JPH05501639A - 集積ｅｍｉフィルタおよびヒート・シンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 集積ＥＭＩフィルタおよびヒート・シンク技術分野 本発明は、一般に電磁干渉（ＥＭＩ）遮蔽方法に関する。

さらに詳しくは、本発明は、ヒート・シンクを兼用するＥＭＩフィルタに関する 。

発明の背景 ＥＭＩは電子装置からの意図しない放射であり、無線装置。

ＴＶまたはコンピュータ装置などの外部機器に対して干渉することがある。さら に、ＥＭＩ放射は、ＥＭＩを発生している装置内の内部回路に対しても干渉する ことがある。近年、ＥＭＩを発生する、あるいはＥＭＩの影響を受けやすい電子 部品の普及や高密度化に伴い、ＥＭＩの重要性が増してきている。デジタル技術 を用いるコンピュータや関連分野では、デジタル回路動作の高速化のため、ＥＭ Ｉは極めて微妙な問題となっている。現代のデジタル回路は、２ナノ秒という高 速立ち上がり時間で信号を発生し、処理することができる。

残念ながら、これらの信号は動作速度の大幅な向上を表しているが、これらは広 スペクトル干渉源でもある。従って、最も深刻なＥＭＩ問題点の一つは、これら の極めて高速なデジタル回路が近傍に配置された他のデジタル回路の動作に対し て干渉することをいかにして防ぐかということである。

ＥＭＩを遮蔽する従来の方法は、干渉発生源装置を取り巻く封止体内に遮蔽スク リーンを配置することに実質的に限られていた。別の方法は、干渉発生源装置を 遮蔽された室内に配置することであった。一般に用いられる遮蔽タイプを第１図 に示す。この種の遮蔽は、アルミニウムなどの導電材料でできているのが一般的 であり、ＥＭＩは遮蔽中の開口部を通過しないという基本原理に基づいて動作す る。この現象に関する詳細な説明については、Ｗｈｉｔｅ、　Ｄｏｎａｌｄ　Ｒ ，Ｊ、。

Ｍａｒｄｉｇｕｉａｎ、　Ｍ、　”Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｚｉｃ　Ｓｈｉｅ ｌｄｉｎｇ、”Ｖｏｌ、３．　Ｃｈａｐｔｅｒ　７．　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃ ｅ　ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　Ｉｎｃ、、　Ｇａ１ｎｓｖｉｌ ｌｅ、　Ｖｉｒｇｉｎｉａ、、　１９８８を参照されたい。

遮蔽スクリーンの有効性は別にして、遮蔽スクリーンを用いるといくつかの欠点 が生じる。例えば、設置は多大な労力を要し、これが遮蔽封止体の開発における 大幅なコストを占めている。不適切に設置されたスクリーンは、封止体に過度の レベルのＥＭＩリークが生じるが、さらに問題なのは通常の使用および摩損にお けるスクリーン・シールの劣化の影響である。時間が立つにつれて、遮蔽スクリ ーンを封止体内で固定しているスクリーン・シールが劣化する。結局は、ＥＭエ リークのため封止体全体を再設置することが必要になる。

これらの各作業に伴うコストのため、次世代の遮蔽封止体では遮蔽スクリーンの 利用を避けることが望まれている。

発明の概要 従って、本発明の一般的な目的は、ＥＭＩ放射を発生するあるいはその影響を受 ける電子機器を収容することのできる装置を提供することである。

本発明の別の目的は、ＥＭＩ放射を濾波することのできる装置を提供することで ある。

本発明のさらに別の目的は、遮蔽スクリーンを用いずに、不要なＥＭＩを濾波す る装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、本発明の装置から熱を逃がす経済的な手段を提供す ることである。

これらおよびその他の目的は、電子装置を電磁放射から遮蔽する装置である本発 明によって実現される。本装置は、実質的に封止された空洞部を有する。この空 洞部には、ＥＭＩの影響を受けやすいあるいは不要なＥＭＩの発生源である電子 機器が配置される。各装置内には、空冷開口部が設けられる。開口部内には、Ｅ ＭＩフィルタが設けられる。このフィルタは、２つの機能を有する。第１に、こ のフィルタは電子装置の動作に対して破壊的な周波数範囲のＥＭＩ放射を濾波し 、減衰するように寸法決定されている。第２に、ＥＭＩシールドは装置から熱を 逃がすように設計されたヒート・シンクでもある。このように、本発明の装置は 、ヒート・シンクを兼用するＥＭＩフィルタを提供することに成功している。

