JP5995723B2 - 基準回路を有する多層回路部材 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本発明の出願は、2009年11月6日に出願された米国特許仮出願第61/258,976号の利益を主張し、その全体を参照により本明細書に組み込む。
本開示は、一般に多層回路部材に関し、より詳細には、改良された基準回路を有する多層回路部材に関する。
電子デバイスは、通常高速ならびに高データレート信号を送受信するために多層回路基板または多層回路部材を使用する。同じまたはより小さい占有面積における、より高速の電子装置の要望を受けて、多層回路基板の密度を増加することが現在の課題である。一部の多層回路基板は、回路基板に沿ってまたは回路基板を通って所望の情報またはデータを送信する様々な信号導体とともに、回路基板内に組み込まれた複数の基準面または接地面を含む。電気的遮蔽として作用する一方で、このような基準面は、通常回路基板の様々な信号導体に対する帰還路の一部としても作用する。別の信号導体または別の信号導体に対する帰還路として作用する別の基準面などの別のソースから第1の基準面に転送されるエネルギーまたはノイズは、第1の基準面に結合された信号導体によって導通された信号に影響を与えることがある。
積層されたモジュールジャックは、信号を一次回路基板から位置合わせされたポートの対を通すために、単一の多層回路基板を使用してもよい。1つのポートに関連するエネルギーは、場合によって他のポートの回路に望ましくない転送がなされる恐れがあり、その結果システムにエラーが生じるか、あるいはシステムの信頼性が低いまたは作動不能である状態にする恐れがある。したがって、信号導体が1つまたは複数の基準面によりエネルギー源から分離されるにも関わらず、あらゆるエネルギー源が1組の信号導体上に有する影響を最小化することが望ましい。
多層回路部材は、離間した、概して平行な第1の基準面および第2の基準面を含み、電気的接続を提供するために、基準面間に延在する導電性ビアを含む。第1の信号導体の第1の部分は、第1の基準面の第1の領域に隣接し、少なくとも1つの回路部品は、第2の基準面に隣接し、第2の基準面にエネルギーを送信するように作動する。増加したインピーダンスの細長い区域は、第1の基準面の第1の領域とビアとの間の第1の基準面内に配置される。
多層回路部材は、第1の電気的に接続された領域および第2の電気的に接続された領域を含む導電基準面、ならびに基準面の第1の領域に隣接する第1の信号導体の少なくとも一部を含んでもよい。少なくとも1つの第2の信号導体は、基準面の第2の領域に隣接する基準面内の開口を通って延在する部分を含んでもよい。増加したインピーダンスの区域は、第1の基準面の第1の電気的に接続された領域と第2の電気的に接続された領域との間に配置される。
フィルタリング・モジュールは、誘電体筐体、筐体上に搭載された磁気組立体および多層回路部材を含んでもよい。磁気組立体は、複数の導体に相互接続された少なくとも1つの変換器を含んでもよい。多層回路部材は、第1の電気的に接続された基準領域および第2の電気的に接続された基準領域を含んでもよい。信号導体の少なくとも一部は、第1の領域に近接していてもよく、回路部品は、第2の領域に近接していてもよい。低減した導電性の区域は、第1の電気的に接続された領域と第2の電気的に接続された領域との間に配置される。
様々な他の目的、特徴および付随する利点は、同じ参照符号はいくつかの図を通して同じ部分または類似部分を表す添付図面とともに検討されるとき、同じものがより良く理解されるように、より完全に理解されよう。
第1の実施形態による磁気ジャックの正面斜視図である。 内部モジュールをその中に挿入する様々な段階の図1の磁気ジャックの筐体の部分分解背面斜視図である。 図2の内部モジュールの1つの斜視図である。 図3の内部モジュールの分解斜視図である。 図3の内部モジュールとともに使用される回路基板の斜視図である。 図5のプリント回路基板内に包含された様々な導電層の分解斜視図である。 見やすいように誘電層およびある種の導体を除いた、図5の回路基板の斜視図である。 図7の回路基板の平面図である。 概ね図8の9−9線に沿い、基板の正面端部を除いた、図8の回路基板の断面斜視図である。 図7と同様だが、見やすいように上部基準面を除いた、斜視図である。 図10の回路基板の平面図である。 概ね図11の12−12線に沿い、基板の正面端部を除いた、図11の回路基板の断面斜視図である。 図9と同様だが、見やすいように第2の導電層を除いた、断面斜視図である。 図13と同様だが、見やすいように信号トレースの第1の層および第2の導電層の基準導体を除いた、断面斜視図である。 基準面の代替的実施形態を示す図9と同様の回路基板の断面斜視図である。 図5の回路基板の第2の導電層の基準面の平面図である。 図5の回路基板の第3の導電層の基準面の平面図である。 図3の内部の部分組立体モジュールとともに使用することが可能な、回路基板の代替的実施形態の斜視図である。 図18の回路基板の導電層の分解斜視図である。 概ね図18の20−20線に沿った、図18の回路基板の導電層の断面斜視図である。 図5の回路基板の概略断面図である。 図5の回路基板の一態様を示す概略断面図である。 図5の回路基板の別の態様を示す概略断面図である。 図5の回路基板のさらに別の態様を示す概略断面図である。
以下の説明は、本発明の例示的実施形態の作動を当業者に伝えることを意図する。この説明は読者を支援することを意図し、本発明を限定することを意図しないことが理解されよう。したがって、特徴または態様の参照は、本発明の実施形態の特徴または態様を説明することを意図し、本発明のすべての実施形態が記載された特徴を有さなければならないことを示唆するものではない。さらに、示された詳述は、多くの特徴を示すことに留意されたい。ある種の特徴は可能性のあるシステム設計を示すために一緒に組み合わされているが、それらの特徴はまた、明確に開示されていない他の組合せに使用されてもよい。したがって、示された組合せは、別段の指定がない限り限定されることを意図しない。
