JP3686568B2 - 回路基板及びそれを備えたディスプレイ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種パワーエレクトロニクス機器に用いられる回路基板の構造に関し、特に、プラズマディスプレイパネル(PDP)で利用される駆動基板の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、配線パターンのインダクタンスバランスを調整する手法としては、次のようなものが知られている。例えば、特開平11-186691号公報には、回路素子の回路特性を調整する手法として、回路素子が微小な隙間を介して隣接するようにパターン形成し、隣接するパターン部の間に金属バンプを形成し、隣接するパターン部の間を短絡させることにより、回路特性を調整するものが記載されている。また、特開平1-96990号公報には、基板上に複数本の平行導体を形成し、これらの間を短絡する複数本のボンディングワイヤによってインダクタンス値を調整するものが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の公報記載の技術では、金属バンプやボンディングワイヤといった新たな部品の追加を伴うので、工程数の増加につながるという問題がある。また、部品を後付けするため、部品の搭載位置やインダクタのインダクタンス値を少しずつ変化させながら、経路のインダクタンス値が求める値に近付くように調整する手法を取らざるを得ず、配線パターンの解析によってインダクタンスの値をある程度推測するという手法を取ることができない。
【0004】
本発明の目的は、配線パターンの形状等を制御することによって、回路基板における複数の経路間のインダクタンスバランスの制御を実現することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回路基板は、電気信号を伝達するための配線パターンが形成された回路基板において、前記配線パターンは、少なくとも電流の入口を1箇所と電流の出口を2箇所備え、前記入口と前記出口2箇所とをそれぞれ結ぶ第一の経路と第二の経路とが前記配線パターン上に存在し、電流が前記配線パターン上を平面状に流れる回路基板である。
【0006】
そして、第1の回路基板は、前記第一の経路と前記第二の経路のインダクタンスのバランスをとるためのスリット領域を有することを特徴とする。当該スリット領域は、例えば、当該スリット領域が存在しないときに、前記第一の経路と前記第二の経路のうちでインダクタンス値のより小さい経路が通る領域を含むように設けられる。
【0007】
この場合において、前記スリット領域の形状は、多角形の組み合わせからなるようにしてもよい。例えば、前記第一の経路と前記第二の経路のうちでインダクタンス値のより大きい経路に対応する電流の出口に近い側に、凸部を有するL字形になっているようにしてもよい。また、前記スリット領域の形状は、曲線で構成されるようにしてもよい。
【0008】
また、第2の回路基板は、前記配線パターンは、当該回路基板の表裏2層に存在し、表面にある前記配線パターンの電流の入口と裏面にある前記配線パターンの電流の入口とは電気的に接続されており、表面に存在する前記第一の経路及び前記第二の経路と、裏面に存在する前記第一の経路及び前記第二の経路とがそれぞれ同一になることを特徴とする。
【0009】
以上の場合において、前記配線パターンとは別の層に渦電流層を備えるようにしてもよい。
【0010】
この場合、前記渦電流層は、前記配線パターンを投影した領域を含む大きさを有するようにしてもよく、また、前記第一の経路と前記第二の経路のうちでインダクタンス値のより大きい経路を投影した領域を含む大きさを有するようにしてもよい。また、前記第一の経路と前記第二の経路のうちでインダクタンス値のより小さい経路を投影した領域での渦電流の形成を妨げるスリット領域を有するようにしてもよい。また、前記渦電流層は、前記配線パターンと1箇所で電気的に接続されていてもよい。
【0011】
本発明に係るディスプレイ装置は、上記いずれかの回路基板を備えたディスプレイ装置である。そして、第1のディスプレイ装置は、出力用の半導体スイッチング素子を通って0.5μsで20A以上立ち上がる電流が前記配線パターン上を流れるとき、前記第一の経路と前記第二の経路との電圧ドロップの差が5V以下であることを特徴とする。
【0012】
また、第2のディスプレイ装置は、前記配線パターン上を流れる電流の変化率をΔi/Δtとし、許容可能な電圧ドロップの差をΔVとしたときに、前記第一の経路と前記第二の経路とのインダクタンスの差ΔLが、ΔL=ΔV/(Δi/Δt)で表される値以下になることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【0014】
《第1実施形態》
まず、本発明が適用されるプラズマディスプレイパネル(PDP)の構成について説明する。
【0015】
図1は、PDPを駆動基板側から見た斜視図である。同図に示すように、本PDPは、サステインY基板20と、サステインX基板21と、Y側出力素子22と、X側出力素子23と、Y側電源キャパシタ24と、X側電源キャパシタ25と、Y側中継基板26と、X側中継基板27と、Y側FPC(Flexible Printed Circuit board)28と、X側FPC29と、戻りアース板200と、ベース板201と、接着シート202と、パネル203と、パネル204とを備える。
