JP2003198147A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直交させた平行配線群を有する多層配線基板
において、クロストークノイズとともにＥＭＩノイズの
影響を低減させる。 【解決手段】 第１の絶縁層（Ｉ３）に形成され、所定
の各区分領域においてそれぞれ交点側に向かう第１の平
行配線群Ｌ１と、第１の絶縁層（Ｉ３）に積層された第
２の絶縁層（Ｉ４）に形成され、各区分領域においてそ
れぞれ第１の平行配線群Ｌ１と直交する第２の平行配線
群Ｌ２と、それらを電気的に接続する貫通導体群群Ｔと
から成る積層配線体を具備して成り、第１の平行配線群
Ｌ１は各区分領域においてそれぞれ接地配線Ｇ１を有す
るとともに第１の絶縁層（Ｉ３）の外周部に形成した環
状接地配線ＧＲにより取り囲まれており、その環状接地
配線ＧＲに接地配線Ｇ１が電気的に接続されて、第２の
平行配線群Ｌ２の最外周部の配線が接地配線Ｇ２とされ
ている多層配線基板である。環状接地配線ＧＲによりＥ
ＭＩノイズの影響を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子回路基板等に使
用される多層配線基板に関し、より詳細には高速で作動
する半導体素子を搭載する多層配線基板における配線構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体集積回路素子等の半導体素
子が搭載され、電子回路基板等に使用される多層配線基
板においては、内部配線用の配線導体の形成にあたっ
て、アルミナ等のセラミックスから成る絶縁層とタング
ステン（Ｗ）等の高融点金属から成る配線導体とを交互
に積層して多層配線基板を形成していた。

【０００３】従来の多層配線基板においては、内部配線
用配線導体のうち信号配線は通常、ストリップ配線構造
とされており、信号配線として形成された配線導体の上
下に絶縁層を介していわゆるベタパターン形状の広面積
の接地（グランド）層または電源層が形成されていた。

【０００４】また、多層配線基板が取り扱う電気信号の
高速化に伴い、絶縁層を比誘電率が10程度であるアルミ
ナセラミックスに代えて比誘電率が3.5〜５と比較的小
さいポリイミド樹脂やエポキシ樹脂を用いて形成し、こ
の絶縁層上に蒸着法やスパッタリング法等の気相成長法
による薄膜形成技術を用いて銅（Ｃｕ）から成る内部配
線用導体層を形成し、フォトリソグラフィ法により微細
なパターンの配線導体を形成して、この絶縁層と配線導
体とを多層化することにより高密度・高機能でかつ半導
体素子の高速作動が可能となる多層配線基板を得ること
も行なわれていた。

【０００５】一方、多層配線基板の内部配線の配線構造
として、配線のインピーダンスの整合によるリンギング
ノイズの低減や信号配線間のクロストークの低減等を図
り、しかも高密度配線を実現するために、各絶縁層の上
面に平行配線群を形成し、これを多層化して各層の配線
群のうち所定の配線同士をビア導体やスルーホール導体
等の貫通導体群を介して電気的に接続する構造が提案さ
れている。

【０００６】このような平行配線群を有する多層配線基
板においては、この多層配線基板に搭載される半導体素
子等の電子部品とこの多層配線基板が実装される実装ボ
ードとを電気的に接続するために、多層配線基板内で各
平行配線群のうちから適当な配線を選択し、異なる配線
層間における配線同士の接続はビア導体等の貫通導体群
を介して行なわれる。

【０００７】そして、このような多層配線基板によれ
ば、信号線をストリップ線路で構成する場合に比べて配
線層の層数を削減できるとともに、平行配線群内および
平行配線群間において、信号配線間のクロストークを低
減することができるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の平行配線群を有する多層配線基板においては、搭載
される半導体素子等の電子部品の高速化に伴い、各種電
子機器等から不要な電磁波が放射されることによりこの
電磁波が電子機器内もしくは周辺の他の電気機器に対し
て侵入し、電子回路にノイズとして影響を与え、電子機
器に誤動作を引き起こす原因となるという、ＥＭＩ（El
ectro-Magnetic Interference：電磁波妨害）ノイズが
問題とされるようになっている。

【０００９】これに対し、本発明者は、特願平12−2182
2号において、第１の絶縁層に形成され、この第１の絶
縁層の中央部に交点を有する２〜４本の直線で中心角が
略等しくなるように区分された各区分領域においてそれ
ぞれ前記交点側に向かう第１の平行配線群と、前記第１
の絶縁層に積層された第２の絶縁層に形成され、前記各
区分領域においてそれぞれ前記第１の平行配線群と直交
する第２の平行配線群と、前記第１および第２の平行配
線群を電気的に接続する貫通導体群群とから成る積層配
線体を具備して成り、前記第１の平行配線群は各区分領
域においてそれぞれ接地配線を有するとともに前記第１
の絶縁層の外周部に形成した環状接地配線により取り囲
まれており、かつこの環状接地配線に前記接地配線が電
気的に接続されていることを特徴とする多層配線基板を
提案した。

【００１０】これによれば、第１の平行配線群を第１の
絶縁層の外周部に形成した環状接地配線により取り囲ん
で、この環状接地配線に第１の平行配線群中の接地配線
を電気的に接続したことから、第１の平行配線群内の各
区分領域における接地配線を同一の接地電位に保つこと
ができるため、半導体素子等の作動に伴う同時スイッチ
ングノイズを低減することが可能となるとともに、環状
接地配線が電磁的なシールドとしても機能するので第１
の平行配線群に対するＥＭＩノイズ対策として非常に有
効なものである。

