专利名称：配线基板和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够抑制噪声泄漏的配线基板和电子设备。
背景技术：
以计算机等为代表的许多电子装置具有电子组件以及用于安装电子组件的配线基板。随着近来电子装置频率的提高，存在从高频电路产生的电磁噪声电磁干扰电子装置中的其它电子电路并影响电子装置操作的情况。作为抑制电磁干扰的手段，建议了这样的结构在配线基板的外围布置接地过孔(ground via),从而防止电磁噪声从配线基板的端部泄漏。在专利文献1(日本专利申请公开No. 7-263871)中，在基板外围密集地布置通孔，并通过通孔将前后表面上的导电层连接在一起。在专利文献2和3中也描述了该技术。作为抑制配线基板的电磁干扰的手段，非专利文献I和2建议了应用电磁带隙(EBG)结构的结构。EBG材料指以下结构以二维或三维方式周期性地布置电介质、金属等，以形成抑制特定频带的电磁波在该结构内或平面上传播的带隙。相关文献专利文献[专利文献I]日本专利申请公开No.7-263871[专利文献2]日本专利申请公开No.2001-068801[专利文献3]日本专利申请公开No.2005-302799非专利文献[非专利文献 I]Shahrooz Shahparnia et al, IEEE TRANSACTIONS ONELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, VOL. 46，NO. 4，N0VEMBER2004[非专利文献2] Shawn D. Rogers, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY ANDTECHNIQUES, VOL. 53, NO. 8, AUGUST200
发明内容
然而，作为抑制电磁干扰的手段，在配线基板的外围布置接地过孔或EBG结构的结构是将电磁噪声限制在配线基板内的结构。限制在配线基板内的电磁噪声的能量导致从配线基板上不同位置的电磁泄漏，因而可能无法抑制电磁噪声的泄漏。本发明的目的是提供能够抑制电磁噪声泄漏的配线基板和电子设备。本发明提供了一种配线基板，包括多层配线层；使用所述多层配线层形成的结构，在所述结构中重复布置导体，以在平面图中围绕电磁噪声产生源，在所述围绕中有开口 ；以及在所述开口中布置的电磁波吸收体。本发明提供了一种电子设备，包括具有高频电路的电子组件，以及配线基板，所述电子组件安装在所述配线基板上，其中所述配线基板包括多层配线层，使用所述多层配线层形成的结构，在所述结构中重复布置导体，以在平面图中围绕所述电子组件，在所述围绕中有开口 ；以及被布置为覆盖所述开口的电磁波吸收体。
根据本发明，可以抑制电磁噪声从配线基板中泄漏。
根据以下实施例和附图，以上和其它目的、特征和优点将清楚。图1是示出了根据第一实施例的配线基板I的配置的图示。图2是示出了 EBG结构的单位元件的具体示例的图示。图3是示出了 EBG结构的单位元件的具体示例的图示。图4是示出了 EBG结构的单位元件的具体示例的图示。图5是示出了根据第二实施例的配线基板的配置的图示。图6是示出了根据第三实施例的配线基板的配置的图示。图7是示出了根据第四实施例的配线基板的配置的图示。图8是示出了根据第五实施例的配线基板的配置的图示。图9是示出了根据第六实施例的配线基板的配置的图示。
具体实施例方式以下将参照附图描述本发明的实施例。在所有附图中，相同的构成元件由相同的参考数字表示，且在适当的情况下将不会重复对其的描述。(第一实施例)图1(a)是示出了根据第一实施例的配线基板I的配置的平面图，图1(b)是沿图1(a)的线A-A’得到的截面图。配线基板I包括多层配线层、导体结构8、以及电磁波吸收体5。作为电磁噪声产生源示例的电子组件2安装在配线基板I上。电子组件2具有高频电路。结构8使用多层配线层来形成，且被布置为使得在平面图中围绕电子组件2，其中在该围绕中有开口 4。电磁波吸收体5被布置为覆盖开口 4。以下将提供详细描述。例如，配线基板I是印刷配线基板，并具有如上所述的多层配线结构。例如，配线基板I具有电源层6、电源层6之下的接地层7、以及信号层10。电源层6通过过孔(未示出)与电子组件2连接，并向电子组件2供电。接地层7通过过孔(未示出)与电子组件2连接。信号层10通过过孔(未示出)与电子组件2连接，将信号输入电子组件2，并向另一电子组件2发送从电子组件2输出的信号。通过至少一个实体层(导体面)构成电源层6和接地层7。配线基板I在内层的外围中除了形成开口 4的区域之外的部分中具有EBG形成区域3。在EBG形成区域3中提供其特性如EBG的结构8。