JP2013093521A - Differential transmission line and multilayer wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁層を挟んで対向する一対の配線導体により構成され、この一対の配線導体を通して電気信号を伝送する差動伝送線路に関するものである。 The present invention relates to a differential transmission line configured by a pair of wiring conductors facing each other with an insulating layer interposed therebetween, and transmitting an electric signal through the pair of wiring conductors.
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る。この差動伝送線路構造は、2本の信号線を用いて1つの信号を伝送する構造である。 In the internal wiring structure of package mounting parts and semiconductor parts that are mounted and sealed with semiconductor elements such as ICs and LSIs that operate at high speeds and surface mountable electronic parts, differential is intended to propagate high-speed high-frequency signals accurately and efficiently. A transmission line structure is adopted. This differential transmission line structure is a structure in which one signal is transmitted using two signal lines.
このような差動伝送線路構造には、複数の絶縁層を積層してなる絶縁基体の内部において、絶縁層を挟んで上下に対向するように一対の配線導体を配置した差動伝送線路構造があった。 In such a differential transmission line structure, there is a differential transmission line structure in which a pair of wiring conductors are arranged so as to face each other up and down across an insulating layer inside an insulating base formed by laminating a plurality of insulating layers. there were.
従来、このような差動伝送線路構造において、上層および下層の配線導体を分割し、貫通導体を介して上下で入れ替わる(交差する)ように電気的に接続するという構造が開示されていた(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, in such a differential transmission line structure, there has been disclosed a structure in which upper and lower wiring conductors are divided and electrically connected so as to be switched up and down (intersect) via a through conductor (for example, , See Patent Document 1).
しかしながら、従来の差動伝送線路は、絶縁層の表面では、一対の信号用配線導体を伝送する信号は同じ向きであり差動伝送線路構造となっているものの、一対の貫通導体では、それぞれの貫通導体を伝送する信号が逆向きとなり、一対の貫通導体が、差動伝送線路構造にならないという現象がおきていた。その結果、一対の貫通導体においては、差動配線構造とならないためにノイズが貫通導体部から進入した場合には受信側で信号を合成した際にノイズがキャンセルされないため、高周波信号を効率よく伝送することが難しいという問題があった。 However, in the conventional differential transmission line, on the surface of the insulating layer, the signals transmitted through the pair of signal wiring conductors are in the same direction and have a differential transmission line structure. There has been a phenomenon that the signals transmitted through the through conductors are reversed and the pair of through conductors do not have a differential transmission line structure. As a result, the pair of through conductors does not have a differential wiring structure, so when noise enters from the through conductor, the noise is not canceled when the signal is synthesized on the receiving side, so high-frequency signals are transmitted efficiently. There was a problem that it was difficult to do.
本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、一対の貫通導体において、外部からのノイズの影響を低減し、高周波信号を効率よく伝送することができる差動伝送線路および該差動伝送線路を備えた多層配線基板を提供することにある。 The present invention has been completed in view of the above problems, and its purpose is to reduce the influence of external noise in a pair of through conductors and to efficiently transmit a high-frequency signal and An object of the present invention is to provide a multilayer wiring board provided with the differential transmission line.
本発明の差動伝送線路は、絶縁層を挟んで上下に対向する第1配線導体および第2配線導体を有する一対の配線導体からなる差動伝送線路において、前記第1配線導体は一方の第1配線導体と他方の第1配線導体とを有し、前記第2配線導体は一方の第2配線導体と他方の第2配線導体とを有しており、前記一方の第1配線導体と前記一方の第2配線導体とが前記絶縁層を挟んで上下に対向するとともに、前記他方の第1配線導体と前記他方の第2配線導体とが前記絶縁層を挟んで上下に対向しており、前記一方の第1配線導体の端部と前記他方の第1配線導体の端部とが前記絶縁層を貫通して設けられた第1貫通導体を介して電気的に接続され、前記一方の第2配線導体の端部と前記他方の第2配線導体の端部とが前記絶縁層を貫通して設けられた第2貫通導体を介して電気的に接続されており、前記第1貫通導体と前記第2貫通導体との間に接地貫通導体が設けられていることを特徴
とするものである。
The differential transmission line of the present invention is a differential transmission line comprising a pair of wiring conductors having a first wiring conductor and a second wiring conductor facing each other up and down across an insulating layer, wherein the first wiring conductor is one of the first wiring conductors. One wiring conductor and the other first wiring conductor, and the second wiring conductor has one second wiring conductor and the other second wiring conductor, and the one first wiring conductor and the first wiring conductor One second wiring conductor is vertically opposed across the insulating layer, and the other first wiring conductor and the other second wiring conductor are vertically opposed across the insulating layer, An end of the one first wiring conductor and an end of the other first wiring conductor are electrically connected via a first through conductor provided so as to penetrate the insulating layer, and the one first wiring conductor An end of the two wiring conductors and an end of the other second wiring conductor are provided through the insulating layer. Was are electrically connected via the second through conductor, it is characterized in that the ground through conductors are provided between the first through conductor and the second through-conductors.
