JP2014116377A - Power supply structure and circuit board - Google Patents

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Norifumi Sasaoka
典史 笹岡
Kanji Otsuka
寛治 大塚
Yutaka Akiyama
豊 秋山
Senju Ueda
千寿 上田
Takashi Ochi
貴史 越智
Masato Ono
正人 大野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply structure in which electromagnetic radiation and variation of power supply voltage due to resonance of electromagnetic energy between power supply layers can be prevented, without requiring decoupling capacitors, and a voltage drop occurring between a voltage supply section and a semiconductor integrated circuit is also suppressed, and to provide a circuit board.SOLUTION: A power supply structure 1 including two power supply layers 11, 13, and an interlayer insulating film 15 held between the power supply layers 11, 13 consists of such a structure that at least one of the power supply layers 11, 13 is a conductive particulate dispersion film (a) where conductive particulates are dispersed into an organic material, and bypass wiring 14 provided on the conductive particulate dispersion film (a) via the interlayer insulating film 15 is connected with the conductive particulate dispersion film (a). A circuit board includes the power supply structure 1 of such a structure.

Description

本発明は、電源構造体および回路基板に関し、特には基板中に2枚の電源層間に層間絶縁膜を挟持させた電源構造体にバイパス配線を設けた構造と、この構造の電源構造体を有する回路基板に関する。   The present invention relates to a power supply structure and a circuit board, and in particular, has a structure in which a bypass wiring is provided in a power supply structure in which an interlayer insulating film is sandwiched between two power supply layers in the substrate, and a power supply structure of this structure It relates to a circuit board.

近年、コンピュータや移動体通信機器など、ICチップを搭載した電子機器の高速化および高実装密度化が進展している。このような電子機器においては、ICチップに形成された半導体集積回路のスイッチング動作に起因する電源電圧の変動、および電磁ノイズの発生を防止することが重要な課題となっている。そこで、ICチップの電源端子にデカップリングコンデンサを並列に接続してデカップリング回路を構成し、半導体集積回路のスイッチング動作に伴う電流の急激な変動をデカップリングコンデンサに吸収させることにより、電源電圧の変動および電磁ノイズの発生を抑えている。   In recent years, electronic devices equipped with IC chips such as computers and mobile communication devices have been increased in speed and mounting density. In such an electronic device, it is an important issue to prevent fluctuations in power supply voltage and generation of electromagnetic noise caused by the switching operation of the semiconductor integrated circuit formed on the IC chip. Therefore, a decoupling capacitor is connected in parallel to the power supply terminal of the IC chip to form a decoupling circuit, and the decoupling capacitor absorbs a sudden change in current caused by the switching operation of the semiconductor integrated circuit, thereby reducing the power supply voltage. Fluctuation and generation of electromagnetic noise are suppressed.

以上のようなデカップリング回路においては、ICチップとデカップリングコンデンサとの間の経路に発生する寄生インダクタンスが電源電圧に影響を与える。このため、ICチップを搭載する回路基板の内部に、全面平板の電源層(以下、ベタ電源層と記す)を対向配置し、これをデカップリングコンデンサとしてICチップに近接させ、これによって寄生インダクタンスを小さく押さえる構成が採用されている。このようなデカップリングコンデンサは、誘電体層の両面に金属板を設け、これをベタ電源層として用いている(例えば、下記特許文献1参照)。   In the decoupling circuit as described above, the parasitic inductance generated in the path between the IC chip and the decoupling capacitor affects the power supply voltage. For this reason, a flat power layer (hereinafter referred to as a solid power layer) is placed opposite to the inside of the circuit board on which the IC chip is mounted, and this is placed close to the IC chip as a decoupling capacitor, thereby reducing the parasitic inductance. A small holding structure is used. In such a decoupling capacitor, metal plates are provided on both surfaces of a dielectric layer, and this is used as a solid power supply layer (see, for example, Patent Document 1 below).

ところが、ベタ電源層を設けた回路基板においては、高周波の電源電流が流れ込むことで2枚のベタ電源層間で電磁エネルギーが共振を起こす。この共振は、電磁放射の要因となると共に、電源電圧の変動を引き起こす新たな要因となる。   However, in a circuit board provided with a solid power supply layer, electromagnetic energy resonates between two solid power supply layers when a high-frequency power supply current flows. This resonance becomes a factor of electromagnetic radiation and a new factor causing fluctuations in the power supply voltage.

そこでこの共振を防止する構成として、各周波数帯域に対応する複数のデカップリングコンデンサを、ICチップと並列に接続させた状態で回路基板上に配置する構成が実施されている。   Therefore, as a configuration for preventing this resonance, a configuration in which a plurality of decoupling capacitors corresponding to each frequency band are arranged on the circuit board in a state of being connected in parallel with the IC chip is implemented.

また、銅箔の替わりに導電性微粒子分散膜を電源配線に用いた電源構造体が提案されている(下記特許文献2参照)。   Further, a power supply structure using a conductive fine particle dispersion film for power supply wiring instead of copper foil has been proposed (see Patent Document 2 below).

特開平8−181445号公報(段落0013〜0014参照)JP-A-8-181445 (see paragraphs 0013 to 0014) 特開2012−094843号公報JP 2012-094843 A

しかしながら、各周波数帯域に対応する複数のデカップリングコンデンサを回路基板上に配置する構成では、デカップリングコンデンサの存在によって電子機器の高集積化および小型化が妨げられている。しかも、半導体集積回路のスイッチング速度をさらに高速化するためには、さらに高周波の帯域に対応するデカップリングコンデンサを追加する必要がある。したがって、回路基板上におけるICチップや他の機能素子のレイアウト設計の余裕は、ますます狭められる。さらに現実のコンデンサは抵抗成分やインダクタンス成分があるため自己共振周波数を持ち、GHzオーダーの高周波領域ではインピーダンスが下がらないという大きな技術的課題がある。クラウドコンピュータ世代における半導体集積回路には、10GHz以上のスイッチング速度が要求されている。ところが、現時点においては、10GHz付近かそれ以上の共振点を持つデカップリングコンデンサは存在していない。したがって、デカップリング回路を適用しての電子機器の高速化は限界に達している。   However, in the configuration in which a plurality of decoupling capacitors corresponding to each frequency band are arranged on the circuit board, the high integration and miniaturization of electronic devices are hindered by the presence of the decoupling capacitors. Moreover, in order to further increase the switching speed of the semiconductor integrated circuit, it is necessary to add a decoupling capacitor corresponding to a higher frequency band. Therefore, the layout design margin of the IC chip and other functional elements on the circuit board is further narrowed. Furthermore, since an actual capacitor has a resistance component and an inductance component, it has a self-resonant frequency, and there is a great technical problem that the impedance does not decrease in a high-frequency region of the GHz order. A semiconductor integrated circuit in the cloud computer generation is required to have a switching speed of 10 GHz or more. However, at present, there is no decoupling capacitor having a resonance point near 10 GHz or higher. Therefore, the speeding up of electronic equipment using a decoupling circuit has reached its limit.

