JPS6239857B2 - - Google Patents

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JPS6239857B2
JPS6239857B2 JP56052913A JP5291381A JPS6239857B2 JP S6239857 B2 JPS6239857 B2 JP S6239857B2 JP 56052913 A JP56052913 A JP 56052913A JP 5291381 A JP5291381 A JP 5291381A JP S6239857 B2 JPS6239857 B2 JP S6239857B2
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Japan
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printed circuit
circuit board
metal case
conductor film
noise prevention
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Iwao Imai
Hiroshi Endo
Masazumi Sone
Hideo Kasuya
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPS6239857B2 publication Critical patent/JPS6239857B2/ja
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、デイジタル電子機器、特に自動車用
デイジタル電子機器より発生し、ラジオ等の通信
機器に受信妨害を与える雑音の伝搬を防止する雑
音防止装置およびその製造方法に関する。
近年、デイジタル電子技術の発達により時計、
タイマ、マイクロコンピユータ付各種家電製品な
どのように民生機器のデイジタル化が急速に進行
している。
一方、自動車においてもデイジタル・ワイヤー
ド・ロジツク回路またはマイクロコンピユータを
用いてエンジンや各種電装品の制御を行なう技術
が採用され始めている。
第１図はマイクロコンピユータを用いた自動車
用デイジタル電子機器の概略的な構成の一例を示
し、１はマイクロプロセツサ、２は水晶振動子を
用いたクロツク発振器であり、マイクロプロセツ
サ１は内部回路により水晶振動子の発振出力を波
形整形して、立上がり、立下がり時間がそれぞれ
数ns〜数十nsの方形波クロツクパルスを得てい
る。３はメモリ、４Ａ〜４Ｄは制御回路、５Ａ〜
５Ｄは外部回路との信号の授受のためのＡ／Ｄ変
換器、Ｄ／Ａ変換器、センサアンプなど各種回路
を内蔵した入出力インタフエース群であり、これ
らメモリ、制御回路およびインタフエース群には
マイクロプロセツサ１との同期をとるために前記
クロツクパルスまたはメモリ制御信号とクロツク
パルスとの論理積信号が供給されている。上記各
部からなるデイジタルブロツク６は電源部７とと
もに金属ケース８に納められている。９Ａ〜９Ｄ
は入出力信号線、１０は電源線である。
ケース８は、第２図に示すように、車輛内の温
度、湿度などの環境条件が比較的良好な場所、た
とえばインスツルメントパネルの下や座席下など
に設置され、入出力信号線９Ａ〜９Ｄによつてデ
イジタルブロツク６の入出力信号、すなわち制御
パラメータを計算するための各種センサからの入
力信号と、これら信号をデイジタル処理してエン
ジンや各種電装品、アクチユータなどの動作を制
御する制御出力信号を伝送している。
これら入出力信号線によつて本来伝送される信
号の周波数は０〜数十kHzであり、またこれらの
信号線や電源線は通常のビニール被覆電線を用
い、他の電装品のハーネスとともに束ね、集中し
て配線されるのが普通である。このような配線状
態であるため、デイジタル電子機器の入出力信号
線と他の電装品のハーネス、たとえば車載ラジオ
１１とアンテナ１２，１３間を接続するハーネス
１４，１５とは誘導や電磁放射などによつて高周
