JP2001210922A - プリント配線板およびプリント配線板実装構造 - Google Patents

プリント配線板およびプリント配線板実装構造

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JP2001210922A
JP2001210922A JP2000014440A JP2000014440A JP2001210922A JP 2001210922 A JP2001210922 A JP 2001210922A JP 2000014440 A JP2000014440 A JP 2000014440A JP 2000014440 A JP2000014440 A JP 2000014440A JP 2001210922 A JP2001210922 A JP 2001210922A
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JP
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printed wiring
wiring board
layer
ground
housing
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Tadashi Ito
忠 伊藤
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線板と筐体との相対位置関係によ
り発生する放射ノイズを防止する実装構造を提供する。 【解決手段】 プリント配線板1は、グランド層2およ
び電源層3を有するとともに、表裏に信号層4、5を有
する。グランド層2の導体面積は、電源層3および信号
層4、5の導体面積よりも大きくなっている。信号層4
の外周には、グランドパターン7が配置され、また信号
層5にもグランドパターン8が配置されている。グラン
ドパターン7とグランドパターン8は等間隔に設けられ
たスルーホール9により電気的に接続されている。プリ
ント配線板1を電子機器の筐体6内に実装する場合、グ
ランドパターン8は複数のポスト10により筐体6と電
気的に接続され、グランド層2、グランドパターン7、
8、ポスト10および筐体6とにより電源層3を囲む構
造とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射ノイズを防止
するプリント配線板およびその電子機器への実装構造に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子機器から発生する不要な電
磁波ノイズや外来電磁波ノイズを防止する方法として
は、電子機器内に実装されるプリント配線板を多層構造
にする方法が採られている。また電子機器の筐体は一般
的に金属が使用され、プリント配線板を包み込む構造と
なっている。しかし筐体によるシールド効果は、筐体を
完全密閉することが不可能であるために筐体の隙間から
電磁波が放射されてしまうので、それほど期待できない
ものであった。
【0003】この対策として、プリント配線板のグラン
ド層(シグナルアース)を金属筐体と電気的に接続する方
法が実施されている。
【0004】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、単にプ
リント配線板のグランド層を金属筐体と電気的に接続し
た構成では、ある程度放射ノイズの低減は図れるが、期
待するほどの効果は得られず、また、予想しない周波数
の放射ノイズが増加してしまうという問題があった。電
子機器からの放射ノイズの発生要因としては、プリント
配線板の信号パターンからの放射、電源層とグランド層
間からの放射、電子機器に接続されるケーブルからの放
射があり、これらの放射に対しては個々に対策が採られ
ているが、しかしながらプリント配線板と筐体との相対
位置関係により発生する新たな放射が存在し、この放射
に対する要因の解析と対策は未だ一般的には行われてい
ない。
【0005】また実際の装置に実装されるプリント配線
板は、必ずしも1枚とは限らず、複数の配線板がコネク
タやケーブルを中継して接続されるため、これらのプリ
ント配線板同士の相対位置関係による新たな放射も生ず
るという問題もあった。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、電源層とグランド層を有するプリント配線
板を電子機器内に実装するプリント配線板実装構造にお
いて、前記電子機器の金属製の筐体と前記グランド層を
電気的に接続する導電体を設け、前記グランド層、前記
導電体および前記筐体とにより前記電源層を囲むように
したことを特徴とする。ノイズの大きい信号層は、グラ
ンド層、導電体および筐体とにより囲まれる範囲内に配
置するようにする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にしたがって説明する。図1は第1の実施の形態のプリ
