JP3528427B2 - Emi対策方法 - Google Patents
Emi対策方法Info
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Description
ュータを代表とするようなCPUやMPUを有し入出力
装置との間でデータの授受を行うような情報処理装置又
は機器においてデータの受け渡しを行うバスラインに対
するEMI対策方法に関する。
すると放射ノイズと伝導ノイズとに分けられる。これら
のノイズの内で,放射ノイズに対しては,金属シールド
を用いることによってEMI対策が採られている。一
方,伝導ノイズは更にノーマルモードとコモンモードに
分けられる。ノーマルモードノイズには,インダクタや
コンデンサ,EMIフィルタを信号ラインに挿入するな
どの対策が採られてきた。
間にそのノイズ成分が現れ,グランド系を通して伝播
し,インターフェイスケーブルをアンテナ代わりにして
空中に放射されるノイズで,近年の信号の高速デジタル
化,高周波化によってこのコモンモードノイズに対する
対策が非常に重要となってきている。
対しては全く対策が為されないか,対策するとしてもラ
イン中に各種フィルタ等を挿入することによってノイズ
の伝播を防止してきた。一口にライン中にフィルタを挿
入するといってもノイズが発生するかしないかは分から
ないため,一度,引いた信号ラインを切断して挿入スペ
ースを作り再接続するのであるが,これは非常に大変な
作業である。特に,信号ラインが回路基板上に形成され
た導体パターンである場合が多く再接続が困難なため,
最近ではノイズが発生することを前提として,事前にフ
ィルタを挿入するスペースやラインを確保し,ノイズが
発生した際に備えるケースが多くなっている。ただし,
情報処理装置等でのデータの授受を行うバスラインにお
いてはラインが密集しているためこれらの対策は困難を
極めている。
行う場合,ノイズ対策の専門知識や経験が必要とされ,
対策には多くの時間が必要とされる。更に,使用するフ
ィルタが高価であること,フィルタを実装するスペース
に制約がある場合が多いこと,フィルタの実装作業が容
易でないこと,装置全体の所要工数が多くなり生産コス
トが上昇すること等,多くの問題がある。特に,ノイズ
が発生してもしなくても事前にスペースを確保したり,
ラインを敷設しておくことは,非常に無駄な作業である
とも言える。
れていることを顧みるに,従来方法では充分なノイズ対
策を施し,且つ小型化を図ることは非常に困難であると
いわざるを得ない。
イスを実装した後に発見されたノイズに対しても事前の
処置を必要とせず充分な対策が出来,デッドスペースを
利用するため実質的に設置スペースを必要としないEM
I対策方法を提供することにある。
要とされているのが伝導ノイズの内,インターフェイス
ケーブル等をアンテナとして放射されるノイズであるこ
と,及び近年の信号の高周波化によって発生するノイズ
が比較的高い周波数であることに着目し,本発明者が先
に提案した複合磁性体をEMI対策方法として適用した
ものである。
処理装置のバスラインの少なくとも一部の周囲に、周回
しないように軟磁性粉末と有機結合剤とを含むシート状
の複合磁性体で覆うことによるEMI対策方法であっ
て、前記軟磁性粉末は,アスペクト比が5よりも大き
く、表面に酸化皮膜を有する金属磁性体からなり,且つ
前記複合磁性体の表面抵抗が少くとも103Ω以上であ
ることを特徴としている。
は,ゴム,デキストリン,ポリビニルアルコールの何れ
かを主成分とする粘着層を有することによって粘着性を
持たせることが好ましく,これによって実装を容易に行
え得る。
て図面を参照して説明する。
EMI対策方法を説明するための装置の一部を切り欠い
た斜視図である。図1において,CPU5と図示しない
外部回路とをつなぐバスライン6上に,EMI対策のた
めの装置である電磁干渉抑制装置11が設けられてい
る。第1の実施の形態において,電磁干渉抑制装置11
は,シート状の複合磁性体1を有している。複合磁性体
1は,表面に酸化皮膜を有する金属磁性体粉末と有機結
合剤とからなり,磁気共鳴を2つ有するシート形状を備
えている。また,電磁干渉抑制装置11は,複合磁性体
1の一面に形成されたポリプロピレンからなる樹脂層2
とを備えている。この樹脂層2は,複合磁性体1を支持
する機能を有する。また,樹脂層2の一面には,粘着層
3が設けられている。この粘着層3は,ポリビニルアル
コールを主成分としている。
回路とをつなぐバスライン6を,粘着層3を介して,樹
脂層2を備えた複合磁性体1を,樹脂層2をライン側に
して覆ったものである。
に説明する。
機結合剤を示す。軟磁性体粉末は,Fe−Al−Si合
金粉末からなり,酸素分圧20%の窒素−酸素混合ガス
雰囲気中で気相酸化し,表面に酸化皮膜が形成されてい
ることが確認されている。
合磁性体を製造した。支持体としてポリプロピレンフィ
