JP5019033B2 - コモンモード電流抑制ebgフィルタ - Google Patents
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Description
特に、2層以上の導体小片により直列容量を増やすHISにおいて、電気的に浮いている導体を用いず、また断面層構成が同じ導体要素の配置を工夫することにより、高周波ノイズ電流の伝播も効率的に抑制できるコモンモード電流抑制EBGフィルタを提供することにある。
所定周波数帯で表面電流を阻止するバンドギャップを有する電磁ギャップ材である高インピーダンス面(101)(201)(301)(401)(501)(601)を有し、
前記高インピーダンス面(101)(201)(301)(401)(501)(601)は、ケーブル(109)と電気的に接続されるプリント回路基板(100)上のコネクタ(108)の周辺部に配置されている。
前記高インピーダンス面(101)(201)(301)(401)(501)(601)は、
誘電体板(116)(216)(316、326)(416、426、436)(116)(116)を挟んで2層以上積層された複数の導体層に形成されて電気的に接続された導体小片(112、122)(212、222)(312、322、332)(412、422、432、442)(512、522)(612、622)を有し、グランドプレーン(5)上に周期的に配列された導体段差部(120)(220)(320)(420)(520)(620)と、
前記導体段差部(120)(220)(320)(420)(520)(620)と前記グランドプレーン(5)とを電気的に接続する導体柱(103)と
を具備する。
隣接する前記導体段差部(120)(220)(320)(420)(520)(620)間は、電気的に非接触であり、
前記導体段差部(120)(220)(320)(420)(520)(620)の周期配列を上面から見たときに、前記隣接する導体段差部(120)(220)(320)(420)(520)(620)同士が重なり合う領域が生じるように、前記導体段差部(120)(220)(320)(420)(520)(620)の前記複数の導体層の各々の前記導体小片(112、122)(212、222)(312、322、332)(412、422、432、442)(512、522)(612、622)がパターンニングされている。
前記導体段差部(120)(220)(320)(420)の周期配列を上面から見たときに、前記導体段差部(120)(220)(320)(420)の前記複数の導体層を上から順番に1個目、2個目、…、最終個目の導体層とした場合、
前記導体段差部(120)(220)(320)(420)の奇数個目の導体層に形成される導体小片(112)(212)(312、332)(412、432)は、第1方向に延びる第1部分と、前記第1方向に対して垂直方向である第2方向に延びる第2部分と、その第1及び第2部分の一端部を接続する第3部分とを有するL字形状であり、
前記導体段差部(120)(220)(320)(420)の偶数個目の導体層に形成される導体小片(122)(222)(322)(422、442)は、前記第1方向に延びる第1部分と、前記第2方向に延びる第2部分と、その第1及び第2部分の一端部を接続する第3部分とを有し、前記L字形状が180度回転された形状であり、
前記導体段差部(120)(220)(320)(420)の前記複数の導体層の各々の前記導体小片(112、122)(212、222)(312、322、332)(412、422、432、442)がその第3部分で重なり合うようにパターニングされ、電気的に接続され、
前記導体段差部(120)(220)(320)(420)全体を上面から見たときに、
前記導体段差部(120)(220)(320)(420)の前記複数の導体層の各々の前記導体小片(112、122)(212、222)(312、322、332)(412、422、432、442)がその第3部分で重なり合うことにより、十字形が形成され、
前記十字形が形成された導体段差部(120)(220)(320)(420)は、正方格子状に配列され、
前記隣接する導体段差部(120)(220)(320)(420)同士の第1部分の他端部が重なり合う領域が設けられ、その第2部分の他端部が重なり合う領域が設けられる。
前記導体段差部(220)(520)の周期配列を上面から見たときに、前記導体段差部(220)(520)の前記複数の導体層を上から順番に1個目、2個目、…、最終個目の導体層とした場合、
前記導体段差部(220)(520)の奇数個目の導体層に形成される導体小片(212)(512)は、第1方向に延びる第1部分と、前記第1方向に対して所定の角度をなす第2方向に延びる第2部分と、前記第1方向に対して前記所定の角度の半分の角度をなす第3方向に延びる第3部分と、その第1、第2及び第3部分の一端部を接続する第4部分とを有する矢印形状であり、
前記導体段差部(220)(520)の偶数個目の導体層に形成される導体小片(222)(522)は、前記第1方向に延びる第1部分と、前記第2方向に延びる第2部分と、前記第3方向に延びる第3部分と、その第1、第2及び第3部分の一端部を接続する第4部分とを有し、前記矢印形状が180度回転された形状であり、
前記導体段差部(220)(520)の前記複数の導体層の各々の前記導体小片(212、222)(512、522)がその第4部分で重なり合うようにパターニングされ、電気的に接続され、
前記導体段差部(220)(520)全体を上面から見たときに、
前記導体段差部(220)(520)の前記複数の導体層の各々の前記導体小片(212、222)(512、522)がその第4部分で重なり合うことにより、*字形が形成され、
前記*字形が形成された導体段差部(220)(520)は、三角格子状に配列され、
前記隣接する導体段差部(220)(520)同士の第1部分の他端部が重なり合う領域が設けられ、その第2部分の他端部が重なり合う領域が設けられ、その第3部分の他端部が重なり合う領域が設けられる。
前記導体段差部(220)(320)(420)(520)の周期配列を上面から見たときに、
前記隣接する導体段差部(220)(320)(420)(520)同士の前記複数の導体層の各々の前記導体小片(212、222)(312、322、332)(412、422、432、442)(512、522)の前記第1及び第2部分の他端部は、その他端部以外の部分よりも幅が広い。
前記導体段差部(620)の周期配列を上面から見たときに、前記導体段差部(620)の前記複数の導体層を上から順番に1個目、2個目、…、最終個目の導体層とした場合、
前記導体段差部(620)の奇数個目及び偶数個目の一方の導体層に形成される導体小片(612)は、第1方向に延びる第1部分と、前記第1方向に対して角度θ1(θ1[度]は45<θ1<90を満たす)の方向である第1角方向に延びる第2部分と、その第1及び第2部分の一端部を接続する第3部分とを有し、
前記導体段差部(620)の奇数個目及び偶数個目の他方の導体層に形成される導体小片(622)は、前記第1方向に延びる第1部分と、前記第1方向に対して角度θ2(θ2[度]は、θ2=180−θ1を満たす)の方向である第2角方向に延びる第2部分と、その第1及び第2部分の一端部を接続する第3部分とを有し、
前記導体段差部(620)の前記複数の導体層の各々の前記導体小片(612、622)がその第3部分で重なり合うようにパターニングされ、電気的に接続され、
前記導体段差部(620)全体を上面から見たときに、
前記導体段差部(620)の前記複数の導体層の各々の前記導体小片(612、622)がその第3部分で重なり合うことにより、前記第1方向に延びる直線部分と、前記直線部分の中点から前記第1角及び第2角方向に延びる第2部分とを有する形状が形成され、
前記形状が形成された導体段差部(620)は、同心円上に放射状に配列され、
前記隣接する導体段差部(620)同士の第1部分の他端部が重なり合う領域が設けられ、その第2部分の他端部が重なり合う領域が設けられる。
図7aは、本発明の第1実施形態によるコモンモード電流EBGフィルタを示す上面図である。図7bは、図7aのA−A’線での断面図を示している。
第2実施形態では、第1実施形態と重複する説明を省略する。第2実施形態では、上記実施形態に対して、隣接する導体段差部同士の第1及び第2部分の他端部を他の部分よりも幅を変えることにより、この隣接する導体段差部120同士が重なり合う領域151の面積を調節することが可能である。
第3実施形態では、第1、第2実施形態と重複する説明を省略する。第3実施形態では、導体段差部を構成する導体小片を3層以上にすることも可能である。
第4実施形態では、第1〜第3実施形態と重複する説明を省略する。第4実施形態では、1つの導体段差部を上面から見たときに形状が十字形ではなく*字形とし、導体段差部を三角格子状に配列することにより、HISを構成することも可能である。
第5実施形態では、第1〜第4実施形態と重複する説明を省略する。第5実施形態では、上記実施形態においては、導体段差部が正方格子状、もしくは三角格子状に周期配列されているが、コネクタ付近のある点を中心として導体段差部を同心円状に配列することにより、HISを構成することも可能である。
以上により、本発明のコモンモード電流抑制EBGフィルタの効果について説明する。
2 導体小片、
3、103 導体柱、
4 導体要素、
5 グランドプレーン、
6 誘電体板、
7、107 ビア、
12、12a、112、212、312、412、512、612 第1導体小片、
13 第1ビア、
14 第1導体要素、
16、116、316、416 第1誘電体板、
22、22a、122、222、322、422、522、622 第2導体小片、
23 第2ビア、
24 第2導体要素、
26、126、226、326、426 第2誘電体板、
51、51a、151、251、351、451、551、651 領域、
31 隙間領域、
41 チップキャパシタ、
100 プリント回路基板、
108 コネクタ、
109 ケーブル、
117 貫通ビア、
120、220、320、420、520、620 導体段差部、
121、221、321、421、521、621 段差導体接続部、
332、432 第3導体小片、
336、436 第3誘電体板、
442 第4導体小片、
446 第4誘電体板、
615 円弧の中心点、
617、627、637 円弧、
Claims (9)
- 所定周波数帯の表面電流を阻止するバンドギャップを有する電磁ギャップ材であって、
グランドプレーンと、
前記グランドプレーン上に周期的に配列された複数の導体部と
を具備し、
前記複数の導体部の各々は、
誘電体板を挟んで積層された複数の導体小片と、前記複数の導体小片のそれぞれを電気的に接続する接続部とを有する導体段差部と、
前記導体段差部と前記グランドプレーンとを電気的に接続する導体柱と
を備え、
前記グランドプレーン及び前記複数の導体部は、ケーブルと電気的に接続されるプリント回路基板上のコネクタの周辺部に部分的に配置され、
前記プリント回路基板の内部で発生する高周波ノイズ電流が前記コネクタを経由して前記ケーブルへ伝播するコモンモード電流を抑制する
コモンモード電流抑制フィルタ。 - 前記複数の導体小片を最上層から順番に1層目、2層目とした場合、
第1導体段差部の1層目の第1導体小片と、前記第1導体段差部に隣接する第2導体段差部の1層目の第2導体小片とは、前記グランドプレーンから前記複数の導体小片の積層方向に対する高さが同じであり、
前記第1導体段差部の2層目の第3導体小片と、前記第2導体段差部の2層目の第4導体小片とは、前記グランドプレーンから前記積層方向に対する高さが同じであり、
前記第1導体小片と、前記第4導体小片とは、前記積層方向に対して重なり合う領域を形成する
請求項1に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。 - 前記第1導体小片及び前記第2導体小片は、第1方向に延びる第1部分と、前記第1方向に対して垂直方向である第2方向に延びる第2部分と、その第1及び第2部分の一端部を接続する第3部分とを有するL字形状であり、
前記第3導体小片及び前記第4導体小片は、前記第1方向に延びる第1部分と、前記第2方向に延びる第2部分と、その第1及び第2部分の一端部を接続する第3部分とを有し、前記L字形状が180度回転された形状であり、
前記第1導体小片と前記第3導体小片、及び、前記第2導体小片と前記第4導体小片のそれぞれは、その第3部分で重なり合うようにパターニングされて、上面から見たときに十字形に形成され、
前記第1導体小片の第1部分の他端部と、前記第4導体小片の第1部分の他端部とが前記積層方向に対して重なりあう
請求項2に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。 - 前記複数の導体部の各々は、前記グランドプレーン上に正方格子状に配列される
請求項3に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。 - 前記第1導体小片及び前記第2導体小片は、第1方向に延びる第1部分と、前記第1方向に対して所定の角度をなす第2方向に延びる第2部分と、前記第1方向に対して前記所定の角度の半分の角度をなす第3方向に延びる第3部分と、その第1、第2及び第3部分の一端部を接続する第4部分とを有する矢印形状であり、
前記第3導体小片及び前記第4導体小片は、前記第1方向に延びる第1部分と、前記第2方向に延びる第2部分と、前記第3方向に延びる第3部分と、その第1、第2及び第3部分の一端部を接続する第4部分とを有し、前記矢印形状が180度回転された形状であり、
前記第1導体小片と前記第3導体小片、及び、前記第2導体小片と前記第4導体小片のそれぞれは、その第4部分で重なり合うようにパターニングされ、上面から見たときに、*字形に形成され、
前記第1導体小片の第1部分の他端部と、前記第4導体小片の第1部分の他端部とが前記積層方向に対して重なりあう
請求項2に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。 - 前記複数の導体部の各々は、前記グランドプレーン上に三角格子状に配列される
請求項5に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。 - 前記第1導体小片の第1部分と、前記第4導体小片の第1部分とを上面から見たとき、
前記第1導体小片の第1部分の他端部は、その他端部以外の部分よりも幅が広く、
前記第4導体小片の第1部分の他端部は、その他端部以外の部分よりも幅が広い
請求項3乃至6の何れか一項に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。 - 前記第1導体小片及び前記第2導体小片は、第1方向に延びる第1部分と、前記第1方向に対して角度θ1(θ1[度]は45<θ1<90を満たす)の方向である第1角方向に延びる第2部分と、その第1及び第2部分の一端部を接続する第3部分とを有し、
前記第3導体小片及び前記第4導体小片は、前記第1方向に延びる第1部分と、前記第1方向に対して角度θ2(θ2[度]は、θ2=180−θ1を満たす)の方向である第2角方向に延びる第2部分と、その第1及び第2部分の一端部を接続する第3部分とを有し、
前記第1導体小片と前記第3導体小片、及び、前記第2導体小片と前記第4導体小片のそれぞれは、その第3部分で重なり合うようにパターニングされ、上面から見たときに、前記第1方向に延びる直線部分と、前記直線部分の中点から前記第1角及び第2角方向に延びる第2部分とを有する形状に形成され、
前記第1導体小片の第1部分の他端部と、前記第4導体小片の第1部分の他端部とが前記積層方向に対して重なりあう
請求項2に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。 - 前記複数の導体部の各々は、前記グランドプレーン上に、同心円上に放射状に配列される
請求項8に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。
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