JP2019125668A

JP2019125668A - 車載電子装置

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Publication number: JP2019125668A
Application number: JP2018004708A
Authority: JP
Inventors: 充孝西田; Mitsutaka Nishida; 道大 ▲高▼田; Michihiro Takada; 朋憲栗山; Tomonori Kuriyama; 慶多 ▲高▼橋; Keita Takahashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2019-07-25
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Abstract

【課題】車載電子装置の車体取付状態の相違に対応して、金属筐体１に作用する放射ノイズの影響を抑制する。【解決手段】導電性のベース１１０Ａと非導電性のカバー１２０Ａに収納された多層回路基板１４０Ａの４層目の外郭保護パターン３４ｘは選択層３４ｃを介してベース１１０Ａの内面と当接するとともに、結合用コンデンサ３５を介して２層目の面状グランドパターン２２ａに接続され、１層目と３層目の環状グランドパターン１１ａ、２３ａを含む各層パターンの外周部は互いに重なり合っており、面状グランドパターン２２ａは車体の基準接地点に配線接続されている。ベース１１０Ａを車体に導電取付する場合には、選択層１０を半田レジスト膜３４ｃとし、非導電取付する場合には、選択層１０を半田膜１１として、結合用コンデンサ３５の短絡異常時に面状グランドパターン２２ａがベース１１０Ａと導通しないようにする。【選択図】図１

Description

この発明は、車載電子装置に関するもので、特に、筐体内に、電子部品が搭載された多層回路基板を収容している車載電子装置に関するものである。

車載電子装置は、車体に取付け固定される扁平又は深底のベース部材と、このベース部材に締結固定される深底又は扁平のカバー部材によって構成された筐体内に回路基板を密閉挟持して収容している。前記回路基板にはコネクタハウジングが取り付けられ、コネクタハウジングの端面が筐体の側面から露出し、ここにコネクタが脱着自在に装着されて電源線及び入出力信号線が接続されるようになっている。前記種の車載電子装置においては、電磁障害が大きな課題であって、例えば、特許文献１では、車載電子装置のＬＳＩ等が静電気やノイズによって誤動作することを防ぐために、金属製のベース部材とカバー部材とによって挟持された電子基板にグランドパターンを設け、このグランドパターンをコネクタハウジングの接続端子を介して車体の導電部に接地すると共に、前記グランドパターンの外周部に、キャパシタで接続した保護パターンを配置し、静電気やノイズを保護パターンに伝導しやすくしている。特許文献１においては、さらに、保護パターンの、集積回路素子（ＬＳＩ）との対向部分に切断部を設け、保護パターンがループアンテナとして動作しないように構成することによって、集積回路素子の誤動作や破損を防ぐことを提案している。

また、前記特許文献１に開示されている内容によると、保護パターンは、ベース部材に導電接続されるか、又は高誘電体を介して交流的に接続し、直流的には非接続とすることによって、キャパシタに代わることが示されている。即ち、高誘電体を用いた場合には、保護パターンは、前記高誘電体を介してベース部材に交流的に接続され、ベース部材は、車体に対して導電するように取り付けられている。また、前記特許文献１の記載によると、保護パターンを島状の保護パターンとして設け、ベース部材と導電接触させることが示されている。

特開２００９−２４８６３５号公報

前記特許文献１による車載電子装置では、コネクタの接地端子から外部接地配線を介して車体の導電部に接続される面状のグランドパターンに対し、これを取り巻く帯状の保護パターンを設け、前記保護パターンとグランドパターンとの間にコンデンサ（キャパシタ）を接続しており、金属製のベース部材から保護パターンを介して侵入したノイズが、コンデンサと接地端子と外部接地配線を介して車体の導電部に流出するように構成されている。しかし、方形の保護パターンの各所から侵入するノイズを１個のコンデンサで吸収することは困難であって、また、複数のコンデンサを分散配置したとしても、コンデンサに含まれる寄生インダクタンスの影響によって高周波ノイズを除去することが困難となる問題点がある。また、ベース部材が金属製であっても、その取付部位が車体の金属部であるか、或いは樹脂材であったり、絶縁性の塗装被膜が施されている場合などがあり、ベース部材に接続しているからといっても、ベース部材の取り付け方によっては、その後の部分による接地条件の相違について手軽に対応できる構成となっていないという問題点がある。更に、グランドパターンがベースを介して電位レベルの異なる二種類の接地点に直接接続されるため、コモンモードノイズが発生することになるという問題がある。

この発明は、上述のような問題点を解消して、小形安価な構成で電子回路の誤動作や電子部品の破損が発生するのを防止することができる車載電子装置を提供することである。

この発明による車載電子機器は、車両の被取付面に固定される取付固定部を含む導電性のベースと、このベースに対して締結部材によって一体化される非導電性又は導電性のカバーと、前記ベースの内部に設けられた棚段部と、前記カバーの内部に設けられた挟持圧接部とによって挟持される多層回路基板とを備え、前記多層回路基板の第１辺に搭載されたコネクタハウジングの端面が、前記ベースと前記カバーによって構成された筐体から露出する関係に配置されていて、このコネクタハウジングには電源線及び入出力信号線が接続される複数の接続端子が圧入されている車載電子機器であって、前記多層回路基板は、複数の絶縁基材を介して積層された少なくとも１層目から４層目の回路パターンを有し、１層目回路パターンは前記カバーの内面と対向し、４層目回路パターンは前記ベースの内面と対向し、前記１層目回路パターンと前記４層目回路パターンの一方又は両方は回路部品の搭載面となって、前記回路部品の相互の配線パターンが設けられ、２層目回路パターン又は３層目回路パターンのどちらか１方には、前記複数の接続端子の一部であるグランド端子ＧＮＤを介して車体に接続される面状グランドパターンが設けられている。

そして、前記２層目回路パターン又は前記３層目回路パターンのどちらか他方には、前記面状グランドパターンに対して複数のグランドビアを介して接続された環状グランドパターンが設けられ、前記４層目回路パターンは、前記多層回路基板の４辺の外郭位置の全領域又は一部領域、或いは、前記第１辺以外の３辺の外郭位置の全領域又は一部領域において、１個又は複数個に分割された４層目の外郭保護パターンが設けられ、前記１層目回路パターンは、前記面状グランドパターンに対して複数の前記グランドビアを介して接続された１層目の環状グランドパターンを備えるか、或いは、前記４層目の三方向に対する外郭保護パターンに対して複数の保護パターン連結ビアを介して接続された１層目の外郭保護パターンを備え、前記４層目の外郭保護パターン又は１層目の外郭保護パターンは、１個又は複数個の結合用コンデンサを介して前記面状グランドパターンに接続されるとともに、前記ベースに設けられた前記棚段部又は前記カバーに設けられた前記挟持圧接部に対して、半田レジスト膜又は半田膜である非導電性又は導電性の仲介層を介して当接し、前記環状グランドパターンと、前記外郭保護パターンの全てのパターン幅は、各パターン幅の半分以上が前記面状グランドパターンの外郭部分と重層している。

以上のとおり、この発明による車載電子機器は、ベースとカバーによって構成された筐体内にコネクタハウジングを搭載した多層回路基板が収納挟持され、この多層回路基板はカバー側を１層目、ベース側を４層目とする部品搭載面を有し、２層目又は３層目のどちらか一方に設けられた面状グランドパターンと、２層目又は３層目のどちらか他方に設けられた環状グランドパターンと、４層目に設けられた外郭保護パターンと、１層目に設けられた環状ＧＮＤパターン又は外郭保護パターンとを備え、環状グランドパターンと外郭保護パターンとは面状グランドパターンの外郭部と絶縁基材を挟んで対面重合し、この面状グランドパターンはコネクタハウジングに設けられた接続端子ＧＮＤを介して車載バッテリの負側電源端子が接続されている車体に接続されているとともに、外郭保護パターンと面状グランドパターンとの間には結合用コンデンサが接続されている。

従って、部品搭載ができない基板外周の挟持部には、面状グランドパターンと環状グランドパターンと外郭保護パターンとが重層配置され、搭載部品及びその搭載部品に対する配線パターンは環状グランドパターンによって包囲されているので、基板面積を広げないで外郭保護パターンと面状グランドパターン又は環状グランドパターンとを、広い面積で近接対向させて疑似静電容量素子としての帯状分布静電容量を大きくし、導電性のベースを媒介とする高周波ノイズの内で、比較的高周波帯域のノイズの侵入及び放出を抑制することができるものである。これに対し、導電性のベースを媒介とする高周波ノイズの内で、比較的低周波帯域のノイズは外郭保護パターンと面状グランドパターンとの間に接続された結合用コンデンサによって分担吸収される効果がある。

