JP6237265B2

JP6237265B2 - プリント基板および配線配置方法

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Publication number: JP6237265B2
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Inventors: 憲一河合
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Description

開示の技術は、プリント基板および配線配置方法に関する。

差動伝送は、２本の信号線に互いに逆相の電流を流し、信号線間の電位差を利用して信号伝送を行う伝送方式である。差動伝送は、シングルエンド伝送と比較して高いデータ伝送速度が得られる、ノイズに強い、ＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）ノイズが放射されにくいといった利点がある。

差動伝送において、２つの信号の位相、パルス幅、振幅にずれが生じると、スキューと呼ばれる不平衡成分が発生する。この不平衡成分がコモンモード電流というノイズ電流を生じさせ、システムの誤動作の原因となる。従って、差動伝送線路では、不平衡成分の発生を抑制するための構成がとられている。

例えば、伝送線路の曲がり領域における不要モード変換を抑制する技術が提案されている。この技術では、差動伝送線路は、基板と、基板の裏側に形成された接地導体層と、基板の表側に並行に配置された第一信号導体および第二信号導体とを備えている。第一信号導体は接地導体層と第一の伝送線路を構成し、第二信号導体は接地導体層と第二の伝送線路を構成している。第一の伝送線路および第二の伝送線路から差動伝送線路が形成される。差動伝送線路は、曲げ領域を含んでおり、曲げ領域の両端には直線領域が接続されている。曲げ領域における第一信号導体の線路幅をＷｂ１、第二信号導体の線路幅をＷｂ２、第一信号導体と第二信号導体との間の間隙幅をＧｂ、直線領域における第一信号導体の線路幅をＷｓ１、第二信号導体の線路幅をＷｓ２とする。第一信号導体と第二信号導体との間の間隙幅をＧｓ、曲げ領域の曲率中心から曲げ領域の第一信号導体の曲率中心側の線縁までの最短距離をＲｂ１、曲げ領域の曲率中心から直線領域の第一信号導体の曲率中心側の線縁の延長直線までの垂線距離をＲｓ１とする。この技術では、Ｗｂ１はＷｓ１よりも狭く、Ｗｂ２はＷｓ２よりも狭く、ＧｂはＧｓよりも狭く、Ｒｂ１はＲｓ１よりも大きな値に設定することにより、伝送線路の曲げ領域における不要モード変換を抑制している。

また、誘電体層と接する配線層に、第１の配線及び第２の配線から成る差動伝送線路及び差動伝送線路が接続される素子が設けられたプリント配線基板において、差動伝送線路の差動インピーダンスの不整合による伝送品質の劣化を抑える技術が提案されている。この技術では、第１の配線および第２の配線の一端側の幅を、所定幅になるまで漸次的に減少させ、第１の配線と第２の配線が、漸次的に減少する区間において線対称に配置している。

国際公開第２００７／０００９３４号特開２００５−３４０５０６号公報

図１は、差動伝送線路を形成する一対の信号線の配線パターンの一例を示す図である。差動伝送線路１００は、第１の信号線１０１および第２の信号線１０２を含む。第１の信号線１０１および第２の信号線１０２は、曲がり領域１０３において伸長方向が９０°曲げられている。曲がり領域１０３の内側に配置されている第２の信号線１０２は、第１の信号線１０１から遠ざかる方向に蛇行させたミアンダ配線とされており、第１の信号線１０１と第２の信号線１０２との線長差が低減されている。第１の信号線１０１と第２の信号線１０２との間の線長差が大きくなると、第１の信号線１０１と第２の信号線１０２にそれぞれ伝送される２つ信号に位相差が生じ不平衡成分が生じる結果となる。従って、第１の信号線１０１と第２の信号線１０２との間の線長差は、小さい方が好ましい。

しかしながら、差動伝送線路においてミアンダ配線を設けると、信号線の占有面積が大きくなり、差動伝送線路のパターン設計が困難となる場合がある。ここで、図２は、ミアンダ配線を有する差動伝送線路（上段）と、ミアンダ配線を有しない差動伝送線路（下段）とで占有領域を比較した図である。図２に示す例では、ミアンダ配線を有する４対の差動伝送線路１００Ａ〜１００Ｄおよびミアンダ配線を有しない４対の差動伝送線路１００Ｅ〜１００Ｈを、それぞれ、信号線の伸長方向と交差する方向に並置した場合が示されている。差動伝送線路１００Ａ〜１０４Ｄは、それぞれ、対をなす一方の信号線において他方の信号線から遠ざかる方向に蛇行するミアンダ部１０１Ａ〜１０４Ａを有する。ミアンダ配線を有する差動伝送線路１００Ａ〜１００Ｄと、ミアンダ配線を有しない差動伝送線路１００Ｅ〜１００Ｈの配線間距離（配線ピッチ）Ｌは互いに等しく、隣接する差動伝送線路間の距離Ｍも互いに等しいものとする。図２に示すように、ミアンダ配線を有する４対の差動伝送線路１００Ａ〜１００Ｄを配置するための必要とされる領域Ｒ１は、ミアンダ配線を有しない４対の差動伝送線路１００Ｅ〜１００Ｈを配置するために必要とされる領域Ｒ２よりも大きい。また、図３に示すように、４対の差動伝送線路１００Ａ〜１００Ｄの伸長方向を曲げた場合には、差動伝送線路１００Ａ〜１００Ｄの占有領域が更に拡大することとなる。

