(57)【要約】【課題】小さな大きさを有しながらも、低いバンドギャップ周波数を有することができる、アナログ回路とデジタル回路との間の混合信号の問題を解決した電磁気バンドギャップ構造物及び印刷回路基板を提供する。【解決手段】本発明に係る電磁気バンドギャップ構造物は、金属層と、金属板及びビアを有する複数のきのこ型構造物と、を含み、前記複数のきのこ型構造物が前記金属層上にスタック構造を形成することを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属層と、
前記第１金属層上に積層された第１誘電層と、
前記第１誘電層上に積層された第１金属板と、
前記第１金属層と前記第１金属板とを接続させる第１ビアと、
前記第１金属板及び前記第１誘電層上に積層された第２誘電層と、
前記第２誘電層上に積層され、所定の位置にホールが形成された第２金属層と、
前記第２金属層上に積層された第３誘電層と、
前記第３誘電層上に積層された第２金属板と、
前記第２金属層に形成された前記ホールを貫通し、前記第１金属板と前記第２金属板とを接続させる第２ビアと、
を含む電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２】
前記第２ビアは、前記第１ビアと同一中心軸を有するように形成され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】
前記第２ビアは、前記ホールと同一中心軸を有するように形成され、
前記ホールの直径は前記第２ビアの直径より大きく設定され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４】
前記第１金属板、前記第１ビア、前記第２金属板、及び前記第２ビアを含む２層構造のきのこ型構造物が、複数存在し、
前記ホールは、前記２層構造のきのこ型構造物各々の第２ビアの位置に対応して前記第２金属層に複数形成され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５】
前記複数のホールは、それぞれ同一間隔だけ離隔され形成されることを特徴とする請求項４に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項６】
金属層と、
金属板とビアとを有する複数のきのこ型構造物と、を含み、
前記複数のきのこ型構造物は、前記金属層上にスタック構造を形成する電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項７】
前記複数のきのこ型構造物のうち、隣接したある二つのきのこ型構造物の金属板は、他の金属層を挟んでそれぞれ形成されることを特徴とする請求項６に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項８】
アナログ回路及びデジタル回路を含む印刷回路基板において、
第１金属層と、
前記第１金属層上に積層された第１誘電層と、
前記第１誘電層上に積層された第１金属板と、
前記第１金属層と前記第１金属板とを接続させる第１ビアと、
前記第１金属板及び前記第１誘電層上に積層された第２誘電層と、
前記第２誘電層上に積層され、所定の位置にホールが形成された第２金属層と、
前記第２金属層上に積層された第３誘電層と、
前記第３誘電層上に積層された第２金属板と、
前記第２金属層に形成された前記ホールを貫通し、前記第１金属板と前記第２金属板とを接続させる第２ビアと、を含む電磁気バンドギャップ構造物が、前記アナログ回路と前記デジタル回路との間に配置される印刷回路基板。
【請求項９】
前記第１金属層は接地層または電源層のうち何れか一つであり、前記第２金属層は他の一つであることを特徴とする請求項８に記載の印刷回路基板。
【請求項１０】
前記第２ビアは、前記第１ビアと同一中心軸を有するように形成されることを特徴とする請求項８に記載の印刷回路基板。
【請求項１１】
前記第２ビアは、前記ホールと同一中心軸を有するように形成され、
前記ホールの直径は、前記第２ビアの直径より大きく設定されることを特徴とする請求項８に記載の印刷回路基板。
【請求項１２】
前記第１金属板、前記第１ビア、前記第２金属板、及び前記第２ビアを含む２層構造のきのこ型構造物が、複数存在し、
前記ホールは、前記２層構造のきのこ型構造物各々の第２ビアの位置に対応して前記第２金属層に複数形成されることを特徴とする請求項８に記載の印刷回路基板。
【請求項１３】
前記複数のホールは、それぞれ同一間隔だけ離隔され形成されることを特徴とする請求項１２に記載の印刷回路基板。
【請求項１４】
前記アナログ回路は、外部からの無線信号を受信するＲＦ回路であることを特徴とする請求項８に記載の印刷回路基板。
【請求項１５】
アナログ回路及びデジタル回路を含む印刷回路基板において、
金属層と、
金属板とビアとを有する複数のきのこ型構造物と、を含み、
