JP2003046236A - 多層配線基板およびその設計方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層配線基板において、配線長さが指定され
ている配線を形成する際に用いられる迂回形状配線部分
と該配線が構成される層に隣接する配線層の配線との信
号干渉を抑える。 【解決手段】 複数の配線層を有する多層配線基板にお
いて、配線長さが指定されている配線の迂回形状配線部
分３を、直線状配線要素３ｂ₁ 、３ｂ₂ ‥を複数個並行
に配置し該直線状配線要素の各々の両側を順次Ｕ字状等
の屈曲配線要素３ａ₁ 、３ａ₂ ‥；３ｃ₁ 、３ｃ₂ ‥に
て結線して構成する際に、該迂回形状配線部分３の直線
状配線要素３ｂ₁ 、３ｂ₂ ‥を、該迂回形状配線部分３
の直線状配線要素３ｂ₁ 、３ｂ₂ ‥およびそれらの周辺
近傍に対応する領域における隣接層の信号配線７に対し
て直角あるいは略直角方向に配置する。これにより、互
いに隣接する配線層の配線間の信号干渉を抑制し、回路
動作の信頼性の向上に寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の配線層を有
する多層配線基板ならびに多層配線基板の設計方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】配線基板において、配線長さが指定され
ている配線を形成する際に、開始点から終了点までのマ
ンハッタン長が前記指定長さより短い場合には、配線の
実効長が所定の値となるように、通常、配線の一部に図
３に例示するような迂回形状配線部分を設けて配線して
いる。

【０００３】図３は、便宜上、左方を始点側、右方を終
点側として、それらの間の任意の場所に迂回配線形状を
設けた場合を示すものであり、従来の一般的な迂回形状
配線部分１０３は、概ね、複数の略Ｕ字状の屈曲配線要
素１０３ａ₁ 、１０３ａ₂ ‥を形成する（始点側の）屈
曲配線要素部分１０３ａ、複数の直線状配線要素１０３
ｂ₁ 、１０３ｂ₂ ‥を形成する直線状配線要素部分１０
３ｂ、および複数の略Ｕ字状の屈曲配線要素１０３ｃ
₁ 、１０３ｃ₂ ‥を形成する（終点側の）屈曲配線要素
部分１０３ｃから構成され、始点側の配線パターン１０
１に直交するように接続された直線状配線要素１０３ｂ
₁ 、屈曲配線要素１０３ａ₁ 、直線状配線要素１０３ｂ
₂ および屈曲配線要素１０３ｃ₁ を順次形成し、その後
さらに、直線状配線要素１０３ｂ₃ 、屈曲配線要素１０
３ａ₂ 、直線状配線要素１０３ｂ₄および屈曲配線要素
１０３ｃ₂ のように適宜反復した後に、終点側の配線パ
ターン１０２に接続するように形成されている。そし
て、複数の直線状配線要素１０３ｂ₁ 、１０３ｂ₂ 、１
０３ｂ₃ ‥は互いに並行して配置されており、これらの
直線状配線要素１０３ｂ₁ 、１０３ｂ₂ ‥は、始点側配
線パターン１０１と終点側配線パターン１０２とを結ぶ
方向（矢印Ａで示す方向）に対して略直角に配置されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、信号
が高周波化、小振幅化し、また、基板の小型高密度実装
化に伴い、配線層数が増大するとともに配線層間の層間
絶縁層の厚さも薄くなってきており、信号線相互の干渉
が生じやすくなる傾向にある。その結果、信号線の相互
干渉によって信号波形が乱れることが懸念され、回路動
作の信頼性へ影響を与えている。

【０００５】しかしながら、設計者による手動での配線
はもとより、例えば特開平９−３１９７８７号公報に開
示されている指定線長配線の自動配線方法等において
も、配線長を所望の長さに配線することを主に考慮して
設計されており、ある配線層内の配線と該配線が所在す
る配線層に隣接する配線層にある配線との信号干渉を考
慮した位置関係は勘案されていない。

