配線板和電子裝置的製作方法
2023-12-02 01:54:11
專利名稱：配線板和電子裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種配線板和電子裝置。
背景技術：
在電子裝置中，存在這樣的情況由電子器件產生的噪聲傳播通過包括電源和接地面在內、且作為一種波導的平行平板，從而不利地影響其他電子器件或相鄰無線電路等。因此，在電子裝置中通常實現噪聲防範措施，並且已經研發了多種技術。近年來，已經明白可以通過周期性地設置具有特定結構的導體圖案(以下稱作元材料(metamaterial))來控制電磁波的傳播特性。具體地，將配置為控制特定頻率區中電磁波傳播的元材料稱作電磁帶隙結構(下文中稱作EBG結構)，並且使用EBG結構的噪聲防範措施正引人注目。這種技術的示例包括在專利文獻I (美國專利No. 6262495的說明書)中描述的技術。專利文獻I中的圖2示出了所謂的蘑菇型EBG結構，其中將多個島狀導體元件設置在片狀導體平面之上，並且每一個島狀導體元件通過過孔(via hole)與導體平面相連。此外，專利文獻2 (日本未審專利申請公開No. 2006-253929)在圖12中公開了一種EBG結構，其中提出了一種具有設置在補片(patch)層和導體平面層之間的諸如螺旋電感之類的電感元件的中間層，並且補片、電感元件和導體平面通過過孔相連。以上結構在不擴大EBG結構的情況下增強了電感分量，以便將帶隙區(band gap zone)匹配低頻區。相關文獻專利文獻[專利文獻I]美國專利No.6262495[專利文獻2]日本未審專利申請公開No.2006-253929
發明內容
在具有多層基板的電子裝置中在導體層上形成彼此之間具有間隔的多個導體的情況下，當電子器件與導體相連時，已經傳播通過導體的噪聲從間隙中輻射出，並且噪聲洩漏到其它層或者多層基板外部。因此，即使在導體層中配置了 EBG結構，也不能獲得足夠的噪聲防範措施。 鑑於上述情況做出了本發明，並且本發明的一個目的是提供一種配線板和電子裝置，其具有多個分開的導體，並且防止從導體之間的間隙輻射出的噪聲發生洩漏。根據本發明，提出了一種配線板，包括多個第一導體，所述多個第一導體位於第一層上並且彼此之間設置有間隙；第一連接構件，所述第一連接構件將所述多個第一導體中的至少一個與電子器件相連；第二導體，所述第二導體位於第二層上並且面對所述多個第一導體；第二連接構件，所述第二連接構件將所述第二導體與所述電子器件相連；多個第三導體，所述多個第三導體重複地排列以便在平面視圖中包圍包括所述第一連接構件和所述第一導體的連接點或者所述第二連接構件和所述第二導體的連接點以及包括所述間隙的至少一部分在內的區域；以及線狀的第四導體，線狀的所述第四導體形成於所述區域中包括的間隙中，並且線狀的所述第四導體的一端與所述第一導體之一相連，線狀的所述第四導體的另一端是開放端，其中所述第四導體的至少一部分面對與所述第四導體未接觸的所述第一導體。此外，根據本發明，提出了一種電子裝置，包括電子器件；多個第一導體，所述多個第一導體位於第一層上並且彼此之間設置有間隙；第一連接構件，所述第一連接構件將所述多個第一導體中的至少一個與所述電子器件相連；第二導體，所述第二導體位於第二層上並且面對所述多個第一導體；第二連接構件，所述第二連接構件將所述第二導體與所述電子器件相連；多個第三導體，所述多個第三導體重複地排列以便在平面視圖中包圍包括所述第一連接構件和所述第一導體的連接點或者所述第二連接構件和所述第二導體的連接點以及包括所述間隙的至少一部分在內的區域；以及線狀的第四導體，線狀的所述第四導體形成於使得在平面視圖中所述第四線狀導體與所述區域中包括的間隙相交迭的位置處，並且線狀的所述第四導體的一端與所述第一導體之一相連，線狀的所述第四導體的另一端是開放端，其中所述第四導體的至少一部分面對與所述第四導體未接觸的所述第一導體。根據本發明，提出了一種配線板和電子裝置，其具有多個分開的導體，並且防止從導體之間的間隙輻射出的噪聲發生洩漏。
