JPH05114770A - プリントパターンの配線構造 - Google Patents

プリントパターンの配線構造

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JPH05114770A
JPH05114770A JP27509691A JP27509691A JPH05114770A JP H05114770 A JPH05114770 A JP H05114770A JP 27509691 A JP27509691 A JP 27509691A JP 27509691 A JP27509691 A JP 27509691A JP H05114770 A JPH05114770 A JP H05114770A
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JP
Japan
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parallel
wiring
electronic component
printed
section
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Pending
Application number
JP27509691A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Kobayashi
剛 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05114770A publication Critical patent/JPH05114770A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0216Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components

Landscapes

  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線密度を低下させずに、平行配線されたパ
ターン間におけるクロストークを低減して、誤動作の無
い小型で優れたプリント配線構造を提供する 【構成】 プリント配線板上に搭載した4個の電子部品
IC1,IC2,IC3そしてIC4とを接続するため
に形成され、それぞれIC1とIC2を、またIC3と
IC4を接続するように形成したときにその配線の一部
が少なくとも2本以上で平行に隣接して配線されるプリ
ントパターンの配線構造において、前記平行に隣接する
ように形成された平行配線区間l5 以外の非平行配線区
間l1 ,l 2 ,l3 ,l4 を、出力側のたとえば電子部
品IC1から出力された信号V1 が、受信側のたとえば
電子部品IC4に到達するまでの時間における信号の遅
延時間が同等となるように前記各電子部品から平行配線
区間l5 までの非平行配線長l2 ,l3 を同じ長さで配
線するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、積層プリント配線板上
に搭載された複数個の電子部品が備えている入出力端子
間を接続するために形成されるプリントパターンに関
し、とくに隣接して平行に配線されたプリントパターン
間に発生するクロストークノイズ(好まれざる目的外の
電気信号)を防止するためのプリントパターンの配線構
造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のプリントパターンの配線例
を示す説明図、図5はクロストークノイズを防止するた
めの従来のプリントパターン配線例を示す説明図、図6
も同じくクロストークノイズを防止するための従来のプ
リントパターン配線例を示す説明図である。
【0003】図4〜図6において、1は絶縁性の薄板材
等から成るプリント配線板、2はこのプリント配線板1
上にそれぞれ所定の配置で搭載されたLSI等の複数個
の電子部品、3はこの電子部品2間を接続するようプリ
ント配線板1上に形成された複数本のプリントパターン
であり、その一部は接近して平行に並べて形成されてい
る。
【0004】このようにプリントパターン3は、図4に
示すごとくその一部が平行に形成される場合が多く、こ
の平行配線により隣合う2本のプリントパターン3間に
は、好ましくないクロストークノイズが発生してしまう
という恐れがある。このため、従来は以下に示すような
図5および図6に示すような配線を行うことで前記クロ
ストークノイズの低減を図っていた。
【0005】図5は、プリント配線板1上に4個の電子
部品2a,2b,2c,2dを搭載し、そのうちの電子
部品2aと2bをプリントパターン3aにより、また電
子部品2cと2dをプリントパターン3bによりそれぞ
れ接続していて、この2本のプリントパターン3aと3
bの一部が、隣接して平行に形成されている状態を示し
ている。
【0006】通常、こうして2本のプリントパターン3
aと3bが平行に形成されると、この2本のパターン間
で電気的な結合が生じ、これがクロストークノイズとな
って、装置の誤動作の原因の一つになっていたが、この
2本のプリントパターン3aと3bで電気的な結合が生
じない程度にできるだけ広くし、所定の間隙以上を確保
して配置することでクロストークノイズ低減の対策とし
ている。
