KR100852003B1 - Ground structure using via-holes on pcb and circuit device having the ground structure - Google Patents

Ground structure using via-holes on pcb and circuit device having the ground structure Download PDF

Info

Publication number
KR100852003B1
KR100852003B1 KR1020070034565A KR20070034565A KR100852003B1 KR 100852003 B1 KR100852003 B1 KR 100852003B1 KR 1020070034565 A KR1020070034565 A KR 1020070034565A KR 20070034565 A KR20070034565 A KR 20070034565A KR 100852003 B1 KR100852003 B1 KR 100852003B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal transmission
transmission line
insulating layer
metal layer
via holes
Prior art date
Application number
KR1020070034565A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정인호
Original Assignee
한국산업기술대학교산학협력단
에이앤피테크놀로지 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국산업기술대학교산학협력단, 에이앤피테크놀로지 주식회사 filed Critical 한국산업기술대학교산학협력단
Priority to KR1020070034565A priority Critical patent/KR100852003B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100852003B1 publication Critical patent/KR100852003B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0215—Grounding of printed circuits by connection to external grounding means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237—High frequency adaptations
    • H05K1/025—Impedance arrangements, e.g. impedance matching, reduction of parasitic impedance
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/115—Via connections; Lands around holes or via connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/07—Electric details
    • H05K2201/0776—Resistance and impedance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

A ground structure using via-holes on a PCB(Printed Circuit Board) and a circuit device having the same are provided to enhance accuracy of a design by performing design in consideration of characteristic impedance. A ground structure(20) for a circuit device includes a signal transmission line(210), an upper ground unit(220), a lower ground unit(230), and a plurality of via holes(240). The signal transmission line is formed by patterning an upper metal layer. The upper ground unit is formed to be isolated from both lateral corners of the signal transmission line at a predetermined distance by patterning the upper metal layer. The lower ground unit is formed on a lower metal layer. The via holes connect the upper ground unit and the lower ground unit by passing through an insulating layer(200) and are filled with conductive material inside.

Description

인쇄회로기판에서의 비아홀을 이용한 접지 구조 및 상기 접지 구조를 적용한 회로 소자{Ground structure using via-holes on PCB and circuit device having the ground structure}Ground structure using via-holes on PCB and circuit device having the ground structure}

도 1은 종래의 기술에 따라 인쇄회로기판에 형성된 접지 구조 및 상기 접지 구조와 연결된 신호 전송선을 예시적으로 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view illustrating a ground structure formed on a printed circuit board and a signal transmission line connected to the ground structure according to the related art.

도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 인쇄회로기판에 형성된 성능이 우수한 접지 구조 및 상기 접지 구조와 연결된 신호 전송선을 도시한 사시도 및 그 평면도이다. 2A and 2B are a perspective view and a plan view illustrating a ground structure having excellent performance formed on a printed circuit board and a signal transmission line connected to the ground structure according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따라 인쇄회로기판에 형성된 접지 구조 및 상기 접지 구조를 적용한 회로 소자를 도시한 사시도 및 그 평면도이다. 3A and 3B are a perspective view and a plan view of a ground structure formed on a printed circuit board and a circuit device to which the ground structure is applied according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

20 : 접지 구조20: grounding structure

30 : 회로 구조30: circuit structure

200, 300 : 절연층200, 300: insulation layer

210, 310 : 신호 전송선210, 310: signal transmission line

220, 320 : 상부 접지부220, 320: upper ground portion

230, 330 : 하부 접지부230, 330: lower ground portion

240, 340 : 비아홀240, 340: Via Hole

본 발명은 인쇄회로기판에서의 비아홀을 이용한 접지 구조 및 상기 접지 구조를 적용한 회로 소자에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 신호 전송선의 양 측면에 배치되는 접지부에 다수개의 비아홀들을 주기적으로 형성함으로써 신호 전송선간의 격리도가 우수하면서도 집적도도 우수할 뿐만 아니라 인접한 신호 전송선의 특성 임피던스도 변경시킬 수 있는 접지 구조 및 상기 접지 구조를 적용한 회로 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a grounding structure using a via hole in a printed circuit board and a circuit element to which the grounding structure is applied. More specifically, the present invention relates to a signal transmission line by periodically forming a plurality of via holes at ground portions disposed on both sides of a signal transmission line. The present invention relates to a grounding structure that is excellent in isolation and excellent in density, and that can change characteristic impedance of adjacent signal transmission lines, and a circuit element to which the grounding structure is applied.

