JPH11121928A - 多層配線基板 - Google Patents
多層配線基板Info
- Publication number
- JPH11121928A JPH11121928A JP28033797A JP28033797A JPH11121928A JP H11121928 A JPH11121928 A JP H11121928A JP 28033797 A JP28033797 A JP 28033797A JP 28033797 A JP28033797 A JP 28033797A JP H11121928 A JPH11121928 A JP H11121928A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- wiring board
- multilayer wiring
- power supply
- signal lines
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多層配線基板に形成された信号伝送路の配線
構造で、特に隣接配線からのノイズの低減化を図った多
層配線基板の構造を提供する。 【解決手段】 電源面５と接地面６との間の層内に複数
のペアの信号線（１ａ、１ｂ）、（２ａ、２ｂ）、（３
ａ、３ｂ）が設けらている多層配線基板４で、ペアの信
号線（１ａ、１ｂ）、（２ａ、２ｂ）、（３ａ、３ｂ）
の間に信号線１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂの信
号伝送方向に沿って交互に電源面５と接地面６へ接続す
るビア７、８を所定間隔で形成した。
構造で、特に隣接配線からのノイズの低減化を図った多
層配線基板の構造を提供する。 【解決手段】 電源面５と接地面６との間の層内に複数
のペアの信号線（１ａ、１ｂ）、（２ａ、２ｂ）、（３
ａ、３ｂ）が設けらている多層配線基板４で、ペアの信
号線（１ａ、１ｂ）、（２ａ、２ｂ）、（３ａ、３ｂ）
の間に信号線１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂの信
号伝送方向に沿って交互に電源面５と接地面６へ接続す
るビア７、８を所定間隔で形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多層配線基板に形成
された信号伝送路の配線構造に関し、特に隣接配線同志
のノイズの影響の低減化を図った多層配線基板の構造に
関する。
された信号伝送路の配線構造に関し、特に隣接配線同志
のノイズの影響の低減化を図った多層配線基板の構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、プリント配線基板内で発生する
主なノイズは、（イ）素子のスイッチング時に電源、グ
ランド間に流れる過渡電流によるもの。（ロ）多電源化
に伴う電源、グランドプレーンのスリットによるもの。
（ハ）信号の反射やとリターン電流のループによるも
の。（ニ）信号線のクロストークによるもの等が言われ
ている。
主なノイズは、（イ）素子のスイッチング時に電源、グ
ランド間に流れる過渡電流によるもの。（ロ）多電源化
に伴う電源、グランドプレーンのスリットによるもの。
（ハ）信号の反射やとリターン電流のループによるも
の。（ニ）信号線のクロストークによるもの等が言われ
ている。
【０００３】また、配線基板上に形成される信号線の配
線構造は大別すると、基板表層に形成される場合には、
図４（ａ）に示すような信号線１ａ、１ｂ、２ａ、２
ｂ、３ａ、３ｂの片面が絶縁層１０を介して接地面６で
ある金属面と向かい合っている構造のマイクロストリッ
プ線路構造となり、基板内層に形成される場合には、図
４（ｂ）に示すような信号線１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、
３ａ、３ｂの両面が絶縁層１０を介して金属面で形成さ
れた接地面６と電源面５とに向かい合っている構造のス
トリップ線路構造になる。これらの場合、電源面５と接
地面６は共に多層配線基板４の全面に亘って形成されて
いる。
線構造は大別すると、基板表層に形成される場合には、
図４（ａ）に示すような信号線１ａ、１ｂ、２ａ、２
ｂ、３ａ、３ｂの片面が絶縁層１０を介して接地面６で
ある金属面と向かい合っている構造のマイクロストリッ
プ線路構造となり、基板内層に形成される場合には、図
４（ｂ）に示すような信号線１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、
３ａ、３ｂの両面が絶縁層１０を介して金属面で形成さ
