(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属層、第１誘電層、金属板、第２誘電層、及び第２金属層が積層される電磁気遮蔽構造物において、
前記第１金属層と前記金属板との間に奇数個のビアが金属線で直列連結されることを特徴とする電磁気遮蔽構造物。
【請求項２】
前記奇数個のビアは、一つの平面上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項３】
前記奇数個のビアのうちの少なくとも一つを除いた残りは、一つの平面上に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項４】
前記金属線は、前記ビア間を連結する直線状であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項５】
前記金属線は、前記ビア間を連結する１回以上折曲がった直線、または、曲線状であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項６】
前記金属板と前記奇数個のビアとを含む構造物が、前記第１金属層と前記第２金属層との間に複数存在することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項７】
前記金属板と前記奇数個のピアとを含む複数の構造物におけるそれぞれの金属板は、同一平面上に位置することを特徴とする請求項６に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項８】
前記金属板と同一平面上に位置し、第１金属線で連結される第１ビアランド及び第２ビアランドと、
前記第１金属層と同一平面上に位置し、第２金属線で連結される第３ビアランド及び第４ビアランドと、
一端が前記第１金属層と連結され、他端が前記第１ビアランドに連結される第１ビアと、
一端が前記第２ビアランドに連結され、他端が前記第３ビアランドに連結される第２ビアと、
一端が前記第４ビアランドに連結され、他端が前記金属板に連結される第３ビアと、
を含む請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項９】
前記金属板には、前記第１ビアランド、前記第２ビアランド、及び前記第１金属線が収容され、電気的に接続されないようにするホールが形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項１０】
前記第１金属層には、前記第３ビアランド、前記第４ビアランド、及び前記第２金属線が収容され、電気的に接続されないようにするホールが形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項１１】
前記第１ビアは、前記金属板の１つのコーナーに位置し、前記第２ビアは、前記１つのコーナーとほぼ対角線上にある１つのコーナーに位置することを特徴とする請求項８に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項１２】
前記第３ビアは、前記第２ビアより前記第１ビアに、より近く位置することを特徴とする請求項１１に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項１３】
前記第１金属線は、前記金属板のコーナーのうち、前記第１ビア及び前記第２ビアが位置しない１つのコーナーで曲がった形態を有することを特徴とする請求項１２に記載の電磁気遮蔽構造物。
【請求項１４】
前記第２金属線は、前記第１金属層のコーナーのうち、前記第１ビア及び前記第２ビアの位置しないコーナーであって、前記第１金属線が曲がったコーナー以外の他のコーナーで曲がった形態を有することを特徴とする請求項１３に記載の電磁気遮蔽構造物。
【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、
第１金属層、第１誘電層、金属板、第２誘電層、及び第２金属層が積層される電磁気遮蔽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、
前記第１金属層と前記金属板との間に奇数個のビアが金属線で直列連結されていることを特徴とする印刷回路基板。
【請求項１６】
前記第１金属層は接地層および電源層のうちのいずれか一方であり、前記第２金属層は前記接地層および前記電源層のうちの他方であることを特徴とする請求項１５に記載の印刷回路基板。
【請求項１７】
前記アナログ回路は、外部からの無線信号を受信するアンテナを備えるＲＦ回路であることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の印刷回路基板。
【請求項１８】
前記奇数個のビアは、一つの平面上に配置されることを特徴とする請求項１５から請求項１７までのいずれか１項に記載の印刷回路基板。
【請求項１９】
前記奇数個のビアのうちの少なくとも一つを除いた残りは、一つの平面上に配置されることを特徴とする請求項１５から請求項１８までのいずれか１項に記載の印刷回路基板。
【請求項２０】
前記金属線は、前記ビア間を連結する直線状であることを特徴とする請請求項１５から請求項１９までのいずれか１項に記載の印刷回路基板。
【請求項２１】
前記金属線は、前記ビア間を連結する１回以上折曲がった直線または曲線状であることを特徴とする請求項１５から請求項２０までのいずれか１項に記載の印刷回路基板。
【請求項２２】
前記金属板と前記奇数個のビアとを含む構造物が、前記第１金属層と前記第２金属層との間に複数個存在することを特徴とする請求項１５から請求項２１までのいずれか１項に記載の印刷回路基板。
【請求項２３】
前記金属板と前記奇数個のピアとを含む複数の構造物におけるそれぞれの金属板は、同一平面上に位置することを特徴とする請求項２２に記載の印刷回路基板。
【請求項２４】
前記電磁気遮蔽構造物は、
前記金属板と同一平面上に位置し、第１金属線で連結される第１ビアランド及び第２ビアランドと、
第１金属層と同一平面上に位置し、第２金属線で連結される第３ビアランド及び第４ビアランドと、
一端が前記第１金属層に連結され、他端が前記第１ビアランドに連結される第１ビアと、
一端が前記第２ビアランドに連結され、他端が前記第３ビアランドに連結される第２ビアと、
一端が前記第４ビアランドに連結され、他端が前記金属板に連結される第３ビアと、
