JP4562504B2 - プリント配線基板 - Google Patents

Description

本発明はプリント配線基板に関するものである。

従来、配線におけるインダクタンスを低減することにより、高周波半導体回路チップ本来の回路性能を引き出す方法や、プリント配線基板に接続されたケーブルから放出されるノイズを抑制する方法がある。

例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等で構成された高周波半導体回路チップをパッケージに搭載しワイヤボンディングによりプリント配線基板等に電気的接続を行なう場合、接地線に対応する信号線も含めた配置を考慮して、接地線及び信号線が作り出す磁界が打ち消されるような位置に両者を隣り合うように近接して配置することで、相互インダクタンスを低減させ、高周波半導体回路チップの本来の性能を引き出す方法がある（例えば特許文献１を参照。）。

また、プリント配線板の側端部に導電性部材が設けられており、その導電性部材には複数の切欠きが直列に等間隔に形成されており、コネクタを介してプリント配線板に接続されたケーブルは、導電性部材の切欠きに対して導電性部材の表裏に交互に引っかけられた状態で、プリント配線板に配線されているようにすることにより、ケーブルを流れる電流によってケーブルの周囲に生じる磁界を互いに打ち消し合わせて、ケーブルから放出されるノイズを抑制する方法が開示されている（例えば特許文献２を参照。）。

特許第３４８３１３２号公報 特開２０００−１２４６９５号公報

しかし、これらの従来技術はプリント配線基板に接続された配線部材における磁界を打ち消すためのものであり、プリント配線基板の配線パターン自体における磁界を打ち消すものではない。
そこで本発明は、プリント配線基板の配線パターンにおける磁界を打ち消すことができるプリント配線基板を提供することを目的とするものである。

本発明にかかるプリント配線基板は、電流の流れる方向が互いに１８０°異なっている第１配線パターンと第２配線パターンを備え、第１配線パターン及び第２配線パターンはそれらが作り出す磁界が互いに打ち消されるような位置に近接して配置されているものである。

本願特許請求の範囲及び本明細書において、絶縁性材料には絶縁性基板も含まれる。

本発明のプリント配線基板は、２層以上の配線パターン層を備え、上記第１配線パターン及び上記第２配線パターンは互いの異なる配線パターン層に形成されているものである。

本発明のプリント配線基板において、上記第１配線パターン及び上記第２配線パターンは１本の配線がスルーホールを介して折り返して形成されたものである。

さらに、上記第１配線パターン及び上記第２配線パターンは抵抗として機能するようにしてもよい。

本発明のプリント配線基板において、上記第１配線パターン及び上記第２配線パターンは絶縁性材料に挟み込まれており、上記第１配線パターン及び上記第２配線パターンには金属メッキ処理が施されていない。

さらに、上記半導体部品は上記第１配線パターン及び上記第２配線パターンは蛇行して形成されているようにしてもよい。

本発明のプリント配線基板では、電流の流れる方向が互いに１８０°異なっている第１配線パターンと第２配線パターンを備え、第１配線パターン及び第２配線パターンはそれらが作り出す磁界が互いに打ち消されるような位置に近接して配置されているようにしたので、第１配線パターン及び第２配線パターンにおける磁界を打ち消すことができる。

さらに、本発明のプリント配線基板では、２層以上の配線パターン層を備え、第１配線パターン及び第２配線パターンは互いの異なる配線パターン層に形成されているようにしたので、異なる配線パターン層間で第１配線パターン及び第２配線パターンにおける磁界を打ち消すことができる。さらに、第１配線パターン及び第２配線パターンを配線パターン層の積層方向に重ね合わせて配置することができるので、第１配線パターン及び第２配線パターンの線幅を太くしても、第１配線パターン及び第２配線パターンにおける磁界を効率よく打ち消すことができる。

本発明のプリント配線基板において、第１配線パターン及び第２配線パターンは１本の配線がスルーホールを介して折り返して形成されたものであるので、第１配線パターン及び第２配線パターンに流れる電流が同じなので磁界を効率よく打ち消すことができる。

