JPH1041629A - 多層プリント回路基板 - Google Patents

多層プリント回路基板

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JPH1041629A
JPH1041629A JP8210567A JP21056796A JPH1041629A JP H1041629 A JPH1041629 A JP H1041629A JP 8210567 A JP8210567 A JP 8210567A JP 21056796 A JP21056796 A JP 21056796A JP H1041629 A JPH1041629 A JP H1041629A
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JP
Japan
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circuit board
printed circuit
power supply
layer
ground
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JP8210567A
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English (en)
Inventor
Hideho Inagawa
秀穂 稲川
Yoshimi Terayama
芳実 寺山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射ノイズを抑制すると共に、充電電流の帰
路を確保することができる多層プリント回路基板を提供
する。 【構成】 多層プリント回路基板において、内層にグラ
ンド層を有し、IC部品の下もしくは関連付けられたI
Cブロックの下のグランド層を他のグランド層に対して
3/4〜1/2の範囲の割合で不連続部分を形成して高
周波的に分離する。また、電源層を主電源パターンとサ
ブ電源パターンに分離し、それぞれに接続可能なランド
部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層プリント回路基板
に関し、特に、放射ノイズの発生を効率良く抑えること
ができる多層プリント回路基板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来例を1つの観点から見ると、通常、
多層プリント回路基板の内層のグランド層や電源層は、
特に分割することは行わず、プレーン状に形成するもの
であるが、近年ノイズの問題やパワーマネージメントの
必要から電源層をIC部品や回路ブロックの単位で分割
することが行われるようになってきている。さらに、よ
りノイズ抑制効果を発揮するという目的で、電源層のみ
ならずグランド層まで分割してしまうという例もみられ
ている。
【0003】また、これらを解決しようとして、デバイ
スに電源を供給するサブ電源パターン(電源層のサブパ
ターン)を設け、主電源パターンから物理的に分離(分
割)し、主電源パターンとは三端子等のフィルタを介し
てサブ電源パターンと接続するという方法があるが、電
源パターンは信号線を流れる高周波電流の帰路としての
役割もしているため、デバイス周辺の電源パターンを完
全に分割してしまうことは、信号線を流れる電流の帰路
電流を阻外し、それによって引き起こされる放射ノイズ
に対しては不利な結果となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
を1つの観点から見た場合では、このように電源層およ
びグランド層を分割することは、図4(a)に示すよう
に、IC部品の信号のON/OFF動作によって発生す
る貫通電流が、IC部品の下の電源/グランドを揺らし
て、結局、この電源/グランドの揺れが基板全体に拡が
ってしまうという現象を抑え、結果として放射ノイズや
波形の乱れによる誤動作を抑えるという効果を発揮す
る。
【0005】しかし、反面、図4(b)に示すように信
号線を流れる電流が電源またはグランドを通って戻って
くるいわゆる充電電流が、基板全体の電源/グランドを
揺らすことによる放射ノイズや波形の乱れによる誤動作
の現象は、IC部品の下の電源およびグランドが他の基
板全体の電源およびグランドと分割されていることによ
り、該充電電流の帰路が充分確保できないため、場合に
よっては、逆にノイズを助長する方向に向かってしま
う。
【0006】以下、前述の内容をさらに詳細に説明す
る。図7は一般的な多層板の断面構造を考慮に入れて作
成した回路図である。図7において、15はクロック信
号が伝達される信号パターンであり、1層目に形成され
ている。17は2層目の電源層の電源パターンてあり、
20は3層目のグランド層のグランドパターンである。
電源パターン17とグランドパターン20の間にある点
線で示したコンデンサ500は部品ではなく2層目の電
