JP6146801B2 - Wiring board and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、多層配線構造を有する配線基板、及び当該配線基板に電子素子が接続された電子装置に関する。 The present invention relates to a wiring board having a multilayer wiring structure and an electronic device in which an electronic element is connected to the wiring board.
特定の構造を有する導体パターンを周期的に配置すること(以下、メタマテリアルと記載)で電磁波の伝播特性を制御できることが明らかになっている。メタマテリアルのうち、特定の周波数帯で電磁波の伝播を禁止することができるものは、電磁バンドギャップ(EBG:Electromagnetic Band Gap)構造と呼ばれる。特許文献1および2には、このEBG構造を配線基板に導入することにより、配線基板の内部で電磁ノイズの伝播を抑制し、不要な共振や放射を低減させる手法が開示されている。
It has become clear that the propagation characteristics of electromagnetic waves can be controlled by periodically arranging conductor patterns having a specific structure (hereinafter referred to as metamaterials). Among metamaterials, a material that can inhibit the propagation of electromagnetic waves in a specific frequency band is called an electromagnetic band gap (EBG) structure.
例えば、特許文献1のFIG.4には、互いに対向する2つの導体プレーンの間の層に島状の導体エレメントを複数配置し、この島状の導体エレメントそれぞれをビアで導体プレーンに接続した、いわゆるマッシュルーム型のEBG構造、およびその変形例が示されている。また特許文献2にも、EBG構造を配線基板に配置した例が示されている。
For example, FIG. 4, a so-called mushroom-type EBG structure in which a plurality of island-shaped conductor elements are arranged in a layer between two conductor planes facing each other, and each of the island-shaped conductor elements is connected to the conductor plane by vias, and The modification is shown.
しかしながら、実際の配線基板にEBG構造を導入する場合には、導体エレメントは配線基板上の信号配線やその他のパターンを避けて配置されなくてはならないため、配線基板全体に十分な数の導体エレメントを均一に配置することは難しい。特に、限られた個数の導体エレメントが、配線基板の一部分に偏って配置されるような場合には、不要な共振を励起し得るため、電磁ノイズ抑制効果を得ることが難しかった。 However, when the EBG structure is introduced into an actual wiring board, the conductor elements must be arranged avoiding signal wiring and other patterns on the wiring board, so that a sufficient number of conductor elements are provided on the entire wiring board. It is difficult to arrange them uniformly. In particular, when a limited number of conductor elements are arranged in a part of the wiring board, unnecessary resonance can be excited, and it is difficult to obtain an electromagnetic noise suppression effect.
本発明は上記事情に鑑みてなされた。本発明の目的の一例は、限られた個数の導体エレメントでも十分に電磁ノイズの放射を低減することができる、配線基板を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to provide a wiring board that can sufficiently reduce the emission of electromagnetic noise even with a limited number of conductor elements.
本発明によれば、
少なくとも第1層と、第2層と、第3層とを有する配線基板であって、
電子素子を接続するための第1端子及び第2端子を備え、
前記第1層には、第1接続部材により、前記第1端子と電気的に接続された少なくとも1つの第1導体が配置されており、
前記第2層には、前記第1導体と平面視で重なるように設けられ、前記第2端子と、第3接続部材で電気的に接続された第3導体が配置されており、
前記第3層には、平面視で前記第1導体に重なる領域のうち、外縁上で互いの距離が最大となるような2つの点の各々から、ある電磁ノイズの周波数における波長の4分の1未満の距離にある第1の領域の各々に、第2導体が少なくとも1つずつ配置されており、
前記第2導体と、前記第1導体または前記第3導体とが、第2接続部材によって電気的に接続されており、
前記第1導体と前記第2導体と前記第3導体と、前記第2接続部材は、電磁バンドギャップ構造の少なくとも一部を構成する、配線基板が提供される。
According to the present invention,
A wiring board having at least a first layer, a second layer, and a third layer,
A first terminal and a second terminal for connecting the electronic element;
In the first layer, at least one first conductor electrically connected to the first terminal by a first connecting member is disposed,
The second layer is provided so as to overlap the first conductor in plan view, and the second conductor and a third conductor electrically connected by a third connecting member are disposed,
Wherein the third layer, in the region overlapping the first conductor in a plan view, on the outer edge of each of the two points, such as the mutual distance is maximum, a quarter of a wavelength at the frequency of a certain electromagnetic noise each of the first region at a distance of less than 1, the second conductor are arranged one by at least one,
The second conductor and the first conductor or the third conductor are electrically connected by a second connecting member ;
A wiring board is provided in which the first conductor, the second conductor, the third conductor, and the second connecting member constitute at least a part of an electromagnetic bandgap structure .
