JP2018078205A - Circuit board - Google Patents
Circuit board Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018078205A JP2018078205A JP2016219455A JP2016219455A JP2018078205A JP 2018078205 A JP2018078205 A JP 2018078205A JP 2016219455 A JP2016219455 A JP 2016219455A JP 2016219455 A JP2016219455 A JP 2016219455A JP 2018078205 A JP2018078205 A JP 2018078205A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- circuit board
- supply line
- circuit
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
Description
本発明は、回路基板に関するものであり、特に、回路パターンを利用したノイズフィルタを備える回路基板に関する。 The present invention relates to a circuit board, and more particularly to a circuit board including a noise filter using a circuit pattern.
一般に、電子回路を実装した回路基板には、例えば電源ラインに重畳した高周波ノイズによる誤動作を防止するため、ノイズフィルタが搭載される。例えば、電源ラインとグランドラインとの間にはバイパスコンデンサからなるノイズフィルタが挿入されることにより、該高周波ノイズは、高周波インピーダンスの低いバイパスコンデンサを介してグランドラインへと逃がされ、電源ラインから除去される。 Generally, a noise filter is mounted on a circuit board on which an electronic circuit is mounted in order to prevent malfunction due to, for example, high frequency noise superimposed on a power supply line. For example, by inserting a noise filter consisting of a bypass capacitor between the power line and the ground line, the high-frequency noise is released to the ground line via a bypass capacitor having a low high-frequency impedance, and is thus removed from the power line. Removed.
電源ラインなどに重畳する高周波ノイズには、例えば電子回路の動作周波数及びその高調波から構成される複数のノイズ成分が含まれることがあり、各ノイズ成分を除去するために、複数のバイパスコンデンサが回路基板に搭載される場合がある。 The high frequency noise superimposed on the power supply line or the like may include, for example, a plurality of noise components composed of the operating frequency of the electronic circuit and its harmonics, and a plurality of bypass capacitors are used to remove each noise component. It may be mounted on a circuit board.
また、重畳する高周波ノイズ電流の大きさによっては、例えば該バイパスコンデンサに過電流が流れて、該バイパスコンデンサが短絡故障し、最悪の場合、電源ラインとグランドラインとがショートする恐れがある。このような事態を回避するために、例えば主たるバイパスコンデンサに予備のバイパスコンデンサを直列に追加して、いずれかのバイパスコンデンサが短絡故障した場合においても、他のバイパスコンデンサが機能するように回路基板を構成することが提案されているが(特許文献1)、このような手法によれば、回路基板に搭載されるバイパスコンデンサの数が更に増大する。 Further, depending on the magnitude of the superimposed high-frequency noise current, for example, an overcurrent flows through the bypass capacitor, and the bypass capacitor may be short-circuited, and in the worst case, the power supply line and the ground line may be short-circuited. In order to avoid such a situation, for example, a spare bypass capacitor is added in series with the main bypass capacitor, and even if one of the bypass capacitors is short-circuited, the circuit board can function so that the other bypass capacitor functions. However, according to such a method, the number of bypass capacitors mounted on the circuit board is further increased.
バイパスコンデンサとしては、通常、積層セラミックコンデンサが使用されるが、汎用の積層セラミックコンデンサでは、数100MHzを超えるような動作周波数において、等価直列インダクタンス(ESL:Equivalent Series Inductance)が増大して共振回路を構成し、除去されるべき高周波ノイズの多くを反射するという特性が顕著に現れる。この結果、積層セラミックコンデンサで反射された高周波ノイズは、電源ラインなどを伝搬して輻射ノイズを放出し、他の配線ラインや回路部品などに該輻射ノイズを重畳させることとなる。 As a bypass capacitor, a multilayer ceramic capacitor is usually used. However, in a general-purpose multilayer ceramic capacitor, an equivalent series inductance (ESL) increases at an operating frequency exceeding several hundred MHz, and a resonance circuit is formed. The characteristic of reflecting and reflecting much of the high frequency noise to be configured and removed appears significantly. As a result, the high frequency noise reflected by the multilayer ceramic capacitor propagates through the power supply line and the like to emit radiation noise, and the radiation noise is superimposed on other wiring lines and circuit components.
このような反射ノイズを低減するには、例えば電子回路の動作周波数において十分に低いESLを有するバイパスコンデンサを使用する方法がある。しかしながら、上述したような複数のバイパスコンデンサの全てを、高価な低ESLのバイパスコンデンサで置き換えることとなると、回路基板のコストアップが避けられない。 In order to reduce such reflection noise, for example, there is a method of using a bypass capacitor having a sufficiently low ESL at the operating frequency of the electronic circuit. However, if all of the plurality of bypass capacitors as described above are replaced with expensive low ESL bypass capacitors, the cost of the circuit board cannot be avoided.
このように、上述のような構成の回路基板では、高価なノイズフィルタを多数必要とし、部品コストが上昇するのみならず、回路基板内におけるノイズフィルタの占有率が高くなって、他の回路パターンや電気部品の配置の自由度などが制限されるという問題が生じている。 As described above, the circuit board configured as described above requires a large number of expensive noise filters, which not only increases the component cost but also increases the occupancy ratio of the noise filters in the circuit board. There is a problem that the degree of freedom of arrangement of electric parts is limited.
このような背景から、高周波ノイズが効率よく除去でき、安価で短絡故障のないノイズフィルタを備えた回路基板の実現が望まれている。 From such a background, it is desired to realize a circuit board including a noise filter that can efficiently remove high-frequency noise, is inexpensive, and has no short-circuit failure.
