JP2021184429A - 磁性体シートおよび該磁性体シートを備えた電子機器 - Google Patents

磁性体シートおよび該磁性体シートを備えた電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】電子機器における設計の自由度を損ねず、静電気放電に対する優れたノイズイミュニティ性能を奏する磁性体シートおよびこれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】磁性体シート1は、平面視で、電子機器の筐体の壁面に沿って、コネクタ9の外周を囲う第1の領域22aとコネクタ9の外周を囲わず第1の領域から突出した第2の領域22bとを有する。第1の領域22aは、コネクタ9の外周において2以上の開放端を有する。第2の領域22bは、少なくとも1以上の開放端と繋がる構造を有する。【選択図】図2

Description

本開示は、磁性体シートおよびこれを備えた電子機器に関する。
半導体回路の低電圧化により、電子回路のノイズマージンは低下の一途を辿り、これに応じて外来ノイズに対するノイズイミュニティ性能が低下している。例えば、人体が電子機器に触れた際に、人体に帯電していた電荷が電子機器に放電される静電気放電による誤動作が問題になっている。そのため、IEC−16000−4−2において静電気放電試験を規定している。
静電気放電試験において試験対象に印加される放電波形は、立ち上がり時間が1nsと急峻で、他のEMC(Electromagnetic Compatibility)試験では含まれない高周波成分を含む。このため、静電気放電により生じる電磁ノイズが電子回路とカップリングし易くなり、画像の乱れや一時的な停止等の製品の不具合を起こし易かった。
静電気放電試験に代表されるEMCにおけるイミュニティ試験への対策として、電子機器を構成している電子回路、プリント基板、筐体という製品全体での対策が講じられている。しかし、ある程度具体的な製品構成が決められている量産試作段階では、プリント基板上に搭載された電子回路の変更、電子回路の変更に伴うプリント基板の改変等の対策は講じにくい。そのため、量産試作段階での静電気放電試験に対する不具合対策としては、プリント基板、電子回路、筐体等に、磁界を集磁させて電磁エネルギ−を熱エネルギ−に変換する磁性体シートを貼り付けて対応することが多かった。
例えば、特許文献1に開示された技術では、ノートパソコン内の電子回路の半導体回路のパッケージ上、筐体上、コネクタにより形成される筐体の開口部の付近等に、コネクタの全周囲を囲んで、磁性体シートから形成されるESD抑制シートを貼り付けている。
また、特許文献2に開示された技術では、導電性シート材と非導電性磁性体シート材とを積層した積層シートをプリント配線板の上に配置することで、静電気放電により生じる電磁ノイズから、プリント配線板を保護することを提案している。
特開2001−308574号公報(第1〜8頁、図3,5,6) 特開2003−208996号公報(第1〜10頁、図1〜3)
特許文献1に記載のESD抑制シートは、その形状からコネクタの開口部付近に貼り付け難い場合がある。また、コネクタを覆う配置になり、コネクタの開口部を塞ぎ、コネクタの着脱が困難となるおそれもある。さらに、磁性体シートから構成されるため、静電気による影響は防げたとしてもコネクタの開口部近傍の磁界を強め、磁気的に悪影響を及ぼすおそれがある。このように、特許文献1に記載のESD抑制シートは、設計の制約を生じ易く、設計の自由度が低く、また、周辺回路に磁気的に悪影響を与えてしまう恐れがある。
一方、特許文献2に記載の技術では、プリント基板のグランド部に導電性磁性体シート材との接続箇所を周波数に応じて複数箇所設ける必要がある。これは、積層シートと回路基板、即ち、プリント基板間で形成される構造により、電気的な共振が生じ、電子機器から放射させる電磁ノイズの強度が増大したり、共振周波数においては良好な受信アンテナとなりうるためである。そのため、プリント基板上における実装すべき電子部品の実装面積と、配線可能な面積とが縮小され、設計の自由度が低下する、という問題がある。
本開示は、電子機器における設計の自由度を下げることなく、静電気放電による磁界の影響を低減しうる磁性体シート、およびこれを備えた電子機器を提供する、ことを目的とする。
本開示に係る磁性体シートは、平面視で、電子機器の筐体の壁面に沿って、コネクタの外周を囲う第1の領域と、前記コネクタの外周を囲わず前記第1の領域から突出した第2の領域とを有する。
本開示の磁性体シートにより、設計の自由度を下げることなく、静電気放電で生ずる磁界の影響を低減できる。
