JP5610953B2

JP5610953B2 - プリント配線板及びプリント回路板

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Description

本発明は、電子機器に搭載されるプリント配線板及びプリント回路板に関するものである。

電子機器の多機能化によって、プリント配線板上の回路動作の高速化が進んでいる。信号配線を流れる電気信号においては、クロック信号の動作周波数は高周波化し、立ち上がり／立ち下り時間も短くなってきている。また一方で、電子機器には小型化のトレンドもある。そのためプリント配線板においては、信号配線と信号配線との間隔をできるだけ狭くして、配線密度が上がるような設計が行われている。

このような回路動作の高速化とプリント配線板の小型化を背景に、プリント配線板上の隣接した信号配線間の電磁界的な結合により信号波形が干渉する、いわゆるクロストークが近年大きな問題となってきている。クロストークは、隣接配線に閾値電圧を超えるようなリップルを引き起こし、機器の誤動作の原因や、メモリ配線等のパラレル伝送では隣接配線を流れる信号のジッタになり、タイミングマージンを消費する原因になる。

このようなクロストークを抑制する手段として、安定電位を有するガード配線、例えばガードグラウンド配線を信号配線間に１本配置する手段が行われている。クロストークを抑制したい信号配線間にガードグラウンド配線を配置することで、信号配線間の結合が低減され、クロストーク抑制効果が得られることが知られている。

しかしながら、配線領域に設計制約がある状態で、更なるクロストーク抑制が必要になった際には、所望のクロストーク値に抑制できない場合があった。これに対し、信号配線間にガードグラウンド配線を２本設ける手段が提案されている（特許文献１参照）。この手段では、信号配線にそれぞれガードグラウンドを持たせることで、信号配線間の結合をより低減させるものである。

特開２００５−１２３５２０号公報

しかしながら、近年の電子機器の高速化、小型化の影響から、クロストークはますます増加する傾向にあり、上述した従来の手段では、クロストークの低減目標値を達成できない場合がある。そのため、信号配線間の配線領域が小さくても更なるクロストーク抑制効果が得られるプリント配線板が求められていた。

そこで、従来のプリント配線板におけるクロストークの発生について考察した。図５は、従来のプリント配線板の断面図を示している。プリント配線板２００は、絶縁体層２０１と、絶縁体層２０１の一方の面に配置された２本の信号配線２０２，２０３と、２本の信号配線２０２，２０３の間に配置された２本のガードグラウンド配線２０４，２０５と、を有している。なお、絶縁体層２０１の他方の面には、グラウンドプレーン２０６が配置されている。

以下、信号配線２０２にクロストークを発生させる原因となる信号が伝送され、その際に信号配線２０３がクロストークを受ける場合について考える。ここで、リファレンスプレーンである信号配線２０３に伝播するクロストークノイズには、信号配線２０２から直接伝播する直接クロストーク成分２１１と、信号配線２０２からガードグラウンド配線２０４，２０５を介して伝播する多段クロストーク成分とがある。

多段クロストーク成分には、信号配線２０２からガードグラウンド配線２０４又はガードグラウンド配線２０５に伝播し、次いでガードグラウンド配線２０４又はガードグラウンド配線２０５から信号配線２０３に伝播する２段クロストーク成分２１２が含まれる。また、多段クロストーク成分には、信号配線２０２からガードグラウンド配線２０４に伝播し、次いでガードグラウンド配線２０４からガードグラウンド配線２０５に伝播し、次いで配線２０５から信号配線２０３に伝播する３段クロストーク成分２１３が含まれる。

一般に、２本の配線において、一方の配線に対して他方の配線の遠端に発生するクロストークノイズの波形は以下の式で表される。（出典Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄＰａｃｋａｇｉｎｇｆｏｒＶＬＳＩ，Ｈ．Ｂ．Ｂａｋｏｇｌｕ，Ａｎｄｅｄｄｉｓｏｎ−ＷｅｓｌｅｙＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇｃｏｍｐａｎｙ（１９９５））。