波的にきわめて密な結合をしていると言える。
また、自動車用デイジタル電子機器と他の電装
品は同一の車載バツテリ１６を電源としており、
さらに車輛ボデー１７を共通アースとして使用し
ているため、これら電源ラインやアースラインを
通じてもデイジタル電子機器と各種電装品との間
で直接的な伝導結合がなされていると見ることが
できる。
ところで、通常マイクロコンピユータなどのデ
イジタル電子機器の同期制御信号として用いられ
る数百kHz〜数MHzの方形波クロツクパルスは
高レベル（数Ｖ）の基本波とその高調波成分から
なり、その周波数は無線周波数帯の広い範囲、す
なわちAM帯からFM、TV帯にわたつて分布する
ため、一種の雑音源と見なすことができ、機器の
デイジタルブロツク６から入出力信号線９Ａ〜９
Ｄおよび電源線１０へのクロツクパルスの高周波
雑音成分の漏洩と、これら入出力信号線９Ａ〜９
Ｄおよび電源線１０とラジオハーネスまたはアン
テナとの直接、間接の結合により、ラジオ受信出
力のSN比の悪化やビード音妨害をひき起し、受
信音質が著しくそこなわれるという問題が生じて
いた。
以下にかかる技術的な問題点を具体的な例で示
す。
第３図は自動車用のデイジタル電子機器（本例
では1MHzのクロツクを使用する）によつて発生
した雑音を、ラジオのアンテナ端子入力電圧とし
て電界強度測定器（中間周波数帯域幅10kHz）に
より測定した周波数スペクトラム図である。ここ
で、横軸は周波数MHzを示し、縦軸はアンテナ
入力端子における電圧dBμＶを示す。本図に示
される如く、端子電圧には広い周波数の範囲で大
きい波動が発生しており、デイジタル電子機器に
よつて発生した雑音を表わしている。
このような雑音を防止するために、デイジタル
電子機器の全ての入出力信号線、電源線等に高周
波バイパス用のフイルタ素子を介挿し、更にこの
フイルタ素子を車体あるいは機器の金属ケースに
電気的に接続させたアース導体パターンに接続す
る雑音防止装置が用いられてきた。
第４図は自動車用に使用される従来のデイジタ
ル電子機器の雑音防止装置の一例を示すもので、
ここで、１９は入出力信号線および電源線であ
り、２０はアース線である。アース線２０はプリ
ント基板２１の裏面に取付けられたアース導体２
２に接続され、更にコネクタ側で接地される。ま
た、２４は、入出力線等１９の端部に設けられた
接続孔であり、この接続孔２４にはコネクタ２５
に入出力線１９を導くコネクタピン２６がそれぞ
れ接続される。更にまた、コンデンサ２３に設け
た２本の脚２３Ａおよび２３Ｂのうち、脚２３Ａ
はこの接続孔２４に接続され、他方の脚２３Ｂは
プリント基板２１に設けた接続部２７を介して基
板２１裏面のアース導体２２に接続される。
しかしながら、第４図のように構成した雑音防
止装置にあつては、アース導体２２がプリント基
板２１の裏面に取り付けられるので、このアース
導体２２が障害となつてプリント基板２１の裏面
側に入出力線、電源線１９やアース線２０をプリ
ントして裏面でコネクタピン２６と接続すること
が困難である。このためこの種雑音防止装置を用
いようとすれば、プリント基板２１の上面にのみ
プリント線１９を配線したものに限定されてしま
う。
第５図は他の雑音防止装置の一例を示す。
以下で第４図に示したと同様の箇所には同一符
号を付してその詳細な説明は省略する。
本例ではアース導体基板２９をプリント基板２
１に直接取着せず別体に形成し、基板２９の裏面
側にアース導体２２を形成する。また、基板２９
の両端に設けコネクタソケツト３０および３１間
で、入出力線等１９、アース線２０にコネクタピ
ン２６およびコンデンサフイルタ２３を接続し、
更にまた、コンデンサフイルタ２３にアース導体
２２を接続するようにしたものである。ここで、
３２は入出力線等１９の端部３３と、コネクタピ
ン２６の端部３４との間を接続する接続線であ
る。このように雑音防止装置を別体にまとめると
組立の手順が容易となり、また、アース導体２２
を十分広い面積のものとすることができるので雑
音防止のフイルタ効果が得られるが、著しいコス
トの上昇を招く。また、入出力線１９をコンデン
サフイルタ３２に取付けるための回線を複雑に引
