JPH07225634A

JPH07225634A - 情報処理装置

Info

Publication number: JPH07225634A
Application number: JP6015105A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yoshitome; 等吉留; Kazuo Hirota; 和夫廣田; Takashi Maruyama; 隆丸山; Atsushi Hara; 原　　敦; Yutaka Akiba; 豊秋庭
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-02-09
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1995-08-22

Abstract

(57)【要約】【目的】基板の導電層と本体フレームを多点で接続する
構造において、高周波電流の放射電磁波から起こる放射
ノイズを抑制する。【構成】基板１のＧＮＤ層２は抵抗４を介して導電性の
接続パッド５に電気的に接続されており、ねじ７によっ
て接続パッド５と、導電性の本体フレーム３上に設けら
れたボス６は電気的に接続する状態で固定されている。【効果】基板のＧＮＤ層を本体フレームまたは金属板に
多点で接続した場合のノイズ低減効果を損ねること無
く、基板のＧＮＤ層と本体フレームとの間を流れるルー
プ電流を抑制し、放射ノイズを低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の導電体から発生
する放射ノイズを防止する情報処理装置に係り、特に高
周波回路やデジタル回路から発生する放射ノイズを防止
する情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータのように高周波の信号を取
り扱う装置では、基板には内層に電源層やグランド層
（以下、ＧＮＤ層とする）を有する多層基板が一般的に
用いられている。

【０００３】例えば図５に示すようなマイクロストリッ
プライン１４構造やストリップライン１３構造の多層構
造の基板において、理想的には電源層やＧＮＤ層の電位
は基板全体で等電位でなければならないが、電源層やＧ
ＮＤ層のインピーダンスによって、基板の中のＧＮＤ層
や電源層の電位が各点で異なっている。この電位差によ
って電源やＧＮＤにノイズが生じる。また、ＩＣ、ＬＳ
Ｉの電源ノイズは基板の電源やＧＮＤから、電源給電ケ
ーブルや信号ケーブルの電源やＧＮＤ線、ケーブルのシ
ールド等に伝わり、誤動作や放射ノイズ発生の原因とな
る。電源やＧＮＤのノイズを低減する手段として、電源
層とＧＮＤ層との間にバイパスコンデンサを接続する方
法があるが、この方法では電源層のノイズとＧＮＤ層の
ノイズが逆相となるディファレンシャルモードノイズは
低減できるが、同相となるコモンモードノイズは打ち消
すことはできない。コモンモードノイズは打消しあう電
流がないため、共振して大きな放射ノイズを引き起こ
す。コモンモードノイズがケーブルのシールドに伝わる
場合には、ケーブルにコア等を取付けてコモンモード電
流に対するインピーダンスを高くする必要があり、放射
ノイズを抑制する部品が増える。これら基板の電源とＧ
ＮＤ層との電位差やノイズを部品点数を増やさずに低減
するには、基板のＧＮＤ層を２点以上の多点で本体フレ
ーム、あるいは広い面積の金属板や導電体に接続する方
法が有効である。このような多点接続をすることによ
り、ＧＮＤ層における高周波電流に対してインピーダン
スの低いパスを作り、電源やＧＮＤの電位を安定化する
とともに、ノイズが装置の外に洩れることを防ぐことが
出来る。このような技術の公知例として特開平２−２１
３１９１号公報があげられる。

【０００４】図２に一般的なＧＮＤ層２と本体フレーム
３の接続方法を示す。基板１には接続パッド５が設けて
あり、この接続パッド５はＧＮＤ層２と接続してある。
これに対して、本体フレーム３側にはボス６等の接続部
品が取り付けてあり、接続パッド５をボス６に接触さ
せ、ねじ７などで固定している。このような基板１のＧ
ＮＤ層２と本体フレーム３を接続によって直接、多点接
続した場合、図９に示すように、基板のＧＮＤ層２と本
体フレーム３で閉回路（ループ回路）１６を形成し、こ
の閉回路１６の共振周波数において回路を流れる電流や
ＧＮＤ層２のノイズにより閉回路１６が励振され、放射
アンテナとして作用する。

【０００５】図６は基板単体時の、図７は基板に本体フ
レームを取り付け多点でＧＮＤ層と接続した時の放射電
磁波の３ｍ法による放射強度の測定値を示したものであ
る。それぞれ横軸は周波数を、縦軸は放射強度を表して
いる。図中の水平、垂直はそれぞれアンテナを基板面に
対して水平にした場合、垂直にした場合にアンテナが受
信するノイズの放射強度を示している。

【０００６】図８は、図６と図７の差を表したもので、
図中の縦軸正方向は金属板を取り付けることによる低減
効果を、縦軸負方向は放射ノイズの増加量を示してい
る。この図からも明らかなように、水平の放射強度は下
がるが、垂直の放射強度は逆に５００ＭＨｚを中心とし
て増加している。

【０００７】このように５００ＭＨｚを中心に放射ノイ
ズの垂直成分の放射強度が増加しているが、この周波数
はＧＮＤ層２と本体フレーム３との接続間隔Ｌ（接続点
間の距離）に関係している。図９の基板と金属板が形成
する閉回路１６の１周の長さがほぼ１波長となってお
り、ループアンテナとよく一致している。一般によく使
用される１辺の長さが３０ｃｍ程度の基板を両端で接続
すると共振周波数は４００〜５００ＭＨｚとなり、ＶＣ
ＣＩ等で規制されている周波数帯に入ることになり、本
体フレームや金属板とＧＮＤ層を接続することによって
放射ノイズが規制値を越える可能性がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなループアン
テナからの放射を抑制する手段として、ループの面積を
小さくする方法がある。例えば接続間隔を１０ｃｍ以下
にすれば、ループの共振周波数を規格の範囲の外にする
ことができる。しかしながら、この方法は共振周波数を
高い周波数に移動しているだけであって、放射ノイズの
原因を根本から解決するものではない。また、接続間隔
及びループ面積を小さくするためには、接続点を増やし
て接続間隔を短くしなければならず、そのための部品及
び製造コストが増加するという欠点がある。

【０００９】本発明は、このような問題を解決し、グラ
ンドの多点接続におけるループから発生する放射ノイズ
をより効果的に抑制することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明では、複数の電子部品を搭載する基板に設けら
れたグランド層と、そのグランド層に対して低インピー
ダンスである導電性の本体フレームとを、少なくとも２
点以上の多点で電気的に接続する情報処理装置におい
て、前記接続は、前記グランド層と前記本体フレームと
の間に、抵抗や高周波コイルやフィルタなどのインダク
タンス部材を介して接続することによって達成される。

【００１１】

【作用】基板のグランド層に発生する高周波電流を、グ
ランド層と本体フレームとの間に設けられたインダクタ
ンス部材によって抑制することにより、グランド層と本
体フレームとの多点接続による高周波電流のループから
発生する放射電磁波によるノイズを低減する。

【００１２】

【実施例】以下、図面に従い本発明の実施例を詳細に説
明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例を示したものであ
る。

【００１４】１は配線回路が印刷された基板を、２は絶
縁層に挟まれたグランド層（以下、この層をＧＮＤ層と
する）を、３は導電性を有する材質からなる本体フレー
ム（シャーシ）であり、ＧＮＤ層２に対し低インピーダ
ンスである。また４はある一定の抵抗値を有する抵抗器
を示す。５は基板１に設けられた貫通孔の内壁及びその
孔の周囲を保護する導電性の部材からなる接続パッドを
示している。６ａは本体フレーム３上の、接続パッド５
に対応する位置に設けられた導電性の隆起部（以下、ボ
ス６ａとする）を、７は基板１と本体フレーム３とを固
定するように接続パッド５を貫通し、ボス６ａに設けら
れたねじ穴でとめられるねじを示している。このねじ７
で押さえつけて固定することにより、接続パッド５とボ
ス６ａは電気的に接続されている。その接続を、より確
実なものにするためパッド５とボス６ａをはんだ付け
し、その上でねじ７によって止めるようにしてもよい。
このように、基板１のＧＮＤ層２と本体フレーム３と
は、抵抗４と接続パッド５とボス６ａを介して電気的に
接続されている。基板１と本体フレーム３との間にはこ
のような構造の接続点が複数設けられている。

【００１５】一般的に基板は四方形であり、本体フレー
ムとの取り付けはその四隅をもって接続される。例え
ば、図４に示すようにＡ、Ｂ、Ｃの３点は本発明による
抵抗４を介した接続を行い、残りのＤ点では抵抗４を介
さない低インピーダンス状態での接続を行うようにす
る。

【００１６】このような構成にした場合のＡ、Ｄ点間に
おける放射ノイズの変化を図１０に示す。この図は、図
６で表されるような基板のＧＮＤ層が本体フレームと電
気的に接続されていない状態、いわゆる基板単体時にお
いて、放射電磁波３ｍ法による測定をおこなったときの
周波数と放射強度との関係を基準とし、その差分値によ
って増減効果を表したものである。なおこれらの図にお
ける水平、垂直のそれぞれの値は、放射ノイズ測定用ア
ンテナを水平にした基板面に対して、水平方向あるいは
垂直方向にした時の測定値である。

【００１７】図１０において、縦軸正方向は本発明の実
施例に示す接続によるノイズの低減効果を、縦軸負方向
は放射ノイズの増加を示している。この図からも明らか
なように放射ノイズの水平成分には低減効果が見られ
る。

【００１８】また、放射ノイズの垂直成分においても、
同一の接続間隔であるが抵抗４を介さずに基板のＧＮＤ
層と本体フレームとを多点で接続したときの放射強度の
増減を表した図である図８と比べると、抵抗を介さない
場合の放射ノイズが５００ＭＨｚ付近で大きく増加して
いるのに対して、抵抗４を介した接続をすることによっ
て５００ＭＨｚ付近の放射ノイズを大きく低減するとい
う顕著な効果を見ることができる。

【００１９】なお、このときの測定において最も良好な
低減効果を得られたのは抵抗４の抵抗値が５０Ωのとき
であるが、放射強度の増減効果に最適な抵抗４の値は、
基板１の大きさや、ＧＮＤ層２と本体フレーム３との接
続間隔（接続点間の距離）といったループの形状、長
さ、あるいは基板１に用いられる絶縁体の誘電率で異な
ってくる。

【００２０】例えばこの実施例における抵抗４は、その
抵抗値が５０Ωのとき最もよい結果を得ることができた
ものであるが、これは一つの接続点ともう一方の接続点
との間がほぼ３０ｃｍのときの値である。したがって抵
抗４の抵抗値を選択するにあたっては接続間隔や、前述
した他の要素から実験的に選択することが望ましい。

【００２１】このようにＡ、Ｂ、Ｃの接続点で抵抗４に
よって高周波電流を抑制することにより、例えばＡ、Ｄ
点の間をループする高周波電流による放射電磁波を効果
的に抑制することができる。なお、低インピーダンスに
よる接続点１０は基板の電源供給点に最も近い接続点が
適当である。このような複数の接続を行うことにより、
基板１のＧＮＤ層２と本体フレーム３との電位を同一に
することができるとともに、他の接続点で高周波電流を
抑制してループ電流による放射を抑えることができる。

【００２２】この抵抗４を設ける接続点は、基板１のＧ
ＮＤ層２における複数の接続点の中の少なくとも一つで
あればよく、その組み合わせは様々な選択が可能であ
る。但し、１つの電気的接続状態のＧＮＤ層に抵抗を設
けない接続点が２つ以上あるのは望ましくない。なぜな
らば抵抗がない２つの接続点の間でループが生じる可能
性があるためである。