(A)、(B)は、実施の形態1に係る磁性体シートの概略図 (A)は、図1に示す磁性体シートでコネクタの周囲を囲んだ状態を示す図、(B)は、(A)に示す態様で磁性体シートが配置されたことによる磁界の強度分布を説明する図 (A)、(B)は、図1および図2に示す磁性体シートを構成する近傍領域と延在領域の境界を説明する図、(C)、(D)は、図1および図2に示す磁性体シートの変形例を示す図 (A)は、変形例に係る磁性体シートでコネクタの周囲を囲んだ状態を示す図、(B)は、変形例に係る磁性体シートの分割の一例を示す図 変形例に係る磁性体シートでコネクタの周囲を囲んだ状態を示す図 (A)、(B)は、それぞれ、変形例に係る磁性体シートでコネクタの周囲を囲んだ状態を示す図 (A)〜(H)は、変形例に係る磁性体シートでコネクタの周囲を囲んだ状態を示す図 実施の形態2に係る電子機器の透視的斜視図 (A)、(B)は、実施の形態2に係る電子機器の平面図と垂直断面図 (A)、(B)は、実施の形態3に係る電子機器の応用形態を示す透視的斜視図と垂直断面図 (A)、(B)は、実施の形態3の変形例に係る電子機器の応用形態を示す透視的斜視図と一部破断図 (A)、(B)は、実施の形態4に係る電子機器の応用形態を示す透視的斜視図と一部破断図
以下、本開示の実施の形態に係る磁性体シートおよび該磁性体シートを備えた電子機器について説明する。
[実施の形態1]
実施の形態1に係る磁性体シート1は、図1(A)、(B)に示すように、平面視で「コ」字形状を呈し、図示で水平な横シート部分2aと左右一対の縦シート部分2bとを備え、上向きに開いた一つの開放部を有している。
磁性体シート1は、電磁波吸収シート、ノイズ吸収シートとも称されることもある。本明細書においては、磁性体シートで統一する。
磁性体シート1は、比透磁率特性が1以上の材料、例えば、Fe、Ni、Co等の金属磁性体、フェライト、マグネタイト等の軟磁性体から構成される。金属磁性体の形態は、例えば、微粉末状、フィラー状等であってもよい。更に、金属または合金磁性体をシート状に圧延して得られる単層シート、単層シートを積層して構成された厚肉シート、軟磁性体の微粉末群を樹脂シートの表面または内部に層状にして被覆または埋設して得られる複層シート等の形態でもよい。
磁性体シート1を構成する磁性体の複素透磁率特性μは、磁束を集めるもしくは誘導する集磁性を表すμ'と集磁した磁束を熱に変換する減衰項μ''により、次式で表される。
μ=μ'−jμ'' なお、jは虚数単位
2つのパラメータμ'とμ''の絶対値が大きいほど、静電気放電で生じる電磁ノイズ、特に磁界を誘導し、熱に変換しやすく、大きな磁界遮蔽効果が得られる。そのため、初期透磁率が100以上の磁性体から形成することが望ましい。
静電気放電試験で電圧を印加する対象となる箇所は、コネクタなど製品の外部に露出した金属である。電磁ノイズを受信する電子回路の位置、および放電で生じる電磁ノイズの周波数を勘案すると、磁性体シートの選定においては近傍界の特性に優れるものがよい。そのため、電磁波吸収特性として示される反射減衰量と伝送減衰率のうち、反射減衰量の絶対値が大きいシートを用いることが望ましい。なお、反射減衰量は、例えば、3D同軸管法で求められ、伝送減衰率は、例えば、ストリップライン法で求められる。
なお、実際は、電磁波吸収特性の数値だけでなく、入手性と費用、磁性体シートの効果を勘案して選定することが望ましい。
電磁ノイズ減衰効果は、磁性体シート1の厚み寸法Tにも依存する。厚み寸法Tが大きいほど効果が大きい。従って、厚いシートを用いることが好ましい。1枚の厚い磁性体シート1を用いる代わりに、薄い磁性体シート1を複数枚重ねて使用してもよい。
磁性体シート1のコの字型の形成は、図1(A)、(B)に示すように、パンチングで押し出すなどして、全体を一体成型で形成してもよい。
静電気放電試験で試験電圧を印加する対象となる箇所は、コネクタなど製品の外部に露出した金属である。磁性体シート1は、機能的には、平面視で、露出した金属部分の外周を囲う近傍領域と、金属部分の外周を囲わず近傍領域から突出した2つの延在領域とに区分される。近傍領域22aは第1の領域の例、延在領域22bは、第2の領域の例である。囲うは、全周を囲うことを意味せず、部分的に囲うを含む意味である。
例えば、外部に露出した金属部分をメス型のコネクタ9とすると、磁性体シート1は、例えば、図2(A)に示すように配置される。
図示するように、磁性体シート1は、平面視で、電子機器の筐体の壁面に沿って、並んで配置された2つのコネクタ9の近傍で外周を囲う近傍領域22aと、2つのコネクタ9の外周を囲わずに近傍領域22aから突出した延在領域22bとを備える。近傍領域22aと延在領域22bとの境界は、基本的には、コネクタ9の磁性体シート1によって囲まれておらず開放されている側の外縁または外周9aと面一の位置BLである。
