(57)【要約】【課題】伝送線路の垂直断面の全方位を導体で覆い、この導体を機器の接地線に接続して構成したシールド付き伝送線路を備えたプリント基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】プリント基板内に、基板である誘電材１上面に形成された伝送線路３と、基板である誘電材１の対面に設けられたグランドパターン４と、伝送線路３を覆うように形成された誘電材５と、伝送線路３の垂直断面の側面側の前記基板である誘電材１に前記グランドパターンにまで届くように施された溝７と、伝送線路３を覆うように形成された誘電材及び前記基板である誘電材に施された溝７の内壁の全表面に金属鍍金により形成されたシールド６とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド付き伝送線路を多層プリント配線基板内に構成したプリント基板において、
前記プリント基板内に、基板である誘電材上に形成された伝送線路と、前記基板である誘電材の対面に設けられたグランドパターンと、前記伝送線路を覆うように形成された誘電材と、前記基板である誘電材及び前記伝送線路を覆うように形成された誘電材の全表面に金属鍍金により形成されたシールドとを有して構成されたシールド付伝送線路を備えることを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
シールド付き伝送線路を多層プリント配線基板内に構成したプリント基板において、
前記プリント基板内に、基板である誘電材上に形成された伝送線路と、前記基板である誘電材の対面に設けられたグランドパターンと、前記伝送線路を覆うように形成された誘電材と、前記伝送線路の垂直断面の側面側の前記基板である誘電材に前記グランドパターンにまで届くように施された溝と、前記伝送線路を覆うように形成された誘電材及び前記基板である誘電材に施された溝の内壁の全表面に金属鍍金により形成されたシールドとを有して構成されたシールド付伝送線路を備えることを特徴とするプリント基板。
【請求項３】
前記伝送線路の垂直断面の側面側に施された溝の位置を調整することにより、伝送線路とシールド側面との間の距離が前記伝送線路の伝送特性が最良となるように設定されることを特徴とする請求項２記載のプリント基板。
【請求項４】
前記伝送線路を覆うように形成された誘電材の断面形状が半円形であり、前記伝送線路の垂直断面の側面側に施された溝の一方の壁面が、前記断面形状が半円形に形成された誘電材の半円形状を円形となるように延長して前記伝送線路から略等距離の軌跡となる形状を有していることを特徴とする請求項２記載のプリント基板。
【請求項５】
シールド付き伝送線路を多層プリント配線基板内に構成したプリント基板の製造方法において、
基板となる誘電材の上面及び裏面に金属箔が張り付けられている金属張り積層板の上面及び裏面の金属箔の上面に伝送線路、下面にグランドパターンを形成する工程と、前記伝送線路を覆うような形状で誘電材を形成する工程と、前記伝送線路を覆うように誘電材を形成したプリント基板に対して、前記伝送線路から離れた最適な距離の前記伝送線路の両側の基板を構成する誘電材に溝を形成する工程と、前記基板を構成する誘電材に溝を形成したプリント基板に対して、前記形成した誘電材の上面と基板である誘電材に設けた溝の内壁に金属鍍金処理を施すことにより、シールドを形成する工程とを有することを特徴とするプリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板及びプリント基板の製造方法に係り、特に、高周波成分を含む電気信号を伝送するためのシールド付き伝送線路を多層プリント配線基板内に構成したプリント基板及びプリント基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の処理速度の向上やプリント基板に搭載されるコネクターの高速伝送性能の向上に伴い、プリント基板に設けられた伝送線路に１ＧＨｚ以上の高周波成分を含む高速な電気信号が伝送されるようになってきた。その結果、プリント基板に設けられた伝送線路から意図せざる高周波電磁界が発生し、高周波電磁界により周辺にある電子機器等を誤動作させたり、人体・隣接電子機器に悪影響を与える可能性が懸念されるようになってきている。このため、１ＧＨｚ以上の高周波帯でも電磁ノイズの発生を規制する動きが広がっており、伝送線路部分での不要電磁界の発生を抑制する技術が必要になっている。
【０００３】
図４はプリント基板の伝送線路からの不要電磁界の発生を抑えることを可能とした従来技術によるプリント基板の構成を示す図である。
【０００４】
図４に示す従来技術は、誘電材１、５を積層したプリント基板の内部に設けた伝送線路３の水平方向隣接部に機器の接地線に接続したいわゆるグランドパターン４を設置すると共に、伝送線路３の上下に同じく機器の接地線に接続したいわゆるグランドパターン４を設けてプリント基板を構成するというものである。この従来技術は、このような構成を有することにより、伝送線路３を流れる電流によって発生する電磁界をグランドパターン４で囲まれた範囲または近傍に閉じ込めることができ、周辺機器に悪影響を与えないようにすることができる。
