JP2008236027A - コモンモード電流抑制ｅｂｇフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】プリント回路基板の内部で発生した高周波ノイズ電流がコネクタを経由してケーブルへ伝播することを抑制する小型化容易なフィルタを提供する。
【解決手段】本発明のコモンモード電流抑制フィルタは、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）を有し、前記高インピーダンス面（１０１）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。
【選択図】図７ｂ

Description

本発明は、プリント回路基板上のコネクタにＥＢＧ材料を用いたフィルタに関し、プリント回路基板の内部で発生した高周波ノイズ電流のコネクタを経由したケーブルへの伝播を抑制するフィルタの構造に関する。

近年の技術の発展に伴い、電磁バンドギャップ（以下、ＥＢＧという）材料が開発されており、例えば高周波回路からの不要電磁放射による回路間の電磁干渉を防ぐ手段として提案されている。ＥＢＧ材料は、広義には、誘電体または導体が２次元的あるいは３次元的に周期構造をなし、特定周波数帯の電磁波の２次元あるいは３次元方向の伝播を抑制、または大きく減衰させる材料または構造をいう。

ＥＢＧ材料の一形態として、高インピーダンス表面（以下、ＨＩＳという）が特許文献１などで開示されている。図１は、特許文献１のＦＩＧ．２に記載されている従来のＨＩＳを示している。ＨＩＳ１はグランドプレーン上に導体小片２と導体柱３により構成される画鋲状の導体要素４が周期的に配置され、各導体要素４がグランドプレーン５と電気的に接続している構造をなしている。導体小片２の形状としては、図１ｂに示される正六角形や、図１ｃに示されるような正方形のものなどが提案されている。

図１のＨＩＳは、図２に示されるように、隣接する画鋲状導体間の直列容量Ｃと２つ画鋲状導体とグランドプレーンから形成される短絡インダクタンスＬとが２次元的に配列された分布定数回路と考えることができ、インダクタンスＬと容量Ｃからなる共振回路の共振周波数付近で、インピーダンスが高くなり、表面電流の伝播が抑制されること、及び伝播が抑制される帯域幅（バンドギャップ帯域幅）がＣの逆数に比例することが特許文献１などから知られている。

つまり、直列容量Ｃを増やすか短絡インダクタンスＬを増やせばバンドギャップを低周波側で現れることになる。よって１つの導体要素大きくすることなく、ＨＩＳを低周波領域で狭帯域幅のフィルタとして用いるために、導体小片間の直列容量を増やす方法がいくつか公開されている。

例えば特許文献３のＦＩＧ．１２に記載された方法では、図３に示されるように、隣接する導体小片が互いにかみ合う構造（インタディジタル構造）が採用されている。隣接する導体小片の対向する辺を長くすることにより、直列容量Ｃを増やしている。

また、特許文献３のＦＩＧ．１１に記載された方法では、図４に示されるように隣接する導体小片間にチップキャパシタ４１を搭載することにより、図１に示した方法では決して得られない大きさの容量が得られる。

また、他の方法として、導体小片を２層に増やすことにより、導体小片間の直列容量を増やす方法が、例えば特許文献１〜３で公開されており、それらの特徴を示す断面図を図５ａ〜ｄに示している。図５ａは、特許文献１のＦＩＧ．１４ａに記載された方法を示している。図５ｂは、特許文献２のＦＩＧ．２ａに記載された方法を示している。図５ｃは、特許文献３のＦＩＧ．４に記載された方法を示している。図５ｄは、特許文献３のＦＩＧ．１０に記載された方法を示している。これらの方法における直列容量を増やす原理はいずれも同じで、以下の通りである。

導体３層から構成され、上から順に導体第１、２、３層とする。また導体第１層と導体第２層の間に挿入されている誘電体板を第１誘電体板１６、導体第２層と導体第３層の間に挿入されている誘電体板を第２誘電体板２６とする。導体第１層と導体第２層にそれぞれ第１導体小片１２と第２導体小片２２の２次元周期構造が形成されている。導体第１層−導体第２層間の第１誘電体板１６は薄い誘電体板からなる。図６は、従来からの導体小片を２層に増やす方法によるＨＩＳを構成する第１導体小片１２と第２導体小片２２を上面から投影した様子を示している。第１導体小片１２と隣接する第２導体小片２２との重なり合う領域５１は板厚の薄い第１誘電体板１６を介して２導体が対向しているため、直列容量が形成される。図６においては、図６の中心に示した第１導体小片１２ａと隣接する左上に示した第２導体小片２２ａとの重なり合う領域５１ａに相当する。この図５ａ〜ｄでは、第１導体小片１２、及び第２導体小片２２と導体第３層に形成されているグランドプレーン５との電気的な接続方法のためのビア（導体柱）の打ち方に若干の違いがあるものの、いずれも重なり合う領域５１の面積を増やすことにより、容易に容量値を増やすことが可能な構造である点では同じ原理である。

上記ＥＢＧ材が電磁干渉問題の対策として適用される例がいくつか挙げられている。例えば特許文献３においては、表面電流を介した２つのアンテナ間の干渉を防ぐ方法として、グランドプレーンにＥＢＧ材が用いられている。

