JP2004265929A - 高周波多層プリント基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】互いにシールド効果を必要とする複数の高周波回路を持った機器に対して、安価で且つ確実にシールドを行うことができる高周波多層プリント基板を提供する。
【解決手段】側面に金属膜が形成された穴を有する中間部プリント基板3と、一方の面がアースパターンで囲まれた高周波回路1を実装しつつ他方の面をアースパターンとした下部プリント基板4と、高周波回路1との間にシールドを必要とする他の高周波回路2を一方の表面に実装しつつ他方の面をアースパターンとした上部プリント基板5とを有し、上部プリント基板5に実装された高周波回路2と、下部プリント基板4に実装された高周波回路1とが上下互い違いに隣接することとなることにより、確実にシールドさせることができるものである。
【選択図】 図1
【解決手段】側面に金属膜が形成された穴を有する中間部プリント基板3と、一方の面がアースパターンで囲まれた高周波回路1を実装しつつ他方の面をアースパターンとした下部プリント基板4と、高周波回路1との間にシールドを必要とする他の高周波回路2を一方の表面に実装しつつ他方の面をアースパターンとした上部プリント基板5とを有し、上部プリント基板5に実装された高周波回路2と、下部プリント基板4に実装された高周波回路1とが上下互い違いに隣接することとなることにより、確実にシールドさせることができるものである。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機器や電子機器に用いられる高周波多層プリント基板に関し、特に、シールドを必要とする複数の高周波回路が搭載される高周波多層プリント基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、1つのプリント基板上にシールドを必要とする複数の高周波回路を搭載する場合、それぞれの高周波回路の基板パターン周囲にアースパターンを形成し、それぞれの高周波回路の周囲にスルーホールを設けプリント基板の誘電体の厚み方向にシールド壁を形成し、それぞれの高周波回路を電気的にアースパターンと接続されたシールドケースで覆う構造とされていた。
【0003】
このような一般的なシールド構造として、図6(a)に示すようなものが挙げられる。かかるシールド構造のプリント基板101には高周波回路102と高周波回路103とが搭載されており、互いに悪影響を及ぼさないように、それら上部がシールドケース104、シールドケース105にて個別に覆われている。
【0004】
更に、高周波回路102と高周波回路103とは、その周囲が部品面アースパターン106で囲まれているとともに、シールドケース104、シールドケース105はロウ付けやはんだ付け等により部品面アースパターン106に接続されている。この部品面アースパターン106は高周波回路102及び高周波回路103の周囲に設けられた複数のスルーホール107により裏面アースパターン108に接続されている。同時に、かかるスルーホール107は、プリント基板101の誘電体の厚み方向にシールド壁を形成している。
【0005】
また、同図(b)に示すように、スルーホール107はシールドケース104の内部に搭載された高周波回路102と、シールドケース105の内部に搭載された高周波回路103の周囲を囲うように設けられている。従って、スルーホール107の間隔を狭くすれば、高い周波数に亘って高周波回路102と高周波回路103との間にシールド効果を期待することができる。
【0006】
一方、機器の高速化や高周波化に対応するため、高周波回路の周囲をその少なくとも一部の領域を除いてプリント基板を貫通する長溝で囲み、この長溝の壁面にメッキ等により金属膜を形成し、この金属膜をアースパターンに接続して、効果的なシールドを構成する技術が提案されている(例えば特許文献1にて開示)。また、機器の小型軽量化やコストダウンを実現するため、多層プリント基板を用いて高周波シールド構造を形成する技術が提案されている(例えば特許文献2にて開示)。
【0007】
【特許文献1】
特開平10−335882号公報
【特許文献2】
実開平5−79995号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシールド構造においては、機器の小型化のため、お互いにシールド効果を必要とする複数の高周波回路を密接して配置する場合に、回路における周波数が高くなったり、回路の動作が高速になるほど、互いに影響を与える信号の波長が短くなり、ごく僅かな隙間でも信号が通ってしまうという不具合があった。
【0009】
このため、前記したように密接したお互いにシールドが必要な高周波回路間に配置するスルーホールの間隔を狭くしたり、更には高周波回路間に長溝を空け、その長溝の壁面に金属膜を形成し、これをアースパターンとすることで対策していたが、機器の小型化という点で考えると、スルーホールや長溝を設けた箇所には回路部品や回路パターンを配置することができず、回路パターンの引き回しの自由度を損なうという問題があった。
