JP2006324451A - 多層回路基板、多層回路基板を用いた電子機器および多層回路基板構成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多層化される配線層間で発生する振動に起因するいわゆる「鳴き現象」を電気的に抑制できるようにする。
【解決手段】電圧変動が発生する配線層とこれに隣接する配線層との一方または両方において、絶縁板に銅箔などの導電材を付着させて設ける導電材配線部を、非導電部分ＮＤを有する所定のパターンで設ける。この所定のパターンは、非導電部分ＮＤを有するパターンであっても、導電材が付着される範囲においては、導電部Ｄが断裂することなく存在し、導電性を維持できるようにする。このようにして、導電材の付着面積を少なくし、隣接する配線層との間で発生する静電力を小さくし、いわゆる「鳴き現象」を防止する。
【選択図】図５

Description

この発明は、小型化、高機能化が要求される種々の電子機器に適用して好適な多層回路基板、これを用いた電子機器および多層回路基板の構成方法に関する。

近年、小型音響機器や携帯電話端末に代表されるようないわゆる携帯型の電子機器においては 高機能化に伴う回路規模増加によって回路基板の多層化が進んでおり 回路基板の層間についても薄型化への要請から狭ピッチへと移行しつつある。そのため、回路内に流れる電流や回路内に流れ込むノイズ、あるいは、電圧の可変状態が発生するなどの影響により、回路内には様々な信号が入り乱れ、特に高電圧系のノイズに至っては磁界や誘電性への影響が現れはじめている。

その影響の１つとして、電子機器の動作時において、その電子機器自体が「ジー」という不必要な音を発生させてしまう場合がある。これは、電源供給時において、電子機器内部にある様々な部品が発生させる振動の総和雑音として現れ、その振動周波数帯が可聴周波数である場合に、部品から伝播された振動が実装基板に共鳴・増幅し人間の耳に明確に聞こえるような雑音となったものである。
このような振動音の発生は、いわゆる「鳴き現象」と呼ばれ、主にスイッチング電源の一次コンデンサ、ＤＣ−ＤＣ（Direct Current to Direct Current）コンバータの平滑用コンデンサ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）のチャージポンプ回路等の比較的負荷変動が大きい用途のコンデンサで発生しやすい。

そして、いわゆる「鳴き現象」を抑制するため、「鳴き現象」を発生させるコンデンサに印加する可変電圧の周波数を変更し、発生する振動の周波数を可聴周波数以上に高くしたり、樹脂封止やテープ止めを施したり、あるいは振動しにくくするための基板固定・部品実装位置の変更等の物理的な抑止によって様々な対策が講じられている。

例えば、後に記す特許文献１には、積層セラミックコンデンサにおける圧電現象により生する音を低減するための技術が開示されている。これは、圧電現象によって生じる振動の振幅がほぼ同じになる積層セラミックコンデンサを、回路基板を挟んでほぼ重なるように配置することにより、発生する振動を打ち消し合うようにするものである。このような技術を用いることによって、発生する振動を抑制し、いわゆる「鳴き現象」を防止するようにすることが行われている。

なお、上記の特許文献１は、以下の通りである。
特開２００３−３１８０５７号公報

ところが、電子機器で発生するいわゆる「鳴き現象」は、負荷変動が大きい用途のコンデンサの振動だけが原因ではない。例えば、多層回路基板を利用した電子機器において、ＲＦ（Radio Frequency）回路縮小化のために高誘電率基板を使用している影響などにより回路基板での層間振動が発生し、これがいわゆる「鳴き現象」の原因になっている場合があると考えられる。

高誘電率基板は、例えば、ガラスクロス材などの絶縁板の両面に、電解銅箔などの導電材を付着させて配線層を設けることにより形成されるものであり、高誘電率、低誘電正接を実現し、いわゆるシールド効果が高められるなどするために小型化が要求される携帯電話端末などに用いて好適なものである。しかし、高誘電率基板を多層化に用いると、高誘電率であるがために、電圧変動が発生する配線層と、これに隣接する配線層とが、電極として作用し、これらに極性の異なる電荷が帯電する。

したがって、電圧変動の発生する配線層と、これに隣接する配線層との間において、電圧変動に応じて引き合ったり、元に戻ったりすることが繰り返されこととなり、振動が生じていわゆる「鳴き現象」を発生させる場合があると考えられる。この場合においても、上述した樹脂封止やテープ止め、あるいは振動しにくくするための基板固定などの方策を講じることによって、いわゆる「鳴き現象」の抑止を期待できる。

しかしながら、上述した基板を固定する種々の方法は、発生する振動自体を電気的に抑止しているのではなく、発生する振動を強制的に抑制しているに過ぎないために、「鳴き現象」を防止するための根本的な対策とならない。逆に、固定対策を行うことによってコストアップに繋がるケースも多いと考えられる。

