专利名称：配线板和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种配线板和电子装置。
背景技术：
在电子装置中，存在这样的情况由电子器件产生的噪声传播通过包括电源和接地面在内、且作为一种波导的平行平板，从而不利地影响其他电子器件或相邻无线电路等。因此，在电子装置中通常实现噪声防范措施，并且已经研发了多种技术。近年来，已经明白可以通过周期性地设置具有特定结构的导体图案(以下称作元材料(metamaterial))来控制电磁波的传播特性。具体地，将配置为控制特定频率区中电磁波传播的元材料称作电磁带隙结构(下文中称作EBG结构)，并且使用EBG结构的噪声防范措施正引人注目。这种技术的示例包括在专利文献I (美国专利No. 6262495的说明书)中描述的技术。专利文献I中的图2示出了所谓的蘑菇型EBG结构，其中将多个岛状导体元件设置在片状导体平面之上，并且每一个岛状导体元件通过过孔(via hole)与导体平面相连。此外，专利文献2 (日本未审专利申请公开No. 2006-253929)在图12中公开了一种EBG结构，其中提出了一种具有设置在补片(patch)层和导体平面层之间的诸如螺旋电感之类的电感元件的中间层，并且补片、电感元件和导体平面通过过孔相连。以上结构在不扩大EBG结构的情况下增强了电感分量，以便将带隙区(band gap zone)匹配低频区。相关文献专利文献[专利文献I]美国专利No.6262495[专利文献2]日本未审专利申请公开No.2006-253929
发明内容
在具有多层基板的电子装置中在导体层上形成彼此之间具有间隔的多个导体的情况下，当电子器件与导体相连时，已经传播通过导体的噪声从间隙中辐射出，并且噪声泄漏到其它层或者多层基板外部。因此，即使在导体层中配置了 EBG结构，也不能获得足够的噪声防范措施。 鉴于上述情况做出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种配线板和电子装置，其具有多个分开的导体，并且防止从导体之间的间隙辐射出的噪声发生泄漏。根据本发明，提出了一种配线板，包括多个第一导体，所述多个第一导体位于第一层上并且彼此之间设置有间隙；第一连接构件，所述第一连接构件将所述多个第一导体中的至少一个与电子器件相连；第二导体，所述第二导体位于第二层上并且面对所述多个第一导体；第二连接构件，所述第二连接构件将所述第二导体与所述电子器件相连；多个第三导体，所述多个第三导体重复地排列以便在平面视图中包围包括所述第一连接构件和所述第一导体的连接点或者所述第二连接构件和所述第二导体的连接点以及包括所述间隙的至少一部分在内的区域；以及线状的第四导体，线状的所述第四导体形成于所述区域中包括的间隙中，并且线状的所述第四导体的一端与所述第一导体之一相连，线状的所述第四导体的另一端是开放端，其中所述第四导体的至少一部分面对与所述第四导体未接触的所述第一导体。此外，根据本发明，提出了一种电子装置，包括电子器件；多个第一导体，所述多个第一导体位于第一层上并且彼此之间设置有间隙；第一连接构件，所述第一连接构件将所述多个第一导体中的至少一个与所述电子器件相连；第二导体，所述第二导体位于第二层上并且面对所述多个第一导体；第二连接构件，所述第二连接构件将所述第二导体与所述电子器件相连；多个第三导体，所述多个第三导体重复地排列以便在平面视图中包围包括所述第一连接构件和所述第一导体的连接点或者所述第二连接构件和所述第二导体的连接点以及包括所述间隙的至少一部分在内的区域；以及线状的第四导体，线状的所述第四导体形成于使得在平面视图中所述第四线状导体与所述区域中包括的间隙相交迭的位置处，并且线状的所述第四导体的一端与所述第一导体之一相连，线状的所述第四导体的另一端是开放端，其中所述第四导体的至少一部分面对与所述第四导体未接触的所述第一导体。根据本发明，提出了一种配线板和电子装置，其具有多个分开的导体，并且防止从导体之间的间隙辐射出的噪声发生泄漏。
使用以下优选实施例和以下附图进一步阐明以上目的、其他目的、特征和优点。图I示出了根据本发明第一实施例的电子装置的顶视图和截面图。图2是示出了第一实施例的电子装置中的A层的视图。图3是示出了第一实施例的电子装置中的B层的视图。图4是示出了第一实施例的电子装置中的C层的视图。图5是示出了第一实施例的电子装置中的D层的视图。图6示出了导体元件的修改示例的顶视图。图7示出了根据本发明第二实施例的电子装置的顶视图和截面图。图8是示出了第二实施例的电子装置中的B层的视图。图9示出了根据本发明第二实施例的电子装置的修改示例的顶视图和截面图。图10示出了根据本发明第二实施例的电子装置的修改示例的顶视图和截面图。图11示出了根据本发明第二实施例的电子装置的修改示例的顶视图和截面图。图12示出了根据本发明第二实施例的电子装置的修改示例的顶视图和截面图。图13示出了根据本发明第二实施例的电子装置的修改示例的顶视图和截面图。图14是示出了本发明第二实施例的电子装置的修改示例的放大视图。