일반적으로 특정 회로나 시스템은 여러 가지 종류의 전자 부품들을 인쇄 회로 기판상에 배치하여 구현하게 되며, 각 전자 부품을 연결하고 전자 부품들간의 신호를 전송하기 위한 신호 전송선들이 전자 부품과 함께 인쇄회로기판상에 형성된다. 따라서, 인쇄회로기판상에 배치되는 전자 부품들을 연결하기 위하여, 인쇄회로기판의 상부 금속층과 하부 금속층에 소정의 패턴을 형성하여 사용하게 되며, 상기 패턴의 종류에 따라 신호 전송선의 종류가 결정된다. 특히, 마이크로파(microwave) 대역에서 흔히 사용되는 전송선(transmission line)은 마이크로스트립 라인(Microstrip Line;'MSL') 또는 코플래너 웨이브가이드(Coplanar Waveguide;'CPW') 등이 사용된다. In general, a specific circuit or system is implemented by placing various kinds of electronic components on a printed circuit board, and signal transmission lines for connecting each electronic component and transmitting signals between the electronic components together with the electronic component are printed circuit boards. Is formed on the phase. Accordingly, in order to connect the electronic components disposed on the printed circuit board, a predetermined pattern is formed on the upper metal layer and the lower metal layer of the printed circuit board, and the type of the signal transmission line is determined according to the type of the pattern. In particular, a transmission line commonly used in the microwave band includes a microstrip line (MSL) or a coplanar waveguide (CPW).

도 1은 종래의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board;'PCB')에 신호 전송선과 접지부가 형성된 구조를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 상기 구조는 상기 인쇄회로기판(10)의 절연층(100), 상기 절연층의 상부에 형성된 상부 금속층을 패터닝하여 완성되는 신호 전송선(110)과 상부 접지부(120, 122), 상기 절연층의 하부에 형성되는 하부 접지부(130), 및 상기 절연층을 관통하고 그 내부에 전도성 금속 물질이 채워져 상기 상부 접지부와 하부 접지부를 연결하는 비아홀들(140)로 구성된다. 1 is a perspective view illustrating a structure in which a signal transmission line and a ground part are formed on a conventional printed circuit board (PCB). Referring to FIG. 1, the structure includes a signal transmission line 110 and upper ground parts 120 and 122 completed by patterning the insulating layer 100 of the printed circuit board 10 and the upper metal layer formed on the insulating layer. ), A lower ground portion 130 formed under the insulating layer, and via holes 140 penetrating the insulating layer and filled with a conductive metal material therein to connect the upper ground portion and the lower ground portion. .

이와 같이 인쇄회로기판을 이용하여 시스템이나 모듈을 구현하는 것이 매우 간단하고 저렴하므로, 인쇄회로기판이 폭넓게 사용된다. 그런데, 인쇄회로기판은 전송신호선간의 격리도가 좋지 않기 때문에, 전송 신호선들의 신호들간에 간섭이 심하다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 사용 주파수 및 사용 전력을 고려하여 신호 전송선 간의 거리를 일정 거리 이상으로 이격시켜 두어야만이 사용할 수 있게 된다. 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이 상부 접지부와 하부 접지부의 사이에 비아 홀들을 형성함으로써, 신호선 간의 격리도를 향상시키는 기술이 널리 사용되어지고 있다. As such, it is very simple and inexpensive to implement a system or module using a printed circuit board, and thus, a printed circuit board is widely used. However, since the printed circuit board has poor isolation between the transmission signal lines, interference between the signals of the transmission signal lines is severe. Therefore, in order to solve this problem, the distance between the signal transmission lines must be spaced more than a predetermined distance in consideration of the use frequency and the use power so as to be used. As shown in FIG. 1, a technique for improving isolation between signal lines is widely used by forming via holes between the upper ground portion and the lower ground portion.

그런데, 상기 상부 접지부와 하부 접지부를 연결하는 비아홀에 의하여 인덕턴스가 발생되며, 상기 인덕턴스는 초고주파 회로에서 신호의 특성을 왜곡시키는 문제를 일으킨다.However, an inductance is generated by a via hole connecting the upper ground part and the lower ground part, and the inductance causes a problem of distorting a signal characteristic in a microwave circuit.

또한, 비아홀들이 신호 전송선에 인접하게 형성되는 경우, 신호 전송선의 특성 임피던스에 변화를 가져오게 되므로, 종래에는 비아홀들을 상기 전송선으로부터 가능한한 멀리 배치하게 된다. 따라서, 비아홀들과 신호 전송선들간의 일정 간격이상의 이격 거리로 인하여, 회로 소자의 집적도가 떨어지게 되는 문제점이 발생한다. In addition, when the via holes are formed adjacent to the signal transmission line, since the characteristic impedance of the signal transmission line is changed, the via holes are conventionally arranged as far as possible from the transmission line. Therefore, a problem arises in that the integration degree of the circuit element is degraded due to the separation distance of the predetermined distance or more between the via holes and the signal transmission lines.

이와 같이, 종래에는 인쇄회로기판의 접지부에 형성되는 비아홀들은 신호 전송선간의 격리도를 향상시키기 위하여서만이 사용되었으며, 더 이상의 어떠한 기능도 제공하지 못하는 실정이다. As such, in the related art, via holes formed in the ground portion of the printed circuit board are used only to improve isolation between signal transmission lines, and do not provide any functions.

