DE69023962T2

DE69023962T2 - Gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung und Fernsehspielmaschine, die diese anwendet.

Info

Publication number: DE69023962T2
Application number: DE69023962T
Authority: DE
Inventors: Toshio Suzuki
Original assignee: Namco Ltd
Current assignee: Namco Ltd
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2010-06-26
Also published as: KR970001779Y1; DE69023962D1; KR910000352U; EP0405398B1; JPH0715198Y2; EP0405398A1; ES2082801T3; US5041945A; JPH0313793U

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiete der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hinsichtlich elektromagnetischer Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung bzw. Schaltungseinheit, und insbesondere auf eine Schaltungseinheit des Typs mit Abschirmung bezüglich elektromagnetischer Wellen, die ein Lecken bzw. Austreten von elektromagnetischen Wellen aus einem Schaltungssubstrat nach außen verhindern kann, wobei das Schaltungssubstrat auf einem bezüglich elektromagnetischer Wellen abschirmenden Gehäuse montiert ist, sowie auf eine verbesserte, diese Schaltungsanordnung einsetzende Schaltungseinheit eines TV-Spielgeräts.

Beschreibung des Standards der Technik

Aufgrund des Fortschritts der elektronischen Technik werden Substrate, auf denen elektronische Schaltungen und ähnliches montiert sind, in zunehmenden Maße bei verschiedenartigen modernen elektronischen/elektrischen Instrumenten eingesetzt, insbesondere bei TV-Spiel-Spielgeräten.
Jedoch werden häufig Störungen durch elektromagnetische Wellen hervorgerufen, die von verschiedenen Komponenten in solchen elektronischen Schaltungen auf den Schaltungssubstraten austreten. Derartige Störungen können mit dem Betrieb von anderen elektronischen Geräten, die benachbart zu einem solchen elektronischen Gerät angeordnet sind, in Wechselwirkung treten, was zu Funktionsfehlern führt.
Zur Vermeidung derartiger Störungen werden in großem Umfang Schaltungseinheiten eingesetzt, bei denen gegenüber elektromagnetischen Wellen abschirmende Abschirmgehäuse eingesetzt werden. Typischerweise enthält eine derartige Schaltungseinheit ein Schaltungssubstrat, das fest in dem Abschirmgehäuse montiert ist und dazu ausgelegt ist, ein Austreten der elektromagnetischen Wellen aus dem Gehäuse nach außen zu vermeiden.
Jedoch erfordert eine derartige Schaltungsanordnung bzw. Schaltungseinheit ein geschlitztes Fenster, das in dem Abschirmgehäuse ausgebildet ist und durch das hindurch das Ende des Schaltungssubstrats, das eine externe Verbindungsanschlußeinrichtung trägt, nach außen herausragen kann. Dies bedeutet, daß elektromagnetische Wellen durch das geschlitzte Fenster in dem Abschirmgehäuse nach außen austreten können.
Die Fig. 9 und 10 der beigefügten Zeichnungen zeigen ein Beispiel der herkömmlichen Schaltungsanordnungen, die bei dem Stand der Technik eingesetzt werden, wie es in der japanischen Gebrauchsmusterverzöffentlichung Nr. 3356/1982 beschrieben ist.
In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Abschirmgehäuse aus elektrisch leitendem Material, das ein geschlitztes, in ihm ausgebildetes Fenster 2 aufweist. Das Gehäuse 1 enthält ein Schaltungssubstrat A, das sich durch das geschlitzte Fenster 2 erstreckt. Das Abschirmgehäuse 1 weist einen Hauptkörper 1' und einen Deckel bzw. Verschluß 1" auf, die in abnehmbarer Weise miteinander verbunden sind, um das Gehäuse zu bilden. Das Schaltungssubstrat A ist fest in dem Deckel 1" montiert. Folglich kann das Schaltungssubstrat 1' (A) zusammen mit dem Deckel 1" aus dem Gehäuse herausgenommen werden kann, wenn der Deckel 1" von dem Hauptkörper 1' abgenommen wird.
Der Abschirmeffekt eines solchen Abschirmgehäuses 1 läßt sich allgemein folgendermaßen darstellen:
Abschirmeffekt = Reflexionsverluste + Absorptionsverluste + Mehrfachreflexionsverluste - Korrekturwert.
