JP2004022735A

JP2004022735A - 部品実装基板

Info

Publication number: JP2004022735A
Application number: JP2002174364A
Authority: JP
Inventors: Tamio Saito; 斉藤　多美男; Toru Tanaka; 田中　亨
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】使われていないスペースを利用して、比較的簡単な構造のもので、不要輻射を効率よく抑えることができる部品実装基板を提供する。
【解決手段】複数の基板Ａ〜Ｅと、複数の電子部品７２とを有する部品実装基板１０であって、表面上または複数の基板間に、両端を抵抗７２で閉じたループ回路ＬＰ１を設けた。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を実装する部品実装基板に係り、特に基板からの不要輻射を可及的に抑えることができる部品実装基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、各種の電子機器などには、種々の電子部品が多数個設けられており、それらの電子部品の多くは電子機器の筐体内部に設けたプリント基板上に実装されている。
【０００３】
ところで、このプリント基板には、それぞれ所要パターンを有するパターン配線を設けており、例えばこのプリント基板の両面などにこのパターン配線が設けてあると、パターン配線に流れる電流が作用して、別言すれば、これがアンテナを構成して電磁波（電波）、つまり不要輻射を発生することがある。そこで、この発生する電磁波を導体で形成したシールド手段で囲い込んで遮蔽する、といったことがしばしば行われている。
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら、この不要輻射発生部分をシールド手段で完全に導体で囲い込み、遮蔽することは難しく、このシールド手段において遮蔽の一番脆弱な部分から電磁波が漏れ出すことが多い。
また、仮に、例えば金属製の箱などのシールド手段で完全にプリント基板全体や電磁波の発生する部分を囲い込むことができたとしても、この金属製の箱の内部では、その電磁波が反射するだけで吸収されているわけではないから、その電磁波が箱内部にある各種の電子部品などに悪影響をもたらす虞がある。
例えば、反射する電磁波が金属製の箱の内部でパターン配線部分に共振電流（誘導電流）を生じ、その結果、プリント基板上の各部に設けた電子部品などに誤作動をもたらす、といった問題を生じることがある。
【０００５】
このように、不要輻射をシールド手段で完全に囲い込んだとしてもこれが吸収されたわけではないから、その内部で電磁波が反射を繰り返すだけである。その結果、シールド手段の内部にある電子部品に悪影響をもたらす一方、不完全なシールド手段で囲い込むと、電磁波が漏れ出す虞もあり、実効性の高い不要輻射対策の開発が望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、上記した事情に鑑み、基板上や基板間で使われていないスペースを利用して、比較的簡単な構造のもので、不要輻射を効率よく抑えることができる部品実装基板を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明の部品実装基板は、複数の基板と、複数の電子部品とを有する部品実装基板であって、
表面上または前記複数の基板間に、両端を抵抗で閉じたループ回路を設けた構成を有している。
【０００８】
この構成により、部品実装基板において、使われていないデッドスペースを利用して、比較的簡単な構造のもので、不要輻射を効率よく抑えることができる。
【０００９】
また、本発明の部品実装基板は、前記ループ回路が、貫通スルーホールを有する構成である。
【００１０】
この構成により、全層の基板内のいずれかから基板の厚さ方向に発生する不要輻射を効果的に吸収させることができる。
【００１１】
さらに、本発明の部品実装基板は、前記ループ回路が、層間スルーホールを有する構成である。
【００１２】
この構成により、所望の不要輻射の発生する一部の基板と上下で隣接した基板を経由するループ回路で取り囲むようにループパターンを形成することにより、不要輻射を吸収させることができる。
【００１３】
さらに、本発明の部品実装基板は、前記ループ回路を、前記複数の基板の少なくとも一つの基板の面上に設けた構成を有している。
【００１４】
この構成により、この基板面を貫くように発生する不要輻射をこのループパターンで吸収させることもできる。
【００１５】
さらに、本発明の部品実装基板は、前記抵抗に、表面搭載型を用いた構成を有している。
【００１６】
