JP2001127387A - Printed-wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
に係り、より詳しくは、集積回路（ＩＣ）、トランジス
タ等の能動素子が搭載されるプリント配線基板に関す
る。The present invention relates to a printed circuit board, and more particularly, to a printed circuit board on which active elements such as integrated circuits (ICs) and transistors are mounted.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から問題となっている情報機器等の
各種の電子機器から放射される電磁ノイズは、主にプリ
ント配線基板上のクロック信号や、該クロック信号に同
期したデジタル信号の信号線に起因するものと考えられ
ており、このためプリント配線基板上の信号線や該信号
線に接続されたワイヤーハーネス等に対して、様々な電
磁放射防止対策が採られてきた。2. Description of the Related Art Electromagnetic noise radiated from various electronic devices such as information devices, which has been a problem in the past, is mainly caused by a clock signal on a printed wiring board or a signal line of a digital signal synchronized with the clock signal. Therefore, various measures against electromagnetic radiation have been taken for the signal lines on the printed wiring board and the wire harness connected to the signal lines.
【０００３】例えば、信号出力線にダンピング抵抗又は
フィルタを付加して出力信号の立ち上がり及び立ち下が
りをなまらせたり、信号線の近傍にグランド電位とされ
たガードパターンを配置して帰還電流ループを小さくす
る等の対策が広く一般に行われている。For example, a damping resistor or a filter is added to a signal output line to smooth the rise and fall of an output signal, or a guard pattern having a ground potential is arranged near a signal line to reduce a feedback current loop. Measures are widely and generally taken.
【０００４】一方、プリント配線基板において観測され
る電磁波には、信号線上の電流分布から予測されるもの
とは周波数分布が異なり、しかも信号線の性質とは無関
係に特定の周波数で鋭いピークを有するものがあり、こ
の電磁波発生の要因がプリント配線基板の電源系（電源
面、グランド面、電源配線等）にあることが知られてい
る。On the other hand, an electromagnetic wave observed on a printed wiring board has a frequency distribution different from that predicted from a current distribution on a signal line, and has a sharp peak at a specific frequency irrespective of the nature of the signal line. It is known that the cause of the generation of the electromagnetic wave is in the power supply system (power supply plane, ground plane, power supply wiring, etc.) of the printed wiring board.
【０００５】このプリント配線基板の電源系に起因する
電磁波放射の駆動源が、当該プリント配線基板に搭載さ
れたデジタルＩＣの駆動の際に該デジタルＩＣの電源配
線を経由して流れる電流であることから、特開平９−１
３９５７３号公報記載の技術では、プリント配線基板の
電源面とＩＣとを高周波的に分離することを目的とし
て、高周波インピーダンスを高くするために、つづら折
り状や交差状等の枝配線を形成し、更に電源面の上下両
側の絶縁材を磁性体を含む絶縁材により形成することに
より、電源面に流れ込む高周波電源電流を低減してい
た。A drive source of electromagnetic wave radiation caused by a power supply system of the printed wiring board is a current flowing through a power supply wiring of the digital IC when driving a digital IC mounted on the printed wiring board. From Japanese Patent Laid-Open No. 9-1
In the technique described in Japanese Patent No. 39573, branch wirings having a zigzag shape or an intersecting shape are formed in order to increase a high frequency impedance in order to separate a power supply surface of a printed wiring board and an IC at a high frequency. By forming the insulating material on both the upper and lower sides of the power supply surface with an insulating material containing a magnetic material, the high-frequency power supply current flowing into the power supply surface has been reduced.
【０００６】一方、上記特開平９−１３９５７３号公報
記載の技術と同様の効果を有する技術として、特公平７
−４６７４８号公報記載の技術では、プリント配線基板
に主パワープレーンから物理的に分離されたサブパワー
プレーンを備え、主パワープレーンとサブパワープレー
ンとをフィルタを介して接続し、サブパワープレーンを
複数のコンデンサでグランドにデカップリングして電源
を供給していた。On the other hand, as a technique having the same effect as the technique described in JP-A-9-139573, Japanese Patent Publication No.
According to the technology described in Japanese Patent No. 46748, a printed wiring board is provided with a sub power plane physically separated from a main power plane, the main power plane and the sub power plane are connected via a filter, and a plurality of sub power planes are provided. The power was supplied by decoupling to the ground by the capacitor.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
７−４６７４８号公報に記載された技術では、主電源面
から物理的に分離されたサブ電源面上に配置された能動
素子の動作に基づくノイズ電流がサブ電源面を励振し、
主電源面とサブ電源面との間のスリット部分をアンテナ
として電磁波放射が発生することが本発明の発明者によ
る研究により明らかとなった。However, according to the technique described in Japanese Patent Publication No. 7-47748, noise based on the operation of an active element arranged on a sub power supply plane physically separated from a main power supply plane is disclosed. The current excites the sub power plane,
Research by the inventor of the present invention has revealed that electromagnetic wave radiation is generated using the slit portion between the main power supply surface and the sub power supply surface as an antenna.
