(57)【要約】【課題】リンギングや波形なまり等の信号品質悪化の原因となっている信号配線部分と幅が大きく異なるコネクタ端子用ランド部分でのインピーダンス変化を緩和する構造がコストアップや信頼性低下の要因となり易く、フレキシブル基板等の両面基板構造に適用し難い。【解決手段】絶縁層１２と、絶縁層１２の一方の面に形成された、幅の異なる信号配線部１１ａおよび部品接続用ランド部１１ｂが接続された配線接続部１１と、絶縁層１２の反対側の面に配線接続部１１に対向して形成された、幅の異なる信号配線対向部１３ａおよび部品接続用ランド対向部１３ｂが接続されたグランド部１３とを備える。幅の狭い信号配線部１１ａと幅の広い信号配線対向部１３ａを対応させ、幅の広い部品接続用ランド部１１ｂと幅の狭い部品接続用ランド対向部１３ｂを対応させて配置することにより、信号配線部１１ａと部品接続用ランド部１１ｂ間のインピーダンスを一定にできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面に形成された、互いに幅の異なる信号配線部と部品接続用ランド部とが接続された配線接続部と、
前記絶縁層の前記一方の面の反対側の面に前記配線接続部に対向して形成された、互いに幅の異なる信号配線対向部と部品接続用ランド対向部とが接続されたグランド部とを備え、
前記信号配線部と前記信号配線対向部を対応させ、前記部品接続用ランド部と前記部品接続用ランド対向部を対応させることにより、前記信号配線部と前記部品接続用ランド部間のインピーダンスを一定にした基板。
【請求項２】
前記部品接続用ランド部の幅は前記信号線部の幅よりも大きく、
前記部品接続用ランド対向部の幅は前記信号線対向部の幅よりも小さい、請求項１に記載の基板。
【請求項３】
前記配線接続部は、前記同一の面上に平行に複数形成されており、
前記グランド部は、前記信号配線対向部および前記部品接続用ランド対向部が、前記複数の配線接続部のそれぞれの前記信号配線部および前記部品接続用ランド部に対応するように、前記反対側の面上に平行に複数形成されており、
前記各信号配線対向部は、幅方向で互いにつながっている、請求項２に記載の基板。
【請求項４】
前記配線接続部の幅は、前記信号線部から前記部品接続用ランド部に向かって連続的にまたは段階的に大きくなっており、
前記グランド部の幅は、前記信号線対向部から前記部品接続用ランド対向部に向かって連続的にまたは段階的に小さくなっている、請求項２に記載の基板。
【請求項５】
前記基板は、フレキシブル基板である、請求項１に記載の基板。
【請求項６】
前記一定にしたインピーダンスは、信号配線の特性インピーダンスである、請求項１に記載の基板。
【請求項７】
前記一定にしたインピーダンスは、複数の信号配線間の差動インピーダンスである、請求項１に記載の基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の基板を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線接続部を有する基板および電子機器に関するものである。例えば、高速信号を伝送する信号配線を有する基板および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器は小型化、高機能化、デジタル化が進み、これに伴って電子機器内や電子機器間で伝送される情報量が増加して伝送される信号速度も急速に高速化している。信号周波数が１００ＭＨｚ程度の場合には配線構造の高周波特性が信号波形へ与える影響は小さいが、信号周波数が数１００ＭＨｚから１ＧＨｚを超える高速信号になると配線構造の高周波特性が信号波形へ与える影響が無視できなくなり、プリント基板や接続ケーブルの配線構造の高周波特性に細心の注意を払う必要がある。
【０００３】
この問題はコネクタ等の信号配線接続部において特に顕著である。部品の半田付けや電気的接触確保のための接続断面構造が配線部分と大きく異なるため、断面構造と材質で決定されるインピーダンスの急激な変化に起因する高周波信号の反射や、配線断面積増加による容量成分増加に起因する波形なまりといった伝送波形の乱れが発生している。
