JP6612008B1 - 電子機器 - Google Patents

Abstract

電子機器（１）は、回路基板（１０）と、ヒートシンク（２０）と、ヒートシンク（２０）と回路基板（１０）とを電気的に接続する第１の接続部（２２）と、導電性フレームに接触することによってヒートシンク（２０）と導電性フレームとを電気的に接続する第２の接続部（２１）と、を有する。回路基板（１０）は、第１の接続部（２２）を介してヒートシンク（２０）に電気的に接続されたフレームグラウンドパターンと、第１のコネクタ（１１）と電子部品との間の配線と対になるリターン経路を構成するシグナルグラウンドパターンと、フレームグラウンドパターンおよびシグナルグラウンドパターンを電気的に接続する回路素子（１２）とを備える。第１のコネクタ（１１）と回路素子（１２）と第１の接続部（２２）と第２の接続部（２１）とは、回路基板（１０）の辺に沿って一列に配置される。

Description

本発明は、外部インタフェース用のコネクタを有する電子機器に関する。

電子機器では、回路基板に実装されている電子部品への電磁ノイズの伝搬を抑制するための対策がとられている。電子機器は、電子部品の実装の高密度化と電子機器の小型化とが進展するに従って、電子部品同士の間における電磁ノイズの伝搬を抑制することが困難となっている。また、外部インタフェース用のコネクタへ挿入されるケーブルを介して他の機器に接続される電子機器では、他の機器からケーブルとコネクタとを伝搬した電磁ノイズが電子機器の内部へ直接入り込むことによって、電子部品へ電磁ノイズが伝搬することもある。

特許文献１には、回路基板に実装された電子部品の放熱を促進させるためのヒートシンクを筐体等との接触により接地しておき、回路基板からヒートシンクへ電磁ノイズを伝搬させる電子機器が開示されている。特許文献１の電子機器は、回路基板から、回路基板に対向するヒートシンクへ電磁ノイズを伝搬させることによって、電子部品への電磁ノイズの伝搬を抑制する。

特開２０１４−２３９０８９号公報

上記特許文献１の電子機器では、回路基板に対向するヒートシンクを電磁ノイズが伝搬することによって、回路基板とヒートシンクとの間の静電結合または磁気結合による電磁ノイズが回路基板において誘起される場合がある。静電結合または磁気結合による電磁ノイズの誘起は、回路基板とヒートシンクとの距離を長くすることによって抑制し得る。しかし、回路基板とヒートシンクとの距離が長いほど、電子機器は大型となる。また、回路基板とヒートシンクとの距離が長いほど、電子部品とヒートシンクとの間の熱抵抗が増加することとなるため、電子機器は、ヒートシンクによる放熱性能が低下することになる。そのため、上記特許文献１に開示されるような従来技術によると、ヒートシンクによる放熱性能を確保するとともに回路基板における電磁ノイズの伝搬を抑制することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ヒートシンクによる放熱性能を確保するとともに回路基板における電磁ノイズの伝搬を抑制可能とする電子機器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電子機器は、電子部品と外部インタフェース用の第１のコネクタと、外部グラウンドに接続される外部基板へ接続可能な第２のコネクタとが実装される回路基板と、ヒートシンクと、ヒートシンクと回路基板とを電気的に接続する第１の接続部と、第２のコネクタが外部基板へ接続された状態において、外部基板が取り付けられており外部グラウンドに電気的に接続される導電性フレームに接触することによってヒートシンクと導電性フレームとを電気的に接続する第２の接続部と、を有する。回路基板は、第１の接続部を介してヒートシンクに電気的に接続されたフレームグラウンドパターンと、第１のコネクタと電子部品との間の配線と対になるリターン経路を構成するシグナルグラウンドパターンと、フレームグラウンドパターンおよびシグナルグラウンドパターンを電気的に接続する回路素子とを備える。第１のコネクタと回路素子と第１の接続部と第２の接続部とは、回路基板の辺に沿って一列に配置される。

