JPH05259686A - 電磁遮蔽回路基板とその製造方法並びに電子装置 - Google Patents

電磁遮蔽回路基板とその製造方法並びに電子装置

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JPH05259686A
JPH05259686A JP4055381A JP5538192A JPH05259686A JP H05259686 A JPH05259686 A JP H05259686A JP 4055381 A JP4055381 A JP 4055381A JP 5538192 A JP5538192 A JP 5538192A JP H05259686 A JPH05259686 A JP H05259686A
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JP
Japan
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circuit
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electronic circuit
insulating substrate
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JP4055381A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Yoneda
浩志 米田
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Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for

Landscapes

  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子機器の入出力線から侵入する電磁波をメ
イン回路部へ進行させなくして、耐電波特性を向上させ
る。 【構成】 ハイブリッドIC4に形成されたフィルタ部
1とメイン回路部2との間に、フェライト部3を設け
る。入出力線を通してフィルタ部1に入力した電磁ノイ
ズは、フェライト部3を通ることで大幅に減衰されてし
まい、強電界中でのメイン回路2の誤動作を防止でき、
また、1枚のハイブリッドIC上に電磁遮蔽部(フィル
タ部1)とメイン回路部が形成できるため、コストを低
く抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐電波障害対策を施した
電子装置とその回路基板に係り、特に、電子回路を搭載
したハイブリッドIC等でその入出力部からの電磁波の
侵入を防止するのに好適な電磁遮蔽回路基板並びに電子
装置等に関する。
【0002】
【従来の技術】電子装置を電磁ノイズ環境下で使用する
場合、電子装置が誤動作しないように、耐電波障害対策
をその電子装置に施す必要がある。例えば、自動車に搭
載する各種のセンサ等の電子装置は、エンジンのスパー
クノイズ等により誤動作しないように対策する必要があ
る。エンジンの吸入空気量を検出するセンサ、例えば、
エンジンの吸気管に取り付ける熱線式空気流量計は、他
の電子装置と接続するワイヤーハーネスに電磁ノイズが
乗って入出力端子から内部の電子回路に入ってくる。こ
のため、従来は、特開昭58−6414号公報に記載さ
れているように、入出力端子と内部の電子回路とを貫通
コンデンサにて接続し、電磁ノイズをこの貫通コンデン
サで遮断する構成となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】エンジンのスパークノ
イズを例に説明したが、近年の社会では、様々な電波が
様々な用途で使用されており、電子装置にとってどのよ
うな電磁波がノイズとして回路内部に侵入してくるか分
からない。上述した従来技術の貫通コンデンサを使用す
る電子装置では、100MHz以下の電磁波を良好に遮
断することができる。しかし、100MHz以上の電磁
波を遮蔽することが難しいという問題がある。また、電
子装置は小型化されるのが一般的であり、このため、貫
通コンデンサの自動組立が困難でコスト高になるという
問題もある。
【0004】本発明の目的は、簡易な構造で100MH
z以上の電磁波も好適に遮蔽することのできる電磁遮蔽
回路基板並びに電子装置等を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、内部の電子
回路を外部回路と接続する入出力部に、周波数帯域に応
じたフィルタ(フィルタとしては、EMI(エレクトロ
