JP2002252468A

JP2002252468A - 多層基板

Info

Publication number: JP2002252468A
Application number: JP2001050364A
Authority: JP
Inventors: Takao Nakagawa; 貴夫中川; Shohei Nakai; 章平仲井
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】表面基板にバイパスコンデンサを備え、この
バイパスコンデンサの機能を充分に発揮させることがで
きる多層基板を得る。【解決手段】バイパスコンデンサ４の一対の端子に対
応する一対のランド６、８を表面基板表面に設け、電源
側電流通路Ａとバイパスコンデサの電源側端子に対応す
る電源側ランド６とを、一対のスルーホール７ａ，７ｂ
により接続して電源側電流通路Ａを前記電源側ランド６
を介する構成とし、グランド側電流通路Ｂバイパスコン
デサのグランド側端子に対応するグランド側ランド８と
を、一対のスルーホール７ｃ，７ｄにより接続して、グ
ランド側電流通路Ｂを前記電源側ランド８を介する構成
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数の基板を層状
に備えて構成され、多層構造の内部側に位置する基板間
に電流通路が形成され、この電流通路に対するバイパス
コンデンサを備えた多層基板に関する。このようなバイ
パスコンデンサは、その両端子が、電源側電流通路及び
グランド側電源通路に、それぞれ独立に接続されて、ノ
イズ除去等の機能を果たす。

【０００２】

【従来の技術】今日、様々な利点から基板として多層基
板が採用されつつある。代表的な多層基板の例は、４層
基板に求めることができ、このような基板では、内層側
に形成される２の基板間に設けられる電流通路が、個別
に、電源電位（プラス電位）もしくはグランド電位とさ
れる。

【０００３】従来型の２層基板では、電源周りの電流通
路に対して、バイパスコンデンサを設け、ノイズ除去等
の機能を果たさせている。この場合、バイパスコンデン
サは、両端子を、それぞれ電源電位側の電源側電流通路
と、グランド電位側のグランド側電流通路とに接続する
ことで、その効果を最大限に発揮することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の２層基板の場合
は、その一方の基板表面に、バイパスコンデンサを装着
することで所定の効果を発揮させることができる。しか
しながら、例えば、４層基板を採用する場合、内側の二
つの電流通路が、電源電位とグランド電位とに振り分け
られるにも拘わらず、バイパスコンデンサは、多層基板
の表層にしか実装することができない。

【０００５】結果、単純にバイパスコンデンサの所定端
子を、内層側の基板上に設けられる電極パターンに単純
に接続しただけでは、所謂、「電流通路」を構成せず、
その効果が希薄になる。結果、充分な耐ノイズ性をバイ
パスコンデンサで得ることができない場合がある。

【０００６】本発明の目的は、多層基板の表面基板にバ
イパスコンデンサを備える構造のものにあって、バイパ
スコンデンサの機能を充分に発揮させることができる多
層基板を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による、多数の基板を層状に備えて構成され、
多層構造の内部側に位置する基板間に電流通路が形成さ
れ、前記電流通路に対するバイパスコンデンサを備える
多層基板の特徴構成は、請求項１に記載されているよう
に、前記複数の基板間に形成される電流通路のうちの一
の電流通路を、電源から負荷に繋がる電源側電流通路と
するとともに、他の電流通路を、前記負荷からグランド
に繋がるグランド側電流通路とし、前記バイパスコンデ
ンサの一対の端子に対応する一対のランドを、多層構造
の表面に位置する表面基板表面に設け、前記電源側電流
通路を電源側部位と負荷側部位とに２分割し、各部位と
前記バイパスコンデサの電源側端子に対応する電源側ラ
ンドとを、個別に、一対のスルーホールにより接続し
て、前記電源側電流通路を前記表面基板に設けられる前
記電源側ランドを介する構成とし、前記グランド側電流
通路を負荷側部位とグランド側部位とに２分割し、各部
位と前記バイパスコンデサのグランド側端子に対応する
グランド側ランドとを、個別に一対のスルーホールによ
り接続して、前記グランド側電流通路を前記表面基板に
設けられる前記グランド側ランドを介する構成とするこ
とにある。

【０００８】この多層基板にあっては、一次的には、多
層基板の内部に位置する基板間部位に、バイパスコンデ
ンサが、その作動対象とするべき電源側電流通路及びグ
ランド側電流通路が存在する。本願にあっては、この電
源側電流通路の電極パターンは、電源に繋がる電極パタ
ーン部位と負荷に繋がる電極パターン部位とに分けら
れ、このように分割された電極パターン部位が、一対の
スルーホールによって、表面基板上に設けられるランド
に接続され、電流通路が、バイパスコンデンサの端子に
対応して設けられるランドを介するものとされる。さら
に、グランド側電源通路に関しても、負荷に繋がる電極
パターン部位とグランドに繋がる電極パターン部位とに
分けられ、このように分割された電極パターン部位が、
一対のスルーホールによって、表面基板上に設けられる
ランドに接続される。