【００１１】しかしながら、更なる情報処理能力の向上
が求められる中で、半導体素子の動作周波数が１ＧＨｚ
を超えるといった動作速度の高速化が急激に進んでき
た。このような中で、各種電子機器等から伝送される電
気信号の高調波成分によりＥＭＩノイズが大きくなると
いう新たな問題点が発生してきた。この高調波成分とは
デジタル信号に含まれるより高周波の周波数成分のこと
であり、半導体素子の動作周波数（基本波）の整数倍の
周波数で大きな成分を有し、高調波成分の周波数が大き
くなるに連れ成分が減少するものである。特に、動作周
波数の５倍程度までの周波数の高調波成分が大きな成分
を有することが知られている。この多層配線基板におい
てもより完全なＥＭＩ対策を求める際には、電源配線と
接地配線間のインピーダンス特性に含まれる反共振周波
数が高調波成分の周波数と一致する場合には、その高調
波が電源配線および接地配線の電磁気的ノイズとして作
用するため、ＥＭＩノイズの侵入を完全には抑えきれ
ず、半導体素子等の更なる高速化に伴い、高レベルで安
定した電気特性を維持して良好な動作をさせることが困
難となる傾向が見られた。

【００１２】ここで、インピーダンス値はインダクタン
ス値の平方根に比例し、キャパシタンス値の平方根に反
比例する。一般的に、電源配線と接地配線間のインピー
ダンス値が小さくなるとＥＭＩノイズの侵入を低減でき
ることが知られている。

【００１３】本発明は上記問題点に鑑み案出されたもの
であり、その目的は、所定の区分領域で交互に直交させ
て積層された平行配線群で構成され、同一層内および上
下層間における配線間のクロストークを低減させる配線
構造を有しつつ、各区分領域でそれぞれ絶縁層の中央部
側に向かう平行配線群に対してもＥＭＩノイズの影響を
低減させることができる、高速で作動する半導体素子等
の電子部品を搭載する電子回路基板等に好適な多層配線
基板を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、第１の絶縁層に形成され、この第１の絶縁層の中央
部に交点を有する２〜４本の直線で中心角が略等しくな
るように区分された各区分領域においてそれぞれ前記交
点側に向かう第１の平行配線群と、前記第１の絶縁層に
積層された第２の絶縁層に形成され、前記各区分領域に
おいてそれぞれ前記第１の平行配線群と直交する第２の
平行配線群と、前記第１および第２の平行配線群を電気
的に接続する貫通導体群とから成る積層配線体を具備し
て成り、前記第１の平行配線群は、前記各区分領域にお
いてそれぞれ接地配線を有するとともに前記第１の絶縁
層の外周部に形成した環状接地配線により取り囲まれて
おり、かつこの環状接地配線に前記接地配線が電気的に
接続されており、前記第２の平行配線群は、前記第２の
絶縁層の最外周部における配線が接地配線であることを
特徴とするものである。

【００１５】また、本発明の多層配線基板は、上記構成
において、前記第１および第２の平行配線群は、それぞ
れ複数の信号配線と、各信号配線に隣接する電源配線ま
たは接地配線とを有することを特徴とするものである。

【００１６】本発明の多層配線基板によれば、第１およ
び第２の平行配線群を各区分領域において互いに直交配
置して上下に積層し、貫通導体群で電気的に接続して成
る積層配線体を具備して成ることから、各平行配線群同
士の配線間におけるクロストークノイズを減少させて最
小とすることができ、第２の配線層を構成する第２の平
行配線群の配線は絶縁層の中央部を取り囲むようにほぼ
環状の配線構造をとることとなり、配線間のクロストー
クノイズを低減させることができるとともに、ＥＭＩノ
イズ対策としても効果を有するものとなる。しかも、第
１の平行配線群を第１の絶縁層の外周部に形成した環状
接地配線により取り囲んでこの環状接地配線に第１の平
行配線群中の接地配線を電気的に接続したことから、第
１の平行配線群内の各区分領域における接地配線を同一
の接地電位に保つことができるため、半導体素子等の作
動に伴う同時スイッチングノイズを低減することが可能
となるとともに、環状接地配線が電磁的なシールドとし
ても機能するので第１の平行配線群に対するＥＭＩノイ
ズの侵入も効果的に低減させることが可能となる。

【００１７】また、第２の平行配線群についても、各区
分領域の平行配線は第２の絶縁層の中央部を取り囲むよ
うにほぼ環状の配線構造をとることとなり、配線間のク
ロストークノイズを低減させることができるとともにＥ
ＭＩノイズの影響を低減できる。特に、第２の平行配線
群の第２の絶縁層の最外周部における配線を接地配線と
したときには、ＥＭＩノイズの影響を第１の平行配線群
における環状接地配線と同様に有効に低減させることが
できる。

【００１８】さらに、第１の平行配線群を取り囲んで第
１の絶縁層の外周部に形成した環状接地配線および／ま
たは第２の平行配線群の第２の絶縁層の最外周部におけ
る接地配線を、高抵抗帯と低抵抗帯とが併設されている
ものとすることで、電位降下等の影響を受けることなく
第１および第２の平行配線群の接地配線の電位を安定に
保つことができるとともに、電源配線と接地配線間のイ
ンピーダンス特性に含まれる反共振周波数帯のインピー
ダンス値を低く抑えることができることにより、電気信
号の高調波成分によるＥＭＩノイズの影響を有効に低減
させることができる。