また、４層目の外郭保護パターンは、ベースの棚段部に対向して非導電性又は導電性の仲介層を介して当接するようになっているので、導電性のベースが車体に対して導電取付けされている第１条件の場合には、仲介層を非導電性の半田レジスト膜としておくことにより、結合用コンデンサに短絡異常が発生したときにベースと面状グランドパターンが連結されて、異なるグランド電位の配線径路に循環電流が流れるのを防止する効果がある。一方、導電性のベースが車体の非導電性部位に取付けられている第２条件の場合であっては、仲介層を導電性の半田膜としておけば、外郭保護パターンとベースとの間で疑似静電容量素子としての帯状分布静電容量を生成して、外郭保護パターンと面状グランドパターン間に接続された結合用コンデンサを介して比較的高周波帯域のノイズの侵入及び放出を抑制することができる効果がある。従って、仲介層の選択によって手軽に多様な設置条件の相違に対応することができるものであって、いずれの場合であっても外郭保護パターンと面状グランドパターンとが直流接続されることはない構成となっているので、面状グランドパターンがベースを介して電位レベルの異なる二種類の接地点に直接接続されることがなく、コモンモードノイズの発生を防止することができるという効果がある。

この発明の実施の形態１による車載電子装置の部分断面図である。図１に示した回路基板の分解透視図である。図１に示した回路基板の積層構成図である。図１に示した実施の形態１の導電取付時のコンデンサの接続回路図である。この発明の実施の形態２による車載電子装置の部分断面図である。図４に示した回路基板の分解透視図である。図４に示した回路基板の積層構成図である。図４に示した実施の形態２の非導電取付時のコンデンサの接続回路図である。この発明の実施の形態３による車載電子装置の部分断面図である。図７に示した回路基板の分解透視図である。図７に示した回路基板の積層構成図である。図７に示した実施の形態３の導電取付時のコンデンサの接続回路図である。図７に示した実施の形態３の非導電取付時のコンデンサの接続回路図である。この発明の実施の形態４による車載電子装置の部分断面図である。図１０に示した回路基板の分解透視図である。図１０に示した回路基板の積層構成図である。図１０に示した実施の形態４の導電取付時のコンデンサの接続回路図である。図１０に示した実施の形態４の非導電取付時のコンデンサの接続回路図である。

実施の形態１
以下、実施の形態１による車載電子装置の部分断面図である図１と、図１のものの回路基板の分解透視図である図２について、その構成を詳細に説明する。図１において、車載電子装置１００Ａは、金属製（導電性）のベース１１０Ａと、樹脂製（非導電性）のカバー１２０Ａによって構成された筐体内に密閉収納された多層回路基板１４０Ａを備え、ベース１１０Ａとカバー１２０Ａの周縁部は防水シール材１３０によって密閉されている。ベース１１０Ａの例えば４隅には取付固定部１１１が一体化されていて、前記取付固定部１１１は、車体側の被取付面１６０に対して取付部材１６１を用いて、例えばねじ止め設置されている。また、ベース１１０Ａの外郭３辺には棚段部１１２が設けられて多層回路基板１４０Ａが搭載されるとともに、外周４辺にはシール材１３０が塗布される嵌合凹条部１１３が設けられている。

前記外郭３辺は、図２で後述するコネクタハウジング１５０の搭載辺を第１辺とし、前記第１辺を除外した残りの３辺となっていて、ベース１１０Ａの外周４辺のうちの第１辺にはコネクタハウジング１５０の外周１辺(図２の台形形状の長寸底辺）が嵌合するようになっている。カバー１２０Ａは、複数の間隙規制突起１２１を介してベース１１０Ａと対向するとともに、カバー１２０Ａの外郭３辺には挟持圧接部１２２が設けられて、ベース１１０Ａの棚段部１１２との間で多層回路基板１４０Ａが挟持されるになっている。また、カバー１２０Ａの外郭の三辺には嵌合凸条部１２３が設けられ、これがベース１１０Ａの嵌合凹条部１１３と嵌合して防水シール材１３０に対するシール間隙を構成するようになっている。そして、カバー１２０Ａの外周４辺のうち第１辺にはコネクタハウジング１５０の端面が露出する図示しない開口部が設けられ、コネクタハウジング１５０の外周４辺は、カバー１２０Ａとベース１１０Ａとの間で図示しない防水シールを介して密封され、ベース１１０Ａとカバー１２０Ａは締結部材１３１によって相互にねじ締め固定されるようになっている。

なお、カバー１２０Ａの第１辺の開口部は台形形状をなして、コネクタハウジング１５０の台形頂辺部と左右の斜辺部との間で凸凹シール面を構成し、コネクタハウジング１５０の台形底辺部はベース１１０の第１辺との間で凸凹シール面を構成している。多層回路基板１４０Ａは、カバー１２０Ａの内面と対向する１層目回路パターンを有する上層基材１０と、２層目回路パターンと３層目回路パターンを有する中層基材２０と、ベース１１０Ａの内面と対向する４層目回路パターンを有する下層基材３０とを積層して構成されていて、１層面と４層面とは回路部品の搭載面となっている。１層目回路パターンとしては、環状グランドパターン１１ａと、信号配線及び電源配線を行うための複数の信号パターン１１ｂがあり、これらの回路パターンは半田部位を除いて半田レジスト膜１１ｃが設けられている。２層目回路パターンとしては、スルーホールメッキ穴部を除いて全面が面状グランドパターン２２ａとなっている。

３層目回路パターンとしては、環状グランドパターン２３ａと、信号配線及び電源配線を行うための複数の信号パターン２３ｂがある。４層目回路パターンとしては、外郭保護パターン３４ｘと、信号配線及び電源配線を行うための複数の信号パターン３４ｂがあり、これらの回路パターンは半田部位を除いて半田レジスト膜３４ｃが設けられている。グランドビア９０は、各層に設けられたビアランド９１〜９４をスルーホールメッキで連結するものであり、これによって環状グランドパターン１１ａ、２３ａと面状グランドパターン２２ａが接続されている。なお、結合用コンデンサ３５は、外郭保護パターン３４ｘと、４層目のビアランド９４との間に接続され、その結果として、外郭保護パターン３４ｘと面状グランドパターン２２ａとは結合用コンデンサ３５によって交流的に接続されていることになる。

図２において、樹脂製のコネクタハウジング１５０はその端面が台形形状であって、その長寸底辺はベース１１０Ａの第１辺に対して凸凹シール面を介して対向し、残る短寸頂辺と左右の斜辺とはカバー１２０Ａの第１辺に設けられた開口部に対して凸凹シール面を介して対向し、これ等の凸凹シール面には防水シール材１３０（図１参照）が塗布されている。コネクタハウジング１５０の仕切壁に圧入補助されている複数の接続端子１５１は、コネクタハウジング１５０に対して挿抜自在に装着される図示しないコネクタとワイヤハーネスを介して車載の各種入力センサや電気負荷に接続されるとともに、接続端子１５１の一部である正側電源端子ＶＢは、図示をしていないが、電源スイッチを介して車載バッテリの正極端子に接続され、接続端子１５１の他の一部である負側電源端子ＧＮＤは、車載バッテリの負極端子が接続されている車体の近傍位置に設けられた車体側の基準接地点ＧＮＤ０（図３Ａ参照）に接続されている。

これ等の接続端子１５１は、多層回路基板１４０Ａの１層目から２層目回路パターンを貫通し、必要とされる層の回路パターンに対して選択的に導通接続されるようになっている。上層基材１０の表面に設けられた環状グランドパターン１１ａに繋がるビアランド９１と、中層基材２０の表面に設けられた面状グランドパターン２２ａの一部であるビアランド９２と、中層基材２０の裏面に設けられた環状グランドパターン２３ａに繋がるビアランド９３と、下層基材３０の裏面に設けられた外郭保護パターン３４ｘの近傍に分離配置されたビアランド９４は、グランドビア９０（図１参照）によって互いに導通接続されている。上層基材１０の表面には、図示しないマイクロプロセッサを包含した集積回路素子１１ｄとその他の図示しない回路部品が搭載されている。下層基材３０の裏面には、欠削部３４ｙによって２分割された外郭保護パターン３４ｘと、前記外郭保護パターン３４ｘと４層目のビアランド９４との間に接続された結合用コンデンサ３５と、例えば１ＭΩの放電抵抗３６が搭載されている。

