(57)【要約】【課題】  スルーホールがオープンスタブとなって伝送特性に与える影響を軽減する。【解決手段】  配線基板１０のスルーホールスタブ１３の他端にラインインピーダンスが高めの調整用伝送線路１４を接続し、この伝送線路の他端を接地する。そして、使用波長λに対して、スルーホールスタブ１３と調整用伝送線路１４の合計の長さが、λ／４となるように、伝送線路１４の長さを決める。このとき、スルーホールスタブ１３は容量性であり、調整用伝送線路１４が接続されないときには、帯域阻止フィルタとして機能するが、調整用伝送線路１４（ショートスタブ）を接続することにより、スルーホールスタブ１３と調整用伝送線路１４により、伝送線路１１と伝送線路１２の接続点に、等価的に帯域通過フィルタが接続された構成となり、スルーホールスタブ１３の悪影響を防ぐ。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に互いに層の異なる複数の信号伝送線路間を接続するためのスルーホールが形成され、前記スルーホールがオープンスタブとなる配線基板装置において、
前記スルーホールの端部に一方端が接続され、他方端が接地される調整用伝送線路を備え、
前記調整用伝送線路の長さは、前記スルーホールのスタブ長と前記調整用伝送線路の長さとの合計が使用波長λに対してλ／４となるように調整されることを特徴する配線基板装置。
【請求項２】
基板に互いに層の異なる複数の伝送線路間を接続するためのスルーホールが形成され、前記スルーホールがオープンスタブとなる配線基板装置において、
前記スルーホールの端部に一方端が接続される第１の調整用伝送線路と、前記第１の調整用伝送線路の他方端に一方端が接続され、他方端がオープンの第２の調整用伝送線路とを備え、
前記第１の調整用伝送線路の長さは、前記スルーホールのスタブ長と前記第１の調整用伝送線路の長さとの合計が使用波長λに対してλ／４となるように調整され、前記第２の調整用伝送線路の長さはλ／４となるように調整されることを特徴する配線基板装置。
【請求項３】
前記調整用伝送線路のインピーダンスは、前記複数の伝送線路それぞれのインピーダンスより高いことを特徴とする請求項１または２記載の配線基板装置。
【請求項４】
基板に互いに層の異なる複数の伝送線路間を接続するためのスルーホールが形成され、前記スルーホールがオープンスタブとなる配線基板装置に用いられ、
前記スルーホールの前記伝送線路が接続されない面の端部に一方端が接地された調整用伝送線路を接続することでショートスタブを形成し、
前記調整用伝送線路の長さを、前記スルーホールのスタブ長と前記調整用伝送線路の長さとの合計が使用波長λに対してλ／４となるように調整することを特徴する配線基板装置の伝送特性補正方法。
【請求項５】
基板に互いに層の異なる複数の伝送線路間を接続するためのスルーホールが形成され、前記スルーホールがオープンスタブとなる配線基板装置に用いられ、
前記スルーホールの前記伝送線路が接続されない面の端部に第１の調整用伝送線路の一方端を接続し、前記第１の調整用伝送線路の他方端に一方端がオープンの第２の調整用伝送線路の他方端を接続することで、オープンスタブを形成し、
前記第１の調整用伝送線路の長さを、前記スルーホールのスタブ長と前記第１の調整用伝送線路の長さとの合計が使用波長λに対してλ／４となるように調整し、前記第２の調整用伝送線路の長さをλ／４となるように調整することを特徴する配線基板装置の伝送特性補正方法。
【請求項６】
前記調整用伝送線路のインピーダンスは、前記複数の伝送線路それぞれのインピーダンスより高いことを特徴とする請求項１または２記載の配線基板装置の伝送特性補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スルーホールを有する配線基板装置と、このスルーホールによるスタブが回路特性に与える悪影響を防止するための補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、配線基板装置にあっては、配線を短縮するためにスルーホールが設けられることがある（例えば特許文献１参照）が、このスルーホールに配線が通されないと、このスルーホールがオープンスタブとなってしまう。このオープンスタブは、通常、コンテンツが接続された状態に近くなるため、伝送損失を生じるだけでなく、基板の伝送特性にも悪影響を及ぼす。
【０００３】
特に、スルーホールの長さが、使用波長λに対してλ／４の長さになると、これが帯域阻止フィルタとして働くことになる。配線による伝送線路が直列に接続されている場合にその接続点に上記λ／４長のオープンスタブがあると、これが帯域阻止フィルタとして機能し、伝送特性への影響がさらに大きくなる。
