JP6525917B2 - Multilayer printed wiring board - Google Patents
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Description
本開示は、高周波信号伝送用の配線パターンに同軸コネクタの中心電極を接続するための接続用スルーホールを備えた多層プリント配線板に関する。 The present disclosure relates to a multilayer printed wiring board provided with connection through holes for connecting a center electrode of a coaxial connector to a wiring pattern for high frequency signal transmission.
この種の多層プリント配線板においては、接続用スルーホールを介して接続される同軸コネクタと配線パターンとの接続部分で高周波信号が反射することなく、低損失で高周波信号を伝送させる必要がある。 In this type of multilayer printed wiring board, it is necessary to transmit a high frequency signal with low loss without the high frequency signal being reflected at the connection portion between the coaxial connector connected via the connection through hole and the wiring pattern.
そこで、従来では、配線パターンに対するリファレンス層や多層基板内の他の内層において、接続用スルーホール周囲のグラウンドパターンに設けられる抜き部の形状や大きさを調整し、上記接続部分での特性インピーダンスを規定値にすることが提案されている。 Therefore, conventionally, in the reference layer for the wiring pattern and the other inner layer in the multilayer substrate, the shape and size of the cutout provided in the ground pattern around the connection through hole are adjusted, and the characteristic impedance at the connection portion is It is proposed to make it a specified value.
例えば、特許文献１では、リファレンス層において、接続用スルーホール周囲の抜き部の形状を、接続用スルーホールを中心とする円形ではなく、配線層での接続用スルーホールからの配線パターンの延出方向に抜き部の面積を小さくすることが提案されている。 For example, in Patent Document 1, the shape of the cutout around the connection through hole in the reference layer is not a circle centered on the connection through hole, but the wiring pattern extends from the connection through hole in the wiring layer It has been proposed to reduce the area of the cutout in the direction.
また、特許文献２では、リファレンス層において、接続用スルーホール周囲の抜き部を円形とし、その中心位置を、接続用スルーホールの位置から、配線層での接続用スルーホールからの配線パターンの延出方向とは逆方向に偏心させることが提案されている。 Further, in Patent Document 2, in the reference layer, the cutout around the connection through hole is circular, and the center position is extended from the position of the connection through hole to the wiring pattern from the connection through hole in the wiring layer It is proposed to make it eccentric in the direction opposite to the outgoing direction.
上記提案の多層プリント配線板は、配線層に高周波信号伝送用の配線パターンだけが設けられ、その配線パターンを上下のリファレンス層にて挟むように構成されている。このため、上記提案の技術は、配線パターンが設けられる配線層において、配線パターン周囲にグラウンドパターンが設けられている場合には採用することができない。 The proposed multilayer printed wiring board is provided with only a wiring pattern for high frequency signal transmission in the wiring layer, and the wiring pattern is sandwiched between upper and lower reference layers. Therefore, the proposed technique can not be adopted when the ground pattern is provided around the wiring pattern in the wiring layer in which the wiring pattern is provided.
つまり、配線パターンの特性インピーダンスは、配線パターンを挟む上下のリファレンス層を使って調整することはできる。しかし、配線パターンが多層基板の表面に設けられるような場合には、配線層の上下にリファレンス層を配置することができないので、配線層に、配線パターンを囲むようにグラウンドパターンを設けることが考えられる。また、配線層の上下にリファレンス層を設けた場合であっても、配線層に、配線パターンを囲むようにグラウンドパターンを設けることも考えられる。 That is, the characteristic impedance of the wiring pattern can be adjusted using the upper and lower reference layers sandwiching the wiring pattern. However, when the wiring pattern is provided on the surface of the multilayer substrate, the reference layer can not be disposed above and below the wiring layer, so it is considered to provide a ground pattern in the wiring layer so as to surround the wiring pattern. Be Further, even in the case where reference layers are provided above and below the wiring layer, it is also conceivable to provide a ground pattern in the wiring layer so as to surround the wiring pattern.
このように、配線層にグラウンドパターンを設ける場合、そのグラウンドパターンには、配線パターンと接続用スルーホールの周囲に抜き部を設けることになるが、従来、この抜き部の形状については検討されておらず、接続用スルーホールを中心とする円形にするのが一般的である。 As described above, when the ground pattern is provided in the wiring layer, the ground pattern is provided with the cutout portion around the wiring pattern and the through hole for connection, but the shape of the cutout portion is conventionally studied. Generally, it is generally circular around the connection through hole.
本開示の一局面は、配線パターンに同軸コネクタの中心電極を接続するためのスルーホールを備えた多層プリント配線板において、配線パターンと同じ配線層にグラウンドパターンが設けられている場合に、スルーホールによる接続部分での特性インピーダンスを適正に設定できるようにすることを目的とする。 One aspect of the present disclosure is a multilayer printed wiring board provided with a through hole for connecting a center electrode of a coaxial connector to a wiring pattern, in which a ground pattern is provided in the same wiring layer as the wiring pattern. It is an object of the present invention to make it possible to properly set the characteristic impedance at the connection portion by
本開示の一局面の多層プリント配線板は、絶縁体層を挟んで積層される複数の導電体層を備えた多層基板にて構成されており、導電体層として、配線層、リファレンス層、及び、内層を備える。 A multilayer printed wiring board according to one aspect of the present disclosure is formed of a multilayer substrate provided with a plurality of conductive layers stacked with an insulator layer interposed therebetween, and as the conductive layer, a wiring layer, a reference layer, and , The inner layer.
