JP2010277978A - 基板グランド接続構造及び基板グランド接続方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】グランドのノイズ状況に対応して2枚の基板のグランド間を電気的に接続状態又は非接続状態することができる基板グランド接続構造及び基板グランド接続方法を提供する。
【解決手段】モジュール基板1のグランド10とメイン基板2のグランド20とをグランド接続部3を通じて接続状態又は非接続状態にする。グランド接続部3は、雄型端子4と雌型端子5と充填部材6とで成る。具体的には、充填部材6として、高透磁率材を用いることで、グランド接続部3が高インピーダンスのインダクタ部3′を構成し、グランド10とグランド20とがこのグランド接続部3によって非接続状態になる。また、充填部材6として、高誘電率材を用いることで、グランド接続部3が低インピーダンスのコンデンサ部3′′を構成し、グランド10とグランド20とがグランド接続部3によって接続状態になる。
【選択図】図1
【解決手段】モジュール基板1のグランド10とメイン基板2のグランド20とをグランド接続部3を通じて接続状態又は非接続状態にする。グランド接続部3は、雄型端子4と雌型端子5と充填部材6とで成る。具体的には、充填部材6として、高透磁率材を用いることで、グランド接続部3が高インピーダンスのインダクタ部3′を構成し、グランド10とグランド20とがこのグランド接続部3によって非接続状態になる。また、充填部材6として、高誘電率材を用いることで、グランド接続部3が低インピーダンスのコンデンサ部3′′を構成し、グランド10とグランド20とがグランド接続部3によって接続状態になる。
【選択図】図1
Description
この発明は、2枚のプリント配線基板のグランド間のノイズ対策を図った基板グランド接続構造及び基板グランド接続方法に関するものである。
例えば、ノートPCや携帯電話等の機器では、狭い空間に対する部品収納効率や機能効率を上げるために、機能が集約されたモジュールを組みあわせることにより、所望の電子システムを構築している。
具体的には、モジュール基板用のコネクタをメイン基板上に配置し、モジュール基板をこのコネクタに接続して、互いの信号線, 電源線, グランド間を電気的に接続している。
このように、モジュール基板をメイン基板に接続した場合には、モジュール基板やメイン基板の信号線や電源線に生じたノイズが、互いの基板回路の性能に影響を与えるおそれがある。
このため、メイン基板とモジュール基板との間のノイズ除去対策が必要となる。
この種のノイズ除去対策を図った技術としては、例えば、特許文献1に開示の技術がある。
この技術は、組み合わせたコイルパターンと高透磁率材を、メイン基板又はモジュール基板のいずれかに形成することによって、インダクタンス素子を構成する。そして、この高インピーダンスのインダクタンス素子を介して、メイン基板とモジュール基板とを接続することにより、信号線や電源線に発生したノイズを除去するものである。
具体的には、モジュール基板用のコネクタをメイン基板上に配置し、モジュール基板をこのコネクタに接続して、互いの信号線, 電源線, グランド間を電気的に接続している。
このように、モジュール基板をメイン基板に接続した場合には、モジュール基板やメイン基板の信号線や電源線に生じたノイズが、互いの基板回路の性能に影響を与えるおそれがある。
このため、メイン基板とモジュール基板との間のノイズ除去対策が必要となる。
この種のノイズ除去対策を図った技術としては、例えば、特許文献1に開示の技術がある。
この技術は、組み合わせたコイルパターンと高透磁率材を、メイン基板又はモジュール基板のいずれかに形成することによって、インダクタンス素子を構成する。そして、この高インピーダンスのインダクタンス素子を介して、メイン基板とモジュール基板とを接続することにより、信号線や電源線に発生したノイズを除去するものである。
しかし、ノートPCや携帯電話等のように機器内のノイズ干渉に弱いシステムでは、信号線や電源線のノイズだけでなく、メイン基板やモジュール基板のグラウンドに生じたノイズもまた、機器の性能に影響を及ぼす。
したがって、このようなシステムにおいては、メイン基板のグランドとモジュール基板のグランドとの接続方法にも十分な注意を払って、グランドに生じたノイズを抑制する必要がある。
例えば、基板に形成されるグランドには、シャーシグランド,電源グランド及びシグナルグランドがあり、さらに、シグナルグランドには、アナロググランド及びディジタルグランドがある。
このようなグランドは、グランド同士を接続すると、一方の基板のグランドで発生したノイズが他の基板の回路に干渉する場合がある。かといって、グランド同士を非接続の状態にすると、これら2つのグランド間の電位が安定せず、電磁ノイズの発生源となる場合もある。
したがって、モジュール基板をメイン基板に接続する際には、これらグランド間で生じるノイズ状況に合わせて、グランド同士を接続状態(低インピーダンスで接続する)又は非接続状態(高インピーダンスで接続する)とする必要がある。
しかしながら、上記した従来の技術では、高透磁率材で高インピーダンスのインダクタ素子を形成した構成であるので、一方の基板のグランドで生じたノイズを他方のグランドに侵入することを阻止することができるが、他方のグランドに排出することができない。 すなわち、ノイズ状況に合わせて、グランド同士を接続状態又は非接続状態にすることができず、十分なノイズ対策を図ることができなかった。
したがって、このようなシステムにおいては、メイン基板のグランドとモジュール基板のグランドとの接続方法にも十分な注意を払って、グランドに生じたノイズを抑制する必要がある。
例えば、基板に形成されるグランドには、シャーシグランド,電源グランド及びシグナルグランドがあり、さらに、シグナルグランドには、アナロググランド及びディジタルグランドがある。