Hierbei sind die Reflexionsverluste diejenigen, die durch die Reflexion eines Teils der elektromagnetischen Welle an der Grenze zwischen dem Abschirmgehäuse und einem Medium, das eine unterschiedliche Stoßwellenimpedanz besitzt und in dem Ausbreitungspfad der elektromagnetischen Welle angeordnet ist, hervorgerufen werden; die Absorptionsverluste sind diejenigen, die durch die Dämpfung der elektromagnetischen Welle, die in das Material des Abschirmgehäuses eintritt und sich dort ausbreitet, hervorgerufen werden, wobei die Absorptionsverluste durch Strom, der in der Abschirmung induziert wird, als Joule'sche Wärme verbraucht werden; und der mehrfache Reflexionsverlust derjenige ist, der durch Reflexionen an den einander gegenüberliegenden Grenzen des Materials des Abschirmgehäuses hervorgerufen werden, wobei der mehrfache Reflexionsverlust vernachlässigbar ist, wenn die Absorptionsverluste ausreichend groß sind.
Die vorstehend erwähnten Verluste werden gemäß der Schlutz'schen-Gleichung bestimmt. Jedoch muß die Schlutz'sche Gleichung unter der Annahme eingesetzt werden, daß das Abschirmelement unendlich ausgedehnt ist und keinen Saum bzw. Fuge besitzt. Folglich sind aktuell viele Korrekturwerte erforderlich, wenn die Schlutz'sche Gleichung eingesetzt wird. Die meisten dieser Korrekturwerte betreffen das Abschirmmaterial, wobei es aber auch Korrekturwerte gibt, die sich auf den Saum bzw. die Naht in dem Abschirmelement beziehen.
Demzufolge hängt der Abschirmeffekt von der Handhabung des Saums bzw. der Fuge ab, selbst wenn Abschirmgehäuse mit der gleichen Gestaltung vollständig aus dem selben Material hergestellt werden. Bei der herkömmlichen Schaltungsanordnung, die in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, und die das geschlitzte Fenster 2 für ein externes Freilegen des Endes des Schaltungssubstrats A enthält, wird die Größe von derartigen Korrekturwerten erhöht. Es besteht daher ein Problem dahingehend, daß sie ihre Abschirm-effekte nicht in ausreichendem Maße durchführen können.
Dies liegt daran, daß das geschlitzte Fenster 2 elektromagnetische Wellen nicht abschirmen kann, die eine Wellenlänge von weniger als dem zweifachen der Länge des Fensters aufweisen. Falls elektromagnetische Wellen mit einer solchen Wellenlänge in das Fenster 2 eintreten, gelangen sie leicht durch das geschlitzte Fenster 2 hindurch und treten aus dem Abschirmgehäuse nach außen aus. Bei den modernen elektronischen Geräten erhöht sich insbesondere die Frequenz von in diesen benutzten Takten zunehmend. Ein weiteres Problem tritt oftmals dahingehend auf, daß elektromagnetische Wellen mit hoher Frequenz, die durch das Schaltungssubstrat A hervorgerufen werden, direkt durch das Fenster 2 des Abschirmgehäuses aus diesem austreten.
Wie in Fig. 11 dargestellt ist, können die herkömmlichen Schaltungsanordnungen ein Fenster 2 aufweisen, das derart ausgebildet ist, daß seine Breite größer ist als die Dicke des Schaltungssubstrats A. In einem solchen Fall können noch mehr Störungen aus dem Abschirmgehäuse durch das Fenster 2 nach außen austreten.
Bei den herkömmlichen Schaltungseinheiten wirken weiterhin elektrische Ströme, die durch die elektromagnetischen Wellen von dem Schaltungssubstrat A induziert werden, auf die Ränder des Fensters 2, das seinerseits als eine Antenne für die erneute Abstrahlung der Störungen nach außen wirkt. Diese Erscheinung wird als "Randeffekt" bezeichnet. Dies liegt daran, daß die geschnittenen Endflächen des elektrisch leitenden Elements als eine Mikro-Split- bzw. Mikro-Schlitz-Antenne wirken, wenn die Frequenz der elektromagnetischen Wellen zunimmt.
Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß die herkömmlichen Schaltungsanordnungen keinen zufriedenen Abschirmeffekt bereitstellen, da sie relativ große Korrekturwerte aufweisen.

Kurzfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegen elektromagnetische Wellen abschirmende Schaltungsanordnung zu schaffen, die das Austreten von elektromagnetischen Wellen aus dem Abschirmgehäuse nach außen selbst dann stark verringern kann, wenn das Schaltungssubstrat fest im Innern des Abschirmgehäuses angebracht ist, wobei die Anschlußregion des Substrats nach außen freiliegt, sowie ein TV-Spiel-Spielgerät bzw. eine Fernsehspielmaschine zu schaffen, bei der die vorstehend erläuterte Schaltungsanordnung zum Einsatz kommt.
Zu diesem Zweck schafft die vorliegende Erfindung eine gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 definiert. Die Verwendung von derartigen Schaltungsanordnungen ist im Anspruch 9 definiert.
In dieser Weise wird bei der vorliegenden Erfindung ein Paar von Abschirmplatten eingesetzt, die das Schaltungssubstrat zwischen sich in Sandwichform umgeben, wobei das Schaltungssubstrat fest in dem gegenüber elektromagnetischen Wellen abschirmenden Abschirmgehäuse angebracht ist, wobei seine Anschlußregionen nach außen freigelegt sind.
Es sind daher das Äußere und das Innere des Abschirmgehäuses miteinander über einen Abschirmraum verbunden, der durch die beiden Abschirmplatten umgeben ist, statt durch ein einfaches, schlitzförmiges Fenster, wie es bei dem Stand der Technik der Fall ist. Folglich können die elektromagnetischen Wellen nach außen durch das geschlitzte Fenster lediglich dann austreten, wenn sie durch den Abschirmraum hindurchgegangen sind, der durch die beiden Abschirmplatten umgeben ist.
Der größte Teil der elektromagnetischen Wellen, die in den Abschirmraum eintreten, wird zwischen den beiden Abschirmplatten wiederholt reflektiert und ausreichend gedämpft, bevor sie aus dem Abschirmgehäuse nach außen abgestrahlt werden, was zu einer starken Verringerung des Leckflusses von elektromagnetischen Wellen führt. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist insbesondere das Paar von Abschirmplatten fest an dem Schaltungssubstrat an dessen entgegengesetzten Anbringungsregionen angebracht, so daß die Breite des Abschirmraums klein bemessen werden kann, und zwar im wesentlichen so klein wie die Dicke des Schaltungssubstrats. Die elektromagnetischen Wellen mit höherer Frequenz können ebenfalls wirksam durch das Abschirmgehäuse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung abgeschirmt werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann bei dem Schaltungssubstrat die streifenförmige Masseelektrodeneinrichtung in diesem an den Anbringungsregionen ausgebildet sein. Eine solche streifenförmige Masseelektrodeneinrichtung wird vorzugsweise gegen die Abschirmplatten gedrückt. Folglich kann die Impedanz zwischen jeder der Abschirmplatten und dem Abschirmgehäuse auf ungefähr Null gebracht werden, so daß die gesamte Abschirmkonstruktion das gleiche Potential besitzt wie dasjenige des Massepotentials in der Spannungsversorgung. Demgemäß kann ein elektrischer Strom, der durch die auf das Material der Abschirmelemente auftreffenden elektromagnetischen Wellen induziert wird, rasch gedämpft werden, so daß vielfältige Probleme, die mit der erneuten Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen usw. bei dem Stand der Technik zusammenhängen, vermieden werden.
Bei der vorliegenden Erfindung besteht jede der Abschirmplatten vorzugsweise aus einer L-förmigen Gestaltung, die einen ersten Plattenabschnitt enthält, der fest an der entsprechenden Anbringungsregion des Schaltungssubstrats befestigt ist, und einen zweiten Plattenabschnitt enthält, der fest an dem Abschirmgehäuse angebracht ist, wobei der erste Plattenabschnitt dem Inneren des Abschirmgehäuses zugewandt ist. In diesem Fall sind die Randflächen (geschnittene Kanten) der Abschirmplatten in Richtung zu dem Inneren des Abschirmgehäuses derart orientiert, daß selbst dann, wenn diese Randflächen als eine Mikrosschlitz-Antenneneinrichtung wirken, die elektromagnetischen Wellen erneut in das Innere des Abschirmgehäuses abgestrahlt werden können, ohne daß ein Austreten von Störungen nach außen auftritt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des gesamten Aufbaues einer gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmten Schaltungsanordnung, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 2 zeigt eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Schaltungssubstrats mit mehreren Lagen, das bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung eingesetzt ist.