なお、結合用コンデンサ３５の配置間隔は、抑制したいノイズ源の周波数が例えば１００ＭＨＺであれば、その波長λ＝１．３７ｍの１０分の１以下の間隔にしておくとよい。そして、放電抵抗３６は外郭保護パターン３４ｘの分割単位あたりで１個としておけばよい。なお、欠削部３４ｙによる外郭保護パターン３４ｘの破断間隔は、外郭保護パターン３４ｘと集積回路素子１１ｄの設置間隔が狭いときに設けられ、少なくとも外郭保護パターン３４ｘのパターン幅以上とするのが望ましい。また、下層基材３０の裏面には、図示しないパワートランジスタなどの発熱部品が搭載されている。前記発熱部品は、ベース１１０Ａとの間で伝熱材を介して接合するように構成されている。

次に、図１、図２のように構成された実施の形態１による車載電子装置１００Ａについて、図１のものの回路基板の積層構成図である図３Ａと、図１のものの導電取付（電気的に低抵抗の接続状態での取付け）時のコンデンサの接続回路図である図３Ｂによってその作用及び動作を詳細に説明する。図３Ａにおいて、中層基材２０の上面に設けられた面状グランドパターン２２ａは、コネクタハウジング１５０のグランド端子ＧＮＤを介して車載バッテリの負極端子が接続された基準接地点ＧＮＤ０に接続されている。また、上層基材１０に設けられた表面層の環状グランドパターン１１ａと、中層基材２０の下面に設けられた環状グランドパターン２３ａとはグランドビア９０を介して面状グランドパターン２２ａに対して導電接続されている。樹脂製のカバー１２０Ａの内面は半田レジスト膜１１ｃを介して環状グランドパターン１１ａに当接しているとともに、カバー１２０Ａは、導電性の締結部材１３１を介してベース１１０Ａに固定されている。

金属製のベース１１０Ａは、被取付面１６０を介して車体の導電部材に対して導電取付されているが、前記設置部位の電位と基準接地点ＧＮＤ０との間には電位差が発生している。前記電位差の要因はここに流れる電流と接続抵抗との積で定まる直流成分と、高周波ノイズ電流と接続配線のインダクタンス成分とによるノイズ成分とがある。また、面状グランドパターン２２ａと基準接地点ＧＮＤ０との間にも同様に電位差が発生していて、問題となるのは高周波ノイズ成分による電位差である。なお、車載電子装置における放射ノイズは主としては、車上に張り巡らされたワイヤハーネスが介在し、結束されたワイヤの一方から他方への放射ノイズと、ワイヤハーネスから金属筐体に作用する放射ノイズとが大半を占めるものとなっている。従って、車載電子装置の筐体構造としては金属製のベース（又は金属製のカバー）と面状グランドパターンとの間で発生する高周波ノイズを抑制することが最大の課題となるものであって、金属製ベース１１０Ａと面状グランドパターン２２ａとの間には、環状グランドパターン２３ａと、下層基材３０の裏面に設けられた外郭保護パターン３４ｘとが設けられている。

そして、外郭保護パターン３４ｘには選択層として半田レジスト膜３４ｃが施され、車体に対して導電取付けされているベース１１０Ａと外郭保護パターン３４ｘとが導電接触しないようになっている。一方、外郭保護パターン３４ｘと面状グランドパターン２２ａとの間には、環状グランドパターン２３ａを介して結合用コンデンサ３５と放電抵抗３６との並列回路が接続されている。また、下層基材３０を介して帯状面で対向する外郭保護パターン３４ｘと環状グランドパターン２３ａとの間には分布静電容量Ｃ３０が発生する。同様に、半田レジスト膜３４ｃを介して帯状面で対向する外郭保護パターン３４ｘとベース１１０Ａの棚段部１１２との間には分布静電容量Ｃ３１が発生する。

図３Ｂにおいて、車体に対して導電取付されている金属製のベース１１０Ａと、基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａとの間には、結合用コンデンサ３５による合計静電容量Ｃ０のコンデンサと、放電抵抗Ｒ３６と、分布静電容量Ｃ３０との並列回路に対して直列接続された分布静電容量Ｃ３１が配置されている。このように、金属製ベースが車体に対して導電取付されている場合には、ベースと外郭保護パターンとの間は、半田レジスト膜によって非導電としておくことにより、結合用コンデンサに短絡異常が発生したときにベースと面状グランドパターンが連結されて、異なるグランド電位の配線径路に循環電流が流れるのを防止するようになっている。

以上の説明で明らかなとおり、この実施の形態１による車載電子装置１００Ａは、車両の被取付面１６０に固定される取付固定部１１１を含む金属製のベース１１０Ａと、このベース１１０Ａに対して締結部材１３１によって一体化される樹脂製のカバー１２０Ａと、前記ベース１１０Ａの内部に設けられた棚段部１１２と、前記カバー１２０Ａの内部に設けられた挟持圧接部１２２とによって挟持される多層回路基板１４０Ａとを備え、前記多層回路基板１４０Ａの第１辺に搭載されたコネクタハウジング１５０の端面が、前記ベース１１０Ａと前記カバー１２０Ａによって構成された筐体から露出する関係に配置されていて、前記コネクタハウジング１５０には電源線及び入出力信号線が接続される複数の接続端子１５１が圧入されている車載電子装置１００Ａであって、前記多層回路基板１４０Ａは、複数の絶縁基材を介して積層された１層目から４層目回路パターンを有し、前記１層目回路パターンは前記カバー１２０Ａの内面と対向し、前記４層目回路パターンは前記ベース１１０Ａの内面と対向し、前記１層目回路パターンと前記４層目回路パターンの両方は回路部品の搭載面となって、前記回路部品の相互の配線パターンが設けられ、この２層目回路パターンには、前記複数の接続端子１５１の一部であるグランド端子ＧＮＤを介して車体の基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａが設けられている。

そして、前記３層目回路パターンには、前記面状グランドパターン２２ａに対して複数のグランドビア９０を介して接続された環状グランドパターン２３ａが設けられ、前記４層目回路パターンは、前記多層回路基板１４０Ａの４辺の外郭位置の全領域又は一部領域、或いは、前記第１辺以外の残りの３辺の外郭位置の全領域又は一部領域において、１個又は複数個に分割された４層目の外郭保護パターン３４ｘが設けられ、前記１層目回路パターンは、前記面状グランドパターン２２ａに対して複数のグランドビア９０を介して接続された１層目の環状グランドパターン１１ａを備え、前記４層目の外郭保護パターン３４ｘは、１個又は複数個の結合用コンデンサ３５を介して前記面状グランドパターン２２ａに接続されるとともに、前記ベース１１０Ａに設けられた前記棚段部１１２に対して、半田レジスト膜３４ｃである非導電性の仲介層を介して当接し、前記環状グランドパターン１１ａ、２３ａと、前記外郭保護パターン３４ｘの全てのパターン幅は、各パターン幅の半分以上が前記面状グランドパターン２２ａの外郭部分と立体的に重層している。

以上の説明では、面状グランドパターンと環状グランドパターンとは、２層目と３層目回路パターンとして設けたが、これを逆にして３層目と２層目回路パターンとすることもできる。但し、一般にはマイクロプロセッサを含む集積回路素子の搭載面に隣接して面状グランドパターンを設けて、耐ノイズ性の向上を図るようになっている。また、以上の説明では、多層回路基板１４０Ａは、４層回路基板として説明したが、表層パターンとなっている１層目回路パターンを構成する上層基材１０と、裏層パターンとなっている４層目回路パターンを構成する下層基材３０との間にあって、２枚の中層基材が使用されて、４面の中層パターンと表層、裏層パターンを有する６層回路基板とすることも可能であり、これによって部品実装密度の向上と、これに伴う信号線パターンの増加や各種の電源線パターンを追加層に統合配置するなどの処理を行うことができるものである。これは、実施の形態２から４についても同様であり、１層目回路パターンを表層回路パターンと読換え、４層目回路パターンを裏層回路パターンと読換え、２層目と３層目回路パターンは中層回路パターンと読換えれば６層回路基板に対応した表現となっている。

前記カバー１２０Ａは非導電性の樹脂製のカバーであり、前記１層目回路パターンは、前記面状グランドパターン２２ａに対して複数の前記グランドビア９０を介して接続された前記１層目の環状グランドパターン１１ａを備え、前記環状グランドパターン１１ａは、前記半田レジスト膜１１ｃを介して前記カバー１２０Ａの挟持圧接部１２２と当接するようになっている。