また、電圧供給部から半導体集積回路までの距離が長い場合には、電源配線長が長くなることから、導電性微粒子分散膜を電源配線に用いて電源構造体を構成すると、電源配線の直流抵抗が高くなる。それにより、電圧供給部から半導体集積回路までの間で電圧降下が生じてしまい、半導体集積回路が動作に必要とする電圧を供給できない可能性がある。   In addition, when the distance from the voltage supply unit to the semiconductor integrated circuit is long, the power supply wiring length becomes long. Therefore, when the power supply structure is configured using the conductive fine particle dispersion film as the power supply wiring, the DC resistance of the power supply wiring is increased. Becomes higher. As a result, a voltage drop occurs between the voltage supply unit and the semiconductor integrated circuit, and the semiconductor integrated circuit may not be able to supply a voltage required for operation.

そこで本発明は、デカップリングコンデンサを必要とすることなく、電源層間での電磁エネルギーの共振による電磁放射と電源電圧の変動を防止可能な電源構造体および回路基板を提供し、これによって電子機器の高集積化および小型化を図ることを目的とする。   Therefore, the present invention provides a power supply structure and a circuit board capable of preventing fluctuations in electromagnetic radiation and power supply voltage due to resonance of electromagnetic energy between power supply layers without requiring a decoupling capacitor. The purpose is to achieve high integration and miniaturization.

このような目的を達成するための本発明の電源構造体および回路基板は、層間絶縁膜と、この層間絶縁膜を挟持する状態で設けられた2つの電源層とを備えたものであって、少なくとも一方が有機材料に導電性微粒子を分散させた導電性微粒子分散膜を有しており、導電性微粒子分散膜にはバイパス配線を接続した構造をもつことを特徴としている。本発明の電源構造体および回路基板において、導電性微粒子分散膜に接続するバイパス配線は、導電性微粒子分散膜上に層間絶縁膜を介して設けられた構成、もしくは、導電性微粒子分散膜と同一層に配置された構成とする。   A power supply structure and a circuit board of the present invention for achieving such an object include an interlayer insulating film and two power supply layers provided in a state of sandwiching the interlayer insulating film, At least one has a conductive fine particle dispersion film in which conductive fine particles are dispersed in an organic material, and the conductive fine particle dispersion film has a structure in which a bypass wiring is connected. In the power supply structure and circuit board of the present invention, the bypass wiring connected to the conductive fine particle dispersion film is provided on the conductive fine particle dispersion film via an interlayer insulating film, or the same as the conductive fine particle dispersion film. It is set as the structure arrange | positioned to one layer.

このような構成の電源構造体および回路基板は、通常のプリント配線基板、LSIパッケージ基板、パワーデバイスの電源配線を有するハウジングなどに適用することが可能である。   The power supply structure and circuit board having such a configuration can be applied to a normal printed wiring board, an LSI package board, a housing having power supply wiring for a power device, and the like.

上述した構成の電源構造体および回路基板においては、電源層の少なくとも一方が導電性微粒子分散膜で構成されている。この導電性微粒子分散膜における導通は、膜中に含有された導電性微粒子同士の接触部分のオーミック接合によって図られる。また導電性微粒子同士が接触しなくても、トンネル効果やホットキャリア効果によっても導通が図られる。さらに導電性微粒子同士が離れた場合であっても、電界集中による放電効果や、さらに導電性微粒子を分散させる物質が半導体であればショットキー効果など多くの種類の近接場効果によって導通が補助される。以上のような様々な導通状態において、オーミック接合以外は、電磁エネルギーの進行に対して現象変化の時間を必要とするため、電磁エネルギーの進行に対して時間遅れを生じさせる要因となる。   In the power supply structure and circuit board configured as described above, at least one of the power supply layers is formed of a conductive fine particle dispersed film. The conduction in the conductive fine particle dispersed film is achieved by ohmic junction at the contact portion between the conductive fine particles contained in the film. Even if the conductive fine particles are not in contact with each other, conduction can be achieved by a tunnel effect or a hot carrier effect. In addition, even when the conductive fine particles are separated from each other, conduction is assisted by many types of near-field effects such as a discharge effect due to electric field concentration and a Schottky effect if the material that disperses the conductive fine particles is a semiconductor. The In the various conductive states as described above, except for the ohmic junction, the time required for the phenomenon change is required for the progress of the electromagnetic energy, which causes a time delay for the progress of the electromagnetic energy.

また各導電性微粒子間には、導電性微粒子の間隔に対応する電圧差があり、この電圧差が変化しているときはその間の容量に応じた変位電流が流れる。すなわち容量性結合となる。これも電磁エネルギーの伝達を補助するだけでなく、電磁エネルギーの進行に対して時間遅れを生じさせる要因となる。   In addition, there is a voltage difference corresponding to the interval between the conductive fine particles between the conductive fine particles, and when this voltage difference changes, a displacement current according to the capacity between them flows. That is, capacitive coupling. This not only assists the transmission of electromagnetic energy, but also causes a time delay with respect to the progress of the electromagnetic energy.

さらに複雑な現象として、電磁エネルギーの進行方向に電界ベクトルがある場合、導電性微粒子の表面にはその電界に応じた電子の粗密波が現れる。この粗密波エネルギーを量子化したものをプラズモンと呼ぶが、プラズモンとフォトン(電磁エネルギーの量子化したもの)とのエネルギー交換現象も、電磁エネルギーの伝達の補助をすると共に電磁エネルギーの進行に対して時間遅れを生じさせる要因となる。   As a more complicated phenomenon, when there is an electric field vector in the traveling direction of electromagnetic energy, an electron density wave corresponding to the electric field appears on the surface of the conductive fine particles. Quantities of this dense wave energy are called plasmons, but the energy exchange phenomenon between plasmons and photons (quantized electromagnetic energy) also assists in the transmission of electromagnetic energy and It becomes a factor causing time delay.

尚、銀、金、など酸化しない金属、あるいはグラファイトからなる導電性微粒子を用いた場合には、オーミック接合の成分が大きくなる。一方、銅やアルミニウムなどの酸化する金属からなる導電性微粒子を用いた場合であっても、接触部の機械的酸化膜破壊などでオーミック接合がある程度確保される。しかしながら、どちらともに、上述したようなオーミック接合以外の電磁エネルギーの進行に対して時間遅れを生じさせる多くの成分によって導通状態が保たれる。   In the case of using conductive fine particles made of non-oxidizing metal such as silver or gold, or graphite, the ohmic junction component becomes large. On the other hand, even when conductive fine particles made of an oxidizing metal such as copper or aluminum are used, an ohmic junction is ensured to some extent by mechanical oxide film destruction at the contact portion. However, in both cases, the conduction state is maintained by many components that cause a time delay with respect to the progress of electromagnetic energy other than the ohmic junction as described above.

このため、2つの電源層のうちの少なくとも一方に、導電性微粒子を分散させてなる導電性微粒子分散膜を用いたことにより、変化する電流、電圧によって生じるあらゆる周波数帯域の電磁エネルギーの進行が、導電性微粒子同士の無数の接点および非接点で複雑に時間遅れを生じ、電流電圧の変化勾配が緩やか(電磁エネルギーの時間分散)になる。これにより、デカップリングコンデンサを用いることなく、電源層間においての電磁エネルギーの共振を、広い周波数帯域で抑えることが可能になる。しかも、オーミック接合以外のこれら導通現象は電磁エネルギーの損失とはならず、エネルギー効率のよい時間遅延分散回路となる。しかしながら、このようにエネルギー効率の良い導電体といえども、バルク金属より直流抵抗が高くなる欠点を有している。   For this reason, by using a conductive fine particle dispersion film in which conductive fine particles are dispersed in at least one of the two power supply layers, the progress of electromagnetic energy in all frequency bands caused by changing currents and voltages, A time delay is complicated at the infinite number of contacts and non-contact points between the conductive fine particles, and the change gradient of the current voltage becomes gentle (electromagnetic energy time dispersion). This makes it possible to suppress the resonance of electromagnetic energy between the power supply layers in a wide frequency band without using a decoupling capacitor. Moreover, these conduction phenomena other than the ohmic junction do not result in a loss of electromagnetic energy, resulting in an energy efficient time delay dispersion circuit. However, even such an energy efficient conductor has the disadvantage of higher DC resistance than bulk metal.

