JP2013012528A - Printed board - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の導体層間に誘電体層が介在して積層されているとともに、スリットを介して隔離された導体層の部位の面に形成されたフレームグランドパターンに外部インターフェースが搭載されるプリント基板に関する。 The present invention is a print in which a dielectric layer is interposed between a plurality of conductor layers, and an external interface is mounted on a frame ground pattern formed on the surface of a portion of the conductor layer isolated through a slit. Regarding the substrate.
近年、電子機器の小型化、高密度実装化が進んできており、これに伴い、プリント基板上のパターンやIC部品等の回路部品の間隔が狭くなり、ノイズが伝搬し易くなってきている。
このため、静電気等の外来電磁ノイズが、プリント基板内へ伝搬し易くなり、プリント基板上の回路部品の誤動作を引き起こし易くなっている。
従来のプリント基板として、外来電磁ノイズをプリント基板上へ伝搬させないために、フレームグランドパターンとシグナルグラウンドパターンとの間にスリットを設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, electronic devices have been miniaturized and high-density mounting has progressed, and accordingly, the interval between circuit components such as patterns on printed boards and IC components has become narrower, and noise has been easily propagated.
For this reason, external electromagnetic noise such as static electricity is easily propagated into the printed circuit board, and malfunction of circuit components on the printed circuit board is likely to occur.
As a conventional printed circuit board, there is known one in which a slit is provided between a frame ground pattern and a signal ground pattern in order to prevent external electromagnetic noise from propagating onto the printed circuit board (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1のプリント基板は、フレームグランドパターンとシグナルグラウンドパターンの間にスリットを設けられており、フレームグランドパターンに搭載された外部インターフェースの筐体に、高周波成分(数kHz以上)を含んだ外来電磁ノイズ(例えば、静電気ノイズ)が印加された場合、電磁ノイズの大部分はフレームグランドパターンを伝搬し、アースや機器の筐体などの安定した電位に伝搬する。
しかしながら、このとき電磁ノイズの一部は、信号配線やIC部品等の回路部品が実装された領域に空間結合し、プリント基板上の回路部品が誤動作を引き起こすという問題点があった。
The printed circuit board of
However, at this time, a part of the electromagnetic noise is spatially coupled to a region where circuit parts such as signal wiring and IC parts are mounted, and there is a problem that the circuit parts on the printed circuit board cause malfunction.
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、外来電磁ノイズ(例えば、静電気ノイズ)が回路部品に伝搬するのを低減したプリント基板を得ることを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a printed circuit board that reduces the propagation of external electromagnetic noise (for example, electrostatic noise) to circuit components. Yes.
この発明に係るプリント基板は、フレームグランドパターンと対向して設けられ、外部に面した導体層に搭載されるガードパターンを備えている。 The printed circuit board according to the present invention includes a guard pattern that is provided facing the frame ground pattern and is mounted on a conductor layer facing the outside.
この発明によるプリント基板によれば、フレームグランドパターンから回路部品に結合する電磁ノイズ量をガードパターンによって低減することができ、外来電磁ノイズに対する信頼性が向上する。 According to the printed circuit board of the present invention, the amount of electromagnetic noise coupled to the circuit component from the frame ground pattern can be reduced by the guard pattern, and the reliability against external electromagnetic noise is improved.
以下、この発明の各実施の形態について、図に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1のプリント基板1を示す上面図、図2は図1のプリント基板1を示す分解斜視図である。
このプリント基板1は、最上階の第1の導体層、第2の導体層、第3の導体層及び最下階の第4の導体層の各導体層間に誘電体層(図示せず)が介在している。
このプリント基板1は、導電層上に信号配線、シグナルグランドパターン9、電源パターン20が形成された領域2と、第3の導体層においてスリット7を介して隔離した部位上にフレームグランドパターン5が形成されているとともに、フレームグランドパターン5と対向して第2の導体層及び第4の導体層上に第1のガ-ドパターン6a及び第2のガ-ドパターン6bがそれぞれ形成された領域3とに区分けされている。
領域2において、IC部品等の回路部品(図示せず)は、第1の導体層及び第4の導体層の領域2に搭載される。
領域3におけるフレームグランドパターン5は、導体層上に設けられたアースや機器の筐体等の安定した電位10に接続されているとともに、コネクタ、スイッチなどの外部インターフェース(図示せず)が実装される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals.