【０００４】
図５〜図８を用いて、この信号配線接続部における問題について説明する。
【０００５】
図５に、従来のプリント基板の信号配線接続部の透視構造図を示す。図５は、プリント基板上でコネクタと接続される信号周波数７５０ＭＨｚの高速信号配線の、端子間隔５００μｍのコネクタ端子用ランド周辺部分の構造を模式的に示したものである。
【０００６】
比誘電率３．３で厚み９０μｍのプリント基板の絶縁層２２の上面に、コネクタと接続される幅１８４μｍで厚み３５μｍの高速信号配線２１が、５００μｍ間隔で配置されている。高速信号配線２１は、インピーダンス制御部分２１ａと、幅が３００μｍに広げられたコネクタ端子用ランド部分２１ｂで構成されている。そして、絶縁層２２を挟んで高速信号配線２１と対向するように、厚み３５μｍのグランド面２３が配置されている。
【０００７】
図６に示すようなマイクロストリップ線路の特性インピーダンスは、一般に数１で求められることが知られている。図６（ａ）は、特性インピーダンス値を算出する対象とするマイクロストリップ線路の構成を示す図であり、図６（ｂ）は、特性インピーダンス値を算出するために必要なマイクロストリップ線路の情報を示す断面図である。図６（ｂ）の各情報から、数１を用いてインピーダンス値Ｚ０を算出することができる。
【０００８】
【数１】
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図７は、図５の高速信号配線２１の幅を５０μｍから３００μｍまで変化させた時の、数１を用いて算出した特性インピーダンスの値を示すグラフである。
【０００９】
図７より、インピーダンス制御部分２１ａでは特性インピーダンスが５０Ωとなるように配線の幅が１８４μｍに決定されているが、高速信号のコネクタ端子用ランド部分２１ｂではコネクタ端子の半田付けのために配線幅が３００μｍまで広がっていて特性インピーダンスが３７Ωまで低下していることがわかる。
【００１０】
また、図８（ａ）は、高速信号配線２１の特性インピーダンスの変化をグラフ化したものであり、図８（ｂ）は、高速信号配線２１の波形の変化を示したものである。
【００１１】
図８（ｂ）において、Ａは悪化する前の信号波形、Ｂは信号波形Ａが悪化した後の信号波形を示している。
【００１２】
図８（ａ）より高速信号配線２１は特性インピーダンスが急激に変化する構造となっているため、図８（ｂ）に示すように急激な特性インピーダンスの変化部分での信号反射によるリンギング２８や、低インピーダンス部分の容量成分による波形なまり２９が発生する。
【００１３】
このように、図５に示した従来の信号配線部分の接続構造では、信号品質が悪化するという課題があった。
【００１４】
この課題に対応する信号接続部の構造が、従来から利用され、また提案されている。この課題に対応した従来の信号接続部の構造について以下に説明する。
【００１５】
図９は、この課題に対応した従来から利用されている、第１の従来の信号配線接続部の透視構造図を示している。図５と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００１６】
比誘電率３．３で厚み９０μｍのプリント基板の絶縁層２２の上面に、コネクタと接続される幅１８４μｍで厚み３５μｍの高速信号配線３１が、５００μｍ間隔で配置されている。高速信号配線３１は、インピーダンス制御部分３１ａと、幅が３００μｍに広げられたコネクタ端子用ランド部分３１ｂと、インピーダンス制御部分３１ａとコネクタ端子用ランド部分３１ｂ間の境界部分３１ｃで構成されている。そして、絶縁層２２を挟んで高速信号配線３１と対向するように、厚み３５μｍのグランド面２３が配置されている。
【００１７】
このように、高速信号配線３１は、その幅が連続的にかつ緩やかに変化する構造となっている点が、図５の高速信号配線２１の構造と異なる。
【００１８】
