JPH11298149A

JPH11298149A - 多層配線基板

Info

Publication number: JPH11298149A
Application number: JP10097987A
Authority: JP
Inventors: Koji Shioya; 侯治塩屋
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の全面に金属膜を形成することなく電源
層又は接地層を構成しながら、信号層に形成された信号
線が複雑な配線パターンを有していても、各信号線にお
ける信号伝搬特性の均一化とクロストークノイズの抑制
とを図ることが可能な多層配線基板を提供する。【解決手段】多層配線基板は、ストリップライン構造
又はマイクロストリップライン構造を有して構成され
る。電源層１３又は接地層１１、１５として構成される
基準層に６角形状のクリアランス３ａ、３ｂを互いに隣
接するよう規則的に並置形成し、接地線１ａ又は電源線
１ｂを蜂の巣状の網目構造に形成する。網目構造の各交
点２ａ、２ｂに向う各接地線１ａ又は電源線１ｂは、そ
れぞれ互いに交差する方向に延設する。各接地線１ａ又
は電源線１ｂは、各交点２ａ、２ｂを直進して突き抜け
ることなく、各交点２ａ、２ｂで必ず折曲される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ストリップライ
ン構造又はマイクロストリップライン構造を有する多層
配線基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記多層配線基板は、上述のようにスト
リップライン構造又はマイクロストリップライン構造を
有するものであるが、ここでストリップライン構造と
は、例えば電源層と接地層とを相対向するよう配置する
とともに両層間に誘電体層を形成し、信号線が形成され
た信号層を上記誘電体層中に埋設するようにしたもので
ある。一方、マイクロストリップライン構造とは、電源
層（又は接地層）と信号層とを誘電体層を挟んで相対向
するよう配置するとともに、上記信号層の反電源層（又
は反接地層）側を基板外の大気等に開放するようにした
ものである。このような構造を有する多層配線基板は、
例えばＰＧＡ（ピン・グリッド・アレイ）やＢＧＡ（ボ
ール・グリッド・アレイ）ＣＳＰ（チップ・サイズ・パ
ッケージ）等のマイクロプロッセッサ用ＩＣパッケージ
及び画像処理用ＩＣのような特殊用途向けＩＣパッケー
ジに用いられている。

【０００３】ところで上記のような多層配線基板におい
て、信号層に形成された各信号線と電源層又は接地層の
導通部との対向位置関係が相異すると、これによって各
信号線で伝搬遅延時間や特性インピーダンス等の信号伝
搬特性がそれぞれ相異することとなる。そしてこのよう
に各信号線で信号伝搬特性が様々に相異すると、この相
異を考慮に入れた上で安定な動作を確保できるように信
号線のパターン設計を行わなければならず、配線パター
ンの設計がきわめて困難になる。そこで上記のような多
層配線基板の電源層又は接地層は、その全面に金属膜を
形成して構成するのが一般的であった。電源層又は接地
層をこのような構成にすると、基板に垂直な方向から見
た場合に、どの信号線のどの部分にも相対向して電源層
又は接地層の金属膜が存在する。つまり電源層又は接地
層の導通部との対向位置関係が、信号層に形成された各
信号線で互いに等しいということである。従ってこの場
合には、ある２つの信号線の幅、厚さ、配線長、及び配
線パターンが互いに同じで、かつ誘電体層の厚さが同じ
であれば、これら２つの信号線の信号伝搬特性は等しい
ものとなるのである。

【０００４】そして上記のような金属膜を形成する金属
材料としては、セラミックス基板の場合には基板を構成
するアルミナやガラスセラミックス等のセラミックス材
料と焼結する必要があることから、タングステン、モリ
ブデン、銀などが用いられている。ところがこのような
金属材料は比較的に高価であるため、これを用いて電源
層又は接地層の全面に金属膜を形成すると、これがコス
トアップを招く一因になるという問題があった。一方、
有機材料からなる基板を用いる場合には、製造プロセス
や基板の反り等の問題から、その全面に金属膜を形成し
て電源層又は接地層を構成するのが困難であるという問
題があった。

【０００５】そこで上記のような問題を解決するため
に、例えば特開平４−１２７５９８号公報記載の多層配
線基板が提案されている。図１２は、この第１の従来例
の多層配線基板を説明するための平面図である。この多
層配線基板では、電源層（又は接地層）４５に、電源線
（又は接地線）４１が格子状に形成されている。そして
信号層（図示せず）に形成される信号線４３は互いに直
交する２方向にのみ配線され、上記電源線（又は接地
線）４１と信号線４３とのなす角度θが約４５°となる
ように設定されている。このようにすると信号線４３と
電源線（又は接地線）４１との間には、両者が重合して
相対向する部分と相対向しない部分とが生じるのである
が、上記多層配線基板では、上記両部分の比が各信号線
４３間で等しくなる。そしてこれにより、基板の全面に
金属膜を形成することなく電源層又は接地層を構成なが
ら、各信号線４３における信号伝搬特性の均一化を図る
ようにしていた。

