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CN105981487B - 噪声降低用电子部件 - Google Patents

噪声降低用电子部件 Download PDF

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CN105981487B CN201580007813.6A CN201580007813A CN105981487B CN 105981487 B CN105981487 B CN 105981487B CN 201580007813 A CN201580007813 A CN 201580007813A CN 105981487 B CN105981487 B CN 105981487B
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Abstract

噪声降低用电子部件(10)安装于电路基板(20)进行使用。噪声降低用电子部件(10)具有：浮置电极(11)，其被配置为与电路基板(20)的接地导体(21)电容耦合；辐射元件(12)，其与浮置电极(11)连接；以及屏蔽部件(13)，其屏蔽从辐射元件(12)辐射的电磁波。通过该噪声降低用电子部件(10)，能够实现印刷电路基板等的噪声的降低。

Description

噪声降低用电子部件
技术领域
本发明涉及能够降低由印刷电路基板等产生的噪声的噪声降低用电子部件。
背景技术
专利文献1公开了防止高频噪声电流经由连接器传输到电缆的滤波器。在专利文献1所公开的滤波器中，在印刷电路基板的连接器周边部形成表现出高阻抗的区域。表现出高阻抗的区域具有电磁带隙结构，该电磁带隙结构具有在规定的频带阻止电磁波的传输的带隙。专利文献2公开了在多个频带表现出高阻抗的表面结构。
表现出高阻抗的区域包括在第一导体层周期性地配置的多个导体小片、配置在第二导体层的接地导体膜、以及将多个导体小片与接地导体膜连接的导体柱。
专利文献1：日本特开2009-105575号公报
专利文献2：美国专利第6483481号
根据上述的以往技术，能够抑制流至与印刷电路基板连接的连接器的地线的共模电流。然而，难以抑制在印刷电路基板上的一部分的电路产生的噪声传输到同一基板上的其它的电路。因此，噪声容易向基板整体扩散。由于噪声向基板内扩散，有时产生二次的辐射。
发明内容
本发明的目的在于提供能够实现印刷电路基板等的噪声的降低的噪声降低用电子部件。
根据本发明的一观点，提供噪声降低用电子部件，
该噪声降低用电子部件是安装在电路基板进行使用的噪声降低用电子部件，具有：
浮置电极，其被配置为与电路基板的接地导体电容耦合；
辐射元件，其与上述浮置电极连接；以及
屏蔽部件，其屏蔽从上述辐射元件辐射的电磁波。
电路基板的接地导体产生的噪声传输到浮置电极，并从辐射元件作为电磁波辐射。辐射的电磁波被屏蔽部件屏蔽。电路基板的接地导体产生的噪声作为电磁能量辐射，被消耗，从而能够实现噪声的降低。
并且，也可以构成为配置与电路基板的接地导体电连接的接地电极，上述浮置电极与上述接地电极电容耦合。浮置电极经由接地电极，与电路基板的接地导体电容耦合。
也可以构成为上述噪声降低用电子部件具有与电路基板粘合的底面，上述浮置电极以及上述接地电极在上述底面的面内方向隔开间隙配置。浮置电极与电路基板的绝缘性的区域粘合，接地电极与电路基板的接地导体粘合。
也可以构成为上述噪声降低用电子部件具有与电路基板粘合的底面，上述接地电极在上述底面露出，上述浮置电极借助电介质膜配置于上述接地电极上。浮置电极借助电介质膜与接地电极电容耦合。
也可以构成为上述屏蔽部件由导电材料形成，与上述接地电极电连接。能够提高由屏蔽部件形成的电磁波的屏蔽效果。
也可以构成为上述噪声降低用电子部件还具有与电路基板的接地导体粘合的电介质膜，上述浮置电极配置于上述电介质膜上。浮置电极借助电介质膜，与电路基板的接地导体电容耦合。
也可以由磁性材料形成上述屏蔽部件。能够通过磁性材料吸收电磁波。
在电路基板的接地导体产生的噪声向浮置电极传输，并从辐射元件作为电磁波辐射。辐射的电磁波被屏蔽部件屏蔽。在电路基板的接地导体产生的噪声作为电磁能量辐射，被消耗，从而能够实现噪声的降低。
附图说明
图1A是实施例1的噪声降低用电子部件的剖视图，图1B以及图1C分别是安装了实施例1的噪声降低用电子部件的电路基板的剖视图以及仰视图。
图2是接地导体、浮置导体、辐射元件、以及屏蔽部件的等效电路图。
图3是以其它的方式将实施例1的噪声降低用电子部件安装在电路基板时的噪声降低用电子部件以及电路基板的剖视图。
图4A是实施例2的噪声降低用电子部件的剖视图，图4B是安装了实施例2的噪声降低用电子部件的电路基板的仰视图。
