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WO2007049403A1 - 携帯電子機器 - Google Patents

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WO2007049403A1
WO2007049403A1 PCT/JP2006/318068 JP2006318068W WO2007049403A1 WO 2007049403 A1 WO2007049403 A1 WO 2007049403A1 JP 2006318068 W JP2006318068 W JP 2006318068W WO 2007049403 A1 WO2007049403 A1 WO 2007049403A1
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ground
circuit board
frequency current
electronic device
component
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French (fr)
Inventor
Takashi Yoshinaga
Kenji Kataoka
Michihito Ootsuki
Original Assignee
Nec Corporation
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Publication date
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    • H05K1/0254—High voltage adaptations; Electrical insulation details; Overvoltage or electrostatic discharge protection ; Arrangements for regulating voltages or for using plural voltages
    • H05K1/0257—Overvoltage protection
    • H05K1/0259—Electrostatic discharge [ESD] protection
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K2201/10295—Metallic connector elements partly mounted in a hole of the PCB
    • H05K2201/10303—Pin-in-hole mounted pins

Definitions

  • the present invention relates to a technique for preventing malfunction of an electronic circuit due to electrostatic discharge, and more particularly to a technique for preventing malfunction in a portable electronic device provided with a charging terminal.
  • Patent Document 1 discloses an imaging device that prevents malfunction or destruction of a device due to the influence of external noise or static electricity.
  • FIG. 6 is a block connection diagram showing a conventional imaging device described in Patent Document 1.
  • a camera 101 on which an electric circuit unit MCU is mounted is provided with connection terminals T1 to T8 for connecting to an external electronic device 102 via a connection cable 103.
  • connection terminals T1 to T7 are signal ports. This is because when an external electronic device 102 that can be attached and detached is attached to the camera 101 main body, the device malfunctions or is destroyed due to an electrostatic discharge current flowing through the connection terminals T1 to T7 that are signal ports.
  • this technology adds an electrical component that has the effect of suppressing the high-frequency current flowing into the signal port.
  • it is necessary to select an electrical component having a frequency characteristic that removes only unnecessary high-frequency noise current without impairing the transmission quality of the required high-frequency electric signal.
  • the ground port it is necessary to make the ground port as low impedance as possible so as not to generate a potential difference between the ground, which is the reference potential of the mutual electrical signal between the external electronic device 102 and the camera 101 main body. For this reason, parts of the same type are not added to the ground port. This is also clear from the fact that in FIG. 6, the filter terminal which is considered to be a ground port is added, and the connection terminal T8 at the lower end is directly connected to the ground.
  • Patent Document 2 describes an example in which a flight material is attached to a ground port of a portable wireless device as a high-frequency current suppression component.
  • a high-frequency current suppression component that maintains high impedance in a high-frequency band is attached to a connection portion between a portable wireless device that can operate even with a built-in rechargeable battery and its charger, and the portable wireless device and the charger are operated at high frequencies And are separated.
  • Patent Document 2 is also characterized in that the mounting location is set on the charger side, assuming that the performance of the portable wireless device will deteriorate if a high-frequency current suppression component is attached to the portable wireless device. is there. With this conventional technology, it is possible to prevent a high frequency current from flowing out to the charger side via the portable wireless device main body rechargeable battery and disturbing the ground current distribution, thereby reducing the antenna gain of the portable wireless device.
  • a portable wireless device having a detachable external part suppresses the influence of a conductive member other than the conductive member to which the antenna is attached on the antenna characteristics, and stabilizes the antenna.
  • the conductive member to which the antenna is attached and the connection terminal to which the external component is connected are connected via high impedance connection means for cutting off the conduction of the high-frequency current.
  • a high-frequency current is generated between a conductive member disposed inside a portable wireless device and including a transmission / reception circuit, etc., and a power supply terminal and an earth terminal for connection to an external charger.
  • a high-impedance component that cuts off continuity is connected.
  • the mounting location is the device body.
  • the high-frequency current force flowing through the conductive member to which the antenna is attached is prevented from flowing out into the conductive member provided inside the external charger, and the antenna characteristics are stabilized.
  • high impedance components are required to have a high impedance equal to or higher than 120 ⁇ ( ⁇ ) at the antenna operating frequency.
  • Non-Patent Document 1 for example, an electrostatic discharge current flowing into the ground circuit causes vibrations in the ground circuit, which adversely affects the CMOS circuit. It is known.
  • an effective countermeasure in this case a technique of adding series resistance or electrostatic capacity to each circuit is listed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-275515
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 11-341126
  • Patent Document 3 Japanese Patent No. 3425073
  • Non-patent literature l Mark I. Montrose, Hirokazu Deguchi, co-translated by Masateru Zue, “EMC design of printed circuit” Ohmsha, November 25, 1997, pp. 160-161
  • Patent Document 1 has a problem in that an entry path of electrostatic discharge noise is limited to a signal port in the first place. This is because, as described above, since it is necessary to keep the impedance in the high frequency band low so as not to cause a potential difference in the ground, it is difficult to add a similar filter component to the ground port. On the other hand, in portable electronic devices such as mobile phones that are driven by batteries built into the device, the entrance path of electrostatic discharge noise is often a ground port such as a connector shell rather than a signal port. The technique of Reference 1 cannot deal with it.
