JPH11307894A

JPH11307894A - プリント配線基板

Info

Publication number: JPH11307894A
Application number: JP10116619A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ito; 健一伊藤; Shigenobu Irokawa; 重信色川; Jiro Ouchi; 二郎大内; Tsutomu Igarashi; 力五十嵐
Original assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Current assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】電子機器の電磁放射ノイズの根本的な発生要
因となるプリント配線基板そのものからの放射ノイズを
高価なノイズ対策部品を用いずに簡単な対応策で効果的
に低減させる。【解決手段】電源パターンの多い信号層１２、アース
層１３、電源層１４、アースパターンの多い信号層１５
が順に積層された多層構造を有し、中央基板層１６の厚
さｔ₀ に対して両側層１７，１８の厚さｔ₁ が薄く形成
されており、両側層１７，１８に発生するストレーキャ
パシティが大きくなり、放射ノイズ低減効果が倍増す
る。同時に、各信号層１２，１５の電源パターンとアー
スパターンとの対向率が１０％以上であるので、必要と
するノイズ低減効果が得られる。このためにも、新たな
部品を必要とせず、低コストにしてノイズ抑制を達成す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器に搭
載されて電磁障害ＥＭＩ（Ｅlectro ＭagneticＩnterfe
rence）が問題となるプリント配線基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、マイコン制御はＯＡ機器、パーソ
ナルコンピュータ、家電製品、その他のあらゆる電子機
器に採用されており、そのクロック周波数も年々上昇し
ている。このため、マイコン制御を用いる電子機器から
の放射ノイズは高周波化すると同時に、各種の機器から
異なる周波数の放射ノイズが混じりあい、非常に複雑な
ものとなっている。

【０００３】このような放射ノイズは、その放射量を規
制するための規格であるＶＣＣＩやＣＩＳＰＲ規格、Ｆ
ＣＣなどにより限度値が決められているが、機器によっ
ては、このように複雑化かつ高周波化したノイズをその
限度値内に抑制することが非常に困難になっている。

【０００４】その一方で、ポケットベル、携帯電話機、
ＰＨＳ、無線ＬＡＮ、等々の無線による通信機器も増加
の一途であり、このような無線通信機器とマイコンを使
用した電子機器とが互いに悪影響を及ぼさないような電
磁環境を実現するために、ＥＭＩの効率的な対策ＥＭＣ
（Ｅlectro Ｍagnetic Ｃompatibility）の実現は社会
的にも重要な課題となっている。

【０００５】ここで、このような電子機器での電磁放射
ノイズを検討すると、最終的には、製品筐体や製品内の
配線などから放射されることがあるとしても、元々の発
生要因は、プリント配線基板上の配線パターンによるも
のであるため、放射ノイズを根本的に抑制するには、配
線パターン部分からの放射ノイズを低減させる必要があ
るといえる。

【０００６】特に、最も放射ノイズ発生の多い１００〜
３００ＭＨｚ周波数帯について考えると、この周波数帯
域では殆どの電子機器に使用されるスイッチング電源か
らの高域ノイズのベース成分が盛り上がり、ピーク状成
分も最も強く現われる。しかも、２３０ＭＨｚ以下の帯
域では規格限度値も、２３０ＭＨｚ以上の帯域より７ｄ
Ｂも厳しくなっているため、非常に抑制が困難な帯域で
ある。これに対して、例えば３００ＭＨｚ以上の周波数
帯域の成分は、２３０ＭＨｚ以上では規格値がゆるくな
る上に、スイッチング電源からのベースノイズも減少
し、ノイズのピーク成分も発生したとしても周波数が高
いため、少しでも回路内に分布容量や浮遊インダクタン
ス等があれば、すぐに減衰しやすく、その対策は容易で
ある。逆にいえば、回路内で作られる共振周波数が３０
０ＭＨｚ以下、特に２３０ＭＨｚ以下になることは放射
ノイズ対策を非常に困難にするものである。この共振周
波数の低下を防ぐには、例えば、各ＩＣ間の配線パター
ンの長さを極力短くすること、さらには、クロック出力
からの各ＩＣへのパターンを短くすることが必要である
が、ＩＣの物理的な大きさもあり、その短くし得る長さ
には限界がある。

