JP3181710B2 - 多層プリント回路基板モジュールおよび多層プリント回路基板装置 - Google Patents
多層プリント回路基板モジュールおよび多層プリント回路基板装置Info
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- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0216—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Description
装置に関わり、とくに同期信号による同時切り替えノイ
ズを低減した低雑音の多層プリント回路基板モジュール
および多層プリント回路基板装置に関する。
ションなどの情報処理装置においては、演算速度の高速
化にともない、バス幅も1バイトから2バイト、4バイ
ト、8バイトへと拡大され同時論理回路の切り換え数も
増加している。これらの情報処理装置においては、2枚
以上のプリント基板をマザ−・ド−タ型に組み合わせコ
ネクタを介して接続することが多くなっている。
は、コネクタにバス幅に応じたパルス電流が一度に流れ
るので、コネクタのグランドピンのインダクタンスによ
り同時切り換えノイズと呼ばれる雑音が発生し、誤動作
の原因になるという問題があった。図3は従来の情報処
理装置におけるプリント基板の信号の流れの概略を説明
する図である。グランド層を持つ多層プリント回路基板
1にはLSI2で代表される電子部品が搭載され、これ
らと外部回路間にはコネクタを介してデ−タバスやアド
レスバスなどのバス信号4と制御・割込み信号5がやり
取りされる。
全ての信号のリターン電流はプリント回路基板1のべた
のグランド層を流れるので、コネクタ3のフランドピン
に発生する同時切り替えノイズは、プリント回路基板1
のグランド全体に伝搬し、グランド電位が揺れることに
なる。そして上記グランド電位のゆれが回路の誤動作の
原因となっていた。とくにバス信号4の同時切り替え時
に発生するノイズが制御・割込み信号5に廻り込む成分
が問題であった。
した回路図である。マザ−ボ−ド45とド−タボ−ド4
6はコネクタ40を介して相互に接続され、同期信号送
信回路41からのバス信号のような同期信号が受信回路
42に送られ、非同期信号送信回路43からの制御・割
込み信号のような非同期信号が受信回路44に送られ
る。なお、実際にはさらに多くの同期、非同期信号がコ
ネクタ40を介して双方向に流れる。コネクタ40のグ
ランドピン49−a、49−bには上記同期、非同期信
号のリタ−ン電流が混在して流れ、それぞれのインダク
タンスLgに電圧が発生する。したがって、例えば制
御、割込み信号の受信回路44のグランド電位は、上記
信号が変化しないときでも同期信号による同じ切り替え
ノイズのため電圧変動し、これが受信回路44を誤動作
させることになる。
が多くなるほど、また、切り替え速度が高速になるほど
大きくなり誤動作も発生しやすくなる。また、上記の問
題は各信号のリタ−ン電流経路を分離すればよいのであ
るが、分離により各リタ−ン電流経路のインピ−ダンス
が増大するうえ、多数の部品のリタ−ン電流経路をうま
くパタ−ン化することが困難なのでベタのグランド層が
広く用いられている。
記載のように、コネクタを用いずに基板間を接続してコ
ネクタ部のインダクタンス成分を除去する方法も考えら
れるが、コネクタ部以外のグランド配線のインダクタン
ス成分による上記同時切り替えノイズが避けられないと
いうことが問題であった。上記同時駆動ノイズの影響
は、ECLのように信号やインピーダンスが低い回路で
は比較的低いものの、CMOSやTTL回路ではこれら
が大きいので、CMOSで構成される最近のワークステ
ーション、パーソナルコンピュータ等ではとくに大きな
問題となっている。本発明の目的は、上記グランド配線
部によるクロストークを低減して誤動作を防止すること
のできる低雑音の多層プリント回路基板モジュールおよ
び多層プリント回路基板を提供することにある。また、
リターン電流は多層プリント回路基板の電源層にも流れ
るので、本発明は、グランド層に対する効果と同様な効
果が電源層に対してもある。
に、多層プリント回路基板のコネクタのピンの存在範囲
を同期信号用と非同期信号用に区分し、多層プリント回
路基板のグランド層に上記コネクタのピン区分の境界位
置からのびるスリットを設けるようにする。さらに、上
記コネクタのピン配置区分とこれに対応する上記スリッ
トを複数の異種同期信号毎に設けるようにする。また、
上記スリットを上記多層プリント回路基板のICの同期
