JP5323435B2

JP5323435B2 - 差動伝送用多層配線基板

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Publication number: JP5323435B2
Application number: JP2008251662A
Authority: JP
Inventors: 麿明前谷
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2028-09-29
Also published as: JP2010087037A

Description

本発明は、高速で作動する半導体素子および光半導体素子などの半導体集積回路を搭載するのに好適な差動伝送用多層配線基板に関する。

従来、高速で作動するＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子を実装封止したパッケージ実装部品や表面実装対応の電子部品の内部配線構造においては、高速の高周波信号を正確かつ効率よく伝播させることを目的として差動伝送線路構造が採用されていることが少なくない。従来の差動伝送配線構造では、支持体および絶縁体を兼ねた誘電体基板の主面に二本を一対とする信号用導体が並置して設けられている。

差動伝送は、このような信号用導体対の各々における電圧もしくは電流を互いに逆相とし、かつその差を負荷で消費させる構成をとることにより、負荷への電圧もしくは電流の供給を倍増できる。また、信号用導体対の各々に対してそれぞれ等しい外来雑音が印加されるような場合において、負荷において電圧もしくは電流の差をとることから、印加された外来雑音が相殺されるという利点をも有しており、高速パルスを伝送する有効な手段と目されてきている。

これまでの差動伝送配線構造としては誘電体基板主面に信号用導体が並置して設けられている構造、すなわち並行マイクロストリップ線路の形態、あるいはかかる形態を内層化した並行ストリップ線路の形態をとっていることが多かったが、並置することによって配線占有面積が増大する傾向があった。

半導体素子における電極端子ピッチの狭小化のためには、たとえば複数の誘電体層からなる多層配線基板において中間の誘電体層を介して互いに基板の厚み方向に対向する一対の導体によって構成される差動伝送配線構造、すなわちブロードサイド結合ストリップ線路が好適である。

ブロードサイド結合ストリップ線路を適用した場合、誘電体層数は増えるものの誘電体基板主面に投影した配線密度は一本分となることから狭ピッチへの対応が可能になる。また、対となる信号用導体間の結合が、配線幅同士で結合するため、並行マイクロストリップ線路のような配線厚み同士での結合に比べてより密となるために、クロストーク特性の向上も期待できる（たとえば特許文献１参照）。

ところでパッケージ部品あるいは電子部品においては、中間層を介して互いに対向する信号用配線を、表層である基板主面に引き出すことにより、実装用配線基板における電極端子との電気的な接続を実現することができる。このため従来のブロードサイド結合ストリップ線路は、ビア導体のような配線層間を接続する厚み方向の層間接続導体を介して表層の実装用パッドに接続される。

このとき、層間接続導体は、差動伝送配線構造を構成する一対の配線導体の各端部と、実装用パッドとを接続する。実装用パッドは、実装基板側の実装用パッドに合わせたピッチ（中心間距離）で設けられる。層間接続導体は、実装用パッドの中心位置に、層間接続導体の中心を合わせるように設けられる（特許文献１参照）。

特開平８−４６１３６号公報

ブロードサイド結合ストリップ線路に接続される一対の層間接続導体は、層間接続導体間の結合により差動インピーダンスが決定する。一対の層間接続導体の差動インピーダンスは、導体の大きさ、誘電体層の誘電率、導体間の距離などによって決まることになる。

導体間の距離が従来のように、実装用パッドのピッチによって決まってしまうと、一対の層間接続導体の差動インピーダンスは、一対の配線導体における差動インピーダンスと整合がとれなくなり、配線導体と層間接続導体との接続部分で差動信号の反射が発生して伝送特性が劣化してしまうという問題があった。

本発明の目的は、層間接続導体での差動インピーダンスを整合し、良好な差動伝送が可能な差動伝送用多層配線基板を提供することである。

本発明は、誘電体基板と、前記誘電体基板の内層に、互いに結合可能に設けられる第１の信号用導体および第２の信号用導体から成る配線導体対と、前記誘電体基板の主面に設けられ、第１の信号用導体に接続される第１の実装用パッドと第２の信号用導体に接続される第２の実装用パッドとからなる実装用パッド対と、誘電体基板の厚み方向に第１の信号用導体と第１の実装用パッドとを接続する第１の層間接続導体と、誘電体基板の厚み方向に第２の信号用導体と第２の実装用パッドとを接続する第２の層間接続導体とからなる層間接続導体対と、を有する差動伝送用多層配線基板であって、前記第１の実装用パッドと前記第２の実装用パッドの中心間距離と、前記第１の層間接続導体と前記第２の層間接続導体の中心間距離とが異なるように構成され、前記配線導体対は、前記第１の信号用導体および前記第２の信号用導体が、前記誘電体基板の厚み方向に並設される差動伝送用多層配線基板である。

