特開 2024-21971 モータ制御ユニット

(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】P2024021971

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】モータ制御ユニット

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20240208BHJP

   H05K 9/00 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 Z

H05K3/46 Q

H05K3/46 B

H05K3/46 N

H05K9/00 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125205

(22)【出願日】2022-08-05

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】ニデック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100188673

【弁理士】

【氏名又は名称】成田 友紀

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(72)【発明者】

【氏名】平塚 良秋

【テーマコード（参考）】

5E316

5E321

【Ｆターム（参考）】

5E316AA32

5E316AA38

5E316AA43

5E316BB02

5E316BB04

5E316BB07

5E316BB13

5E316CC09

5E316CC31

5E316CC32

5E316CC34

5E316CC37

5E316CC39

5E316EE01

5E316FF01

5E316GG15

5E316GG28

5E316HH01

5E316HH06

5E316JJ02

5E321AA14

5E321AA31

5E321BB25

5E321GG01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】静電気に起因する放射ノイズの影響を抑制できるモータ制御ユニットを提供する。
【解決手段】モータ制御ユニット１は、第１の層４１、第２の層４２及び第３の層４３を有する多層基板４０と、多層基板に実装される第１の素子１１及び第２の素子１２と、を備える。第１の層には、金属箔からなる第１のグランドパターン５１が設けられる。第２の層には、第１の素子と第２の素子とを繋ぐ信号ライン６０の少なくとも一部を担う信号パターン６１が設けられる。第３の層には、金属箔からなる第２のグランドパターン５２が設けられる。多層基板は、厚さ方向に延びて第１のグランドパターンと第２のグランドパターンとを繋ぐ複数のグランドビア５５を有する。複数のグランドビアは、厚さ方向から見て信号パターンを囲む。複数のグランドビアにおいて隣り合うグランドビア同士の距離は、静電気放射ノイズの波長の１／１０未満である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータを制御するモータ制御ユニットであって、
一方の面側から他方の面側に向かって厚さ方向に並ぶ第１の層、第２の層、および第３の層を有する多層基板と、
前記多層基板の一方の面に実装される第１の素子と、
前記多層基板の一方、又は他方の面に実装される第２の素子と、を備え、
前記第１の素子および前記第２の素子のうち、何れか一方が前記モータを制御する制御素子であり、他方が前記モータと他の機器との間の通信を行う通信素子であり、
前記第１の層には、金属箔からなる第１のグランドパターンが設けられ、
前記第２の層には、前記第１の素子と前記第２の素子とを繋ぐ信号ラインの少なくとも一部を担う信号パターンが設けられ、
前記第３の層には、金属箔からなる第２のグランドパターンが設けられ、
前記多層基板は、前記厚さ方向に延びて前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンとを繋ぐ複数のグランドビアを有し、
前記複数のグランドビアは、前記厚さ方向から見て前記信号パターンを囲み、
前記複数のグランドビアにおいて隣り合う前記グランドビア同士の距離は、静電気放射ノイズの波長の１／１０未満である、
モータ制御ユニット。

【請求項2】

前記複数のグランドビアにおいて隣り合う前記グランドビア同士の距離は、３ｍｍ未満である、
請求項１に記載のモータ制御ユニット。

【請求項3】

前記複数のグランドビアにおいて隣り合う前記グランドビア同士の距離は、１．５ｍｍ未満である、
請求項１に記載のモータ制御ユニット。

【請求項4】

前記多層基板は、前記多層基板の一方の面から前記厚さ方向に延びて前記信号パターンに繋がる接続ビアを有し、
前記接続ビアには、前記多層基板の一方の面において前記第１の素子が接続され、
前記第１のグランドパターンには、前記接続ビアが通る孔部が設けられる、
請求項１に記載のモータ制御ユニット。

【請求項5】

前記孔部の大きさは、静電気放射ノイズの波長の１／１０未満である、
請求項４に記載のモータ制御ユニット。

【請求項6】

前記第１の素子の少なくとも一部は、前記厚さ方向から見て、前記第１のグランドパターン、および前記第２のグランドパターンに重なる、
請求項４に記載のモータ制御ユニット。

【請求項7】

前記第１のグランドパターンおよび前記第２のグランドパターンの何れか一方の少なくとも一部は、前記厚さ方向から見て前記複数のグランドビアで囲まれる領域の外側に広がる、
請求項１に記載のモータ制御ユニット。

【請求項8】

前記厚さ方向から見て、前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンの形状が、互いに異なる、
請求項１に記載のモータ制御ユニット。

【請求項9】

前記信号パターンは、クロック信号を伝搬する、
請求項１に記載のモータ制御ユニット。

【請求項10】

前記信号パターンが伝播する信号の電圧は、３．３Ｖ以下である、
請求項１に記載のモータ制御ユニット。

【請求項11】

前記制御素子は、前記モータの情報を、前記通信素子を通じて前記他の機器に伝搬し、
前記通信素子は、前記他の機器の情報を、前記制御素子を通じて前記モータの駆動ユニットに伝搬する、
請求項１に記載のモータ制御ユニット。

