(57)【要約】【課題】より好適にＥＭＩを低減するプリント回路板を提供する。【解決手段】信号を伝送するケーブルの信号線を接続可能な信号パターンが形成された第１導体層と、第１導体層と絶縁体層を介して設けられ、ケーブルのグラウンド線を接続可能なグラウンドパターンが形成された第２導体層とを備え、第２導体層は、上面視においてグラウンドパターンのケーブルが接続される側の端辺から、第１導体層に形成された信号パターンから離れる方向に向かって延びるスリットを有し、ケーブルにより伝送される信号の１ビット周期の整数倍に相当する周波数において、位相角を１８０度回転させたときに前記スリットの両側の電位の大小関係が反転することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を伝送するケーブルの信号線を接続可能な信号パターンが形成された第１導体層と、
前記第１導体層と絶縁体層を介して設けられ、前記ケーブルのグラウンド線を接続可能なグラウンドパターンが形成された第２導体層と
を備え、
前記第２導体層は、上面視において前記グラウンドパターンの前記ケーブルが接続される側の端辺から、前記第１導体層に形成された信号パターンから離れる方向に向かって延びるスリットを有し、
前記ケーブルにより伝送される信号の１ビット周期の整数倍に相当する周波数において、位相角を１８０度回転させたときに前記スリットの両側の電位の大小関係が反転することを特徴とするプリント回路板。
【請求項２】
前記スリットは、前記スリットの両側を流れるコモンモード電流が共振状態となる長さに構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント回路板。
【請求項３】
前記第２導体層は、複数の前記スリットを有し、
前記複数のスリットのうちの第１のスリットと第２のスリットは、上面視において前記第１導体層に形成された信号パターンを挟んで互いに逆の方向に向かって延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント回路板。
【請求項４】
前記スリットは、直線形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項５】
前記スリットは、前記グラウンドパターンの前記スリットが接する端辺に対して１０度から７５度の角度を有することを特徴とする請求項４に記載のプリント回路板。
【請求項６】
前記スリットは、前記グラウンドパターンの前記スリットが接する端辺に対して２６度から５５度の角度を有することを特徴とする請求項４に記載のプリント回路板。
【請求項７】
前記スリットは屈曲部を有する形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項８】
前記スリットの幅は１ｍｍから１２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項９】
前記グラウンドパターンは前記ケーブルの接続部に向かって細くなる形状であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項１０】
前記ケーブルのグラウンド線の接続位置から、前記スリットが接する前記グラウンドパターンの端辺であって、前記接続位置と反対側の端辺までの最短の電流経路の長さは、前記第２導体層を流れるコモンモード電流の波長の０．４８倍以上、０．６３５倍以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の、第１及び第２のプリント回路板と、
前記第１のプリント回路板と前記第２のプリント回路板とを接続するケーブルと、
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
前記ケーブルは、信号線の周囲がシールド線で覆われていない非シールドケーブルであることを特徴とする請求項１１に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号パターン及びグラウンドパターンが形成されたプリント配線板を有するプリント回路板、及びこれを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル複合機、デジタルカメラ等の電子機器において、取り扱われるデータの大容量化及び処理動作の高速化が進められている。そのため、これらの電子機器において、大容量のデジタル信号を高速に伝送する要求がある。大容量のデータを高速に伝送するためには、データを伝送する伝送線路の数を増やすか、あるいは各伝送線路の伝送速度を大きくする必要がある。
【０００３】
このような電子機器に用いられる伝送線路は、プリント配線板、ケーブル等により構成される。小型化・高密度化が進んでいるプリント配線板の伝送線路の数を増加させることには限界がある。また、伝送線路の数を増加させるためにケーブルの芯数を増加させるとコストが増大し得る。さらに、複数の伝送線路を用いるパラレル伝送方式において、伝送速度を大きくすると、スキューによる信号間タイミングのばらつきが顕著になり、セットアップ／ホールドを満たすことが困難となる。これらの理由により、少ない伝送線路で高速に大容量のデータを伝送することが可能なシリアル伝送方式が広く用いられている。
【０００４】
シリアル伝送方式とは、低速なパラレル信号を送信側でシリアル化して伝送線路に差動出力し、伝送線路から送られてきたシリアル信号を受信側でデシリアライズしてパラレル信号に変換するものである。このシリアル伝送方式では、シリアル化したデータ列にクロック信号を埋め込んで伝送し、受信側ではクロック信号とデータが再生される。
【０００５】
一方、ケーブル等の長い有損失伝送線路は電磁波を放射するアンテナとして動作することがある。このような伝送線路上に高速な信号が伝送された場合、信号成分の一部が放射され、他の機器の動作に影響を与えるＥＭＩ（Electromagnetic Interference：電磁波干渉）が生じ得る。
【０００６】
クロック埋め込み型シリアル伝送では、データと同期クロックが一緒にシリアル化され、ハイレベルとローレベルの論理遷移率がほぼ５０％になるように符号化されたデータが伝送される。そのため、伝送されるシリアルデータは、ローレベル又はハイレベルが多ビットにわたって連続することがない。すなわち、シリアルデータには、１ビットを基本周期とした繰り返し波形が支配的に現れる。したがって、クロック埋め込み型シリアル伝送において、シリアル伝送系からの強いＥＭＩが、シリアルデータの１ビット周期の整数倍に相当する周波数で観測され得る。
【０００７】
また、矩形波で伝送されるデータのスペクトラムは、ｓｉｎｃ関数で表されることから、この伝送信号は１ビット周期の整数倍の周波数に対応するスペクトラムを持たないことが知られている。つまり、矩形波によるデータの伝送においては、ＥＭＩが発生する周波数には伝送信号のスペクトラムがない。例えば、伝送レートが１Ｇｂｐｓの場合、１ビットの周期に対応する周波数は１ＧＨｚ（基本周波数）である。このとき、１ＧＨｚの整数倍の周波数には伝送信号スペクトラムはないが、強いＥＭＩが発生し得る。
【０００８】
上述のようにクロック埋め込み型シリアル伝送では、ＥＭＩは伝送信号のスペクトラムがない周波数に発生する。そこで、伝送信号スペクトラムがある周波数近傍を通過域とし、ＥＭＩが発生する周波数近傍の帯域を阻止域とするフィルタを接続することにより、伝送信号に影響を与えることなく、ＥＭＩを低減することができる。
【０００９】
