JP6379754B2 - Printed wiring board - Google Patents

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Description

本発明は、多層基板を用いたプリント配線基板に関する。   The present invention relates to a printed wiring board using a multilayer board.

従来の技術として、多層基板と、多層基板を貫通するビアホールと、多層基板の表層に配線され、ビアホールの一方の先端部である第1の先端部に接続された表層配線と、多層基板の内部に形成され、ビアホールの導電部のうち、上下の先端部以外の部分に接続された少なくとも1つの内層配線と、ビアホールの導電部のうち、第1の先端部の反対側の、表層配線が接続されていない第2の先端部に接続された導電部材と、を備えたプリント配線基板が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   As a conventional technique, a multilayer substrate, a via hole penetrating the multilayer substrate, a surface layer wiring that is wired to a surface layer of the multilayer substrate and connected to a first tip portion that is one tip portion of the via hole, and the interior of the multilayer substrate At least one inner layer wiring connected to a portion other than the upper and lower tip portions of the conductive portion of the via hole is connected to the surface layer wiring on the opposite side of the first tip portion of the conductive portion of the via hole. 2. Description of the Related Art A printed wiring board including a conductive member connected to a second tip that is not provided is known (see, for example, Patent Document 1).

従来のプリント配線基板の導電部材は、内層配線とビアホールの導電部との接続点のうち、第2の先端部に最も近い第1の接続点から導電部材側を見た、所定の周波数におけるインピーダンスの値が、所定の値より大きくなるような電気長を有している。導電部材の先端が開放されている場合は、第1の接続点から第2の先端部までの電気長と、導電部材の電気長との合計を、所定の周波数に対応する波長の実質上n/2倍(nは自然数)に設定している。また、導電部材の先端が接地されている場合は、第1の接続点から第2の先端部までの電気長と、導電部材の電気長との合計を、所定の周波数に対応する波長の実質上(2n−1)/4倍(nは自然数)に設定している。   The conductive member of the conventional printed wiring board has an impedance at a predetermined frequency when the conductive member side is viewed from the first connection point closest to the second tip portion among the connection points between the inner layer wiring and the conductive portion of the via hole. The electric length is such that the value of becomes larger than a predetermined value. When the tip of the conductive member is open, the sum of the electrical length from the first connection point to the second tip and the electrical length of the conductive member is substantially n of the wavelength corresponding to the predetermined frequency. / 2 times (n is a natural number). When the tip of the conductive member is grounded, the sum of the electrical length from the first connection point to the second tip and the electrical length of the conductive member is substantially equal to the wavelength corresponding to the predetermined frequency. Upper (2n-1) / 4 times (n is a natural number) is set.

特開2004−146810号公報JP 2004-146810 A

しかし、従来のプリント配線基板は、反射の前後における信号の振幅の差について考慮していないので、打ち消されない信号がビアホールの導電部を伝搬する信号に干渉し、信号の伝達特性が低下するおそれがある。   However, since the conventional printed wiring board does not consider the difference in signal amplitude before and after reflection, the signal that is not canceled may interfere with the signal propagating through the conductive portion of the via hole, and the signal transmission characteristics may be degraded. There is.

本発明の目的は、反射の前後における信号の振幅の差に基づく信号の伝達特性の劣化を抑制することができるプリント配線基板を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a printed wiring board capable of suppressing deterioration in signal transmission characteristics based on a difference in signal amplitude before and after reflection.

本発明は、基板と配線層とが交互に配置された多層基板と、前記多層基板を貫通するとともに、信号が伝搬する経路の一部である伝搬部、及び前記経路から分かれた信号が伝搬するスタブ部に前記多層基板の厚み方向に分かれるビアホールと、前記多層基板の表面に露出する前記伝搬部に接続するとともに、前記信号が伝搬する第1の配線と、前記伝搬部と前記スタブ部との境界に接続するとともに、前記信号が伝搬する第2の配線と、前記多層基板の裏面に露出する前記スタブ部に接続するスタブ配線と、前記スタブ配線に接続され、前記スタブ配線を伝搬する前記経路から分かれた信号の一部の信号を反射させる終端部と、を備えたプリント配線基板を提供する。   The present invention provides a multilayer substrate in which substrates and wiring layers are alternately arranged, a propagation part that is part of a path through which the signal propagates, and a signal separated from the path propagates. A via hole that is divided in the thickness direction of the multilayer substrate in the stub portion, a first wiring that is connected to the propagation portion exposed on the surface of the multilayer substrate, the signal propagates, and the propagation portion and the stub portion The second wiring through which the signal propagates, the stub wiring connected to the stub portion exposed on the back surface of the multilayer substrate, and the path that is connected to the stub wiring and propagates through the stub wiring. A printed wiring board is provided that includes a termination portion that reflects a part of the signals separated from each other.

前記スタブ部の長さと前記スタブ配線の長さは、スタブ部を伝搬する前記経路から分かれた信号の波長で規格化した長さと、スタブ配線を伝搬する前記経路から分かれた信号の一部の信号の波長で規格化した長さが等しいとする条件により決定されてもよい。   The length of the stub part and the length of the stub wiring are a length normalized by the wavelength of the signal separated from the path propagating through the stub part, and a part of the signal separated from the path propagating through the stub wiring. It may be determined according to the condition that the lengths normalized at the wavelengths are equal.

