(57)【要約】【課題】  製品サイズの制約などで６面シールド構造が取れない場合でも、放射ノイズを低減するプリント配線板を取り囲む筐体構造及び電子機器の回路実装ユニットを提供すること。【解決手段】  一つ以上の電子部品（ＩＣ）を搭載したプリント配線板１を、前記プリント配線板１のサイズと同じかそれよりも大きな第１の導電部材２０に取り付け、プリント配線板１の上面にさらに第２の導電部材１０を取り付ける構造において、前記プリント配線板１に実装された電子部品（ＩＣ）の中で最高周波数の内部クロックで動作している電子部品２と、前記プリント配線板１に配設された最高周波数の信号を伝送する外部クロック配線及びそのクロック配線が接続される電子部品のエリアを、前記第２の導電部材１０がおおうように配置した構造を持つことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の電子部品を搭載したプリント配線板を、前記プリント配線板のサイズと同じかそれよりも大きな第１の導電部材に取り付け、プリント配線板の上面にさらに第２の導電部材を取り付ける構造において、
前記プリント配線板に実装された電子部品の中で最高周波数の内部クロックで動作している電子部品と、
前記プリント配線板に配設された最高周波数の信号を伝送する外部クロック配線及びそのクロック配線が接続される電子部品のエリアを、
前記第２の導電部材がおおうように配置した構造を持つことを特徴とするプリント配線板を取り囲む筐体構造。
【請求項２】
前記第２の導電部材は、前記プリント配線板のグラウンドと電気的に接続した構造であることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板を取り囲む筐体構造。
【請求項３】
前記第２の導電部材の縦方向又は横方向の二辺において、少なくともどちらかの二辺が第１導電部材と電気的に接続した構造であることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板を取り囲む筐体構造。
【請求項４】
前記第２の導電部材に、フレキシブルな導電材からなる部材、あるいは導電材と絶縁材の複合部材からなることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板を取り囲む筐体構造。
【請求項５】
請求項１で示した電子部品を搭載したプリント配線板を、プリント配線板のサイズと同じかそれよりも大きな第１の導電部材に取り付け、プリント配線板の上面にさらに第２の導電部材を取り付ける実装構造を持つことを特徴とする電子機器の回路実装ユニット。
【請求項６】
前記第２の導電部材が、前記プリント配線板のグラウンドと電気的に接続した構造の筐体構造を持つことを特徴とする請求項５に記載の電子機器の回路実装ユニット。
【請求項７】
前記第２の導電部材の縦方向又は横方向の二辺において、少なくともどちらかの二辺が第１導電部材と電気的に接続した構造を持つことを特徴とする請求項４に記載の電子機器用の回路実装ユニット。
【請求項８】
前記第２の導電部材に、フレキシブルな導電材からなる部材、あるいは導電材と絶縁材の複合部材からなることを特徴とする請求項４に記載の電子機器用の回路実装ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板を内部に有する電子機器の筐体構造に関し、プリント配線板近傍の筐体構造を工夫することで、プリント配線板からあるいはケーブルから発生する放射ノイズの抑制を図った筐体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平７−９４８８５号公報
【特許文献２】特開平１０−２０８７９１号公報
【０００３】
従来から、電子機器から発生する放射ノイズは、例えば日本ではＶＣＣＩ（情報処理装置等電波障害自主規制協議会）で自主規制されており、米国においてはＦＣＣで規制されている。そのため電子機器は、このような規制値を満たすことが要求されており、規制値より小さい値となるようにさまざま手段を組み合わせる放射ノイズ対策を行なっている。
【０００４】
電子機器においてプリント配線板からの放射ノイズを抑える手段として、プリント配線板を６面シールド構造のボックスに納め外部に電磁波が漏れないようにして、抑制する手段が多く用いられて来た。この方法による例を図８と図９を用いて説明する。図８のプリント配線板１には、デジタル回路を構成するＩＣ２，ＩＣ３，ＩＣ４などの複数のＩＣが実装され動作している。これらのＩＣが実際に動作して回路に電流が流れると、電磁界が発生し、一部電磁波となり放射ノイズの原因となる。
