JP2009147865A - クロックノイズ低減装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に搭載される振動子から発生する磁気ノイズを効率良く低減するためのノイズ低減装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１００において、基板１に搭載された水晶振動子２１はクロック信号を生成し、第１トロイダルコイル３が、水晶振動子２１の側面部を覆い、当該第１トロイダルコイル３の上面に重ねて設けられた第２トロイダルコイル４が、水晶振動子２１の上面部の少なくとも一部を覆う。
【選択図】図３

Description

本発明は、振動子から発生する磁気ノイズを低減するクロックノイズ低減装置及び電子機器に関する。

各種電子機器の基板には、ＩＣ（Integrated Circuit）等の電子部品にクロックを入力する振動子が搭載されている。従来、このような振動子から発生する磁気ノイズが、周辺の電子部品に悪影響を及ぼして誤作動等を招くという問題があった。

そこで、例えば、特許文献１には、荷電粒子線露光装置における荷電粒子線の軌道変動に与える影響が大きいｘ方向及びｙ方向に、対をなすトロイダルコイルを用いて打ち消し磁場を発生させる磁気シールド装置が開示されている。
特開２００３−１５３１５号公報

しかしながら、上記特許文献１の磁気シールド装置は、荷電粒子線露光装置に組み込まれるものであり、基板に搭載された振動子のノイズを低減させる装置としては最適なものではなかった。具体的には、特許文献１の磁気シールド装置は、振動子の形状、振動子から発生するノイズの向き、振動子を搭載する基板を対象として構成すること等を考慮したものではなく、特許文献１の磁気シールド装置では、基板に搭載された振動子から発生するノイズを効率良く低減することができない。

本発明の課題は、基板に搭載される振動子から発生する磁気ノイズを効率良く低減することができるノイズ低減装置及び電子機器を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、クロックノイズ低減装置において、基板に搭載され、クロック信号を生成する振動子と、
前記振動子の側面部と、上面部の少なくとも一部とを覆う、一又は複数のトロイダルコイルと、
を備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクロックノイズ低減装置において、前記トロイダルコイルは、第１トロイダルコイルと、当該第１トロイダルコイルの上面に重ねて設けられた第２トロイダルコイルと、で構成され、前記第２トロイダルコイルが前記振動子の上面部の少なくとも一部を覆い、前記第１トロイダルコイルが前記振動子の側面部を覆うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のクロックノイズ低減装置において、前記トロイダルコイルは、一つのトロイダルコイルであり、内側面部の上端部が内側に突出して前記振動子の上面部の一部を覆うことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、電子機器において、基板に搭載され、クロック信号を生成する振動子と、
前記振動子の側面部を覆う第１トロイダルコイルと、
当該第１トロイダルコイルの上面に重ねて設けられ、前記振動子の上面部の少なくとも一部を覆う第２トロイダルコイルと、
を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、電子機器において、基板に搭載され、クロック信号を生成する振動子と、
前記振動子の側面部を覆うとともに、内側面部の上端部が内側に突出して前記振動子の上面部の一部を覆うトロイダルコイルと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、基板に搭載された振動子により、クロック信号が生成され、一又は複数のトロイダルコイルにより、振動子の側面部と、上面部の少なくとも一部とが覆われる。
即ち、振動子から側方に向けて発生するノイズと、上方に向けて発生するノイズとが、トロイダルコイルにより吸収される。したがって、振動子の周辺の電子部品にノイズの悪影響が及ぶことを防止でき、基板に搭載される振動子から発生する磁気ノイズを効率良く低減するノイズ低減装置及び電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
まず、実施形態１の電子機器（ノイズ低減装置）について説明する。
ここで、図１は、実施形態１の電子機器に備わる、電子部品が搭載された基板の側面図である。図２は、実施形態１の電子機器に備わる、電子部品が搭載された基板の平面図である。図３は、図２のIII−III線における断面図である。図４は、電子部品の一つとして基板に搭載される水晶振動子を例示する斜視図である。

本実施形態１の電子機器１００は、例えば、図１〜図４に示すように、基板１と、この基板１に搭載される複数の電子部品２・・・と、を備えて構成される。また、基板１には、電子部品２の一つとして、他の電子部品２にクロック信号を入力するためのクロック信号を生成する水晶振動子（振動子）２１が搭載されている。さらに、水晶振動子２１の側面部と、上面部の一部は、上下に重ねられた２つの第１トロイダルコイル（トロイダルコイル）３及び第２トロイダルコイル（トロイダルコイル）４で覆われている。

