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公開番号2020194832
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201203
出願番号2019098305
出願日20190527
発明の名称電子装置
出願人株式会社デンソー
代理人特許業務法人かいせい特許事務所
主分類H05K 1/02 20060101AFI20201106BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】サージ電流による電子部品の破壊や誤動作を防止することができる電子装置を提供する。
【解決手段】第1GNDパターン107は、筐体300の導体部301に対向配置された凸部106に電気的に接続される。第2GNDパターン108は、第1GNDパターン107から離れて配置されると共に、電子部品103及びGND端子200に電気的に接続される。接続部109は、第1GNDパターン107と第2GNDパターン108とを電気的に接続する。第2GNDパターン108のうちGND端子200と接続部109とを繋ぐ最短の電流経路に対応した領域を電流領域112とし、第2GNDパターン108のうち電子部品103が投影された領域を部品領域113とする。接続部109は、電流領域112と部品領域113とが第2GNDパターン108において重ならないように、プリント基板100に設けられる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
表面(101)及び裏面(102)を有し、電子部品(103)が前記表面に実装され、前記裏面に導電材料によって形成された凸部(106)が設けられたプリント基板(100)と、
前記プリント基板に実装されたGND端子(200)と、
前記プリント基板から離れて配置されていると共に前記プリント基板の前記裏面のうち少なくとも前記凸部に対向配置された導体部(301)と、前記GND端子の一部及び前記プリント基板を収容する収容部(302)と、を有する筐体(300)と、
を含み、
前記プリント基板は、
前記凸部に電気的に接続された第1GNDパターン(107)と、
前記第1GNDパターンから離れて配置されていると共に、前記電子部品及び前記GND端子に電気的に接続された第2GNDパターン(108)と、
前記第1GNDパターンと前記第2GNDパターンとを電気的に接続する接続部(109)と、
を有し、
前記接続部は、前記第2GNDパターンのうち前記GND端子と前記接続部とを繋ぐ最短の電流経路に対応した電流領域(112)と、前記第2GNDパターンのうち前記電子部品が投影された部品領域(113)と、が前記第2GNDパターンにおいて重ならないように、前記プリント基板に設けられている電子装置。
続きを表示(約 2,100 文字)【請求項2】
表面(101)及び裏面(102)を有し、電子部品(103)が前記表面に実装され、前記裏面に導体材料によって形成された凸部(106)が設けられたプリント基板(100)と、
前記プリント基板に実装されたGND端子(200)と、
前記プリント基板から離れて配置されていると共に前記プリント基板の前記裏面のうち少なくとも前記凸部に対向配置された導体部(301)と、前記GND端子の一部及び前記プリント基板を収容する収容部(302)と、を有する筐体(300)と、
を含み、
前記プリント基板は、
前記凸部及び前記GND端子に電気的に接続された第1GNDパターン(107)と、
前記第1GNDパターンから離れて配置されていると共に、前記電子部品に電気的に接続された第2GNDパターン(108)と、
前記第1GNDパターンと前記第2GNDパターンとを電気的に接続する接続部(109)と、
を有する電子装置。
【請求項3】
前記プリント基板は、複数の基板層(115、116)及び複数の導体層(117〜119)を有する多層プリント基板を構成し、
前記第1GNDパターン及び前記第2GNDパターンは、前記複数の導体層のうちの同一の層に形成されている請求項1または2に記載の電子装置。
【請求項4】
前記プリント基板は、複数の基板層(115、116)及び複数の導体層(117〜119)を有する多層プリント基板を構成し、
前記第1GNDパターン及び前記第2GNDパターンは、前記複数の導体層のうちの異なる層に形成されている請求項1または2に記載の電子装置。
【請求項5】
第1表面(101)及び第1裏面(102)を有し、電子部品(103)が前記第1表面に実装された第1プリント基板(100)と、
第2表面(401)及び第2裏面(402)を有し、前記第2裏面に導体材料によって形成された凸部(404)が設けられた第2プリント基板(400)と、
前記第1プリント基板の前記第1表面と前記第2プリント基板の前記第2表面とに実装されることで前記第1プリント基板と前記第2プリント基板を一体化すると共に、前記凸部に電気的に接続されたコネクタ(500)と、
前記第1プリント基板に実装されたGND端子(200)と、
前記第1プリント基板及び前記第2プリント基板から離れて配置されていると共に前記第2プリント基板の前記第2裏面のうち少なくとも前記凸部に対向配置された導体部(301)と、前記GND端子の一部、前記第1プリント基板、及び前記第2プリント基板を収容する収容部(302)と、を有する筐体(300)と、
を含み、
前記第1プリント基板は、
前記コネクタを介して前記凸部に電気的に接続された第1GNDパターン(107)と、
前記第1GNDパターンから離れて配置されていると共に、前記電子部品及び前記GND端子に電気的に接続された第2GNDパターン(108)と、