【0010】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、互いにシールド効果を必要とする複数の高周波回路を持った機器に対して、安価で且つ確実にシールドを行うことができる高周波多層プリント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】
請求項1記載の発明は、シールドを必要とする複数の高周波回路を搭載するプリント回路基板において、高周波回路が配置される位置にそれぞれ穴が空けられ、この穴の側面に金属膜が形成された中間部プリント基板と、一方の表面にその周囲をアースパターンで囲まれた高周波回路を実装し、他方の面をアースパターンとした下部プリント基板と、前記高周波回路との間にシールドを必要とする他の高周波回路を一方の表面に実装し、その周囲にアースパターンを形成し、他方の面をアースパターンとした上部プリント基板とを有し、前記下部プリント基板に実装された高周波回路と前記上部プリント基板に実装された高周波回路とを隣接させつつこれら下部プリント基板及び上部プリント基板が前記中間部プリント基板を挟んだ状態で重ね合わされており、前記下部プリント基板に実装された高周波回路と向かい合う上部プリント基板の表面が当該上部プリント基板のアースパターンとなっているとともに、上部プリント基板に実装された高周波回路と向かい合う下部プリント基板の表面が当該下部プリント基板のアースパターンとなっており、且つ、前記下部プリント基板のアースパターン、中間部プリント基板の穴側面の金属膜、及び上部プリント基板のアースパターンが電気的に接続されることで、それぞれの高周波回路がシールドされることを特徴とする。
【0012】
かかる構成によれば、複数の高周波回路がそれぞれアースパターン及び金属膜にてシールドされるとともに、上部プリント基板に実装された高周波回路と、下部プリント基板に実装された高周波回路とが上下互い違いに隣接することとなる。
【0013】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の高周波多層プリント回路基板において、前記中間部プリント基板の穴側面の金属膜と、前記下部プリント基板のアースパターンと、前記上部プリント基板のアースパターンの少なくとも1箇所が電気的に切り離され、その切り離された部位に、前記下部プリント基板に実装された高周波回路又は前記上部プリント基板に実装された高周波回路の入出力パターンが形成されたことを特徴とする。
【0014】
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の高周波多層プリント基板において、前記中間部プリント基板、下部プリント基板、及び上部プリント基板のうちの少なくとも一つが内層を有して多層構造となっていることを特徴とする。
【0015】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の高周波多層プリント基板において、前記上部プリント基板又は下部プリント基板に実装された高周波回路と反対の面のアースパターンを、当該上部プリント基板又は下部プリント基板の内層に設けたことを特徴とする。
【0016】
請求項5記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の高周波多層プリント基板において、前記下部プリント基板と中間部プリント基板とによって形成されるシールド空間と、上部プリント基板と中間部プリント基板とによって形成されるシールド空間の少なくとも1つに、ガス抜き用の孔を設けたことを特徴とする。
【0017】
請求項6記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の高周波多層プリント基板において、前記中間部プリント基板、上部プリント基板、及び下部プリント基板のいずれかの少なくとも一つを個別に製作し、これらの基板をロウ付け、ネジ止め、接着剤等の手段により多層構造としたことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
本発明の第1実施形態に係る高周波多層プリント基板は、図1及び図2に示すように、上部プリント基板5、下部プリント基板4及び中間部プリント基板3から主に構成されており、互いにシールドを必要とする高周波回路1が、その周囲をアースパターン6により囲まれつつ下部プリント基板4に実装されている。下部プリント基板4の反対面にはスルーホール7によりアースパターン6と電気的に接続されたアースパターン8が形成されている。
【0019】
一方、互いにシールドを必要とする高周波回路2は、その周囲をアースパターン10により囲まれつつ上部プリント基板5に実装されている。上部プリント基板5の反対面には、下部プリント基板4と同様、スルーホール11によりアースパターン10と電気的に接続されたアースパターン12が形成されている。
【0020】
