接続させている。
【００２３】
バックボード１は、上述のように複数積層されたシグナル層１ａ、グランド層１ｂ、パワー層１ｃ及びシグナル層１ｄの両面に、導電性を有するフレームグランド層１ｅ，１ｆが配置されている。このため、バックボード１は、シグナル層１ａ、グランド層１ｂ、パワー層１ｃ及びシグナル層１ｄが、この４層の配線層の両面に積層されたフレームグランド層１ｅ，１ｆによって電磁的にシールドされ、電磁雑音の外部への輻射が低減される。しかも、バックボード１は、取付孔１ｇに挿通したねじで電子装置の筐体に取り付けられる。このため、電子装置に取り付けた場合、６層のバックボード１は、取付孔１ｇに挿通したねじがフレームグランド層１ｅ，１ｆの導体１ｈ及び取付孔１ｇの導体１ｊと接触し、フレームグランド層１ｆの導体１ｈが電子装置の筐体と接触する。この結果、バックボード１は、フレームグランド層１ｅ，１ｆと電子装置の筐体との間が電気的に接続されることによるグランド効果により、電磁雑音の外部への輻射が一層低減され、電磁両立性がより向上する。ここで、バックボード１を電子装置の筐体に取り付ける場合、ねじに代えてボルトとナットを用いてもよい。
【００２４】
（実施の形態２）
次に、この発明の実施の形態２について説明する。この実施の形態２のバックボードは、実施の形態１のバックボード１においてフレームグランド層１ｅ，１ｆの外面にレジスト処理が施されている。
即ち、この実施の形態２のバックボード１は、図４及び図５に示すように、フレームグランド層１ｅ，１ｆの周縁部分並びに取付孔１ｇの周囲に導体１ｈを露出させて、レジスト材からなる保護層５が設けられている。保護層５は、フレームグランド層１ｅ，１ｆの導体１ｈを保護する。このとき、バックボード１は、導体１ｈを露出させる代わりに、保護層５によってフレームグランド層１ｅ，１ｆの周縁部分並びに取付孔１ｇの周囲に半田等の導体を形成してもよい。
【００２５】
このため、この実施の形態２のバックボード１は、シグナル層１ａ、グランド層１ｂ、パワー層１ｃ及びシグナル層１ｄがフレームグランド層１ｅ，１ｆによって電磁的にシールドされ、電磁雑音の外部への輻射が抑えられる。そして、この実施の形態２のバックボード１は、取付孔１ｇに挿通したねじで電子装置の筐体に取り付けた場合、取付孔１ｇに挿通したねじの頭部がフレームグランド層１ｅの取付孔１ｇの周囲に露出した導体１ｈと、ねじ軸が取付孔１ｇの導体１ｊと、フレームグランド層１ｆの周縁や取付孔１ｇの周囲に露出した導体１ｈが電子装置の筐体と、それぞれ接触する。この結果、実施の形態２のバックボード１は、複数の配線層に積層されたフレームグランド層１ｅ，１ｆを備えた６層構造となり、このフレームグランド層１ｅ，１ｆと電子装置の筐体との間が電気的に接続されることによるグランド効果により、電磁雑音の外部への輻射がさらに低減され、電磁両立性がより向上する。
【００２６】
（実施の形態３）
次に、この発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態３は、実施の形態２のバックボード１を用いた電子装置に関する。図６は、この発明の実施の形態３である電子装置１０を架Ｌｋに設置した状態を示す斜視図である。図７は、筐体１１の天板を外して電子装置１０を上方から見た平面図である。
【００２７】
電子装置１０は、図６及び図７に示すように、導電性を有する筐体１１の両側に設けたブラケット１１ａで架Ｌｋにねじ止めされる。筐体１１は、プリント基板（カード）１４が複数実装され、後部にはバックボード１が取り付けられる。
【００２８】
筐体１１は、導電性金属によって前面が開放された箱体に成形され、各プリント基板１４の前縁に設けたフロントパネル１４ａで前面が覆われる。ここで、筐体１１は、導電性を有していれば、金属の他に、例えば導電性合成樹脂を使用することができる。
【００２９】
