(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三つ以上の導電板と、
前記導電板のうちの一つの導電板と別の一つの導電板とを電気的に接続させる第１ステッチングビアと、
前記導電板のうちの前記一つの導電板とさらに別の一つの導電板とを電気的に接続させる第２ステッチングビアと、を含み、
前記第１ステッチングビアは、一部分が前記一つの導電板の上部方向の一平面を経由して前記一つの導電板と前記別の一つの導電板とを電気的に接続させ、
前記第２ステッチングビアは、一部分が前記一つの導電板の下部方向の一平面を経由して前記一つの導電板と前記さらに別の一つの導電板とを電気的に接続させることを特徴とする電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２】
前記第１ステッチングビアは、
一端が前記一つの導電板に接続される第１ビアと、
一端が前記別の一つの導電板に接続される第２ビアと、
前記上部方向の一平面上に位置し、一端が前記第１ビアの他端に接続され、他端が前記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項３】
前記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、前記接続パターンは、前記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることを特徴とする請求項２に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項４】
前記導電板と前記導電層との間に他の導電層がさらに存在する場合、前記第１ステッチングビアは、前記他の導電層と電気的に接続されないように、前記他の導電層に形成されたクリアランスホール内を貫通することを特徴とする請求項３に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項５】
前記第２ステッチングビアは、
一端が前記一つの導電板に接続される第１ビアと、
一端が前記さらに別の一つの導電板に接続される第２ビアと、
前記下部方向の一平面上に位置し、一端が前記第１ビアの他端に接続され、他端が前記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項６】
前記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、前記接続パターンは、前記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることを特徴とする請求項５に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項７】
前記導電板と前記導電層との間に他の導電層がさらに存在する場合、前記第２ステッチングビアは、前記他の導電層と電気的に接続されないように前記他の導電層に形成されたクリアランスホール内を貫通することを特徴とする請求項６に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項８】
前記第１ステッチングビアと前記第２ステッチングビアが、互いに異なる長さを有することを特徴とする請求項１に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項９】
前記導電板が、多角形、円形、または楕円形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項１０】
前記導電板が、同一平面上に位置することを特徴とする請求項１に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項１１】
前記導電板が、それぞれ同じ大きさを有することを特徴とする請求項１に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項１２】
前記導電板が、大きさの異なる複数グループに分けられることを特徴とする請求項１に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項１３】
三つ以上の導電板と、
前記導電板のうちの一つの導電板と別の一つの導電板とを電気的に接続させる第１ステッチングビアと、
前記導電板のうちの前記一つの導電板とさらに別の一つの導電板とを電気的に接続させる第２ステッチングビアと、を含み、
前記第１ステッチングビアは、一部分が前記一つの導電板の上部または下部方向の一平面を経由して前記一つの導電板と前記別の一つの導電板とを電気的に接続させ、
前記第２ステッチングビアは、一部分が前記第１ステッチングビアの前記一部分と同一方向の他の平面を経由して前記一つの導電板と前記さらに別の一つの導電板とを電気的に接続させることを特徴とする電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項１４】
前記第１ステッチングビアは、
一端が前記一つの導電板に接続される第１ビアと、
一端が前記別の一つの導電板に接続される第２ビアと、
前記上部または下部方向の一平面上に位置し、一端が前記第１ビアの他端に接続され、他端が前記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項１５】
前記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、前記接続パターンは、前記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることを特徴とする請求項１４に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項１６】
前記第２ステッチングビアは、
一端が前記一つの導電板に接続される第１ビアと、
一端が前記さらに別の一つの導電板に接続される第２ビアと、
前記同一方向の前記他の平面上に位置し、一端が前記第１ビアの他端に接続され、他端が前記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項１７】
前記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、前記接続パターンは、前記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることを特徴とする請求項１６に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項１８】
前記導電板が、多角形、円形、または楕円形の形状を有することを特徴とする請求項１３に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項１９】
前記導電板が、同一平面上に位置することを特徴とする請求項１３に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２０】
前記導電板が、それぞれ同じ大きさを有することを特徴とする請求項１３に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２１】
前記導電板が、大きさの異なる複数グループに分けられることを特徴とする請求項１３に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２２】
三つ以上の導電板と、
前記導電板のうちの一つの導電板と別の一つの導電板とを電気的に接続させる第１ステッチングビアと、
前記導電板のうちの前記一つの導電板とさらに別の一つの導電板とを電気的に接続させる第２ステッチングビアと、を含み、
前記第１ステッチングビア及び前記第２ステッチングビアは、一部分が前記一つの導電板と同一平面上の異なる位置を経由して、前記別の一つの導電板及び前記さらに別の一つの導電板をそれぞれ電気的に接続させ、前記第１ステッチングビアの前記一部分及び前記第２ステッチングビアの前記一部分の少なくとも一つと前記導電板との間には少なくとも一つの導電層が位置し、
前記第１ステッチングビアは、
一端が前記一つの導電板に接続される第１ビアと、
一端が前記別の一つの導電板に接続される第２ビアと、
前記同一平面上に位置し、一端が前記第１ビアの他端に接続され、他端が前記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、を含み、
前記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、前記接続パターンは、前記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることを特徴とする電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２３】
前記第２ステッチングビアは、
一端が前記一つの導電板に接続される第１ビアと、
一端が前記さらに別の一つの導電板に接続される第２ビアと、
前記同一平面上に位置し、一端が前記第１ビアの他端に接続され、他端が前記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、
を含むことを特徴とする請求項２２に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２４】
前記第２ステッチングビアに含まれた接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、前記接続パターンは、前記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることを特徴とする請求項２３に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２５】
前記少なくとも一つの導電層には、前記第１ステッチングビア及び前記第２ステッチングビアが貫通する位置に対応してそれぞれクリアランスホールが形成されることを特徴とする請求項２２に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２６】
前記導電板が、多角形、円形、または楕円形の形状を有することを特徴とする請求項２２に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２７】
前記導電板が、同一平面上に位置することを特徴とする請求項２２に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２８】
前記導電板が、それぞれ同じ大きさを有することを特徴とする請求項２２に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項２９】
前記導電板が、大きさの異なる複数グループに分けられることを特徴とする請求項２２に記載の電磁気バンドギャップ構造物。
【請求項３０】
印刷回路基板であって、
三つ以上の導電板と、前記導電板のうちの一つの導電板と別の一つの導電板とを電気的に接続させる第１ステッチングビアと、前記導電板のうちの前記一つの導電板とさらに別の一つの導電板とを電気的に接続させる第２ステッチングビアと、を含む電磁気バンドギャップ構造物が、前記印刷回路基板に存在するノイズ源とノイズ遮蔽先との間のノイズ伝達可能経路に配置され、
前記第１ステッチングビアは、一部分が前記一つの導電板の上部方向の一平面を経由して前記一つの導電板と前記別の一つの導電板とを電気的に接続させ、
前記第２ステッチングビアは、一部分が前記一つの導電板の下部方向の一平面を経由して前記一つの導電板と前記さらに別の一つの導電板とを電気的に接続させることを特徴とする印刷回路基板。
【請求項３１】
印刷回路基板において、
三つ以上の導電板と、前記導電板のうちの一つの導電板と別の一つの導電板とを電気的に接続させる第１ステッチングビアと、前記導電板のうちの前記一つの導電板とさらに別の一つの導電板とを電気的に接続させる第２ステッチングビアと、を含む電磁気バンドギャップ構造物が、前記印刷回路基板に存在するノイズ源とノイズ遮蔽先との間のノイズ伝達可能経路に配置され、
前記第１ステッチングビアは、一部分が前記一つの導電板から上部または下部方向の一平面を経由して前記一つの導電板と前記別の一つの導電板との間を電気的に接続させ、
前記第２ステッチングビアは、一部分が前記第１ステッチングビアの前記一部分と同一方向の他の平面を経由して前記一つの導電板と前記さらに別の一つの導電板との間を電気的に接続させることを特徴とする印刷回路基板。
【請求項３２】
印刷回路基板であって、