本発明の一の態様は、入力信号を処理する処理回路と、前記処理回路の出力に基づいて制御対象を制御する駆動回路を備えた回路基板である。該回路基板は、電源供給端子と、該電源供給端子と、電源供給対象とを接続する電源供給ラインと、前記処理回路に接続されるグランドパターンと、前記駆動回路に接続されるグランドパターンと、各グランドパターンの一方と電気的に接続された導電パターンと、を少なくとも備え、前記導電パターンは、前記電源供給ラインの前記電源供給端子に近接する少なくとも一部において、前記電源供給ラインの外縁と所定の距離を隔てて前記電源供給ラインに沿うように配されて該電源供給ラインと容量結合を構成する。
本発明の他の態様によると、前記導電パターンは、2つの導電パターンからなり、前記2つの導電パターンは、前記電源供給ラインを挟んで対向するように各々配されている。
本発明の他の態様によると、前記導電パターンは、前記電源供給ラインよりも幅広で、前記電源供給ラインの直下に絶縁層を介して配される。
本発明の他の態様によると、前記回路基板は、少なくとも外部の電源と電気的接続されるコネクタを備え、前記電源供給端子は、前記コネクタと該回路基板とを電気的に接続する接続端子のうち、前記外部の電源の電源電位に接続される接続端子である。
本発明の他の態様によると、前記電源供給端子は、前記回路基板内に実装された電源回路の電源出力端子である。
本発明の他の態様によると、前記導電パターンは、前記処理回路のグランドパターンに接続される。
本発明の他の態様によると、前記電源供給対象は、前記駆動回路であって、前記導電パターンは、前記駆動回路のグランドパターンに接続される。
本発明の他の態様によると、前記回路基板と、前記回路基板を内部に収容する筐体と、を備える電子装置である。
One embodiment of the present invention is a circuit board including a processing circuit that processes an input signal and a driving circuit that controls a control target based on an output of the processing circuit. The circuit board includes a power supply terminal, a power supply line connecting the power supply terminal and a power supply target, a ground pattern connected to the processing circuit, and a ground pattern connected to the drive circuit, At least a conductive pattern electrically connected to one of the ground patterns, the conductive pattern being at least partially adjacent to the power supply terminal of the power supply line and a predetermined outer edge of the power supply line. The power supply line is disposed along the power supply line with a distance of 1 to form a capacitive coupling with the power supply line.
According to another aspect of the present invention, the conductive pattern includes two conductive patterns, and the two conductive patterns are arranged so as to face each other with the power supply line interposed therebetween.
According to another aspect of the present invention, the conductive pattern is wider than the power supply line, and is disposed directly below the power supply line via an insulating layer.
According to another aspect of the present invention, the circuit board includes at least a connector that is electrically connected to an external power source, and the power supply terminal is a connection terminal that electrically connects the connector and the circuit board. Of these, the connection terminal is connected to the power supply potential of the external power supply.
According to another aspect of the invention, the power supply terminal is a power output terminal of a power circuit mounted in the circuit board.
According to another aspect of the invention, the conductive pattern is connected to a ground pattern of the processing circuit.
According to another aspect of the present invention, the power supply target is the drive circuit, and the conductive pattern is connected to a ground pattern of the drive circuit.
According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic device including the circuit board and a housing that houses the circuit board therein.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、本実施形態では、本発明に従う回路基板として、例えば車両に搭載される電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)などの電子装置を構成する回路基板を示すが、本発明に係る回路基板の構成は、これに限らず、広く一般の電子装置に適用することができる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a circuit board constituting an electronic device such as an electronic control unit (ECU) mounted on a vehicle is shown as a circuit board according to the present invention. The configuration is not limited to this and can be widely applied to general electronic devices.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る回路基板を搭載した電子装置の構成を示す図である。