電子電路及電子設備的制作方法
【專利摘要】實施方式涉及電子電路及電子設備，該電子電路具備電源線，該電源線設有第一EBG圖案，該第一EBG圖案具有第一線狀部，該第一線狀部沿電源線的伸長方向伸長，一個端部以外的周圍被第一狹縫部包圍。
【專利說明】電子電路及電子設備
[0001]本發(fā)明以2013年2月27日提出的日本專利申請2013-036907為基礎并要求其優(yōu)先權，其全部內容通過參照援引于此。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及電子電路及電子設備。
【背景技術】
[0003]在搭載有數(shù)字/模擬/RF混合電路的電路基板、SOC (system on chip)、模擬SOC等中，存在沿電源線傳播的噪聲引起誤動作的問題。為防止該誤動作，例如提出了設置使用了微帶線路的濾波器、3維EBG (Electromagnetic Band Gap:光子帶隙)構造。
[0004]而且，使用了微帶線路的濾波器要求將作為參照面的地線面與線路接近地設置，對濾波器配置的制約變大。此外，特別是，用于截斷低頻的小面積的濾波圖案尚未確立。因此，電路基板等的小型化存在問題。
[0005]此外，在3維EBG構造的情況下，也需要避開3維圖案而形成貫通孔等連接部。此夕卜，用于截斷低頻的小面積的EBG構造圖案尚未確立。因此，電路基板等的小型化也存在問題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的課題在于，提供一種抑制了沿電源線傳輸?shù)脑肼曀鶎е碌恼`動作的電子電路及電子設備。
[0007]實施方式的電子電路的特征在于，具備電源線，在該電源線中設有第一 EBG圖案，該第一 EBG圖案具有第一線狀部，該第一線狀部沿著電源線的伸長方向伸長，并且一個端部以外的周圍被第一狹縫部包圍。
[0008]根據上述構成，提供一種抑制了沿電源線傳輸?shù)脑肼曀鶎е碌恼`動作的電子電路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是表示設置于第一實施方式的電源線的EBG構造的圖案的圖。
[0010]圖2A-C是第一實施方式的EBG構造的等價電路的說明圖。
[0011]圖3是表示第一實施方式的截斷特性的圖。
[0012]圖4是表示第一實施方式的EBG構造的圖案與截斷頻率的關系的圖。
[0013]圖5是表示第一實施方式的電源線與參照面的距離和截斷特性的關系的圖。
[0014]圖6A、圖6B是表示設置于第二實施方式的電源線的EBG構造的圖案的圖。
[0015]圖7是表示設置于第三實施方式的電源線的EBG構造的圖案的圖。
[0016]圖8是表示第三實施方式的截斷特性的圖。
[0017]圖9A、圖9B是第三實施方式的截斷特性的說明圖。[0018]圖10A-C是表示第三實施方式的作用的圖。
[0019]圖11是第四實施方式的電子設備的框圖。
[0020]圖12是第四實施方式的電子電路的截面圖案圖。
[0021]圖13是表不第四實施方式的電源線和EBG圖案的一例的圖。
[0022]圖14是表示第四實施方式的截斷特性的圖。
【具體實施方式】
[0023]在本說明書中，“電子電路(electronic circuit)”的概念既包括構成為半導體器件或半導體芯片的電路，也包括使用電路基板構成的電路。
[0024]在本說明書中，“電路基板(circuit board)”指的是，在印刷布線板上安裝了電子部件的狀態(tài)。
[0025](第一實施方式)
[0026]本實施方式的電子電路具備電源線。并且，在電源線中設有第一 EBG圖案，該第一EBG圖案具有第一線狀部，該第一線狀部沿電源線的伸長方向伸長，并且一個端部以外的周圍被第一狹縫部包圍。