このようなグランドは、グランド同士を接続すると、一方の基板のグランドで発生したノイズが他の基板の回路に干渉する場合がある。かといって、グランド同士を非接続の状態にすると、これら2つのグランド間の電位が安定せず、電磁ノイズの発生源となる場合もある。
したがって、モジュール基板をメイン基板に接続する際には、これらグランド間で生じるノイズ状況に合わせて、グランド同士を接続状態(低インピーダンスで接続する)又は非接続状態(高インピーダンスで接続する)とする必要がある。
しかしながら、上記した従来の技術では、高透磁率材で高インピーダンスのインダクタ素子を形成した構成であるので、一方の基板のグランドで生じたノイズを他方のグランドに侵入することを阻止することができるが、他方のグランドに排出することができない。 すなわち、ノイズ状況に合わせて、グランド同士を接続状態又は非接続状態にすることができず、十分なノイズ対策を図ることができなかった。
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、グランドのノイズ状況に対応して2枚の基板のグランド間を電気的に接続状態又は非接続状態することができる基板グランド接続構造及び基板グランド接続方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、少なくとも信号線がコネクタを介して接続された第1の基板と第2の基板のグランド同士を接続するための基板グランド接続構造であって、第1の基板のグランドに電気的に接続された第1の導電体を、この第1の基板上に設けると共に、第2の基板のグランドに電気的に接続され且つ第1の導電体を挿入するための挿入孔を有する第2の導電体を、この第2の基板上に設け、第1の導電体を第2の導電体の挿入孔に挿入すると共に、高透磁率材を、第1及び第2の導電体の間隙に充填して、これら第1及び第2の導電体と高透磁率材とにより、インダクタ部を構成し、インダクタ部のインピーダンスが信号の使用周波数において第1の基板のインピーダンスよりも高くなるように、高透磁率材の透磁率を設定した構成とする。
かかる構成により、第1の導電体と第2の導電体と高透磁率材とで構成されるインダクタ部のインピーダンスが、信号の使用周波数において、第1の基板のインピーダンスよりも高くなるので、第1及び第2の基板のグランド同士が、この使用周波数において、非接続状態になる。
したがって、ノイズが、第2の基板のグランド側に生じた場合に、そのノイズが第1の基板側に侵入することはない。この結果、第2の基板のグランドがシャーシ等に接続されている場合には、第2の基板のグランド側に生じたノイズは、当該シャーシ側に排出される。
かかる構成により、第1の導電体と第2の導電体と高透磁率材とで構成されるインダクタ部のインピーダンスが、信号の使用周波数において、第1の基板のインピーダンスよりも高くなるので、第1及び第2の基板のグランド同士が、この使用周波数において、非接続状態になる。
したがって、ノイズが、第2の基板のグランド側に生じた場合に、そのノイズが第1の基板側に侵入することはない。この結果、第2の基板のグランドがシャーシ等に接続されている場合には、第2の基板のグランド側に生じたノイズは、当該シャーシ側に排出される。
請求項2の発明は、少なくとも信号線がコネクタを介して接続された第1の基板と第2の基板のグランド同士を接続するための基板グランド接続構造であって、第1の基板のグランドに電気的に接続された第1の導電体を、この第1の基板上に設けると共に、第2の基板のグランドに電気的に接続され且つ第1の導電体を挿入するための挿入孔を有する第2の導電体を、この第2の基板上に設け、第1の導電体を第2の導電体の挿入孔に挿入すると共に、高誘電率材を、第1及び第2の導電体の間隙に充填して、これら第1及び第2の導電体と高誘電率材とにより、コンデンサ部を構成し、コンデンサ部のインピーダンスが信号の使用周波数において第1の基板のインピーダンスよりも低くなるように、高誘電率材の誘電率を設定した構成とする。
かかる構成により、第1の導電体と第2の導電体と高誘電率材とで構成されるコンデンサ部のインピーダンスが、信号の使用周波数において、第1の基板のインピーダンスよりも低くなるので、第1及び第2の基板のグランド同士が、この使用周波数において接続状態になる。
したがって、ノイズが、第1の基板のグランド側に生じた場合に、そのノイズが第1のグランドから第1の導電体と第2の導電体とを通じて、第2の基板のグランドに流れる。この結果、第2の基板のグランドがシャーシ等に接続されている場合には、第1の基板のグランド側に生じたノイズは、第2の基板のグランドを通じて当該シャーシ側に排出されることとなる。
かかる構成により、第1の導電体と第2の導電体と高誘電率材とで構成されるコンデンサ部のインピーダンスが、信号の使用周波数において、第1の基板のインピーダンスよりも低くなるので、第1及び第2の基板のグランド同士が、この使用周波数において接続状態になる。
したがって、ノイズが、第1の基板のグランド側に生じた場合に、そのノイズが第1のグランドから第1の導電体と第2の導電体とを通じて、第2の基板のグランドに流れる。この結果、第2の基板のグランドがシャーシ等に接続されている場合には、第1の基板のグランド側に生じたノイズは、第2の基板のグランドを通じて当該シャーシ側に排出されることとなる。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の基板グランド接続構造において、第1の導電体を円柱形又は多角柱形に形成すると共に、第2の導電体を円筒形又は多角筒形に形成した構成とする。
かかる構成により、第1の導電体と高透磁率材と第2の導電体によって、インダクタ部を容易に形成することができ、また、第1の導電体と高誘電率材と第2の導電体によって、コンデンサ部を容易に形成することができる。
かかる構成により、第1の導電体と高透磁率材と第2の導電体によって、インダクタ部を容易に形成することができ、また、第1の導電体と高誘電率材と第2の導電体によって、コンデンサ部を容易に形成することができる。
