JP2010087615A - Connection structure for differential transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高速で作動する半導体素子および光半導体素子などの半導体集積回路を搭載するのに好適な差動伝送用接続構造体に関する。 The present invention relates to a differential transmission connection structure suitable for mounting a semiconductor integrated circuit such as a semiconductor element and an optical semiconductor element operating at high speed.
従来、高速で作動するIC、LSI等の半導体素子を実装封止したパッケージ実装部品や表面実装対応の電子部品の内部配線構造においては、高速の高周波信号を正確かつ効率よく伝播させることを目的として差動伝送線路構造が採用されていることが少なくない。従来の差動伝送配線構造では、支持体および絶縁体を兼ねた誘電体基板の主面に二本を一対とする信号用導体が並置して設けられている。 Conventionally, in the internal wiring structure of package mounting parts and surface mountable electronic parts that are mounted and sealed with semiconductor elements such as ICs and LSIs that operate at high speed, the purpose is to transmit high-speed high-frequency signals accurately and efficiently. A differential transmission line structure is often adopted. In a conventional differential transmission wiring structure, a pair of signal conductors are provided side by side on the main surface of a dielectric substrate that also serves as a support and an insulator.
差動伝送は、このような信号用導体対の各々における電圧もしくは電流を互いに逆相とし、かつその差を負荷で消費させる構成をとることにより、負荷への電圧もしくは電流の供給を倍増できる。また、信号用導体対の各々に対してそれぞれ等しい外来雑音が印加されるような場合において、負荷において電圧もしくは電流の差をとることから、印加された外来雑音が相殺されるという利点をも有しており、高速パルスを伝送する有効な手段と目されてきている。 The differential transmission can double the supply of voltage or current to the load by adopting a configuration in which the voltage or current in each of the signal conductor pairs is out of phase with each other and the difference is consumed by the load. In addition, in the case where the same external noise is applied to each of the signal conductor pairs, there is an advantage that the applied external noise is canceled because a difference in voltage or current is taken at the load. Therefore, it has been regarded as an effective means for transmitting high-speed pulses.
これまでの差動伝送配線構造としては誘電体基板主面に信号用導体が並置して設けられている構造、すなわち並行マイクロストリップ線路の形態、あるいはかかる形態を内層化した並行ストリップ線路の形態をとっていることが多かったが、並置することによって配線占有面積が増大する傾向があった。 The conventional differential transmission wiring structure has a structure in which signal conductors are arranged in parallel on the main surface of the dielectric substrate, that is, a parallel microstrip line form or a parallel strip line form in which such a form is formed as an inner layer. In many cases, the wiring occupation area tends to increase by juxtaposition.
半導体素子における電極端子ピッチの狭小化のためには、たとえば複数の誘電体層からなる多層配線基板において中間の誘電体層を介して互いに基板の厚み方向に対向する一対の導体によって構成される差動伝送配線構造、すなわちブロードサイド結合ストリップ線路が好適である。 In order to narrow the electrode terminal pitch in a semiconductor element, for example, in a multilayer wiring board composed of a plurality of dielectric layers, a difference constituted by a pair of conductors facing each other in the thickness direction of the board via an intermediate dielectric layer. A dynamic transmission wiring structure, i.e. a broadside coupled stripline, is preferred.
ブロードサイド結合ストリップ線路を適用した場合、誘電体層数は増えるものの誘電体基板主面に投影した配線密度は一本分となることから狭ピッチへの対応が可能になる。また、対となる信号用導体間の結合が、配線幅同士で結合するため、並行マイクロストリップ線路のような配線厚み同士での結合に比べてより密となるために、クロストーク特性の向上も期待できる(特許文献1参照)。 When the broadside coupled strip line is applied, the number of dielectric layers is increased, but the wiring density projected onto the main surface of the dielectric substrate is one, so that it is possible to cope with a narrow pitch. In addition, since the coupling between the signal conductors to be paired is coupled between the wiring widths, the coupling between the wiring thicknesses such as the parallel microstrip line becomes denser, so that the crosstalk characteristics are improved. It can be expected (see Patent Document 1).
