JPH11297875A

JPH11297875A - 多層プリント配線板及び該配線板を備えた電子機器

Info

Publication number: JPH11297875A
Application number: JP10105165A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sugimoto; 聡杉本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-15
Also published as: JP3782577B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント配線板のＧＮＤパターンの電位を安
定化し、かつ定在波などの原因による放射ノイズを抑制
する構造を有する、多層プリント配線板及びこの配線板
を備えた電子機器を提供する。【解決手段】信号用の導体パターンとグランド用の導
体パターンを混在させている第１の導電層と、絶縁層を
介してプリント配線板と同等な平面積を有する導体から
なる第２の導電層とを有し、第１の導電層の導体パター
ンのうち、グランド用のもののみが第２の導電層に電気
的接続されており、この接続はインピーダンスを有する
回路素子によりなされる。この回路素子は、接続が１個
所においてなされていること、インピーダンスの特性が
周波数によって変化すること、また回路素子は、抵抗
性、容量性、インダクタンス性が、単独に又は組み合わ
されて回路素子群として形成されていること等が好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
板及び該配線板を備えた電子機器に関し、特に、電子機
器からの放射ノイズを抑えるため、プリント配線板を構
成する導電層及び導電層間の接続方法に工夫された多層
プリント配線板及びこの配線板を備えた電子機器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来例の電子機器内の筐体間の
接続構造を示す模式的斜視図である。一般にプリント配
線板に設けられているグランド（以下ＧＮＤという。）
パターンは、電位変動が少なくなるように設計されるこ
とが望まれる。これは、配線板上のＧＮＤパターンの電
位変動に伴う不要電流の発生を抑えるためである。

【０００３】このＧＮＤ設計の従来の方法として、ＧＮ
Ｄとして働く導体パターンの面積を増やしたり、配線板
を多層構造にしてＧＮＤ層を設けるなどすることがあ
る。これらは、ＧＮＤパターンのインダクタンス成分を
減らし、電位変動に対して発生する電流や電磁波を抑制
するものである。

【０００４】またプリント配線板のＧＮＤと、電位変動
のより少ない場合が多い筐体の導電性部材とを低インピ
ーダンスで接続することにより、プリント配線板の電位
変動を抑制する方法がある。

【０００５】しかしながら、プリント配線板を多層構造
にしてＧＮＤ層を設けたり、プリント配線板上のＧＮＤ
と筐体の導電性部材とを接続する場合には、配線板上を
流れる電流がある周波数で定在波となり、放射ノイズの
問題となる場合がある。この周波数は主としてデジタル
クロック信号の高調波の周波数や、配線板の大きさや配
線板を構成している誘電体の誘電率などによって決ま
る。

【０００６】さらに筐体の導電性部材と接続することに
より、その接続箇所が一般に低インピーダンスであるこ
とから、接続個所に電流が流れやすい状態になる場合が
あり、筐体の導電性部材に流れる電流によって磁界が発
生し、放射ノイズの原因となる。

【０００７】この定在波が原因の放射ノイズを抑える従
来の方法として、複数箇所で接続したり、特開平７−２
２５６３４で取り挙げられている接続部に抵抗性を持た
せる方法があった。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上述
の従来例においては、機器を構成する筐体の構造が、図
９に示すような２つのプリント配線板１８、１８’が筐
体内１７にある場合に、一方のプリント配線板１８’の
ように、その近傍には、配線板と対向した筐体の導電性
部材が存在しないことがあり、また対向した導電性部材
があってもプリント配線板と比べて十分な大きさ、形状
でないことがある。

【０００９】特に生産コストやリサイクルの観点から、
電子機器筐体を金属で構成することは少なくなりつつあ
り、電磁波ノイズの対策に十分なＧＮＤとして働かせる
ことが難しい。

【００１０】さらにプリント配線板に設けられるＧＮＤ
パターンもしくはＧＮＤ層は、例えばアナログ信号用、
デジタル信号用、筐体との接続用ＧＮＤなどと、用途別
にＧＮＤの導体パターンを分けてプリント配線板を設計
することがしばしばある。またプリント配線板上に設け
られる電源の導体パターンも、回路の駆動電圧に応じて
分割されることがあり、プリント配線板のＧＮＤ設計に
おいて、不要電流を抑制するのに十分な導体パターンを
確保するのが困難となることがある。