請求項4の発明は、請求項1又は請求項3に記載の基板グランド接続構造において、第1及び第2の導電体と高透磁率材とで構成されるインダクタ部を、複数設けた構成とする。
かかる構成により、所定周波数における第1の基板のグランドと第2の基板のグランドとの確実且つ強固な非接続状態を達成することができる。
かかる構成により、所定周波数における第1の基板のグランドと第2の基板のグランドとの確実且つ強固な非接続状態を達成することができる。
請求項5の発明は、請求項2又は請求項3に記載の基板グランド接続構造において、第1及び第2の導電体と高誘電率材とで構成されるコンデンサ部を、複数設けた構成とする。
かかる構成により、所定周波数における第1の基板のグランドと第2の基板のグランドとの確実且つ強固な接続状態を達成することができる。
かかる構成により、所定周波数における第1の基板のグランドと第2の基板のグランドとの確実且つ強固な接続状態を達成することができる。
請求項6の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の基板グランド接続構造において、第1の導電体又は第2の導電体の少なくとも一方を、基板上の電子部品を電磁遮蔽するシールドケース上に設けた構成とする。
請求項7の発明は、少なくとも信号線がコネクタを介して接続された第1の基板と第2の基板のグランド同士を接続するに際し、第1の基板のグランドに電気的に接続された状態で第1の基板上に設けられた第1の導電体を、第2の基板のグランドに電気的に接続された状態で第2の基板上に設けられ且つ第1の導電体を挿入するための挿入孔を有する第2の導電体の挿入孔に挿入すると共に、充填部材を、これら第1及び第2の導電体の間隙に充填する基板グランド接続方法であって、第2の基板のグランド側のノイズが第1の基板のグランド側に流入することを防止する場合には、充填部材として高透磁率材を適用することにより、この高透磁率材と第1及び第2の導電体とでインダクタ部を構成すると共に、このインダクタ部のインピーダンスが信号の使用周波数において第1の基板のインピーダンスよりも高くなるように、高透磁率材の透磁率を設定し、また、第1の基板のグランド側のノイズを第2の基板のグランド側に流出させる場合には、充填部材として高誘電率材を適用することにより、この高誘電率材と第1及び第2の導電体とでコンデンサ部を構成すると共に、このコンデンサ部のインピーダンスが信号の使用周波数において第1の基板のインピーダンスよりも低くなるように、高誘電率材の誘電率を設定する構成とした。
以上詳しく説明したように、この発明の基板グランド接続構造及び基板グランド接続方法によれば、第1の基板のグランドと第2の基板のグランドとを、所定周波数のノイズに対して、非接続状態又は接続状態にすることができので、第1及び第2の基板のグランドのノイズ状況に対応したノイズ除去効果を得ることができ、この結果、基板のグランド間のノイズ干渉を効果的に防止することができるという優れた効果がある。
特に、請求項3の発明によれば、第1の基板と第2の基板との間のインダクタ部やコンデンサ部を容易に形成することができるので、製造コストの低減化を図ることができる。
さらに、請求項4及び請求項5の発明によれば、第1及び第2の基板のグランド同士の確実且つ強固な接続状態又は非接続状態を達成することができるので、ノイズ除去効果をさらに高めることができる。
特に、請求項3の発明によれば、第1の基板と第2の基板との間のインダクタ部やコンデンサ部を容易に形成することができるので、製造コストの低減化を図ることができる。
さらに、請求項4及び請求項5の発明によれば、第1及び第2の基板のグランド同士の確実且つ強固な接続状態又は非接続状態を達成することができるので、ノイズ除去効果をさらに高めることができる。
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は、この発明の第1実施例に係る基板グランド接続構造を示す分解斜視図であり、図2は、第1実施例の基板グランド接続構造を示す断面図であり、図3は、雄型端子と雌型端子と充填部材とを分解して示す断面図である。
図1に示すように、この実施例の基板グランド接続構造は、第1の基板としてのモジュール基板1のグランド10と第2の基板としてのメイン基板2のグランド20とを、グランド接続部3を通じて接続状態又は非接続状態にするため構造である。
モジュール基板1は、例えば、ノートPC(Personal Computer)に装着されるHSDPA(High Speed Downlink Packet Access ) 機能搭載の基板であり、HSDPA機能を実行するための複数の電子部品12とメイン基板2に接続される複数の信号線端子11を有している。グランド10は、この実施例では、モジュール基板1の裏面側(図1の下側)に設けられている。
一方、メイン基板2は、例えば、ノートPCのマザーボードであり、コネクタ21を上面に有し、モジュール基板1の信号線端子11をコネクタ21に挿入接続することで、マザーボード側の信号線とモジュール基板1側の信号線とを電気的に接続することができる。グランド20は、この実施例では、メイン基板2の表面側(図1の上側)に設けられている。
一方、メイン基板2は、例えば、ノートPCのマザーボードであり、コネクタ21を上面に有し、モジュール基板1の信号線端子11をコネクタ21に挿入接続することで、マザーボード側の信号線とモジュール基板1側の信号線とを電気的に接続することができる。グランド20は、この実施例では、メイン基板2の表面側(図1の上側)に設けられている。
グランド接続部3は、このようなモジュール基板1のグランド10とメイン基板2のグランド20とを接続状態又は非接続状態にするための部分であり、第1の導電体としての雄型端子4と第2の導電体としての雌型端子5と充填部材6とで成る。
