JPH07142871A - プリント基板 - Google Patents

プリント基板

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JPH07142871A
JPH07142871A JP5288494A JP28849493A JPH07142871A JP H07142871 A JPH07142871 A JP H07142871A JP 5288494 A JP5288494 A JP 5288494A JP 28849493 A JP28849493 A JP 28849493A JP H07142871 A JPH07142871 A JP H07142871A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
pattern
power supply
layers
printed circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP5288494A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Tanaka
豊 田中
Yosuke Furukawa
洋介 古川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5288494A priority Critical patent/JPH07142871A/ja
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度に実装された部品の近くに、自由にレ
イアウトできるバイパスコンデンサを有するプリント基
板を提供すること。 【構成】 1はプリント基板全体、2は各層間の絶縁材
のガラスエポキシ(比誘電率約4.6)で各層間の厚み
は0.1mm、3は第2層を使用した70μm厚の+5
Vの電源層、4は第7層を使用した70μm厚のグラン
ド層、5は第4層を使用したパターン、6は第5層を使用
したパターン、7は電源層3とパターン5をつなぐスル
ーホール、8はグランド層4とパターン6をつなぐスル
ーホールである。パターン5は2cm角の正方形にスル
ーホールを接続するための突起部を持たせた形状であ
る。パターン6も同様な形状であるが突起部の位置がパ
ターン5とは異なる。上面から透視すればパターン5、
6の正方形の部分が重なり合う。パターン5、6は2〜
3GHzのシステムの、160pFの容量を持つバイパ
スコンデンサとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電源層、グランド層を
有する4層以上のプリント基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、ワークステーションなどの情報機
器は、動作クロックを従来の20〜30MHzから40
〜100MHzへ高速化することで性能向上を図ってい
る。このため、供給される電源に高周波ノイズが乗り易
くなっているが、このようなノイズはICの誤動作を引
き起こす可能性があるため、極力避けなければならな
い。
【0003】これらのワークステーションの基板を安定
動作させるために、パターン層のみの両面基板から4
層、6層と多層化が進み、電源のために1層全てをベタ
パターンにして、専用の電源層を形成するようになっ
た。同様にして、専用のグランド層も設けている。
【0004】さらに、各種ICの電源ピンの近くに、ノ
イズ除去を目的としたバイパスコンデンサと呼よばれる
0.01μFから1μF程度のコンデンサを配置してい
る。バイパスコンデンサは、両極を電源層とグランド層
にそれぞれ接続させることで、電源にのっている高周波
ノイズを、ICの内部を通さずにグランド層に逃がすこ
とができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】最近の情報機器の流れ
は、高性能でありながら小型軽量化される方向に向かっ
ている。これらの機器に使用されるプリント基板は、高
性能化のために配線数も増加し、6層基板から8層基板
へ、さらには10層基板へと多層化の方向に進んでい
る。また同時に、小型化のために、より小さい部品を密
集して実装する高密度実装化の方向へも動いている。
【0006】バイパスコンデンサに限って言えば、ディ
スクリート部品からチップ部品へ小型化が進み、さらに
より小さいチップ部品へ開発が進んでいる。
【0007】しかし、基板の高密度化はチップの小型化
のスピードを上回っていて、小型のチップ部品でもレイ
アウトすることが困難になりつつある。また、ICの電
源ピンから離れた所にレイアウトして、バイパスコンデ
ンサから電源ピンまでパターンを引き回しても、パター
ンのインダクタ成分が高周波を通さないため、十分な効
果は期待できない。
【0008】本発明は、このような従来のプリント基板
の課題を考慮し、高密度に実装された部品の近くに、自
由にレイアウトできるバイパスコンデンサを有するプリ
ント基板を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、電源層から引
き出された平面パターンと、グランド層から引き出され
た平面パターンが、その間でバイパスコンデンサの働き
を有する。
【0010】また、本発明は、電源層またはグランド層
から引き出された平面パターンが、グランド層または電
源層との間で、バイパスコンデンサの働きを有する。
【0011】また、本発明は、信号線パターンの一部を
拡大して形成した平面パターンと、グランド層、電源
層、または信号線パターンの一部を拡大して形成した他
の平面パターンとの間で、コンデンサの働きを有する。
【0012】すなわち、具体的には、本発明のプリント
基板は、電源層に1つまたは複数のスルーホールで接続
された数平方cmの面積を持つ平面パターンと、上記パ
ターンと同じまたはほぼ同じ形状を持っていて、一層だ
け異なる層にある上記パターンと向き合う位置にあり、
グランド層に1つまたは複数のスルーホールで接続され
た平面パターンから成る構造、あるいは上記構造を繰り
返した構造を持っている。これにより、高密度に実装さ
れた部品に関係なく、電源ピンの近くにバイパスコンデ
ンサに機能を持ったパターンの配置が可能となる。
【0013】
【作用】本発明のプリント基板のパターンは、例えば、
0.1mm程度に接近した1cm角の2層の銅箔の間
に、比誘電率が4.0〜5.0の絶縁材が入ることで、
数十pFのコンデンサとなる。上記の容量は、2層の銅
箔の向き合っている面積と絶縁材の比誘電率に比例し、
2層の銅箔の間隔に反比例する。また、電源層とグラン
ド層を交互にn枚重ねることで、コンデンサの容量はn
−1倍になる。これにより、コンデンサの容量を数十か
ら数百pFの範囲で自由に設定することができる。10
0pFのコンデンサであれば、1〜5GHzのノイズに
対するバイパスコンデンサとして使用できる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0015】(実施例1)以下に、本発明の第1の実施
例を、図面を参照しながら説明する。図1(a)におい
て、1は8層のプリント基板全体を表している。2は各
層間の絶縁材のガラスエポキシ(比誘電率約4.6)で
各層間の厚みは0.1mmである。3は第2層を使用し
た70μm厚の+5Vの電源層、4は第7層を使用した
70μm厚のグランド層、5は第4層を使用したパター
ン、6は第5層を使用したパターンである。7は上記3
の電源層と上記5のパターンをつなぐスルーホール、8
は上記4のグランド層と上記6のパターンをつなぐスル
ーホールである。
【0016】上記パターン5は、図1(b)に示すよう
に2cm角の正方形パターンにスルーホールを接続する
ための突起部を持たせた形状に加工する。上記パターン
6も同様な形状に加工するが、スルーホールを接続する
ための突起部の位置が、上記パターン5とは異なる。上
記パターン5、6を、8層のプリント基板の第4層と第
5層に配置する。このとき、上面から透視すれば、上記
パターン5、6の正方形の部分が重なり合うように配置
するものとする。
【0017】この場合、上記パターン5、6で下記の容
量Cを持つコンデンサとなる。ただし、ε0は真空誘電
率、εは比誘電率、Sは平面パターンの向かい合った部
分の面積、rは向かい合った平面パターン間の距離とす
る。
【0018】
【数1】 (容量C)=ε0×ε×S/r = 約160pF 但し :ε0=8.85×10-12 F/m :ε=4.6 :S=4cm2 :r=0.1mm これを、2〜3GHzのシステムのバイパスコンデンサ
として使用する。
【0019】(実施例2)以下に、本発明の第2の実施
例を、図面を参照しながら説明する。図2(a)におい
て、1は8層のプリント基板全体を表している。2は各
層間の絶縁材のガラスエポキシ(比誘電率約4.6)で
各層間の厚みは0.1mmである。3は第3層を使用し
た70μm厚の+5Vの電源層、4は第6層を使用した
70μm厚のグランド層、5は第7層を使用したパター
ンである。7は上記電源層3と上記パターン5をつなぐ
スルーホールである。
【0020】上記5は図2(b)に示すように1cm×
2cm角の長方形パターンにスルーホールを接続するた
めの突起部を持たせた形状に加工する。上記パターン5
を、上記グランド層4と1層だけ異なる第7層に配置す
る。
【0021】この場合、実施例1と同様に計算すると上
記パターン4、5で下記の容量Cを持つコンデンサとな
る。
【0022】
【数2】 (容量C)=ε0×ε×S/r = 約80 pF 但し、:ε0=8.85×10-12 F/m :ε=4.6 :S=2cm2 :r=0.1mm これを、4〜5GHzのシステムのバイパスコンデンサ
として使用する。
【0023】(実施例3)以下に、本発明の第3の実施
例を、図面を参照しながら説明する。図3(a)におい
て、1は8層のプリント基板全体を表している。2は各
層間の絶縁材のガラスエポキシ(比誘電率約4.6)で
各層間の厚みは0.1mmである。3は第2層を使用し
た70μm厚の+5Vの電源層、4は第7層を使用した
70μm厚のグランド層、5は第4層と第6層を使用し
たパターン、6は第3層と第5層を使用したパターンで
ある。7は上記電源層3と上記パターン5をつなぐスル
ーホール、8は上記グランド層4と上記パターン6をつ
なぐスルーホールである。
【0024】上記パターン5は図3(b)に示すように
半径0.7cmの円形パターンにスルーホールを接続す
るための突起部を持たせた形状に加工する。上記パター
ン6も同様な形状に加工するが、スルーホールを接続す
るための突起部の位置が、上記パターン5とは異なる。
上記パターン5を8層のプリント基板の第4層と第6層
に配置し、上記パターン6を第3層と第5層に配置す
る。このとき、上面から透視すれば、上記パターン5、
6の円形の部分が重なり合うように配置するものとす
る。
【0025】この場合、電源層および電源パターンとグ
ランド層およびグランドパターンを6層に渡って重ね合
わせているので、電源パターンとグランドパターンの2
層で構成されるコンデンサの5倍の容量となる。2層で