このような配置構造とすると、図2(B)に示す、延在領域22bのうち端部領域AR1が、周囲の磁界を吸収して集磁する集磁領域として機能する。このため、端部領域AR1の周囲の磁界密度を低減し、コネクタ9を含む周辺部品への磁界の悪影響を抑えることが可能となる。一方、コネクタ9を囲う近傍領域22aのうち、例えば、領域AR2では、磁性体シート1が配置されていない場合と比較して、磁界強度が弱まり、磁界のコネクタ9への影響を抑えることが可能となる。
なお、図2では、磁性体シート1は、2つのコネクタ9を1つの単位としてその外周を囲っている。ただし、これに限られず、磁性体シート1は、複数のコネクタ9が並んで配置されている場合に、隣接するコネクタ9の間に延在する部分を備えてもよい。この場合、磁性体シート1は、平面視では、例えば、E字状となるが、本開示のコ字状に含まれるバリエーションの1つである。複数並んで配置されるコネクタ9は2つに限定されず、3つ以上でもよい。また、並んで配置される必要はなく、コネクタ9は1つでもよい。
なお、近傍領域22aと延在領域22bとの境界は、基本的には、図2(A)に示すように、コネクタ9の、磁性体シート1によって囲まれておらず且つ開放されている側の外縁9aと面一の位置BLである。この場合、近傍領域22aを構成するシート部分は2つの開放端を有し、延在領域22bを構成するシート部分も開放端を有し、近傍領域22aを構成するシート部分の開放端と繋がる構造を有する。なお、近傍領域22aと延在領域22bとの境界BL、或いは、近傍領域22aがコネクタ9の近傍で外周を囲う範囲の境界BL、は厳格なものでない。例えば、図3(A)に示すように、近傍領域22aと延在領域22bとの境界BLをコネクタ9の開放側の外縁9aと面一の位置FLを一定長さL1だけ越えた位置としてもよい。また、図3(B)に示すように、コネクタ9の開放側の外縁9aと面一の位置FLに長さL2だけ届かない位置でもよい。図3(A)に示す余裕を持った位置の場合には、余裕の長さL1はコネクタ9の、近傍領域22aが延在する方向の長さL9以下と考えられ、図3(B)に示す届かない長さL2は、近傍領域22aの延在する方向の長さL9の1/2以下であると考えられる。
なお、延在領域22bは、配置が容易で、且つ周辺回路に磁気的に悪影響を与えない任意の方向と位置まで延在すればよい。例えば、図3(C)は、近傍領域22aの2つの端部から直角方向に屈曲して延在する延在領域22bを示す。各延在領域22bのサイズは異なっている。なお、図3(C)は、近傍領域22aの開放端の位置が、コネクタ9の囲まれていない外縁9aと面一の位置FLと等しいかまたは越えている例を示している。
また、図3(D)に示すように、近傍領域22aの2つの開放側の端の位置が、コネクタ9の囲まれていない外縁9aと面一の位置に届いていない構成でもよい。ただし、この場合には、前述のように、コネクタ9の開放側の外縁9aと面一の位置FLから近傍領域22aの開放側の外縁9aまでの距離L3、L4を、コネクタ9の近傍領域22aが接している部分の延在する方向の長さL9の1/2以下とすることが望ましい。
なお、磁性体シート1は線対称である必要はない。例えば、図4(A)に例示する磁性体シート1aのように、貼り付ける箇所の形状に応じて、非線対称としてもよい。図4(A)の磁性体シート1aは相対的に長い縦シート部分2bと短い縦シート部分2cを備える。
また、磁性体シート1は、磁気抵抗を抑える観点からは一体成形で形成されることが望ましい。しかし、配置対象の筐体の構成、回路配置の必要、磁性体シート1を製造する金型のコストなどの理由により、一体成形できない場合には、分割構造としてもよい。例えば、図2(A)、図3(A)、(B)に示す、近傍領域22aと延在領域22bの境界BLで磁性体シート1を分割し、全体としてコ字状に組み合わせて並べて配置してもよい。また、図3(C)、(D)に示す、近傍領域22aと延在領域22bの境界で分割してもよい。また、図4(B)に示すように任意の分割線DLで分割されていてもよい。この例では、分割線DLと近傍領域22aと延在領域22bの境界BLとは一致していないが、一致させてもよい。このように、分割線DLの位置・向きは、任意である。ただし、分割による磁気抵抗の増加、磁気抵抗の増加による漏れ磁束の電子機器の内部回路への影響を考慮して、実験或いはシミュレーションにより切断線DLの位置・向き・形状を選定することが望ましい。また、分割された磁性体シート1を電子機器に貼り付ける際には、磁性体シートの接続部分に、磁気ギャップが生じて大きな磁気抵抗および漏れ磁束が発生しないように、磁性体シート同士を密に接触させ或いは重ねて配置することが望ましい。さらに、エアギャップを埋めるように透過磁性のペーストを塗布する等してもよい。
