(57)【要約】      （修正有）【課題】電気回路、電子モジュール、及びシステムにおける電磁性、容量性、及び誘導性の交差結合及び漏話を低減する多層印刷配線板を提供する。【解決手段】アナログ、デジタル、無線周波数（ＲＦ）の層、又は混合回路印刷配線構造のアッセンブリの間にある、散逸性炭素層７６を利用して、全般的に低減するための印刷配線板。層間の接続は、炭素層への接続が望ましくない場合は、絶縁されたビア７０を使用することによって、行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層印刷配線板において、
１つ又は複数の電磁放射構成要素を含むように構成されている少なくとも１層の印刷回路材料を備えている第１区画と、
信号吸収層と、
１つ又は複数の回路構成要素を含むように構成されている少なくとも１層の印刷接地面又は印刷回路材料を備えている第２区画と、を備えており、
前記信号吸収層の第１側は、前記第１区画の第１側に接着されており、前記信号吸収層の第２側は、前記第２区画の第１側に接着されており、前記信号吸収層は、前記電磁放射構成要素が作り出す電磁信号の少なくとも一部分を吸収するように構成されている、多層印刷配線板。
【請求項２】
前記信号吸収層は、損失の大きい炭素層であり、前記損失の大きい炭素層は、カーボンブラック、炭素繊維、又は炭素微小球の内の少なくとも１つを含んでおり、前記損失の大きい炭素層は、ニッケルで被膜された炭素微小球を有する少なくとも１つの層を備えており、前記信号吸収層は、更に、
前記損失の大きい炭素層を貫通し、それとは電気的に絶縁されている１つ又は複数のビアと、
前記損失の大きい炭素層とは絶縁されているが、前記第１区画を前記第２区画と電気的に接続するように構成されている、１つ又は複数のリード線又は金属メッキされているビアと、を備えており、
前記第１及び第２区画は、１つ又は複数の絶縁層を備えており、前記絶縁層の内の１つは、前記損失の大きい炭素層と前記第１区画の前記印刷回路材料層の間に配置されており、前記絶縁層の内の１つは、前記損失の大きい炭素層と前記第２区画の前記印刷接地面又は印刷回路材料層の間に配置されており、更に、絶縁層と、前記第２区画に接着されている印刷回路材料層とを備えている第６区画を備えており、接着されているときは、前記絶縁層が前記第２区画の前記印刷接地面層に隣接している、請求項１に記載の多層印刷配線板。
【請求項３】
印刷配線板に、その上に配置されている回路構成要素からの電磁放射を抑制させるための方法において、
１つ又は複数の回路構成要素を受け入れるように構成されている、少なくとも１層の印刷回路材料を備えている第１区画を提供する段階と、
１層の絶縁材料層を備えている第２区画を、前記第１区画に接着する段階と、
印刷接地面層を備えている第３区画を、前記第２区画に接着する段階と、
少なくとも１層の、信号を吸収する、損失の大きい炭素材料を備えており、前記第３区画に接着されている、第４区画を提供する段階と、
少なくとも１つの印刷接地面層又は絶縁層を備えており、前記第４区画に接着されている、第５区画を提供する段階と、から成り、
前記信号を吸収する、損失の大きい炭素の層は、前記回路構成要素の内の少なくとも１つが作り出す電磁信号の少なくとも一部分を吸収するように構成されており、前記印刷接地面層に間接的に接着されており、更に、
１つ又は複数のリード線又は金属メッキされたビアを、前記損失の大きい炭素層を貫通して、且つ前記損失の大きい炭素層から電気的に絶縁された状態に、形成する段階と、
前記第１、第３、及び第５区画の内の少なくとも２つの間に、前記リード線又は金属メッキされたビアの何れかを接続する段階と、を含んでいる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アッセンブリにとって内部の、そしてアッセンブリから放射される、望ましくない電気信号の干渉を減らすように構築されている、２つ又はそれ以上の層を有する印刷配線アッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術は、望ましくない放出の周波数又は振幅に、そのノイズ又は放出に向けられた特定の回路要素を使って直接対処することによる、抵抗性、誘導性、又は容量性の形態をしたノイズ（又は放出）の抑制に焦点を当てている。
【０００３】
先行技術は、ノイズを抑制するため印刷配線板の表面上に回路要素を設けることだけに注意を払っている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、アッセンブリにとって内部の、そしてアッセンブリから放射される、望ましくない電気信号の干渉を減らすように構築されている、２つ又はそれ以上の層を有する印刷配線アッセンブリを提供する。層の内の１つは、回路要素から電気的に放射された信号を吸収し、それらのエネルギーを、損失の大きい伝導性材料に熱として散逸させる材料である。完全に散逸されること無く、損失の大きい伝導性材料を貫通するだけの強度を有する電気信号は、一般に、隣接する面又は構造によって、損失の大きい伝導性材料に反射され、そこで、更なる減衰に直面することになる。本発明の特徴を備えていれば、他の回路アッセンブリからの、損失の大きい伝導性の層を貫通できるほどのエネルギーを有するノイズを、低減することもできる。損失の大きい伝導性の層は、別々の材料層を張り合わせてサンドイッチを形成して構築してもよいし、所望の印刷回路板層の上に、連続した又は目標とするフォーマットで、直接スクリーン印刷するか又は堆積させることにより、別々の層として貼り付けてもよい。多層印刷配線板の相互接続は、印刷配線板構造に一般的なビアを通してメッキし充填したものを使って実現することもできる。