本発明によれば、
少なくとも第1層と、第2層と、第3層とを有し、
電子素子を接続するための第1端子及び第2端子を備え、
前記第1層には、第1接続部材により、前記第1端子と電気的に接続された少なくとも1つの第1導体が配置されており、
前記第2層には、前記第1導体と平面視で重なるように設けられ、前記第2端子と、第3接続部材で電気的に接続された第3導体が配置されており、
前記第3層には、平面視で前記第1導体に重なる領域のうち、外縁上で互いの距離が最大となるような2つの点の各々から、ある電磁ノイズの周波数における波長の4分の1未満の距離にある第1の領域の各々に、第2導体が少なくとも1つずつ配置されており、
前記第2導体と、前記第1導体または前記第3導体とが、第2接続部材によって電気的に接続されており、
前記第1導体と前記第2導体と前記第3導体と、前記第2接続部材は、電磁バンドギャップ構造の少なくとも一部を構成する、配線基板と、
前記第1及び第2端子を介して前記配線基板に接続される電子素子と、を含む電子装置が提供される。
According to the present invention,
Having at least a first layer, a second layer, and a third layer;
A first terminal and a second terminal for connecting the electronic element;
In the first layer, at least one first conductor electrically connected to the first terminal by a first connecting member is disposed,
The second layer is provided so as to overlap the first conductor in plan view, and the second conductor and a third conductor electrically connected by a third connecting member are disposed,
Wherein the third layer of the realm overlapping the first conductor in a plan view, from each of the two points, such as the mutual distance is maximum on the outer edge, a quarter of a wavelength at the frequency of a certain electromagnetic noise of each of the first region at a distance of less than 1, the second conductor are arranged one by at least one,
The second conductor and the first conductor or the third conductor are electrically connected by a second connecting member ;
The first conductor, the second conductor, the third conductor, and the second connecting member constitute at least a part of an electromagnetic band gap structure ;
There is provided an electronic device including an electronic element connected to the wiring board via the first and second terminals.
本発明によれば、配線基板から放射される電磁ノイズを、限られた個数の導体エレメントでも十分に低減させることができる。 According to the present invention, electromagnetic noise radiated from a wiring board can be sufficiently reduced even with a limited number of conductor elements.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。尚、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
<第一の実施形態>
以下、本発明の第一の実施形態に係る配線基板を、図面を参照して説明する。
<First embodiment>
Hereinafter, a wiring board according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、第一の実施形態に係る配線基板100の構成を示す図である。図1(A)は、本実施形態に係る配線基板100の平面図の一例である。また、図1(B)は、図1(A)における線分A−A'における断面図である。また、図1(C)は、図1(A)における線分B−Cにおける断面図である。図1に示す配線基板100は、少なくともA層110(第2の層)、B層120(第3の層)、C層130(第1の層)を備える多層基板である。A層110は、第2の導体プレーン111(第3導体)を備える。B層120は、導体エレメント122(第2導体)を備える。C層130は第1の導体プレーン131(第1導体)を備える。本実施形態では、図1(C)に示されるように、導体エレメント122と第1の導体プレーン131は、接続部材123(第2接続部材)を介して電気的に接続されている。なお、配線基板100は、上述の3つの層以外の層を備えていても構わない。例えば各層の間には、絶縁層が位置していてもよいし、さらに別の層が位置していてもよい。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
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備えてもよい。さらに、A層110、B層120、及びC層130の中のいずれか1つ以上の層において、本発明の構成に矛盾しない範囲で、信号線が配列されてもよい。
In addition, the
なお、図1(B)等において、電子素子141は点線で示される。これは、電子素子141が未実装であることを意味している。すなわち、配線基板100の表面には、電子素子141を実装する予定領域が定められている。そして、当該予定領域には、配線基板100と電子素子141とを接続するための、第1の端子、および第2の端子が備えられている。
Note that in FIG. 1B and the like, the
そして、配線基板100は、接続部材142(第1接続部材)及び接続部材143(第3接続部材)を備える。接続部材142は、第1の端子と第1の導体プレーン131とを電気的に接続する。これにより、電子素子141が接続された場合に、電子素子141と、C層130に位置する第1の導体プレーン131とが電気的に接続される。また、接続部材143は、第2の端子と、A層110に位置する第2の導体プレーン111とを電気的に接続する。これにより、電子素子141が接続された場合に、電子素子141とA層110に位置する第2の導体プレーン111とが電気的に接続される。
The
配線基板100は、これ以外にも電子素子141とプレーンもしくは線路とを電気的に接続する接続部材を備えてもよい。このような接続部材の一例としては、信号線などと電気的に接続されるような接続部材が挙げられる。ここで、電子素子141はLSI(Large Scale Integration)等の素子を想定している。配線基板100に実装される電子素子141の数は単一であっても、複数であってもよい。
