JP2010109248A - Circuit board and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回路基板および電子機器に関し、特に、空間を伝わる静電気に対するノイズ耐量を向上させる構造に関する。 The present invention relates to a circuit board and an electronic device, and more particularly to a structure that improves noise immunity against static electricity transmitted through a space.
FA(Factory Automation)に用いられるプログラマブルコントローラなどの電子機器では、その内部に搭載された電子部品の温度上昇を抑制するために、筐体の内部を空冷することが一般的に行われている。ここで、筐体の内部を効率よく空冷できるようにするため、外部の空気と内部の空気を入れ替えるための開口部が筐体に形成される。このため、この開口部を介して静電気が筐体の内部に侵入し、その内部に搭載された電子部品の誤動作や故障などの問題を引き起こすことがある。 In an electronic device such as a programmable controller used for FA (Factory Automation), in order to suppress an increase in temperature of an electronic component mounted therein, the inside of the housing is generally air-cooled. Here, in order to efficiently cool the inside of the housing, an opening for exchanging external air and internal air is formed in the housing. For this reason, static electricity may enter the inside of the housing through the opening, and may cause problems such as malfunction or failure of electronic components mounted inside the case.
このような問題に対する対策として、開口部から遠ざけて電子部品を配置する方法、電子部品と開口部との間にシールド板を配置する方法、空冷用の開口部を筐体に設けないようにする方法などが用いられている。 As countermeasures against such problems, a method of arranging electronic components away from the opening, a method of arranging a shield plate between the electronic component and the opening, and avoiding providing an opening for air cooling in the housing Methods are used.
また、特許文献1には、プリント基板と近接する操作キーに印加された静電気を基準電位パターンに誘導させるための配線パターンを操作部と表示部の間に露呈されてプリント基板に形成する方法が開示されている。 Further, Patent Document 1 discloses a method of forming a wiring pattern for inducing static electricity applied to an operation key adjacent to a printed circuit board to a reference potential pattern between the operation unit and the display unit so as to be formed on the printed circuit board. It is disclosed.
しかしながら、開口部から遠ざけて電子部品を配置する方法では、筐体面と電子部品との間隔を広げる必要があることから、電子機器の大型化を招くという問題があった。 However, in the method of disposing electronic components away from the opening, it is necessary to widen the distance between the housing surface and the electronic components, so that there is a problem that the electronic device is increased in size.
また、電子部品と開口部との間にシールド板を配置する方法では、シールド板が高価であることから、電子機器の高価格化を招くという問題があった。 Further, in the method of arranging the shield plate between the electronic component and the opening, there is a problem that the price of the electronic device is increased because the shield plate is expensive.
また、空冷用の開口部を筐体に設けないようにする方法では、筐体の内部の電子部品の冷却効率が悪化することから、その内部に搭載された電子部品の誤動作や故障などを招く恐れがあるという問題があった。 In addition, in the method in which the opening for air cooling is not provided in the housing, the cooling efficiency of the electronic components inside the housing is deteriorated, which causes malfunction or failure of the electronic components mounted inside the housing. There was a problem of fear.
また、特許文献1に開示された方法では、グランドパターンに侵入した静電気ノイズが信号ライン用パターンに改めて侵入し、電子部品の誤動作や故障などを招く恐れがあるという問題があった。 In addition, the method disclosed in Patent Document 1 has a problem that electrostatic noise that has entered the ground pattern may enter the signal line pattern again, resulting in malfunction or failure of the electronic component.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路基板が搭載された電子機器の大型化および高価格化を抑制しつつ、空間に放電された静電気に対するノイズ耐量を向上させることが可能な回路基板および電子機器を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to improve noise immunity against static electricity discharged into a space while suppressing an increase in size and price of an electronic device on which a circuit board is mounted. An object is to obtain a simple circuit board and electronic equipment.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の回路基板は、静電気から保護される電子部品に接続される第1の導体パターンと、前記第1の導体パターンと分離され、表面が露出された第2の導体パターンと、前記第2の導体パターンの一端に接続され、安定した電位に接続される第3の導体パターンとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a circuit board according to the present invention includes a first conductor pattern connected to an electronic component to be protected from static electricity, and a surface separated from the first conductor pattern. And a third conductor pattern connected to one end of the second conductor pattern and connected to a stable potential.