FIG. 1 is a top view showing a printed
This printed
This printed
In the
The
この第1のガードパターン6aと第2のガードパターン6bとは、図3に示すようにフレームグランドパターン5の両側を横切って延設されたビア8を介して電気的に接続されている。
第1のガードパターン6a及び第2のガードパターン6bは、フレームグランドパターン5の投影面積よりも大きく、フレームグランドパターン5の全領域を覆っている。
第1のガードパターン6aは、シグナルグランドパターン9が設けられた第2の導体層と同じ導体層に設けられ、かつシグナルグランドパターン9と電気的に接続されている。
第1のガードパターン6bは、シグナルグランドパターン9が設けられた第4の導体層と同じ導体層に設けられ、かつシグナルグランドパターン9と電気的に接続されている。
The
The
The
The
上記のように構成されたプリント基板1では、高周波成分を(数kHz以上)を含んだ外来電磁ノイズ(例えば、静電気ノイズ)が外部インターフェースの筐体に印加された場合、電磁ノイズの大部分は、フレームグランドパターン5を伝搬し、アースや機器の筐体などの安定した電位10へ伝搬する。
また、電磁ノイズの一部は、回路部品が実装される領域2へ空間結合するものの、第1のガードパターン6a、第2のガードパターン6bにより、領域2への電磁ノイズの空間結合を低減することができる。言い換えれば、第1のガードパターン6a、第2のガードパターン6bにより、回路部品への電磁ノイズの伝搬を低減することができる。
In the printed
Further, although a part of the electromagnetic noise is spatially coupled to the
本願発明者は、実施の形態1のプリント基板1と、図4に示す第1のガードパターン6a及び第2のガードパターン6bを有していないプリント基板100とのそれぞれの領域2へのノイズ伝搬量を電磁界解析により求めた。
図5は、このときの解析結果であり、第1のガードパターン6a及び第2のガードパターン6bが無いプリント基板1の場合をノイズ伝搬量の基準(0dB)としている。
図5に示された周波数領域においては、プリント基板1がプリント基板100よりも領域2へのノイズ伝搬量が低減していることが分かる。
即ち、外来電磁ノイズが外部インターフェースの筐体に印加された場合に、この実施の形態1のプリント基板1は、従来のプリント基板100と比較して、プリント基板1上の回路部品の誤動作が生じ難いことが分かる。
The inventor of the present application transmits noise to each
FIG. 5 shows the analysis result at this time, and the case of the printed
In the frequency region shown in FIG. 5, it can be seen that the amount of noise propagation to the
That is, when external electromagnetic noise is applied to the housing of the external interface, the
実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2のプリント基板1を示す分解斜視図である。
この実施の形態では、第1のガードパターン6a、第2のガードパターン6bは、それぞれ導体層の領域2の一部に設けられたシグナルグランドパターン9と電気的に接続されていない。
また、第1のガードパターン6aと第2のガードパターン6bとは電気的に接続されていない。
また、図7に示すように、第1のガードパターン6a及び第2のガードパターン6bの幅寸法は、フレームグランドパターン5の幅寸法と同じである。
他の構成は、実施の形態1のプリント基板1と同じである。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a printed
In this embodiment, the
Further, the
Further, as shown in FIG. 7, the width dimensions of the
Other configurations are the same as those of the
この実施の形態では、第1のガードパターン6a、第2のガードパターン6bは、シグナルグランドパターン9と電気的に接続されてなく、また第1のガードパターン6aと第2のガードパターン6bとは電気的に接続されていないものの、第1のガードパターン6a、第2のガードパターン6bにより、領域2への電磁ノイズの空間結合を低減し(言い換えれば、回路部品への電磁ノイズの伝搬を低減し)、回路部品の誤動作を低減することができる。
また、ガードパターン6a,6bの幅寸法を実施の形態1のプリント基板1よりも小さくした分、プリント基板1のサイズをより小さくすることができる。
In this embodiment, the
Further, the size of the printed
実施の形態3.
