(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材に設けた導体回路と，該導体回路に接続されたスルーホールと，電子部品搭載部とを有すると共に，上記スルーホールは信号用穴，電源用穴及び接地用穴の各種の穴よりなる電子部品搭載用基板において，
上記信号用穴と電源用穴と接地用穴とは，異種の穴同志が互いに隣接しており，
上記導体回路は，信号用回路，電源用回路及び接地用回路の各種の回路よりなり，
上記信号用回路，上記接地用回路，及び上記電源用回路に電流が流れた時に形成される電流路の始点及び終点は，隣接する他方の回路に形成される電流路の終点及び始点に対して，近接した位置にあることを特徴とする電子部品搭載用基板。
【請求項２】
請求項１において，上記導体回路は，信号用回路，電源用回路及び接地用回路の各種の回路よりなり，信号用回路と電源用回路と接地用回路とは，異種の回路同志が互いに隣接していることを特徴とする電子部品搭載用基板。
【請求項３】
請求項２において，上記信号用回路と電源用回路と接地用回路とは，異種の回路同志が上記絶縁基材の厚み方向に互いに隣接しており，かつ，上記信号用回路は上記絶縁基材の表面に，上記接地用回路及び上記電源用回路は上記絶縁基材の内部に設けられていることを特徴とする電子部品搭載用基板。
【請求項４】
請求項３において，上記信号用回路は，上記絶縁基材の内部に設けた上記接地用回路と隣接していることを特徴とする電子部品搭載用基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，高速電子部品を作動させた場合にもスウィッチングノイズを低く抑制することができる電子部品搭載用基板に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来，電子部品搭載用基板としては，例えば，図１１に示すごとく，絶縁基材９７に設けた，電子部品９８を搭載するための電子部品搭載部９６と，電子部品搭載部９６の周囲に設けた導体回路９２及びスルーホール９１とを有するものがある。
【０００３】
導体回路９２は，信号用回路９２１，電源用回路９２２及び接地用回路９２３とからなる。スルーホール９１は，信号用穴９１１と電源用穴９１２と接地用穴９１３とよりなる。信号用回路９２１，電源用回路９２２及び接地用回路９２３は，信号用穴９１１，電源用穴９１２及び接地用穴９１３に対して，それぞれ接続している。
【０００４】
信号用回路９２１，電源用回路９２２，及び接地用回路９２３の先端部は，電子部品９８のパッド９８１と接続するボンディングワイヤー９８２と接合されている。
尚，本願の図面において，信号用穴及び信号用回路は「Ｓ」，電源用穴及び電源用回路は「Ｐ」，接地用穴及び接地用回路は「Ｇ」と表示する。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の電子部品搭載用基板においては，スルーホール又は導体回路の配置によっては，電子部品を搭載した場合にスウィッチングノイズが大きくなる場合があった。
【０００６】
即ち，例えばスルーホール９１について例示説明すると，図１０に示すごとく，信号用穴９１１同志，電源用穴９１２同志，接地用穴９１３同志が隣接して配置される場合がある。また，図１１に示すごとく，導体回路９２についても，信号用回路９２１同志，電源用回路９２２同志，接地用回路９１３同志が隣接して配置されることがある。
【０００７】
このように，同種の穴又は線同志が互いに隣接すると，それらに流れる電流によって実効インダクタンスが大きくなる。そのため，スウィッチングノイズが高くなり，電子部品搭載用基板の電気特性を損なうおそれがある。そして，このスウィッチングノイズは，電子部品に流れる電流が高速になればなるほど，高くなる。
【０００８】
本発明はかかる従来の問題点に鑑み，高速電子部品を作動させた場合にもスウィッチングノイズを低く抑制することができる電子部品搭載用基板を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，絶縁基材に設けた導体回路と，該導体回路に接続されたスルーホールと，電子部品搭載部とを有すると共に，上記スルーホールは信号用穴，電源用穴及び接地用穴の各種の穴よりなる電子部品搭載用基板において，