また本発明は、前記配線導体対は、前記第１の信号用導体および前記第２の信号用導体とが、延伸方向に直交する断面形状が矩形状であり、それぞれの矩形の長辺同士が対向するように並設される。

また本発明は、前記誘電体基板が、第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層を挟むようにそれぞれ積層される第２の誘電体層および第３の誘電体層とを含み、
前記第１の信号用導体が、前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層との間に設けられ、
前記第２の信号用導体が、前記第１の誘電体層と前記第３の誘電体層との間に設けられ、
前記第１の層間接続導体が前記第２の誘電体層を貫通するように設けられ、
前記第２の層間接続導体が前記第１の誘電体層および前記第２の誘電体層を貫通するように設けられる。

また本発明は、前記第１の信号用導体および前記第２の信号用導体は、前記誘電体基板を平面視したときに、両者を結ぶ直線が、前記層間接続導体対に沿って配置されている。
また本発明は、誘電体基板と、前記誘電体基板の内層に、互いに結合可能に設けられる第１の信号用導体および第２の信号用導体から成る配線導体対と、前記誘電体基板の主面に設けられ、第１の信号用導体に接続される第１の実装用パッドと第２の信号用導体に接続される第２の実装用パッドとからなる実装用パッド対と、誘電体基板の厚み方向に第１の信号用導体と第１の実装用パッドとを接続する第１の層間接続導体と、誘電体基板の厚み方向に第２の信号用導体と第２の実装用パッドとを接続する第２の層間接続導体とからなる層間接続導体対と、を有する差動伝送用多層配線基板であって、前記第１の実装用パッドと前記第２の実装用パッドの中心間距離と、前記第１の層間接続導体と前記第２の層間接続導体の中心間距離とが異なるように構成され、前記配線導体対における前記第１の信号用導体と前記第２の信号用導体との中心間距離と、前記層間接続導体対における前記第１の層間接続導体と前記第２の層間接続導体との中心間距離とが同じであり、前記配線導体対は、前記第１の信号用導体および前記第２の信号用導体が、前記誘電体基板の主面に平行な方向に並設される差動伝送用多層配線基板である。

本発明によれば、誘電体基板の内層には、互いに結合可能に設けられる第１の信号用導体および第２の信号用導体から成る配線導体対が設けられ、誘電体基板の主面には、第１の信号用導体に接続される第１の実装用パッドと第２の信号用導体に接続される第２の実装用パッドとからなる実装用パッド対が設けられる。さらに、誘電体基板の内層に誘電体基板の厚み方向に第１の信号用導体と第１の実装用パッドとを接続する第１の層間接続導体と、誘電体基板の厚み方向に第２の信号用導体と第２の実装用パッドとを接続する第２の層間接続導体とからなる層間接続導体対が設けられ、第１の実装用パッドと第２の実装用パッドの中心間距離と、第１の層間接続導体と第２の層間接続導体の中心間距離とが異なるように構成される。

これにより、層間接続導体対の差動インピーダンスが、配線導体対の差動インピーダンスと整合がとれるので、配線導体と層間接続導体との接続部分での差動信号の反射を抑制して、良好な差動伝送が可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。

図１は、本発明の第１の実施形態であるパッケージ２を示す斜視図である。図２は、パッケージ２を示す平面図である。図３は、パッケージ２を示す正面図である。図４は、パッケージ２を示す側面図である。

図１では、差動伝送用多層配線基板であるパッケージ２が実装ボード３に実装された状態を示し、パッケージ２に設けられた接続パッド４と、実装ボード３に設けられた接続パッド５とが、はんだボール１２によって電気的に接続されて実装されている。