配線層には、高周波信号伝送用の配線パターン、及び、配線パターンの周囲に間隔を空けて配置されるグラウンドパターンが設けられている。また、リファレンス層には、配線パターンにて伝送される高周波信号に対する基準電位となるグラウンドパターンが備えられ、内層にも、グラウンドパターンが備えられている。 The wiring layer is provided with a wiring pattern for high frequency signal transmission, and a ground pattern arranged at intervals around the wiring pattern. In addition, the reference layer is provided with a ground pattern serving as a reference potential for the high frequency signal transmitted by the wiring pattern, and the ground layer is also provided in the inner layer.
また、多層プリント配線板を構成する多層基板には、配線層にて配線パターンの一端に接続され、多層基板を貫通することにより、高周波信号伝送用の同軸コネクタの中心電極を接続可能な接続用スルーホールが備えられている。 In addition, in the multilayer board constituting the multilayer printed wiring board, one end of the wiring pattern is connected by the wiring layer, and the central electrode of the coaxial connector for high frequency signal transmission can be connected by penetrating the multilayer board. Through holes are provided.
そして、配線層、リファレンス層、及び内層を構成するグラウンドパターンには、それぞれ、接続用スルーホールと接続されることがないように、接続用スルーホール周囲を、間隔を空けて囲むための抜き部が備えられている。 And, in the ground pattern constituting the wiring layer, the reference layer, and the inner layer, a cutout for surrounding the connection through hole with a space so as not to be connected with the connection through hole. Is equipped.
また、配線層を構成するグラウンドパターンの抜き部は、接続用スルーホールを中心として、配線パターン側の面積が配線パターンとは反対側の面積よりも小さくなっている。このため、配線層において、接続用スルーホールの配線パターン側は、配線パターンとは反対側よりも、グラウンドパターンとの間隔が狭くなり、電気的結合量（換言すれば容量）が大きくなる。 Further, in the cutout portion of the ground pattern constituting the wiring layer, the area on the wiring pattern side is smaller than the area on the opposite side to the wiring pattern, centering on the connection through hole. Therefore, in the wiring layer, the distance between the wiring pattern side of the connection through hole and the ground pattern is narrower than that on the side opposite to the wiring pattern, and the amount of electrical coupling (in other words, capacitance) is larger.
従って、この間隔を調整することで接続用スルーホールによる接続部分での特性インピーダンスを、配線パターンや同軸コネクタのインピーダンスと整合させて、その接続部分で高周波信号が反射するのを抑制できる。 Therefore, by adjusting this interval, the characteristic impedance at the connection portion by the connection through hole can be matched with the impedance of the wiring pattern or the coaxial connector, and reflection of the high frequency signal at the connection portion can be suppressed.
ここで、接続用スルーホールによる接続部分での特性インピーダンスを配線パターンのインピーダンスに整合させるには、配線層を構成する配線パターンにおいて、接続用スルーホールと接続される部分（以下、接続部という）のパターン幅が、接続用スルーホールから離れた領域のパターン幅よりも広くなっていてもよい。 Here, in order to match the characteristic impedance in the connection portion by the connection through hole with the impedance of the wiring pattern, a portion connected to the connection through hole in the wiring pattern constituting the wiring layer (hereinafter referred to as a connection portion) The pattern width of may be wider than the pattern width of the area away from the connection through hole.
このようにすれば、配線パターンの接続用スルーホールとの接続部のパターン幅を調整することによっても、接続用スルーホールによる接続部分での特性インピーダンスを配線パターンや同軸コネクタのインピーダンスと整合させることができるようになる。この結果、多層プリント配線板を設計し易くなる。 In this way, the characteristic impedance at the connection portion by the connection through hole can be matched with the impedance of the wiring pattern or the coaxial connector also by adjusting the pattern width of the connection portion with the connection through hole of the wiring pattern. Will be able to As a result, it becomes easy to design a multilayer printed wiring board.
また、配線層を構成するグラウンドパターンの抜き部は、接続用スルーホールから配線パターンとは反対側に向けて所定角度で開いた形状（例えば、扇形状、三角形状等）になっていてもよい。 Further, the cutout portion of the ground pattern constituting the wiring layer may have a shape (for example, a fan shape, a triangle shape, etc.) opened at a predetermined angle from the connection through hole to the opposite side to the wiring pattern. .
このようにすれば、接続用スルーホールの配線パターンとは反対側での抜き部の開き角度を調整することによって、接続用スルーホールによる接続部分での特性インピーダンスを配線パターンや同軸コネクタのインピーダンスと整合させることができるようになる。従って、このようにしても多層プリント配線板を設計し易くなる。 In this way, by adjusting the opening angle of the cutout on the side opposite to the wiring pattern of the connection through hole, the characteristic impedance at the connection portion by the connection through hole is made equal to the impedance of the wiring pattern or the coaxial connector. You will be able to match. Therefore, this makes it easy to design a multilayer printed wiring board.
ところで、本開示の多層プリント配線板においては、配線層に設けられたグラウンドパターンの接続用スルーホール周りの抜き部の形状や配線パターンの幅を上記のように設定することで、接続用スルーホールによる接続部分での特性インピーダンスを所望インピーダンスに設定できる。 By the way, in the multilayer printed wiring board of the present disclosure, by setting the shape of the cutout portion around the connection through hole of the ground pattern provided in the wiring layer and the width of the wiring pattern as described above, the connection through hole The characteristic impedance at the connection portion by can be set to a desired impedance.
このため、リファレンス層を構成するグラウンドパターンの抜き部は、上述した特許文献に記載のように接続用スルーホールを中心とする形状から変形させたり、接続用スルーホールから偏心した位置に配置したりする必要はない。 For this reason, the cutout portion of the ground pattern constituting the reference layer may be deformed from the shape centered on the connecting through hole as described in the above-mentioned patent document, or may be arranged at a position eccentric to the connecting through hole. do not have to.
