JPH07321429A - Printed-wiring board and designing method - Google Patents

Printed-wiring board and designing method

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JPH07321429A
JPH07321429A JP7062629A JP6262995A JPH07321429A JP H07321429 A JPH07321429 A JP H07321429A JP 7062629 A JP7062629 A JP 7062629A JP 6262995 A JP6262995 A JP 6262995A JP H07321429 A JPH07321429 A JP H07321429A
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line
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Tomoyasu Arakawa
智安 荒川
Toru Otaki
徹 大滝
Yasushi Takeuchi
靖 竹内
Toru Aisaka
徹 逢坂
Yoshimi Terayama
芳実 寺山
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    • 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

Abstract

PURPOSE:To suppress a radiation noise with high efficiency by a method wherein power-supply lines or grounding lines are formed at prescribed intervals in respectively different directions in a plurality of conductor layers. CONSTITUTION:A plurality of power-supply lines 14a, 15a lie at prescribed intervals on the surface A of a double-sided printed-wiring board 11 in a state that they are arranged in parallel with grounding lines 12a, 13a. Then as a whole, the grounding lines 12a, 13a and the power-supply lines 14a, 15a remain alternate at prescribed intervals. In addition, a plurality of grounding lines 12b, 13b and a plurality of power-supply lines 14b, 15b remain extended and installed also on the rear B so as to be parallel with each other. The lines remain extended and installed on the rear B in such a way that they are at right angles to the lines on the surface A. Then, they remain connected by through holes on their intersections. Thereby, the inductance of conductor layers is made uniform, and a capacitance between a power-supply pattern and a grounding pattern is increased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板で発生
する可能性の有る放射ノイズを効率良く抑えるプリント
配線板の設計方法およびそのような放射ノイズの発生す
ることの少ないプリント配線板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printed wiring board designing method for efficiently suppressing radiation noise that may occur in a printed wiring board and a printed wiring board in which such radiation noise is less likely to occur.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリント配線板に電源パターンやグラン
ドパターンを形成する場合には多層構造とすることがお
おい。多層構造のプリント配線板では、内層側に電源パ
ターンやグランドパターンを形成する一方、搭載部品等
が装着される表層側に信号パターンを形成する。一方、
両面プリント配線板や片面プリント配線板では信号パタ
ーンのない空きスペースを電源パターンやグランドパタ
ーンとして形成することが一般的である。
2. Description of the Related Art When forming a power supply pattern or a ground pattern on a printed wiring board, a multilayer structure is often used. In a multilayer printed wiring board, a power supply pattern and a ground pattern are formed on the inner layer side, while a signal pattern is formed on the surface layer side on which mounting components and the like are mounted. on the other hand,
In a double-sided printed wiring board or a single-sided printed wiring board, an empty space without a signal pattern is generally formed as a power supply pattern or a ground pattern.

【0003】従来、プリント配線板に形成される電源パ
ターンやグランドパターンは、放射ノイズ源として問題
となる信号周波数との関連性について特に考慮していな
い。このため、電源パターンが形成された層や、グラン
ドパターンが形成された層のインダクタンスが非常にば
ら付いており、ある部分のインダクタンスが他の部分に
対して著しく高くなっているため、ここに直流電流が流
れると電位変動が起こって高レベルの放射ノイズを発生
する原因となる。特に、プリント配線板上のICや発振
器等の能動素子等の間で信号のやり取りが行なわれる
と、配線パターンに電流が流れこの電流の周りに磁界が
発生する。また、電流が流れる導体がインピーダンスを
もっていれば導体の位置の違いによる電位差が生じ電界
が発生する。これら発生した磁界や電界は遠方へと拡散
放射していく過程で平面波となる。この放射ノイズが他
の信号に影響を与え、その他の信号において、反射ノイ
ズ、クロストーク、あるいは遅延と行った問題として現
出する。
Conventionally, the power supply pattern and the ground pattern formed on the printed wiring board are not particularly considered in relation to the signal frequency which is a problem as a radiation noise source. For this reason, the inductance of the layer on which the power supply pattern is formed and the layer on which the ground pattern is formed vary greatly, and the inductance of one part is significantly higher than that of the other part. When a current flows, potential fluctuations occur, which causes a high level of radiation noise. In particular, when signals are exchanged between ICs on the printed wiring board and active elements such as oscillators, a current flows in the wiring pattern, and a magnetic field is generated around this current. Further, if the conductor through which the current flows has impedance, a potential difference occurs due to the difference in the position of the conductor, and an electric field is generated. The generated magnetic field or electric field becomes a plane wave in the process of radiating diffuse radiation to a distant place. This radiated noise affects other signals, and appears as a problem with reflected noise, crosstalk, or delay in other signals.

【0004】従来、放射ノイズによる悪影響を防止する
ために、パターン上に抵抗を入れたり、高周波成分をカ
ットするために周波数特性をもったインダクタやキャパ
シタを入れたりしていた。しかしながら、このような部
品の後付による防止対策は設計変更やコストアップを招
く。例えば、特公平1−47032号では、図1に示す
ように、プリント基板の裏面において平行な複数のグラ
ンドライン121,121と同じく平行な複数の電源
(例えばVCC)ライン122,122…を設け、表面に
裏面のグランドライン121,121…と電源ライン1
22,122…に直交させて平行な複数のグランドライ
ン131,131…と同じく平行な複数の電源ライン1
32,132…を設けている。図2に示すように、裏面
の各々のグランドライン121は表面のグランドライン
131と交叉点においてスルーホール136によって導
通する。同じく、裏面の各々の電源ライン122は表面
のグランドライン132と交叉点においてスルーホール
134によって導通する。また、電源ラインとグランド
ラインとは所定の複数の位置においてノイズ防止用のキ
ャパシタを介して互いに接続されている。この配線基板
は、図1から明らかなように、IC素子を基板状に配置
する目的のために、ICのリードピンを挿入するための
複数のスルーホール150,150,…が設けられてい
る。ICが挿入されるときは、そのICが14ピンを有
するDIP(dual in-line package)タイプの場合には、
電源ピン(14番のピンは)は、図2に示すように、ス
ルーホール110に挿入される。隣のICのグランドピ
ン(7番ピン)はスルーホール111に挿入される。
Conventionally, in order to prevent the adverse effects of radiation noise, resistors have been placed on the pattern, and inductors and capacitors having frequency characteristics have been placed to cut high frequency components. However, such preventive measures by retrofitting the parts lead to design changes and cost increase. For example, in Japanese Examined Patent Publication No. 1-47032, as shown in FIG. 1, a plurality of parallel ground lines 121, 121 and a plurality of parallel power supply (for example, V CC ) lines 122, 122 ... Are provided on the back surface of the printed circuit board. , The back side ground lines 121, 121 ... and the power line 1
A plurality of power lines 1 parallel to the plurality of ground lines 131, 131 ...
32, 132 ... Are provided. As shown in FIG. 2, each ground line 121 on the back surface is electrically connected to the ground line 131 on the front surface by a through hole 136 at an intersection. Similarly, each power supply line 122 on the back surface is electrically connected by a through hole 134 at an intersection with the ground line 132 on the front surface. Further, the power supply line and the ground line are connected to each other at a plurality of predetermined positions via a noise prevention capacitor. As is apparent from FIG. 1, this wiring board is provided with a plurality of through holes 150, 150, ... For inserting lead pins of the IC for the purpose of arranging the IC elements on the board. When an IC is inserted, if the IC is a DIP (dual in-line package) type with 14 pins,
The power supply pin (14th pin) is inserted into the through hole 110 as shown in FIG. The ground pin (7th pin) of the adjacent IC is inserted into the through hole 111.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
の発明者達がこの従来技術のプリント基板をテストして
みたところ、折角ノイズ防止用のキャパシタをこの基板
に設けたにも拘わらず、前述の放射ノイズのレベルが減
少していないことが判明した。これは、ノイズ防止用の
キャパシタが同じICの電源ピンとグランドピンとを結
ぶのではなく、異なるICの電源ピンとグランドピンを
結んでいるからである。このためにノイズの抑制効果が
低いのである。
However, when the inventors of the present invention tested this printed circuit board of the prior art, the above-mentioned printed circuit board was provided with a capacitor for preventing corner noise, even though the printed circuit board of the prior art was provided. It was found that the level of radiated noise was not reduced. This is because the noise prevention capacitor does not connect the power supply pin and the ground pin of the same IC, but connects the power supply pin and the ground pin of different ICs. Therefore, the effect of suppressing noise is low.

【0006】この原因を調査した結果次のような結論に
到達した。即ち、この従来技術では、図1のようにグラ
ンドラインと電源ラインとを互いに直交させて格子状に
配置させるのは、格子間隔をICのパッケージの長さに
対応させるためであり、このような対応関係により、I
Cの電源ピンとグランドピン(これらのピンはDIPタ
イプのICでは、長手方向の両端にある)とが夫々、ス
ルーホール110とスルーホール111に挿入されるこ
とを狙っているからである。ところが近年のICは動作
周波数が高く、ICの長手方向の長さ程度の間隔で電源
ラインとグランドラインとを配置した場合には、信号ラ
インあるいは電源ラインから放射される放射電磁波のレ
ベルがかなり大きいのである。発明者達は、この高レベ
ルの電磁波の存在が自回路あるいは別の回路に影響を与
え誤動作を引き起こすことを見いだした。
As a result of investigating this cause, the following conclusion was reached. That is, in this conventional technique, the ground lines and the power supply lines are arranged in a grid pattern so as to be orthogonal to each other as shown in FIG. 1 in order to make the grid spacing correspond to the length of the IC package. Depending on the correspondence, I
This is because the C power pin and the ground pin (these pins are at both ends in the longitudinal direction in the DIP type IC) are intended to be inserted into the through hole 110 and the through hole 111, respectively. However, recent ICs have a high operating frequency, and when the power supply line and the ground line are arranged at an interval of about the length of the IC, the level of radiated electromagnetic waves radiated from the signal line or the power supply line is considerably high. Of. The inventors have found that the presence of this high level electromagnetic wave affects the own circuit or another circuit and causes a malfunction.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、放射ノ
イズを効率良く抑制し得るプリント配線板の設計方法あ
るいは抑制したプリント配線板を提供することにある。
上記課題を達成するための本発明の設計方法は、平行に
延設された複数の電源ラインと、この電源ラインの間を
走る信号ラインとが混在するプリント配線板を設計する
方法であって、 a:問題とする周波数を決定し、 b:この周波数に基づいて電源ライン同士において開け
るべき間隔を決定することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of designing a printed wiring board capable of efficiently suppressing radiation noise or a printed wiring board having the same suppressed.
The designing method of the present invention for achieving the above object is a method of designing a printed wiring board in which a plurality of power supply lines extended in parallel and signal lines running between the power supply lines are mixed, a: determining a frequency in question, and b: determining a space to be opened between the power supply lines based on this frequency.