In addition to this, the
図2は、図1に示す配線基板100のC層130の平面図である。C層130は、島状に分離された導電材料からなる第1の導体プレーン131を有する。
FIG. 2 is a plan view of the
第1の導体プレーン131は、接続部材142及び接続部材123と電気的に接続される接続点を有する。第1の導体プレーン131は、電源プレーン、又は、グラウンドプレーンである。なお、第1の導体プレーン131は、従来技術に準じて様々な形状をとることができる。C層130において第1の導体プレーン131が形成されていない領域は、絶縁体であってもよいし、導体であってもよいし、それらが混合していてもよい。
The
図3は、図1に示す配線基板100のB層120の平面図である。本実施形態において、B層120は、C層130とA層110との間に位置する。B層120は、導体エレメント122が配置される領域である、導体エレメント配置領域121(第1の領域:斜線で示す領域)を有する。この「導体エレメント配置領域121」は、B層120において、第1の導体プレーン131と平面視で対向する領域のうち、外縁上で互いの距離が最大となるような2点(点B及び点C)から、抑制したいノイズの周波数における波長の4分の1未満の距離となる領域である。なお、図1(C)では、導体エレメント配置領域121は、破線で囲まれた領域として示されている。導体エレメント配置領域121のそれぞれには、少なくとも1つ以上の導体エレメント122が配置される。これにより、少ない導体エレメント122で第1の導体プレーン131に生じる共振を抑制することが可能となり、十分な電磁ノイズ抑制効果を得ることができる。
FIG. 3 is a plan view of the
なお、「抑制したいノイズ」とは、例えば、電子素子141のクロック周波数およびその高調波によって発生し、当該電子素子141から接続部材142を介して第1の導体プレーン131に伝播するノイズである。このようなノイズのうち、無線通信で利用される周波数帯域のノイズは、無線通信の性能を低下させる要因となるため、特に抑制が望まれる。また、「導体エレメント122が導体エレメント配置領域121に配置される」とは、導体エレメント122の少なくとも一部が導体エレメント配置領域121に位置することを意味する。なお、電磁ノイズをより精度よく抑制させるならば、全ての導体エレメント122が、導体エレメント配置領域121内に位置することが望ましい。
The “noise to be suppressed” is, for example, noise generated by the clock frequency of the
また、B層120には、図示せぬ信号配線などが配置されていてもよく、その一部は導体エレメント配置領域121の領域内に延伸していてもよい。従って、導体エレメント122は、信号配線などを避けるようにして、導体エレメント配置領域121の内部の空きスペースに配置される。なお、導体エレメント122は、当然導体エレメント配置領域121以外の領域に追加して配置されていてもよい。
The
また、各々の導体エレメント配置領域121に設けられる導体エレメント122の数は特段制限されない。各々の導体エレメント配置領域121に設けられる導体エレメント122の数は、単一であっても、複数であってもよい。なお、導体エレメント配置領域121に導体エレメント122を複数設ける場合には、導体エレメント122は繰り返し周期的に配列されてもよい。例えば、導体エレメント122は、所定間隔おきに配列されてもよい。なお、B層120における導体エレメント122が配列されていない領域は絶縁体となっており、接続部材142と絶縁されている。また、導体エレメント122は、接続部材123を介して、第1の導体プレーン131と電気的に接続されている。
Further, the number of
なお、本実施形態では、全ての導体エレメント122が接続部材123を介して第1の導体プレーン131と電気的に接続されている例を示しているが、本発明の形態はこれに限定されない。例えば、全ての導体エレメント122は、接続部材123を介して第2の導体プレーン111と電気的に接続されていてもよい。また、第1の導体プレーン131と電気的に接続されている導体エレメント122と、第2の導体プレーン111と電気的に接続されている導体エレメント122が、混在していてもよい。
In this embodiment, an example is shown in which all the
図4は、図1に示す配線基板100のA層110の平面図である。第2の導体プレーン111は、シート状の導体であって、A層110に位置する。また、第2の導体プレーン111は、導体エレメント配置領域121に対向するA層110上の領域に延在している。すなわち、第2の導体プレーン111と導体エレメント122は、絶縁体の層を介して対向している。なお、各図において、A層110はC層130よりも上位に位置する層として示されているが、A層110とC層130の位置関係はこれに限定されない。例えば、A層110はC層130よりも下位の層に位置していてもよい。
4 is a plan view of the
第2の導体プレーン111は、電源プレーン、又は、グラウンドプレーンである。すなわち、第1の導体プレーン131が電源プレーンである場合、第2の導体プレーン111はグラウンドプレーンになる。また、第1の導体プレーン131がグラウンドプレーンである場合、第2の導体プレーン111は電源プレーンになる。
The
接続部材142は、第2の導体プレーン111に設けられた開口を、第2の導体プレーン111とは非接触な状態で通過している。また、接続部材142は、第1の端子と第1の導体プレーン131とを電気的に接続している。すなわち、接続部材142は、第2の導体プレーン111とは絶縁されている。なお、A層110において第2の導体プレーン111が形成されていない領域は、絶縁体であってもよいし、導体であってもよいし、それらが混合していてもよい。
The
本実施形態の配線基板100は、上記のように構成することによって、導体エレメント122と、第1の導体プレーン131と、第2の導体プレーン111と、接続部材123とにより、EBG構造を構成する最小単位である単位セルを構成している。
The
なお、導体エレメント122と第1の導体プレーン131の間隔、導体エレメント122と第2の導体プレーン111の間隔、接続部材123の太さ、導体エレメント122の相互間隔などを調節することにより、EBG構造のバンドギャップを所望の帯域に設定することができる。これにより、抑制したい電磁波ノイズの周波数を、EBG構造のバンドキャップ帯域に含めることができる。
The EBG structure is adjusted by adjusting the distance between the
ここで、図1乃至4で図示した導体エレメント122、接続部材123、第1の導体プレーン131、第2の導体プレーン111の形状や位置は一例であり、EBG構造を構成可能な範囲で多様な形態を採りうる。以下で、EBG構造の多様な形態の例を説明する。
Here, the shapes and positions of the
図5は、EBG構造の多様な形態について例示する図である。なお、図5は、単一の導体エレメント122に着目し、その周囲を拡大して図示している。図5で例示する構造は、それぞれ単位セルを構成しており、配線基板100は、これらの単位セルのいずれか、又は複数の組み合わせを備えるものとする。
FIG. 5 is a diagram illustrating various forms of the EBG structure. FIG. 5 focuses on the