使用以下優選實施例和以下附圖進一步闡明以上目的、其他目的、特徵和優點。圖I示出了根據本發明第一實施例的電子裝置的頂視圖和截面圖。圖2是示出了第一實施例的電子裝置中的A層的視圖。圖3是示出了第一實施例的電子裝置中的B層的視圖。圖4是示出了第一實施例的電子裝置中的C層的視圖。圖5是示出了第一實施例的電子裝置中的D層的視圖。圖6示出了導體元件的修改示例的頂視圖。圖7示出了根據本發明第二實施例的電子裝置的頂視圖和截面圖。圖8是示出了第二實施例的電子裝置中的B層的視圖。圖9示出了根據本發明第二實施例的電子裝置的修改示例的頂視圖和截面圖。圖10示出了根據本發明第二實施例的電子裝置的修改示例的頂視圖和截面圖。圖11示出了根據本發明第二實施例的電子裝置的修改示例的頂視圖和截面圖。圖12示出了根據本發明第二實施例的電子裝置的修改示例的頂視圖和截面圖。圖13示出了根據本發明第二實施例的電子裝置的修改示例的頂視圖和截面圖。圖14是示出了本發明第二實施例的電子裝置的修改示例的放大視圖。
具體實施例方式下文中將使用附圖描述本發明的實施例。貫穿附圖，向相同的組成元件賦予相同的附圖標記，並且將不再重複其描述。[第一實施例]
圖I示出了根據本發明第一實施例的電子裝置100的頂視圖和截面圖。更具體地，圖IA是電子裝置100的頂視圖，圖IB是電子裝置100在圖IA所示的截面線處的截面圖。電子裝置100是多層基板，從頂面開始依次至少具有A層110、B層120、C層130和D層 140。同時，電子裝置100可以具有除了以上四層之外的其他層。例如，電子裝置可以具有位於各層之間的電介質層。此外，在本發明配置的範圍內，電子裝置100還可以具有未示出的孔或者過孔。另外，在本發明配置的範圍內，可以在四層中排列信號線。電子裝置100具有電子器件151、電源面121 (第一導體)、電源面122 (第一導體)、接地面141(第二導體)、開放短截線(open stub) 111 (第四導體)和導體元件131(第三導體)。電子器件151安裝到電子裝置100的頂面上。電子器件151通過連接構件152與電源面122相連，並且通過連接構件153與接地面141相連。同時，假設電子器件151是諸如LSI之類的元件。電子裝置100中安裝的電子器件151的個數可以是單個或者多個。在該實施例中，將描述安裝於電子裝置100頂面上的電子器件151，但是該實施例不必局限於此，可以將電子器件安裝到內部。電源面121和電源面122位於B層120上，並且它們彼此之間設置有間隙123。此外，電源面122通過連接構件152 (第一連接構件)與電子器件151相連。接地面141位於D層140上，並且面對電源面121和電源面122。此外，接地面141通過所述連接構件153 (第二連接構件)與電子器件151相連。導體元件131重複地排列，以便在平面視圖中包圍包括電源面122和連接構件152的連接點、接地面141和連接構件153的連接點以及至少一部分間隙123在內的區域。同時，附圖示出了在該實施例中，由導體元件131包圍的區域包括電源面122和連接構件152之間的連接點以及接地面141和連接構件153的連接點，但是該實施例不必局限於此，並且所述區域可以包括上述兩個連接點中的至少一個。開放短截線111位於作為B層120上層的A層110上，並且形成於在平面視圖中與所述區域中包括的間隙123交迭的位置處。開放短截線111是線狀導體，在一端處通過過孔112與電源面121相連，並且在另一端形成開放端。下文中將使用相應的附圖來詳細描述各部件。圖2是示出了第一實施例的電子裝置100中的A層110的視圖。多個開放短截線111重複地排列在A層110上。各開放短截線111、連接構件152和連接構件153相互絕緣。