JPH11150371A

JPH11150371A - 多層回路基板

Info

Publication number: JPH11150371A
Application number: JP9318042A
Authority: JP
Inventors: Hideki Iwaki; 秀樹岩城; Tsukasa Shiraishi; 司白石; Tsutomu Mitani; 力三谷; Kazuyoshi Amami; 和由天見; Masahiro Ono; 正浩小野; Yutaka Taguchi; 豊田口; Yoshihiro Bessho; 芳宏別所
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1997-11-19
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-19
Also published as: JP3955138B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多層回路基板、特に、基板上の回路配線と信
号配線用ビアホールとが接続された高集積多層回路基板
に関し、簡単な構造で信号配線用ビアホールと信号配線
の特性インピーダンスの整合を図った多層回路基板を提
供する。【解決手段】信号配線用ビアホールから所定の間隔を
隔てて所定の幅の板状接地導体を設けることにより、ま
た信号配線用ビアホールと所定の間隔を隔てて円柱状接
地導体を設けることにより、信号配線用ビアホールの特
性インピーダンスを任意に制御して、信号配線用ビアホ
ールと信号配線の特性インピーダンスを整合させること
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層回路基板に関
し、特に、基板上の信号配線と信号配線用ビアホールと
の特性インピーダンスの整合を図った高集積多層回路基
板に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の高密度実装を可能とするた
めに、信号配線や電極部等を含む信号配線層を基板の両
面に形成し、これらの信号配線層中の信号配線（以下、
単に「信号配線」という）間を信号配線用ビアホールで
接続した多層回路基板が用いられる。多層回路基板の小
型化、高集積化に伴い、両面に形成された信号配線間に
おいて相互干渉、即ちクロストーク等が発生するが、か
かるクロストーク等は、信号配線間に接地層または電源
層を設けることにより防止していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、小型化、高集
積化した多層回路基板では、特に、高いクロック周波数
を用いたデータ転送において、各信号配線を接続する信
号配線用ビアホール間におけるクロストーク等の発生、
および信号配線と信号配線用ビアホールとの接続部にお
ける信号波の反射による伝送損失が問題となる。これに
対して、特開平５−２０６６７８号公報では、信号配線
用ビアホールの周囲に５以上の接地スルーホールまたは
電源スルーホールからなる遮蔽スルーホールを形成する
ことにより、信号配線用ビアホールの特性インピーダン
スの安定化を図り、接続部における信号波の反射を防止
していた。しかしながら、かかる構造では、上記遮蔽ス
ルーホールを５以上形成することが不可欠であるため、
信号配線用ビアホールの高密度形成に限界があり、多層
回路基板の小型化、高集積化に対する制限となってい
た。そこで、本発明は、簡単な構造で信号配線用ビアホ
ールの特性インピーダンスの安定化を図った多層回路基
板を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、発明者らは鋭意
研究の結果、信号配線用ビアホールから所定の間隔を隔
てて所定の幅の板状接地導体を設けることにより、また
は信号配線用ビアホールと所定の間隔を隔てて円柱状接
地導体を設けることにより、信号配線用ビアホール間の
クロストーク等を防止するとともに、板状接地導体また
は円柱状接地導体と、信号配線用ビアホールとによって
構成される伝送線路の特性インピーダンス（以下、単に
「信号配線用ビアホールの特性インピーダンス」とい
う）の制御が可能となることを見出し、本発明を完成し
た。

【０００５】即ち、本発明は、複数の信号配線層を備
え、該信号配線層間を信号配線用ビアホールによって接
続した多層回路基板において、上記信号配線用ビアホー
ルと略平行に垂直接地導体を設け、上記信号配線用ビア
ホールと上記垂直接地導体とによって構成される伝送線
路の特性インピーダンスを、上記信号配線用ビアホール
に接続される信号配線の特性インピーダンスと実質的に
一致させたことを特徴とする多層回路基板である。信号
配線用ビアホールの特性インピーダンスは、信号配線用
ビアホールと対向して、所定の間隔で設けられた垂直接
地導体の位置等により変化させることができる。従っ
て、かかる垂直接地導体の形状や位置を変えることよ
り、信号配線用ビアホールの特性インピーダンスを所望
の値とし、信号配線用ビアホールと信号配線との接続部
における特性インピーダンスの整合を図ることが可能と
なる。

