JP2019057946A - 多層基板のフィルタ - Google Patents
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Abstract
Description
以下、実施の形態1に係る多層基板の入力フィルタについて、図面を参照しながら説明する。
fc=1/(2×π×√(5nH×1000pF))≒70MHz
となり、高周波雑音を除去するローパスフィルタ(LPF)としての効果が得られる。
図2は、実施の形態2に係る多層基板の入力フィルタの(a)表面、(b)断面および(c)裏面を示す図である。同図の(b)は、(a)表面および(c)裏面に示した(b)−(b)一点鎖線における断面である。図3はその電気的特性を説明するための等価回路を示す図である。図1に示した実施の形態1の多層基板の入力フィルタは、一本の入力ラインに施したフィルタ構成であるが、実施の形態2は電源ラインとグランドラインの2本の入力ライン対に関するものである。図2において、電源ラインは図1に示した第1の実施形態に係る多層基板の入力フィルタと同じものとして同じ番号を付与する。
上記実施の形態2で説明した図2の多層基板の入力フィルタにおいて、π型フィルタを構成する第2の入力コンデンサ42は、実施の形態3で説明する構成によって省略もしくはその静電容量を低減することができる。
実施の形態4ではビアの寄生インダクタンスを増大する方法を示す。図6は実施の形態4に係る多層基板の入力フィルタの断面図である。図6において図1に示した実施の形態1に係る多層基板の入力フィルタと同じ構成要件には同じ番号を付与し、多層基板は区別のため多層基板4とした。図1と異なる構成は、第1の配線導体21を伸ばし、第1の配線導体と多層基板表面の第2の配線導体22を繋ぐ第1のビア31を、多層基板の内層部で切り分けて多段とした点である。すなわち、第1のビア31は、内層の配線導体25を経由する多段階で接続された複数の部分ビア31aおよび部分ビア31bを有する。
以上の実施の形態1〜4では、多層基板の入力フィルタに関して説明してきたが、出力フィルタに関してもその雑音抑制効果を高めることも可能である。
図8は実施の形態6に係る多層基板の出力フィルタの構成例における(a)表面、(b)断面および(c)裏面を示す図である。図9は図8の出力フィルタの電気的特性を説明するための等価回路を示す図である。図8の出力フィルタは、図2に示した実施の形態2の多層基板の入力ライン対に施した入力フィルタの構成を、出力の電源−グランドラインに施したものである。図8において、電源出力ラインは図7Aに示した実施の形態5に係る多層基板の出力フィルタと同じのものとして同じ番号を付与し、図7Aと区別するため実施の形態6の多層基板は多層基板6とする。また、第1の配線導体26には第2の出力コンデンサ52を接続した。
上記実施の形態6で説明した図8の多層基板の出力フィルタにおいて、π型フィルタを構成する第2の出力コンデンサ52は、実施の形態7で説明する構成によって省略もしくはその静電容量を低減することができる。
実施の形態8ではビアの寄生インダクタンスを増大する方法を示す。図12は実施の形態8に係る多層基板の出力フィルタの断面図である。図12において図7に示した実施の形態5に係る多層基板の出力フィルタと同じ構成要件には同じ番号を付与し、多層基板は区別のため多層基板8とした。図7と異なる構成は、第1の電源配線導体26を伸ばし、第1の電源配線導体26と多層基板表面の第2の電源配線導体27を繋ぐ第1の電源ビア33を、多層基板の内層部で切り分けて多段とした点である。すなわち、第1の電源ビア33は、内層の配線導体210を経由する多段階で接続された複数の部分ビア33aおよび部分ビア33bを有する。
実施の形態2や実施の形態6で説明したように配線導体やビアを近接並行させることにより、電源グランドラインにコモンチョークを形成することができる。これに、実施の形態4や実施の形態8で説明したループ面積の拡大によってインダクタンスを増加させる方法を組み合わせることにより、多層基板においてビアと配線導体との構成のみでコモンチョークを形成することが可能となる。
実施の形態8で示したコモンチョークに対し、ノーマルチョークの構成も可能である。図14Aは実施の形態10に係る多層基板のフィルタの構成例における(a)断面、(b)表面、(c)次層および(d)断面を示す図である。また、図14Bは、図14Aのフィルタの電気的特性を説明するための等価回路を示す図である。図14Aにおいて、電源入力ラインである第1の電源配線導体211から電源出力ラインである第3の電源配線導体215の構成は図13Aに示した実施の形態9と同様であるので、その説明は省略する。また電源ラインに施されたビアも、図が煩雑となるのでそれらの符号は省略した。図14Aの構成が図13Aと異なるのは、グランドラインの構成である。
11 入力端子(電源入力端子)
12 入力端子(GND入力端子)
13 出力端子(電源出力端子)
14 出力端子(GND出力端子)
21 第1の配線導体(第1の電源配線導体)
21a、26a 電源配線導体
22、27 第2の配線導体
23 第1のGND配線導体
23a、23b、28a、28b GND配線導体
24 第2のGND配線導体
25、29、212、217、219 配線導体
26 第1の配線導体
31、33 第1の電源ビア(第1のビア)
31a、31b、35a、35b、36a、36b 部分ビア
37a〜37d、38a〜38d 部分ビア
32、34 第1のGNDビア
41 第1の入力コンデンサ(入力コンデンサ)
42 第2の入力コンデンサ
51 第1の出力コンデンサ(出力コンデンサ)
52 第2の出力コンデンサ
210、212、214、217、219、222、224 配線導体
211 第1の電源配線導体
213 第2の電源配線導体
215 第3の電源配線導体
216 第1のGND配線導体
218 第2のGND配線導体
220、225 第3のGND配線導体
305〜309 配線導体
Claims (4)
- 2層以上の配線層を含む多層プリント基板で構成されたフィルタであって、
前記多層プリント基板の表面から裏面に至る貫通した取り付け穴に装着された導体である入力端子と、
前記多層プリント基板の裏面において前記入力端子に端部が接続される第1の配線導体と、
前記第1の配線導体のもう一方の端部から前記多層プリント基板の表面に至る第1のビアと、
前記多層プリント基板の表面において前記第1のビアに端部が接続される第2の配線導体と、
前記第2の配線導体上に配設される第1の入力コンデンサとを有し、
前記入力端子と前記第1のビアの直列寄生インダクタンスと前記第1の入力コンデンサとで構成されるフィルタ。 - 前記2層以上の配線層を含む多層プリント基板において少なくとも1つの内層を有し、
前記第1のビアは、前記少なくとも1つの内層の配線導体を経由する多段階で接続された複数の部分ビアを有する
請求項1に記載のフィルタ。 - 2層以上の配線層を含む多層プリント基板で構成されたフィルタであって、
前記多層プリント基板の表面から裏面に至る貫通した取り付け穴に装着された導体である出力端子と、
前記多層プリント基板の裏面において前記出力端子に端部が接続される第1の配線導体と、
前記第1の配線導体のもう一方の端部から前記多層プリント基板の表面に至る第1のビアと、
前記多層プリント基板の表面において前記第1のビアに端部が接続される第2の配線導体と、
前記第2の配線導体上に配設される第1の出力コンデンサとを有し、
前記出力端子と前記第1のビアの直列寄生インダクタンスと前記第1の出力コンデンサとで構成されるフィルタ。 - 前記2層以上の配線層を含む多層プリント基板において少なくとも1つの内層を有し、
前記第1のビアは、前記少なくとも1つの内層の配線導体を経由する多段階で接続された複数の部分ビアを有する
請求項3に記載のフィルタ。
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