JPH1056245A - プリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定周波数における放射ノイズを低減したプ
リント配線板を得る。 【解決手段】 接地面を持つ多層プリント配線板の長方
向の側端側に、接地面に接続する延長接地面を設け、特
定の部品中心またはその部品とプリント配線板接続点を
通る任意の方向に仮想線を延長して上記延長接地面の仮
想線遠端から対向する基板接地面の仮想線端部までの長
さが特定信号波長の１／２の整数倍の長さを避けた長さ
とした。また更に、接地面と電源面を持ち、誘電体層を
隔てて接地面と対向する電源面の任意の端部を結ぶ方向
の長さが接地面の対応する長さと異なり、かつ特定信号
波長の１／２の整数倍の長さを避けた長さとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、特定周波数にお
ける放射ノイズを低減するプリント配線板に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図２６は、例えば、特開平７−３０２９
５６号に記載のプリント配線板である。図２６におい
て、１００はプリント配線板、１００ａは基板、１００
ｂは穴、１１０ａ及び１１０ｂは側縁導体部、１１０ｅ
は中間導体部である。基板１００ａに設けた穴１００ｂ
によって、側縁導体部１１０ａ、１１０ｂの間に形成さ
れた中間導体部１１０ｅを分断して非導体部を設け、そ
の穴１００ｂの位置は、側縁導体部１１０ａ、１１０ｂ
のそれぞれから、それらの相互間の長さの１／４以上離
れた位置に設定している。

【０００３】図２６に示すこのようなプリント配線板
は、側縁導体部によって構成されたグランドに接続され
たグランド配線パターンを、基板上に開けられた穴によ
って分断し、穴がない場合のグランド配線パターンの長
さが半波長となる周波数の電流成分による放射ノイズを
抑制する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のプリント配線板
は、上記のように構成されており、配線板に穴を開けて
グランド導体を短くすることで共振周波数を変化させて
放射ノイズを抑制している。しかし、基板面内に穴を開
けると、部品の実装と配線経路が制限されてレイアウト
設計が難しくなり、また、実装密度が低くなる。また、
グランドが配線パターンで構成されている場合にはその
長さを変えることが可能であるが、多層プリント配線板
では、グランド導体面の一部分に穴を開けただけではグ
ランド導体の長さを変えたことにならず、放射ノイズの
抑制効果が低いという課題がある。また更に、電源面と
グランド導体面の長さについても考慮されていず、同一
長で特に半波長の整数倍の場合には共振による放射ノイ
ズが生じるという課題があった。

【０００５】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、プリント配線板のグランド導体を長くし
て信号周波数の半波長の整数倍の長さになることを避け
るようにし、または電源面とグランド導体の共振を避け
るようにし、放射ノイズを低減したプリント配線板を得
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るプリント
配線板は、接地面を持つ多層プリント配線板の長方向の
側端側に、接地面に接続する延長接地面を設け、所定の
部品中心またはその部品とプリント配線板接続点を通る
任意の方向に仮想線を延長して上記延長接地面の仮想線
遠端から対向する基板接地面の仮想線端部までの長さが
特定信号波長の１／２の整数倍の長さを避けた長さとし
た。

【０００７】また更に、仮想線は、所定の部品中心また
はその部品とプリント配線板接続点を通るプリント配線
板の長方向の延長接地面の最遠端から対向する基板接地
面の端部までの長さとした。

【０００８】また更に、仮想線は、所定の部品中心また
はその部品とプリント配線板接続点を通る最遠端の隅方
向の延長接地面の等価接地点から対向する基板接地面の
端部までの長さとした。

【０００９】また更に、延長接地面は、基板の持つ接地
面とは別の導体とした。

【００１０】また更に、延長接地面は、基板の持つ接地
面との接続面から折り曲げた構造を持つようにした。

【００１１】また更に、延長接地面は、接地面以外の中
間導体層または信号層の側端にプリント配線で設けた。

【００１２】また、延長接地面に換えて、仮想線上の任
意の点に基板接地面と接続するランド接地面を設け、所
定の部品中心またはその部品とプリント配線板接続点を
通る仮想線を延長して上記ランド接地面までの長さが特
定信号波長の１／２の整数倍の長さを避けた長さとし
た。

【００１３】この発明に係るプリント配線板は、接地面
と電源供給導体面（以下、電源面という）を持ち、かつ
接地面と電源面層は誘電体層によって隔てられている多
層プリント配線板において、誘電体層を隔てて接地面と
対向する電源面の任意の端部を結ぶ方向の長さが接地面
の対応する長さと異なり、かつ特定信号波長の１／２の
整数倍の長さを避けた長さとした。

【００１４】また更に、電源面の一部にスリットを設
け、このスリットの長さを平行する電源面の辺の１／３
以上の長さとし、かつこのスリットで分断された電源面
の任意の端部とスリット間及び隣接するスリット間の長
さが特定信号波長の１／２の整数倍の長さを避けた長さ
とした。

【００１５】また更に、電源面の一部の幅を細くしてマ
イクロストリップ線路構造とし、このマイクロストリッ
プ線路部分及び残存電源面に於ける任意の端部を結ぶ方
向の長さが特定信号波長の１／２の整数倍の長さを避け
た長さとした。