【０００９】結果、それぞれの電流通路（電源側電流通
路及びグランド側電流通路）は、基板内部に位置する一
方の電極パターン部位から表面基板部位に、さらに、こ
の表面基板部位から元の基板上の他方の電極パターン部
位に向けて形成される。このようにすることで、表面基
板上に形成されるランド部を介する電流通路が、電源側
電流通路及びグランド側電流通路それぞれに対して確保
され、このバイパスコンデンサの機能を充分に発揮させ
ることができる。

【００１０】また、実際上、基本的なパターン構成は維
持されるため、このパターン構成を変更するコストアッ
プ無しに、バイパスコンデンサの本来の機能であるノイ
ズ除去能力を、スルーホールを利用して最大限に引き出
すことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本願の多層基板の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図９は、本願の多層基板１をコ
ネクタ端子付のケース２内に収納して使用している状態
を示しており、このようなケース２内への収納にあたっ
ては、後に示す所定の基板割り処理を行なって、多層基
板１の外形形状を確定してケースに収納して使用する。

【００１２】このような多層基板１は、ケース２内で所
定の樹脂３内に埋め込まれた状態で使用される。本願の
多層基板１は、例えば、コンバイン（図外）の制御基板
用に採用されるものであり、このような用途にあって
は、農地の上空を高圧電線（図外）が通過している等の
理由から、基板内、基板に備えられるトランジスタ内に
おけるノイズ処理が問題となる。

【００１３】更に、多層基板１を適切にケース２内に収
納する必要があることから、基板端部の基板割り処理を
良好に行なう必要がある。従って、本願の多層基板１
は、これらの問題に適切に対応する構造を有するものと
される。

【００１４】１バイパスコンデンサを使用したノイズ
対策図１〜３に示すように、本願の多層基板１は４層基
板とされており、その表面基板１ａの表にバイパスコン
デンサ４を備えたものである。上記バイパスコンデンサ
４は、電源周りのノイズ除去用に設けられているもので
あり、電源電位であるプラス電位の電源側電流通路Ａと
グランド電位のグランド側電流通路Ｂ（図３参照）との
間に介挿されて使用される。

【００１５】図１は、多層基板１の斜視図を、図２はバ
イパスコンデンサ設置側からみた多層基板１の平面図
を、さらに、図３は、図２における所定の断面を示して
いる。ここで、図３（イ）は、本願にいう電源側電流通
路Ａの一部を成すスルーホール７ａ，７ｂを介する断面
を、（ロ）は、本願にいうグランド側電流通路Ｂの一部
を成すスルーホール７ｃ，７ｄを介する断面を示してい
る。これら断面において、太実線は電極パターン３１、
３２、３３、３４、３５を示している。さらに、４０は
レジスタ層を示している。図４に本願における電流通路
の形成状態を示した。

【００１６】図１、２、３に示す多層基板１において、
最上位置に位置する基板が、本願に言う表面基板１ａで
あり、その下部側に、プラス電位の電流通路が、その表
面に形成される第一内部基板１ｂが、さらに下部側に、
グランド電位の電流通路がその表面に形成される第二内
部基板１ｃが設けられている。

【００１７】これらの基板１ａ，１ｂ，１ｃの表面（図
３における上側）には、これら基板に求められる機能に
基づいて、所定の電極パターン（図１、図３において太
実線で示す３１、３２、３３、３４、３５）が備えられ
ている。即ち、表面基板１ａ上には、バイパスコンデン
サ４のランド部位に対応して、それぞれ方形（図２に閉
じた方形の破線で示す）の電極パターン３１が形成され
ている。

【００１８】第一内部基板１ｂの表面には、スルーホー
ル７ａ，７ｂに接続する電極パターン３２、３３が形成
されている。この電極パターン３２、３３は、第一内部
基板１ｂ上では互いに絶縁状態にあり、さらにスルーホ
ール７ｃ，７ｄに対しても絶縁状態とされる。

【００１９】第二内部基板１ｃの表面には、スルーホー
ル７ｃ，７ｄに接続する電極パターン３４、３５が形成
されている。この電極パターン３４、３５は、第二内部
基板１ｃ上では互いに絶縁状態にあり、さらにスルーホ
ール７ａ，７ｂに対しても絶縁構造とされる。