図8はこの発明の実施の形態3のプリント基板1を示す分解斜視図である。
この実施の形態では、フレームグランドパターン5の上側にのみ第1のガードパターン6aが配置されており、下側には第2のガードパターン6bは無い。
他の構成は、実施の形態2のプリント基板1と同じである。
なお、第1のガードパターン6aを除き、フレームグランドパターン5の下側に第2のガードパターン6aを配置してもよい。
この実施の形態では、上述の領域2への電磁ノイズの結合を低減させる効果が、実施の形態2のプリント基板1よりも劣るものの、ガードパターンが削減され、製造コストが低減される。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing the printed
In this embodiment, the
Other configurations are the same as those of the printed
Note that the
In this embodiment, although the effect of reducing the coupling of electromagnetic noise to the
実施の形態4.
図9はこの発明の実施の形態4のプリント基板1を示す分解斜視図である。
この実施の形態では、第1のガードパターン6a及び第2のガードパターン6bの幅寸法は、フレームグランドパターン5の幅寸法よりも大きい。
即ち、第1のガードパターン6a及び第2のガードパターン6bは、フレームグランドパターン5の投影面積よりも大きく、フレームグランドパターン5の全領域を覆っている。
他の構成は、実施の形態2のプリント基板1と同じである。
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a printed
In this embodiment, the width dimension of the
That is, the
Other configurations are the same as those of the printed
この実施の形態のプリント基板1によれば、第1のガードパターン6a及び第2のガードパターン6bを、フレームグランドパターン5の投影面積よりも大きくした分、フレームグランドパターン5から領域2への電磁ノイズの結合を、実施の形態2,3のプリント基板1と比較してより低減することができる。
なお、ガードパターン6a,6bの一方の幅寸法だけを、フレームグランドパターン5の幅寸法よりも大きくしてもよい。
また、例えば、図11に示すように、図9のプリント基板1から第1のガードパターン6aを残し、第2のガードパターン6bを除いたプリント基板1であってもよい。
According to the printed
Note that only one width dimension of the
For example, as shown in FIG. 11, the printed
実施の形態5.
図12はこの発明の実施の形態5のプリント基板1を示す分解斜視図、図13は図12のXIII-XIII線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態では、第1のガードパターン6aと第2のガードパターン6bとがフレームグランドパターン5及び導体層を貫通したビア8で接続されている。
また、第1のガードパターン6a及び第2のガードパターン6bは、フレームグランドパターン5の投影面積よりも大きい。
他の構成は、実施の形態2のプリント基板1と同じである。
12 is an exploded perspective view showing the printed
In this embodiment, the
Further, the
Other configurations are the same as those of the printed
この実施の形態では、第1のガードパターン6aと第2のガードパターン6bとがビア8で電気的に接続されているので、第1のガードパターン6aと第2のガードパターン6bとは等電位であり、フレームグランドパターン5から領域2への電磁ノイズの結合を、実施の形態2、4のプリント基板1よりもさらに低減することができる。
In this embodiment, since the
実施の形態6.
図14はこの発明の実施の形態6のプリント基板1を示す分解斜視図、図15は図14のXV-XV線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態では、第1のガードパターン6aと第2のガードパターン6bとがフレームグランドパターン5の両側を横切って垂直方向に延設されたビア8で接続されている。
また、第1のガードパターン6a及び第2のガードパターン6bは、フレームグランドパターン5の投影面積よりも大きい。
他の構成は、実施の形態2のプリント基板1と同じであり、実施の形態5と同様の効果を得ることができる。
Embodiment 6 FIG.
14 is an exploded perspective view showing the printed
In this embodiment, the
Further, the
Other configurations are the same as those of the printed
実施の形態7.
