JP2007165755A

JP2007165755A - 配線基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2007165755A
Application number: JP2005363014A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Kaneko; 信一郎金子; Koji Nakajima; 晃治中島; Takumi Naruse; 巧成瀬
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】部品ランド幅と信号配線幅が異なる、または、配線幅が異なる信号配線が混在する配線基板において、インピーダンス不整合を生じない配線基板とその製造方法を提供し、高密度な信号配線と安定した信号品質の薄型配線基板を実現する。
【解決手段】細い幅の信号配線９と広い幅の信号配線７が混在して誘電体層５Ａの表面に形成されている配線基板において、広い幅の信号配線７の下に、誘電体層５Ａとは誘電率の異なる誘電体層８を配置することにより、広い幅の信号配線７の特性インピーダンスを上げて、細い幅の信号線幅の信号配線９の特性インピーダンスに整合させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ランドや信号配線等の導体パターンと誘電体層と導体層で構成される層構造を持つ配線基板において、良好な信号配線の伝送品質を得ることができる配線基板およびその製造方法に関する。

マイクロ波帯やミリ波帯のような高周波帯を使用した回路では、回路素子自身の入出力インピーダンスと信号配線の特性インピーダンスを整合することが伝送損失を少なくするために重要である。近年、高速無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）のように通信帯域が広くチャネル数を多く取りたい通信の研究開発が盛んに行われている。このような高周波帯を使用する回路では、マイクロ波帯に対応した高周波用配線基板や、伝送線路用基板が用いられる。これらの回路には、回路素子の高周波特性が求められるとともに、回路素子とそのランド間や、ひとつの回路素子のランドから他の回路素子のランドとの間の信号配線での高周波特性が求められることが多くなってきている。

無線回路と、コントローラとしてのデジタル回路を搭載する高速無線ＬＡＮのような通信規格では、たとえば図１９に示すような多層基板が用いられることがある。図１９は従来の配線基板の一例を示す平面図である。この多層の回路基板３２上には概略であるが、回路素子３３、３４、３６、３９、アンテナ３８、ランド４０、信号配線３５、３７、４１、４２が書かれている。また図２０は図１９におけるＨ方向から見た図である。これは導体層４３〜４６が４層、誘電体層４７〜４９が３層の多層基板である。図２０に示すように基板表面に回路素子等が載っていて導体層４４、４５はＧＮＤ（接地）層や電源層になっている。基板表面の信号配線３５、３７、４１、４２と導体層４５は誘電体層４７を挟んでいわゆるマイクロストリップラインの構成になっている。ランドや信号配線の特性インピーダンスは、ある誘電率と誘電損失を持った誘電体層の厚みに対して、面積や線幅を調整することでコントロールできる。

回路素子の入出力インピーダンスはたとえば５０Ωというようにあらかじめ決められている。回路素子はその端子に専用のランド（適正ランド）が決められていて、このランドから信号配線を引き出し他の回路素子等に接続している。適正ランドは大部分が、回路素子を適正に半田実装できるという観点からその大きさが決められており、基板構成によっては誘電体層の厚みがいろいろであるため、回路素子の入出力インピーダンスとは不整合を起こすことがある。また、ランドから信号配線が引き出され他の回路素子と接続されるのであるが、信号配線幅は直下の誘電体層の材料特性や厚みに対して所望の特性インピーダンスを取るように決める場合がほとんどであり、ランド幅と信号配線幅は異なることがある。またデジタル回路と無線回路（アナログ回路）が混在するような配線基板においては、なるべく高密度化をはかりつつ信号品質を安定に保とうとするため、デジタル回路の配線幅と無線回路の配線幅が異なり、デジタル回路の配線幅の方が細くなっていることが多い。またベアチップ実装されたＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の回路素子の端子（ＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）など）から信号配線を引き出す際には、端子間ピッチが狭いため信号配線幅も狭くならざるを得ないので、他の回路素子と接続する際に信号配線幅が異なることが多い。このように同じ誘電体層上にあるランドや信号配線の幅が変わるポイントがあるとそこで特性インピーダンスが変化して不整合が発生し、信号の伝送品質の劣化につながることがある。

図１９において、信号配線３７で決められている配線幅は、回路素子３９のランド４０に接続されるが、ランド４０では幅が変わっている。また回路素子３４の端子間が狭いため、回路素子３９から回路素子３４に接続する信号配線４１と信号配線４２は配線幅が異なっている。また回路素子３３、３４、３９がマルチポートデバイスであるような場合、ポート（端子）幅が狭くなることがあり、回路素子の入出力端子がそのランドに対してインピーダンス不整合を起こしたりする。

これらインピーダンス不整合を生じることがあると、その箇所で信号の反射が大きくなって伝送品質が低下するという問題がある。

（特許文献１）の従来の技術では、ＬＳＩの端子から引き出された信号配線の配線幅を細くし、かつ特性インピーダンスを整合させる内容が開示されている。これによればＬＳＩの端子間の細い信号配線下部の対向する地導体層に、めっき法により凸部を設けて誘電体層の厚みを薄くして細い信号配線の特性インピーダンスを５０Ωに調整する内容が開示されている。この方法によれば、配線幅の異なる信号配線ごとに最適な誘電体層の厚みを設定でき、低コストで容易に伝送品質を保つことができる。