【００１６】また更に、電源面と接地面を容量素子で接
続し、電源面の等価長さを特定信号波長の１／２の整数
倍の長さを避けた長さとした。

【００１７】また更に、電源面を分割して、この分割部
分をフェライトを貫通した導体またはインダクタンス成
分で導電接続して、分割された電源面の任意の端部と分
割部分間または各分割部分間の長さが特定信号波長の１
／２の整数倍の長さを避けた長さとした。

【００１８】また更に、特定信号波長の信号は、プリン
ト配線板で使用する繰り返し周期信号の基本周波数また
はその整数倍の周波数を持つ信号であるとした。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１のプリン
ト配線板を図に基づいて説明する。図１は、グランド導
体面を有するプリント配線板の一例、例えば、４層プリ
ント基板の外側の片面を示す平面図である。図１におい
て、１は基板、２は内層に位置するグランド導体面、３
は信号配線パターン、４はＩＣ、５はコネクタである。
図２は、図１に示したプリント配線板の断面図である。
図２において、１は基板、２はグランド導体面、６は電
源用導体面、７は誘電体層である。図３は、放射ノイズ
の発生を説明するための図である。図３（ａ）は、パル
ス信号の時間変化、即ち、電圧波形を示す図、図３
（ｂ）は、このパルス信号を周波数領域に変換した周波
数スペクトルを示す図である。図４は、放射ノイズにお
ける特定信号の共振周波数の影響を説明するための周波
数スペクトル図である。図において、８は共振周波数の
スペクトルである。図５は、プリント配線板のグランド
導体面の長さについて説明する平面図である。図５
（ａ）において、１は基板、２は内層に位置するグラン
ド導体面、９は基板上に位置する任意の仮想の直線、１
０（１）は仮想直線９がグランド導体面２の周囲との交
点で切り出された線分である。１０ａ，１０ｂは、線分
１０（１）の両端であり、１１は上記仮想直線にとって
の基準点である。なお、この仮想直線は、基準点から四
方に無数に描けるが、実用上で重要になるのは、プリン
ト配線板の長辺に並行な線か、もしくは、隅方向への最
長方向への線のいずれかである。

【００２０】図６は、実施の形態１におけるプリント配
線板の構成図である。図において、新規な要素は、１２
の付加する導体である。１０（２）は付加した導体の影
響で伸びた仮想直線９が切り出された新しい線分であ
り、新しい片端１０ｃを持つ。また、１０（３），１０
（４）は同様にして得られる新しい線分で、それぞれプ
リント配線板の長辺方向と、最長隅方向へのものであ
る。図７は、実施の形態１におけるプリント配線板に付
加する導体の例を示す断面図である。図において、新規
な構成要素は、上記説明した付加する導体１２がある。
また、１３はスルーホール、１４は基板上のパターン、
１５は基板上のパターンで構成された付加導体である。

【００２１】上記構成のプリント配線板における特定波
長（パルス繰り返し周期）の信号による放射ノイズの説
明をする。図１のグランド導体面を有するプリント配線
板において、基板１の図示した面にＩＣ４、コネクタ５
等の部品が実装され、更に、配線パターン３がレイアウ
トされている。このプリント配線板では、図２の断面図
に示したように、内層にグランド導体面２と電源用導体
面６があり、これらは誘電体層７で隔てられて構成され
る。こうした配線板に高周波ノイズ電流が分布している
と、これが原因で放射ノイズが発生する。基板上のＩＣ
や配線パターンで使用されるパルス信号は、多種類の高
周波数成分を持つ。図３（ａ）に示す電圧時間変化、即
ち、電圧波形を有するパルス信号は、周波数領域に変換
すると、図３（ｂ）に示す周波数スペクトルを示す。こ
れらの周波数スペクトルを持つ高周波電流は、グランド
導体上にも分布し、この電流によって放射ノイズが発生
する。この際に、グランド導体の長さが高周波電流の波
長に対して、１／２の整数倍の関係にあるときに共振現
象が発生し、同程度の振幅を持つ他の周波数成分の電流
による放射ノイズに比較して、図４に示される共振周波
数スペクトル８のような高レベルの放射ノイズを発生す
る。

【００２２】この場合のグランド導体の長さは、図５
（ａ）に示すように、ノイズ源となる信号の給電点を基
準点１１として、この基準点１１を通る仮想直線９がグ
ランド導体面２の周囲の２点１０ａ，１０ｂで切り出さ
れる線分１０（１）の長さである。また、基板やグラン
ド導体が長方形でない場合は、図５（ｂ）のように、最
外部を通る線分となる。ところで、図６に示すように、
基板１のグランド導体面２に導体１２を付加接続する
と、もとのグランド導体面を拡大したことになる。この
とき、グランド導体の長さとなる仮想線分は、１０ａ，
１０ｂを両端とする線分１０（１）から、１０ａと１０
ｃを両端とする線分１０（２）になる。この付加したグ
ランド導体１２により、グランド導体長が伸びるので、
共振は発生しなくり、放射ノイズを低下させる。即ち、
グランド導体を付加すると、部品の実装や配線パターン
レイアウトに影響なしにプリント配線板の放射ノイズを
低減する。次に、付加する延長接地面の構成を説明す
る。図７（ａ）の断面図は、内層のグランド導体面２と
スルーホール１３で接続されたパターン１４を基板の表
面に用意しておき、このパターン１４に延長接地面の導
体１２を接続する構造を示している。図７（ｂ）は、グ
ランド導体面２が基板１より小さい場合、付加する延長
接地面の導体１２を基板表面のパターン１５で構成し、
内層のグランド導体面２とスルーホール１３等で接続す
る構造を示している。