また、縦シート部分2b、2cは横シート部分2aの両端に位置する必要はなく、図5に例示する磁性体シート1bのように、横シート部分2aの中央側に寄せてもよい。このように、磁性体シート1bの各シート部分の幅と長さは、貼り付ける位置に応じて調整して使用してもよい。また、磁性体シート1bを一点鎖線で例示する分割線DLで分割してもよい。また、任意の位置で近傍領域と延在領域とに分割してもよい。なお、図5に示す磁性体シート1bは、2つのコネクタ9の間に延在する縦シート部分2dをさらに備えている。
さらに、図6(A),(B)は、正面視が正方形状で、単独のコネクタ9を2つの磁性体シート1c、1dで囲った例を示す。図6(A)の配置により、2つの磁性体シート1cが共同して、コネクタ9の外周を囲う近傍領域を構成する。この近傍領域に任意の形状とサイズの延在領域を配置してもよい。同様に、図6(B)の配置により、2つの磁性体シート1dが共同して、コネクタ9の外周を囲う近傍領域を構成する。この近傍領域に任意の形状とサイズの延在領域を配置してもよい。
また、コネクタ9の正面視の外形は、矩形に限定されず、例えば、同軸ケーブル用の円形、長円形、まゆ形、眼鏡形など任意である。
更に、コネクタ9を囲むとは、コネクタ9の外周の大半に沿って、コネクタ9を包囲することを表す。また、囲まなくても、図6に例示したように、外周の過半以上に沿うようにしてもよい。例えば、磁性体シート1は、図6に例示したコネクタ9の2辺に沿ったL字形の形態、または、コネクタ9の外形が円形である場合ではその円周の過半以上に沿ったC字形状、U字形状等の形態をとることもできる。
磁性体シート1を複数に分割したシート部分は、例えば、長方形、台形、半円形状、円弧形状などの任意の形状でもよい。
また、磁性体シート1の開放部は、2カ所以上としてもよい。
その結果、図7(A)〜(H)に例示するように、磁性体シート1とコネクタ9或いは金属部分は、様々な外形形状を取ることができる。
より具体的には、図7(A)は、断面が円形で且つ隣接する一対のコネクタ9rを囲む磁性体シート1eを例示する。磁性体シート1eは、図7(B)に示すように、複数のシート部分2as、3rから構成されてもよい。
この磁性体シート1eも、層状の軟磁性体と初透磁率とを有し、隣接する左右一対のコネクタ9rの周辺付近において、磁性体シート1eの厚み方向から見て、一対のコネクタ9r全体を包囲するように、全体としてU字形状を呈し、上下一対の細長いシート部分2asと、これらの左端(一端)同士間を連結する半円形状の円弧状のシート部分3rとにより構成され、全体が横向きに開いたU字形状を呈し、右側に開いた一つの開放部を有している。
図7(C)は、一対の雌型コネクタ9rを囲む異なる形態の磁性体シート1fを例示する。
磁性体シート1fも、層状の軟磁性体と初透磁率とを有し、一対の雌型コネクタ9rの周辺付近において、平面視で、一対のコネクタ9r全体を包囲するように、C字形状を呈し、下辺側の細長い横辺と、横辺の両端からコネクタ9rの外周に沿って左右対称に延びた一対の円弧辺とにより構成されている。一対の円弧辺の上端部の間に、上向きに開いた一つの開放部を有している。この磁性体シート1fも、複数のシート部分に分割可能であり、シート部分を連結した際に、全体を扁平なC字形状に形成できる。なお、コネクタ9rの近傍領域から突出する形状の磁性体シートを磁性体シート1fに接続し、延在領域を形成してもよい。
また、図7(D)は、コネクタ9rを囲む更に異なる形態の磁性体シート1gを例示する。この磁性体シート1gも、層状の軟磁性体と初透磁率とを有し、平面視で、コネクタ9rの半分以上を囲むか、或いは、コネクタ9rの外周の過半以上に沿ったC字形状を呈している。なお、コネクタ9rの近傍領域から突出する形状の磁性体シートを磁性体シート1gに接続し、延在領域を形成してもよい。磁性体シート1gも、複数部分に分割可能である。
尚、破線で示すように、一対のコネクタ9rが隣接している場合、コネクタ9rごとに磁性体シート1gを対称に配設することで、全体がまゆ形状、あるいは、眼鏡形状を呈し、且つ上下一対の開放部を有する磁性体シートとすることも可能である。
更に、図7(E)は、同軸用のコネクタ9rを囲む別異な形態の磁性体シート1hを例示する。
