JP2008227105A - Transmission line mounting board - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transmission line mounting board having a transmission characteristic of low loss in a frequency band from DC (Direct Current) to GHz and having a prescribed delay characteristic. <P>SOLUTION: High dielectric ratio resin layers 10 and 11 are formed so that they cover metallic conductors of the transmission lines (signal layers 3 and 4) formed on confronted faces of confronted dielectric substrates 7. Unnecessary electromagnetic coupling between signal wirings is suppressed. Solder balls 9 connect the signal layer 3 and the signal layer 4 while they function as spacers so that the signal layer 3 and the signal layer 4 are separated by a prescribed interval. Since the transmission line mounting board has a laminated structure of signal layer 3/high dielectric ratio resin layer 10/air layer/high dielectric radio resin layer 11/signal layer 4, a low dielectric ratio layer (air layer) exists between the high dielectric ratio resin layers 10 and 11 even if they are arranged. Consequently, addition of capacity due to the high dielectric ratio resin layers 10 and 11 is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体チップ、半導体パッケージ、インターポーザ基板及びプリント基板上に形成された信号伝送線路を実装した伝送線路実装基板に関し、特に、1GHzを超える高速及び高周波用の回路に好適であり、また1GHz以下の周波数帯の回路にも有効である伝送線路実装基板に関する。   The present invention relates to a transmission line mounting board on which a signal transmission line formed on a semiconductor chip, a semiconductor package, an interposer board, and a printed board is mounted. The present invention relates to a transmission line mounting substrate that is also effective for circuits in the following frequency bands.

従来、複数の誘電体基板の信号配線をはんだボールを介して接続した実装構造において、信号配線間の不要な電磁界結合を抑制し、良好な高周波特性を保持するために、はんだボールを介して接続された基板の対向する表層に信号配線を形成しない層構成にするか、又は対向する配線間の距離をできるだけ大きく保つレイアウト設計をするのが一般的であった。   Conventionally, in a mounting structure in which signal wirings of a plurality of dielectric substrates are connected via solder balls, in order to suppress unnecessary electromagnetic coupling between the signal wirings and maintain good high frequency characteristics, In general, a layer configuration in which no signal wiring is formed on the facing surface layers of the connected substrates, or a layout design that keeps the distance between the facing wirings as large as possible has been used.

一方、特許文献1には、この種の伝送線路において、同一基板面に形成された複数の配線の上に、誘電率が高い誘電体層を設けた構成が開示されている。この従来技術においては、ベース誘電体層の上に、信号線及び接地線を形成し、その上に、上部誘電体層を重ねている。そして、ベース誘電体層の下面及び上部誘電体層の上面に、夫々接地導体層又は下部シールド接地線及びシールド接地層を設けている。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a configuration in which a dielectric layer having a high dielectric constant is provided on a plurality of wirings formed on the same substrate surface in this type of transmission line. In this prior art, a signal line and a ground line are formed on a base dielectric layer, and an upper dielectric layer is overlaid thereon. A ground conductor layer or a lower shield ground line and a shield ground layer are provided on the lower surface of the base dielectric layer and the upper surface of the upper dielectric layer, respectively.

特許文献2には、誘電体層とそれをはさむ導電層からなる層構成が開示されているが、特許文献2は、本発明とは異なり、電力分配インピーダンスを低減した相互接続モジュールに関し、薄い高誘電率埋め込みキャパシタ構造を組み入れたモジュールを開示するものであり、基本的にはキャパシタデバイスに関するものである。   Patent Document 2 discloses a layer structure including a dielectric layer and a conductive layer sandwiching the dielectric layer. However, Patent Document 2 relates to an interconnection module having a reduced power distribution impedance unlike the present invention. A module incorporating a dielectric constant embedded capacitor structure is disclosed, and basically relates to a capacitor device.

また、特許文献3には、半田ボールパッドに切欠を設けて、半田ボールパッドに半田ボールが強固に融着するようにしたプラスチックBGAパッケージが開示されている。   Patent Document 3 discloses a plastic BGA package in which a solder ball pad is provided with a notch so that the solder ball is firmly fused to the solder ball pad.

