WO2013018257A1 - 配線基板 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a wiring board.
- a wiring board that uses a parallel plate composed of two planes, a ground plane and a power plane, as a transmission path for supplying power.
- an island-like plane hereinafter, referred to as “electrical plane” electrically connected to one plane of the parallel plate on a layer different from the above-described parallel plate for convenience of component and wiring layout.
- Some “island-like planes” are provided and the island-like planes are used as power supply paths.
- Patent Document 1 a signal line layer in which a circuit operation is performed, a ground layer that applies a ground potential to the signal line layer, and a power supply layer that supplies a power supply potential to the signal line layer are stacked.
- the portion is a portion in which the long side of one island-shaped power supply pattern is opposed to the other island-shaped power supply pattern.
- the present inventors have found the following problems.
- a bypass capacitor is shown as a capacitive member for connecting island-shaped power supply patterns.
- the height of the component becomes a bottleneck, This hinders thinning.
- an object of the present invention is to provide means that suppresses electromagnetic leakage from a plane and that is effective against high-frequency noise of 1 GHz or higher without hindering thinning of the wiring board.
- the first conductor located in the first layer the second conductor located in the second layer, which is a different layer from the first layer, and facing the first conductor;
- a third conductor located in a third layer which is a layer different from the first and second layers, and a connecting member that connects the first conductor and the third conductor and is insulated from the second conductor
- a stub located on the third layer having one end connected to the end of the third conductor, the other end being an open end, and facing the second conductor. Is done.
- top view of the 1st layer of the wiring board of 4th Embodiment It is an example of the upper side figure and sectional drawing of the wiring board of 5th Embodiment. It is an example of the top view of the 3rd layer of the wiring board of 5th Embodiment. It is an example of the top view of the 2nd layer of the wiring board of 5th Embodiment. It is an example of the top view of the 1st layer of the wiring board of a 5th embodiment. It is an example of the top view of the wiring board of 3rd Embodiment.
- FIG. 1 is a top view and a cross-sectional view of a wiring board 100 according to the present embodiment. More specifically, FIG. 1A is a top view of the wiring board 100, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the wiring board 100 taken along the line BB ′ shown in FIG. 1A. In FIG. 1A, some components (111, 112, 141) located in the inner layer of the wiring board 100 are indicated by dotted lines.
- the wiring board 100 is a multilayer board including at least a first layer 130, a second layer 120, and a third layer 110 facing each other.
- the sheet-like first conductor 131 is located on the first layer 130.
- a sheet-like second conductor 121 facing the first conductor 131 is located in the second layer 120.
- an island-shaped third conductor 111 is located in the third layer 110.
- the first conductor 131 and the third conductor 111 are electrically connected via the connection member 141. Note that the connection member 141 and the second conductor 121 are insulated.
- a parallel plate formed by the first conductor 131 and the second conductor 121 functions as a transmission path for supplying power.
- the third conductor 111 is located between an electronic element (not shown) mounted on the wiring board 100 and the first conductor 131 and functions as a power supply path.
- the stub 112 is located on the third layer 110, one end is connected to the end of the third conductor, and the other end is an open end.
- the stub 112 is opposed to the second conductor 121.
- the wiring board 100 may include layers other than the three layers described above.
- an insulator layer may be located between the layers, and a layer in which signal lines are arranged may be located between the layers.
- the wiring board 100 may include other holes, vias, etc. (not shown) as long as they do not contradict the configuration of the present invention.
- signal lines and the like may be arranged within a range not inconsistent with the configuration of the present invention.
- FIG. 2 shows a plan view of the third layer 110.
- the third conductor 111, the connection member 141, and the stub 112 are located.
- the planar shape of the third conductor 111 is not limited to the illustrated rectangle, and may be other rectangles or other shapes. Further, the planar shape of the third conductor 111 is not a simple shape as shown in the figure, and may be a complicated shape according to an actual embodiment.
- the third conductor 111 has a connection point that connects to the connection member 141.
- the connection point has a distance from a predetermined point on the end (outer periphery) of the third conductor 111 “within a predetermined distance (first distance) calculated from the wavelength of the noise whose propagation is to be suppressed”. . That is, the connection point is located at an arbitrary position in the region A where the distance from the end (outer periphery) of the third conductor 111 is within the first distance as shown in FIG.
- the first distance can be, for example, one tenth of the wavelength of noise for which propagation is to be suppressed.
- the “wavelength of noise for which propagation is desired to be suppressed” may be determined based on an electronic element mounted on the wiring board 100, for example. More specifically, the wavelength of the noise whose propagation is to be suppressed is determined so as to include any harmonic of the clock frequency of the electronic element mounted on the wiring board 100 or the frequency band of the RF signal of the radio circuit. Also good.
- the wavelength of noise for which propagation is desired to be suppressed may be 121 mm or more and 124 mm or less, which is a wavelength of 2412 MHz or more and 2472 MHz or less often used in a wireless LAN.
- the stub 112 is connected to the end of the third conductor 111 via one end.
- the connection point between the stub 112 and the third conductor 111 is located within the first distance from the connection point between the third conductor 111 and the connection member 141.
- the other end of the stub 112 is an open end.
- the planar shape of the stub 112 is not particularly limited, and may be a linear shape, a curved shape, or a mixture thereof, in addition to a spiral shape as shown in FIG.
- FIG. 4 shows a plan view of the second layer 120.
- the second conductor 121 and the connection member 141 are located.
- the third conductor 111 and the stub 112 located in the third layer 110 are indicated by dotted lines.
- the planar shape of the second conductor 121 is not particularly limited, and may be other shapes besides the illustrated rectangle.
- the second conductor 121 functions as a power plane or a ground plane.
- the second conductor 121 is insulated from the connection member 141.
- FIG. 1 when the first layer 130, the second layer 120, and the third layer 110 are laminated in this order, an opening is provided in the second conductor 121, and the connection member 141 is The opening passes through the second conductor 121 in a non-contact state (see FIG. 4).
- FIG. 5 shows a plan view of the first layer 130.
- the first conductor 131 and the connection member 141 are located.
- the third conductor 111 and the stub 112 located in the third layer 110 are indicated by dotted lines.
- the planar shape of the first conductor 131 is not particularly limited, and may be other shapes besides the illustrated rectangle.
- the first conductor 131 functions as a power plane or a ground plane.
- the second conductor 121 functions as a power plane
- the first conductor 131 can function as a ground plane.
- the second conductor 121 functions as a ground plane
- the first conductor 131 can function as a power plane. Since the first conductor 131 is electrically connected to the third conductor 111 via the connection member 141, they have the same plane attribute.
- the wiring board 100 having such a configuration can be manufactured using a conventional technique. Therefore, description of the manufacturing method here is omitted. This assumption is the same in all the following embodiments.
- an open stub type EBG structure (hereinafter, “open stub type EBG structure”) in which a microstrip line including the stub 112 functions as an open stub is formed.
- the connection member 141 forms an inductance.
- the stub 112 is electrically coupled to the opposing second conductor 121 to form a microstrip line having the second conductor 121 as a return path.
- the open stub type EBG structure can be expressed by an equivalent circuit in which parallel plates are shunted by a series resonance circuit composed of an open stub and an inductance, and the resonance frequency of the series resonance circuit gives the center frequency of the band gap.
- the wiring board 100 has the stub 112 and the third stub 112 within the predetermined distance (first distance) calculated from the wavelength of the noise whose propagation is to be suppressed from the connection point between the third conductor 111 and the connection member 141.