ところでパッケージ部品あるいは電子部品においては、中間層を介して互いに対向する信号用配線を、表層である基板主面に引き出すことにより、実装用配線基板における電極端子との電気的な接続を実現することができる。このため従来のブロードサイド結合ストリップ線路は、貫通ホールのような配線層間を接続する厚み方向の導体構造を介して表層において並行マイクロストリップ線路へと変換され、半導体パッケージ部品や電子部品における実装用の差動端子へと接続される。この場合、半導体パッケージ部品や電子部品においては、その差動端子となる端子対は配線の延伸方向に対して横方向に同じく並置されており、特に端子アレイの最外周に設けられている。複数の差動伝送系統を有する場合には長手方向に対して横方向に並置されている差動端子対をさらに並置することにより、端子アレイの最外周部に配された端子の大部分を占めることとなる。 By the way, in package parts or electronic parts, electrical connection with the electrode terminals on the mounting wiring board is realized by drawing the signal wirings facing each other through the intermediate layer to the main surface of the board as the surface layer. Can do. For this reason, the conventional broadside-coupled stripline is converted into a parallel microstripline on the surface layer through a conductor structure in the thickness direction that connects the wiring layers such as through holes, and is used for mounting in semiconductor package components and electronic components. Connected to differential terminal. In this case, in the semiconductor package component and the electronic component, the terminal pairs serving as the differential terminals are juxtaposed in the horizontal direction with respect to the extending direction of the wiring, and are particularly provided on the outermost periphery of the terminal array. In the case of having a plurality of differential transmission systems, the differential terminal pairs juxtaposed in the transverse direction with respect to the longitudinal direction are further juxtaposed to occupy most of the terminals arranged on the outermost peripheral portion of the terminal array. It will be.
実装用配線基板(実装ボード)においては、差動伝送配線であるペア配線が表層に設けられるため、接続パッドが配線の延伸方向に対して直交する方向に並置されることになる。半導体素子および電子部品においては、電極端子ピッチの狭小化が可能であるとしても、実装ボード側では、このような接続パッドの配置関係により、配線密度の縮小および配線ピッチの狭小化といったブロードサイド結合ストリップ線路の利点が損なわれるという問題があった。 In the mounting wiring board (mounting board), since the pair wiring which is the differential transmission wiring is provided on the surface layer, the connection pads are juxtaposed in the direction orthogonal to the extending direction of the wiring. In semiconductor elements and electronic components, even if the electrode terminal pitch can be narrowed, on the mounting board side, due to the layout of such connection pads, broadside coupling such as reduced wiring density and narrowed wiring pitch is possible. There was a problem that the advantages of the stripline were impaired.
本発明の目的は、ブロードサイド結合ストリップ線路が設けられた誘電体基板を実装する実装ボードにおいて、配線密度を増大させることなく、かつ良好な差動伝送が可能な差動伝送用接続構造体を提供することである。 An object of the present invention is to provide a differential transmission connection structure capable of good differential transmission without increasing the wiring density in a mounting board on which a dielectric substrate provided with a broadside coupled stripline is mounted. Is to provide.
本発明は、第1の誘電体基板と、前記第1の誘電体基板の主面に、互いに結合可能に並設される第1の信号用導体および第2の信号用導体から成る第1の導体対と、前記第1の信号用導体の端部に設けられた第1の実装用パッドおよび前記第2の信号用導体の端部に設けられた第2の実装用パッドからなる第1の実装用パッド対と、を有する第1の配線基板と、前記第1の誘電体基板と対向する第2の誘電体基板と、前記第2の誘電体基板の内層に、互いに結合可能に設けられる第3の信号用導体および第4の信号用導体から成る第2の導体対と、前記第2の導体対を前記第1の実装用パッド対に接続するための第2の実装用パッド対と、を有する第2の配線基板とを接続する差動伝送用接続構造体であって、前記第1の実装用パッド対は、前記第1の実装用パッドと前記第2の実装用パッドとが、前記第1の導体対の延伸方向に沿って設けられ、前記第1の導体対は、前記第1の信号用導体と前記第2の信号用導体とが並設される並設領域と、前記第1の信号用導体と前記第2の信号用導体とがそれぞれ前記第1の実装用パッドと前記第2の実装用パッドとに接続される接続領域とを有する差動伝送用接続構造体である。 The present invention provides a first dielectric substrate and a first signal conductor and a second signal conductor which are arranged in parallel on the main surface of the first dielectric substrate so as to be coupled to each other. A first pair comprising a conductor pair, a first mounting pad provided at an end of the first signal conductor, and a second mounting pad provided at an end of the second signal conductor. A first wiring substrate having a mounting pad pair, a second dielectric substrate facing the first dielectric substrate, and an inner layer of the second dielectric substrate are provided so as to be coupled to each other. A second conductor pair comprising a third signal conductor and a fourth signal conductor; and a second mounting pad pair for connecting the second conductor pair to the first mounting pad pair. , A differential transmission connection structure for connecting to a second wiring board having the first mounting pad pair, The first mounting pad and the second mounting pad are provided along the extending direction of the first conductor pair, and the first conductor pair includes the first signal conductor and the first signal conductor. The juxtaposed region where the second signal conductors are juxtaposed, and the first signal conductor and the second signal conductor are the first mounting pad and the second mounting pad, respectively. And a connection structure for differential transmission having a connection region connected to each other.
