JP2991136B2 - 多層プリント基板及びその製造方法 - Google Patents
多層プリント基板及びその製造方法Info
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多層プリント基板に
係り、特にトランジスタ、集積回路（ＩＣ）、大規模集
積回路（ＬＳＩ）などのような回路素子が搭載された多
層プリント基板に関する。
係り、特にトランジスタ、集積回路（ＩＣ）、大規模集
積回路（ＬＳＩ）などのような回路素子が搭載された多
層プリント基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩなどのよう
な回路素子が搭載された多層プリント基板は電磁ノイズ
を発生するため、そのプリント基板が電子機器自身に、
あるいは他の電子機器に誤動作を引き起こす問題がある
ことはよく知られている。
な回路素子が搭載された多層プリント基板は電磁ノイズ
を発生するため、そのプリント基板が電子機器自身に、
あるいは他の電子機器に誤動作を引き起こす問題がある
ことはよく知られている。
【０００３】特に大きなウェートを占めるのは、コモン
モードと言われる、回路の寄生容量や寄生相互インダク
タンスによって流れる電流（廻り込み電流）や電源供給
線に流れ込む高周波電流、による放射である。これを抑
えるために、図６（ａ）に示すようにプリント基板の電
源層による電源供給線１８とグランド層によるグランド
線１９との間に接続された、高周波電源電流発生源であ
るＩＣ／ＬＳＩ１６の近傍にデカップリングコンデンサ
１７を並列に接続することがよく行われている。これ
は、ＩＣ／ＬＳＩ１６のスイッチング動作に伴って、電
源供給線１８に流れる高周波電源電流をＩＣ／ＬＳＩ１
６近傍でデカップリングコンデンサ１７を介してバイパ
スさせると共に、ＩＣ／ＬＳＩ１６のスイッチング動作
に伴うＩＣ／ＬＳＩ１７の電源端子部の電圧変動を抑制
しようとするものである。
モードと言われる、回路の寄生容量や寄生相互インダク
タンスによって流れる電流（廻り込み電流）や電源供給
線に流れ込む高周波電流、による放射である。これを抑
えるために、図６（ａ）に示すようにプリント基板の電
源層による電源供給線１８とグランド層によるグランド
線１９との間に接続された、高周波電源電流発生源であ
るＩＣ／ＬＳＩ１６の近傍にデカップリングコンデンサ
１７を並列に接続することがよく行われている。これ
は、ＩＣ／ＬＳＩ１６のスイッチング動作に伴って、電
源供給線１８に流れる高周波電源電流をＩＣ／ＬＳＩ１
６近傍でデカップリングコンデンサ１７を介してバイパ
スさせると共に、ＩＣ／ＬＳＩ１６のスイッチング動作
に伴うＩＣ／ＬＳＩ１７の電源端子部の電圧変動を抑制
しようとするものである。
【０００４】又、プリント基板の電源供給線１８となる
電源層は、電流の流れる面を最大にして電源供給線の抵
抗値を小さくし、直流電源電圧変動を抑圧する目的で全
面導電膜の層で構成された、いわゆる全面平板の電源層
が一般的である。
電源層は、電流の流れる面を最大にして電源供給線の抵
抗値を小さくし、直流電源電圧変動を抑圧する目的で全
面導電膜の層で構成された、いわゆる全面平板の電源層
が一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の一般
的な全面平板電源層の多層プリント基板では、ＩＣ／Ｌ
ＳＩの動作に伴い電源層に流れ込む高周波電源電流を設
計者がコントロール出来ないという問題がある。
的な全面平板電源層の多層プリント基板では、ＩＣ／Ｌ
ＳＩの動作に伴い電源層に流れ込む高周波電源電流を設
計者がコントロール出来ないという問題がある。
【０００６】すなわち、全面平板の場合、電源層のイン
ピーダンスが小さいことから、ＩＣ／ＬＳＩの高周波電
源電流は、一つのＩＣ／ＬＳＩの近傍に配置したデカッ
プリングコンデンサだけでなく、その他のＩＣ／ＬＳＩ
の近傍に配置したデカップリングコンデンサにも流れ込
むことにより、多層プリント基板全体では、高周波電源
電流の分布は非常に複雑であり、解析が困難であった。
このため、ＩＣ／ＬＳＩ毎に配置するデカップリングコ
ンデンサ容量値を決定することが出来なかった。
ピーダンスが小さいことから、ＩＣ／ＬＳＩの高周波電
源電流は、一つのＩＣ／ＬＳＩの近傍に配置したデカッ
プリングコンデンサだけでなく、その他のＩＣ／ＬＳＩ
の近傍に配置したデカップリングコンデンサにも流れ込
むことにより、多層プリント基板全体では、高周波電源
電流の分布は非常に複雑であり、解析が困難であった。
このため、ＩＣ／ＬＳＩ毎に配置するデカップリングコ
ンデンサ容量値を決定することが出来なかった。
【０００７】また、電源層に流れ込んだ高周波電源電流
は、電源層自身が全面平板となっているため、その経路
が複雑であり、場合によっては、大きなループを形成
し、電磁放射やイミュニティ劣化の要因になるという問
題がある。
は、電源層自身が全面平板となっているため、その経路
が複雑であり、場合によっては、大きなループを形成
し、電磁放射やイミュニティ劣化の要因になるという問
題がある。
【０００８】例えば、図６（ｂ）に示すように、高周波
電源電流の異なるＩＣ／ＬＳＩ１６ａ（電流大）、１６
ｂ（電流中）、１６ｃ（電流小）がそれぞれ電源供給線
１８およびグランド線１９に並列に接続されており、ま
