JP2001217345A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直交させた平行配線群を有する多層配線基板
において、クロストークノイズの発生しない差動回路を
構成できるペア配線を設ける。 【解決手段】 第１の平行配線群Ｌ１を有する第１の絶
縁層Ｉ１上に、第１の平行配線群Ｌ１と直交する第２の
平行配線群Ｌ２を有する第２の絶縁層Ｉ３と、第２の平
行配線群Ｌ２と直交する第３の平行配線群Ｌ３を有する
第３の絶縁層Ｉ３とを積層して貫通導体群Ｔで接続した
積層配線体を具備して成り、第１・第２の平行配線群Ｌ
１・Ｌ２は互いに隣接する２本の信号配線から成り、貫
通導体で接続された信号配線対ＳＰ１・ＳＰ２とこれに
隣接する電源配線Ｐ１・Ｐ２または接地配線Ｇ１・Ｇ２
とを有し、第３の平行配線群Ｌ３は信号配線対ＳＰ１に
対向する２本の電源配線Ｐ３および／または接地配線Ｐ
３を有する多層配線基板である。ペア配線による良好な
特性の差動回路を構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子回路基板等に使
用される多層配線基板に関し、より詳細には高速で作動
する半導体素子を搭載する多層配線基板における配線構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体集積回路素子等の半導体素
子が搭載され、電子回路基板等に使用される多層配線基
板においては、内部配線用の配線導体の形成にあたっ
て、アルミナ等のセラミックスから成る絶縁層とタング
ステン（Ｗ）等の高融点金属から成る配線導体とを交互
に積層して多層配線基板を形成していた。

【０００３】従来の多層配線基板においては、内部配線
用配線導体のうち信号配線は通常はストリップ線路構造
とされており、信号配線として形成された配線導体の上
下に絶縁層を介していわゆるベタパターン形状の広面積
の接地（グランド）層または電源層が形成されていた。

【０００４】また、多層配線基板が取り扱う電気信号の
高速化に伴い、絶縁層を比誘電率が10程度であるアルミ
ナセラミックスに代えて比誘電率が3.5 〜５と比較的小
さいポリイミド樹脂やエポキシ樹脂を用いて形成し、こ
の絶縁層上に蒸着法やスパッタリング法等の気相成長法
による薄膜形成技術を用いて銅（Ｃｕ）から成る内部配
線用導体層を形成し、フォトリソグラフィ法により微細
なパターンの配線導体を形成して、この絶縁層と配線導
体とを多層化することにより高密度・高機能でかつ半導
体素子の高速作動が可能となる多層配線基板を得ること
も行なわれていた。

【０００５】一方、多層配線基板の内部配線の配線構造
として、配線のインピーダンスの整合によるリンギング
ノイズの低減や信号配線間のクロストークの低減等を図
り、しかも高密度配線を実現するために、各絶縁層の上
面に平行配線群を形成し、これを多層化して各層の配線
群のうち所定の配線同士をビア導体やスルーホール導体
等の貫通導体を介して電気的に接続する構造が提案され
ている。

【０００６】このような平行配線群を有する多層配線基
板においては、この多層配線基板に搭載される半導体素
子等の電子部品とこの多層配線基板が実装される実装ボ
ードとを電気的に接続するために、多層配線基板内で各
平行配線群のうちから適当な配線を選択し、異なる配線
層間における配線同士の接続はビア導体等の貫通導体を
介して行なわれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】平行配線群を有する多
層配線基板に搭載される半導体素子については、その低
消費電力化に伴い、動作電圧が低く設定される傾向にあ
る。そして、動作電圧が低くなると、半導体素子内の論
理回路でオン／オフ判定を行なうための基準電圧（スレ
ショルド電圧）も低くなり、電圧低下によりノイズも同
様に小さくなる。しかし、他方でスイッチング数の増加
や高速化等の電圧以外の要因によりノイズが大きくなる
傾向にあり、結果として総合的にはノイズは大きくなる
傾向にある。その結果、スレショルド電圧の低下とノイ
ズの増大とにより、多層配線基板に搭載された半導体素
子の誤動作が生じやすくなるという問題点があった。

【０００８】この問題点を解決する一つの方法として、
２本の信号配線を隣接配置して信号配線対、いわゆるペ
ア配線として使用する差動回路を構成する方法がある。
これは、配線基板内で２本の信号配線を隣接させてそれ
ぞれに逆位相の信号を入力することで、それぞれの信号
配線における入力電圧を低くし、ノイズを小さく抑えつ
つ所望の出力信号を得るものである。

【０００９】しかしながら、上記のような従来の平行配
線群を有する多層配線基板においては、その平行配線群
内にペア配線を設けた場合、このペア配線同士が隣接す
るようになるとペア配線同士でクロストークノイズが発
生することがあり、そうなると直交させて積層した平行
配線群同士でのクロストークノイズの発生が抑えられる
という特長が活かせなくなってしまうという問題点があ
った。