【０００７】このため、従来にあっては、一般には、放
射ノイズの抑制に効果のあると考えられる個所を予め推
定し、その部分に、例えば、基板のコネクタに高価なフ
ェライト入りのものを使用するとか、クロックラインを
始めとする各アドレスラインやバスラインなどに、ＣＲ
フィルタやフェライトビーズなどを多数挿入する方法が
採られている。しかし、このようなノイズフィルタを用
いる対応策では、高価である上に、低減効果も不十分で
ある。

【０００８】この点、この種の電子機器に搭載されるプ
リント配線基板において、放射ノイズを低減させるため
には、基板を“コンデンサ”と考える思想の下に、可能
な限り電源パターンを広くする、即ち、「ベタＶ」を活
用することが、例えば、“伊藤健一「アースとベタパタ
ーン」日刊工業新聞社ｐ．76−81”（以下、「文献１」
という）等により報告されている。その上で、アースパ
ターンの面積だけでなく、アースパターンと交流等価回
路上は同等である電源パターンの面積も大きくする必要
があり、これらのアースパターンと電源パターンとのパ
ターン面積の総和の基板面積に対する比率（ベタ率）を
大きくする必要があることが、例えば、“伊藤健一
「「透過率」＝１５．５％、「対向率」＝９．５％にし
たら、パターン変更なしに、一発で、不要輻射の規格に
合格！」表面実装技術1996-6”（以下、「文献２」い
う）等により報告されている。

【０００９】このようなプリント配線基板で、さらに、
放射ノイズを効果的に低減させるためには、これらのア
ースパターンと電源パターンとを可能な限り対向させて
ストレーキャパシティなるリード線のない理想的なコン
デンサとして動作させることが有効といえる。

【００１０】このような観点から、これらのパターン同
士が対向する面積の基板総面積に対する比率（対向率）
をできるだけ大きくする必要がある。この点、上記文献
２によれば、実験により対向率については９．５％以
上、ベタ率については３０％以上とすることにより、大
幅なノイズ低減効果があることが報告されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のプリ
ント配線基板では、アースパターンの面積のみが意識さ
れ、この面積を広げようとする努力はなされているもの
の、電源パターンまでをも含めた面積を広げてベタ率を
向上させることや、対向率を向上させることは行われて
おらず、ましてや、これらを数値的に把握することにつ
いては全く検討されていない。

【００１２】また、“ＥＭＣ 1993.10.5＜No.66＞「フ
ァクシミリ機能を搭載した複合型デジタル複写機のノイ
ズ対策」ｐ．26〜27”（以下、「文献３」という）によ
れば、多層構造のプリント配線基板（例えば、４層板）
に関して、図７に示すようなＡ面、アース板、Ｖcc板、
Ｂ面なるパターン構成により、中央の層をアース層（ア
ース板）と電源層（Ｖcc板）とし、図８に示す如く、両
側の層の厚さｔ₁ （＝ｘ）に対して中央のギャップ層
（絶縁層）の厚さｔ₀ （＝ｙ）を薄くすることで放射ノ
イズの低減を図ることが報告されている。具体例として
は、ｔ₀ ＝０．２８mm、ｔ₁ ＝０．４mm、全体の板厚ｔ
_a＝１．２mmの如く設定されている。即ち、アース板と
Ｖcc板との間を薄くすれば、不要輻射が減り、ノイズに
強くなるというものである。ところが、この場合でも、
中央の絶縁層だけが重視され、他の層に関しては特に考
慮されておらず、かつ、対向面積の比率も考慮されてお
らず、放射ノイズを効果的に抑制する観点からはまだ不
十分な対応策といえる。特に、図８に図示例の場合を考
えると、Ａ面で発生したノイズがアース板に行き、それ
からアース板とＶcc板との間のストレーキャパシティＣ
₀ を通って、やっとＶcc板に到着してノイズの流れる回
路が形成されるというものであり、回りくどい手法とい
える。これは、上記のようにアース板とＶcc板との間を
薄くすることでストレーキャパシティＣ₀ をより大きく
しても同様であることには変わりない。そこで、Ａ面を
ベタアースとし、そのベタアースとＶcc板との間に発生
するストレーキャパシティＣ₀₁を介して直接Ｖcc板にノ
イズを流してしまうというものである。しかし、このよ
うな対策でも発生するストレーキャパシティＣ₀₁が小さ
く、従って、ノイズ対策として不十分である。

