(57)【要約】【課題】プリント配線板のランド間を接続するヴィアホールに流れる信号の高速化を図ったプリント配線板を提供する。【解決手段】プリント配線板のヴィアホール用ランド２ａとヴィアホール用ランド２ｂの間を接続するヴィアホール４に接続される伝達時間調整用ランド５を設けることによって、前記ヴィアホール用ランド２ａとヴィアホール用ランド２ｂ間を静電容量結合させることによって、ヴィアホール４に流れる信号の高速伝達を可能にする。【選択図】      図２
2004335690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号配線パターンに接続された第１のヴィアホール用ランドと、
第２の信号配線パターンに接続された第２のヴィアホール用ランドと、
前記第１及び第２のヴィアホール用ランド間を接続するヴィアホールと、
前記ヴィアホールと接続され、前記第１及び第２のヴィアホール用ランド間を静電容量結合させる導電体と
を具備することを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記ヴィアホールに流れる信号が前記導電体によって前記ヴィアホール用ランドの間に形成された前記静電容量結合された経路となることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記導電体は、前記第１及び第２のヴィアホール用ランドの間に形成されたプレーン層と同じ平面上に形成された伝達時間調整用ランドであることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記伝達時間調整用ランドの大きさを変えることによって、前記静電容量結合された前記ヴィアホール用ランドの間の信号伝達時間を調整することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記伝達時間調整用ランドは、前記第１及び第２の信号配線パターンの一部と並行な伝達時間調整用パターンを有することを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板に係り、特に、プリント配線板のランド間を接続するヴィアホールに流れる信号の高速化を図ったプリント配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報処理装置内、あるいは情報処理装置間での伝達信号の高速化に伴い、伝達信号の高品質が要求されている。一般に、伝達信号のタイミング悪化の要因の１つに遅延がある。
【０００３】
この伝達信号の遅延を回避するための１つの手段として、スピードアップコンデンサと呼ばれるコンデンサを抵抗やインダクタンスと並列に取り付ける手法がある。このスピードアップコンデンサを用いると、高周波信号になればなるほど、信号伝達時間を短くすることができる。また、スピードアップコンデンサの静電容量を大きくすればするほど、信号伝達時間を短くできることが知られている（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
電気学会通信教育会著、「電気学会大学講座  電子工学原論」、株式会社オーム社、１９８４年７月２０日（第８３頁）
【非特許文献２】
「トランジスタ技術  ４月号」、ＣＱ出版社、２００３年４月１日（第２０４頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来から、プリント配線板などにおける信号伝達の高速化に伴い、信号伝達遅延の改善が求められている。しかしながら、上記した非特許文献１に記載されているスピードアップコンデンサは、プリント配線板上に実装しなければならず、実装工程を増やすばかりか、コストが高くなる問題があった。また、近年の情報処理装置などに使用されている高密度実装のプリント配線板においては、プリント配線板の任意の位置（何処にでも）にスピードアップコンデンサを実装できるとは限らず、実装位置に制約が発生するという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、プリント配線板のランド間を接続するヴィアホールに流れる信号の高速化を図ったプリント配線板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のプリント配線板は、第１の信号配線パターンに接続された第１のヴィアホール用ランドと、第２の信号配線パターンに接続された第２のヴィアホール用ランドと、前記第１及び第２のヴィアホール用ランド間を接続するヴィアホールと、前記ヴィアホールと接続され、前記第１及び第２のヴィアホール用ランド間を静電容量結合させる導電体とを具備することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下に本発明によるプリント配線板の第１の実施の形態を、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るプリント配線板の構成を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａから見た断面図である。
