电子设备的制作方法

电子设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年3月19日提交的日本优先权专利申请jp 2020
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049721的权益，其全部内容通过引用并入本文。


背景技术：

3.本公开涉及包括多个连接器的电子设备。
4.一般来说，电子设备包括安装有多个电路元件的印刷板。电路元件包括那些产生电磁场的元件，该电磁场用作影响其他电路元件的操作或无线通信等的噪声。为了防止这种噪声的传播，实践是通过由金属板等形成的屏蔽构件覆盖用作噪声产生源的电路元件。


技术实现要素：

5.即使当屏蔽构件被设置成覆盖用作噪声产生源的电路元件时，如果连接屏蔽构件内部的电路元件和外部连接器的信号线存在于印刷板的前表面上，也难以用屏蔽构件完美地覆盖电路元件。
6.因此，根据前述内容设计了本公开，并且期望提供一种能够有效地抑制由印刷板上的电路元件产生的噪声传播的电子设备。
7.根据本公开的实施例，提供了一种电子设备，包括印刷板、安装在印刷板上的多个连接器、安装在印刷板上并控制穿过多个连接器中的相应连接器的通信的多个通信控制电路、以及面对印刷板设置的屏蔽构件，其中环形接地图案形成在印刷板的前表面上，环形接地图案不中断地围绕包括多个通信控制电路的屏蔽区域，多个连接器全部设置在围绕屏蔽区域的接地图案的外部，并且屏蔽构件覆盖屏蔽区域并固定到印刷板，使得面向接地图案的部分电连接到接地图案。
附图说明
8.图1是根据本公开实施例的包含在电子设备中的印刷板的平面图；
9.图2是根据本公开实施例的包含在电子设备中的印刷板的仰视图；
10.图3是上侧屏蔽构件的平面图；
11.图4是从上侧屏蔽构件的底表面侧观察的上侧屏蔽构件的透视图；
12.图5是下侧屏蔽构件的仰视图；
13.图6是从下侧屏蔽构件的顶表面侧观察的下侧屏蔽构件的透视图；
14.图7是描绘在印刷板的前表面上形成的接地图案的示例的局部放大图；
15.图8是描述连接器和通信控制电路之间的连接模式的示例的剖视图；和
16.图9是描述连接器和通信控制电路之间的连接模式的另一示例的剖视图。
具体实施方式
17.下面将基于附图详细描述本公开的实施例。
18.电子设备1例如是家庭游戏控制台等，并且包括印刷板(印刷线路板)10、上侧屏蔽构件30和下侧屏蔽构件40。图1是示意性平面图，描绘了根据本公开实施例的包含在电子设备1中的印刷板10的前表面侧上的情况。另外，图2是描绘印刷板10的后表面侧上的情况的仰视图。
19.如图1所示，各种电路元件安装在印刷板10的前表面上。此外，通过省略图示，各种电路元件也安装在印刷板10的后表面上。注意，在本实施例中，印刷板10是多层基板，其不仅在印刷板10的前表面和后表面上，而且在印刷板10内部具有信号层(内层)。
20.多个连接器沿着印刷板10的外围设置。这些连接器用于与包含在外部通信设备或电子设备1中的装置连接。具体地，视频信号连接器11、局域网(lan)连接器12和两个通用串行总线(usb)连接器13设置在印刷板10的前表面侧。此外，存储装置连接连接器14设置在后表面侧。
21.用于控制经由这些连接器的数据通信的集成电路(以下称为通信控制电路)设置在印刷板10的前表面上。具体地，片上系统(soc)15、视频信号控制电路16、lan通信控制电路17和存储装置控制电路18作为通信控制电路设置在印刷板10的前表面上。此外，lan脉冲变压器19也设置在印刷板10的前表面上。注意，除此之外的各种电路元件可以设置在印刷板10的前表面和后表面上。此外，在图1和2中，省略了设置在印刷板10的前表面和后表面上的信号线的图示。