三つ以上の導電板と、前記導電板のうちの一つの導電板と別の一つの導電板とを電気的に接続させる第１ステッチングビアと、前記導電板のうちの前記一つの導電板とさらに別の一つの導電板とを電気的に接続させる第２ステッチングビアと、を含む電磁気バンドギャップ構造物が、前記印刷回路基板に存在するノイズ源とノイズ遮蔽先との間のノイズ伝達可能経路に配置され、
前記第１ステッチングビア及び前記第２ステッチングビアは、一部分が前記一つの導電板と同一平面上の異なる位置を経由して、別の一つの導電板及びさらに別の一つの導電板をそれぞれ電気的に接続させ、前記第１ステッチングビアの前記一部分及び前記第２ステッチングビアの前記一部分の少なくとも一つと前記導電板との間には少なくとも一つの導電層が位置し、
前記第１ステッチングビアは、
一端が前記一つの導電板に接続される第１ビアと、
一端が前記別の一つの導電板に接続される第２ビアと、
前記同一平面上に位置し、一端が前記第１ビアの他端に接続され、他端が前記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、を含み、
前記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、前記接続パターンは、前記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることを特徴とする印刷回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁気バンドギャップ構造に関するもので、より詳細には、特定周波数帯域の信号伝達を遮断する電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、市販されている電子機器及び通信機器は、ますます小型化、薄型化、軽量化される方向に向かっている。これは移動性が重要視される最近の傾向とも密接に関係している。これら電子機器及び通信機器には、その機器の機能や動作を実現するための多様な電子回路（アナログ回路とデジタル回路）が複合的に含まれており、通常、これら電子回路は、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）に搭載されてその機能を行うことになる。印刷回路基板に搭載された電子回路は、大部分において、それぞれの動作周波数が異なっている。
【０００３】
したがって、多様な電子回路が複合的に搭載されている印刷回路基板では、通常、一つの電子回路の動作周波数とそのハーモニックス（ｈａｒｍｏｎｉｃｓ）成分による電磁波（ＥＭ  ｗａｖｅ）が他の電子回路に伝達され、ノイズ問題が多く発生する。ここで、伝達されるノイズは、放射ノイズ（ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｎｏｉｓｅ）と伝導ノイズ（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｎｏｉｓｅ）とに大別できる。
【０００４】
ここで、図１に示すように、放射ノイズ１５５は、通常、電子回路に遮蔽用キャップを被せることにより容易に低減できるが、伝導ノイズ１５０は、基板内部の信号伝達経路を通じて伝達されることから、ノイズを低減させる方法を見出すことが難しかった。
【０００５】
これについて、図１を参照して、より詳細に説明する。図１は、動作周波数の異なる二つの電子回路が搭載された印刷回路基板の断面図である。図１には４層構造の印刷回路基板１００が示されているが、これ以外にも２層、６層、８層構造など、多様に変形可能である。
【０００６】
図１を参照すると、印刷回路基板１００には、四つの金属層１１０（１１０−１，１１０−２，１１０−３，１１０−４）と、各金属層間に介在された誘電層１２０（１２０−１，１２０−２，１２０−３）が含まれている。印刷回路基板１００の最上位金属層１１０−１上には、動作周波数が互いに異なる二つの電子回路１３０，１４０（以下、第１電子回路１３０、第２電子回路１４０と称する）が搭載されている。ここで、第１電子回路１３０及び第２電子回路１４０は、いずれもデジタル回路であると仮定する。
【０００７】
ここで、金属層１１０−２を接地層（ｇｒｏｕｎｄ  ｌａｙｅｒ）、金属層１１０−３を電源層（ｐｏｗｅｒ  ｌａｙｅｒ）と仮定すると、第１電子回路１３０及び第２電子回路１４０の各接地端子（ｇｒｏｕｎｄ  ｐｉｎ）は金属層１１０−２に、各電源端子（ｐｏｗｅｒ  ｐｉｎ）は金属層１１０−３に電気的に接続される。また、印刷回路基板１００内のすべての接地層間、及びすべての電源層間はビア１６０を通じて互いに電気的に接続される。
【０００８】
ここで、第１電子回路１３０と第２電子回路１４０とが互いに異なる動作周波数を有する場合には、図１に示すように、例えば、第１電子回路１３０の動作周波数とそのハーモニックス成分による伝導ノイズ１５０が第２電子回路１４０に伝達され、第２電子回路１４０の正確な機能及び動作を妨げるようになる。
【０００９】
これら伝導ノイズ問題は、電子機器が複雑になり、デジタル回路の動作周波数が増加するにつれて、その解決がますます難しくなっている。特に、伝導ノイズに対して典型的な解決策であったバイパスキャパシタ（ｂｙｐａｓｓ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）あるいはデカップリングキャパシタ（ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）による方法も、高周波数帯域を用いた電子機器にとっては好適な解決策となっていない。
【００１０】
また、これらの方法は、種々の電子回路が同一基板に備えられている複雑な配線構造の基板、またはＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎ  Ｐａｃｋａｇｅ）のように狭い領域に多くの能動素子や受動素子が設けられる場合や、ネットワークボードのように高周波数帯域の動作周波数を必要とする場合などには、根本的な解決策にはならないという問題があった。
【００１１】
したがって、最近では、上述した伝導ノイズを解決するための一つの方策として電磁気バンドギャップ構造（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｂａｎｄｇａｐ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：ＥＢＧ）が注目されている。これは、印刷回路基板内部に特定構造を有する電磁気バンドギャップ構造物を配置して、特定周波数帯域の信号を遮蔽するというものである。
【００１２】
このような電磁気バンドギャップ構造として、最近研究がなされている形態に、図２ａ及び図２ｂに示すようなきのこ型構造（ｍｕｓｈｒｏｏｍ  ｔｙｐｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する電磁気バンドギャップ構造物２００がある。図２ａ及び図２ｂの電磁気バンドギャップ構造物２００は、それぞれ接地層または電源層となる第１金属層２１１と第２金属層２１２との間に金属板２３２をさらに形成し、第１金属層２１１と金属板２３２とをビア２３４で接続させたきのこ型構造物２３０を繰り返し配置したものである。ここで、第１金属層２１１と金属板２３２との間には第１誘電層２２１が、金属板２３２と第２金属層２１２との間には第２誘電層２２２が介在される。
【００１３】
このようなきのこ型構造物２３０が、第１金属層２１１と第２金属層２１２の間にさらに介在されると、図２ｃ及び図２ｄに示すように、低周波数帯域の信号（ｘ）及び高周波数帯域の信号（ｙ）を通過させ、その中間の特定周波数帯域の信号（ｚ）については遮蔽することができる。このように、図２ａ及び図２ｂの電磁気バンドギャップ構造物２００が一種の帯域阻止フィルタ（ｂａｎｄ  ｓｔｏｐ  ｆｉｌｔｅｒ）として機能することになるのは、図２ｃの等価回路図から容易に理解できる。
【００１４】
図２ｃの等価回路図に示されたきのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造物２００は、第１金属層２１１と第２金属層２１２との間にキャパシタンス成分Ｃ１とインダクタンス成分Ｌ１とが直列に接続されている。ここで、Ｃ１は、第２金属層２１２、第２誘電層２２２、及び金属板２３２により形成されたキャパシタンス成分であり、Ｌ１は金属板２３２と第１誘電層２２１との間にあるビア２３４により形成されたインダクタンス成分である。このようなＬ−Ｃ直列接続により、きのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造物２００は一種の帯域阻止フィルタとして機能することができるようになる。
【００１５】
しかし、上述したきのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造物２００は、一つのインダクタンス成分と一つのキャパシタンス成分だけを用いて帯域阻止フィルタとして機能するので、多様な製品への適用は困難である。これは、図２ａ及び図２ｂのような構造下では、確保できるビア２３４の長さ、即ち、インダクタンス成分の有する値に限界があり、また、隣接した二つの金属層間にのみきのこ型構造物２３０が存在するので、確保できるキャパシタンス値にも限界があるからである。
【００１６】
特に、最近、電子機器及び通信機器がますます小型化、薄型化、軽量化されているので、印刷回路基板内の狭い領域内に配置されたきのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造物２００だけでは、目的とするバンドギャップ周波数帯域を得るのがより一層難しくなっている。すなわち、図２ａ及び図２ｂに示されたきのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造物２００だけでは、多様な応用製品ごとに要求される条件や特性に合致するように、それぞれのバンドギャップ周波数帯域を調節したり、該バンドギャップ周波数帯域内で伝導ノイズを所望するノイズレベル以下に調節したりするには限界があった。
【００１７】
したがって、電源層と接地層との間の伝導ノイズを画期的に遮蔽または低減させることができ、また、必要なバンドギャップ周波数帯域がそれぞれ異なる多様な応用製品にも汎用的に適用することのできる電磁気バンドギャップ構造の研究が切実に求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、特定周波数帯域の伝導ノイズを効果的に遮蔽することのできる電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を提供することを目的の一つとする。
【００１９】
さらに、本発明は、バイパスキャパシタまたはデカップリングキャパシタなどを利用せずに、印刷回路基板内に特定構造を有する電磁気バンドギャップ構造物を配置して、伝導ノイズ問題を解決できる印刷回路基板を提供することをその目的の一つとする。
【００２０】
本発明は、多層印刷回路基板にさらに適したデザインの柔軟性及び自由度を有し、長さの異なるステッチングビアを用いて、二つ以上のバンドギャップ周波数を具現できる電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を提供することを目的の一つとする。
【００２１】
さらに、本発明は、多様なバンドギャップ周波数帯域の具現が可能となって、多様な応用製品、電子機器に汎用的に適用できる電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を提供することをその目的の一つとする。
【００２２】
本発明は、ネットワークボードのように、高周波数帯域の動作周波数が用いられる場合であっても、高周波数帯域の伝導ノイズを遮蔽できる電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、三つ以上の導電板と、上記導電板のうちの一つの導電板と別の一つの導電板とを電気的に接続させる第１ステッチングビアと、上記導電板のうちの上記一つの導電板とさらに別の一つの導電板とを電気的に接続させる第２ステッチングビアと、を含む電磁気バンドギャップ構造物が提供される。ここで、上記第１ステッチングビアは、一部分が上記一つの導電板の上部方向の一平面を経由して、上記一つの導電板と上記別の一つの導電板とを電気的に接続させ、上記第２ステッチングビアは、一部分が上記一つの導電板の下部方向の一平面を経由して、上記一つの導電板と上記さらに別の一つの導電板とを電気的に接続させることを特徴とする。
【００２４】
ここで、上記第１ステッチングビアは、一端が上記一つの導電板に接続される第１ビアと、一端が上記別の一つの導電板に接続される第２ビアと、上記上部方向の一平面上に位置し、一端が上記第１ビアの他端と接続され、他端が上記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、を含むことができる。