ント配線板の実装構造を示す側面説明図、図2は第1の
実施の形態のプリント配線板を示す側面説明図、図3は
第1の実施の形態のプリント配線板を示す説明図であ
る。
【0008】図において、第1の実施の形態のプリント
配線板1は、4層プリント配線板であり、グランド層2
および電源層3を有するとともに、表裏に信号層4、5
を有する。グランド層2の導体面積は、電源層3および
信号層4、5の導体面積よりも大きくなっている。また
信号層4には、ノイズ放射が小さい信号、例えばアナロ
グ系信号を配線しており、また反対側の信号層5には、
比較的放射ノイズの大きいクロック信号やバス信号を優
先的に配線している。プリント配線板1を装置の筐体6
に実装した場合に、信号層5側が筐体6に対向するよう
に実装される。筐体6は金属により構成されている。
【0009】第1層である信号層4の外周には、グラン
ドパターン7が配置され、第4層である信号層5にもグ
ランドパターン8が配置されている。グランドパターン
7とグランドパターン8は等間隔に設けられたスルーホ
ール9により電気的に接続されている。スルーホール9
の間隔は、放射ノイズ規格の上限値(1GHz)の波長3
0cmの1/6波長の5cm以下に設定する。
【0010】第1の実施の形態のプリント配線板1を電
子機器の筐体6に実装する場合は、金属筐体6と信号層
5側のグランドパターン8とを電気的に接続する導電体
の金属ポスト10を設ける。
【0011】以上の構成により、プリント配線板1の電
源層3と放射ノイズの大きい信号を配線した信号層5と
が、グランド層2、スルーホール9、グランドパターン
8、金属ポスト10および筐体6とにより囲まれること
になる。したがって、電源層3とグランド層2との間か
らのノイズの放射、および信号層5の信号パターンから
の放射を抑制することができる。金属ポスト10の間隔
を小さくすることにより、シールド効果は向上する。
【0012】次に第2の実施の形態を説明する。図4は
第2の実施の形態のプリント配線板を示す側面説明図、
図5は第2の実施の形態のプリント配線板の実装構造を
示す側面説明図、図6は第2の実施の形態の実装構造を
示す斜視図である。
【0013】図において、第2の実施の形態のプリント
配線板11では、電源層12がグランド層2とほぼ同じ
大きさになっている。その他のプリント配線板11の構
成は第1の実施の形態のものと同様である。即ち、表裏
の信号層4、5の外周にはグランドパターン7、8が配
置され、両グランドパターン7、8はスルーホール9に
より接続されている。またスルーホール9は両グランド
パターン7、8とグランド層2とを接続する。信号層5
側に比較的放射ノイズの大きい信号が配線される。
【0014】第2の実施の形態のプリント配線板11を
電子機器の筐体13に実装する場合は、筐体13の側部
をプリント配線板11に一部被さるように折り曲げ、こ
の折り曲げ部14とグランドパターン7とを電気的に接
続する導電体の金属ポスト15を設ける。第2の実施の
形態では、電源層12がスルーホール9の外側にも存在
するので、金属ポスト15による筐体13との電気的接
続はグランド層2に対して電源層12の反対側のグラン
ドパターン7を介して行うようにする。
【0015】以上の構成により、プリント配線板11の
電源層12と放射ノイズの大きい信号を配線した信号層
5とが、グランド層2、スルーホール9、グランドパタ
ーン7、金属ポスト15および筐体13とにより囲まれ
ることになる。したがって、電源層12とグランド層2
との間からのノイズの放射、および信号層5の信号パタ
ーンからの放射を抑制することができる。金属ポスト1
5の間隔を小さくすることにより、シールド効果は向上
する。またこの構成によれば、電源層12をグランド層
2よりも小さくする必要がなく、従来のプリント配線板
がそのまま使用可能である。
【0016】第2の実施の形態において、筐体13の側
部を内側に折り曲げているので、プリント配線板11の
大きさに比較して筐体13の開口部の面積が小さくな
り、プリント配線板11を実装する場合の作業性が悪く
なる。この問題を解決するための筐体構造を図7に示
す。
【0017】図7において、筐体16は分離可能な底面
部17を有する構造としている。底面部17を筐体16
から切り離した状態で、プリント配線板11を筐体16
に実装し、その後底面部17を筐体16にネジ18によ
り取付けるようにする。これにより実装の作業性は向上
する。
【0018】上記実施の形態では、プリント配線板が1
枚の場合について説明したが、本発明はプリント配線板
が複数枚実装される場合にも適用可能である。第3の実
施の形態は複数のプリント配線板を実装する場合の実装
構造を示すものである。図8乃至図11は第3の実施の
形態によるプリント配線板の実装構造を示す側面説明図
である。
【0019】図8おいて、筐体6には2つのプリント配
線板11、21が実装されている。一方のプリント配線
