CN115134988A - 电子电路及电路基板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子电路及电路基板，利用相邻排列的结构之间的相互作用而实现小型化。电子电路具有排列的复数个独立电子电路，其每一个具有：第1导体柱，与依次以分开状态层叠的复数个导体层中的任一个的第1层的地线相连而沿层叠方向延伸；导体线路，在复数个导体层中的任一层的与第1层不同的第2层中与导体柱相连而以带状延伸，且远离导体柱的端部为开放的开放端；及第2导体柱，与导体线路连接但与地线非连接，且沿层叠方向延伸，复数个独立电子电路中的彼此相邻的第1独立电子电路及第2独立电子电路各自具有形成于在彼此之间不隔着第1独立电子电路及第2独立电子电路中的任一个的导体线路而相邻的位置上的至少一对第2导体柱的每一个。

Description

电子电路及电路基板

技术领域

本发明涉及一种电子电路及电路基板。

背景技术

已知有通过形成于电路基板的EBG结构(Electromagnetic Band Gap Structure：电磁带隙结构)抑制电磁波噪声的传播的技术。EBG结构在电路基板上需要较宽的面积，而且排列复数个相同的结构，因此其小型化成为课题之一。

例如，专利文献1中提出有形成两层涡旋形状的导体线路并通过过孔连结它们由此实现了小型化的EBG结构。

并且，专利文献2中提出有除了形成有导体线路的层及地线层以外，还形成第3层由此实现了小型化的EBG结构。

专利文献1：日本特开2016-134809号公报

专利文献2：日本特开2013-255259号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用相邻排列的结构之间的相互作用而实现小型化的电子电路及电路基板。

方案1所涉及的发明为电子电路，其特征在于，

具有排列的复数个独立电子电路，该复数个独立电子电路的每一个具有：

第1导体柱，与依次以分开状态层叠的复数个导体层中的任一个的第1层的地线相连而沿层叠方向延伸；

导体线路，在所述复数个导体层中的任一层的与所述第1层不同的第2层中与该导体柱相连而以带状延伸，且远离该导体柱的端部为开放的开放端；及

第2导体柱，与所述导体线路连接但与地线非连接，且沿层叠方向延伸，

所述复数个独立电子电路中的彼此相邻的第1独立电子电路及第2独立电子电路各自具有形成于在彼此之间不隔着该第1独立电子电路及该第2独立电子电路中的任一个的所述导体线路而相邻的位置上的至少一对所述第2导体柱的每一个。