【０００６】また上記の問題を解決するためになされた
第２の従来例として、特開昭６４−８２６９３号公報記
載の多層配線基板を挙げることができる。この多層配線
基板においても、とくに図示はしないけれども、上記と
同様に電源線又は接地線を格子状に形成して電源層又は
接地層を構成している。そしてこの格子を構成する電源
線又は接地線のうち、隣接する信号層に形成された信号
線と交差する方向に延びるものの線幅を、他の方向に延
びるものの線幅よりも細くするようにしている。そして
上記多層配線基板では、このようにすることで信号線と
電源線又は接地線との間に生じる静電容量の増加を抑制
している。そしてこれによって基板の全面に金属膜を形
成することなく電源層又は接地層を構成しながら、各信
号線４３における信号伝搬特性の均一化を図っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年において
は、ＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージング）技術等
に代表されるように高密度実装技術が盛んになり、上記
多層配線基板における信号線もきわめて微細に、かつ複
雑な経路をたどって配線されるようになってきた。その
ためＰＧＡやＢＧＡ、あるいはＱＦＰ（クワッド・フラ
ットパック・パッケージ）などの構造を有するパッケー
ジ用の多層配線基板では、信号層に形成される信号線の
配線方向も単に直交する２方向だけでなく、例えば４５
°等のように、種々の角度に配線されるようになってき
ている。

【０００８】ところが図１２に示す上記第１の従来例に
おいて４５°の方向に配線された信号線があると、この
信号線は電源線（又は接地線）４１に沿った方向に配線
されることになる。従ってこのような信号線は、そのほ
とんどの部分が電源線（又は接地線）４１と重合して相
対向するか、あるいは多くの部分で相対向しないか、い
ずれかの極端な状態をとることになる。そのため例えば
横方向に配線された信号線と、この信号線に対して４５
°の角度で交差する斜め方向に配線された信号線とで
は、両信号線の幅、厚さ、配線長、及び配線パターンが
同じで、かつ誘電体層の厚さが同じであったとしても、
互いに異なる信号伝搬特性を示すことになる。従って９
０°以外の角度で交差するよう配線された信号線を有す
る多層配線基板については、上記第１の従来例によって
各信号線の信号伝搬特性を均一化するのは困難であっ
た。

【０００９】また上記のような多層配線基板では電源線
又は接地線と複数の信号線とが相対向して配置されるか
ら、互いに並走する電源線又は接地線と信号線との間の
相互キャパシタンスや相互インダクタンスにより、電源
線又は接地線を流れる電流を介して信号線間にクロスト
ークノイズが生じる。とくに近年、数百ＭＨｚという高
周波数のクロック信号で動作するマイクロプロセッサが
隆盛をきわめているが、このように高い周波数のクロッ
ク信号が用いられる多層配線基板では、信号伝搬特性も
さることながら上記クロストークノイズが重要な設計要
因となってくる。つまり、信号線の配線パターンにかか
わらず、クロストークノイズが各信号線で常に一定量以
下に抑制されていることが重要となるのである。しかし
ながら上記第１の従来例では、多くの部分が電源線又は
接地線と並走するような信号線も、配線パターンによっ
ては十分に生じ得るところである。そのため電源線又は
接地線を流れる電流を介して生じるクロストークノイズ
を、信号線の配線パターンにかかわらずに低減すること
は困難であった。

【００１０】一方、上記第２の従来例では、上記のよう
に信号線と交差する電源線又は接地線の線幅を、他の部
分よりも一段と細くするようにしている。ところが信号
線の配線パターンが複雑化した近年の多層配線基板にこ
の手法を採用しようとすると、ほとんどすべての電源線
又は接地線を細くしなければ所期の目的を達成できず、
却って電源線又は接地線のインピーダンスを高くしてし
まうという問題があった。

【００１１】この発明は、上記従来の課題を解決するた
めになされたものであって、その目的は、基板の全面に
金属膜を形成することなく電源層又は接地層を構成しな
がら、信号層に形成された信号線が複雑な配線パターン
を有していても、各信号線における信号伝搬特性の均一
化とクロストークノイズの抑制とを図ることが可能な多
層配線基板を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の多層配
線基板は、電源層又は接地層として構成される複数の基
準層を互いに相対面するよう配置するとともに両基準層
間に誘電体層を形成し、この誘電体層中に信号層を埋設
して構成したストリップライン構造を有する多層配線基
板であって、上記基準層は、複数のクリアランスを並置
形成することによって電源線又は接地線を網目構造に形
成して成り、この網目構造の交点に向う各電源線又は接
地線を、それぞれ互いに交差する方向に延設しているこ
とを特徴としている。