図5(A)は、導体エレメント122の一例の上面図である。ここで図示する導体エレメント122は平面方向に形成される螺旋状の伝送線路である。図5(A)に示される導体エレメント122に形成される伝送線路の一端は接続部材123に接続され、他端はオープン端となっている。図5(B)は、導体エレメント122の別の一例の上面図である。ここで図示する導体エレメント122aおよび導体エレメント122bは、平面方向に形成される2つの螺旋状の伝送線路である。図5(B)に示される導体エレメント122aおよび122bの各々の一端は接続部材123に接続され、各々の他端はオープン端となっている。図5(C)乃至(J)は、図5(A)および図5(B)で図示した導体エレメント122を含む配線基板100の要部を抽出した断面図である。
FIG. 5A is a top view of an example of the
図5(C)では、導体エレメント122は、接続部材123を介して第1の導体プレーン131と電気的に接続されている。
In FIG. 5C, the
図5(D)では、導体エレメント122は、接続部材123を介して第2の導体プレーン111と電気的に接続されている。
In FIG. 5D, the
図5(E)では、導体エレメント122が形成されるB層120は、第2の導体プレーン111が形成されるA層110を介して、第1の導体プレーン131が形成されるC層130と対向している。そして、接続部材123は第1の導体プレーン131と電気的に接続され、かつ第2の導体プレーン111に設けられた開口を第2の導体プレーン111とは非接触な状態で通過している。導体エレメント122は、第2の導体プレーン111に対向し、第2の導体プレーン111に設けられた開口を通過した接続部材123と電気的に接続されている。ここで説明した第2の導体プレーン111に設けられている開口は、その中を接続部材123が通過し、また当該開口に対向するように導体エレメント122が配されている。従って、当該開口からのノイズ漏洩を、実質的に防ぐことができる。
In FIG. 5E, the
図5(F)では、導体エレメント122が形成されるB層120は、第1の導体プレーン131が形成されるC層130を介して、第2の導体プレーン111が形成されるA層110と対向している。そして、接続部材123は第2の導体プレーン111と電気的に接続され、かつ第1の導体プレーン131に設けられた開口を第1の導体プレーン131とは非接触な状態で通過している。導体エレメント122は、第1の導体プレーン131に対向し、第1の導体プレーン131に設けられた開口を通過した接続部材123と電気的に接続されている。ここで説明した第1の導体プレーン131に設けられている開口は、その中を接続部材123が通過し、また当該開口に対向するように導体エレメント122が配されている。従って、当該開口からのノイズ漏洩を、実質的に防ぐことができる。
In FIG. 5F, the
図5(C)乃至(F)に示した構造は、導体エレメント122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構造である。詳細には、接続部材123はインダクタンスを形成している。そして、図5(C)及び(E)においては、導体エレメント122が、対向する第2の導体プレーン111と電気的に結合することで第2の導体プレーン111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。また、図5(D)及び(F)においては、導体エレメント122が、対向する第1の導体プレーン131と電気的に結合することで第1の導体プレーン131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。
The structure shown in FIGS. 5C to 5F is an open stub type EBG structure in which a microstrip line including the
オープンスタブ型EBG構造は、平行平板を、上記オープンスタブと上記インダクタンスと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る。そして、上記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。したがって、上記導体エレメント122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化することができる。また、導体エレメント122が、図5(A)に示す構成の場合には、1つの導体エレメント122に対応して、1つの周波数帯およびその高次の周波数帯にバンドギャップが生じる。また、導体エレメント122が、図5(B)に示す構成の場合には、2つの導体エレメント122a、122bの各々の長さに対応した2つの周波数帯およびその高次の周波数帯に、バンドギャップが生じる。
The open stub type EBG structure can be expressed by an equivalent circuit in which a parallel plate is shunted by a series resonant circuit including the open stub and the inductance. The resonance frequency of the series resonance circuit provides the center frequency of the band gap. Therefore, the band gap band can be lowered by increasing the stub length of the open stub formed including the
また、マイクロストリップ線路を形成する導体エレメント122と対向するプレーン(111又は131)は近接していることが好ましい。なぜならば、導体エレメント122と対向プレーンとの距離が近いほど、上記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ためである。ただし、導体エレメント122を対向するプレーンに近接させない場合でも、本発明の本質的な効果には何ら影響を与えない。
The plane (111 or 131) facing the
図5(G)乃至(J)は、接続部材123が貫通ビアである例である。
FIGS. 5G to 5J are examples in which the
図5(G)では、導体エレメント122と電気的に接続されている貫通ビア(接続部材123)が第1の導体プレーン131と電気的に接続され、第2の導体プレーン111の開口を第2の導体プレーン111とは非接触な状態で通過している。すなわち、貫通ビア(接続部材123)と第2の導体プレーン111とは絶縁されている。
In FIG. 5G, the through via (connecting member 123) electrically connected to the
図5(H)では、導体エレメント122と電気的に接続されている貫通ビア(接続部材123)が第2の導体プレーン111と電気的に接続され、第1の導体プレーン131の開口を第1の導体プレーン131とは非接触な状態で通過している。すなわち、貫通ビア(接続部材123)と第1の導体プレーン131とは絶縁されている。
In FIG. 5H, the through via (connecting member 123) that is electrically connected to the
図5(I)では、導体エレメント122が形成されるB層120は、第2の導体プレーン111が形成されるA層110を介して、第1の導体プレーン131が形成されるC層130と対向している。そして、貫通ビア(接続部材123)は第1の導体プレーン131と電気的に接続され、かつ第2の導体プレーン111に設けられた開口を第2のプレーン111とは非接触な状態で通過している。導体エレメント122は、第2の導体プレーン111に対向し、第2の導体プレーン111に設けられた開口を通過した貫通ビア(接続部材123)と電気的に接続されている。