以上のことにかんがみ、この発明は、多層化される回路基板の配線層間で発生する振動に起因するいわゆる「鳴き現象」を電気的に抑制できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の多層回路基板は、
配線層が２層以上積層されて形成される多層回路基板であって、
電圧変動が発生する配線層と当該電圧変動が発生する配線層に隣接する配線層との一方または両方において、
配線層を形成する導電材配線部を、その配線層範囲における導電性を維持しつつ、非導電部分を有する所定のパターンで設けたことを特徴とする。

この請求項１に記載の発明の多層回路基板によれば、電圧変動が発生する配線層とこれに隣接する配線層との一方または両方について、絶縁板の表面に銅箔などの導電材を付着させて形成する配線層が、非導電部分を有する所定のパターンで設けられる。この所定のパターンは、非導電部分を有するパターンであっても、導電材が付着される範囲においては、導電部が断裂することなく設けられるようにされ、導電性が維持するようにされる。

これにより、電圧変動が発生する配線層と、これに隣接する配線層との間において、これらを構成する導電材配線部の対向する面積を実質的に減らすことができ、相互に及ぼしあう電圧変動の影響を低減して、配線層間で発生する振動を電気的に抑制し、いわゆる「鳴き現象」を発生させないようにすることができるようにされる。

この発明によれば、多層化される配線層間で発生する振動によるプリント基板単体からの振動音を低減できることにより、静音化対策に貢献できる。

基板に付着される導電材配線部のパターン（配線層のパターン）変更だけで、いわゆる「鳴き現象」抑制できる。また、特殊な固定方法や回路の配置変更なども伴わないので、コスト低減にも貢献できると共に、基板層構成および電気仕様が決定済みであり、途中変更が不可能な場合であっても、いわゆる「鳴き現象」を抑制することができる。

以下、図を参照しながら、この発明の一実施の形態について説明する。以下に説明する実施の形態においては、スイッチング電源の一次コンデンサ、ＤＣ−ＤＣコンバータの平滑用コンデンサ、ＬＣＤチャージポンプ回路等の負荷変動が大きい用途のコンデンサを取り外してもなお、いわゆる「鳴き現象」が発生する可能性のある多層回路基板について説明する。

図１は、この実施の形態の多層回路基板の構成例を説明するための図である。図１に示すように、この実施の形態の多層回路基板は、下側から、第１配線層１、第２配線層２、第３配線層３、第４配線層４、第５配線層５、第６配線層６、第７配線層７、第８配線層８を有する８層多層回路基板の例を示している。なお、各配線層間は、絶縁板などからなる絶縁層となっている。また、図１に示したこの実施の形態の８層多層回路基板は、高誘電率、低誘電正接を実現した高誘電率基板が用いられて構成したものである。

この実施の形態の多層回路基板は、図１に示すように、第１配線層１と第２配線層２と第３配線層３とが、スルーホール１０ａ、１０ｂを通じて接続され、第３配線層３と第４配線層４と第５配線層５と第６配線層６とが、スルーホール１０ｃ、１０ｄを通じて接続され、第６配線層６と第７配線層７と第８配線層８とが、スルーホール１０ｅ、１０ｆを通じて接続され、各層間が電気的に接続されている。また、薄型化の要求もあり、第１〜第８の各配線層間の距離（ピッチ）は、できるだけ狭ピッチとなるようにされている。

また、図１に示すように、この実施の形態の多層回路基板においては、第１配線層１は、グランド（接地）層（以下、ＧＮＤ層と略称する。）である。また、第２配線層２には、電源部９が設けられている。この電源部９は、第２配線層２において、電圧変動の発生源となっている。

そして、プリント基板において導通する電極に電圧をかけることにより様々な力が発生する。その中で、隣接する２枚の基板の対向する配線層（電極）間に電圧をかけると、当該２枚の配線層同士が平行平板コンデンサとなり「静電力」が発生し、両配線層（極板）が引き合う現象が発生する。このような状態が、図１に示したこの実施の形態の多層回路基板においても、第１配線層１と第２配線層２との間で発生する。

すなわち、図１に示したこの実施の形態の多層回路基板においては、第２配線層２に電源部９があり、第１配線層１がＧＮＤ層であるので、第２配線層２の電源部９が動作している場合において、第１配線層１と第２配線層２との間に電圧が印加されることになる。しかも、第２配線層２の電源部９は、電圧変動を生じさせるものであり、その電圧変動に応じて第１配線層１と第２配線層２とが引き合うために振動を発生させ、これがいわゆる「鳴り現象」となる場合がある。

図２は、電圧が印加されることになる第１配線層１と第２配線層２との間に働く力について説明するための図であり、図１において点線の円形によって囲んだ部分を拡大して示したものである。すなわち、図２は、互いに引き合うことになる第１配線層１の一部分（第１配線層パターン）とこれと対抗する第２配線層２の電源部９がある部分（第２配線層パターン）とを示したものである。