開放短截線111是位於A層110上的線狀導體，其形狀不局限於直線，並且例如可以是螺旋線、折線等。在該實施例中，多個開放短截線111重複地排列，並且各開放短截線111中的至少一部分面對電源面122，但是該實施例不必局限於此。例如，可以存在設置單一開放短截線111的情況。此外，在開放短截線中，可以存在與電源面122相連且面對電源面121的開放短截線111。這裡，重複排列的開放短截線111意味著連續排列至少三個開放短截線111，它們之間具有間隙。圖3是示出了第一實施例的電子裝置100中的B層120的視圖。B層120是片狀導體，在該片狀導體上排列電源面121和電源面122，它們之間具有間隙123。用電介質體填充間隙123，並且電源面121和電源面122相互絕緣。因此,可以向電源面121和電源面122供應不同的電勢。然而，電勢不必總是不同，而可以相同。電源面122具有與連接構件152相連的連接點，並且向電子器件151供電。此外，電源面122具有開口，連接構件153穿過該開口，並且電源面122和連接構件153相互絕緣。同時，電源面121可以使用未示出的配線向電子器件151供電，並且可以向未示出的其他元件等供電。圖4是示出了第一實施例的電子裝置100中的C層130的視圖。多個導體元件131重複地排列在C層130上，以便包圍面對連接構件153的連接點和多個開放短截線111的區域的至少一部分。同時在該實施例中，導體元件131位於B層120(第一層)和D層140 (第二層)之間的C層130上。此外，每一個導體元件131與連接構件153絕緣。導體元件131是島狀導體，但是其形狀不局限於矩形。可以考慮導體元件131的多種形狀適用於該實施例的電子裝置100，並且下面將描述這些形狀。導體元件131面對電源面121或電源面122，並且還面對接地面141。此外，導體元件131通過連接構件132 (第三連接構件)與面對的接地面141相連。這裡，重複排列導體元件131意味著連續排列至少三個導體元件131，它們之間具有間隙。圖5是示出了第一實施例的電子裝置100中的D層140的視圖。接地面141延伸至D層140。接地面141是片狀導體，通過接地等向該片狀導體供應基本電勢。接地面141具有與連接構件153的連接點。在該實施例的電子裝置100中，可以將包括接地面141和電源面121 (或122)在內的平行平板看作是從電子器件151傳播的噪聲的傳播路徑。在以上配置中，各導體元件131構成EBG結構的單位單元，EBG結構包括面對的接地面141和面對的電源面121 (或122)。這裡，單位單元指的是構成EBG結構的最小單元，並且當電子裝置100包括重複排列的單位單元時，可以有效地抑制噪聲從電子器件151通過連接構件152 (或153)傳播。圖6A是導體元件131的示例的頂視圖。圖6A所示的導體元件131是矩形導體,並且將包括以上形狀導體元件131的單位單元稱作所謂的蘑菇型EBG結構。更具體地，導體元件131對應於蘑菇的頭部，並且在相應的面對電源面121 (或122)之間形成電容。同時,連接構件132對應於蘑菇的莖軸部，並且形成電感。蘑菇型EBG結構可以使用如下等效電路來表示使用包括所述電容和所述電感在內的串聯諧振電路來對平行平板分路(shunt)，並且串聯諧振電路的諧振頻率提供帶隙的中心頻率。因此，可以通過使得導體元件131靠近形成電容的相應面對平面以便增加電容，來將帶隙區移動至較低頻率。然而，即使在沒有使導體元件131靠近面對平面的情況下，也不會影響本發明的實質效果。圖6B是導體元件131的示例的頂視圖。圖6B中所示的導體元件131是沿平面方向形成的螺旋傳輸線，並且一端連接至與接地面141相連的連接構件132，而另一端形成開放端。包括以上形狀導體元件131的單位單元具有開放短截線型EBG結構，其中形成的包括導體元件131的微帶線用作開放短截線。
