JP2008258371A

JP2008258371A - 電子機器

Info

Publication number: JP2008258371A
Application number: JP2007098398A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamada; 隆山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2027-04-04
Also published as: JP5142573B2

Abstract

【課題】電子回路基板と金属板が相対して面する構造において、金属板に印加された静電気などのノイズによる集積回路素子の誤動作の発生を防ぐことができる電子機器を提供することを課題とする。
【解決手段】ＣＰＵ１０６が搭載されたプリント基板１０５と、プリント基板１０５に相対して面する基板保持板金１０８とを有し、基板保持板金１０８は、ＣＰＵ１０６に相対する位置に板金開口部１０９を形成することを特徴とする電子機器。
【選択図】図１

Description

本発明は電子機器に関するものである。特に、ＩＣ、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ等の集積回路素子を実装したプリント基板と、そのプリント基板に面する金属板を有する電子機器に関するものであり、特に金属板に静電気、あるいは高電圧のノイズが印加される状況にある構造に関するものである。

従来のプリント基板に面する金属板としては、プリント基板から発する電磁波ノイズおよび外来の電磁波ノイズを遮蔽する目的として、プリント基板を金属板で覆い囲うように配置しているものがある（例えば、特許文献１参照）。また金属板を回路素子の放熱板に利用したり（例えば、特許文献２参照）、プリント基板の固定に使われている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００１−２９１９８６号公報特開平１１−１４５６５６号公報特開２００６−１３３６５０号公報

しかしながら、上記従来例では電磁波シールド（遮蔽）には効果があるものの、以下のような問題があった。

（１）機器外部接続用コネクタのシールド用金属枠（シェル）等をシャーシにアースするため、プリント基板に相対して面する金属板にコネクタの金属枠を電気的に接続する。このときに、静電気ノイズがコネクタの金属シェルに印加した場合、基板に面する金属板の電位が急激に変動し、その影響として金属板と静電結合した集積回路素子内部が誤動作を引き起こすことがある。

（２）機器外部に面した金属板に静電気が印加した場合、（１）と同様に金属板と静電結合した集積回路素子内部が誤動作を引き起こすことがある。

本発明は、以上の点に着目して成されたものであり、金属板に印加された静電気などのノイズによる集積回路素子の誤動作の発生を防ぐことができる電子機器を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の電子機器は、以下の構成を備える。

（１）集積回路素子が搭載された電子回路基板と、前記電子回路基板に相対して面する金属板と、を有し、前記金属板は、前記集積回路素子に相対する位置に開口部を形成することを特徴とする電子機器。

本発明によれば、集積回路素子の形状に応じた開口部を設けることにより金属板と集積回路素子が静電結合することがなく、金属板に印加された静電気などのノイズによる集積回路素子の誤動作の発生を防ぐことができる。また、金属板と集積回路素子の内部半導体との静電結合力が弱まることで金属板に印加された静電気などのノイズによる集積回路素子の誤動作の発生を防ぐことができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１ないし図３は本実施例を説明するための図である。図１は本実施例に係るプリント基板取り付け部分の分解斜視図である。図２は本実施例に係るプリント基板の要部説明図である。図３は本実施例に係るプリント基板と基板保持板金との位置関係を説明する斜視図である。図１において、１０１は電子写真プリンタ（電子機器）、１０２は駆動ギア、１０３は外装カバー（外装部材）、１０４はＵＳＢコネクタ穴、１０５はプリント基板（電子回路基板）、１０６はＣＰＵ（集積回路素子）である。また、１０７はＵＳＢコネクタ（接続手段）、１０８は基板保持板金（金属板）、１０９は板金開口部（開口部）、１１０はビスである。図２において、２０１は基板ビス穴、２０２はＵＳＢコネクタ１０７の金属シェルの半田付け部、２０３はＵＳＢコネクタ１０７の金属シェルをフレームグランド（ＦＧ）である基板保持板金１０８に接続するためのＦＧパターン、２０４は信号パターンである。