また、導電性微粒子を分散させてなる導電性微粒子分散膜にバイパス配線を接続することにより、電源配線の直流抵抗が導電性微粒子分散膜のみで構成されるものよりも小さくできる。この結果、この電源構造体を備えた回路基板を用いることにより、電子機器の高集積化および小型化と共に高速化を達成でき、動作電圧の低い省電力型の半導体集積回路などにおいても、電源配線の電圧降下に煩わされることなく設計することが可能になる。   Further, by connecting the bypass wiring to the conductive fine particle dispersion film in which the conductive fine particles are dispersed, the direct current resistance of the power supply wiring can be made smaller than that constituted by only the conductive fine particle dispersion film. As a result, by using a circuit board provided with this power supply structure, it is possible to achieve high speed as well as high integration and miniaturization of electronic equipment, and even in power-saving semiconductor integrated circuits with low operating voltage, power wiring It becomes possible to design without being bothered by the voltage drop.

以上説明したように、本発明の電源構造体および回路基板によれば、電源層の少なくとも一方を構成する導電性微粒子分散膜の作用により、デカップリングコンデンサを用いることなく、電源層間においての電磁エネルギーの共振を広い周波数帯域で抑えることが可能になる。このため、電磁放射と電源電圧の変動を防止することができ、バイパス配線を接続した構造により、電源配線の直流抵抗を導電性微粒子分散膜のみで構成されるものよりも小さくできる。この結果、この電源構造体を備えた回路基板を用いることにより、電子機器の高集積化および小型化と共に高速化を達成でき、電圧供給部から半導体集積回路までの距離が長い場合や、動作電圧の低い省電力型の半導体集積回路などにおいても、電源配線の電圧降下に煩わされることなく設計することが可能になる。   As described above, according to the power supply structure and the circuit board of the present invention, electromagnetic energy between the power supply layers can be obtained without using a decoupling capacitor by the action of the conductive fine particle dispersion film constituting at least one of the power supply layers. Can be suppressed in a wide frequency band. For this reason, fluctuations in electromagnetic radiation and power supply voltage can be prevented, and the DC resistance of the power supply wiring can be made smaller than that constituted only by the conductive fine particle dispersion film by the structure in which the bypass wiring is connected. As a result, by using a circuit board provided with this power supply structure, it is possible to achieve high speed as well as high integration and miniaturization of electronic equipment, and when the distance from the voltage supply unit to the semiconductor integrated circuit is long, or the operating voltage Even a low-power-consumption type semiconductor integrated circuit can be designed without being bothered by a voltage drop in the power supply wiring.

第1実施形態の電源構造体の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the power supply structure of 1st Embodiment. A、B 第2実施形態の電源構造体の断面模式図である。A, B It is a cross-sectional schematic diagram of the power supply structure of 2nd Embodiment. 第3実施形態の電源構造体を備えた回路基板の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the circuit board provided with the power supply structure of 3rd Embodiment. 第4実施形態の電源構造体を備えた回路基板の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the circuit board provided with the power supply structure of 4th Embodiment. 実施例で作製した回路基板のブロック図である。It is a block diagram of the circuit board produced in the Example. A、B 回路基板の層構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the layer structure of A and B circuit boards. A、B 図6A、図6Bの回路基板にそれぞれワイヤーを接続した回路基板の断面概略図である。FIGS. 6A and 6B are schematic cross-sectional views of circuit boards in which wires are connected to the circuit boards of FIGS. 6A and 6B, respectively. A、B 図7Aの回路基板について測定したメモリーの電源電圧と信号の変動のグラフである。A and B are graphs of memory power supply voltage and signal fluctuations measured for the circuit board of FIG. 7A. A、B 図7Bの回路基板について測定したメモリーの電源電圧と信号の変動のグラフである。A, B It is a graph of the power supply voltage and signal fluctuation | variation of the memory measured about the circuit board of FIG. 7B. A、B 図7Aの回路基板について測定したFPGAのIO電源電圧と信号の変動のグラフである。7A and 7B are graphs of fluctuations in the IO power supply voltage and signal of the FPGA measured for the circuit board of FIG. 7A. A、B 図7Bの回路基板について測定したFPGAのIO電源電圧と信号の変動のグラフである。A and B It is a graph of the fluctuation | variation of IO power supply voltage and signal of FPGA measured about the circuit board of FIG. 7B.

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて、次に示す順に実施の形態を説明する。
1.第1実施形態(電源構造体の第1例)
2.第2実施形態(電源構造体の第2例)
3.第3実施形態(電源構造体を備えた回路基板の第1例)
4.第4実施形態(電源構造体を備えた回路基板の第2例)
尚、これらの各実施形態においては、構造を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する構成の説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order based on the drawings.
1. First embodiment (first example of power supply structure)
2. Second Embodiment (Second Example of Power Supply Structure)
3. Third embodiment (first example of a circuit board provided with a power supply structure)
4). 4th Embodiment (2nd example of the circuit board provided with the power supply structure)
In each of these embodiments, the structure will be described. The same components are denoted by the same reference numerals, and the description of the overlapping configuration is omitted.

≪1.第1実施形態≫
<電源構造体の構成−1>
図1は、第1実施形態の電源構造体1の断面模式図である。図1に示す電源構造体1は、2つの電源層11,13と、電源層13のバイパス層である電源バイパス層14と、これらの間に挟持された層間絶縁膜15とを備えた5層構造である。2つの電源層11,13は、それぞれが異なる電源に接続されるものであり、電源バイパス層14は電源層13に接続されるものである。そして、図1の断面図に示されていない部分で、電源バイパス層14と電源層13とが接続されている。以下、これらの構成要素の詳細について、電源層11、電源層13、電源バイパス層14、層間絶縁膜15の順に説明する。尚、2つの電源層11,13は、一方に高い電圧が印加され、他方に低い電圧が印加されて、お互いに参照し合うペアとして用いられ、通常は一方が電源、他方がグランドと称される。電源バイパス層14は電源層13に接続されるものである。ここでは、2つの電源層11,13のうち、どちらが電源でどちらがグランドであっても良い。さらに、このような電源のペアが複数組あるときには、分割構成で形成される。
<< 1. First Embodiment >>
<Configuration of power supply structure-1>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a power supply structure 1 according to the first embodiment. A power supply structure 1 shown in FIG. 1 includes five power supply layers 11 and 13, a power supply bypass layer 14 that is a bypass layer of the power supply layer 13, and an interlayer insulating film 15 sandwiched therebetween. Structure. The two power supply layers 11 and 13 are connected to different power supplies, and the power supply bypass layer 14 is connected to the power supply layer 13. The power supply bypass layer 14 and the power supply layer 13 are connected at a portion not shown in the cross-sectional view of FIG. Hereinafter, details of these components will be described in the order of the power supply layer 11, the power supply layer 13, the power supply bypass layer 14, and the interlayer insulating film 15. The two power supply layers 11 and 13 are applied as a pair in which a high voltage is applied to one and a low voltage is applied to the other, and they are used as a pair to refer to each other. The The power supply bypass layer 14 is connected to the power supply layer 13. Here, either of the two power supply layers 11 and 13 may be a power supply and which may be a ground. Further, when there are a plurality of such power supply pairs, they are formed in a divided configuration.