さらに、第１配線パターン及び第２配線パターンは抵抗として機能するようにすれば、プリント配線基板に抵抗部品を実装しなくても、抵抗を形成することができる。

さらに、第１配線パターン及び第２配線パターンは絶縁性材料に挟み込まれており、第１配線パターン及び第２配線パターンには金属メッキ処理が施されていないようにしたので、第１配線パターン及び第２配線パターンの膜厚を安定させることができ、特に、第１配線パターン及び第２配線パターンが抵抗として機能する場合に抵抗値を安定させることができる。

さらに、半導体部品は第１配線パターン及び第２配線パターンは蛇行して形成されているようにすれば、第１配線パターン及び第２配線パターンの抵抗値を高くすることができる。なお、第１配線パターン及び第２配線パターンを蛇行して形成しても、第１配線パターン及び第２配線パターンを配線パターン層の積層方向に重ね合わせて配置することができるので、第１配線パターン及び第２配線パターンにおける磁界を効率よく打ち消すことができる。

図１は、参考例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は上面側から見た裏面の配線パターン層を示す平面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面図である。
例えば、膜厚が０.２ｍｍ（ミリメートル）程度のエポキシ樹脂からなる絶縁性基板１の一表面１ａに、膜厚が０.０３５ｍｍ程度の銅からなる第１配線パターン３ａと電極３ｂと電極３ｃが形成されている。第１配線パターン３ａと電極３ｂは連続して形成されている。第１配線パターン３ａは蛇行して形成されている。

絶縁性基板１の裏面１ｂに、上面側から見て第１配線パターン３ａの蛇行している部分と電極３ｂとは反対側の端部３ｄの形状が重複するように、例えば膜厚が０.０３５ｍｍ程度の銅からなる第２配線パターン５ａと端部５ｂが形成されている。端部５ｂはスルーホール７ａを介して第１配線パターン３ａの端部３ｄと電気的に接続されている。第２配線パターン５ａの他方の端部５ｃは、絶縁性基板１の一表面１ａの電極３ｃに対応する領域に配置されており、スルーホール７ｂを介して電極３ｃと電気的に接続されている。第１配線パターン３ａ、第２配線パターン５ａ間の距離は絶縁性基板１の膜厚分、ここでは０.２ｍｍである。

例えば電極３ｂから第１配線パターン３ａ、スルーホール７ａ、第２配線パターン５ａ及びスルーホール７ｂを介して電極３ｃに電流が流れる場合、第１配線パターン３ａと第２配線パターン５ａにおいて電流の流れる方向が互いに１８０°異なっており、第１配線パターン３ａ及び第２配線パターン５ａは両配線パターン３ａ，５ａが作り出す磁界が互いに打ち消されるような位置に近接して配置されているので、第１配線パターン３ａ及び第２配線パターン５ａにおける磁界を打ち消すことができる。
さらに、第１配線パターン３ａ及び第２配線パターン５ａはスルーホール７ａを介して１本の配線を形成しており、第１配線パターン３ａ及び第２配線パターン５ａに流れる電流が同じなので磁界を効率よく打ち消すことができる。

図２は、他の参考例を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は上面側から見た裏面の配線パターン層を示す平面図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図である。図１と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の説明は省略する。
図１に示した参考例では、第１配線パターン３ａ及び第２配線パターン５ａは蛇行して形成されているが、この参考例のように、例えば第１配線パターン３ｅ及び第２配線パターン５ｄは直線状であってもよい。第１配線パターン３ｅ及び第２配線パターン５ｄは上面側から見て直線部分が重複するように形成されている。

