(57)【要約】      （修正有）【課題】差動配線のインピーダンスが、ミアンダ部により配線間隙が変わると変化し、配線長差を調整すると、配線長差により位相の差が出る点を解決する印刷配線板を提供する。【解決手段】近接する双配線を平行配置する差動配線２を基板に備えた印刷配線板１０１において、差動配線２は、平行配線部２１の進行方向を変える屈曲部２２の前後に、ミアンダ部３を、内側の配線２ａに、外側の配線２ｂとの配線間隙が広がるように少なくとも一つ配置する。該ミアンダ部３の配線幅が、平行配線部２１の配線幅より太い。【選択図】図１
2018037463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接する双配線を平行配置する差動配線を基板に備えた印刷配線板において、差動配線は、平行配線部の進行方向を変える屈曲部の前後において、ミアンダ部を内側の配線に、外側の配線との配線間隙が広がるように少なくとも一つ配置し、該ミアンダ部の配線幅が平行配線部の配線幅より太いことを特徴とする印刷配線板。
【請求項２】
前記ミアンダ部の配線間隙および配線幅の少なくとも一方は、平行配線部の配線幅の２倍以上である請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項３】
近接する双配線を平行配置する差動配線を基板に備えた印刷配線板において、差動配線は、平行配線部の進行方向を変える屈曲部の前後において、ミアンダ部を内側の配線に、外側の配線との配線間隙が広がるように少なくとも一つ配置し、該ミアンダ部の配線幅およびミアンダ部と対向する外側の配線が平行配線部の配線幅より太いことを特徴とする印刷配線板。
【請求項４】
前記ミアンダ部と対向する外側の配線は、対向するミアンダ部と反対側に配線幅を広げた請求項３に記載の印刷配線板。
【請求項５】
前記ミアンダ部の配線間隙は平行配線部の配線幅の２倍以上である請求項３または４に記載の印刷配線板。
【請求項６】
前記ミアンダ部の配線幅は平行配線部の配線幅の１．５倍以上である請求項３〜５のいずれかに記載の印刷配線板。
【請求項７】
前記ミアンダ部と対向する外側の配線幅は平行配線部の配線幅の１．５倍以上である請求項３〜６のいずれかに記載の印刷配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、差動配線を備えた印刷配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、差動信号伝送は、２本１組の配線（信号線）に互いに逆極性の信号（Ｐ/Ｎ）を流し、信号線間の電位差を利用して信号伝送を行う伝送方式である。差動信号の配線の進行方向が変わる（配線が曲がる）場合、内側および外側で配線長差から、スキュー（信号波形の位相のずれ）が発生し、同極性ノイズが発生する。そのため、配線の方法を調整する（配線長（信号遅延の時間）を同じにする）必要がある。例えば、特許文献１に記載のように、配線長の短い方に迂回延長配線部分（ミアンダ部）を形成して、配線長を調整する方法などが知られている。しかしながら、差動配線のインピーダンスは、ミアンダ部により配線間隙が変わると変化してしまう。また、配線の進行方向が変わる部分を平行のままとして、他の箇所で何らかの方法で配線長差を調整すると、配線長差により位相の差が出てしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５２２９０号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、近接する双配線を平行配置する差動配線を基板に備えた印刷配線板において、差動配線は、平行配線部の進行方向を変える屈曲部の前後において、ミアンダ部を内側の配線に、外側の配線との配線間隙が広がるように少なくとも一つ配置し、該ミアンダ部の配線幅が平行配線部の配線幅より太いことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本開示の印刷配線板の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】本開示の印刷配線板の第２の実施形態を示す説明図である。
【図３】図１に示す印刷配線板のＴＤＲ波形を示すグラフである。
【図４】図２に示す印刷配線板のＴＤＲ波形を示すグラフである。
【図５】図１に示す印刷配線板の透過特性の位相特性を示すグラフである。
【図６】図２に示す印刷配線板の透過特性の位相特性を示すグラフである。
【図７】（ａ）および（ｂ）は他の実施形態の印刷配線板を示す説明図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）はそれぞれの図７に示す印刷配線板の透過特性の位相特性を示すグラフである。
【図９】実施例における印刷配線板のそれぞれのＴＤＲ波形を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
（第１の実施形態）