【００２０】電流通路に関してさらに説明すると、図４
に示すように、第一内部基板１ｂ上の電極パターン３２
を表面基板１ａのランド部位６（３１）との間に、スル
ホール７ａを設けて、第一表面移行導通路が設けられて
いる。一方、前記表面基板１ａのランド部位６（３１）
と前記第一内部基板１ｂ上の電極パターン３３との間に
スルーホール７ｂを設けて、第一内部移行導通路が備え
られている。このようにすることで、プラス電位側の電
源側電流通路Ａが、表面基板１ａのランド部位６（３
１）に露出され、これを介する構造とされる。

【００２１】また、第二内部基板１ｃ上の電極パターン
３４を表面基板１ａのランド部位８（３１）との間に、
スルホール７ｃを設けて、第二表面移行導通路が設けら
れ、さらに、表面基板１ａ上のランド部位８（３１）と
前記第二内部基板１ｃの電極パターン３５との間にスル
ーホール７ｄを設けて、第二内部移行導通路が備えられ
ている。このようにすることで、グランド電位側のグラ
ンド側電流通路Ｂが、表面基板１ａのランド部位８に露
出され、これを介する構造とされる。

【００２２】上記の構成に加えて、ランド部位６（３
１）と、ランド部位８（３１）とが互いに絶縁関係に維
持されると共に、これらランド部位間に、ノイズ除去用
のバイパスコンデンサ４を接続してある。このように構
成することで、図４に示す互いに独立な電流通路が形成
されると共に、バイパスコンデンサ４により良好にノイ
ズを除去できる。

【００２３】２トランジスタにおけるノイズ対策以上
が、基板１に関するノイズ対策であるが、本願にあって
は、使用されるトランジスタ９にもノイズ対策が施され
ている。

【００２４】従来、市販の抵抗内蔵トランジスタ２００
は、図５（ニ）に、その回路図を示すように３端子素子
として構成されており、ベース２００ｂに対する端子が
無い。しかしながら、ベース、エミッタ間にバイパスコ
ンデンサを挿入すると、このコンデンサにより、ノイズ
除去の用を果たすことができる。そこで、図５（イ）
（ロ）に示すように、先に説明した基板１で使用するト
ランジスタ９にあっては、ベース９ｂに対する外部端子
１０を設け、このベース９ｂとエミッタ９ｅ間にコンデ
ンサＣを挿入している。このようにすることで、トラン
ジスタ素子単位でも、ノイズ対策を有効なものとできて
いる。図５（イ）は回路構成を、（ロ）はトランジスタ
の外形（二点鎖線で示す）を含めて示している。

【００２５】上記のトランジスタのノイズ除去対策とし
ては、ベースに接続される端子を新たに設けて、トラン
ジスタ素子の外部にバイパスコンデンサを装備する構成
を示したが、図５（ハ）に示すように、予め、トランジ
スタ素子内部にバイパスコンデンサを組み込む方式だ
と、一素子でノイズ対策に有効な回路を構築することが
でき、さらに部品点数が削減できる。この場合も、二点
鎖線はトランジスタの外形を示す。

【００２６】３基板１の外形決定対策これまで説明し
てきた構造は、主にノイズ対策のための構造であるが、
本願にあっては基板１を良好にケース２内に収納するた
めの、割り処理に対する対策も採用されている。従来型
の２層基板では、コストの面から、その材質にはコンポ
ジット材が多用されていた。この素材は比較的軟らか
い。しかしながら、本願のように４層基板以上になる
と、強度の問題からガラス・エポキシ材を使用する必要
が発生し、本願にあってもこのような材料を採用する
が、この材料は硬い。

【００２７】複数枚取りのプリント基板や、実装形態に
応じて捨て基板部分を備えた基板は、実装後に割って用
いる。このような割り操作を良好に行なうために、所
謂、スリット方式を採用し、図８に示すように、基板の
所定部位に設定される基板所定部位に、長手孔としての
打ち抜きスリット１１とドリル孔１２を形成している。
このようなスリット構造を採用することで、比較的安価
な構成で、良好に割り操作を行なうことができる。ここ
で、従来、スリット１１の中央線ｓとドリル孔１２の中
心位置とは一致されていた。しかしながら、このような
構造を取ると図８に示すように、割り部（図上ギザギザ
の線で示す）が、基板、外部側に出る場合がある。従っ
て、本願にあっては、このような課題に対しても対策が
取られている。

【００２８】即ち、図６（イ）に基板の斜視図を、
（ロ）に割り部の詳細を示した。図示するように、この
割り構造は、スリット１１の間に、小径のドリル孔１２
列を多数設け、その列をスリット中央線ｓから実装基板
内側にシフトさせることにより、割った後のバリ及びそ
の出っ張り代を最小限に抑えるものである。

