JP2004140308A

JP2004140308A - Printed wiring board for high-speed signal using slit method

Info

Publication number: JP2004140308A
Application number: JP2002337298A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Arisaka; 有坂　寛
Original assignee: ADORINKUSU KK
Current assignee: ADORINKUSU KK
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-05-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a printed wiring board for a high-speed signal, using a slit method which is suitable for high-speed signal transmission and is particularly capable of controlling the characteristic impedance of the transmission line, without changing the resistance or the inductance thereof. <P>SOLUTION: The printed wiring board 1 for the high-speed signal, using the slit method in two layer wiring has the transmission line comprising a signal line 10, a flat-plate shaped dielectric 11, a ground plane 12, and a slit 13. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速信号伝送に好適なスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板に係り、特に伝送線路の抵抗およびインダクタンスの変化を少なく抑えて特性インピーダンスの制御ができるスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速信号用プリント配線基板の伝送路のインピーダンス整合させる為の配線パターン手法として、コプラーナ法、マイクロストリップ法およびストリップ法等がある。
本発明に関連した従来例として、図６にコプラーナ法を用いたプリント配線基板の要部構成図、図７にマイクロストリップ法を用いたプリント配線基板の要部構成図、図８にマイクロストリップ線路のパターンの模式図を示す。
【０００３】
図６において、信号線６０と誘電体６１とグランドプレーン６２とからなるコプラーナ線路の特性インピーダンスは、信号線６０の幅Ｗおよび厚さＴと、誘電体６１の厚さＨおよび誘電率と、スリット６３の幅Ｓによって規定される。
必要に応じた特性インピーダンスとなるように主に信号線６０の幅Ｗとスリット６３の幅Ｓとによって調整される。
【０００４】
図７において、信号線７０と誘電体７１とグランドプレーン７２とからなるマイクロストリップ線路の特性インピーダンスは、信号線７０の幅Ｗおよび厚さＴと、誘電体７１の厚さＨおよび誘電率とによって規定される。
必要に応じた特性インピーダンスとなるように主に信号線７０の幅Ｗによって調整される。
【０００５】
図８は従来のマイクロストリップ線路のパターンを示したものである。
信号線８０と対向するグランドプレーン８１は、信号線８０の全領域に亙って一様の導体面となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のコプラーナ法を用いたプリント配線基板には、電子機器の小型化に伴いプリント配線基板への部品実装密度が高まりプリント配線基板も小型で薄くなっているため、スリット幅がとれず適切なインピーダンスの確保が難しいという課題がある。
【０００７】
また、従来のマイクロストリップ法を用いたプリント配線基板には、プリント配線基板が薄くなると等価的にキャパシタンスが大きくなってマイクロストリップ線路の特性インピーダンスを下げてしまうので、信号線の幅を小さくしてキャパシタンスを減らしインダクタンスを大きくして所定の特性インピーダンスを確保しているが、信号線の直流抵抗の増加により伝送特性が悪くなるという課題がある。
【０００８】
さらに、従来のマイクロストリップ法を用いたプリント配線基板には、フィルム基板の様に極端に薄いものに対し、信号線の幅を小さくしても物理的に限界があり、マイクロストリップ線路のインピーダンス確保が難しいという課題がある。
【０００９】