本開示の印刷配線板の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。印刷配線板１０１は、基板１に、近接する双配線を平行になるよう配置した差動配線２を備える。この差動配線２は、送信側の端子から受信側の端子まで、平行配線部２１同士を繋ぎ、且つ平行配線部２１の進行方向を変えるための屈曲部２２を少なくとも１つは有する。なお、差動配線２は、途中で基板１の上下方向に貫通する層切り替えビア（図示せず）などで、基板１の異なる層に設けた配線と電気的に接続されてもよい。
【０００７】
基板１は、絶縁性を有する素材（絶縁板）を複数積層して形成される。多層構造の基板１の各層の絶縁板に配線層、電源層（ベタ層）、グランド層（ベタ層）などの導体層が形成される。さらに、基板１の表面には、配線の保護のためのソルダーレジスト層（図示せず）が設けられていてもよい。
基板１を構成する絶縁板としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂などの有機樹脂などが挙げられる。これらの有機樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。また、絶縁性を有する素材として有機樹脂を使用する場合、有機樹脂に補強材を配合して使用するのが好ましい。補強材としては、例えば、ガラス繊維、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミド繊維、ポリエステル繊維などの絶縁性布材が挙げられる。補強材は２種以上を併用してもよい。さらに、絶縁性を有する素材には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機充填材が含まれていてもよい。
【０００８】
差動配線２は、印刷配線板１に設けられ、Ｐ／Ｎ（Positive／Negative）の差動信号を伝送する配線２ａ、２ｂの２本１組からなる配線である。この差動配線２の配線２ａおよび２ｂを流れる信号は逆位相でなければならない。差動配線２は内側を配線２ａ、外側を配線２ｂとすると、平行配線部２１では、配線２ａ、２ｂは同じ間隙で平行に配置されている。なお、平行配線部２１における配線２ａ、２ｂの配線幅は同一である。
この差動配線２は、通常、導体で形成されている。導体としては、例えば銅、アルミニウム、金、銀などが挙げられる。加工性およびコストの観点から銅が望ましい。差動配線２は、例えば、化学銅めっき（無電解銅めっき）などの化学（無電解）めっき、電解銅めっきなどの電解めっき、銅箔などの金属箔によって形成される。さらに、差動配線２は、銅箔などの金属箔上に銅めっきなどのめっきを施すことによって形成されてもよい。なおミアンダ部３も差動配線２と同じ材質であるのがよい。
【０００９】
差動配線２の屈曲部２２は、基板１のレイアウトなどにより平行配線部２１の進行方向を変える（配線を曲げる）ものである。この屈曲部２２の前後の平行配線部２１には、内側の配線２ａにミアンダ部３が少なくとも１つ設けられる。
【００１０】
ミアンダ部３は、配線長差を調整して位相の差を無くすものであり、配線２ａをさらに内側（配線２ｂと反対方向）へ迂回延長させ、外側の配線２ｂとの配線間隙を広めたものである。ミアンダ部３と配線２ｂとの配線間隙は、平行配線部２１の配線幅の２倍以上であるのがよい。ミアンダ部３と配線２ｂとの配線間隙を広げることで差動インピーダンスは高くなる。
また、ミアンダ部３の配線幅は、配線２ａの配線幅より２倍以上太いのがよい。ミアンダ部３の配線幅が平行配線部２１の配線幅より太いことで差動インピーダンスは低くなる。
【００１１】
上記したように、本開示の第１の実施形態では、ミアンダ部３と配線２ｂとの配線間隙を広げることで差動インピーダンスは高くして、且つミアンダ部３の配線幅を配線２ａの配線幅より太くすることで差動インピーダンスを低くして、差動インピーダンスを安定させている。例えば差動インピーダンスを高くするために配線幅を細くすればよいが、配線幅の細さには限界があり、限界に近づくほど配線幅の精度は下がる。そのため、ミアンダ部３と配線２ｂとの配線間隙を広げることで差動インピーダンスを高くして、配線幅を太くして配線の精度を高め、差動インピーダンスの変動を抑制して、印刷配線板１０１の品質を安定させている。
【００１２】
（第２の実施形態）
次に、図２に基づいて本開示の第２の実施形態の印刷配線板１０２を説明する。なお、上記した印刷配線板１０１と同じ部材には同符号を付して説明は省略する。
【００１３】
図２に示すように、印刷配線板１０２は、差動インピーダンスの調整のため、ミアンダ部３と対向する外側の配線２ｂに、平行配線部２１の配線幅より太い幅広部４を有する。幅広部４の配線幅は、ミアンダ部３側（内側）に広げてもよいが、ミアンダ部３との配線間隙を考慮した場合、対向するミアンダ部３と反対側に配線２ｂの配線幅を広げた形状であるのがよい。なお、幅広部４の配線幅および長さはミアンダ部３の配線幅および長さと同じであるのがよい。この幅広部４を設けることにより、ミアンダ部３の配線幅のみを太くするより、さらに差動インピーダンスを低くする。また、この幅広部４が、対向するミアンダ部３と反対側に配線幅を広げた形状であった場合、ミアンダ部３との配線間隙を広くして、さらに差動インピーダンスを高くすることができ、より差動インピーダンスが安定する。
