(57)【要約】【課題】クロストークノイズにより信号の伝送品質を劣化させることなく、高密度に配線パターンを配線することができるプリント配線板を得る。【解決手段】一対のストリップ線路４とグラウンド層１ｂとの間にグラウンドパターン６を形成し、一対のストリップ線路５とグラウンド層１ａとの間にグラウンドパターン７を形成したので、そのグラウンドパターン６，７との電磁界的結合により、ストリップ線路４ａ，４ｂからグラウンドパターン１ｂへの電磁界の広がりを抑えると共に、ストリップ線路５ａ，５ｂからグラウンドパターン１ａへの電磁界の広がりを抑え、一対のストリップ線路４，５間のクロストークノイズを抑制することができる。このように、新たな配線層を追加することなく、クロストークノイズによる信号の伝送品質劣化をなくし、高密度にストリップ線路４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂを配線することができる。【選択図】        図１
2004363315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のグラウンド層に対向するように設けられた第２のグラウンド層と、
上記第１、第２のグラウンド層間に積層された複数の誘電層と、
上記誘電層間の第１の配線層に形成された第１の一対の配線パターンと、
上記第１の配線層とは異なる誘電層間の第２の配線層に形成された第２の一対の配線パターンと、
上記第１の一対の配線パターン幅よりも狭い幅で形成され、且つその第１の一対の配線パターンに対向するように上記第２の配線層に形成された第１のグラウンドパターンと、
上記第２の一対の配線パターン幅よりも狭い幅で形成され、且つその第２の一対の配線パターンに対向するように上記第１の配線層に形成された第２のグラウンドパターンとを備えたプリント配線板。
【請求項２】
第１のグラウンド層に対向するように設けられた第２のグラウンド層と、
上記第１、第２のグラウンド層間に積層された複数の誘電層と、
上記誘電層間の第１の配線層に形成され、且つ断面形状が台形で、その台形の短辺が上記第２のグラウンド層に対向するように形成された第１の一対の配線パターンと、
上記第１の配線層よりも上記第２のグラウンド層側の誘電層間の第２の配線層に形成され、且つ断面形状が台形で、その台形の短辺が上記第１のグラウンド層に対向するように形成された第２の一対の配線パターンとを備えたプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、差動信号を伝送する複数対のストリップ線路を高密度に配線したプリント配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリント配線板においては、第１の配線層に設けられたストリップ線路と、第２の配線層に設けられたストリップ線路との間のクロストークノイズを抑制するために、それら第１および第２の配線層間に配線層を一層追加し、その追加した配線層にグランドパターンを設けていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１５９２５号公報（第５頁、図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプリント配線板は以上のように構成されているので、グランドパターンを設けるための配線層を追加する必要があり、層数の増大につながってしまう。
逆に、そのグランドパターンを削除した場合、第１の配線層に設けられたストリップ線路と、第２の配線層に設けられたストリップ線路との間の電磁気的結合によりクロストークノイズが生じるため、それら第１および第２の配線層間に一定の距離を確保する必要が生じてしまう。
このように、ストリップ線路間のクロストークノイズの抑制のために、ストリップ線路の配線の高密度化を妨げてしまう課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、クロストークノイズにより信号の伝送品質を劣化させることなく、高密度に配線パターンを配線することができるプリント配線板を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るプリント配線板は、第１の一対の配線パターンと第２のグラウンド層との間に第１の一対の配線パターン幅よりも狭い幅で第１のグラウンドパターンを形成し、第２の一対の配線パターンと第１のグラウンド層との間に第２の一対の配線パターン幅よりも狭い幅で第２のグラウンドパターンを形成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるプリント配線板を示す断面図であり、図において、上面にグラウンド層（第１のグラウンド層）１ａが形成され、対向する下面にグラウンド層（第２のグラウンド層）１ｂが形成されている。