また、特許文献４においては筐体の内壁の一部にＥＢＧ材が用いられている。筐体内部の高周波回路に様々な機能が集積化された場合、筐体内に不要電磁放射が発生して、各々の機能間の信号が互いに電磁干渉し、高周波回路全体の特性に悪影響を及ぼすという問題がある。ＥＢＧ材を高周波回路に対向する側の筐体内壁にＥＢＧ材を用いることにより、筐体内の不要電磁放射を防ぎ、筐体の内壁を高周波回路に近接させても高周波回路の特性が変化せず、筐体の小形化を可能としている。

近年問題となっている電磁干渉問題の原因のひとつとして、ケーブルからの不要電磁放射が挙げられる。この不要電磁放射は、プリント回路基板の内部で発生した高周波ノイズ電流がコネクタを経由してケーブルへ伝播することにより発生する。従来からケーブルのコモンモードノイズ対策として、例えばケーブルが接続されたプリント回路基板を覆うシールドボックスを用いる、またはケーブルの一端にシールド金属カバーを有するコネクタを付けるといったシールド技術が挙げられる。

ＵＳ６２６２４９５ Ｂ１号（ＦＩＧ．１、２ａ、２ｂ、１４ａ、１４ｂ） ＵＳ６４８３４８１ Ｂ１号（ＦＩＧ．２ａ） ＵＳ６９３３８９５ Ｂ２号（ＦＩＧ．１０、１１、１２） 特開２００４-２２５８７号公報（図１）

上述の不要電磁放射を抑制する手法として、従来から用いられているシールド技術は製造コストが掛かるという問題があり、高周波ノイズの発生源であるプリント回路基板内で対策を行うのが望ましい。

プリント回路基板内での対策としては、ケーブルとつながるコネクタ周辺部のグランドプレーン上にＨＩＳを用いることが考えられる。プリント回路基板で特許文献１のＦＩＧ．２に挙げたＨＩＳを実現するには、導体２層以上を有する基板のうちのある導体層を導体小片２の２次元周期配列とし、誘電体板６で分離されている別の導体層をグランドプレーン５とし、導体小片２とグランドプレーン５間を電気的に接続する導体柱３としてビアを用いれば良い。

ここで、フィルタとして機能するＨＩＳの占有する面積を小さくするためには、特許文献１のＦＩＧ．２に挙げたＨＩＳよりは、直列容量Ｃを増やすか短絡インダクタンスＬを増やした構造の方が望ましい。特に直列容量Ｃは容易に増やすことが可能であるため、ＨＩＳを狭帯域幅のフィルタとして用いる場合には導体小片２を大きくすることなく、直列容量Ｃを増やす方法が適用できる。

導体小片間の直列容量を増やす方法として、例えば図３に示したインタディジタル構造の場合、図１のＨＩＳ構造に比べて一桁以上直列容量Ｃを増やすには、隣接する導体小片２の対向する辺の長さを一桁以上増やせば良いが、対向する辺の長さが長くなればなるほど、図３に示した隙間領域３１が占める面積大きくなるため、容量増加に限界があり、また導体小片２の小形化にも向かない。

また、図４に示したチップキャパシタ４１を搭載する手法は、非常に多くのチップキャパシタを必要とするため、製造コスト及び高密度実装の観点から問題がある。

２層の導体小片により直列容量を増やす方法である図５ａ、ｂの方法では、第１導体小片１２は第１ビア１３により、また第２導体小片２２は第２ビア２３によりそれぞれグランドプレーン５と電気的に接続している。第１導体小片１２と第１ビア１３により構成される第１導体要素１４と第２導体小片２２と第２ビア２３により構成される第２導体要素２４の断面層構成が異なる。

同じく２層の導体小片により直列容量を増やす方法である図５ｃ、ｄの方法では第１導体小片１２、第２導体小片２２のうちの一方のみがグランドプレーン５とビア７により電気的に接続しており、残りのもう一方の導体小片はグランドプレーンと電気的に接続せずに電気的に浮いている状態となっている。電気的に浮いた構造の影響が未知である。

本発明の目的は、プリント回路基板の内部で発生した高周波ノイズ電流がコネクタを経由してケーブルへ伝播することによりケーブルから放出される不要電磁放射を抑制し、同時に、ケーブルから電子機器装置内部のプリント回路基板への高周波ノイズ電流の伝播を抑制し、実用上問題のない大きさに小形化可能なＥＢＧ材を用いた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。
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。

以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明のコモンモード電流抑制フィルタは、
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。

本発明のコモンモード電流抑制フィルタにおいて、
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。

本発明のコモンモード電流抑制フィルタにおいて、
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。

本発明のコモンモード電流抑制フィルタにおいて、
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。

本発明のコモンモード電流抑制フィルタにおいて、
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。

本発明のコモンモード電流抑制フィルタにおいて、
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。

本発明のコモンモード電流抑制フィルタにおいて、
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。

所望の周波数帯域でバンドギャップが現れる高インピーダンス面（ＨＩＳ）（１０１）（２０１）（３０１）（４０１）（５０１）（６０１）をプリント回路基板（１００）上のケーブル（１０９）とつながるコネクタ（１０８）周辺部に配置することにより、プリント回路基板（１００）の内部で発生したグランドプレーン（５）を流れる高周波ノイズ電流のコネクタ（１０８）への伝播が抑制されるため、高周波ノイズ電流がコネクタ（１０８）を経由してケーブル（１０９）へ伝播することにより発生するケーブル（１０９）からの不要電磁放射を抑制することが可能となる。同時に外部の不要電磁波によりケーブル（１０９）に伝わった高周波ノイズ電流のコネクタ（１０８）からグランドプレーン（５）への伝播が抑制されることにより、プリント回路基板（１００）の内部回路の動作特性がグランドプレーン（５）を流れる高周波ノイズ電流により影響を受ける状況を防ぐことが可能となる。