を含む請求項１５から請求項２３までのいずれか１項に記載の印刷回路基板。
【請求項２５】
前記金属板には、前記第１ビアランド、前記第２ビアランド、及び前記第１金属線が収容され、電気的に接続されないようにするホールが形成されていることを特徴とする請求項２４に記載の印刷回路基板。
【請求項２６】
前記第１金属層には、前記第３ビアランド、前記第４ビアランド、及び前記第２金属線が収容され、電気的に接続されないようにするホールが形成されることを特徴とする請求項２４に記載の印刷回路基板。
【請求項２７】
前記第１ビアは、前記金属板の１つのコーナーに位置し、前記第２ビアは前記１つのコーナーとほぼ対角線上にある１つのコーナーに位置することを特徴とする請求項２４に記載の印刷回路基板。
【請求項２８】
前記第３ビアは、前記第２ビアより前記第１ビアに、より近く位置することを特徴とする請求項２７に記載の印刷回路基板。
【請求項２９】
前記第１金属線は、前記金属板のコーナーのうち、前記第１ビア及び前記第２ビアが位置しない１つのコーナーで曲がった形態を有することを特徴とする請求項２８に記載の印刷回路基板。
【請求項３０】
前記第２金属線は、前記第１金属層のコーナーのうち、前記第１ビア及び前記第２ビアの位置しないコーナーであって、前記第１金属線が曲がっている１つのコーナー以外の他のコーナーで曲がった形態を有することを特徴とする請求項２９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し、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）の問題を解決するための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】
近年、移動性が重要視される傾向から、無線通信が可能な移動通信端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ノートパソコン、ＤＭＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）機器など、多様な機器が市販されている。
【０００３】
このような機器は、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２層や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回路と仮定する。
【０００５】
印刷回路基板１００は、金属層（以下、１１０−１、１１０−２、１１０−３、および１１０−４を１１０と称する）と、金属層１１０の間に積層された誘電層１２０（１２０−１、１２０−２、１２０−３）と、最上部の金属層１１０−１の上に装着されたデジタル回路１３０と、ＲＦ回路１４０と、を備える。
【０００６】
参照符号１１０−２の金属層を接地層、参照符号１１０−３の金属層を電源層と仮定した場合、接地層１１０−２と電源層１１０−３との間に連結されているビア１６０を通して電流が流れることによって印刷回路基板１００は予め定められた動作または機能を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、デジタル回路１３０の動作周波数と調和成分による電磁波（ＥＭ  ｗａｖｅ）１５０とは、ＲＦ回路１４０に伝達されて混合信号の問題を発生する。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が所定周波数帯域の信号を受信するに当たって、その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、その周波数帯域内における正確な信号の受信が困難になることがある。
【０００８】
このような混合信号の問題は、電子機器が複雑になり、デジタル回路１３０の動作周波数が増加し、且つ複雑になることにより解決が難くなっている。
【０００９】
電源ノイズ（ｐｏｗｅｒ  ｎｏｉｓｅ）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、高周波においては適切な解決策となってはいない。よって、ＲＦ回路とデジタル回路との間に高周波のノイズを遮断する構造物の研究が求められている。
【００１０】
図２は従来技術によ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ための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に示された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は図２に示された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に示された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、ビア２３４を含む。
【００１２】
図４に示すように、第１金属層２１０−１と金属板２３２とはビア２３４により繋がっており、金属板２３２とビア２３４とはきのこ型（ｍｕｓｈｒｏｏｍ  ｔｙｐｅ）構造物２３０を形成する。
【００１３】
第１金属層２１０−１が接地層であった場合、第２金属層２１０−２は電源層になり、第１金属層２１０−１が電源層であった場合、第２金属層２１０−２は接地層になる。
【００１４】
すなわち、図３に示すように、接地層と電源層との間に、金属板２３２とビア２３４から形成されたきのこ型構造物２３０を反復して配置することにより、特定周波数帯域に含まれた信号を通過させないバンドギャップ（ｂａｎｄｇａｐ）構造を有する。
【００１５】
特定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の成分により達成されるものであり、図５に示すような等価回路において近似的に表現される。
【００１６】
デジタル回路とＲＦ回路とが同一基板に設けられている代表的な電子機器として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領域でのノイズ遮蔽が必要であり、また、移動通信端末に使用できるようにきのこ型構造物のサイズが小さくなければならない。しかし、前述した電磁気バンドギャップ構造物では前述の両方を共に満足することはできないという問題点があった。
