(57)【要約】【課題】多層基板内における電磁シールドを維持しつつ、柔軟なレイアウト設計を実現する。【解決手段】  電磁シールド体Ｓは基板の下部にあるグランド多層のＬ３層，Ｌ２層を含む。Ｌ３層は、第１領域Ｐ１を残してベタ状に形成された第１グランド層３２を備える。Ｌ２層は、平面視において前記第１領域Ｐ１を包摂し層の一部である第２領域Ｑ１に、第１グランド層３２と絶縁層１６を挟んで形成された第２グランド層３４を備える。そして、第１グランド層３２と第２グランド層３４とは、第１領域Ｐ１を取り囲むように並んでいる多数のスルーホール５０により電気的に接続されている。【選択図】図１
2011049378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に配置された配線をシールドする電磁シールド体を含む多層基板であって、
前記電磁シールド体は基板内にあるグランド多層を含み、
前記グランド多層は、
第１領域を囲むように形成された第１グランド層と、
平面視において前記第１領域を包摂し層の一部である第２領域に、前記第１グランド層と絶縁層を隔てて形成された第２グランド層とから構成され、
前記第１領域を取り囲むように並んでおり、前記第１グランド層と前記第２グランド層とを電気的に接続する複数のスルーホール
を備えることを特徴とする多層基板。
【請求項２】
前記第２グランド層が形成された前記第２領域の外側の領域には、前記電磁シールド体の内部に配置された配線の動作周波数と比べてより低速な動作周波数の配線が配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
【請求項３】
前記電磁シールド体の内部に配置された配線は、高周波信号の配線を含み、
前記複数のスルーホールの並びにおいて、前記第２グランド層に平行な方向における間隔は、前記高周波信号の前記絶縁層における波長の１／４以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
【請求項４】
前記第２グランド層は、前記第２領域内の第３領域を囲むように形成されており、
前記グランド多層は、さらに
平面視において前記第３領域を包摂し層の一部である第４領域に、前記第２グランド層と絶縁層を隔てて形成された第３グランド層を含み、
前記第３領域を取り囲むように並んでおり、前記第２グランド層と前記第３グランド層とを電気的に接続する複数のスルーホール
を備えることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
【請求項５】
上記請求項１から４のいずれか１項に記載の多層基板を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層基板において不要な輻射をシールドする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電源用や信号用の配線パターンを積層した多層基板がある。図６は、特許文献１で開示された多層プリント基板の断面図である。多層プリント基板では、信号層Ｓ１〜Ｓ４、電源層Ｅ１，Ｅ２、グランド層Ｇ１，Ｇ２が形成され、これらの配線パターンは絶縁層１１１〜１１７によって絶縁されている。そして、電源層Ｅ１，Ｅ２、信号層Ｓ２，Ｓ３を包み込むように、グランド層Ｇ１，Ｇ２の間がシールドＧ３により全面的に接続されている。これにより、電源−グランド層間で発生した電磁界を閉じ込め、外部への放射を抑制できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2004-363347号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、グランド層Ｇ１，Ｇ２は特定層を全て占有する形になっているため、多層基板のレイアウト設計上の制約となり得る。
本発明は、このような背景の下になされたものであって、多層基板内における電磁シールドを維持しつつ、より柔軟なレイアウト設計を実現できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る多層基板は、内部に配置された配線をシールドする電磁シールド体を含む多層基板であって、前記電磁シールド体は基板内にあるグランド多層を含み、前記グランド多層は、第１領域を囲むように形成された第１グランド層と、平面視において前記第１領域を包摂し層の一部である第２領域に、前記第１グランド層と絶縁層を隔てて形成された第２グランド層とから構成され、前記第１領域を取り囲むように並んでおり、前記第１グランド層と前記第２グランド層とを電気的に接続する複数のスルーホールを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、前記第２グランド層が形成された前記第２領域の外側の領域には、前記電磁シールド体の内部に配置された配線の動作周波数と比べてより低速な動作周波数の配線が配置されているとしても構わない。