この構成により、ループの長さが一定長に固定されて変更できないような場合でも、コンデンサの方を各種容量のものに変更することで、発生する電磁波の周波数と容易に共振させて吸収させることができる。
【００１７】
さらに、本発明の部品実装基板は、前記ループ回路が、コンデンサを有する構成である。
【００１８】
この構成により、内部基板の面上に抵抗を実装させることが物理的に可能になるので、ループパターンの回路を外部基板に露出させることなく、内部基板のみで形成することができる。
【００１９】
さらに、本発明の部品実装基板は、前記コンデンサには、表面実装型を用いた構成を有している。
【００２０】
この構成により、内部基板の面上にコンデンサを実装させることが物理的に可能になるので、ループパターンの回路を外部基板に露出させることなく、内部基板のみで形成することができる。特に、ループの長さが一定長に固定されて変更できないような場合でも、コンデンサの方を各種容量のものから適宜選択して使用することで、発生する電磁波の周波数と容易に共振させて吸収させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態に係る部品実装基板１０を示すものである。この部品実装基板１０は、多層基板で構成されており、外側パターン層１と、内側パターン層２と、グランド層３と、電源層４と、内側パターン層５と、外側パターン層６とを備えており、これらの層間には第１基板Ａ〜第５基板Ｅが配設されている。さらに、この部品実装基板１には、ループパターンＬＰ１を備えている。なお、この第１の実施の形態では、この部品実装基板１を図示外の電子機器、例えばハードディスクレコーダに適用しているが、特にこれに限定されるものではない。
【００２２】
外側パターン層１及び外側パターン層６は、第１基板Ａ及び第５基板Ｅの表面において、銅箔（銅薄膜）により所要のパターニングに形成されたパターン配線で構成されており、各種電子部品（図略）が実装されている。また、この外側パターン層１に実装する電子部品として半導体、抵抗、コンデンサなどを使用する場合、近年のＳＭＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｏｕｎｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）化の流れに伴い、例えばＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）、チップ抵抗、チップコンデンサなどの表面実装部品をできるだけ用いることにより、リード部分のＬ（インダクタンス）やＺ（インピーダンス）を可及的に抑えることができるので好ましい。
なお、この外側パターン層１と外側パターン層６は、ループパターンＬＰ１のための専用の貫通スルーホール７１２とは別に形成した貫通スルーホール８を介して、電気的に接続されている。
【００２３】
一方、内側パターン層２及び内側パターン層５には、図示外の層間スルーホールなどで層間接続された内部パターン配線をそれぞれ設けており、この内部パターン配線から発生する不要輻射はループパターンＬＰ１で吸収させるようになっている。
【００２４】
グランド層３には、第３基板Ｃの上面のほぼ全面に亙ってグランドプレーン又はグランドラインが形成されているが、不要ノイズが入り込むのを避けるため、ループパターンＬＰ１の一部を構成する貫通スルーホール７１２とは接続させないように構成されている。なお、このグランド層３は、回路ブロックごとに切り分けて接続を図るようにしてもよい。
【００２５】
電源層４には、第３基板Ｃの下面に電源プレーン又は電源ラインが形成されているが、グランド層３と同様に不要ノイズが入り込むのを防止するため、ループパターンＬＰ１の一部を構成する貫通スルーホール７１２と接続させないように構成している。
【００２６】
ループパターンＬＰ１は、電子機器、例えばこの実施の形態では、ハードディスクレコーダの作動に必要な電子部品を搭載したパターン層１〜パターン層６を避けた領域、つまり、現在何も使用されていない開放された部分を利用して設置されている。この実施の形態のループパターンＬＰ１には、ループアンテナ（コイル）７１と抵抗７２とを備えており、このうち、ループアンテナ（コイル）７１ではこれに鎖交する電磁波による磁界の変化を捉えて誘導電流（共振電流）Ｉを発生させるとともに、抵抗７２ではその誘導電流（共振電流）Ｉを熱エネルギーに変換して吸収させるように構成されている。
【００２７】