【0016】
サステインX基板21には、X側電源キャパシタ25とX側出力素子23が搭載されており、サステインY基板20には、Y側電源キャパシタ24とY側出力素子22が搭載されている。
【0017】
また、サステインX基板21には、X側中継基板27が接続され、X側FPC29を介してパネル204に接続される。サステインY基板20も同様に、Y側中継基板26およびY側FPC28を介してパネル204に接続される。パネル203は、接着シート202を介してベース板201に固定されている。
【0018】
パネル204とパネル203の内部には、XeやNeなどの希ガスが封入されており、X側出力素子23、Y側出力素子22及びアドレス側出力素子(不図示)それぞれの電圧を変化させることによって、パネル203と204の内部のガスを放電させ、発生した紫外線で蛍光体を発光させている。
【0019】
発光の際の経路を、サステインX基板21を例にとって説明する。X側電源キャパシタ25から供給された電流は、X側出力素子23の上相を通ってX側中継基板27で2経路に分かれ、X側FPC29を通って、パネル204を流れる。パネル204を通った電流は、サステインY基板20のY側出力素子22の下相を通って、Y側のアースに達する。Y側のアース及びX側のアースは、戻りアース板200とそれぞれつながっており、Y側のアースに達した電流は、戻りアース板200を通って、最終的にX側電源キャパシタ25のアースに到達し、ループとして形成される。
【0020】
サステインY基板20についても同様に、Y側電源キャパシタ24から供給された電流は、Y側出力素子22上相→Y側中継基板26→Y側FPC28→パネル204→X側出力素子23下相→X側アース→戻りアース板200を通って、X側電源キャパシタ25のアースに到達し、ループが形成される。
【0021】
次に、Y側中継基板26の構成について説明する。なお、X側中継基板27についても以下同様に考えて良い。
【0022】
図2は、Y側中継基板26の構成を示す図である。Y側中継基板26は、配線パターン205,206が表裏面に形成された2層基板であり、厚さは1.6mmである。本基板26は、例えば、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁物によって構成される。図2では、配線パターン205と206の形状が異なる場合を示している。
【0023】
同図に示すように、配線パターン205は、1箇所の電流の入口207と2箇所の電流の出口208,209を備えており、配線パターン206も、1箇所の電流の入口210と2箇所の電流の出口211,212を備えている。
【0024】
配線パターン205の電流の入口207と配線パターン206の電流の入口210は、ともにサステインY基板20に接続される。配線パターン205の電流の出口208,209と配線パターン206の電流の出口211,212は、それぞれY側FPC28を介してパネル204に接続される。これにより、Y側中継基板26に入力された電流は、配線パターン205,206のそれぞれで2経路に分かれ、表裏あわせて、4経路に分かれて、パネル204に供給される。
【0025】
電流は、配線パターン上ではそのエネルギーが最も低くなるように分布する。配線パターン205,206のように同一配線パターン上で複数の経路が存在する場合、同方向に流れる電流に対しては反発するような力が働き、逆方向に流れる電流に対しては引張るような力が働く。
【0026】
図3は、配線パターン205,206における電流の経路の様子を示す図である。電流の入口207から電流の出口208,209へ流れる電流に関して、配線パターン205上で電流密度の等高線が形成される。電流密度の最も高い部分を電流の経路とすると、電流の入口207から電流の出口208へ流れる電流に対しては、経路34が形成される。同様に、電流の入口207から電流の出口209へ流れる電流に対しては、経路35が形成される。配線パターン206についても、電流の入口210から電流の出口211、212へと経路304、305が形成される。経路34と35は、配線パターン205上で一部分を共有しており、完全に分離してはいない。経路304、305も同様に、互いに一部分を共有している。
【0027】
配線パターン205において、電流の入口207は、電流の出口208と209を結ぶ対称線よりも電流の出口208に近い位置にある。したがって、配線パターン205が、金属箔がなく電気信号を伝達できない領域であるスリット36を持たないベタパターンであった場合、経路34と35に流れる電流値に差ができ、インダクタンスの差が生じる。配線パターン205上で、電流が流れやすい経路34側にスリット36を入れることにより、経路34と35に流れる電流値をバランスさせることができる。配線パターン206についても同様に考えられ、スリット36および306の左右方向の長さを変えることにより、経路35および305の電流値を調節することができる。
【0028】
次に、配線パターン205および206における電流間の相互作用について説明する。配線パターンの一部37において、経路34はスリット36の上下で右方向と左方向の逆向きの電流となるため、電流間には引張り力が働く。逆向きに流れる2電流が作る磁界は互いに打ち消し合うため、経路34のインダクタンスの増加分は、スリット36によって経路長が増えることによるインダクタンスの増加分よりも小さくなる。配線パターンの一部38では、経路34と35が同方向に流れているため反発力が働き、経路34はスリット36側に、経路35は配線パターン30の外側に押し出されるように電流が分布する。
