(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁波をシールドする金属製のカバーの機械的振動を抑え、金属製のカバーと、内部の電子機器間の浮遊容量の変化を緩和し、ノイズの発生を防止する。【解決手段】電子機器としての電圧制御発振器１は、表面に接地電極８が形成された回路基板２と、この接地電極８上に絶縁基板１０を介して設けられたマイクロストリップライン１２とを備え、回路基板２上の電子部品４や配線パターン、絶縁基板１０、それにマイクロストリップライン１２はいずれもカバー体１４により覆われており、カバー体１４は、電磁シールドの役目を果たす。カバー体１４は、鉄アルミニウム合金を材料として構成されており、その高い制振性によって共振を起こしにくくなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に接地電極が形成された回路基板と、  前記回路基板の接地電極上に誘電体を介して設けられた伝送線と、  鉄アルミニウム合金を材料として構成され、前記伝送線を覆う状態で前記回路基板上に設置されたカバー体とを備えたことを特徴とする電子機器。    
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、  前記カバー体は、鉄アルミニウム合金を材料とする基材層と、  前記基材層の外面に形成された銅めっき層とを含むことを特徴とする電子機器。    
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子機器において、  前記カバー体における鉄アルミニウム合金の厚さが０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とする電子機器。    
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の電子機器において、  前記回路基板にて前記伝送線を共振回路として用いることにより、電圧制御発振器として動作することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製のカバーでシールドされた構造の電子機器に関する。  
【背景技術】
【０００２】
この種の電子機器に関する先行技術として、回路基板上の共振線路を金属製のカバーでシールドした構造の発振器が挙げられる（特許文献１参照）。この先行技術では、共振線路上に絶縁基板を介して導電体が形成されているため、カバーと導電体との間に存在する浮遊容量が導電体のインダクタンスに直列接続される。このため、カバーの振動によって浮遊容量の値が変動しても、導電体のインダクタンスの変動に及ぼす影響は小さく抑えられるため、発振周波数の変動を最小限に抑えることができる。      
【特許文献１】特開２０００−２９５０３２号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した先行技術は、カバーの振動に起因した浮遊容量の変化を電気的な構成の工夫により緩和し、共振線路にスプリアス（不要波）が発生するのを抑えることに成功した点で優れている。このような先行技術の利点は依然としてその技術的価値が高く、発振器としての性能を安定して発揮するために有用である。      
【０００４】
そこで本発明は、先行技術とは別の観点から浮遊容量の変化を緩和することで、より一層の有用性を高めた技術の提供を課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、制振性の高い材料を用いたカバー体により伝送線をシールドすることで上記の課題を解決する（請求項１）。      
【０００６】
この種のカバー体は本来、電磁シールドを目的とした観点から、その材料に導電率の高いものが必然的に選ばれる。このため従来から、電磁シールドを目的としたカバー体の材料としては真鍮等が一般的である。ところが、真鍮をはじめとする導電率の高い金属材料（鉄、ニッケル、銅など）は、いずれも電子機器の使用環境下で生じる振動に対して共振を起こしやすく、浮遊容量を大きく変動させる性質を有している。      
【０００７】
そこで本発明では、電子機器における電磁シールドの目的には従来から使用されていない材料として、鉄アルミニウム合金を選定し、その高い制振性によりカバー体の共振を抑えることで上記の課題を解決している。      
【０００８】
鉄アルミニウム合金の高い制振性能は、一般に橋梁や建築構造物等の分野で既に実証済みである。ただし、この分野で扱われる振動は、あくまで車両等の通過に伴って重量構造物に生じる低周波振動（地震に近い振動）である。これに対し、電子機器の分野で扱われる振動はいわゆる高周波振動（数ｋＨｚ帯の振動）であり、両者の性質は全く異なる。また、重量構造物と電子機器とでは、機械的な構造や荷重条件が大きく異なっているため、両者を単純な相似関係で捉えることはできない。      
【０００９】
その上で、本発明は鉄アルミニウム合金を電子機器の分野に導入し、本来は電磁シールドを目的とするカバー体の共振を抑えることで、電気的なスプリアスの発生を抑えることに成功したところに技術的な価値を有する。このような着想は、単に「人体に不快な振動を抑える」ことを目的とした重量構造物の技術を単純に当てはめたものではなく、本発明に独自の発想であることは明らかである。すなわち、電子機器のカバー体は、電磁波をシールドすることが本来の目的であり、それが振動を起こしたとしても電磁波のシールド性能が低下するわけではないし、人体に不快感を及ぼすものでもないからである。      
