JP2009224735A - 多層プリント配線板及びそれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層プリント配線板において、ノイズ抑制用のデカップリングコンデンサの部品点数を削減する。
【解決手段】 電源配線層３とグランド配線層２とが平行に配置され、集積回路５〜８と、この集積回路の周辺に配置されてこの集積回路のノイズを吸収すべく電源配線層とグランド配線層との間に接続されたデカップリングコンデンサ９ａ〜９ｌとを実装してなる多層プリント配線板１において、電源配線層３が、デカップリングコンデンサ９ａ〜９ｌの電源配線層への接続のためのスルーホールを包含し、少くとも一部のスルーホール間を結ぶ直線により形成される多角形とされている。これにより、集積回路のノイズを吸収するためのデカップリングコンデンサ９ａ〜９ｌを、電源配線層とグランド配線層との間のノイズを吸収するためのデカップリングコンデンサと兼用することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は多層プリント配線板及びそれを用いた電子機器に関し、特に電子機器の回路基板として用いられる多層プリント配線板に関するものである。

種々の電子装置に用いられるプリント配線板において、その電源系に起因する電磁放射を低減させるために、電源配線層とグランド配線層との間に、デカップリングコンデンサを配置する技術がある（特許文献１参照）。図３及び図４は、この様な技術の一例を説明するための図である。図３は、多層プリント配線板１の平面透視図であり、図４は、図３の多層プリント配線板１の中央部分における断面図を示している。なお、両図において、同等部分は同一符号により示されている。

多層プリント配線板１は、図４に示す如く、第１の絶縁層１０と、グランド配線層２と、第２の絶縁層１１と、電源配線層３と、第３の絶縁層１２とがこの順に積層された構造となっている。そして、第１の絶縁層１０の上面に、信号配線層１３が形成され、また第３の絶縁層１２の上面に、信号配線層１４が形成されている。グランド配線層２（図１において、左下がりの斜線で示す部分）及び電源配線層３（図１において、右下がりの斜線で示す部分）は、プリント配線板１のほぼ全面に亘って設けられた、いわゆるベタ配線となっている。

この多層プリント配線板１には、図３に示す如く、集積回路５〜８が実装されており、これら集積回路５〜８の周辺部には、各回路のノイズ抑制用のデカップリングコンデンサ９ａ〜９ｌが実装されている。また、多層プリント配線板１の外周辺に沿って、複数のデカップリングコンデンサ１１０ａ〜１１０ｌが実装されている。

電源配線層３への電源供給のために、電源コネクタ４が多層プリント配線板１の左下隅の部分に実装されている。この電源コネクタ４は、図５にその詳細を示す如く、電源スルーホール４１と、グランドスルーホール４２とを有している。電源スルーホール４１は、電源配線層３に電気的に接続されており、グランドスルーホール４２は、グランド配線層２に電気的に接続されている。

ここで、図６を参照すると、集積回路５〜８の各周囲に実装されているデカップリングコンデンサ９ａ〜９ｌの各々（９として示されている）は、その一端が、電源配線５３と電源スルーホール５１とにより、電源配線層３に接続される。コンデンサ９の他端は、グランド配線５４とグランドスルーホール５２とにより、グランド配線層２に接続される。

また、図７を参照すると、プリント配線板１の周辺部に実装されているデカップリングコンデンサ１１０ａ〜１１０ｌの各々（１１０として示されている）は、その一端が、電源配線１６３と電源スルーホール１６１とにより、電源配線層３に接続される。コンデンサ１１０の他端は、グランド配線１６４とグランドスルーホール１６２とにより、グランド配線層２に接続される。

電源配線層３は、電源供給元となる電源コネクタ４の電源スルーホール４１と、電源供給先となる電源スルーホール５１及び１６１を全て包含するように、プリント配線板１の内層でベタ配線とされている。また、グランド配線層２も、同様に、電源コネクタ４のグランドスルーホール４２と、デカップリングコンデンサのグランドスルーホール５２及び１６２とを全て包含するように、プリント配線板１の内層でベタ配線とされている。

かかる構成において、この多層プリント配線板１に実装された集積回路５〜８が動作すると、電源配線層３に電源電流が流れ、グランド配線層２には、この電源電流の帰路電流が流れる。このように、配線層２，３に電流が流れることにより、平行平板である電源配線層３とグランド配線層２との間で共振ノイズが発生する。

