CN101543142B

CN101543142B - 印刷布线板

Info

Publication number: CN101543142B
Application number: CN2008800000625A
Authority: CN
Inventors: 丰岛良一
Original assignee: Nippon Mektron KK
Current assignee: Nippon Mektron KK
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2028-01-31
Also published as: US8040198B2; WO2008149572A1; US20100231331A1; TW200850086A; CN101543142A; EP2031944B1; TWI403226B; EP2031944A4; JP4912960B2; JP2008305884A; EP2031944A1; KR20100017038A; ATE531239T1

Abstract

提供一种微波带状线，在不能应用全面接地的如挠性印刷布线板那样的插入了薄绝缘层的印刷布线板中，即使在存在曲线形状的情况下也能使相对于信号布线的接地布线的形状保持一定，并且与信号布线相向的接地布线的面积不会由于曝光偏差或层叠偏差而发生变化。在具有信号布线为曲线形状的微波带状线结构的印刷布线板中，其特征在于，具有经由绝缘层(3，10，13)与所述信号布线(4，6，8，11，14，18，25)相向设置的线状接地布线(5，9，12，15，19，26)，所述接地布线的布线节距是所述信号布线的线宽的1/n，其中n是自然数1或2。

Description

印刷布线板

技术领域

本发明涉及印刷布线板，特别涉及用于传输对应于电气、电子器具的小型化、高性能化要求的高速信号的印刷布线板的结构。

背景技术

电子器具中信号的处理速度近年来日益提高。因此，通过印刷布线板的信号的传输速度也被高速化。在高速信号的传输中，需要进行信号布线的特性阻抗的匹配，发生不匹配时会引起信号的反射，从而造成了损失。

一般地，特性阻抗在单端(signal-ended)中是50Ω，在差动线路的各信号布线中是50Ω。为了得到希望的阻抗，如图8所示，在处理高速信号的印刷布线板中应用以信号布线1和接地布线2夹着基底基材3相向的方式配置的微波带状线(microstrip line)。

通常，微波带状线的接地布线应用全面接地(solid grounding conductor)，也就是没有信号布线的面全部成为接地层的结构。但是，在挠性印刷布线板的情况下，多数基底基材是25μm，一般薄至12.5～50μm，因此在信号布线和接地布线之间产生的电容变大，微波带状线的特性阻抗降低。

例如，在厚度100μm的玻璃—环氧类半固化片(相对介电常数4)中形成全面接地的微波带状线的情况下，信号布线宽度为122μm时特性阻抗变为50Ω，在25μm的聚酰亚胺(相对介电常数3.3)中按照相同的信号布线宽度形成微波带状线的情况下，特性阻抗变为8Ω以下。

为了在相同的规格下降低信号布线—全面接地之间产生的电容，使特性阻抗为50Ω，需要使信号布线的宽度窄到17μm。虽然使导体变薄就可以形成这样的信号布线，但是由于布线宽度变窄厚度也变薄，所以直流电阻变大。

此外，由于信号布线宽度狭窄，所以容易受形成的信号布线宽度变动的影响，难以高精度地得到所希望的阻抗。因此，多数情况下使用将接地布线中挖穿而成为正方形(参照专利文献1)、或者菱形(参照专利文献2)的网格形状。

但是，在使用网格接地布线的情况下，根据信号布线位于网格接地布线的开口部或者位于接地布线的导体部处导致特性阻抗不同，从而造成不匹配，成为信号的反射和损失的原因。

此外，在如弯曲设置信号布线那样的情况下，由于相对于弯曲之前的信号布线的网格形状与相对于弯曲之后的信号布线的网格形状发生变化，所以特性阻抗变得不匹配。

因此，提出了一种与信号布线的曲线形状相对应地使网格形状追随的方法(参照专利文献3)。或者提出了控制曲线形状的外周和内周的网格开口尺寸、或者控制信号布线宽度的方法(参照专利文献4)。

专利文献1：日本专利申请公开2000—114722号公报

专利文献2：日本专利申请公开2006—147837号公报

专利文献3：日本专利申请公开2006—173310号公报

专利文献4：日本专利申请公开2000—077802号公报

专利文献5：日本专利申请公开2001—085805号公报

发明要解决的问题

如专利文献3中所示，在使网格追随曲线形状的情况下，相对于曲线形状前后的信号布线的网格形状相同，但是相对于曲线形状的信号布线的网格形状连续变化。要是相对于信号布线的网格形状的变化极小的话，那么其影响可以忽略，但是在其长度比传输的频率的1/4波长还长的情况下，表现出的影响是阻抗不匹配。