【0029】
配線パターン206でも同様の相互作用が働いている。配線パターンの一部307では、スリット306の上下で経路304の電流に引張り力が働き、磁界の打ち消し合いによりインダクタンスの増加が抑えられる。配線パターンの一部308では、経路304と305の反発力のため、経路304はスリット306側に、経路305は配線パターン206の外側に押し出される。
【0030】
配線パターンの一部38, 308では、同一パターン上での反発力のほかに、表裏面の配線パターン205と206の形状が異なるために起きる相互作用もある。電流の出口212は電流の出口209よりも右側に存在するため、同方向の電流が流れる経路35と305の間には反発力が働き、経路35は左側に、経路305は右側に押し出される。配線パターンの一部309においても、同方向の電流が流れる経路34と304の間には反発力が働き、経路304が左側に押し出される。このように、表裏面の配線パターン205と206の形状が異なっているときは、電流の反発力により、経路34と304のインダクタンスおよび経路35と305のインダクタンスを揃えることができない。
【0031】
このように経路によってインダクタンスの値が変わると、インダクタンスに起因する電圧ドロップの値が変化する。この電圧ドロップの差は、パネル204の輝度の差を生じさせ、PDPの性能を大きく損なう。同一配線パターン上においても、電流の入口と2箇所ある電流の出口の位置関係により2つの経路のインダクタンスが異なった場合、電圧ドロップの値に差が生じる。したがって、表裏面の配線パターン205,206のインダクタンスバランスを図るためには、配線パターンの形状を基板表裏面で同一にする必要がある。
【0032】
図4は、形状と大きさを表裏面で揃えた配線パターンを示す図である。同図(a)は、基板表面の配線パターン10を示し、同図(b)は、基板裏面の配線パターン100を示す。配線パターン10および100を同一形状にすることにより、表裏の配線パターン間でインダクタンスのバランスを図っている。
【0033】
配線パターン10および100は、厚さ35μmの銅箔から成り、寸法は、左右方向の長さが180mm程度、上下方向の幅が30mm程度である。スリット16および106の左右方向の長さは150mm程度、上下方向の幅は8mm程度である。基板表面の配線パターン10では、電流の入口11から電流の出口12,13へと経路14,15が形成され、基板裏面の配線パターン100では、電流の入口101から電流の出口102,103へと経路104,105が形成される。経路14と15は、配線パターン10上で一部分を共有しており、経路104,105も同様に配線パターン100上で一部分を共有している。なお、配線パターン10および100のどちらかに、経路14,15,104,105に影響を与えない配線パターンが追加されていてもよい。
【0034】
次に、図4に示すような構成を有する配線パターンのインダクタンス値について説明する。この場合、配線パターン10と100は同一形状なので、電流間の相互作用は、表裏面で等しいと見なせる。従って、以下、表面の配線パターン10についてのみ説明する。
【0035】
配線パターン10上で、電流が流れやすい経路14側にスリット16を入れることにより、経路14と15に流れる電流値をバランスさせる。スリット16の左右方向の長さを変えることにより、経路15の電流値を調節することができる。スリット16により、経路14と15の間には反発力が働き、経路14はスリット16側に、経路15は配線パターン10の外側に寄る。スリット16の上下方向の幅を調整することにより、経路14のインダクタンスの値を調節することができる。
【0036】
図5は、配線パターン10上での電流の相互作用を説明するために、電流が流れる2経路を回路的に表した図である。配線パターンは、回路的にはインダクタンス成分で表すことができる。電源40が接続された回路は、経路14に対応する回路で、経路14の部分経路110,111をそれぞれインダクタンス42,43で表し、電流400,401が同図に示した向きに流れるとする。
【0037】
電源41が接続された回路は、経路15に対応する回路で、経路15の部分経路112,113をそれぞれインダクタンス44,45で表し、電流402,403が同図に示した向きに流れるとする。
【0038】
電流400と401は逆向きなので、インダクタンス42と43の間では相互インダクタンス46によりインダクタンスが低減する。同様に、インダクタンス43と44の間では相互インダクタンス47によりインダクタンスが低減する。また、電流400と402は同じ向きなので、インダクタンス44と42の間では相互インダクタンス48によりインダクタンスが増加する。したがって、経路14のインダクタンスは、インダクタンス42+インダクタンス43−相互インダクタンス46−相互インダクタンス47+相互インダクタンス48となる。同様に、経路15のインダクタンスは、インダクタンス44+インダクタンス45−相互インダクタンス47+相互インダクタンス48となる。
【0039】
図6は、スリット16を入れたときと入れないときのインダクタンスの変化の様子を示す図である。同図の縦軸は、インダクタンス値、横軸は経路を表す。すなわち、白丸50,51は、それぞれ、スリット16を入れないときの経路14,15のインダクタンス値を示し、黒丸52,53は、スリット16を入れたときの経路14,15のインダクタンス値を示している。