プリント基板１４は、電気絶縁性の合成樹脂からなる基板の表面に所定の回路パターンが形成され、図７に矢印で示すように、筐体１１の前面から抜き差しされてバックボード１に設けられた対応するコネクタ３と接続される。フロントパネル１４ａは、筐体１１と同様に、導電性金属からなり、ＬＥＤ等の各種の表示ランプやスイッチ類が設けられている。
【００３０】
電子装置１０は、図８に示すように、フレームグランド層１ｆを筐体１１の背面に向けてバックボード１を筐体１１に当接させ、取付孔１ｇに螺着するねじ１３によってバックボード１が筐体１１に固定される。そして、電子装置１０は、筐体１１の前面から複数のプリント基板１４を順次差し込んで組立が完了する。これにより、電子装置１０は、各プリント基板１４がバックボード１に設けられた対応するコネクタ３と順次接続され、筐体１１の前面がフロントパネル１４ａで覆われる。
【００３１】
このとき、バックボード１は、前述のように取付孔１ｇの内面に導体１ｊが被覆され、また、図９に示すように、フレームグランド層１ｆは、取付孔１ｇの周囲に導体１ｈが露出している。このため、バックボード１を筐体１１にねじ１３で組み付けると、電子装置１０は、ねじ１３の頭部がフレームグランド層１ｅ側で取付孔１ｇの周囲に露出した導体１ｈと、フレームグランド層１ｆの周縁や取付孔１ｇの周囲に露出した導体１ｈが筐体１１と、それぞれ接触すると共に、ねじ１３の軸部が取付孔１ｇの内面に被覆された導体１ｊと接触することによってフレームグランド層１ｅ，１ｆが筐体１１と電気的に接続されることになる。
【００３２】
従って、電子装置１０においては、バックボード１のシグナル層１ａ、グランド層１ｂ、パワー層１ｃ及びシグナル層１ｄが、この４層の配線層の両面に積層されたフレームグランド層１ｅ，１ｆによって電磁的にシールドされているので、電力の供給によってシグナル層１ａ等から様々な周波数帯の電磁雑音が発生しても、これらの電磁雑音のバックボード１外部への輻射が低減される。しかも、電子装置１０は、フレームグランド層１ｅ，１ｆが筐体１１と電気的に接続されることよるグランド効果により、バックボード１内で発生する電磁雑音の外部への輻射がさらに低減され、電磁両立性がより一層向上する。
【００３３】
このとき、電子装置１０は、筐体１１とプリント基板１４のフロントパネル１４ａやバックボード１との間、例えば、図１０に示すように、バックボード１と筐体１１の周縁との間に、フレームグランド層１ｆの露出した導体１ｈと筐体１１との間の接続を補助するフィンガーやガスケット等の補助シールド部材１５を配置してもよい。このような機能を有する補助シールド部材１５を設けると、電子装置１０は、筐体１１内のプリント基板１４から生じた電磁波やバックボード１から漏れる電磁雑音を、補助シールド部材１５によってさらにシールドすることができる。このとき、筐体１１は、バックボード１の後部に金属製の背面カバー１６を取り付ける。
【００３４】
ここで、上述の補助シールド部材１５を設けた電子装置１０を組み立て、電子装置１０の背面側から輻射される電磁波の周波数（ＭＨｚ）に対する電界強度（ｄＢ（μＶ／ｍ））を測定した。その結果を、図１１（ａ）に示す。このとき、補助シールド部材１５は、１００Ｍｈｚ以下の周波数帯域における電磁雑音の低減効果に優れたものを用いた。
【００３５】
一方、比較のため、バックボード１に代えてシグナル層１ａ、グランド層１ｂ、パワー層１ｃ及びシグナル層１ｄのみの４層構造からなるバックボードを使用したことを除き、電子装置１０と同一構成の電子装置を組み立て、電子装置の背面側から輻射される電磁波の周波数（Ｈｚ）に対する電界強度（ｄＢ（μＶ／ｍ））を同様に測定した。その結果を、図１１（ｂ）に示す。
【００３６】
次に、上述の電子装置において、補助シールド部材１５を１００ＭＨｚを超える周波数帯域における電磁雑音の低減効果に優れたものに変更し、同様にして電子装置の背面側から輻射される電磁波を測定した。その結果を、それぞれ図１２（ａ），（ｂ）に示す。
【００３７】
