JP2001085887A

JP2001085887A - 電子装置

Info

Publication number: JP2001085887A
Application number: JP26076499A
Authority: JP
Inventors: Toyohide Miyazaki; 豊秀宮崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2001-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ケースにおいて比較的に大きな開口面積を有
する開口部を設ける場合に、放熱効果を確保でき、かつ
より高い周波数領域であっても放射妨害波の漏れを減衰
させることができる電子装置の提供。【解決手段】電子回路基板７から発生する電磁放射ノ
イズが外部に放射されることを防止するためにシールド
ケースに電子回路基板７を内蔵した電子装置であって、
放熱及び電子回路基板７と外部接続を行なうフラットケ
ーブル５を通過させるために、ケースに所定開口面積を
有する開口部２，４を設け、所定開口面積より大きな面
積を有し開口部との間で空間を確保して配設される電磁
吸収シート３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子装置に係り、特
に電子機器から放射される電磁波による障害を防止する
ためのシールド構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年になり、コンピュータ等の電子装置
から放射される電磁波によって周辺装置が電磁障害や電
波障害を起こすことが問題となっている。このため、電
子装置から放射される放射妨害波のレベルをＶＣＣＩ
（情報処理装置等電波障害自主協議会）で定める規格値
以下に抑えるように義務づけられている。

【０００３】上記の規格値を越える放射妨害波は、通常
はクロック周波数の高い電子回路が発する高調波成分が
主な原因である。従来は、特開平０８−３１６６７９号
公報に開示されているように、放射妨害波対策として
は、装置の電子回路部分に、コネクター等の入出力部分
を除き、密閉型ケースで電磁波シールドを施す手法がと
られてきた。

【０００４】しかし、近年使用周波数の高速化が進み、
消費電力が増加し、ケース内の温度が上昇し、電子部品
の動作に悪影響が心配され、その放熱対策として、上面
に１〜５ｍｍ程度の円形の開口が使用されるものもあ
る。

【０００５】図１０はシールドケースの従来構成例を示
した外観斜視図（ａ）、平面図（ｂ）、同Ｘ−Ｘ線矢視
断面図（ｃ）であり、本図において簡単に述べると、ボ
ンデ鋼板などの所定金属材料から形成されるシールドケ
ース１０１の上面には１〜５ｍｍ程度の円形の無数の孔
部１０４が穿設される一方で、内蔵される基板１０６間
の接続を行なうケーブル１０５の開口部として、側面に
大きな長方形状の開口部１０３が設けられており、シー
ルドケース１０１による放射妨害波の対策ができないこ
とから、開口部１０３と並行に、開口面積より大きな導
体１０２をケースの内側又は外側に配置してケース１０
１と導通した構造を設けることで、５００ＭＨｚ程度ま
での放射妨害波を大きく低減していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
コンピュータに使われる周波数は２００ＭＨｚを超え、
電子回路上の配線パターンに於いても６０ＭＨｚが使用
されようになり、従来のケース上面に設けられた数ミリ
サイズの放熱口である孔部１０４や、側面の長い開口部
１０３を設ける場合に、上記のように導体１０２を単純
に導通して設けるだけでは、６００ＭＨｚクラスの放射
妨害波の漏れ対策ができない現状である。したがって、
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、ケ
ースにおいて比較的に大きな開口面積を有する開口部を
設ける場合に、放熱効果を確保でき、かつより高い周波
数領域であっても放射妨害波の漏れを減衰させることが
できる電子装置の提供を目的としている。

【０００７】また、開口部を内蔵基板のケーブル用引き
出し口とすることができる電子装置の提供を目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、課
題を達成するために、本発明によれば、電子回路基板か
ら発生する電磁放射ノイズが外部に放射されることを防
止するためにシールドケースに前記電子回路基板を内蔵
した電子装置であって、放熱させるために、前記前記シ
ールドケースに設けられる所定開口面積を有する開口部
と、前記所定開口面積より大きな面積を有するととも
に、前記開口部との間で空間を確保して配設され、かつ
前記シールドケースと接地される導体手段と、前記導体
手段に設けられる電磁波吸収層とを具備することを特徴
としている。また、前記電子回路基板と外部接続を行な
う外部接続手段を通過させるために、前記開口部を設け
たことを特徴としている。

