JPH0637412A - プリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は高周波回路に適したプリント配線板に
関し、安定した特性インピーダンスを得るのが容易なプ
リント配線板の提供を目的とする。 【構成】基板１１と、基板１１の第１面にそのほぼ全面
を覆うように形成されたアース層１２と、基板１１の第
２面に形成された信号ライン１３と、信号ライン１３の
両側に形成されその頂面は信号ライン１３の頂面よりも
突出する第１及び第２のアースライン１４，１５とから
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント配線板、特に高
周波回路に適したプリント配線板に関する。例えば携帯
電話機の高周波回路装置を構成するために使用されるプ
リント配線板において、信号ラインの特性インピーダン
スが安定に得られていないと、反射波の発生によりＳ／
Ｎが劣化する等の不都合が生じる。このため、安定した
信号ラインの特性インピーダンスを得るのが容易なプリ
ント配線板の構造が模索されている。尚、特性インピー
ダンスとは、任意の長さの伝送線路の一端において、あ
たかも伝送線路が無限に延長されたのと同じ効果を与え
るインピーダンスのことである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高周波回路に適用可能なプリント
配線板として、所定の誘電率の絶縁体からなる基板と、
基板の第１面にそのほぼ全面を覆うように形成された導
体からなるアース層と、基板の第２面に形成された導体
からなる信号ラインとを備えてなる所謂マイクロストリ
ップラインタイプのプリント配線板が知られている。

【０００３】また、この種のプリント配線板と同軸ケー
ブルの接続構造としては、同軸ケーブルの内部導体につ
いてはこれをプリント配線板の信号ラインに直接半田付
接続するか或いは信号ラインの端部若しくは途中に設け
られたランドに半田付接続し、外部導体については適当
なリード線を用いて信号ラインやランドの近くにあるア
ースパターンに半田付接続するようにした接続構造が知
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】高周波回路に適用可能
な従来のプリント配線板において、アース層が基板の一
方の面の全面を完全に覆っているとすれば、マイクロス
トリップライン構造における構造パラメータ（基板の誘
電率や信号ラインの線幅等）を適切に設計しておくこと
で、信号ラインの所要の特性インピーダンスを得ること
ができる。

【０００５】しかし、アース層における信号ラインに対
向する部分に欠落部があると、欠落部がないとして設計
された構造パラメータはその部分については不適切なも
のとなり、特性インピーダンスのアンマッチングが生じ
てしまう。

【０００６】アース層の欠落部は、アース層と同一面に
信号ランド等のアース電位にないパターンを作成する上
で不可欠である。特性インピーダンスのアンマッチング
が生じると、その部分で反射波が生じたり定在波が発生
して、そのプリント配線板を用いて構成された高周波回
路の特性が悪くなる。

【０００７】一方、プリント配線板と同軸ケーブルの従
来の接続構造による場合、同軸ケーブルの外部導体とプ
リント配線板のアースパターンの間に比較的広いスペー
スが開くので、接続部で特性インピーダンスのアンマッ
チングが生じる。

【０００８】本発明の目的は、安定した信号ラインの特
性インピーダンスを得るのが容易なプリント配線板を提
供することである。本発明の他の目的は、同軸ケーブル
との接続部における安定した特性インピーダンスを得る
のが容易なプリント配線板を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によると、絶縁体
からなる基板と、該基板の第１面にそのほぼ全面を覆う
ように形成された導体からなるアース層と、上記基板の
第２面に形成された導体からなる信号ラインと、上記基
板の第２面の上記信号ラインの両側に形成され、その頂
面は上記信号ラインの頂面よりも突出する導体からなる
第１及び第２のアースラインとを備えたプリント配線板
が提供される。

【００１０】本発明のある実施態様において信号ライン
が複数ある場合には、これら複数の信号ラインのうちの
互いに隣り合う２つの信号ラインの間にあるアースライ
ンは一体のアースラインである。