また本発明は、前記第1の導体対は、前記第1の信号用導体および前記第2の信号用導体との間に導体を介さずに設けられる。 In the present invention, the first conductor pair is provided without a conductor between the first signal conductor and the second signal conductor.
また本発明は、前記第1の導体対は、前記第1の信号用導体および前記第2の信号用導体との間に誘電体が設けられる。 In the present invention, the first conductor pair is provided with a dielectric between the first signal conductor and the second signal conductor.
また本発明は、前記第1の導体対は、前記第1の信号用導体および前記第2の信号用導体との間に絶縁体以外を介さずに設けられる。 According to the present invention, the first conductor pair is provided between the first signal conductor and the second signal conductor without using any insulator.
また本発明は、前記第1の導体対の前記接続領域では、前記第1の信号用導体と前記第2の信号用導体とが、前記並設領域の端部から第1の実装用パッド対まで最短となるように接続される。 According to the present invention, in the connection region of the first conductor pair, the first signal conductor and the second signal conductor are connected from the end of the juxtaposed region to the first mounting pad pair. It is connected so that it becomes the shortest.
また本発明は、前記第2の導体対は、前記第3の信号用導体と前記第4の信号用導体とが、前記第2の誘電体基板の厚み方向に並設される。 In the present invention, in the second conductor pair, the third signal conductor and the fourth signal conductor are arranged in parallel in the thickness direction of the second dielectric substrate.
また本発明は、前記第2の導体対は、前記第3の信号用導体と前記第4の信号用導体とが、延伸方向に直交する断面形状が矩形状であり、それぞれの矩形の長辺同士が対向するように並設される。 Further, in the present invention, the second conductor pair is such that the third signal conductor and the fourth signal conductor have a rectangular cross-sectional shape orthogonal to the extending direction, and the long sides of the respective rectangles They are juxtaposed so that they face each other.
また本発明は、前記第1の導体対および前記第2の導体対を伝送する電気信号の周波数が10GHz以上であり、
前記第2の実装用パッド対は、前記第2の誘電体基板の前記第1の誘電体基板と対向する面の周縁に設けられるパッド群のうち、最外周のパッドと最外周から2列目のパッドとである。
In the present invention, the frequency of the electrical signal transmitted through the first conductor pair and the second conductor pair is 10 GHz or more,
The second mounting pad pair includes the outermost pad and the second row from the outermost periphery in a pad group provided on the periphery of the surface of the second dielectric substrate facing the first dielectric substrate. With the pad.
本発明によれば、第1の誘電体基板と、第1の導体対と、第1の実装用パッド対とを有する第1の配線基板と、第2の誘電体基板と、第2の導体対と、第2の実装用パッド対とを有する第2の配線基板とを接続する差動伝送用接続構造体である。 According to the present invention, the first wiring substrate having the first dielectric substrate, the first conductor pair, and the first mounting pad pair, the second dielectric substrate, and the second conductor. The differential transmission connection structure connects a pair and a second wiring board having a second mounting pad pair.
前記第1の実装用パッド対は、前記第1の実装用パッドと前記第2の実装用パッドとが、前記第1の導体対の延伸方向に沿って設けられる。 In the first mounting pad pair, the first mounting pad and the second mounting pad are provided along the extending direction of the first conductor pair.
前記第1の導体対は、前記第1の信号用導体と前記第2の信号用導体とが並設される並設領域と、前記第1の信号用導体と前記第2の信号用導体とがそれぞれ前記第1の実装用パッドと前記第2の実装用パッドとに接続される接続領域とを有する。 The first conductor pair includes a juxtaposed region in which the first signal conductor and the second signal conductor are juxtaposed, the first signal conductor, and the second signal conductor. Each have a connection region connected to the first mounting pad and the second mounting pad.
このように、接続領域を設けることによって、第1の信号用導体と前記第2の信号用導体とが、それぞれ第1の実装用パッドと第2の実装用パッドとに接続することが可能となる。これにより、第1の実装用パッドと第2の実装用パッドとを、前記第1の導体対の延伸方向に沿って設けることができるので、配線密度を増大させることなく、かつ良好な差動伝送が可能となる。 Thus, by providing the connection region, the first signal conductor and the second signal conductor can be connected to the first mounting pad and the second mounting pad, respectively. Become. As a result, the first mounting pad and the second mounting pad can be provided along the extending direction of the first conductor pair, so that a good differential can be achieved without increasing the wiring density. Transmission is possible.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。 Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding section.