中間部プリント基板3は、その上下面が上部プリント基板5及び下部プリント基板4により挟まれて高周波多層プリント基板の一部を構成するもので、高周波回路1及び高周波回路2の実装位置にそれぞれ穴14、15が設けられている。即ち、上部プリント基板5、中間部プリント基板3及び下部プリント基板4を重ね合わせると、実装した高周波回路1と高周波回路2とが中間部プリント基板3を介して隣接するよう構成されているのである。
【0021】
更に、穴14の側面(壁面)には、メッキ等の手段により金属膜16が形成されているとともに、上部プリント基板5における高周波回路1の上方に位置する部分にはアースパターン13が形成されており、3つのプリント基板が積層状態にてアースパターン13、金属膜16、及びアースパターン6が電気的に接続されるよう構成されている。
【0022】
同様に、穴15の側面(壁面)には、メッキ等の手段により金属膜17が形成されているとともに、下部プリント基板4における高周波回路2の下方に位置する部分にはアースパターン9が形成されており、3つのプリント基板が積層状態にてアースパターン9、金属膜17及びアースパターン10が電気的に接続されるよう構成されている。
【0023】
このようなプリント基板の構成により、高周波回路1はアースパターン13、金属膜16、アースパターン6、スルーホール7及びアースパターン8によりシールドされる一方、高周波回路2はアースパターン9、金属膜17、アースパターン10、スルーホール11及びアースパターン12によりシールドされることとなる。
【0024】
高周波回路1から漏れ出た信号は、スルーホール7間の隙間を通過し、下部プリント基板4、中間部プリント基板3、上部プリント基板5を通ってスルーホール11間の隙間を通過し、高周波回路2にかぶっていく一方、高周波回路2から漏れ出た信号は、前述とは反対の経路を通過して高周波回路1にかぶっていく。従って、本実施形態の如く、上部プリント基板5に実装された高周波回路2と、下部プリント基板4に実装された高周波回路1とが上下互い違いに隣接することとなり、高周波回路1と高周波回路2を同じ基板上に実装した場合と比較して、強いシールド効果を期待することができる。また、スルーホール7やスルーホール11の配置間隔を広くした場合の影響も、高周波回路1と高周波回路2を同じ基板上に実装した場合と比較して小さくなる
【0025】
更に、本実施形態においては、図2に示すように、高周波回路1の入出力パターン18が下部プリント基板4の表面に形成されている。そして、高周波回路1の周囲を囲むアースパターン6と、穴14をシールドする金属膜16には入出力パターン18のアースへのショートを回避するためのスリットが設けられている。かかる構成によれば、アースパターン6及び金属膜16に設けたスリット幅を極めて狭く形成できるため、高周波回路1に対するシールド効果にほとんど影響を与えることなく入出力信号のやり取りをおこなうことができる。
【0026】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。尚、上記実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すこととし、その詳細な説明を省略することとした。本実施形態に係る高周波多層プリント基板は、上記第1の実施形態における中間部プリント基板3、上部プリント基板5及び下部プリント基板4を、図3に示すように、それぞれ内層パターン19を有した中間部多層プリント基板22、内層パターン20を有した上部多層プリント基板24及び内層パターン21を有した下部多層プリント基板23に置き換えたものである。このような構成により、第1の実施形態と同様、高周波回路1と高周波回路2との間に強いシールド効果が期待できるとともに、各プリント基板を多層化したことにより小型化も期待できる。
【0027】
尚、本実施形態においては、各プリント基板を全て多層化した場合について説明したが、上記プリント基板のうち少なくとも一つのプリント基板が多層化されていれば、上記小型化の効果が期待できる。
【0028】
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。尚、上記実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すこととし、その詳細な説明を省略することとした。本実施形態に係る高周波多層プリント基板は、図4に示すように、上述した第1の実施形態と同様の中間部プリント基板3及び上部プリント基板5と、内層パターン25を有した下部多層プリント基板26とで構成されたものである。
【0029】
かかる下部多層プリント基板26の内層パターン25の一部には、内層アースパターン28が形成されており、アースパターン6から当該内層アースパターン28までスルーホール27が延設されているとともに、内層アースパターン28、スルーホール27、アースパターン6、金属膜16及びアースパターン13が電気的に接続されるよう構成されている。
【0030】