[0027]圖1是表示設置于本實施方式的電源線的EBG構造的圖案的圖。
[0028]電源線10向電子電路中的元件供給電壓或電流。電源線10是導體，例如是金屬。金屬例如是銅(Cu)、金(Au)、鋁(Al)、銀(Ag)等低電阻金屬。
[0029]在電源線10中形成有第一 EBG圖案12。第一 EBG圖案12具備第一線狀部18，該第一線狀部18的一個端部14以外的周圍被第一狹縫部16包圍，并且沿著電源線10的伸長方向伸長。電源線10的伸長方向也是電流流動的方向。并且，第一線狀部18在與電源線10的伸長方向大致垂直的方向上配置有多條，在圖1中為4條。另外，第一線狀部18不限于4條。
[0030]通過第一EBG圖案12，截斷在電源線10中傳輸?shù)脑肼?。通過設置多條第一線狀部18，能夠增大噪聲的截斷量。
[0031]此外，在電源線10中設有第二狹縫部20。第二狹縫部20將第一 EBG圖案12夾在之間地設置在第一 EBG圖案12的兩側。第二狹縫部20沿著與電源線10的伸長方向大致垂直的方向伸長，由沿著與電源線的伸長方向大致垂直的方向配置的I對狹縫20a、20b構成。
[0032]第二狹縫部20為了對第一 EBG圖案12的截斷頻帶進行微調整而設置。I對狹縫20a、20b的狹縫寬度在第一 EBG圖案12的左右也可以不同。
[0033]圖2A-C是本實施方式的EBG構造的等價電路的說明圖。圖2A是EBG構造的圖案圖，圖2B是I個單元的等價電路圖，圖2C是單元I?4整體的等價電路圖。
[0034]觀察單元1，EBG構造的圖案具備:第一狹縫部16的外緣引起的上成分、以及第一狹縫部16的外緣與I條第一線狀部18之間的邊緣寄生電容成分。并且，如圖2B所示，成為將該邊緣寄生電感成分和邊緣寄生電容成分并聯(lián)連接的LC并聯(lián)諧振電路。進而，如圖2C所示，在將單元I?4組合起來的情況下，是將4個LC并聯(lián)諧振電路串聯(lián)連接的電路。
[0035]通過具備上述圖案的第一 EBG圖案，能夠將期望的頻率截斷，抑制電源線10中帶有的噪聲。另外，由第一 EBG圖案構成的電路的共振頻率成為第一 EBG圖案的截斷頻率。[0036]圖3是表示本實施方式的截斷特性的圖。如圖所示，得到了以3.2GHz為最大截斷頻率的截斷特性。
[0037]圖4是表示本實施方式的EBG構造的圖案和截斷頻率的關系的圖。圖4表示圖案的線狀部的長度(線狀部長)、邊緣長與最大截斷頻率的關系。
[0038]這里示出的線狀部長是線狀部18的長度，邊緣長是第一狹縫16的將線狀部18包圍的外緣部的長度。通過使線狀部長和邊緣長最佳化，能夠調整期望的截斷頻率。
[0039]本實施方式的EBG構造，通過在作為2維導體的電源線10中設置的狹縫來形成LC諧振電路。因此，與例如通過3維構造來形成LC諧振電路的3維EBG構造相比，能夠實現(xiàn)電子電路的小型化。
[0040]圖5是表示本實施方式的電源線與參照面的距離和截斷特性的關系的圖。如圖5所示，將電源線與流過返回電流的參照面之間的距離作為變量，使其在100 μ m?400 μ m之間變化。從圖5確認到了如下情況:在全部范圍內，無論距離如何，能夠實現(xiàn)一 40dB的截斷量。另外，參照面是由導體形成的地線面。
[0041]這樣，根據本實施方式的EBG構造，即使電源線與參照面的距離較大，也能夠有效地截斷電源線的噪聲。因此，例如提高了多層電路基板等中的EBG構造的配置位置的自由度。因此，從該觀點來看，也能夠實現(xiàn)電子電路的小型化。
[0042]通過應用本實施方式的EBG構造，能夠實現(xiàn)小型且抑制了電源線中傳輸?shù)脑肼曀鶎е碌恼`動作的電子電路。
[0043](第二實施方式)