磁気ジャックの様々なポート間の電気的分離または絶縁を増加することが概して望ましい。磁気ジャックの垂直に位置合わせされたポートの絶縁を増加することは、位置合わせされたジャックに対する磁気および回路が、ジャックの筐体の中に挿入される単一モジュール内に含まれるときは特に問題がある恐れがある。遮蔽は、一般の回路基板の信号層間に提供することができるが、1組の信号導体(たとえば、垂直に位置合わせされたポートの1つに関連するもの)を通過する信号は、同じ回路基板(たとえば、他方の垂直に位置合わせされたポートに接続されたもの)内の別の組の信号導体を通過する信号に依然として悪影響を与える恐れがある。複数の基準層もしくは接地層または基準面もしくは接地面が提供される場合、このような基準層は、接点を生成し一般の基準電位を維持するために、1つまたは複数の導電ビアによって電気的に相互接続されることが多い。なお、基準面は、遮蔽として作用するだけでなく、関連する信号導体のための帰還路としても作用する場合がある。したがって、1つの基準面から(通常はビアを通って)別の基準面に送信されるエネルギーは、磁気ジャックの垂直に位置合わせされたポート間の電気的絶縁を低減する傾向になる。
図1を参照すると、複数の入力、磁気、積層されたジャック30の前側は、合成樹脂(たとえばPBT)などの絶縁材料で作成された筐体32とともに示され、イーサネットまたはRJ−45型ジャック(図示せず)を受け取るように構成された各ポートを有する、垂直に位置合わせされた対33’に配列された前側開口またはポート33を含む。各ポート33は8個の端子を有し、イーサネット基準に従って、それらの端子は第1の対を形成する第1の端子および第2の端子、別の対を形成する第3および第6の端子、さらに別の対を形成する第4および第5の端子、ならびに最後の対を形成する第7および第8の端子を有する異なった対として結合される。その結果、図5を参照すると、8個の回路基板接触パッド112〜118は、回路基板100の上面に沿って一列に配置されていることがわかる。
なお、この記載において、開示された実施形態の各部分の構造および移動を説明するために使用される上下左右、正面、背面などの方向の表現は、絶対であることを意図せず、むしろ相対である。これらの表現は、開示された実施形態の各部分が、図に示された位置にあるときに適切である。しかし、開示された実施形態の参照の位置または構造体が変化する場合は、これらの表現は、開示された実施形態の参照の位置または構造体の変化に従って変更されるべきである。
遮蔽組立体50は、ポート33に位置合わせされた開口および筐体の底面または下面を除く筐体32を完全に包囲し、正面遮蔽部品52および背面遮蔽部品53を含む。さらに遮蔽部品54は、ポート33に隣接して配置され概してポート33を包囲して、遮蔽組立体50を完成させる。結合可能な正面および背面遮蔽部品は、遮蔽組立体50が磁気ジャックの筐体32の周囲の位置に配置されると、部品とともに係合し固定するために、連結タブ55および開口56を備えて形成される。それぞれの遮蔽部品52、53は、地上止め釘57、58のそれぞれを含み、地上止め釘57、58は、その上に搭載されると回路基板1000内のグランド貫通孔1002の中に延在する。
図2に示されたように、磁気ジャックの筐体32の後部は、空洞35を受け取る4つの部分組立体を画定するために、その中に配置された金属モジュール間遮蔽60を等間隔に3つ配置された大開口またはレセプタクル34を含む。各空洞35は、内部部分組立体モジュール70を受け取るようにサイズ化され形成されている。3つのモジュール間遮蔽60が示されているが、異なる数の遮蔽を使用して異なる数の空洞を画定してもよい。より具体的には、各モジュール70間の垂直な電気的絶縁または遮蔽を提供するために、所望の数のモジュールより1つ少ない数の遮蔽が利用される。示されたように遮蔽60は、金属薄板材料に刻印され形成されているが、ダイカスト合金またはめっきプラスチック材料などの他の導電性材料で形成することもできる。
図3および4を参照すると、内部部分組立体モジュール70は、その中に変圧器回路およびフィルタリング部品を備える部品筐体75を含む。上部回路基板100は、概して部品筐体75の上面に隣接して搭載され、そこに機械的に、また電気的に接続された上部接触組立体76および下部接触組立体77を含む。下部回路基板78は、概して部品筐体75の下面に隣接して搭載される。下部回路基板78および上部回路基板100は、抵抗器、コンデンサならびに部品筐体75の内部に配置された変圧器および閉塞器に関連する他の部品を含む。
部分組立体モジュール70は、積層されたジャックまたは二重ジャックの機能性を提供するために上部接触組立体76および下部接触組立体77を含む。上部接触組立体76は、上部回路基板100の上面に搭載され、物理的また電気的インターフェースを、上方に延在する接触端子79を含み、ポートの上部列内のポート33内に挿入されたイーサネットプラグに接続するために提供する。下部接触組立体77は、上部回路基板100の下面に搭載され、ポートの下部列内のポート33の中に挿入されたイーサネットプラグに接続されるために、下方に延在する導電接触端子81を含む。上部接触組立体76は、リード線を通じて上部回路基板100に電気的に接続される。リード線は、概して部品筐体75の前端部に隣接する上部回路基板100の頂面に沿って配置された回路基板パッド112〜182の列に半田付けされるか、または溶接もしくは導電接着剤などの他の何らかの手段によって、電気的に接続される。下部接触組立体77は、上部回路基板100の下面上に同様に搭載され、上部回路基板100の下面上の回路基板パッド613〜683の第2の同様の列に接続される。
図4を参照すると、部品筐体75は、筐体の左半分75aおよび筐体の右半分75bを有する2個の組立体であり、一方は上部ポートの磁気部1200aを保持し、他方は垂直に位置合わせされたポートの各対の下部ポートの磁気部1200bを保持する。筐体の左半分75aおよび右半分75bは、LCPまたは別の同様の材料などの合成樹脂から形成され、製造費を低減し組立を単純化するために同じ物質でもよい。ラッチ突起部84は、筐体の半分のそれぞれの左側壁(図4に示されている)から延びている。ラッチ凹部85は、筐体の半分のそれぞれの右側壁内に配置され、ラッチ突起部84をその中にロッキングして受け取る。
筐体の半分のそれぞれ75a、75bは、その中にフィルタリング磁気部1200を受け取る大きい箱型レセプタクルまたは開口86を備えて形成される。2つの筐体の半分75a、75bのレセプタクル86は、反対方向を向いており、筐体の半分の間に配置された内部の細長い遮蔽部材1900を有して、2つのレセプタクルを電気的に絶縁する。細長い遮蔽部材1900に面する筐体の半分のそれぞれの表面は、2つの筐体の半分75a、75bが一緒に組み立てられると、筐体の半分のそれぞれの突起部が他方の筐体の半分の受け口の中に挿入されるように、配置された突起部87および同様にサイズ化された受け口88を含む。細長い遮蔽部材1900は、筐体の半分75a、75bおよび遮蔽部材1900を組み立てる時、各突起部87が、遮蔽部材1900を筐体の半分に対して適所に固定されるために、孔1902の1つを通ってその受け口88の中に延在するように、突起部87に位置合わせされた1対の孔1902および受け口88を含む。