これにより、本実施形態における高周波回路1は、内層アースパターン28と、スルーホール27と、アースパターン6と、金属膜16と、アースパターン13とによりシールドされることとなる。従って、内層アースパターン28を活用することにより、これと連結させるべきスルーホール27の長さを短くすることができる。また、スルーホール27間の隙間が狭くなるので、第1の実施形態に係るものに比べ、高周波回路1と高周波回路2との間により強いシールド効果を期待することができる。
【0031】
尚、本実施形態では、スルーホール27はアースパターン6から内層アースパターン28までの間にのみ形成されているが、スルーホール27が下部多層プリント基板26を貫通するように形成しても問題はない。また、同図においては、下部プリント基板を多層構造とし、上部プリント基板は内層パターンを有していないものを示しているが、上部プリント基板5も下部多層プリント基板26と同等の構造とすることで更に強いシールド効果を期待するものにできる。
【0032】
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。尚、上記実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すこととし、その詳細な説明を省略することとした。本実施形態に係る高周波多層プリント基板は、図5に示すように、下部プリント基板29を貫通したガス抜き孔30、31が形成されたものである。これらガス抜き孔30、31は、穴14及び15(即ち、高周波回路を収容したシールド空間)と外気とを接続するための孔であり、スルーホールでもノンスルーホールでもよい。
【0033】
本実施形態によれば、温度上昇等により膨張した穴14及び15内部の空気はガス抜き孔30及び31を通じて外気に排出されるので、空気の膨張による多層基板の剥れ、破損といった不具合を回避することができ、これら問題に対する信頼性を高めることができる。
【0034】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下部プリント基板、中間部プリント基板、上部プリント基板をあらかじめ個別に作成しておき、これらの基板を半田等の手段によるロウ付けや、ネジ止めや、接着剤等の手段により貼り合わせて多層構造としてもよい。このとき使用する接着剤は各基板のアースパターンの導通をとるために、導電性のものが望ましい。各基板を個別に製作することで、用途に応じて異なった材質のプリント基板材料を組み合わせたり、或いは複雑な形状のシールド空間を形成することが容易となる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、互いにシールド効果を必要とする複数の高周波回路を持った機器に対して、隣接した位置に配置される互いにシールドが必要な高周波回路を異なる基板面に実装し、上部プリント基板に実装された高周波回路と、下部プリント基板に実装された高周波回路とが上下互い違いに隣接することとなるので、より強いシールド効果が期待できるという効果を有する高周波多層プリント基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る高周波多層プリント基板を示す縦断面図
【図2】同分解斜視図
【図3】本発明の第2の実施形態に係る高周波多層プリント基板を示す縦断面図
【図4】本発明の第3の実施形態に係る高周波多層プリント基板を示す縦断面図
【図5】本発明の第4の実施形態に係る高周波多層プリント基板を示す縦断面図
【図6】(a)従来のシールド構造の例を示す一部断面図
(b)従来のシールド構造の例を示す上面図
【符号の説明】
1,2 高周波回路
3 中間部プリント基板
4 下部プリント基板
5 上部プリント基板
6 アースパターン
7 スルーホール
8 アースパターン
9 アースパターン
10 アースパターン
11 スルーホール
12 アースパターン
13 アースパターン
14、15 穴
16、17 金属膜
18 入出力パターン
19、20、21 内層パターン
22 中間部多層プリント基板
23 下部多層プリント基板
24 上部多層プリント基板
25 内層パターン
26 下部多層プリント基板
27 スルーホール
28 内層アースパターン
29 下部プリント基板
30、31 ガス抜き孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機器や電子機器に用いられる高周波多層プリント基板に関し、特に、シールドを必要とする複数の高周波回路が搭載される高周波多層プリント基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、1つのプリント基板上にシールドを必要とする複数の高周波回路を搭載する場合、それぞれの高周波回路の基板パターン周囲にアースパターンを形成し、それぞれの高周波回路の周囲にスルーホールを設けプリント基板の誘電体の厚み方向にシールド壁を形成し、それぞれの高周波回路を電気的にアースパターンと接続されたシールドケースで覆う構造とされていた。
【0003】