この参考例でも、例えば電極３ｂから第１配線パターン３ｅ、スルーホール７ａ、第２配線パターン５ｄ及びスルーホール７ｂを介して電極３ｃに電流が流れる場合、第１配線パターン３ｅと第２配線パターン５ｄにおいて電流の流れる方向が互いに１８０°異なっており、第１配線パターン３ｅ及び第２配線パターン５ｄは両配線パターン３ｅ，５ｄが作り出す磁界が互いに打ち消されるような位置に近接して配置されているので、第１配線パターン３ｅ及び第２配線パターン５ｄにおける磁界を打ち消すことができる。
さらに、第１配線パターン３ｅ及び第２配線パターン５ｄはスルーホール７ａを介して１本の配線を形成しており、第１配線パターン３ｅ及び第２配線パターン５ｄに流れる電流が同じなので磁界を効率よく打ち消すことができる。

図３は、一実施例を示す図であり、（Ａ）は第１層目配線パターン層を示す平面図、（Ｂ）は上面側から見た第２層目配線パターン層を示す平面図、（Ｃ）は上面側から見た第３層目配線パターン層を示す平面図、（Ｄ）は上面側から見た第４層目配線パターン層を示す平面図、（Ｅ）は（Ａ）のＣ−Ｃ位置での断面図である。

例えば、膜厚が０.２ｍｍ程度のエポキシ樹脂からなる絶縁性基板９の一表面９ａに、膜厚が０.０１８ｍｍ程度の銅からなる第１配線パターン１１ａが形成されている。第１配線パターン１１ａは蛇行して形成されており、端部１１ｂと１１ｃをもつ。

絶縁性基板９の表面９ａ上に、例えば膜厚が０.１ｍｍ程度のエポキシ樹脂からなる絶縁性材料１３が接着剤（図示は省略）を介して貼り付けられている。
絶縁性材料１３の表面１３ａに、第１配線パターン１１ａの端部１１ｃに対応して、例えば膜厚が０.０３５ｍｍ程度の銅からなる電極１５が形成されている。

絶縁性基板９の裏面９ｂに、上面側から見て第１配線パターン１１ａの蛇行している部分と端部１１ｂの形状が重複するように、例えば膜厚が０.０１８ｍｍ程度の銅からなる第２配線パターン１７ａと端部１７ｂが形成されている。第２配線パターン１７ａの他方の端部１７ｃは、上面側から見て第１配線パターン１１ａの端部１１ｃとは異なる領域に形成されている。

絶縁性基板９の裏面９ｂ上に、例えば膜厚が０.１ｍｍ程度のエポキシ樹脂からなる絶縁性材料１９が接着剤（図示は省略）を介して貼り付けられている。
絶縁性材料１９の表面（絶縁性基板９とは反対側の面）１９ａに、第２配線パターン１７ａの端部１７ｃに対応して、例えば膜厚が０.０３５ｍｍ程度の銅からなる電極２１が形成されている。

第１配線パターン１１ａの端部１１ｃと電極１５はスルーホール２３ａを介して電気的に接続されている。第１配線パターン１１ａの端部１１ｂと第２配線パターン１７ａの端部１７ｂはスルーホール２３ｂを介して電気的に接続されている。第２配線パターン１７ａの端部１７ｃと電極２１はスルーホール２３ｃを介して電気的に接続されている。スルーホール２３ａ，２３ｂ，２３ｃは絶縁性材料１３、絶縁性基板９及び絶縁性材料１９を貫通して形成されている。

スルーホール２３ａ，２３ｂ，２３ｃは銅メッキ処理によって形成されたものであり、スルーホール２３ａ，２３ｂ，２３ｃの形成時に電極１５，２１にも銅がメッキされる。第１配線パターン１１ａと第２配線パターン１７ａは、銅メッキ処理時には絶縁性材料１３と１９によって覆われているので、メッキ処理が施されていない。

例えば電極１５からスルーホール２３ａ、第１配線パターン１１ａ、スルーホール２３ｂ、第２配線パターン１７ａ及びスルーホール２３ｃを介して電極２１に電流が流れる場合、第１配線パターン１１ａと第２配線パターン１７ａにおいて電流の流れる方向が互いに１８０°異なっており、第１配線パターン１１ａ及び第２配線パターン１７ａは両配線パターン１１ａ，１７ａが作り出す磁界が互いに打ち消されるような位置に近接して配置されているので、第１配線パターン１１ａ及び第２配線パターン１７ａにおける磁界を打ち消すことができる。
さらに、第１配線パターン１１ａ及び第２配線パターン１７ａはスルーホール２３ｂを介して１本の配線を形成しており、第１配線パターン１１ａ及び第２配線パターン１７ａに流れる電流が同じなので磁界を効率よく打ち消すことができる。