【０００５】
また、前述の技術を改良した従来技術として、例えば、特許文献１等に記載された技術が知られている。この従来技術は、プリント基板内層における差動配線において、誘電損失と抵抗損失による高周波成分の減衰とそれによるデジタル信号の波形歪を低減し良好な高速信号の伝送特性と低コストとを両立させることを可能としたものである。すなわち、この従来技術は、プリント基板内の差動配線対の上部を低誘電率の誘電体層で覆い、これらを通常の安価な非低誘電率の誘電体で上下から挟み、さらに、上の層の上面及び下の層下面に電源層を設けたものである。なお、特許文献１には、高周波用の伝送線路のシールド層を導電率が異なる複数の導体により構成することも開示されている。
【０００６】
また、近年、３ＧＨｚ以上の高周波成分を含む高速な電気信号の送信受信を行おうという要求が高まっており、そのため、使用する伝送線路の垂直断面の全方位を導体で覆い、この導体を機器の接地線に接続してシールドを構成したシールド付ケーブルをプリント基板に設置する構造が検討されている。このシールドケーブルの第１の例は、伝送線路を構成する導線の外側に、伝送線路を構成する導線とは別な導体からなるシールドを追加して構成したものである。このシールドケーブルは、これによって、伝送線路を構成する導線で発生する電磁界を、シールドの近傍または内部に閉じ込めることができる。また、シールドケーブルの第２の例は、シールド層として新たな導体を追加するのではなく、伝送線路を構成する導線のうちの一部の導線が、他の導線の一部または全部を覆う構造としたものである。このシールドケーブルは、これによって、前述の一部の導線がシールドとしての機能を持ち、他の導線で発生する電磁界を一部の導線の近傍または内部に閉じ込めることができる。
【０００７】
なお、前述の第１の例によるシールドケーブルとしては、例えば、シールド付きペアケーブル（ＴｗｉｎＡｘ）、シールド付きカッドケーブル、シールド付きツイストペアケーブル（ＦＴＰ）、シールド付きフラットケーブル（ＦＦＣ）等があり、また、第２の例によるシールドケーブルとしては、特許文献２等に記載されているような同軸ケーブル等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１４１２３３号公報
【特許文献２】特開平９−１２９０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図４により説明した前述の従来技術及び特許文献１に記載の従来技術によるプリント基板は、いずれも、プリント基板の伝送線路の水平方向の隣接部に機器の接地線に接続したグランドパターンを設置すると共に、伝送線路の上下に同じく機器の接地線に接続したグランドパターンを設けたものである。このような構成を持つプリント基板は、伝送線路を流れる電流によって発生する電磁界をグランドパターンで囲まれた範囲または近傍に閉じ込めることを可能としたものであるが、伝送線路の垂直断面の全方位を導体で覆ってシールドを構成しているものではないため、十分なシールド効果を得ることができないとい問題点を有している。
【００１０】
また、前述で、第１、第２の例として説明したシールドケーブルをプリント基板に設置するという従来技術による方法は、一般的なプリント基板の製造技術によりプリント基板を製造することが困難な上、ホトリソグラフィー技術を応用した一般的な伝送線路と比較して、伝送線の設置密度が低くなってしまうという問題点を生じさせる。
【００１１】
本発明の目的は、前述したような従来技術の問題点を解決し、一般的なプリント基板の製造技術を使用して製造可能な、伝送線路の垂直断面の全方位を導体で覆い、この導体を機器の接地線であるグランドパターンに接続し構成したシールド付き伝送線路を備えたプリント基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば前記目的は、シールド付き伝送線路を多層プリント配線基板内に構成したプリント基板において、前記プリント基板内に、基板である誘電材上に形成された伝送線路と、前記基板である誘電材の対面に設けられたグランドパターンと、前記伝送線路を覆うように形成された誘電材と、前記伝送線路の垂直断面の側面側の前記基板である誘電材に前記グランドパターンにまで届くように施された溝と、前記伝送線路を覆うように形成された誘電材及び前記基板である誘電材に施された溝の内壁の全表面に金属鍍金により形成されたシールドとを有して構成されたシールド付伝送線路を備えることにより達成される。
【００１３】