【００２３】以上のように、プリント配線板のグランド
導体上の任意の仮想線の線分が、当該プリント配線板上
に分布する特定信号の共振周波数の波長に相当する場合
に、グランド導体を付加して等価的なグランド導体長を
伸長する。こうして、共振周波数の波長から外すことが
でき、共振は発生しなくり、放射ノイズを低下させる。

【００２４】図８（ａ）は、周期性パルス信号の時間変
化の電圧波形を、図８（ｂ）は、この周期性パルス信号
を周波数領域に変換した周波数スペクトルを示す図であ
る。ｆ0 は、周期の基本周波数、ｆ1 ，ｆ2 ，・・・
は、高調波周波数成分である。プリント配線板上のパル
ス信号の中で、高レベルの放射ノイズを発生する原因と
なるものは、一般には周期的なパルス信号、即ち、特定
周期の繰り返し信号である。パルス信号が周期性の信号
の場合、この周波数スペクトルは、その周期Ｔの逆数を
基本周波数ｆ0 とし、その整数倍の高調波周波数成分ｆ
0 ，ｆ1 ，ｆ2，・・・の周波数を持つ。従って、放射
ノイズを低減するには、いずれの高調波成分に対しても
共振しない長さを選定することが大切である。従って、
実施の形態１に係るプリント配線板において、特定の周
波数を基板上の信号配線パターンで使用される周期波信
号またはＩＣで使用される周期波信号の基本周波数の整
数倍の周波数とすることにより、信号配線パターンに分
布する周期波信号の基本周波数と、その高調波周波数の
波長が、基板のグランド導体長に対応した共振周波数と
なる場合の放射ノイズを低減することができる。

【００２５】実施例１．上記の思想を具体的にプリント
配置板上の部品配置に適用した例を説明する。図９は、
実施例１のプリント配線板を説明するための平面図であ
る。１は基板、２は内層に位置するグランド導体面、９
は基板上に位置する仮想直線、１０（１）は仮想直線９
がグランド導体面２の周囲との交点で切り出される線分
である。１０ａ，１０ｂは線分の両端であり、１６は周
期波信号を生成するＩＣ、１１は基準点、１２は付加し
た延長接地面である。まず、例えば、プリント配線板上
で特定波長の周期信号が使用される場合、図９のグラン
ド導体面には、この信号による電流が誘起する。従っ
て、上記放射ノイズが減るよう、つまり、共振がおきな
いように延長接地面１２を付加する。

【００２６】また、図９のＩＣ １６自体がクロック発
生器のように、特定周期（波長）の繰り返し信号発生器
である場合も、放射ノイズを低減する必要がある。図９
の点１１をＩＣ １６の中心位置とし、この点から任意
方向、特に長辺に並行な仮想線分１０（３）、隅方向へ
の最長仮想線分１０（４）が、上記ＩＣ １６の特定周
期の共振点を避ける長さにする。

【００２７】上記ＩＣは、自体が周期性信号を出力する
のではなく、入力とするＩＣであっても事情は同様であ
る。この場合にも、共振点を避けるよう延長接地面を付
加する。

【００２８】実施例２．図１０は、実施例２のプリント
配線板を説明するための平面図である。１７は周期波信
号を出力するＩＣ、１８は出力端子または入力端子であ
る。他は実施例１と同様の要素である。実施例１におい
ては、周期信号を使用する、生成する、出力する、入力
するＩＣの中心位置を基準点とした。本実施例では、基
準点１１を、出力端子１８から信号配線パターン３との
接続点とする。以降の放射ノイズを避けるための付加
は、実施例１と同様に行う。即ち、仮想線分は、実用的
にはプリント配線板の長い方向に並行な線分（３）と、
最遠方向への線分１０（４）に対して周期性信号の波長
の１／２の整数倍を避ける長さになるよう延長接地面を
付加する。周期性信号の高調波に対しても、同様の考慮
をする。また、１８がＩＣへの入力端子である場合も同
様である。

【００２９】実施例３．図１１は、実施例３のプリント
配線板を説明するための平面図である。１９は周期波信
号が入力または出力されるコネクタ、２０は入力端子ま
たは出力端子である。他の番号の要素は、他の実施例の
同番号の要素と同様のものである。