【００１７】
きのこ型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周波数は高くなるため、前述した移動通信端末のＲＦ回路の動作周波数である０．８〜２．０ＧＨｚの領域では効果的ではなかった。
【００１８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、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を目的とする。
【００１９】
また、本発明の別の目的は、ＲＦ回路とデジタル回路とが同一基板内に設けられている電子器機であって、例えば移動通信端末などにおける混合信号の問題を解決するための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ある。
【００２０】
また、本発明のさらに他の目的は、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にある。
【００２１】
また、本発明のさらに他の目的は、一つの電磁気バンドギャップ構造物内に多数のビアを具備し、各ビア間の間隔を充分に離隔することにより、狭い空間内でも充分なインダクタンスを確保でき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ある。
【００２２】
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るだろう。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる電磁気バンドギャップ構造物は、所定周波数帯域の信号伝達を防止するものであって、第１金属層、第１誘電層、金属板、第２誘電層、及び第２金属層が積層されており、第１金属層と金属板との間に奇数個のビアが金属線により直列連結されていることを特徴とする。
【００２４】
なお、奇数個のビアは、一つの平面上に配置されても良く、奇数個のビアの少なくとも一つを除いた残りは、一つの平面上に配置されていても良い。
【００２５】
また、金属線は、ビア間を連結する直線状のものであっても良く、１回以上折曲がった直線であっても良く、さらには曲線状であっても良い。
【００２６】
また、金属板と奇数個のビアとを含むきのこ型構造物は第１金属層と第２金属層との間に複数存在していても良い。ここで、複数のきのこ型構造物の金属板は同一平面上に位置していても良い。
【００２７】
本発明の別の態様にかかる印刷回路基板は、アナログ回路とデジタル回路とを含み、デジタル回路からアナログ回路への所定周波数帯域の信号伝達を防止するものであって、第１金属層、第１誘電層、金属板、第２誘電層、及び第２金属層が積層された電磁気バンドギャップ構造物がアナログ回路とデジタル回路との間に配置され、第１金属層と金属板との間に奇数個のビアが金属線で直列連結されていることを特徴とする。
【００２８】
なお、第１金属層は、接地層または電源層のいずれか一つであり、第２金属層はその他の一つであっても良い。
【００２９】
また、アナログ回路は外部からの無線信号を受信するアンテナを具備するＲＦ回路であってもよい。
【００３０】
また、奇数個のビアは一つの平面上に配置されても良く、または奇数個のビアの少なくとも一つを除いた残りは一つの平面上に配置されても良い。
【００３１】
また、金属線はビア間を連結する直線状のものであっても良く、１回以上折曲がった直線であっても良く、または曲線状であっても良い。
【００３２】
また、金属板と奇数個のビアとを含むきのこ型構造物が第１金属層と第２金属層との間に複数存在しても良い。ここで、複数のきのこ型構造物の金属板は同一平面上に位置していても良い。
【発明の効果】
【００３３】
本発明にかかる電磁気バンドギャップ構造物及び印刷回路基板によれば、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という効果を奏する。
【００３４】
また、本発明によれば、ＲＦ回路とデジタル回路とが同一基板内に設けられている電子機器であって、例えば移動通信端末などにおける混合信号の問題を解決することができるという効果を奏する。
【００３５】
また、本発明によれば、一つの電磁気バンドギャップ構造物内に複数のビアを具備し、各ビア間の間隔を充分に離隔しているので、狭い空間内でもインダクタンスを充分に確保することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明に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。なお、以下においては、特定の実施例について図面に例示すると共に詳細に説明する。本発明は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。
【００３７】
「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ず、構成要素がそのような用語により限定されるものではない。そのような用語は、一つの構成要素を他の構成要素と区別するためだけに用いられるものである。
【００３８】
以下において用いられる用語は、単に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、文の中で明記しない限り、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。
【００３９】
以下、添付した図面に基づいて、本発明に係る多様な実施例を詳細に説明する。
【００４０】
図６は本発明の一実施例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ための電磁気バンドギャップ構造物の立体斜視図であり、図７は図６に示された電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図であり、図８は図６に示された電磁気バンドギャップ構造物の平面図である。
【００４１】
本発明の一実施例に係る電磁気バンドギャップ構造物３００は第１金属層３１０−１、第２金属層３１０−２、第１誘電層３２０ａ、第２誘電層３２０ｂ、金属板３３２、及び三つのビア３３４−１、３３４−２、３３４−３を含む。
【００４２】