き回わすとフイルタ２３を挿設した効果が低減す
る虞れがある。更にまたスペースを広くする必要
を生ずる。
本発明の目的は、上述した欠点を除去し、雑音
源であるデイジタル電子機器において、入出力線
への高周波雑音成分の伝搬を防止するためのフイ
ルタ素子の性能が十分に発揮され、しかもフイル
タ取付けにより基板のパターン設計の自由度が損
われないでコンパクトな電子制御装置の雑音防止
装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、かかる雑音防止装置の改
良を図つた製造方法を提案することにある。
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
第６図は本発明の一実施例を示すもので、ここ
で、１９および１９Ａはプリント基板２１の上面
および下面にそれぞれプリントされている入出力
線等のプリント線である。１０１Ａおよび１０１
Ｂはプリント線１９または１９Ａの端部に設けた
ランドパターンであり、これらのランドパターン
１０１Ａおよび１０１Ｂはプリント基板２１を貫
通させて形成し、本例では２列に配設する。１０
２は絶縁性のシートであり、絶縁性シート１０２
はその中央部にくり抜き孔１０３を有する。また
１０４はシート１０２の上面に形成した導体膜で
あり、この導体膜１０４の形成にあたつては、シ
ート１０２の外周に沿つた端部とくり抜き孔１０
３に沿つた端部とを絶縁シート１０２のままで残
すようにする。１０５および１０６はくり抜き孔
１０３の互いに対向する縁端に設けたチツプ型コ
ンデンサであり、１０５Ａ，１０５Ｂおよび１０
６Ａ，１０６Ｂはコンデンサ１０５および１０６
のそれぞれの両端部における電極である。これら
のフイルタ素子を用いるチツプ型コンデンサ１０
５および１０６としては、FMやテレビ放送帯域
で良好な減衰特性が得られるようにするために、
静電容量が300pF〜3000pF程度のものを使用す
るのがコンデンサの共振周波数の点から好適であ
り、また、コンデンサの種類としては、小型で比
較的大容量の得られるところから本例ではチツプ
型セラミツクコンデンサを用いる。
なお、ここで各コンデンサ１０５および１０６
の電極１０５Ａおよび１０６Ａをそれぞれ導体膜
１０４上に配置するにあたつては、絶縁性シート
１０２や導体膜１０４と共にこれらのコンデンサ
１０５および１０６をプリント基板２１に取付け
る際、コンデンサ１０５および１０６の電極１０
５Ｂおよび１０６Ｂがそれぞれプリント基板２１
上のランドパターン１０１Ａおよび１０１Ｂの端
部と重なる位置にくるよう配設する（第７図参
照）。
また、コンデンサ１０５および１０６の電気的
接続は、後述するようなはんだ槽処理によつてな
されるので、上述の段階では、コンデンサ１０５
および１０６を単に導体膜１０４上に配置して接
着するだけにとどめる。従つて、この接着には、
はんだ槽処理の際に熱に耐えられるような粘着テ
ープ若しくは接着剤を用いるのが好適である。あ
るいはまた、両面粘着テープの上に上述したよう
な配置で予めコンデンサ１０５および１０６を固
着しておきテープを導体膜１０４の対応する位置
に取付けるようにすれば効率よく作業を進めるこ
とができる。
更に、第６図において、１０７は電子機器用の
金属ケースであり、金属ケース１０７と車体ボデ
ー１７（第２図参照）とを電気的に接続してお
く。１０８はケース１０７に取付けたコネクタで
あり、コネクタ１０８にはコネクタピン１０９Ａ
および１０９Ｂをそれぞれ上下列に配設する。こ
こで、コネクタピン１０９Ａおよび１０９Ｂの各
端部１１０Ａおよび１１０Ｂの位置をランドパタ
ーン１０１Ａおよび１０１Ｂに設けた接続孔１１
１Ａおよび１１１Ｂの対応する位置にそれぞれ合
わせるようにする。
プリント基板２１に他の回路部品（図示せず）
を取付けた後、シート１０２をプリント基板２１
と組合わせ、このプリント基板２１を金属ケース
１０７と組合わせて各コネクタピン１０９Ａおよ
び１０９Ｂの端部１１０Ａおよび１１０Ｂをそれ
ぞれ接続孔１１０Ａおよび１１０Ｂに嵌合させ
る。しかる後はんだ槽処理（ソルダリング）工程