パッケージ２は、誘電体基板である誘電体基板６と、内層線路対７と、接続パッド４と有し、実装ボード３は、樹脂基板８と、表層線路対９と、接続パッド５とを有する。

パッケージ２は、図示しない半導体素子が実装され、半導体素子の内部配線と内層線路対７とが接続されて内層線路対７を高周波信号が伝送される。内層線路対７は、内層線路７ｂと、内層線路７ａからなり、差動伝送配線構造を構成する。

内層線路７ｂは、さらに第１の信号用導体である内層配線１１ａとランド１１ｂと第１の層間接続導体である貫通導体１１ｃからなり、内層線路７ａは、さらに第２の信号用導体である内層配線１０ａとランド１０ｂと第２の層間接続導体である貫通導体１０ｃからなる。

内層線路対７は、誘電体基板６の内層に、互いに結合可能に設けられる差動伝送配線対であり、誘電体基板６の厚み方向に並設されるブロードサイド結合ストリップ線路である。内層配線１０ａと内層配線１１ａとは、誘電体基板６の厚み方向に誘電体を挟んで対向して設けられており、パッケージ２を上面視したとき、内層配線１０ａと内層配線１１ａとが重なるように配置されている。

また、図３に示すように、内層配線１０ａと内層配線１１ａとは、その延伸方向に直交する断面形状、すなわち図３における紙面に平行な面の断面形状が、矩形状に形成されており、内層配線１０ａと内層配線１１ａとそれぞれの矩形の長辺同士が対向するように並設される。このように対向することで、内層配線１０ａと内層配線１１ａとは、幅方向に広がる面同士が対向することになり、信号伝送時により強い結合を得ることができる。

内層線路対７を伝送される高周波信号において、電圧もしくは電流を互いに逆相とし、かつその差を負荷で消費させることにより、負荷への電圧もしくは電流の供給を倍増できるとともに、内層線路対７の各々に対してそれぞれ等しい外来雑音が印加されるような場合に、負荷において電圧または電流の差をとることから、印加された外来雑音が相殺される。

内層線路７ａを接続パッド４へと引き出すためには、内層配線１０ａの端部において、ランド１０ｂと貫通導体１０ｃにより厚み方向に延びて接続パッド４へと接続する垂直配線部分を設ける。また、内層線路７ｂを接続パッド４へと引き出すためには、内層配線１１ａの端部において、ランド１１ｂと貫通導体１１ｃにより厚み方向に延びて接続パッド４へと接続する垂直配線部分を設ける。

接続パッド４は、内層配線１０ａとランド１０ｂおよび貫通導体１０ｃを介して接続される接続パッド４ａと、内層配線１１ａとランド１１ｂおよび貫通導体１１ｃを介して接続される接続パッド４ｂとで構成される実装用パッド対である。

誘電体基板６は、第１の誘電体層６ａと、第２の誘電体層６ｂと、第３の誘電体層６ｃの３層が、第１の誘電体層６ａを挟むようにそれぞれ第２の誘電体層６ｂおよび第３の誘電体層６ｃが設けられ、実装ボード３に対向する側から第２の誘電体層６ｂ、第１の誘電体層６ａ、第３の誘電体層６ｃの順に積層される。

内層配線１１ａは、第１の誘電体層６ａと第２の誘電体層６ｂとの間に設けられ、内層配線１０ａは、第１の誘電体層６ａと第３の誘電体層６ｃとの間に設けられる。

貫通導体１１ｃは、第２の誘電体層６ｂを貫通して接続パッド４ｂに接続し、貫通導体１０ｃは、第１の誘電体層６ａおよび第２の誘電体層６ｂを貫通して接続パッド４ａに接続する。

従来の技術であれば、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離が、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離と同じとなり、貫通導体１０ｃおよび貫通導体１１ｃが、接続パッド４ａおよび接続パッド４ｂの中心に接続することになる。しかしながら、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離は、実装ボード３の接続パッド５の中心間距離に一致させているだけであって伝送特性についてはほとんど考慮されていない。したがって、接続パッド４ａおよび接続パッド４ｂの中心間距離に、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離を合わせると貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの差動インピーダンスは、内層配線１１ａと内層配線１０ａの配線導体対の差動インピーダンスからずれることになる。

本発明では、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離と、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離とが異なるように構成される。

本実施形態では、たとえば、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離が、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも小さくなるように構成している。差動インピーダンスは、差動伝送構造として予め設計値が決まっており、予め決められた設計値に整合させるために、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離を調整する。