導電性ピンまたは尾部91の第1の組は、筐体の半分75a、75bの下面から外に延びて下部回路基板78内の孔78aを通って挿入され、そこに半田付けされる。ピン91は、下部回路基板78を超えて延在するほど長く、次いで回路基板1000内の孔(図示せず)の中に挿入されるように構成され、そこに半田付けされる。導電性ピン92の第2のより短い組もまた、筐体の半分75a、75bの下面から外に延び、下部回路基板78内の孔78bの中に延在し、続いてそこに半田付けされる。導電性ピン93の第3の組は、筐体の半分75a、75bの上面から外に延び、上部回路基板100内の孔100aの中に挿入され、そこに半田付けされる。
磁気部1200は、インピーダンス整合、信号整形および調節、高圧絶縁および同相ノイズ低減を提供する。これが、シールドなしツイストペア(「UTP」)伝送線を有するケーブルを利用するイーサネットシステムに特に有益なのは、これらの線は、遮蔽された伝送線よりノイズを獲得する傾向があるためである。磁気部は、ノイズを除去する働きをし、良好な信号品位および電気的絶縁を提供する。磁気部は、各ポート33に関連する4つの変圧器および閉塞器部分組立体1201を含む。閉塞器は、同相ノイズに高インピーダンスを提示するが異相信号に低インピーダンスを提示するように構成される。閉塞器は、送受信チャネルそれぞれに対して提供され、各閉塞器は、RJ−45コネクタに直接配線することができる。
細長い遮蔽部材1900は、一般的な長方形板であり、挿入用に構成され、下部回路基板78内の孔78c内に半田付けされる、7個の下方にぶら下がった半田尾部1903を含む。尾部1903は、下部回路基板78を超えて延びるほど長く、回路基板1000内の孔(図示せず)の中に引き続き挿入され、そこに半田付けされる。2つの上方に延びる半田尾部1904、1905は、遮蔽部材1900の頂面または端部1906から延び、挿入用に構成され、上部回路基板100内のめっきされた孔またはビア711、712内で半田付けされる。遮蔽部材1900は、変圧器1300および閉塞器1400、ならびに各筐体の半分の他の回路部品を、その垂直に位置合わせされた上部ポートの回路から下部ポートの回路を遮蔽するために、その隣接した筐体の半分の回路部品から遮蔽するように構成される。
上述のように、コネクタの各ポート33に関連する磁気部1200は、個々の変圧器および閉塞器を中心に巻いた配線(図示せず)を有する4つの変圧器および閉塞器組立体1201を含む。変圧器および閉塞器組立体1201は、各レセプタクル86の中に挿入され、配線(図示せず)はピン92、93に半田付けされるか、または別法により接続される。緩衝を吸収する絶縁フォーム挿入部94は、変圧器および閉塞器組立体1201を介して各レセプタクル86の中に挿入されて、それらを適所に固定する。絶縁カバー95は、各筐体の半分75a、75bに固定して、レセプタクル86を包囲し、その中にフォーム挿入部94を固定し、絶縁遮蔽をピン93に提供する。
示されたように、上部プリント回路基板100は、6層の導体および隣接する導電層間の誘電層を備える多層回路基板である。また、上部回路基板100は、1つの導電層上に配置された導体を様々な誘電層を通じて別の層上に配置された導体に相互接続するための、めっきされた孔またはビアを含む。ビアは、立体または円筒として様々な図に描かれているが、それらは通常、回路基板内に孔を生成し、次いで孔の内面をめっきすることによって形成された管状の構造である。上部回路基板100は、部品筐体75内の磁気部を、それらの上部接触組立体76および下部接触組立体77のそれぞれに接続するための回路を含む。
1ポートを通過する高速信号上の他方のポートに関連する高速信号の影響を最小化することが望ましい。位置合わせされた1対のポートに対して単一の組立体モジュール70を利用するシステムでは、回路基板内の各ポートに対して回路を電気的に絶縁することが望ましい。この成果を達成することは、1ポートの信号導体に対して帰還路として作用する基準面に関連するエネルギーが、他方のポートの信号導体に関連する基準面に影響をもたらす回路基板内の基準面の相互接続によって複雑になる。異なる組の信号導体に関連する基準面間でエネルギーを転送すると、位置合わせされたポート間の絶縁を低減し、それらの電気性能を低下させることがある。
信号導体が1ポートから離間し他方のポートの基準面(複数可)から比較的絶縁されたままであることは望ましいこともあるが、状況によって、これは達成が困難である。たとえば、信号導体に接続されたビアが、他方の組の信号導体に関連する基準面(複数可)を通過することが望ましい場合がある。これは、位置合わせされたポート間の絶縁を低減し、それらの電気性能を低下させることがある別の例である。
図6を参照すると、上部回路基板100が、6個の導電層101、102、103、104、105および106を有することがわかる。概して、層101、102および103は上部ポートに関連し、層104、105および106は下部ポートに関連する。なお、上部ポートと下部ポートが同一機能を有するように、層101および106は類似しており、層102および105は類似しており、層103および104は類似している。より具体的には、上部ポートと下部ポートとの間に対応する層の回路は、他方の「鏡像」である(すなわち、回路基板100の長手軸「L」を中心に180度回転している)。これが必要なのは、それによって上部ポートの1番に指定された回路が図1に見られるように上部ポート33の右側にあり、下部ポートの1番に指定された回路が図1に見られるように左側にあることに起因する。
内層103および104は、それらが回路基板100の長手軸「L」を中心に回転されたことを除いて同一であることがわかる。同様に、層102および105も、それらの配向を除いて同一である。接触パッドに接続され、続いて接触組立体76、77に接続された層101および106の導体も、それらの配向を除いて同一である。しかし、層101は、層106にない、さらなる回路を有するので、したがってさらなる回路を利用して、プリント回路基板100の頂部上の部品に接続し、さらに磁気部1200から中心タップに接続する。このさらなる回路の配置は、通常モジュラージャック30の高速性能に必須ではない。換言すると、上部および下部ポートの性能に著しく影響を与え得る回路基板100内の回路は、その配向を除いて基本的に同一である。したがって、層101〜106の重複する態様の説明は、本明細書では繰り返されない。
