(57)【要約】【課題】特定周波数帯域のノイズを遮蔽するための電磁気バンドギャップ構造物を提供する。【解決手段】本発明による電磁気バンドギャップ構造物は、第１水平面に位置する複数の導電板と、複数の導電板のうちの二つの導電板ごとに、当該二つの導電板間を電気的に接続するステッチングビア部とを含み、ステッチングビア部は、一端が二つの導電板のうちの一つに接続する第１ビアと、一端が二つの導電板のうちの他の一つに接続する第２ビアと、第１水平面に直交する少なくとも一つの垂直平面上に螺旋状の直列接続構造を形成するスパイラル接続部と、スパイラル接続部の一端と第１ビアの他端とを接続する第１導電性接続パターンと、スパイラル接続部の他端と第２ビアの他端とを接続する第２導電性接続パターンと、を含むことを特徴とする。【選択図】図６
2011139016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１水平面に位置する複数の導電板と、前記複数の導電板のうちの二つの導電板ごとに、当該二つの導電板間を電気的に接続するステッチングビア部と、を含み、
前記ステッチングビア部は、
一端が前記二つの導電板のうちの一つに接続する第１ビアと、
一端が前記二つの導電板のうちの他の一つに接続する第２ビアと、
前記第１水平面に直交する少なくとも一つの垂直平面上に螺旋状の直列接続構造を形成するスパイラル接続部と、
前記スパイラル接続部の一端と前記第１ビアの他端とを接続する第１導電性接続パターンと、
前記スパイラル接続部の他端と前記第２ビアの他端とを接続する第２導電性接続パターンと、
を含むことを特徴とする電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２】
前記スパイラル接続部が、
同一水平面上の異なる位置間の接続は導電性接続パターンにより接続され、互いに異なる二つの水平面間の接続はビアを介して接続されることにより、前記少なくとも一つの垂直平面上に前記螺旋状の直列接続構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項３】
前記スパイラル接続部が形成される前記少なくとも一つの垂直平面が、
前記ステッチングビア部により接続される前記二つの導電板間の離隔空間に対応する位置に存在する垂直平面であることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項４】
前記スパイラル接続部が二つ以上の垂直平面上に亘って形成される場合、
前記螺旋状の接続構造も前記二つ以上の垂直平面上にそれぞれ形成され、互いに異なる垂直平面上に位置する部分相互間が導電性接続パターンにより互いに接続されることにより、全体的に前記直列接続構造を形成することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項５】
前記スパイラル接続部が、
前記同一水平面上の異なる位置間を接続する少なくとも一つの前記導電性接続パターンと、前記互いに異なる二つの水平面間を接続する少なくとも一つの前記ビアとを用いて１回以上折り曲げた接続構造を有するように製作されることにより、前記垂直平面上に存在する複数のレイヤを経由する前記螺旋状の直列接続構造を形成することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項６】
前記複数の導電板の上部または下部には誘電層が位置し、前記ステッチングビア部に含まれているビアは前記誘電層を貫通して形成されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項７】
第２水平面に前記複数の導電板に対向して位置する導電層が存在する場合、
前記ステッチングビア部と前記導電層との間が電気的に分離されるように、前記導電層には、前記ステッチングビア部が経由する軌跡に対応する部分にクリアランスホールが形成されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項８】
前記ステッチングビア部に含まれている導電性接続パターンが、直線状または１回以上折り曲げられた線状で製作されることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項９】
回路基板であって、
第１水平面に位置する複数の導電板と、前記複数の導電板のうちの二つの導電板ごとに、当該二つの導電板間を電気的に接続するステッチングビア部とを含む電磁気バンドギャップ構造物が、前記回路基板内に存在するノイズ源とノイズ遮蔽先との間のノイズ伝達可能経路の間に配置され、
前記ステッチングビア部は、
一端が前記二つの導電板のうちの一つに接続する第１ビアと、
一端が前記二つの導電板のうちの他の一つに接続する第２ビアと、
前記第１水平面に直交する少なくとも一つの垂直平面上に螺旋状の直列接続構造を形成するスパイラル接続部と、
前記スパイラル接続部の一端と前記第１ビアの他端とを接続する第１導電性接続パターンと、
前記スパイラル接続部の他端と前記第２ビアの他端とを接続する第２導電性接続パターンと、
を含むことを特徴とする回路基板。
【請求項１０】
前記スパイラル接続部が、
同一水平面上の異なる位置間の接続は導電性接続パターンにより接続され、互いに異なる二つの水平面間の接続はビアを介して接続されることにより、前記少なくとも一つの垂直平面上に前記螺旋状の直列接続構造を形成することを特徴とする請求項９に記載の回路基板。
【請求項１１】
前記スパイラル接続部が形成される前記少なくとも一つの垂直平面が、
前記ステッチングビア部により接続される前記二つの導電板間の離隔空間に対応する位置に存在する垂直平面であることを特徴とする請求項９または１０に記載の回路基板。
【請求項１２】
前記スパイラル接続部が二つ以上の垂直平面上に亘って形成される場合、
前記螺旋状の接続構造も前記二つ以上の垂直平面上にそれぞれ形成され、互いに異なる垂直平面上に位置する部分相互間が導電性接続パターンにより互いに接続されることにより、全体的に前記直列接続構造を形成することを特徴とする請求項９から１１の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項１３】
前記スパイラル接続部が、
前記同一水平面上の異なる位置間を接続する少なくとも一つの前記導電性接続パターンと、前記互いに異なる二つの水平面間を接続する少なくとも一つの前記ビアとを用いて１回以上折り曲げた接続構造を有するように製作されることにより、前記垂直平面上に存在する複数のレイヤを経由する前記螺旋状の直列接続構造を形成することを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項１４】
前記複数の導電板の上部または下部には誘電層が位置し、前記ステッチングビア部に含まれているビアは、前記誘電層を貫通して形成されることを特徴とする請求項９から１３の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項１５】
第２水平面に前記複数の導電板に対向して位置する導電層が存在する場合、
前記ステッチングビア部と前記導電層との間が電気的に分離されるように、前記導電層には、前記ステッチングビア部が経由する軌跡に対応する部分にクリアランスホールが形成されることを特徴とする請求項９から１４の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項１６】
前記導電板は接地層及び電源層のうちの一つに電気的に接続し、前記導電層は他の一つに電気的に接続することを特徴とする請求項１５に記載の回路基板。