【０００５】
図９は、図８で説明したプリント配線板を金属性のシールドボックス３０に収めた図である。プリント配線板１のグラウンドとシールドボックス３０は導電性接続部材３１を介して固定および接地している。図９のように欠陥のないシールドボックスにプリント配線板を納めれば放射ノイズを完全に抑えることができるが、実際の製品においては、ケーブル引出し口などの様々な要因でシールドボックスに欠陥が生じ、電磁波が漏れ出す。
【０００６】
このような方法で放射ノイズを低減させる方法の例として特許文献１がある。この例では複数の多層プリント配線板をシールド構造のサブラックに収める構造とする場合で、プリント配線板を出し入れ可能とするために生じた欠陥から漏れる電磁波を小さくすることを目的としている。このような構造は、プリント配線板から発生する電磁波を、外部に漏らさないように、できるだけ隙間などの欠陥を作らないようにすることが必要である。
【０００７】
また、プリント配線板をできるだけ欠陥の小さい板金に近づけて、プリント基板から発生する電磁波を抑制する手段も用いられている。図１０と図１１で、その原理を簡単に説明する。
【０００８】
図１０のプリント配線板には、そのプリント配線板上で最高の内部クロック動作周波数で動作するＩＣ２と、その他のＩＣ３、ＩＣ４など多くの電子部品が実装されている。ＩＣ２からＩＣ３には、そのプリント配線板上の信号線５と６を通じて、最高周波数の外部クロック信号が伝送される。信号線５はそのプリント配線板の下面の層に配置された信号線で、信号線6はプリント配線板の上面に配置された信号線である。異なる層に配置された信号線はビアホール７を介して電気的に接続している。信号線８と９はそれぞれ、プリント配線板の下面と上面に配置された信号線であるが、最高周波数の外部クロック信号は伝送されない通常の制御信号線である。番号１００と１０１は、ある瞬間に信号線５と６に流れる外部クロック信号の高周波電流を模式的に表現している。
【０００９】
図１１は、前記図１０のプリント配線板１を第一の導電部材（金属板金）２０の上に配置し、取り付け治具２１を介して固定した図である。図１０の信号線に信号が伝送されると、その信号線の近傍のグラウンドに、磁界を打ち消すような逆向きの電流が流れる。しかしながらプリント配線板上のグラウンドは多くの場合配線設計の都合で必ずしも理想的なグラウンド構造とならないため、完全には信号線の電磁界を打ち消すようなグラウンド電流は流れることができない。
【００１０】
その場合、第一の導電部材（金属板金）２０を配置すると、プリント配線板１の信号線とグラウンドパターンを流れる高周波電流により発生する電磁界の差分を打ち消すようなグラウンド電流が第一の導電部材（金属板金）２０に流れ、放射ノイズの発生を抑えることができる。
【００１１】
このようにプリント配線板を欠陥の少ないプレーン状の板金に近づけて接地する例は、特許文献２などでも示されており、この例では合わせてケーブルも板金などに近づけることでケーブルからの放射も抑制している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記のように６面シールドボックス構造で放射ノイズ発生源であるプリント配線板を覆う方法は、製品である電子機器がある程度大きくスペースに余裕があれば良いが、パーソナル型プリンターなどの小型の製品や形が複雑な製品では、この方法で対策できないことが多い。
【００１３】
このような場合プリント配線板をプレーン状の導電部材例えば第一の導電部材（金属板金）等に近づける方法を用いて、プリント配線板から発生する放射ノイズを抑制する方法を用いる。しかしながら、近年デジタル回路の動作周波数が上昇しており、このような手段だけでは規制値を満足することが困難になってきている。また、プリント配線板をプレーン状の導電部材に近づければ近づけるほど良いが、製品によってはそれほど近づけることが困難な場合もあった。
【００１４】