各磁性体シート1hは、層状の軟磁性体と初透磁率とを有し、平面視で、コネクタ9rの外周の過半未満に沿っており、且つ円弧形状を呈する左右対称な一対の円弧部分を備え、一対の円弧部分同士の間には上下2つの開放部を有し、全体が円形状を呈している。2つの磁性体シート1hは、層状の軟磁性体と初透磁率とを有し、平面視で、コネクタ9rの外周の過半未満に沿っており、且つ円弧形状を呈する左右対称な一対の円弧部分を備え、一対の円弧部分同士の間には上下2つの開放部を有し、全体が円形状を呈している。2つの磁性体シート1hは、共同して、コネクタ9rの外周の過半部分を囲っている。コネクタ9rの近傍領域から突出した形状の磁性体シートを磁性体シート1hに接続し、延在領域を形成してもよい。磁性体シート1hも、複数部分に分割可能である。
さらに、図7(F)は、断面が長円形であるコネクタ9dを囲む磁性体シート1eを例示する。磁性体シート1eは、図7(A),(B)に示したものと構造は同一である。磁性体シート1eも、複数部分に分割可能である。
また、図7(G)は、平面視で、単一のコネクタ9dを囲む磁性体シート1fを例示する。磁性体シート1f自体は、図7(C)に示すものと同一である。なお、コネクタ9rの近傍領域から突出する形状の磁性体シートを磁性体シート1fに接続し、延在領域を形成してもよい。磁性体シート1fも、複数部分に分割可能である。
更に、図7(H)は、単一のコネクタ9dの過半以上で囲む磁性体シート1jを例示する。磁性体シート1jは、横辺部と円弧辺とにより構成され、全体がJ字形状を呈する。この磁性体シート1jも、複数部分に分割可能とされ、且つこれらの部分を連結してJ字形状を形成できる。
以上説明したように、本実施の形態の磁性体シート1〜1jによれば、周囲の磁界を吸収して近傍の磁界密度を低減し、周辺部品への静電気放電による磁界の影響を低減しうる。また、簡単な構成で、様々な構成に対応でき、設計の自由度を下げることがない。このため、たとえばアナログ回路に代表される高感度なセンシング回路が存在する場合に、磁性体シートのサイズと形状、分割位置などを調整することで、アナログ回路への磁界の混入を抑制し、誘導される電圧を低減することができる。
(実施の形態2)
次に、上記構成を有する磁性体シート1を備える電子機器について説明する。
図8は、磁性体シート1を備えた電子機器20aの透視的斜視図、図9(A)、(B)は、電子機器20aの透視的な平面図と垂直断面図である。尚、これ以降の図面では、図示の左側を正面、右側を背面と称する。
電子機器20aは、図8、図9(A)、(B)に示すように、磁性体シート1、全体が直方体状の外形形状を有する筐体5、筐体5の内部で鉛直方向に沿って互いに平行に配設された3枚のプリント基板6、プリント基板6上の何れかの中央部に実装された電子部品の一例である2つの半導体回路7、8、筐体5の上面に開口し且つ外部機器との通信用に用いられる3つのコネクタ9、および、複数のプリント基板6同士を適宜の間隔を置いて電気的に接続する複数の接続部材10を備えている。プリント基板6は、回路基板の一例である。
筐体5は、任意のサイズを有し、その材質、加工方法は不問いであり、例えば、アルミニウム、マグネシウム、チタン等のダイキャスト製品、何れかの金属板を折り曲げ加工したもの、あるいは、合成樹脂の射出成形体または3Dプリンタによる成形体などの何れでもよい。また、筐体5の外面側を導体製とし且つ内面側を樹脂製とすることによって、静電気放電により生じる電磁ノイズの効果的な遮蔽が可能となる。
図8、図9(A)、(B)に示すように、筐体5の上面には、互いに隣接する比較的小さな一対のコネクタ9と、上面の背面側に位置する細長い単一のコネクタ9とが配置されている。各コネクタ9の位置を除いた筐体5の上面には、半導体回路7、8で発生した熱を外部に放出するための貫通孔の一例である複数のスリット18が形成されている。
隣接する一対のコネクタ9が貫通する筐体5の内側面には、一対のコネクタ9を一辺を除いて囲むように或いは沿うように、平面視がコ字形状の磁性体シート1が接着剤により貼り付けられて配置されている。磁性体シート1の延在領域は近傍の適切な位置まで延在している。
その結果、磁性体シート1は、一対のコネクタ9およびこれらに挿入される雄型コネクタ(図示せず)を通電する電流によって、一対のコネクタ9付近に生じる磁界を効果的に吸収することができる。この際、磁性体シート1における両端部に挟まれた中央部分では、静電気放電箇所や、コネクタ9近傍の磁界強度を低減できる。従って、プリント基板6上に実装された半導体回路7、8の誤動作を効果的に予防ないし抑制することが可能となる。
また、プリント基板6は、正面視が矩形状の絶縁材製のベース板と、該ベース板上に印刷形成された信号層、グランド層、および電源層として使用される導体層(何れも図示せず)とを備えている。ベース板としては、エポキシ樹脂中にガラス繊維やガラスフィラー等の無機材を混入したものが例示される。尚、導体層や絶縁材の厚み、および該絶縁材の誘電率や誘電損失(tanD)等は、導体層によって形成される回路が所望の動作が可能であれば、任意の特性のものとしてもよい。