  • the noise entry path is often a ground port such as a connector shell.
  • static noise entering from the outside of the device or static electricity charged on the portable electronic device due to the friction of the device may cause secondary discharge from the ground to the outside of the device.
  • the discharge path is connected to the ground port such as the charging terminal. Become. In this case, regardless of whether or not the charging terminal is being attached to the charger, for example, a desk having a metal top plate may be discharged.
  • the discharge current flowing at this time causes the ground current of the circuit board to oscillate, causing a potential difference depending on the location of the ground, which may cause the LSI to malfunction.
  • Patent Document 2 has a problem when it is applied to the aforementioned electrostatic discharge noise.
  • the purpose of this document is not to impair the performance of the main body of the device and to separate the high frequency of the main body of the device from the charger. Therefore, this method does not work in a state where a charger is installed.
  • Patent Documents 2 and 3 are intended to control antenna characteristics. It is different from the one intended to suppress the ground current due to electrostatic discharge noise or the like. For this reason, the characteristics required for high-frequency current suppression components are inevitably different, and high-impedance components must be installed in all cases.
  • Non-Patent Document 1 the component insertion into the circuit described in Non-Patent Document 1 requires that a resistive component or a capacitive component be placed in each circuit when there are a large number of target circuits. At the same time
  • the present invention has been made in view of a serious problem, and when electrostatic discharge noise is applied to a portable electronic device from the outside, secondary discharge is performed via a charging electrode exposed to the outside. It is an object of the present invention to provide a portable electronic device that can prevent a circuit malfunction caused by a ground current of a circuit board oscillating due to a discharge current flowing at this time.
  • a portable electronic device includes a circuit board, a casing in which the circuit board is built, a conductor that is connected to the ground of the circuit board and a part of which is exposed to the outside of the casing.
  • a high-frequency current suppression component having a loss due to eddy current with respect to direct current is arranged in series between the conductive portion and the ground, except for the conductive portion as a terminal used for data communication. It is characterized by being.
  • the mounting location of the high-frequency current suppression component is an external discharge portion of the secondary discharge current, and the high-frequency current suppression component is mounted at the entrance of electrostatic discharge noise or the like. Compared to conventional conventional technology, this means that countermeasure parts are placed in one centralized location, and the size of the equipment can be avoided.
  • a portable electronic device includes a circuit board, a casing in which the circuit board is built, a conductor that is connected to the ground of the circuit board and a part of which is exposed to the outside of the casing. Except for the conductive part as a terminal used for data communication, the same as when a well-conductive metal wire is connected to the direct current between the conductive part and the ground. It is characterized in that high-frequency current suppression components with a recognizable resistance value are arranged in series.
  • the high-frequency current suppression component may have a resistance value that can be considered to be equivalent to a case where a highly conductive metal wire is connected in direct current.
  • the highly conductive metal is, for example, a metal such as silver, copper, gold, or aluminum, or an alloy or plating thereof. Copper or aluminum is preferable from the viewpoint of manufacturing cost, but gold metal having high corrosion resistance can be used for the contact portion, and copper or its alloy or plating can be used for the wiring portion.
  • the high-frequency current suppression component preferably has a resistance value that can be regarded as equivalent to that when a highly conductive metal wire is connected in direct current, but specifically, for a frequency of 100 MHz or more. If the real part Rp is 0.1 ( ⁇ ) or more and the characteristic impedance of the circuit board is ⁇ , it is sufficient if the real part Rp has an impedance that is ⁇ or less. It is effective.
  • the impedance that causes loss to the high-frequency current is when the real part Rp is 0.1 ( ⁇ ) or more for frequencies of 100 MHz or more and the characteristic impedance of the circuit board is ⁇
  • the imaginary part ⁇ can be less than ( ⁇ 2 — Rp 2 ) ' 5 .
  • the conductive portion exposed to the outside of the housing can be used as a charging terminal for a mobile phone, for example.
  • the high-frequency current suppression component is arranged between the ground and the conductive portion that is connected to the ground of the circuit board and a part of which is exposed to the outside of the housing. This reduces the vibration of the circuit board ground current induced by the application of electrostatic discharge noise, etc. It can be reduced, and malfunction or destruction of the electronic circuit can be prevented.
  • the discharge path of the secondary discharge is, for example, a charging terminal of a mobile communication terminal, as an original function, a direct current or a low-frequency current parasitic on the direct current is allowed to flow through the charging terminal. Therefore, even if the high frequency current is suppressed by the present invention, the original function is not adversely affected.