地導体層に凸部を設けることにより、凸部直上の誘電体層の厚みを薄くして、信号配線の特性インピーダンスをコントロールする方法であり、信号配線幅が細く特性インピーダンスが高いところを下げる場合に対応できるものである。
特開２００１−５３５０７号公報

一般的に基板を作成するときは、基板構成の制約条件がまずあって、それから誘電体層の厚みが決まる場合がほとんどである。中にはなるべく配線幅を広くして、配線ばらつきに対して信号品質を安定させたい箇所と、配線幅が細くていい箇所とが同一層上に混在している場合がある。このように信号品質を確保するために配線幅を広くしたいが、基板構成の制約があり限界があるときには、誘電体層の誘電率が小さい材料を選ぶしかない。そうすると細い配線の特性インピーダンスが大きくなってしまったり材料コストがアップしたりする。このような場合に配線幅が細い配線と広い配線のどちらの特性インピーダンスとも略一致させるには、誘電体層の材料特性が単一であるため限界がある。

本発明は、基板構成に制約があっても、誘電体層上に形成されるランドや信号配線によって、また、信号配線の線幅が異なることによって生じる特性インピーダンスの不整合を解消し、配線基板全体にわたって特性インピーダンスを略一致させることができる配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、配線基板の基体である第一の誘電体層と、第一の誘電体層の表面に形成される導体パターンと、第一の誘電体層の裏面に形成されるＧＮＤパターンとを有する配線基板であって、導体パターンとＧＮＤパターンとの間の第一の誘電体層中に、第一の誘電体層とは誘電率の異なる第二の誘電体層を設けるか、または、導体パターンと第一の誘電体層との間に少なくとも一つの第二の誘電体層を設けたことを主要な特徴とする。

本発明の配線基板は、第一の誘電体層上に形成されるランドや信号配線によって、また、信号配線の線幅が異なることによって生じる特性インピーダンスの不整合を、第二の誘電体層を設けることによって解消し、配線基板全体にわたって特性インピーダンスを略一致させることができるという利点がある。

本発明は、誘電体層上に形成されるランドや信号配線によって、また、信号配線の線幅が異なることによって生じる特性インピーダンスの不整合を解消し、配線基板全体にわたって特性インピーダンスを略一致させるという目的を、配線基板の基体である第一の誘電体層と、第一の誘電体層の表面に形成される導体パターンと、第一の誘電体層の裏面に形成されるＧＮＤパターンとを有する配線基板であって、導体パターンとＧＮＤパターンとの間の第一の誘電体層中に、第一の誘電体層とは誘電率の異なる第二の誘電体層を設けるか、または、導体パターンと第一の誘電体層との間に少なくとも一つの第二の誘電体層を設けることにより実現した。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、配線基板の基体である第一の誘電体層と、第一の誘電体層の表面に形成される導体パターンと、第一の誘電体層の裏面に形成されるＧＮＤパターンとを有する配線基板であって、導体パターンとＧＮＤパターンとの間の第一の誘電体層中に、第一の誘電体層とは誘電率の異なる第二の誘電体層を設けたことを特徴とする。

この第１の発明においては、たとえば特性インピーダンスが高い箇所とそれに比べて相対的に低い箇所があるとき、特性インピーダンスが低い箇所の導体パターンと導体パターン下のＧＮＤパターンとの間に、第一の誘電体層よりも誘電率の小さな第二の誘電体層を配置することによって、特性インピーダンスを高くすることができる。または、特性インピーダンスが高い箇所の導体パターンと導体パターン下のＧＮＤパターンとの間に、第一の誘電体層よりも誘電率の大きな第二の誘電体層を配置することによって、特性インピーダンスを高くすることができる。

上記課題を解決するためになされた第２の発明は、配線基板の基体である第一の誘電体層と、第一の誘電体層の表面に形成される導体パターンと、第一の誘電体層の裏面に形成されるＧＮＤパターンとを有する配線基板であって、導体パターンと第一の誘電体層との間に少なくとも一つの第二の誘電体層を設けたことを特徴とする。

この第２の発明においては、たとえば特性インピーダンスが高い箇所とそれに比べて相対的に低い箇所があるとき、特性インピーダンスが低い箇所の導体パターンと導体パターン直下の第一の誘電体層との間に、別の第二の誘電体層を配置することによって、特性インピーダンスを高くすることができる。このとき新たに配置する第二の誘電体層の誘電率が、第一の誘電体層の誘電率よりも小さければより薄い層厚みで、特性インピーダンスを高くすることができるので効率的である。

