JP2005317587A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 出力信号波形の歪みや信号の遅延を抑えて、高速な半導体素子の信号を誤動作なく正確に伝送する高性能の多層配線基板を提供すること。
【解決手段】 本発明の多層配線基板１は、基板２の主面に順次積層された第一乃至第三の絶縁層７ａ〜７ｃの層間に、電極パッド６に対向する部位から放射状にかつ線幅が外側に向かうに伴って漸次増大するように形成された信号線路４と、下部接地導体３および上部接地導体５に形成され、信号線路４と対向する位置に放射状に配列されるとともに外側に向かうに伴って漸次開口面積が大きくなるように形成された開口部８を有しており、信号線路４の線幅を漸次増大させて配線抵抗を低くするとともに、線幅の増大に伴う特性インピーダンスの変動を一定の範囲内に収めたものとできる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、半導体素子からの電気信号を伝搬し、半導体素子の動作確認を行なうプローブカードやハイエンドサーバー用パッケージ等に用いられる多層配線基板に関する。

従来の多層配線基板の断面図を図６に示す。図６において、11は多層配線基板、12は絶縁層が複数積層されて成るとともに絶縁層の層間に配線導体19が形成された基板、17は基板12の主面に順次積層された第一乃至第三の絶縁層17a，17b，17c、13は基板12および第一の絶縁層17aの層間に形成された下部接地導体、14は第一の絶縁層17aおよび第二の絶縁層17bの層間の電極パッド16に対向する部位から放射状に形成された線幅が等幅の信号線路、15は第二の絶縁層17bおよび第三の絶縁層17cの層間に形成された上部接地導体、16は第三の絶縁層17cの上面の中央部に狭ピッチで格子状に配列するように形成されて半導体素子の電極に電気的に接続されるとともに信号線路14と接続されている複数の電極パッドである。

また、図７〜図９は、各線路および導体の平面図であり、図７は第三の絶縁層17cの上面に形成された電極パッド16の平面図、図８は第一および第二の絶縁層17a，17bの層間に放射状に等幅の線幅で形成された信号線路14の平面図、図９は第二の絶縁層17bおよび第三の絶縁層17cの層間に形成された上部接地導体15および基板12と第一の絶縁層17aとの層間に形成された下部接地導体13の平面図である。上部接地導体15および下部接地導体13は、図９に示すように、通常同一形状とされる。

また、上部接地導体15および下部接地導体13は、図９に示されるように、第一乃至第三の絶縁層７を熱処理して硬化させる際に発生するガスを外部へ放散させるために、複数のガス抜き用の開口部18を有し、従って、上部接地導体15や下部接地導体13の金属層は層間の全面に形成されずにメッシュ状の開口を有する構造とされている（例えば、特許文献２参照）。

また、複数の電極パッド16は半導体素子（図示せず）の電極にそれぞれ電気的に接続されるとともに第二および第三の絶縁層17b，17cの層を導通する導通用のスルーホール導体（図示せず）を介して信号線路14に接続されている。

下部接地導体13，信号線路14，上部接地導体15は、これら導体層でストリップライン構造を構成しており、半導体素子との間で伝送された高周波信号は、信号線路14，上部接地導体15，下部接地導体13から成るストリップラインを介して信号線路14の外周端で基板12の配線導体19に接続され、配線導体19へと伝送される。なお、図６〜図９においては説明を簡単にするために半導体素子の電極が８極である場合を例として簡略化しているが、実際はさらに多くの電極パッド16および信号線路14が配されている。

そして、最近では、半導体素子の電極の狭ピッチ化、多ピン化に伴い、電極パッド16からの信号を基板12の配線導体19に接続するために信号線路14の引き回しをするエリアを必要とするために、このような多層配線基板のサイズは大型化する傾向にあり、信号線路14の線路長は長くなる傾向にある。一方で、電極パッド16に接続される信号線路14の線幅は微細化される傾向にあるために、信号線路14の抵抗値は増大する傾向にある。さらに、半導体素子の高速化に伴い、表皮効果により電流が導体表面に集中する現象が顕著になるために、微細化された信号線路14は、ますます高抵抗になって、半導体素子の出力信号波形が歪んだり、信号が遅延したりするようになって半導体素子が誤動作を生じる問題が顕著になってきている。