【００１９】これにより、本発明の多層回路基板によれ
ば、積層配線体により配線間のクロストークノイズを低
減させることができるとともに、第１および第２の平行
配線群についても接地配線の電位を安定に保つことがで
きて同時スイッチングノイズを低減することができ、Ｅ
ＭＩノイズの侵入も効果的に低減することができるの
で、ノイズ発生や高周波信号の伝送損失の発生・搭載さ
れる半導体素子等の電子部品の誤動作の発生等を引き起
こすことなく、高速で作動する半導体素子等の電子部品
を正確かつ安定に動作させることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の多層配線基板につ
いて添付図面に基づき詳細に説明する。

【００２１】本発明の多層配線基板の実施の形態の一例
を図１〜図６に示す。図１〜図６はそれぞれ本発明の多
層配線基板の実施の形態の一例における各絶縁層毎の上
面図または下面図であり、図１は上面に集積回路素子が
搭載される第１層目の絶縁層の上面図、図２はその下の
第２層目の絶縁層の上面図、図３は第３層目の絶縁層の
上面図、図４は第４層目の絶縁層の上面図、図５は第５
層目の絶縁層の上面図、図６は第５層目の絶縁層の下面
図を示している。

【００２２】これらの図において、Ｉ１〜Ｉ５はそれぞ
れ第１層目〜第５層目の絶縁層であり、この例では、第
１層目の絶縁層Ｉ１は多層配線基板の最上層となり、第
５層目の絶縁層Ｉ５は最下層となっている。また、Ｍは
第１層目の絶縁層Ｉ１の上面、すなわちこの多層配線基
板の上面側の表面の中央部に設けられた集積回路素子等
の半導体素子の搭載領域である。

【００２３】Ｃは搭載領域Ｍの下部で第３層目および第
５層目の絶縁層Ｉ３・Ｉ５の上面に配設されたストリッ
プ線路部の線路導体である。この例では、第３層目の絶
縁層Ｉ３上の線路導体Ｃは、第２層目の絶縁層Ｉ２の表
面に形成された接地導体層ＧＬと、第４層目の絶縁層Ｉ
４の表面に形成された電源導体層ＰＬとによりストリッ
プ線路部を形成している。また、複数の線路導体Ｃはそ
れぞれ接続用の貫通導体群群Ｔを介して多層配線基板表
面の搭載領域Ｍに導出され、搭載される半導体素子の各
端子電極に電気的に接続される。なお、図１〜図６中に
おいて、接続用の貫通導体群群Ｔを始めとする各貫通導
体群はいずれも丸印で示している。

【００２４】ＧＬは第２の絶縁層Ｉ２の表面に形成され
た接地導体層である。この接地導体層ＧＬは、半導体素
子を第１の平行配線群Ｌ１に線路導体Ｃを介して効率よ
く電気的に接続するための再配列を可能にするととも
に、搭載されるデバイスの周波数に応じた接地導体層の
面積を最適化し、デバイスへの電位の供給を安定化させ
ることにより電磁ノイズに対するシールド効果を有する
ものである。この接地導体層ＧＬは、多層配線基板にお
いて第２層目の導体層Ｉ２の上面に、下方に形成される
各線路導体Ｃおよび各平行配線群Ｌ１・Ｌ２の仕様に応
じて適宜形成される。このような接地導体層ＧＬを形成
することにより、半導体素子と第１の平行配線群Ｌ１と
の間で接地配線を効率的に接続できるように再配列させ
ることができ、また電磁ノイズに対して良好なシールド
効果を有する多層配線基板を得ることができる。

【００２５】また、ＰＬは第４層目の絶縁層Ｉ４の表面
に形成された電源導体層である。この電源導体層ＰＬ
は、接地導体層ＧＬと同様に、電源配線を半導体素子か
ら第１の平行配線群Ｌ１に効率よく電気的に接続するた
めの再配列を可能とするものである。この電源配線層Ｐ
Ｌは、接地導体層ＧＬと同様に、多層配線基板の仕様に
応じて適宜形成されるものであり、このような電源導体
層ＰＬを形成することにより、半導体素子と第１の平行
配線群Ｌ１との間で電源配線を効率的に接続できるよう
に再配列させることができる。

【００２６】これら接地導体層ＧＬおよび電源導体層Ｐ
Ｌは、必要に応じて格子状としてもよく、また電源と接
地とを入れ替えて用いてもよいものである。これら各層
を接地または電源のいずれに設定するかは多層配線基板
の仕様に応じて適宜選択すればよい。

【００２７】なお、接続用の貫通導体群群Ｔはこの接地
導体層ＧＬとは電気的に絶縁されてこれらの層を貫通し
ている。

【００２８】次に、Ｌ１およびＬ２はそれぞれ第３〜第
５の絶縁層Ｉ３〜Ｉ５の上面に形成された第１および第
２の平行配線群である。この例では、第３および第５の
絶縁層Ｉ３・Ｉ５の上面に第１の平行配線群Ｌ１が、第
４の絶縁層Ｉ４の上面に第２の平行配線群Ｌ２が形成さ
れて、交互に積層されている。また、Ｐ１およびＰ２は
それぞれ第１および第２の平行配線群Ｌ１・Ｌ２中の電
源配線、Ｇ１およびＧ２はそれぞれ第１および第２の平
行配線群Ｌ１・Ｌ２中の接地配線、Ｓ１およびＳ２はそ
れぞれ第１および第２の平行配線群Ｌ１・Ｌ２中の信号
配線を示している。

