多層基板のベタパターン層

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多層基板のベタパターン層が浮いているとどういう振る舞いをするのだろうか

信号線の直下のベタパターン層がGNDの場合は、信号線の正電荷と等量の負電荷がベタパターン層の上面に誘導され、下面はGNDと等電位なので電場はできない。

一方、信号線の直下のベタパターン層がGNDとつながっておらず浮いている場合は、導体全体では電荷0なので下面に等量の正電荷が誘導される。上面とちがって下面はGND層に対面しているので電場は垂直でなければならず、したがって電荷は表面上に均一に広く薄く分布する。(もしベタパターン層が無限に広がっていたら下面の電荷は0)

このように、浮いたベタパターン層でも信号線からみてリターン導体となる。ただしGNDよりも若干電位が上がる。現実の多層基板のベタパターン層同士はGNDとして互いに接続されているといっても、いくつかのVIAでつながっているだけなので、局所的には浮いているようなものである。

なお、この図で下面の電場が上面の電場と同時に伝わっていくのは変な感じがするが、これは真のTEM(平面波)は無限に広がった発生源を仮定しているからである。実際の信号発生源は一箇所なので、電磁場は球面状に伝搬し裏面へはGND層を透過して伝わっていくはずである。


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