図２に示すように、第１配線層１と第２配線層２との間の距離を層間距離ｄとし、第１配線層１と第２配線層２との間に印加される電圧を電圧Ｖとし、第１配線層１と第２配線層２との間の誘電率を誘電率εとし、第１配線層１と第２配線層２の対向する面積を面積Ｓとして、図２において矢印で示したように、第１配線層１と第２配線層２とが引き合う力を静電力Ｆで表すと、図３に示す（１）式のように表すことができる。

図３の（１）式から分かるように、第１配線層１と第２配線層２とが引き合う力Ｆは、基板間の層間距離ｄの２乗に反比例し、また、印加される電圧Ｖの２乗に比例する。したがって、配線層間（極板間）の距離ｄ、すなわち、第１配線層１と第２配線層２との間の距離を小さくすればするほど、また、第１配線層１と第２配線層２との間にかける電圧Ｖを大きくすればするほど、静電力Ｆは大きくなる。

図４は、第１配線層１と第２配線層２との間における電圧変動について説明するための図である。図４において、上段の矩形波が電圧変動を生じさせる第２配線層２における電圧変動の状態を示し、下段の直線が第１配線層１、すなわちＧＮＤ層における電圧変動の状態を示している。

図４に示すように、第１配線層１はＧＮＤ層であり電圧変動は生じないが、第２配線層２においては、図４の上段の矩形波によって示したように電圧が周期的に変動するため、両配線層板間には、周期的な電圧変動が生じていることになる。この場合、静電力Ｆの加わる強さは電圧変動α分の変化として現れる。その変化は電圧変動期間中において、相互に引き合う力が強くなったり、弱くなったりするために、配線層の伸縮作用を生み出すことになる。これにより基板内で振動作用を起こし、伸縮周期が可聴範囲（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の場合、「鳴き」として聞こえる。

この現象を回避させる方法として、電圧変動を発生させている配線層において、その電圧Ｖの変動量を抑えることにより、当該電圧変動を発生させている配線層と、これに隣接する配線層との間において発生する、引き合う力である静電力Ｆを２乗比率で減少させることは出来る。しかし、システム上、電圧変動を抑制させることの出来ないことがほとんどであり、現実的でないケースが多い。

また、図３に示した（１）式からも分かるように、層間距離ｄを広くとったり、あるいは、誘電率εの値を小さくしたりするなどの改善方法も考えられる。しかし、層間距離ｄを広くした場合には、多層回路基板の薄型化を阻害してしまう。また、誘電率εの値を小さくしようとしても、これには限界があるし、基板に使用する材料などの問題もあり、柔軟な対応ができない場合が多い。そもそも、実際に「鳴き」の対策を施す時期として基板層構成の最終仕様が決定しているの場合がほとんどであり、変更が不可能なことがほとんどである。

そこで、この実施の形態の多層回路基板においては、電圧変動が発生する配線層と、これに隣接する配線層において、それらの配線層を形成する銅箔などの導電材配線部の対向する面積Ｓ、すなわち、対向する極板の面積Ｓを減少させることによって、電圧変動が発生する配線層と、これに隣接する配線層との間に作用する静電力Ｆを弱め、基板の伸縮作用を減少させることによって、いわゆる「鳴き現象」の発生を電気的に防止するようにしている。

具体的に、この実施の形態の多層回路基板においては、電源部９を有し、電圧変動を発生させている電位層である第２配線層２と、この第２配線層２に隣接して対向する第１配線層（ＧＮＤ層）１との一方または両方において、これらの配線層を絶縁板に銅箔などの導電材を付着させて導電材配線部を設けることにより形成する場合に、導電材を付着させる部分（導電部分）Ｄと付着させない部分（非導電部）ＮＤとを有する所定のパターンで設ける。このようにすることによって、対向する配線層において、静電力Ｆの発生に大きく関与する対向する面の導電材が付着されることにより形成される導電材配線部の面積Ｓ、すなわち電極の面積Ｓを小さくし、静電力Ｆを低下させるようにしている。

図５は、上述したように、静電力Ｆが発生する基板の表面に設ける銅箔などの導電材配線部の付着パターン（導電部パターン）の例を説明するための図である。非導電部を設けるようにして導電材を基板表面に付着させる付着パターンには、メッシュ状（網目状）パターン（図５Ａ）、円状抜きパターン（図５Ｂ）、格子状パターン（図５Ｃ）等がある。

図５Ａは、メッシュパターンの一例を示す図である。図５Ａにおいて、縦方向と横方向とに繰り返し設けられている多数の小さな長方形状の部分が、導電材が付着されていない非導電部ＮＤであり、その他の部分（図５Ａにおいて塗りつぶして示した部分）は導電材が付着された導電部分Ｄである。このように、多数の長方形状の非導電部ＮＤを設けることにより、導電材配線部が形成された導電材の付着範囲（配線層範囲）において、導電材が付着される部分の面積を少なくすることができる。

なお、図５Ａに示したように、このメッシュパターンで導電材が付着された付着範囲内においては、導電材が断裂することなく、その全面において導電性を維持することができるようにしている。すなわち、導電材の付着範囲内においては、導電材は細かく接続するようにされているので、配線を形成して不要部分の導電材を除去する処理を行って、配線部分の導電性を確保できなくなるなどの不都合を生じさせることも無いので、従来からの回路基板と同様に扱うことが可能である。