【請求項12】

前記他の機器は、複数の他の制御ユニットを従えるマスタ制御ユニット、又は他の制御ユニットである、
請求項１１に記載のモータ制御ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ制御ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

精密機器では、ノイズの影響を低減するために様々な工夫がなされている。例えば特許文献１には、複数の導電体ポストと一対のシールド層とによって配線層を囲み、配線層に放射能ノイズが達することを抑制する多層配線板が開示されている。また、従来の精密機器では、静電気に起因するノイズとして伝導ノイズのみに着目しており、伝導ノイズを筐体に流すことで伝導ノイズが基板に達することを抑制していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１６１６０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年のモータ制御ユニットでは、省電力化のために素子の低電圧化が進んでいる。また、一方で、近年のモータ制御ユニットでは、高速処理化のためにクロック信号の高速化が進んでいる。このようなモータ制御ユニットでは、微弱かつ高周波の放射ノイズに対し影響を受けやすい傾向があり、従来問題とならなかった静電気の放射ノイズへの対策を検討する必要が生じている。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みて、静電気に起因する放射ノイズの影響を抑制できるモータ制御ユニットを提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のモータ制御ユニットの一つの態様は、モータを制御するモータ制御ユニットであって、一方の面側から他方の面側に向かって厚さ方向に並ぶ第１の層、第２の層、および第３の層を有する多層基板と、前記多層基板の一方の面に実装される第１の素子と、前記多層基板の一方、又は他方の面に実装される第２の素子と、を備える。前記第１の素子および前記第２の素子のうち、何れか一方が前記モータを制御する制御素子であり、他方が前記モータと他の機器との間の通信を行う通信素子である。前記第１の層には、金属箔からなる第１のグランドパターンが設けられる。前記第２の層には、前記第１の素子と前記第２の素子とを繋ぐ信号ラインの少なくとも一部を担う信号パターンが設けられる。前記第３の層には、金属箔からなる第２のグランドパターンが設けられる。前記多層基板は、前記厚さ方向に延びて前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンとを繋ぐ複数のグランドビアを有する。前記複数のグランドビアは、前記厚さ方向から見て前記信号パターンを囲む。前記複数のグランドビアにおいて隣り合う前記グランドビア同士の距離は、静電気放射ノイズの波長の１／１０未満である。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一つの態様によれば、静電気に起因する放射ノイズの影響を抑制できるモータ制御ユニットを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態のモータ制御ユニットの模式図である。

【図2】図２は、一実施形態の多層基板の断面模式図である。

【図3】図３は、一実施形態の多層基板の第２の層の平面図である。

【図4】図４は、図２の部分拡大図であって、複数のグランドビアの配列状態を示す図である。

【図5】図５は、図２の部分拡大図であって、第１孔部の周囲を示す図である。

【図6】図６は、図２の部分拡大図であって、第２孔部の周囲を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。

【0010】

図１は、本実施形態のモータ制御ユニット１の模式図である。
本実施形態のモータ制御ユニット１は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）などの車両に搭載され、当該車両を駆動するモータ８５を制御する。

【0011】

モータ制御ユニット１は、車両全体の制御を行うマスタ制御ユニット９０に接続される。マスタ制御ユニット９０は、モータ制御ユニット１の他、複数の制御ユニット１Ａ、１Ｂに接続される。すなわち、マスタ制御ユニット９０は、複数の他の制御ユニット１Ａ、１Ｂを従える。他の制御ユニット１Ａ、１Ｂは、それぞれモータ、発電機などの他の装置を制御する。他の制御ユニット１Ａ、１Ｂは、本実施形態のモータ制御ユニット１と同様の構成を有する。

【0012】

モータ制御ユニット１と他の制御ユニット１Ａ、１Ｂとは、互いに接続される。マスタ制御ユニット９０は、本実施形態のモータ制御ユニット１を介して他の制御ユニット１Ａ、１Ｂと通信する。マスタ制御ユニット９０は、モータ制御ユニット１、およびそれぞれの制御ユニット１Ａ、１Ｂに指令を発する。モータ制御ユニット１は、マスタ制御ユニット９０からの指令に応じてモータ８５を制御する。同様に、他の制御ユニット１Ａ、１Ｂは、マスタ制御ユニット９０からの指令に応じてそれぞれが接続される装置を制御する。

【0013】

本実施形態のモータ制御ユニット１は、処理装置８３とインバータ８４とを介してモータ８５に接続される。処理装置８３およびインバータ８４は、モータ８５の駆動ユニット８６を構成する。処理装置８３は、例えば、汎用マイコンである。モータ制御ユニット１は、処理装置８３に指令を送る。処理装置８３は、モータ制御ユニット１からの指令に応じて、処理信号を生成し処理信号をインバータ８４に送る。インバータ８４は、処理装置８３からの処理信号を基にモータ８５に動作電圧を付与する。このように、モータ制御ユニット１は、処理装置８３およびインバータ８４を介してモータ８５を制御する。

