(57)【要約】【課題】シールドを設けたり、接地を強化したり、或いは印刷配線基板の特注や配線パターンの最適化を必要とすることなく、安価にして効果的な電磁波対策を可能とする。【解決手段】両面印刷配線基板１０の導電層１２，１３の厚さを１８μｍに設定し、この両面印刷配線基板１０上に電子回路（ＬＳＩ）４０を実装するとともに、表及び裏とも同一の位置で表裏一点接地するように構成したものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷配線基板に電子回路素子が装着され、電磁波環境下で使用される電子回路装置であって、
前記印刷配線基板は、樹脂基板上に、厚さがスキンデプス以上でかつ３５μｍ未満の範囲内の任意の値をとる導電層を形成してなることを特徴とする電磁波環境下で使用される電子回路装置。
【請求項２】
前記印刷配線基板の導電層は、厚さが１８μｍ又はそれに近い値に設定されることを特徴とする請求項１記載の電磁波環境下で使用される電子回路装置。
【請求項３】
電子回路素子が装着された状態で、電磁波環境下で使用される印刷配線基板であって、
樹脂基板と、
前記樹脂基板上に形成され、厚さがスキンデプス以上でかつ３５μｍ未満の範囲内の任意の値をとる導電層と
を具備することを特徴とする電磁波環境下で使用される印刷配線基板。
【請求項４】
前記導電層は、厚さが１８μｍ又はそれに近い値に設定されることを特徴とする請求項３記載の電磁波環境下で使用される印刷配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、家電製品やＯＡ機器、通信機器等に使用される電子回路装置に係わり、特に他の電化製品等が発生する電磁波の影響を受けやすい場所で使用される電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子回路装置は印刷配線基板上にＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）等の回路素子を装着したものとなっており、家電製品やＯＡ機器、通信機器等の多くの電子機器に使用されている。ところがこの種の電子回路装置は、電磁波が存在する環境下で使用すると、回路素子が電磁波の影響を受けて動作不良を起こし、延いては電子機器の故障の原因となる場合がある。
【０００３】
そこで従来では、電磁波環境下での使用が想定される電子回路装置に対し、例えば接地された金属により回路素子を覆うシールド対策が講じられている（例えば、非特許文献１を参照）。しかしシールド対策は、電子回路装置の重量化及びコストアップにつながり、装置の小型軽量化を図る上での障害となるため小型の電子機器には不向きである。
【０００４】
一方、他の電磁波対策として接地（Ground）の強化があげられる。例えば、印刷配線基板の接地パターンに多数の接地点を設け、これにより印刷配線基板の接地電位を場所によらず一定にする。このようにすると、電子回路装置が高周波回路を構成する場合でも、接地電位を一定化して動作の安定を図ることができる。しかし、このような対策を講じたとしても、外部から比較的強い電磁波が照射された場合には、回路素子の動作不良及び電子回路装置の故障は避けられない。
【０００５】
また別の電磁波対策として、両面に導電層が形成された両面印刷配線基板において、基板の厚さｄを薄くすると共に、導電層に挟まれた誘電体の誘電率εを増加させることにより、印刷配線基板の容量Ｃ
Ｃ＝ε×Ｓ／ｄ  
を増加させるものがある。なお、Ｓは印刷配線基板の面積を示す。このような対策を講じると、印刷配線基板の容量Ｃの増加により、電磁波の照射によって印刷配線基板に誘起される電荷Ｑに起因する電圧Ｖの値が、  
Ｖ＝Ｑ／Ｃ  
の関係から明らかなように小さくなる（例えば、非特許文献２を参照）。
【０００６】
この他、配線パターンの面積や配線の引き回し長を減少させたり（例えば、非特許文献３を参照）、電子回路装置に誘起された不要な高周波エネルギをフェライトビーズによって吸収するといった対策（例えば、非特許文献４を参照）も考えられている。しかし、これらの対策はいずれも、印刷配線基板を特注したり配線パターンの最適化が必要となる。このため、印刷配線基板及びこの基板を使用した電子回路装置の設計及び製作に時間と費用がかかる。
【０００７】
【非特許文献１】「ＥＭＣのおはなし」、平戸昌利著、日本規格協会、1997年10月20日発行、p.73〜82。
【０００８】
【非特許文献２】「ＥＭＣと基礎技術」、鈴木茂夫著、工学図書株式会社、1997年2月20日発行、p.37〜40。