具体实施例方式下文中将使用附图描述本发明的实施例。贯穿附图，向相同的组成元件赋予相同的附图标记，并且将不再重复其描述。[第一实施例]
图I示出了根据本发明第一实施例的电子装置100的顶视图和截面图。更具体地，图IA是电子装置100的顶视图，图IB是电子装置100在图IA所示的截面线处的截面图。电子装置100是多层基板，从顶面开始依次至少具有A层110、B层120、C层130和D层 140。同时，电子装置100可以具有除了以上四层之外的其他层。例如，电子装置可以具有位于各层之间的电介质层。此外，在本发明配置的范围内，电子装置100还可以具有未示出的孔或者过孔。另外，在本发明配置的范围内，可以在四层中排列信号线。电子装置100具有电子器件151、电源面121 (第一导体)、电源面122 (第一导体)、接地面141(第二导体)、开放短截线(open stub) 111 (第四导体)和导体元件131(第三导体)。电子器件151安装到电子装置100的顶面上。电子器件151通过连接构件152与电源面122相连，并且通过连接构件153与接地面141相连。同时，假设电子器件151是诸如LSI之类的元件。电子装置100中安装的电子器件151的个数可以是单个或者多个。在该实施例中，将描述安装于电子装置100顶面上的电子器件151，但是该实施例不必局限于此，可以将电子器件安装到内部。电源面121和电源面122位于B层120上，并且它们彼此之间设置有间隙123。此外，电源面122通过连接构件152 (第一连接构件)与电子器件151相连。接地面141位于D层140上，并且面对电源面121和电源面122。此外，接地面141通过所述连接构件153 (第二连接构件)与电子器件151相连。导体元件131重复地排列，以便在平面视图中包围包括电源面122和连接构件152的连接点、接地面141和连接构件153的连接点以及至少一部分间隙123在内的区域。同时，附图示出了在该实施例中，由导体元件131包围的区域包括电源面122和连接构件152之间的连接点以及接地面141和连接构件153的连接点，但是该实施例不必局限于此，并且所述区域可以包括上述两个连接点中的至少一个。开放短截线111位于作为B层120上层的A层110上，并且形成于在平面视图中与所述区域中包括的间隙123交迭的位置处。开放短截线111是线状导体，在一端处通过过孔112与电源面121相连，并且在另一端形成开放端。下文中将使用相应的附图来详细描述各部件。图2是示出了第一实施例的电子装置100中的A层110的视图。多个开放短截线111重复地排列在A层110上。各开放短截线111、连接构件152和连接构件153相互绝缘。开放短截线111是位于A层110上的线状导体，其形状不局限于直线，并且例如可以是螺旋线、折线等。在该实施例中，多个开放短截线111重复地排列，并且各开放短截线111中的至少一部分面对电源面122，但是该实施例不必局限于此。例如，可以存在设置单一开放短截线111的情况。此外，在开放短截线中，可以存在与电源面122相连且面对电源面121的开放短截线111。这里，重复排列的开放短截线111意味着连续排列至少三个开放短截线111，它们之间具有间隙。图3是示出了第一实施例的电子装置100中的B层120的视图。B层120是片状导体，在该片状导体上排列电源面121和电源面122，它们之间具有间隙123。用电介质体填充间隙123，并且电源面121和电源面122相互绝缘。因此,可以向电源面121和电源面122供应不同的电势。然而，电势不必总是不同，而可以相同。电源面122具有与连接构件152相连的连接点，并且向电子器件151供电。此外，电源面122具有开口，连接构件153穿过该开口，并且电源面122和连接构件153相互绝缘。同时，电源面121可以使用未示出的配线向电子器件151供电，并且可以向未示出的其他元件等供电。图4是示出了第一实施例的电子装置100中的C层130的视图。多个导体元件131重复地排列在C层130上，以便包围面对连接构件153的连接点和多个开放短截线111的区域的至少一部分。同时在该实施例中，导体元件131位于B层120(第一层)和D层140 (第二层)之间的C层130上。此外，每一个导体元件131与连接构件153绝缘。导体元件131是岛状导体，但是其形状不局限于矩形。可以考虑导体元件131的多种形状适用于该实施例的电子装置100，并且下面将描述这些形状。导体元件131面对电源面121或电源面122，并且还面对接地面141。此外，导体元件131通过连接构件132 (第三连接构件)与面对的接地面141相连。这里，重复排列导体元件131意味着连续排列至少三个导体元件131，它们之间具有间隙。