前記複数のきのこ型構造物は、前記金属層上にスタック構造を形成する電磁気バンドギャップ構造物が前記アナログ回路と前記デジタル回路との間に配置される印刷回路基板。
【請求項１６】
前記複数のきのこ型構造物のうち、隣接するある二つのきのこ型構造物の金属板は、他の金属層を挟んでそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１５に記載の印刷回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷回路基板に関するもので、より詳細には、アナログ回路とデジタル回路との間の混合信号（mixed signal）の問題を解決した電磁気バンドギャップ構造物及び印刷回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動性が重要視される最近の傾向に伴い、無線通信が可能な移動通信端末、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、ノートパソコン、デジタルマルチメディア放送（Digital Multimedia Broadcasting：ＤＭＢ）機器など、多様な機器が市販されている。
【０００３】
これらの機器は、無線通信のためにアナログ回路、例えば、ＲＦ回路と、デジタル回路とが複合的に搭載されている印刷回路基板を含んでいる。
【０００４】
図１は、アナログ回路とデジタル回路とを含む印刷回路基板の断面図である。４層構造を有する印刷回路基板１００が示されているが、その他の２層、６層など、多様な構造の印刷回路基板も適用可能である。ここで、アナログ回路は、ＲＦ回路であると仮定する。
【０００５】
印刷回路基板１００は、金属層（１１０-１、１１０-２、１１０-３、１１０-４、以下、１１０という）と、金属層１１０の間に積層された誘電層１２０（１２０-１、１２０-２、１２０-３）と、最上位金属層１１０-１上に装着されたデジタル回路１３０と、ＲＦ回路１４０と、を含む。
【０００６】
金属層１１０-２を接地層、金属層１１０-３を電源層であると仮定すれば、接地層１１０-２と電源層１１０-３との間に接続されているビア１６０を通して電流が流れ、印刷回路基板１００は予め定められた動作または機能を行う。
【０００７】
ここで、デジタル回路１３０の動作周波数とハーモニックス（harmonics）成分による電磁波（EM wave）１５０がＲＦ回路１４０に伝達され混合信号の問題を発生させる。混合信号の問題は、デジタル回路１３０での電磁波が、ＲＦ回路１４０が動作する周波数帯域内の周波数を有することにより、ＲＦ回路１４０の正確な動作を妨害することを意味する。例えば、ＲＦ回路１４０が所定の周波数帯域の信号を受信するに当たって、該当周波数帯域内の信号を含む電磁波１５０がデジタル回路１３０から伝達されることにより、該当周波数帯域内で正確な信号の受信が難しくなることがある。
【０００８】
このような混合信号の問題は、電子機器が複雑になるに伴い、デジタル回路１３０の動作周波数が増加し、かつますます複雑になるので、解決し難くなっている。
【０００９】
電源ノイズの典型的な解決策であるデカップリングキャパシタ（decoupling capacitor）による方法も、高周波数においては適切な解決策となっておらず、ＲＦ回路とデジタル回路との間に高周波数のノイズを遮断する構造物の研究が必要な実情である。
【００１０】
図２は、従来技術に係るアナログ回路とデジタル回路との間の混合信号の問題を解決する電磁気バンドギャップ構造物の断面図であり、図３は、図２に示されている電磁気バンドギャップ構造物の金属板の配列構造を示す平面図である。図４は、図２に示されている電磁気バンドギャップ構造物の斜視図であり、図５は、図２に示されている電磁気バンドギャップ構造物の等価回路図である。
【００１１】
電磁気バンドギャップ構造物（electromagnetic bandgap structure）２００は、第１金属層２１０−１、第２金属層２１０−２、第１誘電層２２０ａ、第２誘電層２２０ｂ、金属板２３２、及びビア２３４を含む。
【００１２】
第１金属層２１０−１と金属板２３２とはビア２３４を通して接続されており、金属板２３２及びビア２３４はきのこ型（mushroom type）の構造物２３０を形成する（図４参照）。
【００１３】
第１金属層２１０−１が接地層であると、第２金属層２１０−２は電源層になり、第１金属層２１０−１が電源層であると、第２金属層２１０−２は接地層になる。
【００１４】
すなわち、接地層と電源層との間に、金属板２３２及びビア２３４から形成されたきのこ型の構造物２３０を繰り返して形成することにより（図３参照）、特定の周波数帯域に含まれる信号を通過させないバンドギャップ構造を有することになる。
【００１５】