【0008】同じ課題を達成するための本発明の設計方
法は、平行に延設された複数の電源ラインと、この電源
ラインの間を走る信号ラインとが混在するプリント配線
板を設計する方法であって、 a:問題とする周波数を決定し、 b:この周波数に基づいて2つの隣り合う電源ラインが
形成する断面積を決定し、 c:この断面積に基づい
て前記隣り合う電源ラインにおいて開けるべき間隔を決
定することを特徴とする。
The designing method of the present invention for achieving the same object is a method of designing a printed wiring board in which a plurality of power lines extending in parallel and signal lines running between the power lines are mixed. A: determine the frequency in question, b: determine the cross-sectional area formed by two adjacent power supply lines based on this frequency, c: open in the adjacent power supply lines based on this cross-sectional area It is characterized by determining the power interval.

【0009】上記構成の設計方法及び配線板によれば、
電源ライン(例えば、プラス電源線とマイナス電源線)
同士の間隔は問題となる周波数に従って決定されるため
に電磁放射ノイズが抑制される。本発明の好適な1態様
によると、前記問題となる周波数を、前記配線板を構成
する材料の誘電率によって補正することを特徴とする。
According to the designing method and the wiring board having the above-mentioned configurations,
Power lines (eg positive and negative power lines)
Electromagnetic radiation noise is suppressed because the distance between them is determined according to the frequency in question. According to a preferred aspect of the present invention, the problematic frequency is corrected by a dielectric constant of a material forming the wiring board.

【0010】本発明の好適な1態様によると、前記配線
板を流れるとされる信号に含まれるであろう高次高調波
の周波数を問題の周波数と定めることを特徴とする。本
発明の好適な一態様に拠れば、この配線板に実装される
IC素子立ち上がり特性tr若しくは立ち下がり特性tf
に基づいて前記問題の周波数を決定する。本発明の好適
な一態様に拠れば、前記問題となる周波数に対応する波
長の略20分の1以下の長さを前記間隔と定める。
According to a preferred aspect of the present invention, the frequency of high-order harmonics that may be contained in the signal supposed to flow through the wiring board is defined as the frequency of interest. According to a preferred aspect of the present invention, the rising characteristic t r or the falling characteristic t f of the IC element mounted on this wiring board is
The frequency of interest is determined based on According to a preferred aspect of the present invention, the interval is defined as a length of about 1/20 or less of the wavelength corresponding to the frequency in question.

【0011】本発明の他の目的は、放射ノイズを効率良
く抑制するために、電源ラインとグランドラインあるい
は信号ライン間の間隔を適切に設定するというプリント
配線板の設計方法あるいはプリント配線板を提供するこ
とにある。この目的を達成するために、本発明の方法
は、前記配線基板は複数の電力供給ラインと複数の電力
リターンラインとを前記電源ラインとして有し、前記間
隔を、互いに隣り合う電力供給ラインと電力リターンラ
インの間隔として決定することを特徴とする。
Another object of the present invention is to provide a method of designing a printed wiring board or a printed wiring board, in which a space between a power supply line and a ground line or a signal line is appropriately set in order to efficiently suppress radiation noise. To do. In order to achieve this object, in the method of the present invention, the wiring board has a plurality of power supply lines and a plurality of power return lines as the power supply line, and the interval is a power supply line and a power supply line adjacent to each other. It is characterized in that it is determined as the interval of the return line.

【0012】同じ目的を達成するための本発明のプリン
ト配線板は、第1層上に複数の電力供給ラインと複数の
電力リターンラインとが形成されたプリント配線板であ
って、前記複数の電力供給ラインと前記複数の電力リタ
ーンラインとは、互いに平行に交互に前記第1層上にお
いて配設されており、隣り合う電力供給ラインと電力リ
ターンラインとの間隔は、この配線基板において問題と
なる周波数に基づいて決定されたことを特徴とする。
A printed wiring board according to the present invention for achieving the same object is a printed wiring board having a plurality of power supply lines and a plurality of power return lines formed on a first layer. The supply line and the plurality of power return lines are alternately arranged in parallel with each other on the first layer, and the spacing between the adjacent power supply lines and power return lines becomes a problem in this wiring board. It is characterized in that it is determined based on the frequency.

【0013】本発明の他の目的は、放射ノイズを効率良
く抑制するために、電源ラインとグランドラインの間に
巧みにスルーホールを設けるというプリント配線板の設
計方法あるいはプリント配線板を提供することにある。
この目的を達成するための本発明の設計方法は、第1の
複数の電源ラインが平行して延設される第1の導電層
と、この第1の導電層から所定距離だけ絶縁層を介して
離間されると共に、第2の複数の電源ラインが平行して
延設される第2の導電層と、前記第1の導電層の前記第
1の複数の電源ラインと前記第2の導電層の前記第2の
複数の電源ラインとが交差する夫々の位置において、交
差する2つの電源ラインを電気的に接続するための複数
のスルーホールを有するプリント配線板を設計する方法
であって、 a:問題とする周波数を決定し、 b:この周波数に基づいて、任意の電源ライン同士を接
続する2つのスルーホールの間隔を決定することを特徴
とする。
Another object of the present invention is to provide a method for designing a printed wiring board or a printed wiring board in which a through hole is skillfully provided between a power supply line and a ground line in order to efficiently suppress radiation noise. It is in.
The designing method of the present invention for achieving this object includes a first conductive layer in which a first plurality of power supply lines are extended in parallel, and an insulating layer for a predetermined distance from the first conductive layer. Second conductive layer in which a plurality of second power supply lines extend in parallel while being spaced apart from each other, the first plurality of power supply lines of the first conductive layer, and the second conductive layer. A method of designing a printed wiring board having a plurality of through holes for electrically connecting two intersecting power supply lines at respective positions where the second plurality of power supply lines intersect with each other, wherein: It is characterized in that: the frequency in question is determined, and b: the interval between two through holes connecting arbitrary power supply lines is determined based on this frequency.

【0014】本発明の他の目的は、太い電源ラインと細
い電源ラインとを組み合わせることにより、電流容量の
確保と最適インダクタンスを両立させたプリント配線板
を提供することにある。この目的を達成するための本発
明のプリント配線板は、第1層上に複数の電力供給ライ
ンと複数の電力リターンラインとが形成されたプリント
配線板であって、前記複数の電力供給ラインと前記複数
の電力リターンラインとは、互いに平行に交互に前記第
1層上において配設されており、前記複数の電力供給ラ
インは、n(≧2)本の並んだ細いライン毎に1本の太
いラインとからなるパターンを有し、前記複数の電力リ
ターンラインは、m(≧2)本の並んだ細いライン毎に
1本の太いラインとからなるパターンを有し、隣り合う
電力供給ラインと電力リターンラインとの間隔は、この
配線基板において問題となる周波数に基づいて決定され
たことを特徴とする。
Another object of the present invention is to provide a printed wiring board in which both a large power supply line and a thin power supply line are combined with each other to ensure both current capacity and optimum inductance. A printed wiring board according to the present invention for achieving this object is a printed wiring board in which a plurality of power supply lines and a plurality of power return lines are formed on a first layer, and the plurality of power supply lines are provided. The plurality of electric power return lines are alternately arranged in parallel with each other on the first layer, and the plurality of electric power supply lines are provided for every n (≧ 2) thin lines. A plurality of power return lines, each of the plurality of power return lines having a pattern of one thick line for every m (≧ 2) thin lines lined up, and adjacent power supply lines. The distance to the power return line is characterized in that it is determined based on a frequency that causes a problem in this wiring board.

【0015】[0015]

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明に係る
プリント配線板の設計方法の実施例について説明し、次
に、その設計方法で設計された基板の構造について説明
する。 〈設計の原理〉後述するように、実施例の設計方法によ
って設計された基板は、その基板の1つの面に着目すれ
ば1方向に複数の平行ラインが展設され、他の面におい
ても、1方向に複数の平行ラインが展設されている。こ
の結果、両面に展設されたラインは全体的には、格子構
造、あるいは立体的には井桁構造を有することとなる。
そこで、この格子あるいは井桁の間隔が重要である。以
下に説明する設計方法は、2つの異なる観点から、格子
あるいは井桁の間隔を決定する原理を説明する。どちら
の設計原理を選ぶかは対象となる基板に実現される「回
路の性質」による。本明細書において、「回路の性質」
とは、 1:ICの出力特性(tr,tf)、 2:基板で使用される信号中の最も高い周波数、 を言うものとする。従って、この2つの「回路の性質」
に従って設計原理を順に説明する。
Embodiments of the method for designing a printed wiring board according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, and then the structure of a board designed by the design method will be described. <Principle of Design> As will be described later, in the substrate designed by the design method of the embodiment, if one surface of the substrate is focused, a plurality of parallel lines are extended in one direction, and in other surfaces, A plurality of parallel lines are installed in one direction. As a result, the lines extended on both sides have a lattice structure or a three-dimensional double girder structure as a whole.
Therefore, the spacing of this lattice or double girder is important. The design method described below illustrates the principle of determining the spacing of the lattice or double girder from two different perspectives. Which design principle is selected depends on the “characteristics of the circuit” realized on the target substrate. In the present specification, "characteristics of the circuit"
Are the output characteristics of the IC (t r , t f ), 2: the highest frequency in the signals used on the substrate, and Therefore, these two "characteristics of the circuit"
The design principle will be described in order.

【0016】r,tfに基づく設計 デジタル回路において、その性能に大きな影響を与える
ものに、システムの動作周波数とそのシステムに流れる
信号の許容される立ち上がり時間/立ち下がり時間特性
(以下、簡単にtrおよびtfと呼ぶ)とがある。図3,
図4は、夫々、74AC240,74HC240という
ICデバイスが動作したときの放射ノイズレベルの強度
を示す。74AC240のtr,tfは1.4であり、74
HC240のそれらは2.0である。これらの図から明ら
かなように、tr,tfが小さいほど放射電磁波の強度は
より高い周波数帯域にまで高いレベルのまま維持されて
いる。即ち、tr,tfが小さいほど(信号中の高周波成
分が高いほど)、広い周波数帯域に亘って高レベルの電
磁波が放射される。
In a designed digital circuit based on t r and t f , the operating frequency of the system and the permissible rise time / fall time characteristics of signals flowing through the system (hereinafter, referred to as simple to be called t r and t f) and there is. Figure 3,
FIG. 4 shows the intensity of the radiation noise level when the IC devices of 74AC240 and 74HC240 operate, respectively. 74 AC240 has t r and t f of 1.4, and 74
Those on the HC 240 are 2.0. As is apparent from these figures, t r, the intensity of the radiated electromagnetic wave as t f is small is maintained high levels remain until the higher frequency band. That is, the smaller t r and t f (the higher the high-frequency component in the signal), the higher the level of electromagnetic waves radiated over a wide frequency band.