【００１０】本発明は上記問題点に鑑み案出されたもの
であり、その目的は、直交させて積層した平行配線群で
構成され、同一層内および上下層間における配線間のク
ロストークノイズを低減させることができる配線構造を
有しつつクロストークノイズ・リンギングノイズ・ＥＭ
Ｉノイズ等の発生を抑えた信号配線対を設け、配線間の
クロストークノイズを低減させることができる配線構造
を有しつつクロストークノイズの発生を抑えた信号配線
対を設け、それにより多層配線基板の特長を持ちながら
差動回路を実現することができる、高速で作動する半導
体素子等の電子部品を搭載する電子回路基板や半導体素
子収納用パッケージ・マルチチップパッケージ等に好適
な多層配線基板を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、信号配線を含む第１の平行配線群を有する第１の絶
縁層上に、信号配線を含み前記第１の平行配線群と直交
する第２の平行配線群を有する第２の絶縁層と、信号配
線を含み前記第２の平行配線群と直交する第３の平行配
線群を有する第３の絶縁層とを積層し、前記第１乃至第
３の少なくとも２つの平行配線群を貫通導体群で電気的
に接続して成る積層配線体を具備して成り、前記第１お
よび第２の平行配線群は、互いに隣接する２本の前記信
号配線から成り、かつ貫通導体で電気的に接続された第
１および第２の信号配線対と、該第１および第２の信号
配線対に隣接する電源配線または接地配線とを有すると
ともに、前記第３の平行配線群は、互いに隣接しかつ前
記第１の信号配線対に対向する２本の電源配線および／
または接地配線を有することを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明の多層配線基板は、上記構成
において、前記第１乃至第３の平行配線群は、それぞれ
前記信号配線対以外の信号配線と、各信号配線に隣接す
る電源配線または接地配線とを有することを特徴とする
ものである。

【００１３】本発明の多層回路基板によれば、平行配線
群同士を互いに直交配置して貫通導体群で接続して成る
積層配線体において、第１の平行配線群および第２の平
行配線群をそれぞれ互いに隣接する２本の信号配線から
成り、かつ貫通導体で電気的に接続された信号配線対
と、これら信号配線対に隣接する電源配線または接地配
線とを有するものとするとともに、第３の平行配線群を
互いに隣接しかつ第１の平行配線群の信号配線対と対向
する２本の電源配線および／または接地配線を有するも
のとしたことから、積層された平行配線群同士での信号
配線対間のクロストークノイズとともに、同じ平行配線
群内での信号配線対間のクロストークノイズも大幅に低
減させることができ、さらに信号配線対と対向すること
となる平行配線を電源配線および／または接地配線とし
たことから、対向する平行配線同士でのクロストークノ
イズも大幅に低減させることができるので、多層の積層
配線体における特長を活かしつつ良好な特性の差動回路
を構成することができる。

【００１４】また、信号配線対以外の信号配線に対して
も、それぞれに電源配線または接地配線を隣接させて配
置することにより、それら信号配線についても同じ平行
配線群内でのクロストークノイズの発生を大幅に低減さ
せることができる。

【００１５】これにより、本発明の多層配線基板によれ
ば、平行配線群同士を直交配置して成る多層配線基板に
おいてその優れた電気的特性を劣化させることなくクロ
ストークノイズの発生を抑えた信号配線対を設けること
ができ、それにより良好な特性の差動回路を実現するこ
とができる、高速で作動する半導体素子等の電子部品を
搭載する電子回路基板や各種パッケージ等に好適な多層
配線基板となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の多層配線基板につ
いて添付図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明の多層配線基板に係る積層配
線体の実施の形態の一例を示す分解平面図であり、同図
（ａ）は第１の絶縁層の、（ｂ）は第２の絶縁層の、
（ｃ）は第３の絶縁層の平面図をそれぞれ示している。
また、図２はこれらを積層して成る積層配線体から成る
本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示す透視平
面図であり、図３はそのＡ−Ｂ線断面図である。

【００１８】これらの図において、Ｉ１〜Ｉ４はそれぞ
れ第１〜第４の絶縁層であり、Ｌ１〜Ｌ３はそれぞれ第
１〜第３の絶縁層Ｉ１〜Ｉ３の上面に略平行に配設され
た第１〜第３の平行配線群、Ｓ１〜Ｓ３はそれぞれ第１
〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３中の信号配線、ＳＰ１お
よびＳＰ２はそれぞれ互いに隣接する２本の信号配線Ｓ
１から成る第１の平行配線群Ｌ１中の信号配線対および
２本の信号配線Ｓ２から成る第２の平行配線群Ｌ２中の
信号配線対、Ｇ１〜Ｇ３はそれぞれ第１〜第３の平行配
線群Ｌ１〜Ｌ３中の接地配線、Ｐ１〜Ｐ３はそれぞれ第
１〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３中の電源配線、Ｔは第
１〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３の少なくとも２つの平
行配線群を所定の箇所で電気的に接続する貫通導体群で
ある。これらにより本発明の多層配線基板に係る積層配
線体が構成されている。

【００１９】なお、同じ平面に配設された複数の信号配
線Ｓ１〜Ｓ３はそれぞれ異なる信号を伝送するものとし
てもよく、同じ平面に配設された複数の電源配線Ｐ１〜
Ｐ３はそれぞれ異なる電源を供給するものとしてもよ
い。また、互いに電気的に接続されている信号配線対Ｓ
Ｐ１およびＳＰ２は、２本の信号配線によって差動回路
を構成するようにすることが好ましいが、２本の信号配
線で同じ信号を伝送するようにしてもよい。また、信号
配線対ＳＰ１・ＳＰ２はそれぞれ複数設けてもよく、第
３の平行配線群Ｌ３中にも同様の信号配線対を設けても
よい。

【００２０】このような本発明の多層配線基板には、例
えばその表面にＭＰＵ（Micro Processing Unit）・Ａ
ＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）
・ＤＳＰ（Digital Signal Processor）のような半導体
素子等の電子部品が搭載される。そして、半導体素子収
納用パッケージ等の電子部品収納用パッケージや電子部
品搭載用基板、多数の半導体集積回路素子が搭載される
いわゆるマルチチップモジュールやマルチチップパッケ
ージ、あるいはマザーボード等として使用される。これ
らの電子部品は、例えばいわゆるバンプ電極によりこの
多層配線基板の表面に実装されて、あるいは接着剤・ろ
う材等により搭載部に取着されるとともにボンディング
ワイヤ等を介して、貫通導体等により例えば第２の平行
配線群Ｌ２と電気的に接続される。なお、外部電気回路
との接続部ならびに搭載される半導体素子等の電子部品
との接続部は図示していない。