特定の周波数帯域に含まれる信号を通過させない機能は、抵抗（ＲＥ、ＲＰ）、インダクタンス（ＬＥ、ＬＰ）、キャパシタンス（ＣＥ、ＣＰ、ＣＧ）、コンダクタンス（ＧＰ、ＧＥ）の成分によるもので、図５に示すような等価回路図で近似化して表される。
【００１６】
デジタル回路とＲＦ回路とが同一基板に具現され用いられる代表的な電子機器には移動通信端末がある。移動通信端末の場合、混合信号の問題を解決するためには、ＲＦ回路の動作周波数である０．８〜２．０ＧＨｚ領域におけるノイズ遮蔽が必要であり、移動通信端末にて使用できるように、きのこ型の構造物の大きさが小さくなければならない。しかし、上述した電磁気バンドギャップ構造物を用いる場合、前記の二つの条件をともに満足させないという問題点がある。
【００１７】
きのこ型の構造物のサイズが小さくなると、ノイズを遮蔽するバンドギャップの周波数が高まり、上述した移動通信端末においてのＲＦ回路の動作周波数である０．８〜２．０ＧＨｚ領域で効果的ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
前記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明は、小さい大きさを有しながらも、低いバンドギャップ周波数を有する電磁気バンドギャップ構造物及び印刷回路基板を提供することに目的がある。
【００１９】
本発明の他の目的は、ＲＦ回路とデジタル回路とが同一基板内に具現されている電子機器（例えば、移動通信端末など）での混合信号の問題を解決した電磁気バンドギャップ構造物及び印刷回路基板を提供することである。
【００２０】
本発明のまた他の目的は、特定周波数のノイズを通過させない電磁気バンドギャップ構造物及び印刷回路基板を提供することである。
【００２１】
本発明のその他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】
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、第１金属層と、前記第１金属層上に積層された第１誘電層と、前記第１誘電層上に積層された第１金属板と、前記第１金属層と前記第１金属板とを接続させる第１ビアと、前記第１金属板及び前記第１誘電層上に積層された第２誘電層と、前記第２誘電層上に積層され、所定位置にホールが形成された第２金属層と、前記第２金属層上に積層された第３誘電層と、前記第３誘電層上に積層された第２金属板と、前記第２金属層に形成された前記ホールを貫通し、前記第１金属板と前記第２金属板とを接続させる第２ビアと、を含む電磁気バンドギャップ構造物が提供される。
【００２３】
前記第２ビアは、前記第１ビアと同一中心軸を有するように形成されることができる。また、前記第２ビアは前記ホールと同一中心軸を有するように形成されることができ、この際には、前記ホールの直径を前記第２ビアの直径より大きく設定しなくてはならない。
【００２４】
また、前記第１金属板、前記第１ビア、前記第２金属板、及び前記第２ビアを含む２層構造のきのこ型構造物は複数存在し、前記ホールは前記２層構造のきのこ型構造物のそれぞれの第２ビアの位置に対応して前記第２金属層に複数形成されることができる。前記複数のホールは、各々同一間隔だけ離隔され形成されてもよい。
【００２５】
本発明の他の実施形態によれば、金属層と、金属板とビアとを有する複数のきのこ型構造物とを含み、前記複数のきのこ型構造物は前記金属層上にスタック構造を形成する、電磁気バンドギャップ構造物が提供される。
【００２６】
前記複数のきのこ型構造物のうち、隣接するある二つのきのこ型構造物の金属板は、他の金属層を挟んでそれぞれ形成されてもよい。
【００２７】
本発明のまた他の実施形態によれば、アナログ回路及びデジタル回路を含む印刷回路基板において、第１金属層と、前記第１金属層上に積層された第１誘電層と、前記第１誘電層上に積層された第１金属板と、前記第１金属層と前記第１金属板とを接続させる第１ビアと、前記第１金属板及び前記第１誘電層上に積層された第２誘電層と、前記第２誘電層上に積層され、所定位置にホールが形成された第２金属層と、前記第２金属層上に積層された第３誘電層と、前記第３誘電層上に積層された第２金属板と、前記第２金属層に形成された前記ホールを貫通し、前記第１金属板と前記第２金属板とを接続させる第２ビアと、を含む電磁気バンドギャップ構造物が、前記アナログ回路と前記デジタル回路との間に配置される印刷回路基板が提供される。
【００２８】
前記第１金属層は接地層または電源層のうち何れか一つになり、前記第２金属層は他の一つになる。また、前記第２ビアは、前記第１ビアと同一中心軸を有するように形成されることができる。また、前記第２ビアは前記ホールと同一中心軸を有するように形成されることができ、この際には、前記ホールの直径を前記第２ビアの直径より大きく設定しなくてはならない。
【００２９】