つまり、この式は、入力波形に対して１階微分された波形になることを示している。従って、直接クロストーク成分２１１は、元の信号波形を１階微分した波形になると考えられる。また、２段クロストーク成分２１２は、元の信号波形を２階微分した波形になると考えられ、３段クロストーク成分２１３は、元の信号波形を３階微分した波形になると考えられる。

ここで、信号配線２０２を流れる高周波の信号波形をｃｏｓθとした場合について考察する。直接クロストーク成分２１１の波形は１階微分した−ｓｉｎθで表され、２段クロストーク成分２１２の波形は２階微分した−ｃｏｓθで表され、３段クロストーク成分２１３の波形は３階微分した＋ｓｉｎθで表される。つまり、クロストークが発生して導体間を伝播するたびに、波形の位相が変化することを示している。

このとき、直接クロストーク成分２１１の波形−ｓｉｎθと、３段クロストーク成分２１３の波形＋ｓｉｎθとは、１８０°位相が異なるためにそれぞれ打ち消し合うので、これらの成分は低減される。しかしながら、２段クロストーク成分２１２の波形−ｃｏｓθを打ち消す成分がいないために、この成分が最終的に信号配線２０３にて合成されたクロストークノイズとしてそのまま現れてしまう。

すなわち、ガードグラウンド配線は配線であるので多段クロストークの経路となり、上述した従来の構成では、２段クロストーク成分を低減できず、更なるクロストークノイズの低減を実現することが難しいという問題があった。

そこで、本発明は、一対の信号配線間の配線領域を広げることなくクロストークノイズの低減することができるプリント配線板及びプリント回路板を提供することを目的とするものである。

本発明のプリント配線板は、絶縁体層の一方の面に第１の配線層が形成されており、前記第１の配線層には一対の信号配線が設けられたプリント配線板において、前記第１の配線層の前記一対の信号配線の間には、前記一対の信号配線に沿って３本以上のガード配線が互いに離間して設けられており、前記ガード配線の電位は、すべてグラウンド電位もしくはすべて電源電位が付与されており、前記絶縁体層の他方の面には第２の配線層が形成されており、前記第２の配線層には、前記ガード配線と同じ電位が付与されたプレーン導体が設けられており、前記３本以上のガード配線が前記絶縁体層に設けられた１つのビアホールを介して前記プレーン導体に電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明のプリント回路板は、絶縁体層の一方の面に第１の配線層が形成され、前記第１の配線層には一対の信号配線が設けられたプリント配線板と、前記プリント配線板に実装され、前記一対の信号配線の両端に接続された、第１、第２の半導体集積回路とを有し、前記第１の配線層の前記一対の信号配線の間には、前記一対の信号配線に沿って３本以上のガード配線が互いに離間して設けられており、前記ガード配線の電位は、すべてグラウンド電位もしくはすべて電源電位が付与されており、前記絶縁体層の他方の面には第２の配線層が形成されており、前記第２の配線層には、前記ガード配線と同じ電位が付与されたプレーン導体が設けられており、前記３本以上のガード配線が前記絶縁体層に設けられた１つのビアホールを介して前記プレーン導体に電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、信号配線間のガード配線を３本以上としたので、信号配線間の配線領域を広げることなく、信号配線に生じるクロストークノイズを低減させることができる。

本発明の実施の形態に係るプリント配線板の概略構成を示す説明図であり、（ａ）はプリント配線板の平面図、（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿うプリント配線板の部分断面図である。３本のガードグラウンド配線とグラウンドプレーンとを接続するビア部の拡大平面図である。本実施例のプリント配線板及び従来例のプリント配線板において発生するクロストークの解析結果を示す図であり、（ａ）は本実施例のプリント配線板において発生するクロストークノイズの解析結果を示す図である。（ｂ）は、従来例である２本のガードグラウンド配線を信号配線間に入れたプリント配線板において発生するクロストークノイズの解析結果を示す図である。信号配線間に配置するガードグラウンド配線の本数を変化させたときの、信号配線に発生するクロストークノイズ波形を示す図である。従来のプリント配線板の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るプリント配線板の概略構成を示す説明図であり、図１（ａ）は、プリント配線板の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿うプリント配線板の部分断面図である。図１（ａ）に示すように、本実施の形態では、プリント配線板１０１に第１の半導体素子及び第２の半導体素子である第１の半導体集積回路１０９及び第２の半導体集積回路１１０が実装されてプリント回路板１００が構成されている。