【特許文献１】特開２００５−０２６５４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上述べたようにスルーホールを有する配線基板では、スルーホールがオープンスタブとなって伝送特性に悪影響を与えてしまうことがあった。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、スルーホールがオープンスタブとなって伝送特性に与える影響を軽減することのできる配線基板装置とその伝送特性補正方法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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る配線基板装置は、以下のように構成される。
【０００７】
（１）基板に互いに層の異なる複数の伝送線路間を接続するためのスルーホールが形成され、前記スルーホールがオープンスタブとなる配線基板装置において、前記スルーホールの前記伝送線路が接続されない面の端部に一方端が接続され、他方端が接地される調整用伝送線路を備え、前記調整用伝送線路の長さは、前記スルーホールのスタブ長と前記調整用伝送線路の長さとの合計が使用波長λに対してλ／４となるように調整されることを特徴する。
【０００８】
（２）基板に互いに層の異なる複数の伝送線路間を接続するためのスルーホールが形成され、前記スルーホールがオープンスタブとなる配線基板装置において、前記スルーホールの前記伝送線路が接続されない面の端部に一方端が接続される第１の調整用伝送線路と、前記第１の調整用伝送線路の他方端に一方端が接続され、他方端がオープンの第２の調整用伝送線路とを備え、前記第１の調整用伝送線路の長さは、前記スルーホールのスタブ長と前記第１の調整用伝送線路の長さとの合計が使用波長λに対してλ／４となるように調整され、前記第２の調整用伝送線路の長さはλ／４となるように調整されることを特徴する。
【０００９】
（３）（１）または（２）において、前記調整用伝送線路のインピーダンスは、前記複数の伝送線路それぞれのインピーダンスより高いことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る配線基板装置の伝送特性補正方法は、以下のように構成される。
【００１１】
（４）基板に互いに層の異なる複数の伝送線路間を接続するためのスルーホールが形成され、前記スルーホールがオープンスタブとなる配線基板装置に用いられ、前記スルーホールの前記伝送線路が接続されない面の端部に一方端が接地された調整用伝送線路を接続することでショートスタブを形成し、前記調整用伝送線路の長さを、前記スルーホールのスタブ長と前記調整用伝送線路の長さとの合計が使用波長λに対してλ／４となるように調整することを特徴する。
【００１２】
（５）基板に互いに層の異なる複数の伝送線路間を接続するためのスルーホールが形成され、前記スルーホールがオープンスタブとなる配線基板装置に用いられ、前記スルーホールの前記伝送線路が接続されない面の端部に第１の調整用伝送線路の一方端を接続し、前記第１の調整用伝送線路の他方端に一方端がオープンの第２の調整用伝送線路の他方端を接続することで、オープンスタブを形成し、前記第１の調整用伝送線路の長さを、前記スルーホールのスタブ長と前記第１の調整用伝送線路の長さとの合計が使用波長λに対してλ／４となるように調整し、前記第２の調整用伝送線路の長さをλ／４となるように調整することを特徴する。
【００１３】
（６）（４）または（５）において、前記調整用伝送線路のインピーダンスは、前記複数の伝送線路それぞれのインピーダンスより高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明では、スルーホールに調整用伝送線路を接続してショートスタブまたはオープンスタブを形成し、調整用伝送線路の長さを使用波長に合わせて設計することで、使用波長での伝送特性を平坦化する。したがって、本発明によれば、スルーホールがオープンスタブとなって伝送特性に与える影響を軽減することのできる配線基板装置とその伝送特性補正方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る配線基板装置の第１の実施形態を示す等化回路図である。図１において、１０は配線基板であり、例えばインピーダンスが５０Ωの信号伝送線路１１とインピーダンスが５０Ωの信号伝送線路１２が直列に接続されており、これら伝送線路の中間点にスルーホールスタブ１３の一端が接続された構成となっている。使用波長λに対して、スルーホールスタブ１３の長さはλ／４より短いとする。
【００１７】