前記第１金属板、前記第１ビア、前記第２金属板、及び前記第２ビアを含む２層構造のきのこ型構造物は複数存在し、前記ホールは前記２層構造のきのこ型構造物それぞれの第２ビアの位置に対応して前記第２金属層に複数形成されることができる。また、前記複数のホールは、各々同一間隔だけ離隔され形成されてもよい。さらに、前記アナログ回路は、外部からの無線信号を受信するＲＦ回路であることができる。
【００３０】
本発明のまた他の実施形態によれば、アナログ回路及びデジタル回路を含む印刷回路基板において、金属層と、金属板とビアとを有する複数のきのこ型構造物と、を含み、前記複数のきのこ型構造物は前記金属層上にスタック構造を形成する、電磁気バンドギャップ構造物が、前記アナログ回路と前記デジタル回路との間に配置される印刷回路基板が提供される。
【００３１】
前記複数のきのこ型構造物のうち、隣接するある二つのきのこ型構造物の金属板は、他の金属層を挟んでそれぞれ形成されてもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る電磁気バンドギャップ構造物及び印刷回路基板は、小さい大きさを有しながらも、低いバンドギャップ周波数を有することができる。
【００３３】
また、本発明は、ＲＦ回路とデジタル回路とが同一基板内に具現されている電子機器（例えば、移動通信端末など）での混合信号の問題を解決することができる。また、本発明は、特定周波数のノイズを通過させないことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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、特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、本発明がこれらの特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、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。本発明を説明するに当たって、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にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００３５】
「第１」、「第２」などの用語は、多様な構成要素を説明するのに用いることに過ぎなく、前記構成要素が前記用語により限定されるものではない。前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。例えば、本発明の権利範囲内における第１構成要素は第２構成要素と命名されることができ、同様に第２構成要素も第１構成要素と命名されることができる。「及び」／「または」という用語は、複数の関連のある記載項目の組合または複数の関連のある記載項目のうち何れかの項目を含む。
【００３６】
ある構成要素が他の構成要素に「連結」あるいは「接続」されていると記載された場合には、その他の構成要素に直接的に連結されているか、接続されていることは勿論、中間に他の構成要素が存在していることも含むものとして理解しなくてはならない。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」あるいは「直接接続」されていると記載された場合には、中間に他の構成要素は存在しないと理解すればよい。
【００３７】
本願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなくてはならない。
【００３８】
他に定義しない限り、技術的または科学的用語を含み、ここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。一般的に用いられる予め定義しているような用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有すると解釈すべきで、本願で明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的意味に解釈しない。
【００３９】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る多様な実施例を詳細に説明する。
【００４０】
図６は、本発明の一実施形態に係るアナログ回路とデジタル回路との間の混合信号の問題を解決する電磁気バンドギャップ構造物の斜視図であり、図７は、図６に示されている電磁気バンドギャップ構造物の断面図である。
【００４１】
図６及び図７を参照すると、本発明の一実施形態に係る電磁気バンドギャップ構造物３００は、第１金属層２１０−１、所定位置にホール３５０が形成された第２金属層２１０−２、第１誘電層２２０ａ、第２誘電層２２０ｂ、第３誘電層２２０ｃ、第１金属板３３０、第２金属板３３５、第１ビア３４０、及び第２ビア３４５を含む。
【００４２】