また、本発明の多層配線基板は、複数の絶縁層が積層されてなる絶縁基体の内部に、上記構成の本発明の差動伝送線路を備え、前記絶縁基体の一方主面および他方主面に接地導体層が形成されているとともに、該接地導体層に前記接地貫通導体が接続されていることを特徴とするものである。 In addition, the multilayer wiring board of the present invention includes the differential transmission line of the present invention having the above-described configuration inside an insulating substrate formed by laminating a plurality of insulating layers, and is provided on one main surface and the other main surface of the insulating substrate. A ground conductor layer is formed, and the ground through conductor is connected to the ground conductor layer.
本発明の差動伝送線路によれば、一方の第1配線導体の端部と他方の第1配線導体の端部とが絶縁層を貫通して設けられた第1貫通導体を介して電気的に接続され、一方の第2配線導体の端部と他方の第2配線導体の端部とが絶縁層を貫通して設けられた第2貫通導体を介して電気的に接続されており、第1貫通導体と第2貫通導体との間に接地貫通導体が設けられていることから、第1貫通導体と第2貫通導体との間に発生する電磁界結合を弱めることができるので、第1貫通導体および第2貫通導体にノイズが乗り難くなり、その結果、外部からのノイズの影響を低減し、高周波信号を効率よく伝送することが可能となる。 According to the differential transmission line of the present invention, the end of one first wiring conductor and the end of the other first wiring conductor are electrically connected via the first through conductor provided through the insulating layer. And an end of one second wiring conductor and an end of the other second wiring conductor are electrically connected via a second through conductor provided through the insulating layer, Since the grounding through conductor is provided between the first through conductor and the second through conductor, the electromagnetic coupling generated between the first through conductor and the second through conductor can be weakened. It becomes difficult for noise to ride on the through conductor and the second through conductor. As a result, it is possible to reduce the influence of noise from the outside and efficiently transmit a high-frequency signal.
また、本発明の多層配線基板によれば、複数の絶縁層が積層されてなる絶縁基体の内部に、上記構成の本発明の差動伝送線路を備え、絶縁基体の一方主面および他方主面に接地導体層が形成されているとともに、該接地導体層に接地貫通導体が接続されていることから、接地貫通導体によって、第1貫通導体と第2貫通導体との間に発生する電磁界結合を弱めて、第1貫通導体および第2貫通導体にノイズを乗り難くするとともに、絶縁基体の一方主面および他方主面に形成された接地導体層によって外部からのノイズの影響を低減することができるので、高周波信号を効率よく伝送することが可能となる。 In addition, according to the multilayer wiring board of the present invention, the differential transmission line of the present invention having the above-described configuration is provided inside the insulating substrate formed by laminating a plurality of insulating layers, and one main surface and the other main surface of the insulating substrate. The ground conductor layer is formed on the ground conductor layer, and the ground through conductor is connected to the ground conductor layer, so that the electromagnetic field coupling generated between the first through conductor and the second through conductor by the ground through conductor. This makes it difficult for noise to ride on the first through conductor and the second through conductor, and reduces the influence of external noise by the ground conductor layer formed on one main surface and the other main surface of the insulating base. Therefore, it is possible to efficiently transmit a high frequency signal.
本発明の差動伝送線路および多層配線基板について以下に詳細に説明する。 The differential transmission line and multilayer wiring board of the present invention will be described in detail below.
