(57)【要約】【課題】コモンモードノイズを抑制する機能を確保しつつ、小型化および薄型化が図られるプリント回路基板を提供する。【解決手段】多層プリント回路基板１は、プリント回路基板本体１０、コネクタ、コモンモードチョークコイル部３０を備えて構成される。コモンモードチョークコイル部３０は、磁性体コア３１、２２、配線パターン３２、３３、ビアホール導体３４を備えている。磁性体コア３１は直方体状の開磁路型であり、絶縁体層１２ａ，１２ｂに設けられた開口部４０内に埋設されている。磁性体コア３１には、配線パターン３２、３３およびビアホール導体３４によるコイルが巻回されている。配線パターン３２は導体層１１ａの表面に形成され、配線パターン３３は導体層１１ｄの表面に形成され、ビアホール導体３４は絶縁体層１２ａ〜１２ｃを貫通するビアホール３５内に形成されている。【選択図】        図２
2005005442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント回路基板本体と、
前記プリント回路基板本体の表面に配設され、差動信号伝送ケーブルが接続されるコネクタ部と
前記プリント回路基板本体に配設され、コモンモードノイズを抑制するコモンモードチョークコイルと、
を有し、
前記コモンモードチョークコイルは、
前記プリント回路基板本体に埋設された第１の開磁路型磁性体コアと、
前記第１の開磁路型磁性体コアに巻回された１対のコイル部と、
前記第１の開磁路型磁性体コアと対向するように配設され、前記コネクタ部によって覆われた第２の開磁路型磁性体コアと
を備えた、プリント回路基板。
【請求項２】
前記コイル部は、
前記プリント回路基板本体の一表面部分に形成される第１の配線パターンと、前記プリント回路基板本体の他の表面部分に形成される第２の配線パターンと、
前記プリント回路基板本体を貫通する貫通孔に形成され、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンを接続する貫通孔導体部と
を含み、
前記第２の開磁路型磁性体コアは、前記第１の配線パターンを跨ぐように配設される、請求項１記載のプリント回路基板。
【請求項３】
前記第１の開磁路型磁性体コアにおける前記コイル部の巻きはじめ側の一端部と巻き終り側の他端部とにそれぞれ設けられた凹部と、
前記第２の開磁路型磁性体コアの両端にそれぞれ設けられ、前記凹部のそれぞれに嵌合する凸部と
を有する、請求項１または２に記載のプリント回路基板。
【請求項４】
前記プリント回路基板本体は、
複数の絶縁体層と、
複数の前記絶縁体層において異なる層にそれぞれ形成された複数の導電体層とを含む、請求項１〜３のいずれかに記載のプリント回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント回路基板に関し、特に、デジタル機器間やデジタル機器内部の回路基板間をケーブル接続して高速差動信号伝送を行い、コモンモードノイズを抑制するコモンモードチョークコイルを内蔵したプリント回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
差動伝送方式は、たとえばコンピュータとその周辺機器との間をケーブル接続してデジタル信号で双方向データ通信を行う伝送規格であるＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）やＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ：米国電気電子技術協会）１３９４等で使われている。
【０００３】
また、電子機器に搭載されるプリント回路基板間をケーブル接続して小振幅差動信号を伝送するＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）インターフェイスにも使われている。
【０００４】
差動伝送方式は、互いに逆方向のデジタル信号をバイアスのない状態または所定のバイアスのもとで１対の線路に印加した伝送方式である。このような対の差動線路は、遠方から見るとディファレンシャルモードの高周波成分が相殺されることになる。そのため、原理的には放射ノイズが出ないという理由で、ノイズ対策に有効なデジタル信号伝送方式である。
【０００５】
しかしながら、実際のケーブルにおいては放射ノイズを発生する場合がある。放射ノイズが発生する原因の１つには、差動信号のアンバランス成分に起因するものがある。これは、１対の差動信号で相殺しきれなかった差分が放射ノイズの電流源となる。