  • the high-frequency current suppression components are concentrated on one point, the layout space can be saved compared to the conventional case.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a basic structure of a charging terminal in a mobile phone terminal as a mobile electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a structure of a charging terminal including a leaded component as a high-frequency current suppressing component in a first modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a structure of a charging terminal provided with a chip component as a high-frequency current suppressing component in a second modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the results of calculating the frequency dependence of the maximum value of the discharge current according to the presence or absence of high-frequency current suppression components.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining electrostatic discharge or secondary discharge of charged charges.
  • FIG. 6 is a block connection diagram showing a conventional imaging device described in Patent Document 1.
  • FIL1 FIL7; Filter
  • FIG. 1 is a perspective view showing a basic structure of a charging terminal in a mobile phone terminal as a mobile electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • a circuit board 2 is mounted inside a portable electronic device surrounded by a casing 1, and the casing 1 is provided with a pair of charging electrodes 3 exposed to the outside. ing.
  • the battery is electrically connected to the charger via 3.
  • a high-frequency current suppression component 5 for example, a hollow tube-shaped ferrite core is used.
  • the ferrite core has eddy current loss in the high frequency region.
  • This embodiment is an example in which the high-frequency current suppression component 5 is attached to an existing terminal. A basic implementation form is shown. In this embodiment, the high-frequency current suppression component
  • the high-frequency current suppressing component 5 is not particularly required to have a large resistance value as long as it has a resistance value that can be regarded as equivalent to a case where a metal wire having good conductivity is connected to DC. .
  • the present invention suppresses the vibration of the ground current of the circuit board by giving a loss to the high-frequency current component, which is different from the conventional technique aiming at controlling the antenna current by increasing the impedance.
  • the highly conductive metal is, for example, copper and aluminum, but as the parts to be used, the contact part may be gold-plated with high corrosion resistance, and the wiring part may be copper or its alloy or plating. It may be a general electrode material.
  • the real part Rp when the real part Rp is 0.1 ( ⁇ ) or more and the characteristic impedance of the circuit board 2 is Z, it is less than the real part Rp force. If it has the impedance which becomes, it is effective enough. In addition, it is not necessary to make the imaginary part of the impedance of the high-frequency current suppression component 5 large.
  • the real part of the impedance that causes a loss in the high-frequency current Rp is 0.1 ( ⁇ ) or more.
  • Yogu and the imaginary part ⁇ is, when the ⁇ the magnitude of the characteristic impedance of the circuit board 2, (Z 2 -Rp 2) ° - can be set to 5 or less.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining electrostatic discharge or secondary discharge of charged charges.
  • the secondary discharge target conductor 11 that is the discharge destination of the electrostatic secondary discharge 12 has a force that is a conductor that is grounded 10 to the ground (earth), or has a stray capacitance 9 to the ground.
  • the electric charge or charged charge 13 injected by the electrostatic discharge 7 is a connection that can move the electrostatic discharge as the secondary discharge 12 sufficiently.
  • there is a stray capacity 9 that can sufficiently absorb the force applied by the ground 10 or the mobile charge associated with the secondary discharge.
  • electrostatic secondary discharge 12 occurs and a steep discharge current containing a large amount of high-frequency components flows.
  • the circuit board ground of 8 km is vibrated by high frequency current.
  • the secondary discharge target conductor 11 having the ground 10 or the stray capacitance 9 metal furniture such as office desks or shelves, automobiles, large furniture, etc. are assumed.
  • FIG. 2 and 3 show first and second modifications of the embodiment of the present invention, respectively, and the circuit board is modified.
  • 2 and 3 the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • a part of the ground is wired with the wiring pattern 16, and the lead component 14 is connected to the disconnected part.
  • FIG. 2 and 3 show first and second modifications of the embodiment of the present invention, respectively, and the circuit board is modified. 2 and 3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • a lead component 14 which is an electronic component with wiring, is used as the high-frequency current suppression component, and this lead component 14 is
  • the structure of the present invention can be realized by arranging the high-frequency current suppression components in series at any place on the wiring from the ground of the circuit board 2 to the charging terminal standing on the ground. A higher effect can be obtained by arranging the parts closer to the charging electrode 3.
  • the high-frequency current suppression component used at this time is, for example, a ferrite core, a chip bead, or a toroidal core, and all of them consume high-frequency current electrical energy as heat loss.
  • the shape is a hollow toroidal (doughnut) shape with a single wire passed, a wire wound (see Fig. 2), a ferrite fired material with a wire passed, or such a shape. There are chip parts.
  • FIGS. 1 to 3 Although the basic configuration of the present invention is shown in FIGS. 1 to 3, a greater effect can be obtained by connecting a plurality of high-frequency current suppression components in series by combining them.
  • the conductive part exposed to the outside is the charging terminal.