特許文献１には、伝送線路とグラウンドとの間にコイル及びコンデンサを含む共振回路をバンドリジェクションフィルタとして接続する構成が開示されている。特許文献１に記載されているようなバンドリジェクションフィルタを伝送線路に接続してＥＭＩを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１６２２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１のようなフィルタを接続した場合であっても、ＥＭＩの低減量が不十分な場合がある。
【００１２】
そこで、本発明は、より好適にＥＭＩを低減するプリント回路板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一観点に係るプリント回路板は、信号を伝送するケーブルの信号線を接続可能な信号パターンが形成された第１導体層と、前記第１導体層と絶縁体層を介して設けられ、前記ケーブルのグラウンド線を接続可能なグラウンドパターンが形成された第２導体層とを備え、前記第２導体層は、上面視において前記グラウンドパターンの前記ケーブルが接続される側の端辺から、前記第１導体層に形成された信号パターンから離れる方向に向かって延びるスリットを有し、前記ケーブルにより伝送される信号の１ビット周期の整数倍に相当する周波数において、位相角を１８０度回転させたときに前記スリットの両側の電位の大小関係が反転することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より好適にＥＭＩを低減するプリント回路板を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係るプリント回路板の斜視図である。
【図２】（ａ）は、第１実施形態に係るプリント回路板の一部を示す斜視図であり、（ｂ）は、第１実施形態に係るプリント回路板の一部を示す上面図である。
【図３】（ａ）は、第１実施形態に係るプリント回路板のグラウンドパターンに発生する電流と電荷の状態を示す模式図である。（ｂ）は、第１実施形態に係るプリント回路板のグラウンドプレーンに形成したスリット部外周の電流と電位の関係を説明した波形図である。（ｃ）は、第１実施形態に係るプリント回路板のグラウンドパターンに発生する共振電流経路を説明する模式図である。
【図４】（ａ）は、比較例のプリント回路板の一部を示す上面図及び電荷の状態を示す模式図である。（ｂ）は、第１実施形態に係るプリント回路板の一部を示す上面図及び電荷の状態を示す模式図である。
【図５】（ａ）は、第２実施形態に係るプリント回路板の一部を示す上面図である。（ｂ）は、第２実施形態におけるプリント回路板のグラウンドパターンに発生する共振電流経路を説明する模式図である。
【図６】（ａ）は、第３実施形態に係るプリント回路板の一部を示す上面図である。（ｂ）は、第３実施形態におけるプリント回路板のグラウンドパターンに発生する共振電流経路を説明する模式図である。
【図７】（ａ）は、第４実施形態に係るプリント回路板の一部を示す斜視図である。（ｂ）は、第４実施形態に係るプリント回路板の一部を示す上面図である。
【図８】第５実施形態に係るプリント回路板の一部を示す上面図である。
【図９】（ａ）は、実施例１のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。（ｂ）は、比較例のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図１０】実施例１及び比較例の電磁界シミュレーションによるＥＭＩの強度の算出結果を示すグラフである。
【図１１】実施例２のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図１２】実施例１、実施例２及び比較例の電磁界シミュレーションによるＥＭＩの強度の算出結果を示すグラフである。
【図１３】（ａ）は、スリット長さが４０［ｍｍ］の場合の実施例３のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。（ｂ）は、スリット長さが７５［ｍｍ］の場合の実施例３のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図１４】実施例３において、角度θを変化させたときの比較例に対するＥＭＩの変化量を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は、スリット長さが４０［ｍｍ］の場合の実施例４のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。（ｂ）は、スリット長さが８０［ｍｍ］の場合の実施例４のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図１６】実施例４において、スリット幅を変化させたときの比較例に対するＥＭＩの変化量を示すグラフである。
【図１７】実施例５のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図１８】（ａ）は、実施例５及び比較例の電磁界シミュレーションによるＥＭＩの強度の算出結果を示すグラフである。（ｂ）は、実施例５におけるスリットがケーブル接続位置に近接した場合のプリント回路板の一部を示す上面図及び電荷の状態を示す模式図である。（ｃ）は、実施例５におけるスリットがケーブル接続位置から離れた場合のプリント回路板の一部を示す上面図及び電荷の状態を示す模式図である。
【図１９】実施例６のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図２０】実施例６及び比較例の電磁界シミュレーションによるＥＭＩの強度の算出結果を示すグラフである。
【図２１】実施例７のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図２２】実施例７、実施例１及び比較例の電磁界シミュレーションによるＥＭＩの強度の算出結果を示すグラフである。
【図２３】実施例８のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図２４】実施例８及び比較例の電磁界シミュレーションによるＥＭＩの強度の算出結果を示すグラフである。
【図２５】（ａ）及び（ｂ）は、実施例９のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。
【図２６】実施例９において、電流経路長を変化させたときの比較例に対するＥＭＩの変化量を示すグラフである。
【図２７】比較例に係るプリント回路板の斜視図である。
【図２８】（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係るプリント配線板とケーブルとの接続部で生じたコモンモード励振源によりＥＭＩが生じる現象を説明するための図である。
【図２９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、シールドケーブルと非シールドケーブルの違いによる、ケーブル接続部で発生するコモンモード励振源の差を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図を通じて共通する部分については説明を簡略化又は省略することもある。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るプリント回路板を示す斜視図である。図２（ａ）は、第１実施形態に係るプリント回路板の一部を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、第１実施形態に係るプリント回路板の一部を示す上面図である。ここで、各図中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは、座標軸を示しており、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交（交差）する方向である。