構成されるコンデンサの容量は実施例1と同様に計算で
きるので、上記パターン3、4と上記パターン5、6で
下記の容量Cを持つコンデンサとなる。
【0026】
【数3】 (容量C)=5×ε0×ε×S/r = 約310pF 但し :ε0=8.85×10-12 F/m :ε=4.6 :S=1.5cm2 :r=0.1mm これを、1〜2GHzのシステムのバイパスコンデンサ
として使用する。
【0027】(実施例4)以下に、本発明の第4の実施
例を、図面を参照しながら説明する。 図4(a)にお
いて、1は8層のプリント基板全体を表している。2は
各層間の絶縁材のガラスエポキシ(比誘電率約4.6)
で各層間の厚みは0.1mmである。3は第2層を使用
した70μm厚の+5Vの電源層、4は第7層を使用し
た70μm厚のグランド層、9は第4層を使用した信号
線パターン、10は第5層を使用した信号線パターンで
ある。
【0028】上記9は、図4(b)に示すように信号線
の一端が2cm角の正方形パターンになるように加工し
た平面パターンである。上記10も同様な形状に加工し
た平面パターンである。上記平面パターン9と10を、
8層のプリント基板の第4層と第5層に配置する。この
とき、上面から透視すれば、上記平面パターン9と10
の正方形の部分が重なり合うように配置するものとす
る。
【0029】この場合、上記平面パターン9と10で下
記の容量Cを持つコンデンサとなる。ただし、ε0は真
空誘電率、εは比誘電率、Sは平面パターンの向かい合
った部分の面積、rは向かい合った平面パターン間の距
離とする。
【0030】
【数4】 (容量C)=ε0×ε×S/r=約160pF 但し :ε0=8.85×10-12 F/m :ε=4.6 :S=4cm2 :r=0.1mm これを、信号線に直列に入るコンデンサとして使用す
る。
【0031】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、部品が高密度に実装された基板でも、他の部
品レイアウトに関係なく、最も効果的な位置にバイパス
コンデンサをレイアウトする事が可能となる。
【0032】また、プリント基板に特殊な加工を必要と
しないため、安価に量産する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施例におけるプリン
ト基板の断面図、(b)は第1の実施例の場合の電源パ
ターンの形状図
【図2】(a)は本発明の第2の実施例におけるプリン
ト基板の断面図、(b)は第2の実施例の場合の電源パ
ターンの形状図
【図3】(a)は本発明の第3の実施例におけるプリン
ト基板の断面図、(b)は第3の実施例の場合の電源パ
ターンの形状図
【図4】(a)は本発明の第4の実施例におけるプリン
ト基板の断面図 (b)は第4の実施例の場合の信号線パターンの形状図
【符号の説明】
1 8層プリント基板 2 層間絶縁材 3 電源層 4 グランド層 5 電源層に接続されたパターン 6 グランド層に接続されたパターン 7 電源層とパターンを接続するスルーホール 8 グランド層とパターンを接続するスルーホール 9 信号線の一部を拡大したパターン 10 信号線の一部を拡大したパターン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源層と、グランド層とを備えたプリント
    基板において、前記電源層から引き出された平面パター
    ンと、前記グランド層から引き出された平面パターン
    が、その間でバイパスコンデンサの働きを有することを
    特徴とするプリント基板。
  2. 【請求項2】電源層と、グランド層とを備えたプリント
    基板において、前記電源層またはグランド層から引き出
    された平面パターンが、前記グランド層または電源層と
    の間で、バイパスコンデンサの働きを有することを特徴
    とするプリント基板。
  3. 【請求項3】信号線パターンの一部を拡大して形成した
    平面パターンと、グランド層、電源層、または信号線パ
    ターンの一部を拡大して形成した他の平面パターンとの
    間で、コンデンサの働きを有することを特徴とするプリ
    ント基板。
JP5288494A 1993-11-17 1993-11-17 プリント基板 Pending JPH07142871A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6370013B1 (en) 1999-11-30 2002-04-09 Kyocera Corporation Electric element incorporating wiring board
WO2008102717A1 (ja) * 2007-02-22 2008-08-28 Buffalo Inc. 多層プリント配線板
JP2008235293A (ja) * 2007-02-22 2008-10-02 Buffalo Inc 多層プリント配線板
US10251274B2 (en) 2013-06-28 2019-04-02 Canon Kabushiki Kaisha Printed circuit board

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US10721821B2 (en) 2013-06-28 2020-07-21 Canon Kabushiki Kaisha Printed circuit board

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