JP6333048B2 - Multilayer circuit board - Google Patents

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Description

本発明は、絶縁体層と導体層とを積層してなる多層回路基板に関し、特に高周波信号の伝送技術に関する。   The present invention relates to a multilayer circuit board formed by laminating an insulator layer and a conductor layer, and more particularly to a high-frequency signal transmission technique.

周知のように、高周波回路を実装する多層回路基板においては高周波信号の伝送線路としてストリップ線路・マイクロストリップ線路・コプレーナ線路などの技術が用いられている。このような多層回路基板において2つの伝送線路を交差させる場合には、少なくともその交差部において、各伝送線路の中心導体に相当する信号線をそれぞれ異なる導体層に形成する。特許文献1に記載のものは、2つのマイクロストリップ線路構造を単純に重ね合わせたものであり、第1のマイクロストリップ線路に係る信号線と第2のマイクロストリップ線路に係る信号線の間に、第1のマイクロストリップ線路に係るグランド導体が配置される構造である。また、特許文献2に記載のものは、第1及び第2のマイクロストリップ線路の信号線はそれぞれ多層回路基板の表面に形成され、一方グランド導体は多層回路基板の裏面に形成されている。すなわち、第1及び第2のマイクロストリップ線路で共通のグランド導体を用いている。そして、マイクロストリップ線路の交差部においては、第1のマイクロストリップ線路の信号線を多層回路基板の内層に形成し、その両端部をスルーホールを介して表層の信号線と接続している。   As is well known, in a multilayer circuit board on which a high-frequency circuit is mounted, a technique such as a strip line, a microstrip line, or a coplanar line is used as a transmission line for a high-frequency signal. When two transmission lines are crossed in such a multilayer circuit board, signal lines corresponding to the central conductor of each transmission line are formed in different conductor layers at least at the crossing portion. The one described in Patent Document 1 is a simple superposition of two microstrip line structures, and between the signal line related to the first microstrip line and the signal line related to the second microstrip line, The ground conductor according to the first microstrip line is arranged. In the device described in Patent Document 2, the signal lines of the first and second microstrip lines are formed on the surface of the multilayer circuit board, respectively, while the ground conductor is formed on the back surface of the multilayer circuit board. That is, a common ground conductor is used for the first and second microstrip lines. At the intersection of the microstrip lines, the signal line of the first microstrip line is formed in the inner layer of the multilayer circuit board, and both ends thereof are connected to the signal lines on the surface layer through through holes.

特開2002−368507号公報JP 2002-368507 A 特開2011−055328号公報JP 2011-055328 A

ところで、近年の電子機器の小型化・薄型化・高機能化の要求に伴い、多層回路基板においても更なる薄型化や配線の狭ピッチ化の要求が高まってきている。一方、高周波信号を多層回路基板中で伝送する場合、伝送線路の特性インピーダンスの不連続が問題になる。これは、不連続部分において高周波信号の反射が起こり、これにより伝送信号の損出が生じたり、波形に歪みやなまりが生じたりするためである。他方、上述のように伝送線路を多層回路基板上で交差させる場合には、伝送線路間での信号の干渉が問題になる。   By the way, with recent demands for downsizing, thinning, and high functionality of electronic devices, there has been an increasing demand for further thinning and narrower wiring pitches in multilayer circuit boards. On the other hand, when transmitting a high frequency signal in a multilayer circuit board, the discontinuity of the characteristic impedance of the transmission line becomes a problem. This is because reflection of a high frequency signal occurs in the discontinuous portion, thereby causing loss of the transmission signal and distortion or rounding of the waveform. On the other hand, when the transmission lines intersect on the multilayer circuit board as described above, signal interference between the transmission lines becomes a problem.

このような問題に関して特許文献1に記載にものでは、第1のマイクロストリップ線路の信号線と第2のマイクロストリップ線路の信号線の間にグランド導体が介在しているので、伝送信号のアイソレーションを確保できるもの、該グランド導体の形成層が常に必要なため薄型化に適さないという問題がある。   With respect to such a problem, in Patent Document 1, since a ground conductor is interposed between the signal line of the first microstrip line and the signal line of the second microstrip line, the transmission signal is isolated. Can be ensured, and the ground conductor forming layer is always required, so that it is not suitable for thinning.

