JP2008071949A

JP2008071949A - 配線基板と画像形成装置

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Publication number: JP2008071949A
Application number: JP2006249438A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Akita; 泰宏秋田; Eiji Miyanishi; 英司宮西; Kazumasa Aoki; 一雅青木; Shigeru Isobe; 滋磯邊; Kenji Motohashi; 憲侍本橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-14
Also published as: JP4763559B2

Abstract

【課題】ドライバ手段が表面実装型の場合であってもドライバ手段の出力を測定することのできる配線基板と画像形成装置とを提供することにある。
【解決手段】絶縁基板上に形成された第１,第２信号線路２１,２２からなる伝送線路２０を備え、絶縁基板上に実装されるドライバ手段から逆位相の２相の信号を第１,第２信号線路２１,２２を介してレシーバ手段に伝送する配線基板であって、第１,第２信号線路２１,２２の途中に、前記ドライバ手段の動作を測定するための第１,第２測定パッド部２３,２４を形成し、この第１,第２測定パッド部２３,２４は、第１,第２信号線路２１,２２間の間隔より大きく離間され且つ第１,第２信号線路２１,２２の線幅より大きい線幅を有し、第１,第２測定パッド部２３,２４と第１,第２信号線路２１,２２とを第１,第２接続線路２５,２６で接続し、第１,第２測定パッド部２３,２４のインピーダンスと、第１,第２信号線路２１,２２のインピーダンスとをほぼ同一に設定した。
【選択図】図２

Description

この発明は、第１,第２信号線路からなる差動伝送線路を絶縁基板上に形成した配線基板と、これを備えた画像形成装置とに関する。

従来から、第１,第２配線からなる差動信号線を基板上に形成したプリント配線基板が知られている（特許文献１参照）。

かかるプリント配線基板は、絶縁体の基板上に一対の差動信号線と、この一対の差動信号線の両端に電極パッドを形成し、一方の電極パッドにドライバ素子の端子を接続し、他方の電極パッドにレシーバ素子の端子を接続するものである。
特開２００５−３４０５０６号公報

このようなプリント配線基板にあっては、ドライバ素子の出力波形を観測するとき、測定プローブを電極パッドに接触させて行うが、ドライバ素子（ドライバ手段）が表面実装型（球状バンプをアレイ状に並べたパッケージタイプ）の場合、電極パッドがパッケージの下にあるため、測定プローブを電極パッドに接触させることができず、出力波形の観測が困難となる。

この発明の目的は、ドライバ手段が表面実装型の場合であってもドライバ手段の出力を測定することのできる配線基板と画像形成装置とを提供することにある。

請求項１の発明は、絶縁基板と、この絶縁基板上に形成されるとともに平行な第１,第２信号線路からなる差動伝送線路と、この第１,第２信号線路の一端にそれぞれ形成した一方の電極パッドと、第１,第２信号線路の他端にそれぞれ形成した他方の電極パッドとを備え、前記絶縁基板上に実装されるドライバ手段の端子が前記一方の電極パッドに接続され、前記絶縁基板上に実装されるレシーバ手段の端子が前記他方の電極パッドに接続され、前記ドライバ手段から出力される互いに逆位相の２相の信号を第１,第２信号線路を介してレシーバ手段に伝送する配線基板であって、
第１,第２信号線路の途中に、前記ドライバ手段の動作を測定するための第１,第２測定パッド部を形成し、
この第１,第２測定パッド部は、第１,第２信号線路間の間隔より大きく離間され且つ第１,第２信号線路の線幅より大きい線幅を有し、
第１,第２測定パッド部と第１,第２信号線路とを第１,第２接続線路で接続し、
第１,第２測定パッド部のインピーダンスと、第１,第２信号線路のインピーダンスとをほぼ同一に設定したことを特徴とする。

請求項２の発明は、第１,第２接続線路の一端の線幅を第１,第２測定パッド部の線幅とほぼ同一に設定し、第１,第２接続線路の他端の線幅を第１,第２信号線路の線幅とほぼ同一に設定するとともに、第１,第２接続線路の線幅が第１,第２測定パッド部に近づくにしたがって大きくなることを特徴とする。