- the stub 112 is arranged so that the connection point of the conductor 111 is located, thereby forming an open stub type EBG structure. For this reason, the EBG structure causes series resonance at the frequency of noise to be suppressed, and the second conductor 121 and the first conductor 131 are short-circuited at the place where the EBG structure is disposed.
- the band gap band can be lowered by increasing the stub length of the open stub formed including the stub 112.
- the frequency of noise that can suppress propagation by the open stub type EBG structure can be adjusted by adjusting the distance between the stub 112 and the second conductor 121, the thickness of the connection member 141, the length of the stub 112, and the like. is there.
- the stub 112 forming the microstrip line and the second conductor 121 facing the stub 112 are close to each other. This is because the shorter the distance between the stub 112 and the second conductor 121, the lower the characteristic impedance of the microstrip line and the wider the band gap band. However, even if the stub 112 is not brought close to the opposing second conductor 121, a certain noise propagation suppressing effect can be obtained.
- Non-Patent Document 1 (Reducing Cell Size by Open Stub Type EBG Structure” IEICE Technical Report EMCJ2009-23, p. 7, Jun 2009) has a stub with one end open. Is described as a part of the constituent element in the unit cell (open stub type EBG structure). It is described that an effect of suppressing noise propagation was obtained even for high frequency noise of 1 GHz or more by an experiment in which this open stub type EBG structure was applied to a circuit board.
- an open stub type EBG structure similar to the open stub type EBG structure described in Non-Patent Document 1 is formed. For this reason, according to the wiring board 100 of the present embodiment, it is possible to suppress inconvenience that high frequency noise of 1 GHz or more is radiated from the end of the third conductor 111 into the space.
- the wiring board 100 of the present embodiment realizes the above-described effects only by newly providing the stub 112. That is, the wiring board 100 according to the present embodiment realizes an open stub type EBG structure by using the stub 112 and components of the existing wiring board.
- the stub 112 is formed in the same layer as the third conductor 111 (third layer 110).
- the thickness of the stub 112 can be made substantially the same as the thickness of the third conductor 111.
- the stub 112 and the third conductor 111 may be formed at a time by forming a conductor plane on the third layer 110 and then patterning it. In such a case, the stub 112 and the third conductor 111 have substantially the same thickness.
- the stub 112 is newly provided, there is no inconvenience that the thickness of the laminated structure of the wiring board 100 is increased and the thinning of the wiring board is prevented. That is, according to the present embodiment, it is possible to realize a noise propagation suppression unit that is effective against high frequency noise of 1 GHz or more without hindering the thinning of the wiring board 100.
- the opening through which the connection member 141 provided in the second conductor 121 passes is preferably an opening (hole) having a diameter sufficiently smaller than the wavelength of noise to be suppressed. If it does in this way, the problem that the noise of propagation control object leaks from the opening can be controlled.
- the modification is a modification in which the order of stacking the first layer 130, the second layer 120, and the third layer 110 is different.
- the first conductor 131, the second conductor 121, and the third conductor 111 are stacked in a different order.
- Other configurations are the same as in the above example.
- FIG. 6A is a plan view showing a relationship among the stub 112, the third conductor 111, and the connection member 141.
- FIG. This relationship is the same as the above example described with reference to FIGS. 6B to 6D are cross-sectional views of the wiring substrate 100 taken along the line AA ′ of FIG. 6A.
- the first conductor 131, the third conductor 111, and the second conductor 121 are laminated in this order from the bottom.
- the stub 112 is electrically coupled to the opposing second conductor 121 to form a microstrip line having the second conductor 121 as a return path.
- the effect similar to the said example is implement
- region facing the stub 112 in the 2nd conductor 121 can be made non-porous. In this way, it is possible to suppress inconvenience that noise leaks from the region.
- an opening (hole) exists in a region facing the stub 112 of the second conductor 121, if the diameter of the opening (hole) is sufficiently smaller than the wavelength of the noise to be suppressed, it propagates from the opening. Since inconvenience that noise to be suppressed leaks hardly occurs, in such a case, it can be regarded as non-porous.
- connection member 141 passes through the first conductor 131 and passes through the opening provided in the second conductor 121 in a non-contact state with the second conductor 121.
- the first conductor 131, the second conductor 121, and the third conductor 111 are laminated in this order from the bottom.
- the connection member 141 passes through the first conductor 131 and the third conductor 111.
- connection member 141 can be realized by a through via.
- a through via In the case of a non-through via as shown in FIG. 6B, a laminated structure is usually formed while processing the via for each layer.
- a through via In the case of the through via as shown in FIGS.
- a through through hole is formed with a drill at a predetermined position of the laminated structure, and the inner surface of the through hole is formed. It can manufacture by plating. For this reason, when using a through via as shown in FIGS. 6C and 6D, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case of using a non-through via.
- This embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of (number is a design matter) connection member and a plurality (number is a design matter) stub are connected to one third conductor. .
- Other configurations are the same as those of the first embodiment, including modifications. Details will be described below.
- FIG. 7 is a top view and a cross-sectional view of the wiring board 200 according to the present embodiment. More specifically, FIG. 7A is a top view of the wiring board 200, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the wiring board 200 taken along the line BB ′ shown in FIG. 7A. In FIG. 7A, some components (211 to 215 and 241 to 244) located in the inner layer of the wiring board 200 are indicated by dotted lines.
- the wiring board 200 is a multilayer board including at least a first layer 230, a second layer 220, and a third layer 210 facing each other.
- the sheet-like first conductor 231 is located.
- a sheet-like second conductor 221 facing the first conductor 231 is located.
- an island-shaped third conductor 211 is located in the third layer 210.
- the first conductor 231 and the third conductor 211 are electrically connected via a plurality of connection members 241 to 244.
- the plurality of connection members 241 to 244 and the second conductor 221 are insulated.
- FIG. 8 shows a plan view of the third layer 210.
- the third conductor 211, the plurality of connection members 241 to 244, and the plurality of stubs 212 to 215 are located.
- the third conductor 211 has a plurality of connection points connected to the plurality of connection members 241 to 244, respectively. Similar to the first embodiment, the plurality of connection points are located at arbitrary locations in the region A where the distance from the end (outer periphery) of the third conductor 211 is within the first distance. The concept of the first distance and the region A is the same as that in the first embodiment.
- the plurality of stubs 212 to 215 are connected to the end of the third conductor 211 through one end as shown in FIG. Then, any one of the plurality of stubs 212 to 215 and the third conductor 211 are within the first distance from each of a plurality of connection points between the third conductor 211 and each of the plurality of connection members 241 to 244. Connection point is located.
- planar shapes of the plurality of stubs 212 to 215 may all be the same, or different shapes may be mixed.
- the wiring board 200 of the present embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment.
- the wiring board 200 of the present embodiment connects the plurality of connection members 241 to 244 and the plurality of stubs 212 to 215 to the third conductor 211. Then, any one of the plurality of stubs 212 to 215 within a predetermined distance (first distance) from each of a plurality of connection points between the third conductor 211 and each of the plurality of connection members 241 to 244, and the third A plurality of stubs 212 to 215 are arranged so that a connection point with the conductor 211 is located, thereby forming a plurality of open stub type EBG unit cells.
- the EBG structure causes series resonance at the frequency of the noise to be suppressed, and the second conductor 221 and the first conductor 231 are short-circuited at a plurality of places where the EBG structure is disposed.