Fig. 3 veranschaulicht die Anbringungsregion in bzw. bei dem Schaltungssubstrat, das in Fig. 2 gezeigt ist; Fig. 3A zeigt hierbei eine Ansicht, die die Seite des Schaltungssubstrats zeigt, auf der verschiedenartige Teile montiert sind, während Fig. 3B eine Ansicht ist, in der die gegenüberliegende Seite des Schaltungssubstrats dargestellt ist, auf der verschiedene Teile gelötet sind.
Fig. 4 veranschaulicht eine Verdrahtung in der Anbringungsregion des Schaltungssubstrats, das in Fig. 2 gezeigt ist.
Fig. 5 veranschaulicht die Anbringung eines Paars von Abschirmplatten an den Anbringungsregionen des Schaltungssubstrats.
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht des Abschirmgehäuses, in dem das Schaltungssubstrat montiert ist.
Fig. 7 zeigt elektromagnetische Wellen, die aus dem Abschirmgehäuse nach außen durch das in diesem gebildete Montagefenster austreten.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schaltungssubstrats; Fig. 8A zeigt hierbei die Seite des Schaltungssubstrats, auf der verschiedene Teile angebracht sind, während Fig. 8B die gegenüberliegende Seite des Schaltungssubstrats zeigt, auf der die Teile gelötet sind.
Fig. 9 bis 11 veranschaulichen eine der herkömmlichen, gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmten Schaltungseinheiten.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun in seiner Anwendung bei einem TV-Spiel-Spielgerät (Fernsehspielmaschine) erläutert.
Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Dort ist eine gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung für den Einsatz bei dem TV-Spiel-Spielgerät beschrieben, die mit der vorliegenden Erfindung in Bezug steht.
Die Schaltungsanordnung weist ein gegenüber elektromagnetischen Wellen abschirmendes Abschirmgehäuse 10 und ein TV-Spiel-Schaltungssubstrat 30 auf, das mit Hilfe eines Montage- bzw. Halteelements 20 in dem Abschirmgehäuse fest angebracht ist. Das Abschirmgehäuse 10 ist dazu ausgelegt, das Austreten von elektromagnetischen Wellen, die durch das Schaltungssubstrat 30 erzeugt werden, aus dem Abschirmgehäuse 10 nach außen zu verhindern.
Fig. 2 zeigt, in auseinandergezogenem Zustand, ein mehrere Schichten aufweisendes Schaltungssubstrat, das als das Schaltungssubstrat 30 eingesetzt wird. Ein derartiges, mehrere Schichten aufweisendes Schaltungssubstrat enthält drei Schichten 30a, 30b und 30c, die alle miteinander zur Bildung einer integralen bzw. einstückigen Platine verbunden sind. Jede aus der ersten und dritten Schicht 30a und 30c weist auf einer Seite eine Anschlußregion 32, die eine Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 38 für die Verbindung nach außen enthält, eine Schaltungsregion 34, in der verschiedenartige Schaltungen ausgebildet sind, und eine streifenförmige Montage- bzw. Anbringungsregion 36 auf, die sich zwischen der Anschluß- und der Schaltungsregion erstreckt und diese trennt. Die eine Seite der ersten Schicht 30a wird in manchen Fällen als "Teileseite" bezeichnet, auf der verschiedene elektronische Teile in der Schaltungsregion 34 angebracht sind. Die Anbringungsregion 36 der ersten Schicht 30a weist eine streifenförmige Masseelektrode 50a auf, die in dieser Region ausgebildet ist und sich entlang von deren Länge bzw. Längsrichtung erstreckt, wie es in Fig. 3A dargestellt ist.
Die eine Seite der dritten Schicht 30c wird in manchen Fällen als "Lötseite" bezeichnet, auf der die Zuleitungen der elektronischen Teile, die auf der Teileseite der ersten Schicht 30a montiert sind, gelötet werden. Wie aus Fig. 3B ersichtlich ist, weist die Anbringungsregion bzw. Halterungsregion 36 der dritten Schicht 30c auch eine streifenförrnige Masselektrode 50b auf, die in ihr ausgebildet ist und sich entlang ihrer Länge erstreckt.
Zur Verbindung der zur externen Verdrahtung dienenden Verbindungsanschlüsse 38 in der Anschlußregion 32 mit den elektronischen Schaltungen in der Schaltungsregion 34 enthält das Schaltungssubstrat 30 eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 52, die in diesem durch die erste und die dritte Schicht 30a, 30c hindurchgehend ausgebildet sind.
Die zweite Schicht 30b weist eine GND-Unterschicht (Masse-Unterschicht) 42, die sich auf einer Seite im wesentlichen über den gesamten Oberflächenbereich hinweg erstreckt, und eine VCC-Unterschicht (Spannungs-Unterschicht) 44 auf, die sich auf der entgegengesetzten Seite im wesentlichen über den gesamten Oberflächenbereich hinweg erstreckt, wobei diese Unterschichten 42 und 44 in Fig. 2 durch eine strichpunktierte, jeweils zwei Punkte aufweisende Linie dargestellt sind. Die Masse-Unterschicht 42 und die streifenförmige Masseelektrode 50 sind elektrisch mit den Masseanschlüssen der zur externen Verbindung dienenden Verbindungsanschlusse 38 verbunden, wohingegen die Spannungs-Unterschicht 44 elektrisch mit den entsprechenden Anschlüssen aus den zur externen Verbindung dienenden Verbindungsanschlüssen 38 verbunden ist.
