JP2000261185A - 電子装置搭載機器およびそのノイズ放射抑制方法 - Google Patents

電子装置搭載機器およびそのノイズ放射抑制方法

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JP2000261185A
JP2000261185A JP11061904A JP6190499A JP2000261185A JP 2000261185 A JP2000261185 A JP 2000261185A JP 11061904 A JP11061904 A JP 11061904A JP 6190499 A JP6190499 A JP 6190499A JP 2000261185 A JP2000261185 A JP 2000261185A
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electronic device
housing
heat sink
clock signal
noise
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Masaharu Imazato
雅治 今里
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CPU内部で使用され、高調波成分を含むク
ロック信号は、放熱板からノイズとして放射される。ク
ロック信号の基本波周波数またはその高調波周波数の1
/2波長長さと、放熱板の長さが一致する場合は、一致
した周波数で共振することから、放射ノイズが増加す
る。この増加量を、情報処理機器で規定された放射ノイ
ズ規格値を満足するように、抑制する。 【解決手段】 CPU2に接続された放熱板4の両端を
導電接続材6,7を介してそれぞれ金属ラダー8,9に
接続し、さらに金属ラダー8,9を装置筐体10に接続
して、短絡させる。放熱板4の両端が短絡状態なので、
クロック信号の共振はおこらない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子装置搭載機器
に関し、特に、クロック信号により動作する中央演算処
理装置(以下CPUと称する)などの電子装置と、前記
電子装置に設けられ、前記電子装置の動作電流により発
生する熱を放散するための放熱板を備える電子装置搭載
機器、および前記電子装置から前記放熱板に伝導して放
射されるクロック信号ノイズ放射の抑制方法に関する。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータやワークステー
ション等の情報処理機器に使用され、主記憶、制御、演
算を行い、単一チップで構成されるCPUなどの電子装
置は、高速処理能力を実現させるために大電流を必要と
する。この大電流による発熱でチップの許容温度を超え
ないように、従来のCPUは、一般に図8および図9に
示すような放熱構造が構成される。図8および図9にお
いて、 CPU82はプリント基板81上にコネクタ8
3により設置されている。CPU82からの発生熱は、
放熱板84へ伝わり、筐体85内に放熱され、さらに開
口部86から筐体外へ放熱される。
【0003】このほか、特開平04−177870に
は、図10に示すように、放熱板103の上面に接着剤
102を介してヒートシンク101が固定された放熱構
造が開示されており、また、特開昭60−26494に
は、図11に示すように、印刷配線板111に取り付け
た集積回路部品IC112の一面側およびその対向側を
金属放熱板116で間隙をおいて覆う放熱構造が開示さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子装
置の放熱構造は、図8、9に示された構造は、次のよう
な問題点がある。すなはち、CPUの処理動作は、複数
の回路において実施され、各回路が同期動作するために
クロック回路およびクロック信号が用いられる。特にC
PUでは高速処理が要求されるため高周波のクロック信
号が使用される。このクロック信号は基本波周波数信号
以外に整数倍の高調波周波数の信号成分を含んでいる。
【0005】CPU82内部で使用され、高調波成分を
含むクロック信号は、放熱板84へ静電結合により伝導
し、放熱板84からノイズとして放射される。放射ノイ
ズ量によっては、情報処理機器で規定される放射ノイズ
規格値を満足できなくなる場合がある。
【0006】その理由は、高調波成分を含むクロック信
号が、放熱板84の形状に依存する放射ノイズレベルで
放射されるとき、クロック信号の基本波周波数またはそ
の高調波周波数の1/2波長長さと、放熱板84の長さ
が一致する場合は、一致した周波数で共振することか
ら、放射ノイズが増加するからである。
【0007】このことは、図3に示す放熱板の共振によ
る電流、電圧波形で説明することができる。放熱板31
の寸法a32の長さを15cmとすると、15cmの長
さが1/2波長となる1GHz信号が放熱板31へ伝導
した場合、放熱板31の両端33が開放であることか
ら、両端33で電圧最大V34となり、放熱板31