更具體地，導體元件131與相應的面對電源面121 (或122)電結合以便形成使用電源面121 (或122)作為返迴路徑的微帶線。同時，連接構件132形成電感。微帶線的一端形成開放端，並且配置為用作開放短截線。開放短截線型EBG結構可以使用如下等效電路來表示使用包括開放短截線和所述電感在內的串聯諧振電路來對平行平板分路，並且串聯諧振電路的諧振頻率提供帶隙的中心頻率。因此，可以通過增加所形成的包括導體元件131的開放短截線的截線長度，來將帶隙區移動至較低頻率。同時優選地，形成微帶線的導體元件131和面對的電源面121 (或122)位置彼此靠近。這是因為當導體元件131和面對的平面之間的距離減小時，微帶線的特徵阻抗減小，並且可以加寬帶隙區。然而，即使在沒有使導體元件131靠近面對平面的情況下，也不會影響本發明的實質效果。圖6C是導體元件131的示例的頂視圖。圖6C所示的導體元件131是矩形導體,並且具有開口。在開口中形成了螺旋導體，所述螺旋導體在一端與開口的邊緣相連，而在另一端連接至與接地面141相連的連接構件132。包括以上形狀導體元件131的單位單元具有電感增強型EBG結構，其中向蘑菇型EBG結構中蘑菇的頭部處提供電感器，以便增加電感。更具體地，導體元件131對應於蘑菇的頭部，並且在相應的面對電源面121 (122)之間形成電容。同時，連接構件132對應於蘑菇的莖軸部，並且與導體元件131中設置的電感一起形成電感。電感增強型EBG結構可以使用如下等效電路來表示使用包括所述電容和所述電感在內的串聯諧振電路來對平行平板分路，並且串聯諧振電路的諧振頻率提供了帶隙的中心頻率。因此，可以通過使得導體元件131靠近形成電容的相應電源面121(或122)以便增加電容，或者增加電感器的長度以增加電感，來將帶隙區移至較低頻率。然而，即使在沒有使導體元件131靠近面對平面的情況下，也不影響本發明的實質效果。此外，在該實施例的電子裝置100中，在間隙123中形成多個開放短截線111。因為各開放短截線111引起與面對的電源面122的電短路，看來其中形成有開放短截線111的間隙123在特定的頻率區中閉合。因此，可以防止該頻率區中的噪聲從間隙123洩漏。同時，噪聲是從電子器件151洩漏的電磁波。然而，並不是所有的電磁波都成為噪聲，並且更常見的是電磁波中的一部分作為噪聲。洩漏的電磁波中作為噪聲的電磁波的波長根據需要免受噪聲影響的元件而改變。這裡，當從電子器件151洩漏的電磁波的頻率用f表示時，開放短截線111的長度，準確來說開放短截線111面對電源面122的那部分的長度d，由以下公式(I)表明。然而，ε eff表示在多個開放短截線111中的有效相對介電常數。此外，ε ^表示真空介電常數。此外，μ ^表示真空磁導率。另外，λ表示電磁波的波長。[公式I]
權利要求
1.一種配線板，包括多個第一導體，所述多個第一導體位於第一層上並且彼此之間設置有間隙；第一連接構件，所述第一連接構件將所述多個第一導體中的至少一個與電子器件相連；第二導體，所述第二導體位於第二層上並且面對所述多個第一導體；第二連接構件，所述第二連接構件將所述第二導體與所述電子器件相連；多個第三導體，所述多個第三導體重複地排列以便在平面視圖中包圍包括所述第一連接構件和所述第一導體的連接點或者所述第二連接構件和所述第二導體的連接點以及包括所述間隙的至少一部分在內的區域；以及線狀的第四導體，線狀的所述第四導體形成於使得在平面視圖中線狀的所述第四導體與所述區域中包括的間隙相交迭的位置處，並且線狀的所述第四導體的一端與所述第一導體之一相連，線狀的所述第四導體的另一端是開放端，其中所述第四導體的至少一部分面對與所述第四導體未接觸的所述第一導體。
2.根據權利要求I所述的配線板，其中所述第四導體面對所述第一導體的部分的長度大於等於從所述電子器件洩漏的電磁波波長的八分之一且小於等於所述波長的八分之三。
