JP2009100140A - シールド方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、シールド方法及び電子機器に関し、例えば地上波ディジタル放送のテレビジョンチューナに適用して、装置が小型化、薄型化した場合でも、十分にシールドすることができ、シールド板の金型作成を不要とすることができるようにする。
【解決手段】本発明は、受動素子のチップ部品によるシールド用チップ部品１３の両端電極を高周波的に接地して配線基板１１に設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シールド方法及び電子機器に関し、例えば地上波ディジタル放送のテレビジョンチューナーに適用することができる。本発明は、受動素子のチップ部品によるシールド用チップ部品の両端電極を高周波的に接地して配線基板に設けることにより、装置が小型化、薄型化した場合でも、十分にシールドすることができ、シールド板の金型作成を不要とすることを目的とするものである。

従来、テレビジョンチューナー、無線通信によるデータ通信装置等の高周波機器では、回路間における高周波信号の混入を金属板材等によるシールド板により防止し、所望の特性を確保している。このようなテレビジョンチューナーに関して、特開平７−３８８２７号公報には、シールドの工夫が提案されている。

近年、テレビジョンチューナー等の高周波機器では、コンピュータのカードスロットに挿入して使用するものが提供されており、このような高周波機器では、小型化、薄型化することが求められている。

ところで従来のシールド板によるシールド方法では、装置が小型化、薄型化すると、曲げ工等によりシールド板自体、作成することが困難になる。その結果、シールド板を配置できなくなり、十分にシールドすることが困難になる問題がある。また従来のシールド板によるシールド方法では、金型作成等の費用が必要になる問題もある。
特開平７−３８８２７号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、装置が小型化、薄型化した場合でも、十分にシールドすることができ、シールド板の金型作成を不要とすることができるシールド方法及び電子機器を提案しようとするものである。

上記の課題を解決するため請求項１の発明は、ノイズ発生源とシールド対象との間の配線基板上に、両端電極を高周波的に接地して、受動素子のチップ部品によるシールド用チップ部品を配置することにより、前記シールド用チップ部品で前記ノイズ発生源で発生したノイズの前記シールド対象への混入を低減する。

また請求項２の発明は、配線基板に各種部品を実装した電子機器において、前記配線基板上におけるノイズ発生源とシールド対象との間に、両端電極を高周波的に接地して、受動素子のチップ部品によるシールド用チップ部品を配置することにより、前記シールド用チップ部品で前記ノイズ発生源で発生したノイズの前記シールド対象への混入を低減する。

請求項１又は請求項２の構成により、ノイズ発生源とシールド対象との間の前記配線基板上に、両端電極を高周波的に接地して、受動素子のチップ部品によるシールド用チップ部品を配置すれば、このシールド用チップ部品によりシールドの機能を確保することができる。従って装置が小型化、薄型化した場合でも、十分にシールドすることができ、シールド板の金型作成を不要とすることができる。

本発明によれば、装置が小型化、薄型化した場合でも、十分にシールドすることができ、シールド板の金型作成を不要とすることができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例１の高周波モジュールを示すブロック図である。この高周波モジュール１は、いわゆるワンセグチューナーの機器組み込み用のモジュールであり、携帯電話に組み込まれたり、コンピュータのカードスロットに挿入したりして使用される。

ここでこの高周波モジュール１において、ＲＦ回路２は、所望のテレビジョン放送波を受信し、このテレビジョン放送波のＩＦ信号を出力する。すなわちＲＦ回路２において、ハイパスフィルタ３及びローパスフィルタ４は、アンテナから入力される高周波信号ＲＦを順次帯域制限して出力する。増幅回路５は、ローパスフィルタ４から出力される高周波信号ＲＦを所定利得で増幅してＲＦＩＣ７に出力する。スイッチ回路６は、図示しない制御信号によりオン動作し、増幅回路５をバイパスさせてローパスフィルタ４から出力される高周波信号ＲＦをＲＦＩＣ７に出力する。