請求項３の発明は、第１,第２接続線路と第１,第２信号線路とのなす角度を４５度以下にしたことを特徴とする。

請求項４の発明は、第１,第２測定パッド部の近傍に接地用パッド部を設けたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の配線基板を備えた画像形成装置であることを特徴とする。

この発明によれば、ドライバ手段が表面実装型の場合であってもドライバ手段の出力を測定することができ、しかもドライバ手段から出力される信号が高周波であっても第１,第２測定パッド部による反射波を防止することができる。

以下、この発明に係る配線基板とこの配線基板を搭載した画像形成装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

［第１実施例］
図１に示す１０は配線基板であり、この配線基板１０は、絶縁材で形成されたプリント配線基板（絶縁基板）１１を有している。このプリント配線基板１１の上面には差動信号を出力する半導体素子（ドライバー手段）１２と、この半導体素子１２からの差動信号を入力する半導体素子（レシーバ手段）１３とが実装されており、これらの半導体素子１２,１３は差動伝送線路２０により接続されている。そして、配線基板１０はプリント配線基板１１と差動伝送線路２０とプリント配線基板１１の下層のグランド層１５（図３参照）等とから構成されている。

差動伝送線路２０は、プリント配線基板１１上に形成されるとともに平行な第１,第２信号線路２１,２２から構成されており、第１,第２信号線路２１,２２の一端には図示しない電極パッドが形成されている。この電極パッドには半導体素子１２の端子（図示せず）が接続されている。また、第１,第２信号線路２１,２２の他端には図示しない電極パッドが形成され、この電極パッドには半導体素子１３の端子（図示せず）が接続されている。

第１,第２信号線路２１,２２の途中には、半導体素子１２の動作を測定するための第１,第２測定パッド部２３,２４が形成されている。

この第１,第２測定パッド部２３,２４は、図２に示すように、第１,第２信号線路２１,２２間の間隔Ｌ１より大きい間隔Ｌ２で離間され、第１,第２信号線路２１,２２の線幅Ｗ１より大きい線幅Ｗ２を有している。

そして、第１,第２測定パッド部２３,２４と第１,第２信号線路２１,２２とは第１,第２接続線路２５,２６で接続されている。この第１,第２接続線路２５,２６の一端の線幅は第１,第２信号線路２１,２２の線幅Ｗ１と同一に設定され、第１,第２接続線路２５,２６の他端の線幅は第１,第２測定パッド部２３,２４の線幅Ｗ２と同一に設定されている。そして、第１,第２接続線路２５,２６は第１,第２測定パッド部２３,２４に近づくにしたがって線幅が広くなっており、第１,第２接続線路２５,２６の中心線２５ａ,２６ａと第１,第２信号線路２１,２２とのなす角度αが４５度以下となるように設定され、第１,第２信号線路２１,２２方向の第１,第２接続線路２５,２６の長さＬａが０.６mmに設定されている。

ところで、一般的な配線基板のレイアウトで配線を曲げる際、その曲げの角度は４５度である。つまり、曲げの角度４５度以下であれば、信号品質への影響は小さい。このため、第１,第２信号線路２１,２２と第１,第２接続線路２５,２６とのなす角度を４５度以下としたものである。

この実施例では、第１,第２測定パッド部２３,２４の線幅Ｗ２は０.２４mm、第１,第２測定パッド部２３,２４の間隔Ｌ２は１.１mmに設定されている。また、第１,第２信号線路２１,２２の線幅Ｗ１は図３に示すように０.１４４mm、第１,第２信号線路２１,２２の間隔Ｌ１は０.１５mmに設定されている。第１,第２信号線路２１,２２および第１,第２測定パッド部２３,２４の線路厚は３８μmであり、プリント配線基板１１の厚さは０.１５mm、比誘電率は４.３、誘電正接は０.０１５、プリント配線基板１１の裏面に形成されたグランド層１５の厚さは３８μmである。