【０００６】
他の１つには、プリント回路基板の内部で発生したコモンモードノイズと呼ばれる伝導性ノイズが同相でケーブルに漏洩し、ケーブルがアンテナとなって放射ノイズとなるものがある。
【０００７】
これらの放射ノイズに対する従来の対策方法の一つとして、ケーブルが接続されるプリント回路基板上に配置されたコネクタの近傍に、コモンモードチョークコイルと呼ばれるチップ部品を表面実装する方法がある。
【０００８】
また、特開２００２−１９０４１２号公報に開示されているように、インターフェイスケーブルのコネクタ部にコモンモードチョークコイルを内蔵させる方法がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１９０４１２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すように、一般に、プリント回路基板の表面に実装されるコモンモードチョークコイル１３０は、閉磁路からなる磁性体コア１１０にバイファイラ巻きされた１対の巻線コイル１２０からなる。
【００１１】
コモンモードチョークコイル１３０では、磁性体コア１１０は閉磁路で構成されるため、たとえば抵抗、コンデンサ、インダクタ等の他のチップ部品に比べて形状が大きくなってしまう。
【００１２】
そのため、コモンモードチョークコイル１３０をプリント回路基板上に搭載するための実装スペースを確保しなければならず、プリント回路基板の面積が大きくなってしまい、機器の小型化を図るのが困難になる。
【００１３】
また、特開２００２−１９０４１２号公報には、インターフェイスケーブルのケーブル側コネクタ部にコモンモードチョークコイルを内蔵させる方法が提案されている。
【００１４】
しかしながら、この場合にでも、ケーブル側コネクタ部の高さがより高くなってしまう。さらに、ケーブル側コネクタ部の高さが高くなることに伴って、プリント回路基板上に搭載する基板側のコネクタ部の高さも高くなってしまい、機器の薄型化を図るのが困難になる。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、コモンモードノイズを抑制する機能を確保しつつ、小型化および薄型化が図られるプリント回路基板を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプリント回路基板は、プリント回路基板本体とコネクタ部とコモンモードチョークコイルとを有している。コネクタ部はプリント回路基板本体の表面に配設され、差動信号伝送ケーブルが接続される。コモンモードチョークコイルはプリント回路基板本体に配設され、コモンモードノイズを抑制する。そのコモンモードチョークコイルは、第１の開磁路型磁性体コアと１対のコイル部と第２の開磁路型磁性体コアとを備えている。第１の開磁路型磁性体コアはプリント回路基板本体に埋設されている。１対のコイル部は第１の開磁路型磁性体コアに巻回されている。第２の開磁路型磁性体コアは第１の開磁路型磁性体コアと対向するように配設され、コネクタ部によって覆われている。
【００１７】
この構成によれば、コモンモードチョークコイルがプリント回路基板本体に埋設され、そのコモンモードチョークコイルを覆うようにコネクタ部が配設されている。これにより、コモンモードチョークコイルは、コネクタの厚さとプリント回路基板本体の厚さとを合わせた厚さの範囲内の部分に収容されることになる。その結果、コモンモードノイズを抑制する機能を確保しつつ、プリント回路基板の薄型化および小型化を図ることができる。
【００１８】
また、コイル部の具体的な構造としては、プリント回路基板本体の一表面部分に形成される第１の配線パターンと、プリント回路基板本体の他の表面部分に形成される第２の配線パターンと、プリント回路基板本体を貫通する貫通孔に形成され、第１の配線パターンと第２の配線パターンを接続する貫通孔導体部とを含むことが好ましく、第２の開磁路型磁性体コアは第１の配線パターンを跨ぐように配設されることが好ましい。
【００１９】
また、第１の開磁路型磁性体コアにおけるコイル部の巻きはじめ側の一端部と巻き終り側の他端部とにそれぞれ設けられた凹部と、第２の開磁路型磁性体コアの両端にそれぞれ設けられ、凹部のそれぞれに嵌合する凸部とを有することが好ましい。
【００２０】
これにより、突部が凹部に嵌合することによって閉磁路が形成されて、より漏れ磁束の少ない安定した閉磁路を形成することが可能になる。
【００２１】
