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公開番号2024165607
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023081935
出願日2023-05-18
発明の名称EBG構造基板
出願人富山県
代理人個人,個人
主分類H05K 3/46 20060101AFI20241121BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】小型化、薄型化を図るのに有効なEBG構造からなる基板の提供を目的とする。
【解決手段】EBG構造の単位構造は、平行に配設された第1導体プレーン11と、第2導体プレーン12と、を備え、第1導体プレーン11と第2導体プレーン12との間であって、一端が第1導体ビア31で接続された第1伝送線路21と、第2伝送線路22を有し、第1伝送線路21の一端は、第1導体プレーン11に短絡接続され、第2伝送線路22の他端は、第2導体プレーン12に対して開放端になっている単位構造が1次元または2次元に配列されていることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
平行に配設された第１導体プレーンと第２導体プレーンとを備え、
前記第１導体プレーンと第２導体プレーンとの間であって、一端が導体ビアで接続された第１伝送線路と第２伝送線路を有し、
前記第１伝送線路の他端は前記第１導体プレーンに短絡接続され、前記第２伝送線路の他端は前記第２導体プレーンに対して開放端になっている単位構造が１次元または２次元に配列されていることを特徴とするＥＢＧ構造基板。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
前記第１導体プレーンの外側に配設した第３導体プレーンと前記第２導体プレーンの外側に配設した第４導体プレーンの間であって、前記第１伝送線路は前記第１導体プレーンの外側に配設した第３伝送線路を介して前記第１導体プレーンの外側に短絡接続され、
前記第２伝送線路は前記第２導体プレーンの外側に配設した第４伝送線路を介して、前記第２導体プレーンの外側にて開放端になっていることを特徴とする請求項１記載のＥＢＧ構造基板。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁ノイズ対策に有効なＥＢＧ構造からなる多層基板に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
電気・電子機器の小型化に伴い、デジタル回路からアナログ回路への電磁ノイズの影響が無視できなくなっている。
特に多層基板のプレーン間は平行平板共振を起こし、それがノイズ源となり、Ｗｉ－Ｆｉ等のＧＨｚ帯の通信効率が下がる原因となる。
この場合にチップキャパシタを用いると、コスト増大となる。
そこで、特定の周波数帯において、電磁波伝搬が抑制される特性（阻止帯域）を持つメタマテリアルの１つであるＥＢＧ（electromagnetic bandgap）構造が注目されている。
多層基板においては、配列されたパターンを形成することでＥＢＧ構造が得られる。
この場合に、電気的特性は基板材料やパターンを形成する単位構造にて決定される。
ここで単位構造のサイズと、阻止帯域の周波数の低周波数化とはトレードオフの関係があり、２ＧＨｚレベルの低周波数帯を電磁ノイズ対象のターゲットにするには、単位構造のサイズが大きくなり、これまでは実用化が難しかった。
【０００３】
特許文献１には、小型化を目的にした導波路構造を開示している。
同公報に開示する構造はオープンスタブ構造であり、面積の大きさを必要としないスタブ長の調整で所望の周波数帯で効果を発揮させられるため、小型化を可能にしている。
通常は導体プレーンの片側だけを使用するケースが多いが、低周波数化を図るのに伝送線路を概ね２倍にする例が開示されている。
同公報図１１に記載されている導波路構造を模式的に表現し、その等価回路を図４に示す。
伝送線路１２１，１２２を導体プレーン１１１の表裏の両側に配設することで、バンドギャップが現われる周波数は導体プレーンの片面のみに使用する構造よりも概ね１／２になるものの、この導体プレーンを信号線路のリターンパスとして使用できなくなり、その目的のためには新たに導体プレーン１１２，１１３を追加する必要が生じる。
なお、図４中、１３１，１３２は導体ビア、１４１～１４４は誘電体層を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１０１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、小型化、薄型化を図るのに有効なＥＢＧ構造からなる基板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るＥＢＧ構造基板は、平行に配設された第１導体プレーンと第２導体プレーンとを備え、前記第１導体プレーンと第２導体プレーンとの間であって、一端が導体ビアで接続された第１伝送線路と第２伝送線路を有し、前記第１伝送線路の他端は前記第１導体プレーンに短絡接続され、前記第２伝送線路の他端は前記第２導体プレーンに対して開放端になっている単位構造が１次元または２次元に配列されていることを特徴とする。
ここで、バンドギャップに重なりがあれば、必ずしも周期的な配列からなる単位構造である必要はないが、この単位構造は１次元または２次元的な周期配列であってもよい。
【０００７】
このような構造例を図１に示す。
詳細な説明は後述するが、本発明に係るＥＢＧ構造の単位構造は、オープンスタブにショートスタブを直列に配設した点に特徴がある。
これにより、２枚の導体プレーンの内側だけを使用して、バンドギャップ（阻止帯域）の低周波数化を図ることができる点で、特許文献１では新たに余分な導体プレーンの追加が必要なのと相違し、薄型化、低コスト化を図ることができる。
【０００８】
本発明においては、前記第１導体プレーンの外側に配設した第３導体プレーンと前記第２導体プレーンの外側に配設した第４導体プレーンの間であって、前記第１伝送線路は前記第１導体プレーンの外側に配設した第３伝送線路を介して前記第１導体プレーンの外側に短絡接続され、前記第２伝送線路は前記第２導体プレーンの外側に配設した第４伝送線路を介して、前記第２導体プレーンの外側にて開放端にすることもできる。
【０００９】
本発明においては、図２に示すように伝送線路の線路長としてオープンスタブの部分にて導体プレーンの内側と外側の両面を使用するとともに、ショートスタブの部分にても導体プレーンの内側と外側の両面を使用することができる。
これにより、オープンスタブの部分での２倍長とショートスタブの部分の２倍長と合せて概ね４倍にすることができ、バンドギャップの周波数を概ね１／４にできることになる。
この場合に、オープンスタブの部分とショートスタブの部分のそれぞれ外側がリターンパスとして利用できなくなるものの、バンドギャップの低周波数化の効果が大きい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、ＥＢＧ構造のユニットセルにオープンスタブ構造とショートスタブ構造とを直列に配設したので、従来（特許文献１）のオープンスタブ構造のみの構造とは異なる電気的特性が得られる。
これにより、バンドギャップ周波数の低周波数化ができ、単位構造の小型化、薄型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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