以上のとおり、請求項２に関連し、１層目の環状グランドパターンは、半田レジスト膜を介して樹脂製カバーの挟持圧接部と当接するようになっている。従って、金属製のベースが車体の導電部位に取付け固定されている場合であっても、面状及び環状グランドパターンとベース又はカバーとが直接導電接続されることがなく、コネクタハウジングの中の複数の接続端子の一部であるグランド端子ＧＮＤを介して車体に接続された基準電位に対し、異なるグランド電位の部位に直接接続されることがない特徴がある。また、ベース電位が基準電位と相違していても、ベースは４層目の保護パターンから結合用コンデンサを介してグランドパターンに接続され、前記結合用コンデンサによってコモンモードの高周波ノイズが除去される特徴がある。なお、カバーの背面に大きな発熱部品が搭載されていない場合には、金属製のカバーよりも電磁誘導ノイズの影響を受けない樹脂製のカバーの方が軽量化されて有利となるものである。これは、実施の形態２と４についても同様である。

前記４層目に設けられる外郭保護パターン３４ｘは、前記コネクタハウジング１５０の搭載位置を除外した前記多層回路基板１４０Ａの外周３辺位置に設けられ、前記外郭保護パターン３４ｘと前記面状グランドパターン２２ａとの間に接続される複数の前記結合用コンデンサ３５は、前記４層目回路パターンに設けられていて、前記結合用コンデンサ３５の全体を投影した場合のその取付間隔は、抑制したい高周波ノイズの波長λの１０分の１以下のピッチとなっている。

以上のとおり、請求項４に関連し、外郭保護パターンと面状グランドパターンとの間には、抑制したい高周波ノイズの波長λの１０分の１以下の間隔で複数の結合用コンデンサが接続されている。従って、ベース及びカバーの取付状態が、車体との導通の有無に関わらず、侵入又は放出ノイズが金属製のベース内で共振するのを抑制することができる特徴がある。これは、実施の形態２から４についても同様であり、実施の形態３の場合は前記４層目と１層目に外郭保護パターンが設けられ、金属製カバー内での高周波ノイズの共振が防止されるようになっている。

前記４層目に設けられる外郭保護パターン３４ｘと、前記面状グランドパターン２２ａとの間に接続される前記結合用コンデンサ３５に対し、放電抵抗３６が並列接続されている。以上のとおり、請求項５に関連し、結合用コンデンサには放電抵抗が並列接続されている。従って、ベースに帯電した静電気によって結合用コンデンサが高圧充電されることがなく、帯電電荷は外郭保護パターンと放電抵抗と面状グランドパターンとコネクタハウジング内部の接続端子のうち負側電源端子ＧＮＤを介して車体へ常時放電される特徴がある。これは、実施の形態２から４についても同様であり、実施の形態３の場合は前記４層目と１層目に外郭保護パターンが設けられていて、カバーに帯電した静電気による結合用コンデンサの高圧充電も防止されるようになっている。

前記面状グランドパターン２２ａと、前記環状グランドパターン１１ａ、２３ａと、前記複数の結合用コンデンサ３５の一方の電極端子を接続するビアランドとは、複数の前記グランドビア９０を介して互いに接続され、前記複数の結合用コンデンサ３５の他方の電極端子は、前記４層目の外郭保護パターン３４ｘに接続されている。以上のとおり、請求項６に関連し、面状グランドパターンと、環状グランドパターンと、結合用コンデンサの一方の電極端子とは、共通のグランドビアを介して互いに接続されている。従って、グランドビアの個数を抑制して回路基板の高密度実装が可能となる特徴がある。これは、実施の形態２から４についても同様であり、実施の形態３の場合は前記４層目と１層目に外郭保護パターンが設けられている。

前記１層目回路パターンには、マイクロプロセッサを含む集積回路素子１１ｄが搭載接続され、前記面状グランドパターン２２ａは、前記集積回路素子１１ｄの搭載面に隣接する２層目回路パターンによって構成され、前記４層目又は１層目の外郭保護パターン３４ｘが、前記集積回路素子１１ｄに対して接近する位置には、４層目又は１層目の欠削部３４ｙが設けられて分割され、前記外郭保護パターン３４ｘの分割単位で、少なくとも１個の前記結合用コンデンサ３５が前記面状グランドパターン２２ａとの間に接続されるとともに、前記結合用コンデンサ３５には前記分割単位で少なくとも１個の放電抵抗３６が並列接続されており、前記外郭保護パターン３４ｘと前記集積回路素子１１ｄとの設置間隔が、前記外郭保護パターン３４ｘのパターン幅以下に接近しているときには、前記欠削部３４ｙによる前記外郭保護パターン３４ｘの破断間隔は、前記外郭保護パターン３４ｘのパターン幅以上の寸法となっている。

以上のとおり、請求項７に関連し、１層目に搭載された集積回路素子と外郭保護パターンとの設置間隔が、外郭保護パターンのパターン幅以下に接近しているときには、外郭保護パターンには欠削部が設けられ、前記欠削部による外郭保護パターンの破断間隔は、外郭保護パターンのパターン幅以上の寸法となっていて、外郭保護パターンには、その分割単位に応じて少なくとも１個の結合用コンデンサと放電抵抗が接続されている。従って、集積回路素子の近傍における外郭保護パターンとグランドパターンとの間の静電結合を低減して、外郭保護パターンに重畳された高周波ノイズや静電気耐性試験における高電圧が、マイクロプロセッサを含む集積回路素子に侵入するのを抑制することができる特徴がある。これは、実施の形態２から４についても同様であり、実施の形態３の場合は前記４層目と１層目に外郭保護パターンが設けられている。

前記２層目回路パターンと前記３層目回路パターンとは、中層基材２０の両面に生成されたものであって、前記中層基材２０は基板強度を確保するための厚さ寸法を備えた絶縁基材であり、前記１層目回路パターンと前記４層目回路パターンとは、それぞれ上層基材１０の表面と、下層基材３０の背面に生成されたものであり、前記上層基材１０と下層基材３０の厚さ寸法は、それぞれ前記中層基材２０の２分の１以下の寸法となっている。

以上のとおり、請求項８に関連し、多層回路基板は、２層目回路パターンと３層目回路パターンを有する厚板の中層基材と、１層目回路パターンと４層目回路パターンを有する薄板の上層基材と下層基材によって構成されている。従って、４層目の外郭保護パターンと、３層目の環状グランドパターンとの対向面で生成される疑似静電容量素子としての帯状分布静電容量の値を大きくすることができる特徴がある。なお、多層回路基板が６層基板である場合であっては、外郭保護パターンが設けられる裏層又は表層を構成する下層基材と上層基材寸法を薄くすればよい。これは、実施の形態２から４についても同様であり、実施の形態３の場合は前記４層目と１層目に外郭保護パターンが設けられている。

実施の形態２．
車載電子装置の実施の形態２による構成について、部分断面図である図４と、図４に示した回路基板の分解透視図である図５を用いて、図１と図２のものとの相違点を中心にして、詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一又は相当部分を示し、車載電子装置１００Ａは車載電子装置１００Ｂとなって、符号末尾の大文字の英字によって実施の形態の区分を示している。図４と図５において、図１と図２との主な相違点はベース１１０Ａとベース１１０Ｂの被取付面１６０が導電体であるか絶縁体であるかの違いであり、これに伴って外郭保護パターン３４ｘに対する選択層が半田レジスト膜３４ｃ（ベース１１０Ａの場合）から半田膜３９（ベース１１０Ｂの場合）に変更されている。但し、実際には図５で示すとおり半田膜３９は外郭保護パターン３４ｘの複数個所に分散して設けられていて、半田膜３９以外の部分には防錆処理としての半田レジスト膜が施されている。

次に、図４のものの回路基板の積層構成図である図６Ａと、図４のものの非導電取付（電気的に高抵抗の接続状態での取付け）時のコンデンサの接続回路図である図６Ｂについて、図３Ａと図３Ｂとの相違点を中心として、その作用及び動作を詳細に説明する。図６Ａ、図６Ｂにおいて、金属製のベース１１０Ｂは被取付面１６０に対して例えば絶縁塗装或いは樹脂成型材などの絶縁体を介して取付けられている。そして、下層基材３０の裏面に設けられた外郭保護パターン３４ｘは、選択層となる半田膜３９を介してベース１１０Ｂの棚段部１１２と当接するようになっている。従って、車体に対して非導電取付されている金属製のベース１１０Ｂの電位は、取付部位の電位の影響を受けずに、外郭保護パターン３４ｘの電位によって安定し、外郭保護パターン３４ｘの電位は、面状グランドパターン２２ａとの間に接続された結合用コンデンサ３５の合計静電容量Ｃ０と、下層保護分布容量Ｃ３０と、放電抵抗Ｒ３６との並列回路によって変動が抑制されるようになっている。