【０００８】すなわち、主電源面とサブ電源面とを高周
波的に分離する上記従来技術では、単にＩＣがスイッチ
ングする際にプリント配線基板の電源系から流れ込む電
流を低減し、主電源面において発生するノイズを防止す
ることしかできない。That is, in the above-described prior art in which the main power supply surface and the sub power supply surface are separated at a high frequency, the current flowing from the power supply system of the printed wiring board when the IC is simply switched is reduced, and the current is generated on the main power supply surface. It can only prevent noise.
【０００９】これに対し、サブ電源面とグランド層とを
多数のコンデンサで接続してノイズ電流をバイパスする
ようにすれば電磁波放射を低減することが可能となる
が、高密度に入出力ピンが配置されたデバイスをサブ電
源面上に実装した場合には、十分にコンデンサを配置す
ることができない。On the other hand, if the sub-power supply surface and the ground layer are connected by a number of capacitors to bypass the noise current, it is possible to reduce electromagnetic wave radiation. When the placed device is mounted on the sub power supply surface, the capacitor cannot be placed sufficiently.
【００１０】さらに、近年では１つの基板上に電源電圧
が異なる複数の電源面を備えた多電源電圧のデバイスが
用いられる場合があるが、複数の電源面から複数の電源
を供給する際、複数の電源面の間のスリット部分から電
磁波が放射されることが本発明の発明者による研究によ
り明らかとなった。Further, in recent years, a multi-supply voltage device having a plurality of power supply surfaces having different power supply voltages on one substrate may be used. The inventors of the present invention have found that electromagnetic waves are radiated from the slit between the power supply surfaces.
【００１１】本発明は、上記問題を解決すべく成された
ものであり、電源系からの電磁波の放射を、基板自体の
構造を変更することなく低コストで容易かつ大幅に抑制
することができるプリント配線基板を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and can easily and largely suppress the radiation of electromagnetic waves from a power supply system at low cost without changing the structure of the substrate itself. An object is to provide a printed wiring board.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明のプリント配線基板は、通電領
域と非通電領域とを含む電源層と、接地層とを含むプリ
ント配線基板において、前記電源層及び前記接地層と異
なりかつ前記電源層と対向する層を有し、該層に、前記
非通電領域の少なくとも一部を覆いかつ前記接地層と接
続した領域を備えたことを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a printed wiring board including a power supply layer including a current-carrying region and a non-current-carrying region, and a ground layer. A layer different from the power supply layer and the ground layer and facing the power supply layer, wherein the layer includes a region covering at least a part of the non-conductive region and connected to the ground layer. Features.
【００１３】プリント配線基板は、該プリント配線基板
上に実装される部品に電源を供給するための電源層と、
基準電位（略零電位）を持つ接地層とを含んで構成され
ている。また、電源層は通電領域と非通電領域とを含ん
でいる。通電領域は、例えば導電性パターンが形成され
た領域であり、非通電領域は該導電性パターンが形成さ
れていない領域である。The printed wiring board has a power supply layer for supplying power to components mounted on the printed wiring board;
And a ground layer having a reference potential (substantially zero potential). The power supply layer includes an energized region and a non-energized region. The energized region is, for example, a region where a conductive pattern is formed, and the non-energized region is a region where the conductive pattern is not formed.
【００１４】このようなプリント配線基板は、電源層及
び接地層と異なりかつ電源層と対向する層を有してお
り、例えば接地層、電源層、電源層と対向する層の順に
積層されている。そして、この電源層と対向する層は、
非通電領域の少なくとも一部を覆いかつ接地層と接続し
た領域を備えている。また、この非通電領域には、例え
ば電源層が単一の通電領域を有し、この通電領域内に一
部または複数存在する非通電の領域や、電源層が複数の
通電領域を有し、これらの間にある間隙を含む。Such a printed wiring board has a layer different from the power supply layer and the ground layer and facing the power supply layer. For example, the printed wiring board is laminated in the order of the ground layer, the power supply layer, and the layer facing the power supply layer. . And the layer facing this power layer is
An area is provided which covers at least a part of the non-energized area and is connected to the ground layer. Further, in the non-energized region, for example, the power supply layer has a single energized region, a part or a plurality of non-energized regions in the energized region, and the power supply layer has a plurality of energized regions, Includes gaps between them.
【００１５】このように、接地層と接続した領域が電源
層の非通電領域の少なくとも一部を覆っているため、電
源層と接地層との間の電界の作用によって発生する電磁
波が非通電領域から放射されても接地層と接続した領域
により遮断され、電磁波放射を抑制することができる。As described above, since the region connected to the ground layer covers at least a part of the non-conducting region of the power supply layer, the electromagnetic wave generated by the action of the electric field between the power supply layer and the ground layer causes the non-conducting region Even when radiated from the ground, it is cut off by the region connected to the ground layer, so that electromagnetic radiation can be suppressed.