【００１１】そこで本発明の目的は、プリント配線板の
ＧＮＤパターンの電位を安定化し、かつ定在波などの原
因による放射ノイズを抑制する構造を有する、多層プリ
ント配線板及びこの配線板を備えた電子機器を提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明ではプリント配線板の構造において、信号パ
ターン及びＧＮＤパターンが混在している導電層と、プ
リント配線板と同等な平面積を有する導電層を設け、信
号−ＧＮＤ混在層のＧＮＤパターンと、別途設けられた
導電層とはインピーダンスを介して接続する。またここ
で、プリント配線板にコネクタやリード型電子部品を挿
入するための孔などが、第２の導電層にあってもよい
が、第２の導電層と信号−ＧＮＤ混在層のその他の導電
パターンとスルーホールや半田付けなどの手段を介して
の低インピーダンスな接続はされていない構造とする。

【００１３】以上のような構成とすることにより、第２
の導電層は例えば数十ＭＨｚ以上の高周波領域では、デ
ジタルロジック信号に対して、容量性結合によってＧＮ
Ｄとして働くことができ、電位変動を安定させる。また
定在波が原因の放射ノイズは接続個所のインピーダンス
によって抑制することが可能となる。

【００１４】さらに、プリント配線板から発生する不要
電流や不要電磁波を抑制できることから、筐体の導電性
部材の構成に影響されることは少ない。

【００１５】また本発明の多層プリント配線板は、ビル
トアップ法で作られてもよく、その場合にはビルトアッ
プのベースとなる層が第２の導電層とし、信号−ＧＮＤ
混在層はビルトアップ層で積層することで、ビルドアッ
プ層−ベース層間の接続を増やさずに造ることができ
る。

【００１６】また接続部にインピーダンスを持たせる方
法としては、電子部品を半田付けやねじ止めなどの方法
で接続してもよいし、導体パターンの形状によって電気
的特性を持たせてもよく、フェライトなどの磁性体を使
ってもよい。さらにこれらを複数用いて組み合わせるこ
とにより、周波数変化に対して接続部のインピーダンス
を変化させても良い。

【００１７】

【発明の実施形態】次に、本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して説明する。

【００１８】図１は、本発明のプリント配線板の一実施
形態例の模式的断面図、図２は、本実施形態例の各導電
層の模式的上面図である。図１は、本発明の第１の実施
形態例で、電子機器に搭載される多層プリント配線板の
層構成を概念的に示したものである。図１において第１
の導電層１内には、デジタル信号用の導体パターン２
と、ＧＮＤ用の導体パターン３とが混在しており、一方
の第２の導電層４はプリント配線板と同等な平面積を持
つ導体から成り、各導電層の間には絶縁するための絶縁
体が介在している。そして、この第２の導電層４は、イ
ンピーダンスを有する電気素子５により第１の導電層１
のＧＮＤ用導体パターン３と接続されており、第１の導
電層１のＧＮＤ用導体パターン３以外の導体パターン、
例えばデジタル信号用の導体パターン２と、第２の導電
層４とは、半田付けや電気素子などを介した電気的接続
はなされていない。

【００１９】図２の各導電層の模式上面図においては、
各導電層間は絶縁物が介在しているものとする。図２
で、第１の導電層群１’は２つの第１の導電層１ａ、１
ｂからなり、各導電層１ａ、１ｂのＧＮＤ用導体パター
ン３は、スルーホール６を介して電気的導通がある。そ
してＧＮＤ用導体パターン３と第２の導電層４の各々の
一端に、相互に電気的に接続を行うためのスルーホール
６’が設けてあり、第１の導電層群１’のＧＮＤ用導体
パターン３において、このスルーホール６’との接続の
直前にチップ型電子部品が搭載可能な実装ランドを設
け、例えばチップ型インダクタ部品７を搭載して半田付
けにより接続を行う。

