JP2007281004A - 多層配線構造体および多層プリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズ発生源となる回路と電源回路とを高周波的に分離するためのインピーダンス付加パターンを少ない占有面積により構成する。
【解決手段】第１層において接続ターミナル６１、６２間を接続する場合、スルーホール５１、５２、５３を経由して第２層、第３層に配線を設ける。スルーホール５１、５２の位置を接続ターミナル６１、６２を直接接続したライン上からずらすことにより、ほぼ配線１本分の占有面積のままで、４層以上の多層配線プリント基板において同一透視面上に１つの平面上の長さの２倍以上の長さのパターンを配線することが可能となる。よって、平面的な配線によりインピーダンス付加パターンを構成する場合と比較して占有面積を削減することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも２層以上の配線層が絶縁層を介して構成された多層プリント基板等の多層配線構造体に関する。

近年、電子機器の小型化、高密度化が進んでいることにより、これらの電子機器に搭載される多層プリント基板の実装密度も高くなってきている。そのため、ある回路により発生した高周波ノイズにより他の回路が誤動作してしまう等の問題が発生する場合がある。このように、多層プリント基板に実装される電子回路は各種の高周波ノイズを発生するため、このような高周波ノイズの発生をできるだけ抑制することが求められる。

このようなノイズ対策の１つとして、多層プリント基板内の各素子に電源を供給する電源配線とノイズ源となる回路との間を高周波的に分離することにより、ある回路で発生したノイズが電源配線を介して他の回路に回り込まないようにすることが行われている。

従来では、電源配線とノイズ源となる配線とを高周波的に分離するためのインダクタンス素子が用いられる場合もあったが、部品点数を削減して基板占有面積を抑制するために配線パターンにより高周波インピーダンスを高くするためのインピーダンス付加パターン（回路）を構成する方法が各種提案されている。

具体的な方法としては、電源配線とノイズ源となる回路との間に、つづら折り状と交差状の線路パターンにより構成されたインピーダンス付加パターンを設けることが従来技術として提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、別な方法としては、電源層にスパイラル状の配線を設けることによりインダクタ素子を形成して高周波電流ループを抑制する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

しかし、これらのいずれの従来技術においても、インピーダンス付加パターンを構成するための配線により基板内の面積を多大に占有してしまうため、部品の高密度化を阻害してしまうという問題がある。
特開平９−１３９５７３号公報 特開２０００−３２３８４４号公報

上述した従来の技術では、インピーダンス付加パターンを構成するための配線により基板内の面積を多大に占有してしまい、部品の高密度化を阻害してしまうという問題点があった。

本発明の目的は、ノイズ発生源となる回路と電源回路とを高周波的に分離するためのインピーダンス付加パターンを少ない占有面積で構成することを可能にする多層配線構造体を提供することである。

［多層配線構造体］
上記目的を達成するために、本発明の多層配線構造体は、少なくとも２層以上の配線層が絶縁層を介して構成された多層配線構造体であって、
第１の配線層に形成された第１の配線と、
第２の配線層に形成された第２の配線と、
前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する第１のスルーホールと、
前記第２の配線層とは異なる配線層に形成された第３の配線と、
前記第２の配線と前記第３の配線とを接続する第２のスルーホールとを有する。

本発明によれば、ある配線層において素子への接続を行う場合にその配線層のみで接続を行うのではなく、第１の配線層、第２の配線層を介して接続することにより立体的な配線によりインピーダンス付加パターンを構成するようにしているので、平面的にインピーダンス付加パターンを構成した場合と比較して占有面積を少なく抑えることができるという効果を得ることができる。

好ましくは、前記第３の配線が形成された配線層が、第１の配線層である。

好ましくは、前記第１、第２および第３の配線が、透視面上において直線状に形成されている。

また、上記目的を達成するために本発明の他の多層配線構造体は、少なくとも２層以上の配線層が絶縁層を介して構成された多層配線構造体であって、
第１の配線層に形成された第１の配線と、
第２の配線層に形成された第２の配線と、
前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する第１のスルーホールと、
第３の配線層に形成された第３の配線と、
前記第２の配線と前記第３の配線とを接続する第２のスルーホールと、
前記第３の配線層とは異なる配線層に形成された第４の配線と、
前記第３の配線と前記第４の配線とを接続する第３のスルーホールと、を有する。

