專利名稱：配線基板和電子設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及能夠抑制噪聲泄漏的配線基板和電子設備。
背景技術：
以計算機等為代表的許多電子裝置具有電子組件以及用于安裝電子組件的配線基板。隨著近來電子裝置頻率的提高，存在從高頻電路產生的電磁噪聲電磁干擾電子裝置中的其它電子電路并影響電子裝置操作的情況。作為抑制電磁干擾的手段，建議了這樣的結構在配線基板的外圍布置接地過孔(ground via),從而防止電磁噪聲從配線基板的端部泄漏。在專利文獻1(日本專利申請公開No. 7-263871)中，在基板外圍密集地布置通孔，并通過通孔將前后表面上的導電層連接在一起。在專利文獻2和3中也描述了該技術。作為抑制配線基板的電磁干擾的手段，非專利文獻I和2建議了應用電磁帶隙(EBG)結構的結構。EBG材料指以下結構以二維或三維方式周期性地布置電介質、金屬等，以形成抑制特定頻帶的電磁波在該結構內或平面上傳播的帶隙。相關文獻專利文獻[專利文獻I]日本專利申請公開No.7-263871[專利文獻2]日本專利申請公開No.2001-068801[專利文獻3]日本專利申請公開No.2005-302799非專利文獻[非專利文獻 I]Shahrooz Shahparnia et al, IEEE TRANSACTIONS ONELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, VOL. 46，NO. 4，N0VEMBER2004[非專利文獻2] Shawn D. Rogers, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY ANDTECHNIQUES, VOL. 53, NO. 8, AUGUST200
發明內容
然而，作為抑制電磁干擾的手段，在配線基板的外圍布置接地過孔或EBG結構的結構是將電磁噪聲限制在配線基板內的結構。限制在配線基板內的電磁噪聲的能量導致從配線基板上不同位置的電磁泄漏，因而可能無法抑制電磁噪聲的泄漏。本發明的目的是提供能夠抑制電磁噪聲泄漏的配線基板和電子設備。本發明提供了一種配線基板，包括多層配線層；使用所述多層配線層形成的結構，在所述結構中重復布置導體，以在平面圖中圍繞電磁噪聲產生源，在所述圍繞中有開口 ；以及在所述開口中布置的電磁波吸收體。本發明提供了一種電子設備，包括具有高頻電路的電子組件，以及配線基板，所述電子組件安裝在所述配線基板上，其中所述配線基板包括多層配線層，使用所述多層配線層形成的結構，在所述結構中重復布置導體，以在平面圖中圍繞所述電子組件，在所述圍繞中有開口 ；以及被布置為覆蓋所述開口的電磁波吸收體。
根據本發明，可以抑制電磁噪聲從配線基板中泄漏。
根據以下實施例和附圖，以上和其它目的、特征和優點將清楚。圖1是示出了根據第一實施例的配線基板I的配置的圖示。圖2是示出了 EBG結構的單位元件的具體示例的圖示。圖3是示出了 EBG結構的單位元件的具體示例的圖示。圖4是示出了 EBG結構的單位元件的具體示例的圖示。圖5是示出了根據第二實施例的配線基板的配置的圖示。圖6是示出了根據第三實施例的配線基板的配置的圖示。圖7是示出了根據第四實施例的配線基板的配置的圖示。圖8是示出了根據第五實施例的配線基板的配置的圖示。圖9是示出了根據第六實施例的配線基板的配置的圖示。