Weiterhin enthalten die zur externen Verbindung dienenden Anschlüsse 38 Signaleingangs/Ausgangs-Anschlüsse, die mit den Schaltungsabschnitten auf der Teileseite der Schaltungsregion 34 zu verbinden sind. Für diesen Zweck weist die entgegengesetzte Seite der zweiten Schicht 30b, d.h. deren Seite, auf der die Spannungs-Unterschicht 44 ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Leitungen 54 auf, von deren jede an einem Ende mit dem entsprechenden der zur externen Verbindung dienenden Verbindungsanschlüsse 38 über ein Durchgangsloch 52 verbunden ist. Das andere Ende dieser Leitung 54 ist mit der entsprechenden Eingangs/Ausgangsschaltung in der Schaltungsregion 34 über ein weiteres Durchgangsloch 52 verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedes der Eingangs/Ausgangs-Enden der Schaltungsregion 34 mit einem EMI-Filter 40 mit drei Anschlüssen zur Filterung von Störungen, die in dem Signalstrom oder dergleichen enthalten sind, versehen.
Die drei Anschlüsse von jedem der EMI-Filter 40 sind in Durchgangslöchern 52 aufgenommen, wobei einer dieser Anschlüsse mit einer Leitung 54 verbunden ist und ein weiterer Anschluß mit der Masse-Unterschicht 42 verbunden ist. Der Verbleibende von diesen Anschlüssen ist mit einer Schaltung in der Schaltungsregion 34 verbunden.
Fig. 4 zeigt schematisch den Querschnitt der Anbringungsregionen 36 des Schaltungssubstrats 30. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die externen Anschlüsse mit den Schaltungen der Schaltungsregion 34 über die Leitung 54 und das EMI-Filter (Filter gegen elektromagnetische Interferenzen) 40 verbunden.
Das Halterungselement 20 weist ein Paar von Abschirmplatten 22a und 22b auf, zwischen denen die Anbringungsregionen 36 des Schaltungssubstrats 30 in Sandwichform von den gegenüberliegenden Seiten angeordnet ist, wobei die Anschlußregionen 32 nach außen frei liegen. In einem solchen Zustand ist das Schaltungssubstrat 30 fest im Innern des Abschirmgehäuses 10 montiert.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht jede der Abschirmplatten 22a und 22b im wesentlichen aus einer L-förmigen Gestalt, die einen ersten Plattenabschnitt 24a oder 24b aufweist, der mit der entsprechenden Anbringungsregion 36 fest verbunden ist, wobei sein Ende in Richtung zu der Schaltungsregion 34 orientiert ist, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Diese Festlegung kann durch irgendein beliebiges geeignetes Mittel wie etwa Verlöten erreicht werden. Alternativ kann der erste Plattenabschnitt an dem Schaltungssubstrat mit Hilfe einer Schraube 56 befestigt werden, wie es ebenfalls in Fig. 5 gezeigt ist.
In dieser Weise ist das Paar von Abschirmplatten 22a und 22b fest an dem Schaltungssubstrat 30 montiert, wobei die Anbringungsregionen 36 in Sandwichform zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Schaltungssubstrats 30 gehalten sind.
Wie in Fig. 6 dargestellt ist, wird die Befestigung des Schaltungssubstrats 30 an dem Abschirmgehäuse 10 dadurch erreicht, daß die Enden der zweiten Plattenabschnitte 26a und 26b der Abschirmplatten 22a und 22b an dem offenen Ende des Abschirmgehäuses 10 mit Hilfe von Schrauben 58 in einem solchen Zustand befestigt werden, daß die Schaltungsregionen 34 des Schaltungssubstrats in dem Innern des Abschirmgehäuses 10 aufgenommen sind. Hierbei sind die Enden der zweiten Plattenabschnitte 26a und 26b derart nach innen gewendet, daß sie nicht als eine Mikroschlitz-Antenneneinrichtung für eine erneute Abstrahlung von Störungen nach außen wirken.
Folglich ist bei der Schaltungsanordnung gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Schaltungssubstrat 30 fest in dem Abschirmgehäuse 10 montiert, wobei seine Anschlußregionen 32 nach außen freiliegen.
Das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet in folgender Weise:
Da die Schaltungsanordnung das Schaltungssubstrat 30 derart enthält, daß dieses Integral mit dem Paar von Abschirmplatten 22a und 22b verbunden ist, die ihrerseits an dem offenen Ende des Abschirmgehäuses 10 gemäß der Darstellung in Fig. 6 angeschraubt sind, kann das Schaltungssubstrat 30 einfach und leicht in dem Abschirmgehäuse 10 derart montiert werden, daß die Anschlußregionen 32 nach außen freiliegen. Das Schaltungssubstrat 30 kann sich in seinem Betriebszustand befinden, wenn die zur externen Verbindung dienenden Verbindungsanschlüsse 38 an den Anschlußregionen 32 mit der Spannungsversorgung und anderen externen Schaltungen verbunden sind.