[0044]本實施方式的電子電路與第一實施方式的不同點在于，第一 EBG圖案和相同的第
二EBG圖案沿電源線的伸長方向排列配置。因此，對于與第一實施方式重復的內容省略說明。
[0045]圖6A-B是表示設置于本實施方式的電源線的EBG構造的圖。圖6A是表示EBG構造的圖案的圖，圖6B是表示等價電路的圖。
[0046]如圖6A所示，第一實施方式中說明的第一 EBG圖案12及相同的EBG圖案(第二 EBG圖案)沿電源線10的伸長方向排列配置2個。并且，如圖6B的等價電路所示，成為4個LC并聯(lián)諧振電路串聯(lián)連接的電路進一步被并聯(lián)連接的電路構成。
[0047]在本實施方式中，通過將第一 EBG圖案12沿電源線10的伸長方向排列2個而配置，能夠增大噪聲的截斷量。另外，也可以將第一 EBG圖案12排列3個以上。
[0048](第三實施方式)
[0049]本實施方式的電子電路與第一實施方式的不同點在于，在電源線中設有第三EBG圖案，該第三EBG圖案具有第二線狀部，該第二線狀部沿電源線的伸長方向伸長，一個端部以外的周圍被第三狹縫部包圍，長度與第一線狀部不同，第一 EBG圖案和第三EBG圖案沿伸長方向排列配置。因此，對于與第一實施方式重復的內容省略說明。
[0050]圖7是表示設置于本實施方式的電源線的EBG構造的圖案的圖。
[0051]如圖7所示，本實施方式的電源線10具備第三EBG圖案52和第一實施方式中說明的第一 EBG圖案12。第三EBG圖案具備第二線狀部58，該第二線狀部58沿電源線10的伸長方向伸長，一個端部54以外的周圍被第三狹縫部56包圍,長度與第一線狀部18不同。
[0052]圖8是表示本實施方式的截斷特性的圖。如圖所示，能夠得到以3.0?3.2GHz為最大截斷頻率的截斷特性。
[0053]圖9A-B是本實施方式的截斷特性的說明圖。圖9A是僅有第一 EBG圖案時的圖案(上圖)和截斷特性(下圖)，圖9B是僅有第三EBG圖案時的圖案(上圖)和截斷特性(下圖)。
[0054]僅有第一EBG圖案時的截斷特性和僅有第三EBG圖案時的截斷特性分別表現(xiàn)出不同的截斷特性。圖8所示的本實施方式的截斷特性表示將僅有第一 EBG圖案時的截斷特性和僅有第三EBG圖案時的截斷特性疊加之后的截斷特性。
[0055]根據本實施方式，通過將不同的EBG圖案排列，能夠實現(xiàn)將各自的特性疊加的截斷特性。因此，能夠實現(xiàn)以單一的圖案無法實現(xiàn)的截斷特性。
[0056]圖10A-C是表示本實施方式的作用的圖。圖10A-C表示第二狹縫部20的作用。圖1OA是設有第二狹縫部20的本實施方式的圖案，圖1OB是省去了第二狹縫部20的圖案，圖1OC是表示兩者的截斷特性的圖。
[0057]從圖中可知，通過設置第二狹縫部20，最大截斷頻率偏移為約0.4GHz低頻率側。這樣，通過第二狹縫部20，能夠對截斷頻率進行調整。
[0058]在本實施方式中，例如在EBG構造的周圍的圖案所產生的寄生成分可能會導致截斷頻率的偏移的情況下，通過設置第二狹縫部20，不必對主要的第一 EBG圖案12和第三EBG圖案52進行設計變更，就能夠與截斷頻率的設計值相符。
[0059](第四實施方式)
[0060]本實施方式的電子設備具備框體和電源線，該電源線設置于框體內，設有第一 EBG圖案，該第一 EBG圖案具有第一線狀部，該第一線狀部沿電源線的伸長方向伸長，一個端部以外的周圍被第一狹縫部包圍。本實施方式的電子設備在框體內配設具備上述第一至第三實施方式的電源線的電子電路。以下，對于與第一至第三實施方式重復的內容省略說明。
[0061]圖11是本實施方式的電子設備的框圖。本實施方式的電子電路例如是無線中繼器。