本発明の目的は、製品サイズの制約などで６面シールド構造が取れない場合でも、また近年のデジタル回路の高周波化によりプリント配線板を金属等の板金に近づけるだけでは不十分な場合において、さらには製品である電子機器の構造上プリント配線板をフレームグラウンドとして安定した板金に近づけることが困難な場合に、極力小さな導電部材を追加することで放射ノイズを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明では、一つ以上の電子部品を搭載したプリント配線板を、前記プリント配線板のサイズと同じかそれよりも大きな第１の導電部材に取り付け、プリント配線板の上面にさらに第２の導電部材を取り付ける構造において、前記プリント配線板に実装された電子部品の中で最高周波数の内部クロックで動作している電子部品と、前記プリント配線板に配設された最高周波数の信号を伝送する外部クロック配線及びそのクロック配線が接続される電子部品のエリアを、前記第２の導電部材がおおうように配置した構造を持つことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、プリント配線板上で大きな放射ノイズの原因となる部分の近傍に第２の導電部材を配置し、プリント配線板の両側に第１の導電部材と第２の導電部材を配置することで、プリント配線板上の信号線とグラウンド配線に流れる電流によって生じる電磁界のアンバランス分を打ち消すことで、放射ノイズを低減できる。
【００１７】
さらには、前記第２の導電部材の縦方向の二辺か横方向の二辺のうち、少なくともどちらかの二辺が第１導電部材と電気的に接続した構造とすることで放射ノイズ低減効果を高めることができる。
【００１８】
さらには、前記第２の導電部材に、フレキシブルな導電材からなる部材、あるいは導電材と絶縁材の複合材からなる部材を使用することで、放射ノイズの原因となる回路部分に近づけて配置することができるため放射ノイズをより効果的に低減できる。
【００１９】
また、このような実装形態を電子機器の回路実装ユニットにもちいれば、電子機器の放射ノイズのレベルを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
まず、本発明の原理を、図１と図２を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図１のプリント配線板には、そのプリント配線板に実装されているＩＣの中で、ＩＣ内部のクロックが最高の動作周波数で動作するＩＣ２と、その他のＩＣ３、ＩＣ４など多くの電子部品が実装されている。実際のプリント配線板には、この他にも多くの電子部品が実装されているが簡略化している。また、この例ではＩＣ内部のクロックが最高の動作周波数で動作するＩＣ２からはＩＣ３に、そのプリント配線板上の信号線５と６を通じて、最高周波数の外部クロック信号も伝送されている。信号線５はそのプリント配線板の下面の層に配置された信号線で、信号線6はプリント配線板の上面に配置された信号線である。異なる層に配置された信号線５と６はビアホール７を介して電気的に接続している。さらにはプリント配線板１に配設された最高周波数の信号線を伝送する外部クロック配線５、外部クロック配線６、およびそのクロック配線が接続されるＩＣ２、ＩＣ３のエリアを覆って導電部材１０を配置する。信号線８と９は、それぞれプリント配線板の下面と上面に配置された信号線であるが、最高周波数の外部クロック信号は伝送されない通常の制御信号線である。番号１００と１０１は、ある瞬間に信号線５と６に流れる外部クロック信号の高周波電流を模式的に表現している。
【００２２】
図２は、前記図１のプリント配線板１を第一の導電部材（金属板金）２０の上に配置し、取り付け治具２１を介して固定した図である。さらには図１で説明した導電部材１０をプリント配線板１の上に配置している。
【００２３】
図２において、信号線に信号が伝送されると、その信号線の近傍のグラウンドに、磁界を打ち消すような逆向きの電流が流れる。しかしながらプリント配線板上のグラウンドは多くの場合配線設計の都合で必ずしも理想的なグラウンド構造とならないため、完全には信号線の電磁界を打ち消すようなグラウンド電流は流れることができない。
【００２４】
その場合、第一の導電部材（金属板金）２０を配置すると、プリント配線板１内で発生した電磁界の差分を打ち消すようなグラウンド電流が第一の導電部材（金属板金）２０に流れ、放射ノイズの発生を抑えることができる。この時、放射ノイズ発生の大きな原因は、そのプリント配線板の中で最高周波数のＩＣ内部のクロックで動作している回路部分（図１においてはＩＣ２の内部）と、そのプリント配線板で最高周波数の外部クロックを伝送している回路部分（図１においては、ＩＣ２、信号線５および６、ビアホール７、さらには図示していないがプリント配線板のグラウンドパターンで構成される）である。ここで、上記の回路と第一の導電部材（金属板金）は近いほど、打ち消し効果が期待できるが、多くの場合ＩＣ実装面は第一の導電部材（金属板金）とは対向した位置には無く、反対側（図２のプリント配線板１の上面）に配置されるため、第一の導電部材（金属板金）２０からは遠い位置となる。また、プリント配線板１の下面に配設される外部クロック用の信号線５は第一の導電部材（金属板金）２０に近い位置であるが、プリント配線板１の上面に配設される外部クロック用の信号線６は遠い位置となる。この場合、信号線６の近くのプリント配線板１のグラウンドパターンに欠陥があると、放射ノイズの大きな原因となる。
