JP2007096159A - 多層プリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】 通常材料に比べて低誘電体損失材料は高価であるため、この材料を使用した多層プリント配線板が高価なものになるという課題がある。一方、目的に合わせて基板材料を使い分け、多層プリント配線基板内で低損失の信号伝送路を形成する為に必要な層のみを低誘電体損失材料を用いて形成し、価格上昇を最小限に抑える技術では、積層時の加熱圧着温度が各材料により異なるため一括積層ができない。
【解決手段】 そこで、多層プリント配線板を組み立てる材料として、絶縁材料に導体を貼り付けた基板材料と接着層に用いるプリプレグがあることに着目し、特性の異なる材料を組み合わせる場合は、先の基板材料とプリプレグの間で特性を変えることにより、課題である積層加熱圧着の温度を単一化する。
【選択図】図１

Description

高周波伝送損失の少ない多層プリント配線板

特許文献１にも記載があるように、近年、電子機器の発達にともない、ギガヘルツ帯の高周波アナログ信号やギガビットレートの高速デジタル信号が配線板の導体ラインを伝搬するようになってきた。このような信号伝搬では、信号レベルの減衰や反射現象による伝送損失増大が誤動作を招くために、伝送損失の低減が強く求められている。アナログ信号では伝送損失が大きいと信号の検出が難しくなり、デジタル信号では伝送損失が大きいと波形が変形するために信号の誤検出が発生するためである。多層プリント配線板の信号伝送路で、高周波における伝送損失を小さくする為の方策として、誘電体損失の低い基板材料を用いることが考えられる。特許文献１は、グランドまたは電源である２層の導体層に挟まれて形成された導体ラインを伝送線路として備えた多層配線板において、伝送線路の特性インピーダンスが３５〜４５Ωであり、かつグランドまたは電源である２層の導体層間の距離が２００〜４００μｍであり、かつ少なくとも１本の伝送線路のライン幅が１００〜２５０μｍである多層配線板を提案している。

また、特許文献２と３では、異なる基盤材料を用いて多層プリント配線板を形成する技術を提案している。

特開２００４−１７２４８４号公報 特開平８−９７５６４号公報 特開平８−１５３９７５号公報

しかし、特許文献１では、全ての基板材料を低誘電体損失材料で作成している。通常材料に比べて低誘電体損失材料は高価であるため、この材料を使用した多層プリント配線板が高価なものになるという課題がある。

一方、特許文献２、特許文献３に示されているように目的に合わせて基板材料を使い分け、多層プリント配線基板内で低損失の信号伝送路を形成する為に必要な層のみを低誘電体損失材料を用いて形成し、価格上昇を最小限に抑えることが可能になるのだが、異なる基板材料を用いて多層プリント配線板を形成する場合、積層時の加熱圧着温度が各材料により異なるため一括積層ができず、材料ごとに積層工程を設けることとなり、配線板の組立工程が増加する課題があった。

そこで、多層プリント配線板を組み立てる材料として、絶縁材料に導体を貼り付けた基板材料と接着層に用いるプリプレグがあることに着目し、特性の異なる材料を組み合わせる場合は、先の基板材料とプリプレグの間で特性を変えることにより、課題である積層加熱圧着の温度を単一化して配線板の組立工程が増加するのを抑えることを可能とする技術を提供する。

多層プリント配線板の組立工程が削減可能となり、基板価格上昇を抑えつつ、信号伝送損失を少なくすることが可能になる。

図１から図１０を用いて、本発明に好適な実施例を説明する。ただし、本発明は実施例に限定されない。

従来の多層プリント配線板の一例として、信号層６層、電源グランド層（以後Ｖ／Ｇ層）４層の１０層プリント配線基板の組立後断面構造を図３に示す。信号伝送路は信号層２１、２２、２３の導体をエッチングして形成していて、その中の信号層２２に形成する信号伝送路を低損失化している。誘電体は絶縁層１１、１２、１３、１４になるが、その中の絶縁層１２、１４がプリプレグで、低誘電体損失材料は絶縁層１２、１３である。なお、１１と１４の例は、ＦＲ４と呼ばれる材料である。