【００１６】請求項２記載の発明は、少なくとも通電領
域と非通電領域とを含む領域の間に間隙を有する電源層
と、接地層とを含む複数の層が絶縁層を介して積層され
た多層のプリント配線基板において、前記電源層及び前
記接地層と異なる特定層に、前記間隙を覆いかつ前記接
地層と接続した領域を備えたことを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, there is provided a multilayer structure in which a plurality of layers including a power supply layer having a gap between at least an area including a current-carrying area and a non-current-carrying area, and a plurality of layers including a ground layer are interposed via an insulating layer Wherein the specific layer different from the power supply layer and the ground layer is provided with a region covering the gap and connected to the ground layer.
【００１７】プリント配線基板は、該プリント配線基板
上に実装される部品に電源を供給するための電源層と、
基準電位（略零電位）を持つ接地層とを含む複数の層が
絶縁層を介して積層された多層基板である。The printed wiring board has a power supply layer for supplying power to components mounted on the printed wiring board;
This is a multilayer substrate in which a plurality of layers including a ground layer having a reference potential (substantially zero potential) are stacked via an insulating layer.
【００１８】また、電源層は、少なくとも通電領域と非
通電領域とを含む領域の間に間隙を有している。例えば
導電性パターン等が形成された通電領域が複数設けられ
ており、これらの複数の通電領域間が例えばスリット状
の間隙となっている。The power supply layer has a gap between at least a region including a current-carrying region and a non-current-carrying region. For example, a plurality of energized regions on which a conductive pattern or the like is formed are provided, and a gap between the plurality of energized regions is, for example, a slit-shaped gap.
【００１９】電源層に複数の通電領域が配置された構成
としては、例えば、電源層が間隙を境にして第１の電源
面と第２の電源面とに左右に分断されて別電源となって
いる場合や、第１の電源面の中央部に第２の電源面が島
状の配置されている場合等がある。As a configuration in which a plurality of energization regions are arranged in the power supply layer, for example, the power supply layer is divided into a first power supply surface and a second power supply surface with a gap therebetween as a separate power supply. Or the case where the second power supply plane is arranged in an island shape at the center of the first power supply plane.
【００２０】このようなプリント配線基板において、電
源層及び接地層と異なる特定層に、間隙を覆いかつ接地
層と接続した領域が設けられている。プリント配線基板
は、例えば電源層を接地層と特定層とにより挟んで積層
した構成となっている。In such a printed wiring board, a region which covers the gap and is connected to the ground layer is provided on a specific layer different from the power supply layer and the ground layer. The printed wiring board has a configuration in which, for example, a power supply layer is stacked between a ground layer and a specific layer.
【００２１】接地層と接続した領域の大きさは、間隙を
全て覆うようにその面積が十分に大きいことが好ましい
が、一部分を覆うような大きさでもよい。また、接地層
と接続した領域を複数個設け、該複数の接地層と接続し
た領域により間隙を覆うようにしてもよい。The area of the region connected to the ground layer is preferably large enough to cover all the gaps, but may be so large as to partially cover it. Alternatively, a plurality of regions connected to the ground layer may be provided, and the gap may be covered by the regions connected to the plurality of ground layers.
【００２２】このように、接地層と接続した領域が電源
層の複数の領域間の間隙を覆っているため、電源層と接
地層との間の電界の作用によって発生する電磁波が間隙
から放射されても接地層と接続した領域により遮断され
る。接地層と接続した領域は導電性の部材で構成される
ことが好ましい。これにより、接地層と接続した領域の
電位を接地層とほぼ同電位とすることができるため、電
源層の電位を安定化させることができ、より確実に不要
な電磁波放射を防ぐことができる。Since the region connected to the ground layer covers the gap between the plurality of regions of the power supply layer, electromagnetic waves generated by the action of the electric field between the power supply layer and the ground layer are radiated from the gap. Also, it is cut off by the region connected to the ground layer. The region connected to the ground layer is preferably made of a conductive member. Thus, the potential of the region connected to the ground layer can be made substantially the same as that of the ground layer, so that the potential of the power supply layer can be stabilized, and unnecessary electromagnetic wave radiation can be more reliably prevented.
【００２３】なお、特定層は、基板表面に配置されても
よいし、中の層に配置されていてもよい。接地層と接続
した領域を基板表面に配置して部品が実装される層と共
用するようにすれば、少ない層の基板でも本発明を適用
することができる。例えば、プリント配線基板が４層基
板の場合には、電源層と接地層とが内層になり、特定層
が、配線パターンが設けられ部品が実装される外層にな
る。The specific layer may be disposed on the surface of the substrate or may be disposed on an inner layer. By arranging the region connected to the ground layer on the substrate surface and sharing it with the layer on which components are mounted, the present invention can be applied to a substrate having a small number of layers. For example, when the printed wiring board is a four-layer board, the power supply layer and the ground layer are inner layers, and the specific layer is an outer layer on which a wiring pattern is provided and components are mounted.
