JP3133555U

JP3133555U - 高周波回路基板装置

Info

Publication number: JP3133555U
Application number: JP2007000371U
Authority: JP
Inventors: 明生張
Original assignee: 亞旭電腦股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2017-01-26
Also published as: TWM308600U

Abstract

【課題】回路基板の空間の有効利用や、高周波信号伝送の電気的特性を製作過程で測定することを可能にし、電磁妨害を防止できる高周波回路基板装置を提供する。
【解決手段】少なくとも２枚の回路層を重ね合わせてつくった高周波回路基板装置は、接地電位と電気的に導通する接地線路と、少なくとも１本の伝送線路を備える高周波電子回路が設けられた高周波回路層と、軸心と同心リングを備える少なくとも１個の同軸測定点が設けられたテスト回路層とを含む。接地線路に電気的に接続される複数の接地溶接点は伝送線路に近い箇所に設けられ、回路板装置を正方向に貫通し、高周波回路層の伝送線路に対応する導電ビアは軸心に設けられる。導電ビアの孔壁には、伝送線路と電気的に接続される導電性のある導電金属が設けられる。同心リングは、一定の間隔をもって軸心を囲み、テスト回路層を正方向に貫通して接地電位に電気的に導通する。
【選択図】図４

Description

この考案は回路基板装置に関し、特に同期テスト機能を有する高周波回路基板装置に関する。

通常の高周波通信回路のプリント回路基板（ＰＣＢ）では、信号伝送の過程で生じる減衰、歪みや雑音妨害により通信品質が低下するのを防ぐため、伝送線路に一定のレイアウトや素子を持たせることが一般である。例えば、高周波信号処理回路と、無線高周波信号を受発信するアンテナ装置の間には、信号減衰を防ぐため一定の伝送距離を確保するほか、雑音妨害を防止して信号の特性インピーダンスを維持するため、特定の材料でつくった同軸伝送線路を信号伝送の媒介としなければならない。

回路レイアウトの信号伝送品質を確保するため、高周波通信装置の製作過程における回路テストは重要である。図１を参照する。図１に示す従来の高周波ＰＣＢ１は、高周波回路領域１０と、同軸線路１１と、複数の高速電子素子１４を備える。ＲＦ（無線周波数）回路を中に含む高周波回路領域１０は接地回路に囲まれ、接地回路は金属フレーム１０１と電気的に導通し、高速電子素子１４による電磁妨害（ＥＭＩ）から高周波回路領域１０を守ると同時に０電位に電気的に導通させる。同軸線路１１は無線高周波信号を受発信するアンテナ装置に接続される。図１に示す高周波電子回路では、高周波回路領域１０から信号線１２が伸びている。信号線１２は、同軸線路１１と電気的に導通している伝導部１２１と、テスト部１２２が分かれている。テスト部１２２の末端に近い箇所にはコネクター１３が設けられ、コネクター１３の中心部は信号線１２のテスト部１２２と電気的に導通している。高周波電子回路における高周波信号伝送の電気的特性を測定する場合、コネクター１３にテスト装置を接続すればよい。

ＰＣＢの回路レイアウトは高密度でなければならない。しかし、前記のようにテスト接点を増設するのは回路基板の面積を占めることとなる。しかも、金属遮蔽領域（フレーム）外に設けられる回路、及びアンテナと接続される信号伝送線路は、いずれも特定のインピーダンス設計のされた材料で被覆されているので、そうされていない別設のテスト接続部や配線は、電磁妨害を増強させ、不必要なアンテナ効果を生じさせる。のみならず、高周波回路信号線からテスト接続部を分けて設けることも、アンテナに送る伝送信号を減衰させる。そうなると、テスト装置は減衰した伝送信号の信号特性しか測定できず、高周波回路信号の伝送品質を正確に測定できなくなる。

この考案は前述の問題を解決するため、回路基板の空間の有効利用や、高周波信号伝送の電気的特性を製作過程で測定することを可能にすると同時に、電磁妨害を防止できる同期テスト機能を有する高周波回路基板装置を提供することを課題とする。

この考案による高周波回路基板装置は少なくとも２枚の回路層を重ね合わせてつくったものである。該高周波回路基板装置は、接地電位と電気的に導通する接地線路と、少なくとも１本の伝送線路を備える高周波電子回路が設けられた高周波回路層と、軸心と同心リングを備える少なくとも１個の同軸測定点が設けられたテスト回路層とを含む。そのうち高周波回路層では、伝送線路による高周波アナログ信号伝送の特性インピーダンスを維持するため、接地線路に電気的に接続される複数の接地溶接点が伝送線路に近い箇所に設けられる。テスト回路層では、回路板装置を正方向に貫通し、高周波回路層の伝送線路に対応する導電ビアが軸心に設けられる。導電ビアの孔壁には、伝送線路と電気的に接続される導電性のある導電金属が設けられる。同心リングは、一定の間隔をもって軸心を囲み、テスト回路層を正方向に貫通して接地電位に電気的に導通し、導電ビアによる高周波アナログ信号伝送の特性インピーダンスを維持する導電性のある金属リングである。