【0017】電磁波には進行波と定在波とがあるが、発
明者達は、放射ノイズとして最も大きな影響を与えるも
のは後者の定在波であることに着目した。定在波におい
ては、周波数(f)と波長(λ)の間にf=C/λ(C
は光速)の関係が有る。定在波は、その波長(λ)ある
いは1/2λに等しい長さの回路パターンのラインから
多く発生する。即ち、このような長さの回路パターン
が、波長λの定在波を放射するアンテナに適合してしま
うのである。反対に、回路パターンの長さが1/20λ以下
であれば、そのパターン上の電位差も、振幅の1/2より
も小さくなることを実験的に見いだした。即ち、放射電
磁波の影響による電位差が振幅の1/2以下であれば誤動
作しないような回路システムにおいては、その回路のラ
インの長さを1/20λ以下に抑えればよいのである。図5
に、周波数fの定在波の波長λと、パターンの長さとの
関係を示す。
The electromagnetic waves include a traveling wave and a standing wave, but the inventors have noticed that the latter standing wave has the greatest effect as radiation noise. In a standing wave, f = C / λ (C
Is the speed of light). Many standing waves are generated from the line of the circuit pattern having a length equal to the wavelength (λ) or 1 / 2λ. That is, a circuit pattern having such a length is suitable for an antenna that radiates a standing wave of wavelength λ. On the contrary, when the length of the circuit pattern is 1 / 20λ or less, the potential difference on the pattern is experimentally found to be smaller than 1/2 of the amplitude. That is, in a circuit system in which malfunction does not occur if the potential difference due to the influence of the radiated electromagnetic wave is 1/2 or less of the amplitude, the line length of the circuit may be suppressed to 1 / 20λ or less. Figure 5
Shows the relationship between the wavelength λ of the standing wave of the frequency f and the length of the pattern.

【0018】どの程度の周波数の定在波が実際の回路シ
ステムで問題になるかは、その回路システムにおける実
際の回路システムで使われるデバイスのtr,tfnによ
る。近年のICのtr,tfは約1ns以下である。図3,
図4に示すように、ノイズレベルの低減程度が20dB/o
ctから40dB/octに変化する変異点の周波数を、ノイズ
が問題となる周波数fTと考えるべきである。この周波
数fTは、 fT=1/(πtr) …(1) で与えられる。一方、通常、ICからの信号には、この
周波数fTの2倍から3倍程度高い周波数成分を含む。
従って、この実施例では、ノイズを引き起こす問題とす
べき周波数fTを、信号中に最大3倍程度の周波数成分
が含まれるとの前提の下に、 fT=3/(πtr) … (2) と定義する。従って、近年多用されるtr,tfが約1ns
以下のICについては、問題の周波数は、 fT=3/(π×1×10-9)≒1(GHz) … (3) となる。プリント基板の誘電率εrは、その基板が2層
であれば3.0、2層以上の多層であれば4.8であるので、
この誘電性の基板による波長短縮効果を考慮すると、3
式で与えられた1GHzの信号の波長λは約150mm程
度となる。前述したように、パターンのライン長を、そ
のラインが放射する電磁波の波長λの1/20以下に設定す
ればその電磁波の強度は急減するので、tr,tfが約1
ns以下のICを用いる回路システムでは、その基板上で
パターンのライン長を7.5mm(=150mm/20)以下に抑え
ればよいことが分かる。即ち、回路基板の短縮率をαと
すると、その回路基板上の信号線の長さlを、 l≦α・(1/fT)・(1/20) … (4) 以下に抑えればよい。4式に2式を代入して、 l≦α・{(π・C・tr(f))/(3・20)} が得られる。最も、必要以上に信号線の長さを短くする
ことは却ってコスト増になる場合があるので、その回路
基板上の大部分の回路パターンラインの長さを4式で与
えらる長さに程度に抑えればよいのである。
[0018] or a standing wave of how much frequency becomes a problem in practical circuit system, according to t r, t fn of device used in the actual circuit system in the circuit system. The t r and t f of recent ICs are about 1 ns or less. Figure 3,
As shown in Fig. 4, the reduction level of the noise level is 20 dB / o.
The frequency of the change point changing from ct to 40 dB / oct should be considered as the frequency f T at which noise is a problem. This frequency f T is given by f T = 1 / (πt r ) ... (1) On the other hand, normally, the signal from the IC contains a frequency component that is about 2 to 3 times higher than this frequency f T.
Therefore, in this embodiment, f T = 3 / (πt r ) ... (F t ) on the assumption that the frequency f T , which is a problem causing noise, is approximately three times as high as the frequency component in the signal. 2) is defined. Therefore, t r, t f is about 1ns is recently often used
For the following IC, the frequency in question is f T = 3 / (π × 1 × 10 −9 ) ≈1 (GHz) (3) The dielectric constant ε r of a printed circuit board is 3.0 if the board has two layers and 4.8 if the board has two or more layers.
Considering the wavelength shortening effect of this dielectric substrate, 3
The wavelength λ of the 1 GHz signal given by the equation is about 150 mm. As described above, if the line length of the pattern is set to 1/20 or less of the wavelength λ of the electromagnetic wave emitted by the line, the intensity of the electromagnetic wave sharply decreases, so that t r and t f are about 1
It can be seen that in a circuit system using an IC of ns or less, the line length of the pattern on the substrate may be suppressed to 7.5 mm (= 150 mm / 20) or less. That is, assuming that the shortening rate of the circuit board is α, if the length l of the signal line on the circuit board is suppressed to l ≦ α · (1 / f T ) · (1/20) (4) or less, Good. By substituting the two equations into the four equations, l ≦ α · {(π · C · tr (f) ) / (3 · 20)} is obtained. However, reducing the length of the signal line more than necessary may increase the cost. Therefore, the length of most of the circuit pattern lines on the circuit board should be within the length given by 4 equations. It should be suppressed to.

【0019】回路基板の設計においてはICデバイスの
パッケージの配置が優先するので、信号ラインの長さを
制御することは困難な場合が多い。そこで、本実施例で
は、電源ライン及びグランドライン間の距離を一定範囲
内に制御し、電源ライン間、あるいはグランドライン
間、あるいは電源ラインとグランドラインの間に信号線
を這わせることにより信号線の長さを制御する。更に、
基板の表面に電源ラインパターンとグランドラインパタ
ーンを展設し、さらに同基板の裏面にも電源ラインパタ
ーンとグランドラインパターンとを展設し、表面に展設
された電源ラインパターンとグランドラインパターン
が、裏面に展設された電源ラインパターンとグランドラ
インパターンに対して直交するように配置する。そのう
えで、表面の電源ラインと裏面の電源ラインとの交叉点
においてスルーホールを介して両者を導通させ、表面の
グランドラインと裏面のグランドラインとの交叉点にお
いてスルーホールを介して両者を導通させることによ
り、信号ラインと電源/グランドパターン間の距離を実
質的に制御することとする。このような電源ラインとグ
ランドラインの配線の例を図9,図10に示す。
In the design of the circuit board, the package arrangement of the IC device has priority, so that it is often difficult to control the length of the signal line. Therefore, in this embodiment, the distance between the power supply line and the ground line is controlled within a certain range, and the signal line is laid between the power supply lines, between the ground lines, or between the power supply line and the ground line. Control the length of. Furthermore,
The power supply line pattern and the ground line pattern are laid out on the front surface of the board, and the power supply line pattern and the ground line pattern are laid out on the back surface of the board. , Are arranged so as to be orthogonal to the power supply line pattern and the ground line pattern provided on the back surface. Then, the two should be conducted through the through hole at the intersection of the front side power line and the back side power line, and the both should be conducted through the through hole at the intersection point of the front side ground line and the back side ground line. Thus, the distance between the signal line and the power supply / ground pattern is substantially controlled. Examples of wiring of such a power supply line and a ground line are shown in FIGS.

【0020】図6,図7は、実施例の設計方法におい
て、具体的に信号線の長さを制御することの意義を説明
する。図6は、基板の表面(または裏面)に展設された
ループ形状の信号線に電流iが流れる様子を説明する。
同じく、図7は、基板の表面と裏面とに展設された2本
の信号線がスルーホールによって接続されてループを形
成し、そのループを電流iが流れる様子を示す。両図に
おいて、ループの断面積をSとすれば、このループを流
れる電流iによって生成される磁束Φは、 Φ=k・i・S (kは定数) である。このループによって発生する放射電磁波は磁束
Φの大きさに支配されるから、磁束Φを小さくすること
によって電磁波の強度を小さくすることができる。従来
では、前述したように、磁束Φを小さくするために電流
値iを小さくすることを基板設計に際して念頭にいれて
いたが、本実施例は面積Sを小さくすることを検討す
る。即ち、実施例に係る設計方法は、表面上または裏面
上の電源ラインと表面上または裏面上のグランドライン
との間隔、あるいは電源ライン同士の間隔、あるいはグ
ランドライン同士の間隔を前述の4式に従って定義され
た距離とする。
6 and 7 explain the significance of concretely controlling the length of the signal line in the designing method of the embodiment. FIG. 6 illustrates how the current i flows through the loop-shaped signal line extended on the front surface (or the back surface) of the substrate.
Similarly, FIG. 7 shows how two signal lines extended on the front surface and the back surface of the substrate are connected by a through hole to form a loop, and a current i flows through the loop. In both figures, assuming that the cross-sectional area of the loop is S, the magnetic flux Φ generated by the current i flowing in this loop is Φ = k · i · S (k is a constant). Since the radiated electromagnetic wave generated by this loop is governed by the magnitude of the magnetic flux Φ, the strength of the electromagnetic wave can be reduced by reducing the magnetic flux Φ. Conventionally, as described above, the current value i is reduced in order to reduce the magnetic flux Φ in designing the substrate, but in the present embodiment, consideration will be given to reducing the area S. That is, in the design method according to the embodiment, the spacing between the power supply line on the front surface or the back surface and the ground line on the front surface or the back surface, the spacing between the power supply lines, or the spacing between the ground lines is determined according to the above-mentioned four expressions. It is defined distance.

【0021】図8は、基板上に展設された電源ラインV
CC2とグランドラインGND1との間に実装されたIC1
とIC2との間を結ぶ信号線200を示す。電流は、電
源ラインVCC2から両ICに流れ、さらにグランドライ
ンGND1に流れ込む。一部の電流は信号線200を介し
て流れるであろう。電源ラインVCC2の近傍にさらに電
源ラインVCC1が展設されていたとする。通常、電源ラ
インはインピーダンスが低いので電源ラインVCC2と電
源ラインVCC1の間には電位差はないと考えられるが、
高密度の回路基板ではインピーダンスを有する。グラン
ドラインGND1とグランドラインGND2の間にも電位差
は発生している。従って、電流は一部電源ラインVCC
から一部グランドラインGND2へと流れる。ICにとっ
ては、電源ラインVCC1もグランドラインGND2も電源
ラインVCC2とグランドラインG ND1に対して夫々遠方
にあるものとして存在するから、電源ラインVCC1から
流れ込む電流やグランドラインGND2へと流れ込む電流
が多いということは、図6,図7に関連して説明した電
流ループの断面積を大きくすることを意味する。
FIG. 8 shows a power supply line V extended on the substrate.
CC2 and ground line GNDIC1 mounted between 1 and
And a signal line 200 connecting the IC2 and the IC2. Current is
Source line VCCFlow from 2 to both ICs, then ground light
GNDFlow into 1. Some of the current goes through signal line 200
Will flow. Power line VCCIn the vicinity of 2
Source line VCCSuppose that 1 was installed. Normally, the power source
In has a low impedance, so the power supply line VCC2 and electric
Source line VCCIt is considered that there is no potential difference between 1
High density circuit boards have impedance. Gran
Drain GND1 and ground line GNDPotential difference between 2
Is occurring. Therefore, some of the current is the power line VCC1
Partial ground line GNDIt flows to 2. On the IC
The power line VCC1 is also the ground line GND2 also power
Line VCC2 and ground line G NDFar from each one
Power supply line VCCFrom 1
Current flowing in and ground line GNDCurrent flowing into 2
The fact that there are many
This means increasing the cross-sectional area of the flow loop.