【請求項１７】
前記導電板は接地層及び信号層のうちの一つに電気的に接続し、前記導電層は他の一つに電気的に接続することを特徴とする請求項１５に記載の回路基板。
【請求項１８】
前記回路基板に動作周波数の異なる二つの電子回路が搭載される場合、
前記ノイズ源及び前記ノイズ遮蔽先は前記回路基板において前記二つの電子回路が搭載されるそれぞれの位置のうちの一つ及び他の一つに対応することを特徴とする請求項９から１７の何れか１項に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁気バンドギャップ構造（Electromagnetic bandgap structure）に関するもので、より詳細には、特定周波数帯域の信号伝達を遮断する電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子機器や通信機器は、移動性要求が高まる最近の傾向を受けて、ますます小型化、薄型化、軽量化されている。
【０００３】
これら電子機器及び通信機器には、その機器の機能や動作を実行するための多様な電子回路（アナログ回路及びデジタル回路）が複合的に含まれており、これら電子回路は、通常、印刷回路基板（Printed Circuit Board：ＰＣＢ）に搭載されてその機能を実行する。
【０００４】
しかしながら、印刷回路基板に搭載された電子回路の大部分はそれぞれの動作周波数が異なっている。そのため、多様な電子回路が複合的に搭載されている印刷回路基板においては、通常、一つの電子回路の動作周波数とそのハーモニクス（harmonics）成分による電磁波（EM wave）が他の電子回路に伝達されることによりノイズを発生する問題が生じることがある。ここで、伝達されるノイズは放射ノイズ（radiation noise）と伝導ノイズ（conduction noise）とに大別できる。
【０００５】
図１に示すように、放射ノイズ１５５は、通常、電子回路に遮蔽用キャップを被せることにより容易に低減できるが、伝導ノイズ１５０は、基板内部の信号伝達経路を介して伝達されるため、ノイズを低減させる方法を見出すことが困難であった。
【０００６】
図１を参照してより具体的に説明する。図１は動作周波数の異なる二つの電子回路が搭載された印刷回路基板の断面図である。図１には４層構造の印刷回路基板１００が示されているが、これ以外にも２層、６層、８層構造など、多様に変形可能である。
【０００７】
図１を参照すると、印刷回路基板１００には、四つの金属層（metal layer）１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４と、各金属層の間に介在する誘電層１２０−１、１２０−２、１２０−３が含まれている。印刷回路基板１００の最上位金属層１１０−１上には、異なる動作周波数を有する二つの電子回路１３０、１４０（以下、第１電子回路１３０、第２電子回路１４０と称する）が搭載されている。ここでは、第１電子回路１３０及び第２電子回路１４０はいずれもデジタル回路であると仮定する。
【０００８】
ここで、仮に金属層１１０−２を接地層（ground layer）、金属層１１０−３を電源層（power layer）であるとすると、第１電子回路１３０及び第２電子回路１４０の各接地端子（ground pin）は金属層１１０−２に、各電源端子（power pin）は金属層１１０−３に、電気的に接続する。また、印刷回路基板１００内のすべての接地層間、及びすべての電源層間はビア１６０を介して互いに電気的に接続する。
【０００９】
そのため、第１電子回路１３０と第２電子回路１４０とが互いに異なる動作周波数を有する場合には、図１に示すように、第１電子回路１３０の動作周波数及びそのハーモニクス成分による伝導ノイズ１５０が第２電子回路１４０に伝達され、第２電子回路１４０の正確な機能及び動作を妨げることになる。
【００１０】
このような伝導ノイズ問題は、電子機器が複雑になりデジタル回路の動作周波数が増加するにつれて、その解決がますます難しくなっている。特に、伝導ノイズ問題の典型的な解決方法であったバイパスキャパシタ（bypass capacitor）あるいはデカップリングキャパシタ（decoupling capacitor）による方法も、高周波数帯域を用いる電子機器には根本的な解決策となっていない。
【００１１】
また、これらの方法は、様々な電子回路が同一基板に設けられている複雑な配線構造の基板を有する場合や、ＳＩＰ（System in Package）のように狭い領域に多くの能動素子及び受動素子が設けられる場合や、またネットワークボード（network board）のように高周波数帯域における動作周波数を必要とする場合などには、根本的な解決に至らないという問題があった。
【００１２】
したがって、上述した伝導ノイズを解決するための一つの方策として、電磁気バンドギャップ構造（electromagnetic bandgap structure：ＥＢＧ）が注目されている。これは、印刷回路基板の内部に特定構造を有する電磁気バンドギャップ構造物を配置することにより、特定周波数帯域の信号を遮蔽するというものである。従来技術によるＥＢＧ構造としては大きく分けて２種類、すなわちＭＴ−ＥＢＧ（Mushroom type EBG）とＰＴ−ＥＢＧ（Planar type EBG）がある。
【００１３】
先ず、図２にはＭＴ−ＥＢＧの一般的な形態が示されている。
【００１４】
ＭＴ−ＥＢＧは、例えば電源層と接地層となる二つの金属層の間にきのこ型のＥＢＧセル（EBG cell）２３０が繰り返し介在した構造を有する。図２には、図面図示の便宜のために総四つのＥＢＧセルのみを示す。
【００１５】
図２を参照すると、ＭＴ−ＥＢＧ２００は、それぞれ接地層及び電源層となる第１金属層２１０と第２金属層２２０との間に金属板２３１をさらに形成し、第１金属層２１０と金属板２３１との間がビア２３２で接続されるきのこ型構造物２３０を複数個、繰り返し配置した構造を有する。ここで、第１金属層２１０と金属板２３１との間には第１誘電層２１５が、金属板２３１と第２金属層２２０との間には第２誘電層２２５が介在している。
【００１６】
このようなＭＴ−ＥＢＧ２００によれば、第２金属層２２０、第２誘電層２２５、及び金属板２３１により形成されるキャパシタンス成分と、第１誘電層２１５を貫通して第１金属層２１０と金属板２３１との間を接続するビア２３２により形成されるインダクタンス成分が、第１金属層２１０と第２金属層２２０との間でＬ−Ｃ直列接続状態を有することにより、一種の帯域阻止フィルタ（band stop filter）としての機能をすることができる。
【００１７】
しかし、ＭＴ−ＥＢＧ２００を実現するには少なくとも３層が必要となり、層数が増加するという短所がある。この場合、ＰＣＢの製造コストが上昇するだけでなく、デザインの自由度が低減するという問題も生じる。
【００１８】
一方、図３にはＰＴ−ＥＢＧが示されている。
【００１９】
ＰＴ−ＥＢＧは、電源層または接地層となる一つの金属層全体に対して特定パターンのＥＢＧセル３２０−１を繰り返し配置した構造を有する。図３にも、図面図示の便宜のために総四つのＥＢＧセルのみを示す。
【００２０】
図３を参照すると、ＰＴ−ＥＢＧ３００は、任意の一金属層３１０とは異なる平面に位置する複数の金属板３２１−１，３２１−２，３２１−３，３２１−４が特定の一部分（図３の各金属板の角の末端）を介して金属ブランチ（metal branch）３２２−１，３２２−２，３２２−３，３２２−４を用いて相互にブリッジ（bridge）接続する構造を有する。