【００１８】
図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照してプリント回路板５００の構成を説明する。プリント回路板５００は、プリント配線板１００と、プリント配線板１００の第１の主面に搭載される半導体装置２００と、第２の主面に搭載されるバイパス回路４００とを有する。プリント回路板５００はケーブル３００と接続可能に構成される。ケーブル３００はプリント回路板５００と他の装置との間で信号伝送を行うための信号伝送線路である。プリント配線板１００の第１の主面にはケーブル３００の一端に設けられたケーブル側コネクタ３１０を着脱するための基板側コネクタ４１０が設けられている。ケーブル３００の他端は、例えば、他のプリント回路板に設けられた半導体装置などの他の装置に接続される。半導体装置２００は、信号処理等の機能を有し、プリント回路板５００に表面実装することが可能なパッケージ構造を有する。
【００１９】
プリント配線板１００は、多層（第１実施形態では、４層）の導体層と、各導体層の間に配された絶縁体層とが積層された構造を有する。プリント配線板１００は、第１導体層１０１、第２導体層１０２、第３導体層１０３、第４導体層１０４と、第１絶縁体層１０５、第２絶縁体層１０６、第３絶縁体層１０７を有する。第１絶縁体層１０５は、第１導体層１０１と第２導体層１０２との間に形成される。第２絶縁体層１０６は、第２導体層１０２と第３導体層１０３との間に形成される。第３絶縁体層１０７は、第３導体層１０３と第４導体層１０４との間に形成される。
【００２０】
なお、第１実施形態では、プリント配線板１００が４層である場合について説明するが、層数は４層に限定されるものではなく、２層以上であればよい。また、第１絶縁体層１０５、第２絶縁体層１０６、第３絶縁体層１０７は、図１において不図示であり、図１内の各符号は各絶縁体層が設けられる導体層間の位置を示している。また、Ｚ軸方向から見たプリント配線板１００の外形は、本実施形態では四角形であるがこの形状に限定されるものではない。
【００２１】
第１導体層１０１は、プリント配線板１００の第１の主面に形成され、第４導体層１０４は、プリント配線板１００の第２の主面に形成される。すなわち、第１導体層１０１及び第４導体層１０４は、プリント配線板１００の一対の表面に形成される。他方、第２導体層１０２及び第３導体層１０３は、プリント配線板１００の内層に形成される。
【００２２】
第１乃至第４導体層１０１〜１０４には、所望の回路を実現するための導体パターンが形成されている。第１導体層１０１及び第４導体層１０４の表面には、導体を覆う不図示のソルダーレジストが設けられていてもよい。第２導体層１０２及び第３導体層１０３において、導体パターンが形成されていない部分は、第１乃至第３絶縁体層１０５〜１０７を構成する絶縁体で満たされている。また、第１乃至第４導体層１０１〜１０４のそれぞれの間には、各層間を電気的に接続するヴィアが形成される。ヴィアは第１乃至第３絶縁体層１０５〜１０７の少なくとも１つを貫通する導体により構成され得る。
【００２３】
第１乃至第３絶縁体層１０５〜１０７を構成する絶縁体（誘電体）は、電気的絶縁性を有していればよく、例えばエポキシ樹脂等の樹脂を硬化したものである。第１乃至第４導体層１０１〜１０４に形成される導体パターン及びヴィアを構成する導体は、導電性を有していればよく、例えば銅、金などの金属、あるいはこれらを積層したものである。
【００２４】
第１実施形態では、半導体装置２００は、第１導体層１０１に実装される。半導体装置２００は、信号端子、グラウンド端子及び電源端子を有する。信号端子は、半導体装置２００内部の出力回路により生成された信号（デジタル信号）が出力される端子である。電源端子には電源電位が印加され、グラウンド端子には、グラウンド電位が印加される。半導体装置２００には、電源端子とグラウンド端子との間の端子間電圧により電力が供給され、内部の回路が動作する。
【００２５】
第１導体層１０１には、半導体装置２００の信号端子に接続された線状の導体の信号パターン１１１が形成されている。第２導体層１０２には、不図示の電源回路によりグラウンド電位が印加される、プレーン状の導体のグラウンドパターン（グラウンドプレーン）１１２が形成されている。第３導体層１０３には、不図示の電源回路により電源電位が印加される、プレーン状の導体の電源パターン（電源プレーン）１１３が形成されている。
【００２６】
半導体装置２００の電源端子は、プリント配線板１００に形成された電源ヴィア１２３を介して電源パターン１１３に電気的に接続されている。半導体装置２００のグラウンド端子は、プリント配線板１００に形成されたグラウンドヴィア１２２を介してグラウンドパターン１１２に電気的に接続されている。電源ヴィア１２３及びグラウンドヴィア１２２は、プリント配線板１００の面に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）であって、半導体装置２００の底部に対応する位置に形成されている。グラウンドヴィア１２２及び電源ヴィア１２３は、プリント配線板１００に形成されたスルーホール内に配置された導体である。以上の構成により、電源パターン１１３は、半導体装置２００の電源端子に導通している。また、グラウンドパターン１１２は、半導体装置２００のグラウンド端子に導通している。
【００２７】
バイパス回路４００は、半導体装置２００をプリント配線板１００の面に垂直なＺ軸方向に第４導体層１０４に投影した投影領域内に配置されている。バイパス回路４００の一端は、電源ヴィア１２３で電源パターン１１３に電気的に接続され、バイパス回路４００の他端は、グラウンドヴィア１２２でグラウンドパターン１１２に電気的に接続されている。バイパス回路４００は、例えばコンデンサ素子で構成される。
【００２８】
ケーブル３００は、信号線３１１と複数（第１実施形態では１０本）のグラウンド線３１２を有する、フレキシブルフラットケーブルである。ケーブル３００の一端に設けられたケーブル側コネクタ３１０は、信号線３１１とグラウンド線３１２の各々を、基板側コネクタ４１０の対応する各端子と接続可能に構成されている。
【００２９】
ケーブル側コネクタ３１０が着脱される基板側コネクタ４１０は、不図示の信号端子と、不図示の複数（第１実施形態では１０個）のグラウンド端子とを有する。基板側コネクタ４１０は、プリント配線板１００の信号パターン１１１の一端が半導体装置２００の信号端子に電気的に接続され、信号パターン１１１の他端が基板側コネクタ４１０の不図示の信号端子に電気的に接続されている。
【００３０】
基板側コネクタ４１０の不図示の各グラウンド端子は、各グラウンドヴィア１３２を介してグラウンドパターン１１２に電気的に接続されている。
【００３１】
ケーブル側コネクタ３１０は、信号線３１１に電気的に接続された不図示の信号端子と、複数（第１実施形態では１０本）のグラウンド線３１２にそれぞれ電気的に接続された不図示の複数（第１実施形態では１０個）のグラウンド端子とを有する。
【００３２】