概して、層101および106は単一の信号導体のみを含み、層103および104は基準導体または接地導体のみを含み、層102および105は、単一の導体および基準導体の両方を備える混合層である。導電性ビアを利用して、異なる導電層において様々な導体に接続し、誘電層を通って延在することを理解されたい。場合によっては、信号トレースは、基準面の一部を通って延在する。わかりやすくするために、図7〜17の第1の層101では、パッド112〜182に関連する信号導体または回路110〜180のみが示されているのは、これらが、他方のポートに関連する信号導体から放射されるエネルギーによって最も影響を受けやすい信号導体だからである。回路110の接触パッド112は、導電性トレース134によりビア113に接続される。接触パッド122は、導電性トレース124によりビア123に接続されるのと同様に、接触パッド132〜182の残余がそれらの導電性トレース134〜184それぞれにより、それらに関連するビア133〜183に接続される。
それぞれの回路110〜180は、接触パッド112〜182、ビア113〜183および接触パッドをそのそれぞれのビアに接続する導電性トレース114〜184を含む。回路110および120は、概して互いに隣接するそれらの接触パッド112および122のそれぞれとともに密接に結合され、ビア113および123は、互いに隣接して配置され、導電性トレース114および124も互いに隣接する。なお、導電性トレース114は、導電性トレース114および124が信号歪みを低減するために、ほぼ同じ長さであるように、U字形部分115を含む。同様に、回路140および150は、接触パッド152に隣接する接触パッド142、ビア153に隣接するビア143および導電性トレース154に隣接する導電性トレース144とともに密接に結合される。導電性トレース144は、回路140と150との間の信号歪みを低減するために、導電性トレース144の経路の長さが導電性トレース154の経路の長さに近づくように、トレース144の経路の長さを増加するために、U字形部分145を含む。同様に、回路170および180は、接触パッド182に隣接する接触パッド172、ビア183に隣接するビア173およびトレース184に隣接する導電性トレース174とともに密接に結合される。また、導電性トレース174は、回路170と180との間の信号歪みを低減するために、U字形部分175を含む。
回路130と160は、他方の対の回路(すなわち、回路110と120、140と150、および170と180)ほど、ともに密接に結合されない。図8を参照すると、回路130の接触パッド132と回路パッド160の接触パッド162は、その間に配置された接触パッド142および152で離間される。回路130のビア133は、回路160のビア163と隣接し、導電性トレース134は、概して回路160の導電性トレース164の一部165に沿って延在する。また導体160は、概ね導体144および154に垂直にまたは導体144および154を横切って延在する長さ166を含み、さらに回路130と160との間の結合を低減する。導電性トレース134は、信号歪みを低減するために、複数のU字形部分135を含むが、このような複数のU字形部分は、さらに導体130と160との間の結合を低減する。したがって、導電性トレースの形状に基づいて、導体130および160は、導電性トレースの他方の対に比べて互いに緊密に結合されておらず、したがって異質のクロストークおよびそれぞれのポートの外部からの他の望ましくないエネルギー源によってより悪影響を受けやすい。
回路140、150、170、180のパッド142、152、172、182は、第1の導電層101内に含まれるが、回路140、150、170、180の残余部は、混合信号および接地層102内に含まれる。したがって、それぞれの導体140、150、170、180の大部分は、層102内に含まれるが、このような導体は、層102上の回路トレースの端部を層101上のそれぞれの導電性パッドに相互接続する導電性ビアを含む。層102の大部分は基準面200であり、示されたように、概ね4つの特徴のある区域または領域に分割されることがわかる(図16)。前部基準領域202は、概して層101の回路パッド112〜182の下に配置され、回路基板100の前端部109まで延びる。中央基準領域203は、概して導電性トレース144、154が配置された(図8、11)スロットまたはチャネル206と導電性トレース174、184が配置されたスロットまたはチャネル209との間に配置され、前部基準領域202まで前方に延びる。第1の外側基準領域204は、概してスロット206とビア113〜183に隣接する回路基板100の長手方向端部との間に配置される。第2の外側基準領域205は、概してスロット209と、回路基板100の下面上の導電性パッド612〜682に接続された、ビア613〜683に隣接する回路基板100の対向する長手方向端部との間に配置され、さらに回路基板100の後端部107まで延びる。基準面200の領域202〜205は、概して本記載および理解を助けるために本明細書に指定された区域であり、物理的に特徴のある区域ではないが、前部基準領域202と中央基準領域との間の境界は、図16の線214によって指定され、前部基準領域202と第1の外側基準領域204との間の境界は、線215によって指定される。
図7、8および11を参照すると、導電性トレース114、124、134および164は、すべて第1の導電層101内にあるが、第1の外側基準領域204の上方に配置され、第1の外側基準領域204と密接に関連することがわかる。導電性トレース144、154は、第2の導電層102内に配置され、中央基準領域203と第1の外側基準領域204の端部207および中央基準領域203の端部208によって画定された、第1の外側基準領域204との間のスロット206内に延在する。導電性174、184は、第2の導電層102内に配置され、中央基準領域203と中央基準領域203の端部211および第2の外側基準領域205の端部212によって画定された、第2の外側基準領域205との間のスロット209内に延在する。波形の細長い内面を有する細長いスロットまたはチャネル213は、回路基板100の長手外側端部のそれぞれに沿って設けられ、概して回路基板100の後端部107から回路パッド112〜182に向かって延び、ビア113〜183および613〜683が、第2の層102の基準面200のいかなる部分にも接触せずに、第2の層102を通って延在できるような寸法である。