［多層プリント基板］
また、上記目的を達成するために本実施形態の多層プリント基板は、少なくとも２層以上の配線層が絶縁層を介して構成された多層プリント基板であって、
第１の配線層に形成された第１の配線と、
第２の配線層に形成された第２の配線と、
前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する第１のスルーホールと、
接続しようとする素子と、
前記第２の配線層とは異なる配線層に形成され、前記素子と接続された第３の配線と、
前記第２の配線と前記第３の配線とを接続する第２のスルーホールとを有する。

好ましくは、前記第１の配線は、接続しようとする素子の方向とは異なる方向に設けられている。

また、上記目的を達成するために本発明の他の多層プリント基板は、少なくとも２層以上の配線層が絶縁層を介して構成された多層プリント基板であって、
第１の配線層に形成された第１の配線と、
第２の配線層に形成された第２の配線と、
前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する第１のスルーホールと、
第３の配線層に形成された第３の配線と、
前記第２の配線と前記第３の配線とを接続する第２のスルーホールと、
接続しようとする素子と、
前記第３の配線層とは異なる配線層に形成され、前記素子に接続された第４の配線と、
前記第３の配線と前記第４の配線とを接続する第３のスルーホールとを有する。

好ましくは、前記第１の配線は、電源配線に接続されている。

以上説明したように、本発明によれば、立体的な配線によりインピーダンス付加パターンを構成するようにしているので、平面的にインピーダンス付加パターンを構成した場合と比較して占有面積を少なく抑えることができるという効果を得ることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

[第１の実施形態]
図１は本発明の第１の実施形態の多層配線構造体の構成を示す図である。図１（ａ）は本実施形態の多層配線構造体の上面図であり、図１（ｂ）は断面図である。本実施形態では多層配線構造体として、２層のプリント配線基板を用いた場合について説明する。

本実施形態の多層配線構造体では、電源ライン（電源配線）７とＬＳＩ１０との間にインピーダンス付加パターンを構成することを目的としている。

本実施形態では、電源ライン７からの配線は、先ず、接続しようとする素子であるＬＳＩ１０の方向とは別の方向に設けられた配線と接続される。そして、この配線は、スルーホール３を経由して裏面の配線層に接続され、裏面の配線層ではスルーホール３とスルーホール２との間が接続される。そして、スルーホール２を経由して表面の配線層に接続され、ＬＳＩ１０の電源端子までの配線が構成されている。

本実施形態の多層配線構造体では、配線パターンを基板厚み方向に折り返して立体的に配線することによりノイズ対策用のインピーダンス付加パターンを構成するようにしている。そして、表面と裏面に形成された配線は、透視面上においてほぼ直線状に形成されているため、電源ライン７とＬＳＩ１０の電源端子との間に、平面的な配線によりインピーダンス付加パターンを構成する場合と比較して占有面積を削減することが可能となる。つまり、図１（ａ）を参照するとわかるように、本実施形態によるインピーダンス付加パターンの基板占有面積は、電源ライン７とＬＳＩ１０の電源端子との間を直線的に接続した場合と比較して大幅に大きくはなっていない。

よって、本実施形態によるインピーダンス付加パターンは、平面上でつづら折状の配線パターンやスパイラル状の配線を構成する場合と比較して、少ない占有面積となっていることが分かる。

[第２の実施形態]
図２は本発明の第２の実施形態の多層配線構造体の構成を示す図である。図２（ａ）は本実施形態の多層配線構造体の上面図であり、図２（ｂ）は斜視図であり、図３（ｃ）は断面図である。本実施形態では多層配線構造体として、４層のプリント配線基板を用いた場合について説明する。

本実施形態の多層配線構造体では、接続ターミナル６１と接続ターミナル６２との間にインピーダンス付加パターンを構成することを目的としている。この接続ターミナル６１、６２には、各種の回路素子は電源配線が接続されるものであるが、ここでは説明を簡単にするために示していない。