た、それぞれのＩＣ／ＬＳＩの高周波電源電流量に応じ
て、ＩＣ／ＬＳＩ１６ａの近傍には容量の大きいデカッ
プリングコンデンサ１７ａ（インピーダンスＺは小）、
ＩＣ／ＬＳＩ１６ｂの近傍には容量が中程度のデカップ
リングコンデンサ１７ｂ（インピーダンスは中）、ＩＣ
／ＬＳＩ１６ｃの近傍には容量の小さいデカップリング
コンデンサ１７ｃ（インピーダンスは大）が配置されて
いる。例えば、ＩＣ／ＬＳＩ１６ｃの近傍に配置したデ
カップリングコンデンサ１７ｃのインピーダンスが大き
いため、ＩＣ／ＬＳＩ１６ｃからの全ての高周波電源電
流が、デカップリングコンデンサ１７ｃでグランド線１
９にバイパスされず、ＩＣ／ＬＳＩ１６ａまたは１６ｂ
に流れ込んでしまい、電流ループ面積が大きくなり、結
果として、放射電磁ノイズが増大し、イミュニティが劣
化する問題が起こり得る。また、ＩＣ／ＬＳＩの高周波
電源電流が近傍のデカップリングコンデンサでバイパス
されない場合、高周波電源電流の他経路への流れ込みに
より、経路のインピーダンスが大きくなり、その結果、
交流電圧変動も大きくなり、ＩＣ／ＬＳＩ自身の安定動
作にも影響することすらあり得る。
電源電流の異なるＩＣ／ＬＳＩ１６ａ（電流大）、１６
ｂ（電流中）、１６ｃ（電流小）がそれぞれ電源供給線
１８およびグランド線１９に並列に接続されており、ま
た、それぞれのＩＣ／ＬＳＩの高周波電源電流量に応じ
て、ＩＣ／ＬＳＩ１６ａの近傍には容量の大きいデカッ
プリングコンデンサ１７ａ（インピーダンスＺは小）、
ＩＣ／ＬＳＩ１６ｂの近傍には容量が中程度のデカップ
リングコンデンサ１７ｂ（インピーダンスは中）、ＩＣ
／ＬＳＩ１６ｃの近傍には容量の小さいデカップリング
コンデンサ１７ｃ（インピーダンスは大）が配置されて
いる。例えば、ＩＣ／ＬＳＩ１６ｃの近傍に配置したデ
カップリングコンデンサ１７ｃのインピーダンスが大き
いため、ＩＣ／ＬＳＩ１６ｃからの全ての高周波電源電
流が、デカップリングコンデンサ１７ｃでグランド線１
９にバイパスされず、ＩＣ／ＬＳＩ１６ａまたは１６ｂ
に流れ込んでしまい、電流ループ面積が大きくなり、結
果として、放射電磁ノイズが増大し、イミュニティが劣
化する問題が起こり得る。また、ＩＣ／ＬＳＩの高周波
電源電流が近傍のデカップリングコンデンサでバイパス
されない場合、高周波電源電流の他経路への流れ込みに
より、経路のインピーダンスが大きくなり、その結果、
交流電圧変動も大きくなり、ＩＣ／ＬＳＩ自身の安定動
作にも影響することすらあり得る。
【０００９】従って、放射の原因となる電源層に廻り込
むＩＣ／ＬＳＩの高周波電源電流をコントロールする目
的で、電源層を配線化し、インピーダンス付加回路を形
成している多層プリント基板も考案されている（特願平
８−１３７９０４号明細書）が、効果としては十分では
ない。一方、発生した電磁ノイズをプリント基板の外部
に出さないという観点から、プリント基板の表裏両面に
電磁ノイズを吸収するための磁性塗膜やシールド層を形
成する方法（特開平６−２４４５８１号公報、特開平６
−２４４５８２号公報等）、プリント基板の各層を構成
する配線板の基材に電磁波吸収性の物質を混入させて、
電磁ノイズ吸収層を設ける方法（特開平２−８７５９３
号公報）等も考えられているが、電磁ノイズ発生のもと
である電源層に廻り込むＩＣ／ＬＳＩの高周波電源電流
をコントロールできていない以上、その効果にも限界が
ある。
むＩＣ／ＬＳＩの高周波電源電流をコントロールする目
的で、電源層を配線化し、インピーダンス付加回路を形
成している多層プリント基板も考案されている（特願平
８−１３７９０４号明細書）が、効果としては十分では
ない。一方、発生した電磁ノイズをプリント基板の外部
に出さないという観点から、プリント基板の表裏両面に
電磁ノイズを吸収するための磁性塗膜やシールド層を形
成する方法（特開平６−２４４５８１号公報、特開平６
−２４４５８２号公報等）、プリント基板の各層を構成
する配線板の基材に電磁波吸収性の物質を混入させて、
電磁ノイズ吸収層を設ける方法（特開平２−８７５９３
号公報）等も考えられているが、電磁ノイズ発生のもと
である電源層に廻り込むＩＣ／ＬＳＩの高周波電源電流
をコントロールできていない以上、その効果にも限界が
ある。
【００１０】そのため、従来は電子機器全体を金属筐体
に収納することにより、電磁遮蔽をしているが、金属筐
体には電子機器の操作部その他を設ける必要上、開口部
を設けなければならないために、完全に電磁ノイズの外
部への漏れを防止することは困難である。
に収納することにより、電磁遮蔽をしているが、金属筐
体には電子機器の操作部その他を設ける必要上、開口部
を設けなければならないために、完全に電磁ノイズの外
部への漏れを防止することは困難である。
【００１１】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
電磁ノイズ発生を大幅に低減し得る多層プリント基板を
提供することを目的とする。
電磁ノイズ発生を大幅に低減し得る多層プリント基板を
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、電源層とグランド層と信号層がそれぞれ絶
縁材を介在して積層され、電源層は絶縁材を介在してグ
ランド層に両側から挟まれた構造を有し、更に電源層に