図９の構成において、高速信号のインピーダンス制御部分３１ａは、数１および図７より特性インピーダンスが５０Ωとなるように配線の幅が１８４μｍに決定されているが、高速信号のコネクタ端子用ランド部分３１ｂではコネクタ端子の半田付けのために配線幅が３００μｍまで広がっていて特性インピーダンスが３７Ωまで低下しており、インピーダンス制御部分３１ａとコネクタ端子用ランド部分３１ｂ間の境界部分３１ｃでは線幅が徐々に変化して特性インピーダンスも徐々に変化する構造となっている。
【００１９】
図１０（ａ）は、高速信号配線３１の特性インピーダンスの変化をグラフ化したものであり、図１０（ｂ）は、高速信号配線３１の波形の変化を示したものである。
【００２０】
図１０（ｂ）において、Ａは悪化する前の信号波形、Ｂは信号波形Ａが悪化した後の信号波形を示している。
【００２１】
図１０（ｂ）を図８（ｂ）と比較すると、図９の信号配線接続部の構造の高速信号配線３１は、急激な特性インピーダンスの変化が緩和されて信号反射によるリンギング２８が抑制できるという効果があることがわかる。しかし、図１０（ｂ）からわかるように、高速信号配線３１でも、低インピーダンス部分の容量成分による波形なまり２９が発生するという課題が残っていた。
【００２２】
この波形なまりの課題についても対応した、第２および第３の従来の信号配線接続部の構造が提案されている。
【００２３】
第２の従来の信号配線接続部として、配線幅に合わせて絶縁層厚みを変化させることでインピーダンス変化を抑制する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００２４】
図１１（ａ）は、第２の従来の信号配線接続部の、信号配線が形成されている上面からみた平面構成図を示しており、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＣ−Ｃ´断面の断面構造図を示している。
【００２５】
比誘電率３．３で厚み９０μｍのプリント基板の絶縁層部分４２の上面に、コネクタと接続される幅１８４μｍで厚み３５μｍの高速信号配線４１が、複数平行に配置されている。高速信号配線４１は、高速信号のインピーダンス制御部分４１ａと、高速信号の配線幅が変化する部分４１ｃで構成されている。
【００２６】
そして、平面状の絶縁層部分４２の高速信号配線４１と反対側の面の、高速信号の配線幅が変化する部分４１ｃに対応する部分に、高速信号の配線幅が変化する部分４１ｃの幅に合わせて厚さが変化する楔形状の絶縁層部分４２ａが形成されている。そして、絶縁層部分４２および絶縁層部分４２ａを挟んで高速信号配線４１と対向するように、厚み３５μｍのグランド面４３が配置されている。
【００２７】
このように、図１１の構成では、高速信号のインピーダンス制御部分４１ａは、数１および図７より特性インピーダンスが５０Ωとなるように配線の幅が決定されており、配線幅が変化する部分４１ｃで特性インピーダンスが徐々に低下しないようにプリント基板の絶縁層部分４２に加えて新たな楔形状の絶縁層部分４２ａが厚み方向に挿入されている。配線幅が変化する部分４１ｃとグランド面４３との距離が、配線の特性インピーダンスが一定になるように徐々に大きくなっているので、急激な特性インピーダンス変化部分での反射によるリンギングと低インピーダンス部分の容量成分による波形なまりの双方が無くなり、信号品質の悪化を抑制できる。
【００２８】
また、第３の従来の信号配線接続部として、配線幅が広くなる部分の誘電体に孔を開けて見かけ上の誘電率を小さくすることでインピーダンス変化を抑制する構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２９】
図１２は、特許文献２で提案されている電気コネクタに内蔵された基板の構造図を示している。
【００３０】
比誘電率３．３で厚み４５μｍの絶縁層５２の上面に、コネクタと接続される幅１８４μｍで厚み３５μｍの高速信号配線５１が複数平行に形成されて、表面絶縁基板を構成している。高速信号配線５１は、インピーダンス制御部分５１ａと、幅が３００μｍに広げられたコネクタ端子用ランド部分５１ｂで構成されている。