前記終端部のインピーダンスは、前記スタブ部と前記スタブ配線間の反射係数T12と、前記スタブ配線と前記終端部間の反射係数T23と、により定められる条件T12=T23(1−T12)により決定されてもよい。 The impedance of the termination portion is a condition T 12 = T 23 (1-T) determined by a reflection coefficient T 12 between the stub portion and the stub wiring and a reflection coefficient T 23 between the stub wiring and the termination portion. 12 ).

本発明によれば、反射の前後における信号の振幅の差に基づく信号の伝達特性の劣化を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress deterioration in signal transfer characteristics based on a difference in signal amplitude before and after reflection.

図1(a)は、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の要部断面図であり、図1(b)は、信号の経路を説明するための概略図である。FIG. 1A is a cross-sectional view of a main part of a printed wiring board according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic diagram for explaining signal paths. 図2(a)は、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の第1の配線、第1のビアホール及び第1のスタブ配線の接続を説明するための概略図であり、図2(b)は、第3の配線、第2のビアホール及び第2のスタブ配線の接続を説明するための概略図である。FIG. 2A is a schematic diagram for explaining connection of the first wiring, the first via hole, and the first stub wiring of the printed wiring board according to the embodiment of the present invention. ) Is a schematic diagram for explaining the connection of the third wiring, the second via hole, and the second stub wiring. 図3は、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the printed wiring board according to the embodiment of the present invention.

[実施の形態]
(プリント配線基板1の全体構成)
図1(a)は、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の要部断面図であり、図1(b)は、信号の経路を説明するための概略図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
[Embodiment]
(Overall configuration of printed wiring board 1)
FIG. 1A is a cross-sectional view of a main part of a printed wiring board according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic diagram for explaining signal paths. Note that, in each drawing according to the embodiment described below, the ratio between figures may be different from the actual ratio.

プリント配線基板1は、図1(a)に示すように、基板と配線層とが交互に配置された多層基板10と、多層基板10の表面110に実装された送信部5及び受信部6と、を備えている。多層基板10は、一例として、第1乃至第3の基板11〜13、及び第1乃至第4の配線層14〜17を有す。   As shown in FIG. 1A, the printed wiring board 1 includes a multilayer board 10 in which boards and wiring layers are alternately arranged, a transmitter 5 and a receiver 6 mounted on a surface 110 of the multilayer board 10. It is equipped with. As an example, the multilayer substrate 10 includes first to third substrates 11 to 13 and first to fourth wiring layers 14 to 17.

また、プリント配線基板1は、多層基板10を貫通する第1のビアホール21及び第2のビアホール22と、送信部5と第1のビアホール21とを電気的に接続する第1の配線31と、第1のビアホール21と第2のビアホール22とを電気的に接続する第2の配線32と、第2のビアホール22と受信部6とを電気的に接続する第3の配線33と、第1のビアホール21と電気的に接続する第1のスタブ配線41と、第2のビアホール22と電気的に接続する第2のスタブ配線42と、第1のスタブ配線41と電気的に接続する第1の終端部45と、第2のスタブ配線42と電気的に接続する第2の終端部46と、を備えて概略構成されている。なお、以下では、特に断らない限り、接続は、電気的に接続する意味として用いる。   Further, the printed wiring board 1 includes a first via hole 21 and a second via hole 22 that penetrate the multilayer substrate 10, a first wiring 31 that electrically connects the transmission unit 5 and the first via hole 21, and A second wiring 32 that electrically connects the first via hole 21 and the second via hole 22; a third wiring 33 that electrically connects the second via hole 22 and the receiving unit 6; A first stub wiring 41 electrically connected to the via hole 21, a second stub wiring 42 electrically connected to the second via hole 22, and a first electrically connected to the first stub wiring 41. , And a second terminal portion 46 that is electrically connected to the second stub wiring 42. In the following description, connection is used to mean electrical connection unless otherwise specified.

(第1乃至第3の基板11〜13の構成)
第1乃至第3の基板11〜13は、一例として、ガラスエポキシ基板等のリジット基板である。
(Configuration of the first to third substrates 11 to 13)
As an example, the first to third substrates 11 to 13 are rigid substrates such as a glass epoxy substrate.

第1の基板11の表面110には、上記送信部5及び受信部6が配置されるとともに、上記第1の配線31及び第3の配線33が形成されている。送信部5は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)であり、受信部6は、例えば、光トランシーバである。送信部5は、例えば、周波数1GHz以上の高周波の信号7を出力する。   On the surface 110 of the first substrate 11, the transmission unit 5 and the reception unit 6 are disposed, and the first wiring 31 and the third wiring 33 are formed. The transmission unit 5 is, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array), and the reception unit 6 is, for example, an optical transceiver. The transmission unit 5 outputs a high-frequency signal 7 having a frequency of 1 GHz or more, for example.

第3の基板13の裏面130には、上記第1のスタブ配線41及び第2のスタブ配線42が形成されるとともに、上記第1の終端部45及び第2の終端部46が配置されている。   On the back surface 130 of the third substrate 13, the first stub wiring 41 and the second stub wiring 42 are formed, and the first termination portion 45 and the second termination portion 46 are disposed. .