【０００６】また、本発明は、上記垂直接地導体が、板
状接地導体からなり、上記伝送線路の特性インピーダン
スが、上記信号配線の特性インピーダンスと実質的に一
致するように、上記板状接地導体と上記信号配線用ビア
ホールとの間隔、および上記板状接地導体の幅、を設定
したことを特徴とする多層回路基板でもある。上述のよ
うに、信号配線用ビアホールの特性インピーダンスは、
信号配線用ビアホールと対向して設けられた垂直接地導
体の位置等により変化させることができるが、かかる垂
直接地導体を所定の幅の板状接地導体とすることによ
り、信号配線用ビアホールの特性インピーダンスの制御
が容易となる。即ち、信号配線用ビアホールと板状接地
導体との距離、および板状接地導体の幅を適当に定める
ことにより、信号配線用ビアホールの特性インピーダン
スを所望の値に制御することができ、信号配線用ビアホ
ールと信号配線の特性インピーダンスの整合を、容易に
図ることが可能となる。

【０００７】また、本発明は、上記垂直接地導体が、上
記信号配線用ビアホールの直径と略等しい直径を有する
円柱状接地導体からなり、上記伝送線路の特性インピー
ダンスが、上記信号配線の特性インピーダンスと実質的
に一致するように、上記円柱状接地導体と上記信号配線
用ビアホールとの間隔を設定したことを特徴とする多層
回路基板でもある。信号配線用ビアホールの特性インピ
ーダンスは、多層回路基板の配線が比較的疎であり、信
号配線用ビアホールに対して他の信号配線用ビアホール
の電磁波の影響が少ない場合には、信号配線用ビアホー
ルの直径と略等しい直径を有する円柱状接地導体を信号
配線用ビアホールから所定の間隔で形成することによっ
ても制御することが可能となる。

【０００８】上記信号配線用ビアホールと、上記円柱状
接地導体とは、交互かつ一列に配置されたことが好まし
い。かかる構造を採ることにより、隣接する信号配線用
ビアホールの間に必ず円柱状接地導体が形成されるた
め、信号配線用ビアホール間のクロストークを有効に防
止することが可能となる。また、隣接する信号配線用ビ
アホールの間に形成された円柱状接地導体により、双方
の信号配線用ビアホールの特性インピーダンスを制御す
るため、円柱状接地導体の数を減少させ、信号配線用ビ
アホールの高密度形成が可能となる。

【０００９】また、本発明は、上記垂直接地導体が、上
記円柱状接地導体と、上記板状接地導体と、からなり、
上記伝送線路の特性インピーダンスが、上記信号配線の
特性インピーダンスと実質的に一致するように、上記円
柱状接地導体を、上記信号配線用ビアホールと交互かつ
一列に設け、かつ、上記板状接地導体を、上記信号配線
用ビアホールと上記円柱状接地導体との列と略平行に設
けたことを特徴とする多層回路基板でもある。かかる構
造では、主に、板状接地導体と信号配線用ビアホールと
の距離、板状接地導体の幅により信号配線用ビアホール
の特性インピーダンスが制御されるため、信号配線用ビ
アホールと円柱状接地導体との間隔を小さくでき、信号
配線用ビアホールの高密度形成が可能となる。

【００１０】上記信号配線用ビアホールと上記円柱状接
地導体との列は、上記板状接地導体の、両側に配置され
ても良い。一の板状接地導体により、その両側に形成さ
れた信号配線用ビアホールの特性インピーダンスを制御
することができ、更に、信号配線用ビアホールの高密度
形成が可能となる。

【００１１】上記板状接地導体は、上記信号配線用ビア
ホールと上記円柱状接地導体との列の、両側に配置され
ても良い。かかる構造を採ることにより、信号配線用ビ
アホールと円柱状接地導体との間隔をより小さくでき、
信号配線用ビアホールの高密度形成が可能となる。

【００１２】また、本発明は、上記垂直接地導体が、上
記信号配線用ビアホールを中心とする同心円筒状に形成
された円筒状接地導体からなり、上記伝送線路の特性イ
ンピーダンスが、上記信号配線の特性インピーダンスと
実質的に一致するように、上記信号配線用ビアホールと
上記円筒状接地導体との間隔を設定したことを特徴とす
る多層回路基板でもある。かかる構造を採ることによ
り、信号配線用ビアホールを、他の信号配線用ビアホー
ルから完全に遮断することができるとともに、円筒状接
地導体と信号配線用ビアホールとの距離を適当に選択す
ることにより、信号配線用ビアホールの特性インピーダ
ンスを制御し、信号配線との接続部における特性インピ
ーダンスの整合を図ることが可能となるからである。

【００１３】上記円筒状接地導体に囲まれた基板の誘電
率は、該円筒状接地導体の外部の基板の誘電率より小さ
いことが好ましい。かかる構造を採ることにより、円筒
状接地導体と信号配線用ビアホールとの距離を小さくす
ることが可能となり、信号配線用ビアホールの高密度形
成が可能となるからである。

【００１４】上記多層回路基板は、複数の上記円筒状接
地導体を備え、隣接する該円筒状接地導体が互いに電気
的に接続されたものであっても良い。接地電位の安定化
が可能となるとともに、円筒状接地導体に囲まれた信号
配線用ビアホールの高密度配置が可能となるからであ
る。

【００１５】複数の上記信号配線用ビアホールが、隣接
した該信号配線用ビアホール間を一辺とし、三辺の長さ
が略等しい三角形の頂点の位置に夫々配置され、上記信
号配線用ビアホールの周囲に上記円筒状接地導体が設け
られたものであっても良い。かかる配置により、信号配
線用ビアホールを最密に配置することが可能となるから
である。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の実施の形
態１にかかる多層回路基板について、図１を参照して説
明する。図１（ａ）は、多層回路基板の上面図であり、
図１（ｂ）は、I−I’における断面図である。図１にお
いて、１０６はエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグか
らなる基板であり、その両面に信号配線１０３が形成さ
れている。信号配線１０３は、基板１０６を貫通して設
けられた信号配線用ビアホール１０１により互いに接続
されている。１０２は垂直接地導体であり、本実施の形
態では、幅ｗの板状垂直導体からなる。かかる板状接地
導体１０２は、信号配線用ビアホール１０１と対向し
て、間隔ｄを隔てて平行に設けられている。また、信号
配線用ビアホール１０１に最も近い位置から、幅方向に
対称となるように形成されている。本実施の形態１で
は、信号配線用ビアホール１０１と板状接地導体１０２
との間隔ｄ、および板状接地導体１０２の幅ｗを調整す
ることにより、信号配線用ビアホール１０１の特性イン
ピーダンスを、信号配線１０３の特性インピーダンスに
整合されている。

【００１７】次に、実施の形態１にかかる多層配線基板
の製造工程を説明する。まず、エポキシ樹脂を含浸させ
たプリプレグ基板１０６にドリル、レーザまたはパンチ
ング等により穴加工を行い、信号配線用ビアホールと板
状接地導体を形成する位置に穴部を形成し、この穴部に
導電性ペーストを充填して信号配線用ビアホール１０１
および板状接地導体１０２を形成する。次に、プレプリ
グ基板１０６の両面に、両面を粗化した銅箔を重ね、真
空熱プレスにより加熱、加圧する。これにより、プリプ
レグ中のエポキシ樹脂および穴部に充填した導電性ペー
スト中のエポキシ樹脂が硬化し、プレプリグと銅箔との
接着および銅箔と充填した導電性ペーストとの電気的接
続を同時に行う。更に、プレプリグの両面の銅箔を、一
般的なエッチング法でパターニングすることにより、信
号配線用ビアホール１０１と電気的に接続された信号配
線１０３が両面に形成された多層回路基板が得られる。
尚、上記製造方法により形成した両面配線基板をコアと
して、導電性ペーストを所定の穴部に充填したプリプレ
グをその両面に配置し、更にその外側に銅箔を所定の位
置にあわせてスタックして再度熱プレスした後、銅箔を
エッチングして信号配線を形成することにより、更に多
層化した多層回路基板を得ることができる。

【００１８】本実施の形態１では、信号配線用ビアホー
ルの直径は２００μｍ、プレプリグ基板１０６の比誘電
率および比透磁率は、夫々３．５と１．０である。従っ
て、信号配線用ビアホール１０１と垂直接地導体１０２
との距離を１４０μｍとし、垂直接地導体１０２の幅ｗ
を４００μｍ以上とすることにより、信号配線用ビアホ
ール１０１の特性インピーダンスをほぼ５０Ωとするこ
とが可能となる。

【００１９】図２は、図１に示す実施の形態１にかかる
の構造において、信号配線用ビアホール１０１と垂直接
地導体１０２との距離ｄが１４０μｍで一定の場合の、
垂直接地導体１０２の幅ｗと信号配線用ビアホール１０
１の直径ｒとの比と、信号配線用ビアホール１０１の特
性インピーダンスとの関係を示す。図２から明らかなよ
うに、垂直接地導体１０２の幅ｗが、信号配線用ビアホ
ール１０１の直径ｒの２倍以上であれば、信号配線用ビ
アホール１０１の特性インピーダンスを、１．２Ｚ₀₁か
ら一定値Ｚ₀₁に近づく値とすることができ、特性インピ
ーダンスを安定化させることができる。従って、信号配
線１０３の特性インピーダンスがＺ₀₁の場合には、ｗ／
ｒを２以上とすることにより、信号配線１０３の特性イ
ンピーダンスと信号配線用ビアホール１０１の特性イン
ピーダンスとを、接続部において整合させ、接続部にお
ける信号波の反射を低減させることが可能となる。

【００２０】図２では、信号配線用ビアホール１０１と
垂直接地導体１０２との距離ｄが１４０μｍで一定の場
合の特性インピーダンスの変化について示したが、距離
ｄを変化させた場合は、図１０のようになる。図１０
は、図１に示す実施の形態１にかかる構造において、垂
直接地導体１０２の幅ｗが８００μｍで一定の場合の、
垂直接地導体と信号配線用ビアホール１０１との距離ｄ
と信号配線用ビアホール１０１の直径ｒとの比ｄ／ｒ
と、信号配線用ビアホール１０１の特性インピーダンス
との関係を示す。図１０から明らかなように、信号配線
用ビアホール１０１の直径を一定とした時、垂直接地導
体と信号配線用ビアホール１０１との距離ｄが大きくな
るにつれ、信号配線用ビアホール１０１の特性インピー
ダンスは大きくなる。特に、垂直接地導体１０２の幅ｗ
が８００μｍ一定で、信号配線用ビアホールの直径ｄが
２００μｍの場合、信号配線用ビアホール１０１と垂直
接地導体１０２との距離は、１００μｍから１６０μｍ
の範囲に設定することが好ましい。

【００２１】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態にかかる多層回路基板では、板状接地導体１０２を
信号配線用ビアホール１０１と平行に、かつ所定の距離
を隔てて設けることにより、信号配線用ビアホール１０
１の特性インピーダンスを変化させることが可能とな
る。従って、上記所定の距離および板状接地導体１０２
の幅を適宜選択することにより、信号配線用ビアホール
１０１と信号配線１０３の接続部において、信号配線用
ビアホール１０１の特性インピーダンスを、信号配線１
０３の特性インピーダンスに整合させることが可能とな
り、接続部における信号波の反射を低減させることが可
能となる。また、ｗ／ｒを２以上とすることにより、信
号配線用ビアホール１０１の特性インピーダンスを安定
化することができるため、接続部において、信号配線１
０３の特性インピーダンスと整合させ、信号波の反射を
低減させることが容易となる。特に、通常用いられる信
号配線用ビアホール１０１の直径が２００μｍの多層回
路基板では、板状接地導体１０２が、信号配線用ビアホ
ール１０１と板状接地導体１０２との距離１４０μｍの
３倍以上の幅を有することにより、信号配線１０３と整
合のとれた信号配線用ビアホール１０１を高密度に配置
することが可能となる。また、板状接地導体１０２は、
信号配線用ビアホール１０１と同様の製造工程で形成す
ることができるため、かかる板状接地導体１０２を設け
ることによる製造コストの上昇は発生しない。尚、信号
配線用ビアホール１０１の特性インピーダンスと信号配
線１０３の特性インピーダンスとは、その比が１となる
ように整合させることが好ましい。図１１に、特性イン
ピーダンスの比と、入射波を１とした時の反射波の振幅
との関係を示す。図１１から明らかなように、かかる比
を０．８〜１．２の範囲にすることにより、反射波の振
幅を、入射波の振幅の１／１０以下とすることが可能と
なる。

【００２２】実施の形態２．本発明の実施の形態２にか
かる多層回路基板について、図３を参照しながら説明す
る。図３（ａ）は、多層回路基板の上面図であり、図３
（ｂ）は、III−III’における断面図である。図中、図
１と同一符号は、同一または相当部分を示し、１０４
は、基板１０６に垂直方向に、信号配線用ビアホール１
０１に平行となるように設けられた円筒状接地導体であ
る。かかる構造においては、信号配線用ビアホール１０
１、円柱状接地導体１０４の直径、基板１０６の比誘電
率、比透磁率は、通常、固定されており、信号配線用ビ
アホール１０１と円柱状接地導体１０４との間の距離の
みが変更可能である。このため、信号配線用ビアホール
１０１と円柱状接地導体１０４との距離を変化させるこ
とにより、信号配線用ビアホール１０１の特性インピー
ダンスを変化させ、信号配線１０３の特性インピーダン
スとの整合を図ることとなる。

【００２３】本実施の形態では、信号配線用ビアホール
１０１の直径および円柱状接地導体１０４の直径は、い
ずれも２００μｍであり、基板１０６の比誘電率と比透
磁率は、夫々３．５と１．０である。この結果、信号配
線用ビアホール１０１と円柱状接地導体１０４との距離
を６５μｍとすることにより、信号配線ビアホール１０
１の特性インピーダンスを５０Ωとすることができる。
また、同じ条件で、信号配線用ビアホール１０１と円柱
状接地導体１０４との距離のみを大きくし、１５０μ
ｍ、３００μｍとすることにより、信号配線ビアホール
１０１の特性インピーダンスを７５Ω、１００Ωと変化
させることができる。

【００２４】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態にかかる多層回路基板では、主に、信号配線用ビア
ホール１０１の直径、基板１０６の誘電率および透磁率
により決定される信号配線用ビアホール１０１の特性イ
ンピーダンスを、信号配線用ビアホール１０１と同程度
の直径を有する円柱状接地導体１０４を信号配線用ビア
ホール１０１と平行に、かつ所定の距離を隔てて設ける
ことにより変化させることが可能となる。従って、上記
所定の距離を適宜選択することにより、信号配線用ビア
ホール１０１と信号配線１０３の接続部において、信号
配線用ビアホール１０１の特性インピーダンスを、信号
配線１０３の特性インピーダンスに整合させることが可
能となる。この結果、信号配線用ビアホール１０１と信
号配線１０３の接続部における信号波の反射を低減させ
ることが可能となる。また、円柱状接地導体１０４は、
信号配線用ビアホール１０１と同様の製造工程で形成す
ることができるため、かかる円柱状接地導体１０２を設
けることによる製造コストの上昇は発生しない。尚、信
号配線用ビアホール１０１の特性インピーダンスは、信
号配線用ビアホール１０１と信号配線１０３との特性イ
ンピーダンスの比が０．８から１．２となるようにする
ことが好ましい。

【００２５】実施の形態３．本発明の実施の形態３にか
かる多層回路基板について、図４を参照しながら説明す
る。図４は、多層回路基板の上面図であり、図中、図１
と同一符号は、同一または相当箇所を示し、また、１０
５は接地用配線を示す。本実施の形態では、上記実施の
形態２に示した信号配線用ビアホール１０１および円柱
状接地導体１０４が、所定の間隔を隔てて、交互に、か
つ一直線上に設けられている。即ち、信号配線用ビアホ
ール１０１と円柱状接地導体１０４とを所定の間隔で配
置することにより、信号配線用ビアホール１０１の特性
インピーダンスを変化させ、信号配線１０３の特性イン
ピーダンスと整合されることが可能となる。また、円柱
状接地導体１０２は、隣接する信号配線用ビアホール１
０１同士の間に必ず配置されているため、隣接する信号
配線用ビアホール１０１間のクロストークを防止するこ
とが可能となる。

【００２６】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態にかかる多層回路基板では、信号配線１０３の特性
インピーダンスと整合のとれた信号配線用ビアホール１
０１を、高密度に配置することが可能となる。また、信
号配線用ビアホール１０１の特性インピーダンスを変化
させるための円柱状接地導体１０４を、隣接する信号配
線用ビアホール１０１が共有することにより、円柱状接
地導体１０４の数を減らすことができ、信号配線用ビア
ホール１０１の高密度化が可能となる。

【００２７】実施の形態４．本発明の実施の形態４にか
かる多層回路基板について、図５を参照しながら説明す
る。図５は、多層回路基板の上面図であり、図中、図１
と同一符号は、同一または相当箇所を示す。本実施の形
態にかかる多層回路基板では、上記実施の形態４に示す
ように、信号配線用ビアホール１０１と円柱状接地導体
１０４が、所定の間隔を隔てて、交互に、一直線上に設
けられ、更に、信号配線用ビアホール１０１と円柱状接
地導体１０４の夫々に対向するように、所定の間隔を隔
てて板状接地導体１０２が設けられている。かかる多層
回路基板では、信号配線用ビアホール１０１と円柱状接
地導体１０４との距離、および信号配線用ビアホール１
０１と板状接地導体１０２との距離の双方を変化させる
ことにより、信号配線用ビアホール１０１の特性インピ
ーダンスを変化させることができるが、かかる配置にお
いては、信号配線用ビアホール１０１と板状接地導体１
０２との距離が、信号配線用ビアホール１０１の特性イ
ンピーダンスの変化に大きく影響し、信号配線用ビアホ
ール１０１と円柱状接地導体１０４との距離の影響は小
さくなる。従って、信号配線用ビアホール１０１と板状
接地導体１０２との距離のみを適当に選択することによ
り、信号配線用ビアホール１０１の特性インピーダンス
を信号配線の特性インピーダンスと整合させることが可
能となる。即ち、本実施の形態においては、信号配線用
ビアホール１０１と板状接地導体１０２との距離を適当
に選択することにより、信号配線用ビアホール１０１の
特性インピーダンスを所望の値にすることができ、信号
配線用ビアホール１０１と円柱状接地導体１０４との距
離は、任意に定めることが可能となる。一方、隣接する
信号配線用ビアホール１０１の間に円柱状接地導体１０
４が設けられているため、信号配線用ビアホール１０１
間の距離を短くした場合であっても、信号配線用ビアホ
ール１０１間のクロストークの発生を防止することがで
きる。従って、かかる構成においては、信号配線用ビア
ホール１０１の特性インピーダンスの整合を図りなが
ら、信号配線用ビアホール１０１間の距離を短くするこ
とが可能となり、信号配線用ビアホール１０１の高密度
形成が可能となる。

【００２８】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態にかかる多層回路基板では、信号配線１０３の特性
インピーダンスと整合のとれた信号配線用ビアホール１
０１を高密度に配置することが可能となる。また、隣接
する信号配線用ビアホール１０１が、円柱状接地導体１
０４を共有することにより、円柱状接地導体１０４の数
を減らすことが可能となる。

【００２９】実施の形態５．本発明の実施の形態５にか
かる多層回路基板について、図６を参照しながら説明す
る。図６は、多層回路基板の上面図であり、図中、図１
と同一符号は、同一または相当箇所を示す。上記実施の
形態４では、板状接地導体１０２の片側にのみ信号配線
用ビアホール１０１と円柱状接地導体１０４の列を設け
ていたが、本実施の形態にかかる多層回路基板では、図
６に示すように、板状接地導体１０２の両側に信号配線
用ビアホール１０１と円柱状接地導体１０４の列を設け
ている。本実施の形態では、上記実施の形態４と同様
に、信号配線用ビアホール１０１と板状接地導体１０２
との距離のみを適当に選択することにより、信号配線用
ビアホール１０１の特性インピーダンスを信号配線の特
性インピーダンスと整合させることが可能となるため、
信号配線用ビアホール１０１の特性インピーダンスの整
合を図りながら、信号配線用ビアホール１０１間の距離
を短くすることが可能となる。また、板状接地導体１０
２を、その両側に設けた信号配線用ビアホール１０１が
共有するため、信号配線１０３の特性インピーダンスと
整合のとれた信号配線用ビアホール１０１を、更に高密
度に配置することが可能となる。

【００３０】実施の形態６．本発明の実施の形態６にか
かる多層回路基板について、図６を参照しながら説明す
る。図６（ａ）は、多層回路基板の上面図、図６（ｂ）
は、VII−VII’における断面図であり、図中、図１と同
一符号は、同一または相当箇所を示す。本実施の形態で
は、図７（ａ）に示すように、実施の形態３にかかる信
号配線用ビアホール１０１と円柱状接地導体１０４との
列の両側に、板状接地導体１０２が所定の間隔を隔て
て、夫々平行に配置されている。かかる構造では、基板
１０６表面で、信号配線１０３と板状接地導体１０２が
交差する場合が発生するので、図７（ｂ）に示すよう
に、板状接地導体１０２は基板内部に内蔵される。この
ような構造は、図７（ｂ）に示すように、基板１０６を
多層化して、まず内部の２層に板状接地導体１０２およ
び信号配線用ビアホール１０１を作製した後に、両面に
更に基板を積層し、信号配線用ビアホール１０１および
信号配線１０３を形成して作製する。尚、板状接地導体
１０２は、信号配線１０３と交差しない範囲で、表面に
露出させてもかまわない。また、他の実施の形態に対し
ても、板状接地導体１０２を基板１０６内部に内蔵する
構造を適用することが可能である。

【００３１】本実施の形態においては、上記実施の形態
４と同様に、信号配線用ビアホール１０１と板状接地導
体１０２との距離のみを適当に選択することにより、信
号配線用ビアホール１０１の特性インピーダンスを信号
配線の特性インピーダンスと整合させることができるた
め、信号配線用ビアホール１０１の特性インピーダンス
を所望の値にしつつ、信号配線用ビアホール１０１と円
柱状接地導体１０４との距離を、任意に定めることが可
能となる。一方、隣接する信号配線用ビアホール１０１
の間に円柱状接地導体１０４が設けられているため、信
号配線用ビアホール１０１間の距離を短くした場合であ
っても、信号配線用ビアホール１０１間のクロストーク
の発生を防止することができる。従って、信号配線用ビ
アホール１０１の特性インピーダンスの整合を図りなが
ら、信号配線用ビアホール１０１間の距離を短くするこ
とが可能となり、信号配線用ビアホール１０１の高密度
形成が可能となる。

【００３２】実施の形態７．本発明の実施の形態７にか
かる多層回路基板について、図８を参照しながら説明す
る。図８（ａ）は、多層回路基板の上面図、図８（ｂ）
は、VIII−VIII’における断面図であり、図中、図１と
同一符号は、同一または相当箇所を示す。本実施の形態
では、図８（ａ）に示すように、垂直接地導体が、信号
配線用ビアホール１０１を中心として信号配線用ビアホ
ール１０１の周囲を取り囲むように、円筒状接地導体１
０７として形成されている。かかる円筒状接地導体１０
７は、上記実施の形態１と同様の製造方法を用いて、基
板１０６に円筒状の穴部を形成し、かかる穴部に導電性
ペーストを充填することにより形成することができる。
また、本実施の形態では、基板１０６表面において、円
筒状接地導体１０７と信号配線１０３交差するため、円
筒状接地導体１０７および接地用配線１０５は、埋め込
み構造とすることが好ましい。かかる埋め込み構造は、
上記実施の形態６と同様に、基板１０６を多層構造とす
ることにより形成することができる。本実施の形態で
は、垂直接地導体が、信号配線用ビアホール１０１を中
心として円筒状に周囲を囲む円筒状接地導体１０７を形
成しているため、信号配線用ビアホール１０１は、他の
配線等から完全に遮蔽されることとなる。しかも、円筒
状接地導体１０７は、基板１０６の内部の、比較的任意
な位置に形成することができるため、回路設計の自由度
も妨げられない。また、円筒状接地導体１０７の直径を
適当に選択することにより、信号配線用ビアホール１０
１の特性インピーダンスを所望の値にすることができ、
信号配線用ビアホール１０１と信号配線１０３の接続部
分における特性インピーダンスの整合を図ることが可能
となる。更に、信号配線用ビアホール１０１を包み、円
筒状接地導体１０７に囲まれた誘電体１０８は、基板１
０６を構成する誘電体であるが、特に、かかる部分のみ
基板１０６を構成する誘電体の誘電率よりも小さな誘電
率をもつ誘電体とすることにより、円筒状接地導体１０
７の直径を小さくすることができ、更に高密度に信号配
線用ビアホール１０１および円筒状接地導体１０７を配
置することが可能となる。また、円筒状接地導体１０７
に囲まれた信号配線用ビアホール１０１を、基板１０６
に複数形成する場合には、図８（ｂ）に示す接地用配線
１０５により隣接する円筒状接地導体１０７間を接続す
ることにより、接地電位の安定化が可能となるととも
に、円筒状接地導体１０７に囲まれた信号配線用ビアホ
ール１０１の高密度形成が可能となる。更に、複数の円
筒状接地導体１０７に囲まれた信号配線用ビアホール１
０１を、基板１０６に形成する場合は、図９に示すよう
に、各頂点の位置に信号配線用ビアホール１０１を配置
した正三角形を最小単位として、これを複数個連続して
配置することにより、最密に信号配線用ビアホール１０
１を配置することが可能となる。

【００３３】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態７にかかる多層回路基板においては、円筒状接地導
体１０７に囲まれた信号配線用ビアホール１０１を用い
ることにより、信号配線１０３の特性インピーダンスと
整合のとれた信号配線用ビアホール１０１を高密度に配
置した多層回路基板を得ることが可能となる。また、完
全に周囲から遮蔽された信号配線用ビアホール１０１を
多層回路基板内の任意の位置に形成することも可能とな
る。尚、実施の形態１〜７では、多層回路基板としてプ
レプリグからなる樹脂基板を用いる場合について説明し
たが、セラミック基板についても同様の効果を得ること
が可能である。また、板状接地導体１０２、円柱状接地
導体１０４等の垂直接地導体の代わりに、パスコンが接
地されている電源用接地導体を用いても同様の効果を得
ることが可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる多層回路基板では、板状接地導体または円柱状
接地導体を信号配線用ビアホールと平行に、かつ所定の
距離を隔てて設けることにより、信号配線用ビアホール
の特性インピーダンスを変化させることが可能となる。
従って、上記所定の距離および板状接地導体の幅を適宜
選択することにより、信号配線用ビアホールと信号配線
の接続部において、信号配線用ビアホールの特性インピ
ーダンスを、信号配線の特性インピーダンスに整合させ
ることが可能となり、接続部における信号波の反射を低
減させることが可能となる。

【００３５】また、信号配線用ビアホールと円柱状接地
導体とを所定の間隔で、交互に配置することにより、信
号配線用ビアホールの特性インピーダンスを変化させ、
信号配線の特性インピーダンスと整合されることが可能
となるとともに、円柱状接地導体は、隣接する信号配線
用ビアホール同士の間に必ず配置されているため、隣接
する信号配線用ビアホール間のクロストークを防止する
ことも可能となる。

【００３６】また、板状接地導体の片側、または両側
に、信号配線用ビアホールと円柱状接地導体とを所定の
間隔で、交互に一列に配置することにより、信号配線用
ビアホールと円柱状接地導体との間隔を小さくしても所
定の特性インピーダンスを得ることができ、信号配線用
ビアホールの高密度化が可能となる。また、所定の間隔
で、交互に一列に配置した信号配線用ビアホールと円柱
状接地導体との両側に、板状接地導体を設けることによ
っても、同様の効果を得ることが可能となる。

【００３７】また、信号配線用ビアホールを囲む円筒状
に接地導体を設けることにより、信号配線用ビアホール
を周囲から完全に遮断することができるとともに、特性
インピーダンスを変化させることができ、より狭い面積
で接地導体の形成が可能となり、特性インピーダンスの
整合がとれた信号配線用ビアホールを高密度に設けるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施の形態１にかかる多層
回路基板の上面図である。（ｂ） I−I’における断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１にかかる多層回路基板
の信号配線用ビアホールの特性インピーダンスの変化を
示した図である。

【図３】（ａ）本発明の実施の形態２にかかる多層
回路基板の上面図である。（ｂ） II−II’における断面図である。

【図４】本発明の実施の形態３にかかる多層回路基板
の上面図である。

【図５】本発明の実施の形態４にかかる多層回路基板
の上面図である。

【図６】本発明の実施の形態５にかかる多層回路基板
の上面図である。

【図７】（ａ）本発明の実施の形態６にかかる多層
回路基板の上面図である。（ｂ） VII−VII’における断面図である。

【図８】（ａ）本発明の実施の形態７にかかる多層
回路基板の上面図である。（ｂ） VIII−VIII’における断面図である。

【図９】本発明の実施の形態７にかかる複数の信号配
線用ビアホールを有する多層回路基板の上面図である。

【図１０】垂直接地導体と信号配線用ビアホールとの
間の距離ｄと信号配線ビアホールの直径ｒとの比ｄ／ｒ
と、信号配線用ビアホールの特性インピーダンスとの関
係である。

【図１１】特性インピーダンスの比と、入射波を１と
したときの反射波の振幅との関係である。

【符号の説明】

１０１信号配線用ビアホール、１０２板状接地導
体、１０３信号配線、１０４円柱状接地導体、１０
５接地用配線、１０６基板、１０７円筒状接地導
体、１０８誘電体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者天見和由大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小野正浩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者田口豊大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者別所芳宏大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の信号配線層を備え、該信号配線層
間を信号配線用ビアホールによって接続した多層回路基
板において、上記信号配線用ビアホールと略平行に垂直接地導体を設
け、上記信号配線用ビアホールと上記垂直接地導体とに
よって構成される伝送線路の特性インピーダンスを、上
記信号配線用ビアホールに接続される信号配線の特性イ
ンピーダンスと実質的に一致させたことを特徴とする多
層回路基板。
【請求項２】上記垂直接地導体が、板状接地導体から
なり、上記伝送線路の特性インピーダンスが、上記信号配線の
特性インピーダンスと実質的に一致するように、上記板
状接地導体と上記信号配線用ビアホールとの間隔、およ
び上記板状接地導体の幅、を設定したことを特徴とする
請求項１に記載の多層回路基板。
【請求項３】上記垂直接地導体が、上記信号配線用ビ
アホールの直径と略等しい直径を有する円柱状接地導体
からなり、上記伝送線路の特性インピーダンスが、上記信号配線の
特性インピーダンスと実質的に一致するように、上記円
柱状接地導体と上記信号配線用ビアホールとの間隔を設
定したことを特徴とする請求項１に記載の多層回路基
板。
【請求項４】上記信号配線用ビアホールと、上記円柱
状接地導体とが、交互かつ一列に配置されたことを特徴
とする請求項３に記載の多層回路基板。
【請求項５】上記垂直接地導体が、上記円柱状接地導
体と、上記板状接地導体と、からなり、上記伝送線路の特性インピーダンスが、上記信号配線の
特性インピーダンスと実質的に一致するように、上記円
柱状接地導体を、上記信号配線用ビアホールと交互かつ
一列に設け、かつ、上記板状接地導体を、上記信号配線
用ビアホールと上記円柱状接地導体との列と略平行に設
けたことを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
【請求項６】上記信号配線用ビアホールと上記円柱状
接地導体との列が、上記板状接地導体の、両側に配置さ
れたことを特徴とする請求項５に記載の多層回路基板。
【請求項７】上記板状接地導体が、上記信号配線用ビ
アホールと上記円柱状接地導体との列の、両側に配置さ
れたことを特徴とする請求項５に記載の多層回路基板。
【請求項８】上記垂直接地導体が、上記信号配線用ビ
アホールを中心とする同心円筒状に形成された円筒状接
地導体からなり、上記伝送線路の特性インピーダンスが、上記信号配線の
特性インピーダンスと実質的に一致するように、上記信
号配線用ビアホールと上記円筒状接地導体との間隔を設
定したことを特徴とする請求項１に記載の多層回路基
板。
【請求項９】上記円筒状接地導体に囲まれた基板の誘
電率が、該円筒状接地導体の外部の基板の誘電率より小
さいことを特徴とする請求項８に記載の多層回路基板。
【請求項１０】上記多層回路基板が、複数の上記円筒
状接地導体を備え、隣接する該円筒状接地導体が互いに
電気的に接続されたことを特徴とする請求項８に記載の
多層回路基板。
【請求項１１】複数の上記信号配線用ビアホールが、
隣接した該信号配線用ビアホール間を一辺とし、三辺の
長さが略等しい三角形の頂点の位置に夫々配置され、上
記信号配線用ビアホールの周囲に上記円筒状接地導体が
設けられたことを特徴とする請求項８に記載の多層回路
基板。