なお、メッシュパターンは、図５Ａに示したものに限るものではない。非導電部ＮＤを構成する長方形部分の大きさや設ける位置や数などを様々に変えた種々のメッシュパターンを用いるようにすることが可能である。

図５Ｂは、円状抜きパターンの一例を示す図である。図５Ｂにおいて、縦方向と横方向とに繰り返し設けられている多数の小さな円形状の部分が、導電材が付着されていない非導電部ＮＤであり、その他の部分（図５Ｂにおいて塗りつぶして示した部分）は導電材が付着された導電部分Ｄである。

この円状抜きパターンの場合においても、多数の円形状の非導電部ＮＤを設けることにより、導電材配線部が形成された導電材の付着範囲（配線層範囲）において、導電材が付着される部分の面積を少なくすることができると共に、この円状抜きパターンで導電材が付着された付着範囲内においては、導電材が断裂することはなく、導電性が維持するようにされる。

したがって、この図５Ｂに示す円状抜きパターンで導電材を絶縁板に付着させた場合でも、図５Ａに示したメッシュパターンの場合と同様に、導電材の付着範囲内においては、導電材は細かく接続するようにされているので、配線を形成して不要部分の導電材を除去したとしても、配線部分の導電性が確保できなくなるなどの不都合を生じさせることも無い。また、円上抜きパターンの場合には、非導電部ＮＤにおける電磁輻射を、矩形状の非導電部の場合よりも抑制できるという利点もある。

なお、円状抜きパターンは、図５Ｂに示したものに限るものではない。非導電部ＮＤを構成する円形上部分の大きさや設ける位置や数などを様々に変えた種々の円形上パターンを用いるようにすることが可能である。また、非導電部ＮＤを構成する円形上部分は、円形だけでなく、楕円形、半円形、扇形などであってももちろんよい。

図５Ｃは、格子状パターンの一例を示す図である。図５Ｃにおいて、縦方向と横方向とに繰り返し設けられている多数の小さな矩形状の部分が、導電材が付着されていない非導電部ＮＤであり、その他の部分（図５Ｃにおいて塗りつぶして示した部分）は導電材が付着された導電部分Ｄである。

この格子状パターンの場合においても、多数の矩形状の非導電部ＮＤを設けることにより、導電材配線部が形成された導電材の付着範囲（配線層範囲）において、導電材が付着された部分の面積を少なくすることができると共に、この矩形状パターンで導電材が付着された付着範囲内においては、導電材が断裂することはなく、導電性が維持するようにされる。

したがって、この図５Ｃに示す格子状パターンで導電材を絶縁板に付着させた場合でも、図５Ａに示したメッシュパターンの場合と同様に、導電材の付着領域内においては、導電材は細かく接続するようにされているので、配線を形成して不要部分の導電材を除去したとしても、配線部分の導電性が確保できなくなるなどの不都合を生じさせることも無い。

なお、格子状パターンは、図５Ｃに示したものに限るものではない。格子の密度を高めたり低めたりすることはもちろん可能であるし、また、非導電部分ＮＤを所定の正方形や長方形とするために、導電部分を縦と横に直交するように設けることも可能である。

そして、図５Ａ、Ｂ、Ｃに示したような付着パターンで、導電材を絶縁板に付着することにより、配線層の導電材配線部を設けるようにして、導電材が付着された分部の総面積を少なくし、電圧変動が発生する配線層と、これに隣接する配線層とにおいて、導電材配線部を形成するために、その対向する面に付着された導電材の面積を、通常の半分にした場合には、静電力も半分になり、基板の振動量は半分以下に減少していわゆる「鳴き現象」を防止することができる。

なお、図５に示したような所定の付着パターンで銅箔などの導電材を付着させる基板は、電圧変動を発生させている配線層が設けられる基板と、これに隣接して対向する基板との一方または両方である。そして、一方にしか設けない場合には、パターン引き回しを考慮するとＧＮＤ層である第１配線層１に所定のパターンで導電材を付着させるようにしたほうが好ましい。

また、図５Ａ、Ｂ、Ｃに示したように、非導電部分ＮＤを設ける所定のパターンで絶縁板などに導電材を付着させるようにした場合であっても、導電材の付着領域の全体に渡って、導電材を付着させるようにすることができるので、種々の輻射波等が非導電部ＮＤを介して漏れ込んで、基板に形成された回路に対して直接的に影響を及ぼすなどのことも無い。

また、図５に示したような、所定の付着パターンによって導電材を絶縁板などに付着させる方法としては、所定のパターンで導電材をいわゆる印刷処理により付着させたり、非導電部分に遮蔽物を置いておき、導電材を塗付したり、貼付したりすることによって、所定のパターンで導電材を絶縁板に付着させるようにすることができる。また、付着の方法は、融着、蒸着、噴き付け、電解処理などの種々の方法を用いることが可能である。つまり、導電材の絶縁板への付着方法は、目的とする付着パターンで導電材を付着させることが可能な種々の方法を用いることができる。