プリント配線板１０１は、図１（ｂ）に示すように、絶縁体層１０２と、絶縁体層１０２の一方の面に積層して形成された第１の配線層１２１と、絶縁体層１０２の他方の面に積層して形成された第２の配線層１２２と、を備えている。なお、本発明における絶縁体層とは、ガラスエポキシのような誘電体層も含むものである。

第１の配線層１２１には、第１の半導体集積回路１０９と第２の半導体集積回路１１０とを繋ぐ配線が設けられている。具体的には、第１の配線層１２１には、一対の半導体集積回路１０９，１１０間でクロック信号等の矩形波状のパルス信号（デジタル信号）を伝送するための一対の信号配線１０３，１０４が設けられている。すなわち、第１の配線層１２１には、第１の信号配線１０３と第２の信号配線１０４とが配置されている。各信号配線１０３，１０４を伝送するパルス信号は、基準電位と電源電位との間で変移する信号である。

本実施の形態では、基準電位はグラウンド電位である。つまり、パルス信号はハイレベルが電源電位、ローレベルがグラウンド電位である。なお、本実施の形態では、第１の配線層１２１に複数の信号配線（信号配線１０３，１０４以外は不図示）が配置されており、これら複数の信号配線のうち、隣り合う２本の信号配線１０３，１０４を対象としている。

一対の信号配線１０３，１０４は、互いに平行に配置されている。なお、図１（ａ）では、一対の信号配線１０３，１０４を模式的に図示している。そして、一対の信号配線１０３，１０４は、図１（ａ）では、Ｌ字形状に屈曲して形成されているが、直線状等、種々の形状に形成される。また、例えば基板上の不図示の他の配線等を回避するために信号配線１０３，１０４が部分的にクランク状となったり、一方の信号配線に対して他方の信号配線が斜めになる部分が存在したり、種々の状況が考えられる。

したがって、一対の信号配線１０３，１０４が互いに平行に配置されている状態としては、僅かに平行とはならない部分が信号配線１０３，１０４に存在する場合も含んでいるものである。

第２の配線層１２２には、プレーン導体としてのグラウンドプレーン１０８が設けられている。このグラウンドプレーン１０８は、本実施の形態では、各信号配線１０３，１０４を流れる信号におけるグラウンド電位と同一レベルの電位が付与されるように不図示の金属筐体に接地されている。

ところで、本実施の形態では、第１の配線層１２１には、一対の信号配線１０３，１０４の間にガード配線としてのガードグラウンド配線が３本設けられている。つまり、信号配線１０３から信号配線１０４に向かって、第１のガードグラウンド配線１０５、第２のガードグラウンド配線１０６及び第３のガードグラウンド配線１０７が順次設けられている。各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７及び各信号配線１０３，１０４は、互いに離間して配置されており、互いに絶縁状態となっている

各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７は、一対の信号配線１０３，１０４に沿って信号配線１０３，１０４の長さ方向に延びて形成されている。つまり、各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７は、一対の信号配線１０３，１０４と平行に延びるように配置されている。したがって、各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７は、互いに平行に配置されている。

ここで、各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７が互いに平行に配置されている状態としては、長さ方向すべての領域で平行になっている場合のほか、僅かに平行とはならない部分が長さ方向の一部分に存在する場合も含むものである。

