JP3494476B2 - プリント配線基板 - Google Patents
プリント配線基板Info
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- H05K1/0237—High frequency adaptations
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Description
特に、高速伝送に用いられるプリント配線基板に関する
ものである。
の特性インピーダンスの合否判定を行うには、実回路プ
リント配線を設けた基板に直交させて切断したときの実
回路パターンの形状及び寸法関係を近似させて形成した
専用テストパターン又は専用のテスト基板(テストクー
ポンともいう。)を用いていた。そして、この専用テス
トパターンの内部は、実回路プリント配線と同様に複数
の伝送用配線が絶縁体層の上面あるいは絶縁体層中に埋
め込んである。そして、この伝送用配線が絶縁体層の上
面にあるときは、伝送用配線と対向させて絶縁体層の下
面にグラウンド層を設け、伝送用配線が絶縁体層中に埋
め込まれているときは絶縁体層の上面と下面にグラウン
ド層を設ける。
特性インピーダンスを測定する。このとき、特性インピ
ーダンスが設計で定めたクリアランス内の値であれば良
品とし、クリアランスを外れていれば不良品と判定して
いた。なお、特性インピーダンスを測定する方法として
は、通常LCRメータによるオープン/ショート法やオ
シロスコープによるTDR法が採用されており、それぞ
れの測定方法については文献に開示されている(文献:
「平衡ケーブルの特性インピーダンス測定」、YHP
編、1992年9月、Report193)。この文献
では、伝送ケーブルに対する特性インピーダンス測定方
法について説明しているが、実回路プリント配線にも適
用できる。
専用テストパターンを用いて特性インピーダンスを測定
する場合、特性インピーダンス測定の再現性を良くする
ために測定用治具を用いる必要がある。このとき、治具
に取りつけられた同軸コネクタは、嵌合して使うときに
締めつけトルクを調整しておく必要があり、また、キャ
リブレーションの調整(零点調整)に細心の注意を払う
必要があるなど測定上での操作が非常に煩雑であるとい
う問題がある。
伝送用配線(この2つの伝送用配線を正論理側パター
ン、負論理側パターンとも称する。)が埋め込まれてい
る場合、上述した特性インピーダンス測定用の測定器を
用いて良否判定をすることはできるが、特性インピーダ
ンスの劣化の原因となっているパラメータを専用テスト
パターンから直ちに判断することは難しい。このため、
特性インピーダンスの劣化のパラメータを調べる方法と
して、従来は、専用テストパターンの基板方向に直交さ
せてテスト基板を切断し、その切断面の形状及び寸法関
係を測定して、インピーダンス特性劣化のパラメータを
調べていた。その後、製造ラインにフィードバックする
ため、フィードバックに時間がかかるという問題があっ
た。
易で、かつ劣化パラメータをただちに製造ラインにフィ
ードバックできるプリント配線基板が望まれていた。
リント配線基板は、絶縁体層と、この絶縁体層に設けら
れた伝送用配線と、絶縁体層の上面または下面の少なく
とも1つの面に設けられたグラウンド層を有する実回路
プリント配線とを具えている。
基板面に対して直交する切断面内に現れた実回路パター
ンの形状及び寸法関係が同一又は近似した形状及び寸法
関係を有し、また、この実回路プリント配線をもった基
板の角部のみに擬似回路パターンを設けてある。そし
て、この擬似回路パターンは、角部において交わる二つ
の側壁面のうちの少なくとも一方の側壁面にその端面が
現れるようにして設けてある。
この絶縁体層に設けた擬似伝送用配線と、この擬似伝送
用配線と対向かつ離間させて絶縁体層の上側あるいは下
側に設けた少なくとも1つの擬似グラウンドパターンと
を具えている。
パターンの形状及び寸法が同一又は近似した形状及び寸
法関係を有する擬似回路パターンを実回路プリント配線
もった基板の角部に設けてある。また、実回路プリント
配線をもった基板の角部に、この角部において交わる二
つの側壁面のうちの少なくとも一方の側壁面に擬似回路