本発明にかかる電子機器は、ヒートシンクによる放熱性能を確保するとともに回路基板における電磁ノイズの伝搬を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる電子機器の斜視図 図１に示す電子機器の上面図 図１に示す電子機器が有する回路基板の上面図 図３に示すIV−IV線における回路基板の断面図 図１に示す電子機器が接続されるベース基板と導電性フレームとを示す図 図１に示す電子機器と図５に示すベース基板および導電性フレームとの接続の様子を示す側面図 図１に示す電子機器の斜視図であって、電磁ノイズが伝搬する経路を示す図 図３に示す回路基板の上面図であって、電磁ノイズが伝搬する経路を示す図 本発明の実施の形態２にかかる電子機器の上面図 本発明の実施の形態３にかかる電子機器の斜視図 図１０に示す電子機器が有する回路基板の上面図 本発明の実施の形態４にかかる電子機器の斜視図 図１２に示す電子機器が有する回路基板の上面図 図１２に示す電子機器と図５に示すベース基板および導電性フレームとの接続の様子を示す側面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる電子機器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す図面では、図面を見易くするために、平面図においてハッチングを付す場合と断面図においてハッチングを付さない場合とがある。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電子機器の斜視図である。図２は、図１に示す電子機器の上面図である。図３は、図１に示す電子機器が有する回路基板の上面図である。図４は、図３に示すIV−IV線における回路基板の断面図である。図５は、図１に示す電子機器が接続されるベース基板と導電性フレームとを示す図である。図６は、図１に示す電子機器と図５に示すベース基板および導電性フレームとの接続の様子を示す側面図である。

電子機器１は、電子部品１５，１６と外部インタフェース用の第１のコネクタ１１と外部基板へ接続可能な第２のコネクタ１９とが実装される回路基板１０と、電子部品１６の放熱を促進するヒートシンク２０とを有する。外部基板は、外部グラウンドに接続される。電子部品１６は、動作時において発熱するために冷却が必要とされる電子部品であって、例えばＬＳＩ（Large-Scale Integration）である。電子部品１５は、信号線１８を介して第１のコネクタ１１と接続されている電子部品であって、例えば外部との通信のためのトランシーバである。信号線１８は、第１のコネクタ１１と電子部品１５との間の配線である。信号線１８では、差動信号が伝搬する。なお、図３では、実施の形態１にかかる電子機器１の特徴を説明するために必要な回路パターンと電子部品とのみを示しており、その他の回路パターンと電子部品との図示を省略している。

ヒートシンク２０は、回路基板１０の実装面に取り付けられている。ヒートシンク２０のうち回路基板１０と対向する側とは逆側の面には、熱を周囲へ放出するための放熱フィンが設けられている。ヒートシンク２０は、回路基板１０のうち第１のコネクタ１１が設けられている部分を除いた矩形領域の全体を上方から覆う。

ヒートシンク２０は、回路基板１０と対向する側の面に、電子部品１６に接触可能に突出された部位を有する。図６に示すように、ヒートシンク２０のうち突出された部位は、電子部品１６の上面に接触している。電子機器１は、ヒートシンク２０が電子部品１６に接触、もしくはヒートシンク２０が熱伝導性のシートを介して電子部品１６に接触することによって、電子部品１６で発生した熱をヒートシンク２０へ効率良く伝搬させることができる。これにより、電子機器１は、ヒートシンク２０による高い放熱性能を確保することができる。なお、熱伝導性のシートについては図示を省略する。

回路基板１０は、回路基板１０の外部の導体へ電磁ノイズを伝搬させるためのフレームグラウンドパターン１３と、信号線１８と対になるリターン経路を構成するシグナルグラウンドパターン５１と、フレームグラウンドパターン１３およびシグナルグラウンドパターン５１を電気的に接続する回路素子１２とを有する。回路素子１２には、例えばキャパシタが使用される。回路素子１２は、高周波である電磁ノイズに対し低インピーダンスである伝搬経路を構成する。

電子機器１は、フレームグラウンドパターン１３が設けられることによって、回路基板１０の外部の導体へ電磁ノイズを伝搬させる。電子機器１は、回路基板１０の外部へ電磁ノイズを逃がすことによって、回路基板１０全体への電磁ノイズの伝搬を抑制する。電子機器１は、回路基板１０全体への電磁ノイズの伝搬を抑制することによって、電磁ノイズに起因する回路の誤作動を防ぐことができる。

回路基板１０は、回路基板１０のうちのフレームグラウンドパターン１３とヒートシンク２０とを電気的に接続する第１の接続部２２を有する。回路基板１０へのヒートシンク２０の固定には、締結部品であるねじが使用される。ヒートシンク２０のうち回路基板１０と接する部位には、ねじ穴が形成されている。回路基板１０のうちフレームグラウンドパターン１３には、ねじが通されるスルーホール１４ａが形成されている。スルーホール１４ａの外縁には、ランドパターンが設けられている。第１の接続部２２とは、かかるランドパターンとねじとを含めた部分を指すものとする。

スルーホール１４ａを通されたねじがヒートシンク２０へ締め込まれることによって、ヒートシンク２０は回路基板１０に固定される。また、ねじが締め込まれることによって、ヒートシンク２０はスルーホール１４ａに押さえ付けられる。ヒートシンク２０がスルーホール１４ａに押さえ付けられることによって、第１の接続部２２は、ヒートシンク２０とスルーホール１４ａとの接触抵抗を小さくすることができる。なお、第１の接続部２２は、ヒートシンク２０とフレームグラウンドパターン１３とを電気的に接続可能であれば良く、ねじ以外の部品を含むものであっても良い。