この発明によれば、回路基板が搭載された電子機器の大型化および高価格化を抑制しつつ、空間に放電された静電気に対する回路基板のノイズ耐量を向上させることが可能という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to improve the noise immunity of the circuit board against static electricity discharged into the space while suppressing the increase in size and cost of the electronic device on which the circuit board is mounted.
以下に、本発明に係る回路基板の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a circuit board according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明に係る回路基板が搭載された電子機器の実施の形態1の概略構成を示す斜視図、図2−1は、図1の回路基板の概略構成を示す平面図、図2−2は、図2−1のA−A´線で切断した断面図である。図1において、筐体11の上下面には、内部を換気するための開口部12a、12bがそれぞれ設けられている。そして、筐体11には、電子部品が実装された回路基板13が収容されている。なお、筐体11に搭載された回路基板13は、例えば、CPUユニット、通信用ユニット、温度調節ユニット、位置決めユニット、データ入出力ユニットまたはAD変換ユニットなどの電子機器に用いることができ、このようないくつかのユニットを組み合わせることで産業用のプログラマブルコントローラを構成することができる。
Embodiment 1 FIG.
1 is a perspective view showing a schematic configuration of Embodiment 1 of an electronic device on which a circuit board according to the present invention is mounted, FIG. 2-1 is a plan view showing a schematic configuration of the circuit board of FIG. -2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. 2-1. In FIG. 1,
ここで、回路基板13には、導体パターン14a〜14dが形成されている。なお、導体パターン14a〜14dの材料としては、Cuなどの金属を用いることができる。そして、導体パターン14dには、静電気から保護される電子部品を接続することができる。また、導体パターン14a、14bは、大気中に放電された静電気を捕捉させるために用いることができ、表面が露出された状態で導体パターン14dと分離されるように配置する。また、導体パターン14cは、導体パターン14a、14bの一端に接続され、シグナルグランドまたはフレームグランドなどの安定した電位17に接続する。なお、導体パターン14a、14bは、回路基板13の外周に沿って配置することが好ましく、例えば、導体パターン14aは、回路基板13の上辺に沿って配置し、導体パターン14bは、回路基板13の下辺に沿って配置する。
Here,
そして、回路基板13を筐体11に収容する場合、導体パターン14aが開口部12aと隣り合うように配置し、導体パターン14bが開口部12bと隣り合うように配置する。
And when accommodating the
また、図2−1および図2−2に示すように、回路基板13上には、導体パターン14a、14bの表面が露出するようにして導体パターン14c、14dを覆うソルダレジスト15が形成されるとともに、導体パターン14a、14b上には、ハンダ層16が形成されている。
Further, as shown in FIGS. 2-1 and 2-2, a
そして、図1の開口部12a、12bを介して静電気eが筐体11内に侵入すると、静電気eは導体パターン14a、14bにて捕捉される。そして、筐体11内に侵入した静電気eが導体パターン14a、14bを介して導体パターン14cに流れることで、電子部品が接続された導体パターン14dに静電気eが流れるのを防止することができる。
Then, when static electricity e enters the
この結果、電子部品が接続された導体パターン14dに静電気eが流れるのを防止するために、静電気から保護される電子部品を開口部12a、12bから遠ざけて配置したり、電子部品と開口部12a、12bとの間にシールド板を配置したり、開口部12a、12bを塞いだりする必要がなくなり、回路基板13が搭載された電子機器の大型化および高価格化を抑制しつつ、回路基板13に実装された電子部品が誤動作したり、故障したりするのを防止することが可能となるとともに、筐体11の内部を効率よく空冷することができる。
As a result, in order to prevent static electricity e from flowing through the
また、導体パターン14a、14bがソルダレジスト15にて覆われないようにすることで、大気中に放電された静電気を導体パターン14a、14bにて受け易くすることが可能となり、筐体11内に侵入した静電気eを導体パターン14dに効率よく逃がすことができる。
Further, by preventing the
また、導体パターン14a、14b上にハンダ層16を形成することで、導体パターン14a、14bをソルダレジスト15から露出させた場合においても、製造工程の増大を招くことなく、導体パターン14a、14bの化学的安定性を向上させることができる。
Further, by forming the
実施の形態2.