は配線化したインピーダンス付加回路が形成されている
多層プリント基板において、磁性粉末を有機樹脂に混合
してシート状にしスルーホール用穴、及び接着用穴を適
当数打ち抜いた磁性材シートが、前記電源層を形成した
片面配線板とその上下両方に面するプリプレグとの間に
挿入されていることを特徴とする多層プリント基板であ
る。ここで、前記磁性材シートが、高透磁率の磁性材シ
ートが低誘電率の磁性材シートによって挟持された３層
構造からなってもよい。
成するため、電源層とグランド層と信号層がそれぞれ絶
縁材を介在して積層され、電源層は絶縁材を介在してグ
ランド層に両側から挟まれた構造を有し、更に電源層に
は配線化したインピーダンス付加回路が形成されている
多層プリント基板において、磁性粉末を有機樹脂に混合
してシート状にしスルーホール用穴、及び接着用穴を適
当数打ち抜いた磁性材シートが、前記電源層を形成した
片面配線板とその上下両方に面するプリプレグとの間に
挿入されていることを特徴とする多層プリント基板であ
る。ここで、前記磁性材シートが、高透磁率の磁性材シ
ートが低誘電率の磁性材シートによって挟持された３層
構造からなってもよい。
【００１３】透磁率の大きな磁性材シートを用いること
により高周波インピーダンスを大きくできるが、比抵抗
が低いので、電源層とグランド層の間で絶縁不良を起こ
してしまう。一方低誘電率の磁性材シートは、初透磁率
はそれ程大きくないが、比抵抗が高い。従って、高透磁
率の磁性材シートを低誘電率の磁性材シートによって挟
持する３層構造とすることで電源層とグランド層の間の
絶縁不良を防止しながら、高周波インピーダンスを大き
くすることが可能である。
により高周波インピーダンスを大きくできるが、比抵抗
が低いので、電源層とグランド層の間で絶縁不良を起こ
してしまう。一方低誘電率の磁性材シートは、初透磁率
はそれ程大きくないが、比抵抗が高い。従って、高透磁
率の磁性材シートを低誘電率の磁性材シートによって挟
持する３層構造とすることで電源層とグランド層の間の
絶縁不良を防止しながら、高周波インピーダンスを大き
くすることが可能である。
【００１４】また、このような構造の多層プリント基板
は磁性粉末を有機樹脂に混合してシート状にしスルーホ
ール用穴、及び接着用穴を適当数打ち抜いて磁性材シー
トを形成し、これを電源層を形成した片面配線板と、そ
の上下両面に接するプリプレグとの間に挿入した後、前
記磁性材シートの接着用穴を通してプリプレグを流動さ
せて前記電源層を形成した片面配線板に接着することに
よって製造することができる。
は磁性粉末を有機樹脂に混合してシート状にしスルーホ
ール用穴、及び接着用穴を適当数打ち抜いて磁性材シー
トを形成し、これを電源層を形成した片面配線板と、そ
の上下両面に接するプリプレグとの間に挿入した後、前
記磁性材シートの接着用穴を通してプリプレグを流動さ
せて前記電源層を形成した片面配線板に接着することに
よって製造することができる。
【００１５】或いは、前記多層プリント基板において、
電源層を構成する電源導体の表面に磁性粉、もしくは高
抵抗金属膜もしくは数μm の凹凸が形成されていること
を特徴としている。ここで磁性粉としては高透磁率であ
るほど望ましいので、初透磁率が数万のオーダーである
センダスト、もしくはパーマロイ等よりなる１〜５０μ
m 径の粒子を用い、電源層を構成する電源導体の表面に
接着層を形成してこの上に粒子を接着することで所望の
ものが得られる。粒子径は１μm より小さくなると小さ
すぎて高周波インピーダンスを上げる効果がなく、逆に
５０μm より大きくなると大きすぎて絶縁不良を起こす
ので１〜５０μm が最適である。
電源層を構成する電源導体の表面に磁性粉、もしくは高
抵抗金属膜もしくは数μm の凹凸が形成されていること
を特徴としている。ここで磁性粉としては高透磁率であ
るほど望ましいので、初透磁率が数万のオーダーである
センダスト、もしくはパーマロイ等よりなる１〜５０μ
m 径の粒子を用い、電源層を構成する電源導体の表面に
接着層を形成してこの上に粒子を接着することで所望の
ものが得られる。粒子径は１μm より小さくなると小さ
すぎて高周波インピーダンスを上げる効果がなく、逆に
５０μm より大きくなると大きすぎて絶縁不良を起こす
ので１〜５０μm が最適である。
【００１６】また、高抵抗金属膜はモリブデン、タング
ステンよりなる膜厚２〜６μm の薄膜で形成することが
好ましい。これは１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの高周波は、
表皮効果で導体表層から２〜６μm の範囲、即ち前記高
抵抗金属膜の部分を流れる一方、直流成分は内層を流れ
高抵抗金属膜の部分にはほとんど流れないので、高周波
成分に対してインピーダンスを上げることが可能となる
ためである。
ステンよりなる膜厚２〜６μm の薄膜で形成することが
好ましい。これは１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの高周波は、
表皮効果で導体表層から２〜６μm の範囲、即ち前記高
抵抗金属膜の部分を流れる一方、直流成分は内層を流れ
高抵抗金属膜の部分にはほとんど流れないので、高周波
成分に対してインピーダンスを上げることが可能となる
ためである。