回路基板１０には、フレームグラウンドパターン１３以外の領域にも２つのスルーホール１４ｂ，１４ｃが設けられている。ヒートシンク２０は、スルーホール１４ａにおけるねじ止めと、２つのスルーホール１４ｂ，１４ｃのうちの少なくとも一方におけるねじ止めとによって、回路基板１０の実装面にて支持されている。

第１のコネクタ１１は、フレームグラウンドパターン１３上に実装されている。第１のコネクタ１１は、回路基板１０の実装面の形状である矩形のうちの１つの角部に配置されている。第１のコネクタ１１には、ケーブル６０の一端が挿入される。電子機器１は、ケーブル６０を介して他の機器に接続される。第２のコネクタ１９は、回路基板１０の実装面の形状である矩形のうち、第１のコネクタ１１が配置されている角部とは対角の角部付近に配置されている。第２のコネクタ１９は、回路基板１０のうちケーブル６０が挿入される側とは逆側であって、回路基板１０のうちベース基板３０および導電性フレーム４０と対向する側の外縁に配置されている。

第２の接続部２１は、ヒートシンク２０に設けられている。第２の接続部２１は、ヒートシンク２０と一体に形成された板ばね状の部分である。第２の接続部２１は、ヒートシンク２０のうちベース基板３０および導電性フレーム４０と対向する側部に配置されている。

図３に示す回路基板１０のうちの端１０ａは、回路基板１０の実装面の形状である矩形のうちの１つの辺に相当する端である。かかる矩形のうち、第１のコネクタ１１が設けられている角部は、当該１つの辺のうちケーブル６０が挿入される側の端に位置している。第２の接続部２１は、当該１つの辺のうち第１のコネクタ１１側とは逆側の端に位置している。

回路基板１０の実装面において、フレームグラウンドパターン１３は、第１のコネクタ１１が設けられている角部において垂直に曲げられたＬ型をなしている。かかるＬ型の一部は、第１のコネクタ１１が設けられている角部から端１０ａに沿って延ばされている。回路素子１２は、端１０ａに沿った方向において第１のコネクタ１１に隣接する位置に配置されている。第１の接続部２２は、フレームグラウンドパターン１３のうち端１０ａに沿って延ばされている部分の中に配置されている。電子機器１において、第１のコネクタ１１と、回路素子１２と、第１の接続部２２と、第２の接続部２１とは、回路基板１０の辺、すなわち端１０ａに沿って一列に配置されている。

図４において、絶縁体５２は、回路基板１０を構成する絶縁性の板材である。絶縁体５２の材料には、ガラスエポキシ、ポリテトラフルオロエチレン（PolyTetraFluoroEthylene：ＰＴＦＥ）、あるいはアルミナといった絶縁性を持つ材料が使用される。信号線１８は、回路基板１０の実装面に形成されている。

シグナルグラウンドパターン５１は、回路基板１０の実装面に露出している表層部５１ａと、回路基板１０の実装面を構成する絶縁体５２よりも下の層に位置する内層部５１ｂとを有する。内層部５１ｂと信号線１８とは、１つの絶縁体５２を挟んで積層されている。シグナルグラウンドパターン５１のうちの内層部５１ｂが、リターン経路とされている。図３に示すシグナルグラウンドパターン５１は、表層部５１ａである。回路素子１２は、表層部５１ａとフレームグラウンドパターン１３とを接続する。

インターステーシャルビアホール５３は、表層部５１ａと内層部５１ｂとの間の絶縁体５２を貫いて配置されている。インターステーシャルビアホール５３の表面には銅メッキが施されている。インターステーシャルビアホール５３は、表層部５１ａと内層部５１ｂとを電気的に接続する。なお、経路８２，８３，８４は、図４に示す断面において電磁ノイズが伝搬する経路を示している。経路８２，８３，８４については後述する。

図５および図６に示すベース基板３０は、外部グラウンドに接続される外部基板である。導電性フレーム４０は、ベース基板３０が取り付けられており外部グラウンドに電気的に接続される。ベース基板３０には、複数の基板用コネクタ３１が設けられている。電子機器１の第２のコネクタ１９は、ベース基板３０に設けられている複数の基板用コネクタ３１の１つに接続される。複数の基板用コネクタ３１のうち他の基板用コネクタ３１には、電子機器１以外の機器の回路基板が接続される。電子機器１は、第２のコネクタ１９と基板用コネクタ３１とを介して、ベース基板３０に接続されている他の機器との通信を行うことができる。