更に、特許文献4には、プリント配線基板にフリップチップを搭載したフリップチップアセンブリが開示されている。この従来技術においては、ハンダバンプにより接続されたプリント配線基板とフリップチップとの間が、ハンダバンプ以外の領域がアンダーフィル樹脂で充填されており、これにより、ハンダバンプによる接続を強化している。   Further, Patent Document 4 discloses a flip chip assembly in which a flip chip is mounted on a printed wiring board. In this prior art, the area other than the solder bump is filled with the underfill resin between the printed wiring board and the flip chip connected by the solder bump, thereby strengthening the connection by the solder bump.

特開平11−68414号公報JP-A-11-68414 特表2005−501415号公報JP 2005-501415 gazette 特開2004−22615号公報JP 2004-22615 A 特表2006−521703号公報JP 2006-521703 A

しかしながら、特許文献1に示す層構成の場合、信号線を多層に重ねようとすると、配線/高誘電率層/配線となり、配線層間に不要な容量を付加することになり、特性上好ましくない。   However, in the case of the layer configuration shown in Patent Document 1, if signal lines are stacked in layers, it becomes wiring / high dielectric constant layer / wiring, and unnecessary capacitance is added between wiring layers, which is not preferable in terms of characteristics.

また、特許文献2は、特許文献1と同様に、配線/高誘電率層/配線という層構成になるので、配線間に不要な容量を付加することになり、特性上好ましくないという問題点がある。   Also, since Patent Document 2 has a layer configuration of wiring / high dielectric constant layer / wiring, as in Patent Document 1, an unnecessary capacitance is added between the wirings, which is not preferable in terms of characteristics. is there.

特許文献3及び4には、半田ボールを使用した基板間又は基板とチップとの間の電気的接続が開示されているが、いずれも、半田ボールとパッドとの間の接続を強固にするための技術が開示されているものの、高周波伝送特性の改善については、全く開示されていない。   Patent Documents 3 and 4 disclose electrical connection between substrates or between a substrate and a chip using solder balls, both of which are used to strengthen the connection between solder balls and pads. Although this technique is disclosed, there is no disclosure about improvement of high-frequency transmission characteristics.

よって、従来技術では、高周波特性を劣化させる信号線路間の不要な電磁界の結合をさけるためには、はんだボールを介して接続された基板の対向する表層に信号線を形成しない層構成にするか、又は対向する配線間の距離をできるだけ大きく保つレイアウト設計をするしか、手段がなかった。しかしながら、上述のような設計をした場合、基板層数及び基板寸法の増大により、設計仕様を満たすことができないか、又はコストが増大するという問題点がある。   Therefore, in the prior art, in order to avoid unnecessary electromagnetic field coupling between the signal lines that degrade the high frequency characteristics, a layer configuration in which signal lines are not formed on the opposing surface layers of the substrates connected via solder balls is used. Alternatively, there is no other way than to design a layout that keeps the distance between opposing wirings as large as possible. However, when the design as described above is performed, there is a problem that the design specifications cannot be satisfied or the cost increases due to the increase in the number of substrate layers and the substrate dimensions.

近時、装置の小型化による高密度実装が要求されるようになり、はんだボール寸法が小さくなることにより、上述の高周波特性を劣化させる電磁界の結合を回避するための技術の開発が要望されている。   Recently, high-density mounting due to miniaturization of devices has been demanded, and the development of technology for avoiding the coupling of electromagnetic fields that degrade the above-described high-frequency characteristics has been demanded as the size of solder balls becomes smaller. ing.

また、はんだボール部においては、特許文献4に記載されているように、接続部を機械的に強固に固定するためにアンダーフィル樹脂を充填する実装構造が公知であるが、ボールの大きさ等、製造上の制約のため、接続部のインピーダンスを所望の値に設定することが困難であり、高周波特性及び遅延特性の劣化を招くという問題点があり、インピーダンスの設計自由度を高める実装構造が求められている。   In addition, as described in Patent Document 4, in the solder ball portion, a mounting structure in which an underfill resin is filled in order to fix the connection portion mechanically and firmly is known. However, due to manufacturing restrictions, it is difficult to set the impedance of the connection part to a desired value, and there is a problem that the high frequency characteristic and the delay characteristic are deteriorated. It has been demanded.