【００２１】
このとき、広い面積を有する金属板３２１−１，３２１−２，３２１−３，３２１−４が低インピーダンス領域を構成し、狭い面積を有する金属ブランチ３２２−１、３２２−２、３２２−３、３２２−４が高インピーダンス領域を構成する。したがって、ＰＴ−ＥＢＧ３００は低インピーダンス領域と高インピーダンス領域が交互に繰り返し形成される構造であることから、特定周波数帯域のノイズを遮蔽できる帯域阻止フィルタとしての機能を行う。
【００２２】
このようなＰＴ−ＥＢＧ構造は、ＭＴ−ＥＢＧ構造とは異なり、２層のみでも電磁気バンドギャップ構造を構成できるという長所はあるが、セルの小型化が困難であり、かつより広い領域に亘って形成されるため、様々な応用製品に適用しにくいというデザインに限界がある。これはＰＴ−ＥＢＧが様々なパラメータを活用できず、単に二つのインピーダンス成分のみを用いてＥＢＧ構造を形成することによる。
【００２３】
上述したように、ＭＴ−ＥＢＧ、ＰＴ−ＥＢＧなどの従来技術による電磁気バンドギャップ構造だけでは、様々な応用製品ごとに要求される条件や特性に合わせて、それぞれのバンドギャップ周波数帯域を調節したり、該バンドギャップ周波数帯域における伝導ノイズを所望するレベル以下に低減するには限界があった。
【００２４】
したがって、上述した伝導ノイズの問題を解決し、バンドギャップ周波数帯域の異なる様々な応用製品にも汎用的に適用できる電磁気バンドギャップ構造に関する研究が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、特定周波数帯域の伝導ノイズを遮蔽することのできる電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む回路基板を提供することを目的とする。
【００２６】
本発明のまた他の目的は、バイパスキャパシタまたはデカップリングキャパシタなどを利用せずに、回路基板内に特定構造を有する電磁気バンドギャップ構造物を配置することにより、伝導ノイズ問題を解決できる回路基板を提供することにある。
【００２７】
本発明のまた他の目的は、回路基板に適しているデザインの柔軟性や設計自由度を具備し、かつ、多様なバンドギャップ周波数帯域に対して実現できるので、様々な応用製品（例えば、ＲＦ回路とデジタル回路が同一基板に設けられる移動通信端末などの電子機器、ＳｉＰ、ネットワークボードなど）に汎用的に適用できる電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む回路基板を提供することにある。
【００２８】
本発明のさらに別の目的は下記の説明を通して容易に理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の一実施形態によれば、特定周波数帯域のノイズを遮蔽することのできる電磁気バンドギャップ構造物が提供される。
【００３０】
本発明の実施例による電磁気バンドギャップ構造物は、第１水平面に位置する複数の導電板と、上記複数の導電板のうちの二つの導電板間を夫々電気的に接続させるステッチングビア部と、を含み、上記ステッチングビア部は、一端が上記二つの導電板のうちの一つと接続する第１ビアと、一端が上記二つの導電板のうちの他の一つと接続する第２ビアと、上記第１水平面に直交する少なくとも一つの垂直平面上に螺旋状の直列接続構造を形成するスパイラル接続部と、上記スパイラル接続部の一端と上記第１ビアの他端とを接続する第１導電性接続パターンと、上記スパイラル接続部の他端と上記第２ビアの他端とを接続する第２導電性接続パターンと、を含むことを特徴とする。
【００３１】
一実施例において上記スパイラル接続部は、同一水平面上の異なる位置間の接続が導電性接続パターンにより接続され、互いに異なる二つの水平面間の接続はビアを介して接続されることにより、上記少なくとも一つの垂直平面上に上記螺旋状の直列接続構造を形成することができる。
【００３２】
上記スパイラル接続部が形成される上記少なくとも一つの垂直平面は、上記ステッチングビア部により接続される上記二つの導電板間の離隔空間に対応する位置に存在する垂直平面であってもよい。
【００３３】
上記スパイラル接続部が二つ以上の垂直平面上に亘って形成される場合、上記螺旋状の接続構造も上記二つ以上の垂直平面上にそれぞれ形成され、互いに異なる垂直平面上に位置する部分相互間が導電性接続パターンにより互いに接続されることにより、全体的に上記直列接続構造を形成することができる。
【００３４】
上記スパイラル接続部は、上記同一水平面上の異なる位置間を接続する少なくとも一つの上記導電性接続パターンと、上記互いに異なる二つの水平面間を接続する少なくとも一つの上記ビアとを用いて１回以上折り曲げた接続構造を有するように製作されることにより、上記垂直平面上に存在する複数のレイヤ（layer）を経由する上記螺旋状の直列接続構造を形成することができる。
【００３５】
上記複数の導電板の上部または下部には誘電層が位置し、上記ステッチングビア部に含まれているビアは上記誘電層を貫通して形成されてもよい。
【００３６】
一実施例において第２水平面に上記複数の導電板に対向して位置する導電層が存在する場合、上記ステッチングビア部と上記導電層との間が電気的に分離されるように、上記導電層には、上記ステッチングビア部が経由する軌跡に対応する部分にクリアランスホールが形成されてもよい。
【００３７】
上記ステッチングビア部に含まれている導電性接続パターンは、直線状または１回以上折り曲げられた線状で製作されることができる。
【００３８】
本発明の他の実施形態によれば、第１水平面に位置する複数の導電板と、上記複数の導電板のうちの二つの導電板間を電気的に接続させるステッチングビア部とを含む電磁気バンドギャップ構造物が、上記回路基板に存在するノイズ源とノイズ遮蔽先との間のノイズ伝達可能経路に配置される回路基板が提供される。
【００３９】
ここで、上記ステッチングビア部は、一端が上記二つの導電板のうちの一つに接続する第１ビアと、一端が上記二つの導電板のうちの他の一つに接続する第２ビアと、上記第１水平面に直交する少なくとも一つの垂直平面上に螺旋状の直列接続構造を形成するスパイラル接続部と、上記スパイラル接続部の一端と上記第１ビアの他端とを接続する第１導電性接続パターンと、上記スパイラル接続部の他端と上記第２ビアの他端とを接続する第２導電性接続パターンと、を含むことを特徴とする。
【００４０】
一実施例において上記スパイラル接続部は、同一水平面上の異なる位置間の接続が導電性接続パターンにより接続され、互いに異なる二つの水平面間の接続はビアを介して接続されることにより、上記少なくとも一つの垂直平面上に上記螺旋状の直列接続構造を形成することができる。
【００４１】
上記スパイラル接続部が形成される上記少なくとも一つの垂直平面は、上記ステッチングビア部により接続される上記二つの導電板間の離隔空間に対応する位置に存在する垂直平面であってもよい。
【００４２】
上記スパイラル接続部が二つ以上の垂直平面上に亘って形成される場合、上記螺旋状の接続構造も上記二つ以上の垂直平面上にそれぞれ形成され、互いに異なる垂直平面上に位置する部分相互間が導電性接続パターンにより互いに接続されることにより、全体的に上記直列接続構造を形成することができる。
【００４３】
上記スパイラル接続部は、上記同一水平面上の異なる位置間を接続する少なくとも一つの上記導電性接続パターンと、上記互いに異なる二つの水平面間を接続する少なくとも一つの上記ビアとを用いて１回以上折り曲げた接続構造を有するように製作されることにより、上記垂直平面上に存在する複数のレイヤを経由する上記螺旋状の直列接続構造を形成することができる。