つまり、リファレンス層を構成するグラウンドパターンの抜き部は、接続用スルーホールが中心となる形状（例えば、円形若しくは多角形）にすることができ、高周波信号が接続用スルーホールを通過するときの特性インピーダンスの変化を抑制できる。 That is, the cutout portion of the ground pattern constituting the reference layer can be shaped (for example, circular or polygonal) centered on the connection through hole, and the characteristic when the high frequency signal passes through the connection through hole It is possible to suppress the change in impedance.
但し、このようにリファレンス層を構成するグラウンドパターンの抜き部の形状を円形若しくは多角形にした場合、接続用スルーホールから当該抜き部の内周縁までの最大長さは、配線層を構成するグラウンドパターンの抜き部の内周縁までの最大長さよりも短くするとよい。 However, when the shape of the cutout portion of the ground pattern constituting the reference layer is circular or polygonal in this way, the maximum length from the connection through hole to the inner peripheral edge of the cutout portion is the ground constituting the wiring layer It is preferable to be shorter than the maximum length to the inner peripheral edge of the cutout portion of the pattern.
例えば、配線層を構成するグラウンドパターンの抜き部が上述した扇形である場合、後述実施形態に記載のように、リファレンス層を構成するグラウンドパターンの抜き部は、その扇形の円弧の内側が外周となるように半径が設定された円形にするとよい。 For example, when the cutout portion of the ground pattern constituting the wiring layer has the above-described fan shape, the cutout portion of the ground pattern constituting the reference layer has the outer periphery at the inner side of the arc of the sector shape. The radius should be set to be circular so that
一方、多層プリント配線板は、内層として、リファレンス層の配線層とは反対側に設けられた外側内層を備えていてもよく、リファレンス層と配線層との間に設けられた中間内層を備えていてもよい。 On the other hand, the multilayer printed wiring board may have an outer inner layer provided on the opposite side to the wiring layer of the reference layer as an inner layer, and has an intermediate inner layer provided between the reference layer and the wiring layer. May be
そして、外側内層を構成するグラウンドパターンには、接続用スルーホール周囲の抜き部として、リファレンス層の抜き部と同形状の抜き部が備えられているとよい。
また、中間内層を構成するグラウンドパターンには、接続用スルーホール周囲の抜き部として、リファレンス層の抜き部と同形状か、若しくは、その抜き部よりも大きく、その抜き部を内包可能な形状を有する抜き部が備えられているとよい。また、この中間内層を構成するグラウンドパターンには、配線層の配線パターンと対向し、且つ、配線パターンよりも幅が広い配線用抜き部が備えられているとよい。
The ground pattern constituting the outer inner layer may be provided with a cutout having the same shape as the cutout of the reference layer as a cutout around the connection through hole.
In the ground pattern constituting the intermediate inner layer, a cutout around the connection through hole has the same shape as the cutout of the reference layer, or is larger than the cutout and has a shape capable of containing the cutout. It is good to be provided with the extraction part which has. Further, it is preferable that the ground pattern constituting the intermediate inner layer is provided with a wiring extraction portion which is opposed to the wiring pattern of the wiring layer and wider than the wiring pattern.
このようにすれば、中間内層のグラウンドパターンが、配線パターンや配線パターンの接続用スルーホールとの接続部で、特性インピーダンスに影響を与えるのを抑制することができる。 In this way, it is possible to suppress that the ground pattern of the middle inner layer affects the characteristic impedance at the connection portion with the wiring pattern or the connection through hole of the wiring pattern.
また、本開示の多層プリント配線板において、配線層は、多層基板の一方の面である表面に設けられ、多層基板の他方の面である裏面には、接続用スルーホール周囲に抜き部を有するグラウンドパターンにて構成される裏層が設けられていてもよい。 Further, in the multilayer printed wiring board of the present disclosure, the wiring layer is provided on the front surface which is one surface of the multilayer substrate, and has a cutout around the connection through hole on the rear surface which is the other surface of the multilayer substrate. A back layer configured in a ground pattern may be provided.
また更に、本開示の多層プリント配線板には、接続用スルーホールを中心とする円上で、各層のグラウンドパターンの抜き部よりも外側の複数箇所に、多層基板を貫通して各層のグラウンドパターンに接続される、複数の固定用スルーホールが設けられていてもよい。 Still further, in the multilayer printed wiring board of the present disclosure, the ground pattern of each layer is formed by penetrating the multilayer substrate at a plurality of locations outside the cutout portion of the ground pattern of each layer on a circle centered on the connection through hole. There may be provided a plurality of fixing through holes connected to each other.
このようにすれば、同軸コネクタの外部導体から突出された固定用の脚部を、複数の固定用スルーホールに通し、半田付け等で接続することにより、同軸コネクタを多層プリント配線板にしっかりと固定できるようになる。 In this way, the coaxial connector can be firmly attached to the multilayer printed wiring board by passing the fixing legs projecting from the outer conductor of the coaxial connector through the plurality of fixing through holes and connecting them by soldering or the like. You will be able to fix it.
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１に示すように、本実施形態の多層プリント配線板１は、絶縁体層８を挟んで積層される４種類の導電体層を備えた多層基板にて構成されており、基板表面の表層として、配線パターン１２及びグラウンドパターン１４を備える配線層１０を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
As shown in FIG. 1, the multilayer printed wiring board 1 of the present embodiment is formed of a multilayer substrate provided with four types of conductor layers stacked with an insulator layer 8 interposed therebetween, and the surface layer of the substrate surface As the wiring pattern 12 and the ground pattern 14.
また、多層プリント配線板１は、配線層１０直下の内層として、配線パターン１２にて伝送される高周波信号に対する基準電位となるグラウンドパターン２２を有するリファレンス層２０を備える。 The multilayer printed wiring board 1 further includes a reference layer 20 having a ground pattern 22 serving as a reference potential for a high frequency signal transmitted by the wiring pattern 12 as an inner layer immediately below the wiring layer 10.