具體實施例方式以下將參照附圖描述本發明的實施例。在所有附圖中，相同的構成元件由相同的參考數字表示，且在適當的情況下將不會重復對其的描述。(第一實施例)圖1(a)是示出了根據第一實施例的配線基板I的配置的平面圖，圖1(b)是沿圖1(a)的線A-A’得到的截面圖。配線基板I包括多層配線層、導體結構8、以及電磁波吸收體5。作為電磁噪聲產生源示例的電子組件2安裝在配線基板I上。電子組件2具有高頻電路。結構8使用多層配線層來形成，且被布置為使得在平面圖中圍繞電子組件2，其中在該圍繞中有開口 4。電磁波吸收體5被布置為覆蓋開口 4。以下將提供詳細描述。例如，配線基板I是印刷配線基板，并具有如上所述的多層配線結構。例如，配線基板I具有電源層6、電源層6之下的接地層7、以及信號層10。電源層6通過過孔(未示出)與電子組件2連接，并向電子組件2供電。接地層7通過過孔(未示出)與電子組件2連接。信號層10通過過孔(未示出)與電子組件2連接，將信號輸入電子組件2，并向另一電子組件2發送從電子組件2輸出的信號。通過至少一個實體層(導體面)構成電源層6和接地層7。配線基板I在內層的外圍中除了形成開口 4的區域之外的部分中具有EBG形成區域3。在EBG形成區域3中提供其特性如EBG的結構8。結構8在預定頻帶內具有阻帶。成為阻帶的頻帶包括來自作為噪聲源的電子組件2的電磁噪聲。盡管在矩形配線基板I的短邊的中部設置開口 4，但是開口 4的位置不限于此。在該實施例中，結構8是按三行布置的EBG結構單位元件82的集合體。每個單位元件82具有在配線基板I中設置的電源層6，作為島型導體的導體補片(patch) 19，過孔(通孔)110和接地層7。盡管單位元件82具有例如蘑菇結構，但是可以采用任意結構，只要展示如EBG的特性。結構8具有重復設置的多個單位元件82。當“重復地”布置單位元件82時，在相鄰的單位元件82中，相同連接部件之間的間隔(中心間距離)優選在電磁噪聲的1/2波長λ內。術語“重復”包括任意單位元件82的一部分缺失的情況。當單位元件82具有二維陣列時，術語“重復”包括單位元件82部分缺失的情況。術語“周期地”包括一些單位元件82中的構成元件的一部分未對齊的情況，或者一些單位元件82未對齊的情況。也就是說，即使在嚴格意義上破壞了周期性，但是在重復布置單位元件82時，由于可以獲得如元材料(meta material)的特性，就“周期性”而言允許一定程度的缺失。導致缺失狀態的因素是:在配線、過孔或連接部件經過單位元件82之間時，在向現有的配線布局或基板間連接結構添加元材料結構時，以及由于現有的過孔、圖案或連接部件、制造誤差而導致無法布置單位元件82，在將現有的過孔、圖案或連接部件用作單位元件82的一部分時，等等。如上所述，在配線基板I的邊緣處形成的結構8的一部分中設置開口 4。考慮電磁噪聲的頻率來任意確定開口 4的寬度。在開口 4中設置電磁波吸收體5。從配線基板I的前表面通過側表面向后表面粘貼電磁波吸收體5以覆蓋開口 4,電磁波吸收體5的寬度大于開口 4的寬度。作為電磁波吸收體5，考慮電磁噪聲的頻率和泄漏的電磁波的模式，任意選擇具有大電磁噪聲抑制效果的電磁波吸收體5。圖2、3和4示出結構8的單位元件82的具體示例。EBG結構的單位單元不限于圖2至4示出的示例。在圖2所示的示例中，示出所謂蘑菇形EBG結構或類似EBG結構的單位單元82。每個單位單元82具有第一導體面201、第二導體面204和導體元件202。導體元件202是島形導體，并通過諸如過孔之類的連接部件203與第二導體面204連接。連接部件203對應于蘑菇的桿部分，并形成電感。導體元件202對應于蘑菇頭，并與第一導體面201形成電容。蘑菇形EBG結構可以通過如下等效電路來表示，在該等效電路中，第一導體面201和第二導體面204的平行平板通過具有上述電容和電感的串聯諧振電路分流。串聯諧振電路的諧振頻率給出衰減最大的帶隙中心頻率。圖2(a)是示出了圖1所示EBG結構的單位元件的層配置的示意截面圖，圖2(b)是透視圖。圖1的電源層6和接地層7分別對應于圖2的第一導體面201和第二導體面204。圖1的導體片19和過孔110對應于圖2的導體元件202和連接部件203。在圖2(a)和2(b)的示例中，第二導體面204、導體元件202和第一導體面201按照該順序沿厚度方向