このため多層配線基板11において、出力信号波形の歪みや信号の遅延をおさえるために、信号線路14の特性インピ-ダンスを半導体素子の特性インピーダンスに整合させつつ信号線路14を低抵抗化することが重要視されている。信号線路14を低抵抗にするためには、信号線路14の特性インピーダンスを半導体素子の特性インピーダンスに整合するように最適化した状態で、信号線路14の導体厚みを厚くして低抵抗にする方法や、信号線路14の線路幅を広くして低抵抗にする方法が考えられる。また、特許文献１では、放射状に配列された信号線路14が中央部から、外側に向かうに伴って線幅が漸次増大する扇形状にするとともに、隣接して接地導体を設けるコプレーナ構造にすることで、特性インピーダンスを半導体素子に最適化した状態で信号線路14を低抵抗にする方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開平6−163652号公報 特開平7−321463号公報

しかしながら、上述の問題点を解消するための、上記従来の多層配線基板11において、信号線路14の導体厚みを厚くして低抵抗にする方法は、多層配線基板内の導体厚みのばらつきが大きくなり、信号線路14が形成される部位以外の導体をエッチング法により除去して所定形状の信号線路14を得る際に、所定のエッチング処理時間内にエッチング除去すべき部分全部の導体層を除去できないために追加のエッチング処理が必要となってしまう。そして、複数回エッチングすることにより、所定形状にエッチングされている部分もさらにエッチングされてしまって、線幅のばらつきが大きくなり、線路の特性インピ-ダンスが変動してしまうことから、出力信号波形の歪みや信号の遅延が発生するという問題点があった。

また、線幅を広くして低抵抗にする方法は、狭ピッチで多数格子状に配列された電極パッド16に対向して接続される信号線路14の部位で、信号線路14の線幅を広くできないことから採用できないという問題点があった。

また、信号線路14が電極パッド16に対向して接続される部分から導体幅が外側に向かうに伴って漸次増大する扇形状にするとともに、隣接して接地導体を設けるコプレーナ構造によって低抵抗にする方法は、信号線路14の数が多くなるに伴って隣接する接地導体を設けられなくなるために採用が困難になるという問題点があった。

従って、本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、特性インピ−ダンスを高周波信号の伝送に最適化させた状態で、低抵抗な信号線路を実現し、出力信号波形の歪みや信号の遅延を抑えて、高速な半導体素子の信号を誤動作なく正確に伝送する高性能の多層配線基板を提供することにある。

本発明の多層配線基板は、絶縁層が複数積層されて成るとともに前記絶縁層の層間に配線導体が形成された基板と、この基板の主面に順次積層された第一乃至第三の絶縁層と、この第三の絶縁層の上面の中央部に形成された複数の電極パッドと、前記第一および第二の絶縁層の層間の前記複数の電極パッドに対向する部位から放射状にかつ線幅が外側に向かうに伴って漸次増大するように形成された信号線路と、前記基板および第一の絶縁層の層間に形成された下部接地導体と、前記第二および第三の絶縁層の層間に形成された上部接地導体とを具備しており、前記下部接地導体および前記上部接地導体は、前記信号線路と対向する位置に放射状に配列されるとともに外側に向かうに伴って漸次開口面積が大きくなるように形成された複数の開口部を有していることを特徴とするものである。

また、本発明の多層配線基板は、上記構成において好ましくは、前記複数の開口部は、多角形の開口部を中心にしてその周囲に互いの一辺同士が対向するように正方形の開口部が放射状に配列されており、前記正方形の各開口部の{（辺の長さ）−（中心側に隣接する開口部との間の間隔）}^２×100／（前記辺の長さ）^２で示される開口率が５乃至４０％であることを特徴とするものである。

本発明の多層配線基板は、第三の絶縁層の上面の中央部に形成された複数の電極パッドと、第一および第二の絶縁層の層間の複数の電極パッドに対向する部位から放射状にかつ線幅が外側に向かうに伴って漸次増大するように形成された信号線路と、基板および第一の絶縁層の層間に形成された下部接地導体と、第二および第三の絶縁層の層間に形成された上部接地導体とを具備しており、下部接地導体および上部接地導体は、信号線路と対向する位置に放射状に配列されるとともに外側に向かうに伴って漸次開口面積が大きくなるように形成された複数の開口部を有していることから、信号線路の線幅が漸次増大するので信号線路を低抵抗にしつつ漸次開口面積が大きくなるように形成された複数の開口部により特性インピーダンスを高周波信号の伝送に最適化することが可能となり、出力信号波形の歪みや信号の遅延を抑え、高速な半導体素子の信号を誤動作なく正確に多層配線基板を実装するマザーボードに伝送する高性能の多層配線基板とすることができる。