一方、特許文献2に記載のものでは、伝送線路同士が交差する箇所では、使用周波数で共振する並列共振回路を配置し、共振周波数でのアイソレーションを確保している。このような構造では、伝送線路間にはグランド導体を配置する必要がないので薄型化に貢献する。しかしながら、配線によるインダクタで線路間を接続するため、共振周波数がずれた場合、逆にアイソレーションが悪くなるという問題がある。また、多層回路基板の配線や絶縁層によりインダクタやキャパシタを形成するので、製造する際のばらつきにより共振周波数にもばらつきが発生するおそれがあり、したがって一定のアイソレーションを確保するのは難しいという問題もある。さらにいえば、伝送線路間の信号周波数が異なる場合には当該構造を採用することはできないという問題もある。   On the other hand, in the thing of patent document 2, in the location where transmission lines cross | intersect, the parallel resonant circuit which resonates at a use frequency is arrange | positioned, and the isolation | separation at a resonant frequency is ensured. In such a structure, it is not necessary to arrange a ground conductor between the transmission lines, which contributes to a reduction in thickness. However, since the lines are connected by an inductor by wiring, there is a problem that isolation is worsened when the resonance frequency is shifted. In addition, since inductors and capacitors are formed by wiring and insulating layers of the multilayer circuit board, there is a possibility that the resonance frequency may vary due to variations in manufacturing, and it is therefore difficult to ensure constant isolation. There is also. Furthermore, there is a problem that the structure cannot be adopted when the signal frequencies between the transmission lines are different.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高周波特性が良好で且つ薄型化を容易に実現できる伝送線路の交差構造を有する多層回路基板を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a multilayer circuit board having a transmission line crossing structure that has good high-frequency characteristics and can be easily reduced in thickness. is there.

上記目的を達成するために、本願発明は、導体層と絶縁体層とを積層してなる多層回路基板であって、第1導体層には第1信号線及び該第1信号線と間隔をおいて配置された第1グランド導体が形成され、第1導体層と絶縁体層を介して対向する第2導体層には第2信号線及び該第2信号線と間隔をおいて配置された第2グランド導体が形成され、前記第1信号線は多層回路基板の厚み方向に投影した際に第2信号線と交差しており、前記第1グランド導体と第1信号線の間隔は第1及び第2信号線の交差部においては該交差部以外における間隔よりも小さく、且つ、前記第2グランド導体と第2信号線の間隔は前記交差部においては該交差部以外における間隔よりも小さく形成され、前記第1信号線は、第2信号線との交差部においては該交差部以外よりも線幅が狭く形成され、前記第2信号線は、第1信号線との交差部から該交差部以外の部分に亘って線幅が同一に形成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a multilayer circuit board formed by laminating a conductor layer and an insulator layer, wherein the first conductor layer is spaced apart from the first signal line and the first signal line. A first ground conductor is formed, and the second conductor layer facing the first conductor layer via the insulator layer is spaced apart from the second signal line and the second signal line. A second ground conductor is formed, the first signal line intersects with the second signal line when projected in the thickness direction of the multilayer circuit board, and the distance between the first ground conductor and the first signal line is first. In addition, the interval between the second signal lines is smaller than the interval other than the intersection, and the interval between the second ground conductor and the second signal line is smaller than the interval other than the intersection in the intersection. The first signal line is at the intersection with the second signal line. The second signal line is formed to have the same line width from an intersection with the first signal line to a portion other than the intersection. To do.

本発明によれば、第1信号線と第2信号線の交差部以外の部分においては、第1導体層に形成された第1信号線と第2導体層に形成された第2グランド導体によりマイクロストリップ線路を形成し、第2導体層に形成された第2信号線と第1導体層に形成された第1グランド導体によりマイクロストリップ線路を形成することができる。同時に、第1信号線と第2信号線の交差部においては、第1導体層に形成された第1信号線及び第1グランド導体によりコプレーナ線路を形成し、第2導体層に形成された第2信号線及び第2グランド導体によりコプレーナ線路を形成することができる。これにより伝送線路の交差構造を有する多層回路基板の薄型化が可能となる。また、コプレーナ線路は各信号線の近傍且つ同層に各グランド導体が配置されていることから、他層に形成された信号線やグランド導体との影響を受けにくい。これにより第1信号線と第2信号線のアイソレーションを容易に確保することができる。   According to the present invention, in the portion other than the intersection of the first signal line and the second signal line, the first signal line formed in the first conductor layer and the second ground conductor formed in the second conductor layer. A microstrip line is formed, and the microstrip line can be formed by the second signal line formed in the second conductor layer and the first ground conductor formed in the first conductor layer. At the same time, at the intersection of the first signal line and the second signal line, a coplanar line is formed by the first signal line and the first ground conductor formed in the first conductor layer, and the second signal layer is formed in the second conductor layer. A coplanar line can be formed by the two signal lines and the second ground conductor. This makes it possible to reduce the thickness of the multilayer circuit board having the crossing structure of the transmission lines. In addition, since each ground conductor is disposed in the same layer and in the vicinity of each signal line, the coplanar line is not easily affected by signal lines and ground conductors formed in other layers. Thereby, the isolation of the first signal line and the second signal line can be easily ensured.