第1の基板11の表面110には、第1の配線層14が形成されている。第1の基板11と第2の基板12との間には、第2の配線層15が形成されている。第2の基板12と第3の基板13との間には、第3の配線層16が形成されている。第3の基板13の裏面130には、第4の配線層17が形成されている。   A first wiring layer 14 is formed on the surface 110 of the first substrate 11. A second wiring layer 15 is formed between the first substrate 11 and the second substrate 12. A third wiring layer 16 is formed between the second substrate 12 and the third substrate 13. A fourth wiring layer 17 is formed on the back surface 130 of the third substrate 13.

(第1乃至第4の配線層14〜17の構成)
第1の配線層14には、第1の配線31及び第3の配線33が形成されている。
(Configuration of the first to fourth wiring layers 14 to 17)
In the first wiring layer 14, a first wiring 31 and a third wiring 33 are formed.

第2の配線層15には、第2の配線32、配線35及び配線36が形成されている。配線35及び配線36は、第2の配線32、第1のビアホール21及び第2のビアホール22と電気的に独立している。   In the second wiring layer 15, a second wiring 32, a wiring 35, and a wiring 36 are formed. The wiring 35 and the wiring 36 are electrically independent of the second wiring 32, the first via hole 21, and the second via hole 22.

第3の配線層16には、配線37及び配線38が形成されている。配線37及び配線38は、第1のビアホール21及び第2のビアホール22と電気的に独立している。   In the third wiring layer 16, wirings 37 and wirings 38 are formed. The wiring 37 and the wiring 38 are electrically independent of the first via hole 21 and the second via hole 22.

第4の配線層17には、第1のスタブ配線41及び第2のスタブ配線42が形成されている。   A first stub wiring 41 and a second stub wiring 42 are formed in the fourth wiring layer 17.

第1乃至第3の配線31〜33、第1のスタブ配線41及び第2のスタブ配線42は、一例として、銅、銀等の導電性を有する金属材料を用いて形成されている。また、配線35〜38は、一例として、第1乃至第3の配線31〜33、第1のスタブ配線41及び第2のスタブ配線42と同じ金属材料を用いて形成されている。   The 1st thru | or 3rd wiring 31-33, the 1st stub wiring 41, and the 2nd stub wiring 42 are formed using the metal material which has electroconductivity, such as copper and silver, as an example. In addition, the wirings 35 to 38 are formed using the same metal material as the first to third wirings 31 to 33, the first stub wiring 41, and the second stub wiring 42 as an example.

(第1の配線31の構成)
第1の配線31は、第1の基板11の表面110に配置された送信部5と第1の基板11の表面110に露出する第1のビアホール21の端部215に接続されている。第1の配線31は、図1(b)に示すように、送信部5から出力された信号7の伝搬路である経路70の一部を構成している。
(Configuration of the first wiring 31)
The first wiring 31 is connected to the transmitter 5 disposed on the surface 110 of the first substrate 11 and the end 215 of the first via hole 21 exposed on the surface 110 of the first substrate 11. As illustrated in FIG. 1B, the first wiring 31 constitutes a part of a path 70 that is a propagation path of the signal 7 output from the transmission unit 5.

(第2の配線32の構成)
第2の配線32は、第1のビアホール21と第2のビアホール22とに接続されて経路70の一部を構成している。
(Configuration of the second wiring 32)
The second wiring 32 is connected to the first via hole 21 and the second via hole 22 and constitutes a part of the path 70.

(第3の配線33の構成)
第3の配線33は、第1の基板11の表面110に配置された受信部6と第1の基板11の表面110に露出する第2のビアホール22の端部225とに接続されている。第3の配線33は、図1(b)に示すように、送信部5から出力された信号7の経路70の一部を構成している。
(Configuration of the third wiring 33)
The third wiring 33 is connected to the receiving unit 6 disposed on the surface 110 of the first substrate 11 and the end 225 of the second via hole 22 exposed on the surface 110 of the first substrate 11. As illustrated in FIG. 1B, the third wiring 33 constitutes a part of the path 70 of the signal 7 output from the transmission unit 5.

(第1のビアホール21及び第2のビアホール22の構成)
第1のビアホール21は、多層基板10を貫通するとともに、一方の端部215が第1の配線31と接続し、他方の端部216が第1のスタブ配線41と接続している。一方の端部215は、多層基板10の表面110に露出している。また、他方の端部216は、多層基板10の裏面130に露出している。
(Configuration of first via hole 21 and second via hole 22)
The first via hole 21 penetrates through the multilayer substrate 10, one end 215 is connected to the first wiring 31, and the other end 216 is connected to the first stub wiring 41. One end 215 is exposed on the surface 110 of the multilayer substrate 10. The other end 216 is exposed on the back surface 130 of the multilayer substrate 10.

第1のビアホール21は、多層基板10を貫通するように設けられた貫通孔の内壁に、銅等の導電性を有する金属材料を形成したものである。   The first via hole 21 is formed by forming a conductive metal material such as copper on the inner wall of a through hole provided so as to penetrate the multilayer substrate 10.

第2のビアホール22は、多層基板10を貫通するとともに、一方の端部225が第3の配線33と接続し、他方の端部226が第2のスタブ配線42と接続している。端部225は、多層基板10の表面110に露出している。また、端部226は、多層基板10の裏面130に露出している。   The second via hole 22 penetrates through the multilayer substrate 10, one end 225 is connected to the third wiring 33, and the other end 226 is connected to the second stub wiring 42. The end 225 is exposed on the surface 110 of the multilayer substrate 10. Further, the end 226 is exposed on the back surface 130 of the multilayer substrate 10.

