JP5320704B2 - 多層プリント基板、多層プリント基板と同軸コネクタとの接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、多層プリント基板、及び多層プリント基板と同軸コネクタとの接続構造に関する。

コンピュータに代表される電子情報機器の昨今の高速化に伴い、ＧＨｚを越える高い周波数のデジタル信号をＬＳＩ間やプリント基板間で伝送する必要が生じている。これまで高速でないデジタル信号をプリント基板間で伝送する場合、信号線を同一平面上に並列に多数並べたフラットケーブルなどを使用していた。一方、高速デジタル信号を伝送する場合は、ケーブルの特性インピーダンスが設計・制御された同軸ケーブルが主に使用されており、ケーブル端にはＳＭＡコネクタなどの同軸コネクタが使用されている。

例えば特許文献１、２、３では、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路とそれに接続されるコネクタとの接続構造が開示されている。

特許文献１は、ＳＭＡコネクタなどＫコネクタに比べて、モジュールベースの加工、組立が簡単なコネクタを用いて、Ｋコネクタと同等の反射特性を得ることのできる、コネクタと回路基板との接合構造を提供することを目的としている。この目的の下、同文献に記載された発明においては、回路基板の信号線路と同軸コネクタとの接合部分に、２つのグランドパッドを基板上の信号線路の両脇に設け、かつ２つのグランドのパッド間の距離を同軸コネクタの誘電体の直径よりも小さくしている。

特許文献２は、同軸コネクタと多層プリント基板の接続による、導体パターンの剥離や、伝送特性の劣化を防ぐことができる、同軸コネクタと多層プリント基板の接続構造を提供することを目的としている。この目的の下、同文献に記載された発明においては、同軸コネクタの中心導体と多層プリント基板のマイクロストリップ線路を接続する構造において、マイクロストリップ線路の、同軸コネクタがはんだ接続される接続部の幅が他の部分よりも広くなっており、この接続部の特性インピーダンスが同軸コネクタの特性インピーダンスと等しくなるように、多層プリント基板の内層の、接続部に対向する部分に切欠部が設けられている。

特許文献３は、誘電体と回路基板との接続点での高周波信号の整合を取りやすくした高周波コネクタを提供することを目的としている。この目的の下、同文献に記載された発明においては、高周波信号を伝送する同軸線の外導体に接続されるフレームと、同軸線の内導体に接続され、かつフレームとの距離が変化する中心導体と、中心導体と接地との間の間隔を保持する誘導体とを備えてなり、この誘導体はその外周面の一部が削り取られ、高周波信号が伝送される回路基板側にむかって断面積が減少するよう構成されている。
特開平１０−３２７００４号公報（第０００５段落、第０００６段落） 特開平６−３５０３１２号公報（第０００６段落、第０００７段落） 特開平５−２４２９３４号公報（第０００４段落、第０００５段落）

ＧＨｚを越える高い周波数成分を持つデジタル信号、つまり高速デジタル信号を伝送するマイクロストリップ線路や同軸ケーブルなどの伝送線路は、電磁界理論に基づいて断面構造などを特定の構造として、伝送線路の特性インピーダンスをある一定値に設計している。これは特性インピーダンスが異なる伝送線路を接続した場合、特性インピーダンスの不連続面で信号成分が反射してしまうことを避けるためであり、換言すれば特性インピーダンスを一定にすることで、信号を効率よく伝送できるからである。そして、同軸ケーブルを接続する同軸コネクタとプリント基板との接続界面では、その特性インピーダンスを所望の値にする事が困難なため、特許文献１，２，３のような工夫がなされている。

しかしながら、特許文献１に開示された接続構造においては、信号の反射を十分に抑制できないという課題がある。具体的には、同文献では、プリント基板上のパッド形状を工夫してインピーダンス整合を図っているものの、同軸コネクタとプリント基板との界面での物理形状が不連続なため、信号の反射が生じることとなる。