【００２９】この様に、ドリル孔を小径の多孔とするこ
とで、割り応力をスリット中心線ｓから基板の内側にず
らすことにより、バリがでても基板からの出っ張りを最
大限に抑えることができ、一孔形式に比べて、ガラス繊
維が裁断され、繋ぎの合計本数が同じでも割れやすくな
る。また、小穴の列のシフトおよび割り応力の集中によ
り、バリが出難い。結果、割れたバリの形状により許容
寸法を超えてケース２に当たることも無い。このシフト
量をさらに増加させた構成例が、図７（イ）である。

【００３０】上記の割り構造の実施の形態にあっては、
図６（イ）（ロ）、図７（イ）に示すように、ドリル孔
とスリット中央線ｓとの位置関係を問題としたが、打ち
抜き型であるスリット自体の形状を変えても良い。即
ち、図７（ロ）に示すように、スリットの長手方向の両
端部を基板内部側に膨出させておき、この膨出部に対し
てドリル孔を設けるのである。当然、この場合もスリッ
ト中央線ｓは、スリットの大部分を成すスリット長手方
向の中央側部位に従って考える。このように考えた場
合、当然、ドリル孔の中心は、スリット中央線に対し
て、基板中央側に寄ることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バイパスコンデンサを備えた本願に係る多層基
板の斜視図

【図２】バイパスコンデンサを備えた本願に係る多層基
板の平面図

【図３】図２に示す断面の構造を示す図

【図４】バイパスコンデンサを備えた本願に係る多層基
板における電流通路の接続構造を示す図

【図５】本願に係る多層基板に使用されるノイズ対策を
施されたトランジスタの構成を示す図

【図６】基板の割り構造を示す説明図

【図７】基板の割り構造の別実施形態を示す図

【図８】図６（ロ）、図７（イ）（ロ）に対応する基板
の割り構造の従来例を示す図

【図９】本願の多層基板の使用状況を示す図

【符号の説明】

１多層基板１ａ表面基板１ｂ第一内部基板１ｃ第二内部基板２ケース３樹脂４バイパスコンデンサ５絶縁部６電源側ランド部７スルーホール８グランド側ランド部Ａプラス電位の電源側電流通路Ｂグランド電位のグランド側電流通路Ｃコンデンサ

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月４日（２００１．４．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による、多数の基板を層状に備えて構成され、
多層構造の内部側に位置する基板間に電流通路が形成さ
れ、前記電流通路に対するバイパスコンデンサを備える
多層基板の特徴構成は、請求項１に記載されているよう
に、前記複数の基板間に形成される電流通路のうちの一
の電流通路を、電源から負荷に繋がる電源側電流通路と
するとともに、他の電流通路を、前記負荷からグランド
に繋がるグランド側電流通路とし、前記バイパスコンデ
ンサの一対の端子に対応する一対のランドを、多層構造
の表面に位置する表面基板表面に設け、前記電源側電流
通路を電源側部位と負荷側部位とに２分割し、各分割部
位と前記バイパスコンデンサの電源側端子に対応する電
源側ランドとを、個別に、一対のスルーホールにより接
続して、前記電源側電流通路を前記表面基板に設けられ
る前記電源側ランドを介する構成とし、前記グランド側
電流通路を負荷側部位と電源側部位とに２分割し、各部
位と前記バイパスコンデサのグランド側端子に対応する
グランド側ランドとを、個別に一対のスルーホールによ
り接続して、前記グランド側電流通路を前記表面基板に
設けられる前記グランド側ランドを介する構成とするこ
とにある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E338 AA03 BB35 BB47 BB48 BB75 CC01 CC04 CC06 CD32 EE13 EE32 5E346 AA15 AA22 AA35 AA43 AA60 BB02 BB03 BB04 BB07 BB16 CC01 CC31 FF45 HH01 HH33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の基板を層状に備えて構成され、多
層構造の内部側に位置する基板間に電流通路が形成さ
れ、前記電流通路に対するバイパスコンデンサを備える
多層基板であって、前記複数の基板間に形成される電流通路のうちの一の電
流通路を、電源から負荷に繋がる電源側電流通路とする
とともに、他の電流通路を、前記負荷からグランドに繋
がるグランド側電流通路とし、前記バイパスコンデンサの一対の端子に対応する一対の
ランドを、多層構造の表面に位置する表面基板表面に設
け、前記電源側電流通路を電源側部位と負荷側部位とに２分
割し、各分割部位と前記バイパスコンデサの電源側端子
に対応する電源側ランドとを、個別に、一対のスルーホ
ールにより接続して、前記電源側電流通路を前記表面基
板に設けられる前記電源側ランドを介する構成とし、前記グランド側電流通路を負荷側部位とグランド側部位
とに２分割し、各分割部位と前記バイパスコンデサのグ
ランド側端子に対応するグランド側ランドとを、個別
に、一対のスルーホールにより接続して、前記グランド
側電流通路を前記表面基板に設けられる前記グランド側
ランドを介する構成とした多層基板。