このように、差動伝送線路においてミアンダ配線を形成すると信号線の占有面積が拡大する。これを抑制するために、ミアンダ部における蛇行幅を小さくすることが考えられる。しかしながら、この場合、他方の信号線との線長差を低減するためには蛇行回数を多くする必要があり、必要な蛇行回数を確保できない場合には、線長差を十分に低減することができない。

開示の技術は、伝送線路を形成する一対の信号線の線長差を低減させる際の信号線の占有面積の拡大を抑制することを目的とする。

開示の技術に係るプリント基板は、第１の信号線および前記第１の信号線に離間して設けられた第２の信号線が曲げられている曲がり領域を有する伝送線路を備える。前記第２の信号線は、前記曲がり領域において前記第１の信号線の内側に設けられ、且つ前記曲がり領域の一方の端部側から前記第１の信号線に近接するように曲げられた第１の配線部分と、前記曲がり領域の他方の端部側から前記第１の信号線に近接するように曲げられた第２の配線部分と、前記第１の配線部分と前記第２の配線部分との間に設けられ且つ前記第１の信号線から遠ざかるように曲げられた第３の配線部分と、を含み、前記第３の配線部分の配線幅が、前記第１の配線部分および前記第２の配線部分の配線幅よりも大きい。

開示の技術は、伝送線路を形成する一対の信号線の線長差を低減させる際の信号線の占有面積の拡大を抑制するという効果を奏する。

差動伝送線路を形成する一対の信号線の配線パターンの一例を示す図である。ミアンダ配線を有する差動伝送線路およびミアンダ配線を有しない差動伝送線路の占有領域を示す図である。伸長方向が曲げられた複数の差動伝送線路を配置した配線パターン図である。開示の技術の実施形態に係るプリント基板の断面図である。開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路の部分的な配線パターンを示す図である。開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路のパターン設計を行う際の手順の一例を示すフローチャートである。開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路を４対配置した場合の配線パターンを示す図である比較例に係る差動伝送線路の配線パターンを示す図である。開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路および比較例に係る差動伝送線路のＳｃｄ２１特性を示す図である。開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路および比較例に係る差動伝送線路のＳｃｄ２１特性を示す図である。開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路の部分的な配線パターンを示す図である。開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路の部分的な配線パターンを示す図である。差動伝送線路を形成する一対の信号線の配線幅と差動インピーダンスとの関係を示す図である。差動伝送線路を形成する一対の信号線の配線間距離と差動インピーダンスとの関係を示す図である。開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路の部分的な配線パターンを示す図である。開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路の部分的な配線パターンを示す図である。

以下、開示の技術の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。

[第１の実施形態]
図４は、開示の技術の実施形態に係るプリント基板１０の断面図である。プリント基板１０は、誘電体層１１と、誘電体層１１の表面および裏面を覆う導電体膜１２、１３と、誘電体層１１の内部に設けられた導電体によって形成される第１の信号線２１および第２の信号線２２と、を有する。すなわち、プリント基板１０においてストリップラインが形成されている。また、第１の信号線２１と第２の信号線２２とによって差動伝送線路２０が形成されている。プリント基板１０において、導電体膜１２、１３に接地電位を与えるとともに、第１の信号線２１および第２の信号線２２に互いに逆相の信号を入力することにより、差動伝送方式による信号伝送を行うことが可能である。プリント基板１０において、第１の信号線２１および第２の信号線２２から導電体膜１２、１３に向かう方向の電界と、第１の信号線２１および第２の信号線２２の周囲を囲む方向の磁界とによって電磁波が伝送される。

導電体膜１２、１３、第１の信号線２１および第２の信号線２２の材料として、例えば、銅などの金属を用いることが可能である。また、誘電体層１１として、例えば、ガラスエポキシ材を用いることが可能である。本実施形態では、プリント基板１０においてストリップラインを形成しているが、プリント基板１０は、マイクロストリップラインを形成するものであってもよい。マイクロストリップラインは、誘電体層の一方の面に導電体膜を形成し、誘電体層の他方の面に信号線を形成した構造を有する伝送線路である。

なお、プリント基板１０は、開示の技術のプリント基板の一例である。差動伝送線路２０は、開示の技術の伝送線路の一例である。第１の信号線２１は開示の技術の第１の信号線の一例である。第２の信号線２２は、開示の技術の第２の信号線の一例である。