本発明の好適な態様の一例としては、前記第1グランド導体と第1信号線の間隔は、第1信号線の特性インピーダンスに対する影響が、第1及び第2信号線の交差部においては第1グランド導体との距離が第2グランド導体との距離よりも支配的となり、前記交差部以外においては第2グランド導体との距離が第1グランド導体との距離よりも支配的となるように設定されており、前記第2グランド導体と第2信号線の間隔は、第2信号線の特性インピーダンスに対する影響が、第1及び第2信号線の交差部においては第2グランド導体との距離が第1グランド導体との距離よりも支配的となり、前記交差部以外においては第1グランド導体との距離が第2グランド導体との距離よりも支配的となるように設定されていることを特徴とする。   As an example of a preferred aspect of the present invention, the distance between the first ground conductor and the first signal line has an influence on the characteristic impedance of the first signal line, and the first signal line is intersected at the first and second signal lines. The distance to the ground conductor is more dominant than the distance to the second ground conductor, and the distance to the second ground conductor is set to be more dominant than the distance to the first ground conductor except for the intersection. The distance between the second ground conductor and the second signal line has an influence on the characteristic impedance of the second signal line, and the distance from the second ground conductor at the intersection of the first and second signal lines is the first. The distance is more dominant than the distance to the ground conductor, and the distance from the first ground conductor is set to be more dominant than the distance from the second ground conductor except at the intersection.

以上説明したように本発明に係る多層回路基板によれば、伝送線路の交差構造を有していながら、高周波特性が良好で且つ薄型化を容易に実現できる。   As described above, according to the multilayer circuit board according to the present invention, it is possible to easily realize thinning with good high-frequency characteristics while having a cross structure of transmission lines.

多層回路基板の表面図Surface view of multilayer circuit board 通過特性のシミュレーション結果Simulation results of pass characteristics アイソレーションのシミュレーション結果Isolation simulation results

本発明の一実施の形態に係る多層回路基板の交差構造について図面を参照して説明する。図1は多層回路基板の表面図である。図1において(a)は多層回路基板の一方の主面側からみた表面図であり、(b)は多層回路基板の他方の主面側からみた表面図である。   An intersecting structure of multilayer circuit boards according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a surface view of a multilayer circuit board. In FIG. 1, (a) is a surface view seen from one main surface side of the multilayer circuit board, and (b) is a surface view seen from the other main surface side of the multilayer circuit board.

本実施の形態に係る多層回路基板10は、導体層と絶縁体層を積層してなり、図1に示すように、1つの絶縁体層の両面にそれぞれ導体層100,200を形成した両面基板である。すなわち、多層回路基板10の一方の主面には第1導体層100が形成され、他方の主面には第2導体層200が形成され、導体層100及び200の間には絶縁体層300が形成されている。第1導体層100には、図1(a)に示すように、高周波信号を伝送するための第1信号線110と、該第1信号線110と間隔をおいて形成された第1グランド導体150が形成されている。該第1グランド導体150は、所謂「ベタ・グランド」と呼ばれるものであり、多層回路基板10により構成される高周波回路に必要な配線(第1信号線110を含む)・ランド・スルーホール・端子電極などを除く領域に全体的に形成されている。同様に、第2導体層200には、図1(b)に示すように、高周波信号を伝送するための第2信号線210と、該第2信号線210と間隔をおいて形成された第2グランド導体250が形成されている。該第2グランド導体250は、所謂「ベタ・グランド」と呼ばれるものであり、多層回路基板10により構成される高周波回路に必要な配線(第2信号線210を含む)・ランド・スルーホール・端子電極などを除く領域に全体的に形成されている。第1グランド導体150と第2グランド導体250とは図示しないスルーホールにより電気的に接続している。   A multilayer circuit board 10 according to the present embodiment is a double-sided board in which conductor layers and insulator layers are laminated, and conductor layers 100 and 200 are formed on both sides of one insulator layer as shown in FIG. It is. That is, the first conductor layer 100 is formed on one main surface of the multilayer circuit board 10, the second conductor layer 200 is formed on the other main surface, and the insulator layer 300 is interposed between the conductor layers 100 and 200. Is formed. As shown in FIG. 1A, the first conductor layer 100 includes a first signal line 110 for transmitting a high-frequency signal, and a first ground conductor formed at an interval from the first signal line 110. 150 is formed. The first ground conductor 150 is a so-called “solid ground”, and is a wiring (including the first signal line 110), land, through-hole, and terminal necessary for a high-frequency circuit constituted by the multilayer circuit board 10. It is formed entirely in a region excluding electrodes. Similarly, as shown in FIG. 1B, the second conductor layer 200 has a second signal line 210 for transmitting a high-frequency signal, and a second signal line 210 formed at an interval from the second signal line 210. Two ground conductors 250 are formed. The second ground conductor 250 is a so-called “solid ground”, and is a wiring (including the second signal line 210), a land, a through hole, and a terminal necessary for a high-frequency circuit constituted by the multilayer circuit board 10. It is formed entirely in a region excluding electrodes. The first ground conductor 150 and the second ground conductor 250 are electrically connected through a through hole (not shown).

本発明に係る多層回路基板10では、第1信号線110は、多層回路基板10の厚み方向に第2導体層200に投影した場合に第2信号線210と交差している。そして、本発明の特徴点は、第1信号線110及び第2信号線210との交差部における第1導体層100及び第2導体層200の構造にある。また、本発明の特徴点は、第1信号線110及び第2信号線210との交差部における第1信号線110の構造にある。   In the multilayer circuit board 10 according to the present invention, the first signal line 110 intersects the second signal line 210 when projected onto the second conductor layer 200 in the thickness direction of the multilayer circuit board 10. The feature of the present invention is the structure of the first conductor layer 100 and the second conductor layer 200 at the intersection between the first signal line 110 and the second signal line 210. The feature of the present invention is the structure of the first signal line 110 at the intersection of the first signal line 110 and the second signal line 210.

図1(a)に示すように、第1信号線110は、第2信号線210との交差部以外においては一定の幅W15となっており、第2信号線210との交差部に近づくにつれて徐々に小さくなり、交差部及びその近傍においては前記幅W15よりも小さい幅W10となっている。また、交差部における第1導体層100に形成された第1信号線110と第1グランド導体150の間隔G10は、交差部以外における第1信号線110と第1グランド導体150の間隔G15よりも小さくなっている。具体的には、第1グランド導体150は、第1信号線110と対向する縁が、交差部に近づくにつれ第1信号線110に徐々に近づいていき交差部近傍においては第1信号線110と間隔G15となるよう張り出して形成されている。換言すれば、第1グランド導体150は、交差部近傍においては、第1信号線110方向に台形状に張り出して形成されている。第1グランド導体150の張り出しが開始する位置は、第1信号線110の幅が小さくなり始める位置と、第1信号線110の長さ方向においてほぼ一致している。   As shown in FIG. 1A, the first signal line 110 has a constant width W15 except at the intersection with the second signal line 210, and approaches the intersection with the second signal line 210. The width gradually decreases, and the width W10 is smaller than the width W15 at and near the intersection. In addition, the gap G10 between the first signal line 110 and the first ground conductor 150 formed in the first conductor layer 100 at the intersection is larger than the gap G15 between the first signal line 110 and the first ground conductor 150 in the area other than the intersection. It is getting smaller. Specifically, the edge of the first ground conductor 150 facing the first signal line 110 gradually approaches the first signal line 110 as it approaches the intersection, and in the vicinity of the intersection, Overhangs to form the gap G15. In other words, the first ground conductor 150 is formed in a trapezoidal shape in the direction of the first signal line 110 in the vicinity of the intersection. The position where the extension of the first ground conductor 150 starts substantially coincides with the position where the width of the first signal line 110 starts to decrease in the length direction of the first signal line 110.

また、第2信号線210は、第1信号線110と同様に、交差部における第2導体層200に形成された第2信号線210と第2グランド導体250の間隔G20は、交差部以外における第2信号線210と第2グランド導体250の間隔G25よりも小さくなっている。ただし第2信号線210は、第1信号線110とは異なり、少なくとも第1信号線110との交差部から該交差部以外の部分に亘って、換言すれば該交差部から第2信号線210の長さ方向の前後に亘って、線幅が同一(一定)に形成されている。一方、第2グランド導体250は、第1グランド導体150と同様に、第2信号線210と対向する縁が、交差部に近づくにつれ第2信号線210に徐々に近づいていき交差部近傍においては第2信号線210と間隔G25となるよう張り出して形成されている。換言すれば、第2グランド導体250は、交差部近傍においては、第2信号線210方向に台形状に張り出して形成されている。   Similarly to the first signal line 110, the second signal line 210 has a gap G20 between the second signal line 210 and the second ground conductor 250 formed in the second conductor layer 200 at the intersection. The distance G25 between the second signal line 210 and the second ground conductor 250 is smaller. However, unlike the first signal line 110, the second signal line 210 extends at least from the intersection with the first signal line 110 to a portion other than the intersection, in other words, from the intersection to the second signal line 210. The line width is the same (constant) over the length direction. On the other hand, as with the first ground conductor 150, the edge of the second ground conductor 250 facing the second signal line 210 gradually approaches the second signal line 210 as it approaches the intersection, and in the vicinity of the intersection. The second signal line 210 is formed so as to protrude from the gap G25. In other words, the second ground conductor 250 is formed in a trapezoidal shape in the direction of the second signal line 210 near the intersection.

ここで、第1信号線110は、第2信号線210との交差部以外では、第2導体層200に形成された第2グランド導体250との関係で、マイクロストリップ線路の内部導体を構成するようになっている。すなわち、第1信号線110の特性インピーダンスは、交差部以外においては、第2導体層200に形成された第2グランド導体250との距離すなわち絶縁体層300の厚みが、第1導体層100に形成された第1グランド導体150との間隔G10よりも支配的となるように各部の寸法等が規定されている。一方、第1信号線110は、第2信号線210との交差部では、第1導体層100に形成された第1グランド導体150との関係で、コプレーナ線路の内部導体を構成するようになっている。すなわち、第1信号線110の特性インピーダンスは、交差部においては、第1導体層100に形成された第1グランド導体150との間隔G15が、第2導体層200に形成された第2グランド導体250との距離すなわち絶縁体層300の厚みよりも支配的となるように各部の寸法等が規定されている。また、第1信号線110の特性インピーダンスは、第2信号線210との交差部と交差部以外に拘わらず全体に亘って一定となるように、すなわち特性インピーダンスの不連続部が生じないように各部の寸法等が規定されている。以上のような特性インピーダンスに関わる特徴点は第2信号線210についても同様である。   Here, the first signal line 110 constitutes the internal conductor of the microstrip line in relation to the second ground conductor 250 formed in the second conductor layer 200 except at the intersection with the second signal line 210. It is like that. That is, the characteristic impedance of the first signal line 110 is such that the distance from the second ground conductor 250 formed in the second conductor layer 200, that is, the thickness of the insulator layer 300 is the same as that of the first conductor layer 100 except at the intersection. The dimensions and the like of each part are defined so as to be more dominant than the gap G10 with respect to the formed first ground conductor 150. On the other hand, the first signal line 110 forms an internal conductor of the coplanar line at the intersection with the second signal line 210 in relation to the first ground conductor 150 formed in the first conductor layer 100. ing. That is, the characteristic impedance of the first signal line 110 is such that the gap G15 between the first signal line 110 and the first ground conductor 150 formed in the first conductor layer 100 is the second ground conductor formed in the second conductor layer 200 at the intersection. The dimensions and the like of each part are defined so as to be more dominant than the distance from 250, that is, the thickness of the insulating layer 300. In addition, the characteristic impedance of the first signal line 110 is constant over the whole regardless of the intersection with the second signal line 210, that is, the characteristic impedance discontinuity does not occur. The dimensions of each part are specified. The characteristic points relating to the characteristic impedance as described above are the same for the second signal line 210.

本実施の形態に係る多層回路基板10によれば、第1信号線110が形成された第1導体層100と第2信号線210が形成された第2導体層200との間には絶縁体層300しか存在しないので薄型化を容易に図ることができる。また、各信号線110,210と各グランド導体150,250との間隔等を調整することで、特性インピーダンスの不連続の発生を容易に防止することができる。特に本実施の形態では、第1信号線110と第2信号線210との交差部において、第1信号線110の線幅が交差部以外よりも狭くなっているので、第1信号線110においては交差部と交差部以外に拘わらず特性インピーダンスを全体に亘って容易に一定とすることができる。   According to the multilayer circuit board 10 according to the present embodiment, an insulator is provided between the first conductor layer 100 in which the first signal line 110 is formed and the second conductor layer 200 in which the second signal line 210 is formed. Since only the layer 300 exists, the thickness can be easily reduced. Further, by adjusting the distance between the signal lines 110 and 210 and the ground conductors 150 and 250, it is possible to easily prevent the occurrence of discontinuity in characteristic impedance. In particular, in the present embodiment, since the line width of the first signal line 110 is narrower at the intersection between the first signal line 110 and the second signal line 210 than at the intersection other than the first signal line 110, Can easily make the characteristic impedance constant over the entire portion regardless of the intersection.

また、本実施の形態にかかる多層回路基板10によれば、交差部においては各信号線110,210の近傍且つ同層に各グランド導体150,250が配置されていることから、他層に形成された信号線やグランド導体との影響を受けにくい。これにより第1信号線110と第2信号線210のアイソレーションを容易に確保することができる。特に本実施の形態では、第1信号線110と第2信号線210との交差部において、第1信号線110の線幅が交差部以外よりも狭くなっているので、両信号線間のアイソレーションを更に容易に確保することができる。   Further, according to the multilayer circuit board 10 according to the present embodiment, since the ground conductors 150 and 250 are arranged in the vicinity of the signal lines 110 and 210 and in the same layer at the intersection, they are formed in other layers. Insensitive to signal lines and ground conductors. Thereby, the isolation between the first signal line 110 and the second signal line 210 can be easily ensured. In particular, in the present embodiment, the line width of the first signal line 110 is narrower at the intersection between the first signal line 110 and the second signal line 210 than at the intersection other than the intersection. Can be secured more easily.

以上、本発明の実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記各実施の形態においては、1つの絶縁体層の両面に導体層が形成された両面基板について説明したが、表層の導体層を含む3層以上の導体層を有する多層回路基板であっても本発明を適用できる。この場合、1つの絶縁体層を挟んで対向する導体層がそれぞれ本発明の第1導体層及び第2導体層に相当する。また、このような場合には、第1導体層及び第2導体層の何れか一方が多層回路基板の表層として形成されていてもよいし、両層が多層回路基板の内層として形成されていてもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to this. For example, in each of the above embodiments, a double-sided board in which conductor layers are formed on both sides of one insulator layer has been described. However, the present invention is a multi-layer circuit board having three or more conductor layers including a surface conductor layer. However, the present invention can be applied. In this case, the conductor layers facing each other with one insulator layer therebetween correspond to the first conductor layer and the second conductor layer of the present invention, respectively. In such a case, either the first conductor layer or the second conductor layer may be formed as a surface layer of the multilayer circuit board, or both layers may be formed as the inner layer of the multilayer circuit board. Also good.

本発明の実施例に係る多層回路基板について、通過特性、アイソレーションをシミュレーションで求めた。実施例は上記実施の形態の構造を有するものとする。該実施例では、第1信号線の線路長は5mm、同厚みは13um、交差部以外における第1信号線の幅は85um、交差部における第1信号線の幅は56um、交差部以外における第1信号線とグランド導体の間隔は170um、交差部における第1信号線と第1グランド導体の間隔は25umとした。また該実施例では、第2信号線の線路長は5mm、同幅は一定で85um、同厚みは13um、交差部以外における第2信号線と第2グランド導体の間隔は170um、交差部における第2信号線と第2グランド導体の間隔は38umとした。また該実施例では、絶縁体層の厚みは44umとした。   With respect to the multilayer circuit board according to the example of the present invention, pass characteristics and isolation were obtained by simulation. An example shall have the structure of the said embodiment. In this embodiment, the line length of the first signal line is 5 mm, the thickness is 13 μm, the width of the first signal line other than the intersection is 85 μm, the width of the first signal line at the intersection is 56 μm, and the first signal line is other than the intersection. The distance between one signal line and the ground conductor was 170 μm, and the distance between the first signal line and the first ground conductor at the intersection was 25 μm. In this embodiment, the line length of the second signal line is 5 mm, the width is constant and 85 μm, the thickness is 13 μm, the distance between the second signal line and the second ground conductor other than the intersection is 170 μm, and the second signal line at the intersection is The distance between the two signal lines and the second ground conductor was 38 um. In this example, the thickness of the insulator layer was 44 um.