の中央a/2長さにおいて電流最大I35となる。
このような条件下で1GHz信号が放熱板31の長さa
32で共振する。ここで、放熱板が15cmの場合、1
GHzで共振回路を構成することから、放熱板が半波長
空中線として作用し、1GHzにおける放射ノイズの増
加を引き起こすこととなる。
【0008】また、特開平04−177870に開示さ
れた構成は、放熱板の上面に接着剤を介して固定された
ヒートシンク構造なので、ヒートシンク101の寸法
が、回路で使用する信号に依存せずに決定されることか
ら、使用信号成分の1/2波長長さと一致する場合、放
射ノイズの増加を招くという問題点がある。
【0009】さらに、特開特開昭60−262494に
開示された構成は、印刷配線板に取り付けた集積回路部
品の一面側およびその対向側を金属放熱板で間隙をおい
て覆う構造であり、金属放熱板116の形状が印刷配線
板回路で使用される信号に依存せずに決定されることか
ら、使用信号成分の1/2波長長さと一致する場合、放
射ノイズの増加を招くという問題点がある。
【0010】本発明の目的は、クロック信号により動作
するCPUなどの電子装置の放熱器からのノイズ放射を
抑制する方法、および前記ノイズ放射を抑制することに
より、ノイズ放射規格値を満足し、信頼性が向上された
電子装置搭載機器を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の電子装置搭載機
器は、クロック信号により動作する中央演算処理装置な
どの電子装置と、電子装置に設けられ、電子装置の動作
電流により発生する熱を放散するための放熱板を備える
電子装置搭載機器において、放熱板の両端が機器の筐体
へ接続されている。
【0012】電子装置搭載機器は、電子装置が複数個で
あるものを含む。
【0013】電子装置搭載機器は、放熱板の両端がそれ
ぞれ電子装置を保持するための金属支持体に導電接続材
を介して接続され、かつ、金属支持体が機器の筐体へ接
続されたものを含む。
【0014】電子装置搭載機器は、放熱板の両端がそれ
ぞれ前記電子装置搭載機器を構成するためのプリント基
板に接続板を介して接続され、かつ、プリント基板が機
器の筐体へ接続されたものを含む。
【0015】本発明の電子装置搭載機器のノイズ放射抑
制方法は、電子装置搭載機器に使用され、クロック信号
により動作する中央演算処理装置などの電子装置の動作
時に、電子装置の動作電流により発生する熱を放散する
ために設けられた放熱板に、電子装置から静電結合によ
り伝導して放射されるクロック信号ノイズの放射を抑制
する方法において、放熱板の両端を機器の筐体へ接続し
て短絡し、クロック信号の共振を防止してノイズ放射を
抑制する段階を有する。
【0016】放熱板の両端を機器の筐体へ接続して短絡
し、ノイズ放射を抑制する段階は、放熱板の両端をそれ
ぞれ電子装置を保持するための金属支持体に導電接続材
を介して接続する段階と、金属支持体を機器の筐体へ接
続する段階と有するものを含む。
【0017】放熱板の両端を前記機器の筐体へ接続して
短絡し、ノイズ放射を抑制する段階は、放熱板の両端を
それぞれ電子装置搭載機器を構成するためのプリント基
板に接続板を介して接続する段階と、プリント基板を機
器の筐体へ接続する段階とを有するものも含む。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0019】図1は本発明の電子装置搭載機器の第1実
施形態の一部断面平面図、図2は図1の一部断面立面図
である。
【0020】図1および図2を参照すると、第1実施形
態は、プリント基板1上にCPU2がコネクタ3により
設置され、CPU2に放熱板4が設置されている。放熱
板4は、一辺の長さが寸法a5であって、その両端はそ
れぞれ導電接続材6、7を介して金属ラダー8,9に接
続されている。金属ラダー8、9はCPU2を支持する
ための金属支持体であって、筐体10に接続されてい
る。
【0021】本実施形態の動作を説明する。
【0022】CPU2の処理動作は、複数の回路におい
て実施され、各回路が同期動作するためにクロック回路
およびクロック信号が用いられる。特にCPUでは高速
処理が要求されるため高周波のクロック信号が使用され
る。このクロック信号は基本波周波数信号以外に整数倍
の高調波周波数の信号成分を含んでいる。
【0023】図1において、CPU2内部で使用され、
高調波成分を含むクロック信号は、放熱板4へ静電結合
により伝導し、放熱板4からノイズとして放射される。
放射されたノイズは筐体10の放熱用開口部11,12
を介して、筐体外へ放射される。
【0024】高調波成分を含むクロック信号、例えば基
本波周波数が100MHzのクロック信号で、10倍の
高調波信号1GHz周波数の信号成分がある場合、1G
Hzの1/2波長長さは、15cmである。放熱板4の
形状である寸法a5は、この1GHzの1/2波長長さ
が15cmとなる場合、放熱板4の両端が導電接続材
6、7を介して金属ラダー8,9に、さらに金属ラダー
8,9は、筐体10に接続されていることから、放熱板
4両端が電子装置搭載機器の筐体10に接地された短絡
