特開 2024-130241 回路基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130241

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】回路基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/11 20060101AFI20240920BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H05K1/11 H

H05K1/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039866

(22)【出願日】2023-03-14

(71)【出願人】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103171

【弁理士】

【氏名又は名称】雨貝 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100105784

【弁理士】

【氏名又は名称】橘 和之

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(74)【代理人】

【識別番号】100099748

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 克志

(72)【発明者】

【氏名】木田 政宏

【テーマコード（参考）】

5E317

5E338

【Ｆターム（参考）】

5E317AA25

5E317AA26

5E317GG20

5E338AA02

5E338BB13

5E338BB17

5E338CD13

5E338EE11

5E338EE22

(57)【要約】

【課題】配線に含まれる複数のＶＩＡホールの面積を小さくすることができ、ＶＩＡホールが含まれる差動ペア配線の性能低下を防止することができる回路基板を提供すること。
【解決手段】回路基板１００は、配線層間で基板１１０を貫通する複数のＶＩＡホール１２０を含んでいる。一対となる２つのＶＩＡホール１２０のそれぞれは、基板１１０上の配線層に平行な断面が円弧形状を有し、基板１１０の内部において、所定の隙間２００を介して対向している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

配線層間で基板を貫通する複数のＶＩＡホールを含む回路基板であって、
一対となる２つの前記ＶＩＡホールのそれぞれは、前記基板上の前記配線層に平行な断面が円弧形状を有し、前記基板の内部において、所定の隙間を介して対向していることを特徴とする回路基板。

【請求項2】

２つの前記ＶＩＡホールのそれぞれは、前記円弧形状の端部が互いに対向していることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。

【請求項3】

２つの前記ＶＩＡホールのそれぞれは、前記基板内において前記隙間を挟んで対称形状を有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。

【請求項4】

２つの前記ＶＩＡホールは、前記円弧形状の中心間の距離が、前記円弧形状の直径以下であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。

【請求項5】

２つの前記ＶＩＡホールは、対となる差動ペア配線のそれぞれの一部として用いられることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の配線層間を接続するＶＩＡホールを有する回路基板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、複数の配線層間を接続する場合、ＶＩＡホールを介してこれらの間の接続を行うようにした回路基板が知られている。例えば、特許文献１には、基板の表裏を導通させる複数のスルーホールを有し、スルーホール内面の銅メッキ層の厚みを異ならせた２種類以上のスルーホールが含まれるプリント配線板が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２４３２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、配線基板にＩＣやコネクタなどが実装されている場合には、これらから延びる配線数が多くなるため、これらの配線を複数の配線層間で接続しようとすると、ＶＩＡホールの数が多くなり、これら複数のＶＩＡホールを用いることによる面積の増大が顕著になるという問題があった。例えば、各ＶＩＡホールには、各層で配線が接続されるランドが形成され、これらのランドの外径はＶＩＡホールの内径よりも大きいため、これらのランドを配線数分隣接配置するためには面積の拡大は避けられない。また、差動ペア配線をＶＩＡホールを介して接続する場合には、各配線層内の配線ペアに比べて、対となるＶＩＡホール間の間隔が離れてしまうため、ＶＩＡホールを含む配線のインピーダンスが同じにならず、差動ペア配線としての性能が低下する。

【0005】

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、配線に含まれる複数のＶＩＡホールの面積を小さくすることができ、ＶＩＡホールが含まれる差動ペア配線の性能低下を防止することができる回路基板を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、本発明の回路基板は、配線層間で基板を貫通する複数のＶＩＡホールを含む回路基板であって、一対となる２つのＶＩＡホールのそれぞれは、基板上の配線層に平行な断面が円弧形状を有し、基板の内部において、所定の隙間を介して対向している。

【0007】

断面を円弧形状として隙間を介して配置することにより、２つのＶＩＡホールを接近した位置に形成することができるため、基板上の配線に含まれる複数のＶＩＡホールの面積を小さくすることができる。