さらに、プリント回路基板本体は、複数の絶縁体層と、複数の絶縁体層において異なる層にそれぞれ形成された複数の導電体層とを含むことが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る多層プリント回路基板について説明する。図１に示すように、多層プリント回路基板１は、プリント回路基板本体１０、コネクタ２０、コモンモードチョークコイル部３０を備えて構成される。
【００２３】
さらに、図２および図３に示すように、プリント回路基板本体１０は、絶縁体層１２ａ〜１２ｃと、導体層１１ａ〜１１ｄから形成される。導体層１１ａは絶縁体層１２ａの表面に形成されている。導体層１１ｂは絶縁体層１２ａと絶縁体層１２ｂとの間に形成されている。
【００２４】
導体層１１ｃは絶縁体層１２ｂと絶縁体層１２ｃとの間に形成されている。導体層１１ｄは絶縁体層１２ｃの表面に形成されている。導体層１１ａ〜１１ｄにより４層の多層配線構造が構成される。
【００２５】
コネクタ部２０はハウジング２１および接続端子２３を備えて構成され、差動信号伝送ケーブル（図示せず）が接続されることになる。
【００２６】
コモンモードチョークコイル部３０は、磁性体コア３１、２２、配線パターン３２、３３、ビアホール導体３４を備えて構成される。磁性体コア３１は直方体状の開磁路型であり、絶縁体層１２ａ，１２ｂに設けられた開口部４０内に埋設されている。
【００２７】
開磁路型の磁性体コア３１には、配線パターン３２、３３およびビアホール導体３４による１対のバイファイラ巻きのコイルが巻回されている。配線パターン３２は導体層１１ａの表面に形成されている。配線パターン３３は導体層１１ｄの表面に形成されている。ビアホール導体３４は、絶縁体層１２ａ〜１２ｃを貫通するビアホール３５内に形成されている。
【００２８】
また、磁性体コア２２は樹脂材料からなるコネクタ２０に内蔵されており、その縦方向および横方向の寸法は、磁性体コア３１の縦方向および横方向の寸法とそれぞれほぼ同じである。さらに、磁性体コア２２にはハウジング２１から磁性体コア３１の側に向かって突出し、磁性体コア３１と接触する突部２２ａが設けられている。
【００２９】
プリント回路基板本体１０には、絶縁体層１２ａの一部が除去された開口部４０が形成されている。開口部４０に磁性体コア２２の突部２２ａが嵌入されている。
【００３０】
コネクタ２０の接続端子２３とプリント回路基板本体１０に設けられた電極パッド５１とがはんだ付けにより固定されることで、磁性体コア２２と磁性体コア３１とが磁気的に結合された閉磁路が構成されることになる。
【００３１】
次に、上述したコモンモードチョークコイルを内蔵した多層プリント回路基板のコモンモードノイズの抑制動作について説明する。
【００３２】
まず、図１に示すように、プリント回路基板本体１０の導体層１１ａに形成された差動伝送路５０を介して、３対の差動信号がそれぞれコモンモードチョークコイル部３０の一端に接続される。
【００３３】
コモンモードチョークコイル部３０では、差動信号に重畳されたコモンモード伝導性ノイズに対するインピーダンスが高いために、コモンモード伝導性ノイズはコモンモードチョークコイル部３０を通過することが阻止される。
【００３４】
一方、差動信号に対してはインピーダンスが比較的低いために、差動信号はコモンモードチョークコイル部３０を通過して、他端の電極パッド５１に接続されたコネクタ２０の接続端子１２３に伝送される。
【００３５】
これにより、接続端子２３に接続された差動信号伝送ケーブルへのコモンモードノイズの漏洩が抑制されて、差動信号伝送ケーブルからの放射ノイズが低減されることになる。
【００３６】
また、差動信号伝送ケーブルから侵入するコモンモードノイズに対しても同様に、コモンモードチョークコイル部３０において抑制されて、差動伝送路５０に接続されているＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）等の他の回路素子の誤動作を防止することができる。
【００３７】
上述した多層プリント回路基板では、コモンモードノイズを抑制する機能を有するコモンモードチョークコイル部３０は、プリント回路基板本体１０に設けられた開口部４０内に埋設するよう配設される。そして、そのコモンモードチョークコイル部３０を覆うようにプリント回路基板本体１０上にコネクタ２０が配設される。
【００３８】