図16は、この発明の実施の形態7のプリント基板1を示す斜視図である。
この実施の形態では、ガードパターン6a,6bは、電源パターン20が設けられた第2及び第4の導体層と同じ導体層に設けられ、かつ電源パターン20と電気的に接続されている。
他の構成は、実施の形態1のプリント基板1と同じであり、実施の形態1のプリント基板1と同様の効果を得ることができる。
FIG. 16 is a perspective view showing a printed
In this embodiment, the
Other configurations are the same as those of the printed
なお、同導体層に、シグナルグランドパターン9及び電源パターン20が形成されており、電源パターン20がシグナルグランドパターン9よりも面積が大きい場合には、面積が大きいことでノイズによる例えば電圧振動の影響をより小さく抑えることができるので、ガードパターン6a,6bは電源パターン20と電気的に接続するのが好ましい。
しかしながら、電源パターン20とシグナルグランドパターン9とが同程度の面積の場合には、シグナルグランドパターン9はノイズの電圧振動の影響を小さく抑えるように設計されていることから、ガードパターン6a,6bはシグナルグランドパターン9と電気的に接続するのが好ましい。
In addition, when the
However, when the
実施の形態8.
図17はこの発明の実施の形態8のプリント基板1を示す分解斜視図である。
この実施の形態では、第1のガードパターン6aは、シグナルグランドパターン9と電子デバイス11を介して電気的に接続されている。
なお、電子デバイス11は複数であってもよく、また異なる種類の電子デバイス11であってもよい。
電子デバイス11は、例えばコンデンサ、インダクタ、抵抗である。
FIG. 17 is an exploded perspective view showing the printed
In this embodiment, the
There may be a plurality of
The
この実施の形態によるプリント基板1によれば、設置される環境に応じて電磁ノイズの周波数特性が異なるが、その周波数特性に対応した電子デバイス11を選択することで、領域2へのノイズ伝搬量をより低減し、プリント基板1上の回路部品の誤動作をより低減することができる。
According to the printed
実施の形態9.
図18はこの発明の実施の形態9のプリント基板1を示す上面図、図19は図18のプリント基板1を示す分解斜視図である。
この実施の形態では、フレームグランドパターン5がL字形状であり、このフレームグランドパターン5の先端部に外部インターフェース4が設けられており、この形状に会わせて第1のガードパターン6a、第2のガードパターン6bもL字形状である。
第1のガードパターン6a及び第2のガードパターン6bは、フレームグランドパターン5の投影面積よりも大きく、フレームグランドパターン5の全領域を覆っている。
他の構成は、実施の形態1のプリント基板1と同じであり、実施の形態1のプリント基板1と同様の効果を得ることができる。
18 is a top view showing a printed
In this embodiment, the
The
Other configurations are the same as those of the printed
なお、上記各実施の形態のプリント基板1では、何れも導体層は4層であるが、これに限るものではない。
また、フレームグランドパターン5は、第3の導体層に形成したが、他の導体層にも形成してもよい。
また、第1のガードパターン6a、第2のガードパターン6bは、複数層に連続的に積層されたものであってもよい。
In the printed
The
Moreover, the
1 プリント基板、2,3 領域、4 外部インターフェース、5 フレームグランドパターン、6a 第1のガードパターン、6b 第2のガードパターン、7 スリット、8 ビア、9 シグナルグラウンドパターン、10 安定した電位、11 電子デバイス、20 電源パターン。 1 printed circuit board, 2, 3 area, 4 external interface, 5 frame ground pattern, 6a first guard pattern, 6b second guard pattern, 7 slit, 8 via, 9 signal ground pattern, 10 stable potential, 11 electrons Device, 20 power pattern.
Claims (14)
前記フレームグランドパターンと対向して設けられ、外部に面した前記導体層に搭載されるガードパターンを備えたことを特徴とするプリント基板。 A printed circuit board in which a dielectric layer is interposed between a plurality of conductor layers and an external interface is mounted on a frame ground pattern formed on a surface of a portion of the conductor layer separated by a slit. ,
A printed circuit board comprising a guard pattern provided facing the frame ground pattern and mounted on the conductor layer facing outward.
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JP2011143050A JP2013012528A (en) | 2011-06-28 | 2011-06-28 | Printed board |
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JP2011143050A Withdrawn JP2013012528A (en) | 2011-06-28 | 2011-06-28 | Printed board |
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