また、ＨＩＳ（１０１）（２０１）（３０１）（４０１）（５０１）（６０１）の構成要素として用いている薄い誘電体板（１１６）（２１６）（３１６、３２６）（４１６、４２６、４３６）（１１６）（１１６）を挟んで２層以上積層した導体層に形成された導体小片（１１２、１２２）（２１２、２２２）（３１２、３２２、３３２）（４１２、４２２、４３２、４４２）（５１２、５２２）（６１２、６２２）を電気的に接続することによって構成される導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）をＨＩＳ（１０１）（２０１）（３０１）（４０１）（５０１）（６０１）の構成要素として用いることにより、電気的に浮いた導体小片を用いない構造が可能となる。

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、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を作ることにより、隣接する導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）間の直列容量が板厚の薄い誘電体板（１１６）（２１６）（３１６、３２６）（４１６、４２６、４３６）（１１６）（１１６）を介して対向する導体面で構成されるため、導体小片１層の場合と比べて導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）を大きくすることなく隣接する導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）間の直列容量を増加させることが可能となり、ＨＩＳ（１０１）（２０１）（３０１）（４０１）（５０１）（６０１）を構成する導体要素の小形化を可能とし、ＨＩＳ（１０１）（２０１）（３０１）（４０１）（５０１）（６０１）の占める面積を縮小できる。

導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）全体を上面から見たときに十字形形状とし、十字形導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）を正方格子状に周期配列させることにより、隣接する導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）同士が重なり合う領域を容易に設けることが可能となる。

導体段差部（５２０）全体を上面から見たときに＊字形形状とし、＊字形導体段差部（５２０）を三角格子状に周期配列させることにより、隣接する導体段差部（５２０）同士が重なり合う領域を容易に設けることが可能となる。

導体段差部（６２０）全体を上面から見たときに、第１方向に延びる直線部分と、直線部分の中点から第１角及び第２角方向に延びる第２部分とを有する形状とし、その形状の導体段差部（６２０）を円弧状に周期配列させることにより、隣接する導体段差部（６２０）同士が重なり合う領域を容易に設けることが可能となる。

導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）の層間誘電体板（１１６）（２１６）（３１６、３２６）（４１６、４２６、４３６）（１１６）（１１６）として高誘電率の材料を用いることにより、隣接する導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）間の容量が増加する。

ＨＩＳがない場合にはプリント回路基板（１００）から高周波ノイズ電流がコネクタ（１０８）に集中する経路を取り、またケーブル（１０９）から伝わる高周波ノイズ電流がコネクタ（１０８）からプリント回路基板（１００）のグランドプレーン（５）へ放射状に伝播することが想定されるため、コネクタ（１０８）を中心としてＨＩＳ（６０１）を構成する導体段差部（６２０）を同心円状に配置することにより、プリント回路基板（１００）の内部で発生した高周波ノイズ電流のコネクタ（１０８）への伝播を効率的に抑制し、同時に外部の不要電磁波によりケーブル（１０９）に伝わった高周波ノイズ電流のプリント回路基板（１００）への伝播も効率的に抑制することが可能となる。

次に、本発明のコモンモード電流抑制ＥＢＧフィルタについて図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
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。

本発明のコモンモード電流ＥＢＧフィルタは、高インピーダンス表面（ＨＩＳ）１０１を有している。そのＨＩＳ１０１は、プリント回路基板１００上のコネクタ１０８を囲うようにコネクタ１０８の周辺部に配置されている。図７ｂに示されるように、プリント回路基板１００上のコネクタ１０８がプリント回路基板１００のグランドプレーン５とビア７によって電気的に接続されているとすると、コネクタ１０８にケーブル１０９をつないだときに、ケーブル１０９のグランドはグランドプレーン５と電気的に接続されることになる。ここでＨＩＳ１０１がない場合、プリント回路基板１００の内部で発生した高周波ノイズ電流Ｉがグランドプレーンを流れ、コネクタ１０８を経由してケーブル１０９へ伝播する。ここで所望の周波数帯域でバンドギャップが現れるＨＩＳ１０１を図７ａ、ｂに示されるようにコネクタ１０８周辺部に配置することにより、グランドプレーンを流れる高周波ノイズ電流Ｉのコネクタ１０８への伝播が抑制されるため、ケーブル１０９へ伝播も抑制される。結果としてケーブル１０９からの不要電磁波発生を抑制することが可能となる。同時に外部の不要電磁波によりケーブル１０９のグランドに高周波ノイズ電流Ｉが流れる場合も同様に、ＨＩＳ１０１によりコネクタからグランドプレーン５全体への伝播も抑制される。よってプリント回路基板１００内部回路の動作特性がグランドプレーン５を流れる高周波ノイズ電流により影響を受ける状況を防ぐことが可能となる。

図８ａは、本発明の第１実施形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ１０１の断面図を示している。図８ｂは、ＨＩＳ１０１を構成する要素ごとに分解した断面図を示している。