また、従来のマイクロストリップ法を用いたプリント配線基板には、グランドプレーンをメッシュ構造や、編み目状にしてキャパシタンスを下げる方法もあるが、信号線に対してメッシュ構造や、編み目が大きいので特性インピーダンスが不均一となり、マイクロストリップ線路の伝送特性が悪くなるという課題がある。
【００１０】
本発明は、上記した従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、誘電体を挟んで信号線と対向するグランドプレーンの領域にスリットを設けることにより、小型で薄いプリント配線基板に対し、伝送線路の抵抗およびインダクタンスの変化を少なく抑えて特性インピーダンスの制御ができるスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板は、誘電体を挟んで信号線と対向するグランドプレーンの領域に信号線に沿ってスリットを設けたので、小型で薄いプリント配線基板に対し、伝送路の抵抗およびインダクタンスを変えることなく特性インピーダンスを制御することができる。
【００１２】
また、本発明に係るスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板は、第１の誘電体と、第１の誘電体を挟んで一方の面に設けられる信号線と他方の面に設けられるグランドプレーンと、信号線が設けられた第１の誘電体の上層に配される第２の誘電体と、第２の誘電体の他方の面に設けられるグランドプレーンとを備え、信号線と対向する第１および第２の誘電体に設けられるグランドプレーンの領域にスリットを設けたので、小型で薄いプリント配線基板に対し、伝送線路の抵抗およびインダクタンスの変化を少なく抑えて特性インピーダンスの制御ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る２層配線におけるスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板１の一実施形態の要部構成図である。
図１において、２層配線におけるスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板１は、信号線１０、平板状の誘電体１１、グランドプレーン１２、スリット１３とからなる伝送線路を有する。
【００１４】
誘電体１１を挟んで一方の面に設けた信号線１０と、他方の面に設けたグランドプレーン１２と、信号線１０と対向するグランドプレーン１２の領域に設けたスリット１３とから構成される伝送線路の特性インピーダンスＺ０は、信号線１０の幅Ｗおよび厚さＴと、誘電体１１の厚さＨおよび誘電率と、スリット１３の幅Ｗ１とよって規定される。
【００１５】
一般に、プリント配線基板が薄くなると誘電体１１の厚さＨの値が小さくなり、等価的にキャパシタンスＣが大きくなって特性インピーダンスが下がり、所定の特性インピーダンスＺ０の確保が難しくなるが、本発明に係るスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板１においてはスリット１３の幅Ｗ１を調整してキャパシタンスＣの値を制御し、所定の特性インピーダンスＺ０を確保することができる。
【００１６】
この様に、本発明に係るスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板１は信号線１０と対向するグランドプレーン１２領域に信号線１０に沿って設けたスリット１３の幅Ｗ１を調整することにより、フィルム基板の様に極端に薄いものであっても信号線１０の幅Ｗを変化させることなく（信号線１０の抵抗ＲとインダクタンスＬの変化は少ない）、伝送線路の所定の特性インピーダンスＺ０を確保することができる。
【００１７】
図２は本発明に係る多層配線（図例は３層）におけるスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板２の一実施形態の要部構成図である。
図２において、３層配線におけるスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板２は、信号線２０、第１の誘電体２１、第１のグランドプレーン２２、第１のスリット２３、第２の誘電体２４、第２のグランドプレーン２５、第２のスリット２６とからなる伝送線路を有する。
【００１８】
信号線２０は第１の誘電体２１を挟んで一方の面に設けられ、第１のグランドプレーン２２は第１の誘電体２１の他方の面に設けられ、第１のスリット２３は信号線２０と対向する第１のグランドプレーン２２の領域に信号線２０に沿って設けられる。
第２の誘電体２４は信号線２０を設けた第１の誘電体２１の上層に配され、第２のグランドプレーン２５は信号線２０と接する第２の誘電体２４の他方の面に設けられ、第２のスリット２６は信号線２０と対向する第２のグランドプレーン２５の領域に信号線２０に沿って設けられる。
【００１９】
伝送線路の特性インピーダンスＺ０は、信号線２０の幅Ｗおよび厚さＴと、第１の誘電体２１の厚さＨ１および其の誘電率と、第１のスリット２３の幅Ｗ１と、第２の誘電体２４の厚さＨ２および其の誘電率と、第２のスリット２６の幅Ｗ２とによって規定される。
【００２０】