【００２１】貫通導体群Ｔは、ここでは絶縁層Ｉ２およ
び／または絶縁層Ｉ３を貫通して上下の配線同士を、あ
るいは配線と半導体素子または多層配線基板の表面に形
成される外部接続端子等とを電気的に接続するものであ
り、通常はスルーホール導体やビア導体等が用いられ、
接続に必要な箇所に形成される。

【００２２】本発明の多層配線基板の積層配線体におい
ては、信号配線Ｓ１および信号配線対ＳＰ１を有する第
１の平行配線群Ｌ１は第１の方向に略平行に配線され、
この上に積層される同じく信号配線Ｓ２および信号配線
対ＳＰ２を有する第２の平行配線群Ｌ２は第１の方向と
直交する第２の方向に略平行に配設されており、さらに
この上に積層される同じく信号配線Ｓ３および信号配線
対を有する第３の平行配線群Ｌ３は第２の方向と直交す
る方向、すなわち第１の方向に略平行に配設されてお
り、これらの各配線が第２の絶縁層Ｉ２および／または
第３の絶縁層Ｉ３を貫通する貫通導体群Ｔで電気的に接
続されて、積層配線体を構成している。

【００２３】このような積層配線体によれば、第１の平
行配線群Ｌ１と第２の平行配線群Ｌ２とが、および第２
の平行配線群Ｌ２と第３の平行配線群Ｌ３とがそれぞれ
直交するように積層されていることから、それら平行配
線群Ｌ１・Ｌ２の配線間および平行配線群Ｌ２・Ｌ３の
配線間における電磁界の結合が殆どなく、クロストーク
ノイズを最小とすることができる。

【００２４】そして、本発明の多層配線基板において
は、第１の平行配線群Ｌ１に互いに隣接する２本の信号
配線Ｓ１から成る信号配線対ＳＰ１を設けるとともに、
これに隣接させて電源配線Ｐ１または接地配線Ｇ１を配
設し、同様に第２の平行配線群Ｌ２に互いに隣接する２
本の信号配線Ｓ２から成り、第１の信号配線対ＳＰ１と
貫通導体で電気的に接続された信号配線対ＳＰ２を設け
るとともに、これに隣接させて電源配線Ｐ２または接地
配線Ｇ２を配設し、さらに、第３の平行配線群Ｌ３にお
いて、互いに隣接しかつ信号配線対ＳＰ１に対向する配
線として、２本の電源配線および／または接地配線を配
設している。これにより、信号配線対ＳＰ１・ＳＰ２間
の電磁界の拡散を抑え、複数の信号配線対ＳＰ１を設け
た場合であっても、同じ平行配線群Ｌ１内でのこれら信
号配線対ＳＰ１・ＳＰ２間のクロストークノイズの発生
を大幅に低減させることができるとともに、この信号配
線対ＳＰ１に対向する配線となる第３の平行配線群Ｌ３
との間でのクロストークノイズの発生も大幅に低減させ
ることができ、良好な特性の差動回路を構成することが
できるものとなる。

【００２５】なお、このような信号配線対ＳＰ１・ＳＰ
２の２本の信号配線Ｓ１・Ｓ２の間隔やそれらの幅・厚
み等は、平行配線群Ｌ１・Ｌ２の他の配線の構成を基本
としながら、差動回路等に必要な特性や仕様に応じて適
宜設定すればよい。

【００２６】また、図１および図２に示す例では、積層
配線体を構成する第１〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３
は、信号配線対ＳＰ１・ＳＰ２以外の信号配線Ｓ１・Ｓ
２やＳ３に対しても電源配線Ｐ１〜Ｐ３または接地配線
Ｇ１〜Ｇ３をそれぞれ隣接するように配設している。こ
れにより、同じ絶縁層Ｉ１〜Ｉ３上の信号配線Ｓ１〜Ｓ
３間または信号配線対ＳＰ１・ＳＰ２との間を電磁気的
に遮断して、同じ平面上の左右の配線間のクロストーク
ノイズを大幅に低減することができる。

【００２７】さらに、信号配線Ｓ１〜Ｓ３ならびに信号
配線対ＳＰ１・ＳＰ２に必ず電源配線Ｐ１〜Ｐ３または
接地配線Ｇ１〜Ｇ３を隣接させることで、同じ平面上の
電源配線Ｐ１〜Ｐ３または接地配線Ｇ１〜Ｇ３と信号配
線Ｓ１〜Ｓ３ならびに信号配線対ＳＰ１・ＳＰ２との相
互結合が最大となり、信号配線対ＳＰ１・ＳＰ２および
信号配線Ｓ１〜Ｓ３の電流経路を最短にできる。このた
め、信号配線対ＳＰ１・ＳＰ２および信号配線Ｓ１〜Ｓ
３から、電源配線Ｐ１〜Ｐ３および接地配線Ｇ１〜Ｇ３
へのインダクタンス値を減少させることができ、デバイ
スのスイッチング時の電源ノイズおよび接地ノイズを効
果的に低減することができる。

【００２８】なお、このことは、第３の平行配線群Ｌ３
に同様の信号配線対を配設した場合についても同様に適
用することができる。また、第１の平行配線群Ｌ１の下
方または第３の平行配線群Ｌ３の上方の配線層として同
様に直交する平行配線群を用いて多層化した場合には、
これらの配線層についても同様に適用することができ
る。