【００３０】実施例１においては、対象部品はＩＣであ
った。本実施例では、この部品として、コネクタ１９が
実装されている場合を述べる。この場合、信号はコネク
タ１９の入力端子２０から信号配線パターン３に供給さ
れるので、基準点１１を入力端子２０と信号配線パター
ン３との接続点とする。以降の延長接地面の付加は、実
施例１と同様に検討でき、周期波信号が入力されるコネ
クタの入力端子を基準点１１とする。ここを通る仮想線
分の長さが共振波長の１／２の整数倍を避けることで、
放射ノイズを低減することができる。このような線分１
０（３），１０（４）が得られるように延長接地面を付
加する。また、２０が出力端子である場合も同様であ
る。

【００３１】実施の形態２．図１２は、本実施の形態の
プリント配線板において付加する導体の他の接続例を示
す断面図である。図において、１は基板、２はグランド
導体面、１２（１）は付加する導体、１４は基板上のパ
ターンである。図１２（ａ）は、延長接地面をＬ形に、
図１２（ｂ）は、コの字形に製作して接続した場合を示
している。先に述べた実施の形態では、付加する延長接
地面は、プリント配線板と並行な平面である場合を説明
した。しかし、プリント配線板のグランド導体を拡張す
るために付加する導体１２を、基板に沿った方向に伸ば
すと、図７に示すように、このプリント配線板の平面的
なサイズが拡大し、筐体への組み込み等に不具合を発生
する。そこで、図１２に示すように、付加する延長接地
面１２（１）の様に、付加グランド導体を上側や内側に
曲げた構造とすることで、プリント配線板の平面的な面
積を小さくすることができる。付加する導体１２（１）
は当然、グランド導体を下側に拡張する構造にしても良
い。従って、実施例１から３に係るプリント配線板にお
いて、付加した導体をその一部分または全部が基板の周
囲またはその内側に位置するようにしたことにより、こ
の導体を付加したことでのプリント配線板の平面面積の
拡大を防ぎ、かつ、放射ノイズを低減する。

【００３２】周期性パルス信号は図８に示した様に、基
本周波数の整数倍の周波数成分を含む。そこで、線分１
０（１）の長さが、基本周波数の整数倍の周波数成分の
一つｆn の波長λ0nに対して（ｎ／２）＊λ0nの関係に
ならないようにするために、付加する導体１２を接続し
た場合、線分１０（２）の長さが他の周波数成分ｆｎ２
の波長λ０ｎ２ に対して（ｎ／２）＊λ0n2 の関係に
なってしまうと、放射ノイズを低減することができなく
なる。そこで、プリント配線板において付加する導体１
２を、これを基板のグランド導体面と同一面内に展開し
ても、線分１０（２）が、他の周波数成分と共振関係に
ならない長さにする必要がある。そこで、付加した導体
を含めて実施の形態１の線分を決定して、しかもこの線
分が他の特定の周波数の波長λ01に対しても（ｎ／２）
＊λ01の関係にならないようにすると、他の特定の周波
数成分における放射ノイズの増加も防げる。

【００３３】実施の形態３．図１３は、本実施の形態の
グランド接続用のランドを持つプリント配線板の平面図
である。図において、１は基板、２は内層に位置するグ
ランド導体面、９は基板上に位置する仮想直線、１０
（１）は仮想直線９がグランド導体面２の周囲との交点
で切り出される線分である。１０ａ，１０ｂは線分の両
端であり、１１は基準点、２１は接地用ランドである。
接地用ランド２１は、グランド導体面２に接続されてい
る。

【００３４】実施の形態１，実施の形態２のプリント配
線板においては、付加する導体１２によって線分１０
（１）を線分１０（２）と延長することでグランド導体
長を変化させて放射ノイズを抑制した。電子機器では通
常、導電性の筐体やシールド板を使用しており、これら
をフレームグランド（ＦＧ）とすることがある。プリン
ト配線板のグランド導体をＦＧに接続しても、グランド
導体長を変化させることができる。この場合、接地用ラ
ンド２１を設けて、積極的に利用することができる。プ
リント配線板の放射ノイズを抑制するために、基板のグ
ランド導体をＦＧに接続することは、一般的な手法であ
る。しかしながら、その位置までは考慮されていないた
め、実施の形態１で説明したように、グランド導体の長
さが共振周波数の波長に対応した場合は、効果が得られ
ない。本実施の形態では、延長接地面に換えて線分上の
所定の位置に接地用ランドを設け、この接地用ランドを
フレームグランドに接続することで線分１０（１）の長
さを、（ｎ／２）＊λ0 の関係から外すことを説明す
る。このようにしても、放射ノイズを低減することがで
きる。なお、このランド位置の設定であるが、実際の設
定では上記各実施の形態とは逆に、一旦仮想直線を（ｎ
／２）＊λ0 の関係に近くなるよう線分を定め、その後
に、その仮想直線上にランドを設けて（ｎ／２）＊λ0
の波長を外す設定が一般的である。

【００３５】なお、グランド導体長が特定の共振周波数
の波長に相当した場合に、放射ノイズを避けるよう接地
用ランドを設けたが、共振周波数の波長に相当していな
い場合でも、更に、その長さが（ｎ／２）＊λ0 の関係
から外れた数値をとるような配置に設定する。こうする
ことで線分の長さを（ｎ／２）＊λ0 に近接した関係か
ら離すことができ、放射ノイズを低減する。