また、この電源構造体1は、層間絶縁膜15の全面に対して電源層11,13、電源バイパス層14が設けられていなくても良く、層間絶縁膜15を挟持する状態であれば、層間絶縁膜15の両面において電源層11,13、電源バイパス層14がパターニングされた構成であって良い。例えば、異なる複数の電源電圧の供給に用いられる場合、電源層11,13、電源バイパス層14のうち、少なくとも電源として用いられる電源層が、層間絶縁膜15上において複数に分割された形状にパターニングされていることとする。また、パターニングされた電源層11,13、電源バイパス層14の間に層間絶縁膜15が挟持された状態が保たれれば、電源層11,13、電源バイパス層14の両方がパターニングされていて良く、これにより複数の電源構造体部分を備えた電源構造体とする。   In the power supply structure 1, the power supply layers 11 and 13 and the power supply bypass layer 14 may not be provided on the entire surface of the interlayer insulating film 15. The power supply layers 11 and 13 and the power supply bypass layer 14 may be patterned on both surfaces of the insulating film 15. For example, when used for supplying a plurality of different power supply voltages, at least a power supply layer used as a power supply among the power supply layers 11 and 13 and the power supply bypass layer 14 is patterned into a shape divided into a plurality on the interlayer insulating film 15. Suppose that it is done. If the interlayer insulating film 15 is held between the patterned power supply layers 11 and 13 and the power supply bypass layer 14, both the power supply layers 11 and 13 and the power supply bypass layer 14 are patterned. In this way, a power supply structure having a plurality of power supply structure parts is obtained.

電源層11および電源バイパス層14は、バルク状の材料を平面的に引き伸ばした薄膜として構成されている。このような電源層11を構成する材料は、導電性が良好な材料であれば限定されることはなく、例えば銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、およびこれらを主成分とする合金が金属箔として用いられる。ここでは例えば、銅箔からなる電源層11および電源バイパス層14が設けられていることとする。   The power supply layer 11 and the power supply bypass layer 14 are configured as thin films obtained by planarly extending a bulk material. The material constituting the power supply layer 11 is not limited as long as the material has good conductivity. For example, copper (Cu), aluminum (Al), gold (Au), silver (Ag), and An alloy containing these as the main components is used as the metal foil. Here, for example, a power supply layer 11 and a power supply bypass layer 14 made of copper foil are provided.

電源層13は、導電性微粒子を有機材料に分散させた導電性微粒子分散膜aを有する。導電性微粒子分散膜aに用いる導電性微粒子は、導電性の良好な材料を用いて構成されていることとする。このような導電性微粒子は、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、またはグラファイトを用いて構成される。これらの材料は、単体で用いられても良く、またはこれらの材料を主成分とした合金として用いられても良い。さらに、これらの材料からなる複数種類の粒子や、さらに他の導電性材料からなる粒子を混ぜ合わせて導電性微粒子を構成しても良い。   The power supply layer 13 has a conductive fine particle dispersed film a in which conductive fine particles are dispersed in an organic material. The conductive fine particles used for the conductive fine particle dispersed film a are made of a material having good conductivity. Such conductive fine particles are configured using gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), or graphite. These materials may be used alone, or may be used as an alloy mainly composed of these materials. Furthermore, conductive fine particles may be formed by mixing a plurality of types of particles made of these materials and particles made of other conductive materials.

これらの導電性微粒子は、薄片状(フレーク状)、球状、長粒状などの形状で用いられ、複数種類の形状を合わせて用いても良い。   These conductive fine particles are used in the shape of flakes (flakes), spheres, and long particles, and a plurality of shapes may be used in combination.

導電性微粒子としてグラファイトを用いる場合、a,b面を底面とした円盤形状のグラファイト粒子が用いられる。このグラファイト粒子は、グラフェンをab面方向に積層させた粒子である。ここで、銅は、自由電子密度は1.3×1023/cmであるが、電子移動度は5.1×10cm/V・sしかない。一方、グラファイトのa,b面は、自由電子密度は1013/cmしかないが、電子移動度は1×10cm/V・sと高く、しかも平均自由行程が長い。そのため、グラファイトのa,b面の電気伝導度は銅より良いとされている。なおグラファイトのc軸方向は大きな抵抗を持つ。このため、グラフェンの薄い結晶粒子を導電性微粒子として用いることが望ましい。 When graphite is used as the conductive fine particles, disc-shaped graphite particles having a and b surfaces as the bottom are used. The graphite particles are particles in which graphene is laminated in the ab plane direction. Here, copper has a free electron density of 1.3 × 10 23 / cm 3 but an electron mobility of only 5.1 × 10 1 cm 2 / V · s. On the other hand, the a and b surfaces of graphite have a free electron density of only 10 13 / cm 3, but have a high electron mobility of 1 × 10 4 cm 2 / V · s and a long mean free path. Therefore, it is said that the electrical conductivity of the a and b surfaces of graphite is better than that of copper. Note that the c-axis direction of graphite has a large resistance. For this reason, it is desirable to use thin crystalline particles of graphene as the conductive fine particles.

また導電性微粒子の形状は、例えば長辺方向が50μm以下、短辺方向が10μm以下、その厚みが5μm以下の粒子形状を主とし、10μm以下の球形、楕円球体、等方的異形態の粒子形状のものが含まれていることとする。   The shape of the conductive fine particles is mainly, for example, a particle shape having a long side direction of 50 μm or less, a short side direction of 10 μm or less, and a thickness of 5 μm or less. It shall be included in the shape.

以上のような導電性微粒子を分散させる有機材料は、導電性微粒子を分散可能な材料を用いることとする。このような有機材料としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、BT(ビスマレイド・トリアジン)レジンなど、一般に使われている有機絶縁性材料の中から、適宜選択して用いることができる。また、先に列挙した有機絶縁性材料は熱硬化性樹脂であるが、はんだ付け温度以上のTg(ガラス転位点)をもつ熱可塑性樹脂を分散材として用いることも可能である。例えば、ポリカーボネート、ABS、熱硬化でないポリアミドなどがある。   As the organic material for dispersing conductive fine particles as described above, a material capable of dispersing conductive fine particles is used. As such an organic material, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, a polyamideimide resin, a BT (bismaleide / triazine) resin, or the like can be appropriately selected and used from commonly used organic insulating materials. Moreover, although the organic insulating material enumerated above is a thermosetting resin, it is also possible to use a thermoplastic resin having a Tg (glass transition point) equal to or higher than the soldering temperature as the dispersion material. For example, there are polycarbonate, ABS, polyamide which is not thermoset.

尚、以上のような導電性微粒子を有機材料中に分散させた後、硬化させてなる導電性微粒子分散膜aは、その電気抵抗率が、導電性微粒子を構成する材料のバルク材料の電気抵抗率の10倍以下であることが好ましいが、さらには好ましくは5倍程度である。このような導電性微粒子分散膜aの電気抵抗率は、膜厚を厚くすることで引き下げられる。   The conductive fine particle dispersion film a obtained by dispersing the conductive fine particles as described above in an organic material and then curing the conductive fine particles has an electric resistivity of the bulk material of the material constituting the conductive fine particles. The ratio is preferably 10 times or less, more preferably about 5 times. The electrical resistivity of the conductive fine particle dispersion film a can be lowered by increasing the film thickness.

