JP6724648B2 - Wiring board - Google Patents
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Description
本発明は、配線基板に関する。 The present invention relates to a wiring board.
従来、高周波信号を伝送するパッド部及び線路部からなる配線において反射を抑制するようにした配線基板が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there has been proposed a wiring board that suppresses reflection in a wiring including a pad portion and a line portion that transmits a high-frequency signal (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載された配線基板は、パッド部及び線路部からなる複数の配線が第1層に形成され、パッド部の直下に開口部を有する第1のグランド層が第2層に形成され、開口部を有していない第2のグランド層が第3層に形成されたものである。
In the wiring board described in
本発明の目的は、開口部を有するグランド層よりも下層のグランド層が任意の形状の場合と比較して配線の特性インピーダンスのばらつきを抑制することができる配線基板を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a wiring board capable of suppressing variations in the characteristic impedance of wirings as compared with the case where the ground layer below the ground layer having an opening has an arbitrary shape.
[1]基板の1つの層に形成され、パッド部とパッド部よりも幅の狭い配線部とを有する配線と、
前記1つの層に絶縁層を介して前記1つの層とは異なる他の層に形成され、平面視において前記パッド部に対応する領域に開口部を有する第1のグランド層と、
前記他の層に絶縁層を介して前記1つの層とは反対側の層に形成され、平面視において前記パッド部に対応する大きさを有する第2のグランド層と、
前記第1のグランド層と前記第2のグランド層とを接続する複数の接続導体と、
を備え、
前記第1のグランド層の前記開口部は、前記配線の前記配線部と反対側が開放され、
前記接続導体を6個とし、6個の接続導体は、前記開口部を挟んでそれぞれの側に3個を配置し、3個のうち中央の接続導体は、前記開口部の開放された側と反対側に寄せて設けられた、配線基板。
[2]前記配線は、一対の前記配線からなる差動配線である、前記[1]に記載の配線基板。
[3]前記第2のグランド層のサイズは、
前記第2のグランド層の幅をW3、配線方向の長さをL3、
前記開口部の幅をW2、前記配線方向の長さをL2、前記接続導体の直径をDとするとき、(W2+2D)<W3<(W2+10D)、及び(L2−2D)<L3<(L2+5D)とする、
前記[1]又は[2]に記載の配線基板。
[1] Wiring formed on one layer of the substrate and having a pad portion and a wiring portion having a width narrower than the pad portion;
A first ground layer that is formed in another layer different from the one layer via an insulating layer in the one layer, and has an opening in a region corresponding to the pad section in plan view;
A second ground layer that is formed on a layer opposite to the one layer via an insulating layer in the other layer, and has a size corresponding to the pad portion in a plan view;
A plurality of connection conductors connecting the first ground layer and the second ground layer,
Equipped with
The opening of the first ground layer is opened on the opposite side of the wiring from the wiring section,
The number of the connection conductors is six, and three of the six connection conductors are arranged on each side of the opening, and the central connection conductor of the three is the same as the opening side of the opening. A wiring board placed close to the other side .
[2] The wiring board according to [1], wherein the wiring is a differential wiring including a pair of the wirings.
[ 3 ] The size of the second ground layer is
The width of the second ground layer is W 3 , the length in the wiring direction is L 3 ,
When the width of the opening is W 2 , the length in the wiring direction is L 2 , and the diameter of the connection conductor is D, (W 2 +2D)<W 3 <(W 2 +10D), and (L 2 − 2D)<L 3 <(L 2 +5D),
The wiring board according to [1] or [2] .
請求項1に係る発明によれば、開口部を有するグランド層よりも下層のグランド層が任意の形状の場合と比較して配線の特性インピーダンスのばらつきを抑制することができる。
請求項2に係る発明によれば、単線で信号を伝送する場合と比較してノイズの少ない信号を伝送することができる。
請求項3に係る発明によれば、不要なクロストークの発生や放射ノイズを抑制することができる。
According to the invention of
According to the invention of
According to the invention of 請 Motomeko 3, it is possible to suppress the generation and radiation noise unwanted crosstalk.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each of the drawings, constituent elements having substantially the same function are designated by the same reference numerals, and a duplicate description thereof will be omitted.
図1は、本発明の実施の形態に係る配線基板の導体の部分を示す斜視図である。図2は、図1に対する平面図である。図2において、Xは配線方向、Yは幅方向とする。 FIG. 1 is a perspective view showing a conductor portion of a wiring board according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of FIG. In FIG. 2, X is the wiring direction and Y is the width direction.
