高速信号用回路基板

【目的】回路基板に簡単なパターンを付加して高速信号に対して反射の少ない伝送特性の優れた高速信号用回路基板を提供する。
【構成】複数層の信号層（ｓ０〜ｓ２）とＧＮＤ層（ｇ１〜ｇ３）とを有し、この信号層とＧＮＤ層の層間に信号層の導体がインピーダンス整合されるように厚さをコントロールして形成した誘電体層ｃ１〜ｃ６を有する多層の回路基板であって、信号ライン２ａ，２ｂ間を接続するＶＩＡ４が設けられたＶＩＡランド３ａの周囲に、このＶＩＡランドを囲むように形成したグランドパターン５ａ；５ｂを有する構造とからなる。

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は回路基板特に高速信号を回路基板を介して伝送する高速信号用回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８〜図１０は従来の高速信号用回路基板のＶＩＡ（バイア又はビアと呼ぶ）
部の３種の構造例を模式的に示す要部垂直断面図である。そして、図１１〜図１３はそれぞれ図８〜図１０で示したＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線に沿う各水平断面図である。また、図１４は図１０のＤ−Ｄ線に沿う上面図である。
【０００３】
ここで、図８の従来例は、グランド／電源層（以下ＧＮＤ層という）ｇ１，ｇ２，ｇ３を有し、ＧＮＤ層ｇ１とＧＮＤ層ｇ２の間の信号層ｓ１に信号伝送ライン（以下信号ラインという）２ａを形成し、ＧＮＤ層ｇ２とＧＮＤ層ｇ３の間の信号層ｓ２に信号ライン２ｂを有し、信号ライン２ａと信号ライン２ｂとを、ＶＩＡランド３ａ，３ｂ，３ｃを介して、ＶＩＡ４で層間連結したものである。また、図９の従来例は、ＧＮＤ層ｇ１及びｇ３を有し、これらのＧＮＤ層の間に信号層ｓ１及びｓ２を設け、信号層ｓ１に設けた信号ライン２ａと信号層ｓ２に設けた信号ライン２ｂをＶＩＡランド３ａ，３ｃを介してＶＩＡ４で層間連結したものである。さらに、図１０の従来例はＧＮＤ層ｇ２及びＧＮＤ層ｇ３を有し、ＧＮＤ層ｇ２の上下にそれぞれ信号層ｓ０，ｓ２を設け、信号層ｓ０に形成した信号ライン２ｃと信号層ｓ２に形成した信号ライン２ｂとをＶＩＡランド３ｄ，３ｂ，３ｃを介してＶＩＡ４で層間連結した構成によってなるものである。
【０００４】
そして、図８〜図１０に示す従来例においては、信号を伝送する信号層とＧＮＤ層はいずれも導電体からなる導体層で形成されているが、信号層とＧＮＤ層の間には、信号層の導体がインピーダンス整合されるように、厚さを制御して形成された誘電体層ｃ１〜ｃ６が介在することによって高速信号用回路基板が構成されるようになっている。なお、ＧＮＤライン１ａ，１ｂ，１ｃはそれぞれＧＮＤ層ｇ１，ｇ２，ｇ３に形成されたラインパターンである。
【０００５】
上記のような図８〜図１０における従来例のいずれにも共通して、信号ラインを層間接続するＶＩＡ４が図８及び図１０場合のようにＧＮＤ層ｇ２の導体層を貫通して形成される場合は、図１２にみられるように、ＶＩＡランド３ｂの回りにＧＮＤ層ｇ２からなるＧＮＤパターンが形成されている。しかしながら、図１１，図１３及び図１４にみられるように、信号ライン２ａ，２ｂ，２ｃの導体層にはそれぞれＶＩＡランド３ａ，３ｃ，３ｄの回りにはＧＮＤパターンが形成されていないものが使用されている。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】
上記のような従来の高速信号用回路基板では、信号伝送ラインの導体層において、導波路にＶＩＡのような不連続部があると信号の一部が反射する現象があり、実際にはＶＩＡランドの外周近傍で特に高速信号に対して信号の反射が著るしくなるので信号の伝送特性が悪化するということが問題となっていた。
【０００７】
本考案は上述のような信号伝送用の導体層においてＶＩＡランドの外周近傍で信号の反射が発生し、高速信号の伝送特性が悪化するという問題点を除去するためになされたもので、高速信号の伝送特性の優れた高速信号用回路基板の構造を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本考案に係る高速信号用回路基板は、複数層の信号伝送用導体層とグランド／電源用導体層とを有し、この信号伝送用導体層とグランド／電源用導体層の層間に、信号伝送用導体層の導体がインピーダンス整合されるように厚さを制御して形成した誘電体層を有する回路基板であって、２つの信号伝送用導体層間を接続するＶＩＡが設けられた信号伝送用導体層のＶＩＡランドの周囲にこのＶＩＡランドを囲むように形成したグランドパターンを有するものである。
【０００９】
【作用】
本考案においては、信号を信号層間で接続するＶＩＡの部分で信号層のＶＩＡランドの回りに、これを取囲むようにグランドパターンを形成していることにより、信号層のあるＶＩＡランドの外周近傍においてグランドパターンのない場合に起る高速信号の反射が抑えられ、無反射での透過を促進するようになるから高速信号の伝送特性を所望の優れた特性に保持できるようになる。
【００１０】
【実施例】
図１は本考案による第一の実施例を模式的に示す要部垂直断面図である。そして、図４，図５，図６は図１に示したそれぞれＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線に沿う水平断面図である。なお、実施例の説明図において、図８〜図１４の従来例と同一又は相当部分には同じ符号を付して示している。