れた接地面６と電源面５とに向かい合っている構造のス
トリップ線路構造になる。これらの場合、電源面５と接
地面６は共に多層配線基板４の全面に亘って形成されて
いる。
【０００４】多層配線基板４の構造の場合は、図５に示
すように、多層配線基板４は電源層Ｌ1 の表面に形成さ
れた表面導体パターン１２だけでなく接地層Ｌ4 との間
の内部にも導体層Ｌ2 、Ｌ3 と絶縁層１０を交互に立体
的に配置して、各導体層パターン間をスルホール１３等
で電気的に接続されている。ノイズ特性も以下の様な工
夫を行って改善されている。
すように、多層配線基板４は電源層Ｌ1 の表面に形成さ
れた表面導体パターン１２だけでなく接地層Ｌ4 との間
の内部にも導体層Ｌ2 、Ｌ3 と絶縁層１０を交互に立体
的に配置して、各導体層パターン間をスルホール１３等
で電気的に接続されている。ノイズ特性も以下の様な工
夫を行って改善されている。
【０００５】（１） 専用の電源バス層Ｌ2 （銅箔厚３
５μｍ）を構成し、電源を低インピーダンス化すること
によって、ノイズレベルを低減して安定な電源を回路に
供給する。
５μｍ）を構成し、電源を低インピーダンス化すること
によって、ノイズレベルを低減して安定な電源を回路に
供給する。
【０００６】（２） 専用のグランド層Ｌ3 （銅箔厚３
５μｍ）を構成し、グランドインピーダンスの低下させ
る。
５μｍ）を構成し、グランドインピーダンスの低下させ
る。
【０００７】（３） 信号線の設けられた電源層Ｌ1 を
所定の特性のインピーダンスに制御する。
所定の特性のインピーダンスに制御する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】最近、ＬＳＩの集積度
の向上と共に、ＬＳＩ間の信号伝送にも高速伝送が要求
されてきている。例えば、一つの信号を振幅の小さな２
本の差動信号で送る方式であるＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏ
ｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌ
ｉｎｇ）の信号伝送方式では、両信号間のタイミングの
ずれであるスキューが小さいことが要求される。スキュ
ーが大きいと信号間のアイパターンがつぶれて信号の識
別精度が低下するためである。スキューを少なくするた
めには差動信号同志の配線長さを等しくすることが通常
行われているが、それだけでは、隣接チャンネルからの
ノイズによるタイミングずれや、電源と接地の配線構造
のアンバランスによるパルスのデューティ比が変わるた
め、差動信号間にスキューが生じて高速信号伝送を妨げ
る要因になっている。
の向上と共に、ＬＳＩ間の信号伝送にも高速伝送が要求
されてきている。例えば、一つの信号を振幅の小さな２
本の差動信号で送る方式であるＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏ
ｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌ
ｉｎｇ）の信号伝送方式では、両信号間のタイミングの
ずれであるスキューが小さいことが要求される。スキュ
ーが大きいと信号間のアイパターンがつぶれて信号の識
別精度が低下するためである。スキューを少なくするた
めには差動信号同志の配線長さを等しくすることが通常
行われているが、それだけでは、隣接チャンネルからの
ノイズによるタイミングずれや、電源と接地の配線構造
のアンバランスによるパルスのデューティ比が変わるた
め、差動信号間にスキューが生じて高速信号伝送を妨げ
る要因になっている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電源面
と接地面との間の層内に複数のペアの信号線が設けらて
いる多層配線基板において、前記ペアの信号線間に信号
線の信号伝送方向に沿って交互に電源面と接地面へ接続
するビアが所定間隔で形成されている事を特徴とする多
層配線基板である。
と接地面との間の層内に複数のペアの信号線が設けらて
いる多層配線基板において、前記ペアの信号線間に信号
線の信号伝送方向に沿って交互に電源面と接地面へ接続
するビアが所定間隔で形成されている事を特徴とする多
層配線基板である。
【００１０】また本発明によれば、前記各ペアの信号線
は双方が同一層内の水平方向に設けられていることを特
徴とする多層配線基板にある。
は双方が同一層内の水平方向に設けられていることを特
徴とする多層配線基板にある。
【００１１】また本発明によれば、前記各ペアの信号線