雄型端子4は、図2にも示すように、導電性の四角柱形であり、モジュール基板1のグランド10上に垂直に立設されている。これら雄型端子4とグランド10とは、半田や導電性接着剤で電気的に接続されている。
一方、雌型端子5は、四角形の挿入孔50を有した導電性の四角筒形であり、挿入孔50を上向きにした状態で、メイン基板2のグランド20上に設けられている。これら雌型端子5とグランド20とは、半田や導電性接着剤で電気的に接続されている。
図3に示すように、雌型端子5の挿入孔50は、雄型端子4を挿入するための孔であり、その径は、雄型端子4の径よりも大きく設定され、間隙51が雄型端子4と雌型端子5との間に形成されている。
充填部材6は、このような間隙51内に充填されている。
具体的には、充填部材6は、高透磁率材又は高誘電率材のいずれかを四角筒形にして形成したものであり、充填部材6の中空孔60の径は、雄型端子4の径にほぼ等しく設定されている。
雄型端子4は、図2にも示すように、導電性の四角柱形であり、モジュール基板1のグランド10上に垂直に立設されている。これら雄型端子4とグランド10とは、半田や導電性接着剤で電気的に接続されている。
一方、雌型端子5は、四角形の挿入孔50を有した導電性の四角筒形であり、挿入孔50を上向きにした状態で、メイン基板2のグランド20上に設けられている。これら雌型端子5とグランド20とは、半田や導電性接着剤で電気的に接続されている。
図3に示すように、雌型端子5の挿入孔50は、雄型端子4を挿入するための孔であり、その径は、雄型端子4の径よりも大きく設定され、間隙51が雄型端子4と雌型端子5との間に形成されている。
充填部材6は、このような間隙51内に充填されている。
具体的には、充填部材6は、高透磁率材又は高誘電率材のいずれかを四角筒形にして形成したものであり、充填部材6の中空孔60の径は、雄型端子4の径にほぼ等しく設定されている。
図4は、グランド接続部3の等価回路図であり、図4の(a)は高透磁率材を用いた場合を示し、図4の(b)は高誘電率材を用いた場合を示す。
図2に示すように、このグランド接続部3においては、雄型端子4が雌型端子5の挿入孔50に挿入されると共に、充填部材6が雄型端子4と雌型端子5との間隙51に挿入されている。
したがって、充填部材6として、高透磁率材を用いることで、図4の(a)に示すように、グランド接続部3がインダクタ部3′を構成する。
そして、この実施例では、モジュール基板1で使用する信号の使用周波数において、インダクタ部3′のインピーダンスが、モジュール基板1のインピーダンスよりも高インピーダンスとなるように、高透磁率材の透磁率を設定した。これにより、モジュール基板1とメイン基板2のグランド10,20同士が、信号の使用周波数において、インダクタ部3′により、非接続状態にされている。
また、充填部材6として、高誘電率材を用いることで、図4の(b)に示すように、グランド接続部3がコンデンサ部3′′を構成する。
そして、この実施例では、モジュール基板1で使用する信号の使用周波数において、コンデンサ部3′′のインピーダンスが、モジュール基板1のインピーダンスよりも低インピーダンスとなるようkに、高誘電率材の誘電率を設定した。これにより、モジュール基板1とメイン基板2のグランド10,20同士が、信号の使用周波数において、コンデンサ部3′′により、接続状態にされている。
図2に示すように、このグランド接続部3においては、雄型端子4が雌型端子5の挿入孔50に挿入されると共に、充填部材6が雄型端子4と雌型端子5との間隙51に挿入されている。
したがって、充填部材6として、高透磁率材を用いることで、図4の(a)に示すように、グランド接続部3がインダクタ部3′を構成する。
そして、この実施例では、モジュール基板1で使用する信号の使用周波数において、インダクタ部3′のインピーダンスが、モジュール基板1のインピーダンスよりも高インピーダンスとなるように、高透磁率材の透磁率を設定した。これにより、モジュール基板1とメイン基板2のグランド10,20同士が、信号の使用周波数において、インダクタ部3′により、非接続状態にされている。
また、充填部材6として、高誘電率材を用いることで、図4の(b)に示すように、グランド接続部3がコンデンサ部3′′を構成する。
そして、この実施例では、モジュール基板1で使用する信号の使用周波数において、コンデンサ部3′′のインピーダンスが、モジュール基板1のインピーダンスよりも低インピーダンスとなるようkに、高誘電率材の誘電率を設定した。これにより、モジュール基板1とメイン基板2のグランド10,20同士が、信号の使用周波数において、コンデンサ部3′′により、接続状態にされている。
次に、この実施例の基板グランド接続構造が示す作用及び効果について説明する。
なお、この実施例の基板グランド接続構造の作用は、この発明の基板グランド接続方法を具体的に実行するものでもある。
図5は、非接続状態の基板グランド接続構造を示す断面図であり、図6は、接続状態の基板グランド接続構造を示す断面図である。
図2に示すように、グランド接続部3の雄型端子4を雌型端子5の挿入孔50に挿入し、充填部材6を雄型端子4と雌型端子5との間隙51とに介在させた状態で、モジュール基板1の左端部をコネクタ21の基板挿入口21aに挿入すると、信号線端子11がコネクタ21の接触端子21bに接触する。これにより、モジュール基板1の電子部品12の信号線が、信号線端子11,接触端子21b,スルーホール22を通じてメイン基板2の信号線23に電気的に接続された状態になる。
そして、モジュール基板1のグランド10とメイン基板2のグランド20とがグランド接続部3を通じて物理的に接続された状態になる。
なお、この実施例では、モジュール基板1をコネクタ21に挿入しやすくするために、モジュール基板1としてフレキシブル基板を用いることが好ましい。
なお、この実施例の基板グランド接続構造の作用は、この発明の基板グランド接続方法を具体的に実行するものでもある。
