電子装置及びノイズ抑制方法
【課題】配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から高周波数帯の電磁ノイズが放射されることを抑制する。
【解決手段】配線基板２００は筐体１００の内表面上に配置され、かつ裏面２１０が筐体１００の内表面１０１に対向している。第１導体１１０は、筐体１００及び配線基板２００の一方（本実施形態では筐体１００）に繰り返し、例えば周期的に設けられている。第２導体２１２は、筐体１００及び配線基板２００の他方（本実施形態では配線基板２００）に設けられ、複数の第１導体１１０と対向している。そして平面視において複数の第１導体１００及び第２導体２１２は、配線基板２００が有するノイズ源を囲んでいる。
【解決手段】配線基板２００は筐体１００の内表面上に配置され、かつ裏面２１０が筐体１００の内表面１０１に対向している。第１導体１１０は、筐体１００及び配線基板２００の一方（本実施形態では筐体１００）に繰り返し、例えば周期的に設けられている。第２導体２１２は、筐体１００及び配線基板２００の他方（本実施形態では配線基板２００）に設けられ、複数の第１導体１１０と対向している。そして平面視において複数の第１導体１００及び第２導体２１２は、配線基板２００が有するノイズ源を囲んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体に配線基板を取り付けた構造を有している電子装置及びノイズ抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板には半導体装置などの電子部品が搭載されている。このため、配線基板には、半導体装置及びこの半導体装置に接続している信号線から電磁ノイズが放射される。この電磁ノイズは、同じ筐体内に配置されている他の半導体装置を誤動作させる原因になる。このため、配線基板から電磁ノイズが放射されないようにする必要がある。
【０００３】
電磁ノイズの一部は、配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から放射される。この空間から電磁ノイズが放射されることを抑制する技術としては、例えば特許文献１に記載されている技術がある。この技術は、配線基板の裏面と筐体の内表面とを複数の金属ポストで接続するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１０９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年は半導体装置の高性能化が進んでおり、これに伴って半導体装置の動作クロック数がＧＨｚ帯になってきている。この場合、配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から放射される電磁ノイズもＧＨｚ帯になるが、このような高周波数帯の電磁ノイズは、特許文献１に記載の技術では止めることは難しい。
【０００６】
本発明の目的は、配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から高周波数帯の電磁ノイズが放射されることを抑制できる電子装置及びノイズ抑制方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、筐体と、
前記筐体の内表面上に配置され、かつ裏面が前記内表面に対向している配線基板と、
前記筐体及び前記配線基板の一方に繰り返し設けられた複数の第１導体と、
前記筐体及び前記配線基板の他方に設けられ、前記複数の第１導体と対向している第２導体と、
前記筐体及び前記配線基板の前記一方に設けられ、前記複数の第１導体それぞれに電気的に接続している第３導体と、
を備える電子装置が提供される。
【０００８】
本発明によれば、筐体と、
前記筐体の内表面上に配置され、かつ裏面が前記内表面に対向している配線基板と、
を有する電子装置において、
前記筐体及び前記配線基板の一方に複数の第１導体を繰り返し設け、かつ前記筐体及び前記配線基板の他方に第２導体を前記複数の第１導体と対向する位置に設け、前記複数の第１導体と前記第２導体によりＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）構造を形成して、前記筐体と前記配線基板の間の空間からノイズが漏洩することを抑制するノイズ抑制方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から高周波数帯の電磁ノイズが放射されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部を拡大した図である。
【図３】ＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図４】第２の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【図５】図４におけるＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図６】第３の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【図７】図６におけるＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図８】第４の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図９】第５の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図１０】第６の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図１１】第７の実施形態に係る電子装置の断面図である。
【図１２】第８の実施形態に係る電子装置の断面図である。
【図１３】図１２の要部を拡大した図である。
【図１４】第９の実施形態に係る電子装置の断面図である。
【図１５】第１０の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【図１６】第１１の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【図１７】単位セルの構造の第１の変形例を示す図である。
【図１８】図１７に示した単位セルのレイアウトを説明するための平面図である。
【図１９】図１７及び図１８に示した単位セルの等価回路図である。
【図２０】単位セルの構造の第２の変形例を示す図である。
【図２１】単位セルの構造の第３の変形例を示す図である。
【図２２】図２１に示した単位セルにおける導体プレーンのレイアウトを示すための平面図である。
【図２３】単位セルの構造の第４の変形例を示す図である。
【図２４】図２３に示した単位セルにおける第２導体のパターンを示す平面図である。
【図２５】単位セルの構造の第５の変形例における第２導体のパターンを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図であり、図２は図１の要部を拡大した図である。この電子装置は、筐体１００、配線基板２００、複数の第１導体１１０、第２導体２１２、及び第３導体を備えている。配線基板２００は筐体１００の内表面上に配置され、かつ裏面２１０が筐体１００の内表面１０１に対向している。第１導体１１０は、筐体１００及び配線基板２００の一方（本実施形態では筐体１００）に繰り返し、例えば周期的に設けられている。第２導体２１２は、筐体１００及び配線基板２００の他方（本実施形態では配線基板２００）に設けられ、複数の第１導体１１０と対向している。第３導体は、筐体１００及び配線基板２００のうち上記した一方（本実施形態では筐体１００）に設けられ、複数の第１導体１１０それぞれに電気的に接続している。本実施形態では筐体１００そのものが導電性を有しているため、筐体１００そのものが第３導体を兼ねている。平面視において複数の第１導体１１０及び第２導体２１２は、配線基板２００が有するノイズ源を囲んでいる。
【００１３】
配線基板２００が有するノイズ源は、配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の内表面１０１との間の空間に電磁ノイズを放射するものである。具体的には、ノイズ源は、例えば配線基板２００の裏面２１０に搭載された電子部品３２０、及び裏面２１０に設けられた信号配線２１４である。また配線基板２００は導体プレーン２２０，２４０を有している。導体プレーン２２０，２４０の一方（例えば導体プレーン２２０）は電源プレーンであり、他方（例えば導体プレーン２４０）はグラウンドプレーンである。導体プレーン２２０にはスリット２０２が設けられている。スリット２０２もノイズ源となる。
【００１４】
本実施形態では、配線基板２００は多層配線基板であり、第２導体２１２は配線基板の裏面２１０に設けられている。そして図２に示すように、第１導体１１０と第２導体２１２は、誘電層１４を挟んで対向している。誘電層１４は、一面が複数の第１導体１１０に接しており、他面が第２導体２１２に接している。また第２導体２１２は、図示しないビアを介して、導体プレーン２２０及び導体プレーン２４０のいずれか一方、例えば導体プレーン２２０に電気的に接続している。導体プレーン２２０は第２導体２１２より一層内側の導体層であり、絶縁層２２１を介して第２導体２１２に対向している。
【００１５】