【００４４】
上記複数の導電板の上部または下部には誘電層が位置し、上記ステッチングビア部に含まれているビアは上記誘電層を貫通して形成されれもよい。
【００４５】
一実施例において第２水平面に上記複数の導電板に対向して位置する導電層が存在する場合、上記ステッチングビア部と上記導電層との間が電気的に分離されるように、上記導電層には、上記ステッチングビア部が経由する軌跡に対応する部分にクリアランスホールが形成されてもよい。
【００４６】
上記導電板は接地層及び電源層のうちの何れか一つに電気的に接続し、上記導電層は他の一つに電気的に接続してもよい。
【００４７】
上記導電板は接地層及び信号層（signal layer）のうちの何れか一つに電気的に接続し、上記導電層は他の一つに電気的に接続してもよい。
【００４８】
上記回路基板に動作周波数の異なる二つの電子回路が搭載される場合、上記ノイズ源及び上記ノイズ遮蔽先は上記回路基板において上記二つの電子回路が搭載されるそれぞれの位置のうちの一つ及び他の一つに対応することができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の実施例によれば、バイパスキャパシタまたはデカップリングキャパシタなどを利用せずに、回路基板内に特定構造を有する電磁気バンドギャップ構造物を配置することにより、伝導ノイズ問題を解決することができる。
【００５０】
また、本発明の実施例によれば、回路基板にさらに適したデザインの柔軟性や設計自由度を具備しており、様々なバンドギャップ周波数帯域に対して実現可能であるので、様々な応用製品（例えば、ＲＦ回路とデジタル回路が同一基板に設けられる移動通信端末などの電子機器、ＳｉＰ、ネットワークボードなど）に汎用的に適用することができる。
【００５１】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】動作周波数の異なる二つの電子回路を含む印刷回路基板の断面図である。
【図２】従来技術による電磁気バンドギャップ構造物であって、ＭＴ−ＥＢＧ構造を概略的に示す図面である。
【図３】従来技術による電磁気バンドギャップ構造物の他の例であって、ＰＴ−ＥＢＧ構造を概略的に示す図面である。
【図４ａ】本発明と類似の遮蔽原理を有するステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物に対する概略的な立体斜視図である。
【図４ｂ】図４ａに示された電磁気バンドギャップ構造物の等価回路図である。
【図４ｃ】図４ａに示された電磁気バンドギャップ構造物の変形例である。
【図５ａ】四角形状の金属板を有する、ステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図である。
【図５ｂ】三角形状の金属板を有する、ステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図である。
【図５ｃ】大きさの異なる複数のグループの金属板で形成され、ステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図である。
【図５ｄ】大きさの異なる複数のグループの金属板で形成され、ステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図である。
【図５ｅ】ステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物による帯状の配列構造を示す平面図である。
【図６】本発明の一実施例による電磁気バンドギャップ構造物を概略的に示す立体斜視図である。
【図７ａ】図６の電磁気バンドギャップ構造物を説明するための詳細図面である。
【図７ｂ】図６の電磁気バンドギャップ構造物を説明するための詳細図面である。
【図７ｃ】図６の電磁気バンドギャップ構造物を説明するための詳細図面である。
【図７ｄ】図６の電磁気バンドギャップ構造物を説明するための詳細図面である。
【図８ａ】本発明の他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物を説明するための図面である。
【図８ｂ】本発明の他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物を説明するための図面である。
【図８ｃ】本発明の他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物を説明するための図面である。
【図９ａ】本発明のまた他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物を説明するための図面である。
【図９ｂ】本発明のまた他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物を説明するための図面である。
【図１０】本発明のまた他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物を説明するための図面である。
【図１１ａ】本発明のまた他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物を説明するための図面である。
【図１１ｂ】本発明のまた他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物を説明するための図面である。
【図１２】本発明の実施例による電磁気バンドギャップ構造物の周波数特性を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本発明は多様な変更を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、本願では特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明の説明において、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明瞭にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
「第１」、「第２」などの用語は、多様な構成要素を説明するために用いられるに過ぎなく、上記構成要素が上記用語により限定されるものではない。上記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけに用いられる。
【００５５】
以下、本発明の各実施例による電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む回路基板に関して説明するが、その前に、本発明の理解を助けるために、本発明の電磁気バンドギャップ構造によるノイズ遮蔽原理と類似の基本原理を有する、ステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物について図４ａから図４ｃを参照して説明する。
【００５６】
本明細書においては、本発明の電磁気バンドギャップ構造を説明するに当たって、全般的には金属層、金属板（metal plate）、及び金属線（metal trace/line）を用いる場合を中心に説明するが、これが金属ではなく他の導電性物質で製造された導電層（conductive layer）、導電板（conductive plate）、及び導電線（conductive trace/line）または導電性接続パターン（conductive connecting pattern）でそれぞれ代替できることは当業者にとって自明なことである。