【００２５】
上記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、上記接続パターンは、上記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることができる。
【００２６】
上記導電板と上記導電層との間に他の導電層がさらに存在する場合、上記第１ステッチングビアは、上記他の導電層と電気的に接続されないように上記他の導電層に形成されたクリアランスホール内を貫通することができる。
【００２７】
上記第２ステッチングビアは、一端が上記一つの導電板に接続される第１ビアと、一端が上記さらに別の一つの導電板に接続される第２ビアと、上記下部方向の一平面上に位置し、一端が上記第１ビアの他端に接続され、他端が上記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、を含むことができる。
【００２８】
上記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、上記接続パターンは、上記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることができる。
【００２９】
上記導電板と上記導電層との間に他の導電層がさらに存在する場合、上記第２ステッチングビアは、上記他の導電層と電気的に接続されないように上記他の導電層に形成されたクリアランスホール内を貫通することができる。
【００３０】
上記第１ステッチングビア及び上記第２ステッチングビアは、互いに異なる長さを有することができる。上記導電板は、多角形、円形、または楕円形の形状を有することができる。上記導電板はそれぞれ同じ大きさを有することができ、また上記導電板は上記導電板の大きさが異なる複数グループに分けられることができる。また、上記全ての導電板は同一平面上に位置することができる。
【００３１】
本発明の他の実施形態によれば、三つ以上の導電板と、上記導電板のうちの一つの導電板と別の一つの導電板とを電気的に接続させる第１ステッチングビアと、上記導電板のうちの上記一つの導電板とさらに別の一つの導電板とを電気的に接続させる第２ステッチングビアと、を含む電磁気バンドギャップ構造物が提供される。上記第１ステッチングビアは、一部分が上記一つの導電板の上部または下部方向の一平面を経由して、上記一つの導電板と上記別の一つの導電板とを電気的に接続させ、上記第２ステッチングビアは、一部分が上記第１ステッチングビアの上記一部分と同一方向の他の平面を経由して、上記一つの導電板と上記さらに別の一つの導電板とを電気的に接続させることを特徴とする。
【００３２】
ここで、上記第１ステッチングビアは、一端が上記一つの導電板に接続される第１ビアと、一端が上記別の一つの導電板に接続される第２ビアと、上記上部または下部方向の一平面上に位置し、一端が上記第１ビアの他端に接続され、他端が上記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、を含むことができる。
【００３３】
上記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、上記接続パターンは、上記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることができる。
【００３４】
ここで、上記第２ステッチングビアは、一端が上記一つの導電板に接続される第１ビアと、一端が上記さらに別の一つの導電板に接続される第２ビアと、上記同一方向の上記他の平面上に位置し、一端が上記第１ビアの他端に接続され、他端が上記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、を含むことができる。
【００３５】
上記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、上記接続パターンは、上記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることができる。上記導電板は、多角形、円形、または楕円形の形状を有することができる。上記導電板はそれぞれ同じ大きさを有することができ、または大きさの異なる複数グループに分けられることができる。また、上記導電板はすべて同一平面上に位置することができる。
【００３６】
本発明の他の実施形態によれば、三つ以上の導電板と、上記導電板のうちの一つの導電板と別の一つの導電板とを電気的に接続させる第１ステッチングビアと、上記導電板のうちの上記一つの導電板とさらに別の一つの導電板とを電気的に接続させる第２ステッチングビアと、を含む電磁気バンドギャップ構造物が提供される。ここで、上記第１ステッチングビア及び前記第２ステッチングビアは、一部分が上記一つの導電板と同一平面上の異なる位置を経由して、別の一つの導電板及びさらに別の一つの導電板とそれぞれ電気的に接続させ、上記第１ステッチングビアの上記一部分及び上記第２ステッチングビアの上記一部分のうちの少なくとも一つと上記導電板との間には少なくとも一つの導電層が位置するものであることを特徴とする。
【００３７】
ここで、上記第１ステッチングビアは、一端が上記一つの導電板に接続される第１ビアと、一端が上記別の一つの導電板に接続される第２ビアと、上記同一平面上に位置し、一端が上記第１ビアの他端に接続され、他端が上記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、を含むことができる。
【００３８】
上記接続パターンが形成される位置に対応して、同一平面上に導電層が存在する場合、上記接続パターンは、上記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることができる。
【００３９】
上記第２ステッチングビアは、一端が上記一つの導電板に接続される第１ビアと、一端が上記さらに別の一つの導電板に接続される第２ビアと、上記同一平面上に位置し、一端が上記第１ビアの他端に接続され、他端が上記第２ビアの他端に接続される接続パターンと、を含むことができる。
【００４０】
上記接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に導電層が存在する場合、上記接続パターンは、上記導電層に形成されたクリアランスホール内に収容されることができる。
【００４１】
上記少なくとも一つの導電層において、上記第１ステッチングビア及び上記第２ステッチングビアが貫通する位置に対応してそれぞれクリアランスホールが形成されることができる。上記導電板は、多角形、円形、または楕円形の形状を有することができる。上記導電板はそれぞれ同じ大きさを有することができ、または上記導電板は大きさの異なる複数グループに分けられることができる。また、上記導電板はすべて同一平面上に位置することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明による電磁気バンドギャップ構造物及びこれを有する印刷回路基板によれば、特定周波数帯域の伝導ノイズを遮蔽できるという効果を奏する。また、本発明は、バイパスキャパシタまたはデカップリングキャパシタなどを利用せずに、特定構造を有する電磁気バンドギャップ構造物を印刷回路基板内に配置して、伝導ノイズ問題を解決できるという効果を奏する。
【００４３】
また、本発明は、多層印刷回路基板にさらに適するデザインの柔軟性及び自由度を有し、異なる長さを有するステッチングビアを用いて、二以上のバンドギャップ周波数を具現することのできるという効果を奏する。
【００４４】
本発明は、多様なバンドギャップ周波数帯域の具現が可能となって、多様な応用製品、電子機器に汎用的に適用できるという効果を奏する。また、本発明は、ネットワークボードのように、高周波数帯域の動作周波数が用いられる場合にも高周波数帯域の伝導ノイズを遮蔽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】
【００４５】
本発明は多様な置換が可能であり、様々な実施例を有することができるが、本願においては特定の実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる置換、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。
【００４６】
「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なく、上記構成要素が上記用語により限定されるものではない。上記用語は一つの構成要素を他の構成要素と区別する目的だけに用いられる。
【００４７】
例えば、本発明の権利範囲における第１構成要素は第２構成要素と命名されることもあり、同様に第２構成要素が第１構成要素と命名されることもある。「及び」／「または」という用語は、複数の関連のある記載項目の組み合わせまたは複数の関連のある記載項目のうち何れかの項目を含む。
【００４８】
ある構成要素が他の構成要素に「連結」あるいは「接続」されていると記載されたときには、その他の構成要素に直接的に連結されているか、あるいは接続されていることもでき、中間に他の構成要素が存在することもできると理解しなければならない。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」あるいは「直接接続」されていると記載されたときには、中間に他の構成要素が存在しないと理解すればよい。
【００４９】
本願で用いた用語は、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、文の中で明らかに表現しない限り、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ければならない。
【００５０】
その他、定義しない限り、技術的または科学的な用語を含む、ここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、一般的に理解される用語と同じ意味を有する。一般的に用いられ、辞書などで定義されている用語は、関連技術の文脈上の意味と同一の意味を有すると解釈すべきであって、本願で明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈しない。
【００５１】
以下、図５〜図８に基づいて本発明の各実施例を詳細に説明するが、その前に、本発明の理解を助けるために、まず、図３ａ〜図３ｃを参照して、本発明の基本原理を用いたステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物について説明する。
【００５２】
後述する図３ａ〜３ｃの比較により容易に確認できるが、本発明の各実施例による電磁気バンドギャップ構造物（図５〜図８参照）は、３層以上の多層印刷回路基板（ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ  ＰＣＢ）に適用することのできるステッチングビアを含んだ電磁気バンドギャップ構造物である。したがって、本発明の各実施例による電磁気バンドギャップ構造物は、図３ａ〜図３ｃに示されたステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物及びその基本原理（即ち、特定周波数帯域の遮蔽原理）を好適でより柔軟に多層印刷回路基板に適用できる形態に拡張し、変形させたものである。
【００５３】
このような理由から、下記の図３ａ〜図３ｃ、及び、図４ａ〜図４ｅに関する説明の大部分（２層構造であることを除く）が、本発明の各実施例と同様の、または類似する原理としてそのまま適用が可能である。
【００５４】
本発明の電磁気バンドギャップ構造を説明するにあたって、全体的に、金属層または金属板が用いられる場合を中心に説明するが、これが金属ではなく、他の導電性物質で製造された導電層（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）、または導電板（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｐｌａｔｅ）にそれぞれ代替できることは、当業者にとって自明である。
【００５５】
また、本明細書に添付されたすべての図面には、金属板がすべて同一平面上に積層されているように示されているが、その金属板が必ずしも同一平面上に積層されている必要はない。金属板のすべてが一平面上に積層されない場合には、２層以上の構造を有することになり、層数が増加するという問題はあるが、本発明の電磁気バンドギャップ構造物を多層印刷回路基板内に配置することが想定されるので、これが設計上の不利になることはない。
【００５６】