第2の導電層102内の中央導電性ビア711の一部は、中央基準領域203内に配置される。第2の導電層102内の後部ビア712の一部は、第2の外側基準領域205内に配置される。第2の導電層102内の前部ビア713の一部は、前部基準領域202を伴って配置される。
第3の層103は、基本的にその中に様々な開口を有する固体基準面または接地面300である。基準面300は、概して基準面300の長手方向中央に沿って延びる中央スロットまたはチャネル304を含む。より具体的には、スロット304は、第1の角のある部分308により第2の部分306に接続された第1の部分305および第2の角のある部分309により第3の部分307に接続された第2の部分306を備える回路基板100の長手軸「L」に概して平行な、3つの概して平行だがずれている部分305、306、307で形成されることがわかる。結果として、スロット304は、概して基準面300の大部分を分離した部分または領域に分割することがわかる。第1の領域301は、スロット304の第1の側部上に配置され、導電性トレース114〜154および第1の領域301(図17)の上方に配置されたトレース164の一部165を有する。第2の領域302は、その上方に配置された導電性トレース174および184を備えるスロット304の対向する側部上に配置される。基準面300は、ビア113〜183および613〜683が基準面300と電気的接続をせずにそこを通過可能にするために、基準面200内の位置合わせされた細長いスロット213と同一空間で構成され、位置合わせされるような層の長手方向端部に沿って延びる細長いスロットまたはチャネル313を含む。第3の層103内の中央導電性ビア711の一部は、第2の領域302内に配置される。
第4の導電層104は、第3の層103に対して回路基板100の長手軸「L」を中心に180度回転したことを除いて、第3の導電層103と同一である。より具体的には、第4の層104は、基準面400と、3つの部分に接続する第1および第2の角のある部分とともに第1、第2および第3の概して平行な部分から形成される中央スロット404とを含む。1対の細長いスロットまたはチャネル413は、回路基板100上の様々な回路および他の部品に関連するビアがそこを通ることができるようにするために、層102、103のスロット213、313に位置合わせするように構成された基準面400の長手方向端部に沿って延びる。
第5の導電層105は、第2の層102に対して回路基板100の長手軸「L」を中心に180度回転したことを除いて、第2の導電層102と同一である。第5の導電層105は、概して4つの領域で形成される基準面500を含む。すなわち、前部領域502、中央基準領域503、第1の外側基準部分504および第2の外側基準領域505である。基準面500はまた、中央基準領域503と第1の外側基準領域504との間のスロットまたはチャネル506、ならびに中央基準領域503と第2の外側基準領域505との間のさらなるスロットまたはチャネル509を含む。1対の導電性トレースが、中央基準領域503と第1の外側基準領域504との間の第5の層105内のスロット506内に配置され、第2の導電層102の導電性トレース144、154と同一であるが鏡像である。同様に、導電性トレースが、中央基準部分503と第2の外側基準領域505との間のスロット509における第2の導電層105内に配置され、第2の導電層102の導電性トレース174、184に対応する形状だがその鏡像である。第5の導電層105はまた、回路基板100上の様々な回路および他の部品に関連するビアがそこを通ることができるようにするために、層102、103、104のスロット213、313、414に位置合わせするように構成された、その長手方向端部に沿った細長いスロットまたはチャネル513を含む。
第6の導電層106は、複数の接触パッドおよび第1の層101の回路110、120、130および160に対応する導電性回路を含むという点において第1の導電層101と類似している。それぞれの接触パッドは、第5の導電層105または第6の導電層106内のいずれかの回路トレースによって導電性ビア613〜683に接続される。
導電層101〜106が一緒に見えるときは、回路基板100は、基本的に同じ上部および底部の半分(内部部分組立体モジュール70の上部へのその近接のために、第1の導電層101上に配置された、それに関連するある特定の回路部品およびトレースを除く)で形成されている。それらの配向以外に、回路110〜180は、第6の導電層106上の対応する回路に同一に構成され、導電層102は、導電層105と同一であり、導電層103は、導電層104と同一であり、その結果上部および下部回路、ならびにそれに取り付けられたコネクタは同一方式で機能することになる。
導電性ビア113〜183および613〜683は、回路基板100の長手方向端部に隣接した波形の細長いスロットを通って延在し、部品筐体72から上方に延在する導電性ピン93と電気的接続を形成する(図4)。様々な基準層または基準面は、回路基板100のすべての層を通って延在し、細長い遮蔽部材1900の半田脚部1904に半田付けされた中央導電性ビア711によって電気的に接続される。また後部ビア712も、基準面に相互接続するために、回路基板100のそれぞれの層を通って延在し、細長い遮蔽部材1900から上方に延在する第2の脚部1905に半田付けされる。L字形導電パッド108、608は、回路基板100の正面端部109に隣接した各角において、第1の導電層101および第6の導電層106のそれぞれの中に配置される。前部ビア713は、基準面200、300、400、500をパッド108、608と相互接続するために、回路基板100のそれぞれの層を通って延在する。ビア711、712および713の結果として、基準面は、複数の離間された場所に共有されるか、またはともに接続される。
基準面は、EMIに対して遮蔽としての働きをするが、様々な信号導体に対して帰還路としての働きもする。したがって、下部ポートに関連するエネルギー(したがって層105および106の信号導体)は、基準面400、500からビア711、712および713を通って基準面200、300の中に移動することがあり、これは導電層101、102の信号導体を通って移動する信号に影響を与えることがある。換言すると、基準面400、500は、層105および106の信号導体に対して帰還路として作用し、基準面400、500は、基準面200、300に電気的に接続するので、層105および106に沿って移動する信号は、導電層101、102に沿って移動する信号に影響を与えることがある。