図４は、他の実施例を示す図であり、（Ａ）は第１層目配線パターン層を示す平面図、（Ｂ）は上面側から見た第２層目配線パターン層を示す平面図、（Ｃ）は上面側から見た第３層目配線パターン層を示す平面図、（Ｄ）は上面側から見た第４層目配線パターン層を示す平面図、（Ｅ）は（Ａ）のＤ−Ｄ位置での断面図である。図３と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の説明は省略する。

図３に示した実施例では、第１配線パターン３ａ及び第２配線パターン５ａは蛇行して形成されているが、図４に示すように、例えば第１配線パターン１１ｄ及び第２配線パターン１７ｄは直線状であってもよい。第１配線パターン１１ｄ及び第２配線パターン１７ｄは上面側から見て直線部分が重複するように形成されている。

この実施例でも、例えば電極１５からスルーホール２３ａ、第１配線パターン１１ａ、スルーホール２３ｂ、第２配線パターン１７ａ及びスルーホール２３ｃを介して電極２１に電流が流れる場合、図３に示した実施例と同様に、第１配線パターン１１ｄ及び第２配線パターン１７ｄにおける磁界を打ち消すことができる。
さらに、第１配線パターン１１ｄ及び第２配線パターン１７ｄはスルーホール２３ｂを介して１本の配線を形成しており、第１配線パターン１１ｄ及び第２配線パターン１７ｄに流れる電流が同じなので磁界を効率よく打ち消すことができる。

図３及び図４を参照して説明した両実施例では、４層構造のプリント配線基板において、第１配線パターン及び第２配線パターンを、最上層（第１層目）及び最下層（第４層目）を除く中間層の配線パターン層（第２層目、第３層目）により形成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、第１配線パターンと第２配線パターンは必ずしも上下で隣り合う２層には形成されてなくてもよい。

また、図１から図４を参照して説明した実施例及び参考例では、第１配線パターン及び第２配線パターンは蛇行した形状又は直線状であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１配線パターン及び第２配線パターンは曲線であってもよい。

図５は、参考例を示す平面図である。
例えば、膜厚が０.２ｍｍ程度のエポキシ樹脂からなる絶縁性基板２５の一表面に、膜厚が０.０３５ｍｍ程度の銅からなる第１配線パターン２７ａ、第２配線パターン２７ｂ、折り返し部２７ｃ、電極２７ｄ及び電極２７ｅが形成されている。

第１配線パターン２７ａと第２配線パターン２７ｂは平行に近接して配置されている。第１配線パターン２７ａの一方の端部は電極２７ｄに接続され、他方の端部は折り返し部２７ｃに接続されている。折り返し部２７ｃの第１配線パターン２７ａとは反対側の端部は第２配線パターン２７ｂの一方の端部に接続されている。第２配線パターン２７ｂの他方の端部は電極２７ｅに接続されている。
第１配線パターン２７ａと第２配線パターン２７ｂの線幅は例えば０.８ｍｍであり、第１配線パターン２７ａと第２配線パターン２７ｂの間隔は例えば０.２ｍｍである。

例えば電極２７ｄから第１配線パターン２７ａ、折り返し部２７ｃ及び第２配線パターン２７ｂを介して電極２７ｅに電流が流れる場合、第１配線パターン２７ａと第２配線パターン２７ｂにおいて電流の流れる方向が互いに１８０°異なっており、第１配線パターン２７ａ及び第２配線パターン２７ｂは両配線パターン２７ａ，２７ｂが作り出す磁界が互いに打ち消されるような位置に近接して配置されているので、第１配線パターン２７ａ及び第２配線パターン２７ｂにおける磁界を打ち消すことができる。
さらに、第１配線パターン２７ａ及び第２配線パターン２７ｂは折り返し部２７ｃを介して１本の配線を形成しており、第１配線パターン２７ａ及び第２配線パターン２７ｂに流れる電流が同じなので磁界を効率よく打ち消すことができる。