図2(a)は、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の第1の配線、第1のビアホール及び第1のスタブ配線の接続を説明するための概略図であり、図2(b)は、第3の配線、第2のビアホール及び第2のスタブ配線の接続を説明するための概略図である。図3は、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の等価回路図である。   FIG. 2A is a schematic diagram for explaining connection of the first wiring, the first via hole, and the first stub wiring of the printed wiring board according to the embodiment of the present invention. ) Is a schematic diagram for explaining the connection of the third wiring, the second via hole, and the second stub wiring. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the printed wiring board according to the embodiment of the present invention.

また、第1のビアホール21は、図2(a)に示すように、信号7が伝搬する経路70の一部である伝搬部210、及び経路70から分かれた信号7aが伝搬するスタブ部211に多層基板10の厚み方向に分かれている。   Further, as shown in FIG. 2A, the first via hole 21 has a propagation part 210 that is a part of the path 70 through which the signal 7 propagates, and a stub part 211 through which the signal 7a separated from the path 70 propagates. The multilayer substrate 10 is divided in the thickness direction.

伝搬部210とスタブ部211は、第2の配線32によって分けられている。第2の配線32が接続された部分から第1の配線31が接続された部分までが伝搬部210であり、第2の配線32が接続された部分から第1のスタブ配線41が接続された部分までがスタブ部211である。図1(a)では、一例として、伝搬部210とスタブ部211の境界を点線で示している。   The propagation unit 210 and the stub unit 211 are separated by the second wiring 32. From the portion where the second wiring 32 is connected to the portion where the first wiring 31 is connected is the propagation unit 210, and the first stub wiring 41 is connected from the portion where the second wiring 32 is connected. The portion up to the portion is the stub portion 211. In FIG. 1A, as an example, the boundary between the propagation unit 210 and the stub unit 211 is indicated by a dotted line.

また、第2のビアホール22は、図2(b)に示すように、信号7が伝搬する経路70の一部である伝搬部220、及び経路70から分かれた信号7cが伝搬するスタブ部221に多層基板10の厚み方向に分かれている。   Further, as shown in FIG. 2B, the second via hole 22 has a propagation part 220 that is a part of the path 70 through which the signal 7 propagates and a stub part 221 through which the signal 7 c separated from the path 70 propagates. The multilayer substrate 10 is divided in the thickness direction.

伝搬部220とスタブ部221は、第2の配線32によって分けられている。第2の配線32が接続された部分から第3の配線33が接続された部分までが伝搬部220であり、第2の配線32が接続された部分から第2のスタブ配線42が接続された部分までがスタブ部221である。図1(a)では、一例として、伝搬部220とスタブ部221の境界を点線で示している。   The propagation unit 220 and the stub unit 221 are separated by the second wiring 32. From the portion where the second wiring 32 is connected to the portion where the third wiring 33 is connected is the propagation part 220, and the second stub wiring 42 is connected from the portion where the second wiring 32 is connected. The portion up to the portion is the stub portion 221. In FIG. 1A, as an example, the boundary between the propagation unit 220 and the stub unit 221 is indicated by a dotted line.

第1のビアホール21及び第2のビアホール22は、多層基板10を貫通するように設けられた貫通孔の内壁に、銅等の導電性を有する金属材料を形成したものである。   The first via hole 21 and the second via hole 22 are formed by forming a conductive metal material such as copper on the inner wall of a through hole provided so as to penetrate the multilayer substrate 10.

第1のビアホール21のスタブ部211の長さは、図2(a)に示すように、Lとする。第2のビアホール22のスタブ部221の長さは、図2(b)に示すように、スタブ部221と同じLとする。スタブ部211及びスタブ部221の長さLの意義については、後述する。 The length of the stub portion 211 of the first via hole 21 is L 1 as shown in FIG. The length of the stub portion 221 of the second via hole 22 is set to L 1 which is the same as that of the stub portion 221 as shown in FIG. The significance of the length L 1 of the stub portion 211 and the stub 221 will be described later.

第1のビアホール21のスタブ部211は、図1(b)、図2(a)に示すように、経路70から分かれた信号7aが伝搬するとともに、第1のスタブ配線41との境界で信号7aが反射して第1の反射経路71を形成する。   As shown in FIG. 1B and FIG. 2A, the stub portion 211 of the first via hole 21 propagates the signal 7a separated from the path 70 and transmits a signal at the boundary with the first stub wiring 41. 7a is reflected to form a first reflection path 71.

また、第2のビアホール22のスタブ部221は、図1(b)、図2(b)に示すように、経路70から分かれた信号7cが伝搬するとともに、第2のスタブ配線42との境界で信号7cが反射して第3の反射経路73を形成する。   Further, as shown in FIGS. 1B and 2B, the stub portion 221 of the second via hole 22 propagates the signal 7c separated from the path 70 and has a boundary with the second stub wiring 42. Thus, the signal 7c is reflected to form the third reflection path 73.

スタブ部211、221のインピーダンスは、図3に示すように、Zとする。 The impedance of the stub portions 211 and 221 is Z 1 as shown in FIG.

(第1及び第2のスタブ配線41、42の構成)
第1のスタブ配線41の長さは、図2(a)に示すように、Lとする。第2のスタブ配線42の長さは、図2(b)に示すように、第1のスタブ配線41と同じLとする。第1のスタブ配線41及び第2のスタブ配線42の長さLの意義については、後述する。
(Configuration of the first and second stub wirings 41 and 42)
The length of the first stub line 41, as shown in FIG. 2 (a), and L 2. The length of the second stub wiring 42 is set to L 2 which is the same as that of the first stub wiring 41 as shown in FIG. The significance of the length L 2 of the first stub line 41 and the second stub line 42, described later.

