JP5938404B2 - 電子装置における接地のためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、電子基板アセンブリの一般的な領域に関する。より具体的には、本発明は、電子装置における接地のためのシステムに関する。

電子装置における電気的接続は、非常に重要であり、静電気放電および電磁適合性に関する認可をパスすることに成功するために絶対的に必要である。

特に、製品の統合およびモジュール性の制約に対応するために、今日の電子装置は、マザーボードおよび特定の機能を実行する複数の電子モジュールを含むモジュール式のシステムである。マザーボードと重ねられたモジュールとの間のアンテナ効果により、特に妨害放射が発生する。さらに、今日の電子装置の筐体ユニットは、次第にプラスチック製のものが多くなっている。金属製の筐体とは異なり、プラスチック製の筐体はグランドへの帰路を提供しない。プラスチック製のユニット内の電子基板上に複数のモジュールを統合していることによりますます影響を受けやすくなっている。

さらに、いくつかの機能、例えば、ディジタル復号器（セットトップ・ボックス）における衛星、ケーブル、または無線の信号のアナログ受信または復調などの機能は、電磁放射や静電気放電による影響を特に受けやすい。これらの機能を組み込んだモジュールは、シールディングによって保護され、このシールディングもまた接地部に接続されている。

様々なアセンブリの解決法が想定されるが、これらは、必ずしも製造の条件を満たすとは限らない。この理由は、これらの解決法は、複雑な手作業を必要として製造コストの高騰を伴うものであったり、複雑なコンポーネント（自己接着シール、金属性クリップ、導電性フォームなど）を使用してＢＯＭ（材料表）コストの高騰を伴うものであったりするからである。さらに、マザーボード上で、表面、即ち、フットプリントがこれらの特定のコンポーネントを受け入れるために確保され、専用のものとされている。

これらの方法には、電子装置において、コストおよび複数のボードの接地部のモジュール性の点で技術的な問題がある。従って、電子基板上の特定の機能専用のモジュールの接地に対する簡単且つ廉価な解決法が必要である。

本発明の目的は、電子装置における接地のためのシステムを提案することによって、従来技術における欠点のうちの少なくとも１つを克服することにある。このシステムは第１の電子基板を含み、この第１の電子基板は第１の接地面およびこの第１の接地面をコンポーネントに接続するように意図された少なくとも１つのフットプリントを含む。この少なくとも１つのフットプリントはコンポーネントに接続するように構成された上記第１の電子基板上に閉じたラインを画成する。このシステムは少なくとも１つの第２の電子基板を含み、この第２の電子基板は第２の接地面を含み、上記第１の電子基板上に重ねられる。このシステムは接地用金属部材を含み、この接地用金属部材は上記第１の電子基板と垂直な壁部とこの第１の電子基板と平行なベースを含む。このシステムは、上記壁部が上記第１の電子基板の少なくとも１つのフットプリントのうちの１つによって画成される上記閉じたラインを突出させたものに対応し、上記ベースの形状が閉じたラインによって画成される形状に対応するように上記金属部材の寸法が決められ、さらに、上記ベースが第２の電子基板との接触を提供する要素を含むことにより、上記第２の接地面を上記第１の接地面に電気的に接続させることを特徴とする。

従来技術においては、接点を介して２つの電子基板の接地のために電気的に接続する金属クリップなどのコンポーネントは、これらの特定のコンポーネントに専用のフットプリントとこれらのコンポーネントの組み立てのための手作業を必要とし、そして一般的に電気的接地の正確な接続を提供するための幾つかのコンポーネントが必要である。

本発明の原理は、上記第１の電子基板の可撓性を使用してこの電子基板内のベース要素上に非常に単純な金属部材を実装して重ねられた電子基板との電気的接続を提供することである。この金属部材は、既存のアセンブリ・ラインに完全に統合された方法で、その輪郭部または垂直壁部を使用して組み立てられ、はんだ付けされる。第１の電子基板が可撓性を有することにより、その電子基板上で使用されるフットプリントは、まず、金属シールディング筐体などの電子コンポーネントを受け入れるように設計され、所与の製品構成のために第２の電子基板上で電子コンポーネントが使用あるいは実装されていない場合に接地の目的で再使用されることを理解すべきである。従って、金属部材の形状および寸法は、当初使用が意図された電子コンポーネントのためのフットプリントによって決められる。

