JP2002314286A

JP2002314286A - 電子装置

Info

Publication number: JP2002314286A
Application number: JP2001111353A
Authority: JP
Inventors: Hideo Sasamori; 英郎笹森; Minoru Hirata; 稔平田; Yuzo Iwanaga; 裕三岩永; Shinichi Kuwabara; 真一桑原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】【課題】放熱性を有し、且つ高周波数のEMCに対して十
分な電磁遮蔽を行うことができるシールド構造を備えた
電子装置を実現する。【解決手段】回路部品10を搭載したプリント基板12と、
このプリント基板の回路部品の周辺側面に形成されたグ
ランドパターン11に電気的に接続され、かつ上記回路部
品10を電磁シールドするシールドカバー13とを備え、上
記シールドカバー11には放熱用フィン20を設けている。

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
に電子回路を実装したプリント基板に対して、高周波シ
ールドを適用したい部位に対し電磁的にシールドすると
共に放熱性を有するシールド構造を備えた電子装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】通信装置等の電子装置は、一般に筐体の
中に複数のユニットを搭載している。このユニットに
は、装置としての機能を満足するためのプリント回路基
板を数枚から数十枚搭載する構成となる。このプリント
回路基板は筐体に対し、数枚から数百枚搭載される。

【０００３】LSIやIC等の半導体チップの回路部品を用
いてプリント回路基板上に構成する高周波回路、論理回
路等は、微弱な電流を用いているので、外部からの電磁
波ノイズの影響を受けやすく、この為ノイズの侵入を遮
断する電磁シールドカバーが必要とされる。また、回路
部品から放射される不要輻射のレベルが高い場合の電磁
シールド方法として、プリント回路基板上にシールドカ
バーを被せ不要輻射のレベルを低減するのが一般的な対
処方法である。

【０００４】ところで、従来例として、例えば実開昭64
-54396号公報によれば、シールド構造は図1に示すよう
に、電磁波を発生する回路部品113を覆って箱状のシー
ルドカバー115を取りつけてなる電磁波シールド構造で
あって、天面116と四側面117からなる箱状のシールドカ
バー部118の四側面117から下方へ一体に突設した複数の
接地用リード部119を有するシールドカバー115と、二層
以上の回路パターンを有するとともに外側の一層を接地
用層にし、かつ、シールドカバーの接地用リード部119
と対応した複数の取り付け孔125を設けている回路基板1
14とを備え、回路部品113の実装面から取り付け孔125内
に接地用リード部119を挿入してシールドカバー115を取
り付け、かつ接地用リード部119と回路基板114の接地用
層とをはんだ接続している。

【０００５】また、例えば、特開平10-41669号公報によ
れば、シールド構造は、図2に示すように電磁波を発生
する回路部分を覆うために、箱型のシールドカバー121
を取り付ける構造である。

【０００６】この構造では上面125と四側面126によって
箱型のシールドカバー121を形成している。このシール
ドカバー121の四側面126には、少なくとも一側面および
４つの角に下向きに接地用のリード123を有している。

【０００７】このシールドカバー121を取り付けるプリ
ント基板122には、下向きに設けられた接地用のリード1
23に対応する位置にプリント基板のグランドに接続した
ピンホール状のコネクタ124を備えている。このピンホ
ール状のコネクタ124はプリント基板122上のグランド用
スルーホールを利用して、はんだ付けによりはんだ付け
接続部で固定され、グランドパターンと接続される。シ
ールドカバー121の各突起部123は、それぞれコネクタ12
4に圧入されコネクタ124の内部で接触している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この従来のシールド構
造は、前記、実開昭64-54396号公報の場合には、回路部
品の実装側から取り付け孔125内に接地用リード部119を
挿入してシールドカバー115を取り付け、且つ、接地用
リード部119とプリント基板上の接地層とをはんだ接続
しているので、はんだ付けによる接続を行うと確実に接
地されてシールドが可能となるが、シールドカバー115
により回路部品が密閉されるため、シールドカバー内の
回路部品の消費電力が高く、発熱量が大きい場合には冷
却が必須となる。冷却の方法としてはシールドカバーに
孔を開ける方法、シールドカバーを回路部品に接触さ
せ、シールドカバーから放熱させる方法があるが、放熱
効率が悪いと回路部品の破損などの問題が発生する。