一般に、プリント配線基板が薄くなると誘電体の厚さ（Ｈ１、Ｈ２）の値が小さくなり、等価的にキャパシタンスＣが大きくなって特性インピーダンスが下がり、所定の特性インピーダンスＺ０の確保が難しくなるが、本発明に係るスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板２においては第１のスリット２３の幅Ｗ１と第２のスリット２６の幅Ｗ２とを調整してキャパシタンスＣの値を制御し、所定の特性インピーダンスＺ０を確保することができる。
【００２１】
この様に、本発明に係るスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板２は信号線１０と対向する第１および第２のグランドプレーン領域に信号線１０に沿って設けたスリット（１３、２６）の幅（Ｗ１、Ｗ２）を調整することにより、フィルム基板の様に極端に薄いものであっても信号線１０の幅Ｗを変化させることなく（信号線１０の抵抗ＲとインダクタンスＬの変化は少ない）、伝送線路の所定の特性インピーダンスＺ０を確保することができる。
【００２２】
図３−１はマイクロストリップ線路とスリット法を用いた伝送線路の比較説明図である。
図３−１の図１Ａと図１Ｂは従来例として示したマイクロストリップ法を用いた配線基板の模式的断面図であり、図１Ｃは本発明に係るスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板の模式的断面図である。
【００２３】
図３−１の図１Ａは、誘電体３１の上面の信号線３０と、誘電体３１の下面にあるグランドプレーン５０とからなるマイクロストリップ線路を示したものである。
図３−１の図１Ｂは、１Ａの誘電体３１に比較して誘電体４０の様に厚さが薄くなりキャパシタンスが大きくなった為に、信号線３０ｂに示す様に幅を小さくしてグランドプレーンとの対向面積を小さくすることによってキャパシタンスを小さくし、マイクロストリップ線路の所定の特性インピーダンスを得る。
信号線３０ｂの様に幅を小さくするとキャパシタンスは小さくなるが、信号線３０ｂの抵抗が増大して伝送損失が増し、伝送品質を悪化させる。
【００２４】
図３−１の図１Ｃは本発明に係るスリット法を用いた伝送線路を示したもので、誘電体４０の上面の信号線３０と対向する誘電体４０の下面のグランドプレーン５２の領域にスリット５３を設けたものである。
この様に誘電体が薄くなってもスリット５３を設けることによってキャパシタンスを小さくすることができ、信号線の幅を変えることなく伝送線路の所定の特性インピーダンスを制御することができる。
【００２５】
図３−２は２層配線におけるスリット法を用いた伝送線路の説明図である。
この図は、図１に示した２層配線におけるスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板１の模式的断面図であり、この図１を用いて誘電体基板の厚さとスリット幅の関係を説明する。
【００２６】
図３−２の図（１Ｂ〜４Ｂ）は図（１Ａ〜４Ａ）に示す誘電体基板の厚さに比較して薄くなった場合の信号線とスリットの関係を示す。
図１Ａは誘電体３１の上面の信号線３０と、誘電体３１の下面にあるグランドプレーン３２の信号線３０と対向する領域に設けられたスリット３３との関係を示す。
スリット３３の幅Ｗａ１は信号線３０の幅より狭く、スリット法を用いた伝送線路の特性インピーダンスをＺ０とする。
【００２７】
図１Ｂは薄くなった誘電体４０の上面にある信号線３０と、誘電体４０の下面にあるグランドプレーン４１の信号線３０と対向する領域に設けられたスリット４２との関係を示す。
図１Ｂにおいて、誘電体４０が薄くなり低くなった伝送線路の特性インピーダンスをＺ０にするためにスリット４２の幅Ｗｂ１は、スリット３３の幅Ｗａ１よりも広く、信号線３０の幅と略等しく調整されていることを示している。
【００２８】
図２Ａはスリット３５の幅Ｗａ２が信号線３０の幅と略等しい場合を示しており、図２Ｂは誘電体４０が薄くなり低くなった伝送線路の特性インピーダンスをＺ０にするためにスリット４３の幅Ｗｂ２をスリット３５の幅Ｗａ２より広くし、信号線３０の幅より広く調整されていることを示している。
【００２９】
図３Ａはスリット３７の幅Ｗａ３が信号線３０の幅より広い場合を示しており、図３Ｂは誘電体４０が薄くなり低くなった伝送線路の特性インピーダンスをＺ０にするためにスリット４５の幅Ｗｂ３をスリット３７の幅Ｗａ３より広く、信号線３０の幅より更に広く調整されていることを示している。
【００３０】
図４Ａと図４Ｂは誘電体３１に複数のスリット法を用いた伝送線路を形成した場合を示したもので、図（１Ａ〜３Ａ）と図（１Ｂ〜３Ｂ）で述べたことと同様に其々の伝送線路の特性インピーダンスが調整される。
【００３１】
図４は伝送線路の等価回路を示したものである。
伝送線路の等価回路は、抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、キャパシタンスＣ、コンダクタンスＸとから構成される。
スリット法を用いた伝送線路の特性インピーダンスＺ０は、この等価回路より下記に示す数式で表せる。
【００３２】
【数１】
Ｚ０＝√（Ｒ＋ｊｗＬ／Ｘ＋ｊｗＣ）
【００３３】
