JP3826696B2 - 配線構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば回路基板などを接続する配線構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、１つの電気回路を実現するため、回路基板を「２階建て」に構成することがある。そのような構成の中で「１階」と「２階」の回路基板間の信号の授受を行う配線構造としては、従来は針金状の配線で連絡し、便宜上、回路基板の一辺に複数の配線を一列に揃えてそれぞれ平行を保って配置していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記のような従来の配線構造では、この配線部分の自己インダクタンスが大きく、少し大きな電流を流そうとすると信号の遅延や波形の乱れなどが生じてしまう可能性があった。また、「１階」と「２階」の回路基板の内部で、最適な配線の配列が異なる場合は、いずれかの回路基板上で配線を交差させる工夫をしなければならず、回路基板のスペース増や配線のインピーダンス増を招いていた。さらに、外部からの電磁ノイズに無防備であり、強電界が近くで発生するような条件下では、原理的に誤動作の要因になっていた。また、逆にこの連絡配線の部分から電磁ノイズを発する場合もあった。
【０００４】
本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するためになされたものであり、２つの回路基板を連絡する配線構造において、前記回路基板間の接続を容易にし、配線インダクタンスを低減し、電磁ノイズの影響を抑制する配線構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明においては特許請求の範囲に記載するような構成をとる。すなわち、請求項１においては、所定の間隔を隔てて重ね合わされた複数枚の板状配線よりなり、前記板状配線の両端には、それぞれ少なくとも１個ずつの接続端子を有し、前記複数の板状配線は、互いに近接・対向し、かつ、対向して設けられた２枚の回路基板の間に、回路基板の面と板状配線の面とが交差する方向に挟まれるように配置され、前記板状配線の一方の端部に設けた前記接続端子が一方の回路基板の対向面に設けられた配線に、他方の端部に設けた前記接続端子が他方の回路基板の対向面に設けられた配線に、それぞれ接続されるように構成している。この構成は例えば後記図１などに対応する。なお、板状とは平板状に限らず、例えば円筒の一部を中心軸に平行な平面で切ったような形状（例えば八つ橋煎餅や雨樋のような形状）でもよい。
【０００６】
また、請求項２においては、複数の板状配線のうちの何れか１つの板状配線において、前記複数の板状配線のうちの何れか１つの板状配線の両端にそれぞれ設けられた接続端子を結ぶ直線と、前記複数の板状配線のうちの他の１つの板状配線の両端にそれぞれ設けられた接続端子を結ぶ直線とが、前記複数の板状配線のそれぞれの一主面と垂直な方向から見て交差する、ように構成している。この構成は、例えば後記図３等に対応する。例えば図３を例として説明すれば、板状配線１の接続端子１Ａと１Ｂとを結んだ直線と、板状配線２の接続端子２Ａと２Ｂとを結んだ直線とが、板状配線１と２の面に垂直な方向（紙面の手前）から見て交差する。つまり、板状配線１では左下（１Ａ）と右上（１Ｂ）、板状配線２では右下（２Ａ）と左上（２Ｂ）を結んだ電流経路が形成され、それらが交差していることになる。
【０００７】
また、請求項３においては、前記板状配線が３枚以上より成り、うち少なくとも２枚の前記板状配線は電気的に接続されており、かつ、１枚以上の他の前記板状配線を間に挟んで配置されるように構成している。この構成は、例えば後記図４、図７において文章で説明する構成に相当する。
【０００８】
また、請求項４においては、第１の前記板状配線の一主面に臨んで第２と第３の前記板状配線が隣接して存在するように構成している。この構成は、例えば後記図８に相当する。例えば図８を例として説明すれば、板状配線１の面に臨んで板状配線２と３が同一平面上に並んで配置されている。
【０００９】
また、請求項５においては、板状配線の１つもしくは全てが、Ｌの字型、コの字型、筒型、もしくは開放端を有する筒型をなすように構成している。Ｌの字型の例は図１０、図１２に、コの字型の例は図１１、図１３に、筒型の例は図１４に、開放端を有する筒型の例は図１５にそれぞれ示されている。なお、開放端を有する筒型とは、完全に閉じた筒ではなく、一部が開いている形状を意味する。また、筒型は円筒型でも角筒型でもよい。
【００１０】
また、請求項６においては、複数の板状配線の間に誘電体物質または強誘電体物質を挟んだ構造を有するように構成している。この構成は、例えば後記図１、図６等で文章で説明する構成に相当する。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１によれば、「１階」と「２階」の回路基板間で、配線を従来のような針金状でなく面積の比較的広い板状にすることにより、配線の線間キャパシタンスが増加し、高周波ノイズを低減させるフィルタの機能を強めることができる。