また、多層プリント配線板１は、リファレンス層２０よりも更に下方に、グラウンドパターン３２を有する外側内層３０を備え、配線層１０とは反対側の裏面には、グラウンドパターン４２を有する裏層４０を備える。 The multilayer printed wiring board 1 further includes an outer inner layer 30 having a ground pattern 32 below the reference layer 20, and a back layer 40 having a ground pattern 42 on the back surface opposite to the wiring layer 10. Prepare.
配線層１０を構成する配線パターン１２は、高周波信号を低損失で伝送できるように、周囲のグラウンドパターン１４及びリファレンス層２０のグラウンドパターン２２との容量結合により所定の特性インピーダンス（例えば、７５Ω）となるように設定されている。 The wiring pattern 12 constituting the wiring layer 10 has a predetermined characteristic impedance (for example, 75 Ω) by capacitive coupling with the surrounding ground pattern 14 and the ground pattern 22 of the reference layer 20 so that high frequency signals can be transmitted with low loss. It is set to become.
また、多層プリント配線板１には、同軸コネクタ６０の中心電極６２を挿通して接続するための接続用スルーホール５２と、同軸コネクタ６０の外部導体から突出された複数の固定用脚部６４を挿通して接続するための複数の固定用スルーホール５４が、設けられている。 Further, in the multilayer printed wiring board 1, a connection through hole 52 for inserting and connecting the center electrode 62 of the coaxial connector 60 and a plurality of fixing legs 64 projecting from the outer conductor of the coaxial connector 60 are provided. A plurality of fixing through holes 54 for insertion and connection are provided.
これら各スルーホール５２、５４は、多層プリント配線板１を構成する多層基板を貫通するように設けられており、図２に示すように、固定用スルーホール５４は、接続用スルーホール５２を中心とする円上に９０度間隔で合計４個設けられている。 Each of the through holes 52 and 54 is provided to penetrate the multilayer substrate constituting the multilayer printed wiring board 1, and as shown in FIG. 2, the fixing through holes 54 are centered on the connecting through holes 52. A total of four are provided at intervals of 90 degrees on the circle to be taken.
従って、４個の固定用スルーホール５４に同軸コネクタ６０の固定用脚部６４をそれぞれ挿通して半田付け等で接続することで、同軸コネクタ６０を多層プリント配線板１にしっかりと固定できるようになる。 Therefore, the coaxial connector 60 can be firmly fixed to the multilayer printed wiring board 1 by inserting the fixing legs 64 of the coaxial connector 60 into the four fixing through holes 54 and connecting them by soldering or the like. Become.
また、図２（Ａ）に示すように、接続用スルーホール５２は、配線層１０にて配線パターン１２の一端に接続されており、本実施形態では、多層基板の裏面側から挿入された同軸コネクタ６０の中心電極を配線パターン１２に接続するのに利用される。 Further, as shown in FIG. 2A, the connection through hole 52 is connected to one end of the wiring pattern 12 in the wiring layer 10, and in the present embodiment, the coaxial is inserted from the back surface side of the multilayer substrate. It is used to connect the center electrode of the connector 60 to the wiring pattern 12.
また、配線層１０において、配線パターン１２は、接続用スルーホール５２との接続部１２ａでは接続用スルーホール５２から離れた伝送経路に比べて伝送経路の幅が広くなるように、パターン幅が徐々に広がっている。 Further, in the wiring layer 10, the wiring pattern 12 gradually becomes wider in the connection portion 12a with the connection through hole 52 so that the width of the transmission path becomes wider than the transmission path separated from the connection through hole 52. It has spread to
この配線パターン１２の周囲には、配線パターン１２を挟むように、所定の間隔を空けてグラウンドパターン１４が設けられている。そして、このグラウンドパターン１４には、接続用スルーホール５２の配線パターン１２とは反対側で、扇状にくり抜かれた抜き部１６が設けられている。 Ground patterns 14 are provided around the wiring patterns 12 at predetermined intervals so as to sandwich the wiring patterns 12. The ground pattern 14 is provided with a fan-shaped cutout 16 on the opposite side of the connection through hole 52 from the wiring pattern 12.
この抜き部１６は、接続用スルーホール５２を中心とする所定半径Ａの円弧の両端を、配線パターン１２に沿って形成された配線用抜き部１８と直線で接続することにより扇形に形成されている。そして、その抜き部１６の大きさは、抜き部１６の円弧を通る半径Ａの円内で、配線用抜き部１８よりも面積が大きくなっている。 The cutout portion 16 is formed in a fan shape by connecting both ends of a circular arc having a predetermined radius A centered on the connection through hole 52 with the wiring cutout portion 18 formed along the wiring pattern 12. There is. The size of the cutout 16 is larger in area than the wiring cutout 18 within a circle of radius A passing through the arc of the cutout 16.
これは、接続用スルーホール５２周りで配線パターン１２の幅を他の部分と同一にして、接続用スルーホール５２の周りに半径Ａの円形の抜き部を設けると、配線パターン１２の容量低下によって特性インピーダンスが高くなりすぎるためである。 This is because, if the width of the wiring pattern 12 is made the same as that of the other portion around the connection through hole 52 and a circular cutout of radius A is provided around the connection through hole 52, the capacitance of the wiring pattern 12 decreases. This is because the characteristic impedance is too high.