[0062]本實施方式的電子設備在金屬或樹脂等的框體60中設有例如無線收發(fā)用的電路基板62。此外，在框體60外設有無線收發(fā)用的天線64、向電路基板62供電的電源66。
[0063]圖12是本實施方式的電子電路的圖案截面圖。該電子電路是多層基板。
[0064]本實施方式的電子電路由多個絕緣層和多個導體層的層疊構造形成，電源線形成于夾在2個絕緣層之間的導體層。還具備:電源輸入部，設置于最上層的導體層；半導體芯片，安裝于最上層的導體層；第一連接導體，將電源輸入部與電源線的一端電連接；以及第二連接導體，將半導體芯片與電源線的另一端電連接，在電源線的一端與該另一端之間形成有第一 EBG圖案。
[0065]如圖12所示，電子電路由多個絕緣層34a?34f和多個導體層32a?32g的層疊構造形成。絕緣層34a?34f例如由樹脂形成。此外，導體層32a?32g設有作為布線和參照面使用的金屬圖案。
[0066]例如，在最下層的導體層32a和最上層的導體層32g形成有信號線的圖案。此外，例如導體層32b、32f形成有也作為參照面的地線面，此外，例如導體層32c、32d、32e形成有電源線的圖案。
[0067]在形成于導體層32e的電源線10中，例如圖1所示的EBG構造設置于電源線。導體層32e夾在絕緣層34d和絕緣層34e之間。[0068]在最上層的導體層32g設有電源輸入部36。此外，在最上層的導體層32g安裝有半導體芯片38。
[0069]此外，設有將電源輸入部36與電源線10的一端電連接的第一連接導體40。并且，設有將半導體芯片38與電源線10的另一端電連接的第二連接導體42，其中，在電源線10的上述一端與上述另一端之間形成有第一EBG圖案。此外，設有將作為地線面的導電層32f和半導體芯片38連接的第三連接導體44。第一、第二及第三連接導體例如是貫通孔。
[0070]從電源輸入部36經由第一連接導體40向電源線10的一端施加例如5?50V的電源電壓。向電源線10施加的電源電壓經由設于電源線10的EBG構造、電源線10的另一端、第二連接導體42，被施加到半導體芯片上。
[0071]圖13是表示本實施方式的電源線和EBG圖案的一例的圖。例如，在圖12的導體層32e形成有圖13所示的電源線10。
[0072]電源線10在一端具有第一連接導體40的接觸部40a，隔著EBG構造在另一端設有第二連接導體42的接觸部42a。從電源輸入部36經由第一連接導體40、接觸部40a向電源線10施加例如50V的電源電力。
[0073]圖14是表示本實施方式的截斷特性的圖。使用圖13所述的電源線10的圖案。通過EBG圖案的有無來比較截斷特性。
[0074]在沒有EBG圖案的情況下(圖14中虛線)，在噪聲頻率3.05GHz、3.65GHz下截斷量為一 20dB、一 25dB，在該截斷量下可能會傳輸噪聲。與此相對，在本實施方式的有EBG圖案的情況下(圖14中實線)，在噪聲頻率3.05GHz下截斷量為一 38.29dB，在噪聲頻率3.65GHz下截斷量為一 42.6dB，抑制了噪聲的傳輸。
[0075]根據本實施方式，能夠實現(xiàn)小型且抑制了電源線中傳輸?shù)脑肼晫е碌恼`動作的電子電路。因此，通過搭載該電子電路，能夠實現(xiàn)小型且抑制了電源線中傳輸?shù)脑肼晫е碌恼`動作的電子設備。
[0076]上述實施方式只是示例，不意圖限定發(fā)明的范圍。上面說明的電子電路及電子設備能夠通過各種方式來實施，在不脫離發(fā)明主旨的范圍內，能夠對本發(fā)明的裝置或方法進行各種省略、置換或變更。所附帶的權利要求書及其等同范圍覆蓋這些變形或修改，也包含在本發(fā)明的主旨中。
【權利要求】
1.一種電子電路，其特征在于， 具備電源線，該電源線設有第一 EBG圖案，該第一 EBG圖案具有多個第一線狀部，每個第一線狀部沿電源線的伸長方向伸長，一個端部以外的周圍被第一狹縫部包圍。