【００１７】さらに凹凸の場合は、電源層を構成する電
源導体の表面を砥粒を用いて研削することによって４〜
６μm 程度の凹凸を形成できる。凹凸の大きさは、あま
り大きくすると直流成分の抵抗を上昇させるので好まし
くない。一方小さくすると、それに応じて高周波インピ
ーダンスの上昇分も小さくなる。最適値は周波数帯によ
って多少の変化があるが、もっとも頻繁に使われる周波
数帯である８０ＭＨｚ〜１ＧＨｚでは４〜６μm 程度の
凹凸が適切である。
源導体の表面を砥粒を用いて研削することによって４〜
６μm 程度の凹凸を形成できる。凹凸の大きさは、あま
り大きくすると直流成分の抵抗を上昇させるので好まし
くない。一方小さくすると、それに応じて高周波インピ
ーダンスの上昇分も小さくなる。最適値は周波数帯によ
って多少の変化があるが、もっとも頻繁に使われる周波
数帯である８０ＭＨｚ〜１ＧＨｚでは４〜６μm 程度の
凹凸が適切である。
【００１８】また本発明は同様な多層プリント基板にお
いて、電源層のインピーダンス付加回路の経路中にイオ
ン伝導体よりなる配線部分を設けることを特徴とする。
このイオン伝導体７により、直流成分に比べ交流成分は
非常に流れにくくなり、高周波インピーダンスが大きく
なるという効果がある。
いて、電源層のインピーダンス付加回路の経路中にイオ
ン伝導体よりなる配線部分を設けることを特徴とする。
このイオン伝導体７により、直流成分に比べ交流成分は
非常に流れにくくなり、高周波インピーダンスが大きく
なるという効果がある。
【００１９】なお、特願平８−１３７９０４号の発明に
よれば、全面ベタの電源層に比べ、電源層を配線化した
場合４〜８ｄＢノイズレベルが低減しているが、上記の
構成をとることにより、更に２〜３ｄＢノイズレベルを
低減することが可能となる。
よれば、全面ベタの電源層に比べ、電源層を配線化した
場合４〜８ｄＢノイズレベルが低減しているが、上記の
構成をとることにより、更に２〜３ｄＢノイズレベルを
低減することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１（ａ）〜（ｆ）は本発明の多
層プリント基板の電源層部分の断面図であり、特に
（ｃ）〜（ｆ）は電源層インピーダンス付加回路部の断
面図である。又、図２は本発明の多層プリント基板の層
構成を示す断面図である。図２の断面図に示すように、
信号層８とグランド層９と電源層１０の計８層が、上か
ら下方向に信号層８、グランド層９、信号層８、信号層
８、グランド層９、電源層１０、グランド層９、信号層
８の順番に絶縁材１１を介在して積層された８層プリン
ト基板である。電源層１０は図３に平面図を示すような
銅箔パターンにより、幹配線１２と枝配線１３が形成さ
れている。
層プリント基板の電源層部分の断面図であり、特に
（ｃ）〜（ｆ）は電源層インピーダンス付加回路部の断
面図である。又、図２は本発明の多層プリント基板の層
構成を示す断面図である。図２の断面図に示すように、
信号層８とグランド層９と電源層１０の計８層が、上か
ら下方向に信号層８、グランド層９、信号層８、信号層
８、グランド層９、電源層１０、グランド層９、信号層
８の順番に絶縁材１１を介在して積層された８層プリン
ト基板である。電源層１０は図３に平面図を示すような
銅箔パターンにより、幹配線１２と枝配線１３が形成さ
れている。
【００２１】本発明の第１の実施形態は、図１（ａ）に
示すように電源導体１を形成した片面配線板２と、その
上下両方に面するプリプレグ３との間に、磁性体を数μ
m の粒径の粉末に粉砕し、これをエポキシ等の有機樹脂
に均一に混合してシート状に成形した磁性材シート４を
挿入する。シート状にする理由は、所定の配線パターン
を形成した片面配線板もしくは両面配線板をプリプレグ
を介して積層・接着する通常のプリント基板の製法をそ
のまま使えるようにするためで、図４に示すように、こ
の磁性材シート４に、数１０μm 径の接着用穴１４を適
当数あけ、図５に示すように、プリプレグ３と、電源導
体１が形成された片面配線板２に挟んで積層・接着す
る。これによりプリプレグ３が、磁性材シート４の接着
用穴１４を通して片面配線板２と接着する。
示すように電源導体１を形成した片面配線板２と、その
上下両方に面するプリプレグ３との間に、磁性体を数μ
m の粒径の粉末に粉砕し、これをエポキシ等の有機樹脂
に均一に混合してシート状に成形した磁性材シート４を
挿入する。シート状にする理由は、所定の配線パターン
を形成した片面配線板もしくは両面配線板をプリプレグ
を介して積層・接着する通常のプリント基板の製法をそ
のまま使えるようにするためで、図４に示すように、こ
の磁性材シート４に、数１０μm 径の接着用穴１４を適
当数あけ、図５に示すように、プリプレグ３と、電源導
体１が形成された片面配線板２に挟んで積層・接着す
る。これによりプリプレグ３が、磁性材シート４の接着
用穴１４を通して片面配線板２と接着する。
【００２２】更に、スルーホール内壁に磁性体が露出し
ていると、スルーホールめっきが通常の製造条件と異な
ってくる。これを防ぐために、あらかじめ磁性材シート
４のスルーホールに該当する位置に、スルーホールより
一回り大きくスルーホール用穴１５を打ち抜いておく。
これによりスルーホール内壁に磁性体が露出することが
なく、スルーホールめっきを通常の条件で行うことが可
能となる。