【００２５】
本発明は、プリント配線板上で大きな放射ノイズの原因となる部分の近傍に第２の導電部材１０を配置し、プリント配線板の両側に第一の導電部材（金属板金）２０と第２の導電部材１０を配置することで、プリント配線板上の信号線とグラウンド配線に流れる電流によって生じる電磁界のアンバランス分を打ち消すことで、放射ノイズを効率良く低減できる。
【００２６】
さらには、前記第２の導電部材１０の縦方向の二辺か横方向の二辺のうち、少なくともどちらかの二辺が第１導電部材と電気的に接続した構造とすることで効果を高めることができる。
【００２７】
さらには、前記第２の導電部材２０に、フレキシブルな導電材からなる部材、あるいは導電材と絶縁材の複合部材を使用することで、より放射ノイズの原因となる回路部分に近づけて配置することができる。
【００２８】
また、このような実装形態を電子機器の回路実装ユニットにもちいれば、電子機器の放射ノイズのレベルを低減することができる。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１はプリント配線板に電子部品を実装した後の上面図である。プリント配線板１には、そのプリント配線板に実装されているＩＣの中でＩＣ内部のクロックが最高の動作周波数である１ＧＨｚで動作するＣＰＵのＩＣ２と、その他のＩＣ３、ＩＣ４など多くの電子部品が実装されている。実際のプリント配線板には、この他にも多くの電子部品や信号線、グラウンドパターンが存在するが簡略化している。また、この実施例ではＩＣ２からはＩＣ３に、そのプリント配線板上の信号線５と６を通じて、最高周波数である１３３ＭＨｚの外部クロック信号も伝送されている。信号線５はそのプリント配線板の下面の層に配置された信号線で、信号線６はプリント配線板の上面に配置された信号線である。異なる層に配置された信号線５と６はビアホール７を介して電気的に接続している。さらには、そのプリント配線板に実装されているＩＣの中でＩＣ内部のクロックが最高の動作周波数である１ＧＨｚで動作するＣＰＵのＩＣ２と、プリント配線板１に配設された最高周波数である１３３ＭＨｚの信号線を伝送する外部クロック配線５、外部クロック配線６、およびそのクロック配線が接続されるＩＣ２、ＩＣ３のエリアを覆って導電部材１０を配置してある。導電部材１０は、電子部品との位置関係が分かるように、透視図で表現している。信号線８と９は、それぞれプリント配線板の下面と上面に配置された信号線であるが、最高周波数の外部クロック信号は伝送されない通常の制御信号線である。番号１００と１０１は、ある瞬間に信号線５と６に流れる外部クロック信号の高周波電流を模式的に表現している。
【００３１】
図２は、前記図１のプリント配線板１をそのままにＩＣ２等が実装されている面を上にして、第一の導電部材（金属板金）２０の上に配置し、取り付け治具２１を介して固定した図である。さらには図１で説明したＩＣの中でＩＣ内部のクロックが最高の動作周波数である１ＧＨｚで動作するＣＰＵのＩＣ２と、プリント配線板１に配設された最高周波数の信号線を伝送する外部クロック配線５、外部クロック配線６、およびそのクロック配線が接続されるＩＣ２、ＩＣ３のエリアを覆って導電部材１０を配置している。
【００３２】
図２において、信号線に信号が伝送されると、その信号線の近傍のグラウンドに、磁界を打ち消すような逆向きの電流が流れる。しかしながらプリント配線板上のグラウンドは多くの場合配線設計の都合で必ずしも理想的なグラウンド構造とならないため、完全には信号線の電磁界を打ち消すようなグラウンド電流は流れることができない。
【００３３】
その場合、第一の導電部材（金属板金）２０を配置すると、プリント配線板１内で発生した電磁界の差分を打ち消すようなグラウンド電流が第一の導電部材（金属板金）２０に流れ、放射ノイズの発生を抑えることができる。この時、放射ノイズ発生の大きな原因は、そのプリント配線板の中で最高周波数のＩＣ内部のクロックで動作している回路部分（図１においてはＩＣ２の内部）と、そのプリント配線板で最高周波数の外部クロックを伝送している回路部分（図１においては、ＩＣ２、信号線５および６、ビアホール７、さらには図示していないがプリント配線板のグラウンドパターンで構成される）である。ここで、上記の回路と第一の導電部材（金属板金）は近いほど、打ち消し効果が期待できるが、多くの場合ＩＣが実装されている面は第一の導電部材（金属板金）とは対向した位置では無く、反対側（図２のプリント配線板１の上面）に配置されるため、第一の導電部材（金属板金）２０からは遠い位置となる。また、プリント配線板１の下面に配設される外部クロック用の信号線５は第一の導電部材（金属板金）２０に近い位置であるが、プリント配線板１の上面に配設される外部クロック用の信号線６は遠い位置となる。この場合、信号線６の近傍に存在するプリント配線板１のグラウンドパターンに欠陥があると、放射ノイズの大きな原因となる。