【００２０】この例の半田での接続は、導電性接着剤な
どの方法で電気的接続を行うものであってもよい。また
第１の導電層群のＧＮＤ用パターンと第２の導電層との
接続を行う個所は、プリント配線板上の任意の箇所でよ
く、さらに複数であってもよい。さらに複数接続の場合
の接続箇所の各々のインピーダンスは異なっていてもよ
い。

【００２１】ここで、本実施例ではチップ型インダクタ
部品を用いたが、スルーホールランドを設けて、リード
型の電子部品を用いてもよい。

【００２２】また第１の導電層や第２の導電層の他に、
駆動電源を供給するための導電層があってもよく、第１
の導電層や第２の導電層に駆動電源を供給するための導
体パターンがあってもよい。さらに第２の導電層にはリ
ード型電子部品やコネクタなどを搭載するための抜けが
あってもよい。

【００２３】次に、第２の実施形態例について説明す
る。

【００２４】図３は、第２の実施形態例の導電層の一部
の模式的上面図である。本実施形態例は、第１の実施形
態例の一部を変形した例である。図３において導電層１
ａは、デジタル信号用の導体パターン２（不図示）とＧ
ＮＤ用の導体パターン３が混在しており、第２の導電層
４はプリント配線板と同等な平面積を持つ導体を表わし
ている。導電層１ａ上の一部に、第２の導電層４との電
気的接続を行うためのスルーホール６’が設けてあり、
このスルーホール６’とＧＮＤ用導体パターン３との間
には、チップ型抵抗部品８とチップ型コンデンサ部品９
が並列に搭載可能な表面実装ランドを設け、ハンダ付け
（不図示）によって、一般の各スルーホール６とＧＮＤ
用導体パターン３との接続を行っている。

【００２５】以上のような構成にすることにより、抵抗
性と容量性のインピーダンスを介して、第１の導電層の
ＧＮＤ用導体パターン３と第２の導電層４とを接続する
ことができる。

【００２６】ここで本実施形態例では、チップ型抵抗部
品８とチップ型コンデンサ部品９によってインピーダン
スを介した接続を行っているが、インダクタ部品等を用
いても良い。抵抗性、インダクタンス性、容量性の何れ
かの組み合わせによる複合部品であってもよい。

【００２７】次に、第３の実施形態例について説明す
る。

【００２８】図４は、第３の実施形態例の一実施例の導
電層の一部の模式的上面図、図５は本実施形態例の第２
の実施例の各導電層の模式的上面図である。

【００２９】第３の実施形態例は、第２の実施形態例を
変形した例である。図４、図５において、導電層１ａ
は、デジタル信号用の導体パターン２と、ＧＮＤ用の導
体パターン３とが混在しており、第２の導電層４はプリ
ント配線板と同等な平面積を持つ導体を表わしている。
導電層１ａ上の一部に、第２の導電層４との電気的接続
を行うためのスルーホール６’が設けてあり、このスル
ーホール６’とＧＮＤ用導体パターン３との間には、導
体パターンの形状が折り返しに構成することで、インダ
クタンス性を有する折り返し形状のパターンインダクタ
１０と、チップ型コンデンサ部品９が直列に配置され、
ハンダつけ（不図示）によって電気的に接続されてい
る。

【００３０】上述のような構成とすることで、第１の導
電層１ａに設けられるＧＮＤ用導体パターン３と第２の
導電層４とを、インダクタンス性と容量性の直列回路で
表わせるインピーダンスで接続することができる。

【００３１】ここで本実施例では、インダクタンス性を
有する折り返し形状のパターンインダクタ１０を用いた
が、第２の実施例として、図５に示すような渦巻形状の
パターンインダクタ１１を用いてもよい。

