JP2000156549A - プリント配線基板及びそれを搭載したゲーム装置 - Google Patents

プリント配線基板及びそれを搭載したゲーム装置

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JP2000156549A
JP2000156549A JP10331454A JP33145498A JP2000156549A JP 2000156549 A JP2000156549 A JP 2000156549A JP 10331454 A JP10331454 A JP 10331454A JP 33145498 A JP33145498 A JP 33145498A JP 2000156549 A JP2000156549 A JP 2000156549A
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pattern
signal
wiring board
printed wiring
ground pattern
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JP10331454A
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Akihito Awano
彰仁 粟野
Morihisa Tezuka
盛久 手塚
Akihiro Hayashida
明浩 林田
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Sega Corp
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Sega Enterprises Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】信号パターンとグランドパターンとの間の静電
容量を低減し、信号パターンにより伝送される高周波信
号の波形なまりを低減させる。 【解決手段】ゲーム装置に搭載されるプリント配線基板
において、高周波信号を伝送する信号パターンの裏面に
設けられたグランドパターン又は電源パターンを、中心
部分を除去した略円の形状、又は中心部分を除去した多
角形の形状を有する単位パターンを隣接させた蜂の巣状
のパターンで構成する。従って、蜂の巣状のグランドパ
ターン又は電源パターンと信号パターンとが重なる面積
は大幅に減少し、蜂の巣状のグランドパターン等と信号
パターンとの間の静電容量も大幅に低下するので、高周
波信号の波形なまりによる電子回路の誤動作が防止され
る。蜂の巣状のパターンは単位パターンが隣接している
ので、高周波領域で十分なシールド効果を発揮し放射ノ
イズを抑圧する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号パターンとグ
ランドパターンとの間の静電容量を低減させたプリント
配線基板及びそれを搭載したゲーム装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ゲーム装置等の電子装置は、電気信号が
入力されるCPUやROM等の集積回路がプリント配線
基板に搭載され、それらの集積回路がプリント配線基板
上に設けられた信号パターンにより接続されて各種の信
号処理が行われる。
【0003】図5は、従来の両面プリント配線基板50
0の説明図である。図5に示すように、従来の両面プリ
ント配線基板500は、ガラス・エポキシ又は紙・フェ
ノール等の絶縁基材52の一方の面、即ちA面53にA
面信号パターン51を設け、他方の面、即ちB面54に
グランドパターン55を設けて、A面53又はB面54
に図示しない集積回路等の電子部品を搭載する。
【0004】この場合、グランドパターン55は、通
常、銅箔を面状のまま残した通称ベタパターンで構成さ
れる。これは、グランドパターン55の面積をできるだ
け大きくしてインダクタンス成分と抵抗成分を減少さ
せ、安定したグランド電位を得るためである。
【0005】図6は、従来の多層プリント配線基板60
0の説明図である。多層プリント配線基板600は、複
数の絶縁基材層を重ね、各々の絶縁基材層の両面に図5
と同様の信号パターン及びグランドパターン等の形成を
行って、信号パターン設計の自由度を向上させたもので
ある。なお、図6は4層の多層プリント配線基板600
の構成を示し、信号パターン及びグランドパターン等の
間の絶縁基材層は省略して示す。
【0006】図6に示すように従来の多層プリント配線
基板600は、例えば第1導体層61をエッチングして
A面信号パターン62を設け、第2導体層63をエッチ
ングしてベタパターンによる電源パターン64を設け、
第3導体層65をエッチングしてベタパターンによるグ
ランドパターン66を設け、第4導体層67をエッチン
グしてD面信号パターン68を設ける。多層プリント配
線基板600では、電源パターン64及びグランドパタ
ーン66の面積が広くとれるので、そのインダクタンス
成分と抵抗成分が減少し、安定した電源電位及びグラン
ド電位を得ることができる。
【0007】しかしながら、従来の両面プリント配線基