一方、1GHzを超える高周波帯、1Gbpsを超える高速伝送が、種々の装置に利用されるようになった。それにより、大量にかつ安価に、しかも均一な特性の装置を製造する技術が求められることになった。   On the other hand, high-frequency band exceeding 1 GHz and high-speed transmission exceeding 1 Gbps have been used for various devices. As a result, a technique for manufacturing a device having a uniform characteristic in a large amount at a low cost has been demanded.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、1Ghzを超えるような高周波帯における信号伝送及び1Gbpsを超えるような高速伝送においても、伝送特性の劣化が防止され、電気信号の良好な高周波特性及び遅延特性を保持することができ、DC(直流)からGHzまでの周波数帯域において低損失な伝送特性を有し、かつ所定の遅延特性を有する伝送線路実装基板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to prevent deterioration of transmission characteristics even in signal transmission in a high-frequency band exceeding 1 GHz and high-speed transmission exceeding 1 Gbps, and good electrical signals can be obtained. An object of the present invention is to provide a transmission line mounting substrate that can retain high-frequency characteristics and delay characteristics, has low-loss transmission characteristics in a frequency band from DC (direct current) to GHz, and has predetermined delay characteristics. To do.

本発明に係る伝送線路実装基板は、対向配置された複数の誘電体基板と、この基板上の少なくとも対向する面に形成され金属導体により構成された信号伝送線路と、前記対向する信号伝送線路の表面の少なくとも一部上に設けられた高誘電率樹脂層と、前記対向する高誘電率樹脂層間に間隙をおいて前記対向する信号伝送線路同士をその一部で接続するはんだボールと、を有することを特徴とする。   A transmission line mounting substrate according to the present invention includes a plurality of opposing dielectric substrates, a signal transmission line formed of a metal conductor formed on at least an opposing surface of the substrate, and the opposing signal transmission line. A high dielectric constant resin layer provided on at least a part of the surface, and a solder ball that connects the opposing signal transmission lines with a part thereof with a gap between the opposing high dielectric constant resin layers. It is characterized by that.

本発明においては、信号配線に高周波電流が流れると、基本伝送モードである準TEMモード(Transverse Electromagnetic mode)の電磁界が配線周辺に生成する。この電磁界が近傍の配線と電磁結合し、高周波特性の劣化を生じる。基本的に電磁波は誘電率が高い領域に閉じ込められる性質がある。本発明はこのような電磁波の性質を利用したもので、対向する金属導体上に高誘電率樹脂層を付加したことにより、信号配線間の不要な電磁結合を抑制することができる。   In the present invention, when a high frequency current flows through the signal wiring, an electromagnetic field in a quasi-TEM mode (Transverse Electromagnetic mode) that is a basic transmission mode is generated around the wiring. This electromagnetic field is electromagnetically coupled to nearby wiring, resulting in deterioration of high frequency characteristics. Basically, electromagnetic waves have the property of being confined in a region with a high dielectric constant. The present invention utilizes such properties of electromagnetic waves, and by adding a high dielectric constant resin layer on the opposing metal conductor, unnecessary electromagnetic coupling between signal wirings can be suppressed.

高誘電率樹脂層は、印刷技術等により、半導体チップ、半導体パッケージ、インターポーザ基板及びプリント基板上に形成することもできる。   The high dielectric constant resin layer can also be formed on a semiconductor chip, a semiconductor package, an interposer substrate, and a printed substrate by a printing technique or the like.

また、本発明においては、前記対向配置された誘電体基板間の間隙における前記はんだボールを含む一部の領域が、所定の誘電率を有する常誘電体樹脂材料又は強誘電体樹脂材料により充填されているように構成することができる。   Further, in the present invention, a part of the region including the solder balls in the gap between the opposing dielectric substrates is filled with a paraelectric resin material or a ferroelectric resin material having a predetermined dielectric constant. Can be configured.