【0040】
PDP装置の放電維持期間、即ちパネルのガスが放電して画像を表示する期間においては、出力用の半導体スイッチング素子を通って0.5μsで20A以上(例えば、100A/μsで)立ち上がる電流が配線パターン10上を流れる。配線パターン10がベタパターンの場合には、経路14と15のインダクタンスの差は、例えば、150nHになるので、電流の時間変化率を100A/μsとすると、このインダクタンスの差は電圧ドロップの差15Vに相当する。このような大きな電圧ドロップの差は、パネルの輝度の差を生じさせ、PDPの性能を大きく損なう。
【0041】
一方、経路14のインダクタンスを経路15に揃えるため、配線パターンにスリット16を入れ、スリット16の長さと幅を調整すると、経路14,15ともにインダクタンスの値はスリット16がないときに比べ増加するが、経路14と15のインダクタンスの差を10nH以下、電圧ドロップの差に換算して1V以下にすることができ、スリット16を入れることによってインダクタンスバランスを改善することができる。
【0042】
以上説明したように、本実施形態では、配線パターン10およびスリット16の調節によって複数の経路間のインダクタンスのバランスを制御するので、解析によってある程度パターン形状を決めてから、実測で確認し、最終形状を詰めていくという手法を取ることができる。
【0043】
《第2実施形態》
図7は、スリットの形状をL字形にした場合の配線パターンを示す図である。
【0044】
配線パターン60は、図4と同様に、Y側中継基板26の表裏面に配置される。配線パターン60は、電流の入口61と電流の出口62,63を備え、電流の入口61から電流の出口62と63へはそれぞれ経路64と65が形成される。経路64と65は、配線パターン60上で一部分を共有しており、完全に分離してはいない。
【0045】
経路64と65のインダクタンスバランスを改善するために配線パターン60に長方形の切れ込み部66を入れる点は図4と同じであるが、ここでは更に配線パターンの一部68において、切れ込み部66の右上側境界の一部と一致するように長方形の穴67が設けられており、切れ込み部66と穴67は組み合わさってL字形スリットを形成している。穴67は、切れ込み部66に対して、電流の出口63に近い側に設けられており、切れ込み部66と穴67の間を電流は通りぬけることができない。
【0046】
図8は、長方形のスリットを入れたときと、L字形のスリットを入れたときのインダクタンスの変化の様子を示す図である。同図の縦軸は、インダクタンスの値、横軸は経路を表す。すなわち、白丸70,71は、それぞれ、長方形のスリットを入れたときの経路64,65のインダクタンス値を示し、黒丸72,73は、それぞれ、L字形のスリットを入れたときの経路64,65のインダクタンス値を示している。
【0047】
スリットをL字形にすることにより、長方形の場合に比べて、経路65の電流の出口63に回り込む電流がより多くなる。さらに、配線パターンの一部68において、穴67の左側を流れる経路64の電流の向きと穴67の右側を流れる経路65の電流の向きは逆方向なので、磁界の打ち消し効果が働く。穴67の左右方向の幅を1mm程度として、磁界の打ち消し効果を増加させることにより、電流が流れにくい経路65のインダクタンスを減らすことができる。
【0048】
また、経路64については、L字形スリットにすることにより経路全体の長さが大きくなるが、穴67の左側と穴67の右側を流れる経路64の逆方向電流により磁界が打ち消し合うため、経路64のインダクタンスの増加を抑制することができる。このように、スリットを多角形の組み合わせとすることにより、長方形のスリットだけではインダクタンスのバランスを図ることが難しい配線パターンでも、インダクタンスを制御することができる。
【0049】
《第3実施形態》
図9は、曲線から成るスリットが入った配線パターンを示す図である。
【0050】
配線パターン80は、左右方向の長さよりも上下方向の長さの方が長いパターンである。配線パターン80は、電流の入口81と電流の出口82,83を備え、電流の入口81から電流の出口82,83へはそれぞれ経路84,85が形成される。経路84と85は、配線パターン80上で一部分を共有している。
【0051】
配線パターン80がベタパターンの場合、電流は経路85より経路84に多く流れるので、スリット86を入れることにより、経路85に流れる電流がより多くなる。図4のスリット16や図7のL字形スリットのように、スリット形状が多角形もしくはその組み合わせである場合、スリット右側の頂点付近の狭い領域に電流が集中し、インダクタンスが上昇する原因となる。曲線で構成されたスリット86にすることにより、電流の集中を防ぐことができる。
【0052】
経路84に関しては、経路長が長くなることによるインダクタンス増加の効果と、スリット86の前後で逆方向電流の磁界の打ち消し合いによるインダクタンス低減の効果とがあり、スリット86の左右方向の長さと上下方向の幅でインダクタンス値を調節することができる。
【0053】
曲線から成るスリット86は、同程度の長さと幅を持つ多角形のスリットよりもインダクタンスを低減させることができる。さらに、電流の集中を防ぐことによる単位面積当たりの発熱量を抑えることができる。