【0014】

モータ制御ユニット１は、多層基板４０と、多層基板４０に実装される第１の素子１１、および第２の素子１２と、多層基板４０に接続される複数のコネクタ４９Ｃと、筐体４９と、を有する。

【0015】

筐体４９は、多層基板４０、第１の素子１１、第２の素子１２、処理装置８３、およびインバータ８４を収容する。また、筐体４９は、コネクタ４９Ｃを保持する。筐体４９は、金属材料などの導電性材料からなる。筐体４９は、一部が金属材料などの導電性材料からなり、その他の部分は非導電性材料からなってもよい。筐体４９は、導電性材料によってコーティングされた非導電性材料からなってもよい。

【0016】

コネクタ４９Ｃは、筐体４９の内部において、多層基板４０に接続される。また、コネクタ４９Ｃは、筐体４９の外部において他の機器から延びるケーブルに接続される。複数のコネクタ４９Ｃは、それぞれモータ８５、マスタ制御ユニット９０、および他の制御ユニット１Ａから延びるケーブルに接続される。

【0017】

コネクタ４９Ｃの挿抜時などにおいて、コネクタ４９Ｃの金属シェルなどの導電性の部位には静電気が印加される虞がある。本実施形態において、コネクタ４９Ｃの導電性の部位と筐体４９の導電性の部位との間には、導電性のガスケットなどが配置されている。これにより、コネクタ４９Ｃに印加された静電気の伝導ノイズが、多層基板４０に伝わることなく、筐体４９に流れ、多層基板４０の信頼性を高めることができる。なお、コネクタ４９Ｃの導電性の部位と導電性の他の筐体との間に、導電性のガスケットなどが配置されてもよい。他の筐体は、筐体４９を含むモータ制御ユニット１を収容する筐体であってもよく、コネクタ４９Ｃが接続される他の機器の筐体であってもよい。これにより、コネクタ４９Ｃに印加された静電気の伝導ノイズが、多層基板４０に伝わることなく、他の筐体に流れ、多層基板４０の信頼性を高めることができる。

【0018】

第１の素子１１、および第２の素子１２は、集積回路である。本実施形態において、第１の素子１１は、モータ８５と他の機器との間の通信を行う通信素子８１であり、第２の素子１２は、モータ８５を制御する制御素子８２である。なお、第１の素子１１、および第２の素子１２は、何れか一方が通信素子８１であり、他方が制御素子８２であればよい。

【0019】

制御素子８２は、処理装置８３に対してモータ８５を制御するための信号を送る。また、制御素子８２は、モータ８５の情報を、通信素子８１を通じて他の機器に伝搬する。通信素子８１は、他の機器の情報を、制御素子８２を通じてモータ８５の駆動ユニット８６に伝搬する。通信素子８１が通信を行う他の機器とは、マスタ制御ユニット９０、又は他の制御ユニット１Ａ、１Ｂである。また、モータ８５の情報とは、例えば、モータ８５の温度、モータ８５の駆動ユニット８６の駆動状況等である。さらに、他の機器の情報とは、他のモータ８５の情報や、マスタ制御ユニット９０からの緊急停止の指令などである。本実施形態によれば、複数のモータ制御ユニット１、１Ａ、１Ｂが通信素子８１を介して互いに接続されているため、複数のモータ制御ユニット１、１Ａ、１Bの間で同期ずれが生じ難く、相互の円滑な動作が可能となる。

【0020】

図２は、多層基板４０の断面模式図である。
多層基板４０は、複数の層を有する板状のリジッド基板である。多層基板４０を構成する材料としては、エポキシ樹脂など公知のものが用いられる。以下の説明において、多層基板４０の一方の面を第１面４０ａと呼び、他方の面を第２面４０ｂと呼ぶ。第１面４０ａおよび第２面４０ｂは、多層基板４０の厚さ方向の互いに反対側を向く面である。

【0021】

本実施形態において、第１面４０ａには、第１の素子１１が実装され、第２面４０ｂには、第２の素子１２が実装される。なお、第１の素子１１、および第２の素子１２は、多層基板４０の同じ面に実装されていてもよい。すなわち、第１の素子１１が多層基板４０の一方の面に実装され、第２の素子１２は、多層基板４０の一方、又は他方の面に実装されていればよい。

【0022】

本実施形態の多層基板４０は、複数のパターン層４１、４２、４３と、複数の絶縁層４０Ｅと、複数のグランドビア５５と、複数の接続ビア６３、６４と、を有する。また、本実施形態の多層基板４０の内部には、シールド領域Ａが設けられる。シールド領域Ａは、パターン層４１、４３の一部と複数のグランドビア５５とによって囲まれ、特定の周波数以下の放射ノイズから遮蔽される領域である。