［変形例］
図６は、電圧変動を発生させる配線層の電圧変動発生部位の一例を説明するための図である。例えば、電圧変動を発生させる第２配線層２において、その配線層の全面で電圧変動の影響が生じている場合は少ない。例えば、図６に示すように、電圧変動を発生させる第２配線層２において、Ｌ字型の電圧変動発生部位ＶＨが示す部分においてのみ、電圧変動の影響が生じており、その他の部分では電圧変動の影響が生じていない場合もある。

このような場合には、電圧変動を発生させる第２配線層２の電圧変動発生部位ＶＨ部分と、この第２配線層２に隣接する第１配線層（ＧＮＤ基板）１において、第２配線層２の電圧変動発生部位ＶＨ部分に対向する電圧変動発生部位対向部ＶＴＨとの一方または両方に、所定パターンで導電材を付着させて導電材配線部を形成するようにしてもよい。

図７は、電圧変動発生部位対向部ＶＴＨに対して、所定のパターンで導電材を絶縁板に付着させる場合の例を説明するための図である。図６に示したように、第２配線層２の電圧変動発生部位ＶＨにおいてのみ、電圧変動が発生し、その影響が生じているとする。

この場合には、図７Ａに示すように、第２配線層２の電圧変動発生部位ＶＨ部分に隣接して対向する第１配線層１の電圧変動発生部位対向部ＶＨＴについてのみ、付着パターンとして図５Ａを用いて説明したメッシュパターンにより導電材を付着させるようにする。 また、第１配線層１の電圧変動発生部位対向部ＶＨＴ以外の部分には、通常と同じように、非導電部を設けることなく一様に導電材を付着させる。

このようにすることによって、電圧変動の影響を受けて、静電力Ｆが生じる部分において、その静電力Ｆの発生を効果的に抑制することができ、いわゆる「鳴き現象」の発生を防止することができる。また、所定のパターンで導電材を設ける部分は、電圧変動が発生する基板の電圧変動発生部位ＶＨと、これに隣接して対向する基板の電圧変動発生部位対向部ＶＨＴとの一方または両方だけであり、その他の部分には、導電材は一様に付着するようにされるので、信号の輻射などの影響が多層回路基板上に形成された回路部分に直接的に及ぶことを効果的に防止することができる。

また、電圧変動が発生する基板の電圧変動発生部位ＶＨと、これに隣接して対向する基板の電圧変動発生部位対向部ＶＨＴとの一方または両方に対する導電材の付着パターンは、図７Ａに示したメッシュパターンに限るものではない。例えば、図７Ｂに示すように、円状抜きパターンを用いることも可能である。また、図５Ｃを用いて説明した格子上パターンを用いることも可能であるし、その他のパターンを用いることも可能である。

なお、上述した実施の形態においては、第２配線層２と第１配線層１との対向する面の一方または両方に、図５に示したような所定のパターンで導電材を設けるものとして説明したが、これに限るものではない。第２配線層２と隣接する第３配線層３の第２配線層２と対向する面に対して、図５に示したような所定のパターンで導電材を設けることにより、第２配線層２と第３配線層３との間で発生する静電力Ｆを低減させ、静電力Ｆによる基板の伸縮を防止して、いわゆる「鳴き現象」を防止することもできる。

また、電子機器のプリント基板は、小型化、高機能化のための高密度実装化に伴い 多層基板化が進んでおり、６層基板や図１に示したような８層基板、また、多いものでは１０層以上の張り合わせによって構成する多層回路基板が実用化されているが、この発明は、多層化される回路基板の数などの制限を受けることなく、種々の多層化回路基板に適用することができる。

特に、８層以上の多層化回路基板の場合には、薄型化は必須であり、電圧変動の発生する配線層とこれに隣接する配線層との間に働く静電力Ｆの影響は大きくなる。このため、この発明によって、静電力Ｆを抑制することは、いわゆる「鳴き現象」を防止する有効な手段であるといえる。すなわち、多層化される配線層数が多くなるほど、この発明は有効である。

［多層回路基板の電子機器への適用例］
そして、上述した実施の形態の多層回路基板は、種々の電子機器に用いることができるものであるが、薄型化、小型化、軽量化の要求の大きい、例えば、携帯電話端末や小型音響機器（携帯音響機器）等に適用して好適なものである。その一例について具体的に説明する。

まず、携帯電話端末への適用例について説明する。図８は、携帯電話端末の基本的な構成の一例を説明するためのブロック図である。図８に示すように、この例の携帯電話端末は、送受信アンテナ１０１、アンテナ共用器１０２、受信回路１０３、ベースバンド処理部１０４、コーデック１０５、受話器（スピーカ）１０６、送話器（マイクロホン）１０７、局発部１０９、制御部１１０、操作部１１１、ＬＣＤ１１２などを備えている。