一般地，从防止反射的观点出发，曲线形状的信号布线按照一定的曲率半径弯曲，曲率半径越大越有利于反射。例如，在曲率半径为5mm、曲线形状角度为90°的情况下，曲线形状的长度约为7.9mm。

这相当于在挠性印刷布线板中通用的聚酰亚胺(εr＝3.3)在5GHz时的约1/4波长。在该情况下，传输5GHz以上的信号时表现出阻抗不匹配的影响。要是曲率半径变得更大的话，曲线形状就变得更长，其结果是：表现出阻抗不匹配的影响的频率向低频移位。

此外，如专利文献4中所示，在控制曲线形状的网格开口或者信号布线宽度的情况下，需要下面这样的循环：对于每一个制品模拟网格开口或者信号布线宽度，在实际的制品进行检验，根据需要进行再设计。

因此，为了得到希望的特性要花费时间，因此不适合大量生产。此外，当相对于网格在信号布线中产生曝光或层叠的位置照准的偏差时，信号布线和与其相向的网格接地布线的各面积变化，不再能得到所希望的阻抗。

因此，提出了一种通过使信号布线与线状的接地布线平行相向，不拘泥于布线的曲线形状，使相对于信号布线的接地布线的形状保持一定的方法(参照专利文献5)。

但是，这些线状的接地布线5的宽度如图9(a)中所示那样必须与信号布线4的宽度相同，或者比其粗。即使在假定不存在线状的接地布线和信号布线的位置照准偏差的情况下，因为这些线状的接地布线与相向的信号布线是相同的面积，所以在信号布线—接地布线之间产生的电容与全面接地的电容相同。

因此，在信号布线—接地布线之间插入如挠性印刷布线板那样的薄绝缘层的情况下，困难是不能传输前述那样的大电流，或者难以高精度地控制阻抗。

此外，在实际的制造工序中，如图9(b)所示，发生位置照准偏差，与信号布线6相向的接地布线7的面积变化，不再能得到所希望的阻抗。

发明内容

本发明正是考虑上述的问题而完成的，其目的是提供一种微波带状线，在不能应用全面接地的如挠性印刷布线板那样的插入了薄绝缘层的印刷布线板中，即使在存在曲线形状的情况下也能使相对于信号布线的接地布线的形状保持一定，并且与信号布线相向的接地布线的面积不会由于曝光偏差或层叠偏差而发生变化。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种印刷布线板，其具有信号布线为曲线形状的微波带状线结构，该印刷布线板其特征在于，具备经由绝缘层与所述信号布线相向配置的线状接地布线，所述接地布线的布线节距(pitch)是所述信号布线的线宽的1/n(n是自然数1或2)。

(本发明的概要)

利用该结构，如图1中那样，通过沿信号布线8相对地配置线状的接地布线9，与信号布线的曲线形状无关，相对于信号布线的接地布线的形状总是保持一定。

此外，通过使线状的接地布线相对于信号布线宽度具有1/n的布线节距，即使在产生了位置偏差时也能够保持与信号布线相向的接地布线的面积一定。其中，n是自然数1或2。

此时，通过使作为基底基材的层间绝缘树脂为例如聚酰亚胺、液晶聚合物、氟树脂这样的低介电常数材料，可以降低在信号布线和接地布线之间产生的电容。

结果是能够使信号布线宽度变宽，还能够使与其平行设置的线状接地布线也变宽，因此能够降低利用蚀刻的加工的难度。

此外，由于这些材料的介电损耗因数比通常的玻璃环氧基板低，所以可以抑制高频时的介电损失，有利于高速信号的传输。

发明的效果

根据本发明，在如挠性印刷布线板那样的具有薄绝缘层的印刷布线板中形成微波带状线时，与信号布线的曲线形状无关，相对于信号布线的接地布线形状总是保持一定，此外即使有位置偏差也可以保持与信号布线相向的接地布线的面积一定。

由此可以提供具有适于高速信号的传输的微波带状线结构的印刷布线板，对电子器具的小型化、高性能化做出了贡献。

附图说明

图1是表示根据本发明的微波带状线的代表结构的立体图。

图2是根据本发明的实施例1的剖面结构图。

图3是根据本发明的实施例2的剖面结构图。

图4是从根据本发明的实施例3的挠性印刷布线板的安装部布线层来看的平面图。

图5A是用来说明根据本发明的实施例3的挠性印刷布线板的形成方法的剖面图，是沿图4中的A—A′线的剖面图。

图5B是用来说明根据本发明的实施例3的挠性印刷布线板的形成方法的剖面图，是沿图4中B—B′线的剖面图。

图6是从根据本发明的实施例4的挠性印刷布线板的安装部布线层来看的平面图。

图7A是用来说明根据本发明的实施例4的挠性印刷布线板的形成方法的剖面图，是沿图6中的A—A′线的剖面图。

图7B是用来说明根据本发明的实施例4的挠性印刷布线板的形成方法的剖面图，是沿图6中B—B′线的剖面图。

图8是现有的微波带状线的剖面结构图。

图9是用来说明现有的与信号布线平行的接地布线的问题点的剖面示意图。

附图标记说明

1信号布线、2全面接地、3基底基材、4信号布线、

5线状的接地布线、6信号布线、7位置偏差了的线状的接地布线、

8信号布线、9线状的接地布线、10聚酰亚胺、11信号布线、

12线状的接地布线、13液晶聚合物、14信号布线、

15线状的接地布线、16双面镀铜层叠板、17孔、18信号布线、

19线状的接地布线、20保护层、21电镀、

22除去信号布线、接地布线的布线图形、23双面镀铜层叠板、

24孔、25信号布线、26线状的接地布线、27保护层、

28电镀、29除去信号布线、接地布线的布线图形。

具体实施方式

根据本发明的具体实施例，通过采用基底基材的厚度在12.5～50μm的范围内、导体的厚度在5～18μm的范围内的某种材料，使信号布线的宽度在25～500μm的范围内，线状的接地布线的布线节距在25～500μm的范围内，可以形成特性阻抗为50Ω的微波带状线。

此外，需要高精度地控制这些微波带状线的形状。在进行了用于层间连接的电镀之后，当要形成微波带状线时，由于电镀厚度的偏差而产生形状的偏差，从而难以高精度地控制阻抗。

因此，通过在形成用于层间导通的电镀之前预先形成信号布线和线状的接地布线，用可除去的保护膜掩蔽该处，进行用于层间导通的电镀，然后除去保护膜，就可以高精度地形成信号布线和线状的接地布线的形状，进而提高阻抗控制的精度。

下面参照附图说明本发明的实施例。

实施例1

图2是根据本发明一个实施例的微波带状线的剖面图。

其中起始材料采用Metaloyal(Toyo Metallizing Co.，Ltd)PI—25D—CCW—08D0(#25)作为双面镀铜层叠板。

选定该材料的理由在于两点。

(1)在微波带状线中，由于当基底基材的介电常数高时与接地布线之间发生的电容变大，所以为了得到希望的特性阻抗必须使信号布线的宽度变窄。

但是，使信号布线的宽度变窄时，形成布线的难易程度变高，不再能进行高精度的阻抗控制。因此优选基底基材是介电常数低的聚酰亚胺。

(2)通常为了确保与基底基材的粘结力，需要对镀铜板的铜箔施加称为背面处理的粗化处理。但是，背面处理导致的阻抗的增大不利于特性阻抗的控制。因此优选没有经过背面处理的镀铜板。

此处，作为基底基材的聚酰亚胺10的厚度为25μm，铜箔的厚度为8μm。采用本材料形成微波带状线。而且，微波带状线的接地布线12是沿着信号布线11的线状，其布线节距为信号布线宽度的1/n(其中n是自然数1或2)。

为了实现特性阻抗50Ω，在这里的一个例子是，信号布线宽度为92μm，n＝1，接地布线的布线节距为92μm，接地布线宽度为46μm，接地布线的布线根数相对于信号布线根数的3根为7根。

实施例2

图3是本发明实施例2的剖面图。在该实施例2中，代替实施例1中的聚酰亚胺，使基底基材13为介电常数更低的液晶聚合物。由此进一步降低了在信号布线和接地布线之间发生的电容，因此可以抑制信号布线宽度的加工难易程度。

此外，液晶聚合物由于比聚酰亚胺的介电损耗因数低，所以能够抑制高频区域的介电损失，有利于高速信号的传输。起始材料采用双面镀铜层叠板ESPANEXLB—09—25—09NE(新日铁化学株式会社)。

在该情况下，作为基底基材的液晶聚合物的厚度为25μm，通过半蚀刻使铜的厚度从原厚度的9μm变为5μm。采用该进行了半蚀刻的材料形成微波带状线。

微波带状线的接地布线15是沿信号布线14的线状，其布线节距为信号布线宽度的1/n(其中n是自然数1或2)。

为了实现特性阻抗50Ω，在这里的一个例子是，信号布线宽度为100μm，n＝2，接地布线的布线节距为50μm，接地布线宽度为25μm，接地布线的布线根数相对于信号布线根数的3根为14根。

实施例3

图4表示本发明实施例3的平面图，图5A和图5B分别表示沿图4中的A—A′线和B—B′线的剖面图。

首先，如图5A(1)所示，准备铜箔的厚度为4μm的双面镀铜层叠板16。由于在实施例1中示出的理由，作为该材料例如可以举出双面镀铜层叠板“Metaloyal(Toyo Metallizing Co.，Ltd)PI—25D—CCW—04D0(#25)”等。

接下来，如图5A(2)所示，形成成为层间连接用的通路的孔17。通路孔的种类是贯通、不贯通都可以。此外，作为孔的形成方法，如果是贯通的话可以列举机械钻孔、冲孔、激光钻孔、等离子加工、化学蚀刻等，如果是不贯通的话，可以列举激光钻孔、等离子加工、化学蚀刻等。此处通过UV—YAG激光器形成直径50μm的贯通孔。

进而如图5B(3)所示，形成微波带状线。微波带状线的接地布线19是沿信号布线18的线状，其布线节距为信号布线宽度的1/n(其中n是自然数1或2)。

在这里，作为一个例子是，信号布线宽度为96μm，n＝2，接地布线的布线节距为48μm，接地布线的宽度为24μm，特性阻抗为50Ω。此外，接地布线的布线根数相对于信号布线根数的5根为11根。

然后，如图5A(4)所示，在图5B(3)中形成的接地布线和信号布线上形成保护层20。保护层20的材料只要能经受其后进行的用于层间连接的电镀工序，然后可剥离的话就没有特别的限定。在这里，层叠厚度为20μm的干膜抗蚀剂SPG202(旭化成电子株式会社制)，仅对接地布线和信号布线进行曝光、显影。

接下来，如图5A(5)所示，形成用于层间连接的电镀21。因为信号布线和接地布线被保护层所覆盖，所以不会析出电镀。其中，电镀的厚度比保护层的厚度薄，此处是10μm。

最后，如图5A(6)所示，剥离保护膜，形成除去微波带状线的地方的布线图形22。此时，通路17的过孔盘径(land diameter)是考虑了先形成的信号布线18和接地布线19和后形成的布线图形22的曝光位置偏差的直径。

通过上述步骤，可以形成具有阻抗被高精度地控制了的微波带状线的挠性印刷布线板。

实施例4

图6表示本发明实施例4的平面图，图7A和图7B分别表示沿图6中A—A′线和B—B′线的剖面图。

首先，如图7A(1)所示，准备铜箔厚度为9μm的双面镀铜层叠板23。在这里，由于在实施例1和实施例2中所示的理由，应用双面镀铜层叠板ESPANEXLB—09—25—09NE(新日铁化学株式会社，铜箔厚度9μm)。

接下来，如图7A(2)所示，形成成为层间连接用的通路的孔24。通路孔的种类是贯通、不贯通都可以。此外，作为孔的形成方法，如果是贯通的话可以列举机械钻孔、冲孔、激光钻孔、等离子处理、化学蚀刻等，如果是不贯通的话，可以列举激光钻孔、等离子处理、化学蚀刻等，没有特别限定。此处在UV—YAG激光器形成直径50μm的非贯通孔。

接下来如图7B(3)所示，形成微波带状线。在这里，微波带状线的接地布线26是沿信号布线25的线状，其布线节距为信号布线宽度的1/n(其中n是自然数1或2)。

在这里，作为一个例子是，信号布线宽度为100μm，n＝1，接地布线的布线节距为100μm，接地布线的宽度为50μm，特性阻抗为50Ω。此外，接地布线的布线根数相对于信号布线根数的5根为11根。

然后，如图7A(4)所示，在图7A(3)中形成的接地布线和信号布线上形成保护层27。保护层27的材料只要能经受其后进行的用于层间连接的电镀工序，然后可剥离就没有特别的限定。

此处，层叠厚度为20μm的干膜抗蚀剂SPG202(旭化成电子株式会社制)，然后仅对接地布线和信号布线进行曝光、显影。

接下来，如图7A(5)所示，进行用于层间连接的电镀28。因为信号布线和接地布线被保护层所覆盖，所以不会析出电镀。其中，电镀的厚度比保护层的厚度薄，此处是10μm。

最后，如图7A(6)所示，剥离保护膜，形成除去微波带状线的部位的布线图形29。此时，通路24的过孔盘径是考虑了先形成的信号布线125和接地布线26和后形成的布线图形29的曝光位置偏差的直径。

Claims

1.一种印刷布线板，具备在绝缘层上配置的信号布线是曲线形状的微波带状线结构，该印刷布线板其特征在于，

具备经由所述绝缘层与所述信号布线平行相向配置的线状接地布线，

所述接地布线的布线节距是所述信号布线的线宽的l/n，其中n是自然数1或2。