JP4087533B2 - ノイズ放射低減構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地絡した導体によりＩＣを覆って、電子機器のＩＣを波源とするノイズ放射を低減する部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の高速化に伴い、そのクロック信号の高調波ノイズの波長は短くなり、小型の部品からの放射も無視できなくなりつつある。特にＩＣ及びその周辺機器のインピーダンスが不連続となる部分が高調波ノイズの放射に大きな影響を与えるようになってきている。
【０００３】
また、高密度実装化及び筐体の小型化に伴い、片面実装の場合の部分面とその近傍の他のモジュール等との結合部分においてノイズ放射より受ける悪影響が増大している。
【０００４】
図１１は一般的に知られるＩＣの実装状態を示す平面図、図１２は同斜視図である。ＩＣ１は基板２上に複数のピンがリード線に接続されるように取り付けられる。
ＩＣに対する完全なシールド法としては、図１３、図１４に示した導体で密封する方法等が知られている。これはＩＣ１を箱状の導体部品３でパッケージングすると共に、その導体部品３がグランドとなるようグランド面４上に設けるようにしたものである。
【０００５】
ＩＣ単体からのノイズ放射の低減技術としては、特開平６−１２００７２号公報や特開平９−２６００５２号公報等に開示されているように、パッケージ内やベアチップへのフィルタ組み込みによる技術や、特開平９−１３００８２号公報に開示されているように、パッケージ法に関するものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１３、図１４に示されるような技術では、広いグランド面若しくはグランドと等電位なパッドが必要となるため、高密度実装ができなくなる。また、ＩＣが密封されているため、熱による障害等に対する検討が必要となる。更にＩＣが密閉されるため、外観上、ハンダ不良等の不具合が確認できない。従ってまた、これらの理由により、フロー、リフローへの対応が困難となり、更に部品の熱容量が大きくなって、取付け，取り外しが困難になるという問題点がある。
【０００７】
また、上記公報において知られる技術においては、いずれも、ＩＣ自体の構成を変更するものであるため、これらＩＣの価格を安く抑えることができない。また、導電塗料の塗布なども製造上別工程を要する上、更に効果も十分でない場合が多い。特に、高い周波数においては、小型のＩＣでも十分強い放射源とし作用するため簡易且つ確実にノイズ放射を低減させることができる対策が望まれる。一方、ＩＣ自体を低消費電力化し、相対的に放射を減らすようにした技術も知られるが、この場合は逆に電磁波妨害に対する耐性の低下を招き、結果としてシステムの動作を十分に維持できないという事態も生じ得る。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、簡易且つ安価にＩＣ単体からのノイズの放射を低減することができるノイズ放射低減用部品を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、この発明は、基板に実装されたＩＣからのノイズ放射を低減するために地絡した導体によりＩＣ上を覆うようにしたノイズ放射低減構造であって、帯状導体を十字状にした導体または菱形状の導体により前記ＩＣパッケージの上面中央に前記帯状導体を十字状にした導体または前記菱形状の導体の中央が設けられるように前記ＩＣパッケージ上面を覆い、前記帯状導体を十字状にした導体の各端部または前記菱形状の導体の各角部または前記菱形状の導体の角部から延設された帯状導体の各端部が前記ＩＣパッケージの各辺の中央側面を沿うように且つ前記ＩＣパッケージの各ピンに触れることなく基板方向に折り曲げられ、前記各端部または前記各角部が前記基板のグランド面に接続するように構成されたものである。
【００１０】
この発明の実施の形態１においては、長方形状のＩＣパッケージ１１を二つの帯状導体部品（３Ａ又は３Ｂ）で、高調波ノイズとなる磁界のループに沿って十字状に覆うようにして、各導体部品の端部を基板２のグランド面に接続するようにしている。
また、実施の形態２においては、菱形状の導体部品（３Ｃ又は３Ｄ）によりパッケージ１１の上面を覆うと共に菱形状の各角部付近を基板２に形成されたグランド面に接続するようにしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１を示す平面図、図２は同斜視図、図３はＩＣのノイズ放射源の説明図である。
これらの図において、１はＩＣ、２は基板、３Ａ（３ａ，３ｂ）は一定幅を有する帯状の導体部品、４は基板２のグランド面（若しくはグランドと等電位のパターン）である。また、５は電源ピン、６はグランドピン、７は入力ピン、８は出力ピンを示している。
【００１２】
図３に示す説明図において、一般的にＩＣは出力ピン８から入力ピン７に至る信号ループ９と、グランドピン６から電源ピン５に至る電源ループ１０とを有し、これら二つのループが高調波ノイズ放射等の主な原因となる。
【００１３】
図１、図２に示す実施の形態１は、これら二つのループに対してそれぞれ略平行に、二つの導体部品３ａ，３ｂを配置すると共に、それらの基板２との接続部にグランド面４を形成するようにしたものである。これら導体部品３ａ，３ｂの幅Ｗは約１ｍｍである。このような構成によれば、磁界を各導体部品３ａ，３ｂにより二分化でき、結果としてＩＣからの高調波ノイズの放射を低減できる。
この場合、二つの導体部品３ａ，３ｂはその交差部分で導通していることが望ましいが、導通していなくてもノイズ低減効果に大きな影響を与えるものではない。