第１導体１１０及び第２導体２１２は、ＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）構造体１０の単位セル１２の少なくとも一部を構成している。具体的には、第１導体１１０は、島状（例えば正方形又は長方形）の導体パターンであり、柱状の接続部材１１２を介して筐体１００に取り付けられている。接続部材１１２は、平面視において第１導体１１０の中心に接続している。また第２導体２１２はシート状の導体パターンである。単位セル１２はマッシュルーム型のＥＢＧ構造体の単位セルであり、筐体１００、柱状の接続部材１１２、島状の第１導体１１０、誘電層１４、及び第２導体２１２により形成されている。筐体１００がマッシュルームに接続する導体プレーンに相当している。そして接続部材１１２がマッシュルームのインダクタンス部分に相当しており、第１導体１１０がマッシュルームのヘッド部分に相当している。そして配線基板２００の第２導体２１２がマッシュルームと対向した導体プレーンに相当している。このような構成において、誘電層１４の厚さ、並びに第１導体１１０の大きさ及び配列によってＥＢＧ構造体１０の各容量の大きさが制御され、接続部材１１２の長さ及び太さによってＥＢＧ構造体１０のインダクタンス成分が制御される。これらを調節することにより、ＥＢＧ構造体１０のバンドギャップ帯を調節して、上記したノイズ源が放射する電磁ノイズがこのバンドギャップ帯に含まれるようにすることができる。
【００１６】
単位セル１２は平面視において２次元的に繰り返し、例えば周期的に配列されている。ここで「繰り返し」単位セル１２を配置する場合、互いに隣り合う単位セル１２において、同一のビアの間隔（中心間距離）が、ノイズとして想定している電磁波の波長λの１／２以内となるようにするのが好ましい。また「繰り返し」には、いずれかの単位セル１２において構成の一部が欠落している場合も含まれる。また単位セル１２が２次元配列を有している場合には、「繰り返し」には単位セル１２が部分的に欠落している場合も含まれる。また「周期的」には、一部の単位セル１２において構成要素の一部がずれている場合や、一部の単位セル１２そのものの配置がずれている場合も含まれる。すなわち厳密な意味での周期性が崩れた場合においても、単位セル１２が繰り返し配置されている場合には、ＥＢＧとしての特性を得ることができるため、「周期性」にはある程度の欠陥が許容される。なおこれらの欠陥が生じる要因としては、単位セル１２間に配線やビアを通す場合、既存の配線レイアウトにＥＢＧ構造を追加する場合において既存のビアやパターンによって単位セル１２が配置できない場合、製造誤差、及び既存のビアやパターンを単位セル１２の一部として用いる場合などが考えられる。
【００１７】
なお電子部品３２０は、例えば半導体パッケージであり、配線基板２００は例えばマザーボードである。電子部品３２０は、ハンダボール３２２を介して配線基板２００の裏面２１０に設けられた配線（図示せず）に接続している。また配線基板２００の表面には、信号配線２０６が設けられており、かつ電子部品３００が搭載されている。電子部品３００は例えば半導体パッケージであり、ハンダボール３０２を介して配線基板２００の表面に設けられた配線（図示せず）に接続している。信号配線２１４は、電子部品３２０又は電子部品３００に接続している。
【００１８】
また配線基板２００は、ネジ３５０を用いて筐体１００に固定されている。ネジ３５０はＥＢＧ構造体１０が設けられている領域に配置されている。なおＥＢＧ構造体１０は、ネジ３５０が設けられる領域において単位セル１２が欠落しているが、この欠落は上記したようにＥＢＧ構造体１０のノイズフィルタとしての特性には影響を与えない。
【００１９】
図３は、ＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図である。本図に示す例において配線基板２００の裏面には電子部品３２０が複数設けられており、各電子部品３２０には信号配線２１４が接続している。またＥＢＧ構造体１０は配線基板２００の縁に沿って設けられているが、さらにＥＢＧ構造体１０は、複数の電子部品３２０及びその電子部品３２０に接続している信号配線２１４を、他の電子部品３２０や他の信号配線２１４から分離する位置にも設けられている。すなわちＥＢＧ構造体１０は、ノイズ源を個別に囲んでいる。なおＥＢＧ構造体１０は、信号配線２１４を、その信号配線２１４が接続している電子部品３２０からは分離していない。また配線基板２００は長方形であるが、ネジ３５０は配線基板２００の２つの短辺の中央に合計２つ設けられている。
【００２０】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態においてＥＢＧ構造体１０は、第１導体１１０及び第２導体２１２を用いて形成されている。第１導体１１０は筐体１００に形成されており、第２導体２１２は配線基板２００に形成されている。このため、ＥＢＧ構造体１０は配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の間の空間を内側に含むように形成されていることになる。従って、この空間内を電磁ノイズが伝播して外部に放射されることが抑制される。
【００２１】
またＥＢＧ構造体１０は、複数の電子部品３２０及びその電子部品３２０に接続している信号配線２１４を、他の電子部品３２０や他の信号配線２１４から分離している。このため電子部品３２０が生成する信号によって、他の電子部品３２０が誤動作することを抑制できる。
【００２２】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図１に相当している。図５は図４におけるＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図であり、第１の実施形態における図３に相当している。この電子装置は、ＥＢＧ構造体１０より内側にネジ３５０が設けられている点を除いて、第１の実施形態と同様の構成である。
【００２３】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。またＥＢＧ構造体１０において単位セル１２を欠落させる必要がないため、ＥＢＧ構造体１０のノイズフィルタとしての能力をさらに高めることができる。
【００２４】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図であり、第２の実施形態における図４に相当している。図７は図６におけるＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図であり、第２の実施形態における図５に相当している。この電子装置は、ＥＢＧ構造体１０が配線基板２００の縁に沿う位置にのみ設けられている点を除いて、第２の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００２５】
本実施形態によっても、ＥＢＧ構造体１０は配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の間の空間を内側に含むように形成されていることになる。従って、この空間内を電磁ノイズが伝播して外部に放射されることが抑制される。また配線基板２００の裏面２１０のうちＥＢＧ構造体１０が占める面積を小さくすることができるため、配線基板２００の裏面２１０に多くの電子部品３２０を搭載したり配線を引き回したりすることができる。
【００２６】
（第４の実施形態）
図８は、第４の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図である。この電子装置は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００２７】
まずネジ３５０は、配線基板２００の４つの角それぞれに設けられている。ネジ３５０が設けられている領域では、ＥＢＧ構造体１０の単位セル１２が欠落している。また、平面視においてＥＢＧ構造体１０は、電子部品３２０及び信号配線２１４と重なる領域を除いて配線基板２００の全面に設けられている。
【００２８】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また平面視においてＥＢＧ構造体１０は、電子部品３２０及び信号配線２１４と重なる領域を除いて配線基板２００の全面に設けられている。従って、ＥＢＧ構造体１０のノイズフィルタとしての能力をさらに高めることができる。
【００２９】
（第５の実施形態）
図９は、第５の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図である。この電子装置は、ＥＢＧ構造体１０が電子部品３２０及び信号配線２１４の周囲にのみ設けられている点、及びネジ３５０が配線基板２００の２つの短辺の中央に合計２つ設けられている点を除いて、第４の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００３０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また配線基板２００の裏面２１０のうちＥＢＧ構造体１０が占める面積を小さくすることができるため、配線基板２００の裏面２１０に多くの電子部品３２０を搭載したり配線を引き回したりすることができる。
【００３１】
（第６の実施形態）
図１０は、第６の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図である。この電子装置は、以下の点を除いて第４の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００３２】