数１より、誘電体が薄くなってキャパシタンスＣの値が大きくなると伝送線路の特性インピーダンスＺ０は小さくなり、本発明に係るスリットの幅を調整してキャパシタンスＣの値を制御することにより、信号線の幅を変化させることなく（抵抗ＲとインダクタンスＬの変化は少ない）、スリット法を用いた伝送線路の特性インピーダンスＺ０を調整することができる。
【００３４】
図５は、本発明に係るスリット法を用いた伝送線路の信号線とグランドプレーンとスリットとの関係を表すパターンを示したものである。
スリット法を用いた伝送線路を図５に示す信号線５５、グランドプレーン５７、スリット５６の様に構成することによって特性インピーダンスＺａとＺｂとＺｃを所定の値に調節して等しくすることができる。
【００３５】
なお、上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
本発明に係るスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板１は、信号線１０と対向するグランドプレーン１２領域に信号線１０に沿って設けたスリット１３の幅Ｗ１を調整することにより、フィルム基板の様に極端に薄いものであっても信号線１０の幅Ｗを変化させることなく（信号線１０の抵抗ＲとインダクタンスＬの変化は少ない）、伝送線路の所定の特性インピーダンスＺ０を確保し、品質の良い信号伝送ができるので、製品品質の向上および経済性の向上が図れる。
【００３７】
また、本発明に係るスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板２は信号線２０と対向する第１および第２のグランドプレーン領域に信号線１０に沿って設けたスリット（２３、２６）の幅（Ｗ１、Ｗ２）を調整することにより、フィルム基板の様に極端に薄いものであっても信号線２０の幅Ｗを変化させることなく（抵抗ＲとインダクタンスＬの変化は少ない）、伝送線路の所定の特性インピーダンスＺ０を制御することができ、柔軟な基板設計を可能とし、且つ品質の良い信号伝送ができるので、製品品質の向上および経済性の向上が図れる。
【００３８】
よって、本発明は、品質が良く、経済性の高いスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る２層配線におけるスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板１の一実施形態の要部構成図である。
【図２】本発明に係る３層配線におけるスリット法を用いた高速信号用プリント配線基板２の一実施形態の要部構成図である。
【図３−１】マイクロストリップ線路とスリット法を用いた伝送線路の比較説明図である。
【図３−２】本発明に係る２層配線のおけるスリット法を用いた伝送線路の説明図である。
【図４】伝送線路の特性インピーダンスＺ０の等価回路である。
【図５】本発明に係るスリット法を用いた伝送線路の信号線とグランドプレーンとスリットとの関係を表すパターンである。
【図６】コプラーナ法を用いたプリント配線基板の要部構成図である。
【図７】マイクロストリップ法を用いたプリント配線基板の要部構成図である。
【図８】マイクロストリップ線路のパターンの模式図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、３８、５５、６０、７０，８０…信号線
１１、３１、４０、６１、７１…誘電体
１２、３２、３４、３６、３９、４１、４２、
４４、４８、５０、５１、５２、５５、５７、
６２，７２、８１　　　　　　　　　　　　…グランドプレーン
１３、３３，３５，３７，４３，４５，４９、５３、５６、６３…スリット
２１…第１の誘電体
２２…第１のグランドプレーン
２３…第１のスリット
２４…第２の誘電体
２５…第２のグランドプレーン
２６…第２のスリット
Ｈ…誘電体の厚み
Ｈ１…第１の誘電体の厚み
Ｈ２…第２の誘電体の厚み
Ｃ…キャパシタンス
Ｌ…インダクタンス
Ｒ…抵抗
Ｔ…信号線の厚み
Ｗ、Ｗａ１，Ｗａ２，Ｗａ３，Ｗｂ１，Ｗｂ２，Ｗｂ３…信号線の幅
Ｗ１…第１の信号線の幅
Ｗ２…第２の信号線の幅
Ｚ０、Ｚａ、Ｚｂ、Ｚｃ…特性インピーダンス。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-speed signal printed wiring board using a slit method suitable for high-speed signal transmission, and in particular, to a high-speed signal using a slit method capable of controlling characteristic impedance while suppressing a change in resistance and inductance of a transmission line to a small value. The present invention relates to a printed wiring board.