仮に各ガードグラウンド配線を異なる電位に設定すると、各配線を近接させた際に異電位の配線間でショートの発生確率が高まるため、各配線間を広げなければならなくなる。これに対し、本実施の形態では、各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７には、グラウンドプレーン１０８に電気的に接続されて、同一レベルの同じ電位であるグラウンド電位が付与されている。言い換えれば、グラウンドプレーン１０８には、ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７と同じ電位が付与されている。

このように各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７の電位レベルを揃えたことで、ショートの問題はなくなるので、各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７の配線間隔を細くすることができ、プリント配線板１０１の小型化が可能となる。また、グラウンドプレーン１０８とガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７とがグラウンド電位であるので、共振による特性劣化を招くことがない。

図２に３本のガードグラウンド配線とグラウンドプレーンとを接続するビア部の拡大平面図を示す。この図２に示すように、絶縁体層１０２には、一対の信号配線１０３，１０４の間の配線領域に絶縁体層１０２を貫通する１つのビアホール１１１が設けられている。また、絶縁体層１０２の一方の面には、ビアホール１１１を囲ってビアホール１１１に電気的に接続されたビアパッド１１２が設けられている。

このビアパッド１１２は３本のガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７に跨って設けられており、このビアパッド１１２で３本のガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７が電気的に接続されている。なお、図示は省略するが、ビアホール１１１は絶縁体層１０２の他方の面でグラウンドプレーン１０８に電気的に接続されている。

したがって、これら３本のガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７が１つのビアホール１１１を介してグラウンドプレーン１０８に電気的に接続されている。これにより、各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７は、グラウンドプレーン１０８に電気的に接続されて電位が安定し、よりクロストーク抑制効果を向上させることができる。

また、１つのビアホール１１１で各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７がグラウンドプレーン１０８に接続されている。したがって、各ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７に対応するビアホール及びビアパッドをそれぞれ配置する場合よりも、一対の信号配線１０３，１０４の間の配線領域の広がりを抑制することができる。

ただし本発明において、グラウンドプレーン１０８は必ずしも必須の構成ではない。しかしながら、前述の共振による伝送信号の特性劣化や、ビアホール１１１を介してガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７に安定した電位を供給する容易さを考慮すると、最も好ましい形態である。

次に、プリント配線板１０１の一方の信号配線１０３に信号を流した場合に他方の信号配線１０４に生じるクロストークについて説明する。ここで、信号配線１０３にクロック信号等のパルス信号が入力された場合には、その微分波形である高周波成分を有するクロストークノイズが信号配線１０４に生じることとなる。ここで、クロストークノイズでは高周波成分が問題となることが多いため、高周波の信号成分の波形をｃｏｓθとして説明する。

図１（ｂ）に示すように、信号配線１０３を伝播する信号のエネルギーが信号配線１０４に伝播してクロストークとして現れるまでの経路は複数あり、何回異なる導体を経由したかによって分類することができる。信号配線１０４に伝播するクロストークノイズには、信号配線１０３から直接伝播する経路を辿る直接クロストーク成分１１３と、信号配線１０３からガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７を介して伝播する経路を辿る多段クロストーク成分とがある。多段クロストーク成分には、２段クロストーク成分１１４と、３段クロストーク成分１１５と、４段クロストーク成分１１６とがある。

２段クロストーク成分１１４は、１度いずれかのガードグラウンド配線に伝播し、信号配線１０４に伝播するクロストークノイズである。２段クロストーク成分１１４の伝播経路は３つある。具体的には、信号配線１０３−ガードグラウンド配線１０５−信号配線１０４の経路と、信号配線１０３−ガードグラウンド配線１０６−信号配線１０４の経路と、信号配線１０３−ガードグラウンド配線１０７−信号配線１０４の経路とがある。