また、前記電磁シールド体の内部に配置された配線は、高周波信号の配線を含み、前記複数のスルーホールの並びにおいて、前記第２グランド層に平行な方向における間隔は、前記高周波信号の前記絶縁層における波長の１／４以下であるとしても構わない。
【０００７】
また、前記第２グランド層は、前記第２領域内の第３領域を囲むように形成されており、前記グランド多層は、さらに平面視において前記第３領域を包摂し層の一部である第４領域に、前記第２グランド層と絶縁層を隔てて形成された第３グランド層を含み、前記第３領域を取り囲むように並んでおり、前記第２グランド層と前記第３グランド層とを電気的に接続する複数のスルーホールを備えるとしても構わない。
【０００８】
また、本発明に係る電子機器は、前記多層基板を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る多層基板によれば、多層基板内における電磁シールドを維持しつつ、より柔軟なレイアウト設計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】多層基板１を概念的に示す断面図である。
【図２】多層基板１のＬ３層を概念的に示す平面図である。
【図３】多層基板１のＬ２層を概念的に示す平面図である。
【図４】多層基板２を概念的に示す断面図である。
【図５】多層基板２を概念的に示す平面図であり、（ａ）はＬ４層、（ｂ）はＬ３層、（ｃ）はＬ２層を示す。
【図６】従来（特許文献１）の多層プリント基板を概念的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
以下、図面を参照しながら実施の形態について説明する。
図１は実施の形態１に係る多層基板１を概念的に示す断面図である。
多層基板１は、一般的な携帯電話機の筐体に内蔵されている。特に、携帯電話機の筐体表面にある操作キー部分の直下に位置している。
【００１２】
多層基板１は、表面からＬ６〜Ｌ１に至る６層と各層間に介在する絶縁層１０，１２，１４，１６，１８とが順次積層されてなる。
各層間に介在する絶縁層１０，１２，１４，１６，１８は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）の材料から構成される。
Ｌ６〜Ｌ１の各層の構成は次の通りである。
【００１３】
Ｌ６層は、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）やキャパシタなどの各種電子部品２０が実装され、また、デジタル信号用配線（高速バス・低速バス・各種信号）である配線層２２を含んでいる。配線層２２のデジタル信号用配線の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）やポリシリコンを用いる。
ここで高速バスとは、バスのクロック周波数が数十MHz以上といったものであり、例えば携帯電話機のカメラが撮影した画像の伝送路として用いられる。このような高速バスは、不要な輻射が放射されやすい。不要な輻射が携帯電話機のアンテナにまで達すると、受信感度や通話品質に悪影響をもたらす。
【００１４】
これに対して、低速バスとは、バスのクロック周波数が数MHz以下といったものであり、高速バスと比べると不要な輻射の影響が比較的少ない。
また、Ｌ６層の表面は矩形状をしたシールド上蓋２３で覆われており、シールド上蓋２３によりＬ６層から上方向への輻射が遮蔽される。
Ｌ５層は、上記配線層２２と同様なデジタル信号用配線である配線層２４を含む。
【００１５】
Ｌ４層は、上記配線層２２と同様なデジタル信号用配線である配線層２６を含む。
また、Ｌ６層からＬ３層へと貫通するスルーホール４８が形成されている。スルーホール４８は、上側がシールド上蓋２３に電気的に接し、下側がＬ３層のグランド層３２に電気的に接しており、Ｌ６層からＬ３層の間を、側方から取り囲むようにして多数形成されている。スルーホール４８の直径は、例えば１００μｍ程度である。また、スルーホール４８のＬ６層を平面視したときにおける隣り合うスルーホール４８どうしの間隔は、例えば２ｍｍ程度と、電磁波を外部に漏らさないように密な間隔で形成されている。
【００１６】
図２は、Ｌ３層を概念的に示す平面図である。図２のＡ−Ａ線で切断した断面の一部分が図１に概ね対応しているが、寸法は精確には対応していない。
