JPH09199814A

JPH09199814A - 印刷配線板

Info

Publication number: JPH09199814A
Application number: JP686196A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tezuka; 雅之手塚
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: JP2738376B2

Abstract

(57)【要約】【課題】反りを防止すると同時に高速信号回路等に好
適な優れた電気特性を持つ印刷配線板を提供する。【解決手段】空き領域に多数の面パターン２０が配設
され、これら面パターン２０が信号線幅パターン２２で
アレイ状に電源またはＧＮＤに接続されるとともに、各
面パターン２０の大きさを調節することにより単位面積
当たりの銅箔分布量が均等化されている。また、電子回
路の出力、入力の信号パターン２４と一対となるよう
に、電子回路同士の電源またはＧＮＤパッドを接続する
幅広パターン２１が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、高速信号回
路等に用いて好適な印刷配線板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】印刷配線板の分野では、従来より、実装
時の温度変化に伴う基板の反りが問題となっており、こ
の問題を対策すべく種々の印刷配線板が提案されてい
る。

【０００３】例えば、特開昭５９−１０６１８８号公報
には、図４に示すような印刷配線板が開示されている。
図４は印刷配線板１の平面図であり、スルーホールラン
ド２、信号配線３が配設され、空き領域には面パターン
４が全体にわたって配設されている。印刷配線板１の表
面では、部分によってスルーホールランド２や信号配線
３の密度が異なるため、面パターン４を構成する銅箔の
分布量も部分によって異なることになる。そこで、面パ
ターン４の広い部分には、銅箔を除去した基材露出部５
を同一形状で規則的に設けて銅箔残存部が網目状になる
ようにし、表面のどの部分をとっても銅箔分布量が均一
になるようにした。この構成により、面単位での銅箔の
伸縮力が均等に分割され、反りが低減される。

【０００４】また、特開平１−３００５９０号公報に
は、図５に示すような印刷配線板が開示されている。図
５は多層印刷配線板７の表面層の平面図であり、スルー
ホールランド８、信号配線９が配設され、空き領域には
電気的に接続されない格子状またはべた状のダミーパタ
ーン１０が配設されている。また、内層パターンは電源
やグランド（以下、ＧＮＤと記す）等が接続された格子
状またはべた状のパターンにより構成されている。ダミ
ーパターン１０は、表面層のパターン量が内層パターン
のパターン量と等しくなるように、表面層の信号配線９
を配設した後の空き領域に配設されている。この構成に
より、各層毎のパターン量が均等化され、多層印刷配線
板の層単位における銅箔分布量が均一化され、さらには
多層印刷配線板全体としても銅箔分布量が均一化される
ことにより、反りが防止されるようになっている。

【０００５】一方、電子機器のノイズ対策が進められる
中、印刷配線板単体でのノイズ対策の手法として信号層
面でのべたアース化が推進されている。例えば、図６は
その手法を採用した印刷配線板１１の平面図であり、ス
ルーホールランド１２、信号配線１３を配設した後の空
き領域に、電源、ＧＮＤ等が電気的に接続されたべた状
の面パターン１４が面全体にわたって配設された構成と
なっている。この面パターン１４は、信号配線のクロス
トーク抑制、または信号配線からの電磁放射の抑制、信
号電流の帰還ループ最小化に結びつき、電気特性上有用
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、電気
的に最良の状態となるように考慮された従来の配線法で
は、近年の回路の高速化とそれに伴う信号配線からの電
磁放射、信号配線相互のクロストークの抑制のため、さ
らには信号電流の帰還ループ最小化のため、図６に示す
ように、信号配線１３やスルーホールランド１２のない
空き領域に電源、ＧＮＤ等と接続された面パターン１４
が配設されていた。ところが、空き領域全体に配設され
た面パターン１４は電気的な特性が考慮されている反
面、空き領域を全て埋める構成であるため、信号配線１
３の疎密によって銅箔の分布が面全体で均一にならず、
また、面パターン１４の面積が広いため、熱ストレスが
加わった際の基材との伸縮差が大きく、反りを誘発する
という問題があった。

【０００７】第２の問題点は、図５に示す従来の印刷配
線板のように、電気的に接続されないダミーパターン１
０を配設し、銅箔分布量を印刷配線板の各層で均等化す
る手法を用いた場合、高速信号回路等では電気的に接続
されていないダミーパターンと隣接するダミーパターン
との間に電気的結合が生じたときにクロストーク等が誘
発される。また、信号配線の入出力間の配線に対して電
源、ＧＮＤの配線パターンは、信号の帰還電流を流す目
的から、太く、最短のパターンを配設することが必要で
ある。ところが、必ずしも一対に配設されない面パター
ンや細線等で配設された格子状のパターンでは、太く、
最短のパターンを実現することができない。