【０００６】また、複数の配線層を有する多層配線基板
（多層プリント基板）では、通常、隣接層相互の信号配
線において、その信号干渉を回避したい場合は、なるべ
く直角になるよう配置する場合が多い。例えば、図４に
示すように、ある配線層で、その周囲の配線状況の関係
から境界１０５の斜線側に入らない範囲に迂回形状配線
部分１０３を設ける場合を考えると、従来は、注目して
いる配線の始点から終点ヘの方向（図４で矢印Ａで示す
方向）と、該配線層に隣接する配線層における該迂回形
状配線部分１０３およびその周辺に対応する領域に存在
する配線１０７とが略直角になるようにしている。その
ため、前述したような迂回形状配線部分１０３を設ける
場合、該迂回形状配線部分１０３の直線状配線要素１０
３ｂ₁ 、１０３ｂ₂ 、１０３ｂ₃ ‥の方向は考慮するこ
となく配置してしまい、図４に示す領域Ｅにおいては、
迂回形状配線部分１０３の直線状配線要素１０３ｂ_n 、
１０３ｂ_n+1 ‥と該配線層に隣接する配線層の配線１０
７は、長い区間にわたり平行する状態で配置されること
となる。そのために、隣接する両配線層の配線間で信号
の干渉が生じる原因となって、信号線の相互干渉によっ
て信号波形が乱れ、回路動作の信頼性に影響を与えてい
た。

【０００７】そこで、本発明は、前記従来技術の有する
未解決の課題に鑑みてなされたものであって、多層配線
基板において、配線長さが指定されている配線を形成す
る際に用いられる迂回形状配線部分と該配線が構成され
る層に隣接する配線層の配線との信号干渉を抑えること
ができる多層配線基板、ならびに、該多層配線基板の設
計方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の多層配線基板は、複数の配線層を有する多
層配線基板において、直線状配線要素を複数個並行に配
置し該直線状配線要素各々の片端あるいは両端を順次屈
曲配線要素にて結線して構成する迂回形状配線部分の直
線状配線要素を、前記迂回形状配線部分の直線状配線要
素およびそれらの周辺近傍に対応する領域における隣接
層の信号配線に対して直角方向あるいは略直角方向に配
置することを特徴とする。

【０００９】本発明の多層配線基板においては、複数の
配線層間の層間絶縁層の厚さを１００μｍ以下とするこ
とができ、さらに、ビルドアップ基板に適用することが
可能である。

【００１０】また、本発明の多層配線基板の設計方法
は、複数の配線層を有する多層配線基板の配線を設計す
る際に、配線長さが指定されている配線の迂回形状配線
部分の形成に際し、該迂回形状配線部分を形成する配線
層に隣接する配線層において該迂回形状配線部分の直線
状配線要素およびそれらの周辺近傍に対応する領域に信
号配線が存在するか否か判断し、該信号配線が存在する
場合には、前記迂回形状配線部分の直線状配線要素を前
記隣接する配線層の信号配線に対して直角方向あるいは
略直角方向になるように形成することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明によれば、直線状配線要素を複数個並行
に配置し該直線状配線要素各々の片端あるいは両端を順
次屈曲配線要素にて結線して構成する迂回形状配線部分
の直線状配線要素を、迂回形状配線部分の直線状配線要
素およびそれらの周辺近傍に対応する領域における隣接
層の信号配線に対して直角方向あるいは略直角方向に配
置することによって、配線長を指定長さにするための迂
回形状配線を用いる場合であっても、隣接層の配線との
信号干渉を抑えることが可能となり、回路動作の信頼性
向上に寄与できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１３】図１は、本発明の多層配線基板の第１の実
施形態における配線形状を示す図であって、複数の配線
層を有する多層配線基板におけるある配線層の配線にお
いて、該配線層に隣接する配線層の信号配線を考慮し
て、迂回形状配線部分を設けて配線した状態を示し、１
は始点側の配線パターン、２は終点側の配線パターンで
あり、３は迂回形状配線部分であり、７は、配線１、
２、３を形成する配線層に隣接する配線層に形成される
配線であって、特に迂回形状配線部分およびその周辺に
対応する領域に存在する配線を示す。