導電性フレーム４０の材料には、アルミニウムといった導電性を有する金属材料が使用されている。導電性フレーム４０には、ねじ止めのための孔４１が設けられている。導電性フレーム４０は、孔４１を通されたねじが制御盤へ締め込まれることによって、制御盤に固定される。導電性フレーム４０は、ねじを介して制御盤と接続されることによって、接地が確保されている。図５および図６では、制御盤の図示を省略している。

第２の接続部２１が板ばね状であることによって、電子機器１がベース基板３０へ接続された状態において、第２の接続部２１は導電性フレーム４０に押し付けられる。電子機器１は、第２の接続部２１が導電性フレーム４０に押し付けられることによって、第２の接続部２１と導電性フレーム４０との接触抵抗を小さくすることができる。

図６に示す電子機器１の接続の際に、第２のコネクタ１９を基板用コネクタ３１へ嵌め込ませることによって、第２のコネクタ１９は、基板用コネクタ３１に接続される。第２のコネクタ１９が基板用コネクタ３１へ嵌め込まれると同時に、第２の接続部２１は、導電性フレーム４０に押し当てられる。このようにして、第２のコネクタ１９が基板用コネクタ３１へ接続された状態において、第２の接続部２１は、導電性フレーム４０に接触する。第２の接続部２１は、導電性フレーム４０に接触することによって、ヒートシンク２０と導電性フレーム４０とを電気的に接続する。これにより、ヒートシンク２０から導電性フレーム４０へ電磁ノイズを伝搬可能に、ヒートシンク２０と導電性フレーム４０とは互いに接続される。

ヒートシンク２０が導電性フレーム４０に接続されることによって、ヒートシンク２０の熱が導電性フレーム４０を介して制御盤へ伝搬する。ヒートシンク２０は、ヒートシンク２０よりも熱容量が大きい制御盤へ熱を逃がすことによって、放熱を促進することができる。

第２のコネクタ１９が基板用コネクタ３１へ接続された状態において、回路基板１０の実装面と、導電性フレーム４０のうち電子機器１と対向する側の表面とは、互いに垂直である。回路基板１０の実装面と導電性フレーム４０の表面とが互いに垂直であることによって、導電性フレーム４０に電磁ノイズが伝搬することによって起こり得る回路基板１０と導電性フレーム４０との間の静電結合および磁気結合が抑制される。これにより、電子機器１は、回路基板１０における電磁ノイズの誘起を抑制可能とし、回路基板１０における電磁ノイズの伝搬を低減できる。

上述するように、電子機器１において、第１のコネクタ１１と、回路素子１２と、第１の接続部２２と、第２の接続部２１とは、端１０ａに沿って一列に配置されている。本配置が、回路基板１０における電磁ノイズの伝搬を抑制する上で有効であることについて、図４、図７および図８を参照して説明する。図７は、図１に示す電子機器の斜視図であって、電磁ノイズが伝搬する経路を示す図である。図８は、図３に示す回路基板の上面図であって、電磁ノイズが伝搬する経路を示す図である。

ケーブル６０に接続された他の機器から、ケーブル６０を伝搬した電磁ノイズは、第１のコネクタ１１へ進入する。図８に示す経路８１は、ケーブル６０から第１のコネクタ１１を通って回路基板１０へ伝搬する電磁ノイズの経路を示す。

ケーブル６０がシールド性を有するシールドケーブルであって、かつ、第１のコネクタ１１が導電性シェルを有するシールドコネクタである場合、ケーブル６０を伝搬した電磁ノイズの多くは、ケーブル６０のシールドと第１のコネクタ１１の導電性シェルとを通る経路８１を経て、フレームグラウンドパターン１３へ伝搬する。フレームグラウンドパターン１３へ伝搬した電磁ノイズは、第１の接続部２２を通ってヒートシンク２０へ伝搬する。図７に示す経路８５は、フレームグラウンドパターン１３から第１の接続部２２を通ってヒートシンク２０へ電磁ノイズが伝搬する経路である。ケーブル６０を伝搬した電磁ノイズの多くは、経路８１および経路８５を経てヒートシンク２０へ伝搬する。

電磁ノイズは主に数ｋＨｚ以上の高周波であることから、ヒートシンク２０へ伝搬した電磁ノイズは、表皮効果によってヒートシンク２０の表面を流れようとする。また、ヒートシンク２０の表面に到達した電磁ノイズは、導電性フレーム４０へ向けて最短の経路、すなわちインピーダンスが最低となる経路を伝搬する。

電子機器１では、第１のコネクタ１１と第１の接続部２２と第２の接続部２１とが端１０ａに沿って一列に配置されていることから、電磁ノイズは、ヒートシンク２０において最短の経路を辿ることによって、端１０ａに沿った方向と同じ方向へ伝搬する。図７に示す経路８６は、ヒートシンク２０において第２の接続部２１へ向けて電磁ノイズが伝搬する経路である。経路８６は、ヒートシンク２０の平面形状である矩形のうち１つの辺に相当する端を通る。経路８７は、第２の接続部２１から導電性フレーム４０へ電磁ノイズが伝搬する経路である。以上により、ケーブル６０から電子機器１へ伝搬する電磁ノイズの多くは、経路８１、経路８５、経路８６および経路８７の順に伝搬して、導電性フレーム４０に到達する。

経路８５を伝搬した電磁ノイズの多くが、ヒートシンク２０の表面にて経路８６を伝搬することによって、ヒートシンク２０では、経路８６以外の経路を伝搬する電磁ノイズが少なくなる。図７に示す経路８８は、経路８６以外の経路の例である。経路８６以外の経路を伝搬する電磁ノイズが少なくなることによって、ヒートシンク２０のうち回路基板１０が有する回路パターンおよび電子部品１５，１６に対向する領域を伝搬する電磁ノイズが少なくなる。ヒートシンク２０にて、回路パターンおよび電子部品１５，１６に対向する領域を伝搬する電磁ノイズが少なくなることによって、静電結合または磁気結合によって回路基板１０にて誘起される電磁ノイズが少なくなる。これにより、電子機器１は、回路基板１０における電磁ノイズの伝搬を抑制することができる。

次に、ケーブル６０が、シールド性が低いケーブルであるかシールド性を有しないケーブルである場合について説明する。この場合も、ケーブル６０がシールドケーブルである場合と同様に、経路８１、経路８５および経路８６の順に伝搬する電磁ノイズは存在する。ただし、シールドケーブルの場合よりもケーブル６０のシールド性が低いか、ケーブル６０がシールド性を有しないことから、第１のコネクタ１１から信号線１８へ電磁ノイズが伝搬する。

差動信号線である信号線１８において正極側の信号線パターンと負極側の信号線パターンとが、シグナルグラウンドパターン５１に対して平衡に、すなわちバランスがとられて配置されている場合、電磁ノイズは、正極側の信号線パターンと負極側の信号線パターンとにおいて同相となって伝搬する。すなわち、電磁ノイズは、正極側の信号線パターンと負極側の信号線パターンにおいてコモンモードノイズとなって伝搬する。

シグナルグラウンドパターン５１とフレームグラウンドパターン１３とが回路素子１２によって接続されていることで、コモンモードノイズは、図４に示す信号線１８、内層部５１ｂ、インターステーシャルビアホール５３および回路素子１２の順に伝搬する。図４において、経路８２は、信号線１８を伝搬する電磁ノイズの経路を示す。経路８３は、内層部５１ｂを伝搬する電磁ノイズの経路を示す。経路８４は、シグナルグラウンドパターン５１の内層部５１ｂからインターステーシャルビアホール５３を通ってシグナルグラウンドパターン５１の表層部５１ａへ伝搬し、さらに表層部５１ａから回路素子１２を経てフレームグラウンドパターン１３へ伝搬する電磁ノイズの経路を示す。

電磁ノイズは、経路８１から、経路８２、経路８３および経路８４を経てフレームグラウンドパターン１３へ伝搬する。フレームグラウンドパターン１３へ伝搬した電磁ノイズは、シールドケーブルの場合と同様に、経路８５、経路８６および経路８７の順に伝搬して、導電性フレーム４０に到達する。これにより、電子機器１は、ケーブル６０のシールド性が低いか、ケーブル６０がシールド性を有しない場合も、ケーブル６０がシールドケーブルである場合と同様に、回路基板１０における電磁ノイズの伝搬を抑制することができる。

内層部５１ｂと信号線１８とが１つの絶縁体５２を介して重ね合わせられていることで、信号線１８に含まれる正極側の信号線パターンと負極側の信号線パターンとから内層部５１ｂへの電磁ノイズの伝搬経路を低インピーダンスとすることができる。差動信号線である信号線１８は、正極側の信号線パターンと負極側の信号線パターンとを伝搬したコモンモードノイズが受信側にて相殺されることから、電磁ノイズに対する耐性が強い。ただし、回路パターンに設けられている配線の多くは、差動信号線以外の配線であって、シグナルグラウンドパターン５１の電位を基準とする電圧が印加されるシングルエンド方式の配線である。シングルエンド方式の配線は、差動信号線に比べて電磁ノイズに対する耐性が低い。電子機器１は、このように電磁ノイズに対する耐性が低い配線に対しても、電磁ノイズの伝搬を抑制することができる。