で、コンデンサ１０５，１０６と導体膜１０４、
コンデンサ１０５，１０６とランドパターン１０
１Ａ，１０１Ｂおよびコネクタピン端部１１０
Ａ，１１０Ｂとランドパターン１０１Ａ，１０１
Ｂ間をそれぞれ電気的に接続する。
第６図において、１１２はシート１０２の導体
膜１０４を取付けた隅部に穿設したねじ孔であ
り、１１３および１１４はプリント基板２１およ
び金属ケース１０７のそれぞれに設けたねじ孔で
あり、一体に組合わされた電子機器とケース１０
７とをこれらのねじ孔１１２，１１３および１１
４を通すねじ１１５によつて固着することによ
り、導体膜１０４をねじ１１５および金属ケース
１０７を介して車体ボデーに電気的に接続させる
ことができる。
第７図はこのようにして組立てた電子機器を示
すものでランドパターン１０１Ａおよび１０１Ｂ
と電子機器金属ケース１０７との間に、導体膜１
０４を介して高周波雑音バイパス用のコンデンサ
フイルタ素子１０５，１０６を整然としかもコン
パクトに取付けることができる。
このように構成したデイジタル電子機器の雑音
防止装置においては、フイルタ素子であるチツプ
型積層セラミツクコンデンサ１０５，１０６が高
周波に対してバイパス作用として有効に働き、更
にまた、入出力線やアース線等１９，１９Ａとボ
デーアース間の同一相ノイズ成分に対しては、導
体膜１０４がねじ１１５、金属ケース１０７を介
してボデーアースに電気的に接続されているの
で、アース帰還路がこれらノイズ成分に対して十
分低インピーダンスで確保される、すなわち信号
線に対しアース帰路を短かくすることができるた
め効果的にこれらのノイズがフイルタされる。
第９図は第３図に示したレベルの雑音を発生さ
せるデイジタル電子機器に本発明を適用した場合
の実験例であり1000pFのセラミツクコンデンサ
20本をフイルタ素子として使用した時の雑音を、
電界強度測定器（中間周波数帯域幅が10kHzのも
の）で測定した。
本図によつて示されるように、第３図に見られ
るような特定周波数毎の飛躍した端子電圧のピー
クが消滅してほとんどバツクグラウンドのノイズ
だけとなり、ラジオや機器自体に有害な雑音が除
去されたことがある。
第８図は本発明の他の実施例であり、シート１
０２と導体膜１０４の構成を示す。本例では、後
工程のはんだ槽処理において導体膜１０４が可撓
性を失わないようにするために保護膜を形成する
が、その前にコンデンサ１０５および１０６の電
極１０５Ａおよび１０６Ａを接続するに十分なだ
け導体膜１０４を延在させておく。１０４Ａはコ
ンデンサ１０５および１０６のそれぞれの取付け
位置で導体膜１０４をくり抜き孔１０３の方向に
延在させた延在部である。
１２０ははんだが乗らないようにするためにソ
ルダ・レジスト処理を施す範囲を示す。すなわ
ち、コンデンサ電極１０５Ａおよび１０６Ａを取
付ける範囲１０４Ｂ、ねじ孔１１５の周囲１１５
Ａならびに導体膜１０４を形成しない絶縁性シー
ト１０２の前述した部分にはソルダ・レジスト処
理を施さない。これにより、はんだ槽処理で電気
的接続を要する部分だけをはんだ付けすることが
でき、導体膜１０４の可撓性が損われることがな
い。
以上説明してきたように、本発明装置によれ
ば、デイジタル電子機器に用いられるクロツクパ
ルスの基本波および高周波成分が入出力信号線や
電源線等を介して外部に漏洩し、車載ラジオ等の
受信妨害の雑音となるのを防止するために、プリ
ント基板にプリントされた入出力信号線や電源線
等をコネクタピンと接続するためのランドパター
ンを囲むようにアース導体膜を形成し、この導体
膜を電子機器の金属ケースに接続し、ランドパタ
ーン接続孔にはコネクタピンをそれぞれ裏面から
嵌合させ、更に、ランドパターンとアース導体膜
との間にチツプ型コンデンサを挿設して雑音防止
装置を構成したので、両面にプリント線を有する
プリント基板にもこの種雑音防止装置を容易に適
用でき、取付けの手順が極めて簡単でしかもコン
パクトに纒まり、高い雑音防止効果が得られる。
また、外来雑音の侵入によつて機器が誤動作し
たり制御機能が停止するような電波障害をも防止
することができる。更にまた、本発明方法によれ