【0008】

また、上述した２つのＶＩＡホールのそれぞれは、円弧形状の端部が互いに対向していることが望ましい。特に、上述した２つのＶＩＡホールのそれぞれは、基板内において隙間を挟んで対称形状を有することが望ましい。隣接する２つのＶＩＡホールを対向させたり、対称形状とすることにより、インピーダンス等の電気特性を近づけることが可能となる。

【0009】

また、上述した２つのＶＩＡホールは、円弧形状の中心間の距離が、円弧形状の直径以下であることが望ましい。このような限定を加えることにより、２つのＶＩＡホールを合わせた面積を確実に小さくすることができる。

【0010】

また、上述した２つのＶＩＡホールは、対となる差動ペア配線のそれぞれの一部として用いられることが望ましい。上述した対となるＶＩＡホールを用いることにより、差動ペア配線のインピーダンスのばらつきを抑えることができるため、ＶＩＡホールを通したことによる差動ペア配線の性能低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態の回路基板の構成を示す平面図である。

【図2】回路基板に含まれる一対の２個のＶＩＡホールを含むその周辺の詳細を示す平面図である。

【図3】一方のＶＩＡホールの詳細形状を示す斜視図である。

【図4】一対の２個のＶＩＡホールの製造方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を適用した一実施形態の回路基板について、図面を参照しながら説明する。

【0013】

図１は、一実施形態の回路基板の構成を示す平面図である。図１に示す構成は回路基板に含まれるＶＩＡホールに着目したものであって、他の実装部品は図示が省略されている。図１（Ａ）には回路基板の表面が、図１（Ｂ）には回路基板の裏面がそれぞれ示されている。

【0014】

図１に示すように、本実施形態の回路基板１００は、基板１１０を貫通する複数のＶＩＡ（バイア、ビア）ホール１２０と、ＶＩＡホール１２０の一方端（基板１１０の表面側）のランド１３０から延びる配線パターン１３２と、ＶＩＡホール１２０の他方端（基板１１０の裏面側）のランド１４０から延びる配線パターン１４２とを含んでいる。複数のＶＩＡホール１２０は、隣接配置された２個が対となっている。また、ランド１３０、１４０から延びる配線パターン１３２、１４２は、基板１１０に実装された他の部品や基板１１０の端部に設けられたエッジ・コネクタ（図示せず）などに接続されている。

【0015】

図２は、回路基板１００に含まれる一対の２個のＶＩＡホール１２０を含むその周辺の詳細を示す平面図である。図２（Ａ）には回路基板１００の表面側が、図２（Ｂ）には回路基板１００の裏面側がそれぞれ示されている。

【0016】

一対を構成する２個のＶＩＡホール１２０Ａ、１２０Ｂのそれぞれは、基板１１０上の配線層（ランド１３０Ａ、１３０Ｂから延びる配線パターン１３２Ａ、１３２Ｂやランド１４０Ａ、１４０Ｂから延びる配線パターン１４２Ａ、１４２Ｂ）に平行な断面が円弧形状を有している。これらのＶＩＡホール１２０Ａ、１２０Ｂは、基板１１０の表面から裏面に向けて貫通する所定の隙間２００を挟んで、対称形状であって、断面の円弧形状の端部同士が互いに対向している。

【0017】

図３は、一方のＶＩＡホール１２０Ｂの詳細形状を示す斜視図である。図３に示すように、ＶＩＡホール１２０Ｂは、基板１１０（図示せず）の表面に沿った断面が円弧形状であって、円筒をその中心軸を含む平面でほぼ半分にした形状を有している。そして、基板１１０の表面側の端部には半円形状のランド１３０Ｂが、基板１１０の裏面側の端部には半円状のランド１４０Ｂがそれぞれ設けられている。表面側のランド１３０Ｂには配線パターン１３２Ｂが接続されている。また、裏面側のランド１４０Ｂには配線パターン１４２Ｂが接続されている。