【０００８】第３の問題点は、従来の印刷配線板におい
て面全体、また、多層印刷配線板においては各層相互の
銅箔分布量を均等化することはできるが、部分として見
た単位面積当たりの銅箔分布量については未だ疎密があ
り、個々の銅箔の大きさが均等でないか、または、一律
の信号線幅のみで構成された格子状のダミーパターンの
場合、銅箔分布の状態がパターン形成上の配線基準等に
よって一定に推移することになる。

【０００９】すなわち、反りの原因は、印刷配線板の伸
縮過程において銅箔部と基材部との間に伸縮差があるた
めであり、これは銅箔の熱膨張率が基材部より大きいこ
とに起因している。このため、個となる銅箔の面積が広
いほど反りが助長されることになり、印刷配線板上の銅
箔分布量はできるだけ均等にすることが望ましい。反り
の生じた印刷配線板は、部品搭載時に不具合が生じると
ともに、半田付け時に未半田、半田ブリッジ等が生じ、
生産性および品質信頼性が著しく損なわれるからであ
る。その一方、電気特性上の性能向上を目指せば、信号
配線のない空き領域全てに電源、ＧＮＤ等に接続した面
パターンを配設し、基材部を露出させないことが有効で
ある。したがって、従来の印刷配線板の技術において
は、反りの防止と電気特性の向上の双方を両立させるこ
とは困難であった。

【００１０】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、反りを防止すると同時に、回路の
高速化に好適な優れた電気特性を持つ印刷配線板を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の印刷配線板は、金属材料からなる信号配
線および面パターンを有する印刷配線板であって、信号
配線の形成されていない空き領域に複数の面パターンが
配設され、これら面パターンが接続パターンを通じて電
源またはグランドに接続されるとともに、単位面積当た
りの金属材料分布量が面全体にわたって均等になるよう
に各面パターンの大きさが設定されたことを特徴とする
ものである。

【００１２】また、前記面パターンの一つとして、電子
回路の出力、入力の信号ネットパターンと一対となっ
て、その信号ネット中で互いに接続されている電子回路
の電源またはグランド同士を接続する幅広のパターンを
設けるとよい。さらに、前記接続パターンを信号配線と
同一幅としたり、前記面パターンを接続パターンにより
アレイ状に接続することによって電気特性の向上を図る
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１〜図３を参照して説明する。図１は本実施の形態の印
刷配線板１６を示す平面図であり、図中符号１７は信号
配線、１８はスルーホールランド、１９はパッド、２
０、２１は面パターン、２２は信号線幅パターン（接続
パターン）である。

【００１４】本実施の形態の印刷配線板１６は、基材２
３上に銅箔（金属材料）からなる信号配線１７、スルー
ホールランド１８、およびＩＣ等の電子回路のピンが接
続されるパッド１９が多数配設されており、これらの空
き領域に、面パターン２０、２１および信号線幅パター
ン２２が配設されている。面パターン２０は空き領域に
一定の間隔を置いて多数配設されており、面パターン２
０同士は信号線幅パターン２２によって電気的に接続さ
れている。また、面パターン２１は電気特性維持のため
に用いられるものであって、幅広のパターンが信号パタ
ーン２４と一対となるように配設されている。

【００１５】図２は面パターン２０と信号配線１７が隣
接する箇所（図１の破線部Ａ）を示す拡大図である。こ
の図に示すように、この部分では面パターン２０同士を
接続する信号線幅パターン２２が、信号配線１７に沿っ
て信号配線１７間と同様な間隔で配設されている。

【００１６】図３は幅広パターン２１の部分を示す拡大
図であり、１つの電子回路２５ａの出力ピン２６の位置
に相当するパッドとそれに接続された電子回路２５ｂの
入力ピン２７の位置に相当するパッドが信号パターン２
４によって電気的に接続され、電源またはＧＮＤピン２
８同士が幅広パターン２１によって電気的に接続されて
いる。このように、電子回路の１つのネット（ネットと
は１つの接続単位グループとなる情報路のこと）におい
て、出力ピン２６、入力ピン２７間を接続する信号パタ
ーン２４と、電源またはＧＮＤピン２８間を接続する幅
広パターン２１が一対となっている。

【００１７】すなわち、印刷配線板１６上の信号配線１
７、スルーホールランド１８、パッド１９等が存在しな
い空き領域に対しては、２種類の面パターン２０、２１
が設けられている。一つは、電子回路２５ａ、２５ｂの
出力、入力のネットに対応する電源またはＧＮＤを一対
として、幅広パターン２１を電子回路の電源またはＧＮ
Ｄピン２８同士を直接接続するように配設したものであ
る。他の一つは、面パターン２０を一定の範囲の大きさ
（例えば４〜１００ｍｍ²）を持たせ、一定の間隔（例
えば０．１ｍｍ以上）を置いて配設し、これを信号線幅
パターン２２を用いて幅広パターン２１、すなわち電子
回路２５ａ、２５ｂの電源またはＧＮＤに接続したもの
である。