本回路基板100は、車両に搭載され該車両のエンジン制御を行う電子装置10を構成する回路基板であり、制御回路を構成する電子部品が搭載されている。また、該回路基板100は、矩形状の平板であり、例えば、所定の誘電率を有する複数の絶縁体層が積層された多層基板(例えば多層プリント配線基板)などで構成される。該回路基板100は、コネクタ102が配されており、該コネクタ102を介して、電子装置10の外部に搭載されたセンサ(不図示)からの信号を受信したり、エンジンなどを制御する制御装置(不図示)などに対して制御信号などを送信する。なお、コネクタ102を搭載した回路基板100は筐体104に収容されているため、筐体104の外部から回路基板100を視認することはできないが、図1においては、説明のため、筐体104の内部に主要されている部分についても実線を用いて示している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electronic device on which a circuit board according to a first embodiment of the present invention is mounted. The
筐体104は、その外側面にフランジ106、108が設けられている。筐体104及びフランジ106、108は、共に金属(例えばアルミニウム)等の導電性材料により構成されており、筐体104は、フランジ106、108により車体110に機械的に固定されると共に、車体110に対し電気的に直接接続される。
The
回路基板100には、電源回路120、処理回路122、駆動回路124などが配され、回路基板100上に形成された銅箔等の電気回路パターン(配線ライン)により互いに電気的に接続されて制御回路を構成している。なお、図1において、回路基板100上に示す電源回路120と、処理回路122と、駆動回路124等を結ぶ線分は、回路基板100上に形成された電気回路パターンを模式的に示したものであり、当該線分の交差部に示された黒丸は、当該交差部において電気回路パターンが互いに電気的に接続されていることを示している。また、黒丸が示されていない線分の交差部は、当該交差部を構成する電気回路パターンが電気的に接続されていないことを示しており、例えば、当該交差部では、一方の電気回路パターンが、回路基板100に設けられたビアホール等を介して回路基板100の内部や裏面側に逃げることで、電気的接続が回避される。また、回路基板100には、図1に記載された電子回路及び回路パターン以外にも種々の電子回路及び回路パターンなども形成され得るが、図を簡略化して理解を容易にするため、図1においてはこれらの図示を省略している。
The
電源回路120は、例えば車載発電機またはバッテリ等で構成される外部電源107から、電源線109、コネクタ102のコネクタリード119、電源供給ライン113を介して供給される電圧(例えば、12V)を、所定の電圧値(例えば、5V)に変換して、処理回路122などに供給する。
The power supply circuit 120 receives, for example, a voltage (for example, 12V) supplied from an external power supply 107 configured by an in-vehicle generator or a battery via the
処理回路122は、例えば、CPU、AD変換器(アナログ・デジタル変換器、Analog-to-Digital Converter)、AND回路やOR回路等の論理回路デバイス、PLD(Programmable Logic Device)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のデジタル回路により構成され、電子装置10の外部に設けられたセンサ(不図示)から受信したセンサ信号に基づいて、同じく電子装置10の外部に配された制御対象(不図示)を制御するための制御量を算出する。なお、該センサとしては、該制御対象を制御するための操作量を検出するセンサであって、たとえば、速度センサ、加速度センサ、エンジンの回転センサ等である。また、該制御対象としては、例えば、車両の走行等に影響を与えるブレーキ、エンジンスロットル、燃料供給配管に設けられた電磁弁等を動作させる各種のアクチュエータとすることができる。
The
駆動回路124は、例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等のトランジスタを用いた電力増幅回路により構成され、外部電源107から、コネクタリード125及び電源供給ライン127等を介して電源供給を受けて動作し、処理回路122から受信した制御量に基づき、制御対象に与えるべき電流又は電圧値を決定して、当該決定した電流又は電圧値を持つ出力を該制御対象に出力する。
The
回路基板100上に実装されたコネクタ102には、当該コネクタ102に勘合する外部コネクタ112が接続される。これにより、回路基板100上の電子回路は、外部コネクタ112と当該外部コネクタ112に接続されたワイヤハーネス114とを介して、例えば電子装置10の外部に置かれた、例えば外部電源107等と電気的に接続される。なお、ワイヤハーネス114は、該外部電源107の電源電位Vを回路基板100に供給する電源線109と、外部電源107のグランド電位を与えるグランド線111と、を有している。
An
回路基板100の外周部の一部には、例えば、電力用グランド(PG、Power Ground)パターン130と、論理回路用グランド(LG、Logic Ground)パターン132とが設けられている。本実施形態では、図1における回路基板100の図示下側の辺にPGパターン130が、図示上側の辺にLGパターン132が各々配されている。
For example, a power ground (PG)
PGパターン130には、配線ライン129を介して駆動回路124のグランドが接続されている。また、PGパターン130は、導電体で構成された導体板134を介して筐体104に電気的に接続されており、筐体104のフランジ108等を介して車体110に電気的に接続され、車体110を介して外部電源107のグランド端子に接続される。ここで、導体板134は、例えば銅板で構成することができ、導体板134と筐体104との接続は、例えば半田付けにより行うことができる。ただし、これに限らず、PGパターン130と筐体104との電気的接続は、例えば筐体104を構成する部材で回路基板100を挟持して、PGパターン130と筐体104との直接的な接触により、当該電気的接続を行うこともできる。
The ground of the
LGパターン132は、回路基板100上に形成された配線ライン115、導電パターン116a、グランド線111a、111を介して、外部電源107のグランド端子GNDに接続されている。また、LGパターン132は、回路基板100上に形成された配線ライン139を介して処理回路122のグランドが接続されており、処理回路122に対しその内部動作及び出力信号に用いられるパルス信号の電圧レベル、すなわち当該パルス信号の論理値を規定する基準を与える。さらに、LGパターン132には、配線ライン139を介して電源回路120のグランドとも接続されている。
The
ここで、本実施形態における回路基板100では、特に、電源供給ライン113を挟むように対向して配置された2つの導電パターン116a、116bが設けられており、当該導電パターン116a、116bにより、該電源供給ライン113に重畳した高周波ノイズが除去される。
Here, in the
具体的には、導電パターン116a、116bは、電源供給ライン113と容量結合を構成するように、電源供給ライン113の外縁から所定距離の間隔を隔てて電源供給ライン113に沿って互いに並走するように配されている。また、導電パターン116a、116bは、外部電源107の電源電位Vが供給されるコネクタ102のコネクタリード119と電源供給ライン113との接続部(図示黒丸)を挟み込むように、該接続部からコネクタ102寄りに立設するコネクタリード121、123との接続部から、電源供給ライン113の図示左右方向の長さの1/3程度が両導電パターンによって挟まれる位置まで延在するように形成されている。
