JP2010160575A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】メモリに起因するノイズを低減できる電子機器を提供することを課題とする。
【解決手段】ノートパソコン１は、支持板５４と、搭載されるメモリ３０Ｍに関する周辺回路を形成する部品が搭載される上面２２、及び前記支持板５４と共に上面２２を挟んで設けられたグランド層Ｇ、を有したプリント基板２０と、グランド層Ｇと支持板５４とを導通する複数の導通部材４０とを備え、上面２２上の部品が配置された搭載領域の少なくとも一部は、支持板５４と導通部材４０との接続箇所を結ぶ仮想線と重なっている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ノートパソコン、デスクトップパソコン、プリンタ等の電子機器に関する。

近年、情報技術装置であるデスクトップパソコン、ノートパソコン、プリンタ等に代表される電気・電子機器に関して、ＥＭＩ（ＥＭＩ：ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）対策を行うことが必須となってきている。また、ＥＭＣ（ＥＭＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）においては、各国で独自の規制が行われている。情報技術装置の製造業者は、その国のＥＭＩ規制に関する規格に適合しなければ、その国で製品を販売したり輸出したりすることはできない。ＥＭＩ規制に関する規格としては、例えば、日本ではＶＣＣＩ規約・規定類、米国ではＦＣＣ規則等があり、国際規格としては、国際無線障害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）が定めたＣＩＳＰＲ規格がある。各国は、このＣＩＳＰＲ規格にほぼ準拠した規格を制定しているため、ＣＩＳＰＲ規格に適合すれば、各国のＥＭＩ規制をほぼクリアできる。

このような状況を背景として、現在、電気・電子機器に対してはＥＭＩ対策（電磁波ノイズ対策）が行われている。このような電気・電子機器には、メモリ用のスロットを実装したプリント基板が用いられる場合がある。一般に、メモリに関連する配線パターンは高速な信号であり、電磁波ノイズのレベルが高いため、メモリに起因するＥＭＩ対策は、ＥＭＩ対策が困難なものの一つである。これを背景として、プリント基板には、例えば、２層のグランド層と、これら２層のグランド層の間に設けられた信号層および電源層を備えたものがある。２層のグランド層の間に設けられた信号層には、メモリ用の配線パターンが配線されたものがある。メモリの配線パターンが２層のグランド層に挟まれることによって、メモリに起因する電磁波ノイズはある程度抑制できる。

特願２００７−３１４７２８号

しかしながら、最近ではコスト低減を目的としてグランド層を１層しか備えていないプリント基板が使われる場合がある。グランド層を２層備えたプリント基板に対して、グランド層を１層しか備えていないプリント基板においては配線パターンをグランド層によって挟むことはできない。従って、グランド層を１層しか備えていないプリント基板においては、メモリに起因するノイズが増える恐れがある。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、メモリに起因するノイズが低減した電子機器を提供することを目的とする。

本明細書に開示の電子機器は、金属板と、搭載されるメモリに関する周辺回路を形成する部品が搭載される実装面、及び前記金属板と共に該実装面を挟んで設けられたグランド層、を有したプリント基板と、前記グランド層と前記金属板とを導通する複数の導通部とを備え、前記実装面上の部品が配置された搭載領域の少なくとも一部は、前記金属板と前記導通部との接続箇所を結ぶ仮想線と重なっている。

プリント基板のグランド層と金属板とが導通し、また、周辺回路は、プリント基板のグランド層と金属板とに挟まれる。これにより、周辺回路から放射される電磁ノイズを抑制できる。また、搭載領域の少なくとも一部は、金属板と導通部との接続箇所を結ぶ仮想線と重なるので、周辺回路から放射される電磁ノイズが抑制される。これにより、メモリに起因するノイズを抑制できる。

また、本明細書に開示の電子機器は、金属板と、メモリ用のスロットと、前記金属板と向かい合うと共に前記メモリに関する周辺回路を形成する部品が搭載された第１面、前記スロットが実装された第２面、及びグランド層、を有したプリント基板と、前記グランド層と前記金属板とを導通する複数の導通部とを備え、前記周辺回路を形成する部品の搭載領域の少なくとも一部は、前記金属板と前記複数の導通部との複数の接続箇所を結ぶ、複数の仮想線によって囲まれている。