【００１１】また、本発明によると、信号ラインが複数
ある本発明のプリント配線板からなる第１及び第２のプ
リント配線板を含み、該第１及び第２のプリント配線板
の上記一体のアースラインは上記信号ラインよりも幅広
であり、上記第１及び第２のプリント配線板は、該第１
及び第２のプリント配線板のうちの一方の上記一体のア
ースラインが他方の上記信号ラインに対向するように絶
縁層を介して一体にされている多層プリント配線板が提
供される。

【００１２】さらに、本発明によると、信号ラインが複
数ある本発明のプリント配線板からなる第１及び第２の
プリント配線板を含み、該第１及び第２のプリント配線
板は上記アース層同士を互いに密着するように一体にさ
れ、上記基板の上記第２面には上記信号ライン及び上記
一体のアースラインを覆うように絶縁層が設けられ、該
絶縁層及び上記基板の露出面は導体からなるアース表層
により覆われている多層プリント配線板が提供される。

【００１３】

【作用】本発明のプリント配線板の構成によると、信号
ラインの両側にその頂面が信号ラインの頂面よりも突出
する第１及び第２のアースラインを設けているので、イ
ンピーダンス形成へのアース層の寄与度が減少し、アー
ス層の形態にかかわらず安定した信号ラインの特性イン
ピーダンスを得るのが容易になる。

【００１４】また、第１及び第２のアースラインの頂面
が信号ラインの頂面よりも突出するようにしているの
で、以下の実施例で説明する特定の実施態様によって、
同軸ケーブルとの接続部における安定した特性インピー
ダンスを得るのが容易になる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１は本発明の第１実施例を示すプリント配
線板の断面図である。誘電体からなる絶縁性の一定厚み
の基板１１の一方の面には銅等の金属からなるアース層
１２がほぼ全面を覆うように形成されている。

【００１６】基板１１の他方の面には、信号ライン１３
とこの信号ライン１３を挟む形で位置する一対のアース
ライン１４及び１５とが形成されている。信号ライン１
３並びにアースライン１４及び１５は帯状であり、アー
スライン１４及び１５は信号ライン１３と平行である。

【００１７】アースライン１４及び１５は、それぞれ、
基板１１側の下層１６とこの下層１６上の上層１７とか
らなる。下層１６は信号ライン１３と同じ厚みであり、
従ってアースライン１４及び１５の頂面は信号ライン１
３の頂面よりも突出している。

【００１８】信号ライン１３並びにアースライン１４及
び１５の下層１６及び１７は、それぞれ金属からなる。
以下に説明する特定の製造プロセスにより信号ライン１
３並びにアースライン１４及び１５が形成される場合に
は、信号ライン１３及び下層１６は銅からなり、上層１
７は半田からなる。

【００１９】図２は図１の第１実施例におけるプリント
配線板の製造プロセスの説明図である。まず、図２
（Ａ）に示されるように、基板１１の両面にそれぞれ銅
層２１及び２２を周知の方法により形成する。銅層２１
及び２２のうちの一方（図では銅層２１）はそのまま図
１のアース層１２となる。

【００２０】次いで、図２（Ｂ）に示されるように、所
定形状のマスク２３を銅層２２上に形成するステップを
含む通常の選択メッキ法により、銅層２２上の所定位置
に半田層２４及び２５を形成する。半田層２４及び２５
は図１のアースライン１４及び１５のそれぞれの上層１
７となる。

【００２１】続いて、マスク２３を除去した後、図２
（Ｃ）に示されるように、銅層２２上の信号ラインに相
当する部分に新たなマスク２６を形成する。しかる後、
アースラインにおける半田からなる上層１７及びマスク
２６をマスク材として銅層２２についてのエッチングを
行い、図２（Ｄ）に示されるように、銅層２２における
所定部分以外の部分を除去する。マスク２６の下にある
銅層２２の残留部分は信号ライン１３となり、上層１７
の下にある銅層２２の残留部分がアースラインの下層１
６となる。

【００２２】そして最後にマスク２６を除去することに
よって、図１のような信号ライン１３並びにアースライ
ン１４及び１５を基板１１上に形成することができる。
第１実施例によると、本発明のプリント配線板の基本構
成を実現することができるので、前述した作用が生じ、
従って、この第１実施例におけるプリント配線板は特性
が良好な高周波回路装置を製造する上で有用である。