Specifically, the
なお、導電パターン116a、116bは、他の配線ラインと同様に、銅やアルミニウム等からなる電気回路パターン(配線ライン)で構成することができる。また、導電パターン116aは、LGパターン132と配線ライン115を介して接続されており、更に、導電パターン116aと導電パターン116bとは、外部コネクタ112の内部において配線111aと配線111bとによって電気的に接続されていると共に、グランド線111を通じて外部電源107のグランドGNDと電気的に接続されている。
The
この構成により、本実施形態の回路基板100では、電源供給ライン113の延在方向(図示左右方向)の両サイドに設けられた導電パターン116a、116bと、電源供給ライン113とによって構成される容量結合が、該電源供給ライン113に重畳する高周波ノイズに対して低インピーダンスとなるバイパスコンデンサとして機能し、導電パターン116a、116bを通じて外部電源107のグランドGNDへと該高周波ノイズが即座に排除される。なお、該バイパスコンデンサの容量は、電源供給ライン113と導電パターン116a、116bとの間の各々の距離と、導電パターン116a、116bの延在方向の長さ(導電パターン116a、116bの図示左右方向の長さ)によって調整することができるので、該距離や該長さを調整することによって、重畳した高周波ノイズの周波数に応じた所望のインピーダンスを構成することができる。また、導電パターン116a、116bの当該長さを各々異なるように構成したり、電源供給ライン113と導電パターン116aとの間の距離と、電源供給ライン113と導電パターン116bとの間の距離とを各々異なるように構成することによって、電源供給ライン113の両サイドに容量の異なる2つのバイパスコンデンサを設けることもできる。
With this configuration, in the
そして、回路基板100の外部から電源供給ライン113に流入する高周波ノイズは、該回路基板100と外部との接続部(回路基板100とコネクタリード119との接続部)において常に除去されるように構成されているため、例えば電源線109に重畳している高周波ノイズが回路基板100に流入したとしても直ちに除去されるため、回路基板100に形成された電子回路の制御動作の異常や制御誤差の発生が効果的に防止される。また、該高周波ノイズは、電源供給ライン113の当該接続部近傍以外には重畳しないため、輻射ノイズを放出するノイズ源となる恐れもない。
The high frequency noise flowing into the
また、一般に、配線ライン中の高周波ノイズは、表皮効果により配線ラインの外縁部近傍に集中して分布するが、本回路基板100では、電源供給ライン113での該高周波ノイズの分布に沿うように、電源供給ライン113の両方の外縁部に相対向するように導電パターン116a、116bが各々配置されているため、高周波ノイズを該電源供給ライン113から効率良く除去することが可能となる。
In general, high-frequency noise in a wiring line is concentrated and distributed near the outer edge of the wiring line due to the skin effect, but in the
さらに、導電パターン116a、116bは、PG130と比較すると高周波ノイズが低減され安定した電位を提供するLGパターン132と接続されているため、導電パターン116a、116bから電源供給ライン113へと高周波ノイズが逆流する恐れもない。また、導電パターン116a、116bは、LGパターン132から外部電源107のグランドGNDへのリターン部分の途中経路に設けられているため、導電パターン116a、116bへと逃がされたノイズによって、LGパターン132の電位を乱すこともない。このため、LGパターン132にグランドが接続されている電源回路120及び処理回路122の回路動作に悪影響を与えることもない。
Further, since the
また、仮に、導電パターン116a、116bと、電源供給ライン113とが構成するバイパスコンデンサに大きなノイズ電流が流入しても、当該電源供給ライン113の延在方向(図示左右方向)において、導電パターン116a、116bが長い距離に亘って対向電極を構成するように形成されているため、該ノイズ電流を対向電極に亘って分散して逃がすことにより、単位長さあたりの電流量を抑制することができるため、過剰なノイズ電流の流入によるバイパスコンデンサの破壊から保護することができる。
Further, even if a large noise current flows into the bypass capacitor formed by the
さらに、本実施形態において、導電パターン116a、116bと電源供給ライン113とによって構成されるバイパスコンデンサは、対向する電極間の距離(例えば、導電パターン116aと電源供給ライン113との間の間隙の長さ)が、電極の長さ方向の寸法(導電パターン116a、116bの図示左右方向の長さ)よりも短い構成を有する、いわゆるLW逆転型コンデンサを構成している。一般に、LW逆転型コンデンサでは、動作周波数が高くなっても、等価直列インダクタンスが小さく、共振回路を構成することが抑制される。同様に、本実施形態の回路基板100におけるバイパスコンデンサにおいても、等価直列インダクタンスを小さくすることができるため、高周波ノイズは、反射されることなく速やかに導電パターン116a、116bに除去することができ、電源供給ライン113に高周波ノイズが再度重畳する恐れがない。
Further, in the present embodiment, the bypass capacitor constituted by the
上述したように、本実施形態の回路基板100に搭載した、導電パターン116a、116bと電源供給ライン113とによって構成されるバイパスコンデンサは、高周波ノイズを確実に除去し、また、過剰なノイズ電流が流入した場合において、破壊することがない。さらに、本実施形態の回路基板100に形成された該バイパスコンデンサは、回路基板100に形成された回路パターンのみを用いて構成されているため、安価に形成することが可能であり、個別部品であるノイズフィルタを回路基板に搭載する場合に比べて、大幅なコストダウンを実現することができる。
As described above, the bypass capacitor configured by the
なお、本実施形態では、導電パターン116a、116bは、コネクタリード119と電源供給ライン113との接続部(図示黒丸)を挟み込めるように、上記導電パターン116a、116bを形成したが、これに限らず、例えば、電源供給ライン113を構成する少なくとも一部分が導電パターン116a、116bにより挟まれるように形成されていれば、一定の効果を得ることができる。また、本実施形態では、電源供給ライン113の長さ(図示左右方向の長さ)の1/3が導電パターン116a、116bによって挟み込まれるように形成したが、これに限らず、例えば電源供給ライン113の全長が挟まれるように、両導電パターン116a、116bを形成してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、導電パターン116aと導電パターン116bとは、外部コネクタ112内の配線111aと配線111bとの接続によって電気的に接続するものとしたが、これに限らず、例えば、回路基板100内に形成された金属配線やビア等を利用して、導電パターン116a、116bの両者が電気的に接続されたものとしてもよい。
In the present embodiment, the conductive pattern 116a and the
また、本実施形態では、導電パターン116a、116bは、LGパターン132から外部電源107のグランドGNDへのリターン部分の途中経路に設けられているが、これに限らず、導電パターン116a、116bから、LGパターン132を経由して、外部電源107のグランドGNDに至るように回路パターンを構成してもよい。
In the present embodiment, the