【００２９】なお、同じ平面に配設された複数の信号配
線Ｓ１・Ｓ２はそれぞれ異なる信号を伝送するものとし
てもよく、同じ平面に配設された複数の電源配線Ｐ１・
Ｐ２はそれぞれ異なる電源を供給するものとしてもよ
い。

【００３０】また、外部電気回路との接続は、第２の平
行配線群Ｌ２または第１の平行配線群Ｌ１の各配線から
外部接続用の貫通導体群群Ｔを介してそれぞれ電気的に
接続された、第５層目の絶縁層Ｉ５の下面に配設された
接続ランドＣＬに、それぞれ半田バンプ等の接続導体を
取着し、これらを外部電気回路の接続電極に電気的に接
続することによって行なわれる。なお、これら多数の接
続ランドＣＬのうちＣＬＰは電源配線Ｐ１またはＰ２が
接続された電源用接続ランドを、ＣＬＧは接地配線Ｇ１
またはＧ２が接続された接地用接続ランドを、ＣＬＳは
信号配線Ｓ１またはＳ２が接続された信号用接続ランド
を示している。また、接続ランドＣＬには必要に応じて
接地導体層ＧＬ・電源導体層ＰＬ・線路導体Ｃ等もそれ
ぞれ貫通導体群を介して電気的に接続される。

【００３１】第３層目および第５層目の絶縁層Ｉ３・Ｉ
５上の第１の平行配線群Ｌ１は、各絶縁層Ｉ３・Ｉ５の
中央部に対応する搭載領域Ｍ内に交点を有する、図３・
図５中に一点鎖線で示した２本の直線で中心角が略等し
くなるように区分された各区分領域において、それぞれ
交点側すなわち各絶縁層Ｉ３・Ｉ５の中央部の搭載領域
Ｍ側に向かう平行配線群で構成されている。ここでは、
略正方形状の各絶縁層Ｉ３・Ｉ５の対角線に沿った、交
点が搭載領域Ｍ内に位置する２本の直線で中心角が約90
度になるように区分された４つの区分領域を設定した場
合の例を示している。

【００３２】また、第４層目の絶縁層Ｉ４上に形成され
た第２の平行配線群Ｌ２は、この各区分領域（図４中に
も一点鎖線で示す）においてそれぞれ第１の平行配線群
Ｌ１の平行配線群と直交する平行配線群で構成されてい
る。そして、ここでは、第２の平行配線群Ｌ２のうち各
区分領域の平行配線群の電源配線Ｐ２および接地配線Ｇ
２が接続されて、略正方形状の第４層目の絶縁層Ｉ４の
各辺に平行な配線を有する略正方形状の環状配線を形成
している場合の例を示している。

【００３３】そして、これら第１の平行配線群Ｌ１と第
２の平行配線群Ｌ２とは、第３層目および第４層目の絶
縁層Ｉ３・Ｉ４に形成された貫通導体群群Ｔにより対応
する配線同士が適当な箇所において電気的に接続されて
おり、これにより各区分領域毎に直交する平行配線群が
形成された積層配線体である平行配線部を構成してい
る。

【００３４】また、この例では第１および第２の平行配
線群Ｌ１・Ｌ２は、信号配線Ｓ１・Ｓ２に電源配線Ｐ１
・Ｐ２または接地配線Ｇ１・Ｇ２がそれぞれ隣接するよ
うに配設されている。これにより、同じ絶縁層Ｉ３〜Ｉ
５上の信号配線Ｓ１・Ｓ２間を電磁気的に遮断して、同
じ平面上の左右の信号配線Ｓ１・Ｓ２間のクロストーク
ノイズを良好に低減することができる。

【００３５】なお、信号配線Ｓ１・Ｓ２の配置は、この
平行配線群Ｌ１・Ｌ２内に所望の配線回路を構成するよ
うに、多層配線基板の仕様に応じて適宜設定される。

【００３６】また、この例では第２の平行配線群Ｌ２の
信号配線Ｓ２の一部に対しては、それに隣接する電源配
線として電源導体層ＰＬを利用しており、本発明の多層
配線基板は、平行配線群とストリップ線路部とを備える
場合には、このように変形してもよい。

【００３７】さらに、信号配線Ｓ１・Ｓ２に必ず電源配
線Ｐ１・Ｐ２または接地配線Ｇ１・Ｇ２を隣接させるこ
とで、信号配線Ｓ１・Ｓ２間のクロストークノイズを遮
断して効果的に低減させることができる。また、同じ平
面上の電源配線Ｐ１・Ｐ２と信号配線Ｓ１・Ｓ２、なら
びに接地配線Ｇ１・Ｇ２と信号配線Ｓ１・Ｓ２との相互
結合が最大となり、信号配線Ｓ１・Ｓ２の電流経路を最
短にできる。このため、信号配線Ｓ１・Ｓ２から電源配
線Ｐ１・Ｐ２および接地配線Ｇ１・Ｇ２へ至るインダク
タンス値を減少させることができ、デバイスのスイッチ
ング時の電源ノイズおよび接地ノイズを効果的に低減す
ることができる。

【００３８】なお、このことは、第１の平行配線群Ｌ１
の下方または第２の平行配線群Ｌ２をさらに積層して多
層化した場合には、これらの配線層についても同様に該
当するものである。