ここで、制御部１１０は、この例の携帯電話端末の各部を制御するものであり、図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）などがＣＰＵバスを通じて接続されて構成されたマイクロコンピュータの構成とされたものである。

まず、受信系の処理について説明する。アンテナ１０１を通じて受信した受信信号は、アンテナ共用器１０２を通じて受信回路１０３に供給される。受信回路１０３は、帯域制限フィルタ、増幅回路、ミキサ回路等を備え、受信した信号が適正なレベルになるように、必要な帯域制限、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）を行うと共に、局発部１０９からの信号に基づいて、受信信号の周波数を一定の周波数にするなどの処理を行って、処理後の信号をベースバンド処理部１０４に供給する。

ベースバンド処理部１０４は、受信回路１０３からの信号をＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換し、フェージング等の影響除去や、受信した信号の種別判別、デ・インターリーブ、エラー訂正等の各処理を行い、適切な復号処理を行って、音声データとその他の通信データとを分離する。そして、音声データは、コーデック１０５に供給され、その他の通信データである、例えば、各種の制御信号や文字データなどは、制御部１１０に供給される。

コーデック１０５は、ベースバンド処理部１０４からの音声データをＤ／Ａ（Digital/Analog）変換してアナログ音声信号を形成し、これを受話器１０６に供給する。受話器１０６は、コーデック１０５からのアナログ音声信号により駆動され、これに応じた音声を放音する。

一方、ベースバンド処理部１０４から制御部１１０に供給された通信データは、この携帯電話端末用の制御データや文字データなどの場合には、制御部１１０が備える図示しないメモリに一時記憶されて、この携帯電話端末において使用される。また、それ以外の通信データは、例えば、図示しない外部インターフェースを通じて外部機器などに供給することができるようにされる。

次に、図８に示した携帯電話端末の送信系について説明する。送話機１０７によって集音された音声は、アナログ音声信号としてコーデック１０５に供給される。コーデック１０５は、送話器１０７からのアナログ音声信号をＡ／Ｄ変換して、デジタル音声信号に変換し、これをベースバンド処理部１０４に供給する。

ベースバンド処理部１０４は、コーデック１０５からのデジタル音声信号を所定の符号化方式で符号化して圧縮し、所定のブロックにまとめる。また、ベースバンド処理部１０４は、例えば、操作部１１１を通じて入力された文字データに応じたデジタルデータなどを所定のブロックにまとめる。そして、ベースバンド処理部１０４は、圧縮されたデジタル音声信号や制御部１１０からのデジタルデータなどをまとめ、送信回路１０８に供給する。

送信回路１０８は、変調回路やミキサ回路等を備え、ベースバンド処理部１０４からのデジタルデータから変調信号を形成し、この変調信号を所定の送信周波数にするために、変調信号と、局発部１０９からの変換用の信号とを混合して、送信用変調信号を形成する。ここで形成された送信用変調信号は、アンテナ共用器２を経由して送受信アンテナ１０１から送信される。

このような受信系および送信系を備えた携帯電話端末においては、待ち受け受信時においては、制御部１１０は、ベースバンド処理部からの受信信号を観視することにより、自機への着信を検出する。そして、制御部１１０は、自機への着信を検出した時には、制御部１１０に接続された図示しないリンガやバイブレータを制御し、音声や振動によって、着信があることをユーザーに通知する。

そして、携帯電話端末のユーザーが、操作部１１１に設けられているオフフックキーなどを押下操作するなどの所定のオフフック操作を行うことにより、着信に応答した場合には、制御部１１０は、送信系を通じて、接続応答を送出するなどして通信回線を接続し、前述したように、受信系と送信系の動作によって、通話を可能にする。

また、図８に示したこの例の携帯電話端末から発呼する場合には、操作部３２のオフフックキーを押下操作するなどのオフフック操作を行った後、操作部１１０のテンキーなどを通じて、また、予め登録されたアドレス帳データから相手先の電話番号を選択することにより、ダイヤル動作を行うようにする。

これにより、制御部１１０は、発呼要求を形成して送信系を通じて送信することにより、目的とする相手先の電話端末との間に通信回線を接続するようにする。そして、相手先から着信応答が返信されてきて、通信回線の接続を確認すると、前述したように受信系、送信系の動作によって通話が可能になる。

また、この携帯電話端末は、例えば、電話会社が提供するプロバイダ機能を通じてインターネットに接続し、電子メールの送受信を行ったり、必要な情報をダウンロードしてきて利用したりするなどのこともできるようにされている。そして、制御部１１０の制御によって、種々の情報を表示することができるようにするために、制御部１１０にはＬＣＤ１１２が接続されている。

上述したように、基本的な携帯電話端末の機能を備える図８に示した携帯電話端末において、点線で囲んだ部分、すなわち、アンテナ共用器１０２、受信回路１０３、ベースバンド処理１０４、コーデック１０５、送信回路１０８、局発部１０９、制御部１１０が、図１〜図７を用いて説明した、この実施の形態の多層回路基板が適用されて構成された多層回路基板１００である。