【００５７】
また、図４ａ、図４ｃには図面図示の便宜上、二つの金属板だけを示しているが、電磁気バンドギャップ構造物の一構成要素である金属板は、図５ａから図５ｅに示すように、回路基板内に存在するノイズ伝達可能経路に複数個を繰り返し配置できることは明らかである。
【００５８】
図４ａに示されている電磁気バンドギャップ構造物４００は、金属層４１０、金属層４１０から離隔して位置する複数の金属板４３０−１，４３０−２（以下、第１金属板４３０−１、第２金属板４３０−２ともいう）、及びステッチングビア（stitching via）４４０を含む。図４ａの電磁気バンドギャップ構造物は、金属層４１０を第１層とし、複数の金属板４３０−１，４３０−２を第２層とする２層平面（planar）構造を有している。ここで、金属層４１０と複数の金属板４３０−１，４３０−２との間には誘電層４２０が介在している。
【００５９】
図面図示の便宜上、図４ａは、電磁気バンドギャップ構造物を構成する構成要素、すなわちステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物の構成部分だけを示し、図４ａに示された金属層４１０及び金属板４３０−１，４３０−２は、多層印刷回路基板の内部に存在する任意の二つの層であるものとすることができる。具体的に、金属層４１０の下部にはさらに他の金属層が存在可能であり、金属板４３０−１，４３０−２の上部にもさらに他の金属層が存在可能である。また、金属層４１０と金属板４３０−１，４３０−２との間にもさらに他の金属層が存在可能である。
【００６０】
また、図４ａに示された電磁気バンドギャップ構造物は、伝導ノイズを遮蔽するために、多層印刷回路基板内においてそれぞれ電源層及び接地層を構成する任意の二つの金属層間に配置されることができる。これは本発明の電磁気バンドギャップ構造物についても同様である。また、伝導ノイズ問題は必ずしも電源層と接地層との間に限られないので、図４ａに示された電磁気バンドギャップ構造物は、多層印刷回路基板内における互いに異なる層にある二つの接地層の間あるいは二つの電源層の間にも配置されることができる。
【００６１】
したがって、図４ａに示された金属層４１０は、電気的信号を伝達するために印刷回路基板内に存在する任意の一金属層とすることができる。例えば、金属層４１０は電源層または接地層として機能する金属層、または信号ラインを構成する信号層として機能する金属層とすることができる。
【００６２】
この場合、金属層４１０は、複数の金属板とは異なる平面に位置し、かつ、複数の金属板とは電気的に分離されている。すなわち、金属層４１０は、印刷回路基板内で複数の金属板４３０−１，４３０−２と電気信号的に異なる層を構成する。例えば、金属層４１０が電源層である場合、金属板は接地層と電気的に接続され、金属層４１０が接地層である場合、金属板は電源層と電気的に接続される。または、金属層４１０が信号層である場合、金属板は接地層と電気的に接続され、金属層４１０が接地層である場合、金属板は信号層と電気的に接続される。
【００６３】
複数の金属板４３０−１，４３０−２は、金属層４１０上部の一平面上に位置する。このとき、二つの金属板間はステッチングビアを介して電気的に接続され、このように、二つの金属板間を電気的に接続させるそれぞれのステッチングビアにより、複数の金属板すべてが電気的に一つに接続することになる。
【００６４】
図４ａには、ある一つの金属板を基準として、それと隣接している四方の金属板の間が各々一つのステッチングビアを介して接続され、金属板のすべてが電気的に接続される形態が示されているが（図５ａ参照）、すべての金属板が電気的に一つに接続されて閉ループ（closed loop）を形成することができれば、ステッチングビアを介した金属板間の接続方式は如何なる方式を適用してもよい。
【００６５】
また、図４ａには図面図示の便宜上、同一面積の四角形の形状を有するそれぞれの金属板を示したが、その他にも様々な変形が可能であることは自明である。これは本発明の電磁気バンドギャップ構造物についても同様である。これについて図５ａから図５ｅを参照して説明する。
【００６６】
金属板は、図５ａのような四角形、図５ｂのような三角形の形状以外にも、六角形、八角形などの多様な多角形の形状や、円形または楕円形などの形状を有することができ、その形状に特に制限はない。また、金属板は、図５ａ、図５ｂ、図５ｅに示すように、すべてが同じサイズ（面積、厚さ）を有してもよく、図５ｃ及び５ｄに示すように、異なるサイズを有して大きさの異なる複数のグループ別に配置されてもよい。
【００６７】
図５ｃを参照すると、相対的に大きいサイズの大金属板Ｂと相対的に小さいサイズの小金属板Ｃが交互に配列されており、図５ｄでは、相対的に大きいサイズの大金属板Ｄと相対的に小さいサイズの小金属板Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４が配置されている。小金属板Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は２×２で配列されており、全体的に大金属板Ｄとほぼ同じ面積を占めるようになる。
【００６８】
また、図５ａから図５ｅの図面での金属板は電磁気バンドギャップ構造物におけるそれぞれのセルに対応する。図５ａから図５ｄのように、印刷回路基板の一面全体に電磁気バンドギャップ構造物のセルを密に繰り返し配置・配列することが可能であり、さらに図５ｅのように、経路の一部だけに配置・配列することも可能である。例えば、図５ｅを参照すると、ノイズ源（noise source point）１１とそのノイズ遮蔽先１２との間に、セルをノイズ伝達可能経路に沿って１列以上繰り返し配置することが可能であり、また、ノイズ源２１とそのノイズ遮蔽先２２との間にノイズ伝達可能経路を横切って遮る形態（遮蔽シールドまたは遮蔽帯の形態）でセルを１列以上配置することも可能である。
【００６９】
ここで、ノイズ源及びノイズ遮蔽先は、印刷回路基板に搭載された動作周波数の互いに異なる二つの電子回路（上述した図１の第１電子回路１３０及び第２電子回路１４０）を仮定する場合、その二つの電子回路が印刷回路基板上に搭載されるそれぞれの位置に対応することができる。
【００７０】
ステッチングビアは、複数の金属板のうちの二つを互いに電気的に接続させることができる。本明細書に添付されたすべての図面には、ステッチングビアが、隣接した二つの金属板間を電気的に接続させる方式が採用されているが、一つのステッチングビアを介して接続する二つの金属板が必ずしも隣接している必要はない。また、ある一つの金属板を基準として、他の一つの金属板が一つのステッチングビアを介して接続する場合を示しているが、二つの金属板間を接続させるステッチングビアの数は特に制限されない。
【００７１】
しかしながら、以下では、隣接した二つの金属板が一つのステッチングビアを介して接続される場合を中心に説明する。
【００７２】
図４ａにあって、ステッチングビア４４０は、第１ビア４４１、第２ビア４４２、及び接続パターン４４３を含み、隣接する二つの金属板間を電気的に接続させる機能をする。
【００７３】
そのため、第１ビア４４１は第１金属板４３０−１に接続された一端４４１ａから誘電層４２０を貫通して形成され、第２ビア４４２は第２金属板４３０−２に接続された一端４４２ａから誘電層４２０を貫通して形成される。また、接続パターン４４３は金属層４１０と同一平面上に位置し、その一端が第１ビア４４１の他端４４１ｂに接続され、他端が第２ビア４４２の他端４４２ｂに接続される。このとき、各ビアの一端及び他端にはビアランドがビアの断面積よりも大きく形成されるが、これはビア形成時のドリル工程による位置ずれを克服するためであり、自明な事項であるので詳細な説明は省略する。
