JP2011066099A - 多層プリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的低コストな貫通多層板を用いて信号配線の品質劣化および不要電磁波輻射を低減可能な多層プリント基板を提供すること。
【解決手段】信号配線層とグラウンド層を有する多層プリント基板において、表層に位置する前記信号配線層に設けられた信号配線（１１）と、前記信号配線の両側に設けられたグラウンド配線（１２、１３）と、前記グラウンド配線と前記グラウンド層をつなぐ複数のスルーホール（６０）と、一方の前記グラウンド配線上の前記スルーホールと他方のグラウンド配線とを、前記信号配線を跨いで接続する接続手段（７０）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、多層プリント基板に関する。特に、電磁波の輻射を抑制する技術に関する。

従来、並走した信号線路の結合による信号品質悪化防止のために信号線路の間にグラウンド線路（以下、ガードＧＮＤと言う）を設け、信号線路間の結合を低減している。その際、ガードＧＮＤが安定的なグラウンド電位を確保できるよう、ガードＧＮＤにはグラウンド層に繋がるビア（グラウンドビア）が設けられている。

グラウンドビアは、信号線路を挟んで両側に設けられるガードＧＮＤ上に等間隔で設けられている（例えば、特許文献１参照）。多層プリント基板においては、信号線路のクロストーク、ガードＧＮＤの共振による不要電磁波の輻射、を低減させるためにグラウンドビアが設けられている。

一方、多層プリント基板の種類は大きく分類すると、スルーホールビアで層間の回路を接続する貫通多層板、Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ（ＩＶＨ）で層間を接続するＩＶＨ多層基板、ビルドアップ工法により作製されるビルドアップ基板に分けられる。

特開平５−１０２６９３号公報

しかしながら、最も低コストな貫通多層板を用いる場合、以下のような課題がある。すなわち、スルーホールは一方の表層から内層を貫通して他方の表層に至るまで形成されるため、多く設けると表層や内層の配線を制約することになる。

一方で、ガードＧＮＤに設けたスルーホールを削減すると、ガードＧＮＤが十分機能しなくなり、信号配線のクロストークにより信号品質が劣化する。

また、ガードＧＮＤに設けたスルーホールを削減すると、ガードＧＮＤがアンテナを形成し、共振により不要電磁波を輻射する原因となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、比較的低コストな貫通多層板を用いて信号配線の品質劣化および不要電磁波輻射を低減可能な多層プリント基板を提供することを目的とする。

上記目的は、以下の多層プリント基板により達成できる。当該課題を解決するための多層プリント基板は、信号配線層とグラウンド層とを有する多層プリント基板であって、表層に位置する前記信号配線層に設けられた信号配線と、前記信号配線の両側に設けられたグラウンド配線と、前記グラウンド配線と前記グラウンド層をつなぐ複数のスルーホールと、一方の前記グラウンド配線上の前記スルーホールと他方のグラウンド配線とを、前記信号配線を跨いで接続する接続手段と、を備えた構成を採る。

本発明によれば、比較的低コストな貫通多層板を用いて信号配線の品質劣化および不要電磁波輻射を低減可能な多層プリント基板を提供することができる。

実施の形態に係る多層プリント基板の上面図 （ａ）図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）図１のＢ−Ｂ断面図 従来技術に係る多層プリント基板の上面図

以下、本発明に係る多層プリント基板の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同様の動作を行う構成要素に同じ符号を付し、再度の説明を省略する。

図１は、一実施の形態に係る多層プリント基板１を表層から見た上面図である。図２は、その断面図であり、（ａ）がＡ−Ａ断面、（ｂ）がＢ−Ｂ断面である。図３は、比較のために示した従来技術に係る多層プリント基板の上面図である。

図２に示すように、多層プリント基板１は、信号配線層１０、４０と、グラウンド層２０と、電源層３０とを有する。各層の間は誘電体層５０で区切られている。信号配線層１０、４０、グラウンド層２０、電源層３０は、例えば銅などの金属パターンで形成される。誘電体層５０は、例えばガラスエポキシ等からなる。

信号配線層１０、４０は、主として各種の信号配線が形成される層である。また、信号配線層１０、４０は、各種の電子部品が実装される。電源層３０は、主として電源配線や電源ベタパターンが形成される層である。電源層３０に形成された電源配線や電源ベタパターンから、信号配線層１０、４０に実装された各種の電子部品に対して電源が供給される。グラウンド層２０は、主としてグラウンド配線やグラウンドベタパターンが形成される層である。グラウンド層２０は、グラウンド電位を供給する。