ここで１０１は電子写真プリンタであり、不図示の電子写真エンジン部を持ち、機構の一部が駆動ギア１０２である。駆動ギア１０２およびプリント基板１０５は基板保持板金１０８を介しビス１１０により固定される。これら部材を固定し外装カバー１０３にて覆うことで製品となる。プリント基板１０５にはＵＳＢコネクタ１０７とＣＰＵ１０６が搭載されており、パーソナルコンピュータ（以下、パソコン）との通信のインタフェースを構成している。プリント基板１０５は不図示の配線により不図示のエンジン制御回路に接続される。ＵＳＢコネクタ１０７はシールドカバーである金属シェル（遮蔽のための金属枠）で覆われており、この金属シェルは金属シェル半田付け部２０２にてプリント基板１０５のＦＧパターン２０３に半田付けされている。このＦＧパターン２０３は基板ビス穴２０１まで延びており、ビス１１０を用いることで基板保持板金１０８と電気的接続がなされている。基板保持板金１０８は板金でできた電子写真プリンタ１０１にビス１１０にて固定されることで、電子写真プリンタ１０１と電気的接続がなされる。よってＵＳＢコネクタ１０７の金属シェルは電子写真プリンタ１０１のＦＧに電気的に接続されている。ＵＳＢコネクタ１０７の信号線は信号線パターン２０４によりＣＰＵ１０６に接続されている。図２ではこれら以外の配線および部品は省略している。

基板保持板金１０８には板金開口部１０９がある。これは図３に破線で示すとおり、ＣＰＵ１０６の外形と略同寸法、略同形状の大きさ（外形形状）、プリント基板１０５上面視にて略同一位置である。なお、板金開口部１０９は、ＣＰＵ１０６より大きい略相似の形状であってもよい。つまり、以下に説明するＣＰＵ１０６と基板保持板金との静電結合をなくすには、板金開口部１０９の形状がＣＰＵ１０６の外形形状以上の大きさであれば良い。

基板保持板金１０８はプリント基板１０５を保持すると共に、駆動ギア１０２を避けて電子写真プリンタ１０１に固定する機能を持っており、同時に前述のＵＳＢコネクタ１０７の金属シェルのＦＧ配線の機能も有している。ここで、ＵＳＢコネクタ１０７に利用者の人体に帯電した静電気が印加された場合、ＦＧパターン２０３、基板保持板金１０８を通って電子写真プリンタ１０１へ放電経路が形成される。このとき、基板保持板金１０８は静電気のエネルギーにより一気に電流が流れることで全体の電位が急激に変化する。このとき板金開口部１０９が無い場合、ＣＰＵ１０６は基板保持板金１０８と静電結合しＣＰＵ１０６の誤動作を引き起こすことがある。しかし本発明の板金開口部１０９によりＣＰＵ１０６と基板保持板金１０８の静電結合が無くなり、静電気による誤動作は起こらない。

また、電子写真プリンタ１０１の外装の一部は板金により形成されている。この状態で電子写真プリンタ１０１の外装板金に静電気が印加された時、場合によっては基板保持板金１０８の電位が急激に変化する可能性がある。この場合にも本発明により板金開口部１０９を設けることでＣＰＵ１０６は静電気の影響を受けることはない。

本実施例ではＣＰＵ１０６のパッケージをＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）として示した。この他にもＳＯＰ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）、ＤＩＰ（ＤｕａｌＩｎｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）等いかなるパッケージにも適応できるものである。

図４ないし図６は本実施例を説明するための図であり、実施例１と異なる部分について説明する。図４は本実施例に係るプリント基板と基板保持板金との位置関係を説明する図である。図５は本実施例に係るＣＰＵを説明する図である。図６は本実施例に係る板金開口部の形状を説明する図で、（ａ）は丸形開口部の場合を示す図、（ｂ）は楕円形開口部の場合を示す図、（ｃ）は多角形開口部の場合を示す図である。また、図６（ｄ）は切り込み開口部の場合を示す図、（ｅ）はスリット開口部の場合を示す図、（ｆ）はメッシュ開口部の場合を示す図である。図４において４０１は小さい板金開口部である。図５において５０１はＣＰＵ１０６内部の半導体チップ（内部半導体）、５０２はＣＰＵ１０６のリードフレームである。ＣＰＵ１０６はリードフレーム５０２から不図示の金あるいはアルミのワイヤにより半導体チップ５０１に電気的接続がなされている。

図４に示すように、基板保持板金１０８の板金開口部４０１を半導体チップ５０１の大きさにすることで、静電気による誤動作を起こさせず、かつ板金開口部４０１を最小にすることができる。

また、図６に板金開口部４０１の部分を模式化して示すように、板金開口部については半導体チップ５０１（図中、破線で示す）の大きさと同じか大きければ次のようなものでもよい。すなわち、丸形開口部６０１（図６（ａ））、楕円形開口部６０２（図６（ｂ））、多角形開口部６０３（図６（ｃ））、切り込み開口部６０４（図６（ｄ））でも良い。また、スリット開口部６０５（図６（ｅ））、メッシュ開口部６０６（図６（ｆ））等のように小さな開口部を複数有するものでも良い。