このような一般的なシールド構造として、図6(a)に示すようなものが挙げられる。かかるシールド構造のプリント基板101には高周波回路102と高周波回路103とが搭載されており、互いに悪影響を及ぼさないように、それら上部がシールドケース104、シールドケース105にて個別に覆われている。
【0004】
更に、高周波回路102と高周波回路103とは、その周囲が部品面アースパターン106で囲まれているとともに、シールドケース104、シールドケース105はロウ付けやはんだ付け等により部品面アースパターン106に接続されている。この部品面アースパターン106は高周波回路102及び高周波回路103の周囲に設けられた複数のスルーホール107により裏面アースパターン108に接続されている。同時に、かかるスルーホール107は、プリント基板101の誘電体の厚み方向にシールド壁を形成している。
【0005】
また、同図(b)に示すように、スルーホール107はシールドケース104の内部に搭載された高周波回路102と、シールドケース105の内部に搭載された高周波回路103の周囲を囲うように設けられている。従って、スルーホール107の間隔を狭くすれば、高い周波数に亘って高周波回路102と高周波回路103との間にシールド効果を期待することができる。
【0006】
一方、機器の高速化や高周波化に対応するため、高周波回路の周囲をその少なくとも一部の領域を除いてプリント基板を貫通する長溝で囲み、この長溝の壁面にメッキ等により金属膜を形成し、この金属膜をアースパターンに接続して、効果的なシールドを構成する技術が提案されている(例えば特許文献1にて開示)。また、機器の小型軽量化やコストダウンを実現するため、多層プリント基板を用いて高周波シールド構造を形成する技術が提案されている(例えば特許文献2にて開示)。
【0007】
【特許文献1】
特開平10−335882号公報
【特許文献2】
実開平5−79995号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシールド構造においては、機器の小型化のため、お互いにシールド効果を必要とする複数の高周波回路を密接して配置する場合に、回路における周波数が高くなったり、回路の動作が高速になるほど、互いに影響を与える信号の波長が短くなり、ごく僅かな隙間でも信号が通ってしまうという不具合があった。
【0009】
このため、前記したように密接したお互いにシールドが必要な高周波回路間に配置するスルーホールの間隔を狭くしたり、更には高周波回路間に長溝を空け、その長溝の壁面に金属膜を形成し、これをアースパターンとすることで対策していたが、機器の小型化という点で考えると、スルーホールや長溝を設けた箇所には回路部品や回路パターンを配置することができず、回路パターンの引き回しの自由度を損なうという問題があった。
【0010】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、互いにシールド効果を必要とする複数の高周波回路を持った機器に対して、安価で且つ確実にシールドを行うことができる高周波多層プリント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】
請求項1記載の発明は、シールドを必要とする複数の高周波回路を搭載するプリント回路基板において、高周波回路が配置される位置にそれぞれ穴が空けられ、この穴の側面に金属膜が形成された中間部プリント基板と、一方の表面にその周囲をアースパターンで囲まれた高周波回路を実装し、他方の面をアースパターンとした下部プリント基板と、前記高周波回路との間にシールドを必要とする他の高周波回路を一方の表面に実装し、その周囲にアースパターンを形成し、他方の面をアースパターンとした上部プリント基板とを有し、前記下部プリント基板に実装された高周波回路と前記上部プリント基板に実装された高周波回路とを隣接させつつこれら下部プリント基板及び上部プリント基板が前記中間部プリント基板を挟んだ状態で重ね合わされており、前記下部プリント基板に実装された高周波回路と向かい合う上部プリント基板の表面が当該上部プリント基板のアースパターンとなっているとともに、上部プリント基板に実装された高周波回路と向かい合う下部プリント基板の表面が当該下部プリント基板のアースパターンとなっており、且つ、前記下部プリント基板のアースパターン、中間部プリント基板の穴側面の金属膜、及び上部プリント基板のアースパターンが電気的に接続されることで、それぞれの高周波回路がシールドされることを特徴とする。
【0012】
かかる構成によれば、複数の高周波回路がそれぞれアースパターン及び金属膜にてシールドされるとともに、上部プリント基板に実装された高周波回路と、下部プリント基板に実装された高周波回路とが上下互い違いに隣接することとなる。