図1は、本発明の差動伝送線路および多層配線基板の実施の形態の一例を示す斜視図である。図2(a)は、図1に示す例の多層配線基板を上からみた上面図で、一対の配線導体は透視して示されている。図2(b)は、図2(a)のX−X線における断面図である。図1および図2(a),(b)においては、絶縁層が3層ある例を示しており、1aは第1絶縁層,1bは第2絶縁層,1cは第3絶縁層であり、これらを積層して絶縁基体1が形成される。2は第1配線導体,3は第2配線導体で、これら第1配線導体2および第2配線導体3は一対の配線導体で、差動伝送線路構造をなす。第1配線導体2のうち、2aは一方の第1配線導体,2bは他方の第1配線導体である。第2配線導体3のうち、3aは一方の第2配線導体,3bは他方の第2配線導体である。一方の第1配線導体2aと
一方の第2配線導体3aとは絶縁層を挟んで上下に対向して配置され、他方の第1配線導体2bと他方の第2配線導体3bとは絶縁層を挟んで上下に対向して配置されている。これらの配線導体の電気的接続について以下に説明する。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of a differential transmission line and a multilayer wiring board according to the present invention. FIG. 2A is a top view of the multilayer wiring board of the example shown in FIG. 1 as viewed from above, and a pair of wiring conductors are shown through. FIG.2 (b) is sectional drawing in the XX line of Fig.2 (a). 1 and 2 (a) and 2 (b) show examples in which there are three insulating layers, 1a being a first insulating layer, 1b being a second insulating layer, and 1c being a third insulating layer, The
一方の第1配線導体2aの端部と他方の第1配線導体2bの端部とは、絶縁層を貫通して設けられた第1貫通導体4を介して電気的に接続されており、また一方の第2配線導体3aの端部と他方の第2配線導体3bの端部とは、絶縁層を貫通して設けられた第2貫通導体5を介して電気的に接続されている。このように、絶縁層を挟んで上下に形成された第1配線導体2および第2配線導体3が、第1貫通導体4および第2貫通導体5を介して上下で入れ替わり、交差するように接続されている。6は接地貫通導体で、第1貫通導体4および第2貫通導体5との間に設けられている。
The end of one first wiring conductor 2a and the end of the other first wiring conductor 2b are electrically connected via a first through
本発明の差動伝送線路は、図1および図2(a),(b)に示す例のように、絶縁層を挟んで上下に対向する第1配線導体2および第2配線導体3を有する一対の配線導体からなる差動伝送線路において、第1配線導体2は一方の第1配線導体2aと他方の第1配線導体2bとを有し、第2配線導体3は一方の第2配線導体3aと他方の第2配線導体3bとを有しており、一方の第1配線導体2aと一方の第2配線導体3aとが絶縁層を挟んで上下に対向するとともに、他方の第1配線導体2bと他方の第2配線導体3bとが絶縁層を挟んで上下に対向しており、一方の第1配線導体2aの端部と他方の第1配線導体2bの端部とが絶縁層を貫通して設けられた第1貫通導体4を介して電気的に接続され、一方の第2配線導体3aの端部と他方の第2配線導体3bの端部とが絶縁層を貫通して設けられた第2貫通導体5を介して電気的に接続されており、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に接地貫通導体6が設けられている。このような構成により、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に接地貫通導体6が設けられていることから、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に発生する電磁界結合を弱めることができ、その結果、第1貫通導体4および第2貫通導体5を伝送する信号が逆向きで差動伝送線路構造とならなくても、第1貫通導体および第2貫通導体にノイズが乗り難くなるため、外部からのノイズの影響を低減し、高周波信号を効率よく伝送することが可能となる。
The differential transmission line of the present invention has a
具体的には、第1貫通導体4および第2貫通導体5を伝送する信号の向きが逆向きとなることで、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に電磁界結合が発生してしまい、電磁界結合によってノイズが発生して、このノイズが第1貫通導体4および第2貫通導体5に乗ってしまうという不具合が生じる。この電磁界結合によって発生する電界分布の磁場の流れを断ち切って、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に発生する電磁界結合を弱めるために、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に接地貫通導体6を設けている。また、接地貫通導体6を設ける位置は、電界分布の磁場の流れに沿って接地貫通導体6を設けると効果的に電磁界結合の磁場を断ち切りやすくすることができるので好ましい。
Specifically, an electromagnetic field coupling occurs between the first through