第1のスタブ配線41には、第1のビアホール21のスタブ部211を伝搬する信号7aの一部が透過して信号7bとして伝搬するとともに、第1の終端部45との境界で信号7bが反射して第2の反射経路72が形成されている。   In the first stub wiring 41, a part of the signal 7a propagating through the stub portion 211 of the first via hole 21 is transmitted and propagated as the signal 7b, and the signal 7b is transmitted at the boundary with the first termination portion 45. A second reflection path 72 is formed by reflection.

また、第2のスタブ配線42には、第2のビアホール22のスタブ部221を伝搬する信号7cの一部が透過して信号7dとして伝搬するとともに、第2の終端部46との境界で信号7dが反射して第4の反射経路74が形成されている。   In addition, a part of the signal 7c propagating through the stub portion 221 of the second via hole 22 is transmitted to the second stub wiring 42 and propagated as the signal 7d, and the signal at the boundary with the second termination portion 46 is transmitted. 7d reflects and the 4th reflective path | route 74 is formed.

また、第1及び第2のスタブ配線41、42のインピーダンスは、図3に示すように、Zとする。 The impedance of the first and second stub line 41, as shown in FIG. 3, and Z 2.

(第1及び第2の終端部45、46の構成)
第1及び第2の終端部45、46は、第1及び第2のスタブ配線41、42を伝搬する信号7b、7dを反射するように構成されている。第1及び第2の終端部45、46のインピーダンスは、図3に示すように、Zとする。
(Configuration of the first and second terminal portions 45 and 46)
The first and second terminal portions 45 and 46 are configured to reflect the signals 7 b and 7 d propagating through the first and second stub wirings 41 and 42. Impedance of the first and second end portions 45 and 46, as shown in FIG. 3, and Z 3.

第1及び第2の終端部45、46は、図3に示すように、一例として、一方の端部が接地された抵抗を含んで構成されている。   As shown in FIG. 3, the first and second terminal portions 45 and 46 include, for example, a resistor having one end grounded.

(Lを決める第1の条件及びZを決める第2の条件について)
多層基板に電子部品等を配置する場合、例えば、配線の一部が多層基板の内部に配置された方が電子部品等の配置の自由度が向上してよいことがある。プリント配線基板1は、一例として、多層基板10の表面110に形成された第1の配線31と内部に形成された第2の配線32との導通を図るために第1のビアホール21が形成され、表面110に形成された第3の配線33と第2の配線32との導通を図るために第2のビアホール22が形成されている。以下では、第1のスタブ配線41の長さLを決める第1の条件、及び第1の終端部45のインピーダンスZを決める第2の条件について説明する。なお、第2のスタブ配線42の長さLを決める条件、及び第2の終端部46のインピーダンスZを決める条件は、第1及び第2の条件と同じである。また、インピーダンスZ〜Zは、Z<Z<Z又はZ<Z<Zのいずれかの条件を満たすものとするが、インピーダンスZは、調整可能な範囲で大きい方がよい。反射波を打ち消すことは、エネルギーのロスになるため、スタブ部211、221側に流れるエネルギーは、小さい方がよいからである。また、スタブ部211、221側に流れる信号の割合は、並列回路と同様に、第1の配線31、伝搬部210、第2の配線32、伝搬部220及び第3の配線33を介する伝送路のインピーダンスとインピーダンスZの比によって決まる。
(A second condition for determining the first condition and Z 3 for determining the L 2)
When an electronic component or the like is arranged on the multilayer substrate, for example, the degree of freedom of arrangement of the electronic component or the like may be improved if a part of the wiring is arranged inside the multilayer substrate. As an example, the printed wiring board 1 has a first via hole 21 for electrical connection between the first wiring 31 formed on the surface 110 of the multilayer substrate 10 and the second wiring 32 formed inside. A second via hole 22 is formed in order to establish electrical connection between the third wiring 33 and the second wiring 32 formed on the surface 110. Hereinafter, a first condition for determining the length L 2 of the first stub line 41, and the first second condition for determining the impedance Z 3 of the terminal unit 45 will be described. The condition for determining the length L 2 of the second stub line 42, and conditions for determining the impedance Z 3 of the second end portion 46 is the same as the first and second conditions. The impedance Z 1 to Z 3 is a Z 1 <Z 2 <Z 3 or Z 3 <Z 2 <either satisfy the condition of Z 1, the impedance Z 1 is greater in adjustable range Better. This is because canceling the reflected wave results in energy loss, so that the energy flowing to the stub portions 211 and 221 is preferably small. The ratio of signals flowing to the stub units 211 and 221 is the same as that of the parallel circuit. determined by the impedance and the ratio of the impedance Z 1.