【００３１】
比誘電率３．３で厚み４５μｍの絶縁層５５の両面に厚み３５μｍのグランド面５３が形成されて、第１の絶縁薄層基板を構成している。
【００３２】
また、比誘電率３．３で厚み４５μｍの絶縁層５６の、積層される表面絶縁基板の高速信号のコネクタ端子用ランド部分５１ｂと第１の絶縁薄層基板の間に孔部５４が形成されて第２の絶縁薄層基板を構成している。
【００３３】
そして、第１の絶縁薄層基板の両面に第２の絶縁薄層基板、さらにその両外側に表面絶縁基板が積層されて、電気コネクタに内蔵される基板となる。したがって、絶縁層５２および５６を挟んで高速信号配線５１と対向するようにグランド面５３が配置されることになる。
【００３４】
このように、図１２の構成では、高速信号のインピーダンス制御部分５１ａは、数１および図７より特性インピーダンスが５０Ωとなるように配線の幅が決定されており、高速信号のコネクタ端子用ランド部分５１ｂではグランド面５３との間の絶縁層５６の部分に孔部５４が形成されており、孔部５４の空気の比誘電率が絶縁層５６の部分よりも小さいために孔部５４が無い場合に比べてコネクタ端子用ランド部分５１ｂの特性インピーダンス低下を部分的に緩和する構造となっている。このような構造としたことにより、急激な特性インピーダンスの変化部分での反射によるリンギングや低インピーダンス部分の容量成分による波形のなまりが減少し、信号品質の悪化を抑制できる。
【特許文献１】特開２００６−１７３２３９号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
しかしながら、従来の信号配線接続部の構造の場合には、製造工程の追加によりコストアップとなっていた。また、第２の従来の信号配線接続部の構造の場合には、適用範囲が限定されるという問題があり、第３の従来の信号配線接続部の構造の場合には、構造的に信頼性が低下するという問題があった。
【００３６】
すなわち、図１１に示した第２の従来の信号配線接続部の構造の場合には、プリント基板の製造工程に新たな楔形状の絶縁層部分４２ａを部分的に追加する必要があるためにコストアップとなる。さらに、コネクタ等の一定間隔の隙間に差し込んで接続するフレキシブル基板などには、差込部分の厚みを一定にできないため適用できない。
【００３７】
図１２に示した従来の第３の信号配線接続部の構造の場合にも、プリント基板の製造工程に新たな孔部５４を形成させる工程が必要となるためにコストアップとなる。また、従来の第３の信号配線接続部の構造の場合には、高速信号配線５１とグランド面５３との間の絶縁層５６の部分に孔部５４を形成するため、コネクタ端子用ランド部分５１ｂは絶縁層５２との接着強度が低下して剥離し易くなる。さらにコネクタ端子等の押圧でコネクタ端子用ランド部分５１ｂが孔部５４に食い込んで変形し易くなるという新たな課題が発生する。
【００３８】
このように、従来のいずれの方法においても、信号配線部分と幅が大きく異なるコネクタ端子用ランド部分でのインピーダンス変化を緩和する構造がコストアップや信頼性低下の要因となり易く、またフレキシブル基板等の両面基板構造に適用し難かった。
【００３９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、安価な構成で信頼性を損なうことなく、信号接続部における波形なまりおよびリンギングを改善できる基板および電子機器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】
【００４０】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面に形成された、互いに幅の異なる信号配線部と部品接続用ランド部とが接続された配線接続部と、
前記絶縁層の前記一方の面の反対側の面に前記配線接続部に対向して形成された、互いに幅の異なる信号配線対向部と部品接続用ランド対向部とが接続されたグランド部とを備え、