ケーブル側コネクタ３１０が基板側コネクタ４１０に装着されたとき、ケーブル側コネクタ３１０の信号端子と基板側コネクタ４１０の信号端子とが電気的に接続される。また、ケーブル側コネクタ３１０が基板側コネクタ４１０に装着されたとき、ケーブル側コネクタ３１０のグラウンド端子と基板側コネクタ４１０のグラウンド端子とが電気的に接続される。ケーブル側コネクタ３１０と基板側コネクタ４１０との物理的な接続により、プリント配線板１００の信号パターン１１１とケーブル３００の信号線３１１とがケーブル側コネクタ３１０、基板側コネクタ４１０を介して電気的に接続される。また、これとともに、グラウンドパターン１１２とケーブル３００のグラウンド線３１２とがケーブル側コネクタ３１０、基板側コネクタ４１０及びグラウンドヴィア１３２を介して電気的に接続される。つまり、ケーブル３００のグラウンド線３１２が、ケーブル側コネクタ３１０、基板側コネクタ４１０及びグラウンドヴィア１３２を介して、プリント配線板１００のグラウンドパターン１１２に電気的に接続される。
【００３３】
第１実施形態では、図１及び図２（ａ）に示すように、信号パターン１１１は、絶縁体層１０５を挟んでグラウンドパターン１１２にＺ軸方向に対向する位置に配置されている。
【００３４】
グラウンドパターン１１２には、スリット１５１、１５２が形成されており、電源パターン１１３には、スリット１５３、１５４が形成されている。スリット１５１、１５２、１５３、１５４は、いずれも、Ｚ方向から見たとき（すなわち、上面視）に、ケーブル３００が接続される側の端辺から内側へ延びる向きに、信号パターン１１１から離れる方向に向かって延びるように形成されている。すなわち、スリット１５１とスリット１５２は上面視において信号パターン１１１を挟んで互いに逆の方向に向かって延びている。スリット１５３とスリット１５４の関係も同様となっている。スリットが形成されたグラウンドパターン１１２の端辺の近傍には、複数のグラウンドヴィア１３２の一端が電気的に接続されるように形成されている。なお、上述の例ではグラウンドパターン１１２はスリットを複数有しているが、１つであってもよい。電源パターン１１３についても同様である。
【００３５】
次に、第１実施形態の構成により、ケーブル３００等から生じ得るＥＭＩが低減するメカニズムについて、図２７から図２９に示す比較例を参照しつつ詳細に説明する。まず、比較例の構成及びＥＭＩが生じるメカニズムを説明する。
【００３６】
図２７は、比較例に係るプリント回路板の斜視図である。図２７において、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す第１実施形態と対応する各部分には、符号の末尾に「ｘ」が付されている。例えば、第１実施形態のプリント回路板５００は、比較例のプリント回路板５００ｘと対応する。このように、第１実施形態と対応する部分については詳細な説明を省略する。比較例に係るプリント回路板５００ｘが第１実施形態のプリント回路板５００と異なる点は、スリット１５１、１５２、１５３、１５４が設けられていない点である。
【００３７】
次に、比較例に係るプリント回路板５００ｘにおいてＥＭＩが生じ得る要因について説明する。図２８（ａ）及び図２８（ｂ）は、プリント配線板１００ｘとケーブル３００ｘとの接続部で発生したコモンモード励振源によりＥＭＩが生じる現象を説明するための図である。図２８（ａ）に示すように、半導体装置２００ｘは信号源６０１ｘとして表すことができる。また、ケーブル３００ｘが接続される相手方の装置は、信号線３１１ｘとグラウンド線３１２ｘとの間に接続された負荷６０２ｘとして表すことができる。この負荷６０２ｘは、例えば他のプリント回路板に設けられた半導体装置の内部インピーダンスに相当するものである。
【００３８】
信号源６０１ｘが出力する信号電流は、プリント配線板１００ｘの信号パターン１１１ｘ及びケーブル３００ｘの信号線３１１ｘを順に経由して負荷６０２ｘに伝搬される。続いて、信号電流は、負荷６０２ｘからケーブル３００ｘのグラウンド線３１２ｘ及びプリント配線板１００ｘのグラウンドパターン１１２ｘを順に経由して信号源６０１ｘに帰還する。なお、ケーブル３００ｘのグラウンド線３１２ｘは、図２７に示すように、独立した複数本の配線である。ここで、グラウンド線３１２ｘの導体幅をその延伸方向に対して垂直な断面がなす外形の任意の２点間を結んだときに最も長くなる線分長と定義する。グラウンド線３１２ｘは実際には複数の配線であるが、図２８（ａ）に示すように、便宜上上記定義の導体幅を有する面状の導体と考えることができる。
【００３９】
このようにして定義した導体幅をグラウンドパターン１１２ｘとグラウンド線３１２ｘとで比較すると、ケーブル３００ｘのグラウンド線３１２ｘの方が狭い。すなわち、グラウンドパターン１１２ｘは比較的大きいグラウンドを有しているため、プリント配線板１００ｘは不平衡線路に近い伝送線路と考えることができる。よって、プリント配線板１００ｘのコモンモード電圧ＶＣ１はシステムグラウンドに近い電位となる。これに対し、グラウンド線３１２ｘは比較的小さいグラウンドを有している。そのため、ケーブル３００ｘは平衡線路に近い伝送線路と考えることができる。よって、ケーブル３００ｘのコモンモード電圧ＶＣ２はプリント配線板１００ｘのコモンモード電圧ＶＣ１よりも高くなる。これらの電位差であるコモンモード励振電圧ΔＶＣがコモンモード電流を生じさせる励振源となり得る。
【００４０】
コモンモード励振電圧ΔＶＣは、伝送線路の断面構造で決定される電流配分率ｈに依存する。ここで、電流配分率ｈとは、信号線とグラウンド線を同電位に帯電させたときに、信号線の電荷Ｑ１とグラウンド線の電荷Ｑ２の比率を示すものであり、以下の式（１）で定義される。電流配分率ｈは、信号伝送方向に垂直な断面における信号線とグラウンド線の導体幅の割合で概ね決定される。
【数１】
2017028042.tif 000003
【００４１】
プリント配線板１００ｘとケーブル３００ｘとは断面構造に違いがある。グラウンドパターンの導体幅が大きいプリント配線板１００ｘでは、電流配分率ｈＰＣＢは小さな値となる。一方、ケーブル３００ｘにおいては、グラウンド線３１２ｘの導体幅が小さいので電流配分率ｈｃａｂｌｅは電流配分率ｈＰＣＢに比べて大きな値となる。
【００４２】
プリント配線板１００ｘとケーブル３００ｘとの接続部において信号電圧ＶＮは同一であるため、プリント配線板１００ｘとケーブル３００ｘとに発生するコモンモード電圧ＶＣ１、ＶＣ２はそれぞれ、以下の式（２）、式（３）で表される。
【数２】
2017028042.tif 000004
【数３】
2017028042.tif 000005
【００４３】
これらにより、両者の差分であるコモンモード励振電圧ΔＶＣは、式（４）、式（５）で表される。
【数４】
2017028042.tif 000006
ただし、
【数５】
2017028042.tif 000007
【００４４】
このコモンモード励振電圧ΔＶＣは、図２８（ｂ）に示すコモンモードアンテナモデルの励振源として働く。図２８（ｂ）において、システムグラウンドＧＮＤは、例えばプリント回路板５００ｘを搭載する機器の金属筐体等である。プリント配線板１００ｘのグラウンドパターン１１２ｘとシステムグラウンドＧＮＤとの間、及びケーブル３００ｘのグラウンド線３１２ｘとシステムグラウンドＧＮＤとの間には、容量性結合ＣＸが存在する。
【００４５】
コモンモード励振電圧ΔＶＣは、容量性結合ＣＸを含めた、プリント配線板１００ｘ、ケーブル３００ｘ及びシステムグラウンドＧＮＤを通る経路にコモンモード電流ＩＣを発生させる。コモンモード電流ＩＣは、信号線とグラウンド線とを同じ方向に流れる高周波電流であり、伝送線路を流れる電流として本来意図したものではない。コモンモード電流ＩＣがケーブル３００ｘ等を流れると、ケーブル３００ｘ等は電磁波を放射するアンテナとして機能するので、ＥＭＩの発生源となり得る。また、コモンモード電流ＩＣは、信号線とグラウンド線と同じ方向に流れるので、これらから生じる磁界が互いに強め合い、大きなＥＭＩを生じさせやすい。
