(57)【要約】【課題】信号パターンなどの導体パターンに十分な幅を持たせることができない場合にも、安価に回路を補強することができ、必要な電圧を確保することができる電子回路基板を提供する。【解決手段】電子回路基板１は、少なくとも４層以上の配線層２１から２４を備え、外表面の配線層２１に配線された信号パターン４１、４３と略同一形状の補強パターン７１から７４が、内層の配線層２２、２３の、前記信号パターン４１、４３と対応する箇所に配線され、前記信号パターン４１、４３と前記補強パターン７１から７４とが配線経路に沿って列設された複数のビア８１によって相互に接続される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層を具備する電子回路基板であって、
２以上の配線層の対応する箇所に略同一形状の導体パターンが配線され、前記導体パターンに沿って列設された複数のビアにより相互に接続されることを特徴とする電子回路基板。
【請求項２】
少なくとも４層以上の配線層を具備する電子回路基板であって、
外表面の配線層に配線された信号パターンと略同一形状の補強パターンが、内層の電源パターンが配線された配線層及び内層のＧＮＤパターンが配線された配線層の、前記信号パターンと対応する箇所に配線され、
前記信号パターンと前記補強パターンとが配線経路に沿って列設された複数のビアによって相互に接続されることを特徴とする電子回路基板。
【請求項３】
前記ビアが非貫通のビアであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装される電気回路基板に関し、詳しくは、高い実装密度で電子部品が実装される電子回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器装置の小型化や処理内容の高度化に伴い、電子回路基板には、より高密度に動作周波数の高い電子部品を実装することが求められている。しかし、電子部品を高密度に実装すると、複数の層に高周波で動作する部品及び回路が形成されるので、ＥＭＩ（Electro magnetic interference：電磁障害）が発生し易い問題がある。そこで、電子基板回路の外表面層の高周波数信号が流れる箇所に対応する部分の内層に、ＧＮＤパターンを形成したもの（例えば特許文献１）や電子回路基板の電源層が２層のＧＮＤ層に挟まれた構成として、電源配線の周囲を磁性体で囲んだ構造のもの（例えば特許文献２）が提案されており、これによってＥＭＩの発生を抑えて、電子回路基板の高密度実装を実現することができる。
【特許文献１】特開２００３−２９８２４５
【特許文献２】特開２０００−１８３５４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述のようにすることでＥＭＩの発生を抑制することはできるものの、電子部品を高密度に実装すると、信号層に配線される信号パターンも複雑且つ高密度のものとなり、配線できる基板の面積は限られているので、個々の信号パターンに十分な幅を持たせることができない場合がある。そして、信号パターンに十分な幅がないと電子部品の動作に必要な電圧を十分にかけることができないので問題である。そこで、設計上、信号パターンに十分な幅を持たせることができない場合には、専用のケーブルなどの新たな部材を用いて回路を補強する。しかし、このように新たな部材を用いると、コストが高くなると共に、新たにＥＭＩが発生し易くなる問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、信号パターンなどの導体パターンに十分な幅を持たせることができない場合にも、安価に回路を補強することができ、必要な電圧を確保することができる電子回路基板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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の電子回路基板は、複数の配線層を具備する電子回路基板であって、２以上の配線層の対応する箇所に略同一形状の導体パターンが配線され、前記導体パターンに沿って列設された複数のビアにより相互に接続されることを特徴としている。
【０００６】
この構成によれば、略同一形状の導体パターンが複数の配線層の対応する箇所に、相互に複数のビアにより接続された状態で、配置されている。したがって、一の配線層に導体パターンの幅を十分に確保することができない場合においても、他の配線層に相互に接続された同形状の導体パターンが導体パターン幅を補強する役割を果たすので、回路に所望の電圧をかけることができる。特に複数層の導体パターンが略同一形状で、対応する箇所に配線されているので、複数の導体パターンを接続するビアを多数配置することができる。したがって、両導体パターンが綿密に接続されることとなり、インピーダンスの低下を防ぐことができる。
【０００７】
なお、ここで「対応する箇所」とは、異なる配線層の積層方向から見て重なり合う位置をいう。また、「導体パターン」は、積層された各配線層に導電性材料が形成する図形であり、信号パターン、電源パターン、ＧＮＤパターンなどのパターンを含む概念である。そして、「接続される」とは、導体同士が回路上で切断されることなく配置された状態をいう。
【０００８】