【0018】

図４は、一対の２個のＶＩＡホール１２０Ａ、１２０Ｂの製造方法を示す図である。

【0019】

最初に、２個のＶＩＡホール１２０Ａ’、１２０Ｂ’をその両端のランド１３０Ａ’、１３０Ｂ’、１４０Ａ’、１４０Ｂ’や配線パターン１３２Ａ’１３２Ｂ’、１４２Ａ’、１４２Ｂ’とともに形成する（図４（Ａ））。ＶＩＡホール１２０Ａ’、１２０Ｂ’のそれぞれの直径をｄとしたときに、２つのＶＩＡホール１２０Ａ’、１２０Ｂ’の中心間の距離は、例えばｄと同じあるいはｄ以下に設定されている。このような位置関係となっているため、従来の手法で形成される円筒状の２つのＶＩＡホール１２０Ａ’、１２０Ｂ’やランド１３０Ａ’等は一部が重複し、電気的に接続した状態となっている。

【0020】

このようにして表面側に形成される２つの配線パターン１３２Ａ’１３２Ｂ’は、差動ペア配線の一部を構成するものであって、一定の間隔を維持している。同様に、裏面側に形成される２つの配線パターン１４２Ａ’１４２Ｂ’は、差動ペア配線の一部を構成するものであって、一定の間隔を維持している。

【0021】

次に、２つのＶＩＡホール１２０Ａ’、１２０Ｂ’の中央部分に、ＶＩＡホール１２０Ａ’、ランド１３０Ａ’、１４０Ａ’とＶＩＡホール１２０Ｂ’、ランド１３０Ｂ’、１４０Ｂ’とが互いに電気的に分離するように隙間２００を形成する。例えば、０．３ｍｍ幅の隙間２００が形成される。なお、この隙間２００は、空間のままであってもいいが、絶縁体を充填するようにしてもよい。このようにして、隙間２００を挟んで、電気的に絶縁された２つのＶＩＡホール１２０Ａ、１２０Ｂやランド１３０Ａ、１３０Ｂ、１４０Ａ、１４０Ｂが完成する（図４（Ｂ））。

【0022】

このように、本実施形態の回路基板１００では、２つのＶＩＡホール１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）の断面を円弧形状として、隙間２００を介して配置しており、２つのＶＩＡホール１２０を接近した位置に形成することができるため、基板１１０上の配線に含まれる複数のＶＩＡホール１２０やランド１３０、１４０を含めた面積を小さくすることができる。

【0023】

また、２つのＶＩＡホール１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）のそれぞれは、円弧形状の断面の端部が互いに対向し、特に、基板１１０内部において隙間２００を挟んで対称形状を有している。隣接する２つのＶＩＡホール１２０を対向させたり、対称形状とすることにより、２つのＶＩＡホール１２０を含む２つの配線のインピーダンス等の電気特性を近づけることが可能となる。

【0024】

また、２つＶＩＡホール１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）は、円弧形状の中心間の距離を、円弧形状の直径ｄ以下としており、このような限定を加えることにより、２つのＶＩＡホール１２０を合わせた面積を確実に小さくすることができる。

【0025】

また、２つのＶＩＡホール１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）を、対となる差動ペア配線のそれぞれの一部として用いることにより、差動ペア配線のインピーダンスのばらつきを抑えることができるため、ＶＩＡホール１２０を通したことによる差動ペア配線の性能低下を防止することができる。

【0026】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、基板１１０を貫通するようにＶＩＡホール１２０が形成されている場合について示したが、基板１１０内部に形成されて階層が異なる２つの導電層間にＶＩＡホールを形成する場合や、表面あるいは裏面と中間の導電層の間にＶＩＡホールを形成する場合についても本発明を適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0027】

上述したように、本発明によれば、２つのＶＩＡホールの断面を円弧形状として隙間を介して配置することにより、２つのＶＩＡホールを接近した位置に形成することができるため、基板上の配線に含まれる複数のＶＩＡホールの面積を小さくすることができる。

【符号の説明】

【0028】

１００ 回路基板
１１０ 基板
１２０ ＶＩＡホール
１３０、１４０ ランド
１３２、１４２ 配線パターン
２００ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】