すなわち、第１金属層２１０−１上には第１誘電層２２０ａが積層され、第１誘電層２２０ａ上には第１金属板３３０が積層され、第１金属層２１０−１と第１金属板３３０とは第１ビア３４０を通して接続される。第１金属板３３０及び第１誘電層２２０ａ上には第２誘電層２２０ｂが積層され、第２誘電層２２０ｂ上には第２金属層２１０−２が積層される。第２金属層２１０−２上には第３誘電層２２０ｃが積層され、第３誘電層２２０ｃ上には第２金属板３３５が積層され、第１金属板３３０と第２金属板３３５とは第２金属層２１０−２に形成されたホール３５０を貫通する第２ビア３４５を通して接続される。また、ここで、第１金属板３３０、第１ビア３４０、第２金属板３３５、及び第２ビア３４５は、第１金属層２１０−１を基底面にして第２金属層２１０−２の上下部にきのこ型構造物を２層構造で積み上げた形態（以下、これをスタック型構造物（stacked mushroom type structure）３７０という）に配置されている。
【００４３】
以下では図６及び図７に示すように、きのこ型構造物が２層構造に積み上げられた形態（すなわち、２層構造のきのこ型構造物）を中心に説明する。ただし、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００は、これに限定されなく、きのこ型構造物を３層または４層以上に積み上げた形態を有することもできる。すなわち、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００は、金属板とビアとを有するきのこ型構造物を複数含み、このような複数のきのこ型構造物は、ある一金属層上にスタック構造を形成することができる。この時、複数のきのこ型構造物の中の隣接する、ある二つのきのこ型構造物の金属板は他の金属層を挟んでそれぞれ形成されてもよい。
【００４４】
以下、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００の各構成要素について説明する。第１金属層２１０−１と第２金属層２１０−２とは、電源接続のための用途として利用される。例えば、第１金属層２１０−１が接地層であると第２金属層２１０−２は電源層になり、第１金属層２１０−１が電源層であると第２金属層２１０−２は接地層になることが可能である。すなわち、第１金属層２１０−１と第２金属層２１０−２とは、誘電層２２０を挟んで隣接している接地層と電源層とで構成される。したがって、第１金属層２１０−１及び第２金属層２１０−２としては電源が供給され、電気信号が伝達される金属物質であれば特に制限されず、利用できる（後述する第１金属板３３０、第２金属板３３５、第１ビア３４０、及び第２ビア３４５も同様）ことは勿論である。
【００４５】
第１金属層２１０−１と第２金属層２１０−２との間、及び第２金属層２１０−２の上部には誘電層２２０が形成されている。誘電層２２０は、第１金属板３３０及び第２金属層２１０−２を基準にして、その形成時期に応じて、第１誘電層２２０ａ、第２誘電層２２０ｂ、及び第３誘電層２２０ｃに分けられる。ここで、第１誘電層２２０ａ、第２誘電層２２０ｂ、及び第３誘電層２２０ｃは、それぞれ誘電率が異なる誘電物質から構成されてもよく、一つ以上の誘電層が同一誘電物質から構成されてもよい。例えば、積層工程上の便宜や、バンドギャップ周波数の調整などのために、第２誘電層２２０ｂと第３誘電層２２０ｃとを同一誘電物質で形成することができる。このように各誘電層を構成する誘電物質（すなわち、それに伴う誘電率）を適切に選択または調整することにより、本発明が意図するバンドギャップ周波数（０．８〜２．０ＧＨｚ領域）に近接されるように調整することができる。また、第１誘電層２２０ａ、第２誘電層２２０ｂ、及び第３誘電層２２０ｃのそれぞれの積層厚さも意図するバンドギャップ周波数に近接されるように適切に調整することができることは勿論である。例えば、第２誘電層２２０ｂまたは第３誘電層２２０ｃの積層厚さを大幅に減らし、第１誘電層２２０ａの積層厚さをそれだけ増やすなどの方法を用いることにより、同じ大きさの電磁気バンドギャップ構造物３００であっても、それに伴うバンドギャップ周波数を意図する周波数帯に、より近接するように調整することもできる。ここで、バンドギャップ周波数とは、電磁気バンドギャップ構造物の一側から他側に進行する電磁波中、伝達が抑制される周波数のことを意味する。
【００４６】
第１ビア３４０は、第１金属層２１０−１と第１金属板３３０との間を接続させる。また、第２ビア３４５は、第１金属板３３０と第２金属板３３５との間を接続させる。この時、第２ビア３４５は、図６及び図７に示すように、第１ビア３４０と同一な中心軸を有するように形成されることができる。勿論、第２ビア３４５は、第１ビア３４０とは異なる中心軸を有するように形成されてもよい。このようなビアの形成方法を、第１ビア３４０の形成過程を例に挙げて説明する。
【００４７】
