JP3629937B2 - Electromagnetic shielding structure and electronic device using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁遮蔽構造およびそれを用いた電子装置、特にデジタル機器や高周波の通信機器に用いられる電磁遮蔽構造およびそれを用いた電子装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のデジタル機器や通信機器の高周波化にともなって、機器内の1つの回路で発生するノイズによる別の回路への妨害の問題が大きくなってきていて、妨害防止の対策が急がれている。
【0003】
図8に、基板の一方主面と他方主面の間でのノイズの伝播を防止する、従来の電磁遮蔽構造の断面図を示す。図8の電磁遮蔽構造1において、基板2は内部に接地電極層3を有し、その一方主面2aには配線電極4が、他方主面2bには配線電極5が形成されている。
基板2の一方主面2aおよび他方主面2bには接地電極6も形成されており、ビアホール7によって接地電極層3と電気的に接続されており、配線電極4と配線電極5は基板2を貫通して形成されたスルーホール8で接続されている。
基板2の一方主面2aにおいては、第1の回路を構成する電子部品9とノイズフィルタ10が半田11によって配線電極4に実装されている。また、基板2の他方主面2bにおいては、第2の回路を構成する電子部品12が半田11によって配線電極5に実装されている。
そして、基板2の端部は金属製のシャーシ13と接していて、基板2の両面に形成された接地電極6とシャーシ13を半田11によって電気的に接続することによって、基板2をシャーシ13に固定している。
なお、図8においては基板2の一端のみをシャーシ13と接続しているが、基板2の周囲の全てにおいて同様にシャーシ13と接続されていて、基板2によってシャーシ13の内部を上下に分離している。
また、図8には示していないが、シャーシ13は上面と底面を有し、基板2はシャーシ13の上面および底面に平行に設けられている。
【0004】
ここで、図9に電磁遮蔽構造1の電気的な接続関係を示す。
図9に示すように、電子部品9はノイズフィルタ10とスルーホール8を介して電子部品12と接続されている。
電子部品9と12との間ではスルーホール8の部分を除いて基板2の接地電極層3が遮蔽板として機能し、相互の電磁的な干渉を防止している。
【0005】
このように構成することにより、基板2の一方主面2a側と他方主面2b側を電磁的に遮蔽し、たとえば電子部品9で発生するノイズはノイズフィルタ10で抑圧され、電子部品12のところまで達しにくいようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電磁遮蔽構造1において、電子部品9で発生するノイズは必ずしも配線電極4のみを経由して伝播するものではなく、たとえば、図9の矢印14に示すように、空中を経由してノイズフィルタ10を迂回して直接スルーホール8の部分に到達する場合もありうる。
このようなノイズに関してはノイズフィルタ10では除去することはできず、電子部品12にまで達してしまうという問題がある。
【0007】
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、基板の一方主面と他方主面の間でのノイズの伝播を防止する電磁遮蔽構造およびそれを用いた電子装置を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電磁遮蔽構造は、上面、底面、および側面を有するシャーシと、該シャーシの内部において前記シャーシの側面間に設けられた基板からなり、前記基板は一方主面および他方主面に第1および第2の回路を有し、前記シャーシの側面の前記基板位置に対して上部および下部に第1および第2の貫通孔を形成し、該第1および第2の貫通孔に第1および第2の雑音除去部品を挿入し、該第1の雑音除去部品の一方の端子を前記第1の回路に、前記第2の雑音除去部品の一方の端子を前記第2の回路にそれぞれ接続し、前記第1および第2の雑音除去部品の他方の端子同士を前記シャーシの外部で接続したことを特徴とする。
【0009】
また、本発明の電磁遮蔽構造は、前記第1および第2の雑音除去部品の接地電極を、前記シャーシと電気的に接続したことを特徴とする。
【0010】
また、本発明の電磁遮蔽構造は、該第1および第2の貫通孔と前記第1および第2の雑音除去部品との隙間にそれぞれ電気伝導体を充填し、前記電気伝導体を前記第1および第2の雑音除去部品の接地電極および前記シャーシと電気的に接続したことを特徴とする。
【0011】
また、本発明の電子装置は、上記の電磁遮蔽構造を用いて構成したことを特徴とする。
【0012】
このように構成することにより、本発明の電磁遮蔽構造においては、基板の一方主面と他方主面の間でのノイズの伝播を防止することができる。
また、本発明の電子装置においては、複数の回路が互いの回路に対してノイズ源となることはなく、それぞれの回路を常に正常に機能させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の電磁遮蔽構造の一実施例の断面図を示す。
図1で、図8と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。
【0014】
図1の電磁遮蔽構造20において、シャーシ13と基板2の接続する部分の近傍において、シャーシ13の基板2に対して上部および下部に第1の貫通孔21および第2の貫通孔22がそれぞれ形成されている。
第1の貫通孔21および第2の貫通孔22には第1の雑音除去部品である貫通コンデンサ23および第2の雑音除去部品である貫通コンデンサ24がそれぞれ挿入されている。
そして、貫通コンデンサ23および24の側面の接地電極は半田1によってシャーシ13と電気的に接続し固定されている。
貫通コンデンサ23の一方の端子であるリードピン23aは基板2の一方主面2aに形成された配線電極4と接続され、貫通コンデンサ24の一方の端子であるリードピン24aは基板2の他方主面2bに形成された配線電極5と接続され、貫通コンデンサ23および24の他方の端子であるリードピン23bおよび24bはシャーシ13の外部において互いに電気的に接続されている。
【0015】
ここで、図2に、電磁遮蔽構造20の電気的な接続関係を示す。