【０００９】また、前記電子回路基板は、前記シールド
ケースの底面に沿って設けられ、また、前記開口部は前
記シールドケースの上面または側面に設けられることを
特徴としている。

【００１０】また、前記開口部は、前記上面において複
数分が設けられ、前記導体手段と、前記電磁波吸収層と
を一体的または個別に配設したことを特徴としている。

【００１１】また、前記導体手段と前記電磁波吸収層と
を前記開口部の内側または外側に配設したことを特徴と
している。

【００１２】また、前記電磁波吸収層としてフェライト
または六方晶フェライト粒子を混入した有機バインダー
を使用したシート状体を用いることを特徴としている。

【００１３】また、前記電子回路は、６００ＭＨｚクラ
スの電磁波を外部に放出する電子回路であることを特徴
としている。

【００１４】そして、前記外部接続手段は着脱自在なコ
ネクタを備えたフラットケーブルを含む信号線であるこ
とを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な一実施形
態について添付の図面に基づいて詳細に説明する。

【００１６】先ず、図１（ａ）は、開口付きシールドケ
ース１の第１の実施形態にかかる外観斜視図であり、
（ｂ）はケース１の平面図であり、（ｃ）は（ｂ）のＸ
−Ｘ線矢視断面図を夫々示したものである。

【００１７】本図おいて、ケース１の外形寸法は、９３
×９３×５３ｍｍであり、板厚０．０７５ｍｍの銅板を
用いており、上面中央部に、９×８０ｍｍの開口部２を
穿設しており、放熱のための開口部を設けて、内蔵され
る回路基板７から発生する熱を外部に放熱できるように
している。また、側面にも開口部４が穿設されており、
フラットケーブル５を外部に出せるように構成されてい
る。

【００１８】また、導体８は３×９３ｍｍの厚さ０．０
７５ｍｍの鋼板を用い、外面に電磁波吸収シート３（Ｔ
ＤＫ製ＩＶＭ０４）厚さ０．４ｍｍを１枚を同寸法で粘
着テープで固定している。

【００１９】この電磁吸収シート３は図１（ｃ）に図示
のように、開口部２からおよそ８ｍｍ離して配置するよ
うにして、短辺を上記の導体８を介して半田接続してい
る。ここで、導体を介在させずに、直に電磁吸収シート
３をケース１に接続しても良い。以上で、電磁遮蔽層と
開口部２とがそれぞれオーバーラップする距離は片側２
３ｍｍとなるように設定した。以上のようにシールドケ
ースを構成し、電磁吸収シート３を設けることで、放熱
効果を確保でき、かつより高い周波数領域であっても放
射妨害波の漏れを減衰させることが後述の実験で確証さ
れた。

【００２０】次に、図２（ａ）は、開口付きシールドケ
ース１の第２の実施形態にかかるケース１の平面図であ
り、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図であり、
（ｃ）は、開口付きシールドケース１の第３の実施形態
にかかるケース１の平面図であり、（ｄ）は（ｃ）のＸ
−Ｘ線矢視断面図である。

【００２１】図２において、既に説明済みの構成部品に
ついては同様の符号を附して説明を割愛すると、ケース
１の上面の開口部２は、図示のように２個分が縦方向ま
たは横方向になるように２個穿設されており、内側にお
いて、上記の電磁吸収シート３、または導体８と電磁吸
収シート３とを一体化した部材が配設されている。

【００２２】このように、複数の開口部を設ける場合
に、上記のように電磁吸収シート３を設けることで、放
熱効果を確保でき、かつより高い周波数領域であっても
放射妨害波の漏れを減衰させることができる。

【００２３】さらに、図３は、ケース１の側面に穿設さ
れる開口部４に対して距離Ｄの位置に導体８を接地して
おき、この上に電磁吸収シート３を内側に設けた様子を
示した断面図である。

【００２４】本図において、側面の開口部４から外部に
漏洩する電磁波を防止できる。

【００２５】次に、図４は、測定実験のための概念図で
あって、ケースの開口部と対応する反対側のグランド面
には、直径１０ｍｍのループアンテナが一対取り付けら
れている。一般に、開口部の形状如何による放射妨害波
の漏れは、開口部の面積よりも一辺の長さの長い方が大
きくなることが知られている。従って、多芯のフラット
ケーブル等の引き出しのために上記のように開口部４を
設けると、放射妨害波の漏れはきわめて大きくなる。

