(57)【要約】【課題】特性インピーダンスの不整合による信号伝送歪の発生を防止することができるコモンモードチョークコイルを得ることを目的とする。【解決手段】「平行巻き」で巻回されたコモンモードチョークコイルにおいて、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂ間の特性インピーダンスＺ０と一致するように、磁性材料の周囲に巻回されている２本の信号線Ａ，Ｂの周囲が高誘電率樹脂３でコーティングされている。これにより、特性インピーダンスの不整合による信号伝送歪の発生を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線基板における２本の信号線が平行、かつ、同一方向にリング状の磁性材料の周囲に巻回されているコモンモードチョークコイルにおいて、特性インピーダンスが上記プリント配線基板における２本の信号線間の特性インピーダンスと一致するように、上記磁性材料の周囲に巻回されている２本の信号線の周囲が高誘電率系の樹脂でコーティングされていることを特徴とするコモンモードチョークコイル。
【請求項２】
特性インピーダンスがプリント配線基板における２本の信号線間の特性インピーダンスと一致するように、高誘電率系の樹脂の誘電率、上記樹脂の厚み、上記２本の信号線の芯線の太さ及び上記２本の信号線間の距離が決定されていることを特徴とする請求項１記載のコモンモードチョークコイル。
【請求項３】
プリント配線基板における２本の信号線が平行、かつ、同一方向にリング状の磁性材料の周囲に巻回されているコモンモードチョークコイルにおいて、特性インピーダンスが上記プリント配線基板における２本の信号線間の特性インピーダンスと一致するように、上記磁性材料の周囲に巻回されている２本の信号線の周囲が高誘電率系の樹脂でコーティングされ、かつ、上記高誘電率系の樹脂の周囲が上記樹脂より誘電率が低い樹脂で覆われていることを特徴とするコモンモードチョークコイル。
【請求項４】
磁性材料の周囲に巻回されている２本の信号線の周囲のうち、上記２本の信号線間が高誘電率系の樹脂でコーティングされ、上記２本の信号線及び上記高誘電率系の樹脂の全体が、上記樹脂より誘電率が低い樹脂で覆われていることを特徴とする請求項３記載のコモンモードチョークコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プリント配線基板におけるコモンモードノイズを低減するコモンモードチョークコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、以下の特許文献１に開示されているコモンモードチョークコイルは、コモンモードインピーダンスを高くすることで、コモンモードノイズを低減しており、以下の特許文献１では、コモンモードチョークコイルを一般的な電気回路として表現している。
コモンモードチョークコイルは、図３に示すように、「平行巻き」と呼ばれる巻き方で、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂがリング状の磁性材料の周囲に巻回されているものである。
即ち、コモンモードチョークコイルは、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂが平行、かつ、同一方向にリング状の磁性材料の周囲に巻回されている。
【０００３】
コモンモードチョークコイルにおける信号線の巻き方には、図４に示すように、「キャンセル巻き」と呼ばれる巻き方もある。
「キャンセル巻き」は、図３に示す「平行巻き」と異なり、各々の信号線Ａ，Ｂを単独でリング状の磁性材料の周囲に巻く巻き方である。
【０００４】
コモンモードチョークコイルは、何れの巻き方においても、電気回路として表現する場合、例えば、特許文献１の図１３に示されるような表記となり、「平行巻き」と「キャンセル巻き」は区別されない。
しかしながら、「平行巻き」で巻回されたコモンモードチョークコイルの電気特性と、「キャンセル巻き」で巻回されたコモンモードチョークコイルの電気特性とは相違している。
例えば、「キャンセル巻き」で巻回されたコモンモードチョークコイルは、「平行巻き」で巻回されたコモンモードチョークコイルと比べて、２本の信号線Ａ，Ｂ間におけるノーマルモードインピーダンスが増加することが知られている（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００５】
即ち、「キャンセル巻き」で巻回されたコモンモードチョークコイルは、信号線Ａと信号線Ｂ間の結合係数が低下してしまうため、各信号線単体のノーマルモードインダクタンスが増加して、信号線Ａと信号線Ｂ間のノーマルモードインピーダンスの増加を招き、本来の信号伝送の劣化を招くことがある。図５はコモンモードチョークコイルを示す等価回路である。
一方、「平行巻き」で巻回されたコモンモードチョークコイルは、信号線Ａと信号線Ｂ間の結合が一定であるため、図５に示すようなノーマルモードインダクタが非常に小さく、信号線Ａと信号線Ｂ間のノーマルモードインピーダンスも小さくなるため、信号伝送の劣化が少なくなる。
【０００６】
コモンモードチョークコイルにおける信号伝送特性を決定する指標値として、信号線の巻き方のほかに、信号線Ａと信号線Ｂ間の電気特性を示す特性インピーダンスＺ０がある（図６を参照）。
信号線Ａと信号線Ｂ間の特性インピーダンスＺ０は、図７示すような信号線Ａ，Ｂの断面形状寸法によって決まるものである。
信号線Ａ，Ｂの芯線の太さ、芯線間の距離及び絶縁樹脂や空気の誘電率から、信号線Ａ，Ｂの単位長さ当りの容量成分Ｃと誘導