図2に示すように、電子部品9は貫通コンデンサ23を介して一旦シャーシ13の外に出た上で、貫通コンデンサ24を介して再びシャーシ13の中に入って電子部品12と接続されている。
そして、貫通コンデンサ23および24の接地電極はシャーシ13に電気的に接続されている。
【0016】
このように構成することによって、基板2の一方主面2aと他方主面2bを繋ぐのは貫通コンデンサ23および24を通る経路のみとなる。
この場合、たとえば電子部品9で発生したノイズは、貫通コンデンサ23を通るときに抑圧され、さらに貫通コンデンサ24を通るときにも抑圧されるもので、電子部品12にはほとんど達することはない。
そのため、従来例のようなノイズが空中を経由して基板2の一方主面2aから他方主面2bに直接達するということはない。
その結果、本発明の電磁遮蔽構造20においては、基板2の一方主面2aと他方主面2bの間でのノイズの伝播を防止することができる。
【0017】
なお、シャーシ13の外部から来たノイズを貫通コンデンサ23および24のリードピン23bおよび24bで受けることはあるが、この場合も貫通コンデンサ23および24を通るときに抑圧され、電子部品9や12に対するノイズとはなりにくい。
【0018】
図3に、本発明の電磁遮蔽構造を説明するための参考例1の断面図を示す。図3で、図1と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。
【0019】
図3の電磁遮蔽構造30において、シャーシ13の内側面からシャーシ13の上面および底面(図示せず)に平行にシャーシ13と一体に金属製のつば部31が突設されている。
また、基板2の他方主面2bに形成された接地電極6とつば部31を半田11で電気的に接続することによって、基板2の端部はつば部31に接続されている。
つば部31には貫通孔32が形成され、貫通孔32には雑音除去部品である貫通コンデンサ33が挿入されている。
貫通コンデンサ33の一方の端子であるリードピン33aは基板2の一方主面2aに形成された配線電極4と接続され、貫通コンデンサ33の他方の端子であるリードピン33bは基板2の他方主面2bに形成された配線電極5と接続されている。
なお、図3においては基板2の一端のみをつば部31と接続しているが、基板2の周囲の全てにおいて基板2を直接あるいはつば部31を介してシャーシ13に接続して、基板2とつば部31によってシャーシ13の内部を上下に分離している。
【0020】
ここで、図4に、電磁遮蔽構造30の電気的な接続関係を示す。
図4に示すように、電子部品9は貫通コンデンサ33を介して電子部品12と接続されている。そして、貫通コンデンサ33の接地電極はつば部31に電気的に接続されている。
【0021】
このように構成することによって、基板2の一方主面2aと他方主面2bを繋ぐのは貫通コンデンサ33を通る経路のみとなる。
この場合、たとえば電子部品9で発生したノイズは、貫通コンデンサ33を通るときに抑圧されて電子部品12にはほとんど達することはない。
そのため、従来例のようなノイズが空中を経由して基板2の一方主面2aから他方主面2bに直接達するということはない。
その結果、本発明の電磁遮蔽構造30においては、基板2の一方主面2aと他方主面2bの間でのノイズの伝播を防止することができる。
【0022】
図5に、本発明の電磁遮蔽構造を説明するための参考例2の断面図を示す。図5で、図3と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。
【0023】
図5の電磁遮蔽構造40において、つば部31の貫通孔32の内側面と貫通コンデンサ33の接地電極との間には電気伝導体41が充填されていて、電気伝導体41は貫通コンデンサ33の接地電極およびつば部31に電気的に接続されている。
【0024】
このように構成することによって、つば部31の貫通孔32と貫通コンデンサ33との間の隙間が電気伝導体41によって完全に無くなり、基板2の一方主面2a側と他方主面2b側との間を、より効果的に電磁的に遮蔽し、基板2の一方主面2aと他方主面2bの間でのノイズの伝播を防止することができる。
【0025】
なお、ここでは図3における貫通コンデンサ33とつば部31との隙間に電気伝導体41を充填する場合について説明したが、図1における貫通コンデンサ23および24とシャーシ13との隙間に電気伝導体を充填する場合でも同様の作用・効果を得ることができる。
【0026】
また、上記の各実施例、および参考例では、雑音除去部品として貫通コンデンサを用いたが、これはノイズフィルタなどの別のものでも構わないものである。
そして、ノイズフィルタを用いる場合には低域通過フィルタが一般的であるが、伝播を防止したいノイズの種類によっては帯域通過フィルタや高域通過フィルタ、帯域除去フィルタ(ノッチフィルタを含む)であっても構わないものである。
また、その形状も必ずしも貫通コンデンサのような筒状に限るものでもない。
【0027】
図6に、本発明の電磁遮蔽構造を説明するための参考例3の断面図を示す。図6で、図3と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。
【0028】
図6の、電磁遮蔽構造50において、電子部品9を含む第1の回路と電子部品12を含む第2の回路はどちらもデジタル回路で、つば部31の貫通孔32には雑音除去部品としてフォトカプラ51が挿入されている。
フォトカプラ51の一方の端子である入力端子51aは基板2の一方主面2aに形成された配線電極4にリード線52で、フォトカプラ51の他方の端子である出力端子51bは基板2の他方主面2bに形成された配線電極5にリード線53で、それぞれ接続され半田11で固定されている。
ここで、フォトカプラ51の入力端子51a側がフォトダイオード側で、出力端子51b側がフォトトランジスタ側で、信号は入力端子51a側から出力端子51b側へ一方通行で伝達される。
【0029】
このように構成された電磁遮蔽構造50において、電子部品9から出力されたデジタル信号に重畳して高周波のノイズが乗っていても、そのレベルが低ければフォトカプラ51の閾値に達することがなく、電子部品12側には到達しない。
また、デジタル信号の電気的なパルスをいったん光パルスに変換して伝達するため、基板2の一方主面2a側と他方主面2b側との間での信号線路の電気的な接続が無いため、ノイズ除去の効率が高くなる。