  • the design is not limited to an earphone jack, a metal around the hinge, or a metal-plated design part.
  • the present invention can be suitably used for preventing malfunction of electronic circuits such as portable electronic devices due to electrostatic discharge.

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Abstract

　本発明の携帯電子機器においては、筐体の外部に露出した充電電極は回路基板に立てられた１対の充電端子に電気的に接続されており、一方の充電端子である充電端子（負極＝グランド）は回路基板のグランドに接続されている。充電端子（負極＝グランド）には、直列接続で高周波電流抑制部品が装着されている。高周波電流抑制部品はフェライトコア又はフェライトビーズ等の低抵抗な部品である。このような構成により、携帯電子機器に外部から静電気放電ノイズが印加された場合に、外部に露出した充電電極等を介して２次放電が起こり、このときに流れる放電電流により回路基板のグランド電流が振動することで起こる回路誤作動を防止する。

Description

明 細 書
携帯電子機器
技術分野
[0001] 本発明は、静電気放電による電子回路の誤作動防止技術に関し、特に充電用端 子を備えた携帯電子機器における誤作動防止技術に関する。
背景技術
[0002] 近時の LSI (Large Scale Integration:大規模集積回路）は、動作電圧の低電圧化に より、静電気放電ノイズ等の外部からの電磁ストレスにより誤作動を起こし易くなつて きている。また、静電気放電ノイズは電子機器の LSIを破壊する事象に及ぶこともあ る。
[0003] 特許文献 1では、外部ノイズ又は静電気の影響による機器の誤作動又は破壊を未 然に防止する撮像装置が開示されている。図 6は、特許文献 1に記載の従来の撮像 装置を示すブロック結線図である。図 6に示すように、電気回路部 MCUが搭載され たカメラ 101には、接続ケーブル 103を介して外部の電子機器 102と接続するため の接続端子 T1乃至 T8が設けられている。これらの接続端子のうち、信号ポートであ る接続端子 T1乃至 T7には、ノイズ防止用のフィルタ FIL1乃至 FIL7が設置されてい る。これは、着脱可能な外部の電子機器 102をカメラ 101本体に装着する際に、信号 ポートである接続端子 T1乃至 T7を介して、静電気放電電流が流れることで機器が 誤動作又は破壊されることを避けるために、信号ポートに流入する高周波電流を抑 制する作用を備えた電気部品を付加した技術である。この際、必要とする高周波電 気信号の伝送品質を損なうことなぐ不要な高周波ノイズ電流のみを除去するような 周波数特性を備えた電気部品を選択する必要がある。また同時に、外部の電子機器 102とカメラ 101本体との相互の電気信号の基準電位となるグランドには電位差を生 じないように、グランドポートを極力低インピーダンスにする必要がある。このため、グ ランドポートには同種の部品の付加を行わない。これは、図 6において、グランドポー トと思われるフィルタ部品を付加して 、な 、下端の接続端子 T8が、直接グランドに接 続されて!ヽることからも明らかである。 [0004] また、上記の目的とは異なるが、携帯無線機のグランドポートに高周波電流抑制部 品としてフ ライト材を装着した例が、特許文献 2に記載されている。この従来技術は 、内蔵する充電池でも動作可能な携帯無線機とその充電器との接続部分に、高周波 帯で高インピーダンスを保つ高周波電流抑制部品を装着し、高周波的に携帯無線 機と充電器とが切り離されるようにしている。なお、特許文献 2においては、携帯無線 機本体に高周波電流抑制部品を装着すると携帯無線機本体の性能低下が起こるこ とを想定し、装着箇所を充電器側に設定していることも特徴である。この従来技術に より、携帯無線機本体力 充電池を介して充電器側に高周波電流が流出し、グランド 電流分布が乱れることで携帯無線機のアンテナ利得が低下することを防 、で 、る。
[0005] また、特許文献 3では、着脱可能な外部部品を有する携帯無線機にぉ 、て、アンテ ナが取り付けられた導電部材以外の導電部材がアンテナ特性に与える影響を抑制し 、安定したアンテナ特性が得られるようにするために、アンテナが取り付けられた導電 部材と外部部品が接続された接続端子とが、高周波電流の導通を遮断する高インピ 一ダンス接続手段を介して接続されている。即ち、この従来技術においては、携帯無 線機の内部に配置され送受信回路等が含まれる導電部材と、外部充電器に接続す るための電源端子及びアース端子との間に、夫々高周波電流の導通を遮断する高ィ ンピーダンス部品が接続されている。また、装着箇所は機器本体である。これにより、 アンテナが取り付けられた導電部材に流れる高周波電流力 外部充電器内部に設 けられた導電部材に流出することを防ぎ、アンテナ特性が安定する。但し、このような 目的のためには、高インピーダンス部品に、アンテナ使用周波数において 120 π ( Ω )と同等以上の高いインピーダンスが要求される。