以上の説明で明らかなとおり、この実施の形態２による車載電子装置１００Ｂは、車両の被取付面１６０に固定される取付固定部１１１を含む金属製のベース１１０Ｂと、前記ベースに対して締結部材１３１によって一体化される樹脂製のカバー１２０Ｂと、前記ベース１１０Ｂの内部に設けられた棚段部１１２と、前記カバー１２０Ｂの内部に設けられた挟持圧接部１２２とによって挟持される多層回路基板１４０Ｂとを備え、前記多層回路基板１４０Ｂの第１辺に搭載されたコネクタハウジング１５０の端面が、前記ベース１１０Ｂと前記カバー１２０Ｂによって構成された筐体から露出する関係に配置されていて、前記コネクタハウジング１５０には電源線及び入出力信号線が接続される複数の接続端子１５１が圧入されている車載電子装置１００Ｂであって、前記多層回路基板１４０Ｂは、複数の絶縁基材を介して積層された１層目から４層目回路パターンを有し、前記１層目回路パターンは前記カバー１２０Ｂの内面と対向し、前記４層目回路パターンは前記ベース１１０Ｂの内面と対向し、前記１層目回路パターンと前記４層目回路パターンの両方は回路部品の搭載面となって、前記回路部品の相互の配線パターンが設けられ、前記２層目回路パターンには、前記複数の接続端子１５１の一部であるグランド端子ＧＮＤを介して車体の基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａが設けられている。

そして、前記３層目回路パターンには、前記面状グランドパターン２２ａに対して複数のグランドビア９０を介して接続された環状グランドパターン２３ａが設けられ、前記４層目回路パターンは、前記多層回路基板１４０Ｂの４辺の外郭位置の全領域又は一部領域、或いは、前記第１辺以外の３辺の外郭位置の全領域又は一部領域において、１個又は複数個に分割された４層目の外郭保護パターン３４ｘが設けられ、前記１層目回路パターンは、前記面状グランドパターン２２ａに対して複数の前記グランドビア９０を介して接続された１層目の環状グランドパターン１１ａを備え、前記４層目の外郭保護パターン３４ｘは、１個又は複数個の結合用コンデンサ３５を介して前記面状グランドパターン２２ａに接続されるとともに、前記ベース１１０Ｂに設けられた前記棚段部１１２に対して、半田膜３９である導電性の仲介層を介して当接し、前記環状グランドパターン１１ａ、２３ａと、前記外郭保護パターン３４ｘの全てのパターン幅は、各パターン幅の半分以上が前記面状グランドパターン２２ａの外郭部分と立体的に重層している。

なお、実施の形態１の場合には、４層目の外郭保護パターンが、ベースの棚段部に対向して非導電性の仲介層を介して当接するようになっているので、金属製のベースが車体に対して導電取付けされている場合には、仲介層を非導電性の半田レジスト膜としておくことにより、結合用コンデンサに短絡異常が発生したときにベースと面状グランドパターンが連結されて、異なるグランド電位の配線径路に循環電流が流れるのを防止するものであった。これに対して、実施の形態２の場合には、金属製のベースが車体の非導電性部位に取付けられているので、仲介層を導電性の半田膜としておけば、外郭保護パターンとベースとの間で疑似静電容量素子としての帯状分布静電容量を生成して、外郭保護パターンと面状グランドパターン間に接続された結合用コンデンサを介して比較的高周波帯域のノイズの侵入及び放出を抑制することができるものである。但し、金属製のベースが車体の非導電性部位に取付けられている場合であっても、選択層として半田膜３９を用いないで半田レジスト膜３４ｃとしておくことも可能であり、前記場合には金属製のベースの電位は、前記ベースと基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａとの間に接続されている、結合用コンデンサ３５による合計静電容量Ｃ０のコンデンサと、放電抵抗Ｒ３６と、分布静電容量Ｃ３０との並列回路に対して直列接続された分布静電容量Ｃ３１によって決定されることになる。

実施の形態３
車載電子装置の実施の形態３による部分断面図である図７と、図７に示した回路基板の分解透視図である図８について、図１と図２のものとの相違点を中心にして、その構成を詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一又は相当部分を示し、車載電子装置１００Ａは、車載電子装置１００Ｃとなって、符号末尾の大文字の英字によって実施の形態の区分を示している。図７と図８において、図１と図２との主な相違点は、樹脂製のカバー１２０Ａに代わって金属製のカバー１２０Ｃが使用されていて、ベース１１０Ｃの取付は、車体に対して導電取付した場合と絶縁取付した場合の両方を一括して説明している。これに伴って外郭保護パターン３４ｘに対する選択層が半田レジスト膜３４ｃ（図７の場合）と半田膜３９（図８の場合）とが混在しているが、実際の製品は、どちらか一方に特定されるものである。

また、金属製のカバー１２０Ｃが適用されていることに伴って、１層目の環状グランドパターン１１ａに代わって外郭保護パターン１１ｘが使用され、前記１層目の外郭保護パターン１１ｘには、４層目の外郭保護パターン３４ｘと同様に半田レジスト膜１１ｃ（図７の場合）と半田膜１９（図８の場合）とが混在しているが、実際の製品は、どちらか一方に特定されるものである。但し、実際には、図８で示すとおり１層目の外郭保護パターン１１ｘに対する半田膜１９は、三方向に対する外郭保護パターン１１ｘの複数個所に分散して設けられていて、半田膜１９以外の部分には、防錆処理としての半田レジスト膜１１ｃが施されている。同様に、４層目の外郭保護パターン３４ｘに対する半田膜３９は、外郭保護パターン３４ｘの複数個所に分散して設けられていて、半田膜３９以外の部分には、防錆処理としての半田レジスト膜３４ｃが施されている。なお１層目の外郭保護パターン１１ｘと４層目の外郭保護パターン３４ｘとは、保護パターン連結ビア９０ｘによって接続され、結合用コンデンサ３５は、４層目の回路パターン上に搭載されているが、１層目の回路パターン上に分散接続してもよい。

次に、図７のものの回路基板の積層構成図である図９Ａと、図７のものの導電取付時のコンデンサの接続回路図である図９Ｂと、非導電取付時のコンデンサの接続回路図である図９Ｃについて、図３Ａと図３Ｂとの相違点を中心として、その作用及び動作を詳細に説明する。図９Ａ、図９Ｂは、金属製のベース１１０Ｃが被取付面１６０に対して導電取付されている場合のものであり、下層基材３０の裏面に設けられた外郭保護パターン３４ｘは、選択層となる半田レジスト膜３４ｃを介してベース１１０Ｃの棚段部１１２と当接するようになっている。また、上層基材１０の表面に設けられた外郭保護パターン１１ｘは、選択層となる半田レジスト膜１１ｃと、締結部材１３１を介してベース１１０Ｃと連結されている金属製のカバー１２０Ｃの挟持圧接部１２２と当接するようになっている。従って、車体に対して導電取付されている金属製のベース１１０Ｃと、基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａとの間には、結合用コンデンサ３５による合計静電容量Ｃ０のコンデンサと、放電抵抗Ｒ３６と、分布静電容量Ｃ３０との並列回路に対して直列接続された分布静電容量Ｃ３１が配置されている。

同様に、車体に対して金属製のベース１１０Ｃと締結部材１３１を介して導電取付されている金属製のカバー１２０Ｃと、基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａとの間には、結合用コンデンサ３５による合計静電容量Ｃ０のコンデンサと、放電抵抗Ｒ３６と、分布静電容量Ｃ１０との並列回路に対して直列接続された分布静電容量Ｃ１１が配置されている。但し、分布静電容量Ｃ１０は、面状グランドパターン２２ａと外郭保護パターン１１ｘとの間で生成され、分布静電容量Ｃ１１は、外郭保護パターン１１ｘとカバー１２０Ｃとの間で生成される疑似コンデンサの静電容量である。前記のように、金属製ベースが車体に対して導電取付されている場合には、ベースと外郭保護パターンとの間、及びカバーと外郭保護パターンとの間は、半田レジスト膜によって非導電としておくことにより、結合用コンデンサに短絡異常が発生したときにベースやカバーと面状グランドパターンが連結されて、異なるグランド電位の配線径路に循環電流が流れるのを防止するようになっている。