上記信号用穴と電源用穴と接地用穴とは，異種の穴同志が互いに隣接しており，
上記導体回路は，信号用回路，電源用回路及び接地用回路の各種の回路よりなり，
上記信号用回路，上記接地用回路，及び上記電源用回路に電流が流れた時に形成される電流路の始点及び終点は，隣接する他方の回路に形成される電流路の終点及び始点に対して，近接した位置にあることを特徴とする電子部品搭載用基板にある。
【００１０】
本発明は，電子部品を作動させた場合のスウィッチングノイズが，実効インダクタンス（Ｌｅ）に比例することに着目したものである。
即ち，実効インダクタンス（Ｌｅ）は，自己インダクタンス（Ｌｓ）から相互インダクタンス（Ｌｍ）を差し引いたものである（Ｌｅ＝Ｌｓ−Ｌｍ）。そのため，実効インダクタンス（Ｌｅ）を小さくするためには，相互インダクタンス（Ｌｍ）を大きくすれば良く，これによりスウィッチングノイズを小さくすることができるのである。
【００１１】
そこで，本発明においては，かかる観点に基づき，信号用穴と電源用穴と接地用穴とを，異種の穴同志が互いに隣接するように配置する。これにより，隣接する穴に流れる電流の向きが逆となる。即ち，信号用穴に電流が流れるときには，必ず電源用穴，接地用穴にも電流が流れ，その方向は逆である。
そのため，隣接する穴に流れる電流が相互に干渉し合い，自己インダクタンス（Ｌｓ）を打ち消すように相互インダクタンス（Ｌｍ）が働く。
【００１２】
このため，各種の穴における実効インダクタンス（Ｌｅ）が減少する。それ故，スウィッチングノイズを低く抑制することができる。従って，高速電子部品を作動させた場合にも，スウィッチングノイズを低く抑制することができる。
また，各穴の距離間が小さくなるため，スルーホールを高密度に配置することができる。
【００１３】
また，請求項２の発明のように，上記導体回路は，信号用回路，電源用回路及び接地用回路の各種の回路よりなり，信号用回路と電源用回路と接地用回路とは，異種の回路同志が互いに隣接していることが好ましい。これにより，隣接する回路に流れる電流の向きが逆となる。そのため，上記のごとく，隣接する回路に流れる電流が互いに干渉し合い，自己インダクタンスを打ち消すように相互インダクタンスが働く。このため，各種回路の実効インダクタンスが減少する。
【００１４】
それ故，上記で述べたスルーホールと同様に，スウィッチングノイズをより一層低く抑制することができる。また，各回路の距離間が小さくなるため，導体回路を高密度に配置することができる。
【００１５】
信号用回路，接地用回路，電源用回路の各回路の周囲には，スウィッチのオン・オフによって，磁界が三次元的に発生する。そのため，異種の回路同志は，絶縁基材の平面方向に隣接している場合だけでなく，垂直方向に隣接している場合にも，相互に干渉し合って，実効インダクタンスを減少させ，スウィッチングノイズを抑制することができる。
【００１６】
例えば，請求項３の発明のように，上記信号用回路と電源用回路と接地用回路とは，異種の回路同志が上記絶縁基材の厚み方向に互いに隣接しており，かつ，上記信号用回路は上記絶縁基材の表面に，上記接地用回路及び上記電源用回路は上記絶縁基材の内部に設けられていることが好ましい。
【００１７】
これにより，隣接する回路に流れる電流の向きは，互いに逆方向となり，自己インダクタンスを打ち消すように相互インダクタンスが働く。そのため，各回路の実効インダクタンスが減少し，スウィッチングノイズを抑制することができる。
また，絶縁基材の内部に接地用回路及び電源用回路を設けることによって，絶縁基材の表面を信号用回路実装のために有効に利用することができる。そのため，絶縁基材表面に信号用回路を高密度に形成することができる。
【００１８】