【０００９】
本実施の形態のプリント配線板は、信号配線パターン１ａ、１ｂと、この信号配線パターン１ａ、１ｂに接続されているヴィアホール用ランド２ａ、２ｂと、このヴィアホール用ランド２ａ、２ｂに層間接続されるヴィアホール４と、このヴィアホール４に接続されている導電体の伝達時間調整用ランド５と、この伝達時間調整用ランド５にクリアランス６の距離だけ離れて同一平面上に存在するグランド層又は電源層からなるプレーン層３により構成される。但し、本実施の形態は、説明を簡単とするために最も単純な両面プリント配線板を図示したものであり、信号配線パターン１ａ、１ｂやプレーン層３が複数存在する多層のプリント配線板であってもよい。
【００１０】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る電気等価回路である。図３において、抵抗ＲｖとインダクタンスＬｖとは、図２のヴィアホール４に信号が流れた時に生ずる内部抵抗と内部インダクタンスである。また、抵抗ＲａとインダクタンスＬａは、信号配線パターン１ａとヴィアホール用ランド２ａに信号が流れた時に生ずる内部抵抗と内部インダクタンスであり。また、抵抗ＲｂとインダクタンスＬｂは、信号配線パターン１ｂとヴィアホール用ランド２ｂに信号が流れた時に生ずる内部抵抗と内部インダクタンスである。更に、静電容量Ｃ１は、伝達時間調整用ランド５を設けたことで、ヴィアホール４に信号が流れた時にヴィアホール用ランド２ａ、２ｂと伝達時間調整用ランド５とが静電容量結合されることにより生じた静電容量である。
【００１１】
ここで、インダクタンスＬｖと抵抗ＲｖによるインピーダンスＺ１は、次の数式（１）で示される。
Ｚ１＝Ｒｖ＋ｊ×２π×ｆ×Ｌｖ  ・・・（１）
ここで、ｊは虚数部であり、ｆは周波数である。
また、静電容量Ｃ１によるインピーダンスＺ２は、次の数式（２）で示される。
Ｚ２＝１÷（ｊ×２π×ｆ×Ｃ１）  ・・・（２）
この数式（１）から明らかなように、インピーダンスＺ１の値は、周波数ｆの値が大きくなるほど、即ち、高周波信号になればなるほど大きくなる。一方、数式（２）から明らかなように、インピーダンスＺ２の値は、周波数ｆの値が大きくなるほど、即ち、高周波信号になればなるほど小さくなる。また、インピーダンスＺ１の値は、静電容量Ｃ１には無関係であるが、インピーダンスＺ２は、静電容量Ｃ１の値が大きくなるほどその値は小さくなる。
【００１２】
従って、高周波回路のプリント配線板では、伝達時間調整用ランド５の形状を大きくすることによって静電容量Ｃ１を大きくすることができる。その結果、インピーダンスＺ１がインピーダンスＺ２よりも大きくなり、信号配線パターン１ａ又は１ｂから流れる高周波信号は、抵抗ＲｖやインダクタンスＬｖの信号伝達経路よりも、静電容量Ｃ１の信号伝達経路を通過することになる。
【００１３】
本発明の第１の実施の形態によれば、プリント配線板のヴィアホール用ランド２ａ、２ｂ間を接続するヴィアホール４に接続された伝達時間調整用ランド５を設けたことにより、高周波信号になればなるほど、信号伝達時間を短くすることができる。また、プリント配線板の製造時に伝達時間調整用ランド５の形状を適宜調整することにより、静電容量Ｃ１の値が調整可能となる。
【００１４】
即ち、静電容量Ｃ１の値は、伝達時間調整用ランド５の大きさに比例するため、伝達時間調整用ランド５の大きさを変えることで信号伝達時間の調整が可能である。この伝達時間調整用ランド５を大きくすればする程、静電容量Ｃ１の値が大きくなり、信号伝達時間を短くすることができる。
【００１５】
尚、本実施の形態において、伝達時間調整用ランド５は円形を図示しているが、必ずしも円形でなく、非円形でもよい。また、伝達時間調整用ランド５の位置はヴィアホール４の中央付近が好ましいが、これに限定されるものではない。
【００１６】
ここで、図３において、Ｒｖ＝９ｍΩ、Ｌｖ＝０．５ｎＨとした場合、１０ＧＨｚの周波数（パルス幅５０ｐｓ、立ち上がり時間５ｐｓ）の信号が点ａから点ｂに伝達するまでの時間をシミュレーションにより計算すると、以下のような結果が得られた。
【００１７】
静電容量Ｃ１＝０の場合（即ち、伝達時間調整用ランド５が存在しない場合）、点ａから点ｂへの信号伝達時間は７．０ｐｓであった。
次に、伝達時間調整用ランド５を設け、ヴィアホール用ランド２ａ、２ｂの間を静電容量結合させると、静電容量Ｃ１＝０．５ｐＦの場合、伝達時間が０．３ｐｓとなり、静電容量Ｃ１＝１．０ｐＦの場合、伝達時間が０．１ｐｓであった。
【００１８】
上記した本実施の形態によれば、静電容量Ｃ１の値を大きくしていくと、プリント配線板のヴィアホール用ランド２ａ、２ｂ間の信号伝達時間が短くすることが出来ることから、プリント配線板上に高速化のための部品を実装することなく、かつ既存の層構成をそのままで信号伝達時間を調整することができる。
【００１９】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るプリント配線板の構成を示す斜視図であり、図５は、図４のＡ−Ａから見た断面図である。この第２の実施の形態の各部について、図２に示す第１の実施の形態に係るプリント配線板の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。
【００２０】
この第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、図２の伝達時間調整用ランド５の形状が円形の部分と信号配線パターン１ａの一部と並行に延びた矩形の伝達時間調整用パターン５ａを形成していること、同様に、信号配線パターン１ｂの一部と並行に延びた矩形の伝達時間調整用パターン５ｂとによって形成されていること、更に、プレーン層３が、伝達時間調整用パターン５ａ，５ｂに触れないようにクリアランス６ａ，６ｂだけ距離を置いていることである。
【００２１】
本実施の形態に係る電気等価回路は、上記した図３と基本的には同じである。即ち、ヴィアホール用ランド２ａ、２ｂ間が伝達時間調整用パターン５ａ、５ｂを有する伝達時間調整用ランド５によって静電容量結合される。また、信号配線パターン１ａと伝達時間調整用パターン５ａ、更に、信号配線パターン１ｂと伝達時間調整用パターン５ｂとが静電容量結合される。本実施の形態の電気等価回路は、伝達時間調整用パターン５ａ、５ｂによって伝達時間調整用ランド５の面積が広くなり、その結果、静電容量が静電容量Ｃ１から静電容量Ｃ２へと更に大きくすることが出来る。
【００２２】
従って、本実施の形態によれば、高周波信号になればなるほどヴィアホール用ランド２ａ、２ｂ間の信号伝達時間を短くすることができ、また、伝達時間調整用ランド５の静電容量Ｃ２が更に大きいことから、信号伝達時間を更に短くすることができる。
【００２３】
また、伝達時間調整用パターン５ａ、５ｂを有する伝達時間調整用ランド５の大きさを変化させると、プリント配線板上に高速化のための部品を実装することなく、かつ既存の層構成をそのままで信号伝達時間を調整することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ヴィアホールに接続された伝達時間調整用ランドを設けたことによりヴィアホール用ランド間を静電容量結合させ、ヴィアホールに流れる信号の伝達時間を短くすることができる。また、伝達時間調整用ランドの大きさを変えることによって、静電容量結合されたヴィアホール用ランドの間の信号伝達時間を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプリント配線板の構成を示す斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａから見た断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電気等価回路図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るプリント配線板の構成を示す斜視図。
【図５】図４のＡ−Ａから見た断面図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ  信号配線パターン
２ａ、２ｂ  ヴィアホール用ランド
３  プレーン層
４  ヴィアホール
５  伝達時間調整用ランド
５ａ、５ｂ  伝達時間調整用パターン
６、６ａ、６ｂ  クリアランス
Ｃ１、Ｃ２静電容量
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｖ  インダクタンス
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｖ  抵抗
【図１】
2004335690.tif 000003
【図２】
2004335690.tif 000004
【図３】
2004335690.tif 000005
【図４】
2004335690.tif 000006
【図５】
2004335690.tif 000007