更に、プリント基板6上に実装される半導体回路7、8は、他の装置や回路の制御あるいはデータの演算などを行うデバイスであり、例えば、CPU(Central Processing Unit)、FPG(Field-Programmable Gate Array)などのFET(Field Effect Transistor)型のデバイスである。半導体回路7,8は、電子機器20aの機能に応じて所望数が実装される。
コネクタ9は、外部機器と通信するためのインターフェイスであり、複数のプリント基板6相互間のコネクタでもある。コネクタ9の開口部に通信ケーブル(図示せず)を挿入して、外部機器の雄型コネクタを電気的に接続することで、電子機器同士間の通信が可能となる。コネクタ9は、例えば、汎用的なシリアルボードであるRS232(Recommended Standard 232)、USB(Universal Serial Bus)、映像系の信号に係わるHDMI(High-Definition Multimedia Interface)、光ファイバーなどの光通信に係わるSFP(Small Form-factor Pluggable transceiver)コネクタであるが、これらに限られない。
尚、コネクタ9は、導電性であっても非導電性であっても良く、導電性の場合の電位は、プリント基板6のグランド層と同電位となる。
更に、接続部材10は、複数のプリント基板6におけるグランド層を形成する導体同士を接続する層間接続導体である。一方、プリント基板6同士間で通信機能が必要な場合には、基板間コネクタ(図示せず)が活用される。
接続部材10は、任意の個数を用いられるが、複数のプリント基板6におけるグランド層同士間のインピーダンス差を縮小し、プリント基板6相互間において電位差を生じさせないために、4つ以上を用いることが望ましい。
接続部材10の使用数の増加に伴って、プリント基板6相互間のインピーダンス差が小さくなる。その結果、静電気放電のようにアースに対して印加されるコモンモードノイズが、ノーマルモードノイズに変換されにくくなるので、半導体回路7,8の誤動作を抑制することができる。
電子機器20aによれば、一対の隣接するコネクタ9が貫通する筐体5の内面には、一対のコネクタ9を、開放部側の一辺を除いて囲むように、平面視がコ字形状の磁性体シート1が貼り付けられている。その結果、一対のコネクタ9およびこれらに挿入される雄型コネクタを通電する電流によって、一対のコネクタ9付近に生じる磁界を効果的に吸収できる。この際、磁性体シート1における両端部に挟まれた中央部分では、静電気放電箇所、コネクタ9近傍の磁界強度を低減することができる。従って、プリント基板6上に実装された半導体回路7、8の誤動作を予防ないし抑制することが可能となる。
更に、磁性体シート1は、一つの開放部を有し、且つ複数のシート部分に分割可能である。このため、一対のコネクタ9の近傍において、接着できない部位があったり、他の電子部品が隣接していても、一対のコネクタ9を包囲し、あるいは過半以上の外周に容易に沿わせることができる。従って、電子機器20aが量産試作段階であっても、静電気放電試験に容易に対応でき、ノイズイミュニティ性能の向上を図れると共に、設計の自由度を確保ことも可能となる。
また、磁性体シート1は、筐体5の放熱用のスリット18を塞がないので、半導体回路7、8からの熱を外部に適宜放出することができる。
尚、磁性体シート1に替えて、磁性体シート1aを用いてもよい。
また、磁性体シート1,1aは、反射減衰量の絶対値が大きく、軟磁性体層の厚みが大きいもの程、電磁波を吸収する性能上から望ましい。更に、筐体5の上面における背面側に位置する単一の細長いコネクタ9の近傍にも、磁性体シート1,1aの何れかを貼り付けてもよい。
コネクタ9の数および断面形状によっては、これらのコネクタが貫通する筐体5の内側面に、磁性体シート1c〜1hの何れかを貼り付けて配置してもよい。以下の形態でも同様である。
(実施の形態2の応用例)
図10(A)は、電子機器20aの応用形態である電子機器20bを示す透視的斜視図、図10(B)は、その垂直断面図である。
電子機器20bでは、筐体5の内面の、最も前面に位置するプリント基板6に実装された半導体回路7と対向する位置に、矩形状の磁性体シート11が貼り付けられている。磁性体シート11は、半導体回路7に対向する位置に、正面視の投影において半導体回路7の全体を覆うように、貼り付けられている。
この構成により、静電気放電によって生じる磁界ノイズを、磁性体シート11に誘導でき、半導体回路7周辺における磁界強度を低減することができる。