源パターン17と3層目のグランドパターン20の間に
発生される浮遊容量である。100はデバイスの中のク
ロック信号を出力するバッハァ回路を示す。また、20
0はクロック信号が入力されるバッファ回路を示す。I
1 は貫通電流の経路を示す。放射ノイズは電流のループ
面積が小さいほど発生しにくくなるが、貫通電流I1
IC部品であるバッファ回路100とバイパスコンデン
サ300を流れる経路以外にも浮遊容量を経由して基板
の広い部分に広がる経路も流れるため、放射ノイズが大
きくなる。
【0007】これらの欠点をなくすためには、図8に示
すように電源層を物理的に分離して、フェライトビーズ
やインダクタ部品400や三端子フィルタで接続する方
法があり、貫通電流I1 の経路はデバイスとバイパスコ
ンデンサを流れる経路に限定され、貫通電流I1 が原因
となる放射ノイズは小さくなる。
【0008】しかしながら、図9で示す充電電流I2
対しては帰路電流が最短で流れる経路を遮断してしまう
ため、例えば点線で示される経路(浮遊容量を通る経
路)のようにループ面積が増大し、放射ノイズに対して
不利な結果となる。
【0009】したがって、本発明の目的は、貫通電流の
拡がりによる放射ノイズを抑制すると共に、充電電流の
帰路を確保することができる多層プリント回路基板を提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、多
層プリント回路基板において、IC部品の直下あるいは
IC部品をを含めた回路ブロックの下の内層電源/グラ
ンド層もしくは電源/グランドは高周波的にほとんど等
価なのでグランド層のみを信号線のスルーホールに伴う
クリアランス等を利用して3/4〜1/2の範囲の割合
で、一箇所に集中しない様まばらに導体の不連続部分を
形成し、これによって貫通電流に起因するIC部品の下
もしくはICブロック下の電源/グランドの揺れが、基
板全体に拡がってしまうのを抑えつつ、充電電流の帰路
を確保して、基板全体の電源/グランドの揺れを抑制
し、よって放射ノイズを抑制したり、波形の乱れによる
誤動作といった問題を抑える。
【0011】また、本発明によれば、主電源パターンと
サブ電源パターンを段階的かつ最適な接続方法をとるこ
とが出来るため、主電源パターンとサブ電源パターンに
互いに適宜接続可能なランド部を設けることにより、電
源からの放射ノイズを最小に抑えることが出来、プリン
ト基板設計後でも接続場所を変更できるため設計時間の
短縮につながる。また繰り返しの検討が行える。
【0012】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例の多層プリント回路基板の構造について説明する。
【0013】(実施例1)図1は、本発明の実施例1の
多層プリント回路基板を示すものである。図1におい
て、グランド層に設けられた信号線のスルーホールによ
るクリアランスも含めた不連続部分1がIC部品の下の
グランド4を取り囲むように、理想的に均一にまばら
に、分離帯3に沿って配置されている。グランド4は基
板全体のグランド2と3/4〜1/2の割合で高周波的
に分離されている。したがって、充電電流の帰路は充分
確保されている。
【0014】(実施例2)図2は、本発明の実施例2の
多層プリント回路基板を示したものである。ここでは、
IC部品の下を分離するのではなく、特に充電電流の帰
路を充分確保しなければならない発振器5とクロック入
力IC部品7とそれらを結ぶクロックパターン6とは、
1つのブロックとして扱い、該ブロック下のグランドと
他の基板全体のグランドとを不連続部分1によって3/
4〜1/2の割合で高周波的に分離している。
【0015】(実施例3)図3は、本発明の実施例3の
多層プリント回路基板を示すものである。この多層プリ
ント回路基板は、部品面信号層の第1層と、アース(グ
ランド)層の第2層と、電源(VCC)層の第3層と、
半田面信号層の第4層から成る4層板である。この4層
板において、第3層の電源(VCC)層は、IC部品の
下および発振器部品の下で完全に分離されている。ま
た、第2層のアース(GND)層では、IC部品、発振
器部品、クロックラインを含めた回路ブロックで3/4
〜1/2の割合で高周波的に分離されている。
【0016】(実施例4)実施例1および2では、グラ
ンド層を3/4〜1/2の割合で高周波的に分離してい
るが、実施例4では、グランド層だけでなく、電源層も
同様に3/4〜1/2の割合で高周波的に分離する(図
示せず)。
【0017】(実施例5)図5は本発明の実施例5の多
層プリント回路基板を示す平面図である。図5に示すよ
うに、この多層プリント回路基板は、多層4方向にリー
ドピンを持つデバイスが実装されるプリント4層板であ
る。実施例5では、図5のうち、図5(a)は基板の1
層目の信号層を示し、図5(b)は基板の2層目の電源
層を示し、図5(c)は基板の3層目のGND層を示
し、図5(d)は基板の4層目の信号層を示す。なお、
図5(b)〜図5(d)は相互の位置関係を明瞭にする