第1のビアホール21を一方の端部215から他方の端部216に向かって下方に伝搬する信号7は、一部がスタブ部211を通過して端部216で反射し、伝搬部210を伝搬する信号7と干渉する。   A part of the signal 7 propagating downward in the first via hole 21 from one end 215 toward the other end 216 is partially reflected by the end 216 through the stub part 211 and propagates through the propagation part 210. Interfering with the signal 7

伝搬部210を伝搬する信号7に対する干渉を緩和するため、例えば、スタブ部211を端部216に向けて伝搬する信号7aと、端部216で反射した信号とが打ち消し合うように、スタブ部211の長さLを調整することが考えられる。しかし、このスタブ部211の長さは、主に、多層基板10の厚みに依存するため、伝搬する信号7aの波長等に合わせて調整することは、困難である。また、反射が発生しないようにスタブ部211を除去する方法は、正確にスタブ部211を除去しなければならないので、さらに困難である。 In order to mitigate interference with the signal 7 propagating through the propagation unit 210, for example, the stub unit 211 is arranged so that the signal 7a propagating toward the end 216 and the signal reflected by the end 216 cancel each other. it is conceivable to adjust the length L 1. However, since the length of the stub portion 211 mainly depends on the thickness of the multilayer substrate 10, it is difficult to adjust it in accordance with the wavelength of the signal 7a to be propagated. Moreover, the method of removing the stub part 211 so that reflection does not occur is more difficult because the stub part 211 must be removed accurately.

第1のスタブ配線41は、第1のビアホール21の端部216で反射する信号7aの干渉を緩和するために設けられたものである。第1のスタブ配線41は、スタブ部211を伝搬する信号7aの一部である信号7bが伝搬し、第1のスタブ配線41においても反射が発生する。   The first stub wiring 41 is provided in order to mitigate interference of the signal 7 a reflected at the end 216 of the first via hole 21. The first stub wiring 41 propagates a signal 7b that is a part of the signal 7a propagating through the stub portion 211, and reflection also occurs in the first stub wiring 41.

第1のスタブ配線41がオープンスタブ(開放端)である場合、第1のスタブ配線41を伝搬する信号7bが端部で全反射して増幅されて第1のスタブ配線41を伝搬し、スタブ部211の信号7aと干渉する。しかし、信号7bの位相が信号7aと逆位相となっていても振幅が互いに異なることから、信号7aを打ち消すことが困難となる。そこで、本実施の形態のプリント配線基板1は、振幅等を調整する反射量調整用として、第1のスタブ配線41の端部に第1の終端部45を設けている。   When the first stub wiring 41 is an open stub (open end), the signal 7b propagating through the first stub wiring 41 is totally reflected and amplified at the end to propagate through the first stub wiring 41, and the stub Interfering with the signal 7a of the unit 211. However, even if the phase of the signal 7b is opposite to that of the signal 7a, the amplitudes are different from each other, making it difficult to cancel the signal 7a. Therefore, the printed wiring board 1 according to the present embodiment is provided with the first termination portion 45 at the end portion of the first stub wiring 41 for adjusting the reflection amount for adjusting the amplitude and the like.

(Lを決める第1の条件)
スタブ部211の長さLと第1のスタブ配線41の長さLは、スタブ部211を伝搬する信号7aの波長λで規格化した長さと、第1のスタブ配線41を伝搬する信号7bの波長λで規格化した長さが等しいとする以下の式(1)で表される第1の条件を用いて決定される。
/λ=L/λ・・・(1)
(The first of the conditions that determine the L 2)
The length L 1 of the stub portion 211 and the length L 2 of the first stub wiring 41 propagate through the first stub wiring 41 and the length normalized by the wavelength λ 1 of the signal 7 a propagating through the stub portion 211. It is determined using the first condition expressed by the following formula (1) that the lengths normalized by the wavelength λ 2 of the signal 7 b are equal.
L 1 / λ 1 = L 2 / λ 2 (1)

第1の条件は、スタブ部211を伝搬する信号7aの位相と、第1のスタブ配線41を伝搬する信号7bの位相と、を合わせる条件である。スタブ部211の長さLは、多層基板10の厚み等により決まる長さであるので、第1の条件に従って第1のスタブ配線41の長さLが調整される。 The first condition is a condition for matching the phase of the signal 7 a propagating through the stub portion 211 with the phase of the signal 7 b propagating through the first stub wiring 41. The length L 1 of the stub portion 211, since the length determined by the thickness of the multilayer substrate 10 and the like, the length L 2 of the first stub line 41 is adjusted in accordance with the first condition.

(Zを決める第2の条件)
図3に示すように、スタブ部211のインピーダンスをZ、第1のスタブ配線41のインピーダンスをZ、及び第1の終端部45のインピーダンスをZとすると、スタブ部211と第1のスタブ配線41間の反射係数T12、及び第1のスタブ配線41と第1の終端部45間の反射係数T23は、以下の式(2)及び式(3)を用いて表される。
12=(Z−Z)/(Z+Z)・・・(2)
23=(Z−Z)/(Z+Z)・・・(3)
上記の式(2)及び式(3)に基づいて、スタブ部211を伝搬する信号7aの振幅と、第1のスタブ配線41を伝搬する信号7bの振幅とが等しくなる条件は、以下の式(4)で表される第2の条件である。
12=T23(1+T12)・・・(4)
(Second condition for determining the Z 3)
As shown in FIG. 3, when the impedance of the stub portion 211 is Z 1 , the impedance of the first stub wiring 41 is Z 2 , and the impedance of the first termination portion 45 is Z 3 , the stub portion 211 and the first The reflection coefficient T 12 between the stub wirings 41 and the reflection coefficient T 23 between the first stub wiring 41 and the first terminal end 45 are expressed using the following expressions (2) and (3).
T 12 = (Z 2 −Z 1 ) / (Z 2 + Z 1 ) (2)
T 23 = (Z 3 -Z 2 ) / (Z 3 + Z 2) ··· (3)
Based on the above equations (2) and (3), the condition that the amplitude of the signal 7a propagating through the stub portion 211 and the amplitude of the signal 7b propagating through the first stub wiring 41 is equal is as follows: This is the second condition represented by (4).
T 12 = T 23 (1 + T 12 ) (4)