以上の微粒子分散膜aは、溶剤で希釈した有機材料に導電性微粒子を分散させたペーストを用いて形成される。例えば一般的に市販されている銀ペーストを用いて形成される。銀ペーストは、例えば有機材料としてのエポキシ樹脂の前駆体および硬化剤、さらには必要に応じた他の添加を溶剤で希釈した溶液に、銀粒子を分散させてなる。このような銀ペーストを用いて薄膜を形成し、この薄膜中の有機材料を硬化させることにより、導電性粒子同士が、前記総合作用が起る距離まで互いに接近し、または部分的に接触することで導通状態が保たれ、導電性微粒子分散膜aが得られる。   The fine particle dispersion film a is formed using a paste in which conductive fine particles are dispersed in an organic material diluted with a solvent. For example, it is formed using a commercially available silver paste. The silver paste is formed by dispersing silver particles in a solution obtained by diluting, for example, a precursor of an epoxy resin as an organic material, a curing agent, and other additives as necessary with a solvent. By forming a thin film using such a silver paste and curing the organic material in the thin film, the conductive particles are brought close to each other or partially in contact with each other up to the distance at which the total action occurs. Thus, the conductive state is maintained, and the conductive fine particle dispersed film a is obtained.

尚、このような導電性微粒子分散膜aにおいては、有機材料(例えばエポキシ樹脂やポリアミドイミド樹脂)を硬化または乾燥させる過程で、膜中から溶剤が除去されている場合もある。また微粒子分散膜aには、導電性微粒子の分散性を向上させるための分散剤や助溶剤等の添加剤が含有されていても良い。   In such a conductive fine particle dispersed film a, the solvent may be removed from the film in the process of curing or drying the organic material (for example, epoxy resin or polyamideimide resin). The fine particle dispersion film a may contain additives such as a dispersant and a cosolvent for improving the dispersibility of the conductive fine particles.

また、例えば銅箔からなる電源層11および電源バイパス層14、導電性微粒子分散膜aからなる電源層13の膜厚は、電源構造体1が取り扱う電流容量によって決められる。この電源構造体1が、電子回路に用いられるものであれば、電源層11,13および電源バイパス層14の膜厚は数μm〜十数μmが望ましい。またこの電源構造体1が、電力回路に用いられるものであれば、電源層11,13および電源バイパス層14の膜厚は数μmから数十mmである。   Further, the film thicknesses of the power supply layer 11 and the power supply bypass layer 14 made of, for example, copper foil, and the power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersed film a are determined by the current capacity handled by the power supply structure 1. If the power supply structure 1 is used in an electronic circuit, the film thickness of the power supply layers 11 and 13 and the power supply bypass layer 14 is preferably several μm to several tens of μm. If the power supply structure 1 is used in a power circuit, the power supply layers 11 and 13 and the power supply bypass layer 14 have a thickness of several μm to several tens of mm.

導電性微粒子分散膜aからなる電源層13と電源バイアス層14との接続は、これら2層が並列接続されて抵抗が低減されるように、少なくとも2箇所で接続する。例えば、電源層13と電源バイアス層14とに挟まれた層間絶縁膜15に、この層間絶縁膜15を貫く接続孔を2箇所以上設けて、この接続孔を導体(電源バイアス層14と同じ導体材料、もしくは、他の導体材料)で埋めることにより、電源層13と電源バイアス層14を接続することができる。   The power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersed film a and the power supply bias layer 14 are connected in at least two places so that these two layers are connected in parallel to reduce resistance. For example, in the interlayer insulating film 15 sandwiched between the power supply layer 13 and the power supply bias layer 14, two or more connection holes that penetrate the interlayer insulating film 15 are provided, and the connection holes are provided as conductors (the same conductor as the power supply bias layer 14). The power supply layer 13 and the power supply bias layer 14 can be connected by being filled with a material or other conductive material.

以上のような電源層11−電源層13の間、並びに、電源層13−電源バイパス層14の間に挟持された層間絶縁膜15は、導電性微粒子分散膜aを構成する有機材料と同一の溶剤に希釈可能な有機材料を用いて構成されていることが好ましい。この場合、層間絶縁膜15および微粒子分散膜aを構成するそれぞれの有機材料を乾燥させる前または硬化させる前の前駆体が、同一の溶剤で希釈可能であるかあるいは溶解可能であれば良い。このような層間絶縁膜15は、例えば導電性微粒子分散膜aを構成する有機材料と同様の材料が用いられる。例えば、エポキシ樹脂に銀粒子を分散させた導電性微粒子分散膜aを設けた場合であれば、層間絶縁膜15にはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、またはポリアミドイミド樹脂等が用いられる。これらの樹脂やその前駆体は、アルコール、ケトン、エステル、などの溶剤で希釈あるいは溶解が可能である。それら希釈あるいは溶解が可能な溶剤の他の具体例としては、N-メチルピロリドン、γ-ブチロラクトン、ジグライム、シクロペンタノン、安息香酸エチルなどがある。   The interlayer insulating film 15 sandwiched between the power supply layer 11 and the power supply layer 13 and between the power supply layer 13 and the power supply bypass layer 14 is the same as the organic material constituting the conductive fine particle dispersion film a. It is preferable to use a dilutable organic material for the solvent. In this case, it is only necessary that the precursors before drying or curing the respective organic materials constituting the interlayer insulating film 15 and the fine particle dispersion film a can be diluted or dissolved with the same solvent. For the interlayer insulating film 15, for example, a material similar to the organic material constituting the conductive fine particle dispersed film a is used. For example, when the conductive fine particle dispersion film a in which silver particles are dispersed in an epoxy resin is provided, an epoxy resin, a polyimide resin, a polyamideimide resin, or the like is used for the interlayer insulating film 15. These resins and their precursors can be diluted or dissolved with a solvent such as alcohol, ketone or ester. Other specific examples of solvents that can be diluted or dissolved include N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactone, diglyme, cyclopentanone, and ethyl benzoate.

尚、このような有機絶縁膜からなる層間絶縁膜15においては、有機材料の硬化または乾燥の過程で膜中から溶剤が除去されている場合もある。   In the interlayer insulating film 15 made of such an organic insulating film, the solvent may be removed from the film in the course of curing or drying of the organic material.

また層間絶縁膜15は、この電源構造体1に要求される性能に応じて適切な分子構造や誘電率に調整して用いられる。例えば、ポリアミドイミド樹脂からなる層間絶縁膜15を用いる場合、ポリアミドイミドの分子構造の改良、もしくは高誘電率の粉末または低誘電率の粉末などを樹脂中に分散させることによって、誘電率が調整される。   Further, the interlayer insulating film 15 is used by adjusting to an appropriate molecular structure and dielectric constant according to the performance required for the power supply structure 1. For example, when the interlayer insulating film 15 made of polyamideimide resin is used, the dielectric constant is adjusted by improving the molecular structure of polyamideimide, or dispersing high dielectric constant powder or low dielectric constant powder in the resin. The

以上のような層間絶縁膜15の膜厚は、電源層11,13に所定の特性インピーダンスが得られるように設定される。この電源構造体1が、電子回路に用いられるものであれば、層間絶縁膜15の膜厚は数μm〜200μmに設定される。また、この電源構造体1が、電力回路に用いられるものであれば、層間絶縁膜15の膜厚は、数μm〜数mmに設定される。このような範囲であれば、電源層11,13の特性インピーダンスが0.01〜数Ωになり、高速用の電源特性インピーダンスとしてふさわしいものとなる。   The film thickness of the interlayer insulating film 15 as described above is set so that a predetermined characteristic impedance can be obtained in the power supply layers 11 and 13. If this power supply structure 1 is used for an electronic circuit, the film thickness of the interlayer insulating film 15 is set to several μm to 200 μm. Moreover, if this power supply structure 1 is used for a power circuit, the film thickness of the interlayer insulating film 15 is set to several μm to several mm. In such a range, the power source layers 11 and 13 have a characteristic impedance of 0.01 to several Ω, which is suitable as a high-speed power source characteristic impedance.