まず、ＥＢＧ構造体１０は、配線基板２００の縁に沿う領域にのみ設けられている。またネジ３５０は、配線基板２００の２つの短辺の中央に合計２つ設けられている。ネジ３５０が設けられている領域においてＥＢＧ構造体１０は、単位セル１２が欠落しているが、幅が狭くならないように内周側に単位セル１２が追加されている。すなわちＥＢＧ構造体１０は、ネジ３５０を迂回するように配置されている。
【００３３】
本実施形態によっても、配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の間の空間を電磁ノイズが伝播して外部に放射されることが抑制される。また配線基板２００の裏面２１０のうちＥＢＧ構造体１０が占める面積を小さくすることができるため、配線基板２００の裏面２１０に多くの電子部品３２０を搭載したり配線を引き回したりすることができる。
【００３４】
（第７の実施形態）
図１１は、第７の実施形態に係る電子装置の断面図であり、第１の実施形態における図１に相当している。この電子装置は、ノイズ源として貫通ビア２３０を有している点を除いて、第１の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。貫通ビア２３０は、電子部品３００，３２０の少なくとも一方に電気的に接続しており、平面視においてＥＢＧ構造体１０によって囲まれている。
【００３５】
本実施形態において、貫通ビア２３０の端部は配線基板２００の裏面２１０に露出している。従って貫通ビア２３０もノイズ源となるが、貫通ビア２３０は平面視においてＥＢＧ構造体１０によって囲まれている。従って、配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の間の空間を介して貫通ビア２３０からノイズが放射されることを抑制できる。このため、本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
（第８の実施形態）
図１２は、第８の実施形態に係る電子装置の断面図であり、第２の実施形態における図４に相当している。図１３は図１２の要部を拡大した図であり、第２の実施形態における図５に相当している。この電子装置は、配線基板２００の裏面２１０に電子部品３２０が搭載されていない点、及びＥＢＧ構造体１０の単位セル１２の構成を除いて第２の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００３７】
本実施形態において筐体１００には第１導体１１０及び接続部材１１２が設けられていない。その代わりに、誘電層１４が直接筐体１００に接している。また第２導体２１２は島状の導体であり、繰り返し、例えば周期的に設けられている。複数の第２導体２１２は、それぞれ絶縁層２２１に設けられたビア２２２を介して導体プレーン２２０に接続している。本実施形態では、第２導体２１２が本発明における第１導体に相当しており、筐体１００が本発明における第２導体に相当している。
【００３８】
本実施形態においても単位セル１２はマッシュルーム型のＥＢＧ構造体の単位セルであり、筐体１００、誘電層１４、第２導体２１２、ビア２２２、及び導体プレーン２２０により形成されている。導体プレーン２２０がマッシュルームに接続する導体プレーンに相当している。そしてビア２２２がマッシュルームのインダクタンス部分に相当しており、第２導体２１２がマッシュルームのヘッド部分に相当している。そして筐体１００がマッシュルームと対向した第２導体プレーンに相当している。
【００３９】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また筐体１００、誘電層１４、第２導体２１２、ビア２２２、及び導体プレーン２２０により単位セル１２が形成されているが、これらの形成には特別な工程は必要ない。従って、電子装置の製造コストを低くすることができる。
【００４０】
（第９の実施形態）
図１４は、第９の実施形態に係る電子装置の断面図であり、第８の実施形態における図１２に相当している。この電子装置は、以下の点を除いて第８の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。なお説明のため、ネジ３５０は図示を省略している。
【００４１】
まず筐体１００の内表面１０１のうちＥＢＧ構造体１０が設けられている領域には凸部１０２が全域にわたって形成されている。すなわちＥＢＧ構造体１０は、凸部１０２を構成の一部としている。この結果、ＥＢＧ構造体１０が設けられていない領域では、配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の内表面１０１の間隔が広くなっている。そして、配線基板２００の裏面２１０には電子部品３２０がハンダボール３２２を介して搭載されている。
【００４２】
本実施形態によっても第８の実施形態と同様の効果を得ることができる。また配線基板２００の裏面２１０に電子部品３２０を実装することができるため、配線基板２００の面積を大きくしなくても、配線基板２００に実装できる電子部品３２０の数を増やすことができる。
【００４３】
（第１０の実施形態）
図１５は、第１０の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図１に相当している。本実施形態に係る電子装置は、電子部品３２０の種類によってＥＢＧ構造体１０の構成、具体的には誘電層１４の厚み及び接続部材１１２の長さが異なっている点を除いて、第１の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。具体的には、図中右側の電子部品３２０を囲んでいるＥＢＧ構造体１０は、図中左側の電子部品３２０を囲んでいるＥＢＧ構造体１０に対して、誘電層１４が厚くなっており、これに伴って接続部材１１２が短くなっている。
【００４４】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また複数の電子部品３２０の間で放出するノイズの周波数が異なる場合であっても、電子部品３２０別にＥＢＧ構造体１０の構造を変えることができるため、いずれの電子部品３２０からもノイズが放射されることを抑制できる。
【００４５】
（第１１の実施形態）
図１６は、第１１の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図であり、第９の実施形態における図１４に相当している。本実施形態に係る電子装置は、電子部品３２０の種類によってＥＢＧ構造体１０の構成、具体的には凸部１０２の高さ及び誘電層１４の厚みが異なっている点を除いて、第９の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。具体的には、図中右側の電子部品３２０を囲んでいるＥＢＧ構造体１０は、図中左側の電子部品３２０を囲んでいるＥＢＧ構造体１０に対して、凸部１０２が低くなっており、その分誘電層１４が厚くなっている。
【００４６】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また複数の電子部品３２０の間で放出するノイズの周波数が異なる場合であっても、電子部品３２０別にＥＢＧ構造体１０の構造を変えることができるため、いずれの電子部品３２０からもノイズが放射されることを抑制できる。
【００４７】
上記した各実施形態では、ＥＢＧ構造体１０の単位セル１２は所謂マッシュルーム構造を有している。しかし単位セル１２の構造は、上記した構造に限定されない。
【００４８】
図１７は、単位セル１２の構造の第１の変形例を示す図である。図１８は、図１７に示した単位セル１２のレイアウトを説明するための平面図である。この変形例は、島状の第１導体１１０の代わりに配線状の第１導体１１３が設けられている点、及び接続部材１１２が第１導体１１３の一端に接続している点を除いて、第１の実施形態に示した単位セル１２と同様の構成である。
【００４９】
図１９は、図１７及び図１８に示した単位セル１２の等価回路図である。単位セル１２は、等価回路上、直列インピーダンス部１６と並列アドミタンス部１５によって構成される。直列インピーダンス部１６は、筐体１００及び配線基板２００の第２導体２１２によるインダクタンスＬ１によって構成される。並列アドミタンス部１５は、筐体１００と第２導体２１２の間に生じる容量Ｃ、接続部材１１２によるインダクタンスＬ２、及び第１導体１１３と第２導体２１２からなる伝送線路により構成される。ここで伝送線路について詳細に説明する。第１導体１１３はオープンスタブとして機能する。すなわち第１導体１１３及び第２導体２１２のうち第１導体１１３に対向する領域は、第１導体１１３をリターンパスとする伝送線路として機能する。
【００５０】
そして、並列アドミタンス部１５及び直列インピーダンス部１６の値によって、ＥＢＧ構造体１０のバンドギャップ周波数が決まる。具体的には、オープンスタブして機能する第１導体１１３を長くすることによって、並列アドミタンス部１５によるアドミタンスの値を大きくして、ＥＢＧ構造体１０のバンドギャップ周波数帯を低周波化することができる。第１導体１１３は、例えばスパイラル形状はジグザグ形状（ミアンダ形状）とすることにより、占有面積を大きくすることなく長くすることができる。
【００５１】
図２０は、単位セル１２の構造の第２の変形例を示す図である。この変形例は、第２導体２１２の代わりに配線状の第２導体２１３が設けられている点、及びビア２２２が第２導体２１３の一端に接続している点を除いて、第８の実施形態に示した単位セル１２と同様の構成である。図２０に示した単位セル１２は、上下が逆になっている点を除いて、図１７〜図１９に示した単位セル１２と等価である。