【００７４】
このとき、金属板４３０−１，４３０−２と金属層４１０との間が電気的に接続されることを防止するために、ステッチングビア４４０の接続パターン４４３の周縁りにはクリアランスホール（clearance hole）４５０が設けられてもよい。
【００７５】
図４ａの電磁気バンドギャップ構造物において、隣接する二つの金属板４３０−１，４３０−２は同一平面上で接続せずにステッチングビア４４０を介して他の平面（すなわち、金属層４１０と同一平面）を経由して接続する。したがって、図４ａのようなステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物４００は、同一条件下において、隣接する金属板間を同一平面上で接続させることに比べて、インダクタンス成分をより容易にかつより長く確保できるという利点がある。それだけでなく、本発明によれば、隣接する金属板はステッチングビア４４０により接続されるので、金属板間を電気的に接続させるための別途のパターンを形成する必要がない。これにより、金属板間の離隔間隔を減らすことができて、隣接する金属板間に形成されるキャパシタンス成分を増加させることもできるという利点がある。
【００７６】
図４ａの特定周波数帯域の信号を遮蔽する電磁気バンドギャップ構造物の原理は次の通りである。金属層４１０と金属板４３０−１，４３０−２との間には誘電層４２０が介在され、これにより、金属層４１０と金属板４３０−１，４３０−２との間及び隣接する二つの金属板間にはキャパシタンス成分が存在する。また、ステッチングビア４４０により、隣接する二つの金属板間には第１ビア４４１→接続パターン４４３→第２ビア４４２を経由するインダクタンス成分も存在する。ここで、キャパシタンス成分は金属層４１０と金属板４３０−１，４３０−２との間及び隣接する二つの金属板間の離隔間隔、誘電層４２０を構成する誘電物質の誘電率、金属板の大きさ、形状、面積などのような要素により異なる値を持つことができる。またインダクタンス成分も、第１ビア４４１、第２ビア４４２、及び接続パターン４４３の形状、長さ、厚さ、幅、断面積などのような要素により異なる値をとることができる。したがって、上述した様々な要素を適切に調整、設計すれば、図４ａに示された構造物を目的周波数帯域の特定信号または特定ノイズを除去または遮蔽するための電磁気バンドギャップ構造（electro bandgap structure）（一種の帯域阻止フィルタとして機能する）として汎用的に活用することができる。これは図４ｂの等価回路図を通じて容易に理解できよう。
【００７７】
図４ｂの等価回路図を図４ａの電磁気バンドギャップ構造物に適用して説明すると、インダクタンス成分であるＬ１は第１ビア４４１に該当し、インダクタンス成分であるＬ２は第２ビア４４２に該当し、インダクタンス成分であるＬ３は接続パターン４４３に該当する。また、Ｃ１は金属板４３０−１，４３０−２とその上部に位置する他の任意の誘電層及び金属層によるキャパシタンス成分であり、Ｃ２及びＣ３は接続パターン４４３を基準としてそれと同一平面に位置している金属層４１０と、その下部に位置する他の任意の誘電層及び金属層によるキャパシタンス成分である。
【００７８】
上記の等価回路図により、図４ａの電磁気バンドギャップ構造物は、特定周波数帯域の信号を遮蔽する帯域阻止フィルタとして機能することになる。すなわち、図４ｂの等価回路図から分かるように、低周波数帯域の信号（ｘ）及び高周波数帯域の信号（ｙ）は電磁気バンドギャップ構造物を通過し、その中間の特定周波数帯域の信号（ｚ１）、（ｚ２）、（ｚ３）は電磁気バンドギャップ構造物により遮蔽される。
【００７９】
したがって、図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、図５ｄの印刷回路基板内部の任意の基板面全体に、あるいは、図５ｅのように面の一部にだけ、図４ａの構造物、または後述する本発明の実施例による電磁気バンドギャップ構造物をその回路基板内に存在するノイズ伝達可能経路に繰り返し配列すると、特定周波数帯域の信号伝達を遮蔽できる電磁気バンドギャップ構造として機能できるようになる。
【００８０】
これは、図４ｃに示された電磁気バンドギャップ構造物もほぼ同様である。
【００８１】
図４ｃに示された他の形態の電磁気バンドギャップ構造物には、図４ａに示した電磁気バンドギャップ構造物の金属層４１０が存在しないことが分かる。
【００８２】
すなわち、接続パターン４４３が形成される位置に対応して同一平面上に任意の金属層が存在する場合、接続パターン４４３は、図４ａに示されたように、同一平面上の金属層４１０に形成されたクリアランスホール４５０内に収容される形態で形成されるが、これ以外にも、図４ｃに示すように、接続パターン４４３の形成位置に別途の金属層が存在しない場合も想定できる。当然ながら、図４ｃにおいても金属板の下部には誘電層４２０が存在する。
【００８３】
図面に示されていないが、また他の形態であって、ステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物は、必ずしも、図４ａに示された金属層４１０上に誘電層４２０を積層し、さらにその上に金属板４３０−１，４３０−２を積層する積層構造を有する必要はない。すなわち、ステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物は、金属板を下層、金属層を上層とし、その間に介在した誘電層を貫通するステッチングビアを含む積層構造（図４ａの積層構造の上下が逆になった形態）を有することもできる。このような場合にも、上述したノイズ遮蔽効果を期待できるのは自明なことである。
【００８４】
以下、図６から図１２を参照して本発明の各実施例による電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む回路基板について詳細に説明し、上述した図４ａから図５ｅにおける説明と重複する説明（例えば、金属板の配列方式、配置位置、接続方式、ステッチングビアの細部構成など）については省略し、本発明の各実施例の特徴を主として説明する。
【００８５】
図６は、本発明の一実施例による電磁気バンドギャップ構造物を概略的に示す立体斜視図であり、図７ａから図７ｄは図６の電磁気バンドギャップ構造物を説明するための詳細図面である。
【００８６】
図６には、複数の金属板（図６のＥＢＧプレート参照）と、上記複数の金属板のうちの二つの金属板ごとに、当該二つの金属板間を電気的に接続するステッチングビア部（Stitching Via part）とを含む電磁気バンドギャップ構造が示されている。
【００８７】
上記複数の金属板は、回路基板内の任意の一水平面（図７ｃ及び図７ｄの第１水平面参照）に配列され、上記ステッチングビア部は上記複数の金属板のうちの二つの金属板ごとに、当該二つの金属板間を上記第１水平面とは異なる平面（例えば、図６の金属層が位置した水平面、すなわち、図７ｃ及び図７ｄの第２水平面参照）を経由して形成される。この場合、上記複数の金属板が配列された部分に対向する位置に、上記複数の金属板とは電気的に分離される必要がある金属層が存在する場合、上記金属層には、上記ステッチングビア部が経由する軌跡に対応する部分に、図６のようにクリアランスホールが形成されてもよい。ここまでは上述した図４ａから図４ｃについての説明と同様である。
【００８８】