前記第1GNDパターンと前記第2GNDパターンとを電気的に接続する接続部(109)と、
を有し、
前記接続部は、前記第2GNDパターンのうち前記GND端子と前記接続部とを繋ぐ最短の電流経路に対応した電流領域(112)と、前記第2GNDパターンのうち前記電子部品が投影された部品領域(113)と、が前記第2GNDパターンにおいて重ならないように、前記第1プリント基板に設けられている電子装置。
【請求項6】
前記導体部は、前記筐体の内部に光を導く開口部(303)を有する請求項5に記載の電子装置。
【請求項7】
前記導体部がガラス板(2)に固定されるレインセンサまたはライトセンサに適用される請求項6に記載の電子装置。
【請求項8】
前記第1プリント基板は、複数の基板層(115、116)及び複数の導体層(117〜119)を有する多層プリント基板を構成し、
前記第1GNDパターン及び前記第2GNDパターンは、前記複数の導体層のうちの同一の層に形成されている請求項5ないし7のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項9】
前記第1プリント基板は、複数の基板層(115、116)及び複数の導体層(117〜119)を有する多層プリント基板を構成し、
前記第1GNDパターン及び前記第2GNDパターンは、前記複数の導体層のうちの異なる層に形成されている請求項5ないし7のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項10】
前記接続部は、複数設けられている請求項1ないし9のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項11】
前記第1GNDパターン、前記第2GNDパターン、及び前記接続部は、同じ材質の導電材料によって形成されている請求項1ないし10のいずれか1つに記載の電子装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電子装置に関するものである。
続きを表示(約 4,300 文字)【背景技術】
【0002】
従来より、表面側にコネクタや電子部品が搭載されると共に、裏面側に2つに分離されたグランドプレーンが設けられたプリント基板が、例えば特許文献1で提案されている。
【0003】
プリント基板の表面側では、シールドコネクタと電子部品とが差動配線を介して電気的に接続されている。これに対し、プリント基板の裏面側では、2つのグランドプレーンは差動配線よりも抵抗値が低い導電部材によって接続されている。IC側のグランドプレーンはフレームグランド接続部を介して筐体等のフレームグランドに接続される。
【0004】
この構成により、ノイズが外部からコネクタに侵入した場合、コネクタ→コネクタ側のグランドプレーン→導電部材→電子部品側のグランドプレーン→フレームグランド接続部という経路を介してフレームグランドに流れるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2011−211147号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記従来の技術では、ノイズをフレームグランドに落とすためにフレームグランド接続部を筐体に接続する構成が前提となっている。このため、フレームグランド接続部と筐体とを接続することができない、あるいは接続しない構成の場合、筐体の導体部からプリント基板のグランドプレーンに放電が発生し、グランドプレーンにサージ電流が流れる。そして、サージ電流が保護対象である電子部品の下方を流れることで電子部品の破壊や誤作動が引き起こされる可能性がある。
【0007】
本発明は上記点に鑑み、サージ電流による電子部品の破壊や誤動作を防止することができる電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、請求項1、2に記載の発明では、電子装置は、プリント基板(100)、GND端子(200)、及び筐体(300)を含む。プリント基板は、表面(101)及び裏面(102)を有し、電子部品(103)が表面に実装され、裏面に導電材料によって形成された凸部(106)が設けられている。
【0009】
GND端子は、プリント基板に実装されている。筐体は、プリント基板から離れて配置されていると共にプリント基板の裏面のうち少なくとも凸部に対向配置された導体部(301)と、GND端子の一部及びプリント基板を収容する収容部(302)と、を有する。
【0010】
また、プリント基板は、第1GNDパターン(107)、第2GNDパターン(108)、及び接続部(109)を有する。
【0011】
そして、請求項1に記載の発明では、第1GNDパターンは、凸部に電気的に接続されている。第2GNDパターンは、第1GNDパターンから離れて配置されていると共に、電子部品及びGND端子に電気的に接続されている。接続部は、第1GNDパターンと第2GNDパターンとを電気的に接続する。
【0012】
接続部は、第2GNDパターンのうちGND端子と接続部とを繋ぐ最短の電流経路に対応した電流領域(112)と、第2GNDパターンのうち電子部品が投影された部品領域(113)と、が第2GNDパターンにおいて重ならないように、プリント基板に設けられている。
【0013】
これによると、凸部から第1GNDパターン、接続部、及び第2GNDパターンの電流領域を介してGND端子に達する電流経路が、部品領域を迂回するように構成されている。このため、凸部と導体部との間で放電が発生したとしても、サージ電流が電子部品の下方を流れないので、放電によるサージ電流の影響を電子部品に与えずに、サージ電流をGND端子に流すことができる。したがって、サージ電流による電子部品の破壊や誤動作を防止することができる。