このような構成の電源構造体1は、回路基板やそれ以外の用途、例えば電源ケーブルあるいはバスバーとして用いられる。この場合、例えば基板取り出し電極に対して接続させて用いられる。また電源構造体1は、コネクタの中に埋め込まれた構成として用いられても良い。さらにこの電源構造体1は、無機絶縁膜または有機絶縁膜で電源層11,13、電源バイパス層14が覆われていても良い。   The power supply structure 1 having such a configuration is used as a circuit board or other applications, for example, a power cable or a bus bar. In this case, for example, it is used by being connected to the substrate extraction electrode. The power supply structure 1 may be used as a configuration embedded in a connector. Further, the power supply structure 1 may have the power supply layers 11 and 13 and the power supply bypass layer 14 covered with an inorganic insulating film or an organic insulating film.

なお、導電性微粒子分散膜aからなる電源層13に対して、電源層13上に直接電源バイパス層14を積層した場合や、電源層13と電源バイパス層14との間の層間絶縁膜15の膜厚が薄過ぎる場合には、金属膜を用いた電源バイアス層14による影響を受けるために、導電性微粒子分散膜aによる電磁エネルギーの共振を抑制する効果が弱められることがある。したがって、電源層13と電源バイアス層14との間の層間絶縁膜15の膜厚は、所望する電磁エネルギーの共振の抑制効果が得られるように選定する。   In addition, when the power supply bypass layer 14 is laminated directly on the power supply layer 13 with respect to the power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersion film a, the interlayer insulating film 15 between the power supply layer 13 and the power supply bypass layer 14 is formed. If the film thickness is too thin, it is affected by the power supply bias layer 14 using a metal film, so that the effect of suppressing the resonance of electromagnetic energy by the conductive fine particle dispersed film a may be weakened. Therefore, the film thickness of the interlayer insulating film 15 between the power supply layer 13 and the power supply bias layer 14 is selected so as to obtain a desired electromagnetic energy resonance suppression effect.

≪2.第2実施形態≫
<電源構造体の構成−2>
図2Aおよび図2Bは、第2実施形態の電源構造体2の断面模式図である。図2Aおよび図2Bに示す電源構造体2が、第1実施形態の電源構造体と異なるところは、電源バイパス層14が導電性微粒子分散膜aとして構成された電源層13と同一層(すなわち、同じ高さの層)に配置されているところにあり、上部が有機絶縁膜17で覆われているところにある。他の構成は第1実施形態と同様である。つまりこの電源構造体2は、例えば銅箔からなる電源層11と、導電性微粒子分散膜aからなる電源層13と、電源バイパス層14と、これらの間に挟持された層間絶縁膜15と、導電性微粒子分散膜aと電源バイパス層14を覆う有機絶縁膜17とで構成された4層構造である。この電源構造体2では、図2Bに示すように、導電性微粒子分散膜aによる電源層13上に、電源バイパス層14を一部重ねて形成することにより、電源バイパス層14を電源層13に接続している。図2Bに示すような、電源バイパス層14を電源層13上に一部重ねて形成した接続部を2箇所以上設けることにより、電源バイパス層14を電源層13と並列接続することができる。
≪2. Second Embodiment >>
<Configuration of power supply structure-2>
2A and 2B are schematic cross-sectional views of the power supply structure 2 according to the second embodiment. The power supply structure 2 shown in FIGS. 2A and 2B is different from the power supply structure of the first embodiment in that the power supply bypass layer 14 is the same layer as the power supply layer 13 configured as the conductive fine particle dispersion film a (that is, The upper layer is covered with the organic insulating film 17. Other configurations are the same as those of the first embodiment. That is, the power supply structure 2 includes a power supply layer 11 made of, for example, copper foil, a power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersion film a, a power supply bypass layer 14, and an interlayer insulating film 15 sandwiched therebetween. It has a four-layer structure composed of the conductive fine particle dispersion film a and the organic insulating film 17 covering the power supply bypass layer 14. In this power supply structure 2, as shown in FIG. 2B, the power supply bypass layer 14 is formed on the power supply layer 13 by partially overlapping the power supply bypass layer 14 on the power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersion film a. Connected. As shown in FIG. 2B, the power supply bypass layer 14 can be connected in parallel to the power supply layer 13 by providing two or more connection portions formed by partially overlapping the power supply bypass layer 14 on the power supply layer 13.

有機絶縁膜17は、層間絶縁膜15を構成する有機絶縁膜と類似の性質を有する膜である。すなわち有機絶縁膜17は、微粒子分散膜aを構成する有機材料と同一の溶剤に希釈あるいは溶解が可能な有機材料を用いて構成されていることが好ましい。つまり、有機絶縁膜17および導電性微粒子分散膜aを構成するそれぞれの有機材料を硬化させる前の前駆体および乾燥前の樹脂が、同一の溶剤で希釈あるいは溶解が可能であれば良い。このような有機絶縁膜17は、例えば導電性微粒子分散膜aを構成する有機材料と同一材料(例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、またはポリアミドイミド樹脂)で構成されていることとする。このような有機絶縁膜17は、層間絶縁膜15よりも厚膜であっても良い。   The organic insulating film 17 is a film having properties similar to those of the organic insulating film constituting the interlayer insulating film 15. That is, the organic insulating film 17 is preferably configured using an organic material that can be diluted or dissolved in the same solvent as the organic material that forms the fine particle dispersion film a. That is, it is only necessary that the precursor before curing the organic materials constituting the organic insulating film 17 and the conductive fine particle dispersion film a and the resin before drying can be diluted or dissolved with the same solvent. Such an organic insulating film 17 is made of, for example, the same material (for example, epoxy resin, polyimide resin, or polyamideimide resin) as the organic material constituting the conductive fine particle dispersion film a. Such an organic insulating film 17 may be thicker than the interlayer insulating film 15.

したがって電源構造体2の構成は、導電性微粒子分散膜aと、これを挟持する層間絶縁膜15および有機絶縁膜17の3層が、同一の溶剤で希釈あるいは溶解される有機材料を用いた構成である。尚、このような有機絶縁膜17においては、有機材料の硬化の過程で膜中から溶剤が除去されている場合もある。   Accordingly, the power source structure 2 is configured using an organic material in which the conductive fine particle dispersion film a and the three layers of the interlayer insulating film 15 and the organic insulating film 17 sandwiching the conductive fine particle dispersed film a are diluted or dissolved with the same solvent. It is. In such an organic insulating film 17, the solvent may be removed from the film during the curing of the organic material.