In FIG. 5 (I), the
図5(J)では、導体エレメント122が形成されるB層120は、第1の導体プレーン131が形成されるC層130を介して、第2の導体プレーン111が形成されるA層110と対向している。そして、貫通ビア(接続部材123)は第2の導体プレーン111と電気的に接続され、かつ第1の導体プレーン131に設けられた開口を第1の導体プレーン131とは非接触な状態で通過している。導体エレメント122は、第1の導体プレーン131に対向し、第1の導体プレーン131に設けられた開口を通過した貫通ビア(接続部材123)と電気的に接続されている。
In FIG. 5J, the
図5(G)乃至(J)に示した構造は、導体エレメント122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構造の変形例である。詳細には、接続部材123はインダクタンスを形成している。そして、図5(G)及び(I)においては、導体エレメント122が、対向する第2の導体プレーン111と電気的に結合することで、第2の導体プレーン111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。また、図5(H)及び(J)においては、導体エレメント122が、対向する第1の導体プレーン131と電気的に結合することで、第1の導体プレーン131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。上記マイクロストリップ線路の一端はオープン端となっており、オープンスタブとして機能するように構成されている。
The structures shown in FIGS. 5G to 5J are modifications of the open stub type EBG structure in which a microstrip line including the
図5(G)乃至(J)に示した構造も、オープンスタブ型EBG構造と同様に、平行平板を、上記オープンスタブと上記インダクタンスと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る。そして、上記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。したがって、上記導体エレメント122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化することができる。また、導体エレメント122が、図5(A)に示す構成の場合には、1つの導体エレメント122に対応して、1つの周波数帯およびその高次の周波数帯にバンドギャップが生じる。また、導体エレメント122が、図5(B)に示す構成の場合には、2つの導体エレメント122a、122bの各々の長さに対応した2つの周波数帯およびその高次の周波数帯に、バンドギャップが生じる。
Similarly to the open stub type EBG structure, the structure shown in FIGS. 5G to 5J can be expressed by an equivalent circuit in which a parallel plate is shunted by a series resonance circuit including the open stub and the inductance. it can. The resonance frequency of the series resonance circuit provides the center frequency of the band gap. Therefore, the band gap band can be lowered by increasing the stub length of the open stub formed including the
また、マイクロストリップ線路を形成する導体エレメント122と対向するプレーン(111又は131)は近接していることが好ましい。なぜならば、導体エレメント122と対向プレーンとの距離が近いほど、上記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ためである。ただし、導体エレメント122を対向するプレーンに近接させない場合でも、本発明の本質的な効果には何ら影響を与えない。
The plane (111 or 131) facing the
図5(G)乃至(J)で示した構成を採用することにより、接続部材123として貫通ビアを用いて、第1、第2の平行平板にEBG構造を製造することが可能となる。通常、非貫通ビアは層ごとにビアを加工してから積層するのに対して、貫通ビアは、全ての層を積層した後、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めっきすることによって製造されるため、非貫通ビアを用いる場合と比べて、製造コストを低減することができる。
By adopting the configuration shown in FIGS. 5G to 5J, it is possible to manufacture the EBG structure on the first and second parallel plates using the through via as the
なお、図5では上記伝送線路の形状が螺旋状の場合を図示しているが、その形状はこれに限定されない。上記伝送線路の形状は、例えば、直線状であってもよいし、ミアンダ状であってもよい。 In addition, although the case where the shape of the said transmission line is helical is illustrated in FIG. 5, the shape is not limited to this. The shape of the transmission line may be, for example, a linear shape or a meander shape.
また図1では、配線基板100に1つのB層120が備えられている場合を例に示したが、B層120は複数備えられてもよい。B層120が複数備えられている配線基板100は、図5(C)乃至(J)で示した様々なEBG構造の構成が混在するような構成をとることができる。例えば、図6に示すとおり、一部には図5(C)に示すEBG構造を形成し、他の一部には図5(F)に示すEBG構造を形成するような構成をとることができる。図6は、第一の実施形態に係る配線基板100の他の構成を示す図である。ここで、この配線基板100を平面視で見れば、図1に示される配線基板100と同様に、各導体エレメント配置領域121に導体エレメント122が配置されているように見える。すなわち、この場合も、それぞれのB層120を総合的に見て、第1の導体プレーン131平面視で対向する領域のうち、外縁上で互いに距離が最大となるような2点(点B及び点C)から、抑制したいノイズの周波数における波長の4分の1未満の領域である導体エレメント配置領域121(第1の領域:図中斜線で示す領域)のそれぞれに、少なくとも1つ以上の導体エレメント122(第2導体)が配置される。従って、図6に示されるような配線基板100によっても、本発明の効果を得ることができる。
Further, FIG. 1 shows an example in which one
次に、本実施形態の効果について、図1を用いて説明する。 Next, the effect of this embodiment will be described with reference to FIG.