[0006] また一方で、例えば非特許文献 1に記載されて 、るように、グランド回路に流れ込 む静電気放電電流により、グランド回路に振動が起こることで、 CMOS回路に悪影 響が及ぼされることが知られている。同文献では、この場合の有効な対処法として、 各回路に直列抵抗又は静電気容量を付加する技術を挙げている。
[0007] 特許文献 1 :特開平 09— 275515号公報
特許文献 2：特開平 11― 341126号公報
特許文献 3：特許第 3425073号公報 非特許文献 l :Mark I. Montrose著、出口博一 Z田上雅輝共訳「プリント回路の EM C設計」オーム社、平成 9年 11月 25日、 pp. 160- 161
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] し力しながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。
[0009] 特許文献 1に開示された従来技術は、そもそも、静電気放電ノイズの進入経路を信 号ポートに限定している点が問題である。その理由は、上述の通り、グランドに電位 差を生じさせないように高周波帯でのインピーダンスを低く抑える必要があるため、グ ランドポートに同様のフィルタ部品を付加することが困難となるからである。一方で、 機器に内蔵された電池で駆動する携帯電話のような携帯型電子機器においては、 静電気放電ノイズの進入経路は、信号ポートよりはむしろコネクタシェル等のグランド ポートとなる場合が多ぐ特許文献 1の技術では対処できない。
[0010] ここで、携帯電子機器に想定される静電気放電ノイズの進入、これに続 ヽて起こる 2 次放電 (機器外部への除電)、更に、 LSI誤作動の原因となる回路基板のグランド電 流について概要を説明する。上述のように、ノイズの進入経路はコネクタシェル等の グランドポートとなる場合が多い。また、機器外部から進入した静電気ノイズ又は機器 の摩擦により携帯電子機器に帯電した静電気は、グランドから機器外部へ 2次放電 を引き起こすことがあり、その際、放電経路は充電端子等のグランドポートとなる。この 場合、充電端子が充電器に装着中であるか否かに拘わらず、例えば金属製の天板 を有する机等に対しても放電が起こり得る。更に、このときに流れる放電電流により、 回路基板のグランド電流が振動を起こし、グランドの部位に依り電位差を生ずること で、 LSIが誤作動を起こす可能性がある。
[0011] また、特許文献 2に開示された従来技術は、前述の静電気放電ノイズに適用を広 げようとすると問題が生じる。即ち、同文献では、機器本体の性能を損なわないようす ること、及び機器本体と充電器との高周波分離を目的としていることから、高周波電 流抑制部品を機器本体ではなく充電器側に装着しており、従って、充電器を装着し て 、な 、状態ではこの対処法は機能しな 、。
[0012] また、特許文献 2及び 3に開示された従来技術は、アンテナ特性の制御を目的とし ており、静電気放電ノイズ等によるグランド電流の抑制を目的とするものとは異なる。 そのため、必然的に高周波電流抑制部品に要求される特性も異なり、いずれも高ィ ンピーダンス部品の装着を行う。
[0013] また、非特許文献 1に記載された回路への部品挿入は、対象回路が多数に及ぶ場 合には、各回路に抵抗部品又は容量部品を配置しなければならず、装置の大型化 を招き、同時に
高密度実装を阻害することが問題となる。
[0014] 本発明は力かる問題点に鑑みてなされたものであって、携帯電子機器に外部から 静電気放電ノイズが印加された場合に、外部に露出した充電電極等を介して 2次放 電が起こり、このときに流れる放電電流により回路基板のグランド電流が振動すること で起こる回路誤作動を防止することができる携帯電子機器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
[0015] 本発明に係る携帯電子機器は、回路基板と、この回路基板を内蔵する筐体と、前 記回路基板のグランドに接続されると共にその一部が前記筐体の外部に露出した導 電部分と、を有し、データ通信に用いる端子としての前記導電部分を除き、前記導電 部分と前記グランドとの間に直流に対しては渦電流による損失を有する高周波電流 抑制部品が直列に配置されていることを特徴とする。
[0016] 外部から携帯電子機器に静電気放電ノイズ等が印加されると、筐体の外部に露出 した充電電極等の導電部分を介して 2次放電が起こり、このときに流れる放電電流に より、電子機器のグランド電流が振動を起こし、グランド部位に依って電位差を生じる ことで、電子回路が誤作動を起こす。本発明においては、回路基板のグランドとその 一部が筐体外部に露出した導電部分との間に 2次放電電流を抑制する高周波電流 抑制部品を直列に装着することで回路誤作動を防止する。高周波電流抑制部品とし ては、直流では渦電流による損失を有するものが好ましぐ更に、低抵抗な部品であ ることが好ましい。