图5A是实施例3的噪声降低用电子部件的剖视图，图5B是安装了实施例3的噪声降低用电子部件的电路基板的仰视图。
图6是实施例4的噪声降低用电子部件的剖视图。
图7A是实施例5的噪声降低用电子部件的剖视图，图7B是图7A的单点划线7B-7B处的剖视图。
具体实施方式
[实施例1]
图1A示出实施例1的噪声降低用电子部件10的剖视图。噪声降低用电子部件10安装在电路基板20进行使用。噪声降低用电子部件10包括浮置电极11、辐射元件12、屏蔽部件13、以及填充材料14。
浮置电极11构成噪声降低用电子部件10的底面。在浮置电极11安装辐射元件12。辐射元件12例如由相对于浮置电极11的表面垂直地固定的线状导体构成，作为单极天线动作。屏蔽部件13屏蔽从辐射元件12辐射的电磁波。屏蔽部件13使用铜等导电材料或者铁素体等磁性材料。在辐射元件12与屏蔽部件13之间的空间，填充由电介质构成的填充材料14。在屏蔽部件13由导电材料形成的情况下，屏蔽部件13与浮置电极11电绝缘。
电路基板20包括接地导体21以及浮置导体22。浮置导体22与接地导体21在面内方向隔开间隙地配置，与接地导体21电容耦合。浮置导体22的表面露出。在浮置导体22的露出的表面粘合噪声降低用电子部件10的浮置电极11，浮置电极11与浮置导体22电连接。由于浮置导体22与接地导体21电容耦合，所以噪声降低用电子部件10的浮置电极11也与电路基板20的接地导体21电容耦合。
图1B示出安装了实施例1的噪声降低用电子部件10的电路基板20的剖视图。在电路基板20的元件安装面安装集成电路元件29。集成电路元件29的电极与分布在元件安装面的焊盘28连接。在电路基板20内，配置接地导体膜24、电源导体膜23、以及信号布线。集成电路元件29的电源端子通过层间连接部件26与电源导体膜23连接，集成电路元件29的接地端子通过层间连接部件27与接地导体膜24连接。在电路基板20的、与元件安装面相反的一侧的背面配置接地导体21以及浮置导体22。接地导体21通过层间连接部件25与内部的接地导体膜24连接。噪声降低用电子部件10与浮置导体22粘合。
图1C示出电路基板20的仰视图。在电路基板20的背面配置有接地导体21以及浮置导体22。在浮置导体22与接地导体21之间确保有间隙31。由此，浮置导体22与接地导体21电容耦合。噪声降低用电子部件10在俯视时配置在浮置导体22的内部。
图2示出接地导体21、浮置导体22、辐射元件12、以及屏蔽部件13的等效电路图。接地导体21经由电容器30与浮置导体22连接。电容器30基于起因于图1C所示的接地导体21与浮置导体22之间的间隙31产生的静电电容。浮置导体22经由浮置电极11与辐射元件12连接。
接地导体21产生的噪声电流经由电容器30流至辐射元件12，并从辐射元件12辐射电磁波。从辐射元件12辐射的电磁波被屏蔽部件13屏蔽。这样，接地导体21产生的噪声电流被辐射元件12转换为电磁能量。从辐射元件12辐射的电磁能量因屏蔽部件13而不向外部辐射，所以最终在噪声降低用电子部件10内被消耗。其结果，实现电路基板20、以及安装于该电路基板的集成电路元件29的噪声水平的降低。
一般而言，通过使电磁的噪声回授到接地导体21，能够实现噪声水平的降低。然而，在接地导体21的电位不稳定的情况下，存在回授到接地导体21的噪声给安装在电路基板20的各种电路带来负面影响的情况。使噪声能量本身消失对进行高效的噪声应对是有效的。在上述的实施例1中，噪声能量作为电磁能量被辐射，所以即使是在接地导体21的电位不稳定的情况下，也能够实现噪声水平的降低。例如，在将实施例1的电路基板20作为便携信息终端的基板使用的情况下，能够得到噪声降低的显著的效果。
优选将电容器30的静电电容、辐射元件12的形状以及尺寸决定为，以便能够使应该除去的噪声的频带的电磁波高效地辐射。例如，决定电容器30的静电电容、辐射元件12的形状以及尺寸，以便能够使相当于安装于电路基板20的集成电路元件29的动作频率的电磁波高效地辐射。由此，能够提高噪声的除去效果。
图3示出以与图1A～图1C的构成不同的构成，将实施例1的噪声降低用电子部件10安装于电路基板20时的噪声降低用电子部件10以及电路基板20的剖视图。在图1A～图1C所示的构成例中，噪声降低用电子部件10的浮置电极11与电路基板20的浮置导体22连接。在图3所示的例子中，噪声降低用电子部件10的浮置电极11与电路基板20的绝缘性的表面粘合。噪声降低用电子部件10被定位为，以便噪声降低用电子部件10的浮置电极11与电路基板20的接地导体21在面内方向隔开间隙32配置。
由于在浮置电极11与接地导体21之间确保有间隙32，所以浮置电极11与接地导体21电容耦合。在图3所示的例子中，电容器30(图2)的静电电容取决于间隙32的尺寸。间隙32的尺寸精度由安装噪声降低用电子部件10时的定位精度决定。