[0002]
[Prior art]
As a wiring pattern method for matching the impedance of a transmission line of a printed wiring board for high-speed signals, there are a coplanar method, a microstrip method, a strip method, and the like.
As a conventional example related to the present invention, FIG. 6 is a main part configuration diagram of a printed wiring board using a coplanar method, FIG. 7 is a main part configuration diagram of a printed wiring board using a microstrip method, and FIG. FIG.
[0003]
6, the characteristic impedance of the coplanar line including the signal line 60, the dielectric 61, and the ground plane 62 includes the width W and the thickness T of the signal line 60, the thickness H and the dielectric constant of the dielectric 61, and the slit. 63 is defined by the width S.
The width is adjusted mainly by the width W of the signal line 60 and the width S of the slit 63 so that the characteristic impedance becomes necessary.
[0004]
7, the characteristic impedance of the microstrip line including the signal line 70, the dielectric 71, and the ground plane 72 depends on the width W and the thickness T of the signal line 70 and the thickness H and the dielectric constant of the dielectric 71. Stipulated.
It is adjusted mainly by the width W of the signal line 70 so that the characteristic impedance becomes necessary.
[0005]
FIG. 8 shows a pattern of a conventional microstrip line.
The ground plane 81 facing the signal line 80 has a uniform conductor surface over the entire area of the signal line 80.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional printed wiring boards using the coplanar method are not suitable for slit width because the density of components mounted on the printed wiring board has increased due to the miniaturization of electronic devices, and the printed wiring board has also become smaller and thinner. There is a problem that it is difficult to secure a high impedance.
[0007]
Also, in a printed wiring board using a conventional microstrip method, when the thickness of the printed wiring board becomes thinner, equivalently, the capacitance becomes larger and the characteristic impedance of the microstrip line is lowered. Although a predetermined characteristic impedance is ensured by reducing the capacitance and increasing the inductance, there is a problem that the transmission characteristics deteriorate due to an increase in the DC resistance of the signal line.
[0008]
Furthermore, printed wiring boards using the conventional microstrip method are physically limited even if the width of the signal lines is reduced, even though they are extremely thin, such as a film substrate, and the impedance of the microstrip line is secured. There is a problem that is difficult.
[0009]
In a conventional printed wiring board using the microstrip method, there is also a method of reducing the capacitance by forming a ground plane into a mesh structure or a stitch shape. However, since the mesh structure and the stitch are large with respect to the signal line, the characteristic impedance is reduced. And the transmission characteristics of the microstrip line are deteriorated.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the related art, and an object thereof is to provide a slit in a region of a ground plane opposed to a signal line with a dielectric interposed therebetween, so that the device is small and thin. An object of the present invention is to provide a high-speed signal printed circuit board using a slit method that can control characteristic impedance while suppressing a change in resistance and inductance of a transmission line to a printed circuit board.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the high-speed signal printed wiring board using the slit method according to the present invention, since the slit is provided along the signal line in the region of the ground plane facing the signal line across the dielectric, The characteristic impedance of a small and thin printed wiring board can be controlled without changing the resistance and inductance of the transmission line.
[0012]
Further, a high-speed signal printed wiring board using the slit method according to the present invention includes a first dielectric, a signal line provided on one surface with the first dielectric interposed therebetween, and a ground provided on the other surface. A plane, a second dielectric disposed on an upper layer of the first dielectric on which the signal line is provided, and a ground plane provided on the other surface of the second dielectric, facing the signal line Since the slit is provided in the area of the ground plane provided in the first and second dielectrics, the characteristic impedance can be controlled with a small change in the resistance and inductance of the transmission line for a small and thin printed wiring board.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of an embodiment of a high-speed signal printed wiring board 1 using a slit method in a two-layer wiring according to the present invention.
In FIG. 1, a high-speed signal printed wiring board 1 using a slit method in two-layer wiring has a transmission line including a signal line 10, a plate-shaped dielectric 11, a ground plane 12, and a slit 13.