第2の条件は、第1の条件により求められたスタブ部211の長さL、及び第1のスタブ配線41の長さLによってインピーダンスZ及びインピーダンスZも決まるので、第1の終端部45のインピーダンスZを調整するために用いられる。 The second condition is that the impedance Z 1 and the impedance Z 2 are also determined by the length L 1 of the stub portion 211 obtained by the first condition and the length L 2 of the first stub wiring 41. It is used to adjust the impedance Z 3 of the terminal portion 45.

第2のビアホール22のスタブ部221、第2のスタブ配線42及び第2の終端部46は、第1及び第2の条件により、長さL、L、インピーダンスZ〜Zが決定される。 The lengths L 1 and L 2 and the impedances Z 1 to Z 3 of the stub portion 221, the second stub wiring 42, and the second termination portion 46 of the second via hole 22 are determined according to the first and second conditions. Is done.

プリント配線基板1は、上記第1及び第2の条件を満たす構成を有する場合、信号7の周波数が7GHzのとき、ビアホール1つ当たりおよそ+5dBの信号の伝達特性が向上した。   When the printed wiring board 1 has a configuration satisfying the first and second conditions, when the frequency of the signal 7 is 7 GHz, the signal transmission characteristic of about +5 dB per via hole is improved.

(プリント配線基板1の動作)
以下に、プリント配線基板1の動作の一例について各図を参照しながら説明する。
(Operation of printed circuit board 1)
Hereinafter, an example of the operation of the printed wiring board 1 will be described with reference to the drawings.

プリント配線基板1の送信部5は、図1(b)に示すように、第1の配線31に信号7を出力すると、信号7は、送信部5及び第1の配線31を介して第1のビアホール21の伝搬部210に伝搬する。信号7は、伝搬部210を伝搬する際、その一部が信号7aとして第1のビアホール21のスタブ部211に伝搬する。信号7aは、その一部が第1のスタブ配線41を透過して信号7bとして伝搬するとともに、他が第1のスタブ配線41との境界で反射し、スタブ部211を伝搬部210に向かって伝搬する。   As illustrated in FIG. 1B, when the transmission unit 5 of the printed wiring board 1 outputs a signal 7 to the first wiring 31, the signal 7 is transmitted through the transmission unit 5 and the first wiring 31. It propagates to the propagation part 210 of the via hole 21. When the signal 7 propagates through the propagation unit 210, a part of the signal 7 propagates to the stub portion 211 of the first via hole 21 as a signal 7 a. A part of the signal 7a is transmitted through the first stub wiring 41 and propagated as the signal 7b, and the other is reflected at the boundary with the first stub wiring 41, and the stub part 211 is directed toward the propagation part 210. Propagate.

信号7bは、第1のスタブ配線41と第1の終端部45との境界で反射してスタブ部211に伝搬し、スタブ部211を伝搬する信号7aと干渉して打ち消し合う。   The signal 7 b is reflected at the boundary between the first stub wiring 41 and the first terminal end 45, propagates to the stub portion 211, and cancels out by interfering with the signal 7 a propagating through the stub portion 211.

上述のように、信号7a、7bによる干渉により信号7a、7bが打ち消し合った信号7は、第2の配線32を介して第2のビアホール22の伝搬部220に伝搬する。伝搬部220に伝搬した信号7は、第1のビアホール21と同様に、信号7c、7dによる干渉により信号7c、7dが打ち消し合わされ第3の配線33を介して受信部6に到達する。受信部6は、信号の伝達特性が向上した信号7に基づいて予め定められた処理を行う。   As described above, the signal 7 in which the signals 7 a and 7 b cancel each other due to the interference caused by the signals 7 a and 7 b propagates to the propagation part 220 of the second via hole 22 through the second wiring 32. Similarly to the first via hole 21, the signal 7 propagated to the propagation unit 220 cancels the signals 7 c and 7 d due to interference by the signals 7 c and 7 d and reaches the reception unit 6 through the third wiring 33. The receiving unit 6 performs a predetermined process based on the signal 7 with improved signal transfer characteristics.

(実施の形態の効果)
本実施の形態に係るプリント配線基板1は、第1及び第2のスタブ配線41、42を反射する信号7b、7dの振幅を調整することにより、スタブ部211と第1のスタブ配線41間で反射する信号7a、第1のスタブ配線41と第1の終端部45間で反射する信号7bを打ち消し合わせるとともに、スタブ部221と第2のスタブ配線42間で反射する信号7c、第2のスタブ配線42と第2の終端部46間で反射する信号7dを打ち消し合わせることができるので、反射の前後における信号の振幅の差に基づく信号7の伝達特性の劣化を抑制することができる。
(Effect of embodiment)
The printed wiring board 1 according to the present embodiment adjusts the amplitudes of the signals 7 b and 7 d that reflect the first and second stub wirings 41 and 42, so that the stub portion 211 and the first stub wiring 41 are connected. The reflected signal 7a, the signal 7b reflected between the first stub wiring 41 and the first terminal end 45 are canceled out, and the signal 7c reflected between the stub part 221 and the second stub wiring 42, the second stub. Since the signal 7d reflected between the wiring 42 and the second terminal portion 46 can be canceled, deterioration of the transmission characteristic of the signal 7 based on the difference in signal amplitude before and after the reflection can be suppressed.