電源配線層３は、電源供給元の電源コネクタ４の電源スルーホール４１と電源供給先の電源スルーホール５１とを全て包含して更に外側にまで拡がっているために、当該共振ノイズは、電源配線層３の外周まで伝達し、グランド配線層２との間のノイズ電圧として現われ、ＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference ）放射などの問題を発生することになる。

そこで、電源配線層３とグランド配線層２との間のノイズ電圧を吸収するために、プリント配線板１の外周部に、デカップリングコンデンサ１１０ａ〜１１０ｌを実装して、各コンデンサ１１０の一端を、電源配線層３に接続し、他端をグランド配線層２に接続するようになっているのである。

特開平１１−５４８６０号公報

上述したように、図３及び図４を用いて説明した多層プリント配線板では、電源供給先の電源スルーホール（図６の５１や図７の１６１）を全て包含する電源配線層３が、多層プリント配線板１の許容される範囲で、ほぼ全面に亘って広くベタ配線とされている。従って、電源配線層３とグランド配線層２との間の共振によるノイズ電圧をバイパスするために、電源配線層３の周辺部分に、それ専用にデカップリングコンデンサ１１０ａ〜１１０ｌを、多数配置することが必要となり、部品点数の増大を招来するという欠点がある。

本発明の目的は、デカップリングコンデンサの部品点数の増大を抑制することが可能な多層プリント配線板及びそれを用いた電子機器を提供することである。

本発明による多層プリント配線板は、電源配線層とグランド配線層とが平行に配置され、集積回路と、この集積回路の周辺に配置されてこの集積回路のノイズを吸収すべく前記電源配線層と前記グランド配線層との間に接続されたデカップリングコンデンサとを実装してなる多層プリント配線板であって、前記電源配線層が、前記デカップリングコンデンサの前記電源配線層への接続のためのスルーホールを包含し、少くとも一部のスルーホール間を結ぶ直線により形成される多角形とされていることを特徴とする。

本発明による電子機器は、上記の多層プリント配線板を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、電源配線層とグランド配線層との間で生じるノイズ電圧を、実装されている集積回路のノイズ抑制用のデカップリングコンデンサに吸収させるように、電源配線層の大きさを設定することにより、電源配線層とグランド配線層との間の共振によるノイズ電圧吸収のためのデカップリングコンデンサを不要とするという効果がある。

以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す図であり、図３と同様に、多層プリント配線板１の平面透視図である。なお、図１において、図３と同等部分は同一符号により示されている。また、図１の多層プリント配線板１の中央付近の断面図は、図４と同じとする。

図１を参照すると、多層プリント配線板１には、集積回路５〜８が実装されている。これら集積回路５〜８の各周辺部には、各回路のノイズを抑制するためのデカップリングコンデンサ９ａ〜９ｌが実装され、電源供給元となる電源コネクタ４が、多層プリント配線板１の左下隅部に実装されている。

グランド配線層２（左下がりの斜線で示す）は、図３の例と同様に、多層プリント配線板１の内層として、このプリント配線板の許容される範囲で、ほぼ全面に亘って広くベタ配線とされている。これに対して、電源配線層３（右下がりの斜線で示す）は、電源供給元となる電源コネクタ４の電源スルーホール４１（図５参照）と、電源供給先となるデカップリングコンデンサ９ａ〜９ｌの電源スルーホール５１（図６参照）を全て包含しつつ必要最小限の範囲で、ベタ配線とされている。

本例では、コンデンサ９ａと９ｋ、９ｋと９ｌ、９ｌと９ｆ、９ｆと９ｇ、９ｇと９ｊ、９ｊと電源コネクタ４、電源コネクタ４と９ｄ、９ｄと９ａの各電源スルーホール間を結ぶ直線で形成される多角形のベタ配線となっている。

すなわち、電源配線層３は、電源供給元及び電源供給先の電源スルーホールの全てを包含したほぼ最小の面積を有する多角形に形成されている。こうすることにより、電源配線層３の周囲には、集積回路５〜８の各々のノイズ抑制用に実装されているデカップリングコンデンサ（本例では、９ａ，９ｋ，９ｌ，９ｆ，９ｇ，９ｊ，９ｄ）が配置されていることになる。