이에 본 출원인은 접지부에 형성되는 비아홀들을 다양하게 설계함으로써, 보다 향상된 기능을 제공하는 접지 구조를 제안하고자 한다. Accordingly, the present applicant intends to propose a grounding structure that provides more improved functions by variously designing via holes formed in the grounding part.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 비아홀을 이용하여 신호 전송선의 특성 임피던스를 변경시킬 수 있는 접지 구조를 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a grounding structure that can change the characteristic impedance of the signal transmission line using via holes.

본 발명의 다른 목적은 이웃한 신호 전송선과의 격리도가 우수하면서도 소자의 전체 집적도를 향상시킬 수 있는 접지 구조를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a grounding structure capable of improving the overall integration degree of the device while providing excellent isolation from neighboring signal transmission lines.

본 발명의 또 다른 목적은 전술한 접지 구조를 적용하여 설계된 회로 소자들을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide circuit elements designed by applying the above-described grounding structure.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은 절연층, 상기 절연층의 상부에 형성되는 상부 금속층, 및 상기 절연층의 하부에 형성되는 하부 금속층으로 이루어지는 인쇄 회로 기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조에 관한 것으로서,Features of the present invention for achieving the above-described technical problem is for a circuit element formed on a printed circuit board consisting of an insulating layer, an upper metal layer formed on the insulating layer, and a lower metal layer formed below the insulating layer. As for the grounding structure,

상기 상부 금속층을 패터닝하여 형성되는 신호 전송선,A signal transmission line formed by patterning the upper metal layer;

상기 상부 금속층을 패터닝하여 형성되되, 상기 신호 전송선의 양 측면 모서리들로부터 일정 거리 이격되어 형성되는 상부 접지부,An upper ground portion formed by patterning the upper metal layer, the upper ground portion being spaced a predetermined distance from both side edges of the signal transmission line;

상기 하부 금속층에 형성되는 하부 접지부,A lower ground part formed on the lower metal layer,

상기 절연층을 관통하여 상기 상부 접지부와 상기 하부 접지부를 연결하며, 내부에는 전도성 물질로 채워지는 다수 개의 비아 홀(Via-Hole)을 구비하며, A plurality of via-holes (Via-Hole) is provided through the insulating layer to connect the upper ground portion and the lower ground portion, the inside is filled with a conductive material,

상기 상부 접지부는 다수 개의 소영역으로 분할되고, 분할된 각 소영역에 배치되는 비아 홀들의 밀도들을 변경시켜, 상기 신호 전송선의 특성 임피던스를 조정하는 것을 특징으로 한다. The upper ground part may be divided into a plurality of small regions, and the characteristic impedance of the signal transmission line may be adjusted by changing the densities of via holes disposed in each divided small region.

전술한 특징을 갖는 접지 구조의 상기 상부 접지부의 소영역들은 다수 개의 비아 홀들이 형성된 제1 영역과 비아 홀이 형성되지 않은 제2 영역이 반복적으로 배치되며,Small regions of the upper ground portion of the ground structure having the above-described characteristics are repeatedly disposed with a first region in which a plurality of via holes are formed and a second region in which no via holes are formed.

상기 제1 영역의 비아홀 들간의 이격 거리는 상기 신호 전송선을 통해 전송하고자 하는 신호의 파장에 따라 결정되며, The separation distance between the via holes of the first region is determined according to the wavelength of a signal to be transmitted through the signal transmission line.

상기 신호 전송선의 모서리와 가장 인접한 비아홀 간의 이격 거리는 상기 절연층의 두께에 따라 결정되는 것이 바람직하다. The separation distance between the edge of the signal transmission line and the nearest via hole is preferably determined according to the thickness of the insulating layer.

전술한 특징을 갖는 접지 구조가 적용되는 회로 소자는 필터이며, 상기 필터의 통과 대역에 따라 상기 상부 접지부의 각 소영역들에 배치되는 비아홀들의 밀도를 결정하는 것이 바람직하다. The circuit element to which the ground structure having the above characteristics is applied is a filter, and it is preferable to determine the density of via holes disposed in each of the small regions of the upper ground part according to the pass band of the filter.

본 발명의 다른 특징에 따른 접지 구조는 절연층, 상기 절연층의 상부에 형성되는 상부 금속층, 및 상기 절연층의 하부에 형성되는 하부 금속층으로 이루어지는 인쇄 회로 기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조에 관한 것으로서,According to another aspect of the present invention, there is provided a grounding structure for a circuit element formed on a printed circuit board including an insulating layer, an upper metal layer formed on an upper portion of the insulating layer, and a lower metal layer formed on the lower portion of the insulating layer. As for

상기 상부 금속층을 패터닝하여 형성되는 신호 전송선,A signal transmission line formed by patterning the upper metal layer;

상기 상부 금속층을 패터닝하여 형성되되, 상기 신호 전송선의 양 측면 모서리들로부터 일정 거리 이격되어 형성되는 상부 접지부,An upper ground portion formed by patterning the upper metal layer, the upper ground portion being spaced a predetermined distance from both side edges of the signal transmission line;

상기 절연층을 관통하여 상기 상부 접지부와 상기 하부 금속층을 연결하며, 내부에는 전도성 물질로 채워지는 다수 개의 비아 홀(Via-Hole),A plurality of via-holes (Via-Hole) which penetrate the insulating layer to connect the upper ground portion and the lower metal layer and are filled with a conductive material therein;

을 구비하며, 상기 상부 접지부에 형성되는 비아홀 들간의 이격 거리는 상기 신호 전송선을 통해 전송하고자 하는 신호의 파장에 따라 결정되며, The separation distance between the via holes formed in the upper ground portion is determined according to the wavelength of the signal to be transmitted through the signal transmission line.