図3は、本発明に係る回路基板の実施の形態2の概略構成を示す平面図である。図3において、回路基板23には、導体パターン24a〜24dが形成されている。そして、導体パターン24dには、静電気から保護される電子部品を接続することができる。また、導体パターン24a、24bは、大気中に放電された静電気を捕捉させるために用いることができ、表面が露出された状態で導体パターン24dと分離されるように配置する。また、導体パターン24cは、導体パターン24a、24bの一端および他端に接続され、シグナルグランドまたはフレームグランドなどの安定した電位に接続する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the circuit board according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3,
なお、導体パターン24a、24bは、回路基板23の外周に沿って配置することが好ましく、例えば、導体パターン24aは、回路基板23の上辺に沿って配置し、導体パターン24bは、回路基板23の下辺に沿って配置することができる。また、導体パターン24cは、導体パターン24a、24bの一端および他端に導体パターン24cを接続する場合、導体パターン24a、24bから導体パターン24cに至る電流経路上には、導体パターン24dを配置しないようにすることが好ましい。
The
ここで、導体パターン24a、24bの一端および他端に導体パターン24cを接続することにより、導体パターン24a、24bを回路基板23の辺に沿ってそれぞれ配置した場合においても、導体パターン24a、24bがアンテナとして働くのを防止することができ、放射電界ノイズを低減することができる。
Here, even when the
実施の形態3.
図4−1は、本発明に係る回路基板の実施の形態3の各層の概略構成を示す斜視図、図4−2は、図4−1のC−C´線で切断した断面図である。図4において、回路基板33には、配線層33a〜33cが設けられ、配線層33aは回路基板33の表層に配置され、配線層33bは回路基板33の内層に配置され、配線層33aは回路基板33の裏面に配置されている。そして、配線層33aには、導体パターン34a〜34dが形成され、配線層33bには、導体パターン34eが形成されている。なお、配線層33cは配線層33aと同様の構成をとることができる。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4-1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of each layer of Embodiment 3 of the circuit board according to the present invention, and FIG. 4-2 is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG. 4-1. . In FIG. 4, the
ここで、導体パターン34c、34dには、静電気から保護される電子部品を接続することができる。また、導体パターン34a、34bは、大気中に放電された静電気を捕捉させるために用いることができ、表面が露出された状態で導体パターン34c、34dと分離されるように配置する。また、導体パターン34eは、シグナルグランドまたはフレームグランドなどの安定した電位に接続する。なお、導体パターン34a、34bは、回路基板33の外周に沿って配置することが好ましく、例えば、導体パターン34aは、回路基板33の上辺に沿って配置し、導体パターン34bは、回路基板33の下辺に沿って配置することができる。
Here, electronic components that are protected from static electricity can be connected to the
そして、導体パターン34aは、スルーホール36aを介して導体パターン34eに接続され、導体パターン34bは、スルーホール36bを介して導体パターン34eに接続されている。なお、スルーホール36aは、導体パターン34aに複数設けることができ、スルーホール36bは、導体パターン34bに複数設けることができる。
The
ここで、スルーホール36a、36bをそれぞれ介して導体パターン34a、34bを導体パターン34eに接続することにより、導体パターン34a、34bを回路基板33の辺に沿ってそれぞれ配置した場合においても、導体パターン34eまでの電気抵抗を下げることができ、静電気によるノイズ耐量を向上させることができる。
Here, even when the
なお、導体パターン34a、34bにて受け取られた静電気が内層に速やかに到達するようにするため、スルーホール36a、36bは回路基板33の外周の近傍に配置することが好ましい。
The through
実施の形態4.
