JP2017017254A - 多層プリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】同軸コネクタと信号層との接続部分近傍の信号層を伝達する信号に侵入するノイズを抑制することができる多層プリント基板を提供する。【解決手段】多層プリント基板は、第１基材と、前記第１基材に重ねられた第２基材と、前記第１基材と反対側の前記第２基材の主面に形成され、コネクタと接続される信号層と、前記第１基材の主面に形成され、前記コネクタ側の前記第１基材の側面まで延び、導体を含む接地層と、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。

同軸コネクタが接続される信号層が設けられた多層プリント基板が知られている。同軸コネクタと信号層との接続部分における伝送信号の反射などを抑制するために、当該接続部分の特性インピーダンスを整合させる技術が開示されている。例えば、特許文献１には、厚み方向における信号層の下方の領域に形成された特性インピーダン調整部が形成された多層プリント基板が記載されている。特性インピーダンス調整部は、誘電体層を含み、当該誘電体層の厚みによって特性インピーダンスを調整する。

しかしながら、特許文献１の技術では、特性インピーダンス調整部が誘電体によって構成されているので、ノイズが特性インピーダンス調整部を伝播して、同軸コネクタとの接続部分近傍の信号層を伝達する信号にノイズが侵入するといった課題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、同軸コネクタと信号層との接続部分近傍に侵入するノイズを抑制することができる多層プリント基板を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、多層プリント基板は、第１基材と、前記第１基材に重ねられた第２基材と、前記第１基材と反対側の前記第２基材の主面に形成され、コネクタと接続される信号層と、前記第１基材の主面に形成され、前記コネクタ側の前記第１基材の側面まで延び、導体を含む接地層と、を備える。

多層プリント基板は、コネクタが接続される部分近傍において信号層に侵入するノイズを抑制できる。

図１は、第１実施形態の多層プリント基板及び同軸コネクタの縦断面図である。 図２は、第１実施形態の多層プリント基板及び同軸コネクタの平面図である。 図３は、第１実施形態の多層プリント基板の分解斜視図である。 図４は、第２実施形態による多層プリント基板の縦断面図である。 図５は、第２実施形態の多層プリント基板の分解斜視図である。 図６は、第３実施形態の多層プリント基板の分解斜視図である。 図７は、第４実施形態の多層プリント基板の分解斜視図である。 図８は、第５実施形態による多層プリント基板の縦断面図である。 図９は、第６実施形態による多層プリント基板の縦断面図である。

以下の例示的な実施形態や変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が部分的に省略される。実施形態や変形例に含まれる部分は、他の実施形態や変形例の対応する部分と置き換えて構成されることができる。また、実施形態や変形例に含まれる部分の構成や位置等は、特に言及しない限りは、他の実施形態や変形例と同様である。

以下に、多層プリント基板の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の多層プリント基板１０及び同軸コネクタ１２の縦断面図である。図２は、第１実施形態の多層プリント基板１０及び同軸コネクタ１２の平面図である。図３は、第１実施形態の多層プリント基板１０の分解斜視図である。

まず、図１及び図２を参照して、多層プリント基板１０に接続される同軸コネクタ１２について説明する。同軸コネクタ１２は、筐体２０と、コネクタ芯線２２と、一対の設置用部材２４とを備える。

筐体２０は、コネクタ芯線２２及び設置用部材２４を保持する。筐体２０は、絶縁性の樹脂等によって構成される。筐体２０は、接地電位面２１を有する。接地電位面２１は、導体を含み、接地電位（即ち、グランド電位）に設定される。

コネクタ芯線２２は、平面視において、筐体２０のほぼ中央部に配置されている。コネクタ芯線２２は、導電性の材料によって構成されている。コネクタ芯線２２は、多層プリント基板１０へ信号を伝達するとともに、多層プリント基板１０から信号を伝達する。

一対の設置用部材２４は、平面視において、コネクタ芯線２２を挟み両側に配置されている。設置用部材２４は、導電性の材料によって構成されている。

図１から図３に示すように、多層プリント基板１０は、同軸コネクタ１２を保持するとともに、同軸コネクタ１２と電気的に接続される。多層プリント基板１０は、第１プリプレグ層３０と、第１接地層３２と、第２プリプレグ層３４と、信号層３６と、ＩＣ３８とを備える。

第１プリプレグ層３０は、平面視において、四角形状に形成されている。第１プリプレグ層３０は、絶縁性の材料によって構成されている。例えば、第１プリプレグ層３０は、絶縁性のガラスエポキシ樹脂等の樹脂材料によって構成されている。尚、第１プリプレグ層３０は、ガラス繊維を含む絶縁性の他の樹脂材料、または、フィルム状の絶縁性材料であってもよい。第１プリプレグ層３０は、第１基材の一例である。

第１接地層３２は、導電性の材料によって構成されている。第１接地層３２は、例えば、銅等の導体を含む。第１接地層３２は、第１プリプレグ層３０の一対の主面のうち、第２プリプレグ層３４側の第１プリプレグ層３０の主面４０の一部に形成されている。即ち、第１接地層３２は、第２プリプレグ層３４と第１プリプレグ層３０との間に設けられている。第１接地層３２は、第１プリプレグ層３０の側面のうち、少なくとも同軸コネクタ１２側の側面４２まで設けられている。第１接地層３２の一端は、側面４２で露出している。これにより、第１接地層３２は、同軸コネクタ１２の接地電位面２１と接続される。第１接地層３２は、同軸コネクタ１２側の側面４２から対向する側面４４まで延びる。第１接地層３２は、平面視において、四角形状、例えば、長方形状である。第１接地層３２の厚みは、一定である。第１接地層３２の幅は、一定である。第１接地層３２の幅とは、第１接地層３２の形状が長方形状の場合、短辺に沿った第１接地層３２の長さのことである。

第２プリプレグ層３４は、平面視において、第１プリプレグ層３０とほぼ同形状の四角形状に形成されている。第２プリプレグ層３４は、第１プリプレグ層３０に重ねられている。第２プリプレグ層３４は、絶縁性の材料によって構成されている。例えば、第２プリプレグ層３４は、第１プリプレグ層３０と同じ材料によって構成されている。第２プリプレグ層３４は、第２基材の一例である。

信号層３６は、第２プリプレグ層３４の主面のうち、第１プリプレグ層３０と反対側の第２プリプレグ層３４の主面４６に設けられている。第２プリプレグ層３４の側面のうち、信号層３６は、同軸コネクタ１２側の第２プリプレグ層３４の側面５６まで延びる。信号層３６の少なくとも一部は、平面視において、第１接地層３２と重なる。信号層３６は、銅等の導体を含む導電性の材料によって構成されている。信号層３６は、同軸コネクタ１２と電気的に接続される。信号層３６は、芯線用パッド５０と、信号線５２と、一対の設置用パッド５４とを有する。

芯線用パッド５０は、第２プリプレグ層３４の側面のうち、同軸コネクタ１２側の側面５６近傍に設けられている。芯線用パッド５０は、平面視において、第１接地層３２の少なくとも一部と重なる位置に設けられている。芯線用パッド５０は、同軸コネクタ１２が多層プリント基板１０に取り付けられた状態におけるコネクタ芯線２２と対向する位置に設けられている。これにより、芯線用パッド５０は、同軸コネクタ１２が多層プリント基板１０に取り付けられると、コネクタ芯線２２と電気的に接続される。

信号線５２は、芯線用パッド５０と異なる導電性材料で構成してもよく、同じ導電性材料によって構成してもよい。信号線５２の一端は、芯線用パッド５０と接続されている。即ち、信号線５２は、芯線用パッド５０と一体的に連続して設けられている。信号線５２は、芯線用パッド５０が設けられている第２プリプレグ層３４の側面５６から対向する側面５８の方向へと延びる。信号線５２の他端は、芯線用パッド５０側から見て、側面５６の方向の途中部まで設けられている。信号線５２は、第１接地層３２が延びる方向と平行な方向に延びる。信号線５２は、平面視において、第１接地層３２の一部と重なる位置に設けられている。

一対の設置用パッド５４は、芯線用パッド５０の両側に配置されている。設置用パッド５４は、芯線用パッド５０と間隔をあけて設けられている。設置用パッド５４は、第２プリプレグ層３４の側面のうち、同軸コネクタ１２側の側面５６近傍に設けられている。設置用パッド５４は、同軸コネクタ１２が多層プリント基板１０に取り付けられた状態における設置用部材２４と対向する位置に設けられている。設置用パッド５４は、同軸コネクタ１２が多層プリント基板１０に取り付けられると、はんだ材料等によって設置用部材２４と固定される。

ＩＣ３８は、第２プリプレグ層３４の面のうち、信号層３６が設けられている主面４６に設置されている。ＩＣ３８は、信号線５２の他端と電気的に接続されている。これにより、ＩＣ３８は、芯線用パッド５０及び信号線５２を介して、同軸コネクタ１２から入力された信号を取得する。また、ＩＣ３８は、芯線用パッド５０及び信号線５２を介して、同軸コネクタ１２へ信号を出力する。

上述したように、第１実施形態による多層プリント基板１０では、第１接地層３２が、同軸コネクタ１２側の第１プリプレグ層３０の側面４２まで延びる。これにより、第１接地層３２が図１に示す矢印６０Ａに沿って信号層３６へと伝達するノイズのみならず、矢印６０Ｂに沿って、信号層３６と同軸コネクタ１２との接続部分近傍の信号層３６へと伝達するノイズも遮ることができる。更に、第１接地層３２が、第２プリプレグ層３４側の第１プリプレグ層３０の主面４０に形成されているので、第１接地層３２を信号層３６の近傍に設けて、第１接地層３２の周囲を回り込んで信号層３６に達するノイズを抑制できる。この結果、多層プリント基板１０は、信号層３６に侵入するクロストーク及び外部電磁波等を起因とするノイズをより低減することができる。また、多層プリント基板１０は、第１接地層３２の破損を第２プリプレグ層３４及び第１プリプレグ層３０の両層によって抑制できる。

上述したように、多層プリント基板１０では、第１接地層３２が、信号層３６の一端が形成された第１プリプレグ層３０の側面４２まで延びるので、特性インピーダンスの変化点６２を減らすことができる。具体的には、特性インピーダンスの変化点６２は、第１接地層３２の一端の位置であり、かつ、信号層３６の一端の位置となる。一方、第１接地層３２が、第１プリプレグ層３０の側面４２まで延びない場合、第１接地層３２の一端の位置と、信号層３６の一端の位置とが異なる位置になるので、それぞれの位置が特性インピーダンスの変換点となる。このように、多層プリント基板１０は、特性インピーダンスの変化点の数を減らすことによって、電磁界理論に基づく、当該変化点を起因とする伝達される信号の反射及び信号の劣化を抑制できる。特に、特性インピーダンスの変化点の影響を大きく受ける周波数がＧＨｚ帯の信号を伝達させる場合、特性インピーダンスの変化点を減らすことによって、信号の反射及び信号の劣化を更に抑制できる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態に構成を追加した第２実施形態の多層プリント基板１１０について説明する。図４は、第２実施形態による多層プリント基板１１０の縦断面図である。図５は、第２実施形態の多層プリント基板１１０の分解斜視図である。図４及び図５に示すように、第２実施形態による多層プリント基板１１０は、第３プリプレグ層１３１と、第２接地層１３３とを更に備える。

第３プリプレグ層１３１は、平面視において、第１プリプレグ層３０とほぼ同じ四角形状に形成されている。第３プリプレグ層１３１は、第１プリプレグ層３０と重ねられている。第３プリプレグ層１３１は、第２プリプレグ層３４とは反対側で第１プリプレグ層３０に重ねられている。第３プリプレグ層１３１は、絶縁性の材料によって構成されている。例えば、第３プリプレグ層１３１は、第１プリプレグ層３０と同じ材料によって構成されている。第３プリプレグ層１３１は、第３基材の一例である。

第２接地層１３３は、導電性の材料によって構成されている。第２接地層１３３は、例えば、第１接地層３２と同じ材料によって構成されている。第２接地層１３３は、第３プリプレグ層１３１の一対の主面のうち、第１プリプレグ層３０側の第３プリプレグ層１３１の主面１４１の一部に形成されている。第２接地層１３３は、第３プリプレグ層１３１の側面のうち、少なくとも同軸コネクタ１２側の側面１４３まで延びる。即ち、第２接地層１３３の一端は、側面１４３で露出している。第２接地層１３３は、同軸コネクタ１２側の側面１４３から対向する側面１４５まで延びる。第２接地層１３３は、平面視において、第１接地層３２と同じ形状に形成されるとともに、第１接地層３２と同じ位置に設けられている。即ち、第２接地層１３３は、平面視において、第１接地層３２と重なる。

第２実施形態の多層プリント基板１１０では、第１接地層３２及び第２接地層１３３が、同軸コネクタ１２側の側面１４３まで設けられている。これにより、第１接地層３２及び第２接地層１３３が、ノイズを遮るので、よりノイズが信号層３６に侵入することを抑制できる。

＜第３実施形態＞
第２実施形態の構成の一部を変更した第３実施形態の多層プリント基板３１０について説明する。図６は、第３実施形態の多層プリント基板３１０の分解斜視図である。図６においては、第１接地層３３２及び第２接地層３３３が形成される領域にドットハッチングを付与している。

第３実施形態の多層プリント基板３１０では、第１接地層３３２及び第２接地層３３３の形状が、第２実施形態の多層プリント基板１１０と異なる。第１接地層３３２は、一部の領域を除き、第１プリプレグ層３０の主面４０に形成されている。第２接地層３３３は、第３プリプレグ層１３１の主面１４１のうち、平面視において、第１接地層３３２が形成されていない領域に形成されている。第２接地層３３３は、第３プリプレグ層１３１の側面１４５まで延びる。

＜第４実施形態＞
第１実施形態の構成の一部を変更した第４実施形態の多層プリント基板４１０について説明する。図７は、第４実施形態の多層プリント基板４１０の分解斜視図である。第４実施形態の多層プリント基板４１０では、第１接地層４３２の形状が、第１実施形態の多層プリント基板１１０と異なる。

図７に示すように、多層プリント基板４１０の第１接地層４３２は、平面視において、第１プリプレグ層３０の側面４２に向かって幅が広がるように形成されている。具体的には、第１接地層４３２は、側面４４側の四角形部４３２Ａと、側面４２側の台形部４３２Ｂとを有する。

四角形部４３２Ａと台形部４３２Ｂは、一体的に連続して形成されている。四角形部４３２Ａは、平面視において、四角形状に形成されている。四角形部４３２Ａは、側面４４から側面４２の方向へと延びる。四角形部４３２Ａの一端は、側面４４に達している。

台形部４３２Ｂは、平面視において、台形状に形成されている。台形部４３２Ｂの短辺の長さは、四角形部４３２Ａの幅と同じである。台形部４３２Ｂの短辺側の端部は、四角形部４３２Ａの他端と接している。台形部４３２Ｂの長辺側の端部は、側面４２に達している。

＜第５実施形態＞
第１実施形態の構成の一部を変更した第５実施形態の多層プリント基板５１０について説明する。図８は、第５実施形態による多層プリント基板５１０の縦断面図である。

図８に示すように、第５実施形態による多層プリント基板５１０では、第１接地層５３２の厚みが、部分的に異なる。例えば、側面４２側の第１接地層５３２の厚みは、側面４４側の第１接地層５３２の厚みよりも厚い。

＜第６実施形態＞
第２実施形態の構成の一部を変更した第６実施形態の多層プリント基板６１０について説明する。図９は、第６実施形態による多層プリント基板６１０の縦断面図である。

図９に示すように、第６実施形態による多層プリント基板６１０では、第２接地層６３３が、側面１４５から側面１４３の方向へ延びる。ここで、第２接地層６３３の一端は、側面１４５と側面１４３との間の途中部に形成されている。第２接地層６３３の他端は、側面１４５まで延びる。従って、第２接地層６３３は、側面１４５から主面１４１上の途中部まで形成されている。

上述した各実施形態の構成は適宜変更してよい。また、各実施形態は適宜組み合わせてもよい。

上述の実施形態における各接地層の平面視における形状及び厚み等は適宜変更してよい。例えば、各接地層の厚み及び幅の少なくとも一方は、一定にしてよい。また、各接地層の厚み及び幅の少なくとも一方は、変化させてもよい。各接地層の厚み及び幅は、信号層との特性インピーダンスを考慮して設定することが好ましい。

上述の実施形態における接地層の数は、適宜変更してよい。例えば、接地層は、３層以上であってもよい。

上述の実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。実施形態および実施形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…多層プリント基板、 １２…同軸コネクタ、 ２０…筐体、 ２１…接地電位面、 ２２…コネクタ芯線、 ２４…設置用部材、 ３０…第１プリプレグ層、 ３２…第１接地層、 ３４…第２プリプレグ層、 ３６…信号層、 ４０…主面、 ４２…側面、 ４４…側面、 ４６…主面、 ５０…芯線用パッド、 ５２…信号層、 ５４…設置用パッド、 ５６…側面、 ５８…側面、 ６０Ａ…矢印、 ６０Ｂ…矢印、 ６２…変化点、 １１０…多層プリント基板、 １３１…第３プリプレグ層、 １３３…第２接地層、 １４１…主面、 １４３…側面、 １４５…側面、 ３１０…多層プリント基板、 ３３２…第１接地層、 ３３３…第２接地層、 ４１０…多層プリント基板、 ４３２…第１接地層、 ４３２Ａ…四角形部、 ４３２Ｂ…台形部、 ５１０…多層プリント基板、 ５３２…第１接地層、 ６１０…多層プリント基板、 ６３３…第２接地層

特開２０１０−１６０２０号公報

Claims (7)

1. 第１基材と、
   前記第１基材に重ねられた第２基材と、
   前記第１基材と反対側の前記第２基材の主面に形成され、コネクタと接続される信号層と、
   前記第２基材側の前記第１基材の主面に形成され、前記コネクタ側の前記第１基材の側面まで延び、導体を含む接地層と、
   を備える多層プリント基板。
2. 前記信号層は、前記コネクタ側の前記第２基材の側面まで延びる
   請求項１に記載の多層プリント基板。
3. 前記信号層の少なくとも一部は、平面視において、前記接地層と重なる
   請求項１または２に記載の多層プリント基板。
4. 前記第１基材と重ねられた第３基材と、
   前記第１基材側の前記第３基材の主面に形成された第２接地層と、
   を更に備える請求項１から３のいずれか１項に記載の多層プリント基板。
5. 第２接地層は、前記第３基材の側面のうち前記コネクタ側の側面まで延びる
   請求項４に記載の多層プリント基板。
6. 前記接地層の厚み及び幅の少なくとも一方は、一定である
   請求項１から５のいずれか１項に記載の多層プリント基板。
7. 前記接地層の厚み及び幅の少なくとも一方が、変化する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の多層プリント基板。

Images