[0014]
A transmission composed of a signal line 10 provided on one surface with a dielectric 11 interposed therebetween, a ground plane 12 provided on the other surface, and a slit 13 provided in a region of the ground plane 12 facing the signal line 10. The characteristic impedance Z0 of the line is defined by the width W and thickness T of the signal line 10, the thickness H and dielectric constant of the dielectric 11, and the width W1 of the slit 13.
[0015]
In general, as the thickness of the printed wiring board becomes thinner, the value of the thickness H of the dielectric 11 becomes smaller, the capacitance C becomes equivalently larger, the characteristic impedance decreases, and it becomes difficult to secure a predetermined characteristic impedance Z0. In the high-speed signal printed wiring board 1 using such a slit method, the value of the capacitance C can be controlled by adjusting the width W1 of the slit 13 and a predetermined characteristic impedance Z0 can be secured.
[0016]
As described above, the printed wiring board 1 for high-speed signal using the slit method according to the present invention can adjust the width W1 of the slit 13 provided along the signal line 10 in the area of the ground plane 12 facing the signal line 10. Even when the transmission line is extremely thin like a film substrate, the predetermined characteristic impedance Z0 of the transmission line can be changed without changing the width W of the signal line 10 (the change in the resistance R and the inductance L of the signal line 10 is small). Can be secured.
[0017]
FIG. 2 is a main part configuration diagram of one embodiment of a high-speed signal printed wiring board 2 using a slit method in a multilayer wiring (three layers in the figure) according to the present invention.
In FIG. 2, a high-speed signal printed wiring board 2 using a slit method in three-layer wiring includes a signal line 20, a first dielectric 21, a first ground plane 22, a first slit 23, and a second dielectric. The transmission line includes a body 24, a second ground plane 25, and a second slit 26.
[0018]
The signal line 20 is provided on one surface with the first dielectric 21 interposed therebetween, the first ground plane 22 is provided on the other surface of the first dielectric 21, and the first slit 23 is provided on the signal line 20. Are provided along the signal line 20 in a region of the first ground plane 22 opposite to the first ground plane 22.
The second dielectric 24 is provided on the first dielectric 21 on which the signal line 20 is provided, and the second ground plane 25 is provided on the other surface of the second dielectric 24 in contact with the signal line 20. The second slit 26 is provided along the signal line 20 in a region of the second ground plane 25 facing the signal line 20.
[0019]
The characteristic impedance Z0 of the transmission line includes the width W and thickness T of the signal line 20, the thickness H1 and the dielectric constant of the first dielectric 21, the width W1 of the first slit 23, and the second It is defined by the thickness H2 of the dielectric 24 and its dielectric constant, and the width W2 of the second slit 26.
[0020]
In general, when the thickness of the printed wiring board is reduced, the value of the thickness (H1, H2) of the dielectric material is reduced, the capacitance C is equivalently increased, the characteristic impedance is reduced, and it is difficult to secure a predetermined characteristic impedance Z0. In the printed wiring board 2 for high-speed signals using the slit method according to the present invention, the value of the capacitance C is controlled by adjusting the width W1 of the first slit 23 and the width W2 of the second slit 26, and The characteristic impedance Z0 can be secured.
[0021]
As described above, the printed wiring board 2 for high-speed signal using the slit method according to the present invention has slits (13, 26) provided along the signal line 10 in the first and second ground plane regions facing the signal line 10. ) Can be adjusted without changing the width W of the signal line 10 (the change in the resistance R and the inductance L of the signal line 10) even if the width is extremely thin like a film substrate. Is small), and a predetermined characteristic impedance Z0 of the transmission line can be secured.
[0022]
FIG. 3-1 is a comparative explanatory diagram of a microstrip line and a transmission line using a slit method.
FIGS. 1A and 1B are schematic cross-sectional views of a wiring board using a microstrip method shown as a conventional example, and FIG. 1C is a printed wiring board for high-speed signals using a slit method according to the present invention. FIG. 3 is a schematic sectional view of FIG.
[0023]
FIG. 1A of FIG. 3A shows a microstrip line including a signal line 30 on an upper surface of a dielectric 31 and a ground plane 50 on a lower surface of the dielectric 31.