【００３２】次に、第４の実施形態例について説明す
る。

【００３３】図６は、第４の実施形態例の導電層の一
部の模式的上面図である。

【００３４】本実施形態例は、第３の実施形態例を変形
した例である。図６において、導電層１ａには、デジタ
ル信号用の導体パターン２（不図示）とＧＮＤ用の導体
パターン３とが混在しており、第２の導電層４はプリン
ト配線板と同等な平面積を持つ導体である。導電層１ａ
上の一部に、第２の導電層３との電気的接続を行うため
のスルーホール６’が設けてあり、このスルーホール
６’とＧＮＤ用導体パターン３との間には、導体パター
ンの形状が櫛型に構成することで、容量性を有する櫛型
形状のパターンコンデンサ１２によって電気的に接続さ
れている。

【００３５】上述のような構成とすることで、第１の導
電層に設げられるＧＮＤパターンと第２の導電層とを、
容量性で接続することができる。

【００３６】次に、第５の実施形態例について説明す
る。

【００３７】図７は、第５の実施形態例の各導電層の構
成を示す模式的斜視図である。

【００３８】図７において、第１の導電層群１’は、デ
ジタル信号用とＧＮＤ用の導体パターンが混在した導電
層１ａ、１ｂと、導電層１ａ、１ｂの間に設けられた誘
電体層１３とからなる。一方の第２の導電層４はプリン
ト配線板と同等な平面積を持つ導体から成り、第１の導
電層群１’と第２の導電層４との間には、誘電体と磁性
体の混在層１４がある。そしてこの第２の導電層４
は、インピーダンスを有する電気素子５により、第１の
導電層群１’のＧＮＤ用パターンと接続されており、第
１の導電層のＧＮＤ用パターン３以外の導体パターン、
例えばデジタル信号用の導体パターン２と該第２の導電
層４は、半田付けや電気素子などを介した電気的接続は
なされていない。

【００３９】上述のような構成とすることにより、第１
の導電層のＧＮＤ用導体パターン３に流れる不要電流
を、第２の導電層４との間にある磁性体によって、吸収
することができ、不要な電磁波を抑制することができ
る。

【００４０】次に、第６の実施形態例について説明す
る。

【００４１】図８は、第６の実施形態例の模式的断面図
である。図８は、第６の実施形態例のプリント配線板の
層構成を概念的に示したものである。本実施形態例のプ
リント配線板はビルドアップ法で作られており、図８に
おいて、第１の導電層１５はビルドアップ法で積層され
たもので、デジタル信号用導体パターン２とＧＮＤ用の
導体パターン３が混在しており、第２の導電層１６は、
プリント配線板と同等な平面積を持ち、かつプレス成形
によって作られたプリント基板である。そして、第１の
導電層１５のＧＮＤ用導体パターン３と第２の導電層１
６とをインピーダンスを有する電気素子５を介して接続
されており、この第１の導電層１５のＧＮＤ用導体パタ
ーン３以外の導体パターン、例えばデジタル信号用パタ
ーン２と第２の導電層１６とは、半田付けや電気素子な
どを介した電気的接続はなされていない。

【００４２】上述の様な構成とすることにより、デジタ
ル信号等の配線はビルドアップ層に形成されるので、高
密度な配線が可能になり、かっ不要な放射ノイズを抑制
することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、多層プリ
ント配線板を構成する導電層に関して、デジタルロジッ
ク回路の信号用の導体パターン及びグランド用の導体パ
ターンを混在し備えている第１の導電層と、絶縁層を介
してプリント配線板と同等な平面積を有する導体からな
る第２の導電層を持ち、第１の導電層のＧＮＤ用の導体
パターン以外の導体パターンと第２の導電層とは電気的
接続がされておらず、第１の導電層のＧＮＤ用の導体パ
ターンと第２の導電層とは、インピーダンスを有する回
路素子で電気的に接続されているので、プリント配線板
のＧＮＤ電位は安定し、かつ定在波などを原因とする放
射ノイズを抑える構造を有する、多層プリント配線板及
びこの配線板を備えた電子機器を提供することができる
効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント配線板の一実施形態例の模式
的断面図である。