【００４６】
一方、信号電流は信号線とグラウンド線とを互いに逆方向に流れる電流（ノーマルモード電流）である。ノーマルモード電流により信号線とグラウンド線から発生する磁界は互いに打ち消されるため、比較的ＥＭＩを生じさせにくい。
【００４７】
なお、グラウンドパターン１１２ｘとシステムグラウンドＧＮＤとの間、及びグラウンド線３１２ｘとシステムグラウンドＧＮＤとの間は導体により接続されていると考えてもよく、この場合も同様のコモンモード電流ＩＣが流れ得る。
【００４８】
図２９（ａ）及び図２９（ｂ）は、ケーブル３００ｘとしてシールドケーブルを用いた場合のケーブルの構造及びコモンモード電圧を示す図である。図２９（ｃ）及び図２９（ｄ）は、ケーブル３００ｘとして非シールドケーブルを用いた場合のケーブルの構造及びコモンモード電圧を示す図である。
【００４９】
図２９（ａ）に示すように、ケーブル３００ｘの信号線３１１ｘの周囲にシールド線３１３ｘを配置したシールドケーブルを使用する場合には、コモンモード電流ＩＣが比較的小さくなる。シールド線３１３ｘが信号線３１１ｘの周囲を覆っているため、シールド線３１３ｘは広いグラウンドとして機能する。そのため、図２９（ｂ）に示すようにコモンモード励振電圧ΔＶＣは小さい。しかしながら、図２９（ｃ）に示す非シールドケーブルは図２９（ｄ）に示すように、また、図２７、図２８（ａ）及び図２８（ｂ）を参照して上述したように、コモンモード励振電圧ΔＶＣが大きく、ＥＭＩを生じさせやすい。すなわち、コモンモード電流ＩＣに起因するＥＭＩは、シールドケーブルよりも非シールドケーブルを用いる場合に顕著となりやすい。
【００５０】
図３（ａ）は、第１実施形態のプリント回路板におけるグラウンド電流を電流Ｉｇで示し、誘起される電荷の符号を（＋）と（−）で示した模式図である。Ｚ軸方向から見たときの、スリット１５１の角部を点１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、１５１Ｄとする。このとき、ある周波数において、図３（ａ）に示されるような電流Ｉｇの分布が発生する。電流Ｉｇは、点１５１Ａでは極小であり、点１５１Ｂに向かうにつれて徐々に大きくなり、点１５１Ｂ及び点１５１Ｃの近傍で極大となる。そして、電流Ｉｇは、点１５１Ｃから１５１Ｄに向かうにつれて徐々に小さくなり、点１５１Ｄで極小となる。このとき、点１５１Ａと点１５１Ｄには互いに逆符号の電荷が誘起されている。これはスリット１５１の外周の長さを半波長とする周波数において電磁界の共振現象が発生していることを意味する。
【００５１】
図３（ｂ）は、スリット１５１の外周における電流と電位の関係を示す図である。図３（ｂ）において、図３（ａ）中の矢印の方向の電流が実線で示されている。また、図３（ｂ）において、電位が破線で示されている。電流は、点１５１Ａ、１５１Ｄで極小となり、点１５１Ｂ、１５１Ｃ付近で極大となる。一方、電位は、点１５１Ａ、１５１Ｄで極大となり、点１５１Ｂ、１５１Ｃ付近で極小となる。位相角を１８０度回転させ逆位相とすると、電流及び電位の大小関係が反転する。すなわち、共振状態となっていることが理解できる。図３（ｃ）に破線で示す経路が、共振電流の経路である。この経路長が半波長に相当する周波数付近において共振現象が発生する。
【００５２】
上述のように、電位は、点１５１Ａと点１５１Ｄで逆符号の関係にある。これとＥＭＩを低減する効果との関連について説明する。
【００５３】
図４（ａ）は、比較例に係るプリント回路板５００ｘの上面図及び電荷の状態を示す模式図である。図４（ｂ）は、第１実施形態に係るプリント回路板５００の上面図及び電荷の状態を示す模式図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、一点鎖線で示す位置の断面をＸ軸方向から見たときの、ある位相における電荷分布と電気力線の様子を模式的に示している。
【００５４】
図４（ａ）の比較例では、プリント配線板１００ｘのグラウンドパターン１１２ｘが信号パターン１１１ｘと比較して広いため、グラウンドパターン１１２ｘに生じる電荷の割合が多い。そのため、コモンモード電位すなわち中点電位がグラウンドパターン１１２ｘに近い電位となる。一方で、ケーブル３００ｘのグラウンド線３１２ｘの幅はグラウンドパターン１１２ｘの幅よりも小さいため、グラウンド線３１２ｘに生じる電荷の割合は、プリント配線板１００ｘの場合と比べるとさほど多くない。よって、中点電位は、プリント配線板１００ｘの場合と比べて高い。上述のようにこの中点電位の差が起電力となってＥＭＩの原因となるコモンモード電流を発生させ得る。
【００５５】
一方で、図４（ｂ）の第１実施形態のプリント回路板５００では、スリット１５１、１５２による共振状態が生じる周波数において、比較例のプリント回路板５００ｘとは異なる電荷の分布が生じる。上述のように、グラウンドパターン１１２に形成したスリット１５１、１５２の内側（ケーブル３００が接続されている側）と外側（プリント配線板１００の端部側）とで逆符号の電荷が発生する。そのため、スリット１５１、１５２の内側のグラウンドパターン１１２で生じた電気力線の一部は、信号パターン１１１ではなく、スリット１５１及び１５２の外側のグラウンドパターン１１２の間に形成される。その結果、プリント配線板１００の中点電位が上昇し、ケーブル３００の中点電位に近づく。これにより、コモンモード電流の起電力が小さくなり、ＥＭＩが低減し得る。
【００５６】
なお、グラウンドパターン１１２の面に対して垂直なＺ軸方向に信号パターン１１１をグラウンドパターン１１２に投影した投影像に対して、スリット１５１と１５２とを非対称な形状としてもＥＭＩ低減は可能である。
【００５７】
以上のように、第１実施形態の構成によれば、グラウンドパターン１１２にスリット１５１、１５２が形成されている。これにより、スリット１５１、１５２が設けられていない場合と比べてコモンモード電流の起電力が小さくなり、ＥＭＩが低減し得る。特に、ケーブル３００が非シールドケーブルである場合、ＥＭＩが生じやすいため、第１実施形態の構成がより効果的となる。
【００５８】
なお、上述のスリット１５１、１５２による共振は、信号パターン１１１及び信号線３１１を流れる信号電流により誘起されるものである。したがって、上述の周波数は信号パターン１１１及び信号線３１１を流れる信号電流の周波数に対応する。より具体的には、半導体装置２００の信号出力端子でデジタル信号の時間波形を測定してアイパターン表示した場合において、アイ開口の最小周期の平均値の逆数がこの周波数に相当する。また、共振現象が発生する際の共振電流の波長は、グラウンドパターン１１２での信号伝搬速度を上記周波数で割ったものに相当する。また、第１実施形態では、ＥＭＩを低減させるためのターゲットとする周波数は、ケーブルにより伝送される信号の１ビット周期に相当する周波数及び１ビット周期の整数倍に相当する周波数としている。さらに、その周波数において、位相角を１８０度回転させたときに、スリットの両側の電位の大小関係が反転するようにしている。この場合の「大小関係が反転する」については、スリットの両側の電位の位相が必ずしも１８０度シフトしなくても良く、１６０度から２００度程度シフトすればＥＭＩを低減する効果は十分に得られる。
【００５９】
［第２実施形態］
図５（ａ）は、第２実施形態に係るプリント回路板５００の一部を示す上面図である。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
