特開 2024-179093 電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024179093

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】電子機器

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/20 20060101AFI20241219BHJP

   H05K 9/00 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

H05K7/20 B

H05K7/20 F

H05K9/00 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097632

(22)【出願日】2023-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】322003857

【氏名又は名称】パナソニックオートモーティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100138771

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 将明

(72)【発明者】

【氏名】大島 学

(72)【発明者】

【氏名】井本 智幸

(72)【発明者】

【氏名】田中 俊理

【テーマコード（参考）】

5E321

5E322

【Ｆターム（参考）】

5E321AA02

5E321BB53

5E321CC03

5E321GG05

5E322AA01

5E322AA11

5E322EA11

5E322FA04

(57)【要約】

【課題】電子機器の構造を変更することなく、放熱と、電子機器における電磁ノイズの更なる低減を実現する。
【解決手段】電子機器は、プリント基板と、前記プリント基板に実装された電子部品と、前記電子部品に熱的に接続されたヒートシンクと、前記電子部品と前記ヒートシンクとの間に配置された熱伝導部材と、前記電子部品と前記熱伝導部材との間に配置されたシート形状の金属部材と、前記電子部品と前記金属部材との間に配置され、前記金属部材を前記プリント基板に接触させないように、前記電子部品を覆って前記プリント基板に取り付けられたシート形状の絶縁体と、を備え、前記金属部材は、前記電子部品からの電磁ノイズと、前記金属部材の端部で少なくとも一回反射した前記電磁ノイズとが前記金属部材内で重なり合うことにより、前記電子部品からの電磁ノイズを低減可能に寸法が規定される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プリント基板と、
前記プリント基板に実装された電子部品と、
前記電子部品に熱的に接続されたヒートシンクと、
前記電子部品と前記ヒートシンクとの間に配置された熱伝導部材と、
前記電子部品と前記熱伝導部材との間に配置されたシート形状の金属部材と、
前記電子部品と前記金属部材との間に配置され、前記金属部材を前記プリント基板に接触させないように、前記電子部品を覆って前記プリント基板に取り付けられたシート形状の絶縁体と、を備え、
前記金属部材は、前記電子部品からの電磁ノイズと、前記金属部材の端部で少なくとも一回反射した前記電磁ノイズとが前記金属部材内で重なり合うことにより、前記電子部品からの電磁ノイズを低減可能に寸法が規定される、
電子機器。

【請求項2】

前記絶縁体は、前記金属部材と前記プリント基板との間に静電結合が生じるように構成される、
請求項１に記載の電子機器。

【請求項3】

前記絶縁体は、前記金属部材を伝搬した前記電磁ノイズが、前記金属部材から前記プリント基板へと誘導されるように構成される、
請求項２に記載の電子機器。

【請求項4】

プリント基板と、
前記プリント基板に実装された電子部品と、
前記電子部品に熱的に接続されたヒートシンクと、
前記電子部品と前記ヒートシンクとの間に配置された熱伝導部材と、
前記電子部品と前記熱伝導部材との間に配置されたシート形状の金属部材と、
前記電子部品と前記金属部材との間に配置され、前記金属部材を前記プリント基板に接触させないように、前記電子部品を覆って前記プリント基板に取り付けられたシート形状の絶縁体と、を備え、
前記金属部材は、前記電子部品と対向する位置から少なくとも一方向に延伸した形状を有し、前記電子部品と対向する位置から前記金属部材の端部までの長さが、前記電子部品からの電磁ノイズの波長の四分の一である、
電子機器。

【請求項5】

前記絶縁体は、前記金属部材と前記プリント基板との間に静電結合が生じるように構成される、
請求項４に記載の電子機器。

【請求項6】

前記絶縁体は、前記金属部材を伝搬した前記電磁ノイズが、前記金属部材から前記プリント基板へと誘導されるように構成される、
請求項５に記載の電子機器。

【請求項7】

前記金属部材は、前記絶縁体が設置された範囲内において、円形状を有する、
請求項４に記載の電子機器。

【請求項8】

前記金属部材は、前記絶縁体が設置された範囲内において、前記電子部品と対向する位置から少なくとも二方向に延伸した形状を有する、
請求項４に記載の電子機器。

【請求項9】

前記金属部材は、前記絶縁体が設置された範囲内において、前記電子部品と対向する位置から少なくとも四方向に延伸した形状を有する、
請求項４に記載の電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電子機器に搭載される集積回路等の電子部品の発熱および電子部品が放射する電磁ノイズへの種々の対策が提案されている。電子部品の発熱の対策として、ヒートシンクに熱を伝導させて放熱させる構造が知られている。また、電子部品から放射される電磁ノイズの対策として、電子部品を金属部材で覆い、金属部材をプリント基板のグランド層に接続する構造が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、電子部品とヒートシンクとの間に、プリント基板のグランド層と接続された金属部材が配置されたヒートシンク接続体が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－８４５９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

金属部材をプリント基板のグランド層に接続するためには、プリント基板上にグランド端子等を設ける必要があり、プリント基板の設計の制約となっていた。また、プリント基板の設計を完了した後に、電磁ノイズ対策のためにグランド層に接続する金属部材を新たに追加することは困難である。