図5は、非接続状態の基板グランド接続構造を示す断面図であり、図6は、接続状態の基板グランド接続構造を示す断面図である。
図2に示すように、グランド接続部3の雄型端子4を雌型端子5の挿入孔50に挿入し、充填部材6を雄型端子4と雌型端子5との間隙51とに介在させた状態で、モジュール基板1の左端部をコネクタ21の基板挿入口21aに挿入すると、信号線端子11がコネクタ21の接触端子21bに接触する。これにより、モジュール基板1の電子部品12の信号線が、信号線端子11,接触端子21b,スルーホール22を通じてメイン基板2の信号線23に電気的に接続された状態になる。
そして、モジュール基板1のグランド10とメイン基板2のグランド20とがグランド接続部3を通じて物理的に接続された状態になる。
なお、この実施例では、モジュール基板1をコネクタ21に挿入しやすくするために、モジュール基板1としてフレキシブル基板を用いることが好ましい。
かかる状態で、モジュール基板1とメイン基板2との間で、信号の送受信を行っている際に、図5に示すように、ノイズNがメイン基板2で発生することが予想される場合には、ノイズNがメイン基板2からモジュール基板1に侵入することを防止する必要がある。
かかる場合には、図2において、充填部材6として高透磁率材6を適用し、この高透磁率材6をグランド接続部3の雄型端子4と雌型端子5との間隙51に充填する。すなわち、図5に示すように、グランド接続部3を、信号の使用周波数において高インピーダンスとなるインダクタ部3′として機能させ、モジュール基板1及びメイン基板2のグランド10,20同士が、非接続状態にする。
これにより、メイン基板2のグランド20側に生じたノイズNは、インダクタ部3′によって、モジュール基板1側への流入が防止される。この結果、グランド20上のノイズNは、グランド20に接続されているシャーシ100に排出される。
かかる場合には、図2において、充填部材6として高透磁率材6を適用し、この高透磁率材6をグランド接続部3の雄型端子4と雌型端子5との間隙51に充填する。すなわち、図5に示すように、グランド接続部3を、信号の使用周波数において高インピーダンスとなるインダクタ部3′として機能させ、モジュール基板1及びメイン基板2のグランド10,20同士が、非接続状態にする。
これにより、メイン基板2のグランド20側に生じたノイズNは、インダクタ部3′によって、モジュール基板1側への流入が防止される。この結果、グランド20上のノイズNは、グランド20に接続されているシャーシ100に排出される。
また、図6に示すように、ノイズNがモジュール基板1で発生することが予想される場合には、ノイズNがモジュール基板1に留まることを防止する必要がある。
かかる場合には、図2において、充填部材6として高誘電率材6を適用し、この高誘電率材6グランド接続部3の雄型端子4と雌型端子5との間隙51に充填する。すなわち、図6に示すように、グランド接続部3を、信号の使用周波数において低インピーダンスとなるコンデンサ部3′′として機能させ、モジュール基板1及びメイン基板2のグランド10,20同士が、接続状態にする。
これにより、モジュール基板1のグランド10に生じたノイズNは、コンデンサ部3′′を通じてメイン基板2のグランド10側へ流出し、グランド20からシャーシ100へと排出される。
なお、図2〜図6において、グランド10,20の表面には、図示しない絶縁性の樹脂がコーティングされており、雄型端子4がグランド20表面に接触しても、また、雌型端子5がグランド10表面に接触しても短絡することはない。
かかる場合には、図2において、充填部材6として高誘電率材6を適用し、この高誘電率材6グランド接続部3の雄型端子4と雌型端子5との間隙51に充填する。すなわち、図6に示すように、グランド接続部3を、信号の使用周波数において低インピーダンスとなるコンデンサ部3′′として機能させ、モジュール基板1及びメイン基板2のグランド10,20同士が、接続状態にする。
これにより、モジュール基板1のグランド10に生じたノイズNは、コンデンサ部3′′を通じてメイン基板2のグランド10側へ流出し、グランド20からシャーシ100へと排出される。
なお、図2〜図6において、グランド10,20の表面には、図示しない絶縁性の樹脂がコーティングされており、雄型端子4がグランド20表面に接触しても、また、雌型端子5がグランド10表面に接触しても短絡することはない。
このように、この実施例の基板グランド接続構造によれば、モジュール基板1のグランド10とメイン基板2のグランド20とを、信号の使用周波数のノイズNに対して高又は低インピーダンスにして、非接続状態又は接続状態にすることができる。すなわち、ノイズNの発生状況に応じて、グランド10,20間を非接続状態又は接続状態にすることができるので、グランド10,20間のノイズ干渉を効果的に防止することができる。
発明者は、かかる効果を確認すべく、次のような実験を行った。
図7は、実験結果を示す線図である。
まず、モジュール基板1として、ノートPCのHSDPA機能搭載の基板を用い、メイン基板2として、当該ノートPCのマザーボードを用いた。
かかる状態で、10500チャンネル〜10900チャンネルの各チャンネルの周波数帯3.84MHz内で、受信感度を測定したところ、図7の受信感度曲線S1で示すような結果を得た。
次に、上記HSDPA機能搭載基板のグランドとマザーボードのグランドとを、HSDPA機能搭載基板よりも低インピーダンスな1μF(マイクロファラッド)の二端子コンデンサで接続した。
かかる状態で、10500チャンネル〜10900チャンネルの各チャンネルの周波数帯3.84MHz内で、受信感度を測定したところ、図7の受信感度曲線S2で示すような結果を得た。
かかる結果から、発明者は、HSDPA機能搭載基板のグランドをマザーボードのグランドとを、低インピーダンスなコンデンサで接続した方が、コンデンサを接続しない場合よりも、受信感度が向上し、ノイズ除去効果が向上することを確認した。