より詳しくは、同軸ケーブルと、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路とは、共にＴＥＭ波(Transverse Electromagnetic Wave)を信号として伝送する。ここで、この信号成分の進行方向に対して垂直な断面における電磁界の分布を考えた場合、同軸ケーブルにおいては、中心導体から外導体に向かって放射状に電気力線が分布するのに対し、マイクロストリップ線路が形成されたプリント基板においては、上部にあるマイクロストリップ線路から下部にある接地層に向かうように電気力線が分布する。したがって、同軸ケーブルと、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路とは、いずれもＴＥＭ波を信号として伝送するも、伝送するＴＥＭ波の電界分布やこれと同時に形成される磁界分布が異なるために、同軸ケーブルが接続される同軸コネクタと、マイクロストリップ線路が形成されたプリント基板と、の界面で、電磁界分布の不連続が生じる。そして、その結果、同軸コネクタとプリント基板との界面で信号の反射が生じることとなる。

特許文献２ではこの問題を解決すべく、多層プリント基板の形状を工夫している。しかしながら一般的に市販されているコネクタの多くは同文献の様な形状になっておらず、同文献の技術を実現するにはコネクタを特注する必要があり、その結果コストアップとなり、低コストを強く要求される分野での使用は事実上困難であるという課題がある。

特許文献３においては、電磁界分布の遷移を緩やかに行うように、同軸コネクタの形状を工夫している。しかしながら、一般的に市販されている同軸コネクタの形状は同文献の様な形状になっておらず、同文献の技術を実現するには同軸コネクタを特注する必要がある。また、同軸ケーブルが接続される同軸コネクタと、マイクロストリップ線路が形成されたプリント基板との間の電磁界分布の連続性が未だ不十分という課題もある。

本発明の第１の目的は、上記課題を解決するためになされたものである。より具体的には、同軸コネクタと多層プリント基板との界面での電磁界分布の連続性をより高いレベルで確保することにより同界面での信号の反射を低減し、低コストで実用化可能な多層プリント基板を提供することにある。

本発明の第２の目的は、上記課題を解決するためになされたものである。より具体的には、同軸コネクタと多層プリント基板との界面での電磁界分布の連続性をより高いレベルで確保することにより同界面での信号の反射を低減し、低コストで実用化可能な多層プリント基板と同軸コネクタとの接続構造を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の多層プリント基板は、信号層と、該信号層の下部に設けられ、電気的に互いに接続された複数の接地層と、を有する多層プリント基板であって、前記複数の接地層の少なくとも一部の接地層に切り欠き部が設けられており、該切り欠き部の大きさが前記接地層ごとに異なる、ことを特徴とする。

本発明の多層プリント基板の好ましい態様においては、前記複数の接地層が、所定の間隔をもって略平行に配置され、かつ、前記切り欠き部が重なるように配置される。

本発明の多層プリント基板の好ましい態様においては、前記信号層に最も近い第１の接地層における切り欠き部を最も大きくし、前記第１の接地層からの距離が遠くなるにつれ、接地層の切り欠き部の大きさを徐々に小さくする。

本発明の多層プリント基板の好ましい態様においては、前記第１の接地層から、切り欠き部が設けられる最後の接地層までの各切り欠き部の大きさがテーパ状になるように形成される。

本発明の多層プリント基板の好ましい態様においては、前記切り欠き部の形状が、台形、三角形、及び四角形のいずれかである。

本発明の多層プリント基板の好ましい態様においては、前記切り欠き部の輪郭が、指数関数曲線又は放物線曲線で形成される。

上記課題を解決するための本発明の多層プリント基板と同軸コネクタとの接続構造（本明細書では、多層プリント基板と同軸コネクタとの接続構造を単に「接続構造」という場合がある。）は、本発明の多層プリント基板に、中心導体と、該中心導体を同心円状に囲む円筒状の外導体と、を有する同軸コネクタが接続される、ことを特徴とする。