【0006】

本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、電子機器の構造を変更することなく、放熱と、電子機器における電磁ノイズの更なる低減を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、プリント基板と、前記プリント基板に実装された電子部品と、前記電子部品に熱的に接続されたヒートシンクと、前記電子部品と前記ヒートシンクとの間に配置された熱伝導部材と、前記電子部品と前記熱伝導部材との間に配置されたシート形状の金属部材と、前記電子部品と前記金属部材との間に配置され、前記金属部材を前記プリント基板に接触させないように、前記電子部品を覆って前記プリント基板に取り付けられたシート形状の絶縁体と、を備え、前記金属部材は、前記電子部品からの電磁ノイズと、前記金属部材の端部で少なくとも一回反射した前記電磁ノイズとが前記金属部材内で重なり合うことにより、前記電子部品からの電磁ノイズを低減可能に寸法が規定される、電子機器を提供する。

【0008】

また、本開示は、プリント基板と、前記プリント基板に実装された電子部品と、前記電子部品に熱的に接続されたヒートシンクと、前記電子部品と前記ヒートシンクとの間に配置された熱伝導部材と、前記電子部品と前記熱伝導部材との間に配置されたシート形状の金属部材と、前記電子部品と前記金属部材との間に配置され、前記金属部材を前記プリント基板に接触させないように、前記電子部品を覆って前記プリント基板に取り付けられたシート形状の絶縁体と、を備え、前記金属部材は、前記電子部品と対向する位置から少なくとも一方向に延伸した形状を有し、前記電子部品と対向する位置から前記金属部材の端部までの長さが、前記電子部品からの電磁ノイズの波長の四分の一である、電子機器を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、電子機器の構造を変更することなく、電子機器における放熱および電磁ノイズの更なる低減を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の一実施の形態に係る電子機器の構成を説明するための断面図（ＹＺ平面図）

【図2】本開示の一実施の形態に係る金属部材と絶縁体との関係を説明するための概略図（ＸＹ平面図）

【図3】本開示の一実施の形態に係る金属部材とプリント基板との関係を説明するための概略図（ＹＺ平面図）

【図4】従来の構成例としての金属部材を用いない電子機器の構成を説明するための断面図（ＹＺ平面図）

【図5】従来の構成例における電磁ノイズの強度と周波数との関係を示すグラフ図

【図6】本開示の一実施の形態に係る電子機器が放射する電磁ノイズの強度と周波数との関係を示すグラフ図

【図7】従来の構成例における電子部品から放射された電磁ノイズの強度を説明するための概略図

【図8】本開示の実施の形態１に係る金属部材の形状の一例を示す上面図（ＸＹ平面図）

【図9】本開示の実施の形態１に係る金属部材におけるノイズ強度を説明するための概略図

【図10】本開示の実施の形態２に係る金属部材の形状の一例を示す上面図（ＸＹ平面図）

【図11】本開示の実施の形態３に係る金属部材の形状の一例を示す上面図（ＸＹ平面図）

【図12】本開示の実施の形態４に係る金属部材の形状の一例を示す上面図（ＸＹ平面図）

【図13】本開示の実施の形態５に係る金属部材の形状の一例を示す上面図（ＸＹ平面図）

【図14】本開示の実施の形態５に係る金属部材におけるノイズ強度を説明するための概略図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、適宜図面を参照しながら、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

【0012】

図１は、本開示の一実施の形態に係る電子機器１の構成を説明するための断面図（ＹＺ平面図）である。電子機器１は、プリント基板２、電子部品３、絶縁体４、金属部材５、熱伝導部材６およびヒートシンク７を備える構成である。なお、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸から構成される三次元座標系を用いて説明し、各図において三次元座標系の向きは対応しているものとする。各図において、図中に示した座標系の矢印の向きを正とし、矢印の反対方向を負とする。なお、各軸の構成の設定は一例であり、これに限定するものではない。図１に示すように、プリント基板２に平行な平面をＸＹ平面とする。ＸＹ平面に垂直な軸をＺ軸とする。また、説明の便宜上、Ｚ軸の正方向を「上面」、Ｚ軸の負方向を「下面」と称する場合がある。本実施の形態では、図１に示すように、電子機器１を構成する各部位がＺ軸に沿って層構造をなしている。

【0013】

プリント基板２は、各種電子部品が実装可能に設計された基板であり、導体配線（不図示）が施され、グランド端子等の端子やビア等が設けられる。図１に示すように、プリント基板２には電子部品３が実装される。また、図１には示していないが、複数の電子部品３および、電子部品３以外の各種電子部品が実装されていてよい。

【0014】

電子部品３は、プリント基板２上に実装される。電子部品３の例として、集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（以下、「ＩＣ」と称する））およびｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｍｕｌｔｉ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ（以下、「ｅＭＭＣ」と称する）等が挙げられる。電子部品３は、自身の動作に伴い発熱し、また電磁ノイズを放射する。つまり、電子部品３は、発熱体であり、ノイズ源でもある。なお、電子部品３が発する熱あるいは電磁ノイズは、電子部品３の仕様あるいは動作状況などによって変動しうる。電子部品３から発せられた熱は、絶縁体４、金属部材５、熱伝導部材６、ヒートシンク７の順に伝導し、ヒートシンク７から放熱される。また、本開示の一実施の形態に係る電子機器１では、電子部品３から放射される電磁ノイズが、例えば、ヒートシンク７へ伝搬することを低減させることを目的として金属部材５を設けている。本実施の形態に係る構成に基づくノイズの低減の詳細については後述する。

