(57)【要約】プリント基板（１２）にはビア（１５）が形成される。絶縁層（２７）の表面には、ビア（１５）に同軸に描かれる円に沿ってグラウンドガードパターン（１７）が形成される。ガードパターン（１７）の働きで絶縁層（２７）の表面ではビア（１５）の特性インピーダンスは制御される。絶縁層（２７）内には、ビア（１５）に同軸に広がる仮想円筒面に沿って導電体（２８）が配置される。導電体（２８）はガードパターン（１７）に接続される。絶縁層（２７）内では、ガードパターン（１７）から連続する導電体（２８）でビア（１５）は囲まれる。導電体（２８）の働きでビア（１５）の特性インピーダンスは制御される。こうしてビア（１５）の特性インピーダンスはこれまで以上に確実に制御される。ビア（１５）に流通する電気信号のノイズは十分に抑制される。
2004110120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１絶縁層を貫通するビアと、絶縁層の表面でビアに同軸に描かれる円に沿って形成される導電性のガードパターンと、ビアに同軸に広がる仮想円筒面に沿って絶縁層内に配置され、ガードパターンから延びる導電体とを備えることを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載のプリント基板において、前記導電体はビアで構成されることを特徴とするプリント基板。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載のプリント基板において、前記導電体は、前記仮想円筒面に沿って広がる導電壁で構成されることを特徴とするプリント基板。
【請求項４】
請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載のプリント基板において、前記絶縁層の裏面に沿って形成され、ガードパターンから延びる導電体の先端を受け止める導電性のグラウンドパターンをさらに備えることを特徴とするプリント基板。
【請求項５】
請求の範囲第４項に記載のプリント基板において、前記グラウンドパターンからビアに同軸に広がる円筒形のグラウンド壁をさらに備えることを特徴とするプリント基板。
【請求項６】
プリント基板と、プリント基板の表面に実装される電子部品と、プリント基板内の１絶縁層の表面に広がり、電子部品に接続される導電性の信号線パターンと、信号線パターンに接続されて、絶縁層を貫通するビアと、絶縁層の表面でビアに同軸に描かれる円に沿って形成される導電性のガードパターンと、ビアに同軸に広がる仮想円筒面に沿って絶縁層内に配置され、ガードパターンから延びる導電体とを備えることを特徴とするプリント基板ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、いわゆるプリント基板と、プリント基板に実装される電子部品とを備えるプリント基板ユニットに関し、特に、少なくとも１絶縁層を貫通するビアを備えるプリント基板に関する。
【背景技術】  例えば日本国特開２０００−１６１１５０号公報に開示されるように、絶縁層を貫通するビアを備えるプリント基板は広く知られる。このプリント基板は、表面でグラウンド層を支持する絶縁性のコア層を備える。コア層の裏面には電源層が形成される。こういったコア層の表面および裏面には絶縁層が重ね合わせられる。個々の絶縁層の表面すなわち露出面には信号線パターンが広がる。信号線パターン同士はビアで相互に接続される。ビアは、コア層や絶縁層、グラウンド層、電源層を貫通する。
このとき、コア層には、ビアに同軸に広がる円筒形のグラウンド壁が埋め込まれる。このグラウンド壁はグラウンド層に接続される。こうしてビアでは特性インピーダンスの整合が図られる。しかしながら、グラウンド壁はいずれの絶縁層にも進入してはいない。したがって、ビアの特性インピーダンスは完全には制御されることはできない。
【特許文献１】  日本国特開２０００−２６１１５０号公報
【特許文献２】  日本国特開平５−２０６６７８号公報
【特許文献３】  日本国特開２００１−２８４８０２号公報
【特許文献４】  日本国特開２０００−２１６５１３号公報