ただし、本発明の実施例による電磁気バンドギャップ構造物は、図４ａから図４ｃに示された電磁気バンドギャップ構造物とは次のような相違点を有する。これは電磁気バンドギャップ構造物における「ステッチングビア部」製作形態の差による。
【００８９】
以下、図７ａから図７ｄを参照して本発明の一実施例による「上記ステッチングビア部の特徴的製作形態」について、上記複数の金属板のうち任意の二つの金属板６３０−１，６３０−２間を接続する任意の一ステッチングビア部６４０を例に挙げて説明する。
【００９０】
図７ａは、説明の便宜のために、図６のＥＢＧセル（すなわち、複数の金属板）のうちの任意の二つだけを示した図面である。図７ｂは、図７ａのステッチングビア部６４０だけを別途に示した図面であり、図７ｃは図７ａの垂直断面図である。
【００９１】
上述したように、第１水平面に配列された複数の金属板のうちの二つの金属板ごとは、例えば一つのステッチングビア部を介して電気的に接続でき、本発明の一実施例によれば、上記ステッチングビア部６４０は図７ｂのように製作できる。上記図７ｂのステッチングビア部６４０が有する特徴的製作形態は、図７ｃ及び図７ｄとの比較により容易に確認できる。
【００９２】
図７ｂから図７ｄを参照すると、ステッチングビア部６４０は、一端が上記二つの金属板６３０−１，６３０−２のうちの一つ（図７ａの第１金属板６３０−１参照）と接続する第１ビア６４１と、一端が上記二つの金属板６３０−１，６３０−２のうちの他の一つ（図７ａの第２金属板６３０−２参照）と接続する第２ビア６４２と、上記金属板６３０−１，６３０−２が位置する第１水平面に直交する任意の垂直平面上に形成されるスパイラル接続部６４０ａと、上記スパイラル接続部６４０ａの一端と上記第１ビア６４１の他端との間を接続する第１導電性接続パターン６４３と、上記スパイラル接続部６４０ａの他端と上記第２ビア６４２の他端との間を接続する第２導電性接続パターン６４４と、を含む。
【００９３】
ここで、上記スパイラル接続部６４０ａは、上記垂直平面上に螺旋状の直列接続構造（図７ｄ参照）を形成する。このような螺旋状の接続構造の一端は、上記第１導電性接続パターン６４３を介して第１ビア６４１と接続され、他端は上記第２導電性接続パターン６４４を介して第２ビア６４２と接続されることにより、本発明の一実施例による電磁気バンドギャップ構造物は、全体的に、第１金属板６３０−１→第１ビア６４１→第１導電性接続パターン６４３→上記垂直平面上に螺旋状の接続構造を形成するスパイラル接続部６４０ａ→第２導電性接続パターン６４４→第２ビア６４２→第２金属板６３０−２の順で直列に接続する。
【００９４】
このとき、上記スパイラル接続部６４０ａは、上記第１水平面と直交する任意の垂直平面上に螺旋状の直列接続構造を形成するために、図７ｂ及び図７ｄのように、上記垂直平面上に位置する複数のビア６４５−１，６４５−２，６４５−３と、複数の導電性接続パターン６４６−１，６４６−２と、を含むことができる。
【００９５】
すなわち、スパイラル接続部６４０ａは、上記のような螺旋状の直列接続構造を形成するに当たって、上記垂直平面上の深さ（高さ）の異なる二つの水平面間の接続はビアを介して接続され、上記垂直平面上の同一深さに位置した一水平面での異なる位置間の接続は導電性接続パターンを介して接続されるようになる。
【００９６】
これは、図７ｄを参照すると、同一垂直平面上の第１深さのレイヤＬ−１と第４深さのレイヤＬ−４との間を接続するビア６４５−３、第２深さのレイヤＬ−２と第３深さのレイヤＬ−３との間を接続するビア６４５−１、上記第２深さのレイヤＬ−２と上記第４深さのレイヤＬ−４との間を接続するビア６４５−２、上記第２深さのレイヤＬ−２上の異なる位置間を接続する導電性接続パターン６４６−１、上記第４深さのレイヤＬ−４上の異なる位置間を接続する導電性接続パターン６４６−２から容易に確認できる。
【００９７】
具体的に、本発明の一実施例による電磁気バンドギャップ構造物では、金属板６３０−１，６３０−２が位置する第１水平面に直交する任意の一水平面上に形成される複数のビア６４５−１，６４５−２，６４５−３と複数の導電性接続パターン６４６−１，６４６−２とにより上記水平面上に螺旋構造が形成され、このような螺旋構造の一端が上記第１ビア６４１及び上記第１導電性接続パターン６４３に接続され、他端が上記第２ビア６４２及び上記第２導電性接続パターン６４４に接続される方法を採用している。
【００９８】
このようにすると、上述した図４ａから図４ｃによる電磁気バンドギャップ構造に比べて二つの金属板間を接続するステッチングビア部の長さ（インダクタンス成分に該当する）を大きく増加させることができるため、同一サイズのセルでもストップバンド周波数（stop band frequency）を低減でき、低周波数帯域におけるノイズレベル特性をより改善できるという利点がある。
【００９９】
図８ａから図８ｃは本発明の他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物を説明するための図面である。
【０１００】
上述した図７ａから図７ｄには、一垂直平面上に４層Ｌ−１、Ｌ−２、Ｌ−３、Ｌ−４に亘って形成された螺旋構造のスパイラル接続部６４０ａを含む電磁気バンドギャップ構造物が示されたが、図８ａから図８ｃには、一垂直平面上に８層（Ｌ−１からＬ−８）の螺旋構造のスパイラル接続部８４０ａを含む電磁気バンドギャップ構造が示されている。
【０１０１】
図８ａから図８ｃを参照すると、第１金属板６３０−１と第２金属板６３０−２は、第１金属板６３０−１に接続する第１ビア８４１と、上記第１ビア８４１とスパイラル接続部８４０ａの一端との間を接続する第１導電性接続パターン８４３と、第１水平面に直交する一垂直平面上に螺旋接続構造で形成されるスパイラル接続部８４０ａと、第２金属板６３０−２に接続する第２ビア８４２と、上記第２ビア８４２とスパイラル接続部８４０ａの他端との間を接続する第２導電性接続パターン８４４と、で構成されたステッチングビア部８４０により電気的に接続される。
【０１０２】
上記スパイラル接続部８４０ａは、図８ｂ及び図８ｃに示すように、同一垂直平面上の第１深さのレイヤＬ−１と第８深さのレイヤＬ−８との間を接続するビア８４５−７、第２深さのレイヤＬ−２と上記第８深さのレイヤＬ−８との間を接続するビア８４５−６、上記第２深さのレイヤＬ−２と第７深さのレイヤＬ−７との間を接続するビア８４５−５、第３深さのレイヤＬ−３と上記第７深さのレイヤＬ−７との間を接続するビア８４５−４、上記第３深さのレイヤＬ−３と第６深さのレイヤＬ−６との間を接続するビア８４５−３、第４深さのレイヤＬ−４と上記第６深さのレイヤＬ−６との間を接続するビア８４５−２、上記第４深さのレイヤＬ−４と第５深さレイヤＬ−５との間を接続するビア８４５−１を含む。
【０１０３】
また、上記スパイラル接続部８４０ａは、図８ｂ及び図８ｃを参照すると、上記同一垂直平面上の上記第８深さのレイヤＬ−８上の異なる位置間を接続する導電性接続パターン８４６−６、上記第７深さのレイヤＬ−７上の異なる位置間を接続する導電性接続パターン８４６−４、上記第６深さのレイヤＬ−６上の異なる位置間を接続する導電性接続パターン８４６−２、上記第４深さのレイヤＬ−４上の異なる位置間を接続する導電性接続パターン８４６−１、上記第３深さのレイヤＬ−３上の異なる位置間を接続する導電性接続パターン８４６−３、上記第２深さのレイヤＬ−２上の異なる位置間を接続する導電性接続パターン８４６−５を含む。
【０１０４】