【0015】

絶縁体４は、シート状またはフィルム状に構成され、電子部品３に接触するように電子部品３の上面に配置され、電子部品３を覆ってプリント基板２の上面に取り付けられる。絶縁体４の寸法は、金属部材５とプリント基板２とを絶縁するために、金属部材５とプリント基板２とが接触しない寸法に規定される。また、絶縁体４には低熱収縮処理が施されていてよい。これにより、電子部品３で発生する熱あるいは電子機器１の外部からの熱による絶縁体４の寸法変化等の影響を抑えられる。絶縁体４は、例えばポリエステルによって構成される。なお、絶縁体４、および後述の金属部材５、熱伝導部材６等については、位置固定の目的で粘着剤が用いられ得るが、ここでは省略して説明する。

【0016】

金属部材５は、絶縁体４に接触するように、絶縁体４の上面に配置される。絶縁体４によって、金属部材５はプリント基板２に接触しないように配置される。金属部材５は、例えばシート状に構成される。金属部材５は、シート状に構成される場合、例えば厚さ５０μｍ程度に構成されてよい。本明細書において、金属部材５はシート状であるとして説明する。金属部材５は、電子部品３で発生した熱が効率的にヒートシンク７に伝導されるように、熱伝導性を有することが好ましい。金属部材５は、例えばアルミニウムによって構成される。また、金属部材５の寸法は、電子部品３からの電磁ノイズが、金属部材内での当該電磁ノイズの反射波により低減されるように規定される。金属部材５の形状の具体的な例は、図８、図１０、図１１、図１２および図１３を用いて後述する。

【0017】

熱伝導部材６は、金属部材５に接触するように、金属部材５の上面に配置される。熱伝導部材６は、例えばシート状あるいはブロック状に構成される。熱伝導部材６は、電子部品３で発生した熱が効率的にヒートシンク７に伝導されるように、熱伝導性を有することが好ましい。また、熱伝導部材６は、電子部品３から放射された電磁ノイズがヒートシンク７に伝搬されないように、絶縁性あるいは電気抵抗を有することが好ましい。熱伝導部材６は、例えばシリコーンゴムによって構成される。

【0018】

ヒートシンク７は、熱伝導部材６に接触するように、熱伝導部材６の上面に配置される。ヒートシンク７は、電子部品３で発生した熱を放熱する。なお、ヒートシンク７の形状は図１に限定されず、例えば放熱効果を高めるためにフィンを有するように構成されてもよい。ヒートシンク７は、例えばアルミニウム等の金属によって構成される。

【0019】

図２は、本開示の一実施の形態に係る金属部材５と絶縁体４との関係を説明するための概略図（ＸＹ平面図）である。図２に示すように、プリント基板２の上面に絶縁体４が配置され、絶縁体４の上面に金属部材５が配置されている。なお、電子部品３がプリント基板２と絶縁体４との間に配置されている。また、金属部材５は絶縁体４によって電子部品３と接触しないが、絶縁体４越しに電子部品３を覆うように配置される。

【0020】

説明の便宜上、図２において、金属部材５および絶縁体４は矩形形状、より具体的には長方形であるとする。図２において、金属部材５のＸ軸方向の長さはＬ１、Ｙ軸方向の長さはＬ２である。また、絶縁体４のＸ軸方向の長さはＬ３、Ｙ軸方向の長さはＬ４である。図２の例では、Ｌ１＜Ｌ３かつＬ２＜Ｌ４である。金属部材５がプリント基板２と接触しないためには、Ｌ１＜Ｌ３かつＬ２＜Ｌ４である必要がある。すなわち、金属部材５の寸法は絶縁体４の寸法の範囲内で規定される。これは、金属部材５および絶縁体４の形状が、図２の例のような長方形とは異なる場合も同様である。なお、金属部材５は、プリント基板２上に実装された回路（不図示）とも接触しない。

【0021】

図３は、本開示の一実施の形態に係る金属部材５とプリント基板２との関係を説明するための概略図（ＹＺ平面図）である。なお、説明の便宜上、図３では絶縁体４を省略している。金属部材５とプリント基板２とは、両者の間に電子部品３が存在する部分は、電子部品３によって互いに接触していない。また、図１に示したように、両者の間に電子部品３が存在しない、金属部材５の端の方も、金属部材５の下面に絶縁体４が存在するため、両者は互いに接触していない。したがって、図３に示すように、金属部材５とプリント基板２との間は、少なくとも距離Ｌ５だけ離れている。言い換えると、金属部材５とプリント基板２とは、少なくとも絶縁体４の厚さの分だけ離れている。これにより、金属部材５とプリント基板２との間の隔離空間が仮想的なコンデンサとなり、静電容量を発生させる。すなわち、金属部材５とプリント基板２とが静電結合する。このとき、電磁ノイズが金属部材５内を伝搬する際に発生する電界は、金属部材５とプリント基板２との間で閉じるため、電磁ノイズは金属部材５から電子機器１の外部に漏出するよりも、プリント基板２の方に誘導される。したがって、電磁ノイズが金属部材５から電子機器１の外部に漏出することを抑制できる。Ｌ５が小さいほど静電結合が強くなるため、金属部材５とプリント基板２とはできるだけ近接していることが好ましい。すなわち、絶縁体４の厚さは薄い方が好ましい。例えば、絶縁体４の厚さは５０μｍ程度であってもよい。