このループアンテナ（コイル）７１部分は、第１基板Ａの外面に設けた通常のパターン配線とは別に、ＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）対策を配慮して細幅状に形成した外部パターン７１１と、この細幅状の外部パターン部７１１の両端部に形成したランド７１１Ａと、このランド７１１Ａに接続して第１基板Ａから第５基板Ｅまで貫通する貫通スルーホール７１２の内周面に形成しためっき層７１２Ａと、このめっき層７１２Ａに接続して第５基板Ｅの外面に設けたランド７１３Ａと、このランド７１３Ａと両端部で接続する細幅状に形成した外部パターン７１３とを備えている。
【００２８】
抵抗７２には、前述したように、ＳＭＴ化に沿い、リード端子を持たないチップ抵抗（表面実装部品）で構成している。
【００２９】
従って、例えば図１において、第２パターン層２に設けたパターン配線（或いは第５パターン層５）に設けた内部パターン配線を流れる電流Ｉ１の変化のために発生する電磁波による磁界の変化は、ループアンテナ（コイル）７１部分に誘導電流（共振電流）Ｉ２を誘起する。
そして、この誘導電流（共振電流）Ｉ２は、ループパターンＬＰ１を構成する回路を流れるが、この回路に設けた抵抗７２を通過するときにジュール熱として放熱させることでそのエネルギーを消費させることができる。これにより、不要に発生する電磁波はこのループパターンＬＰ１によって吸収されるので、この電磁波（電波）が部品実装基板１０に実装された各種の電子部品に悪影響をもたらすのを防止することができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る部品実装基板２０について、図３を参照しながら説明する。なお、この実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
この第２の実施の形態に係る部品実装基板２０では、図３に示すように、外側基板（例えば、第１基板Ａ）上で、パターン層を避けたエリアにおいて、第１ループパターンＬＰ１と、第２ループパターンＬＰ２と、第３ループパターンＬＰ３と、第４ループパターンＬＰ４とを備えている。
【００３１】
第１ループパターンＬＰ１は、Ｙ方向に輻射される電磁波を吸収させるためのものであって、Ｘ−Ｚ面に平行方向に形成している。一方、第２ループパターンＬＰ２は、Ｘ方向に輻射される電磁波を吸収させるためのものであって、Ｙ−Ｚ面に平行方向に形成している。また、第３ループパターンＬＰ３は、Ｚ方向に輻射される電磁波を吸収させるためのものであって、Ｘ−Ｙ面に平行方向に形成している。
【００３２】
また、さらに、第４ループパターンＬＰ４は、これらの３方向以外の任意の方向、例えばＸ−Ｙ面に平行方向で、Ｘ−Ｙ方向のいずれに対しても４５度交差する方向（特にこれに限定されない）に輻射される電磁波を吸収させるためのものである。
なお、ここで用いるループパターンＬＰは、いずれの場合にも、外側基板（例えば、第１基板Ａ又は第５基板Ｅ）上で、電子部品などを接続するための通常の配線パターン層を避けたエリアにおいて、不要な電磁波の輻射する方向に対して鎖交する方向であればよいが、内部基板（例えば、第２基板Ｂ、第４基板Ｄ）の面上のみでループ状に設置することも可能である。
【００３３】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る部品実装基板３０について、図４を参照しながら説明する。なお、この実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
この第３の実施の形態では、ループパターンＬＰ５を、第１の実施の形態のようなループアンテナ（コイル）７１と抵抗７２とだけで構成するのではなく、例えば図４に示すように、ループアンテナ（コイル）７１と、抵抗７２と、この抵抗７２に並列接続させたコンデンサ７３とを備え、共振回路を構成している。
【００３４】
このような構成とするループパターンＬＰ５にあっては、初めに、例えばトリマーコンデンサを用いて、個々の基板によって異なった固有の周波数で発生している不要電磁波と共振・同調させることにより、このとき不要電磁波と共振・同調させるための最適な容量を検出する。そして、今度は、そのトリマーコンデンサの替わりに、先ほど検出した容量と一致するコンデンサを用いて、これを実際に第１基板Ａ上で外側パターン層１を避けた領域に実装させるようになっている。
【００３５】
これにより、輻射される不要な電磁波をループパターンＬＰ５の共振回路で共振させ、このとき発生する共振電流を抵抗７２で熱エネルギーに変換させることができる。
【００３６】
また、例えば図４に示すように、ループパターンＬＰ６には、複数のループ長を有するループパターンを重ねることで、複数種類の周波数の電磁波を吸収させるように構成してもよい。
【００３７】
［第４の実施の形態］
次に、本発明に係る第４の実施の形態について、図５を参照しながら説明する。なお、この実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