パターンの端面が現れるように当該擬似回路パターンを
設けている。このため、この擬似回路パターンの所定の
断面寸法を測定することにより、容易に特性インピーダ
ンスを算定することができる。したがって、従来のよう
な特性インピーダンス測定用の測定器を用いずに特性イ
ンピーダンス測定ができるので、測定が簡単になる。し
かも、従来のように専用テストパターンの所定の部分を
切断して実回路パターンの特性インピーダンスの劣化原
因を調べる必要がなくなる。このため、実回路プリント
配線を用いた製品を作製する際の製造ラインへのフィー
ドバックを迅速に行うことができる。
の上側又は下側に少なくとも1つの擬似グラウンドパタ
ーンを設けてあるので、実回路パターン断面部の積層プ
レス時の影響とほぼ同等な状態を擬似回路パターンに反
映させることができる。このため、擬似回路パターン
は、実回路パターンとほぼ同一の断面の形状及び寸法に
できる。
配線基板の擬似回路パターン及び実回路パターンについ
て説明する。なお、図1〜図12は、この発明が理解で
きる程度に各構成成分、大きさ及び配置関係を概略的に
示してあるにすぎない。
実回路パターンの説明に先立って、先ず、図1を参照し
てこの発明のプリント配線基板の全体構成について説明
する。
板の四つの角部11a,11b,11c及び11d(図
中、一点破線の円で示してある)に擬似回路パターン1
0a,10b,10c及び10dが設けてある。ただ
し、この擬似回路パターン10a〜10dは、なんら四
つの角部の全部に設ける必要がなく、例えば基板11の
側壁面11aと11cに1か所ずつ設けてあっても良
い。そして、この擬似回路パターン10a,10b,1
0c及び10dが形成されていない基板11の領域に実
回路プリント配線12が設けてある。
えば密結合形平衡ラインとする。また、プリント配線基
板11の端面及び側面は、例えばルータなどを用いて切
削加工を施して平坦性をもたせてある。
発明の第1実施例に用いる実回路パターンを説明する。
なお、図2は、図1のX−X断面に沿って切断したとき
の断面の要部を示す。なお、図中、図をわかりやすくす
るために12、70、71、75の領域に断面を示すハ
ッチングなどを省略してある。
中間絶縁体層70を挟んで2つの伝送用配線72及び7
4を設けている。これらの配線72及び74は、上下方
向に中間絶縁体層70を挟んでそれぞれ対向し、かつ離
間して設けている。ここでは、伝送用配線72を正論理
側パターンと称し、74を負論理側パターンと称する。
側パターン72を埋め込んで上側絶縁体層71を具えて
おり、他方、中間絶縁体層70の下面には負論理側パタ
ーン74を埋め込んで下側絶縁体層75を具えている。
なお、中間絶縁体層70、上側絶縁体層71及び下側絶
縁体層75を総称して絶縁体層77と称する。
ド層76を具え、下側絶縁体層75の下面に下側グラン
ド層78を具えている。
定するときは、以下に述べるような断面寸法を測定し
て、計算式より求めることができる。
とし、膜厚をt1 とする。一方、負論理側パターン74
の幅をW21及びW22とし、膜厚をt2 とする。
と負論理側パターン74の幅の中心線のずれをeとす
る。
71の接合面から正論理側パターン72の膜厚の中心線
までの間隔をh1 とし、下側グランド層78上面と下側
絶縁体層75の接合面から負論理側パターン74の膜厚
の中心線までの間隔をh2 とする。
線から負論理側パターン74の膜厚の中心線までの間隔
をSとする。そして、h1 +h2 +Sの加算した間隔
を、Hとする。
により、例えば次式により伝送路の特性インピーダンス
を求めることができる。
=W21=W22≡Wとし、α、β、γ、δ、σおよびτは
定数とする。また、εr は比誘電率とする。
次に、図3を参照してこの発明の第1実施例の擬似回路
パターンについて説明する。なお、ここでは、一つの角
部の擬似回路パターンのみを説明するが、他の角部の箇
所の他の擬似回路パターンもほぼ同じ断面形状及び寸法
を有している。
分解斜視図である。
及び裏面に1つずつ合計で2つの擬似伝送用配線26、
28を面対称になるように設けてある。なお、この中間
絶縁体層20は、符号を変えて示してあるが、実回路パ
ターンの中間絶縁体層70と同一のものである。また、