【0054】
《第4実施形態》
図10は、スリットの代わりに穴を設けた配線パターンを示す図である。配線パターン90は、電流が主に流れるパターンの形状が四角形でない場合を表している。
【0055】
同図に示すように、配線パターン90は、電流の入口91と電流の出口92,93を備え、電流の入口91と電流の出口92,93は、配線パターン90上の任意の位置に存在しうる。電流の入口91から電流の出口92,93へはそれぞれ経路94,95が形成され、経路94と95は、配線パターン90上で一部分を共有している。
【0056】
配線パターン90がベタパターンの場合、電流は経路95より経路94に多く流れる。経路95に回り込む電流をより多くするために、配線パターン90上に穴96を設けて、電流が流れることができない領域であるスリットとして用いる。穴96の左側の境界は配線パターン90の境界と接していないが、穴96の境界と配線パターン90の境界との距離を小さくすることで電流を流れにくくし、経路94が穴96の右側に形成されるようにして、経路94のインダクタンスを経路95に揃える。
【0057】
穴96は、経路94の電流の集中を防ぐため曲線で構成されており、経路94と経路95のインダクタンスの差がそれほど大きくないときは、穴96の左側の境界と配線パターン90の左側の境界との距離をパラメータとして、穴96の左右に流れる電流を調節することもできる。
【0058】
《第5実施形態》
図11は、スリットを複数有する配線パターンを示す図である。
【0059】
配線パターン1000は、電流の入口1001と電流の出口1002,1003を備えている。電流の入口1001から電流の出口1002,1003へは、それぞれ経路1004,1005が形成され、経路1004と1005は、配線パターン1000上で一部分を共有している。
【0060】
配線パターン1000がスリット1006,1007,1008の存在しないベタパターンの場合、電流は経路1005より経路1004に多く流れるので、経路1005に回り込む電流をより多くするために、配線パターン1000上にスリット1006を設ける。
【0061】
スリット1006の左右方向の長さや上下方向の幅を調節しても、経路1004のインダクタンスが経路1005よりも小さいときは、経路1004,1005のインダクタンスのバランスを図るために、経路1004の経路長をさらに長くすることが必要である。このような場合には、配線パターン1000上にスリット1007,1008をさらに設けることで、経路1004のインダクタンスを増加させる。
【0062】
そして、スリット1006に関しては、経路1004の部分経路1010と1011の逆方向電流によるインダクタンス低減効果を働かせるため、スリット1006の上下方向の幅は1mm程度と狭くとる。部分経路1011は、経路1005に対してもインダクタンス低減効果を持つ。スリット1007と1008に関しては、部分経路1011,1012,1013が互いに他の経路のインダクタンスを低減する効果を弱めるため、スリット1007と1008の上下方向の幅は3mm以上と広くとる。
【0063】
本実施形態は、配線パターンに入れるスリット本数をパラメータとして、インダクタンスの大きく異なる経路間のインダクタンスバランスを制御するものである。
【0064】
《第6実施形態》
図12は、スリットの入った配線パターンが複数存在する基板を示す図である。
【0065】
同図に示すように、基板1117上には、配線パターン1100と1110が存在する。配線パターン1100は、電流の入口1101と電流の出口1102,1103を備え、電流の入口1101から電流の出口1102,1103へはそれぞれ経路1104と1105が形成される。経路1104と1105は、配線パターン1100上で一部分を共有している。
【0066】
同様に、配線パターン1110上には、電流の入口1111から電流の出口1112,1113へと経路1114,1115が形成され、経路1114と1115は、配線パターン1110上で一部分を共有している。
【0067】
配線パターン1100上の経路1104と1105のインダクタンスのバランスを図るためにスリット1106が設けられている。配線パターン1110に対しても、同様にスリット1116が設けられている。
【0068】
電流が周りの空間に作る磁界の大きさは、電流との距離が大きくなるにつれて小さくなるので、一般に、基板の表裏面にある配線パターン間よりも、基板の同一面にある配線パターン間の方が、電流による相互作用が小さくなる。したがって、基板の同一面に複数の配線パターンが存在した場合、ある配線パターンに対するインダクタンスのバランスを考慮する際に、別の配線パターンへの影響を考慮することなく、個々の配線パターンに対してインダクタンスバランスを制御することができる。
【0069】
《第7実施形態》
次に、渦電流層を設けた実施形態について説明する。
【0070】
まず、渦電流層が配線パターンのインダクタンスに及ぼす影響について説明する。
【0071】
図13は、渦電流によって配線パターンのインダクタンスが低減する原理を説明するための図である。
【0072】
同図(a)において、配線パターン1400上を電流1402が流れているとき、電流1402は周囲の空間に磁界を作る。配線パターン1400と平行に、ベタパターンである渦電流層1401が存在するとき、電流1402の作る磁界が渦電流層1401を貫き、渦電流層1401には、電流1402の作る磁界の変化を妨げる向きに電流が流れる。この電流を渦電流と呼ぶ。