図1は、本発明の第1の実施形態である接続構造体1を示す斜視図である。図2は、接続構造体1を示す平面図である。図3は、接続構造体1を示す正面図である。図4は、接続構造体1を示す側面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a
接続構造体1は、第1の配線基板であるパッケージ2と第2の配線基板である実装ボード3とを接続するための差動伝送用接続構造を含んで構成される。
The
パッケージ2と実装ボード3とは、パッケージ2に設けられた接続パッド4と、実装ボード3に設けられた接続パッド5とが、はんだボール12によって電気的に接続されて実装されている。
The
パッケージ2は、第2の誘電体基板である誘電体層6と、第2の導体対である内層線路対7とを備える。実装ボード3は、第1の誘電体基板である樹脂基板8と、第1の導体対である表層線路対9とを備える。
The
パッケージ2は、図示しない半導体素子が実装され、半導体素子の内部配線と内層線路対7とが接続されて内層線路対7を高周波信号が伝送する。内層線路対7は、内層線路7bと内層線路7aからなり、差動伝送配線構造を構成する。
The
内層線路7bは、さらに第3の信号用導体である内層配線11aとランド11bと貫通導体11cからなり、内層線路7aは、さらに第4の信号用導体である内層配線10aとランド10bと貫通導体10cからなる。
The
内層線路対7は、誘電体層6の内層に、互いに結合可能に設けられる差動伝送配線対であり、誘電体層6の厚み方向に並設されるブロードサイド結合ストリップ線路である。内層配線10aと内層配線11aとは、誘電体層6の厚み方向に誘電体を挟んで対向して設けられており、パッケージ2を上面視したとき、内層配線10aと内層配線11aとが重なるように配置されている。
The inner
また、図3に示すように、内層配線10aと内層配線11aとは、その延伸方向に直交する断面形状、すなわち図3における紙面に平行な面の断面形状が、矩形状に形成されており、内層配線10aと内層配線11aとそれぞれの矩形の長辺同士が対向するように並設される。このように対向することで、内層配線10aと内層配線11aとは、幅方向に広がる面同士が対向することになり、信号伝送時により強い結合を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 3, the
内層線路対7を伝送される高周波信号において、電圧もしくは電流を互いに逆相とし、かつその差を負荷で消費させることにより、負荷への電圧もしくは電流の供給を倍増できるとともに、内層線路対7の各々に対してそれぞれ等しい外来雑音が印加されるような場合に、負荷において電圧または電流の差をとることから、印加された外来雑音が相殺される。
In the high-frequency signal transmitted through the inner
内層線路7aを接続パッド4へと引き出すためには、内層配線10aの端部において、ランド10bと貫通導体10cにより厚み方向に延びて接続パッド4へと接続する垂直配線部分を設ける。また、内層線路7bを接続パッド4へと引き出すためには、内層配線11aの端部において、ランド11bと貫通導体11cにより厚み方向に延びて接続パッド4へと接続する垂直配線部分を設ける。
In order to pull out the
接続パッド4は、内層配線10aとランド10bおよび貫通導体10cを介して接続される接続パッド4aと、内層配線11aとランド11bおよび貫通導体11cを介して接続される接続パッド4bとで構成される第2の実装用パッド対である。
The
内層線路対7が、ブロードサイド結合ストリップ線路を実現するために、内層配線10aと内層配線11aとは、誘電体層6中で異なる高さの配線層に設けられ、接続パッド4は、内層配線10aと内層配線11aの延伸方向に並んで設けられる。
In order for the inner
接続パッド4は、誘電体層6の樹脂基板8と対向する主面6aの周縁に設けられる接続パッド群の一部を構成する。上記のように内層配線10aと内層配線11aの延伸方向に並んで設けられるので、誘電体層6に設けられる接続パッド群のうち、最外周のパッドと最外周から2列目のパッドとで構成される。ここで、最外周のパッドが、接続パッド4aに相当し、最外周から2列目のパッドが、接続パッド4bに相当する。
The
このような接続パッド4の構成は、伝送信号の周波数が10GHz以上となる高周波信号の伝送に好適である。
Such a configuration of the
一方、実装ボード3では、第1の導体対である表層線路対9によって差動伝送配線構造を構成する。
On the other hand, in the mounting
実装ボード3では、パッケージ2の誘電体層6の主面6aに対向する樹脂基板8の主面8aに接続パッド5が設けられており、パッケージ2の接続パッド4と実装ボード3の接続パッド5とがはんだボール12によって電気的に接続され、パッケージ2の内層線路対7を伝送する高周波信号が、接続パッド4,5およびはんだボール12を介して表層線路対9を伝送する。
In the mounting
表層線路対9は、第1の信号用導体である表層線路9aと、第2の信号用導体である表層線路9bが、樹脂基板8の主面8aに、互いに結合可能に並設され、並行マイクロストリップ線路を構成する。
In the
表層線路9aおよび表層線路9bは、樹脂基板8の主面8a上に設けられるので、表層線路9aが接続パッド5aに接続するまでは、表層線路9aおよび表層線路9bは、樹脂基板8の主面8a上で平行に延び、配線厚み同士で結合しながら高周波信号を差動伝送する。
Since the
図2に示すように、パッケージ2と実装ボード3とを上面視したときに、表層線路9aと、内層線路7aと内層線路7bとは同一直線上に配置される。さらに、接続パッド5aと接続パッド5bとは、この同一直線上に配置される。また、接続パッド5から表層線路対9が伸びる方向と、接続パッド4から内層線路対7が伸びる方向とが反対方向となるように、内層線路対7、表層線路対9および接続パッド4,5を配置してパッケージ2と実装ボード3とを接続する。
