CN101855953A - 电子电路板以及电子电路板的屏蔽方法和结构 - Google Patents

Abstract

本发明具有提供一种能够以良好热交换效率便于廉价屏蔽单独电子元件的技术，根据本发明的电子电路板设置有：在包围电子电路板上的电子元件的接地图形上处于直立状态的能够延伸和收缩的多个导体部件；导电极板；和固定构件，其用于保持极板使得多个导体部件在其中导体部件从其自然长度收缩的状态下接触极板。

Description

电子电路板以及电子电路板的屏蔽方法和结构

技术领域

本发明涉及一种用于阻挡从安装在电子电路板上的元件辐射出的电磁波的电子电路板，和涉及一种电子电路板屏蔽方法和结构。

背景技术

图1示出了来自安装在电子电路板上的电子元件的电磁波辐射的实例，其中电路板已被印刷(以下称作“印刷板”)。

图1示出了其中从作为电子元件安装在印刷电路板1上的LSI(大规模集成电路)2辐射出电磁波4的状态和从接合了LSI 2的布线3辐射出电磁波4的状态。

为了防止包括产生上述电磁波辐射的电磁波干扰，使用一种公知为屏蔽的方法，其中辐射电磁波的电路或元件被金属材料封装。专利文献1(JP-A-2006-237036)公开了一种其中每个元件都被柔性板单独屏蔽的结构，在柔性板上设置由网孔布线构成的屏蔽布线。

图2示出了其中仅辐射电磁波的元件2和元件2附近的电路部分被屏蔽部件5封装的实例。

接触印刷板的屏蔽部件5的四个边通过印刷板1上的接地图形进入导电状态。当仅元件2和其附近的电路部件被屏蔽部件5和用于信号的印刷布线3封装或者当小部件14被布置屏蔽部件5的在接触印刷板1的部分时，如图2中所示，在屏蔽部件5中必须设置切口部分6以避开这些部件。

接下来将使用图3的截面图说明通过仅封装辐射电磁波的元件的屏蔽实现的效果的原理。

由于从LSI 2表面辐射的电磁波4的电场和磁场，在屏蔽部件5的表面中产生电流7。由于具有确定厚度的屏蔽部件5的趋肤效应，电流7仅在电磁波4辐射的另一侧表面上流动，借助于印刷板1上的接地图形返回到LSI 2，且消除了能量。

当如图2中所示屏蔽部件5中存在切口部分6时，流过屏蔽部件5的电流7可通过箭头7示出的路径流过屏蔽部件5的端表面并返回LSI2。

当电流通过图4中示出的箭头7表示的路径返回时，通过流过为导体的屏蔽部件5和印刷板1的接地图形的反向电流和这些电流之间的绝缘体(这种情况下为空气)形成缝隙天线。

正常地，由等式λ(m)＝(300/F)×收缩率获得特定频率F(MHz)的波长λ。为了使金属有效地用作天线，金属必须关于波长具有固定长度，以便依据其布置条件谐波电流诸如λ/4或者λ/2在导体中共振，但公知的是，即使缝隙(切口部分)的长度关于波长足够短，缝隙天线也能用作有效的天线。结果，切口部分可用作有效的缝隙天线且可产生电磁波辐射。

一个屏蔽方法由封装整个印刷板构成。

在完全密封的情况下，和此外在金属材料至少具有与由于趋肤效应谐波电流进入的深度相等的厚度的情况下，谐波电流仅在屏蔽部件内部流动且因此在屏蔽外部不产生辐射。

但是，由于将印刷板固定在该结构的屏蔽元件内很困难，因此通常组合单独的屏蔽材料以实现屏蔽部件。在这种情况下，流过金属表面的一部分谐波电流流过每个屏蔽材料的装配部分的间隙，且该部分谐波电流到达屏蔽元件的表面。