本発明の接続構造の好ましい態様においては、前記外導体と前記複数の接地層とが接続される。

本発明の接続構造の好ましい態様においては、前記信号層と該信号層から最も遠い接地層との距離ｔ２が、前記中心導体と前記外導体との距離ｒよりも大きくなっている。

本発明によれば、複数の接地層の少なくとも一部の接地層に切り欠き部が設けられており、この切り欠き部の大きさを接地層ごとに異なるようにしているので、同軸コネクタと多層プリント基板との界面での電磁界分布の連続性をより高いレベルで確保することにより同界面での信号の反射を低減できるようになり、その結果、効率・品質の良い高速信号伝送が実現可能な多層プリント基板を提供することができる。また、特殊なコネクタを用いる必要がなく、低コストで実用化可能な多層プリント基板を提供することができる。

本発明によれば、本発明の多層プリント基板に、中心導体と、この中心導体を同心円状に囲む円筒状の外導体と、を有する同軸コネクタが接続されるので、同軸コネクタと多層プリント基板との界面での電磁界分布の連続性をより高いレベルで確保することにより同界面での信号の反射を低減できるようになり、その結果、効率・品質の良い高速信号伝送が実現可能な接続構造を提供することができる。また、特殊なコネクタを用いる必要がなく、低コストで実用化可能な接続構造を提供することができる。

以下、本発明の実施例につき説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。

図１は、本発明の接続構造の一例を示す模式的な斜視図である。より具体的には、図１は、信号層としてマイクロストリップ線路を用いた実施例である。すなわち、本発明における「信号層」とは信号伝送が行われる層をいい、信号層としては、例えば、マイクロストリップ線路だけでなく、信号配線が形成された層等を挙げることができる。こうした様々な態様を取りうる信号層のうち、一例として、図１では、信号層をマイクロストリップ線路としている。図２は、図１におけるＡ−Ａ’面の模式的な断面図である。より具体的には、図２は、多層プリント基板１に対して垂直かつ同軸コネクタ８の中心導体９やマイクロストリップ線路２の中心を通る面での模式的な断面図である。図３は、信号層（マイクロストリップ線路）及び複数の接地層をそれぞれ取り出して示した模式的な平面図である。

多層プリント基板１と同軸コネクタ８との接続構造２０は、多層プリント基板１に、中心導体９と、中心導体９を同心円状に囲む円筒状の外導体１０と、を有する同軸コネクタ８が接続されることにより構成される。

（多層プリント基板）
多層プリント基板１は、信号層たるマイクロストリップ線路２と、マイクロストリップ線路２の下部に設けられ、電気的に互いに接続された複数の接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａと、を有する。そして、複数の接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａの少なくとも一部である、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａに切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６が設けられており、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６の大きさが接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａごとに異なっている。これにより、同軸コネクタ８と多層プリント基板１との界面での電磁界分布の連続性をより高いレベルで確保することにより同界面での信号の反射を低減できるようになり、その結果、効率・品質の良い高速信号伝送が実現可能な多層プリント基板１を提供することができる。また、特殊なコネクタを用いる必要がなく、低コストで実用化可能な多層プリント基板１を提供することができる。電磁界分布の連続性をより高いレベルで確保できる点については後程詳しく説明する。

多層プリント基板１においては、図１に示すように、複数の接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａが、所定の間隔をもって略平行に配置され、かつ、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａにおけるそれぞれの切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６が重なるように配置される。接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａは、図１，２には図示されていないが、相互にビアなどで電気的に接続されており各接地層は同電位となっている。また、マイクロストリップ線路２と接地層３ａとの間、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａそれぞれの間には誘電体層が設けられているが、図１，２では図示していない。さらに、多層プリント基板１は、マイクロストリップ線路２と接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａの６層基板であるが、ここに図示されない電源層や他の信号層、他の接地層があっても構わない。

多層プリント基板１においては、図３に示すように、マイクロストリップ線路２に最も近い第１の接地層３ａにおける切り欠き部Ｋ３を最も大きくし、第１の接地層３ａからの距離が遠くなるにつれ、接地層４ａ，５ａ，６ａの切り欠き部Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６の大きさを徐々に小さくする。すなわち、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａそれぞれの切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６の大きさが、マイクロストリップ線路２に最も近い第１の接地層３ａから徐々に小さくなるように形成されている。より具体的には、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａそれぞれの切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６の形状が台形となっており、接地層３ａ（第２層：第１の接地層）の切り欠き部Ｋ３、接地層４ａ（第３層）の切り欠き部Ｋ４、接地層５ａ（第４層）の切り欠き部Ｋ５、接地層６ａ（第５層）の切り欠き部Ｋ６となるにつれて、切り欠き部の台形の面積が小さくなるように形成されている。そして、接地層７ａ（第６層）には切り欠き部を設けていない。各接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａの切り欠き部を上記説明した形状とすることにより、図１，２に示すように、第１の接地層３ａから、切り欠き部が設けられる最後の接地層６ａまでの各切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６の大きさがテーパ状になるように形成されることになる。