【００５２】
図２１は、単位セル１２の構造の第３の変形例を示す図である。図２２は、図２１に示した単位セル１２における導体プレーン２２０レイアウトを示すための平面図である。この変形例は、導体プレーン２２０に複数の開口２２３及び複数の配線状の導体パターン２２４が設けられている点を除いて、第８の実施形態に示した単位セル１２と同様の構成である。
【００５３】
開口２２３は島状の第２導体２１２それぞれと対向する位置に設けられており、かつ平面視においてビア２２２を内側に含んでいる。本図に示す例において、平面視において開口２２３は第２導体２１２を内側に含んでいるが、このような構成には限定されない。開口２２３は第２導体２１２と相似形であり、かつ平面視において中心が重なっている。そしてこの中心にビア２２２が配置されている。導体パターン２２４は、開口２２３それぞれの中に配置されており、ビア２２２と導体プレーン２２０の本体とを接続している。
【００５４】
そして図２１及び図２２に示す単位セル１２は、第８の実施形態に係る単位セル１２と同様にマッシュルーム構造を有している。ただし、導体パターン２２４がビア２２２とともにマッシュルームのインダクタンスを構成している。すなわち本変形例では、第８の実施形態と比較して単位セル１２のインダクタンスが大きくなる。このため、構造体１０のバンドギャップ周波数帯を変化させない場合、単位セル１２を小型化することができる。また単位セル１２の大きさを変えない場合、ＥＢＧ構造体１０のバンドギャップ周波数帯を低周波化することができる。
【００５５】
図２３は、単位セル１２の構造の第４の変形例を示す図である。図２４は、図２３に示した単位セル１２における第２導体２１２のパターンを示す平面図である。この変形例において単位セル１２は、第２導体２１２及び筐体１００によって構成されている。
【００５６】
第２導体２１２には、開口２１８が繰り返し、例えば周期的に設けられている。複数の開口２１８それぞれの中には、導体パターン２１６，２１７が設けられている。導体パターン２１６は島状の導体パターンであり、導体パターン２１７は配線状の導体パターンである。導体パターン２１６は導体パターン２１７を介して第２導体２１２に接続している。複数の開口２１８それぞれを基準にしたとき、導体パターン２１６，２１７は互いに同じ位置に配置されている。
【００５７】
本実施形態の単位セル１２において、筐体１００と導体パターン２１６の間には容量ＣＲが形成され、導体パターン２１７は、第２導体２１２と導体パターン２１７の間にインダクタンスＬＬを与える。そして本実施形態の単位セル１２は、マッシュルーム構造の単位セルと等価である。すなわち第２導体２１２がマッシュルームに接続する導体プレーンに相当している。そして導体パターン２１７がマッシュルームのインダクタンス部分に相当しており、導体パターン２１６がマッシュルームのヘッド部分に相当している。そして筐体１００がマッシュルームと対向した導体プレーンに相当している。
【００５８】
本変形例によれば、２層の導体層によりＥＢＧ構造体１０を構成することができるため、ＥＢＧ構造体１０を設けるために必要な部分を薄くすることができる。
【００５９】
図２５は、単位セル１２の構造の第５の変形例における第２導体２１２のパターンを示す平面図である。この変形例において単位セル１２は、第２導体２１２が導体パターン２１６を有していない点を除いて、図２３及び図２４に示した単位セル１２と同様の構成である。
【００６０】
この単位セル１２は、図２０に示した第２の変形例と等価である。このため、オープンスタブして機能する導体パターン２１７を長くすることによってアドミタンスの値を大きくして、ＥＢＧ構造体１０のバンドギャップ周波数帯を低周波化することができる。導体パターン２１７は、例えばスパイラル形状はジグザグ形状（ミアンダ形状）とすることにより、占有面積を大きくすることなく長くすることができる。
【００６１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１０ ＥＢＧ構造体
１２ 単位セル
１４ 誘電層
１５ 並列アドミタンス部
１６ 直列インピーダンス部
１００ 筐体
１０１ 内表面
１０２ 凸部
１１０ 第１導体
１１２ 接続部材
１１３ 第１導体
２００ 配線基板
２０２ スリット
２０６ 信号配線
２１０ 裏面
２１２ 第２導体
２１３ 第２導体
２１４ 信号配線
２１６ 導体パターン
２１７ 導体パターン
２１８ 開口
２２０ 導体プレーン
２２１ 絶縁層
２２２ ビア
２２３ 開口
２２４ 導体パターン
２３０ 貫通ビア
２４０ 導体プレーン
３００ 電子部品
３０２ ハンダボール
３２０ 電子部品
３２２ ハンダボール
３５０ ネジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体に配線基板を取り付けた構造を有している電子装置及びノイズ抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板には半導体装置などの電子部品が搭載されている。このため、配線基板には、半導体装置及びこの半導体装置に接続している信号線から電磁ノイズが放射される。この電磁ノイズは、同じ筐体内に配置されている他の半導体装置を誤動作させる原因になる。このため、配線基板から電磁ノイズが放射されないようにする必要がある。
【０００３】
電磁ノイズの一部は、配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から放射される。この空間から電磁ノイズが放射されることを抑制する技術としては、例えば特許文献１に記載されている技術がある。この技術は、配線基板の裏面と筐体の内表面とを複数の金属ポストで接続するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１０９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年は半導体装置の高性能化が進んでおり、これに伴って半導体装置の動作クロック数がＧＨｚ帯になってきている。この場合、配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から放射される電磁ノイズもＧＨｚ帯になるが、このような高周波数帯の電磁ノイズは、特許文献１に記載の技術では止めることは難しい。
【０００６】
本発明の目的は、配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から高周波数帯の電磁ノイズが放射されることを抑制できる電子装置及びノイズ抑制方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、筐体と、
前記筐体の内表面上に配置され、かつ裏面が前記内表面に対向している配線基板と、
前記筐体及び前記配線基板の一方に繰り返し設けられた複数の第１導体と、
前記筐体及び前記配線基板の他方に設けられ、前記複数の第１導体と対向している第２導体と、
前記筐体及び前記配線基板の前記一方に設けられ、前記複数の第１導体それぞれに電気的に接続している第３導体と、
を備える電子装置が提供される。
【０００８】
本発明によれば、筐体と、
前記筐体の内表面上に配置され、かつ裏面が前記内表面に対向している配線基板と、
を有する電子装置において、
前記筐体及び前記配線基板の一方に複数の第１導体を繰り返し設け、かつ前記筐体及び前記配線基板の他方に第２導体を前記複数の第１導体と対向する位置に設け、前記複数の第１導体と前記第２導体によりＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）構造を形成して、前記筐体と前記配線基板の間の空間からノイズが漏洩することを抑制するノイズ抑制方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から高周波数帯の電磁ノイズが放射されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部を拡大した図である。
【図３】ＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図４】第２の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【図５】図４におけるＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図６】第３の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【図７】図６におけるＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図８】第４の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図９】第５の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図１０】第６の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体のレイアウトを示す平面図である。
【図１１】第７の実施形態に係る電子装置の断面図である。
【図１２】第８の実施形態に係る電子装置の断面図である。
【図１３】図１２の要部を拡大した図である。