更に，請求項４の発明のように，上記信号用回路は，上記絶縁基材の内部に設けた上記接地用回路と隣接していることが好ましい。その理由は，接地用回路の電位がわずかでも変化すると電子部品に誤動作を生じさせる原因となるおそれがあるからである。そのため，接地用回路を信号用回路と隣接して設けることによって，両者の相互干渉によって自己インダクタンスを減少させ，スウィッチングノイズを抑制することにより，接地用回路の電位を安定に維持することができる。
【００１９】
また，信号用回路，接地用回路及び電源用回路は，直線，曲線，幅広のベタ形状等の種々の形状を有することができるが，これらに電流が流れた時に形成される電流路の始点及び終点は，隣接する他方の回路に形成される電流路の終点及び始点に対して，近接した位置にある。これにより，孤立電流の発生を抑えて，スウィッチングノイズを抑制することができる。
【００２０】
例示説明すると，図９に示すごとく，信号用回路２１０が直線形状であり，接地用回路２３０が幅広のベタ層であって，信号用回路２１０の電流路Ａの始点Ａａ及び終点Ａｚが，接地用回路２３０の電流路Ｂｚ及び終点Ｂと始点Ｂａと同位置にない場合には，接地用回路２３０に，信号用回路２１０と隣接する隣接部分２３９のほかに，信号用回路２１０と隣接していない非隣接部分２３８が形成されることになる。
【００２１】
この場合には，接地用回路２３０を流れる電流は，信号用回路２１０の電流路Ａから影響を受けて，信号用回路２１０に近接した位置，即ち接地用回路２３０の隣接部分２３９を流れる。隣接部分２３９に形成される電流路Ｂｑは，信号用回路２１０の電流路Ａとカップリングがとれることになり，両者の実効インダクタンスは最小限（ゼロ）に抑制することができる。
【００２２】
一方，接地用回路２３０の非隣接部分２３８には，始点Ｂａから隣接部分２３９へ向かう電流路Ｂｐ，及び隣接部分２３９から終点Ｂｚへ向かう電流路Ｂｒは孤立電流であり，スウィッチングノイズの発生原因となる。そのため，接地用回路２３０の電流路Ｂの始点Ｂａ及び終点Ｂｚは，信号用回路２１０の電流路Ａの終点Ａｚ及び始点Ａａに対して，近接した位置になるように，接地用回路２３０と信号用回路２１０とを配置することが好ましい。これにより，実用上問題のない範囲にスウィッチングノイズを抑制できる。
【００２３】
上記電流路の始点及び終点としては，例えば，スルーホール，ボンディングパッド，ピン，接続用等のボール，コンデンサ等がある。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例に係る電子部品搭載用基板について，図１〜図４を用いて説明する。
本例の電子部品搭載用基板は，図２に示すごとく，絶縁基材７に設けた導体回路２と，導体回路２に接続されたスルーホール１と，電子部品８を搭載するための凹状の電子部品搭載部６とを有する。スルーホール１は，信号用穴１１，電源用穴１２及び接地用穴１３の各種の穴よりなる。
【００２５】
図１に示すごとく，信号用穴１１と電源用穴１２と接地用穴１３とは，異種の穴同志が互いに隣接している。換言すれば，同種の穴が隣接しないように配設されている。
例えば，図１のＸ軸線上には，接地用穴（Ｇ），信号用穴（Ｓ），接地用穴（Ｇ）というように，接地用穴１３と信号用穴１１とが交互に配列している。また，同図のＹ軸線上には，電源用穴（Ｐ），信号用穴（Ｓ），電源用穴（Ｐ）というように，電源用穴１２と信号用穴１１が交互に配列している。
【００２６】
また，導体回路２は，図２に示すごとく，信号用回路２１，電源用回路２２及び接地用回路２３の各種の回路よりなる。信号用回路２１と電源用回路２２と接地用回路２３とは，異種の線同志が互いに隣接している。例えば，電子部品搭載部６の周辺には，電源用回路（Ｐ），信号用回路（Ｓ），接地用回路（Ｇ），信号用回路（Ｓ）というように，信号用回路２１の間に，電源用回路２２と接地用回路２３とが交互に配列している。
【００２７】
図２，図３に示すごとく，信号用回路２１，電源用回路２２，及び接地用回路２３は，信号用穴１１，電源用穴１２，及び接地用穴１３とそれぞれ接続している。
信号用回路２１，電源用回路２２，及び接地用回路２３は，その先端に設けたボンディングパッドを，電子部品８のボンディングパッド８１とボンディングワイヤー８２と接合する。
【００２８】