図５（ａ）に示すプリント回路板５００は、上記第１実施形態の図２（ｂ）に対してプレーン状のグラウンドパターン（グラウンドプレーン）１１２のスリット１５１、１５２の位置が異なるものである。具体的には、ケーブル３００のグラウンド線３１２が接続される複数のグラウンドヴィア１３２のうち、最も外側に位置するグラウンドヴィア１３２から離れた位置にスリット１５１、１５２の端部が位置している。このような形態であってもＥＭＩを低減可能である。
【００６１】
図５（ｂ）に片側のスリット１５１を中心に拡大した図を示す。最も外側に位置するグラウンドヴィア１３２の位置を点１５１Ａとして、スリット１５１を包含して点１５１Ｄに至る最短経路を破線で示す。これは共振電流の主たる経路であり、この経路長が半波長に相当する周波数付近において、ＥＭＩの低減が可能である。なお、スリット形状は、信号パターン１１１をグラウンドパターン１１２に投影した投影像に対して線対称であることが好ましいが、非対称であってもよい。
【００６２】
［第３実施形態］
図６（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るプリント回路板５００の一部を示す上面図である。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６３】
図６（ａ）に示すプリント回路板５００は、上記第１実施形態の図２（ｂ）に対してプレーン状のグラウンドパターン（グラウンドプレーン）１１２のスリット１５１及び１５２の形状が異なるものである。具体的には、スリット１５１及び１５２は、グラウンドパターン１１２の端部から信号パターン１１１に対して平行に伸びており、途中から信号パターン１１１から離れる方向に折れ曲がっている。すなわち、スリット１５１及び１５２は、屈曲部を有している。このような形態であってもＥＭＩを低減可能である。
【００６４】
図６（ｂ）に片側のスリット１５１を中心に拡大した図を示す。最も外側に位置するグラウンドヴィア１３２の位置を点１５１Ａとして、スリット１５１を包含して点１５１Ｄに至る最短経路を破線で示す。これは共振電流の主たる経路であり、この経路長が半波長に相当する周波数付近において、ＥＭＩの低減が可能である。
【００６５】
［第４実施形態］
図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係るプリント回路板５００の一部を示す斜視図及び上面図である。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すプリント回路板５００では、上記第１実施形態の図２（ａ）及び（ｂ）に対してプリント配線板１００の外形が、スリット１５１、１５２の外側において異なっている。具体的には、プリント配線板１００の外形がケーブル３００の接続部に向かって細くなっている。これにより、グラウンドパターン１１２の外形もケーブル３００の接続部に向かって細くなっている。後述するように、このような形態では、ＥＭＩをさらに低減可能である。
【００６７】
［第５実施形態］
図８は、本発明の第５実施形態に係るプリント回路板５００の一部を示す上面図である。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。図８に示すプリント回路板は、上記第１実施形態の図２（ｂ）に対して、スリット１５１が省略されている。すなわち、グラウンドパターン１１２には一方のスリット１５２のみが設けられている。このような形態であってもＥＭＩを低減可能である。
【００６８】
次に上述の各実施形態によるＥＭＩ低減効果を示すための、プリント回路板５００、ケーブル３００等を含むモデルにおける電磁界シミュレーション結果について述べる。電磁界シミュレーションには、電磁界解析シミュレーションソフトウェアＭＷ−Ｓｔｕｄｉｏ（ＣＳＴ社製）を用いた。
【００６９】
［実施例１］
上記第１実施形態におけるプリント回路板５００のモデルを用いて電磁界シミュレーションを実施した結果を実施例１として説明する。図９（ａ）は、実施例１のプリント回路板５００のシミュレーションモデルを示す模式図である。図９（ａ）において、図１と同じ構成部分には同一符号が付されている。
【００７０】
プリント配線板１００のグラウンドパターン１１２は、Ｘ方向及びＹ方向の辺がともに１５０［ｍｍ］の正方形の形状である。ケーブル３００が接続される辺の中心からＹ方向に±７．５［ｍｍ］の位置に、幅１［ｍｍ］、長さ４０［ｍｍ］のスリット１５１及び１５２が、辺に対して４５度の角度で設けられ、直線形状を有している。信号パターン１１１の幅は０．７［ｍｍ］である。ケーブル３００の長さは３００［ｍｍ］である。ケーブル３００の中央には、信号線３１１が配置され、両側にグラウンド線３１２を７本ずつ配置されている。信号線３１１及びグラウンド線３１２の幅は０．７［ｍｍ］であり、Ｙ方向に１［ｍｍ］間隔で配置されている。これにより、ケーブル３００の幅は合計で１５［ｍｍ］となっている。
【００７１】
信号線３１１のプリント配線板１００と接続されている側と反対側の端部は、５０［Ω］の抵抗である負荷６０２で終端されている。複数のグラウンド線３１２のプリント配線板１００と接続されている側と反対側の端部は、すべて短絡終端されている。信号パターン１１１、信号線３１１、グラウンドパターン１１２、グラウンド線３１２の厚みはいずれも５０［μｍ］である。信号パターン１１１とグラウンドパターン１１２の導体層間の間隙は１．６［ｍｍ］である。グラウンドパターン１１２と信号パターン１１１との間には、周波数１０［ＭＨｚ］〜３［ＧＨｚ］で振幅１［Ｖ］のガウシアンパルスを印加する信号源６０１が接続される。
【００７２】
ここで、スリットによる半波長共振の周波数を求める。一般に、導体の周囲媒体の実効比誘電率をεeffとし、波長をλ［ｍ］、光速を３×１０８［ｍ／ｓｅｃ］とすると、共振が発生する周波数は、
【数６】
2017028042.tif 000008
により算出できる。スリット１５１、１５２の長さが４０［ｍｍ］であるため、スリットを包含する最短距離の半波長共振による電流の経路長は４０［ｍｍ］＋１［ｍｍ］＋４０［ｍｍ］となる。すなわち、波長λは１６２［ｍｍ］となる。ここで、本実施例では、簡単のため、周囲媒体を真空、すなわち、実効比誘電率εeffを１とした。
【００７３】
よって、式（６）より、共振が発生する周波数は、およそ１８５２［ＭＨｚ］となる。したがって、ケーブルにより伝送される信号の１ビット周期に相当する周波数、もしくは１ビット周期の整数倍に相当する周波数のいずれかの周波数が１８５２ＭＨｚの場合のＥＭＩを低減することを狙った構造としている。
【００７４】
また、ＥＭＩの強度を算出する位置はプリント回路板５００、ケーブル３００等から３［ｍ］遠方である。
【００７５】
また、比較例のプリント回路板５００ｘにおけるＥＭＩの強度も同様にして算出している。図９（ｂ）は、比較例のプリント回路板５００ｘのシミュレーションモデルを示す模式図である。比較例のシミュレーションモデルでの実施例１との違いは、スリット１５１及び１５２が設けられていない点である。すなわち、比較例のグラウンドパターン１１２ｘは、スリットを有しない１５０［ｍｍ］×１５０［ｍｍ］の正方形の導体パターンである。
【００７６】
図１０は、実施例１及び比較例の電磁界シミュレーションによるＥＭＩの強度の算出結果を示すグラフである。図１０に示すように、１８５２ＭＨｚにおいて、実施例１は比較例に比べてＥＭＩ強度が５．７［ｄＢμＶ／ｍ］低減していることがわかる。ＥＭＩ強度はわずかでも低減していれば効果があるが、目安として３［ｄＢμＶ／ｍ］以上低減していればノイズを約３０％以上低減することができ、特に効果的な対策と認められる。したがって、第１実施形態の構成によれば、ＥＭＩを好適に低減できることが実施例１のシミュレーション結果から理解される。
【００７７】
［実施例２］