図5−1は、本発明に係る回路基板の実施の形態4の概略構成を示す平面図、図5−2は、図5−1のB−B´線で切断した断面図である。図5−1および図5−2において、回路基板43上には、導体パターン44c、44dが形成されるとともに、回路基板43の側壁面には、導体パターン44a、44bが形成されている。なお、導体パターン44a、44bが形成される回路基板43の側壁面は、回路基板43の辺に沿うように形成されたスルーホールの分割面を用いるようにしてもよい。この場合、導体パターン44a、44bとしては、スルーホールに埋め込まれた導電層を用いるようにしてもよい。また、導体パターン44a〜44dの材料としては、Cuなどの金属を用いることができる。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5-1 is a plan view showing a schematic configuration of a circuit board according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 5-2 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 5A and 5B,
そして、導体パターン44dには、静電気から保護される電子部品を接続することができる。また、導体パターン44a、44bは、大気中に放電された静電気を捕捉させるために用いることができ、表面が露出された状態で導体パターン44dと分離されるように配置する。また、導体パターン44cは、導体パターン44a、44bの一端に接続され、シグナルグランドまたはフレームグランドなどの安定した電位に接続する。なお、導体パターン44aは、回路基板43の上端に沿って配置し、導体パターン44bは、回路基板43の下端に沿って配置することができる。
An electronic component that is protected from static electricity can be connected to the
また、図5−2に示すように、回路基板43上には、導体パターン44a、44bの表面が露出するようにして導体パターン44c、44dを覆うソルダレジスト45が形成されている。なお、導体パターン44a、44b上には、ハンダ層を形成するようにしてもよい。
As shown in FIG. 5B, a solder resist 45 is formed on the
ここで、大気中に放電された静電気を捕捉させる導体パターン44a、44bを回路基板43の側壁面に形成することにより、図1の筐体11に回路基板43を搭載した場合においても、導体パターン44a、44bを開口部12a、12bにそれぞれ対向させることができ、開口部12a、12を介して侵入した静電気を効率よく捕捉させることが可能となるとともに、導体パターン44a、44bを形成するための領域を回路基板43上に確保する必要がなくなり、回路基板43上での電子部品の実装密度を向上させることができる。
Here, even when the
なお、上述した実施の形態4では、導体パターン44a、44bの一端に導体パターン44cを接続する方法について説明したが、図3に示したように、導体パターン44a、44bがアンテナとして働くのを防止するために、導体パターン44a、44bの一端および他端に導体パターン44cを接続するようにしてもよい。
In the fourth embodiment described above, the method of connecting the
また、上述した実施の形態4では、安定した電位に接続される導体パターン44cを回路基板43の表層に形成する方法について説明したが、図4に示したように、安定した電位に接続される導体パターン44cを回路基板43の内層に形成するようにしてもよい。
In the above-described fourth embodiment, the method of forming the
以上のように本発明に係る回路基板は、大気中に放電された静電気を捕捉させるために、回路基板に形成された導体パターンを用いることができ、空間を介して侵入した静電気によるノイズ耐量を向上させる方法に適している。 As described above, the circuit board according to the present invention can use a conductor pattern formed on the circuit board in order to capture static electricity discharged into the atmosphere, and can withstand noise caused by static electricity that has entered through the space. Suitable for improving method.
11 筐体
12a、12b 開口部
13、23、33、43 回路基板
14a〜14d、24a〜24d、34a〜34e、44a〜44d 導体パターン
15、25、35、45 ソルダレジスト
16 ハンダ層
17 安定した電位
33a、33b 配線層
36a、36b スルーホール
46a、46b 側壁面
11
Claims (9)
前記第1の導体パターンと分離され、表面が露出された第2の導体パターンと、
前記第2の導体パターンの一端に接続され、安定した電位に接続される第3の導体パターンとを備えることを特徴とする回路基板。 A first conductor pattern connected to an electronic component protected from static electricity;
A second conductor pattern separated from the first conductor pattern and exposed on the surface;
A circuit board comprising: a third conductor pattern connected to one end of the second conductor pattern and connected to a stable potential.
前記第2の導体パターンが前記開口部と隣り合うようにして、前記筐体内に収容された請求項1から8のいずれか1項に記載の回路基板とを備えることを特徴とする電子機器。 A housing provided with an opening for ventilating the interior;
9. An electronic apparatus comprising: the circuit board according to claim 1, wherein the circuit board is housed in the housing such that the second conductor pattern is adjacent to the opening.
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