【発明の開示】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、これまで以上にビアで特性インピーダンスの制御を実現することができるプリント基板を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも１絶縁層を貫通するビアと、絶縁層の表面でビアに同軸に描かれる円に沿って形成される導電性のガードパターンと、ビアに同軸に広がる仮想円筒面に沿って絶縁層内に配置され、ガードパターンから延びる導電体とを備えることを特徴とするプリント基板が提供される。
こういったプリント基板では、ガードパターンの働きで絶縁層の表面ではビアの特性インピーダンスは制御されることができる。同時に、絶縁層内では、ガードパターンから連続する導電体でビアは囲まれることができる。導電体の働きでビアの特性インピーダンスは制御されることができる。したがって、ビアの特性インピーダンスはこれまで以上に確実に制御されることができる。ビアに流通する電気信号のノイズは十分に抑制されることができる。一般に、この種の絶縁層内ではビアの周囲に導電体は配置されない。したがって、絶縁層内ではビアの特性インピーダンスは十分に制御されることはできない。
こういったプリント基板は導電性のグラウンドパターンをさらに備えてもよい。こうしたグラウンドパターンは、例えば前述の絶縁層の裏面に沿って形成されればよい。このとき、グラウンドパターンには、前述のガードパターンから延びる導電体の先端が受け止められることが望まれる。こうしてグラウンドパターンに前述の導電体が接続されると、前述のガードパターンはグラウンドパターンに接続されることができる。電流はガードパターンの電流はグラウンドパターンに簡単に導かれることができる。プリント基板全体で電流の流通経路は簡略化されることができる。こういった流通経路の簡略化は一層のノイズの減少に寄与することができる。
プリント基板は、グラウンドパターンからビアに同軸に広がる円筒形のグラウンド壁をさらに備えてもよい。こうして導電体だけでなくグラウンド壁にもビアは囲まれることができる。したがって、ビアの特性インピーダンスは一層効果的に制御されることができる。
導電体は、例えばビアで構成されてもよく、仮想円筒面に沿って広がる導電壁で構成されてもよい。ビアの内部空間は、空洞のまま維持されてもよく、導電材で満たされてもよい。
以上のようなプリント基板の表面には、例えば電子部品が実装されることができる。このとき、本発明に係るプリント基板は、例えば、プリント基板内の１絶縁層の表面に広がり、電子部品に接続される導電性の信号線パターンと、信号線パターンに接続されて、絶縁層を貫通するビアと、絶縁層の表面でビアに同軸に描かれる円に沿って形成される導電性のガードパターンと、ビアに同軸に広がる仮想円筒面に沿って絶縁層内に配置され、ガードパターンから延びる導電体とを備えることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、プリント基板ユニットの一具体例を示す斜視図である。
図２は、プリント基板の表面を示す拡大部分平面図である。
図３は、図２の３−３線に沿った垂直断面図である。
図４は、ビアおよび導電体の位置関係を示す拡大部分平面図である。
図５は、プリント基板の製造にあたってコア基板の様子を概略的に示す拡大部分垂直断面図である。
図６は、図５に対応し、グラウンドパターン、グラウンド壁および電源パターンの様子を概略的に示す拡大部分垂直断面図である。
図７は、図５に対応し、コア基板の表面および裏面に形成される絶縁層の様子を概略的に示す拡大部分垂直断面図である。
図８は、図５に対応し、絶縁層に形成される非貫通穴の様子を概略的に示す拡大部分垂直断面図である。
図９は、図４に対応し、導電体の変形例を示す拡大部分平面図である。
図１０は、図５に対応し、変形例に係る導電体の形成方法を概略的に示す拡大部分垂直断面図である。
図１１は、図４に対応し、さらに他の変形例に係る導電体を示す拡大部分平面図である。
図１２は、図３に対応し、プリント基板の変形例を示す拡大部分垂直断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１はプリント基板ユニットの一具体例を示す。このプリント基板ユニット１１はプリント基板１２を備える。プリント基板１２の表面には例えば演算処理装置（ＣＰＵ）１３やキャパシタ１４といった電子部品が実装される。電子部品同士は、例えば、プリント基板の表面や裏面に張り巡らされる導電性の信号線パターンで接続される。