メモリに起因するノイズが低減した電子機器を提供できる。

ノートパソコンの斜視図である。 本体部の下面側の説明図である。 本体部の内部構造の説明図である。 本体部の上面側の説明図である。 キーボードを取り外した状態での本体部の上面側の説明図である。 プリント基板の構造の説明図である。 変形例の説明図である。 接続箇所の位置及び接続数に応じたノイズの抑制効果の説明図である。 実験結果を示したグラフである。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、ノートパソコン１の斜視図である。ノートパソコン１は、本体部１０、表示部９０を含む。このノートパソコン１は電子機器の一種である。本体部１０、表示部９０は開閉可能に連結されている。本体部１０の上面１１側には、キーボード５０、ポインティングデバイス８０が設けられている。表示部９０は、ディスプレイ９２が設けられている。キーボード５０は、複数の入力キー５２を有している。キーボード５０、ポインティングデバイス８０の入力操作に応じて、ディスプレイ９２には所望の画像が表示される。

図２は、本体部１０の下面１２側の説明図である。図３は、本体部１０の内部構造の説明図である。図４は、本体部１０の上面１１側の説明図である。図２に示すように、本体部１０の下面１２側には、開口部１４と、開口部１４を塞ぐ蓋１４１が設けられている。プリント基板２０の下面２４側に、スロット３０が実装されている。メモリ３０Ｍは、スロット３０に装着される。スロット３０からのメモリ３０Ｍの挿抜は、開口部１４から蓋１４１を外して行われる。

図３に示すように、本体部１０内には、プリント基板２０、スロット３０が収納されている。プリント基板２０には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の電子部品が実装されている。プリント基板２０は、マザーボードに相当する。プリント基板２０の上面２２側には、電子部品３２が実装されている。電子部品３２は、スロット３０と電気的に接続されている。電子部品３２は、スロット３０に挿入されたメモリ３０Ｍの周辺回路に相当する。電子部品３２は、スロット３０の実装面とは反対側の表面層に実装されている。プリント基板２０の上面２２は第１面に相当し、下面２４は第２面に相当する。また、上面２２は、搭載されるメモリに関する周辺回路を形成する部品が搭載される実装面に相当する。プリント基板２０の上面２２の電子部品３２にはメモリ３０Ｍに関するその他の電子部品、配線パターンが含まれている。

図３に示すように、キーボード５０は、入力キー５２と、入力キー５２を支持する支持板５４とを有している。支持板５４は、金属製である。本体部１０の上面１１側には、キーボード５０の装着位置を規定するための凹部１５が形成されている。支持板５４は、金属板に相当する。

プリント基板２０のシグナルグランド（信号接地）２８は、プリント基板２０のグランド層Ｇと電気的に導通している。シグナルグランド２８と支持板５４とは、導通部材４０によって電気的に導通している。図３に例示した導通部材４０は、円筒形状である。導通部材４０が円筒状であるので、支持板５４と導通部材４０との接続箇所は、シグナルグランド２８の真上となる。しかしながら、導通部材４０はこのような形状に限定されない。例えば、支持板５４と導通部材４０との接続箇所をシグナルグランド２８の真上以外とする場合、側断面から見てＬ字状の導通部材を採用してもよい。また、導通部材４０は、バネ状の部材、板状の部材、導電性ガスケット、フィンガー、導電性のあるテープ類の何れか、又はそれらの組み合わせであってもよい。導電性のあるテープ類には、例えば、銅テープ、アルミテープ、導電布等を含む。