方案2所涉及的发明为方案1所述的电子电路，其特征在于，所述复数个独立电子电路中的至少一个为抑制相同频率的电磁波噪声的电路。

方案3所涉及的发明为方案2所述的电子电路，其特征在于，所述复数个独立电子电路各自的所述导体线路为与该导体线路的所述开放端不同的端部连接于所述导体柱的线路。

方案4所涉及的发明为方案3所述的电子电路，其特征在于，所述导体线路为从一端部朝向另一端部沿相同的旋转方向连续地或间断地弯曲的同时延伸的线路。

方案5所涉及的发明为电路基板，其特征在于，搭载有方案1至4中任一项所述的电子电路。

发明效果

根据本发明的第1方案及第2方案的电子电路以及本发明的第5方案的电路基板，实现小型化。

根据本发明的第3方案的电子电路，在相同的导体线路长度的情况下，能够最大限度地降低抑制传播的电磁波噪声的频带。

根据本发明的第4方案的电子零件，与除涡旋形状以外的形状相比，可实现小型化。

附图说明

根据以下附图，对本发明的实施方式进行详细叙述。

图1是表示构成现有的EBG结构的一个单位的电路的一例的示意图；

图2是表示EBG结构的等效电路即分布常数电路的图；

图3是表示导纳Y的频率特性的图；

图4是示意地表示相对于频率的传输特性的图；

图5是表示各种形状的EBG结构的示意图；

图6是表示作为本发明的第1实施方式的构成电子电路的EBG结构的一个单位的电路的图；

图7是表示排列有四个图6所示的一个单位的电路的EBG结构的示意图；

图8是表示追加有作为电容器发挥作用的过孔时的EBG结构的等效电路即分布常数电路的图；

图9是彼此相邻的单位电路之间的追加有一对彼此相邻的过孔的效果说明图；

图10是各种实施方式的EBG结构的俯视图。

符号说明

10-电路基板，11-地线，12-过孔，13-短线柱，14-过孔。

具体实施方式

在此，首先，对EBG结构(Electromagnetic Band Gap Structure：电磁带隙结构)进行说明。EBG结构为具有抑制电磁波的传播的频带(Band Gap：带隙)的周期结构。通过在电路基板上的发出电磁波噪声的电子电路的附近形成EBG结构，从该电子电路发出的电磁波噪声的传播被抑制。

图1是表示构成现有的EBG结构的一个单位的电路的一例的示意图。

在此，采用存在复数层导体层的电路基板，这些复数层中的任一个的第1层成为地线11。并且，在此，形成有与该第1层的地线11相连而沿层叠方向延伸的被称为过孔12的导体柱。并且，在此，在与第1层不同的第2层中形成有以涡旋形状延伸的被称为短线柱13的导体线路。该短线柱13的一端13a与过孔12相连。并且，该短线柱13的远离过孔12的端部13b成为开放的，即未与其他导体直接连接的开放端。通过在电路基板上排列复数个如该图1所示的单位结构，构成EBG结构。

在此，该图1所示的短线柱13不是由曲线构成的涡旋形状，而是从与过孔12相连的一端部朝向另一端部沿相同旋转方向间断地弯曲的同时延伸的导体线路。具体而言，该短线柱13为沿相同的旋转方向间断地以90°弯曲的同时延伸的导体线路。在此，不仅将由连续的曲线构成的涡旋形状，例如还将包含间断地以45°弯曲或以90°弯曲等的同时延伸的形状在内也称为涡旋形状。

图2是表示EBG结构的等效电路即分布常数电路的图。

EBG结构的等效电路以该图2所示的分布常数电路来表现。在此，电感L1及电容C1分别为传输路径的电感及电容。其中，电感L1与抑制电磁波噪声电波的频率特性关系较少，由虚线包围的部分与其频率特性有关。

由该虚线包围的部分的导纳Y以

[数式1]

来表示。

(其中，

Zstub为短线柱13的阻抗，

C1为相邻的单位结构之间的电容，

L2为过孔12的电感

ω为角频率

j为复数符号。)

图3是表示导纳Y的频率特性的图。该图3的纵轴为导纳Y的虚数成分Im(Y)，横轴为频率(GHz)。

在该图3中添加阴影线来示出的Im(Y)为负的区域被称为电感区域，正的区域被称为电容区域。而且，在该EBG结构中，在电感区域即Im(Y)成为负的频率区域内的频率的电磁波噪声的传播被抑制。

在此，Im(Y)成为负的频率区域与短线柱13的长度有关，短线柱13的长度越长，该频率特性的图案越向低频侧位移，短线柱13的长度越短，该频率特性的图案越向高频侧位移。

图4是示意图表示相对于频率的传输特性的图。在该图4中，传输特性越低，越抑制噪声的传播。

噪声的传播被抑制的中心频率f0大致以

[数式2]

f0＝c/(4×短线柱的长度)··(2)

(其中，c为光速。)

来表示。

在该图4中，当将曲线A视为基准时，若设为短的短线柱，则如曲线B所示，噪声的传播被抑制的频率向高频侧位移，若设为长的短线柱，则如曲线C所示，噪声的传播被抑制的频率向低频侧位移。这意味着若要抑制低频噪声的传播，则需要长的短线柱，从而需要较宽的面积。因此，要求EBG结构的小型化。

图5是表示各种形状的EBG结构的示意图。

图5的(A)示出了排列了复数个具有目前为止所说明的涡旋形状的短线柱13的单位的EBG结构。与图1相同地，在此示出的短线柱13为从与过孔12相连的一端部朝向另一端部沿相同的旋转方向间断地以90°弯曲的同时延伸的导体线路，但只要是上述定义的涡旋形状，则也可以以任意涡旋形状来构成EBG结构。