このように、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６は、多層プリント基板１の表面に近い第１の接地層３ａが一番大きく、下層になるに従って小さくなり、最終的に接地層７ａでは切り欠き部がない。そして、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａに形成された切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６が、図１に示すように、基板面（接地層）に対して垂直方向から見た際、すなわち接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａを平面視した場合に重なるように配置されている。その結果、図１，２に示すように、基板面側から見ることにより、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａを平面視した場合に、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６がテーパ状になるように配置される。さらに、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６の上部にマイクロストリップ線路２が配置され、多層プリント基板１が形成される。ここでは、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６は接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａまでの４層に形成されているが、この層数は増減してもよい。

以上説明したように、多層プリント基板１においては、マイクロストリップ線路２の下部に、ビアなどで相互に接続された複数の接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａを設け、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａの導体面の基板端には、大きさの異なる切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６がそれぞれ形成されている。そして、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６は、基板面（接地層）に対して垂直方向から見た際に重なるように配置され、さらにマイクロストリップ線路２から遠い層ほど、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６が小さくなるように形成されている。その結果、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６が基板面側から見た際にテーパ状になっている。こうした形状の多層プリント基板１を採用することにより、同軸コネクタ８と多層プリント基板１との界面での電磁界分布の連続性をより高いレベルで確保しやすくなる。そこで、この電磁界分布の連続性について次に説明する。

一般に、同軸コネクタと多層プリント基板とをコネクタを介して接続する際、同軸コネクタの中心導体と、多層プリント基板の信号層と、を接続して信号線路とし、外導体と多層プリント基板の複数の接地層とを接続する。コンピュータなどのデジタル機器で使用される多層プリント基板の場合、多層プリント基板の表面にある信号層と、信号層の下部に設けられる複数の接地層のうち信号層に最も近い接地層との間、及び複数の各接地層間には、それぞれ数百μｍ程度の厚さを有する誘電体層が存在する。そして、ＴＥＭ波として伝搬される信号により、信号層から接地層に向かう下向きの電磁界が誘電体層内に形成される。

一方、同軸コネクタ内を伝搬するＴＥＭ波が形成する電磁界は、中心導体から外導体に向けて上下左右に放射状に広がる。このため、同軸コネクタと、所定の切り欠き部を接地層に設けない多層プリント基板とを、コネクタを介して接続した場合、多層プリント基板内で形成される信号層から接地層に向かう下向きの電磁界と、同軸コネクタ内に形成される放射状の電磁界と、が連続的につながらない。特にコンピュータなどのデジタル機器で使用する多層プリント基板では各接地層の層間距離が１００〜２００μｍ程度であるのに対し、同軸コネクタにおける中心導体と外導体との距離はこれよりも大きい場合が多い。例えばＳＭＡコネクタの場合、中心導体と外導体との距離は１ｍｍ程度である。したがって、同軸コネクタの中心導体と、多層プリント基板の信号層と、を同一平面上にて接続した場合、同軸コネクタにて形成される電磁界の一部は、接続界面において接地層の下側にまわりこんでしまい、接地層の裏側に電磁界が漏れてしまう。こうした場合においては、同軸コネクタと多層プリント基板上の信号層（例えばマイクロストリップ線路）とが同じ特性インピーダンスを持つように設計されていても、同軸コネクタと多層プリント基板との界面で電磁界が漏れることで効率・品質の良い信号伝送を行いにくくなる。