は各一対が上下に隣接する層内に設けられていることを
特徴とする多層配線基板にある。
は各一対が上下に隣接する層内に設けられていることを
特徴とする多層配線基板にある。
【００１２】また本発明によれば、前記ビアが形成され
ている所定間隔は信号線を伝送されるパルス信号周期の
１／８以下であることを特徴とする多層配線基板にあ
る。
ている所定間隔は信号線を伝送されるパルス信号周期の
１／８以下であることを特徴とする多層配線基板にあ
る。
【００１３】また本発明によれば、前記信号線で伝送さ
れる信号が差動信号であることを特徴とする多層配線基
板にある。
れる信号が差動信号であることを特徴とする多層配線基
板にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について図
面を参照して説明する。多層配線基板のノイズ対策は実
装技術の面からは、（１）高周波的に安定なＧＮＤを取
ること。（２）回路の入出力のアイソレーションを十分
取ること。（３）回路ブロックごとのアイソレーション
を十分取ることが効果的であると言われている。それら
を具体的に説明すると、（１）については、いわゆるベ
タ接地面を用いることで実現していることが多い。
面を参照して説明する。多層配線基板のノイズ対策は実
装技術の面からは、（１）高周波的に安定なＧＮＤを取
ること。（２）回路の入出力のアイソレーションを十分
取ること。（３）回路ブロックごとのアイソレーション
を十分取ることが効果的であると言われている。それら
を具体的に説明すると、（１）については、いわゆるベ
タ接地面を用いることで実現していることが多い。
【００１５】（２）については、入出力端子を回路の対
称位置に設け、入出力ラインの結合を防ぎ、場合によっ
ては空間における結合を防ぐために入出力間にシールド
を施している。
称位置に設け、入出力ラインの結合を防ぎ、場合によっ
ては空間における結合を防ぐために入出力間にシールド
を施している。
【００１６】については、電源系におけるアイソレーシ
ョンと信号ラインや空間の結合に対するアイソレーショ
ンに分けられる。前者では、電源ラインにバイパスコン
デンサやフィルタを挿入する方法や、電源の供給元を別
にする等の方法を適宜行う。また、後者については、
（２）と同様に各信号ラインを離して配線する等の方法
や回路ブロック間にシールドを設ける方法を行う、この
とき信号間のシルード方法として、信号配線を接地面で
上下に挟み、信号配線の両側を信号に沿ってビアで上下
の接地面を繋ぐ方法がある。しかし、実際の多層配線基
板においては、上下を同一の接地電位で構成することは
少ないため上下をビアで繋げない。
ョンと信号ラインや空間の結合に対するアイソレーショ
ンに分けられる。前者では、電源ラインにバイパスコン
デンサやフィルタを挿入する方法や、電源の供給元を別
にする等の方法を適宜行う。また、後者については、
（２）と同様に各信号ラインを離して配線する等の方法
や回路ブロック間にシールドを設ける方法を行う、この
とき信号間のシルード方法として、信号配線を接地面で
上下に挟み、信号配線の両側を信号に沿ってビアで上下
の接地面を繋ぐ方法がある。しかし、実際の多層配線基
板においては、上下を同一の接地電位で構成することは
少ないため上下をビアで繋げない。
【００１７】図１はそれらを勘案した構成を示す斜視図
で、図２は差動信号伝送を示す回路図である。２本の差
動信号ペアからなる複数の信号チャンネルである信号線
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂが、多層配線基板
４を構成している電源面５と接地面６の内層に一対づつ
同一平面内に配置されている。２本の差動信号間のイン
ピーダンスは回路１１の終端部に接続されている反射防
止用抵抗９とほぼ同じ値に設定されている。信号チャン
ネル間には信号チャンネルの信号伝送方向に沿って交互
に、上面の電源面５と接続する電源ビア７と下面の接地
面６と接続する接地ビア８が形成されている。これらの
ビアの間隔のピッチは、信号チャンネルを伝送されるパ
ルス信号波長周期の１／８以下に設定されている。これ
は、使用周波数ｆに対応する波長をλとしたとき、ビア
ピッチがλ／４になるとピッチ間で共振が発生するため
に、その周波数において信号周波数が通過できなくなる
現象が起こることは分布定数回路で知られている。この
ため、信号の通過帯域を確保するために、ピッチを使用
周波数の２倍のピッチ以上、即ち、物理的なピッチをλ
／８以下と設定した。
で、図２は差動信号伝送を示す回路図である。２本の差
動信号ペアからなる複数の信号チャンネルである信号線