- the EBG structure causes series resonance at the frequency of the noise to be suppressed, and the second conductor 221 and the first conductor 231 are short-circuited at a plurality of places where the EBG structure is disposed.
- a plurality of EBG structures are arranged, and the second conductor 221 and the first conductor 231 are short-circuited at a plurality of locations, thereby realizing noise blocking in more paths. That is, noise transmission can be more effectively suppressed than in the first embodiment.
- This embodiment is effective when noise blocking with one EBG structure is insufficient, such as when the planar shape of the third conductor 211 is large or when it is long and long.
- the present embodiment includes a plurality of third conductors (the number is a design matter) that are located on the third layer and are not in contact with each other, and each of the third conductors has at least one connection member and a stub.
- third conductors the number is a design matter
- each of the third conductors has at least one connection member and a stub.
- FIG. 9 is a top view and a cross-sectional view of the wiring board 300 according to the present embodiment. More specifically, FIG. 9A is a top view of the wiring board 300, and FIG. 9B is a cross-sectional view of the wiring board 300 taken along the line BB ′ shown in FIG. 9A. In FIG. 9A, some components (311 to 314, 341 and 342) located in the inner layer of the wiring board 300 are indicated by dotted lines.
- the wiring board 300 is a multilayer board including at least a first layer 330, a second layer 320, and a third layer 310 facing each other.
- first layer 330 a sheet-like first conductor 331 is located.
- second layer 320 a sheet-like second conductor 321 facing the first conductor 331 is located.
- a plurality of island-shaped third conductors 311 and 313 are located in the third layer 310. The third conductors 311 and 313 are not in contact with each other.
- the first conductor 331 and each of the plurality of third conductors 311 and 313 are electrically connected via the plurality of connection members 341 and 342, respectively.
- the plurality of connection members 341 and 342 and the second conductor 321 are insulated.
- the wiring board 300 having such a configuration, similarly to the wiring board 100 described in the first embodiment, there may be a problem that electromagnetic noise is radiated into the space from each end portion of the plurality of third conductors 311. .
- the stubs 312 and 314 are similarly provided to suppress the problem.
- the third layer 310 includes a plurality of third conductors 311 and 313, a plurality of connection members 341 and 342, and a plurality of stubs 312 and 314.
- connection member 341 and the stub 312 are connected to the third conductor 311.
- the positional relationship between these connection points is the same as in the first embodiment.
- a connection member 342 and a stub 314 are connected to the third conductor 313. The positional relationship between these connection points is also the same as in the first embodiment.
- FIG. 19 shows an example.
- FIG. 19 is a top view of the wiring board 600. In the drawing, some components (611 to 614, 641 and 642) located in the inner layer of the wiring board 600 are indicated by dotted lines.
- the third layer has a plurality of third conductors 611 and 613 that are non-contact with each other (the number is a design matter), and each third conductor 611 and 613 includes a plurality of third conductors 611 and 613.
- the connection members 641 and 642 and a plurality of stubs 612 and 614 are connected.
- the positional relationship between the connection points of the third conductors 611 and 613 and the connection members 641 and 642 and the connection points of the third conductors 611 and 613 and the stubs 612 and 614 is the same as in the first and second embodiments. It is.
- planar shapes of the plurality of third conductors 311 and 313 may all be the same or different.
- the wiring board 300 of this embodiment can achieve the same effects as those of the first and second embodiments.
- the first conductor is located on the first layer and has a plurality of (non-contact design items) first conductors, and the third conductor is electrically connected to each first conductor via a connecting member. It is different from the first to third embodiments in that it is connected to. Other configurations are the same as those of the first to third embodiments including modifications. Details will be described below.
- FIG. 11 is a top view and a cross-sectional view of the wiring board 400 according to the present embodiment. More specifically, FIG. 11A is a top view of the wiring board 400, and FIG. 11B is a cross-sectional view of the wiring board 400 taken along the line BB ′ shown in FIG. 11A. In FIG. 11A, some components (411 to 413, 441 and 442) located in the inner layer of the wiring board 400 are indicated by dotted lines.
- the wiring board 400 is a multilayer board including at least a first layer 430, a second layer 420, and a third layer 410 facing each other.
- a plurality of sheet-like first conductors 431 and 432 that are not in contact with each other are positioned on the first layer 430.
- a sheet-like second conductor 421 facing the first conductors 431 and 432 is located.
- an island-shaped third conductor 411 is located in the third layer 410.
- the plurality of first conductors 431 and 432 and the third conductor 411 are electrically connected via the plurality of connection members 441 and 442, respectively.
- one third conductor 411 is connected to the plurality of first conductors 431 and 432.
- the plurality of connection members 441 and 442 and the second conductor 421 are insulated.
- a parallel plate composed of the first conductor 431 and the second conductor 421 or the first conductor 432 and the second conductor 421 When electromagnetic noise propagates through the parallel plate composed of the conductor 421, it propagates to the third conductor 411 via the connecting member 441 or 442, and is radiated into the space from the end of the third conductor 411. Problems can arise. In the present embodiment, the problem is suppressed by providing the stubs 412 and 413.
- FIG. 12 shows a plan view of the third layer 410.
- the third conductor 411, the plurality of connection members 441 and 442, and the plurality of stubs 412 and 413 are located.
- connection members 441 and 442 and a plurality of stubs 412 and 413 are positioned on one third conductor 411. The positional relationship between these connection points is the same as in the second embodiment.
- FIG. 13 shows a plan view of the second layer 420.
- the second conductor 421 and a plurality of connection members 441 and 442 are located.
- the third conductor 411 and the plurality of stubs 412 and 413 located on the third layer 410 are indicated by dotted lines.
- the second conductor 421 is provided with a plurality of openings, and each of the plurality of connection members 441 and 442 passes through the openings without contacting the second conductor 421.
- FIG. 14 shows a plan view of the first layer 430.
- a plurality of first conductors 431 and 432 that are not in contact with each other and a plurality of connection members 441 and 442 are located.
- the third conductor 411 and the plurality of stubs 412 and 413 located on the third layer 410 are indicated by dotted lines.
- the planar shapes of the plurality of first conductors 431 and 432 may all be the same, or different ones may be mixed.
- Each of the plurality of first conductors 431 and 432 faces the second conductor 421 and can function as a power plane or a ground plane.
- any of the plurality of first conductors 431 and 432 can function as a ground plane.
- the plurality of first conductors 431 and 432 can function as power supply planes.
- the plurality of first conductors 431 and 432 are all electrically connected to the third conductor 411 via the plurality of connection members 441 and 442, respectively, and thus have the same plane attribute.
- the wiring board 400 of this embodiment can achieve the same effects as those of the first to third embodiments.
- This embodiment is different from the first to fourth embodiments in that an electronic element is mounted on a wiring board.
- Other configurations are the same as those of the first to fourth embodiments including modifications. Details will be described below.
- FIG. 15 is a top view and a cross-sectional view of the wiring board 500 according to the present embodiment. More specifically, FIG. 15A is a top view of the wiring board 500, and FIG. 15B is a cross-sectional view of the wiring board 500 taken along the line BB ′ shown in FIG. In FIG. 15A, some components (511, 512, 541 to 544) located in the inner layer of the wiring board 500 are indicated by dotted lines.
- the wiring board 500 is a multilayer board including at least a first layer 530, a second layer 520, and a third layer 510 that face each other.