また、前記目的は、シールド付き伝送線路を多層プリント配線基板内に構成したプリント基板の製造方法において、基板となる誘電材の上面及び裏面に金属箔が張り付けられている金属張り積層板の上面及び裏面の金属箔の上面に伝送線路、下面にグランドパターンを形成する工程と、記伝送線路を覆うような形状で誘電材を形成する工程と、前記伝送線路を覆うように誘電材を形成したプリント基板に対して、前記伝送線路から離れた最適な距離の前記伝送線路の両側の基板を構成する誘電材に溝を形成する工程と、前記基板を構成する誘電材に溝を形成したプリント基板に対して、前記形成した誘電材の上面と基板である誘電材に設けた溝の内壁に金属鍍金処理を施すことにより、シールドを形成する工程とを有することにより達成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高周波領域において電磁界ノイズの発生量が少なく、かつ、高密度にシールド付き伝送線路を設置可能なプリント基板を提供することができ、また、このようなプリント基板を低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態によるプリント基板の製造方法を説明する製造工程毎のプリント基板の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態によるプリント基板の製造方法を説明する製造工程毎のプリント基板の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態によるプリント基板の製造方法を説明する製造工程毎のプリント基板の断面図である。
【図４】プリント基板の伝送線路からの不要電磁界の発生を抑えることを可能とした従来技術によるプリント基板の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明によるプリント基板及びプリント基板の製造方法の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施形態によるプリント基板の製造方法を説明する製造工程毎のプリント基板の断面図である。
【００１８】
（１）まず、図１（ａ）に示しているような基板となる誘電材１の上面及び裏面に銅箔２が張り付けられている銅張り積層板を用意する。なお、銅張り積層板は、銅張りでなく金、アルミニウム等の金属張り積層板であってよい。
【００１９】
（２）次に、図１（ａ）に示す銅張り積層板の上面及び裏面の銅箔２のそれぞれにホトリソグラフィー技術を用いて、図１（ｂ）に示すように、上面に伝送線路３とグランドパターン４を形成すると共に、裏面にグランドパターン４を形成する。
【００２０】
（３）次に、図１（ｃ）に示すように伝送線路３を覆うような形状で、上面のグランドパターン４の間に誘電材５を形成する。この際の誘電材の形成方法としては、プリント基板の製造工程で一般的に採用されているスクリーン印刷やディスペンサーによる形成が好適である。なお、誘電材５の材料は、誘電材１と同等の誘電特性を備えた材料に限定されるものではない。
【００２１】
（４）続いて、図１（ｃ）に示すような伝送線路３を覆うように誘電材５を形成したプリント基板に対して、その断面方向の全周に銅鍍金処理を施すことにより、図１（ｄ）に示しているようにシールドパターン６を形成する。この際の銅鍍金処理は、誘電材への直接膜形成が可能な厚付け無電解銅鍍金が好適であるが、無電解銅鍍金による薄膜形成後に電解銅鍍金処理を施すことによっても実現可能である。
【００２２】
前述で説明した本発明の第１の実施形態によるプリント基板の製造方法は、プリント基板の一部分の製造方法及びそれにより製造されるプリント基板の構造を説明したものであり、図１（ｄ）に示すように構成された構造部品を複数積層することにより、伝送線路の垂直断面の全方位をグランドパターンで覆ったシールド付き伝送線路を備えた多層プリント基板を製造することも可能である。但し、この本発明の第１の実施形態は、図１の横方向に広いプリント基板の基板内の一部の領域に構成されている伝送線路に対して適用することは困難である。また、図１に示す本発明の第１の実施形態では、伝送線路３を一対のペア配線としているが、本発明は、伝送線路を単独の伝送線路あるいは３本以上の集合配線とすることも可能である。
【００２３】
図２は本発明の第２の実施形態によるプリント基板の製造方法を説明する製造工程毎のプリント基板の断面図である。
【００２４】
（１）まず、本発明の第１の実施形態の場合と同様に、図２（ａ）に示しているような基板となる誘電材１の上面及び裏面に銅箔２が張り付けられている銅張り積層板を用意する。なお、銅張り積層板は、銅張りでなく金、アルミニウム等の金属張り積層板であってよい。
【００２５】
（２）次に、図２（ａ）に示す銅張り積層板の上面及び裏面の銅箔２のそれぞれにホトリソグラフィー技術を用いて、図２（ｂ）に示すように、上面に伝送線路３、下面にグランドパターン４を形成する。
【００２６】
（３）次に、図２（ｃ）に示すように伝送線路３を覆うような形状で誘電材５を形成する。この際の誘電材の形成方法としては、プリント基板の製造工程で一般的に採用されているスクリーン印刷やディスペンサーによる形成が好適である。なお、誘電材５の材料は、誘電材１と同等の誘電特性を備えた材料に限定されるものではない。
【００２７】
