(57)【要約】【課題】配線の平行結合構造により信号分岐することで、インピーダンスを整合させて信号品質を確保し、かつ結合用に余分な部品を使用しない簡易な構成を得る。【解決手段】プリント基板等の配線基盤において、クロック信号等の信号を分岐して多数の被供給先に供給する構造として、所望の信号を伝送する主配線３と平行して、この主配線とは直接接続しないで、この主配線と平行し、一端を終端処理７して平行長さを所望の信号の１／４波長とした分岐用配線４を設けた。そしてこの先を被供給先に接続する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の信号を伝送する主配線と、該主配線と平行し、一端を線路と同じインピーダンスで終端処理して該平行長さを上記所望の信号の１／４波長とした分岐用配線を設けたことを特徴とする分岐配線構造。
【請求項２】
分岐用配線は、一端とは反対側の所望素子入力側にインピーダンス整合用抵抗を直列に設けたことを特徴とする請求項１記載の分岐配線構造。
【請求項３】
分岐配線は、多層基板の上下の結合としたことを特徴とする請求項１記載の分岐配線構造。
【請求項４】
分岐配線は、該並行した結合部分に高誘電率材質の媒体を用いたことを特徴とする請求項１記載の分岐配線構造。
【請求項５】
主配線は、所望の信号としてクロック信号を伝送することを特徴とする請求項１記載の分岐配線構造。
【請求項６】
複数の分岐は、主配線の左右または上下に分岐用配線を設けるか、または１つの分岐後に更に分岐用配線を設けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の分岐配線構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、信号分岐配線の構成に関するもので、特に配線基板において所望の信号を特性劣化なしに分配するための配線構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、図９は多層配線基板内における、あるドライバＩＣ１から複数のレシーバＩＣ２に所望の信号としてクロック信号を伝送する場合の配線パターンを示したものである。ドライバＩＣ１から出力されたクロック信号は、まず主配線３を伝送し、分岐部分５を介して副配線４に伝送され、各レシーバＩＣ２に入力する。こうした分岐配線により、信号は複数のレシーバに分配される。
【０００３】
ここで、高品質または高能率の伝送を得るために、主配線３、および副配線４はある一定のインピーダンスとなるように構成されている。図１０は、この構造を示す図で、多層配線基板でのインピーダンスは、図９におけるＣ−Ｃ’断面において、主配線３、副配線４の配線幅と、配線間隔およびソルダーレジスト１０、基材１１の材料定数および厚みを調整することで制御できる。ここでは多層基板の表面層にパターンが形成された場合を例に挙げるが、内層についても同様である。
【０００４】
こうした多層配線基板内では、一定に制御していたインピーダンスが、分岐部分５で半分に低下してしまうため、インピーダンスの不連続が生じてしまう。このインピーダンス不連続が原因で、伝送損失も発生し、更にクロックにとって重要な波形の立上り、立下り部に乱れが生じ、回路の誤動作の要因ともなる。
これを解決するため、第２の従来技術として、特許文献１では、分岐後にコンデンサを配置してインピーダンス整合を取る構成としている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３２４１２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来の技術では、分岐によるインピーダンス不整合が発生し、波形歪みが生じたり、伝播ロスが発生するという課題がある。
また第２の従来技術によれば、インピーダンス整合はとれても、余分なコンデンサが必要となるという課題がある。
【０００７】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、配線の平行結合構造により信号分岐することで、インピーダンスを整合させ、かつ余分な部品を使用しない簡易な構成を得る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る分岐配線構造は、所望の信号を伝送する主配線と、この主配線と平行し、一端を線路と同じインピーダンスで終端処理して平行長さを所望の信号の１／４波長とした分岐用配線を設けた。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるプリント基板における信号分岐の構成を示す図である。分岐の代わりに方向性結合器６を用いて信号を複数に分配している。
図において、ドライバＩＣ１からの主配線３に対し、分岐用の副配線４を、ブロック信号の波長の４分の１長さの方向性結合器６の構成を持たせて、並行に設ける。この際片端を終端処理部７として線路と同じインピーダンスで終端する。こうすると方向性結合器６の誘起他端７ｂにはクロック信号の最大振幅が誘起により得られる。即ち方向性結合器６は、配線長をクロック信号周波数の１／４波長にしており、終端処理部７を設けたので、図２（ａ）に示すようにＰｏｒｔ１から入力した信号がＰｏｒｔ２に伝送する間に、その配線幅や配線間隔等で決定される結合度に応じてＰｏｒｔ４にも分配される働きを持つ。
【００１０】
この結合線路は、配線長の４倍長の波の基本動作周波数ｆ０で方向性結合器として動作するほか、高次モードとして、その奇数倍の３ｆ０、５ｆ０、……でも動作する。
また、クロック信号に含まれる周波数成分をみると、図２（ｂ）に示すように、基本周波数Ｆ０のほか、３Ｆ０、５Ｆ０、……の成分を含んでいる。
【００１１】
方向性結合器の基本動作周波数ｆ０がクロック信号の基本周波数Ｆ０と一致するように配線長を調整することで、主配線３を伝送しているクロック信号が方向性結合器６を介して、副配線４にも分配されて各レシーバＩＣ２に分配される。副配線４のレシーバ２が接続されていない配線端部は線路と同じインピーダンスで終端し、効率よく信号を分岐する。
このような方向性結合器を用いた多層配線基板においては、直接の分岐部分がなくなり、直接分岐による配線インピーダンスの不連続が起こらないため、分岐点での反射を抑えた伝送路系を構成でき、信号の劣化を防ぐことができる。
分岐の代わりに方向性結合器を用いることで部品追加をせずに配線のインピーダンスの不連続部をなくし、回路誤動作の要因となるクロック波形の立上り、立下り部を乱れなく滑らかに立ち上がらせることができる。
【００１２】
図３は本実施の形態における他のプリント配線基板の構成を示す図であり、図１に示した構成部分と対応する部分は同一符号で示す。即ち副配線４の誘起端側とレシーバＩＣ２との間に配線インピーダンスと等しい終端抵抗８を配置することで、レシーバＩＣ端での反射をさらに抑制することができる。
【００１３】
図４は本実施の形態における他のプリント配線基板の構成を示す図である。また図５は、図４におけるＡ−Ａ’の断面図を示している。即ち、方向性結合器６の周辺をその他の配線部分と比較して誘電率の高い高比誘電体材料９を用いることで、方向性結合器６の配線長を短くしている。
【００１４】
図６は本実施の形態における他のプリント配線基板の構成を示す図である。図において、方向性結合器６により分配された副配線４を主配線とし、更に方向性結合器１３を用いて副々配線１４に信号を分配している。これを繰り返すことで信号分配数を増加させることができる。
【００１５】
図７は本実施の形態における多層配線基板の構成を示す図である。また図８は、図７におけるＢ−Ｂ’断面を示している。このように、方向性結合器１５を構成する主配線３と副配線４を上下の層に形成することで、信号の分配と同時に信号が伝送している層をスルーホールを使わずに変更することができる。
なお、分岐対象としてクロック信号を説明したが、本構成はクロック信号に限らず、同期信号、トリガー信号等、複数の回路に分岐が必要な場合の分岐接続に適用することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば直接分岐による配線インピーダンスの不連続を抑制し、回路誤動作の要因となるクロック波形の劣化を抑え、また伝送効率低下を防ぐ効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるプリント配線基板の信号分岐構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態１における方向性結合器の原理を示した図である。
【図３】実施の形態１における他のプリント配線基板の構成を示す平面図である。
【図４】実施の形態１における他のプリント配線基板の構成を示す平面図である。
【図５】図４中の、Ａ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図６】実施の形態１における他のプリント配線基板の構成を示す平面図である。
【図７】実施の形態１における他のプリント配線基板の構成を示す平面図である。
【図８】図７中の、Ｂ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図９】従来技術における多層配線基板の分岐構造を示す平面図である。
【図１０】図９中の、Ｃ−Ｃ’線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１  ドライバＩＣ、２  レシーバＩＣ、３  主配線、４  副配線、５  分岐部分、６  方向性結合器、７  終端処理部、７ｂ  方向性結合器の他端、８  終端抵抗、９  高比誘電体材料、１０  ソルダーレジスト、１１  基材、１２  グラウンド、１３  方向性結合器、１４  副々配線、１５  方向性結合器。
【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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