상기 신호 전송선의 모서리와 가장 인접한 비아홀 간의 이격 거리는 상기 절연층의 두께에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다. The separation distance between the edge of the signal transmission line and the closest via hole is determined according to the thickness of the insulating layer.

제1 실시예First embodiment

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예인 바람직한 실시예에 따른 비아홀을 이용한 접지 구조에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a ground structure using a via hole according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2의 (a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접지 구조를 적용한 회로 소자를 예시적으로 도시한 사시도이며, 도 2의 (b)는 평면도이다.  FIG. 2A is a perspective view illustrating a circuit device to which a ground structure according to a preferred embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2B is a plan view.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 접지 구조(20)는 절연층(200), 상기 절연층의 상부에 형성되는 신호 전송선(210)과 상부 접지부(220), 상기 절연층의 하부 에 형성되는 하부 접지부(230)를 구비한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 소자(20)는 인쇄회로기판상에 구현되며, 상기 절연층(200)은 인쇄회로기판의 절연층을 그대로 사용하며, 상기 신호 전송선(210)과 상부 접지부(220)는 인쇄회로기판의 상부 금속층을 패터닝하여 형성되며, 상기 하부 접지부(230)는 인쇄회로기판의 하부 금속층을 사용하게 된다. 2, the ground structure 20 according to the present invention is formed on the insulating layer 200, the signal transmission line 210 and the upper ground portion 220 formed on the insulating layer, the lower portion of the insulating layer. It is provided with a lower ground portion 230. The circuit device 20 according to the preferred embodiment of the present invention is implemented on a printed circuit board, and the insulating layer 200 uses the insulating layer of the printed circuit board as it is, and the signal transmission line 210 and the upper ground part. 220 is formed by patterning an upper metal layer of a printed circuit board, and the lower ground portion 230 uses a lower metal layer of a printed circuit board.

상기 신호 전송선(210)은 소정 형상의 마이크로스트립 라인(MSL)이나 코플래너(CPW) 형태로 형성된다. The signal transmission line 210 is formed in the form of a microstrip line MSL or coplanar CPW of a predetermined shape.

상기 상부 접지부(220)는 상기 신호 전송선의 양 측면 모서리들로부터 일정 거리 이격되어 형성되며, 다수 개의 비아 홀(Via-Hole;240)이 밀집되어 형성된다. 상기 비아 홀은 상기 절연층(200)을 관통하여 상기 상부 접지부와 상기 하부 금속층을 연결하며, 내부에는 금속과 같은 전도성 물질로 채워지게 된다. The upper ground part 220 is formed to be spaced a predetermined distance from both side edges of the signal transmission line, and a plurality of via-holes 240 are densely formed. The via hole penetrates the insulating layer 200 to connect the upper ground portion and the lower metal layer, and is filled with a conductive material such as metal.

상기 상부 접지부를 상기 신호 전송선의 모서리와 인접되게 배치함으로써, 상기 신호 전송선의 특성 임피던스를 감소시키게 된다. 이때, 상기 신호 전송선의 모서리와 가장 인접한 비아홀 간의 이격 거리(S1)는 상기 절연층의 두께에 따라 결정되며, 바람직하게는 상기 절연층의 두께의 3배 이하인 것이 좋다. By disposing the upper ground portion adjacent to the edge of the signal transmission line, the characteristic impedance of the signal transmission line is reduced. At this time, the separation distance (S1) between the edge of the signal transmission line and the nearest via hole is determined according to the thickness of the insulating layer, preferably 3 times or less of the thickness of the insulating layer.

또한, 상기 상부 접지부에 형성된 인접한 비아홀들간의 이격 거리(d1)는 상기 신호 전송선을 통해 전송하고자 하는 신호의 파장에 따라 결정되며, 바람직하게는 상기 신호 전송선을 통해 전송하고자 하는 신호의 파장의 0.1 배이하인 것이 좋다. 이와 같이, 비아 홀들간의 간격을 신호 파장의 0.1배 이하로 설정함으로써, 상기 파장 이상에 해당하는 주파수 성분을 갖는 갖는 신호는 비아홀들 간의 간격을 매우 좁게 인식하게 된다. 그 결과, 상기 주파수에 해당하는 파장이 비아홀에 비해 매우 길어지게 되어, 상기 비아홀들의 간격 사이로 신호가 거의 유출되지 않게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 접지 구조에 의하여 신호 전송선들간의 격리도가 크게 향상될 수 있게 된다.  Also, the distance d1 between adjacent via holes formed in the upper ground part is determined according to a wavelength of a signal to be transmitted through the signal transmission line, and preferably, 0.1 of a wavelength of a signal to be transmitted through the signal transmission line. It is good to be less than double. As such, by setting the spacing between the via holes to 0.1 times or less the signal wavelength, a signal having a frequency component corresponding to the wavelength or more recognizes the spacing between the via holes very narrowly. As a result, the wavelength corresponding to the frequency becomes very long compared to the via hole, so that the signal hardly flows out between the gaps of the via holes. Therefore, the isolation between signal transmission lines can be greatly improved by the ground structure according to the present invention.