ていると、スルーホールめっきが通常の製造条件と異な
ってくる。これを防ぐために、あらかじめ磁性材シート
４のスルーホールに該当する位置に、スルーホールより
一回り大きくスルーホール用穴１５を打ち抜いておく。
これによりスルーホール内壁に磁性体が露出することが
なく、スルーホールめっきを通常の条件で行うことが可
能となる。
【００２３】以上述べたような構造とすることにより、
新たな製造プロセスを導入する必要がなく、通常のプリ
ント基板と同じプロセスで安価なコストで製造すること
が可能である。
新たな製造プロセスを導入する必要がなく、通常のプリ
ント基板と同じプロセスで安価なコストで製造すること
が可能である。
【００２４】挿入する磁性材シート４に含まれる磁性体
としては、十分大きな値の飽和磁束密度Ｂｓと、十分小
さな残留磁束密度Ｂｒを有し、ある程度の電流（数アン
ペア）での励磁が可能であるという特性を有するものが
望ましい。すなわち、Ｂ−Ｈ曲線と言われる磁化曲線に
おけるヒステリシス特性が、ある程度の電流（数アンペ
ア）で飽和せず、励磁可能であることが必要である。こ
こで、Ｂは磁束密度を表し、Ｈは磁界を表し電流値に比
例している。何故ならばインピーダンス付加回路に流れ
る高周波電源電流は、ＩＣ／ＬＳＩのスイッチング動作
時に流れる貫通電流に代表されるように瞬時にある程度
大きな電流が流れることがあり、その場合にも励磁可能
でなければならないからである。そして通常流れる電流
値の範囲において、高周波インピーダンスを上げるため
に透磁率が大きいものが望ましい。
としては、十分大きな値の飽和磁束密度Ｂｓと、十分小
さな残留磁束密度Ｂｒを有し、ある程度の電流（数アン
ペア）での励磁が可能であるという特性を有するものが
望ましい。すなわち、Ｂ−Ｈ曲線と言われる磁化曲線に
おけるヒステリシス特性が、ある程度の電流（数アンペ
ア）で飽和せず、励磁可能であることが必要である。こ
こで、Ｂは磁束密度を表し、Ｈは磁界を表し電流値に比
例している。何故ならばインピーダンス付加回路に流れ
る高周波電源電流は、ＩＣ／ＬＳＩのスイッチング動作
時に流れる貫通電流に代表されるように瞬時にある程度
大きな電流が流れることがあり、その場合にも励磁可能
でなければならないからである。そして通常流れる電流
値の範囲において、高周波インピーダンスを上げるため
に透磁率が大きいものが望ましい。
【００２５】透磁率の大きな磁性体として、初透磁率が
数万のセンダストやパーマロイ等がある。これらの材料
は、比抵抗が数１０μΩ・cmと低いので、磁性材シート
４に含有する磁性粉末の割合を多くすると電源層１０と
グランド層９の間で絶縁不良を起こしてしまう。従って
磁性粉末の割合は体積比で５０％未満とする。一方、Ｎ
ｉ−Ｚｎフェライトや、Ｌｉフェライトは初透磁率は数
十〜数百とセンダストやパーマロイ程大きくないが、比
抵抗は１０7 Ω・cm程度で、誘電率も１４〜１６と小さ
い。従って、本発明の第２の実施形態として図１（ｂ）
に示すように、磁性材シート４を３層構造とし、中央に
センダストやパーマロイの厚さ５０〜２００μm 程度の
薄板を高透磁率磁性材シート４ａとして用い、その両側
に、数μm 径のＮｉ−Ｚｎフェライト、或いはＬｉフェ
ライト粉末をエポキシ等の有機樹脂に混合して厚さ５０
〜２００μm 程度のシート状に成形したものを低誘電率
磁性材シート４ｂとしてサンドイッチ構造にすることも
可能である。
数万のセンダストやパーマロイ等がある。これらの材料
は、比抵抗が数１０μΩ・cmと低いので、磁性材シート
４に含有する磁性粉末の割合を多くすると電源層１０と
グランド層９の間で絶縁不良を起こしてしまう。従って
磁性粉末の割合は体積比で５０％未満とする。一方、Ｎ
ｉ−Ｚｎフェライトや、Ｌｉフェライトは初透磁率は数
十〜数百とセンダストやパーマロイ程大きくないが、比
抵抗は１０7 Ω・cm程度で、誘電率も１４〜１６と小さ
い。従って、本発明の第２の実施形態として図１（ｂ）
に示すように、磁性材シート４を３層構造とし、中央に
センダストやパーマロイの厚さ５０〜２００μm 程度の
薄板を高透磁率磁性材シート４ａとして用い、その両側
に、数μm 径のＮｉ−Ｚｎフェライト、或いはＬｉフェ
ライト粉末をエポキシ等の有機樹脂に混合して厚さ５０
〜２００μm 程度のシート状に成形したものを低誘電率
磁性材シート４ｂとしてサンドイッチ構造にすることも
可能である。
【００２６】本発明の第３の実施形態は、第１、第２の
実施形態と同じく、上から下方向に信号層８、グランド
層９、信号層８、信号層８、グランド層９、電源層１
０、グランド層９、信号層８の順番に絶縁材１１を介在
して積層された多層プリント基板であるが、電源導体を
形成する配線板は片面配線板に限らず、両面配線板であ
っても良い。又、電源層１０は、第１、第２の実施形態
と同じく、幹配線１２とインピーダンス付加回路である
枝配線１３が形成されている。この８層プリント基板に
おいて、枝配線１３の高周波インピーダンスを上げるた
めに、電源層１０の枝配線１３部分の電源導体１に、図
１（ｃ）に示すように、磁性粉末５が接着してある。こ
の磁性粉末５は、センダスト、パーマロイ等を数μm 径
〜数１０μm 径の粉末状にし、電源導体の該当部分に薄
く形成した接着剤により電源導体１に接着する。
実施形態と同じく、上から下方向に信号層８、グランド