ルムを用い,下記表1の材料を混合してペースト状とし
たものをポリプロピレンフィルム上にスキージを用いて
塗布し,充分に乾燥した後プレスした。一層の厚みは
0.1mmで,塗布・乾燥・プレスの工程を繰り返して
積層し,全体の厚みが1mmとなったところで,70
℃,48時間で加熱硬化させ複合磁性体シートを得た。
この複合磁性体シートの表面抵抗を測定したところ,1
×107 Ωであった。
にはポリビニルアルコールを主成分とする粘着剤を塗布
して粘着層3を形成した。
トをパーソナルコンピュータのCPUから伸びるバスラ
イン6上に,ラインを覆うように設置し,複合磁性体シ
ートに塗布された粘着層3によって,ラインに貼り付け
た。
干渉抑制装置11と同様に作った厚さ1mmの評価試料
を用いて,それぞれ透過減衰レベル及び結合レベルの測
定を行った。
態による透過減衰レベル及び結合レベルの測定装置を示
す図である。図2(a)及び(b)に示すように,電磁
界波源用発信器21と,電磁界強度測定器(受信用素
子)22と,それぞれループ径2mm以下の電磁界送信
用微小ループアンテナ23及び電磁界受信用微小ループ
アンテナ24を接続した装置を用いた。図2(a)に示
すように,透過減衰レベルの測定は,電磁界送信用微小
ループアンテナ23と電磁界受信用微小ループアンテナ
24との間に試料20を位置させて行った。
ルの測定は,試料20の一面と電磁界送信用微小ループ
アンテナ23及び電磁界受信用微小ループアンテナ24
とを対向させて行った。電磁界強度測定器22には,図
示しないスペクトラムアナライザが接続されており,試
料が存在しない状態での電磁界強度を基準として測定を
行った。この評価方法については,後述する第2の実施
の形態においても同様である。
の形態による複合磁性体シートの図2(a)及び(b)
に示す方法で測定した際の透過減衰レベルと結合レベル
とを夫々示す図である。図3(a)及び図3(b)を参
照すると,複合磁性体シートを用いた場合,図中の実線
で夫々示される透過減衰レベル及び結合レベルは共に減
少し,反射による2次放射ノイズを引き起こすことなく
効果的に放射ノイズを除去することが出来るのが分か
る。即ち,伝導ノイズがバランスをアンテナとして放射
されるのを防止することが出来ることが判明した。
説明する。
MI対策方法を説明するための装置の一部を切り欠いた
斜視図である。図4に示すように,第2の実施の形態に
よるEMI対策方法は,第1の実施の形態と同様に,電
磁干渉抑制装置12をバスライン6上に設置することに
よって成されている。電磁干渉抑制装置12は,略コの
字型に成形された複合磁性体成形体1´を備えている。
複合磁性体成形体1´は,表面に酸化皮膜を有する金属
磁性体粉末と有機結合剤からなり,磁性共鳴を2つ有す
る。また,電磁干渉抑制装置12は,複合磁性体成形体
1´の外側に当たる面に,メッキによって導体層4が形
成されている。
磁性体成形体1´に使用したFe−Al−Si合金の金
属磁性体粉末である軟磁性体粉末及び有機結合剤を夫々
示している。下記表2において,軟磁性体粉末は,酸素
分圧20%の窒素−酸素混合ガス雰囲気中で気相酸化
し,表面に酸化皮膜が形成されていることを確認してい
る。
よって,複合磁性成形体1´を製造した。下記表2の材
料を加熱混練し,押し出し成形によって,厚みが1mm
の略コの字型に成形した。この複合磁性体成形体1´の
表面抵抗を測定したところ,1×106 Ωであった。
特性の測定結果を示す図である。複合磁性体成形体1´
の外側片面には,5μmの銅メッキを施した。メッキに
際しては,アルカリ性溶剤によって前処理することで均
質膜の生成が阻害されるのを防止している。
1´をパーソナルコンピュータのCPUと外部回路とを
つなぐバスライン上に銅メッキの無い内側面がライン側
に来るように設置した。
状に作った厚さ1mmの複合磁性体に5μmの銅メッキ
を施したものを評価試料を用いて,それぞれ透過減衰レ
ベル及び結合レベルの測定を行った。評価方法について
は第1の実施の形態と同様である。
ベル及び結合レベルの測定結果を夫々示す図である。各
々に比較のため,銅メッキを施さなかった以外は,第2
の実施の形態のものと同様に作製した厚さ1mmの複合
磁性体板と厚さ0.5mmの銅板とについても示してあ
る。図6(a)及び図6(b)において,線分31,3
4,はt=1.0mmの複合磁性体,線32,35はt
=0.5mmの銅板,線33,36は,t=1.0mm
の複合磁性体にt=5μmの銅メッキを施した第2の実
施の形態の複合磁性体の透過減衰レベル及び結合レベル
を夫々示している。透過減衰レベルは,複合磁性体単独
の場合に較べ非常に減少しており,結合レベルは銅板に
較べ低くなっていることが分かる。このことから,本発
明の第2の実施の形態によるものが,金属並の透過減衰
特性を有する上に,2次放射ノイズを発生させない優れ
たEMI対策方法であることが分かった。