【００２４】また、接地層と接続した領域は、電源層と
直近の層に配置することが好ましい。これにより、電源
層と、接地層及び接地層と接続した領域とのカップリン
グが最大となり、間隙から発生する電界を最小とするこ
とができる。It is preferable that the region connected to the ground layer is arranged in a layer immediately adjacent to the power supply layer. Thereby, the coupling between the power supply layer and the ground layer and the region connected to the ground layer is maximized, and the electric field generated from the gap can be minimized.
【００２５】請求項３記載の発明のプリント配線基板
は、前記接地層と接続した領域は、前記間隙を通過する
連結手段により前記接地層と接続されたことを特徴とし
ている。According to a third aspect of the present invention, in the printed wiring board, a region connected to the ground layer is connected to the ground layer by a connecting means passing through the gap.
【００２６】接地層と接続した領域は、間隙を介して連
結手段、例えばビアホール等により接地層と接続され
る。このとき、複数の連結手段により接続することが好
ましい。これにより、確実に接地層と、接地層と接続し
た領域とを同電位にすることができる。The region connected to the ground layer is connected to the ground layer by a connecting means, for example, a via hole or the like via a gap. At this time, it is preferable to connect by a plurality of connecting means. This ensures that the ground layer and the region connected to the ground layer have the same potential.
【００２７】このように間隙を介して接地層と、接地層
と接続した領域とを接続することで、基板自体の構造を
変更することなく低コストで容易かつ大幅に電磁波放射
を抑制することができる。By connecting the grounding layer and the region connected to the grounding layer via the gap in this manner, it is possible to easily and largely suppress the electromagnetic radiation at low cost without changing the structure of the substrate itself. it can.
【００２８】なお、電源層に設けられた複数の領域の少
なくとも１つの領域に、連結手段を通すための貫通孔を
設け、該貫通孔を介して接地層と、接地層と接続した領
域とを接続するようにしてもよい。これにより、間隙の
幅を最小にすることができる。A through hole for passing the connecting means is provided in at least one of the plurality of regions provided in the power supply layer, and the ground layer and the region connected to the ground layer are connected through the through hole. You may make it connect. Thereby, the width of the gap can be minimized.
【００２９】[0029]
【発明の実施の形態】［第１実施形態］図１乃至図４を
参照して本発明の第１実施形態について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００３０】図１、２には、プリント配線基板１０の概
略構成が示されている。図２に示すように、プリント配
線基板１０は、信号層１２、電源層１４、グランド層１
６、信号層１８を備えた多層構造の４層基板となってい
る。また、図１には、説明を簡単にするために主に電源
層１４、グランド層１６を示した斜視図が示されてい
る。FIGS. 1 and 2 show a schematic configuration of the printed wiring board 10. As shown in FIG. 2, the printed wiring board 10 includes a signal layer 12, a power supply layer 14, and a ground layer 1.
6, a four-layer substrate having a multilayer structure with the signal layer 18. FIG. 1 is a perspective view mainly showing the power supply layer 14 and the ground layer 16 for simplifying the description.
【００３１】図１、２に示すように、グランド層１６の
上側には電源層１４が配置されている。電源層１４は、
２つの電源面１４Ａ、１４Ｂを備えている。電源面１４
Ａ、１４Ｂは、一例としてそれぞれ別の電源電圧を供給
する。例えば電源面１４Ａは３．３Ｖ、電源面１４Ｂは
５Ｖを供給する。As shown in FIGS. 1 and 2, a power supply layer 14 is disposed above the ground layer 16. The power supply layer 14
It has two power supply surfaces 14A and 14B. Power supply surface 14
A and 14B respectively supply different power supply voltages as an example. For example, the power supply surface 14A supplies 3.3V, and the power supply surface 14B supplies 5V.
【００３２】電源層１４の上側には信号層１２が配置さ
れている。信号層１２上には信号線２０が配置されてい
る。また、信号層１２には、電源面１４Ａ、１４Ｂの間
のスリット２２を覆うようにグランド面２６が配置され
ている。グランド面２６の幅は、スリット２２の幅より
も十分広くなっている。The signal layer 12 is disposed above the power supply layer 14. A signal line 20 is arranged on the signal layer 12. Further, a ground plane 26 is arranged on the signal layer 12 so as to cover the slit 22 between the power planes 14A and 14B. The width of the ground surface 26 is sufficiently larger than the width of the slit 22.
【００３３】さらに、グランド面２６は、スリット２２
を通る複数のビアホール２６によりグランド層１６と接
続されている。このように、グランド面２６は基板表面
上にあり、グランド層１６と電源層１４とのカップリン
グを最大とする構成ともなっている。Further, the ground surface 26 is
Are connected to the ground layer 16 by a plurality of via holes 26 passing therethrough. As described above, the ground plane 26 is on the surface of the substrate, and is configured to maximize the coupling between the ground layer 16 and the power supply layer 14.