進行設置。圖2 (C)是第一導體面201設于導體元件202與第二導體面204之間的EBG結構的示意截面圖，圖2(d)是透視圖。在圖2(c)和2(d)的示例中，第二導體面204、第一導體面201和導體元件202按照該順序沿厚度方向進行設置。連接部件203通過第一導體面201中設置的開口，并與導體元件202連接，同時確保與第一導體面201絕緣。在圖2(e)和2(f)的示例中，除圖2(b)所示示例之外，第二導體面204具有開口部分206。在開口部分206中形成平面線圈205。平面線圈205與第二導體面204和連接部件203連接。也就是說，第二導體面204通過平面線圈205和連接部件203與導體元件202連接。平面線圈205可以使電感增加，具有減小EBG結構的單位單元尺寸或降低帶隙頻率的優點。圖3與圖2 (a)和2 (c)所示示例類似，示出了提供螺旋導體元件302 (而非島形導體元件202)的結構，即，所謂開路短截線(open stub)型EBG結構或類似結構。導體元件302是與相對的第一導體面301電耦合的微帶線，其一段成為開放端，并充當開路短截線。圖3 (a)和3(b)分別是導體元件302設于第一導體面301與第二導體面304之間的結構的示意截面圖和透視圖。圖3(c)和3(d)分別是第一導體面301設于導體元件302與第二導體面304之間的結構的示意截面圖和透視圖。當然，第一導體面301和第二導體面304對應于圖1所示的電源層6和接地層7。在圖4中，在第一導體面401中形成的螺旋導體元件403與第二導體面402相對。該結構的優勢在于，可以減少構成EBG結構所必需的層數。當然，第一導體面401和第二導體面402對應于圖1所示的電源層6和接地層7。接下來，將描述本實施例的動作和效果。盡管存在來自電子組件2 (作為產生源)的電磁噪聲的一部分可能從配線基板I的外圍(成為導體面端部)泄漏的風險，但是在除了設置開口 4的區域之外，噪聲被結構S(EBG)反射。盡管電磁噪聲集中在作為配線基板I外圍中的唯一可泄漏區域的開口 4上，由于在開口 4中設置了電磁波吸收體5，通過電磁波吸收體5吸收電磁噪聲。因此，可以抑制在結構8所圍繞的區域中電磁噪聲能量的累積，從而抑制電磁噪聲從配線基板I的邊緣之外的其他部分泄漏。(第二實施例)圖5(a)是示出了根據第二實施例的配線基板的配置的平面圖，圖5(b)是沿圖5(a)的線A-A’的截面圖。該實施例的配線基板I具有與第一實施例的配線基板I相同的配置，但以下幾點除外。首先，配線基板I具有設置數字電路的第一區域11和設置模擬電路的第二區域
12。成為電磁噪聲產生源的電子組件2設于第一區域11中。結構8和電磁波吸收體5布置為圍繞第一區域11，而不圍繞第二區域12。電磁波吸收體5具有上吸收體51和下吸收體52。上吸收體51從配線基板I的前表面粘貼到側表面的中心，下吸收體52從配線基板I的后表面粘貼到側表面的中心。在配線基板I的側表面附近將上吸收體51和下吸收體52的端部彼此粘貼。在該實施例中，可以獲得與第一實施例中同樣的效果。由于結構8和電磁波吸收體5圍繞第一區域11而不圍繞第二區域12，第一區域11和第二區域12可以通過結構8分離。因此，可以防止從在第一區域11中設置的邏輯電路產生的噪聲不利地影響在第二區域12中設置的模擬電路。(第三實施例)圖6(a)是示出了根據第三實施例的配線基板I的配置的平面圖，圖6 (b)是沿圖6(a)的線A-A’的截面圖。該實施例的配線基板I具有與根據第二實施例的配線基板I相同的配置，除了在多個位置設置開口部分4和電磁波吸收體5，并設置貫通過孔(通孔)111，而非過孔(通孔)110。在該實施例中，在配線基板I的一條短邊的兩端設置開口部分4和電磁波吸收體