状態であり、開放状態時に生じる共振は発生しない。よ
って、クロック信号の高調波信号1GHzにおいては、
放熱板5の長さによる共振が起こらず、放射ノイズは増
加しない。
【0025】これは、図3において、放熱板31の両端
が開放時に共振を起こし、放射ノイズの増加を招くが、
放熱板36に示すように、両端37が接地38,39さ
れていることにより、短絡条件となり、電圧V40
は0Vとなるからである。これによりクロック信号の共
振は起こらない。
【0026】クロック信号100MHzの高調波1GH
z以外の高調波信号周波数においても、または寸法aが
如何なる長さにおいても、寸法aに起因する共振は起こ
らず、放射ノイズは増加しない。
【0027】図4は本発明の電子装置搭載機器の第2実
施形態の一部断面平面図である。
【0028】本発明の電子装置搭載機器の実施形態は、
図1および2ではCPUが1台であるが、複数台のCP
Uが使用されていてもよい。
【0029】図4の電子装置搭載機器は2台のCPU4
2、44が設置され 、プリント基板41上に設置され
たCPU42の内部で使用され、高調波成分を含むクロ
ック信号は、放熱板43へ静電結合により伝導し、放熱
板43からノイズとして放射される。同様に、CPU4
4内部で使用され、高調波成分を含むクロック信号は、
放熱板45へ静電結合により伝導し、放熱板45からノ
イズとして放射される。
【0030】CPU42とCPU44で使用され、同一
信号であるクロック信号、例えば基本波周波数が100
MHzのクロック信号で、10倍の高調波信号1GHz
周波数の信号成分がある場合、1GHzの1/2波長長
さは、15cmである。放熱板43、45の形状である
寸法b46は、この1GHzの1/2波長長さ、15c
mとなる場合、放熱板43,45の両端が導電接続材4
7,48,49,50を介して金属ラダー51,52
に、さらに金属ラダー51,52は、筐体53に接続さ
れていることから、放熱板43,45両端が装置の筐体
53に接地された短絡状態であり、開放状態時に生じる
共振は発生しない。よって、クロック信号の高調波信号
1GHzにおいては、放熱板43,45の長さによる共
振が起こらず、放射ノイズは増加しない。
【0031】クロック信号100MHzの高調波1GH
z以外の高調波信号周波数においても、または寸法bが
如何なる長さにおいても、寸法bに起因する共振は起こ
らず、放射ノイズは増加しない。
【0032】図5は本発明の電子装置搭載機器の第3実
施形態の一部断面正面図である。
【0033】図5の電子装置搭載機器において、放熱板
55は両端がそれぞれ、接続板56,57によりプリン
ト基板58へ接続されている。また、プリント基板58
はネジ止めにより筐体59へ接続されている。CPU5
4で使用されるクロック信号は、放熱板55へ伝導する
が、放熱板55両端は、接続板56,57およびプリン
ト基板58を介して筐体59へ接続され、短絡状態であ
ることから、放熱板寸法に依存する共振は起こらず、ク
ロック信号による放射ノイズは増加することはない。
【0034】図6は、本発明の第1実施形態の電子装置
搭載機器のノイズ放射抑制方法のフローチャートであ
る。
【0035】この電子装置搭載機器のノイズ放射抑制方
法は、図1、2に示したような、プリント基板1上にク
ロック信号により動作するCPU2がコネクタ3により
設置され、 CPU2の動作電流により発生する熱を放
散するために放熱板4が設置された電子装置搭載機器に
適用される。
【0036】すなはち、このノイズ放射抑制方法は、図
6に示すように、まず、放熱板4は、一辺の長さが寸法
a5であって、その両端をそれぞれ導電接続材6、7を
介して金属ラダー8,9に接続する(ステップS1)。次
に、金属ラダー8、9をそれぞれ、筐体10に接続する
(ステップS2)。
【0037】本実施形態のノイズ放射抑制方法では、放
熱板4の両端か金属ラダー8、9をを介して筐体10に
接続され、短絡されるので、先に第1実施形態の電子装
置搭載機器で述べたように、CPU2から静電結合によ
り放熱板4にクロック信号が伝導しても、放熱板寸法に
依存する共振が防止され、ノイズ放射が抑制される。
【0038】図7は、本発明の第2実施形態の電子装置
搭載機器のノイズ放射抑制方法のフローチャートであ
る。
【0039】この電子装置搭載機器のノイズ放射抑制方
法は、図5に示したような、プリント基板41と、クロ
ック信号により動作するCPU54と、 CPU54の
動作電流により発生する熱を放散するための放熱板55
とが筐体59に設置された電子装置搭載機器に適用され
る。
【0040】すなはち、このノイズ放射抑制方法は、図
7に示すように、まず、放熱板55の両端をそれぞれ接
続板56,57によりプリント基板58へ接続する(ス
テップS11)、次に、プリント基板5をネジ止めによ
り筐体59へ接続する(ステップS12)。
【0041】本実施形態のノイズ放射抑制方法では、C
PU54で使用されるクロック信号は、放熱板55へ伝
導するが、放熱板55両端は、接続板56,57および
プリント基板58を介して筐体59へ接続され、短絡状
態であることから、放熱板寸法に依存する共振は起こら