信号用グランドと非同期信号用グランド間にまで伸ば
し、さらに上記ICの同期信号用グランドピンと非同期
信号用グランドピンをそれぞれ上記スリットで区切られ
た同期信号用と非同期信号用のグランド層に接続するよ
うにする。また、上記スリットを設けた多層プリント回
路基板を上記コネクタによりマザ−ボ−ドに接続するよ
うにする。
ド層における同期信号と非同期信号の経路を分離する。
また、上記ICの同期信号用グランドと非同期信号用グ
ランド間にまで伸ばしたスリットはICの同期信号用グ
ランドピンと非同期信号用グランドピン電流の経路も同
様に分離する。また、上記マザ−ボ−ドに接続された多
層プリント回路基板のそれぞれのスリットは、上記マザ
−ボ−ドと送受する同期信号と非同期信号のグランドピ
ン電流経路を分離する。
ント回路基板実施例の平面図であり、そのグランド層を
示している。プリント回路基板1にはLSI2で代表さ
れる電子部品が搭載され、これらと外部回路間にはコネ
クタを介してデ−タバスやアドレスバスなどのバス信号
4と制御・割込み信号5がやり取りされる。
グランド層にスリット6を設けてバス信号4と制御・割
込み信号5のリタ−ン経路を分離するようにする。図2
はプリント回路基板1に接続されるコネクタ3のピン配
置図である。スリット6によるリタ−ン経路の分離に対
応して、バス信号ピン12と制御・割込み信号ピン13
を分けて電源ピン11とグランドピン14との間に配置
し、バス信号のリタ−ン電流はバス信号ピン12に近い
電源ピン11とグランドピン14を流れ、制御・割込み
信号のリタ−ン電流は制御・割込み信号ピン13に近い
電源ピン11とグランドピン14を流れるようにする。
このようにするとプリント回路基板1のグランド層を流
れる各リタ−ン電流が自ずと分離され易くなるという利
点が得られる。
示した回路図である。図5においては、スリット6によ
りバス信号と制御・割込み信号のリタ−ン経路が実質的
に分離されるので、上記バス信号等の同時切り換えによ
るノイズ成分に対しては図4に示した両リタ−ン経路の
接続を示す配線48を等価的に省略することができる。
しかし、直流的には上記グランド層は基板上で接続され
ているので両リタ−ン経路の静的な電位は等しい。
タ40のインダクタンス成分等により発生する上記バス
信号の同時切り換えノイズ電流は制御信号受信回路44
のグランド48−b側は回り込まないので回路を安定に
動作させることができる。また、上記バス信号の同時切
り換えノイズ電流の混入が無ければ制御信号受信回路4
4のグランド回路インピ−ダンスをことさら低める必要
が無くなるので、コネクタの制御信号部のグランドピン
の本数を減らして空いたピンを他に廻すことができる。
実施例の平面図である。図6においては、バス信号4を
デ−タバス信号4−aとアドレスバス信号4−bに分離
し、制御・割込み信号5とデ−タバス信号4−a間にス
リット6−aを設け、デ−タバス信号4−aとアドレス
バス信号4−b間にスリット6−bを設けている。デ−
タバス信号4−aとアドレスバス信号4−bが非同期で
ある場合には、それぞれのバス信号により発生するノイ
ズも同期しないので、スリット6−bにより両ノイズ電
流の経路を分離し、それぞれのグランドに接続される回
路が他のグランドのノイズの影響を受けないようにす
る。
はデ−タバス信号4−aのタイミングに関係なくアドレ
スバス信号を送受信でき、同様にデ−タバス信号回路は
アドレスバス信号4−bのタイミングに関係なく信号を
送受信することができる。多数の同期信号が非同期で存
在する場合にも、複数のスリットにより各グランド経路
を分離して同様に各グランドノイズ成分の廻り込みを防
止することができる。
改良するプリント回路基板の平面図である。図7におい
ては、LSI2のバス信号用グランドピン(白丸)と制
御・割込み信号用グランドピン(黒丸)間にもスリット
を設けてLSI2ピン廻りでもバス信号の同時切り換え
ノイズが黒丸の制御・割込み信号用グランドピンに回り
込まないようにする。これにより、LSI2のパッケ−
ジのインダクタンスにより発生する同時切り換えノイズ
がLSI2の内部、またはプリント回路基板のグランド
層を介して相互干渉することを防止することができる。
上記各実施例はコネクタ3に接続されたド−タボ−ドの
話であるが、マザ−ボ−ドのグランド層やTABやMC
Mなどについても同様に適用して同様の効果を得ること
ができる。
〜46−dをマザ−ボ−ド45に接続した電子情報処理
装置の斜視図である。マザ−ボ−ド45には4枚のドー
タボ−ド46−a〜46−dがそれぞれのコネクタ3−
a〜3−dを介して配置され、マザ−ボ−ド45上のC
