TWI659676B - 印刷配線板 - Google Patents

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Abstract

本發明之印刷配線板係含有：電源層及接地層；形成於電源層之電源層圖案，該電源層圖案含有連接鄰接的EBG單位之間的直流供電電路的分支、及電源層電極；以及包含電容結合元件本體之複數個電容結合元件，該複數個電容結合元件係以和各個前述電源層電極相對向之方式設置層間來配置；前述電源層圖案又含有從前述電源層電極起延伸並形成為包圍該電極周圍的至少一部分的電源層配線；或前述電容結合元件又含有從前述電容結合元件本體起延伸並形成為包圍該本體周圍之至少一部分的電容結合元件配線；或者，前述電源層圖案又含有前述電源層配線且前述電容結合元件又含有前述電容結合元件配線；該印刷配線板係具有週期性地配置前述EBG單位單元之EBG構造，該EBG單位單元中，前述電源層圖案與前述電容結合元件係經由連接於前述電源層配線及前述電容結合元件配線的至少一方的通孔而連接。

Description

印刷配線板
本發明係有關於具有電磁帶隙構造的印刷配線板之相關技術。
就產生在多層印刷配線板之電源層-接地層的平行平板諧振抑制或高頻雜訊傳送抑制而言，可考慮雜訊抑制零件或具有雜訊傳送抑制功能的多層印刷配線板。就多層印刷配線板中的電源系統雜訊的降低而言，通常係使用電容器。另一方面，就雜訊傳送抑制而言，係對電源層-接地層使用電磁帶隙(Electromagnetic band gap，以下稱為”EBG”)構造體。使用如此之EBG構造體的印刷配線板有例如揭示於專利文獻1至5者。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：特開2010-10183號公報
專利文獻2：特開2013-58585號公報
專利文獻3：特開2013-183082號公報
專利文獻4：特開2013-255259號公報
專利文獻5：特開2014-27559號公報
本發明之印刷配線板係含有：電源層及接地層；形成於電源層之電源層圖案，該電源層圖案含有連接鄰接的EBG單位之間的直流供電電路的分支、及電源層電極；以及包含電容結合元件本體之複數個電容結合元件，該複數個電容結合元件係以和各個前述電源層電極相對向之方式設置層間來配置；前述電源層圖案又含有從前述電源層電極起延伸並形成為包圍該電極周圍的至少一部分的電源層配線；或前述電容結合元件又含有從前述電容結合元件本體起延伸並形成為包圍該本體周圍的至少一部分的電容結合元件配線；或者，前述電源層圖案又含有前述電源層配線且前述電容結合元件又含有前述電容結合元件配線；該印刷配線板係具有週期性地配置前述EBG單位單元之EBG構造，該EBG單位單元中，前述電源層圖案與前述電容結合元件係經由連接於前述電源層配線及前述電容結合元件配線的至少一方的通孔而連接。
1‧‧‧印刷配線板
2‧‧‧電源層
3‧‧‧接地層
4、4’‧‧‧EBG構造
5‧‧‧絕緣層
41、41’‧‧‧EBG單位單元
42、42’‧‧‧電源層圖案
43、43’‧‧‧電容結合元件
44、44’‧‧‧通孔
421、421’‧‧‧電源層電極
421a、421b‧‧‧角部
422、422’‧‧‧分支
423‧‧‧電源層配線
431、431’‧‧‧電容結合元件本體
431a‧‧‧角部
432、432’‧‧‧電容結合元件配線
Lb、Lv、Lw‧‧‧電感成分
Cs‧‧‧結合電容
第1圖係表示本揭示之印刷配線板之一實施形態的說明圖。
第2圖(A)係表示於第1圖所示之設置於印刷配線板的EBG構造之一實施形態之說明圖，第2圖(B)係表示於EBG構造所包含之電源層圖案之說明圖，第2圖(C)係表示於EBG構造所包含之電容結合元件之說明圖。
第3圖係表示於構成第2圖(A)所示的於EBG構造所 包含之EBG單位單元之諧振電路部分的等效電路。
第4圖係表示用以求得第2圖(A)所示的EBG單位單元中之諧振電路的諧振頻率之電磁場模擬結果的曲線圖。
第5圖(A)係表示EBG構造之另外的實施形態之說明圖，第5圖(B)係表示包含於EBG構造之電源層圖案之說明圖，第5圖(C)係表示包含於EBG構造之電容結合元件之說明圖。
第6圖係表示用以求得第5圖(A)所示的EBG單位單元之諧振電路的諧振頻率之電磁場模擬結果的曲線圖。