【図１４】第９の実施形態に係る電子装置の断面図である。
【図１５】第１０の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【図１６】第１１の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図である。
【図１７】単位セルの構造の第１の変形例を示す図である。
【図１８】図１７に示した単位セルのレイアウトを説明するための平面図である。
【図１９】図１７及び図１８に示した単位セルの等価回路図である。
【図２０】単位セルの構造の第２の変形例を示す図である。
【図２１】単位セルの構造の第３の変形例を示す図である。
【図２２】図２１に示した単位セルにおける導体プレーンのレイアウトを示すための平面図である。
【図２３】単位セルの構造の第４の変形例を示す図である。
【図２４】図２３に示した単位セルにおける第２導体のパターンを示す平面図である。
【図２５】単位セルの構造の第５の変形例における第２導体のパターンを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図であり、図２は図１の要部を拡大した図である。この電子装置は、筐体１００、配線基板２００、複数の第１導体１１０、第２導体２１２、及び第３導体を備えている。配線基板２００は筐体１００の内表面上に配置され、かつ裏面２１０が筐体１００の内表面１０１に対向している。第１導体１１０は、筐体１００及び配線基板２００の一方（本実施形態では筐体１００）に繰り返し、例えば周期的に設けられている。第２導体２１２は、筐体１００及び配線基板２００の他方（本実施形態では配線基板２００）に設けられ、複数の第１導体１１０と対向している。第３導体は、筐体１００及び配線基板２００のうち上記した一方（本実施形態では筐体１００）に設けられ、複数の第１導体１１０それぞれに電気的に接続している。本実施形態では筐体１００そのものが導電性を有しているため、筐体１００そのものが第３導体を兼ねている。平面視において複数の第１導体１１０及び第２導体２１２は、配線基板２００が有するノイズ源を囲んでいる。
【００１３】
配線基板２００が有するノイズ源は、配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の内表面１０１との間の空間に電磁ノイズを放射するものである。具体的には、ノイズ源は、例えば配線基板２００の裏面２１０に搭載された電子部品３２０、及び裏面２１０に設けられた信号配線２１４である。また配線基板２００は導体プレーン２２０，２４０を有している。導体プレーン２２０，２４０の一方（例えば導体プレーン２２０）は電源プレーンであり、他方（例えば導体プレーン２４０）はグラウンドプレーンである。導体プレーン２２０にはスリット２０２が設けられている。スリット２０２もノイズ源となる。
【００１４】
本実施形態では、配線基板２００は多層配線基板であり、第２導体２１２は配線基板の裏面２１０に設けられている。そして図２に示すように、第１導体１１０と第２導体２１２は、誘電層１４を挟んで対向している。誘電層１４は、一面が複数の第１導体１１０に接しており、他面が第２導体２１２に接している。また第２導体２１２は、図示しないビアを介して、導体プレーン２２０及び導体プレーン２４０のいずれか一方、例えば導体プレーン２２０に電気的に接続している。導体プレーン２２０は第２導体２１２より一層内側の導体層であり、絶縁層２２１を介して第２導体２１２に対向している。
【００１５】
第１導体１１０及び第２導体２１２は、ＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）構造体１０の単位セル１２の少なくとも一部を構成している。具体的には、第１導体１１０は、島状（例えば正方形又は長方形）の導体パターンであり、柱状の接続部材１１２を介して筐体１００に取り付けられている。接続部材１１２は、平面視において第１導体１１０の中心に接続している。また第２導体２１２はシート状の導体パターンである。単位セル１２はマッシュルーム型のＥＢＧ構造体の単位セルであり、筐体１００、柱状の接続部材１１２、島状の第１導体１１０、誘電層１４、及び第２導体２１２により形成されている。筐体１００がマッシュルームに接続する導体プレーンに相当している。そして接続部材１１２がマッシュルームのインダクタンス部分に相当しており、第１導体１１０がマッシュルームのヘッド部分に相当している。そして配線基板２００の第２導体２１２がマッシュルームと対向した導体プレーンに相当している。このような構成において、誘電層１４の厚さ、並びに第１導体１１０の大きさ及び配列によってＥＢＧ構造体１０の各容量の大きさが制御され、接続部材１１２の長さ及び太さによってＥＢＧ構造体１０のインダクタンス成分が制御される。これらを調節することにより、ＥＢＧ構造体１０のバンドギャップ帯を調節して、上記したノイズ源が放射する電磁ノイズがこのバンドギャップ帯に含まれるようにすることができる。
【００１６】
単位セル１２は平面視において２次元的に繰り返し、例えば周期的に配列されている。ここで「繰り返し」単位セル１２を配置する場合、互いに隣り合う単位セル１２において、同一のビアの間隔（中心間距離）が、ノイズとして想定している電磁波の波長λの１／２以内となるようにするのが好ましい。また「繰り返し」には、いずれかの単位セル１２において構成の一部が欠落している場合も含まれる。また単位セル１２が２次元配列を有している場合には、「繰り返し」には単位セル１２が部分的に欠落している場合も含まれる。また「周期的」には、一部の単位セル１２において構成要素の一部がずれている場合や、一部の単位セル１２そのものの配置がずれている場合も含まれる。すなわち厳密な意味での周期性が崩れた場合においても、単位セル１２が繰り返し配置されている場合には、ＥＢＧとしての特性を得ることができるため、「周期性」にはある程度の欠陥が許容される。なおこれらの欠陥が生じる要因としては、単位セル１２間に配線やビアを通す場合、既存の配線レイアウトにＥＢＧ構造を追加する場合において既存のビアやパターンによって単位セル１２が配置できない場合、製造誤差、及び既存のビアやパターンを単位セル１２の一部として用いる場合などが考えられる。
【００１７】
なお電子部品３２０は、例えば半導体パッケージであり、配線基板２００は例えばマザーボードである。電子部品３２０は、ハンダボール３２２を介して配線基板２００の裏面２１０に設けられた配線（図示せず）に接続している。また配線基板２００の表面には、信号配線２０６が設けられており、かつ電子部品３００が搭載されている。電子部品３００は例えば半導体パッケージであり、ハンダボール３０２を介して配線基板２００の表面に設けられた配線（図示せず）に接続している。信号配線２１４は、電子部品３２０又は電子部品３００に接続している。
【００１８】
また配線基板２００は、ネジ３５０を用いて筐体１００に固定されている。ネジ３５０はＥＢＧ構造体１０が設けられている領域に配置されている。なおＥＢＧ構造体１０は、ネジ３５０が設けられる領域において単位セル１２が欠落しているが、この欠落は上記したようにＥＢＧ構造体１０のノイズフィルタとしての特性には影響を与えない。
【００１９】
図３は、ＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図である。本図に示す例において配線基板２００の裏面には電子部品３２０が複数設けられており、各電子部品３２０には信号配線２１４が接続している。またＥＢＧ構造体１０は配線基板２００の縁に沿って設けられているが、さらにＥＢＧ構造体１０は、複数の電子部品３２０及びその電子部品３２０に接続している信号配線２１４を、他の電子部品３２０や他の信号配線２１４から分離する位置にも設けられている。すなわちＥＢＧ構造体１０は、ノイズ源を個別に囲んでいる。なおＥＢＧ構造体１０は、信号配線２１４を、その信号配線２１４が接続している電子部品３２０からは分離していない。また配線基板２００は長方形であるが、ネジ３５０は配線基板２００の２つの短辺の中央に合計２つ設けられている。
【００２０】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態においてＥＢＧ構造体１０は、第１導体１１０及び第２導体２１２を用いて形成されている。第１導体１１０は筐体１００に形成されており、第２導体２１２は配線基板２００に形成されている。このため、ＥＢＧ構造体１０は配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の間の空間を内側に含むように形成されていることになる。従って、この空間内を電磁ノイズが伝播して外部に放射されることが抑制される。
【００２１】
またＥＢＧ構造体１０は、複数の電子部品３２０及びその電子部品３２０に接続している信号配線２１４を、他の電子部品３２０や他の信号配線２１４から分離している。このため電子部品３２０が生成する信号によって、他の電子部品３２０が誤動作することを抑制できる。
【００２２】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図１に相当している。図５は図４におけるＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図であり、第１の実施形態における図３に相当している。この電子装置は、ＥＢＧ構造体１０より内側にネジ３５０が設けられている点を除いて、第１の実施形態と同様の構成である。