[实施例2]
接下来，参照图4A以及图4B，对实施例2的噪声降低用电子部件10进行说明。以下，着眼于与实施例1的不同点进行说明，对相同的构成省略说明。
图4A示出实施例2的噪声降低用电子部件10的剖视图。在实施例1中，噪声降低用电子部件10的底面的整个区域由浮置电极11(图1A)构成。在实施例2中，浮置电极11以及接地电极35在噪声降低用电子部件10的底面露出。浮置电极11与接地电极35在底面的面内方向隔开间隙36配置。屏蔽部件13与接地电极35电连接。
在安装实施例1的噪声降低用电子部件10的电路基板20配置有浮置导体22(图1A)，但在安装实施例2的噪声降低用电子部件10的电路基板20未配置浮置导体22。噪声降低用电子部件10的接地电极35与电路基板20的接地导体21电连接。浮置电极11与电路基板20的绝缘性的表面粘合。
图4B示出安装了实施例2的噪声降低用电子部件10的电路基板20的仰视图。噪声降低用电子部件10被配置为，横跨接地导体21与绝缘性的区域的分界线。
在实施例2中，噪声降低用电子部件10的浮置电极11与接地电极35电容耦合，接地电极35与电路基板20的接地导体21连接。由此，噪声降低用电子部件10的浮置电极11与电路基板20的接地导体21电容耦合。在实施例2中，电容器30(图2)的静电电容取决于间隙36的尺寸。因此，电容器30(图2)的静电电容的精度由浮置电极11与接地电极35的组装精度决定。
另外，在实施例2中，屏蔽部件13与浮置电极11电绝缘，与接地电极35电连接。由此，屏蔽部件13与电路基板20的接地导体21连接。因此，能够提高由屏蔽部件13形成的电磁波的屏蔽效果。在由磁性材料形成屏蔽部件13的情况下，不需要连接屏蔽部件13与接地电极35。
[实施例3]
参照图5A以及图5B，对实施例3的噪声降低用电子部件10进行说明。以下，着眼于与实施例1的不同点进行说明，对相同的构成省略说明。
图5A示出实施例3的噪声降低用电子部件10的剖视图。接地电极35在噪声降低用电子部件10的底面的整个区域露出。浮置电极11借助电介质膜37配置在接地电极35上。屏蔽部件13与接地电极35电连接，与浮置电极11电绝缘。接地电极35与电路基板20的接地导体21电连接。屏蔽部件13与图4A所示的实施例2的情况相同，经由接地电极35与电路基板20的接地导体21连接。
图5B示出安装了实施例3的噪声降低用电子部件10的电路基板20的仰视图。噪声降低用电子部件10在俯视时，配置在接地导体21的内部。
在实施例3中，隔着电介质膜37对置的接地电极35与浮置电极11构成电容器30(图2)。
[实施例4]
图6示出实施例4的噪声降低用电子部件10的剖视图。以下，着眼于与图5A以及图5B所示的实施例3的噪声降低用电子部件10的不同点进行说明，对相同的构成省略说明。
在实施例4中，未设置实施例3的接地电极35，而电介质膜37在噪声降低用电子部件10的底面露出。电介质膜37与电路基板20的接地导体21粘合。浮置电极11借助电介质膜37配置于接地导体21上。由此，浮置电极11与接地导体21电容耦合。
在噪声降低用电子部件10的侧面的下端，与接地导体21接触的接触部配置有导电材料38。导电材料38将屏蔽部件13与接地导体21电连接。此外，在使用磁性材料作为屏蔽部件13的情况下，不需要配置导电材料38。
[实施例5]
参照图7A以及图7B，对实施例5的噪声降低用电子部件10进行说明。以下，着眼于与实施例1～实施例4的不同点进行说明，对相同的构成省略说明。在实施例1～实施例4中，作为辐射元件12使用了单极天线。在实施例5中，使用螺旋天线作为辐射元件12。
图7A示出实施例5的噪声降低用电子部件10的剖视图。图7B示出图7A的单点划线7B-7B处的水平剖视图。图7A相当于图7B的单点划线7A-7A处的剖视图。导电性的支柱15从浮置电极11相对于其表面几乎垂直地延伸。在支柱15的前端安装由螺旋状的线状导体构成的辐射元件12。
此外，作为辐射元件12，也可以使用贴片天线。优选辐射元件12使用最容易辐射应该除去的噪声的频带的电磁波的天线。
以上按照实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于这些实施例。例如，本领域技术人员当然明白能够进行各种变更、改进、组合等。
附图标记说明
10…噪声降低用电子部件，11…浮置电极，12…辐射元件，13…屏蔽部件，14…填充材料，15…支柱，20…电路基板，21…接地导体，22…浮置导体，23…电源导体膜，24…接地导体膜，25、26、27…层间连接部件，28…焊盘，29…集成电路元件，30…电容器，31、32…间隙，35…接地电极，36…间隙，37…电介质膜，38…导电材料。