（４）続いて、図２（ｃ）に示すような伝送線路３を覆うように誘電材５を形成したプリント基板に対して、図２（ｄ）に示すように、伝送線路３から離れた最適な距離の伝送線路３の両側の基板を構成する誘電材１に溝７を形成する。この際、溝７の加工法としては、プリント基板製造工程で一般的な数値制御ルーター加工やレーザ加工を用いるのが好適である。なお、図２に示す例において、溝７を形成する位置を、誘電材５の両サイドとなる位置としているが、溝７を形成する位置は、誘電材５の上方から溝７を形成しなければならないような位置であってもよい。
【００２８】
（５）続いて、図２（ｄ）に示すような伝送線路３の両側の基板を構成する誘電材１に溝７を形成したプリント基板に対して、形成した誘電材５の上面と基板である誘電材１に設けた溝７の内壁に銅鍍金処理を施すことにより、図２（ｅ）に示すように、シールドパターン６を形成する。この際の銅鍍金処理は、誘電材への直接膜形成が可能な厚付け無電解銅鍍金が好適であるが、無電解銅鍍金による薄膜形成後に電解銅鍍金処理を施すことによっても実現可能である。
【００２９】
前述で説明した本発明の第２の実施形態によるプリント基板の製造方法は、プリント基板の一部分の製造方法及びそれにより製造されるプリント基板の構造を説明したものであり、図２（ｅ）に示すように構成された構造部品を複数積層することにより、伝送線路とその伝送線路をシールドする銅鍍金層との距離を伝送特性を鑑みて好適な距離として、伝送線路の垂直断面の全方位をグランドパターンで覆ったシールド付き伝送線路を備えた多層プリント基板を製造することも可能である。また、図２に示す本発明の第２の実施形態では、伝送線路３を一対のペア配線としているが、本発明は、伝送線路を単独の伝送線路あるいは３本以上の集合配線とすることも可能である。
【００３０】
図３は本発明の第３の実施形態によるプリント基板の製造方法を説明する製造工程毎のプリント基板の断面図である。
【００３１】
（１）まず、本発明の第１の実施形態の場合と同様に、図３（ａ）に示しているような基板となる誘電材１の上面及び裏面に銅箔２が張り付けられている銅張り積層板を用意する。なお、銅張り積層板は、銅張りでなく金、アルミニウム等の金属張り積層板であってよい。
【００３２】
（２）次に、図３（ａ）に示す銅張り積層板の上面及び裏面の銅箔２にホトリソグラフィー技術を用いて、図３（ｂ）に示すように、上面に伝送線路３、下面にグランドパターン４を形成する。
【００３３】
（３）次に、図３（ｃ）に示すように伝送線路３を覆うような形状で誘電材５を半円形状に形成する。この際の誘電材形成方法は、ディスペンサーによる形成が好適である。また、半円形状を形成するためにエキシマレーザによるトリミング加工を実施してもよい。なお、誘電材５の材料は、誘電材１と同等の誘電特性を備えた材料に限定されるものではない。
【００３４】
（４）続いて、図３（ｃ）に示すような伝送線路３を覆うように誘電材５を形成したプリント基板に対して、図３（ｄ）に示すように、伝送線路３からほぼ等距離の軌跡で誘電材５の半円形状を円形に延長するような壁面形状となるように、伝送線路３側に壁面を有する溝７を伝送線路３の両側の基板である誘電材１に形成する。この際、溝７の加工法としては、プリント基板製造工程で一般的な数値制御ルーター加工やレーザ加工を用いるのが好適である。
【００３５】
（５）続いて、図３（ｄ）に示すような伝送線路３の両側の基板を構成する誘電材１に溝７を形成したプリント基板に対して、形成した誘電材５の上面と基板である誘電材１に設けた溝７の内壁に銅鍍金処理を施すことにより、図３（ｅ）に示すように、シールドパターン６を形成する。この際の銅鍍金処理は、誘電材への直接膜形成が可能な厚付け無電解銅鍍金が好適であるが、無電解銅鍍金による薄膜形成後に電解銅鍍金処理を施すことによっても実現可能である。
【００３６】
前述で説明した本発明の第３の実施形態によるプリント基板の製造方法は、プリント基板の一部分の製造方法及びそれにより製造されるプリント基板の構造を説明したものであり、図３（ｅ）に示すように構成された構造部品を複数積層することにより、伝送線路の垂直断面全方位を円形グランドパターンで覆ったシールド付き伝送線路を備えた多層プリント基板を製造することも可能である。また、図３に示す本発明の第３の実施形態では、伝送線路３を一対のペア配線としているが、本発明は、伝送線路を単独の伝送線路あるいは３本以上の集合配線とすることも可能である。
【００３７】
なお、前述した本発明の各実施形態は、誘電材等への鍍金を銅鍍金であるとして説明したが、本発明は、銅鍍金に限らず他の金属の鍍金、例えば、電気導電率の高い、金、アルミニウム等の鍍金であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１、５  誘電材
２  銅箔
３  伝送線路
４  グランドパターン
６  シールドパターン
７  溝
【図１】
2012243857.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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