【００２９】また、本発明の多層配線基板においては、
積層配線体の上下には種々の配線構造の多層配線部を積
層して多層配線基板を構成することができる。例えば、
積層配線体と同様に平行配線群を直交させて積層した構
成の配線構造、あるいはストリップ線路構造の配線構
造、その他、マイクロストリップ線路構造・コプレーナ
線路構造等を多層配線基板に要求される仕様等に応じて
適宜選択して用いることができる。

【００３０】また、例えば、ポリイミド絶縁層と銅蒸着
による導体層といったものを積層して、電子回路を構成
してもよい。また、チップ抵抗・薄膜抵抗・コイルイン
ダクタ・クロスコンデンサ・チップコンデンサ・電解コ
ンデンサといったものを取着して半導体素子収納用パッ
ケージを構成してもよい。

【００３１】また、第１〜第３の絶縁層Ｉ１〜Ｉ３を始
めとする各絶縁層の形状は、図示したような略正方形状
のものに限られるものではなく、長方形状や菱形状・多
角形状等の形状であってもよい。

【００３２】なお、第１〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３
は、第１〜第３の絶縁層Ｉ１〜Ｉ３の表面に形成するも
のに限られず、それぞれの絶縁層Ｉ１〜Ｉ３の内部に形
成したものであってもよい。

【００３３】また、図３に示す例に対して、第３の平行
配線群Ｌ３を第３の絶縁層Ｉ３の内部に形成した場合に
は、第３の平行配線群Ｌ３は表面に露出しないため、第
４の絶縁層Ｉ４は必ずしも必要ではない。

【００３４】本発明の多層配線基板において、第１〜第
３の絶縁層Ｉ１〜Ｉ３を始めとする各絶縁層は、例えば
セラミックグリーンシート積層法によって、酸化アルミ
ニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・炭化珪素
質焼結体・窒化珪素質焼結体・ムライト質焼結体・ガラ
スセラミックス等の無機絶縁材料を使用して、あるいは
ポリイミド・エポキシ樹脂・フッ素樹脂・ポリノルボル
ネン・ベンゾシクロブテン等の有機絶縁材料を使用し
て、あるいはセラミックス粉末等の無機絶縁物粉末をエ
ポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂で結合して成る複合絶縁
材料等の電気絶縁材料を使用して形成される。

【００３５】これら絶縁層は、それぞれの絶縁層の特性
に応じて、グリーンシート積層法やビルドアップ法等の
方法により所望の多層配線基板を構成するように形成す
ればよい。これら絶縁層の厚みとしては、使用する材料
の特性に応じて、また要求される仕様に対応する機械的
強度や電気的特性・貫通導体群の形成の容易さ等の条件
を満たすように適宜設定される。

【００３６】第１〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３やその
他の配線層ならびに貫通導体群Ｔ等は、例えばタングス
テンやモリブデン・モリブデン−マンガン・銅・銀・銀
−パラジウム等の金属粉末メタライズ、あるいは銅・銀
・ニッケル・クロム・チタン・金・ニオブやそれらの合
金等の金属材料の薄膜等から成る。

【００３７】これら配線導体および貫通導体は、それぞ
れの材料の特性や絶縁層への形成方法に従って、例えば
厚膜印刷法により、あるいはスパッタリング法・真空蒸
着法またはメッキ法により金属層を形成した後フォトリ
ソグラフィ法により、所定のパターン形状・大きさに設
定されて形成され、各絶縁層に配設される。

【００３８】第１〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３の各配
線の幅および配線間の間隔は、使用する材料の特性に応
じて、要求される仕様に対応する電気的特性や絶縁層Ｉ
１〜Ｉ３への配設の容易さ等の条件を満たすように適宜
設定される。

【００３９】なお、各平行配線群Ｌ１〜Ｌ３の厚みは１
〜20μｍ程度とすることが好ましい。この厚みが１μｍ
未満となると配線の抵抗が大きくなるため、配線群によ
る半導体素子への良好な電源供給や安定したグランドの
確保・良好な信号の伝搬が困難となる傾向が見られる。
他方、20μｍを超えるとその上に積層される絶縁層によ
る被覆が不十分となって絶縁不良となる場合がある。

【００４０】貫通導体群Ｔの各貫通導体は、横断面形状
が円形のものの他にも楕円形や正方形・長方形等の矩
形、その他の異形状のものを用いてもよい。その位置や
大きさは、使用する材料の特性に応じて、要求される仕
様に対応する電気的特性や絶縁層への形成・配設の容易
さ等の条件を満たすように適宜設定される。

【００４１】例えば、絶縁層にガラスセラミックスを用
い、平行配線群に銅（Ｃｕ）を主成分とする導体材料を
用いた場合であれば、絶縁層の厚みを100μｍとし、配
線の線幅を100μｍ、配線間の間隔を100μｍ、貫通導体
の径を100μｍとすることによって、信号配線のインピ
ーダンスを50Ωとし、上下の平行配線群間を高周波信号
の反射を抑えた接続をすることができる。

【００４２】次に、本発明の多層配線基板の実施の形態
の他の例を図４〜図９に示す。図４〜図９はそれぞれ本
発明の多層配線基板の実施の形態の他の例における各絶
縁層毎の平面図であり、図４は上面に集積回路素子が搭
載される第１層目の絶縁層の上面図、図５はその下の第
２層目の絶縁層の上面図、図６は第３層目の絶縁層の上
面図、図７は第４層目の絶縁層の上面図、図８は第５層
目の絶縁層の上面図、図９は第５層目の絶縁層の下面図
を示している。