また、図10(B)に示すように、磁性体シート11と半導体回路7との間の距離Xが10mm以上である場合には、半導体回路7全体を含むプリント基板6の上にも、別の磁性体シート11を貼り付けることが望ましい。これによって、電磁ノイズに対する更に高いノイズイミュニティ性能を得ることも可能となる。尚、距離Xが10mm未満の場合には、筐体5側の磁性体シート11により半導体回路7の誤動作を防ぐことができる。
(実施の形態3)
図11(A)は、実施の形態3に係る電子機器20cの透視的斜視図、図11(B)は、その垂直断面図である。
電子機器20cは、磁性体シート1、筐体5、プリント基板6、半導体回路7,8、3つのコネクタ9、および、接続部材10を備えている。電子機器20cは、更に、アース電位となる縦長のFG(Frame Grand)板金12、FG板金12と同じ電位であり且つ複数のコネクタ9同士間をアース電位によって接続するFG板金13、プリント基板6上に配設されたアースと同電位となるFG配線14、および、FG金具15を備えている。
電子機器20cにおいて、プリント基板6に接続されたコネクタ9、FG板金12,13、FG配線14、および、FG金具15は、何れもアースと同電位とされている。更に、プリント基板6上には、FG配線14が実装されている。FG配線14の位置は、特に限定されないが、FG配線14と同電位のコネクタ9およびアースとの接続箇所の近傍に設けられ、且つ半導体回路7,8に悪影響を及ぼさないように、プリント基板6の端縁側に配線することが望ましい。そのため、図11(A),(B)に示すように、プリント基板6の下端縁側にFG配線14が配線されている。
半導体回路7,8の基準グランドとなる信号グランドSGとFG配線14とは、図示しないコンデンサにより交流的に接続できるように、それぞれパッド(図示せず)を設けておくことが望ましい。
また、FG板金12は、アルミニウム、ステンレス鋼等の導体からなり、アースまたはFG板金13、FG配線14、および、FG金具15と同電位にされている。FG板金12の厚みは、特に限定されない。但し、静電気放電により生じる放電電流が高周波電流であり、導体の表皮効果によって電流が導体の表面近傍を流れるため、0.5mm以上の厚みが望ましい。
更に、FG板金12とコネクタ9との接触抵抗を小さくするため、両者の接触面積を確保すると共に、FG板金12とコネクタ9との間に隙間が生じる場合には、隙間内に導電性の弾性ガスケットを挿入することが望ましい。ガスケットの厚みは、隙間の2倍程度であることが望ましい。
また、FG板金12上には、高周波電流が流れ、この高周波電流によって生じる電磁ノイズの二次輻射が半導体回路7,8に悪影響を与える虞がある。そのため、電磁ノイズにより誤動作を生じ易い半導体回路7,8とFG板金12とが近接しないよう、半導体回路7,8をプリント基板6ごとの中央側に配設することが望ましい。
更に、FG板金13も、金属製の導体からなり、アースもしくはFG板金12、FG金具15と同電位であり、これらと同電位のコネクタ9およびFG配線14を備えているプリント基板6同士間を電気的に接続している。FG板金13は、プリント基板6に近接しない筐体5内の上端側の位置に設けることが望ましい。
加えて、FG金具15は、電子機器20cをアースと接触させる導電性のコンタクトである。FG金具15に流れる電流をアース側に流すため、FG金具15とアース箇所との接触抵抗を小さくすることが望ましい。また。電子機器20cのように、プリント基板6が複数の場合には、プリント基板6ごとにFG金具15を設けてもよい。
尚、FG金具15は、縦長のFG板金12を直接アースに接続できる構造の場合には、省略してもよい。また、FG板金13は、放熱用のスリット18を塞がない形状にしておくか、あるいは、放熱用のスリット18と対向する位置付近に切り欠き孔を開設しておくことが望ましい。
電子機器20cによれば、3つのコネクタ9は、FG板金12、13、FG配線14、FG金具15を介して、これらと同電位のアースとされる共に、コネクタ9を備えたプリント基板6とも電気的に接続されている。しかも、一対のコネクタ9の近傍には、これを囲むように磁性体シート1が貼り付けられている。その結果、一対のコネクタ9およびこれらに挿入される雄型コネクタを通電する電流によって、一対のコネクタ9付近に生じる磁界を効果的に吸収できる。従って、プリント基板6に実装された半導体回路7、8の誤動作を一層確実に予防ないし抑制することが可能となる。
(実施の形態4)
図12(A)は、2つの電子機器20b.20cの応用形態である電子機器20dの透視的斜視図、図12(B)は、その垂直断面図である。
電子機器20dは、図示のように、磁性体シート1、筐体5、プリント基板6、半導体回路7,8、3つのコネクタ9、接続部材10、縦長のFG板金12、FG板金13、FG配線14、および、FG金具15を備えている。