更に、前記対向配置された誘電体基板間の間隙における前記はんだボールを含む一部の領域が、強誘電体樹脂材料により充填されており、前記強誘電体樹脂材料にはバイアス電場が印加されるように構成することができる。このバイアス電場の印加により、インピーダンス調整機能を設けることができる。   Further, a partial region including the solder balls in the gap between the opposing dielectric substrates is filled with a ferroelectric resin material, and a bias electric field is applied to the ferroelectric resin material. It can be constituted as follows. By applying this bias electric field, an impedance adjustment function can be provided.

更にまた、前記高誘電率樹脂層は、例えば、樹脂とセラミック粉末との複合材料とすることができ、一例として、エポキシ系樹脂にチタン酸ストロンチウム酸バリウム粉末を分散させたものである。また、前記強誘電体樹脂層も、例えば、樹脂とセラミック粉末との複合材料とすることができ、一例として、エポキシ樹脂にチタン酸バリウム粉末を分散させたものである。   Furthermore, the high dielectric constant resin layer can be, for example, a composite material of a resin and a ceramic powder. For example, a barium titanate titanate powder is dispersed in an epoxy resin. The ferroelectric resin layer can also be a composite material of, for example, a resin and a ceramic powder. For example, a barium titanate powder is dispersed in an epoxy resin.

誘電体樹脂材料は、はんだボール周辺に塗布した後、毛細管現象を利用して比較的均一に充填することができる。強誘電体樹脂材料の場合、バイアス電界により材料の誘電率が変化する物性を利用して伝送線路接続部のインピーダンスを調整することができる。   The dielectric resin material can be filled relatively uniformly using the capillary phenomenon after being applied around the solder balls. In the case of a ferroelectric resin material, the impedance of the transmission line connection portion can be adjusted by utilizing the physical property that the dielectric constant of the material changes due to the bias electric field.

本発明においては、対向配置された誘電体基板の各対向面に金属導体からなる信号伝送線路を設け、各信号伝送線路をはんだボールにより電気的に接続すると共に、前記信号伝送線路の表面の少なくとも一部上に高誘電率樹脂層を設け、はんだボールをスペーサとして、各伝送線路上の高誘電率樹脂層を所定の間隙を設けて保持したので、信号配線間の不要な電磁結合を抑制することができる。即ち、この信号伝送線路を覆うように高誘電率樹脂層を設けたので、信号伝送線路間の電磁結合を防止することができる。また、本発明においては、この高誘電率樹脂層の間に、空気層が介在しているので、基板の厚さ方向に対し、配線/高誘電率層/低誘電率層(空気)/高誘電率層/配線が配置されていることになる。このため、従来技術のように、配線/高誘電率層/配線という構造では、配線間に不要な容量を付加することになり、特性上好ましくないが、本発明においては、高誘電率層を設けても、その間に低誘電率層(空気)が介在しているので、不要な容量が付加されてしまうことが防止される。   In the present invention, a signal transmission line made of a metal conductor is provided on each opposing surface of the opposing dielectric substrate, each signal transmission line is electrically connected by a solder ball, and at least the surface of the signal transmission line A high dielectric constant resin layer is provided on a part, solder balls are used as spacers, and the high dielectric constant resin layer on each transmission line is held with a predetermined gap, thereby suppressing unnecessary electromagnetic coupling between signal wires. be able to. That is, since the high dielectric constant resin layer is provided so as to cover the signal transmission line, electromagnetic coupling between the signal transmission lines can be prevented. In the present invention, since an air layer is interposed between the high dielectric constant resin layers, wiring / high dielectric constant layer / low dielectric constant layer (air) / high in the thickness direction of the substrate. A dielectric constant layer / wiring is arranged. For this reason, in the structure of wiring / high dielectric constant layer / wiring as in the prior art, an unnecessary capacitance is added between the wirings, which is not preferable in terms of characteristics. However, in the present invention, the high dielectric constant layer is not provided. Even if it is provided, since a low dielectric constant layer (air) is interposed between them, unnecessary capacitance is prevented from being added.