この配線基板１０のスルーホールスタブ１３の他端に、所定の長さでラインインピーダンスが高め、例えば約５５Ω〜７５Ωの調整用伝送線路１４を接続し、この伝送線路の他端を接地する。そして、使用波長λに対して、スルーホールスタブ１３と調整用伝送線路１４の合計の長さが、λ／４となるように、伝送線路１４の長さを決める。
【００１８】
このとき、スルーホールスタブ１３は容量性であり、調整用伝送線路１４が接続されないときには、帯域阻止フィルタとして機能するが、調整用伝送線路１４（ショートスタブ）を接続することにより、スルーホールスタブ１３と調整用伝送線路１４により、伝送線路１１と伝送線路１２の接続点に、等価的に帯域通過フィルタが接続された構成となり、スルーホールスタブ１３の悪影響を防ぐことができる。
【００１９】
特に、調整用伝送線路１４のインピーダンスを調整すれば、使用波長周辺の伝送特性が平坦な帯域通過フィルタとすることが可能となる。
【００２０】
（第２の実施形態）
図２は、本発明に係る配線基板装置の第２の実施形態を示す等化回路図である。図２において、２０は配線基板であり、例えばインピーダンスが５０Ωの信号伝送線路２１とインピーダンスが５０Ωの信号伝送線路２２が直列に接続されており、これら信号伝送線路の中間点にスルーホールスタブ２３の一端が接続された構成となっている。
【００２１】
この配線基板２０のスルーホールスタブ２３の他端に、所定の長さでラインインピーダンスが高め、例えば約５５Ω〜７５Ωの第１の調整用伝送線路２４を接続し、この調整用伝送線路２４の他端に第２の調整用伝送線路２５を接続する。第２の調整用伝送線路２５の他端は開放端とする。
【００２２】
使用波長λに対して、スルーホールスタブ２３と第１の調整用伝送線路２４の合計の長さがλ／４となるように、その伝送線路２４の長さを決める。また、第２の調整用伝送線路２５としては、ラインインピーダンスが高めの例えば約５５〜７５Ωのものを用い、長さをλ／４とする。
【００２３】
この実施形態においても、スルーホールスタブ２３と第１の調整用伝送線路２４及び第２の調整用伝送線路２５が使用波長で帯域通過フィルタとなり、配線基板上の伝送線路２１，２２への悪影響を防ぐことが可能となる。特に、第１の調整用伝送線路２４のインピーダンスを調整すれば、帯域通過フィルタのフィルタ特性を平坦化することが可能となる効果がある。
【００２４】
（実施例１）
図３は従来構造によるスルーホール形成配線基板装置の例を示す断面図である。図３において、１００は基板であり、基板１００の表面には長さ４７．５ｍｍの第１及び第２の信号伝送線路１０１，１０２が形成される。各伝送線路１０１，１０２の端部は、４７．５ｍｍ離れて形成される第１及び第２のスルーホール１０３，１０４に接続される。ここで、スルーホール１０３，１０４は中間層に形成される第３の信号伝送線路１０５を介して互いに接続されているものとする。基板１００の厚さを１．６ｍｍ、基板表面から中間層までの深さ、すなわちスルーホール１０３，１０４の信号伝送部分１０３ａ，１０４ａの長さを０．２ｍｍとすると、スルーホール１０３，１０４のスタブ部分（中間層から裏面まで）１０３ｂ，１０４ｂの長さは１．４ｍｍとなる。尚、図３において、グランド層は省略している。また、単位はｍｍである。
【００２５】
図４は図３に示す装置の伝送線路モデルを示す等化回路図である。図４において、第１乃至第３の信号伝送線路１０１，１０２，１０５は長さＬ＝４７．５ｍｍ、インピーダンスＺ0 ＝５０Ωを有し、スルーホール１０３，１０４の使用部分１０３ａ，１０４ａは長さＬ＝０．２ｍｍ、インピーダンスＺ0 ＝３５Ωを有し、それぞれのスタブ部分１０３ｂ，１０４ｂはＬ＝１．４ｍｍ、インピーダンスＺ0 ＝３５Ωとする。このときの伝送特性は図５に示すようになり、使用波長λに相当する周波数１０ＧＨｚで伝送特性に暴れが生じるため、信号の伝送損失が多い。
【００２６】
図６及び図７は、それぞれ本発明に係る実施例１として、図３に示した装置に第１の実施形態で説明した発明を適用した場合の構造を示す断面図と、その伝送線路モデルを示す等化回路図である。尚、図６及び図７において、図３、図４と同一部分には同一符号を付して示す。
【００２７】
図６に示す装置では、基板１００の裏面側において、スルーホール１０３，１０４の形成部分から調整用伝送線路２０１，２０２を引き出して、それぞれグランド層に接続するようにし、これによってスルーホール１０３，１０４にショートスタブを接続した構造となっている。ここで、各伝送線路２０１，２０２のスルーホール接続位置からグランド層接続位置までの長さを２．７８ｍｍ、インピーダンスＺ0 を５０Ωとすると、伝送線路モデルは図７に示すようになり、スルーホール１０３，１０４の使用部分１０３ａ，１０４ａのインピーダンスＺ0 が５０Ω、スタブ部分１０３ｂ，１０４ｂのインピーダンスＺ0 が５０Ωとなる。このときの伝送特性は、図８に示すように、使用波長λに相当する周波数１０ＧＨｚ付近で平坦になる。したがって、信号の伝送損失を効果的に軽減することができる。