更に、電子機器20dは、筐体5の正面内面の、正面側のプリント基板6に実装された半導体回路7と投影的に対向する位置には、磁性体シート11が貼り付けられている。
尚、磁性体シート11と半導体回路7との間の距離が10mm以上である場合には、半導体回路7全体を含むプリント基板6上にも、別の第2磁性体シートを更に貼り付けることが望ましい。
電子機器20dは、電子機器20bと電子機器20cとを併設した形態である。そのため、静電気放電により生じる磁界ノイズを磁性体シート1、11に誘導して、半導体回路7,8周辺の磁界強度を一層低減できる。更に、FG板金12に流れる高周波電流から二次輻射する磁界ノイズを磁性体シート11に誘導して、半導体回路7,8に重畳する磁界ノイズの強度を低減できる。しかも、コネクタ9は、FG板金12、13、FG配線14、FG金具15を介して、これらと同電位のアースとされ、コネクタ9を備えたプリント基板6とも電気的に接続されているので、一対のコネクタ9付近に生じる磁界をより効果的に吸収できる。従って、プリント基板6上に実装された半導体回路7、8の誤動作を予防ないし抑制することが可能となる。
尚、本開示のコネクタの軸方向に沿った断面形状は、三角形以上の正多角形または変形多角形、あるいは、角部ごとにアールを付けた台形状、星形状等を呈する形態でも良く、これらは異極に対応するべく一対以上を隣接させた配置形態、または異極に対応した同軸接続型の配置形態のものであってもよい。
また、磁性体シートと第2磁性体シートの形状も、コネクタの断面形状の外形と相似形状を呈し、しかも一つ以上の開放部を有するものであればよい。
更に、磁性体シートを2つ以上に分割したシート部分は、前述した直線形状、台形状、円弧形状に限らず、L字形状、V字形状、J字形状などを呈する形態であってもよい。
加えて、電子機器20a〜20dは、磁性体シート1.1a〜1j、11に加えて、筐体5における異なる位置の内側面または外側面、あるいは、半導体回路8が実装されたプリント基板6の実装面などの任意の位置に対し、同様または任意の第3,4の磁性体シート等を更に貼り付けた形態としてもよい。
1,1a〜1j 磁性体シート、2a〜2d、2as、3r、シート部分、 5 筐体、 6 プリント基板、 7,8 半導体回路、 9,9r,9d コネクタ、10 接続部材、 11 第2磁性体シート、 12,13 FG板金、14 FG配線、15 FG金具、 18 放熱用のスリット、 20a〜20d 電子機器、22a 近傍領域、22b〜22d 延在領域。

Claims (8)

  1. 平面視で、電子機器の筐体の壁面に沿って、コネクタの外周を囲う第1の領域と、前記コネクタの外周を囲わず前記第1の領域から突出した第2の領域とを有する、磁性体シート。
  2. 前記第1の領域は、前記コネクタの外周において2以上の開放端を有し、前記第2の領域は、少なくとも1以上の前記開放端と繋がる構造を有する、請求項1に記載の磁性体シート。
  3. 前記第1の領域と第2の領域は、全体として、平面視で、前記コネクタをその外周に沿って囲み、少なくとも一カ所の開放部を有するコ字形状を呈する、請求項1または2に記載の磁性体シート。
  4. 筐体、回路基板、コネクタ、および、請求項1から3の何れか1項に記載の磁性体シートを含む電子機器であって、
    前記筐体は、外側面に前記コネクタを備え、
    前記回路基板は、前記筐体の内側に配置され、前記コネクタに接続され、
    前記磁性体シートは、前記筐体の内面で且つ前記コネクタを囲むか、該コネクタの外周の過半以上に沿った位置に配置されている、
    ことを特徴とする、電子機器。
  5. 前記磁性体シートは、前記筐体に形成された放熱用の貫通孔を塞がない位置に配置されている、請求項4に記載の電子機器。
  6. 前記磁性体シートとは別の第2磁性体シートを更に含み、
    前記第2磁性体シートは、前記回路基板における電子部品の実装面と対向する前記筐体の内面に接着されている、請求項4または5に記載の電子機器。
  7. 前記回路基板は、電子回路を実装しており、
    前記第2磁性体シートと前記電子回路との距離が10mm以上であり、該電子回路の上にも磁性体シートを備える、請求項6に記載の電子機器。
  8. 前記回路基板は、電子回路の一部の配線がアース電位であると共に、
    前記コネクタおよび前記筐体の内側面に沿って配置された板金も、アース電位とされている、請求項4から7の何れか1項に記載の電子機器。
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