また、はんだボール周辺に所定の誘電率を有する常誘電体樹脂材料又は強誘電体樹脂材料を充填し、強誘電体樹脂材料においてはバイアス電界を印加することで、伝送路接続部のインピーダンスの調整が可能となる。   Also, the impedance of the transmission line connection portion is adjusted by filling the periphery of the solder ball with a paraelectric resin material or a ferroelectric resin material having a predetermined dielectric constant, and applying a bias electric field in the ferroelectric resin material. Is possible.

本発明によれば、信号伝送線路を構成する金属導体上に、高誘電率樹脂層を設けたので、信号伝送線路間の電磁結合を防止し、特に高周波信号の損失を防止することができる。また、本発明においては、高誘電率層の間に、空気層(低誘電率層)が存在するので、高誘電率層を設けても、信号伝送線路間に、不要な容量を付加してしまうことがない。このようにして、本発明によれば、DC(直流)からGHzまでの周波数帯域において、低損失な伝送特性を有し、かつ所定の遅延特性を有する伝送線路構造をえることができる。また、本発明によれば、1Gbpsを超えるような高速伝送においても、伝送特性の劣化が防止される。   According to the present invention, since the high dielectric constant resin layer is provided on the metal conductor constituting the signal transmission line, electromagnetic coupling between the signal transmission lines can be prevented, and loss of high frequency signals can be particularly prevented. In the present invention, since an air layer (low dielectric constant layer) exists between the high dielectric constant layers, an unnecessary capacitance is added between the signal transmission lines even if the high dielectric constant layer is provided. There is no end. Thus, according to the present invention, a transmission line structure having a low loss transmission characteristic and a predetermined delay characteristic can be obtained in a frequency band from DC (direct current) to GHz. In addition, according to the present invention, deterioration of transmission characteristics can be prevented even at high speed transmission exceeding 1 Gbps.

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る伝送線路実装基板を示す断面図である。誘電体基板7は、2枚の誘電体基板7a、7bを張り合わせたものであり、一方の誘電体基板(例えば、誘電体基板7a)上に、グランド層2,5が、夫々絶縁層2a、5aにより電気的に分離されて形成されている。この誘電体基板7a、7bはグランド層2,5を間に挟んで重ね合わせて積層されている。この誘電体基板7の大きさは、例えば、50mm×50mmであり、基板材料は耐熱性グレードがFR4のガラス基材エポキシ樹脂積層板等を使用することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a transmission line mounting substrate according to the first embodiment of the present invention. The dielectric substrate 7 is a laminate of two dielectric substrates 7a and 7b. On one dielectric substrate (for example, the dielectric substrate 7a), the ground layers 2 and 5 are respectively connected to the insulating layer 2a, It is formed by being electrically separated by 5a. The dielectric substrates 7a and 7b are stacked with the ground layers 2 and 5 therebetween. The size of the dielectric substrate 7 is, for example, 50 mm × 50 mm, and the substrate material may be a glass base epoxy resin laminate having a heat resistance grade of FR4.