比較例1として第1及び第2の伝送線路をマイクロストリップ線路で構成した例を用意した。比較例1では、第1及び第2の信号線の線路長は5mm、同幅は85um、同厚みは13um、絶縁体層の厚みは44um、各信号線とグランド導体の間隔は170umとした。   As Comparative Example 1, an example in which the first and second transmission lines are configured by microstrip lines was prepared. In Comparative Example 1, the line length of the first and second signal lines was 5 mm, the width was 85 μm, the thickness was 13 μm, the thickness of the insulator layer was 44 μm, and the distance between each signal line and the ground conductor was 170 μm.

また比較例2として第1及び第2の伝送線路をコプレーナ線路で構成した例を用意した。比較例2では、第1及び第2の信号線の線路長は5mm、同幅は56um、同厚みは13um、絶縁体層の厚みは44um、各信号線とグランド導体の間隔は25umとした。   Further, as Comparative Example 2, an example in which the first and second transmission lines are configured by coplanar lines was prepared. In Comparative Example 2, the line length of the first and second signal lines was 5 mm, the width was 56 μm, the thickness was 13 μm, the thickness of the insulator layer was 44 μm, and the distance between each signal line and the ground conductor was 25 μm.

実施例並びに比較例1及び2において、第1信号線の一方の端部をポート1、他方の端部をポート2、第2信号線の一方の端部をポート3、他方の端部をポート4とする。そして、ポート1・ポート2間に1GHzから6GHzまでの正弦波を印加し、ポート3・ポート4間に所定の負荷(インピーダンス素子)を接続する。このような状況において、通過特性の評価値としてSパラメータの1つであるS21を求め、アイソレーションの評価値として同S41を求める。図2及び図3にシミュレーション結果を示す。   In Example and Comparative Examples 1 and 2, one end of the first signal line is port 1, the other end is port 2, one end of the second signal line is port 3, and the other end is port 4. A sine wave of 1 GHz to 6 GHz is applied between port 1 and port 2, and a predetermined load (impedance element) is connected between port 3 and port 4. In such a situation, S21, which is one of the S parameters, is obtained as the evaluation value of the pass characteristic, and S41 is obtained as the evaluation value of the isolation. 2 and 3 show the simulation results.

各図が示すように本願発明によれば、比較例1との対比においては通過特性がやや劣るものの、アイソレーションについては大きく改善できたことが分かった。一方、比較例2との対比においてはアイソレーションについては劣るものの、通過特性については大きな利点があることを確認できた。現実的な高周波回路の設計においては、比較例2のようなコプレーナ線路を用いた場合には、マイクロストリップ線路より信号線の幅が小さくなるため導体損が増加することから通過損失が大きく、且つ、一定した特性インピーダンスのためには高い加工精度が要求されるため、高密度化・狭ピッチ化・薄型化が要求される場面では現実的ではない。したがって本願発明の現実的な比較対象は比較例1となるが、前述のように、通過特性はやや劣るもののアイソレーションについては良好なので、高密度化・狭ピッチ化・薄型化が要求される場面においては非常に有効的であることが検証された。   As shown in each figure, according to the present invention, it was found that although the pass characteristic was slightly inferior to Comparative Example 1, the isolation was greatly improved. On the other hand, in comparison with Comparative Example 2, it was confirmed that there was a great advantage with respect to the pass characteristics, although the isolation was inferior. In the design of a realistic high-frequency circuit, when a coplanar line as in Comparative Example 2 is used, the conductor loss increases because the width of the signal line is smaller than that of the microstrip line. However, since high processing accuracy is required for a constant characteristic impedance, it is not realistic in a scene where high density, narrow pitch, and thinning are required. Therefore, although the realistic comparison object of the present invention is Comparative Example 1, as described above, although the pass characteristics are slightly inferior, the isolation is good, so a scene where high density, narrow pitch, and thinning are required. It was verified that it is very effective.

10,20…多層回路基板、100…第1導体層、200…第2導体層、110…第1信号線、210…第2信号線、150…第1グランド導体、250…第2グランド導体、300…絶縁体層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 ... Multilayer circuit board, 100 ... 1st conductor layer, 200 ... 2nd conductor layer, 110 ... 1st signal line, 210 ... 2nd signal line, 150 ... 1st ground conductor, 250 ... 2nd ground conductor, 300: Insulator layer.