本実施形態のように、ブロードサイド結合ストリップ線路の場合、内層配線１１ａと内層配線１０ａとが異なる誘電体層間に配設されているので、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離は、内層配線１１ａと内層配線１０ａの長さを変更することで容易に調整することができる。

本実施形態では、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離が、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも小さくなるように構成しているが、これに限らず、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離が、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも大きくなるように構成してもよく、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの差動インピーダンスが予め決められた値に整合可能であれば、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離が、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離とどのように異なっていてもよい。

貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離を、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離と同じとした場合に、差動インピーダンスが内層配線１１ａと内層配線１０ａの差動インピーダンスよりも高い場合には、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離を、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも小さくすればよく、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離を、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離と同じとした場合に、作動インピーダンスが内層配線１１ａと内層配線１０ａの差動インピーダンスよりも低い場合には、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離を、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも大きくすればよい。

このようにして、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの差動インピーダンスを、内層配線１１ａと内層配線１０ａの差動インピーダンスに整合させることで、内層配線１１ａと内層配線１０ａと、貫通導体１０ｃと貫通導体１１との接続部分での差動信号の反射を抑制して、良好な差動伝送が可能となる。

なお、貫通導体１０ｃと貫通導体１１ｃの中心間距離を、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも大きくする場合も、内層配線１１ａと内層配線１０ａの長さを変更することで容易に実現できる。

内層線路対７が、ブロードサイド結合ストリップ線路を実現するために、内層配線１０ａと内層配線１１ａとは、誘電体層６中で異なる高さの配線層に設けられ、接続パッド４は、内層配線１０ａと内層配線１１ａの延伸方向に並んで設けられる。

接続パッド４は、誘電体層６の樹脂基板８と対向する主面６ａの周縁に設けられる接続パッド群の一部を構成する。接続パッド４ａおよび接続パッド４ｂは、内層配線１０ａと内層配線１１ａの延伸方向に並んで設けられ、誘電体層６に設けられる接続パッド群のうち、最外周のパッドと最外周から２列目のパッドとで構成される。ここで、最外周のパッドが、接続パッド４ａに相当し、最外周から２列目のパッドが、接続パッド４ｂに相当する。

このような接続パッド４の構成は、伝送信号の周波数が１０ＧＨｚ以上となる高周波信号の伝送に好適である。

一方、実装ボード３では、表層線路対９によって差動伝送配線構造を構成する。
実装ボード３では、パッケージ２の誘電体基板６の主面６ａに対向する樹脂基板８の主面８ａに接続パッド５が設けられており、パッケージ２の接続パッド４と実装ボード３の接続パッド５とがはんだボール１２によって電気的に接続され、パッケージ２の内層線路対７を伝送する高周波信号が、接続パッド４，５およびはんだボール１２を介して表層線路対９を伝送する。

表層線路対９は、表層線路９ａと表層線路９ｂが、樹脂基板８の主面８ａに、互いに結合可能に並設され、並行マイクロストリップ線路を構成する。

表層線路９ａおよび表層線路９ｂは、樹脂基板８の主面８ａ上に設けられるので、表層線路９ａが接続パッド５ａに接続するまでは、表層線路９ａおよび表層線路９ｂは、樹脂基板８の主面８ａ上で平行に延び、配線厚み同士で結合しながら高周波信号を差動伝送する。

図２に示すように、パッケージ２と実装ボード３とを上面視したときに、表層線路９ａと、内層線路７ａと内層線路７ｂとは同一直線上に配置される。さらに、接続パッド５ａと接続パッド５ｂとは、この同一直線上に配置される。また、接続パッド５から表層線路対９が伸びる方向と、接続パッド４から内層線路対７が伸びる方向とが反対方向となるように、内層線路対７、表層線路対９および接続パッド４，５を配置してパッケージ２と実装ボード３とを接続する。

接続パッド５は、樹脂基板８の主面８ａに設けられ、表層線路対９の表層線路９ａの端部に設けられた接続パッド５ａと、表層線路対９の表層線路９ｂの端部に設けられた接続パッド５ｂで構成される。