[0017] また、本発明においては、高周波電流抑制部品の装着箇所を 2次放電電流の外部 放出部分としており、高周波電流抑制部品を静電気放電ノイズ等の進入口に装着す ることが一般的な従来技術に比べて、対策部品を集中した 1箇所に配置することにな り、機器の大型化を避けることができる。
[0018] 本発明に係る携帯電子機器は、回路基板と、この回路基板を内蔵する筐体と、前 記回路基板のグランドに接続されると共にその一部が前記筐体の外部に露出した導 電部分と、を有し、データ通信に用いる端子としての前記導電部分を除き、前記導電 部分と前記グランドとの間に直流に対しては良導電性の金属線を接続した場合と同 等と見なせる抵抗値を有する高周波電流抑制部品が直列に配置されていることを特 徴とする。
[0019] 高周波電流抑制部品は、直流では良導電性の金属線を接続した場合と同等と見 なせる抵抗値を有するものとすることができる。ここで良導電性の金属とは、例えば、 銀、銅、金、アルミニウム等の金属、更に、それらの合金及びメツキ等である。製造コ ストの面からは銅又はアルミニウムが好ましいが、接触部分には耐腐食性が高い金メ ツキ、配線部分では銅又はその合金若しくはメツキ等を使用することができる。
[0020] このように、高周波電流抑制部品は、直流では良導電性の金属線を接続した場合 と同等と見なせる抵抗値を有するものが好ましいが、具体的には、 100MHz以上の 周波数に対しては、実部 Rpが 0. 1 ( Ω )以上であり、且つ、回路基板の特性インピー ダンスの大きさを Ζとした場合に、実部 Rpが Ζ以下となるインピーダンスを有するもの であれば十分効果的である。
[0021] 更にまた、高周波電流抑制部品のインピーダンスの虚部を大きくとる必要はない。
即ち、高周波電流に損失を与えるインピーダンスは、 100MHz以上の周波数に対し ては、実部 Rpが 0. 1 ( Ω )以上であり、且つ、前記回路基板の特性インピーダンスの 大きさを Ζとした場合に、虚部 Χρが (Ζ2— Rp2) ' 5以下とすることができる。
[0022] また、筐体外部に露出した前記導電部分は、例えば携帯電話等の充電用端子とす ることがでさる。
発明の効果
[0023] 本発明においては、回路基板のグランドに接続され、その一部が筐体の外部に露 出した導電部分と、グランドとの間に高周波電流抑制部品を配置している。これにより 、静電気放電ノイズ等の印加により誘発された回路基板のグランド電流の振動を低 減することが可能となり、電子回路の誤作動又は破壊を防止できる。また、 2次放電 の放電経路が例えば携帯通信端末の充電用端子である場合に、元来の機能として 、充電用端子には直流電流又はこの直流電流に寄生する低周波の電流を流すこと をだけを考慮しているため、本発明により高周波電流が抑制されても元来の機能に 何ら悪影響を及ぼすことはない。更に、高周波電流抑制部品を一点に集中して配置 するため、従来に比べて配置スペースを節約できる。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]本発明の実施形態に係る携帯電子機器としての携帯電話端末において、その 充電端子の基本構造を示す斜視図である。
[図 2]本発明の実施形態の第 1の変形例において、高周波電流抑制部品としてリード 付き部品を備えた充電端子の構造を示す斜視図である。
[図 3]本発明の実施形態の第 2の変形例において、高周波電流抑制部品としてチッ プ部品を備えた充電端子の構造を示す斜視図である。
[図 4]放電電流の最大値の周波数依存性を高周波電流抑制部品の有無に応じて計 算した結果を示す図である。
[図 5]静電気放電又は帯電電荷の 2次放電を説明するための模式図である。
[図 6]特許文献 1に記載の従来の撮像装置を示すブロック結線図である。
符号の説明
[0025] 1 ;筐体
2 ;回路基板
；充 f4 極
4a;充電端子 (正極）
4b；充電端子 (負極 =グランド）
5 ;高周波電流抑制部品
6 ;配線パターン
7 ;静電気放電
8 ;回路基盤のグランド
9 ;浮遊容量 10 ;接地
11 ; 2次放電対象導電体
12 ;静電気 2次放電
13 ;帯電電荷 (正極）
14 ;リード部品
15 ;チップ部品
101 ;カメラ
102 ;電子機器類
103 ;接続ケーブル
MCU;電気回路部
T1 T8 ;接続端子
FIL1— FIL7 ;フィルタ
発明を実施するための最良の形態
[0026] 以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図 1は、本発明の実施形態に係る携帯電子機器としての携帯電話端末において、その 充電端子の基本構造を示す斜視図である。