【００３４】上記のように構成されたプリント配線基板
１０では、電源が供給されて回路が動作すると、電源層
１４とグランド層１６との間に生じる電界によってスリ
ット２２から不要な電磁波が放射されるが、スリット２
２の上部は、スリット２２の幅よりも十分に広い幅を有
するグランド面２６により覆われているため、電磁波が
外部に放射されるのを防ぐことができる。In the printed wiring board 10 configured as described above, when power is supplied and the circuit operates, unnecessary electromagnetic waves are radiated from the slits 22 by an electric field generated between the power supply layer 14 and the ground layer 16. But slit 2
Since the upper part of 2 is covered with the ground surface 26 having a width sufficiently larger than the width of the slit 22, it is possible to prevent electromagnetic waves from being radiated to the outside.
【００３５】また、電磁波が放射されるスリット２２を
電位が零であるグランド面２６で覆うことにより、電源
層１４の電位を安定化させることができ、より不要な電
磁波放射を防ぐことができる。Further, by covering the slit 22 from which the electromagnetic wave is radiated with the ground surface 26 having a potential of zero, the potential of the power supply layer 14 can be stabilized, and unnecessary radiation of the electromagnetic wave can be prevented.
【００３６】なお、本実施形態ではビアホール２６はス
リット２２を通ってグランド面２６とグランド層１６と
を接続しているが、これに限られない。例えば、図３に
示すように、スリット２２を通らず、例えば電源面１４
Ｂに開口部を設け、該開口部にビアホール２６を通すよ
うにしてもよい。このような構成にすることで、スリッ
ト２２の幅を極力小さくすることができる。In the present embodiment, the via hole 26 connects the ground plane 26 and the ground layer 16 through the slit 22, but is not limited to this. For example, as shown in FIG.
An opening may be provided in B, and the via hole 26 may be passed through the opening. With such a configuration, the width of the slit 22 can be made as small as possible.
【００３７】また、図４に示すように、信号層１２にス
リット２２をまたがるような信号線２８が存在する場合
には、信号線２８を流れる高周波電流のリターン経路と
なるように、信号線の片側又は両側（図４においては両
側）にチップ状のコンデンサ３０を配置するようにして
もよい。Further, as shown in FIG. 4, when there is a signal line 28 extending over the slit 22 in the signal layer 12, the signal line is set so as to be a return path for the high-frequency current flowing through the signal line 28. The chip-shaped capacitors 30 may be arranged on one side or both sides (both sides in FIG. 4).
【００３８】すなわち、信号線に沿ってコンデンサ３０
Ａの一端を電源面１４Ａとビアホールを介して接続し、
他端をグランド面２６に接続する。同様に、コンデンサ
３０Ｂの一端をグランド面２６に接続し、他端を電源面
１４Ｂとビアホールを介して接続する。これにより、信
号線２８を流れる信号の高周波電流の帰路電流が断絶さ
れたり、迂回したりすることによりコモンモードによる
電磁波放射を低減することができる。That is, the capacitor 30 is connected along the signal line.
A is connected to the power supply surface 14A via a via hole,
The other end is connected to the ground plane 26. Similarly, one end of the capacitor 30B is connected to the ground plane 26, and the other end is connected to the power supply plane 14B via a via hole. Thereby, the return current of the high-frequency current of the signal flowing through the signal line 28 is cut off or bypassed, so that the radiation of electromagnetic waves in the common mode can be reduced.
【００３９】［第２実施形態］図５乃至図９を参照して
本発明の第２実施形態について説明する。[Second Embodiment] A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００４０】図５には、第２実施形態に係るプリント配
線基板１０’基本的構成が示されている。なお、図５に
示すプリント配線基板１０’は、図１、２に示したプリ
ント配線基板１０と同様に多層構造となっている。FIG. 5 shows the basic structure of a printed wiring board 10 'according to the second embodiment. The printed wiring board 10 'shown in FIG. 5 has a multilayer structure like the printed wiring board 10 shown in FIGS.
【００４１】図５に示すように、グランド層１６の上側
には電源層１４が配置されている。電源層１４は、２つ
の電源面、主電源面１４Ａ及びサブ電源面１４Ｂで構成
されている。主電源面１４Ａは中央部が開口した形状と
なっており、その開口部にサブ電源面１４Ｂが配置され
ている。As shown in FIG. 5, the power supply layer 14 is disposed above the ground layer 16. The power supply layer 14 includes two power supply planes, a main power supply plane 14A and a sub power supply plane 14B. The main power supply surface 14A has a shape with an opening at the center, and the sub power supply surface 14B is arranged in the opening.
【００４２】電源層１４の上側には、主電源面１４Ａ、
サブ電源面１４Ｂの間の略ロの字状のスリット２２を覆
うようにグランド面２６が配置されている。グランド面
２６の幅は、スリット２２の幅よりも十分広くなってい
る。Above the power supply layer 14, a main power supply surface 14A,
A ground surface 26 is arranged so as to cover the substantially square-shaped slit 22 between the sub power supply surfaces 14B. The width of the ground surface 26 is sufficiently larger than the width of the slit 22.