As shown in FIG. 2, when the
接続パッド5は、樹脂基板8の主面8aに設けられ、表層線路対9の表層線路9aの端部に設けられた第1の実装用パッドである接続パッド5aと、表層線路対9の表層線路9bの端部に設けられた第2の実装用パッドである接続パッド5bで構成される第1の実装用パッド対である。
The
図2に示すように、接続パッド5は、接続パッド5aと接続パッド5bとが、表層線路9aと表層線路9bの延伸方向に沿って設けられる。本実施形態では、表層線路9aが屈曲することなく直線的に接続パッド5aに接続しており、この表層線路9aの延長線上に接続パッド5aの中心と接続パッド5bの中心とが並ぶように設けられている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態のように設けられた接続パッド5に表層線路9aと表層線路9bを接続しようとした場合、表層線路9bは、接続パッド5bに対して少なくとも1つ以上の屈曲部を有して接続される。
When the
本発明では、表層線路9aおよび表層線路9bは、2つの配線が並設される並設領域と、2つの配線がそれぞれ接続パッド5aと接続パッド5bに接続される接続領域とを有するように構成される。
In the present invention, the
本実施形態においては、並設領域である並設導体16aおよび並設導体16bと、接続領域である接続導体17aおよび接続導体17bとが境界線15を境にして設けられている。
In the present embodiment, the juxtaposed conductor 16a and juxtaposed
並設導体16aおよび並設導体16bは、所定の間隔を保持しながら樹脂基板8の主面8a上に平行に設けられる。接続導体17aは、屈曲することなく、並設導体16aの延伸方向に沿って接続パッド5aに直線的に接続される。接続導体17bは、2つの屈曲部18,19を有し、さらに、境界線15近傍においては、並設導体16bに対して屈曲部20を有して接続パッド5bに接続される。
The parallel conductor 16a and the
屈曲部20から屈曲部18は、直線部21によって接続され、屈曲部18から屈曲部19は、直線部22によって接続され、屈曲部19から接続パッド5bは、直線部23によって接続される。
The
直線部21は、その延伸方向が、並設導体16bの延伸方向に対して角度θ1を成すように設けられ、直線部22は、その延伸方向が、並設導体16bと平行となるように設けられ、直線部23は、その延伸方向が、直線部22の延伸方向に対して角度θ2を成すように設けられる。
The
本実施形態のような配線構造では、角度θ1と角度θ2とでは逆符号で同じ角度に設定することで、接続導体17bは、接続パッド5bに接続する。たとえば、θ1=45°であり、θ2=−45°である。
In the wiring structure as in the present embodiment, the
このように、接続領域である接続導体17aおよび接続導体17bを設けることによって、表層線路9aおよび表層線路9bが、接続パッド5aと接続パッド5bに接続することが可能となる。
Thus, by providing the connection conductor 17a and the
これにより、接続パッド5aと接続パッド5bを、表層線路9aと表層線路9bの延伸方向に沿って設けることができるので、配線密度を増大させることなく、かつ良好な差動伝送が可能となる。
Thereby, since the
前述のように、表層線路対9は、表層線路9aと、表層線路9bとが、並行マイクロストリップ線路を構成する差動伝送配線構造を有するため、高周波信号の伝送時においては、表層線路9aと、表層線路9bとが、結合可能に構成される必要がある。
As described above, the surface
表層線路対9が結合可能に構成されるには、表層線路9aと、表層線路9bとの間に、金属などの導電性物質で構成された導体を介さずに設ければよい。たとえば、金属導体などが、表層線路9aと、表層線路9bとの間に介在してしまうと、表層線路9aと金属導体との結合、表層線路9bと金属導体との結合が強くなり、表層線路9aと、表層線路9bとの結合が弱められてしまい、差動伝送特性が劣化してしまう。
In order to configure the surface
なお、表層線路対9が結合可能に構成されるには、表層線路9aと、表層線路9bとの間に誘電体を設け、この誘電体を介在して表層線路9aと、表層線路9bとが互いに結合するように構成してもよい。誘電体としては、パッケージ2に用いられるセラミックスや、実装ボード3に用いられる樹脂、樹脂基板8の主面8aに設けられるソルダレジストおよび空気などが挙げられる。
In order to configure the surface
表層線路9aと表層線路9bとの間を、空気以外の誘電体で埋めることによって、導体が介在することを避け、不要な結合を抑制することができるので好ましい。
By filling the space between the
表層線路対9が結合可能に構成されるには、表層線路9aと表層線路9bとの間に絶縁体以外を介することなく表層線路9aと表層線路9bとが直接対向させればよい。
In order to configure the surface
図5は、本発明の第2の実施形態である接続構造体の平面図である。
本実施形態は、上記の第1の実施形態と、表層線路対9の構成が異なるのみであるので、以下では表層線路対9の構成について説明し、その他の構成については説明を省略する。
FIG. 5 is a plan view of a connection structure according to the second embodiment of the present invention.