【0023】

本実施形態の多層基板４０は、３層のパターン層４１、４２、４３と、４層の絶縁層４０Ｅと、を有する。パターン層４１、４２、４３と絶縁層４０Ｅとは、多層基板４０の厚さ方向において交互に積層される。以下の説明において、複数のパターン層４１、４２、４３を互いに区別する場合、これらをそれぞれ第１の層４１、第２の層４２、および第３の層４３と呼ぶ。第１の層４１、第２の層４２、および第３の層４３は、一方の面（第１面４０ａ）側から他方の面（第２面４０ｂ）側に向かって厚さ方向に並ぶ。本実施形態において、第１の層４１は、複数のパターン層４１、４２、４３のうち、最も第１面４０ａ側に位置する層である。第３の層４３は、複数のパターン層４１、４２、４３のうち、最も第２面４０ｂ側に位置する層である。第２の層４２は、厚さ方向において、第１の層４１と第３の層４３との間に位置する。

【0024】

第１の層４１には、金属箔からなる第１のグランドパターン５１が設けられる。同様に、第３の層４３には、金属箔からなる第２のグランドパターン５２が設けられる。第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２は、グランドに接続されている。なお、後述するように、第１のグランドパターン５１と第２のグランドパターン５２とは、グランドビア５５を介して電気的に接続される。このため、第１のグランドパターン５１および第２のグランドパターン５２の何れか一方がグランドに接続されていれば、他方もグランドに接続される。

【0025】

第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２は、多層基板４０の厚さ方向からの放射ノイズを遮蔽するシールド層として機能する。多層基板４０のシールド領域Ａは、第１のグランドパターン５１と第２のグランドパターン５２との間に設けられる。

【0026】

第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２を構成する金属材料としては、例えば、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｌのような金属、これらを含む合金、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ_２、Ａｌ含有ＺｎＯのような金属酸化物等が挙げられる。なお、これらの金属材料は、１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。

【0027】

第２の層４２には、信号パターン６１が設けられる。信号パターン６１は、第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２と同種の金属材料から構成される。信号パターン６１は、シールド領域Ａに配置される。すなわち、信号パターン６１は厚さ方向において、第１のグランドパターン５１と第２のグランドパターン５２とに挟まれる。

【0028】

信号パターン６１には、複数の接続ビア６３、６４が接続される。信号パターン６１は、接続ビア６３、６４を介して、第１の素子１１、および第２の素子１２に繋がる。信号パターン６１、および接続ビア６３、６４は、第１の素子１１と第２の素子１２とを繋ぐ信号ライン６０を構成する。すなわち、信号パターン６１は、信号ライン６０の少なくとも一部を担う。

【0029】

図３は、本実施形態の第２の層４２の平面図である。図３において、他のパターン層４１、４３、第１の素子１１、および第２の素子１２を二点鎖線によって示す。
本実施形態の多層基板４０は、６個の信号パターン６１を有する。６個の信号パターン６１は、第２の層４２が配置される平面内で並行して延びる。６個の信号パターン６１は、隣り合う２個を一対として三対に分類される。対をなす２個の信号パターン６１同士は、互いに近接して配置されている。

【0030】

信号パターン６１は、一対の直線部６１ａ、６１ｂと、湾曲部６１ｃと、を有する。一対の直線部６１ａ、６１ｂは、第２の層４２が配置される平面内において直線状に延びる。本実施形態の一対の直線部６１ａ、６１ｂは、互いに直交する方向に延びる。一方の直線部６１ａの一端は第１接続ビア６３に接続され、他方の直線部６１ｂの一端は第２接続ビア６４に接続される。湾曲部６１ｃは、滑らかにカーブして直線部６１ａ、６１ｂの他端同士を繋ぐ。
なお、本実施形態の信号パターン６１の本数、および形状は、あくまで一例であり、第２の層４２内の他のパターンとの位置関係に応じて適当に設計される。

【0031】

図３に示すように多層基板４０の厚さ方向から見て、複数の信号パターン６１は、第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２の外形の内側に配置される。多層基板４０の厚さ方向から見て、第１のグランドパターン５１と第２のグランドパターン５２の形状は、互いに異なる。複数の信号パターン６１は、第１のグランドパターン５１と第２のグランドパターン５２とが互いに重なる領域の内側に配置される。

【0032】

本実施形態では、第１のグランドパターン５１の形状と第２のグランドパターン５２の形状とが互いに異なっているため、第１の層４１および第２の層４２のパターン構成をそれぞれの必要に応じて最適に設計することができる。特に、本実施形態において、第２のグランドパターン５２は、多層基板４０の厚さ方向から見てシールド領域Ａの外側に広がる。このように、第２のグランドパターン５２をシールド領域Ａよりも外側に広がるように設けることで、第２のグランドパターン５２をシールド層としての利用以外にグランド層として使用するなど様々な用途で使用できる。なお、第２のグランドパターン５２のみならず、第１のグランドパターン５１についても、厚さ方向から見てシールド領域Ａよりも外側に広がるように設けてもよい。すなわち、第１のグランドパターン５１および第２のグランドパターン５２の何れか一方の少なくとも一部が、多層基板４０の厚さ方向から見て複数のグランドビア５５で囲まれる領域（すなわち、シールド領域Ａ）の外側に広がっていてもよい。