絶縁基材７は，図４に示すごとく，３枚の樹脂基板７１，７２，７３からなる。上記スルーホール１は絶縁基材７を貫通して設けられている。スルーホール１の内壁には，銅めっき，ニッケル金めっき等の金属めっき膜２０が施されている。
【００２９】
本例の作用効果について説明する。
本例の電子部品搭載用基板５においては，図１に示すごとく，信号用穴１１と電源用穴１２と接地用穴１３とを，異種の穴同志が互いに隣接するように配置してある。これにより，隣接する穴に流れる電流の向きが逆となる。
そのため，前記のごとく，隣接する穴に流れる電流が相互に干渉し合い，自己インダクタンス（Ｌｓ）を打ち消すように相互インダクタンス（Ｌｍ）が働く。このため，各種穴の実効インダクタンス（Ｌｅ）が減少する。
【００３０】
それ故，スウィッチングノイズを低く抑制することができる。なお，一般に，上記各穴に流れる電流が高速度になる程スウィッチングノイズが大きくなるが，本例においては上記のごとく実効インダクタンスが小さい。従って，高速電子部品を作動させた場合にも，スウィッチングノイズを低く抑制することができる。また，各穴の距離間，各回路の距離間が小さくなるため，スルーホール１および導体回路２を高密度に配置することができる。
【００３１】
また，図２に示すごとく，信号用回路２１と電源用回路２２と接地用回路２３とは，異種の回路同志が互いに隣接している。そのため，隣接する回路に流れる電流の向きが逆となる。そのため，隣接する回路に流れる電流が互いに干渉し合い，自己インダクタンスを打ち消すように相互インダクタンスが働く。このため，各種回路の実効インダクタンスが減少する。それ故，上記で述べたスルーホールと同様に，スウィッチングノイズをより一層低く抑制することができる。
【００３２】
尚，図３に点線により示すように，異種の穴，例えば接地用穴１３に対して信号用穴１１０を遠ざけた場合には，接地用穴１３と信号用穴１１０との間には相互インダクタンス（Ｌｍ）が生じない。そのため，実効インダクタンス（Ｌｅ）が減少しない。それ故，同図に実線で示すように，接地用穴１３と信号用穴１１０とは隣接させる必要がある。
【００３３】
実施形態例２
本例の電子部品搭載用基板は，図５に示すごとく，絶縁基材７の表面には信号用回路２１１を，絶縁基材７の内部には接地用回路２３１及び電源用回路２２１を設けている。信号用回路２１１，接地用回路２３１及び電源用回路２２１の異種同志の回路は，絶縁基材７の厚み方向に隣接している。接地用回路２３１及び電源用回路２２１は，図５，図８に示すごとく，絶縁基材７のほぼ全面に広がるベタ層である。
【００３４】
電子部品搭載部６は，絶縁基材７を貫通する貫通穴６１と，貫通穴６１の一方の開口部を覆う放熱板６２とより形成されている。貫通穴６１の壁面には，絶縁基材内部の接地用回路２３１と接続する側面パターン２３２が設けられている。電子部品搭載部６の周囲には，側面パターン２３２と接続する接地用のボンディングパッド２３３と，信号用回路２１１及び電源用回路２２１と接続するボンディングパッド２１２，２２２とが設けられている。
ボンディングパッド２１２，２２２，２３３は，電子部品搭載部６に搭載した電子部品８のボンディングパッド８１とボンディングワイヤー８２により電気的に接続している。
【００３５】
信号用穴１１，電源用穴１２及び接地用穴１３の各種の穴は，互いに異種同志の穴が隣接するように配置されている。
その他は，実施形態例１と同様である。
【００３６】
次に，本例の作用及び効果について説明する。
信号用回路２１１は，図６に示すごとく，絶縁基材７の表面に設けられている。ここで，信号用回路２１１の磁界Ｍは，信号用回路２１１を中心として三次元的に広がる。そのため，信号用回路２１１を流れる電流が変化すると，隣接する信号用回路２１１同志が干渉し合って，スウィッチングノイズが発生する。
そこで，本例においては，図７に示すごとく，絶縁基材７の厚み方向に，信号用回路２１１，接地用回路２３１，及び電源用回路２２１が，互いに隣接するようにこれらを配置している。
【００３７】
そのため，図５，図７に示すごとく，スウィッチをオンにした場合には，電源用回路２２１に流れる電流と信号用回路２１１に流れる電流とが逆方向に流れ，実効インダクタンスが減少し，スウィッチングノイズを抑制できる。