【００３９】本発明の多層配線基板によれば、このよう
に区分領域を設定し、各区分領域においてそれぞれ互い
に直交する平行配線群が形成された積層配線体を具備す
るものとすることにより、第２の平行配線群Ｌ２を構成
する平行配線群の電源配線Ｐ２および接地配線Ｇ２は第
４層目の絶縁層Ｉ４の中央部を取り囲むようにほぼ環状
の配線構造をとることとなり、さらに環状に配置される
電源配線Ｐ２および接地配線Ｇ２を最適化することによ
り外部からのＥＭＩノイズの侵入や外部への不要な電磁
波ノイズの放射をシールドする効果を有するものとな
り、信号配線間のクロストークノイズを低減させること
ができるとともに、ＥＭＩ対策としても効果を有するも
のとなる。

【００４０】さらに、この第２の平行配線群Ｌ２は、図
４に示すようにその配線層中の最外周側の環状配線が接
地配線Ｇ２である場合には、この環状の接地配線Ｇ２の
面積や貫通導体群群との接続を最適化することにより、
より効果的にＥＭＩノイズに対してシールド効果を有す
るものとなり、有効なＥＭＩ対策を施すことができる。

【００４１】これら第１の平行配線群Ｌ１は第３層目お
よび第５層目の絶縁層Ｉ３・Ｉ５上に、すなわちストリ
ップ線路部の複数の線路導体Ｃと同一面内に形成されて
おり、例えばそのうちの信号配線Ｓ１が、信号配線であ
る複数の線路導体Ｃのそれぞれとその面内で搭載領域Ｍ
の周辺において接続されている。また、第２の平行配線
群Ｌ２は第４層目の絶縁層Ｉ４上に形成されており、第
１の平行配線群Ｌ１とは貫通導体群群Ｔで電気的に接続
されている。これにより、搭載領域Ｍに搭載される半導
体素子の各端子電極と第１または第２の平行配線群Ｌ１
・Ｌ２とが、ストリップ線路部を介して電気的に接続さ
れている。

【００４２】このような配線構造とした本発明の多層配
線基板によれば、狭ピッチで極めて高密度に配設された
半導体素子の入出力電極に接続された配線をストリップ
線路部において線路導体Ｃの配線ピッチ（配線間隔）を
拡げ、また信号配線・電源配線・接地配線を再配列し
て、平行配線群に適した広ピッチの配線に展開し再配列
して接続することができるので、平行配線群が有する優
れた電気的特性を活かしつつ高密度化された入出力電極
を有する半導体素子と効率よく電気的接続を行なうこと
ができる。しかも、ストリップ線路部により、さらには
信号配線がすべて展開されるまでこのストリップ線路部
を複数積層して設けてそれぞれに対応した平行配線群を
併設することにより、半導体素子からの信号配線・電源
配線・接地配線を効率よく再配列してその周囲の平行配
線群との接続に最適な配線に設定して平行配線群に展開
することができるので、半導体素子の高密度化に対応し
て多層化を図る場合にも、配線設計を最適化してその積
層数を低減させることが可能となる。

【００４３】そして、本発明の多層配線基板において
は、第３層および第５層目の絶縁層Ｉ３・Ｉ５の外周部
に高抵抗帯ＨＲと低抵抗帯ＬＲとが併設されて成る環状
接地配線ＧＲを形成して、この環状接地配線ＧＲにより
第１の平行配線群Ｌ１を取り囲んでいる。さらに、この
環状接地配線ＧＲを第１の平行配線群Ｌ１の接地配線Ｇ
１に電気的に接続している。また、この環状接地配線Ｇ
Ｒにおいては、高抵抗帯ＨＲが低抵抗帯ＬＲの外側に位
置するように形成しておくことが好ましい。

【００４４】これにより、多層配線基板に搭載される半
導体素子等の電子部品の同時スイッチングにより、電源
配線および接地配線の電位が変動してしまうことによっ
て、第1の平行配線群Ｌ１中の電源配線Ｐ１および接地
配線Ｇ１の端部において電源配線Ｐ１と接地配線Ｇ１間
の電磁気的な結合から高周波電流によるＥＭＩ(Electro
-Magnetic Interference：電磁波妨害)ノイズの自由空
間への放射、いわゆる高周波電流の縁飾りの発生による
ＥＭＩノイズの自由空間への放射を、この環状接地配線
ＧＲによってシールドすることができるとともに、第１
の平行配線群Ｌ１中の接地配線Ｇ１を貫通導体群群Ｔを
介することなく環状接地配線ＧＲの内側に位置する低抵
抗帯ＬＲに電気的に接続することができるため、貫通導
体群Ｔによる電位降下等の影響を受けることなく第１の
平行配線群Ｌ１の電位を安定な状態に保つことができ
る。さらに、環状接地導体ＧＲの外側に位置する高抵抗
帯ＨＲにより、電源配線と接地配線間のインピーダンス
特性に含まれる反共振周波数帯のインピーダンス値を低
く抑えることができる。この結果、多層配線基板の周辺
部から発生し放射されるＥＭＩノイズを大幅に低減させ
ることが可能となるとともにＥＭＩノイズの侵入も効果
的に低減することもでき、第１の平行配線群Ｌ１につい
ても接地導体Ｇ１の電位を安定に保つことができて同時
スイッチングノイズを低減することができ、搭載される
電子部品についても高レベルで安定した電気特性を維持
して良好な動作をさせることができるものとなる。

【００４５】なお、このような環状接地配線ＧＲを構成
する外側の高抵抗帯ＨＲは、そのシート抵抗値を0.01Ω
／□〜10000Ω／□としておくことが好ましい。これ
は、このシート抵抗が0.01Ω／□よりも低いと、環状接
地配線ＧＲが高抵抗帯ＨＲによってノイズを吸収し、減
衰させる能力が充分でなくなる傾向があり、他方、1000
0Ω／□よりも高いと高抵抗帯ＨＲがノイズを反射し吸
収しなくなる傾向があるためである。