이와 같이, 본 실시예에 따라 접지부에 비아홀들을 고밀도로 형성하고 상기 비아홀들을 신호 전송선과 매우 근접하여 형성함으로써, 신호 전송선들간의 격리도가 향상될 뿐 만 아니라, 특성 임피던스에 대한 선폭이 작아 회로의 집적도도 크게 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 회로 소자 설계시에 특성 임피던스를 고려하여 설계함으로써, 설계의 정확도를 향상시킬 수 있게 된다. As such, by forming the via holes with high density in the ground portion and forming the via holes in close proximity to the signal transmission line, the isolation between the signal transmission lines is not only improved, but the line width with respect to the characteristic impedance is small. The degree of integration can also be greatly improved. In addition, when designing the circuit element in consideration of the characteristic impedance, it is possible to improve the accuracy of the design.

제2 실시예Second embodiment

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 비아홀을 이용한 접지 구조 및 상기 접지 구조를 적용한 회로 소자에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a grounding structure using a via hole and a circuit element to which the grounding structure is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 구조를 적용한 회로 구조를 예시적으로 도시한 사시도이며, (b)는 그 평면도이다. 3A is a perspective view exemplarily illustrating a circuit structure to which the ground structure according to the second embodiment of the present invention is applied, and FIG. 3B is a plan view thereof.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 회로 구조(30)는 절연층(300), 상기 절연층의 상부에 형성되는 신호 전송선(310)과 상부 접지부(320), 상기 절연층의 하부에 형성되는 하부 접지부(330)를 구비한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 구조(30)는 인쇄회로기판상에 구현되며, 상기 절연층(300)은 인쇄회로기판의 절연층을 그대로 사용하며, 상기 신호 전송선(310)과 상부 접지부(320)는 인쇄회로기 판의 상부 금속층을 패터닝하여 형성되며, 상기 하부 접지부(330)는 인쇄회로기판의 하부 금속층을 사용하게 된다. Referring to FIG. 3, the circuit structure 30 according to the present invention is formed on the insulating layer 300, the signal transmission line 310 formed on the insulating layer, the upper ground portion 320, and the lower portion of the insulating layer. It is provided with a lower ground portion 330. The circuit structure 30 according to the preferred embodiment of the present invention is implemented on a printed circuit board. The insulating layer 300 uses the insulating layer of the printed circuit board as it is, and the signal transmission line 310 and the upper ground part. 320 is formed by patterning an upper metal layer of a printed circuit board, and the lower ground portion 330 uses a lower metal layer of a printed circuit board.

상기 신호 전송선(310)은 마이크로스트립 라인(MSL)의 형태나 코플래너(CPW) 형태로 형성된다. The signal transmission line 310 is formed in the form of a microstrip line MSL or a coplanar CPW.

상기 상부 접지부(320)는 상기 신호 전송선의 양 측면 모서리들로부터 일정 거리 이격되어 형성되며, 다수 개의 비아 홀(Via-Hole;340)이 형성된다. 상기 비아 홀은 상기 절연층(300)을 관통하여 상기 상부 접지부와 상기 하부 금속층을 연결하며, 내부에는 금속과 같은 전도성 물질로 채워지게 된다. The upper ground part 320 is formed spaced apart from the side edges of the signal transmission line by a predetermined distance, and a plurality of via holes Via-Hole 340 are formed. The via hole penetrates the insulating layer 300 to connect the upper ground portion and the lower metal layer, and is filled with a conductive material such as metal.

상기 신호 전송선의 모서리와 가장 인접한 비아홀 간의 이격 거리(S1)는 상기 절연층의 두께에 따라 결정되며, 바람직하게는 상기 절연층의 두께의 3배 이하인 것이 좋다. The separation distance S1 between the edge of the signal transmission line and the nearest via hole is determined according to the thickness of the insulating layer, and preferably 3 times or less of the thickness of the insulating layer.