【図２】本実施形態例の各導電層の模式的上面図であ
る。

【図３】第２の実施形態例の導電層の一部の模式的上面
図である。

【図４】第３の実施形態例の一実施例の導電層の一部の
模式的上面図である。

【図５】第３の実施形態例の第２の実施例の各導電層の
模式的上面図である。

【図６】第４の実施形態例の導電層の一部の模式的上面
図である。

【図７】第５の実施形態例の各導電層の構成を示す模式
的斜視図である。

【図８】第６の実施形態例の模式的断面図である。

【図９】従来例の電子機器内の筐体間の接続構造を示す
模式的斜視図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ第１の導電層１’ 第１の導電層群２デジタル信号用の導体パターン３ＧＮＤ用の導体パターン４第２の導電層５インピーダンスを有する電気素子６，６’ スルーホール７チップ型インダクタ部品８チップ型抵抗部品９チップ型コンデンサ部品１０折り返し形状のパターンインダクタ１１渦巻形状のパターンインダクタ１２櫛形形状のパターンコンデンサ１３誘電体層１４誘電体と磁性体の混在層１５ビルドアップ法で積層された第１の導電層１６ビルドアップ法のベース層となる第２導電層１７電子機器筐体の導電性部材１８，１８’ プリント配線板１９プリント配線板と電子機器筐体の接続部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタルロジック回路の信号用の導体パ
ターン及びグランド用の導体パターンが混在した第１の
導電層と、絶縁層を介してプリント配線板と同等な平面
積を有する導体からなる第２の導電層とを有し、前記第
１の導電層の導体パターンのうち、グランド用の導体パ
ターンのみが第２の導電層に電気的接続されており、該
電気的接続はインピーダンスを有する回路素子によりな
されていることを特徴とする、多層プリント配線板。
【請求項２】前記インピーダンスを有する回路素子
は、該回路素子が配置されるための接続が１個所におい
てなされている、請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】前記インピーダンスを有する回路素子
は、前記インピーダンスの特性が周波数によって変化す
る、請求項１記載のプリント配線板。
【請求項４】前記インピーダンスを有する回路素子
は、抵抗性、容量性、インダクタンス性が、単独に形成
され又は組み合わされて回路素子群として形成されてい
る、請求項１記載のプリント配線板。
【請求項５】前記回路素子群は、抵抗性と容量性が直
列に構成されている、請求項１記載のプリント配線板。
【請求項６】前記回路素子又は前記回路素子群は、該
回路素子又は該回路素子群を構成している回路素子の代
わりに、あらかじめ折り返し形状に形成されることによ
りインダクタンス性を有する接続用の導体パターンを介
して、接続する、請求項４記載のプリント配線板。
【請求項７】前記接続用の導体パターンは、該接続用
の導体パターンの形状が渦巻状に形成され、それにより
インダクタンス性を有する、請求項６記載のプリント配
線板。
【請求項８】前記接続用の導体パターンは、該接続用
の導体パターンの形状が櫛形に形成されることにより容
量性を有する、請求項６記載のプリント配線板。
【請求項９】前記プリント配線板は、第１の導電層の
グランド用導体パターンと第２の導電層とは、任意の個
所でインピーダンスを有する素子で電気的に接続されて
いる、請求項１記載のプリント配線板。
【請求項１０】第１の導電層は、デジタルロジック回
路の信号用の導体パターン及びグランド用の導体パター
ンが混在した複数の導電層から成り、かつ該複数の導電
層の間に絶縁体を介して成る第１の導電層群が形成され
ている、請求項１記載の多層プリント配線板。
【請求項１１】プリント配線板は、第１の導電層群を
構成する絶縁体が誘電体から成り、第１の導電層群と第
２の導電層群との間の絶縁体が誘電体と磁性体から成
る、請求項１記載の多層プリント配線板。
【請求項１２】多層プリント配線板は、該プリント配
線板がビルドアップ法で作られ、第１の導電層群がビル
ドアップ層に形成され、かつ第２の導電層がベース層に
形成される、請求項１記載の多層プリント配線板。
【請求項１３】プリント配線板は、ベース層がプレス
成形によって作られる２層のプリント基板からなり、か
つ２つのベース層に付して２つの第１の導電層または導
電層群が、ビルドアップ法で積層される、請求項１２記
載の多層プリント配線板。
【請求項１４】請求項１ないし１３のいずれか１項記
載の多層プリント配線板を備えた電子機器。