図６は、他の参考例を示す図であり、（Ａ）は第１層目配線パターン層を示す平面図、（Ｂ）は上面側から見た第２層目配線パターン層を示す平面図、（Ｃ）は上面側から見た第３層目配線パターン層を示す平面図、（Ｄ）は（Ａ）のＥ−Ｅ位置での断面図である。

例えば、膜厚が０.２ｍｍ程度のエポキシ樹脂からなる絶縁性基板２９の一表面２９ａに、膜厚が０.０１８ｍｍ程度の銅からなる第１配線パターン３１ａ、第２配線パターン３１ｂ及び折り返し部３１ｃが形成されている。
第１配線パターン３１ａと第２配線パターン３１ｂは平行に近接して配置されている。第１配線パターン３１ａの一方の端部３１ｄとは反対側の端部は折り返し部３１ｃに接続されている。折り返し部３１ｃの第１配線パターン３１ａとは反対側の端部は第２配線パターン３１ｂの一方の端部に接続されている。第２配線パターン３１ｂの他方の端部を符号３１ｅで示す。
第１配線パターン３１ａと第２配線パターン３１ｂの線幅は例えば０.８ｍｍであり、第１配線パターン３１ａと第２配線パターン３１ｂの間隔は例えば０.２ｍｍである。

絶縁性基板２９の表面２９ａ上に、例えば膜厚が０.１ｍｍ程度のエポキシ樹脂からなる絶縁性材料３３が接着剤（図示は省略）を介して貼り付けられている。
絶縁性材料３３の表面３３ａに、第１配線パターン３１ａの端部３１ｃに対応して、例えば膜厚が０.０３５ｍｍ程度の銅からなる電極３５が形成されている。
絶縁性基板２９の裏面２９ｂに、第２配線パターン３１ｂの端部３１ｅに対応して、例えば膜厚が０.０３５ｍｍ程度の銅からなる電極３７が形成されている。

第１配線パターン３１ａの端部３１ｃと電極３５はスルーホール３９ａを介して電気的に接続されている。第２配線パターン３１ｂの端部３１ｅと電極３７はスルーホール３９ｂを介して電気的に接続されている。スルーホール３９ａ，３９ｂは絶縁性材料３３及び絶縁性基板２９を貫通して形成されている。
スルーホール３９ａ，３９ｂは銅メッキ処理によって形成されたものであり、スルーホール３９ａ，３９ｂの形成時に電極３５，３７にも銅がメッキされる。第１配線パターン３１ａと第２配線パターン３１ｂは、銅メッキ処理時には絶縁性基板２９と絶縁性材料３３によって覆われているので、メッキ処理が施されていない。

例えば電極３５からスルーホール３９ａ、第１配線パターン３１ａ、折り返し部３１ｃ、第２配線パターン３１ｂ及びスルーホール３９ｂを介して電極３７に電流が流れる場合、第１配線パターン３１ａと第２配線パターン３１ｂにおいて電流の流れる方向が互いに１８０°異なっており、第１配線パターン３１ａ及び第２配線パターン３１ｂは両配線パターン３１ａ，３１ｂが作り出す磁界が互いに打ち消されるような位置に近接して配置されている。これにより、第１配線パターン３１ａ及び第２配線パターン３１ｂにおける磁界を打ち消すことができる。
さらに、第１配線パターン３１ａ及び第２配線パターン３１ｂは折り返し部３１ｃを介して１本の配線を形成しており、第１配線パターン３１ａ及び第２配線パターン３１ｂに流れる電流が同じなので磁界を効率よく打ち消すことができる。

図５及び図６を参照して説明した両参考例では、第１配線パターン及び第２配線パターンは直線状であるが、参考例はこれに限定されるものではなく、第１配線パターン及び第２配線パターンは折り曲がっていてもよいし、曲線であってもよい。