ため透視図で示してある。また、図5(a)に示した信
号層に形成したデバイス実装用ランド21との位置関係
を明確にするために、図5(b)、図5(d)には、点
線32でランド位置を示した。
【0018】図5(a)において、21はQFPパッケ
ージのデバイスが実装されるランド、22はSOPパッ
ケージのIC部品が実装されるランド、23は信号層に
形成された電源パターン、24は信号層に形成されたG
NDパターン、15は信号パターン、26はスルーホー
ル用ランドである。
【0019】図5(b)において、濃く塗りつぶされた
27は電源パターンである、白い部分34は、電源層が
部分的に分離されている電源パターンである。二重丸2
9は、クリアランスホールと呼ばれる外側の円の中にス
ルーホールが貫通しているもので、スルーホールと電源
パターンは導通していない。
【0020】図5(c)において、薄く塗りつぶされた
20はGNDパターンである。
【0021】図5(d)において、33はチップ部品実
装用ランドであり、31はチップ型バイパスコンデンサ
が実装されるランドである。
【0022】図5(b)に示すように、電源パターン2
7において、デバイスの電源ランドと電源層の電源パタ
ーンを接続するために形成されたスルーホールの周囲を
取り囲むように切り欠きを施し、更に切り欠かれた内側
の部分と外側の電源層が接続できるようにスルーホール
を施し、図5(d)に示すように、信号層に接続して、
それぞれのスルーホールにチップ部品実装用ランドを設
けて、ランド部の相互間がチップ部品によって適宜接続
可能となっている
【0023】このことにより、放射ノイズを測定して放
射ノイズの大きさによりチップ部品実装用ランドにチッ
プジャンパを適宜実装することにより、信号の帰路電流
の経路を確保することが出来る。
【0024】(実施例6)図6は本発明の実施例6の多
層プリント回路基板を示す。この実施例では、図6
(b)に示すように、実施例5の図5(b)で示す一体
の切り欠き部分を3つの部分から構成したものであり、
信号の帰路電流の経路を多くとったものである。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源/グランド層あるいは少なくともグランド層を信号
線スルーホールのクリアランス等を利用して3/4〜1
/2の範囲の割合で高周波的にIC部品の下またはIC
ブロックの下で分割することにより、貫通電流によるI
C下の電源/グランドの揺れの拡がりを抑えつつ、充電
電流のリターン経路を充分に確保できる。その結果、放
射ノイズや信号波形の乱れによる誤動作の少ない良好な
多層プリント回路基板を得ることができる。
【0026】以上説明したように、本発明によれば、少
なくとも2ピン以上の電源ピンを持つデバイスを実装す
るための電源層とグランド層を有する多層プリント回路
基板において、デバイスの電源ランドと電源層の電源プ
レーンとを接続するために形成されたスルーホールの周
囲を取り囲む様に銅箔パターンの一部に切り欠きを施
し、かつ切り欠かれずに連続している部分を確保し、切
り欠かれた部分を接続することができるチップ部品実装
ランドにチップジャンパを適宜実装することにより、信
号の帰路電流の経路を確保しつつ電源パターンが原因の
放射ノイズも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施例1の多層プリント回路
基板を示す説明図であり、IC部品の下の内層のグラン
ド層に理想的に不連続部分を設けた例を示したものであ
る。
【図2】図2は、本発明の実施例2の多層プリント回路
基板を示す説明図であり、発振器とクロックラインとク
ロック入力ICのブロックを示している。
【図3】図3は、本発明の実施例3の多層プリント回路
基板を示す説明図であり、図3(a)〜図3(d)は、
それぞれ、4層板の各層を示す。
【図4】図4は、放射ノイズや信号の誤動作の原因とな
る貫通電流や充電電流によって電源/グランドの電位変
動の様子を説明する回路図である。
【図5】図5は、本発明の実施例5の多層プリント回路
基板を示す説明図であり、図5(a)〜図5(d)の各
図は、各層の平面図である。
【図6】図6は、本発明の実施例6の多層プリント回路
基板を示す説明図であり、図6(a)〜図6(d)の各
図は、各層の平面図である。
【図7】図7は、従来例の最も一般的な多層板の断面構
造を考慮に入れた回路図である。
【図8】図8は、従来例の多層板の断面構造を考慮に入
れた回路図であり、電源パターンの一部を物理的に分離
した後インダクタンス部品で電源パターン同志を接続し
た場合を表し、貫通電流の経路が書いてある。
【図9】図9は、従来例の多層板の断面構造を考慮に入
れた回路図であり、電源パターンの一部を物理的に分離
した後インダクタンス部品で電源パターン同志を接続し
た場合を表し、充電電流の経路が書いてある。
【符号の説明】
1 グランド層に設けられた不連続部分 2 基板全体のグランド 3 不連続部分が3/4〜1/2の割合を示す分離