本発明の特定の実施形態によれば、上記第２の電子基板との接触を提供する要素は、コンタクト・ストリップである。変形例によれば、第２の電子基板との接触を提供する要素は、ボールである。従って、第２の電子基板は、例えば、コネクタを使用して、金属部材のコンタクト・ストリップまたはボールに押し付けることによって第１の電子基板に電気的に接続されると有益である。電気的な接地の接続は金属部材によって提供される。

本発明の別の特定の実施形態によれば、上記壁部は、少なくとも１つのフットプリントのうちの１つと接触する少なくとも２つのパッドを含む。実際、複数の異なる変形例では、フットプリントは、連続する、例えば、矩形の形状である場合もあるし、または、連続しておらず、例えば、矩形の角部のみを含む場合もある。この変形例では、矩形は、連続するものであるか否かにかかわらず、閉じたラインを画成し、この閉じたラインが電子基板に対して垂直に突出することにより、金属部材の形状および寸法が決定される。フットプリントに適応するように構成された金属部材の壁部は、ベースの全周長に亘って連続していると有益であり、あるいは変形例によれば、例えば、フットプリントを形成する矩形の角部にはんだ付けされた４つのパッドで構成されていると有益である。しかしながら、当業者であれば、壁部とフットプリントとの間の接触面が最大であるとより効率的な接続が提供されることが理解できよう。

本発明の特に有益な態様によれば、上記金属部材は、上記第１の電子基板上に組み立てられ、はんだ付けされる。従って、その接続を提供するコンポーネントのアセンブリは、既存のアセンブリ・ラインに完全に統合される。

本発明の別の特定の特徴によれば、上記金属部材は、さらに、第１の電子基板と金属部材との間に位置するコンポーネントのシールディングを提供する。垂直な突出によって画成される壁部および上側のベースを含む金属部材の形状は、第１の電子基板上のコンポーネントをカバーするように構成される。変形例によれば、コンポーネントは、金属部材の下方に位置する第１の電子基板の表面上にはんだ付けされる。接地面に有益に接続された金属部材は、従って、下方に位置するコンポーネントの電磁保護機能を提供する。

本発明の別の特に有益な態様によれば、システムは、モジュラー方式であり、複数の金属部材のうち、第１の電子基板の複数のフットプリントに適応するように構成された金属部材を使用して、複数の電子基板のうち第２の電子基板を接地可能とする。従って、第１の電子基板上のフットプリントの形状に適応するように構成された複数の異なる金属部材を使用することにより、このシステムは、統合および製品のモジュール性における制約に特に良好に適応する。

本発明の別の特定の実施形態によれば、第１の接地面をコンポーネントに接続するように意図されたフットプリントは、シールディング・コンポーネントのフットプリントである。従って、フットプリントの表面が広くなるという利点がある。本発明の別の特定の実施形態によれば、このシステムは、さらに、第２の電子基板上に接続されたシールディング・コンポーネントを含む。変形例によれば、シールディング・コンポーネントは、上記金属部材と第２の電子基板との間に配置されることにより、第２の接地面と第１の接地面が電気的に接続される。別の変形例によれば、第２の電子基板は、上記金属部材とシールディング・コンポーネントとの間に配置される。従って、第２の電子基板は、シールディング・コンポーネントを第２の接地面に接続するように意図された第１の接地フットプリントと、金属部材のベースの要素をこの同じ第２の接地面に接続するように意図された第２の接地フットプリントを含む。これにより、第１の接地面、第２の接地面、およびシールディング・コンポーネントの接地部が電気的に接続される。これらの実施形態によれば、第２の電子基板は、従って、金属部材の上方に、シールディング・コンポーネントが接続される一方の側または第２の接地面に接続するように意図されたフットプリントを含む他方の側に、区別なしに重ねられる。システムは、シールディング・コンポーネントのフットプリントのみがシールディングの接続を提供するように意図された第１の電子基板上に第２の電子基板が接地できるようにする。

本発明の別の特定の実施形態によれば、システムは、シールディング・コンポーネントを含まない。その場合、第２の電子基板は、第２の接地面をコンポーネントに接続するように意図された少なくとも１つのフットプリントを含み、第２の電子基板の少なくとも１つのフットプリントが金属部材の要素と接触することにより、第２の接地面を第１の接地面と電気的に接続する。この場合、一方の側が第２の電子基板上の別の側と区別されることはない。

本発明の別の特に有益な態様によれば、電子装置は、プラスチック筐体を含む。本発明の別の特に有益な態様によれば、電子装置は復号器である。本発明の一実施形態に係る接地のためのシステムは、接続を提供することができないプラスチック筐体、例えば、セットトップ・ボックスのシステムに特に良好に適応する。