次に、上記第１実施形態のスリット１５１、１５２の形状を変化させたときのＥＭＩの変化をシミュレーションし、ＥＭＩ低減効果との関係を調べた結果を実施例２として説明する。
【００７８】
図１１は、実施例２のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。図１１において、図１と同じ構成部分には同一符号が付されている。図１１に示すスリット１５１及び１５２の長さは、実施例１の４０［ｍｍ］に対し８０［ｍｍ］と長くされている。
【００７９】
図１２は、実施例２の結果を図９（ａ）の実施例１及び図９（ｂ）の比較例の結果と比較したグラフである。図１２に示されているように、スリット１５１、１５２の長さを４０［ｍｍ］（実施例１）から８０［ｍｍ］（実施例２）に長くすることによって、ＥＭＩが低減する周波数が低周波側にシフトする。実施例２の構成では、共振電流の経路長が８０［ｍｍ］＋１［ｍｍ］＋８０［ｍｍ］である。したがって、共振が発生する周波数はおよそ９３２ＭＨｚである。これに対応してＥＭＩが低減する周波数が低周波側にシフトしたものと理解できる。すなわち、第１実施形態の構成において、スリット１５１、１５２の長さを調整することで、ノイズを低減する周波数を変更することができる。
【００８０】
［実施例３］
次に、上記第１実施形態のスリット１５１、１５２の、プリント配線板１００のケーブル３００が取り付けられる辺に対してなす角度θを変化させたときのＥＭＩの変化をシミュレーションし、ＥＭＩ低減効果との関係を調べた結果を実施例３として説明する。図１３（ａ）と図１３（ｂ）は、実施例３のプリント回路板のシミュレーションモデルを示す模式図である。図１３（ａ）と図１３（ｂ）において、図１と同じ構成部分には同一符号が付されている。
【００８１】
図１３（ａ）と図１３（ｂ）とではスリット１５１、１５２の長さが異なっている。図１３（ａ）ではスリット１５１、１５２の長さを４０［ｍｍ］としているため、ＥＭＩが低減される周波数は、およそ１８５２ＭＨｚとなる。図１３（ｂ）ではスリット１５１、１５２の長さを７５［ｍｍ］としているため、ＥＭＩが低減される周波数は、およそ９９３ＭＨｚとなる。図１３（ａ）と図１３（ｂ）について、スリット１５１、１５２の角度θを０度付近から９０度まで変化させたシミュレーション結果を以下に説明する。
【００８２】
図１４には、図１３（ａ）に示すスリット１５１、１５２の長さが４０［ｍｍ］の場合の１８５２ＭＨｚにおけるＥＭＩ強度から、図９（ｂ）の比較例のＥＭＩ強度を差し引いた値が実線で示されている。さらに、図１４には、図１３（ｂ）に示すスリット１５１及び１５２の長さが７５［ｍｍ］の場合の９９３ＭＨｚにおけるＥＭＩ強度から、図９（ｂ）の比較例のＥＭＩ強度を差し引いた値が破線で示されている。すなわち、図１４のグラフは、０［ｄＢμＶ／ｍ］を基準として、値がマイナス方向になるほどＥＭＩ低減効果が大きいことを示している。図１４を参照すると、角度θが１０度から７５度の範囲でＥＭＩ低減の効果がみられる。また、３［ｄＢμＶ／ｍ］以上のＥＭＩ低減効果が得られる２６度から５５度の範囲がより望ましい。
【００８３】
［実施例４］
次に、上記第１実施形態のスリット１５１、１５２の幅を変化させたときのＥＭＩの変化をシミュレーションし、ＥＭＩ低減効果との関係を調べた結果を実施例４として説明する。図１５（ａ）と図１５（ｂ）は、実施例４のプリント回路板５００のシミュレーションモデルを示す模式図である。図１５（ａ）と図１５（ｂ）において、図１と同じ構成部分には同一符号が付されている。
【００８４】
図１５（ａ）と図１５（ｂ）とではスリット１５１、１５２の長さが異なっている。図１５（ａ）ではスリット１５１、１５２の長さを４０［ｍｍ］としているため、ＥＭＩが低減される周波数は、およそ１８５２ＭＨｚとなる。図１５（ｂ）ではスリット１５１、１５２の長さを８０［ｍｍ］としているため、ＥＭＩが低減される周波数は、およそ９３２ＭＨｚとなる。図１５（ａ）と図１５（ｂ）について、スリット１５１及び１５２の幅ｗ１を０［ｍｍ］から２５［ｍｍ］まで変化させたシミュレーション結果を以下に説明する。なお、スリット１５１、１５２の幅ｗ１が０［ｍｍ］のデータは、スリットを設けていない状態でのシミュレーション、すなわち上述の比較例に相当する。
【００８５】
図１６には、スリット１５１、１５２の長さが４０［ｍｍ］の場合の１８５２ＭＨｚにおいて、幅ｗ１が０［ｍｍ］すなわちスリットがない状態を基準にして、幅ｗ１を増加させていったときのＥＭＩ強度の変化量が実線で示されている。さらに、図１６には、スリット１５１、１５２の長さが８０［ｍｍ］の場合の９３２ＭＨｚにおいて、幅ｗ１が０［ｍｍ］すなわちスリットがない状態を基準にして、幅ｗ１を増加させていったときのＥＭＩ強度の変化量が破線で示されている。
【００８６】
図１６を参照すると、幅ｗ１が１ｍｍから１２ｍｍの範囲において、３［ｄＢμＶ／ｍ］以上のＥＭＩ低減効果が得られており、より望ましい実施形態であるといえる。
【００８７】
［実施例５］
次に、上記第２実施形態におけるプリント回路板５００のモデルを用いて電磁界シミュレーションを実施した結果を実施例５として説明する。図１７は、実施例５のプリント回路板５００のシミュレーションモデルを示す模式図である。図１７において、図５（ａ）と同じ構成部分には同一符号が付されている。
【００８８】
図１７ではスリット１５１、１５２をケーブル３００の接続部から距離Ｌ１だけ離れた位置に配置した。またスリット１５１及び１５２の長さを長さＬ２とし、距離Ｌ１を変化させる際にこれに対応させて長さＬ２も変化させている。その変化のさせ方は、ケーブル３００の複数のグラウンド線３１２のうちの最も外側の１本の接続部から各スリットの先端部までの距離Ｌ３と長さＬ２とスリットの幅１［ｍｍ］との合計値が常に等しくなるようにするというものである。より具体的には、距離Ｌ１を０［ｍｍ］から５０［ｍｍ］まで変化させたときに、Ｌ２＋Ｌ３＋１［ｍｍ］が８１［ｍｍ］の一定値とする。これは、電流の経路長を一定にして、同じ周波数１８５２ＭＨｚで最もＥＭＩを低減できるようにするためである。
【００８９】
図１８（ａ）は、距離Ｌ１を変化させたときのＥＭＩ強度の算出結果を示すグラフである。図１８（ａ）を参照すると、距離Ｌ１を変化させた場合でも、電流の経路長を一定にすれば、同じ周波数１８５２ＭＨｚの近傍でＥＭＩが低減できることが理解される。しかしながら、図１８（ａ）によれば、距離Ｌ１を大きくするほどＥＭＩ低減の効果が減少している。図１８（ｂ）と図１８（ｃ）に示す模式図を参照しつつこの原因を説明する。
【００９０】
図１８（ｂ）と（ｃ）は、一点鎖線で示す位置の断面をＸ軸方向から見たときの、ある位相における電荷分布と電気力線の様子を模式的に示している。図１８（ｂ）は距離Ｌ１が小さい場合を示す図であり、図１８（ｃ）は距離Ｌ１を大きくした場合を示す図である。距離Ｌ１を大きくすると、２つのスリットの間のグラウンドパターン１１２の面積が広くなる。そのため、信号パターン１１１に対する電荷の割合が多い。そのため、コモンモード電位すなわち中点電位がグラウンドパターン１１２に近い電位となる。そのため、ケーブルの中点電位との差分が大きくなり、起電力が大きくなるので、ＥＭＩの原因となるコモンモード電流が増大する。したがって、距離Ｌ１は小さいほど好適である。
【００９１】
［実施例６］
次に、第３実施形態におけるプリント回路板５００のモデルを用いて電磁界シミュレーションを実施した結果を実施例６として説明する。図１９は、実施例６のプリント回路板５００のシミュレーションモデルを示す模式図である。図１９において、図６（ａ）と同じ構成部分には同一符号が付されている。
【００９２】