この配線基板1は、第1層100aに形成された一対の配線10と、第2層100bに形成された第1のグランド層20と、第3層100cに形成された第2のグランド層30と、第1のグランド層20と第2のグランド層30とを接続する複数(本実施の形態では4つ)のビア40とを備える。一対の配線10は、差動配線であり、高周波信号(例えば、1〜10GHz)が送信される。第1層100aは、1つの層の一例である。第2層100bは、1つの層とは異なる他の層の一例である。第3層100cは、1つの層とは反対側の層の一例である。ビア40は、接続導体の一例である。
This
配線10は、端子等が接続されるパッド部10aと、パッド部10aよりも幅の狭い配線部10bとを備える。
The
第1のグランド層20は、平面視において一対のパッド部10aに対応する領域に開口部21が形成されている。第1のグランド層20に開口部21を形成することにより、パッド部10aと第2のグランド層30との間の絶縁層101a〜101cが誘電体として機能してパッド部10aの特性インピーダンスが大きくなり、パッド部10aと配線部10bとの特性インピーダンスの差を抑制することができる。開口部21の配線方向Xの一方の側は開放されている。なお、開口部21の配線方向Xの一方の側が開放されていなくてもよい。
The
本実施の形態では、開口部21の幅W2は、一対のパッド部10aの幅W1よりも大きく形成されている。開口部21の長さL2はパッド部10aの長さL1よりも大きく形成されている。なお、開口部21のサイズは、一対のパッド部10aよりも大きい方が好ましいが、特性インピーダンスに影響しない範囲で小さくしてもよい。
In the present embodiment, the width W 2 of the
第1のグランド層20の幅W4は、第2のグランド層30の幅W3よりも大きくしているが、ビア40の領域を確保できるのなら、第2のグランド層30の幅W3と等しくしてもよい。
The width W 4 of the
第2のグランド層30は、平面視において第1のグランド層20の開口部21に対応する大きさを有する。
The
第2のグランド層30のサイズは、ビア40の領域を確保するため、開口部21よりも大きくしているが、特性インピーダンスのばらつきを抑制するため、できるだけ小さいのが好ましい。すなわち、第2のグランド層30は、開口部21の幅W2よりも大きい幅W3を有する。第2のグランド層30のサイズは、第2のグランド層30の幅をW3、配線方向Xの長さをL3、開口部21の幅をW2、配線方向Xの長さをL2、ビア40の直径をDとするとき、(W2+2D)<W3<(W2+10D)、及び(L2−2D)<L3<(L2+5D)が好ましい。
The size of the
図3は、配線基板1の平面図、図4は、図3におけるA−A線断面図、図5は、図3におけるB−B線断面図、図6は、図3におけるC−C線断面図である。
3 is a plan view of the
配線基板1は、図4から図6に示すように、第1乃至第3層100a〜100cを有し、第1乃至第3層100a〜100cの層間は、それぞれ絶縁層101a、101bが設けられている。絶縁層101a、101bは、例えばガラスエポキシ樹脂等の絶縁性材料から形成される。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
(ビアと磁界強度との関係)
図7は、ビアと磁界強度との関係を示す棒グラフである。図7は、ビアの数及び位置を変えたときの磁界強度をシミュレーションした結果を示す。図8(a)〜(n)は、図7のビアの数及び位置を示す図である。図7において、「1個中上」、「2個左」、「2個中」、「2個右」、「3個左上と右端」、「3個左端と右上」、「3個左上と中央」、「4個」、「4個左」、「4個右」、「6個」、「6個左半分」、「6個右中シフト」、「8個」は、それぞれ図8(a)〜(n)に対応する。
(Relationship between via and magnetic field strength)
FIG. 7 is a bar graph showing the relationship between vias and magnetic field strength. FIG. 7 shows the result of simulating the magnetic field strength when the number and position of vias are changed. 8A to 8N are diagrams showing the number and positions of the vias in FIG. 7. In FIG. 7, "1 middle upper", "2 left", "2 middle", "2 right", "3 upper left and right edge", "3 left edge and upper right", "3 upper left""Center","4","4left","4right","6","6 left half", "6 right middle shift", "8" are respectively shown in FIG. It corresponds to a) to (n).