【０００９】また、前記、特開平10-41669号公報の場合
には、シールドカバーの接地用リード123とピンホール
状のコネクタ124との接続はコネクタに圧入され、内部
で接触する構造となるためにプリント基板122へのシー
ルドカバー121の取り付けにはんだ付けが不要となる。
したがって、シールドカバー内の回路の保守に関して、
シールドカバーとプリント基板との解体が容易となる特
徴を有している。

【００１０】この際、EMI（電磁妨害 Electromagnetic
Interferenceの略）に対しては波長の1/20程度の間隔
でプリント基板上の接地層と接続すれば十分なシールド
性能を確保可能である。しかし、最近の回路の高周波化
により、接地用リード123の間隔が短くなった場合(例え
ば2.4GHzで6mm以下の間隔にする必要あり)に接地用リー
ド123のピンホール状コネクタ124への挿入が困難になる
問題がある。また、回路部品の放熱を考えると、前記実
開昭64-54396号公報の場合と同様の問題がある。

【００１１】近年、GHz等の高周波数で発振するPLL回路
が内蔵される回路部品等の増加に伴い、EMC（電磁環境
両立性 Electromagnetic Compatibilityの略）規制を
満足するために、装置レベルで高周波数に対して不要輻
射のシールドを適用する必要がある。

【００１２】この場合、ユニット部、電源入力部、FAN
部等の装置を構成する各部位間の相互接続を確実に実施
する必要があるが、前述したようにEMIに対しての開口
部は波長の1/20程度の間隔で必要となるため、複数のユ
ニットにより機能を満足する装置、大規模な装置の場
合、接続部品の増加等、コストの増大につながるととも
に装置全体の放熱設計が困難となってきている。

【００１３】また、プリント基板上で高周波数に対し
て、不要輻射のシールドを適用しようとした場合、放射
源である回路部品に対してシールドを適用することが、
対策範囲が小さく、安価な対策が可能である。

【００１４】このため、EMC規制を満足するため、回路
部品のレベルでの高周波数のシールド技術が重要となっ
てきているが、回路部品の消費電力の増加に伴い発熱量
も増加しており、放熱フィンを適用しなければ熱的に破
壊するような素子も増加しており、シールドカバー等に
よる個別シールドは熱設計上困難となっている。

【００１５】また、前述したGHz等の高周波数で発振す
るPLL回路が内蔵される回路部品では、電波吸収体を回
路部品の上面に対して貼り付ける等の適用が有効である
が、一般に電波吸収体は熱伝導性能が良くないため、回
路部品に電波吸収体を介して放熱フィンを取りつけても
熱伝導が十分できず、発熱量の高い回路部品では使用で
きないとの問題がある。

【００１６】したがって、本発明は、このような従来の
技術が有する問題点を解決するために提案されたもので
あり、その目的とするところは、放熱性を有し、且つ高
周波数のEMCに対して十分な電磁遮蔽を行うことができ
るシールド構造を備えた電子装置を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
することのできる電子装置の特徴とするところは、回路
部品の周辺側面に接地用パターンを形成したプリント基
板と、このプリント基板に搭載される導電性材料で作ら
れたシールドカバーと一体化された放熱用のフィンとを
備えた箱型の部材により構成したシールド構造を有して
いる点にある。

【００１８】そして好ましくは、シールドカバーの接地
部分には少なくとも四角のそれぞれに位置決めとシール
ドカバーの接地を兼ねるリードが設けられていることで
ある。また、プリント基板には、この接地用のリードを
接続するために、接地用のリードの位置と配列、配置及
び数が同じスルーホールが形成されている。放熱用のフ
ィンを備えたシールドカバーは、回路部品に直接接続さ
れるか、または熱伝導体を介して接続される。

【００１９】また、回路部品の大きさに合わせた寸法の
シールドカバーを、回路部品の大きさ毎に事前にいくつ
か作成しておくことが望ましい。作成したシールドカバ
ーには放熱用のフィンを取り付け可能な構造、例えばシ
ールドカバーに取りつけ用の溝を設けておき、回路部品
の発熱量に対応した放熱用のフィンをシールドカバーに
取り付け可能な構造とする。

【００２０】また、上記本発明の目的を達成することの
できる電子装置の特徴とするところは、回路部品の周辺
側面に接地用パターンを形成したプリント基板と、この
プリント基板に搭載される導電性材料で作られたシール
ドカバーと一体化された放熱用のフィンとを備えた箱型
部材とで形成される空間内へ、電波吸収体を設けたシー
ルド構造を有している点にある。