本発明の差動伝送線路は、図2(a),(b)および図3(a),(b)に示す例のように、接地貫通導体6は、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを結んだ直線上で、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを2分する位置に設けられていることが好ましい。この場合、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを結んだ直線上が最も電磁界結合が強いため、この部分に接地貫通導体6を設けることで効果的に電磁界結合を弱めることができる。その結果、外部からのノイズの影響を低減し、高周波信号をより効率よく伝送することができる。
In the differential transmission line according to the present invention, the grounding through
さらに、接地貫通導体6は、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを2分する位置に設けられていることで、第1貫通導体4,第2貫通導体5,接地貫通導体6のそれぞれの直径を同寸法とした場合に、接地貫通導体6の中心が、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを2分する位置に設けられることとなり、接地貫通導体6と第1
貫通導体4との距離および接地貫通導体6と第2貫通導体5との距離が等しくなり、第1貫通導体4および第2貫通導体5のそれぞれの特性インピーダンスが同じ値となるので、特性インピーダンスの違いによるノイズの発生を抑制することができるので好ましい。
Furthermore, the grounding through
Since the distance between the through
すなわち、接地貫通導体6と第1貫通導体4との距離および接地貫通導体6と第2貫通導体5との距離が異なると、第1貫通導体4および第2貫通導体5のそれぞれの特性インピーダンスが異なってしまい、この異なる特性インピーダンスによってノイズが発生して、このノイズが第1貫通導体4および第2貫通導体5に乗ってしまうこととなるため、これを抑制するために、本願発明は、接地貫通導体6を第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを2分する位置に設けて、接地貫通導体6と第1貫通導体4との距離および接地貫通導体6と第2貫通導体5との距離を等しいものとしている。
That is, if the distance between the ground through
一例として、第1貫通導体4,第2貫通導体5,接地貫通導体6のそれぞれの直径を同じ寸法で0.2mmとし、絶縁層の材質を比誘電率が9.5である95%アルミナとし、接地貫通導体6と第1貫通導体4との中心間距離および接地貫通導体6と第2貫通導体5との中心間距離をそれぞれ0.46mmとした場合に、第1貫通導体4および第2貫通導体5のインピーダンスが、それぞれ約50Ωとなるので、第1配線導体および第2配線導体間の差動配線のインピーダンスをそれぞれ100Ωに設定して50Ωのインピーダンスの信号を伝送する場
合に、一対の配線導体のインピーダンスが50Ωで、貫通導体のインピーダンスも50Ωとなっているので、配線導体から貫通導体へ信号が伝送する際にインピーダンスの変化が無くなり、伝送特性の低下が少なくなるので好ましい。この場合、第1貫通導体4および第2貫通導体5の中心間の距離は9.2mmとなり、接地貫通導体6の中心は、第1貫通導体4
および第2貫通導体5の中心間を2分した位置に形成されたものとなる。
As an example, the diameter of each of the first through
In addition, it is formed at a position where the center of the second through
本発明の差動伝送線路は、図4に示す例のように、接地貫通導体6は、第1貫通導体4および第2貫通導体5の内側の第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを結んだ直線と直交する方向に複数設けられていることが好ましい。この場合、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを結んだ直線上で、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを2分する位置を中心にして、同心円状に電界分布の磁場が形成されるので、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを結んだ直線上の最も強い電磁界結合の磁場に加えて、その周囲に発生している電磁界結合の磁場をも接地貫通導体6でもって断ち切りやすくして、電磁界結合を弱めることができる。その結果、外部からのノイズの影響を低減し、高周波信号をより効率よく伝送することができる。
In the differential transmission line of the present invention, as in the example shown in FIG. 4, the grounding through
本発明の差動伝送線路は、図5に示す例のように、接地貫通導体6は、第1貫通導体4および第2貫通導体5の外側の周囲に複数設けられていることが好ましい。この場合、第1貫通導体4および第2貫通導体5の外側の周囲に設けられた接地貫通導体6により、接地性を向上させ、第1貫通導体4および第2貫通導体5に外部からノイズが入ることを抑制し、高周波信号をより効率よく伝送することができる。接地貫通導体6が設けられている第1貫通導体4および第2貫通導体5の外側とは、具体的には上面視した場合に第1配線導体2と第2配線導体3とで囲まれた領域の外側のことである。
In the differential transmission line of the present invention, as shown in the example shown in FIG. 5, it is preferable that a plurality of ground through