【００１２】
さらに、請求項２によれば、「１階」と「２階」の回路基板間で、対応する配線の順列を任意に設定することができる。たとえば「１階」と「２階」の回路基板間で配線が交差するような配線も難なく可能である。また、「１階」と「２階」の回路基板において、本発明の配線に接続する回路基板上の「場所」も、或る程度任意に設定できる。すなわち配線が板状なので、両回路基板の事情によって多少、場所がズレていても問題ない。さらに、回路上ではたとえば、電源ラインなど１つの配線が多数に分岐したり、もしくは多数の配線がより少ない本数の接続端子に集約したりされなければならない部分があるが、これが「１階」と「２階」の回路基板間で発生する場合は、本発明の配線構造によってこの分岐構造が達成できる。すなわち、そうすることによって、回路基板の配線が簡略化され、面積有効利用ができ、それに伴う回路基板上の配線インピーダンスも低減することができる。さらに板状配線のうち任意の２枚が、信号電流線路とその電流の帰還線路であるように使われた場合、２枚の板状配線の内部を電流が対向方向へ流れることにより、配線間の相互インダクタンスが低減するので、信号の遅延や波形の乱れを抑制することができる。さらに本配線構造の一部に、たとえば「１階」の回路基板上のみに接続するような構成を設けることで、積極的にノイズフィルタとして利用することも可能である。
【００１３】
また、請求項３によれば、前記２枚の板状配線がグランド線もしくは電源線に接続され、前記２枚の間に挟まれた配線が信号線である場合、信号線を外部からの電磁ノイズの侵入から保護することができ、また逆に信号線から外部へ電磁ノイズが発信するのを抑制することができる。
【００１４】
また、請求項４によれば、前記第２の板状配線と第３の板状配線の電流路が空間上で干渉しない（電流路が交差しない）場合は、このように構成することによって配線構造全体の厚みを節約することができる。また、この場合、第２の配線と第３の配線の間の相互インダクタンスは、前記第１の配線にうず電流が流れることにより低減効果が生まれる。
【００１５】
また、請求項５によれば、配線構造自体に、これが連絡する回路基板を構造的に支持することができ、装置全体の設計の自由度が増す。また、接続端子の構造によっては板状配線群の構造自体が自立性を有し、実装時の作業性が向上する。
【００１６】
また、請求項６によれば、板状配線間に誘電体物質もしくは強誘電体物質を挟むことにより、複数の板状配線間の絶縁が容易になり、かつ、線間キャパシタンスがさらに増加し、ノイズフィルタとしての効果をさらに向上させることが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明第１の実施の形態を説明する斜視図で、主に請求項１に対応する。図中、番号１と２は本発明を実現する板状配線である。ＡとＢは回路基板であり、平行に対向して配置されている。板状配線１の両端には回路基板Ａ、Ｂ上のしかるべき配線とそれぞれ接続する接続端子１Ａ、１Ｂが存在する。同様に板状配線２の両端にも同様に接続端子２Ａ、２Ｂが存在する。板状配線１と２はたとえば配線は０.２ミリの銅板製で、たとえば０.２ミリ程度の非常に短い距離を隔てて配置されている。もちろん、この距離を保ち両者の間は絶縁が保つべく絶縁膜（誘電体物質）を挟んでも構わない。なお、図１は斜視図でもあり、図中の２つの板状配線は配置を分かりやすくするために、わざとをずらして描いている。以降の図についても同様である。また、それぞれの接続端子の幅は回路基板に接続するために小さく、相互に干渉しないようにする方が、実装が楽になる。
【００１８】
このような構成にすると、従来例の構成と比べて、まず配線間キャパシタンスを増やすことが出来、配線自体が高周波を吸収するフィルタの役割をもって、信号中に含まれる高周波ノイズを低減することができる。
【００１９】
また、図３は図１の回路基板Ｂ側の接続端子の位置を入れ替えたもので、請求項２に対応する。すなわち電流は上下の回路基板間で板状配線を流れる間に交差することになる。従来の配線構造では、このような配線の交差は針金状配線を精巧に細工して位置をねじるか、回路基板上でジャンパ線を用いるか、多層回路基板を用いるか、あるいは大きく配線を迂回させるなどしなければ不可能であった。しかし、本発明を用いれば、このような交差配線は構造的に何ら難しい技術を使わずとも、問題なく実現できる。
【００２０】
さらに、こうした交差が配線構造によって簡単に可能になったことで、これまで回路基板上で処理されていた交差作業を省くことが出来るので、回路基板の構造を簡略化し、面積を節約することもできる。とくに、このような構成において板状配線１と２に、互いに向きが反対で大きさの同じ電流が流れるようにすると、従来の配線構造よりも配線のインダクタンスが格段に低減されることは、従来よりよく知られている。
【００２１】
図２は、従来例と図１の構造による当該部分のみの配線の自己インダクタンスの大きさを計算し、グラフに示したものである。横軸は２つの回路基板間の距離を基準にした両配線の接続端子間の距離である。図２において、白丸印は本発明図１の場合、黒丸印は本発明図３の場合、白四角印は従来例の場合、黒四角印は従来の交差する往復線路の場合をそれぞれ示す。