ばアース導体膜の可撓性が確保されるので耐久性
を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の自動車用デイジタル電子機器の
構成の一例を示すブロツク図、第２図は自動車の
電子機器が電装品の取付け位置の一例を示す線
図、第３図は雑音防止装置を設けない従来の自動
車用デイジタル電子機器からの雑音を測定した周
波数スペクトラム図、第４図および第５図は自動
車用デイジタル電子機器に装備した従来の雑音防
止装置の二態様の構成をそれぞれ示す斜視図、第
６図および第７図は本発明の雑音防止装置の構成
の一例をそれぞれ分解して示す斜視図および組立
てた状態で示す斜視図、第８図は本発明の他の実
施例による導体膜の構成を示す平面図、第９図は
本発明雑音防止装置を装備したデイジタル電子機
器からの雑音を測定した周波数スペクトラム図で
ある。 １……マイクロプロセツサ、２……クロツク発
振器、３……メモリ、４Ａ〜４Ｄ……制御回路、
５Ａ〜５Ｄ……入出力インタフエース、６……デ
イジタルブロツク、７……電源部、８……金属ケ
ース、９Ａ〜９Ｄ……入出力信号線、１０……電
源線、１１……ラジオ、１２，１３……アンテ
ナ、１４，１５……ハーネス、１６……バツテ
リ、１７……ボデー、１９，１９Ａ……入出力
線、電源線等、２０……アース線、２１……プリ
ント基板、２２……アース導体、２３……コンデ
ンサ、２３Ａ，２３Ｂ……脚、２４……接続孔、
２５……コネクタ、２６……コネクタピン、２７
……接続部、２９……導体基板、３０，３１……
コネクタソケツト、３２……接続線、３３，３４
……端部、１０１Ａ，１０１Ｂ……ランドパター
ン、１０２……シート、１０３……くり抜き孔、
１０４，１０４Ａ……導体膜、１０５，１０６…
…コンデンサ、１０５Ａ，１０５Ｂ，１０６Ａ，
１０６Ｂ……電極、１０７……金属ケース、１０
８……コネクタ、１０９Ａ，１０９Ｂ……コネク
タピン、１１０Ａ，１１０Ｂ……端部、１１１
Ａ，１１１Ｂ……接続孔、１１２，１１３，１１
４……ねじ孔、１１５……ねじ、１２０……範
囲。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ プリント基板と、該プリント基板上の各種信
    号線を外部機器と接続するコネクタピンと、前記
    プリント基板に配設したアース導体と、前記信号
    線と該アース導体との間に介装したコンデンサと
    を有し、金属ケースに収納してクロツクパルスに
    より同期制御される電子制御装置の該クロツクパ
    ルスの基本波および高周波成分の漏洩を防止する
    ようにした雑音防止装置において、前記プリント
    基板には、ランドパターンと、該ランドパターン
    の周囲をとり囲む絶縁膜とを配設し、該絶縁膜上
    に被覆したアース導体膜と前記ランドパターンと
    の間にチツプ型コンデンサを介装し、前記アース
    導体膜を前記金属ケースと電気的に接続したこと
    を特徴とする電子制御装置の雑音防止装置。 ２ ランドパターンおよび該ランドパターンの周
    囲をとり囲む絶縁膜を配設したプリント基板と、
    前記絶縁膜上に被覆したアース導体膜と前記ラン
    ドパターンとの間に介装したチツプ型コンデンサ
    と、前記プリント基板を固着する金属ケースとを
    有し、前記アース導体膜を前記金属ケースに電気
    的に接続した電子制御装置の雑音防止装置を製造
    するにあたり、前記アース導体膜のうち、前記プ
    リント基板、前記チツプ型コンデンサおよび前記
    金属ケースと電気的に接続する部分以外にソルダ
    レジスト膜を被着し、その後、前記プリント基板
    および前記チツプ型コンデンサと前記アース導体
    膜とをはんだ槽処理にて電気的に接続し、次い
    で、前記金属ケースと前記アース導体膜とを電気
    的に接続したことを特徴とする電子制御装置の雑
    音防止装置製造方法。
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