한편, 상기 상부 접지부는 다수 개의 소영역들(a1, a2, a3, ...)로 분할되고, 분할된 각 소영역에 배치되는 비아 홀들의 밀도들을 변경시켜, 상기 신호 전송선의 특성 임피던스를 변경하게 된다. 특히, 상기 상부 접지부의 제1 소영역(a1)은 다수 개의 비아 홀들을 밀집되게 형성하고, 상기 상부 접지부를 상기 신호 전송선의 모서리와 인접되게 배치함으로써, 상기 신호 전송선의 특성 임피던스를 감소시키게 된다. 이때, 상기 제1 소영역의 비아홀 들간의 이격 거리(D)는 상기 신호 전송선을 통해 전송하고자 하는 신호의 파장에 따라 결정되며, 상기 신호 전송선을 통해 전송하고자 하는 신호의 파장의 0.1 배이하인 것이 좋다. 그 결과 상기 제1 소영역에 인접한 신호 전송선은 고밀도의 비아홀들이 형성된 상부 접지부의 제1 소영역에 의하여, 특성 임피던스가 감소하게 된다. Meanwhile, the upper ground part is divided into a plurality of small regions a1, a2, a3,..., And changes the density of via holes disposed in each divided small region, thereby changing the characteristic impedance of the signal transmission line. Done. In particular, the first small region a1 of the upper ground portion forms a plurality of via holes in a dense manner, and arranges the upper ground portion adjacent to an edge of the signal transmission line, thereby reducing characteristic impedance of the signal transmission line. In this case, the separation distance D between the via holes of the first small region is determined according to a wavelength of a signal to be transmitted through the signal transmission line, and is preferably 0.1 times or less of a wavelength of a signal to be transmitted through the signal transmission line. . As a result, the characteristic impedance of the signal transmission line adjacent to the first small region is reduced by the first small region of the upper ground portion where the high density via holes are formed.

또한, 상기 상부 접지부의 제2 소영역(a2)은 비아홀을 형성하지 않음으로써, 상기 제2 소영역과 근접한 신호 전송선은 특성 임피던스가 증가하게 되고, 그 결과 상기 제2 소영역에 인접한 신호 전송선은 비아홀이 형성되지 않은 제2 소영역에 의하여 MSL 구조로 작용하게 된다. In addition, since the second small region a2 of the upper ground part does not form a via hole, the signal transmission line proximate to the second small region increases a characteristic impedance, and as a result, the signal transmission line adjacent to the second small region The second small region where the via hole is not formed serves as the MSL structure.

전술한 상부 접지부에 고밀도의 비아홀들이 형성된 제1 소영역과 비아홀이 형성되지 않은 제2 소영역을 반복적으로 배치함으로써, 신호 전송선의 특성 임피던스들을 순차적으로 변경시킬 수 있게 되어, 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키거나 저지시키는 필터(Filter)를 구현할 수 있게 된다. 이때, 비아홀의 형성 위치, 해당 소영역의 비아홀의 밀도, 간격 등은 구현하고자 하는 필터의 특성에 맞게 디자인할 수 있다. By repeatedly arranging the first small region in which the high density via holes are formed and the second small region in which the via holes are not formed, the characteristic impedance of the signal transmission line can be sequentially changed, so that the signal of a specific frequency band It is possible to implement a filter that passes or blocks the bay. At this time, the formation position of the via hole, the density of the via hole in the corresponding small region, the spacing, etc. may be designed according to the characteristics of the filter to be implemented.

또한, 전술한 접지 구조는 벌룬(BALUN)과 같은 수동 회로 소자에도 적용할 수 있다. The above-described grounding structure can also be applied to passive circuit elements such as balloons BALUN.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서, 상부 접지부의 각 소영역에서의 비아 홀의 밀도나 간격, 상부 접지부와 신호 전송선의 이격 거리 등은 구현하고자 하는 회로 소자의 전체적인 성능을 향상시키기 위하여 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, this is merely an example and is not intended to limit the present invention, and those skilled in the art do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications which are not illustrated above in the scope are possible. For example, in an embodiment of the present invention, the density or spacing of via holes in each small region of the upper ground portion, the separation distance between the upper ground portion and the signal transmission line, and the like may be varied to improve the overall performance of the circuit device to be implemented. It can be modified and implemented. And differences relating to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에서의 접지 구조는 접지부의 비아홀의 밀도를 일정 값 이상으로 높이고 신호 전송선과 상부 접지부의 이격 거리를 소정 간격이하로 형성함으로써, 신호 전송선간의 격리도가 향상된다. 또한, 본 발명에 의하여, 설계시에 특성 임피던스를 고려하여 설계함으로써 설계의 정확도를 향상시킬 수 있게 된다. The grounding structure in the printed circuit board according to the present invention increases the density of the via hole of the ground portion to a predetermined value or more and forms a separation distance between the signal transmission line and the upper ground portion at a predetermined interval or less, thereby improving isolation between the signal transmission lines. Further, according to the present invention, the design accuracy can be improved by designing in consideration of the characteristic impedance at the time of design.

또한, 본 발명에 의하여, 상부 접지부를 다수 개의 소영역으로 분할하고, 각 소영역에 형성되는 비아홀의 밀도를 변경하거나 비아홀에 대한 서로 다른 밀도를 갖는 소영역들을 반복적으로 배치함으로써, 필터나 발룬과 같은 수동 회로 소자를 추가공정없이 설계만으로 쉽게 구현할 수 있게 된다. In addition, according to the present invention, by dividing the upper ground portion into a plurality of small regions, by changing the density of the via holes formed in each small region or by repeatedly disposing small regions having different densities for the via holes, The same passive circuit elements can be easily implemented by design without additional steps.