Since the present embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the surface
表層線路対9は、第1の実施形態と同様に、表層線路9aと表層線路9bが、樹脂基板8の主面8aに、互いに結合可能に並設され、並行マイクロストリップ線路を構成する。
As in the first embodiment, the surface
表層線路9aおよび表層線路9bは、樹脂基板8の主面8a上に設けられるので、表層線路9aが接続パッド5aに接続するまでは、表層線路9aおよび表層線路9bは、樹脂基板8の主面8a上で平行に延び、配線厚み同士で結合しながら高周波信号を差動伝送する。
Since the
図5に示すように、パッケージ2と実装ボード3とを上面視したときに、表層線路9aと、内層線路7aと内層線路7bとは同一直線上に配置され、接続パッド5aと接続パッド5bとは、この同一直線上に配置される。
As shown in FIG. 5, when the
接続パッド5は、表層線路対9の表層線路9aの端部に設けられた接続パッド5aと、表層線路対9の表層線路9bの端部に設けられた接続パッド5bで構成される。
The
図5に示すように、接続パッド5は、接続パッド5aと接続パッド5bとが、表層線路9aと表層線路9bの延伸方向に沿って設けられる。
As shown in FIG. 5, the
本実施形態においては、並設領域である並設導体16aおよび並設導体16bと、接続領域である接続導体17bが境界線15を境にして設けられている。
In the present embodiment,
本実施形態の第1の実施形態との構成の違いは、接続導体17bが1つの屈曲部を有して接続パッド5bに接続することである。また、表層線路9aと接続パッド5aとが接続する部分に、並設領域と接続領域との間の境界線15が存在することになる。したがって、並設導体16aが直接接続パッド5aに接続するので、並設導体16aが接続導体17aを兼ねることになる。
The difference of the configuration of the present embodiment from the first embodiment is that the
並設導体16aおよび並設導体16bは、所定の間隔を保持しながら樹脂基板8の主面8a上に平行に設けられる。上記のように、並設導体16aは接続導体17aとして、接続パッド5aに直接接続される。接続導体17bは、1つの屈曲部24を有し、境界線15近傍においては、並設導体16bと接続部25で屈曲することなく接続される。
The parallel conductor 16a and the
接続部25から屈曲部24は、直線部26によって接続され、屈曲部24接続パッド5bは、直線部27によって接続される。
The
直線部26は、その延伸方向が、並設導体16bと一致するように設けられ、直線部27は、その延伸方向が、並設導体16b、直線部26の延伸方向に対して角度θ3を成すように設けられる。たとえば、θ3=45°である。
The
このように、並設導体16a、接続導体17bによって、表層線路9aおよび表層線路9bが、接続パッド5aと接続パッド5bに接続することが可能となる。
Thus, the
これにより、接続パッド5aと接続パッド5bを、表層線路9aと表層線路9bの延伸方向に沿って設けることができるので、配線密度を増大させることなく、かつ良好な差動伝送が可能となる。本実施形態では、屈曲部が1つであるので、差動伝送特性はさらに良好となる。
Thereby, since the
図6は、本発明の第3の実施形態である接続構造体の平面図である。
本実施形態は、上記の第1および第2の実施形態と、表層線路対9の構成が異なるのみであるので、以下では表層線路対9の構成について説明し、その他の構成については説明を省略する。
FIG. 6 is a plan view of a connection structure according to a third embodiment of the present invention.