【００２３】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。またＥＢＧ構造体１０において単位セル１２を欠落させる必要がないため、ＥＢＧ構造体１０のノイズフィルタとしての能力をさらに高めることができる。
【００２４】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図であり、第２の実施形態における図４に相当している。図７は図６におけるＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図であり、第２の実施形態における図５に相当している。この電子装置は、ＥＢＧ構造体１０が配線基板２００の縁に沿う位置にのみ設けられている点を除いて、第２の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００２５】
本実施形態によっても、ＥＢＧ構造体１０は配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の間の空間を内側に含むように形成されていることになる。従って、この空間内を電磁ノイズが伝播して外部に放射されることが抑制される。また配線基板２００の裏面２１０のうちＥＢＧ構造体１０が占める面積を小さくすることができるため、配線基板２００の裏面２１０に多くの電子部品３２０を搭載したり配線を引き回したりすることができる。
【００２６】
（第４の実施形態）
図８は、第４の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図である。この電子装置は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００２７】
まずネジ３５０は、配線基板２００の４つの角それぞれに設けられている。ネジ３５０が設けられている領域では、ＥＢＧ構造体１０の単位セル１２が欠落している。また、平面視においてＥＢＧ構造体１０は、電子部品３２０及び信号配線２１４と重なる領域を除いて配線基板２００の全面に設けられている。
【００２８】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また平面視においてＥＢＧ構造体１０は、電子部品３２０及び信号配線２１４と重なる領域を除いて配線基板２００の全面に設けられている。従って、ＥＢＧ構造体１０のノイズフィルタとしての能力をさらに高めることができる。
【００２９】
（第５の実施形態）
図９は、第５の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図である。この電子装置は、ＥＢＧ構造体１０が電子部品３２０及び信号配線２１４の周囲にのみ設けられている点、及びネジ３５０が配線基板２００の２つの短辺の中央に合計２つ設けられている点を除いて、第４の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００３０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また配線基板２００の裏面２１０のうちＥＢＧ構造体１０が占める面積を小さくすることができるため、配線基板２００の裏面２１０に多くの電子部品３２０を搭載したり配線を引き回したりすることができる。
【００３１】
（第６の実施形態）
図１０は、第６の実施形態に係る電子装置におけるＥＢＧ構造体１０のレイアウトを示す平面図である。この電子装置は、以下の点を除いて第４の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００３２】
まず、ＥＢＧ構造体１０は、配線基板２００の縁に沿う領域にのみ設けられている。またネジ３５０は、配線基板２００の２つの短辺の中央に合計２つ設けられている。ネジ３５０が設けられている領域においてＥＢＧ構造体１０は、単位セル１２が欠落しているが、幅が狭くならないように内周側に単位セル１２が追加されている。すなわちＥＢＧ構造体１０は、ネジ３５０を迂回するように配置されている。
【００３３】
本実施形態によっても、配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の間の空間を電磁ノイズが伝播して外部に放射されることが抑制される。また配線基板２００の裏面２１０のうちＥＢＧ構造体１０が占める面積を小さくすることができるため、配線基板２００の裏面２１０に多くの電子部品３２０を搭載したり配線を引き回したりすることができる。
【００３４】
（第７の実施形態）
図１１は、第７の実施形態に係る電子装置の断面図であり、第１の実施形態における図１に相当している。この電子装置は、ノイズ源として貫通ビア２３０を有している点を除いて、第１の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。貫通ビア２３０は、電子部品３００，３２０の少なくとも一方に電気的に接続しており、平面視においてＥＢＧ構造体１０によって囲まれている。
【００３５】
本実施形態において、貫通ビア２３０の端部は配線基板２００の裏面２１０に露出している。従って貫通ビア２３０もノイズ源となるが、貫通ビア２３０は平面視においてＥＢＧ構造体１０によって囲まれている。従って、配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の間の空間を介して貫通ビア２３０からノイズが放射されることを抑制できる。このため、本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
（第８の実施形態）
図１２は、第８の実施形態に係る電子装置の断面図であり、第２の実施形態における図４に相当している。図１３は図１２の要部を拡大した図であり、第２の実施形態における図５に相当している。この電子装置は、配線基板２００の裏面２１０に電子部品３２０が搭載されていない点、及びＥＢＧ構造体１０の単位セル１２の構成を除いて第２の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００３７】
本実施形態において筐体１００には第１導体１１０及び接続部材１１２が設けられていない。その代わりに、誘電層１４が直接筐体１００に接している。また第２導体２１２は島状の導体であり、繰り返し、例えば周期的に設けられている。複数の第２導体２１２は、それぞれ絶縁層２２１に設けられたビア２２２を介して導体プレーン２２０に接続している。本実施形態では、第２導体２１２が本発明における第１導体に相当しており、筐体１００が本発明における第２導体に相当している。
【００３８】
本実施形態においても単位セル１２はマッシュルーム型のＥＢＧ構造体の単位セルであり、筐体１００、誘電層１４、第２導体２１２、ビア２２２、及び導体プレーン２２０により形成されている。導体プレーン２２０がマッシュルームに接続する導体プレーンに相当している。そしてビア２２２がマッシュルームのインダクタンス部分に相当しており、第２導体２１２がマッシュルームのヘッド部分に相当している。そして筐体１００がマッシュルームと対向した第２導体プレーンに相当している。
【００３９】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また筐体１００、誘電層１４、第２導体２１２、ビア２２２、及び導体プレーン２２０により単位セル１２が形成されているが、これらの形成には特別な工程は必要ない。従って、電子装置の製造コストを低くすることができる。
【００４０】
（第９の実施形態）
図１４は、第９の実施形態に係る電子装置の断面図であり、第８の実施形態における図１２に相当している。この電子装置は、以下の点を除いて第８の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。なお説明のため、ネジ３５０は図示を省略している。
【００４１】
まず筐体１００の内表面１０１のうちＥＢＧ構造体１０が設けられている領域には凸部１０２が全域にわたって形成されている。すなわちＥＢＧ構造体１０は、凸部１０２を構成の一部としている。この結果、ＥＢＧ構造体１０が設けられていない領域では、配線基板２００の裏面２１０と筐体１００の内表面１０１の間隔が広くなっている。そして、配線基板２００の裏面２１０には電子部品３２０がハンダボール３２２を介して搭載されている。
【００４２】
本実施形態によっても第８の実施形態と同様の効果を得ることができる。また配線基板２００の裏面２１０に電子部品３２０を実装することができるため、配線基板２００の面積を大きくしなくても、配線基板２００に実装できる電子部品３２０の数を増やすことができる。
【００４３】
（第１０の実施形態）
図１５は、第１０の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図１に相当している。本実施形態に係る電子装置は、電子部品３２０の種類によってＥＢＧ構造体１０の構成、具体的には誘電層１４の厚み及び接続部材１１２の長さが異なっている点を除いて、第１の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。具体的には、図中右側の電子部品３２０を囲んでいるＥＢＧ構造体１０は、図中左側の電子部品３２０を囲んでいるＥＢＧ構造体１０に対して、誘電層１４が厚くなっており、これに伴って接続部材１１２が短くなっている。