【００１３】また請求項２の多層配線基板は、電源層又
は接地層として構成される基準層と信号層とを誘電体層
を挟んで互いに相対面するよう配置するとともに上記信
号層の反基準層側を基板外に開放して構成したマイクロ
ストリップライン構造を有する多層配線基板であって、
上記基準層は、複数のクリアランスを並置形成すること
によって電源線又は接地線を網目構造に形成して成り、
この網目構造の各交点に向う各電源線又は接地線を、そ
れぞれ互いに交差する方向に延設していることを特徴と
している。

【００１４】ここで「基準層」とは、上述の通り電源層
及び接地層を総称していうものである。またここで「ク
リアランス」とは、上記基準層において導通部が形成さ
れない部分のことである。そして「電源線」とは上記電
源層の導通部分のことであり、「接地線」とは上記接地
層の導通部分のことである。さらにこれらの「電源線」
及び「接地線」の形状は、いわゆる線状であるものには
限らない。

【００１５】これらの多層配線基板では、網目構造の交
点に向う各電源線又は接地線がそれぞれ互いに交差する
方向に延設されている。つまり、各電源線又は接地線が
上記交点を直進して突き抜けることはなく、各交点で必
ず折曲されるということである。そのため基準層を流れ
る電流も上記各交点で必ず流通方向を転換することとな
り、従って基準層を流れる電流を多方向に分散して流通
させることが可能となる。また上記のように電源線又は
接地線は網目構造の各交点で必ず折曲されるため、信号
層に形成された信号線がどのような方向に配線されてい
ても、ある信号線の多くの部分が電源線又は接地線と並
走する一方で、他の信号線はその多くの部分が電源線又
は接地線と並走することなく配線されるというような極
端な事態を回避できる。従って基板中における信号線と
電源線又は接地線との対向位置関係の均一化を図ること
が可能となる。

【００１６】さらに請求項３の多層配線基板は、上記基
準層には６以上の角を有する多角形状のクリアランスが
互いに隣接するよう規則的に並置形成され、これによっ
て電源線又は接地線を網目構造に形成していることを特
徴としている。

【００１７】この多層配線基板では、多角形状のクリア
ランスを規則的に並べて配置することによって電源線又
は接地線を網目構造に形成している。従って基準層の製
造を容易とすることが可能となる。

【００１８】請求項４の多層配線基板は、上記信号層を
挟む両基準層のそれぞれに、６以上の角を有する多角形
状のクリアランスを互いに隣接するよう規則的に並置形
成して電源線又は接地線を網目構造に形成するととも
に、一方の基準層に形成された電源線又は接地線の各交
点と他方の基準層に形成された各クリアランスとを相対
向して位置させるようにしたことを特徴としている。

【００１９】この多層配線基板では、一方の基準層に形
成された網目構造の交点が、他方の基準層に形成された
クリアランスと相対向するようにしている。従って上記
に加え、さらに基板面に対して垂直な方向から見た電源
線又は接地線の分布の均一化を図ることが可能となる。

【００２０】請求項５の多層配線基板は、上記信号層を
挟む両基準層のうち一方の基準層には６以上の角を有す
る多角形状のクリアランスを互いに隣接するよう規則的
に並置形成して電源線又は接地線を網目構造に形成する
とともに、他方の基準層に並置形成するクリアランスを
上記の電源線又は接地線と略同形状とし、両基準層の電
源線又は接地線とクリアランスとを互いに相対向するよ
う配置していることを特徴としている。

【００２１】この多層配線基板では、互いに略同形状の
電源線又は接地線とクリアランスとを対向配置するよう
にしている。従って、基板面に対して垂直な方向から見
たときの両基準層に形成された電源線又は接地線の分布
を、略均一化されたものとすることが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、この発明の多層配線基板の
具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に
説明する。

【００２３】（実施形態１）図３は、実施形態１の多層
配線基板について、その層構造を説明するための断面模
式図である。この多層配線基板はストリップライン構造
を有するものであって、第１接地層１１と電源層１３と
が相対面するように配置され、これらの第１接地層１１
と電源層１３との間に誘電体層１０が形成されている。
そしてこの誘電体層１０中に、複数の信号線が配線され
た第１信号層１２が設けられている。さらにこの多層配
線基板では、第２接地層１５が上記電源層１３と相対面
するようにして配置され、これらの第２接地層１５と電
源層１３との間にも誘電体層１０が形成され、この誘電
体層１０中に第２信号層１４が配置されている。