帯 4 IC下グランド 5 発振器実装位置 6 クロック信号配線位置 7 IC実装位置 21 QFPデバイス実装様ランド 22 SOPデバイス実装様ランド 23 電源パターン 24 GNDパターン 15 信号パターン 26 スルーホール用ランド 27 電源パターン 28 スルーホールと電源パターンが接続されている
ランド 29 クリアランスホール 20 GND層GNDパターン 31 チップバイパスコンデンサ用のランド 32 基準面(A)のICリードピン実装用ランドの
形状と位置を 透視下面図(B)、(C)、(D)でわ
かりやすくするための仮想パターン 33 チップ部品実装用ランド 34 電源層が部分的に分離されている電源パターン 100 クロック信号を出力するLSIのバッハァ部 200 クロック信号が入力するICの入力部 300 チップ型バイパスコンデンサ 400 インダクタ部品 500 電源パターンとグランドパターン間の浮遊容量 I1 貫通電流 I2 充電電流

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多層プリント回路基板において、内層に
    グランド層を有し、IC部品の下もしくは関連付けられ
    たICブロックの下のグランド層を他のグランド層に対
    して3/4〜1/2の範囲の割合で不連続部分を形成し
    て高周波的に分離したことを特徴とする多層プリント回
    路基板。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の多層プリント回路基板に
    おいて、グランド層に加えて、電源層に対してもに3/
    4〜1/2の範囲の割合で不連続部分を形成して分離し
    たことを特徴とする多層プリント回路基板。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の多層プリント回路基板に
    おいて、前記IC部品の下もしくはICブロックの下の
    電源層を他の電源層に対して完全に分離することを特徴
    とする多層プリント回路基板。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の多層プリント回路基板に
    おいて、前記ICブロックは、クロックを出力する発振
    器と、少なくとも1つのIC部品と、前記発振器と前記
    IC部品を接続するラインを含むことを特徴とする多層
    プリント回路基板。
  5. 【請求項5】 請求項1または請求項2記載の多層プリ
    ント回路基板において、前記グランド層または前記電源
    層の不連続部分として、信号線のスルーホールによって
    形成されるクリアランスを利用することを特徴とする多
    層プリント回路基板。
  6. 【請求項6】 請求項1または請求項2記載の多層プリ
    ント回路基板において、前記グランド層または前記電源
    層の不連続部分は長く連続すること無く、連続部分と不
    連続部分とが交互に存在し、インダクタンスがほぼ均一
    になることを特徴とする多層プリント回路基板。
  7. 【請求項7】 グランドパターン及び電源を分配する主
    電源分配パターンを有する多層プリント回路基板におい
    て、主電源分配パターンから物理的に一部分が接続さ
    れ、他の部分は分離された少なくとも1つのサブ電源パ
    ターンを有し、主電源分配パターンとサブ電源パターン
    のそれぞれに互いに接続可能なランド部を複数箇所設け
    たことを特徴とする多層プリント回路基板。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の多層プリント回路基板に
    おいて、接続部材をランド部に実装し、主電源分配パタ
    ーンとサブ電源パターンを接続することにより、基板製
    造後または実装後に電源パターンを変形することが可能
    な形状を特徴とする多層プリント回路基板。
JP8210567A 1996-07-22 1996-07-22 多層プリント回路基板 Pending JPH1041629A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001127387A (ja) * 1999-10-29 2001-05-11 Fuji Xerox Co Ltd プリント配線基板
JP2007081364A (ja) * 2005-08-15 2007-03-29 Canon Inc プリント基板及び半導体集積回路
US8063480B2 (en) 2006-02-28 2011-11-22 Canon Kabushiki Kaisha Printed board and semiconductor integrated circuit

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