図３の積層前の状態を図４に示す。組立手順としては、導体を貼り付けた基板材料の導体部をエッチングなどでパターン形成した基材A1、A2、A3、A4、A5を用意し、最初に絶縁層１２を挟んでA1とA2を加熱圧着しB1をA4とA5を加熱圧着してB2を作成する。

この状態を図５に示す。さらに絶縁層１４を挟んでB1、A3とB2を加熱圧着して図３に示す最終形状となる。

これらの工程で加熱圧着は、B1、B2と最終の３回必要となっている。

一方、実施例１の積層後断面構造を図１に示す。ここではプリプレグを絶縁層１４の材料に統一している。積層前の断面構造を図２に示す。組立手順としては、従来同様に導体を貼り付けた基板材料の導体部をエッチングなどでパターン形成した基材A1、A2、A3、A4、A5を用意し、それらの間に絶縁層１４を挟んで加熱圧着して完成させる。ここではプリプレグが統一されたことにより、加熱圧着工程が1回となっている。

低損失化する信号層２２は、低誘電体損失材料である絶縁層１３と一般材料である絶縁層１４に挟まれているため、必要な損失低減量にあわせて誘電体損失が低誘電体損失材料である絶縁層１３に支配されるように絶縁層１３と絶縁層１４の厚さを調整する必要が生じる。絶縁層１３を薄く、絶縁層１４を厚くしていくことで損失を低減できている。

実施例２の積層後断面構造を図６に示す。実施例１では、実施例１の信号層２２に加えて信号層２３に形成する信号伝送路を低損失化したものを示している。

積層前の断面構造を図７に示す。組立手順としては、実施例１同様に導体を貼り付けた基板材料の導体部をエッチングなどでパターン形成した基材A1、A2、A3、A4、A5を用意し、それらの間に絶縁層１２を挟んで加熱圧着して完成させる。プリプレグを絶縁層１２の低誘電体損失材料に統一することで、加熱圧着工程を1回にしている。

ここでは、基板に使う絶縁材料とプリプレグに使う絶縁材料を入れ替えている為、絶縁層１２を薄く、絶縁層１１を厚くしていくことで、損失を低減できている。

実施例１の積層後 断面構造図 基板完成時の断面構造例を示す。 実施例１の積層前 断面構造図 最終積層前の状態例を示す。 従来例の積層後 断面構造図 基板完成時の断面構造例を示す。 従来例の積層前 断面構造図１ 積層前状態例を示す。 従来例の積層前 断面構造図２ 最終積層前の状態例を示す。 実施例２の積層後 断面構造図 基板完成時の断面構造例を示す。 実施例２の積層前 断面構造図 最終積層前の状態例を示す。

符号の説明

１１〜１４：基板絶縁層の位置を示す。２１〜２３：信号層（導体層）の位置を示す。２４：V/G層（電源グランド層）の位置を示す。

Claims (4)

1. 信号伝送路を形成する信号層と、当該信号層を挟む第１絶縁層及び第２絶縁層と、前記第１絶縁層に接続する電源のグラウンドである電源グラウンド層との積層セットを複数セット有する多層プリント板であって、
   前記第１絶縁層を低誘電体損失の第１材料で、前記第２絶縁層を前記第１材料よりも誘電体損失の高い第２材料で構成することを特徴とする多層プリント配線板。
2. 請求項１記載の多層プリント配線版であって、
   前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層よりも薄いことを特徴とする多層プリント配線板。
3. 信号伝送路を形成する信号層と、当該信号層に接続する第１絶縁層と、前記第１絶縁層に接続する電源のグラウンドである電源グラウンド層とを含む積層セットを複数セットそれぞれプリプレグで圧着した多層プリント板であって、
   前記第１絶縁層を低誘電体損失の第１材料で、前記プリプレグを前記第１材料よりも誘電体損失の高い第２材料で構成することを特徴とする多層プリント配線板。
4. 信号伝送路を形成する信号層を両面に有する絶縁層を含む第１セットと、信号伝送路を形成する信号層を片面に有し他面に電源のグラウンドである電源グラウンド層を有する第２絶縁層を含む第２セットとを含む多層プリント板であって、
   前記第１セットと前記第２セットとの間及び複数の第２セットの間を、前記第１及び第２絶縁層よりも薄い材料のプリプレグで圧着したことを特徴とする多層プリント配線板。
   

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