【0022】そこで、電源ラインVCC1と電源ラインV
CC2との間をスルーホール201で接続して、IC1の
近傍で電源ラインVCC1と電源ラインVCC2を等電位に
近付ける。同じく、グランドラインGND1とグランドラ
インGND2の間にスルーホール202を設けてIC2の
近傍でグランドラインGND1とグランドラインGND2を
等電位に近付けるのである。このようにすると、IC
1,IC2さらには信号線200に流れる電流のほとん
どは電源ラインVCC2から供給されグランドラインGND
1に還流する。即ち、信号線200に最も近い電源線及
びグランド線を電流が流れるようになる。さらに、表面
と裏面に狭いピッチの井桁状の配線を行なうことによ
り、前述のVCCラインやGNDラインをスルーホールによ
って接続することによる効果と相俟って、結合が強化さ
れて、高周波電流がIC及び信号線に集中するようにな
る。こうすることにより、信号電流のループの断面積を
小さくすることができ、その結果、放射電磁波の強度を
弱めることができる。
Therefore, the power supply line V CC 1 and the power supply line V CC
The through hole 201 is connected to CC 2 to bring the power supply line V CC 1 and the power supply line V CC 2 close to the equipotential near the IC 1. Also, it is to close the ground line G ND 1 and the ground line in the vicinity of the ground line G ND IC 2 is provided a through hole 202 between 2 G ND 1 and a ground line G ND 2 equipotential. This way, the IC
1, IC2, and most of the current flowing through the signal line 200 is supplied from the power supply line V CC 2 and the ground line GND.
Reflux to 1. That is, the current flows through the power supply line and the ground line closest to the signal line 200. In addition, by forming a narrow pitch wiring on the front and back sides, the coupling is strengthened in combination with the effect of connecting the V CC line and the GND line by the through hole described above, and the high-frequency current is increased. Will concentrate on the IC and signal lines. By doing so, the cross-sectional area of the loop of the signal current can be reduced, and as a result, the intensity of the radiated electromagnetic wave can be weakened.

【0023】即ち、信号線の近傍に電源ラインあるいは
グランドラインを配線するようにすると、その信号ライ
ンと電源ラインあるいはグランドラインとの間の相互イ
ンダクタンスがより大きくなり、インピーダンスを低め
る効果がある。これは、信号ラインとグランドラインの
ように互いに逆向きの電流が流れる場合、システム全体
の実効インダクタンスが低下するという効果があるから
である。なお、インダクタンスL,キャパシタンスC,
インピーダンスZ0の関係は、 Z0={(R+jωL)/(G+jωC)}1/2 である。但し、R:抵抗、G:コンダクタンスである。
That is, if the power supply line or the ground line is arranged near the signal line, the mutual inductance between the signal line and the power supply line or the ground line becomes larger, and the impedance is lowered. This is because the effective inductance of the entire system is reduced when currents flowing in opposite directions such as a signal line and a ground line flow. In addition, the inductance L, the capacitance C,
The relationship of the impedance Z 0 is Z 0 = {(R + jωL) / (G + jωC)} 1/2 . However, R: resistance and G: conductance.

【0024】回路基板が多層板であれば、内層にベタの
グランドパターンを作れば理想的には、 パターンの長さ×層間の厚み がループの面積となる。しかしながら、パターンがベタ
の場合には、このベタパターン内の任意のルートをリタ
ーン電流が流れるから好ましくない。従って、上述のよ
うに、スルーホールによって表面と裏面ラインとを接続
する、即ち、表面ラインと裏面ラインとを井桁構造とす
るという手法を採用する。
If the circuit board is a multi-layer board, if a solid ground pattern is formed on the inner layer, ideally the length of the pattern times the thickness of the layers will be the area of the loop. However, if the pattern is solid, the return current flows through an arbitrary route in the solid pattern, which is not preferable. Therefore, as described above, the method of connecting the front surface and the back surface line by the through hole, that is, the method of forming the front surface line and the back surface line in the double beam structure is adopted.

【0025】以上は主に磁界に原因するノイズの除去に
ついて、断面積Sを小さくするために電源ライン(ある
いはグランドライン)間の距離を短くすることについて
述べたが、次に、信号ラインの位置の違いによる電位差
が原因で発生する電界を抑制する方法を説明する。電位
の変動(電圧)は、電流の変化量とその電流の流れるラ
インのインダクタンスによって決まる。即ち、電位変動
Vは、 V=L・(di/dt) である。このインダクタンスLを小さくできれば、位置
の異なる信号線間において発生する電位変動Vは小さく
なり、結果的にノイズを生む電界が抑制できる。図9,
図10の井桁構造の基板においては、後述するように、
グランドライン及び電源ラインのインピーダンスを下げ
られているので、電位変動は低く抑えられ発生する電界
を低く抑えることができる。
As for the removal of the noise mainly caused by the magnetic field, the above description has been made about reducing the distance between the power supply lines (or the ground lines) in order to reduce the cross-sectional area S. Next, the position of the signal line is described. A method of suppressing the electric field generated due to the potential difference due to the difference in the above will be described. The fluctuation (voltage) of the potential is determined by the amount of change in the current and the inductance of the line through which the current flows. That is, the potential fluctuation V is V = L · (di / dt). If the inductance L can be reduced, the potential fluctuation V generated between the signal lines at different positions can be reduced, and as a result, the electric field that causes noise can be suppressed. Figure 9,
As will be described later, in the double-girder structure substrate of FIG.
Since the impedances of the ground line and the power supply line are lowered, the potential fluctuation can be suppressed and the generated electric field can be suppressed.

【0026】即ち、この実施例の設計方法は、電流ルー
プの断面積の縮小とインダクタンスの低減による電位差
の縮小によって放射ノイズを抑制するものである。信号中の最高周波数に基づく設計 通常、クロック信号のような高速の繰り返し信号は、周
波数が高くなるほど、信号のtr,tfの早さも早いもの
が要求され、使用に耐ええるような矩形波を得るために
は、通常、元の周波数の50次程度までの高調波含むこ
とが必要である。従って、井桁若しくは格子の間隔は、
回路中の最も高い繰り替え信号の周波数の50倍の周波
数に基づいて設計しなければならない。即ち、回路の動
作クロック若しくはその回路中の最も高い周波数の信号
が30MHzならば、その50次高調波は1.5 GHz
で、波長はプリント基板上での波長短縮を考えると10
0mm程度の長さとなる。従って、100mm程度の波長を
有する放射電磁波を発生させないためには、第1の設計
方法と同じように、信号線の長さあるいは格子間隔を、
その波長の1/20以下(即ち、この例では5mm以下)
に抑えることが必要となる。
That is, the designing method of this embodiment suppresses radiation noise by reducing the cross-sectional area of the current loop and the potential difference by reducing the inductance. Design based on the highest frequency in a signal Normally, for a high-speed repetitive signal such as a clock signal, the higher the frequency is, the faster the signals t r and t f are required, and the rectangular wave that can be used is used. To obtain the above, it is usually necessary to include harmonics up to the 50th order of the original frequency. Therefore, the spacing of the girder or lattice is
The design must be based on 50 times the frequency of the highest repetitive signal in the circuit. That is, if the operating clock of the circuit or the highest frequency signal in the circuit is 30 MHz, its 50th harmonic is 1.5 GHz.
Then, the wavelength is 10 considering the shortening of the wavelength on the printed circuit board.
The length is about 0 mm. Therefore, in order not to generate a radiated electromagnetic wave having a wavelength of about 100 mm, the length of the signal line or the lattice spacing is set to be the same as in the first design method.
1/20 or less of that wavelength (that is, 5 mm or less in this example)
It is necessary to keep

【0027】〈設計回路基板の例〉以上が本発明の設計
方法の具体的な設計手法を説明した。以下にこの設計手
法によって具体的に設計された回路基板の例を図9,図
10にしたがって説明する。図9は、上記設計手法によ
って設計された回路基板11の表面の斜視図を、図10
はその表面を拡大した図を示す。図9,図10におい
て、参照番号において、“a”を付せられたものは表面
側のものを、“b”を付せられたものは裏面側のものを
示すとする。
<Example of Designed Circuit Board> The specific designing method of the designing method of the present invention has been described above. An example of a circuit board specifically designed by this design method will be described below with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a perspective view of the surface of the circuit board 11 designed by the design method described above.
Shows an enlarged view of the surface. In FIGS. 9 and 10, in the reference numerals, those marked with "a" indicate those on the front side, and those marked with "b" indicate those on the back side.

【0028】図9において、太い線12aはグランド線
を、太い線14aは電源線を、また、細い線13aはグ
ランド線を、細い線15aは電源線を示す。即ち、図9
において、矩形の両面プリント配線板11の表面Aに
は、その幅方向の一端側から、3mm程度の間隔で複数本
のグランドライン13aの夫々が、配線板11の長手方
向(図10中、上下方向)に延びており、この複数本の
グランドライン13aが相互に平行に並んだ状態で形成
されている。これらのグランドライン13aは線幅が1
mm未満、好ましくは0.3mm程度でよい。2本の細いグ
ランドライン13aの間に一本の電源ライン15aが前
記方向に延設されている。即ち、細いグランドライン1
3aと細い電源ライン15aとが交互に現われるように
基板11上に延設されている。
In FIG. 9, a thick line 12a is a ground line, a thick line 14a is a power line, a thin line 13a is a ground line, and a thin line 15a is a power line. That is, FIG.
In the front surface A of the rectangular double-sided printed wiring board 11, a plurality of ground lines 13a are arranged at intervals of about 3 mm from one end side in the width direction thereof in the longitudinal direction of the wiring board 11 (upper and lower sides in FIG. 10). Direction), and the plurality of ground lines 13a are formed in parallel with each other. The width of these ground lines 13a is 1
It may be less than mm, preferably about 0.3 mm. One power supply line 15a extends in the above direction between two thin ground lines 13a. That is, thin ground line 1
3a and thin power supply line 15a are extended on the substrate 11 so as to appear alternately.