図1に示すように、接続部材142を介して、電子素子141と第1の導体プレーン131とが電気的に接続されている配線基板100の場合、接続部材142を介して電子素子141から第1の導体プレーン131と第2の導体プレーン111に挟まれた領域に電磁ノイズが伝播される。このとき、第1の導体プレーン131の形状において最も長い部分(第1の導体プレーン131の外縁上で互いの距離が最大となるように選んだ2点を結ぶ線分)の長さが、電磁ノイズの波長の2分の1の長さの整数倍と、おおよそ一致する場合に、共振状態となり定在波が生じる。この定在波は、第1の導体プレーン131の外縁にある上記の2点の近傍において電界が最大となる腹を持つため、パッチアンテナと同様の効果により、空間に電磁ノイズを放射する恐れがある。
As shown in FIG. 1, in the case of the
本実施形態の配線基板は、上記問題を解決可能に構成している。すなわち、本実施形態は、第1の導体プレーン131の外縁上で互いの距離が最大となるように選んだ2点のそれぞれから電磁ノイズの波長の4分の1未満の距離にある導体エレメント配置領域121に、導体エレメント122を含んで形成されるEBG構造が、少なくとも一つずつ配置されている。EBG構造は、所望の帯域において、第1の導体プレーン131と第2の導体プレーン111の間のインピーダンスをインダクタンス性となるように制御することで、当該帯域にバンドギャップを発現する。第1の導体プレーン131と第2の導体プレーン111の間のインピーダンスは、EBG構造のユニットセルが配置された場所から波長の4分の1未満の距離においてはインダクタンス性を示し、それ以上離れた位置ではインピーダンス変換効果によりキャパシタンス性を示す。従って、ユニットセルが配置された場所から波長の4分の1未満の場所は、電磁波の伝播が抑制され定在波の腹とはなり得ない。本実施形態の配線基板は、導体エレメント配置領域121にEBG構造を少なくとも一つずつ配置することで、第1の導体プレーン131の外縁上で互いの距離が最大となるように選んだ2点の近傍が定在波の腹とならないように構成される。以上より、本実施形態の配線基板は、第1の導体プレーン131がパッチアンテナと同様に動作し電磁ノイズが空間に放射するのを抑制することができる。
The wiring board of the present embodiment is configured to be able to solve the above problem. That is, in the present embodiment, the conductor element arrangement is located at a distance less than a quarter of the wavelength of the electromagnetic noise from each of the two points selected so as to maximize the distance between each other on the outer edge of the
したがって、本実施の形態によれば、限られた個数の導体エレメントを配線基板の好適な場所に配置することで、信号配線やその他のパターンを避けるために十分な数の導体エレメントを均一に配置することが難しい実際の配線基板においても、効果的に電磁ノイズの放射を低減することができる。 Therefore, according to the present embodiment, by arranging a limited number of conductor elements at suitable locations on the wiring board, a sufficient number of conductor elements are uniformly arranged to avoid signal wiring and other patterns. Even in an actual wiring board that is difficult to do, electromagnetic noise radiation can be effectively reduced.
また、本実施形態で構成されるEBG構造のバンドギャップ帯域に、電子素子141から発生するノイズの周波数を含めることによって、より高いノイズ抑制効果を得ることができる。
In addition, by including the frequency of noise generated from the
なお、本実施形態の配線基板100の所定位置に電子素子141を搭載した電子装置においても、同様の作用効果を実現することができる。本実施形態の配線基板100の所定位置に電子素子141を搭載する手段は、従来技術に準じて実現することができる。
In the electronic device in which the
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
以下、参考形態の例を付記する。
1.
少なくとも第1層と、第2層と、第3層とを有する配線基板であって、
電子素子を接続するための第1端子及び第2端子を備え、
前記第1層には、第1接続部材により、前記第1端子と電気的に接続された少なくとも1つの第1導体が配置されており、
前記第2層には、前記第1導体と対向して設けられ、前記第2端子と、第3接続部材で電気的に接続された第3導体が配置されており、
前記第3層には、平面視で前記第1導体に対向する領域うち、外縁上で互いの距離が最大となるような2つの点の各々から、抑制したい電磁ノイズの周波数における波長の4分の1未満の距離にある第1の領域に、前記第1導体及び前記第3導体の少なくとも一方に対向して設けられた第2導体が少なくとも1つずつ配置されており、
前記第2導体と、前記第1導体または前記第3導体とが、第2接続部材によって電気的に接続されている配線基板。
2.
1.に記載の配線基板であって、
前記第1導体と前記第2導体と前記第3導体と、前記第2接続部材は、電磁バンドギャップ構造の少なくとも一部を構成し、かつ、前記電磁バンドギャップ構造は、抑制したい電磁ノイズの周波数をバンドギャップ帯域に含む配線基板。
3.
1.または2.に記載の配線基板であって、
前記第2導体は、線状であり、一端が前記第2接続部材と接続されており、他端が開放端である配線基板。
4.
請求項1から3のいずれか一つに記載の配線基板であって、
前記第3層は、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域に位置する配線基板。
5.
1.から3.のいずれか一つに記載の配線基板であって、
前記第3層は、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域の外側に位置し、
前記第2接続部材は、前記第1導体または前記第3導体に設けられた開口を前記第1導体または前記第3導体と非接触な状態で通過して、前記第2導体と、前記第3導体または前記第1導体とを電気的に接続する配線基板。
6.
1.から3.のいずれか一つに記載の配線基板であって、
前記第3層は、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域、及び、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域の外側のそれぞれに少なくとも一つ配置され、
前記第2導体は、複数の前記第3層を平面視で見たときに、前記第1の領域に配置されている配線基板。
7.
少なくとも第1層と、第2層と、第3層とを有し、
電子素子を接続するための第1端子及び第2端子を備え、
前記第1層には、第1接続部材により、前記第1端子と電気的に接続された少なくとも1つの第1導体が配置されており、
前記第2層には、前記第1導体と対向して設けられ、前記第2端子と、第3接続部材で電気的に接続された第3導体が配置されており、
前記第3層には、平面視で前記第1導体に対向する領域うち、外縁上で互いの距離が最大となるような2つの点の各々から、抑制したい電磁ノイズの周波数における波長の4分の1未満の距離にある第1の領域に、前記第1導体及び前記第3導体の少なくとも一方に対向して設けられた第2導体が少なくとも1つずつ配置されており、
前記第2導体と、前記第1導体または前記第3導体とが、第2接続部材によって電気的に接続されている配線基板と、
前記第1及び第2端子を介して前記配線基板に接続される電子素子と、
を含む電子装置。
8.