そこで、本実施形態では、接続用スルーホール５２を中心とする半径Ａの円内では、配線パターン１２の幅を広げ、そのパターン幅を広げた接続部１２ａの周囲にも他の部分と同様にグラウンドパターン１４を配置し、更に、接続用スルーホール５２の配線パターン１２（換言すれば接続部１２ａ）とは反対側では、グラウンドパターン１４に扇形の抜き部１６を設けることで、接続用スルーホール５２の接続部分での特性インピーダンスを所定インピーダンス（例えば、７５Ω）に設定している。 Therefore, in the present embodiment, the width of the wiring pattern 12 is expanded in a circle of radius A centered on the connection through hole 52, and the pattern width is expanded similarly to the other part of the connecting portion 12a. A ground pattern 14 is disposed, and a fan-shaped cutout 16 is provided in the ground pattern 14 on the opposite side to the wiring pattern 12 of the connection through hole 52 (in other words, the connection portion 12 a). The characteristic impedance at the connection portion 52 is set to a predetermined impedance (for example, 75 Ω).
一方、図２（Ｂ）に示すように、リファレンス層２０及び外側内層３０のグラウンドパターン２２、３２には、接続用スルーホール５２の周りに、接続用スルーホール５２を中心とする円形の抜き部２６、３６が設けられている。 On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the ground patterns 22 and 32 of the reference layer 20 and the outer inner layer 30, circular cutouts around the connection through holes 52 around the connection through holes 52. 26, 36 are provided.
なお、この抜き部２６、３６の半径は、配線層１０のグラウンドパターン１４の抜き部１６の半径よりも小さくなっている。
また、図２（Ｃ）に示すように、裏層４０のグラウンドパターン４２にも、接続用スルーホール５２の周りに、抜き部２６、３６と同形状の抜き部４６が設けられている。
The radius of the cutouts 26 and 36 is smaller than the radius of the cutout 16 of the ground pattern 14 of the wiring layer 10.
Further, as shown in FIG. 2C, the ground pattern 42 of the back layer 40 is also provided with a cutout 46 having the same shape as the cutouts 26 and 36 around the connection through hole 52.
そして、多層プリント配線板１には、各層１０、２０、３０、４０のグラウンドパターン１４、２２、３２、４２は、各層１０、２０、３０、４０の抜き部１６、２６、３６、４６及び配線層１０の配線用抜き部１８の周りで、ビア５６を介して接続されている。 Then, in the multilayer printed wiring board 1, the ground patterns 14, 22, 32, 42 of the layers 10, 20, 30, 40 are the cutouts 16, 26, 36, 46 of the layers 10, 20, 30, 40 and the wiring They are connected via vias 56 around the wiring removal portion 18 of the layer 10.
上記のように構成された本実施形態の多層プリント配線板１によれば、接続用スルーホール５２による同軸コネクタ６０と配線パターン１２との接続部分の特性インピーダンスＺ０を所望インピーダンスに近づけ、リターンロスを低減できる。 According to the multilayer printed wiring board 1 of this embodiment configured as described above, the characteristic impedance Z0 of the connection portion between the coaxial connector 60 and the wiring pattern 12 by the connection through hole 52 approaches the desired impedance, and the return loss is It can be reduced.
この効果を確認するために、接続用スルーホール５２及び固定用スルーホール５４を介して多層プリント配線板１に同軸コネクタ６０を固定し、接続用スルーホール５２による同軸コネクタ６０と配線パターン１２との接続部分の特性インピーダンスＺ０及びリターンロスＳ１１を測定した。この測定結果について、図３及び図４を用いて説明する。 In order to confirm this effect, the coaxial connector 60 is fixed to the multilayer printed wiring board 1 through the connection through hole 52 and the fixing through hole 54, and the coaxial connector 60 and the wiring pattern 12 are connected by the connection through hole 52. The characteristic impedance Z0 and the return loss S11 of the connection portion were measured. The measurement results will be described using FIGS. 3 and 4.
なお、図３は、本実施形態の多層プリント配線板１による測定結果と、配線層１０のグラウンドパターン１４の抜き部１６の形状を半径Ａの円形にした多層プリント配線板（比較例）による測定結果を比較して表している。 Note that FIG. 3 shows a measurement result by the multilayer printed wiring board 1 of the present embodiment and a measurement by the multilayer printed wiring board (comparative example) in which the shape of the cutout portion 16 of the ground pattern 14 of the wiring layer 10 is a circle of radius A. The results are shown in comparison.
また、図４は、配線層１０のグラウンドパターン１４の抜き部１６の形状を円形にし、その大きさ（換言すれば半径）を、半径Ａよりも小さい、大、中、小にした場合の測定結果を表している。 Further, FIG. 4 is a measurement in the case where the shape of the cutout portion 16 of the ground pattern 14 of the wiring layer 10 is circular, and the size (in other words, the radius) is smaller, larger, middle, or smaller than the radius A. It represents the result.
また、図３、図４において、上段は、周知のＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）法による特性インピーダンスＺ０の測定結果を表し、下段は、リターンロスＳ１１の測定結果を表している。 Further, in FIGS. 3 and 4, the upper part represents the measurement result of the characteristic impedance Z0 by the well-known TDR (Time Domain Reflectometry) method, and the lower part represents the measurement result of the return loss S11.
図３に示すように、配線層１０のグラウンドパターン１４の抜き部１６の形状を半径Ａの円形にした場合には、同軸コネクタ６０と配線パターン１２との接続部分の特性インピーダンスＺ０が急上昇しているのに対し、本実施形態では、所望の７５Ω付近で変化している。 As shown in FIG. 3, when the shape of the cutout portion 16 of the ground pattern 14 of the wiring layer 10 is made circular with a radius A, the characteristic impedance Z0 of the connection portion between the coaxial connector 60 and the wiring pattern 12 rises sharply. In contrast to this, in the present embodiment, it changes around the desired 75 Ω.