本発明の多層配線基板は、図1に示す例のように、複数の絶縁層が積層されてなる絶縁基体1(図1においては3層の絶縁層を積層している)の内部に、上記構成の本発明の差動伝送線路を備え、絶縁基体の一方主面および他方主面に接地導体層7が形成されているとともに、該接地導体層7に接地貫通導体6を接続している。このような構成により、接地貫通導体6によって第1貫通導体4および第2貫通導体5にノイズが乗り難くなるとともに、絶縁基体1の一方主面および他方主面に形成された接地導体層7によって外部からのノイズの影響を低減することができるので、高周波信号を効率よく伝送することができる。
As shown in the example shown in FIG. 1, the multilayer wiring board according to the present invention has an insulating
絶縁基体1は複数の絶縁層からなり、該絶縁層は、例えば酸化アルミニウム(アルミナ:Al2O3)質焼結体,窒化アルミニウム(AlN)質焼結体,炭化珪素(SiC)質焼結体,ムライト質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミックスからなる。図1〜図3に示す例では、絶縁基体1が3層の絶縁層からなる例を示している。この例では、第3絶縁層1c,第2絶縁層1b,第1絶縁層1aが下から順次積層され、最上層が第1絶縁層1aであり、中間層が第2絶縁層1bであり、最下層が第3絶縁層1cである。
The insulating
一対の配線導体を構成する第1配線導体2および第2配線導体3ならびに第1貫通導体4,第2貫通導体5,接地貫通導体6は、絶縁層と同時焼成により形成される、タングステン(W),モリブデン(Mo),モリブデン−マンガン(Mo−Mn)合金,銀(Ag),銅(Cu),金(Au),銀−パラジウム(Ag−Pd)合金等の金属を主成分とするメタライズからなるものである。
The
第1配線導体2は、一方の第1配線導体2aおよび他方の第1配線導体2bを有し、第2配線導体3もまた、一方の第2配線導体3aおよび他方の第2配線導体3bを有している。そして、一方の第1配線導体2aおよび他方の第2配線導体3bが、第2絶縁層1bの上面に形成され、他方の第1配線導体2bおよび一方の第2配線導体3aが、第3絶縁層1cの上面に形成されている。
The
第1貫通導体4は、一方の第1配線導体2aと他方の第1配線導体2bとを電気的に接続する機能を有し、直径が0.05〜0.2mmの寸法が使用されるが、配線基板の要求される
特性インピーダンスと配線密度に応じて必要な寸法とすれば良い。
The first through
第2貫通導体5は、一方の第2配線導体3aと他方の第2配線導体3bとを電気的に接続する機能を有し、直径が0.05〜0.2mmで第1貫通導体4と同じ寸法とすることで、第
1貫通導体4と同じインピーダンスの値にできるので好ましい。
The second through
第1貫通導体4および第2貫通導体5は、第2絶縁層1bを貫通して設けられており、一方の第1配線導体2aと他方の第1配線導体2bとが第1貫通導体4を介して電気的に接続され、一方の第2配線導体3aと他方の第2配線導体3bとが第2貫通導体5を介して電気的に接続されている。
The first through
接地貫通導体6は、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に設けられることが重要である。このような構成により、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に設けられた接地貫通導体6によって、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に発生する電磁界結合を弱めることができ、その結果、外部からのノイズの影響を低減することができる。
It is important that the grounding through
接地貫通導体6は、直径が0.05〜0.2mmで第1貫通導体4および第2貫通導体5と同
じ寸法とすることで、第1貫通導体4および第2貫通導体5と同じインピーダンスの値にできるので好ましく、その形成位置は、電界分布の磁場の流れに沿って接地貫通導体6を設けると効果的に電磁界結合の磁場を断ち切りやすくなり、電磁界結合を弱めることができるので好ましい。
The grounding through
具体的には、接地貫通導体6が設けられる位置は、図1〜図3に示す例のように、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを結んだ直線上が最も電磁界結合が強いため、この部分に接地貫通導体6を設けることで効果的に電磁界結合の磁場が断ち切りやすくなり、電磁界結合を弱くすることができる。
Specifically, the position where the grounding through
接地貫通導体6は、図4に示す例のように、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の
中心とを結んだ直線上で、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを2分する位置を中心にして、左右の横方向に並ぶように複数設けることが好ましい。この場合、電磁界結合による電界分布の磁場は、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを結んだ直線上で、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを2分する位置を中心にして、同心円状に形成されるので、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを結んだ直線上の最も強い電磁界結合の磁場に加えて、その周囲に発生している電磁界結合の磁場をも接地貫通導体6でより効果的に断ち切りやすくすることができる。その結果、電磁界結合を弱めて、外部からのノイズの影響を低減し、高周波信号をより効率よく伝送することができるので好ましい。
As shown in the example shown in FIG. 4, the grounding through