【0022】

本実施の形態に係る電磁ノイズの低減対策を説明するに際し、まず、図４および図５を用いて、従来の構成例における金属部材５を用いない場合の電磁ノイズの強度について説明する。図４は、従来の構成例としての電子機器１０の構成を説明するための断面図（ＹＺ平面図）である。電子機器１０は、プリント基板２、電子部品３、熱伝導部材６およびヒートシンク７を備える構成である。電子機器１０は、図１に示した電子機器１とは異なり、絶縁体４および金属部材５を備えていない。したがって、電子部品３から放射された電磁ノイズを金属部材５により低減することができない。

【0023】

図５は、従来の構成例における電子機器１０から放射される電磁ノイズの強度と周波数との関係を示すグラフ図である。図５において、縦軸は電磁ノイズの電界強度の値を示し、横軸は電磁ノイズの周波数の値を示す。グラフ２１は、測定された電磁ノイズに対応する。グラフ２２は周波数に関わらず所定の電界強度の値を示す。グラフ２１が示す電界強度の値が、任意の周波数においてグラフ２２が示す電界強度の値を超えない場合、電子機器１０は、外部の電子機器等へ電磁的な影響を及ぼさないための性能（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ（以下、「ＥＭＩ」と称する）特性）を備えている。このような性能は、電子機器の実用に際して必要な性能である。グラフ２２が示す電界強度の値は、電磁ノイズが許容可能か否かを判定するためのしきい値である。図５の例では、グラフ２２は電界強度がＡ１ｄＢμＶ／ｍであることを示す。グラフ２１が示す電界強度の値は、周波数が例えば２４６５ＭＨｚ～２４８５ＭＨｚの範囲でＡ１ｄＢμＶ／ｍ以上であるため、電子機器１０は必要な性能を備えていないことが分かる。なお、図５に示した電界強度、周波数、周波数の範囲、グラフ２１およびグラフ２２は一例であり、これに限定する意図ではない。

【0024】

図６は、本開示の一実施の形態に係る電子機器１から放射される電磁ノイズの強度と周波数との関係を示すグラフ図である。図５と同様、図６において、縦軸は電磁ノイズの電界強度の値を示し、横軸は電磁ノイズの周波数の値を示す。また、グラフ３１は測定された電磁ノイズに対応し、グラフ３２は電界強度のしきい値を示す。図６の例では、グラフ３２は電界強度がＡ１ｄＢμＶ／ｍであることを示す。グラフ３１が示す電界強度の値は、全周波数範囲でＡ１ｄＢμＶ／ｍ未満であるため、電子機器１から放射される電磁ノイズの強度は許容範囲内であることが分かる。また、図５と図６とに示したグラフ図から、金属部材５を用いることにより、電磁ノイズが低減されていることが分かる。なお、図６に示した電界強度、周波数、周波数の範囲、グラフ３１およびグラフ３２は一例であり、これに限定する意図ではない。

【0025】

図７は、電子部品４１から放射された電磁ノイズの強度を説明するための概略図である。図７では、Ｙ軸方向の変位とＸ軸方向の変位をそれぞれ縦軸および横軸とし、電子部品４１から放射された電磁ノイズの電界強度を網点のグラデーションで表している。ここでは、電子部品４１を上面から見ているものとして説明する。また、凡例に示すように、網点のグラデーションを７段階に分けて説明する。ここで、凡例に示す電界強度Ｅ１およびＥ２の関係は、Ｅ１＞Ｅ２である。すなわち、電界強度は網点のグラデーションが濃い方が強く、薄い方が弱い。なお、グラデーションの濃さが７段階のうち濃い方の３つの場合、電界強度は強く、中間の１つの場合電界強度は中程度であり、薄い方の３つの場合電界強度は弱いとして説明する。本明細書において、電磁ノイズは電子部品の中心部から放射されるものとして説明する。図７の例では、電磁ノイズは、電子部品４１の中心部４２から放射される。図７の例では、中心部４２付近での網点のグラデーションが最も濃く、電磁ノイズの電界強度が中心部４２付近で最も強いことが示されている。一方、電子部品４１から離れるほど網点のグラデーションが薄くなり、電磁ノイズの電界強度が電子部品４１から離れるほど弱くなることが示されている。電子部品４１内において、網点のグラデーションが濃い部分と薄い部分とが交互に生じている箇所がある。これは、電磁ノイズが重なり合うことで、電界強度が強まっている、あるいは、弱まっていることを示す。なお、電磁ノイズの電界強度Ｅ１およびＥ２は、具体的な値を限定する意図ではない。同様に、電磁ノイズの周波数の具体的な値は限定されない。