ＲＦＩＣ７は、増幅回路５から入力される高周波信号ＲＦ、又はスイッチ回路６を介して入力される高周波信号ＲＦから所望の放送波を選局してＩＦ信号に変換する。

ディジタル回路８は、復調ＩＣ９において、このＩＦ信号をアナログディジタル変換処理した後、ビデオデータ及びオーディオデータによるトランスポートストリームＴＳを復調して出力する。なおこの図２において、ＡＶＤＬ、ＡＶＤＨ、ＶＤＤＨは、それぞれ電源であり、ＲＥＧ１０はレギュレーターである。

図１は、この高周波モジュール１を示す平面図である。高周波モジュール１は、復調ＩＣ９等が多層の配線基板１１に実装して作成される。高周波モジュール１は、配線基板１１が略正方形形状により作成され、この図１において左上隅にアンテナからの高周波信号ＲＦを入力するランド１２が設けられる。また配線基板１１の上端に沿ってこの高周波信号ＲＦを順次処理するハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、増幅回路５、スイッチ回路６等が設けられ、中央より右寄りの部位にＲＦＩＣ７が設けられる。またこのＲＦＩＣ７の左側に復調ＩＣ９が設けられる。従って高周波モジュール１は、ＲＦ回路２の入力段に近接してディジタル回路８が配置され、その結果、ディジタル回路８で使用するクロックの高調波信号がＲＦ回路２で処理する高周波信号ＲＦに混入する恐れがある。すなわちこの場合、ディジタル回路８がノイズ源となり、このノイズ源からのノイズがＲＦ回路２に混入する恐れがある。

そこでこの高周波モジュール１は、ＲＦ回路２の入力段と復調ＩＣ９との間に、シールド用チップ部品１３が配置される。ここでシールド用チップ部品１３は、受動素子のチップ部品であり、この実施例では、抵抗値が０〔Ω〕のチップ抵抗が適用される。シールド用チップ部品１３は、両端電極がアースに接続され、これにより両端電極が高周波的に接地されて配線基板１１に配置される。なおこの場合、両端電極を個別にアースに接続してもよく、またこれに代えてシールド用チップ部品１３の下にシールド用チップ部品１３の両端電極を接続する配線パターンを設けるようにし、この配線パターンにより両端電極をアースに接続してもよい。

（２）実施例の動作
以上の構成において、この高周波モジュール１では（図２）、アンテナから入力される高周波信号ＲＦがハイパスフィルタ３、ローパスフィルタ４、増幅回路５により順次処理されてＲＦＩＣ７に入力され、ここで所望のテレビジョン放送波が選局されてＩＦ信号が復調される。またこのＩＦ信号が復調ＩＣ９で処理されてビデオデータ及びオーディオデータによるトランスポートストリームが復調される。

高周波モジュール１では（図１）、この復調ＩＣ９が、ＲＦ回路２の入力段に隣接して配置されることにより、この復調ＩＣ９で使用するクロックの高調波信号がＲＦ回路２の入力段で高周波信号ＲＦに混入し、所望の特性によりテレビジョン放送波を受信できなくなる恐れがある。

この場合、図３に示すように、これら復調ＩＣ９とＲＦ回路２の入力段との間に、シールド板１４を設け、クロックの高調波信号が高周波信号ＲＦに混入しないようにする方法も考えられるが、この方法の場合、シールド板１４を極めて小さく作成して配線基板１１に実装することが必要になり、実際上、シールド板１４を作成、配置することが困難になる。

そこでこの実施例では、図４に示すように、これら復調ＩＣ９とＲＦ回路２の入力段との間に、抵抗値が０〔Ω〕のチップ抵抗によるシールド用チップ部品１３が配置され（図１）、このシールド用チップ部品１３によりＲＦ回路２の入力段における高調波信号の混入が抑圧される。