5。形成從配線基板I的上表面到下表面的貫通過孔111。在該實施例中，可以獲得與第二實施例中同樣的效果。由于在多個位置設置開口部分4和電磁波吸收體5，可以更有效地吸收電磁噪聲。(第四實施例)圖7(a)是示出了根據第四實施例的配線基板I的配置的平面圖，圖7 (b)和7 (C)是沿圖7(a)的線A-A’的截面圖和沿圖7 (a)的線B_B’的截面圖。圖7 (d)和7 (e)是示出了沿圖7(a)的線A-A’的截面的改型的圖示。該實施例的配線基板I具有與根據第二實施例的配線基板I相同的配置，但以下幾點除外。首先，在配線基板I的短邊的端部設置開口 4，該開口 4具有突出部分112。突出部分112具有短邊的一部分沿配線基板I的長邊的延伸方向突出的形狀。在結構8中設置的配線層從配線基板I的主體突出，以形成突出部分112。在圖中所示的示例中，電源層6、接地層7以及電源層6與接地層7之間的層突出以形成突出部分112。在突出部分112中形成結構8。具體地，設置結構8以圍繞除形成突出部分112的區域之外的第一區域11，并沿突出部分112的邊緣延伸。不在突出部分112的端部設置結構8。在突出部分112中布置電磁波吸收體5。為此，電磁波吸收體5直接與構成結構8的配線層連接。盡管在圖7(a)所示的示例中，電磁波吸收體5覆蓋突出部分112的整個上表面、整個端面和整個下表面，但是如圖7(d)所示，可以僅在突出部分112的上表面和下表面上設置電磁波吸收體5，或如圖7(e)所示，可以僅在突出部分112的端面上設置電磁波吸收體5。在該實施例中，可以獲得與第二實施例相同的效果。由于電磁波吸收體5可以直接與構成結構8的配線層連接，可以更有效地吸收電磁噪聲。(第五實施例)圖8 (a)是示出了根據第五實施例的配線基板I的配置的平面圖。圖8 (b)和8 (c)是沿圖8(a)的線A-A’的截面圖和沿圖8 (a)的線B_B’的截面圖。圖8 (d)和8 (e)是示出了沿圖8(a)的線A-A’的截面的改型的圖示。該實施例的配線基板I具有與根據第四實施例的配線基板I相同的配置，除了設置第二配線基板17，而非突出部分112。例如，第二配線基板17是多層柔性基板。在第二配線基板17 (如同第四實施例的突出部分112)中設置結構8。在第二配線基板17中布置電磁波吸收體5。盡管在圖8 (a)所示的示例中，電磁波吸收體5覆蓋第二配線基板17的上表面靠近端面的部分、整個端面和下表面靠近端面的部分，但是如圖8(d)所示，電磁波吸收體5可以覆蓋第二配線基板17的整個上表面、整個端面以及整個下表面。如圖8(e)所示，當第二配線基板17足夠長(例如，當柔性基板的終端部分完全引出到沒有電磁噪聲影響的位置)時，可以不設置電磁波吸收體5。 在該實施例中，可以獲得與第二實施例相同的效果。(第六實施例)圖9 (a)是示出了根據第六實施例的配線基板I的配置的平面圖。圖9 (b)和9 (c)是沿圖9(a)的線A-A’的截面圖和沿圖9(a)的線B-B ’的截面圖。圖9 (d)是示出了沿圖9(a)的線A-A’的截面的改型的圖示。該實施例的配線基板I具有與根據第五實施例的配線基板I相同的配置，除了第二配線基板17在頂端部具有配線層露出部分113。配線層露出部分113是從前表面和后表面露出構成EBG的配線層的區域。在配線層露出部分113中設置電磁波吸收體5。如圖9 (d)所示，可以在整個第二配線基板17上形成配線層露出部分113和電磁波吸收體5。在該實施例中，可以獲得與第五實施例相同的效果。