以下、擬似伝送用配線26を正論理側伝送用配線と称
し、擬似伝送用配線28を負論理側伝送用配線と称す
る。なお、このとき、正及び負論理側伝送用配線26及
び28の材料を例えば銅(Cu)とする。
理側伝送用配線26を埋め込んだ上側絶縁体層34を具
え、中間絶縁体層20の下側には負論理側伝送用配線2
8を埋め込んだ下側絶縁体層36を具えている。なお、
ここでは、中間絶縁体層20、上側絶縁体層34及び下
側絶縁体層36を総称して疑似絶縁体層37と称し、こ
の疑似絶縁体層37は、符号を変えて示してあるが実回
路パターンの絶縁体層77と同一のものである。すなわ
ち、疑似絶縁体層37として絶縁体層77を共用してい
る。
ドパターン42を具え、下側絶縁体層36上に下側グラ
ウンドパターン44を具えている。そして、ここでは、
上側グラウンドパターン42と下側グラウンドパターン
44を総称して擬似グラウンドパターンと称する。
及び負論理側伝送用配線の構造について説明する。
伝送用配線16及び18をそれぞれ二つずつ中間絶縁体
層20に設けた例を説明するための図である。
び18を中間絶縁体層20の表面と裏面との面対称とな
るように設けてある。また、正及び負論理側伝送用配線
16及び18の各端面15及び17は、中間絶縁体層2
0の壁面にそれぞれ露出している。
送用配線22及び24の形状が角がR付きの(丸みをも
った角をもつ)L字形をしている例の斜視図である。
送用配線26及び28の角が直角のL字形をしている場
合の斜視図である。なお、L字形の正及び負論理側伝送
用配線のいずれの端面(この場合には先端面と後端面が
ある。)も中間絶縁体層20の壁面にそれぞれ露出して
いる。なお、図中、30及び32は、端面とする。
正及び負論理側伝送用配線26、28と擬似絶縁体層3
7の断面形状と寸法は、同一基板の内側に形成されてい
る実回路プリント配線12(図2参照)の正及び負論理
側パターン72及び74と絶縁体層77の断面形状と寸
法とほぼ同一とするのが好適である。
特性インピーダンスを求める方法について説明する。
2 とし、膜厚をt11とする。一方、負論理側伝送用配
線28の幅をW3 及びW4 とし、膜厚をt21とする。
線と負論理側伝送用配線28の幅の中心線のずれをe0
とする。
縁体層34の接合面から正論理側伝送用配線26の膜厚
の中心線までの間隔をh11とし、下側グランドパターン
44と下側絶縁体層36の接合面から負論理側伝送用配
線28の膜厚の中心線までの間隔をh21とする。
心線から負論理側伝送用配線28の膜厚の中心線までの
間隔をS0 とする。そして、h11+h21+S0 の加算し
た間隔を、H0 (H0 =h11+h21+S0 )とする。
えば光学顕微鏡で測定し、測定データ及び幾何光学系パ
ラメータを上述した実回路パターンに用いた計算式と同
じ式に代入して、特性インピーダンスを求めることがで
きる。
=0、W1 =W2 =W3 =W4 ≡W0とするとき特性イ
ンピーダンスZ0 は(3)式で表わされる。
いた煩雑な特性インピーダンス測定をする必要がないの
で、測定方法が極めて簡単になる。また、実回路プリン
ト配線をもった基板を切断破壊して特性劣化のパラメー
タを調べる必要もなくなるので、製造ラインへのフィー
ドバックが迅速になる。
線が左右方向に平行に設けられた擬似実回路パターン及
び実回路パターンの例について説明する。
明をする。第2実施例の実回路パターンは、正論理側伝
送用配線82と負論理側伝送用配線84、中間絶縁体層
80、上側絶縁体層81、下側絶縁体層83、上側グラ
ウンド層86及び下側グラウンド層88から構成されて
いる。
上に正論理側伝送用配線82と負論理側伝送用配線84
とが左右方向に平行に離間して設けてある。
W11及びW12とし、負論理側伝送用配線84の幅をW21
及びW22とする。また、正及び負論理側伝送用配線8
2、84の膜厚をtとする。正論理側伝送用配線幅の中
心線と負論理側伝送用配線幅の中心線間の間隔をPとす
る。更に、正論理側伝送用配線82と負論理側伝送用配
線84間の間隔をSとする。
の接合面から正及び負論理側伝送用配線82及び84の
膜厚の中心線間の間隔をh1 とし、下側グラウンド層8
8と下側絶縁体層83の接合面から正及び負論理側伝送