成分Ｌの比が決定され、特性インピーダンスＺ０は、下記の式（１）のように近似的に表すことができる。
【０００７】
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【０００８】
したがって、信号線Ａ，Ｂ間の電気特性を示す特性インピーダンスＺ０は、図８に示すように、単位長さ当りの容量成分Ｃと誘導成分Ｌの比が一様に連続しているものに相当する（例えば、非特許文献１を参照）。
図６における特性インピーダンスＺ０を示す部分に、図８の等価回路が含まれるものが、プリント配線基板（コモンモードチョークコイルが実装されたプリント配線基板）の全体の電気特性を示す等価回路となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１８７５４号公報（段落番号［００８８］、図１３）
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「ＥＭＣ概論」原著Clayton R.Paul、監修  佐藤利三郎、出版  ミマツデータシステム、第１３１頁〜第１３５頁、第３２２頁〜第３２４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のコモンモードチョークコイルは以上のように構成されているので、巻き方を「平行巻き」にすれば、信号線Ａと信号線Ｂ間のノーマルモードインピーダンスを小さくして、信号伝送の劣化を少なくすることができるが、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが考慮されることなく、信号線Ａ，Ｂがリング状の磁性材料の周囲に巻回されている。このため、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが、２本の信号線Ａ，Ｂ間の特性インピーダンスＺ０と一致しないことがあり、このような場合には、インピーダンスの不整合が発生し、反射ノイズと呼ばれる現象によって信号伝送歪が発生してしまうなどの課題があった。
【００１２】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、特性インピーダンスの不整合による信号伝送歪の発生を防止することができるコモンモードチョークコイルを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係るコモンモードチョークコイルは、特性インピーダンスがプリント配線基板における２本の信号線間の特性インピーダンスと一致するように、磁性材料の周囲に巻回されている２本の信号線の周囲が高誘電率系の樹脂でコーティングされているようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、特性インピーダンスがプリント配線基板における２本の信号線間の特性インピーダンスと一致するように、磁性材料の周囲に巻回されている２本の信号線の周囲が高誘電率系の樹脂でコーティングされているように構成したので、特性インピーダンスの不整合による信号伝送歪の発生を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１によるコモンモードチョークコイルに巻回される信号線Ａ．Ｂを示す断面形状図である。
【図２】この発明の実施の形態２によるコモンモードチョークコイルに巻回される信号線Ａ．Ｂを示す断面形状図である。
【図３】「平行巻き」で巻回されたコモンモードチョークコイルを示す構成図である。
【図４】「キャンセル巻き」で巻回されたコモンモードチョークコイルを示す構成図である。
【図５】コモンモードチョークコイルを示す等価回路である。
【図６】信号線Ａと信号線Ｂ間の特性インピーダンスＺ０等を示す説明図である。
【図７】信号線Ａ，Ｂの断面形状を示す説明図である。
【図８】単位長さ当りの容量成分Ｃと誘導成分Ｌの比が一様に連続している２本の信号線Ａ，Ｂ間の電気特性を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるコモンモードチョークコイルに巻回される信号線Ａ，Ｂを示す断面形状図である。
ただし、コモンモードチョークコイルは、図３に示すように、「平行巻き」で巻回されているものとする。即ち、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂが平行、かつ、同一方向にリング状の磁性材料の周囲に巻回されているものとする。
【００１７】
図１において、芯線１は磁性材料の周囲に巻回されているプリント配線基板における信号線Ａの芯線である。
芯線２は磁性材料の周囲に巻回されているプリント配線基板における信号線Ｂの芯線であり、高誘電率系樹脂３によって芯線１と一定の距離が保たれている。
高誘電率系樹脂３は一般的な樹脂の比誘電率（例えば、３〜５）より高い比誘電率（例えば、５以上）を有する高誘電率系の樹脂であり、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂ間の特性インピーダンスＺ０と一致するように、２本の信号線Ａ，Ｂの周囲にコーティングされている。
【００１８】
この実施の形態１では、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂ間の特性インピーダンスＺ０を事前に把握し、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂ間の特性インピーダンスＺ０と一致するように、高誘電率系樹脂３の誘電率ε、高誘電率系樹脂３の厚みＴ、信号線Ａ，Ｂの芯線１，２の太さＤ、及び信号線Ａ，Ｂの芯線１，２間の距離Ｌを決定する。