このようにして、基板2の一方主面2a側と他方主面2b側との間を、より効果的に電磁的に遮蔽し、基板2の一方主面2aと他方主面2bの間でのノイズの伝播を防止することができる。
【0030】
なお、雑音除去部品としてフォトカプラを用いる場合は、信号の流れは一方通行なので、逆方向の信号の流れがある場合には必要に応じて逆方向に向けたフォトカプラを別に設ける必要がある。
【0031】
図7に、本発明の電子装置の一実施例の断面図を示す。
図7に示した電子装置60は、たとえばコンピュータのようにデジタル回路部分とアナログの電源回路部分の両方を内蔵している装置である。
【0032】
図7において、電子装置60は金属製の箱状のシャーシ61と、シャーシ61の内側面からシャーシ61の上面および底面に平行に突設されたつば部62と、その一端をつば部62に接続され、つば部62とともにシャーシ61の内部の空間を上下に分割するように設けられた基板63と、基板63の一方主面に形成された第1の回路であるデジタル回路64と、基板63の他方主面に形成された第2の回路であるスイッチング電源回路65と、つば部62を貫通して設けられた貫通コンデンサ66から構成されている。
基板63は内層に接地電極層を有しており、この接地電極層はシャーシ61およびつば部62と電気的に接続されている。
電子装置60を図3の電磁遮蔽構造30と比較すると、基板63は基板2に、デジタル回路64は電子部品9に、スイッチング電源回路65は電子部品12に、そして、貫通コンデンサ66は貫通コンデンサ33に相当する。
【0033】
このように電子装置60を構成することにより、基板63の他方主面においてスイッチング電源回路65で作り出したDC電圧を、基板63の一方主面に形成されたデジタル回路64に供給するときに、スイッチング電源回路65で発生するノイズを貫通コンデンサ66でカットして、デジタル回路64の方に届かないようにすることができる。
これによって、電子装置60においては、スイッチング電源回路65がデジタル回路64に対するノイズ源となることなく、デジタル回路64を正常に機能させることができる。
【0034】
なお、図7においてはコンピュータのようなアナログ回路からデジタル回路へのノイズの伝播防止を目的とした電子装置を示したが、これに限るものではなく、デジタル回路同士の間にも、あるいはチューナーのようにノイズを発生しやすい、あるいはノイズの影響を受けやすい2つのアナログ回路である高周波回路を分離するような場合にも同様に有効である。
また、ここでは図3に示した電磁遮蔽構造を用いた電子装置について説明したが、図1や図5、図6に示した電磁遮蔽構造を用いた電子装置においても同様の作用・効果を得ることができる。
【0035】
【発明の効果】
本発明の電磁遮蔽構造によれば、一方主面および他方主面に第1および第2の回路を形成した基板をシャーシの中にシャーシの上面および底面に平行に設け、シャーシの側面の基板より上部および下部に貫通孔を設けて第1および第2の雑音除去部品を挿入し、第1の雑音除去部品の一方の端子を第1の回路に、第2の雑音除去部品の一方の端子を第2の回路にそれぞれ接続し、第1および第2の雑音除去部品の他方の端子同士をシャーシの外部で接続することによって、基板の一方主面と他方主面の間でのノイズの伝播を防止することができる。
【0036】
また、本発明の電子装置によれば、上記の電磁遮蔽構造を用いることによって、複数の回路が互いの回路に対してノイズ源となることはなく、それぞれの回路を常に正常に機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁遮蔽構造の一実施例を示す断面図である。
【図2】図1の電磁遮蔽構造の電気的な接続関係を示す図である。
【図3】本発明の電磁遮蔽構造を説明するための参考例1の断面図である。
【図4】図3の電磁遮蔽構造の電気的な接続関係を示す図である。
【図5】本発明の電磁遮蔽構造を説明するための参考例2の断面図である。
【図6】本発明の電磁遮蔽構造を説明するための参考例3の断面図である。
【図7】本発明の電子装置の一実施例を示す断面図である。
【図8】従来の電磁遮蔽構造を示す断面図である。
【図9】図8の電磁遮蔽構造の電気的な接続関係を示す図である。
【符号の説明】
2…基板
2a…一方主面
2b…他方主面
3…接地電極層
9…電子部品(第1の回路)
12…電子部品(第2の回路)
20、30、40…電磁遮蔽構造
21…第1の貫通孔
22…第2の貫通孔
23、24、33…貫通コンデンサ(雑音除去部品)
32…貫通孔
41…電気伝導体
60…電子装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic shielding structure and an electronic device using the same, and more particularly to an electromagnetic shielding structure used in a digital device or a high-frequency communication device and an electronic device using the same.
[0002]
[Prior art]
With the recent increase in frequency of digital devices and communication devices, the problem of interference with other circuits due to noise generated in one circuit within the device has increased, and countermeasures for preventing interference are urgently needed. .
[0003]
FIG. 8 shows a cross-sectional view of a conventional electromagnetic shielding structure for preventing noise propagation between one main surface and the other main surface of the substrate. In the electromagnetic shielding structure 1 of FIG. 8, the