板500や多層プリント配線基板600では、絶縁基材
層を介して信号パターンとベタパターンが対面している
ため、信号パターンとベタパターンで構成されるコンデ
ンサの静電容量が大きくなり、信号パターンにより伝送
される高周波信号の波形がなまり、電子回路の動作に悪
影響を与えてしまう場合がある。
【0008】図7は、直線状の信号パターン71とベタ
パターンによるグランドパターン72との間の静電容量
を計算するための説明図である。いま、線幅がw〔cm〕
で長さがl〔cm〕の信号パターン71とグランドパター
ン72との間の静電容量C0を計算する。信号パターン
71とグランドパターン72の間隔をh〔cm〕とし、そ
の部分の比誘電率をεrとすると、静電容量C0は、 C0=0.0884×εr×S/h〔pF〕 で表される。ただし、Sは信号パターン71の面積でw
×l〔cm2〕である。ここで、線幅w=0.05〔c
m〕、長さl=10〔cm〕、間隔h=0.16〔cm〕、
比誘電率εr=4.8とすると、面積S=0.5〔c
m2〕となり、静電容量C0は、 C0=1.3〔pF〕 となる。この静電容量C0のために、信号パターン71
により伝送される高周波信号の立ち上がりエッジ又は立
ち下がりエッジがなまってしまい、その高周波信号を受
信した電子回路が誤動作する場合がある。
【0009】このため従来は、信号パターンとベタパタ
ーンとの間の静電容量を低減するため、ベタパターンを
避けて信号パターンを配置したり、信号パターンに対応
するベタパターンを削除して高周波信号の波形なまりを
低減し、電子回路の誤動作を防止していた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プリン
ト配線基板が縮小化されるに伴い、プリント配線基板に
は集積回路等が密集して搭載されるため、ベタパターン
を避けて信号パターンを配置することが困難になる場合
もある。
【0011】また、高周波信号が伝送される信号パター
ンに対応するベタパターンを削除してしまうと、信号パ
ターンから放射される放射ノイズが大きくなり、他の電
子装置に悪影響を及ぼす恐れがある。
【0012】図8は、ベタパターンを削除したプリント
配線基板の雑音電界強度の測定データを示す図である。
この測定データは、米国の連邦通信委員会(FCC)の
クラスBの測定条件において、ベタパターンを削除した
プリント配線基板を搭載したゲーム装置の雑音電界強度
を測定したものである。
【0013】ここに図8(1)は、周波数30〜300
MHzにおける雑音電界強度であり、図8(2)は、周
波数300MHz〜1GHzにおける雑音電界強度であ
る。また、図8(1)中の線81及び図8(2)中の線
82は、各周波数帯における雑音電界強度の規制値を示
すもので、ゲーム装置の雑音電界強度はこの規制値以下
であることが要求されている。しかし、ベタパターンを
削除したプリント配線基板では、図8(2)に示すよう
に、周波数805MHzにおいて規制値を越える雑音電
界強度が測定された。
【0014】そこで、本発明は、信号パターンとグラン
ドパターンとの間の静電容量を低減し、信号パターンに
より伝送される高周波信号の波形なまりを低減させると
共に、信号パターンから放射される放射ノイズを抑圧で
きるプリント配線基板及びそれを搭載したゲーム装置を
提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、ゲーム装
置に搭載されるプリント配線基板において、高周波信号
を伝送する信号パターンに対応する領域に設けられたグ
ランドパターン又は電源パターンを、中心部分を除去し
た略円の形状、又は中心部分を除去した多角形の形状を
有する単位パターンを隣接させた蜂の巣状のパターンで
構成することにより達成される。
【0016】本発明によれば、蜂の巣状のグランドパタ
ーン又は電源パターンと信号パターンとが重なる面積
は、グランドパターン等がベタパターンである場合に比
べ大幅に減少する。従って、蜂の巣状のグランドパター
ン等と信号パターンとの間の静電容量も大幅に低下し、
高周波信号の波形なまりによる電子回路の誤動作を防止
することができる。しかも、蜂の巣状のパターンは単位
パターンが隣接しているので高周波領域で十分なシール
ド効果を発揮し、かかるプリント配線基板を搭載したゲ
ーム装置から放射される放射ノイズを抑圧することがで
きる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例に
ついて図面に従って説明する。図1は、本発明の実施の
形態の両面プリント配線基板100の説明図である。図
1(1)に示すように本実施の形態の両面プリント配線
基板100は、絶縁基材12のA面13にA面信号パタ
ーン11を設け、B面14のA面信号パターン11に対
応する領域にグランドパターン15を設ける。ただし、
グランドパターン15はベタパターンではなく、例えば
円の中心部分の銅箔を除去した単位パターンを隣接させ
た蜂の巣状のパターンである。
【0018】図1(2)は、本実施の形態の両面プリン
ト配線基板100を、図1(1)のA面13の方向から
透視した図である。いま、線幅がw〔cm〕で長さがl
〔cm〕のA面信号パターン11と蜂の巣状のグランドパ
ターン15との間の静電容量C1を考える。絶縁基材1