図８ｂに示されるように、ＨＩＳ１０１は、その構成要素として、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と、導体段差部１２０とグランドプレーン５とを接続する導体柱１０３とを具備している。導体段差部１２０は、誘電体板１１６を挟んで２層で積層された２つ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を有している。図８ａに示される例において、導体層を上から順に導体第1、２、３層とすると、導体第１層と導体第２層にそれぞれ第１導体小片１１２と第２導体小片１２２の２次元周期構造が形成されている。第１導体小片１１２と第２導体小片１２２の間には板厚の薄い第１誘電体板１１６が挿入されている。また第３導体層がグランドプレーン５となっている。第１導体小片１１２と第２導体小片１２２を段差導体接続部１２１により電気的に接続することにより、図８ｂに示した導体段差部１２０が構成される。隣接する導体段差部１２０間は電気的には非接触である。段差導体接続部１２１と導体柱１０３により構成されるＨＩＳ１０１の導体要素は電気的に接続されており、電気的に浮いた導体小片は用いない構造となっている。ここで、図８ｃに示されるように、段差導体接続部１２１と導体柱１０３を貫通ビア１１７により一体化させることも可能である。これによりプリント回路基板でのＨＩＳ１０１の製造が容易なる。

図９ａは、図８ａ、ｂに示したＨＩＳ１０１の上面図を示している。図９ｂは、１つの導体段差部１２０を示す上面図である。また、図９ｃ、ｄは、それぞれ第１導体小片１１２、及び第２導体小片１２２の周期配列のレイアウトを示している。

導体段差部１２０の周期配列を上面から見たときに、導体段差部１２０の２つの導体層を上から順番に１個目、２個目（最終個目）の導体層とする。この場合、導体段差部１２０の奇数個目の導体層に形成される第１導体小片１１２は、第１方向に延びる第１部分と、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字形状である。導体段差部１２０の偶数個目の導体層に形成される第２導体小片１２２は、第１方向に延びる第１部分と、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、上記のＬ字形状が１８０度回転された形状である。導体段差部１２０の２つの導体層の各々の導体小片１１２、１２２が第３部分で重なり合うようにパターニングすることにより、電気的に接続される。図９ｃ、ｄに示したレイアウトと線対称なレイアウトにしても良い。

導体段差部１２０全体を上面から見たときに、導体段差部１２０の２つの導体層の各々の導体小片１１２、１２２が第３部分で重なり合うことにより、十字形が形成される。十字形が形成された導体段差部１２０は、正方格子状に配列される。隣接する導体段差部１２０同士の第１部分の他端部が重なり合う領域１５１が設けられ、第２部分の他端部が重なり合う領域１５１が設けられる。このとき、隣接する導体段差部１２０同士が重なり合う領域１５１では、異なる導体段差部に属する導体小片同士が板厚の薄い第１誘電体板１１６を介して対向する構造となっているため、この領域で隣接する導体段差部同士が容量結合する。本発明では、ＨＩＳ１０１の直列容量Ｃは、1層の導体小片により構成されるＨＩＳにおける直列容量Ｃに比べて導体段差部の寸法を大きくすることなく、隣接する導体段差部１２０間の直列容量を増加させることが可能となる。板厚の薄い第１誘電体板１１６として高誘電率材料を用いれば、さらに直列容量Ｃの大きいＨＩＳを構成することが可能となる。

（第２実施形態）
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。

図１０ａは、本発明の第２実施形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ２０１の上面図を示している。図１０ｂは、１つの導体段差部２２０を示す上面図である。

本発明のコモンモード電流ＥＢＧフィルタは、高インピーダンス表面（ＨＩＳ）２０１を有している。そのＨＩＳ２０１は、プリント回路基板１００上のコネクタ１０８を囲うようにコネクタ１０８の周辺部に配置されている。ＨＩＳ２０１は、その構成要素として、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２２０と、導体段差部２２０とグランドプレーン５とを接続する導体柱１０３とを具備している。導体段差部２２０は、誘電体板２１６を挟んで２層で積層された２つの導体層に形成されて電気的に接続された導体小片２１２、２２２を有している。導体層を上から順に導体第1、２、３層とすると、導体第１層と導体第２層にそれぞれ第１導体小片２１２と第２導体小片２２２の２次元周期構造が形成されている。第１導体小片２１２と第２導体小片２２２の間には板厚の薄い第１誘電体板２１６が挿入されている。また第３導体層がグランドプレーン５となっていて、第２導体小片２２２とグランドプレーン５の間には第２誘電体板２２６が挿入されている。

第２実施形態では、導体段差部２２０の周期配列を上面から見たときに、隣接する導体段差部２２０同士の２つの導体層の各々の導体小片２１２、２２２の第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。上記の幅を広くすることにより、図９ａに示したＨＩＳに比べ、隣接する導体段差部２２０間の直列容量Ｃの値を増加させることが可能となる。

（第３実施形態）
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。

図１１ａ、ｂは、それぞれ、導体小片を３層にした場合における本発明の第３実施形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ３０１の断面図、上面図を示している。

