JP2736107B2 - 信号配線基板 - Google Patents

信号配線基板

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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、多数のチャンネル信号を同時に伝送する
ための信号配線基板に係り、互いに隣接するチャンネル
間で生じるクロストークを抑圧するように改善したもの
に関する。
（従来の技術） 従来、信号配線基板上で送信部から受信部へ多数の高
速チャンネル信号を同時に伝送する場合、第８図に示す
ような回路構成がとられる。第８図では、３チャンネル
送信部11の送信回路111〜113の各チャンネル出力を３チ
ャンネル受信部12の対応する受信回路121〜123に伝送す
る場合、各チャンネル毎に送信回路111〜113の出力端と
受信回路121〜123の入力端とを対地間特性インピーダン
スZ0を持つ信号伝送路131〜133で結合し、さらに各受信
回路121〜123の入力端にそれぞれZ0に等しい終端抵抗Rt
を接続して構成している、この回路構成によれば、終端
抵抗Rtによって受信部12の各チャンネルでの反射を低減
することができ、良好な信号伝送を行うことができる。
このことはチャンネル数が増えた場合でも同様である。
ところで、上信号配線基板の伝送路形成部分は、一般
に第９図に示すような構造となっている。同図におい
て、ａは誘電体層、ｂはグランド層、ｃはマイクロスト
リップによる信号伝送路である。この構造は比較的低周
波の信号伝送の場合は問題ないが、伝送信号の高速化、
基板の高密度実装に伴って、各チャンネル伝送路間のク
ロストークが増大するという問題を有している。すなわ
ち、チャンネル信号伝送路の間隔Ｓを狭めていくと、第
10図中点線でに示すように隣接する伝送路間で電気力線
がカップリングしてクロストークが増大し、これが伝送
信号の劣化の原因となる。この現象は伝送信号の高速化
に伴って顕著に現われる。このため、従来の構造ではも
はや伝送信号の高速化、高密度実装が困難になってい
る。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように従来の信号配線基板では、伝送信号
の高速化、基板の高密度実装化に伴って増大するクロス
トークを抑制することが困難である。
この発明は上記の課題を解決するためになされたもの
で、伝送信号の高速化、基板の高密度実装化に伴って増
大するクロストークを抑制することができ、これによっ
て基板の小型化、伝送信号の高速化を実現することので
きる信号配線基板を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明に係る信号配線基
板は、誘電体基板の一方面にグランド層を形成し、他方
面に複数のチャンネル信号伝送路を形成してなる基板に
おいて、前記複数のチャンネル信号伝送路はそれぞれ一
対の伝送線を平行配設した差動伝送路で構成し、各伝送
線は前記各伝送線間のギャップ幅Ｇと隣接チャンネルの
伝送線との間隔Ｓと誘電体厚Ｈとが Ｇ＜Ｈ＜Ｓ の関係を満足するようにしたものである。
（作用） 上記構成では、各チャンネル信号伝送路を一対の伝送
線で形成して差動伝送路とすることにより、伝送線間の
結合が他の隣接チャンネル信号伝送路との結合より強く
し、これによってチャンネル間の電気力線のカップリン
グを抑圧してクロストークを低減し、多数の高速チャン
ネル信号を良好な特性で送信部から受信部へ伝送できる
ようにしている。また、この構成は信号を差動信号で扱
っているので、同相除去能力が向上し、外来ノイズの影
響を受けにくいという効果も得られ、伝送信号の高速
化、基板の高密度実装に十分寄与できるものである。
（実施例） 以下、第１図乃至７図を参照してこの発明の実施例を
説明する。
第２図は信号配線基板上に３チャンネル信号伝送回路
を形成する場合にこの発明を適用した回路構成を示すも
のである。尚、第１図において第８図と同一部分には同
一符号を付して示す。
まず、３チャンネル送信部11の送信回路1111〜1113は
それぞれ互いに逆極性の一対の差動チャンネル信号を出
力するようになっており、これに対応して３チャンネル
受信部12の受信回路1211〜1213もそれぞれ一対の差動入
力端を備えている。受信回路1111〜1113の各差動出力端
と各受信回路1211〜1213の差動入力端とは、それぞれ対
地間特性インピーダンスZ0を持つ一対の伝送線L1,L2を
平行配設して構成される差動チャンネル信号伝送路1311
〜1313によって結合される。各受信回路1211〜1213の差
動入力端にはいずれもZ0に等しい終端抵抗Rtが接続され
ている。
上記回路構成の信号配線基板の伝送路形成部分の構造
を第１図に示す。同図において、ａは誘電体層、ｂはグ
ランド層であり、c1,c2はマイクロストリップによる差
動チャンネル信号伝送路1311〜1313の伝送線（L1,L2）
である。各伝送線c1,c2はそのギャップ幅Ｇと隣接チャ
ンネルの伝送線との間隔Ｓと誘電体層の厚さＨとが Ｇ＜Ｈ＜Ｓ の関係を満足するように設定される。
上記構成、構造において、以下第３図を参照してその
作用について説明する。
第３図は第１図の断面を拡大して示したものである。
まず、各チャンネル信号伝送路の伝送線c1,c2には互い