また、誘電体基板7の表面及び裏面には、信号配線としての信号層1,3,4,6が形成されている。これらの信号層1と信号層3、及び信号層4と信号層6は、夫々誘電体基板7を貫通するスルーホール8により接続されている。そして、1対の誘電体基板7が、その誘電体基板7a側の表面を対向させて配置されており、この誘電体基板7aの表面に形成された信号層3,4は、はんだボール9により電気的に接続されている。そして、この誘電体基板7aの表面上及びはんだボール9の周囲の領域を除く信号層3,4の表面上に、高誘電率樹脂層10及び高誘電率樹脂層11が形成されている。この高誘電率樹脂層10及び11としては、エポキシ系樹脂材料にチタン酸ストロンチウム酸バリウム粉末を分散した複合材料等を使用することができる。エポキシ系樹脂材料にチタン酸ストロンチウム酸バリウム粉末を分散した複合材料は、例えば、比誘電率が20である。   Further, signal layers 1, 3, 4, and 6 as signal wirings are formed on the front and back surfaces of the dielectric substrate 7. The signal layer 1 and the signal layer 3, and the signal layer 4 and the signal layer 6 are connected by a through hole 8 that penetrates the dielectric substrate 7. A pair of dielectric substrates 7 are arranged so that the surface on the dielectric substrate 7 a side faces each other, and the signal layers 3, 4 formed on the surface of the dielectric substrate 7 a are formed by solder balls 9. Electrically connected. A high dielectric constant resin layer 10 and a high dielectric constant resin layer 11 are formed on the surface of the dielectric substrate 7 a and on the surfaces of the signal layers 3 and 4 excluding the area around the solder balls 9. As the high dielectric constant resin layers 10 and 11, a composite material in which barium titanate barium titanate powder is dispersed in an epoxy resin material can be used. A composite material in which barium strontium titanate powder is dispersed in an epoxy resin material has a relative dielectric constant of 20, for example.

このように構成された伝送線路実装基板においては、対向する誘電体基板7の対向する面に形成された伝送線路(信号層3,4)の金属導体を覆うようにして、高誘電率樹脂層10,11が形成されているので、信号配線(信号層3,4)間の不要な電磁結合を抑制することができる。しかも、本実施形態においては、信号層3と信号層4とがはんだボール9により電気的に接続されていると共に、信号層3と信号層4との間が一定の間隔で離隔するように、つまり、信号層3と信号層4との間に間隙が形成されるように、はんだボールがスペーサとして機能し、信号層3と信号層4とを機械的に接続している。このため、本実施形態においては、信号層3/高誘電率樹脂層10/空気層/高誘電率樹脂層11/信号層4の積層構造をなしているので、高誘電率樹脂層10,11を設けても、その間に低誘電率層(空気層)が介在しているため、高誘電率樹脂層10,11に起因して容量が付加されてしまうことが防止される。   In the transmission line mounting substrate configured as described above, the high dielectric constant resin layer is formed so as to cover the metal conductors of the transmission lines (signal layers 3 and 4) formed on the opposing surfaces of the opposing dielectric substrate 7. Since 10 and 11 are formed, unnecessary electromagnetic coupling between the signal wirings (signal layers 3 and 4) can be suppressed. In addition, in the present embodiment, the signal layer 3 and the signal layer 4 are electrically connected by the solder balls 9, and the signal layer 3 and the signal layer 4 are separated at a constant interval. That is, the solder ball functions as a spacer so that a gap is formed between the signal layer 3 and the signal layer 4, and mechanically connects the signal layer 3 and the signal layer 4. For this reason, in this embodiment, since the signal layer 3 / the high dielectric constant resin layer 10 / the air layer / the high dielectric constant resin layer 11 / the signal layer 4 is formed, the high dielectric constant resin layers 10 and 11 are formed. However, since a low dielectric constant layer (air layer) is interposed therebetween, it is possible to prevent a capacitance from being added due to the high dielectric constant resin layers 10 and 11.

これにより、1Ghzを超えるような高周波帯における信号伝送及び1Gbpsを超えるような高速伝送においても、伝送特性の劣化が防止され、電気信号の良好な高周波特性及び遅延特性を保持することができる
次に、図2を参照して本発明の第2実施形態に係る伝送線路実装基板について説明する。本実施形態が図1に示す第1実施形態の伝送線路実装基板と異なる点は、はんだボール9の周辺の誘電体基板7間の間隙に、強誘電体樹脂12により充填されていることである。即ち、対向配置された誘電体基板7間の間隙におけるはんだボール9を含む一部の領域が、強誘電体樹脂12により充填されている。このはんだボール9の周囲を充填する強誘電体樹脂12として、エポキシ系樹脂材料にチタン酸バリウム粉末を分散した比誘電率40の複合材料を使用することができる。
As a result, even in signal transmission in a high-frequency band exceeding 1 GHz and high-speed transmission exceeding 1 Gbps, deterioration of transmission characteristics can be prevented, and good high-frequency characteristics and delay characteristics of electric signals can be maintained. A transmission line mounting substrate according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the transmission line mounting substrate of the first embodiment shown in FIG. 1 in that a gap between the dielectric substrates 7 around the solder balls 9 is filled with a ferroelectric resin 12. . That is, a part of the region including the solder balls 9 in the gap between the dielectric substrates 7 arranged opposite to each other is filled with the ferroelectric resin 12. As the ferroelectric resin 12 filling the periphery of the solder ball 9, a composite material having a relative dielectric constant of 40 in which barium titanate powder is dispersed in an epoxy resin material can be used.