3.根據權利要求2所述的配線板，其中所述長度是所述波長的四分之一。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的配線板，其中所述多個第四導體重複地排列。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的配線板，其中所述第四導體位於與所述第一層不同的層上，並且通過連接構件與所述第一導體相連。
6.根據權利要求I至4中任一項所述的配線板，其中所述第四導體位於所述第一層上，以及與所述第一導體之一相連的第四導體和與其他第一導體相連的第四導體交替地排列在所述間隙中。
7.根據權利要求I至4中任一項所述的配線板，其中所述第四導體位於所述第一層上，以及在其他第一導體中形成凹入部，所述第四導體在所述間隙中插入到所述凹入部中。
8.根據權利要求I至7中任一項所述的配線板，其中所述第三導體位於所述第一層和所述第二層之間，面對所述第一導體和所述第二導體，並且通過第三連接構件與彼此面對的所述第一導體和所述第二導體中的任一個相連。
9.根據權利要求I至7中任一項所述的配線板，其中所述第三導體經由所述第一導體面對所述第二導體，並且通過所述第三連接構件與面對的所述第二導體相連，以及所述第一導體或所述第二導體配置有開口，所述第三連接構件穿過所述開口。
10.根據權利要求I至7中任一項所述的配線板，其中所述第三導體經由所述第二導體面對所述第一導體，並且通過所述第三連接構件與面對的所述第一導體相連，以及所述第三導體配置有開口，所述第三連接構件穿過所述開口。
11.根據權利要求I至7中任一項所述的配線板，其中所述第三導體位於所述第一層上，面對所述第二導體，並且通過電感器與所述第一導體相連。
12.根據權利要求I至7中任一項所述的配線板，其中所述第三導體位於所述第二層上，面對所述第一層，並且通過電感器與所述第二導體相連。
13.根據權利要求I至12中任一項所述的配線板，其中所述第一導體是電源面，以及所述第二導體是接地面。
14.一種電子裝置，包括電子器件；多個第一導體，所述多個第一導體位於第一層上並且彼此之間設置有間隙；第一連接構件，所述第一連接構件將所述多個第一導體中的至少一個與所述電子器件相連；第二導體，所述第二導體位於第二層上並且面對所述多個第一導體；第二連接構件，所述第二連接構件將所述第二導體與所述電子器件相連；多個第三導體，所述多個第三導體重複地排列以便在平面視圖中包圍包括所述第一連接構件和所述第一導體的連接點或者所述第二連接構件和所述第二導體的連接點以及包括所述間隙的至少一部分在內的區域；以及線狀的第四導體，線狀的所述第四導體形成於使得在平面視圖中線狀的所述第四導體與所述區域中包括的間隙相交迭的位置處，並且線狀的所述第四導體的一端與所述第一導體之一相連，線狀的所述第四導體的另一端是開放端，其中所述第四導體的至少一部分面對與所述第四導體未接觸的所述第一導體。全文摘要
一種電子裝置(100)包括電子器件(151)；彼此之間設置有間隙(123)的電源面(121)和電源面(122)；連接構件(152)，所述連接構件電連接電源面(122)和電子器件(151)；面對電源面(121)或電源面(122)的接地面(141)；連接構件(153)，所述連接構件電連接接地面(141)和電子器件(151)；重複排列的多個導體元件(131)；以及開放短截線(111)，形成於與導體元件(131)包圍的區域中包括的間隙(123)相交迭的位置處。此外，開放短截線(111)的至少一部分面對與開放短截線(111)未接觸的電源面(122)。
文檔編號H05K1/02GK102918938SQ20118002658
公開日2013年2月6日 申請日期2011年6月2日 優先權日2010年6月2日
發明者鳥屋尾博, 楠本學, 小林直樹, 安道德昭 申請人:日本電氣株式會社