前記信号配線部と前記信号配線対向部を対応させ、前記部品接続用ランド部と前記部品接続用ランド対向部を対応させることにより、前記信号配線部と前記部品接続用ランド部間のインピーダンスを一定にした基板である。
【００４１】
また、第２の本発明は、
前記部品接続用ランド部の幅は前記信号線部の幅よりも大きく、
前記部品接続用ランド対向部の幅は前記信号線対向部の幅よりも小さい、第１の本発明の基板である。
【００４２】
また、第３の本発明は、
前記配線接続部は、前記同一の面上に平行に複数形成されており、
前記グランド部は、前記信号配線対向部および前記部品接続用ランド対向部が、前記複数の配線接続部のそれぞれの前記信号配線部および前記部品接続用ランド部に対応するように、前記反対側の面上に平行に複数形成されており、
前記各信号配線対向部は、幅方向で互いにつながっている、第２の本発明の基板である。
【００４３】
また、第４の本発明は、
前記配線接続部の幅は、前記信号線部から前記部品接続用ランド部に向かって連続的にまたは段階的に大きくなっており、
前記グランド部の幅は、前記信号線対向部から前記部品接続用ランド対向部に向かって連続的にまたは段階的に小さくなっている、第２の本発明の基板である。
【００４４】
また、第５の本発明は、
前記基板は、フレキシブル基板である、第１の本発明の基板である。
【００４５】
また、第６の本発明は、
前記一定にしたインピーダンスは、信号配線の特性インピーダンスである、第１の本発明の基板である。
【００４６】
また、第７の本発明は、
前記一定にしたインピーダンスは、複数の信号配線間の差動インピーダンスである、第１の本発明の基板である。
【００４７】
また、第８の本発明は、
第１乃至第７のいずれかの本発明の基板を備えた電子機器である。
【発明の効果】
【００４８】
本発明により、安価な構成で信頼性を損なうことなく、信号接続部における波形なまりおよびリンギングを改善できる基板および電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００５０】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１のプリント基板の信号配線接続部の、コネクタ端子用ランド周辺部分の構造を模式的に示した構造図を示している。図１（ａ）は高速信号配線側から見た透視構造斜視図を、図１（ｂ）は高速信号配線側から見た平面図を、それぞれ示している。
【００５１】
比誘電率３．３で厚み９０μｍのプリント基板の絶縁層１２の上面に、コネクタと接続される幅１８４μｍで厚み３５μｍの高速信号配線１１が、複数平行に配置されている。高速信号配線１１は、インピーダンス制御部分１１ａと、幅が３００μｍに広げられたコネクタ端子用ランド部分１１ｂと、インピーダンス制御部分１１ａとコネクタ端子用ランド部分１１ｂ間の境界部分１１ｃで構成されている。
【００５２】
そして、絶縁層１２を挟んでそれぞれの高速信号配線１１と対向するように、厚み３５μｍのグランド面１３が、複数平行に配置されている。グランド面１３は、高速信号のインピーダンス制御部分１１ａと対向するように配置された信号配線対向グランド面１３ａと、コネクタ端子用ランド部分１１ｂと対向するように配置されたランド部配線対向グランド面１３ｂと、境界部分１１ｃと対向するように配置された、信号配線対向グランド面１３ａとランド部配線対向グランド面１３ｂ間の境界グランド面１３ｃで構成されている。本実施の形態１の信号配線接続部は、図１に示すように各グランド面１３の信号配線対向グランド面１３ａ同士がつながった構成をしている。
【００５３】
なお、高速信号配線１１が、本発明の配線接続部の一例にあたり、インピーダンス制御部分１１ａおよびコネクタ端子用ランド部分１１ｂが、それぞれ、本発明の信号配線部および部品接続用ランド部の一例にあたる。また、グランド面１３が、本発明のグランド部の一例にあたり、信号配線対向グランド面１３ａおよびランド部配線対向グランド面１３ｂが、それぞれ、本発明の信号配線対向部および部品接続用ランド対向部の一例にあたる。
【００５４】