図３ａ及び図３ｂには、ステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物が示されている。ここで、図３ｂは、図３ａに示されたステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物をＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。
【００５７】
ここで、本発明の実施例による電磁気バンドギャップ構造物、すなわち図５〜図８に示す電磁気バンドギャップ構造物との対照を明確にするために、参照番号３１０の金属層を第１金属層３１０と、参照番号３３１の金属板を第１金属板３３１と、参照番号３３２の金属板を第２金属板と、参照番号３３３の金属板を第３金属板３３３と、参照番号３２０の誘電層を第１誘電層３２０と、参照番号３４５のステッチングビアを第１ステッチングビア３４５と、参照番号３４９のステッチングビアを第２ステッチングビア３４９と称する。
【００５８】
図３ａ及び図３ｂを参照すると、電磁気バンドギャップ構造物は、複数の金属板３３１，３３２，３３３と、これら金属板とは異なる平面上に位置する第１金属層３１０と、複数の金属板のうちのある二つの金属板間を電気的に接続させるステッチングビア３４５，３４９と、を含む。すなわち、図３ａ及び図３ｂに示された電磁気バンドギャップ構造物は、第１金属層３１０を第１層とし、複数の金属板３３１，３３２，３３３を第２層とする２層構造を有している。ここで、第１金属層３１０と複数の金属板３３１，３３２，３３３との間には、第１誘電層３２０が介在している。
【００５９】
ここで、図３ａ及び図３ｂでは、図示の便宜上、電磁気バンドギャップ構造物を構成する構成要素のみ、すなわちステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物の構成部分のみを示したものであって、図３ａ及び図３ｂに示された第１金属層３１０と金属板３３１，３３２，３３３とは、多層印刷回路基板の内部に存在する任意の二つの金属層であるものとすることができる。すなわち、第１金属層３１０の下部に他の金属層がさらに存在することは可能であり、金属板３３１，３３２，３３３の上部にも他の金属層がさらに存在することは可能である。
【００６０】
例えば、図３ａ及び図３ｂに示された電磁気バンドギャップ構造物は、伝導ノイズを遮蔽するために、多層印刷回路基板内でそれぞれ電源層と接地層とを構成する任意の二つの金属層の間に配置されることができる。これは図５〜図８に示すその他の実施例による電磁気バンドギャップ構造物においても同様である。また、伝導ノイズが必ずしも電源層と接地層との間でのみ問題となることはないので、図３ａ、図３ｂ、図５〜図８に示された電磁気バンドギャップ構造物は、多層印刷回路基板内での異なる層間のある二つの接地層の間あるいはある二つの電源層の間にも配置されうる。
【００６１】
第１金属層３１０は、電気的信号を伝達するために印刷回路基板内に存在する任意の一金属層であることができる。例えば、第１金属層３１０は、電源層または接地層として機能する金属層であるか、または信号線を構成する信号層として機能する金属層であることができる。
【００６２】
この場合、第１金属層３１０は、複数の金属板とは異なる平面に位置し、かつ、複数の金属板とは電気的に分離される。すなわち、印刷回路基板内における第１金属層３１０は、複数の金属板３３１，３３２，３３３と電気信号の異なる層を構成する。例えば、第１金属層３１０が電源層であるとすれば、金属板は接地層に電気的に接続され、第１金属層３１０が接地層であるとすれば、金属板は電源層に電気的に接続されることができる。または、第１金属層３１０が信号層であると、金属板は接地層に電気的に接続され、第１金属層３１０が接地層であると、金属板は信号層に電気的に接続されることができる。
【００６３】
複数の金属板３３１，３３２，３３３は、第１金属層３１０の上部のある一平面上に位置する。ここで、ある二つの金属板間は、ステッチングビアを介して電気的に接続され、このようにして、ある二つの金属板間を電気的に接続させるそれぞれのステッチングビアにより、複数の金属板すべてが電気的に一つに繋がることになる。
【００６４】
図３ａには一つの金属板が隣接している金属板と各々一つのステッチングビアを介して接続され、このようにして金属板のすべてが電気的に接続される形態（図４ａ参照）が示されているが、すべての金属板が電気的に一つに繋がって閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ  ｌｏｏｐ）を形成することができれば、ステッチングビアを介した金属板間の接続方式は如何なる方式を採用してもよい。
【００６５】
また、図３ａ及び図３ｂには図示の便宜上、同一面積の四角形の形状を有する三つの金属板だけが示されているが、その他にも様々な変形が可能である。これについて、図４ａ〜図４ｅを参照して簡単に説明する。
【００６６】
金属板は、図４ａのような四角形、図４ｂのような三角形の形状以外にも、六角形、八角形などの多様な多角形の形状や、円形または楕円形などの形状を有することができ、その形状に特に制限はない。また、金属板は図４ａ、図４ｂ、図４ｅに示すように、すべてが同じサイズ（面積、厚さ）を有してもよく、図４ｃ及び図４ｄに示すように、異なるサイズを有して大きさの異なる複数のグループ別に配置されてもよい。
【００６７】
図４ｃを参照すると、相対的に大きいサイズの大金属板Ｂと小さいサイズの小金属板Ｃとが交互に配列されていて、各金属板は隣接した金属板とステッチングビアで電気的に接続している。図４ｄには、相対的に大きいサイズの大金属板Ｄと小さいサイズの小金属板Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４とが配置されている。小金属板Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４が２×２で配列されていて、全体的に大金属板Ｄとほぼ同じ面積を占めるようになる。小金属板Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４は、四つのステッチングビアを介して隣接した金属板と電気的に接続する。そして、大金属板Ｄは、隣接した小金属板が８個であるので、８個のステッチングビアを介して隣接した小金属板と電気的に接続する。
【００６８】
図４ａ〜図４ｅは、印刷回路基板内に配置・配列された電磁気バンドギャップ構造物をその上から見た時のものを図示したものであって、図面におけるそれぞれの金属板の一つは、電磁気バンドギャップ構造物のそれぞれのセルに対応する。すなわち、図４ａ〜図４ｄは、印刷回路基板内の基板一面全体に電磁気バンドギャップ構造物が繰り返し配置されている図であり、図４ｅは印刷回路基板内の基板一面中、一部分だけに電磁気バンドギャップ構造物が帯状に配置されている図である。
【００６９】
すなわち、図４ａ〜図４ｄのように、印刷回路基板内部の基板一面全体に電磁気バンドギャップ構造物によるセルが密に配置・配列されてもよく、図４ｅのように、一部経路だけに配置・配列されてもよい。例えば、図４ｅで、ノイズ源（ｎｏｉｓｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｐｏｉｎｔ）１１とそのノイズ遮蔽先１２との間に、ノイズ伝達可能経路に沿ってセルを１列以上繰り返し配置することが可能である。また、図４ｅで、ノイズ源２１とそのノイズ遮蔽先２２との間に、ノイズ伝達可能経路を横切って遮る形態（遮蔽シールドの形態）でセルを１列以上配置することも可能である。
【００７０】
ここで、ノイズ源及びノイズ遮蔽先は、印刷回路基板に搭載された互いの動作周波数が異なる二つの電子回路（例えば、図１の第１電子回路１３０及び第２電子回路１４０参照）、特に、デジタル回路であると仮定する場合、印刷回路基板にその二つの電子回路が搭載される位置にそれぞれ対応できる。
【００７１】
ステッチングビアは、複数の金属板のうちのある二つの金属板間を電気的に接続させる。図３ａ、図３ｂ、及び図４ａ〜図４ｅには、隣接している、ある二つの金属板間をステッチングビアで電気的に接続させる方式が採用されているが、一つのステッチングビアを介して接続される二つの金属板は隣接していないこともある。また、図３ａには、一つの金属板が、別の一つの金属板と一つのステッチングビアを介して接続することになっているが、ある二つの金属板間を接続させるステッチングビアの数は特に制限されない。
【００７２】
しかし、以下の説明では、隣接した二つの金属板間を一つのステッチングビアで接続される場合を中心に説明する。ステッチングビアが、ある二つの金属板間を電気的に接続させる場合に、これら金属板間を同一平面上で接続させず、これら金属板とは異なる平面を経由して、隣接した金属板間を電気的に接続させる。
【００７３】
この時、ステッチングビアは、金属板と金属板との間の電気的接続のために、第１ビア及び第２ビアの内壁だけにメッキ層が形成されてもよく、あるいはその内部が導電性物質、例えば、導電性ペーストなどで充填されてもよい。また、接続パターンも金属のような導電性物質で構成されることは自明なことである。
【００７４】
第１ステッチングビア３４５が第１金属板３３１と第２金属板３３２とを電気的に接続させる場合は、第１金属板３３１→第１ビア３４１→第１金属層３１０と同一平面上に位置する接続パターン３４３→第２ビア３４２→第２金属板３３２の経路を経ることになる。同様に、第２ステッチングビア３４９が第２金属板３３２と第３金属板３３３とを電気的に接続させる場合は、第２金属板３３２→第１ビア３４６→第１金属層３１０と同一平面上に位置する接続パターン３４８→第２ビア３４７→第３金属板３３３の経路を経ることになる。
【００７５】
このため、第１ステッチングビア３４５は、一端３４１ａが第１金属板３３１と接続し、第１誘電層３２０を貫通して形成される第１ビア３４１と、一端３４２ａが第２金属板３３２と接続し、第１誘電層３２０を貫通して形成される第２ビア３４２と、一端が第１ビア３４１の他端３４１ｂに接続され、他端が第２ビア３４２の他端３４２ｂに接続されて、第１金属層３１０と同一平面上を経由するように位置した接続パターン３４３と、を含むことができる。
【００７６】
また、第２ステッチングビア３４９は、一端３４６ａが第２金属板３３２と接続し、第１誘電層３２０を貫通して形成される第１ビア３４６と、一端３４７ａが第３金属板３３３と接続し、第１誘電層３２０を貫通して形成される第２ビア３４７と、一端が第１ビア３４６の他端３４６ｂに接続され、他端が第２ビア３４７の他端３４７ｂに接続されて、第１金属層３１０と同一平面上を経由するように位置した接続パターン３４８と、を含むことができる。
【００７７】
すなわち、第１ステッチングビア３４５及び第２ステッチングビア３４９が、それぞれ第１金属板３３１と第２金属板３３２との間、第２金属板３３２と第３金属板３３３との間を電気的に接続させる時に、特定部分、つまり各接続パターン３４３，３４８は、金属板と同一平面でない他の平面（ここでは第１金属層３１０）を経由するように形成される。
【００７８】
ここで、第１ステッチングビア３４５及び第２ステッチングビア３４９を構成するそれぞれのビア３４１，３４２，３４６，３４７の一端及び他端にはビアランドが形成される。ビアランドは、ビア形成時のドリル工程による位置ずれを克服するために備えられ、ビアの面積より大きく形成される。これは図３ａに示されたように、各ビアの一端及び他端の面積がビアの面積より大きく形成されていることから容易に確認できる。
【００７９】
また、第１ステッチングビア３４５の接続パターン３４３及び第２ステッチングビア３４９の接続パターン３４８は、それぞれ第１金属層３１０に形成されたクリアランスホール３５１，３５２内に収容される。これは、第１金属層３１０と金属板が互いに電気信号の異なる層を構成するので、ステッチングビアを介して電気的に接続される金属板と第１金属層３１０との間を電気的に分離するために、ステッチングビアの各接続パターン３４３，３４８を第１金属層３１０に形成されたクリアランスホール３５１，３５２内に収容するものである。
【００８０】
上述したように、ステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物は、図３ｂにて点線表示された一つのセル３００を基準にする場合、ある二つの金属板３３１，３３２間が一つのステッチングビア３４５を介して一つの金属板３３１→ステッチングビア３４５（すなわち、第１ビア３４１→接続パターン３４３→第２ビア３４２）→他の一つの金属板３３２の順で、電気的に直列接続される。このような構造を有する電磁気バンドギャップ構造物による等価回路図が図３ｃに示されている。
【００８１】