【0026】

本明細書において、説明の便宜上、図７を用いて説明したように、電子部品の中心部がノイズ源として電磁ノイズを放射するものとする。しかしこれに限定する意図ではなく、電子部品全体がノイズ源となってよい。すなわち、電子部品の一部（例えば、中心部）をノイズ源とみなすのではなく、電子部品全体をノイズ源とみなしてもよい。図５および図６を用いて説明したように、金属部材を用いた電磁ノイズの低減を行わない場合、電磁ノイズが外部の電子機器等に悪影響を及ぼし得る。以下、図８から図１４を用いて、金属部材による電磁ノイズの低減について説明する。

【0027】

（実施の形態１）
図８に、実施の形態１に係る金属部材５０を示す。金属部材５０の下面には、絶縁体（不図示）、電子部品５１、プリント基板（不図示）が存在し、金属部材５０の上面には、熱伝導部材（不図示）、ヒートシンク（不図示）が存在する。説明のため、電子部品５１が存在する部分を網点で表している。金属部材５０は、電子部品５１と対向する位置からＹ軸の負方向に延伸する延伸部５３とを有する。

【0028】

続いて、電磁ノイズの伝搬経路と、電磁ノイズが低減される場合について説明する。電子部品５１の中心部から放射された電磁ノイズが金属部材５０に伝搬する際、金属部材５０の範囲内のうち、まず電子部品５１の中心部と同一Ｚ軸上の擬ノイズ源５２に到達する。図３を用いて説明したように、金属部材と電子部品との間に存在する絶縁体は薄いことが好ましい。この場合、電子部品の中心部（ノイズ源）と金属部材とのＺ軸方向の距離は小さいと考えられる。したがって、本明細書では、金属部材で電磁ノイズが初めに到達する部分を、金属部材のノイズ源として擬ノイズ源と称する。ここで、擬ノイズ源５２に到達した電磁ノイズは、そのまま上面（言い換えると、ヒートシンクが存在する方向）に向かって伝搬するものと、金属部材５０内の全方向に伝搬するものとに分かれる。金属部材５０内を伝搬する電磁ノイズのうち経路５４を辿る電磁ノイズは、延伸部５３を伝搬して金属部材５０の端部５５に向かって伝搬する。端部５５に到達した電磁ノイズは、端部５５で反射して擬ノイズ源５２に還る。電磁ノイズは連続的に電子部品５１から放射されるため、端部５５で反射して擬ノイズ源５２に還った電磁ノイズと、当該電磁ノイズが放射された後に新たに放射された電磁ノイズとは、擬ノイズ源５２で重なり合う。擬ノイズ源５２で重なり合う両電磁ノイズの位相が互いに反転している場合、両電磁ノイズは打ち消し合う。このとき、金属部材５０からヒートシンクに伝搬する電磁ノイズが減るため、ヒートシンクからの電磁ノイズを低減することができる。以下、金属部材の延伸部の端部で反射し、擬ノイズ源に還る電磁ノイズを第１電磁ノイズと称し、第１電磁ノイズが電子部品から放射された後に、新たに電子部品から放射される電磁ノイズを第２電磁ノイズと称することがある。

【0029】

経路５４上を伝搬する第１電磁ノイズの位相と第２電磁ノイズの位相とを擬ノイズ源５２において反転させるためには、擬ノイズ源５２と端部５５との間の長さＬ６が、電磁ノイズの波長の四分の一となればよい。これにより、擬ノイズ源５２に還った当該第１電磁ノイズの位相は、電子部品５１から擬ノイズ源５２に到達した第２電磁ノイズの位相に対して半波長ずれることとなる。したがって、当該第１電磁ノイズの位相と第２電磁ノイズの位相とが反転した状態となり、共に打ち消し合う。このように、電磁ノイズが金属部材５０内で打ち消し合うように金属部材５０の寸法（形状）を決定することで、ヒートシンク側に伝搬する電磁ノイズを減らし、更にはヒートシンクからの電磁ノイズを低減することができる。なお、電磁ノイズの低減に関する説明の便宜上、電磁ノイズの金属部材５０内での伝搬経路として経路５４に着目した。しかし、電磁ノイズは金属部材５０内において経路５４以外の伝搬経路も辿り得る。

【0030】

図９は、実施の形態１に係る金属部材５０内の電磁ノイズの強度を説明するための概略図である。図７と同様に、電磁ノイズの電界強度を網点のグラデーションで表している。電磁ノイズの電界強度とグラデーションの濃淡との関係もまた、図７と同様である。図９において、金属部材５０を上面から見ているものとして説明する。図８を用いて説明したように、金属部材５０の寸法は、擬ノイズ源５２で重なり合う第１電磁ノイズと第２電磁ノイズとが、互いに打ち消し合うように規定されている。図９から、図７に示した電子部品４１の中心部４２付近の電界強度と比較して、擬ノイズ源５２付近の電界強度が下がっていることが分かる。一方、図９には、延伸部５３の特に端部に近づくにつれて、電磁ノイズの電界強度が大きくなっていることが示されている。図３を用いて説明したように、金属部材５０とプリント基板２とが静電結合している場合、金属部材５０から電子機器の外部に電磁ノイズが漏出する可能性は低い。しかしながら、電磁ノイズは金属部材５０全体において低減できることが好ましい。