【００２４】また上記のうちの基準層、すなわち第１接
地層１１、電源層１３、及び第２接地層１５には、接地
線１ａ又は電源線１ｂが網目構造に形成されている。図
１は、この接地線１ａ又は電源線１ｂ（電源層１３の場
合は電源線１ｂであり、第１接地層１１又は第２接地層
１５の場合は接地線１ａである）を示す基準層１１、１
３、１５の平面図である。この多層配線基板の基準層１
１、１３、１５では、正６角形状をなすクリアランス３
ａ、３ｂ（第１接地層１１又は第２接地層１５に形成さ
れたものがクリアランス３ａであり、電源層１３に形成
されたものがクリアランス１ｂである。）が、その各辺
を互いに隣接させるように規則的に並置形成され、これ
によって接地線１ａ又は電源線１ｂを蜂の巣状の網目構
造となるよう形成している。従って上記クリアランス３
ａ、３ｂの角部同士の接する点が、それぞれ接地線１ａ
又は電源線１ｂの交点２ａ、２ｂとなる。図２は、この
交点２ａ、２ｂを示す拡大図である。正６角形の各内角
が１２０°であることから、同図に示すように上記各交
点２ａ、２ｂに向う接地線１ａ又は電源線１ｂが互いに
なす角度αは１２０°である。つまり、基準層１１、１
３、１５に形成された接地線１ａ又は電源線１ｂは、各
交点２ａ、２ｂに向って互いに１２０°の角度で交差す
る方向に延設されるとともに、この交点２ａ、２ｂを直
進して突き抜けることなく、各交点２ａ、２ｂで必ず１
２０°の角度で方向を変えるように形成されているとい
うことである。

【００２５】図４は、上記多層配線基板の透過平面図で
ある。同図に示すように、この多層配線基板では、第１
接地層１１又は第２接地層１５に形成された網目構造の
交点２ａを、電源層１３に形成されたクリアランス３ｂ
の中心点と対向するように位置させている。もちろんこ
の場合には、電源層１３に形成された網目構造の交点２
ｂも、両接地層１１、１５に形成されたクリアランス３
ａの中心点と対向することになる。そしてこのようにす
ることによって、電源層１３に形成された電源線１ｂが
両接地層１１、１５に形成されたクリアランス３ａと相
対向して位置し、また両接地層１１、１５に形成された
接地線１ａが電源層１３に形成されたクリアランス３ｂ
と相対向して位置するとともに、接地線１ａと電源線１
ｂとは、交点２ａ、２ｂでのみ重合して交差するように
なる。

【００２６】基準層１１、１３、１５に上記のような接
地線１ａ又は電源線１ｂが形成された多層配線基板で
は、接地線１ａ又は電源線１ｂが網目構造の各交点２
ａ、２ｂにおいて、必ず１２０°の角度で方向を変え
る。従ってこれらの接地線１ａ又は電源線１ｂを流れる
電流も、上記各交点２ａ、２ｂで必ず流通方向を変える
こととなる。従って基準層１１、１３、１５を流れる電
流を、多方向に分散させることができる。例えば接地線
１ａ又は電源線１ｂに生じたインピーダンス等によっ
て、図１における左上のＰ点と右下のＱ点との間に電位
差が生じた場合を考える。この場合、図１２に示す従来
の多層配線基板では、Ｐ点からＱ点までほとんど直線的
に電流が流れることになる。もちろん上記第１実施形態
の多層配線基板でも、一応Ｐ点からＱ点に向って電流は
流れる。しかしながらＰ点から流れ始めた電流は交点２
ａ、２ｂに達する毎に流れる方向を変えて分散されるか
ら、その一部の電流がＱ点に到達するまでには、基準層
１１、１３、１５の大部分に上記電流は広く分散される
ことになる。そのため、仮に上記電流にクロック信号等
のノイズが混入していたとしても、このノイズは電流と
ともに基準層１１、１３、１５中に分散される。従って
基準層１１、１３、１５を流れる電流を介して生じるク
ロストークノイズを確実に低減することができる。

【００２７】また上記のように接地線１ａ又は電源線１
ｂは、網目の各交点２ａ、２ｂで必ず１２０°の方向に
折曲される。従って、信号層１２、１４中の信号線があ
る部分で接地線１ａ又は電源線１ｂと並走して配線され
ていたとしても、直進する信号線は上記交点２ａ、２ｂ
で接地線１ａ又は電源線１ｂとの並走を必ず一旦終える
ことになる。またその反対に、接地線１ａ又は電源線１
ｂが蜂の巣状に形成されていることから、ある部分で上
記信号線がクリアランス３ａ、３ｂと並走して配線され
ていたとしても、適当な箇所で必ず接地線１ａ又は電源
線１ｂと重合する。しかもクリアランス３ａ、３ｂは正
６角形状になされているから、信号線がどのような方向
に配線されていても、上記重合は略等間隔で生じること
になる。従って多数の信号線が複雑に配線されていて
も、ある信号線の大部分が接地線１ａ又は電源線１ｂと
並走する一方で、他の信号線の大部分は接地線１ａ又は
電源線１ｂと並走することなく配線されるというような
極端な状態を確実に回避することができる。すなわち、
基板全体として信号線と接地線１ａ又は電源線１ｂとの
対向位置関係の均一化を図ることができるということで
ある。そしてこれにより、上記各信号線について信号伝
搬特性の均一化を図ることができる。

【００２８】しかも上記多層配線基板では、第１接地層
１１又は第２接地層１５に形成された網目の交点２ａ
を、こ電源層１３に形成されたクリアランス３ｂの中心
点と対向するように位置させている。このようにする
と、基板に垂直な方向から見たときの接地線１ａ又は電
源線１ｂの分布が基板の全面にわたって均一化される。
そのため信号線が複雑に配線されたとしても、各信号線
に対する接地線１ａ及び電源線１ｂの相対位置関係は全
体として一段と均一化され、信号伝搬特性にインピーダ
ンス不整合等による悪影響が生じるのを抑制することが
できる。従ってこの場合には基板の全面に金属膜を形成
したのにきわめて近い状態となり、ある２つの信号線の
幅、厚さ、配線長、及び配線パターンが同じで、かつ誘
電体層の厚さが同じであれば、これら２つの信号線は略
同じ信号伝搬特性を示すこととなる。

【００２９】さらに上記多層配線基板では、それぞれ同
じ正６角形状のクリアランス３ａ、３ｂを規則的に並置
形成することによって網目構造の接地線１ａ又は電源線
１ｂを蜂の巣状に形成するようにしている。従って基準
層１１、１３、１５に何ら複雑なパターンを形成する必
要はないのであり、上記のような優れた効果を低コスト
で得ることができる。

【００３０】以上にこの発明の実施形態１について説明
したが、この多層配線基板は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。例えば上記では網目構造の交点２ａ、２ｂ
とクリアランス３ａ、３ｂの中心点とを相対向して位置
させているが、正確にこのように位置させるのではな
く、両接地層１１、１５に形成された接地線１ａと電源
層１３に形成された電源線１ｂとを、各交点２ａ、２ｂ
とクリアランス３ａ、３ｂとが相対向する程度にずらし
て位置させるようにしてもよい。このようにしても電源
層１３に形成された電源線１ｂは両接地層１１、１５に
形成されたクリアランス３ａと相対向して位置し、また
両接地層１１、１５に形成された接地線１ａは電源層１
３に形成されたクリアランス３ｂと相対向して位置する
ので、基板に垂直な方向から見たときの接地線１ａ又は
電源線１ｂの分布をある程度に均一化することができ
る。また網目構造の接地線１ａ又は電源線１ｂは各基準
層１１、１３、１５のそれぞれに形成してもよいが、許
されるコストと必要となる特性との兼ね合いによって
は、特定の基準層（複数でも単数でもよい）にのみ上記
のような網目構造の接地線１ａ又は電源線１ｂを形成
し、残りの基準層にはその全面に金属膜を形成するよう
にしてもよい。

【００３１】（実施形態２）図５は、実施形態２の多層
配線基板について、その層構造を説明するための断面模
式図である。この多層配線基板は上記実施形態１の多層
配線基板とは異なりマイクロストリップライン構造を有
するものである。つまり信号線が形成された信号層１６
が接地層１７と誘電体層１８を挟んで相対面するように
配置されるとともに、上記信号層１６の反接地層側１６
ａが、基板外の大気等に開放されているということであ
る。

【００３２】この多層配線基板においても、上記接地層
１７には、正６角形状をなすクリアランスが図１に示す
実施形態１の多層配線基板と同様に形成されている。そ
してこれによって接地線を蜂の巣状の網目構造に形成し
ている。このようにするとマイクロストリップライン構
造を有するこの多層配線基板でも、上記と同様に接地層
１７を流れる電流を多方向に分散させることができる。
従って、仮に上記電流にクロック信号等のノイズが混入
したとしても、このノイズは上記電流とともに接地層１
７中に分散するので、接地層１７中を流れる電流を介し
て生じるクロストークノイズを確実に低減することがで
きる。

【００３３】また、多数の信号線が複雑に引き回されて
いたとしても、ある信号線の大部分が接地線と並走する
一方で、他の信号線の大部分は接地線と並走することな
く配線されるというような極端な事態を回避することが
できるのも、上記実施形態１の多層配線基板と同様であ
る。従ってこの多層配線基板においても、上記各信号線
についてその信号伝搬特性の均一化を図ることができ
る。

【００３４】以上にこの発明の実施形態２について説明
したが、この多層配線基板は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。例えば上記では信号層１６に対して接地層
１７を相対面させた構造としたが、信号層１６に電源層
を相対面させて成るマイクロストリップ構造を有する多
層配線基板であっても、図１に示すような電源線を形成
することによって上記と同様の優れた効果を得ることが
できる。

【００３５】（実施形態３）図６は、実施形態３の多層
配線基板について、基準層に形成された接地線（又は電
源線）１を示す平面図である。同図に示すようにこの多
層配線基板では、正８角形状のクリアランス３ｃを互い
に隣接するよう規則的に並置形成するとともに、これら
のクリアランス３ｃに囲まれるようにして正方形状のク
リアランス３ｄを形成し、これによって網目構造の接地
線（又は電源線）１を形成している。

【００３６】上記のような多層配線基板においても、接
地線（又は電源線）１が網目の各交点２において、必ず
９０°又は１３５°の角度で折曲される。従ってこれら
の接地線（又は電源線）１を流れる電流も、上記各交点
２で必ず流通方向を変えることとなる。そのため上記と
同様に、基準層中を流れる電流を介して生じるクロスト
ークノイズを確実に低減することができる。また多数の
信号線が複雑に配線されていた場合に、ある信号線の大
部分が接地線（又は電源線）１と並走する一方で、他の
信号線の大部分は接地線（又は電源線）１と並走するこ
となく配線されるというような極端な事態を確実に回避
することができるのも、上記と同様である。従って正８
角形状のクリアランス３ｃと正方形状のクリアランス３
ｄとを混在させて構成したこの実施形態の多層配線基板
でも、基板中における信号線と接地線（又は電源線）１
との対向位置関係の均一化を図り、これによって上記各
信号線について信号伝搬特性の均一化を図ることができ
る。

【００３７】以上にこの発明の実施形態３について説明
したが、この多層配線基板は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。例えば上記のような正８角形と正方形との
組み合わせに限らず、他の多角形を用いてクリアランス
を形成してもよいし、多角形でなくとも楕円状又は円状
のクリアランスを形成するようにしてもよい。とにか
く、接地線（又は電源線）１を網目構造に形成するとと
もに網目構造の交点２に向う各接地線（又は電源線）１
を互いに交差する方向に延設して形成し、各交点２を直
進して突き抜けることのないように接地線（又は電源
線）１を形成すればよいのである。

【００３８】（実施形態４）実施形態４の多層配線基板
は、図３に示すストリップライン構造を有している。そ
して図７は、そのうちの第１接地層１１を示す平面図で
ある。この第１接地層１１にも正６角形状のクリアラン
ス２２が形成されているが、ここでは図１のように正６
角形の各辺を隣接させるのではなく、正６角形の角部同
士が対向して近接するようにクリアランス２２を規則的
に並置形成している。このようにすると正６角形の各辺
で囲まれた部分に略正３角形が形成されるので、この部
分を接地線２１としている。もちろん隣接する接地線２
１同士は互いに接続されている必要があるので、互いに
隣接するクリアランス２２の角部と角部との間にはいく
らかの間隙を設け、この間隙にも接地線２１を形成する
ようにしている。このようにすることによって、この多
層配線基板においても各クリアランス２２を取り囲む網
目構造の接地線２１を、第１接地層１１全体に蜂の巣状
に形成しているのである。従って正三角形状の接地線２
１が、網目構造に形成された上記接地線２１の交点とし
ても機能することになる（同図の破線参照）。

【００３９】一方、図８は、上記第１接地層１１と相対
面する電源層１３を示す平面図である。この電源層１３
には、上記第１接地層１１に対して相補的にクリアラン
ス２４を設けている。すなわち、正３角形状の上記接地
線２１と相対面するよう略同形状のクリアランス２４を
形成するとともに、正６角形状のクリアランス２２と相
対面するよう略同形状の電源線２３を形成しているとい
うことである。なお、ここでの電源線２３は正６角形状
であり、また接地線２１は正３角形状であって共に
「線」状ではないとも言える。しかしながらその機能は
同様であるから、他の実施形態と名称を統一して理解を
容易とするため、ここでは「電源線」「接地線」と称し
ている。すなわち、この明細書における「電源線」「接
地線」には、いわゆる線状でないと考えられるような形
状のものも含んでいるということである。

【００４０】上記のような多層配線基板においても、第
１接地層１１では接地線２１が網目構造に形成され、そ
の各交点において必ず１２０°の角度で方向を変える。
従ってこの接地線２１を流れる電流も上記各交点で必ず
流通方向を変えることとなるので、上記と同様にクロス
トークノイズを低減することができる。また多数の信号
線が複雑に配線されていた場合に、ある信号線の大部分
が接地線２１と並走する一方で、他の信号線の大部分は
接地線２１と並走することなく配線されるというような
極端な事態を確実に回避することができるのも、上記と
同様である。

【００４１】しかも上記多層配線基板では、第１接地層
１１の接地線２１と電源層１３の電源線２３とを相補的
に形成している。つまり上記接地線２１と電源層１３の
クリアランス２４とを略同形状に形成して相対面させる
とともに、上記電源線２３と第１接地層１１の接地線２
１とを略同形状に形成して相対面させるということであ
る。従って基板に垂直な方向から見たときの接地線２１
又は電源線２３の分布が、基板の全面にわたって均一化
される。すなわち、基板中のどの位置にあっても、その
一方にのみ接地線２１又は電源線２３のいずれかが必ず
存在しているのである。そのため信号線が複雑に配線さ
れたとしても、各信号線に対する接地線２１又は電源線
２３の相対位置関係は均一化され、基板の全面に金属膜
を形成したのに近い状態となる。従ってある２つの信号
線の幅、厚さ、配線長、及び配線パターンが同じで、か
つ誘電体層の厚さが同じであれば、これら２つの信号線
は略等しい信号伝搬特性を示すこととなり、これによっ
て各信号線の信号伝搬特性を均一化することができる。

【００４２】以上にこの発明の実施形態４について説明
したが、この多層配線基板は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。例えば上記では多層配線基板をストリップ
ライン構造としたが、図７に示す第１接地層１１に信号
層を対面させ、これによってマイクロストリップライン
構造の多層配線基板として構成してもよい。

【００４３】

【実施例】図９に示すように、多層配線基板の信号層９
にＸ信号線４、Ｙ信号線５、及びＺ信号線６を形成し、
本発明の効果についての検証試験を行った。多層配線基
板の構造は、この信号層９を接地層と電源層（ともに図
示せず）とで挟むストリップライン構造である。接地層
及び電源層は、それぞれ図１に示す実施形態１のもの、
図１２に示す第１の従来例のもの、及びその全面に金属
膜を形成して構成したものの３種類とした。また上記各
信号線４、５、６は、その中間部を屈曲して形成されて
いるが、この時の屈曲角度βを４５°とした。そしてこ
の屈曲点を挟んで同図における上下に配線された部分４
ａ、５ａ、６ａの長さＣ及び斜行して配線された部分４
ｂ、５ｂ、６ｂの長さＤを、ともに５０ｍｍとした。さ
らに上記各信号線４、５、６の幅Ａを１００μｍとし、
信号線４、５、６間の間隔Ｂも１００μｍとした。

【００４４】また図１２に示す従来例の基準層４５に形
成されたクリアランス４２は、その幅Ｇを２００μｍ、
長さＥを６００μｍとし、また電源線（又は接地線）４
１の線幅Ｆを２００μｍとした。そして実施形態１の基
準層に形成された接地線１ａ及び電源線１ｂの線幅も、
上記従来例の場合と略同じ条件とするために２００μｍ
とした。さらに基準層の構成によって信号層に形成した
信号線の特性インピーダンスが変化するので、基準層間
に形成された誘電体層の厚さを調整することにより、３
種類の多層配線基板でそれぞれ特性インピーダンスが５
０Ω±５％以内に収まるようにした。

【００４５】図１０は、上記のように構成した多層配線
基板のクロストークノイズを測定するための測定系を示
す模式図である。上記信号線４、５、６のうちＹ信号線
５には、信号源８が接続されている。この信号源８は、
立ち上がり時間が５００ｐｓで振幅が３．３Ｖのステッ
プ信号を出力するものである。そして上記Ｙ信号線５と
隣接するＺ信号線６に、測定用端子７を接続した。また
各信号線４、５、６には抵抗１９及び容量２０を接続し
て成端させ、その終端において信号の反射が生じないよ
うにした。

【００４６】図１１は、各多層配線基板で測定されたク
ロストークノイズを時間の関数として示すグラフであ
る。同図に示す鎖線Ｓが実施形態１の多層配線基板で測
定されたもの、破線Ｔが従来例の多層配線基板で測定さ
れたもの、そして実線Ｕが基準層の全面に金属膜を形成
した多層配線基板で測定されたものである。それぞれク
ロストークノイズのピーク値を比較すると、全面に金属
膜を形成したものが１２５．３ｍＶであったのに対し、
実施形態１のものは１３３．６ｍＶであり、従来例のも
のは１６１．８ｍＶであった。このことから、実施形態
１の多層配線基板で生じたクロストークノイズは従来例
の多層配線基板の約８０％程度であり、基準層の全面に
金属膜を形成したものと略等しい程度にまで低減されて
いることが分る。

【００４７】

【発明の効果】上記のように請求項１又は請求項２の多
層配線基板では、基準層を流れる電流を多方向に分散し
て流通させることができる。従って信号層に生じるクロ
ストークノイズを確実に低減することが可能となる。ま
た基板中における信号線と電源線又は接地線との対向位
置関係の均一化を図ることができるので、各信号線の信
号伝搬特性を均一化することが可能となる。

【００４８】また請求項３の多層配線基板では、多角形
状のクリアランスを規則的に並べて配置することで電源
線又は接地線を網目構造に形成している。従ってその実
施を容易とし、基準層の製造コストを低減することが可
能となる。

【００４９】さらに請求項４の多層配線基板では、基板
面に対して垂直な方向から見た電源線又は接地線の分布
を一層均一化し、これによって各信号線の信号伝搬特性
を一段と均一化することが可能となる。

【００５０】請求項５の多層配線基板では、互いに略同
形状の電源線又は接地線とクリアランスとを対向配置す
ることにより、基板面に対して垂直な方向から見たとき
の電源線及び接地線の分布を略均一化されたものとする
ことができる。従って各信号線の信号伝搬特性をより均
一化されたものとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態１の多層配線基板の基準層
を示す平面図である。

【図２】上記基準層における接地線又は電源線の交点を
示す拡大図である。

【図３】上記多層配線基板の層構造を示す断面模式図で
ある。

【図４】上記多層配線基板の接地線と電源線との関係を
示す透過平面図である。

【図５】実施形態２の多層配線基板の層構造を示す断面
模式図である。

【図６】実施形態３の多層配線基板の基準層を示す平面
図である。

【図７】実施形態４の多層配線基板の接地層を示す平面
図である。

【図８】実施形態４の多層配線基板の電源層を示す平面
図である。

【図９】検証試験のために形成した信号線を示す平面図
である。

【図１０】上記検証試験の測定系を示す模式図である。

【図１１】上記検証試験の結果を示すグラフである。

【図１２】従来例の多層配線基板の基準層を示す平面図
である。

【符号の説明】

１ａ接地線１ｂ電源線２ａ交点２ｂ交点３ａクリアランス３ｂクリアランス１０誘電体層１１第１接地層１２第１信号層１３電源層１４第２信号層１５第２接地層１６信号層１７接地層１８誘電体層２１接地線２２クリアランス２３電源線２４クリアランス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源層又は接地層として構成される複数
の基準層を互いに相対面するよう配置するとともに両基
準層間に誘電体層を形成し、この誘電体層中に信号層を
埋設して構成したストリップライン構造を有する多層配
線基板であって、上記基準層は、複数のクリアランスを
並置形成することによって電源線又は接地線を網目構造
に形成して成るとともに、この網目構造の各交点に向う
各電源線又は接地線を、それぞれ互いに交差する方向に
延設していることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】電源層又は接地層として構成される基準
層と信号層とを誘電体層を挟んで互いに相対面するよう
配置するとともに上記信号層の反基準層側を基板外に開
放して構成したマイクロストリップライン構造を有する
多層配線基板であって、上記基準層は、複数のクリアラ
ンスを並置形成することによって電源線又は接地線を網
目構造に形成して成るとともに、この網目構造の各交点
に向う各電源線又は接地線を、それぞれ互いに交差する
方向に延設していることを特徴とする多層配線基板。
【請求項３】上記基準層には６以上の角を有する多角
形状のクリアランスが互いに隣接するよう規則的に並置
形成され、これによって電源線又は接地線を網目構造に
形成していることを特徴とする請求項１又は請求項２の
多層配線基板。
【請求項４】上記信号層を挟む両基準層のそれぞれ
に、６以上の角を有する多角形状のクリアランスを互い
に隣接するよう規則的に並置形成して電源線又は接地線
を網目構造に形成するとともに、一方の基準層に形成さ
れた電源線又は接地線の各交点と他方の基準層に形成さ
れた各クリアランスとを相対向して位置させるようにし
たことを特徴とする請求項１の多層配線基板。
【請求項５】上記信号層を挟む両基準層のうち一方の
基準層には６以上の角を有する多角形状のクリアランス
を互いに隣接するよう規則的に並置形成して電源線又は
接地線を網目構造に形成するとともに、他方の基準層に
並置形成するクリアランスを上記の電源線又は接地線と
略同形状とし、両基準層の電源線又は接地線とクリアラ
ンスとを互いに相対向するよう配置していることを特徴
とする請求項１の多層配線基板。