【００４４】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また複数の電子部品３２０の間で放出するノイズの周波数が異なる場合であっても、電子部品３２０別にＥＢＧ構造体１０の構造を変えることができるため、いずれの電子部品３２０からもノイズが放射されることを抑制できる。
【００４５】
（第１１の実施形態）
図１６は、第１１の実施形態に係る電子装置の構成を示す断面図であり、第９の実施形態における図１４に相当している。本実施形態に係る電子装置は、電子部品３２０の種類によってＥＢＧ構造体１０の構成、具体的には凸部１０２の高さ及び誘電層１４の厚みが異なっている点を除いて、第９の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。具体的には、図中右側の電子部品３２０を囲んでいるＥＢＧ構造体１０は、図中左側の電子部品３２０を囲んでいるＥＢＧ構造体１０に対して、凸部１０２が低くなっており、その分誘電層１４が厚くなっている。
【００４６】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また複数の電子部品３２０の間で放出するノイズの周波数が異なる場合であっても、電子部品３２０別にＥＢＧ構造体１０の構造を変えることができるため、いずれの電子部品３２０からもノイズが放射されることを抑制できる。
【００４７】
上記した各実施形態では、ＥＢＧ構造体１０の単位セル１２は所謂マッシュルーム構造を有している。しかし単位セル１２の構造は、上記した構造に限定されない。
【００４８】
図１７は、単位セル１２の構造の第１の変形例を示す図である。図１８は、図１７に示した単位セル１２のレイアウトを説明するための平面図である。この変形例は、島状の第１導体１１０の代わりに配線状の第１導体１１３が設けられている点、及び接続部材１１２が第１導体１１３の一端に接続している点を除いて、第１の実施形態に示した単位セル１２と同様の構成である。
【００４９】
図１９は、図１７及び図１８に示した単位セル１２の等価回路図である。単位セル１２は、等価回路上、直列インピーダンス部１６と並列アドミタンス部１５によって構成される。直列インピーダンス部１６は、筐体１００及び配線基板２００の第２導体２１２によるインダクタンスＬ１によって構成される。並列アドミタンス部１５は、筐体１００と第２導体２１２の間に生じる容量Ｃ、接続部材１１２によるインダクタンスＬ２、及び第１導体１１３と第２導体２１２からなる伝送線路により構成される。ここで伝送線路について詳細に説明する。第１導体１１３はオープンスタブとして機能する。すなわち第１導体１１３及び第２導体２１２のうち第１導体１１３に対向する領域は、第１導体１１３をリターンパスとする伝送線路として機能する。
【００５０】
そして、並列アドミタンス部１５及び直列インピーダンス部１６の値によって、ＥＢＧ構造体１０のバンドギャップ周波数が決まる。具体的には、オープンスタブして機能する第１導体１１３を長くすることによって、並列アドミタンス部１５によるアドミタンスの値を大きくして、ＥＢＧ構造体１０のバンドギャップ周波数帯を低周波化することができる。第１導体１１３は、例えばスパイラル形状はジグザグ形状（ミアンダ形状）とすることにより、占有面積を大きくすることなく長くすることができる。
【００５１】
図２０は、単位セル１２の構造の第２の変形例を示す図である。この変形例は、第２導体２１２の代わりに配線状の第２導体２１３が設けられている点、及びビア２２２が第２導体２１３の一端に接続している点を除いて、第８の実施形態に示した単位セル１２と同様の構成である。図２０に示した単位セル１２は、上下が逆になっている点を除いて、図１７〜図１９に示した単位セル１２と等価である。
【００５２】
図２１は、単位セル１２の構造の第３の変形例を示す図である。図２２は、図２１に示した単位セル１２における導体プレーン２２０レイアウトを示すための平面図である。この変形例は、導体プレーン２２０に複数の開口２２３及び複数の配線状の導体パターン２２４が設けられている点を除いて、第８の実施形態に示した単位セル１２と同様の構成である。
【００５３】
開口２２３は島状の第２導体２１２それぞれと対向する位置に設けられており、かつ平面視においてビア２２２を内側に含んでいる。本図に示す例において、平面視において開口２２３は第２導体２１２を内側に含んでいるが、このような構成には限定されない。開口２２３は第２導体２１２と相似形であり、かつ平面視において中心が重なっている。そしてこの中心にビア２２２が配置されている。導体パターン２２４は、開口２２３それぞれの中に配置されており、ビア２２２と導体プレーン２２０の本体とを接続している。
【００５４】
そして図２１及び図２２に示す単位セル１２は、第８の実施形態に係る単位セル１２と同様にマッシュルーム構造を有している。ただし、導体パターン２２４がビア２２２とともにマッシュルームのインダクタンスを構成している。すなわち本変形例では、第８の実施形態と比較して単位セル１２のインダクタンスが大きくなる。このため、構造体１０のバンドギャップ周波数帯を変化させない場合、単位セル１２を小型化することができる。また単位セル１２の大きさを変えない場合、ＥＢＧ構造体１０のバンドギャップ周波数帯を低周波化することができる。
【００５５】
図２３は、単位セル１２の構造の第４の変形例を示す図である。図２４は、図２３に示した単位セル１２における第２導体２１２のパターンを示す平面図である。この変形例において単位セル１２は、第２導体２１２及び筐体１００によって構成されている。
【００５６】
第２導体２１２には、開口２１８が繰り返し、例えば周期的に設けられている。複数の開口２１８それぞれの中には、導体パターン２１６，２１７が設けられている。導体パターン２１６は島状の導体パターンであり、導体パターン２１７は配線状の導体パターンである。導体パターン２１６は導体パターン２１７を介して第２導体２１２に接続している。複数の開口２１８それぞれを基準にしたとき、導体パターン２１６，２１７は互いに同じ位置に配置されている。
【００５７】
本実施形態の単位セル１２において、筐体１００と導体パターン２１６の間には容量ＣＲが形成され、導体パターン２１７は、第２導体２１２と導体パターン２１７の間にインダクタンスＬＬを与える。そして本実施形態の単位セル１２は、マッシュルーム構造の単位セルと等価である。すなわち第２導体２１２がマッシュルームに接続する導体プレーンに相当している。そして導体パターン２１７がマッシュルームのインダクタンス部分に相当しており、導体パターン２１６がマッシュルームのヘッド部分に相当している。そして筐体１００がマッシュルームと対向した導体プレーンに相当している。
【００５８】
本変形例によれば、２層の導体層によりＥＢＧ構造体１０を構成することができるため、ＥＢＧ構造体１０を設けるために必要な部分を薄くすることができる。
【００５９】
図２５は、単位セル１２の構造の第５の変形例における第２導体２１２のパターンを示す平面図である。この変形例において単位セル１２は、第２導体２１２が導体パターン２１６を有していない点を除いて、図２３及び図２４に示した単位セル１２と同様の構成である。
【００６０】
この単位セル１２は、図２０に示した第２の変形例と等価である。このため、オープンスタブして機能する導体パターン２１７を長くすることによってアドミタンスの値を大きくして、ＥＢＧ構造体１０のバンドギャップ周波数帯を低周波化することができる。導体パターン２１７は、例えばスパイラル形状はジグザグ形状（ミアンダ形状）とすることにより、占有面積を大きくすることなく長くすることができる。
【００６１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１０ ＥＢＧ構造体
１２ 単位セル
１４ 誘電層
１５ 並列アドミタンス部
１６ 直列インピーダンス部
１００ 筐体
１０１ 内表面
１０２ 凸部
１１０ 第１導体
１１２ 接続部材
１１３ 第１導体
２００ 配線基板
２０２ スリット
２０６ 信号配線
２１０ 裏面
２１２ 第２導体
２１３ 第２導体
２１４ 信号配線
２１６ 導体パターン
２１７ 導体パターン
２１８ 開口
２２０ 導体プレーン
２２１ 絶縁層
２２２ ビア
２２３ 開口
２２４ 導体パターン
２３０ 貫通ビア
２４０ 導体プレーン
３００ 電子部品
３０２ ハンダボール
３２０ 電子部品
３２２ ハンダボール
３５０ ネジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内表面上に配置され、かつ裏面が前記内表面に対向している配線基板と、
前記筐体及び前記配線基板の一方に繰り返し設けられた複数の第１導体と、
前記筐体及び前記配線基板の他方に設けられ、前記複数の第１導体と対向している第２導体と、
前記筐体及び前記配線基板の前記一方に設けられ、前記複数の第１導体それぞれに電気的に接続している第３導体と、
を備える電子装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置において、
平面視において前記複数の第１導体及び第２導体は、前記配線基板が有するノイズ源を囲んでいる電子装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子装置において、
前記ノイズ源は、前記裏面に露出しているビア、前記裏面に形成された配線、又は前記裏面に実装された電子部品である電子装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子装置において、
前記ノイズ源は前記電子部品であり、