板11は主配線板であり、上記第2の実施の形態のもの
と同様の構造を有する。プリント配線板21はコネクタ
22を介して主プリント配線板11に対して平行に実装
され、表層パターン23、24がグランドパターンにな
っている。グランドパターン23、24にはスルーホー
ル27が設けられ、両グランドパターン23、24がプ
リント配線板21の外周において互いに接続されてい
る。またプリント配線板21は、両グランドパターン2
3、24の間に電源層28を有する構造になっている。
【0020】上側のグランドパターン23は導電体25
により筐体6の側部と電気的に接続されている。導電体
25はグランドパターン23の全体に亘って設けられて
いる。他方、主プリント配線板11の上側のグランドパ
ターン7は導電体26により筐体6の側部と電気的に接
続している。導電体26はグランドパターン7の一部に
亘って設けられ、もう一方の導電体25と接続されてい
る。
【0021】以上の構成により、主プリント配線板11
の電源層12、信号層5およびプリント配線板21の電
源層28とが、グランド層2、スルーホール9、グラン
ドパターン7、導電体26、筐体6、導電体25、グラ
ンドパターン23およびスルーホール27とにより囲ま
れることになる。したがって、両プリント配線板11、
21の電源層とグランド層との間からのノイズの放射、
および信号層の信号パターンからの放射を抑制すること
ができる。
【0022】図9、図10は一方のプリント配線板が垂
直方向に実装される場合を示す。図9、図10におい
て、筐体6には2つのプリント配線板11、31が実装
されている。一方のプリント配線板11は主配線板であ
り、上記第2の実施の形態のものと同様の構造を有す
る。プリント配線板31はコネクタ32を介して主プリ
ント配線板11に対して垂直に実装され、表層パターン
33、34がグランドパターンになっている。グランド
パターン33、34の外周にはスルーホール35が設け
られ、両グランドパターン33、34がプリント配線板
31の外周において互いに接続されている。またプリン
ト配線板31は、両グランドパターン33、34の間に
電源層36を有する構造になっている。
【0023】主プリント配線板11の上側のグランドパ
ターン7は導電体37により筐体6の側部と電気的に接
続している。導電体37は主プリント配線板11の周囲
に亘って設けられている。
【0024】以上の構成により、主プリント配線板11
の電源層12、信号層5およびプリント配線板31の電
源層36とが、グランド層2、スルーホール9、グラン
ドパターン7、導電体37、筐体6、グランドパターン
33、34およびスルーホール35とにより囲まれるこ
とになる。したがって、両プリント配線板11、31の
電源層とグランド層との間からのノイズの放射、および
信号層の信号パターンからの放射を抑制することができ
る。
【0025】図11は一方のプリント配線板の側面に他
方のプリント配線板が実装される場合を示す。図11に
おいて、筐体6には2つのプリント配線板11、41が
実装されている。一方のプリント配線板11は主配線板
であり、上記第2の実施の形態のものと同様の構造を有
する。プリント配線板41はコネクタ42を介して主プ
リント配線板11の側面に実装され、表層パターン4
3、44が外周に設けられたグランドパターンになって
いる。グランドパターン43、44にはスルーホール4
5が設けられ、両グランドパターン43、44がプリン
ト配線板41の外周において互いに接続されている。ま
たプリント配線板41は、両グランドパターン43、4
4の間に電源層46を有する構造になっている。
【0026】プリント配線板41の、コネクタ42と反
対側のグランドパターン44は導電7により筐体6の側
部と電気的に接続されている。導電体47はグランドパ
ターン44の上部全体に亘って設けられている。他方、
主プリント配線板11の上側のグランドパターン7は導
電体48により筐体6の側部と電気的に接続し、導電体
47と導電体48は接続されている。
【0027】以上の構成により、主プリント配線板11
の電源層12、信号層5およびプリント配線板41の電
源層46とが、グランド層2、スルーホール9、グラン
ドパターン7、導電体48、筐体6、導電体47、グラ
ンドパターン44、43およびスルーホール45とによ
り囲まれることになる。したがって、両プリント配線板
11、41の電源層とグランド層との間からのノイズの
放射、および信号層の信号パターンからの放射を抑制す
ることができる。
【0028】上記各実施の形態では4層のプリント配線
板を例にして説明したが、さらに層数の多い6層または
8層のプリント配線板にも本発明は適用できることはい
うまでもない。また信号パターンをグランド層に対して
金属筐体側に設けることにより、放射ノイズの抑制効果
はさらに向上する。さらに、複数のプリント配線板を実
装する場合、3枚以上のプリント配線板を実装する場合
も本発明を適用可能であるが、実装するすべての配線板