[0027] 図 1に示すように、筐体 1で囲まれた携帯電子機器内部には回路基板 2が実装され ており、筐体 1には外部に露出した 1対の充電電極 3が設けられている。回路基板 2 には、 1対の充電端子、即ち、充電端子 (正極) 4a及び充電端子 (負極 =グランド) 4b が立てられており、充電端子 (正極) 4a及び充電端子 (負極 =グランド) 4bは 1対の充 電電極 3に接続されている。そして、充電端子 (正極) 4a及び充電端子 (負極 =ダラ ンド) 4bは、筐体 1の外部に露出した充電電極 3が充電器（図示せず)の金属部分と 接触することにより、充電電極 3を介して充電器に電気的に接続されるようになってい る。ここで、充電端子 (負極 =グランド) 4bは、回路基板 2のグランドに接続されている 。また、充電端子 (負極 =グランド) 4bには、直列接続で高周波電流抑制部品 5が装 着されている。高周波電流抑制部品 5としては、例えば中空のチューブ形状のフェラ イトコアが使用されている。フェライトコアは、高周波領域において渦電流損失を有す る。本実施形態は、既存の端子に高周波電流抑制部品 5を装着した例であり、最も 基本となる実装の形態を示している。本実施形態においては、高周波電流抑制部品
5を、回路基板 2のグランドの接続された充電端子 (負極 =グランド) 4bに直列接続し ている。
[0028] 高周波電流抑制部品 5としては、直流に対して良導電性の金属線を接続した場合 と同等と見なせる抵抗値を有するものであればよぐ特に大きな抵抗値を必要とする ものではない。これは、本発明が、高周波電流成分に損失を与えることにより回路基 板のグランド電流の振動を抑制するからであり、高インピーダンス化によりアンテナ電 流の制御を目的とした従来技術とは異なる。ここで、良導電性の金属とは、例えば銅 及びアルミニウム等であるが、使われる部品としては、接触部分には耐腐食性が高い 金メッキ、配線部分では銅又はその合金若しくはメツキ等でもよぐ一般的な電極材 料であってよい。具体的には、 100MHz以上の高周波に対して、実部 Rpが 0. 1 ( Ω )以上で、且つ、回路基板 2の特性インピーダンスの大きさを Zとした場合に、実部 Rp 力 以下となるインピーダンスを有するものであれば十分効果的である。また、高周波 電流抑制部品 5のインピーダンスの虚部を大きくとる必要はなぐ 100MHz以上の高 周波に対して、高周波電流に損失を与えるインピーダンスの実部 Rpは 0. 1 ( Ω )以 上であればよぐ且つ、虚部 Χρは、回路基板 2の特性インピーダンスの大きさを Ζとし た場合に、 (Z2-Rp2) °- 5以下とすることができる。
[0029] ここで、静電気 2次放電により、回路基板のグランドに発生する可能性のある高周 波電流について説明する。図 5は、静電気放電又は帯電電荷の 2次放電を説明する ための模式図である。図 5に示すように、回路基板のグランド 8には充電端子 (負極 = グランド) 4bが接続されている。機器外部からの静電気放電 7が起こると、回路基板 のグランド 8から充電端子 (負極 =グランド) 4bを介して静電気の 2次放電 12が起こる 可能性がある。又は、外部力もの静電気の影響を受けて、回路基板のグランド 8に帯 電電荷 13が蓄積されると、充電端子 4b (負極 =グランド)を介した静電気 2次放電 12 が起こる可能性がある。いま、静電気 2次放電 12の放電先となる 2次放電対象導電 体 11は大地（アース）に対して何らかの接地 10がなされた導電体である力、又は大 地に対して浮遊容量 9を有する導電体であるとする。更に、静電気放電 7により注入 される電荷又は帯電電荷 13を静電気 2次放電 12として十分に移動させるだけの接 地 10がなされている力 又は 2次放電に伴う移動電荷を十分に吸収できるだけの浮 遊容量 9が存在すると仮定する。この場合は、静電気 2次放電 12が起こり、高周波成 分を多く含む急峻な放電電流が流れることとなる。このとき、回路基板のグランド 8〖こ は高周波電流による振動が発生する。そこで、放電経路に高周波電流抑制部品 5を 取り付けておくことにより、静電気 2次放電により発生する高周波電流を抑制し、回路 基板のグランド 8に発生する電位の偏差を低減させることができる。図 5においては、 高周波電流抑制部品 5は充電端子 (負極 =グランド) 4bに装着されている。なお、接 地 10又は浮遊容量 9を有する 2次放電対象導電体 11としては、事務机又は棚等の 金属製家具、更には、自動車、大型什器等が想定される。
[0030] 次に、本実施形態の有効性を確認し、更に、高周波電流抑制部品に要求される抵 抗特性を調べるために、数値シミュレーションを行った結果について説明する。高周 波帯域における携帯通信端末のモデルとして、回路基板端の 1点に静電気を印加し 、回路基板上に設定された充電端子位置を介して 2次放電 (除電)が起こる場合を取 り上げ、回路基板上の電流分布を電磁界シミュレーションで計算した。図 4は、このよ うな回路基板上の電流分布を周波数毎に最大値として示したものである。即ち、図 4 における「オリジナル」はこのような電流分布に相当し、 500MHz及び 1100MHz付 近にピークを有する振動波形となっている。一方、「端子インピーダンス改善」は充電 端子位置に 0. 1 ( Ω )の抵抗を付与した場合の計算例であり、抵抗がない場合に見ら れる振動が低減され、同時に全体の電流値が低減されていることがわかる。この数値 計算例から明らかなように、 2次放電を起こす充電端子部分に 0. 1 ( Ω )程度のわず かな抵抗値を有する部品を装着することで、十分効果的に高周波ノイズ電流を抑制 できることがわ力る。