【００２１】そして好ましくは、放熱用のフィンを備え
たシールドカバーは、回路部品に直接接続されるか、ま
たは熱伝導体を介して接続され、電波吸収体はシールド
カバーの上部か側面に備える。

【００２２】回路部品から発生する電磁波ノイズはプリ
ント基板とシールドカバーとで形成される空間内で多重
反射を繰り返しながらシールドカバー外へ漏洩する。こ
こで、電波吸収体をシールドカバー内に備えることによ
り、多重反射を繰り返す電磁波ノイズは複数回、電波吸
収体に入射する。電波吸収体では、電磁波ノイズが入射
することにより損失が発生するため、複数回の入射によ
り高いシールド性能が得られる。

【００２３】さらにまた、本発明の目的を達成すること
のできる電子装置の特徴とするところは、回路部品の周
辺側面にグランドパターンを形成したプリント基板と、
このプリント基板にバネ性を有した導電性のフックをは
んだ付けし、放熱用のフィンを備えたシールドカバーに
このフックが固定できるシールド構造を有している点に
ある。

【００２４】シールドカバー取り付け部材は、プリント
基板上に設けられた接地用パターンに固定可能なように
位置決めと接地を兼ねるリードが設けられている。放熱
用のフィンを備えたシールドカバーは、取り付け部材が
接続可能なように例えば固定用の穴等の構造を有してい
る。プリント基板には接続位置に対応したスルーホール
が形成されている。

【００２５】上記構成からなる本発明のシールド構造に
よれば、素子の周囲側面にグランドパターンを形成し、
放熱用のフィンを備えたシールドカバーとこのグランド
パターンとの電気的接続はシールドカバーの少なくとも
四隅のそれぞれに位置決めと接地用を兼ねたリード又
は、プリント基板上のグランドパターンに接続されたバ
ネ性を有した導電性のフックで行われることにより、プ
リント基板のグランド層、シールドカバーとで全方位で
シールドすることが可能となる。

【００２６】以下に本発明の特徴点をまとめて更に詳細
に説明する。

【００２７】本発明の第１の発明である電子装置は、回
路部品を搭載したプリント基板と、前記プリント基板の
回路部品の周辺側面に形成されたグランドパターンに電
気的に接続され、かつ前記回路部品を電磁シールドする
シールドカバーとを備えると共に、前記シールドカバー
に放熱用フィンを設けたことを特徴とする。

【００２８】本発明の第２の発明である電子装置は、上
記第１の発明において、シールドカバー部を回路部品の
大きさ毎に共通化し、放熱用フィンをシールドカバー部
に着脱自在に配設したことを特徴とする。

【００２９】本発明の第３の発明である電子装置は、上
記第１の発明において、前記シールドカバーの内部に、
回路部品から放射される不要輻射の周波数帯に対応させ
た電磁波吸収体を配設したことを特徴とする。

【００３０】本発明の第４の発明である電子装置は、上
記第１の発明において、前記シールドカバーと放熱用フ
ィンとを導電性の固定部材で接続可能な放熱用フィンを
備えたことを特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面にしたがった実施例により具体的に説明する。

【００３２】

【実施例】＜実施例１＞図３は、本発明の第１の実施例
を示す電子装置の斜視図である。この例では、シールド
を適用したい高発熱の回路部品10の周辺部にグランドパ
ターン11を形成した多層プリント基板12と、この多層プ
リント基板12に搭載される導電性材料でできた背面に放
熱フィン部20を有し、一側面に開口した箱型部材よりな
るシールドカバー13とにより構成されている。

【００３３】この放熱フィン部20を有するシールドカバ
ー13の接地部分には少なくとも四角のそれぞれに位置決
めと接地用を兼ねるリード14が設けられている。プリン
ト基板12には、この接地用のリード位置と配列、配置、
及び数が同じスルーホール15が形成されており、シール
ドカバー13とはリード14を介してはんだ付けにより接続
される。

【００３４】図４は、図３のＡ−Ａ'断面を示す断面図
である。放熱フィン部20を有するシールドカバー13は、
リード14がグランド用スルーホール15にはんだ付けされ
てグランドパターン17と接続される。放熱フィン部20を
有するシールドカバー13は、回路部品10に直接接続され
るか、または熱伝導体16を介して接続される。

【００３５】この構造を実現することにより、シールド
カバー内部のプリント基板上に搭載された回路部品10に
対して、電磁的なシールドと放熱との両方の機能を同時
に実現することができる。＜実施例２＞図５は、放熱用のフィン20をシールドカバ
ー21に取り付け可能な構造を設けた第２の実施例を示す
斜視図である。