- An electronic element 541 is mounted on the wiring board 500.
- the electronic element 541 is, for example, an electronic circuit chip.
- the sheet-like first conductor 531 is located on the first layer 530.
- a sheet-like second conductor 521 facing the first conductor 531 is located in the second layer 520.
- an island-shaped third conductor 511 is located in the third layer 510.
- the first conductor 531 and the third conductor 511 are electrically connected via the connection member 544.
- the connection member 544 and the second conductor 521 are insulated.
- the electronic element 541 and the third conductor 511 are electrically connected via the connection member 543.
- the electronic element 541 and the second conductor 521 are electrically connected via the connection member 542.
- the parallel plate formed by the first conductor 531 and the second conductor 521 functions as a transmission path for supplying power.
- the third conductor 511 is located between the electronic element 541 mounted on the wiring board 500 and the first conductor 531 and functions as a power supply path.
- the wiring board 500 having such a configuration, when electromagnetic noise propagates to the parallel plate composed of the first conductor 531 and the second conductor 521, it propagates to the third conductor 511 via the connecting member 544, and the third conductor.
- the problem of leakage of electromagnetic noise that is radiated into the space from the end of 511 may occur.
- the problem is suppressed by providing the stub 512.
- the stub 512 is located on the third layer 510, one end is connected to the end of the third conductor 511, and the other end is an open end.
- the stub 512 is opposed to the second conductor 521.
- FIG. 16 shows a plan view of the third layer 510.
- the third conductor 511, the connection members 542 to 544, and the stub 512 are located.
- FIG. 17 shows a plan view of the second layer 520.
- the second conductor 521 and the connecting members 541 and 542 are located.
- the third conductor 511, the stub 512, and the connection member 543 that are located in the third layer 510 are indicated by dotted lines.
- the second conductor 521 is provided with an opening, and the connection member 544 passes through the opening in a non-contact state with the second conductor 521.
- the connection member 542 is electrically connected to the second conductor 521.
- FIG. 18 shows a plan view of the first layer 530.
- the first conductor 531 and the connection member 544 are located.
- the third conductor 511 stub 512 and the connection member 543 located in the third layer 510 and the connection member 542 located in the second layer 520 are indicated by dotted lines.
- the wiring board 500 of the present embodiment can realize the same effects as the first to fourth embodiments. Further, according to the present embodiment, it is possible to suppress the inconvenience that noise generated in the electronic element 541 propagates to the third conductor 511 and is radiated from the end of the third conductor 511 to the space.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
第1の層(130)に位置する第1導体(131)と、第2の層(120)に位置し、第1導体(131)と対向する第2導体(121)と、第3の層(110)に位置する第3導体(111)と、第1導体(131)と第3導体(111)を接続し、第2導体(121)とは絶縁している接続部材(141)と、第3の層(110)に位置し、一端が第3導体(111)の端部と接続し、他端がオープン端となっており、第2導体(121)と対向するスタブ(112)と、を有する配線基板(100)を提供する。
Description
本発明は、配線基板に関する。
グランドプレーンと電源プレーンの2つのプレーンから構成される平行平板を、電源を供給する伝送路として用いる配線基板がある。そして、このような配線基板の中には、部品や配線のレイアウトの都合で、上記平行平板とは別の層に、平行平板の一方のプレーンと電気的に接続した島状のプレーン(以下、「島状プレーン」)を設け、当該島状プレーンを電源供給路として用いるものがある。
特許文献1には、回路動作が行われる信号線層と、信号線層にグランド電位を与えるグラウンド層と、信号線層に電源電位を与える電源層とが積層され、電源層に複数の島状電源パターンが設けられた多層配線基板であって、互いに隣接する島状電源パターンどうしの対向部分の両端近傍において、該互いに隣接する島状電源パターンどうしが容量性部材によって接続されており、上記対向部分は、一方の島状電源パターンの長辺が他方の島状電源パターンに対向している部分であることを特徴とする多層配線基板が開示されている。
"オープンスタブ型EBG構造によるセルサイズの小型化"電子情報通信学会技術研究報告書EMCJ2009-23, p. 7, Jun 2009
本発明者らは、以下のような課題を見出した。
上述のような構成の配線基板の場合、グランドプレーンと電源プレーンから構成される上記平行平板に電磁雑音が伝搬すると、接続部を介して島状プレーンに伝搬し、島状プレーンの端部より空間に放射されるという、電磁雑音の漏洩問題が発生し得る。
特許文献1に記載の技術では、島状電源パターンどうしを接続する容量性部材として、バイパスコンデンサが示されているが、当該部品を実装する場合、当該部品の高さがネックとなり、配線基板の薄型化の妨げになる。また、当該部品を用いる場合、部品自身のインダクタンスのため、1GHz以上の高周波ノイズに対して所望の効果を得ることは困難である。