【００２６】又、複数開口による、シールド効果の減衰
はＳ＝−１８Ｌｏｇｎ（但し、ｎは開口の数で示され、
２０〜３０程度で数の増加で２０ｄＢの減衰となる。）周波数特性を見ると、従来のような孔部の直径が５ｍｍ
では１０ＭＨｚ付近で減衰が始まり、周波数が５００Ｍ
Ｈｚを超えて高くなると、妨害波の漏れが増大し、新た
な開口構造が必要となる。

【００２７】一方、金属板のシールド効果については、
十分な接地（グランド）がとれれば、シールド効果が期
待できるが、発生源を覆う大きさについては、何ら報告
が見あたらない。そこで、図４に図示のようにスリット
状の開口部を設け、中心から０，５，１０，１５，３
５，５５ｍｍとスリット位置を移動させ、小型アンテナ
を使用したアドバンテスト法によりシールド効果を評価
し、覆う範囲とシールド効果を求めた。このシールド効
果評価器の一つである、アドバンテスト法は、金属製の
筐体１０の中の中央をサンプルでしきり、２０ｍｍ隔て
た位置に同型の磁界又は電界アンテナをとりつけた構造
となっている。また、図４（ｂ）において、ＫＥＣ法
（関西電気機械振興会：ＥＭＣＪ８５−５２針谷氏報
告）でのシールド効果の評価システムを示しており、評
価器本体はアドバンテスト法を使用した。入力側に信号
発生器１４を使用し、出力側には、スペクトルアナライ
ザー１８を使用して、減衰した電磁波の電力を、ｄＢｍ
で表示した。サンプルは１００×１００ｍｍＡＢＳ樹脂
であって厚さ３ｍｍのものにスリットサイズが１０×５
０ｍｍものを準備した。スリット位置は、０，５，１
５，３５，５５ｍｍの５点を作成し、シールドめっきを
両面に加工した導電化した。

【００２８】図５（ａ）は両面めっきで作成したスリッ
トサンプル位置を示し、図５（ｂ）は、横軸に周波数、
縦軸にシールド効果を示した図である。図より中心から
の位置が遠くなるほどシールド効果が大きくなることが
わかる。１００ＭＨｚで４０ｄＢｍの減衰が得られる
と、一般的な片面めっきのレベルで、３５ｍｍ離すと実
現できる。１００ＭＨｚ以上でのグラフの下降現象は、
グランドインピーダンスの増加で、シールド効果の減衰
を起こしたものである。先のＥＭＣＪ８５−５２針谷氏
報告では、スリットと位置が０ｍｍでスリットサイズが
１×５０ｍｍのデータが示されていて、ほぼ同様な傾向
で、水平偏波でのシールド効果での大きな滅衰が見られ
る。しかし、今回の測定の方がやや高く出ている。

【００２９】これらの結果から、１００ＭＨｚ付近の周
波数では、３５ｍｍより離れると、スリットがないとき
とほぼ同様なシールド効果が得られるといえる。

【００３０】このように、放射妨害波の発生源の周辺を
導体層で覆い、発生源から離れたところは、不導体に置
き換えて構成しても、十分なシールド効果が期待できる
ことが判明した。

【００３１】従って、その開口部の具体的なサイズは、
遮蔽板のサイズより小さくすればよい。フラットケーブ
ル等の引き出し口では、１０ｍｍ程度の開口が良い。遮
へい板とシールドケースの上面の距離は、ケース内の温
度が上昇に応じて離し、内部暖まった空気を放出するよ
うにできる。

【００３２】また、好ましくは、遮蔽板の大きさは、グ
ランド接続が必要なため、図１のように、一方をシール
ドケースの側面の届く長さとし、他方をシールドケース
より短くすると良い。更に、遮蔽板とシールドケース間
は２〜１０ｍｍ程度がよい。電磁波吸収シート３の位置
は、一般的には、ケース１の内面に貼ったり、発生源の
ＩＣに貼られる例がある。ここでは、遮蔽板とシールド
ケース間の、電磁波の通路に貼り付けると効果的であ
る。電磁波吸収シートは、厚みの０．４ｍｍクラスで、
薄いサンプルでも良いが、電磁波の遮蔽効果は数枚重ね
て厚くするとより効果的である。