【００４３】さらに、グランド面２６は、スリット２２
を通る複数のビアホール２６によりグランド層１６と接
続されている。このように、グランド面２６は基板表面
上にあり、グランド層１６と電源層１４とのカップリン
グを最大とする構成ともなっている。また、４層以上の
基板の場合には、グランド面２６を基板表面上でなく、
基板表面と直近の層に設けてもよい。Further, the ground surface 26 is
Are connected to the ground layer 16 by a plurality of via holes 26 passing therethrough. As described above, the ground plane 26 is on the surface of the substrate, and is configured to maximize the coupling between the ground layer 16 and the power supply layer 14. In the case of a board having four or more layers, the ground plane 26 is not formed on the board surface,
It may be provided in a layer immediately adjacent to the substrate surface.
【００４４】サブ電源面１４Ｂとグランド層１６とは図
５では省略したが、図６に示すように、デカップリング
コンデンサ３２及びビアホール３４を介して接続されて
いる。また、主電源面１４Ａとサブ電源面１４Ｂとは、
図６に示すようにフィルタ（例えばフェライトビーズ）
３２により接続されている。デカップリングコンデンサ
３２及びフィルタ３６は、複数個設けてもよい。Although not shown in FIG. 5, the sub power supply surface 14B and the ground layer 16 are connected via a decoupling capacitor 32 and a via hole 34 as shown in FIG. Also, the main power supply surface 14A and the sub power supply surface 14B
As shown in FIG. 6, a filter (eg, ferrite beads)
32. A plurality of decoupling capacitors 32 and filters 36 may be provided.
【００４５】フィルタ３６は、駆動周波数及びその高調
波の帯域においてデカップリングコンデンサ３２よりも
インピーダンスの大きなフィルタとする形態としてもよ
く、上記特開平９−１３９５７３号公報に記載されてい
るような、つづら折り状等の配線とする形態としてもよ
く、更に電源層１４の上下両面の絶縁材を磁性体を含ん
だ絶縁材とする形態としてもよい。The filter 36 may be a filter having a larger impedance than the decoupling capacitor 32 in the drive frequency and its harmonic band. The filter 36 has a zigzag shape as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-139573. The wiring may have a shape such as a shape, and the insulating material on both the upper and lower surfaces of the power supply layer 14 may be a material containing a magnetic material.
【００４６】次に、ＩＣ等の能動素子を実装する場合の
プリント配線基板１０’の形態について説明する。Next, the form of the printed wiring board 10 'for mounting an active element such as an IC will be described.
【００４７】図７には、例えばＦＰＧＡ等の半導体パッ
ケージ３８をサブ電源面１４Ｂ上に実装する場合のグラ
ンド面２６の一例が示されている。図７に示す例では、
半導体パッケージ３８がサブ電源面１４Ｂよりも小さい
場合の例である。すなわち、半導体パッケージ３８がグ
ランド面２６の内側に実装される構成となっており、半
導体パッケージ３８からの信号線を通過させるため、グ
ランド面２６の一部をカットした構成となっている。FIG. 7 shows an example of the ground plane 26 when a semiconductor package 38 such as an FPGA is mounted on the sub power supply plane 14B. In the example shown in FIG.
This is an example where the semiconductor package 38 is smaller than the sub power supply surface 14B. That is, the semiconductor package 38 is mounted inside the ground plane 26, and a part of the ground plane 26 is cut to allow a signal line from the semiconductor package 38 to pass therethrough.
【００４８】また、図８に示す例では、半導体パッケー
ジ３８がサブ電源面１４Ｂよりも大きい場合の例であ
る。すなわち、半導体パッケージ３８の端子が接続され
るパッド４０をグランド面２６の周囲に配置した構成と
なっている。従って、グランド面２６を覆うようにして
半導体パッケージ３８が実装される。このため、半導体
パッケージ３８の電源供給端子が接続されるパッド４０
Ａからグランド面２６の内側へ向けて配線４２が設けら
れており、その部分のグランド面がカットされている。FIG. 8 shows an example in which the semiconductor package 38 is larger than the sub power supply surface 14B. That is, the pad 40 to which the terminal of the semiconductor package 38 is connected is arranged around the ground plane 26. Therefore, the semiconductor package 38 is mounted so as to cover the ground surface 26. For this reason, the pad 40 to which the power supply terminal of the semiconductor package 38 is connected
A wiring 42 is provided from A to the inside of the ground plane 26, and the ground plane at that portion is cut.
【００４９】また、配線４２の先端はビアホール２６に
接続されており、サブ電源面１４Ｂに接続されている。
これにより、パッド４０にサブ電源面１４Ｂから電源が
供給され、半導体パッケージ３８に電源が供給される。The tip of the wiring 42 is connected to the via hole 26, and is connected to the sub power supply surface 14B.
Thus, power is supplied to the pad 40 from the sub power supply surface 14B, and power is supplied to the semiconductor package 38.