【００１０】
上記のカバー体は、鉄アルミニウム合金を材料とする基材層と、その外面に形成された銅めっき層とを含む（請求項２）。      
【００１１】
上記のように、電子機器の使用環境下においてカバー体の共振を抑えることがスプリアスの発生を抑えるのに有効であるが、本来の電磁シールドとしての機能が充分に発揮されなければ本末転倒である。そこで本発明では、鉄アルミニウム合金の電気抵抗をより低くし、本来の電磁シールドの機能を充分に確保するため、鉄アルミニウム合金からなる基材層の表面に銅めっき層を形成するものとしている。これにより、スプリアスの発生を効果的に抑えつつ、外部からの電磁波を確実にシールドすることができる。このような効果は、単に「振動を抑える」という点だけに捕らわれていては到底得ることができないものであり、両方の効果を高次元に達成したところに本発明の高い技術的価値がある。      
【００１２】
本発明において、カバー体における鉄アルミニウム合金の厚さは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内に設定されていることが好ましい（請求項３）。この場合、カバー体の加工寸法における振動の低減が有効に図られるとともに、カバー体としての加工の容易性が高まる。      
【００１３】
本発明の電子機器は、回路基板にて伝送線を共振回路として用いることにより、電圧制御発振器として動作することができる（請求項４）。      
【００１４】
電圧制御発振器は、供給される制御電圧に応じた発振周波数で信号を出力する。この場合、伝送線にスプリアス（不定波）が発生すると、その影響が出力信号に現れ、発振器としての性能を不安定化させる。本発明は、上記のようにカバー体の共振を抑えることでスプリアスの発生を抑え、それにより電圧制御発振器としての性能を安定化させている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、振動の影響を受けやすい使用環境下であっても、その影響を取り除き、電子機器の性能を安定して発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について説明する。  図１は、電子機器の一例である電圧制御発振器１の構造を概略的に示している。電圧制御発振器１は回路基板２を備え、この回路基板２の上面（実装面）には、発信回路を構成するための各種の電子部品４や図示しない配線パターン等が設けられている。また回路基板２の他方の面には接地導体６が設けられている。      
【００１７】
上述した電子部品４の他、回路基板２の上面には接地電極８が形成されている。さらに、この接地電極８上には絶縁基板（誘電体）１０を介してマイクロストリップライン（伝送線）１２が形成されている。このマイクロストリップライン１２により、回路基板２上に分布定数回路が構成されている。      
【００１８】
回路基板２には、その上面を覆うようにしてカバー体１４が取り付けられている。カバー体１４は、平板状の鉄アルミニウム合金を曲げ加工することで一体的に成形されている。図１には断面形状のみが示されているが、カバー体１４は下端が全体的に開口した箱形状を有する。カバー体１４の加工寸法は、例えば回路基板２の上面に沿う全長が１５ｍｍ程度、幅が１１ｍｍ程度、回路基板２の上面からの高さが１．８ｍｍ程度である。回路基板２上の電子部品４や配線パターン、絶縁基板１０、それにマイクロストリップライン１２はいずれもカバー体１４により覆われている。カバー体１４は、電圧制御発振器１において電磁シールドの役目を果たす。      
【００１９】
電圧制御発振器１は、電源から供給される制御電圧に応じた発振周波数（例えば２ＧＨｚの高周波帯）で信号を出力する。このような電圧制御発振器１が使用される環境としては、例えば携帯電話機の内部や、移動体通信の基地局で用いる周波数シンセサイザの基板上を挙げることができる。こうした環境下において、カバー体１４に振動（例えば数ｋＨｚ程度の振動）が発生すると、既に先行技術の欄で述べたようにスプリアス（不定波）が発生することが分かっている。      
【００２０】
すなわち、携帯電話機に内蔵される環境では、ユーザの持ち歩きによる携帯電話機そのものの振動や、内蔵のバイブレータが起こす振動に対してカバー体１４が共振を起こすことがある。また、周波数シンセサイザの基板上では、近接する他の電子機器（例えばパワーアンプ）から生じる振動に対してカバー体１４が共振することがある。いずれにしても、カバー体１４が共振を起こすと、カバー体１４とマイクロストリップライン１２との間に存在する浮遊容量が変動し、スプリアスを発生させる要因となる。そこで本実施形態では、カバー体１４そのものの材質に制振性を持たせることでその共振を抑えている。制振性を有する材料として、本実施形態では鉄アルミニウム合金をカバー体１４の材料に採用している。      
【００２１】
ところで一般に、橋梁や建築物等の重量構造物の分野において、鉄アルミニウム合金が制振性に優れた材料であることは公知である。こうした分野で扱う振動は、車両等の重量物の通過に伴って生じる低周波振動（数Ｈｚ〜数十Ｈｚ）であり、梁のスパンが数メートルに及ぶ場合は、その振幅は数ｍｍから数十ｍｍに及ぶことがある。本発明の発明者は、重量構造物の分野において鉄アルミニウム合金が低周波振動に有効な制振性を有する点に着目しつつも、それが直ちに電子機器の分野に適用できるものではないことを確認している。      