以上の様に構成された本実施の形態１のプリント基板において、高速信号のインピーダンス制御部分１１ａは、数１に示す特性インピーダンスが５０Ωとなるように配線の幅が決定されている。
【００５５】
数１は、絶縁層１２を挟んで高速信号配線１１と対向するグランド面１３の幅が高速信号配線１１に比べて十分に広い、図６に示すような構成の場合に適用できる近似式である。図１に示す本実施の形態１のランド部配線対向グランド面１３ｂや境界グランド面１３ｃのように、対応するグランド面１３側の幅が高速信号配線１１の幅と同等以下の場合には、数１の近似式を適用できず、電磁界解析等の数値解析により特性インピーダンスを算出する必要がある。
【００５６】
図２（ａ）は、絶縁層を挟んで対向する信号配線の幅とグランド面の幅の関係を解析するための構造図であり、図２（ｂ）は、電磁界解析ソフトを使用して、図２（ａ）に示す構造について、信号配線およびグランドの幅と特性インピーダンスの関係を求めたグラフを示している。
【００５７】
図２（ｂ）の関係より、信号配線に対向するグランド面の線幅を調整することにより、信号配線の特性インピーダンスを制御できることがわかる。したがって、図１に示す本実施の形態１の信号配線接続部の構成で、高速信号のコネクタ端子用ランド部分１１ｂ、高速信号のインピーダンス制御部分１１ａ、境界部分１１ｃのそれぞれの幅に対応させて、ランド部配線対向グランド面１３ｂおよび境界グランド面１３ｃの幅を決定することにより、高速信号配線１１の特性インピーダンスを一定に保たせることができる。特性インピーダンスを一定に保たせることにより、特性インピーダンスの急激な変化部での反射によるリンギングや低インピーダンス部分の容量成分による波形のなまりが減少して、信号品質の悪化を低減することが可能となる。
【００５８】
例えば、図１に示す高速信号配線１１とグランド面１３が１組の構成の場合についてみると、図２（ｂ）より、境界部分１１ｃの幅が２００μｍとなる部分に対応する境界グランド面１３ｃの部分の幅を５００μｍとし、境界部分１１ｃの幅が２５０μｍとなる部分に対応する境界グランド面１３ｃの部分の幅を１５０μｍとし、幅が３００μｍであるコネクタ端子用ランド部分１１ｂに対応するランド部配線対向グランド面１３ｂの幅を５０μｍとした構成のグランド面１３とすることにより、高速信号配線１１の特性インピーダンスを一定に保たせることができる。この場合、高速信号配線１１の幅が２００〜３００μｍの範囲において、幅が２００μｍとなる部分のインピーダンスは５０．９Ω、幅が２５０μｍとなる部分のインピーダンスは５０．０Ω、コネクタ端子用ランド部分１１ｂのインピーダンスは５０．４Ωとなり、特性インピーダンスをほぼ一定の５０Ωに保たせることができる。
【００５９】
ただし、高速信号配線が孤立して配置されているのではなく、図１のように高速信号配線１１が複数並走している構造の場合には、隣接する高速信号配線１１に対応するランド部配線対向グランド面１３ｂおよび境界グランド面１３ｃの影響により、図２（ｂ）に示した特性インピーダンスよりも若干低い特性インピーダンスとなる。
【００６０】
図３（ａ）は、信号配線が複数並走している構造に対する信号配線の幅とグランド面の幅の関係を解析するための構造図であり、図３（ｂ）は、電磁界解析ソフトを使用して、図３（ａ）に示す構造について、内側の信号配線およびグランドの幅と特性インピーダンスの関係を求めたグラフを示している。
【００６１】
図３（ａ）の４本の信号配線が並走している構成の場合には、内側２本の信号配線が両側に他の信号配線と隣接しているのに対し、外側２本の信号配線は片側にしか他の信号配線と隣接していないので、隣接するグランド面の有無の違いによって内側２本の信号配線の方がグランド面から受ける影響が大きく、外側２本の信号配線よりも若干低いインピーダンスとなる。図３（ｂ）は、図３（ａ）の内側２本のうちの一方の信号配線についての、信号配線およびグランドの幅と特性インピーダンスの関係を示している。
【００６２】