この考案による別種の高周波回路基板装置では、相対する上下表面にそれぞれ伝送線路と同軸測定点が設けられる。そのうち伝送線路は導電性を有し、高周波アナログ信号を伝送して信号の特性インピーダンスを維持することができる。同軸測定点は軸心と同心リングを備え、軸心には回路板装置を正方向に貫通して伝送線路に対応する導電ビアが設けられる。導電ビアの孔壁には、伝送線路と電気的に接続される導電性のある導電金属が設けられる。同心リングは、一定の間隔をもって軸心を囲んで接地電位に電気的に導通し、軸心による高周波アナログ信号伝送の特性インピーダンスを維持する導電性のある金属リングである。

この考案は、高周波回路を高周波回路基板装置の最上層に設け、テスト接点をその最下層に設けることで、高周波回路基板装置における高周波信号処理とＩＣＴテストを別々の層で実行することを可能にする。従来のＰＣＢと比べ、この考案は別設のテスト接点を不要とし、回路空間の有効利用を可能にしてアンテナ効果を抑え、コネクターの数量を減らし製作コストを節約するとともに、高周波信号の信号減衰率を低める効果がある。

かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照して以下に説明する。

この考案の実施例１を示す図２から図５を参照する。図に示すような回路内テスト（ＩＣＴ）のできる高周波回路基板装置２は、４枚の回路層２０、３０、４０、５０を上から下へ順次重ね合わせてつくったものである。そのうち、最上層の回路層２０は高周波電子回路の高周波回路層であり、回路層３０には０電位に電気的に導通する接地回路３１が設けられる。回路層２０の直流給電ノードに電気的に接続される回路層４０には、直流電源に電気的に導通する電源回路４１が設けられ、最下層の回路層５０はＩＣＴテストのテスト回路層である。寄生抵抗や寄生容量など電気的効果による回路基板装置２への影響を防ぐため、回路層２０、３０、４０、５０は高誘電率の絶縁材料で隔てられている。

図２を参照する。回路層２０には、高周波アナログ信号を伝送・処理する高周波回路領域２０１が設けられる。複数の信号線２１と、回路処理を行う電子素子２２を含む高周波回路領域２０１は金属フレーム２０２に囲まれ、金属フレーム２０２の下には接地線路が設けられる。接地線路は高周波回路の電磁波を遮蔽するものとして、高速電子素子による電磁妨害から高周波回路領域２０１を守ると同時に回路層３０の接地回路３１に電気的に導通させる。高周波回路領域２０１の外には伝送線路２３と同軸伝送線路２５が設けられ、同軸伝送線路２５は無線高周波信号を受発信するアンテナ装置に接続され、伝送線路２３は同軸伝送線路２５のうち高周波信号を伝送する伝送端２５１に接続される。図３を参照する。伝送線路２３は伸長部２３１と信号溶接点２３２を備える。金属フレーム２０２と接地線路を透過して高周波回路領域２０１にまで伸びる伸長部２３１は、高周波信号を高周波回路領域２０１に送り込み、更に処理済の高周波信号を送り出すものであり、高周波回路領域２０１の外にある伝送線路２３の末端に設けられる信号溶接点２３２は、同軸伝送線路２５の伝送端２５１とソルダー２６で溶接されている。図４を参照する。高周波信号伝送の特性インピーダンスを維持するため、信号伝送経路から一定の距離を置いた周辺領域に接地電位を設けなければならない。そのため、回路層２０の下に回路層３０の接地回路３１を設けるほか、信号溶接点２３２と同軸伝送線路２５の伝送端２５１の周りに接地電位に導通する導電素子を設けなければならない。したがって、信号溶接点２３２の周りに複数の接地溶接点２４を設け、同軸伝送線路２５の伝送端２５１の周りに接地リング２５２を設ける。接地リング２５２は接地溶接点２４とソルダー２６で溶接され、接地溶接点２４には回路基板装置２を貫通した１個ないし複数の接地ビア２４１が設けられる（図３参照）。接地ビア２４１の孔壁には、回路層３０の接地回路３１及び最下層の回路層５０に電気的に導通する導電金属が設けられている。