【0014】
請求項2に記載の発明では、第1GNDパターンは、凸部及びGND端子に電気的に接続されている。第2GNDパターン(108)は、第1GNDパターンから離れて配置されていると共に、電子部品に電気的に接続されている。接続部は、第1GNDパターンと第2GNDパターンとを電気的に接続する。
【0015】
これによると、凸部から第1GNDパターンを介してGND端子に達する電流経路が、部品領域から離されている。このため、凸部と導体部との間で放電が発生したとしても、サージ電流が電子部品の下方を流れないので、放電によるサージ電流の影響を電子部品に与えずに、サージ電流をGND端子に流すことができる。したがって、サージ電流による電子部品の破壊や誤動作を防止することができる。
【0016】
請求項5に記載の発明では、電子装置は、第1プリント基板(100)、第2プリント基板(400)、コネクタ、GND端子(200)、及び筐体(300)を含む。
【0017】
第1プリント基板は、第1表面(101)及び第1裏面(102)を有し、電子部品(103)が第1表面に実装されている。第2プリント基板は、第2表面(401)及び第2裏面(402)を有し、第2裏面に導体材料によって形成された凸部(404)が設けられている。
【0018】
コネクタは、第1プリント基板の第1表面と第2プリント基板の第2表面とに実装されることで第1プリント基板と第2プリント基板を一体化すると共に、凸部に電気的に接続されている。GND端子は、第1プリント基板に実装されている。
【0019】
筐体は、導体部(301)及び収容部(302)を有する。導体部は、第1プリント基板及び第2プリント基板から離れて配置されていると共に第2プリント基板の第2裏面のうち少なくとも凸部に対向配置されている。収容部は、GND端子の一部、第1プリント基板、及び第2プリント基板を収容する。
【0020】
第1プリント基板は、第1GNDパターン(107)、第2GNDパターン(108)、及び接続部(109)を有する。第1GNDパターンは、コネクタを介して凸部に電気的に接続されている。第2GNDパターンは、第1GNDパターンから離れて配置されていると共に、電子部品及びGND端子に電気的に接続されている。接続部は、第1GNDパターンと第2GNDパターンとを電気的に接続する。
【0021】
接続部は、第2GNDパターンのうちGND端子と接続部とを繋ぐ最短の電流経路に対応した電流領域(112)と、第2GNDパターンのうち電子部品が投影された部品領域(113)と、が第2GNDパターンにおいて重ならないように、第1プリント基板に設けられている。
【0022】
これによると、凸部からコネクタ、第1GNDパターン、接続部、及び第2GNDパターンの電流領域を介してGND端子に達する電流経路が、部品領域を迂回するように構成されている。このため、凸部と導体部との間で放電が発生したとしても、サージ電流が電子部品の下方を流れないので、放電によるサージ電流の影響を電子部品に与えずに、サージ電流をGND端子に流すことができる。したがって、サージ電流による電子部品の破壊や誤動作を防止することができる。
【0023】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0024】
第1実施形態に係る電子装置の断面図である。
図1に示されたプリント基板の裏面を示した平面図である。
第1実施形態に係る変形例を示した平面図である。
図3に示された構成に対する比較例を示した平面図である。
第1実施形態に係る変形例を示した平面図である。
第1実施形態に係る変形例を示した断面図である。
第1実施形態に係る変形例を示した平面図である。
第2実施形態に係るプリント基板の裏面を示した平面図である。
第3実施形態に係る電子装置の断面図である。
図9に示された第1プリント基板の裏面を示した平面図である。
図9に示された第2プリント基板の裏面を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【0026】
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図を参照して説明する。図1に示されるように、電子装置1は、プリント基板100、GND端子200、及び筐体300を備える。
【0027】
プリント基板100は、表面101及び裏面102を有する。プリント基板100の表面101には、配線パターンとして図示しない表面導体配線が形成されていると共に、電子部品103、回路素子104等が実装されている。
【0028】
電子部品103は、マイクロコンピュータやIC等の能動素子である。電子部品103は、サージ電流等のノイズから保護すべき保護対象素子である。
【0029】
回路素子104は、複数の端子105を有する。各端子105は、プリント基板100に設けられた貫通孔を介しての裏面102から突出している。そして、各端子105の先端部分は、プリント基板100の裏面102にはんだ付けされている。これにより、プリント基板100の裏面102に導電材料によって形成された凸部106が設けられている。凸部106ははんだの山である。
【0030】
GND端子200は、プリント基板100の表面101に実装されている。GND端子200は、通信線を介して外部機器に接続される。なお、GND端子200の他に、図示しない電源端子及び出力端子がプリント基板100の表面101に実装されている。GND端子200を含むこれらの端子は、プリント基板100の裏面102に突出していない。
(【0031】以降は省略されています)

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