図面の簡単な説明 第１図は、従来技術で一般に用いられる遮蔽スクリーンの一例である。

第２図は、本発明による装置の分解図である。

第３図は、本発明に従って寸法決定されたヒート・シンク・フィンの斜視図であ る。

好適な実施例の詳細な説明 本発明の主要用途は、デジタル回路技術を用いる電気機器を中心とした電気機器 （例えば、プリント回路板）を遮蔽することである。第２図は、本発明による装 置の分解図である。

第２図では、この装置は概して参照番号１０として示されている。この装置は中 心に配置された空洞部１２を有し、この空洞部１２はＥＭＩ放射の影響を受けや すいあるいは不要なＥＭＩ放射の発生源である電子装置を収容する。ｔｓ２図に おいて、装置の対向する両端には開口部１６が設けられている。

開口部内には、ヒート・シンク・フィン１８が設けられている。導電ガスケット ２０がヒート・シンク・フィン１８の上面に係止するように取付けられると、ガ スケットとと一ト・シンク・フィンとは導波管アレイを形成する。そして、カバ ー２２が取付けられ、装置に固定される。

上記のガスケット／ヒート・シンクの組み合わせは、ヒート・シンク・フィン１ ８の間の空気通路を規定し、これにより強制冷却空気がヒート・シンク・フィン 間を流れ、そして装置の空洞部１２内に流れ込む。このように、冷却空気はヒー ト・シンク・フィンによって吸収された熱を除去し、空洞部１２内に配置された 電子機器１４からも熱を除去する。

第３図は、本発明に従って寸法決定されたヒート・シンク・フィンの斜視図であ る。ヒート・シンク・フィンの寸法決定により、長方形の空気通路２４は、所定 の範囲のＥＭＩ放射を濾波し、減衰する電磁導波管アレイのように動作する。本 発明を司る理論的原理は、（１）式ないしく１０）式によってもっとも良く表さ れ、これらの式は導波管寸法を算出する方法を記述し、これによりＥＭＩカット オフ周波数およびＥＭＩ減衰／吸収損レベルをめることができる。

既知のＥＭＩ放射周波数範囲と所望のＥＭＩカットオフ周波数とを仮定すると、 以下の説明に従って適切なヒート・シンク・フィンの寸法を算出することができ る。

まず、最大予想ＥＭＩ周波数のＥＭＩ波長をめる。ＥＭＩ波長は； ただし、Ｃは近似的な光の速度であり、ｆは最大予想ＥＭＩ周波数である。

特定の導波管のＥＭＩカットオフ周波数は導波管の最長断面によって決まるので 、その断面の寸法をめる。カットオフ周波数は； ａ　＝メートルで計測した最長寸法。

（２）式は次のように整理される： ただし、ｆｃは所望のＥＭＩカットオフ周波数であり、ａはインチで計測したヒ ート・シンク・フィンの最長断面寸法である。

次に、所望のＥＭＩカットオフ周波数の力・ノドオフ周波数波長をめる。カット オフ周波数波長は；ただし、Ｃは光の速度であり、ｆｃは所望のＥＭＩカットオ フ周波数である。

最後に、特定の導波管のＥＭＩ減衰は導波管の深さの関数であるので、適切な深 さを算出する。深い穴の減衰は次式によって与えられる。ｄＢ単位の減衰／吸収 損は；ただし、ＡｄＢはデシベルで計測した減衰損であり、ｄはセンナメートル 単位の穴深さであり、ｆはメガヘルツで計測したＥＭＩ周波数であり、ｆｃはメ ガヘルツで計測した力・ノドオフ周波数である。（６）式は次のように表すこと ができる：ただし、ＡｄＢはデシベルで計測した減衰損であり、λ８はカットオ フ周波数波長であり、λ１はＥＭＩ波長であり、ｄはインチで計測した導波管深 さである。理論上、（６）式は次のように整理される。

