JP4645222B2 - 多層配線基板、及び多層配線基板の接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁層にて絶縁された複数の層に配線パターンが形成された多層配線基板、及びこの多層配線基板の接続構造に関する。

多層プリント基板において、基板の部品実装面の周囲に形成したグランドパターンと、基板の裏面に全面に亘り形成したグランドとを、基板の端面に凹設したスルーホールを介して導通する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この構成では、基板端面とスルーホールとの間にリアクタンスが発生しないので、部品実装面のグランドパターンのアースが安定するとされている。
特開平７−２５４７８４号公報

しかしながら、上記の如き従来の技術では、スルーホールを介して各層を導通する構造であるため、隣り合うスルーホール間には導通がない。このため、この技術では、スルーホール間から基板外部へのノイズを抑えるために最下層の全面をグランドとする対策が必要であった。このように、異なる導電層の導通構造には、配置、数、寸法などに制約があり、改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して、異なる導電層間を制約の少ない層間導通部にて導通することができる多層配線基板を得ることが目的である。また、本発明は、上記多層配線基板に適した多層配線基板の接続構造を得ることが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る多層配線基板は、少なくとも２つの導電層間に絶縁層が積層された多層配線基板であって、基板周縁及び積層方向に沿う端面に形成され、積層方向の最も外側に配置された２つの前記導電層の周縁部に形成されたグランドパターン同士を導通する層間導通部と、積層方向の最も外側に配置された導電層にて信号用コンタクトが形成されて構成され、相手方コネクタに接続されるコネクタ部と、を有し、前記コネクタ部が相手方コネクタに接続された状態で、該コネクタ部の端面に形成された前記層間導通部が前記相手方コネクタに設けられたグランド導通部に導通状態で接触する。

請求項１記載の多層配線基板では、基板周縁及び積層（板厚方向）方向に共に沿う端面に形成された層間導通部が、複数の導電層（に形成された配線パターン）の少なくとも一部を導通している。層間導通部を基板端面に形成したため、層間導通部の配置や寸法（基板周方向に沿う長さ等）に制約がなく、各層間を効果的に導通して所要の性能を得るようにすることができる。しかも、基板端面に形成された層間導通部は、多層配線基板の実装面積を全く損なうことがない。

このように、請求項１記載の多層配線基板では、異なる導電層間を制約の少ない層間導通部にて導通することができる。なお、層間導通部は、例えば、金属めっき等によって容易に形成することができる。

また、本多層配線基板では、基板表裏（各最外層）に形成されたグランドパターン同士が基板端面の層間導通部にて導通されている。それぞれ基板の周縁部に沿って形成された表裏のグランドパターンを基板周方向に長さの制限がない層間導通部が導通するため、換言すれば、表裏のグランドパターンを所要の長さに亘り連続的に導通させることができるため、例えば基板が発生するノイズを効果的に抑えることが可能になる。
さらに、本多層配線基板では、コネクタ部を相手方コネクタに接続すると、該コネクタ部の端面に形成された層間導通部が相手方コネクタに設けられているグランド導通部に接触する。これにより、例えば、多層配線基板の単独では機器本体とのアース接続が困難である場合でも、機器側の相手方コネクタを介してプリント基板のグランドパターンをアースに接続することができる。

請求項２記載の発明に係る多層配線基板は、請求項１記載の多層配線基板において、前記層間導通部は、前記基板端面の全周に亘って無端状に形成されている。

請求項２記載の多層配線基板では、無端状とされた層間導通部が基板端面を全周に亘り連続的に囲むように形成されており、周方向に切れ目のない無端状のグランドパターンを構成する。これにより、例えば基板からのノイズ発生が効果的に抑制される。

請求項３記載の発明に係る多層配線基板の接続構造は、少なくとも２つの導電層間に絶縁層が積層されると共に前記導電層間を導通する層間導通部を有する多層配線基板のコネクタ部と、相手方コネクタとを接続する多層配線基板の接続構造であって、前記層間導通部は、前記多層配線基板の周縁及び積層方向に沿う端面に形成され、積層方向の最も外側に配置された２つの前記導電層の周縁部に形成されたグランドパターン同士を導通しており、前記コネクタ部は、前記多層配線基板における積層方向の最も外側に配置された導電層にて信号用コンタクトが形成されて構成されており、前記相手方コネクタは、該相手方コネクタへの前記コネクタ部の接続状態で該コネクタ部における前記差込方向を向く前記層間導通部が接触するグランド導通部を備える。