図7は、実験結果を示す線図である。
まず、モジュール基板1として、ノートPCのHSDPA機能搭載の基板を用い、メイン基板2として、当該ノートPCのマザーボードを用いた。
かかる状態で、10500チャンネル〜10900チャンネルの各チャンネルの周波数帯3.84MHz内で、受信感度を測定したところ、図7の受信感度曲線S1で示すような結果を得た。
次に、上記HSDPA機能搭載基板のグランドとマザーボードのグランドとを、HSDPA機能搭載基板よりも低インピーダンスな1μF(マイクロファラッド)の二端子コンデンサで接続した。
かかる状態で、10500チャンネル〜10900チャンネルの各チャンネルの周波数帯3.84MHz内で、受信感度を測定したところ、図7の受信感度曲線S2で示すような結果を得た。
かかる結果から、発明者は、HSDPA機能搭載基板のグランドをマザーボードのグランドとを、低インピーダンスなコンデンサで接続した方が、コンデンサを接続しない場合よりも、受信感度が向上し、ノイズ除去効果が向上することを確認した。
次に、この発明の第2実施例について説明する。
図8は、この発明の第2実施例に係る基板グランド接続構造を示す分解斜視図である。
この実施例は、グランド接続部3の形状が、上記第1実施例と異なる。
すなわち、図8に示すように、モジュール基板1のグランド10に突設された雄型端子4を円柱形に形成した。そして、メイン基板2のグランド20に設けた雌型端子5を円筒形に形成し、円筒状の充填部材6をこの雌型端子5内に充填した。
図8は、この発明の第2実施例に係る基板グランド接続構造を示す分解斜視図である。
この実施例は、グランド接続部3の形状が、上記第1実施例と異なる。
すなわち、図8に示すように、モジュール基板1のグランド10に突設された雄型端子4を円柱形に形成した。そして、メイン基板2のグランド20に設けた雌型端子5を円筒形に形成し、円筒状の充填部材6をこの雌型端子5内に充填した。
かかる構成により、雄型端子4と高透磁率材と雌型端子5との形状が簡単になり、その結果、グランド接続部3を容易に形成することができる。
なお、グランド接続部3の雄型端子4,雌型端子5及び充填部材6は、上記の如く、四角形や円形だけでなく、四角形以外の多角形に設定することも可能である。すなわち、雄型端子4を多角柱形に形成すると共に、雌型端子5を多角筒形に形成し、充填部材6を多角筒形に形成して、雌型端子5内に充填しても良い。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、その記載は省略する。
なお、グランド接続部3の雄型端子4,雌型端子5及び充填部材6は、上記の如く、四角形や円形だけでなく、四角形以外の多角形に設定することも可能である。すなわち、雄型端子4を多角柱形に形成すると共に、雌型端子5を多角筒形に形成し、充填部材6を多角筒形に形成して、雌型端子5内に充填しても良い。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、その記載は省略する。
次に、この発明の第3実施例について説明する。
図9は、この発明の第3実施例に係る基板グランド接続構造を示す分解斜視図である。
この実施例は、グランド接続部3の数が、上記第1及び第2実施例と異なる。
すなわち、図9に示すように、上記第1実施例のグランド接続部3と同構造のグランド接続部を用い、複数のこれらグランド接続部3をモジュール基板1,メイン基板2のグランド10,20に設けた。
図9は、この発明の第3実施例に係る基板グランド接続構造を示す分解斜視図である。
この実施例は、グランド接続部3の数が、上記第1及び第2実施例と異なる。
すなわち、図9に示すように、上記第1実施例のグランド接続部3と同構造のグランド接続部を用い、複数のこれらグランド接続部3をモジュール基板1,メイン基板2のグランド10,20に設けた。
かかる構成により、モジュール基板1及びメイン基板2のグランド10,20同士の確実且つ強固な接続状態又は非接続状態を達成することができるので、ノイズ除去効果をさらに高めることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1及び第2実施例と同様であるので、その記載は省略する。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1及び第2実施例と同様であるので、その記載は省略する。
次に、この発明の第4実施例について説明する。
図10は、この発明の第4実施例に係る基板グランド接続構造を示す断面図である。
この実施例は、雄型端子4の取り付け箇所が、上記第1ないし第3実施例と異なる。
すなわち、図10に示すように、モジュール基板1上の電子部品12を電磁遮蔽するシールドケース13上に、グランド接続部3の雄型端子4を立設した。
シールドケース13は、スルーホール14を介してグランド10に接続されており、雄型端子4を雌型端子5に挿入することで、モジュール基板1のグランド10とメイン基板2のグランド20とを、シールドケース13を通じて接続した。
なお、雌型端子5を、メイン基板2上の電子部品24を電磁遮蔽する図示省略のシールドケース上に設けることもできることは勿論である。
図10は、この発明の第4実施例に係る基板グランド接続構造を示す断面図である。
この実施例は、雄型端子4の取り付け箇所が、上記第1ないし第3実施例と異なる。
すなわち、図10に示すように、モジュール基板1上の電子部品12を電磁遮蔽するシールドケース13上に、グランド接続部3の雄型端子4を立設した。
シールドケース13は、スルーホール14を介してグランド10に接続されており、雄型端子4を雌型端子5に挿入することで、モジュール基板1のグランド10とメイン基板2のグランド20とを、シールドケース13を通じて接続した。
なお、雌型端子5を、メイン基板2上の電子部品24を電磁遮蔽する図示省略のシールドケース上に設けることもできることは勿論である。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第3実施例と同様であるので、その記載は省略する。