また、上記構成において、複数の開口部は、多角形の開口部を中心にしてその周囲に互いの一辺同士が対向するように正方形の開口部が放射状に配列されており、正方形の各開口部の{（辺の長さ）−（中心側に隣接する開口部との間の間隔）}^２×100／（辺の長さ）^２で示される開口率が５乃至40％であるときには、絶縁層を熱処理して硬化させる際に発生するガスを開口部から抜くことができ、また、開口部の開口率によって特性インピーダンスを調整することができるので、特性インピーダンスを高周波信号の伝送に最適化しつつ信号線路を低抵抗にすることができ、より好適に出力信号波形の歪みや信号の遅延を抑え、高速な半導体素子の信号を誤動作なく正確に伝送することができる高性能の多層配線基板とできる。

本発明の多層配線基板について詳細に説明する。図１は、本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は本発明の多層配線基板、２は絶縁層が複数積層されて成るとともに絶縁層の層間に配線導体９が形成された基板、７は基板12の主面に順次積層された第一乃至第三の絶縁層であり、７ａは第一の絶縁層、７ｂは第二の絶縁層、７ｃは第三の絶縁層、また、６は第三の絶縁層７ｃの上面の中央部に形成され、半導体素子（図示せず）の電極に電気的に接続される狭ピッチに多数格子状に配列された複数の電極パッド、４は信号線路、３は基板２および第一の絶縁層７ａの層間に形成された下部接地導体、５は第二および第三の絶縁層７ｂ，７ｃの層間に形成された上部接地導体である。

また、図２〜図４は、各線路および導体の平面図であり、図２は第三の絶縁層の上面に形成された電極パッド６の平面図、図３は第一および第二の絶縁層７ａ，７ｂの層間の複数の電極パッド６に対向する部位から放射状にかつ線幅が外側に向かうに伴って漸次増大するように形成された信号線路４の平面図、図４は、上部接地導体５および下部接地導体３の平面図である。

そして、図４に示されているように、上部接地導体５および下部接地導体３は、信号線路４と対向する位置に放射状に配列されるとともに外側に向かうに伴って漸次開口面積が大きくなるように形成された複数の開口部８を有している。

本発明の多層配線基板１において、複数の電極パッド６は半導体素子（図示せず）の電極にそれぞれ電気的に接続される。そして、半導体素子から伝送された複数の電極パッド６の信号は、第二および第三の絶縁層７ｂ，７ｃを介して電極パッド６に対向し、放射状に形成された信号線路４の中心部となる信号線路４の部位にスルーホール導体等（図示せず）の導体により接続されて伝送される。なお、図２〜図４においては説明を簡単にするために半導体素子の電極が８極である場合を例として簡略化しているが、実際はさらに多くの電極パッド６が狭ピッチで格子状に配列するように形成され、それに伴って多くの信号線路14が複数放射状に形成されている。

また、下部接地導体３，信号線路４，上部接地導体５はストリップライン構造を構成しており、半導体素子との間で授受される高周波信号は、半導体素子の複数の電極と接続された複数の電極パッド６から、第三の絶縁層７ｃおよび第二の絶縁層７ｂを貫通して形成され、上部接地導体５には接続されていないスルーホール導体等を介して信号線路４に伝送され、信号線路４と上部接地導体５および下部接地導体３との間を伝送して信号線路４の外周端に設けられ、第一の絶縁層７ａおよび基板２に形成され、下部接地導体３には接続されていないスルーホール導体等（図示せず）を介して基板２内の配線導体９に伝送される。

そして、下部接地導体３，信号線路４，上部接地導体５はストリップライン構造を構成しているため、信号線路４を形成する同一面に接地層を形成する必要がなく、放射状に配置される信号線路４の中心部となる信号線路４の部位においても線幅を広くすることができる。また、信号線路４は線幅が外側に向かうに伴って漸次増大するように形成されていることから、その抵抗値を低くすることができ、従って、信号線路４を伝送する出力信号波形の歪みや信号の遅延を抑えることができる。