【００１９】
即ち、上記の４つのパラメータ（誘電率ε、厚みＴ、太さＤ、距離Ｌ）を変更すると、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが変化するので、コモンモードチョークコイルを設計する際、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが、２本の信号線Ａ，Ｂ間の特性インピーダンスＺ０と一致するように、４つのパラメータ（誘電率ε、厚みＴ、太さＤ、距離Ｌ）を適宜調整する。
【００２０】
コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが、２本の信号線Ａ，Ｂ間の特性インピーダンスＺ０と一致すれば、特性インピーダンスの不整合の発生を防止することができる。
これにより、反射ノイズと呼ばれる現象が発生しないため、信号伝送歪の発生を防止することができる。
【００２１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂ間の特性インピーダンスＺ０と一致するように、磁性材料の周囲に巻回されている２本の信号線Ａ，Ｂの周囲が高誘電率樹脂３でコーティングされているように構成したので、特性インピーダンスの不整合による信号伝送歪の発生を防止することができる効果を奏する。
【００２２】
この実施の形態１では、樹脂コーティング時の断面形状が楕円形である例を示したが、これは一例に過ぎず、磁性材料の周囲に巻回されている２本の信号線Ａ，Ｂの周囲が高誘電率樹脂３でコーティングされているものであれば、特に断面形状は問わない。
【００２３】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２によるコモンモードチョークコイルに巻回される信号線Ａ，Ｂを示す断面形状図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態２のコモンモードチョークコイルも、図３に示すように、「平行巻き」で巻回されているものとする。即ち、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂが平行、かつ、同一方向にリング状の磁性材料の周囲に巻回されているものとする。
【００２４】
高誘電率系樹脂４は一般的な樹脂の比誘電率（例えば、３〜５）より高い比誘電率（例えば、５以上）を有する高誘電率系の樹脂であり、２本の信号線Ａ，Ｂの周囲のうち、主に２本の信号線Ａ，Ｂの芯線１，２間に設けられている。
低誘電率系樹脂５は高誘電率系樹脂４より誘電率が低い樹脂（例えば、塩化ビニルなどの樹脂）であり、２本の信号線Ａ，Ｂ及び高誘電率系樹脂４の全体を覆っている。
【００２５】
この実施の形態２でも、上記実施の形態１と同様に、２本の信号線Ａ，Ｂの周囲を高誘電率系樹脂４でコーティングする。
しかし、高誘電率系樹脂４は、一般的に柔軟性が悪いため、リング状の磁性材料の周囲に巻回することが困難である場合がある。
そこで、この実施の形態２では、例えば、塩化ビニルなどの柔軟性が良い低誘電率樹脂５を高誘電率系樹脂４と併用することで、磁性材料に対する巻回を容易にしている。
【００２６】
具体的には、特性インピーダンスの制御に重要となる信号線Ａ，Ｂの芯線１，２間には高誘電率系樹脂４を設け、低誘電率系樹脂５が２本の信号線Ａ，Ｂ及び高誘電率系樹脂４の全体を覆うようにする。
ただし、この場合、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂ間の特性インピーダンスＺ０と一致するように、高誘電率系樹脂４の誘電率ε１、高誘電率系樹脂４の厚みＴ１、低誘電率系樹脂５の誘電率ε２、低誘電率系樹脂５の厚みＴ２、信号線Ａ，Ｂの芯線１，２の太さＤ、及び信号線Ａ，Ｂの芯線１，２間の距離Ｌを決定する必要がある。
【００２７】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスが、プリント配線基板における２本の信号線Ａ，Ｂ間の特性インピーダンスＺ０と一致するように、磁性材料の周囲に巻回されている２本の信号線Ａ，Ｂの周囲が高誘電率樹脂４でコーティングされ、かつ、高誘電率樹脂４の周囲が低誘電率系樹脂５で覆われているように構成したので、上記実施の形態１と同様に、特性インピーダンスの不整合による信号伝送歪の発生を防止することができる効果を奏する。
また、２本の信号線Ａ，Ｂをリング状の磁性材料の周囲に巻回する際の作業性を高めることができる効果を奏する。
【００２８】
この実施の形態２では、特性インピーダンスの制御に重要となる信号線Ａ，Ｂの芯線１，２間に高誘電率系樹脂４を設け、低誘電率系樹脂５が２本の信号線Ａ，Ｂ及び高誘電率系樹脂４の全体を覆うものについて示したが、柔軟性が良い低誘電率樹脂５を高誘電率系樹脂４と併用するものであれば、信号線Ａ，Ｂの芯線１，２間以外に高誘電率系樹脂４を設けるようにしてもよい。
【００２９】
この実施の形態２では、樹脂コーティング時の断面形状が楕円形である例を示したが、これは一例に過ぎず、磁性材料の周囲に巻回されている２本の信号線Ａ，Ｂの周囲が高誘電率樹脂４及び低誘電率樹脂５でコーティングされているものであれば、特に断面形状は問わない。
【符号の説明】
【００３０】
１  信号線Ａの芯線、２  信号線Ｂの芯線、３，４  高誘電率系樹脂（高誘電率系の樹脂）、５  低誘電率系樹脂（誘電率が低い樹脂）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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