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂが、多層配線基板
４を構成している電源面５と接地面６の内層に一対づつ
同一平面内に配置されている。２本の差動信号間のイン
ピーダンスは回路１１の終端部に接続されている反射防
止用抵抗９とほぼ同じ値に設定されている。信号チャン
ネル間には信号チャンネルの信号伝送方向に沿って交互
に、上面の電源面５と接続する電源ビア７と下面の接地
面６と接続する接地ビア８が形成されている。これらの
ビアの間隔のピッチは、信号チャンネルを伝送されるパ
ルス信号波長周期の１／８以下に設定されている。これ
は、使用周波数ｆに対応する波長をλとしたとき、ビア
ピッチがλ／４になるとピッチ間で共振が発生するため
に、その周波数において信号周波数が通過できなくなる
現象が起こることは分布定数回路で知られている。この
ため、信号の通過帯域を確保するために、ピッチを使用
周波数の２倍のピッチ以上、即ち、物理的なピッチをλ
／８以下と設定した。
【００１８】これらの構成により、それぞれの信号チャ
ンネルは回路的に区画されるので、相互に隣接した信号
チャンネルからの電磁気的干渉が大幅に軽減される。
ンネルは回路的に区画されるので、相互に隣接した信号
チャンネルからの電磁気的干渉が大幅に軽減される。
【００１９】図３は本発明の別の実施の形態を示す斜視
図で、２本の差動信号ペアからなる複数の信号チャンネ
ルである信号線（１ａ、１ｂ）、（２ａ、２ｂ）、（３
ａ、３ｂ）を、多層配線基板４の電源面５と接地面６と
の内層に互いに上下となる関係で２層を使って形成は位
置する。前記の実施の形態と同様に２本の差動信号間の
インピーダンス特性は、終端に接続された反射防止用抵
抗９とほぼ同じ値に設定されている。信号チャンネル間
には信号チャンネルの信号伝送方向に沿って交互に、上
面の電源面５と接続する電源ビア７と下面の接地面６と
接続する接地ビア８が形成されている。これらのビアの
間隔のピッチは、信号チャンネルを伝送されるパルス信
号波長周期の１／８以下に設定されている。
図で、２本の差動信号ペアからなる複数の信号チャンネ
ルである信号線（１ａ、１ｂ）、（２ａ、２ｂ）、（３
ａ、３ｂ）を、多層配線基板４の電源面５と接地面６と
の内層に互いに上下となる関係で２層を使って形成は位
置する。前記の実施の形態と同様に２本の差動信号間の
インピーダンス特性は、終端に接続された反射防止用抵
抗９とほぼ同じ値に設定されている。信号チャンネル間
には信号チャンネルの信号伝送方向に沿って交互に、上
面の電源面５と接続する電源ビア７と下面の接地面６と
接続する接地ビア８が形成されている。これらのビアの
間隔のピッチは、信号チャンネルを伝送されるパルス信
号波長周期の１／８以下に設定されている。
【００２０】これらの構成により、前記の実施の形態と
同様に、それぞれの信号チャンネルは回路的に区画され
るので、相互に隣接した信号チャンネルからの電磁気的
干渉が大幅に軽減される。
同様に、それぞれの信号チャンネルは回路的に区画され
るので、相互に隣接した信号チャンネルからの電磁気的
干渉が大幅に軽減される。
【００２１】上記実施の形態で用いられたビアは通常の
方法で形成する。例えば、基板にセラミック塗布膜の選
択的な露光処理、現像処理によって形成される貫通凹部
にビアホール導体となる導体を充填して形成する。従っ
て、回路１１に流れる電流に応じてビアホール導体の形
状、径等を任意に形成することが出来る。
方法で形成する。例えば、基板にセラミック塗布膜の選
択的な露光処理、現像処理によって形成される貫通凹部
にビアホール導体となる導体を充填して形成する。従っ
て、回路１１に流れる電流に応じてビアホール導体の形
状、径等を任意に形成することが出来る。
【００２２】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば多
層配線基板で電源面と接地面との間に設けられた信号線
の間の信号の伝送方向に沿って、交互に電源面と接地面
へ接続するビアを所定間隔で設けたので、隣接する信号
線間の電磁気的干渉ノイズの少ない良好な高速信号伝送
が得られた。
層配線基板で電源面と接地面との間に設けられた信号線
の間の信号の伝送方向に沿って、交互に電源面と接地面
へ接続するビアを所定間隔で設けたので、隣接する信号
線間の電磁気的干渉ノイズの少ない良好な高速信号伝送
が得られた。
【図１】本発明の多層配線基板の一実施の形態を示す斜
視図。
視図。
【図２】差動信号伝送を示す要部回路図。
【図３】本発明の多層配線基板の別の実施の形態を示す
斜視図。
斜視図。
【図４】従来の配線基板の構造を示す側面図。
