MASUDA NORIO (JP)
| JP2004215061A | 2004-07-29 | |||
| JP2003085519A | 2003-03-20 | |||
| JP2003098211A | 2003-04-03 | |||
| JP2005027296A | 2005-01-27 | |||
| JP2007523563A | 2007-08-16 | |||
| JP2004336198A | 2004-11-25 | |||
| JP2003532318A | 2003-10-28 | |||
| JPH11313017A | 1999-11-09 |
| 第1の環状導体と、 前記第1の環状導体よりも小さく、前記第1の環状導体の環の内側に位置する一つ以上の第2の環状導体を有し、 前記第2の環状導体が前記第1の環状導体と直列に接続され、 前記第1の環状導体と第2の環状導体とが同一平面上に配置されたことを特徴とするループアンテナ。 |
| 基板上に形成した第1の環状導体と、 前記第1の環状導体よりも小さく、前記第1の環状導体の環の内側に位置する一つ以上の第2の環状導体を有し、 前記第2の環状導体が前記第1の環状導体と直列に接続され、 前記第1の環状導体と第2の環状導体とが、前記基板の異なる面に配置されたことを特徴とするループアンテナ。 |
| 前記第1の環状導体と第2の環状導体とで囲まれる部分では、前記第1の環状導体が発生する磁界の向きと第2の環状導体が発生する磁界の向きとが逆向きとなることを特徴とする請求項1又は2記載のループアンテナ。 |
| 前記第1の環状導体と第2の環状導体とが、長方形であることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載のループアンテナ。 |
| 前記第1の環状導体と第2の環状導体とを接続するための導体が、前記長方形の角部に配置されたことを特徴とする請求項4記載のループアンテナ。 |
| 前記第1の環状導体の各辺と第2の環状導体の各辺とが平行であることを特徴とする請求項1~5の何れかに記載のループアンテナ。 |
| 前記第1の環状導体の形状と第2の環状導体の形状とが異なることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載のループアンテナ。 |
| 前記第1の環状導体又は第2の環状導体の少なくとも一つを円形又は台形状を含む多角形状としたことを特徴とする請求項1~3の何れかに記載のループアンテナ。 |
| 前記第1の環状導体と第2の環状導体とを接続するための導体が、前記多角形状の角部に配置されたことを特徴とする請求項8記載のループアンテナ。 |
| 環状導体と、 前記環状導体の環の内側に配置される金属板体とからなり、 前記環状導体と金属板体とが同一平面上に配置されていることを特徴とするループアンテナ。 |
| 基板上に形成した環状導体と、 前記環状導体の環の内側に配置される金属板体とからなり、 前記環状導体と金属板体とが、前記基板の異なる面に配置されたことを特徴とするループアンテナ。 |
| 基板と、 前記基板の第1の面に設けた環状導体と、 前記基板の第1の面で前記環状導体の環の内側に設けられ、同軸ケーブルの内導体又は外導体を接続するための金属パッドと、 前記基板の第1の面と異なる第2の面に設けられ、前記金属パッドと複数のビアで接続される金属板体とからなり、 前記同軸ケーブルを前記基板面に垂直に接続することを特徴とするループアンテナ。 |
| 基板と、 前記基板の第1の面に設けた環状導体と、 前記基板の第1の面と異なる第2の面で前記環状導体の環の内側に設けられ、同軸ケーブルの内導体又は外導体を接続するための金属パッドと、 前記基板の第1の面に設けられ、前記金属パッドと複数のビアで接続される金属板体とからなり、 前記同軸ケーブルを前記基板面に垂直に接続することを特徴とするループアンテナ。 |
| 前記環状導体と金属板体とが長方形であり、前記環状導体の各辺と金属板体の各辺が平行であることを特徴とする請求項11~13の何れかに記載のループアンテナ。 |
| 前記環状導体の形状と金属板体の形状とが異なることを特徴とする請求項11~13の何れかに記載のループアンテナ。 |
| 前記環状導体が、円形又は台形状を含む多角形状であることを特徴とする請求項11~13の何れかに記載のループアンテナ。 |