用配線82及び84の膜厚の中心線間の間隔をh2 とす
る。h1 とh2 を加えたものをHとする。
ーダンスは例えば次式により計算できる(「STRIP
LINE CIRCUIT DESIGN」、Harl
anHowe,Jr.、ARTECH HOUSE、I
NC.,1974年参照)。
し、α、β、γ及びδは定数とする。また、εr は比誘
電率とする。
路パターンについて説明する。
分解斜視図である。
いに相似形の直角の角を有するL字形の正及び負論理側
伝送用配線48及び50が左右方向に平行に並べて配設
してある。そして、下側絶縁体層46の上面には、正及
び負論理側伝送用配線48及び50を埋め込んだ中間絶
縁体層52を具えている。更に、中間絶縁体層52上に
上側絶縁体層54を具えている。
0に対向させて上側絶縁体層54上には上側グラウンド
パターン56を設け、下側絶縁体層46の下面には下側
グラウンドパターン58を設けてある。
施例の実回路パターンとほぼ同一断面形状と寸法とで形
成してあるので、(5)式を用いて特性インピーダンス
を測定することができる。
して第3実施例の実回路パターン及び擬似回路パターン
について説明する。
ず、図8を参照して第3実施例の実回路パターンの形状
を説明する。
ラインであり、絶縁体層中に1つの伝送用配線92を埋
め込んである。この伝送用配線92は、下側絶縁体層9
3上に設けられており、更に、この伝送用配線92を中
間絶縁体層90で埋め込んである。そして、中間絶縁体
層90上に上側絶縁体層91を具えている。
ンド層94を具え、下側絶縁体層93の下面には下側グ
ラウンド層96を具えている。
とする。
膜厚をtとする。また、上側グラウンド層94と上側絶
縁体層91との接合面から伝送用配線92の膜厚の中心
線までの間隔をh1 とし、下側グラウンド層96と下側
絶縁体層93との接合面から伝送用配線92の膜厚の中
心線までの間隔をh2 とする。そして、h1 +h2 をH
とする。
より特性インピーダンスを計算式より求めることができ
る(信学技報、電子部品・材料(CPM85−29)、
「多層回路基板の電気的特性の一評価」、武井著、電子
通信学会、1985年7月号参照)。
尚、εr は比誘電率とする。
路パターンについて説明する。
の角部に1つの伝送用配線47を具えている。
えている。そして、この伝送用配線47の先端部49と
後端部51は、それぞれ下側絶縁体層46の壁面に露出
している。更に、下側絶縁体層上には、伝送用配線47
を埋め込んだ中間絶縁体層52を具えている。
54を具えている。また、伝送用配線47に対向させて
上側絶縁体層54上には上側グラウンドパターン56を
具え、下側絶縁体層46の下面には下側グラウンドパタ
ーン58を具えている。
るときは、擬似回路パターンが実回路パターンとほぼ同
一の断面寸法であるので、上述した(6)式が適用でき
る。したがって、擬似回路パターンの各測定寸法を
(6)式に代入して特性インピーダンスを求めることが
できる。
参照してこの発明の第4実施例の実回路パターン及び擬
似実回路パターンについて説明する。
立ち、図10を参照して実回路パターンの形状について
説明する。
98上に伝送用配線100を具えている。また、絶縁体
層98の下面にのみ下側グラウンド層102を具えてい
る。また、第4実施例の断面寸法を次の通りとする。
し、膜厚をtとする。そして、絶縁体層98の上面から
この絶縁体層98と下側グラウンド層102の接合面ま
での間隔をhとする。
次式により計算で求めることができる(「例題演習マイ
クロ波回路」、倉石著、東京電機大学出版局、1983
年,P187参照)。
2 とする。
率とする。
回路パターンについて説明する。
62と下側グラウンドパターン64とから構成されてい
る。
いる。このとき、伝送用配線62の端面61及び端面6
3は、絶縁体層60の角部の側壁面にそれぞれ露出して
いる。そして、絶縁体層60の下面には下側グラウンド
パターン64を具えている。
るときは、第4実施例の実回路パターンで説明した断面
寸法とほぼ同一の擬似回路パターンの寸法を測定して上
述した(7)式を用いて特性インピーダンスを求めるこ
とができる。
場合のときの斜視図である。