そして、近年の携帯電話端末には、カメラ機能、音楽再生機能、行き先案内機能など様々な機能が搭載されるようになってきており、これらの機能を実現するために、多層回路基板の多層化も進み、基板間の間隔も狭められており、いわゆる「鳴き現象」が起きやすい状況になってきている。

しかし、上述もしたように、この実施の形態の多層回路基板の場合には、電圧変動が発生する配線層と、これに隣接する配線層との間において発生する静電力を効果的に低減させることができ、いわゆる「鳴き現象」を防止することができる。したがって、更なる多層化も可能にすることができる。

また、携帯電話端末においては、送受信時のバッテリー電圧変動が発生し、ノイズが可聴帯域で“ジリジリ音”として聞こえるなどの可能性があるが、この発明を適用した多層回路基板を用いることによって、“ジリジリ音”を低減あるいは防止し、静寂環境での通話品質を向上させることができる。

次に、小型音響機器（携帯音響機器）への適用例について説明する。図９は、小型音響機器の基本的な構成の一例を説明するためのブロック図である。図９に示すように、この例の小型音響機器は、制御部２０１、入出力端子２０２、入出力インターフェース（以下、Ｉ／Ｆと略称する。）２０３、楽曲メモリ２０４、デコーダ２０５、音声処理部２０６、アンプ回路２０７、音声出力端子２０８、操作部２１１、ＬＣＤ２１２を備えたものである。

制御部２０１は、この実施の形態の小型音響機器の各部を制御するものであり、図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリなどを備えたものである。楽曲メモリ２０４は、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリであり、５１２メガバイトから１ギガバイト程度、あるいはそれ以上の比較的に大きな記憶容量を有するものであり、３分から５分程度の楽曲データであれば、データ圧縮した状態で、数百曲から数千曲を記憶保持することができるものである。

この楽曲メモリ２０４には、入出力端子２０２に接続されるパーソナルコンピュータなどの外部機器から提供され、Ｉ／Ｆ２０３を通じて受け付けられた楽曲データが制御部２０１を通じて格納するようにされる。また、楽曲メモリ２０４に格納された楽曲データは、制御部２０１によって読み出され、Ｉ／Ｆ２０３、入出力端子２０２を通じて外部機器に送出し、いわゆるバックアップを作成するなどのこともできるようにされている。

そして、制御部２０１は、操作部２１１を通じてユーザーから目的とする楽曲データの再生指示を受け付けると、その指示された楽曲データを楽曲メモリ２０４から読み出し、これをデコーダ２０５に供給する。デコーダ２０５は、制御部２０１からのデータ圧縮されている楽曲データを、そのデータ圧縮方式に従って圧縮解凍処理（圧縮伸長処理）を行って、データ圧縮前の楽曲データを復元し、これを音声処理部２０６に供給する。

音声処理部２０６は、これに供給された楽曲データに対して、制御部２０１からの制御にしたがって、音質調整、Ｄ／Ａ変換処理などの必要な処理を行って、再生用のアナログ音声信号を形成し、これをアンプ回路２０７に供給する。アンプ回路２０７は、音声処理部２０６からのアナログ音声信号を制御部２０１からの制御にしたがって増幅し、これを音声信号の出力端子２０８を通じて、これに接続されたヘッドホン３００に供給するようにする。

これにより、楽曲メモリ２０４に格納されている目的とする楽曲データに応じた音声を、ヘッドホン３００を通じて聴取することができる。なお、ＬＣＤ２１２には、制御部２０１の制御により、種々の操作ガイダンス、動作状態表示、目的とする楽曲データを選択するための楽曲リストなどの種々の表示が行われるものである。

このように、楽曲データの再生機能を備えた図９に示す小型音響機器において、点線で囲んだ部分、すなわち、制御部２０１、楽曲メモリ２０４、Ｉ／Ｆ２０３、デコーダ２０５、音声処理部２０６、アンプ回路２０７などが、図１〜図７を用いて説明した、この実施の形態の多層回路基板が適用されて構成された多層回路基板２００である。

そして、半導体メモリを主記憶媒体として用いる小型音響機器においては、小型化、高機能化が要求されており、更なる薄型化が求められており、いわゆる「鳴き現象」が起きやすい状況になってきている。しかも、音響機器において、いわゆる「鳴き現象」が常時発生していたのでは、気になりやすいし、また、音響機器の信頼感も損なわれる可能性もある。

しかし、上述もしたように、この実施の形態の多層回路基板の場合には、電圧変動が発生する配線層と、これに隣接する配線層との間において発生する静電力を効果的に低減させることができ、いわゆる「鳴き現象」を防止することができる。したがって、更なる薄型化も可能にすることができる。