FIG. 1B of FIG. 3A shows that the width is reduced as shown by the signal line 30b because the thickness is reduced and the capacitance is increased like the dielectric 40 as compared with the dielectric 31 of 1A. The capacitance is reduced by reducing the area facing the plane, and a predetermined characteristic impedance of the microstrip line is obtained.
When the width is reduced like the signal line 30b, the capacitance is reduced, but the resistance of the signal line 30b is increased, transmission loss is increased, and transmission quality is deteriorated.
[0024]
FIG. 1C of FIG. 3A shows a transmission line using the slit method according to the present invention, and a slit is formed in a region of a ground plane 52 on the lower surface of the dielectric 40 facing the signal line 30 on the upper surface of the dielectric 40. 53 are provided.
Thus, even if the dielectric material becomes thin, the provision of the slit 53 makes it possible to reduce the capacitance and control the predetermined characteristic impedance of the transmission line without changing the width of the signal line.
[0025]
FIG. 3-2 is an explanatory diagram of a transmission line using a slit method in two-layer wiring.
This figure is a schematic cross-sectional view of a high-speed signal printed wiring board 1 using the slit method in the two-layer wiring shown in FIG. 1, and the relationship between the thickness of the dielectric substrate and the slit width will be described with reference to FIG. explain.
[0026]
FIGS. 3A to 3C show the relationship between the signal lines and the slits when the thickness is smaller than the thickness of the dielectric substrate shown in FIGS. 1A to 4A.
FIG. 1A shows a relationship between a signal line 30 on the upper surface of the dielectric 31 and a slit 33 provided in a region of the ground plane 32 on the lower surface of the dielectric 31 facing the signal line 30.
The width Wa1 of the slit 33 is smaller than the width of the signal line 30, and the characteristic impedance of the transmission line using the slit method is Z0.
[0027]
FIG. 1B shows a relationship between the signal line 30 on the upper surface of the thinned dielectric 40 and the slit 42 provided in a region of the ground plane 41 on the lower surface of the dielectric 40 facing the signal line 30.
In FIG. 1B, the width Wb1 of the slit 42 is larger than the width Wa1 of the slit 33 and is adjusted to be substantially equal to the width of the signal line 30 in order to set the characteristic impedance of the transmission line, which is thinned and lowered, to Z0. It indicates that.
[0028]
FIG. 2A shows a case where the width Wa2 of the slit 35 is substantially equal to the width of the signal line 30, and FIG. 2B shows the width of the slit 43 in order to set the characteristic impedance of the transmission line in which the dielectric 40 becomes thin and low to Z0. It is shown that Wb2 is wider than the width Wa2 of the slit 35, and is adjusted to be wider than the width of the signal line 30.
[0029]
3A shows a case where the width Wa3 of the slit 37 is wider than the width of the signal line 30, and FIG. 3B shows a case where the width Wb3 of the slit 45 is set so that the characteristic impedance of the transmission line whose dielectric 40 becomes thinner and becomes lower is Z0. Is wider than the width Wa3 of the slit 37 and is wider than the width of the signal line 30.
[0030]
FIGS. 4A and 4B show a case where a transmission line using a plurality of slit methods is formed in the dielectric material 31. As shown in FIGS. 1A to 3A and FIGS. 1B to 3B, FIG. The characteristic impedance of each transmission line is adjusted.
[0031]
FIG. 4 shows an equivalent circuit of the transmission line.
The equivalent circuit of the transmission line includes a resistance R, an inductance L, a capacitance C, and a conductance X.
The characteristic impedance Z0 of the transmission line using the slit method can be expressed by the following equation from this equivalent circuit.
[0032]
(Equation 1)
Z0 = √ (R + jwL / X + jwC)
[0033]
According to Equation 1, when the dielectric becomes thin and the value of the capacitance C increases, the characteristic impedance Z0 of the transmission line decreases, and by controlling the value of the capacitance C by adjusting the width of the slit according to the present invention, Of the transmission line using the slit method can be adjusted without changing the width of the transmission line (the change in the resistance R and the inductance L is small).
[0034]
FIG. 5 shows a pattern representing a relationship between a signal line of a transmission line, a ground plane, and a slit using the slit method according to the present invention.