この第2実施形態の電源構造体2において、導電性微粒子分散膜aからなる電源層13上に電源バイパス層14を一部重ねて形成する接続部は、電源バイパス層14と電源性13との接続の信頼性が十分に確保され、かつ接続抵抗が十分に低減される程度の、長さや面積を有していれば良い。このような接続部は、電源層13上のごく一部に形成されるので、前述したような、導電性微粒子分散膜aによる電磁エネルギーの共振を抑制する効果に対する電源バイアス層14の影響は、ごくわずかであると考えられる。   In the power supply structure 2 according to the second embodiment, a connection portion in which the power supply bypass layer 14 is partially overlapped on the power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersion film a is formed between the power supply bypass layer 14 and the power supply 13. It is only necessary to have a length and an area enough to ensure connection reliability and sufficiently reduce connection resistance. Since such a connection part is formed in a very small part on the power supply layer 13, the influence of the power supply bias layer 14 on the effect of suppressing the resonance of electromagnetic energy by the conductive fine particle dispersion film a as described above is as follows. It is considered to be negligible.

≪3.第3実施形態≫
<回路基板の構成>
図3は、第3実施形態の回路基板の断面模式図である。ここでは、本発明の回路基板の一例として、先の第1実施形態で説明した電源構造体1を用いた回路基板3の構成を説明する。
≪3. Third Embodiment >>
<Configuration of circuit board>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a circuit board according to the third embodiment. Here, as an example of the circuit board of the present invention, the configuration of the circuit board 3 using the power supply structure 1 described in the first embodiment will be described.

すなわち回路基板3は、例えば銅箔からなる電源層11と電源バイパス層14、導電性微粒子分散膜aからなる電源層13と、これらの間に挟持された層間絶縁膜15で構成された5層構造の電源構造体1を備えている。ここで、2つの電源層11,13のうちの一方(ここでは電源層11)は、例えばグランド層として設けられていることとする(以下、グランド層11と記す)。   That is, the circuit board 3 is composed of, for example, a power supply layer 11 and a power supply bypass layer 14 made of copper foil, a power supply layer 13 made of a conductive fine particle dispersed film a, and an interlayer insulating film 15 sandwiched therebetween. A power supply structure 1 having a structure is provided. Here, one of the two power supply layers 11 and 13 (here, the power supply layer 11) is provided as, for example, a ground layer (hereinafter referred to as the ground layer 11).

電源バイパス層14は層間絶縁膜15に設けられた接続孔17dを介して導電性微粒子分散膜aからなる電源層13に接続されている。この接続孔17dは、内部が導電性材料で埋め込まれたものあるいは内壁をめっきによって導通させたものである。   The power supply bypass layer 14 is connected to the power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersed film a through a connection hole 17 d provided in the interlayer insulating film 15. This connection hole 17d is one in which the inside is embedded with a conductive material or the inner wall is made conductive by plating.

電源バイパス層14の上方には、電源配線31d、および他の配線としてのグランド配線31gが設けられている。電源配線31dは、絶縁膜33、層間絶縁膜15に設けられた接続孔17dを介して導電性微粒子分散膜aからなる電源層13に接続されている。この接続孔17dは、内部が導電性材料で埋め込まれたものあるいは内壁をめっきによって導通させたものであり、以下の接続孔もこれと同様である。一方、グランド配線31gは、絶縁膜33および層間絶縁膜15に設けられた接続孔17gを介してグランド層11に接続されている。この接続孔17gは、導電性微粒子分散膜aからなる電源層13に設けられた開口13aの内側に配置され、電源層13に対して絶縁性が保たれている。また、電源バイパス層14の上方には、電源配線31dおよびグランド配線31gの他にも、接続配線を含む他の配線31が設けられていることとする。   Above the power supply bypass layer 14, a power supply wiring 31d and a ground wiring 31g as another wiring are provided. The power supply wiring 31d is connected to the power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersed film a through a connection hole 17d provided in the insulating film 33 and the interlayer insulating film 15. This connection hole 17d is one in which the inside is embedded with a conductive material or the inner wall is made conductive by plating, and the following connection holes are the same. On the other hand, the ground wiring 31 g is connected to the ground layer 11 through a connection hole 17 g provided in the insulating film 33 and the interlayer insulating film 15. The connection hole 17g is disposed inside an opening 13a provided in the power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersed film a, and is insulated from the power supply layer 13. In addition to the power supply wiring 31d and the ground wiring 31g, another wiring 31 including a connection wiring is provided above the power supply bypass layer 14.

また電源バイパス層14上には、これらの配線31,電源配線31d,グランド配線31gを覆う状態で、絶縁膜33が設けられている。この絶縁膜33の材質が限定されることはなく、有機材料または無機材料が用いられる。ここでは例えば有機材料で構成されていることとする。このような絶縁膜33上には、上層配線35が設けられている。これらの上層配線35の一部は、それぞれが絶縁膜33に設けられた接続孔33aを介して、電源配線31d、グランド配線31g、さらには他の配線31に接続されている。   An insulating film 33 is provided on the power supply bypass layer 14 so as to cover the wiring 31, the power supply wiring 31d, and the ground wiring 31g. The material of the insulating film 33 is not limited, and an organic material or an inorganic material is used. Here, it is assumed that it is made of, for example, an organic material. On such an insulating film 33, an upper wiring 35 is provided. Some of these upper-layer wirings 35 are connected to the power supply wiring 31d, the ground wiring 31g, and further to the other wirings 31 through the connection holes 33a provided in the insulating film 33, respectively.

また、上層配線35の一部は、ICチップを搭載するための電極パッドの形状に成形されている。これにより、この回路基板5の上部に搭載したICチップが、電源配線31dを介して電源層13に接続され、またグランド配線31gを介してグランド層11に接続されると共に、さらに他のICチップに繋がる配線31や外部端子に繋がる上層配線35に接続される構成となっている。   A part of the upper layer wiring 35 is formed in the shape of an electrode pad for mounting an IC chip. As a result, the IC chip mounted on the upper portion of the circuit board 5 is connected to the power supply layer 13 through the power supply wiring 31d, is connected to the ground layer 11 through the ground wiring 31g, and other IC chips. Are connected to the wiring 31 connected to the upper wiring 35 connected to the external terminal.