層９、信号層８、信号層８、グランド層９、電源層１
０、グランド層９、信号層８の順番に絶縁材１１を介在
して積層された多層プリント基板であるが、電源導体を
形成する配線板は片面配線板に限らず、両面配線板であ
っても良い。又、電源層１０は、第１、第２の実施形態
と同じく、幹配線１２とインピーダンス付加回路である
枝配線１３が形成されている。この８層プリント基板に
おいて、枝配線１３の高周波インピーダンスを上げるた
めに、電源層１０の枝配線１３部分の電源導体１に、図
１（ｃ）に示すように、磁性粉末５が接着してある。こ
の磁性粉末５は、センダスト、パーマロイ等を数μm 径
〜数１０μm 径の粉末状にし、電源導体の該当部分に薄
く形成した接着剤により電源導体１に接着する。
【００２７】枝配線１３の高周波インピーダンスを上げ
るための第３の実施形態として、図１（ｄ）に示すよう
に、電源導体１の表面に、Ｍｏ、Ｗ等の高抵抗金属膜６
を、スパッタリング工法、或いは蒸着工法等により形成
する。高抵抗金属膜６の厚みは２〜６μm 程度で、直流
成分は導体の内部を流れるので抵抗上昇は許容できるレ
ベルであるが、交流成分については、いわゆる表皮効果
により高周波になる程導体の表層を流れるようになるの
で、前記高抵抗金属膜６により高周波インピーダンスは
大きくなる。
るための第３の実施形態として、図１（ｄ）に示すよう
に、電源導体１の表面に、Ｍｏ、Ｗ等の高抵抗金属膜６
を、スパッタリング工法、或いは蒸着工法等により形成
する。高抵抗金属膜６の厚みは２〜６μm 程度で、直流
成分は導体の内部を流れるので抵抗上昇は許容できるレ
ベルであるが、交流成分については、いわゆる表皮効果
により高周波になる程導体の表層を流れるようになるの
で、前記高抵抗金属膜６により高周波インピーダンスは
大きくなる。
【００２８】なお、本形態では導体の上面、及び側面に
高抵抗金属膜が形成されるが、電源層に用いる銅貼り基
板として、片面に高抵抗金属膜を形成した銅箔を高抵抗
金属膜面で基材に貼り付けたものを用いることにより、
導体の下面にも高抵抗金属膜が形成された形態も可能で
ある。
高抵抗金属膜が形成されるが、電源層に用いる銅貼り基
板として、片面に高抵抗金属膜を形成した銅箔を高抵抗
金属膜面で基材に貼り付けたものを用いることにより、
導体の下面にも高抵抗金属膜が形成された形態も可能で
ある。
【００２９】枝配線１３の高周波インピーダンスを上げ
るための第４の実施形態として、図１（ｅ）に示すよう
に、電源導体１の表面に例えば４〜６μm の凹凸を形成
する。この凹凸は粒径２０μm 程度の砥粒を用いて電源
導体１の表面を軽く研削する等の方法によって形成す
る。これによって電源導体１の表面積が増加し、表皮効
果により表層を流れる高周波成分の電流経路が長くな
り、結果として高周波インピーダンスが大きくなる。
るための第４の実施形態として、図１（ｅ）に示すよう
に、電源導体１の表面に例えば４〜６μm の凹凸を形成
する。この凹凸は粒径２０μm 程度の砥粒を用いて電源
導体１の表面を軽く研削する等の方法によって形成す
る。これによって電源導体１の表面積が増加し、表皮効
果により表層を流れる高周波成分の電流経路が長くな
り、結果として高周波インピーダンスが大きくなる。
【００３０】更に、枝配線１３の高周波インピーダンス
を上げるための第５の実施形態として、図１（ｆ）に示
すように、枝配線１２の経路途中に、β−Ａｌ2 Ｏ3 、
ＲｂＡｇ4 Ｉ5 、ＺｒＯ2 −Ｙ2 Ｏ3 といったイオン伝
導体７を形成する。このイオン伝導体７により、直流成
分に比べ交流成分は非常に流れにくくなり、高周波イン
ピーダンスが大きくなる。
を上げるための第５の実施形態として、図１（ｆ）に示
すように、枝配線１２の経路途中に、β−Ａｌ2 Ｏ3 、
ＲｂＡｇ4 Ｉ5 、ＺｒＯ2 −Ｙ2 Ｏ3 といったイオン伝
導体７を形成する。このイオン伝導体７により、直流成
分に比べ交流成分は非常に流れにくくなり、高周波イン
ピーダンスが大きくなる。
【００３１】第１から第５の実施形態のいずれにおいて
も、電源層１０のインピーダンス付加回路の高周波成分
のインピーダンスが大きくなり、電源供給線に流れ込ん
でしまうＩＣ／ＬＳＩ動作に伴う高周波電源電流を従来
に比べて大幅に小さくでき、このため、多層プリント基
板からの電磁放射を抑制することができる。従って、従
来の金属筐体から外部へ漏れる電磁放射を十分に抑制で
きる。
も、電源層１０のインピーダンス付加回路の高周波成分
のインピーダンスが大きくなり、電源供給線に流れ込ん
でしまうＩＣ／ＬＳＩ動作に伴う高周波電源電流を従来
に比べて大幅に小さくでき、このため、多層プリント基
板からの電磁放射を抑制することができる。従って、従
来の金属筐体から外部へ漏れる電磁放射を十分に抑制で
きる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インピーダンス付加回路の高周波成分のインピーダンス
を高くすることができ、その結果、電源供給線に流れ込
む高周波電源電流が小さくなり、多層プリント基板から
の電磁放射を十分に抑制することができる。
インピーダンス付加回路の高周波成分のインピーダンス
を高くすることができ、その結果、電源供給線に流れ込
む高周波電源電流が小さくなり、多層プリント基板から
の電磁放射を十分に抑制することができる。