図２に示すように、接続パッド５は、接続パッド５ａと接続パッド５ｂとが、表層線路９ａと表層線路９ｂの延伸方向に沿って設けられる。本実施形態では、表層線路９ａが屈曲することなく直線的に接続パッド５ａに接続しており、この表層線路９ａの延長線上に接続パッド５ａの中心と接続パッド５ｂの中心とが並ぶように設けられている。

表層線路９ｂは、表層線路９ａが接続パッド５ａに接続するまでの線路並列部においては、表層線路９ａと同じ長さを保っているが表層線路９ａが接続パッド５ａに接続した先では、接続パッド５ａの奥に設けられた接続パッド５ｂまでさらに延びて接続する。表層線路９ｂは、樹脂基板８の主面８ａ上に設けられているため、接続パッド５ｂに接続するためには、接続パッド５ａの近傍を、接続パッド５ａに沿うように迂回して配置される。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第１参考例の第１態様であるパッケージ２を示す図である。図５（ａ）は、パッケージ２の平面図を示し、図５（ｂ）は、パッケージ２の正面図を示す。

第１の実施形態では、内層線路対７の内層線路７ａと内層線路７ｂとが、誘電体基板６の厚み方向に並設されるブロードサイド結合ストリップ線路としていたが、第１参考例では、内層線路対１５を構成する内層線路１５ａおよび内層線路１５ｂが、誘電体基板６内において、互いに結合可能に並設され、並行マイクロストリップ線路を構成している。

内層線路１５ａは、第１の信号用導体である内層配線１６ａとランド１６ｂと第１の層間接続導体である貫通導体１６ｃからなり、内層線路１５ｂは、第２の信号用導体である内層配線１７ａとランド１７ｂと第２の層間接続導体である貫通導体１７ｃからなる。

誘電体基板６は、第１の誘電体層６ａと、第２の誘電体層６ｂと、第３の誘電体層６ｃの３層で構成され、内層配線１６ａおよび内層配線１７ａは、第１の誘電体層６ａと第３の誘電体層６ｃとの間に設けられる。

貫通導体１６ｃおよび貫通導体１７ｃは、第１の誘電体層６ａおよび第２の誘電体層６ｂを貫通して接続パッド４ａおよび接続パッド４ｂに接続する。

図５に示す第１態様では、内層配線１６ａと内層配線１７ａの中心間距離よりも、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離を小さくし、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離を接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離とを異ならせている。

第１参考例のように、並行マイクロストリップ線路の場合、内層配線１６ａと内層配線１７ａとが同じ誘電体層間に配設されているので、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離は、内層配線１６ａがランド１６ｂに接続する部分で屈曲し、内層配線１７ａがランド１７ｃに接続する部分で屈曲することで調整することができる。

本態様では、内層配線１６ａと内層配線１７ａとが、互いに近づくように屈曲して所定の中心間距離を有するランド１６ｂおよびランド１７ｂに接続し、同じ中心間距離で貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃが接続パッド４ａおよび接続パッド４ｂに接続する。このとき、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離は、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも小さい。

図６は、第１参考例の第２態様であるパッケージ２を示す図である。図６（ａ）は、パッケージ２の平面図を示し、図６（ｂ）は、パッケージ２の正面図を示す。

図６に示す第２態様では、内層配線１６ａと内層配線１７ａの中心間距離よりも、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離を大きくし、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離を接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離とを異ならせている。

本態様では、内層配線１６ａと内層配線１７ａとが、互いに離れるように屈曲して所定の中心間距離を有するランド１６ｂおよびランド１７ｂに接続し、同じ中心間距離で貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃが接続パッド４ａおよび接続パッド４ｂに接続する。このとき、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離は、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも小さい。

図７は、本発明の第２の実施形態であり、第１参考例の第３態様であるパッケージ２を示す図である。図７（ａ）は、パッケージ２の平面図を示し、図７（ｂ）は、パッケージ２の正面図を示す。

図７に示す第３態様では、内層配線１６ａと内層配線１７ａの中心間距離と、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離が同じであり、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離を接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離とを異ならせている。

内層配線１６ａと内層配線１７ａの差動インピーダンスと貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの差動インピーダンスが整合されていれば、内層配線１６ａと内層配線１７ａの中心間距離と、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離が同じとなる場合がある。このような場合、内層配線１６ａと内層配線１７ａの中心間距離と、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離とが異なるのであれば、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離を、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離と異ならせることになる。

本態様では、内層配線１６ａと内層配線１７ａとが、同じ中心距離を保持したまま、同じ中心間距離を有するランド１６ｂおよびランド１７ｂに接続し、同じ中心間距離で貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃが接続パッド４ａおよび接続パッド４ｂに接続する。このとき、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離は、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも小さい。

本実施形態も第１の実施形態と同様に、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離が、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも小さくなるように構成しているが、これに限らず、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離が、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも大きくなるように構成してもよく、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの差動インピーダンスが予め決められた値に整合可能であれば、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離が、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離とどのように異なっていてもよい。

貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離を、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離と同じとした場合に、作動インピーダンスが内層配線１６ａと内層配線１７ａの差動インピーダンスよりも高い場合には、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離を、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも小さくすればよく、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離を、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離と同じとした場合に、作動インピーダンスが内層配線１６ａと内層配線１７ａの差動インピーダンスよりも低い場合には、貫通導体１６ｃと貫通導体１７ｃの中心間距離を、接続パッド４ａと接続パッド４ｂの中心間距離よりも大きくすればよい。

パッケージ２の誘電体基板６は、内部に多層配線構造を実現できるものであれば、セラミックスなどの無機誘電体や樹脂などの有機誘電体を用いることができる。たとえばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）セラミックス、ムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）セラミックスもしくはガラスセラミックス等の無機材料、四フッ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン；ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー；ＥＴＦＥ）、あるいは四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（パーフルオロアルコキシアルカン；ＰＦＡ）等のフッ素樹脂、またはガラスエポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）、あるいはポリイミド（ＰＩ）等の樹脂材料が用いられる。また誘電体基板６の形状および寸法は用途に応じて適宜設定されるが、特に厚みについては伝送信号の周波数やインピーダンス設計に応じて設定される。

内層線路対７の材料としては、高速信号伝送用途として適した金属の導体層からなり、たとえば誘電体基板６の材料としてセラミックスを用いる場合、導体線路の材料として銅、モリブデン−マンガン、タングステン、もしくはモリブデン−マンガンメタライズ上にニッケルメッキおよび金メッキを被着させたもの、タングステンメタライズ上にニッケルメッキおよび金メッキを被着させたもの、窒化タンタル上にニッケル−クロム合金および金メッキを被着させたもの、またはニッケル−クロム合金上に白金、金メッキを被着させたもの等が用いられ、製造方法としては、たとえば厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成法、およびメッキ処理法等が工法として用いられる。各導体配線の幅や厚みは伝送信号の周波数やインピーダンス設計に応じて設定される。

実装ボード３には、本実施形態のように主に樹脂基板８が用いられるが、これに限らずパッケージ２と同様、セラミックスなどの無機誘電体や樹脂などの有機誘電体を用いることができる。

接続パッド４，５を電気的に接続する導電性部材として、本実施形態では、はんだボールを用いているが、高速信号伝送用途として適した導電性部材であれば使用することが可能である。たとえば、金、銀、銅などの金属部材を使用し、さらにその形態としてはボールに限らず、柱状、バンプ状などであってもよい。

第１の実施形態のパッケージ２の作製は、たとえば以下のように行う。誘電体基板６がたとえばアルミナセラミックスからなる場合、まずアルミナセラミックスのグリーンシートを準備し、これに所定の打ち抜き加工を施して貫通導体１０ｃ，１１ｃを設けるための貫通孔を形成する。次に、スクリーン印刷法によってタングステンおよびモリブデンなどの導体ペーストを貫通孔に充填するとともに、導体配線、すなわち内層配線１０ａと内層配線１１ａ、ランド１０ｂとランド１１ｂとなるパターンをグリーンシートの所定の位置に印刷塗布する。次に、パターンが形成されたグリーンシートを重ねて、これを約１６００℃で焼成する。

また、実装ボード３の作製は、ＦＲ−４などのガラスエポキシ基板の表面に銅箔を張り付けた銅貼り基板を準備し、銅箔をエッチングなど公知のパターニング技術により表層線路対９および接続パッド５をパターン形成する。