【００５０】上記にように構成されたプリント配線基板
１０では、電源が供給されて回路が動作すると、電源層
１４とグランド層１６との間に生じる電界によってスリ
ット２２から不要な電磁波が放射されるが、スリット２
２の上部は、スリット２２の幅よりも十分に広い幅を有
するグランド面２６により覆われているため、電磁波が
外部に放射されるのを防ぐことができる。In the printed wiring board 10 configured as described above, when power is supplied and the circuit operates, unnecessary electromagnetic waves are radiated from the slits 22 by the electric field generated between the power supply layer 14 and the ground layer 16. But slit 2
Since the upper part of 2 is covered with the ground surface 26 having a width sufficiently larger than the width of the slit 22, it is possible to prevent electromagnetic waves from being radiated to the outside.
【００５１】また、電磁波が放射されるスリット２２を
電位が零であるグランド面２６で覆うことにより、電源
層１４の電位を安定化させることができ、より不要な電
磁波放射を防ぐことができる。Further, by covering the slit 22 from which the electromagnetic wave is radiated with the ground plane 26 having a potential of zero, the potential of the power supply layer 14 can be stabilized, and unnecessary radiation of the electromagnetic wave can be prevented.
【００５２】上記のような構成のプリント配線基板１０
における電磁波放射の抑制効果について図９に示すシミ
ュレーション結果を参照して説明する。The printed wiring board 10 having the above configuration
Will be described with reference to the simulation results shown in FIG.
【００５３】図９は、主電源面１４Ａのサイズを３００
ｍｍ×２００ｍｍ、サブ電源面１４Ｂのサイズを９５ｍ
ｍ×７５ｍｍとした４層基板のプリント配線基板で、サ
ブ電源面１４Ｂ上にノイズ源を持つ場合のシミュレーシ
ョン結果である。なお、スリット幅は５ｍｍである。FIG. 9 shows that the size of the main power supply surface 14A is 300
mm x 200mm, size of sub power supply surface 14B is 95m
It is a simulation result in the case of having a noise source on the sub-power supply surface 14B in a four-layer printed wiring board of mx75 mm. The slit width is 5 mm.
【００５４】図９では、グランド面を持たない場合、す
なわち従来の場合の電磁波レベル、グランド層１６とグ
ランド面２６とを角の４点で接続した場合の電磁波レベ
ル、及びグランド層１６とグランド面２６とを隙間無く
連続的に接続した場合の電磁波レベルがそれぞれ示され
ている。In FIG. 9, when there is no ground plane, that is, the electromagnetic wave level in the conventional case, the electromagnetic wave level when the ground layer 16 and the ground plane 26 are connected at four corners, and the ground layer 16 and the ground plane 26 are respectively shown when the electromagnetic wave level is continuously connected without any gap.
【００５５】図２に示すように、グランド面を持たない
場合、すなわち従来の場合では、周波数が約２８０ＭＨ
ｚの付近（図中Ａ点）に強い電磁波放射のピークが現れ
ているが、これは、サブ電源面１４Ｂとグランド層１６
との間に生じる共振電流に基づくものであり、サブ電源
面１４Ｂの構成上避けられない。As shown in FIG. 2, in the case where there is no ground plane, that is, in the conventional case, the frequency is about 280 MHz.
A strong electromagnetic wave emission peak appears near z (point A in the figure), which is due to the sub power supply surface 14B and the ground layer 16.
And is based on the resonance current generated between them, and is unavoidable due to the configuration of the sub power supply surface 14B.
【００５６】これに対し、グランド層１６とグランド面
２６とを角の４点で接続した場合は、電磁波放射のピー
クが最大の箇所で比較した場合（図中Ａ点とＢ点とを比
較した場合）、従来の場合と比べて約３０ｄｂ程度の電
磁波放射が抑制されている。On the other hand, when the ground layer 16 and the ground plane 26 are connected at four corners, the comparison is made at the point where the peak of the electromagnetic wave radiation is maximum (points A and B in the figure are compared). Case), the electromagnetic radiation of about 30 db is suppressed as compared with the conventional case.
【００５７】また、グランド層１６とグランド面２６と
を隙間無く連続的に接続した場合は、電磁波放射のピー
クが最大の箇所で比較した場合（図中Ａ点とＣ点とを比
較した場合）、従来の場合と比べて約４０ｄｂ程度の電
磁波放射が抑制されている。さらに、周波数が１ＧＨｚ
以下の全帯域において電磁波放射の抑制効果が現れてい
る。When the ground layer 16 and the ground plane 26 are continuously connected without any gap, a comparison is made at the point where the peak of the electromagnetic wave radiation is maximum (when the points A and C in the figure are compared). The electromagnetic radiation of about 40 db is suppressed as compared with the conventional case. Furthermore, if the frequency is 1 GHz
The effect of suppressing electromagnetic wave radiation appears in all the following bands.