当使用尺寸可封装印刷板的屏蔽材料时，屏蔽材料用作高效天线诸如之前描述的1/2波长或1/4波长天线，流过装配部分的电流作为激励源，且产生电磁波辐射。

专利文献1：JP-A-2006-237036。

发明内容

当电子元件每一个都被屏蔽材料覆盖时，组成部分很多，制造过程冗长且浪费时间，而且制造成本增加。

当屏蔽材料尺寸可封装印刷板时，屏蔽材料用作高效天线诸如之前描述的1/2波长或1/4波长天线，流过装配部分的电流作为激励源，且产生电磁波辐射。

安装在印刷板上的元件数量以更高的集成度稳定增加。除了上述电磁波外，通过来自印刷板上的布线和元件的电流传导而产生热量。产生热量需要实施某些形式的热交换从而降低板温度低于预定温度，但是封装印刷板本身的屏蔽或者其中每一部分都由诸如专利文献1中所公开的柔性板屏蔽的构造将元件或布线设置在闭合空间中或者不将元件或布线暴露到会影响到热交换的气体。结果，通过屏蔽元件实施了非常低效的热交换，用于热交换的部件占用了空间，且这些因素导致器件尺寸增加和功耗增加。

尽管设置有切口部分的屏蔽部件展示出良好的热交换效率，但是切口部分可用作高效率缝隙天线并产生电磁波辐射。

本发明的一个目的是提供一种便于单独电子元件的低廉屏蔽的技术，同时具有优良的热交换效率。

除了实现上述目的，本发明还具有提供如下技术的目的，该技术能实现屏蔽以阻挡包括产生电磁波辐射的电磁波干扰，并且没有用作辐射电磁波的缝隙天线。

本发明的电子电路板装配有：

多个导体部件，其能够延伸和收缩，以直立状态布置在包围电子电路板上的电子元件的接地图形上；

导电极板；和

固定构件，用于保持该极板使得多个导体部件在导体部件从其自然长度收缩的状态下接触极板。

本发明的电子电路板的屏蔽结构装配有：

多个导体部件，其能延长和收缩，以直立状态布置在包围电子电路板上的电子元件的接地图形上；和

固定构件，用于保持电子电路板使得多个导体部件在导体部件从其自然长度收缩的状态下接触导电极板。

本发明的电子电路板的屏蔽方法包括步骤：

以直立状态在接地图形上设置多个导体部件，该接地图形包围电子电路板上的电子元件；和

通过固定构件固定导电极板使得多个导体部件在导体部件从其自然长度收缩的状态下接触极板。

附图说明

图1示出了来自安装在电子电路板上的电子元件的电磁波辐射的实例；

图2示出了仅辐射电磁波的元件和元件附近的电路部分被屏蔽部件封装的实例；

图3是说明由仅封装辐射电磁波的元件的屏蔽实现的效果的原理的说明图；

图4示出了设置有切口部分的屏蔽的电流路径；

图5是示出根据本发明的电子电路板实施例的制造步骤阶段的透视图；

图6是示出根据本发明的电子电路板实施例的制造步骤阶段的截面图；

附图标记说明

101印刷板

102LSI

111弹簧

112导体部件

113极板

115固定构件

具体实施方式

接下来参考附图描述本发明实施例。

图5和图6是示出根据本发明的电子电路板的实施例的制造步骤阶段的透视图和截面图。

如图5中所示，在印刷板101的包围需要屏蔽的电路或元件诸如LSI 102的位置上，多个导体部件112直立设置在接地图形上。导体部件112的与印刷板101侧相反的端被设置有弹簧111。这些导体部件112封装的范围优选尽可能窄。弹簧111除了图中示出的极板弹簧形式也可以是线圈形式。此外，导体部件112自身可用作内部设置有弹簧机构的柱塞，但是不特别限制应用于导体部件112的结构，只要导体部件112能延伸和收缩即可。

接下来，如图6中所示，金属导电极板113被设置成与印刷板101平行覆盖印刷板101的整个表面，并例如通过使用螺丝的固定构件115固定。在印刷板101和极板113之间的间距使得弹簧111能够在弯曲状态、即弹簧111从其自然长度收缩的状态下接触极板113。当弹簧111和极板113接触时，极板113借助于导体部件112电接触印刷板101的接地且建立导电以获得屏蔽效果。