【０００９】
【非特許文献３】「ＥＭＣのおはなし」、平戸昌利著、日本規格協会、1997年10月20日発行、p.62〜70。
【００１０】
【非特許文献４】「ＥＭＣと基礎技術」、鈴木茂夫著、工学図書株式会社、1997年2月20日発行、p.58〜59。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上述べたように従来のＥＭＣ対策は、シールドを設けたり、接地を強化したり、或いは印刷配線基板の特注や配線パターンの最適化が必要となる。このため、印刷配線基板及びこの基板を使用した電子回路装置の大型化やコストアップが避けられず、また印刷配線基板の設計及び製作に余計な時間と費用がかかるという問題点があった。
【００１２】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、シールドを設けたり、接地を強化したり、或いは印刷配線基板の特注や配線パターンの最適化を必要とすることなく、安価にして効果的な電磁波対策を可能とした電子回路装置とその印刷配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するためにこの発明は、印刷配線基板に電子回路素子が装着され、電磁波環境下で使用される電子回路装置にあって、上記印刷配線基板を、樹脂基板上に、厚さがスキンデプス（電磁波が金属中に進入する距離）以上でかつ３５μｍ未満の範囲内の任意の値をとる導電層を形成したものである。一例として、上記導電層の厚さは１８μｍ又はそれに近い値（例えば８μｍ〜２８μｍの範囲内の値）に設定する。  
このようにすると、電磁波の照射により印刷配線基板上に誘起される電圧値が減少し、これにより印刷配線基板上に装着された電子回路素子の動作不良が低減される。
【発明の効果】
【００１４】
したがってこの発明によれば、シールドを設けたり、接地を強化したり、或いは印刷配線基板の特注や配線パターンの最適化を必要とすることなく、安価にして効果的な電磁波対策を可能とした電子回路装置とその印刷配線基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、この発明の一実施形態に係わる印刷配線基板の構成と、この印刷配線基板を評価するために用いられる測定ユニットの構成を示す分解斜視図である。  
印刷配線基板１０は、両面印刷配線基板からなり、ガラス布エポキシ樹脂積層板（例えば縦１０ｃｍ×横１０ｃｍ）からなる樹脂基板１１の表面及び裏面の両方にそれぞれ銅箔からなる導電層１２，１３を形成したものである。
【００１６】
このうちガラス布エポキシ樹脂積層板１１は、汎用の両面印刷配線基板に使用される材質及び厚さを有する。これに対し導電層１２，１３は、汎用の両面印刷配線基板に使用される導電層よりも厚さが薄く形成されている。例えば、汎用の印刷配線基板では導電層の厚さは一般に３５μｍである。これに対しこの実施形態に係わる両面印刷配線基板１０では、導電層１２，１３の厚さＨ１，Ｈ２をそれぞれ１８μｍに設定してある。
【００１７】
また、上記導電層１２，１３の接地パターンは、両面印刷配線基板１０に形成されたスルーホール（図示せず）を通して導線により相互に接続され、両面印刷配線基板１０の裏面側の一点で接地される。すなわち、上記導電層１２，１３の接地パターンは同一の位置で表裏一点接地される。図２はこの実施形態に係わる両面印刷配線基板１０を裏面側から見た図であり、接地点１３１は任意の一つの角の端部から内側に１ｃｍ入った位置に設けられている。
【００１８】
さて、以上のように構成される両面印刷配線基板１０のＥＭＣ評価を、本発明者は以下のように行った。  
すなわち、先ず評価対象となる両面印刷配線基板１０の中央部に、ＱＦＰ（Quad Flat Package）パッケージ用２４ピンソケット２０を装着する。ＱＦＰパッケージ用２４ピンソケット２０は、図１に示すように樹脂製のソケット本体２１及び蓋部２２を備えている。このうちソケット本体２１は、例えば縦３．２ｃｍ×横３．２ｃｍの寸法を有し、ソケット本体２１上面にはＱＦＰパッケージ装着部が、またソケット本体２１下面には２４本のピン２３が設けられている。この２４本のピン２３が両面印刷配線基板１０の裏面に形成された図示しない配線パターンに電気的に接続される。
【００１９】