【００１８】なお、面パターン２０は必ずしも全てを同
面積で構成する必要はない。したがって、空き領域の単
位面積当たりの銅箔分布量に応じて面パターン２０の大
きさを決定し、面全体の銅箔分布量が均等になるように
調節する。例えば、信号配線領域の銅箔分布量は信号線
幅と信号配線相互の間隔を基準に６０％以下であるの
で、面パターン２０の設定もこれに準ずる。また、図１
においては面パターン２０の形状を長方形または正方形
状に図示したが、面パターンの形状はこれに限るもので
はない。

【００１９】本実施の形態の印刷配線板１６において
は、電子回路２５ａ、２５ｂの出力、入力の信号ネット
に対応する電源またはＧＮＤが幅広パターン２１で接続
されているため、信号の出力、入力間の距離を最短とし
て信号が伝播された後の帰還電流を速やかに流すことが
できる。このため、電流のループが小さく抑えられ電磁
放射が抑制されることにより、信号品質が向上し、電気
特性上の性能を高く維持することができる。さらに、多
数に分割された面パターン２０が設けられ、単位面積当
たりの銅箔分布量が均一になっているので、銅箔と基材
との伸縮差に起因する印刷配線板の反りを低減すること
ができる。

【００２０】それに加えて、分割された面パターン２０
が電源またはＧＮＤに接続されることにより電位を持
ち、面パターン２０が単なるダミーパターンではなく、
電気的に有効なパターンとして機能する。それに加え
て、面パターン２０相互が信号線幅パターン２２でアレ
イ状に接続されているため、電気信号の通り道が増え、
電気信号が最短コースを選んで伝播することができる。
すなわち、電流ループが小さくなるため、信号の高速
化、クロストークの低減を図ることができる。また、面
パターン２０相互を接続するパターンとして信号配線と
同一幅のパターンを用いるため、信号配線１７の形成と
同時に一括して形成することができるとともに、基材２
３との伸縮差を低減することもできる。

【００２１】ところで、信号配線に関しては、通常、ス
ペース効率を重視して＋側のみを配線し、帰路となる−
側は一括した配線手法を採ることが一般的であるが、電
気特性の面を考慮すれば＋−の２本の線で配線すること
が本来は理想的である。この点からすると、本実施の形
態の印刷配線板１６は、図２に示すように、信号配線１
７に隣接して電源、ＧＮＤに接続された面パターン２０
が配置されているので、これが信号配線１７に対する優
れたガードの役目を果たし、クロストークを抑制するこ
とができる。

【００２２】このように、本実施の形態によれば、反り
を抑制すると同時に、優れた電気特性を持つ印刷配線板
を提供することができ、近年の高速信号回路等に適した
ものとすることができる。

【００２３】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば面パターンの数や形状については適宜設計変更が可
能である。また、面パターンや信号配線等を構成するパ
ターンとして銅箔以外の他の金属材料を用いた印刷配線
板に本発明を適用することもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
印刷配線板によれば、空き領域の多数の面パターンを電
源またはＧＮＤに接続するとともに各面パターンの大き
さを調節して単位面積当たりの金属材料分布量を均等化
したことによりシールド効果が得られ、信号の高速化、
クロストークの低減を図ることができると同時に、金属
材料の伸縮による印刷配線板の反りを低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である印刷配線板の平面
図である。

【図２】同、印刷配線板における面パターンと信号配線
が隣接する箇所（図１の破線部Ａ）を示す拡大図であ
る。

【図３】同、印刷配線板における幅広パターンの部分を
示す拡大図である。

【図４】従来の印刷配線板の一例を示す平面図である。

【図５】従来の印刷配線板の他の例を示す平面図であ
る。

【図６】従来の印刷配線板のさらに他の例を示す平面図
である。

【符号の説明】

１６印刷配線板１７信号配線１８スルーホールランド１９パッド２０面パターン２１面パターン（幅広パターン）２２信号線幅パターン（接続パターン）２３基材２４信号パターン２５ａ，２５ｂ電子回路２６出力ピン２７入力ピン２８電源またはＧＮＤピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属材料からなる信号配線および面パタ
ーンを有する印刷配線板であって、信号配線の形成されていない空き領域に複数の面パター
ンが配設され、これら面パターンが接続パターンを通じ
て電源またはグランドに接続されるとともに、単位面積
当たりの金属材料分布量が面全体にわたって均等になる
ように各面パターンの大きさが設定されたことを特徴と
する印刷配線板。
【請求項２】請求項１に記載の印刷配線板において、前記面パターンが、電子回路の出力、入力の信号ネット
パターンと一対となって、その信号ネット中で互いに接
続されている電子回路の電源またはグランド同士を接続
する幅広のパターンを含むことを特徴とする印刷配線
板。
【請求項３】請求項１または２に記載の印刷配線板に
おいて、前記接続パターンが、前記信号配線と同一幅であること
を特徴とする印刷配線板。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の印
刷配線板において、前記面パターンが、前記接続パターンによってアレイ状
に接続されていることを特徴とする印刷配線板。