ここでスペクトラムアナライザによる中間周波信号を観測したところ、シールド用チップ部品１３を実装しない場合、高調波信号の混入が−３５．３１〔ｄＢｍ〕であり、希望波／妨害のＤ／Ｕ比を１２．３５〔ｄＢ〕しか確保できないことが判った。これに対してシールド用チップ部品１３を実装すると、高調波信号の混入を−３７．５５〔ｄＢｍ〕とし、希望波／妨害のＤ／Ｕ比を１５．５５〔ｄＢ〕とすることが判った。これによりシールド用チップ部品１３を実装すると、混入する高調波信号の絶対値で約２〔ｄＢ〕、希望波との相対比較で約３〔ｄＢ〕、特性を改善できることが判った。

これによりこの高周波モジュール１では、装置が小型化、薄型化した場合でも、十分にシールドすることができ、シールド板の金型作成を不要とすることができる。

またチップ部品によりシールドすることにより、他の基板実装部品を実装する工程でこのシールド用チップ部品１３を実装することができ、シールド板を設ける場合に比して、実装工程を簡略化することができる。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、受動素子のチップ部品によるシールド用チップ部品の両端電極を高周波的に接地して配線基板に設けることにより、装置が小型化、薄型化した場合でも、十分にシールドすることができ、シールド板の金型作成を不要とすることができる。

またこのシールド用チップ部品に抵抗値が０〔Ω〕のチップ抵抗を適用することにより、具体的に、装置が小型化、薄型化した場合でも、十分にシールドすることができ、シールド板の金型作成を不要とすることができる。

この実施例では、抵抗値が０〔Ω〕のチップ抵抗に代えて、チップコンデンサをシールド用チップ部品に適用する。この実施例では、このシールド用チップ部品の構成が異なる点を除いて、実施例１と同一に構成される。

ここでこのチップコンデンサは、積層チップコンデンサであり、自己共振周波数がＲＦ回路２で処理する高周波信号ＲＦの周波数帯域である容量、サイズのものが適用される。ここで自己共振周波数は、チップコンデンサの容量が、チップコンデンサの有するインダクタンス成分と並列共振する周波数である。チップコンデンサは、自己共振周波数を中心とした一定の周波数帯域において、内部インピーダンスが低下する結果、当該周波数帯域における周囲の電磁界を吸収し、シールドとして機能することが判った。

ここで図５は、このシールドとしての機能を確認するために使用した試験用の治具を示す平面図である。この治具は、それぞれ入力側及び出力側コネクタに接続した入力側及び出力側配線パターンＬＩ及びＬＯを一定の距離だけ近接して平行に配置し、終端抵抗によりそれぞれ終端する。またこの近接して平行に配線パターンＬＩ及びＬＯを配置した部位の、これら配線パターンＬＩ及びＬＯの間に、シールド用チップ部品を配置した。

試験では、入力側コネクタを介して大信号の高周波信号（０〔ｄＢ〕）を入力するようにして、この高周波信号の周波数をスキャンさせ、出力側コネクタからの出力信号をスペクトラムアナライザで観察した。

ここでシールド用チップ部品を配置しない場合、周波数５００〔ＭＨｚ〕で１８．１８〔ｄＢ〕のアイソレーションを確保することができた。また抵抗値が０〔Ω〕のチップ抵抗をシールド用チップ部品に適用した場合、周波数５００〔ＭＨｚ〕で２４．１５〔ｄＢ〕のアイソレーションを確保することができた。なおこのチップ抵抗は、いわゆる１００５サイズである。また高さ１．５〔ｍｍ〕のシールド板を配置した場合、周波数５００〔ＭＨｚ〕で２６．１２〔ｄＢ〕のアイソレーションを確保することができた。

これに対してチップコンデンサをシールド用チップ部品に適用した場合、周波数５００〔ＭＨｚ〕で４６．４０〔ｄＢ〕のアイソレーションを確保することができ、シールド板等による場合に比して格段的に効率良く、シールドできることが判った。なおここでこの実験では、いわゆる１００５サイズの１００〔ｐＦ〕のチップコンデンサを適用した。