に逆極性の差動信号が伝送されるから、それぞれに流れ
る電流の向きは互いに逆方向になる。今、c1が正極性、
c2が負極性とし、電流の向きが図示するようになってい
るとすれば、c1,c2とグランド層ｂとの間にはそれぞれ
電気力線，が発生し、さらにc1,c2間で電気力線
，が発生する。，の電気力線はc1,c2のギャッ
プ幅Ｇが狭くなるほど強くなる。
そこで、ギャップ幅Ｇを隣接チャンネルの伝送線との
距離Ｓより十分狭くし、さらには誘電体層の厚さＨより
十分狭くして電気力線，を増大させ、これによって
隣接チャンネル伝送線への電気力線，を低減する。
すなわち、基板の高密度実装実現のため隣接チャンネル
間の間隔Ｓを狭めても、ギャップ幅Ｇを極力狭くするこ
とによってc1,c2間で同一チャンネル内の電気力線を閉
込めることができ、これによって隣接チャンネル信号伝
送路へのクロストークの原因となる電気力線のカップリ
ングを、従来と比較して飛躍的に抑圧することができ
る。
上記構成作用の有効性を、第４図乃至第７図を参照し
て説明する。
第４図は、厚さＨの通常のガラスエポキシ樹脂基板上
に、第５図に示すように従来方式による回路を構成した
場合と、第６図に示すようにこの発明による回路を構成
した場合について、伝送路間の間隔Ｓとクロストーク量
Soutとの関係について示すものである。図中Vsは信号
源、DVは差動出力送信回路である。但し、条件として
は、どちらも幅Ｗが同じで、その対地特性インピーダン
スZ0Ωとなる長さＬのチャンネル信号伝送路を形成する
ものとする。ここでは、伝送路長ＬをＬ≫Ｈ、差動チャ
ンネル信号伝送路のギャップ幅Ｇ＝H/3としたときの、
伝送路間隔Ｓに対する1GHz信号のクロストーク量Soutの
変化を比較して示しており、Ａは第６図の回路構成、Ｂ
は第５図の回路構成の場合を示している。同図から、伝
送路を差動伝送線で構成することによって、クロストー
ク量を低減可能なことは明らかである。
第７図はギャップ幅Ｇの一対の伝送線で差動チャンネ
ル信号伝送路を形成する場合に、第４図の条件で伝送路
間隔Ｓを例えば7Hに固定して、ギャップ幅Ｇを狭くして
いった場合のクロストーク特性を示している。同図か
ら、差動伝送路のギャップ幅Ｇの隣接チャンネル間の間
隔Ｓに対して小さくしていけば、クロストーク量Sout2
が抑圧されていくことがわかる。
したがって、上記構成による信号配線基板は、伝送路
を差動伝送線で構成して、そのギャップ幅Ｇを隣接伝送
路間の距離Ｓより十分狭くするので、隣接チャンネルへ
のクロストークを十分低減することができ、これによっ
て伝送信号の高速化、基板の高密度実装化に伴って増大
するクロストークを抑制することができ、基板の小型
化、伝送信号の高速化を実現することのできる。しか
も、伝送路には差動信号が流れるので、外来ノイズを受
け難くすることができる。
尚、上記送信部、受信部は一例にすぎず、その構成は
発明の特徴とする部分ではない。他の目的とする出力
端、入力端を結合する場合であっても一向に差支えな
い。また、伝送線はマイクロストリップ線路によって形
成するに限らず、その他のストリップラインによる構成
であってもその効果を同様に得ることができる。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、伝送信号の高速化、
基板の高密度実装化に伴って増大するクロストークを抑
制することができ、これによって基板の小型化、伝送信
号の高速化を実現することのできる信号配線基板を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明に係る信号配線基板の一実施例を一部
断面して示す斜視図、第２図は同実施例の回路構成を示
すブロック図、第３図は同実施例の作用を説明するため
の断面図、第４図は同実施例の伝送線のギャップの有無
の有効性を説明するための特性図、第５図及び第６図は
それぞれ第４図の特性を求める上での基板パラメータを
示す回路図、第７図は同実施例のギャップ幅とクロスト
ーク量との関係を示す特性図、第８図は従来の信号配線
基板の回路構成を示すブロック図、第９図は従来の基板
の構造を一部断面して示す斜視図、第10図は従来基板の
作用を説明するための断面図である。 11……送信部、111〜113……送信回路、1111〜1113……
差動出力送信回路、12……受信部、121〜123……受信回
路、1211〜1213……差動入力受信回路、131〜133……チ
ャンネル信号伝送路、1311〜1313……差動チャンネル信
号伝送路、ａ……誘電体層、ｂ……グランド層、c,c1,c
2……伝送線（マイクロストリップ）、Ｗ……伝送路
幅、Ｓ……伝送路間隔、Ｈ……誘電体層厚、Ｇ……伝送
線ギャップ幅。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】誘電体基板の一方面にグランド層を形成
    し、他方面に複数のチャンネル信号伝送路を形成してな
    る信号配線基板において、前記複数のチャンネル信号伝
    送路はそれぞれ一対の伝送線を平行配設した差動伝送路
    で構成し、各伝送線は前記各伝送線間のギャップ幅Ｇと
    隣接チャンネルの伝送線との間隔Ｓと誘電体厚Ｈとが Ｇ＜Ｈ＜Ｓ の関係を満足するようにしたことを特徴とする信号配線
    基板。
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