図３ｃの等価回路図を図３ｂの点線部分のセル３００に適用して説明すると、インダクタンス成分Ｌ１は第１ビア３４１に該当し、インダクタンス成分Ｌ２は第２ビア３４２に該当し、インダクタンス成分Ｌ３は接続パターン３４３に該当する。Ｃ１は、金属板３３１，３３２とその上部に位置する他の任意の誘電層及び金属層によるキャパシタンス成分であり、Ｃ２及びＣ３は、接続パターン３４３を基準にしてその側面に位置する第１金属層３１０と、その下部に位置する他の任意の誘電層及び金属層によるキャパシタンス成分である。
【００８２】
このような等価回路図により、図３ａ及び図３ｂの電磁気バンドギャップ構造物は、特定周波数帯域の信号を遮蔽できる帯域阻止フィルタとして機能することができる。すなわち、図３ｃの等価回路図から分かるように、低周波数帯域の信号（ｘ）及び高周波数帯域の信号（ｙ）は、電磁気バンドギャップ構造物を通過し、その中間の特定周波数帯域の信号（ｚ１），（ｚ２），（ｚ３）は電磁気バンドギャップ構造物により遮蔽される。
【００８３】
ここで注目すべきことは、図３ａ及び図３ｂの電磁気バンドギャップ構造物は、ステッチングビアを含む２層構造であるから、それぞれ三つのインダクタンス成分と三つのキャパシタンス成分による複数の遮蔽経路（図３ｃの参照符号ｚ１、ｚ２、ｚ３参照）を通じて、より広くて多様なバンドギャップ周波数帯域を有することができる。これに反して、前述した図２ａ及び図２ｂに示されたきのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造物は、単一遮蔽経路（すなわち、一つのインダクタンス成分及び一つのキャパシタンス成分による単一経路）のみを有するので、非常に限定的で狭いバンドギャップ周波数帯域を有するしかできなかった。
【００８４】
このように図３ｃの等価回路図によれば、図３ａ及び図３ｂに示されたステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物は、図２ａ及び図２ｂに示されたきのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造物に比べて、より広い遮蔽範囲及び優れた遮蔽効率を有する構造であることが分かる。
【００８５】
また、ステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物によれば、隣接する金属板同士が、それらとは異なる平面上を経由するステッチングビアを介して電気的に接続されるので、きのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造物に比べて、そのビアの長さを十分に確保できるという利点がある。ここで、確保できるステッチングビアの長さは、確保可能なインダクタンス値に比例するので、電磁気バンドギャップ構造物におけるインダクタンス値を十分に調整できることが、利点として作用する。さらに、他の平面を経由するステッチングビアを介して金属板同士が接続されるので、金属板同士を接続させるためのパターンを同一層に形成する必要がないので、金属板と金属板間の離隔間隔を狭めることができるという利点がある。金属板間の離隔間隔が狭くなるほどそのギャップに存在するキャパシタンス値は増加するので、これはまた、電磁気バンドギャップ構造物におけるキャパシタンス値を十分に調整できることが、利点として作用する。
【００８６】
図３ｃの等価回路図における各キャパシタンス成分は、金属板と金属層と間の離隔間隔、隣接した金属板と金属板と間の離隔間隔、金属層間、または金属層と金属板との間に介在された誘電層を構成する誘電物質の誘電率、金属板のサイズ、形状、面積などのような要素によりその値が変わることがある。インダクタンス成分も、ステッチングビアを構成する各ビア及び接続パターンの形状、長さ、直径、厚さ、幅などのような要素によりその値が変わることがある。したがって、上述した多様な要素を適切に調整・設計すれば、図３ａ及び図３ｂに示された構造物を、特定周波数帯域の信号またはノイズの遮蔽または低減のための電磁気バンドギャップ構造物（一種の帯域阻止フィルタとして機能する）として汎用的に活用することができる。
【００８７】
したがって、図４ａ〜図４ｄの印刷回路基板内の任意の面全体に、あるいは、図４ｅのように面の一部にだけ、図３ａ及び図３ｂの構造物、または後述する図５〜図８の構造物を、その印刷回路基板内に存在するノイズ伝達可能経路上に繰り返し配列することにより、特定周波数帯域の信号伝達を遮蔽できる電磁気バンドギャップ構造として機能することができる。
【００８８】
以上、図３ａ及び図３ｂを参照して第１金属層３１０を下層、複数の金属板３３１，３３２，３３３を上層とし、その間に第１誘電層３２０が介在された２層構造のステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物を中心に説明した。ただし、ステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物が、必ずしも図３ａ及び図３ｂと同じ形態、構造を有する必要はない。
【００８９】
一例として、ステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物に、ステッチングビアと金属板とが位置している領域の下方に図３ａ及び図３ｂに示されたような金属層３１０が必ずしも存在する必要はない。これは、ステッチングビアの接続パターンの形成位置が必ずしも金属層の存在する部分である必要はないからである。
【００９０】
すなわち、図３ａ及び図３ｂに示されたように、接続パターンが形成される位置に対応して同一平面上に任意の金属層が存在する場合には、接続パターンは同一平面上の金属層３１０に形成されたクリアランスホール３５１，３５２内に収容される形態で形成されるものであるが、図１０ｂに示すように、接続パターンの形成位置に別途の金属層が存在しない場合もあるからである。
【００９１】
また、他の例として、ステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物は、必ずしも図３ａ及び図３ｂに示されたような積層構造を有する必要はない。すなわち、ステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物は、金属板を下層、金属層を上層にし、その間に介在された誘電層を貫通するステッチングビアを含む積層構造、すなわち、図３ａ及び図３ｂの積層構造の上下が逆になった形態を有することもできる。このような場合にも、上述したノイズ遮蔽効果を期待できるのは明らかである。
【００９２】
以下、本発明の各実施例による電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を図５〜図８に基づいて説明し、図３ａ〜図４ｅの説明と重複される説明は省略し、本発明の各実施例による特徴を主として説明する。これは、上述したように、図３ａ及び図３ｂに示されたステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物に関する説明は、２層構造を採用していること以外には、その技術的思想／原理を図５〜図８の本発明の各実施例にそのまま採用できるからである。
【００９３】
先ず、図５〜図８は、図示の便宜のために、多層印刷回路基板１００内に存在する複数の金属層中、特に本発明の電磁気バンドギャップ構造物が位置している部分と直接関連のある一部金属層だけを中心に、その一部の断面を図示した断面図である。したがって、図５〜図８に示された断面図の最上位層の上部または最下位層の下部には少なくとも一つの別の金属層がさらに存在することができる。
【００９４】
また、図５〜図８は、図示の便宜のため、及び本発明の明確な理解を助けるために、三つの金属板だけを示し、一つの金属板を基準として、隣接した別の一つ、及びさらに別の一つの金属板とがそれぞれ一つのステッチングビアを介して電気的に接続される場合（すなわち、一つのセルを基準にして、隣接した別の二つのセル間が接続される場合）を中心に例示したものに過ぎない。すなわち、上述した図４ａ〜図４ｅの説明のように、本発明の各実施例による電磁気バンドギャップ構造物は、基板全体または基板の一部分に多様な形状、サイズ、配列をもって配置することができ、当業者であれば、本明細書の全趣旨を通じてこれを明確に理解することができよう。
【００９５】
したがって、以下では、一つのセル（図５〜図８の破線で表示された５００、６００、７００、８００のセルそれぞれ参照）を基準にして、隣接した二つのセルを接続させる場合を中心に、本発明の各実施例に係る電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を説明する。
【００９６】
図５は、本発明の第１の実施例によるステッチングビアを含む多層構造の電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を示す断面図である。ここで、図１０ａは図５に示された電磁気バンドギャップ構造物の立体斜視図である。
【００９７】
本発明の第１の実施例による電磁気バンドギャップ構造物は、二つの金属層５１１，５１２と、二つの金属層５１１，５１２の間の一平面上に位置する複数の金属板５３１，５３２，５３３と、複数の金属板５３１，５３２，５３３のうちの一つの金属板５３２と別の一つの金属板５３１とを電気的に接続させる第１ステッチングビア５４５と、上記一つの金属板５３２とさらに別の一つの金属板５３３とを電気的に接続させる第２ステッチングビア５４９と、を含む。ここで、複数の金属板５３１，５３２，５３３と二つの金属層５１１，５１２との間にはそれぞれ誘電層（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｌａｙｅｒ）５２１，５２２が介在されることができる。
【００９８】
以下、図面説明の便宜上、また図３ａ、図３ｂの電磁気バンドギャップ構造との対照を明確にするために、参照番号５１１の金属層を第１金属層５１１と、参照番号５１２の金属層を第２金属層５１２と、参照番号５３１の金属板を第１金属板５３１と、参照番号５３２の金属板を第２金属板５３２と、参照番号５３３の金属板を第３金属板５３３と、参照番号５２１の誘電層を第１誘電層５２１と、参照番号５２２の誘電層を第２誘電層５２２と称する。
【００９９】
ある二つの金属板を電気的に接続する場合、図５及び図１０ａにおける電磁気バンドギャップ構造物の各ステッチングビアは、図３ａ及び図３ｂにおける電磁気バンドギャップ構造物の各ステッチングビアと同様に、同一平面上にある二つの金属板を電気的に接続させないが、各ステッチングビアは、その一部が金属板と異なる平面を経由することにより、金属板同士を電気的に接続させる。
【０１００】
しかし、図５及び図１０ａの電磁気バンドギャップ構造物では、一つの金属板と、隣接した別の金属板と、さらに別の金属板との間をそれぞれ接続させる第１ステッチングビア５４５と第２ステッチングビア５４９が、金属板５３１，５３２，５３３の位置した平面から互いに異なる方向に位置した他の二つの平面をそれぞれ経由する。この点が、図３ａ及び図３ｂに示された電磁気バンドギャップ構造物との構造的な違いである。
【０１０１】
すなわち、図５及び図１０ａの電磁気バンドギャップ構造物は、図３ａ及び図３ｂの電磁気バンドギャップ構造物とは異なって、第１金属層５１１を第１層にし、金属板５３１，５３２，５３３を第２層にし、第２金属層５１２を第３層とする、３層構造となっている。
【０１０２】
これにより、第１ステッチングビア５４５は、その一部（５４３参照）が、金属板５３１，５３２，５３３が積層された平面を基準に、その上部方向に位置した他の平面である第２金属層５１２と同一平面を経由することにより第２金属板５３２と第１金属板５３１とを電気的に接続させる。また、同様に第２ステッチングビア５４９は、その一部（５４８参照）が、金属板５３１，５３２，５３３が積層された平面を基準に、その下部方向に位置した他の平面である第１金属層５１１と同一平面を経由することにより、第２金属板５３２と第３金属板５３３とを電気的に接続させる。
【０１０３】
そのため、第１ステッチングビア５４５は、一端が第１金属板５３１に接続され、第２誘電層５２２を貫通して形成される第１ビア５４１と、一端が第２金属板５３２に接続され、第２誘電層５２２を貫通して形成される第２ビア５４２と、一端が第１ビア５４１の他端に接続され、他端が第２ビア５４２の他端に接続されて、第２金属層５１２と同一平面を経由するように位置した接続パターン５４３と、を含む。
【０１０４】