また図６は、ネットワークアナライザに上述した治具を接続して入出力の伝搬特性を測定した特性曲線図である。ここで符号Ｌ１は、シールド用チップ部品を配置しない場合の特性であり、符号Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、それぞれ上述したチップ抵抗、シールド板、チップコンデンサを配置した場合の特性である。

以上の構成によれば、チップ抵抗に代えて、チップコンデンサをシールド用チップ部品に適用することにより、一段とシールド効果を向上して実施例１と同様の効果を得ることができる。

この実施例では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの送受信モジュールに適用して、抵抗値が０〔Ω〕のチップ抵抗に代えて、チップインダクタをシールド用チップ部品に適用し、このシールド用チップ部品で例えば高周波回路をシールドする。

ここでチップインダクタにおいても、チップインダクタと同様に、周波数の上昇により自己共振周波数が発生し、シールドとして機能する。但し、自己共振周波数は、チップコンデンサに比して高いものとなる。これによりこの実施例においても、シールドとして機能させる周波数に応じて、インダクタの容量、サイズが設定される。

この実施例のように、チップ抵抗に代えて、チップインダクタをシールド用チップ部品に適用しても、実施例２と同様の効果を得ることができる。

なお上述の実施例においては、シールドする１つの部位に、シールド用チップ部品を１個配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、シールド用チップ部品を複数個配置してシールドの機能を高めるようにしてもよい。すなわち例えばシールド用チップ部品を一列に並べて配置することにより、この並び方向に一段と広範囲にシールドとして機能させることができる。また自己共振周波数が異なるチップコンデンサ、チップインダクタを並べて配置することにより、シールドとして機能させる周波数帯域を拡大させるようにしてもよい。

また上述の実施例においては、シールド用チップ部品の両端をアースに接続することにより、高周波的に接地する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、十分に接地の効果を確保することができる場合には、アースに代えて、シールド用チップ部品の両端又は一端を電源、各種固定電位に接続するようにしてもよい。

また上述の実施例においては、本発明をテレビジョンチューナー、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの送受信モジュールに適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ワイヤレスＬＡＮの送受信モジュール、携帯電話等の各種の機器に広く適用することができる。また高周波回路のみによる機器、ディジタル回路のみによる機器にも広く適用することができる。

本発明は、地上波ディジタル放送のテレビジョンチューナーに適用することができる。

本発明の実施例１の高周波モジュールの基板上のレイアウトを示す平面図である。 図１の高周波モジュールのブロック図である。 図１の高周波モジュールの断面図である。 シールド板を用いる場合に予測される断面図である。 治具の構成を示す平面図である。 本発明の実施例２に係るシールド用チップ部品の説明に供する特性曲線図である。

符号の説明

１……高周波モジュール、２……ＲＦ回路、７……ＲＦＩＣ、８……ディジタル回路、９……復調ＩＣ、１３……シールド用チップ部品

Claims (6)

1. ノイズ発生源とシールド対象との間の配線基板上に、両端電極を高周波的に接地して、受動素子のチップ部品によるシールド用チップ部品を配置することにより、
   前記シールド用チップ部品で前記ノイズ発生源で発生したノイズの前記シールド対象への混入を低減する
   ことを特徴とするシールド方法。
2. 配線基板に各種部品を実装した電子機器において、
   前記配線基板上におけるノイズ発生源とシールド対象との間に、両端電極を高周波的に接地して、受動素子のチップ部品によるシールド用チップ部品を配置することにより、
   前記シールド用チップ部品で前記ノイズ発生源で発生したノイズの前記シールド対象への混入を低減する
   ことを特徴とする電子機器。
3. 前記シールド用チップ部品の自己共振周波数が、前記ノイズの混入を抑圧する周波数帯域の周波数に設定された
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記シールド用チップ部品が、チップコンデンサである
   ことを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 前記シールド用チップ部品が、チップインダクタである
   ことを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
6. 前記シールド用チップ部品が、抵抗値が０〔Ω〕のチップ抵抗である
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
   

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