これにより、コモンモードチョークコイル部３０は、コネクタ２０の厚さとプリント回路基板本体１０の厚さとを合わせた厚さの範囲内の部分に収容されることになる。その結果、コモンモードノイズを抑制する機能が確保され、かつ、多層プリント回路基板の薄型化小型を図ることができる。
【００３９】
なお、コモンモードチョークコイル部３０における磁性体コアとして、上述した磁性体コア２２，３１では、磁性体コア２２の突部２２ａの下面の全体が磁性体コア３１の上面に接続する形態を例に挙げて説明した。
【００４０】
磁性体コア２２と磁性体コア３１の接続形態としては、この他に、たとえば図４に示すように、磁性体コア３１に凹部３１ａを設けるとともに、磁性体コア２２の突部２２ａに先端部２２ａａを設けて、その先端部２２ａａを凹部３１ａに嵌合するようにしてもよい。
【００４１】
この場合には、先端部１２ａａを凹部３１ａに嵌合することによって閉磁路が形成されて、より漏れ磁束の少ない安定した閉磁路を形成することが可能になる。
【００４２】
なお、上述した実施の形態では、プリント回路基板本体１０として、３層の絶縁体層１２ａ〜１２ｃと４層の導体層１１ａ〜１１ｄから形成される場合を例に挙げて説明した。
【００４３】
プリント回路基板本体としては、層の数はこれらの値に限られるものではなく、たとえば４層の絶縁体層と５層の導体層、あるいは４層以上の絶縁体層と５層以上の導体層から形成されるものであってもよい。また、比較的厚みのある絶縁体層の場合では、たとえば１層の絶縁体層と２層の導体層から形成されるものであってもよい。
【００４４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係るプリント回路基板によれば、コモンモードチョークコイルがプリント回路基板本体に埋設され、そのコモンモードチョークコイルを覆うようにコネクタ部が配設されている。これにより、コモンモードチョークコイルは、コネクタの厚さとプリント回路基板本体の厚さとを合わせた厚さの範囲内の部分に収容されることになる。その結果、コモンモードノイズを抑制する機能を確保しつつ、プリント回路基板の薄型化および小型化を図ることができる。
【００４６】
また、コイル部の具体的な構造としては、プリント回路基板本体の一表面部分に形成される第１の配線パターンと、プリント回路基板本体の他の表面部分に形成される第２の配線パターンと、プリント回路基板本体を貫通する貫通孔に形成され、第１の配線パターンと第２の配線パターンを接続する貫通孔導体部とを含むことが好ましく、第２の開磁路型磁性体コアは第１の配線パターンを跨ぐように配設されることが好ましい。
【００４７】
また、第１の開磁路型磁性体コアにおけるコイル部の巻きはじめ側の一端部と巻き終り側の他端部とにそれぞれ設けられた凹部と、第２の開磁路型磁性体コアの両端にそれぞれ設けられ、凹部のそれぞれに嵌合する凸部とを有することが好ましく、これにより、突部が凹部に嵌合することによって閉磁路が形成されて、より漏れ磁束の少ない安定した閉磁路を形成することが可能になる。
【００４８】
さらに、プリント回路基板本体は、複数の絶縁体層と、複数の絶縁体層において異なる層にそれぞれ形成された複数の導電体層とを含むことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る多層プリント回路基板に一平面図である。
【図２】同実施の形態において、図１に示す断面線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】同実施の形態において、図１に示す断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【図４】同実施の形態において、磁性体コアの接続形態の変形例を示す断面図である。
【図５】従来のコモンモードチョークコイルを示す斜視図である。
【符号の説明】
１  多層プリント回路基板、１０  プリント回路基板本体、１１ａ〜１１ｄ  導体層、１２ａ〜１２ｃ  絶縁体層、２０  コネクタ、２１  ハウジング、２２，３１  磁性体コア、２２ａ  突部、２２ａａ  先端部、２３  接続端子、３０コモンモードチョークコイル、３１ａ  凹部、３２，３３  配線パターン、３４  ビアホール導体、３５  ビアホール。
【図１】
2005005442.tif 000003
【図２】
2005005442.tif 000004
【図３】
2005005442.tif 000005
【図４】
2005005442.tif 000006
【図５】
2005005442.tif 000007