【０００５】
損失の大きい伝導性の層を含む吸収材料には、従来のアナログ、デジタル、無線周波数（ＲＦ）の層か、又は混合回路印刷配線構造のアッセンブリの間にある、カーボンブラック、炭素繊維、又は炭素微少球の様な形態の炭素が含まれる。炭素の層は、個々の設計の要求に合わせて作られた、制御された伝導性の散逸性領域を提供するため、連続して、区画化して、及び／又は組み合わせて、配置されている。この技術は、エッチングされた別々のマイクロストリップ回路を含む、従来型のＲＦ分散型インピーダンス又は集中型インピーダンス構造の片側又は両側が金属シート層になっているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）板に適している。この技術は、同様に、デジタル及びＲＦ回路の組み合わせを含め、１つの連続層、又は１つ又は複数の炭素の層が間に挟まれている多重層の何れかの上に、追加の金属層又は接地面層有り又は無しで設けられた、高周波デジタル構造及びレイアウトを含む、電子的構造用の積層印刷配線板に用いられる一般的な材料にも適している。この技術を利用すると、層間接続を、炭素層への接続がその接続に望ましくない場合に、ビア及び／又は絶縁されたトラップを使用して行うことができる。これらのビアと層は、熱並びに電気の伝導経路を提供することにもなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の好適な代替実施形態について、図面を参照しながら以下に詳しく述べる。
後段の図面の簡単な説明で述べている幾つかの実施形態の要素の詳細な構造は、電気回路、電子モジュール、及びシステムにおける電磁性、容量性、及び誘導性の交差結合及び漏話を、従来のアナログ、デジタル、無線周波数の層、又は混合印刷回路配線構造アッセンブリの間に在る、散逸性炭素層を利用することによって低減する、多層印刷配線板構成を例示している。
【０００７】
図１に示す実施形態は、デジタル及び／又はＲＦの混合信号を作り出すための構成要素を含んでいるダイスタックアップ４０を示している。ダイスタックアップ４０は、サンドイッチ構造であり、１つの実施形態では、絶縁材料の層５０と、パターン化された又は連続する金属（又は印刷回路）材料の（随意）層５２と、炭素ベース材料（随意）層５４と、炭素微少球層５６と、第２炭素ベース材料（随意）層５８（損失が大きい炭素層５４−５８）と、パターン化された又は連続する金属（又は印刷回路）材料の（随意）層６０と、第２絶縁層６２を含んでいる。
【０００８】
活性構成要素（図示せず）は、絶縁層５０、６２の上に重ねられる次の層に含まれている。炭素ベース材料層５４、５８と炭素微少球層５６は、ダイスタックアップ４０の相対する両側に配置されている活性構成要素によって作り出される信号を吸収する。印刷回路材料層５２、６０は、炭素層５４−５８が信号を吸収した結果として作り出す熱のヒートシンクを提供している。
【０００９】
１つの実施形態では、炭素層５４−５８は、カーボン紙に見られる様な炭素を含んでおり、樹脂（ポリエーテルイミド（ＰＩＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ））の様な結合剤で組み合わせられたニッケルを含んでいることもある。炭素層５４−５８は、損失の大きいＲＦ散逸を提供する。Ｎｉが含まれていれば、或るレベルの磁界吸収が起こる。炭素層５４−５８は、金属材料層に（例えば、熱、圧力）接着されている。接着処理には（例えば、予成形）エポキシを使用してもよい。
【００１０】
別の実施形態では、炭素層５４−５８は、炭素微小球の層のみ、又は炭素微小球の層と非微小球炭素層（５４、５８）の何らかの組み合わせ、を含んでいる。炭素微小球は、インディアナ州Great BendのHoneywell Intl の特製品である。
【００１１】
図２の実施形態は、活性層同士の間の、これらの活性層を炭素層から選択的に絶縁している、電気的相互接続を示している。多レベル回路板７４は、上面と下面に絶縁体層７８と７９が接着されている炭素ベースのコア（損失の大きい炭素層）７６を含んでいる。印刷金属接地面層８２と印刷回路材料層８４は、それぞれの絶縁体層７８、７９の上に作成されるか、又はそれに接着されている。他の絶縁体層８８、９０は、印刷金属接地面層８２と印刷回路金属層８４に取り付けられている。印刷回路材料層８０は、絶縁層８８に取り付けられ、絶縁層８８は、印刷金属接地面層８２に取り付けられている。
【００１２】