【0033】

また、本実施形態において、第１の素子１１の少なくとも一部は、多層基板４０の厚さ方向から見て、第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２に重なる。上述したように、信号パターン６１は、第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２に重なる。このため、本実施形態によれば、第１接続ビア６３を厚さ方向に直線状に延ばして、信号パターン６１と第１の素子１１とを接続させることができる。結果的に、信号パターン６１から第１の素子１１に至る信号ライン６０の経路長を短くすることができる。

【0034】

同様に、第２の素子１２の少なくとも一部は、多層基板４０の厚さ方向から見て、第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２に重なる。このため、第２接続ビア６４を厚さ方向に直線状に延ばして、信号パターン６１と第２の素子１２とを接続させることができる。結果的に、信号パターン６１から第２の素子１２に至る信号ライン６０の経路長を短くすることができる。

【0035】

図２に示すように、接続ビア６３、６４、およびグランドビア５５は、多層基板４０の厚さ方向に柱状に延びる。接続ビア６３、６４、およびグランドビア５５は、平面視における形状が円形状で、かつその形状が厚さに沿って一定である。本実施形態において、接続ビア６３、６４とグランドビア５５とは、平面視形状は互いに等しい。しかしながら、接続ビア６３、６４とグランドビア５５とは、平面視形状が互いに異なっていてもよい。また、グランドビア５５、および接続ビア６３、６４の平面視における形状は、円形状に限らず、例えば、楕円形状の他、四角形状、六角形状のような多角形状、星形状のような異形状としてもよい。また、グランドビア５５、および接続ビア６３、６４は、多層基板４０の厚さ方向に対して傾斜した状態で配置されてもよい。さらに、グランドビア５５、および接続ビア６３、６４は、その平面視における形状が、高さ方向の途中で変化してもよい。

【0036】

接続ビア６３、６４、およびグランドビア５５は、多層基板４０の絶縁層４０Ｅに孔部を設けて内周面に鍍金などで金属材料を充填することで形成できる。接続ビア６３、６４、およびグランドビア５５は、異なるパターン層４１、４２、４３に設けられるパターン同士を電気的に繋ぐ。接続ビア６３、６４、およびグランドビア５５は、第１のグランドパターン５１、第２のグランドパターン５２、および信号パターン６１を構成する金属材料と同種の金属材料から構成される。

【0037】

複数の接続ビア６３、６４は、第１接続ビア６３と第２接続ビア６４とを含む。第１接続ビア６３および第２接続ビア６４は、それぞれ信号パターン６１と同数（本実施形態では６個）だけ多層基板４０に設けられる。

【0038】

第１接続ビア６３は、多層基板４０の第１面４０ａから厚さ方向に延びて信号パターン６１に繋がる。第１接続ビア６３には、多層基板４０の第１面４０ａにおいて第１の素子１１が接続される。第２接続ビア６４は、第１接続ビア６３は、多層基板４０の一方の面（第１面４０ａ）から厚さ方向に延びて信号パターン６１に繋がる。第２接続ビア６４には、多層基板４０の第２面４０ｂにおいて第２の素子１２が接続される。

【0039】

第１接続ビア６３は、第１の層４１と、第１の層４１を厚さ方向の両側から挟む一対の絶縁層４０Ｅと、を厚さ方向に貫通する。第１の層４１には、厚さ方向からみて信号パターン６１を包含する第１のグランドパターン５１が設けられる。第１のグランドパターン５１には、第１接続ビア６３が通る第１孔部（孔部）５１ａが設けられる。第１孔部５１ａが設けられることにより、第１接続ビア６３を厚さ方向に延ばして信号パターン６１と第１の素子１１とを最短距離で繋いでも、第１接続ビア６３が第１のグランドパターン５１と導通することが抑制される。

【0040】

第２接続ビア６４は、第３の層４３と、第３の層４３を厚さ方向の両側から挟む一対の絶縁層４０Ｅと、を厚さ方向に貫通する。第３の層４３には、厚さ方向からみて信号パターン６１を包含する第２のグランドパターン５２が設けられる。第２のグランドパターン５２には、第２接続ビア６４が通る第２孔部（孔部）５２ａが設けられる。第２孔部５２ａが設けられることにより、第２接続ビア６４を厚さ方向に延ばして信号パターン６１と第２の素子１２とを最短距離で繋いでも、第２接続ビア６４が第２のグランドパターン５２と導通することが抑制される。