【0073】
渦電流層1401が、配線パターン1400を渦電流層1401に投影した領域を必ず含むような大きさを持つ場合、電流1402の真下では、渦電流1403は電流1402と逆向きに流れる。また、その周辺部では、電流1402と同方向に渦電流1403が流れ、全体として8の字のループを形成する。電流1402の真下では、渦電流1403は電流1402と逆向きに流れ、電流1402が作る磁界を渦電流1403が作る磁界が打ち消すので、配線パターン1400のインダクタンスが低減する。この効果を渦電流効果と呼ぶ。渦電流効果の大小は渦電流層1401の大きさおよび配線パターン1400と渦電流層1401との距離に依存する。渦電流層1401が大きくなればなるほど8の字の渦電流ループが形成されやすくなり、配線パターン1400と渦電流層1401との距離が小さくなればなるほど磁界の打ち消し効果が大きくなるので、配線パターン1400のインダクタンス低減効果が大きくなる。
【0074】
同図(b)は、パターンを2層分使って渦電流ループを形成する場合を示す図である。配線パターン1410上を流れる電流1415に対して、渦電流層1411に電流1415と逆向きの渦電流1416が流れる。渦電流層1411は渦電流層1412とスルーホール群1413,1414によって接続される。渦電流層1412上では渦電流1416と向きが反対で大きさの等しい渦電流1417が流れ、渦電流ループを形成する。同図(b)では、渦電流層1411が、配線パターン1410を渦電流層1411に投影した領域を含むような大きさを持っていればよく、同図(a)に比べて渦電流層1411の面積を小さくすることができる。
【0075】
同図(b)の渦電流効果は、配線パターン1410と渦電流層1411,1412との距離に依存する。配線パターン1410と渦電流層1411との距離が小さくなるほど、また、配線パターン1410と渦電流層1412との距離が大きくなるほど、配線パターン1410のインダクタンス低減効果が大きくなる。
【0076】
図14は、渦電流層によるインダクタンス低減効果を説明するために、図13(a)の構成を回路的に表した図である。なお、図13(b)に関しても同様に考えることができる。
【0077】
配線パターン1400および渦電流層1401は、それぞれインダクタンス1501,1502で表され、インダクタンス1501には電源1500が接続され、電流1504が流れる。インダクタンス1502には渦電流1505が電流1504と逆方向に流れるので、磁界の打ち消し効果がある。インダクタンス1501と1502の間には相互インダクタンス1503が働き、配線パターン1400のトータルのインダクタンスは、インダクタンス1501−相互インダクタンス1503となる。つまり、渦電流層1401により、配線パターン1400のインダクタンスを低減することができる。
【0078】
図15は、基板の内層2層を渦電流層として使用する場合を示す図である。
【0079】
基板1200は、厚さ1.6mmの4層基板であり、表裏面に配線パターン1201,1202が存在する。配線パターン1201,1202は、厚さ35μmの銅箔から成り、左右方向の長さは180mm程度、上下方向の幅は30mm程度である。
【0080】
基板1200の内層2層のベタパターンは、渦電流層1203,1204として使用し、渦電流層1203と配線パターン1201の距離および渦電流層1204と配線パターン1202の距離は、ともに0.1mmである。表裏面のインダクタンスバランスを図るために、配線パターン1201,1202の形状を同一にしている。
【0081】
なお、渦電流層1203は配線パターン1201と1箇所で電気的に接続されていても良く、渦電流層1204も配線パターン1202と1箇所で電気的に接続されていても良い。また、渦電流層1203と渦電流層1204は、パターンの端部1205と1206でそれぞれスルーホールにより電気的に接続されていても良い。
【0082】
図16は、基板表面の配線パターンと渦電流層の位置関係を示す図である。同図に示すように、図15と配線パターンの形状は異なるが、配線パターン1300は、図15の配線パターン1201に対応し、渦電流層1315は、図15の渦電流層1203に対応する。実際には、配線パターン1300と渦電流層1315の間には、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁物が存在する。
【0083】
配線パターン1300上で、電流の入口1301から電流の出口1302,1303へはそれぞれ経路1304と1305が形成される。経路1304と1305は配線パターン1300上で一部分を共有しており、完全に分離してはいない。
【0084】
渦電流層1315により経路1304と1305のインダクタンスはともに下がるが、渦電流のループができやすい経路に対してインダクタンス低減効果がより大きくなる。
【0085】
配線パターン1300がスリット1306,1307,1308の存在しないベタパターンの場合、電流は経路1304より経路1305に多く流れるので、経路1305に回り込む電流をより多くするために、配線パターン1300上にスリット1306を設ける。配線パターンの一部1314でスリット1306をL字形にすることで、経路1305に回り込む電流がより多くなる。
【0086】