【００３６】実施の形態４．上記の実施の形態では接地
面の長さと特定信号波長とについて記述した。放射ノイ
ズの低減には実は電源からの、または電源面と接地面の
共振による放射も重要な影響を及ぼす。従って以降の実
施の形態では、電源面からの、または電源面と接地面と
の共振による放射ノイズの低減について述べる。図１４
ないし図１６は、本実施の形態のプリント配線板の動作
を説明するための説明図である。図１４は図２に示した
プリント配線板の電源面６、グランド導体（接地）面
２、誘電体層７の構造を示す図である。図において、３
１は等価的な電流源である。また、図１５は図１４に示
した構成の伝送線路モデルを示す図である。図に於い
て、３１は等価的な電流源、３０は、電源面６とグラン
ド導体面２と誘電体層７で構成された伝送線路である。
伝送線路は、電源面６の長辺方向、短辺方向、対角線方
向のいずれの方向にも形成され、それぞれの長さが以下
に述べる特定信号の波長と対比される。図１６は本実施
の形態におけるプリント配線板の電源面とグランド導体
面を示す図である。図に於いて、６は電源面、２はグラ
ンド導体面である。なお、図１６（ａ）、（ｂ）では、
図２に示したプリント配線板の電源面とグランド導体面
の構成のみを抽出して示している。

【００３７】図１４に示したように、内層の電源面６と
グランド導体面２は、誘電体層７で隔てられて構成され
る。また配線パターン３は、例えば、４層構成の場合、
一般に表面と裏面の信号配線パターンの層１にある。図
２は、電源面６、グランド導体面２、信号配線パターン
の層１の４層構成を示している。通常は電源面６とグラ
ンド導体面２は同形状、同面積であり、基板面全体に位
置する。ところで、こうした配線板に高周波ノイズ電流
が分布していると、実施の形態１で述べたように、これ
が原因で図３、図４で示される放射ノイズが発生する。
この高周波電流はＩＣのスイッチング動作により、電源
面６とグランド導体面２間の電圧から供給される。これ
を電源面６とグランド導体面２の構成でみると図１５の
ように、電源面６に電流源３１が接続された構成にな
る。これは電流源３１を含む両端開放の伝送線路３０と
みなすことができる。従って、この伝送線路３０の長さ
が、高周波電流の周波数と誘電体層７の誘電率と光速か
ら計算される伝搬波長の１／２の整数倍の関係にあると
きに共振現象が発生し、同程度の振幅をもつ他の周波数
成分の電流による放射ノイズに比較して、高レベルの放
射ノイズを発生する。この例として、図４に示す放射ノ
イズの周波数スペクトルに於ける共振周波数のスペクト
ル８のように観測される。また、伝送線路３０の長さ
は、電源面６の長辺方向、短辺方向、対角線方向等の任
意の長さが考えられる。

【００３８】本実施の形態のプリント配線板は、電源面
と接地面の長さを変えて伝送路としての共振が起きない
ようにしている。図１６（ａ）、（ｂ）は、本実施の形
態のプリント配線板における電源面６とグランド導体面
２だけをを示す図である。即ち、図２に示した構造のプ
リント配線板から電源用導体面とグランド導体面の構成
のみを抽出して示している。電源面６をグランド導体面
２より小さく構成することで、図１５の伝送線路３０の
長さが、伝搬波長の１／２の整数倍の関係ならないよう
にし、共振しないようにした。これによって、放射ノイ
ズを低下させることが可能である。従って、部品の実装
や配線パターンレイアウトに影響を与えずに放射ノイズ
を低減することができる。さらに、電源用導体面の長さ
そのものを変化させているため、放射ノイズの低減効果
も高い。また、基板面内に穴を開けることがないため、
部品の実装や配線パターンレイアウトに影響を与えず、
部品の実装と配線経路が制限されて、レイアウト設計が
難しくなることや、実装密度が低くなることがない。こ
のとき図１６（ｂ）に示したように、電源面６とグラン
ド導体面２の片端は特に揃える必要はない。また、上記
では電源面が接地面より短い例を示したが逆に電源面を
接地面より長くし、しかし特定信号波長の１／２の整数
倍をさける長さとしてもよい。

【００３９】図１７は、本実施の形態における他のプリ
ント配線板の説明図である。図１７では、長方形でない
電源面６１における任意の長さ、即ち、長辺方向の最大
長Ｌ１、短辺方向の最大長Ｌ２、各頂点間の長さＬ３，
４，５，６，７を示している。この図では、プリント配
線板の電源面のみを示している。

【００４０】図１７のように、電源面６１の長辺方向の
最大長Ｌ１、短辺方向の最大長Ｌ２、各頂点間の長さＬ
３，４，５，６，７を特定信号波長の１／２の整数倍を
避ける長さにすることで放射ノイズを低下させることが
可能である。

【００４１】実施の形態５．電源の長さが特定信号波長
の１／２の整数倍となることを避ける他の工夫を説明す
る。図１８は本実施の形態におけるプリント配線板の電
源面とグランド導体面を示す図である。図に於いて、６
２はスリットを設けた電源面、２はグランド導体面であ
る。図では、プリント配線板の電源面とグランド導体面
の構成のみを抽出して示している。図１９は、本実施の
形態における更に他のプリント配線板の電源面のみを抽
出して示した図である。図に於いて、６３はスリットを
設けた電源面である。