また、第２ステッチングビア５４９は、一端が第２金属板５３２に接続され、第１誘電層５２１を貫通して形成される第１ビア５４６と、一端が第３金属板５３３に接続され、第１誘電層５２１を貫通して形成される第２ビア５４７と、一端が第１ビア５４６の他端に接続され、他端が第２ビア５４７の他端に接続されて、第１金属層５１１と同一平面を経由するように位置した接続パターン５４８と、を含む。ここで、第１金属層５１１と金属板５３１，５３２，５３３、あるいは第２金属層５１２と金属板５３１，５３２，５３３とは、印刷回路基板内において互いに電気信号の異なる層を構成することができる。上述した図３ａ〜図３ｃでも説明したが、印刷回路基板にて、第１金属層５１１及び第２金属層５１２はそれぞれ電源層または信号層として機能することができ、金属板５３１，５３２，５３３は接地層として機能できることがその一例である。当然、その反対となり得ることも明らかである。
【０１０５】
この場合、第１ステッチングビア５４５の接続パターン５４３及び第２ステッチングビア５４９の接続パターン５４８を、図５に示されたように、第２金属層５１２に形成されたクリアランスホール５５１及び第１金属層５１１に形成されたクリアランスホール５５２内にそれぞれ収容することにより、金属板５３１，５３２，５３３と第１金属層５１１との間及び第２金属層５１２との間を電気的に分離する必要がある。
【０１０６】
上述したように、金属板同士は、一つの金属板と隣接した別の二つの金属板とをそれぞれ接続させる二つのステッチングビアにより、第１金属板５３１→第１ステッチングビア５４５（すなわち、第１ビア５４１→第２金属層５１２と同一平面上に位置する接続パターン５４３→第２ビア５４２の経路で接続される）→第２金属板５３２→第２ステッチングビア５４９（すなわち、第１ビア５４６→第１金属層５１１と同一平面上に位置する接続パターン５４８→第２ビア５４７の経路で接続される）→第３金属板５３３の順で接続されることになる。
【０１０７】
ここで、金属板５３１，５３２，５３３から、互いに異なる方向に延長形成された第１ステッチングビア５４５及び第２ステッチングビア５４９は、それぞれインダクタンス成分として作用し、金属板５３１，５３２，５３３から第１誘電層５２１を隔てて位置した第１金属層５１１、そして金属板５３１，５３２，５３３から第２誘電層５２２を隔てて位置した第２金属層５１２は、それぞれキャパシタンス成分として作用する。したがって、図４ａ〜図４ｄの印刷回路基板内部の任意の一面全体に、あるいは、図４ｅのように一面の一部に、図５の構造物をその印刷回路基板内に存在するノイズ伝達可能経路上に繰り返し配列すれば、特定周波数帯域の信号伝達を遮蔽できる電磁気バンドギャップ構造として機能することができる。
【０１０８】
さらに、図１０ｂは、図１０ａから第１金属層５１１及び第２金属層５１２が除去されたものの立体斜視図である。これは、前述したように、多層印刷回路基板に、本発明による電磁気バンドギャップ構造物（すなわち、金属板及びステッチングビア）が配置される領域と隣接する下部及び上部に、必ずしも別途の金属層がそれぞれ存在する必要はないことを示す。図１０ｂのような場合には、ステッチングビアの接続パターンが形成される位置に図５及び図１０ａのような別途のクリアランスホールを備える必要がない。
【０１０９】
図６は、本発明の第２の実施例によるステッチングビアを含む多層構造の電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を示す断面図である。ここで、図１１ａは図６に示された電磁気バンドギャップ構造物に関する立体斜視図である。
【０１１０】
本発明の第２の実施例による電磁気バンドギャップ構造物は、二つの金属層６１１，６１２と、二つの金属層６１１，６１２の間の一平面上に位置する複数の金属板６３１，６３２，６３３と、複数の金属板６３１，６３２，６３３のうちの一つの金属板６３２と別の一つの金属板６３１とを電気的に接続させる第１ステッチングビア６４５と、上記一つの金属板６３２とさらに別の一つの金属板６３３とを電気的に接続させる第２ステッチングビア６４９と、を含む。
【０１１１】
本発明の第２の実施例による電磁気バンドギャップ構造では、上記二つの金属層６１１，６１２のうちの少なくとも一つと金属板６３１，６３２，６３３との間に少なくとも一つのさらに別の金属層が存在する。図６を参照すると、金属層６１２と金属板６３１，６３２，６３３との間にさらに他の金属層６１３が位置している。ここで、複数の金属板６３１，６３２，６３３と三つの金属層６１１，６１２，６１３との間にはそれぞれ誘電層６２１，６２２，６２３が介在されてもよい。
【０１１２】
以下、図面説明の便宜のため、及び図３ａ、図３ｂ、図５に示された電磁気バンドギャップ構造と対照して示すために、参照番号６１１の金属層を第１金属層６１１と、参照番号６１２の金属層を第２金属層６１２と、参照番号６１３の金属層を第３金属層６１３と、参照番号６３１の金属板を第１金属板６３１と、参照番号６３２の金属板を第２金属板６３２と、参照番号６３３の金属板を第３金属板６３３と、参照番号６２１の誘電層を第１誘電層６２１と、参照番号６２２の誘電層を第２誘電層６２２と、参照番号６２３の誘電層を第３誘電層６２３と称する。
【０１１３】
図６及び図１１ａの第１ステッチングビア６４５は、その一部分（６４３参照）が金属板６３１，６３２，６３３の積層された平面を基準に、その上部方向に位置した他の平面である第２金属層６１２と同一平面を経由することにより、第２金属板６３２と第１金属板６３１とを電気的に接続させる。第２ステッチングビア６４９は、その一部分（６４８参照）が金属板６３１，６３２，６３３の積層された平面を基準に、その下部方向に位置した他の平面である第１金属層６１１と同一平面を経由することにより、第２金属板６３２と第３金属板６３３とを電気的に接続させる。
【０１１４】
このように、本発明の第２の実施例による電磁気バンドギャップ構造物は、上述した第１の実施例による電磁気バンドギャップ構造物と同じ原理であって、複数の金属板と、これら金属板からその上部及び下部にそれぞれ位置した、ある二つの金属層を同一平面上で経由する二つのステッチングビアと、を含む。しかし、本発明の第２の実施例では、その二つの金属層のうちの少なくとも一つ（すなわち、図６での第２金属層６１２）と金属板との間に少なくとも一つのさらに別の金属層（すなわち、図６での第３金属層６１３）が存在するという点から、本発明の第１の実施例による電磁気バンドギャップ構造とは異なる。
【０１１５】
一方、本発明の第１の実施例では、第１ステッチングビア５４５及び第２ステッチングビア５４９がそれぞれ経由する第２金属層５１２及び第１金属層５１１のすべてが、金属板５３１，５３２，５３３の上部及び下部に隣接した金属層であった。
【０１１６】
これにより、図６及び図１１ａで、第１ステッチングビア６４５の第１ビア６４１は、その一端が第１金属板６３１に接続され、第３誘電層６２３、第３金属層６１３、及び第２誘電層６２２を貫通して形成される。第１ステッチングビア６４５の第２ビア６４２は、その一端が第２金属板６３２に接続され、第３誘電層６２３、第３金属層６１３、及び第２誘電層６２２を貫通して形成される。そして、第１ステッチングビア６４５の接続パターン６４３は、その一端が第１ビア６４１の他端に接続され、その他端が第２ビア６４２の他端に接続されて、第２金属層６１２と同一平面上を経由するように形成される。
【０１１７】
また、第２ステッチングビア６４９は、一端が第２金属板６３２に接続され、第１誘電層６２１を貫通して形成される第１ビア６４６と、一端が第３金属板６３３に接続され、第１誘電層６２１を貫通して形成される第２ビア６４７と、一端が第１ビア６４６の他端に接続され、他端が第２ビア６４７の他端に接続されて、第１金属層６１１と同一平面上を経由するように形成される接続パターン６４８と、を含む。
【０１１８】
ここで、それぞれの金属層６１１，６１２，６１３と金属板６３１，６３２，６３３とは、印刷回路基板内で、互いに電気信号的に異なる層を構成することができる。印刷回路基板にて第１〜第３金属層６１１，６１２，６１３は電源層として機能することができ、金属板６３１，６３２，６３３は接地層として機能することができることがその一例である。
【０１１９】
この場合、図６に示されたように、第１ステッチングビア６４５の接続パターン６４３及び第２ステッチングビア６４９の接続パターン６４８を、第２金属層６１２に形成されたクリアランスホール６５１及び第１金属層６１１に形成されたクリアランスホール６５２内にそれぞれ収容することにより、金属板６３１，６３２，６３３と第１金属層６１１との間及び第２金属層６１２との間を電気的に分離する必要がある。
【０１２０】
また、図６及び図１１ａの場合、第１ステッチングビア６４５の第１ビア６４１及び第２ビア６４２は、それぞれ第３金属層６１３を貫通して形成されるものであるため、金属板６３１，６３２，６３３と第３金属層６１３との間が電気的に分離される必要があり、そのため、第１ステッチングビア６４５の第１ビア６４１及び第２ビア６４２が、第３金属層６１３にそれぞれ形成されたクリアランスホール６５３，６５４内を貫通して形成される。
【０１２１】
ここで、金属板６３１，６３２，６３３から互いに異なる方向に異なる長さで延長形成された第１ステッチングビア６４５及び第２ステッチングビア６４９は、その長さに比例した異なる値のインダクタンス成分として作用し、金属板６３１，６３２，６３３から第１誘電層６２１を隔てて位置する第１金属層６１１、及び金属板６３１，６３２，６３３から第３誘電層６２３を隔てて位置する第３金属層６１３は、それぞれキャパシタンス成分として作用する。
【０１２２】
また、図６及び図１１ａでは、金属板６３１，６３２，６３３と第２金属層６１２とのの間にさらに別の金属層である第３金属層６１３が介在されているので、第３金属層６１３、第２誘電層６２２、及び第２金属層６１２によるキャパシタンス成分がさらに存在する。これは、図６の電磁気バンドギャップ構造物が第１金属層６１１を第１層に、金属板６３１，６３２，６３３を第２層に、第３金属層６１３を第３層に、第２金属層６１２を第４層にする４層構造を有するからである。当然、図６及び図１１ａの電磁気バンドギャップ構造によれば、金属板６３１，６３２，６３３と、ある一つの金属層との間に介在される金属層の数に応じて５層以上の構造を有することもできる。
【０１２３】
したがって、図４ａ〜図４ｄの印刷回路基板内部の任意の面全体に、あるいは、図４ｅのように面の一部に、図６の構造物をその印刷回路基板内に存在するノイズ伝達可能経路上に繰り返し配列すれば、特定周波数帯域の信号の伝達を遮蔽することのできる電磁気バンドギャップ構造として機能することができる。
【０１２４】
特に、図６及び図１１ａの電磁気バンドギャップ構造によれば、第１ステッチングビア６４５と第２ステッチングビア６４９が異なる長さで形成されるので、異なる周波数帯域を有する二つのバンドギャップ周波数（ｂａｎｄｇａｐ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を得ることもできる特徴を有する。これは、後述する図９の周波数特性グラフを通じて明確に確認できる。
【０１２５】
図１１ｂは、図１１ａから第１〜第３金属層６１１，６１２，６１３が除去されたものの立体斜視図である。これもまた前述したように、多層印刷回路基板に、本発明による電磁気バンドギャップ構造物（すなわち、金属板及びステッチングビア）が配置される領域と隣接した下部及び上部に、必ずしも別途の金属層がそれぞれ存在する必要がないことを示す。これは別途、図面での説明はしないが、後述する図７及び図８の場合も同様に適用される。
【０１２６】
図７は、本発明の第３の実施例によるステッチングビアを含む多層構造の電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を示す断面図である。
【０１２７】
本発明の第３の実施例による電磁気バンドギャップ構造物は、印刷回路基板１００内の一平面上に位置する複数の金属板７３１，７３２，７３３と、金属板７３１，７３２，７３３が積層された平面の下部方向の互いに異なる平面に位置する二つの金属層７１１，７１２と、金属板７３１，７３２，７３３のうちの一つの金属板７３２と別の一つの金属板７３１とを電気的に接続させる第１ステッチングビア７４５と、上記一つの金属板７３２とさらに別の一つの金属板７３３とを電気的に接続させる第２ステッチングビア７４９と、を含む。ここで、複数の金属板７３１，７３２，７３３と、一つの金属層７１１との間及び上記二つの金属層７１１，７１２との間にはそれぞれ誘電層７２１，７２２が介在されてもよい。
【０１２８】
以下、図面説明の便宜のため、及び図３ａ、３ｂ、図５、図６に示された電磁気バンドギャップ構造と対照して示すために、参照番号７１１の金属層を第１金属層７１１と、参照番号７１２の金属層を第２金属層７１２と、参照番号７３１の金属板を第１金属板７３１と、参照番号７３２の金属板を第２金属板７３２と、参照番号７３３の金属板を第３金属板７３３と、参照番号７２１の誘電層を第１誘電層７２１と、参照番号７２２の誘電層を第２誘電層７２２と称する。
【０１２９】