第１ビア３３４−１の一端は第１金属層３１０−１に連結され、他端は金属板３３２と同一平面、すなわち同一層上に形成されている第１ビアランド３５０−１に連結される。第２ビア３３４−２は一端が金属板３３２と同一平面、すなわち同一層上に形成されている第２ビアランド３５０−２に連結され、他端が第１金属層３１０−１と同一平面、すなわち同一層上に形成されている第３ビアランド３５０−３に連結される。第３ビア３３４−３は一端が金属板３３２に連結され、他端は第１金属層３１０−１と同一平面、すなわち同一層上に形成されている第４ビアランド３５０−４に連結される。第１ビアランド３５０−１と第２ビアランド３５０−２とは、金属板３３２と同一平面上に位置し、第１金属線３４０−１で接続されており、第１ビアランド３５０−１、第２ビアランド３５０−２、及び第１金属線３４０−１は、金属板３３２に形成されているホール内に収容される。第３ビアランド３５０−３と第４ビアランド３５０−４とは、第１金属層３１０−１と同一平面上に位置し、第２金属線３４０−２で連結されており、第３ビアランド３５０−３、第４ビアランド３５０−４、及び第２金属線３４０−２は、第１金属層３１０−１に形成されているホール内に収容される。
【００４３】
金属板３３２には、第１ビアランド３５０−１、第２ビアランド３５０−２、及び第１金属線３４０−１を収容できるホールが形成されており、ホール内壁と第１ビアランド３５０−１、第２ビアランド３５０−２、及び第１金属線３４０−１の縁の外壁とは所定間隔離隔されているため、互いに連結されていない。
【００４４】
第１金属層３１０−１には第３ビアランド３５０−３、第４ビアランド３５０−４、及び第２金属線３４０−２を収容できるホールが形成されており、ホール内壁と第３ビアランド３５０−３、第４ビアランド３５０−４、及び第２金属線３４０−２の縁の外壁とは所定間隔離隔されているため、互いに連結されていない。
【００４５】
第１金属層３１０−１と金属板３３２との間には第１誘電層３２０ａが形成される。そして、金属板３３２と第２金属層３１０−２との間には第２誘電層３２０ｂが形成される。誘電層３２０は金属板３３２を基準にして形成時期により第１誘電層３２０ａと第２誘電層３２０ｂとに区分される。
【００４６】
第１金属層３１０−１、第２金属層３１０−２、金属板３３２、第１ビアランド３５０−１〜第４ビアランド３５０−４、第１金属線３４０−１、及び第２金属線３４０−２は、電源が供給されると信号を伝達できる金属物質であって、例えば銅（Ｃｕ）などから構成される。
【００４７】
第１誘電層３２０ａと第２誘電層３２０ｂとは、同じ誘電物質、または誘電率が同一であるか、互いに異なる誘電物質からなることができる。
【００４８】
第１金属層３１０−１が接地層であると、第２金属層３１０−２は電源層になり、第１金属層３１０−１が電源層であると、第２金属層３１０−２は接地層になる。すなわち、第１金属層３１０−１と第２金属層３１０−２とは、誘電層３２０を隔てて、隣接している接地層と電源層となる。
【００４９】
金属板３３２は略四角形状に示されているが、その他の多角形、円形、楕円形などの多様な形態を有することができる。
【００５０】
本発明の実施例によれば、第１金属層３１０−１、第１ビア３３４−１、第１ビアランド３５０−１、第１金属線３４０−１、第２ビアランド３５０−２、第２ビア３３４−２、第３ビアランド３５０−３、第２金属線３４０−２、第４ビアランド３５０−４、第３ビア３３４−３、金属板３３２の順で電気的に直列連結される。
【００５１】
この場合、金属板３３２と第２金属層３１０−２との間のキャパシタンス（ＣＥ）は無視できるほど低減が少ないが、第１金属層３１０−１と金属板３３２との間で直列連結されたインダクタンス（ＬＥ）は狭い空間でも充分に確保できるようになる。したがって、電磁気バンドギャップ構造物３００のサイズを小さくしながらも、バンドギャップ周波数を低めることが可能となる。
【００５２】
電磁気バンドギャップ構造物３００を形成する方法は次の通りである。
【００５３】
第１金属層３１０−１を積層した後に、ホール内に第３ビアランド３５０−３、第４ビアランド３５０−４、及び第２金属線３４０−２を収容できるパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）を行う。パターニングは印刷回路基板における回路パターンを形成する際に、通常用いられるマスキング、露光、エッチング、現像などの方法を利用するものであって、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
そして、第１金属層３１０−１、第３ビアランド３５０−３、第４ビアランド３５０−４、及び第２金属線３４０−２の上に第１誘電層３２０ａを積層する。その後、第１誘電層の上に形成される第１ビアランド３５０−１と第１金属層３１０−１とを連結する第１ビア３３４−１、第２ビアランド３５０−２と第３ビアランド３５０−３とを連結する第２ビア３３４−２、および金属板３３２と第４ビアランド３５０−４とを連結する第３ビア３３４−３を形成する。
【００５５】
ビアの形成は、ドリリング工程で第１誘電層３２０ａを貫通した後、電気的に相互に接続するように、ビアの内壁にメッキ層を形成するメッキ工程を行う。メッキ工程により、ビアの内部が中空になりビア内壁にだけメッキ層が形成されるか、あるいはビアの内部が全て充填されることができる。ビアの内部が中空になった際、内部に誘電物質または空気が満たされてもよい。このようなビアの形成は、この技術分野で通常の知識を有する者にとって自明なことであるため、詳細な説明は省略する。
【００５６】
ビアが形成されたら、第１誘電層３２０ａの上に金属板３３２を積層し、第１ビアランド３５０−１、第２ビアランド３５０−２、及び第１金属線３４０−１をパターニングする。そして、第２誘電層３２０ｂ及び第２金属層３１０−２を順に積層することにより電磁気バンドギャップ構造物３００を形成する。
【００５７】
金属板３３２と、第１ビア３３４−１〜第３ビア３３４−３とを含むきのこ型構造物は、第１金属層３１０−１と第２金属層３１０−２との間に一つ以上形成されることができる。各きのこ型構造物が形成された位置に対応して第１金属層３１０−１にはホールが形成され、ホール内にはそれぞれ第２ビア３３４−２及び第３ビア３３４−３に連結される第３ビアランド３５０−３及び第４ビアランド３５０−４と、第３ビアランド３５０−３と第４ビアランド３５０−４とを連結する第２金属線３４０−２とが収容される。