そして、上述の説明からも明らかなように、例えば、携帯電話端末などの携帯通信端末であって、本体にスピーカまたはレシーバーを有し音響の聴取ができうる装置や、例えば、半導体メモリを記録媒体として用いた小型音響機器などのように、主電源を入れることでファンやモーターなどの動力ノイズを発生することがなく、音響再生以外の部分からは音の発することのない機器に対して、この発明を適用することにより、いわゆる「鳴き現象」を効果的に防止することができる。

また、ＡＣ（交流）電圧が印加されるか、もしくはＤＣ（直流）電圧が定期的に変動を繰り返す状態で印加される場合であって、機器の多層回路基板内に２０Hz〜２０ｋHz以内の周期（可聴帯域）で電圧が印加するようにされる種々の機器に対して、この発明を適用することにより、いわゆる「鳴き現象」を効果的に防止することができる。

また、高誘電性多層基板などを使用し、基板の隣り合う層間に周期的な電圧変動を繰り返し、電圧印加期間中に基板内部から可聴帯域ノイズが発生する種々の機器や、コンデンサ、コイル等の電気部品を除いても、基板単品からノイズが発生する種々の機器に対して、この発明を適用することにより、いわゆる「鳴き現象」を効果的に防止することができる。

この他、半導体メモリを記録媒体として用い、音声の記録再生が可能なＩＣレコーダ、静止画や動画、さらには音声などの記録再生が可能なデジタルカメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などと呼ばれる個人用携帯情報端末、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどを記録媒体として用いた小型音響機器など種々の電子機器にこの発明を適用することができる。

この発明の一実施の形態が適用された多層回路基板の一例を説明するための図である。 図１の多層回路基板において、電圧が印加されることになる第１配線層１と第２配線層２との間に働く力について説明するための図である。 図１の多層回路基板において、電圧が印加されることになる第１配線層１と第２配線層２との間に働く力についての関係式を説明するための図である。 図１の多層回路基板において、第１配線層１と第２配線層２との間における電圧変動について説明するための図である。 静電力Ｆが発生する配線層に設けられる導電材配線部の付着パターンの例を説明するための図である。 電圧変動を発生させる配線層の電圧変動発生部位の一例を説明するための図である。 電圧変動発生部位対向部ＶＴＨに対して、導電材配線部を形成するために所定のパターンで導電材を付着させる場合の例を説明するための図である。 この発明による多層回路基板の一実施の形態が適用される携帯電話端末の基本的な構成の一例を説明するためのブロック図である。 この発明による多層回路基板の一実施の形態が適用される小型音響機器の基本的な構成の一例を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１…第１配線層、２…第２配線層、３…第３配線層、４…第４配線層、５…第５配線層、６…第６配線層、７…第７配線層、８…第８配線層、９…電源部、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ…スルーホール、Ｄ…導電部、ＮＤ…非導電部

Claims (9)

1. 配線層が２層以上積層されて形成される多層回路基板であって、
   電圧変動が発生する配線層と当該電圧変動が発生する配線層に隣接する配線層との一方または両方において、
   配線層を形成する導電材配線部を、その配線層範囲における導電性を維持しつつ、非導電部分を有する所定のパターンで設けたことを特徴とする多層回路基板。
2. 請求項１に記載の多層回路基板であって、
   前記パターンは、メッシュ状であることを特徴とする多層回路基板。
3. 請求項１に記載の多層回路基板であって、
   前記パターンは、多数の円形の非導電部分を設けるものであることを特徴とする多層回路基板。
4. 請求項１に記載の多層回路基板であって、
   前記パターンは、格子状であることを特徴とする多層回路基板。
5. 請求項１に記載の多層回路基板であって、
   前記電圧変動が発生する配線層の電圧変動発生部分と、当該電圧変動が発生する配線層に隣接する配線層において前記電圧変動発生部分と対向する部分との一方または両方において、
   前記導電材配線部を、非導電部分を有する前記所定のパターンで設けたことを特徴とする多層回路基板。
6. 電圧変動が発生する配線層と当該電圧変動が発生する配線層に隣接する配線層との一方または両方において、
   配線層を形成する導電材配線部を、その付着範囲における導電性を維持しつつ、非導電部分を有する所定のパターンで設けた多層回路基板を搭載したことを特徴とする電子機器。
7. 請求項６に記載の電子機器であって、
   送信回路と受信回路とを備え、
   携帯通信端末としての機能を有することを特徴とする電子機器。
8. 請求項６に記載の電子機器であって、
   音声データを記憶保持する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されている前記音声データを再生する再生手段と
   を備え、
   音声再生機器としての機能を有することを特徴とする電子機器。
9. 電圧変動が発生する配線層と当該電圧変動が発生する配線層に対して隣接して重なり合うようにされる配線層との一方または両方に対して、
   配線層を形成する導電材配線部を、その付着範囲における導電性を維持しつつ、非導電部分を有する所定のパターンで設け、
   前記電圧変動が発生する配線層と当該電圧変動が発生する配線層に対して隣接して重なり合うようにされる配線層との少なくとも２つの配線層を所定の間隔をあけて積層し、積層した配線層間にスルーホールを設けて接続して構成する多層回路基板の構成方法。

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