【００２２】
すなわち、電子機器の技術分野においては、重量構造物に比較して使用する材料が極端に軽量（０．４ｇ程度）であり、部材の厚みそのものが重量構造物に比較して薄く（０．２ｍｍ未満）、また、発生する振動の周波数帯域が高い（８ｋＨｚ以上）ため、たとえ鉄アルミニウム合金を電子機器に用いたとしても、直ちにこれを構造上の相似関係に当てはめて考えることはできないからである。      
【００２３】
さらに鉄アルミニウム合金は、真鍮等と比較すると電気抵抗が大きく（例えば真鍮の５倍の抵抗値）、そのままでは電磁シールドの材料として適さないことが分かっている。このように、鉄アルミニウム合金が重量構造物の制振材料として有効であるということが公知であったとしても、そこから単純に電子機器の技術分野でも鉄アルミニウム合金を制振目的で利用できるという保証はない。      
【００２４】
そこで発明者は独自の創作努力を行い、電子機器の分野において鉄アルミニウム合金を電磁シールドとして使用するための最適な条件を見いだしている。      
【００２５】
〔実施例〕  以下に、カバー体１４に使用した鉄アルミニウム合金の実施例を比較例との対比により説明する。      
【００２６】
図２は、カバー体１４の構造をより詳細に示している。カバー体１４は、鉄アルミニウム合金を材料とする基材層１４
ａを有するほか、その表面に銅めっき層１４ｂを有する。銅めっき層１４ｂはカバー体１４の導電率を高め、その電磁シールドとしての機能を充分に確保することに寄与する。また銅めっき層１４ｂは、カバー体１４を回路基板２に半田付けする際の半田１６の付着性を良好にする。      
【００２７】
実施例で用いた鉄アルミニウム合金の組成は、鉄を９０．５質量％〜９２．５質量％、アルミニウムを７．５質量％〜８．５質量％含むものであり、その他の材料が１質量％未満であった。      
【００２８】
カバー体１４の厚さは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内に設定されている。発明者の知見によれば、カバー体１４に使用する材料は、その共振周波数がより低く、歪振幅がより小さいほど制振性が高くなる傾向にあることが分かっている。このため、カバー体１４の共振周波数を低くするためには、その厚さをより薄くすればよく、逆に、歪振幅を小さくするためには、より厚くすればよい。      
【００２９】
発明者が行った検証によれば、カバー体１４の厚さを０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度にすることで、実施例の環境下で最大の制振性を発揮した。なお、カバー体１４を良好に曲げ加工するためにも、厚さ０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内であることが好ましい。この程度の厚さであっても、鉄アルミニウム合金は、同じ厚さの真鍮と比較して共振周波数が低いため、充分な制振性能を発揮することができた。      
【００３０】
以下の表１は、電圧制御発振器１において、カバー体１４に鉄アルミニウム合金を用いた実施例と、真鍮を用いた比較例とを対比して示している。
【表１】
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【００３１】
表１から明らかなように、実施例ではカバー体１４の共振周波数が比較例よりも低く、電圧制御発振器１の使用環境下で生じやすい他の振動（数ｋＨｚの振動）に対して共振を起こしにくい。その結果、表１に示されているように、真鍮性のカバー体を用いた比較例ではカバー体が共振を起こし、スプリアスの発生によって発振特性が阻害されたが、鉄アルミニウム合金のカバー体１４を用いた実施例では、カバー体１４が共振を起こさず、スプリアスの発生を抑えることができた。      
【００３２】
一方、実施例ではカバー体１４の電気比抵抗が比較例とほぼ同等の（極端に違わない）値を有するため、電磁シールドとしての機能が充分に確保されていることが分かる。      
【００３３】
なお、実施例で挙げた数値範囲は好ましい例示であり、また発明者が行った検証の結果から得られた最適値でもある。ただし、実施例で挙げた数値を変更して本発明を実施することは可能であり、本発明は実施例によって制約されるものではない。      
【００３４】
また本発明は電圧制御発振器に限らず、各種の電子機器として実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】電圧制御発振器の構造を概略的に示した断面図である。
【図２】カバー体の構造をより詳細に示した断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    電圧制御発振器    ２    回路基板    ４    電子部品    ６    接地導体    ８    接地電極  １０    絶縁基板  １２    マイクロストリップライン  １４    カバー体  １４ａ  基材層  １４ｂ  銅めっき層  １６    半田
【図１】
2007325014.tif 000004
【図２】
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