【００５８】
きのこ型構造物の金属板３３２は、第１金属層３１０−１と第２金属層３１０−２との間の同一平面上、または互いに他の平面上に配置されることができる。また、図６を参照すると、きのこ型構造物の第１ビア３３４−１〜第３ビア３３４−３が第１金属層３１０−１を向いているが、反対に第２金属層３１０−２を向くことも可能である。
【００５９】
また、複数のきのこ型構造物が存在し、全てのきのこ型構造物のビアが第１金属層３１０−１または第２金属層３１０−２を向いていてもよく、一部のきのこ型構造物のビアは第１金属層３１０−１を向いていて、その他のきのこ型構造物のビアは第２金属層３１０−２を向いていてもよい。
【００６０】
図７には、きのこ型構造物が所定間隔で離隔され、第１金属層３１０−１上に反復的に配列されている構造が示されている。きのこ型構造物を反復的に形成することにより、デジタル回路からアナログ回路へ進む電磁波のうちアナログ回路（例えば、ＲＦ回路）における動作周波数領域に該当する周波数領域の信号を、より効果的に遮蔽することができる。
【００６１】
きのこ型構造物において、第１金属層３１０−１と金属板３３２との間の多数のビア、ビアランド、及び金属線が直列連結されることにより、狭い空間でも充分なインダクタンスを確保できるので、きのこ型構造物の大きさを小さくしても、バンドギャップ周波数を高めず、低めることができる。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３００の一側から他側へ進む電磁波のうち、伝達が抑制される周波数を意味する。本発明の実施例では、移動通信端末のＲＦ回路での動作周波数領域である０．８〜２．０ＧＨｚ領域がバンドギャップ周波数領域に該当する。
【００６２】
本発明の実施例による電磁気バンドギャップ構造物３００と従来技術による電磁気バンドギャップ構造物２００とを用いてコンピュータシミュレーションを行った結果を示すグラフが図９に示されている。
【００６３】
図９には、従来の電磁気バンドギャップ構造物２００の構造物の大きさ（すなわち、金属板２３２）の大きさが１６ｍｍ２（４×４）である場合（図９の（ａ）参照）と、１００ｍｍ２（１０×１０）である場合（図９の（ｂ）参照）とが示されている。
【００６４】
図９の（ａ）に示すように、構造物の大きさが１６ｍｍ２（４×４）である場合、ノイズレベルが−５０ｄＢ以下になる周波数は、３．７〜６．５ＧＨｚであり、ノイズレベルが最も小さい周波数は４．５ＧＨｚである。
【００６５】
そして、図９の（ｂ）に示すように、構造物の大きさが１００ｍｍ２（１０×１０）である場合、ノイズレベルが−５０ｄＢ以下になる周波数は１．２〜２．２ＧＨｚであり、ノイズレベルが最も小さい周波数は、約１．５ＧＨｚである。
【００６６】
すなわち、従来の電磁気バンドギャップ構造物２００によれば、移動通信端末において利用されているＲＦ回路の動作周波数０．８〜２．０ＧＨｚ領域内にバンドギャップ周波数を位置させてノイズを遮蔽することになるため、構造物の大きさが１００ｍｍ２（１０×１０）（図９の（ｂ）参照）にならなくてはいけない。
【００６７】
しかし、図９の（ｃ）に示すように、本発明の実施例に係る電磁気バンドギャップ構造物３００によれば、その構造物の大きさ、すなわち金属板３５０の大きさが１６ｍｍ２（４×４）である場合に、ノイズレベルが−５０ｄＢ以下になる周波数は１．３〜１．７ＧＨｚであり、ノイズレベルが最も小さい周波数は１．５ＧＨｚである。
【００６８】
これを下記の表１に示す。
【表１】
0004786686.tif 000002
【００６９】
すなわち、本発明の実施例に係る電磁気バンドギャップ構造物３００によれば、従来技術による電磁気バンドギャップ構造物２００と同じバンドギャップ周波数を有しながらもその大きさを１／６以上（１００ｍｍ２を１６ｍｍ２に）減らせることを確認することができる。
【００７０】
また、同じ構造物の大きさを有する場合にもバンドギャップ周波数が１／３以上（４．５ＧＨｚが１．５ＧＨｚとなる）低いことを確認することができる。
【００７１】
本実施例において、各ビア間の間隔を広く、すなわち金属線の長さを長くするほど、より高いインダクタンスを確保するのに有利である。これは、第１ビア３３４−１と第３ビア３３４−３とを流れる電流の方向が同じであって、第２ビア３３４−２を流れる電流とは方向が反対であるので、各ビア間の間隔が近くなると、相互インダクタンスにより、却ってインダクタンスの値が減少するからである。また、電磁気バンドギャップ構造物３００自体の各ビアだけでなく、図７に示されたように、隣接する電磁気バンドギャップ構造物３００のビアも考えなくてはならない。
【００７２】
従って、各ビア間の間隔を最大限広くするために、本発明の一実施例による電磁気バンドギャップ構造物３００では、第２ビア３３４−２の中心軸を金属板３３２の中心と一致させ、第１ビア３３４−１及び第３ビア３３４−３を第２ビア３３４−２を中心にして互いに対称となる位置に配置する。そして、第１金属線３４０−１と第２金属線３４０−２とを平面図上で一直線上に位置させ、金属板３３２の一面と略平行とする。
【００７３】
以下において、各ビア間の間隔を最大限広くするための他の実施例について、図１０以下の図面に基づいて説明する。
【００７４】
図１０は、本発明の他の実施例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ための電磁気バンドギャップ構造物の立体斜視図であり、図１１は、図１０に示された電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図であり、図１２ａは、図１０に示された電磁気バンドギャップ構造物の第１金属層の平面図であり、図１２ｂは、図１０に示された電磁気バンドギャップ構造物の金属板の平面図である。
【００７５】
図１０に示されるように、他の実施例に係る電磁気バンドギャップ構造物４００は、図６に示された電磁気バンドギャップ構造物３００と同じように、第１金属層４１０−１、第２金属層４１０−２、第１誘電層４２０ａ、第２誘電層４２０ｂ、金属板４３２、及び三つのビア４３４−１、４３４−２、４３４−３を備える。
【００７６】