図13を参照すると、回路基板100の導電層は、明瞭にするために回路140、150、170、180を除いて示されている。より具体的には、層101の接触パッド142、152、172、182および層102のそれらに関連する回路トレース144、154、174、184、ならびにこのような部品に相互接続する第1の層101と第2の層102との間のビアは、明瞭にするために除かれている。第1の差動信号対を形成する導体110、120は、層102の基準部分200の第1の外側基準部分204を横切って延在し、緊密に結合することがわかる。同様に、回路130の全長も、第1の外側基準部分204を超えて配置されるが、回路160の一部165のみが第1の外側基準部分204に沿って延在する。接触パッド162は、前部基準部分202と中央基準部分203との間の中間に配置される。加えて、回路160の回路トレース部分166は、スロット206を横切って延在し、したがって中央基準部分203、第1の外側基準部分204および第3の導電層103の基準面300の一部に結合される。
図14は、明瞭にするために、第1の導電層101を除いた回路基板100の一部および第2の導電層102も除いた基準面200を示す。結果として、導電性回路140、150、170、180は、第3の回路層103の基準面300に沿って延在し、結合されることがわかる。具体的には、回路パッド142、152および導電性トレース144、154は、細長いスロット304により中央ビア711から分離された基準面300の第1の部分301の上方に配置される。
細長いスロット304は、基準面300の第1の領域301と第2の領域302との間の経路の長さを増加するために、基準面内の回路遮断として作用する。これは、スロット304の周囲を移動するために、基準面300内の電流を強制的に流す、基準面300の第1の領域301と第2の領域302との間の増加したインピーダンスまたは減少した導電性の区域を提供することによって達成される。結果として、基準面400、500からビア711を通って基準面300の中に移動する下部ポートからのエネルギーまたは異質のクロストークは、直接接続から第1の領域301にスロット304によって電気的に分離され、その結果こうしたエネルギーは、領域301に到達する前に基準面300上をより遠距離移動しなければならず、したがってスロット304が存在しない場合より、回路140、150上にあまり影響を与えない。ビア711と領域301との間の電気的経路がより長いことによって、基準面400、500から基準面300に転送されたエネルギーの消失が増し、したがって垂直に位置合わせされたポートの遮蔽が増加し、それらの電気性能が改善する。領域301および302は、回路140、150のループインダクタンスが、スロット304の利益を無効にする点まで増加しないように、電気的に接続されたままにする。基準面300はトレース140、150に関連する回路の一部を形成するので、基準面300を通る帰還路の長さを著しく増加させることは、回路の性能を低減させる可能性がある。したがって、帰還路の長さとスロット304によって生成された回路遮蔽の量との適切な均衡が望ましい。
場合によっては、スロット304が信号トレース以上の長さを有することが望ましいことがある。たとえば、スロット304は、概して信号トレース110、120、130、140、150および160以上に長い。しかし、スロット304が信号トレース(たとえばトレース170、180)より短いが、依然として基準面に沿って帰還路の長さ内に所望の増加を提供することも可能である。信号トレースの長さおよびスロットの有効性に比較したスロットの特定の長さは、エネルギーまたは電流を基準面(たとえばビア711)に提供するエネルギー源のサイズおよび場所、ならびにエネルギー源からのクロストークまたはノイズへの信号トレースの感度に依存する。スロット304は信号トレース150とほぼ同じ長さであるように示されているが、スロット304は実質的により短い長さ(たとえば、回路トレース150の長さの50%以下)であっても、依然として実現可能な利益を提供できると考えられる。たとえば、部分307および309のみを含むように、スロット304の長さを低減することは、依然として実質的に帰還路を増加し、領域301をビア711から絶縁するはずである。こうした構造で、基準面300の1領域に対して別の領域に関連するエネルギー源の電気的絶縁は有効に増加する。エネルギー源が、たとえばビアなどの比較的局所である場合は、電気的絶縁を増加するために比較的短いスロットを利用することが可能であり得る。エネルギー源が信号トレースまたは一連のビアなどの細長い区域である場合は、スロットの長さを増加することが望ましいであろうが、比較的短いスロットは、部品または回路、具体的には、特にクロストークおよび他のタイプのノイズに敏感であり得る部分を遮蔽または絶縁するために、依然として有効であることがある。図18〜20について以下に記載された実施形態では、スロット831〜834は、増加した表面区域および接触パッドと基準面との間の得られた増加した結合に起因して場合によっては望ましい可能性がある、電気的パッドの電気的絶縁を増加するために利用される。
図13を参照すると、第1の外側基準領域204は、第2の導電層102内のスロット206により導電性ビア711から分離される。このようにしてスロット206、304は、他のポートからビア711を通って移動するエネルギーが第1のポートの信号導体上に有する影響を最小化するために、それぞれの基準面内の遮断を提供する。下部ポートの回路610〜680に関連するビア613〜683は、層102の基準面200および回路層103(図11)の基準面300を通って延在する。結果として、下部ポート回路610〜680からのエネルギーは、上部ポートの回路110〜180の性能に悪影響を与える可能性がある基準面200、300に転送されることがある。しかし、スロット209は、中央基準領域203と第2の層102の第2の外側基準領域205との間に配置され、回路遮断として作用し、したがって回路110、120、130、160に関連する基準面200の一部を絶縁することになる。同様に、スロット304は、エネルギーが基準面300に沿って信号ビア613〜683を移動することを妨げ、このようなエネルギーを回路140、150に結合される第3の層の基準面300の第1の領域301から分離する。結果として、スロット206、209、304、404、506、509は、1ポートの信号導体から他方のポートの信号導体に転送されるエネルギー量を低減し、したがってモジュラージャックの性能を増加するポート間の絶縁を増加する導電性遮断を提供することがわかる。なお、スロット206、209、304、404、506、509が、望ましくないループインダクタンスの増加を回路基板100の回路内に生成するほどには遠く延びることなく、十分な長さに延びることによって、望ましくないエネルギーが基準面上により長い距離を移動する。