さらに、図７には、第１金属層７１１及び第２金属層７１２が金属板７３１，７３２，７３３を基準に、その下部方向の他の平面上に位置すると示されているが、これは一例に過ぎない。すなわち、本発明の第３の実施例による電磁気バンドギャップ構造によれば、第１金属層７１１及び第２金属層７１２は、金属板７３１，７３２，７３３を基準に、その上部方向の互いに異なる平面上に位置する任意の二つの金属層であることができる。これは後述する本発明の第４の実施例による電磁気バンドギャップ構造でも同じく適用される。
【０１３０】
さらに、図７では、第１金属層７１１が金属板７３１，７３２，７３３と隣接していて、第２金属層７１２が第１金属層７１１と隣接している図が例示されているが、第１金属層７１１と金属板７３１，７３２，７３３との間及び第１金属層７１１と第２金属層７１２との間には少なくとも一つのさらに別の金属層が存在することができる。これもまた、後述する本発明の第４の実施例による電磁気バンドギャップ構造でも同じく適用される。
【０１３１】
ここで、図７に示された電磁気バンドギャップ構造物は、第２金属層７１２を第１層に、第１金属層７１１を第２層に、金属板７３１，７３２，７３３を第３層にする３層構造となっている。しかし、図５に示された電磁気バンドギャップ構造物と異なる点は、図７の電磁気バンドギャップ構造物は、第１ステッチングビア７４５及び第２ステッチングビア７４９が金属板７３１，７３２，７３３から同一方向に形成されているという点である。
【０１３２】
ただし、図７に示された電磁気バンドギャップ構造物は、上述した図６の電磁気バンドギャップ構造と類似しており、二つのステッチングビアは互いに異なる長さを有するように形成されている。
【０１３３】
すなわち、図７によれば、第１ステッチングビア７４５は、その一部分（７４３参照）が金属板７３１，７３２，７３３の積層された平面から、その下部方向であってより近くに位置した別の平面である第１金属層７１１と同一平面上を経由することにより、第２金属板７３２と第１金属板７３１とを電気的に接続させる。第２ステッチングビア７４９は、その一部分（７４８参照）が金属板７３１，７３２，７３３の積層された平面から、その下部方向であってより離れて位置したさらに別の平面である第２金属層７１２と同一平面上を経由することにより、第２金属板７３２と第３金属板７３３とを電気的に接続させる。
【０１３４】
そのため、第１ステッチングビア７４５は、一端が第１金属板７３１に接続され、第１誘電層７２１を貫通して形成される第１ビア７４１と、一端が第２金属板７３２に接続され、第１誘電層７２１を貫通して形成される第２ビア７４２と、一端が第１ビア７４１の他端に接続され、他端が第２ビア７４２の他端に接続されて、第１金属層７１１と同一平面上を経由するように形成された接続パターン７４３と、を含む。
【０１３５】
第２ステッチングビア７４９の第１ビア７４６は、その一端が第２金属板７３２に接続され、第１誘電層７２１、第１金属層７１１、及び第２誘電層７２２を貫通して形成される。第２ステッチングビア７４９の第２ビア７４７は、その一端が第３金属板７３３に接続され、第１誘電層７２１、第１金属層７１１、及び第２誘電層７２２を貫通して形成される。第２ステッチングビア７４９の接続パターン７４８は、その一端が第１ビア７４６の他端に接続され、その他端が第２ビア７４７の他端に接続されて、第２金属層７１２と同一平面上を経由するように形成される。
【０１３６】
図７での第２ステッチングビア７４９は、全部で三つの層（第２金属層７１２、第１金属層７１１、及び金属板７３２，７３３）にわたって形成されている。通常、３層以上の構造におけるビアを用いた層間接続方式としては、図１２ａに示すＰＴＨ（ｐｌａｔｅｄ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｈｏｌｅ）方式、図１２ｂに示すスタックビア（ｓｔａｃｋ  ｖｉａ）方式、図１２ｃに示すスタッガードビア（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ  ｖｉａ）方式、図１２ｄに示すＯリングビア（ｏ−ｒｉｎｇ  ｖｉａ）方式などがある。すなわち、図７の第２ステッチングビア７４９は、図示の便宜により、第１ビア７４６及び第２ビア７４７が、図１２ａのＰＴＨ方式による一工程でのみ形成されたように示されているが（後述する図８のステッチングビアも同様である）、これ以外にも上記のような多様な方式が利用できる。
【０１３７】
ここで、図１２ｂのスタックビア方式や図１２ｃのスタッガードビア方式とは、複数のＢＶＨ（ｂｌｉｎｄ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）７４６−１，７４６−２，７４７−１，７４７−２を中間にビアランド７６１，７６２を備えて積層順に個々に形成して、電気的な接続を実現させる方式である。特に、図１２ｃのスタッガードビア方式は、ＢＶＨ７４６−１，７４７−１が、ＢＶＨ７４６−２，７４７−２とそれぞれ異なる中心軸を有するように形成されることをその特徴とする。また、図１２ｄのＯリングビア方式は、ビア７４６’，７４７’の直径が下部方向に向かうほど狭くなる特徴を有する。また、ビアの形成のためにＩＶＨ（ｉｎｎｅｒ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）を利用することもでき、如何なる方式でも特に制限されることなく、本発明に適用可能である。
【０１３８】
ここで、金属層７１１，７１２と金属板７３１，７３２，７３３とは、印刷回路基板内で互いに電気信号の異なる層を形成することができる。すなわち、印刷回路基板において、金属層７１１，７１２が電源層として機能し、金属板７３１，７３２，７３３が接地層として機能することがその一例である。
【０１３９】
この場合、第１ステッチングビア７４５の接続パターン７４３及び第２ステッチングビア７４９の接続パターン７４８が、図７に示されたように、第１金属層７１１に形成されたクリアランスホール７５１と第２金属層７１２に形成されたクリアランスホール７５２内にそれぞれ収容されることにより、金属板７３１，７３２，７３３と第１金属層７１１間及び第２金属層７１２間を電気的に分離する必要がある。
【０１４０】
また、図７の場合、第２ステッチングビア７４９の第１ビア７４６及び第２ビア７４７は、それぞれ第１金属層７１１まで貫通して形成されるので、第１金属層７１１に別途形成された他のクリアランスホール７５３，７５４内を貫通するように形成される必要がある。
【０１４１】
このように、本発明の第３の実施例による電磁気バンドギャップ構造では、二つの金属層７１１，７１２のすべてが、金属板７３１，７３２，７３３が積層された平面を基準に、一方向の異なる平面上に位置する特徴を有するので、二つのステッチングビアのうち、金属板から相対的に遠い位置に位置した金属層（例えば、第２金属層７１２）を経由するステッチングビア（例えば、第２ステッチングビア７４９）は、常に相対的に近い位置に積層された金属層（例えば、第１金属層７１１）を貫通することになる。したがって、遠い距離を経由するステッチングビアの貫通位置に対応して、近い位置の金属層にはクリアランスホール７５３、７５４が別途形成されている必要がある。
【０１４２】
本発明の第３の実施例でも、金属板７３１，７３２，７３３の同一方向に、互いの異なる長さで延長形成された第１ステッチングビア７４５及び第２ステッチングビア７４９は、それぞれその長さに比例して異なる値を有するインダクタンス成分として作用し、金属板７３１，７３２，７３３から第１誘電層７２１を隔てて位置する第１金属層７１１、そして第１金属層７１１、第２誘電層７２２、及び第２金属層７１２はそれぞれキャパシタンス成分として作用する。
【０１４３】
したがって、図４ａ〜図４ｄの印刷回路基板内の任意の面全体に、あるいは、図４ｅのように面の一部に、図７のような構物をその印刷回路基板内に存在するノイズ伝達可能経路上に繰り返し配列すれば、特定周波数帯域の信号伝達を遮蔽できる電磁気バンドギャップ構造として機能することができる。
【０１４４】
ここで、図７の電磁気バンドギャップ構造によっても、第１ステッチングビア７４５と第２ステッチングビア７４９は異なる長さで形成されるので、図６と同様に、異なる帯域を有する二つのバンドギャップ周波数を得ることができる。
【０１４５】
図８は、本発明の第４の実施例によるステッチングビアを含む多層構造の電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を示す断面図である。
【０１４６】
本発明の第４の実施例による電磁気バンドギャップ構造物は、印刷回路基板１００内のある一平面上に位置する複数の金属板８３１，８３２，８３３と、上記金属板８３１，８３２，８３３の間に少なくとも一つの別の金属層（例えば、金属層８１１）を隔てて位置する金属層８１２と、金属板８３１，８３２，８３３のうちの一つの金属板８３２と別の金属板８３１とを電気的に接続させる第１ステッチングビア８４５と、上記一つの金属板８３２とさらに別の一つの金属板８３３とを電気的に接続させる第２ステッチングビア８４９と、を含む。ここで、複数の金属板８３１，８３２，８３３と一つの金属層８１１との間及び上記二つの金属層８１１，８１２との間にはそれぞれ誘電層８２１，８２２が介在されてもよい。
【０１４７】
以下、図面説明の便宜のため、及び図３ａ、３ｂ、図５、図６、図７に示された電磁気バンドギャップ構造と対照して示すために、参照番号８１１の金属層を第１金属層８１１と、参照番号８１２の金属層を第２金属層８１２と、参照番号８３１の金属板を第１金属板８３１と、参照番号８３２の金属板を第２金属板８３２と、参照番号８３３の金属板を第３金属板８３３と、参照番号８２１の誘電層を第１誘電層８２１と、参照番号８２２の誘電層を第２誘電層８２２と称する。
【０１４８】
ここで、図８に示された電磁気バンドギャップ構造物は、第２金属層８１２を第１層に、第１金属層８１１を第２層に、金属板８３１，８３２，８３３を第３層にする３層構造を有する点、金属板８３１，８３２，８３３からステッチングビアが一方向にだけ延長されるという点から図７の構造と類似した構造を有する。ただし、図８は、すべてのステッチングビア８４５，８４９が金属板８３１，８３２，８３３と隣接した金属層（図８の第１金属層８１１）を経由しないように形成されたという点から、図７の構造とは異なる。
【０１４９】
すなわち、図８で、第１ステッチングビア８４５及び第２ステッチングビア８４９はいずれも、それぞれの一部分（例えば、８４３，８４８）が金属板８３１，８３２，８３３と隣接しない金属層（すなわち、第２金属層８１２）と同一平面上の異なる位置を経由することにより、それぞれ二つの金属板間（すなわち、第１金属板８３１と第２金属板８３２との間、及び、第２金属板８３２と第３金属板８３３との間）を電気的に接続させる。
【０１５０】
そのため、第１ステッチングビア８４５の第１ビア８４１は、その一端が第１金属板８３１に接続され、第１誘電層８２１、第１金属層８１１及び第２誘電層８２２を貫通して形成される。第１ステッチングビア８４５の第２ビア８４２は、その一端が第２金属板８３２に接続され、第１誘電層８２１、第１金属層８１１及び第２誘電層８２２を貫通して形成される。第１ステッチングビア８４５の接続パターン８４３は、その一端が第１ビア８４１の他端に接続され、その他端が第２ビア８４２の他端に接続されて、第２金属層８１２と同一平面上を経由するように形成される。
【０１５１】
同じく、第２ステッチングビア８４９の第１ビア８４６は、その一端が第２金属板８３２に接続され、第１誘電層８２１、第１金属層８１１及び第２誘電層８２２を貫通して形成される。第２ステッチングビア８４９の第２ビア８４７は、その一端が第３金属板８３３に接続され、第１誘電層８２１、第１金属層８１１及び第２誘電層８２２を貫通して形成される。第２ステッチングビア８４９の接続パターン８４８は、その一端が第１ビア８４６の他端に接続され、その他端が第２ビア８４７の他端に接続されて、第２金属層８１２と同一平面上を経由するように形成される。
【０１５２】
ここで、金属層８１１，８１２と金属板８３１，８３２，８３３は、一つの印刷回路基板において、互いに電気信号の異なる層を形成することができる。この場合、図８に示すように、第１ステッチングビア８４５の接続パターン８４３及び第２ステッチングビア８４９の接続パターン８４８を、第２金属層８１２の異なる位置に形成されたクリアランスホール８５１，８５２内にそれぞれ収容することにより、金属板８３１，８３２，８３３と第２金属層８１２との間を電気的に分離させる必要がある。
【０１５３】
また、第１ステッチングビア８４５のビア８４１，８４２及び第２ステッチングビア８４９のビア８４６，８４７は、常に第１金属層８１１を貫通して形成されることになるので、第１金属層８１１にはそれぞれのビア８４１，８４２，８４６，８４７の貫通位置に対応して、それぞれにクリアランスホール８５３，８５４，８５５，８５６が形成される必要がある。