図2、3は、第1の実施形態における回路基板100の変形例であり、上記導電パターン116a、116bに代えて用いることのできる、第1、第2及び第3の導電パターンの形状を示している。
2 and 3 are modifications of the
図2(a)は、第1の実施形態における第1の変形例であるノイズフィルタが形成された回路基板200aの構成を示す図であって、回路基板200aとコネクタ202aの一部のコネクタリード219a、221a等との接続部の近傍を示す部分詳細図である。外部電源107の電源電位Vが電源線209a通じて供給されるコネクタリード219aと、電源供給ライン213aとの接続部(図示黒丸)の周囲において、第1の導電パターンである導電パターン216がコの字状に形成されて、当該接続部の三方(図示上下左方向)を囲むように設けられている。また、導電パターン216の一部は、配線パターン215aによってLGパターン132(図1)と電気的に接続されており、また、当該導電パターン216の他の一部は、コネクタリード221a及び配線211aを介して、外部電源107のグランドGND(図1)と電気的に接続されている。
FIG. 2A is a diagram showing a configuration of a
このように、第1の導電パターンである導電パターン216が前記接続部を囲むように配置されることにより、当該接続部のコネクタ202a寄りの部分からも、電源供給ライン213aに重畳したノイズを除去することができるため、ノイズ除去効率を高めることができる。また、電源供給ライン213aからコネクタ202a側へと放出される輻射ノイズが吸収されるため、電源供給ライン213aがノイズ放射源となることを効果的に抑制することができる。
Thus, by arranging the
図2(b)は、第1の実施形態における第2の変形例であるノイズフィルタが形成された回路基板200bの構成を示す図であって、回路基板200bとコネクタ202bの一部のコネクタリード219a、221b、223b等との接続部の近傍を示す部分詳細図である。第2の導電パターンである導電パターン216b、216cの外縁部分において、電源供給ライン213bと対向する各々の外縁部分は、コネクタリード221b、223bからの距離に応じて、電源供給ライン213bの外縁との間隙の距離が段階的に狭くなるような階段状の形状を有している。また、導電パターン216bの一端は、配線パターン215bによってLGパターン132(図1)と電気的に接続されており、また、当該導電パターン216bの他の一部は、コネクタリード221b及び配線211bを介して、外部電源107のグランドGND(図1)と電気的に接続されている。さらに、導電パターン216bと導電パターン216cとは、回路基板200bの内部において、ビアや配線220b等によって互いに電気的に接続されている。
FIG. 2B is a diagram showing a configuration of a
このように、電源供給ライン213bと、導電パターン216b、216cとの間が、段階的に異なる電極間距離となるように構成することにより、回路基板200bに、静電容量の異なる複数のバイパスコンデンサを構成することができる。該複数のバイパスコンデンサの各々の静電容量は、電源供給ライン213bと導電パターン215b、216cとの電極間の距離に応じて調節することができるため、例えば複数の周波数成分を含むノイズが電源供給ライン213bなどに重畳しているような場合には、該周波数成分の各々に対応して所望のインピーダンスが得られるように各々の該静電容量を調節すれば、当該静電容量に対応した異なる周波数成分の高周波ノイズを導電パターン216b、216cへと確実に逃がすことができる。
In this way, by configuring the power supply line 213b and the
なお、本変形例では、導電パターン216b、216cの各々の外縁部が、各々階段状となるように構成したが、これに限らず、例えば導電パターン216b、216cの外縁部分の各々と電源供給ライン213bの外縁との間隙が連続的に徐々に狭くなるように構成してもよい。さらに、導電パターン216b、216cの電源供給ライン213bと対向する外縁部分の形状は、階段状に限らず、所望の静電容量を持って容量結合する限りにおいて、任意の形状とすることができる。
In this modification, the outer edge portions of the
図3(a)は、第1の実施形態における第3の変形例であるノイズフィルタが形成された回路基板300の構成を示す上面図であって、回路基板300とコネクタ302の一部のコネクタリード319、321等との接続部の近傍を示す部分詳細図であり、また、図3(b)は、その斜視図である。回路基板300は、例えば、所定の誘電率を有する絶縁体層330、340、350が積層された多層基板(例えば多層プリント配線基板)で構成されており、図3(a)において点線で示す第3の導電パターンである導電パターン316は、内層の絶縁層である絶縁層340上に形成され、電源供給ライン313と絶縁層330を誘電体層とするバイパスコンデンサを構成している。また、導電パターン316の幅(図3(a)の上下方向の長さ)は、電源供給ライン313の幅(図3(a)の上下方向の長さ)よりも、幅広となるように構成されている。さらに、導電パターン316の一部は、絶縁層340の図示上面に形成された配線パターン315によってLGパターン132(図1)と電気的に接続されており、また、当該導電パターン316の他の一部は、図3(b)において点線で示すビアによって接続されたコネクタリード321及びグランド線311を介して、外部電源107のグランドGND(図1)と電気的に接続されている。
FIG. 3A is a top view showing a configuration of a
このように、電源供給ライン313の直下に、誘電体となる絶縁層330を介して、電源供給ライン313よりも幅広な導電パターン316を配することにより、電源供給ライン313の幅方向から漏洩する電界成分を当該導電パターン316に到達させることが可能なバイパスコンデンサを構成することができるため、電源供給ライン313に重畳した高周波ノイズを漏れなく導電パターン316に確実に逃がすことができ、更に、電源供給ライン313の外縁の背面付近に集中して分布する高周波ノイズを効率良く除去することが可能となる。
As described above, by disposing the
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態に係る回路基板について説明する。本実施形態に係る回路基板では、回路基板内に設けられた電源回路から出力される電源供給ラインの両側を挟むように導電パターンが設けられている。これにより、本実施形態に係る電子回路では、回路基板内に設けられた電源回路から出力される電源供給ラインに重畳した高周波ノイズを効率よく除去することができる。
[Second Embodiment]
Next, a circuit board according to a second embodiment of the present invention will be described. In the circuit board according to the present embodiment, the conductive pattern is provided so as to sandwich both sides of the power supply line output from the power supply circuit provided in the circuit board. Thereby, in the electronic circuit according to the present embodiment, high-frequency noise superimposed on the power supply line output from the power supply circuit provided in the circuit board can be efficiently removed.