2.如權利要求1所述的電子電路，其特征在于， 所述第一線狀部沿著與所述伸長方向大致垂直的方向排列配置。
3.如權利要求1所述的電子電路，其特征在于， 所述電源線具有第二狹縫部，該第二狹縫部將所述第一 EBG圖案夾在之間地設置于兩偵牝沿著與所述電源線的伸長方向大致垂直的方向伸長，由沿著與所述電源線的伸長方向大致垂直的方向配置的I對狹縫構成。
4.如權利要求1所述的電子電路，其特征在于， 所述第一 EBG圖案和相同的第三EBG圖案沿著所述伸長方向排列配置。
5.如權利要求1所述的電子電路，其特征在于， 在所述電源線中設有第三EBG圖案，該第三EBG圖案具有第二線狀部，該第二線狀部沿電源線的伸長方向伸長，一個端部以外的周圍被第三狹縫部包圍，長度與所述第一線狀部不同，所述第一 EBG圖案和所述第三EBG圖案沿著所述伸長方向排列配置。
6.如權利要求1所述的電子電路，其特征在于， 還具備地線面，該地線面與所述電源線分離，由導體形成。
7.如權利要求1所述的電子電路，其特征在于， 該電子電路由多個絕緣層和多個導體層的層疊構造形成，所述電源線形成于夾在2個所述絕緣層之間的所述導體層。
8.如權利要求7所述的電子電路，其特征在于，具備: 電源輸入部，設置于最上層的所述導體層； 半導體芯片，安裝于最上層的所述導體層； 第一連接導體，將所述電源輸入部與所述電源線的一端電連接；以及 第二連接導體，將所述半導體芯片與所述電源線的另一端電連接，在所述電源線的所述一端與所述另一端之間形成有所述第一 EBG圖案。
9.一種電子設備,其特征在于， 具備框體和電子電路，該電子電路設置于所述框體內并具備電源線，該電源線設有第一EBG圖案，該第一 EBG圖案具有第一線狀部，該第一線狀部沿電源線的伸長方向伸長，一個端部以外的周圍被第一狹縫部包圍。
10.如權利要求9所述的電子設備，其特征在于， 所述第一線狀部沿著與所述伸長方向大致垂直的方向配置有多個。
11.如權利要求9所述的電子設備，其特征在于， 所述電源線具有第二狹縫部，該第二狹縫部將所述第一 EBG圖案夾在之間地設置于兩偵牝沿著與所述電源線的伸長方向大致垂直的方向伸長，由沿著與所述電源線的伸長方向大致垂直的方向配置的I對狹縫構成。
12.如權利要求9所述的電子設備，其特征在于， 所述第一 EBG圖案和相同的EBG圖案沿著所述伸長方向排列配置。
13.如權利要求9所述的電子設備，其特征在于，在所述電源線中設有第三EBG圖案，該第三EBG圖案具有第二線狀部，該第二線狀部沿電源線的伸長方向伸長，一個端部以外的周圍被第三狹縫部包圍，長度與所述第一線狀部不同，所述第一 EBG圖案和所述第三EBG圖案沿著所述伸長方向排列配置。
14.如權利要求9所述的電子設備，其特征在于， 還具備地線面，該地線面與所述電源線分離，由導體形成。
15.如權利要求9所述的電子設備，其特征在于， 所述電子電路由多個絕緣層和多個導體層的層疊構造形成，所述電源線形成于夾在2個所述絕緣層之間的所述導體層。
16.如權利要求15所述的電子設備，其特征在于，具備: 電源輸入部，設置于最上層的所述導體層； 半導體芯片，安裝于最上層的所述導體層； 第一連接導體，將 所述電源輸入部與所述電源線的一端電連接；以及第二連接導體，將所述半導體芯片與所述電源線的另一端電連接，在所述電源線的所述一端與所述另一端之間形成有所述第一 EBG圖案。
【文檔編號】H05K1/02GK104010433SQ201410067244
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權日:2013年2月27日
【發(fā)明者】佐佐木忠寬, 山田浩 申請人:株式會社東芝