A
On one
The end of the
In FIG. 8, only one end of the
Although not shown in FIG. 8, the
[0004]
Here, the electrical connection relationship of the electromagnetic shielding structure 1 is shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the
Between the
[0005]
With this configuration, the one
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electromagnetic shielding structure 1, noise generated in the
Such noise cannot be removed by the
[0007]
The present invention aims to solve the above problems, and provides an electromagnetic shielding structure for preventing the propagation of noise between one main surface and the other main surface of a substrate, and an electronic device using the same. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an electromagnetic shielding structure of the present invention comprises a chassis having a top surface, a bottom surface, and a side surface, and a substrate provided between the side surfaces of the chassis inside the chassis. A first circuit and a second circuit on the other main surface, and first and second through-holes formed in an upper portion and a lower portion with respect to the substrate position on the side surface of the chassis. And inserting one terminal of the first noise removing component into the first circuit and one terminal of the second noise removing component into the first circuit. The other terminals of the first and second noise elimination components are connected to each other outside the chassis.
[0009]
The electromagnetic shielding structure of the present invention is characterized in that the ground electrodes of the first and second noise elimination components are electrically connected to the chassis.
[0010]
In the electromagnetic shielding structure according to the present invention, an electric conductor is filled in a gap between the first and second through holes and the first and second noise eliminating components, and the electric conductor is used as the first electric conductor. And a ground electrode of the second noise eliminating component and the chassis are electrically connected.
[0011]
In addition, an electronic device according to the present invention is configured using the electromagnetic shielding structure described above.
[0012]
With this configuration, in the electromagnetic shielding structure of the present invention, it is possible to prevent the propagation of noise between the one main surface and the other main surface of the substrate.
In the electronic device of the present invention, a plurality of circuits do not become noise sources with respect to each other circuit, and each circuit can always function normally.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of the electromagnetic shielding structure of the present invention.