図4は、本発明の第2の実施形態に係る電子回路の構成を示す図である。なお、図4に
示す回路基板400においては、図1に示す第1の実施形態に係る回路基板100と同じ構成要素については、図1に示す符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図1についての説明を援用する。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an electronic circuit according to the second embodiment of the present invention. In the
本回路基板400は、第1の実施形態に係る回路基板100に代えて用いることのできる回路基板である。回路基板400には、その表面に導電パターン416a、416bが形成されている。導電パターン416a、416bは、電源回路120から処理回路122に電力を供給する電源供給ライン117を両側(図示左右方向)から挟むように配置されており、特に、電源回路120の電源電位の出力端子と電源供給ライン117とが接続される部分を少なくとも挟むことができる位置に設けられている。また、導電パターン416aの一端は、配線ライン415によってLGパターン132と電気的に接続されており、さらに、当該導電パターン416aの他の一部は、コネクタリード421やグランド線411等によって電源107のグランドGNDに電気的に接続されている。また、導電パターン416aと導電パターン416bとは、回路基板400の内部において、ビアや配線等によって互いに電気的に接続されている。
The
この構成により、導電パターン416a、416bと、電源供給ライン117とは容量結合し、例えば電源回路120から電源供給ライン117に重畳した高周波ノイズに対して低インピーダンスとなるバイパスコンデンサを構成する。そして、電源供給ライン117から導電パターン416a、416bへと逃がされた高周波ノイズは、コネクタリード421及びグランド線411等を通じて外部電源107のグランドGNDに直ちに排除される。そして、電源供給ライン117は、その大部分において高周波ノイズが重畳する恐れがないため、信号線などの他の配線ラインにノイズを放出するノイズ源となることはない。これにより、回路基板400に形成された電子回路の制御動作の異常を未然に防止することができる
With this configuration, the conductive patterns 416a and 416b and the
〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態に係る回路基板について説明する。本実施形態に係る回路基板500では、駆動回路に電源を供給する電源供給ラインの両側を挟むように導電パターンが設けられている。これにより、本実施形態に係る電子回路では、駆動回路に電源を供給する電源供給ラインに重畳された電源ノイズが効果的に除去することができ、該駆動回路の制御異常や制御誤差の発生を未然に防止する。
[Third Embodiment]
Next, a circuit board according to a third embodiment of the present invention will be described. In the
図5は、本発明の第3の実施形態に係る電子回路の構成を示す図である。なお、図5に
示す回路基板500においては、図1に示す第1の実施形態に係る回路基板100と同じ構成要素については、図1に示す符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図1についての説明を援用する。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an electronic circuit according to the third embodiment of the present invention. In the
本回路基板500は、第1の実施形態に係る回路基板100に代えて用いることのできる回路基板である。回路基板500には、その表面に導電パターン516a、516bが形成されている。導電パターン516a、516bは、外部電源107からの電源を供給するコネクタリード525に接続された電源供給ライン127の両側を挟むように設けられている。また、導電パターン516a、516bの各々の一端は、配線ライン526a、526bによってPGパターン130と接続されている。
The
この構成により、該電源供給ライン127の外縁と対向するように設けられた導電パターン516a、516bと、電源供給ライン127とによって構成される容量結合は、電源供給ライン127に重畳した高周波ノイズに対して、低インピーダンスのバイパスコンデンサとして機能する。そして、電源供給ライン127から導電パターン516a、516bへと逃がされた該高周波ノイズは、配線ライン526a、526b、PGパターン130、及び導体板134を通じて筐体104へと即座に排除される。なお、一般に、駆動回路には大電流が流出入するため、本回路基板500の導電パターン516a、516bに除去されるノイズ電流は、第1、2の実施形態で除去されるノイズ電流に比べて大きいものとなる。このため、導電パターン516a、516bが、例えば第1、2の実施形態のように、LGパターン132に接続されると、該ノイズの流入によりLGパターン132の電位が不安定なものとなり、当該LGパターン132に接続された電源回路120及び処理回路122の回路動作に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、導電パターン516a、516bは、LGパターン132に比べて大電流が流入するPGパターン130に接続されることが好ましい。
With this configuration, the capacitive coupling formed by the
このように、本回路基板500では、コネクタリード525から電源供給ライン127に流入する高周波ノイズを、流入口の近傍において常に除去されるように構成されているため、電源供給ライン127に意図しない高周波ノイズが流入した場合においても、直ちに除去されることとなる。これにより、当該電源供給ライン127から、信号線などの他の配線ラインにノイズが重畳する恐れがなく、回路基板500に形成された電子回路の制御動作の異常や制御誤差の発生が効果的に防止することができる。
As described above, the
以上、説明したように、第1、第2及び第3の実施形態に係る回路基板は、入力信号を処理する処理回路122と、前記処理回路の出力に基づいて制御対象を制御する駆動回路124を備えた回路基板100等であって、該回路基板は、電源供給端子119等と、該電源供給端子と電源供給対象120等とを接続する電源供給ライン113等と、前記処理回路に接続されるグランドパターン132と、前記駆動回路に接続されるグランドパターン130と、各グランドパターンの一方と電気的に接続された導電パターン116a、116b等と、を少なくとも備え、前記導電パターンは、前記電源供給ラインの前記電源供給端子に近接する少なくとも一部において、前記電源供給ラインの外縁と所定の距離を隔てて前記電源供給ラインに沿うように配されて該電源供給ラインと容量結合を構成する。
As described above, the circuit boards according to the first, second, and third embodiments have the
この構成により、該電源供給ライン及び導電パターンが、高周波ノイズに対して低インピーダンスとなるバイパスコンデンサを構成し、該導電パターンを通じてグランドに該高周波ノイズを排除することができる。また、排除される該ノイズ電流は、対向電極に亘って分散して逃がされるため、単位長さあたりに流入する電流量を抑制することができ、該バイパスコンデンサの破壊を防止することができる。さらに、本発明に係る回路基板に形成されたバイパスコンデンサでは、等価直列インダクタンスを小さくすることができるため、該バイパスコンデンサにおいて、高周波ノイズを反射することなく、当該高周波ノイズを効率よく除去することができる。さらに、本発明の回路基板に形成されたバイパスコンデンサは、回路基板に形成された回路パターンのみを用いて構成されているため、安価に形成することが可能であり、個別部品であるノイズフィルタを回路基板に搭載する場合に比べて、大幅なコストダウンを実現することができる。 With this configuration, the power supply line and the conductive pattern constitute a bypass capacitor having a low impedance with respect to the high frequency noise, and the high frequency noise can be eliminated to the ground through the conductive pattern. Further, since the noise current that is eliminated is dispersed and escaped across the counter electrode, the amount of current flowing in per unit length can be suppressed, and destruction of the bypass capacitor can be prevented. Furthermore, in the bypass capacitor formed on the circuit board according to the present invention, since the equivalent series inductance can be reduced, the bypass capacitor can efficiently remove the high frequency noise without reflecting the high frequency noise. it can. Furthermore, since the bypass capacitor formed on the circuit board of the present invention is configured using only the circuit pattern formed on the circuit board, it can be formed at low cost, and a noise filter that is an individual component can be provided. Compared to mounting on a circuit board, a significant cost reduction can be realized.