本発明は、添付図面を参照して、限定を意図することなく、実施形態および有益な実施態様によって例示した内容により、より良好に理解できるであろう。

実施形態に係るシステムに含まれる電子基板上のフットプリントを示す図である。 従来技術に係る電子基板上のシールディング・コンポーネントを示す図である。 好ましい実施形態に係るシステムに含まれる電子基板上の金属部材を示す図である。 別の好ましい実施形態に係るシステムに含まれる電子基板上の金属部材を示す図である。 好ましい実施形態に係るシステムに含まれる複数の異なる要素を示す図である。 好ましい実施形態に係るシステムに含まれる複数の異なる組み立てられた要素を示す図である。 別の好ましい実施形態に係るシステムに含まれる複数の異なる要素を示す図である。

図１は、実施形態に係るシステムに含まれる電子基板１００上のフットプリント１０１を示している。電子基板１００は、例えば電子装置のマザーボードである。電子基板１００上に、複数の異なる電子コンポーネントが組み立てられ、はんだ付けされる。フットプリント１０１は、例えば図１に示された矩形の形状に従った閉じたラインを画成する。

図２は、電子基板１００上のシールディング・コンポーネント１０２を示している。コンポーネントのうち、放射の影響を受けやすい幾つかのコンポーネントは、シールディング・コンポーネント１０２により保護されている。シールディング・コンポーネント１０２は、マザーボード上にこの目的のために確保されたフットプリント１０１上にはんだ付けされる。従って、シールディング・コンポーネント１０２の接地面はマザーボードの接地面に接続されている。

図３は、好ましい実施形態に係るシステムに含まれる電子基板１００上の金属部材１０３を示す図である。金属部材１０３は、ベース１０６および輪郭部または壁部１０４を含む。壁部１０４は、シールディング・コンポーネントのために当初設計されたフットプリントの形状に適応するように寸法が決められる。壁部１０４は鉛直方向を向いており、マザーボードに対して垂直である。さらに、壁１０４部は、フットプリントの矩形の形状によって形成される閉じたラインを垂直に突出させたものに対応する。ベース１０６は水平方向を向いており、マザーボードに対して平行である。水平方向のベース１０６の形状は、閉じたラインによって画成される形状に対応する。この形状は、例えば、矩形である。ベース１０６は、別の電子基板との接触を提供する要素を含む。好ましい実施形態によれば、これらの要素はコンタクト・ストリップ１０５である。本発明とは異なり、電子基板を接地するための既知のコンポーネントは、シールディング・コンポーネント専用のフットプリント上にはんだ付けするように構成されたものではないため、追加的な、再使用できない、専用のフットプリントを必要とする。本発明に係る接地コンポーネントの形状および寸法は、フットプリントから決められるが、従来技術では、フットプリントの形状および形態は、接地コンポーネントから決められる。

図４は、別の好ましい実施形態に係るシステムに含まれる電子基板１００上の金属部材１０３を示している。別の好ましい実施形態によれば、これらの接触要素は、ボール１０７である。

図５は、好ましい実施形態に係るシステムに含まれる複数の異なる要素を示している。このシステムは、第１の電子基板１００と、第２の電子基板１１１と、第１の電子基板１００と第２の電子基板１１１とを接続する金属部材１０３とを含む。第１の電子基板１００は、例えばマザーボードであり、第２の電子基板１１１は、例えばドーターボード、または交換可能あるいは追加的な機能を実装するモジュール（ＮＩＭ）である。ディジタル・テレビジョン復号器（セットトップ・ボックス）における例では、マザーボードは、テレビジョン信号の復号および表示機能を含む。モジュールは、例えば、衛星、ケーブル、または、無線送信のための信号の受信および復調（フロントエンド）機能を実行する。従って、モジュール１１１は、シールディング１０２によって保護される、外界からの刺激による影響を受けやすいコンポーネントを含む。あるいはまた、モジュールは、例えば複数の異なるプロバイダのアクセス制御機能を実装する。従って、単一のマザーボード１００およびモジュール１１１の所定のアセンブリを用いて、複数の異なる機能を有する電子装置が利用可能である。これは、製品のモジュール性によるものである。第１の電子基板１００上のコネクタ１０９および第２の電子基板１１１上のコネクタ１１０は、２つの電子基板が接続された際のシステムにおけるロジック信号の連続性を提供する。