第１金属層２１０−１、第１誘電層２２０ａ、及び第１金属板３３０を順次積層する。そして、第１金属板３３０において、第１金属層２１０−１との電気的接続のために第１ビア３４０を形成しようとする位置にビアランド（図示せず）を形成する。ビアランドは、第１ビア３４０を形成するためのドリリング工程上の位置誤差を克服するためのもので、第１ビア３４０の断面積より大きく形成する。その後、ドリリング工程で、ビアランド、第１誘電層２２０ａを貫通するビアを形成する。または、ドリリング工程で、ビアランド、第１誘電層２２０ａ、及び第１金属層２１０−１を貫通するビアを形成することもできる。ビアの形成の後に、第１金属層２１０−１と第１金属板３３０との間の電気的接続のためにビアの内壁にメッキ層を形成する、メッキ工程を実施する。メッキ工程は、ビア内部の中心部分を除いたビア内壁にだけメッキ層を形成してもよく、ビア内部を全て満たすこともできる。ビア内部の中心部分が空いている場合、その中心部分には誘電物質または空気が満たされてもよい。上述した過程を通して、第１ビア３４０の一端３４０ａは第１金属層２１０−１と、他端３４０ｂは第１金属板３３０と接続することになる。
【００４８】
第２ビア３４５の形成過程も上述した第１ビア３４０の形成過程とほぼ同じで、このような過程を通して、第２ビア３４５の一端３４５ａは第１金属板３３０と、他端３４５ｂは第２金属板３３５と接続することになる。ただし、第１金属板３３０と第２金属板３３５との間を接続させる第２ビア３４５を形成する前に、第２金属層２１０−２の所定の部分を除去してホール３５０を形成する工程が先行されなければならない。例えば、上述したドリリング工程などで第２金属層２１０−２の所定位置にホール３５０を形成した後、このようなホール３５０を貫通する第２ビア３４５を形成することができる。この時、ホール３５０の形成工程は、第３誘電層２２０ｃが第２金属層２１０−２上に積層された以後に進行されてもよく、または第３誘電層２２０ｃが積層される前に進行されてもよい。
【００４９】
ここで、第２ビア３４５は、第２金属層２１０−２に形成されたホール３５０を貫通しながら、金属板間を接続させるために、ホール３５０と同一中心軸を有するように形成されることができる。同じように、第２ビア３４５が第２金属層２１０−２に形成されたホール３５０を貫通しながら、金属板間を接続させることができるように、第２金属層２１０−２に形成されるホール３５０の直径は第２ビア３４５の直径より大きく設定される。
【００５０】
図６及び図７では、第１ビア３４０と第２ビア３４５とが各々の金属板に一つずつ接続された場合を例に挙げて示したが、各々の金属板には複数のビアが接続できることは勿論である。第１金属板３３０及び第２金属板３３５の場合は正方形を有するものに示されているが、以外にも三角形、六角形などの多角形、円形、楕円形などの多様な形態を有することができる。
【００５１】
また、第１金属板３３０、第１ビア３４０、第２金属板３３５、及び第２ビア３４５を含むスタック型構造物３７０（本実施例では２層構造のきのこ型構造物）は、例えば、図３に示されているように、複数配置されることができる。すなわち、スタック型構造物３７０を所定間隔離隔して反復的に配列すれば、デジタル回路からアナログ回路に進行する電磁波中、アナログ回路（例えば、ＲＦ回路）での動作周波数領域に該当する周波数領域の信号を遮蔽することが可能である。
【００５２】
このために、第２金属層２１０−２には、ホール３５０を複数形成することができ、各々のホール３５０が形成されている位置に対応してスタック型構造物３７０をそれぞれ一つずつ配置することができる。この時、複数配置されるスタック型構造物３７０それぞれの第１金属板３３０（第２金属板３３５の場合も同様）は、同一平面上または互いに異なる平面上に形成可能である。また、複数のホール３５０は、各々同一間隔だけ離隔され、第２金属層２１０−２に形成可能である。
【００５３】
このように、第１金属板３３０、第１ビア３４０、第２金属板３３５、及び第２ビア３４５を含むスタック型構造物３７０の電磁気バンドギャップ構造物３００を、アナログ回路とデジタル回路とを有する印刷回路基板の内部に配置すると、図４の従来の電磁気バンドギャップ構造物に比べてビアに対応するインダクタンス値と誘電層に対応するキャパシタンス値とをより十分に確保できるようになり、バンドギャップ周波数をより低めることができる。これは後述する図８の説明によりさらに明確になる。
【００５４】
このような本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００は、上述したように、アナログ回路とデジタル回路とを有する印刷回路基板の内部に配置されることができる。すなわち、本発明の一実施形態に係る印刷回路基板は、アナログ回路とデジタル回路とを含み、ここで、アナログ回路は外部から無線信号を受信するアンテナのようなＲＦ回路であることができる。
【００５５】