【００１３】また、一般論として、プリント配線基板上
で最も放射ノイズ発生強度の強いクロック発振回路の配
線パターン（クロック信号用パターン）に関しては、通
常、クロック信号用パターンの周囲にガードラインパタ
ーンが設けられるが、これだけでは不十分であり、特に
有効なノイズ低減策が必要である。

【００１４】さらには、ある従来例によれば、図９に示
すような多層構造、例えば４層構造のプリント配線基板
１において、交流等価回路上はアースと同等であるＡ面
２上の電源パターン３にバイパスコンデンサ４を接続し
ているが、このバイパスコンデンサ４の近くにアースパ
ターンが無い場合には、その一端をわざわざこの配線の
ために設けられたビア５を介して内部のアースパターン
６に接続するようにしたものがある。ところが、高周波
状況下では、このような垂直に走るパターンの一つとな
るビア５もインダクタンス成分を持ち、バイパスコンデ
ンサ４の共振周波数を低下させてしまうため、無視する
ことはできず、結果として、このような配線を施したパ
ターンでは高周波、高速化に応えることができない。

【００１５】そこで、本発明は、これらの事情を勘案
し、電子機器の電磁放射ノイズの根本的な発生要因とな
るプリント配線基板そのものからの放射ノイズを高価な
ノイズ対策部品を用いることなく簡単な対応策で効果的
に低減させ得るプリント配線基板を提供することを目的
とする。

【００１６】さらに、本発明は、従来の感覚的にアース
パターンを大きくすればよいというパターン描画法を改
善し、より数値的に把握することで、放射ノイズに対し
てより有効となるパターン設計を可能にするプリント配
線基板を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電源パターンの多い信号層、アース層、電源層、アース
パターンの多い信号層の各層が順に積層された多層構造
を有し、前記アース層・電源層間の中央基板層の厚さに
対してその両側層の厚さが薄く形成され、前記各信号層
の電源パターンとアースパターンとが対向する面積の基
板総面積に対する比率が１０％以上である。

【００１８】従って、多層構造の基本構成として、アー
ス層に対する外側の層をアースパターンの多い信号層で
はなく、電源パターンの多い信号層、即ち、「ベタＶ」
とすることで、アース層との間に発生するストレーキャ
パシティを多くすることができる。これは、リード線の
ないバイパスコンデンサがたくさん挿入されたことに相
当し、不要輻射に対して効果的となる。これは、電源層
に対する外側の層に関しても同様であり、アースパター
ンの多い信号層、即ち、「ベタアース」とすることで、
電源層との間に発生するストレーキャパシティを多くす
ることができる。このような構造を前提として、部品実
装時に反らない範囲内で全体の板厚を可能な限り薄くし
た上で、電源パターンの多い信号層とアース層との間の
厚さ、及び、電源層とアースパターンの多い信号層との
間の厚さを、中央基板層の厚さに比べて極力薄くするこ
とで、これらの両側層に発生するストレーキャパシティ
を大きくすることができ、放射ノイズ低減効果が倍増す
る。加えて、上下両側の信号層の電源パターンとアース
パターンとが対向する面積の基板総面積に対する比率、
即ち、対向率を１０％以上にしているので、必要とする
ノイズ低減効果が得られる。このためにも、新たな部品
を必要とせず、低コストにしてノイズ抑制を達成でき、
かつ、エッチング量が少なく銅箔部を可能な限り活用す
ることにもなり、近年問題となっている環境面でも有利
な対応策となる。