【0029】3本のグランド線12aと3本の電源線1
5aを一本の太いグランド線12aと一本の太い電源ラ
イン14aが挟むように、グランド線12aと電源ライ
ン14aが基板11上に配設されている。基板11上に
は、図9に示すように、2本の太い電源線14aと2本
の太いグランド線12aが延設されている。即ち、太い
電源ライン14aと太いグランドラインは互いに交互に
現われるように基板11上に配設されている。太い電源
ライン(あるいはグランドライン)は線幅が1mm以上、
好ましくは2mm程度でよい。
Three ground lines 12a and three power lines 1
The ground line 12a and the power supply line 14a are arranged on the substrate 11 so that one thick ground line 12a and one thick power supply line 14a sandwich 5a. As shown in FIG. 9, two thick power supply lines 14a and two thick ground lines 12a are extended on the substrate 11. That is, the thick power supply lines 14a and the thick ground lines are arranged on the substrate 11 so as to alternately appear. The thick power line (or ground line) has a line width of 1 mm or more,
It is preferably about 2 mm.

【0030】同様に、この両面プリント配線板11の表
面Aには、線方向他端側(図10中、左端側)から3mm
程度の間隔で複数本の電源ライン14a,15aがこれ
らグランドライン12a,13aと平行に並んだ状態で
形成されている。これらは、線幅が1mm以上、本実施例
では2mm程度の太い電源ライン14aと、線幅が1mm未
満、本実施例では0.3mm程度の細い電源ライン15a
とで構成され、隣接する2本の太い電源ライン14aの
間に複数本(図示例では6本)の細い電源ライン15a
が並び、全体としてグランドライン12a,13aと電
源ライン14a,15aとが1.5mm程度の間隔で交互
に配列した状態となっている。従って、図11に示すよ
うに、グランドライン(12aあるいは13a)の中心
とと電源ライン(14aあるいは15a)中心の間隔は
約1.5mmとなる。
Similarly, on the surface A of the double-sided printed wiring board 11, 3 mm from the other end in the line direction (the left end in FIG. 10).
A plurality of power supply lines 14a and 15a are formed in parallel with the ground lines 12a and 13a at regular intervals. These are a thick power line 14a having a line width of 1 mm or more, about 2 mm in this embodiment, and a thin power line 15a having a line width of less than 1 mm, about 0.3 mm in this embodiment.
And a plurality of (six in the illustrated example) thin power supply lines 15a between two adjacent thick power supply lines 14a.
Are arranged, and as a whole, the ground lines 12a and 13a and the power supply lines 14a and 15a are alternately arranged at intervals of about 1.5 mm. Therefore, as shown in FIG. 11, the distance between the center of the ground line (12a or 13a) and the center of the power supply line (14a or 15a) is about 1.5 mm.

【0031】また、この両面プリント配線板11の裏面
Bにも、複数の太いグランドライン12bと複数の細い
グランド13bと、複数の太い電源ライン14bと複数
の細い電源ライン15bとが互いに平行になるように延
設されている。これらのラインは、表面A上のラインと
直交するように裏面B上に延設されている点を除けば、
裏面B上の配列パターンはAと同じである。図12にこ
の裏面の配列パターンを示す。
Also on the back surface B of the double-sided printed wiring board 11, a plurality of thick ground lines 12b and a plurality of thin grounds 13b, a plurality of thick power supply lines 14b and a plurality of thin power supply lines 15b are parallel to each other. Has been extended. Except that these lines extend on the back surface B so as to be orthogonal to the lines on the front surface A,
The arrangement pattern on the back surface B is the same as A. FIG. 12 shows the arrangement pattern on the back surface.

【0032】表面A上の電源ライン(太いラインと細い
ラインを問わず)と裏面B上の電源ライン(太いライン
と細いラインを問わず)とはそれらの交差点上において
スルーホールによって接続され、表面A上のグランドラ
イン(太いラインと細いラインを問わず)と裏面B上の
グランドライン(太いラインと細いラインを問わず)と
はそれらの交差点上においてスルーホールによって接続
されている。図10はこれらラインのスルーホールによ
る接続状態を示す。図10において、小さな丸と大きな
丸はスルーホールを示す。小さな丸は、同じ電位の、細
いラインと、細いライン若しくは太いラインとを接続す
るためのスルーホールを示し、大きな丸は、同じ電位
の、太いラインと太いラインとを接続するためのスルー
ホールを示す。図10において、図示の便宜上、実線は
表面側のラインを、破線は裏面側のラインを示す。ま
た、実線のハッチング線が引かれた部分は表面側の太い
電源あるいはグランドラインを、破線のハッチング線が
引かれた部分は裏面側の太い電源あるいはグランドライ
ンを示す。
The power supply line on the front surface A (whether thick line or thin line) and the power supply line on the back surface B (whether thick line or thin line) are connected by through holes at their intersections, The ground line on A (whether thick or thin) and the ground line on the back surface B (whether thick or thin) are connected by through holes at their intersections. FIG. 10 shows a connection state of these lines by through holes. In FIG. 10, small circles and large circles indicate through holes. A small circle indicates a through hole for connecting a thin line and a thin line or a thick line of the same potential, and a large circle indicates a through hole for connecting a thick line and a thick line of the same potential. Show. In FIG. 10, for convenience of illustration, a solid line indicates a front side line, and a broken line indicates a back side line. Further, a solid line hatched portion indicates a thick power source or ground line on the front surface side, and a broken line hatched portion indicates a thick power source or ground line on the rear surface side.

【0033】図13は、スルーホールによる接続を立体
的に示す。図11から明らかなように、実施例の配線方
法によれば、全てのグランドライン(あるいは全ての電
源ライン)において、長手方向において隣接する2つの
スルーホールによって区画されたラインの長手方向の長
さは3mmとなる。また、図12から明らかなように、全
てのグランドライン(あるいは全ての電源ライン)にお
いて、横方向において隣接する2つのスルーホールによ
って区画されたラインの横方向の長さも3mmとなる。
FIG. 13 three-dimensionally shows the connection by through holes. As is clear from FIG. 11, according to the wiring method of the embodiment, in all the ground lines (or all the power supply lines), the length in the longitudinal direction of the line defined by the two through holes adjacent in the longitudinal direction. Is 3 mm. Further, as is clear from FIG. 12, in all the ground lines (or all the power supply lines), the length in the horizontal direction of the line divided by the two through holes adjacent in the horizontal direction is also 3 mm.

【0034】図9,図10において、20aは表面A上
に配設された信号線を、20bは裏面に配設された信号
線を示し、これら2つの信号線はスルーホール21によ
って電気的に接続されている。前述したように、基板1
1の表面Aにおいても裏面Bにおいても、隣接する電源
線とグランド線との間隔は1.5mmである。信号ラインの
線幅を例えば0.15mm程度とすれば、最大4〜5本程
度の信号線を形成しえる。従って、表面も裏面上のいか
なる信号線に対しても、1.5mm以下の距離にあるような
一組の電源ラインとグランドラインが存在する。また、
もし、図14に示すようなIC160が基板11上に設
けられているとすると、このIC160からの2本の信
号線160,161上のいかなる折れ線部分にも、1.5m
m以下の距離にあるような一組の電源ラインとグランド
ラインが存在する。
9 and 10, reference numeral 20a denotes a signal line provided on the front surface A, and 20b denotes a signal line provided on the back surface. These two signal lines are electrically connected by the through hole 21. It is connected. As described above, the substrate 1
In both the front surface A and the back surface B of No. 1, the distance between the adjacent power line and ground line is 1.5 mm. If the line width of the signal line is, for example, about 0.15 mm, a maximum of about 4 to 5 signal lines can be formed. Therefore, for any signal line on the front or back, there is a set of power and ground lines at a distance of 1.5 mm or less. Also,
If an IC 160 as shown in FIG. 14 is provided on the substrate 11, any broken line portion on the two signal lines 160 and 161 from this IC 160 is 1.5 m
There is a set of power and ground lines that are less than or equal to m.

【0035】従って、図10〜図14のように構成され
た基板11において、信号線とグランドラインあるいは
電源ラインとの間で形成するループの面積が少なくなる
ので、そのループを通る磁束が減少して放射電磁波の強
度が弱められる。さらに、ラインによって形成されるイ
ンピーダンスも減少するので基板上で発生する電界強度
も弱くなる。
Therefore, in the substrate 11 configured as shown in FIGS. 10 to 14, the area of the loop formed between the signal line and the ground line or the power supply line is reduced, so that the magnetic flux passing through the loop is reduced. The intensity of the radiated electromagnetic wave is weakened. Further, since the impedance formed by the line is also reduced, the electric field strength generated on the substrate is weakened.

【0036】図15,図16,図17,図18は夫々、
電源ライン同士あるいはグランドライン同士を接続する
隣接する2つのスルーホールの間隔を、略0mm,3mm,
9mm,15mmと変えた時の、その基板における電源ライ
ンとグランドラインの井桁の概略的な外観を示す。テスト結果 図19は、上記2つのスルーホールの間隔を、略0mm,
3mm,9mm,15mmと変えた時の、配線板11のグラン
ドラインのインダクタンスの変化を示す。また、図20
は、上記2つのスルーホールの間隔を、略0mm,3mm,
9mm,15mmと変えた時の、グランドラインと電源ライ
ン間のキャパシタンスとの関係を示す。また、図21
は、上記2つのスルーホールの間隔を、略0mm,3mm,
9mm,15mmと変えた時の、グランドラインに信号を流
した場合に発生する放射ノイズの変化を示す。
FIGS. 15, 16, 17, and 18 respectively show
The distance between two adjacent through holes that connect power lines or ground lines should be approximately 0 mm, 3 mm,
The outline of the power supply and ground line girders on the board when changed to 9mm and 15mm is shown below. Test result FIG. 19 shows that the distance between the two through holes is about 0 mm,
The change in the inductance of the ground line of the wiring board 11 when changed to 3 mm, 9 mm, and 15 mm is shown. Also, FIG.
Is the distance between the above two through holes is approximately 0mm, 3mm,
The relationship between the capacitance between the ground line and the power line when changing to 9mm and 15mm is shown. In addition, FIG.
Is the distance between the above two through holes is approximately 0mm, 3mm,
The figure shows the change in radiation noise that occurs when a signal is passed through the ground line when changing to 9 mm and 15 mm.