本発明の印刷回路基板内では、図６及び図７に示された電磁気バンドギャップ構造物３００がアナログ回路とデジタル回路との間に配置される。例えば、図１に示されている印刷回路基板では、ＲＦ回路１４０とデジタル回路１３０との間に電磁気バンドギャップ構造物３００が配置されることができる。これは、デジタル回路１４０から発生する電磁波がＲＦ回路１３０に伝達される前に、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００を必ず経るように配置することにより、伝達される電磁波のうちＲＦ回路１３０の動作周波数帯域（例えば、０．８〜２．０ＧＨｚ）に近接した類似範囲に該当する電磁波を遮蔽するためである。このために、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００は、ＲＦ回路１３０の周辺に閉曲線状に配列されたり、デジタル回路１４０の周辺に閉曲線状に配列されたりすることができる。または、デジタル回路１４０からＲＦ回路１３０への全ての印刷回路基板の内部に電磁気バンドギャップ構造物３００を配置することも可能である。以外にも多様な配列及び配置方法が存在する。
【００５６】
上述したように、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００が印刷回路基板の内部に配置して、デジタル回路からアナログ回路へ伝達される電磁波のうち、特定周波数領域の電磁波の伝達を防止することにより、上述した混合信号の問題を解決することが可能になる。
【００５７】
図８は、本発明の一実施形態に係る電磁気バンドギャップ構造物と従来技術に係る電磁気バンドギャップ構造物とを用いてコンピュータシミュレーションした結果を示す例示的特性図である。
【００５８】
図８及び下記の表１には、従来の電磁気バンドギャップ構造物２００（図８の（ａ））と、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００（図８の（ｂ）参照）とを比べたコンピュータシミュレーション結果と表が提示されている。
【００５９】
ただし、図８及び下記の表１は、同じ設計条件であっても、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００のようにスタック型構造を取る場合、従来の電磁気バンドギャップ構造物２００の場合よりバンドギャップ周波数帯域を大きく低めることができることを示す一結果例に過ぎない。すなわち、下記の表１の各々のパラメータに対して提示された数値は比較のために同一に設定した数値に過ぎず、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００により遮蔽されるバンドギャップ周波数帯域も構造物の形態、大きさ、各構成部の厚さ、誘電率、配置形態などの多様な条件を適切に調整することにより、意図するバンドギャップ周波数帯域または、より低いバンドギャップ周波数帯域を有するように設計できることは勿論である。
【００６０】
図８及び下記の表１を説明する前に、表１の各パラメータについて説明する。先ず、「構造物の大きさ」とは一つの電磁気バンドギャップ構造物における金属板の大きさ（面積）を意味し（図３の２３２、または、図６の３３０、３３５参照）、「構造物間隔」とは隣接した二つの電磁気バンドギャップ構造物間の離隔間隔を意味する。また、「上部誘電層の厚さ」とは従来の電磁気バンドギャップ構造物２００における第２誘電層２２０ｂの厚さを、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００における第２誘電層２２０ｂ及び第３誘電層２２０ｃの厚さを意味する。「下部誘電層の厚さ」とは従来電磁気バンドギャップ構造物２００及び本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００における第１誘電層２２０ａの厚さを意味する。
【表１】
2008277755.tif 000003
【００６１】
図８及び表１によると、従来の電磁気バンドギャップ構造物２００及び本発明の電磁気バンドキャップ構造物３００は、ノイズレベル−６０ｄＢを基準にした場合、遮蔽可能なバンドギャップ周波数が、それぞれ１．５４ＧＨｚ〜２．５５ＧＨｚと１．０５ＧＨｚ〜２．３９ＧＨｚである。
【００６２】
つまり、従来の電磁気バンドギャップ構造物２００及び本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００の構造物の大きさなどを含む製作条件を同様に設計したにも拘わらず、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００は従来の電磁気バンドギャップ構造物２００に比べて、バンドギャップ周波数の下限が約０．５ＧＨｚ以上低くなったことを確認できる。これは、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００が、きのこ型構造物を複層構造に積み上げた構造、すなわち、スタック型構造で製作されたからであり、その原理を図５の等価回路を参照して説明すれば次の通りである。