図２に示されるように、プリント基板１２にはビア１５が形成される。ビア１５は例えば銅といった導電性材料から形成されればよい。このビア１５はプリント基板１２の表面から裏面に貫通する。ビア１５には、プリント基板１２の表面や裏面に張り巡らされる信号線パターン１６が接続される。ビア１５の内部空間は、空洞のまま維持されてもよく、導電材で充填されてもよい。
プリント基板１２の表面や裏面では、信号線パターン１６およびビア１５の周囲に導電性のグラウンドガードパターン１７が形成される。グラウンドガードパターン１７は継ぎ目なく信号線パターン１６およびビア１５を囲む。すなわち、グラウンドガードパターン１７は、信号線パターン１６に平行に延び、信号線パターン１６を挟み込む１対の直線部１７ａと、ビア１５に同軸に描かれる円１８に沿って延び、直線部１７ａの先端同士を接続する円弧部１７ｂとから構成される。グラウンドガードパターン１７の直線部１７ａは信号線パターン１６から一定の間隔で隔てられる。同様に、グラウンドガードパターン１７の円弧部１７ｂはビア１５から一定の間隔で隔てられる。
図３に示されるように、プリント基板１２は絶縁層すなわちコア基板２１を備える。コア基板２１は、その形状を維持する十分な剛性を有する。コア基板２１の表面には導電性のグラウンドパターン２２が広がる。このグラウンドパターン２２は表面の全面にわたって形成されればよい。コア基板２１の裏面には導電性の電源パターン２３が広がる。この電源パターン２３は、同様に、裏面の全面にわたって形成されればよい。電源パターン２３から電子部品１３、１４に動作電流は供給される。供給された動作電流は電子部品１３、１４からグラウンドパターン２２に流れ込む。グラウンドパターン２２や電源パターン２３は例えば銅といった金属材料から形成されればよい。
コア基板２１には、ビア１５に同軸に広がる円筒形のグラウンド壁２４が組み込まれる。グラウンド壁２４は絶縁体２５でビア１５から隔てられる。グラウンド壁２４はグラウンドパターン２２と同様に導電性材料から形成されればよい。グラウンド壁２４の上端はコア基板２１の表面でグラウンドパターン２２に接続される。グラウンド壁２４の下端はコア基板２１の裏面に到達する。コア基板２１の裏面では、ビア１５に同軸に配置される環状の絶縁層２６でグラウンド壁２４は電源パターン２３から隔てられる。
コア基板２１の表面および裏面には絶縁層２７、２７が重ね合わせられる。コア基板２１の表面では絶縁層２７はグラウンドパターン２２に覆い被さる。コア基板２１の裏面では絶縁層２７は電源パターン２３に覆い被さる。個々の絶縁層２７の表面に前述の信号線パターン１６やグラウンドガードパターン１７は形成される。ビア１５はコア基板２１および絶縁層２７、２７を貫通する。
個々の絶縁層２７には、ビア１５に同軸に広がる仮想円筒面に沿って配置される導電体２８が埋め込まれる。ここでは、導電体２８は非貫通ビアで構成される。非貫通ビアの内部空間は、空洞のまま維持されてもよく、導電材で満たされてもよい。導電体２８の上端は絶縁層２７の表面に至る。絶縁層２７の表面で導電体２８は対応するグラウンドガードパターン１７の円弧部１７ｂに接続される。導電体２８の下端は絶縁層２７の裏面すなわちコア基板２１の表面および裏面に至る。コア基板２１の表面および裏面では導電体２８はグラウンドパターン２２およびグラウンド壁２４に受け止められる。導電体２８の働きでグラウンドガードパターン１７はグラウンドパターン２２に電気的に接続される。こういったプリント基板１２では、図４に示されるように、ビア１５回りに複数個の導電体２８が等間隔で配置されればよい。
以上のようなプリント基板ユニット１１によれば、コア基板２１ではビア１５はグラウンド壁２４に囲まれる。絶縁層２７、２７ではビア１５は導電体２８に囲まれる。こうしてビア１５は長さ方向の全域にわたってグラウンド線に取り囲まれる。ビアの特性インピーダンスは十二分に制御されることができる。ビア１５ではこれまで以上に特性インピーダンスの整合は実現される。信号線パターン１６では電気信号のノイズは十分に抑制されることができる。しかも、導電体２８はグラウンドパターン２２にグラウンドガードパターン１７を接続することから、電流はグラウンドガードパターン１７からグラウンドパターン２２に簡単に導かれることができる。プリント基板１２全体で電流の流通経路は簡略化されることができる。こういった流通経路の簡略化は一層のノイズの減少に寄与することができる。