このように、経路８１から経路８７まで、インピーダンスが最低となるルートで電磁ノイズが伝搬することで、電子機器１は、回路基板１０の全体に電磁ノイズを伝搬させずに、電磁ノイズをアースへ逃がすことができる。これにより、電子機器１は、電磁ノイズに起因する回路の誤作動を効果的に防ぐことができる。

なお、回路素子１２は、１つの素子からなるものに限られず、複数の素子によって構成されたものであっても良い。回路素子１２は、互いに並列に接続された複数のキャパシタを有するものであっても良い。電子機器１は、互いに並列に接続された複数のキャパシタが設けられることによって、広い周波数帯域の電磁ノイズについて、回路基板１０への伝搬を抑制することができる。また、回路素子１２は、互いに直列に接続されたキャパシタとインダクタとを有するものであっても良い。電子機器１は、互いに直列に接続されたキャパシタとインダクタとによる共振作用によって、特定の周波数の電磁ノイズについて、回路基板１０への伝搬を抑制することができる。さらに、回路素子１２は、互いに直列あるいは互いに並列に接続された抵抗とキャパシタとを有するものであっても良い。電子機器１は、互いに直列あるいは互いに並列に接続された抵抗とキャパシタとが設けられることによって、電磁ノイズの電流ピーク値を下げることができる。

実施の形態１によると、電子機器１は、第１のコネクタ１１と、回路素子１２と、第１の接続部２２と、第２の接続部２１とが、端１０ａに沿って一列に配置されていることによって、回路基板１０における電磁ノイズの伝搬を抑制することができる。また、電子機器１は、ヒートシンク２０のうち端１０ａに対向する経路８６以外への電磁ノイズの伝搬が少なくなることによって、回路基板１０とヒートシンク２０の距離を短くすることができる。電子機器１は、回路基板１０とヒートシンク２０の距離が短くなることによって、ヒートシンク２０による高い放熱性能を確保することが可能となる。以上により、電子機器１は、ヒートシンク２０による放熱性能を確保するとともに回路基板１０における電磁ノイズの伝搬を抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２にかかる電子機器の上面図である。実施の形態２にかかる電子機器２が有するヒートシンク２０ａには、スリット２３が設けられている。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。スリット２３は、ヒートシンク２０ａのうち第１の接続部２２が設けられている側部とは逆側の側部から端１０ａに平行な方向へ直線状に形成されている。

ここで、回路基板１０の実装面のうち、第１のコネクタ１１と回路素子１２と第１の接続部２２と第２の接続部２１とが設けられている領域を第１領域、当該第１領域以外の領域を第２領域とする。スリット２３は、ヒートシンク２０ａの平面形状を、第１領域と対向する部分である第１部分と、第２領域に対向する部分である第２部分とに仕切る。上記の経路８６は、第１部分を通る経路である。第２部分は、回路パターンおよび電子部品１５，１６に対向する。

スリット２３が設けられていることにより、上記の経路８６から、ヒートシンク２０ａのうち回路パターンおよび電子部品１５，１６に対向する第２部分への電磁ノイズの伝搬が阻止される。電子機器２は、第２部分への電磁ノイズの伝搬が阻止されることによって、ヒートシンク２０ａから回路基板１０へ伝搬する電磁ノイズを少なくすることができる。これにより、電子機器２は、回路基板１０における電磁ノイズの伝搬を抑制することができる。

実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３にかかる電子機器の斜視図である。図１１は、図１０に示す電子機器が有する回路基板の上面図である。実施の形態３にかかる電子機器３が有するヒートシンク２０ｂには、第２の接続部２１ａと第３の接続部２１ｂとが設けられている。実施の形態３では、上記の実施の形態１および２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１および２とは異なる構成について主に説明する。

図１０に示す第２の接続部２１ａは、図１に示す第２の接続部２１と同様に形成されている。第２の接続部２１ａと第３の接続部２１ｂとは、ヒートシンク２０ｂのうち導電性フレーム４０と対向する側部に配置されている。第２の接続部２１ａは、かかる側部のうち端１０ａ側の端部に配置されている。第３の接続部２１ｂは、かかる側部のうち端１０ａ側とは逆側の端部に配置されている。第３の接続部２１ｂは、ねじ止めによって導電性フレーム４０に接続される。