【００４３】これらの図において、Ｉ11〜Ｉ15はそれぞ
れ第１層目〜第５層目の絶縁層であり、この例では、第
１層目の絶縁層Ｉ11は多層配線基板の最上層となり、第
５層目の絶縁層Ｉ15は最下層となっている。また、Ｍは
第１層目の絶縁層Ｉ11の上面、すなわちこの多層配線基
板の上面側の表面の中央部に設けられた集積回路素子等
の半導体素子の搭載領域である。

【００４４】Ｃ１は搭載領域Ｍの下部で第３層目の絶縁
層Ｉ13の上面に配設されたストリップ線路部の第１の線
路導体であり、この例では、第２層目の絶縁層Ｉ12の表
面に形成された接地導体層ＧＬと、第４層目の絶縁層Ｉ
14の表面に形成された電源導体層ＰＬとによりストリッ
プ線路部が形成されている。また、Ｃ２は同じく第５層
目の絶縁層Ｉ15の上面に配設されたストリップ線路部の
第２の線路導体である。そして、複数の線路導体Ｃ１・
Ｃ２はそれぞれ接続用の貫通導体群ＴＣを介して多層配
線基板表面の搭載領域Ｍに導出され、搭載される半導体
素子の各端子電極に電気的に接続される。なお、図４〜
図９中において、接続用の貫通導体群ＴＣを始めとする
各貫通導体はいずれも丸印で示している。

【００４５】ＧＬは第２の絶縁層Ｉ12の表面に形成され
た接地導体層である。この接地導体層ＧＬは、半導体素
子を第１の平行配線群Ｌ１に第１の線路導体Ｃ１を介し
て、また第３の平行配線群Ｌ３に第２の線路導体Ｃ２を
介して、効率よく電気的に接続するための再配列を可能
にするとともに、搭載されるデバイスの周波数に応じた
接地導体層の面積を最適化し、デバイスへの電位の供給
を安定化させることにより電磁ノイズに対するシールド
効果を有するものである。この接地導体層ＧＬは、多層
配線基板において第２層目の導体層Ｉ12の上面に、下方
に形成される各線路導体Ｃ１・Ｃ２および各平行配線群
Ｌ１〜Ｌ３の仕様に応じて適宜形成される。このような
接地導体層ＧＬを形成することにより、半導体素子と第
１の平行配線群Ｌ１との間で接地配線を効率的に接続で
きるように再配列させることができ、また電磁ノイズに
対して良好なシールド効果を有する多層配線基板を得る
ことができる。

【００４６】また、ＰＬは第４層目の絶縁層Ｉ14の表面
に形成された電源導体層である。この電源導体層ＰＬ
は、接地導体層ＧＬと同様に、電源配線を半導体素子か
ら第１および第３の平行配線群Ｌ１・Ｌ３に効率よく電
気的に接続するための再配列を可能とするものである。
この電源配線層ＰＬは、接地導体層ＧＬと同様に、多層
配線基板の仕様に応じて適宜形成されるものであり、こ
のような電源導体層ＰＬを形成することにより、半導体
素子と第１の平行配線群Ｌ１との間で電源配線を効率的
に接続できるように再配列させることができる。

【００４７】これら接地導体層ＧＬおよび電源導体層Ｐ
Ｌは、必要に応じて格子状としてもよく、また電源と接
地とを入れ替えて用いてもよいものである。これら各層
を接地または電源のいずれに設定するかは多層配線基板
の仕様に応じて適宜選択すればよい。

【００４８】なお、接続用の貫通導体群ＴＣはこの接地
導体層ＧＬとは電気的に絶縁されてこれらの層を貫通し
ている。

【００４９】次に、Ｌ１〜Ｌ３はそれぞれ第３〜第５の
絶縁層Ｉ13〜Ｉ15の上面に形成された第１〜第３の平行
配線群である。また、Ｐ１〜Ｐ３はそれぞれ第１〜第３
の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３中の電源配線、Ｇ１〜Ｇ３はそ
れぞれ第１〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３中の接地配
線、Ｓ１〜Ｓ３はそれぞれ第１〜第３の平行配線群Ｌ１
〜Ｌ３中の信号配線、ＳＰ１〜ＳＰ３はそれぞれ第１〜
第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３中の２本の信号配線を隣接
させて成る信号配線対を示している。

【００５０】なお、同じ平面に配設された複数の信号配
線Ｓ１〜Ｓ３はそれぞれ異なる信号を伝送するものとし
てもよく、同じ平面に配設された複数の電源配線Ｐ１〜
Ｐ３はそれぞれ異なる電源を供給するものとしてもよ
い。また、信号配線対ＳＰ１とこれに対応する信号配線
対ＳＰ２とは貫通導体で電気的に接続されており、多層
にわたるペア配線として配設されている。これら信号配
線対ＳＰ１〜ＳＰ３は差動回路を構成する信号配線とす
ることが好ましいが、同じ信号を伝送する信号配線とし
てもよい。