【００１９】請求項２記載の発明は、請求項１記載のプ
リント配線基板において、前記信号層における電源パタ
ーンとアースパターンとのパターン面積の総和の基板面
積に対する比率が３０％以上である。従って、請求項１
記載の発明に加えて、信号層のベタ率を上げているの
で、ノイズ低減効果が増すことになる。

【００２０】請求項３記載の発明は、基板表面のクロッ
ク信号用パターンの周囲にガードラインパターンを有す
るプリント配線基板において、基板裏面側の裏面ベタパ
ターンをアースパターン又は電源パターンとして形成
し、裏面ベタパターンとガードラインパターンとをビア
又はバイパスコンデンサにより接続してなる。

【００２１】従って、最も放射ノイズ発生強度の強いク
ロック信号用パターンを有し、かつ、その周囲にガード
ラインパターンを有する構成を前提として、裏面ベタパ
ターンをアースパターン又は電源パターンとしてビア又
はバイパスコンデンサにより接続することにより、ガー
ドラインパターンが同軸ケーブル等の場合と同様に信号
線をアース或いは電源で囲んだ構造に近づくため、より
完全なノイズ対策となり、放射ノイズの発生強度を低減
させることができる。同時に、クロック信号用パターン
の構造が同軸ケーブルの構造に近づくため、特性インピ
ーダンスが低くなり、クロック信号用パターンの共振周
波数を放射ノイズ規制値がゆるめとなる２３０ＭＨｚ以
上の高い周波数帯域に移行させることもできる。

【００２２】ここに、ガードラインパターン、裏面ベタ
パターンを同一種のパターン（何れも、アースパターン
或いは電源パターン）とする場合にはビアで接続すれば
よく、ガードラインパターンと裏面ベタパターンとを異
種のパターン（一方がアースパターンで他方が電源パタ
ーン）とする場合にはバイパスコンデンサで接続すれば
よい。

【００２３】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載のプリント配線基板において、基板材質の比誘電
率εと誘電損失tanδ との積ε・tanδ が５〜２５なる
範囲内に設定されている。従って、請求項１，２又は３
記載のプリント配線基板において、ε・tanδ を５〜２
５なる範囲内に設定することで、高周波での誘電損失を
大きくすることができ、放射ノイズ低減効果を一層向上
させることができる。

【００２４】請求項５記載の発明は、基板両面で交差す
るアースパターンと電源パターンとを有するプリント配
線基板において、交差する部分をバイパスコンデンサに
より接続してなる。

【００２５】従って、基板面積が小さめでパターン対向
率を上げる等の処置をとれない場合であっても、アース
パターンと電源パターンとの交差する部分をバイパスコ
ンデンサにより接続することで、電源パターンをアース
パターンと同一のインダクタンスに近付けることがで
き、放射ノイズを抑制できる。

【００２６】請求項６記載の発明は、請求項３又は５記
載のプリント配線基板における前記バイパスコンデンサ
が筒状タイプのコンデンサである。従って、チップコン
デンサによる場合のようなビアを必要としないため、ビ
アのインダクタンス成分がなく、理想的なバイパスコン
デンサとして機能させることができ、より良好なる放射
ノイズ低減効果が得られる。

【００２７】請求項７記載の発明は、４層以上の多層構
造のプリント配線基板において、バイパスコンデンサの
一端が同一面上の電源パターンに接続されている。従っ
て、バイパスコンデンサを同一面上で電源パターンに直
接接続することで、ビアを介在させた場合に生ずるイン
ダクタンス成分を減らすことができ、放射ノイズを減少
させることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
及び図２に基づいて説明する。本実施の形態のプリント
配線基板１１はいわゆる４層板に適用されている。ここ
に、プリント配線基板１１の４層構成は、例えば、図１
（ａ）に示すように、ベタＶ層１２、アース層１３、電
源層１４、ベタアース層１５の各層を各々絶縁基板を介
して順に積層させた構成とされている。ベタＶ層１２は
電源パターンの多い信号層（いわゆる、パターン板）で
あり、ベタアース層１５はアースパターンの多い信号層
（いわゆる、部品板）である。即ち、上から順に２層目
がアース層１３、３層目が電源層１４、４層目がベタア
ース層１５であり、普通の４層板であるが、１層目がベ
タアース層ではなく、ベタＶ層１２とされている。そし
て、ベタＶ層１２に関して可能な限り、広くするように
されており、２層目のアース層１３との間に発生するス
トレーキャパシティが多くなるよう構成されている。結
果として、ベタＶ層１２とアース層１３との間にリード
線のないバイパスコンデンサがたくさん挿入された形と
なり、不要輻射に対して効くことになる。同様に、一番
下の４層目の部品板に関しては、ベタＶ層ではなく、ベ
タアース層１５とされ、３層目の電源層１４との間に発
生するストレーキャパシティが多くなるよう構成されて
いる。結果として、ベタアース層１５と３層目の電源層
１４との間にリード線のないバイパスコンデンサがたく
さん挿入された形となり、不要輻射に対して効くことに
なる。