图5是示出了第一实施例的电子装置100中的D层140的视图。接地面141延伸至D层140。接地面141是片状导体，通过接地等向该片状导体供应基本电势。接地面141具有与连接构件153的连接点。在该实施例的电子装置100中，可以将包括接地面141和电源面121 (或122)在内的平行平板看作是从电子器件151传播的噪声的传播路径。在以上配置中，各导体元件131构成EBG结构的单位单元，EBG结构包括面对的接地面141和面对的电源面121 (或122)。这里，单位单元指的是构成EBG结构的最小单元，并且当电子装置100包括重复排列的单位单元时，可以有效地抑制噪声从电子器件151通过连接构件152 (或153)传播。图6A是导体元件131的示例的顶视图。图6A所示的导体元件131是矩形导体,并且将包括以上形状导体元件131的单位单元称作所谓的蘑菇型EBG结构。更具体地，导体元件131对应于蘑菇的头部，并且在相应的面对电源面121 (或122)之间形成电容。同时,连接构件132对应于蘑菇的茎轴部，并且形成电感。蘑菇型EBG结构可以使用如下等效电路来表示使用包括所述电容和所述电感在内的串联谐振电路来对平行平板分路(shunt)，并且串联谐振电路的谐振频率提供带隙的中心频率。因此，可以通过使得导体元件131靠近形成电容的相应面对平面以便增加电容，来将带隙区移动至较低频率。然而，即使在没有使导体元件131靠近面对平面的情况下，也不会影响本发明的实质效果。图6B是导体元件131的示例的顶视图。图6B中所示的导体元件131是沿平面方向形成的螺旋传输线，并且一端连接至与接地面141相连的连接构件132，而另一端形成开放端。包括以上形状导体元件131的单位单元具有开放短截线型EBG结构，其中形成的包括导体元件131的微带线用作开放短截线。
更具体地，导体元件131与相应的面对电源面121 (或122)电结合以便形成使用电源面121 (或122)作为返回路径的微带线。同时，连接构件132形成电感。微带线的一端形成开放端，并且配置为用作开放短截线。开放短截线型EBG结构可以使用如下等效电路来表示使用包括开放短截线和所述电感在内的串联谐振电路来对平行平板分路，并且串联谐振电路的谐振频率提供带隙的中心频率。因此，可以通过增加所形成的包括导体元件131的开放短截线的截线长度，来将带隙区移动至较低频率。同时优选地，形成微带线的导体元件131和面对的电源面121 (或122)位置彼此靠近。这是因为当导体元件131和面对的平面之间的距离减小时，微带线的特征阻抗减小，并且可以加宽带隙区。然而，即使在没有使导体元件131靠近面对平面的情况下，也不会影响本发明的实质效果。图6C是导体元件131的示例的顶视图。图6C所示的导体元件131是矩形导体,并且具有开口。在开口中形成了螺旋导体，所述螺旋导体在一端与开口的边缘相连，而在另一端连接至与接地面141相连的连接构件132。包括以上形状导体元件131的单位单元具有电感增强型EBG结构，其中向蘑菇型EBG结构中蘑菇的头部处提供电感器，以便增加电感。更具体地，导体元件131对应于蘑菇的头部，并且在相应的面对电源面121 (122)之间形成电容。同时，连接构件132对应于蘑菇的茎轴部，并且与导体元件131中设置的电感一起形成电感。电感增强型EBG结构可以使用如下等效电路来表示使用包括所述电容和所述电感在内的串联谐振电路来对平行平板分路，并且串联谐振电路的谐振频率提供了带隙的中心频率。因此，可以通过使得导体元件131靠近形成电容的相应电源面121(或122)以便增加电容，或者增加电感器的长度以增加电感，来将带隙区移至较低频率。然而，即使在没有使导体元件131靠近面对平面的情况下，也不影响本发明的实质效果。此外，在该实施例的电子装置100中，在间隙123中形成多个开放短截线111。因为各开放短截线111引起与面对的电源面122的电短路，看来其中形成有开放短截线111的间隙123在特定的频率区中闭合。因此，可以防止该频率区中的噪声从间隙123泄漏。同时，噪声是从电子器件151泄漏的电磁波。然而，并不是所有的电磁波都成为噪声，并且更常见的是电磁波中的一部分作为噪声。泄漏的电磁波中作为噪声的电磁波的波长根据需要免受噪声影响的元件而改变。这里，当从电子器件151泄漏的电磁波的频率用f表示时，开放短截线111的长度，准确来说开放短截线111面对电源面122的那部分的长度d，由以下公式(I)表明。然而，ε eff表示在多个开放短截线111中的有效相对介电常数。此外，ε ^表示真空介电常数。此外，μ ^表示真空磁导率。另外，λ表示电磁波的波长。[公式I]
权利要求