図６は、好ましい実施形態に係るシステムに含まれる複数の異なる組み立てられた要素を示している。コネクタ１０９および１１０が組み立てられ、これらは、第１の電子基板１００上に第２の電子基板１１１を固定する。改良された例によれば、ベースは、第１の電子基板１００上に第２の電子基板１１１が重ねられた状態で固定されるのを補助する。第２の電子基板１１１は、第１の電子基板上にはんだ付けされる金属部材１０３のコンタクト・ストリップと接触する。図示された実施形態によれば、一方では、シールディング・コンポーネント１０２は、第２の接地面に接続された第２の電子基板１１１上に組み立てられる。他方では、シールディング・コンポーネント１０２は、第１の接地面に接続されたコンタクト・ストリップと接触する。従って、このシールディング・コンポーネント１０２および金属部材１０３は、第１の接地面および第２の接地面を接続させる。図示しない別の実施形態によれば、第２の電子基板は、逆さまに配置される。即ち、第２の電子基板が接地フットプリントを介して金属部材と接触することにより、第１の接地面と第２の接地面とが接続される。この場合、シールディング・コンポーネントが第２の電子基板上のこのシールディング・コンポーネントのアセンブリによって、第２の接地面と接続され、システムの接地部にも接続される。例えば、上部側と呼ばれて区別される側（１１１ａ）には、シールディング・コンポーネントが接続され、例えば、底部側と呼ばれる側（１１１ｂ）は、接地フットプリントを有する。従って、システムは、いずれの側を介してもアセンブリを機能させるという利点がある。

図７は、別の好ましい実施形態に係るシステムに含まれる複数の異なる組み立てられた要素を示す図である。本実施形態においては、第２の電子基板上にシールディング・コンポーネントは存在しない。コネクタ１０９および１１０が組み立てられ、これらは、第１の電子基板１１０上に第２の電子基板１１１を固定する。この変形例によれば、これらのコネクタは、電子基板を固定し、支持の際にベースの補助はない。第２の電子基板１１１は、第１の電子基板にはんだ付けされた金属部材１０３のコンタクト・ストリップと接触する。本実施形態によれば、第２の電子基板は、接地フットプリントを含む。この接地フットプリントを用いてコンタクト・ストリップは接触し、システムの接続を提供する。

当然のことながら、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。特に、本発明は、マザーボード上に接続された幾つかのモジュールに対応することができる。

変形例によれば、コンタクト・ストリップまたはボール以外の要素が金属部材と第２の電子基板との接触を提供する。
（付記１）
電子装置における接地のためのシステムであって、
第１の接地面および当該第１の接地面をコンポーネントに接続するように意図された少なくとも１つのフットプリント（１０１）を含む第１の電子基板（１００）であって、該少なくとも１つのフットプリント（１０１）は、該コンポーネントに接続するように構成された該第１の電子基板（１００）上に閉じたラインを画成する、該第１の電子基板（１００）と、
第２の接地面を含み、前記第１の電子基板上に重ねられる少なくとも１つの第２の電子基板（１１１）と、
接地用の金属部材（１０３）と、
を備え、
前記金属部材は、前記第１の電子基板と垂直な壁部（１０４）と前記第１の電子基板と平行なベース（１０６）とを含み、
前記金属部材（１０３）は、前記壁部（１０４）が少なくとも１つのフットプリント（１０１）のうちの１つによって画成された前記閉じたラインを突出させたものに対応し、かつ前記ベースの形状が前記閉じたラインによって画成される形状に対応するように寸法が決められ、
前記ベース（１０６）は、前記第２の電子基板（１１１）との接触を提供する要素（１０５、１０７）を含むことにより、前記第２の接地面を前記第１の接地面と電気的に接続する、前記システム。
（付記２）
前記第２の電子基板との接触を提供する前記要素がコンタクト・ストリップ（１０５）である、付記１に記載のシステム。
（付記３）
前記第２の電子基板との接触を提供する前記要素がボール（１０７）である、付記１に記載のシステム。
（付記４）
前記壁部（１０４）は、前記少なくとも１つのフットプリント（１０１）のうちの１つと接触する少なくとも２つのパッドを含む、付記１に記載のシステム。
（付記５）
前記金属部材（１０３）は、前記第１の電子基板（１００）上に組み立てられ、はんだ付けされる、付記１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
（付記６）
コンポーネントが前記第１の電子基板（１００）と前記金属部材（１０３）との間に位置し、該金属部材（１０３）は該コンポーネントのシールディングをも提供する、付記１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
（付記７）
前記システムは、モジュラー方式であり、複数の金属部材のうち前記第１の電子基板の複数のフットプリントに適応するように構成された金属部材を使用して、複数の電子基板のうち第２の電子基板を接地可能とする、付記１〜６のいずれか１項に記載のシステム。
（付記８）
前記第１の接地面をコンポーネントに接続するように意図された前記フットプリントがシールディング・コンポーネント・フットプリントである、付記１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
（付記９）
当該システムは、前記第２の電子基板上に接続されたシールディング・コンポーネントをさらに含み、前記シールディング・コンポーネント（１０２）が前記金属部材（１０３）と前記第２の電子基板（１１１）の間に配置されることにより前記第２の接地面を前記第１の接地面に電気的に接続する、付記１〜８のいずれか１項に記載のシステム。
（付記１０）
前記第２の電子基板は、前記第２の接地面をコンポーネントに接続するように意図された少なくとも１つのフットプリントを含み、前記第２の電子基板の少なくとも１つのフットプリントが前記金属部材の前記要素と接触することにより前記第２の接地面を前記第１の接地面に電気的に接続する、付記１〜８のいずれか１項に記載のシステム。
（付記１１）
前記第２の電子基板は、前記金属部材の上方に、前記シールディング・コンポーネントが接続される一方の側（１１１ａ）または前記第２の接地面に接続するように意図されたフットプリントを含む他方の側（１１１ｂ）に、区別なしに重ねられる、付記１〜９のいずれか１項に記載のシステム。
（付記１２）
前記電子装置は、プラスチック筐体を含む、付記１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
（付記１３）
前記電子装置は、復号器（セットトップ・ボックス）である、付記１〜１２のいずれか１項に記載のシステム。