開口部８は、絶縁層を熱処理して硬化させる際に第一乃至第三の絶縁層７から発生する高分子材料の分解成分等から成るガスを空気中へ放散させる機能を有している。従って、開口部８を設けることによりガスが下部接地導体３および上部接地導体５と第一乃至第二の絶縁層７ａ，７ｂまたはその層間等に溜り、その圧力で下部接地導体３および上部接地導体５の導体が膨れるのを防止することができる。なお、このガス放散用の下部接地導体３および上部接地導体５の開口部８の開口面積率としては、５〜80％が良好であることが既に開示されている。（例えば、特開平11−112142号公報参照）。

本願の多層配線基板１に設けられる開口部８は、同時に、信号線路４のキャパシタンスを調整する機能を有している。第一および第二の絶縁層７ａ，７ｂのそれぞれの厚みおよび信号線路４の線幅が同じである場合、開口部８の開口面積を大きくして開口部８の開口率が大きくなれば、下部接地導体３および上部接地導体５が対向する部分の面積が小さくなるので、信号線路４と下部接地導体３および上部接地導体５との間に生じるキャパシタンスが小さくなり、伝送線路４の特性インピーダンス（Ω）＝（Ｌ/Ｃ）^１／２で表されるから、伝送線路４の特性インピーダンスは大きくなる。

一方、信号線路４の線幅を漸次増大するように広く形成すれば、第一および第二の絶縁層７ａ，７ｂのそれぞれの厚みならびに下部接地導体３および上部接地導体５の開口部８の開口率が同じであれば、信号線路４と下部接地導体３および上部接地導体５との間に生じるキャパシタンスは漸次大きくなり、信号線路４の特性インピーダンス（Ω）＝（Ｌ/Ｃ）^１／２で表されるから信号線路４の特性インピーダンスは小さくなる。これらから、信号線路４の線幅を漸次増大させて信号線路４を低抵抗にする一方で、信号線路４の線幅を漸次増大させることにより小さくなる信号線路４の特性インピーダンスを開口部８の開口面積を漸次大きくすることにより補って、特性インピーダンスを一定の範囲内の値にさせることができ、下部接地導体３，信号線路４，上部接地導体５から成るストリップライン線路の特性インピーダンスを最適化することが可能となる。

具体的には、信号線路４の線幅の（信号線路４の外周端側の線幅−信号線路４の電極パッド６に対向する中心側の線幅）×100／（電極パッド６に対向する中心側の線幅）で求められる増加率をＡ、上部接地導体５および下部接地導体３の開口部８の開口面積の（外周側に配置される開口部８の開口面積−電極パッド６に対向する中心側の開口面積）×100／（電極パッド６に対向する中心側の開口面積）で求められる増加率をＢとすると、扇形状に漸次増大する信号線路４の線幅に対して、Ｂ＝1.35×Ａの関係を保ちながら開口面積の増加率が漸次大きくなるように開口部８の開口面積を大きくすれば良い。

上記のように、本発明の多層配線基板１によれば、下部接地導体３，信号線路４，上部接地導体５から成るストリップライン線路の特性インピーダンスを一定の範囲内の値にすることができることから、出力信号の波形の歪みや信号の遅延を抑えて、高速な半導体素子からの信号を誤動作なく正確に伝送することができる。

次に、図５は、上部接地導体５および下部接地導体３の実施の形態の他の例を示す平面図である。図５に示される開口部８において、複数の開口部８は、多角形の開口部８を中心にしてその周囲に互いの一辺同士が対向するように正方形の開口部８が放射状に配列されており、正方形の各開口部８の{（辺の長さ）−（中心側に隣接する開口部８との間の間隔）}^２×100／（開口部８の辺の長さ）^２で示される開口率が、５乃至４０％であるようにされるのが好ましい。

図５において、中心側の開口部８の形状は、電極パッド６が８個あり、信号線路４が８本ある例に従って八角形とされている。実際は、電極パッド６および信号線路４の数は多数となることから、その数に合わせて多角形とされ、次第に円に近いものとなる。中心側の開口部８の形状が、円になったとしても、その円の円周までの間隔と円の面積とを上式に代入して求めればよい。