これは、抜き部１６の形状を半径Ａの円形にすると、同軸コネクタ６０と配線パターン１２との接続部分（特に配線パターン側）でのグラウンドパターンとの間の容量が低くなり過ぎるためである。そして、この測定結果から、抜き部１６を本実施形態のように形成すれば、その容量を大きくして、特性インピーダンスＺ０を所望インピーダンスに設定できることがわかる。 This is because if the shape of the cutout portion 16 is a circle having a radius A, the capacitance between the coaxial connector 60 and the ground pattern at the connection portion of the wiring pattern 12 (particularly on the wiring pattern side) becomes too low. And from this measurement result, it is understood that if the cut-out portion 16 is formed as in this embodiment, the capacitance can be increased and the characteristic impedance Z0 can be set to a desired impedance.
また、図３に示すリターンロスの測定結果から、本実施形態によれば、数ＧＨｚ帯の高周波信号でも上記接続部分での反射を抑えることができ、抜き部１６の形状を円形にした場合に比べて、リターンロスＳ１１を低減できることもわかる。 Further, from the measurement results of return loss shown in FIG. 3, according to the present embodiment, even in the case of high frequency signals of several GHz band, reflection at the connection portion can be suppressed, and the shape of the cutout 16 is made circular. In comparison, it is also understood that the return loss S11 can be reduced.
次に、図４に示すように、配線層１０のグラウンドパターン１４の抜き部１６の形状を円形にし、その大きさを変化させても、同軸コネクタ６０と配線パターン１２との接続部分の特性インピーダンスＺ０を所望インピーダンスに安定させることができず、リターンロスＳ１１も本実施形態のように改善できないことがわかった。 Next, as shown in FIG. 4, the characteristic impedance of the connection portion between the coaxial connector 60 and the wiring pattern 12 can be obtained even if the shape of the cutout 16 of the ground pattern 14 of the wiring layer 10 is made circular and the size is changed. It has been found that Z0 can not be stabilized to the desired impedance, and the return loss S11 can not be improved as in the present embodiment.
ここで、本実施形態では、同軸コネクタ６０は、多層プリント配線板１の裏面側に固定されるものとして説明したが、図５に示すように、本実施形態の多層プリント配線板１は、同軸コネクタ６０を配線層１０が設けられる表面側に固定して使用することもできる。 Here, in the present embodiment, the coaxial connector 60 is described as being fixed to the back surface side of the multilayer printed wiring board 1, but as shown in FIG. 5, the multilayer printed wiring board 1 of the present embodiment is coaxial. The connector 60 can also be used by being fixed to the surface side on which the wiring layer 10 is provided.
また、例えば、図６に示すように、多層プリント配線板１の裏層４０側に配線パターン４４が設けられており、基板表面の配線層１０の配線パターン１２が、ビア５８を介して、配線パターン４４に接続されている場合であっても、配線パターン１２の接続用スルーホール５２との接続部１２ａ及びその周囲の抜き部１６を上記のように構成することで、上記と同様の効果を得ることができる。
［第２実施形態］
図７に示すように、本実施形態の多層プリント配線板２は、第１実施形態の多層プリント配線板１に比べ、絶縁体層８を挟んで積層される導電体層の数が多い。すなわち、本実施形態の多層プリント配線板２は、表層の配線層１０と内層のリファレンス層２０との間にグラウンドパターン７２を有する中間内層７０が設けられ、リファレンス層２０と裏層４０との間に、２つの外側内層３０が間隔を空けて設けられている。
For example, as shown in FIG. 6, the wiring pattern 44 is provided on the back layer 40 side of the multilayer printed wiring board 1, and the wiring pattern 12 of the wiring layer 10 on the surface of the substrate is connected via the via 58. Even when connected to the pattern 44, the same effect as described above can be obtained by configuring the connecting portion 12a of the wiring pattern 12 with the connection through hole 52 and the cutout 16 around the connecting portion 12a as described above. You can get it.
Second Embodiment
As shown in FIG. 7, the multilayer printed wiring board 2 of this embodiment has a larger number of conductive layers stacked with the insulator layer 8 interposed therebetween, as compared to the multilayer printed wiring board 1 of the first embodiment. That is, in the multilayer printed wiring board 2 of the present embodiment, the middle inner layer 70 having the ground pattern 72 is provided between the wiring layer 10 in the surface layer and the reference layer 20 in the inner layer. There are two outer inner layers 30 spaced apart.
そして、本第２実施形態と第１実施形態との違いは、この点だけであり、他の構成は第１実施形態と同じであるため、以下の説明では、中間内層７０の構成について説明し、他の構成については説明を省略する。 And the difference between the second embodiment and the first embodiment is only this point, and the other configuration is the same as the first embodiment, so in the following description, the configuration of the middle inner layer 70 will be described. Description of the other components is omitted.
図８に示すように、本実施形態の中間内層７０のグラウンドパターン７２には、接続用スルーホール５２の周囲に、配線層１０のグラウンドパターン１４の抜き部１６と略同じ半径Ａで円形の抜き部７６が設けられている。 As shown in FIG. 8, in the ground pattern 72 of the middle inner layer 70 of the present embodiment, a circular cutout having a radius A substantially the same as the cutout 16 of the ground pattern 14 of the wiring layer 10 is provided around the connection through hole 52. The part 76 is provided.
また、この抜き部７６からは、配線層１０の配線パターン１２に沿って配線用抜き部７８が延びている。この配線用抜き部７８は、配線層１０の配線パターン１２と対向し、その配線パターン１２よりも幅が広くなっている。 Further, a wiring removal portion 78 extends from the removal portion 76 along the wiring pattern 12 of the wiring layer 10. The wiring removal portion 78 is opposed to the wiring pattern 12 of the wiring layer 10 and is wider than the wiring pattern 12.