【００３６】放熱用のフィン20とシールドカバー21が一
体化する構成では高価となるため、回路部品10等の適用
したい部位の標準的な大きさに合致させた汎用（共通）
のシールドカバー21を複数個準備しておき、シールドカ
バー21内に配置される回路素子10等の発熱量に対応させ
て放熱用のフィンの大きさを変える。

【００３７】図５に示すように、回路部品10の大きさに
合わせたルドカシーバー21には、放熱用のフィン20を取
り付け可能なように取りつけ溝22を設けている。このよ
うに、本実施例のルドカシーバーは、回路部品10の発熱
量に合わせ放熱用フィン20の大きさを自在に変える構造
を備えている。＜実施例３＞図６は、第３の実施例を示すもので、実施
例１のシールドカバー13の内壁に電波吸収体18を設けた
変形例であり、図４の断面図に対応するものである。実
施例１と同様に放熱フィン部20を有するシールドカバー
13がリード14でグランド用スルーホール15にはんだ付け
によりグランドパターン17と接続される。この実施例の
特徴は、放熱フィン部20を有するシールドカバー13の内
壁に電波吸収体18が設けられている点にある。

【００３８】このように、本実施例では、回路部品10か
ら発生する電磁波ノイズは、プリント基板12とシールド
カバー13とで形成される空間19内で多重反射を繰り返
す。しかし、この空間19内で多重反射する電磁波ノイズ
は、電波吸収体18に複数回入射するため、高いシールド
性能が得られる。＜実施例４＞図７は、第４の実施例を示すもので、実施
例１の変形例であり、図４の断面図に対応するものであ
る。実施例１と異なる点は、シールドカバー13をプリン
ト基板12上の接地用のグランドパターン17へ接続する方
式が異なる。すなわち、放熱フィン部20を有したシール
ドカバー13に、バネ性を有した導電性のフック31が固定
可能な孔32を設ける。そして、この導電性のフック31と
プリント基板12との接続は、導電性のフック31の設置用
リード33をプリント基板12上の接地用のグランドパター
ン17に設けたスルーホール15にはんだ付けすることによ
り行う。

【００３９】放熱フィン部20を有したシールドカバー13
のグランドパターン17との接続は、プリント基板12上の
接地用のグランドパターン17と接続した導電性のフック
31の爪34をシールドカバー13に設けた孔32に接触させる
ことにより実現する。

【００４０】このように、本実施例では、放熱フィン部
20を有するシールドカバー13とプリント基板12との接続
は、導電性のフック31により行われるため、回路部品10
が故障した場合、シールドカバー13を着脱自在に容易に
取り外すことが可能となる。＜実施例５＞図８は、第５の実施例を示すもので、実施
例４の変形例であり、図７の断面図に対応するものであ
る。実施例４と異なる点は、シールドカバー13をプリン
ト基板12上の接地用のグランドパターン17へ接続する方
式が異なる。すなわち、バネ性を有した導電性のフック3
1とシールドカバー13との接続を、シールドカバー13上
の放熱フィン部20の位置をシールドカバー13の端部より
内側に配置し、フック31の爪34をシールドカバー13の端
部から外すことにより、プリント基板12からのシールド
カバー13の取り外しを容易に実現したものである。＜実施例６＞図９は、本発明の第６の実施例を示す組み
立て斜視図である。回路部品10の周囲に導電性のシール
ドカバー側面部材50をプリント基板12上に配置する。側
面部材50とプリント基板12との接続は、側面部材50の接
地部分の少なくとも四角のそれぞれに位置決めと接地用
を兼ねるリード51を設ける。

【００４１】回路部品10の周辺部にグランドパターン11
を形成し、グランドパターン11上に、側面部材50のリー
ド51の位置と、配列、配置及び数が同じスルーホール52
を持っており、リード51をスルーホール52に入れた後、
はんだ付けすることにより実現する。

【００４２】側面部材50は、放熱フィン53を保持し、電
気的に接触するためのフック54及び台座55を持つ。放熱
フィンには、フック54が接続される部位が切りかき56を
持つ。側面部材50と放熱フィン53との接続は、放熱フィ
ン53をフック54及び台座55の間に挟み込むことにより実
現する。