本実施形態では、第１層の配線層において接続ターミナル６１からの配線はスルーホール５２を経由して第２層の配線に接続される。そして、第２層では、スルーホール５２とスルーホール５１との間が接続される。この第２層の配線は、接続ターミナル１に電源配線を接続し、接続ターミナル６２に電源配線と接続しようとする素子を接続した場合、接続しようとする素子の方向とは別の方向に設けられていることになる。

そして、この第２層の配線は、スルーホール５１を経由して第３層の配線に接続され、第３層ではスルーホール５１とスルーホール５３との間が接続される。そして、この配線はスルーホール５３を経由して、第１層において接続ターミナル５３と接続されることになる。

本実施形態では、スルーホール５１、５２の位置を接続ターミナル６１、６２を直接接続したライン上からずらすことにより、４層以上の多層配線プリント基板において同一透視面上に１つの平面上の長さの２倍以上の長さのパターンを配線することが可能となっている。

そして、本実施形態の多層配線構造体では、第１層、第２層および第３層に形成された配線は、接続ターミナル６１、６２間において透視面上においてほぼ直線状に配置されている。そのため、本実施形態における基板上の占有面積は、接続ターミナル間６１、６２間を第１層上で直接接続した場合の１本分の占有面積とほぼ同じであり、平面的な配線によりインピーダンス付加パターンを構成する場合と比較して占有面積を削減することが可能となる。

よって、本実施形態によるインピーダンス付加パターンは、平面上でつづら折状の配線パターンやスパイラル状の配線を構成する場合と比較して、少ない占有面積となっていることが分かる。

[第３の実施形態]
図３は本発明の第３の実施形態の多層配線構造体の構成を示す図である。図３（ａ）は本実施形態の多層配線構造体の上面図であり、図３（ｂ）は断面図である。本実施形態では多層配線構造体として、４層のプリント配線基板を用いた場合について説明する。

本実施形態の多層配線構造体では、電源ライン７とＬＳＩ１０との間にインピーダンス付加パターンを構成することを目的としている。

本実施形態では、電源ライン７からの配線は先ずスルーホール４６を経由して第４層に接続され、第４層ではスルーホール４６とスルーホール４５との間が接続される。そして、スルーホール４５を経由して第１層に接続され、第１層ではスルーホール４５とスルーホール４４との間が接続される。このようにして、後は同様にして、スルーホール４３、４２、４１を経由することにより、第１層と第４層との間を往復して接続し、最終的には第１層においてＬＳＩ１０の電源端子に接続される。

本実施形態では、スルーホール４１〜４６を使用して、４層基板の第１層と第４層を経由することにより、第１層において電源ライン７とＬＳＩ１０の電源端子との間を直線的に接続する場合よりも配線長を長くすることが可能となる。しかし、図３（ａ）を参照するとわかるように、本実施形態によるインピーダンス付加パターンの基板占有面積は、電源ライン７とＬＳＩ１０の電源端子との間を直線的に接続した場合と同じである。

よって、本実施形態によるインピーダンス付加パターンは、平面上でつづら折状の配線パターンやスパイラル状の配線を構成する場合と比較して、少ない占有面積となっていることが分かる。

なお、本実施形態では、４層プリント配線基板のうちの第１層と第４層のみを用いてインピーダンス付加パターンを構成するようにしているが、任意の２層を用いて同様のインピーダンス付加パターンを構成することが可能である。

[変形例]
上記実施形態では、電源ラインとノイズ源となる回路との間にインピーダンス付加パターンを設ける場合を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、グランドラインとノイズ源となる回路との間、または信号ラインとノイズ源となる回路との間にインピーダンス付加パターンを設けるような場合でも同様に本発明を適用することができるものである。

また、上記実施形態では、ノイズ対策を目的として配線パターンによりインダクタンス成分を形成してインピーダンス付加パターンを構成する場合を用いて説明しているが、本発明は、少ない占有面積で必要な長さの配線を設ける場合であれば同様に適用することができるものである。例えば、２つの信号ラインの長さを同じにして信号遅延量を等しくするために一方の信号ラインの長さを他方の信号ラインの長さと等しくするために等長配線を構成するような場合にも、本発明は同様に適用することができるものである。