Since the present embodiment is different from the first and second embodiments described above only in the configuration of the
表層線路対9は、第1および第2の実施形態と同様に、表層線路9aと表層線路9bが、樹脂基板8の主面8aに、互いに結合可能に並設され、並行マイクロストリップ線路を構成する。
As in the first and second embodiments, the surface
表層線路9aおよび表層線路9bは、樹脂基板8の主面8a上に設けられるので、表層線路9aが接続パッド5aに接続するまでは、表層線路9aおよび表層線路9bは、樹脂基板8の主面8a上で平行に延び、配線厚み同士で結合しながら高周波信号を差動伝送する。
Since the
図6に示すように、パッケージ2と実装ボード3とを上面視したときに、表層線路9aと、内層線路7aと内層線路7bとは同一直線上に配置され、接続パッド5aと接続パッド5bとは、この同一直線上に配置される。
As shown in FIG. 6, when the
接続パッド5は、表層線路対9の表層線路9aの端部に設けられた接続パッド5aと、表層線路対9の表層線路9bの端部に設けられた接続パッド5bで構成される。
The
図6に示すように、接続パッド5は、接続パッド5aと接続パッド5bとが、表層線路9aと表層線路9bの延伸方向に沿って設けられる。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態においては、並設領域である並設導体16aおよび並設導体16bと、接続領域である接続導体17bが境界線15を境にして設けられている。
In the present embodiment,
本実施形態の第1および第2の実施形態との構成の違いは、接続導体17bが1つの屈曲部を有して接続パッド5bに接続することであり、接続領域では、並設領域の端部から接続パッド5までの配線長が最短となるように接続されることである。また、表層線路9aと接続パッド5aとが接続する部分に、並設領域と接続領域との間の境界線15が存在することになる。したがって、並設導体16aが直接接続パッド5aに接続するので、並設導体16aが接続導体17aを兼ねることになる。
The difference of the configuration of the present embodiment from the first and second embodiments is that the
並設導体16aおよび並設導体16bは、所定の間隔を保持しながら樹脂基板8の主面8a上に平行に設けられる。上記のように、並設導体16aは接続導体17aとして、接続パッド5aに直接接続される。接続導体17bは、1つの屈曲部28を有し、境界線15近傍においては、並設導体16bと接続部29で屈曲することなく接続される。
The parallel conductor 16a and the
接続部29から屈曲部28は、直線部30によって接続され、屈曲部28接続パッド5bは、直線部31によって接続される。
The
直線部30は、その延伸方向が、並設導体16bと一致するように設けられ、直線部31は、その延伸方向が、並設導体16b、直線部26の延伸方向に対して角度θ4を成すように設けられる。
The
このとき、接続領域では、並設領域の端部から接続パッド5までの配線長、すなわち、直線部30と直線部31との配線長の和が最短となるのが好ましい。配線長を最短とすることで、直線部26の延伸方向に対する角度θ4を小さくすることができる。角度θ4を小さくすることで、屈曲部28における伝送特性の劣化をより小さく抑えることができる。
At this time, in the connection region, it is preferable that the wiring length from the end of the juxtaposed region to the
直線部30の長さをより短くし、接続パッド5aと直線部31との間隔をより狭くすることで角度θ4を小さくすることができる。接続パッド5aと直線部31との間隔は、製造条件などによって決まるが、たとえば、20〜100μm程度である。
The angle θ4 can be reduced by shortening the length of the
本実施形態では、たとえば、θ4=26.6°である。
このように、並設導体16a、接続導体17bによって、表層線路9aおよび表層線路9bが、接続パッド5aと接続パッド5bに接続することが可能となる。
In the present embodiment, for example, θ4 = 26.6 °.
Thus, the
これにより、接続パッド5aと接続パッド5bを、表層線路9aと表層線路9bの延伸方向に沿って設けることができるので、配線密度を増大させることなく、かつ良好な差動伝送が可能となる。本実施形態では、屈曲部が1つであり、さらに角度θ4を小さくできるので、差動伝送特性はさらに良好となる。
Thereby, since the
パッケージ2の誘電体層6は、内部に多層配線構造を実現できるものであれば、セラミックスなどの無機誘電体や樹脂などの有機誘電体を用いることができる。たとえばアルミナ(Al2O3)セラミックス、ムライト(3Al2O3・2SiO2)セラミックスもしくはガラスセラミックス等の無機材料、四フッ化エチレン樹脂(ポリテトラフルオロエチレン;PTFE)、四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂(エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー;ETFE)、あるいは四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(パーフルオロアルコキシアルカン;PFA)等のフッ素樹脂、またはガラスエポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、液晶ポリエステル(LCP)、あるいはポリイミド(PI)等の樹脂材料が用いられる。また誘電体層6の形状および寸法は用途に応じて適宜設定されるが、特に厚みについては伝送信号の周波数やインピーダンス設計に応じて設定される。
As the
内層線路対7の材料としては、高速信号伝送用途として適した金属の導体層からなり、たとえば誘電体層6の材料としてセラミックスを用いる場合、導体線路の材料として銅、モリブデン−マンガン、タングステン、もしくはモリブデン−マンガンメタライズ上にニッケルメッキおよび金メッキを被着させたもの、タングステンメタライズ上にニッケルメッキおよび金メッキを被着させたもの、窒化タンタル上にニッケル−クロム合金および金メッキを被着させたもの、またはニッケル−クロム合金上に白金、金メッキを被着させたもの等が用いられ、製造方法としては、たとえば厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成法、およびメッキ処理法等が工法として用いられる。各導体配線の幅や厚みは伝送信号の周波数やインピーダンス設計に応じて設定される。
The material of the
実装ボード3には、本実施形態のように主に樹脂基板8が用いられるが、これに限らずパッケージ2と同様、セラミックスなどの無機誘電体や樹脂などの有機誘電体を用いることができる。
Although the