MOSゲ−トアレ−2−a、2−bと各ドータボ−ド上
のCMOSゲ−トアレ−2−c〜2−f間には8バイト
のバス幅を持つデ−タバス4が接続されている。
3.5V、極性切替え時間を3ns、デ−タバス4のイ
ンピ−ダンスを40Ω、各コネクタの1ピン当りのイン
ダクタンスを0.5nHであり、従来のスリットの無い
プリント回路基板を用いる場合には、8バイト同期のデ
−タ転送によりド−タボ−ドの制御回路には1.5V程
度の同時切り換えノイズが発生した。これに対して、上
記本発明によるスリットを設けたプリント回路基板を用
いると、同時切り換えノイズは略0.3Vであった。従
って本発明により上記ノイズレベルを略1/5に低減で
きたことになる。また、この効果によりデ−タ転送速度
を200MBPSに高めた電子情報処理装置の製作が可
能になった。
制御回路等に対するバス信号その他の同期信号等による
同時切り替えノイズの廻り込みを防止できるので、これ
らの回路を安定に動作させることができる。また、各回
路部のグランド電位の上記ノイズが減少するので各回路
用のコネクタのグランドピン数を少なくすることができ
る。
基板実施例の平面図である。
タのピン配置図である。
図である。
図である。
面図である。
リント回路基板の平面図である。
続した電子情報処理装置の斜視図である。
…バス信号、5…制御・割込み信号、6…スリット、4
5…マザ−ボ−ド、46…ド−タボ−ド。
Claims (4)
- 【請求項1】ICが搭載され、他のプリント回路基板と
電気的に接続するための接続部を有する多層プリント回
路基板上に、前記ICと前記接続部との間を前記接続部
内も含めてバス信号線と制御信号線とで区分けして配線
し、前記バス信号線で送信するバス信号のリターン電流
を流すグランド層の部位と前記制御信号線で送信する制
御信号のリターン電流を流すグランド層の部位とをスリ
ットによって分離して構成したことを特徴とする多層プ
リント回路基板モジュール。 - 【請求項2】更に、前記バス信号線を複数の異種バス信
号線毎に区分けして配線し、前記異種バス信号線毎に送
信する異種バス信号毎のリターン電流を流すグランド層
の部位をスリットによって分離して構成したことを特徴
とする請求項1記載の多層プリント回路基板モジュー
ル。 - 【請求項3】更に、前記ICにおけるバス信号用グラン
ドピンと制御信号用グランドピンとをスリットによって
分離して構成したことを特徴とする請求項1記載の多層
プリント回路基板モジュール。 - 【請求項4】請求項1または2または3記載の多層プリ
ント回路基板モジュールを、前記接続部を用いてマザー
ボードに接続して構成したことを特徴とする多層プリン
ト回路基板装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP23061792A JP3181710B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 多層プリント回路基板モジュールおよび多層プリント回路基板装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23061792A JP3181710B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 多層プリント回路基板モジュールおよび多層プリント回路基板装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0685408A JPH0685408A (ja) | 1994-03-25 |
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Family
ID=16910577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23061792A Expired - Lifetime JP3181710B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 多層プリント回路基板モジュールおよび多層プリント回路基板装置 |
Country Status (1)
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-
1992
- 1992-08-31 JP JP23061792A patent/JP3181710B2/ja not_active Expired - Lifetime
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