【００２３】図３は本発明の第２実施例を示すプリント
配線板の断面図である。この実施例が図１の第１実施例
と異なる点は、基板１１の信号ライン１３が形成されて
いる面の信号ライン１３の両側に凹部３１及び３２をそ
れぞれ形成しておき、アースライン３３及び３４をこれ
らの底部がそれぞれ凹部３１及び３２に埋設されるよう
に形成している点である。このようなアースライン３３
及び３４は例えば選択メッキ法により形成することがで
きる。

【００２４】アースライン３３及び３４の頂面は信号ラ
イン１３の頂面よりも上方に位置し、アースライン３３
及び３４の下面は信号ライン１３の下面よりも下方に位
置する。従って、アースラインによる特性インピーダン
スの安定化をより一層効果的に行うことができる。

【００２５】また、アースライン３３及び３４の下部が
基板１１の凹部３１及び３２にそれぞれ埋設されている
ので、アースライン３３及び３４の基板１１に対する剥
離強度を増大させることができる。この剥離強度の増大
は、後述する同軸ケーブルとの接続において有効であ
る。

【００２６】図４は本発明の第３実施例を示すプリント
配線板の断面図である。この実施例では、図１の第１実
施例における構成に加えて、アースライン１４及び１５
とアース層１２とを導通するための導体からなるビア４
１及び４２が基板１１を貫通する形で設けられている。

【００２７】ビア４１及び４２は望ましくはそれぞれア
ースライン１４及び１５の長手方向に等間隔で複数設け
られる。ビア４１，４２に代えて、基板１１のビアに相
当する部分にスルーホールを形成しておき、その壁面上
のスルーホールメッキによりアースライン１４，１５と
アース層１２を導通させるようにしてもよい。

【００２８】このようなビア或いはスルーホールを形成
しておくことによって、アースライン１４及び１５の接
地電位を安定化させることができる。図５は本発明の第
４実施例を示すプリント配線板の断面図である。この実
施例では、相互に導通していない複数の信号ライン１３
が基板１１上に形成されている。この場合、各信号ライ
ン１３の両側にそれぞれアースラインを形成しておく必
要はなく、互いに隣り合う２つの信号ライン１３の間に
は１つのアースラインを形成しておけば十分である。即
ち、図５に示されるように、信号ライン１３とアースラ
イン５１を基板１１上に交互に形成しておく。最も外側
にはアースライン５１が配置される。

【００２９】信号ライン１３及びアースライン５１は例
えば等間隔に配置され、各アースライン５１の頂面は各
信号ライン１３の頂面よりも突出している。この実施例
によると、多チャネルの高周波信号の伝送が可能になる
ばかりでなく、各信号ライン１３間のクロストークが防
止され、加えて各信号ライン１３が外部からの雑音の影
響を受けにくくなる。また、これまでの実施例と同様
に、各信号ライン１３についての安定した特性インピー
ダンスを確保するのが容易である。

【００３０】図６は本発明の第５実施例を示す多層プリ
ント配線板の断面図である。この多層プリント配線板
は、図５の第４実施例における信号ライン１３を複数有
するプリント配線板に若干の変形を加えてなる一対のプ
リント配線板６１及び６２を備えている。

【００３１】プリント配線板６１及び６２における各ア
ースライン５１′は各信号ライン１３よりも幅広であ
り、加えて各アースライン５１′とアース層１２を導通
するビア６３が基板１１を貫通する形で設けられてい
る。

【００３２】そして、プリント配線板６１の信号ライン
１３及びアースライン５１′がプリント配線板６２のそ
れぞれアースライン５１′及び信号ライン１３に対向す
るようにプリント配線板６１及び６２を互いに平行に配
置し、これらの間に絶縁充填物を介在させることで絶縁
層６４を形成し、プリント配線板６１及び６２並びに絶
縁層６４を一体にしている。

【００３３】この実施例によると、多層プリント配線板
において各信号ライン１３が接地電位にある導体によっ
てほぼ囲まれた構成が実現されるので、特性インピーダ
ンスの安定化、クロストークの防止、電磁シールド性の
確保を効果的に行うことができる。