の信号パターンをグランド層と金属筐体との間に設ける
ことにより、放射ノイズの抑制効果は向上する。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、プリント配線板の表層の外周に形成されたグランド
パターンと、電子機器の金属製の筐体とグランドパター
ンを電気的に接続する導電体とを設けて、グランドパタ
ーンとグランド層を接続し、グランド層、グランドパタ
ーン、導電体および筐体とにより電源層または信号層を
囲むようにしたので、プリント配線板の電源層とグラン
ド層との間からのノイズの放射、および信号層の信号パ
ターンからの放射を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態のプリント配線板の実装構造
を示す側面説明図である。
【図2】第1の実施の形態のプリント配線板を示す側面
説明図である。
【図3】第1の実施の形態のプリント配線板を示す説明
図である。
【図4】第2の実施の形態のプリント配線板を示す側面
説明図である。
【図5】第2の実施の形態のプリント配線板の実装構造
を示す側面説明図である。
【図6】第2の実施の形態の実装構造を示す斜視図であ
る。
【図7】第2の実施の形態の他の筐体構造を示す側面説
明図である。
【図8】第3の実施の形態のプリント配線板の実装構造
を示す側面説明図である。
【図9】第3の実施の形態のプリント配線板の実装構造
を示す側面説明図である。
【図10】第3の実施の形態のプリント配線板の実装構
造を示す斜視図である。
【図11】第3の実施の形態のプリント配線板の実装構
造を示す側面説明図である。
【符号の説明】
1 プリント配線板 2 グランド層 3、12 電源層 4、5 信号層 6 筐体 7、8 グランドパターン 9 スルーホール 10 ポスト

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源層とグランド層を有し、電子機器の
    筐体内に実装されるプリント配線板において、 前記電源層の導体面積を前記グランド層の導体面積より
    小さく形成し、 前記電子機器に実装された場合に前記グランド層と電子
    機器の筐体とにより前記電源層が囲まれる構造にしたこ
    とを特徴とするプリント配線板。
  2. 【請求項2】 電源層とグランド層を有するプリント配
    線板を電子機器内に実装するプリント配線板実装構造に
    おいて、 前記電子機器の金属製の筐体と前記グランド層を電気的
    に接続する導電体を設け、 前記グランド層、前記導電体および前記筐体とにより前
    記電源層を囲むようにしたことを特徴とするプリント配
    線板実装構造。
  3. 【請求項3】 前記電源層の導体面積を前記グランド層
    の導体面積より小さく形成した請求項2記載のプリント
    配線板実装構造。
  4. 【請求項4】 前記プリント配線板は表裏に信号層を有
    し、該表裏の信号層のうち、前記グランド層、前記導電
    体および前記筐体とにより囲まれる信号層をノイズの大
    きい信号層にした請求項2記載のプリント配線板実装構
    造。
  5. 【請求項5】 前記筐体の側部を内側に折り曲げ、該折
    り曲げ部と前記導電体が接続される請求項2記載のプリ
    ント配線板実装構造。
  6. 【請求項6】 前記筐体は側部と底部が切り離し可能で
    ある請求項5記載のプリント配線板実装構造。
  7. 【請求項7】 前記プリント配線板は複数あり、それぞ
    れのプリント配線板のグランド層、前記導電体および前
    記筐体とによりそれぞれのプリント配線板の前記電源層
    を囲むようにした請求項2記載のプリント配線板実装構
    造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7088591B2 (en) 2002-11-06 2006-08-08 Konica Minolta Holdings, Inc. Printed circuit board and method for installing printed circuit board onto electro-conductive housing
US7839135B2 (en) 2006-04-28 2010-11-23 Nec Corporation System for and method of analyzing printed board carrying chassis, printed board carrying chassis structure, program, and recording medium
JP2019186332A (ja) * 2018-04-06 2019-10-24 三菱電機株式会社 プリント基板

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