Claims (8)

1.一种噪声降低用电子部件，是安装于电路基板进行使用的噪声降低用电子部件，其特征在于，具有：
浮置电极，其被配置为与电路基板的接地导体电容耦合；
辐射元件，其与上述浮置电极连接；以及
屏蔽部件，其屏蔽从上述辐射元件辐射的电磁波，
还具有与电路基板的接地导体电连接的接地电极，
上述浮置电极与上述接地电极电容耦合。
2.根据权利要求1所述的噪声降低用电子部件，其特征在于，
上述噪声降低用电子部件具有与电路基板粘合的底面，上述浮置电极以及上述接地电极在上述底面的面内方向隔开间隙配置。
3.根据权利要求1所述的噪声降低用电子部件，其特征在于，
上述噪声降低用电子部件具有与电路基板粘合的底面，上述接地电极在上述底面露出，上述浮置电极借助电介质膜配置在上述接地电极上。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的噪声降低用电子部件，其特征在于，
上述屏蔽部件由导电材料形成，与上述接地电极电连接。
5.根据权利要求1所述的噪声降低用电子部件，其特征在于，
上述噪声降低用电子部件还具有与电路基板的接地导体粘合的电介质膜，
上述浮置电极配置在上述电介质膜上。
6.根据权利要求1～3中任意一项所述的噪声降低用电子部件，其特征在于，
上述屏蔽部件由磁性材料形成。
7.根据权利要求4所述的噪声降低用电子部件，其特征在于，
上述屏蔽部件由磁性材料形成。
8.根据权利要求5所述的噪声降低用电子部件，其特征在于，
上述屏蔽部件由磁性材料形成。
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