図１から図６を参照して実施例及び参考例を説明した。本発明を構成する第１配線パターン及び第２配線パターンは抵抗として用いることができる。特に、図３、図４及び図６に示した実施例又は参考例のように、複数の配線パターン層をもつプリント配線基板において、第１配線パターン及び第２配線パターンが絶縁性材料に挟み込まれており、第１配線パターン及び第２配線パターンには金属メッキ処理が施されていないようにすれば、第１配線パターン及び第２配線パターンの膜厚を安定させることができ、抵抗値を安定させることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、形状、材料、配置などは一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

参考例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は上面側から見た裏面の配線パターン層を示す平面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面図である。 他の参考例を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は上面側から見た裏面の配線パターン層を示す平面図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図である。 一実施例を示す図であり、（Ａ）は第１層目配線パターン層を示す平面図、（Ｂ）は上面側から見た第２層目配線パターン層を示す平面図、（Ｃ）は上面側から見た第３層目配線パターン層を示す平面図、（Ｄ）は上面側から見た第４層目配線パターン層を示す平面図、（Ｅ）は（Ａ）のＣ−Ｃ位置での断面図である。 他の実施例を示す図であり、（Ａ）は第１層目配線パターン層を示す平面図、（Ｂ）は上面側から見た第２層目配線パターン層を示す平面図、（Ｃ）は上面側から見た第３層目配線パターン層を示す平面図、（Ｄ）は上面側から見た第４層目配線パターン層を示す平面図、（Ｅ）は（Ａ）のＤ−Ｄ位置での断面図である。 参考例を示す平面図である。 他の参考例を示す図であり、（Ａ）は第１層目配線パターン層を示す平面図、（Ｂ）は上面側から見た第２層目配線パターン層を示す平面図、（Ｃ）は上面側から見た第３層目配線パターン層を示す平面図、（Ｄ）は（Ａ）のＥ−Ｅ位置での断面図である。

符号の説明

１，９，２５，２９ 絶縁性基板
１ａ，９ａ，２９ａ 絶縁性基板の一表面
１ｂ，９ｂ，２９ｂ 絶縁性基板の裏面
３ａ，５ｅ，１１ａ，１１ｄ，２７ａ，３１ａ 第１配線パターン
３ｂ，３ｃ，１５，２１，２７ｄ，２７ｅ，３１ｄ，３１ｅ，３５，３７ 電極
３ｄ，１１ｂ，１１ｃ，３１ｂ 第１配線パターンの端部
５ａ，５ｅ，１７ａ，１７ｄ，２７ｂ，３１ｂ 第２配線パターン
５ｂ，５ｃ，１７ｂ，１７ｃ，３１ｅ 第２配線パターンの端部
７ａ，７ｂ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，３９ａ，３９ｂ スルーホール
１３，１９，３３ 絶縁性材料
１３ａ，１９ａ，３３ａ 絶縁性材料の表面
２７ｃ，３１ｃ 折り返し部

Claims (3)

1. 電流の流れる方向が互いに１８０°異なっている第１配線パターンと第２配線パターンを備え、
   前記第１配線パターン及び前記第２配線パターンはそれらが作り出す磁界が互いに打ち消されるような位置に近接して配置されており、
   ４層以上の配線パターン層を備え、前記第１配線パターン及び前記第２配線パターンは互いの異なる中間層の配線パターン層に形成されており、
   前記第１配線パターン及び前記第２配線パターンは金属メッキ処理によって形成されたスルーホールを介して１本の配線が折り返して形成されたものであり、
   前記第１配線パターン及び前記第２配線パターンは絶縁性材料に挟み込まれており、前記第１配線パターン及び前記第２配線パターンには金属メッキ処理が施されていないプリント配線基板。
2. 前記第１配線パターン及び前記第２配線パターンは抵抗として機能する請求項１に記載のプリント配線基板。
3. 前記第１配線パターン及び前記第２配線パターンは蛇行して形成されている請求項１又は２に記載のプリント配線基板。

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