図４と図５を参照する。回路層５０には同軸測定点５１が設けられ、同軸測定点５１は軸心５１０と、軸心５１０を囲む同心リング５１１を備える。信号溶接点２３２と接続される軸心５１０は回路基板装置を貫通した導電ビア５１０ａと、導電ビア５１０ａの孔壁に設けられる導電性のある導電金属５１０ｂを備える。同心リング５１１は、一定の間隔５１２をもって軸心５１０を囲み、回路層３０を貫通して接地回路３１と電気的に導通するように設けられた導電性のある金属リングである。信号溶接点２３２から同軸測定点５１まで高周波信号を伝送する過程における信号減衰を最低限に抑えるため、回路層３０、４０の間隔５１２に対応する箇所は中空とする。回路基板を貫通した接地ビア２４１は回路層５０で複数の接地測定点５２を形成し、これらの接地測定点５２は、高周波信号に対する電気的信号または雑音による妨害を有効に遮蔽できる。

したがって、この考案は、高周波回路を高周波回路基板装置の最上層に設け、テスト接点をその最下層に設けることで、高周波回路基板装置における高周波信号処理とＩＣＴテストを別々の層で実行することを可能にする。この考案は、前記回路基板装置２の回路層２０の表面に伝送線路２３を設け、当該伝送線路２３と導電金属５１０ｂを用いて高周波信号を伝送する。そうすれば、回路基板装置２の導電線路の製作さえ完了すれば、同軸伝送線路２５などモジュール化工程を行う前にも、回路層５０の同軸測定点５１を回路テスト装置と電気的に接続し、高周波回路の特性を測定することができる。しかも同軸測定点５１の構造は、高周波アナログ信号伝送時の特性インピーダンスの維持を容易にする効果がある。そのため、従来のＰＣＢと比べ、この考案はテスト接点の別設を不要とし、回路空間の有効利用を可能にしてアンテナ効果を抑えるだけでなく、コネクターの数量を減らし製作コストを節約する効果もある。また、同軸測定点５１と高周波回路の間の電気的伝導は正方向に行われるので、従来の平面伝送より高周波テスト信号の伝送経路が短く、高周波信号の信号減衰率を低める効果がある。そのうえ、同心リング５１１と軸心５１０間の間隔５１２部分の回路基板を中空にすることは、信号減衰をより一層抑制することができる。

回路テストの正確性を向上させるため、本考案を従来のコネクターと組み合わせることができる。この考案の実施例２を示す図６を参照する。回路層６０は上記回路層２０と同じような高周波回路領域２０１と、伝送線路２３と、同軸伝送線路２５を備える。ただし、回路層６０の伝送線路２３の信号溶接点２３２には、接続部６１１、接続リング６１２と台座６１３を備えるコネクター６１が設けられている。接続部６１１と接続リング６１２は導電性のある金属でつくられ、台座６１３は絶縁材料でつくられる。接続部６１１は信号溶接点２３２と電気的に導通し、接続リング６１２は伝送線路２３の両側の接地溶接点２４と電気的に接続されている。実施例２によれば、コネクター６１を回路テスト装置に接続して測定した高周波信号を、回路層５０の同軸測定点５１で測定された高周波信号と比較することで、軸心５１０で高周波信号を伝送する過程において信号減衰が起こったかどうかを判定し、更に判定結果によって測定データを校正すれば、最良の回路テスト正確率が得られる。

注意すべきは、本考案は、高周波回路基板装置に、最上層の伝送線路と最下層の同軸測定点を貫通したビアをつくることで、最下層でのＩＣＴテストを可能にすることを趣旨とし、最上層と最下層の間の回路基板構造は上記に限らない。上記は別々の基板３００、４００に接地回路３１と電源回路４１を設けた構造を示すが、接地回路３１と電源回路４１を同一の回路層基板に設けることも同等の効果を有する。

以上はこの考案に好ましい実施例であって、この考案の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この考案の精神の下においてなされ、この考案に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの考案の実用新案登録請求の範囲に属するものとする。

この考案は、従来の高周波回路基板装置に工夫を加え、最上層の伝送線路と最下層の同軸測定点を貫通したビアをつくることで、最下層でのＩＣＴテストを可能にする。かかる構造は実施可能である。

従来の高周波ＰＣＢを表す説明図である。この考案の実施例１による回路基板装置の最上層を表す説明図である。図２に示す最上層の伝送線路周辺の回路レイアウトを表す説明図である。図２に示す回路基板装置の局部断面図である。図２に示す最下層の同軸測定点周辺の回路レイアウトを表す、図３に対応する回路基板装置の底面図である。この考案の実施例２による回路基板装置の最上層を表す説明図である。