図１１及び図１２に示す結果から明らかなように、従来の４層構造のバックボードと補助シールド部材を組み合わせた場合の効果と、この実施の形態にかかる６層構造のバックボードと補助シールド部材を組み合わせた場合の効果とを比較すると、明らかにフレームグランド層を積層させた６層構造のバックボードを用いた方が雑音を抑える効果が高くなる。すなわち、この実施の形態にかかる電子装置１０は、図１１に示すように、筐体１１内で生ずる４０〜１６０ＭＨｚの周波数帯域における電磁雑音がシールドされることで、図１１（ｂ）において凸状に発生していた輻射雑音が、図１１（ａ）に示すように平坦な波形になることが分かった。或いは、図１２に示すように、１６０〜９００ＭＨｚの周波数帯域における電磁雑音がシールドされることで、図１２（ｂ）において急峻に発生していたひげ状の輻射雑音が、図１２（ａ）に示すように発生しなくなることが分かった。
【００３８】
尚、実施の形態１や実施の形態２のバックボード１は、フレームグランド層１ｅ，１ｆの間にシグナル層１ａ、グランド層１ｂ、パワー層１ｃ及びシグナル層１ｄからなる４層の配線層を配置したものについて説明したが、配線層の数は４層に限定されるものではない。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１〜４並びに請求項６の発明によれば、バックボードの前記複数積層された配線層を、両面に配置した導電性を有するフレームグランド層によって電磁的に遮蔽し、各配線層を流れる種々の信号に起因した電磁雑音の外部への輻射を低減し、電磁両立性を向上させたバックボードとその基板を用いた電子装置を提供することができる。
【００４０】
請求項５の発明によれば、プリント基板とバックボードとを簡単に接続することができる。
【００４１】
請求項７の発明によれば、筐体内で生じた電磁雑音を周波数に関係なく筐体から漏れないように低減した電子装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１であるバックボードの構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１のバックボードをフレームグランド層１ｆ側から見た正面図である。
【図３】バックボードを構成する配線層の一例を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２であるバックボードをコネクタを設けたフレームグランド層側から見た図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３である電子装置を架に設置した状態を示す斜視図である。
【図７】筐体の天板を外して電子装置を上方から見た平面図である。
【図８】筐体の後部にバックボードを取り付ける様子を示す斜視図である。
【図９】バックボードをコネクタを設けたフレームグランド層側から見た一部を拡大して示す図である。
【図１０】バックボードと筐体との間に補助シールド部材が配置した電子装置の模式図である。
【図１１】電子装置の輻射雑音の低減効果を周波数（Ｈｚ）に対する電界強度（ｄＢ（μＶ／ｍ））として示す特性図である。
【図１２】接続補助部材を変更した場合の輻射雑音の低減効果を示す特性図である。
【符号の説明】
１　バックボード
１ａ，１ｄ　シグナル層
１ｂ　グランド層
１ｃ　パワー層
１ｅ，１ｆ　フレームグランド層
１ｇ　取付孔
１ｈ　導体
３　コネクタ
５　保護層
１０　電子装置
１１　筐体
１１ａ　ブラケット
１３　ねじ
１４　プリント基板
１４ａ　フロントパネル
１５　補助シールド部材
１６　背面カバー
Ｂｉｓ　絶縁ベース
Ｌｋ　　架
Ｐｃｒ　回路パターン
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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