【0037】図19〜図21から明らかなように、スル
ーホールの間隔をある程度、つまり3mm程度まで狭くす
る方が、めっきスルーホール16,17の間隔を0にし
た、いわゆるベタのグランドパターンと同等な特性を得
られることが理解できよう。図9に示した例では、グラ
ンドライン12a,12bや電源ライン14a,14b
の線幅を2mm程度に設定したが、1mm以上あれば、これ
らの電流容量を確保する上で有効であり、低い周波数で
のインダクタンスを低くすることができる。逆に、グラ
ンドライン13a,13bや電源ライン15a,15b
の間隔を5mm以下、特に3mm程度に設定することによ
り、高い周波数でのインダクタンスを下げることができ
る。また、上記例ではグランドライン13a,13bや
電源ライン15a,15bの線幅を0.3mm程度に設定
したが、1mm未満であれば後述する信号ラインのレイア
ウトを損なう可能性が少なくなる。
As is apparent from FIGS. 19 to 21, it is equivalent to a so-called solid ground pattern in which the distance between the plated through holes 16 and 17 is set to 0 when the distance between the through holes is narrowed to some extent, that is, about 3 mm. It can be understood that various characteristics can be obtained. In the example shown in FIG. 9, the ground lines 12a and 12b and the power supply lines 14a and 14b.
The line width is set to about 2 mm, but if it is 1 mm or more, it is effective in securing these current capacities, and the inductance at low frequencies can be reduced. On the contrary, the ground lines 13a and 13b and the power supply lines 15a and 15b
The inductance at high frequency can be reduced by setting the interval of 5 mm or less, especially about 3 mm. Further, in the above example, the line widths of the ground lines 13a and 13b and the power supply lines 15a and 15b are set to about 0.3 mm, but if the width is less than 1 mm, there is less possibility of impairing the layout of signal lines described later.

【0038】太いラインと細いラインの重複利用 図9の設計例では、グランドラインと電源ラインの双方
において、太い線幅のラインと細い線幅のラインとが適
用されている。これは以下の理由による。太い線幅ライ
ンはDC的な電流容量を確保すると共に、低い周波数で
のインダクタンスを低くする効果がある。一方、細いラ
インは、高い周波数でのインダクタンスを下げ、さら
に、細いがゆえに、信号線の合間を縫って小さいサイズ
の井桁格子を組むことを可能にするために、放射ノイズ
の抑制面において効果がある。
Use of Thick Line and Thin Line Overlapping In the design example of FIG. 9, a thick line width line and a thin line width line are applied to both the ground line and the power supply line. This is for the following reason. The thick line width line has the effect of ensuring a DC-like current capacity and lowering the inductance at low frequencies. On the other hand, a thin line lowers the inductance at high frequencies, and because it is thin, it is possible to sew between the signal lines to form a small-sized grid lattice, which is effective in suppressing radiated noise. is there.

【0039】このように、図9の例では、2つのことな
る太さのラインを合わせて使用することにより、互いに
補い合う効果を同時に得ることができる。 〈実施例の他の効果〉 :従来の通常の多層基板ではグランド層は1層であ
る。電流が高周波になるに従い、表皮効果により、グラ
ンド層の表面にしか電流が流れないため、その1層のグ
ランド面の銅箔をいくら厚くしても、高周波インピーダ
ンスは下がらない。ところが上記例の基板では、多層か
らなる基板において、複数の層において、面状あるいは
格子状のグランドパターンを形成している。このため
に、信号電流に対してグランドリターン電流の多くの並
列経路を作る構造になるため、基板全体におけるグラン
ドの高周波インピーダンスは下がることになる。 :通常基板上のグランドは理想的なグランドではない
ために、必ずグランドにインダクタンスが存在する。従
って実際の基板上で、IC間を流れる信号電流に対して
グランドを流れるリターン電流が、このインダクタンス
が存在することにより、電圧スパイクを誘起し、その結
果、グランドバンスを発生させる。しかしながら、上記
例の基板では、グランド層以外の部分に面状あるいは格
子状のグランドパターンを形成することにより、グラン
ドのインダクタンスが小さくなり電圧スパイクも当然小
さくなる。その結果グランドバンスが低減される。 :デジタル信号の電圧波形は通常パルス状の台形波で
ある。出力ICの出力インピーダンスが信号線の特性イ
ンピーダンスより低い場合には、台形波の平坦部に凸凹
状の振幅が発生し、これは通常リンギングとよばれてい
る。このリンギングを小さくするには、信号線の特性イ
ンピーダンスを小さくすればよい。しかしながら、上記
例の基板では、グランド層以外の部分に面状あるいは格
子状のグランドパターンを形成することにより、信号線
とグランドとの容量結合が大きくなり、信号線の特性イ
ンピーダンスが下がる。その結果、伝送波に発生するリ
ンギングが小さくなる。 :何本かの隣り合った信号線が近接して基板上に存在
するとき、その信号線間の容量結合や誘導結合によりク
ロストークが発生する。この信号線間の容量結合を弱く
するには、信号線とグランドの距離をできる限り短くす
ることが必要である。上記例の基板では、従来の多層板
に比べて、当然表層や内層にある信号線とグランドとの
距離は短くなり、信号線間の容量結合が弱くなりクロス
トークが低減される。
As described above, in the example of FIG. 9, by using the lines of two different thicknesses together, the effect of complementing each other can be obtained at the same time. <Other effects of the embodiment>: The conventional normal multilayer substrate has one ground layer. As the current becomes higher in frequency, the skin effect causes the current to flow only on the surface of the ground layer. Therefore, no matter how thick the copper foil on the ground surface of the one layer is, the high frequency impedance does not decrease. However, in the substrate of the above example, in a multilayer substrate, a planar or lattice-shaped ground pattern is formed in a plurality of layers. For this reason, the structure is such that many parallel paths of the ground return current with respect to the signal current are formed, so that the high frequency impedance of the ground in the entire substrate is lowered. : Normally, the ground on the board is not an ideal ground, so there is always an inductance in the ground. Therefore, on the actual substrate, the return current flowing through the ground with respect to the signal current flowing between the ICs induces a voltage spike due to the presence of this inductance, and as a result, a ground vance is generated. However, in the substrate of the above example, by forming a planar or lattice-shaped ground pattern on a portion other than the ground layer, the inductance of the ground is reduced and the voltage spike is naturally reduced. As a result, the ground bounce is reduced. : The voltage waveform of a digital signal is usually a pulse trapezoidal wave. When the output impedance of the output IC is lower than the characteristic impedance of the signal line, an uneven amplitude occurs in the flat portion of the trapezoidal wave, which is usually called ringing. To reduce this ringing, the characteristic impedance of the signal line may be reduced. However, in the substrate of the above example, the capacitive coupling between the signal line and the ground is increased and the characteristic impedance of the signal line is lowered by forming the planar or lattice-shaped ground pattern on the portion other than the ground layer. As a result, the ringing generated in the transmitted wave is reduced. : When some adjacent signal lines are present close to each other on the substrate, crosstalk occurs due to capacitive coupling or inductive coupling between the signal lines. In order to weaken the capacitive coupling between the signal lines, it is necessary to make the distance between the signal line and the ground as short as possible. In the substrate of the above example, the distance between the signal line on the surface layer or the inner layer and the ground is naturally shorter than that of the conventional multilayer board, the capacitive coupling between the signal lines is weakened, and crosstalk is reduced.

【0040】また誘導結合は、信号線とリターングラン
ドで形成される電流ループに比例する。すなわち電流ル
ープが大きければ大きいほど誘導結合は強くなる。当然
この電流ループを小さくするには、信号線とグランドの
距離を短くする必要がある。先に述べた容量結合の場合
と同様、上記例の基板では、従来の多層板に比べ信号線
とグランドの距離は短くなり、誘導結合も弱くなりクロ
ストークが低減される。 :基板から発生する電磁波放射ノイズの強度は、信号
線とグランドのリターン電流で形成される電流のループ
面積の大きさに比例する。したがって、多層板のよう
に、グランド層が存在する構成の基板では、信号線の直
下にグランド層が存在するので上述の電流ループが小さ
くなる。しかしながら、通常の多層基板では、内部層の
一面にグランド層を持っていても、それは理想グランド
ではないので、必ずインダクタンスが存在することにな
る。このインダクタンスが存在することにより、グラン
ドのリターン電流は信号線の直下だけでなく、基板全体
を拡がりながら流れる。このリターン電流の拡がりを小
さくすることが、即ち電磁波の放射ノイズを低減するこ
とになる。
The inductive coupling is proportional to the current loop formed by the signal line and the return ground. That is, the larger the current loop, the stronger the inductive coupling. Naturally, in order to reduce this current loop, it is necessary to shorten the distance between the signal line and ground. As in the case of the capacitive coupling described above, in the substrate of the above example, the distance between the signal line and the ground is shorter than that of the conventional multilayer board, the inductive coupling is weakened, and crosstalk is reduced. : The intensity of electromagnetic wave radiation noise generated from the substrate is proportional to the size of the loop area of the current formed by the return current of the signal line and the ground. Therefore, in a board having a structure in which a ground layer exists, such as a multi-layer board, the above-mentioned current loop becomes small because the ground layer exists immediately below the signal line. However, in a normal multilayer substrate, even if a ground layer is provided on one surface of the internal layer, it is not an ideal ground, and therefore inductance will always exist. Due to the presence of this inductance, the return current of the ground flows not only directly under the signal line but also while spreading over the entire substrate. To reduce the spread of this return current, that is, to reduce the radiation noise of electromagnetic waves.

【0041】しかしながら、上記例の基板では、グラン
ド層以外にもグランドラインが存在し、信号線とグラン
ドとの距離が短くなると同時に、インダクタンスも小さ
くなり、電磁波の放射ノイズが低減される。 :通常、静電気テストとして、外部からプリント基板
に(例えば、I/Oコネクタに)静電気放電として高電
圧パルスを印加して、部品が実装された基板が誤動作す
るかしないかを試験している。
However, in the substrate of the above-mentioned example, the ground line exists in addition to the ground layer, the distance between the signal line and the ground is shortened, and at the same time, the inductance is also reduced and the radiation noise of the electromagnetic wave is reduced. Normally, as an electrostatic test, a high voltage pulse is externally applied to a printed circuit board (for example, to an I / O connector) as electrostatic discharge to test whether or not the board on which the component is mounted malfunctions.

【0042】上記実施例の様な基板構造をとると、グラ
ンド層以外にもグランドパターンが形成されるので、信
号線とグランドとの結合容量が大きくなる。従って、 V=Q/C の式で、基板のC(容量)が大きくなれば、外部からの
高電圧パルスがQが一定ならば当然誘起される電圧
(V)も小さくなり、基板内での電圧変動が低減され基
板の誤動作が少なくなる。 :また上記実施例の基板では、電源パターンやグラン
ドパターンを崩すことなく、これらの間に信号パターン
を形成することにより、電源インダクタンス分布やグラ
ンドインダクタンス分布の低い安定したプリント配線板
を得ることができ、放射ノイズ対策や回路の誤動作解析
に費やされる時間やコストを大幅に削減できる。
When the substrate structure as in the above embodiment is adopted, the ground pattern is formed in addition to the ground layer, so that the coupling capacitance between the signal line and the ground becomes large. Therefore, in the formula of V = Q / C, if the C (capacitance) of the substrate increases, the voltage (V) naturally induced also decreases if the high voltage pulse from the outside has a constant Q. The voltage fluctuation is reduced and the malfunction of the board is reduced. In addition, in the substrate of the above-mentioned embodiment, a stable printed wiring board having a low power supply inductance distribution or a ground inductance distribution can be obtained by forming a signal pattern between the power supply pattern and the ground pattern without breaking them. The time and cost spent for radiation noise countermeasures and circuit malfunction analysis can be greatly reduced.