【００５１】また、外部電気回路との接続は、第３の平
行配線群Ｌ３乃至第１の平行配線群Ｌ１の各配線から外
部接続用の貫通導体群ＴＣＬを介してそれぞれ電気的に
接続された、第５層目の絶縁層Ｉ15の下面に配設された
接続ランドＣＬに、それぞれ半田バンプ等の接続導体を
取着し、これらを外部電気回路の接続電極に電気的に接
続することによって行なわれる。なお、これら多数の接
続ランドＣＬのうちＣＬＰは電源配線Ｐ１〜Ｐ３が接続
された電源用接続ランドを、ＣＬＧは接地配線Ｇ１〜Ｇ
３が接続された接地用接続ランドを、ＣＬＳは信号配線
Ｓ１〜Ｓ３が接続された信号用接続ランドを、ＣＬＳＰ
は信号配線対ＳＰ１〜ＳＰ３が接続された信号対用ラン
ドを示している。また、接続ランドＣＬには必要に応じ
て接地導体層ＧＬ・電源導体層ＰＬ・第１および第２の
線路導体Ｃ１・Ｃ２等もそれぞれ貫通導体を介して電気
的に接続される。

【００５２】第３層目の絶縁層Ｉ13上の第１の平行配線
群Ｌ１は、第３層目の絶縁層Ｉ13の中央部に対応する搭
載領域Ｍ内に交点を有する、図６中に一点鎖線で示した
２本の直線で中心角が略等しくなるように区分された各
区分領域において、それぞれ交点側すなわち第３の絶縁
層Ｉ13の中央部の搭載領域Ｍ側に向かう平行配線群で構
成されている。ここでは、略正方形状の第３の絶縁層Ｉ
13の対角線に沿った、交点が搭載領域Ｍ内に位置する２
本の直線で中心角が約90度になるように区分された４つ
の区分領域を設定した場合の例を示している。なお、こ
のことは、図８に示す第５層目の絶縁層Ｉ15上の第３の
平行配線群Ｌ３についても同様である。

【００５３】また、第４層目の絶縁層Ｉ14上に形成され
た第２の平行配線群Ｌ２は、この各区分領域（図７中に
も一点鎖線で示す）においてそれぞれ第１の平行配線群
Ｌ１の平行配線群と直交する平行配線群で構成されてい
る。そして、ここでは、第２の平行配線群Ｌ２のうち各
区分領域の平行配線群の電源配線Ｐ２および接地配線Ｇ
２が接続されて、略正方形状の第４層目の絶縁層Ｉ14の
各辺に平行な配線を有する略正方形状の環状配線を形成
している場合の例を示している。

【００５４】そして、これら第１〜第３の平行配線群Ｌ
１〜Ｌ３の少なくとも２つの平行配線群は、第３層目お
よび／または第４層目の絶縁層Ｉ13・Ｉ14に形成された
貫通導体群Ｔにより対応する配線同士が適当な箇所にお
いて電気的に接続されており、これにより各区分領域毎
に直交する平行配線群が形成された積層配線体である平
行配線部を構成している。

【００５５】また、この例では第１〜第３の平行配線群
Ｌ１〜Ｌ３は、信号配線対ＳＰ１〜ＳＰ３および信号配
線Ｓ１〜Ｓ３に電源配線Ｐ１〜Ｐ３または接地配線Ｇ１
〜Ｇ３がそれぞれ隣接するように配設されている。これ
により、同じ絶縁層Ｉ13〜Ｉ15上の信号配線対ＳＰ１〜
ＳＰ３および信号配線Ｓ１〜Ｓ３間を電磁気的に遮断し
て、同じ平面上の左右の信号配線対ＳＰ１〜ＳＰ３およ
び信号配線Ｓ１〜Ｓ３間のクロストークノイズを良好に
低減することができる。

【００５６】さらに、本発明の多層配線基板において
は、第１の平行配線群Ｌ１の信号配線対ＳＰ１に対向す
ることとなる第３の平行配線群Ｌ３の配線を、隣接する
電源配線Ｐ３および／または接地配線Ｇ３としているこ
とから、間に直交する平行配線群Ｌ２と絶縁層Ｉ13・Ｉ
14を介して対向する平行配線同士におけるクロストーク
ノイズも大幅に低減させることができ、これによってク
ロストークノイズをさらに良好に低減することができ
る。

【００５７】そして、信号配線対ＳＰ１〜ＳＰ３の配置
は、この平行配線群Ｌ１〜Ｌ３内に所望の差動回路を構
成するように、あるいは多層配線基板の仕様に応じて、
適宜設定される。また、第１および第３の平行配線群Ｌ
１・Ｌ３中の信号配線対ＳＰ１・ＳＰ３に対しては、適
当な箇所で第１の線路導体Ｃ１における線路導体対ＣＰ
１および第２の線路導体Ｃ２における線路導体対Ｃ２が
接続されて所望の回路を構成することとなる。

【００５８】なお、第２の平行配線群Ｌ２の信号配線Ｓ
２および信号配線対ＳＰ２の一部に対しては、それに隣
接する電源配線として電源導体層ＰＬを利用するように
して、ストリップ線路部を利用した形に変形してもよ
い。

【００５９】さらに、信号配線対ＳＰ１〜ＳＰ３および
信号配線Ｓ１〜Ｓ３に必ず電源配線Ｐ１〜Ｐ３または接
地配線Ｇ１〜Ｇ３を隣接させることで、同じ平面上の電
源配線Ｐ１〜Ｐ３と信号配線対ＳＰ１〜ＳＰ３および信
号配線Ｓ１〜Ｓ３、ならびに接地配線Ｇ１〜Ｇ３と信号
配線対ＳＰ１〜ＳＰ３および信号配線Ｓ１〜Ｓ３との相
互結合が最大となり、信号配線対ＳＰ１・ＳＰ２および
信号配線Ｓ１〜Ｓ３の電流経路を最短にできる。このた
め、信号配線対ＳＰ１・ＳＰ２および信号配線Ｓ１〜Ｓ
３から電源配線Ｐ１〜Ｐ３および接地配線Ｇ１〜Ｇ３へ
のインダクタンス値を減少させることができ、デバイス
のスイッチング時の電源ノイズおよび接地ノイズを効果
的に低減することができる。ならびに接地配線Ｇ１〜Ｇ
３と信号配線対ＳＰ１〜ＳＰ３および信号配線Ｓ１〜Ｓ
３との相互作用が最大となり、電源配線Ｐ１〜Ｐ３およ
び接地配線Ｇ１〜Ｇ３のインダクタンスを減少させるこ
とができる。このインダクタンスの減少により、電源ノ
イズおよび接地ノイズを効果的に低減することができ
る。