次に、この発明の第5実施例について説明する。
図11は、この発明の第5実施例に係る基板グランド接続構造を示す分解斜視図であり、図12は、モジュール基板1をメイン基板2に実装する様子を示す断面図である。
この実施例は、モジュール基板1の実装を容易にした点が、上記第1ないし第4実施例と異なる。
すなわち、図11に示すように、グランド接続部3の雌型端子5の挿入孔50をコネクタ21方向に長い長孔にした。
これにより、図12の矢印で示すように、雄型端子4を雌型端子5の挿入孔50内の右側に挿入し、左側即ちコネクタ21側に向かってスライドさせることで、同時に、モジュール基板1の信号線端子11をコネクタ21の基板挿入口21a内に挿入することができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第4実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図11は、この発明の第5実施例に係る基板グランド接続構造を示す分解斜視図であり、図12は、モジュール基板1をメイン基板2に実装する様子を示す断面図である。
この実施例は、モジュール基板1の実装を容易にした点が、上記第1ないし第4実施例と異なる。
すなわち、図11に示すように、グランド接続部3の雌型端子5の挿入孔50をコネクタ21方向に長い長孔にした。
これにより、図12の矢印で示すように、雄型端子4を雌型端子5の挿入孔50内の右側に挿入し、左側即ちコネクタ21側に向かってスライドさせることで、同時に、モジュール基板1の信号線端子11をコネクタ21の基板挿入口21a内に挿入することができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第4実施例と同様であるので、その記載は省略する。
次に、この発明の第6実施例について説明する。
図13は、この発明の第6実施例に係る基板グランド接続構造を示す分解斜視図であり、図14は、モジュール基板1をメイン基板2に実装する様子を示す断面図である。
この実施例は、雄型端子4を雌型端子5に挿入する方向が、上記第1ないし第5実施例と異なる。
すなわち、図13に示すように、グランド接続部3の雄型端子4をコネクタ21側を向く横L字状に形成した。そして、雌型端子5の挿入孔50を横向きにして、充填部材6をこの挿入孔50内に充填した。
これにより、図14の矢印で示すように、モジュール基板1をコネクタ21側にスライドすることで、雄型端子4を雌型端子5の挿入孔50内に右側から挿入することができると同時に、モジュール基板1の信号線端子11をコネクタ21の基板挿入口21a内に挿入することができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第5実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図13は、この発明の第6実施例に係る基板グランド接続構造を示す分解斜視図であり、図14は、モジュール基板1をメイン基板2に実装する様子を示す断面図である。
この実施例は、雄型端子4を雌型端子5に挿入する方向が、上記第1ないし第5実施例と異なる。
すなわち、図13に示すように、グランド接続部3の雄型端子4をコネクタ21側を向く横L字状に形成した。そして、雌型端子5の挿入孔50を横向きにして、充填部材6をこの挿入孔50内に充填した。
これにより、図14の矢印で示すように、モジュール基板1をコネクタ21側にスライドすることで、雄型端子4を雌型端子5の挿入孔50内に右側から挿入することができると同時に、モジュール基板1の信号線端子11をコネクタ21の基板挿入口21a内に挿入することができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第5実施例と同様であるので、その記載は省略する。
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、単層のモジュール基板1(メイン基板2)を例示したが、モジュール基板1(メイン基板2)が多層基板であり、グランド10(グランド20)がモジュール基板1(メイン基板2)の内部にある場合には、雄型端子4(雌型端子5及び充填部材6)をスルーホールを通じて基板内部のグランド10(グランド20)に接続する。グランド10(グランド20)が雄型端子4(雌型端子5及び充填部材6)の取り付け面と反対の面にある場合にも、同様に、スルーホールを通じて反対の面のグランド10(グランド20)に接続する。
例えば、上記実施例では、単層のモジュール基板1(メイン基板2)を例示したが、モジュール基板1(メイン基板2)が多層基板であり、グランド10(グランド20)がモジュール基板1(メイン基板2)の内部にある場合には、雄型端子4(雌型端子5及び充填部材6)をスルーホールを通じて基板内部のグランド10(グランド20)に接続する。グランド10(グランド20)が雄型端子4(雌型端子5及び充填部材6)の取り付け面と反対の面にある場合にも、同様に、スルーホールを通じて反対の面のグランド10(グランド20)に接続する。
1…モジュール基板、 2…メイン基板、 3…グランド接続部、 3′…インダクタ部、 3′′…コンデンサ部、 4…雄型端子、 5…雌型端子、 6…充填部材、 10,20…グランド、 11…信号線端子、 12,24…電子部品、 13…シールドケース、 14,22…スルーホール、 21…コネクタ、 21a…基板挿入口、 21b…接触端子、 23…信号線、 50…挿入孔、 51…間隙、 60…中空孔、 N…ノイズ。
Claims (7)
- 少なくとも信号線がコネクタを介して接続された第1の基板と第2の基板のグランド同士を接続するための基板グランド接続構造であって、