结构8在预定频带内具有阻带。成为阻带的频带包括来自作为噪声源的电子组件2的电磁噪声。尽管在矩形配线基板I的短边的中部设置开口 4，但是开口 4的位置不限于此。在该实施例中，结构8是按三行布置的EBG结构单位元件82的集合体。每个单位元件82具有在配线基板I中设置的电源层6，作为岛型导体的导体补片(patch) 19，过孔(通孔)110和接地层7。尽管单位元件82具有例如蘑菇结构，但是可以采用任意结构，只要展示如EBG的特性。结构8具有重复设置的多个单位元件82。当“重复地”布置单位元件82时，在相邻的单位元件82中，相同连接部件之间的间隔(中心间距离)优选在电磁噪声的1/2波长λ内。术语“重复”包括任意单位元件82的一部分缺失的情况。当单位元件82具有二维阵列时，术语“重复”包括单位元件82部分缺失的情况。术语“周期地”包括一些单位元件82中的构成元件的一部分未对齐的情况，或者一些单位元件82未对齐的情况。也就是说，即使在严格意义上破坏了周期性，但是在重复布置单位元件82时，由于可以获得如元材料(meta material)的特性，就“周期性”而言允许一定程度的缺失。导致缺失状态的因素是:在配线、过孔或连接部件经过单位元件82之间时，在向现有的配线布局或基板间连接结构添加元材料结构时，以及由于现有的过孔、图案或连接部件、制造误差而导致无法布置单位元件82，在将现有的过孔、图案或连接部件用作单位元件82的一部分时，等等。如上所述，在配线基板I的边缘处形成的结构8的一部分中设置开口 4。考虑电磁噪声的频率来任意确定开口 4的宽度。在开口 4中设置电磁波吸收体5。从配线基板I的前表面通过侧表面向后表面粘贴电磁波吸收体5以覆盖开口 4,电磁波吸收体5的宽度大于开口 4的宽度。作为电磁波吸收体5，考虑电磁噪声的频率和泄漏的电磁波的模式，任意选择具有大电磁噪声抑制效果的电磁波吸收体5。图2、3和4示出结构8的单位元件82的具体示例。EBG结构的单位单元不限于图2至4示出的示例。在图2所示的示例中，示出所谓蘑菇形EBG结构或类似EBG结构的单位单元82。每个单位单元82具有第一导体面201、第二导体面204和导体元件202。导体元件202是岛形导体，并通过诸如过孔之类的连接部件203与第二导体面204连接。连接部件203对应于蘑菇的杆部分，并形成电感。导体元件202对应于蘑菇头，并与第一导体面201形成电容。蘑菇形EBG结构可以通过如下等效电路来表示，在该等效电路中，第一导体面201和第二导体面204的平行平板通过具有上述电容和电感的串联谐振电路分流。串联谐振电路的谐振频率给出衰减最大的带隙中心频率。图2(a)是示出了图1所示EBG结构的单位元件的层配置的示意截面图，图2(b)是透视图。图1的电源层6和接地层7分别对应于图2的第一导体面201和第二导体面204。图1的导体片19和过孔110对应于图2的导体元件202和连接部件203。在图2(a)和2(b)的示例中，第二导体面204、导体元件202和第一导体面201按照该顺序沿厚度方向
进行设置。图2 (C)是第一导体面201设于导体元件202与第二导体面204之间的EBG结构的示意截面图，图2(d)是透视图。在图2(c)和2(d)的示例中，第二导体面204、第一导体面201和导体元件202按照该顺序沿厚度方向进行设置。连接部件203通过第一导体面201中设置的开口，并与导体元件202连接，同时确保与第一导体面201绝缘。在图2(e)和2(f)的示例中，除图2(b)所示示例之外，第二导体面204具有开口部分206。在开口部分206中形成平面线圈205。平面线圈205与第二导体面204和连接部件203连接。也就是说，第二导体面204通过平面线圈205和连接部件203与导体元件202连接。平面线圈205可以使电感增加，具有减小EBG结构的单位单元尺寸或降低带隙频率的优点。图3与图2 (a)和2 (c)所示示例类似，示出了提供螺旋导体元件302 (而非岛形导体元件202)的结构，即，所谓开路短截线(open stub)型EBG结构或类似结构。导体元件302是与相对的第一导体面301电耦合的微带线，其一段成为开放端，并充当开路短截线。图3 (a)和3(b)分别是导体元件302设于第一导体面301与第二导体面304之间的结构的示意截面图和透视图。图3(c)和3(d)分别是第一导体面301设于导体元件302与第二导体面304之间的结构的示意截面图和透视图。当然，第一导体面301和第二导体面304对应于图1所示的电源层6和接地层7。在图4中，在第一导体面401中形成的螺旋导体元件403与第二导体面402相对。该结构的优势在于，可以减少构成EBG结构所必需的层数。