【００４２】図１８において、電源面６２は一部にスリ
ットを設け、このスリットから基板の端部及び他のスリ
ットまでの距離が、特定の周波数の伝搬波長λの１／２
の整数倍の長さにならないようにしている。これにより
誘電体層を挟んだグランド導体面と電源用導体面は共振
を起こさない。これによって、放射ノイズを低下させる
ことが可能である。また、部品の実装や配線パターンレ
イアウトに影響を与えない等の利点は、上記実施の形態
と同様に得られる。また更に、電源用導体面をスリット
によって分割したため、電源用導体面をプリント配線板
の全領域に配置することができる。しかもスリットは何
箇所設けてもよので、電源用導体面の長さを自由に短く
することができる。スリットの長さはその始点から対向
する辺までの長さの１／３以上とる。スリットはグラン
ド導体面の、片側の辺にのみ設けてもよいが、図１８の
ように両側の面に交互に設けることで、スリットによっ
て区切られる導体面の最大長を短くすることができる。
図１９では幅方向を切断するようにスリットを設けてい
る。これにより電源用導体面の幅方向の長さを変えるこ
とができる。

【００４３】実施の形態６．電源面の長さ設定に対する
他の工夫を説明する。図２０は、本実施の形態における
プリント配線板の電源面とグランド導体面のみを抽出し
て示す図である。図に於いて、６４は一部分の幅を狭く
した電源面、２はグランド導体面である。また、図２１
（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態における他のプリント
配線板の電源面のみを抽出してその形状を示す図であ
る。図に於いて、６５、６６は電源面である。

【００４４】図２０において、電源面６４は、一部の幅
を細くしてマイクロストリップ線路構造としている。そ
して、電源面の部分及びマイクロストリップ線路構造の
部分が共に、特定の周波数の伝搬波長λの１／２の整数
倍の長さになることを避けたので、それぞれの部分に於
いてグランド導体面と電源面が共振しないようにした。
これによって、放射ノイズを低下させることが可能であ
る。従って、部品の実装や配線パターンレイアウトに影
響を与えずに放射ノイズを低減することができる。さら
に、その他の利点も上記実施の形態と同様である。ま
た、図２１（ａ）の電源用導体面６５のようにマイクロ
ストリップ線路構造の部分は直線形状でなくてもよい。
また、図２１（ｂ）の電源用導体面６６のようにマイク
ロストリップ線路構造の部分を、中間部分に設けてもよ
い。

【００４５】実施の形態７．電源面の実際の長さを変え
る代わりに、インピーダンスを変えて等価的な長さを変
えるようにしてもよい。図２２は本実施の形態における
プリント配線板の発明に関わる部分のみを示した斜視図
である。図に於いて、６６は電源面、４１は容量素子で
ある。図２３は図２２に示した電源面と対向する接地面
で構成される伝送線路モデルを示す図である。図に於い
て、３２は電源面、グランド導体面、誘電体層で構成さ
れた伝送線路で、４２は容量素子４１を合計した容量で
ある。

【００４６】図２２のプリント配線では、電源面の端部
付近に容量素子を設けてグランド導体面と電源面の間に
接続した。これを伝送線路モデルで示すと図２３になる
が、電源面６６の長さに、容量４２のリアクタンスと等
価な終端開放線路の長さを加えた長さが、特定の周波数
の伝搬波長λの１／２の整数倍の長さになることを避け
るように設定する。この終端開放線路は、プリント配線
板のグランド導体面と電源面と誘電体層によって構成さ
れる伝送線路の特性インピーダンスと伝搬定数を持ち、
共振を起こさないようになる。これによる放射ノイズを
低下や、その他の利点は、他の実施の形態と同様であ
る。また、電源用導体面を基板の全領域に残すことがで
きる。また、容量を変更することで、プリント配線板の
設計後、製造後でも必要に応じて共振周波数を変更する
ことができる。図２２では容量素子を片端だけに実装し
ているが、両端に接続してもよいし、必要に応じて他の
辺に実装して、その位置で電源とグランド間に接続して
もよい。

【００４７】図２４は本実施の形態における他のプリン
ト配線板の電源面のみを抽出した図である。図に於い
て、６７は分割した電源面、５１はインダクタンス素子
またはフェライトを貫通した導体である。また、図２５
は図２４の電源面と対向する接地面で構成される等価的
な伝送線路モデルを示す図である。

【００４８】本実施の形態では、電源面を分割し、分割
した電源面の長さが特定の周波数の伝搬波長λの１／２
の整数倍の長さにないように設定した。これにより、グ
ランド導体面と電源用導体面が共振を起こさないように
し、放射ノイズを低下させることが可能である。また、
分割した電源用導体面をインダクタンスまたはフェライ
トを貫通した導体で接続したので、分割した電源用導体
面間のノイズ結合を抑制し、放射ノイズの抑制効果を高
めることができる。その他の利点も他の実施の形態と同
様に得られる。図２４では、電源面を長辺方向にのみ３
分割に分断しているが、短辺方向にも分断できるし、必
要に応じて何分割してもよい。