水晶振動子（quartz crystal unit）２１は、例えば、図４に示すように、平面視略楕円形の柱体を有するＳＭＤ（表面実装）型の振動子であり、基板１に対して電気的に接続される。水晶振動子２１は、２つの電極で挟まれた水晶片を備え、圧電効果により所定の発振周波数のクロック信号を生成して、他の電子部品２に入力する。

第１トロイダルコイル３及び第２トロイダルコイル４は、フェライト等の磁性材料から成るリング状のトロイダルコア３１、４１に、両端部を除いて絶縁皮膜がなされた巻線３２、４２が螺旋状に巻回されて成る。第１トロイダルコイル３及び第２トロイダルコイル４の各巻線３２、４２の両端部は、基板１のＧＮＤにはんだ付け等により接続される。

第１トロイダルコイル３は、水晶振動子２１の長手方向の長さよりも大きな内径を有し、且つ、水晶振動子２１の高さよりも高いコア高さを有するコイルであり、その内側面部３３が水晶振動子２１の外周面を囲むように、底面全体が基板１に接触した状態で基板１上に搭載され、水晶振動子２１の側面部を覆っている。
また、第１トロイダルコイル３の上面には、第１トロイダルコイル３よりも外径及び内径の小さい第２トロイダルコイル４が、互いの中心軸が一致するように重ねられて設けられ、水晶振動子２１の上面部の一部を覆っている。第２トロイダルコイル４は、例えば、第１トロイダルコイル３の内径よりも大きい外径を有し、且つ、第１トロイダルコイル３の内径よりも小さい内径を有するコイルであり、第１トロイダルコイル３の上端面における内周側の一部に、第２トロイダルコイル４の下端面における外周側の一部が、絶縁性の接着剤等により接着固定されている。

ここで、トロイダルコイルは外部に漏れる磁束が少ないという特徴を有する。水晶振動子２１の側面部及び上面部の一部を覆う第１トロイダルコイル３及び第２トロイダルコイル４は、水晶振動子２１から側方に向けて発生する磁気ノイズと上方に向けて発生する磁気ノイズとを吸収する。第１トロイダルコイル３及び第２トロイダルコイル４において吸収された磁気エネルギーは電気エネルギーに変換され、巻線３２、４２の両端部が接続された基板１のＧＮＤに送出されることとなる。したがって、水晶振動子２１に隣接する電子部品２に、水晶振動子２１から発生する磁気ノイズの影響が及ぶのを防止することができる。

以上説明した実施形態１における電子機器１００によれば、基板１に搭載された水晶振動子２１により、クロック信号が生成され、第１トロイダルコイル３により、水晶振動子２１の側面部が覆われ、当該第１トロイダルコイル３の上面に重ねて設けられた第２トロイダルコイル４により、水晶振動子２１の上面部の少なくとも一部が覆われる。
即ち、水晶振動子２１から側方に向けて発生するノイズと、上方に向けて発生するノイズとが、水晶振動子２１の側面部及び上面部の少なくとも一部を覆う第１トロイダルコイル３及び第２トロイダルコイル４により吸収される。したがって、水晶振動子２１の周辺の電子部品２にノイズの悪影響が及ぶことを防止でき、基板１に搭載される水晶振動子２１から発生する磁気ノイズを効率良く低減するノイズ低減装置及び電子機器を提供することができる。
また、本実施形態１の電子機器１００は、一般的に汎用されている複数のトロイダルコイルを重ね合わせることにより、容易に構成することができ、コスト低減を図ることができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２の電子機器（ノイズ低減装置）について説明する。
ここで、図５は、実施形態２の電子機器に備わる、電子部品が搭載された基板の平面図である。また、図６は、図５のVI−VI線における断面図である。
なお、以下の説明において、実施形態１と同一部分には、同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態２の電子機器２００は、例えば、図５及び図６に示すように、基板１と、この基板１に搭載される複数の電子部品２と、を備えて構成される。また、基板１は、電子部品２の一つとして、他の電子部品２にクロック信号を入力するためのクロック信号を生成する水晶振動子（振動子）２１が搭載されている。さらに、水晶振動子２１の側面部と、上面部の一部とは、一つのトロイダルコイル５で覆われている。

トロイダルコイル５は、フェライト等の磁性材料から成るリング状のトロイダルコア５１に、両端部を除いて絶縁皮膜がなされた巻線５２が螺旋状に巻回されて成る。巻線５２の両端部は、基板１のＧＮＤにはんだ付け等により接続される。

トロイダルコイル５は、水晶振動子２１の長手方向の長さよりも大きな内径を有し、且つ、水晶振動子２１の高さよりも高いコア高さを有するコイルであり、その内側面部５３の上端部が内側に突出した形状となっている。トロイダルコイル５は、その内側面部５３が水晶振動子２１の外周面を囲むように、底面全体が基板１に接触した状態で基板１上に搭載されており、水晶振動子２１の側面部及び上面部の一部を覆っている。