そこで、本発明においては、一例として図１〜３に示すように、多層プリント基板１の複数の接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａの導体面の基板端に、台形の切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６を形成し、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６が基板面（接地層）に対して垂直方向から見た際に重なるように配置して重ね合わせている。そして、第１の接地層３ａの切り欠き部Ｋ３を最も大きくし、第１の接地層３ａから遠い接地層４ａ，５ａ，６ａほど切り欠き部Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６の面積が小さくなるようにして、基板面から見た際に切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６がテーパ状になるように配置している。こうした構成を採用することにより、多層プリント基板１と同軸コネクタ８との界面付近における、信号層たるマイクロストリップ線路２と接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａとが形成する電磁界が放射状に形成される傾向となり、同軸コネクタ８の中心導体９と外導体１０間で形成される放射状の電磁界に近づいていく。その結果、同軸コネクタ８と多層プリント基板１との界面での電磁界分布の連続性をより高いレベルで確保することにより同界面での信号の反射を低減できるようになる。

なお、図１〜３では、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａの切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６の各台形は、信号層たるマイクロストリップ線路２を対称線として線対称となるように配置されている。接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａの切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６の各形状がマイクロストリップ線路２を中心として線対称に配置されることにより、電磁界の分布を均一にさせやすくなるため、本発明の効果が顕著に発揮されやすくなる。しかしながら、所定の電磁界の連続性が確保されればよく、接地層の切り欠き部の形状が信号層を中心とした線対称でなくてもよい。

また、図１〜３では、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６はすべて台形とされているが、これら切り欠き部の形状は同一とする必要は必ずしもない。さらに、図１〜３では、切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６はテーパ状に形成されているが、テーパ状に限られるわけではなく、適宜設計変更をしてもよい。

（接続構造）
接続構造２０は、多層プリント基板１に、中心導体９と、中心導体９を同心円状に囲む円筒状の外導体１０と、を有する同軸コネクタ８が接続されることによって構成される。同軸コネクタ８は、より詳しくは、中心導体９と、中心導体９の周囲に配置される誘電体１２と、誘電体１２の周囲に配置される外導体１０と、から形成されている。こうした接続構造を採用することにより、同軸コネクタ８と多層プリント基板１との界面での電磁界分布の連続性をより高いレベルで確保することにより同界面での信号の反射を低減できるようになり、その結果、効率・品質の良い高速信号伝送が実現可能な接続構造２０を提供することができる。また、特殊なコネクタを用いる必要がなく、低コストで実用化可能な接続構造２０を提供することができる。より詳しくは、同軸コネクタ８に特別な形状を施さず、多層プリント基板１の接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａの形状のみをパターンニングして形成しているため、特別な部品や加工技術を必要としない。よって追加の製造コスト無く、効率・品質の良い同軸コネクタ８と多層プリント基板１との接続を実現することができる。

接続構造２０における多層プリント基板１と同軸コネクタ８とは、図１に示すように、中心導体９とマイクロストリップ線路２とが接続されることにより、同軸コネクタ８から多層プリント基板１への信号伝送が行われる。さらに、外導体１０と複数の接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａとが接続されている。より具体的には、同軸コネクタ８の外導体１０が同軸コネクタ８の固定ブロック１１を介して多層プリント基板１の接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａに接続される。

接続構造２０における、固定ブロック１１を介した外導体１０と接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａとの接続は、電気的に接続される必要があるため、固定ブロック１１は導体である必要があり、例えば表面が金メッキされた銅などが好適である。但し、固定ブロック１１は、本発明の要旨の範囲内で、他の金属や導体であってもよい。また、本発明においては、複数の接地層が多層プリント基板内にて互いに電気的に接続されているので、固定ブロックと多層プリント基板の接地層との接続は、固定ブロックと複数の接地層全てを接続する必要はなく、固定ブロックを任意の接地層と接続してもよい。電気的な接続をより高い周波数まで安定して行いやすくする観点からは、固定ブロックと複数の接地層とを最短距離でかつ広い面積で接続することが好ましい。このため、図１，２に示すように、固定ブロック１１を接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ全てと接続することがより好ましい。