符号の説明

２回路板装置
２０、３０、４０、５０、６０回路層
２１信号線
２２電子素子
２３伝送線路
２４接地溶接点
２５同軸伝送線路
２６ソルダー
３１接地回路
４１電源回路
５１同軸測定点
５２接地測定点
６１コネクター
２００、３００、４００、５００基板
２０１高周波回路領域
２０２金属フレーム
２３１伸長部
２３２信号溶接点
２４１接地ビア
２５１伝送端
２５２接地リング
５１０軸心
５０１ａ導電ビア
５１０ｂ導電金属
５１１同心リング
５１２間隔
６１１接続部
６１２接続リング
６１３台座

Claims

少なくとも２枚の回路層を重ね合わせてつくった高周波回路基板装置であって、
接地電位と電気的に導通する接地線路と、少なくとも１本の伝送線路を備える高周波電子回路が設けられた高周波回路層と、
軸心と同心リングを備える少なくとも１個の同軸測定点が設けられたテスト回路層とを含み、そのうち高周波回路層では、伝送線路による高周波アナログ信号伝送の特性インピーダンスを維持するため、接地線路に電気的に接続される複数の接地溶接点が伝送線路に近い箇所に設けられ、テスト回路層では、回路板装置を正方向に貫通し、高周波回路層の伝送線路に対応する導電ビアが軸心に設けられ、導電ビアの孔壁には、伝送線路と電気的に接続される導電性のある導電金属が設けられ、同心リングは、一定の間隔をもって軸心を囲み、テスト回路層を正方向に貫通して接地電位に電気的に導通し、導電ビアによる高周波アナログ信号伝送の特性インピーダンスを維持する導電性のある金属リングであることを特徴とする高周波回路基板装置。
前記高周波回路層とテスト回路層の間には接地回路層が重ねて設けられ、接地回路層には、高周波回路層の接地線路とテスト回路層の同心リングに電気的に導通する接地回路が設けられることを特徴とする請求項１記載の高周波回路基板装置。
前記接地溶接点は高周波回路層を貫通した少なくとも１個の接地ビアを備え、接地ビアの孔壁には、接地回路層の接地回路に電気的に導通する導電性のある導電金属が設けられることを特徴とする請求項２記載の高周波回路基板装置。
前記同心リングは接地回路層の接地回路まで正方向に貫通して設けられることを特徴とする請求項２記載の高周波回路基板装置。
前記軸心と同心リングは、一定距離をもつ絶縁材料からなる間隔で隔てられることを特徴とする請求項４記載の高周波回路基板装置。
前記高周波回路層とテスト回路層間の構造において、前記間隔に対応する箇所は中空であることを特徴とする請求項５記載の高周波回路基板装置。
前記高周波回路層は高周波回路領域を備え、高周波回路領域は金属フレームに囲まれ、金属フレームの下には相応の接地線路が設けられることを特徴とする請求項１記載の高周波回路基板装置。
前記伝送線路は伸長部と信号溶接点を備え、伸長部は高周波回路領域の外から金属フレームと接地線路を透過して高周波回路領域の中に延びており、高周波回路領域の外、導電ビアの上に設けられる信号溶接点は、高周波アナログ信号を受発信するアンテナ装置に電気的に接続されることを特徴とする請求項７記載の高周波回路基板装置。
前記高周波回路領域外の伝送線路には、テスト装置と電気的に接続して高周波信号の電気的特性を測定するためのコネクターが設けられ、伝送線路の両側、コネクターに隣り合った箇所にはそれぞれ接地溶接点が設けられ、コネクターは導電性のある接続部と接続リングを備え、そのうち接続部は信号溶接点と電気的に接続され、接続リングは接地溶接点と電気的に接続されることを特徴とする請求項８記載の高周波回路基板装置。
相対する上下表面にそれぞれ伝送線路と同軸測定点が設けられる高周波回路基板装置であって、
そのうち伝送線路は導電性を有し、高周波アナログ信号を伝送して信号の特性インピーダンスを維持することができ、
同軸測定点は軸心と同心リングを備え、軸心には回路板装置を正方向に貫通して伝送線路に対応する導電ビアが設けられ、導電ビアの孔壁には、伝送線路と電気的に接続される導電性のある導電金属が設けられ、同心リングは、一定の間隔をもって軸心を囲んで接地電位に電気的に導通し、軸心による高周波アナログ信号伝送の特性インピーダンスを維持する導電性のある金属リングであることを特徴とする高周波回路基板装置。