なお、第1〜3の実施形態及びその変形例の回路基板の各々では、回路基板上に形成された1つの電源供給ラインに導電パターンを配置して、当該1つの電源供給ラインに重畳した高周波ノイズのみを除去する構成としたが、これに限らず、例えば回路基板上に形成される全ての電源ラインに第1〜3の実施形態及びその変形例に示す導電パターンの何れかの構成を適用することができる。 In each of the circuit boards of the first to third embodiments and the modifications thereof, a conductive pattern is arranged on one power supply line formed on the circuit board, and the high frequency superimposed on the one power supply line. Although only the noise is removed, the present invention is not limited to this. For example, any one of the conductive patterns shown in the first to third embodiments and the modifications thereof is applied to all power supply lines formed on the circuit board. can do.
また、筐体104は、例えば、カバーとベースとの2つの支持体から構成し、該カバー及びベースとを、ネジ等により互いに固定されて内部空洞を形成し、当該内部空洞に本発明の回路基板を収容するものとしてもよい。この場合、該カバー及びベースを、例えば金属等の導電性材料(例えば、アルミニウム)により構成し、2つの支持体の少なくとも一方を、上記PGパターン130の表面と当接するように配して、該当接する位置において前記回路基板をその厚さ方向に挟持して該筐体内に前記回路基板を固定することもできる。このような構成とすれば、PGパターン130と筐体104とを容易に電気的に接続することできる。
The
また、本実施形態では、回路基板として多層基板を用いるものとしたが、これに限らず、例えば、単層のプリント基板を用いてもよい。 In this embodiment, a multilayer board is used as the circuit board. However, the present invention is not limited to this, and a single-layer printed board may be used, for example.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified and used without departing from the spirit of the present invention.
10、40、50・・・電子装置、100、200a、200b、300、400、500・・・回路基板、102、202a、202b、302・・・コネクタ、104・・・筐体、106、108・・・フランジ、107・・・外部電源、109・・・電源線、110・・・車体、111、211a、211b、311、411、511・・・グランド線、113、117、213a、213b、313・・・電源供給ライン、114・・・ワイヤハーネス、116a、116b、216、216b、216c、316、416a、416b、516a、516b・・・導電パターン、119、121、123、219a、221a、219b、221b、223b、319、321、419、421、519、521、525・・・コネクタリード、120・・・電源回路、122・・・処理回路、124・・・駆動回路、130・・・PGパターン、132・・・LGパターン、134・・・導体板、330、340、350・・・絶縁体層。 10, 40, 50 ... Electronic device, 100, 200a, 200b, 300, 400, 500 ... Circuit board, 102, 202a, 202b, 302 ... Connector, 104 ... Housing, 106, 108 ... Flange, 107 ... External power supply, 109 ... Power supply line, 110 ... Car body, 111, 211a, 211b, 311, 411, 511 ... Ground line, 113, 117, 213a, 213b, 313: power supply line, 114: wire harness, 116a, 116b, 216, 216b, 216c, 316, 416a, 416b, 516a, 516b ... conductive pattern, 119, 121, 123, 219a, 221a, 219b, 221b, 223b, 319, 321, 419, 421, 519, 521, 525 ... 120 ... Power supply circuit, 122 ... Processing circuit, 124 ... Drive circuit, 130 ... PG pattern, 132 ... LG pattern, 134 ... Conductor plate, 330, 340, 350 ..Insulator layers.
Claims (8)
該回路基板は、
電源供給端子と、
該電源供給端子と電源供給対象とを接続する電源供給ラインと、
前記処理回路に接続されるグランドパターンと、
前記駆動回路に接続されるグランドパターンと、
各グランドパターンの一方と電気的に接続された導電パターンと、
を少なくとも備え、
前記導電パターンは、前記電源供給ラインの前記電源供給端子に近接する少なくとも一部において、前記電源供給ラインの外縁と所定の距離を隔てて前記電源供給ラインに沿うように配されて該電源供給ラインと容量結合を構成する、
回路基板。 A circuit board including a processing circuit for processing an input signal and a driving circuit for controlling a control target based on an output of the processing circuit;
The circuit board is
A power supply terminal;
A power supply line connecting the power supply terminal and a power supply target;
A ground pattern connected to the processing circuit;
A ground pattern connected to the drive circuit;
A conductive pattern electrically connected to one of the ground patterns;
Comprising at least
The conductive pattern is disposed along the power supply line at a predetermined distance from an outer edge of the power supply line in at least a part of the power supply line adjacent to the power supply terminal. And capacitive coupling,
Circuit board.