【0041】

図３に示すように、第１のグランドパターン５１には、６個の第１孔部５１ａが設けられる。１個の第１孔部５１ａには、１個の第１接続ビア６３が配置される。

【0042】

一方で、第２のグランドパターン５２には、３個の第２孔部５２ａが設けられる。１個の第２孔部５２ａには、２個の第２接続ビア６４が配置される。１個の第２孔部５２ａ内に配置される２個の第２接続ビア６４は、対をなす２個の信号パターン６１に接続される。本実施形態において、対をなす２個の信号パターン６１に接続される２個の第２接続ビア６４同士の距離は、同じく対をなす２個の信号パターン６１に接続される２個の第１接続ビア６３同士の距離よりも近い。このため、２個の第２接続ビア６４同士を異なる第２孔部５２ａ内に配置しようとすると、微細な第２孔部５２ａの成形が必要となり製造コストの増大が懸念される。本実施形態では、近接する２個の第２接続ビア６４を１つの第２孔部５２ａ内に配置することで多層基板４０を安価に製造できる。

【0043】

なお、第１の素子１１および第２の素子１２が、多層基板４０の同じ面に実装される場合、第１孔部５１ａおよび第２孔部５２ａは、同じグランドパターンに設けられる。例えば、第１の素子１１と第２の素子１２とが、ともに多層基板４０の第１面４０ａに実装される場合、第１接続ビア６３および第２接続ビア６４は、ともに信号パターン６１から第１面４０ａ側に延びる。さらに、第１のグランドパターン５１には、第１接続ビア６３が通る第１孔部５１ａに加えて、第２接続ビア６４が通る第２孔部５２ａが設けられる。

【0044】

図２に示すように、グランドビア５５は、厚さ方向に延びて第１のグランドパターン５１と第２のグランドパターン５２とを繋ぐ。上述したように、第１のグランドパターン５１又は第２のグランドパターン５２の少なくとも一方は、グランドに接続されるため、グランドビア５５もグランドに接続される。

【0045】

図３に示すように、複数のグランドビア５５は、列状に配置される。多層基板４０の厚さ方向から見て、グランドビア５５は、所定の領域（シールド領域Ａ）を囲む。また、複数のグランドビア５５で囲まれる領域（シールド領域Ａ）の内側には、信号パターン６１が配置される。すなわち、複数のグランドビア５５は、多層基板４０の厚さ方向から見て信号パターン６１を囲む。

【0046】

本実施形態によれば、多層基板４０の内部には、第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２に挟まれ、複数のグランドビア５５によって囲まれることで放射ノイズを遮蔽するシールド領域Ａが設けられる。また、シールド領域Ａの内部に第１の素子１１と第２の素子１２との間の信号ライン６０の一部を担う信号パターン６１が配置される。このため、第１の素子１１と第２の素子１２との間の通信が、放射ノイズの影響を受けることを抑制できる。

【0047】

図４は、図２の部分拡大図であって、複数のグランドビア５５の配列状態を示す図である。
複数のグランドビア５５において隣り合うグランドビア５５同士の距離をビア間距離ｄと呼ぶ。ビア間距離ｄは、互いに隣り合うグランドビア５５同士が最も近接する部分の距離である。すなわち、ビア間距離ｄは、互いに隣り合うグランドビア５５同士の間の隙間の大きさである。ビア間距離ｄを適切に設置することによって、シールド領域Ａ内への侵入を抑制する放射ノイズの周波数を適切に設定できる。

【0048】

近年のモータ制御ユニットは、駆動電圧の低電圧化およびクロック信号の高速化に伴い、高周波かつ低電圧の放射ノイズに対し敏感に反応しやすい。このことから本発明者らは、信号パターン６１での通信が、高周波かつ微弱な静電気放射ノイズに対しても影響を受け得るという知見を得た。本実施形態の複数のグランドビア５５は、静電気放射ノイズのような高周波の放射ノイズに対しても高い遮蔽性が求められる。

【0049】

本実施形態の複数のグランドビア５５は、ビア間距離ｄを静電気放射ノイズの波長の１／１０未満とすることが好ましい。ビア間距離ｄを静電気放射ノイズの波長の１／１０未満である場合、放射ノイズが、グランドビア５５同士の間を透過する事ができず、グランドビア５５からグランドに向かって流れる。これにより、静電気放射ノイズを複数のグランドビア５５によって遮蔽することができ、静電気放射ノイズが信号パターン６１における通信に影響を及ぼすことを抑制できる。

【0050】

また、本実施形態では、信号パターン６１が繋がる第１の素子１１および第２の素子１２の少なくとも一方が、他の機器（例えば、マスタ制御ユニット９０、又は他の制御ユニット１Ａ、１Ｂ）との間の通信を行う。このため、本実施形態では静電気放射ノイズが信号パターン６１に影響を及ぼすことを抑制できるため、モータ制御ユニット１に制御されるモータ８５のみならず、他の機器の駆動の動作の信頼性も高めることができる。

【0051】

なお、ここで、全てのグランドビア５５について互いに隣り合うグランドビア５５の間のビア間距離ｄは、必ずしも等しくなくてもよい。このような場合であっても、全てのビア間距離ｄが静電気放射ノイズの波長の１／１０未満であれば、シールド領域Ａに対し静電気放射ノイズを遮蔽できる。