表層である信号配線層１０には、信号配線１１と、グラウンド配線１２、１３が設けられている。信号配線１１は、例えばクロック信号やデータ信号などの高周波の信号が流れる配線である。グラウンド配線１２、１３は、信号配線１１の両側に設けられ、ガードＧＮＤとして機能する。

スルーホール６０は、グラウンド層２０と接続されていると共に、信号配線層１０のグラウンド配線１２、１３と接続されている。このことにより、グラウンド配線１２、１３は、それぞれスルーホール６０が接続されている位置でグラウンド電位となる。スルーホール６０は、電源層３０には接続されていない。グラウンド配線１２には、図面上の両端付近に各１つずつ計２つのスルーホール６０が接続されている。これに対してグラウンド配線１３には、図面上の両端付近の各１つずつに加え、真ん中付近に１つ接続されている。つまり、グラウンド配線１３には、計３つのスルーホール６０が接続されている。

０オーム抵抗７０は、グラウンド配線１３の真ん中のスルーホール６０とグラウンド配線１２とを、信号配線１１を跨いで接続する。このような構成によれば、スルーホール６０を追加することなく、グラウンド配線１２の真ん中付近を、グラウンド電位にすることができる。

２つのスルーホール６０の中間位置であるグラウンド配線１２の真ん中付近の電位は、０オーム抵抗７０が無い場合、グラウンド電位と比べて高い電位となりやすい。特に、グラウンド配線１２におけるスルーホール６０同士の間隔が長い場合にはアンテナを形成し、高い電位となりやすい。結果として、グラウンド配線１２がガードＧＮＤとして十分機能しなくなり、信号配線のクロストークにより信号品質が劣化する場合がある。また、グラウンド配線１２がアンテナとして共振し、不要電磁波を輻射する原因となる場合がある。０オーム抵抗７０によって、グラウンド配線１２の真ん中付近の電位をグラウンド電位にすることができ、上述した信号品質の劣化や不要電磁波の輻射を抑制することが出来る。

このとき、信号配線１１に流れる信号成分の波長をλとすると、グラウンド配線１２、１３がスルーホール６０または０オーム抵抗７０に接続している間隔は、λ／８以下であることが好ましい。共振波長よりも十分に短い間隔にすることで、確実にアンテナの形成を防ぐことが出来るからである。

また、図２（ｂ）に示すように、グラウンド配線１２の真ん中付近にスルーホール６０を必要としないため、グラウンド層２０や電源層３０といった内層での配線が必要以上に制約されることが無い。

図３には、比較のため、従来技術に係る多層プリント基板１００の上面図を示している。本実施の形態に係る多層プリント基板とは、０オーム抵抗７０を有していない点と、グラウンド配線１２の真ん中付近にスルーホール６０を有している点で相違する。

このような従来の構成によれば、グラウンド配線１２の真ん中付近にスルーホール６０を必要とするため、グラウンド層２０や電源層３０といった内層での配線が必要以上に制約される。

以上説明したように、本実施の形態にかかる多層プリント基板１によれば、比較的低コストな貫通多層板を用いて信号配線の品質劣化および不要電磁波輻射を低減可能な多層プリント基板を提供することが出来る。

なお、本実施の形態における０オーム抵抗７０は、接続手段の一例である。例えばコンデンサやインダクタを使うことも出来る。コンデンサやインダクタを使用すれば、接続状態を周波数選択的に実現することが出来る。

本発明は、多層プリント基板の低コスト化、信号品質の安定、不要電磁波の低減、に好適である。

１、１００ 多層プリント基板
１０、４０ 信号配線層
１１ 信号配線
１２、１３ グラウンド配線
２０ グラウンド層
３０ 電源層
５０ 誘電体層
６０ スルーホール
７０ ０オーム抵抗

Claims (3)

1. 信号配線層とグラウンド層とを有する多層プリント基板であって、
   表層に位置する前記信号配線層に設けられた信号配線と、
   前記信号配線の両側に設けられたグラウンド配線と、
   前記グラウンド配線と前記グラウンド層をつなぐ複数のスルーホールと、
   一方の前記グラウンド配線上の前記スルーホールと他方のグラウンド配線とを、前記信号配線を跨いで接続する接続手段と、を備えた、
   多層プリント基板。
2. 前記接続手段は、０オームの抵抗素子である、
   請求項１記載の多層プリント基板。
3. 前記信号配線を流れる信号成分の波長をλとすると、前記グラウンド配線が前記スルーホールまたは前記接続手段に接続している間隔は、λ／８以下である、
   請求項１記載の多層プリント基板。

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