【００４６】このように、環状接地配線ＧＲを形成する
場合、第１の平行配線群Ｌ１の周囲を取り囲むように第
３および第５の絶縁層Ｉ３・Ｉ５の外周部に配置する。

【００４７】また、図４に示すように、第２の平行配線
群Ｌ２のうち、第４の絶縁層Ｉ４の最外周部における配
線を接地配線とし、これも内側の低抵抗帯ＬＲと外側の
高抵抗帯ＨＲとが併設されたものとするとよく、さら
に、各区分領域におけるこれら最外周部の接地配線を環
状に接続して環状接地配線ＧＲとしておき、これを第３
および第５の絶縁層Ｉ３・Ｉ５の外周部の環状接地配線
ＧＲに大体重なり合うように配置しておくことが好まし
い。これにより、第２の平行配線群Ｌ２についても、第
１の平行配線群Ｌ１と同様に、多層配線基板の周辺部か
ら発生し放射されるＥＭＩノイズを大幅に低減させるこ
とが可能となるとともにＥＭＩノイズの侵入も効果的に
低減することもでき、第２の平行配線群Ｌ２についても
接地導体Ｇ２の電位を安定に保つことができて同時スイ
ッチングノイズを低減することができ、搭載される電子
部品についても高レベルで安定した電気特性を維持して
良好な動作をさせることができるものとなる。

【００４８】本発明の多層配線基板においては、平行配
線部を構成する各区分領域の設定として上述の例の他に
も、第３層目および第５層目の絶縁層Ｉ３・Ｉ５の中央
部に対応する搭載領域Ｍ内に交点を有する、略正方形状
の各絶縁層Ｉ３・Ｉ５の辺のほぼ中央を通る辺に平行な
直線に沿った２本の直線で中心角が約90度になるように
区分された４つの区分領域を設定してもよく、３本の直
線で中心角が約60度と略等しくなるように区分された６
つの区分領域を設定してもよく、さらに、４本の直線で
中心角が約45度と略等しくなるように区分された８つの
区分領域を設定してもよい。

【００４９】これらいずれの場合であっても、上述の例
と同様に、同じ平面上の左右の信号配線Ｓ１・Ｓ２間だ
けでなく上下層の平行配線群が直交しているため上下層
間のクロストークノイズを良好に低減することができ、
信号配線Ｓ１・Ｓ２の電流経路を最短にできる。このた
め、信号配線Ｓ１・Ｓ２から電源配線Ｐ１・Ｐ２および
接地配線Ｇ１・Ｇ２へのインダクタンス値を減少させる
ことができ、デバイスのスイッチング時電源ノイズおよ
び接地ノイズを効果的に低減することができる。また、
第１の平行配線群Ｌ１に対して環状接地配線ＧＲを設け
ることによって同時スイッチングノイズの低減やＥＭＩ
ノイズの影響の低減が行なえるとともに、第２の平行配
線群Ｌ２を構成する平行配線群の電源配線Ｐ２および接
地配線Ｇ２がそれらが形成された絶縁層の中央部を取り
囲むように環状の配線構造をとっている場合には、これ
ら電源配線Ｐ２および接地配線Ｇ２を最適化することに
より外部からのＥＭＩノイズの侵入や外部への不要な電
磁波ノイズの放射をシールドする効果を有し、信号配線
間のクロストークノイズを低減させることができるとと
もに、ＥＭＩ対策としても効果を有する。

【００５０】この第２の平行配線群Ｌ２の最外周側の環
状配線を接地配線Ｇ２とし、前述のように内側の低抵抗
帯ＬＲと外側の高抵抗帯ＨＲとが併設された環状接地配
線ＧＲとしたときには、この環状の接地配線Ｇ２（環状
接地配線ＧＲ）の面積や貫通導体群群との接続を最適化
することにより、さらに効果的にＥＭＩノイズに対して
シールド効果を有するものとなり、有効なＥＭＩ対策を
施すことができる。

【００５１】このような本発明の多層配線基板には、例
えばその表面にＭＰＵ（Micro Processing Unit）・Ａ
ＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）
・ＤＳＰ（Digital Signal Processor）のような半導体
素子等の電子部品が搭載される。そして、半導体素子収
納用パッケージ等の電子部品収納用パッケージや電子部
品搭載用基板、多数の半導体集積回路素子が搭載される
いわゆるマルチチップモジュールやマルチチップパッケ
ージ、あるいはマザーボード等として使用される。これ
らの電子部品は、例えばいわゆるバンプ電極によりこの
多層配線基板の表面に実装されて、あるいは接着剤・ろ
う材等により搭載部に取着されるとともにボンディング
ワイヤ等を介して、貫通導体群等により第１または第２
の平行配線群Ｌ１・Ｌ２と電気的に接続される。なお、
外部電気回路との接続部ならびに搭載される半導体素子
等の電子部品との接続部は図示していない。

【００５２】貫通導体群群Ｔは、ここでは例えば絶縁層
Ｉ３・Ｉ４を貫通して上下の配線同士を、あるいは配線
と半導体素子または多層配線基板の表面に形成される外
部接続端子等とを電気的に接続するものであり、通常は
スルーホール導体やビア導体等が用いられ、接続に必要
な箇所に形成される。