ず、クロック信号による放射ノイズは増加することはな
い。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、放熱板の
両端をそれぞれ筐体に接続することにより、クロック信
号により動作する電子装置から放熱板に静電結合により
伝導する高調波成分を含むクロック信号は、放熱板の両
端が短絡状態なので、放熱板寸法に依存する共振が防止
されるので、機器に搭載された電子装置の個数に関係な
く、放熱板からのノイズ放射を低減し、情報処理機器で
規定される放射ノイズ規格値を満足することが可能とな
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子装置搭載機器の第1実施形態の一
部断面平面図である。
【図2】図1の電子装置搭載機器の一部断面立面図であ
る。
【図3】本発明の電子装置搭載機器の実施例と従来例に
よる放熱板の共振状態を説明する図である。
【図4】本発明の電子装置搭載機器の第2実施形態の一
部断面平面図である。
【図5】本発明の電子装置搭載機器の第3実施形態の一
部断面正面図である。
【図6】本発明の第1実施形態の電子装置搭載機器のノ
イズ放射抑制方法のフローチャートである。
【図7】本発明の第2実施形態の電子装置搭載機器のノ
イズ放射抑制方法のフローチャートである。
【図8】電子装置搭載機器の第1従来例の一部断面平面
図である。
【図9】図8の電子装置搭載機器の立面図である。
【図10】電子装置搭載機器の第2従来例の縦断面図で
ある。
【図11】電子装置搭載機器の第3従来例の一部断面斜
視平面図である。
【符号の説明】
1、41、58 プリント基板 2、42、44、54 CPU 3 コネクタ 4、31、36、43、45、55 放熱板 5、32、 寸法a 6、7、47、48、49、50 導電接続材 8、9、51、52 金属ラダー 10、53、59 筐体 11、12 開口部 33、37 両端 34、40 電圧 35 電流 38、39 接地 46 寸法b 56、57 接続板

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロック信号により動作する中央演算処
    理装置などの電子装置と、前記電子装置に設けられ、前
    記電子装置の動作電流により発生する熱を放散するため
    の放熱板を備える電子装置搭載機器において、前記放熱
    板の両端が前記機器の筐体へ接続されたことを特徴とす
    る電子装置搭載機器。
  2. 【請求項2】 前記電子装置が複数個である請求項1記
    載の電子装置搭載機器。
  3. 【請求項3】 前記放熱板の両端がそれぞれ前記電子装
    置を保持するための金属支持体に導電接続材を介して接
    続され、かつ、前記金属支持体が前記機器の筐体へ接続
    された請求項1または2記載の電子装置搭載機器。
  4. 【請求項4】 前記放熱板の両端がそれぞれ前記電子装
    置搭載機器を構成するためのプリント基板に接続板を介
    して接続され、かつ、前記プリント基板が前記機器の筐
    体へ接続された請求項1または2記載の電子装置搭載機
    器。
  5. 【請求項5】 電子装置搭載機器に使用され、クロック
    信号により動作する中央演算処理装置などの電子装置の
    動作時に、前記電子装置の動作電流により発生する熱を
    放散するために設けられた放熱板に、前記電子装置から
    静電結合により伝導して放射されるクロック信号ノイズ
    の放射を抑制する方法において、 前記放熱板の両端を前記機器の筐体へ接続して短絡し、
    前記クロック信号の共振を防止してノイズ放射を抑制す
    る段階を有することを特徴とする電子装置搭載機器のノ
    イズ放射抑制方法。
  6. 【請求項6】 前記放熱板の両端を前記機器の筐体へ接
    続して短絡し、ノイズ放射を抑制する段階は、 前記放熱板の両端をそれぞれ前記電子装置を保持するた
    めの金属支持体に導電接続材を介して接続する段階と、 前記金属支持体を前記機器の筐体へ接続する段階と有す
    る請求項5記載の電子装置搭載機器のノイズ放射抑制方
    法。
  7. 【請求項7】 前記放熱板の両端を前記機器の筐体へ接
    続して短絡し、ノイズ放射を抑制する段階は、 前記放熱板の両端をそれぞれ前記電子装置搭載機器を構
    成するためのプリント基板に接続板を介して接続する段
    階と、 前記プリント基板を前記機器の筐体へ接続する段階とを
    有する請求項5記載の電子装置搭載機器のノイズ放射抑
    制方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002123336A (ja) * 2000-10-12 2002-04-26 Nec Corp 情報処理装置
WO2008099856A1 (ja) * 2007-02-15 2008-08-21 Nec Corporation 電子装置搭載機器とそのノイズ抑制方法

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