この第４の実施の形態の部品実装基板４０が第１の実施の形態の部品実装基板１０と異なるのは、ループパターンＬＰ７の回路の一部に、第１基板Ａ及び第２基板Ｂを貫通する層間スルーホール７１４の内周面に形成しためっき層７１４Ａを用いている点である。
【００３８】
ループパターンＬＰ７は、第２パターン層２に設けた内部パターン配線から発生する不要な電磁波（電波）を吸収させるようになっており、この電磁波の輻射方向と鎖交する方向にループ回路を設けてある。
【００３９】
［第５の実施の形態］
次に、本発明に係る第５の実施の形態について、図６を参照しながら説明する。なお、この実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
この第４の実施の形態の部品実装基板５０が第１の実施の形態の部品実装基板１０と異なるのは、ループパターンＬＰ８の回路の一部に、第１基板Ａ及び第２基板Ｂを貫通する層間スルーホール７１５と第３基板Ｃ及び第４基板Ｄを貫通する層間スルーホール７１６との各内周面にそれぞれ形成しためっき層７１５Ａ、７１６Ａを用いている点である。
また、このループパターンＬＰ８では、ループアンテナ（コイル）７１部分は、外部パターン７１１及びめっき層７１５Ａ、７１６Ａ以外の部分が、内部基板Ｂ及び内部基板Ｄの面上に形成された内部パターン７１７、７１８で構成されている。
【００４０】
ループパターンＬＰ８は、第２パターン層２及び第４パターン層４にそれぞれ設けた内部パターン配線２、４から発生する不要な電磁波（電波）を吸収させるようになっており、この電磁波の輻射方向と鎖交する方向に設けてある。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明では、パターン配線を介して各種の電子部品を実装した部品実装基板であって、パターン配線を設けた配線層内に、両端を抵抗で閉じた回路を構成するループパターンを設けることにより、基板上や基板間で使われていないデッドスペースを利用して、簡単な構造にて不要輻射を効率よく抑えることができる、という効果を有する部品実装基板を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る部品実装基板の破断平面図である。
【図２】図１に示された本発明の第１の実施の形態に係る部品実装基板のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る部品実装基板の各種ループパターンの設置態様を示す平面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る部品実装基板を示す平面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る部品実装基板を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る部品実装基板を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１　　　　外側パターン層
２　　　　内側パターン層
３　　　　グランド層
４　　　　電源層
５　　　　内側パターン層
６　　　　外側パターン層
８　　　　貫通スルーホール
１０〜５０
部品実装基板
Ａ〜Ｅ　　第１基板〜第５基板
ＬＰ１〜ＬＰ８
ループパターン
７１　　　ループアンテナ（コイル）
７１１　　パターン
７１１Ａ　ランド
７１２　　貫通スルーホール
７１２Ａ　めっき層
７１３Ａ　ランド
７１３　　パターン
７２　　　抵抗
７３　　　コンデンサ
７１４　　層間スルーホール
７１４Ａ　めっき層
７１５　　層間スルーホール
７１６　　層間スルーホール
７１５Ａ　めっき層
７１６Ａ　めっき層
７１７　　内部パターン
７１８　　内部パターン

Claims

複数の基板と、複数の電子部品とを有する部品実装基板であって、
表面上または前記複数の基板間に、両端を抵抗で閉じたループ回路を設けたことを特徴とする部品実装基板。
前記ループ回路は、貫通スルーホールを有することを特徴とする請求項１に記載の部品実装基板。
前記ループ回路は、層間スルーホールを有することを特徴とする請求項１に記載の部品実装基板。
前記ループ回路は、前記複数の基板の少なくとも一つの基板の面上に設けたことを特徴とする請求項１に記載の部品実装基板。
前記抵抗には、表面搭載型を用いたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の部品実装基板。
前記ループ回路は、コンデンサを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の部品実装基板。
前記コンデンサには、表面搭載型を用いたことを特徴とする請求項６に記載の部品実装基板。