通常所使用之電容器，會受到等效串聯電感(ESL)的影響，而無法期待抑制數百MHz以上之雜訊抑制的功效。就1GHz以上的頻率之雜訊傳送抑制而言，係於基板設置EBG構造為有效。但，在實用化上則EBG構造的小型化為不可或缺，而有使用易於小型化之短截線(open stub)的EBG構造的報告。在這樣的EBG構造中，必須於電源層-接地層之間形成通孔(via)，而不利於成本方面。另一方面，於電源層-接地層之間未形成通孔的EBG構造，通常會有難以小型化的問題。
於本揭示的印刷配線板所設置之EBG構造，係即便於電源層-接地層之間未形成通孔，亦於電源層附加電容結合元件來將電源電極設為二層構造，藉此可進一步實現小型化。以下，詳細說明有關於本揭示的印刷配線板。
如第1圖所示，本揭示之一實施形態的印刷配線板1係第1圖所示之印刷配線板1係包含電源層2、以及接地層3，該電源層2的一部分係具有EBG構造4。電源層2和接地層3之間係例如由包含銅等的導電性材料的平面層圖案(flat pattern)所形成。電源層2的厚度並未特別限定，例如18至70μm左右。接地層3的厚度亦未特別限定，例如18至70μm左右。
電源層2和接地層3之間、電源層2的上表面、以及接地層3的下表面係形成有絕緣層5。絕緣層5只要以具有絕緣性的素材所形成，則未特別限定。就具有絕緣性的素材，例如可列舉：環氧樹脂、雙馬來醯亞胺-三嗪樹脂、聚酰亞胺樹脂、以及聚苯醚樹脂等之有機樹脂等。此等之有機樹脂亦可混合兩種以上而使用。
就用具有絕緣性的素材使用有機樹脂時，有機樹脂亦可配合補強材料而使用。補強材料係例如可列舉：玻璃纖維、玻璃不織布、芳綸不織布、芳綸纖維、以及聚酯纖維等之絕緣性布材。補強材料亦可同時使用兩種以上。此外，具有絕緣性的素材亦可包含二氧化釸、硫酸鋇、滑石粉、黏土、玻璃、碳酸鈣、氧化鈦等之無機填充材料。
第1圖所示之印刷配線板1係在電源層2的一部分具有EBG構造4。根據第2圖(A)至(C)來說明EBG構造4之一實施形態。第2圖(A)係表示於第1圖所示之設置於印刷配線板1之EBG構造4的一部分。如第2圖(A) 所示，EBG構造4係由複數個EBG單位單元41所形成。第2圖(A)係在第1圖所示之EBG構造4之中，取出以沿著分支422的方向而排列配置三個EBG單位單元41而予以表示。
EBG構造4係由電源層圖案42及電容結合元件43所形成，電源層圖案42係如第2圖(B)所示，由電源層電極421及分支422所構成。亦即，電源層圖案42係在電源層2的一部分當中，藉由狹縫的形成來劃分成電源層電極421及分支422。電源層電極421係具有大致矩形，且連接在分支422的一部分。以重疊於電源層電極421的上方的方式配置電容結合元件43，且兩者電容結合。電容結合元件配線432係自電容結合元件43的一部分延伸，且在電容結合元件配線432的前端部經由通孔44而和分支422連接。
如第2圖(C)所示，電容結合元件43係由電容結合元件本體431及電容結合元件配線432所構成。電容結合元件43係例如由銅等之導電性材料所形成。電容結合元件43亦可為和電源層圖案42相同的導電性材料。電容結合元件本體431係具有大致矩形，且和電源層電極421大致為相同的大小。另一方面，電容結合元件配線432係從電容結合元件本體431的角部431a朝分支422所延伸的方向延伸。
電源層電極421和電容結合元件43係經由絕緣層5而電容結合。另一方面，電源層電極421的一部 分和分支422係相連接，同時，在從電容結合元件43延伸之電容結合元件配線432的前端部經由通孔而和分支422相連接。通孔係例如由銅等之導電性材料所形成。
第3圖係表示構成EBG構造4的於EBG單位單元41包含之諧振電路部分的等效電路。在第3圖當中，各記號係如下述。
Lb：分支部分的電感成分。
Cs：電源層圖案及電容結合元件的結合電容。
Lv：連接電源層圖案及電容結合元件的通孔部分的電感成分。
Lw：連接電容結合元件至通孔為止之電容結合元件配線部分的電感成分。
電源層圖案42及電容結合元件43之層間的厚度並未特別限定。為了在電源層圖案42及電容結合元件43之間具有結合電容Cs，則電源層圖案42及電容結合元件43之層間的厚度亦可為25μm以下。為了具有充分的結合電容Cs，則層間的厚度亦可為10至20μm以下。