当然，第一导体面401和第二导体面402对应于图1所示的电源层6和接地层7。接下来，将描述本实施例的动作和效果。尽管存在来自电子组件2 (作为产生源)的电磁噪声的一部分可能从配线基板I的外围(成为导体面端部)泄漏的风险，但是在除了设置开口 4的区域之外，噪声被结构S(EBG)反射。尽管电磁噪声集中在作为配线基板I外围中的唯一可泄漏区域的开口 4上，由于在开口 4中设置了电磁波吸收体5，通过电磁波吸收体5吸收电磁噪声。因此，可以抑制在结构8所围绕的区域中电磁噪声能量的累积，从而抑制电磁噪声从配线基板I的边缘之外的其他部分泄漏。(第二实施例)图5(a)是示出了根据第二实施例的配线基板的配置的平面图，图5(b)是沿图5(a)的线A-A’的截面图。该实施例的配线基板I具有与第一实施例的配线基板I相同的配置，但以下几点除外。首先，配线基板I具有设置数字电路的第一区域11和设置模拟电路的第二区域
12。成为电磁噪声产生源的电子组件2设于第一区域11中。结构8和电磁波吸收体5布置为围绕第一区域11，而不围绕第二区域12。电磁波吸收体5具有上吸收体51和下吸收体52。上吸收体51从配线基板I的前表面粘贴到侧表面的中心，下吸收体52从配线基板I的后表面粘贴到侧表面的中心。在配线基板I的侧表面附近将上吸收体51和下吸收体52的端部彼此粘贴。在该实施例中，可以获得与第一实施例中同样的效果。由于结构8和电磁波吸收体5围绕第一区域11而不围绕第二区域12，第一区域11和第二区域12可以通过结构8分离。因此，可以防止从在第一区域11中设置的逻辑电路产生的噪声不利地影响在第二区域12中设置的模拟电路。(第三实施例)图6(a)是示出了根据第三实施例的配线基板I的配置的平面图，图6 (b)是沿图6(a)的线A-A’的截面图。该实施例的配线基板I具有与根据第二实施例的配线基板I相同的配置，除了在多个位置设置开口部分4和电磁波吸收体5，并设置贯通过孔(通孔)111，而非过孔(通孔)110。在该实施例中，在配线基板I的一条短边的两端设置开口部分4和电磁波吸收体
5。形成从配线基板I的上表面到下表面的贯通过孔111。在该实施例中，可以获得与第二实施例中同样的效果。由于在多个位置设置开口部分4和电磁波吸收体5，可以更有效地吸收电磁噪声。(第四实施例)图7(a)是示出了根据第四实施例的配线基板I的配置的平面图，图7 (b)和7 (C)是沿图7(a)的线A-A’的截面图和沿图7 (a)的线B_B’的截面图。图7 (d)和7 (e)是示出了沿图7(a)的线A-A’的截面的改型的图示。该实施例的配线基板I具有与根据第二实施例的配线基板I相同的配置，但以下几点除外。首先，在配线基板I的短边的端部设置开口 4，该开口 4具有突出部分112。突出部分112具有短边的一部分沿配线基板I的长边的延伸方向突出的形状。在结构8中设置的配线层从配线基板I的主体突出，以形成突出部分112。在图中所示的示例中，电源层6、接地层7以及电源层6与接地层7之间的层突出以形成突出部分112。在突出部分112中形成结构8。具体地，设置结构8以围绕除形成突出部分112的区域之外的第一区域11，并沿突出部分112的边缘延伸。不在突出部分112的端部设置结构8。在突出部分112中布置电磁波吸收体5。为此，电磁波吸收体5直接与构成结构8的配线层连接。尽管在图7(a)所示的示例中，电磁波吸收体5覆盖突出部分112的整个上表面、整个端面和整个下表面，但是如图7(d)所示，可以仅在突出部分112的上表面和下表面上设置电磁波吸收体5，或如图7(e)所示，可以仅在突出部分112的端面上设置电磁波吸收体5。在该实施例中，可以获得与第二实施例相同的效果。由于电磁波吸收体5可以直接与构成结构8的配线层连接，可以更有效地吸收电磁噪声。(第五实施例)图8 (a)是示出了根据第五实施例的配线基板I的配置的平面图。图8 (b)和8 (c)是沿图8(a)的线A-A’的截面图和沿图8 (a)的线B_B’的截面图。图8 (d)和8 (e)是示出了沿图8(a)的线A-A’的截面的改型的图示。该实施例的配线基板I具有与根据第四实施例的配线基板I相同的配置，除了设置第二配线基板17，而非突出部分112。例如，第二配线基板17是多层柔性基板。在第二配线基板17 (如同第四实施例的突出部分112)中设置结构8。在第二配线基板17中布置电磁波吸收体5。尽管在图8 (a)所示的示例中，电磁波吸收体5覆盖第二配线基板17的上表面靠近端面的部分、整个端面和下表面靠近端面的部分，但是如图8(d)所示，电磁波吸收体5可以覆盖第二配线基板17的整个上表面、整个端面以及整个下表面。