図１１に示す回路基板１０は、図３に示すフレームグラウンドパターン１３と同様のフレームグラウンドパターン１３ａを有する。また、回路基板１０は、端１０ａとは逆側の端１０ｂに沿って形成されているフレームグラウンドパターン１３ｂを有する。フレームグラウンドパターン１３ｂには、ねじが通されるスルーホール１４ｃが形成されている。スルーホール１４ｃの外縁には、ランドパターンが設けられている。かかるランドパターンとねじとを含めた部分は、第１の接続部２２と同様に、フレームグラウンドパターン１３ｂとヒートシンク２０ｂとを接続する。

実施の形態１と同様に、電子機器３では、第１のコネクタ１１と第１の接続部２２と第２の接続部２１ａとが端１０ａに沿って一列に配置されている。電子機器３において、インピーダンスが最低となる経路を電磁ノイズが伝搬することで、上記の経路８６から、ヒートシンク２０ｂのうち回路パターンおよび電子部品１５，１６に対向する領域へ伝搬する電磁ノイズは少ない。ヒートシンク２０ｂのうち第１のコネクタ１１と第１の接続部２２と第２の接続部２１ａとが配置されている側の端から、その逆側の端であって第３の接続部２１ｂが設けられている側の端へ伝搬する電磁ノイズは少ない。このため、電子機器３は、ヒートシンク２０ｂに第３の接続部２１ｂが設けられていても、ケーブル６０から第３の接続部２１ｂへ伝搬する電磁ノイズが抑制される。

図１０において白抜き矢印によって示すように、電子機器３のうち端１０ａとは逆側の端部に電子機器３の外部からの静電気による電磁ノイズが回路基板１０のうち端１０ｂへ伝搬した場合に、電磁ノイズは、フレームグラウンドパターン１３ｂからスルーホール１４ｃのランドパターンとねじとを経てヒートシンク２０ｂへ伝搬する。ヒートシンク２０ｂへ伝搬した電磁ノイズは、導電性フレーム４０へ向けて最短の経路、すなわちインピーダンスが最低となる経路を伝搬することによって、第３の接続部２１ｂへ伝搬する。これにより、電子機器３は、ケーブル６０からの電磁ノイズ以外の外部からの電磁ノイズを、第３の接続部２１ｂを経て導電性フレーム４０へ伝搬させる。

このように、電子機器３は、ケーブル６０からの電磁ノイズ以外の外部からの電磁ノイズについて、回路基板１０への伝搬を抑制することができる。これにより、電子機器３は、回路基板１０における電磁ノイズの伝搬を抑制することができる。なお、ヒートシンク２０ｂには、図９に示すヒートシンク２０ａと同様に、スリット２３が設けられていても良い。

実施の形態４．
図１２は、本発明の実施の形態４にかかる電子機器の斜視図である。図１３は、図１２に示す電子機器が有する回路基板の上面図である。図１４は、図１２に示す電子機器と図５に示すベース基板および導電性フレームとの接続の様子を示す側面図である。実施の形態４にかかる電子機器４が有するヒートシンク２０ｃには、板ばね状の第２の接続部２１に代えて、金属製の板材５０が設けられている。実施の形態４では、上記の実施の形態１から３と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から３とは異なる構成について主に説明する。

図１３に示す回路基板１０において、スルーホール１４ｂは、フレームグラウンドパターン１３に形成されている。スルーホール１４ｂの外縁には、ランドパターンが設けられている。かかるランドパターンとねじとを含めた部分は、第１の接続部２２と同様に、フレームグラウンドパターン１３とヒートシンク２０ｃとを接続する。

板材５０は、Ｌ型に折り曲げられた形状をなしている。板材５０が有する２つの平坦部のうちの一方である第１の平坦部は、ヒートシンク２０ｃのうち導電性フレーム４０に対向する側の側部の一部を覆う。板材５０が有する２つの平坦部のうちの他方である第２の平坦部は、回路基板１０の下側に配置される。第２の平坦部には、ねじが通される孔が形成されている。第２の平坦部に形成された孔を通されたねじが、スルーホール１４ｂを通してヒートシンク２０ｃへねじ込まれることによって、板材５０とヒートシンク２０ｃとが回路基板１０に共締めされる。

板材５０の第１の平坦部は、第２のコネクタ１９がベース基板３０へ接続された状態において導電性フレーム４０に接触することによってヒートシンク２０ｃと導電性フレーム４０とを電気的に接続させる第２の接続部として機能する。電子機器４において、第１のコネクタ１１と、回路素子１２と、第１の接続部２２と、板材５０の第１の平坦部とは、回路基板１０の外縁である一辺、すなわち端１０ａに沿って一列に配置されている。