本発明のコモンモード電流ＥＢＧフィルタは、高インピーダンス表面（ＨＩＳ）３０１を有している。そのＨＩＳ３０１は、プリント回路基板１００上のコネクタ１０８を囲うようにコネクタ１０８の周辺部に配置されている。ＨＩＳ３０１は、その構成要素として、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３２０と、導体段差部３２０とグランドプレーン５とを接続する導体柱１０３とを具備している。導体段差部３２０は、誘電体板３１６、３２６を挟んで３層で積層された３つの導体層に形成されて電気的に接続された導体小片３１２、３２２、３３２を有している。導体層を上から順に導体第1、２、３、４層とすると、導体第１層、導体第２層、導体第３層にそれぞれ第１導体小片３１２、第２導体小片３２２、第３導体小片３３２が形成されている。第１導体小片３１２と第２導体小片３２２の間には板厚の薄い第１誘電体板３１６が挿入されている。第２導体小片３２２と第３導体小片３３２の間には板厚の薄い第２誘電体板３２６が挿入されている。また第４導体層がグランドプレーン５となっていて、第３導体小片３３２とグランドプレーン５の間には第３誘電体板３３６が挿入されている。

図１１ｃは、図１１ａに記載の導体段差部３２０のひとつを示す上面図を示している。図１１ｄは、それぞれ第１導体小片３１２、及び第３導体小片３３２の周期配列のレイアウトを示している。図１１ｅは、第２導体小片３２２の周期配列のレイアウトを示している。

導体段差部３２０の周期配列を上面から見たときに、導体段差部３２０の３つの導体層を上から順番に１個目、２個目、３個目（最終個目）の導体層とする。この場合、導体段差部３２０の奇数個目の導体層に形成される第１導体小片３１２、第３導体小片３３２は、第１方向に延びる第１部分と、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字形状である。導体段差部３２０の偶数個目の導体層に形成される第２導体小片３２２は、第１方向に延びる第１部分と、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、上記のＬ字形状が１８０度回転された形状である。導体段差部３２０の３つの導体層の各々の導体小片３１２、３２２、３３２が第３部分で重なり合うようにパターニングすることにより、電気的に接続される。

導体段差部３２０全体を上面から見たときに、導体段差部３２０の３つの導体層の各々の導体小片３１２、３２２、３３２が第３部分で重なり合うことにより、十字形が形成される。十字形が形成された導体段差部３２０は、正方格子状に配列される。隣接する導体段差部３２０同士の第１部分の他端部が重なり合う領域３５１が設けられ、第２部分の他端部が重なり合う領域３５１が設けられる。このとき、隣接する導体段差部３２０同士が重なり合う領域３５１では、第２導体小片３２２が第１導体小片３１２のみでなく第３導体小片３３２とも板厚の薄い第２誘電体板を介して対向する構造となるため、図９ａに示したＨＩＳに比べ、隣接する導体段差部３２０間の直列容量Ｃの値を増加させることが可能となる。

同様に、図１２ａ、ｂは、それぞれ、導体小片を４層にした場合における本発明の第３実施形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ４０１の断面図、上面図を示している。

本発明のコモンモード電流ＥＢＧフィルタは、高インピーダンス表面（ＨＩＳ）４０１を有している。そのＨＩＳ４０１は、プリント回路基板１００上のコネクタ１０８を囲うようにコネクタ１０８の周辺部に配置されている。ＨＩＳ４０１は、その構成要素として、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４２０と、導体段差部４２０とグランドプレーン５とを接続する導体柱１０３とを具備している。導体段差部４２０は、誘電体板４１６、４２６、４３６を挟んで４層で積層された４つの導体層に形成されて電気的に接続された導体小片４１２、４２２、４３２、４４２を有している。導体層を上から順に導体第1、２、３、４、５層とすると、導体第１層、導体第２層、導体第３層、導体第４層にそれぞれ第１導体小片４１２、第２導体小片４２２、第３導体小片４３２、第４導体小片４４２が形成されている。第１導体小片４１２と第２導体小片４２２の間には板厚の薄い第１誘電体板４１６が挿入されている。第２導体小片４２２と第３導体小片４３２の間には板厚の薄い第２誘電体板４２６が挿入されている。第３導体小片４３２と第４導体小片４４２の間には板厚の薄い第３誘電体板４３６が挿入されている。また第５導体層がグランドプレーン５となっていて、第４導体小片４４２とグランドプレーン５の間には第４誘電体板４４６が挿入されている。

図１２ｄは、それぞれ第１導体小片４１２、及び第３導体小片４３２の周期配列のレイアウトを示している。図１２ｅは、第２導体小片４２２、及び第４導体小片４４２の周期配列のレイアウトを示している。

導体段差部４２０の周期配列を上面から見たときに、導体段差部４２０の４つの導体層を上から順番に１個目、２個目、３個目、４個目（最終個目）の導体層とする。この場合、導体段差部４２０の奇数個目の導体層に形成される第１導体小片４１２、第３導体小片４３２は、第１方向に延びる第１部分と、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字形状である。導体段差部４２０の偶数個目の導体層に形成される第２導体小片４２２、第４導体小片４４２は、第１方向に延びる第１部分と、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、上記のＬ字形状が１８０度回転された形状である。導体段差部４２０の４つの導体層の各々の導体小片４１２、４２２、４３２、４４２が第３部分で重なり合うようにパターニングすることにより、電気的に接続される。

導体段差部４２０全体を上面から見たときに、導体段差部４２０の４つの導体層の各々の導体小片４１２、４２２、４３２、４４２が第３部分で重なり合うことにより、十字形が形成される。十字形が形成された導体段差部４２０は、正方格子状に配列される。隣接する導体段差部４２０同士の第１部分の他端部が重なり合う領域３５１が設けられ、第２部分の他端部が重なり合う領域４５１が設けられる。このとき、隣接する導体段差部４２０同士が重なり合う領域４５１において、板厚の薄い誘電体板を介して対向する面の面積がさらに増加するため、図９ａや図１１ａに示したＨＩＳに比べ、隣接する導体段差部４２０間の直列容量Ｃの値を増加させることが可能となる。

（第４実施形態）
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。

図１３ａは、本発明の第４実施形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ５０１の上面図を示している。図１３ｂは、図１３ａに記載の導体段差部５２０のひとつを示している。

本発明のコモンモード電流ＥＢＧフィルタは、高インピーダンス表面（ＨＩＳ）５０１を有している。そのＨＩＳ５０１は、プリント回路基板１００上のコネクタ１０８を囲うようにコネクタ１０８の周辺部に配置されている。ＨＩＳ５０１は、その構成要素として、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５２０と、導体段差部５２０とグランドプレーン５とを接続する導体柱１０３とを具備している。導体段差部５２０は、誘電体板５１６を挟んで２層で積層された２つの導体層に形成されて電気的に接続された導体小片５１２、５２２を有している。導体層を上から順に導体第1、２、３層とすると、導体第１層と導体第２層にそれぞれ第１導体小片５１２と第２導体小片５２２の２次元周期構造が形成されている。第１導体小片５１２と第２導体小片５２２の間には板厚の薄い第１誘電体板１１６が挿入されている。また第３導体層がグランドプレーン５となっていて、第２導体小片５２２とグランドプレーン５の間には第２誘電体板１２６が挿入されている。

導体段差部５２０の周期配列を上面から見たときに、導体段差部５２０の２つの導体層を上から順番に１個目、２個目（最終個目）の導体層とする。この場合、導体段差部５２０の奇数個目の導体層に形成される第１導体小片５１２は、第１方向に延びる第１部分と、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、第１方向に対して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る。導体段差部５２０の偶数個目の導体層に形成される第２導体小片５２２は、第１方向に延びる第１部分と、第２方向に延びる第２部分と、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、矢印形状が１８０度回転された形状である。導体段差部５２０の２つの導体層の各々の導体小片５１２、５２２が第４部分で重なり合うようにパターニングすることにより、電気的に接続される。

導体段差部５２０全体を上面から見たときに、導体段差部５２０の２つの導体層の各々の導体小片５１２、５２２が第４部分で重なり合うことにより、＊字形が形成される。特に＊字形とすることにより対称性が良くなり、レイアウト設計が容易になる。＊字形が形成された導体段差部５２０は、三角格子状に配列される。隣接する導体段差部５２０同士の第１部分の他端部が重なり合う領域５５１が設けられ、第２部分の他端部が重なり合う領域５５１が設けられ、第３部分の他端部が重なり合う領域５５１が設けられる。１つの導体段差部５２０につき、６個の重なり合う領域５５１が形成される。

（第５実施形態）
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。

図１４ａは、本発明の第５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１４ｂは、本発明の第５実施形態で用いられているＨＩＳ６０１を示す上面図である。

本発明のコモンモード電流ＥＢＧフィルタは、高インピーダンス表面（ＨＩＳ）６０１を有している。そのＨＩＳ６０１は、プリント回路基板１００上のコネクタ１０８を囲うようにコネクタ１０８の周辺部に配置されている。ＨＩＳ６０１は、その構成要素として、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６２０と、導体段差部６２０とグランドプレーン５とを接続する導体柱１０３とを具備している。導体段差部６２０は、誘電体板１１６を挟んで２層で積層された２つの導体層に形成されて電気的に接続された導体小片６１２、６２２を有している。導体層を上から順に導体第1、２、３層とすると、導体第１層と導体第２層にそれぞれ第１導体小片６１２と第２導体小片６２２の２次元周期構造が形成されている。第１導体小片６１２と第２導体小片６２２の間には板厚の薄い第１誘電体板１１６が挿入されている。また第３導体層がグランドプレーン５となっていて、第２導体小片６２２とグランドプレーン５の間には第２誘電体板１２６が挿入されている。

導体段差部６２０の周期配列を上面から見たときに、導体段差部６２０の２つの導体層を上から順番に１個目、２個目（最終個目）の導体層とする。この場合、導体段差部６２０の奇数個目及び偶数個目の一方の導体層（例えば、奇数個目の導体層に形成される第１導体小片６１２）は、第１方向に延びる第１部分と、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部分とを有している。導体段差部６２０の奇数個目及び偶数個目の他方の導体層（例えば、偶数個目の導体層に形成される第２導体小片６２２）は、第１方向に延びる第１部分と、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部分とを有している。導体段差部１２０の２つの導体層の各々の導体小片６１２、６２２が第３部分で重なり合うようにパターニングすることにより、電気的に接続される。

導体段差部６２０全体を上面から見たときに、導体段差部６２０の２つの導体層の各々の導体小片６１２、６２２が第３部分で重なり合うことにより、第１方向に延びる直線部分と、直線部分の中点から第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る。その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る。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６５１が設けられ、第２部分の他端部が重なり合う領域６５１が設けられる。

上述のように、ＨＩＳ６０１は、プリント回路基板１００上に、コネクタ１０８を中心として同心円上に放射状に配置されている。この理由について説明する。

ＨＩＳ６０１がコネクタ１０８に近接し、コネクタ１０８を中心とした扇形の領域を占有している。ＨＩＳ６０１を構成する導体段差部６２０はコネクタ１０８付近の点６１５を中心とした同心円弧上に設けられ、動径方向に放射状に配置されている。図１４ｂの例によれば、動径方法に等間隔に並んでいる円弧６１７、６２７、６３７に沿って等角度間隔で導体段差部６２０が設けられており、同一円弧上の導体段差部６２０を同じ形状となっている。導体段差部６２０を構成する第１導体小片６１２、第２導体小片６２２のＬ字の角度を調節してやることにより、上記の領域６５１が設けられる。ＨＩＳがない場合にはプリント回路基板１００から高周波ノイズ電流がコネクタ１０８に集中する経路を取り、またケーブル１０９から伝わる高周波ノイズ電流がコネクタ１０８からプリント回路基板１００のグランドプレーン５へ放射状に伝播することが想定されるため、導体段差部６２０を同心円状に配列することにより、高周波ノイズ電流を効率的に抑制することが可能となる。

（効果）
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。

本発明の第１〜第５実施形態によるコモンモード電流抑制ＥＢＧフィルタにおいて、所望の周波数帯域でバンドギャップが現れるＨＩＳ（１０１）（２０１）（３０１）（４０１）（５０１）（６０１）をプリント回路基板１００上のケーブル１０９とつながるコネクタ１０８周辺部に配置することにより、プリント回路基板１００の内部で発生したグランドプレーン５を流れる高周波ノイズ電流のコネクタ１０８への伝播が抑制されるため、高周波ノイズ電流がコネクタ１０８を経由してケーブル１０９へ伝播することにより発生するケーブル１０９からの不要電磁放射を抑制することが可能となる。同時に外部の不要電磁波によりケーブル１０９に伝わった高周波ノイズ電流のコネクタ１０８からグランドプレーン５への伝播が抑制されることにより、プリント回路基板１００の内部回路の動作特性がグランドプレーン５を流れる高周波ノイズ電流により影響を受ける状況を防ぐことが可能となる。

また、本発明の第１〜第５実施形態によるコモンモード電流抑制ＥＢＧフィルタにおいて、ＨＩＳ（１０１）（２０１）（３０１）（４０１）（５０１）（６０１）の構成要素として用いている薄い誘電体板（１１６）（１１６）（３１６、３２６）（４１６、４２６、４３６）（１１６）（１１６）を挟んで２層以上積層した導体層に形成された導体小片（１１２、１２２）（２１２、２２２）（３１２、３２２、３３２）（４１２、４２２、４３２、４４２）（５１２、５２２）（６１２、６２２）を電気的に接続することによって構成される導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）をＨＩＳ（１０１）（２０１）（３０１）（４０１）（５０１）（６０１）の構成要素として用いることにより、電気的に浮いた導体小片を用いない構造が可能となる。

本発明の第１〜第５実施形態によるコモンモード電流抑制ＥＢＧフィルタにおいて、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、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を作ることにより、隣接する導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）間の直列容量が板厚の薄い誘電体板（１１６）（１１６）（３１６、３２６）（４１６、４２６、４３６）（１１６）（１１６）を介して対向する導体面で構成されるため、導体小片１層の場合と比べて導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）を大きくすることなく隣接する導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）間の直列容量を増加させることが可能となり、ＨＩＳ（１０１）（２０１）（３０１）（４０１）（５０１）（６０１）を構成する導体要素の小形化を可能とし、ＨＩＳ（１０１）（２０１）（３０１）（４０１）（５０１）（６０１）の占める面積を縮小できる。

本発明の第１〜第３実施形態によるコモンモード電流抑制ＥＢＧフィルタにおいて、導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）全体を上面から見たときに十字形形状とし、十字形導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）を正方格子状に周期配列させることにより、隣接する導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）同士が重なり合う領域を容易に設けることが可能となる。

本発明の第４実施形態によるコモンモード電流抑制ＥＢＧフィルタにおいて、導体段差部（５２０）全体を上面から見たときに＊字形形状とし、＊字形導体段差部（５２０）を三角格子状に周期配列させることにより、隣接する導体段差部（５２０）同士が重なり合う領域を容易に設けることが可能となる。

本発明の第５実施形態によるコモンモード電流抑制ＥＢＧフィルタにおいて、導体段差部（６２０）全体を上面から見たときに、第１方向に延びる直線部分と、直線部分の中点から第１角及び第２角方向に延びる第２部分とを有する形状とし、その形状の導体段差部（６２０）を円弧状に周期配列させることにより、隣接する導体段差部（６２０）同士が重なり合う領域を容易に設けることが可能となる。

本発明の第１〜第５実施形態によるコモンモード電流抑制ＥＢＧフィルタにおいて、導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）の層間誘電体板（１１６）（１１６）（３１６、３２６）（４１６、４２６、４３６）（１１６）（１１６）として高誘電率の材料を用いることにより、隣接する導体段差部（１２０）（２２０）（３２０）（４２０）（５２０）（６２０）間の容量が増加する。

本発明の第５実施形態によるコモンモード電流抑制ＥＢＧフィルタにおいて、ＨＩＳがない場合にはプリント回路基板１００から高周波ノイズ電流がコネクタ１０８に集中する経路を取り、またケーブル１０９から伝わる高周波ノイズ電流がコネクタ１０８からプリント回路基板１００のグランドプレーン５へ放射状に伝播することが想定されるため、コネクタ１０８を中心としてＨＩＳ（６０１）を構成する導体段差部（６２０）を同心円状に配置することにより、プリント回路基板１００の内部で発生した高周波ノイズ電流のコネクタ１０８への伝播を効率的に抑制し、同時に外部の不要電磁波によりケーブル１０９に伝わった高周波ノイズ電流の高周波ノイズ電流のプリント回路基板１００への伝播も効率的に抑制することが可能となる。