| 第1の環状導体と、前記第1の環状導体よりも小さく、前記第1の環状導体の環の内側に位置する一つ以上の第2の環状導体を有し、前記第2の環状導体が前記第1の環状導体と直列に接続されているループアンテナを、前記第1の環状導体と第2の環状導体との全長に比べて十分に長い波長を有する周波数で駆動し、環状の磁界分布を発生させることを特徴とする磁界発生法。 |
| 請求項1~16のループアンテナを使用してループ面の近傍で環状の磁界分布を発生させ、電子機器の誤動作を調べることを特徴とするイミュニティ試験法。 |
| 請求項1~16のループアンテナを使用する極短距離通信機能を有する電子機器において、電磁感受性の強い回路又は部品が配置される領域の前記ループアンテナの磁界強度を他の領域の磁界強度より弱くするように実装することを特徴とするループアンテナの実装法。 |
本発明は、ループアンテナに係わり、特 、磁界を照射して電磁感受性やイミュニテ 性能の試験を行うアンテナ、または磁界を 生させて通信を行う小型ループアンテナに する。
電子機器が動作する際、他の電子機器や 械機器の動作に伴い発生する電磁界が到来 、その電磁界が電磁妨害を引き起こし、電 障害(EMI:Electromagnetic Interference)を引き起こ 、電子機器の性能低下を発生させることが る。一方、このような電磁妨害が存在する 境で、電子機器が性能低下することなく動 することができるイミュニティを向上させ 電磁妨害による性能低下を防止するために 、電子機器の設計段階で、電磁感受性が強 箇所を特定し、電磁障害の発生メカニズム 解明し、イミュニティを向上させた設計を うことが重要である。
電磁感受性が弱い箇所を特定するために 大規模集積回路(LSI)やプリント配線板(PWB:Pri nted Wiring Board)の近傍にアンテナを設置して 磁界を照射し、誤動作の発生や性能低下の 態を調べる試験が行われている。このよう 試験は、電磁的なイミュニティが弱い回路 実装部品の特定に役立つ。
図11は、LSIの真上に磁界を照射するため アンテナを設置してイミュニティ性能を評 する際の構成例である。
図11Aは、LSIを真上からみた図であり、ア テナ10が、LSIが実装されているQFP(Quad Flat P ack)1の真上に、QFP1から一定の高さとなるよう に設置されている。図11Aの例では、アンテナ 10は多層基板で製作されており、磁界を発生 せるループ配線11がプリント配線で形成さ ている。図11Bは、図11Aと同じ構成を横から た図である。実装ボード5上にはLSIを動作さ るために必要な周辺回路も実装されている 実装ボード5上にはLSIの動作を監視するため の回路も実装されている。
なお、図1において、2はQFP1のチップ部分 3は、QFP1のリードフレームである。
アンテナ10は、図12に示す通り、プリント 配線板13上にプリント配線により形成された ープ配線11とリード12及びコネクタ14とから る。信号発生器17から送出された高周波信 は、同軸ケーブル16、コネクタ14、リード12 より伝送され、最終的にループ配線11に供給 される。ループ配線11の周囲には電磁気学の 則に従いループ面周囲に磁界を生じるが、 のとき、ループ面に垂直な方向の磁界が優 となるのが一般的である。したがって、図1 1Bのように、アンテナ10を実装ボード5上に実 されているQFPと平行になるように適度な距 をおいて設置すると、QFPの全面にわたって 度変化の少ない磁界を照射することができ 。信号発生器17の設定を変えて発生する磁 の強度や変調、波形などを制御しながら、LS Iの誤動作の原因を特定する。図11Aでは、QFP ほぼ同じ大きさのアンテナを使用している 、QFPよりも小さいアンテナを使用して限ら た範囲で照射する試験法もある。この場合 小型のアンテナを所定の高さでQFP上を走査 せながら磁界を照射させ、イミュニティが い回路を特定する。
図13は、図12のアンテナ10の表面の磁界を小 磁界プローブ15で測定する方法の説明図で る。図13A、Bに示す通り、小型磁界プローブ1 5をループ配線11近傍に設置して一定の高さで XY軸方向に走査させながら磁界を測定し、可 化した図が図14Aである。図14Aでは、ループ 線11近傍の磁界はX、Y、Z方向の成分を持つ で、小型磁界プローブ15の設置軸を変えなが ら、X方向成分(Hx)、Y方向成分(Hy)、Z方向成分( Hz)の強度を測定し、Hxyz=(x 2 +y 2 +z 2 ) (1/2) で合成して表示してある。