本実施例においても、板金開口部４０１、６０１〜６０６によりＣＰＵ１０６の半導体チップ５０１と基板保持板金１０８の静電結合が無くなり、静電気による誤動作の発生を防ぐことができる。

図７ないし図８は本実施例を説明するための図であり実施例１と異なる部分について説明する。図７は本実施例に係るＵＳＢコネクタとＣＰＵが同一面に搭載されたプリント基板の取り付けを説明する垂直断面図である。図８は本実施例に係るプリント基板と基板保持板金との位置関係を説明する垂直断面図である。図７において７０１はＵＳＢコネクタ１０７の面にＣＰＵ１０６を搭載するプリント基板である。また図８において８０１は基板保持板金１０８とは逆に、外装カバー１０３側からプリント基板１０５を保持する基板保持板金である。基板保持板金８０１では、さらに電子写真プリンタ１０１に組み付ける足８０２の部分が広くなりＵＳＢコネクタ１０７の先端部分が突出するように穴８０３が開いている。足８０２は穴８０３によりＵＳＢコネクタ穴１０４とＵＳＢコネクタ１０７の隙間を埋めることでＵＳＢコネクタ１０７のカバーとしての機能を持たせている。

図７のようにＣＰＵ１０６と板金開口部１０９の位置関係はプリント基板７０１の裏、および表のいずれでも良い。また図８のようにプリント基板１０５と基板保持板金８０１の位置関係は外装カバー１０３に対して、どちらが対面していても構わない。さらに基板保持板金１０８は実施例１のように装置内部の板金であっても、本実施例の基板保持板金８０１のように外装カバー１０３の一部となっても構わない。

本実施例においても、板金開口部１０９によりＣＰＵ１０６と基板保持板金８０１の静電結合が無くなり、静電気による誤動作の発生を防ぐことができる。

なお、実施例１ないし実施例３においては、半導体集積回路素子をＣＰＵ１０６としたが、これはＡＳＩＣ、ＬＳＩなど半導体の種類、分野を問わず本発明を適応することが可能である。

本発明の実施例１に係るプリント基板取り付け部分の分解斜視図である。本発明の実施例１に係るプリント基板の要部説明図である。本発明の実施例１に係るプリント基板と基板保持板金との位置関係を説明する斜視図である。本発明の実施例２に係るプリント基板と基板保持板金との位置関係を説明する図である。本発明の実施例２に係るＣＰＵを説明する図である。本発明の実施例２に係る板金開口部の形状を説明する図で、（ａ）は丸形開口部の場合を示す図、（ｂ）は楕円形開口部の場合を示す図、（ｃ）は多角形開口部の場合を示す図、（ｄ）は切り込み開口部の場合を示す図、（ｅ）はスリット開口部の場合を示す図、（ｆ）はメッシュ開口部の場合を示す図である。本発明の実施例３に係るＵＳＢコネクタとＣＰＵが同一面に搭載されたプリント基板の取り付けを説明する垂直断面図である。本発明の実施例３に係るプリント基板と基板保持板金との位置関係を説明する垂直断面図である。

符号の説明

１０１電子写真プリンタ（電子機器）
１０５プリント基板（電子回路基板）
１０６ＣＰＵ（集積回路素子）
１０７ＵＳＢコネクタ（接続手段）
１０８基板保持板金（金属板）
１０９板金開口部（開口部）
２０３ＦＧパターン
４０１小さい板金開口部
５０１半導体チップ（内部半導体）

Claims

集積回路素子が搭載された電子回路基板と、
前記電子回路基板に相対して面する金属板と、を有し、
前記金属板は、前記集積回路素子に相対する位置に開口部を形成することを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
前記開口部の形状は、前記集積回路素子の外形形状以上の大きさであることを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
前記開口部は、少なくとも前記集積回路素子の内部半導体の大きさに比べて大きいことを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
前記開口部を複数有することを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
前記電子回路基板は、遮蔽のための金属枠を有し外部装置と通信する接続手段を備え、
前記金属板は、前記接続手段の前記金属枠に接続されることを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
前記電子回路基板及び前記金属板を覆う外装部材を有し、
前記金属板は、前記外装部材の一部をなすことを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
前記金属板は、フレームグランドに接続されることを特徴とする電子機器。