図５は、キーボード５０を取り外した状態での本体部１０の上面１１側の説明図である。尚、図５には、導通部材４０と支持板５４との接続箇所Ｐを示している。図５に示すように、接続箇所Ｐは、４箇所ある。隣接する接続箇所Ｐ同士を結ぶ仮想線が、搭載領域Ｅを囲うように、接続箇所Ｐが規定されている。ここで、搭載領域Ｅは、メモリ３０Ｍに関する周辺回路を形成する部品が配置された領域である。周辺回路には、電子部品や配線パターンを含む。電子部品には、ターミネーション抵抗、バイパスコンデンサなどを含む。配線パターンには、メモリデータラインやメモリの電源パターンなどを含む。搭載領域Ｅは、プリント基板２０の支持板５４と向かい合う上面２２側にある領域である。

図６は、プリント基板２０の構造の説明図である。プリント基板２０は、上面２２側から下面２４側に順に、信号層Ｓ、電源層Ｖ、信号層Ｓ、信号層Ｓ、グランド層Ｇ、信号層Ｓが積層されている。プリント基板２０は６層構造である。プリント基板２０は、グランド層Ｇが１層しか設けられていない。

スロット３０、メモリ３０Ｍに関連する配線パターンの主要部分は、電源層Ｖとグランド層Ｇとに挟まれた内層の信号層Ｓに設けられている。最も外側にあるプリント基板２０の表面層の信号層Ｓには、スロット３０の配線パターンはほとんど設けられていない。これは、スロット３０、メモリ３０Ｍに関連する配線パターンは高速な信号であり、プリント基板２０から放射される電磁波ノイズのレベルを高くしないよう配慮しているためである。

図３に示したように、プリント基板２０のシグナルグランド２８と支持板５４とを導通することにより、電子部品３２及び搭載領域Ｅは、プリント基板２０のグランド層Ｇと支持板５４とによって囲まれる。即ち、プリント基板２０のグランド層Ｇと支持板５４とが、メモリ３０Ｍを起因とするノイズのシールドとして機能する。これにより、搭載領域Ｅから放射されるノイズを抑制できる。

また、図５に示したように、搭載領域Ｅを囲うように接続箇所Ｐを規定することにより、メモリ３０Ｍに起因するノイズを抑制することができる。

一般的に、グランド層を２層有したプリント基板は、グランド層を１層しか有していないプリント基板よりもコストが高い。従って、グランド層を１層しか有していないプリント基板を採用することによりコストを抑制しつつ、かつノイズについても抑制できる。

また、このような導通部材４０を設けないでノイズを低減するためには、例えば筐体にメッキ塗装をすることが考えられる。しかしながらこのような対策は、製造コストが増大する。本実施例では、導通部材４０によりプリント基板２０のグランド層Ｇと支持板５４とを電気的に接続することにより、低コストでかつノイズを抑制できる。

尚、最も近接した接続箇所Ｐ間の距離は、所定の周波数での電磁波の波長の約４分の１であることが望ましい。例えば、導通部材４０を設けない場合に、搭載領域Ｅ付近から放射される電磁波ノイズの波長を計測する。この計測の結果、周波数１０００ＭＨｚの電磁波ノイズの放射を抑制したいとする。この場合には、１０００ＭＨｚの電磁波の波長は約３０ｃｍであり、その４分の１の長さは約７．５ｃｍである。従って、最も近接した接続箇所Ｐの間隔を、約７．５ｃｍ又はそれ以下に設定する。これにより、周波数１０００ＭＨｚの電磁波ノイズの放射を抑制できる。

次に、第１変形例について説明する。図７Ａは、第１変形例の説明図である。図７Ａに示すように、第１変形例では、接続箇所Ｐは３箇所に設定されている。接続箇所Ｐを結ぶ仮想線は、搭載領域Ｅの一部分を囲う。これによっても、ノイズを抑制できる。

図７Ｂは、第２変形例の説明図である。図７Ｂに示すように、接続箇所Ｐを８箇所に設定して、搭載領域Ｅを囲うようしてもよい。隣接する接続箇所Ｐ間の距離を短くすることができるので、高調波のノイズの放射も抑制できる。

図７Ｃは、第３変形例の説明図である。図７Ｃに示すように、導通部材４０Ａは、枠状に形成されている。導通部材４０Ａは搭載領域Ｅを囲っている。これにより、高調波のノイズの放射も抑制できる。導通部材４０Ａは、金属製である。導通部材４０Ａ、プリント基板２０のグランド層Ｇ、支持板５４とによって、搭載領域Ｅは包囲される。