図６に示された電磁気バンドギャップ構造物３００と比較すると、図１０に示されている電磁気バンドギャップ構造物４００は、第１ビア４３４−１、第３ビア４３４−３、第１ビアランド４５０−１、第４ビアランド４５０−４、第１金属線４４０−１、及び第２金属線４４０−２の位置だけが異なる。図６に示された電磁気バンドギャップ構造物３００と同様な部分は、上記において詳細に説明したので、以下ではその相違点について詳細に説明する。
【００７７】
前述したように、電磁気バンドギャップ構造物の大きさを低減し、且つバンドギャップ周波数を低めるためには、狭い空間内でも充分なインダクタンスが確保されなくてはならない。このため、各ビア間の間隔が充分に確保されるべきである。
【００７８】
従って、図１０に示す電磁気バンドギャップ構造物４００では、第１ビア４３４−１、第２ビア４３４−２、第３ビア４３４−３が最大限に離隔される。第２ビア４３４−２の中心軸は金属板４３２の中心と一致し、第１ビア４３４−１と第３ビア４３４−３とは第２ビア４３４−２を中心にして略対称に位置され、金属板４３２の中心から最も遠い距離のコーナー付近に位置されている。
【００７９】
各ビアランド４５０−１〜４５０−４は、各ビアの位置に対応して形成され、第１金属線４４０−１及び第２金属線４４０−２も、各ビアランドに対応して形成される。この場合、互いに反対方向に電流が流れる第１ビア４３４−１および第２ビア４３４−２と、第２ビア４３４−２および第３ビア４３４−３との間の間隔が充分に確保されて、狭い空間でも充分なインダクタンスを確保するのに有利である。
【００８０】
図１３は本発明のさらに他の実施例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ための電磁気バンドギャップ構造物の立体斜視図であり、図１４は、図１３に示された電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図であり、図１５ａは、図１３に示された電磁気バンドギャップ構造物の第１金属層の平面図であり、図１５ｂは、図１３に示された電磁気バンドギャップ構造物の金属板の平面図である。
【００８１】
図１３に示されるように、さらに他の実施例に係る電磁気バンドギャップ構造物５００は、図６に示された電磁気バンドギャップ構造物３００と同じように、第１金属層５１０−１、第２金属層５１０−２、第１誘電層５２０ａ、第２誘電層５２０ｂ、金属板５３２、及び三つのビア５３４−１、５３４−２、５３４−３を備える。
【００８２】
図６に示された電磁気バンドギャップ構造物３００と比較すると、図１３に示されている電磁気バンドギャップ構造物５００は、第１５３４−１〜第３ビア５３４−３、第１ビアランド５５０−１〜第４ビアランド５５０−４、第１金属線５４０−１、及び第２金属線５４０−２の位置だけが異なる。図６に示された電磁気バンドギャップ構造物３００と同様な部分は上記において詳細に説明したので、以下では相違点について詳細に説明する。
【００８３】
前述したように、電磁気バンドギャップ構造物の大きさを低減し、且つバンドギャップ周波数を低めるためには、狭い空間内でも充分なインダクタンスが確保されなくてはならない。このため、各ビア間の間隔が充分に確保されるべきである。
【００８４】
従って、図１３に示す電磁気バンドギャップ構造物５００において、第１ビア５３４−１、第２ビア５３４−２、及び第３ビア５３４−３が最大限離隔されている。第１ビア５３４−１と第２ビア５３４−２とは金属板５３２上で対角線上の最も離れた位置のコーナー付近に位置する。すなわち、金属板５３２の対角線の両端に第１ビア５３４−１と第２ビア５３４−２とが位置する。そして、第３ビア５３４−３は、第１ビア５３４−１及び第２ビア５３４−２と、略同一または類似間隔を維持するその他の対角線上に位置する。
各ビアランド５５０−１〜５５０−４は、各ビアの位置に対応して形成され、第１金属線５４０−１及び第２金属線５４０−２も各ビアランドに対応して形成される。ここで、第１金属線５４０−１は金属板５３２の対角線に対応する。この場合、互いに反対方向に電流が流れる第１ビア５３４−１と第２ビア５３４−２との間の間隔が最大限に離隔され、第２ビア５３４−２と第３ビア５３４−３との間の間隔も充分に確保されるので、狭い空間でも充分なインダクタンスを確保するのに有利である。
【００８５】
図１６は、本発明のさらに他の実施例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ための電磁気バンドギャップ構造物の立体斜視図であり、図１７は図１６に示された電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図であり、図１８ａは、図１６に示された電磁気バンドギャップ構造物の第１金属層の平面図であり、図１８ｂは、図１６に示された電磁気バンドギャップ構造物の金属板の平面図である。
【００８６】
本発明のさらに他の実施例に係る電磁気バンドギャップ構造物６００は、図６に示す電磁気バンドギャップ構造物３００のように、第１金属層６１０−１、第２金属層６１０−２、第１誘電層６２０ａ、第２誘電層６２０ｂ、金属板６３２、及び三つのビア６３４−１、６３４−２、６３４−３を備える。
【００８７】
図６に示された電磁気バンドギャップ構造物３００と比較すると、図１６に示す電磁気バンドギャップ構造物６００は、第１ビア６３４−１〜第３ビア６３４−３、第１ビアランド６５０−１〜第４ビアランド６５０−４、第１金属線６４０−１、及び第２金属線６４０−２の位置だけが異なる。図６に示された電磁気バンドギャップ構造物３００と同様な部分は上記において詳細に説明したので、以下では相違点について詳細に説明する。
【００８８】
前述したように電磁気バンドギャップ構造物の大きさを減らし、かつ、バンドギャップ周波数を低めるためには、狭い空間内でも充分なインダクタンスが確保されなくてはならない。このため、各ビア間の間隔が充分に確保されるべきである。
【００８９】
従って、図１６に示す電磁気バンドギャップ構造物６００は、第１ビア６３４−１、第２ビア６３４−２、第３ビア６３４−３が最大限に離隔している。第１ビア６３４−１と第２ビア６３４−２とは金属板６３２上の最も離れた位置のコーナーの付近に位置する。すなわち、金属板６３２の対角線の両端に第１ビア６３４−１と第２ビア６３４−２とが位置する。そして、第３ビア６３４−３は、第２ビア６３４−２と最も離れた第１ビア６３４−１の付近に位置する。
【００９０】
各ビアランド６５０−１〜６５０−４は、各ビアの位置に対応して形成される。
【００９１】
本実施例において、金属線は一直線ではなく、金属板６３２の縁に最大限近接する、Ｌ字形状を有する。第１金属線６４０−１は、第１ビアランド６５０−１と第２ビアランド６５０−２とを接続し、第２金属線６４０−２は第３ビアランド６５０−３と第４ビアランド６５０−４とを接続する。そして、第１金属線６４０−１と第２金属線６４０−２とは、平面図上で見ると互いに最大限離れるようにする。例えば、図１６〜図１８ｂに示すように、金属板６３２と第１金属層６１０−１とが略正方形である場合、第１金属線６４０−１が第１ビア６３４−１及び第２ビア６３４−２が位置しない１コーナーで曲がった形態であれば、第２金属線６４０−２は第１ビア６３４−１及び第２ビア６３４−２が位置しない他のコーナーで曲がった形態となる。
【００９２】
この場合、互いに反対方向に電流が流れる第１ビア６３４−１と第２ビア６３４−２との間の間隔が最大限に離隔され、第２ビア６３４−２と第３ビア６３４−３との間の間隔も最大限に離隔されるので、狭い空間でも充分なインダクタンスを確保するのに有利である。
【００９３】
従来技術に係る電磁気バンドギャップ構造物２００と、図６に示された本発明の一実施例に係る電磁気バンドギャップ構造物３００と、図１０に示された本発明の他の実施例に係る電磁気バンドギャップ構造物４００とを用いてコンピュータシミュレーションをした結果が図１９に示されている。
【００９４】
ここで、図１９は従来の電磁気バンドギャップ構造物と本発明の電磁気バンドギャップ構造物とが同じ大きさである１６ｍｍ２（４×４）であり、同一配置条件にあると仮定したものである。
【００９５】
図１９（ａ）に示すように、従来の電磁気バンドギャップ構造物２００によるバンドギャップ周波数グラフにおいて、ノイズレベルが−５０ｄＢ以下になる周波数は、３．１〜６．２ＧＨｚであり、ノイズレベルが最も小さい周波数は３．８ＧＨｚである。
【００９６】
しかし、図１９（ｂ）に示すように、本発明の一実施例による電磁気バンドギャップ構造物３００によるバンドギャップ周波数グラフにおいて、ノイズレベルが−５０ｄＢ以下になる周波数は１．３〜１．７ＧＨｚであり、ノイズレベルが最も小さい周波数は１．５ＧＨｚである。また、図１９（ｃ）に示すように、本発明の他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物４００によるバンドギャップ周波数グラフにおいて、ノイズレベルが−５０ｄＢ以下になる周波数は１．１〜１．３ＧＨｚであり、ノイズレベルが最も小さい周波数は１．２ＧＨｚである。
【００９７】
このようなバンドギャップ周波数は、電磁気バンドギャップ構造物の大きさ、各構成部の厚み、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、所望する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明らかである。すなわち、図１９は、同一の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、４００のように狭い空間内で充分なインダクタンスを確保できる構造を適用すれば、従来の構造物に比べて、バンドギャップ周波数帯域内における特定周波数帯域に対する遮蔽率がより向上するということの一結果例に過ぎないことを明確に理解するべきである。
【００９８】
本発明の一実施例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む。アナログ回路は外部から無線信号（ＲＦ信号）を受信するアンテナのようなＲＦ回路であってもよい。
【００９９】
印刷回路基板において、図６〜図８、図１０〜図１８ｂに示された電磁気バンドギャップ構造物３００、４００、５００、及び６００は、アナログ回路とデジタル回路との間に配置される。すなわち、図１に示された印刷回路基板において、電磁気バンドギャップ構造物３００、４００、５００、及び６００はＲＦ回路１４０とデジタル回路１３０との間に配置される。
【０１００】
デジタル回路１４０からＲＦ回路１３０に伝達される電磁波が必ず電磁気バンドギャップ構造物３００、４００、５００、及び６００を通過するように電磁気バンドギャップ構造物３００、４００、５００、及び６００が配置される。すなわち、ＲＦ回路１３０の周辺に閉曲線状で電磁気バンドギャップ構造物３００、４００、５００、及び６００を配列するか、デジタル回路１４０の周辺に閉曲線状で電磁気バンドギャップ構造物３００、４００、５００、及び６００を配列することができる。
【０１０１】
または、デジタル回路１４０及び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、４００、５００、及び６００を配置することもできる。
【０１０２】
前述した電磁気バンドギャップ構造物３００、４００、５００、及び６００が内部に配置されることにより、アナログ回路とデジタル回路とが同時に具現され使用される印刷回路基板において、デジタル回路からアナログ回路へ伝達される電磁波中、特定周波数領域であって、例えば０．８〜２．０ＧＨｚの電磁波の伝達を防止することができる。
【０１０３】
すなわち、構造物の大きさが小さいにもかかわらず、ＲＦ回路にてノイズに該当する特定周波数領域の電磁波の伝達を抑制することにより、前述した混合信号の問題を解決することができる。
【０１０４】
以上、図６〜図１９を参照しながらビアが三つである場合の本発明の多様な実施例について説明した。
【０１０５】
しかし、本発明はこれに限定されず、第１金属層、第１誘電層、金属板、第２誘電層、及び第２金属層が積層される電磁気バンドギャップ構造物において、第１金属層と金属板との間に奇数個のビアが金属線で直列連結されることができる。
【０１０６】
ここで、図６及び１０に示された実施例のように、奇数個のビアは同一平面上に配置されるか、図１３及び１６に示された実施例のように、奇数個のビアの少なくとも一つを除いた残りは同一平面上に配置されることができる。
【０１０７】
また、ビア間を連結する金属線は、図６〜図８、図１０〜図１８において、直線または１回以上折曲がった直線状で示されているが、直線ではなく曲線状、例えばスパイラル状、波状などの形態であってもよい。
【０１０８】