上記で示される開口部８の開口率が５％未満のときは、第一乃至第二の絶縁層７から熱処理して硬化させる際に発生するガスが上部接地導体５および下部接地導体３によって外部へ放散されにくく、第一乃至第三の絶縁層７の層間にガスが充満して、上部接地導体５及び下部接地導体３の膨れやはがれが発生しやすくなる。また、40％を超えると、開口部８の存在する部位における信号線路４の特性インピーダンスが不連続に大きくなるために、逆に信号の反射が増大しやすくなることになり、出力信号波形の歪みや信号の遅延が大きくなるので好ましくない。

本願の多層配線基板１の基板２は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）質セラミックス、ムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）質セラミックス、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質セラミックス、ガラスセラミックス等のセラミックから成るのが、スルーホール導体等の貫通導体を周知の同時焼成によって容易に形成できることから好ましい。また、四フッ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン；ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂から成る基板２、ガラスエポキシ樹脂から成る基板２、ポリイミド等の樹脂から成る基板２などでも良い。

第一乃至第三の絶縁層７は、ポリイミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等から成り、スピンコート法，ロールコート法，ダイコート法または印刷法等により基板２に塗布した後にフォトリソグラフィ法によりスルーホールを形成し、その内部にスルーホール導体を形成する。第一乃至第二の絶縁層７a〜７ｃのそれぞれの厚みは５〜20μｍが好ましい。５μｍ未満では絶縁不良が発生しやすくなり、20μｍを超えると導体を電気的に接続するためのスルーホールの未開によるオープン不良が発生しやすくなる。

基板２と第一の絶縁層７ａの層間に形成される下部接地導体３、第一乃至第三の絶縁層７の層間または上面に形成される信号線路４、上部接地導体５、電極パッド６等の導体層は、周知の薄膜形成法またはメッキ法等により形成される。また、これらの形成方法を組み合わせても良い。

例えば、薄膜形成法により導体層を形成する場合、スパッタリング法，蒸着法，ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により導体層を形成する。すなわち、セラミックスや樹脂から成る基板２の上面に順次チタン（Ｔｉ）層，チタン（Ｔｉ）-タングステン（Ｗ）合金層，銅（Ｃｕ）層，クロム（Ｃｒ）層の４層構成から成る導体層を形成する。その後、この導体層にフォトリソグラフィ法およびエッチング法によりパターン加工を施し、所定パターンに形成する。

Ｔｉ層は基板２との密着金属としての機能を有し、例えば0.05〜0.2μｍの厚みに形成される。Ｔｉ−Ｗ合金層は、主導体となるＣｕがＴｉ層に拡散するのを防止する機能を有し、例えば0.1〜0.3μｍの厚みに形成される。Ｃｕ層は、主導体層として比抵抗が小さく電気信号を低損失で伝送する機能を有し、例えば３〜６μｍの厚みに形成される。Ｃｒ層は、第一の絶縁層７aとの密着金属としての機能を有し、例えば0.05〜0.2μｍの厚みに形成される。

同様に、第一乃至第二の絶縁層７ａ〜７ｂのそれぞれの上面に順次クロム（Ｃｒ）層，銅（Ｃｕ）層，クロム（Ｃｒ）層の３層構成から成る導体層を形成して信号線路４および上部接地導体５を形成する。その後、これら導体層にフォトリソグラフィ法およびエッチング法によりパターン加工を施し、所定パターンに形成する。Ｃｒ層は第一乃至第三の絶縁層７の表面に金属層を密着させる密着金属としての機能を有し、例えば0.05〜0.2μｍの厚みに形成される。Ｃｕ層は、主導体層として比抵抗が小さく電気信号を低損失で伝送する機能を有し、例えば３〜６μｍの厚みに形成される。