In FIG. 1, parts that are the same as or equivalent to those in FIG.
[0014]
In the
The first through
The ground electrodes on the side surfaces of the
The lead pin 23a, which is one terminal of the
[0015]
Here, FIG. 2 shows an electrical connection relationship of the
As shown in FIG. 2, the
The ground electrodes of the
[0016]
With this configuration, only the path passing through the
In this case, for example, noise generated in the
Therefore, noise as in the conventional example does not directly reach the other
As a result, in the
[0017]
Although noise coming from the outside of the
[0018]
In FIG. 3, sectional drawing of the reference example 1 for demonstrating the electromagnetic shielding structure of this invention is shown. In FIG. 3, the same or equivalent parts as in FIG.
[0019]
In the
Further, the end portion of the
A through
The
In FIG. 3, only one end of the
[0020]
Here, FIG. 4 shows an electrical connection relationship of the
As shown in FIG. 4, the
[0021]
With this configuration, only the path passing through the
In this case, for example, noise generated in the
Therefore, noise as in the conventional example does not directly reach the other
As a result, in the
[0022]
In FIG. 5, sectional drawing of the reference example 2 for demonstrating the electromagnetic shielding structure of this invention is shown. In FIG. 5, parts that are the same as or equivalent to those in FIG.
[0023]
In the
[0024]
With this configuration, the gap between the through-
[0025]
Here, the case where the
[0026]
In each of the above embodiments and the reference example, the feedthrough capacitor is used as the noise removing component. However, this may be another noise filter or the like.
When a noise filter is used, a low-pass filter is generally used. However, depending on the type of noise that is desired to prevent propagation, a band-pass filter, a high-pass filter, and a band elimination filter (including a notch filter) It does not matter.
Further, the shape is not necessarily limited to a cylindrical shape such as a feedthrough capacitor.
[0027]
In FIG. 6, sectional drawing of the reference example 3 for demonstrating the electromagnetic shielding structure of this invention is shown. 6, parts that are the same as or equivalent to those in FIG. 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0028]
In the
An
Here, the
[0029]
In the
Further, since the electrical pulse of the digital signal is once converted into an optical pulse and transmitted, there is no electrical connection of the signal line between the one
In this way, between the one
[0030]
When a photocoupler is used as a noise removal component, the signal flow is one-way. Therefore, if there is a signal flow in the reverse direction, it is necessary to separately provide a photocoupler in the reverse direction as necessary.
[0031]
FIG. 7 shows a cross-sectional view of one embodiment of the electronic device of the present invention.
The
[0032]
In FIG. 7, the
The
When the
[0033]
By configuring the
Thus, in the
[0034]
Note that FIG. 7 shows an electronic device such as a computer for preventing the propagation of noise from an analog circuit to a digital circuit. However, the present invention is not limited to this. Similarly, it is also effective in the case of separating two high-frequency circuits that are two analog circuits that are likely to generate noise or are susceptible to noise.
Although the electronic device using the electromagnetic shielding structure shown in FIG. 3 has been described here, the electronic device using the electromagnetic shielding structure shown in FIGS. be able to.
[0035]
【The invention's effect】
According to the electromagnetic shielding structure of the present invention, the board on which the first and second circuits are formed on the one main surface and the other main surface is provided in the chassis in parallel with the upper surface and the bottom surface of the chassis. Through holes are provided in the upper and lower portions to insert the first and second noise elimination components, one terminal of the first noise elimination component is connected to the first circuit, and one terminal of the second noise elimination component is Propagation of noise between one main surface and the other main surface of the board by connecting to the second circuit and connecting the other terminals of the first and second noise elimination components outside the chassis. Can be prevented.
[0036]
Further, according to the electronic device of the present invention, by using the electromagnetic shielding structure described above, a plurality of circuits do not become noise sources with respect to each other, and each circuit can always function normally. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an electromagnetic shielding structure of the present invention.
2 is a diagram showing an electrical connection relationship of the electromagnetic shielding structure of FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view of Reference Example 1 for explaining the electromagnetic shielding structure of the present invention.
4 is a diagram showing an electrical connection relationship of the electromagnetic shielding structure of FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view of Reference Example 2 for explaining the electromagnetic shielding structure of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of Reference Example 3 for explaining the electromagnetic shielding structure of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an embodiment of an electronic device of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional electromagnetic shielding structure.
9 is a diagram showing an electrical connection relationship of the electromagnetic shielding structure of FIG.
[Explanation of symbols]
2 ...
12 ... Electronic component (second circuit)
20, 30, 40 ...
32 ... Through-
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