また、プリント配線基板1は、第1及び第2の条件により、スタブ配線の長さLと終端部のインピーダンスZを決定することが可能である。 Further, the printed wiring board 1 can determine the length L 1 of the stub wiring and the impedance Z 3 of the terminal end according to the first and second conditions.

[他の実施の形態]
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されず、種々な実施の形態が可能である。例えば、上記実施の形態では、送信部5と受信部6との間の信号経路に2つのビアホールを有する場合について説明したが、送信部5と受信部6との間の信号経路に1つのビアホールを設け、送信部5又は受信部6に相当する電子回路を多層基板10の内部に形成してもよい。
[Other embodiments]
The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various embodiments are possible. For example, in the above embodiment, the case where two via holes are provided in the signal path between the transmission unit 5 and the reception unit 6 has been described. However, one via hole is provided in the signal path between the transmission unit 5 and the reception unit 6. And an electronic circuit corresponding to the transmitter 5 or the receiver 6 may be formed inside the multilayer substrate 10.

さらに、プリント配線基板1は、ビアホールが3つ以上形成されてもよい。   Further, the printed wiring board 1 may be formed with three or more via holes.

1…プリント配線基板、5…送信部、6…受信部、7,7a〜7d…信号、
10…多層基板、11〜13…第1乃至第3の基板、14〜17…第1乃至第4の配線層、
21…第1のビアホール、22…第2のビアホール、31〜33…第1乃至第3の配線、
35,36,37,38…配線、41…第1のスタブ配線、42…第2のスタブ配線、
45…第1の終端部、46…第2の終端部、70…経路、
71〜74…第1乃至第4の反射経路、110…表面、130…裏面、210…伝搬部、
211…スタブ部、215…端部、216…端部、220…伝搬部、221…スタブ部、
225…端部、226…端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printed wiring board, 5 ... Transmission part, 6 ... Reception part, 7, 7a-7d ... Signal,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Multilayer board | substrate, 11-13 ... 1st thru | or 3rd board | substrate, 14-17 ... 1st thru | or 4th wiring layer,
21 ... 1st via hole, 22 ... 2nd via hole, 31-33 ... 1st thru | or 3rd wiring,
35, 36, 37, 38 ... wiring, 41 ... first stub wiring, 42 ... second stub wiring,
45 ... first termination, 46 ... second termination, 70 ... path,
71-74 ... 1st thru | or 4th reflective path | route, 110 ... front surface, 130 ... back surface, 210 ... propagation part,
211 ... Stub part, 215 ... End part, 216 ... End part, 220 ... Propagation part, 221 ... Stub part,
225 ... End, 226 ... End

Claims (2)

基板と配線層とが交互に配置された多層基板と、
前記多層基板を厚み方向に貫通するとともに、信号が伝搬する経路の一部を構成する伝搬部と前記経路から分かれた信号が伝搬するスタブ部とを有するビアホールと、
前記多層基板の表面に露出する前記伝搬部に接続するとともに、前記信号が伝搬する第1の配線と、
前記伝搬部と前記スタブ部との境界に接続するとともに、前記信号が伝搬する第2の配線と、
前記多層基板の裏面に露出する前記スタブ部に接続するスタブ配線と、
前記スタブ配線に接続され、前記経路から分かれて前記スタブ部を経て前記スタブ配線を伝搬する信号を反射させる終端部と、
を備え
前記スタブ部の長さと前記スタブ配線の長さは、スタブ部を伝搬する信号の波長で規格化した長さと、前記経路から分かれて前記スタブ配線を伝搬する信号の一部の信号の波長で規格化した長さが等しいとする条件により決定される、
プリント配線基板。
A multilayer board in which boards and wiring layers are alternately arranged;
A via hole that penetrates the multilayer substrate in the thickness direction and includes a propagation part that forms part of a path through which a signal propagates and a stub part through which a signal separated from the path propagates;
A first wiring that is connected to the propagation part exposed on the surface of the multilayer substrate and through which the signal propagates;
A second wiring that is connected to a boundary between the propagation portion and the stub portion and that propagates the signal;
Stub wiring connected to the stub portion exposed on the back surface of the multilayer substrate;
A termination that is connected to the stub wiring and reflects a signal that is separated from the path and propagates through the stub wiring through the stub wiring;
Equipped with a,
The length of the stub portion and the length of the stub wiring are standardized by the length normalized by the wavelength of the signal propagating through the stub portion and the wavelength of a part of the signal propagating through the stub wiring separated from the path. Determined by the condition that the converted lengths are equal,
Printed wiring board.
前記終端部のインピーダンスは、前記スタブ部と前記スタブ配線間の反射係数T12と、前記スタブ配線と前記終端部間の反射係数T23と、により定められる条件T12=T23(1+T12)により決定される、
請求項に記載のプリント配線基板。
The impedance of the termination portion is a condition T 12 = T 23 (1 + T 12 ) determined by a reflection coefficient T 12 between the stub portion and the stub wiring and a reflection coefficient T 23 between the stub wiring and the termination portion. Determined by
The printed wiring board according to claim 1 .
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