接続構造２０においては、図１，２に示すように、多層プリント基板１の接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａの切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６は、順次大きさが小さくなるように形成され、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａは、基板端からテーパ状に導体面が後退するように配置されている。このため、同軸コネクタ８内を伝送する高速デジタル信号が形成する電磁波は、導体面がテーパ状に後退している接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａに従い、多層プリント基板１に形成されるマイクロストリップ線路２にスムースに導かれる。このため、同軸コネクタ８と多層プリント基板１との界面での電磁波の反射が少なく、効率・品質の良い信号伝送を実現しやすくなる。

接続構造２０においては、図１，２に示すように、接地層３ａ，４ａ，５ａ，６ａの切り欠き部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６、及び接地層７ａで形成されるテーパ状の溝が外導体１０の経よりも大きくなるように配置されている。これにより、同軸コネクタ８を伝送する信号が形成する電磁界を、接地層７ａの裏面に漏らすことなく多層プリント基板１に伝えやすくなる。その結果、効率・品質の良い信号伝送を実現することができる。

接続構造２０においては、図２に示すように、中心導体９と外導体１０との距離をｒとし、多層プリント基板１のマイクロストリップ線路２から第１の接地層３ａまでの距離をｔ１とし、多層プリント基板１のマイクロストリップ線路２から、切り欠き部を設けない最初の接地層であり、マイクロストリップ線路２から最も遠くに位置する接地層７ａまでの距離をｔ２とした場合に、ｔ２をｒよりも大きくすること、すなわちｔ２＞ｒとすることが好ましい。これにより、同軸コネクタ８を伝送する信号が形成する電磁界を、接地層７ａの裏面に漏らすことなく多層プリント基板１に伝えやすくなる。より好ましくは、ｔ１＜ｒ、かつ、ｔ２＞ｒとする。こうした構成を採用することにより、同軸コネクタ８から多層プリント基板１への電磁波のスムースな伝搬が行われやすくなり、本発明の効果が顕著に発揮される。なお、ｔ２＞ｒとなる場合においては、接地層の層数を適宜変えてもよい。また、ｔ２＞ｒとしない場合においても本発明の効果が失われるわけではないので、コネクタの設計によっては、ｔ２≦ｒとしてもよい。

（接続構造の特性）
図４は、本発明の接続構造を採用することによる効果を示す特性図である。図５は、本発明の接続構造を採用することによる効果を示す他の特性図である。具体的には、図４には、同軸コネクタ８から多層プリント基板１へと信号が伝送する際の挿入損失を３次元電磁界解析にて求めた結果が示されている。図５には、同軸コネクタ８から多層プリント基板１へと信号が伝送する際の反射損失を３次元電磁界解析にて求めた結果が示されている。そして、図４，５において、実線で示した特性は、図１，２に示す接続構造２０における挿入損失および反射損失を示している。また、図４，５において、点線で示した特性は、接地層に所定の切り欠き部を設けず、テーパ構造を用いない多層プリント基板で接続構造を形成した場合（関連技術）における挿入損失及び反射損失を示している。なお、３次元電磁界解析は、特性インピーダンスが５０Ωの市販のＳＭＡコネクタ相当の同軸コネクタ形状と、多層ガラスエポキシ基板上に５０Ωに設計されたマイクロストリップ線路構造とで実施している。

図４，５から明らかなとおり、本発明の接続構造２０では、０から２０ＧＨｚにわたる領域において反射損失が−２０ｄＢ以下であり、信号がほとんど反射することなく伝送されることがわかる。特に、接地層にテーパ構造を用いない多層プリント基板で接続構造を形成した場合（関連技術）においては、１６ＧＨｚを越えると反射が急激に増加し、それに伴い挿入損失も大きく増加するのに対し、本発明の接続構造２０では、周波数が上がっても反射が増加せず、その結果２０ＧＨｚでの挿入損失は関連技術の半分以下となっている。この結果から、高周波成分を含む高速デジタル信号を伝送する際に、本発明の接地構造の採用が極めて有効であることがわかる。