このような場合でも、本発明を適用することにより少ない占有面積で必要な長さの迂回配線を構成することが可能となり、高実装密度化を阻害することなく等長配線を実現することが可能となる。

本発明の第１の実施形態の多層プリント基板の構成を示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は断面図である。 本発明の第２の実施形態の多層プリント基板の構成を示す図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は斜視図、図２（ｃ）は断面図である。 本発明の第３の実施形態の多層プリント基板の構成を示す図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は断面図である。

符号の説明

２、３ スルーホール
７ 電源ライン
１０ ＬＳＩ
４１〜４６ スルーホール
５１〜５３ スルーホール
６１、６２ 接続ターミナル

Claims (15)

1. 少なくとも２層以上の配線層が絶縁層を介して構成された多層配線構造体であって、
   第１の配線層に形成された第１の配線と、
   第２の配線層に形成された第２の配線と、
   前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する第１のスルーホールと、
   前記第２の配線層とは異なる配線層に形成された第３の配線と、
   前記第２の配線と前記第３の配線とを接続する第２のスルーホールと、を有する多層配線構造体。
2. 前記第３の配線が形成された配線層が、第１の配線層である請求項１記載の多層配線構造体。
3. 前記第１、第２および第３の配線が、透視面上において直線状に形成されている請求項１または２記載の多層配線構造体
4. 少なくとも２層以上の配線層が絶縁層を介して構成された多層配線構造体であって、
   第１の配線層に形成された第１の配線と、
   第２の配線層に形成された第２の配線と、
   前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する第１のスルーホールと、
   第３の配線層に形成された第３の配線と、
   前記第２の配線と前記第３の配線とを接続する第２のスルーホールと、
   前記第３の配線層とは異なる配線層に形成され、接続しようとする素子に接続された第４の配線と、
   前記第３の配線と前記第４の配線とを接続する第３のスルーホールと、を有する多層配線構造体。
5. 前記第４の配線が形成された配線層が、第１の配線層である請求項４記載の多層配線構造体。
6. 前記第１、第２、第３および第４の配線が、透視面上において直線状に形成されている請求項４または５記載の多層配線構造体。
7. 少なくとも２層以上の配線層が絶縁層を介して構成された多層プリント基板であって、
   第１の配線層に形成された第１の配線と、
   第２の配線層に形成された第２の配線と、
   前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する第１のスルーホールと、
   接続しようとする素子と、
   前記第２の配線層とは異なる配線層に形成され、前記素子と接続された第３の配線と、
   前記第２の配線と前記第３の配線とを接続する第２のスルーホールと、を有する多層プリント基板。
8. 前記第３の配線が形成された配線層が、第１の配線層である請求項７記載の多層プリント基板。
9. 前記第１の配線は、接続しようとする素子の方向とは別の方向に設けられている請求項７または８記載の多層プリント基板。
10. 前記第１、第２および第３の配線が、透視面上において直線状に形成されている請求項７から９のいずれか１項記載の多層プリント基板。
11. 少なくとも２層以上の配線層が絶縁層を介して構成された多層プリント基板であって、
    第１の配線層に形成された第１の配線と、
    第２の配線層に形成された第２の配線と、
    前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する第１のスルーホールと、
    第３の配線層に形成された第３の配線と、
    前記第２の配線と前記第３の配線とを接続する第２のスルーホールと、
    接続しようとする素子と、
    前記第３の配線層とは異なる配線層に形成され、前記素子に接続された第４の配線と、
    前記第３の配線と前記第４の配線とを接続する第３のスルーホールと、を有する多層プリント基板。
12. 前記第４の配線が形成された配線層が、第１の配線層である請求項１１記載の多層プリント基板。
13. 前記第２の配線は、接続しようとする素子の方向とは別の方向に設けられている請求項１１または１２記載の多層プリント基板。
14. 前記第１、第２、第３および第４の配線が、透視面上において直線状に形成されている請求項１１から１３のいずれか１項記載の多層プリント基板。
15. 前記第１の配線は、電源配線に接続されている請求項７から１４のいずれか１項記載の多層プリント基板。

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