Claims (5)

導体層と絶縁体層とを積層してなる多層回路基板であって、
第1導体層には第1信号線及び該第1信号線と間隔をおいて配置された第1グランド導体が形成され、
第1導体層と絶縁体層を介して対向する第2導体層には第2信号線及び該第2信号線と間隔をおいて配置された第2グランド導体が形成され、
前記第1信号線は多層回路基板の厚み方向に投影した際に第2信号線と交差しており、
前記第1グランド導体と第1信号線の間隔は第1及び第2信号線の交差部においては該交差部以外における間隔よりも小さく、且つ、前記第2グランド導体と第2信号線の間隔は前記交差部においては該交差部以外における間隔よりも小さく形成され、
前記第1信号線は、第2信号線との交差部においては該交差部以外よりも線幅が狭く形成され、
前記第2信号線は、第1信号線との交差部から該交差部以外の部分に亘って線幅が同一に形成されている
ことを特徴とする多層回路基板。
A multilayer circuit board formed by laminating a conductor layer and an insulator layer,
The first conductor layer is formed with a first signal line and a first ground conductor that is spaced from the first signal line,
The second conductor layer facing the first conductor layer with the insulator layer interposed therebetween is provided with a second signal line and a second ground conductor disposed at a distance from the second signal line,
The first signal line intersects the second signal line when projected in the thickness direction of the multilayer circuit board;
The distance between the first ground conductor and the first signal line is smaller at the intersection of the first and second signal lines than at the area other than the intersection, and the distance between the second ground conductor and the second signal line is The intersection is formed smaller than the interval other than the intersection,
The first signal line is formed to have a narrower line width at the intersection with the second signal line than at the intersection other than the first signal line,
Said second signal line, the multi-layer circuit board line width over a portion other than the crossing portion from the intersection of the first signal line is you characterized in that it is formed in the same.
前記第1グランド導体と第1信号線の間隔は、第1信号線の特性インピーダンスに対する影響が、第1及び第2信号線の交差部においては第1グランド導体との距離が第2グランド導体との距離よりも支配的となり、前記交差部以外においては第2グランド導体との距離が第1グランド導体との距離よりも支配的となるように設定されており、
前記第2グランド導体と第2信号線の間隔は、第2信号線の特性インピーダンスに対する影響が、第1及び第2信号線の交差部においては第2グランド導体との距離が第1グランド導体との距離よりも支配的となり、前記交差部以外においては第1グランド導体との距離が第2グランド導体との距離よりも支配的となるように設定されている
ことを特徴とする請求項1記載の多層回路基板。
The distance between the first ground conductor and the first signal line has an influence on the characteristic impedance of the first signal line, and the distance from the first ground conductor at the intersection of the first and second signal lines is the second ground conductor. The distance to the second ground conductor is set to be more dominant than the distance to the first ground conductor except at the intersection.
The distance between the second ground conductor and the second signal line has an influence on the characteristic impedance of the second signal line, and the distance from the second ground conductor at the intersection of the first and second signal lines is the same as the distance from the first ground conductor. The distance from the first ground conductor is set to be more dominant than the distance from the second ground conductor except at the intersection. Multilayer circuit board.
前記第1信号線は、第2信号線との交差部においてはコプレーナ線路の一部を形成するとともに前記交差部以外においてはマイクロストリップ線路の一部を形成し、
前記第2信号線は、第1信号線との交差部においてはコプレーナ線路の一部を形成するとともに前記交差部以外においてはマイクロストリップ線路の一部を形成する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の多層回路基板。
The first signal line forms a part of a coplanar line at an intersection with the second signal line and forms a part of a microstrip line at a portion other than the intersection,
2. The second signal line forms a part of a coplanar line at an intersection with the first signal line and forms a part of a microstrip line at a portion other than the intersection. 2. The multilayer circuit board according to 2.
前記第1信号線は、第2信号線との交差部と該交差部以外とで特性インピーダンスが一定となっており、
前記第2信号線は、第1信号線との交差部と該交差部以外とで特性インピーダンスが一定となっている
ことを特徴とする請求項1乃至3何れか1項記載の多層回路基板。
The first signal line has a constant characteristic impedance at an intersection with the second signal line and at a portion other than the intersection,
4. The multilayer circuit board according to claim 1, wherein the second signal line has a constant characteristic impedance at an intersection with the first signal line and at a portion other than the intersection. 5.
前記多層回路基板は、1つの前記絶縁体層の一方の面に前記第1導体層を形成し、前記絶縁体層の他方の面に前記第2導体層が形成された両面基板であるThe multilayer circuit board is a double-sided board in which the first conductor layer is formed on one surface of one of the insulator layers, and the second conductor layer is formed on the other surface of the insulator layer.
ことを特徴とする請求項1乃至4何れか1項記載の多層回路基板。The multilayer circuit board according to any one of claims 1 to 4, wherein the multilayer circuit board is provided.
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