7.に記載の電子装置であって、
前記第1導体と前記第2導体と前記第3導体と、前記第2接続部材は、電磁バンドギャップ構造の少なくとも一部を構成し、かつ、前記電磁バンドギャップ構造は、抑制したい電磁ノイズの周波数をバンドギャップ帯域に含む電子装置。
9.
7.または8.に記載の電子装置であって、
前記第2導体は、線状であり、一端が前記第2接続部材と接続されており、他端が開放端である電子装置。
10.
7.から9.のいずれか一つに記載の電子装置であって、
前記第3層は、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域に位置する電子装置。
11.
7.から9.のいずれか一つに記載の電子装置であって、
前記第3層は、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域の外側に位置し、
前記第2接続部材は、前記第1導体または前記第3導体に設けられた開口を前記第1導体または前記第3導体と非接触な状態で通過して、前記第2導体と、前記第3導体または前記第1導体とを電気的に接続する電子装置。
12.
7.から9.のいずれか一つに記載の電子装置であって、
前記第3層は、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域、及び、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域の外側のそれぞれに少なくとも一つ配置され、
前記第2導体は、複数の前記第3層を平面視で見たときに、前記第1の領域に配置されている電子装置。
Hereinafter, examples of the reference form will be added.
1.
A wiring board having at least a first layer, a second layer, and a third layer,
A first terminal and a second terminal for connecting the electronic element;
In the first layer, at least one first conductor electrically connected to the first terminal by a first connecting member is disposed,
The second layer is provided opposite to the first conductor, and the second terminal and a third conductor electrically connected by a third connection member are disposed,
In the third layer, a quarter of the wavelength at the frequency of the electromagnetic noise to be suppressed is selected from each of two points where the distance from each other is maximized on the outer edge in the region facing the first conductor in plan view. At least one second conductor provided to face at least one of the first conductor and the third conductor in the first region at a distance of less than 1.
A wiring board in which the second conductor and the first conductor or the third conductor are electrically connected by a second connecting member.
2.
1. A wiring board according to claim 1,
The first conductor, the second conductor, the third conductor, and the second connecting member constitute at least a part of an electromagnetic bandgap structure, and the electromagnetic bandgap structure is a frequency of electromagnetic noise to be suppressed. Wiring board that includes the band gap.
3.
1. Or 2. A wiring board according to claim 1,
The wiring board, wherein the second conductor is linear, one end is connected to the second connecting member, and the other end is an open end.
4).
The wiring board according to any one of claims 1 to 3,
The third layer is a wiring board located in a region sandwiched between the first layer and the second layer.
5).
1. To 3. A wiring board according to any one of
The third layer is located outside a region sandwiched between the first layer and the second layer;
The second connecting member passes through an opening provided in the first conductor or the third conductor in a state of non-contact with the first conductor or the third conductor, and the second conductor and the third conductor A wiring board for electrically connecting a conductor or the first conductor.
6).
1. To 3. A wiring board according to any one of
The third layer is disposed at least one in each of a region sandwiched between the first layer and the second layer and a region sandwiched between the first layer and the second layer,
The second conductor is a wiring board disposed in the first region when the plurality of third layers are viewed in plan view.
7).
Having at least a first layer, a second layer, and a third layer;
A first terminal and a second terminal for connecting the electronic element;
In the first layer, at least one first conductor electrically connected to the first terminal by a first connecting member is disposed,
The second layer is provided opposite to the first conductor, and the second terminal and a third conductor electrically connected by a third connection member are disposed,
In the third layer, a quarter of the wavelength at the frequency of the electromagnetic noise to be suppressed is selected from each of two points where the distance from each other is maximized on the outer edge in the region facing the first conductor in plan view. At least one second conductor provided to face at least one of the first conductor and the third conductor in the first region at a distance of less than 1.
A wiring board in which the second conductor and the first conductor or the third conductor are electrically connected by a second connecting member;
An electronic element connected to the wiring board via the first and second terminals;
Including electronic devices.
8).
7). An electronic device according to claim 1,
The first conductor, the second conductor, the third conductor, and the second connecting member constitute at least a part of an electromagnetic bandgap structure, and the electromagnetic bandgap structure is a frequency of electromagnetic noise to be suppressed. An electronic device that includes a band gap.
9.
7). Or 8. An electronic device according to claim 1,
The electronic device, wherein the second conductor is linear, one end is connected to the second connecting member, and the other end is an open end.
10.
7). To 9. An electronic device according to any one of
The third layer is an electronic device located in a region sandwiched between the first layer and the second layer.
11.
7). To 9. An electronic device according to any one of
The third layer is located outside a region sandwiched between the first layer and the second layer;
The second connecting member passes through an opening provided in the first conductor or the third conductor in a state of non-contact with the first conductor or the third conductor, and the second conductor and the third conductor An electronic device for electrically connecting a conductor or the first conductor.
12
7). To 9. An electronic device according to any one of
The third layer is disposed at least one in each of a region sandwiched between the first layer and the second layer and a region sandwiched between the first layer and the second layer,
The second conductor is an electronic device arranged in the first region when the plurality of third layers are viewed in a plan view.