【００１４】
印刷配線板１０２において、ミアンダ部３の配線間隙は平行配線部２１の２倍以上であるのがよい。ミアンダ部３の配線幅は平行配線部２１の配線幅の１．５倍以上であるのがよい。ミアンダ部３と対向する外側の配線２ｂの配線幅は平行配線部２１の配線幅の１．５倍以上であるのがよい。上記した条件は少なくとも１つ満たせばよいが、全て満たすとより良い。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例を挙げて本開示の印刷配線板を具体的に説明するが、本開示の印刷配線板はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１６】
（実施例）
（ＴＤＲ特性）
図１および２に示す印刷配線板１０１および１０２を用いて、ＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）（時間領域反射測定)波形を、シミュレータ（ＨＦＳＳ、Ａｎｓｙｓ社製）により各印刷配線板のインピーダンスの変化をシミュレーションした。その結果を図３，４に示す。
【００１７】
図３，４から、印刷配線板１０１および１０２において、差動配線２の差動インピーダンスが時間軸方向に関して、ほぼ一定であることがわかる。すなわち、特性インピーダンスの変動が無いことから、反射による信号波形の品質の劣化が無いことがわかる。これにより、差動配線２のＰ／Ｎ信号のグラフが一致し、差動信号としての特性があることがわかる。なお、差動インピーダンスが一定でばらつきがないとは、プラスマイナス５％以内を指す。この範囲であれば、製品（印刷配線板）としての差動インピーダンスのばらつきは、プラスマイナス１０〜１５％に収まる。
【００１８】
（透過特性）
図１および２に示す印刷配線板１０１および１０２を用いて、差動配線２のＰ／Ｎ信号の差動の効果を検証するために、シミュレータ（ＨＦＳＳ、Ａｎｓｙｓ社製）によってＰ信号およびＮ信号の透過特性（Ｓ２１）をシミュレーションした。その位相特性の結果を図５，６に示す。このとき、印刷配線板１０１の差動配線２の配線幅は０．２ｍｍ、内側のミアンダ部の幅は０．５２ｍｍとし、ミアンダ部３と外側の配線２ａとの配線間隙は０．６６ｍｍとした。また、印刷配線板１０２の差動配線２のミアンダ部３の幅は０．３４ｍｍ、幅広部４の幅は０．３４ｍｍ、配線間隙は０．７５ｍｍとした。
【００１９】
図５，６から、印刷配線板１０１および１０２において、２．５ＧＨｚ付近で、差動配線２のＰ／Ｎ信号の位相が一致した。そのため、品質のよい差動信号が得られた。なお差動配線の位相の一致とは、差動配線の互いの位相が１度以内（視覚的にはグラフで線が重複するレベル）を指す。
【００２０】
（比較例）
比較例として、図７（ａ）、（ｂ）に示す印刷配線板１０３，１０４を得た。
印刷配線板１０３は、差動配線２´にミアンダ部を設けず、配線長を調整していない。そのため、内側の配線２ａ´と外側の配線２ｂ´とで配線の差が１．１２７ｍｍである。
印刷配線板１０４は、配線長の調整のためにミアンダ部３４を設けたが、ミアンダ部３４の配線幅を平行配線部の配線幅と同じにしたものである。
【００２１】
上記したこれらの印刷配線板１０３、１０４を用いて、印刷配線板１０１，１０２と同様にＴＤＲ特性および透過特性をシミュレーションした。その結果をそれぞれ図８（ａ）、（ｂ）および図９に示す。
【００２２】
図８（ａ）および図９からわかるように、印刷配線板１０３では、差動インピーダンスが一定であり、整合されているが、内側および外側の配線で配線長の差により、位相の差が出てしまった。また、図８（ｂ）および図９からわかるように、印刷配線板１０４では、配線長の差をミアンダ部で調整したために、位相が一致するものの、差動インピーダンスが一定ではなかった。
一方、印刷配線板１０１，１０２は、図５，６および図９からわかるように差動インピーダンスが一定であり、且つ位相も一致しているので、印刷配線板の品質が安定した。
【００２３】
以上、詳細に説明したように、本開示によれば、印刷配線板において、差動配線の平行配線部の進行方向を変える屈曲部の前後において、ミアンダ部を内側の配線に、外側の配線との配線間隙が広がるように少なくとも一つ配置し、このミアンダ部の配線幅を平行配線部の配線幅より太くしたので、差動配線の配線精度を高くしたまま差動インピーダンスの変動を抑制して安定させることができ、その結果として印刷配線板の品質も安定する。
【符号の説明】
【００２４】
１    基板
２、２´  差動配線
３、３４  ミアンダ部
４    幅広部
２ａ、２ｂ    配線
１０１〜１０４  印刷配線板
【図１】
2018037463.tif 000003
【図２】
2018037463.tif 000004
【図３】
2018037463.tif 000005
【図４】
2018037463.tif 000006
【図５】
2018037463.tif 000007
【図６】
2018037463.tif 000008
【図７】
2018037463.tif 000009
【図８】
2018037463.tif 000010
【図９】
2018037463.tif 000011