在本实施例的情况下，导体部件112的布置的间距作为屏蔽部件开口的尺寸。

与之前描述的由缝隙天线导致的辐射相反，公知的是，为了阻挡电磁波从屏蔽极板的开口泄漏，这些开口的宽度通常被设置成不大于波长的四分之一。

如以上所描述的，用于计算波长的等式表示为：

λ(m)＝(300/F)×收缩率

在本实施例的情况下，屏蔽开口与印刷板101相邻，且因此通过用作收缩率实施计算，根据印刷板而非空气的介电常数获得典型的收缩率0.55。如果是对象的电磁波的波长最大值为1000MHz，则计算1000MHz的四分之一波长以获得((300÷1000)÷4)×0.55＝0.0415m。

换句话说，于图5和图6中示出的导体部件112优选相邻设置，间隙不大于4cm且在最小的可能范围内，以封装将被屏蔽的部件或电路。通过实施这种类型的布置，在屏蔽内构造了缝隙天线且不存在由屏蔽效果导致的到外界的辐射。

由于通过这些导体部件112封装的范围是狭窄范围诸如集成电路附近的范围，因此高频电流流动的长度被缩短，并且因此与其中封装整个印刷板101的屏蔽方法相比，形成1/4波长或1/2波长天线的外壳减小了；并且即使在由导体部分112封装的范围等于或大于形成天线的长度的情况下，高频电流也仅在上述屏蔽中流动且由此在屏蔽内部形成天线，从而可防止电磁波泄漏到外界。

在本实施例中，由单独屏蔽电子元件实现的效果通过简单构造而获得，在该构造中，设置包围电子元件的导体部分且导体部分和电子元件的上表面然后被导电极板覆盖。由于电子元分本身被暴露到能影响热交换的气体，因此可进行高效热交换，能降低器件尺寸并能降低能量损耗。

图5和图6中示出了用于单个LSI的构造，但是当将多个电子元件安装到单个印刷板上时，导体部件设置在每个单独电子元件周围。导电极板采用覆盖一整个印刷板的单个极板的形式，或者覆盖每个单独电子元件的单个极板的形式。

当采用其中一整个印刷板都被单个极板覆盖的构造时，工作步骤数目能够被减少。当采用其中每个单独电子元件都被一个极板覆盖的构造时，能实现热交换效率的较大改进。

在容纳印刷板的屏蔽外壳中，当在面对导体部件112一侧上的屏蔽外壳的极板导电时，屏蔽外壳极板可用作导电极板113，且在该屏蔽外壳中，固定构件115可保持印刷板以使导体部件112在导体部件112从其自然长度收缩的情况下接触外壳极板，从而通过较简单构造获得单独屏蔽电子元件的效果。

在如上构造的本发明中，通过其中在电子元件周围设置导体部分和该构造的上表面然后被导电极板覆盖的简单构造，可获得电子元件的单独屏蔽的效果。此外，电子元件本身被暴露到能影响热交换的气体，从而能实现高效热交换，且能实现较小尺寸和较低功耗的器件。

尽管以上参考实施例描述了本申请的发明，但是本申请的发明不限于上述实施例。如第一实施例的实例中所示出的，在本领域技术人员所理解的本申请发明的范围内，本申请发明的构造和细节可进行各种改进。

本申请要求基于JP-A-2007-304384的优先权，该申请于2007年11月26日提交且该发明全部公开内容都并入本文。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种电子电路板，包括：