22.视频信号连接器11用于向外部视频显示设备传输视频信号。视频信号连接器11可以是用于根据例如高清晰度多媒体接口(hdmi)(注册商标)标准传输视频信号的连接器。视频信号控制电路16是用于控制经由视频信号连接器11与外部视频显示设备的数据通信的通信控制电路。具体地，视频信号控制电路16根据诸如hdmi的标准生成视频信号，并将视频信号输出到视频信号连接器11。
23.lan连接器12用于将电子设备1连接到lan。lan连接器12根据例如以太网(注册商标)标准发送和接收数据。lan通信控制电路17是用于控制经由lan连接器12的数据通信的通信控制电路。具体而言，lan通信控制电路17对要经由lan连接器12传输的数据进行编码，并对经由lan连接器12接收的信号进行解码。lan脉冲变压器19是设置在lan连接器12和lan通信控制电路17之间的通信路径中并且中继通信的无源元件。
24.两个usb连接器13各自用于连接usb装置设备。soc 15是用于执行控制整个电子设备1的操作的各种信息处理的集成电路。特别地，在本实施例中，soc 15还用作用于控制经由usb连接器13的串行通信的通信控制电路。具体地，soc 15经由usb连接器13将要传输的信号输出至usb装置设备，或者处理经由usb连接器13从usb装置设备接收的信号。
25.存储装置连接连接器14用于连接存储装置(未示出)，例如包含在电子设备1中的固态驱动器(ssd)。存储装置控制电路18是用于控制对存储装置的访问的通信控制电路。存储装置控制电路18经由存储装置连接连接器14对存储装置执行访问控制，例如数据的写入和读取。
26.用作安装在印刷板10上的电子电路的参考电势的接地图案形成在印刷板10的前表面和后表面上。在图1和图2中，接地图案由阴影表示。在本实施例中，屏蔽区域由印刷板10的前表面和后表面上的相应接地图案限定。具体地，屏蔽区域a1形成在印刷板10的前表面上，其外围被接地图案g1包围。此外，屏蔽区域a2形成在印刷板10的后表面上，其外围被
接地图案g2包围。
27.在本实施例中，对于前表面和后表面上的各个屏蔽区域，实现了用于控制的对噪声的反措施，以防止屏蔽区域中产生的噪声传播到屏蔽区域的外部。通过上侧屏蔽构件30和下侧屏蔽构件40实现这种对噪声的反措施。上侧屏蔽构件30和下侧屏蔽构件40均通过模制导电金属片制成，并且均具有凹陷部分。这些屏蔽构件中的每一个都可以通过对单个金属板进行诸如拉拔的成形来制造。
28.上侧屏蔽构件30被设置成面向印刷板10的前表面。图3是示出上侧屏蔽构件30的上表面(与面向印刷板10的前表面的表面相反的表面)的平面图。图4是从底表面侧(面向印刷板10的前表面的表面)观察的上侧屏蔽构件30的透视图。如这些图中所描绘的，上侧屏蔽构件30具有屏蔽部分31，该屏蔽部分31在上侧屏蔽构件30的中心部分中具有以凹陷形状形成的面向印刷板10的表面。上侧屏蔽构件30固定到印刷板10，使得屏蔽部分31在平面图中与屏蔽区域a1重叠。注意，屏蔽部分31的中心附近的矩形开口被附接到soc 15的散热器封闭。
29.在后表面侧上的平坦的环形部分32形成为围绕屏蔽部分31的外围。在上侧屏蔽构件30固定到印刷板10的状态下，环形部分32电连接到接地图案g1。注意，在图3中，环形部分32由阴影表示。
30.如图1所示，安装在印刷板10上的各种连接器(视频信号连接器11、lan连接器12和两个usb连接器13)均设置在围绕屏蔽区域a1的接地图案g1的外部。同时，控制经由这些连接器的通信的通信控制电路(soc 15、视频信号控制电路16、lan通信控制电路17和存储装置控制电路18)均设置在屏蔽区域a1内。利用设置成使得屏蔽区域a1被屏蔽部分31覆盖的上侧屏蔽构件30，可以实现屏蔽，使得由屏蔽区域a1中的通信控制电路辐射的噪声不会传播到外部。注意，在本实施例中，作为无源元件的lan脉冲变压器19设置在屏蔽区域a1的外部。
31.这里，当然，设置在屏蔽区域a1外部的连接器和设置在屏蔽区域a1内部并控制经由连接器的通信的通信控制电路应当通过信号线彼此连接。如果信号线简单地包括形成在印刷板10的前表面上的印刷线路，接地图案g1将在印刷线路经过的部分处中断。当存在接地图案g1因此被中断的部分时，噪声可能经由该部分泄漏到屏蔽区域的外部。有鉴于此，在本实施例中，通过后面描述的配置实现了防止接地图案g1被连接连接器和通信控制电路的信号线中断，并且接地图案g1形成为环形，以便不中断地围绕屏蔽区域a1的外围。
32.此外，上侧屏蔽构件30具有面向印刷板10的前表面的位于接地图案g1外部的区域的外围部分33。在外围部分33中，同样，类似于屏蔽部分31，印刷板10侧上的表面形成为凹陷形状。外围部分33的一些部分在平面图中与视频信号连接器11、lan连接器12和两个usb连接器13重叠，并且在重叠部分电连接到这些连接器的壳体。具体地，外围部分33被配置成通过诸如垫圈或金属弹簧的导电构件与每个连接器的壳体接触。结果，作为单个构件的上侧屏蔽构件30可以屏蔽屏蔽区域a1的内部，并且可以将每个连接器的壳体接地。
33.下侧屏蔽构件40被设置成面向印刷板10的后表面。图5是描绘下侧屏蔽构件40的底表面(与面向印刷板10的后表面的表面相反的表面)的仰视图。图6是从顶表面侧(面向印刷板10的后表面的表面)观察的下侧屏蔽构件40的透视图。
34.类似于上侧屏蔽构件30，下侧屏蔽构件40还包括面对印刷板10的后表面的屏蔽区
域a2的屏蔽部分41、面对围绕屏蔽区域a2的接地图案g2的环形部分42、以及面对接地图案g2外部的区域的外围部分43。此外，同样在印刷板10的后表面上，接地图案g2形成为环形，以便不中断地围绕屏蔽区域a2。下侧屏蔽构件40的环形部分42在上表面侧上形成为平坦的，并且电连接到接地图案g2。结果，在屏蔽区域a2中产生的噪声被下侧屏蔽构件40屏蔽，并且被防止传播到外部。注意，在图5中，环形部分42由阴影表示。此外，类似于上侧屏蔽构件30的外围部分33，外围部分43也可以经由设置在印刷板10的切口部分中的垫圈等电连接到视频信号连接器11和usb连接器13的壳体。
35.除了一些部分，上侧屏蔽构件30的环形部分32和下侧屏蔽构件40的环形部分42形成为在平面图中彼此重叠，这些部分具有间隔设置的螺纹孔h。此外，螺纹孔h也形成在印刷板10的接地图案中的在平面图中与这些环形部分重叠的位置。通过将上侧屏蔽构件30、印刷板10和下侧屏蔽构件40穿过这些螺纹孔h拧紧，每个屏蔽构件可以固定到印刷板10，并且环形部分32和环形部分42可以电连接到相应的接地图案g1和g2。
36.此外，在环形部分32和环形部分42处设置有朝向面对的屏蔽构件突出的多个突出部分p。突出部分p例如通过将诸如焊料的导电材料粘附到接地图案g1和g2而形成。利用设置在面对环形部分32或42的位置处的这种突出部分p，突出部分p的末端与环形部分32或42接触，由此屏蔽构件可以牢固地电连接到接地图案g1或g2。
37.螺纹孔h和突出部分p被设置成沿着沿屏蔽区域的外围延伸的环形接地图案以预定值内的间隔彼此相邻。换句话说，螺纹孔h和突出部分p被设置成使得与相邻的螺纹孔h或突出部分p的距离在预定值内。该预定值被确定为等于或小于对应于屏蔽区域中辐射的噪声频率的波长的1/4倍的电长度。结果，可以有效地抑制噪声向屏蔽区域外部的传播。此外，设置在相邻螺纹孔h之间的突出部分p的数量理想地为一个或两个。结果，可以确保突出部分p在每个突出部分p的两侧不对齐，并且每个突出部分p在突出部分p的两侧的任一侧与螺纹孔h相邻。利用这种构造，在拧紧螺纹孔h时，突出部分p也可以通过紧固力而牢固地与面对的屏蔽构件接触。
38.此外，在使突出部分p与屏蔽构件接触的情况下，没有必要暴露面向环形部分32或42的所有接地图案，并且仅将形成突出部分p的区域和围绕螺纹孔h的区域暴露于前表面就足够了。图7是描绘在这种情况下印刷板10的前表面的情况的局部放大视图。在该图中，形成接地图案g1的区域用虚线表示。虽然接地图案g1形成为带状，但是只有螺纹孔h周围的区域和突出部分p形成在相邻螺纹孔h之间的两个圆形区域c暴露于印刷板10的前表面。其中形成突出部分p的圆形区域c周围的区域被印刷板10的前表面的介电层覆盖，并且导电层在那里没有暴露。通过对圆形区域c进行焊接，突出部分p可以通过表面张力容易地形成在圆形区域c中。
39.注意，接地图案g1和g2不仅可以形成在屏蔽区域的外围，还可以形成在其他区域，例如围绕连接器之一的区域。例如，在图1中，接地图案g1在视频信号连接器11的周围形成为c形，由此视频信号连接器11在除印刷板10的外围之外的三个侧面上被接地图案g1围绕。上侧屏蔽构件30形成为使得环形部分32也与围绕视频信号连接器11的接地图案g1接触。此外，螺纹孔h沿着印刷板10的外围设置在视频信号连接器11的两侧，并且通过将上侧屏蔽构件30拧入穿过螺纹孔h，上侧屏蔽构件30被固定，使得在平面图中与视频信号连接器11重叠的区域被压靠在视频信号连接器11上。结果，可以确保上侧屏蔽构件30的外围部分33牢固
地与视频信号连接器11的壳体接触，并且从视频信号连接器11和连接到视频信号连接器11的视频信号电缆辐射的噪声不容易影响其他连接器等。
40.下面将描述连接连接器和相应通信控制电路的信号线的布局示例。作为示例，连接器和通信控制电路可以通过形成在印刷板10内的内层中的信号线连接。图8示意性地描绘了这种情况下信号线的布局示例。在该图的示例中，示意性地示出了连接视频信号连接器11和视频信号控制电路16的信号线21的布局示例。
41.信号线21包括设置在屏蔽区域a1中的印刷板10的前表面上的信号线21a、设置在印刷板10的内层中的信号线21b、以及设置在屏蔽区域a1之外的印刷板的前表面上的信号线21c。信号线21a和信号线21b通过屏蔽区域a1中的通孔22a连接，而信号线21b和信号线21c通过屏蔽区域a1外部的通孔22b连接。信号线21b在平面图中与接地图案g1相交。利用这种布局，屏蔽区域a1的内部和外部可以连接，而不会中断接地图案g1。
42.注意，在该图的示例中，视频信号连接器11的壳体经由垫圈23a连接到上侧屏蔽构件30。此外，壳体经由设置在印刷板10中形成的切口中的垫圈23b连接到下侧屏蔽构件40。此外，在该图的示例中，上侧屏蔽构件30的环形部分32和下侧屏蔽构件40的环形部分42中的每一个都经由突出部分p连接到面对的接地图案。
43.然而，取决于连接器或通信控制电路所需的规格等，可能存在难以将信号线布置在印刷板10的内层中的情况。在这种情况下，通过移动印刷板10的前表面侧上的接地图案g1和后表面侧上的接地图案g2的每个位置，可以确保信号线设置在印刷板10的前表面和后表面上，并且防止在前表面或后表面上中断接地图案。在该示例中，确保了屏蔽区域a1内的区域和屏蔽区域a2外的区域在平面图中彼此重叠的重叠区域x。然后，印刷板10的前表面上的信号线和印刷板10的后表面上的信号线通过设置在重叠区域x中并穿过印刷板10的通孔连接。结果，可以设置从屏蔽区域的内部连接到屏蔽区域的外部的信号线，而不中断接地图案g。
44.图9描绘了该示例中信号线的布局示例。在该图的示例中，usb连接器13和soc 15通过信号线24连接。信号线24包括设置在印刷板10的前表面上的屏蔽区域a1中的信号线24a，以及设置在印刷板10的后表面上的屏蔽区域a2外部的信号线24b。信号线24a和信号线24b通过设置在重叠区域x中的通孔25连接。换句话说，信号线24a在平面图中与后表面侧的接地图案g2相交，而信号线24b在平面图中与前表面侧的接地图案g1相交。信号线25b连接到突出到印刷板10的后表面侧的usb连接器13的端子13a。利用这种布局，可以连接屏蔽区域的内部和外部，而无需在印刷板10的内层中设置信号线24。
45.注意，如图9所示，限定重叠区域x的接地图案g1和接地图案g2在平面图中彼此偏移。因此，其被配置为使得接地图案g1和g2通过重叠区域x周围的突出部分p与相应的屏蔽构件接触，并且螺纹孔h设置在重叠区域x附近接地图案g1和接地图案g2彼此重叠的位置处。另外，在该图的示例中，usb连接器13的壳体通过垫圈26a连接到上侧屏蔽构件30。此外，壳体通过设置在印刷板10中形成的切口中的垫圈26b连接到下侧屏蔽构件40。
46.虽然在上面的描述中已经描述了视频信号连接器11和usb连接器13连接到相应的通信控制电路的示例，但是其他连接器也类似地连接到相应的通信控制电路，而不中断接地图案g1或g2。
47.如上所述，根据依据本实施例的电子设备1，屏蔽区域a1由形成在印刷板10的前表
面上的接地图案g1不中断地限定，并且上侧屏蔽构件30被固定成覆盖屏蔽区域a1并与接地图案g1接触，由此可以有效地抑制屏蔽区域a1中产生的噪声的传播。另外，类似地，同样相对于印刷板10的后表面，下侧屏蔽构件40可以抑制屏蔽区域a2中产生的噪声的传播。
48.注意，本公开的实施例不限于上述那些。例如，印刷板10上的各种连接器和通信控制电路的布局仅仅是一个示例，并且可以采用任何布局，只要通信控制电路设置在屏蔽区域内并且与其连接的连接器设置在屏蔽区域外。此外，设置在印刷板10上的连接器和通信控制电路的种类也可以与上述不同。例如，印刷板10可以设置有连接器，用于根据诸如串行高级技术附件(ata)标准的标准连接诸如光盘驱动器的存储装置。
49.此外，虽然在以上描述中电子设备1是家庭游戏控制台，但是根据本公开实施例的电子设备1不限于此；例如，电子设备1可以是包括连接器和通信控制电路的各种设备中的任何一种，例如个人计算机、便携式游戏机和智能电话。
50.本领域技术人员应该理解，取决于设计要求和其他因素，可以进行各种修改，组合，子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。