【００６０】本発明の多層配線基板によれば、このよう
に区分領域を設定し、各区分領域においてそれぞれ互い
に直交する平行配線群が形成された積層配線体を具備す
るものとすることにより、第２の平行配線群Ｌ２を構成
する平行配線群の電源配線Ｐ２および接地配線Ｇ２は第
４層目の絶縁層Ｉ14の中央部を取り囲むようにほぼ環状
の配線構造をとることとなり、さらに環状に配置される
電源配線Ｐ２および接地配線Ｇ２を最適化することによ
り、外部からのＥＭＩノイズの侵入や外部への不要な電
磁波ノイズの放射をシールドする効果を有するものとな
り、信号配線間のクロストークノイズを低減させること
ができるとともに、ＥＭＩ対策としても効果を有するも
のとなる。

【００６１】さらに、この第２の平行配線群Ｌ２は、図
７に示すようにその配線層中の最外周側の環状配線が接
地配線Ｇ２である場合には、この環状の接地配線Ｇ２の
面積や貫通導体群との接続を最適化することにより、よ
り効果的にＥＭＩノイズに対してシールド効果を有する
ものとなり、有効なＥＭＩ対策を施すことができる。

【００６２】これら第１の平行配線群Ｌ１は第３層目の
絶縁層Ｉ13上に、すなわちストリップ線路部の複数の第
１の線路導体Ｃ１と同一面内に、また第３の平行配線群
Ｌ３は第５層目の絶縁層Ｉ15Ａ化に、すなわちストリッ
プ線路部の複数の第２の線路導体Ｃ２と同一面内にそれ
ぞれ形成されており、例えばそのうちの信号配線Ｓ１・
Ｓ３ならびに信号配線対ＳＰ１・ＳＰ３が信号配線であ
る複数の線路導体Ｃ１・Ｃ２ならびに線路導体対ＣＰ１
・ＣＰ２のそれぞれとその面内で搭載領域Ｍの周辺にお
いて接続されている。また、第２の平行配線群Ｌ２は第
４層目の絶縁層Ｉ14上に形成されており、第１および第
３の平行配線群Ｌ１・Ｌ３とは貫通導体群Ｔで電気的に
接続されている。これにより、搭載領域Ｍに搭載される
半導体素子の各端子電極と第１〜第３の平行配線群Ｌ１
〜Ｌ３とが、ストリップ線路部を介して電気的に接続さ
れている。

【００６３】このような配線構造とした本発明の多層配
線基板によれば、狭ピッチで極めて高密度に配設された
半導体素子の入出力電極に接続された配線をストリップ
線路部において線路導体Ｃ１・Ｃ２の配線ピッチ（配線
間隔）を拡げ、また信号配線・信号配線対・電源配線・
接地配線を再配列して、平行配線群に適した広ピッチの
配線に展開し再配列して接続することができるので、平
行配線群が有する優れた電気的特性を活かしつつ高密度
化された入出力電極を有する半導体素子と効率よく電気
的接続を行なうことができる。しかも、ストリップ線路
部により、さらには信号配線がすべて展開されるまでこ
のストリップ線路部を複数積層して設けてそれぞれに対
応した平行配線群を併設することにより、半導体素子か
らの信号配線・信号配線対・電源配線・接地配線を効率
よく再配列してその周囲の平行配線群との接続に最適な
配線に設定して平行配線群に展開することができるの
で、半導体素子の高密度化に対応して多層化を図る場合
にも、配線設計を最適化してその積層数を低減させるこ
とが可能となる。

【００６４】本発明の多層配線基板においては、平行配
線部を構成する各区分領域の設定として上述の例の他に
も、第３の絶縁層Ｉ13の中央部に対応する搭載領域Ｍ内
に交点を有する、略正方形状の第３の絶縁層Ｉ13の辺の
ほぼ中央を通る辺に平行な直線に沿った２本の直線で中
心角が約90度になるように区分された４つの区分領域を
設定してもよく、３本の直線で中心角が約60度と略等し
くなるように区分された６つの区分領域を設定してもよ
く、さらに、４本の直線で中心角が約45度と略等しくな
るように区分された８つの区分領域を設定してもよい。

【００６５】これらいずれの場合であっても、上述の例
と同様に、同じ平面上の左右の信号配線Ｓ１〜Ｓ３間な
らびに信号配線対ＳＰ１〜ＳＰ３間だけでなく上下層の
平行配線群が直交しているため上下層間のクロストーク
ノイズを良好に低減することができ、信号配線対ＳＰ１
・ＳＰ２および信号配線Ｓ１〜Ｓ３の電流経路を最短に
できる。このため、信号配線対ＳＰ１・ＳＰ２および信
号配線Ｓ１〜Ｓ３から電源配線Ｐ１〜Ｐ３および接地配
線Ｇ１〜Ｇ３へのインダクタンス値を減少させることが
でき、デバイスのスイッチング時電源ノイズおよび接地
ノイズを効果的に低減することができる。また、第２の
平行配線群Ｌ２を構成する平行配線群の電源配線Ｐ２お
よび接地配線Ｇ２がそれらが形成された絶縁層の中央部
を取り囲むように環状の配線構造をとっており、これら
電源配線Ｐ２および接地配線Ｇ２を最適化することによ
り外部からのＥＭＩノイズの侵入や外部への不要な電磁
波ノイズの放射をシールドする効果を有し、信号配線間
のクロストークノイズを低減させることができるととも
に、ＥＭＩ対策としても効果を有する。この第２の平行
配線群Ｌ２の最外周側の環状配線を接地配線Ｇ２とした
ときには、この環状の接地配線Ｇ２の面積や貫通導体群
との接続を最適化することによりさらに効果的にＥＭＩ
ノイズに対してシールド効果を有するものとなり、有効
なＥＭＩ対策を施すことができる。