【００３４】尚、低周波回路装置等を構成するための他
の層を付加的に設けることもできる。図７は本発明の第
６実施例を示す多層プリント配線板の断面図である。こ
の多層プリント配線板は図５の第４実施例におけるプリ
ント配線板を２枚備えている。

【００３５】これらのプリント配線板７１及び７２は、
図示されたように共通のアース層１２′を有するように
一体にされ、或いは図示はしないがアース層１２同士が
互いに密着するように一体にされる。

【００３６】そして、プリント配線板７１上の信号ライ
ン１３及びアースライン５１を覆うように絶縁層７３が
設けられており、一方プリント配線板７２上にも絶縁層
７３と同様の絶縁層７４が設けられている。さらに、絶
縁層７３及び７４並びにプリント配線板７１及び７２の
それぞれの基板１１の露出面は、導体からなるアース表
層７５により覆われている。各アースライン５１とアー
ス層１２′及びアース表層７５とを導通するビアを設け
てもよい。

【００３７】この実施例によると、各信号ライン１３が
接地電位にある導体によりほぼ覆われる構造を実現する
ことができるので、特性インピーダンスの安定化、クロ
ストークの防止、電磁シールド性の確保を効果的に行う
ことができる。

【００３８】図８は本発明の第７実施例におけるプリン
ト配線板と同軸ケーブルの接続部の分解斜視図である。
この実施例では図１の第１実施例におけるプリント配線
板に変形を加えたプリント配線板が用いられている。

【００３９】信号ライン１３の途中部分には、同軸ケー
ブル８１の外部導体８２の内径よりも小径な円環状のラ
ンド８３が形成されており、このランド８３の中央部に
は同軸ケーブル８１の内部導体８４を装着するための中
心孔８５が形成されている。このランドは信号ライン１
３の端部に形成されていてもよい。

【００４０】また、アースライン１４及び１５のランド
８３に対応する部分は、ランド８３に沿って所定の曲率
で湾曲している。アースライン１４及び１５の湾曲部の
曲率は、同軸ケーブル８１の外部導体８２の外径の曲率
よりも僅かに大きく設定される。

【００４１】同軸ケーブル８１は、外部導体８２と、内
部導体８４と、内部導体８４を外部導体８２の中央に保
持するための誘電体からなるパイプ８６とからなる。外
部導体８２の端部には、この同軸ケーブル８１をプリン
ト配線板に装着したときに外部導体８２と信号ライン１
３の接触を防止するために切欠８７が形成されている。

【００４２】図９は、図８の同軸ケーブル８１をこのプ
リント配線板に接続したときの断面図であり、その断面
位置は図８のＡ−Ａ線に沿った位置である。基板１１に
おけるランド８３の中心孔８５に対応する部分には、孔
９１が貫通しており、基板１１の裏面側における孔９１
の周囲には、表面側のランド８３に対応する位置に、ラ
ンド８３に導通し且つアース層１２に導通しないランド
９２が形成されている。ランド９２とアース層１２の接
触を避けるために、アース層１２には欠落部９３が形成
されている。

【００４３】この実施例によると、同軸ケーブル８１の
中心導体８４をランド８３の中心孔８５に挿入し、中心
導体８４の先端部を裏面側のランド９２に半田付すると
ともに、外部導体８２については、アースライン１４及
び１５の湾曲部に着座させて外部導体８２とアースライ
ン１４及び１５とを半田付接続することによって、同軸
ケーブル８１を機械的及び電気的にプリント配線板に接
続することができる。

【００４４】この場合、外部導体８２とアースライン１
４及び１５とを密着させることができるので、接続部に
おける特性インピーダンスの安定化が可能になる。ま
た、接続強度を高めることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
安定した信号ラインの特性インピーダンスを得るのが容
易なプリント配線板（多層プリント配線板を含む。）の
提供が可能になるという効果を奏する。

【００４６】また、本発明の特定の実施態様によると、
同軸ケーブルとの接続部における安定した特性インピー
ダンスを得るのが容易なプリント配線板の提供が可能に
なるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すプリント配線板の断
面図である。