前記筐体の内表面のうち前記複数の第１導体又は前記第２導体を有する領域に設けられた凸部を備える電子装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記配線基板は電源プレーン及びグラウンドプレーンを有しており、
前記ノイズ源は、前記電源プレーン又は前記グラウンドプレーンに設けられたスリットである電子装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記配線基板は前記ノイズ源を複数有しており、
前記複数の第１導体及び第２導体は、前記複数のノイズ源を個別に囲んでいる電子装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記配線基板は電源プレーン及びグラウンドプレーンを有しており、
前記複数の第１導体及び前記第２導体のうち前記配線基板に設けられている導体は、前記電源プレーン及び前記グラウンドプレーンのいずれか一方に電気的に接続している電子装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記複数の第１導体及び前記第２導体のうち前記配線基板に設けられている導体は、前記配線基板の裏面に形成されている電子装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電子装置において、
一面が前記複数の第１導体に接しており、他面が前記第２導体に接している誘電層をさらに備える電子装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記配線基板は電源プレーン及びグラウンドプレーンを有しており、
前記複数の第１導体は前記配線基板に設けられており、
前記配線基板の電源プレーン及び前記グラウンドプレーンの一方は、前記配線基板の絶縁層を介して前記複数の第１導体に対向しており、
前記複数の第１導体は、それぞれ前記絶縁層に設けられたビアを介して前記電源プレーン及び前記グラウンドプレーンの一方に接続している電子装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記複数の第１導体は、柱状の接続部材を介して前記筐体に取り付けられている電子装置。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記複数の第１導体と同一層に設けられたシート状の第３導体と、
前記第３導体に繰り返し設けられた複数の開口と、
を備え、
前記複数の第１導体は、前記複数の開口内それぞれに設けられており、かつ前記第３導体に接続している電子装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一つに記載の電子装置において、
平面視において前記複数の第１導体及び第２導体は、前記配線基板の縁に沿って形成されている電子装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記筐体は導電性を有しており、
前記第２導体は、前記筐体である電子装置。
【請求項１５】
筐体と、
前記筐体の内表面上に配置され、かつ裏面が前記内表面に対向している配線基板と、
を有する電子装置において、
前記筐体及び前記配線基板の一方に複数の第１導体を繰り返し設け、かつ前記筐体及び前記配線基板の他方に第２導体を前記複数の第１導体と対向する位置に設け、前記複数の第１導体と前記第２導体によりＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）構造を形成して、前記筐体と前記配線基板の間の空間からノイズが漏洩することを抑制するノイズ抑制方法。
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内表面上に配置され、かつ裏面が前記内表面に対向している配線基板と、
前記筐体及び前記配線基板の一方に繰り返し設けられた複数の第１導体と、
前記筐体及び前記配線基板の他方に設けられ、前記複数の第１導体と対向している第２導体と、
前記筐体及び前記配線基板の前記一方に設けられ、前記複数の第１導体それぞれに電気的に接続している第３導体と、
を備える電子装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置において、
平面視において前記複数の第１導体及び第２導体は、前記配線基板が有するノイズ源を囲んでいる電子装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子装置において、
前記ノイズ源は、前記裏面に露出しているビア、前記裏面に形成された配線、又は前記裏面に実装された電子部品である電子装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子装置において、
前記ノイズ源は前記電子部品であり、
前記筐体の内表面のうち前記複数の第１導体又は前記第２導体を有する領域に設けられた凸部を備える電子装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記配線基板は電源プレーン及びグラウンドプレーンを有しており、
前記ノイズ源は、前記電源プレーン又は前記グラウンドプレーンに設けられたスリットである電子装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記配線基板は前記ノイズ源を複数有しており、
前記複数の第１導体及び第２導体は、前記複数のノイズ源を個別に囲んでいる電子装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記配線基板は電源プレーン及びグラウンドプレーンを有しており、
前記複数の第１導体及び前記第２導体のうち前記配線基板に設けられている導体は、前記電源プレーン及び前記グラウンドプレーンのいずれか一方に電気的に接続している電子装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記複数の第１導体及び前記第２導体のうち前記配線基板に設けられている導体は、前記配線基板の裏面に形成されている電子装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電子装置において、
一面が前記複数の第１導体に接しており、他面が前記第２導体に接している誘電層をさらに備える電子装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記配線基板は電源プレーン及びグラウンドプレーンを有しており、
前記複数の第１導体は前記配線基板に設けられており、
前記配線基板の電源プレーン及び前記グラウンドプレーンの一方は、前記配線基板の絶縁層を介して前記複数の第１導体に対向しており、
前記複数の第１導体は、それぞれ前記絶縁層に設けられたビアを介して前記電源プレーン及び前記グラウンドプレーンの一方に接続している電子装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記複数の第１導体は、柱状の接続部材を介して前記筐体に取り付けられている電子装置。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記複数の第１導体と同一層に設けられたシート状の第３導体と、
前記第３導体に繰り返し設けられた複数の開口と、
を備え、
前記複数の第１導体は、前記複数の開口内それぞれに設けられており、かつ前記第３導体に接続している電子装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一つに記載の電子装置において、
平面視において前記複数の第１導体及び第２導体は、前記配線基板の縁に沿って形成されている電子装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一つに記載の電子装置において、
前記筐体は導電性を有しており、
前記第２導体は、前記筐体である電子装置。
【請求項１５】
筐体と、
前記筐体の内表面上に配置され、かつ裏面が前記内表面に対向している配線基板と、
を有する電子装置において、
前記筐体及び前記配線基板の一方に複数の第１導体を繰り返し設け、かつ前記筐体及び前記配線基板の他方に第２導体を前記複数の第１導体と対向する位置に設け、前記複数の第１導体と前記第２導体によりＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）構造を形成して、前記筐体と前記配線基板の間の空間からノイズが漏洩することを抑制するノイズ抑制方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１１−１２４５０３（Ｐ２０１１−１２４５０３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３０９３（Ｐ２００９−２８３０９３）
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、総務省、「マイクロ波帯、ミリ波帯の利用拡大のための機器雑音抑制技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、総務省、「マイクロ波帯、ミリ波帯の利用拡大のための機器雑音抑制技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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