誘電体基板６の接続パッド４が形成された主面６ａ、および樹脂基板８の接続パッド５が形成された主面８ａには、それぞれソルダレジスト１３，１４を設ける。

はんだボール１２を実装ボード３の接続パッド５上に載置し、パッケージ２の接続パッド４を、対応する接続パッド５に位置合わせして超音波振動、リフローなどにより接続パッド４，５とはんだボール１２とを接合する。

本発明の第１の実施形態であるパッケージ２を示す斜視図である。パッケージ２を示す平面図である。パッケージ２を示す正面図である。パッケージ２を示す側面図である。本発明の第１参考例の第１態様であるパッケージ２を示す図である。第１参考例の第２態様であるパッケージ２を示す図である。本発明の第２の実施形態であり、第１参考例の第３態様であるパッケージ２を示す図である。

符号の説明

２パッケージ
３実装ボード
４，５接続パッド
７内層線路対
９表層線路対
９ａ，９ｂ表層線路
１０ａ，１１ａ，１６ａ，１７ａ内層配線
１０ｂ，１１ｂ，１６ｂ，１７ｂランド
１０ｃ，１１ｃ，１６ｃ，１７ｃ貫通導体

Claims

誘電体基板と、
前記誘電体基板の内層に、互いに結合可能に設けられる第１の信号用導体および第２の信号用導体から成る配線導体対と、
前記誘電体基板の主面に設けられ、第１の信号用導体に接続される第１の実装用パッドと第２の信号用導体に接続される第２の実装用パッドとからなる実装用パッド対と、
誘電体基板の厚み方向に第１の信号用導体と第１の実装用パッドとを接続する第１の層間接続導体と、誘電体基板の厚み方向に第２の信号用導体と第２の実装用パッドとを接続する第２の層間接続導体とからなる層間接続導体対と、
を有する差動伝送用多層配線基板であって、
前記第１の実装用パッドと前記第２の実装用パッドの中心間距離と、前記第１の層間接続導体と前記第２の層間接続導体の中心間距離と、が異なるように構成され、
前記配線導体対は、前記第１の信号用導体および前記第２の信号用導体が、前記誘電体基板の厚み方向に並設される差動伝送用多層配線基板。
前記配線導体対は、前記第１の信号用導体および前記第２の信号用導体が、延伸方向に直交する断面形状が矩形状であり、それぞれの矩形の長辺同士が対向するように並設される請求項１に記載の差動伝送用多層配線基板。
前記誘電体基板が、第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層を挟むようにそれぞれ積層される第２の誘電体層および第３の誘電体層とを含み、
前記第１の信号用導体が、前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層との間に設けられ、
前記第２の信号用導体が、前記第１の誘電体層と前記第３の誘電体層との間に設けられ、
前記第１の層間接続導体が前記第２の誘電体層を貫通するように設けられ、
前記第２の層間接続導体が前記第１の誘電体層および前記第２の誘電体層を貫通するように設けられる請求項１または２に記載の差動伝送用多層配線基板。
前記第１の信号用導体および前記第２の信号用導体は、前記誘電体基板を平面視したときに、両者を結ぶ直線が、前記層間接続導体対に沿って配置されている請求項１乃至３のいずれか１つに記載の差動伝送用多層配線基板。
誘電体基板と、
前記誘電体基板の内層に、互いに結合可能に設けられる第１の信号用導体および第２の信号用導体から成る配線導体対と、
前記誘電体基板の主面に設けられ、第１の信号用導体に接続される第１の実装用パッドと第２の信号用導体に接続される第２の実装用パッドとからなる実装用パッド対と、
誘電体基板の厚み方向に第１の信号用導体と第１の実装用パッドとを接続する第１の層間接続導体と、誘電体基板の厚み方向に第２の信号用導体と第２の実装用パッドとを接続する第２の層間接続導体とからなる層間接続導体対と、
を有する差動伝送用多層配線基板であって、
前記第１の実装用パッドと前記第２の実装用パッドの中心間距離と、前記第１の層間接続導体と前記第２の層間接続導体の中心間距離と、が異なるように構成され、
前記配線導体対における前記第１の信号用導体と前記第２の信号用導体との中心間距離と、前記層間接続導体対における前記第１の層間接続導体と前記第２の層間接続導体との中心間距離とが同じであり、
前記配線導体対は、前記第１の信号用導体および前記第２の信号用導体が、前記誘電体基板の主面に平行な方向に並設される差動伝送用多層配線基板。