請求項３記載の多層配線基板の接続構造では、プリント基板のコネクタ部を相手方コネクタに接続すると、該コネクタ部の端面に形成された層間導通部が相手方コネクタに設けられているグランド導通部に接触する。これにより、例えば、プリント基板単独で機器本体とのアース接続が困難である場合でも、機器側の相手方コネクタを介してプリント基板のグランドパターンをアースに接続することができる。

請求項４記載の発明に係る多層配線基板の接続構造は、請求項３記載の多層配線基板の接続構造において、前記グランド導通部は、弾性力によって前記層間導通部に圧接する金属製の板ばねを含む。

請求項４記載の多層配線基板の接続構造では、コネクタ部の相手方コネクタへの接続に伴って、コネクタ部の端面に形成された層間導通部がグランド導通部の板ばねを押圧して弾性的に変形させる。これにより、板ばねが層間導通部に圧接され、これらが確実に導通する。

以上説明したように本発明に係る多層配線基板は、異なる導電層間を制約の少ない層間導通部にて導通することができるという優れた効果を有する。また、本発明に係る多層配線基板の接続構造は、上記多層配線基板に適した接続方法を提供するという優れた効果を有する。

参考例に係る多層配線基板としての多層プリント配線基板１０について図１に基づいて説明する。図１（Ａ）には、多層プリント配線基板１０における部品実装面１２が正面図にて示されており、図１（Ｂ）には、多層プリント配線基板１０が側面図にて示されている。また、図１（Ｃ）には、多層プリント配線基板１０が一部拡大した側断面図にて示されている。

図１（Ｃ）に示される如く、多層プリント配線基板１０は、基板本体１４の部品実装面１２側に第１導電層１６が積層されると共に、基板本体１４の部品実装面とは反対の裏面１８側に第２導電層２０が積層されて構成されている。基板本体１４は、絶縁基板単体、又は絶縁基板に図示しない中間導電層及び絶縁層をさらに積層した構造とされ、本発明における絶縁層を含む。中間導電層についての説明は省略する。また、この参考例では、第１導電層１６、第２導電層２０は、それぞれ金属導体である銅にて構成されている。

図１（Ａ）に示される如く、部品実装面１２側では、矩形状に形成された多層プリント配線基板１０の周縁部に沿って、第１導電層１６にグランドパターン２２が設けられている。枠状に形成されたグランドパターン２２は、第１導電層１６が形成する部品実装面１２の図示しない配線パターンを囲んでいる。この参考例では、グランドパターン２２は、コネクタ部品２４の取付部位において切り欠かれている。

一方、図１（Ｃ）に示される如く、多層プリント配線基板１０の裏面１８では、第２導電層２０にグランドパターン２６が設けられている。図示は省略するが、グランドパターン２６は、裏面１８の周縁に沿ってグランドパターン２２に対応した形状に形成されている。グランドパターン２６は、コネクタ部品２４の取付部位で切り欠かれることなく無端状に形成されても良い。

矩形状の多層プリント配線基板１０の四隅には、それぞれビス貫通孔２８が板厚方向に貫通して設けられており、適用機器への取付用とされている。表裏のグランドパターン２２、２６は、それぞれ各ビス貫通孔２８を囲んでおり、機器への固定用のビス（ねじ）を介して機器側のアースに導通される構成である。

そして、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示される如く、多層プリント配線基板１０の端面１０Ａ、すなわち基板本体１４に第１及び第２導電層１６、２０が積層された積層基板の端面１０Ａには、層間導通部３０が形成されている。層間導通部３０は、導電性金属めっきによって形成されており、図１（Ｃ）に示される如く、グランドパターン２２、２６と接合されて該グランドパターン２２、２６間を導通している。この参考例では、層間導通部３０は、多層プリント配線基板１０の全周に亘り端面１０Ａを覆って無端状に形成されている。したがって、多層プリント配線基板１０では、グランドパターン２２、２６間が全長に亘って導通されると共に、層間導通部３０によってコネクタ部品２４の取付部位で切り欠かれることのない（図１（Ｂ）参照）無端状のグランドパターンが形成されている。