これは、中間内層７０のグラウンドパターン７２が、配線パターン１２及び配線パターン１２の接続用スルーホール５２との接続部１２ａでの特性インピーダンスに影響を与えるのを抑制するためである。 This is to suppress the influence of the ground pattern 72 of the middle inner layer 70 on the characteristic impedance at the connection portion 12 a of the wiring pattern 12 and the connection through hole 52 of the wiring pattern 12.
このように構成された本実施形態の多層プリント配線板２においても、配線層１０のグラウンドパターン１４の抜き部１６や配線パターン１２が第１実施形態と同様に構成されているので、同軸コネクタ６と配線パターン１２との接続部分の特性インピーダンスＺ０を所望インピーダンスに設定して、この接続部分での高周波信号の反射を抑制することができる。 Also in the multilayer printed wiring board 2 of this embodiment configured in this way, the cutouts 16 and the wiring patterns 12 of the ground pattern 14 of the wiring layer 10 are configured in the same manner as in the first embodiment. It is possible to set the characteristic impedance Z0 of the connection portion between the wiring pattern 12 and the wiring pattern 12 to a desired impedance to suppress the reflection of the high frequency signal at this connection portion.
なお、中間内層のグラウンドパターン７２の抜き部７６は、リファレンス層２０のグラウンドパターン２２の抜き部２６と同形状か、若しくは、この抜き部２６よりも大きく、抜き部２６を内包可能な形状であればよい。
［第３実施形態］
次に、第１実施形態及び第２実施形態では、配線層１０は多層プリント配線板２を構成する多層基板の片面（表面）に設けられるものとして説明したが、図９に示す多層プリント配線板３のように、多層基板内部に、絶縁体層８を介して、上下のリファレンス層２０にて挟まれるように設けられていてもよい。
Note that the cutouts 76 of the ground pattern 72 of the intermediate inner layer have the same shape as the cutouts 26 of the ground pattern 22 of the reference layer 20 or a shape larger than the cutouts 26 and capable of containing the cutouts 26. Just do it.
Third Embodiment
Next, in the first embodiment and the second embodiment, the wiring layer 10 is described as being provided on one side (front surface) of the multilayer substrate constituting the multilayer printed wiring board 2. However, the multilayer printed wiring board shown in FIG. As shown in FIG. 3, it may be provided inside the multilayer substrate so as to be sandwiched between the upper and lower reference layers 20 via the insulator layer 8.
そして、この場合、配線層１０の配線パターン１２は、多層基板内部で接続用スルーホール５２と接続されていればよい。
なお、図９に示す多層プリント配線板３においては、基板表面に、グラウンドパターン８２にて構成される表層８０が設けられている。そして、この表層８０のグラウンドパターン８２には、裏層４０のグラウンドパターン４２の抜き部４６と同じ抜き部８６が設けられている。
In this case, the wiring pattern 12 of the wiring layer 10 may be connected to the connection through hole 52 inside the multilayer substrate.
In the multilayer printed wiring board 3 shown in FIG. 9, the surface layer 80 constituted by the ground pattern 82 is provided on the substrate surface. The ground pattern 82 of the surface layer 80 is provided with the same cutout 86 as the cutout 46 of the ground pattern 42 of the back layer 40.
またこのように、多層プリント配線板３を構成する多層基板の内部に配線層１０を設けた場合、図１０に例示するように、この配線層１０の配線パターン１２が、ビア５９を介して、表層８０に設けられた配線パターン８４に接続されていてもよい。 Further, when the wiring layer 10 is provided inside the multilayer substrate constituting the multilayer printed wiring board 3 as described above, as illustrated in FIG. 10, the wiring pattern 12 of the wiring layer 10 passes through the vias 59. It may be connected to the wiring pattern 84 provided on the surface layer 80.
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の多層プリント配線板は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記各実施形態では、多層プリント配線板３を構成する多層基板内には、グラウンドパターンを有するリファレンス層２０や他の内層（つまり、外側内層３０や中間内層７０）が設けられるものとして説明したが、内層として、電源電圧が印加されるベタパターンを有する電源層が設けられていてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this indication was described, the multilayer printed wiring board of this indication is not limited to the said embodiment, A various aspect can be taken.
For example, in each of the above-described embodiments, it is assumed that the reference layer 20 having the ground pattern and the other inner layer (that is, the outer inner layer 30 and the middle inner layer 70) are provided in the multilayer substrate constituting the multilayer printed wiring board 3. However, as the inner layer, a power supply layer having a solid pattern to which a power supply voltage is applied may be provided.
この場合、電源層を構成するベタパターンには、接続用スルーホール５２や固定用スルーホール５４、あるいはビア５６、５８、５９等の他のスルーホールに接触することのないよう、抜き部を設ける必要があるが、電源層の抜き部は、高周波信号の伝送特性に影響を与えることがないように形成すればよく、公知の手法を利用すればよいので、ここでは説明を省略する。 In this case, the solid pattern constituting the power supply layer is provided with a cutout so as not to contact the connection through hole 52, the fixing through hole 54, or other through holes such as the vias 56, 58, 59, etc. Although it is necessary, the removal portion of the power supply layer may be formed so as not to affect the transmission characteristics of the high frequency signal, and a known method may be used, so the description is omitted here.
また、上記実施形態では、配線層以外の層のグラウンドパターンには、接続用スルーホールを中心とする円形の抜き部を設けるものとして説明したが、この抜き部は、接続用スルーホールを中心とする正方形若しくは長方形等の多角形であってもよいし、接続用スルーホールから偏心した形状であってもよい。 In the above embodiment, the ground pattern of the layer other than the wiring layer is described as having a circular cutout around the connection through hole. However, this cutout corresponds to the center of the connection through hole. It may be a polygonal shape such as a square or a rectangle, or may be a shape eccentric to the connection through hole.