【００１１】
図１及び図４〜図６において、信号を伝送する導体層の信号層ｓ１，ｓ２とグランド／電源用の導体層のＧＮＤ層ｇ１，ｇ２，ｇ３の間に、信号ライン２ａ，２ｂがインピーダンス整合されるように、厚さをコントロールされた誘電体層ｃ１〜ｃ６が介在して多層基板からなる高速信号用回路基板を構成している。したがって、本実施例の主構成は図８の従来例に対応するものとなっている。
【００１２】
この構成において、ＧＮＤ層ｇ２を中間に挾んで配設された、信号層ｓ１の信号ライン２ａ及び信号層ｓ２の信号ライン２ｂは、ＶＩＡランド３ａ，３ｂ，３ｃを介してＶＩＡ４で層間接続されている。この場合、図４，図６に示したように信号層ｓ１及びｓ２のそれぞれＶＩＡランド３ａ及び３ｃの回りに、このＶＩＡランドを囲むような格好からなるグランドパターン５ａ，５ｂがそれぞれ設けられている。なお、図５は特にこのようなグランドパターンは形成せず、図１２の従来例で図示したように、ＶＩＡ３ｂはＧＮＤ層ｇ２で広く囲繞されている。
このように、ＶＩＡランド３ａ及びＶＩＡランド３ｃを取りかこむように、グランドパターン３ａ及び３ｃをそれぞれ信号層ｓ１及びｓ２に設けたことにより、ＶＩＡ３ａ及び３ｃの外周近傍における信号の反射を押えることができるようになった。このため、特に高速信号の伝送特性を従来より著るしく向上させることができた。
【００１３】
また、図２は本考案の第二の実施例を模式的に示す要部垂直断面図である。図にみられるように、２つのＧＮＤ層ｇ１及びｇ３の間に２層分の信号層ｓ１及びｓ２が存在する場合の例である。したがって、本実施例の主構成は図９の従来例に対応するものとなっている。図２のＡ−Ａ線及びＣ−Ｃ線に沿う水平断面図はそれぞれ図４及び図６に示されたものと同様であり、第一の実施例で説明したものと同じ効果が得られる。
【００１４】
さらに、図３は本考案による第三の実施例を模式的に示す要部垂直断面図である。図に示したように、多層基板の表層に信号層が存在する場合であり、その主構成は図１０の従来例に対応するものとなっている。図７は図３に示したＤ−Ｄ線に沿う上面図を示すものである。図７にみられるように、ＶＩＡランド３ｄを取りかこむように信号層ｓ０にグランドパターン５ｃを設けたものである。このグランドパターンも図６にも示したグランドパターン５ｂとともに、第一の実施例の場合とほぼ同様の効果が得られる。
【００１５】
なお、上述のグランドパターンの形状は図４，図６，図７の実施例に示したパターンの形状に限定されないことはいうまでもない。
【００１６】
【考案の効果】
以上のように本考案によれば、信号層とＧＮＤ層の多層構造からなる高速信号
用回路基板において、２つの異なる層の信号ライン間をＶＩＡで層間連結する信号層にＶＩＡランドの回りにこれを取りかこむようなグランドパターンを設けたので、ＶＩＡランド周辺近傍における信号の反射を低減することができるようになった。このため、特に高速信号の伝送特性の向上が達成された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の第一の実施例を模式的に示す要部垂直断面図である。
【図２】本考案による第二の実施例を示す要部垂直断面図である。
【図３】本考案による第三の実施例を示す要部垂直断面図である。
【図４】図１に示したＡ−Ａ線に沿う水平断面図である。
【図５】図１に示したＢ−Ｂ線に沿う水平断面図である。
【図６】図１に示したＣ−Ｃ線に沿う水平断面図である。
【図７】図３に示したＤ−Ｄ線に沿う上面図である。
【図８】高速信号用回路基板の一従来例を模式的に示す要部垂直断面図である。
【図９】高速信号用回路基板の他の従来例を示す要部垂直断面図である。
【図１０】高速信号用回路基板の他の従来例を示す要部垂直断面図である。
【図１１】図８，図９に示したＡ−Ａ線に沿う水平断面図である。
【図１２】図８，図１０に示したＢ−Ｂ線に沿う水平断面図である。
【図１３】図８，図９，図１０に示したＣ−Ｃ線に沿う水平断面図である。
【図１４】図１０に示したＤ−Ｄ線に沿う上面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃＧＮＤライン（グランド／電源ライン）
２ａ，２ｂ，２ｃ信号ライン（信号伝送ライン）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄＶＩＡランド
４ＶＩＡ
５ａ，５ｂ，５ｃグランドパターン
ｇ１，ｇ２，ｇ３ＧＮＤ層（グランド／電源層）
ｓ０，ｓ１，ｓ２信号層
ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，ｃ６誘電体層

【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】複数層の信号伝送用導体層とグランド／電源用導体層とを有する回路基板の前記信号伝送用導体層とグランド／電源用導体層の層間に、前記信号伝送用導体層における導体がインピーダンス整合されるように厚さを制御して形成した誘電体層を有する高速信号用回路基板において、所定の前記信号伝送用導体層間を接続するＶＩＡが設けられた前記信号伝送用導体層のＶＩＡランドの周囲にこのＶＩＡランドを囲むように形成したグランドパターンを有することを特徴とする高速信号用回路基板。

【図１】