次に、接続箇所の位置及び接続数に応じて、メモリに起因するノイズの抑制効果の変化について説明する。本発明者らは、接続箇所の位置及び接続数に応じて、ノイズの抑制効果がどのように変化するが比較実験を行った。図８は、接続箇所の位置及び接続数に応じたノイズの抑制効果の説明図である。図８は、キーボード５０が取り外された上面１１を示している。図８に示すように、最大、４箇所で接続される場合を想定して、比較実験を行った。

図８には、導通部材４０ａ、４０ｂを結ぶ仮想線ａｂ、導通部材４０ｂ、４０ｃを結ぶ仮想線ｂｃ、導通部材４０ｃ、４０ｄを結ぶ仮想線ｃｄ、導通部材４０ｄ、４０ａを結ぶ仮想線ｄａを示している。同様に、導通部材４０ａ、４０ｃを結ぶ仮想線ａｃ、導通部材４０ｂ、４０ｄを結ぶ仮想線ｂｄを示している。

また、上面１１には、導通部材４０ａ、４０ｂとの干渉を回避するための開口部１４ａ、１４ｂが形成されている。また、上面１１にはアルミテープ４２ｃが貼り付けられており、アルミテープ４２ｃの上に導通部材４０ｃが接着されている。アルミテープ４２ｃは、プリント基板２０側に設けられたフィンガー（不図示）と電気的に接続されている。フィンガーは、プリント基板２０のシグナルグランドと電気的に接続されている。これにより、アルミテープ４２ｃとプリント基板２０のグランド層とは電気的に接続され、よって導通部材４０ｃとプリント基板２０のグランド層とが電気的に接続されている。導通部材４０ｄ、アルミテープ４２ｄについても同様である。

また、凹部１５には、開口部１８、１９が形成されている。凹部１５は、キーボード５０の支持板５４とプリント基板２０の上面２２側に実装されている電子部品とが接触することを回避するために導通のない部材で生成されている。凹部１５に開口部１８、１９が設けられている理由は、キーボード５０およびポインティングデバイス８０とプリント基板２０をフレキ（フレキシブルプリント基板）で接続するために必要な空間を確保するためである。

まず、導通部材４０ａ、４０ｂの２点で接続した場合で実験した。仮想線ａｂは、搭載領域Ｅ及び電子部品３２とは重なっていない。導通部材４０ａ、４０ｂの２点で接続した場合において、周波数約３０ＭＨｚ〜約１０００ＭＨｚまでの間での電磁波の妨害波電界強度を測定した。妨害波電界強度は、水平偏波、垂直偏波のそれぞれについて測定した。導通部材４０ａ、４０ｂの２点で接続した場合と、以下の条件で接続した場合とを比較して、実験を行った。尚、上記条件を第１条件と称する。

次に、導通部材４０ａ、４０ｃの２点で接続した場合で実験した。この条件を第２条件と称する。仮想線ａｃは、搭載領域Ｅと重なっている。ここで、搭載領域Ｅ内には、電子部品３２の他、スロット３０と電気的に接続されたビア（不図示）や抵抗（不図示）などが設けられている。また、導通部材４０ａ、４０ｃ間の距離は、７．５ｃｍより大きい。第２条件では、第１条件よりも約３〜７ｄＢのノイズの低減効果があった。

次に、導通部材４０ａ、４０ｂ、４０ｄの３点で接続した場合で実験した。この条件を第３条件と称する。仮想線ａｂ、ｂｄ、ａｄによって、電子部品３２の一部が囲まれるが、電子部品３２の全体は囲まれていない。尚、仮想線ａｂ、ｂｄ、ａｄのうち、仮想線ｂｄが最も長く、仮想線ａｄが最も短い。導通部材４０ａ、４０ｄ間の距離は、７．５ｃｍよりも短い。しかしながら、導通部材４０ｂ、４０ｄの長さは、７．５ｃｍよりも大きい。第３条件は、第１条件よりも約１〜７ｄＢのノイズの低減効果があった。