このように、請求項１に係る電子回路基板は、追加のケーブルなどの新たな部材を必要とすることなく、幅の細い導体パターンを補強することができるものであり、高密度実装基板において、安価に回路を補強することができ、必要な電圧を確保することができる基板を提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載の電子回路基板は、少なくとも４層以上の配線層を具備する電子回路基板であって、外表面の配線層に配線された信号パターンと略同一形状の補強パターンが、内層の電源パターンが配線された配線層及び内層のＧＮＤパターンが配線された配線層の、前記信号パターンと対応する箇所に配線され、前記信号パターンと前記補強パターンとが配線経路に沿って列設された複数のビアによって相互に接続されることを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、内層の電源パターンが配線された配線層及び内層のＧＮＤパターンが配線された配線層に、外表面層に配線された信号パターンと同一形状であって、この信号パターンを補強する補強パターンが配線されており、複数のビアによって相互に接続されている。一般に高密度に電子部品を実装した基板においては、電子部品を回路に接続するための信号パターンも高密度となり、信号パターンの配線に必要な幅を確保することが困難となる。一方、別の層に配線された電源パターン及びＧＮＤパターンは比較的必要な幅の確保が容易である。さらに、電源パターンやＧＮＤパターンは、配線層の一面のほぼ全体に渡って配置されている場合も多い。このように、比較的配線の幅を確保し易い電源パターンやＧＮＤパターンが配線された配線層に補強パターンを配線することで、比較的容易に必要な幅を確保できない信号パターンを強化することができる。
【００１１】
請求項３に記載の電子回路基板は、請求項１又は請求項２に記載の電子回路基板であって、前記ビアが非貫通のビアであることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、信号パターンと信号パターンを補強する補強パターンとを接続するビアは、非貫通のビアである。したがって、例えば一方の外表面層の配線層に補強すべき信号パターンを配線し、内層の配線層に補強パターンを配線し、両者を非貫通のビアで接続することで、信号パターンを補強することができるとともに、他方の外表面層の配線層には、上述のビアが貫通していないので、ビアが邪魔になることが無く、他方の外表面層の配線層の信号パターンなどの設計の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態の一例としての電子回路基板１は、４層の配線層を有する多層プリント配線板であり、外表面の両面には図示しないＩＣ（Integrated Circuit）チップなどの電子部品を高密度に実装し、電子機器装置に装着されて各種の情報処理を実現するためのものである。以下、図面に基いて、電子回路基板１について説明する。
【００１４】
まず、図１及び図２に基いて、電子回路基板１の概略を説明する。図１は、電子回路基板１の構成を模式的に示す斜視図である。また、図２は、電子回路基板１の各配線層２１から２４の概略構成を模式的に説明する分解斜視図である。電子回路基板１は、第１の配線層２１、第２の配線層２２、第３の配線層２３、及び第４の配線層２４を積層しており、各層の間には、例えばフェノール、エポシキ、ポリイミドなどの樹脂を紙、ガラス繊維などの強化基材により補強した絶縁層３が介在している。そして、第１の配線層２１及び第４の配線層２４は、外部に露出した外表面層であり、第２の配線層２２及び第３の配線層２３は、第１の配線層２１及び第４の配線層２４に挟まれる内層である。
【００１５】
第１の配線層２１及び第４の配線層２４には、実装された各種の電子部品を電気的に接続するための信号パターン４１から４５が銅箔により配線されている。そして、第２の配線層２２には、ほぼ全面に渡って銅箔からなるＧＮＤパターン５が形成されており、第３の配線層２３には、同様にほぼ全面に渡って銅箔からなる電源パターン６が形成されている。また、この第２の配線層２２及び第３の配線層２３の一部には、ＧＮＤパターン５及び電源パターン６から間隙をあけて補強パターン７１から７４が設けられている。そして、第1の配線層に配線されている信号パターン４１及び４３の配線経路の途中には、この補強パターン７１から７４に接続される補強用ビア８１が配線経路に沿って複数設けられている。この補強用ビア８１は、電子回路基板１に垂直な貫通孔を設けて、孔の内側にメッキで導体を構成したものである。また、電子回路基板１の複数箇所には回路接続用ビア９が設けられている。回路接続用ビア９は、補強用ビア８１と同様に、電子回路基板１に垂直な貫通孔を設けて、孔の内側にメッキで導体を構成したものである。回路接続用ビア９により、信号パターン４１から４５、ＧＮＤパターン５、及び電源パターン６は、所望の箇所で電気的に接続されて電子回路を構成している。
【００１６】
次に、以上のように構成される電子回路基板１の信号パターン４１から４５のうち、字十分な幅を確保できない信号パターン４１及び４３の補強方法について、図２及び図３を参照しつつ説明する。図３は、図１のＡ−Ａ断面を示す概略断面図である。
【００１７】
高密度に電子部品を実装する電子回路基板１においては、信号パターン４１から４５も高密度に且つ複雑に配線されることとなるので、十分な幅方向の断面積を確保することができず、電子部品を動作させるために必要な電圧をかけることができない場合がある。そこで、本実施形態においては、信号パターン４１から４５のうち設計上十分な幅を確保することができない信号パターン４１及び４３を補強するための補強パターン７１から７４を第２の配線層２２及び第３の配線層２３に設けている。