1.一种配线板，包括多个第一导体，所述多个第一导体位于第一层上并且彼此之间设置有间隙；第一连接构件，所述第一连接构件将所述多个第一导体中的至少一个与电子器件相连；第二导体，所述第二导体位于第二层上并且面对所述多个第一导体；第二连接构件，所述第二连接构件将所述第二导体与所述电子器件相连；多个第三导体，所述多个第三导体重复地排列以便在平面视图中包围包括所述第一连接构件和所述第一导体的连接点或者所述第二连接构件和所述第二导体的连接点以及包括所述间隙的至少一部分在内的区域；以及线状的第四导体，线状的所述第四导体形成于使得在平面视图中线状的所述第四导体与所述区域中包括的间隙相交迭的位置处，并且线状的所述第四导体的一端与所述第一导体之一相连，线状的所述第四导体的另一端是开放端，其中所述第四导体的至少一部分面对与所述第四导体未接触的所述第一导体。
2.根据权利要求I所述的配线板，其中所述第四导体面对所述第一导体的部分的长度大于等于从所述电子器件泄漏的电磁波波长的八分之一且小于等于所述波长的八分之三。
3.根据权利要求2所述的配线板，其中所述长度是所述波长的四分之一。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的配线板，其中所述多个第四导体重复地排列。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的配线板，其中所述第四导体位于与所述第一层不同的层上，并且通过连接构件与所述第一导体相连。
6.根据权利要求I至4中任一项所述的配线板，其中所述第四导体位于所述第一层上，以及与所述第一导体之一相连的第四导体和与其他第一导体相连的第四导体交替地排列在所述间隙中。
7.根据权利要求I至4中任一项所述的配线板，其中所述第四导体位于所述第一层上，以及在其他第一导体中形成凹入部，所述第四导体在所述间隙中插入到所述凹入部中。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的配线板，其中所述第三导体位于所述第一层和所述第二层之间，面对所述第一导体和所述第二导体，并且通过第三连接构件与彼此面对的所述第一导体和所述第二导体中的任一个相连。
9.根据权利要求I至7中任一项所述的配线板，其中所述第三导体经由所述第一导体面对所述第二导体，并且通过所述第三连接构件与面对的所述第二导体相连，以及所述第一导体或所述第二导体配置有开口，所述第三连接构件穿过所述开口。
10.根据权利要求I至7中任一项所述的配线板，其中所述第三导体经由所述第二导体面对所述第一导体，并且通过所述第三连接构件与面对的所述第一导体相连，以及所述第三导体配置有开口，所述第三连接构件穿过所述开口。
11.根据权利要求I至7中任一项所述的配线板，其中所述第三导体位于所述第一层上，面对所述第二导体，并且通过电感器与所述第一导体相连。
12.根据权利要求I至7中任一项所述的配线板，其中所述第三导体位于所述第二层上，面对所述第一层，并且通过电感器与所述第二导体相连。
13.根据权利要求I至12中任一项所述的配线板，其中所述第一导体是电源面，以及所述第二导体是接地面。
14.一种电子装置，包括电子器件；多个第一导体，所述多个第一导体位于第一层上并且彼此之间设置有间隙；第一连接构件，所述第一连接构件将所述多个第一导体中的至少一个与所述电子器件相连；第二导体，所述第二导体位于第二层上并且面对所述多个第一导体；第二连接构件，所述第二连接构件将所述第二导体与所述电子器件相连；多个第三导体，所述多个第三导体重复地排列以便在平面视图中包围包括所述第一连接构件和所述第一导体的连接点或者所述第二连接构件和所述第二导体的连接点以及包括所述间隙的至少一部分在内的区域；以及线状的第四导体，线状的所述第四导体形成于使得在平面视图中线状的所述第四导体与所述区域中包括的间隙相交迭的位置处，并且线状的所述第四导体的一端与所述第一导体之一相连，线状的所述第四导体的另一端是开放端，其中所述第四导体的至少一部分面对与所述第四导体未接触的所述第一导体。全文摘要
一种电子装置(100)包括电子器件(151)；彼此之间设置有间隙(123)的电源面(121)和电源面(122)；连接构件(152)，所述连接构件电连接电源面(122)和电子器件(151)；面对电源面(121)或电源面(122)的接地面(141)；连接构件(153)，所述连接构件电连接接地面(141)和电子器件(151)；重复排列的多个导体元件(131)；以及开放短截线(111)，形成于与导体元件(131)包围的区域中包括的间隙(123)相交迭的位置处。此外，开放短截线(111)的至少一部分面对与开放短截线(111)未接触的电源面(122)。
文档编号H05K1/02GK102918938SQ20118002658
公开日2013年2月6日 申请日期2011年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者鸟屋尾博, 楠本学, 小林直树, 安道德昭 申请人:日本电气株式会社