必要に応じて、ビア613〜683に隣接した第2の外側基準領域205のめっきは、信号ビア613〜683と基準領域205との間にさらなるスロット216を生成するために、除去される(または決して付与しない)ことができる。これにより、図17に示されるように、基準面200まで延びるビア613〜683の影響が低減される。同様に、第2の外側基準領域205に隣接しためっきされていないスロット216の真下にある基準面300の一部(図示せず)も、このような層を通って延在するビア613〜683から基準面300を絶縁するために、めっきされない、または導電性を低減することができる。
図18は、帰還路と同じ基準面を利用する導体の電気的絶縁を増加するために、図3の内部部分組立体モジュール70とともに使用できる回路基板800の代替的実施形態を示す。回路基板800の構造は回路基板100の構造に類似しているので、同様の部品は、同様の参照符号で示され、その重複する説明は省略される。回路基板800は、回路基板100の層101〜106に類似した構造である6個の導電層801〜806(図19)を含む。各信号回路は、回路基板800を通って延在するビアに対して異なる構成を使用することを除いて、回路基板100のその対応する信号回路に類似している。したがって、層802、805の一部は、基板800の信号トレースに関連するビアに位置合わせされるように構成された、それらの長手方向端部に隣接した開口を含む。
図19〜20を参照すると、回路基板800の混合信号および基準層802、805は、接触パッド122、123、153、163、173と第2の導電層802の基準面830との間にさらなる絶縁を提供するために、追加のスロット831、832、833、834を含む。より具体的には、接触パッド112〜182のそれぞれは、第1の導電層801上に配置されるので、それぞれは、第2の導電層802上のこのような接触パッドの真下の基準面830の一部に電気的に結合される。大量のエネルギーが回路の1つを通って移動する場合は、すべてのパッドが帰還路の一部として基準面830を使用するので、こうしたエネルギーは隣接する回路に影響を与える可能性がある。図18〜20の実施形態は、接触パッド142、152の対の対向する側部上に配置されたスロット832および833を使用して、別の差動対の回路を形成する接触パッド132、162からこのような回路の対の電気的絶縁を増加する。同様に、スロット831は、接触パッド172、182に関連する基準面830の一部を、接触パッド162に関連する基準面830の部分から分離する。スロット834は、接触パッド112、122に関連する基準面830の一部を、接触パッド132に関連する基準面830の一部から分離する。これらのスロット831〜834のそれぞれは、接触パッドの電気的絶縁を増加する働きをし、したがって回路基板800の回路内の電気性能を向上させる。
基板100、800のスロットは、一連のまっすぐな部分および角のある部分を有するように示されているが、スロットの形状は、信号導体の経路に基づいて示された実施形態で構成される。他の形状、寸法および縦横比のスロットが利用できる。また、スロットは、基準面の領域間の経路の長さを増加するために、基準面内の回路遮断として機能する導電性材料がないように示されているが、他の構造および部品もこの目的に使用できる。たとえば、場合によっては、斜交平行面または粗面を有する面を使用して、導電性を低減し、増加したインピーダンスまたは低減した導電性の区域を生成することが可能なことがある。さらに、インダクタまたはコンデンサなどの回路部品を使用してスロットを架橋して、システムまたは信号が作動する周波数に基づいてスロットを横切る通信経路を制御することが可能なことがある。スロットを横切る適切なインダクタを利用することによって、所定値を超える周波数が、スロットの周囲および増加した経路の長さに沿って流される一方で、低周波数はインダクタを通ってスロットを通過することになる。
図21を参照すると、回路基板100のやや概略の断面図が、明瞭にするためにある種の態様を除いて示されている。より具体的には、導電層101の導電性トレース124および134のみが示されている。層102は、その中に配置された導電性トレース144、154を有するスロット206、およびその中に配置された導電性トレース174、184を有するスロット209を備えた基準面200を含む。層103および104は、それぞれ基準面300および400を含む。層105は、その中に配置された導電性トレース644、654を有するスロット506、およびその中に配置された導電性トレース614、624を有するスロット509を備えた基準面500を含む。導電層106の導電性トレース674、684のみが示されている。導電性ビア711は、基準面200〜500を相互接続する。導電性ビア163および663は、基準面200〜500を通って延在することが示されているが、回路基板100の対向する端部に沿って基準面200〜500から離間される。
図22は、図21に類似しているが、それによって回路基板100の構造がその中の電気性能を向上させる第1の手法を示すために、示されたある種の態様および修正された他の態様のみを有する、やや概略の断面図を示す。より具体的には、導電層102に関して、導電性トレース144および154のみが示されている。導電層103に関して、スロット304を備えているが、基準面の両端部上に波形のスロット313がない導電性基準面300が示されている。導電層104は、導電性基準面400の一部を含むが、スロット404および波形のスロット513が除去されている。導電性ビア711は、基準面300および400を機械的、電気的に相互接続する。作動中、エネルギー源「E」が基準面400に隣接する範囲で、電流は400aで基準面400に沿って、711aでビア711を通り、300aで基準面300に沿って通過してもよい。しかし、基準面300に沿って直接導電性信号トレース144、154に向かうさらなる移動は、基準面300内のスロット304によって防止される。基準面300上の電流またはエネルギーは、信号トレース144、154に直接隣接する基準面300の一部に到達するために、304の周囲をより長いルートを移動する(すなわち、経路の長さを増加する)ことが必要になる。上述のように、より長い経路は、信号トレース144、154に隣接する基準面300上のエネルギー量を低減し、したがってエネルギー源「E」は、信号トレースに影響を与え難くなる。エネルギー源「E」は、隣接した基準面400と結合するか、または隣接した基準面400にエネルギーを与えることがある信号トレース、一体化した回路またはあらゆる他の要素もしくは部品などの様々な形をとってよい。