2の厚さをh〔cm〕とし、絶縁基材12の比誘電率をε
rとすると、静電容量C1は、前述の式と同様に、 C1=0.0884×εr×S/h〔pF〕 で表される。ただし、SはA面信号パターン11と蜂の
巣状のグランドパターン15が重なる面積である。面積
Sは、蜂の巣状のグランドパターン15の単位円の直径
D、単位円の線幅p、A面信号パターン11と蜂の巣状
のグランドパターン15との相対的位置により異なる
が、グランドパターン15がベタパターンである場合に
比べ大幅に低下する。
【0019】従って、A面信号パターン11と蜂の巣状
のグランドパターン15との間の静電容量C1は、ベタ
パターンを用いたプリント配線基板に比べ大幅に低下
し、高周波信号の波形なまりによる電子回路の誤動作を
防止することができる。しかも、蜂の巣状のグランドパ
ターン15は、単位パターンが隣接して構成されている
ので、高周波領域で十分なシールド効果を発揮し、本実
施の形態のプリント配線基板を搭載したゲーム装置の放
射ノイズを抑圧することができる。これは、単位パター
ンに設けられた除去部分の直径よりも長い波長を持つ高
周波に対して、十分なシールド効果を発揮するためと考
えられる。
【0020】なお、蜂の巣状のグランドパターン15を
構成する単位パターンは、円に限らず、中心部分の銅箔
を除去した多角形でもよい。この場合に多角形を6角以
上にすれば、銅箔の鋭角部分が減少するのでパターンの
信頼性が向上する。また、グランドパターン15だけで
なく、電源パターンを蜂の巣状のパターンで構成するこ
とにより、信号パターンと電源パターンとの間の静電容
量を低下させ、高周波信号の波形なまりを更に改善する
ことができる。
【0021】図2は、本実施の形態の両面プリント配線
基板100の平面図で、図2(1)はA面に搭載され高
周波信号を処理する集積回路26を示し、図2(2)は
その集積回路26に対応するB面部分を示す。図2
(1)に示すように、集積回路26の端子にはA面信号
パターン11が接続され、A面信号パターン11により
高周波信号が入出力される。従って、このA面信号パタ
ーン11とグランドパターン15との間の静電容量を減
少させ、高周波信号の波形なまりを低減させなければな
らない。
【0022】この場合、図2(1)の領域27及び集積
回路26の裏面のA面信号パターン11とグランドパタ
ーン15との間の静電容量を減少させるには、図2
(2)に示すように、B面のグランドパターン15のう
ち、領域27及び集積回路26の裏面のA面信号パター
ン11に対応する領域を蜂の巣パターン領域23とし
て、その間の静電容量を減少させる。
【0023】このように本実施の形態の両面プリント配
線基板100では、高周波信号が伝送するA面信号パタ
ーン11に対応する領域を蜂の巣状のグランドパターン
15にして高周波信号の波形なまりを低減し、その他の
領域をベタパターンによるグランドパターン15にして
放射ノイズを抑圧することができる。従って、本実施の
形態の両面プリント配線基板100を搭載したゲーム装
置は、高周波信号の波形なまりによる誤動作を防止しつ
つ、ゲーム装置から放射される放射ノイズを抑圧するこ
とができる。
【0024】図3は、本発明の実施の形態の多層プリン
ト配線基板300の説明図である。ここでは1例として
4層の多層プリント配線基板300の構成を示し、信号
パターン及びグランドパターン等の間の絶縁基材層は省
略して示す。
【0025】図3に示すように、本実施の形態の多層プ
リント配線基板300は、例えば第1導体層31をエッ
チングしてA面信号パターン32を設け、第2導体層3
3をエッチングして蜂の巣状のパターンによる電源パタ
ーン34を設け、第3導体層35をエッチングして蜂の
巣状のパターンによるグランドパターン36を設け、第
4導体層37をエッチングしてD面信号パターン38を
設ける。
【0026】本実施の形態の多層プリント配線基板30
0では、D面信号パターン38と蜂の巣状のグランドパ
ターン36との間の静電容量が低下すると共に、A面信
号パターン32と蜂の巣状の電源パターン34との間の
静電容量も低下する。従って、A面信号パターン32及
びD面信号パターン38により伝送される高周波信号の
波形なまりが改善され、電子回路の誤動作を防止するこ
とができると共に、本実施の形態の多層プリント配線基
板300を搭載したゲーム装置から放射される放射ノイ
ズを抑圧することができる。
【0027】図4は、蜂の巣状グランドパターンを設け
たプリント配線基板を搭載したゲーム装置の雑音電界強
度の測定データを示す図である。この測定データは、図
8の場合と同様に、米国の連邦通信委員会(FCC)の
クラスBの測定条件において雑音電界強度を測定したも
のである。
【0028】図8の場合と同様に、図4(1)は、周波
数30〜300MHzにおける雑音電界強度であり、図
4(2)は、周波数300MHz〜1GHzにおける雑
音電界強度である。また、図4(1)中の線41及び図
4(2)中の線42は、各周波数帯における雑音電界強
度の規制値を示すものである。
【0029】図4(2)に示すように、本実施の形態の
プリント配線基板によれば、図8(2)において規制値
以上の雑音電界強度を示した805MHzにおいても規