グラウンド層１ａ，１ｂ間には、３つの誘電層２ａ〜２ｃが積層され、それら誘電層２ａ，２ｂ間には配線層（第１の配線層）３ａが設けられ、誘電層２ｂ，２ｃ間には配線層（第２の配線層）３ｂが設けられている。
その配線層３ａには、差動信号を伝送するストリップ線路４ａ，４ｂからなる一対のストリップ線路（第１の一対の配線パターン）４が形成され、配線層３ｂには、差動信号を伝送するストリップ線路５ａ，５ｂからなる一対のストリップ線路（第２の一対の配線パターン）５が形成されている。対をなすストリップ線路４ａ，４ｂと、ストリップ線路５ａ，５ｂとの各対は、それぞれ同一線路幅且つ同一線路長に形成されている。
【０００８】
また、配線層３ｂには、一対のストリップ線路４に対向するように一本のグラウンドパターン（第１のグラウンドパターン）６が形成されている。このグラウンドパターン６のパターン幅Ａは、ストリップ線路４ａ，４ｂの各線路幅にストリップ線路４ａ，４ｂ間の間隙を加えた一対のストリップ線路幅（第１の一対の配線パターン幅）Ｂよりも狭い幅で形成されている。また、グラウンドパターン６のパターン幅方向の中心は、一対のストリップ線路４の線路幅方向の中心と一致するように形成されている。
さらに、配線層３ａには、一対のストリップ線路５に対向するように一本のグラウンドパターン（第２のグラウンドパターン）７が形成されている。このグラウンドパターン７のパターン幅Ｃは、ストリップ線路５ａ，５ｂの各線路幅にストリップ線路５ａ，５ｂ間の間隙を加えた一対のストリップ線路幅（第２の一対の配線パターン幅）Ｄよりも狭い幅で形成されている。また、グラウンドパターン７のパターン幅方向の中心は、一対のストリップ線路５の線路幅方向の中心と一致するように形成されている。
【０００９】
次に動作について説明する。
一対のストリップ線路４では、ある信号を伝送し、一対のストリップ線路５では、その他の信号を伝送する。すなわち、ストリップ線路４ａ，４ｂでは、ある信号と、ある信号の極性を反転した信号との差動信号をそれぞれ伝送し、ストリップ線路５ａ，５ｂでは、その他の信号と、その他の信号の極性を反転した信号との差動信号をそれぞれ伝送する。
【００１０】
ここで、この実施の形態１では、一対のストリップ線路４とグラウンド層１ｂとの間にグラウンドパターン６を形成し、一対のストリップ線路５とグラウンド層１ａとの間にグラウンドパターン７を形成している。
図２はこの発明の実施の形態１によるプリント配線板の電磁界分布を示す断面図である。
図に示すように、ストリップ線路４ａ，４ｂに差動信号が伝送されることによる一対のストリップ線路４とグラウンドとの電磁界的結合は、グラウンド層１ａ，１ｂだけではなく、グラウンドパターン６とも生じる。また同様に、ストリップ線路５ａ，５ｂに差動信号が伝送されることによる一対のストリップ線路５とグラウンドとの電磁界的結合は、グラウンド層１ａ，１ｂだけではなく、グラウンドパターン７とも生じる。
【００１１】
したがって、そのグラウンドパターン６，７との電磁界的結合により、ストリップ線路４ａ，４ｂからグラウンドパターン１ｂへの電磁界の広がりを抑えると共に、ストリップ線路５ａ，５ｂからグラウンドパターン１ａへの電磁界の広がりを抑えることができ、一対の配線パターン４，５間のクロストークノイズを抑制することができる。なお、グラウンドパターン６のパターン幅方向の中心を、一対のストリップ線路４の線路幅方向の中心と一致するように形成し、グラウンドパターン７のパターン幅方向の中心を、一対のストリップ線路５の線路幅方向の中心と一致するように形成したことにより、電磁界の広がりを左右均等に抑えることができる。
【００１２】
図３はグラウンドパターンが形成されていないプリント配線板を示す断面図であり、図４はそのプリント配線板の電磁界分布を示す断面図である。図１および図２に示したグラウンドパターン６，７が形成された実施の形態１によるプリント配線板と対比するために図３および図４について説明する。
図に示すように、グラウンドパターン６，７が形成されていないので、一対のストリップ線路４，５とグラウンドとの電磁界的結合は、グラウンド層１ａ，１ｂだけに生じ、ストリップ線路４ａ，４ｂからグラウンドパターン１ｂへの電磁界の広がりや、ストリップ線路５ａ，５ｂからグラウンドパターン１ａへの電磁界の広がりを抑えることができず、一対の配線パターン４，５間のクロストークノイズを抑制することができない。
【００１３】
また、この実施の形態１では、グラウンドパターン６のパターン幅Ａを、一対のストリップ線路幅Ｂよりも狭い幅で形成し、グラウンドパターン７のパターン幅Ｃを、一対のストリップ線路幅Ｄよりも狭い幅で形成している。
ところで逆に、図１および図２において、グラウンドパターン６のパターン幅Ａを、一対のストリップ線路幅Ｂよりも広い幅で形成すると、一対のストリップ線路４からグラウンド層１ｂへの電磁界的結合が弱まり、一対のストリップ線路４からグラウンドパターン６への電磁界的結合が支配的になる。また同様に、グラウンドパターン７のパターン幅Ｃを、一対のストリップ線路幅Ｄよりも広い幅で形成すると、一対のストリップ線路５からグラウンド層１ａへの電磁界的結合が弱まり、一対のストリップ線路５からグラウンドパターン７への電磁界的結合が支配的になる。
【００１４】
一般に、ストリップ線路のインピーダンスの値は、電磁界的結合を持つグラウンドまでの距離に比例し、線路幅に反比例することが分かっている。
したがって、一対のストリップ線路４からグラウンドパターン６への電磁界的結合が支配的になったり、一対のストリップ線路５からグラウンドパターン７への電磁界的結合が支配的になり、ストリップ線路から電磁界的結合を持つグラウンドまでの距離が近くなった状態で、一定のインピーダンス値を確保するためには、各ストリップ線路４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの線路幅を小さくする必要が生じてしまう。このように各ストリップ線路４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの線路幅を小さくすると、銅箔の断面積が小さくなり導体損が大きくなり、差動信号の伝送損失が増大してしまう。
【００１５】
そこで、この実施の形態１では、グラウンドパターン６のパターン幅Ａを、一対のストリップ線路幅Ｂよりも狭い幅で形成し、グラウンドパターン７のパターン幅Ｃを、一対のストリップ線路幅Ｄよりも狭い幅で形成している。
そのため図１および図２に示すように、一対のストリップ線路４とグラウンドとの電磁界的結合は、グラウンドパターン６の他、グラウンド層１ｂとも保つことができ、また同様に、一対のストリップ線路５とグラウンドとの電磁界的結合は、グラウンドパターン７の他、グラウンド層１ｂとも保つことができる。
したがって、インピーダンスの低下を抑制することができるので、一定のインピーダンス値を確保するために各ストリップ線路４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの線路幅を小さくする必要がなく、各ストリップ線路４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの差動信号の伝送損失を抑えることができる。
【００１６】
以上のように、この実施の形態１によれば、一対のストリップ線路４とグラウンド層１ｂとの間にグラウンドパターン６を形成し、一対のストリップ線路５とグラウンド層１ａとの間にグラウンドパターン７を形成したので、そのグラウンドパターン６，７との電磁界的結合により、ストリップ線路４ａ，４ｂからグラウンドパターン１ｂへの電磁界の広がりを抑えると共に、ストリップ線路５ａ，５ｂからグラウンドパターン１ａへの電磁界の広がりを抑えることができ、一対のストリップ線路４，５間のクロストークノイズを抑制することができる。
また、新たな配線層を追加することなく、クロストークノイズによる信号の伝送品質劣化をなくし、高密度にストリップ線路４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂを配線することができる。
さらに、グラウンドパターン６のパターン幅方向の中心を、一対のストリップ線路４の線路幅方向の中心と一致するように形成し、グラウンドパターン７のパターン幅方向の中心を、一対のストリップ線路５の線路幅方向の中心と一致するように形成したことにより、電磁界の広がりを左右均等に抑えることができる。
【００１７】
さらに、グラウンドパターン６のパターン幅Ａを、一対のストリップ線路幅Ｂよりも狭い幅で形成し、グラウンドパターン７のパターン幅Ｃを、一対のストリップ線路幅Ｄよりも狭い幅で形成したので、一対のストリップ線路４とグラウンドとの電磁界的結合は、グラウンドパターン６の他、グラウンド層１ｂとも保つことができ、また同様に、一対のストリップ線路５とグラウンドとの電磁界的結合は、グラウンドパターン７の他、グラウンド層１ｂとも保つことができるので、インピーダンスの低下を抑制することができ、一定のインピーダンス値を確保するために各ストリップ線路４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの線路幅を小さくする必要がなく、各ストリップ線路４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの伝送損失を抑えることができる。