ＡｄＢ、、２７．３ｄ／ｇ正方形または長方形の穴の場合　（９）ＡｄＢ＝３２ ｄ／ｇ円形穴の場合　（１０）ただし、ｄ＝センナ単位の穴深さ２ｇ＝センナ単 位の穴の最大横寸法およびｒ、ｔｒ＞　３　（５％エラーに対応）である。

最大ＥＭＩ周波数がＩＧＨｚであり、ＥＭＩカットオフ周波数が２．９５ＧＨｚ であると仮定すると、適切なヒート・シンク・フィンの寸法およびＥＭＩ減衰は 、上記の式を用いて算出することができる。

ＥＭＩ波長は； 故に、ｆ＝ＩＧＨｚの場合、λ、＝１１．８インチカットオフ周波数は； 故に、「。＝２．９５ＧＨｚの場合、ａ＝２インチカットオフ周波数波長は； ｄＢ単位の減衰／吸収損は； 故に、ｄ＝４インチの場合、ＡｄＢ＝５１ｄＢ深さｄ＝４インチとすると、ＥＭ Ｉ放射のさまざまな最大レベルの推定吸収損は次のようになる。ＩＧＨｚで、Ａ ｄＢ＝５１ｄＢ；２ＧＨｚで、ＡｄＢ＝４０　ｄＢ　；　３ＧＨｚで、ＡｄＢ＝ 　１０ｄＢである。特定の用途についてこれらの減衰レベルが不十分であると仮 定すると、深さｄを変えることにより導波管アレイによって与えられる減衰が変 化する。深さｄが大きくなるにつれて、得られる減衰は大きくなる。

本発明の特定の実施例について説明してきたが、さらなる修正も本発明の精神か ら逸脱せずに可能であることは明らかである 要約書 本発明は、電子機器を電磁干渉から遮蔽する装置（１０）を開示する。装置（１ ０）は、実質的に封止された空洞部（１２）を有する部分的に封止された箱体で ある。空洞部（１２）内には、ＥＭＩ放射の影響を受けやすいあるいは望ましく ないＥＭＩ放射の発生源である電子機器が配置される。

各装置（１０）内には、空冷開口部（１６）が設けられる。

各開口部（１６）内には、あるレベルのＥＭＩ濾波を行なうように寸法決定され たヒート・シンク装置（１８）が設けられる。ヒート・シンク装置（１８）は、 ２つの機能を有する。

第１に、ＥＭＩフィルタとしてヒート・シンク装置は、電子装置（１４）によっ て発生された、あるいは電子装置（１４）にとって破壊的な周波数範囲のＥＭＩ 放射を減衰する。第２に、と−ト・シンク装置として、封止された空洞部（１２ ）から熱を逃がす。このように、本発明の装置（１０）は、ヒート・シンクを兼 用するＥＭＩフィルタを提供することに成功している。

国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．電磁放射を遮蔽する装置であって：少なくとも一つの開口部を有する実質的 に封止された空洞部； 実質的に封止された空洞部内に配置された雑音源；および開口部に配置され、電 磁放射を遮蔽し、かつ封止された空洞部から熱を逃がす遮蔽手段； によって構成されることを特徴とする装置。
2. ２．遮蔽手段が周波数選択的な導波管アレイであることを特徴とする請求項１記 載の装置。
3. ３．周波数選択的な導波管アレイが、カットオフ周波数を設定し、かつ電磁減衰 レベルを決定するように寸法決定されていることを特徴とする請求項２記載の装 置。
4. ４．周波数選択的な導波管アレイが、ヒート・シンク・フインから形成され、熱 伝達を行なうように寸法決定されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
5. ５．電磁放射を遮蔽する装置であって：開口部を有する実質的に封止された空洞 部：実質的に封止された空洞部内に配置された雑音の影響を受けやすい装置；お よび 開口部に配置され、電磁放射を遮蔽し、かつ封止された空洞部から熱を逃がす導 波管アレイ； によって構成されることを特徴とする装置。
6. ６．導波管アレイがヒート・シンクから成ることを特徴とする請求項５記載の装 置。
7. ７．ヒート・シンクが、カットオフ周波数を設定し、かつ無線放射減衰レベルを 決定するように寸法決定されていることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. ８．ヒート・シンクが、無線放射周波数範囲内で周波数選択的であるように寸法 決定されていることを特徴とする請求項６記載の装置。