板材５０の第１の平坦部とヒートシンク２０ｃとの間には、弾性を有する熱伝導性シート７０が挟まれている。熱伝導性シート７０が設けられることによって、板材５０の第１の平坦部の全体が導電性フレーム４０へ押し付けられる。電子機器１は、板材５０が導電性フレーム４０へ押し付けられることによって、板材５０と導電性フレーム４０との接触抵抗を小さくすることができる。

また、板材５０が導電性フレーム４０へ押し付けられることによって、ヒートシンク２０ｃと導電性フレーム４０との間における熱抵抗が小さくなる。これにより、電子機器４は、熱伝導性シート７０が設けられることによって、ヒートシンク２０ｃから導電性フレーム４０への電磁ノイズを伝搬させる以外に、ヒートシンク２０ｃから導電性フレーム４０への熱の伝搬が促進されることによって高い放熱性能を得ることができる。

図１３に示す回路基板１０では、スルーホール１４ａとスルーホール１４ｂとは、共通のフレームグラウンドパターン１３に設けられている。フレームグラウンドパターン１３は、スルーホール１４ａとスルーホール１４ｂとの間で途切れていても良い。フレームグラウンドパターン１３が途切れていても、フレームグラウンドパターン１３のうちスルーホール１４ａが形成された部分とフレームグラウンドパターン１３のうちスルーホール１４ｂが形成された部分とは、ヒートシンク２０ｃを介した電気的な接続が確保される。

実施の形態４においても、電子機器４は、第１のコネクタ１１と、回路素子１２と、第１の接続部２２と、板材５０とが、端１０ａに沿って一列に配置されていることによって、回路基板１０における電磁ノイズの伝搬を抑制することができる。電子機器４は、ヒートシンク２０ｃによる放熱性能を確保するとともに回路基板１０における電磁ノイズの伝搬を抑制することができるという効果を奏する。なお、ヒートシンク２０ｃには、図９に示すヒートシンク２０ａと同様に、スリット２３が設けられていても良い。ヒートシンク２０ｃには、図１０に示すヒートシンク２０ｂと同様に、第３の接続部２１ｂが設けられていても良い。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，２，３，４ 電子機器、１０ 回路基板、１０ａ，１０ｂ 端、１１ 第１のコネクタ、１２ 回路素子、１３，１３ａ，１３ｂ フレームグラウンドパターン、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ スルーホール、１５，１６ 電子部品、１８ 信号線、１９ 第２のコネクタ、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ ヒートシンク、２１，２１ａ 第２の接続部、２１ｂ 第３の接続部、２２ 第１の接続部、２３ スリット、３０ ベース基板、３１ 基板用コネクタ、４０ 導電性フレーム、４１ 孔、５０ 板材、５１ シグナルグラウンドパターン、５１ａ 表層部、５１ｂ 内層部、５２ 絶縁体、５３ インターステーシャルビアホール、６０ ケーブル、７０ 熱伝導性シート、８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８ 経路。

Claims (6)

1. 電子部品と外部インタフェース用の第１のコネクタと、外部グラウンドに接続される外部基板へ接続可能な第２のコネクタとが実装される回路基板と、
   ヒートシンクと、
   前記ヒートシンクと前記回路基板とを電気的に接続する第１の接続部と、
   前記第２のコネクタが前記外部基板へ接続された状態において、前記外部基板が取り付けられており前記外部グラウンドに電気的に接続される導電性フレームに接触することによって前記ヒートシンクと前記導電性フレームとを電気的に接続する第２の接続部と、を有し、
   前記回路基板は、前記第１の接続部を介して前記ヒートシンクに電気的に接続されたフレームグラウンドパターンと、前記第１のコネクタと前記電子部品との間の配線と対になるリターン経路を構成するシグナルグラウンドパターンと、前記フレームグラウンドパターンおよび前記シグナルグラウンドパターンを電気的に接続する回路素子とを備え、
   前記第１のコネクタと前記回路素子と前記第１の接続部と前記第２の接続部とは、前記回路基板の辺に沿って一列に配置されることを特徴とする電子機器。
2. 前記第２の接続部は、前記ヒートシンクと一体に形成された板ばね状の部分であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第２の接続部は、前記ヒートシンクに取り付けられた板材であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 前記ヒートシンクのうち前記導電性フレームと対向する側部に配置された第３の接続部を有し、
   前記第２の接続部は、前記側部のうち一方の端部に配置されており、
   前記第３の接続部は、前記側部のうち他方の端部に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電子機器。
5. 前記ヒートシンクには、スリットが設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電子機器。
6. 前記第２のコネクタが前記外部基板へ接続された状態において、前記回路基板の実装面と、前記導電性フレームのうち前記電子機器と対向する側の表面とは、互いに垂直であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電子機器。

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