【００５３】本発明の多層配線基板においては、積層配
線体の上下には種々の配線構造の多層配線部を積層して
多層配線基板を構成することができる。例えば、積層配
線体と同様に平行配線群を直交させて積層した構成の配
線構造、あるいはストリップ線路構造の配線構造、その
他、マイクロストリップ線路構造・コプレーナ線路構造
等を多層配線基板に要求される仕様等に応じて適宜選択
して用いることができる。

【００５４】また、例えば、ポリイミド絶縁層と銅蒸着
による導体層といったものを積層して、電子回路を構成
してもよい。また、チップ抵抗・薄膜抵抗・コイルイン
ダクタ・クロスコンデンサ・チップコンデンサ・電解コ
ンデンサといったものを取着して半導体素子収納用パッ
ケージを構成してもよい。

【００５５】また、各絶縁層の形状は、図示したような
略正方形状のものに限られるものではなく、長方形状や
菱形状・多角形状等の形状であってもよい。

【００５６】なお、第１および第２の平行配線群Ｌ１・
Ｌ２は、各絶縁層の表面に形成するものに限られず、そ
れぞれの絶縁層の内部に形成したものであってもよい。

【００５７】本発明の多層配線基板において、第３層目
〜第５層目の絶縁層Ｉ３〜Ｉ５を始めとする各絶縁層
は、例えばセラミックグリーンシート積層法によって、
酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体
・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ムライト質焼
結体・ガラスセラミックス等の無機絶縁材料を使用し
て、あるいはポリイミド・エポキシ樹脂・フッ素樹脂・
ポリノルボルネン・ベンゾシクロブテン等の有機絶縁材
料を使用して、あるいはセラミックス粉末等の無機絶縁
物粉末をエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂で結合して成
る複合絶縁材料等の電気絶縁材料を使用して形成され
る。

【００５８】これら絶縁層は、それぞれの絶縁層の特性
に応じて、グリーンシート積層法やビルドアップ法等の
方法により所望の多層配線基板を構成するように形成す
ればよい。これら絶縁層の厚みとしては、使用する材料
の特性に応じて、また要求される仕様に対応する機械的
強度や電気的特性・貫通導体群群の形成の容易さ等の条
件を満たすように適宜設定される。

【００５９】第１および第２の平行配線群Ｌ１・Ｌ２や
環状接地配線ＧＲ、その他の配線層ならびに貫通導体群
群Ｔ等は、例えばタングステンやモリブデン・モリブデ
ン−マンガン・銅・銀・銀−パラジウム等の金属粉末メ
タライズ、あるいは銅・銀・ニッケル・クロム・チタン
・金・ニオブやそれらの合金等の金属材料の薄膜等から
成る。

【００６０】これら配線導体および貫通導体群は、それ
ぞれの材料の特性や絶縁層への形成方法に従って、例え
ば厚膜印刷法により、あるいはスパッタリング法・真空
蒸着法またはメッキ法により金属層を形成した後フォト
リソグラフィ法により、所定のパターン形状・大きさに
設定されて形成され、各絶縁層に配設される。

【００６１】第１および第２の平行配線群Ｌ１・Ｌ２の
各配線の幅および配線間の間隔は、使用する材料の特性
に応じて、要求される仕様に対応する電気的特性や各絶
縁層への配設の容易さ等の条件を満たすように適宜設定
される。

【００６２】なお、各平行配線群Ｌ１・Ｌ２の厚みは１
〜20μｍ程度とすることが好ましい。この厚みが１μｍ
未満となると配線の抵抗が大きくなるため、配線群によ
る半導体素子への良好な電源供給や安定したグランドの
確保・良好な信号の伝搬が困難となる傾向が見られる。
他方、20μｍを超えるとその上に積層される絶縁層によ
る被覆が不十分となって絶縁不良となる場合がある。

【００６３】貫通導体群群Ｔの各貫通導体群は、横断面
形状が円形のものの他にも楕円形や正方形・長方形等の
矩形、その他の異形状のものを用いてもよい。その位置
や大きさは、使用する材料の特性に応じて、要求される
仕様に対応する電気的特性や絶縁層への形成・配設の容
易さ等の条件を満たすように適宜設定される。

【００６４】例えば、絶縁層にガラスセラミックスを用
い、平行配線群に銅を主成分とする導体材料を用いた場
合であれば、絶縁層の厚みを100μｍとし、配線の線幅
を100μｍ、配線間の間隔を100μｍ、貫通導体群の径を
100μｍとすることによって、信号配線のインピーダン
スを50Ωとし、上下の平行配線群間を高周波信号の反射
を抑えた接続をすることができる。

【００６５】なお、本発明は以上の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例え
ば、上述の実施例では本発明を半導体素子を搭載する多
層配線基板として説明したが、これを半導体素子を収容
する半導体素子収納用パッケージや、あるいはマルチチ
ップモジュールに適用するものとしてもよい。また、絶
縁層として放熱を考慮した窒化アルミニウム質焼結体・
炭化珪素質焼結体や、低誘電率を考慮したガラスセラミ
ックス質焼結体を用いたものとしてもよい。