すなわち、図８ａから図８ｃのように、本発明の他の実施例による電磁気バンドギャップ構造は、任意の垂直面上に螺旋状の直列接続構造を有するスパイラル接続部８４０ａを形成するに当たって、当該垂直面上の他のレイヤ間の接続はビアを介して接続され、同一レイヤの異なる位置間の接続は導電性接続パターンを介して接続されるようになる。
【０１０５】
上記図７ａから図８ｃには４層または８層の螺旋接続構造を有するスパイラル接続部が示されているが、同一垂直面上に形成される上記螺旋接続構造は２層以上の螺旋構造を形成できれば十分である。例えば、図１１ａには、同一垂直平面上に２層螺旋構造のスパイラル接続部が示されており、図１１ｂには同一垂直平面上に３層螺旋構造のスパイラル接続部が示されている。
【０１０６】
また、図７ａから図８ｃには、中心部を開始点として外側へスパイラル形態に折り曲げられた螺旋構造が示されているが、外側の一地点を開始点として中心部側へ折り曲げられた螺旋構造を形成してもよいことは明らかである。さらに、上記螺旋構造の開始点及び終点、それによる螺旋経路も設計者の選択（遮蔽しようとする周波数帯域を考慮した設計仕様など）により様々な変形が可能である。
【０１０７】
以上では、スパイラル接続部がある一つの垂直平面上に形成される場合を中心に説明したが、以下では、スパイラル接続部が二つ以上の垂直平面上に形成される場合を図９ａ、図９ｂ、及び図１０を参照して説明する。
【０１０８】
図９ａ及び図９ｂは本発明のまた他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物を説明するための図面である。
【０１０９】
図９ａには「２重螺旋構造のスパイラル接続部」を含むステッチングビア部が示されている。すなわち、図９ａの場合は、４層螺旋構造が互いに異なる二つの垂直平面上に重なって（重複または繰り返し）形成される。これは図９ｂにより明確に理解できよう。
【０１１０】
上記「２重螺旋構造のスパイラル接続部」は、図９ｂのように、金属板が形成される第１水平面に直交する第１垂直平面に形成される第１螺旋構造９４０ａと、上記第１垂直平面と異なる平面に位置する第２垂直平面に形成される第２螺旋構造９４０ｂとを含み、上記第１螺旋構造９４０ａと上記第２螺旋構造９４０ｂは導電性接続パターン９４７により接続されることにより、全体的に直列接続構造を形成することになる。
【０１１１】
このように本発明の電磁気バンドギャップ構造物におけるステッチングビア部を構成する「スパイラル接続部」は、所定の螺旋構造が垂直方向の互いに異なる二つ以上の平面を介して２重以上に繰り返し形成されることにより、狭い基板面積でも上記ステッチングビア部の全体長さ（インダクタンス成分）を大きく増加させることができるようになる。
【０１１２】
図９ａ及び図９ｂには２重螺旋構造のスパイラル接続部が示されているが、上記スパイラル接続部としては、図１０のように３重以上の螺旋構造も形成可能である。
【０１１３】
図１０を参照すると、第１水平面に直交する互いに異なる位置の三つの垂直平面上にスパイラル接続部を構成するための螺旋構造１０４０ａ，１０４０ｂ，１０４０ｃをそれぞれ形成し、上記３つの螺旋構造１０４０ａ，１０４０ｂ，１０４０ｃ間はそれぞれ導電性接続パターン１０４７，１０４８で接続される。また、上記のようなスパイラル接続部は、一端が第１導電性接続パターン１０４３及び第１ビア１０４１に接続されることにより第１金属板６３０−１と接続され、他端が第２導電性接続パターン１０４４及び第２ビア１０４２に接続されることにより第２金属板６３０−２と接続されることになる。
【０１１４】
本発明の実施例において、上記スパイラル接続部が形成される上記少なくとも一つの垂直平面は、上記ステッチングビア部により接続された二つの金属板６３０−１，６３０−２間の離隔空間（図１０の「プレート間の離隔空間」参照）に対応する位置に存在する垂直平面（図１０の１０４０ｂ及び１０４０ｃの位置参照）であることができる。
【０１１５】
しかし、上記に限られず、例えば、「上記スパイラル接続部を構成する上記螺旋構造」が上記金属板と重ならないように（すなわち、電気的に接続されないように）、上記金属板とは異なる深さ（すなわち、低い深さ）の垂直平面上に形成される場合（図１０の１０４０ａ参照）などは、上記垂直平面が金属板間の離隔空間に対応する位置に存在しなくてもよい。
【０１１６】
また、本明細書の図６から図９ｂには、上記スパイラル接続部の螺旋構造が、金属板が位置する第１水平面と金属層が位置する第２水平面との間に存在する垂直平面上に形成されるように示されているが、その他にも様々な変形が可能である。例えば、スパイラル接続部が上記金属板の位置する第１水平面の上部の他の水平面まで延長された垂直平面上に形成されることもできる（図１０の１０４０ｃ参照）。
【０１１７】
図１２は本発明の実施例による電磁気バンドギャップ構造物の周波数特性を示す図面である。図１２は、図４ａから図４ｃによるＶＳ−ＥＢＧ基本構造（Ａ）と本発明の実施例によるスパイラル接続部を含むＶＳ−ＥＢＧ構造（Ｂ）とのストップバンド特性を比較するために、同一サイズ及びデザインのＥＢＧセルに対して散乱パラメータ（scattering parameter）を分析したシミュレーション結果である。
【０１１８】
図１２を参照すると、本発明によるスパイラル接続部を含むＶＳ−ＥＢＧ構造（Ｂ）が、遮蔽率−５０ｄＢを基準とする場合、同一サイズのセルで約５００ＭＨｚ程度低いストップバンドとバンドギャップを有することが確認できる。これは上述したように、本発明が提示するＶＳ−ＥＢＧ構造（Ｂ）が、スパイラル接続部により、さらに増加したインダクタンス成分を確保することができ、同一サイズのセルを基準とする場合、低周波数帯域でより改善されたノイズレベル特性を有するからである。
【０１１９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【０１２０】
６３０−１  第１金属板
６３０−２  第２金属板
６４０  ステッチングビア部
６４０ａ  スパイラル接続部
６４１  第１ビア
６４２  第２ビア
６４３  第１導電性接続パターン
６４４  第２導電性接続パターン
【図１】
2011139016.tif 000003
【図２】
2011139016.tif 000004
【図３】
2011139016.tif 000005
【図４ａ】
2011139016.tif 000006
【図４ｂ】
2011139016.tif 000007
【図４ｃ】
2011139016.tif 000008
【図５ａ】
2011139016.tif 000009
【図５ｂ】
2011139016.tif 000010
【図５ｃ】
2011139016.tif 000011
【図５ｄ】
2011139016.tif 000012
【図５ｅ】
2011139016.tif 000013
【図６】
2011139016.tif 000014
【図７ａ】
2011139016.tif 000015
【図７ｂ】
2011139016.tif 000016
【図７ｃ】
2011139016.tif 000017
【図７ｄ】
2011139016.tif 000018
【図８ａ】
2011139016.tif 000019
【図８ｂ】
2011139016.tif 000020
【図８ｃ】
2011139016.tif 000021
【図９ａ】
2011139016.tif 000022
【図９ｂ】
2011139016.tif 000023
【図１０】
2011139016.tif 000024
【図１１ａ】
2011139016.tif 000025
【図１１ｂ】
2011139016.tif 000026
【図１２】
2011139016.tif 000027