次に、本参考例の作用を説明する。

上記構成の多層プリント配線基板１０では、グランドパターン２２、２６を導通する層間導通部３０が、その周方向及び厚み方向に沿う端面１０Ａに形成されているため、スルーホール（ビヤホール）によって表裏のグランドパターンを導通する構成のように、層間導通部３０の配置や寸法（周方向の長さ）に制約を受けることがない。このため、この参考例のように、多層プリント配線基板１０の端面１０Ａを全周に亘り層間導通部３０にて覆う構成が実現された。

このように全周に亘って形成された層間導通部３０は、無端状のグランドパターンを形成するので、従来のスルーホール間の如きノイズ発生部位がなくなり、多層プリント配線基板１０からのノイズ発生を防止又は効果的に抑制することができる。しかも、端面１０Ａに形成された層間導通部３０は、多層プリント配線基板１０の実装面積を全く損なうことがない。

このように、参考例に係る多層プリント配線基板１０では、異なる導電層１６、２０のグランドパターン２２、２６間を、制約の少ない層間導通部３０にて導通することができる。

（実施形態）
次に、本発明の実施形態に係る多層プリント配線基板４０について、図２乃至図４に基づいて説明する。なお、上記参考例と基本的に同一の部品・部分については、上記参考例と同一の符号を付して説明を省略する。

図２には、本発明の実施形態に係る多層プリント配線基板４０が斜視図にて示されている。この図に示される如く、多層プリント配線基板４０は、コネクタ部品２４に代えてコネクタ部４２を備える点で多層プリント配線基板４０とは異なる。コネクタ部４２は、多層プリント配線基板４０の一辺中央部から延設されて延設部分に、第１導電層１６及び第２導電層２０にそれぞれ複数の信号用コンタクト（端子）４４が形成されて構成されている（裏面１８側の信号用コンタクト４４については図４参照）。

また、多層プリント配線基板４０では、コネクタ部４２の先端部（矢印Ａ側端部）を除いてグランドパターン２２、２６が形成されると共に、コネクタ部４２を含む全周に亘って層間導通部３０が形成されている。層間導通部３０におけるコネクタ部４２の後述するコネクタ４８への差込方向（矢印Ａ方向）の先端面を覆う部分を、ドーター側アース接続部３０Ａということとする。さらに、多層プリント配線基板４０では、ビス貫通孔２８が設けられていない。多層プリント配線基板４０の他の構成は、多層プリント配線基板１０の対応する構成と同じである。

以上説明した多層プリント配線基板４０は、所謂ドーターボードとされており、図３に示される如く、そのコネクタ部４２がマザーボード４６を構成する相手方コネクタとしてのコネクタ４８（雌型コネクタ）に、矢印Ａ方向に沿って差し込まれて（嵌合して）、電気的及び機械的に接続されるようになっている。図４に示される如く、マザーボード４６のコネクタ４８は、多層プリント配線基板４０の対応する信号用コンタクト４４に接触する信号用コンタクト５０を備えている。

また、コネクタ４８内には、該コネクタ４８に差し込まれて固定された多層プリント配線基板４０（コネクタ部４２）のドーター側アース接続部３０Ａ（層間導通部３０）が接触するためのグランド導通部としてのマザー側アース接続部５２を備えている。マザー側アース接続部５２は、コネクタ４８（ハウジング）内でドーター側アース接続部３０Ａに対向するように支持された板ばねとしての導電性の接触用ばね５２Ａと、接触用ばね５２Ａとマザーボード４６の図示しないグランドパターンを導通するアース導通部５２Ｂとで構成されている。マザーボード４６の図示しないグランドパターンは、適用機器のアース線に導通されている（図示省略）。

そして、ドーターボードである多層プリント配線基板４０のコネクタ部４２をマザーボード４６のコネクタ４８に差し込むと、各信号用コンタクト４４が信号用コンタクト５０と導通状態で接触すると共に、ドーター側アース接続部３０Ａが接触用ばね５２Ａと導通状態で接触するようになっている。この状態で接触用ばね５２Ａは、変形して弾性力によってドーター側アース接続部３０Ａに圧接する構成である。これにより、多層プリント配線基板４０は、マザーボード４６を介して適用機器のアースに導通される。

次に、本実施形態の作用における参考例とは異なる部分を説明する。

上記構成の多層プリント配線基板４０は、そのコネクタ部４２がマザーボード４６のコネクタ４８に差し込まれて該マザーボード４６に接続される。この接続に伴って、多層プリント配線基板４０のドーター側アース接続部３０Ａは、マザー側アース接続部５２の接触用ばね５２Ａに圧接し、該マザー側アース接続部５２及びマザーボード４６のグランドパターンを介して適用機器のアースに導通される。

これにより、多層プリント配線基板１０のようにビスを介して適用機器のアースに導通することができない多層プリント配線基板４０において、そのグランドパターン２２、２６を適用機器のアースに導通させることができる。また、アースの接触面積を大きく採ることができ、グランドパターン２２、２６を安定させることが可能である。さらに、マザーボード４６が多層プリント配線基板である場合、該マザーボード４６にも本発明を適用して全周に亘りマザーボード４６の端面を覆って表裏のグランドパターンを導通する層間導通部を設けることで、装置全体としてノイズを低減することができる。なお、説明は省略するが、多層プリント配線基板４０では、多層プリント配線基板１０と全く同様の効果を得ることができる。

なお、上記参考例及び実施形態では、多層プリント配線基板１０、４０が無端状の層間導通部３０を有する好ましい例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、層間導通部３０の周方向の一部に不連続部を設定しても良い。

また、上記参考例及び実施形態では、層間導通部３０が積層方向最外層のグランドパターン２２、２６間を導通する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、層間導通部３０が中間導電層と最外導電層とを連通するようにしても良く、異なる中間導電層間を導通するようにしても良く、３層以上のパターンを導通するようにしても良い。また、これらの導電層は、グランドパターン２２、２６には限られず、例えば、電源パターンや信号パターンであっても良い。

さらに、上記参考例及び実施形態では、層間導通部３０が銅メッキに構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、金属蒸着等によって層間導通部３０を形成しても良い。

参考例に係る多層プリント配線基板を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は一部拡大した側断面図である。 本発明の実施形態に係る多層プリント配線基板の斜視図である。 本発明の実施形態に係る多層プリント配線基板とマザーボードとを示す概略側面図である。 本発明の実施形態に係る多層プリント配線基板が接続されるコネクタの構造を示す側断面図である。

符号の説明

１０ 多層プリント配線基板（多層配線基板）
１０Ａ 端面（基板周縁及び積層方向に沿う端面）
１４ 基板本体（絶縁層）
１６ 第１導電層（導電層）
２０ 第２導電層（導電層）
２２ グランドパターン
２６ グランドパターン
３０ 層間導通部
３０Ａ ドーター側アース接続部（コネクタ接続方向を向く前記層間導通部）
４０ 多層プリント配線基板（多層配線基板）
４２ コネクタ部
４８ コネクタ（相手方コネクタ）
５２ マザー側アース接続部（グランド導通部）
５２Ａ 接触用ばね（板ばね）

Claims (4)

1. 少なくとも２つの導電層間に絶縁層が積層された多層配線基板であって、
   基板周縁及び積層方向に沿う端面に形成され、積層方向の最も外側に配置された２つの前記導電層の周縁部に形成されたグランドパターン同士を導通する層間導通部と、
   積層方向の最も外側に配置された導電層にて信号用コンタクトが形成されて構成され、相手方コネクタに接続されるコネクタ部と、
   を有し、
   前記コネクタ部が相手方コネクタに接続された状態で、該コネクタ部の端面に形成された前記層間導通部が前記相手方コネクタに設けられたグランド導通部に導通状態で接触する多層配線基板。
2. 前記層間導通部は、前記基板端面の全周に亘って無端状に形成されている請求項１記載の多層配線基板。
3. 少なくとも２つの導電層間に絶縁層が積層されると共に前記導電層間を導通する層間導通部を有する多層配線基板のコネクタ部と、相手方コネクタとを接続する多層配線基板の接続構造であって、
   前記層間導通部は、前記多層配線基板の周縁及び積層方向に沿う端面に形成され、積層方向の最も外側に配置された２つの前記導電層の周縁部に形成されたグランドパターン同士を導通しており、
   前記コネクタ部は、前記多層配線基板における積層方向の最も外側に配置された導電層にて信号用コンタクトが形成されて構成されており、
   前記相手方コネクタは、該相手方コネクタへの前記コネクタ部の接続状態で該コネクタ部における前記差込方向を向く前記層間導通部が接触するグランド導通部を備える多層配線基板の接続構造。
4. 前記グランド導通部は、弾性力によって前記層間導通部に圧接する金属製の板ばねを含む請求項３記載の多層配線基板の接続構造。

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