Claims (12)

1. 電子装置における接地のためのシステムであって、
   第１の接地面および当該第１の接地面を電子コンポーネントに接続するように意図された少なくとも１つのフットプリントを含む第１の電子基板であって、該少なくとも１つのフットプリントは、該電子コンポーネントに接続するように構成された該第１の電子基板上に閉じたラインを画成する、該第１の電子基板と、
   第２の接地面を含み、前記第１の電子基板上に重ねられる少なくとも１つの第２の電子基板と、
   接地用の金属部材と、
   を備え、
   前記金属部材は、前記第１の電子基板と垂直な壁部と前記第１の電子基板と平行なベースとを含み、
   前記金属部材は、前記壁部が前記少なくとも１つのフットプリントのうちの１つによって画成された前記閉じたラインを垂直に突出させたものに対応し、かつ前記ベースの形状が前記閉じたラインによって画成される形状に対応するように寸法が決められ、
   前記ベースは、前記第２の電子基板と接触する要素を含むことにより、前記第２の接地面を前記第１の接地面と電気的に接続する、前記システム。
2. 前記第２の電子基板と接触する前記要素がコンタクト・ストリップである、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第２の電子基板と接触する前記要素がボール形状である、請求項１に記載のシステム。
4. 前記壁部は、前記少なくとも１つのフットプリントのうちの１つと接触する少なくとも２つのパッドを含む、請求項１に記載のシステム。
5. 前記金属部材は、前記第１の電子基板上に組み立てられ、はんだ付けされる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 電子コンポーネントが前記第１の電子基板と前記金属部材との間に位置し、該金属部材は該電子コンポーネントのシールディングをも行う、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
7. 前記システムは、モジュラー方式であり、複数の金属部材のうち前記第１の電子基板の複数のフットプリントに適応するように構成された金属部材を使用して、複数の電子基板のうち第２の電子基板を接地可能とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム。
8. 前記電子コンポーネントがシールディング・コンポーネントであり、前記第１の接地面を前記シールディング・コンポーネントに接続するように意図された前記フットプリントがシールディング・コンポーネント・フットプリントである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記システムは、前記第２の電子基板上に接続されたシールディング・コンポーネントをさらに備え、該シールディング・コンポーネントが前記金属部材と前記第２の電子基板との間に配置されることにより前記第２の接地面を前記第１の接地面に電気的に接続する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステム。
10. 前記第２の電子基板は、前記第２の接地面を電子コンポーネントに接続するように意図された少なくとも１つのフットプリントを含み、前記第２の電子基板の該少なくとも１つのフットプリントが前記金属部材の前記要素と接触することにより前記第２の接地面を前記第１の接地面に電気的に接続する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステム。
11. 前記電子装置は、プラスチック筐体を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のシステム。
12. 前記電子装置は、復号器（セットトップ・ボックス）である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。

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