【００２９】また、アース層１３に関しては、のっぺら
ぼうなただの１枚の板ではなく、かなりの部分は文字通
りアースパターンが占めているが中にはＶccパターンも
介在された板を意味している。電源層１４に関しても、
同様に、のっぺらぼうなただの１枚の板ではなく、かな
りの部分は文字通り電源Ｖccのパターンが占めているが
中にはアースパターンも介在された板を意味している。
このようなアースパターンや電源パターンとが入り混じ
ったアース層１３や電源層１４として構成し、ベタＶ層
１２とベタアース層１５との間に可能な限り多くのスト
レーキャパシティが発生するように構成されている。

【００３０】このような４層構造のプリント配線基板１
１に関して、各層間の基板層の厚さについて説明する。
図２に示すように、アース層１３・電源層１４間なる中
央基板層（絶縁層）１６の厚さをｔ₀ 、ベタＶ層１２・
アース層１３、電源層１４・ベタアース層１５間なる両
側層１７，１８の各々の厚さをｔ₁ としたとき、ｔ₁＜
ｔ₀ なる関係に設定されている。即ち、両側層１７，１
８の厚さｔ₁ が薄く設定されている。もちろん、プリン
ト配線基板１１自体は、部品実装時に反らない範囲内で
全体の板厚ｔa が可能な限り薄く（例えば、ｔa ＝１．
２mm程度）なるように構成されている。

【００３１】このような構成のプリント配線基板１１に
よれば、両側層１７，１８に発生するストレーキャパシ
ティＣ₀₀を大きくすることができ、図８に示したように
中央基板層のみを薄くした場合に比べて、放射ノイズ低
減効果を倍増させることができる。

【００３２】また、本実施の形態では、上下のベタＶ層
１２、ベタアース層１５における電源パターンとアース
パターンとが対向する面積の基板総面積に対する比率＝
対向率が１０％以上となるように設定されている。ここ
に、対向率を向上させるためには、電源パターンやアー
スパターンを太くすることが有効である。このような対
向率を持たせることにより、文献２により報告されてい
るように放射ノイズ低減に大きな効果を発揮させること
ができる。さらには、上下のベタＶ層１２、ベタアース
層１５における電源パターンとアースパターンとのパタ
ーン面積の総和の基板面積に対する比率＝ベタ率が３０
％以上となるように設定されている。このようなベタ率
を持たせることにより、文献２により報告されているよ
うに放射ノイズ低減に大きな効果を発揮させることがで
きる。何れにしても、本実施の形態によれば、新たな部
品を必要とせず、低コストにしてノイズ抑制を達成で
き、かつ、エッチング量が少なく銅箔部を可能な限り活
用することにもなり、近年問題となっている環境面でも
有利な対応策となる。

【００３３】なお、プリント配線基板１１の４層構造に
関しては、図１（ｂ）に示すように、逆の順序してもよ
い。即ち、２層目の電源層１４、３層目のアース層１３
に対応させて、１層目のパターン板をベタアース層１５
とし、４層目の部品板をベタＶ層１２として構成しても
よい。