【００４３】図１０は、図９のＢ−Ｂ'断面を示す断面
図である。シールドを実施したい回路部品10の周辺にグ
ランドパターン11を形成し、側面部材50に備えられるリ
ード51をはんだ付けにて接続する。放熱フィン53は側面
部材50に備えられるフック54と台座55との間に挟み込む
ことにより実現される。

【００４４】放熱フィン53と回路部品10との接続は直接
されるか、または熱伝導体16を介して実現する。＜実施例７＞図１１は、本発明の第７の実施例を示す断
面図である。回路部品10の周囲に導電性のシールドカバ
ー側面部材50をプリント基板12上に配置する。側面部材
50とプリント基板12との接続は側面部材50の接地部分の
少なくとも四角のそれぞれに位置決めと接地用を兼ねる
リード51を設ける。

【００４５】回路部品10の周辺部にグランドパターン11
を形成し、グランドパターン11上に側面部材50のリード
51位置と配列、配置及び数が同じスルーホール52を持っ
ており、リード51をスルーホール52に入れた後、はんだ
付けすることにより実現する。側面部材50と放熱フィン
53は固定用ネジ57にて接続する。

【００４６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の電子装置
は、プリント基板上の回路部品（ＬＳＩ素子など）周囲
側面にグランドパターンを形成し、グランドパターン上
にシールドカバーの接地部分にもうけた位置決めと接地
用を兼ねるリードにより接続されるのシールド構造を持
ち且つ、シールドカバー内の放熱を可能とする構造が得
られるため、高発熱部品に対しても良好なシールドが可
能である。

【００４７】また、シールドカバーをフックのシールド
カバー取り付け部材にて固定する構造とした場合、シー
ルドカバーとプリント基板の間ではんだ付けの必要がな
いので、内部の部品が故障した場合等でも、その修理や
交換が容易にできる等の効果がある。

【００４８】以上、説明したように本発明のシールド構
造によれば、高発熱部品に対してもシールドが可能であ
り、シールドカバーの基板への脱着もきわめて容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の第１のシールド構造例を示す分解斜視図
である。

【図２】従来の第２のシールド構造例を示す分解斜視図
である。

【図３】本発明の第１の実施例を示す斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施例のＡ−Ａ’断面図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施例を示す組み立て斜視図で
ある。

【図６】本発明の第３の実施例を示す断面図である。

【図７】本発明の第４の実施例を示す断面図である。

【図８】本発明の第4の実施例を示す断面図である。

【図９】本発明の第５の実施例を示す組み立て斜視図で
ある。

【図１０】本発明の第５の実施例のＢ−Ｂ’断面図であ
る。

【図１１】本発明の第６の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

10…回路部品、 11…グランドパターン、 12…多層プリント基板、 13…放熱性を有したシールドカバー、 14…接地用リード、 15…グランド用スルーホール、 16…熱伝導体、 17…グランドパターン 18…電波吸収体、 19…プリント基板とシールドカバーとで形成される空
間、 20a…放熱フィン、 20b…放熱フィン、 21…シールドカバー、 22…放熱フィン取りつけ溝、 30…放熱フィン、 31…バネ性を有した導電性のフック、 32…フック固定用孔、 33…接地用リード、 34…爪、 50…シールド側面部材、 51…接地用リード、 52…グランド用スルーホール、 53…放熱フィン、 54…放熱フィン固定用フック、 55…放熱フィン固定用台座、 56…放熱フィンフック接続用切りかき、 57…放熱フィン固定用ネジ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩永裕三神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所通信事業部内 (72)発明者桑原真一神奈川県横浜市戸塚区戸塚町180番地日立通信システム株式会社内Ｆターム(参考） 5E321 AA02 AA17 CC02 CC12 GG05 GH03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路部品を搭載したプリント基板と、前記
プリント基板の回路部品の周辺側面に形成されたグラン
ドパターンに電気的に接続され、かつ前記回路部品を電
磁シールドするシールドカバーとを備えると共に、前記
シールドカバーに放熱用フィンを設けたことを特徴とす
る電子装置。
【請求項２】シールドカバー部を回路部品の大きさ毎に
共通化し、放熱用フィンをシールドカバー部に着脱自在
に配設したことを特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項３】前記シールドカバーの内部に、回路部品か
ら放射される不要輻射の周波数帯に対応させた電磁波吸
収体を配設したことを特徴とする請求項１記載の電子装
置。
【請求項４】前記シールドカバーと放熱用フィンとを導
電性の固定部材で接続可能な放熱用フィンを備えたこと
を特徴とする請求項１記載の電子装置。