上記第1の基板のグランドに電気的に接続された第1の導電体を、この第1の基板上に設けると共に、上記第2の基板のグランドに電気的に接続され且つ上記第1の導電体を挿入するための挿入孔を有する第2の導電体を、この第2の基板上に設け、
上記第1の導電体を上記第2の導電体の挿入孔に挿入すると共に、高透磁率材を、第1及び第2の導電体の間隙に充填して、これら第1及び第2の導電体と高透磁率材とにより、インダクタ部を構成し、
上記インダクタ部のインピーダンスが信号の使用周波数において上記第1の基板のインピーダンスよりも高くなるように、上記高透磁率材の透磁率を設定した、
ことを特徴とする基板グランド接続構造。 - 少なくとも信号線がコネクタを介して接続された第1の基板と第2の基板のグランド同士を接続するための基板グランド接続構造であって、
上記第1の基板のグランドに電気的に接続された第1の導電体を、この第1の基板上に設けると共に、上記第2の基板のグランドに電気的に接続され且つ上記第1の導電体を挿入するための挿入孔を有する第2の導電体を、この第2の基板上に設け、
上記第1の導電体を上記第2の導電体の挿入孔に挿入すると共に、高誘電率材を、第1及び第2の導電体の間隙に充填して、これら第1及び第2の導電体と高誘電率材とにより、コンデンサ部を構成し、
上記コンデンサ部のインピーダンスが信号の使用周波数において上記第1の基板のインピーダンスよりも低くなるように、上記高誘電率材の誘電率を設定した、
ことを特徴とする基板グランド接続構造。 - 請求項1又は請求項2に記載の基板グランド接続構造において、
上記第1の導電体を円柱形又は多角柱形に形成すると共に、上記第2の導電体を円筒形又は多角筒形に形成した、
ことを特徴とする基板グランド接続構造。 - 請求項1又は請求項3に記載の基板グランド接続構造において、
第1及び第2の導電体と上記高透磁率材とで構成されるインダクタ部を、複数設けた、
ことを特徴とする基板グランド接続構造。 - 請求項2又は請求項3に記載の基板グランド接続構造において、
上記第1及び第2の導電体と上記高誘電率材とで構成されるコンデンサ部を、複数設けた、
ことを特徴とする基板グランド接続構造。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の基板グランド接続構造において、
上記第1の導電体又は第2の導電体の少なくとも一方を、基板上の電子部品を電磁遮蔽するシールドケース上に設けた、
ことを特徴とする基板グランド接続構造。 - 少なくとも信号線がコネクタを介して接続された第1の基板と第2の基板のグランド同士を接続するに際し、上記第1の基板のグランドに電気的に接続された状態で第1の基板上に設けられた第1の導電体を、上記第2の基板のグランドに電気的に接続された状態で第2の基板上に設けられ且つ上記第1の導電体を挿入するための挿入孔を有する第2の導電体の挿入孔に挿入すると共に、充填部材を、これら第1及び第2の導電体の間隙に充填する基板グランド接続方法であって、
上記第2の基板のグランド側のノイズが上記第1の基板のグランド側に流入することを防止する場合には、
上記充填部材として高透磁率材を適用することにより、この高透磁率材と第1及び第2の導電体とでインダクタ部を構成すると共に、このインダクタ部のインピーダンスが信号の使用周波数において上記第1の基板のインピーダンスよりも高くなるように、上記高透磁率材の透磁率を設定し、
また、上記第1の基板のグランド側のノイズを上記第2の基板のグランド側に流出させる場合には、
上記充填部材として高誘電率材を適用することにより、この高誘電率材と第1及び第2の導電体とでコンデンサ部を構成すると共に、このコンデンサ部のインピーダンスが信号の使用周波数において上記第1の基板のインピーダンスよりも低くなるように、上記高誘電率材の誘電率を設定する、
ことを特徴とする基板グランド接続方法。
Priority Applications (1)
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JP2009132494A JP2010277978A (ja) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | 基板グランド接続構造及び基板グランド接続方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016047038A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 株式会社デンソー | コネクタを備えた基板 |
JP2020149946A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | 第一精工株式会社 | 電気コネクタ |
-
2009
- 2009-06-01 JP JP2009132494A patent/JP2010277978A/ja active Pending
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WO2016047038A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 株式会社デンソー | コネクタを備えた基板 |
JP2016071938A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 株式会社デンソー | 基板 |
JP2020149946A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | 第一精工株式会社 | 電気コネクタ |
JP7293756B2 (ja) | 2019-03-15 | 2023-06-20 | I-Pex株式会社 | 電気コネクタ |
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