【００６３】
本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００は、スタック型構造を取ることにより、従来の電磁気バンドギャップ構造物２００に比べて、第２ビア３４５の長手方向に対応するインダクタンス成分（図５のビア２３４によるＬＥ成分参照）をさらに確保できるようになる。また、第３誘電層２２０ｃを構成する誘電物質及びその厚さに伴うキャパシタンス値（図５の誘電層２２０によるＣＥまたはＣＰ成分参照）もさらに確保できるようになる。このように、追加で確保されたインダクタンス値及びキャパシタンス値により、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００を通して遮蔽されるバンドギャップ周波数帯域は従来の構造物に比べて、より低くなることができる。
【００６４】
したがって、本発明に係るスタック型構造を有する電磁気バンドギャップ構造物３００においては、きのこ型構造物をより多く、すなわち、多層に積み上げるほど、確保可能なインダクタンス値及びキャパシタンス値が増加するので、そのバンドギャップ周波数帯域をより大きく低めることができるようになる。また、電子機器に用いられる一般的な印刷回路基板が、大部分の場合、全て多層構造を有するという点（例えば、携帯電話に適用される印刷回路基板の場合８層〜１０層構造に製作される）からも複層で構成されるスタック型構造の本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００は、非常に有用で適切な構造を取っていることが分かる。すなわち、印刷回路基板自体が多層で構成されるため、本発明の電磁気バンドギャップ構造物３００を印刷回路基板に適用するに当たって、別途の追加積層工程などを要しなくなり、さらに、印刷回路基板の高さ、嵩などもそのまま維持できるという利点がある。また、本発明による電磁気バンドギャップ構造物３００の場合には、そのバンドギャップ周波数帯域を低めるために構造物の大きさ、数、材料などを細密に調整または変更する設計過程を経なくても、その構造を簡単に変更することだけでバンドギャップ周波数帯域を低めることや、意図するバンドギャップ周波数帯域が選択できるという利点がある。
【００６５】
以上では、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることを理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】アナログ回路とデジタル回路とを含む印刷回路基板の断面図である。
【図２】従来技術に係るアナログ回路とデジタル回路との間の混合信号の問題を解決する電磁気バンドギャップ構造物の断面図である。
【図３】図２に示されている電磁気バンドギャップ構造物の金属板配列構造を示す平面図である。
【図４】図２に示されている電磁気バンドギャップ構造物の斜視図である。
【図５】図２に示されている電磁気バンドギャップ構造物の等価回路図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るアナログ回路とデジタル回路との間の混合信号の問題を解決する電磁気バンドギャップ構造物の斜視図である。
【図７】図６に示されている電磁気バンドギャップ構造物の断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る電磁気バンドギャップ構造物と従来技術に係る電磁気バンドギャップ構造物とを用いてコンピュータシミュレーションした結果を例示する特性図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  印刷回路基板
１３０  デジタル回路
１４０  アナログ回路
２００、３００  電磁気バンドギャップ構造物
２１０−１、２１０−２  金属層
２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ  誘電層
３３０、３３５  金属板
３４０、３４５  ビア
３５０  ホール
【図１】
2008277755.tif 000004
【図２】
2008277755.tif 000005
【図３】
2008277755.tif 000006
【図４】
2008277755.tif 000007
【図５】
2008277755.tif 000008
【図６】
2008277755.tif 000009
【図７】
2008277755.tif 000010
【図８】
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