【００３８】
一方，スウィッチをオフにした場合には，接地用回路２３１に流れる電流と信号用回路２１１に流れる電流とが逆方向に流れ，スウィッチングノイズを抑制できる。
絶縁基材７の内部にはベタ層である接地用回路２３１及び電源用回路２２１を設けている。そのため，絶縁基材７の表面を信号用回路２１１のために有効に利用するスペースを確保することができる。
【００３９】
また，接地用回路２３１は，絶縁基材７の厚み方向に信号用回路２１１と隣接して設けられている。そのため，両者の相互干渉によって自己インダクタンスを減少させ，スウィッチングノイズを抑制することにより，接地用回路２３１の電位を安定に維持することができる。
【００４０】
また，図８に示すごとく，スウィッチをオフにした場合には，信号用回路２１１に，信号用穴１１を始点Ａａとし，ボンディングパッド２１２を終点Ａｚとする電流路Ａが形成される。一方，信号用回路２１１と隣接する接地用回路２３１には，側面パターン２３２を始点Ｂａとし，接地用穴１３を終点Ｂｚとする電流路Ｂが形成される。そして，信号用回路２１１及び接地用回路２３１には，逆向きに電流路Ａ，Ｂが形成される。
【００４１】
接地用回路２３１の電流路Ｂは，信号用回路２１１の電流路Ａの影響を受けて，信号用回路２１１と最短距離に位置する部分，即ち信号用回路２１１の真下の隣接部分２３９を経て，接地用穴１３に至る。信号用回路２１１の電流路Ａと，接地用回路２３１における上記隣接部分２３９を流れる電流路Ｂｑとは，互いに干渉し合って双方のスウィッチングノイズを抑制する。
【００４２】
一方，接地用回路２３１の電流路Ｂの始点Ｂａから隣接部分の電流路Ｂｑまでの間に形成される電流路Ｂｐ，及び電流路Ｂｑから終点Ｂｚまでの間に形成される電流路Ｂｒには，その上方には信号用回路２１１が配置されていない。そのため，電流路Ｂｐ，Ｂｒを流れる電流は，孤立電流となる。
【００４３】
しかし，信号用回路２１１の電流路Ａの始点Ａａである信号用穴１１と，接地用回路２３１の電流路Ｂの終点Ｂｚである接地用穴１３とは，上記のごとく狭いピッチで形成されている。そのため，孤立電流の発生を，実用に耐え得る程度にまで抑制することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば，高速電子部品を作動させた場合にもスウィッチングノイズを低く抑制することができ，かつ高密度実装が可能な電子部品搭載用基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，スルーホールの配置説明図。
【図２】実施形態例１の電子部品搭載用基板の平面図。
【図３】実施形態例１における，導体回路とスルーホールとの接続状態を示す説明図。
【図４】実施形態例１の電子部品搭載用基板の断面図。
【図５】実施形態例２の信号用回路の断面図。
【図６】実施形態例２における，信号用回路に形成される磁界の説明図。
【図７】実施形態例２における，電子部品搭載用基板の作用を示すための，図５のＣ−Ｃ矢視断面図。
【図８】実施形態例２における，信号用回路及び接地用回路に形成される電流路の説明図。
【図９】本発明における，隣接する回路に形成される電流路の相互作用を示す説明図。
【図１０】従来例における，スルーホールの配置説明図。
【図１１】従来例の電子部品搭載用基板の平面図。
【符号の説明】
１．．．スルーホール，
１１．．．信号用穴，
１２．．．電源用穴，
１３．．．接地用穴，
２．．．導体回路，
２１，２１０，２１１．．．信号用回路，
２２，２２１．．．電源用回路，
２３，２３０，２３１．．．接地用回路，
２３８．．．隣接部分，
２３９．．．非隣接部分，
５．．．電子部品搭載用基板，
６．．．電子部品搭載部，
７．．．絶縁基材，
８．．．電子部品，
【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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