【００２２】
図２に示すように、従来の構造では２本の配線間の距離が遠ざかれば遠ざかるほど、当該配線構造の部分的な自己インダクタンスは大きくなるが、本発明によれば、このグラフの範囲内で接続端子間距離は離れていた方がインダクタンスが小さくなり、回路基板上の配線の設計も自由度を得る。配線が交差した図３の場合の特性も同時に示したが、図１のように接続端子配置が平行な場合に比べて、いくらかインダクタンスは増えるものの、大略は同じ傾向で、従来構造より低いインダクタンスを得ることができる。
【００２３】
また、図４のように、１枚の板状配線の一方もしくは両方の接続端子が複数ある構成でもよい。この場合、接続端子１Ａと１Ａ’は、接続端子１Ｂとは関係なく「１階」の回路基板Ａ上でジャンパ線としての機能も兼ねている。すなわち、これによって回路基板Ａ内で回路を簡略化され、回路基板面積の有効利用が可能となることもある。また、他方で板状配線１は板状配線２と近接することで、線間キャパシタンスが増え、ノイズフィルタの役目も高まる。その目的のために、板状配線１と２の間に絶縁の目的以外にも高誘電率の材料を挟むことも有効である。
【００２４】
また、図５は別の実施の形態の一例として板状配線を４枚にした例である。図中番号１、２、３、４がその板状配線である。これらの板状配線の接続端子の配列に示すように、本発明を用いると双方の回路基板の接続も任意になるし、接続端子の順序もこのように任意に設計できる。
【００２５】
なお、上述の図では接続端子は長方形をなす板状配線の対向する辺に存在しているが、これは必ずしも本質ではない。たとえば図６のような場合でも、もちろん構わない。すなわち図６において、接続端子１Ａと４Ａ’は各板状電極の辺から面に所定の角度（この例では垂直）を持って張り出し、板状配線の本体の面から離れた位置に接続されている。このようにすることで、板状配線の構造体自体が自立性をもち、実装作業が簡便になる。
【００２６】
また、図７のように上下の回路基板間で接続部分がズレている場合でも、本発明は有効である。いずれかの回路基板上を配線を這わせるよりも、信号が斜め方向に電流を流すことができるこの構成の方がインダクタンスが小さくなる。
【００２７】
また、図５、図７において、板状配線１と３が共にグランドラインに接続されていて、板状配線２に信号線が接続された場合、この信号線は外部からの電磁ノイズから保護され、また逆に自分から発する電磁ノイズを外部へ漏らすことを抑制される。もちろん、板状配線１と４が接地されていてもよい。なお、これら２枚の板状配線の接続先は、電源線でもよいし、インピーダンスの大きな負荷に接続されたものでもよい。このような構成は、たとえば所謂「インテリジェント・パワー・モジュール（以下、ＩＰＭと略す）」と呼ばれる、駆動回路を内蔵した電力用トランジスタモジュール内で有効である。ＩＰＭの場合、図５中の回路基板Ａに電力用素子が搭載され、大電流をスイッチングするたびに強力な電磁波を周囲に放射する。その影響はこうした連絡配線にも及び、モジュールの動作に意図しない影響を与えることがあるが、本発明を用いればそのような影響を排除できる。
【００２８】
なお、これらの図では板状配線は長方形に描いたが、勿論、接続端子間を連絡することができれば形状は任意である。ただ、配線間のキャパシタンスを増やして高周波ノイズをフィルタする効果をもたせる目的であれば、配線同士が重なり合う面積が大きい形状の方がよい。さらに、板状配線は平板状には限らず、例えば円筒の一部を中心軸に平行な平面で切ったような形状（例えば八つ橋煎餅や雨樋のような形状）でもよい。
【００２９】
また、図８は、別の実施の形態を示す斜視図である。たとえば前記図５の形態で板状配線２と３との間で電流の交差が生じない場合には、図８のようにこの両者を同一平面上に形成し、配線構造全体の厚みを節約することができる。
【００３０】
また、板状配線２と３に対向電流が流れる場合、相互インダクタンスは前記第１の配線にうず電流が流れることにより低減効果が生まれる。さらにこれは他の形態でも普遍的に言えることであるが、配線の一辺に並ぶ接続端子はそれぞれ干渉しない方が実装性は向上するが、図９のように接続端子１Ａもしくは１Ｂ（図中では１Ｂ）が大きな幅をもって回路基板と接続してもよい。これは板状配線１がグランド線だった場合などには、配線インピーダンスを低減する目的などで有効な場合がある。なお、図９の接続端子１Ｂの幅は、板状配線の上辺の幅よりやや小さく描いてあるが板幅と同じでもよい。また、図示はしないが、もちろん接続端子１Ａ、１Ｂ両方が大きな幅をもって回路基板に接続していてもよい。
【００３１】
また、２枚の回路基板ＡとＢは平行に配置されるとは限らず、図１０の参考例に示すように直角な配置の場合もある。こうした回路間を連絡する板状配線も「Ｌの字」型（板状配線の全ての面に平行な方向から見た形状がＬの字型）の板状配線を用いることで、上述の構成と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
同様にコの字型（板状配線の全ての面に平行な方向から見た形状がコの字型）の構成の場合は、図１１に示した参考例のように、回路基板の一辺に臨んで横方向に接続端子が出ていて、スロットに差し込んで使う形式の回路基板において、多段式スロットに差し込まれた２枚の回路基板間を連絡するような構成で、上述の構成と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
また、図１２のように、上述した板状配線の構造体を「Ｌの字」型に構成し、平行に配置された回路基板Ａ、Ｂに垂直の方向から見てＬの字型になるように配置すると、組み立て時に構造体が回路基板Ａ上で自立してくれるので、半田付けなどの実装が容易になる。さらに２枚の回路基板が平行である場合、こうした「Ｌの字型」構造を上側の回路基板Ｂの重心付近に配置するか、あるいは回路基板上の２箇所に設けると、上部の回路基板Ｂを板状配線自体で支持することができる。この２箇所は回路基板の対角でもよい。もちろん、この構造が三隅もしくは四隅配置されていてもよい。
【００３４】
あるいは、図１３に示すように「コの字」型に構成し、平行に配置された回路基板Ａ、Ｂに垂直の方向から見てコの字型になるように配置してもよい。あるいは板状配線の全てもしくは一部を図１４に示すような筒状（円筒でも角筒でも可）、もしくは図１５に示すようなほぼ筒に近いが環構造をなしていない開放端を有する筒型構造としてもよい。こうした筒型や開放端を有する筒型の場合、たとえば電源線とグランド線をこうした構造にし、回路基板の外周を囲うように構成すると、全体構成が箱状になるので、外部からの電磁ノイズの影響を受けにくくなるし、外部への影響も抑制でき、さらに回路基板上の電源ラインの設計の自由度を大幅に増すことができる。一例を図１６に示す。なお、図１６中の２、３は図８でも示したのと同様に電流交差のない板状配線を並列して挿入してある。さらに、これらの構成におてい２枚の板状配線の間に挟まれる配線は必要に応じて部分的に存在する構成にしてもよい。このようにすると、回路基板上に比較的ジャンパ線が少なくなり、低インピーダンスで電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示す斜視図。
【図２】 本発明と従来例におけるインダクタンスの特性を示す特性図。
【図３】 本発明の他の実施の形態を示す斜視図。
【図４】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図５】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図６】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図７】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図８】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図９】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図１０】 本発明の参考例を示す斜視図。
【図１１】 本発明の他の参考例を示す斜視図。
【図１２】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図１３】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図１４】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図１５】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図１６】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【符号の説明】
Ａ…回路基板
Ｂ…他の回路基板
１、２、３、４…板状配線
１Ａ、１Ａ’、２Ａ、３Ａ、３Ａ’、４Ａ、４Ａ’…回路基板Ａ側の接続端子
１Ｂ、１Ｂ’、２Ｂ、２Ｂ’、３Ｂ、４Ｂ…回路基板Ｂ側の接続端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば回路基板などを接続する配線構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、１つの電気回路を実現するため、回路基板を「２階建て」に構成することがある。そのような構成の中で「１階」と「２階」の回路基板間の信号の授受を行う配線構造としては、従来は針金状の配線で連絡し、便宜上、回路基板の一辺に複数の配線を一列に揃えてそれぞれ平行を保って配置していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記のような従来の配線構造では、この配線部分の自己インダクタンスが大きく、少し大きな電流を流そうとすると信号の遅延や波形の乱れなどが生じてしまう可能性があった。また、「１階」と「２階」の回路基板の内部で、最適な配線の配列が異なる場合は、いずれかの回路基板上で配線を交差させる工夫をしなければならず、回路基板のスペース増や配線のインピーダンス増を招いていた。さらに、外部からの電磁ノイズに無防備であり、強電界が近くで発生するような条件下では、原理的に誤動作の要因になっていた。また、逆にこの連絡配線の部分から電磁ノイズを発する場合もあった。
【０００４】
本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するためになされたものであり、２つの回路基板を連絡する配線構造において、前記回路基板間の接続を容易にし、配線インダクタンスを低減し、電磁ノイズの影響を抑制する配線構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明においては特許請求の範囲に記載するような構成をとる。すなわち、請求項１においては、所定の間隔を隔てて重ね合わされた複数枚の板状配線よりなり、前記板状配線の両端には、それぞれ少なくとも１個ずつの接続端子を有し、前記複数の板状配線は、互いに近接・対向し、かつ、対向して設けられた２枚の回路基板の間に、回路基板の面と板状配線の面とが交差する方向に挟まれるように配置され、前記板状配線の一方の端部に設けた前記接続端子が一方の回路基板の対向面に設けられた配線に、他方の端部に設けた前記接続端子が他方の回路基板の対向面に設けられた配線に、それぞれ接続されるように構成している。この構成は例えば後記図１などに対応する。なお、板状とは平板状に限らず、例えば円筒の一部を中心軸に平行な平面で切ったような形状（例えば八つ橋煎餅や雨樋のような形状）でもよい。
【０００６】
また、請求項２においては、複数の板状配線のうちの何れか１つの板状配線において、前記複数の板状配線のうちの何れか１つの板状配線の両端にそれぞれ設けられた接続端子を結ぶ直線と、前記複数の板状配線のうちの他の１つの板状配線の両端にそれぞれ設けられた接続端子を結ぶ直線とが、前記複数の板状配線のそれぞれの一主面と垂直な方向から見て交差する、ように構成している。この構成は、例えば後記図３等に対応する。例えば図３を例として説明すれば、板状配線１の接続端子１Ａと１Ｂとを結んだ直線と、板状配線２の接続端子２Ａと２Ｂとを結んだ直線とが、板状配線１と２の面に垂直な方向（紙面の手前）から見て交差する。つまり、板状配線１では左下（１Ａ）と右上（１Ｂ）、板状配線２では右下（２Ａ）と左上（２Ｂ）を結んだ電流経路が形成され、それらが交差していることになる。
【０００７】
また、請求項３においては、前記板状配線が３枚以上より成り、うち少なくとも２枚の前記板状配線は電気的に接続されており、かつ、１枚以上の他の前記板状配線を間に挟んで配置されるように構成している。この構成は、例えば後記図４、図７において文章で説明する構成に相当する。
【０００８】
また、請求項４においては、第１の前記板状配線の一主面に臨んで第２と第３の前記板状配線が隣接して存在するように構成している。この構成は、例えば後記図８に相当する。例えば図８を例として説明すれば、板状配線１の面に臨んで板状配線２と３が同一平面上に並んで配置されている。
【０００９】
また、請求項５においては、板状配線の１つもしくは全てが、Ｌの字型、コの字型、筒型、もしくは開放端を有する筒型をなすように構成している。Ｌの字型の例は図１０、図１２に、コの字型の例は図１１、図１３に、筒型の例は図１４に、開放端を有する筒型の例は図１５にそれぞれ示されている。なお、開放端を有する筒型とは、完全に閉じた筒ではなく、一部が開いている形状を意味する。また、筒型は円筒型でも角筒型でもよい。
【００１０】
また、請求項６においては、複数の板状配線の間に誘電体物質または強誘電体物質を挟んだ構造を有するように構成している。この構成は、例えば後記図１、図６等で文章で説明する構成に相当する。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１によれば、「１階」と「２階」の回路基板間で、配線を従来のような針金状でなく面積の比較的広い板状にすることにより、配線の線間キャパシタンスが増加し、高周波ノイズを低減させるフィルタの機能を強めることができる。
【００１２】
さらに、請求項２によれば、「１階」と「２階」の回路基板間で、対応する配線の順列を任意に設定することができる。たとえば「１階」と「２階」の回路基板間で配線が交差するような配線も難なく可能である。また、「１階」と「２階」の回路基板において、本発明の配線に接続する回路基板上の「場所」も、或る程度任意に設定できる。すなわち配線が板状なので、両回路基板の事情によって多少、場所がズレていても問題ない。さらに、回路上ではたとえば、電源ラインなど１つの配線が多数に分岐したり、もしくは多数の配線がより少ない本数の接続端子に集約したりされなければならない部分があるが、これが「１階」と「２階」の回路基板間で発生する場合は、本発明の配線構造によってこの分岐構造が達成できる。すなわち、そうすることによって、回路基板の配線が簡略化され、面積有効利用ができ、それに伴う回路基板上の配線インピーダンスも低減することができる。さらに板状配線のうち任意の２枚が、信号電流線路とその電流の帰還線路であるように使われた場合、２枚の板状配線の内部を電流が対向方向へ流れることにより、配線間の相互インダクタンスが低減するので、信号の遅延や波形の乱れを抑制することができる。さらに本配線構造の一部に、たとえば「１階」の回路基板上のみに接続するような構成を設けることで、積極的にノイズフィルタとして利用することも可能である。
【００１３】
また、請求項３によれば、前記２枚の板状配線がグランド線もしくは電源線に接続され、前記２枚の間に挟まれた配線が信号線である場合、信号線を外部からの電磁ノイズの侵入から保護することができ、また逆に信号線から外部へ電磁ノイズが発信するのを抑制することができる。
【００１４】
また、請求項４によれば、前記第２の板状配線と第３の板状配線の電流路が空間上で干渉しない（電流路が交差しない）場合は、このように構成することによって配線構造全体の厚みを節約することができる。また、この場合、第２の配線と第３の配線の間の相互インダクタンスは、前記第１の配線にうず電流が流れることにより低減効果が生まれる。
【００１５】
また、請求項５によれば、配線構造自体に、これが連絡する回路基板を構造的に支持することができ、装置全体の設計の自由度が増す。また、接続端子の構造によっては板状配線群の構造自体が自立性を有し、実装時の作業性が向上する。
【００１６】
また、請求項６によれば、板状配線間に誘電体物質もしくは強誘電体物質を挟むことにより、複数の板状配線間の絶縁が容易になり、かつ、線間キャパシタンスがさらに増加し、ノイズフィルタとしての効果をさらに向上させることが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明第１の実施の形態を説明する斜視図で、主に請求項１に対応する。図中、番号１と２は本発明を実現する板状配線である。ＡとＢは回路基板であり、平行に対向して配置されている。板状配線１の両端には回路基板Ａ、Ｂ上のしかるべき配線とそれぞれ接続する接続端子１Ａ、１Ｂが存在する。同様に板状配線２の両端にも同様に接続端子２Ａ、２Ｂが存在する。板状配線１と２はたとえば配線は０.２ミリの銅板製で、たとえば０.２ミリ程度の非常に短い距離を隔てて配置されている。もちろん、この距離を保ち両者の間は絶縁が保つべく絶縁膜（誘電体物質）を挟んでも構わない。なお、図１は斜視図でもあり、図中の２つの板状配線は配置を分かりやすくするために、わざとをずらして描いている。以降の図についても同様である。また、それぞれの接続端子の幅は回路基板に接続するために小さく、相互に干渉しないようにする方が、実装が楽になる。
【００１８】
このような構成にすると、従来例の構成と比べて、まず配線間キャパシタンスを増やすことが出来、配線自体が高周波を吸収するフィルタの役割をもって、信号中に含まれる高周波ノイズを低減することができる。
【００１９】
また、図３は図１の回路基板Ｂ側の接続端子の位置を入れ替えたもので、請求項２に対応する。すなわち電流は上下の回路基板間で板状配線を流れる間に交差することになる。従来の配線構造では、このような配線の交差は針金状配線を精巧に細工して位置をねじるか、回路基板上でジャンパ線を用いるか、多層回路基板を用いるか、あるいは大きく配線を迂回させるなどしなければ不可能であった。しかし、本発明を用いれば、このような交差配線は構造的に何ら難しい技術を使わずとも、問題なく実現できる。
【００２０】
さらに、こうした交差が配線構造によって簡単に可能になったことで、これまで回路基板上で処理されていた交差作業を省くことが出来るので、回路基板の構造を簡略化し、面積を節約することもできる。とくに、このような構成において板状配線１と２に、互いに向きが反対で大きさの同じ電流が流れるようにすると、従来の配線構造よりも配線のインダクタンスが格段に低減されることは、従来よりよく知られている。
【００２１】
図２は、従来例と図１の構造による当該部分のみの配線の自己インダクタンスの大きさを計算し、グラフに示したものである。横軸は２つの回路基板間の距離を基準にした両配線の接続端子間の距離である。図２において、白丸印は本発明図１の場合、黒丸印は本発明図３の場合、白四角印は従来例の場合、黒四角印は従来の交差する往復線路の場合をそれぞれ示す。
【００２２】
図２に示すように、従来の構造では２本の配線間の距離が遠ざかれば遠ざかるほど、当該配線構造の部分的な自己インダクタンスは大きくなるが、本発明によれば、このグラフの範囲内で接続端子間距離は離れていた方がインダクタンスが小さくなり、回路基板上の配線の設計も自由度を得る。配線が交差した図３の場合の特性も同時に示したが、図１のように接続端子配置が平行な場合に比べて、いくらかインダクタンスは増えるものの、大略は同じ傾向で、従来構造より低いインダクタンスを得ることができる。
【００２３】
また、図４のように、１枚の板状配線の一方もしくは両方の接続端子が複数ある構成でもよい。この場合、接続端子１Ａと１Ａ’は、接続端子１Ｂとは関係なく「１階」の回路基板Ａ上でジャンパ線としての機能も兼ねている。すなわち、これによって回路基板Ａ内で回路を簡略化され、回路基板面積の有効利用が可能となることもある。また、他方で板状配線１は板状配線２と近接することで、線間キャパシタンスが増え、ノイズフィルタの役目も高まる。その目的のために、板状配線１と２の間に絶縁の目的以外にも高誘電率の材料を挟むことも有効である。
【００２４】
また、図５は別の実施の形態の一例として板状配線を４枚にした例である。図中番号１、２、３、４がその板状配線である。これらの板状配線の接続端子の配列に示すように、本発明を用いると双方の回路基板の接続も任意になるし、接続端子の順序もこのように任意に設計できる。
【００２５】
なお、上述の図では接続端子は長方形をなす板状配線の対向する辺に存在しているが、これは必ずしも本質ではない。たとえば図６のような場合でも、もちろん構わない。すなわち図６において、接続端子１Ａと４Ａ’は各板状電極の辺から面に所定の角度（この例では垂直）を持って張り出し、板状配線の本体の面から離れた位置に接続されている。このようにすることで、板状配線の構造体自体が自立性をもち、実装作業が簡便になる。
【００２６】
また、図７のように上下の回路基板間で接続部分がズレている場合でも、本発明は有効である。いずれかの回路基板上を配線を這わせるよりも、信号が斜め方向に電流を流すことができるこの構成の方がインダクタンスが小さくなる。
【００２７】
また、図５、図７において、板状配線１と３が共にグランドラインに接続されていて、板状配線２に信号線が接続された場合、この信号線は外部からの電磁ノイズから保護され、また逆に自分から発する電磁ノイズを外部へ漏らすことを抑制される。もちろん、板状配線１と４が接地されていてもよい。なお、これら２枚の板状配線の接続先は、電源線でもよいし、インピーダンスの大きな負荷に接続されたものでもよい。このような構成は、たとえば所謂「インテリジェント・パワー・モジュール（以下、ＩＰＭと略す）」と呼ばれる、駆動回路を内蔵した電力用トランジスタモジュール内で有効である。ＩＰＭの場合、図５中の回路基板Ａに電力用素子が搭載され、大電流をスイッチングするたびに強力な電磁波を周囲に放射する。その影響はこうした連絡配線にも及び、モジュールの動作に意図しない影響を与えることがあるが、本発明を用いればそのような影響を排除できる。
【００２８】
なお、これらの図では板状配線は長方形に描いたが、勿論、接続端子間を連絡することができれば形状は任意である。ただ、配線間のキャパシタンスを増やして高周波ノイズをフィルタする効果をもたせる目的であれば、配線同士が重なり合う面積が大きい形状の方がよい。さらに、板状配線は平板状には限らず、例えば円筒の一部を中心軸に平行な平面で切ったような形状（例えば八つ橋煎餅や雨樋のような形状）でもよい。
【００２９】
また、図８は、別の実施の形態を示す斜視図である。たとえば前記図５の形態で板状配線２と３との間で電流の交差が生じない場合には、図８のようにこの両者を同一平面上に形成し、配線構造全体の厚みを節約することができる。
【００３０】
また、板状配線２と３に対向電流が流れる場合、相互インダクタンスは前記第１の配線にうず電流が流れることにより低減効果が生まれる。さらにこれは他の形態でも普遍的に言えることであるが、配線の一辺に並ぶ接続端子はそれぞれ干渉しない方が実装性は向上するが、図９のように接続端子１Ａもしくは１Ｂ（図中では１Ｂ）が大きな幅をもって回路基板と接続してもよい。これは板状配線１がグランド線だった場合などには、配線インピーダンスを低減する目的などで有効な場合がある。なお、図９の接続端子１Ｂの幅は、板状配線の上辺の幅よりやや小さく描いてあるが板幅と同じでもよい。また、図示はしないが、もちろん接続端子１Ａ、１Ｂ両方が大きな幅をもって回路基板に接続していてもよい。
【００３１】
また、２枚の回路基板ＡとＢは平行に配置されるとは限らず、図１０の参考例に示すように直角な配置の場合もある。こうした回路間を連絡する板状配線も「Ｌの字」型（板状配線の全ての面に平行な方向から見た形状がＬの字型）の板状配線を用いることで、上述の構成と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
同様にコの字型（板状配線の全ての面に平行な方向から見た形状がコの字型）の構成の場合は、図１１に示した参考例のように、回路基板の一辺に臨んで横方向に接続端子が出ていて、スロットに差し込んで使う形式の回路基板において、多段式スロットに差し込まれた２枚の回路基板間を連絡するような構成で、上述の構成と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
また、図１２のように、上述した板状配線の構造体を「Ｌの字」型に構成し、平行に配置された回路基板Ａ、Ｂに垂直の方向から見てＬの字型になるように配置すると、組み立て時に構造体が回路基板Ａ上で自立してくれるので、半田付けなどの実装が容易になる。さらに２枚の回路基板が平行である場合、こうした「Ｌの字型」構造を上側の回路基板Ｂの重心付近に配置するか、あるいは回路基板上の２箇所に設けると、上部の回路基板Ｂを板状配線自体で支持することができる。この２箇所は回路基板の対角でもよい。もちろん、この構造が三隅もしくは四隅配置されていてもよい。
【００３４】
あるいは、図１３に示すように「コの字」型に構成し、平行に配置された回路基板Ａ、Ｂに垂直の方向から見てコの字型になるように配置してもよい。あるいは板状配線の全てもしくは一部を図１４に示すような筒状（円筒でも角筒でも可）、もしくは図１５に示すようなほぼ筒に近いが環構造をなしていない開放端を有する筒型構造としてもよい。こうした筒型や開放端を有する筒型の場合、たとえば電源線とグランド線をこうした構造にし、回路基板の外周を囲うように構成すると、全体構成が箱状になるので、外部からの電磁ノイズの影響を受けにくくなるし、外部への影響も抑制でき、さらに回路基板上の電源ラインの設計の自由度を大幅に増すことができる。一例を図１６に示す。なお、図１６中の２、３は図８でも示したのと同様に電流交差のない板状配線を並列して挿入してある。さらに、これらの構成におてい２枚の板状配線の間に挟まれる配線は必要に応じて部分的に存在する構成にしてもよい。このようにすると、回路基板上に比較的ジャンパ線が少なくなり、低インピーダンスで電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示す斜視図。
【図２】 本発明と従来例におけるインダクタンスの特性を示す特性図。
【図３】 本発明の他の実施の形態を示す斜視図。
【図４】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図５】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図６】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図７】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図８】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図９】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図１０】 本発明の参考例を示す斜視図。
【図１１】 本発明の他の参考例を示す斜視図。
【図１２】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図１３】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図１４】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図１５】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【図１６】 本発明のさらに他の実施の形態を示す斜視図。
【符号の説明】
Ａ…回路基板
Ｂ…他の回路基板
１、２、３、４…板状配線
１Ａ、１Ａ’、２Ａ、３Ａ、３Ａ’、４Ａ、４Ａ’…回路基板Ａ側の接続端子
１Ｂ、１Ｂ’、２Ｂ、２Ｂ’、３Ｂ、４Ｂ…回路基板Ｂ側の接続端子
Claims (6)
- 所定の間隔を隔てて重ね合わされた複数枚の板状配線よりなり、
前記板状配線の両端には、それぞれ少なくとも１個ずつの接続端子を有し、
前記複数の板状配線は、互いに近接・対向し、かつ、対向して設けられた２枚の回路基板の間に、回路基板の面と板状配線の面とが交差する方向に挟まれるように配置され、前記板状配線の一方の端部に設けた前記接続端子が一方の回路基板の対向面に設けられた配線に、他方の端部に設けた前記接続端子が他方の回路基板の対向面に設けられた配線に、それぞれ接続されることを特徴とする配線構造。 - 前記複数の板状配線のうちの何れか１つの板状配線の両端にそれぞれ設けられた接続端子を結ぶ直線と、
前記複数の板状配線のうちの他の１つの板状配線の両端にそれぞれ設けられた接続端子を結ぶ直線とが、
前記複数の板状配線のそれぞれの一主面に垂直な方向から見て交差するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の配線構造。 - 前記板状配線が３枚以上より成り、うち少なくとも２枚の前記板状配線は電気的に接続されており、かつ、１枚以上の他の前記板状配線を間に挟んで配置されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線構造。
- 第１の前記板状配線の一主面に臨んで第２と第３の前記板状配線が隣接して存在する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線構造。
- 前記板状配線の１つもしくは全てが、Ｌの字型、コの字型、筒型、もしくは開放端を有する筒型をなす、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の配線構造。
- 前記複数の板状配線の間に誘電体物質もしくは強誘電体物質を挟んだ構造を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の配線構造。
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