JP2013140952A - プリント回路板及びプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プリント回路板1は、プリント配線板2と、プリント配線板2に実装される半導体装置8と、プリント配線板2に実装されるコンデンサ素子9とを備えている。プリント配線板2は、半導体装置8のグラウンド端子8bが接続されるグラウンド導体プレーン13と、互いに非接触状態で配置された第1及び第2電源導体プレーン11,12と、を有している。第2電源導体プレーン12とグラウンド導体プレーン13とは相対して配置され、これら導体プレーン12,13により平板コンデンサ14が形成される。またプリント配線板2は、半導体装置8の電源端子8aと第2電源導体プレーン12とを接続する第1接続導体21と、第1電源導体プレーン11と第2電源導体プレーン12とをコンデンサ素子9の第1端子9aを経由して接続する第2接続導体22と、を有する。
【選択図】図1
Description
L=Lv1+(L9+L23)//(Lv2) (1)
上記実施形態の効果を検証するために、電磁界シミュレータMW−Studio(CST社製)を用いてシミュレーションを行った。図3(a)は、本発明の実施例1に係るプリント回路板を示す分解斜視図であり、図3(a)を参照しながら実施例1を説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。シミュレーションに使用したプリント回路板1Aのプリント配線板2Aは、短辺が6cm、長辺が8cmの長方形である。
また、実施例1のノイズ伝播抑制効果を確認するために、従来技術に相当する比較例として、図8に示すプリント回路板101のシミュレーションも同時に実行した。従来のプリント回路板101と実施例1のプリント回路板1Aとの相違点について説明する。従来のプリント回路板101では、第2電源導体プレーン112と第1電源導体プレーン111とをヴィア等の接続導体131で直接接続している。これに対し、実施例1では、第2電源導体プレーン12が、コンデンサ素子9の第1端子9aを経由して第1電源導体プレーン11に接続されている。
V2=Z21×I1 (I2=0) (2)
図4(a)は、本発明の実施例2に係るプリント回路板を示す分解斜視図である。なお、上記実施形態及び上記実施例と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。上記実施例1では、図3(b)に示すように、138MHzと420MHzにおいて、局所的にノイズ伝搬抑制効果が比較例に対して低下している。この原因は、コンデンサ素子9と第2接続導体22のインダクタンスとの並列共振によるものであり、コンデンサ素子9に流れる電流が大きくなる周波数とノイズ伝搬抑制効果が低下する周波数が一致している。
図5(a)及び図5(b)は、本発明の実施例3に係るプリント回路板を示す断面図である。図5(a)及び図5(b)を参照しながら、実施例3を説明する。なお、上記実施形態及び上記実施例と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。前述したように、平板コンデンサ14により多くのノイズ電流をバイパスするためには、第2電源導体プレーン12からコンデンサ素子9を接続する接続部分221のインダクタンスLv1を大きくすることが効果的である。
図6(a)は、本発明の実施例4に係るプリント回路板を示す分解斜視図である。なお、上記実施形態及び上記実施例と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例4のプリント回路板1Dでは、プリント配線板2Dの第2導体層4におけるグラウンド導体プレーンが、互いに間隔をあけて配置された第1及び第2グラウンド導体プレーン13A,13Bからなるものである。
図7(a)は、本発明の実施例5に係るプリント回路板を示す分解斜視図である。なお、上記実施形態及び上記実施例と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例5では、上記実施例1の第1電源導体プレーン11を第2電源導体プレーン12と同一層6Eに形成したものである。つまり、第3導体層6Eは、1つの導体層からなる。そして、第2電源導体プレーン12は、半導体装置8を第3導体層6Eに投影したときの投影像の範囲を含んでいる。