[0031] 次に、本発明の実施形態の変形例について説明する。図 2及び図 3は、夫々、本 発明の実施形態の第 1及び第 2の変形例を示しており、回路基板に変形を施してい る。なお、図 2及び図 3においては、図 1と同様の構成物には同一の符号を付してそ の詳細な説明は省略する。図 2では、高周波電流抑制部品として、配線付きの電子 部品であるリード部品 14を使用し、このリード部品 14を充電端子 (負極 =グランド) 4 bに直列に挿入したものである。即ち、このリード部品 14を充電端子 (負極 =グランド ) 4bに直列に挿入するため、グランドの一部を配線パターン 16で配線ィ匕し、断線部 分にリード部品 14が接続されている。一方、図 3では、高周波電流抑制部品としてリ ード配線のない表面実装用のチップ部品 15を使用したものである。即ち、このチップ 部品 15を充電端子 (負極 =グランド) 4bと接続された配線パターン 16上に実装した ものである。このように、回路基板 2のグランドから、そのグランドに立てた充電端子に 至る配線上の任意の場所で高周波電流抑制部品を直列に配置することで本発明の 構造を実現できるが、図 1の充電電極 3により近い場所に部品を配置することにより、 より高い効果が得られる。この際に用いられる高周波電流抑制部品は、例えばフェラ イトコア、チップビーズ又はトロイダルコア等であり、いずれも高周波電流の電気エネ ルギーを熱損失として消費するものである。その形状は、中空のトロイダル (ドーナツ） 状のものに単線を通したもの、配線を巻き付けたもの（図 2を参照）、フェライト焼成材 の中に配線を通したもの、又はこのような形状をチップ部品としたもの等がある。
[0032] なお、本発明の基本構成を図 1乃至図 3に示したが、これらを組み合わせて高周波 電流抑制部品を複数個、直列に接続することにより、より大きな効果を得ることもでき る。
[0033] 本実施形態においては、充電端子 (負極 =グランド) 4bが充電電極 3を介して筐体 1の外部に露出するような構成になっている力 外部に露出した導電部分は充電端 子に限らず、イヤホンジャック、ヒンジ周囲の金属製又は金属メツキの意匠部品等で あってもよい。更には、外部には露出していないものの、筐体のつなぎ目の隙間等を 通じて 2次放電に必要な沿面距離 (絶縁破壊が生じる絶縁物に沿った空間距離)が 確保される金属部品、金属部分、金属メツキ、導電メツキ又は導電塗料等、グランドに 接続される部位すべてに対して適用される。
産業上の利用可能性
[0034] 本発明は、静電気放電による携帯電子機器等の電子回路の誤作動防止に好適に 使用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 回路基板と、この回路基板を内蔵する筐体と、前記回路基板のグランドに接続される と共にその一部が前記筐体の外部に露出した導電部分と、を有し、データ通信に用 いる端子としての前記導電部分を除き、前記導電部分と前記グランドとの間に直流に 対しては渦電流による損失を有する高周波電流抑制部品が直列に配置されているこ とを特徴とする携帯電子機器。
[2] 回路基板と、この回路基板を内蔵する筐体と、前記回路基板のグランドに接続される と共にその一部が前記筐体の外部に露出した導電部分と、を有し、データ通信に用 いる端子としての前記導電部分を除き、前記導電部分と前記グランドとの間に直流に 対しては良導電性の金属線を接続した場合と同等と見なせる抵抗値を有する高周波 電流抑制部品が直列に配置されていることを特徴とする携帯電子機器。
[3] 前記高周波電流抑制部品は、 100MHz以上の周波数に対しては、実部 Rpが 0. 1 (
Ω )以上であり、且つ、前記回路基板の特性インピーダンスの大きさを Zとした場合に 、実部 Rpが Z以下となるインピーダンスを有することを特徴とする請求項 2に記載の 携帯電子機器。
[4] 前記高周波電流抑制部品は、 100MHz以上の周波数に対しては、実部 Rpが 0. 1 (
Ω )以上であり、且つ、前記回路基板の特性インピーダンスの大きさを Zとした場合に 、虚部 Xpが (Z2— Rp2) 5以下となるインピーダンスを有することを特徴とする請求項 2に記載の携帯電子機器。
[5] 前記導電部分が、充電用端子であることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか 1項 に記載の携帯電子機器。
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