マグネチック インターフィアレンス)フィルタ(障
害電波の周波数帯の上限までの帯域例えば1000メガ
ヘルツまでを遮断するフィルタ))を設けることで、達
成される。
【0006】また、例えば、100MHz以下の帯域に
おいてはコンデンサ等による回路的なフィルタを用い、
100MHz以上の帯域では内部の電子回路を搭載する
アルミナ基板等の一部にフェライト層で構成したフィル
タ構造物を設けることで、達成される。
【0007】
【作用】入出力部と電子回路との間にフェライト材等の
フィルタを介在させると、電子回路と入出力部間にイン
ダクタンスが空間的に存在することになる。フェライト
材は特に100MHz以上の電磁波に対し急激にインダ
クタンスが増大するため、フィルタ部と電子回路間の配
線やアルミナ基板等の中を進行する電磁波は吸収されて
しまう。
【0008】フェライト材の前後に、アルミナ基板両面
にいたるアース領域を設けると、このアース領域はアル
ミナ基板中を進行する電磁波に対して良好な貫通コンデ
ンサとなる。なぜなら、この貫通コンデンサのアース領
域は電子回路のケース(もしくはその一部)である金属
ベースへ接続されるため、リード線となる部分が存在し
ないこと、及びインピーダンスが低いことから、高周波
までコンデンサの性質を失わないためである。さらに、
アース領域におけるフィルタ部と電子回路との配線は2
層配線となるため、アース領域である下層配線と上層配
線との間にもコンデンサが形成される。故に、アルミナ
基板中を進行する電磁波及び回路配線に対してπ形フィ
ルタが構成され、高周波の電磁波が遮蔽される。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図6は、本発明の一実施例に係る電子装置の要
部破断外観図である。本実施例に係る電子装置は、ハイ
ブリッドICを使用して製作した熱線式空気流量計であ
る。また、図8は、この熱線式空気流量計の熱線制御回
路である。熱線式空気流量計は、図示しないエンジンの
吸気管内の空気流中に設置された感温抵抗体12と発熱
抵抗体13及びこれらの制御回路等を搭載したハイブリ
ッドIC4から成る。ハイブリッドIC4は、流量計の
ケース(もしくはその一部)である金属ベース21(図
7)に取り付けられている。金属ベース21とハイブリ
ッドIC4との接触状態は、図7に示すように、フィル
タ部1とハイブリッドIC外周及びパワートランジスタ
9の直下は密接し、その他の部分は間隙を有している。
この構造は、フィルタ部1とメイン回路部2との間にイ
ンピーダンスの差を生じさせ、フィルタの効果を増大さ
せる働きがある。また、パワートランジスタ9は発熱す
るため、金属ベース21に密接させることにより、放熱
効果を高めている。
【0010】図8に示す様に、熱線式空気流量計のオペ
アンプ10は、抵抗R7,R8,感温抵抗体12により
温度補償を行っており、本構成にすることにより、感温
抵抗体12の抵抗値を20Ωに設定することができ、発
熱抵抗体13と同一の抵抗体が使用できるので、量産性
をあげることが可能となる。オペアンプ11と抵抗R
2,R3,R4,R1及び、オペアンプ10からなる温
度補償回路により、発熱抵抗体13の抵抗値は一定に保
持するように制御される。発熱抵抗体13と感温抵抗体
12は空気流中に設置され、発熱抵抗体13は空気との
熱伝達現象によって空気の質量流量に対応してその発熱
量が変化する。発熱量の変化は発熱抵抗体13の抵抗値
と電流の積の変化として現れるので、熱線制御回路によ
って抵抗値を一定に保つことで空気流量の変化は電流の
変化として測定することが可能となる。R1はこの電流
を電圧に変換し信号の取扱いを容易にしている。
【0011】図9は、熱線制御回路の次段に設置される
調整回路であり、空気流量と出力信号の関係をある程度
任意に定めることを可能にしている。オペアンプ14と
抵抗R14,R15,R16,R17,ツエナーダイオ
ード16は基準電圧源を形成し、オペアンプ15および
抵抗R18,R19,R20,R22,R23は非反転
増幅器を形成している。以上の構成によれば、調整回路
の入力信号Y(x)は次式のように変換される。
【0012】A(Y(x)−B) 式中のA,Bは回路定数により決定する値であり、A=
3〜5,B=0.6〜0.8の値である。
【0013】図10は電圧制御発振器であり、熱線式空
気流量計の出力をパルス列に変換するものである。オペ
アンプ17と抵抗R51,R52,R53,コンデンサ
20は積分器を構成しており、入力電圧に対応した電流
でコンデンサ20を充電している。コンパレータ19は
コンデンサ20を前記電流で放電する働きがあり、コン
パレータ18と抵抗R56,R57,R58,R59,
R60はヒステリシスを有するコンパレータを形成し、