次に、導通部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃの３点で接続した場合で実験した。この条件を第４条件と称する。仮想線ａｂ、ｂｃ、ａｃによって、電子部品３２全体が囲まれている。第４条件は、第１条件よりも４〜１２ｄＢのノイズの低減効果があった。また、第４条件は、第３条件と効果と比較して、広い周波数帯域でノイズの低減効果があった。

次に、導通部材４０ａ〜４０ｄの４点で接続した場合で実験した。この条件を第５条件と称する。この場合、仮想線ａｂ、ｂｃ、ｃｄ、ａｄにより、搭載領域Ｅ及び電子部品３２が囲まれる。第５条件は、第１条件よりも４〜１３ｄＢのノイズの低減効果があった。

次に、導通部材４０ｂ、４０ｄの２点で接続した場合で実験した。この条件を第６条件と称する。仮想線ｂｄは、電子部品３２及び搭載領域Ｅと重なっている。第６条件では、第１条件よりも３〜７ｄＢのノイズの低減効果があった。また、第６条件では、導通部材４０ａ、４０ｂ、４０ｄの３点で接続した場合での第３条件よりもノイズ低減の効果があった。第３条件では、電子部品３２の一部分が仮想線ａｂ、ｂｄ、ｄａによって囲まれていない。従って、接続箇所が３点以上の場合では、仮想線が電子部品３２全体を囲むように導通部材の位置を設定した方がよいことがわかる。

図９は、上記条件下での実験結果を示したグラフである。図９に示すように、第５条件が最もノイズの抑制効果が大きい。

以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

尚、上記実施例において、搭載領域Ｅは、プリント基板２０とキーボード５０の支持板５４とにより挟まれるが、例えば、キーボード５０とは別の金属製の板とプリント基板２０とによって搭載領域Ｅが挟まれるようにしてもよい。また、電子機器の一例としてノートパソコンを例に説明したが、デスクトップパソコンや、プリンタ等他の情報技術装置であってもよい。

１ ノートパソコン
１０ 本体部
２０ プリント基板
３０ スロット
３０Ｍ メモリ
３２ 電子部品
４０ 導通部材
５０ キーボード
５２ 入力キー
５４ 支持板（金属板）
Ｅ 搭載領域
Ｇ グランド層
Ｐ 接続箇所
ａｂ、ｂｃ、ｃｄ、ａｄ、ａｃ、ｂｄ 仮想線

Claims (7)

1. 金属板と、
   搭載されるメモリに関する周辺回路を形成する部品が搭載される実装面、及び前記金属板と共に該実装面を挟んで設けられたグランド層、を有したプリント基板と、
   前記グランド層と前記金属板とを導通する複数の導通部とを備え、
   前記実装面上の部品が配置された搭載領域の少なくとも一部は、前記金属板と前記導通部との接続箇所を結ぶ仮想線と重なっている電子機器。
2. 金属板と、
   メモリ用のスロットと、
   前記金属板と向かい合うと共に前記メモリに関する周辺回路を形成する部品が搭載された第１面、前記スロットが実装された第２面、及びグランド層、を有したプリント基板と、
   前記グランド層と前記金属板とを導通する複数の導通部とを備え、
   前記周辺回路を形成する部品の搭載領域の少なくとも一部は、前記金属板と前記複数の導通部との複数の接続箇所を結ぶ、複数の仮想線によって囲まれている電子機器。
3. 前記搭載領域の全体が、前記複数の仮想線によって囲まれる、請求項２の電子機器。
4. 前記導通部は、前記搭載領域を囲うように枠状である、請求項２又は３の電子機器。
5. 前記接続箇所の間隔は、所定の周波数での電磁波の波長の約４分の１である、請求項１乃至４の何れかの電子機器。
6. 前記金属板は、入力キーを支持する、請求項１乃至５の何れかの電子機器。
7. 前記プリント基板は、前記グランド層を１層のみ備えている、請求項１乃至６の何れかの電子機器。

Images