図９Ａ、図９Ｃは、金属製のベース１１０Ｃが被取付面１６０に対して非導電取付されている場合のものであり、下層基材３０の裏面に設けられた外郭保護パターン３４ｘは、選択層となる半田膜３９を介してベース１１０Ｃの棚段部１１２と当接するようになっている。また、上層基材１０の表面に設けられた外郭保護パターン１１ｘは、選択層となる半田膜１９と、締結部材１３１を介してベース１１０Ｃと連結されている金属製のカバー１２０Ｃの挟持圧接部１２２と当接するようになっている。従って、車体に対して非導電取付されている金属製のベース１１０Ｃと、基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａとの間には、結合用コンデンサ３５による合計静電容量Ｃ０のコンデンサと、放電抵抗Ｒ３６と、分布静電容量Ｃ３０との並列回路が配置されている。

同様に、車体に対して非導電取付されている金属製のベース１１０Ｃと一体の金属製のカバー１２０Ｃと、基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａとの間には、結合用コンデンサ３５による合計静電容量Ｃ０のコンデンサと、放電抵抗Ｒ３６と、分布静電容量Ｃ１０との並列回路が配置されている。従って、車体に対して非導電取付されている金属製のベース１１０Ｃの電位は、取付部位の電位の影響を受けずに、外郭保護パターン３４ｘの電位によって安定し、外郭保護パターン３４ｘの電位は、面状グランドパターン２２ａとの間に接続された結合用コンデンサ３５の合計静電容量Ｃ０と、下層保護分布容量Ｃ３０と、放電抵抗Ｒ３６との並列回路によって変動が抑制されるようになっている。同様に、車体に対して非導電取付されている金属製のカバー１２０Ｃの電位は、取付部位の電位の影響を受けずに、外郭保護パターン１１ｘの電位によって安定し、外郭保護パターンの電位は、面状グランドパターン２２ａとの間に接続された結合用コンデンサ３５の合計静電容量Ｃ０と、上層保護分布容量Ｃ１０と放電抵抗Ｒ３６との並列回路によって変動が抑制されるようになっている。

以上の説明で明らかなとおり、この実施の形態３による車載電子装置１００Ｃは、車両の被取付面１６０に固定される取付固定部１１１を含む金属製のベース１１０Ｃと、前記ベースに対して締結部材１３１によって一体化される金属製のカバー１２０Ｃと、前記ベース１１０Ｃの内部に設けられた棚段部１１２と、前記カバー１２０Ｃの内部に設けられた挟持圧接部１２２とによって挟持される多層回路基板１４０Ｃとを備え、前記多層回路基板１４０Ｃの第１辺に搭載されたコネクタハウジング１５０の端面が、前記ベース１１０Ｃと前記カバー１２０Ｃによって構成された筐体から露出する関係に配置されていて、前記コネクタハウジング１５０には電源線及び入出力信号線が接続される複数の接続端子１５１が圧入されている車載電子装置１００Ｃであって、前記多層回路基板１４０Ｃは、複数の絶縁基材を介して積層された１層目から４層目回路パターンを有し、前記１層目回路パターンは、前記カバー１２０Ｃの内面と対向し、前記４層目回路パターンは、前記ベース１１０Ｃの内面と対向し、前記１層目回路パターンと前記４層目回路パターンの両方は回路部品の搭載面となって、前記回路部品の相互の配線パターンが設けられ、前記２層目回路パターンには、前記複数の接続端子１５１の一部であるグランド端子ＧＮＤを介して車体の基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａが設けられている。

そして、前記３層目回路パターンには、前記面状グランドパターン２２ａに対して複数のグランドビア９０を介して接続された環状グランドパターン２３ａが設けられ、前記４層目回路パターンは、前記多層回路基板１４０Ｃの４辺の外郭位置の全領域又は一部領域、或いは、前記第１辺以外の３辺の外郭位置の全領域又は一部領域において、１個又は複数個に分割された４層目の外郭保護パターン３４ｘが設けられ、前記１層目回路パターンは、前記４層目の外郭保護パターン３４ｘに対して複数の保護パターン連結ビア９０ｘを介して接続された１層目の外郭保護パターン１１ｘを備え、前記４層目又は１層目の外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘは、１個又は複数個の結合用コンデンサ３５を介して前記面状グランドパターン２２ａに接続されるとともに、前記ベース１１０Ｃに設けられた前記棚段部１１２又は前記カバー１２０Ｃに設けられた前記挟持圧接部１２２に対して、半田レジスト膜３４ｃ、１１ｃ又は半田膜３９、１９である非導電性又は導電性の仲介層を介して当接し、前記環状グランドパターン２３ａと、前記外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘの全てのパターン幅は、各パターン幅の半分以上が前記面状グランドパターン２２ａの外郭部分と立体的に重層している。

従って、仲介層の選択によって手軽に多様な設置条件の相違に対応することができるものであって、いずれの場合であっても外郭保護パターンと面状グランドパターンとが直流接続されることはない構成となっているので、面状グランドパターンがベースを介して電位レベルの異なる二種類の接地点に直接接続されることがなく、コモンモードノイズの発生を防止することができるようになっている。これは、他の実施の形態についても同様である。

前記カバー１２０Ｃは、金属製のカバーであり、前記１層目回路パターンは、前記４層目の外郭保護パターン３４ｘに対して複数の保護パターン連結ビア９０ｘを介して接続された前記１層目の外郭保護パターン１１ｘを備え、前記カバー１２０Ｃに設けられた前記挟持圧接部１２２に対して、前記半田レジスト膜１１ｃ又は前記半田膜１９である非導電性又は導電性の前記仲介層を介して当接し、前記仲介層は、前記４層目の外郭保護パターン３４ｘに対する仲介層と同じ非導電性又は導電性のものとなっている。

以上のとおり、請求項３に関連し、１層目回路パターンには１層目の外郭保護パターンが設けられ、前記１層目の外郭保護パターンは複数の保護パターン連結ビアを介して４層目の外郭保護パターンに接続されているとともに、カバーに設けられた挟持圧接部に対して、４層目の外郭保護パターンと同じ非導電性又は導電性の仲介層を介して当接するようになっている。従って、ベース及びカバーが共に金属製であって、これが車体の導電部に対して導電取付されている場合には、仲介層として半田レジスト膜を使用してベース及びカバーを媒介とする高周波ノイズの侵入及び放出を防止することができる特徴がある。また、ベース及びカバーが共に金属製であっても、これが車体の導電部に対して導電取付されていない場合には、仲介層として半田膜を使用してベース及びカバーを媒介とする高周波ノイズの侵入及び放出を抑制することができる特徴がある。いずれの場合も、外郭保護パターンに対する高周波ノイズは結合用コンデンサによって抑制されるようになっている。なお、カバーの背面に大きな発熱部品が搭載されている場合には、金属製のカバーを用いて放熱効果を高める必要があるが、前記場合には電磁誘導ノイズの影響を受けやすくなるので１層目の外郭保護パターンが有効となるものである。

前記４層目又は１層目に設けられる外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘは、前記コネクタハウジング１５０の搭載位置を除外した前記多層回路基板１４０Ｃの外周３辺位置に設けられ、前記外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘと前記面状グランドパターン２２ａとの間に接続される複数の前記結合用コンデンサ３５は、前記４層目又は１層目回路パターンのいずれか一方又は両方に設けられていて、前記結合用コンデンサ３５の全体を投影した場合のその取付間隔は、抑制したい高周波ノイズの波長λの１０分の１以下のピッチとなっている。従って、実施の形態１及び２と同様の特徴がある。

前記４層目又は１層目に設けられる外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘと、前記面状グランドパターン２２ａとの間に接続される前記結合用コンデンサ３５に対し、放電抵抗３６が並列接続されている。従って、実施の形態１、２と同様の特徴がある。

前記面状グランドパターン２２ａと、前記環状グランドパターン２３ａと、前記複数の結合用コンデンサ３５の一方の電極端子を接続するビアランドとは、複数の前記グランドビア９０を介して互いに接続され、前記複数の結合用コンデンサ３５の他方の電極端子は、前記４層目又は１層目の外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘに接続されている。従って、実施の形態１、２と同様の特徴がある。