【0052】

光のスピードを「Ｃ（ｍ／ｓ）」、遮蔽すべきノイズの周波数を「ｆ（Ｈｚ：１／ｓ）」、波長を「λ（ｍ）」とすると、これらは、式：λ＝Ｃ／ｆで表される関係を満足する。静電気放射ノイズの放射ノイズの周波数は、約１０ＧＨｚである。このため、上記式から、静電気放射ノイズの波長λは、約３０ｍｍである。ビア間距離ｄ＜λ／１０から、ビア間距離ｄは、３ｍｍ未満であることが好ましい。

【0053】

また、より高周波数帯の静電気放射ノイズまで対応するために、２０ＧＨｚ（波長λは約１５ｍｍ）の静電気放射ノイズに対応するために、ビア間距離ｄを１．５ｍｍ未満とすることがより好ましい。さらに、５０ＧＨＺ（波長λは６ｍｍ）の静電気放射ノイズに対応するために、ビア間距離ｄを０．６ｍｍ未満とすることがさらに好ましい。

【0054】

本実施形態において、複数の信号パターン６１は、データ信号を伝搬してデータの通信を行う信号パターン６１と、クロック信号を伝搬する信号パターン６１とを含んでいる。すなわち、少なくとも１つの信号パターン６１は、クロック信号を伝搬する。本実施形態によれば、クロック信号を伝搬する信号パターン６１をシールドして放射ノイズからの影響を抑制することで、第１の素子１１と第２の素子１２との間で高速通信を行う場合の通信エラーを抑制できる。なお、通信素子８１のクロック周波数は、１００ＭＨｚ以上である場合に静電気放射能ノイズの影響を受け易くなり、５００ＭＨｚ以上である場合に影響が大きくなり、１ＧＨｚ以上である場合では静電気放射ノイズの影響が顕著になる。

【0055】

さらに、本実施形態において、信号パターン６１が伝播する信号の電圧は、３．３Ｖ以下である。３．３Ｖ以下の低電圧の信号を用いることで消費電力を抑制できる一方で、静電気放射ノイズの影響を受けやすい。本実施形態によれば、信号パターン６１をシールド領域Ａに配置することで、信号の電圧を低電圧としても静電気放射ノイズに対する通信の信頼性を付与できる。なお、本実施形態によれば、信号パターン６１が伝搬する信号の電圧は、１．５Ｖ以下であってもよい。

【0056】

図５は、図２の部分拡大図であって、第１孔部５１ａの周囲を示す図である。
図５に示すように、本実施形態の第１孔部５１ａは、多層基板４０の厚さ方向から見て丸孔状である。第１孔部５１ａの内側面のうち、最も離れた箇所同士の距離を第１孔部５１ａの大きさＤ１とする。本実施形態において、第１孔部５１ａの大きさＤ１は、第１孔部５１ａの直径である。

【0057】

図６は、図２の部分拡大図であって、第２孔部５２ａの周囲を示す図である。
図６に示すように、本実施形態の第２孔部５２ａは、多層基板４０の厚さ方向から見て長孔状である。第２孔部５２ａの内側面のうち、最も離れた箇所同士の距離を第２孔部５２ａの大きさＤ２とする。本実施形態において、第２孔部５２ａの大きさＤ２は、第２孔部５２ａの長手方向の長さである。

【0058】

第１孔部５１ａの大きさＤ１、および第２孔部５２ａの大きさＤ２を十分に小さくすることで、シールド領域Ａ内への放射ノイズの侵入を抑制できる。上述したように、本実施形態では、第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２は、静電気放射ノイズのような高周波の放射ノイズに対しても高い遮蔽性が求められる。このため、第１孔部５１ａの大きさＤ１、および第２孔部５２ａの大きさＤ２は、静電気放射ノイズの波長の１／１０未満であることが好ましい。第１孔部５１ａ、および第２孔部５２ａの大きさＤ１、Ｄ２が静電気放射ノイズの波長の１／１０未満である場合、放射ノイズが、第１孔部５１ａ、および第２孔部５２ａを透過する事ができず、第１のグランドパターン５１、又は第２のグランドパターン５２からグランドに向かって流れる。これにより、静電気放射ノイズを第１のグランドパターン５１、および第２のグランドパターン５２によって確実に遮蔽することができ、静電気放射ノイズが信号パターン６１における通信に影響を及ぼすことを抑制できる。