【００６６】なお、本発明は以上の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例え
ば、ストリップ線路構造の多層配線部を積層して多層配
線基板を構成し、その広い面積のいわゆるベタ電源プレ
ーンにも磁性体を含有させたものとしてもよい。

【００６７】また、上述の実施例では本発明を半導体素
子を搭載する多層配線基板として説明したが、これを半
導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージや、あ
るいはマルチチップモジュールに適用するものとしても
よい。また、絶縁層として放熱を考慮した窒化アルミニ
ウム質焼結体・炭化珪素質焼結体や、低誘電率を考慮し
たガラスセラミックス質焼結体を用いたものとしてもよ
い。

【００６８】

【発明の効果】本発明の多層回路基板によれば、平行配
線群同士を互いに直交配置して貫通導体群で接続して成
る積層配線体において、第１の平行配線群および第２の
平行配線群をそれぞれ互いに隣接する２本の信号配線か
ら成り、かつ貫通導体で電気的に接続された信号配線対
と、これら信号配線対に隣接する電源配線または接地配
線とを有するものとするとともに、第３の平行配線群を
互いに隣接しかつ第１の平行配線群の信号配線対と対向
する２本の電源配線および／または接地配線を有するも
のとしたことから、積層された平行配線群同士での信号
配線対間のクロストークノイズとともに、同じ平行配線
群内での信号配線対間のクロストークノイズも大幅に低
減させることができ、さらに信号配線対と対向すること
となる平行配線を電源配線および／または接地配線とし
たことから、対向する平行配線同士でのクロストークノ
イズも大幅に低減させることができるので、多層の積層
配線体における特長を活かしつつ良好な特性の差動回路
を構成することができる。

【００６９】また、信号配線対以外の信号配線に対して
も、それぞれに電源配線または接地配線を隣接させて配
置することにより、それら信号配線についても積層され
た平行配線群同士での信号配線間だけでなく同じ平行配
線群内でのクロストークノイズの発生を大幅に低減させ
ることができる。

【００７０】以上により、本発明によれば、直交させて
積層した平行配線群で構成され、配線間のクロストーク
ノイズを低減させることができる配線構造を有し、しか
もその電気的特性を劣化させることなくクロストークノ
イズの発生を抑えた信号配線対を設けることができ、そ
れにより良好な特性の差動回路を実現することができ
る、高速で作動する半導体素子等の電子部品を搭載する
電子回路基板や各種パッケージ等に好適な多層配線基板
を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の多層配線
基板に係る積層配線体の実施の形態の一例を示す第１〜
〜第３の絶縁層の平面図である。

【図２】図１に示す積層配線体から成る本発明の多層配
線基板の実施の形態の一例を示す透視平面図である。

【図３】図２のＡ−Ｂ線断面図である。

【図４】本発明の多層配線基板の実施の形態の他の例を
示す、第１層目の絶縁層の上面図である。

【図５】本発明の多層配線基板の実施の形態の他の例を
示す、第２層目の絶縁層の上面図である。

【図６】本発明の多層配線基板の実施の形態の他の例を
示す、第３層目の絶縁層の上面図である。

【図７】本発明の多層配線基板の実施の形態の他の例を
示す、第４層目の絶縁層の上面図である。

【図８】本発明の多層配線基板の実施の形態の他の例を
示す、第５層目の絶縁層の上面図である。

【図９】本発明の多層配線基板の実施の形態の他の例を
示す、第５層目の絶縁層の下面図である。

【符号の説明】

Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３・・・・・絶縁層 Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・・・平行配線群 Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・・・電源配線 Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・・・接地配線 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・・・信号配線 ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３・・信号配線対 Ｔ・・・・・・・・・・・・貫通導体群

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号配線を含む第１の平行配線群を有す
   る第１の絶縁層上に、信号配線を含み前記第１の平行配
   線群と直交する第２の平行配線群を有する第２の絶縁層
   と、信号配線を含み前記第２の平行配線群と直交する第
   ３の平行配線群を有する第３の絶縁層とを積層し、前記
   第１乃至第３の少なくとも２つの平行配線群を貫通導体
   群で電気的に接続して成る積層配線体を具備して成り、
   前記第１および第２の平行配線群は、互いに隣接する２
   本の前記信号配線から成り、かつ貫通導体で電気的に接
   続された第１および第２の信号配線対と、該第１および
   第２の信号配線対に隣接する電源配線または接地配線と
   を有するとともに、前記第３の平行配線群は、互いに隣
   接しかつ前記第１の信号配線対に対向する２本の電源配
   線および／または接地配線を有することを特徴とする多
   層配線基板。
2. 【請求項２】 前記第１乃至第３の平行配線群は、それ
   ぞれ前記信号配線対以外の信号配線と、各信号配線に隣
   接する電源配線または接地配線とを有することを特徴と
   する請求項１記載の多層配線基板。