【００５８】このように、複数の電源面間のスリットに
起因する電磁波放射を大幅に低減することができると共
に、プリント配線基板自体の構造を一般的なものに対し
て変更する必要がなく、低コストとすることができる。As described above, it is possible to greatly reduce the electromagnetic wave radiation caused by the slits between the plurality of power supply planes, and it is not necessary to change the structure of the printed wiring board itself to a general structure. Cost.
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、接地層と接続した領域が電源層上の非通電
領域の少なくとも一部を覆っているため、間隙からの電
磁波放射を遮断することができる、という効果を有す
る。As described above, according to the first aspect of the present invention, since the region connected to the ground layer covers at least a part of the non-conductive region on the power supply layer, electromagnetic wave radiation from the gap is provided. Can be cut off.
【００６０】請求項２記載の発明によれば、接地層と接
続した領域が電源層上の複数の領域間にある間隙を覆っ
ているため、間隙からの電磁波放射を遮断することがで
きる、という効果を有する。According to the second aspect of the present invention, since the region connected to the ground layer covers the gap between the plurality of regions on the power supply layer, it is possible to block electromagnetic wave radiation from the gap. Has an effect.
【００６１】請求項３記載の発明によれば、接地層と、
接地層と接続した領域とを間隙を通過する連結手段によ
り接続することにより、基板自体の構造を変更すること
なく低コストで容易かつ大幅に電磁波放射を抑制するこ
とができる、という効果を有する。According to the third aspect of the present invention, the ground layer,
By connecting the region connected to the ground layer by the connecting means passing through the gap, there is an effect that electromagnetic radiation can be easily and largely suppressed at low cost without changing the structure of the substrate itself.
【図１】 第１実施形態に係るプリント配線基板の概略
構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printed wiring board according to a first embodiment.
【図２】 第１実施形態に係るプリント配線基板の断面
図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the printed wiring board according to the first embodiment.
【図３】 第１実施形態に係るプリント配線基板の変形
例である。FIG. 3 is a modified example of the printed wiring board according to the first embodiment.
【図４】 第１実施形態に係るプリント配線基板の変形
例である。FIG. 4 is a modified example of the printed wiring board according to the first embodiment.
【図５】 第２実施形態に係るプリント配線基板の概略
構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a printed wiring board according to a second embodiment.
【図６】 第２実施形態に係るプリント配線基板を上面
図である。FIG. 6 is a top view of a printed wiring board according to a second embodiment.
【図７】 第２実施形態に係るプリント配線基板に部品
が実装された場合の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a case where components are mounted on a printed wiring board according to a second embodiment.
【図８】 第２実施形態に係るプリント配線基板に部品
が実装された場合の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a case where components are mounted on a printed wiring board according to a second embodiment.
【図９】 第２実施形態に係るプリント配線基板におけ
る電磁波放射のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a simulation result of electromagnetic wave radiation in a printed wiring board according to a second embodiment.
１０ プリント配線基板 １２、１８ 信号層 １４ 電源層 １６ グランド層 １８ 信号層 ２０、２８ 信号線 ２２ スリット ２４ グランド面 ２６、３４ ビアホール ３０ コンデンサ ３２ デカップリングコンデンサ ３６ フィルタ ３８ 半導体パッケージ ４０ パッド ４２ 配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Printed wiring board 12, 18 Signal layer 14 Power supply layer 16 Ground layer 18 Signal layer 20, 28 Signal line 22 Slit 24 Ground plane 26, 34 Via hole 30 Capacitor 32 Decoupling capacitor 36 Filter 38 Semiconductor package 40 Pad 42 Wiring
Claims (3)
と、接地層とを含むプリント配線基板において、 前記電源層及び前記接地層と異なりかつ前記電源層と対
向する層を有し、該層に、前記非通電領域の少なくとも
一部を覆いかつ前記接地層と接続した領域を備えたプリ
ント配線基板。1. A printed wiring board including a power supply layer including a current-carrying region and a non-current-carrying region, and a ground layer, comprising: a layer different from the power supply layer and the ground layer and facing the power supply layer; A printed wiring board, comprising: a layer that covers at least a part of the non-energized area and is connected to the ground layer.
む領域の間に間隙を有する電源層と、接地層とを含む複
数の層が絶縁層を介して積層されたプリント配線基板に
おいて、 前記電源層及び前記接地層と異なる特定層に、前記間隙
を覆いかつ前記接地層と接続した領域を備えたプリント
配線基板。2. A printed circuit board comprising: a power supply layer having a gap between at least a region including a current-carrying region and a non-current-carrying region; and a plurality of layers including a grounding layer laminated via an insulating layer. A printed wiring board comprising a layer and a specific layer different from the ground layer, the region covering the gap and connected to the ground layer.
を通過する連結手段により前記接地層と接続したことを
特徴とする請求項２記載のプリント配線基板。3. The printed wiring board according to claim 2, wherein the region connected to the ground layer is connected to the ground layer by a connecting means passing through the gap.
Priority Applications (1)
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| JP2001127387A true JP2001127387A (en) | 2001-05-11 |
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