【００４９】実施の形態４及び形態６のプリント配線板
によれば、基板上にグランド導体面はあるが電源面がな
い領域が形成されてしまう。そこで、電源用導体面がな
い領域にあり、かつ電源を必要とする部品には電源面か
ら配線パターンで給電すればよい。こうすれば、グラン
ド導体面があり電源面がない領域に実装された部品に対
しても、電源面のサイズを変更することなく電源を供給
することができる。

【００５０】上記の電源面の任意の辺の長さを変えた場
合のノイズ放射に関して、実施の形態１において詳述し
たことが同様に適用される。即ち、図８に基づいて説明
したように、パルス信号が周期性の信号の場合、この周
波数スペクトルは、その周期Ｔの逆数を基本周波数ｆ0
とする高調波周波数成分ｆ0 、ｆ1 、ｆ2 、・・・とな
る。これらは基本周波数ｆ0 の整数倍（１以上）の周波
数である。この周期波パルス信号が使用されると、その
高調波成分を持つ放射ノイズを発生する。この周波数の
いずれかに於て共振現象が発生すると他の周波数成分の
電流による放射ノイズに比較して、高レベルの放射ノイ
ズを発生する。従って、特定の周波数の信号として、プ
リント配線板で使用される周期波信号の、繰り返し基本
周波数の整数倍の周波数を持つ信号を対象とし、この波
長の１／２波長と、その整数倍周波数の波長を避ける必
要がある。こうすることでグランド導体面と電源面の共
振による放射ノイズを抑制することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、特定
の繰り返し周波数を持つ信号の波長λ0 に対して、基板
上に設定した基準点を通る任意の仮想直線の接地面と対
向する線分の長さを延長したので、放射ノイズを低減す
るという効果がある。また、導体の長さそのものを延長
させているため、放射ノイズの低減効果も高い。また、
部品の実装や配線パターンレイアウトに影響を与えず、
部品の実装と配線経路に制限がなく、レイアウト設計の
自由度が高いという効果もある。

【００５２】また、延長接地面の導体を折り曲げて基板
の周囲またはその内側にととどめたので、基板の平面面
積を拡大しないでも放射ノイズを低減することができる
という効果がある。

【００５３】また、延長接地面に換えて、基準点からの
仮想線分の長さを（ｎ／２）＊λ0の関係から外すよう
接地を設けたので、基板の平面面積を拡大しないでも放
射ノイズを低減する効果がある。

【００５４】また、電源面と接地面で構成される線路を
特定信号の波長の１／２を外すようにしたので、放射ノ
イズを減らし、かつ部品実装の自由度を補償できる効果
がある。

【００５５】また、電源面の端部付近容量素子を接続し
たので、プリント配線板の設計後、製造後でも対象共振
周波数に対する等価的な長さを変えられる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 グランド導体面を有するプリント配線板の外
側の片面を示す斜視図である。

【図２】 プリント配線板の断面図である。

【図３】 放射ノイズの発生を説明するための図であ
る。

【図４】 放射ノイズにおける共振周波数の影響を説明
する周波数スペクトル図である。

【図５】 本発明に関連してプリント配線板のグランド
導体面と仮想直線について説明する平面図である。

【図６】 この発明の実施の形態１に係るプリント配線
板の平面図である。

【図７】 この発明の実施の形態１に係るプリント配線
板に付加する延長接地導体の接続を示す断面図である。

【図８】 周期性パルス信号の時間変化とパルス信号の
基本波と高調波の周波数スペクトルを示す図である。

【図９】 実施例１のプリント配線板の平面図である。

【図１０】 実施例２のプリント配線板の平面図であ
る。

【図１１】 実施例３のプリント配線板の平面図であ
る。

【図１２】 実施の形態２に係るプリント配線板に付加
する延長接地導体の接続を示す断面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態３に係るプリント配
線板のグランド接続用のランドを示す平面図である。