【0031】

以上、本実施の形態により、電子機器は、プリント基板と、プリント基板に実装された電子部品と、電子部品に熱的に接続されたヒートシンクと、電子部品とヒートシンクとの間に配置された熱伝導部材と、電子部品と熱伝導部材との間に配置されたシート形状の金属部材と、電子部品と金属部材との間に配置され、金属部材をプリント基板に接触させないように、電子部品を覆ってプリント基板に取り付けられたシート形状の絶縁体と、を備え、金属部材は、電子部品と対向する位置から少なくとも一方向に延伸した形状を有し、電子部品と対向する位置から金属部材の端部までの長さが、電子部品からの電磁ノイズの波長の四分の一である。

【0032】

これにより、金属部材内で電磁ノイズを低減できるため、電子機器の構造を変更することなく、電子機器における放熱および電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0033】

また、絶縁体は、金属部材とプリント基板との間に静電結合が生じるように構成される。また、絶縁体は、金属部材を伝搬した電磁ノイズが、金属部材からプリント基板へと誘導されるように構成される。

【0034】

これにより、電子機器の外部に漏出する電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0035】

（実施の形態２）
実施の形態１では、電子部品５１と対向する位置から一方向に延伸した形状の金属部材５０について説明した。一方、実施の形態２においては、電子部品６１と対向する位置から二方向に延伸した形状の金属部材６０について説明する。なお、実施の形態２に係る金属部材６０の説明において、実施の形態１に係る金属部材５０と同一の内容の説明は簡略化あるいは省略し、差分に着目して説明する。これは、後述する実施の形態３、実施の形態４および実施の形態５についても同様である。

【0036】

図１０に、実施の形態２に係る金属部材６０を示す。金属部材６０は、電子部品６１と対向する位置からＹ軸の正方向に延伸した延伸部６３Ａと、電子部品６１と対向する位置からＹ軸の負方向に延伸した延伸部６３Ｂとを有する。電子部品から放射され、擬ノイズ源６２に到達した電磁ノイズのうち一部は、擬ノイズ源６２から金属部材６０内の全方向に伝搬する。ここで、擬ノイズ源６２と端部６５Ａとの間の長さＬ７が電磁ノイズの波長の四分の一である場合、経路６４Ａを伝搬する第１電磁ノイズが擬ノイズ源６２に還った際の位相は、第２電磁ノイズの位相と反転した状態となる。したがって、擬ノイズ源６２で第２電磁ノイズと打ち消し合う。同様に、擬ノイズ源６２と端部６５Ｂとの間の長さＬ８が電磁ノイズの波長の四分の一である場合、経路６４Ｂを伝搬する第１電磁ノイズは、擬ノイズ源６２で第２電磁ノイズと打ち消し合う。このように、電子部品６１と対向する位置から二方向に延伸した形状の金属部材６０は、第２電磁ノイズと打ち消し合う第１電磁ノイズが伝搬する経路が二つ存在し得るため、電子部品５１と対向する位置から一方向に延伸した形状の金属部材５０と比較して、電磁ノイズの更なる低減効果が期待できる。

【0037】

以上、本実施の形態により、金属部材は、絶縁体が設置された範囲内において、電子部品と対向する位置から少なくとも二方向に延伸した形状を有する。

【0038】

これにより、金属部材内で電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0039】

（実施の形態３）
実施の形態３では、電子部品７１と対向する位置から四方向に延伸した形状の金属部材７０について説明する。図１１に、実施の形態３に係る金属部材７０を示す。金属部材７０は、電子部品７１と対向する位置からＹ軸の正方向に延伸した延伸部７３Ａと、電子部品７１と対向する位置からＸ軸の負方向に延伸した延伸部７３Ｂと、電子部品７１と対向する位置からＹ軸の負方向に延伸した延伸部７３Ｃと、電子部品７１と対向する位置からＸ軸の正方向に延伸した延伸部７３Ｄとを有する。電子部品から放射された電磁ノイズは、擬ノイズ源７２に到達した後、擬ノイズ源７２から金属部材７０内の全方向（ここでは、４つの方向）に伝搬する。ここで、擬ノイズ源７２と端部７５Ａとの間の長さＬ９が電磁ノイズの波長の四分の一である場合、経路７４Ａを伝搬する第１電磁ノイズが擬ノイズ源７２に還った際の位相は、第２電磁ノイズの位相と反転した状態となる。したがって、擬ノイズ源７２で第２電磁ノイズと打ち消し合う。同様に、擬ノイズ源７２と端部７５Ｂとの間の長さＬ１０が電磁ノイズの波長の四分の一である場合、経路７４Ｂを伝搬する第１電磁ノイズは、擬ノイズ源７２で第２電磁ノイズと打ち消し合う。同様に、擬ノイズ源７２と端部７５Ｃとの間の長さＬ１１が電磁ノイズの波長の四分の一である場合、経路７４Ｃを伝搬する第１電磁ノイズは、擬ノイズ源７２で第２電磁ノイズと打ち消し合う。同様に、擬ノイズ源７２と端部７５Ｄとの間の長さＬ１２が電磁ノイズの波長の四分の一である場合、経路７４Ｄを伝搬する第１電磁ノイズは、擬ノイズ源７２で第２電磁ノイズと打ち消し合う。このように、電子部品７１と対向する位置から四方向に延伸した形状の金属部材７０は、第２電磁ノイズと打ち消し合う第１電磁ノイズが伝搬する経路が四つ存在し得るため、電子部品６１と対向する位置から二方向に延伸した形状の金属部材６０と比較して、電磁ノイズの更なる低減効果が期待できる。