由于電磁波吸收體5可以與構成結構8的配線層直接連接，可以更有效地吸收電磁噪聲。盡管參照附圖描述了本發明的實施例，但是實施例僅用于說明本發明，可以使用各種其它配置。圖8(e)公開了以下發明。配線基板包括第一配線基板和第二配線基板，其中第一配線基板具有多層配線層、以及使用多層配線層形成的第一結構，在該第一結構中，重復設置導體以在平面圖中圍繞電磁噪聲產生源，在所述圍繞中有開口 ；第二配線基板具有通過開口與第一配線基板連接的第二結構，在該第二結構中，重復布置導體以與第一結構連續，以及第二結構不設置在第二配線基板的開放側端部中。本申請要求基于2010年9月30日提交的日本專利申請No. 2010-220529的優先權，將其公開一并引入作為參考。
權利要求
1.一種配線基板，包括: 多層配線層； 使用所述多層配線層形成的結構，在所述結構中重復布置導體，以在平面圖中圍繞電磁噪聲產生源，在所述圍繞中有開口 ；以及在所述開口中布置的電磁波吸收體。
2.根據權利要求1所述的配線基板， 其中所述結構具有如電磁帶隙(EBG)的特性。
3.根據權利要求2所述的配線基板， 其中所述結構的阻帶包括所述電磁噪聲的頻率。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的配線基板， 其中所述結構和所述電磁波吸收體設置在所述配線基板的邊緣處。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的配線基板， 其中所述配線基板具有布置所述產生源的第一區域和安裝模擬電路的第二區域，并且 所述結構和所述電磁波吸收體在平面圖中圍繞所述第一區域，而不圍繞所述第二區域。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的配線基板， 其中構成所述結構的配線 層在平面圖中從所述開口突出，以形成突出部分， 在所述突出部分中除端部外形成所述結構，并且 所述電磁波吸收體設置在所述突出部分中。
7.根據權利要求1至5中任一項所述的配線基板，還包括: 基本具有矩形形狀的第一配線基板，在所述第一配線基板中，在平面圖中設置所述開口 ；以及 基本具有矩形形狀的第二配線基板，所述第二配線基板在平面圖中與所述第一配線基板的所述開口連接， 其中所述第一配線基板具有所述產生源，并且 從所述第一配線基板到所述第二配線基板形成所述結構。
8.根據權利要求7所述的配線基板， 其中所述第一配線基板是印刷配線基板，并且 所述第二配線基板是柔性配線基板。
9.根據權利要求7或8所述的配線基板， 其中在所述第二配線基板的至少一部分中，從上表面和下表面露出構成所述結構的配線層，并且 所述電磁波吸收體與構成所述結構的配線層直接連接。
10.一種電子設備，包括: 具有聞頻電路的電子組件；以及 配線基板，所述電子組件安裝在所述配線基板上， 其中所述配線基板包括: 多層配線層， 使用所述多層配線層形成的結構，并且在所述結構中重復布置導體，以在平面圖中圍繞所述電子組件，在所述圍繞中有開口，以及被布置為覆蓋所述開口的電 磁波吸收體。
全文摘要
抑制了電磁噪聲從配線基板中泄漏。配線基板(1)包括多層配線層、導體的結構(8)和電磁波吸收體(5)。作為電磁噪聲產生源示例的電子組件(2)安裝在配線基板(1)上。電子組件(2)具有高頻電路。結構(8)使用多層配線層來形成，并被布置為在平面圖中圍繞電子組件(2)，在該圍繞中有開口(4)。電磁波吸收體(5)被布置為覆蓋開口(4)。
文檔編號H05K3/46GK103081576SQ20118004274
公開日2013年5月1日 申請日期2011年7月7日 優先權日2010年9月30日
發明者石田尚志 申請人:日本電氣株式會社