【0007】また、図6は前記図5と同様に、プリント
配線板1上に4個の電子部品2a,2b,2c,2dを
搭載し、そのうちの電子部品2aと2bを、また電子部
品2cと2dとをそれぞれ接続している2本のプリント
パターン3aと3bの一部が隣接して平行に形成されて
いる状態を示している。そして、この平行に隣接した2
本のプリントパターン3a,3b間にGNDシールドパ
ターン4を配設して、このGNDシールドパターン4に
より両プリントパターン3aと3b間の電気的な結合を
阻止するようにして、クロストークノイズの低減を図る
対策としている。
【0008】なお、上記各電子部品2a〜2dは、それ
ぞれ入力あるいは出力端子を1個ないし複数個有してい
るものであるが、ここでは、ひとつの電子部品につき1
つの端子同志を接続している状態として説明している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の技術においては、以下に示すような問題点があっ
た。つまり、近年、プリント配線板に搭載される電子部
品は、たとえばLSI等のように小型で、かつ多ピン化
されたものが多くなってきており、このような構造の電
子部品を多数搭載するようになったことに伴い、プリン
ト配線板上に配線されるプリントパターンの本数が増加
することとなっている。従って隣接する互いのプリント
パターン間の間隙は必然的に狭く形成され、電気的結合
を防げる広さまで広げたり、あるいは、プリントパター
ン間にGNDシールドパターンを挿入したりすること
は、配線密度を低下させてしまうばかりか、プリント配
線板の大型化、ひいては装置の大型化を招いていまうと
いう問題があった。
【0010】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、配線密度を低下させることなくク
ロストークノイズを確実に低減して誤動作を防止し、小
型で優れたプリントパターンの配線構造を提供すること
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため本発明は、プリント配線板上に搭載した電子部品が
有する少なくとも4個所の入出力端子間を接続するため
に形成され、互いに対応する2個の入出力端子間を接続
するように形成したときにその配線の一部が少なくとも
2本以上で平行に隣接して配線されるプリントパターン
の配線構造において、前記平行に隣接するように形成さ
れた平行配線区間以外の非平行配線区間を、出力側の電
子部品から出力された信号が受信側の電子部品に到達す
るまでの時間における信号の遅延時間が同等となるよう
前記各電子部品から平行配線区間までの非平行配線長を
同じ長さで配線するようにしたものである。
【0012】
【作用】上述した構成によれば、電子部品における出力
側の端子より発信された信号が非平行配線までの配線を
経てから平行配線へと進行し、この平行配線を通過した
のち出力側の非平行配線個所に進み、入力側の端子へと
到達する。この時、平行配線個所以外の非平行配線部分
においては、その長さを同等として配線していることか
ら、平行配線個所における出力信号の遅延時間もやはり
同等となる。このため、同様の配線によるプリントパタ
ーンが平行配線個所において隣接して形成されている
と、この隣接した平行配線個所での出力信号による遅延
時間が同じとなり、電気的結合は行われず、従ってクロ
ストークノイズが低減されることとなる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図1は本実施例のプリントパターンの一形成例を
示す平面図、図2は図1に示す配線とした場合の各ゲー
トにおける波形のタイムチャート、図3はバス系多信号
平行伝送に応用した例を示す斜視図である。
【0014】図1において、IC1〜IC4はプリント
配線板1上に搭載された入力出力端子としての電子部品
であり、それぞれのゲートa点,b点,c点,d点を介
してプリントパターンlにより電子部品IC1と電子部
品IC2が、そして電子部品IC3と電子部品IC4が
接続されている。なお、このプリントパターンlはそれ
ぞれ区間l1 ,l2 ,l3 ,l4 ,l5 に区切られてい
て、図1に見られるように、電子部品IC1とゲートa
点をつないだプリントパターンを区間l1 、同じく電子
部品IC2とゲートb点との間を区間l2 、電子部品I
C3とゲートc点との間を区間l3 、電子部品IC4と
ゲートd点との間をl4 とし、そして、ゲートa点とゲ
ートb点との間、またゲートc点とゲートd点との間を
つないでいる2本の平行なパターン部分を平行配線区間
5 としている。従って、この平行配線区間l5 は全く
同じ長さでa点とb点を、そしてゲートc点とd点を平
行に接続するように形成されていて、このような配線と
することによって、プリントパターン平行配線区間l5
におけるクロストークノイズを以下に示すように低減す
る対策としている。
【0015】また、9は各電子部品IC1〜電子部品I
C4へと信号を送信するための信号源である。上記のよ
うな構成とすることで、たとえば電子部品IC1から出
力された信号V1 が、プリントパターンlの区間l1
伝播してゲートa点に到達すると、平行配線区間l5
発生した第1次的近端クロストークV×T1が、電子部品
IC1の出力信号V1 と同位相でゲートc点から区間l
3 を伝播して電子部品IC3方向へ進行する。
【0016】電子部品IC3の出力に到達した第1次的