接地貫通導体6は、図5に示す例のように、第1貫通導体4の中心と第2貫通導体5の中心とを結んだ直線上で、第1貫通導体4および第2貫通導体5のそれぞれの外側に設けられていることが好ましい。この場合、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に発生する電磁界結合により生じる電界分布の磁場を効果的に断ち切りやすくして、電磁界結合を弱め、ノイズの影響を低減させるとともに、第1貫通導体4および第2貫通導体5のそれぞれの外側に設けられた接地貫通導体6によっても、第1貫通導体4および第2貫通導体5に外部からノイズが入るのを抑制し、高周波信号をより効率よく伝送することができる。
As shown in the example shown in FIG. 5, the
図6に示す例は、接地貫通導体6が、第1貫通導体4および第2貫通導体5の間に複数設けられるとともに、第1貫通導体4および第2貫通導体5の外側の周囲にも複数設けられている例である。この場合、第1貫通導体4と第2貫通導体5との間に発生する電磁界結合により生じる電界分布の磁場を効果的に断ち切りやすくして、電磁界結合を弱めることができ、その結果、第1貫通導体4および第2貫通導体5への外部からのノイズの影響を低減し、高周波信号をより効率よく伝送することができる。
In the example shown in FIG. 6, a plurality of ground through
本発明の多層配線基板は、図1〜図3に示す例のように、複数の絶縁層が積層されてなる絶縁基体1の内部に、上記構成の本発明の差動伝送線路を備え、絶縁基体の一方主面および他方主面に接地導体層7が形成されているとともに、該接地導体層7に接地貫通導体6が接続されているものである。
The multilayer wiring board of the present invention includes the differential transmission line of the present invention having the above-described configuration inside an insulating
図1〜図3に示す例は、3層の絶縁層を積層した例であり、これら3層の絶縁層は、図7に示す例のように、第3絶縁層1c,第2絶縁層1b,第1絶縁層1aが下から順次積層されている。図7に示す例は、本願発明の多層配線基板を上層から下層にかけて順次層毎に示した分解斜視図であり、第1絶縁層1a,第2絶縁層1b,第3絶縁層1cにおける貫通導体の接続は破線で示している。絶縁層の中央部には上述した第1貫通導体4と第2貫通導体5と、さらにこれらの貫通導体の間に接地貫通導体6が設けられている。そして絶縁層の外周部には、第1配線導体2および第2配線導体4に電気的に接続する貫通導体が設けられ、この貫通導体を介して、第1配線導体2および第2配線導体3が端子8に導出されて電気信号が伝送される。
The example shown in FIGS. 1 to 3 is an example in which three insulating layers are laminated, and these three insulating layers are the third insulating layer 1c and the second insulating layer 1b as in the example shown in FIG. The first insulating layer 1a is sequentially stacked from the bottom. The example shown in FIG. 7 is an exploded perspective view showing the multilayer wiring board of the present invention in order from the upper layer to the lower layer, and shows through conductors in the first insulating layer 1a, the second insulating layer 1b, and the third insulating layer 1c. These connections are indicated by broken lines. The first through
具体的には、第1配線導体2および第2配線導体3の端子8への導出経路は、図2(b)および図3(b)に示す例のように、第2絶縁層1bの上面に形成された一方の第1配線導体2aおよび他方の第2配線導体3bは、第1絶縁層1aを貫通して設けられた貫通導体を介して絶縁基体1の一方主面の端子8に導出される。また第3絶縁層1cの上面に形成された他方の第1配線導体2bおよび一方の第2配線導体3aは、第1絶縁層1aおよび第2絶縁層1bを貫通して設けられた貫通導体を介して絶縁基体1の一方主面の端子8に導出される。
Specifically, the lead-out path to the
第1配線導体2を流れる信号線の伝搬は、信号線が絶縁基体1の一方主面の端子8から
入り、第1絶縁層1aを貫通して設けられた貫通導体を介して一方の第1配線導体2aに伝搬し、第1貫通導体4を経由して、他方の第1配線導体2bに伝搬し、第1絶縁層1aおよび第2絶縁層1bを貫通して設けられた貫通導体を経由して絶縁基体1の一方主面の端子8へと伝搬するという経路をたどる。
Propagation of the signal line flowing through the
同様に、第2配線導体3を流れる信号線の伝搬は、信号線が絶縁基体1の一方主面の端子8から入り、第1絶縁層1aおよび第2絶縁層1bを貫通して設けられた貫通導体を介して一方の第2配線導体3aに伝搬し、第2貫通導体5を経由して、他方の第2配線導体3bに伝搬し、第1絶縁層1aを貫通して設けられた貫通導体を経由して絶縁基体1の一方主面の端子8へと伝搬するという経路をたどる。
Similarly, the propagation of the signal line flowing through the
このとき、第1配線導体2を流れる信号線の線路長は、第2絶縁層1bの上面に形成された一方の第1配線導体2aの長さと、第3絶縁層1cの上面に形成された他方の第1配線導体2bの長さと、第2絶縁層1bを貫通して設けられ一方の第1配線導体2aと他方の第1配線導体2bとを電気的に接続する第1貫通導体4の長さと、第1絶縁層1aを貫通して設けられた貫通導体の長さと、第1絶縁層1aおよび第2絶縁層1bを貫通して設けられた貫通導体の長さとを足した長さとなる。
At this time, the line length of the signal line flowing through the
同様に、第2配線導体3を流れる信号線の線路長は、第3絶縁層1cの上面に形成された一方の第2配線導体3aの長さと、第2絶縁層1bの上面に形成された他方の第2配線導体3bの長さと、第2絶縁層1bを貫通して設けられ一方の第2配線導体3aと他方の第2配線導体3bとを電気的に接続する第2貫通導体5の長さと、第1絶縁層1aを貫通して設けられた貫通導体の長さと、第1絶縁層1aおよび第2絶縁層1bを貫通して設けられた貫通導体の長さとを足した長さとなり、上述した第1配線導体2を流れる信号線の線路長と同じ長さとなる。
Similarly, the line length of the signal line flowing through the
このように、絶縁層を挟んで上下に対向するように一対の配線導体を配置した差動伝送線路において、一方の第1配線導体2aと他方の第1配線導体2bとが絶縁層を貫通して設けられた第1貫通導体4を介して電気的に接続され、一方の第2配線導体3aと他方の第2配線導体3bとが絶縁層を貫通して設けられた第2貫通導体5を介して電気的に接続されていることから、絶縁層を挟んで上下に形成された第1配線導体2および第2配線導体3が第1貫通導体4および第2貫通導体5を介して上下で入れ替わり、交差するように接続されることとなる。その結果、上述したように端子8間における第1配線導体2と第2配線導体3との線路長がほぼ同じものとなるので、抵抗を同じにすることができる。
In this way, in the differential transmission line in which the pair of wiring conductors are arranged so as to face each other with the insulating layer interposed therebetween, one first wiring conductor 2a and the other first wiring conductor 2b penetrate the insulating layer. The second through
このような絶縁基体1および一対の配線導体(第1配線導体2および第2配線導体3)ならびに第1貫通導体4,第2貫通導体5,接地貫通導体6を有する多層配線基板は、以下の方法により作製される。
A multilayer wiring board having such an insulating
例えば、絶縁層が酸化アルミニウム質焼結体で形成される場合には、まず、酸化アルミニウム,酸化珪素,酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの原材料粉末に適当な有機バインダおよび溶媒を添加混合して泥漿状となすとともに、これをドクターブレード法等によってシート状に成形し、絶縁層となる複数のセラミックグリーンシートを作製する。 For example, when the insulating layer is formed of an aluminum oxide sintered body, first, an appropriate organic binder and solvent are added to and mixed with raw material powders of aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide and calcium oxide to form a slurry. At the same time, this is formed into a sheet shape by a doctor blade method or the like to produce a plurality of ceramic green sheets to be an insulating layer.
次に、セラミックグリーンシートの第1貫通導体4および第2貫通導体5ならびに接地貫通導体6が形成される所定位置に適当な打ち抜き加工により貫通孔を形成するとともに、貫通孔に導体ペーストを充填する。また、スクリーン印刷法等によってセラミックグリーンシートの所定位置に第1配線導体2および第2配線導体3となる導体ペースト層を10μm〜20μmの厚みに形成する。導体ペーストは、タングステン(W),モリブデン(Mo),モリブデン−マンガン(Mo−Mn)合金等の融点の高い金属粉末と適当な樹脂バ
インダおよび溶剤とを混練することにより作製される。
Next, through holes are formed by appropriate punching at predetermined positions where the first through
最後に、これらセラミックグリーンシートを重ね合わせて加熱圧着して積層体を作製し、この積層体を1500℃〜1600℃程度の高温で焼成することによって絶縁層と配線導体と貫通導体とが焼結一体化された多層配線基板が作製される。 Finally, these ceramic green sheets are stacked and thermocompression bonded to produce a laminate, and the laminate is fired at a high temperature of about 1500 ° C. to 1600 ° C. to sinter the insulating layer, the wiring conductor, and the through conductor. An integrated multilayer wiring board is produced.
接地導体層7は、絶縁基体1の一方主面および他方主面に形成され、接地貫通導体6が接続されている。接地導体層7の厚みは、特に規定は無いが、0.1μm〜20μm程度であ
る。25〜40GHz程度の高い周波数の信号を伝送する場合には、接地導体層7の電気抵抗率が高くなると伝送特性が劣化するおそれがあるので、接地導体層7の電気抵抗率は4mΩ・cm以下であることが好ましい。
The
接地導体層7の形成方法は、第1絶縁層1aの上面に接地導体層7となる導体ペーストを印刷塗布し、同様に第3絶縁層1cの下面の全面に接地導体層7となる導体ペーストを印刷塗布することで形成される。この接地導体層7となる導体ペーストは、上述した第1配線導体2および第2配線導体3となる導体ペーストと同様の材料および作製方法で製作される。
The
なお、本発明は、上述した最良の形態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行なうことは何ら差し支えない。例えば、本実施形態では、差動伝送線路は絶縁基体1の上面の端子8から絶縁基体1の内部の配線に接続されて形成され、再度上面の端子8に接続されているが、例えば、上面の端子8から内部の配線に接続されて形成され、下面の端子8に接続されても良く、その逆でも良く、側面に端子8を形成しても良い。また、例えば本実施形態の一例では、絶縁基体1をセラミックスからなるものとしたが、絶縁基体1をポリイミド層等の絶縁樹脂層で形成し、配線導体および貫通導体を銅で形成しても良い。このような場合、本発明の多層配線基板が、プローブピンを接触させて半導体素子の電気特性を確認するプローブカード用の多層配線基板に用いられる場合には、この多層配線基板の上面に複数の絶縁樹脂層を積層するので、多層配線基板と絶縁樹脂層とがともに有機樹脂であり、絶縁樹脂層からなる多層配線基板と絶縁樹脂層との界面の接合を良好にすることができる。
The present invention is not limited to the above-described best mode, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, the differential transmission line is formed by being connected from the
1・・・・・・・絶縁基体
1a・・・・・・第1絶縁層
1b・・・・・・第2絶縁層
1c・・・・・・第3絶縁層
2・・・・・・・第1配線導体
2a・・・・・・一方の第1配線導体
2b・・・・・・他方の第1配線導体
3・・・・・・・第2配線導体
3a・・・・・・一方の第2配線導体
3b・・・・・・他方の第2配線導体
4・・・・・・・第1貫通導体
5・・・・・・・第2貫通導体
6・・・・・・・接地貫通導体
7・・・・・・・接地導体層
8・・・・・・・端子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1配線導体は一方の第1配線導体と他方の第1配線導体とを有し、
前記第2配線導体は一方の第2配線導体と他方の第2配線導体とを有しており、
前記一方の第1配線導体と前記一方の第2配線導体とが前記絶縁層を挟んで上下に対向するとともに、前記他方の第1配線導体と前記他方の第2配線導体とが前記絶縁層を挟んで上下に対向しており、
前記一方の第1配線導体の端部と前記他方の第1配線導体の端部とが前記絶縁層を貫通して設けられた第1貫通導体を介して電気的に接続され、
前記一方の第2配線導体の端部と前記他方の第2配線導体の端部とが前記絶縁層を貫通して設けられた第2貫通導体を介して電気的に接続されており、
前記第1貫通導体と前記第2貫通導体との間に接地貫通導体が設けられていることを特徴とする差動伝送線路。 In a differential transmission line composed of a pair of wiring conductors having a first wiring conductor and a second wiring conductor facing each other up and down across an insulating layer,
The first wiring conductor has one first wiring conductor and the other first wiring conductor;
The second wiring conductor has one second wiring conductor and the other second wiring conductor;
The one first wiring conductor and the one second wiring conductor are vertically opposed to each other with the insulating layer interposed therebetween, and the other first wiring conductor and the other second wiring conductor serve as the insulating layer. It is opposed to the top and bottom,
An end of the one first wiring conductor and an end of the other first wiring conductor are electrically connected via a first through conductor provided through the insulating layer;
An end of the one second wiring conductor and an end of the other second wiring conductor are electrically connected via a second through conductor provided through the insulating layer;
A differential transmission line, wherein a grounding through conductor is provided between the first through conductor and the second through conductor.
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JP2011236106A JP2013093521A (en) | 2011-10-27 | 2011-10-27 | Differential transmission line and multilayer wiring board |
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