なお、図３において２層構造のみの配線基板１０を図示しているが、積層構造の一部としても適用可能である。また、第１,第２測定パッド部２３,２４の長さに制約はない。

上記のプリント配線基板１１に、線幅Ｗ１が０.１４４mm、間隔Ｌ１が０.１５mm、線路厚が３８μmの第１,第２信号線路２１,２２を形成すると、この第１,第２信号線路２１,２２の差動インピーダンスは約１００Ωとなる（シミュレータによる計算値では９８.２Ω）。

図４に示すグラフＧ１は、線幅（パッド幅）が０.２４mmの第１,第２測定パッド部２３,２４の間隔Ｌ２と第１,第２測定パッド部２３,２４の差動インピーダンスとの関係を示したものであり、このグラフＧ１から分かるように、第１,第２測定パッド部２３,２４の間隔Ｌ２が１.１mmのとき差動インピーダンスが９８.２Ωとなる。

上記のように構成される配線基板１０によれば、第１,第２測定パッド部２３,２４の間隔Ｌ２が１.１mmと広く設定され、その線幅Ｗ２も０.２４mmと大きく設定されていることにより、第１,第２測定パッド部２３,２４に測定プローブ（図示せず）を簡単に接触させることができ、半導体素子１２の出力波形を観測することができる。しかも、第１,第２測定パッド部２３,２４は第１,第２信号線路２１,２２の途中に設けたものであるから、半導体素子１２が表面実装型であっても測定プローブを第１,第２測定パッド部２３,２４に確実に接触させることができ、半導体素子１２の出力波形を確実に観測することができる。

さらに、第１,第２測定パッド部２３,２４の差動インピーダンスと第１,第２信号線路２１,２２の差動インピーダンスとが同一に設定されていることにより、半導体素子１２の端子（図示せず）から高周波の差動信号が出力されても、第１,第２測定パッド部２３,２４での差動信号の反射を防止することができる。

また、第１,第２接続線路２５,２６が第１,第２信号線路２１,２２に対して４５度以下の角度で傾斜して第１,第２測定パッド部２３,２４に接続され、しかも第１,第２接続線路２５,２６の線幅が第１,第２測定パッド部２３,２４に近づくにしたがって広くなることにより、第１,第２接続線路２５,２６と第１,第２測定パッド部２３,２４との接続部で急激なインピーダンス変化を防止することができ、その接続部での差動信号の反射を防止することができる。

なお、第１,第２測定パッド２３,２４および第１,第２接続線路２５,２６の位置は、ドライバ１２近傍に限らず差動線路２０上の任意の場所において配置が可能であり、複数の設置も可能である。
［第２実施例］
図５は第２実施例の配線基板の第１,第２測定パッド部１２３,１２４を示したものである。この第１,第２測定パッド部１２３,１２４は、線幅Ｗ３が０.２３mm、その間隔Ｌ３が０.６mmであり、第１,第２接続線路１２５,１２６の第１,第２信号線路２１,２２方向の長さＬｂが０.３mm、第１,第２接続線路１２５,１２６と第１,第２信号線路２１,２２とのなす角度が第１実施例と同様に４５度以下に設定されている。

図６に示すグラフＧ２は、線幅が０.２３mmの第１,第２測定パッド部１２３,１２４の間隔と第１,第２測定パッド部１２３,１２４の差動インピーダンスとの関係を示したものである。

このグラフＧ２から分かるように、第１,第２測定パッド部１２３,１２４の間隔Ｌ３が０.６mmのとき差動インピーダンスが９８.２Ωとなる。

このため、第２実施例の配線基板であっても第１実施例と同様な効果を得ることが出来る。
［第３実施例］
図７は第１,第２測定パッド部２３,２４の中間にグランドパッドＲ１を設けた配線基板を示したものであり、図８は第１,第２測定パッド部２３,２４の側方にグランドパッドＲ２を設けた配線基板を示したものであり、図９は第１,第２測定パッド部２３,２４の側方にグランドパターンＲ３を設けた配線基板を示したものである。

グランドパッドＲ１,Ｒ２やグランドパターンＲ３を設けたことにより、半導体素子１２の出力波形の観測が容易なものとなる。

また、グランドパッドＲ１,Ｒ２を第１,第２測定パッド部２３,２４近傍に設けることで、測定プローブのグランドリードを短くすることができ、グランドリードに発生する電位を抑えることができる。このため、正確な波形を観測することが可能となる。