EBG構造4，該結合電容Cs係經由電感Lv及Lw而連接，使用由形成為包圍電源層電極421的至少一部分之分支422所產生的電感Lb來產生諧振。在電容結合元件43以包圍電容結合元件本體431的至少一部分之方式延長電容結合元件配線432的路徑，且增大電感Lw。據此，可放大表觀上結合電容Cs，故可降低並聯諧振頻率。這表示可將EBG單位單元41變小，結果，能夠形成EBG 構造4小型化。EBG單位單元41的大小係大致矩形狀時，例如縱橫亦可分別為3mm以下、1.5mm以下。
第4圖係表示用以求得EBG單位單元41中之諧振電路的諧振頻率之電磁場模擬結果的曲線圖。根據該諧振解析結果，可理解EBG構造4係不論EBG單位單元為1.95mm×1.85mm，亦可於2.4GHz附近的頻域設定抑制電磁雜訊傳送之阻止帶。
接著，根據第5圖(A)至(C)來說明設置於本揭示之印刷配線板的EBG構造之另一實施形態。
第5圖(A)係表示於第1圖所示之設置於印刷配線板1之EBG構造4的一部分。如第5圖(A)所示，EBG構造4’係由複數個EBG單位單元41’所形成。第5圖(A)係在第1圖所示之EBG構造4之中，取出沿著分支422的方向而排列配置三個EBG單位單元41’而予以表示。
第5圖(A)所示之EBG單位單元41’及第2圖(A)所示之EBG單位單元41相異處在於：設置於電源層圖案的電源層配線423及設置於電容結合元件的電容結合元件配線432’的長度。亦即，第2圖(A)所示之EBG單位單元41中，如第2圖(B)所示，於電源層圖案42並不存在有電源層配線，如第2圖(C)所示，電容結合元件43之電容結合元件配線432係具有大致矩形狀的電容結合元件本體431之大致一邊長度。另一方面，第5圖(A)所示之EBG單位單元41’中，電源層圖案42’的電源層配線423及電容結合元件43’的電容結合元件配線432’如第5圖(B)及第5 圖(C)所示，分別以大致一邊及大致半周之方式包圍大致矩形狀的電源層電極421’、以及大致矩形狀的電容結合元件本體431’的周圍。
具體而言，如第5圖(B)所示，電源層圖案42’係在電源層2的一部分當中，藉由狹縫的形成而劃分成電源層電極421’、分支422’、以及電源層配線423。電源層電極421’係具有大致矩形。電源層配線423係具有自電源層電極421’的一個角部421a至鄰接的一方角部421b為止的電源層電極421’之大致一邊長度。分支422’係經由鄰接的電源層配線423，在其的前端部和電源層電極421'的一個角部相連接。分支422’和電源層電極421’的一個角部的連接亦可不經由鄰接的電源層配線423，而直接以兩者的一部分相連接。
如第5圖(C)所示，電容結合元件本體431’係具有大致矩形，且和電源層電極421’大致相同的大小。電容結合元件配線432’係以成為與分支422’的一個角部421a大致相同的位置的方式，形成為以半周以上包圍電容結合元件本體431’的周圍。
電源層電極421’和電容結合元件43’係經由絕緣層5而作電容結合。另一方面，電源層電極421’的一部分和分支422’係經由鄰接的電源層配線423等來連接。同時，在從電容結合元件43’起延伸之電容結合元件配線432’的前端部經由通孔而和分支422’連接。通孔係例如由銅等之導電性材料所形成。
構成EBG構造4’的於EBG單位單元41’所包含之諧振電路部分的等效電路係和於第3圖所示之構成EBG構造4的於EBG單位單元41所包含之諧振電路部分的等效電路相同。其中，電源層圖案42’係形成有不存在於電源層圖案42的電源層配線423。此外，電容結合元件43’中，電容結合元件配線432’的路徑相較於電容結合元件43還更加延長。因此，兩者之電感成分的總和之電感Lw，EBG單位單元41’可較EBG單位單元41還增大。將電感Lw予以增大，藉此於外觀上可將結合電容Cs增大，故結果可能降低並列諧振頻率。這表示可將EBG單位單元41’進一步縮小，結果，能夠形成EBG構造4’進一步小型化。
第6圖係表示用以求得EBG單位單元41’之諧振電路的諧振頻率之電磁場模擬結果的曲線圖。根據該諧振解析結果，可理解EBG構造4’係不論EBG單位單元為1.5mm角，亦可於2.4GHz附近的頻域設定抑制電磁雜訊傳送之阻止帶。
本揭示之印刷配線板並不限定於上述之實施形態。例如，上述之EBG構造4、以及EBG構造4’係具有大致矩形狀之電源層電極、以及電容結合元件本體。但，電源層電極、以及電容結合元件本體的形狀並不限定，例如，亦可為圓形、多角形(五角形或六角形)、以及具有凹陷之另外的形狀。
此外，在本揭示之印刷配線板當中，構成EBG構造的EBG單位單元的數量並不特別限定。通常，只 要以沿著分支的方向為兩至四個左右即可。