【００６６】

【発明の効果】本発明の多層回路基板によれば、第１お
よび第２の平行配線群を各区分領域において互いに直交
配置して上下に積層し、貫通導体群で電気的に接続して
成る積層配線体を具備して成ることから、各平行配線群
同士の配線間におけるクロストークノイズを減少させて
最小とすることができ、第２の配線層を構成する平行配
線群の配線は絶縁層の中央部を取り囲むようにほぼ環状
の配線構造をとることとなり、配線間のクロストークノ
イズを低減させることができるとともに、ＥＭＩノイズ
対策としても効果を有するものとなり、しかも、第１の
平行配線群を第１の絶縁層の外周部に形成した環状接地
配線により取り囲んでこの環状接地配線に第１の平行配
線群中の接地配線を電気的に接続したことから、第１の
平行配線群内の各区分領域における接地配線を同一の接
地電位に保つことができるため半導体素子等の作動に伴
う同時スイッチングノイズを低減することが可能となる
とともに、環状接地配線が電磁的なシールドとしても機
能するので第１の平行配線群に対するＥＭＩノイズの侵
入も効果的に低減させることが可能となる。

【００６７】また、第２の平行配線群についても、各区
分領域の平行配線は第２の絶縁層の中央部を取り囲むよ
うにほぼ環状の配線構造をとることとなり、配線間のク
ロストークノイズを低減させることができるとともにＥ
ＭＩノイズの影響を低減できるものである。特に、第２
の配線層の第２の絶縁層の最外周部における配線が接地
配線であることから、この接地配線が第１の平行配線群
を取り囲む環状接地配線と同様に電磁的なシールドとし
ても機能するので、第２の平行配線群に対するＥＭＩノ
イズの侵入も効果的に低減させることができる。また、
この最外周部の接地配線を高抵抗帯と低抵抗帯とが併設
されているものとし、さらに、高抵抗帯を低抵抗帯の外
側に位置させて形成することにより、接地電位の安定化
とＥＭＩノイズの影響の低減とをともに効率よく行なう
ことができる。また、各区分領域の配線が電気的に接続
されてなる環状配線を有し、さらに最外周側の環状配線
を環状接地配線とすることにより、ＥＭＩノイズの影響
を第１の平行配線群における環状接地配線と同様に有効
に低減させることができる。

【００６８】また、環状接地配線および第２の平行配線
群の最外周部の接地配線の高抵抗帯のシート抵抗値を0.
01Ω／□〜10000Ω／□とすることにより、電源配線お
接地配線に発生したノイズを効率よく十分に吸収して減
衰させることができるため、電源配線および接地配線か
ら放射されるＥＭＩノイズを有効に低減させることがで
きる。

【００６９】以上により、本発明によれば、所定の区分
領域で交互に直交させて積層された平行配線群で構成さ
れ、同一層内および上下層間における配線間のクロスト
ークを低減させる配線構造を有しつつ、各区分領域でそ
れぞれ絶縁層の中央部側に向かう平行配線群に対しても
ＥＭＩノイズの影響を低減させることができる、高速で
作動する半導体素子等の電子部品を搭載する電子回路基
板等に好適な多層配線基板を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示
す、第１層目の絶縁層の上面図である。

【図２】本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示
す、第２層目の絶縁層の上面図である。

【図３】本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示
す、第３層目の絶縁層の上面図である。

【図４】本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示
す、第４層目の絶縁層の上面図である。

【図５】本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示
す、第５層目の絶縁層の上面図である。

【図６】本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示
す、第５層目の絶縁層の下面図である。

【符号の説明】

Ｉ１〜Ｉ５・・・・第１層目〜第５層目の絶縁層 Ｌ１、Ｌ２・・・・第１、第２の平行配線群 Ｐ１、Ｐ２・・・・第１、第２の電源配線 Ｇ１、Ｇ２・・・・第１、第２の接地配線 Ｓ１、Ｓ２・・・・第１、第４の信号配線 Ｔ・・・・・・・・貫通導体群群 ＣＬＰ・・・・・・電源用接続ランド ＧＬＧ・・・・・・接地用接続ランド ＧＲ・・・・・・・環状接地配線 ＨＲ・・・・・・・高抵抗帯 ＬＲ・・・・・・・低抵抗帯

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の絶縁層に形成され、該第１の絶縁
   層の中央部に交点を有する２〜４本の直線で中心角が略
   等しくなるように区分された各区分領域においてそれぞ
   れ前記交点側に向かう第１の平行配線群と、前記第１の
   絶縁層に積層された第２の絶縁層に形成され、前記各区
   分領域においてそれぞれ前記第１の平行配線群と直交す
   る第２の平行配線群と、前記第１および第２の平行配線
   群を電気的に接続する貫通導体群とから成る積層配線体
   を具備して成り、前記第１の平行配線群は、前記各区分
   領域においてそれぞれ接地配線を有するとともに前記第
   １の絶縁層の外周部に形成した環状接地配線により取り
   囲まれており、かつ該環状接地配線に前記接地配線が電
   気的に接続されており、前記第２の平行配線群は、前記
   第２の絶縁層の最外周部における配線が接地配線である
   ことを特徴とする多層配線基板。
2. 【請求項２】 前記第１および第２の平行配線群は、そ
   れぞれ複数の信号配線と、各信号配線に隣接する電源配
   線または接地配線とを有す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】 前記第１の絶縁層の外周部に形成した前
   記環状接地配線および／または前記第２の平行配線群の
   前記第２の絶縁層の最外周部における接地配線は、高抵
   抗帯と低抵抗帯とが併設されていることを特徴とする請
   求項１記載の多層配線基板。
4. 【請求項４】 前記高抵抗帯が前記低抵抗帯の外側に形
   成されていることを特徴とする請求項３記載の多層配線
   基板。
5. 【請求項５】 前記高抵抗帯のシート抵抗値が０．０１
   Ω／□〜１００００Ω／□であることを特徴とする請求
   項３記載の多層配線基板。