図５は、開示の技術の第１の実施形態に係る差動伝送線路２０の部分的な配線パターンを示す図である。差動伝送線路２０は、第１の信号線２１および第２の信号線２２が直線状に伸長している第１の直線領域３１を有する。また、差動伝送線路２０は、第１の信号線２１および第２の信号線２２が、第１の直線領域３１における伸長方向に対して直交する方向に直線状に伸長している第２の直線領域３３を有する。第１の直線領域３１および第２の直線領域３３において、第１の信号線２１と第２の信号線２２とは平行となるように配置され、第１の信号線２１と第２の信号線２２との配線間距離（配線ピッチ）Ｌ１は、一例として４５０μｍとされている。なお、本明細書において、配線間距離（配線ピッチ）とは、第１の信号線２１と第２の信号線２２との中心線間の距離をいうものとする。なお、第１の直線領域３１における配線間距離と、第２の直線領域３３における配線間距離は互いに異なっていてもよい。第１の実施形態において、第１の信号線２１と第２の信号線２２の配線幅Ｗは、第１の直線領域３１、第２の直線領域３３および後述する曲がり領域３２の全域に亘り一定とされており、一例として１２０μｍとされている。第１の直線領域３１、第２の直線領域３３および後述する曲がり領域３２の配線幅は互いに異なっていてもよい。

差動伝送線路２０は、第１の直線領域３１と第２の直線領域３３との間に設けられ、第１の信号線２１および第２の信号線２２が曲げられている曲がり領域３２を有する。すなわち、曲がり領域３２の一端側に第１の直線領域３１が隣接して設けられ、曲がり領域３２の他端側に第２の直線領域３３が隣接して設けられている。曲がり領域３２において、第１の信号線２１および第２の信号線２２は、第１の直線領域３１および第２の直線領域３３における伸長方向と整合するように、伸長方向が全体として９０°曲げられている。なお、第１の直線領域３１および第２の直線領域３３は、開示の技術の直線領域の一例である。曲がり領域３２は、開示の技術の曲がり領域の一例である。

第１の信号線２１は曲がり領域３２において、第２の信号線２２に対して外側に配置され、第２の信号線２２は曲がり領域３２において、第１の信号線２１に対して内側に配置されている。換言すれば、第１の信号線２１は、第２の信号線２２に対して曲がり領域３２における曲げ方向（本実施形態では右方向）とは反対側（本実施形態では左側）に配置されている。第２の信号線２２は、第１の信号線２１に対して曲がり領域３２における曲げ方向（本実施形態では右方向）と同じ側（本実施形態では右側）に配置されている。

第１の信号線２１は、曲がり領域３２において、第１の直線領域３１に接続され且つ第１の直線領域３１における伸長方向と同じ方向に伸長する配線部分２１ａを有する。また、第１の信号線２１は、曲がり領域３２において、配線部分２１ａに接続され且つ配線部分２１ａの伸長方向に対して右斜め４５°の方向に直線状に伸長する配線部分２１ｂを有する。更に、第１の信号線２１は、曲がり領域３２において、配線部分２１ｂに接続され、配線部分２１ｂの伸長方向に対して右斜め４５°の方向に直線状に伸長し且つ第２の直線領域３３に接続された配線部分２１ｃを有する。配線部分２１ｃの伸長方向は、第２の直線領域３３における伸長方向と同一である。このように、第１の信号線２１は、曲がり領域３２に２つの屈曲部Ａ１およびＡ２を有し、曲がり領域３２において２段階で曲げられてその伸長方向が９０°変化している。

一方、第２の信号線２２は、曲がり領域３２において、全体として第１の信号線２１に沿って曲げられている。第２の信号線２２は、曲がり領域３２において、第１の直線領域３１との接続点Ｂ１から第１の信号線２１に近接する方向に向かう配線部分２２ａを有する。また、第２の信号線２２は、曲がり領域３２において、配線部分２２ａに接続され且つ第１の信号線２１の配線部分２１ａと平行な方向に伸長する配線部分２２ｂを有する。第１の信号線２１の配線部分２１ａと、第２の信号線２２の配線部分２２ｂとの配線間距離Ｌ２は、第１および第２の直線領域３１、３３における配線間距離Ｌ１よりも小さく、一例として、２００μｍとされている。第２の信号線２２の配線部分２２ａおよび配線部分２２ｂを含む配線部分は、第１の信号線２１に近接するように遠回りさせた開示の技術の第１の配線部分の一例である。

また、第２の信号線２２は、曲がり領域３２において、第２の直線領域３３との接続点Ｂ２から第１の信号線２１に近接する方向に向かう配線部分２２ｃを有する。また、第２の信号線２２は、曲がり領域３２において、配線部分２２ｃに接続され且つ第１の信号線２１の配線部分２１ｃと平行な方向に伸長する配線部分２２ｄを有する。第１の信号線２１の配線部分２１ｃと、第２の信号線２２の配線部分２２ｄとの配線間距離Ｌ２は、第１および第２の直線領域３１、３３における配線間距離Ｌ１よりも小さく、一例として、２００μｍとされている。第２の信号線２２の配線部分２２ｃおよび配線部分２２ｄを含む配線部分は、第１の信号線２１に近接するように遠回りさせた開示の技術の第２の配線部分の一例である。なお、第１の信号線２１の配線部分２１ａと第２の信号線２２の配線部分２２ｂとの配線間距離と、第１の信号線２１の配線部分２１ｃと第２の信号線２２の配線部分２２ｄとの配線間距離は、互いに異なっていてもよい。