特許文献１のＦＩＧ．２ａに記載されている従来のＨＩＳの断面図。 特許文献１のＦＩＧ．２ｂに記載されている従来のＨＩＳの上面図。 特許文献２のＦＩＧ．３ａに記載されている従来のＨＩＳの上面図。 特許文献１のＦＩＧ．２ａに記載されている従来のＨＩＳの等価回路図。 特許文献３のＦＩＧ．１２に記載されているインタディジタル構造を用いたＨＩＳの平面図。 特許文献３のＦＩＧ．１１に記載されている従来のＨＩＳの等価回路図。 特許文献１のＦＩＧ．１４ａに記載されている従来のＨＩＳの断面図。 特許文献２のＦＩＧ．２ａに記載されている従来のＨＩＳの断面図。 特許文献３のＦＩＧ．４に記載されている従来のＨＩＳの断面図。 特許文献３のＦＩＧ．１０に記載されている従来のＨＩＳの断面図。 導体小片を２層に増やす方法による従来のＨＩＳの上面図。 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。 図７ａのＡ−Ａ’線での断面図。 本発明の第１実施形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ１０１の断面図。 図８ａに示したＨＩＳ１０１を構成する要素ごとに分解した断面図。 段差導体接続部１２１と導体柱１０３を貫通ビア１１７により一体化させることにより構成されたＨＩＳ１０１を示す断面図。 図８ａ、ｂに示した本発明のＨＩＳ１０１の上面図。 図９ａに記載の導体段差部１２０のひとつを示す上面図。 第１導体小片１１２の周期配列のレイアウトを示す上面図。 第２導体小片１２２の周期配列のレイアウトを示す上面図。 本発明の第２実施の形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ２０１の上面図。 図１０ａに記載の導体段差部２２０のひとつを示す上面図。 導体小片を３層にした場合における本発明の第３実施の形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ３０１の断面図。 導体小片を３層にした場合における本発明の第３実施形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ３０１の上面図。 図１１ａに記載の導体段差部３２０のひとつを示す上面図。 第１導体小片３１２、及び第３導体小片３３２の周期配列のレイアウト。 第２導体小片３２２の周期配列のレイアウト。 導体小片を４層にした場合における本発明の第３実施形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ４０１の断面図。 導体小片を４層にした場合における本発明の第３実施形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ４０１の上面図。 図１２ａに記載の導体段差部４２０のひとつを示す上面図。 第１導体小片４１２、及び第３導体小片４３２の周期配列のレイアウト。 第２導体小片４２２、及び第４導体小片４４２の周期配列のレイアウト。 本発明の第４実施形態によるコモンモード電流ＥＢＧフィルタを構成するＨＩＳ５０１の上面図。 図１３ａに記載の導体段差部５２０のひとつを示す上面図。 本発明の第５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。 本発明の第５実施形態で用いられているＨＩＳ６０１を示す上面図。

符号の説明

１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１ ＨＩＳ、
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 (7)

1. 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を有し、
   前記高インピーダンス面は、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配置されている
   コモンモード電流抑制フィルタ。
2. 前記高インピーダンス面は、
   誘電体板を挟んで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を有し、グランドプレーン上に周期的に配列された導体段差部と、
   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
   を具備する請求項１に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。
3. 隣接する前記導体段差部間は、電気的に非接触であり、
   前記導体段差部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同士が重なり合う領域が生じるように、前記導体段差部の前記複数の導体層の各々の前記導体小片がパターンニングされている
   請求項２に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。
4. 前記導体段差部の周期配列を上面から見たときに、前記導体段差部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、
   前記導体段差部の奇数個目の導体層に形成される導体小片は、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、
   前記導体段差部の偶数個目の導体層に形成される導体小片は、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、
   前記導体段差部の前記複数の導体層の各々の前記導体小片がその第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、
   前記導体段差部全体を上面から見たときに、
   前記導体段差部の前記複数の導体層の各々の前記導体小片がその第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は、正方格子状に配列され、
   前記隣接する導体段差部同士の第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
   請求項３に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。
5. 前記導体段差部の周期配列を上面から見たときに、前記導体段差部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、
   前記導体段差部の奇数個目の導体層に形成される導体小片は、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、
   前記導体段差部の偶数個目の導体層に形成される導体小片は、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、
   前記導体段差部の前記複数の導体層の各々の前記導体小片がその第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、
   前記導体段差部全体を上面から見たときに、
   前記導体段差部の前記複数の導体層の各々の前記導体小片がその第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は、三角格子状に配列され、
   前記隣接する導体段差部同士の第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
   請求項３に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。
6. 前記導体段差部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同士の前記複数の導体層の各々の前記導体小片の前記第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
   請求項４又は５に記載のコモンモード電流抑制フィルタ。
7. 前記導体段差部の周期配列を上面から見たときに、前記導体段差部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、
   前記導体段差部の前記複数の導体層の各々の前記導体小片がその第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、
   前記導体段差部全体を上面から見たときに、
   前記導体段差部の前記複数の導体層の各々の前記導体小片がその第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
   請求項１〜３のいずれかに記載のコモンモード電流抑制フィルタ。

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