【００２８】
ここで、調整用伝送線路２０１，２０２のインピーダンスＺ0 を信号伝送線路１０１，１０２のインピーダンス５０Ωより高めの６５Ωに選定する。このとき、伝送線路モデルは、図９に示すように、スルーホール１０３，１０４の使用部分１０３ａ，１０４ａのインピーダンスＺ0 が３５Ω、スタブ部分１０３ｂ，１０４ｂのインピーダンスＺ0 が３５Ωとなる。このときの伝送特性は、図１０に示すように、使用波長λに相当する周波数１０ＧＨｚ付近でさらに平坦になる。したがって、信号の伝送損失をさらに効果的に軽減することができる。この場合のインピーダンスの調整量は５５〜７５Ωが適量と考えられる。
【００２９】
（実施例２）
図１１及び図１２は、それぞれ本発明に係る実施例２として、図３に示した装置に第２の実施形態で説明した発明を適用した場合の構成を示す断面図と、その伝送線路モデルを示す等化回路図である。尚、図１１及び図１２において、図３、図４と同一部分には同一符号を付して示す。
【００３０】
図１１に示す装置では、基板１００の裏面側において、スルーホール１０３，１０４の形成部分から一方端が開放された調整用伝送線路２０３，２０４を引き出し、これによってスルーホール１０３，１０４にオープンスタブを接続した構造となっている。ここで、各伝送線路２０３，２０４の長さをそれぞれ７．４ｍｍ、インピーダンスＺ0 を５０Ωとすると、伝送線路モデルは図１２に示すようになり、スルーホール１０３，１０４の使用部分１０３ａ，１０４ａのインピーダンスＺ0 が５０Ω、スタブ部分１０３ｂ，１０４ｂのインピーダンスＺ0 が５０Ωとなる。このときの伝送特性は、図１３に示すように、使用波長λに相当する周波数１０ＧＨｚ付近で平坦になる。したがって、信号の伝送損失を効果的に軽減することができる。
【００３１】
ここで、調整用伝送線路２０３，２０４のインピーダンスＺ0 を信号伝送線路１０１，１０２のインピーダンス５０Ωより高めの６０Ωに選定する。このとき、伝送線路モデルは、図１４に示すように、スルーホール１０３，１０４の使用部分１０３ａ，１０４ａのインピーダンスＺ0 が５０Ω、スタブ部分１０３ｂ，１０４ｂのインピーダンスＺ0 が５０Ωとなって変化はないが、このときの伝送特性は、図１５に示すように、使用波長λに相当する周波数１０ＧＨｚ付近でさらに平坦になる。したがって、信号の伝送損失をさらに効果的に軽減することができる。この場合のインピーダンスの調整量も５５〜７５Ωが適量と考えられる。
【００３２】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る配線基板装置の第１の実施形態を示す等化回路図。
【図２】本発明に係る配線基板装置の第２の実施形態を示す等化回路図。
【図３】従来構造によるスルーホール形成配線基板装置の例を示す断面図。
【図４】図３に示す装置の伝送線路モデルを示す等化回路図。
【図５】図３及び図４に示す装置の伝送特性を示す周波数特性図。
【図６】本発明に係る実施例１として、図３に示した装置に第１の実施形態で説明した発明を適用した場合の構造を示す断面図。
【図７】図６に示す装置の伝送線路モデルを示す等化回路図。
【図８】図６及び図７に示す装置の伝送特性を示す周波数特性図。
【図９】上記実施例１にさらに改善を施した伝送線路モデルを示す等化回路図。
【図１０】図９に示す伝送線路モデルの伝送特性を示す周波数特性図。
【図１１】本発明に係る実施例２として、図３に示した装置に第２の実施形態で説明した発明を適用した場合の構造を示す断面図。
【図１２】図１１に示す装置の伝送線路モデルを示す等化回路図。
【図１３】図１１及び図１２に示す装置の伝送特性を示す周波数特性図。
【図１４】上記実施例２にさらに改善を施した伝送線路モデルを示す等化回路図。
【図１５】図１４に示す伝送線路モデルの伝送特性を示す周波数特性図。
【符号の説明】
【００３４】
１０…配線基板、１１，１２…信号伝送線路、１３…スルーホールスタブ、１４…調整用伝送線路、２０…配線基板、２１，２２…伝送線路、２３…スルーホールスタブ、２４…第１の調整用伝送線路、２５…第２の調整用伝送線路、１００…基板、１０１，１０２，１０５…信号伝送線路、１０３，１０４…スルーホール、１０３ａ，１０４ａ…スルーホール信号伝送部分、１０３ｂ，１０４ｂ…スルーホールスタブ部分、２０１，２０２，２０３，２０４…調整用伝送線路。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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