炭素ベースのコア（損失の大きい炭素材料層）７６の一方の側にある印刷回路材料層８０及び８２と、炭素ベースのコア７６の他方の側にある印刷回路材料層８４との間で電気信号を送信するために、１つ又は複数のビア７０が、絶縁層と炭素ベースのコア７６を貫通して形成されている。炭素ベースのコア７６を貫通して信号又は電力を運ぶビアは、炭素のコア７６と電気的に接触することになる。従って、伝導性のビアを炭素のコア７６から絶縁するため、様々な手段が採用されている。例えば、炭素のコア７６が、ビアの縁部から、或る距離（ビアの穴の半径の少なくとも２倍）だけ後退した位置にくるように、炭素のコア７６を、事前穿孔するか、又は選択的に堆積させる。非伝導性ビアは、絶縁リード線又は他の手段によって通過させてもよい。電気的リード線６４をビア７０に挿入し、所望の印刷回路材料層に接続してもよい。ビア７０に、絶縁体材料を充填してもよいし、充填しないでおいてもよい。この様な層間の相互接続は、ヒートシンク機能を改善するのにも使用することができる。
【００１３】
図３Ａと図３Ｂは、多層印刷配線板の例１００、１０１の分解図である。配線板１００は、スクリーン印刷及び／又は材料の堆積を使って、非絶縁性と絶縁性の両方の多層構成に作られている。更に、損失の大きい炭素層１５０が両側の印刷回路層の回路に物理的に接触するのを防ぐために絶縁材料を使っている、絶縁／電気的に遮蔽されている多層構成の詳細を示している。図３Ａに示す配線板１００は、印刷回路材料層１２０の上に絶縁層１１５を、その上に印刷回路材料層１１０を有する第１ウェーハを含んでいる。印刷回路層１２０は、印刷回路材料層１３０の上に絶縁層１２５を有している別のウェーハに接着されている。印刷回路層１３０は、好適なパターンに従ってパターン成形されている、部分的な損失が大きい炭素材料１４０に接着されている。層１２０、１３０は、金属接地面層でもよい。損失が大きい別の炭素材料１４０には、別の、上層及び下層と内部層を含んでいる損失が大きい炭素材料層１５０が、取り付けられている。上下の層は、図１の層５４、５８と同様である。内部層は、図１の層５８と同様である。損失の大きい炭素材料層１５０は、他方の側が、絶縁層１６０と印刷回路層１７０とを有するウェーハに接着されている。
【００１４】
図３Ｂは、伝導性材料層１３０と層状複合材１５０に接着されている追加の絶縁層１３１を示している。パターン成形された複合材料１４０は含まれていない。
図４Ａと図４Ｂは、代表的な熱スタックアップの部分を示している。図４Ａは、複合材料２０４に接着されている絶縁層２０３上の熱伝導性金属層２０１を示している。図４Ｂは、別の装置（例えば、センサー）用の機械的インターフェース２０６を含んでいる。機械的インターフェース２０６は、熱伝導性材料層２０１に、熱的、電気的、及び機械的に接続させる装置のためのプラットフォームを提供している。
【００１５】
炭素層は、電気機械信号を吸収すると高温になるが、容易に測定できるほどではない。散逸される電力は、ミリワット又はマイクロワット（０．００１から０．０００．００１ワット）程度である。
【００１６】
以下は、本発明の実施形態により製作される層状パターンの例である。
パターン１
金属回路
絶縁体
炭素
接地面
絶縁体
金属回路
絶縁体
炭素
他
パターン１は、アナログ及びデジタル回路に有用である。
【００１７】
パターン２
金属回路
絶縁体
接地面
炭素
接地面
絶縁体
金属回路
パターン２では、２つの接地面が、炭素層（損失が大きい材料）を介して一つに結合されている。これは、容量性結合が起こるのを防ぐ。炭素は、差動電流、即ち両側で異なる電流、を散逸させる。パターン２は、ＲＦ回路並びにアナログ及びデジタル回路に使用することができる。少なくとも１つの絶縁体を炭素の片側又は両側に含むようにスタックを修正すると、２つの接地面を互いに分離して保つことができ、炭素は散逸遮蔽材となる−パターン３参照。
【００１８】
パターン３
金属回路
絶縁体
接地面
絶縁体
炭素
絶縁体（随意）
接地面
絶縁体
金属回路
説明した積み重ねは、必要に応じて何度でも繰り返すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の或る実施形態による、信号、デジタル、及び／又はＲＦ区画を混合配置した典型的な部分的スタックアップを示す断面図である。
【図２】別の実施形態の断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の各種実施形態の断面斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の各種実施形態の断面斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、設計者が熱を懸念している回路板アッセンブリから熱を取り除き易くする方法を例示している、本発明の或る実施形態によるスタック構造の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、設計者が熱を懸念している回路板アッセンブリから熱を取り除き易くする方法を例示している、本発明の或る実施形態によるスタック構造の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【外国語明細書】
2009164577000001.pdf