【0040】

以上、本実施の形態により、金属部材は、絶縁体が設置された範囲内において、電子部品と対向する位置から少なくとも四方向に延伸した形状を有する。

【0041】

これにより、金属部材内で電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0042】

（実施の形態４）
実施の形態４では、電子部品８１と対向する位置から全方向に延伸した形状の金属部材８０について説明する。図１２に、実施の形態４に係る金属部材８０を示す。金属部材８０は、擬ノイズ源８２を中心とした、半径がＬ１３の円状である。言い換えると、金属部材８０は、擬ノイズ源８２から全方向に一定の長さだけ延伸した延伸部を有する。電子部品から放射された電磁ノイズは、擬ノイズ源８２に到達した後、擬ノイズ源８２から金属部材８０内の全方向に伝搬する。ここで、擬ノイズ源８２と金属部材８０の端部８４との間の長さＬ１３が電磁ノイズの波長の四分の一である場合、経路８３を伝搬する第１電磁ノイズが擬ノイズ源８２に還った際の位相は、第２電磁ノイズの位相と反転した状態となる。また、金属部材８０は擬ノイズ源８２を中心とした円状であるため、経路８３を伝搬する第１電磁ノイズに限らず、金属部材８０の端部で反射した全ての第１電磁ノイズの位相は、擬ノイズ源８２において第２電磁ノイズの位相と反転する。したがって、全方向からの第１電磁ノイズが擬ノイズ源８２で第２電磁ノイズと打ち消し合う。このように、電子部品８１と対向する位置から全方向に延伸した形状の金属部材８０において、擬ノイズ源８２から金属部材８０内の全方向に伝搬した全ての第１電磁ノイズは、擬ノイズ源８２に還った際に第２電磁ノイズと打ち消し合う。そのため、電子部品７１と対向する位置から四方向に延伸した形状の金属部材７０と比較して、電磁ノイズの更なる低減効果が期待できる。

【0043】

以上、本実施の形態により、金属部材は、絶縁体が設置された範囲内において、円形状を有する。

【0044】

これにより、金属部材内で電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0045】

（実施の形態５）
上記の実施の形態１～４では、金属部材の擬ノイズ源と延伸部の端部との間の長さが電磁ノイズの波長の四分の一となるように金属部材の寸法が規定された。すなわち、金属部材の擬ノイズ源と延伸部の端部との間の長さが一定となっていた。一方、実施の形態５においては、金属部材の寸法は、金属部材の擬ノイズ源と延伸部の端部との間の長さが一定でなくても、金属部材内で電磁ノイズが低減されるように決定される。すなわち、金属部材の擬ノイズ源を基準とした金属部材の端部までの長さは、方向に応じて異なっていてよい。そのような金属部材の寸法は、例えばコンピュータ等で電磁ノイズの軌道解析が行われることにより決定される。電磁ノイズの軌道解析は、例えばＣｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（以下、「ＣＡＥ」と称する）等により行われる。

【0046】

図１３は、実施の形態５に係る金属部材９０を示す。金属部材９０は、電子部品９１と対向する位置からＸ軸の正方向および負方向、Ｙ軸の正方向および負方向に所定の長さだけ延伸している。電子部品９１から擬ノイズ源９２に伝搬した後、擬ノイズ源９２から金属部材９０内を伝搬する第１電磁ノイズは、例えば経路９３上を伝搬する。経路９３上を伝搬する第１電磁ノイズは、金属部材９０の端部９４Ａで反射した後、端部９４Ｂで反射する。当該第１電磁ノイズは、その後１回または複数回の反射を繰り返して、擬ノイズ源９２に還る。ここで、経路９３を伝搬して擬ノイズ源９２に還った当該第１電磁ノイズの位相と、第２電磁ノイズの位相とは、反転した状態となっていてもよいし、反転した状態となっていなくてもよい。経路９３以外の経路を伝搬する第１電磁ノイズも含めた複数の第１電磁ノイズと、第２電磁ノイズとが打ち消し合えばよく、そのような効果を得られる金属部材９０の寸法が、電磁ノイズの軌道解析によって決定されてよい。

【0047】

図１４は、実施の形態５に係る金属部材９０内の電磁ノイズの強度を説明するための概略図である。図７および図９と同様に、電磁ノイズの電界強度を網点のグラデーションで表しており、電磁ノイズの電界強度とグラデーションの濃淡との関係もまた、図７および図９と同様である。金属部材９０内における電磁ノイズの電界強度は、電子部品９１と重なる部分は弱く、それ以外の部分は主に中程度である。したがって、金属部材９０内における電磁ノイズの電界強度は、図９に示した、電子部品５１と対向する位置から一方向に延伸した形状の金属部材５０の場合と比較して全体的に弱くなっている。特に、電子部品９１と重なる部分の電界強度が弱くなっていることにより、ヒートシンクに伝搬する電磁ノイズの更なる低減効果が期待できる。また、金属部材５０の場合は、延伸部５３の端の方の電界強度が強くなっていた。しかし、金属部材９０の場合は、電子部品９１と重なる部分以外の電界強度は、主に中程度である。したがって、金属部材９０から電子機器の外部に電磁ノイズが漏出する可能性も、より低くなっている。