多个导体部件，所述多个导体部件能够延伸和收缩，以直立状态布置在包围所述电子电路板上的电子元件的接地图形上；

导电极板；和

固定构件，所述固定构件用于保持所述极板使得所述多个导体部件在其中所述导体部件从其自然长度收缩的状态下接触所述极板；

其中所述多个导体部件以不比根据由所述电子元件辐射的电磁波确定的值大的间距相邻地直立设置。

2.一种电子电路板的屏蔽结构，包括：

多个导体部件，所述多个导体部件能够延伸和收缩，以直立状态布置在包围所述电子电路板上的电子元件的接地图形上；和

固定构件，所述固定构件用于保持所述电子电路板使得所述多个导体部件在其中所述导体部件从其自然长度收缩的状态下接触导电极板；

其中所述多个导体部件以不比根据由所述电子元件辐射的电磁波确定的值大的间距相邻地直立设置。

3.一种电子电路板的屏蔽方法，包括步骤：

在包围所述电子电路板上的电子元件的接地图形上以直立状态设置能延伸和收缩的多个导体部件；和

通过固定构件固定导电极板，使得所述多个导体部件在其中所述导体部件从其自然长度收缩的状态下接触所述极板；

其中所述多个导体部件以不比根据由所述电子元件辐射的电磁波确定的值大的间距相邻地以直立状态布置。

4.一种电子电路板的屏蔽方法，包括步骤：

在包围所述电子电路板上的电子元件的接地图形上以直立状态设置能延伸和收缩的多个导体部件；和

通过固定构件固定所述电子电路板，使得所述多个导体部件在其中所述导体部件从其自然长度收缩的状态下接触导电极板；

其中所述多个导体部件以不比根据由所述电子元件辐射的电磁波确定的值大的间距相邻地以直立状态布置。

5.一种电子电路板的屏蔽方法，包括步骤：

在包围所述电子电路板上的电子元件的接地图形上以直立状态设置能延伸和收缩的多个导体部件；和

通过固定构件固定导电极板，使得所述多个导体部件在其中所述导体部件从其自然长度收缩的状态下接触所述极板。

6.一种电子电路板的屏蔽方法，包括步骤：

在包围所述电子电路板上的电子元件的接地图形上以直立状态设置能延伸和收缩的多个导体部件；和

通过固定构件固定所述电子电路板，使得所述多个导体部件在其中所述导体部件从其自然长度收缩的状态下接触导电极板。

7.如权利要求5或权利要求6所述的电子电路板的屏蔽方法，其中所述多个导体部件以不比根据由所述电子元件辐射的电磁波确定的值大的间距相邻地直立设置。

Claims (7)

1.一种电子电路板，包括：

多个导体部件，所述多个导体部件能够延伸和收缩，以直立状态布置在包围所述电子电路板上的电子元件的接地图形上；

导电极板；和

固定构件，所述固定构件用于保持所述极板使得所述多个导体部件在其中所述导体部件从其自然长度收缩的状态下接触所述极板。

2.如权利要求1所述的电子电路板，其中所述多个导体部件以不比根据由所述电子元件辐射的电磁波确定的值大的间距相邻地直立布置。

3.一种电子电路板的屏蔽结构，包括：

多个导体部件，所述多个导体部件能够延伸和收缩，以直立状态布置在包围所述电子电路板上的电子元件的接地图形上；和

固定构件，所述固定构件用于保持所述电子电路板使得所述多个导体部件在其中所述导体部件从其自然长度收缩的状态下接触导电极板。

4.如权利要求3所述的电路板，其中所述多个导体部件以不比根据由所述电子元件辐射的电磁波确定的值大的间距相邻地直立布置。

5.一种电子电路板的屏蔽方法，包括步骤：

在包围所述电子电路板上的电子元件的接地图形上以直立状态设置能延伸和收缩的多个导体部件；和

通过固定构件固定导电极板，使得所述多个导体部件在其中所述导体部件从其自然长度收缩的状态下接触所述极板。

6.一种电子电路板的屏蔽结构，包括步骤：

在包围所述电子电路板上的电子元件的接地图形上以直立状态设置能延伸和收缩的多个导体部件；和

通过固定构件固定所述电子电路板，使得所述多个导体部件在其中所述导体部件从其自然长度收缩的状态下接触导电极板。

7.如权利要求5或权利要求6所述的电子电路板的屏蔽方法，其中所述多个导体部件以不比根据由所述电子元件辐射的电磁波确定的值大的间距相邻地直立设置。

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