Claims (4)

  1. 一種印刷配線板，係含有：電源層及接地層；形成於電源層之電源層圖案，該電源層圖案含有連接鄰接的EBG單位之間的直流供電電路的分支、及電源層電極；以及包含電容結合元件本體之複數個電容結合元件，該複數個電容結合元件係以和各個前述電源層電極相對向之方式設置層間來配置；前述電源層圖案又含有從前述電源層電極起延伸並形成為包圍該電極周圍的至少一部分的電源層配線；或前述電容結合元件又含有從前述電容結合元件本體起延伸並形成為包圍該本體周圍的至少一部分的電容結合元件配線；或者，前述電源層圖案又含有前述電源層配線且前述電容結合元件又含有前述電容結合元件配線；該印刷配線板係具有週期性地配置前述EBG單位單元之EBG構造，該EBG單位單元中，前述電源層圖案與前述電容結合元件係經由連接於前述電源層配線及前述電容結合元件配線的至少一方的通孔而連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之印刷配線板，其中前述電源層電極、以及前述電容結合元件本體為大致矩形，且具有大致相同的大小，前述分支係從藉由狹縫的形成而被劃分的電源層電極的一個角部起延伸至鄰接的一方角部附近，前述電容結合元件配線係從電容結合元件本體的角部起朝分支延伸的方向延伸，分支及電容結合元件配線係在各自的前端部經由通孔而連接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之印刷配線板，其中前述電源層電極、以及前述電容結合元件本體為大致矩形，且具有大致相同的大小，前述電源層配線係具有在電源層電極周圍至少大致一邊長度，前述電容結合元件配線係至少包圍電容結合元件本體周圍半周，電源層配線及電容結合元件配線係在各自的前端部經由通孔而連接。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項之中之任意一項所述之印刷配線板，其中前述電源層圖案和前述電容結合元件的層間之厚度為25μm以下。
TW106125105A 2016-07-27 2017-07-26 印刷配線板 TWI659676B (zh)

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