【図５】従来の多層配線基板の断面図。
１ａ、１ｂ…信号線 ２ａ、２ｂ…信号線 ３ａ、３ｂ…信号線 ４…多層配線基板 ５…電源面 ６…接地面 ７…電源ビア ８…接地ビア
Claims (5)
- 【請求項１】 電源面と接地面との間の層内に複数のペ
アの信号線が設けらている多層配線基板において、前記
ペアの信号線間に信号線の信号伝送方向に沿って交互に
電源面と接地面へ接続するビアが所定間隔で形成されて
いる事を特徴とする多層配線基板。 - 【請求項２】 前記各ペアの信号線は双方が同一層内の
水平方向に設けられていることを特徴とする請求項１記
載の多層配線基板。 - 【請求項３】 前記各ペアの信号線は各一対が上下に隣
接する層内に設けられていることを特徴とする請求項１
記載の多層配線基板。 - 【請求項４】 前記ビアが形成されている所定間隔は信
号線を伝送されるパルス信号周期の１／８以下であるこ
とを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。 - 【請求項５】 前記信号線で伝送される信号が差動信号
であることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28033797A JPH11121928A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 多層配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28033797A JPH11121928A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 多層配線基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121928A true JPH11121928A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17623605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28033797A Pending JPH11121928A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 多層配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11121928A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7175457B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-02-13 | J.S.T. Mfg. Co., Ltd. | Fast transmission-use connector |
| WO2008010445A1 (fr) * | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Nec Corporation | Carte à circuit imprimé multicouche |
| JP2011114263A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Kyocer Slc Technologies Corp | 配線基板 |
-
1997
- 1997-10-14 JP JP28033797A patent/JPH11121928A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7175457B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-02-13 | J.S.T. Mfg. Co., Ltd. | Fast transmission-use connector |
| WO2008010445A1 (fr) * | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Nec Corporation | Carte à circuit imprimé multicouche |
| JP2011114263A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Kyocer Slc Technologies Corp | 配線基板 |
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