図２に示すように、Ｌ３層は、領域Ｐ１内に形成された配線層３０と、この領域Ｐ１の残余部分である、大半な面にベタ状に形成されたグランド層３２とを備える。
そして、領域Ｐ１の周縁部には領域Ｐ１を取り囲むようにして所定の間隔ｌ（例えば、間隔ｌは２ｍｍ程度。）ごとに３４個のスルーホール５０が形成されている。スルーホール５０は、例えば絶縁層１６中にスルーホール用の穴を開けて、その穴に銅粉を埋め込むことにより形成されたものである。
【００１７】
スルーホール５０の直径は、例えば１００μｍ〜２００μｍ程度である。スルーホール５０により、Ｌ３層のグランド層３２とＬ２層のグランド層３４とが電気的に接続されている。
図３は、Ｌ２層を概念的に示す平面図である。図２のＢ−Ｂ線で切断した断面の一部分が図１に概ね対応している。
【００１８】
図３に示すように、Ｌ２層は、Ｌ２層を平面視したときに（多層基板１を平面視したときに）、領域Ｐ１より一回り大きい大きさ（これはスルーホール５０の面積を確保するためである。）の領域Ｑ１に形成されたグランド層３４と、上述した操作キーのキーマトリックス回路や低速バス用の配線層３６、さらに上記グランド層３４からは隔てて形成されたグランド層３８を備える。
【００１９】
Ｌ１層は、上記配線層３６と同様な操作キーのキーマトリックス回路や低速バス用の配線層３８を含む。
図１に示すように、多層基板１においては、Ｌ６層の表面のシールド上蓋２３、Ｌ６層からＬ３層までの側面のスルーホール４８により配線層２４，２６，３０などから放射される上方向や横方向への不要な輻射をシールドする。また、下方向への不要な輻射は、Ｌ３層のグランド層３２の一部とＬ２層のグランド層３４によりシールドする。さらに、３４個のスルーホール５０により、Ｌ３層のグランド層３２とＬ２層のグランド層３４とのすき間方向への不要な輻射をシールドすることができる。
【００２０】
図１では、このような不要な輻射をシールドするシールド上蓋２３、スルーホール４８、グランド層３２の一部、Ｌ２層のグランド層３４、およびスルーホール５０が接続された箱状の部分を電磁シールド体Ｓとして示している。
また、図２に示すように、従来のように、グランド層だけで特定層を全部占有することはなく、Ｌ３層のグランド層３２に囲まれた領域である領域Ｐ１内には配線層３０を設けることができるので、Ｌ３層を有効に活用できる。
【００２１】
さらに、Ｌ２層においても、グランド層３４の領域Ｑ１以外の部分である領域Ｒ１には、配線層３６やグランド層３８を設けている。従来のようにグランド層だけで特定層を全部占有する場合と比べて、柔軟なレイアウト設計に貢献することができる。ひいては多層基板の薄型化や低コスト化への寄与も期待できる。
なお、上述のように、不要な輻射が放射されやすい高速バスなどは、電磁シールド体Ｓ内部に収容することが好ましい。これに対して不要な輻射の影響が少ない低速バスは電磁シールド体Ｓの外側に配するようにであっても構わない。上述のように本実施の形態によれば、柔軟なレイアウト設計できるため、電磁シールド体Ｓの内部に入れるべき高速バスを中に入れ込み、内部に入れる必要のない低速バスを外に出すように設計することが容易となる。
【００２２】
また、Ｌ２層とＬ３層とは電磁シールド体Ｓの下部（底部）を構成する層（グランド多層）となっていると言える。
（実施の形態２）
実施の形態１では、電磁シールド体Ｓの下部を構成するグランド多層がＬ２層とＬ３層の２層であったのに対して、本実施の形態２では、電磁シールド体Ｓの下部を構成するグランド多層をＬ４層〜Ｌ２層までの３層として、より多彩なレイアウトを可能にするものである。
【００２３】
図４は、実施の形態２に係る多層基板２を概念的に示す断面図である。グランド多層の構成が異なる以外は、図１に示した多層基板１と基本的には同様であるので、同じ部材に同じ符号を付して説明を省略する。なお、電磁シールド体Ｓ内には図示をしないが図１同様に配線層が形成されている。
図４に示すように、Ｌ６層からＬ４層へと貫通するスルーホール５２が形成されている。スルーホール５２は、上側がシールド上蓋２３に電気的に接し、下側がＬ４層のグランド層６２に電気的に接しており、Ｌ６層からＬ４層の間を、側方から取り囲むようにして多数形成されている。
【００２４】
図５（ａ）に示すように、Ｌ４層では、領域Ｐ２の周縁部に領域Ｐ２を取り囲むようにして３４個のスルーホール５４が並べて形成されている。並んでいるスルーホール５４の隣りどうしの間隔はスルーホール５０（図２）同様に例えば２ｍｍ程度である。