【図１】本発明の多層プリント基板の電源層部分の断面
図である。
図である。
【図２】本発明の多層プリント基板の層構成を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明の多層プリント基板の電源層のインピー
ダンス付加回路の例を示す図である。
ダンス付加回路の例を示す図である。
【図４】磁性シートの概略図である。
【図５】磁性体混合絶縁材の製造プロセスを示す図であ
る。
る。
【図６】従来の課題説明図である。
１ 電源導体 ２ 片面配線板 ３ プリプレグ ４ 磁性材シート ４ａ 高透磁率磁性材シート ４ｂ 低誘電率磁性材シート ５ 磁性粉末 ６ 高抵抗金属膜 ７ イオン伝導体 ８ 信号層 ９ グランド層 １０ 電源層 １１ 絶縁材 １２ 幹配線 １３ 枝配線 １４ 接着用穴 １５ スルーホール用穴 １６ ＩＣ／ＬＳＩまたは他の能動素子からなる独立と
見なされる回路 １７ デカップリングコンデンサ １８ 電源供給線 １９ グランド線
見なされる回路 １７ デカップリングコンデンサ １８ 電源供給線 １９ グランド線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｒ (72)発明者 吉田 史郎 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 馬庭 亮 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 金子 俊之 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−139573（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05K 3/46 H05K 1/02 H05K 9/00
Claims (12)
- 【請求項１】電源層とグランド層と信号層がそれぞれ絶
縁材を介在して積層され、電源層は絶縁材を介在してグ
ランド層に両側から挟まれた構造を有し、更に電源層に
は配線化したインピーダンス付加回路が形成されている
多層プリント基板において、磁性粉末を有機樹脂に混合
してシート状にしスルーホール用穴、及び接着用穴を適
当数打ち抜いた磁性材シートが、前記電源層を形成した
片面配線板とその上下両方に面するプリプレグとの間に
挿入されていることを特徴とする多層プリント基板。 - 【請求項２】前記磁性材シートが、高透磁率の磁性材シ
ートを低誘電率の磁性材シートによって挟持した３層構
造からなることを特徴とする請求項１記載の多層プリン
ト基板。 - 【請求項３】電源層とグランド層と信号層がそれぞれ絶
縁材を介在して積層され、電源層は絶縁材を介在してグ
ランド層に両側から挟まれた構造を有し、更に電源層に
は配線化したインピーダンス付加回路が形成されている
多層プリント基板において、前記電源層を構成する電源
導体の表面に磁性粉が接着されていることを特徴とする
多層プリント基板。 - 【請求項４】前記磁性粉がセンダスト、もしくはパーマ
ロイの１〜５０μm 径の粒子であることを特徴とする請
求項３記載の多層プリント基板。 - 【請求項５】電源層とグランド層と信号層がそれぞれ絶
縁材を介在して積層され、電源層は絶縁材を介在してグ
ランド層に両側から挟まれた構造を有し、更に電源層に
は配線化したインピーダンス付加回路が形成されている
多層プリント基板において、前記電源層を構成する電源
導体の表面に高抵抗金属膜が形成されていることを特徴
とする多層プリント基板。 - 【請求項６】前記高抵抗金属膜がモリブデン、タングス
テンよりなる膜厚２〜６μm の薄膜であることを特徴と
する請求項５記載の多層プリント基板。 - 【請求項７】電源層とグランド層と信号層がそれぞれ絶
縁材を介在して積層され、電源層は絶縁材を介在してグ
ランド層に両側から挟まれた構造を有し、更に電源層に
は配線化したインピーダンス付加回路が形成されている
多層プリント基板において、前記電源層を構成する電源
導体の少なくとも表面に微小な凹凸が形成されているこ
とを特徴とする多層プリント基板。 - 【請求項８】凹凸の大きさが４〜６μm であることを特
徴とする請求項７記載の多層プリント基板。 - 【請求項９】電源層とグランド層と信号層がそれぞれ絶
縁材を介在して積層され、電源層は絶縁材を介在してグ
ランド層に両側から挟まれた構造を有し、更に電源層に
は配線化したインピーダンス付加回路が形成されている
多層プリント基板において、前記電源層のインピーダン
ス付加回路の経路中にイオン伝導体よりなる配線部分を
設けることを特徴とする多層プリント基板。 - 【請求項１０】電源層とグランド層と信号層がそれぞれ
絶縁材を介在して積層され、電源層は絶縁材を介在して
グランド層に両側から挟まれた構造を有し、更に電源層
には配線化したインピーダンス付加回路が形成されてい
る多層プリント基板の製造方法において、磁性粉末を有
機樹脂に混合してシート状にしスルーホール用穴、及び
接着用穴を適当数打ち抜いて磁性材シートを形成し、こ
れを前記電源層を形成した片面配線板と、その上下両面
に接するプリプレグとの間に挿入した後、前記磁性材シ
ートの接着用穴を通してプリプレグを流動させて前記電
源層を形成した片面配線板に接着することを特徴とする