３段クロストーク成分１１５は、１度いずれかのガードグラウンド配線に伝播し、もう１度別のガードグラウンド配線に伝播した後、信号配線１０４に伝播するクロストークノイズである。３段クロストーク成分１１５の伝播経路は３つある。具体的には、信号配線１０３−ガードグラウンド配線１０５−ガードグラウンド配線１０６−信号配線１０４の経路と、信号配線１０３−ガードグラウンド配線１０５−ガードグラウンド配線１０７−信号配線１０４の経路と、がある。また、信号配線１０３−ガードグラウンド配線１０６−ガードグラウンド配線１０７−信号配線１０４の経路がある。

４段クロストーク成分１１６は、信号配線１０３から、３本全てのガードグラウンド配線を順次伝播して、信号配線１０４に伝播するクロストークノイズである。

クロストークは、配線を一度移るたびに、１階微分した波形になることが知られている。そのため、信号配線１０３にｃｏｓθの信号を伝送すると、直接クロストーク成分１１３は、信号配線１０４に−ｓｉｎθとなる位相を有するクロストーク波形として現れる。

２段クロストーク成分１１４は、信号配線１０４に−ｃｏｓθとなる位相を有するクロストーク波形として現れる。３段クロストーク成分１１５は、信号配線１０４に＋ｓｉｎθとなる位相を有するクロストーク波形として現れる。４段クロストーク成分１１６は、信号配線１０４に＋ｃｏｓθとなる位相を有するクロストーク波形として現れる。

したがって、信号配線１０４において、−ｓｉｎθで表せる波形の直接クロストーク成分１１３と、＋ｓｉｎθで表せる波形の３段クロストーク成分１１５とが互いに打ち消し合う。

また、信号配線１０４において、−ｃｏｓθで表せる波形の２段クロストーク成分１１４と、＋ｃｏｓθで表せる波形の４段クロストーク成分１１６とが互いに打ち消し合う。ゆえに、３本のガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７を一対の信号配線１０３，１０４の間に配置することによって、全てのクロストーク成分に対してそれぞれ打ち消し合う相手のクロストーク成分が存在する。

なお、信号配線１０３に流れる信号をｓｉｎ（θ＋α）とした場合にも同様に打ち消し合う。そして、クロック信号等のパルス信号は、周波数の異なる正弦波の合成で表せるので、各周波数成分においても同様に打ち消し合う。

以上、一対の信号配線１０３，１０４の間に３本のガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７を配置したので、一方の信号配線１０３に信号が流れることにより信号配線１０４に生じるクロストークノイズを大きく低減できる。

なお、上記実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施の形態では、ガード配線としてのガードグラウンド配線が３本の場合について説明したが、ガード配線は３本以上であれば上記実施の形態と同様の効果を奏するものである。

また、上記実施の形態では、プレート導体がグラウンドプレートであり、各ガード配線がグラウンドプレートに接続されて基準電位であるグラウンド電位が付与されるガードグラウンド配線である場合について説明したがこれに限定するものではない。すなわち、信号に対するリファレンスプレーンとして電源電圧の電位レベルであってもよく、プレート導体には電源電位が付与され、各ガード配線がプレート導体に接続されて電源電位が付与されるようにしても同様の効果を奏する。

また、上記実施の形態では、信号がパルス信号である場合について説明したが、これに限らず、あらゆる波形の信号に対して上記実施の形態と同様の効果を奏するものである。

以下、図３に本実施例のプリント配線板及び従来例のプリント配線板において発生するクロストークの解析結果を示す。図３（ａ）は本実施例のプリント配線板において発生するクロストークノイズの解析結果を示す図である。

配線の仕様について説明すると、信号配線１０３，１０４は、いずれも導体幅０．１２５ｍｍ、ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７はいずれも導体幅０．１２ｍｍとした。信号配線１０３−ガードグラウンド配線１０５、信号配線１０４−ガードグラウンド配線１０７の間隙はいずれも０．１２５ｍｍとした。また、ガードグラウンド配線１０５−ガードグラウンド配線１０６、ガードグラウンド配線１０６−ガードグラウンド配線１０７の間隙はいずれも０．１２ｍｍとした。従って、ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７の３本の間隙を含むトータルの幅は、０．６ｍｍとなっている。

一般に１本のガードグラウンド配線を信号配線間に配置する場合、ガードグラウンド配線の幅は、ガードグラウンド配線とリファレンスグラウンドを接続するためのビアパッドの直径分だけ確保する場合が多い。そして、板厚が１．６ｍｍのプリント配線板に多く使われる穴径０．３ｍｍのビアホールのパッド径はおよそ０．６ｍｍである場合が多い。

本実施の形態における３本のガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７のトータル幅０．６ｍｍは実現容易である。さらに、ガードグラウンド配線１０５，１０６，１０７の配線幅０．１２ｍｍ、ガードグラウンド配線間の間隙０．１２ｍｍも製造性を大きく妨げるような仕様ではなく一般的に使われている仕様であり、実現容易である。また、信号線長は１００ｍｍで、第１の配線層１２１と第２の配線層１２２間の距離は０．２ｍｍとした。

以上の構成において、入力信号を振幅１Ｖ、４００ＭＨｚ相当のクロック信号を伝送したとき、クロストークノイズの電圧波形は、図３（ａ）のものとなった。このとき、クロストークノイズの電圧波形の最大振幅は、約１９５ｍＶであった。

次に、図３（ｂ）に、図５の従来例である２本のガードグラウンド配線２０４，２０５を信号配線２０２，２０３間に入れたプリント配線板において発生するクロストークノイズの解析結果を示す。配線の仕様について説明すると、信号配線２０２と信号配線２０３は、導体幅０．１２５ｍｍ、かつ信号配線間の距離、配線面積も本実施例と等しい。また、２つのガードグラウンド配線２０４，２０５とそれぞれに近い信号配線２０２，２０３間距離も本実施例と同様、０．１２５ｍｍの間隙を取っている。

２本のガードグラウンド配線２０４，２０５の導体幅は、いずれも０．２ｍｍで、ガードグラウンド配線間の間隙は０．２ｍｍである。入力する信号、配線長も実施例と同様の条件で解析を行ったものである。このとき、クロストークノイズの電圧波形の最大振幅は約２２４ｍＶであった。

以上、クロストークノイズ抑制の目安を信号振幅１Ｖの２０％である２００ｍＶとした際に、図３（ｂ）に示した従来例では、２２４ｍＶと上回っていた。それに対し、図３（ａ）に示した本実施例では、配線面積が同一でありながら、１９５ｍＶと目安以下にクロストークノイズを抑制することができることが確認できた。

また、ガードグラウンドが３本以上であっても、いずれのガードグラウンドを介した多重クロストークに対して必ず打ち消し成分が発生するため、上記メカニズムによるクロストークノイズ低減効果が得られる。

以下、具体例を挙げて説明すると、信号配線間距離を０．８５ｍｍと一定の状態で、信号配線間に配置するガードグラウンド配線の本数を変化させたときの、信号配線に発生するクロストークノイズ波形を図４に示す。信号配線幅は０．１２５ｍｍ、信号配線長は１００ｍｍである。入力波形は４００ＭＨｚ相当の振幅１．０Ｖのクロック信号である。信号配線がある配線層とグラウンドプレーンの間隔は０．２ｍｍである。

電圧波形６０１は、ガードグラウンド配線がない時のクロストークノイズの電圧波形である。信号配線間隔は０．８５ｍｍである。電圧波形６０２は、各信号配線からそれぞれ０．１２５ｍｍ間隙をとり、幅０．６ｍｍのガードグラウンド配線が信号配線間に１本存在する際のクロストークノイズの電圧波形である。

電圧波形６０３は、ガードグラウンド配線が信号配線間に２本存在する際のクロストークノイズの電圧波形である。このときの断面形状は、２本の信号配線の幅がいずれも０．１２５ｍｍであり、２本のガードグラウンド配線の幅がいずれも０．２ｍｍである。また、ガードグラウンド配線と信号配線との間隙は、０．１２５ｍｍ、ガードグラウンド配線間の間隙は０．２ｍｍである。

電圧波形６０４は、ガードグラウンド配線が信号配線間に３本存在する際のクロストーク電圧波形である。このときの断面形状は、２本の信号配線の幅がいずれも０．１２５ｍｍであり、３本のガードグラウンド配線の幅がいずれも０．１２ｍｍである。また、ガードグラウンド配線と信号配線との間隙は、０．１２５ｍｍ、ガードグラウンド配線間の間隙は０．１２ｍｍである。

電圧波形６０５は、ガードグラウンド配線が信号配線間に４本存在する際のクロストーク電圧波形である。このときの断面形状は、２本の信号配線の幅がいずれも０．１２５ｍｍであり、４本のガードグラウンド配線の幅がいずれも０．０８６ｍｍである。また、ガードグラウンド配線と信号配線との間隙は、０．１２５ｍｍ、ガードグラウンド配線間の間隙は０．０８６ｍｍである。

電圧波形６０６は、ガードグラウンド配線が信号配線間に５本存在する際のクロストーク電圧波形である。このときの断面形状は、２本の信号配線の幅がいずれも０．１２５ｍｍであり、５本のガードグラウンド配線の幅がいずれも０．０６６ｍｍである。また、ガードグラウンド配線と信号配線との間隙は、０．１２５ｍｍ、ガードグラウンド配線間の間隙は０．０６６ｍｍである。

以上の電圧波形６０１〜６０６の信号配線に発生するクロストークノイズの電圧の最大振幅を以下の表１に示す。

ガードグラウンド配線がないときのクロストーク電圧のピーク値４９９ｍＶに対して、ガードグラウンド配線が１本入ることで、電圧のピーク値が３０４ｍＶに低減し、ガードグラウンド配線が２本入ることで、電圧のピーク値が２２４ｍＶに低減している。さらにガードグラウンド配線を３本から５本まで増やすことで、クロストーク電圧のピーク値は１９５ｍＶ、１８１ｍＶ、１６１ｍＶとさらに小さくなっている。ガードグラウンドを３本以上設けることで、クロストークノイズの低減効果があることがわかる。

１０１プリント配線板
１０２絶縁体層
１０３，１０４信号配線
１０８グラウンドプレーン（プレーン導体）
１０５，１０６，１０７ガードグラウンド配線（ガード配線）
１１１ビアホール
１２１第１の配線層
１２２第２の配線層

Claims

絶縁体層の一方の面に第１の配線層が形成されており、前記第１の配線層には一対の信号配線が設けられたプリント配線板において、
前記第１の配線層の前記一対の信号配線の間には、前記一対の信号配線に沿って３本以上のガード配線が互いに離間して設けられており、前記ガード配線の電位は、すべてグラウンド電位もしくはすべて電源電位が付与されており、
前記絶縁体層の他方の面には第２の配線層が形成されており、前記第２の配線層には、前記ガード配線と同じ電位が付与されたプレーン導体が設けられており、
前記３本以上のガード配線が前記絶縁体層に設けられた１つのビアホールを介して前記プレーン導体に電気的に接続されていることを特徴とするプリント配線板。
絶縁体層の一方の面に第１の配線層が形成され、前記第１の配線層には一対の信号配線が設けられたプリント配線板と、
前記プリント配線板に実装され、前記一対の信号配線の両端に接続された、第１、第２の半導体集積回路とを有し、
前記第１の配線層の前記一対の信号配線の間には、前記一対の信号配線に沿って３本以上のガード配線が互いに離間して設けられており、前記ガード配線の電位は、すべてグラウンド電位もしくはすべて電源電位が付与されており、
前記絶縁体層の他方の面には第２の配線層が形成されており、前記第２の配線層には、前記ガード配線と同じ電位が付与されたプレーン導体が設けられており、
前記３本以上のガード配線が前記絶縁体層に設けられた１つのビアホールを介して前記プレーン導体に電気的に接続されていることを特徴とするプリント回路板。