前記積分器の出力に応じて“L”または“H”電位を出
力する。以上の構成によれば、電圧制御発振器の入力電
圧に応じたスピードでコンデンサ20の充放電が繰り返
されパルス出力が得られる。このため、熱線式空気流量
計の出力として、ノイズマージンが高く、後段での信号
処理が容易となる。
【0014】図1は、ハイブリッドIC4の斜視図であ
る。このハイブリッドIC4は、フィルタ回路部1と、
メイン回路部2と、角型のフェライトリング3から構成
されている。フェライトリング3は、IC4を構成する
アルミナ基板を、フィルタ回路部1とメイン回路部2と
の間を分ける様にその外周囲に嵌め込まれている。図示
しない外部回路と接続される入出力線は、フィルタ回路
部1に接続される。入出力線はワイヤーハーネスと呼ば
れ、自動車内部を引き回されて配線され、種々の電磁ノ
イズが電気信号に重畳して流れている。このため、この
ハハイブリッドIC4にもこのワイヤーハーネスを通し
て電磁ノイズが侵入してくる。しかし、本実施例では、
この電磁ノイズのうち、100MHz以下の電磁波ノイ
ズは、従来と同様に貫通コンデンサ(図示省略)により
低減する。100MHz以上の電磁波ノイズは、フェラ
イトリング3により減衰されてしまい、メイン回路2へ
の悪影響は防止される。特に、フェライトリング3は、
アルミナ基板中を、フィルタ回路部1側からメイン回路
部2側に進行する数百MHzの電磁波に効果があり、高
周波に対する著しいEMI特性の悪化を防止することが
可能である。
【0015】図2は、本発明の他の実施例の上面図であ
り、図3は図2のA−A線断面図である。本実施例の構
成は、前述の実施例と同様に、フィルタ部1とメイン回
路部2を有し、その間にフェライト層3をアルミナ基板
に一体に形成し、メイン回路部2の上に電子回路を形成
したものである。フェライト層3を形成する方法として
は、たとえばアルミナ基板4に3次元的くびれを設け、
このくびれ部にフェライト粉もしくはペーストを充填し
て焼結する。また、くびれ部にスルーホールを設けるこ
とにより、高周波に対する遮蔽効果を高めることができ
る。本実施例によれば、前述した実施例と同等以上の電
磁遮蔽効果を期待できるほか、フェライトリング3にア
ルミナ基板4を挿入する工数及び、挿入時にアルミナ基
板4に形成した厚膜回路パターンを傷つける虞をなく
し、自動化が容易となる効果がある。
【0016】図4は、前述した実施例を発展させたハイ
ブリッドICの上面図であり、図5は図4のB−B線断
面図である。本実施例は、フェライト層3の前後に2層
印刷により貫通コンデンサ5を形成したものである。貫
通コンデンサ部5は、下層導体8としてスルーホール等
による基板両面にいたるアース領域を設けることにより
構成できる。フェライト層3と貫通コンデンサ5は、ア
ルミナ基板内部を進行する電磁波に対してπ形フィルタ
となるため、メイン回路2への電磁波侵入を効果的に防
止できる。さらに、2層配線部は上層導体6と下層導体
8及びその間の絶縁体7によりコンデンサが形成される
ため、メイン回路2とフィルタ回路1との間を接続する
配線に対してもπ形フィルタとしての効果を発揮するこ
とが期待できる。
【0017】以上の各実施例によれば、入出力線より侵
入する電磁波に対し、100MHz以下のノイズに対し
ては回路的にこれを遮蔽し、100MHz以上のノイズ
に対しては構造的フィルタにてこれ遮蔽する構成とした
ので、自動組立性を低下させることなくメイン回路2へ
の電磁波侵入を防止できる電子装置を得ることが可能と
なる。
【0018】以上、熱線式空気流量計に適用した場合の
実施例について説明したが、本発明は他の電子機器にも
適用可能であるとともに、アナログ回路,デジタル回路
のいずれにも同様に実施することができることはいうま
でもない。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、電子装置の耐電波障害
能力が向上し、電磁遮蔽構造を簡略化できるので電子装
置の自動組立を容易にでき、強電界中での電子装置の安
定動作を低コストで確保できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る電子装置の基板の斜
視図である。
【図2】本発明の第2実施例に係るアルミナ基板の平面
図である。
【図3】図2のA−A線断面図である。
【図4】π形フィルタを形成した本発明の第3実施例に
係る基板の平面図である。
【図5】図4のB−B線断面図である。
【図6】熱線式空気流量計の要部破断外観図である。
【図7】図6の金属ベースとハイブッリドICの配置図
である。
【図8】熱線制御回路図である。
【図9】出力調整回路図である。
【図10】電圧制御発振器回路図である。