By configuring the transmission line using the slit method like the signal line 55, the ground plane 57, and the slit 56 shown in FIG. 5, the characteristic impedances Za, Zb, and Zc can be adjusted to predetermined values to be equal.
[0035]
The above embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment.
[0036]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects by the above configuration.
The printed wiring board 1 for high-speed signal using the slit method according to the present invention is a film substrate by adjusting the width W1 of the slit 13 provided along the signal line 10 in the area of the ground plane 12 facing the signal line 10. Even when the transmission line is extremely thin, the predetermined characteristic impedance Z0 of the transmission line is secured without changing the width W of the signal line 10 (the change in the resistance R and the inductance L of the signal line 10 is small), Since high-quality signal transmission can be performed, it is possible to improve product quality and economic efficiency.
[0037]
In addition, the high-speed signal printed wiring board 2 using the slit method according to the present invention has slits (23, 26) provided along the signal lines 10 in the first and second ground plane regions facing the signal lines 20. By adjusting the widths (W1, W2), the transmission line can be formed without changing the width W of the signal line 20 (the resistance R and the inductance L are small) even if it is extremely thin like a film substrate. Can be controlled, a flexible board design is possible, and high-quality signal transmission can be performed, so that the product quality and the economic efficiency can be improved.
[0038]
Therefore, the present invention can provide a high-speed signal printed wiring board using a slit method with good quality and high cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a main part configuration diagram of one embodiment of a high-speed signal printed wiring board 1 using a slit method in a two-layer wiring according to the present invention.
FIG. 2 is a main part configuration diagram of one embodiment of a high-speed signal printed wiring board 2 using a slit method in three-layer wiring according to the present invention.
FIG. 3-1 is a comparative explanatory diagram of a microstrip line and a transmission line using a slit method.
FIG. 3-2 is an explanatory diagram of a transmission line using a slit method in a two-layer wiring according to the present invention.
FIG. 4 is an equivalent circuit of a characteristic impedance Z0 of a transmission line.
FIG. 5 is a pattern showing a relationship between a signal line of a transmission line, a ground plane, and a slit using the slit method according to the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of a printed wiring board using a coplanar method.
FIG. 7 is a configuration diagram of a main part of a printed wiring board using a microstrip method.
FIG. 8 is a schematic diagram of a pattern of a microstrip line.
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 38, 55, 60, 70, 80 ... signal lines 11, 31, 40, 61, 71 ... dielectrics 12, 32, 34, 36, 39, 41, 42,
44, 48, 50, 51, 52, 55, 57,
62, 72, 81 ... ground planes 13, 33, 35, 37, 43, 45, 49, 53, 56, 63 ... slits 21 ... first dielectric 22 ... first ground plane 23 ... first slits 24 ... second dielectric 25 ... second ground plane 26 ... second slit H ... dielectric thickness H1 ... first dielectric thickness H2 ... second dielectric thickness C ... capacitance L ... inductance R ... Resistance T ... Thickness W of signal lines, Wa1, Wa2, Wa3, Wb1, Wb2, Wb3 ... Width W1 of signal lines ... Width W2 of first signal lines ... Zc: characteristic impedance.

Claims

A high-speed signal printed wiring board using a slit method comprising a plate-shaped dielectric and a signal line provided on one surface and a ground plane provided on the other surface sandwiching the dielectric,
A high-speed signal printed wiring board using a slit method, wherein a slit is provided in the ground plane region facing the signal line.

A plate-shaped first dielectric, a signal line provided on one surface and a first ground plane provided on the other surface with the first dielectric interposed therebetween, and a first ground plane provided with the signal line. A second dielectric having a flat plate shape disposed on an upper layer of the first dielectric and a second ground plane provided on the other surface of the second dielectric having one surface in contact with a signal line; In the printed wiring board for high-speed signals using the slit method,
A first slit is provided in a first ground plane region facing the signal line, and a second slit is further provided in a second ground plane region facing the signal line. Printed circuit board for high-speed signals.

3. The printed circuit board according to claim 1, wherein a width of the slit is equal to or less than a width of the signal line.

3. The printed circuit board according to claim 1, wherein a width of the slit is greater than a width of the signal line.