【0043】特に限られた空間に高密度に部品を実装す
るような場合には、ノイズを抑制するための部品を余分
に実装するスペースが無い。また、携帯型コンピュータ
では基板の総数を減らすために電源/グランドパターン
のための面積を確保できないという問題がある。また、
複写機では、装置内の複数の基板がケーブルで接続され
ていて、そのケーブルがアンテナになり易い等の、その
製品特有の条件があるが、上記実施例の基板の高密度実
装では放射ノイズを低減することにより高密度実装を可
能にならしまえた。
Particularly when components are mounted at high density in a limited space, there is no space for mounting additional components for suppressing noise. Further, in the portable computer, there is a problem that the area for the power / ground pattern cannot be secured in order to reduce the total number of substrates. Also,
In a copying machine, there are conditions peculiar to the product such that a plurality of boards in the apparatus are connected by cables and the cables are likely to be antennas. By reducing the number, high-density mounting was possible.

【0044】なお、本実施例ではプリント配線板として
両面プリント配線板11を採用したが、多層プリント配
線板にも本発明を応用できることは言うまでもない。
In this embodiment, the double-sided printed wiring board 11 is used as the printed wiring board, but it goes without saying that the present invention can be applied to a multilayer printed wiring board.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリント
配線板の設計方法及びこの設計方法によって設計された
プリント配線板によれば、放射ノイズを効率良く抑制す
ることができる。具体的には、本発明のプリント配線板
によると、電源ラインあるいはグランドラインを複数の
導体層にてそれぞれ異なる方向に所定間隔で形成し、こ
れらの交差部分をめっきスルーホールを介してそれぞれ
接続したので、電源パターンが形成された導電層や、グ
ランドパターンが形成された導電層のインダクタンスが
均一化され、電源パターンとグランドパターンとの間の
キャパシタタンスが上昇する結果、これらからの放射ノ
イズを抑制することができる。
As described above, according to the printed wiring board designing method of the present invention and the printed wiring board designed by this designing method, the radiation noise can be efficiently suppressed. Specifically, according to the printed wiring board of the present invention, power supply lines or ground lines are formed in a plurality of conductor layers in different directions at predetermined intervals, and these intersecting portions are connected to each other through plated through holes. Therefore, the inductance of the conductive layer on which the power supply pattern is formed and the conductive layer on which the ground pattern is formed are made uniform, and the capacitance of the capacitor between the power supply pattern and the ground pattern rises, resulting in suppression of radiation noise from these. can do.

【0046】また、具体的には、これら電源ラインある
いはグランドラインを、細い線幅のものと複数本のこれ
ら細い線幅の電源ラインあるいはグランドラインを介し
て並ぶ太い線幅のものとで構成したので、電流容量が不
足するような不具合は発生せず、低い周波数のインダク
タンスと高い周波数のインダクタンスとをそれぞれ効率
良く抑制することができ、放射ノイズ特性に優れたプリ
ント配線を得ることができる。
Further, specifically, these power supply lines or ground lines are constituted by thin line widths and thick line widths arranged through a plurality of power line or ground lines of these thin line widths. Therefore, the problem of insufficient current capacity does not occur, the low-frequency inductance and the high-frequency inductance can be efficiently suppressed, and the printed wiring having excellent radiation noise characteristics can be obtained.

【0047】さらに、具体的には、上述した電源パター
ンやグランドパターンを崩すことなく、これらの間に信
号パターンを形成することにより、電源インダクタンス
分布やグランドインダクタンス分布の低い安定したプリ
ント配線板を得ることができ、放射ノイズ対策や回路の
誤動作解析に費やされる時間やコストを大幅に削減でき
る。
More specifically, by forming a signal pattern between the power supply pattern and the ground pattern without breaking the power supply pattern and the ground pattern, a stable printed wiring board having a low power supply inductance distribution and a ground inductance distribution can be obtained. Therefore, it is possible to significantly reduce the time and cost spent for radiation noise countermeasures and circuit malfunction analysis.

【0048】さらに具体的には、特に限られた空間に高
密度に部品を実装するような場合には、ノイズを抑制す
るための部品を余分に実装するスペースが無い。また、
携帯型コンピュータでは基板の総数を減らすために電源
/グランドパターンのための面積を確保できないという
問題がある。また、複写機では、装置内の複数の基板が
ケーブルで接続されていて、そのケーブルがアンテナに
なり易い等の、その製品特有の条件があるが、本発明の
高密度実装では放射ノイズを低減することにより高密度
実装を可能にならしめた。
More specifically, there is no space for mounting extra components for suppressing noise, especially when components are mounted in high density in a limited space. Also,
In the portable computer, there is a problem that the area for the power / ground pattern cannot be secured in order to reduce the total number of substrates. Further, in a copying machine, there are conditions peculiar to the product such as a plurality of boards in the apparatus being connected by a cable, and the cable is likely to be an antenna. However, in the high-density mounting of the present invention, radiation noise is reduced. This enabled high-density mounting.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来例の係るプリント板の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a printed board according to a conventional example.

【図2】従来例の係るプリント板の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a printed board according to a conventional example.

【図3】本発明の実施例の設計方法において、立ち上が
り,立ち下がり時間が問題になることを説明する図。
FIG. 3 is a diagram illustrating that a rise time and a fall time are problems in the design method according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例の設計方法において、立ち上が
り,立ち下がり時間が問題になることを説明する図。
FIG. 4 is a diagram explaining that a rise time and a fall time are problems in the design method according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例の設計方法の原理を説明する
図。
FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of the design method according to the embodiment of this invention.

【図6】本発明の実施例の設計方法の原理を説明する
図。
FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of the designing method according to the embodiment of this invention.

【図7】本発明の実施例の設計方法の原理を説明する
図。
FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of the design method according to the embodiment of this invention.

【図8】本発明の実施例の設計方法の原理を説明する
図。
FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of the design method according to the embodiment of this invention.

【図9】本発明によるプリント配線板を両面プリント配
線板に応用した一実施例の外観を模式的に表す斜視図で
ある。
FIG. 9 is a perspective view schematically showing an appearance of an embodiment in which the printed wiring board according to the present invention is applied to a double-sided printed wiring board.

【図10】図9に示した実施例における両面プリント配
線板の拡大平面破断図である。
FIG. 10 is an enlarged plan cutaway view of the double-sided printed wiring board in the example shown in FIG.

【図11】図8実施例に係る配線板の表面の形状を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram showing the shape of the surface of the wiring board according to the example of FIG. 8;

【図12】図8実施例に係る配線板の裏面の形状を示す
図である。
FIG. 12 is a diagram showing the shape of the back surface of the wiring board according to the embodiment of FIG. 8;

【図13】実施例の配線板におけるスルーホールの接続
の様子を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing how through holes are connected in the wiring board of the embodiment.

【図14】実施例の配線板における電源ラインと信号ラ
インの夫々のスルーホールによる接続の様子を示す図で
ある。
FIG. 14 is a diagram showing how power supply lines and signal lines are connected by through holes in the wiring board of the embodiment.

【図15】電源ラインのパターンの一例を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a pattern of power supply lines.

【図16】電源ラインのパターンの一例を示す図であ
る。
FIG. 16 is a diagram showing an example of a pattern of power supply lines.

【図17】電源ラインのパターンの一例を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a pattern of power supply lines.

【図18】電源ラインのパターンの一例を示す図であ
る。
FIG. 18 is a diagram showing an example of a pattern of power supply lines.

【図19】めっきスルーホールの間隔とグランドパター
ンのインダクタンスとの関係を表すフラグである。
FIG. 19 is a flag showing the relationship between the spacing of plated through holes and the inductance of the ground pattern.

【図20】めっきスルーホールの間隔と電源パターンお
よびグランドパターン間のキャパシタンスとの関係を表
すグラフである。
FIG. 20 is a graph showing the relationship between the spacing of plated through holes and the capacitance between power supply patterns and ground patterns.