続いて、上記ＱＦＰパッケージ用２４ピンソケット２０のソケット本体２１上に、ＱＦＰパッケージ３０を装着する。ＱＦＰパッケージ３０は樹脂製のパッケージ本体３１に素子装着部と複数のリード３２を設けたもので、各リード３２が上記ＱＦＰパッケージ用２４ピンソケット２０のピン２３に電気的に接続される。そして、上記パッケージ本体３１の素子装着部に、評価に使用する電子回路（ＬＳＩ）４０を装着する。評価に使用する電子回路４０としては、例えば汎用のＬＳＩ動作周波数の１／８の周波数を出力する１／８分周器を使用する。
【００２０】
次に、以上のように構成された測定ユニットをＴＥＭセル５０内に収容する。ＴＥＭセル５０は、進行方向に磁界及び電界成分を持たない電磁波を発生させる立体回路であり、以下のように構成される。図３はこのＴＥＭセル５０の斜視図、図４はその縦断面図である。
【００２１】
すなわち、ＴＥＭセル５０は箱形をなす外部導体５１を備える。外部導体５１は、直方体形の箱体の両端部に四角錐状をなす延長部を設けたもので、その両端部にはそれぞれ同軸ケーブル６１のコネクタ６２及び５０Ωのターミネータ６３が取着される。また、外部導体５１内には中心導体５２が収容される。
【００２２】
上記外部導体５１の上面にはサンプル挿入口５３が設けてあり、上記測定ユニットはこのサンプル挿入口５３から外部導体５１内に挿入されて所定の位置に固定される。測定ユニットの固定位置は、図４に示すように外部導体５１の高さ寸法をｈとしたとき、ＱＦＰパッケージ３０に装着されたＬＳＩ４０が、上記中心導体５２とサンプル挿入口５３との間で、かつサンプル挿入口５３からｈ／４だけ内部に入り込んだ位置Ｘとなるように設定される。ただし、図４では図示していないが、同軸ケーブル６１の接地（Ground）、外部導体５１及びターミネータ６３の接地（Ground）は、電気的に接続されて同電位に保持されるようになっている。
【００２３】
この状態で、図示しない発振器から電磁波を発生させ、この発生された電磁波を同軸ケーブル６１を介してＴＥＭセル５０内の上記測定ユニットに照射する。このとき、電磁波の照射周波数は１００ＭＨｚ−１０００ＭＨｚの範囲に、また照射電界強度は１７４．４Ｖ／ｍに設定する。一方、１／８分周器４０の電源電圧として、０．８Ｖ−２．５Ｖの範囲内から任意に選定した複数の値、例えば０．８Ｖ、１．２Ｖ、１．６Ｖ、２Ｖ、２．４Ｖを与え、さらにこれらの電源電圧ごとに１／８分周器４０に与えるクロック周波数をステップ的に変化させる。
【００２４】
以上の条件の下で測定した両面印刷配線基板１０のＥＭＣ評価結果を図５に示す。同図において、横軸は１／８分周器４０の電源電圧値、縦軸は１／８分周器４０に与えるクロック周波数（クロック電圧１Ｖ）を示す。また“蓋無し”とは、ＱＦＰパッケージ３０に１／８分周器４０を実装した状態で、金属製の蓋を装着せずに電磁波を照射したことを示す。
【００２５】
この評価結果から明らかなように、１８μｍの導電層１２，１３を形成したこの実施形態に係わる両面印刷配線基板１０では、１／８分周器４０に与えるクロック周波数が２００ＭＨｚ未満では如何なる電源電圧値においても動作不良又は回路故障（図中……で示す）が発生しなかった。なお、図中の“１０００”，“９００”は回路故障が発生したときの照射電磁波の周波数（ＭＨｚ）を示している。
【００２６】
比較のために、３５μｍの導電層を形成しかつ表裏一点接地した汎用の両面印刷配線基板に対し、同一の条件で電磁波を照射したときのＥＭＣ評価結果を図６に示す。同図から明らかなように、１／８分周器４０に与えるクロック周波数が２００ＭＨｚ未満の場合（例えば３３ＭＨｚ）でも、回路故障が発生した。なお、図中の“１００−１０００”は照射電磁波の周波数が１００ＭＨｚ−１０００ＭＨｚ（測定間隔１００ＭＨｚ）のときに回路故障が発生したことを示す。“８００−１０００”や“９００−１０００”も同様である。また、図中の“ＶＧ＝１．７３Ｖ”は１／８分周器４０の電源電圧が１．７３Ｖであることを示し、この電圧値以上になると１／８分周器４０の動作が不安定になる。“ＶＧ＝１．９３Ｖ”についても同様である。さらに、図中の“注１  ５００”は、ＶＧ＝０．８−２．０Ｖ，１００−４００ＭＨｚまではノイズが多いことを表している。
【００２７】
さらに比較を行うため、図７に示すように、３５μｍの導電層を形成しかつ接地点１３２を図示する１６点に設けたいわゆる多点接地の両面印刷配線基板１０′に対し、同一の条件で電磁波を照射したときのＥＭＣ評価結果を図８に示す。なお、両面印刷配線基板１０′の表裏両面の導電層は、上記各接地点１３２の位置においてそれぞれスルーホールを通して導線で相互に接続されている。すなわち、両面印刷配線基板１０′の表裏両面の導電層の接地パターンは、上記各接地点１３２の位置において多点接地される。