또한, 본 발명에 따른 접지 구조를 이용하여 신호 전송선간의 간격을 줄일 수 있게 되고, 특성 임피던스에 대한 선폭이 작아지게 되어, 회로의 집적도를 크게 향상시킬 수 있게 된다. In addition, by using the ground structure according to the present invention it is possible to reduce the distance between the signal transmission line, the line width for the characteristic impedance is reduced, it is possible to greatly improve the integration degree of the circuit.

Claims (9)

절연층, 상기 절연층의 상부에 형성되는 상부 금속층, 및 상기 절연층의 하부에 형성되는 하부 금속층으로 이루어지는 인쇄 회로 기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조에 있어서,A grounding structure for a circuit element formed on a printed circuit board comprising an insulating layer, an upper metal layer formed on the insulating layer, and a lower metal layer formed on the lower part of the insulating layer, 상기 상부 금속층을 패터닝하여 형성되는 신호 전송선,A signal transmission line formed by patterning the upper metal layer; 상기 상부 금속층을 패터닝하여 형성되되, 상기 신호 전송선의 양 측면 모서리들로부터 일정 거리 이격되어 형성되는 상부 접지부;An upper ground portion formed by patterning the upper metal layer, the upper ground portion being spaced a predetermined distance from both side edges of the signal transmission line; 상기 하부 금속층에 형성되는 하부 접지부;A lower ground part formed on the lower metal layer; 상기 절연층을 관통하여 상기 상부 접지부와 상기 하부 접지부를 연결하며, 내부에는 전도성 물질로 채워지는 다수 개의 비아 홀(Via-Hole);A plurality of via holes (Via-Hole) penetrating the insulating layer to connect the upper ground portion and the lower ground portion, and filled with a conductive material therein; 을 구비하며, 상기 상부 접지부는 다수 개의 소영역으로 분할되고, 분할된 각 소영역에 배치되는 비아 홀들의 밀도들을 변경시켜, 상기 신호 전송선의 특성 임피던스를 조정하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조. And the upper ground portion is divided into a plurality of small regions, and the characteristic impedance of the signal transmission line is adjusted by changing the densities of the via holes disposed in each of the divided small regions. Ground structure for the circuit elements being 제1항에 있어서, 상기 상부 접지부의 소영역들은 다수 개의 비아 홀들이 형성된 제1 영역과 비아 홀이 형성되지 않은 제2 영역이 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조. The circuit device of claim 1, wherein the small regions of the upper ground part are repeatedly arranged with a first region in which a plurality of via holes are formed and a second region in which no via holes are formed. For grounding structure. 제2항에 있어서, 상기 제1 영역의 비아홀 들간의 이격 거리는 상기 신호 전송선을 통해 전송하고자 하는 신호의 파장에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조. The ground structure of claim 2, wherein the separation distance between the via holes of the first region is determined according to a wavelength of a signal to be transmitted through the signal transmission line. 제1항에 있어서, 상기 신호 전송선의 모서리와 가장 인접한 비아홀 간의 이격 거리는 상기 절연층의 두께에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조. The grounding structure of claim 1, wherein the separation distance between the edge of the signal transmission line and the nearest via hole is determined according to a thickness of the insulating layer. 제1항에 있어서, 상기 신호 전송선은 마이크로스트립 라인(MSL) 또는 코플래너(CPW) 형태인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조. The grounding structure of claim 1, wherein the signal transmission line is in the form of a microstrip line (MSL) or a coplanar (CPW). 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 상기 접지 구조가 적용되는 회로 소자는 필터이며, 상기 필터의 통과 대역에 따라 상기 상부 접지부의 각 소영역들에 배치되는 비아홀들의 밀도를 결정하는 것을 특징으로 하는 상기 접지 구조를 갖는 회로 소자.The circuit element to which the ground structure according to any one of claims 1 to 5 is applied is a filter, and determining the density of via holes disposed in respective small regions of the upper ground part according to a pass band of the filter. A circuit element having said ground structure. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 상기 접지 구조가 적용되는 회로 소자는 벌룬(BALUN)인 것을 특징으로 하는 상기 접지 구조를 갖는 회로 소자.6. A circuit element having the ground structure, characterized in that the circuit element to which the ground structure according to any one of claims 1 to 5 is applied is a balloon (BALUN). 절연층, 상기 절연층의 상부에 형성되는 상부 금속층, 및 상기 절연층의 하부에 형성되는 하부 금속층으로 이루어지는 인쇄 회로 기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조에 있어서, A grounding structure for a circuit element formed on a printed circuit board comprising an insulating layer, an upper metal layer formed on the insulating layer, and a lower metal layer formed on the lower part of the insulating layer, 상기 상부 금속층을 패터닝하여 형성되는 소정 형상의 신호 전송선,A signal transmission line having a predetermined shape formed by patterning the upper metal layer; 상기 상부 금속층을 패터닝하여 형성되되, 상기 신호 전송선의 양 측면 모서리들로부터 일정 거리 이격되어 형성되는 상부 접지부;An upper ground portion formed by patterning the upper metal layer, the upper ground portion being spaced a predetermined distance from both side edges of the signal transmission line; 상기 절연층을 관통하여 상기 상부 접지부와 상기 하부 금속층을 연결하며, 내부에는 전도성 물질로 채워지는 다수 개의 비아 홀(Via-Hole);A plurality of via holes (Via-Hole) connected to the upper ground part and the lower metal layer through the insulating layer, and filled with a conductive material therein; 을 구비하며, 상기 상부 접지부에 형성되는 비아홀 들간의 이격 거리는 상기 신호 전송선을 통해 전송하고자 하는 신호의 파장에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조. And a separation distance between via holes formed in the upper ground part is determined according to a wavelength of a signal to be transmitted through the signal transmission line. 제8항에 있어서, 상기 신호 전송선의 모서리와 가장 인접한 비아홀 간의 이격 거리는 상기 절연층의 두께에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 형성되는 회로 소자에 대한 접지 구조.  The grounding structure of claim 8, wherein the separation distance between the edge of the signal transmission line and the nearest via hole is determined according to a thickness of the insulating layer.
KR1020070034565A 2007-04-09 2007-04-09 Ground structure using via-holes on pcb and circuit device having the ground structure KR100852003B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070034565A KR100852003B1 (en) 2007-04-09 2007-04-09 Ground structure using via-holes on pcb and circuit device having the ground structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070034565A KR100852003B1 (en) 2007-04-09 2007-04-09 Ground structure using via-holes on pcb and circuit device having the ground structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100852003B1 true KR100852003B1 (en) 2008-08-22