このように、第２の信号線２２は、曲がり領域３２において、第１の信号線２１に近接するように遠回りさせた迂回経路Ｐを形成している。第２の信号線２２は、曲がり領域３２に形成される迂回経路Ｐ上で第１の信号線２１から遠ざかるように曲げられた配線部分２２ｅを有する。すなわち、配線部分２２ｅは、第１の信号線２１からの距離Ｌ３が、上記の配線間距離Ｌ２よりも大きくなる点Ｑを通過する。配線部分２２ｅは、配線部分２２ｂとの接続点Ｂ３から点Ｑを通り、点Ｑにおいて屈曲されて配線部分２２ｄとの接続点Ｂ４に至る。なお、配線部分２２ｅは、開示の技術の第３の配線部分の一例である。なお、距離Ｌ３の上限を、一例として、第１および第２の直線領域３１および３３における第１の信号線２１と第２の信号線２２の配線間距離Ｌ１に相当する長さに規制してもよい。

以下に、差動伝送線路２０の配線配置方法について説明する。図６は、差動伝送線路２０を形成する第１の信号線２１および第２の信号線２２の配線パターンの設計を行う際の手順の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、第１の直線領域３１、曲がり領域３２および第２の直線領域３３にそれぞれ、第１の信号線２１の配線部分を配置する。第１の信号線２１の配線幅Ｗは、一例として１２０μｍとすることができる。なお、ステップＳ１は、開示の技術の第１の工程の一例である。

ステップＳ２において、第１の直線領域３１および第２の直線領域３３に、それぞれ第１の信号線２１と平行となるように第２の信号線２２の配線部分を配置する。第１の直線領域３１および第２の直線領域３３において、第１の信号線２１と第２の信号線２２との配線間距離Ｌ１は、一例として４５０μｍとすることができる。また、第２の信号線２２の配線幅Ｗは、一例として１２０μｍとすることができる。

ステップＳ３において、曲がり領域３２に第２の信号線２２の配線部分２２ａ〜２２ｄを配置する。具体的には、曲がり領域３２において、第１の信号線２１の配線部分２１ａに対して平行であり且つ第１の信号線２１の配線部分２１ａとの配線間距離Ｌ２が、一例として２００μｍとなるように、第２の信号線２２の配線部分２２ｂを配置する。その後、第２の信号線２２の配線部分２２ａを配置して曲がり領域３２と第１の直線領域３１とを接続する。

また、曲がり領域３２において、第１の信号線２１の配線部分２１ｃに対して平行であり且つ第１の信号線２１の配線部分２１ｃとの配線間距離Ｌ２が、一例として２００μｍとなるように、第２の信号線２２の配線部分２２ｄを配置する。その後、第２の信号線２２の配線部分２２ｃを配置して曲がり領域３２と第２の直線領域３３とを接続する。このようにして、曲がり領域３２の両端から第１の信号線２１に近接するように遠回りさせた第２の信号線２２の配線部分を曲がり領域３２に配置する。

ステップＳ４において、第２の信号線２２の配線部分２２ｂと配線部分２２ｄとの間の区間において、第１の信号線２１からの距離Ｌ３がＬ２よりも大きくなる任意の位置を点Ｑの位置として決定する。

ステップＳ５において、一端が配線部分２２ｂに接続され、他端が配線部分２２ｄに接続され、且つ一端と他端の間の区間において点Ｑを通過する第２の信号線２２の配線部分２２ｅを配置する。なお、ステップＳ２〜Ｓ５は、開示の技術の第２の工程の一例である。

ステップＳ６において、第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差を導出する。なお、本ステップにおいては、電磁界解析などにより、第１の信号線２１および第２の信号線２２を介して伝送される電磁波のディレイを求めてもよい。

ステップＳ７において、ステップＳ６で導出された第１の信号線２１と第２の信号線の線長差が許容範囲内であるか否かを判定する。ステップＳ７において、線長差が許容範囲内にないと判定された場合には、ステップＳ８に移行し、許容範囲内であると判定された場合には本ルーチンは終了となる。なお、ステップＳ６においてディレイを求めた場合には、ステップＳ７において当該ディレイの大きさが許容範囲内であるか否かを判定する。

ステップＳ８において、点Ｑの位置を再設定する。例えば、第２の信号線２２の配線長が第１の信号線２１の配線長よりも許容範囲を超えて短いことが判明した場合には、点Ｑの位置を第１の信号線２１から遠ざける方向（すなわち、距離Ｌ３が大きくなる方向）に移動させる。一方、第２の信号線２２の配線長が第１の信号線２１の配線長よりも許容範囲を超えて長いことが判明した場合には、点Ｑの位置を第１の信号線２１に近づける方向（すなわち、距離Ｌ３が小さくなる方向）に移動させる。ステップＳ８において点Ｑの位置を再設定した後、ステップＳ５に戻る。

ステップＳ５において、再設定された点Ｑを通過するように第２の信号線２２の配線部分２２ｅの経路を修正する。続いて、ステップＳ６において第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差を再度導出する。ステップＳ７において、再度導出された線長差が許容範囲内であるか否かを判定する。このような試行を、第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差が許容範囲内に収まるまで繰り返し実施する。なお、上記の手順は一例にすぎず、各ステップにおける処理の入れ替え等を適宜行うことが可能である。例えば、第２の信号線２２を第１の信号線２１よりも先に配置してもよい。また、第２の信号線２２の配線部分２２ａ〜２２ｅの配置順序を適宜入れ替えてもよい。また、第１の直線領域３１、曲がり領域３２、第２の直線領域３３の順で第２の信号線２２の各配線部分を配置してもよい。

本実施形態に係る差動伝送線路２０では、曲がり領域３２において、内側に配置される第２の信号線２２を、外側に配置される第１の信号線２１に近接するように遠回りさせることで第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差が低減される。本実施形態に係る差動伝送線路２０は、直線領域において一方の信号線を他方の信号線から遠ざかる方向に蛇行させる図１に示すようなミアンダ配線を有しないので、信号線の占有面積が拡大することがない。すなわち、本実施形態に係る差動伝送線路２０によれば、蛇行部を全く有しない差動伝送線路と同等の配置スペースで足りる。

図７は、本実施形態に係る差動伝送線路２０を４対配置した場合の配線パターンを示す図である。本実施形態に係る差動伝送線路２０によれば、上記の如く信号線の占有面積が拡大することがなく、他の伝送線路の配置スペースを確保しやすいので、図７に示すように複数の差動伝送線路を配置する場合でもパターン設計が容易となる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る差動伝送線路２０を含むプリント基板１０によれば、第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差を低減する際に信号線の占有面積の拡大を抑制することができる。

また、本実施形態に係る差動伝送線路２０において、第２の信号線２２は、曲がり領域３２において、第１の信号線２１に近接するように遠回りさせた迂回経路Ｐを形成し、この迂回経路Ｐ上に第１の信号線２１から遠ざかるように曲げられた配線部分２２ｅを有する。このように、迂回経路Ｐ上に屈曲した配線部分２２ｅを設けることで、第２の信号線２１の配線長をより長くすることができる。従って、第２の信号線２２の配線長の調整範囲をより大きくすることができ、第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差をより縮小することが可能となる。

また、第２の信号線２２の配線部分２２ｅにおいて点Ｑの位置を、第１の信号線２１に近づける方向または第１の信号線２１から遠ざかる方向に移動させることで（距離Ｌ３の大きさを変えることで）、第２の信号線２２の配線長を容易に調整することができる。つまり、図６に示すように第１の信号線２１と第２の信号線２２の線長差を縮小するべく第２の信号線２２の配線長の調整を繰り返し実施する際に、第２の信号線２２のパターン修正の規模が小さくて済む。従って、差動伝送線路２０のパターン設計を効率的に行うことができる。

ここで、図８に、比較例に係る差動伝送線路２００の配線パターンを示す。図８において、開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路２０と同一または対応する構成要素については同一の参照符号を付与し、その詳細な説明は省略する。比較例に係る差動伝送線路２００は、曲がり領域３２において第２の信号線２２によって形成される迂回経路Ｐ上に第１の信号線２１から遠ざかる方向に曲げられた配線部分を有しない。

図９Ａおよび図９Ｂは、開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路２０および比較例に係る差動伝送線路２００のＳｃｄ２１特性を示す図である。Ｓｃｄ２１は、差動モードの信号を伝送線路に入力した場合にコモンモード成分に変換される割合を示す。すなわち、Ｓｃｄ２１の値は、差動伝送線路を形成する一対の信号線の線長差が小さい程小さくなる。従って、開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路２０と比較例に係る差動伝送線路２００とのＳｃｄ２１特性を比較することによって、これら２つの差動伝送線路における信号線間の線長差を比較することができる。

図９Ａは、第１および第２の直線領域３１、３３における配線間距離Ｌ１を４５０μｍ、曲がり領域３２における配線間距離Ｌ２を２００μｍとし、第１の信号線２１および第２の信号線２２の配線幅Ｗを１２０μｍとした場合のＳｃｄ２１特性を示す。図９Ｂは、図９Ａの場合に対して、第１および第２の直線領域３１、３３における配線間距離Ｌ１を４００μｍに縮小した場合のＳｃｄ２１特性を示す。

図９Ａおよび図９Ｂにおいて、実線が開示の技術の実施形態に係る差動伝送線路２０に対応し、破線が比較例に係る差動伝送線路２００に対応する。なお、本実施形態に係る差動伝送線路２０においては、第１の信号線２１の配線長と第２の信号線２２の配線長とが等しくなるように、第２の信号線２２における点Ｑの位置（距離Ｌ３）が調整されている。

図９Ａおよび図９Ｂに示すように、本実施形態に係る差動伝送線路２０の方が、比較例に係る差動伝送線路２００よりもＳｃｄ２１の値が小さく、第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差が小さいことが理解できる。すなわち、比較例に係る差動伝送線路２００は、迂回経路Ｐ上に第１の信号線２１から遠ざかる方向に曲げられた配線部分を有しないので（図８参照）、第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差を縮小するにも限界がある。また、比較例に係る差動伝送線路２００の構成では、第１および第２の直線領域３１、３３における配線間距離Ｌ１が小さくなる程、第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差を縮小することが困難となる。すなわち、図９Ａと図９Ｂとを比較して明らかなように、比較例に係る差動伝送線路２００では、第１および第２の直線領域３１、３３における配線間距離Ｌ１を縮小すると第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差が大きくなりＳｃｄ２１の値が大きくなる。