【００３４】本発明の第二の実施の形態を図３に基づい
て説明する。本実施の形態のプリント配線基板２１は、
最も放射ノイズ発生強度の強いクロック信号用パターン
２２を基板２３表面に有し、かつ、その周囲両側にガー
ドラインパターン２４を有するものに適用されている。
ここに、ガードラインパターン２４は例えばアースパタ
ーンとして形成されている。このような前提の下、本実
施の形態では、基板２３の裏面側にアースパターンによ
る裏面ベタパターン２５が形成され、表面側のガードラ
インパターン２４と裏面ベタパターン２５とが例えばビ
ア２６により接続されている。

【００３５】このような構成によれば、ガードラインパ
ターン２４が同軸ケーブル等の場合と同様に信号線をア
ースで囲んだ構造に近づくため、より完全なノイズ対策
となり、ノイズ発生強度の強いクロック信号用パターン
２２の場合であっても放射ノイズの発生強度を低減させ
ることができる。同時に、クロック信号用パターン２２
の構造が同軸ケーブルの構造に近づくため、その特性イ
ンピーダンスが低くなり、クロック信号用パターン２２
の共振周波数を放射ノイズ規制値がゆるめとなる２３０
ＭＨｚ以上の高い周波数帯域に移行させることもでき、
ノイズ対策上、一層有利となる。

【００３６】ここに、裏面側をアースパターンにでき
ず、裏面ベタパターン２５を電源パターンとする場合に
は、アースパターンによるガードラインパターン２４と
の間をビア２６に代えてバイパスコンデンサにより接続
すればよい。また、逆にガードラインパターン２４を電
源パターンとし、裏面ベタパターン２５をアースパター
ンとする場合にもバイパスコンデンサにより接続すれば
よい。ガードラインパターン２４、裏面ベタパターン２
５をともに電源パターンとする場合にはビア２６により
接続すればよい。何れにしても、バイパスコンデンサを
用いる場合には、その形状として通常のコンデンサであ
ってもよいが、特に筒状タイプのコンデンサとすること
が、放射ノイズを低減させる上で好ましい。

【００３７】次に、本実施の形態における基板２３の材
質について説明する。一般に、基板材質の比誘電率εと
誘電損失tanδ との積ε・tanδ を大きくすることで、
誘電損失Ｐ_LがＰ_L＝ωＣ₀Ｖ²ε・tanδ （Ｃ₀ ：真空
中でのキャパシタンス）で表されることから明らかなよ
うに、高周波での誘電損失を大きくすることができ、一
層の放射ノイズ低減効果が得られる。

【００３８】この場合の積ε・tanδ の値は、“伊藤健
一他「高損失基板による放射ノイズ低減法の検討」プリ
ント回路学会第７回学術講演大会Ｎｏ．１３ｐ.97〜9
8”により報告されているように、紙エポキシ材の一般
的な値である０．１８５の１００倍としてもクロック周
波数が４０ＭＨｚ程度までであれば問題にならないこと
が分かっている。この場合、ε・tanδ ＝１８．５とな
るが、本実施の形態では、信号の遅延時間等を考慮し、
ε＝１０〜２５、tanδ ＝０．５〜１程度、従って、全
体としてはε・tanδ ＝５〜２５なる範囲内に収まるよ
うに設定されている。

【００３９】本発明の第三の実施の形態を図４に基づい
て説明する。本実施の形態のプリント配線基板３１は、
基板３２自体の面積が小さめで、前述した実施の形態の
如く、パターン対向率を向上させる等の対応策を採れな
いものに適用されている。このような前提の下、電源パ
ターン３３とアースパターン３４とが基板３２の両面で
交差する場合には、交差する部分をビア３５を介してバ
イパスコンデンサ３６により接続する構成とされてい
る。ここに、本実施の形態では、バイパスコンデンサ３
６としてチップコンデンサが用いられ、その一端がビア
３５を介してアースパターン３４に接続されている。

【００４０】このような構成によれば、パターン対向率
を向上させる等の対応策を採れないプリント配線基板３
１であっても、電源パターン３３をアースパターン３４
と同一のインダクタンスに近付けることができるため、
放射ノイズを抑制し得る効果が得られる。