図３（ｂ）より、図１の実施の形態１の高速信号配線１１における境界部分１１ｃの特性インピーダンスを５０Ωに保つための、境界部分１１ｃの変化する配線幅に対応する境界グランド面１３ｃの各部分の幅を求めることが出来る。
【００６３】
例えば、境界部分１１ｃの幅が２００μｍとなる部分に対応する境界グランド面１３ｃの部分の幅を２１０μｍとし、境界部分１１ｃの幅が２５０μｍとなる部分に対応する境界グランド面１３ｃの部分の幅を８２μｍとすることにより、高速信号配線１１の境界部分１１ｃ部分の特性インピーダンスを一定の５０Ωに保たせることができる。
【００６４】
なお、図３（ｂ）では、信号配線の幅が３００μｍの場合にグランド面の幅を５０μｍまでしか計算していないが、これは一般の基板では５０μｍ程度が配線幅の限界であるためで、計算上ではグランド面の幅２０μｍで特性インピーダンスは約５０Ωになる。
【００６５】
このようにして厳密に特性インピーダンスを一定に保つように信号配線および対応するグランド面の幅を決定することにより、特性インピーダンスの急激な変化部での反射によるリンギングや低インピーダンス部分の容量成分による波形のなまりがさらに減少し、信号品質の悪化をより低減することが可能となる。
【００６６】
またさらに、高速信号配線が複数並走した状態の差動インピーダンスを一定に保つように信号配線および対応するグランド面の幅を決定することも可能である。差動インピーダンスを一定に保たせることにより、差動インピーダンスの急激な変化部での反射によるリンギングや低インピーダンス部分の容量成分による波形のなまりがさらに減少し、信号品質の悪化をさらに低減させることが可能となる。
【００６７】
なお、本発明でいう「インピーダンスを一定に保つ」とは、厳密に全く変化しない範囲のものに限らず、社会通念上一定と同視できる範囲のものをいう。したがって、本実施の形態１では、図１に示す境界部分１１ｃおよび境界グランド面１３ｃの幅を、いずれも連続的に変化する形状としたが、高速信号配線１１のインピーダンスを一定とみなせる微小な変化の範囲に収まるようにできれば、これらの幅が段階的に変化するような形状であってもよい。
【００６８】
図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１とは異なる本実施の形態１の他の構成の信号配線接続部の平面図を示している。高速信号配線１１のインピーダンスを一定とみなせる範囲にできれば、例えば図４（ａ）に示すように、境界部分１１ｃおよび境界グランド面１３ｃの幅を決める２つの辺の形状が細かな階段形状などであってもよい。
【００６９】
また、図１に示した本実施の形態１の構成では、隣接する信号配線対向グランド面１３ａ同士がつながっている構成としたが、高速信号配線１１のインピーダンスを一定にできれば、例えば図４（ｂ）のように、隣接する信号配線対向グランド面１３ａが離れている構成であってもよい。
【００７０】
なお、本発明の構成の基板では、図１１および図１２に示した第２および第３の従来の信号配線接続部の構造の場合のように、絶縁層の厚みを変えたり、孔を開けたりする必要が無いため、コネクタ端子用ランド部分の接続強度を劣化させることが無く、形成困難な微細スリットも必要としないため、従来のプリント基板製造工程を用いて安価にかつ容易に実現することが可能である。
【００７１】
またさらに、本発明の基板は、信号配線とグランド面の２つの層だけで形成することが可能であり、コストアップ等の理由で多層構造化が困難なフレキシブル基板へも容易に適用できる。
【００７２】
以上に説明したように、本発明の基板は、信号配線部と部品接続用ランド部の幅が大きく異なる基板の配線接続部において、信号配線部および部品接続用ランド部と絶縁層を挟んで対向するようにグランド面を配置し、部品接続用ランド部の特性インピーダンスが信号配線部の特性インピーダンスと等しくなるように部品接続用ランド部と対向するグランド面の幅を変化させることで、インピーダンス変化に起因する信号品質の悪化を抑制している。
【００７３】