よって、これらのデカップリングコンデンサが、電源配線層３とグランド配線層４との間の共振により発生するノイズ電圧をバイパスすることになる。その結果、図３に示した電源配線層３の周辺に、専用的に実装していたデカップリングコンデンサ１１０ａ〜１１０ｌが不要となると共に、電源とグランド間のノイズ抑制が可能となる。

かかる構成において、多層プリント配線板１に実装された集積回路５〜８が動作すると、電源配線層３に電源電流が流れ、グランド配線層２にはこの電源電流の帰路電流が流れる。電源配線層３とグランド配線層２とに電流が流れることにより、平行平板である電源配線層３とグランド配線層２との間の共振によってノイズ電圧が発生する。

電源配線層３は、電源供給元である電源コネクタ４の電源スルーホール４１と、電源供給先であるデカップリングコンデンサ９の電源スルーホール５１とを全て包含した、ほぼ最小の面積を有する多角形であるから、電源配線層３の周囲には、集積回路５〜８で発生するノイズを吸収するためのデカップリングコンデンサ９が接続されていることになる。よって、電源配線層３とグランド配線層２との間の共振により発生するノイズ電圧は、これらデカップリングコンデンサ９によりバイパスされて吸収されることになるのである。

図２は、本発明の他の実施の形態を示す図であり、図１と同様に、多層プリント配線板１の上面からの透視図である。図２において、図１と同等部分には同一符号をもって示している。

本例における電源配線層３の多角形を構成する直線を、図１のような任意の角度を有する直線ではなく、多層プリント配線板１の外周辺に平行な２つの互いに直角な線（図２における水平、垂直の各線）と、これら各線に対して４５度の角度を有する線としたものである。図２の例を、図１の例と比較すると、横線で示す２０及び２１の部分が増加し、縦線で示す２２及び２３の部分が減少していることになる。

任意の角度の線を用いないで、４５度の線を用いるのは、プリント配線では、４５度の配線角度とするのが一般的であり、設計上、都合が良いからであるが、これに限定されるものではない。

なお、先にあげた特許文献１においては、その図１１に、電源配線層１１をグランド配線層１２より小さい面積として、その周辺部にデカップリングコンデンサ１１を実装した構成が示されているが、この例では、やはり、電源配線層１１の周辺部にデカップリングコンデンサを配置する必要があり、部品点数の削減にはなっていない。

本発明では、集積回路のノイズ抑制用デカップリングコンデンサを、電源配線層とグランド配線層との間の共振ノイズ抑制用に兼用するようにしているので、専用のデカップリングコンデンサが不要になる。

本発明は、電源配線層とグランド配線層とを内層に有し、この２つの配線層が平行に向き合うように配置された多層プリント配線板に適用できる。また、情報処理装置など、広く電子機器の多層プリント配線板に適用できることは明白である。

本発明の一実施の形態を示す平面透視図である。 本発明の他の実施の形態を示す平面透視図である。 本発明に関連する技術の一例を示す平面透視図である。 図１〜図３の中央部分における断面図である。 図１〜図３の電源コネクタ４の詳細図である。 図１〜図３のデカップリングコンデンサ９ａ〜９ｌの詳細図である。 図３のデカップリングコンデンサ１１０ａ〜１１０ｌの詳細図である。

符号の説明

１ 多層プリント配線板
２ グランド配線層
３ 電源配線層
４ 電源コネクタ
５〜８ 集積回路
９ａ〜９ｌ デカップリングコンデンサ
４１，５１，１６１ 電源スルーホール
４２，５２，１６２ グランドスルーホール
５３，１６３ 電源配線
５４，１６４ グランド配線

Claims (3)

1. 電源配線層とグランド配線層とが平行に配置され、集積回路と、この集積回路の周辺に配置されてこの集積回路のノイズを吸収すべく前記電源配線層と前記グランド配線層との間に接続されたデカップリングコンデンサとを実装してなる多層プリント配線板であって、
   前記電源配線層が、前記デカップリングコンデンサの前記電源配線層への接続のためのスルーホールを包含し、少くとも一部のスルーホール間を結ぶ直線により形成される多角形とされていることを特徴とする多層プリント配線板。
2. 前記集積回路のノイズを吸収するためのデカップリングコンデンサを、前記電源配線層と前記グランド配線層との間のノイズを吸収するためのデカップリングコンデンサと兼用したことを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板。
3. 請求項１または２記載の前記多層プリント配線板を含むことを特徴とする電子機器。

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