上記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、この技術分野における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ている本発明の思想及び領域から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】
【０１０９】
【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】従来技術によ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ための電磁気バンドギャップ構造物の断面図である。
【図３】図２に示された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に示された電磁気バンドギャップ構造物の斜視図である。
【図５】図２に示された電磁気バンドギャップ構造物の等価回路図である。
【図６】本発明の一実施例によ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ための電磁気バンドギャップ構造物の立体斜視図である。
【図７】図６に示された電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図である。
【図８】図６に示された電磁気バンドギャップ構造物の平面図である。
【図９】本発明の実施例による電磁気バンドギャップ構造物と従来技術によ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を行った結果グラフである。
【図１０】本発明の別の実施例によ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ための電磁気バンドギャップ構造物の立体斜視図である。
【図１１】図１０に示された電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図である。
【図１２ａ】図１０に示された電磁気バンドギャップ構造物の第１金属層の平面図である。
【図１２ｂ】図１０に示された電磁気バンドギャップ構造物の金属板の平面図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施例によ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ための電磁気バンドギャップ構造物の立体斜視図である。
【図１４】図１３に示された電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図である。
【図１５ａ】図１３に示された電磁気バンドギャップ構造物の第１金属層の平面図である。
【図１５ｂ】図１３に示された電磁気バンドギャップ構造物の金属板の平面図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施例によ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ための電磁気バンドギャップ構造物の立体斜視図である。
【図１７】図１６に示された電磁気バンドギャップ構造物の配列構造を示す平面図である。
【図１８ａ】図１６に示された電磁気バンドギャップ構造物の第１金属層の平面図である。
【図１８ｂ】図１６に示された電磁気バンドギャップ構造物の金属板の平面図である。
【図１９】従来技術による電磁気バンドギャップ構造物と、図６に示された本発明の一実施例による電磁気バンドギャップ構造物と、図１０に示された本発明の他の実施例によ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を行った結果グラフである。
【符号の説明】
【０１１０】
１００      印刷回路基板
１３０      デジタル回路
１４０      アナログ回路
３００，４００，５００，６００      電磁気バンドギャップ構造物
３１０−１，４１０−１，５１０−１，６１０−１      第１金属層
３１０−２，４１０−２，５１０−２，６１０−２      第２金属層
３２０，４２０，５２０，６２０      誘電層
３３２，４３２，５３２，６３２      金属板
３３４−１，４３４−１，５３４−１，６３４−１      第１ビア
３３４−２，４３４−２，５３４−２，６３４−２      第２ビア
３３４−３，４３４−３，５３４−３，６３４−３      第３ビア
３４０−１，４４０−１，５４０−１，６４０−１      第１金属線
３４０−２，４４０−２，５４０−２，６４０−２      第２金属線
３５０−１，４５０−１，５５０−１，６５０−１      第１ビアランド
３５０−２，４５０−２，５５０−２，６５０−２      第２ビアランド
３５０−３，４５０−３，５５０−３，６５０−３      第３ビアランド
３５０−４，４５０−４，５５０−４，６５０−４      第４ビアランド
【図１】
0004786686.tif 000003
【図２】
0004786686.tif 000004
【図３】
0004786686.tif 000005
【図４】
0004786686.tif 000006
【図５】
0004786686.tif 000007
【図６】
0004786686.tif 000008
【図７】
0004786686.tif 000009
【図８】
0004786686.tif 000010
【図９】
0004786686.tif 000011
【図１０】
0004786686.tif 000012
【図１１】
0004786686.tif 000013
【図１２ａ】
0004786686.tif 000014
【図１２ｂ】
0004786686.tif 000015
【図１３】
0004786686.tif 000016
【図１４】
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【図１５ａ】
0004786686.tif 000018
【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８ａ】
0004786686.tif 000022
【図１８ｂ】
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【図１９】
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