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。 Further, a plurality of functions of one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or one function of one component may be realized by a plurality of components. Also, a plurality of functions possessed by a plurality of components may be realized by one component, or one function realized by a plurality of components may be realized by one component. In addition, part of the configuration of the above embodiment may be omitted. In addition, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other above-described embodiment. In addition, all the aspects contained in the technical thought specified only by the words described in the claim are an embodiment of the present invention.
また、上述した多層プリント配線板の他、当該多層プリント配線板を備えたＳＳＤやＨＤＤ等の電子機器や多層プリント配線板の設計方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。 The present invention can also be realized in various forms such as an electronic device such as an SSD or an HDD provided with the multilayer printed wiring board and a method of designing the multilayer printed wiring board, in addition to the multilayer printed wiring board described above.
１，２，３…多層プリント配線板、８…絶縁体層、１０…配線層、１２，４４，８４…配線パターン、１２ａ…接続部、１４，２２，３２，４２，７２，８２…グラウンドパターン、１６，２６，３６，４６，７６，８６…抜き部、１８，７８…配線用抜き部、２０…リファレンス層、３０…外側内層、４０…裏層、５２…接続用スルーホール、５４…固定用スルーホール、５６，５８，５９…ビア、６０…同軸コネクタ、６２…中心電極、６４…固定用脚部、７０…中間内層、８０…表層。 1, 2, 3 Multilayer printed wiring board, 8: Insulator layer, 10: Wiring layer, 12, 44, 84: Wiring pattern, 12a: Connecting portion, 14, 22, 32, 42, 72, 82: Ground pattern 16, 26, 36, 46, 76, 86: Undrawn part, 18, 78: Unwired part, 20: Reference layer, 30: Outer inner layer, 40: Back layer, 52: Through hole for connection, 54: Fixed For through holes, 56, 58, 59, vias, 60, coaxial connectors, 62, center electrodes, 64, fixing legs, 70, middle inner layer, 80, surface layer.
Claims (7)
前記導電体層として、
高周波信号伝送用の配線パターン及び該配線パターンの周囲に間隔を空けて配置されるグラウンドパターンを有する配線層と、
前記配線パターンにて伝送される高周波信号に対する基準電位となるグラウンドパターンを有するリファレンス層と、
グラウンドパターンを有する内層と、
を備えると共に、
前記配線層にて前記配線パターンの一端に接続され、前記多層基板を貫通することにより、高周波信号伝送用の同軸コネクタの中心電極を接続可能な接続用スルーホールを備え、
前記配線層、前記リファレンス層、及び前記内層を構成するグラウンドパターンは、それぞれ、前記接続用スルーホール周囲を、間隔を空けて囲むための抜き部を備え、
前記配線層を構成する前記グラウンドパターンの抜き部は、前記接続用スルーホールを中心として、前記配線パターン側の面積が前記配線パターンとは反対側の面積よりも小さくなっており、
更に、前記配線層を構成する前記配線パターンは、前記接続用スルーホールとの接続部では、前記接続用スルーホールから離れた領域に比べて、パターン幅が広くなるよう、パターン幅が徐々に広がっている、多層プリント配線板。 A multilayer printed wiring board comprising a multilayer substrate provided with a plurality of conductor layers stacked with an insulator layer interposed therebetween,
As the conductive layer,
A wiring pattern for high frequency signal transmission, and a wiring layer having a ground pattern spaced around the wiring pattern;
A reference layer having a ground pattern serving as a reference potential for high frequency signals transmitted by the wiring pattern;
An inner layer with a ground pattern,
Together with
The wiring layer is connected to one end of the wiring pattern, and penetrates the multilayer substrate to provide a connection through hole to which the center electrode of the coaxial connector for high frequency signal transmission can be connected.
Each of the wiring layer, the reference layer, and the ground pattern constituting the inner layer has a cutout for surrounding the connection through hole with a space therebetween.
In the cutout portion of the ground pattern constituting the wiring layer, the area on the side of the wiring pattern is smaller than the area on the side opposite to the wiring pattern, centering on the connection through hole .
Furthermore, in the connection pattern with the connection through hole, the pattern width of the wiring pattern constituting the wiring layer gradually widens so that the pattern width becomes wider than the area away from the connection through hole. Is a multilayer printed wiring board.
前記外側内層の前記グラウンドパターンには、前記接続用スルーホール周囲の抜き部として、前記リファレンス層の抜き部と同形状の抜き部が備えられている、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の多層プリント配線板。 The inner layer includes an outer inner layer provided on the side opposite to the wiring layer of the reference layer,
The said ground pattern of said outer lining, as cut-out portion of the surrounding the through-hole connection, vent portions of the vent portion and the shape of the reference layer is provided, any of claims 1 to 3 1 The multilayer printed wiring board as described in a term.
前記中間内層の前記グラウンドパターンには、前記接続用スルーホール周囲の抜き部として、前記リファレンス層の前記抜き部と同形状若しくは該抜き部を内包可能な形状を有する抜き部が備えられると共に、前記配線層の前記配線パターンと対向し、且つ、前記配線パターンよりも幅が広い配線用抜き部が備えられている、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の多層プリント配線板。 The inner layer includes an intermediate inner layer provided between the reference layer and the wiring layer,
The ground pattern of the intermediate inner layer is provided with a cutout having the same shape as the cutout of the reference layer or a shape capable of containing the cutout as a cutout around the connection through hole, and The multilayer printed wiring board according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a wiring extraction portion facing the wiring pattern of the wiring layer and having a width wider than the wiring pattern.
プリント配線板。 The wiring layer is provided on the front surface which is one surface of the multilayer substrate, and on the rear surface which is the other surface of the multilayer substrate, it is configured by a ground pattern having the cutout portion around the connection through holes. The multilayer printed wiring board according to any one of claims 1 to 5, wherein a back layer is provided.
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