そこで、本発明では、プレーンからの電磁漏洩を抑制する手段であって、配線基板の薄型化を妨げることなく、1GHz以上の高周波ノイズに対しても有効な手段を提供することを課題とする。
本発明によれば、第1の層に位置する第1導体と、前記第1の層とは異なる層である第2の層に位置し、前記第1導体と対向する第2導体と、前記第1及び第2の層とは異なる層である第3の層に位置する第3導体と、前記第1導体と前記第3導体を接続し、前記第2導体とは絶縁している接続部材と、前記第3の層に位置し、一端が前記第3導体の端部と接続し、他端がオープン端となっており、前記第2導体と対向するスタブと、を有する配線基板が提供される。
本発明によれば、プレーンからの電磁漏洩を抑制する手段であって、配線基板の薄型化を妨げることなく、1GHz以上の高周波ノイズに対しても有効な手段を提供することを課題とする。
上述した目的、および、その他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、および、それに付随する以下の図面によって、さらに明らかになる。
第1の実施形態の配線基板の上面図及び断面図の一例である。
第1の実施形態の配線基板の第3の層の平面図の一例である。
第1の実施形態の配線基板の第3の層を説明するための図である。
第1の実施形態の配線基板の第2の層の平面図の一例である。
第1の実施形態の配線基板の第1の層の平面図の一例である。
第1の実施形態の配線基板の変形例を説明するための図の一例である。
第2の実施形態の配線基板の上面図及び断面図の一例である。
第2の実施形態の配線基板の第3の層の平面図の一例である。
第3の実施形態の配線基板の上面図及び断面図の一例である。
第3の実施形態の配線基板の第3の層の平面図の一例である。
第4の実施形態の配線基板の上面図及び断面図の一例である。
第4の実施形態の配線基板の第3の層の平面図の一例である。
第4の実施形態の配線基板の第2の層の平面図の一例である。
第4の実施形態の配線基板の第1の層の平面図の一例である。
第5の実施形態の配線基板の上面図及び断面図の一例である。
第5の実施形態の配線基板の第3の層の平面図の一例である。
第5の実施形態の配線基板の第2の層の平面図の一例である。
第5の実施形態の配線基板の第1の層の平面図の一例である。
第3の実施形態の配線基板の上面図の一例である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
<第1の実施形態>
まず、図1を用いて、本実施形態の配線基板100の全体像を説明する。その後、図2乃至5を用いて、各層の詳細を説明する。さらにその後、図6を用いて本実施形態の変形例を説明する。
まず、図1を用いて、本実施形態の配線基板100の全体像を説明する。その後、図2乃至5を用いて、各層の詳細を説明する。さらにその後、図6を用いて本実施形態の変形例を説明する。
図1は、本実施形態に係る配線基板100の上面図と断面図である。より詳細には、図1(a)は配線基板100の上面図であり、図1(b)は図1(a)に示すB-B´断面線における配線基板100の断面図である。なお、図1(a)においては、配線基板100の内層に位置する一部の構成要素(111、112、141)を、点線で示している。
図1(b)に示すように、配線基板100は、互いに対向する第1の層130、第2の層120、および第3の層110を少なくとも備える多層基板である。
第1の層130には、シート状の第1導体131が位置する。第2の層120には、第1導体131と対向するシート状の第2導体121が位置する。第3の層110には、島状の第3導体111が位置する。第1導体131と第3導体111は、接続部材141を介して、電気的に接続している。なお、接続部材141と第2導体121とは、絶縁している。
例えば、第1導体131及び第2導体121により構成されている平行平板は、電源を供給する伝送路として機能する。そして、第3導体111は、配線基板100に搭載された電子素子(図示せず)と、第1導体131との間に位置し、電源供給路として機能する。
このような構成の配線基板100の場合、第1導体131と第2導体121から構成される平行平板に電磁雑音が伝搬すると、接続部材141を介して第3導体111に伝搬し、第3導体111の端部より空間に放射されるという、電磁雑音の漏洩問題が発生し得る。本実施形態は、スタブ112を設けることで、当該問題を抑制している。
スタブ112は、第3の層110に位置し、一端が第3導体の端部と接続し、他端がオープン端となっている。そして、スタブ112は、第2導体121と対向している。
なお、配線基板100は、上述の3つの層以外の層を備えても構わない。例えば、各層の間には絶縁体の層が位置してもよいし、また、各層の間には信号線が配列された層が位置してもよい。また、配線基板100は、本発明の構成に矛盾しない範囲で、図示しない孔やビア等を他に備えてもよい。さらに、上述の3つの層において、本発明の構成に矛盾しない範囲で、信号線等が配列されてもよい。
次に、図2に、第3の層110の平面図を示す。第3の層110には、第3導体111と、接続部材141と、スタブ112が位置する。
第3導体111の平面形状は図示する矩形に限定されず、その他の矩形、その他の形状とすることができる。また、第3導体111の平面形状は図示するような単純な形状でなく、実際の実施態様に即した複雑な形状とすることもできる。
第3導体111は、接続部材141と接続する接続点を有する。当該接続点は、第3導体111の端部(外周)上の所定の点からの距離が、「伝搬を抑制したいノイズの波長から算出される所定の距離(第1の距離)以内」となる。すなわち、当該接続点は、図3に示すような、第3導体111の端部(外周)からの距離が第1の距離以内となる領域A内の任意の箇所に位置する。第1の距離は、例えば、伝搬を抑制したいノイズの波長の10分の1とすることができる。「伝搬を抑制したいノイズの波長」は、例えば、当該配線基板100に搭載される電子素子に基づいて決定されてもよい。より具体的には、伝搬を抑制したいノイズの波長は、当該配線基板100に搭載される電子素子のクロック周波数のいずれかの高調波や無線回路のRF信号の周波数帯を含めるように決定してもよい。例えば、伝搬を抑制したいノイズの波長は、無線LANでよく使われる2412MHz以上2472MHz以下の波長である121mm以上124mm以下であってもよい。
スタブ112は、図2に示すように、一端を介して第3導体111の端部と接続する。スタブ112と第3導体111の接続点は、第3導体111と接続部材141の接続点から、上記第1の距離以内に位置する。スタブ112の他端は、オープン端となっている。
このようなスタブ112の平面形状は特段制限されず、図2に示すようなスパイラル形状の他、直線状、曲線状、これらが混合したものであってもよい。
次に、図4に、第2の層120の平面図を示す。第2の層120には、第2導体121と、接続部材141が位置する。なお、図3には、第3の層110に位置する第3導体111及びスタブ112を、点線で示している。
第2導体121の平面形状は特段制限されず、図示する矩形の他、その他の形状とすることもできる。第2導体121は、例えば、電源プレーンまたはグランドプレーンとして機能する。なお、第2導体121は、接続部材141と絶縁している。図1に示すように、第1の層130、第2の層120および第3の層110がこの順に積層している場合、第2導体121には開口が設けられ、接続部材141は、当該開口を第2導体121と非接触な状態で通過する(図4参照)。
次に、図5に、第1の層130の平面図を示す。第1の層130には、第1導体131と、接続部材141が位置する。なお、図5には、第3の層110に位置する第3導体111及びスタブ112を、点線で示している。
第1導体131の平面形状は特段制限されず、図示する矩形の他、その他の形状とすることもできる。第1導体131は、例えば、電源プレーンまたはグランドプレーンとして機能する。第2導体121が電源プレーンとして機能する場合、第1導体131はグランドプレーンとして機能することができる。一方、第2導体121がグランドプレーンとして機能する場合、第1導体131は電源プレーンとして機能することができる。なお、第1導体131は、接続部材141を介して第3導体111と電気的に接続されているので、これらは同じプレーンの属性を持つ。
このような構成の配線基板100は、従来技術を利用して製造することができる。よって、ここでの製造方法の説明は省略する。当該前提は、以下のすべての実施形態において同様である。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態の配線基板100には、スタブ112を含んで形成されるマイクロストリップ線路がオープンスタブとして機能するオープンスタブ型のEBG構造(以下、「オープンスタブ型EBG構造」)が形成されている。詳細には、接続部材141はインダクタンスを形成している。そして、スタブ112は、対向する第2導体121と電気的に結合することで、第2導体121をリターンパスとするマイクロストリップ線路を形成している。
オープンスタブ型EBG構造は、平行平板を、オープンスタブとインダクタンスからなる直列共振回路でシャントした等価回路で表現することができ、当該直列共振回路の共振周波数が、バンドギャップの中心周波数を与える。