図５（ｂ）に示すように、Ｌ３層においては、領域Ｑ２（領域Ｐ２より一回り大きい）にグランド層６４が形成されている。グランド層６４は領域Ｔの部分が中空となっている。つまり領域Ｑ２は、領域Ｔを囲むという位置関係にある。
【００２５】
この領域Ｔの周縁部には領域Ｔを取り囲むようにして１０個のスルーホール５６が、例えば２ｍｍ程度の間隔で並べて形成されている。
図５（ｃ）に示すように、Ｌ２層においては、領域Ｕ（領域Ｔより一回り大きい）にグランド層６６が形成されている。
多層基板２においては、シールド体Ｓにより内部の配線層などから放射される不要な輻射をシールドできる。内部から上方向や横方向への不要な輻射は、シールド上蓋２３およびスルーホール５２によりシールドする。また、下方向への不要な輻射は、Ｌ４層のグランド層６２の一部とＬ３層のグランド層６４、およびＬ２層のグランド層６６によりシールドする。さらに、スルーホール５４により、Ｌ４層のグランド層６２とＬ３層のグランド層６４とのすき間方向への不要な輻射をシールドし、また、スルーホール５６により、Ｌ３層のグランド層６４とＬ２層のグランド層６６とのすき間方向への不要な輻射をシールドできる。
【００２６】
実施の形態２の多層基板２によれば、電磁シールドを維持しつつ、領域Ｐ２のみならず領域Ｔにも配線層を設けることができるので、より柔軟なレイアウト設計に貢献できる。
＜補足＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の内容に限定されず、本発明の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するための各種形態においても実施可能であり、例えば、以下であっても構わない。
（１）図１などには特に示していないが、Ｌ６〜Ｌ１の層において電源層を含むようにしてもよいし、Ｌ６〜Ｌ４，Ｌ１などの層においても必要に応じてグランド層を含むようにしてもよい。
（２）領域Ｐ１の形状は図２に示したものに限られない。領域Ｐ１内に形成したい配線層の配線規模（本数、長さなど）によって変更され得る。
（３）領域Ｑ１は、領域Ｐ１より一回り大きい大きさとして説明したが、多層基板１を平面視したときに領域Ｑ１が領域Ｐ１を包み入れる（包摂する）大きさであれば、電磁シールド体Ｓの底部分としての役割を果たすことができる。
（４）グランド層３２、グランド層３４のグランド電位は、携帯電話機のアンテナのグラウンドラインと電気的に接続することで、同アンテナのグランドに相当する電位に設定すると、特にアンテナへの不要な輻射を防止できるため有効である。
（５）Ｌ３層のグランド層３２に接続するグランド層はＬ２層に形成するとして説明したが、必ずしも絶縁層を挟んで隣接する層である必要はない。例えばＬ１層に形成して、Ｌ３層のグランド層とＬ１層のグランド層とをスルーホールで接続するとしても構わない。
（６）スルーホール５０を並べる所定間隔ｌ（エル）は、高速バスを含むことがある配線である配線層２４，２６，３０などの高周波信号の波長の１／４以下、特に１／４に対して十分狭ければシールド効果が得られる。
【００２７】
具体的には、高周波信号の波長λは、λ＝Ｃ／{ｆ・（εr）1/2}（Ｃ：光速、ｆ：周波数、εr：絶縁層の比誘電率）の式から求められる。
一例として、高周波信号の周波数ｆが２ＧＨｚであれば、εr＝１とすると、上の式から波長λは１５０ｍｍであるので、間隔ｌはその１／４の３８ｍｍに対して十分狭く設定することが好ましい。
（７）実施の形態では、携帯電話機内に搭載される多層基板１を例に挙げて説明したが、携帯電話機に限らず、各種電子機器（特にノイズが問題となりやすい通信機器）などに搭載される多層基板に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る多層基板は、自由度の高いレイアウト設計に寄与する。
【符号の説明】
【００２９】
１  多層基板
１０，１２，１４，１６，１８  絶縁層
２４，２６，３０  配線層
３２  グランド層（第１グランド層）
３４  グランド層（第２グランド層）
５０  スルーホール（複数のスルーホール）
Ｌ２  グランド多層うちの１層（図１，図４）
Ｌ３  グランド多層のうちの１層（図１，図４）
Ｌ４  グランド多層うちの１層（図４）
Ｐ１  領域（第１領域）
Ｐ２  領域（第１領域）
Ｑ１  領域（第２領域）
Ｑ２  領域（第２領域）
Ｔ  領域（第３領域）
Ｕ  領域（第４領域）
Ｒ１  領域（第２領域Ｑ１を囲む領域）
Ｓ  電磁シールド体
ｌ  間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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