如图8(e)所示，当第二配线基板17足够长(例如，当柔性基板的终端部分完全引出到没有电磁噪声影响的位置)时，可以不设置电磁波吸收体5。 在该实施例中，可以获得与第二实施例相同的效果。(第六实施例)图9 (a)是示出了根据第六实施例的配线基板I的配置的平面图。图9 (b)和9 (c)是沿图9(a)的线A-A’的截面图和沿图9(a)的线B-B ’的截面图。图9 (d)是示出了沿图9(a)的线A-A’的截面的改型的图示。该实施例的配线基板I具有与根据第五实施例的配线基板I相同的配置，除了第二配线基板17在顶端部具有配线层露出部分113。配线层露出部分113是从前表面和后表面露出构成EBG的配线层的区域。在配线层露出部分113中设置电磁波吸收体5。如图9 (d)所示，可以在整个第二配线基板17上形成配线层露出部分113和电磁波吸收体5。在该实施例中，可以获得与第五实施例相同的效果。由于电磁波吸收体5可以与构成结构8的配线层直接连接，可以更有效地吸收电磁噪声。尽管参照附图描述了本发明的实施例，但是实施例仅用于说明本发明，可以使用各种其它配置。图8(e)公开了以下发明。配线基板包括第一配线基板和第二配线基板，其中第一配线基板具有多层配线层、以及使用多层配线层形成的第一结构，在该第一结构中，重复设置导体以在平面图中围绕电磁噪声产生源，在所述围绕中有开口 ；第二配线基板具有通过开口与第一配线基板连接的第二结构，在该第二结构中，重复布置导体以与第一结构连续，以及第二结构不设置在第二配线基板的开放侧端部中。本申请要求基于2010年9月30日提交的日本专利申请No. 2010-220529的优先权，将其公开一并引入作为参考。
权利要求
1.一种配线基板，包括: 多层配线层； 使用所述多层配线层形成的结构，在所述结构中重复布置导体，以在平面图中围绕电磁噪声产生源，在所述围绕中有开口 ；以及在所述开口中布置的电磁波吸收体。
2.根据权利要求1所述的配线基板， 其中所述结构具有如电磁带隙(EBG)的特性。
3.根据权利要求2所述的配线基板， 其中所述结构的阻带包括所述电磁噪声的频率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的配线基板， 其中所述结构和所述电磁波吸收体设置在所述配线基板的边缘处。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的配线基板， 其中所述配线基板具有布置所述产生源的第一区域和安装模拟电路的第二区域，并且 所述结构和所述电磁波吸收体在平面图中围绕所述第一区域，而不围绕所述第二区域。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的配线基板， 其中构成所述结构的配线 层在平面图中从所述开口突出，以形成突出部分， 在所述突出部分中除端部外形成所述结构，并且 所述电磁波吸收体设置在所述突出部分中。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的配线基板，还包括: 基本具有矩形形状的第一配线基板，在所述第一配线基板中，在平面图中设置所述开口 ；以及 基本具有矩形形状的第二配线基板，所述第二配线基板在平面图中与所述第一配线基板的所述开口连接， 其中所述第一配线基板具有所述产生源，并且 从所述第一配线基板到所述第二配线基板形成所述结构。
8.根据权利要求7所述的配线基板， 其中所述第一配线基板是印刷配线基板，并且 所述第二配线基板是柔性配线基板。
9.根据权利要求7或8所述的配线基板， 其中在所述第二配线基板的至少一部分中，从上表面和下表面露出构成所述结构的配线层，并且 所述电磁波吸收体与构成所述结构的配线层直接连接。
10.一种电子设备，包括: 具有闻频电路的电子组件；以及 配线基板，所述电子组件安装在所述配线基板上， 其中所述配线基板包括: 多层配线层， 使用所述多层配线层形成的结构，并且在所述结构中重复布置导体，以在平面图中围绕所述电子组件，在所述围绕中有开口，以及被布置为覆盖所述开口的电 磁波吸收体。
全文摘要
抑制了电磁噪声从配线基板中泄漏。配线基板(1)包括多层配线层、导体的结构(8)和电磁波吸收体(5)。作为电磁噪声产生源示例的电子组件(2)安装在配线基板(1)上。电子组件(2)具有高频电路。结构(8)使用多层配线层来形成，并被布置为在平面图中围绕电子组件(2)，在该围绕中有开口(4)。电磁波吸收体(5)被布置为覆盖开口(4)。
文档编号H05K3/46GK103081576SQ20118004274
公开日2013年5月1日 申请日期2011年7月7日 优先权日2010年9月30日
发明者石田尚志 申请人:日本电气株式会社