【００１４】複数の配線層を有する多層配線基板のある
配線層において、配線長さが指定されている配線を構成
する際に、開始点から終了点までのマンハッタン長が前
記指定長さより短い場合には、配線の実効長が所定の値
となるように、周囲の配線状況の関係から適宜の範囲、
例えば図１においては境界５の斜線側に入らない範囲、
に迂回形状配線部分３を設けて配線する。そして、その
迂回形状配線部分３の形成に際して、迂回形状配線部分
３を形成しようとしている配線の所在する配線層に隣接
する配線層における迂回形状配線部分３およびその周辺
に対応する領域に存在する配線７を考慮し、その隣接層
の配線７の方向を鑑みて、迂回形状配線部分３の直線状
配線要素３ｂ₁ 、３ｂ₂ ‥が配線７に対して直角あるい
は略直角をなす方向に配置する。

【００１５】すなわち、迂回形状配線部分３は、複数の
略Ｕ字状の屈曲配線要素３ａ₁ 、３ａ₂ ‥を形成する
（始点側の）屈曲配線要素部分３ａ、複数の直線状配線
要素３ｂ₁ 、３ｂ₂ ‥を互いに並行して形成する直線状
配線要素部分３ｂ、および複数の略Ｕ字状の屈曲配線要
素３ｃ₁ 、３ｃ₂ ‥を形成する（終点側の）屈曲配線要
素部分３ｃから構成され、その直線状配線要素３ｂ₁ 、
３ｂ₂ ‥は、隣接する配線層の配線７に対して直角ある
いは略直角をなす方向に配置する。

【００１６】このように、直線状配線要素３ｂ₁ 、３ｂ
₂ ‥を複数個並行に配置し該直線状配線要素３ｂ₁ 、３
ｂ₂ ‥の各々の両端を順次Ｕ字状等の屈曲配線要素３ａ
₁ 、３ａ₂ ‥；３ｃ₁ 、３ｃ₂ ‥にて結線して構成する
迂回形状配線部分３において、その直線状配線要素３ｂ
₁ 、３ｂ₂ ‥を、直線状配線要素３ｂ₁ 、３ｂ₂ ‥およ
びそれらの周辺近傍に対応する領域における隣接層の信
号配線７に対して直角方向あるいは略直角方向に配置す
ることにより、配線長を指定長さにする際に迂回形状配
線を用いる場合であっても、隣接層の配線との信号干渉
を抑えることが可能となり、回路動作の信頼性向上に寄
与できる。

【００１７】次に、本発明の多層配線基板の第２の実施
形態について図２を用いて説明する。図２は、本発明の
多層配線基板の第２の実施形態における配線形状を示す
図であり、本実施形態においては、配線長を指定長さに
する際の迂回形状配線部分を矩形状ではなく他の形状に
変形させている。

【００１８】複数の配線層を有する多層配線基板におけ
るある配線層において、配線長を指定長さにするために
配線に迂回形状配線部分を設けようとするときに、該配
線のある配線層に隣接する配線層の配線１７が図２に図
示するように直角に曲がっている場合、すなわち、配線
１７の配線部分１７−１と配線部分１７−２が直角に接
続されている場合に、配線１７が直角に曲がっている近
傍に、迂回形状配線部分１３を設けなければならない場
合がある。

【００１９】このような場合には、迂回形状配線部分１
３を、図２に図示するように、隣接配線層の配線１７の
配線部分１７−１に対応する配線構成部分１３ａと、配
線部分１７−２に対応する配線構成部分１３ｃと、それ
らの配線構成部分１３ａと１３ｃを接続する接続配線構
成部分１３ｂに分割して構成し、配線構成部分１３ａ
は、配線部分１７−１と直角にあるいは略直角に交差す
るように配置した複数の直線状配線要素１３ａ₁ 、１３
ａ₂ ‥とそれらの各配線要素の一端部を適宜接続する略
Ｕ字状の屈曲配線要素１３ｄ（ｄ₁ 、ｄ₂ ‥）で構成
し、配線構成部分１３ｃは、配線部分１７−２と直角に
あるいは略直角に交差するように配置した複数の直線状
配線要素１３ｃ₁ 、１３ｃ₂ ‥とそれらの各配線要素の
一端部を適宜接続する略Ｕ字状の屈曲配線要素１３ｅ
（ｅ₁ 、ｅ₂ ‥）で構成する。そして、接続配線構成部
分１３ｂは、複数の直線状配線要素１３ａ₁ 、１３ａ₂
‥と複数の直線状配線要素１３ｃ₁ 、１３ｃ₂ ‥とをそ
れぞれ略直角に接続する接続配線要素１３ｂ₁ 、１３ｂ
₂ ‥で構成する。

【００２０】このように迂回形状配線部分１３を構成す
ることによって、配線構成部分１３ａ、１３ｃにおける
それぞれの直線状配線要素１３ａ₁ 、１３ａ₂ ‥；１３
ｃ₁、１３ｃ₂ ‥は、図２に示す領域ＣおよびＤにおい
て、隣接層の配線部分１７−１と１７−２からなる配線
１７と各々が直角にあるいは略直角に交わるよう構成す
ることができる。

【００２１】以上のように、多層配線基板の高密度化に
伴い、必ずしも第１の実施形態のような略矩形状の領域
が迂回形状配線部分のために確保できないことが多くな
ってくる。その場合には、本実施形態のように、隣接層
の配線形状に応じて、迂回形状配線部分の形状を変形
し、かつ、迂回形状配線部分の直線状配線要素を隣接配
線層の配線に対して直角にあるいは略直角に配置するこ
とにより、矩形でない種々の形状の領域に、隣接層の配
線との信号干渉を極力抑えながら迂回形状配線部分を配
置することが可能となり、僅かな基板スペースをも有効
に活用できる。

【００２２】なお、前述した各実施形態においては、屈
曲配線形状を略Ｕ字状として説明してあるけれども、略
Ｕ字状以外の形状、例えばコ字状あるいはＶ字状等の形
状も採用することが可能である。また、直線状配線要素
の長さが一部異なる形状で構成する場合でも主旨を変え
ない形態で適用できる。さらに、直線状配線要素の部分
が、弧を描くような場合でも同様に適用できる。

【００２３】また、多層配線基板においては、近年は、
前述のように多層化とともに層間絶縁層の厚みも薄くな
る方向にあるが、信号線相互の干渉は、両者の距離が近
いほど顕著になり、層間絶縁層厚みが約１００μｍより
薄いような基板においては特に顕著となる。さらに、近
年の多層配線基板は、いわゆるビルドアップ基板であ
り、これらの絶縁層はやはり約１００μｍより薄く、信
号線相互の干渉が問題となりやすい。このような層間絶
縁層厚みが約１００μｍより薄いような基板やビルドア
ップ基板において、本発明を適用することにより、信号
干渉を大幅に改善することができる。

【００２４】次に、本発明の多層配線基板の設計方法に
ついて、特に、プリント基板設計ＣＡＤ等を用いて迂回
形状配線部分を形成する場合について説明する。

【００２５】複数の配線層を有する多層配線基板におけ
る任意の配線層に、迂回形状配線部分を設けようとする
場合を、前述した図１および図４を用いて説明する。

【００２６】図１に図示する境界５の領域内に迂回形状
配線部分を設ける場合に、該領域およびその周辺の隣接
層に、迂回形状配線部分を設けようとする配線に対して
略直交する配線７が存在するかどうかを判断し、存在す
る場合には、図４に示すような迂回形状配線部分ではな
く、図１に示すように迂回形状配線部分３の直線状構成
要素３ｂ₁ 、３ｂ₂ ‥が隣接層の配線７と略直交する方
向に配置されるような迂回形状配線部分を生成する。

【００２７】一方、迂回形状配線部分３を設けようとす
る領域およびその周辺の隣接層に配線が存在しない場合
には、図４に図示する形状と図１に図示する形状のいず
れを形成するかを判断する必要はなく、いずれの迂回形
状配線部分を形成しても構わない。

【００２８】配線の迂回形状配線部分をＣＡＤ等の電子
データに基づき形成する場合には、上記の判断を論理判
断により行う。また、図４に図示する形状と、図１に図
示する形状のいずれかを設計者あるいはＣＡＤ操作者に
より選択させる方法を用いても良い。

【００２９】なお、前述した「隣接層」あるいは「隣接
する配線層」は、迂回形状配線部分を配置する配線層に
直接隣り合う配線層に限る必要はなく、信号干渉の感受
性などに応じて、さらにその隣の配線層などを含めて適
用しても良い。また、本発明は、原理的には、信号配線
基板に限ることなく、ＬＳＩなど配線層が複数かつ多層
のものに対しても広く適用できる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多層配線基板の配線において、配線長を指定長さにする
際に迂回形状配線を用いる場合においても、隣接層の配
線との信号干渉を抑えることが可能となり、回路動作の
信頼性向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の第１の実施形態におけ
る配線形状を示す図である。

【図２】本発明の多層配線基板の第２の実施形態におけ
る配線形状を示す図である。

【図３】従来の一般的な迂回配線形状の例を示す図であ
る。

【図４】従来の一般的な多層配線基板における隣接配線
層の各配線の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ （始点側）配線パターン ２ （終点側）配線パターン ３ 迂回形状配線部分 ３ａ （始点側）屈曲配線要素部分 ３ａ₁ 、３ａ₂ ‥ 屈曲配線要素 ３ｂ 直線状配線要素部分 ３ｂ₁ 、３ｂ₂ ‥ 直線状配線要素 ３ｃ （終点側）屈曲配線要素部分 ３ｃ₁ 、３ｃ₂ ‥ 屈曲配線要素 ５ （迂回形状配線部分の配置可能な領域を示す）境
界 ７ （隣接層の）配線 １１ （始点側）配線パターン １２ （終点側）配線パターン １３ 迂回形状配線部分 １３ａ 配線構成要素部分 １３ａ₁ 、１３ａ₂ ‥ 直線状配線要素 １３ｂ 接続配線構成部分 １３ｂ₁ 、１３ｂ₂ ‥ 接続配線要素 １３ｃ 直線状構成要素部分 １３ｃ₁ 、１３ｃ₂ ‥ 直線状配線要素 １３ｄ、１３ｅ （略Ｕ字状の）屈曲配線要素 １７ （隣接層の）配線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の配線層を有する多層配線基板にお
   いて、直線状配線要素を複数個並行に配置し該直線状配
   線要素各々の片端あるいは両端を順次屈曲配線要素にて
   結線して構成する迂回形状配線部分の直線状配線要素
   を、前記迂回形状配線部分の直線状配線要素およびそれ
   らの周辺近傍に対応する領域における隣接層の信号配線
   に対して直角方向あるいは略直角方向に配置することを
   特徴とする多層配線基板。
2. 【請求項２】 複数の配線層間の層間絶縁層の厚さが１
   ００μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の多
   層配線基板。
3. 【請求項３】 多層配線基板はビルドアップ基板である
   ことを特徴とする請求項１または２記載の多層配線基
   板。
4. 【請求項４】 複数の配線層を有する多層配線基板の配
   線を設計する際に、配線長さが指定されている配線の迂
   回形状配線部分の形成に際し、該迂回形状配線部分を形
   成する配線層に隣接する配線層において該迂回形状配線
   部分の直線状配線要素およびそれらの周辺近傍に対応す
   る領域に信号配線が存在するか否か判断し、該信号配線
   が存在する場合には、前記迂回形状配線部分の直線状配
   線要素を前記隣接する配線層の信号配線に対して直角方
   向あるいは略直角方向になるように形成することを特徴
   とする多層配線基板の設計方法。