請求項１記載の多層プリント基板の製造方法。 - 【請求項１１】電源層とグランド層と信号層がそれぞれ
絶縁材を介在して積層され、電源層は絶縁材を介在して
グランド層に両側から挟まれた構造を有し、更に電源層
には配線化したインピーダンス付加回路が形成された多
層プリント基板において、前記電源層を構成する電源導
体の表面に接着層を形成し、この上に磁性粉を接着させ
ることを特徴とする請求項３記載の多層プリント基板の
製造方法。 - 【請求項１２】電源層とグランド層と信号層がそれぞれ
絶縁材を介在して積層され、電源層は絶縁材を介在して
グランド層に両側から挟まれた構造を有し、更に電源層
には配線化したインピーダンス付加回路が形成されてい
る多層プリント基板において、前記電源層を構成する電
源導体の表面を砥粒を用いて研削することによって微小
な凹凸を形成することを特徴とする請求項７記載の多層
プリント基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8322023A JP2991136B2 (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 多層プリント基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8322023A JP2991136B2 (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 多層プリント基板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10163636A JPH10163636A (ja) | 1998-06-19 |
| JP2991136B2 true JP2991136B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=18139064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8322023A Expired - Fee Related JP2991136B2 (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 多層プリント基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991136B2 (ja) |
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| JP3055488B2 (ja) * | 1997-03-03 | 2000-06-26 | 日本電気株式会社 | 多層プリント基板及びその製造方法 |
| JP2001326300A (ja) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体装置 |
| AU2003271534A1 (en) * | 2002-09-19 | 2004-04-19 | Ilfa Industrieelektronik Und Leiterplattenfertigu Ng Aller Art Gmbh | Hf-reactor |
| US6914183B2 (en) * | 2002-09-25 | 2005-07-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Board for printed wiring |
| JP4515342B2 (ja) * | 2005-03-14 | 2010-07-28 | 信越ポリマー株式会社 | 多層回路基板 |
| JP4920336B2 (ja) * | 2006-08-07 | 2012-04-18 | 信越ポリマー株式会社 | 配線部材の製造方法 |
| JP5103131B2 (ja) * | 2007-10-25 | 2012-12-19 | 信越ポリマー株式会社 | 伝導ノイズ抑制構造体および配線回路基板 |
| TWI379621B (en) * | 2007-08-02 | 2012-12-11 | Shinetsu Polymer Co | Conductive noise suppressing structure and wiring circuit substrate |
| JP5103088B2 (ja) * | 2007-08-02 | 2012-12-19 | 信越ポリマー株式会社 | 伝導ノイズ抑制構造体および配線回路基板 |
| JP5657088B2 (ja) * | 2013-11-15 | 2015-01-21 | 信越ポリマー株式会社 | プリント配線板および光モジュール |
| CN114666991B (zh) * | 2022-02-25 | 2024-01-23 | 沪士电子股份有限公司 | 一种板材混合印制电路板及其制作方法 |
-
1996
- 1996-12-02 JP JP8322023A patent/JP2991136B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH10163636A (ja) | 1998-06-19 |
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