并且，图5的(B)示出了沿左右往复的同时延伸的排列了复数个具有所谓的曲流形状的短线柱13的单位的EBG结构。在该图5的(B)中示出了通过沿相同的旋转方向以90°两次折弯而使延伸的方向反转的曲流形状，但并不限于此，例如，可以是描绘曲线的同时反转的形状，或者也可以是通过以45°四次折弯而使延伸的方向反转的形状。各单位的短线柱13的一端13a与各单位的过孔12连接。而且，各短线柱13以曲流形状延伸，远离过孔12的一侧的端部13b成为开放端。

并且，图5的(C)示出了排列有复数个具有以直线延伸的短线柱13的单位的EBG结构。各单位的短线柱13的一端13a与各单位的过孔12连接。而且，各短线柱13以直线形状延伸，远离过孔12的一侧的端部13b成为开放端。

如这些例示，在EBG结构中能够采用各种形状的短线柱13。但是，从短线柱13的与过孔12连接的部位至开放端的长度与抑制传播的噪声的频率有关，若要抑制低频的噪声，则需要长度长的短线柱。因此，若要抑制低频的噪声，则形成用其一端13a与过孔12连接的短线柱13，这在小型化的方面上有利。

参考对EBG结构的以上说明，以下，对本发明的实施方式进行说明。

图6是表示作为本发明的第1实施方式的构成电子电路的EBG结构的一个单位的电路的图。

并且，图7是表示排列有四个图6所示的一个单位的电路的EBG结构的示意图。在此，图7的(A)是示意剖视图，图7的(B)示意俯视图。

在此，与图1所示的现有例同样地，采用存在复数层导体层的电路基板10，这些复数层的任一个的第1层成为地线11。并且，在此，形成有与该第1层即地线11相连而沿层叠方向延伸的被称为过孔12的导体柱。并且，在此，在与第1层不同的第2层中形成有以涡旋形状延伸的被称为短线柱13的导体线路。在本实施方式中，作为该导体线路，采用以90°改变方向的同时延伸的涡旋形状。但是，并不限定于以90°改变方向的同时延伸的涡旋形状，如前述定义，只要是从一端部朝向另一端部沿相同的旋转方向连续地或间断地弯曲的同时延伸的导体线路即可。

在该图6所示的一个单位的电路中，在短线柱13延伸的中途的复数处设置有与短线柱13相连而沿层叠方向延伸的过孔14。但是，如图7的(A)所示，这些过孔14与位于涡旋中心的过孔12不同，与地线11非连接。与位于涡旋中心的短线柱13及地线11这两者连接的过孔12相当于本发明中所说的第1导体柱的一例，除此以外的与短线柱13连接而与地线11非连接的过孔14相当于本发明中所说的第2导体柱的一例。

在此，如图7的(B)所示，当排列有复数个单位电路时，与地线11非连接的过孔14配置于彼此之间不隔着短线柱13的导体线路而相邻的位置。但是，在此，排列有相同形状的单位电路，因此在配置于角部的单位电路中，还存在在其旁边不存在单位电路且不存在成对的对象的过孔14。彼此相邻的两个单位电路的彼此相邻的过孔14发挥电容器的作用，其中产生电容。若两个过孔14分开为在其之间可配置短线柱13的导体线路的程度，则无法产生足够的容量的电容，例如优选两个过孔14以在其之间无法配置短线柱13的导体线路的程度接近。

图8是表示追加有作为电容器发挥作用的过孔时的EBG结构的等效电路即分布常数电路的图。

在该图8中，与图2所示的现有型的EBG结构的等效电路即分布常数电路相比，追加有电容器C2。

该等效电路的被虚线包围的部分的导纳Y以

[数式3]

(其中，··//··表示并联连接。)

来表示。

图9是彼此相邻的单位电路之间的追加有一对彼此相邻的过孔的效果说明图。图9的(A)、图9的(B)的横轴表示频率，纵轴表示传输特性。在此，传输特性越低，越阻碍噪声的传播。

根据从现有型的EBG结构的等效电路计算出的以上述(1)式来表示的导纳Y的虚数部Im(Y)，传输特性例如如图9的(A)的曲线A所示。在此，欲阻止中心频率f0的噪声的传播。