本実施形態においては、第1実施形態と同様の作用効果を奏するのに加え、はんだボール9の周囲の基板間の領域を、強誘電体樹脂12で充填しているので、この強誘電体樹脂12に、バイアス電界を印加することにより、材料の比誘電率を調整することができる。これにより、伝送路接続部のインピーダンスの調整が可能となる。この強誘電体樹脂12に印加するバイアス電界は、はんだボール9を搭載する信号層3及び4を構成する導体部に直流電圧を印加することにより、生成することができる。   In the present embodiment, in addition to the same effects as the first embodiment, the region between the substrates around the solder balls 9 is filled with the ferroelectric resin 12, so this ferroelectric resin By applying a bias electric field to 12, the relative dielectric constant of the material can be adjusted. As a result, the impedance of the transmission line connection portion can be adjusted. The bias electric field applied to the ferroelectric resin 12 can be generated by applying a DC voltage to the conductor portions constituting the signal layers 3 and 4 on which the solder balls 9 are mounted.

なお、このはんだボール9の周囲の基板間の領域を充填する樹脂として、強誘電体樹脂12の代わりに、常誘電体樹脂を使用することもできる。これによっても、伝送路接続部のインピーダンスの調整が可能となる。   It should be noted that a paraelectric resin can be used instead of the ferroelectric resin 12 as the resin filling the region between the substrates around the solder balls 9. This also makes it possible to adjust the impedance of the transmission line connection portion.

図3は伝送線路構造に対する伝送特性を対比して示すグラフ図である。図中の従来構造とは、図1に示す第1実施形態の伝送線路実装基板において、高誘電率樹脂層10及び11が無い場合の伝送線路構造である。図3に示すように、従来構造の伝送路に比較して、本発明の第1実施形態及び第2実施形態の伝送路は、いずれもGHzを超える高周波帯における伝送特性の劣化が少なく、本発明により、従来構造よりも信号損失が小さく、伝送特性が優れた伝送路接続構造を実現できることが示されている。   FIG. 3 is a graph showing a comparison of transmission characteristics with respect to the transmission line structure. The conventional structure in the figure is a transmission line structure when the high dielectric constant resin layers 10 and 11 are not provided in the transmission line mounting substrate of the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 3, compared with the transmission line of the conventional structure, the transmission lines of the first embodiment and the second embodiment of the present invention are both less deteriorated in transmission characteristics in the high frequency band exceeding GHz. The invention shows that a transmission line connection structure with smaller signal loss and superior transmission characteristics than the conventional structure can be realized.

なお、特許文献3及び4においても、はんだボールの周辺が樹脂により充填されているが、これは、はんだボール部を強固に固定するために、アンダーフィル樹脂を充填しているのであり、本発明のように、所定の誘電率を有した常誘電体樹脂材料又は強誘電体樹脂材料を充填し、伝送線路のインピーダンスを調整するというものではない。   In Patent Documents 3 and 4, the periphery of the solder ball is filled with a resin, which is filled with an underfill resin in order to firmly fix the solder ball portion. In this way, the impedance of the transmission line is not adjusted by filling a paraelectric resin material or a ferroelectric resin material having a predetermined dielectric constant.