本発明の基板は、大きなインピーダンス変化が許されない、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ、ＩＥＥＥ１３９４等の高速インターフェースを搭載した電子機器に適用することができる。例えば、これらのインターフェースを搭載した、ＴＶ、ＰＣ、ＤＶＤレコーダー、ムービー、音楽プレーヤー等の電子機器に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る基板および電子機器は、安価な構成で信頼性を損なうことなく、信号接続部における波形なまりおよびリンギングを改善できる効果を有し、高速信号を伝送する信号配線が接続される配線接続部を有する基板および電子機器等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１のプリント基板の信号配線接続部の透視構造斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１のプリント基板の信号配線接続部の平面図
【図２】（ａ）絶縁層を挟んで対向する信号配線の幅とグランド面の幅の関係を解析するための構造図、（ｂ）孤立した信号配線の構成における、信号配線およびグランド面の幅と特性インピーダンスの関係を示すグラフ
【図３】（ａ）絶縁層を挟んで対向する、複数並走する信号配線の幅とグランド面の幅の関係を解析するための構造図、（ｂ）信号配線が複数並走する構成における、内側の信号配線およびグランド面の幅と特性インピーダンスの関係を示すグラフ
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１のプリント基板の他の構成の信号配線接続部の平面図、（ｂ）本発明の実施の形態１のプリント基板の他の構成の信号配線接続部の平面図
【図５】従来のプリント基板の信号配線接続部の透視構造図
【図６】（ａ）特性インピーダンス算出の対象とするマイクロストリップ線路の構成を示す図、（ｂ）特性インピーダンスを算出するために必要なマイクロストリップ線路の情報を示す断面図
【図７】プリント基板の信号配線接続部の高速信号配線の線幅と特性インピーダンスの関係を示すグラフ
【図８】（ａ）従来のプリント基板における、高速信号配線の特性インピーダンスの変化を示すグラフ、（ｂ）従来のプリント基板における、高速信号配線の波形の変化を示す図
【図９】信号品質悪化の課題に対応した第１の従来の信号配線接続部の透視構造図
【図１０】（ａ）信号品質悪化の課題に対応した第１の従来の信号配線接続部における、高速信号配線の特性インピーダンスの変化を示すグラフ、（ｂ）信号品質悪化の課題に対応した第１の従来の信号配線接続部における、高速信号配線の波形の変化を示す図
【図１１】（ａ）信号品質悪化の課題に対応した第２の従来の信号配線接続部の平面構成図、（ｂ）信号品質悪化の課題に対応した第２の従来の信号配線接続部のＣ−Ｃ´断面の断面構造図
【図１２】信号品質悪化の課題に対応した第３の従来の信号配線接続部としての電気コネクタに内蔵された基板の構造図
【符号の説明】
【００７６】
１１  高速信号配線
１１ａ  インピーダンス制御部分
１１ｂ  コネクタ端子用ランド部分
１１ｃ  境界部分
１２  絶縁層
１３  グランド面
１３ａ  信号配線対向グランド面
１３ｂ  ランド部配線対向グランド面
１３ｃ  境界グランド面
２１、３１、４１、５１  高速信号配線
２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ  インピーダンス制御部分
２１ｂ、３１ｂ、５１ｂ  コネクタ端子用ランド部分
２２、５２、５５、５６  絶縁層
２３、４３、５３  グランド面
２８  波形のリンギング
２９  波形のなまり
３１ｃ  境界部分
４１ｃ  配線幅が変化する部分
４２、４２ａ  絶縁層部分
５４  孔部
【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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