【００１４】
図４はノイズの低減効果としての評価結果を示す図である。
この評価結果は、２０ピンＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）のバッファに４０ＭＨｚのクロック信号を加えたときの高調波ノイズの放射について評価したものであり、導体部品３ａ，３ｂの幅は１ｍｍとされている。この場合５ｄＢ強の高調波ノイズ放射の低減効果が広帯域において得られていることが分かる。
【００１５】
なお、予め基板２の部品面にグランド面４を設けておけば、他の表面実装部品と同時に基板２に実装することが可能であるし、ＩＣからの放熱等に関しても、特に密閉を必要としないので問題を生じない。
【００１６】
実施の形態１の変形例として、帯状の導体部品の幅を５ｍｍとした場合を図５、図６に示す。図５は平面図、図６は同斜視図である。
ここで、導体部品３Ｂ（３ａ，３ｂ）の幅が広ければ広いほど、ノイズ放射の低減効果は大きく、例えば幅が５ｍｍとなると２０ｄＢ強の高調波ノイズ放射の低減効果が広帯域において得られる。この場合、グランド面若しくはグランドと等電位のランドを導体部品の帯状の幅の大きさに対応して大きくする必要がある。
【００１７】
なお、導体部品３Ａ，３Ｂは導体であれば、その材質、形態には特に限定されない。例えば、金属線、金属泊、金属板、金網、金属メッキを施したプラスチック等、導通が確保できれば任意のものが選択可能である。この場合、金属板を用いるようにすれば、単純な機構部品としてマウンタでの実装や、リフローにおけるハンダ付けなどの対応が可能となる。
【００１８】
実施の形態２．
図７は実施の形態２を示す平面図、図８は同斜視図である。
実施の形態３は平面視長方形状のＩＣパッケージ１１の中央に、その４辺のほぼ中央を結んで形成される菱形状の導体部品３Ｃを設けるようにしたものである。
導体部品３Ｃの各角部からは帯状の導体板３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆが延設されてその端部が基板２のグランド面４に接続されている。
【００１９】
実施の形態２におけるノイズ放射の低減効果は実施の形態１より大きな効果が得られている。
【００２０】
図９、図１０は実施の形態２の変形例を示す図であり、この場合は、上述の帯状の導体板３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆを設けず、菱形状の導体部品３Ｄの４つの角部付近３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊを基板２のグランド面４に接続させている。この場合、角部付近３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊはＩＣパッケージ１１の側面に沿うように、且つ、各ピンに触れることなく基板方向２に折り曲げられて、それらの端部が基板２のグランド面４に接続されている。
【００２１】
実施の形態２においては、導体板、導体泊等を用いて構成でき、また導体泊としては、両面導通タイプの銅テープ等を用いるようにすれば、単純な貼り付け作業で、実施可能となる。
【００２２】
以上にこの発明の複数の実施の形態を示したが、これらは、ＩＣの数量、必要なノイズの低減量、強度等の種々の条件に合わせて、最も安価に実現できるものを選択し得、結果としてＩＣを含むシステムの原価を低減することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、この発明によれば、基板に実装されたＩＣからのノイズ放射を低減するために地絡した導体によりＩＣ上を覆うようにしたので、簡易且つ安価にＩＣからのノイズ放射を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を示す平面図である。
【図２】実施の形態１を示す斜視図である。
【図３】ＩＣからのノイズ放射を説明する図である。
【図４】実施の形態１の評価結果を示す図である。
【図５】実施の形態１の変形例を示す平面図である。
【図６】実施の形態１の変形例を示す斜視図である。
【図７】実施の形態２を示す平面図である。
【図８】実施の形態２を示す斜視図である。
【図９】実施の形態２の変形例を示す平面図である。
【図１０】実施の形態２の変形例を示す斜視図である。
【図１１】一般的に知られるＩＣの実装状態を示す平面図である。
【図１２】図１１の斜視図である。
【図１３】従来のＩＣに対する完全なシールド法を示す平面図である。
【図１４】図１３の斜視図である。
【符号の説明】
１ ＩＣ
２ 基板
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 導体部品
４ グランド面

Claims (1)

1. 基板に実装されたＩＣからのノイズ放射を低減するために地絡した導体によりＩＣ上を覆うノイズ放射低減構造であって、帯状導体を十字状にした導体または菱形状の導体により前記ＩＣパッケージの上面中央に前記帯状導体を十字状にした導体または前記菱形状の導体の中央が設けられるように前記ＩＣパッケージ上面を覆い、前記帯状導体を十字状にした導体の各端部または前記菱形状の導体の各角部または前記菱形状の導体の角部から延設された帯状導体の各端部が前記ＩＣパッケージの各辺の中央側面を沿うように且つ前記ＩＣパッケージの各ピンに触れることなく基板方向に折り曲げられ、前記各端部または前記各角部が前記基板のグランド面に接続するように構成されたノイズ放射低減構造。

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