【図２】本発明の第１実施例におけるプリント配線板の
製造プロセスの説明図である。

【図３】本発明の第２実施例を示すプリント配線板の断
面図である。

【図４】本発明の第３実施例を示すプリント配線板の断
面図である。

【図５】本発明の第４実施例を示すプリント配線板の断
面図である。

【図６】本発明の第５実施例を示す多層プリント配線板
の断面図である。

【図７】本発明の第６実施例を示す多層プリント配線板
の断面図である。

【図８】本発明の第７実施例を示すプリント配線板と同
軸ケーブルの接続部の分解斜視図である。

【図９】本発明の第７実施例におけるプリント配線板と
同軸ケーブルの接続部の断面図である。

【符号の説明】

１１ 基板 １２ アース層 １３ 信号ライン １４，１５，３３，３４，５１，５１′ アースライン

フロントページの続き (72)発明者 山本 欣督 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体からなる基板(11)と、 該基板(11)の第１面にそのほぼ全面を覆うように形成さ
   れた導体からなるアース層(12)と、 上記基板(11)の第２面に形成された導体からなる信号ラ
   イン(13)と、 上記基板(11)の第２面の上記信号ライン(13)の両側に形
   成され、その頂面は上記信号ライン(13)の頂面よりも突
   出する導体からなる第１及び第２のアースラインとを備
   えたことを特徴とするプリント配線板。
2. 【請求項２】 上記第１及び第２のアースラインの底部
   は上記基板(11)の上記第２面に形成された凹部(31,32)
   に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載のプ
   リント配線板。
3. 【請求項３】 上記第１及び第２のアースラインは上記
   基板(11)を貫通するビア(41,42) により上記アース層(1
   2)と導通していることを特徴とする請求項１に記載のプ
   リント配線板。
4. 【請求項４】 上記信号ライン(13)は複数あり、 該複数の信号ラインのうちの互いに隣り合う２つの信号
   ラインの間にある上記第１及び／又は第２のアースライ
   ンは一体のアースライン(51)であることを特徴とする請
   求項１に記載のプリント配線板。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のプリント配線板からな
   る第１及び第２のプリント配線板(61,62) を含み、 該第１及び第２のプリント配線板(61,62) の上記一体の
   アースライン (51′)は上記信号ラインよりも幅広であ
   り、上記第１及び第２のプリント配線板(61,62) は、該
   第１及び第２のプリント配線板のうちの一方の上記一体
   のアースライン(51′) が他方の上記信号ライン(13)に
   対向するように絶縁層(64)を介して一体にされているこ
   とを特徴とする多層プリント配線板。
6. 【請求項６】 請求項４に記載のプリント配線板からな
   る第１及び第２のプリント配線板(71,72) を含み、 該第１及び第２のプリント配線板は上記アース層同士を
   互いに密着するように一体にされ、上記基板の上記第２
   面には上記信号ライン(13)及び上記一体のアースライン
   (51)を覆うように絶縁層(73,74) が設けられ、 該絶縁層及び上記基板の露出面は導体からなるアース表
   層(75)により覆われていることを特徴とする多層プリン
   ト配線板。
7. 【請求項７】 上記第１及び第２のアースラインは上記
   基板を貫通するビアにより上記アース層と導通している
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の多層プリント
   配線板。
8. 【請求項８】 上記信号ライン(13)の途中部分又は端部
   には同軸ケーブル(81)の外部導体(82)の内径よりも小径
   な円環状の第１のランド(83)が形成され、 上記第１及び第２のアースラインの上記第１のランド(8
   3)に対応する部分は上記第１のランド(83)に沿って上記
   同軸ケーブル(81)の外部導体(82)の外径の曲率よりもわ
   ずかに大きな曲率で湾曲していることを特徴とする請求
   項１に記載のプリント配線板。
9. 【請求項９】 上記基板(11)の上記第１のランド(83)の
   中心孔(85)に対応する部分には上記第２面から上記第１
   面に貫通する孔(91)が形成されており、 上記第２面の上記孔(91)の周囲には上記信号ラインに導
   通し上記アース層に導通しない第２のランド(92)が形成
   されていることを特徴とする請求項８に記載のプリント
   配線板。