【００４１】本発明の第四の実施の形態を図５に基づい
て説明する。本実施の形態では、第三の実施の形態にお
けるプリント配線基板３１に関して、チップコンデンサ
によるバイパスコンデンサ３６に代えて、筒状タイプの
バイパスコンデンサ３７が用いられ、電源パターン３３
とアースパターン３４との交差する部分が直接接続され
ている。即ち、バイパスコンデンサ３６による場合には
ビア３５を必要とし、クロック周波数の高い条件下では
ビア３５のインダクタンス成分も影響しバイパスコンデ
ンサ３６の効果が半減してしまうが、筒状タイプのバイ
パスコンデンサ３７によればビアを不要にすることがで
き、そのインダクタンス成分がなくなるため、理想的な
バイパスコンデンサとして機能させることができる。よ
って、図４に示した構成の場合よりも、一層顕著なノイ
ズ低減効果を発揮させることができる。

【００４２】本発明の第五の実施の形態を図６に基づい
て説明する。本実施の形態のプリント配線基板４１は、
図９に例示したような多層構造のプリント配線基板に適
用されている。即ち、このプリント配線基板４１はＡ面
４２、アース板４３、電源板４４、Ｂ面４５等の４層を
有する標準構造体であり、例えば、Ａ面４２には電源パ
ターン４６が形成されており、かつ、この電源パターン
４６に一端が接続されたバイパスコンデンサ４７が設け
られている。ここに、このバイパスコンデンサ４７の他
端側が、交流等価回路上、アースと同等であるＡ面４２
上の他の電源パターン４８に直接接続されている。

【００４３】このようにＡ面４２上で電源パターン４６
に接続されたバイパスコンデンサ４７を直接電源パター
ン４８に接続しているので、ビア等を介してアースパタ
ーンに接続する必要がなく、ビアによるインダクタンス
成分を伴わないため、放射ノイズの低減効果を効率よく
発揮させることができる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、電源パタ
ーンの多い信号層、アース層、電源層、アースパターン
の多い信号層の各層が順に積層された多層構造を前提と
して、部品実装時に反らない範囲内で全体の板厚を可能
な限り薄くした上で、電源パターンの多い信号層とアー
ス層との間の厚さ、及び、電源層とアースパターンの多
い信号層との間の厚さを、中央基板層の厚さに比べて極
力薄くすることで、これらの両側層に発生するストレー
キャパシティを大きくすることができ、放射ノイズ低減
効果を倍増させることができ、加えて、上下両側の信号
層の電源パターンとアースパターンとのが対向率を１０
％以上にしたので、必要とするノイズ低減効果を得るこ
とができ、このためにも、新たな部品を必要とせず、低
コストにしてノイズ抑制を達成することができる。

【００４５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載のプリント配線基板において、信号層における電源パ
ターンとアースパターンとのパターン面積の総和の基板
面積に対する比率、即ち、ベタ率が３０％以上に設定さ
れているので、ノイズ低減効果を一層向上させることが
できる。

【００４６】請求項３記載の発明によれば、最も放射ノ
イズ発生強度の強いクロック信号用パターンを有し、か
つ、その周囲にガードラインパターンを有する構成を前
提として、裏面ベタパターンをアースパターン又は電源
パターンとしてビア又はバイパスコンデンサにより接続
したので、ラインガードパターンを同軸ケーブル等の場
合と同様に信号線をアース或いは電源で囲んだ構造に近
づけることができ、より完全なノイズ対策となり、放射
ノイズの発生強度を低減させることができ、同時に、ク
ロック信号用パターンの構造自体も同軸ケーブルの構造
に近づけることができ、その特性インピーダンスを低く
して、クロック信号用パターンの共振周波数を放射ノイ
ズ規制値がゆるめとなる２３０ＭＨｚ以上の高い周波数
帯域に移行させることもできる。

【００４７】請求項４記載の発明によれば、請求項１，
２又は３記載のプリント配線基板において、基板材質の
比誘電率εと誘電損失tanδ との積ε・tanδ が５〜２
５なる範囲内に設定することで、高周波での誘電損失を
大きくすることができ、放射ノイズ低減効果を一層向上
させることができる。