【図１４】 プリント配線板の電源面とグランド導体面
と誘電体層の構造と等価電流源を示す図である。

【図１５】 図１４に示した両面で構成される伝送線路
モデルを示す図である。

【図１６】 本発明の実施の形態４に関わるプリント配
線板における電源面とグランド導体面の構成図である。

【図１７】 実施の形態４の他のプリント配線板におけ
る電源面を示す図である。

【図１８】 本発明の実施の形態５における電源面とグ
ランド導体面の構成図である。

【図１９】 実施の形態５の他の電源面を示す図であ
る。

【図２０】 本発明の実施の形態６における電源面とグ
ランド導体面の構成図である。

【図２１】 実施の形態６の他の電源面を示す図であ
る。

【図２２】 本発明の実施の形態７におけるプリント配
線板の斜視図である。

【図２３】 図２２の構成の両面が形成する伝送モデル
を示す図である。

【図２４】 実施の形態７の他の電源面を示す図であ
る。

【図２５】 図２４に示した構成の両面が形成する伝送
線路モデルを示す図である。

【図２６】 従来例のプリント配線板を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 基板、２ 内層に位置するグランド導体（接地）
面、３ 信号配線パターン、４ ＩＣ、５ コネクタ、
６，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７電源
（用導体）面、７ 誘電体層、８ 共振周波数のスペク
トル、９ 仮想直線、１０（１） 仮想直線９がグラン
ド導体面２の周囲との交点で切り出される線分、１０
（２） 付加導体を含むグランド導体面で切り出される
線分、１０ａ，１０ｂ 線分の両端、１０ｃ 付加した
導体による線分の片端、１１ 基準点、１２ 付加する
導体（付加接地面）、１２（１） 付加する導体、１３
スルーホール、１４ 基板上のパターン、１５ 基板
上のパターンによって構成された付加する導体、１６
周期波信号を生成するＩＣ、１７ 周期波信号を出力す
るＩＣ、１８ 出力／入力端子、１９ 周期波信号が入
力されるコネクタ、２０入力／出力端子、２１ 接地用
ランド、３０，３２ 等価伝送線路、３１ 等価電流
源、４１ 容量素子、４２ 等価容量、５１ フェライ
トを貫通した導体またはインダクタンス素子、１００
プリント配線板、１００ａ 基板、１００ｂ 穴、１１
０ａ 側縁導体部、１１０ｂ 側縁導体部、１１０ｅ
中間導体部。

フロントページの続き (72)発明者 富山 ▲勝▼己 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大竹 登志男 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 神田 光彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接地面を持つ多層プリント配線板の長方
   向の側端側に上記接地面に接続する延長接地面を設け、 所定の部品中心または該部品とプリント配線板接続点を
   通る任意の方向に仮想線を延長して上記延長接地面の仮
   想線遠端から対向する基板接地面の仮想線端部までの長
   さが特定信号波長の１／２の整数倍の長さを避けた長さ
   としたプリント配線板。
2. 【請求項２】 仮想線は、所定の部品中心または該部品
   とプリント配線板接続点を通るプリント配線板の長方向
   の延長接地面の最遠端から対向する基板接地面の端部ま
   での長さとしたことを特徴とする請求項１記載のプリン
   ト配線板。
3. 【請求項３】 仮想線は、所定の部品中心または該部品
   とプリント配線板接続点を通る最遠端の隅方向の延長接
   地面の最遠端から対向する基板接地面の端部までの長さ
   としたことを特徴とする請求項１記載のプリント配線
   板。
4. 【請求項４】 延長接地面は、基板の持つ接地面とは別
   の導体としたことを特徴とする請求項１記載のプリント
   配線板。
5. 【請求項５】 延長接地面は、基板の持つ接地面との接
   続面から折り曲げた構造を持つことを特徴とする請求項
   ４記載のプリント配線板。
6. 【請求項６】 延長接地面は、接地面以外の中間導体層
   または信号層の側端にプリント配線で設けたことを特徴
   とする請求項１記載のプリント配線板。
7. 【請求項７】 延長接地面に換えて、仮想線上の任意の
   点に基板の接地面と接続するランド接地面を設け、所定
   の部品中心または該部品とプリント配線板接続点を通る
   仮想線を延長して上記ランド接地面までの長さが特定信
   号波長の１／２の整数倍の長さを避けた長さとしたこと
   を特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
8. 【請求項８】 接地面と電源供給導体面（以下、電源面
   という）を持ち、かつ上記２つの層は誘電体層によって
   隔てられている多層プリント配線板において、 誘電体層を隔てて上記接地面と対向する電源面の任意の
   端部を結ぶ方向の長さが上記接地面の対応する長さと異
   なり、かつ特定信号波長の１／２の整数倍の長さを避け
   た長さとしたプリント配線板。
9. 【請求項９】 電源面の一部にスリットを設け、該スリ
   ットの長さを平行する電源面の辺の１／３以上の長さと
   し、かつ該スリットで分断された電源面の任意の端部と
   スリット間及び隣接するスリット間の長さが特定信号波
   長の１／２の整数倍の長さを避けた長さとしたことを特
   徴とする請求項８記載のプリント配線板。
10. 【請求項１０】 電源面の一部の幅を細くしてマイクロ
    ストリップ線路構造とし、該マイクロストリップ線路部
    分及び残存電源面の任意の端部を結ぶ方向の長さが特定
    信号波長の１／２の整数倍の長さを避けた長さとしたこ
    とを特徴とする請求項８記載のプリント配線板。
11. 【請求項１１】 電源面と接地面を容量素子で接続し、
    上記電源面の等価長さを特定信号波長の１／２の整数倍
    の長さを避けた長さとしたことを特徴とする請求項８ま
    たは請求項１０記載のプリント配線板。
12. 【請求項１２】 電源面を分割して、該分割部分をフェ
    ライトを貫通した導体またはインダクタンス成分で導電
    接続して、上記分割された電源面の任意の端部と分割部
    分間または分割部分間の長さが特定信号波長の１／２の
    整数倍の長さを避けた長さとしたことを特徴とする請求
    項８記載のプリント配線板。
13. 【請求項１３】 特定信号波長の信号は、プリント配線
    板で使用する繰り返し周期信号の基本周波数またはその
    整数倍の周波数を持つ信号とすることを特徴とする請求
    項１または請求項８記載のプリント配線板。