スリット1306の左右方向の長さや上下方向の幅を調節したり、L字形部分の左右方向の幅や上下方向の長さを調節したりしても、経路1304のインダクタンスが経路1305よりも小さいときは、経路1304と1305のインダクタンスのバランスを図るために、配線パターン1300上にさらにスリット1307,1308を設ける。スリット1307,1308により、経路1304の経路長が長くなり、インダクタンスが増加する。
【0087】
スリット1306に関しては、経路1304の部分経路1310と1311の逆方向電流によるインダクタンス低減効果を働かせるため、スリット1306の上下方向の幅は1mm程度と狭くとる。部分経路1311は、経路1305に対してもインダクタンス低減効果を持つ。スリット1307と1308に関しては、部分経路1311,1312,1313が互いに他の経路のインダクタンスを低減する効果を弱めるため、スリット1307と1308の上下方向の幅は3mm以上と広くとる。基板裏面についても同様に考えて良い。
【0088】
図17は、渦電流層の有無によるインダクタンスの変化の様子を示す図である。同図の縦軸は、インダクタンスの値、横軸は経路を表す。すなわち、白丸1600と1601は、それぞれ、渦電流層1315がないときの経路1304と1305のインダクタンス値を示し、黒丸1602と1603は、それぞれ、渦電流層1315を入れたときの経路1304と1305のインダクタンス値を示している。
【0089】
渦電流層1315なしで経路1304と1305のインダクタンスバランスを図った配線パターンに渦電流層1315を入れると、ほぼ一定の方向に電流が流れる経路1305よりも、スリットを挟んで逆方向に電流が流れる経路1304に対してインダクタンス低減効果が大きくなる。したがって、経路1304の経路長をより長くする必要がある。渦電流層1315を入れ、スリット1306,1307,1308の形状を調整することにより、経路1304と1305のインダクタンスの絶対値を半分程度に低減することができる。
【0090】
《第8実施形態》
図18は、渦電流効果を選択的に用いる基板の構造を示す図である。
【0091】
配線パターン1700と渦電流層1707との距離は0.1mmであり、配線パターン1700上で、電流の入口1701から電流の出口1702,1703へと経路1704,1705が形成される。経路1704と1705は、配線パターン1700上で一部分を共有している。配線パターン1700には、スリット1706を設け、電流が流れにくい経路1705に回り込む電流をより多くしている。
【0092】
渦電流層をベタパターンにすると、経路1704と1705のインダクタンスはともに下がるが、渦電流のループができやすい経路1704の方がインダクタンス低減の効果が大きくなる。ここでは、経路1704と1705のインダクタンス値を下げるとともに、インダクタンス差を小さくするために、経路1705に対して主に渦電流効果を働かせることを考える。具体的には、経路1704と1705が分かれた後の経路1704を渦電流層1707に投影した領域を渦電流層1707が含まないような形状にする。これにより、渦電流効果が主にインダクタンスの大きい経路1705に働くので、経路1704と1705のインダクタンスのバランスを図るのが容易になる。
【0093】
《第9実施形態》
図19は、渦電流層にスリットを入れた場合を示す図である。
【0094】
配線パターン1800と渦電流層1807との距離は0.1mmであり、配線パターン1800上で、電流の入口1801から電流の出口1802,1803へと経路1804,1805が形成される。経路1804と1805は、配線パターン1800上で一部分を共有している。配線パターン1800には、スリット1806を設け、電流が流れにくい経路1805に回り込む電流をより多くしている。
【0095】
渦電流層をベタパターンにすると、経路1804と1805のインダクタンスはともに下がるが、渦電流ループのできやすい経路1804に対してインダクタンス低減効果が大きくなる。ここでは、経路1804に対する渦電流効果を抑えるため、渦電流層1807にスリット1808を入れている。スリット1808により渦電流ループが形成されにくくなる経路1804に対しては渦電流効果が小さくなる。渦電流ループが形成されやすい経路1805に対しては渦電流効果が大きいので、経路1804と1805のインダクタンスのバランスを図ることができる。
【0096】
本実施形態は、配線パターンだけでなく、渦電流層のパターンを調節することによって、配線パターンの複数の経路のインダクタンスバランスを制御するものである。
【0097】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、インダクタンス値が異なる複数の経路のインダクタンスのバランスの改善または制御が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 プラズマディスプレイパネル(PDP)を駆動基板側から見た斜視図である。
【図2】 サステイン基板とパネルとをつなぐ中継基板の構成を示す図である。
【図3】 配線パターンにおける電流の経路の様子を示す図である。
【図4】 本発明による配線パターンの構成を示す図である。
【図5】 電流が流れる2経路を回路的に表した図である。
【図6】 スリットの有無によるインダクタンスの変化の様子を示す図である。
【図7】 スリットの形状をL字形にした場合の配線パターンを示す図である。
【図8】 スリットの形状の違いによるインダクタンスの変化の様子を示す図である。
【図9】 曲線から成るスリットが入った配線パターンを示す図である。
【図10】 スリットの代わりに穴を設けた配線パターンを示す図である。
【図11】 スリットを複数有する配線パターンを示す図である。
【図12】 スリットの入った配線パターンが複数存在する基板を示す図である。
【図13】 渦電流によって配線パターンのインダクタンスが低減する原理を説明するための図である。
【図14】 図13(a)を回路的に表した図である。
【図15】 内層2層を渦電流層として使用する基板の構成を示す図である。
【図16】 基板表面から見た配線パターンと渦電流層の位置関係を示す図である。
【図17】 渦電流層の有無によるインダクタンスの変化の様子を示す図である。
【図18】 渦電流効果を選択的に用いる基板の構造を示す図である。
【図19】 渦電流層にスリットを入れた場合を示す図である。
【符号の説明】
10,100,205,206,60,80,90,1000,1100,1110,1201,1202,1300,1400,1410,1700,1800 配線パターン
11,101,207,210,61,81,91,1001,1101,1111,1301,1701,1801 電流の入口
12,13,102,103,208,209,211,212,62,63,82,83,92,93,1002,1003,1102,1103,1112,1113,1302,1303,1702,1703,1802,1803電流の出口
14,15,104,105,34,35,304,305,64,65,84,85,94,95,1004,1005,1104,1105,1114,1115,1304,1305,1704,1705,1804,1805 経路
16,106,36,306,66,86,1006,1007,1008,1106,1116,1306,1307,1308,1706,1806,1808 スリット
20 サステインY基板
21 サステインX基板
22 Y側出力素子
23 X側出力素子
24 Y側電源キャパシタ
25 X側電源キャパシタ
26 Y側中継基板
27 X側中継基板
28 Y側FPC
29 X側FPC
200 戻りアース板
201 ベース板
202 接着シート
203,204 パネル
40,41,1500 電源
42,43,44,45,501,1502 インダクタンス
46,47,48,1503 相互インダクタンス
400,401,402,403,1402,1415,1504 電流
67,96 穴
1117,1200 基板
1203,1204,1315,1401,1411,1412,1707,1807 渦電流層、
1403,1416,1417,1505 渦電流
1413,1414 スルーホール群

Claims (9)

  1. 2つのパネルと、
    2つの回路基板と、を有し、
    前記2つの回路基板の各々には、電流を供給する電源キャパシタと、電気信号を伝達するための配線パターンが形成され、前記電源キャパシタからの前記パネルへ電流を供給するための中継基板と、を有し、
    前記中継基板の配線パターンは、電流を供給する1箇所の入口と、前記パネル側に電流を供給する2箇所の出口と、前記1箇所の入口と前記2箇所の出口とをそれぞれ結ぶ2つの経路と、を有し、
    前記配線パターン上の前記出口と前記入口の間で、且つ前記配線パターンの前記2つの経路のうち電流が流れやすい一方の経路側にスリットが形成されたこと
    を特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  2. 前記スリットの形状は、多角形の組み合わせからなること
    を特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイ装置。
  3. 前記スリットの形状は、前記2つの経路のうちでインダクタンス値のより大きい経路に対応する電流の出口に近い側に、凸部を有するL字形になっていること
    を特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイ装置
  4. 前記スリットの形状は、曲線で構成されること
    を特徴とする請求項1記載プラズマディスプレイ装置
  5. 前記配線パターンは、前記中継基盤の表裏2層のそれぞれに形成されたこと
    を特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイ装置。
  6. 前記配線パターンとは別の層に渦電流層を有すること
    を特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイ装置
  7. 前記渦電流層は、前記配線パターンを投影した領域を含む大きさを有すること
    を特徴とする請求項6記載のプラズマディスプレイ装置
  8. 前記渦電流層は、前記配線パターン上の前記2つの経路のうちインダクタンス値のより大きい経路を投影した領域を含む大きさを有すること
    を特徴とする請求項6記載のプラズマディスプレイ装置
  9. 前記渦電流層は、前記配線パターンと1箇所で電気的に接続されたこ
    を特徴とする請求項6記載のプラズマディスプレイ装置
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