Family

ID=39878052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070034565A KR100852003B1 (en) 2007-04-09 2007-04-09 Ground structure using via-holes on pcb and circuit device having the ground structure

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100852003B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180017867A (en) * 2016-08-11 2018-02-21 삼성전자주식회사 Split resonator and printed circuit board having the same
CN111123065A (en) * 2018-10-30 2020-05-08 浙江宇视科技有限公司 Method and device for inspecting printed circuit board wiring

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002026611A (en) * 2000-07-07 2002-01-25 Nec Corp Filter
KR20050043554A (en) * 2003-11-06 2005-05-11 한국전자통신연구원 Waveguide filter using vias
KR100706211B1 (en) * 2005-12-19 2007-04-12 삼성전자주식회사 Apparatus for conversion transmission structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002026611A (en) * 2000-07-07 2002-01-25 Nec Corp Filter
KR20050043554A (en) * 2003-11-06 2005-05-11 한국전자통신연구원 Waveguide filter using vias
KR100706211B1 (en) * 2005-12-19 2007-04-12 삼성전자주식회사 Apparatus for conversion transmission structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180017867A (en) * 2016-08-11 2018-02-21 삼성전자주식회사 Split resonator and printed circuit board having the same
KR102646985B1 (en) * 2016-08-11 2024-03-14 삼성전자주식회사 Split resonator and printed circuit board having the same
CN111123065A (en) * 2018-10-30 2020-05-08 浙江宇视科技有限公司 Method and device for inspecting printed circuit board wiring

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8049118B2 (en) Printed circuit board
KR100838246B1 (en) Printed circuit board having electromagnetic bandgap structure
TWI462657B (en) Differential trace profile for printed circuit boards
JP5352019B1 (en) Multilayer circuit board and high frequency circuit module
JP2006245291A (en) Transmission line and method of forming wiring
WO2008054324A1 (en) Double-stacked ebg structure
EP1032957A2 (en) Microstrip arrangement
US20100096174A1 (en) Filter circuit element and electronic circuit device
US8227704B2 (en) Printed circuit board having electromagnetic bandgap structure
US8049578B1 (en) Air loaded stripline
US7259968B2 (en) Tailoring impedances of conductive traces in a circuit board
US9716305B2 (en) Balun
CN113347780B (en) Fin line structure formed by multilayer circuit boards
KR100844218B1 (en) High-Frequency Transmission Line for filtering Common Mode
US8242377B2 (en) Printed circuit board having electromagnetic bandgap structure
KR100852003B1 (en) Ground structure using via-holes on pcb and circuit device having the ground structure
US20080197945A1 (en) High frequency coplanar strip transmission line on a lossy substrate
JP2009252919A (en) Printed wiring board
US20090056984A1 (en) Signal transmission structure and layout method for the same
JP2010258659A (en) Directional coupler
JP3008939B1 (en) High frequency circuit board
JP2846803B2 (en) Multilayer wiring board
KR100965264B1 (en) Electromagnetic bandgap structure and printed circuit board
JP2007305756A (en) Circuit board
KR102608722B1 (en) Transmission line structure

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120806

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130705

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140724

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee