JP2654414B2 - 高速信号伝送用回路基板 - Google Patents

高速信号伝送用回路基板

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JP2654414B2 JP3179237A JP17923791A JP2654414B2 JP 2654414 B2 JP2654414 B2 JP 2654414B2 JP 3179237 A JP3179237 A JP 3179237A JP 17923791 A JP17923791 A JP 17923791A JP 2654414 B2 JP2654414 B2 JP 2654414B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速信号を伝送する回
路基板の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3はかかる従来の高速信号伝送用回路
基板の上面及び断面図であり、図3(a)はその高速信
号伝送用回路基板の上面図、図3(b)はその高速信号
伝送用回路基板の断面図である。この図に示すように、
第1層(表面)は高速信号伝送用ライン(以下、伝送ラ
インという)であり、伝送ライン1、部品搭載用パッド
4及び接続用パッド(以下、総称してパッドという)、
誘電体層3aからなる。第2層はグランド/電源プレー
ンであり、グランド/電源プレーン2a、誘電体層3b
からなる。第3層は中層の伝送ライン用信号層であり、
中層の伝送ライン7、誘電体層3cからなる。第4層は
グランド/電源プレーンであり、グランド/電源プレー
ン2b、誘電体層3dからなる。
【0003】上記したように、従来の高速信号伝送用回
路基板は、高速信号を伝送させるために、伝送ライン
(パッドを含む)とグランド/電源プレーンとの間を均
一な厚さの誘電体層で挟む構造となっており、伝送ライ
ンのみ誘電体層の厚さと伝送ラインの幅により、インピ
ーダンス整合がなされていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
高速信号伝送用回路基板の構造では、伝送ラインの幅と
異なるパッドに対しては、インピーダンス整合を行なっ
てはいなかった。また、伝送ラインをインピーダンス整
合させているため、誘電体層の厚さが先に決まってお
り、パッドとグランドとの間の誘電体層の厚さが一定と
なっていることから、パッドに対してインピーダンス整
合させようとした場合、パッドの幅を調節するより方法
がないが、実際には部品搭載用であったり、接続用であ
ったり、そのパッドの幅はまちまちであり、インピーダ
ンス整合は困難であった。
【0005】従って、伝送ラインのパッド部で伝送信号
の反射が起こり、高速信号の伝送特性を劣化させてい
た。本発明は、以上述べた高速信号の伝送ラインのパッ
ド部における反射の問題を除去するため、パッド部のみ
グランドまでの誘電体層の厚さを変えることにより、イ
ンピーダンス整合を図り、伝送信号の反射の少ない高速
信号伝送用回路基板を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 (A)信号伝送用導体層と中層に形成したグランド/電
源プレーンとの間に誘電体層を形成することによりイン
ピーダンス整合を図る高速信号伝送用回路基板におい
て、表面に形成される第1の信号伝送用導体層と、この
第1の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介して形成
される第1のグランド/電源プレーン層と、この第1の
グランド/電源プレーン層の下方に誘電体層を介して形
成される第2の信号伝送用導体層と、この第2の信号伝
送用導体層の下方に形成される第2のグランド/電源プ
レーン層と、前記第1の信号伝送用導体層の伝送ライン
より幅の広いパッド部のインピーダンス整合を前記第1
のグランド/電源プレーン層と誘電体層で行なうために
介在する前記パッド部の直下にこのパッド部より若干大
きいくり抜き部と、前記第2の信号伝送用導体層に前記
パッド部直下にこのパッド部より若干大きめの配線禁止
領域とを設けるようにしたものである。
【0007】(B)また、上記高速信号伝送用回路基板
において、表面に形成される第1の信号伝送用導体層
と、この第1の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介
して形成される第1のグランド/電源プレーン層と、こ
の第1のグランド/電源プレーン層の下方に誘電体層を
介して形成される第2の信号伝送用導体層と、この第2
の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介して形成され
る第3の信号伝送用導体層と、この第3の信号伝送用導
体層の下方に誘電体層を介して形成される第2のグラン
ド/電源プレーン層と、前記第1の信号伝送用導体層の
伝送ラインより幅の広いパッド部のインピーダンス整合
を前記第1のグランド/電源プレーン層と誘電体層で行
なうために介在する前記パッド部の直下にこのパッド部
より若干大きいくり抜き部と、前記第2及び第3の信号
伝送用導体層にそれぞれ前記パッド部直下にこのパッド
部より若干大きめの配線禁止領域とを設けるようにした
ものである。
【0008】(C)更に、上記高速信号伝送用回路基板
において、表面に形成される第1の信号伝送用導体層
と、この第1の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介
して形成される第1のグランド/電源プレーン層と、こ
の第1のグランド/電源プレーン層の下方に誘電体層を
介して形成される第2の信号伝送用導体層と、この第2
の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介して形成され
る第2のグランド/電源プレーン層と、この第2のグラ
ンド/電源プレーン層の下方に誘電体層を介して形成さ
れる第3の信号伝送用導体層と、この第3の信号伝送用
導体層の下方に誘電体層を介して形成される第3のグラ
ンド/電源プレーン層と、この第3のグランド/電源プ
レーン層に下方に形成される誘電体層と、前記第1の信
号伝送用導体層の伝送ラインより幅の広いパッド部のイ
ンピーダンス整合を前記第1のグランド/電源プレーン
層と誘電体層で行なうために介在する前記パッド部の直
下にこのパッド部より若干大きい第1のくり抜き部と、
前記第2の信号伝送用導体層には前記第1のくり抜き部
直下に前記パッド部より若干大きめの第1の配線禁止領
域と、前記第3のグランド/電源プレーン層には前記第
1の配線禁止領域の直下に前記パッド部より若干大きい
第2のくり抜き部と、前記第3の信号伝送用導体層に前
記第2のくり抜き部の直下に前記パッド部より若干大き
めの第2の配線禁止領域とを設けるようにしたものであ
る。
【0009】
【作用】本発明によれば、上記したように、高速信号伝
送用回路基板において、インピーダンス整合されている
伝送ラインよりも幅の広いパッド部に対して、このパッ
ドの下のグランド/電源プレーンを部分的に取り除いて
くり抜き部を形成し、前記パッドからグランド/電源プ
レーンまでの誘電体層の厚さを厚くすることにより、パ
ッドの幅を変更することなく、インピーダンス整合を図
ることができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の第1実施例を示
す高速信号伝送用回路基板の上面及び断面図であり、図
1(a)はその高速信号伝送用回路基板の上面図、図1
(b)はその高速信号伝送用回路基板の断面図である。
【0011】これらの図において、11は表層の伝送ラ
イン、12a及び12bはグランド/電源プレーン、1
3a〜13dは誘電体層、14は伝送ライン11より幅
の広いパッド、15はくり抜き部、16は伝送ライン1
1とパッド14の接続部、17は中層の伝送ライン、1
8は配線禁止領域である。ここで、伝送ライン11は、
その伝送ライン11の幅とグランド/電源プレーン12
aまでの高さ、すなわち誘電体層13aの厚さによりイ
ンピーダンス整合されている。その伝送ライン11は、
伝送ライン11よりも幅の広いパッド14に接続されて
いる。そのパッド14の直下のグランド/電源プレーン
12aには部分的にくり抜き部15を設け、パッド14
からグランド/電源プレーン12aまでの誘電体層の厚
さを厚くしている。
【0012】ここで、くり抜き部15は電界の広がりを
考慮し、パッド14よりも若干大きめとするが、伝送ラ
イン11との接続方向のみ、伝送ライン11のインピー
ダンス整合を考慮して、両者の接続部16までのくり抜
きとする。また、グランド/電源プレーン12a及び1
2bの間の中層の伝送ライン17用信号層には、くり抜
き部15よりも若干広めの配線禁止領域18を設ける。
【0013】このように構成することにより、パッド1
4からグランド/電源プレーンまでの誘導体層の厚さ
は、グランド/電源プレーン12bまでとなり、くり抜
き部15を設ける前の3倍の誘導体層の厚さとなり、表
層の伝送ライン11の2〜4倍程度の幅のパッド14に
対して、インピーダンス整合性が向上し、伝送信号の反
射が大幅に少なくなる。
【0014】図4は本発明の第2実施例を示す高速信号
伝送用回路基板の上面及び断面図であり、図4(a)は
その高速信号伝送用回路基板の上面図、図4(b)はそ
の高速信号伝送用回路基板の断面図である。図中、21
は表層の伝送ライン、22a及び22bはグランド/電
源プレーン、23a〜23eは誘電体層、24は伝送ラ
イン21より幅の広いパッド、25はくり抜き部、26
は伝送ライン21とパッド24の接続部、27,28は
中層の伝送ライン、29a,29bは配線禁止領域であ
る。
【0015】この図に示すように、2つのグランド/電
源プレーン22a及び22bの間に2層分の伝送ライン
27,28用信号層を挟むようにしている。この場合も
第1の実施例と同様、電界の広がりを考慮して、くり抜
き部25及び配線禁止領域29a、29bを上層から下
層に行くにつれてパッド24より徐々に広くなるように
して、表層の伝送ライン21の3〜5倍の広さのパッド
に対応できるようにしている。
【0016】図5は本発明の第3実施例を示す高速信号
伝送用回路基板の上面及び断面図であり、図5(a)は
その高速信号伝送用回路基板の上面図、図5(b)はそ
の高速信号伝送用回路基板の断面図である。この図にお
いて、31は表層の伝送ライン、32a,32b及び3
2cはグランド/電源プレーン、33a〜33fは誘電
体層、34は伝送ライン31より幅の広いパッド、35
は1段目のくり抜き部、36は伝送ライン31とパッド
34の接続部、37は2段目のくり抜き部、39a,3
9bは配線禁止領域、41,42は中層の伝送ラインで
ある。
【0017】この実施例は、表層の伝送ライン31の幅
に比べてパッド34の幅が極端に広い場合、例えば4〜
6倍の例である。この図に示すように、表面にパッド3
4を有する伝送ライン31が形成されており、誘電体層
33aを介してパッド34の直下にそのパッド34より
若干広めの1段目のくり抜き部35が形成されたグラン
ド/電源プレーン32aを設ける。この場合の1段目の
くり抜き部35は、伝送ライン31とパッド34の接続
部36側は広がっていないが、その接続部36と反対側
は広くなるように形成されている。
【0018】更に、誘電体層33bを介して1段目のく
り抜き部35の直下にその1段目のくり抜き部35より
若干広めの配線禁止領域39aを有する伝送ライン41
を設ける。また、誘電体層33cを介して配線禁止領域
39aの直下にその配線禁止領域39aより若干広めの
2段目のくり抜き部37を有するグランド/電源プレー
ン32bを設ける。この場合には、2段目のくり抜き部
37は伝送ライン31とパッド34の接続部36及びそ
の接続部36の反対側ともに広くなるように形成する。
【0019】また、誘電体層33dを介して2段目のく
り抜き部37より若干広めの配線禁止領域39bを有す
る伝送ライン42を設ける。また、その下方には誘電体
層33eを介してベタ状のグランド/電源プレーン32
cを設ける。最下層には誘電体層33fを形成する。な
お、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これら
を本発明の範囲から排除するものではない。
【0020】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、高速伝送用回路基板の伝送ラインより幅の広い
パッド部でそのパッド部直下のグランド/電源プレーン
に部分的にくり抜き部を設けることにより、パッドから
グランド/電源プレーンまでの誘電体層の高さを変化さ
せることで、インピーダンス整合を図り、伝送信号の反
射を抑え、高速信号の伝送特性の向上を図ることができ
る。
【0021】また、高速伝送用回路基板の表層の伝送ラ
インに対するパッドの広さに対応してグランド/電源プ
レーンのくり抜き部や中層の伝送ラインの配線禁止領域
の構成を変更して、的確なインピーダンス整合を図り、
伝送信号の反射を抑え、高速信号の伝送特性の向上を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す高速信号伝送用回路
基板の上面及び断面図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す高速信号伝送用回路
基板の分解斜視図である。
【図3】従来の高速信号伝送用回路基板の上面及び断面
図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す高速信号伝送用回路
基板の上面及び断面図である。
【図5】本発明の第3実施例を示す高速信号伝送用回路
基板の上面及び断面図である。
【符号の説明】
11,21,31 表層の伝送ライン 12a,12b,22a,22b,32a,32b,3
2c グランド/電源プレーン 13a〜13d,23a〜23e,33a〜33f
誘電体層 14,24,34 伝送ラインより幅の広いパッド 15,25,35,37 くり抜き部 16,26,36 伝送ラインとパッドの接続部 17,27,28,41,42 中層の伝送ライン 18,29a,29b,39a,39b 配線禁止領

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号伝送用導体層と中層に形成したグラ
    ンド/電源プレーンとの間に誘電体層を形成することに
    よりインピーダンス整合を図る高速信号伝送用回路基板