In dem Innern eines geschlitzten Fensters 100, das in dem Abschirmgehäuse 10 ausgebildet ist und dessen Innenseite und Außenseite miteinander verbindet, ist ein Abschirmraum 110 ausgebildet, der durch die Plattenabschnitte 24a und 24b sandwichförmig umgeben ist, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.
Folglich kann die Tendenz von elektromagnetischen Wellen, durch das geschlitzte Fenster 100 aus dem Abschirmgehäuse nach außen auszutreten , aufgrund der nachstehenden Gründe in starkem Maße verringert werden:
(1) Zunächst können die elektromagnetischen Wellen durch das Vorsehen der Plattenabschnitte 24a und 24b im Innern des geschlitzten Fensters 100 daran gehindert werden, direkt in das geschlitzte Fenster 100 einzutreten, und es kann auch der Einfallswinkel drastisch verringert werden. Falls z.B. ein geschlitztes Fenster lediglich in dem Abschirmgehäuse gemäß der Darstellung in Fig. 11 ausgebildet ist, ist der Einfallswinkel für elektromagnetische Wellen, die direkt in das geschlitzte Fenster 2 eintreten, gleich α. Jedoch kann bei der vorliegenden Erfindung der Winkel des direkten Einfalls auf einen kleineren Wert β verringert werden, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.
(2) Zweitens veranlaßt die Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung die elektromagnetischen Wellen, die in den Abschirmraum 110 eintreten, dazu, aus dem Abschirmgehäuse 10 nach außen auszutreten, nachdem sie wiederholt zwischen den Plattenabschnitten 24a und 24b reflektiert wurden und ebenso wiederholt durch das Schaltungssubstrat 30 hindurchgegangen sind. Daher werden die elektromagnetischen Wellen progressiv gedämpft, was das Austreten der elektromagnetischen Wellen nach außen verringert.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich insbesondere die Plattenabschnitte 24a und 24b in Oberflächenberührung mit den streifenförmigen Masseelektroden 50 auf dem Schaltungssubstrat 30, so daß die Masseanschlüsse unter den zur externen Verbindung dienenden Verbindungsanschlüssen 38 in den Anschlußregionen 32 kurzgeschlossen werden. Folglich sind die Abschirmplatten 22a und 22b, die den Abschirmraum 110 umgeben, auf Massepotential gelegt, so daß die elektromagnetischen Wellen dadurch gedämpft werden, daß sie wiederholt zwischen den Plattenabschnitten 24a und 24b reflektiert werden. Demzufolge kann das Austreten von elektromagnetischen Wellen nach außen in stärkerem Maße verringert werden.
(3) Schließlich sind die Plattenabschnitte 24a und 24b an den Abschirmplatten 22a und 22b direkt an den jeweiligen Anbringungsregionen 36 des Schaltungssubstrats 30 fest montiert, wohingegen das geschlitzte Fenster 100 bei der herkömmlichen Schaltungsanordnung gemäß Fig. 11 derart ausgebildet werden muß, daß es eine Breite besitzt, die ausreichend größer ist als die Dicke des Schaltungssubstrats, um jeglichen Kontakt zwischen dem Abschirmgehäuse und dem Schaltungssubstrat zu vermeiden. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können daher die Abmessungen des geschlitzten Fensters 100 und des Abschirmraums 110 extrem nach unten bis auf die Dicke des Schaltungssubstrats 30 verringert werden. Folglich kann der Anteil von elektromagnetischen Wellen, die in den Abschirmraum 110 eintreten, entsprechend reduziert werden, so daß deren Austreten aus dem Abschirmgehäuse 10 nach außen verringert ist.
Durch Einsatz von vielen Schrauben 56 oder 58 (siehe Fig. 5) zur Befestigung der Abschirmelemente und zur Verbindung der Masse und der Abschirmelemente kann die Querbreite des geschlitzten Fensters 100 (quer bezogen auf das Schaltungssubstrat) in kleine Abschnitte unterteilt werden, die jeweils gleich groß wie der Abstand zwischen jeweils benachbarten Schrauben 56 sind. Folglich kann das Austreten von elektromagnetischen Wellen, die entlang der gleichen Ebene wie das geschlitzte Fenster 100 eintreten, nach außen verringert werden.
Zusätzlich zu der Verringerung des Austretens von elektromagnetischen Wellen nach außen kann die Schaltungsanordnung gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Rückkehrpfad für elektrischen Strom bereitstellen, der in dem Abschirmgehäuse 10 und in den Abschirmplatten 22a und 22b induziert wird. Bei dieser Vorgehensweise läßt sich auch das Austreten von elektromagnetischen Wellen nach außen verringern.
Zu diesem Zweck enthalten die gegenüberliegenden Seiten des Schaltungssubstrats 30 bei dem dargestellten Ausfiihrungsbeispiel die streifenförmigen Masseelektroden 50a und 50b, die sich in Oberflächenberührung mit den jeweiligen Plattenabschnitten 24a und 24b der Abschirmplatten 22a und 22b befinden. Folglich ist jede der Abschirmplatten 22a und 22b und auch das Abschirmgehäuse 10 mit der Masse der Spannungswelle (GND) mittels einer niedrigen Impedanz in Kurzschlußzustand gebracht, so daß im wesentlichen das gleiche Potential geschaffen ist. Folglich können elektrische Ströme, die durch in das Gehäuse 10 und die Abschirmplatten 22a, 22b eintretende elektromagnetische Wellen induziert werden, rasch gedämpft werden, so daß die externe, erneute Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen stark verringert ist.