【００１８】
なお、上記実施の形態１によれば、複数の誘電層を、誘電層２ａ〜２ｃの三層とし、複数の配線層を、配線層３ａ，３ｂの二層としたが、複数の誘電層および配線層を、その他の層数のものに適用しても良い。
【００１９】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるプリント配線板を示す断面図であり、図において、配線層３ａには、差動信号を伝送するストリップ線路１０ａ，１０ｂからなる一対のストリップ線路（第１の一対の配線パターン）１０が形成され、配線層３ｂには、差動信号を伝送するストリップ線路１１ａ，１１ｂからなる一対のストリップ線路（第２の一対の配線パターン）５が形成されている。
対をなすストリップ線路１０ａ，１０ｂの断面形状はそれぞれ台形で、同一線路幅且つ同一線路長に形成され、その台形の短辺がグラウンド層１ｂに対向するように形成されている。また、対をなすストリップ線路１１ａ，１１ｂの断面形状はそれぞれ台形で、同一線路幅且つ同一線路長に形成され、その台形の短辺がグラウンド層１ａに対向するように形成されている。
なお、上記実施の形態１で形成されていたグラウンドパターン６，７は、削除されている。
その他の構成については、上記実施の形態１と同等である。
【００２０】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、グラウンドパターン６，７を設けたが、この実施の形態２では、図５に示したように、グラウンドパターン６，７を削除し、ストリップ線路１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの断面形状を台形にし、ストリップ線路１０ａ，１０ｂでは、その台形の短辺がグラウンド層１ｂに対向するように、また、ストリップ線路１１ａ，１１ｂでは、グラウンド層１ａに対向するように形成したものである。
図６はこの発明の実施の形態２によるプリント配線板の電磁界分布を示す断面図である。
図に示すように、ストリップ線路１０ａ，１０ｂに差動信号が伝送されることによる一対のストリップ線路１０とグラウンド層１ａ，１ｂとの電磁界的結合は、その台形の長辺が対向するグラウンド層１ａに強く、短辺が対向するグラウンド層１ｂに弱くなる。また同様に、ストリップ線路１１ａ，１１ｂに差動信号が伝送されることによる一対のストリップ線路１１とグラウンド層１ａ，１ｂとの電磁界的結合は、その台形の長辺が対向するグラウンド層１ｂに強く、短辺が対向するグラウンド層１ａに弱くなる。
したがって、ストリップ線路１０ａ，１０ｂからグラウンドパターン１ｂへの電磁界の広がりを抑えると共に、ストリップ線路１１ａ，１１ｂからグラウンドパターン１ａへの電磁界の広がりを抑えることができ、一対の配線パターン１０，１１間のクロストークノイズを抑制することができる。
【００２１】
また、断面形状が台形のストリップ線路のインピーダンスについて断面形状が長方形のものと比較すれば、ストリップ線路１０ａ，１０ｂの線路幅が台形の長辺のように広くなった分、ストリップ線路１０ａ，１０ｂとグラウンド層１ａとの電磁界的結合が強くなり、ストリップ線路１０ａ，１０ｂの線路幅が台形の短辺のように狭くなった分、ストリップ線路１０ａ，１０ｂとグラウンド層１ｂとの電磁界的結合が弱くなるので、断面形状が台形のストリップ線路１０ａ，１０ｂのインピーダンスは、断面形状が長方形のものとほとんど変化することはない。また同様に、ストリップ線路１１ａ，１１ｂのインピーダンスについても、断面形状が長方形のものとほとんど変化することはない。
したがって、インピーダンスの低下を抑制することができるので、一定のインピーダンス値を確保するために各ストリップ線路１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの線路幅を小さくする必要がなく、各ストリップ線路１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの伝送損失を抑えることができる。
【００２２】