近端クロストークは、ここで反射され電子部品IC4方
向へむかっていく。この時、区間l3 から見た電子部品
IC3での反射係数ρIC3 は電子部品IC3の出力イン
ピーダンスZOUT と、区間l 3 の特性インピーダンスZ
0 から以下に示す数式(1) で計算できる。
【0017】
【数1】 上記数式(1) において、例えば、ZOUT =10Ω,Z0
=100Ωとすると、反射係数はρIC3 =−0.8とな
り、電子部品IC3から電子部品IC4へと、出力側で
ある前記電子部品IC1の出力信号V1 とは逆位相で
0.8V×T1の大きさとなった第1次的近端クロストー
クが、プリントパターンlの区間l3 ,区間l5 ,及び
区間l4 を順次伝播しながら進行して行く。
【0018】ここで電子部品IC1より信号V1 が出力
されてから、この出力信号V1 とは逆位相となった第1
次的近端クロストークが、電子部品IC4の入力へ到達
するまでの時間T1 を整理する。電子部品IC1から電
子部品IC2、電子部品IC3から電子部品IC4をつ
なぐプリントパターンlの各区間l1 〜l5 の伝播遅延
時間を図1に示すTd1,Td2,Td3,Td4,Td5とする
と、前記電子部品IC1から電子部品IC4までの信号
が到達する時間T1 は、以下に示す数式(2) のようにな
る。
【0019】
【数2】 T1 = Td1+Td2+Td3+Td4+Td5 …(2) 次に、電子部品IC1からの出力信号V1 が、プリント
パターンlの区間l1 ,区間l5 ,区間l2 を伝播して
電子部品IC2に到達した時を考える。電子部品IC1
の出力信号V1 は、電子部品IC2の入力で反射され
る。従って、この電子部品の入力インピーダンスを
in,区間l2 の特性インピーダンスをZ0 とすると、
区間l2 から見た電子部品IC2での反射係数ρ
IC2 は、以下に示す数式(3) で求められる。
【0020】
【数3】 上記数式(1) において、たとえば、Zin=1KΩ,Z0
=100Ωとすると、反射係数はρIC2 =+0.8とな
り、電子部品IC2から電子部品IC1へと、前記電子
部品IC1の出力信号V1とは同位相で、0.8V1
反射信号が区間l2 を戻り、ゲートb点に到達する。こ
れにより、平行配線区間l5 で発生した第2次的近端ク
ロストークV×T2が、電子部品IC1の出力信号V1
同位相でゲートd点か区間l4 を伝播して電子部品IC
4方向へ進行し電子部品IC4に到達する。第2次的近
端クロストークV×T2は出力信号V1 の反射波0.8V
1 により発生するので、出力信号V1 で発生したクロス
トークV×T1で、第2次的近端クロストークV×T2を表
すと、以下に示す数式(4) のようになる。
【0021】
【数4】V×T2 = 0.8V×T1 …(4) ここで、電子部品IC1より信号V1 が出力されてから
該信号V1 と同位相で、0.8V×T1の大きさとなった
第2次的近端クロストークが電子部品IC4の入力へ到
達するまでの時間T2 を、前記T1 と同様に整理する
と、以下に示す数式(5) のようになる。
【0022】
【数5】 T2 = Td1+Td5+Td2+Td2+Td4 …(2) クロストークノイズを低減するためには、前述した第1
次的と第2次的クロストークがそれぞれ互いに打ち消し
合う必要があり、そのためには、以下の式(6)の条件を
満たさなければならない。
【0023】
【数6】 T1 =T2 より Td2=Td3 …(6) このようにしてプリントパターンlの区間l2 と区間l
3 のパターン長を、上記数式(6) の条件を満たすように
配線すれば、平行配線区間l5 における電気的結合を防
止することができ、その結果、クロストークノイズを低
減した状態で出力信号V1 を確実に伝送できるようにな
る。
【0024】従って、各電子部品から平行配線区間l5
までに形成するプリントパターンlの配線は、常に同じ
長さに形成すれば、プリントパターンlにおける信号遅
延時間を同等にすることができるので、電気的結合を低
減することとなり、クロストークの低減が図られる。な
お、このときの電子部品IC1〜電子部品IC4の各ゲ
ートa点〜d点での波形をタイムチャートにすると、図
2のようになる。この図に見られるように、電子部品I
C4−1と電子部品IC4−2の波形が打ち消し合い、
これによりクロストークノイズが低減されることがわか
る。
【0025】また、図3は上述した設定によるプリント
パターンLの配線を、バス系の多信号平行伝送に応用し
た例である。1枚のバックボード10に、2枚(あるい
は、2枚以上となる場合もある)のパッケージ基板11
と12が実装されていて、これら2枚のパッケージ基板
11と12のうち、一方のパッケージ基板11には送信
側LSI11aが、また他方のパッケージ基板12には
受信側LSI12aが搭載されている。そして、これら
二つの電子部品11aと12aに備えられている図示せ
ぬ複数の入力出力端子間において複数本のプリントパタ
ーンを配線しており、上述したクロストークノイズ低減
の作用を応用しているものである。
【0026】すなわち、送信側LSI11a及び受信側
LSI12aを搭載したパッケージ基板11及び12に
おいて信号を出力した際のパターン遅延時間が等しい場
合に、送信側LSI11aからバックボード10までの
パターン配線長L1と、受信側LSI12aからバック
ボード10までのパターン配線長L2を同じ長さとすれ