【００４８】請求項５記載の発明によれば、基板面積が
小さめでパターン対向率を上げる等の処置をとれない場
合であっても、アースパターンと電源パターンとの交差
する部分をバイパスコンデンサにより接続したので、電
源パターンをアースパターンと同一のインダクタンスに
近付けることができ、放射ノイズを抑制することができ
る。

【００４９】請求項６記載の発明によれば、請求項３又
は５記載のプリント配線基板におけるバイパスコンデン
サを筒状タイプのコンデンサとしたので、チップコンデ
ンサによる場合のようなビアを必要としないため、ビア
のインダクタンス成分がなく、理想的なバイパスコンデ
ンサとして機能させることができ、より良好なる放射ノ
イズ低減効果を得ることができる。

【００５０】請求項７記載の発明によれば、４層以上の
多層構造のプリント配線基板において、バイパスコンデ
ンサの一端を同一面上の電源パターンに直接接続したの
で、ビアを介在させた場合に生ずるインダクタンス成分
を減らすことができ、放射ノイズを減少させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態のプリント配線基板
の層構成を示す斜視図である。

【図２】その層厚構成を示す断面図である。

【図３】本発明の第二の実施の形態のプリント配線基板
を示す概略斜視図である。

【図４】本発明の第三の実施の形態のプリント配線基板
を示す概略斜視図である。

【図５】本発明の第四の実施の形態のプリント配線基板
を示す概略斜視図である。

【図６】本発明の第五の実施の形態のプリント配線基板
を示す概略断面図である。

【図７】従来例の層構成を示す原理図である。

【図８】その層厚構成を示す断面図である。

【図９】異なる従来例のプリント配線基板を示す概略断
面図である。

【符号の説明】

１２電源パターンの多い信号層１３アース層１４電源層１５アースパターンの多い信号層１６中央基板層１７，１８両側層２２クロック信号用パターン２３基板２４ガードライパターン２５裏面ベタパターン２６ビア（又は、バイパスコンデンサ）３２基板３３電源パターン３４アースパターン３６，３７バイパスコンデンサ４７バイパスコンデンサ４８電源パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者色川重信宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３番地の１東北リコー株式会社内 (72)発明者大内二郎宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３番地の１東北リコー株式会社内 (72)発明者五十嵐力宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３番地の１東北リコー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源パターンの多い信号層、アース層、
電源層、アースパターンの多い信号層の各層が順に積層
された多層構造を有し、前記アース層・電源層間の中央
基板層の厚さに対してその両側層の厚さが薄く形成さ
れ、前記各信号層の電源パターンとアースパターンとが
対向する面積の基板総面積に対する比率が１０％以上で
あるプリント配線基板。
【請求項２】前記信号層における電源パターンとアー
スパターンとのパターン面積の総和の基板面積に対する
比率が３０％以上である請求項１記載のプリント配線基
板。
【請求項３】基板表面のクロック信号用パターンの周
囲にガードラインパターンを有するプリント配線基板に
おいて、基板裏面側の裏面ベタパターンをアースパター
ン又は電源パターンとして形成し、前記裏面ベタパター
ンと前記ガードラインパターンとをビア又はバイパスコ
ンデンサにより接続してなることを特徴とするプリント
配線基板。
【請求項４】基板材質の比誘電率εと誘電損失tanδ
との積ε・tanδ が５〜２５なる範囲内に設定されてい
ることを特徴とする請求項１，２又は３記載のプリント
配線基板。
【請求項５】基板両面で交差するアースパターンと電
源パターンとを有するプリント配線基板において、交差
する部分をバイパスコンデンサにより接続してなること
を特徴とするプリント配線基板。
【請求項６】前記バイパスコンデンサが筒状タイプの
コンデンサであることを特徴とする請求項３又は５記載
のプリント配線基板。
【請求項７】４層以上の多層構造のプリント配線基板
において、バイパスコンデンサの一端が同一面上の電源
パターンに接続されていることを特徴とするプリント配
線基板。