【符号の説明】
1…フィルタ回路部、2…メイン回路部、3…フェライ
ト部、4…アルミナ基板(ハイブリッドIC)、5…貫
通コンデンサ部、6…上層導体、7…絶縁体、8…下層
導体。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板上に印刷技術を用いて導体及び
    抵抗を厚膜印刷しチップ状の回路素子をはんだ付けして
    構成される電子装置において、外部回路と接続される入
    出力部にEMIフィルタを設けると共に、前記チップ状
    回路素子を含むメイン回路と前記EMIフィルタとの間
    にフェライト材による電磁遮蔽部を設けたことを特徴と
    する電子装置。
  2. 【請求項2】 絶縁基板上に印刷技術を用いて導体及び
    抵抗を厚膜印刷しチップ状の回路素子をはんだ付けして
    構成される電子装置において、外部回路と接続される入
    出力部にEMIフィルタを設けると共に、前記チップ状
    回路素子を含むメイン回路と前記EMIフィルタとの間
    にフェライト材による電磁遮蔽部を設け、該フェライト
    材の前後に多層配線によるアース領域を設けてπ形フィ
    ルタを形成したたことを特徴とする電子装置。
  3. 【請求項3】 メインとなる電子回路と、外部回路に接
    続される入出力部との間に、周波数帯域の異なる2つ以
    上のフィルタを設けたことを特徴とする電子装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかにおい
    て、メインとなる電子回路が、エンジンの熱線式空気流
    量計回路であることを特徴とする電子装置。
  5. 【請求項5】 絶縁基板に搭載した電子回路の入出力端
    子を該絶縁基板の一側にまとめて設けると共に、該絶縁
    基板の該一側と前記電子回路の搭載部分の間にリング状
    のフェライト材を絶縁基板に密着させて外嵌させたこと
    を特徴とする電子装置。
  6. 【請求項6】 電子回路とその入出力部を搭載する絶縁
    基板において、前記電子回路搭載部分と前記入出力部搭
    載部分との間の領域にフェライトリングを外嵌させたこ
    とを特徴とする電磁遮蔽回路基板。
  7. 【請求項7】 電子回路とその入出力部を搭載するアル
    ミナ基板において、前記電子回路搭載部分と前記入出力
    部搭載部分との間の領域にアルミナ基板と一体に焼成し
    たフェライトリングを備えることを特徴とする電磁遮蔽
    回路基板。
  8. 【請求項8】 電子回路とその入出力部を搭載する絶縁
    基板において、該絶縁基板の厚さと同寸の間隙を有する
    フェライトリングを該絶縁基板にはめ込んで前記電子回
    路の搭載領域と前記入出力部の搭載領域を区分けするこ
    とを特徴とする電磁遮蔽回路基板の製造方法。
  9. 【請求項9】 電子回路とその入出力部を搭載するアル
    ミナ基板の焼成時に、前記電子回路搭載部分と前記入出
    力部搭載部分との間の領域全周にフェライト材料を配合
    しアルミナと一体に焼成したことを特徴とする電磁遮蔽
    回路基板の製造方法。
  10. 【請求項10】 電子回路とその入出力部を搭載するア
    ルミナ基板の焼成時に、前記電子回路搭載部分と前記入
    出力部搭載部分との間の領域全周にフェライト材料を配
    合しアルミナと一体に焼成し、該フェライト材の両側に
    多層配線によるアース領域を印刷したことを特徴とする
    電磁遮蔽回路基板の製造方法。
JP4055381A 1992-03-13 1992-03-13 電磁遮蔽回路基板とその製造方法並びに電子装置 Pending JPH05259686A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7286943B2 (en) 2003-04-16 2007-10-23 Hitachi, Ltd. In-vehicle electronic device, thermal flowmeter and electronic circuit board

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7286943B2 (en) 2003-04-16 2007-10-23 Hitachi, Ltd. In-vehicle electronic device, thermal flowmeter and electronic circuit board

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