本実施形態の配線基板100は、第3導体111と接続部材141の接続点から、伝搬を抑制したいノイズの波長から算出される所定の距離(第1の距離)以内に、スタブ112と第3導体111の接続点が位置するように、スタブ112を配置して、オープンスタブ型EBG構造を形成している。このため、抑制したいノイズの周波数においてEBG構造が直列共振を起こし、EBG構造を配置した場所で第2導体121と第1導体131が短絡する。結果、第1導体131と第2導体121とからなる平行平板を伝搬するノイズが、第3導体111上に伝搬する不都合を抑制できる。そして、第3導体111から空間にノイズが放射される不都合を抑制できる。
なお、オープンスタブ型EBG構造は、スタブ112を含んで形成されるオープンスタブのスタブ長を長くすることで、バンドギャップ帯域を低周波数化することができる。オープンスタブ型EBG構造により伝搬を抑制できるノイズの周波数は、例えば、スタブ112と第2導体121の間隔や、接続部材141の太さ、スタブ112の長さ等を調整することで、調整可能である。
また、マイクロストリップ線路を形成するスタブ112と、これに対向する第2導体121は、近接していることが好ましい。なぜならば、スタブ112と、第2導体121との距離が近いほど、マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが低くなり、バンドギャップ帯域を広帯域化することができるからである。ただし、スタブ112を対向する第2導体121に近接させないでも、一定のノイズ伝播抑制効果が得られる。
ここで、非特許文献1("オープンスタブ型EBG構造によるセルサイズの小型化"電子情報通信学会技術研究報告書EMCJ2009-23, p. 7, Jun 2009)には、一端をオープン端とするスタブを構成要素の一部として単位セルに含むEBG構造(オープンスタブ型EBG構造)について記載されている。そして、このオープンスタブ型EBG構造を回路基板に適用した実験により、1GHz以上の高周波ノイズに対してもノイズ伝播抑制効果が得られたことが記載されている。
本実施形態の配線基板100には、非特許文献1に記載されたオープンスタブ型EBG構造と同様のオープンスタブ型EBG構造が形成されている。このため、本実施形態の配線基板100によれば、1GHz以上の高周波ノイズが第3導体111の端部より空間に放射される不都合を抑制することができる。
また、本実施形態の配線基板100は、スタブ112を新たに設けるだけで、上記作用効果を実現している。すなわち、本実施形態の配線基板100は、当該スタブ112と、既存の配線基板の構成要素とにより、オープンスタブ型EBG構造を実現している。上述の通り、スタブ112は、第3導体111と同じ層(第3の層110)に形成する。そして、スタブ112の厚さは、第3導体111の厚さと略同一にすることができる。例えば、第3の層110に導体プレーンを形成後、これをパターニングすることで、一度に、スタブ112及び第3導体111を形成してもよい。かかる場合、スタブ112及び第3導体111の厚さは略同一となる。かかる場合、スタブ112を新たに設けたとしても、配線基板100の積層構造の厚さが厚くなり、配線基板の薄型化が妨げられるという不都合が生じることはない。すなわち、本実施形態によれば、配線基板100の薄型化を妨げることなく、1GHz以上の高周波ノイズに対しても有効なノイズ伝搬抑制手段を実現することができる。
なお、第2導体121に設ける接続部材141が通過するための開口は、伝搬抑制対象のノイズの波長より十分に小さい直径の開口(孔)とするのが好ましい。このようにすれば、当該開口から伝搬抑制対象のノイズが漏洩する不都合を抑制できる。
次に、図6を用いて、本実施形態の変形例について説明する。当該変形例は、第1の層130、第2の層120及び第3の層110の積層の順が異なる変形例である。換言すれば、第1導体131、第2導体121及び第3導体111の積層の順が異なる変形例である。その他の構成は、上記例と同様である。
図6(a)は、スタブ112と、第3導体111と、接続部材141の関係を示した平面図である。当該関係は、図1乃至5を用いて説明した上記例と同様である。図6(b)乃至(d)は、図6(a)のA-A´断面線における配線基板100の断面図である。
図6(b)は、下から、第1導体131、第3導体111及び第2導体121がこの順に積層している。当該変形例においても、スタブ112が対向する第2導体121と電気的に結合することで、第2導体121をリターンパスとするマイクロストリップ線路を形成している。そして、上記例と同様の作用効果を実現している。
また、図6(b)に示す例の場合、第2導体121に、接続部材141が通過する開口を設ける必要がない。このため、第2導体121における、スタブ112と対向する領域を無孔とすることができる。このようにすれば、当該領域からノイズが漏洩する不都合を抑制できる。なお、第2導体121のスタブ112と対向する領域に開口(孔)が存在しても、当該開口(孔)の直径が伝搬抑制対象のノイズの波長よりも十分に小さい場合、当該開口から伝搬抑制対象のノイズが漏洩する不都合は生じにくいので、このような場合は無孔とみなすことができる。
図6(c)は、下から、第1導体131、第3導体111及び第2導体121がこの順に積層している。そして、接続部材141は、第1導体131を貫通するとともに、第2導体121に設けられた開口を、第2導体121と非接触な状態で通過している。
図6(d)は、下から、第1導体131、第2導体121及び第3導体111がこの順に積層している。そして、接続部材141は、第1導体131、及び、第3導体111を貫通している。
図6(c)の変形例は、図6(b)の変形例と同様の構成とみなすことができ、これと同様の作用効果を実現することができる。また、図6(d)の変形例は、図1乃至5を用いて説明した上記例と同様の構成とみなすことができ、同様の作用効果を実現することができる。さらに、図6(c)及び(d)の変形例の場合、接続部材141を貫通ビアで実現できる点に特徴を有する。図6(b)に示すような非貫通ビアの場合、通常、層ごとにビアを加工しながら積層構造を形成する。これに対し、図6(c)及び(d)に示すような貫通ビアの場合、全ての層を形成した後、当該積層構造の所定位置に、ドリルで貫通スルーホールを形成し、スルーホール内面をメッキすることで製造することができる。このため、図6(c)及び(d)に示すような貫通ビアを用いる場合、非貫通ビアを用いる場合に比べて、製造コストを低減できる。
<第2の実施形態>
本実施形態は、1つの第3導体に複数(数は設計的事項)の接続部材、及び、複数(数は設計的事項)のスタブが接続している点で、第1の実施形態と異なる。その他の構成は、変形例等も含めて、第1の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
本実施形態は、1つの第3導体に複数(数は設計的事項)の接続部材、及び、複数(数は設計的事項)のスタブが接続している点で、第1の実施形態と異なる。その他の構成は、変形例等も含めて、第1の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
まず、図7を用いて、本実施形態の配線基板200の全体像を説明する。その後、図8を用いて、第3の層210の詳細を説明する。なお、その他の層の構成は、第1の実施形態と同様であるので、ここでの図示及び説明は省略する。
図7は、本実施形態に係る配線基板200の上面図と断面図である。より詳細には、図7(a)は配線基板200の上面図であり、図7(b)は図7(a)に示すB-B´断面線における配線基板200の断面図である。なお、図7(a)においては、配線基板200の内層に位置する一部の構成要素(211乃至215、241乃至244)を、点線で示している。
図7(b)に示すように、配線基板200は、互いに対向する第1の層230、第2の層220、および第3の層210を少なくとも備える多層基板である。
第1の層230には、シート状の第1導体231が位置する。第2の層220には、第1導体231と対向するシート状の第2導体221が位置する。第3の層210には、島状の第3導体211が位置する。第1導体231と第3導体211は、複数の接続部材241乃至244を介して、電気的に接続している。なお、複数の接続部材241乃至244と第2導体221とは、絶縁している。
このような構成の配線基板200の場合、第1の実施形態で説明した配線基板100と同様、電磁ノイズが第3導体211の端部より空間に放射されるという問題が発生し得る。そして、本実施形態も同様に、スタブ211乃至215を設けることで、当該問題を抑制している。
次に、図8を用いて、第3の層210の詳細を説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
図8に、第3の層210の平面図を示す。第3の層210には、第3導体211と、複数の接続部材241乃至244と、複数のスタブ212乃至215が位置する。
第3導体211は、複数の接続部材241乃至244各々と接続する複数の接続点を有する。当該複数の接続点は、第1の実施形態と同様、第3導体211の端部(外周)からの距離が第1の距離以内となる領域A内の任意の箇所に位置する。なお、第1の距離、及び、領域Aの概念は、第1の実施形態と同様である。
複数のスタブ212乃至215は、図8に示すように、一端を介して第3導体211の端部と接続する。そして、第3導体211と複数の接続部材241乃至244各々との複数の接続点各々から、上記第1の距離以内に、複数のスタブ212乃至215の中のいずれかと、第3導体211との接続点が位置する。