次に、簡単にプリント基板１２の製造方法を説明する。まず、コア基板２１は用意される。コア基板２１には、例えば図５に示されるように、貫通孔３１が穿たれる。貫通孔３１の形成にあたって例えばドリルやレーザ光線が用いられればよい。
貫通孔３１の形成後、コア基板２１には例えば銅といった導電材のめっき処理が施される。コア基板２１の露出面は銅箔で覆われる。続いて銅箔にはエッチング処理が施される。エッチング処理にあたって銅箔の表面にはフォトレジストが形成される。フォトレジストには、コア基板２１の裏面で貫通孔３１の周囲に環状の空隙が区画される。エッチング処理が実施されると、この空隙に沿って銅箔は除去される。その結果、例えば図６に示されるように、コア基板２１の表面にはグラウンドパターン２２が形成される。コア基板２１の裏面には電源パターン２３が形成される。貫通孔３１の内面には、グラウンドパターン２２に連続するグラウンド壁２４が形成される。コア基板２１の裏面ではグラウンド壁２４と電源パターン２３との間に環状の隙間３２が確保される。エッチング処理の完了後、フォトレジストは除去されればよい。その後、グラウンド壁２４の内側に形成される空間は絶縁体３３で満たされる。
続いて、図７に示されるように、コア基板２１の表面および裏面には絶縁膜３４、３４および銅箔３５、３５が順番に重ね合わせられる。例えばプレスに基づきコア基板２１には絶縁膜３４や銅箔３５が張り合わせられる。こうして絶縁層２７、２７は形成される。このとき、コア基板２１の裏面では環状の隙間３２が絶縁体で満たされる。こうして環状の絶縁層２６は形成される。
その後、図８に示されるように、絶縁層２７および絶縁体３３には貫通孔３６が穿たれる。同様に、絶縁層２７、２７には非貫通穴３７、３７が穿たれる。非貫通穴３７の先端はコア基板２１の表面や裏面に到達する。貫通孔３６や非貫通穴３７の形成にあたって例えばドリルやレーザ光線が用いられればよい。
貫通孔３６および非貫通穴３７の形成後、再び導電材のめっき処理は施される。めっき処理が実施されると、貫通孔３６にはビア１５が形成される。同時に、非貫通穴３７は導電材で満たされる。続いて銅箔にはエッチング処理が施される。エッチング処理にあたって銅箔の表面には、信号線パターン１６やグラウンドガードパターン１７の輪郭を象ったフォトレジストが形成される。エッチング処理が実施されると、フォトレジストの周囲で銅箔は除去される。その結果、絶縁層２７、２７の表面には信号線パターン１６やグラウンドガードパターン１７が形成される。こうして導電体２８は形成される。エッチング処理の完了後、フォトレジストは除去される。プリント基板１２の製造は完了する（図３参照）。
前述の導電体２８は、例えば図９に示されるように、前述の仮想円筒面に沿って広がる導電壁で構成されてもよい。こういった導電壁によれば、ビア１５の特性インピーダンスは一層効果的に制御されることができる。プリント基板１２の製造にあたって導電壁は前述の絶縁層２７の形成に先立って形成されればよい。例えば図１０に示されるように、グラウンド壁２４の内側に形成される空間が絶縁体３３で満たされた後にコア基板２１の表面や裏面にはフォトレジスト３８が形成されればよい。こういったフォトレジスト３８には、導電体２８の形状を象った空隙３９が区画される。めっきやスパッタリングに基づき空隙３９中で導電体２８は形成される。その後、フォトレジスト３８は除去される。続いてコア基板２１の表面や裏面には絶縁層２７が形成される。その他、導電体２８は、例えば図１１に示されるように、前述の仮想円筒面に沿って広がる２片の導電壁で構成されてもよい。
以上のようなプリント基板１２では、例えば図１２に示されるように、前述のような４層構造に代えて６層構造が採用されてもよい。この場合には、導電体２８に接続されるグラウンドガードパターン１７は絶縁層４１で覆われてもよい。ただし、前述のような導電体２８は４層構造や６層構造以外のプリント基板で利用されてもよい。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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