（接地層の他の実施例）
接地層に設ける切り欠き部の形状は、本発明の要旨の範囲内において任意に設計することができる。

図６は、信号層（マイクロストリップ線路）及び複数の接地層をそれぞれ取り出して示した他の模式的な平面図である。図６からわかるように、接地層３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂにおいては切り欠き部が三角形として形成されている。なお、他の実施例と同様に、接地層７ｂには切り欠き部が形成されていない。

図７は、信号層（マイクロストリップ線路）及び複数の接地層をそれぞれ取り出して示したさらに他の模式的な平面図である。図７からわかるように、接地層３ｃ，４ｃ，５ｃ，６ｃにおいては切り欠き部が四角形として形成されている。より具体的には、接地層３ｃ，４ｃ，５ｃ，６ｃにおいては切り欠き部が正方形として形成されているが、切り欠き部の形状は長方形であってもよい。なお、他の実施例と同様に、接地層７ｃには切り欠き部が形成されていない。

図８は、信号層（マイクロストリップ線路）及び複数の接地層をそれぞれ取り出して示したさらに他の模式的な平面図である。図８からわかるように、接地層３ｄ，４ｄ，５ｄ，６ｄにおいては切り欠き部が指数関数曲線で形成されている。具体的には、切り欠き部の輪郭が指数関数曲線で形成されている。なお、他の実施例と同様に、接地層７ｄには切り欠き部が形成されていない。

以上、種々の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、切り欠き部の輪郭を放物線曲線で形成してもよい。また各接地層の切り欠き部の形状は、相似形でなくてもよい。

本発明の接続構造の一例を示す模式的な斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ’面の模式的な断面図である。 信号層（マイクロストリップ線路）及び複数の接地層をそれぞれ取り出して示した模式的な平面図である。 本発明の接続構造を採用することによる効果を示す特性図である。 本発明の接続構造を採用することによる効果を示す他の特性図である。 信号層（マイクロストリップ線路）及び複数の接地層をそれぞれ取り出して示した他の模式的な平面図である。 信号層（マイクロストリップ線路）及び複数の接地層をそれぞれ取り出して示したさらに他の模式的な平面図である。 信号層（マイクロストリップ線路）及び複数の接地層をそれぞれ取り出して示したさらに他の模式的な平面図である。

符号の説明

１ 多層プリント基板
２ マイクロストリップ線路
３ 接地層（第１の接地層）
４，５，６，７ 接地層
８ 同軸コネクタ
９ 中心導体
１０ 外導体
１１ 固定ブロック
１２ 誘電体
２０ 接続構造
Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６ 切り欠き部

Claims (7)

1. 信号層と、該信号層の下部に設けられ、電気的に互いに接続された複数の接地層と、を有する多層プリント基板であって、
   前記複数の接地層の少なくとも一部の接地層は、同軸コネクタに接続される側の端面にのみ切り欠き部が設けられており、該切り欠き部の大きさが前記接地層ごとに異なり、
   前記複数の接地層が、相互に重なり合うように所定の間隔をもって略平行に配置され、かつ、前記切り欠き部が重なるように配置され、
   前記信号層に最も近い第１の接地層における切り欠き部を最も大きくし、前記第１の接地層からの距離が遠くなるにつれ、接地層の切り欠き部の大きさを徐々に小さくすることを特徴とする多層プリント基板。
2. 前記第１の接地層から、切り欠き部が設けられる最後の接地層までの各切り欠き部が相似形になるように形成される、請求項１に記載の多層プリント基板。
3. 前記切り欠き部の形状が、台形、三角形、及び四角形のいずれかである、請求項１又は２に記載の多層プリント基板。
4. 前記切り欠き部の輪郭が、指数関数曲線又は放物線曲線で形成される、請求項１又は２に記載の多層プリント基板。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層プリント基板に、中心導体と、該中心導体を同心円状に囲む円筒状の外導体と、を有する同軸コネクタが接続される、ことを特徴とする多層プリント基板と同軸コネクタとの接続構造。
6. 前記外導体と前記複数の接地層とが接続される、請求項５に記載の接続構造。
7. 前記信号層と該信号層から最も遠い接地層との距離ｔ２が、前記中心導体と前記外導体との距離よりも大きい、請求項５又は６に記載の接続構造。
   

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