ば、バックボード10に形成された複数本の平行なプリ
ントパターンL2における電気的結合は低減され、クロ
ストークノイズの低減が図れる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
リント配線板上に搭載した電子部品の少なくとも4個以
上の入出力端子間を接続するために形成され、互いに対
応する2つの入出力端子間を接続するように形成したと
きにその配線の一部が少なくとも2本以上で平行に隣接
して配線されるプリントパターンの配線構造において、
前記平行に隣接するように形成された平行配線個所以外
の非平行配線部分を、出力側の電子部品から出力された
信号が受信側の電子部品に到達するまでの時間における
信号の遅延時間が同等となるように前記各電子部品から
平行配線個所までの非平行配線長を同じ長さで配線する
ようにした。
【0028】このため、出力側の端子より出力された信
号が入力側の端子へと到達するまで出力信号の遅延時間
は、プリントパターンの配線長が同じであることによっ
て同等となり、平行配線個所における電気的結合が無く
なって、その結果クロストークノイズが低減されること
となる。こうして平行配線個所におけるクロストークノ
イズが低減されると、従来のように平行配線個所にて生
じるクロストークノイズを防止するため、隣接するプリ
ントパターン同志を、所定の間隙以上に広げて配置した
り、あるいは、互いのプリントパターン間にGNDシー
ルドパターンを挿入したりしなくとも良くなり、その結
果、配線スペースを有効に活用することができ、高密度
配線を実現することができる。従って、プリント配線板
の小型化はもちろんのこと、この小型のプリント配線板
を具備することで装置全体の小型化を実現できると共
に、誤動作のない小型で信頼性のあるプリントパターン
の配線構造が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例のプリントパターンの一形成例を示す
平面図である。
【図2】図1に示す配線とした場合の各ゲートにおける
波形のタイムチャートである。
【図3】バス系多信号平行伝送に応用した例を示す斜視
図である。
【図4】従来のプリントパターンの配線例を示す説明図
である。
【図5】クロストークノイズを防止するための従来のプ
リントパターン配線例を示す説明図である。
【図6】クロストークノイズを防止するための従来のプ
リントパターン配線例を示す説明図である。
【符号の説明】
IC1 電子部品 IC2 電子部品 IC3 電子部品 IC4 電子部品 l プリントパターン l1 区間 l2 区間 l3 区間 l4 区間 l5 平行配線区間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント配線板上に搭載した電子部品が
    有する少なくとも4個所の入出力端子間を接続するため
    に形成され、互いに対応する2個の入出力端子間を接続
    するように形成したときにその配線の一部が少なくとも
    2本以上で平行に隣接して配線されるプリントパターン
    の配線構造において、 前記平行に隣接するように形成された平行配線区間以外
    の非平行配線区間を、出力側の電子部品から出力された
    信号が受信側の電子部品に到達するまでの時間における
    信号の遅延時間が同等となるよう前記各電子部品から平
    行配線区間までの非平行配線長を同じ長さで配線するよ
    うにしたことを特徴とするプリントパターンの配線構
    造。
JP27509691A 1991-10-23 1991-10-23 プリントパターンの配線構造 Pending JPH05114770A (ja)

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JP27509691A JPH05114770A (ja) 1991-10-23 1991-10-23 プリントパターンの配線構造

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JP (1) JPH05114770A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235997B1 (en) 1997-08-25 2001-05-22 Fujitsu Limited LSI package with equal length transmission Lines
JP2018198844A (ja) * 2017-05-29 2018-12-20 株式会社三共 遊技機
JP2019017887A (ja) * 2017-07-21 2019-02-07 株式会社三共 遊技機

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235997B1 (en) 1997-08-25 2001-05-22 Fujitsu Limited LSI package with equal length transmission Lines
JP2018198844A (ja) * 2017-05-29 2018-12-20 株式会社三共 遊技機
JP2019017887A (ja) * 2017-07-21 2019-02-07 株式会社三共 遊技機

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