【図21】めっきスルーホールの間隔と放射ノイズとの
関係を表すグラフである。
FIG. 21 is a graph showing the relationship between the spacing of plated through holes and radiation noise.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 靖 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 逢坂 徹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 寺山 芳実 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yasushi Takeuchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Toru Osaka, 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (72) Inventor Yoshimi Terayama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平行に延設された複数の電源ラインと、
この電源ラインの間を走る信号ラインとが混在するプリ
ント配線板を設計する方法であって、 a:問題とする周波数を決定し、 b:この周波数に基づいて電源ライン同士において開け
るべき間隔を決定することを特徴とするプリント配線板
の設計方法。
1. A plurality of power supply lines extending in parallel,
A method of designing a printed wiring board in which signal lines running between power lines are mixed, a: determining a problem frequency, and b: determining an interval to be opened between power lines based on this frequency. A method for designing a printed wiring board, comprising:
【請求項2】 a工程において決定された前記問題とな
る周波数を、前記配線板を構成する材料の誘電率によっ
て補正することを特徴とする請求項1に記載のプリント
配線板の設計方法。
2. The method for designing a printed wiring board according to claim 1, wherein the problematic frequency determined in step a is corrected by the dielectric constant of the material forming the wiring board.
【請求項3】 前記a工程において、前記配線板を流れ
るとされる信号に含まれるであろう高次高調波の周波数
を問題の周波数と定めることを特徴とする請求項1に記
載のプリント配線板の設計方法。
3. The printed wiring according to claim 1, wherein, in the step a, a frequency of a high-order harmonic that may be included in a signal supposed to flow through the wiring board is determined as a frequency of interest. How to design a board.
【請求項4】 前記a工程において、この配線板に実装
されるIC素子立ち上がり特性tr若しくは立ち下がり
特性tfに基づいて前記問題の周波数を決定することを
特徴とする請求項1に記載のプリント配線板の設計方
法。
4. The frequency in question is determined in the step a based on the rising characteristic t r or the falling characteristic t f of the IC element mounted on the wiring board. How to design a printed wiring board.
【請求項5】 前記b工程において、前記a工程におい
て決定された前記問題となる周波数に対応する波長の略
20分の1以下の長さを前記間隔と定めることを特徴と
する請求項1に記載のプリント配線板の設計方法。
5. The step b is characterized in that the interval is defined as a length equal to or less than about 1/20 of a wavelength corresponding to the frequency of interest determined in the step a. The printed wiring board design method described.
【請求項6】 前記配線基板は複数の電力供給ラインと
複数の電力リターンラインとを前記電源ラインとして有
し、 前記b工程において、前記間隔を、互いに隣り合う電力
供給ラインと電力リターンラインの間隔として決定する
ことを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板の設
計方法。
6. The wiring board has a plurality of power supply lines and a plurality of power return lines as the power supply lines, and in the step b, the interval is a space between adjacent power supply lines and power return lines. The method for designing a printed wiring board according to claim 1, wherein:
【請求項7】 前記複数の電力供給ラインと前記複数の
電力リターンラインとを、電力供給ラインと電力リター
ンラインとが交互に平行して並ぶように繰り返して配置
することを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板
の設計方法。
7. The plurality of power supply lines and the plurality of power return lines are repeatedly arranged such that the power supply lines and the power return lines are alternately arranged in parallel. A method for designing a printed wiring board according to.
【請求項8】 第1の複数の電源ラインが平行して延設
される第1の導電層と、 この第1の導電層から所定距離だけ絶縁層を介して離間
されると共に、第2の複数の電源ラインが平行して延設
される第2の導電層と、 前記第1の導電層の前記第1の複数の電源ラインと前記
第2の導電層の前記第2の複数の電源ラインとが交差す
る夫々の位置において、交差する2つの電源ラインを電
気的に接続するための複数のスルーホールを有するプリ
ント配線板を設計する方法であって、 a:問題とする周波数を決定し、 b:この周波数に基づいて、任意の電源ライン同士を接
続する2つのスルーホールの間隔を決定することを特徴
とするプリント配線板の設計方法。
8. A first conductive layer having a plurality of first power supply lines extending in parallel, and a second conductive layer separated from the first conductive layer by a predetermined distance via an insulating layer. A second conductive layer in which a plurality of power supply lines extend in parallel; the first plurality of power supply lines in the first conductive layer and the second plurality of power supply lines in the second conductive layer A method of designing a printed wiring board having a plurality of through holes for electrically connecting two intersecting power supply lines at respective positions where and intersect, a: determining a frequency in question, b: A method for designing a printed wiring board, characterized in that the interval between two through holes connecting arbitrary power supply lines is determined based on this frequency.
【請求項9】 a工程において決定された前記問題とな
る周波数を、前記配線板を構成する材料の誘電率によっ
て補正することを特徴とする請求項8に記載のプリント
配線板の設計方法。
9. The method for designing a printed wiring board according to claim 8, wherein the problematic frequency determined in step a is corrected by a dielectric constant of a material forming the wiring board.
【請求項10】 前記a工程において、前記配線板を流
れるとされる信号に含まれるであろう高次高調波の周波
数を問題の周波数と定めることを特徴とする請求項8に
記載のプリント配線板の設計方法。
10. The printed wiring according to claim 8, wherein in the step a, a frequency of a high-order harmonic that is likely to be included in a signal supposed to flow through the wiring board is determined as a frequency of interest. How to design a board.
【請求項11】 前記a工程において、この配線板に実
装されるIC素子立ち上がり特性tr若しくは立ち下が
り特性tfに基づいて前記問題の周波数を決定すること
を特徴とする請求項8に記載のプリント配線板の設計方
法。
11. The process according to claim 8, wherein in the step a, the frequency in question is determined based on a rising characteristic t r or a falling characteristic t f of an IC element mounted on the wiring board. How to design a printed wiring board.
【請求項12】 前記b工程において、前記a工程にお
いて決定された前記問題となる周波数に対応する波長の
略20分の1以下の長さをスルーホール間の間隔と定め
ることを特徴とする請求項8に記載のプリント配線板の
設計方法。
12. In the step b, the distance between the through holes is set to be about 1/20 or less of the wavelength corresponding to the frequency in question determined in the step a. Item 9. A printed wiring board design method according to Item 8.
【請求項13】 前記2つのスルーホールは互いに隣り
合っていることを特徴とする請求項8に記載のプリント
配線板の設計方法。
13. The method for designing a printed wiring board according to claim 8, wherein the two through holes are adjacent to each other.
【請求項14】 前記b工程において、前記決定された
間隔以下の離間距離を有する任意の2つの電源ラインを
前記第1の導電層上において選択し、この2つの電源ラ
インと、この2つの電源ラインと交差する前記第2の導
電層上の2本の電源ラインとをスルーホールによって接
続することを特徴とする請求項8に記載のプリント配線
板の設計方法。
14. In the step b, any two power supply lines having a separation distance equal to or smaller than the determined distance are selected on the first conductive layer, and the two power supply lines and the two power supplies are selected. The method for designing a printed wiring board according to claim 8, wherein the two power supply lines on the second conductive layer that intersect the lines are connected by through holes.
【請求項15】 前記配線基板は、互いに平行な第1の
複数の電力供給ラインと互いに平行な第1の複数の電力
リターンラインとを前記第1の導電層に有し、互いに平
行な第2の複数の電力供給ラインと互いに平行な第2の
複数の電力リターンラインとを前記第2の導電層に有
し、更に、 c:前記第1の導電層において、前記第1の複数の電力
供給ラインと前記第1の複数の電力リターンラインと
を、電力供給ラインと電力リターンラインとが交互に平
行して並ぶように繰り返して配置する共に、前記第2の
導電層において、前記第2の複数の電力供給ラインと前
記第2の複数の電力リターンラインとを、電力供給ライ
ンと電力リターンラインとが交互に平行して並ぶように
繰り返して配置することを特徴とする請求項8に記載の
プリント配線板の設計方法。
15. The wiring board has a first plurality of power supply lines parallel to each other and a first plurality of power return lines parallel to each other in the first conductive layer, and second parallel lines. A plurality of power supply lines and a plurality of second power return lines parallel to each other in the second conductive layer, and c: in the first conductive layer, the first plurality of power supplies. A line and the first plurality of power return lines are repeatedly arranged so that the power supply lines and the power return lines are alternately arranged in parallel, and the second plurality of layers are arranged in the second conductive layer. 9. The print according to claim 8, wherein the power supply line and the second plurality of power return lines are repeatedly arranged so that the power supply line and the power return line are alternately arranged in parallel. Distribution Design method of the plate.
【請求項16】 平行に延設された複数の電源ライン
と、この電源ラインの間を走る信号ラインとが混在する
プリント配線板を設計する方法であって、 a:問題とする周波数を決定し、 b:この周波数に基づいて2つの隣り合う電源ラインが
形成する断面積を決定し、 c:この断面積に基づいて前記隣り合う電源ラインにお
いて開けるべき間隔を決定することを特徴とするプリン
ト配線板の設計方法。
16. A method for designing a printed wiring board in which a plurality of power supply lines extending in parallel and signal lines running between the power supply lines coexist, comprising: a: determining a problem frequency; , B: the cross-sectional area formed by two adjacent power supply lines is determined based on this frequency, and c: the spacing to be opened in the adjacent power supply lines is determined based on this cross-sectional area. How to design a board.
【請求項17】 第1層上に複数の電力供給ラインと複
数の電力リターンラインとが形成されたプリント配線板
であって、 前記複数の電力供給ラインと前記複数の電力リターンラ
インとは、互いに平行に交互に前記第1層上において配
設されており、 隣り合う電力供給ラインと電力リターンラインとの間隔
は、この配線基板において問題となる周波数に基づいて
決定されたことを特徴とするプリント配線板。
17. A printed wiring board having a plurality of power supply lines and a plurality of power return lines formed on a first layer, wherein the plurality of power supply lines and the plurality of power return lines are mutually adjacent. Prints characterized in that they are arranged in parallel and alternately on the first layer, and the interval between adjacent power supply lines and power return lines is determined based on a frequency that is a problem in this wiring board. Wiring board.
【請求項18】 前記プリント配線板は、前記第1層と
所定距離離間する第2層上において複数の電力供給ライ
ンと複数の電力リターンラインとを更に有し、 前記第1層の電力供給ラインと前記第2層の電力供給ラ
インとはそれらの交叉点においてスルーホールによって
接続され、前記第1層の電力リターンラインと前記第2
層の電力リターンラインとはそれらの交叉点においてス
ルーホールによって接続されていることを特徴とする請
求項17に記載のプリント配線板。
18. The printed wiring board further includes a plurality of power supply lines and a plurality of power return lines on a second layer that is separated from the first layer by a predetermined distance, and the power supply line of the first layer. And the power supply line of the second layer are connected by a through hole at their intersection, and the power return line of the first layer and the second power supply line of the second layer are connected.
The printed wiring board according to claim 17, wherein the power return lines of the layers are connected by through holes at their intersections.
【請求項19】 前記1層において、交互に並んだ電力
供給ラインと電力リターンラインとの間に信号ラインが
配設されていることを特徴とする請求項17に記載のプ
リント配線板。
19. The printed wiring board according to claim 17, wherein a signal line is arranged between the power supply line and the power return line which are alternately arranged in the one layer.
【請求項20】 前記問題となる周波数は、この配線板
に実装されるIC素子立ち上がり特性tr若しくは立ち
下がり特性tfに基づいて決定されたことを特徴とする
請求項17に記載のプリント配線板。
20. The printed wiring according to claim 17, wherein the frequency in question is determined based on a rising characteristic t r or a falling characteristic t f of an IC element mounted on the wiring board. Board.
【請求項21】 前記配線板の波長短縮率をαとする
と、前記隣り合う電力供給ラインと電力リターンライン
との間隔は、 α・(π×C×t)/(3×2×20) であることを特徴とする請求項20に記載のプリント配
線板。
21. When the wavelength shortening rate of the wiring board is α, the interval between the adjacent power supply line and power return line is α · (π × C × t) / (3 × 2 × 20). The printed wiring board according to claim 20, wherein the printed wiring board is provided.
【請求項22】 この配線板に実装されるIC素子立ち
上がり特性tr若しくは立ち下がり特性tfが約1nsであ
る場合に、前記間隔は7.5ミリメートル以下に設定し
たことを特徴とする請求項21に記載したプリント配線
板。
22. The interval is set to 7.5 mm or less when the rise characteristic t r or the fall characteristic t f of the IC element mounted on the wiring board is about 1 ns. 21. The printed wiring board described in 21.
【請求項23】 第1層上に複数の電力供給ラインと複
数の電力リターンラインとが形成されたプリント配線板
であって、 前記複数の電力供給ラインと前記複数の電力リターンラ
インとは、互いに平行に交互に前記第1層上において配
設されており、 前記複数の電力供給ラインは、n(≧2)本の並んだ細
いライン毎に1本の太いラインとからなるパターンを有
し、 前記複数の電力リターンラインは、m(≧2)本の並ん
だ細いライン毎に1本の太いラインとからなるパターン
を有し、 隣り合う電力供給ラインと電力リターンラインとの間隔
は、この配線基板において問題となる周波数に基づいて
決定されたことを特徴とするプリント配線板。
23. A printed wiring board having a plurality of power supply lines and a plurality of power return lines formed on a first layer, wherein the plurality of power supply lines and the plurality of power return lines are mutually adjacent. The plurality of power supply lines are alternately arranged in parallel on the first layer, and each of the plurality of power supply lines has a pattern including one thick line for every n (≧ 2) thin lines arranged, The plurality of power return lines have a pattern of m (≧ 2) thin lines arranged for each thin line, and the distance between adjacent power supply lines and power return lines is set to this wiring. A printed wiring board characterized in that it is determined based on a frequency that is a problem in the board.
【請求項24】 太いラインは1ミリメートル以上の線
幅を有し、細いラインとは1ミリメートル未満の線幅を
有することを特徴とする請求項23に記載のプリント配
線板。
24. The printed wiring board according to claim 23, wherein the thick line has a line width of 1 mm or more and the thin line has a line width of less than 1 mm.
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