前記１層目回路パターンには、マイクロプロセッサを含む集積回路素子１１ｄが搭載接続され、前記面状グランドパターン２２ａは、前記集積回路素子１１ｄの搭載面に隣接する２層目回路パターンによって構成され、前記４層目又は１層目の外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘが、前記集積回路素子１１ｄに対して接近する位置には、４層目又は１層目の欠削部３４ｙ、１１ｙが設けられて分割され、前記外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘの分割単位で、少なくとも１個の前記結合用コンデンサ３５が前記面状グランドパターン２２ａとの間に接続されるとともに、前記結合用コンデンサ３５には前記分割単位で少なくとも１個の放電抵抗３６が並列接続されており、前記外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘと前記集積回路素子１１ｄとの設置間隔が、前記外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘのパターン幅以下に接近しているときには、前記欠削部３４ｙ、１１ｙによる前記外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘの破断間隔は、前記外郭保護パターン３４ｘ、１１ｘのパターン幅以上の寸法となっている。従って、実施の形態１、２と同様の特徴がある。

実施の形態４．
以下、車載電子装置の実施の形態４による部分断面図である図１０と、図１０のものの回路基板の分解透視図である図１１について、図１と図２のものとの相違点を中心にして、その構成を詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一又は相当部分を示し、車載電子装置１００Ａは車載電子装置１００Ｄとなって、符号末尾の大文字の英字によって実施の形態の区分を示している。図１０と図１１において、図１と図２との主な相違点は４層目回路パターンに対してベース１１０Ｄの高台部１１４と対向する島状保護パターン３４ｚが設けられていることであり、島状保護パターン３４ｚに対する選択層として半田膜３９又は半田レジスト膜３４ｃと、結合用コンデンサ３５及び放電抵抗３６が追加されている。また、金属製のベース１１０Ｄの取付は車体に対して導電取付した場合と絶縁取付した場合の両方を一括して説明している。

従って、外郭保護パターン３４ｘと島状保護パターン３４ｚに対する選択層が半田レジスト膜３４ｃ（図１２Ｂの場合）と半田膜３９（図１２Ｃの場合）とが混在しているが、実際の製品はどちらか一方に特定されるものである。但し、実際には図１１で示すとおり４層目の外郭保護パターン３４ｘに対する半田膜３９は、三方向に対する外郭保護パターン３４ｘの複数個所に分散して設けられていて、半田膜３９以外の部分には防錆処理としての半田レジスト膜３４ｃが施されている。次に、図１０のものの回路基板の積層構成図である図１２Ａと、図１０のものの導電取付時のコンデンサの接続回路図である図１２Ｂと、非導電取付時のコンデンサの接続回路図である図１２Ｃについて、図３Ａと図３Ｂとの相違点を中心として、その作用及び動作を詳細に説明する。

図１２Ａ、図１２Ｂは、金属製のベース１１０Ｄが被取付面１６０に対して導電取付されている場合のものであり、下層基材３０の裏面に設けられた外郭保護パターン３４ｘと島状保護パターン３４ｚは、選択層となる半田レジスト膜３４ｃを介してベース１１０Ｄの棚段部１１２と高台部１１４当接するようになっている。従って、車体に対して導電取付されている金属製のベース１１０Ｄと、基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａとの間には、結合用コンデンサ３５による合計静電容量Ｃ０のコンデンサと、放電抵抗Ｒ３６と、分布静電容量Ｃ３０との並列回路に対して直列接続された分布静電容量Ｃ３１が配置されている。前記のように、金属製ベースが車体に対して導電取付されている場合には、ベースと外郭保護パターン及び島状保護パターンとの間は半田レジスト膜によって非導電としておくことにより、結合用コンデンサに短絡異常が発生したときにベースと面状グランドパターンが連結されて、異なるグランド電位の配線径路に循環電流が流れるのを防止するようになっている。

図１２Ａ及び図１２Ｃは、金属製のベース１１０Ｄが被取付面１６０に対して非導電取付されている場合のものであり、下層基材３０の裏面に設けられた外郭保護パターン３４ｘと島状保護パターン３４ｚは、選択層となる半田膜３９を介してベース１１０Ｄの棚段部１１２と当接するようになっている。従って、車体に対して非導電取付されている金属製のベース１１０Ｄの電位は、取付部位の電位の影響を受けずに、外郭保護パターン３４ｘと島状保護パターン３４ｚの電位によって安定し、その電位は、面状グランドパターン２２ａとの間に接続された結合用コンデンサ３５の合計静電容量Ｃ０と、下層保護分布容量Ｃ３０と、放電抵抗Ｒ３６との並列回路によって変動が抑制されるようになっている。なお、カバー１２０Ｄが金属製であって、コネクタハウジング１５０による接続端子１５１が回路基板と直交する方向のものにあっては、カバー１２０Ｄの深さ寸法が扁平となり、ベース１１０Ｄ側の高台部１１４と同様に、カバー１２０Ｄの内面に高台部を設けて、１層目回路パターンにも島状保護パターンを設けることができるものである。前記場合、ベースの棚段部とカバーの挟持圧接部はそれぞれベースとカバーの外郭四辺に設けられることになる。

以上の説明で明らかなとおり、この実施の形態４による車載電子装置１００Ｄは、車両の被取付面１６０に固定される取付固定部１１１を含む金属製のベース１１０Ｄと、前記ベースに対して締結部材１３１によって一体化される樹脂製のカバー１２０Ｄと、前記ベース１１０Ｄの内部に設けられた棚段部１１２と、前記カバー１２０Ｄの内部に設けられた挟持圧接部１２２とによって挟持される多層回路基板１４０Ｄとを備え、前記多層回路基板１４０Ｄの第１辺に搭載されたコネクタハウジング１５０の端面が、前記ベース１１０Ｄと前記カバー１２０Ｄによって構成された筐体から露出する関係に配置されていて、前記コネクタハウジング１５０には電源線及び入出力信号線が接続される複数の接続端子１５１が圧入されている車載電子装置１００Ｄであって、前記多層回路基板１４０Ｄは、複数の絶縁基材を介して積層された１層目から４層目回路パターンを有し、前記１層目回路パターンは前記カバー１２０Ｄの内面と対向し、前記４層目回路パターンは前記ベース１１０Ｄの内面と対向し、前記１層目回路パターンと前記４層目回路パターンの両方は回路部品の搭載面となって、前記回路部品の相互の配線パターンが設けられ、前記２層目回路パターンには、前記複数の接続端子１５１の一部であるグランド端子ＧＮＤを介して車体の基準接地点ＧＮＤ０に接続される面状グランドパターン２２ａが設けられている。

そして、前記３層目回路パターンには、前記面状グランドパターン２２ａに対して複数のグランドビア９０を介して接続された環状グランドパターン２３ａが設けられ、前記４層目回路パターンは、前記多層回路基板１４０Ｄの４辺の外郭位置の全領域又は一部領域、或いは、前記第１辺以外の３辺の外郭位置の全領域又は一部領域において、１個又は複数個に分割された４層目の外郭保護パターン３４ｘが設けられ、前記１層目回路パターンは、前記面状グランドパターン２２ａに対して複数の前記グランドビア９０を介して接続された１層目の環状グランドパターン１１ａを備え、前記４層目の外郭保護パターン３４ｘは、１個又は複数個の結合用コンデンサ３５を介して前記面状グランドパターン２２ａに接続されるとともに、前記ベース１１０Ｄに設けられた前記棚段部１１２に対して、半田レジスト膜３４ｃ又は半田膜３９である非導電性又は導電性の仲介層を介して当接し、前記環状グランドパターン１１ａ、２３ａと、前記外郭保護パターン３４ｘの全てのパターン幅は、各パターン幅の半分以上が前記面状グランドパターン２２ａの外郭部分と立体的に重層している。

なお、金属製のベースが車体に対して導電取付されている場合には、４層目の外郭保護パターンは、ベースの棚段部に対向して非導電性の仲介層を介して当接するようになっているので、結合用コンデンサに短絡異常が発生したときにベースと面状グランドパターンが連結されて、異なるグランド電位の配線径路に循環電流が流れるのを防止するものである。また、金属製のベースが車体に対して非導電取付されている場合には、仲介層を導電性の半田膜としておけば、外郭保護パターンとベースとの間で疑似静電容量素子としての帯状分布静電容量を生成して、外郭保護パターンと面状グランドパターン間に接続された結合用コンデンサを介して比較的高周波帯域のノイズの侵入及び放出を抑制することができるものである。