Die ersten Plattenabschnitte 24a und 24b von jeder der Abschirmplatten 22a und 22b sind in Richtung zu dem Innenbereich des Abschirmgehäuses 10 nach innen gewendet, wobei zur gleichen Zeit auch die zweiten Plattenabschnitte 26a und 26b nach innen gekehrt sind. Dies verringert den Umfang von elektromagnetischen Wellen, die von den geschnittenen Enden dieser Plattenabschnitte nach außen rückabgestrahlt (erneut abgestrahlt) werden. Genauer gesagt werden an den geschnittenen Kanten während der Ausbreitung eines elektrischen Stroms, der in der Abschirmung durch elektromagnetische Wellen induziert wird, starke magnetische Felder erzeugt. Falls jede der geschnittenen Kanten eine ausreichende Länge besitzt, füngiert sie als eine Antenne (Mikroschlitz-Antenne) für die Rückabstrahlung der elektromagnetischen Wellen. Um eine derartige Situation zu vermeiden, sind bei der vorliegenden Erfindung die geschnittenen Kanten der Abschirmplattenabschnitte im Innern des Abschirmgehäuses 10 derart angeordnet, daß die Rückabstrahlung von elektromagnetischen Wellen nach außen verhindert werden kann.
Bei der Schaltungsanordnung kann folglich das Austreten von elektromagnetischen Wellen aus dem Abschirmgehäuse 10 hinaus nach außen stark verringert werden, verglichen mit dem Stand der Technik, selbst wenn das Schaltungssubstrat 30 in dem Innern des Abschirmgehäuses 10 aufgenommen ist und die Anschlußregionen 32 nach außen freiliegen.
Weiterhin ist jedes der EMI-Filter 40 an der Schaltungsregion 34 des Schaltungssubstrats 30 an einer Position angeordnet, die nahe bei der entsprechenden Anbringungsregion 36 liegt. Auch dies verhindert ein Austreten von hochfrequenten Störungen über die Spannungs- oder Signalleitung nach außen. Jedes der EMI-Filter 40 kann in gleichartiger Weise füngieren, selbst wenn es nahe bei einer Position angeordnet ist, die nahe bei dem Anbringungsbereich 36 der Anschlußregion 32 liegt.
Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Einzelheiten des dargestellten Ausführungsbeispiels beschränkt ist, und daß viele Modifikationen und Abänderungen innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können.
Zum Beispiel kann das Schaltungssubstrat 30 ein Schaltungssubstrat mit zwei Seiten sein, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, anstatt als Schaltungssubstrat mit mehreren Schichten ausgebildet zu sein, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Fig. 8A zeigt einen Teil einer Seite eines derartigen Schaltungssubstrats mit zwei Seiten, während in Fig. 8B ein Teil der gegenüberliegenden Seite dieses Schaltungssubstrats dargestellt ist.
Wenn ein derartiges Schaltungssubstrat mit zwei Seiten eingesetzt wird, werden Leitungen 54, die zwischen die Anschlußregion 33 und die Schaltungsregion 34 geschaltet sind, auf der gegenüberliegenden Seite des Schaltungssubstrats 30 angeordnet, wie es in Fig. 8B gezeigt ist. Die streifenförmigen Masseelektroden 50b sind auf den entgegengesetzten Seiten einer Gruppe von Leitungen 54 vorgesehen.
Falls ein Paar von Abschirmplatten 22a und 22b gemäß der vorstehenden Erläuterung fest an dem Schaltungssubstrat 30 anzubringen ist, kann jedes beliebige, geeignete isolierende Material zwischen jeder der Leitungen 54 und dem ersten Plattenabschnitt 24b und der Abschirmplatte 22b angeordnet werden.
Auch wenn bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, daß die ersten Plattenabschnitte 24a und 24b der Abschirmplatten 22a und 22b, die aus einem elektrisch leitenden Plattenmaterial hergestellt sind, vorgesehen sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen derartigen Aufbau beschränkt und kann bei jedem beliebigen, elektrisch leitenden Material mit Gitteraufbau eingesetzt werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß, selbst wenn ein Schaltungssubstrat fest innerhalb eines Abschirmungsgehäuses derart aufgenommen ist, daß die Anschlußregionen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung nach außen freiliegen, ein Austreten von elektromagnetischen Wellen aus dem Abschirmgehäuse heraus nach außen in starkem Ausmaß bei einer Schaltungsanordnung des Typs mit Abschirmung von elektromagnetischen Wellen und auch bei einem TV-Spiel-Spielgerät, bei dem eine solche Schaltungsanordnung eingesetzt wird, verringert werden kann.