Claims (16)
- プリント配線板と、
電源端子及びグラウンド端子を有する半導体装置と、
少なくともコンデンサ素子を含み、第1端子及び第2端子を有するバイパス回路と、を備え、
前記プリント配線板は、
前記半導体装置が実装され、第1表面層である第1導体層と、
第1グラウンド導体プレーンを有する第2導体層と、
直流の電源電圧が印加される第1電源導体プレーン、及び該第1電源導体プレーンに対して非接触状態であると共に前記第1グラウンド導体プレーンに相対して配置され、前記第1グラウンド導体プレーンと平板コンデンサを形成する第2電源導体プレーンを有する少なくとも1層からなる第3導体層と、
前記バイパス回路が実装され、前記第1導体層の裏面となる第2表面層である第4導体層と、を有し、
前記半導体装置の電源端子と前記第2電源導体プレーンとは、第1接続導体により接続されており、
前記第2電源導体プレーンと前記第1電源導体プレーンとは、第2接続導体により接続されており、
前記バイパス回路の第1端子は前記第2接続導体に接続され、前記バイパス回路の第2端子は第3接続導体を介して前記第1グラウンド導体プレーンに接続されており、
前記半導体装置のグラウンド端子と前記第1グラウンド導体プレーンとは、第4接続導体により接続されていることを特徴とするプリント回路板。 - 前記第1グラウンド導体プレーンと前記第2電源導体プレーンとの間には誘電体層が形成されており、該誘電体層は厚みが200μm未満または、比誘電率が4.2以上であることを特徴とする請求項1に記載のプリント回路板。
- 前記第3導体層は、1つの導体層からなり、
前記第2電源導体プレーンは、前記半導体装置を前記第3導体層に投影したときの投影像の範囲を含んでいることを特徴とする請求項1又は2に記載のプリント回路板。 - 前記第3導体層は、前記第1電源導体プレーンが形成された導体層と、前記第2電源導体プレーンが形成された導体層との2層からなり、
前記第1電源導体プレーンと前記第2電源導体プレーンとは、前記第1電源導体プレーンと、前記第1電源導体プレーンが形成された導体層に前記第2電源導体プレーンを投影したときの投影像とが重ならない位置に配置されており、
前記第2電源導体プレーンは、前記第2電源導体プレーンが形成された導体層に前記半導体装置を投影したときの投影像の範囲を含んでいることを特徴とする請求項1又は2に記載のプリント回路板。 - 前記第2導体層には、前記第1グラウンド導体プレーンとは異なる第2グラウンド導体プレーンが形成されており、
前記第2電源導体プレーンは、前記半導体装置を前記第3導体層に投影したときの投影像の範囲を含んでおり、
前記第2グラウンド導体プレーンは、前記半導体装置を前記第2導体層に投影したときの投影像の範囲を含んでいることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプリント回路板。 - 前記第1接続導体は、前記第1導体層に形成され、前記半導体装置の電源端子に接続された第1配線パターンと、前記第1配線パターンと前記第2電源導体プレーンとを接続する第1ヴィアと、を有しており、
前記第2接続導体は、前記第4導体層に形成され、前記バイパス回路の第1端子が接続された第2配線パターンと、前記第2電源導体プレーンと前記第2配線パターンとを接続する第2ヴィアと、前記第1電源導体プレーンと前記第2配線パターンとを接続する第3ヴィアとを有しており、
前記第3接続導体は、前記第4導体層に形成され、前記バイパス回路の第2端子が接続された第3配線パターンと、前記第3配線パターンと前記第1グラウンド導体プレーンとを接続する第4ヴィアと、を有しており、
前記第4接続導体は、前記第1導体層に形成され、前記半導体装置のグラウンド端子が接続された第4配線パターンと、前記第4配線パターンと前記第1グラウンド導体プレーンとを接続する第5ヴィアと、を有していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプリント回路板。 - 前記バイパス回路は、前記コンデンサ素子に直列に接続された抵抗素子を有していることを特徴とする請求項6に記載のプリント回路板。