最後に、第二の絶縁層７ｂおよび上部接地導体５の上面に第三の絶縁層７ｃを形成し、レーザー加工等により信号線路４と導通させるためのスルーホール導体用のスルーホールを形成した後、第三の絶縁層７ｃの上面に順次クロム（Ｃｒ）層，銅（Ｃｕ）層，ニッケル（Ｎｉ）層，金（Ａｕ）層の４層構成から成る導体層から成る電極パッド６を形成する。なお、Ｎｉ層およびＡｕ層は、メッキ法を用いて形成すればよい。その後、この導体層にフォトリソグラフィ法およびエッチング法によりパターン加工を施し、電極パッド６となる所定パターンに形成する。Ｃｒ層は第三の絶縁層７ｃへの密着金属としての機能を有し、例えば0.05〜0.2μｍの厚みに形成される。Ｃｕ層は、主導体層として比抵抗が小さく電気信号を低損失で伝送する機能を有し、例えば３〜６μｍの厚みに形成される。Ｎｉ層は、拡散防止層の機能を有し、例えば0.05〜0.2μｍの厚みに形成される。Ａｕ層は、半導体素子を実装するときの半導体素子の電極と金属バンプ法等により接続されるときの不圧着防止の機能を有し、例えば0.05〜0.2μｍの厚みに形成される。

メッキ法により導体層を形成する場合、無電解メッキ法または電解メッキ法によりセラミックスや樹脂から成る基板２や第一乃至第三の絶縁層７ａ〜７ｃの表面にＣｕ等から成る３〜６μｍの厚みの金属メッキ層を形成した後、フォトリソグラフィ法およびエッチング法によってメッキ層を導体層のパターンに形成する。なお、電解メッキ法による場合は、予め薄膜形成法により密着金属等を絶縁層の全面に形成した後にＣｕ等の電解メッキを行なえばよい。

かくして、本発明の多層配線基板１が作製される。本発明の多層配線基板１によれば、半導体素子の出力信号波形の歪みや信号の遅延を抑え、高速な半導体素子の信号を誤動作なく正確に多層配線基板１が実装されるマザーボードに伝送することができる高性能の多層配線基板１とできる。

本発明の多層配線基板１の実施例を以下に説明する。
本発明の多層配線基板１を以下のように構成した。アルミナセラミックスから成る基板２の上面に、Ｔｉ層，Ｔｉ−Ｗ合金層，Ｃｕ層，Ｃｒ層の４層構成から成るそれぞれの厚さが0.1μｍ，0.2μｍ，4.6μｍ，0.1μｍで合計厚さが５μｍの下部接地導体３となる導体層をスパッタリング法により形成した。その後、この導体層をフォトリソグラフィ法およびエッチング法により図５に示される下部接地導体３のパターンに形成した。

次に、この下部接地導体３上に、ポリイミドから成る厚さ20μｍの第一の絶縁層７ａをスピンコート法等により形成し、さらに、この第一の絶縁層７ａ上にＣｒ層，Ｃｕ層，Ｃｒ層の３層構成から成るそれぞれの厚さが0.1μｍ，4.8μｍ，0.1μｍで合計厚さが５μｍの信号線路４をスパッタリング法により形成し、フォトリソグラフィ法およびエッチング法により図３に示される信号線路４のパターンに形成した。

次に、信号線路４が形成された第一の絶縁層７ａの上に、第一の絶縁層７ａと同様にして、第二の絶縁層７ｂを形成し、電極パッド６と電気的に接続するスルーホールを形成し、さらに下部接地導体３と同様に上部接地導体５を形成した。

しかる後、上部接地導体５が形成された第二の絶縁層７ｂの上に第三の絶縁層７ｃを第二の絶縁層７ｂと同様に形成し、そして、第三の絶縁層７ｃの上面に、Ｃｒ層，Ｃｕ層をスパッタリング法によりそれぞれ0.1μｍ，4.6μｍの厚さに被着させ、電極パッド６となる導体層を形成した後、その表面に無電解メッキ法により厚さ1μｍのＮｉ層および厚さ0.05μｍのＡｕ層を順次形成した電極パッド６を形成した。電極パッド６は、スパッタリング法により形成される際に、第二の絶縁層７ｂおよび第三の絶縁層７ｃに形成されたスルーホールを介して信号線路４に電気的に接続された構造とした。

上記の構成において、信号線路４の線路長を50ｍｍに固定し、その他の信号線路４の線幅、下部接地導体３および上部接地導体５の開口部８の開口の大きさおよび開口率を変化させた表１のサンプルＡ〜Ｅを作製した。なお、表１の「中心側」は電極パッド６と対向する部位の側の信号線路４の線幅ならびに下部接地導体３および上部接地導体５の開口部８の大きさおよび開口率を示し、「末端側」は中心側と反対の信号線路４の外周端側の線幅ならびに下部接地導体３および上部接地導体５の開口部８の大きさおよび開口率を示す。また、サンプルＥは比較用に作製したものである。なお、これら全てのサンプルにおいて、信号線路４の特性インピーダンスは、シミュレーションにより50Ωとなるように開口部８の開口の大きさを決めた。