水晶振動子２１の側面部及び上面部の一部を覆うトロイダルコイル５は、水晶振動子２１から側方に向けて発生する磁気ノイズと上方に向けて発生する磁気ノイズとを吸収する。トロイダルコイル５において吸収された磁気エネルギーは、電気エネルギーに変換され、巻線の両端部が接続された基板１のＧＮＤに送出されることとなる。したがって、水晶振動子２１に隣接する電子部品２に、水晶振動子２１から発生する磁気ノイズの影響が及ぶのを防止することができる。

以上説明した実施形態２における電子機器２００によれば、基板１に搭載された水晶振動子２１により、クロック信号が生成され、トロイダルコイル５により、水晶振動子２１の側面部が覆われるとともに、内側面部５３の上端部が内側に突出して水晶振動子２１の上面部の一部が覆われる。
即ち、水晶振動子２１から側方に向けて発生するノイズと、上方に向けて発生するノイズとが、水晶振動子２１の側面部及び上面部の少なくとも一部を覆うトロイダルコイル５により吸収される。したがって、水晶振動子２１の周辺の電子部品２にノイズの悪影響が及ぶことを防止でき、基板１に搭載される水晶振動子２１から発生する磁気ノイズを効率良く低減するノイズ低減装置及び電子機器を提供することができる。
また、本実施形態２の電子機器２００では、複数のトロイダルコイルを重ね合わせるための作業が不要であり、製造工程の短縮化を図ることができる。

なお、本発明の範囲は、上記実施形態に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、振動子は、水晶振動子２１に限られず、例えば、セラミック振動子等であっても良い。
また、例えば、トロイダルコイルは上記実施形態１、２で例示した形状のコイルに限られず、振動子の側面部及び上面部の少なくとも一部を覆うトロイダルコイルであればどのような形状であっても良い。
また、振動子を覆うトロイダルコイルの数は、一又は複数に限られず、３つ以上のトロイダルコイルを組み合わせたものであっても良い。
また、実施形態１の電子機器１００において、第１トロイダルコイル３及び第２トロイダルコイル４は、中心軸を一致させるように重ねられなくても良く、第１トロイダルコイル３の穴部を第２トロイダルコイル４のトロイダルコア４１で塞ぐように、第１トロイダルコイル３の中心よりも側方よりに第２トロイダルコイル４を重ねても良い。

実施形態１の電子機器に備わる、電子部品が搭載された基板の側面図である。 実施形態１の電子機器に備わる、電子部品が搭載された基板の平面図である。 図２のIII−III線における断面図である。 水晶振動子を例示する斜視図である。 実施形態２の電子機器に備わる、電子部品が搭載された基板の平面図である。 図５のVI−VI線における断面図である。

符号の説明

１００ 電子機器（ノイズ低減装置）
１ 基板
２ 電子部品
２１ 水晶振動子（振動子）
３ 第１トロイダルコイル（トロイダルコイル）
４ 第２トロイダルコイル（トロイダルコイル）
２００ 電子機器（ノイズ低減装置）
５ トロイダルコイル
５３ 内側面部

Claims (5)

1. 基板に搭載され、クロック信号を生成する振動子と、
   前記振動子の側面部と、上面部の少なくとも一部とを覆う、一又は複数のトロイダルコイルと、
   を備えていることを特徴とするクロックノイズ低減装置。
2. 前記トロイダルコイルは、第１トロイダルコイルと、当該第１トロイダルコイルの上面に重ねて設けられた第２トロイダルコイルと、で構成され、前記第２トロイダルコイルが前記振動子の上面部の少なくとも一部を覆い、前記第１トロイダルコイルが前記振動子の側面部を覆うことを特徴とする請求項１に記載のクロックノイズ低減装置。
3. 前記トロイダルコイルは、一つのトロイダルコイルであり、内側面部の上端部が内側に突出して前記振動子の上面部の一部を覆うことを特徴とする請求項１に記載のクロックノイズ低減装置。
4. 基板に搭載され、クロック信号を生成する振動子と、
   前記振動子の側面部を覆う第１トロイダルコイルと、
   当該第１トロイダルコイルの上面に重ねて設けられ、前記振動子の上面部の少なくとも一部を覆う第２トロイダルコイルと、
   を備えることを特徴とする電子機器。
5. 基板に搭載され、クロック信号を生成する振動子と、
   前記振動子の側面部を覆うとともに、内側面部の上端部が内側に突出して前記振動子の上面部の一部を覆うトロイダルコイルと、
   を備えることを特徴とする電子機器。

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