なお、複数のスタブ212乃至215の平面形状は、すべて同一であってもよいし、異なる形状が混在していてもよい。
本実施形態の配線基板200は、第1の実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
また、本実施形態の配線基板200は、第3導体211に複数の接続部材241乃至244、及び、複数のスタブ212乃至215を接続する。そして、第3導体211と複数の接続部材241乃至244各々との複数の接続点各々から、所定の距離(第1の距離)以内に、複数のスタブ212乃至215の中のいずれかと、第3導体211との接続点が位置するように、複数のスタブ212乃至215を配置して、複数のオープンスタブ型EBG構造の単位セルを形成している。このため、抑制したいノイズの周波数においてEBG構造が直列共振を起こし、EBG構造を配置した複数の場所で第2導体221と第1導体231が短絡する。結果、第1導体231と第2の導体221とからなる平行平板を伝搬するノイズが、第3導体211上に伝搬する不都合を抑制できる。そして、第3導体211から空間にノイズが放射される不都合を抑制できる。
なお、本実施形態は、EBG構造を複数配置し、複数の場所で第2導体221と第1導体231を短絡させることにより、より多くの経路でのノイズ遮断を実現している。すなわち、第1の実施形態に比べて、より効果的に、ノイズの伝盤を抑制することができる。本実施形態は、第3導体211の平面形状が大きい場合や、縦長に長い場合など、1つのEBG構造でのノイズ遮断が不十分な場合に有効である。
<第3の実施形態>
本実施形態は、第3の層に位置し、互いに非接触な複数(数は設計的事項)の第3導体を有し、各第3導体に、少なくとも1つずつ、接続部材、及び、スタブが接続している点で、第1及び第2の実施形態と異なる。その他の構成は、変形例等も含めて、第1及び第2の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
本実施形態は、第3の層に位置し、互いに非接触な複数(数は設計的事項)の第3導体を有し、各第3導体に、少なくとも1つずつ、接続部材、及び、スタブが接続している点で、第1及び第2の実施形態と異なる。その他の構成は、変形例等も含めて、第1及び第2の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
まず、図9を用いて、本実施形態の配線基板300の全体像を説明する。その後、図10を用いて、第3の層の詳細を説明する。なお、その他の層の構成は、第1の実施形態と同様であるので、ここでの図示及び説明は省略する。
図9は、本実施形態に係る配線基板300の上面図と断面図である。より詳細には、図9(a)は配線基板300の上面図であり、図9(b)は図9(a)に示すB-B´断面線における配線基板300の断面図である。なお、図9(a)においては、配線基板300の内層に位置する一部の構成要素(311乃至314、341及び342)を、点線で示している。
図9(b)に示すように、配線基板300は、互いに対向する第1の層330、第2の層320、および第3の層310を少なくとも備える多層基板である。
第1の層330には、シート状の第1導体331が位置する。第2の層320には、第1導体331と対向するシート状の第2導体321が位置する。第3の層310には、複数の島状の第3導体311及び313が位置する。第3導体311及び313は、互いに非接触な状態となっている。第1導体331と、複数の第3導体311及び313各々とは、複数の接続部材341及び342各々を介して、電気的に接続している。なお、複数の接続部材341及び342と第2導体321とは、絶縁している。
このような構成の配線基板300の場合、第1の実施形態で説明した配線基板100と同様、電磁ノイズが複数の第3導体311各々の端部より空間に放射されるという問題が発生し得る。そして、本実施形態も同様に、スタブ312及び314を設けることで、当該問題を抑制している。
次に、各層について説明する。なお、第1及び第2の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
次に、図10を用いて、第3の層310の詳細を説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
図示するように、第3の層310には、複数の第3導体311及び313と、複数の接続部材341及び342と、複数のスタブ312及び314が位置する。
第3導体311には、接続部材341とスタブ312が接続している。これらの接続点の位置関係は、第1の実施形態と同様である。第3導体313には、接続部材342とスタブ314が接続している。これらの接続点の位置関係についても、第1の実施形態と同様である。
なお、各第3導体311及び313には、第2の実施形態と同様に、複数の接続部材及び複数のスタブが接続することもできる。ここで、図19に、一例を示す。図19は配線基板600の上面図である。当該図においては、配線基板600の内層に位置する一部の構成要素(611乃至614、641及び642)を、点線で示している。
図19に示すように、当該変形例では、第3の層において互いに非接触な複数(数は設計的事項)の第3導体611及び613を有し、各第3導体611及び613に、複数の接続部材641及び642と、複数のスタブ612及び614が接続している。かかる場合の第3導体611及び613と接続部材641及び642の接続点、及び、第3導体611及び613とスタブ612及び614の接続点の位置関係は、第1及び第2の実施形態と同様である。
なお、複数の第3導体311及び313の平面形状は、すべて同一であってもよいし、異なる形状であってもよい。
本実施形態の配線基板300は、第1及び第2の実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
また、互いに非接触な複数の第3導体311及び313が存在し、各々を介して、ノイズが空間に放射されるという複数のノイズ伝播経路が存在する場合であっても、複数の第3導体311及び313各々にEBG構造を配置することで、これら複数のノイズ伝播経路いずれにおいても、ノイズの伝搬を抑制することができる。
<第4の実施形態>
本実施形態は、第1の層に位置し、互いに非接触な複数(数は設計的事項)の第1導体を有し、各第1導体に、接続部材を介して第3導体が電気的に接続している点で、第1乃至第3の実施形態と異なる。その他の構成は、変形例等も含めて、第1乃至第3の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
本実施形態は、第1の層に位置し、互いに非接触な複数(数は設計的事項)の第1導体を有し、各第1導体に、接続部材を介して第3導体が電気的に接続している点で、第1乃至第3の実施形態と異なる。その他の構成は、変形例等も含めて、第1乃至第3の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
まず、図11を用いて、本実施形態の配線基板400の全体像を説明する。その後、図12乃至14を用いて、各層の詳細を説明する。
図11は、本実施形態に係る配線基板400の上面図と断面図である。より詳細には、図11(a)は配線基板400の上面図であり、図11(b)は図11(a)に示すB-B´断面線における配線基板400の断面図である。なお、図11(a)においては、配線基板400の内層に位置する一部の構成要素(411乃至413、441及び442)を、点線で示している。
図11(b)に示すように、配線基板400は、互いに対向する第1の層430、第2の層420、および第3の層410を少なくとも備える多層基板である。
第1の層430には、互いに非接触な複数のシート状の第1導体431及び432が位置する。第2の層420には、第1導体431及び432と対向するシート状の第2導体421が位置する。第3の層410には、島状の第3導体411が位置する。複数の第1導体431及び432と、第3導体411とは、複数の接続部材441及び442各々を介して、電気的に接続している。図示する例の場合、1つの第3導体411が、複数の第1導体431及び432と接続している。なお、複数の接続部材441及び442と、第2導体421とは、絶縁している。
このような構成の配線基板400の場合、第1の実施形態で説明した配線基板100と同様、第1導体431と第2導体421から構成される平行平板、または、第1導体432と第2導体421から構成される平行平板に電磁雑音が伝搬すると、接続部材441または442を介して第3導体411に伝搬し、第3導体411の端部より空間に放射されるという、電磁雑音の漏洩問題が発生し得る。本実施形態は、スタブ412及び413を設けることで、当該問題を抑制している。
次に、各層について説明する。なお、第1乃至第4の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
図12に、第3の層410の平面図を示す。第3の層410には、第3導体411と、複数の接続部材441及び442と、複数のスタブ412及び413が位置する。
1つの第3導体411には、複数の接続部材441及び442と、複数のスタブ412及び413が位置する。これらの接続点の位置関係は、第2の実施形態と同様である。