【0048】

以上、本実施の形態により、電子機器は、プリント基板と、プリント基板に実装された電子部品と、電子部品に熱的に接続されたヒートシンクと、電子部品とヒートシンクとの間に配置された熱伝導部材と、電子部品と熱伝導部材との間に配置されたシート形状の金属部材と、電子部品と金属部材との間に配置され、金属部材をプリント基板に接触させないように、電子部品を覆ってプリント基板に取り付けられたシート形状の絶縁体と、を備え、金属部材は、電子部品からの電磁ノイズと、金属部材の端部で少なくとも一回反射した電磁ノイズとが金属部材内で重なり合うことにより、電子部品からの電磁ノイズを低減可能に寸法が規定される。

【0049】

これにより、金属部材内で電磁ノイズを低減できるため、電子機器の構造を変更することなく、電子機器における放熱および電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。特に、電磁ノイズの波長に関わらず、電磁ノイズ低減のための金属部材の寸法を規定することが可能となる。

【0050】

（本開示のまとめ）
以上の実施の形態の記載により、下記の技術が開示される。

【0051】

＜技術１＞
電子機器は、プリント基板と、プリント基板に実装された電子部品と、電子部品に熱的に接続されたヒートシンクと、電子部品とヒートシンクとの間に配置された熱伝導部材と、電子部品と熱伝導部材との間に配置されたシート形状の金属部材と、電子部品と金属部材との間に配置され、金属部材をプリント基板に接触させないように、電子部品を覆ってプリント基板に取り付けられたシート形状の絶縁体と、を備え、金属部材は、電子部品からの電磁ノイズと、金属部材の端部で少なくとも一回反射した電磁ノイズとが金属部材内で重なり合うことにより、電子部品からの電磁ノイズを低減可能に寸法が規定される。

【0052】

これにより、金属部材内で電磁ノイズを低減できるため、電子機器の構造を変更することなく、電子機器における放熱および電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。特に、電磁ノイズの波長に関わらず、電磁ノイズ低減のための金属部材の寸法を規定することが可能となる。

【0053】

＜技術２＞
絶縁体は、技術１に記載の電子機器において、金属部材とプリント基板との間に静電結合が生じるように構成されてよい。

【0054】

これにより、電子機器の外部に漏出する電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0055】

＜技術３＞
絶縁体は、技術２に記載の電子機器において、金属部材を伝搬した電磁ノイズが、金属部材からプリント基板へと誘導されるように構成されてよい。

【0056】

これにより、電子機器の外部に漏出する電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0057】

＜技術４＞
電子機器は、プリント基板と、プリント基板に実装された電子部品と、電子部品に熱的に接続されたヒートシンクと、電子部品とヒートシンクとの間に配置された熱伝導部材と、電子部品と熱伝導部材との間に配置されたシート形状の金属部材と、電子部品と金属部材との間に配置され、金属部材をプリント基板に接触させないように、電子部品を覆ってプリント基板に取り付けられたシート形状の絶縁体と、を備え、金属部材は、電子部品と対向する位置から少なくとも一方向に延伸した形状を有し、電子部品と対向する位置から金属部材の端部までの長さが、電子部品からの電磁ノイズの波長の四分の一である。

【0058】

これにより、金属部材内で電磁ノイズを低減できるため、電子機器の構造を変更することなく、電子機器における放熱および電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0059】

＜技術５＞
絶縁体は、技術４に記載の電子機器において、金属部材とプリント基板との間に静電結合が生じるように構成されてよい。

【0060】

これにより、電子機器の外部に漏出する電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0061】

＜技術６＞
絶縁体は、技術５に記載の電子機器において、金属部材を伝搬した電磁ノイズが、金属部材からプリント基板へと誘導されるように構成されてよい。

【0062】

これにより、電子機器の外部に漏出する電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0063】

＜技術７＞
金属部材は、技術４から６のうちいずれか１つに記載の電子機器において、絶縁体が設置された範囲内において、円形状を有してよい。

【0064】

これにより、金属部材内で電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0065】

＜技術８＞
金属部材は、技術４から６のうちいずれか１つに記載の電子機器において、絶縁体が設置された範囲内において、電子部品と対向する位置から少なくとも二方向に延伸した形状を有してよい。

【0066】

これにより、金属部材内で電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【0067】

＜技術９＞
金属部材は、技術４から６および技術８のうちいずれか１つに記載の電子機器において、絶縁体が設置された範囲内において、電子部品と対向する位置から少なくとも四方向に延伸した形状を有してよい。

【0068】

これにより、金属部材内で電磁ノイズの更なる低減を実現することが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本開示の技術は、電子機器として有用である。

【符号の説明】

【0070】

１、１０ 電子機器
２ プリント基板
３、４１、５１、６１、７１、８１、９１ 電子部品
４ 絶縁体
５、５０、６０、７０、８０、９０ 金属部材
６ 熱伝導部材
７ ヒートシンク

【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】