- 前記第1ヴィアと前記第2ヴィアとは、前記第1導体層から前記第4導体層まで貫通する一つの共通のヴィアで形成されていることを特徴とする請求項6又は7に記載のプリント回路板。
- 前記第4ヴィアと前記第5ヴィアとは、前記第1導体層から前記第4導体層までを貫通する一つの共通のヴィアで形成されていることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載のプリント回路板。
- 前記第1ヴィアと前記第2ヴィアとは、異なるヴィアにより形成されており、前記第2電源導体プレーンにおいて、前記第1ヴィアから前記第2ヴィアに向かって流れる電流の向きと、前記第2配線パターンにおいて、前記第2ヴィアから前記第3ヴィアに向かって流れる電流の向きとが逆方向であることを特徴とする請求項6又は7に記載のプリント回路板。
- プリント配線の第1表面層であり、半導体装置の電源端子が接合される第1電源用ランド、及び前記半導体装置のグラウンド端子が接合される第1グラウンド用ランドを有する第1導体層と、
第1グラウンド導体プレーンを有する第2導体層と、
直流の電源電圧が印加される第1電源導体プレーン、及び該第1電源導体プレーンに対して非接触状態であると共に前記第1グラウンド導体プレーンに相対して配置され、前記第1グラウンド導体プレーンと平板コンデンサを形成する第2電源導体プレーンを有する少なくとも1層からなる第3導体層と、
前記第1導体層の裏面となる第2表面層であり、バイパス回路の第1端子が接合される第2電源用ランド、及び前記バイパス回路の第2端子が接合される第2グラウンド用ランドを有する第4導体層とを備え、
前記第1電源用ランドと前記第2電源導体プレーンとは、第1接続導体により接続されており、
前記第2電源導体プレーンと前記第1電源導体プレーンとは、第2接続導体により接続されており、
前記第2電源用ランドは前記第2接続導体に接続され、前記第2グラウンド用ランドは第3接続導体を介して前記第1グラウンド導体プレーンに接続されており、
前記第1グラウンド用ランドと前記第1グラウンド導体プレーンとは、第4接続導体により接続されていることを特徴とするプリント配線板。 - 前記第1グラウンド導体プレーンと前記第2電源導体プレーンとの間には誘電体層が形成されており、該誘電体層は厚みが200μm未満または、比誘電率が4.2以上であることを特徴とする請求項11に記載のプリント配線板。
- 前記第1接続導体は、前記第1導体層に形成され、前記第1電源用ランドに接続された第1配線パターンと、前記第1配線パターンと前記第2電源導体プレーンとを接続する第1ヴィアと、を有しており、
前記第2接続導体は、前記第4導体層に形成され、前記第2電源用ランドに接続された第2配線パターンと、前記第2電源導体プレーンと前記第2配線パターンとを接続する第2ヴィアと、前記第1電源導体プレーンと前記第2配線パターンとを接続する第3ヴィアと、を有しており、
前記第3接続導体は、前記第4導体層に形成され、前記第2グラウンド用ランドに接続された第3配線パターンと、前記第3配線パターンと前記第1グラウンド導体プレーンとを接続する第4ヴィアと、を有しており、
前記第4接続導体は、前記第1導体層に形成され、前記第1グラウンド用ランドに接続された第4配線パターンと、前記第4配線パターンと前記第1グラウンド導体プレーンとを接続する第5ヴィアと、を有していることを特徴とする請求項11に記載のプリント配線板。 - 前記第1ヴィアと前記第2ヴィアとは、前記第1導体層から前記第4導体層まで貫通する一つの共通のヴィアで形成されていることを特徴とする請求項13に記載のプリント配線板。
- 前記第4ヴィアと前記第5ヴィアとは、前記第1導体層から前記第4導体層まで貫通する一つの共通のヴィアで形成されていることを特徴とする請求項13または14に記載のプリント配線板。
- 前記第1ヴィアと前記第2ヴィアとは、異なるヴィアにより形成されており、前記第2電源導体プレーンにおいて、前記第1ヴィアから前記第2ヴィアに向かって流れる電流の向きと、前記第2配線パターンにおいて、前記第2ヴィアから前記第3ヴィアに向かって流れる電流の向きとが逆方向であることを特徴とする請求項13に記載のプリント配線板。
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