図13に、第2の層420の平面図を示す。第2の層420には、第2導体421と、複数の接続部材441及び442とが位置する。なお、図13には、第3の層410に位置する第3導体411及び複数のスタブ412及び413を、点線で示している。
第2導体421には複数の開口が設けられ、複数の接続部材441及び442各々は、当該開口各々を第2の導体421と非接触な状態で通過する。
次に、図14に、第1の層430の平面図を示す。第1の層430には、互いに非接触な複数の第1導体431及び432と、複数の接続部材441及び442が位置する。なお、図14には、第3の層410に位置する第3導体411及び複数のスタブ412及び413を、点線で示している。
複数の第1導体431及び432の平面形状は、すべて同一であってもよいし、異なるものが混在してもよい。複数の第1導体431及び432はいずれも、第2導体421と対向し、電源プレーンまたはグランドプレーンとして機能することができる。例えば、第2導体421が電源プレーンとして機能する場合、複数の第1導体431及び432はいずれも、グランドプレーンとして機能することができる。一方、第2導体421がグランドプレーンとして機能する場合、複数の第1導体431及び432はいずれも、電源プレーンとして機能することができる。なお、複数の第1導体431及び432はいずれも、複数の接続部材441及び442各々を介して第3導体411と電気的に接続されているので、これらは同じプレーンの属性を持つ。
本実施形態の配線基板400は、第1乃至第3の実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
<第5の実施形態>
本実施形態は、配線基板上に電子素子が搭載されている点で、第1乃至第4の実施形態と異なる。その他の構成は、変形例等も含めて、第1乃至第4の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
本実施形態は、配線基板上に電子素子が搭載されている点で、第1乃至第4の実施形態と異なる。その他の構成は、変形例等も含めて、第1乃至第4の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
図15は、本実施形態に係る配線基板500の上面図と断面図である。より詳細には、図15(a)は配線基板500の上面図であり、図15(b)は図15(a)に示すB-B´断面線における配線基板500の断面図である。なお、図15(a)においては、配線基板500の内層に位置する一部の構成要素(511、512、541乃至544)を、点線で示している。
図15(b)に示すように、配線基板500は、互いに対向する第1の層530、第2の層520、および第3の層510を少なくとも備える多層基板である。そして、配線基板500には、電子素子541が搭載されている。電子素子541は、例えば電子回路チップである。
第1の層530には、シート状の第1導体531が位置する。第2の層520には、第1導体531と対向するシート状の第2導体521が位置する。第3の層510には、島状の第3導体511が位置する。第1導体531と第3導体511は、接続部材544を介して電気的に接続している。なお、接続部材544と第2導体521とは、絶縁している。そして、電子素子541と第3導体511とは、接続部材543を介して電気的に接続している。さらに、電子素子541と第2導体521とは、接続部材542を介して電気的に接続している。
例えば、第1導体531及び第2導体521により構成されている平行平板は、電源を供給する伝送路として機能する。そして、第3導体511は、配線基板500に搭載された電子素子541と、第1導体531との間に位置し、電源供給路として機能する。
このような構成の配線基板500の場合、第1導体531と第2導体521から構成される平行平板に電磁雑音が伝搬すると、接続部材544を介して第3導体511に伝搬し、第3導体511の端部より空間に放射されるという、電磁雑音の漏洩問題が発生し得る。また、電子素子541で発生したノイズが第3導体511に伝搬し、第3導体511の端部から空間に放射されるという、電磁雑音の漏洩問題も発生し得る。本実施形態は、スタブ512を設けることで、当該問題を抑制している。
スタブ512は、第3の層510に位置し、一端が第3導体511の端部と接続し、他端がオープン端となっている。そして、スタブ512は、第2導体521と対向している。
次に、各層について説明する。なお、第1乃至第4の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
図16に、第3の層510の平面図を示す。第3の層510には、第3導体511と、接続部材542乃至544と、スタブ512が位置する。
次に、図17に、第2の層520の平面図を示す。第2の層520には、第2導体521と、接続部材541及び542が位置する。なお、図17には、第3の層510に位置する第3導体511、スタブ512及び接続部材543を、点線で示している。
第2の導体521には開口が設けられ、接続部材544は、当該開口を第2の導体521と非接触な状態で通過する。一方、接続部材542は、第2の導体521と電気的に接続している。
次に、図18に、第1の層530の平面図を示す。第1の層530には、第1導体531と、接続部材544が位置する。なお、図18には、第3の層510に位置する第3導体511スタブ512及び接続部材543と、第2の層520に位置する接続部材542とを、点線で示している。
本実施形態の配線基板500は、第1乃至第4の実施形態と同様の作用効果を実現することができる。また、本実施形態によれば、電子素子541で発生したノイズが第3導体511に伝搬し、第3導体511の端部から空間に放射される不都合をも抑制することができる。
この出願は、2011年7月29日に出願された日本出願特願2011-166399号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
Claims (10)
- 第1の層に位置する第1導体と、
前記第1の層とは異なる層である第2の層に位置し、前記第1導体と対向する第2導体と、
前記第1及び第2の層とは異なる層である第3の層に位置する第3導体と、
前記第1導体と前記第3導体を接続し、前記第2導体とは絶縁している接続部材と、
前記第3の層に位置し、一端が前記第3導体の端部と接続し、他端がオープン端となっており、前記第2導体と対向するスタブと、
を有する配線基板。 - 請求項1に記載の配線基板において、
前記第3導体と前記接続部材との接続点から、伝搬を抑制したいノイズの波長から算出される所定の距離以内に、前記第3導体と前記スタブとの接続点が位置する配線基板。 - 請求項2に記載の配線基板において、
前記第3導体と前記接続部材との接続点から、伝搬を抑制したいノイズの波長の10分の1以内の距離に、前記第3導体と前記スタブとの接続点が位置する配線基板。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の配線基板において、
前記第3導体に、複数の前記スタブが接続している配線基板。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の配線基板において、
前記第3導体には複数の前記接続部材及び複数の前記スタブが接続しており、
各接続部材と前記第3導体との接続点から、伝搬を抑制したい電磁波の波長から算出される所定の距離以内に、前記第3導体と前記スタブとの接続点が少なくとも1つ位置する配線基板。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の配線基板において、
前記第3の層には、互いに非接触な複数の前記第3導体が位置し、
複数の前記第3導体各々に、少なくとも1つずつ前記接続部材及び前記スタブが接続している配線基板。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の配線基板において、
前記第3の層は、前記第1の層と前記第2の層の間に位置する配線基板。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の配線基板において、
前記第2の層は、前記第1の層と前記第3の層の間に位置し、
前記接続部材は、前記第2導体に設けられた開口を、前記第2導体と非接触な状態で通過している配線基板。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の配線基板において、
前記スタブを構成要素の一部とする電磁バンドギャップ構造が形成されており、
前記電磁バンドギャップ構造は、伝搬を抑制したいノイズの周波数をバンドギャップ帯域に含む配線基板。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の配線基板において、
前記配線基板には、電子素子が搭載されており、
前記第1導体及び前記第2導体は電源を供給する伝送路を形成し、
前記第3導体は、前記電子素子と導通するとともに、前記第1導体と前記電子素子の間に位置し、電源供給路として機能する配線基板。
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- 2012-05-17 WO PCT/JP2012/003246 patent/WO2013018257A1/ja active Application Filing
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