図7の磁界強度は、電流を配線10に流したときに生じる第2のグラウンド層30の磁界強度の最大値を示しており、磁界強度が小さい方が配線10の配線方向Xにおける特性インピーダンスの変動が小さいことを意味している。
The magnetic field strength in FIG. 7 indicates the maximum value of the magnetic field strength of the
シミュレーションに使用したモデルは、以下のサイズとした。すなわち、配線10については、一対のパッド部10aの幅W1を1.2mm、長さL1を2.0mm、配線部10bの幅W0を0.1mm、一対の配線10の間隔dを0.1mmとした。第1のグランド層20については、幅W4を2.0mm、開口部21の幅W2を1.4mm、長さL2を2.1mmとした。第2のグランド層30については、幅W3を1.8mm、長さL3を2mmとした。ビア直径Dを0.1mmとした。配線10と第1のグラウンド層20との間の距離は、0.117mm、第1のグランド層20と第2のグランド層30との間の距離は、1.7mmとした。
The model used for the simulation had the following sizes. That is, regarding the
図7から分かるように、ビア40が無かったものよりも「1個中上」以外は磁界強度が低下した。すなわち、2つ以上のビア40で第1のグランド層20と第2のグランド層30とを接続することにより、磁界強度を低下させることができることが分かった。最も磁界強度が低いモデルは、図8(m)に示す「6個右中シフト」であり、0.44A/mであった。すなわち、図8(m)に示す場合は、開口部21を挟んでそれぞれの側に3個のビア40を配置し、3個のうち中央のビア40は、開口部21の開放された側と反対側に寄せて設けられている。なお、図8(n)に示すビア40を8個にしても6個よりも磁界強度は減らなかった。
As can be seen from FIG. 7, the magnetic field strength was reduced except for "one in the middle", compared with the case without the via 40. That is, it was found that the magnetic field strength can be reduced by connecting the
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、3層構造の基板について説明したが、4層以上の基板について本発明は適用することができる。この場合、開口部21を有する第1のグランド層20を第3層以降にも形成し、第1のグランド層20を形成した最下層の次に第2のグランド層30を形成してもよい。このような構成においてもパッド部10aと配線部10bとの特性インピーダンスの差を抑制することができる。
The embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and implementations can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the substrate having a three-layer structure has been described in the above embodiment, the present invention can be applied to a substrate having four or more layers. In this case, the
1…配線基板、10…配線、10a…パッド部、10b…配線部、
20…第1のグランド層、21…開口部、30…第2のグランド層、40…ビア、
100a…第1層、100b…第2層、100c…第3層、
101a、101b…絶縁層
1... Wiring board, 10... Wiring, 10a... Pad part, 10b... Wiring part,
20... 1st ground layer, 21... Opening part, 30... 2nd ground layer, 40... Via,
100a... 1st layer, 100b... 2nd layer, 100c... 3rd layer,
101a, 101b... Insulating layer
Claims (3)
前記1つの層に絶縁層を介して前記1つの層とは異なる他の層に形成され、平面視において前記パッド部に対応する領域に開口部を有する第1のグランド層と、
前記他の層に絶縁層を介して前記1つの層とは反対側の層に形成され、平面視において前記パッド部に対応する大きさを有する第2のグランド層と、
前記第1のグランド層と前記第2のグランド層とを接続する複数の接続導体と、
を備え、
前記第1のグランド層の前記開口部は、前記配線の前記配線部と反対側が開放され、
前記接続導体を6個とし、6個の接続導体は、前記開口部を挟んでそれぞれの側に3個を配置し、3個のうち中央の接続導体は、前記開口部の開放された側と反対側に寄せて設けられた、
配線基板。 Wiring formed on one layer of the substrate and having a pad portion and a wiring portion having a width narrower than the pad portion;
A first ground layer that is formed in another layer different from the one layer via an insulating layer in the one layer, and has an opening in a region corresponding to the pad section in plan view;
A second ground layer that is formed on a layer opposite to the one layer via an insulating layer in the other layer, and has a size corresponding to the pad portion in a plan view;
A plurality of connection conductors connecting the first ground layer and the second ground layer,
Equipped with
The opening of the first ground layer is opened on the opposite side of the wiring from the wiring section,
The number of the connection conductors is six, and three of the six connection conductors are arranged on each side of the opening, and the central connection conductor of the three is the same as the opening side of the opening. It was placed close to the other side,
Wiring board.
請求項1に記載の配線基板。 The wiring is a differential wiring composed of a pair of the wirings,
The wiring board according to claim 1.
前記第2のグランド層の幅をW3、配線方向の長さをL3、
前記開口部の幅をW2、前記配線方向の長さをL2、前記接続導体の直径をDとするとき、(W2+2D)<W3<(W2+10D)、及び(L2−2D)<L3<(L2+5D)とする、
請求項1又は2に記載の配線基板。 The size of the second ground layer is
The width of the second ground layer is W 3 , the length in the wiring direction is L 3 ,
When the width of the opening is W 2 , the length in the wiring direction is L 2 , and the diameter of the connection conductor is D, (W 2 +2D)<W 3 <(W 2 +10D), and (L 2 − 2D)<L 3 <(L 2 +5D),
The circuit board according to claim 1 or 2.
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