Claims

1. Gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung zum Verhindern des Austretens von elektromagnetischen Wellen nach außen, mit

einem Schaltungssubstrat (30), von dem die elektromagnetischen Wellen erzeugt werden,

wobei das Schaltungssubstrat (30) auf mindestens einer seiner gegenüberliegenden Seiten einen Anschlußbereich (32) mit einer Vielzahl von darin gebildeten nach außen verbundenen Anschlüssen (38) sowie einen Schaltungsbereich (34) mit einer darin gebildeten Schaltung aufweist, und, auf beiden der gegenüberliegenden Seiten, Montagebereiche (36) aufweist, die sich zwischen dem Anschluß- und dem Schaltungsbereich (32, 34) über die Breite des Substrats (30) erstrecken,

einer Montageeinrichtung (20) mit einem Paar von Abschirmplatten (22a, 22b), die jeweils mindestens einen streifenähnlichen Bereich (24a, 24b) aufweisen, wobei eine (22a) der Abschirmplatten (22a, 22b) fest mit ihrem (ihren) streifenähnlichen Bereich(en) (24a) auf einem der Montagebereiche (36) montiert ist, und die andere (22b) der Abschirmplatten (22a, 22b) fest mit ihrem (ihren) streifenähnlichen Bereich(en) (24b) auf der anderen der Montagebereiche (36) montiert ist, das Schaltungssubstrat (30) in Sandwich- Art einfassend,

einer gegen elektromagnetische Wellen abschirmenden Ummantelung (10), in welcher das Schaltungssubstrat fest durch Benutzung der Befestigungseinrichtung (20) montiert ist, zum Ummanteln des Schaltungssubstrats (30), wobei die Anschlußbereiche (32) nach außen freigelegt sind.

2. Gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede des Paares von Abschirmplatten eine L-förmige Konfiguration aufweist, die einen ersten Plattenabschnitt und einen zweiten Plattenabschnitt umfaßt, wobei der erste Plattenabschnitt fest auf dem entsprechenden Montagebereich des Schaltungssubstrats montiert ist, und der zweite Plattenabschnitt fest auf der Abschirm-Ummantelung befestigt ist.

3. Gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede des Paares von Abschirmplatten fest auf dem entsprechenden Montagebereich des Schaltungssubstrats befestigt ist, wobei deren erster Plattenabschnitt dem Inneren der Abschirm-Ummantelung gegenübersteht.

4. Gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungssubstrat eine streifenartige Erdelektrode auf mindestens einem der Montagebereiche aufweist, wobei die streifenartige Erdelektrode in Oberflächenkontakt mit der entsprechenden Abschirmplatte steht.

5. Gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungssubstrat ein Mehrschicht-Schaltungssubstrat in Form einer Karte ist, die aus mindestens drei laminierten Schichten besteht, wobei das Mehrschicht-Schaltungssubstrat mit dem Anschluß-, Schaltungs- und Montagebereich gebildet ist, und ferner eine Leitungseinrichtung auf der Zwischenschicht des Mehrschicht-Schaltungssubstrats aufweist, zum Verbinden einer Schaltungseinrichtung im Schaltungsbereich mit nach außen verbundenen Anschlußeinrichtungen im Anschlußbereich.

6. Gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht im Mehrschicht- Schaltungssubstrat eine auf mindestens einer Seite darin gebildete Erd-GND-Unterschicht aufweist, wobei die GND-Unterschicht und die streifenartige Erdelektrode mit dem Erdanschluß von den nach außen verbundenen Anschlüssen verbunden sind.

7. Gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß EMI-Filter im Schaltungs- oder Anschlußbereich von mindestens einer Seite des Schaltungssubstrats an einer Position nahe des Montagebereichs angeordnet sind.

8. Gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmte Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede des Paares von Abschirmplatten fest in der Abschirm-Ummantelung montiert ist, wobei deren zweiter Plattenabschnitt nach innen in Richtung auf die Abschirm-Ummantelung gerichtet ist.

9. Verwendung der gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmten Schaltungsanordnung nach einem der obigen Ansprüche in einer Fernsehspielmaschine.