【００３４】
本発明は、プリント配線板上で大きな放射ノイズの原因となる部分の近傍に第２の導電部材１０を配置し、プリント配線板の両側に第１の導電部材である第一の導電部材（金属板金）２０と第２の導電部材１０を配置することで、プリント配線板上の信号線とグラウンド配線に流れる電流によって生じる電磁界のアンバランス分を打ち消すことで、放射ノイズを低減している。
【実施例２】
【００３５】
図３と図４は、本発明の第２の実施例を示す。
【００３６】
図３はプリント配線板に電子部品を実装した後の上面図である。図１の導電部材１０のかわりに、縦方向に延長した導電部材１１を配置してある。導電部材１１はプリント配線板１に実装されている部品や信号線との位置関係がわかるように透視図としている。
【００３７】
図４は、前記図３のプリント配線板１をそのままにＩＣ２等が実装されている面を上にして、第一の導電部材（金属板金）２０の上に配置し、取り付け治具２１を介して固定した図である。さらには図３で説明したＩＣの中でＩＣ内部のクロックが最高の動作周波数である１ＧＨｚで動作するＣＰＵのＩＣ２と、プリント配線板１に配設された最高周波数の信号線を伝送する外部クロック配線５、外部クロック配線６、およびそのクロック配線が接続されるＩＣ２、ＩＣ３のエリアを覆った形状を基本形として縦方向に延長させた導電部材１１を配置し、かつ第一の導電部材（金属板金）２０に電気的に接続している。導電部材１１をこのような形状としたことで、占有面積が増えると言うディメリットはあるが、放射ノイズ低減効果はさらに改善できる。
【実施例３】
【００３８】
図５と図６は、本発明の第３の実施例を示す。
【００３９】
図５と図６の中の導電部材１２にポリエステルフィルムに銅箔を貼り付けたフレキシブルな部材を使用したこと以外は、実施例の２と同様である。図６において、導電部材１２はポリエステル面を下にして、電子部品とのショートを防いでいる。第一の導電部材（金属板金）２０とは、図には記述していないが、ネジ止めで固定および導通を取っている。フレキシブルな導電部材を用いることで、問題となるＩＣや信号線により近づけることができる。
【実施例４】
【００４０】
図７は、本発明の第４の実施例を示しており、実施例２の図４で示した回路実装ユニットを電子機器の底面近傍に配置した図を示す。電子機器のモールド外装５０の中に、実装回路ユニットが配置され、この実装回路ユニットの近傍には、このユニットとは関係のない構造体４０が存在するため、シールドボックス構造にすることはできない。このような場合でも、電子機器の放射ノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施例で使用するプリント配線板に部品を実装した上面図
【図２】本発明の第１実施例を示す図
【図３】本発明の第２実施例で使用するプリント配線板に部品を実装した上面図
【図４】本発明の第２実施例を示す図
【図５】本発明の第３実施例で使用するプリント配線板に部品を実装した上面図
【図６】本発明の第３実施例を示す図
【図７】本発明の第４実施例、回路実装ユニットを電子機器に実装した透視図
【図８】従来例１を説明するためのプリント配線板に部品を実装した上面図
【図９】従来例１を示す図
【図１０】従来例２を説明するためのプリント配線板に部品を実装した上面図
【図１１】従来例２を示す図
【符号の説明】
【００４２】
１  プリント配線板
２、３、４  電子部品（ＩＣ）
５、６、８、９  信号線
７  ビアホール
１０、１１、１２  第二の導電部材
２０  第一の導電部材（金属板金）
２１  プリント配線板と導電部材を固定するための治具
３０  シールドボックス
３１  シールドボックス内にプリント配線板を固定するための治具
４０  電子機器の外装
【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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