一方、本実施形態に係る差動伝送線路２０によれば、第１の信号線２１に近接するように遠回りさせた迂回経路Ｐ上で第１の信号線２１から遠ざかるように曲げられた配線部分２２ｅを有する。これにより、第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差を、比較例に係る差動伝送線路２００よりも小さくすることが可能となる。また、第１および第２の直線領域３１、３３における配線間距離Ｌ１を縮小した場合でも、曲がり領域３２において第２の信号線２２の点Ｑの位置を調整することで、第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差を低減できる。このように、本実施形態に係る差動伝送線路２０において、第２の信号線２２の配線部分２２ｅは、第２の信号線２２の配線長を調整するための調整部としての機能を有する。なお、点Ｑの位置の移動に加えて、図１０に示すように、第１の信号線２１の配線部分２１ｂを平行移動させることで、第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差を低減させてもよい。このように、第１の信号線２１と第２の信号線２２の配線長の調整を行う部分を曲がり領域３２に集約することで、第１および第２の直線領域３１、３３においてはパターンを確定させることができ、差動伝送線路２０のパターン設計を効率的に行うことが可能となる。

［第２の実施形態］
図１１は、開示の技術の第２の実施形態に係る差動伝送線路２０Ａの部分的な配線パターンを示す図である。図１１において、第１の実施形態に係る差動伝送線路２０と同一または対応する構成要素については、同一の参照符号を付与し、その詳細な説明は省略する。なお、第２の実施形態に係る差動伝送線路２０Ａを含むプリント基板の構成は、図４に示す第１の実施形態に係るプリント基板１０と同様である。

第２の実施形態に係る差動伝送線路２０Ａにおいて、第１の信号線２１および第２の信号線２２の、曲がり領域３２における配線幅Ｗ２は、第１および第２の直線領域３１、３３における配線幅Ｗ１よりも小さい。一例として、第１の信号線２１および第２の信号線２２の、曲がり領域３２における配線幅Ｗ２を１００μｍとし、第１および第２の直線領域２３１、３３における配線幅Ｗ１を１２０μｍとしてもよい。第２の実施形態に係る差動伝送線路２０Ａにおける他の構成は、第１の実施形態に係る差動伝送線路２０と同様である。

ここで、図１２Ａは、差動伝送線路を形成する一対の信号線の配線幅Ｗと差動インピーダンスＺとの関係を示す図である。なお、一対の信号線の配線間距離Ｌは、４５０μｍ一定とした。図１２Ａに示すように、一対の信号線の配線幅Ｗが大きくなる程、差動インピーダンスＺは小さくなる傾向にある。

一方、図１２Ｂは、差動伝送線路を形成する一対の信号線の配線間距離Ｌと差動インピーダンスＺとの関係を示す図である。なお、一対の信号線の配線幅Ｗは、１２０μｍ一定とした。図１２Ｂに示すように、一対の信号線の配線間距離Ｌが大きくなる程、差動インピーダンスＺは大きくなる傾向にある。

一般的に、伝送線路の特性インピーダンスＺ_０は、下記の（１）式によって表すことができる。
Ｚ_０＝（Ｌ／Ｃ）^１／２・・・（１）
差動伝送線路においは、一対の信号線の配線幅Ｗ及び配線間距離Ｌにより、キャパシタンスＣを調整することができる。例えば、配線幅Ｗを大きくすることでキャパシタンスＣが大きくなり特性インピーダンスＺ_０は小さくなる。また、配線間距離Ｌを小さくすると、信号線間の結合が強くなり、キャパシタンスＣが大きくなり特性インピーダンスＺ_０は小さくなる。

第１および第２の実施形態に係る差動伝送線路２０および２０Ａにおいて、第１の信号線２１と第２の信号線２２との、曲がり領域３２における配線間距離Ｌ２は、第１および第２の直線領域３１、３３における配線間距離Ｌ１よりも小さい。従って、第１の信号線２１と第２の信号線２２の配線幅Ｗが全域に亘り一定である第１の実施形態に係る差動伝送線路２０では、曲がり領域３２における差動インピーダンスが、第１および第２の直線領域３１、３３における差動インピーダンスより小さくなる。差動伝送線路上に差動インピーダンスの変化点が存在すると、当該変化点において信号の反射が起こり得る。

第２の実施形態に係る差動伝送線路２０Ａにおいては、図１１に示すように、第１の信号線２１および第２の信号線２２の、曲がり領域３２における配線幅Ｗ２は、第１および第２の直線領域３１、３３における配線幅Ｗ１よりも小さい。これにより、曲がり領域３２における配線間距離Ｌ２を第１および第２の直線領域３１、３３における配線間距離Ｌ１よりも小さくしたことよる差動インピーダンスの低下分を相殺することできる。つまり、第２の実施形態に係る差動伝送線路２０Ａの構成によれば、曲がり領域３２における差動インピーダンスと、第１および第２の直線領域３１、３３における差動インピーダンスとの差分を、第１の実施形態に係る差動伝送線路２０よりも小さくできる。

第２の実施形態に係る差動伝送線路２０Ａを含むプリント基板によれば、第１の実施形態に係るプリント基板と同様、信号線の占有面積の拡大を抑制しつつ第１の信号線２１と第２の信号線２２との線長差を低減することができる。更に第２の実施形態に係る差動伝送線路２０Ａを含むプリント基板によれば、第１および第２の直線領域３１、３３における差動インピーダンスと曲がり領域３２における差動インピーダンスとの差を小さくすることができ、伝送品質の向上を図ることができる。しかしながら、差動伝送線路２０Ａは、迂回経路Ｐ上に第１の信号線２１から遠ざかる方向に曲げられた配線部分２２ｅを含むので、曲がり領域３２における第１の信号線２１と第２の信号線２２との配線間距離は均一ではない。従って、曲がり領域３２における差動インピーダンスは、厳密には均一ではない。

ここで、図１３は、変形例に係る差動伝送線路２０Ｂの部分的な配線パターンを示す図である。図１３において、上記した差動伝送線路２０と同一または対応する構成要素については、同一の参照符号を付与し、その詳細な説明は省略する。

差動伝送線路２０Ｂにおいて、曲がり領域３２における第２の信号線２２の配線部分２２ｅおよびこれに対向する第１の信号線２１の配線部分２１ｂの配線幅Ｗ３は、曲がり領域３２における他の配線部分における配線幅Ｗ２よりも大きい。このように、曲がり領域３２において配線間距離が他の部分より大きくなる配線部分２２ｅおよび２１ｂの配線幅を、他の配線部分の配線幅よりも大きくすることで、曲がり領域３２における差動インピーダンスの不均一を是正することができる。これにより、伝送品質の更なる向上を図ることが可能となる。なお、差動伝送線路２０Ｂにおいて、第２の信号線２２の配線部分２２ｅおよび第１の信号線２１の配線部分２２ｂのいずれか一方の配線幅を他の配線部分における配線幅よりも大きくしてもよい。

開示の技術は、上記した各実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。上記の第１および第２の実施形態では、第１の信号線２１および第２の信号線２２の伸長方向を曲がり領域３２において９０°曲げる場合を例示したが、これに限定されるものではなく、曲がり領域における曲げ角度を任意の大きさにすることができる。図１４は、変形例に係る差動伝送線路２０Ｃの部分的な配線パターンを示す図である。図１４において、上記した差動伝送線路２０と同一または対応する構成要素については、同一の参照符号を付与し、その詳細な説明は省略する。図１４は、第１の信号線２１と第２の信号線２２の曲がり領域３２における曲げ角度を一例として４５°とした場合である。差動伝送線路２０Ｃにおいて、第２の信号線２２は、曲がり領域に３２において、第１の信号線２１に近接するように遠回りする配線部分２２ａ、２２ｃと、第１の信号線２１から遠ざかるように曲げられた配線部分２２ｅと、を有する。

また、上記の各実施形態では、第１の信号線２１および第２の信号線の各配線部分を直線状とし、曲がり領域３２における第１の信号線２１および第２の信号線２２を屈曲させる場合を例示したがこれに限定されるものではない。第１の信号線２１および第２の信号線２２は、曲がり領域３２において、曲線状に湾曲していてもよい。

また、上記の各実施形態に係る第１の直線領域３１、曲がり領域３２および第２の直線領域３３を有する差動伝送線路２０、２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを例示したがこれに限定されるものではない。差動伝送線路は、曲がり領域のみを有していてもよいし、曲がり領域と当該曲がり領域の一端側にのみ設けられた直線領域とを含んでいてもよい。

以上の各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
第１の信号線と前記第１の信号線に離間して設けられた第２の信号線が曲げられている曲がり領域を有する伝送線路を備え、
前記第２の信号線は、前記曲がり領域において前記第１の信号線の内側に設けられ、且つ前記曲がり領域において前記第１の信号線に近接するように遠回りさせた経路上に前記第１の信号線から遠ざかる部分を有するプリント基板。

（付記２）
前記伝送線路は、前記曲がり領域に隣接し且つ前記第１の信号線および前記第２の信号線が直線状に伸長している直線領域を更に含み、
前記第１の信号線および前記第２の信号線の前記曲がり領域における配線幅は、前記直線領域における配線幅よりも小さい付記１に記載のプリント基板。

（付記３）
前記伝送線路は、前記曲がり領域の一方の端部側に隣接し且つ前記第１の信号線および前記第２の信号線が第１の方向に直線状に伸長している第１の直線領域と、前記曲がり領域の他方の端部側に隣接し且つ前記第１の信号線および前記第２の信号線が前記第１の方向とは異なる第２の方向に直線状に伸長している第２の直線領域と、を更に含み、
前記第１の信号線および前記第２の信号線の前記曲がり領域における配線幅は、前記第１の直線領域および前記第２の直線領域における配線幅よりも小さい付記１に記載のプリント基板。

（付記４）
前記第２の信号線は、前記曲がり領域の一方の端部側から前記第１の信号線に近接するように曲げられた第１の配線部分と、前記曲がり領域の他方の端部側から前記第１の信号線に近接するように曲げられた第２の配線部分と、前記第１の配線部分と前記第２の配線部分との間に設けられ且つ前記第１の信号線から遠ざかるように曲げられた第３の配線部分と、を含み、
前記第３の配線部分の配線幅が、前記第１の配線部分および前記第２の配線部分の配線幅よりも大きい付記２または付記３に記載のプリント基板。