このようにして、上述の各実施形態においては、DC(直流)からGHzまでの周波数帯域において、低損失な伝送特性を有しかつ所定の遅延特性を有する伝送線路構造が得られる。なお、本発明によれば、1Gbpsを超えるような高速伝送においても、伝送特性の劣化が防止される。   In this way, in each of the above-described embodiments, a transmission line structure having a low-loss transmission characteristic and a predetermined delay characteristic is obtained in a frequency band from DC (direct current) to GHz. According to the present invention, deterioration of transmission characteristics can be prevented even at high speed transmission exceeding 1 Gbps.

本発明の伝送線路実装基板は、通信装置、レーダ装置、計測装置等において、1GHzを超える高速・高周波用の回路に利用することができると共に、また、本発明は、利用周波数を限定するものではなく、1GHz以下の周波数帯の回路にも利用することができる。   The transmission line mounting substrate of the present invention can be used for a high-speed / high-frequency circuit exceeding 1 GHz in a communication device, a radar device, a measurement device, and the like, and the present invention is not intended to limit the use frequency. In addition, it can be used for a circuit having a frequency band of 1 GHz or less.

本発明の第1実施形態の伝送線路実装基板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the transmission line mounting board | substrate of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の伝送線路実装基板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the transmission line mounting board | substrate of 2nd Embodiment of this invention. 伝送線路構造と伝送特性との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between a transmission line structure and a transmission characteristic.

符号の説明Explanation of symbols

1、3,4,6:信号層
2、5:グランド層
7:誘電体基板
8:スルーホール
9:はんだボール
10、11:高誘電率樹脂層
12:強誘電体樹脂(常誘電体樹脂)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 3, 4, 6: Signal layer 2, 5: Ground layer 7: Dielectric substrate 8: Through hole 9: Solder ball 10, 11: High dielectric constant resin layer 12: Ferroelectric resin (paraelectric resin)

Claims (5)

対向配置された複数の誘電体基板と、この基板上の少なくとも対向する面に形成され金属導体により構成された信号伝送線路と、前記対向する信号伝送線路の表面の少なくとも一部上に設けられた高誘電率樹脂層と、前記対向する高誘電率樹脂層間に間隙をおいて前記対向する信号伝送線路同士をその一部で接続するはんだボールと、を有することを特徴とする伝送線路実装基板。 Provided on at least a part of the surface of the plurality of dielectric substrates arranged opposite to each other, a signal transmission line formed of a metal conductor formed on at least the opposite surface on the substrate, and the opposite signal transmission line A transmission line mounting board comprising: a high dielectric constant resin layer; and a solder ball for connecting the opposing signal transmission lines with a part thereof with a gap between the opposing high dielectric constant resin layers. 前記対向配置された誘電体基板間の間隙における前記はんだボールを含む一部の領域が、所定の誘電率を有する常誘電体樹脂材料により充填されていることを特徴とする請求項1に記載の伝送線路実装基板。 The partial region including the solder balls in the gap between the opposing dielectric substrates is filled with a paraelectric resin material having a predetermined dielectric constant. Transmission line mounting board. 前記対向配置された誘電体基板間の間隙における前記はんだボールを含む一部の領域が、強誘電体樹脂材料により充填されており、前記強誘電体樹脂材料にはバイアス電場が印加されていることを特徴とする請求項1に記載の伝送線路実装基板。 A part of the region including the solder balls in the gap between the opposing dielectric substrates is filled with a ferroelectric resin material, and a bias electric field is applied to the ferroelectric resin material. The transmission line mounting substrate according to claim 1. 前記高誘電率樹脂層は、樹脂とセラミック粉末との複合材料であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の伝送線路実装基板。 The transmission line mounting substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the high dielectric constant resin layer is a composite material of resin and ceramic powder. 前記強誘電体樹脂材料は、樹脂とセラミック粉末との複合材料であることを特徴とする請求項3に記載の伝送線路実装基板。 The transmission line mounting substrate according to claim 3, wherein the ferroelectric resin material is a composite material of a resin and a ceramic powder.
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