サンプルＡ〜Ｅにおいて、信号線路４の直流配線抵抗および特性インピーダンスを実測した。直流配線抵抗は、デジタルマルチメーター（ADVANTEST（株）製、機種名：R6561）を用いて四端子法で測定し、特性インピーダンスは、電極パッドから基準信号となる１ＧＨｚのパルスの信号を発信機（ＨＰ（株）製Network Analyzer）により発生させ、電極パッド６よりプローバー（Cascade Microtec（株）製、機種名：WHP-405-150）により入射させ、その線路端にて反射されて戻ってきた反射波をＴＤＲ(Time Domain Reflectometry)法でオシロスコープ（アジレント（株）製、機種名：86100A）により観察した。上記の評価結果を表２に示す。

表２から、電極パッド６の接続部より放射状かつ線幅が外側に向かうに伴って漸次増大するように形成された信号線路４とし、この信号線路４と対向する位置に放射状に配列されるとともに外側に向かうに伴って漸次開口面積が大きくなるように形成された開口部８を有するサンプルＡ〜Ｃは、特性インピーダンスの変動が10％以内で良好であるとともに、サンプルＥより信号線路４の線幅が中心側では同じ乃至細いが配線抵抗値は小さく形成出来て、良好であることが分かった。

これに対し、比較用のサンプルＥは、インピーダンスの変動は10％以内で良好であったが、サンプルＡ〜Ｄと比較して配線抵抗値が高くなった。

また、下部接地導体３および上部接地導体５の開口部８の開口率を、５乃至40％の範囲内となるように形成したサンプルＡ〜Ｃは、比較用のサンプルＥとの比較において配線抵抗を低くでき、開口率が５乃至40％の範囲を外れるサンプルＤとの比較において特性インピーダンスの変動が少なく、より好ましいものとなることがわかった。

なお、本発明は上記の実施の形態および実施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内で種々の変更を行なうことは何等差し支えない。例えば、第一乃至第三の絶縁層７の各層の厚みや上部接地導体層，線路導体４，下部接地導体３となる導体層を構成する密着金属層，拡散防止層，主導体層の厚みや金属の種類等は変更可能である。

本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。 図１の多層配線基板の電極パッドの平面図である。 図１の多層配線基板の信号線路の平面図である。 図１の多層配線基板の上部接地導体および下部接地導体の平面図である。 本発明の多層配線基板の実施の形態の他の例を示す上部接地導体および下部接地導体の平面図である。 従来の多層配線基板の例を示す断面図である。 図６の多層配線基板の電極パッドの平面図である。 図６の多層配線基板の信号線路の平面図である。 図６の多層配線基板の上部接地導体および下部接地導体の平面図である。

符号の説明

１：多層配線基板
２：基板
３：下部接地導体
４：信号線路
５：上部接地導体
６：電極パッド
７ａ〜７ｃ：第一〜第三の絶縁層
８：開口部
９：配線導体

Claims (2)

1. 絶縁層が複数積層されて成るとともに前記絶縁層の層間に配線導体が形成された基板と、該基板の主面に順次積層された第一乃至第三の絶縁層と、該第三の絶縁層の上面の中央部に形成された複数の電極パッドと、前記第一および第二の絶縁層の層間の前記複数の電極パッドに対向する部位から放射状にかつ線幅が外側に向かうに伴って漸次増大するように形成された信号線路と、前記基板および第一の絶縁層の層間に形成された下部接地導体と、前記第二および第三の絶縁層の層間に形成された上部接地導体とを具備しており、前記下部接地導体および前記上部接地導体は、前記信号線路と対向する位置に放射状に配列されるとともに外側に向かうに伴って漸次開口面積が大きくなるように形成された複数の開口部を有していることを特徴とする多層配線基板。
2. 前記複数の開口部は、多角形の開口部を中心にしてその周囲に互いの一辺同士が対向するように正方形の開口部が放射状に配列されており、前記正方形の各開口部の{（辺の長さ）−（中心側に隣接する開口部との間の間隔）}^２×100／（前記辺の長さ）^２で示される開口率が５乃至４０％であることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。

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