【0059】

静電気放射ノイズの放射ノイズの周波数を約１０ＧＨｚとする場合、第１孔部５１ａ、および第２孔部５２ａの大きさＤ１、Ｄ２は、３ｍｍ未満であることが好ましい。また、より高周波数帯の静電気放射ノイズまで対応するために、２０ＧＨｚ（波長λは約１５ｍｍ）の静電気放射ノイズに対応するために、第１孔部５１ａ、および第２孔部５２ａの大きさＤ１、Ｄ２を１．５ｍｍ未満とすることがより好ましい。さらに、５０ＧＨＺ（波長λは６ｍｍ）の静電気放射ノイズに対応するために、第１孔部５１ａ、および第２孔部５２ａの大きさＤ１、Ｄ２を０．６ｍｍ未満とすることがさらに好ましい。

【0060】

以上に、本発明の実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

【0061】

例えば、多層基板４０の積層数は、本実施形態に限定されない。すなわち、多層基板４０は、第１の層４１、第２の層４２、および第３の層４３の他に、パターン層を有していてもよい。また、モータ８５の駆動対象は、特に限定されない。モータ制御ユニット１は、必ずしも車両に搭載されなくてもよい。

【0062】

なお、本技術は以下のような構成をとることが可能である。
（１） モータを制御するモータ制御ユニットであって、一方の面側から他方の面側に向かって厚さ方向に並ぶ第１の層、第２の層、および第３の層を有する多層基板と、前記多層基板の一方の面に実装される第１の素子と、前記多層基板の一方、又は他方の面に実装される第２の素子と、を備え、前記第１の素子および前記第２の素子のうち、何れか一方が前記モータを制御する制御素子であり、他方が前記モータと他の機器との間の通信を行う通信素子であり、前記第１の層には、金属箔からなる第１のグランドパターンが設けられ、前記第２の層には、前記第１の素子と前記第２の素子とを繋ぐ信号ラインの少なくとも一部を担う信号パターンが設けられ、前記第３の層には、金属箔からなる第２のグランドパターンが設けられ、前記多層基板は、前記厚さ方向に延びて前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンとを繋ぐ複数のグランドビアを有し、前記複数のグランドビアは、前記厚さ方向から見て前記信号パターンを囲み、前記複数のグランドビアにおいて隣り合う前記グランドビア同士の距離は、静電気放射ノイズの波長の１／１０未満である、モータ制御ユニット。
（２） 前記複数のグランドビアにおいて隣り合う前記グランドビア同士の距離は、３ｍｍ未満である、（１）に記載のモータ制御ユニット。
（３） 前記複数のグランドビアにおいて隣り合う前記グランドビア同士の距離は、１．５ｍｍ未満である、（１）に記載のモータ制御ユニット。
（４） 前記多層基板は、前記多層基板の一方の面から前記厚さ方向に延びて前記信号パターンに繋がる接続ビアを有し、前記接続ビアには、前記多層基板の一方の面において前記第１の素子が接続され、前記第１のグランドパターンには、前記接続ビアが通る孔部が設けられる、（１）～（３）何れか一項に記載のモータ制御ユニット。
（５） 前記孔部の大きさは、静電気放射ノイズの波長の１／１０未満である、（４）に記載のモータ制御ユニット。
（６） 前記第１の素子の少なくとも一部は、前記厚さ方向から見て、前記第１のグランドパターン、および前記第２のグランドパターンに重なる、（４）又は（５）に記載のモータ制御ユニット。
（７） 前記第１のグランドパターンおよび前記第２のグランドパターンの何れか一方の少なくとも一部は、前記厚さ方向から見て前記複数のグランドビアで囲まれる領域の外側に広がる、（１）～（６）の何れか一項に記載のモータ制御ユニット。
（８） 前記厚さ方向から見て、前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンの形状が、互いに異なる、（１）～（７）の何れか一項に記載のモータ制御ユニット。
（９） 前記信号パターンは、クロック信号を伝搬する、（１）～（８）の何れか一項に記載のモータ制御ユニット。
（１０） 前記信号パターンが伝播する信号の電圧は、３．３Ｖ以下である、（１）～（９）の何れか一項に記載のモータ制御ユニット。
（１１） 前記制御素子は、前記モータの情報を、前記通信素子を通じて前記他の機器に伝搬し、前記通信素子は、前記他の機器の情報を、前記制御素子を通じて前記モータの駆動ユニットに伝搬する、（１）～（１０）の何れか一項に記載のモータ制御ユニット。
（１２） 前記他の機器は、複数の他の制御ユニットを従えるマスタ制御ユニット、又は他の制御ユニットである、（１１）に記載のモータ制御ユニット。

【符号の説明】

【0063】

１…モータ制御ユニット、１Ａ，１Ｂ…制御ユニット、１１…第１の素子、１２…第２の素子、４０…多層基板、４１…第１の層、４２…第２の層、４３…第３の層、５１…第１のグランドパターン、５１ａ…第１孔部（孔部）、５２…第２のグランドパターン、５２ａ…第２孔部（孔部）、５５…グランドビア、６０…信号ライン、６１…信号パターン、６３…接続ビア、８１…通信素子、８２…制御素子、８５…モータ、８６…駆動ユニット、９０…マスタ制御ユニット、Ｄ１，Ｄ２…大きさ、λ…波長

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】