測定は、小型磁界プローブ15をスペクト ムアナライザなどの測定器に接続して行い 10MHzでアンテナ10を発振させて小型磁界プロ ブ15の出力を測定した。図14A、(b)ではルー 全面に渡って小型磁界プローブ15を走査して 測定した結果を表示している。図14A、(b)で、 ループ配線11の中心は、(x,y)=(18mm,18mm)となっ いる。図13Bのループ配線11の外形は、24mm角 ループ配線11の幅は1mmであり、小型磁界プロ ーブ15を6mm離して測定した。図14Aでは、ルー 配線11で囲まれた範囲では全面にわたって い磁界が生じていることが分かる。図14Bは Y、Z座標を一定として、図13Bのループ配線11 中心を通るA-A'線上を1次元走査させながら 界を測定した結果である。図14BのX=18mmの位 では、ループ配線11の中心に小型磁界プロー ブ15があることを意味している。測定上の誤 などによる非対称性が認められるが、ほぼ 称な分布となっている。
図14Bから分かるとおり、ループ配線11で囲 れた領域内ではHzが優勢である。ループ配線 11の近くではHxが強くなる領域もあるが、そ 強度はHzに比べると低い。小型磁界プローブ 15の測定距離がさらに小さくなり、1mmよりも さくなるとHxがHzに比べて優勢になる場合も あるが、通常の使用される状態でのループと 対象物との間の距離を考慮すると、図14Aの分 布形は典型的な分布である。Hyは原理的には 界が観測されない方向であるので、非常に い値となっている。x、y、z方向の合成磁界 あるHxyz=(x 2 +y 2 +z 2 ) (1/2) の大きさは、概ねHzの分布に似ているが、Hx 強くなる領域ではHxyzがHzよりも大きくなる したがって、図14Bの場合は、HxyzはほぼHzとHx の合成となる。ループ配線11で囲まれた領域 は、合成磁界Hxyzの強度変化は少なく、約8% 変化にとどまっている。なお、図14A、Bとも に最大値で正規化して表示している。ループ 配線11をQFPと同程度の大きさで製作し、図11A 示す通り、QFP上に設置すると、QFP全面にわ ってほぼ一定の強さの磁界を照射すること できる。
図15Aは、以上述べた磁界を照射する試験 を概略的に示したものである。斜線部分が い磁界を発生させる領域であり、ループ配 11の内側が、ほぼこの領域に属する。QFP1と ンテナ11の距離を変えると分布形も変わる 、均一な分布に近くなるような測定距離で 験を行うのが一般的である。詳しく説明す と、アンテナ10が試験対象のLSIチップ1やリ ドフレーム3に非常に近接している場合、ル プ配線11近傍にのみ強い磁界が生じ、ルー 配線11の中心部の磁界強度は低くなる。即ち 、環状の磁界分布が生じる。ところが、QFPの 場合、パッケージの厚みがあるため、ループ 配線11はチップ1やリードフレーム3から離し 設置せざるを得ない。この場合、ループ配 11の中心付近の磁界が強くなり、結果として 、図14Aに例示したループ面内で強い磁界が生 じる。したがって、アンテナ10の設置距離を えて環状の磁界を発生させるのは、制約が きい。
上記では、磁界を照射して試験を行う場 を例示したが、均一な電界を発生させるア テナを使用すれば、電界による誤動作試験 応用することができる。
図15Aでは、QFP1全面に渡って磁界が照射さ れてしまうため、QFP1全体のイミュニティを 価することが可能であるが、部品ごとの評 はできない。図15Bのように、外形寸法が小 いループ配線11を作成すればLSIが形成されて いるチップ2のみに磁界を照射することは可 であるが、リードフレーム3、QFP1とチップ上 のパッドを接続するボンディングワイヤ4の に磁界を照射することができない。特に、1G Hz以下の周波数帯では、外部から到来する電 界によりリードフレーム3やボンディングワ イヤ4で雑音が生じ、同じ外部電磁界により ップ2内部で生じる雑音よりも大きい場合も る。この場合、リードフレーム3やボンディ ングワイヤ4で生じた雑音が伝導性のノイズ なり、端子部からチップ2内部に混入し誤動 を引き起こすため、チップ2に外部から電磁 界が侵入しない対策を行っても効果は期待で きない。そのため、リードフレーム3やボン ィングワイヤ4を選択して試験を行うことは 正しいノイズ対策を選択するために重要で る。
図15Cは、ボンディングワイヤ4とボンディ ングワイヤ4がリードフレーム3に接続される 分(すなわちリードフレーム3にテーパーが いている部分)を選択して磁界照射試験を行 場合であり、図15Dは、実装ボード5上の配線 6まで含めて磁界を照射する試験を行う場合 ある。このように、円環状に強い磁界を生 る磁界発生法を用いれば、チップ2、ボンデ ングワイヤ4、リードフレーム3、実装ボー 上の配線6を組み合わせて試験することが可 となり、電磁感受性が強く、イミュニティ 下の要因となる実装部品を特定することが 能となる。
図16は、回路ごとに選択して磁界を照射 る例である。図16Aでは、実装部品レベルで 選択するのではなく、試験したい回路に接 されている部品を全て含んだ試験を行う。 路の例としては、電源回路、データポート 信号伝送用のI/Oポートなどが挙げられるが 類似した回路に接続されるピンが、QFP上で 接していることが多い。その場合、図16Bに すように、例えば、特定のリードフレーム3 は照射したくない場合もある。
以上述べた通り、従来技術では、実装部 や回路を選択して外部から磁界を照射する とができず、イミュニティ性能が低い回路 部品の特定が十分にはできないという欠点 あった。
次に、出願人が認識している公知文献に いて説明する。
特許文献1は、第1の半ループ3cと円ループ 3eと第2の半ループ3gとを直列に接続し、第1の 半ループ3cと第2の半ループ3gとからなる第1の 環状のアンテナ部分と円ループ3eからなる第2 の環状のアンテナ部分とを同じ形状で同じ大 きさに形成し、第1及び第2の環状のアンテナ 分を密着させたループアンテナが開示され いる。
上記特許文献1では、電波法上の問題が生 じることなく、信号電送を行うことが出来る と記載している。これは、ループアンテナが 発生する磁界が十分に合成された距離で磁界 分布を問題にしていると考えられる。
又、特許文献2の図2Cには、ループアンテ のループ部分を複数回巻回して磁界強度を きくした非接触通信装置用のコイルアンテ が開示されている。
なお、特許文献1、2はいずれも、イミュ ティの測定に用いられるものではない。
又、上記特許文献1では、電波法上の問題が
生じることなく、信号電送を行うことが出来
ると記載している。これは、ループアンテナ
が発生する磁界が十分に合成された、即ち、
ループアンテナから十分離れた距離での磁界
分布を問題にしていると考えられる。これに
対して、本願発明は、ループアンテナ近傍の
磁界分布を課題とし、ループアンテナ近傍の
磁界分布を制御するものである。
本発明は、上記した点に鑑みてなされた のであり、その目的とするところは、ルー アンテナ近傍の磁界分布を制御することに り、測定対象に合わせた環状の磁界分布の 生を可能にし、イミュニティ性能が低い回 や部品を精度よく特定出来るようにした新 なループアンテナを提供するものである。
又、本発明の他の目的は、極短距離通信 能を有する電子機器において、磁界を照射 せたくない部品周辺の磁界を選択的に減衰 せることで、誤動作を防止できる電子機器 提供するものである。
本発明は、上記した目的を達成するために
基本的には、以下に記載されたような技術
成を採用するものである。
即ち、本発明に係わるループアンテナの第1
の態様は、
第1の環状導体と、
前記第1の環状導体よりも小さく、前記第1
環状導体の環の内側に位置する一つ以上
の第2の環状導体を有し、
前記第2の環状導体が前記第1の環状導体と
列に接続され、
前記第1の環状導体と第2の環状導体とが同
平面上に配置されたことを特徴とするもの
あり、
又、第2の態様は、
基板上に形成した第1の環状導体と、
前記第1の環状導体よりも小さく、前記第1
環状導体の環の内側に位置する一つ以上の
2の環状導体を有し、
前記第2の環状導体が前記第1の環状導体と
列に接続され、
前記第1の環状導体と第2の環状導体とが、
記基板の異なる面に配置されたことを特徴
するものであり、
又、第3の態様は、
環状導体と、
前記環状導体の環の内側に配置される金属
体とからなり、
前記環状導体と金属板体とが同一平面上に
置されていることを特徴とするものであり
又、第4の態様は、
基板上に形成した環状導体と、
前記環状導体の環の内側に配置される金属
体とからなり、
前記環状導体と金属板体とが、前記基板の
なる面に配置されたことを特徴とするもの
あり、
又、第5の態様は、
基板と、
前記基板の第1の面に設けた環状導体と、
前記基板の第1の面で前記環状導体の環の内
側に設けられ、同軸ケーブルの内導体又は外
導体を接続するための金属パッドと、
前記基板の第1の面と異なる第2の面に設け
れ、前記金属パッドと複数のビアで接続さ
る金属板体とからなり、
前記同軸ケーブルを前記基板面に垂直に接
することを特徴とするものであり、
又、第6の態様は、
基板と、
前記基板の第1の面に設けた環状導体と、
前記基板の第1の面と異なる第2の面で前記
状導体の環の内側に設けられ、同軸ケーブ
の内導体又は外導体を接続するための金属
ッドと、
前記基板の第1の面に設けられ、前記金属パ
ッドと複数のビアで接続される金属板体とか
らなり、
前記同軸ケーブルを前記基板面に垂直に接
することを特徴とするものである。
又、本発明に係わる磁界発生法の態様は、
第1の環状導体と、前記第1の環状導体より
小さく、前記第1の環状導体の環の内側に位
する一つ以上の第2の環状導体を有し、前記
第2の環状導体が前記第1の環状導体と直列に
続されているループアンテナを、前記第1の
環状導体と第2の環状導体との全長に比べて
分に長い波長を有する周波数で駆動し、環
の磁界分布を発生させることを特徴とする
のである。
本発明のループアンテナは、上記のよう 構成したので、磁界を選択的に照射するこ ができるようになり、イミュニティ性能が い部品を特定することが容易になった。
又、本発明のループアンテナの実装法は 極短距離通信機能を有する電子機器におい 、磁界を照射させたくない部品周辺の磁界 選択的に減衰させることができるから、誤 作を防止できる。
1 QFP
2 チップ
3 リードフレーム
4 ボンディングワイヤ
5 実装ボード
6 配線
10 アンテナ
11 ループ配線
12 リード
13 プリント配線板
14 コネクタ
15 小型磁界プローブ
16 同軸ケーブル
17 信号発生器
18 プローブヘッド
20 ループアンテナ
21 プリント配線板
22 環状導体
23 環状導体
24 接続配線
25 接続配線
26 同軸ケーブル
27 スリーブ
28 導体パターン
30a パッド
30b パッド
31a 電流
31b 電流
32 導体板
33 ビア
34 ビア
50 インタポーザ
51 チップ
52 チップ
58 配線
59 配線
60 スペーサー
61 環状導体
62 環状導体
本発明のループアンテナは、第1の環状導 体と、第1の環状導体よりも小さく、第1の環 導体の環の内側に位置する一つ以上の第2の 環状導体とからなり、第1の環状導体と第2の 状導体とに挟まれた領域に環状の磁界を生 させるように構成することで、磁界を選択 に照射し、イミュニティ性能が低い部品を 定するように構成したものである。
なお、本発明のループアンテナは、第1の 環状導体と第2の環状導体とを直列に接続し 、一つの信号源で駆動するように構成して よいし、第1の環状導体と第2の環状導体とを それぞれ別の信号源で駆動するようにしても よい。
なお、本発明の環状導体の形状としては 矩形、円形を含む多角形を含むものである
次に、本発明の実施例について、図を参 して説明する。
図1は、本発明のループアンテナ20の実施 を説明するための図である。
本発明のループアンテナ20は、プリント 線板21とその上に形成された導体パターン28 からなる。導体パターン28は、外側を周回 るように形成された環状導体22と、その一部 に直列に接続された環状導体23と、それぞれ 環状導体を接続する接続配線24とから構成 れている。環状導体23は環状導体22よりも外 寸法が小さく、環状導体22よりも内側に配 されている。環状導体22は接続配線25と接続 れ、接続配線25の他端は、パッド30a、30bに 続されている。図1Bの側面図は、同軸ケーブ ル26をプリント配線板21に垂直に接続した状 を示すが、同軸ケーブルの中心導体はパッ 30aに半田付けなどの工法を使って電気的な 通を持たせながら固定される。一方、同軸 ーブルの外側導体は、スリーブ27を介してパ ッド30bと接続される。このような接続を行う ことにより、同軸構造が崩れるのを抑えなが ら、かつ垂直に導体パターン28と接続するこ ができる。同軸ケーブル26の他端は信号発 器17に接続され、信号発生器17から送出され 信号は環状導体22、23に伝送され、環状導体 22、23周辺に電磁気学の法則に従い磁界を発 させる。同軸ケーブル26を垂直に固定するこ とにより、図11Bのように一定の高さでアンテ ナ20をQFP1に接近させることができる。
図2A、Bは、図13A、Bと同じ測定系でループ アンテナ20上の磁界を計測した結果である。 々の図は最大値で正規化して表示している 図2Aでは(x,y)=(18mm,18mm)にループアンテナ20の 状導体の中心がある。環状導体24の外形寸 は24mm、環状導体23の外形寸法は15mm、配線幅 1mmである。図2Aでは中央部の磁界強度が低 し、環状に強い磁界が生じていることが分 る。図2Bは、図13BのA-A'ライン上の分布を測 した結果であるが、ピークが2箇所観測され 。
このピークは、環状導体22と環状導体23と に挟まれた領域内にほぼ位置している。図1A 、環状導体22に信号発生器17から供給された 電流31aが流れていると仮定すると、環状導体 22はその中心部に紙面の表から裏に貫く方向 磁界を生じる。このとき、環状導体23を流 る電流31bは電流31aとは逆向きになるので、 の中心部に紙面の裏側から表側に貫く方向 磁界を生じる。
図1Aでは、環状導体22と環状導体23の中心 一致しているので、環状導体22と環状導体23 の合成磁界は、その中心付近では強度が低下 する。これは、導体パターン28が同じ位相で 振する向きの異なる2つのループアンテナを 備えていると考えることもできる。
以上の結果は、図1Aで、2個のループアン ナに、環状導体22、23の全長に比べて十分に 長い波長を有する周波数の信号で駆動させた 場合であり、このような周波数を選択するこ とにより、環状導体22、23が同相で駆動され 磁界を生じるため、図2Aに示す環状の磁界分 布を得ることができる。環状導体の全長に比 べて波長が短くなると環状導体上の電圧・電 流分布の影響が大きくなり、一様な磁界強度 を持つ環状の磁界分布を発生させることがで きなくなる。
図1Aでは、環状導体22、23は方形に近い形 している。測定対象をQFPとすると、方形に ることで対象物の全面に渡って試験を行う とができる。通常、QFP1やチップ2は、ほぼ 方形であり、各辺は平行になるような位置 係である。そのため、図1Aに示すように、環 状導体22の中央に環状導体23を各辺が平行と るように配置することにより、図15に示す照 射範囲を選択して照射することができる。
測定対象物が円形である場合や測定対象 の一部に磁界を照射したい場合には、その 状に合わせて導体パターン28を設計すれば い。したがって、導体パターン28は目的に応 じて、長方形、台形、円形、楕円形、多角形 で製作される。環状導体22と環状導体23は同 形状である必要はなく、図3Aのように異なる 形状の組み合わせも許容される。図3Cは、複 の環状導体23を配置した例である。
又、環状導体22の中心と環状導体23の中心 とを一致させる必要はなく、環状導体23を環 導体22に対して非対称な位置に設置するこ も可能である。SiP(System in Package)などのパ ケージでは、チップが非対称な位置に実装 れていることも多々あり、そのような実装 式にも対応可能である。
以上述べたループアンテナ20を使うこと より、図15C、図15Dに示す環状領域に磁界を 射することが可能となり、電磁感受性が高 部品や回路の特定に役立つ。
チップ2、ボンディングワイヤ4、リード レーム3、プリント配線6をそれぞれ要因A、 因B、要因C、要因Dに割り当てると、従来の ンテナ10による試験法では、必ず要因Aが含 れてしまう。即ち、ループ配線11の外形寸法 を変えながら試験を行えば、要因A、要因(A+B) 、要因(A+B+C)、要因(A+B+C)、要因(A+B+C+D)といっ 組み合わせでの電磁的なイミュニティを測 することになる。このような加算式に照射 域を選択する方法では、例えば要因Aのイミ ュニティに対する寄与が大きい場合、他の要 因の寄与を分離することができない、各要因 間の相互作用が大きい場合には要因ごとの効 果が分離しにくいといったデメリットがあっ た。本発明では、一例を挙げると要因(B+C)、 因(C+D)、要因Cというような隣接する場所に る要因を一部排除した試験が可能となるの 、要因分析が容易となり、電磁感受性が高 部品や回路の特定に役立つ。
図4Aでは、内側の環状導体23を所定の面積 を有する金属板からなる導体板32で置換した 造である。図4Aでは導体板32は環状導体22の 央部に配置されている。環状導体22を所定 周波数で駆動すると、環の内部に強い磁界 生じるが、導体板32が磁界が貫通できない程 度に厚ければ、導体板32の中央部の磁界が減 する。ループアンテナ20のように積極的に 界を打ち消すような動作をするわけではな が、ループアンテナ20と同様の環状分布を得 ることができる。導体板32の各辺が環状導体2 2の各辺を平行になるように形成すれば、図15 B、Cに示す磁界分布を発生させることができ 。又、導体板32の形状は、測定する状態に わせて、台形等任意の形状を選択すればよ 。又、環状導体の形状と金属板の形状とが なるように構成してもよい。
なお、図4Aでは、同軸ケーブル26を接続す るためのパッド30a、30bが、プリント配線板21 一方の面に設けられた環状導体22の外側に 置されている構成であるが、図4Bは、接続パ ッド31a、31bを環状導体22の内側に配置した例 ある。
図4Cは、図4Bのプリント配線板21の他方の に設けられた導体板32であり、導体板32は、 パッド31bとビア33で接続されており、パッド3 1bとともに同軸ケーブル26のグランド導体に 続される。この場合も、図4Aと同様に導体板 32周辺では磁界が減衰する。同軸ケーブル26 環状導体22内部に設置できるので小型化がは かれる。
なお、図示していないが、導体板32を環 導体22の内側に配置すると共に、導体板32を 状導体22と同一の面に形成し、パッド31a、31 bを導体板32に対向して導体板32が設けられて る面と異なる面に設けるように構成しても い。
図5Aは、環状導体22の形状を多角形とし、 図16Aの斜線で示される領域のみに磁界を印加 する形状としてある。通常ループアンテナは 方形、円環状であるが、図5Aのように、QFPの ードフレームの形状に合わせれば、試験し いリードフレームのみに磁界を照射するこ ができる。更に、図5Bのように、内部に環 導体を形成すれば、図16Bのように、試験し くないリードブレーム周辺での磁界強度を 衰させることができる。
図6Aでは、QFPの辺と平行に接続配線24、25 配置されている場合の、本発明の一実施例 ある。このように接続配線25を形成すると 続配線25周辺で磁界が本来必要としない分布 を形成し、磁界強度が低下し、一部のリード フレームには十分な強度の磁界が照射されな い可能性がある。一方、図1Aまたは図6Bでは 接続配線25は、長方形に形成された環状導体 22の角部と接続され、環状配線の各辺と45度 角度をなすように引き出されている。一方 接続配線25に隣接して接続配線24が配置され おり、接続配線24、25のなす角度は0度とな ている。測定対象物をQFPとすると、リード レームは角部には配置されないことが多い そのため、図1A、図6Cに示した通り、QFP内部 リードフレームはQFPの隣接する辺に対して 長されているが、そのため45度方向は間隔 広くなる。このリードフレームが存在しな 対角方向に接続配線25を配置すれば、試験に 必要な領域に、一様な磁界を照射することが できる。接続配線25は、接続配線24と直線状 配置される必要はなく、45度の角度をなして もよい。なお、図6Bでは、接続配線24と接続 線25とは部分的に共有される構造となってい る。
又、環状導体が多角形である場合には、 角形の二つの辺が交差する角部に接続配線2 5を設けることが望ましい。
図7は、環状導体22と環状導体23とが、異 る層に形成されている。環状導体23は環状導 体22の内側に配置され、ビア34で環状導体22と 環状導体23とは直列に接続されている。環状 体22と環状導体23のループ面に垂直な方向の 距離を変えることはプリント基板21の厚みを 御することにより可能で、QFP1上での強度分 布を制御することが可能となる。
これまで述べてきた通り、環状導体の全 に比べて十分長い波長の周波数帯で、本発 のアンテナを使用することにより、特徴的 磁界分布を生成することができる。図1Aに 示した2つの環状導体が直列に接続されたル プアンテナ20を使用すればただちに環状の 界分布を発生させることができる。
また、図8に示すとおり、2個の環状導体 独立させて動作させれば、磁界の強度を局 的に調整することができ、ループアンテナ20 と同等の効果が得られる。図8の場合は、環 導体61、62を独立に制御可能なので、供給す 信号の位相を反転させたり、振幅を変える とができ、発生する磁界分布を効率的に制 することができる。従って、図1Aの一体型 比べて精密な制御が可能となる。
これら磁界分布発生法を利用すれば、す に述べたとおり、LSIパッケージを構成するQ FP1やチップ2、およびプリント基板上の配線 試験が可能となり、LSIの誤動作の状態を解 するためのイミュニティ試験を効率化する とができる。
次に、本発明の他の実施例について説明 る。
上述した本発明のループアンテナを、プ ント配線板上やLSIパッケージに内蔵される 受信アンテナに応用することもできる。
図9A、Bでは、SiP(System in Package)上に、ス ーサー60を介して、ループアンテナが形成 れているプリント配線板21が実装されている 装置を示している。
プリント基板で平面状のアンテナを実装 るのは、薄型化、小型化を実現するためで る。このため、SiPとアンテナ導体間の距離 非常に近く、例えば、1mm以下である。イン ポーザ50上には2個のチップ51、52がBGA実装さ れている。チップ51、52は、図9Cに示す通り、 インタポーザ上の配線58、59によって相互に 続されている。これはインタポーザ50上で配 線の組み換えを行うためであり、接続する配 線の数が増えると配線58は第1層、配線59は第2 層というように多層となる。
このようなSiPは、ICカードや無線タグな の非接触で情報の読み書きを行う無線媒体 どで使用される。又、携帯電話などの情報 末機器内部に搭載されることもある。この 施例のループアンテナ20は、無線で外部の機 器と情報の送受信を行う際に使用される。従 来のアンテナの代表例としては、図12で例示 たループアンテナ10があげられる。このよ なループアンテナ10はすでに述べたように、 図14Aに示したようなほぼ均一な磁界分布を生 じる。
本発明のループアンテナ20は、チップ51に より駆動され磁界を発生し、外部のLSIと極短 距離での通信を行う。このとき配線58、59の うなインタポーザ上に形成される配線は、 ンチップの配線よりも長いため、チップ51、 52よりも低い周波数帯で外部電磁界の影響を けやすい。このため、従来型のアンテナ10 ループアンテナ20の代わりに用いると配線58 59で大きなノイズ電圧が生じ、伝導性ノイ となってチップ51、52内部の回路に侵入し、 路が誤動作する。すなわち、チップ51、52単 体よりも外部から到来する電磁界に対する感 受性が強い配線58、59によって結局ノイズの 入を許してしまうという結果になってしま 。
本発明のループアンテナ20は、既に述べ 通り、ループアンテナ20近傍では環状の磁界 分布を生じ、中央部分での磁界強度が弱い。 すなわち、図9Aの中央部の電磁感受性が強い 線が存在する領域では、磁界強度が弱くな ため、誤動作が発生するリスクを低減する とが可能となる。
ICカード等では、アンテナ20に対向するよ うに受信アンテナが設置され、極短距離での 通信が行われる。外形寸法がほぼ等しいルー プアンテナ10を受信アンテナとした場合、ア テナ10とループアンテナ20を同じ電力で励振 するとループアンテナ20の方が受信アンテナ 出力が低下することになる。これはループ ンテナ20の中央部の磁界強度が減衰するた である。受信アンテナのループ内の磁界の 量が等しければ送受信の際の利得は低下し い。受信アンテナの外形寸法を送信側と同 としてループ内の磁界の積算値を比較する 、ループアンテナ20の送信電力を1.8倍にすれ ばアンテナ10と同等の磁界が発生し、受信ア テナの出力が同等となる。図10は、このと の磁界分布を比較したものである。この場 でも、ループアンテナ20中心付近の磁界強度 は、ループアンテナ10の中心付近の磁界強度 りも約30%、デシベル表記では約10dB小さい値 となる。したがって、従来型と同等の利得を 持たせながら、かつ中心付近の部品が保護さ れる効果が期待できる。なお、図10は、アン ナ10とループアンテナ20が生じる磁界分布を 計測した結果で、ループアンテナ20の最大値 正規化している。
この出願は、2008年2月12日に出願された日 本出願特願2008-30739を基礎とする優先権を主 し、その開示の全てをここに取り込む。
本発明は、ループアンテナ、極短距離通 機能を有する電子機器、その他関連する各 機器に適用可能なものである。