100 配線基板
110 A層
111 第2の導体プレーン
120 B層
121 導体エレメント配置領域
122 導体エレメント
122a 導体エレメント
122b 導体エレメント
123 接続部材
130 C層
131 第1の導体プレーン
141 電子素子
142 接続部材
143 接続部材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
電子素子を接続するための第1端子及び第2端子を備え、
前記第1層には、第1接続部材により、前記第1端子と電気的に接続された少なくとも1つの第1導体が配置されており、
前記第2層には、前記第1導体と平面視で重なるように設けられ、前記第2端子と、第3接続部材で電気的に接続された第3導体が配置されており、
前記第3層には、平面視で前記第1導体に重なる領域のうち、外縁上で互いの距離が最大となるような2つの点の各々から、ある電磁ノイズの周波数における波長の4分の1未満の距離にある第1の領域の各々に、第2導体が少なくとも1つずつ配置されており、
前記第2導体と、前記第1導体または前記第3導体とが、第2接続部材によって電気的に接続されており、
前記第1導体と前記第2導体と前記第3導体と、前記第2接続部材は、電磁バンドギャップ構造の少なくとも一部を構成する、配線基板。 A wiring board having at least a first layer, a second layer, and a third layer,
A first terminal and a second terminal for connecting the electronic element;
In the first layer, at least one first conductor electrically connected to the first terminal by a first connecting member is disposed,
The second layer is provided so as to overlap the first conductor in plan view, and the second conductor and a third conductor electrically connected by a third connecting member are disposed,
Wherein the third layer, in the region overlapping the first conductor in a plan view, on the outer edge of each of the two points, such as the mutual distance is maximum, a quarter of a wavelength at the frequency of a certain electromagnetic noise each of the first region at a distance of less than 1, the second conductor are arranged one by at least one,
The second conductor and the first conductor or the third conductor are electrically connected by a second connecting member ;
The wiring board , wherein the first conductor, the second conductor, the third conductor, and the second connecting member constitute at least a part of an electromagnetic band gap structure .
前記電磁バンドギャップ構造は、前記ある電磁ノイズの周波数をバンドギャップ帯域に含む配線基板。 The wiring board according to claim 1,
Before SL EBG structure, the wiring board including the frequency of the certain electromagnetic noise in band gaps.
前記第2導体は、線状であり、一端が前記第2接続部材と接続されており、他端が開放端である配線基板。 The wiring board according to claim 1 or 2,
The wiring board, wherein the second conductor is linear, one end is connected to the second connecting member, and the other end is an open end.
前記第3層は、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域に位置する配線基板。 The wiring board according to any one of claims 1 to 3,
The third layer is a wiring board located in a region sandwiched between the first layer and the second layer.
前記第3層は、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域の外側の領域に位置し、
前記第2接続部材は、前記第1導体または前記第3導体に設けられた開口を、前記第1導体または前記第3導体と絶縁された状態で通過して、前記第2導体と、前記第3導体または前記第1導体とを電気的に接続する配線基板。 The wiring board according to any one of claims 1 to 3,
The third layer is located in a region outside the region sandwiched between the first layer and the second layer,
It said second connecting member, wherein the opening provided in the first conductor or the third conductor, passes by the first conductor or the third state conductor and insulated, and the second conductor, the first A wiring board for electrically connecting three conductors or the first conductor.
前記第3層は、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域、及び、前記第1層と前記第2層に挟まれた領域の外側の領域、のそれぞれに少なくとも一つずつ配置され、
前記第2導体は、複数の前記第3層の前記第1の領域のいずれかに配置されている配線基板。 The wiring board according to any one of claims 1 to 3,
Said third layer, said first layer and said second layer region sandwiched by, and at least one each disposed in each said first layer wherein the outer region of the region sandwiched between the second layer, of And
It said second conductor wiring substrate disposed on either of said first region of the plurality of the third layer.
電子素子を接続するための第1端子及び第2端子を備え、
前記第1層には、第1接続部材により、前記第1端子と電気的に接続された少なくとも1つの第1導体が配置されており、
前記第2層には、前記第1導体と平面視で重なるように設けられ、前記第2端子と、第3接続部材で電気的に接続された第3導体が配置されており、
前記第3層には、平面視で前記第1導体に重なる領域のうち、外縁上で互いの距離が最大となるような2つの点の各々から、ある電磁ノイズの周波数における波長の4分の1未満の距離にある第1の領域の各々に、第2導体が少なくとも1つずつ配置されており、
前記第2導体と、前記第1導体または前記第3導体とが、第2接続部材によって電気的に接続されており、
前記第1導体と前記第2導体と前記第3導体と、前記第2接続部材は、電磁バンドギャップ構造の少なくとも一部を構成する、配線基板と、
前記第1及び第2端子を介して前記配線基板に接続される電子素子と、を含む電子装置。 Having at least a first layer, a second layer, and a third layer;
A first terminal and a second terminal for connecting the electronic element;
In the first layer, at least one first conductor electrically connected to the first terminal by a first connecting member is disposed,
The second layer is provided so as to overlap the first conductor in plan view, and the second conductor and a third conductor electrically connected by a third connecting member are disposed,
Wherein the third layer of the realm overlapping the first conductor in a plan view, from each of the two points, such as the mutual distance is maximum on the outer edge, a quarter of a wavelength at the frequency of a certain electromagnetic noise of each of the first region at a distance of less than 1, the second conductor are arranged one by at least one,
The second conductor and the first conductor or the third conductor are electrically connected by a second connecting member ;
The first conductor, the second conductor, the third conductor, and the second connecting member constitute at least a part of an electromagnetic band gap structure ;
And an electronic device connected to the wiring board via the first and second terminals.
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