【０１５４】
よって、本発明の第４の実施例において、金属板８３１，８３２，８３３から同一方向に延長して形成された第１ステッチングビア８４５及び第２ステッチングビア８４９は、それぞれインダクタンス成分として作用する。また、金属板８３１，８３２，８３３、第１誘電層８２１、第１金属層８１１との間、及び第１金属層８１１、第２誘電層８２２、及び第２金属層８１２との間で、それぞれキャパシタンス成分として作用する。
【０１５５】
したがって、図４ａ〜図４ｄのように、印刷回路基板内の任意の面全体に、あるいは図４ｅのように面の一部に、図８の構造物をその印刷回路基板内に存在するノイズ伝達可能経路上に繰り返し配列すれば、特定周波数帯域の信号の伝達を遮蔽できる電磁気バンドギャップ構造として機能することができる。
【０１５６】
以上、図５〜図８を参照して詳細に説明した本発明の各実施例による電磁気バンドギャップ構造物によれば、多様なバンドギャップ周波数帯域を実現でき、これによって、より多様な応用製品、電子機器に汎用に適用できるという利点がある。これは本発明の各実施例による電磁気バンドギャップ構造が次のような重要な特徴を有するからである。
【０１５７】
第１に、本発明の電磁気バンドギャップ構造によれば、ある二つの金属板間を接続させるステッチングビアの長さをより長く確保できるという利点がある。これは、本発明の電磁気バンドギャップ構造によるそれぞれのステッチングビアが、隣接した金属層だけでなく他の金属層まで経由して二つの金属板間を電気的に接続させるので、その延長された長さ分だけ増加したインダクタンス値を確保できるからである。当然、隣接した金属層だけでなく他の金属層まで含んでいることにより、本発明の電磁気バンドギャップ構造が、その他の電気的成分（例えば、金属層間、または金属板と金属層との間におけるキャパシタンス成分）もさらに保有することができる。
【０１５８】
これは、本発明の電磁気バンドギャップ構造を採用する場合、既存の電磁気バンドギャップ構造（図２ａ及び図２ｂに示されたきのこ型構造）に比べて、調整可能な要素、すなわち様々なインダクタンス成分及びキャパシタンス成分をより多様に確保できるということを意味する。また、これは所望する遮蔽周波数のバンドギャップ周波数帯域及びそのノイズレベルの調整をより自在にできるということを意味する。
【０１５９】
第２に、本発明の電磁気バンドギャップ構造は、多層印刷回路基板への採用に好適であるという利点がある。一方、図２ａ及び図２ｂに示されたきのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造（または、図３ａ及び図３ｂに示されたステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造も同じである）によれば、二つのレイヤ内でのみキャパシタンス成分及びインダクタンス成分を確保しなければならないため、そこに、より複雑で密に構造物を形成しなければならないという点で、困難となる。さらに、様々な電子回路が同一基板内に設けられる複雑な配線構造を有する印刷回路基板や、ＳｉＰのように狭い領域に多くの能動素子及び受動素子を適用する場合を想定すると、もっと深刻な状況になることもある。
【０１６０】
すなわち、本発明の電磁気バンドギャップ構造は、多層印刷回路基板内の多層に分けて、ビアや接続パターンを作製できるので、それだけデザインの自由度及び柔軟性がよくなるという利点がある。
【０１６１】
第３に、本発明の電磁気バンドギャップ構造によれば、異なる長さを有するステッチングビアを形成することができるので、これにより、バンドギャップ周波数帯域をより拡張でき、また一つの電磁気バンドギャップ構造から、二以上のバンドギャップ周波数を確保できるという利点がある。これは、図９の周波数特性比較のグラフにより容易に理解できる。
【０１６２】
図９は、図３ｂ及び図６に示された電磁気バンドギャップ構造物の周波数特性を比較したグラフである。図９は、本発明による電磁気バンドギャップ構造が特定周波数帯域での帯域阻止特性を有するか否かを確認するために、その周波数特性を散乱パラメータ（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｐａｒａｍｅｔｅｒ）で分析したものである。ここで、参照番号９１０は図３ｂに示されたステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物の周波数特性を、参照番号９２０は本発明の実施例中、図６のステッチングビアを含む多層構造の電磁気バンドギャップ構造物の周波数特性を示す。
【０１６３】
図９を参照すると、図３ｂの電磁気バンドギャップ構造物は、遮蔽率−５０ｄＢを基準とすると、そのバンドギャップ周波数が約１．５〜４．７ＧＨｚ帯域を有することが分かる。一方、図６の電磁気バンドギャップ構造物は、同一遮蔽率（−５０ｄＢ）を基準にした場合、そのバンドギャップ周波数は約０．７５〜４．７ＧＨｚで形成されることが分かる。すなわち、本発明による図６の電磁気バンドギャップ構造物は、図３ｂの電磁気バンドギャップ構造物に比べて、より広いノイズ遮蔽範囲を有することを確認できる。また、同じ周波数帯を基準としてみた場合、そのノイズレベル（遮蔽率）が図６の電磁気バンドギャップ構造物のほうが図３ｂの電磁気バンドギャップ構造物より低くなることも容易に確認できる。
【０１６４】
また、さらに重要な特徴としては、図６の電磁気バンドギャップ構造物においては、遮蔽率−７５ｄＢを基準とした場合、二つのバンドギャップ周波数帯域が形成されることを確認できる（図９の９２１及び９２２参照）。これは、図６における電磁気バンドギャップ構造が、二つのステッチングビアの長さが異なるように形成されたものだからである。
【０１６５】
ここで、図９の周波数特性グラフは、ほぼ同じ条件下で、図３ｂと図６の電磁気バンドギャップ構造間の周波数特性の違いを説明するための一例に過ぎない。したがって、図９のシミュレーション結果は、金属板間あるいは金属層間の離隔間隔、各誘電層を構成する誘電物質の誘電率、各誘電層の厚さ、金属板の大きさ、形状、面積などのような要素によるキャパシタンス値の変化、ステッチングビアの形状、長さ、厚さ、幅、断面積などのような要素によるインダクタンス値の変化によっても、バンドギャップ周波数及びその遮蔽率が異なる。
【０１６６】
以上、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該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た本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】動作周波数の異なる二つの電子回路を含む印刷回路基板の断面図である。
【図２ａ】きのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造物の斜視図である。
【図２ｂ】きのこ型構造の電磁気バンドギャップ構造物の斜視図である。
【図２ｃ】図２ｂ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２ｄ】図２ｂに示された電磁気バンドギャップ構造物の周波数特性を示すグラフ図である。
【図３ａ】ステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物の一例を示す斜視図である。
【図３ｂ】図３ａに示されたステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物をＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。
【図３ｃ】図３ａに示されたステッチングビアを含む２層構造の電磁気バンドギャップ構造物の等価回路図である。
【図４ａ】四角形状の金属板を有するステッチングビアを含む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４ｂ】三角形状の金属板を有するステッチングビアを含む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４ｃ】大きさの異なる複数グループの金属板で形成されたステッチングビアを含む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４ｄ】大きさの異なる複数グループの金属板で形成されたステッチングビアを含む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４ｅ】ステッチングビアを含む電磁気バンドギャップ構造物による帯状の配列構造を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施例によるステッチングビアを含む多層構造の電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施例によるステッチングビアを含む多層構造の電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施例によるステッチングビアを含む多層構造の電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を示す断面図である。
【図８】本発明の第４の実施例によるステッチングビアを含む多層構造の電磁気バンドギャップ構造物及びこれを含む印刷回路基板を示す断面図である。
【図９】図３ｂに示された電磁気バンドギャップ構造物及び図６に示された電磁気バンドギャップ構造物の周波数特性を比較したグラフである。
【図１０ａ】図５に示された電磁気バンドギャップ構造物に関する立体斜視図である。
【図１０ｂ】図１０ａに示された立体斜視図から金属層を除去した形態を示す図面である。
【図１１ａ】図６に示された電磁気バンドギャップ構造物に関する立体斜視図である。
【図１１ｂ】図１１ａに示された立体斜視図から金属層を除去した形態を示す図である。
【図１２ａ】層間接続のためのビア形成方式を説明するための図である。
【図１２ｂ】層間接続のためのビア形成方式を説明するための図である。
【図１２ｃ】層間接続のためのビア形成方式を説明するための図である。
【図１２ｄ】層間接続のためのビア形成方式を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１００  印刷回路基板
３００、５００、６００、７００、８００  電磁気バンドギャップ構造物
３３１、５３１、６３１、７３１、８３１  第１金属板
３３２、５３２、６３２、７３２、８３２  第２金属板
３３３、５３３、６３３、７３３、８３３  第３金属板
５４５、６４５、７４５、８４５  第１ステッチングビア
５４９、６４９、７４９、８４９  第２ステッチングビア
５１１、６１１、７１１、８１１  第１金属層
５１２、６１２、７１２、８１２  第２金属層
５２１、６２１、７２１、８２１  第１誘電層
５２２、６２２、７２２、８２２  第２誘電層
【図１】
0005005649.tif 000002
【図２ａ】
0005005649.tif 000003
【図２ｂ】
0005005649.tif 000004
【図２ｃ】
0005005649.tif 000005
【図２ｄ】
0005005649.tif 000006
【図３ａ】
0005005649.tif 000007
【図３ｂ】
0005005649.tif 000008
【図３ｃ】
0005005649.tif 000009
【図４ａ】
0005005649.tif 000010
【図４ｂ】
0005005649.tif 000011
【図４ｃ】
0005005649.tif 000012
【図４ｄ】
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【図４ｅ】
0005005649.tif 000014
【図５】
0005005649.tif 000015
【図６】
0005005649.tif 000016
【図７】
0005005649.tif 000017
【図８】
0005005649.tif 000018
【図９】
0005005649.tif 000019
【図１０ａ】
0005005649.tif 000020
【図１０ｂ】
0005005649.tif 000021
【図１１ａ】
0005005649.tif 000022
【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
0005005649.tif 000024
【図１２ｂ】
0005005649.tif 000025
【図１２ｃ】
0005005649.tif 000026
【図１２ｄ】
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