に,多数の信号ラインが近接して敷設されているところ
では,或る信号ラインで伝送される信号(例えばクロッ
クなど)が,隣接する信号ラインに伝播しスパイクノイ
ズを発生させるような場合がある。
は,スパイクノイズが発生しているライン上に,本発明
の第2の実施の形態による電磁干渉抑制装置12を装着
して信号波形についてオシロスコープを用いて観察した
図であり,図7(a)は回路構成,図7(b)は基本波
である負荷25の両端の電圧Vbの波形,図7(c)は
基本波の伝達によって発生したスパイクノイズを示す負
荷25の両端の電圧波形,図7(d)は(c)のスパイ
クノイズの発生したライン上に第2の実施の形態による
電磁干渉抑制装置12を装着したとき電圧波形を夫々示
している。図7(c),(d)の比較から,第2の実施
の形態による電磁干渉抑制装置12を被せたものが,電
磁干渉抑制装置12を装着しなかったものに比べてスパ
イクノイズが非常に小さくなっていることが分かった。
これは,本発明の第2の実施の形態によるものが,閉ル
ープを構成してはいないものの,例えばフェライトビー
ズ等のようにL素子,即ち,μ′特性を利用したノイズ
対策と同じ機能を僅かながらも果たしているものと推察
する。
特性から分かるように,第2の実施の形態による複合磁
性体体成形体においては,μ″特性だけでなく,μ′特
性にも優れている。一般にμ′の大きいといわれている
材料は低周波帯域におけるμ′が大きいのであって,高
周波帯域では有効に利用できるだけのμ′が得られない
のが実状である。このため高周波帯域で大きいμ′を得
るために周波数特性を改善した磁性材料も多々あるが,
このような材料では概してμ″が小さく,たとえ大きい
μ″が得られても極狭い帯域に限られてしまう。
た複合磁性体成形体は高い周波数帯域でも大きいμ′が
得られ,且つ広い帯域で大きなμ″を維持できる。この
ことは,近年の信号周波数の高周波化に非常にマッチし
ており,これをバスラインに適用すれば基本周波数のノ
イズをμ′の機能で除去し,その高調波成分の放射を
μ″で抑制するので,1つの対策で性質の異なった複数
のノイズを対策することが可能となる。
常に容易に,無駄なスペースをとることなくバスライン
の効果的なEMI対策が可能である。特に近年の信号周
波数の高周波数化に対応し,高周波・広帯域で2次放射
を引き起こすことなく放射ノイズを低減できるEMI対
策方法を提供することができる。
制装置は,インダクタンス(L)素子としての機能も期
待できることから,1つの対策で性質の異なった複数の
ノイズを取り除くことが出来,非常に効率の良いEMI
対策方法を提供することができる。
ず,対策に時間や専門知識を使わずに済み,特別なスペ
ースが無くても対策が可能で,部品そのものもフィルタ
等に較べ安価である等,多くの長所を有し,結果として
電子機器の小型化,低価格化に寄与するEMI対策方法
を提供することができる。
法に用いる装置の一部を切り欠いた斜視図である。
ベルの測定方法を示し,(b)は結合レベルの測定方法
を示す。
あり,(a)は透過減衰レベル,(b)は結合レベルを
夫々示している。
法に用いる装置の一部を切り欠いた斜視図である。
μ−f特性を示す図である。
あり,(a)は透過減衰レベル,(b)は結合レベルを
夫々示している。
あり,(a)は回路構成,(b)は基本波,(c)は基
本波の伝播によって発生したスパイクノイズ,(d)は
(b)のスパイクノイズの発生したライン上に第2の実
施の形態による電磁干渉抑制装置を装着した際の信号波
形である。
Claims (4)
- 【請求項1】 情報処理装置のバスラインの少なくとも
一部の周囲に、周回しないように軟磁性粉末と有機結合
剤とを含むシート状の複合磁性体で覆うことによるEM
I対策方法であって、前記軟磁性粉末は,アスペクト比
が5よりも大きく、表面に酸化皮膜を有する金属磁性体
からなり,且つ前記複合磁性体の表面抵抗が少くとも1
03Ω以上であることを特徴とするEMI対策方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のEMI対策方法におい
て,前記複合磁性体は,互いに異なる大きさの異方性磁
界によってもたらされる磁気共鳴を少なくとも2つ有す
ることを特徴とするEMI対策方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のEMI対策方法に
おいて,前記複合磁性体は,更に導電体層を有すること
を特徴とするEMI対策方法。 - 【請求項4】 請求項1から3の内のいずれか一つに記
載のEMI対策方法において,前記複合磁性体は,更に
ゴム,デキストリン,及びポリビニルアルコールのうち
の何れかを主成分とする粘着層を有することを特徴とす
るEMI対策方法。
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