図１９に示されているように、スリット１５１、１５２は、信号パターン１１１と平行に長さ２０［ｍｍ］延ばした点を屈曲部とし、その屈曲部から信号パターン１１１から離れる方向に４５度曲げてさらに２０［ｍｍ］延ばした形状となっている。
【００９３】
図２０は、実施例６及び比較例の電磁界シミュレーションによるＥＭＩ強度の算出結果を示すグラフである。図２０に示すように、実施例６は、比較例に対して、一部の周波数で３［ｄＢμＶ／ｍ］以上のＥＭＩ低減効果が得られていることが理解される。すなわち、スリットの一部を曲げた、屈曲部を有する形状であっても、ＥＭＩ低減効果を得ることが可能である。
【００９４】
［実施例７］
次に、第４実施形態におけるプリント回路板５００のモデルを用いて電磁界シミュレーションを実施した結果を実施例７として説明する。図２１は、実施例７のプリント回路板５００のシミュレーションモデルを示す模式図である。図２１において、図７（ａ）と同じ構成部分には同一符号が付されている。
【００９５】
図２１ではプリント配線板１００の外形が、スリット１５１、１５２の外側において斜めにカットされている。すなわち、プリント配線板１００の外形がケーブル３００の接続部に向かって細くなる形状になっている。これにより、グラウンドパターン１１２の外形もケーブル３００の接続部に向かって細くなる形状になっている。
【００９６】
図２２は、実施例７、実施例１及び比較例の電磁界シミュレーションによるＥＭＩ強度の算出結果を示すグラフである。図２２に示すように、実施例７では、比較例、実施例１の双方に対して、特定の周波数（例えば１７５０ＭＨｚ付近）でさらなるＥＭＩ低減効果が得られている。これはグラウンドパターン１１２の幅がグラウンド線３１２の合計幅により近くなっているため、中点電位の差分を低減できるためである。
【００９７】
［実施例８］
次に、第５実施形態におけるプリント回路板５００のモデルを用いて電磁界シミュレーションを実施した結果を実施例８として説明する。図２３は、実施例８のプリント回路板５００のシミュレーションモデルを示す模式図である。図２３において、図８と同じ構成部分には同一符号が付されている。
【００９８】
図２３ではスリット１５１が設けられておらず、スリット１５２のみが設けられている。図２４は、実施例８及び比較例の電磁界シミュレーションによるＥＭＩ強度の算出結果を示すグラフである。図２４に示すように、実施例８は比較例に対して、所望の周波数でＥＭＩ低減効果が得られている。すなわち、スリットは信号パターン１１１の両側に設けられていることは必須ではなく、片側のみであってもＥＭＩ低減効果を得ることが可能である。
【００９９】
［実施例９］
次に、第１実施形態及び第２実施形態におけるプリント回路板５００のモデルを用いて電磁界シミュレーションを実施した結果を実施例９として説明する。図２５（ａ）及び図２５（ｂ）は、実施例９のプリント回路板５００のシミュレーションモデルを示す模式図である。図２５（ａ）及び図２５（ｂ）において、図２（ｂ）及び図５（ａ）と同じ構成部分には同一符号が付されている。
【０１００】
図２５（ａ）の模式図に示すシミュレーションモデルでは、スリット１５１、１５２の長さＬ４を４０［ｍｍ］とした場合を基準として、電流経路長であるＬ４×２＋１［ｍｍ］が−１５％から＋３５％の範囲になるように長さＬ４を変化させた。具体的には最小で長さＬ４は３４［ｍｍ］、最大で長さＬ４は５０．４５［ｍｍ］とした。
【０１０１】
これに対し、図２５（ｂ）の模式図に示すシミュレーションモデルでは、スリット１５１、１５２を長さＬ５とする。また、ケーブル３００のグラウンド線３１２の接続位置からスリット１５１、１５２の先端部までの距離を距離Ｌ６とする。このとき、ケーブル３００のグラウンド線３１２の接続位置から、スリット１５１、１５２が接するグラウンドパターン１１２の端辺であって、当該接続位置と反対側の端辺までの最短の電流経路の長さはＬ５＋Ｌ６＋１［ｍｍ］となる。スリット１５１、１５２の長さＬ５を３０［ｍｍ］とした場合を基準として、上述の最短の電流経路長であるＬ５＋Ｌ６＋１［ｍｍ］が−１５％から＋３５％の範囲になるように長さＬ５を変化させた。具体的には、最小で長さＬ５は２４［ｍｍ］とし、このとき距離Ｌ６は４１［ｍｍ］であり、最大でＬ５は４８．５［ｍｍ］とし、このとき距離Ｌ６は６４．５［ｍｍ］である。
【０１０２】
図２５（ａ）のシミュレーションモデルでは、基準とする長さＬ４が４０［ｍｍ］の場合の低減周波数である１８５２ＭＨｚにおける比較例のＥＭＩ強度からの変化量を評価した。図２５（ｂ）のシミュレーションモデルでは、基準とする長さＬ５が３０［ｍｍ］の場合にＥＭＩが低減する周波数である１９６１ＭＨｚにおける比較例のＥＭＩ強度からの変化量を評価した。
【０１０３】
図２６は、実施例９の電磁界シミュレーションによるＥＭＩ強度の算出結果について、比較例のＥＭＩ強度からの変化量を示すグラフである。図２６に示すように、実施例９の図２５（ａ）は所望の周波数を低減するための基準とする長さに対して−１３％から＋２７％程度のずれまではＥＭＩ低減効果を有している。一方、実施例９の図２５（ｂ）は所望の周波数を低減するための基準とする長さに対して−４％から＋３０％程度のずれまではＥＭＩ低減効果を有している。両者の結果を考慮すると、−４％から＋２７％程度までであれば、所望の周波数でＥＭＩ低減効果が得られる。コモンモード電流の波長を基準にすると、コモンモード電流の波長の０．４８倍以上、０．６３５倍以下であるときにＥＭＩ低減効果が得られる。
【０１０４】
［その他の実施形態］
本発明が適用される実施形態は、本発明を適用しうる幾つかの態様を例示したものに過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜修正や変形を行うことを妨げるものではない。
【０１０５】
例えば、上記実施形態、実施例に示した構成の一部又は全部を任意に２つ以上選択して組み合わせてもよい。
【０１０６】
例えば、スリット１５１、１５２の長さ、幅、角度、形状等の内の１又は複数が、スリット１５１とスリット１５２の間で互いに異なっていてもよい。ＥＭＩを低減させる周波数等の条件を２本のスリット１５１、１５２で異なる値とすることでＥＭＩ低減の設計自由度を高めることができる。
【０１０７】
ケーブル３００の構成は例示した形態に限られず、信号伝送が可能な部材であればよい。例えば、ケーブル３００をフレキシブルプリント基板に置き換えてもよい。また、上述の実施形態ではケーブル３００はコネクタを介して接続されているが、半田などの導電性部材で直接プリント回路板５００に接続されていてもよい。
【０１０８】
上述の実施形態、実施例の構成は、プリント回路板間で信号の伝送を行うあらゆる電子機器に適用可能である。例えば、上述の実施形態、実施例のいずれかの構成を有する複数のプリント回路板を有し、プリント回路板間でケーブルを介してシリアル伝送により画像データ等を伝送する画像形成装置等の電子機器に適用可能である。画像形成装置の例としてはコピー機、プリンタ等が挙げられる。また、ケーブルには、信号線の周囲がシールド線で覆われていない、フレキシブルケーブル等の非シールドケーブルを用いた場合に上述の実施形態、実施例の効果がより発揮される。
【符号の説明】
【０１０９】
１０１  第１導体層
１０２  第２導体層
１０５  第１絶縁体層（絶縁体層）
１１１  信号パターン
１１２  グラウンドパターン
１５１、１５２  スリット
３００  ケーブル
３１１  信号線
３１２  グラウンド線
５００  プリント回路板
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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