【００３３】また、開口が複数有るとケース内の空気の
対流が良くなり、放熱が期待でき、更に、放熱効率をあ
げるためには、側面部にも同様の遮蔽板を設けるととも
に対応した開口部を作ることで、シールドケース外側と
の通気性が向上し、より高い効果が得られるようにな
る。

【００３４】また、遮蔽板とシールドケースを一体で作
ると、加工が難しくなるので、別に構成して、組み上げ
ても良く、このためにシールドケースには開口部のみを
設け、遮蔽板を別に作っておき、それぞれをグランド面
に接続する構造としても良い。この場合にも、遮蔽板や
シールドケースの開口部に電磁波吸収シートを張り付け
使用することで、より高い周波数領域に対応可能とな
る。

【００３５】ここで使用する電磁波吸収シートに関する
ものであるが、現在ＴＤＫ（株）と（株）トーキンで販
売されている。ここではＴＤＫ品でＩＶＭ０４を使用し
た。又、先のＥＭＣＪにも大学より紹介されているよう
に、フェライトの微粒子を有機バインダーで固めたもの
で、焼結フェライト等に比べるとより高い周波数領域に
妨害電磁波の吸収効果が知られている。又、市販されて
いる電磁波吸収シートは薄いものが多いが、シートは重
ねて厚くすることで効果が増加する。

【００３６】以上の構成に基づき、遮蔽板と対応する開
口を設けることで良好な放熱と幅の広いケーブルの引き
出しが可能で、効果的なシールドの得られる構造とした
ものである。

【００３７】また、図６（ａ）は、本発明に係わる開口
付きシールドケースで、ＥＭＳＣＡＮを用いて評価する
構成を示しており、図６（ｂ）は、シールドケースは開
口面を下にして、ＥＭＳＣＡＮ上に固定し、信号発生器
で信号を供給し、ＥＭＳＣＡＮ（ここではアンテナスキ
ャン松下電器（株）を使用）を用いて、妨害電磁波の
漏洩近接磁界強度分布を測定する様子を示している。

【００３８】また、図７（ａ）（ｂ）は標準信号発生器
から、同軸ケーブルを介して、５００ＭＨｚと６００Ｍ
Ｈｚで１００ｄＢμＶの強度で出力しループアンテナに
供給し、スペアナモードとして周波数と強度を求め、開
口によるその他の周波数成分の発生が無いことを確認し
た。

【００３９】図８（ａ）（ｂ）と図９は、図７で得られ
たピーク周波数で１００ｄＢμＶを出力して、ＥＭＳＣ
ＡＮによる近接磁界強度分布を測定したものである。

【００４０】図８（ａ）は、本発明構成の遮蔽板に、厚
さ０．４ｍｍの電磁波吸収シート１枚を粘着テープで固
定した測定結果であり、図８（ｂ）は開口と遮蔽板を配
置した構成の測定結果である。また図９は、開口のみ設
けた構成の測定結果である。この図で白くなっている内
側が４４ｄＢμＶ以上の強度の高いところで、５００Ｍ
Ｈｚでは、遮蔽板と電磁波吸収シート付きの遮蔽板では
差が見られないが、６００ＭＨｚになると電磁波吸収シ
ートのある方が、磁界強度大きく減衰し、効果が見られ
る。ここでは、電磁波吸収シート１枚であるが、更に校
数を増やせば、更に磁界強度を減衰できる。最近の薄型
部品を使用した回路基板ではシールドケースの厚みが特
に薄くなっているので、放熱の要求される範囲で薄くす
る。放射妨害は、マージンが多くとれる傾向である。

【００４１】このような、遮へい板に電磁波吸収シート
を設けることで、良好な放熱とより高い周波数領域に対
応した放射妨害波の抑制ができる。

【００４２】遮蔽板の位置については、図６（ａ）でも
図示したようにシールドケースの外側に配置しても同様
の効果が得られる。このとき遮蔽板は、平板の側面を折
り曲げ、ケースとグランド接続とする必要がある。