接続パッド4,5を電気的に接続する導電性部材として、本実施形態では、はんだボールを用いているが、高速信号伝送用途として適した導電性部材であれば使用することが可能である。たとえば、金、銀、銅などの金属部材を使用し、さらにその形態としてはボールに限らず、柱状、バンプ状などであってもよい。
In this embodiment, a solder ball is used as a conductive member for electrically connecting the
本実施形態のパッケージ2の作製は、たとえば以下のように行う。誘電体層6がたとえばアルミナセラミックスからなる場合、まずアルミナセラミックスのグリーンシートを準備し、これに所定の打ち抜き加工を施して貫通導体10c,11cを設けるための貫通孔を形成する。次に、スクリーン印刷法によってタングステンおよびモリブデンなどの導体ペーストを貫通孔に充填するとともに、導体配線、すなわち内層配線10aと内層配線11a、ランド10bとランド11bとなるパターンをグリーンシートの所定の位置に印刷塗布する。次に、パターンが形成されたグリーンシートを重ねて、これを約1600℃で焼成する。
The
また、実装ボード3の作製は、FR−4などのガラスエポキシ基板の表面に銅箔を貼り付けた銅貼り基板を準備し、銅箔をエッチングなど公知のパターニング技術により表層線路対9および接続パッド5をパターン形成する。
The mounting
誘電体層6の接続パッド4が形成された主面6a、および樹脂基板8の接続パッド5が形成された主面8aには、それぞれソルダレジスト13,14を設ける。
Solder resists 13 and 14 are provided on the main surface 6a where the
はんだボール12を実装ボード3の接続パッド5上に載置し、パッケージ2の接続パッド4を、対応する接続パッド5に位置合わせして超音波振動、リフローなどにより接続パッド4,5とはんだボール12とを接合する。
1 接続構造体
2 パッケージ
3 実装ボード
4 接続パッド
7 内層線路対
9 表層線路対
9a,9b 表層線路
10a,11a 内層配線
16a,16b 並設導体
17a,17b 接続導体
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1の誘電体基板と対向する第2の誘電体基板と、前記第2の誘電体基板の内層に、互いに結合可能に設けられる第3の信号用導体および第4の信号用導体から成る第2の導体対と、前記第2の導体対を前記第1の実装用パッド対に接続するための第2の実装用パッド対と、を有する第2の配線基板と、
を接続する差動伝送用接続構造体であって、
前記第1の実装用パッド対は、前記第1の実装用パッドと前記第2の実装用パッドとが、前記第1の導体対の延伸方向に沿って設けられ、
前記第1の導体対は、前記第1の信号用導体と前記第2の信号用導体とが並設される並設領域と、前記第1の信号用導体と前記第2の信号用導体とがそれぞれ前記第1の実装用パッドと前記第2の実装用パッドとに接続される接続領域とを有する差動伝送用接続構造体。 A first dielectric substrate, and a first conductor pair composed of a first signal conductor and a second signal conductor arranged in parallel to each other on the main surface of the first dielectric substrate; A first pair of mounting pads comprising a first mounting pad provided at an end of the first signal conductor and a second mounting pad provided at an end of the second signal conductor. A first wiring board having:
A second dielectric substrate facing the first dielectric substrate; and a third signal conductor and a fourth signal conductor provided on the inner layer of the second dielectric substrate so as to be coupled to each other. A second wiring board having a second conductor pair and a second mounting pad pair for connecting the second conductor pair to the first mounting pad pair;
A connection structure for differential transmission,
In the first mounting pad pair, the first mounting pad and the second mounting pad are provided along the extending direction of the first conductor pair,
The first conductor pair includes a juxtaposed region in which the first signal conductor and the second signal conductor are juxtaposed, the first signal conductor, and the second signal conductor. Each having a connection region connected to the first mounting pad and the second mounting pad.
前記第2の実装用パッド対は、前記第2の誘電体基板の前記第1の誘電体基板と対向する面の周縁に設けられるパッド群のうち、最外周のパッドと最外周から2列目のパッドとである請求項1〜7のいずれか1つに記載の差動伝送用接続構造体。 The frequency of the electrical signal transmitted through the first conductor pair and the second conductor pair is 10 GHz or more;
The second mounting pad pair includes the outermost pad and the second row from the outermost periphery in a pad group provided on the periphery of the surface of the second dielectric substrate facing the first dielectric substrate. The connection structure for differential transmission according to any one of claims 1 to 7.
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