以上のように、この実施の形態２によれば、ストリップ線路１０ａ，１０ｂの断面形状を台形に、その台形の短辺がグラウンド層１ｂと対向するように形成し、ストリップ線路１１ａ，１１ｂの断面形状を台形に、その台形の短辺がグラウンド層１ａと対向するように形成したので、電磁界的結合は、ストリップ線路１０ａ，１０ｂの短辺が対向するグラウンド層１ｂに弱くなると共に、ストリップ線路１１ａ，１１ｂの短辺が対向するグラウンド層１ａに弱くなり、ストリップ線路１０ａ，１０ｂからグラウンドパターン１ｂへの電磁界の広がりを抑えると共に、ストリップ線路１１ａ，１１ｂからグラウンドパターン１ａへの電磁界の広がりを抑えることができ、一対の配線パターン１０，１１間のクロストークノイズを抑制することができる。
また、新たな配線層を追加することなく、さらに、上記実施の形態１に示したようなグラウンドパターン６，７を形成することなく、クロストークノイズによる信号の伝送品質劣化をなくし、高密度に配線パターンを配線することができる。
さらに、ストリップ線路１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの断面形状を台形にしてもインピーダンスは、断面形状が長方形のものとほとんど変化することはなく、インピーダンスの低下を抑制することができるので、一定のインピーダンス値を確保するために各ストリップ線路１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの線路幅を小さくする必要がなく、各ストリップ線路１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの伝送損失を抑えることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、第１の一対の配線パターンと第２のグラウンド層との間に第１のグラウンドパターンを形成し、第２の一対の配線パターンと第１のグラウンド層との間に第２のグラウンドパターンを形成したので、第１の一対の配線パターンから第１のグラウンドパターンへの電磁界の広がり、第２の一対の配線パターンから第２のグラウンドパターンへの電磁界の広がりを抑えることができ、第１および第２の一対の配線パターン間のクロストークノイズを抑制することができる。
また、第１の一対の配線パターン幅よりも狭い幅で第１のグラウンドパターンを形成し、第２の一対の配線パターン幅よりも狭い幅で第２のグラウンドパターンを形成したので、第１の一対の配線パターンから第１のグラウンドパターンのみならず第２のグラウンド層への電磁界的結合を保ち、第２の一対の配線パターンから第２のグラウンドパターンのみならず第１のグラウンド層への電磁界的結合を保つので、インピーダンスの低下を抑制することができる。
このようにして、大幅にインピーダンスが低下することなく、クロストークノイズによる信号の伝送品質劣化をなくし、新たな配線層を追加することなく、高密度に配線パターンを配線することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるプリント配線板を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるプリント配線板の電磁界分布を示す断面図である。
【図３】グラウンドパターンが形成されていないプリント配線板を示す断面図である。
【図４】グラウンドパターンが形成されていないプリント配線板の電磁界分布を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるプリント配線板を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるプリント配線板の電磁界分布を示す断面図である。
【符号の説明】
１ａ  グラウンド層（第１のグラウンド層）、１ｂ  グラウンド層（第２のグラウンド層）、２ａ〜２ｃ  誘電層、３ａ  配線層（第１の配線層）、３ｂ  配線層（第２の配線層）、４，１０  一対のストリップ線路（第１の一対の配線パターン）、４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ  ストリップ線路、５，１１  ストリップ線路（第２の一対の配線パターン）、６  グラウンドパターン（第１のグラウンドパターン）、７  グラウンドパターン（第２のグラウンドパターン）、Ａ，Ｃ  パターン幅、Ｂ  一対のストリップ線路幅（第１の一対の配線パターン幅）、Ｄ  一対のストリップ線路幅（第２の一対の配線パターン幅）。
【図１】
2004363315.tif 000003
【図２】
2004363315.tif 000004
【図３】
2004363315.tif 000005
【図４】
2004363315.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004363315.tif 000008