【0013】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の高周波多層プリント回路基板において、前記中間部プリント基板の穴側面の金属膜と、前記下部プリント基板のアースパターンと、前記上部プリント基板のアースパターンの少なくとも1箇所が電気的に切り離され、その切り離された部位に、前記下部プリント基板に実装された高周波回路又は前記上部プリント基板に実装された高周波回路の入出力パターンが形成されたことを特徴とする。
【0014】
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の高周波多層プリント基板において、前記中間部プリント基板、下部プリント基板、及び上部プリント基板のうちの少なくとも一つが内層を有して多層構造となっていることを特徴とする。
【0015】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の高周波多層プリント基板において、前記上部プリント基板又は下部プリント基板に実装された高周波回路と反対の面のアースパターンを、当該上部プリント基板又は下部プリント基板の内層に設けたことを特徴とする。
【0016】
請求項5記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の高周波多層プリント基板において、前記下部プリント基板と中間部プリント基板とによって形成されるシールド空間と、上部プリント基板と中間部プリント基板とによって形成されるシールド空間の少なくとも1つに、ガス抜き用の孔を設けたことを特徴とする。
【0017】
請求項6記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の高周波多層プリント基板において、前記中間部プリント基板、上部プリント基板、及び下部プリント基板のいずれかの少なくとも一つを個別に製作し、これらの基板をロウ付け、ネジ止め、接着剤等の手段により多層構造としたことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
本発明の第1実施形態に係る高周波多層プリント基板は、図1及び図2に示すように、上部プリント基板5、下部プリント基板4及び中間部プリント基板3から主に構成されており、互いにシールドを必要とする高周波回路1が、その周囲をアースパターン6により囲まれつつ下部プリント基板4に実装されている。下部プリント基板4の反対面にはスルーホール7によりアースパターン6と電気的に接続されたアースパターン8が形成されている。
【0019】
一方、互いにシールドを必要とする高周波回路2は、その周囲をアースパターン10により囲まれつつ上部プリント基板5に実装されている。上部プリント基板5の反対面には、下部プリント基板4と同様、スルーホール11によりアースパターン10と電気的に接続されたアースパターン12が形成されている。
【0020】
中間部プリント基板3は、その上下面が上部プリント基板5及び下部プリント基板4により挟まれて高周波多層プリント基板の一部を構成するもので、高周波回路1及び高周波回路2の実装位置にそれぞれ穴14、15が設けられている。即ち、上部プリント基板5、中間部プリント基板3及び下部プリント基板4を重ね合わせると、実装した高周波回路1と高周波回路2とが中間部プリント基板3を介して隣接するよう構成されているのである。
【0021】
更に、穴14の側面(壁面)には、メッキ等の手段により金属膜16が形成されているとともに、上部プリント基板5における高周波回路1の上方に位置する部分にはアースパターン13が形成されており、3つのプリント基板が積層状態にてアースパターン13、金属膜16、及びアースパターン6が電気的に接続されるよう構成されている。
【0022】
同様に、穴15の側面(壁面)には、メッキ等の手段により金属膜17が形成されているとともに、下部プリント基板4における高周波回路2の下方に位置する部分にはアースパターン9が形成されており、3つのプリント基板が積層状態にてアースパターン9、金属膜17及びアースパターン10が電気的に接続されるよう構成されている。
【0023】
このようなプリント基板の構成により、高周波回路1はアースパターン13、金属膜16、アースパターン6、スルーホール7及びアースパターン8によりシールドされる一方、高周波回路2はアースパターン9、金属膜17、アースパターン10、スルーホール11及びアースパターン12によりシールドされることとなる。
【0024】
高周波回路1から漏れ出た信号は、スルーホール7間の隙間を通過し、下部プリント基板4、中間部プリント基板3、上部プリント基板5を通ってスルーホール11間の隙間を通過し、高周波回路2にかぶっていく一方、高周波回路2から漏れ出た信号は、前述とは反対の経路を通過して高周波回路1にかぶっていく。従って、本実施形態の如く、上部プリント基板5に実装された高周波回路2と、下部プリント基板4に実装された高周波回路1とが上下互い違いに隣接することとなり、高周波回路1と高周波回路2を同じ基板上に実装した場合と比較して、強いシールド効果を期待することができる。また、スルーホール7やスルーホール11の配置間隔を広くした場合の影響も、高周波回路1と高周波回路2を同じ基板上に実装した場合と比較して小さくなる
【0025】
更に、本実施形態においては、図2に示すように、高周波回路1の入出力パターン18が下部プリント基板4の表面に形成されている。そして、高周波回路1の周囲を囲むアースパターン6と、穴14をシールドする金属膜16には入出力パターン18のアースへのショートを回避するためのスリットが設けられている。かかる構成によれば、アースパターン6及び金属膜16に設けたスリット幅を極めて狭く形成できるため、高周波回路1に対するシールド効果にほとんど影響を与えることなく入出力信号のやり取りをおこなうことができる。
【0026】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。尚、上記実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すこととし、その詳細な説明を省略することとした。本実施形態に係る高周波多層プリント基板は、上記第1の実施形態における中間部プリント基板3、上部プリント基板5及び下部プリント基板4を、図3に示すように、それぞれ内層パターン19を有した中間部多層プリント基板22、内層パターン20を有した上部多層プリント基板24及び内層パターン21を有した下部多層プリント基板23に置き換えたものである。このような構成により、第1の実施形態と同様、高周波回路1と高周波回路2との間に強いシールド効果が期待できるとともに、各プリント基板を多層化したことにより小型化も期待できる。
【0027】
尚、本実施形態においては、各プリント基板を全て多層化した場合について説明したが、上記プリント基板のうち少なくとも一つのプリント基板が多層化されていれば、上記小型化の効果が期待できる。
【0028】
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。尚、上記実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すこととし、その詳細な説明を省略することとした。本実施形態に係る高周波多層プリント基板は、図4に示すように、上述した第1の実施形態と同様の中間部プリント基板3及び上部プリント基板5と、内層パターン25を有した下部多層プリント基板26とで構成されたものである。
【0029】
かかる下部多層プリント基板26の内層パターン25の一部には、内層アースパターン28が形成されており、アースパターン6から当該内層アースパターン28までスルーホール27が延設されているとともに、内層アースパターン28、スルーホール27、アースパターン6、金属膜16及びアースパターン13が電気的に接続されるよう構成されている。
【0030】
これにより、本実施形態における高周波回路1は、内層アースパターン28と、スルーホール27と、アースパターン6と、金属膜16と、アースパターン13とによりシールドされることとなる。従って、内層アースパターン28を活用することにより、これと連結させるべきスルーホール27の長さを短くすることができる。また、スルーホール27間の隙間が狭くなるので、第1の実施形態に係るものに比べ、高周波回路1と高周波回路2との間により強いシールド効果を期待することができる。
【0031】
尚、本実施形態では、スルーホール27はアースパターン6から内層アースパターン28までの間にのみ形成されているが、スルーホール27が下部多層プリント基板26を貫通するように形成しても問題はない。また、同図においては、下部プリント基板を多層構造とし、上部プリント基板は内層パターンを有していないものを示しているが、上部プリント基板5も下部多層プリント基板26と同等の構造とすることで更に強いシールド効果を期待するものにできる。
【0032】
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。尚、上記実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すこととし、その詳細な説明を省略することとした。本実施形態に係る高周波多層プリント基板は、図5に示すように、下部プリント基板29を貫通したガス抜き孔30、31が形成されたものである。これらガス抜き孔30、31は、穴14及び15(即ち、高周波回路を収容したシールド空間)と外気とを接続するための孔であり、スルーホールでもノンスルーホールでもよい。
【0033】
本実施形態によれば、温度上昇等により膨張した穴14及び15内部の空気はガス抜き孔30及び31を通じて外気に排出されるので、空気の膨張による多層基板の剥れ、破損といった不具合を回避することができ、これら問題に対する信頼性を高めることができる。
【0034】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下部プリント基板、中間部プリント基板、上部プリント基板をあらかじめ個別に作成しておき、これらの基板を半田等の手段によるロウ付けや、ネジ止めや、接着剤等の手段により貼り合わせて多層構造としてもよい。このとき使用する接着剤は各基板のアースパターンの導通をとるために、導電性のものが望ましい。各基板を個別に製作することで、用途に応じて異なった材質のプリント基板材料を組み合わせたり、或いは複雑な形状のシールド空間を形成することが容易となる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、互いにシールド効果を必要とする複数の高周波回路を持った機器に対して、隣接した位置に配置される互いにシールドが必要な高周波回路を異なる基板面に実装し、上部プリント基板に実装された高周波回路と、下部プリント基板に実装された高周波回路とが上下互い違いに隣接することとなるので、より強いシールド効果が期待できるという効果を有する高周波多層プリント基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る高周波多層プリント基板を示す縦断面図
【図2】同分解斜視図
【図3】本発明の第2の実施形態に係る高周波多層プリント基板を示す縦断面図
【図4】本発明の第3の実施形態に係る高周波多層プリント基板を示す縦断面図
【図5】本発明の第4の実施形態に係る高周波多層プリント基板を示す縦断面図
【図6】(a)従来のシールド構造の例を示す一部断面図
(b)従来のシールド構造の例を示す上面図
【符号の説明】
1,2 高周波回路
3 中間部プリント基板
4 下部プリント基板
5 上部プリント基板
6 アースパターン
7 スルーホール
8 アースパターン
9 アースパターン
10 アースパターン
11 スルーホール
12 アースパターン
13 アースパターン
14、15 穴
16、17 金属膜
18 入出力パターン
19、20、21 内層パターン
22 中間部多層プリント基板
23 下部多層プリント基板
24 上部多層プリント基板
25 内層パターン
26 下部多層プリント基板
27 スルーホール
28 内層アースパターン
29 下部プリント基板
30、31 ガス抜き孔
Claims (6)
- シールドを必要とする複数の高周波回路を搭載するプリント回路基板において、高周波回路が配置される位置にそれぞれ穴が空けられ、この穴の側面に金属膜が形成された中間部プリント基板と、一方の表面にその周囲をアースパターンで囲まれた高周波回路を実装し、他方の面をアースパターンとした下部プリント基板と、前記高周波回路との間にシールドを必要とする他の高周波回路を一方の表面に実装し、その周囲にアースパターンを形成し、他方の面をアースパターンとした上部プリント基板とを有し、前記下部プリント基板に実装された高周波回路と前記上部プリント基板に実装された高周波回路とを隣接させつつこれら下部プリント基板及び上部プリント基板が前記中間部プリント基板を挟んだ状態で重ね合わされており、前記下部プリント基板に実装された高周波回路と向かい合う上部プリント基板の表面が当該上部プリント基板のアースパターンとなっているとともに、上部プリント基板に実装された高周波回路と向かい合う下部プリント基板の表面が当該下部プリント基板のアースパターンとなっており、且つ、前記下部プリント基板のアースパターン、中間部プリント基板の穴側面の金属膜、及び上部プリント基板のアースパターンが電気的に接続されることで、それぞれの高周波回路がシールドされることを特徴とする高周波多層プリント基板。
- 前記中間部プリント基板の穴側面の金属膜と、前記下部プリント基板のアースパターンと、前記上部プリント基板のアースパターンの少なくとも1箇所が電気的に切り離され、その切り離された部位に、前記下部プリント基板に実装された高周波回路又は前記上部プリント基板に実装された高周波回路の入出力パターンが形成されたことを特徴とする請求項1記載の高周波多層プリント回路基板。
- 前記中間部プリント基板、下部プリント基板、及び上部プリント基板のうちの少なくとも一つが内層を有して多層構造となっていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の高周波多層プリント基板。
- 前記上部プリント基板又は下部プリント基板に実装された高周波回路と反対の面のアースパターンを、当該上部プリント基板又は下部プリント基板の内層に設けたことを特徴とする請求項3記載の高周波多層プリント基板。
- 前記下部プリント基板と中間部プリント基板とによって形成されるシールド空間と、上部プリント基板と中間部プリント基板とによって形成されるシールド空間の少なくとも1つに、ガス抜き用の孔を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の高周波多層プリント基板。
- 前記中間部プリント基板、上部プリント基板、及び下部プリント基板のいずれかの少なくとも一つを個別に製作し、これらの基板をロウ付け、ネジ止め、接着剤等の手段により多層構造としたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の高周波多層プリント基板。
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