図23は、それによって基板回路基板100の構造が電気性能を向上させ、層102〜104に関して図22の概略断面図と類似しているがビア711を含まない、第2の手法を示す。また、エネルギー源「E」は、導電性ビア、たとえば663に機械的、電気的に接続される単一のトレース、たとえば634と置換される。ビア663は、基準面400の端部を通過または貫通し、基準面300までまたは基準面300を通過して延在してもよい。信号が信号トレース634上に存在すると、信号の一部も663aでビア663に沿って通過する。ビア663上の一部のエネルギーは、基準面300に結合され、300bで基準面300に沿って移動する。しかし、基準面300に沿って直接導電性信号トレース144、154に向かうさらなる移動は、基準面300内のスロット304によって防止される。基準面300上の電流またはエネルギーは、信号トレース144、154に直接隣接する基準面300の一部に到達するために、スロット304の周囲のより長いルートを移動する(すなわち、経路の長さを増加する)必要がある。より長い経路の長さは、信号トレース144、154に隣接する基準面300上のエネルギー量を低減し、したがって信号トレース634およびビア663は、信号トレース144、145上に影響を与え難くなる。
図24は、図21に類似しているが、それによって回路基板100の構造がその中の電気性能を向上させる第3の手法を示すために、示されたある種の態様および修正された他の態様のみを有する、やや概略の断面図を示す。より具体的には、導電層102の導電性トレース144および154ならびに導電性基準面300のみが示されている。エネルギー源「E」が基準面300に隣接する範囲で、電流は300cで基準面300に沿って通過してもよい。しかし、基準面300に沿って直接導電性信号トレース144、154に向かうさらなる移動は、基準面300内のスロット304によって防止される。基準面300上の電流またはエネルギーは、信号トレース144、154に直接隣接する基準面300の一部に到達するために、304の周囲のより長いルートを移動する(すなわち、経路の長さを増加する)必要がある。より長い経路の長さは、信号トレース144、154に隣接する基準面300上のエネルギー量を低減し、したがってエネルギー源「E」は、信号トレースに影響を与え難くなる。
提供された開示は示された実施形態に関して記載されているが、本開示は限定するものと解釈されるべきではないことを理解されたい。様々な代替形態および修正形態が、上記開示を読んだ後当業者には恐らく明らかになるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲および趣旨の範囲内で、多数の他の実施形態、修正形態ならびに変形形態が、本開示の検討から当業者には明らかになろう。

Claims (7)

  1. 電気的に接続された第1の領域および第2の領域を含む導電性の基準面と、
    相互に緊密に結合し、前記基準面の第1の側において前記第1の領域に隣接して延在するように配置されたトレースの第1の対と、
    相互に緊密に結合し、前記基準面の第1の側において前記第2の領域に隣接して延在するように配置されたトレースの第2の対と、
    前記第1の領域と前記第2の領域との間に配置された前記基準面内の細長いスロットであって、該スロットは互いに対向する両側部と両端部とを有し、前記スロットの両側部は、前記両端部を除き、電気的に直接接続されていない細長いスロットと、を備える多層回路部材。
  2. 前記トレースの第1の対は、概して前記基準面に平行な共通の面内に存在し、前記トレースの第1の対の少なくとも一部は、前記基準面の前記第1の領域に直接的に接続されずに近接して前記第1の領域に沿って延在する、請求項1に記載の多層回路部材。
  3. 導電性の第2の基準面をさらに備え、前記基準面と前記第2の基準面は離間され、概して平行であり、前記トレースの第2の対は、前記第2の基準面に同一面内で隣接した部分を含む、請求項1に記載の多層回路部材。
  4. 前記トレースの第1の対に結合された接触パッドの第1の対と、前記トレースの第2の対に結合された接触パッドの第2の対とを更に備える、請求項1に記載の多層回路部材。
  5. 前記接触パッドの第1の対および接触パッドの第2の対は多層回路部材の第1の層に設けられる、請求項4に記載の多層回路部材。
  6. 誘電性の筐体と、
    少なくとも1つのフィルタリング変換器を含む前記筐体上に搭載された磁気組立体であって、各フィルタリング変換器は、複数の導体に相互接続される、磁気組立体と、
    前記筐体上に搭載された多層回路部材であって、該多層回路部材は、離間した概して平行な第1の基準面および第2の基準面と、該第1基準面および第2の基準面に電気的に相互接続する前記第1の基準面における接点と、前記磁気組立体の前記導体の1つに電気的に接続されたトレースの第1の対であって、前記第1の基準面に隣接するトレースの第1の対と、前記第1の基準面の第1の領域に隣接する前記トレースの第1の対の第1の部分と、前記第2の基準面にエネルギーを転送するように作動する少なくとも1つの部品と、前記第1の基準面の前記第1の領域と前記接点との間に配置された前記第1の基準面内の細長いスロットであって、該スロットは前記第1の領域と前記接点との間のインピーダンスを増加させ、前記スロットは互いに対向する両側部と両端部とを有し、前記スロットの両側部は、前記両端部を除き、電気的に直接接続されていない細長いスロットとを含む、多層回路部材と、を備えるフィルタリング・モジュール。
  7. 前記少なくとも1つの部品は、前記磁気組立体の前記導体の1つに電気的に接続され、前記第2の基準面に電気的に結合される第2の信号導体である、請求項に記載のフィルタリング・モジュール。
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