前記４層目回路パターンには、前記外郭保護パターン３４ｘの内部に位置する島状保護パターン３４ｚが設けられ、前記島状保護パターン３４ｚは、前記仲介層となる半田レジスト膜３４ｃ又は半田膜３９を介して前記ベース１１０Ｄの内面に設けられた高台部１１４と当接するとともに、１個又は複数個の結合用コンデンサ３５と、前記グランドビア９０を介して前記面状グランドパターン２２ａと接続されている。以上のとおり、請求項９に関連し、４層目回路パターンは島状保護パターンを含み、前記島状保護パターンは結合用コンデンサを介して面状グランドパターンに接続されるとともに、仲介層となる半田レジスト膜又は半田膜を介してベースの内面に設けられた高台部と当接するようになっている。従って、放射ノイズによって発生するベース内の高周波電流を、外殻部に設けられた外郭保護パターンと協働して更に抑制することができる特徴がある。これは、実施の形態１から３についても同様であり、金属製カバーを有する実施の形態３の場合には、カバーの内面に対向する島状パターンを設けることも可能である。

なお、実施の形態１から４における構成は、それぞれの実施の形態を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１０上層基材、１１ａ環状グランドパターン、１１ｃ半田レジスト膜、
１１ｄ集積回路素子、１１ｘ外郭保護パターン、１１ｙ欠削部、１９半田膜、
２０中層基材、２２ａ面状グランドパターン、２３ａ環状グランドパターン、
３０下層基材、３４ｃ半田レジスト膜、
３４ｘ外郭保護パターン、３４ｙ欠削部、３４ｚ島状保護パターン、
３５結合用コンデンサ、３６放電抵抗、３９半田膜、９０グランドビア、
９０ｘ保護パターン連結ビア、
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ車載電子装置、
１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄベース、１１１取付固定部、
１１２棚段部、１１４高台部、１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄカバー、
１２２挟持圧接部、１３１締結部材、
１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄ多層回路基板、
１５０コネクタハウジング、１５１接続端子、１６０被取付面、
ＧＮＤ負側電源端子（グランド端子）、ＧＮＤ０基準接地点

Claims

車両の被取付面に固定される取付固定部を含む導電性のベースと、前記ベースに対して締結部材によって一体化される非導電性又は導電性のカバーと、前記ベースの内部に設けられた棚段部と、前記カバーの内部に設けられた挟持圧接部とによって挟持される多層回路基板とを備え、前記多層回路基板の第１辺に搭載されたコネクタハウジングの端面が、前記ベースと前記カバーによって構成された筐体から露出する関係に配置されていて、前記コネクタハウジングには電源線及び入出力信号線が接続される複数の接続端子が圧入されている車載電子装置において、前記多層回路基板は、複数の絶縁基材を介して積層された少なくとも４層の回路パターンを有し、１層目回路パターンは前記カバーの内面と対向し、４層目回路パターンは前記ベースの内面と対向し、前記１層目回路パターンと前記４層目回路パターンの一方又は両方は回路部品の搭載面となって、前記回路部品の配線パターンが設けられ、２層目回路パターン又は３層目回路パターンの一方には、前記複数の接続端子の一部であるグランド端子を介して車体の基準接地点に接続される面状グランドパターンが設けられ、前記２層目回路パターン又は前記３層目回路パターンのどちらかの他方には、前記面状グランドパターンに対して複数のグランドビアを介して接続された環状グランドパターンが設けられ、前記４層目回路パターンは、前記多層回路基板の４辺の外郭位置の全領域又は一部領域、或いは、前記第１辺とは異なる３辺の外郭位置の全領域又は一部領域において、１個又は複数個に分割された４層目の外郭保護パターンが設けられ、前記１層目回路パターンは、前記面状グランドパターンに対して複数の前記グランドビアを介して接続された１層目の環状グランドパターンを備えるか、或いは、前記４層目の外郭保護パターンに対して複数の保護パターン連結ビアを介して接続された１層目の外郭保護パターンを備え、前記４層目の外郭保護パターン又は前記１層目の外郭保護パターンは、１個又は複数個の結合用コンデンサを介して前記面状グランドパターンに接続されるとともに、前記ベースに設けられた前記棚段部又は前記カバーに設けられた前記挟持圧接部に対して、半田レジスト膜又は半田膜である非導電性又は導電性の仲介層を介して当接し、前記環状グランドパターンと、前記外郭保護パターンの全てのパターン幅は、各パターン幅の半分以上が前記面状グランドパターンの外郭部分と重層している車載電子装置。
前記カバーは非導電性のカバーであり、前記１層目回路パターンは、前記面状グランドパターンに対して複数の前記グランドビアを介して接続された前記１層目の環状グランドパターンを備え、前記環状グランドパターンは、前記半田レジスト膜を介して前記挟持圧接部と当接する請求項１に記載の車載電子装置。
前記カバーは導電性のカバーであり、前記１層目回路パターンは、前記４層目の外郭保護パターンに対して複数の保護パターン連結ビアを介して接続された前記１層目の外郭保護パターンを備え、前記挟持圧接部に対して、前記半田レジスト膜又は前記半田膜である非導電性又は導電性の前記仲介層を介して当接し、前記仲介層は、前記４層目の外郭保護パターンに対する仲介層と同じ非導電性又は導電性のものとなっている請求項１に記載の車載電子装置。
前記４層目の外郭保護パターン又は前記１層目の外郭保護パターンは、前記コネクタハウジングの搭載位置を除外した前記多層回路基板の外周の３辺の位置に設けられ、前記外郭保護パターンと前記面状グランドパターンとの間に接続される複数の前記結合用コンデンサは、前記４層目回路パターン又は前記１層目回路パターンのいずれか一方又は両方に設けられていて、前記結合用コンデンサの全体を投影した場合のその取付間隔は、抑制したい高周波ノイズの波長の１０分の１以下のピッチとなっている請求項１から３のいずれか一項に記載の車載電子装置。
前記４層目の外郭保護パターン又は前記１層目の外郭保護パターンと前記面状グランドパターンとの間に接続された前記結合用コンデンサに対し、放電抵抗が並列接続されている請求項１から４のいずれか一項に記載の車載電子装置。
前記面状グランドパターンと、前記環状グランドパターンと、複数の前記結合用コンデンサの一方の電極端子を接続するビアランドとは、複数の前記グランドビアを介して互いに接続され、複数の前記結合用コンデンサの他方の電極端子は、前記４層目の外郭保護パターン又は前記１層目の外郭保護パターンに接続されている請求項１から５のいずれか一項に記載の車載電子装置。
前記１層目回路パターン又は前記４層目回路パターンの一方には、マイクロプロセッサを含む集積回路素子が搭載され、前記面状グランドパターンは、前記集積回路素子の搭載面に隣接する前記２層目回路パターン又は前記３層目回路パターンによって構成され、前記４層目の外郭保護パターン又は前記１層目の外郭保護パターンが、前記集積回路素子に対して接近する位置には、４層目の欠削部又は１層目の欠削部が設けられて分割され、前記外郭保護パターンの分割単位で、少なくとも１個の前記結合用コンデンサが前記面状グランドパターンとの間に接続されるとともに、前記結合用コンデンサには前記分割単位で少なくとも１個の放電抵抗が並列接続されており、前記外郭保護パターンと前記集積回路素子との設置間隔が、前記外郭保護パターンのパターン幅以下に接近しているときには、前記欠削部による前記外郭保護パターンの破断間隔は、前記外郭保護パターンのパターン幅以上の寸法となっている請求項１から６のいずれか一項に記載の車載電子装置。
前記２層目回路パターンと前記３層目回路パターンとは、中層基材の両面に生成されたものであって、前記中層基材は基板強度を確保するための厚さ寸法を備えた絶縁基材であり、前記１層目回路パターンと前記４層目回路パターンとは、それぞれ上層基材の表面と、下層基材の背面に生成されたものであり、前記上層基材と下層基材の厚さ寸法は、それぞれ前記中層基材の２分の１以下の寸法となっている請求項１から７のいずれか一項に記載の車載電子装置。
前記４層目回路パターンには、前記外郭保護パターンの内部に位置する島状保護パターンが設けられ、前記島状保護パターンは、前記仲介層となる半田レジスト膜又は半田膜を介して前記ベースの内面に設けられた高台部と当接するとともに、１個又は複数個の前記結合用コンデンサと、前記グランドビアを介して前記面状グランドパターンと接続されている請求項１から８のいずれか一項に記載の車載電子装置。