根据在相邻的单位电路中形成有彼此近接的过孔14时的以上述(3)式来表示的导纳Y的虚数部Im(Y)，传输特性例如如图9的(A)的曲线D所示。即，能够阻止噪声的传播的频带变宽。

因此，考虑在形成过孔14而加宽了频带的基础上，对EBG结构进行小型化。若进行小型化，则如图9的(B)的曲线E所示，能够阻止噪声的传播的频带向高频侧位移。在此，欲阻止中心频率f0的噪声的传播。

因此，即便以能够由曲线E来表示的程度使频带向高频侧位移，也维持阻止中心频率f0的噪声的传播的性能。

换言之，通过形成过孔14，能够维持阻止中心频率f0的噪声的传播这一性能，并且能够对EBG结构进行小型化。

当作为一例采用了图6、图7所示的形状的EBG结构时，确认到能够将EBG结构的面积减少20％以上。

在此，目的在于在排列复数个单位电路时排列完全相同的单位电路，但只要短线柱13的线宽、短线柱的长度分别在±60％、±15％以内，则能够实现其中至少一个阻止彼此共同的中心频率f0的噪声的传播这一目的。

图10是各种实施方式的EBG结构的俯视图。

在图10的(A)中示出了具有涡旋形状的导体线路的EBG结构的一例。在该例子中，与地线11非连接的过孔14在各单位电路中配置于上下左右四处。

在图10的(B)示出了具有涡旋形状的导体线路的EBG结构的又一例。在该例子中，与地线11非连接的过孔14在各单位电路中配置于上下两处。

如这些例子所示，关于过孔14的数量没有限制。

在图10的(C)中示出了具有曲流形状的短线柱13的EBG结构的例子。在该图10的(C)中，以上下两个单位电路彼此相邻的方式形成有上下各两个过孔14。

在图10的(D)中示出了具有直线形状的短线柱13的EBG结构的例子。在该图10的(D)中，以上下两个单位电路彼此相邻的方式，在各单位电路中，在中央位置及开放端这两处形成有过孔14。

如这些例子所示，不论短线柱13的形状如何，均能够适用本发明。

上述本发明的实施方式是以例示及说明为目的而提供的。另外，本发明的实施方式并不全面详尽地包括本发明，并且并不将本发明限定于所公开的方式。很显然，对本发明所属的领域中的技术人员而言，各种变形及变更是自知之明的。本实施方式是为了最容易理解地说明本发明的原理及其应用而选择并说明的。由此，本技术领域中的其他技术人员能够通过对假定为各种实施方式的特定使用最优化的各种变形例来理解本发明。本发明的范围由以上的权利要求书及其等同物来定义。

Claims (5)

1.一种电子电路，其特征在于，具有排列的复数个独立电子电路，所述复数个独立电子电路的每一个具有：

第1导体柱，与依次以分开状态层叠的复数个导体层中的任一个的第1层的地线相连而沿层叠方向延伸；

导体线路，在所述复数个导体层中的任一层的与所述第1层不同的第2层中与所述导体柱相连而以带状延伸，且远离所述导体柱的端部为开放的开放端；及

第2导体柱，与所述导体线路连接但与地线非连接，且沿层叠方向延伸，

所述复数个独立电子电路中的彼此相邻的第1独立电子电路及第2独立电子电路各自具有形成于在彼此之间不隔着所述第1独立电子电路及所述第2独立电子电路中的任一个的所述导体线路而相邻的位置上的至少一对所述第2导体柱的每一个。

2.根据权利要求1所述的电子电路，其特征在于，

所述复数个独立电子电路中的至少一个为抑制相同频率的电磁波噪声的电路。

3.根据权利要求2所述的电子电路，其特征在于，

所述复数个独立电子电路各自的所述导体线路为与所述导体线路的所述开放端不同的端部连接于所述导体柱的线路。

4.根据权利要求3所述的电子电路，其特征在于，

所述导体线路为从一端部朝向另一端部沿相同的旋转方向连续地或间断地弯曲的同时延伸的线路。

5.一种电路基板，其特征在于，搭载有权利要求1至4中任一项所述的电子电路。

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