制値以下に改善される。従って、測定周波数の全域にお
いて雑音電界強度を規制値以下にすることができ、放射
ノイズにより他の電子装置に悪影響を与える恐れがな
い。
【0030】これは、本実施の形態の蜂の巣状のグラン
ドパターンは、単位パターンを例えば直径約2mmの円と
し、その単位パターンを隣接させて構成しているため、
1GHz以下の周波数に対して十分なシールド効果を発
揮し、外部に放射する放射ノイズを抑圧することができ
るためと考えられる。
【0031】このように本発明の実施の形態のプリント
配線基板によれば、信号パターンと蜂の巣状のグランド
パターン又は電源パターンとが重なる面積を、グランド
パターン等がベタパターンである場合に比べ大幅に減少
させることができる。従って、信号パターンと蜂の巣状
のグランドパターン等との間の静電容量も大幅に低下
し、高周波信号の波形なまりによる電子回路の誤動作を
防止することができる。しかも、蜂の巣状のパターンは
単位パターンが隣接しているので高周波領域で十分なシ
ールド効果を発揮し、本実施の形態のプリント配線基板
を搭載したゲーム装置の放射ノイズを抑圧することがで
きる。
【0032】以上、本発明の実施の形態について具体的
に説明したが、かかる実施の形態例が本発明の技術的範
囲を限定するものではない。
【0033】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、信
号パターンとグランドパターンとの間の静電容量を減少
させ、信号パターンにより伝送される高周波信号の波形
なまりを低減させることができると共に、信号パターン
から放射される放射ノイズを抑圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の両面プリント配線基板の
説明図である。
【図2】本発明の実施の形態のプリント配線基板の平面
図である。
【図3】本発明の実施の形態の多層プリント配線基板の
説明図である。
【図4】本発明の実施の形態のプリント配線基板の雑音
電界強度の測定データである。
【図5】従来の両面プリント配線基板の説明図である。
【図6】従来の多層プリント配線基板の説明図である。
【図7】信号パターンとグランドパターンの間の静電容
量の説明図である。
【図8】従来のプリント配線基板の雑音電界強度の測定
データである。
【符号の説明】
11 A面信号パターン 12 絶縁基材 13 A面 14 B面 15 グランドパターン 21 B面信号パターン 22 ベタパターン領域 23 蜂の巣パターン領域 34 電源パターン 38 D面信号パターン 100 両面プリント配線基板 300 多層プリント配線基板
フロントページの続き (72)発明者 林田 明浩 東京都大田区羽田1丁目2番12号 株式会 社セガ・エンタープライゼス内 Fターム(参考) 2C001 AA00 AA17 BD00 BD07 5E338 AA02 AA03 CC01 CC04 CC06 CD22 CD24 CD25 EE11 9A001 HH34 JJ49 JJ50

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基材層の一方の面に信号パターンを有
    し、 該絶縁基材層の他方の面の該信号パターンに対応する領
    域に、単位パターンを隣接させたグランドパターン又は
    電源パターンを有することを特徴とするプリント配線基
    板。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記単位パターンは、中心部分を除去した略円の形状を
    有することを特徴とするプリント配線基板。
  3. 【請求項3】請求項1において、 前記単位パターンは、中心部分を除去した多角形の形状
    を有することを特徴とするプリント配線基板。
  4. 【請求項4】請求項1において、 前記グランドパターン又は電源パターンが、少なくとも
    1層に含まれることを特徴とする多層のプリント配線基
    板。
  5. 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載の前記プ
    リント配線基板が搭載されたことを特徴とするゲーム装
    置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007099596A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Sony Chemical & Information Device Corporation 配線基板、配線パターンの配置方法
JP2009224475A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Toshiba Corp プリント配線板
CN114365335A (zh) * 2019-09-04 2022-04-15 日本汽车能源株式会社 电池模块
JP7326192B2 (ja) 2020-03-17 2023-08-15 キオクシア株式会社 配線基板及び半導体装置

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