【００４３】開口は、直径５ｍｍ、ピッチ１５ｍｍで、
構成した。このときのシールド効果は５ｍｍが一個の時
の各周波数でのシールド効果が、先の−１８Ｌｏｇｎ値
分で減衰する。３０〜５０程度の穴数では大きく２０ｄ
ＢμＶ程度の減少となる。特に、数１００ＭＨｚクラス
では１個の開口でも、放射妨害波のおおきな減少が起こ
っている。又、フラットケーブル等の開口を設けると、
妨害電磁波の漏洩が大幅に増加してしまう。

【００４４】以上説明したように、本発明によれば、開
口部に電磁波吸収シートを持つシールド構造を形成する
ことで、良好な放熱とより周波数領域の高い効果的な放
射妨害波の抑制を可能としたものである。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ケースにおいて比較的に大きな開口面積を有する開口部
を設ける場合に、放熱効果を確保でき、かつより高い周
波数領域であっても放射妨害波の漏れを減衰させること
ができる電子装置を提供することができる。

【００４６】加えて、開口部を内蔵基板のケーブル用引
き出し口とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係わる開口付きシー
ルドケースで、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）はケースの
平面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

【図２】（ａ）は、開口付きシールドケース１の第２の
実施形態にかかるケース１の平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図であり、（ｃ）は、開口付
きシールドケース１の第３の実施形態にかかるケース１
の平面図であり、（ｄ）は（ｃ）のＸ−Ｘ線矢視断面図
である。

【図３】ケース１の側面に穿設される開口部４に対して
距離Ｄの位置に導体８を接地しておき、この上に電磁吸
収シート３を内側に設けた様子を示した断面図である。

【図４】（ａ）は、アドバンテスト法のシールド効果評
価器（ＴＲ１７３０１）内のアンテナと開口位置図、
（ｂ）は、ＫＥＣ法に準拠した評価システムを示す図で
ある。

【図５】（ａ）は両面めっきで作成したスリットサンプ
ル位置、（ｂ）は、アンテナスキャンの近接磁界のシー
ルド効果評価結果を示す図である。

【図６】（ａ）スリットと電磁波吸収シートとループア
ンテナの関係図、（ｂ）はシールド効果評価システム図
である。

【図７】（ａ）と（ｂ）はアンテナスキャンの近接磁界
分布評価結果を示す図である。

【図８】（ａ）と（ｂ）はアンテナスキャンのスペクト
ルアナライザー評価結果を示す図である。

【図９】アンテナスキャンのスペクトルアナライザー評
価結果を示す図である。

【図１０】従来のシールドケースの構成例であって、
（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。

【符号の説明】

１ケース２開口部３電磁吸収シート（電磁波吸収層）４開口部５フラットケーブル（外部接続手段）７電子回路基板８導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子回路基板から発生する電磁放射ノイ
ズが外部に放射されることを防止するためにシールドケ
ースに前記電子回路基板を内蔵した電子装置であって、放熱させるために、前記前記シールドケースに設けられ
る所定開口面積を有する開口部と、前記所定開口面積より大きな面積を有するとともに、前
記開口部との間で空間を確保して配設され、かつ前記シ
ールドケースと接地される導体手段と、前記導体手段に設けられる電磁波吸収層とを具備するこ
とを特徴とする電子装置。
【請求項２】前記電子回路基板と外部接続を行なう外
部接続手段を通過させるために、前記開口部を設けたこ
とを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】前記電子回路基板は、前記シールドケー
スの底面に沿って設けられ、また、前記開口部は前記シ
ールドケースの上面または側面に設けられることを特徴
とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】前記開口部は、前記上面において複数分
が設けられ、前記導体手段と、前記電磁波吸収層とを一
体的または個別に配設したことを特徴とする請求項３に
記載の電子装置。
【請求項５】前記導体手段と前記電磁波吸収層とを前
記開口部の内側または外側に配設したことを特徴とする
請求項２または３に記載の電子装置。
【請求項６】前記電磁波吸収層としてフェライトまた
は六方晶フェライト粒子を混入した有機バインダーを使
用したシート状体を用いることを特徴とする請求項１乃
至５のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項７】前記電子回路は、６００ＭＨｚクラスの
電磁波を外部に放出する電子回路であることを特徴とす
る請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項８】前記外部接続手段は着脱自在なコネクタ
を備えたフラットケーブルを含む信号線であることを特
徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電子装
置。