【００１８】
補強パターン７１、７２は信号パターン４１と略同一形状の銅箔により構成されている。そして、補強パターン７１は、信号パターン４１と対応する位置の第２の配線層２２に配線されており、補強パターン７２は、信号パターン４１と対応する位置の第３の配線層２３に配線されている。すなわち、補強パターン７１、７２は積層方向から見て信号パターン４１と重なり合う位置の第２の配線層２２及び第３の配線層２３に配置されている。言い換えると、積層方向から見た投影範囲が信号パターン４１と略同一範囲となる位置の第２の配線層２２及び第３の配線層２３に配置されている。なお第２の配線層２２のほぼ全面に渡って配線されているＧＮＤパターン５は、補強パターン７１が配線される箇所の周囲に所定の間隙を開けて設けられており、ＧＮＤパターン５と補強パターン７１とは相互に電気的に接続されていない。また、第３の配線層２３のほぼ全面に渡って配線される電源パターン６は補強パターン７２が配線される箇所の周囲に所定の間隙を開けて設けられており、電源パターン６と補強パターン７２とは相互に電気的に接続されていない。そして、補強パターン７３、７４は信号パターン４３と略同一形状の銅箔であり、補強パターン７１、７２と同様に第２の配線層２２、第３の配線層２３に配線されている。
【００１９】
そして、信号パターン４１、４３の中心線に沿って、所定間隔を開けて複数の補強用ビア８１が列設されており、信号パターン４１と補強パターン７１、７２とが電気的に接続され、また、信号パターン４３と補強パターン７３、７４とが電気的に接続されている。このように接続することで、第１の配線層２１、第２の配線層２２、及び第３の配線層２３の３層に渡って、電流を流すことができ、第１の配線層２１に配線された信号パターン４１、４３の幅を変えることなく、十分な電圧をかけることができる電子回路を実現できる。なおこのとき、第４の配線層２４に配線されている信号パターン４４、４５は、補強パターン７１から７４を通過した補強用ビア８１と電気的に接続されないように、配線されている。すなわち、第４の配線層２４の補強用ビア８１が貫通する位置には、信号パターン４４、４５は配線されない。
【００２０】
以上のように、本実施形態の電子回路基板１は、第１の配線層２の幅を細くしても、所望の電圧をかけることができるように信号パターン４１から４５を配線をすることができ、少ない面積の基板により高密度に電子部品を実装することができる。
【００２１】
なお、本発明の「補強パターン」及び「ビア」は、上述の実施形態に限られることなく種々の変更をすることが可能である。以下に、図４及び図５を参照しつつ、「補強パターン」及び「ビア」の変形例を説明する。図４は、「電子回路基板」の変形例として電子回路基板１０を示す概略分解斜視図である。図５は、図４のＢ−Ｂ断面の概略を示す図である。この変形例においては、電子回路基板１０は、信号パターン１４１、１４２及び補強パターン１７１が配線される第１の配線層１２１、信号パターン１４３、１４４が配線される第２の配線層１２２、ＧＮＤパターン１５及び補強パターン１７２が配線される第３の配線層１２３、アナログ配線用の電源パターン１６１及び補強パターン１７３、１７４が配線される第４の配線層１２４、デジタル配線用の電源パターン１６２及び補強パターン１７５、１７６が配線される第５の配線層１２５、及び、信号パターン１４５、１４６が配線される第６の配線層１２６を有する多層プリント配線板を用いる。
【００２２】
なお、この変形例においては、電子回路基板１０として６層の多層プリント配線板を用いたが、本発明の実施形態はこれに限られるものではなく、２層の外表面層に信号パターン、ＧＮＤパターン、電源パターン、及び補強パターンを形成する両面基板や、４層、６層、８層の多層基板などの２以上の層を有する基板であればよい。この変形例においては、６層の配線層のうち、外表面層である第１の配線層１２１及び第６の配線層１２６に信号パターン１４１、１４２、１４５、１４６を配線するとともに、内層である第２の配線層１２２にも信号パターン１４３、１４４を配線しているが、このように、信号パターン１４３、１４４が内層に配線される電子回路基板１０においても本発明は適用できる。なお、この変形例では、２つの外表面層（第１の配線層１２１、第６の配線層１２６）と、１つの内層（第２の配線層１２２）とに信号パターン１４１から１４６が配線されている例を示しているが、２層以上の内層に信号パターンが配線されるものであってもよいことは云うまでもない。
【００２３】
さらに、この変形例においては、電子回路基板１０は、電源パターン１６１、１６２が配線される配線層として、アナログ配線用の電源パターン１６１が配線される第４の配線層１２４とデジタル配線用の電源パターン１６２が配線される第５の配線層１２５を有する。このように、２層以上の配線層に電源パターンが配線されるものであってもよい。なお、電源パターンが配線される配線層を１層として、例えば、アナログ配線用の電源パターンとデジタル配線用の電源パターンとの２種類の電源パターンを１層に設ける構成としてもよい。
【００２４】
この変形例においては、内層である第２の配線層１２２に配線された信号パターン１４３と同一形状の補強パターン１７４が、アナログ回線用の電源パターン１６１が配線された第４の配線層１２４の同一位置に配線されている。このように、本発明は、内層に配線された信号パターン１４３を補強することもできる。なお、このとき第３の配線層１２３を補強用ビア８２が貫通することとなるが、第３の配線層１２３には、補強パターンを設けていないので、第３の配線層１２３に配線されたＧＮＤパターン１５と当該補強用ビア８２とは電気的に接続しないように、所定の間隙を開けている。また、この第２の配線層１２２に配線された信号パターン１４３及び第４の配線層１２４に配線された補強パターン１７４を接続するために用いられる補強用ビア８２は、第１の配線層１２１、第５の配線層１２５、及び第６の配線層１２６には貫通していない。このように、本発明に用いる「ビア」は、両端が外表面層まで貫通したスルーホールビア（補強用ビア８１）に限られることなく、両端が外表面層に露出しないベリードビア（補強用ビア８２）を用いることもできる。また、第１の配線層１２１に配線された信号パターン１４１は、補強用ビア８３により第３の配線層１２３に配線された補強パターン１７２に接続される。この補強用ビア８３は、第１の配線層１２１、第２の配線層１２２、及び第３の配線層１２３を貫通するが、第４の配線層１２４、第５の配線層１２５、第６の配線層１２６は貫通しない。このように、本発明の「ビア」として、一方の外表面層は貫通するが他方の外表面層は貫通しないブラインドビア（補強用ビア８３）を用いることもできる。
【００２５】
また、この変形例において、第２の配線層１２２に配線された信号パターン１４４は、第１の配線層１２１に配線された補強パターン１７１及び第４の配線層１２４に配線された補強パターン１７３に接続されている。このように、補強パターン１７１は、電源パターン１６１、１６２が配線された配線層及びＧＮＤパターン１５が配線された配線層だけでなく、信号パターン１４１、１４２が配線された配線層にも配線することができる。また第２の配線層１２２に配線される信号パターン１４４は、逆コの字形状であって、補強パターン１７１、１７３はＬ字を横に倒した形状である。すなわち、信号パターン１４４は積層方向からみて、補強パターン１７１、１７３と略同一の形状を含み、さらに、補強パターン１７１、１７３にはないパターンを有するものである。そして、積層方向から見て、信号パターン１４４と補強パターン１７１、１７３とが重なり合う部分の、配線経路に沿って、補強用ビア８３が配設されている。このように、補強パターンは、信号パターンの全体と同一形状であって、信号パターン全体を補強するものに限られず、信号パターン１４４の一部と同一形状であって、信号パターン１４４の一部を補強するものであってもよい。
【００２６】
また、第６の配線層１２６に配線された信号パターン１４５、１４６は、第５の配線層１２５に配線された補強パターン１７５、１７６により補強される。このように、第１の配線層１２１と反対側の外表面層である第６の配線層１２６に配線された信号パターン１４５、１４６も補強することができる。
【００２７】
以上のように、本発明の電子回路基板１０は、種々の層に補強パターンを設けることができ、また、様々な種類のビアを補強用ビアとして用いることで、設計の自由度を損なわずに、信号パターンを補強することができる。
【００２８】
なお、本発明の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【００２９】
また、以上の説明に用いた各図は、本発明に係る電子回路基板に関する事項を模式的に表したものであり、図示された事物の寸法、及び、事物間の相対的寸法などの実際の値及び関係を示すものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の電子回路基板は、電子部品を高密度に実装する基板に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】電子回路基板１の構成を模式的に示す斜視図。
【図２】電子回路基板１の各配線層２１から２４の概略構成を模式的に説明する分解斜視図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面を示す概略断面図。
【図４】電子回路基板１０を模式的に説明する概略分解斜視図。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面の概略を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１、１０    電子回路基板
５、１５    ＧＮＤパターン
６、１６１、１６２  電源パターン
２１        第１の配線層
２２        第２の配線層
２３        第３の配線層
２４        第４の配線層
４１〜４５  信号パターン
７１〜７４  補強パターン
８１        補強用ビア（スルーホールビア）
８２        補強用ビア（ベリードビア）
８３        補強用ビア（ブラインドビア）
１４１〜１４６  信号パターン
１７１〜１７６  補強パターン
１２１      第１の配線層
１２２      第２の配線層
１２３      第３の配線層
１２４      第４の配線層
１２５      第５の配線層
１２６      第６の配線層
【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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