【００２３】本実施例では、本体フレーム３が導電性を
有する材質からなるとしているが、例えばそれはプラス
チック材料にメッキを施したり、プラスチック材料に導
電体の粉や粒を混入して金属と同等の導電性を持つもの
を使用するようにしてもよい。またこの本体フレーム
３として金属板を用いるときの基板１との接続は図３に
示されるように、導電性を有する金属板８と基板１と
は、ねじ７が接続パッド５とその孔に対応する位置に設
けられた導電性を有する接続ボス６ｂと金属板８を貫通
し、ねじ止め用のナット９で固定するようにしてもよ
い。もちろんこの場合、ＧＮＤ層２は抵抗４及び接続パ
ッド５と接続ボス６ｂを介して金属板８と電気的に接続
する。この電気的接続をより確実なものにするため、接
続パッド５と接続ボス６ｂを、あるいは接続ボス６ｂと
金属板８をはんだ付けして、より確実に接続するように
してもよい。また基板１と本体フレームとを固定する手
段として本実施例ではねじを用いるものであるが、ピン
を用いて接続パッドとボスを固定するようにしてもよ
い。

【００２４】また、本実施例ではＧＮＤ層２と本体フレ
ーム３あるいは金属板８との接続の間に高周波電流を抑
制する手段として抵抗４を用いるものであるが、抵抗４
の代わりとして高周波電流を抑制するようなインダクタ
ンス部材を使用してもよい。また、周波数に対して選択
的に接続インピーダンスを変化させることができるよう
なフィルタ回路を用いることによって、効果的な高周波
電流の抑制効果を得ることが可能である。

【００２５】また、本実施例では、絶縁層に挟まれた導
電層であるＧＮＤ層を例にして説明したものであるが、
基板の表面上に形成されたグランド面に対しても、本発
明のインダクタンス部材を介した接続によって放射ノイ
ズを低減することが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上本発明によれば、基板の導電層を本
体フレームまたは金属板に多点で接続した場合のノイズ
低減効果を損ねること無く、基板の導電層と本体フレー
ムとをループする高周波電流を抑制し、放射ノイズを低
減する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電気的接続の一実施例を示す図。

【図２】従来技術による電気的接続を示す図。

【図３】本発明による電気的接続の別の実施例を示す
図。

【図４】本発明による多点接続の概観図。

【図５】多層基板の断面構造を示す図。

【図６】基板単体での放射ノイズの放射強度を表した
図。

【図７】基板に金属板を多点で接続した場合の放射ノイ
ズの放射強度を表した図。

【図８】基板単体と金属板を接続した場合の放射強度の
差を表した図。

【図９】基板と金属板の形成する電流ループを示す図。

【図１０】本発明による電気的接続を行った場合の放射
ノイズの変化を表した図。

【符号の説明】

１基板２ＧＮＤ層３本体フレーム４抵抗５接続パッド６ａボス、６ｂ接続ボス７ねじ８金属板９ナット１０低インピーダンス接続点１１高周波電流を抑制する回路を介した接続点、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原敦神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者秋庭豊神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子部品を搭載する基板に設けられ
たグランド層と、該グランド層に対し低インピーダンス
である導電性の本体フレームとを第１及び第２の少なく
とも２点以上の接続点で電気的に接続する情報処理装置
において、前記接続点は、前記グランド層と前記本体フ
レームとの間に抵抗部材を介してなる接続点であること
を特徴とする情報処理装置。
【請求項２】複数の電子部品を搭載し、複数の絶縁層と
導電層とで形成される多層基板に設けられたグランド層
と、該グランド層に平行に位置し、前記グランド層に対
し低インピーダンスである導電性の本体フレームとを、
第１及び第２の少なくとも２点以上の接続点で接続する
情報処理装置において、前記接続点は、前記多層基板を
貫通する孔にはめ込まれた導電性を有するパッドと、前
記グランド層の一端と前記パッドとの間に設けられた抵
抗部材と、前記本体フレームの前記パッドに対応する位
置に設けられた一定の長さを有する導電性のボスと、該
ボスと前記パッドが電気的な接続状態で保持するように
固定するねじと、からなる接続点であることを特徴とす
る情報処理装置。
【請求項３】請求項１及び請求項２記載の第１及び第２
の接続点の間隔は約３０ｃｍとし、抵抗部材はその抵抗
値を５０Ωとすることを特徴とする情報処理装置。