（付記５）
前記第３の配線部分は、前記第１の信号線からの距離が、前記第１の配線部分と前記第１の信号線との最短距離および前記第２の配線部分と前記第１の信号線との最短距離よりも大きくなる点を通過する付記４に記載のプリント基板。

（付記６）
前記第１の信号線および前記第２の信号線を埋設する誘電体層と、前記誘電体層の表面および裏面を覆う導電体膜と、を更に含む付記１から付記５のいずれか１つに記載のプリント基板。

（付記７）
曲がり領域に所定の方向に曲げられた第１の信号線の配線部分を配置する第１の工程と、
前記曲がり領域に前記第１の信号線に沿って曲げられた第２の信号線の配線部分を、前記第１の信号線に対して前記曲がり領域における曲げ方向と同じ側に配置する第２の工程と、を含み、
前記第２の工程は、
前記曲がり領域の一方の端部側から前記第１の信号線に近接するように曲げられた前記第２の信号線の第１の配線部分を前記曲がり領域に配置する工程と、
前記曲がり領域の他方の端部側から前記第１の信号線に近接するように曲げられた前記第２の信号線の第２の配線部分を前記曲がり領域に配置する工程と、
前記第１の配線部分と前記第２の配線部分との間に前記第１の信号線から遠ざかるように曲げられた前記第２の信号線の第３の配線部分を前記曲がり領域に配置する工程と、
を含む配線配置方法。

（付記８）
第１の工程および前記第２の工程の後に、前記第１の信号線と前記第２の信号線の線長差を導出する第３の工程と、
前記線長差が許容範囲内であるか否かを判定する第４の工程と、
前記線長差が許容範囲内ではないと判定された場合に、前記第３の配線部分を修正する第５の工程と、を更に含む付記７に記載の配線配置方法。

（付記９）
前記第３の配線部分は、前記第１の信号線からの距離が、前記第１の配線部分と前記第１の信号線との最短距離および前記第２の配線部分と前記第１の信号線との最短距離よりも大きくなる点を屈曲点として含み、前記第５の工程において、前記屈曲点の位置を前記第１の信号線に近づける方向または前記第１の信号線から遠ざける方向に移動させる付記８に記載の配線配置方法。

（付記１０）
前記曲がり領域に隣接する直線領域に直線状に伸長するように前記第１の信号線の配線部分を配置する工程と、
前記直線領域に前記第１の信号線と平行な方向に伸長する前記第２の信号線の配線部分を配置する工程と、を更に含み、
前記第１の信号線および前記第２の信号線の前記曲がり領域における配線幅を前記直線領域における配線幅よりも小さくする付記７から付記９のいずれか１つに記載の配線配置方法。

（付記１１）
前記第３の配線部分の配線幅を前記第１の配線部分および前記第２の配線部分の配線幅よりも大きくする付記１０に記載の配線配置方法。

１０プリント基板
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ差動伝送線路
２１第１の信号線
２１ａ〜２２ｃ配線部分
２２第２の信号線
２２ａ〜２２ｅ配線部分
３１第１の直線領域
３２曲がり領域
３３第２の直線領域

Claims

第１の信号線および前記第１の信号線に離間して設けられた第２の信号線が曲げられている曲がり領域を有する伝送線路を備え、
前記第２の信号線は、前記曲がり領域において前記第１の信号線の内側に設けられ、且つ前記曲がり領域の一方の端部側から前記第１の信号線に近接するように曲げられた第１の配線部分と、前記曲がり領域の他方の端部側から前記第１の信号線に近接するように曲げられた第２の配線部分と、前記第１の配線部分と前記第２の配線部分との間に設けられ且つ前記第１の信号線から遠ざかるように曲げられた第３の配線部分と、を含み、
前記第３の配線部分の配線幅が、前記第１の配線部分および前記第２の配線部分の配線幅よりも大きいプリント基板。
前記伝送線路は、前記曲がり領域に隣接し且つ前記第１の信号線および前記第２の信号線が直線状に伸長している直線領域を更に含む
請求項１に記載のプリント基板。
曲がり領域に所定の方向に曲げられた第１の信号線の配線部分を配置する第１の工程と、
前記曲がり領域に前記第１の信号線に沿って曲げられた第２の信号線の配線部分を、前記第１の信号線の内側に配置する第２の工程と、を含み、
前記第２の工程は、
前記曲がり領域の一方の端部側から前記第１の信号線に近接するように曲げられた前記第２の信号線の第１の配線部分を前記曲がり領域に配置する工程と、
前記曲がり領域の他方の端部側から前記第１の信号線に近接するように曲げられた前記第２の信号線の第２の配線部分を前記曲がり領域に配置する工程と、
前記第１の配線部分と前記第２の配線部分との間に前記第１の信号線から遠ざかるように曲げられた前記第２の信号線の第３の配線部分を前記曲がり領域に配置する工程と、
を含み、
前記第３の配線部分の配線幅を、前記第１の配線部分および前記第２の配線部分の配線幅よりも大きくする配線配置方法。