上記課題を解決するためになされた第３の発明は、第１または第２の発明の配線基板であって、導体パターンが部品のランドであることを特徴とする。

この第３の発明においては、たとえば部品の出力インピーダンスに対して部品ランドの特性インピーダンスが低い場合は、部品ランド直下の第一の誘電体層の誘電率に対して低い値を持つ別の第二の誘電体層を、部品ランドと部品ランド下の導体層との間に配置することによって、部品の出力インピーダンスに合わせることができる。または、部品ランドとランド直下の第一の誘電体層との間に、別の第二の誘電体層を配置することによって、部品の出力インピーダンスに合わせることができる。このとき新たに配置する第二の誘電体層の誘電率が、第一の誘電体層の誘電率よりも小さければより少ない層厚みで、特性インピーダンスを高くすることができるので効率的である。

また部品の出力インピーダンスに対して部品ランドの特性インピーダンスが高い場合は、部品ランド直下の第一の誘電体層の誘電率に対して高い値を持つ別の第二の誘電体層を、部品ランドと部品ランド下の導体層との間に配置することによって、部品の出力インピーダンスに合わせることができる。

上記課題を解決するためになされた第４の発明は、第１または第２の発明の配線基板であって、導体パターンが、線幅の異なる箇所がある信号配線であることを特徴とする。

この第４の発明においては、たとえば線幅が広い信号配線とそれに比べて相対的に線幅が狭い信号配線が連続している場合、線幅が広い信号配線直下の第一の誘電体層の誘電率に対して低い値を持つ別の第二の誘電体層を、信号配線と信号配線下の導体層との間に配置することによって、線幅の狭い信号配線の特性インピーダンスに合わせることができる。または、線幅が広い信号配線と信号配線直下の第一の誘電体層との間に、別の第二の誘電体層を配置することによって、線幅が狭い信号配線の特性インピーダンスに合わせることができる。このとき新たに配置する第二の誘電体層の誘電率が、第一の誘電体層の誘電率よりも小さければより少ない層厚みで、特性インピーダンスを高くすることができるので効率的である。

または線幅が狭い信号配線直下の第一の誘電体層の誘電率に対して高い値を持つ別の第二の誘電体層を、信号配線と信号配線下の導体層との間に配置することによって、線幅の広い信号配線の特性インピーダンスに合わせることができる。

上記課題を解決するためになされた第５の発明は、第１または第２の発明の配線基板であって、導体パターンが部品のランドと信号配線を含むことを特徴とする。

この第５の発明においては、たとえば部品ランドより引き出される信号配線に対して、信号配線幅が広くて特性インピーダンスが低い場合は、信号配線直下の第一の誘電体層の誘電率に対して同程度かまたは低い値を持つ別の第二の誘電体層を、信号配線と信号配線下の導体層との間に配置することで信号配線の特性インピーダンスをより高く調整できる。または線幅が広い信号配線と信号配線直下の第一の誘電体層との間に、別の第二の誘電体層を配置することによって、部品ランドの特性インピーダンスに合わせることができる。このとき新たに配置する第二の誘電体層の誘電率が、第一の誘電体層の誘電率よりも小さければより少ない層厚みで、特性インピーダンスを高くすることができるので効率的である。

また部品ランドに対して、信号配線幅が狭くて特性インピーダンスが高い場合は、部品ランド直下の第一の誘電体層の誘電率に対して同程度かまたは低い値を持つ別の第二の誘電体層を、部品ランドと部品ランド下の導体層との間に配置することで部品ランドの特性インピーダンスをより高く調整できる。

または部品ランドと部品ランド直下の第一の誘電体層との間に、別の第二の誘電体層を配置することによって、信号配線の特性インピーダンスに合わせることができる。このとき新たに配置する第二の誘電体層の誘電率が、第一の誘電体層の誘電率よりも小さければより少ない層厚みで、特性インピーダンスを高くすることができるので効率的である。

上記課題を解決するためになされた第６の発明は、第１または第２の発明の配線基板であって、導体パターンが部品のランドや線幅の異なる信号配線を含み、部品のランドや線幅の異なる信号配線の特性インピーダンスを略一致させたことを特徴とする。

この第６の発明においては、部品ランド幅とこれから引き出される信号配線の線幅が異なる場合や、信号配線の線幅が途中で変わったりする場合を含んだ配線基板に対して、ランドや信号配線の導体パターンと導体パターン下のＧＮＤパターンとの間に第一の誘電体層とは誘電率の異なる複数の第二の誘電体層を設けることにより、選択的にインピーダンスの調整が可能になる。またはランドや信号配線の導体パターンと、第一の誘電体層との間に少なくとも一つの第二の誘電体層を設けることにより、選択的にインピーダンスの調整が可能になる。したがって、部品のランドや線幅の異なる信号配線を含んでいる導体パターンと導体パターン直下の第一の誘電体層と、誘電体層直下のＧＮＤパターンでなる配線基板において、インピーダンスが異なる箇所に対して選択的にインピーダンスを調整することにより、特性インピーダンスを略一致させることができる。

上記課題を解決するためになされた第７の発明は、第１または第２の発明の配線基板であって、導体パターンが部品のランドや線幅の異なる信号配線を含んでいて、部品のランドや線幅の異なる信号配線のうち、特性インピーダンスが低い側に対して、導体パターン直下の第一の誘電体層よりも低誘電率特性を持つ第二の誘電体層を設けて、ランドや線幅の異なる信号配線の特性インピーダンスを略一致させることを特徴とする。

この第７の発明においては、部品ランド幅とこれから引き出される信号配線の線幅が異なる場合や、信号配線の線幅が途中で変わったりする場合を含んだ配線基板に対して、たとえば部品ランドより引き出される信号配線に対して、信号配線幅が広くて特性インピーダンスが低い場合は、信号配線直下の第一の誘電体層の誘電率に対して低い値を持つ別の第二の誘電体層を、信号配線と信号配線下の導体層との間に配置することで信号配線の特性インピーダンスを部品ランドの特性インピーダンスに合わせることができる。または線幅が広い信号配線と信号配線直下の第一の誘電体層との間に、第一の誘電体層の誘電率よりも誘電率が小さい別の第二の誘電体層を配置することによって、部品ランドの特性インピーダンスに合わせることができる。

また部品ランドに対して、信号配線幅が狭くて特性インピーダンスが高い場合は、部品ランド直下の第一の誘電体層の誘電率に対して低い値を持つ別の第二の誘電体層を、部品ランドと部品ランド下の導体層との間に配置することで信号配線の特性インピーダンスに合わせることができる。

または部品ランドと部品ランド直下の第一の誘電体層との間に、第一の誘電体層の誘電率よりも誘電率が小さい別の第二の誘電体層を配置することによって、信号配線の特性インピーダンスに合わせることができる。

このようにして部品のランドや線幅の異なる信号配線のうち、特性インピーダンスが低い側に対して、導体パターン直下の第一の誘電体層よりも低誘電率特性を持つ第二の誘電体層を設けることにより、ランドや線幅の異なる信号配線の特性インピーダンスを略一致させることが可能になる。

上記課題を解決するためになされた第８の発明は、第１の発明における配線基板であって、テープ状の基板材料を、第二の誘電体層として用いたことを特徴とする。

この第８の発明においては、導体パターンと導体パターン下のＧＮＤパターンとの間に第一の誘電体層とは誘電率の異なる複数のテープ状の基板材料を設けることにより、選択的にかつ容易に誘電率の異なる第二の誘電体層を配置することができ、特性インピーダンスを調整することができる。

上記課題を解決するためになされた第９の発明は、第２の発明の配線基板であって、テープ状の基板材料を、少なくとも一つの第二の誘電体層として用いたことを特徴とする。

この第９の発明においては、導体パターンと導体パターン直下の第一の誘電体層との間にテープ状の基板材料からなる少なくとも一つの第二の誘電体層を設けることにより、選択的にかつ容易に誘電率の異なる第二の誘電体層を配置することができ、特性インピーダンスを調整することができる。

上記課題を解決するためになされた第１０の発明は、片側銅箔付き基板の導体層上に、片側に接着剤の付いたテープ状基板材料を貼り付け、その上に他の片側銅箔付き基板の誘電体層が貼り合わせ面になるように配置し、熱処理して接着することを特徴とする配線基板の製造方法である。

この第１０の発明においては、片側に接着剤の付いたテープ状基板材料を用いることにより、片側銅箔付き基板の導体層上の所望エリアに容易に貼り付けることができ、その後片側銅箔付き基板の第二の誘電体層が貼り合わせ面になるように配置し、熱処理して接着することにより、異なる誘電体層を部分的に含むことが可能な配線基板を製造することができる。

上記課題を解決するためになされた第１１の発明は、片側銅箔付き基板の第一の誘電体層上に、片側に接着剤の付いたテープ状基板材料を貼り付け、その上に他の片側銅箔付き基板の第二の誘電体層が貼り合わせ面になるように配置し、熱処理して接着することを特徴とする。

この第１１の発明においては、片側に接着剤の付いたテープ状基板材料を用いることにより、片側銅箔付き基板の第一の誘電体層上の所望エリアに容易に貼り付けることができ、その後片側銅箔付き基板の第二の誘電体層が貼り合わせ面になるように配置し、熱処理して接着することにより、異なる誘電体層を部分的に含むことが可能な配線基板を製造することができる。

上記課題を解決するためになされた第１２の発明は、両側銅箔付き基板の片側銅箔面にフォトリソグラフィー処理を行って信号配線を形成し、パンチングまたはレーザまたは超音波により形状加工または穴あけした片側接着剤付きのテープ状基板を、信号配線にかかるように貼り付け、テープ状基板上にめっき等で信号配線を形成することを特徴とする。

この第１２の発明においては、片側接着剤付きのテープ状基板は、パンチングまたはレーザまたは超音波による形状加工または穴あけ加工が容易であり、また信号配線上の所望エリアに容易に貼り付けることができる。この片側接着剤付きのテープ状基板を信号配線にかかるように貼り付け、さらにめっき等を用いてスルーホールや信号配線を形成する。以上により部分的に誘電体層の厚みが異なる配線基板を製造することができる。

上記課題を解決するためになされた第１３に記載の本発明の配線基板製造方法は、両側銅箔付き基板の片側銅箔面にフォトリソグラフィー処理を行って信号配線を形成し、パンチングまたはレーザまたは超音波により形状加工または穴あけして、フォトリソグラフィー処理、めっき等を行ってスルーホール、信号配線を形成した、片側接着剤付きのテープ状基板を、両側銅箔付き基板の信号配線と片側接着剤付きのテープ状基板のスルーホールとが接合するように両基板を貼り付けることを特徴とする。

この第１３の発明においては、片側接着剤付きのテープ状基板は、パンチングまたはレーザまたは超音波による形状加工または穴あけ加工が容易であり、またフォトリソグラフィー処理を施し、めっき等によりスルーホールや信号配線を形成した後に、貼り付ける配線基板の所望エリアに容易に貼り付けることができる。この片側接着剤付きのテープ状基板を信号配線にかかるように貼り付ける。以上により部分的に誘電体層の厚みが異なる配線基板を製造することができる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１および図２に基づいて説明する。

図１は本発明の実施の形態１に係る部品ランド部分の配線基板の平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態１の配線基板は、基板を構成する主体である誘電体層５Ａと、その上に形成されるランド２と、誘電体層５Ａの裏面に電源パターンやＧＮＤパターンとして形成される導体層６と、導体層６を覆う誘電体層５Ｂとを備えている。ランド２上には、回路素子１が、その電極３と半田接合等により誘電体層５Ａ上に実装されている。また、ランド２およびその周辺エリアと導体層６の間の誘電体層５Ａ中に、誘電体層５Ａ，５Ｂよりも誘電率の小さな誘電体層４が配置されている。

本実施の形態１は、回路素子１の出力インピーダンスが、例えば５０Ωであり、ランド２の特性インピーダンスが５０Ωよりも小さな場合に、インピーダンスを調整する配線基板の例である。このインピーダンス調整のため、図１，図２に示すように、ランド２と導体層６の間の誘電体層５Ａ中には、誘電体層５Ａ，５Ｂよりも誘電率の小さな誘電体層４を配置する。

こうすることによって、ランド２の特性インピーダンスを大きくすることができる。たとえば、特性インピーダンス値を５０Ωに合わせるのに、誘電体層５（５Ａ，５Ｂ）の材質として一般的な、ＦＲ−４のガラスエポキシよりも誘電率が小さな、例えばテフロン（登録商標）（登録商標）を選び、ランド２の特性インピーダンスが５０Ωになるように誘電体層４の厚みを設定する。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図３および図４に基づいて説明する。

図３は本実施の形態２に係る信号配線部分の配線基板の平面図、図４は図３におけるＢ−Ｂ断面図である。

図３および図４に示すように、本実施の形態２の配線基板は、基板を構成する主体である誘電体層５Ａと、その上に形成される信号配線７および信号配線９と、誘電体層５Ａの裏面に電源パターンやＧＮＤパターンとして形成される導体層６と、導体層６を覆う誘電体層５Ｂとを備えている。また、信号配線７およびその周辺エリアと導体層６の間の誘電体層５Ａ中に、誘電体層５Ａ，５Ｂよりも誘電率の小さな誘電体層８が配置されている。

本実施の形態２は、基板構成が決まっていて信号配線９の特性インピーダンスが、例えば５０Ω位であるが、信号配線７の特性インピーダンスが５０Ωよりも小さい場合に、インピーダンスを調整する配線基板の例である。このインピーダンス調整のため、図３，図４に示すように、信号配線７およびその周辺エリアの、信号配線７と導体層６の間に誘電体層５よりも誘電率の小さな誘電体層８を配置する。

こうすることによって、信号配線９の特性インピーダンスを大きくすることができる。たとえば、特性インピーダンス値を５０Ωに合わせるのに、誘電体層５（５Ａ，５Ｂ）の材質として一般的なＦＲ−４のガラスエポキシよりも誘電率の小さな、例えばテフロン（登録商標）とし、信号配線７の特性インピーダンスが５０Ωになるように誘電体層８の厚みを設定する。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図５および図６に基づいて説明する。

図５は本実施の形態３に係る信号配線部分の配線基板の平面図、図６は図５におけるＣ−Ｃ断面図である。

図５および図６に示すように、本実施の形態３の配線基板は、基板を構成する主体である誘電体層５Ａと、その上に形成される信号配線７および信号配線９と、誘電体層５Ａの裏面に電源パターンやＧＮＤパターンとして形成される導体層６と、導体層６を覆う誘電体層５Ｂとを備えている。また、信号配線９およびその周辺エリアと導体層６の間の誘電体層５Ａ中に、誘電体層５Ａ，５Ｂよりも誘電率の大きな誘電体層５０が配置されている。

本実施の形態３は、基板構成が決まっていて、信号配線７の特性インピーダンスは例えば５０Ω位であるが、信号配線９の特性インピーダンスが５０Ωよりも大きい場合に、インピーダンスを調整する配線基板の例である。このインピーダンス調整のため、図５，図６に示すように、信号配線９およびその周辺エリアの、信号配線９と導体層６の間に誘電体層５よりも誘電率の大きな誘電体層５０を配置する。

こうすることによって信号配線９の特性インピーダンスを小さくすることができる。たとえば特性インピーダンス値を５０Ωにあわせるのに、誘電体層５の材質として一般的なガラスエポキシ基板よりも誘電率の大きな材料の中でセラミック材料の中からたとえばアルミナを選び、信号配線９の特性インピーダンスが５０Ωになるように、アルミナの厚みを設定すればよい。また、たとえばこのアルミナ材料をシート状に形状加工したものを用いることにより、容易に所望のエリアに配置できる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について、図７および図８に基づいて説明する。

図７は本実施の形態４に係る信号配線部分の配線基板の平面図、図８は図７におけるＤ−Ｄ断面図である。

図７および図８に示すように、本実施の形態４の配線基板は、基板を構成する主体である誘電体層５と、その上に局所的に形成される信号配線１６と、誘電体層５の上の所要部に、一部信号配線１６と重なるように形成される誘電体層１３と、この誘電体層１３上に形成されるランド１１および信号配線１４と、誘電体層５の裏面に電源パターンやＧＮＤパターンとして形成される導体層６とを備えている。ランド１１上には、回路素子１０が、その電極１２と半田接合等により実装されている。また、誘電体層５上の信号配線１６と誘電体層１３上の信号配線１４とは、スルーホール１５を介して電気的に接続されている。

本実施の形態４は、基板構成が決まっていて信号配線１６の特性インピーダンスは例えば５０Ω位であるが、回路素子１０のランド１１やそのランドから引き出した信号配線１４の特性インピーダンスが５０Ωよりも小さい場合に、インピーダンスを調整する配線基板の例である。このインピーダンス調整のため、図７，図８に示すように、回路素子１０、ランド１１、信号配線１４およびその周辺エリアの、信号配線１４と誘電体層５の間に誘電体層１３を配置する。

こうすることによってランド１１と信号配線１４の特性インピーダンスを大きくすることができる。誘電体層１３が誘電体層５と材料特性が同一であれば、その厚みを調整することにより特性インピーダンスを５０Ωにすることができる。また誘電体層１３の誘電率が誘電体層５の誘電率よりも小さい材料を用いる場合、たとえば誘電体層５の材質として一般的なガラスエポキシよりも誘電率の小さな材料の中でテフロン（登録商標）を選んだ場合は、誘電体層５と同一な材料特性をもつ場合の誘電体層１３よりも小さな厚みで５０Ωになるように調整できる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について、図９および図１０に基づいて説明する。

図９は本実施の形態５に係る信号配線部分の配線基板の平面図、図１０は図９におけるＥ−Ｅ断面図である。

図９および図１０に示すように、本実施の形態５の配線基板は、基板を構成する主体である誘電体層５と、その上に局所的に形成される信号配線１９と、誘電体層５の上の所要部に、一部信号配線１９と重なるように形成される誘電体層１８と、この誘電体層１８上に形成される信号配線１７と、誘電体層５の裏面に電源パターンやＧＮＤパターンとして形成される導体層６とを備えている。誘電体層５上の信号配線１９と誘電体層１８上の信号配線１７とは、スルーホール２０を介して電気的に接続されている。

本実施の形態５は、基板構成が決まっていて信号配線１９の特性インピーダンスはたとえば５０Ω位であるが、信号配線１７の特性インピーダンスが５０Ωよりも大きい場合に、インピーダンスを調整する配線基板の例である。このインピーダンス調整のため、図９、１０に示すように、信号配線１７およびその周辺エリアの、信号配線１７と誘電体層５の間に誘電体層１８を配置する。

こうすることによって信号配線１７の特性インピーダンスを小さくすることができる。誘電体層１８が誘電体層５と材料特性が同一であれば、その厚みを調整することにより特性インピーダンスを５０Ωにすることができる。また誘電体層１８の誘電率が誘電体層５の誘電率よりも小さい材料を用いる場合、たとえばガラスエポキシよりも誘電率の大きな材料の中でテフロン（登録商標）を選んだ場合は、誘電体層５と同一な材料特性をもつ場合の誘電体層１８よりも小さな厚みで５０Ωになるように調整できる。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６について、図１１および図１２に基づいて説明する。

図１１は本実施の形態６に係る信号配線部分の配線基板の平面図、図１２は図１１におけるＦ−Ｆ断面図である。

図１１および図１２に示すように、本実施の形態６の配線基板は、基板を構成する主体である誘電体層５と、その上に局所的に形成される信号配線１７と、誘電体層５の上の所要部に、一部信号配線１７と重なるように形成される誘電体層５１と、この誘電体層５１上に形成される信号配線１９と、誘電体層５の裏面に電源パターンやＧＮＤパターンとして形成される導体層６とを備えている。誘電体層５上の信号配線１７と誘電体層５１上の信号配線１９とは、スルーホール２０を介して電気的に接続されている。

本実施の形態６は、基板構成が決まっていて信号配線１７の特性インピーダンスは５０Ω位であるが、信号配線１９の特性インピーダンスが５０Ωよりも小さい場合に、インピーダンスを調整する配線基板の例である。このインピーダンス調整のため、図１１、１２に示すように、信号配線１９およびその周辺エリアの、信号配線１９と誘電体層５の間に誘電体層５よりも誘電率の大きな材料特性を持つ誘電体層５１を配置する。

こうすることによって信号配線１９の特性インピーダンスを大きくすることができる。たとえば特性インピーダンス値を５０Ωにあわせるのにガラスエポキシよりも誘電率の大きな材料の中でセラミック材料の中からたとえばアルミナを選び、信号配線１７の特性インピーダンスが５０Ωになるようにアルミナの厚みを設定すればよい。また、たとえばこのアルミナ材料をシート状に形状加工したものを用いることにより、容易に所望のエリアに配置できる。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７について、図１３および図１４に基づいて説明する。

図１３は本実施の形態７に係る信号配線部分の配線基板の平面図、図１４は図１３におけるＧ−Ｇ断面図である。

図１３および図１４に示すように、本実施の形態７の配線基板は、基板を構成する主体である誘電体層５と、その上に局所的に形成される信号配線１９と、誘電体層５および信号配線１９の上に形成される誘電体層１８と、この誘電体層１８上の所定部に形成される信号配線１７と、誘電体層５の裏面に電源パターンやＧＮＤパターンとして形成される導体層６とを備えている。誘電体層５上の信号配線１９と誘電体層１８上の信号配線１７とは、スルーホール２０を介して電気的に接続されている。本実施の形態では、誘電体層１８は基板を構成している誘電体層５と材料特性が同一であり、誘電率εが４．２５（２．４ＧＨｚのとき）である。

本実施の形態７は、基板構成が決まっていて信号配線１９の特性インピーダンスは５０Ω位であるが、信号配線１７の特性インピーダンスが５０Ωよりも小さい場合に、インピーダンスを調整する配線基板の例である。このインピーダンス調整のため、図１３、１４に示すように、信号配線１７およびその周辺エリアの、信号配線１７と誘電体層５の間に誘電体層１８を配置する。

こうすることによって信号配線１７の特性インピーダンスを大きくすることができる。各部寸法および材料特性はアジレントテクノロジー株式会社の回路シミュレータ（システム名称「ＡＤＳ（ＡｄｖａｎｃｅｄＤｅｓｉｇｎＳｙｓｔｅｍ）」）を用いてシミュレーションを行い入出力端からみた信号配線の特性インピーダンスが５０Ωである結果が得られている。

（実施の形態８）
本発明の実施の形態８として、前記の実施の形態２および実施の形態３における本発明の実施の形態８に係る配線基板の製造方法を示す工程図を図１５に示す。図１５において、工程１０は一般的なＦＲ−４のガラスエポキシ基板で片側銅箔つきの基板を示す。工程２０でこの基板の導体層６上にテープ状基板２８を形成する。この基板２８はテープ状であり所望の箇所に容易に貼り付けることができる。工程３０においてテープ状基板２８の上に片側銅箔付きの基板を導体層６と誘電体層２２が接着対向面になるように配置し熱処理して接着する。さらに工程４０において最上層の銅箔にフォトリソグラフィー処理を行い、信号配線２１を形成して、本発明の配線基板を形成する。

（実施の形態９）
本発明の実施の形態９に係る配線基板の製造方法を示す工程図を図１６に示す。図１６において、工程１０は一般的なＦＲ−４のガラスエポキシ基板で片側銅箔つきの基板を示す。工程２０でこの基板の誘電体層５上にテープ状基板２８を形成する。この基板はテープ状であり所望の箇所に容易に貼り付けることができる。工程３０においてテープ状基板の上に片側銅箔付きの基板を誘電体層５と誘電体層２２が対向接着面になるように配置し熱処理して接着する。さらに工程４０において最上層の銅箔にフォトリソグラフィー処理を行い、信号配線２１を形成して、本発明の配線基板を形成できる。

（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０として、前記の実施の形態５における本発明の実施の形態１０に係る配線基板の製造方法を示す工程図を図１７に示す。図１７において、工程１０は、一般的なＦＲ−４のガラスエポキシ基板で両側銅箔つきの基板を示す。工程２０で、この基板の導体層６にフォトリソグラフィー処理を行って、信号配線２３を形成する。工程３０で、信号配線２３にかかるようにテープ状基板２８を貼り付ける。この基板はテープ状であり所望の箇所に容易に貼り付けることができる。テープ状基板２８は誘電体層２４、接着剤２５、スルーホール２６からなる。工程４０において、テープ状基板２８上に信号配線２７を形成して、実施の形態５（図１０参照）の配線基板を得る。

図１８は、テープ状基板２８の製造方法の工程図を示すものである。図１８において、テープ状基板２８は、工程１０のように誘電体層２９とその裏面に付着された接着剤３０とからなっている。このままでも容易に所望の箇所に貼り付けることができる。工程２０において、カッター等を用いて外形をカットし、パンチング、レーザ、超音波、等を用いてスルーホール３１をあける。この基板はテープ状なので工程２０のような加工が容易に可能である。工程２０までの状態で、図１７の工程３０に示すように用いることができるが、それ以外にもたとえば図１８の工程３０に示すように、フォトリソグラフィー処理等によりスルーホールめっき形成、信号配線形成まで行ってから図１７の最終工程４０に用いることも可能である。

本発明は、基板構成に制約があっても、またいろいろな線幅があっても、ランドや信号配線の特性インピーダンスを容易に略一致させることができ、インピーダンス不整合をおこさないので、信号反射がなく伝送品質が低下せずに良好な伝送が可能となる配線基板およびその製造方法として、マイクロ波帯やミリ波帯のような高周波帯を使用した回路等に、好適に利用することができる。

本発明の実施の形態１に係る部品ランド部分の配線基板の平面図図１におけるＡ−Ａ断面図本発明の実施の形態２に係る信号配線部分の配線基板の平面図図３におけるＢ−Ｂ断面図本発明の実施の形態３に係る信号配線部分の配線基板の平面図図５におけるＣ−Ｃ断面図本発明の実施の形態４に係る信号配線部分の配線基板の平面図図７におけるＤ−Ｄ断面図本発明の実施の形態５に係る信号配線部分の配線基板の平面図図９におけるＥ−Ｅ断面図本発明の実施の形態６に係る信号配線部分の配線基板の平面図図１１におけるＦ−Ｆ断面図本発明の実施の形態７に係る信号配線部分の配線基板の平面図図１３におけるＧ−Ｇ断面図本発明の実施の形態８に係る配線基板の製造方法を示す工程図本発明の実施の形態９に係る配線基板の製造方法を示す工程図本発明の実施の形態１０に係る配線基板の製造方法を示す工程図本発明の実施の形態に係るテープ状基板の製造方法を示す工程図従来の配線基板の一例を示す平面図図１９におけるＨ方向から見た図

符号の説明

１，１０回路素子
２，１１ランド
３，１２電極
５（５Ａ，５Ｂ）誘電体層（第一の誘電体層）
４，８，１３，１８，２２，２４，２９，５０，５１誘電体層
６導体層
７，９，１４，１６，１７，１９，２１，２３，２７信号配線
１５，２０，２６，３１スルーホール
２５，３０接着剤
２８テープ状基板
ε 誘電率

Claims

配線基板の基体である第一の誘電体層と、前記第一の誘電体層の表面に形成される導体パターンと、前記第一の誘電体層の裏面に形成されるＧＮＤパターンとを有する配線基板であって、前記導体パターンと前記ＧＮＤパターンとの間の前記第一の誘電体層中に、前記第一の誘電体層とは誘電率の異なる第二の誘電体層を設けたことを特徴とする配線基板。
配線基板の基体である第一の誘電体層と、前記第一の誘電体層の表面に形成される導体パターンと、前記第一の誘電体層の裏面に形成されるＧＮＤパターンとを有する配線基板であって、前記導体パターンと前記第一の誘電体層との間に少なくとも一つの第二の誘電体層を設けたことを特徴とする配線基板。
前記導体パターンが部品のランドであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
前記導体パターンが、線幅の異なる箇所がある信号配線であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
前記導体パターンが部品のランドと信号配線を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
前記導体パターンが部品のランドや線幅の異なる信号配線を含み、前記部品のランドや線幅の異なる信号配線の特性インピーダンスを略一致させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
前記導体パターンが部品のランドや線幅の異なる信号配線を含み、前記部品のランドや線幅の異なる信号配線のうち、特性インピーダンスが低い側に対して、前記第一の誘電体層よりも低誘電率特性を持つ第二の誘電体層を設けて、前記ランドや線幅の異なる信号配線の特性インピーダンスを略一致させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
テープ状の基板材料を、前記第二の誘電体層として用いたことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
テープ状の基板材料を、前記少なくとも一つの第二の誘電体層として用いたことを特徴とする請求項２記載の配線基板。
片側銅箔付き基板の導体層上に、片側に接着剤の付いたテープ状基板材料を貼り付け、その上に他の片側銅箔付き基板の誘電体層が貼り合わせ面になるように配置し、熱処理して接着することを特徴とする配線基板の製造方法。
片側銅箔付き基板の第一の誘電体層上に、片側に接着剤の付いたテープ状基板材料を貼り付け、その上に他の片側銅箔付き基板の第二の誘電体層が貼り合わせ面になるように配置し、熱処理して接着することを特徴とする配線基板の製造方法。
両側銅箔付き基板の片側銅箔面にフォトリソグラフィー処理を行って信号配線を形成し、パンチングまたはレーザまたは超音波により形状加工または穴あけした片側接着剤付きのテープ状基板を、前記信号配線にかかるように貼り付け、前記テープ状基板上にめっき等で信号配線を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
両側銅箔付き基板の片側銅箔面にフォトリソグラフィー処理を行って信号配線を形成し、パンチングまたはレーザまたは超音波により形状加工または穴あけして、フォトリソグラフィー処理、めっき等を行ってスルーホール、信号配線を形成した、片側接着剤付きのテープ状基板を、前記両側銅箔付き基板の信号配線と前記片側接着剤付きのテープ状基板のスルーホールとが接合するように両基板を貼り付けることを特徴とする配線基板の製造方法。