実施例から第4実施例の擬似回路パターンを積層してお
けば良い。ここで、絶縁体層を20、34、、35、3
6、46、52及び60で表し、伝送用配線を26、2
8、48、50及び62で表す。
7、58及び64で表す。
の擬似回路パターンも実回路パターンとほぼ同一断面形
状に形成してあるので、擬似回路パターンの所定の断面
寸法を光学顕微鏡を用いて測定することにより、特性イ
ンピーダンスが求めることができる。このため、従来の
ような特性インピーダンス測定器を用いなくても良いの
で、測定の煩雑さが低減され、特性インピーダンスの測
定が簡単になる。
判定で不良になったときに、擬似回路パターンから劣化
原因のパラメータの要因を見つけることができるので、
製造ラインへのフィードバックが迅速になる。
よりも広い大きさで擬似グラウンドパターンを設けてあ
るので、積層プレス時の影響をプリント配線基板と同様
の状態にすることができる。
の発明のプリント配線基板は、実回路パターンの形状及
び寸法関係と同一又は近似させて擬似回路パターンを実
回路プリント配線をもった基板の角部に設けてある。こ
のため、この擬似回路パターンの絶縁体層と擬似伝送用
配線と擬似グラウンドパターンの断面寸法を光学顕微鏡
で測定することにより、容易に実回路パターンの特性イ
ンピーダンスを算定することができる。
定の際に測定器を用いる必要がなくなるので、測定の煩
雑さがなくなる。したがって、測定が簡単で測定の再現
性も良くなる。
配線をもった基板の四つの角部に設けてあるので、実回
路パターンの状態を更に精度良く擬似回路パターンに反
映することができる。
するために供する概略構成図である。
図1のX−X線に沿って切断したときの実回路パターン
の断面図である。
明するために供する分解斜視図である。
伝送用配線の構造を説明するために供する斜視部であ
る。
面寸法を説明するために供する斜視図である。
図1のX−X線に沿って切断したときの実回路パターン
の断面図である。
明するために供する分解斜視図である。
図1のX−X線に沿って切断したときの実回路パターン
の断面図である。
明するために供する分解斜視図である。
を図1のX−X線に沿って切断したときの実回路パター
ンの断面図である。
説明するために供する分解斜視図である。
ンの斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 絶縁体層と、該絶縁体層に設けられた伝
送用配線と、前記絶縁体層の上面又は下面の少なくとも
1つの面に設けられたグラウンド層を有する実回路プリ
ント配線を具え、 前記実回路プリント配線をもった基板面に対して直交す
る切断面内に現れた実回路パターンの形状及び寸法関係
が同一又は近似した形状及び寸法関係を有し、 前記実回路プリント配線をもった基板の角部のみに、該
角部において交わる二つの側壁面のうちの少なくとも一
方の側壁面に擬似回路パターンの端面が現れるように設
けた当該擬似回路パターンを具え、 該擬似回路パターンは、前記絶縁体層と、該絶縁体層に
設けた擬似伝送用配線と、前記擬似伝送用配線と対向か
つ離間させて前記絶縁体層の上側あるいは下側に設けた
少なくとも1つの擬似グラウンドパターンとを具えてい
ることを特徴とするプリント配線基板。 - 【請求項2】 請求項1に記載のプリント配線基板にお
いて、 前記擬似回路パターンを、前記実回路プリント基板の四
つの角部に設けてあることを特徴とするプリント配線基
板。
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JP17922394A Expired - Fee Related JP3494476B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | プリント配線基板 |
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1994
- 1994-07-29 JP JP17922394A patent/JP3494476B2/ja not_active Expired - Fee Related
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