配線基板にはグランドパッドＲ１,Ｒ２やグランドパターンＲ３を設けているが、第１,第２測定パッド部２３,２４の差動インピーダンスはグランドパッドＲ１,Ｒ２やグランドパターンＲ３がない場合とほぼ同じ差動インピーダンスとなり、第１実施例と同様な効果を得ることができる。

上記実施例は、いずれも１つの配線基板に半導体素子１２,１３を実装したものについて説明したが、それぞれ別の配線基板の一方に半導体素子１２を実装し、他方の配線基板に半導体素子１３を実装し、この両配線基板をコネクタで接続している場合にも、少なくともどちらか一方の配線基板に上記実施例の第１,第２測定パッド部を設けてもよい。
［画像形成装置］
図１０は複写機やファクシミリ装置やプリンタなどの画像形成装置５０の構成を示したブロック図である。画像形成装置５０は、コントローラユニット５１とＲＯＭ５２とＲＡＭ５３と操作部５４とセンサ類５５と画像処理ユニット５６などとから構成されている。５７はバスである。そして、コントローラユニット５１や画像処理ユニット５６などには第１実施例ないし第３実施例の配線基板が設けられており、コントローラユニット５１の半導体素子や画像処理ユニット５６の半導体素子がその配線基板に実装されている。

この発明に係る配線基板を示した平面図である。図１に示す配線基板に設けた第１,第２測定パッド部を示した説明図である。図１に示す配線基板の断面図である。第１,第２測定パッド部の間隔と差動インピーダンスとの関係を示したグラフである。第２実施例の第１,第２測定パッド部を示した説明図である。第２実施例の第１,第２測定パッド部の間隔と差動インピーダンスとの関係を示したグラフである。第３実施例の配線基板を示した説明図である。第３実施例の他の配線基板を示した説明図である。第３実施例の他の別な配線基板を示した説明図である。画像形成装置の構成を示したブロック図である。

符号の説明

１０配線基板
１１プリント配線基板（絶縁基板）
２０差動伝送線路
２１第１信号線路
２２第２信号線路
２３第１測定パッド部
２４第２測定パッド部
２５第１接続線路
２６第２接続線路

Claims

絶縁基板と、この絶縁基板上に形成されるとともに平行な第１,第２信号線路からなる差動伝送線路と、この第１,第２信号線路の一端にそれぞれ形成した一方の電極パッドと、第１,第２信号線路の他端にそれぞれ形成した他方の電極パッドとを備え、前記絶縁基板上に実装されるドライバ手段の端子が前記一方の電極パッドに接続され、前記絶縁基板上に実装されるレシーバ手段の端子が前記他方の電極パッドに接続され、前記ドライバ手段から出力される互いに逆位相の２相の信号を第１,第２信号線路を介してレシーバ手段に伝送する配線基板であって、
第１,第２信号線路の途中に、前記ドライバ手段の動作を測定するための第１,第２測定パッド部を形成し、
この第１,第２測定パッド部は、第１,第２信号線路間の間隔より大きく離間され且つ第１,第２信号線路の線幅より大きい線幅を有し、
第１,第２測定パッド部と第１,第２信号線路とを第１,第２接続線路で接続し、
第１,第２測定パッド部のインピーダンスと、第１,第２信号線路のインピーダンスとをほぼ同一に設定したことを特徴とする配線基板。
第１,第２接続線路の一端の線幅を第１,第２測定パッド部の線幅とほぼ同一に設定し、第１,第２接続線路の他端の線幅を第１,第２信号線路の線幅とほぼ同一に設定するとともに、第１,第２接続線路の線幅が第１,第２測定パッド部に近づくにしたがって大きくなることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
第１,第２接続線路と第１,第２信号線路とのなす角度を４５度以下にしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
第１,第２測定パッド部の近傍に接地用パッド部を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の配線基板。
請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の配線基板を備えたことを特徴とする画像形成装置。