【００２８】
図８の評価結果から明らかなように、前記表裏一点接地の場合と同様に、１／８分周器４０に与えるクロック周波数が２００ＭＨｚ未満の場合（例えば３３ＭＨｚ）でも回路故障が発生した。なお、図中“（５００）注２”は、４００−１０００ＭＨｚのうち５００ＭＨｚのみは回路故障が発生しなかったことを示す。
【００２９】
以上述べたようにこの実施形態では、両面印刷配線基板１０の導電層１２，１３の厚さを１８μｍに設定し、この両面印刷配線基板１０上に電子回路（ＬＳＩ）４０を実装するとともに表裏一点接地している。このように構成すると、先に述べた図５のＥＭＣ評価結果に示したように、３５μｍの導電層を形成しかつ表裏一点接地した汎用の両面印刷配線基板と比較して、クロック周波数が２００ＭＨｚ未満における回路故障が激減した。すなわち、従来の汎用両面印刷配線基板に比べ電子回路の動作不良又は回路故障の発生を大幅に低減することが可能となる。
【００３０】
また、図６と図７との比較から明らかなように、一般に表裏一点接地にすると両面印刷配線基板の接地電位が不安定になって電子回路の動作が不安定になる。しかし、この実施形態に係わる両面印刷配線基板１０によれば、図５に示したように表裏一点接地であるにもかかわらず、電子回路の動作を安定に保持することができる。
【００３１】
さらに、この実施形態に係わる両面印刷配線基板１０は、導電層１２，１３の厚さを薄くするだけでよいため、シールドを設けたり印刷配線基板の特注や配線パターンの最適化が不要である。このため、印刷配線基板及びこの基板を使用した電子回路装置のさらなる小型化軽量化とコストダウンが可能となり、また印刷配線基板の設計及び製作に要する時間と費用も低減することが可能となる。
【００３２】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では両面印刷配線基板１０の導電層１２，１３の厚さを１８μｍに設定した場合を例にとって説明したが、この値に限定されるものではなく、スキンデプス以上でかつ３５μｍ未満の範囲内であれば、如何なる厚さに設定してもよい。なお、耐ＥＭＣ効果は導電層の厚さを薄くすればするほど大きくなると予想されるが、薄くするとそれに応じて配線パターンの抵抗値が増加する。このため、導電層の厚さは、両面印刷配線基板の使用条件、例えば要求される電流値や電流速度に応じて最適な値を選択すればよい。通常の使用条件では、導電層の厚さは１８μｍに近い値、例えば８μｍ〜２８μｍの範囲内に入る任意の値に設定するとよい。一方、高周波で高速変化する電流が流れる電子回路装置では、導電層の厚さを３５μｍ未満を上限とする範囲内でさらに厚く設定するとよい。
【００３３】
その他、印刷配線基板における樹脂基板の材質、サイズ及び形状、導電層の材料及び接地点の位置、電子回路素子の種類、評価方法及びそのための条件などについても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に係わる印刷配線基板の一実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１に示した印刷配線基板を裏面側から見た図。
【図３】ＴＥＭセルの構成を示す斜視図。
【図４】図３に示したＴＥＭセルの縦断面図。
【図５】図１に示す印刷配線基板に対し図３に示すＴＥＭセル使用してＥＭＣ評価を行ったときの評価結果の一例を示す図。
【図６】導電層の厚さが３５μｍでかつ表裏一点接地された汎用印刷配線基板に対し図３に示すＴＥＭセル使用してＥＭＣ評価を行ったときの評価結果の一例を示す図。
【図７】導電層の厚さが３５μｍでかつ多点接地された汎用印刷配線基板を裏面側から見た図。
【図８】図７に示した汎用印刷配線基板に対し図３に示すＴＥＭセル使用してＥＭＣ評価を行ったときの評価結果の一例を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１０，１０′…両面印刷配線基板、１１…樹脂基板（ガラス布エポキシ樹脂積層板）、１２，１３…導電層（銅箔）、１３１，１３２…接地（Ground）点、２０…ＱＦＰパッケージ測定用２４ピンソケット、２１…ソケット本体、２２…ソケットの蓋部、２３…ピン、３０…ＱＦＰパッケージ、３１…ＱＦＰパッケージ本体、３２…リード、４０…電子回路（１／８分周器）。
【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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