    において、 (a)表面に形成される第1の信号伝送用導体層と、 (b)該第1の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介
    して形成される第1のグランド/電源プレーン層と、 (c)該第1のグランド/電源プレーン層の下方に誘電
    体層を介して形成される第2の信号伝送用導体層と、 (d)該第2の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介
    して形成される第2のグランド/電源プレーン層と、 (e)前記第1の信号伝送用導体層の伝送ラインより幅
    の広いパッド部のインピーダンス整合を前記第1のグラ
    ンド/電源プレーン層と誘電体層で行なうために介在す
    る前記パッド部の直下に該パッド部より若干大きいくり
    抜き部と、 (f)前記第2の信号伝送用導体層に、前記パッド部直
    下に該パッド部より若干大きめの配線禁止領域とを設け
    ることを特徴とする高速信号伝送用回路基板。
  2. 【請求項2】 信号伝送用導体層と中層に形成したグラ
    ンド/電源プレーンとの間に誘電体層を形成することに
    よりインピーダンス整合を図る高速信号伝送用回路基板
    において、 (a)表面に形成される第1の信号伝送用導体層と、 (b)該第1の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介
    して形成される第1のグランド/電源プレーン層と、 (c)該第1のグランド/電源プレーン層の下方に誘電
    体層を介して形成される第2の信号伝送用導体層と、 (d)該第2の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介
    して形成される第3の信号伝送用導体層と、 (e)該第3の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介
    して形成される第2のグランド/電源プレーン層と、 (f)前記第1の信号伝送用導体層の伝送ラインより幅
    の広いパッド部のインピーダンス整合を前記第1のグラ
    ンド/電源プレーン層と誘電体層で行なうために介在す
    る前記パッド部の直下に該パッド部より若干大きいくり
    抜き部と、 (g)前記第2及び第3の信号伝送用導体層にそれぞれ
    前記パッド部直下に該パッド部より若干大きめの配線禁
    止領域とを設けることを特徴とする高速信号伝送用回路
    基板。
  3. 【請求項3】 信号伝送用導体層と中層に形成したグラ
    ンド/電源プレーンとの間に誘電体層を形成することに
    よりインピーダンス整合を図る高速信号伝送用回路基板
    において、 (a)表面に形成される第1の信号伝送用導体層と、 (b)該第1の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介
    して形成される第1のグランド/電源プレーン層と、 (c)該第1のグランド/電源プレーン層の下方に誘電
    体層を介して形成される第2の信号伝送用導体層と、 (d)該第2の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介
    して形成される第2のグランド/電源プレーン層と、 (e)該第2のグランド/電源プレーン層の下方に誘電
    体層を介して形成される第3の信号伝送用導体層と、 (f)該第3の信号伝送用導体層の下方に誘電体層を介
    して形成される第3のグランド/電源プレーン層と、 (g)該第3のグランド/電源プレーン層に下方に形成
    される誘電体層と、 (h)前記第1の信号伝送用導体層の伝送ラインより幅
    の広いパッド部のインピーダンス整合を前記第1のグラ
    ンド/電源プレーン層と誘電体層で行なうために介在す
    る前記パッド部の直下に該パッド部より若干大きい第1
    のくり抜き部と、 (i)前記第2の信号伝送用導体層には前記第1のくり
    抜き部直下に前記パッド部より若干大きめの第1の配線
    禁止領域と、 (j)前記第3のグランド/電源プレーン層には前記第
    1の配線禁止領域の直下に前記パッド部より若干大きい
    第2のくり抜き部と、 (k)前記第3の信号伝送用導体層に前記第2のくり抜
    き部の直下に前記パッド部より若干大きめの第2の配線
    禁止領域とを設けることを特徴とする高速信号伝送用回
    路基板。
  4. 【請求項4】 前記くり抜き部と前記配線禁止領域を基
    板表面から下方に向かい、徐々に大きくしていくことを
    特徴とする請求項3記載の高速信号伝送用回路基板。
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