前記導電パターンは、2つの導電パターンからなり、
前記2つの導電パターンは、前記電源供給ラインを挟んで対向するように各々配されている、
回路基板。 The circuit board according to claim 1,
The conductive pattern consists of two conductive patterns,
The two conductive patterns are arranged so as to face each other across the power supply line,
Circuit board.
前記導電パターンは、前記電源供給ラインよりも幅広で、前記電源供給ラインの直下に絶縁層を介して配される、
回路基板。 The circuit board according to claim 1,
The conductive pattern is wider than the power supply line, and is disposed directly below the power supply line via an insulating layer.
Circuit board.
前記回路基板は、少なくとも外部の電源と電気的接続されるコネクタを備え、
前記電源供給端子は、前記コネクタと該回路基板とを電気的に接続する接続端子のうち、前記外部の電源の電源電位に接続される接続端子である、
回路基板。 The circuit board according to any one of claims 1 to 3,
The circuit board includes at least a connector electrically connected to an external power source,
The power supply terminal is a connection terminal connected to a power supply potential of the external power source among connection terminals for electrically connecting the connector and the circuit board.
Circuit board.
前記電源供給端子は、前記回路基板内に実装された電源回路の電源出力端子である、
回路基板。 The circuit board according to any one of claims 1 to 3,
The power supply terminal is a power output terminal of a power circuit mounted in the circuit board.
Circuit board.
前記導電パターンは、前記処理回路のグランドパターンに接続される、
回路基板。 The circuit board according to claim 4 or 5,
The conductive pattern is connected to a ground pattern of the processing circuit.
Circuit board.
前記電源供給対象は、前記駆動回路であって、
前記導電パターンは、前記駆動回路のグランドパターンに接続される、
回路基板。 The circuit board according to claim 4,
The power supply target is the drive circuit,
The conductive pattern is connected to a ground pattern of the drive circuit.
Circuit board.
前記回路基板を内部に収容する筐体と、
を備える電子装置。 A circuit board according to any one of claims 1 to 7,
A housing that houses the circuit board therein;
An electronic device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016219455A JP6401225B2 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Circuit board |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016219455A JP6401225B2 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Circuit board |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018078205A true JP2018078205A (en) | 2018-05-17 |
JP6401225B2 JP6401225B2 (en) | 2018-10-10 |
Family
ID=62150662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016219455A Expired - Fee Related JP6401225B2 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Circuit board |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6401225B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112019001967B4 (en) | 2018-04-16 | 2024-05-02 | Isuzu Motors Limited | BLOW-THROUGH GAS REFLUXION SYSTEM, BLOW-THROUGH GAS REFLUXION SYSTEM CONTROL DEVICE AND RECORDING MEDIUM |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005027041A (en) * | 2003-07-02 | 2005-01-27 | Renesas Technology Corp | Solid-state imaging unit |
WO2011111737A1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 学校法人明星学苑 | Multilayer wiring substrate structure equipped with power source and ground pair lines |
JP2016157846A (en) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 本田技研工業株式会社 | Controller |
-
2016
- 2016-11-10 JP JP2016219455A patent/JP6401225B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005027041A (en) * | 2003-07-02 | 2005-01-27 | Renesas Technology Corp | Solid-state imaging unit |
WO2011111737A1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 学校法人明星学苑 | Multilayer wiring substrate structure equipped with power source and ground pair lines |
JP2016157846A (en) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 本田技研工業株式会社 | Controller |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112019001967B4 (en) | 2018-04-16 | 2024-05-02 | Isuzu Motors Limited | BLOW-THROUGH GAS REFLUXION SYSTEM, BLOW-THROUGH GAS REFLUXION SYSTEM CONTROL DEVICE AND RECORDING MEDIUM |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6401225B2 (en) | 2018-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10638602B2 (en) | In-vehicle electronic device | |
US8199522B2 (en) | Printed circuit board | |
JP5063572B2 (en) | In-vehicle electronic control unit | |
US20140133115A1 (en) | Multilayer wiring board | |
JP4710496B2 (en) | Circuit board and electronic circuit device | |
US7791896B1 (en) | Providing an embedded capacitor in a circuit board | |
JP6401225B2 (en) | Circuit board | |
JP6412542B2 (en) | Circuit board | |
JP6521682B2 (en) | Circuit board capable of preventing interference between circuit components, and electronic device provided with the circuit board | |
CN112689387A (en) | Wiring circuit board | |
JP6881726B2 (en) | Mounting board | |
US8848386B2 (en) | Electronic circuit | |
JP7308821B2 (en) | Electronic devices and electric power steering devices equipped with electronic devices | |
JP6500163B2 (en) | Electrical circuit device | |
JP6373912B2 (en) | Noise filter and circuit board on which the noise filter is formed | |
JP2018088509A (en) | Circuit board | |
JP5882001B2 (en) | Printed wiring board | |
JP6546793B2 (en) | Printed circuit board | |
JP7512515B2 (en) | Electronics | |
JP7436413B2 (en) | Noise filter | |
TWI712358B (en) | Circuit board device | |
JP2011061044A (en) | Surge removal structure of multilayer board, and on-vehicle electronic apparatus | |
JPH05102671A (en) | Electronic circuit board | |
JP6446424B2 (en) | Circuit board | |
JP7084294B2 (en) | Capacitor terminal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180403 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180531 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180828 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180906 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6401225 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |