JP2016054244A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板において、スルーホール間のクロストークを低減する。
【解決手段】回路基板１は、複数のスルーホール１１１、１２１を有する。複数のスルーホール１１１、１２１の各々は、回路基板１に対して、隣接するスルーホールが略直交するような傾きを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回路基板に関し、特に、スルーホールを有する回路基板に関する。

プリント基板等の回路基板では、表面と裏面を貫通したスルーホールにより、表面、内層、及び、裏面の回路パターンが接続される。

このような回路基板のスルーホールの長さは、通常、数ミリメートル程度であり、スルーホールにより伝送される信号への、スルーホール間のクロストークノイズ（以下、単にクロストークと記載する）の影響は小さいものであった。

しかしながら、近年、回路基板の高密度化に伴い、特に、ＬＳＩ（Large Scale Integration）の直下等では、隣接するスルーホールの間隔が狭くなる傾向がある。また、回路基板の多層化に伴い、回路基板の厚さも増え、スルーホール長が長くなる傾向にある。さらに、回路基板上で伝送される信号の高速化も進んでいる。このため、上述のスルーホール間のクロストークの影響は無視できなくなってきている。

図８は、通常の回路基板２の例を示す斜視図である。また、図９は、通常の回路基板２の例を示す平面図である。図９の平面図は、図８の回路基板２の表面２１、及び、裏面２２を示す。

図８、及び、図９を参照すると、回路基板２は、スルーホール２１１ａ〜ｃ、スルーホール２２１ａ〜ｃ、及び、スルーホール２３１ａ〜ｃを有する。ここで、スルーホール２１１ａ〜ｃを第１のスルーホール群、スルーホール２２１ａ〜ｃを第２のスルーホール群、スルーホール２３１ａ〜ｃを第３のスルーホール群とする。第１〜第３のスルーホール群は、それぞれ、回路基板２に垂直で並列に配置された仮想的な面２１０、面２２０、面２３０に沿って、垂直に形成されている。すなわち、スルーホールは、互いに平行に形成されている。また、各スルーホール群におけるスルーホール間の間隔はＸ、スルーホール群間の間隔はＸ、回路基板２の厚さはＬであると仮定する。

ここで、スルーホール２１１ａ〜ｃ、２２１ａ、２２１ｃ、２３１ａ〜ｃがクロストークを発生するスルーホール(Aggressor)、スルーホール２２１ｂがクロストークを受けるスルーホール(Victim)であると仮定する。また、スルーホールの長さがＬの場合に、スルーホール(Victim)が、距離Ｘ離れた１つのスルーホール(Aggressor)から受けるクロストークの大きさがＫであると仮定する。

この場合、スルーホール２２１ｂが、スルーホール２１１ｂ、２２１ａ、２２１ｃ、及び、２３１ｂから受けるクロストークの合計は、４Ｋである。また、クロストークの大きさは、距離に反比例するため、スルーホール２２１ｂが、スルーホール２１１ａ、２１１ｃ、２３１ａ、及び、２３１ｃから受けるクロストークの合計は、４×（１／√２）×Ｋ＝２×√２×Ｋである。したがって、スルーホール２２１ｂが、周囲のスルーホール２１１ａ〜ｃ、２２１ａ、２２１ｃ、２３１ａ〜ｃから受けるクロストークの合計は、（４＋２×√２）×Ｋである。

なお、関連技術として、特許文献１には、回路基板におけるパターンの配線効率を高めるために、スルーホールを傾けて設ける技術が開示されている。

特許平０２−０６０１８８号公報

本発明の目的は、上述した課題を解決し、スルーホール間のクロストークが低減された回路基板を提供することである。

本発明の回路基板は、複数のスルーホールを備えた回路基板であって、前記複数のスルーホールの各々は、前記回路基板に対して、隣接するスルーホールが略直交するような傾きを有する。

本発明の効果は、回路基板において、スルーホール間のクロストークが低減できることである。

本発明の第１の実施の形態の特徴的な構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における回路基板１の例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における回路基板１の例を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態における回路基板１の例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における回路基板１の例を示す平面図である。 本発明の第３の実施の形態における回路基板１の例を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態における回路基板１の例を示す平面図である。 通常の回路基板２の例を示す斜視図である。 通常の回路基板２の例を示す平面図である。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について説明する。

はじめに、本発明の第１の実施の形態の構成を説明する。

図２は、本発明の第１の実施の形態における回路基板１の例を示す斜視図である。また、図３は、本発明の第１の実施の形態における回路基板１の例を示す平面図である。図３の平面図は、図２の回路基板１の表面１１、及び、裏面１２を示す。

図２、及び、図３を参照すると、本発明の第１の実施の形態の回路基板１は、スルーホール１１１ａ〜ｃ、スルーホール１２１ａ〜ｃ、及び、スルーホール１３１ａ〜ｃを有する。スルーホールの内部の表面には、導電体が塗膜され、回路基板１の表面１１、内層（図示せず）、及び、裏面１２に配置される回路パターン（図示せず）と接続される。

ここで、スルーホール１１１ａ〜ｃを第１のスルーホール群、スルーホール１２１ａ〜ｃを第２のスルーホール群、スルーホール１３１ａ〜ｃを第３のスルーホール群とする。第１〜第３のスルーホール群は、それぞれ、回路基板１に垂直で、並列に配置された仮想的な面１１０、面１２０、面１３０に沿って、回路基板１の垂直方向に対して斜めに形成されている。第２のスルーホール群のスルーホール１２１ａ〜ｃは、回路基板１の垂直方向に対して、角度αで形成される。第２のスルーホール群に隣接する、第１のスルーホール群のスルーホール１１１ａ〜ｃ、及び、第３のスルーホール群のスルーホール１３１ａ〜ｃは、回路基板１の垂直方向に対して、第２のスルーホール群とは反対の角度α’で形成される。

角度α、及び、α’は、好適には、隣接するスルーホール群間で、異なる２つのスルーホールが直交するように選択される。すなわち、角度α、及び、α’は、図２において、スルーホール１２１ａの中心線５２１を平行移動した直線５２２と、スルーホール１１１ａの中心線５１１との成す角βが直角となるように選択される。この場合、角度α、及び、α’として、例えば、それぞれ、４５度が用いられる。

また、図８のケースと同様に、各スルーホール群におけるスルーホール間の間隔はＸ、スルーホール群間の間隔はＸ、回路基板１の厚さはＬであると仮定する。

ここで、図８のケースと同様に、スルーホール１１１ａ〜ｃ、１２１ａ、１２１ｃ、１３１ａ〜ｃがクロストークを発生するスルーホール(Aggressor)、スルーホール１２１ｂがクロストークを受けるスルーホール(Victim)であると仮定する。また、スルーホールの長さがＬの場合に、スルーホール(Victim)が、距離Ｘ離れた１つのスルーホール(Aggressor)から受けるクロストークの大きさがＫであると仮定する。

隣接するスルーホール群間で異なる２つのスルーホールが直交する場合、各スルーホール群のスルーホールは、隣接するスルーホール群のスルーホールにより発生したクロストークの影響を受けない。すなわち、スルーホール１２１ｂは、スルーホール１１１ａ〜ｃ、及び、スルーホール１３１ａ〜ｃによるクロストークの影響を受けない。また、クロストークの大きさは、スルーホール長に比例するため、角度α、α’が４５度の場合、スルーホール１２１ｂがスルーホール１２１ａ、１２１ｃから受けるクロストークの合計は、２×√２×Ｋ＝２√２×Ｋである。したがって、図８のケースのように、各スルーホールが回路基板２に垂直に形成されている場合に比べて、クロストークは４Ｋ低減する。

なお、本発明の第１の形態では、隣接するスルーホール群間で、異なる２つのスルーホールが直交する場合を例に説明した。しかしながら、隣接するスルーホール群間のクロストークの大きさが信号レベルに比べて十分小さくできれば、異なる２つのスルーホールは、完全に直交している必要はなく、直交に近い状態（略直交）でもよい。この場合、図２における角度βは、直角に近い他の値（略直角）でもよく、角度α、及び、α’は、４５度に近い他の値（略４５度）でもよい。

次に、本発明の第１の実施の形態の特徴的な構成を説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態の特徴的な構成における、回路基板１の例を示す図である。

図１を参照すると、回路基板１は、複数のスルーホール１１１、１２１を有する。複数のスルーホール１１１、１２１の各々は、回路基板１に対して、隣接するスルーホール１１１、１２１が略直交するような傾きを有する。

本発明の第１の実施の形態によれば、回路基板において、スルーホール間のクロストークを低減できる。その理由は、隣接するスルーホールが略直交するような傾きを有するためである。

これにより、例えば、クロストークを低減するためのＧＮＤ（ground）ガード等を設けることなく、クロストークを低減できる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図４は、本発明の第２の実施の形態における回路基板１の例を示す斜視図である。また、図５は、本発明の第２の実施の形態における回路基板１の例を示す平面図である。図５の平面図は、図４の回路基板１の表面１１、及び、裏面１２を示す。

図４、及び、図５を参照すると、本発明の第２の実施の形態の回路基板１は、スルーホール１４１ａ〜ｃ、及び、スルーホール１５１ａ〜ｃを有する。

ここで、スルーホール１４１ａ〜ｃを第１のスルーホール群、スルーホール１５１ａ〜ｃを第２のスルーホール群とする。第１のスルーホール群のスルーホール１４１ａ〜ｃは、表面１１では仮想的な面１４０と表面１１とが交差する線に沿って、裏面１２では仮想的な面１５０と裏面１２とが交差する線に沿って貫通するように、回路基板１の垂直方向に対して斜めに形成される。第２のスルーホール群のスルーホール１５１ａ〜ｃは、表面１１では仮想的な面１５０と表面１１とが交差する線に沿って、裏面１２では仮想的な面１４０と裏面１２とが交差する線に沿って貫通するように、回路基板１の垂直方向に対して斜めに形成される。
第１のスルーホール群のスルーホール１４１ａ〜ｃは、回路基板１の垂直方向に対して、角度αで形成される。第２のスルーホール群のスルーホール１５１ａ〜ｃは、回路基板１の垂直方向に対して、第１のスルーホール群とは反対の角度α’で形成される。すなわち、第１のスルーホール群のスルーホール１４１ａ〜ｃと第２のスルーホール群のスルーホール１５１ａ〜ｃは、交互に交差するように形成される。

角度α、及び、α’は、好適には、隣接するスルーホール群間で、異なる２つのスルーホールが直交するように選択される。すなわち、角度α、及び、α’は、図４において、スルーホール１５１ａの中心線５５１を平行移動した直線５５２と、スルーホール１４１ａの中心線５４１との成す角βが直角となるように選択される。この場合、角度α、及び、α’として、例えば、それぞれ、４５度が用いられる。

本発明の第２の実施の形態によれば、本発明の第１の実施の形態と同様に、回路基板において、スルーホール間のクロストークを低減できる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

図６は、本発明の第３の実施の形態における回路基板１の例を示す斜視図である。また、図７は、本発明の第３の実施の形態における回路基板１の例を示す平面図である。図７の平面図は、図６の回路基板１の表面１１、及び、裏面１２を示す。

図６、及び、図７を参照すると、本発明の第３の実施の形態の回路基板１は、スルーホール１６１〜１６３を有する。

スルーホール１６１〜１６３は、回路基板１の垂直方向に対して斜めに、それぞれ、回路基板１の垂直方向に対して、角度α、α’、及び、α’’で形成される。角度α、α’、及び、α’’は、好適には、スルーホール１６１〜１６３が、互いに直交するように選択される。すなわち、角度α、α’、及び、α’’は、図６において、角β、及び、β’が、それぞれ、直角となるように選択される。ここで、角βは、スルーホール１６２の中心線５６２を平行移動した直線５６４と、スルーホール１６１の中心線５６１との成す角である。角β’は、スルーホール１６３の中心線５６３を平行移動した直線５６５と、スルーホール１６１の中心線５６１との成す角である。

本発明の第３の実施の形態によれば、本発明の第１の実施の形態と同様に、回路基板において、スルーホール間のクロストークを低減できる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１ 回路基板
２ 回路基板
１１ 表面
１２ 裏面
２１ 表面
２２ 裏面
１１０ 面
１１１ スルーホール
１２０ 面
１２１ スルーホール
１３０ 面
１３１ スルーホール
１４０ 面
１４１ スルーホール
１５０ 面
１５１ スルーホール
１６１ スルーホール
２１０ 面
２１１ スルーホール
２２０ 面
２２１ スルーホール
２３０ 面
２３１ スルーホール
５１１ 中心線
５２１ 中心線
５２２ 直線
５４１ 中心線
５５１ 中心線
５５２ 直線
５６１ 中心線
５６２ 中心線
５６３ 中心線
５６４ 直線
５６５ 直線

Claims (6)

1. 複数のスルーホールを備えた回路基板であって、
   前記複数のスルーホールの各々は、前記回路基板に対して、隣接するスルーホールが略直交するような傾きを有する、
   回路基板。
2. 前記複数のスルーホールは、各々が１以上のスルーホールを含む、前記回路基板に並列に配置される、複数のスルーホール群を構成し、
   前記複数のスルーホール群の各々のスルーホールは、隣接するスルーホール群のスルーホールが略直交するような傾きを有する、
   請求項１に記載の回路基板。
3. 前記隣接するスルーホール群の各々のスルーホールは、前記回路基板に垂直な方向に対して、互いに反対方向の、略４５度の傾きを有する、
   請求項２に記載の回路基板。
4. 前記複数のスルーホール群の各々の１以上のスルーホールは、前記回路基板に垂直な面に沿って、所定の間隔で形成される、
   請求項２または３に記載の回路基板。
5. 前記複数のスルーホール群は、前記回路基板に、所定の間隔で並列に配置される、
   請求項２乃至４のいずれかに記載の回路基板。
6. 前記複数のスルーホールの内の隣接する３つのスルーホールが、互いに略直交するような傾きを有する、
   請求項１に記載の回路基板。

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