一方、グランド層11上には、絶縁膜41が設けられている。この絶縁膜41の材質が限定されることはなく、有機材料または無機材料が用いられる。ここでは例えば有機材料で構成されていることとする。このような絶縁膜41上には、裏面側グランド配線43g、および他の配線としての裏面側電源配線43dが設けられている。裏面側グランド配線43gは、絶縁膜41に設けられた接続孔41gを介してグランド層11に接続されている。一方、裏面側電源配線43dは、絶縁膜41および層間絶縁膜15に設けられた接続孔41dを介して微粒子分散膜aからなる電源層13に接続されている。この接続孔41dは、グランド層11に設けられた開口11aの内側に配置され、グランド層11に対して絶縁性が保たれている。また絶縁膜41の上部には、以上の他にも、接続配線を含む他の配線43が設けられていることとする。これらの配線43の一部は、有機絶縁膜17に形成した接続孔17aおよび絶縁膜41に形成した接続孔41aを介して、有機絶縁膜17上の配線31に接続されていても良い。この場合、接続孔41aは、グランド層11に設けられた開口11aの内側に配置され、グランド層11に対して絶縁性が保たれていることとする。また、接続孔17aは、電源層13に設けられた開口13aの内側に配置され、電源層13に対して絶縁性が保たれていることとする。   On the other hand, an insulating film 41 is provided on the ground layer 11. The material of the insulating film 41 is not limited, and an organic material or an inorganic material is used. Here, it is assumed that it is made of, for example, an organic material. On such an insulating film 41, a back-side ground wiring 43g and a back-side power supply wiring 43d as another wiring are provided. The back-side ground wiring 43 g is connected to the ground layer 11 through a connection hole 41 g provided in the insulating film 41. On the other hand, the back-side power supply wiring 43 d is connected to the power supply layer 13 made of the fine particle dispersion film a through a connection hole 41 d provided in the insulating film 41 and the interlayer insulating film 15. The connection hole 41 d is disposed inside an opening 11 a provided in the ground layer 11, and is insulated from the ground layer 11. In addition to the above, other wirings 43 including connection wirings are provided on the insulating film 41. Some of these wirings 43 may be connected to the wiring 31 on the organic insulating film 17 through the connection holes 17 a formed in the organic insulating film 17 and the connection holes 41 a formed in the insulating film 41. In this case, the connection hole 41 a is disposed inside the opening 11 a provided in the ground layer 11, and is assumed to be insulated from the ground layer 11. In addition, the connection hole 17 a is disposed inside the opening 13 a provided in the power supply layer 13 and is insulated from the power supply layer 13.

これらの裏面側グランド配線43g、裏面側電源配線43d、および配線43の一部は、ICチップを搭載するための電極パッドの形状に成形されている。これにより、この回路基板4の上部に搭載したICチップが、裏面側電源配線43dを介して電源層13に接続され、また裏面側グランド配線43gを介してグランド層11に接続されると共に、さらに他のICチップに繋がる配線43や外部端子に繋がる配線43に接続される構成となっている。   A part of the backside ground wiring 43g, the backside power supply wiring 43d, and the wiring 43 is formed in the shape of an electrode pad for mounting an IC chip. As a result, the IC chip mounted on the upper portion of the circuit board 4 is connected to the power supply layer 13 through the backside power supply wiring 43d, and is connected to the ground layer 11 through the backside ground wiring 43g. It is configured to be connected to a wiring 43 connected to another IC chip or a wiring 43 connected to an external terminal.

尚、裏面側グランド配線43g、裏面側電源配線43d、および配線43の一部は、さらに他の基板に回路基板3を搭載するための電極パッドの形状に成形されていても良い。   Note that a part of the back-side ground wiring 43g, the back-side power supply wiring 43d, and the wiring 43 may be formed into the shape of an electrode pad for mounting the circuit board 3 on another substrate.

また以上のような構成において、グランド層11−電源層13間、電源層13−電源バイパス層14の層間絶縁膜15は、他の絶縁膜33,絶縁膜41よりも膜厚が小さく、要求される性能に応じて適切な誘電率を有して形成されていることが好ましい。   In the configuration as described above, the interlayer insulating film 15 between the ground layer 11 and the power supply layer 13 and between the power supply layer 13 and the power supply bypass layer 14 has a smaller thickness than the other insulating films 33 and 41 and is required. It is preferable that it is formed with an appropriate dielectric constant according to the performance to be achieved.

さらにこの回路基板3は、層間絶縁膜15の全面に対してグランド層11および電源層13が設けられている必要はなく、層間絶縁膜15を挟持する状態であれば、層間絶縁膜15の両面においてグランド層11および電源層13がパターニングされた構成であって良い。   Further, the circuit board 3 does not need to be provided with the ground layer 11 and the power supply layer 13 over the entire surface of the interlayer insulating film 15. If the interlayer insulating film 15 is sandwiched, both sides of the interlayer insulating film 15 are provided. The ground layer 11 and the power supply layer 13 may be patterned.

例えば、層間絶縁膜15の一方の面には、グランド層11と同一層を用いて構成された他の信号配線が設けられても良く、層間絶縁膜15の他方の面には、電源層13と同一層を用いて構成された他の信号配線が設けられていても良い。つまり、回路基板3は、これを構成する複数の配線層のうち、所定の誘電率を有する層間絶縁膜15を挟んで設けられた2つの配線層の一部をグランド層11および電源層13として用いた構成であって良い。   For example, another signal wiring configured using the same layer as the ground layer 11 may be provided on one surface of the interlayer insulating film 15, and the power supply layer 13 may be provided on the other surface of the interlayer insulating film 15. Other signal wirings configured using the same layer may be provided. That is, the circuit board 3 uses, as the ground layer 11 and the power supply layer 13, a part of two wiring layers provided across the interlayer insulating film 15 having a predetermined dielectric constant among the plurality of wiring layers constituting the circuit board 3. The configuration used may be used.

さらにこのような回路基板3に設けられる電源構造体2は、電源電圧に応じて、グランド層11および電源層13のうち少なくとも電源層13が、層間絶縁膜15上において複数に分割された形状にパターニングされていることは、先の電源構造体の構成において説明した通りである。   Further, the power supply structure 2 provided on the circuit board 3 has a shape in which at least the power supply layer 13 of the ground layer 11 and the power supply layer 13 is divided into a plurality of parts on the interlayer insulating film 15 according to the power supply voltage. The patterning is the same as described in the configuration of the power supply structure.

≪4.第4実施形態≫
<回路基板の構成>
図4は、第4実施形態の回路基板の断面模式図である。ここでは、本発明の回路基板の一例として、先の第2実施形態で説明した電源構造体2を用いた回路基板4の構成を説明する。
<< 4. Fourth Embodiment >>
<Configuration of circuit board>
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a circuit board according to the fourth embodiment. Here, as an example of the circuit board of the present invention, the configuration of the circuit board 4 using the power supply structure 2 described in the second embodiment will be described.

図4に示す回路基板4が、第3実施形態の回路基板と異なるところは、電源バイパス層14が導電性微粒子分散膜aとして構成された電源層13と同一層に配置されているところにあり、上部が有機絶縁膜17で覆われているところにある。他の構成は第3実施形態と同様である。つまりこの電源構造体2は、例えば銅箔からなる電源層11と、導電性微粒子分散膜aからなる電源層13と、電源バイパス層14と、これらの間に挟持された層間絶縁膜15と、導電性微粒子分散膜aと電源バイパス層14を覆う有機絶縁膜17とで構成された4層構造である。   The circuit board 4 shown in FIG. 4 is different from the circuit board of the third embodiment in that the power supply bypass layer 14 is disposed in the same layer as the power supply layer 13 configured as the conductive fine particle dispersion film a. The upper part is covered with the organic insulating film 17. Other configurations are the same as those of the third embodiment. That is, the power supply structure 2 includes a power supply layer 11 made of, for example, copper foil, a power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersion film a, a power supply bypass layer 14, and an interlayer insulating film 15 sandwiched therebetween. It has a four-layer structure composed of the conductive fine particle dispersion film a and the organic insulating film 17 covering the power supply bypass layer 14.

すなわち回路基板4は、例えば銅箔からなる電源層11、電源バイパス層14と、導電性微粒子分散膜aからなる電源層13と、これらの間に挟持された層間絶縁膜15と、導電性微粒子分散膜aと電源バイパス層14を覆う有機絶縁膜17とで構成された4層構造の電源構造体2を備えている。ここで、2つの電源層11,13のうちの一方(ここでは電源層11)は、例えばグランド層として設けられていることとする(以下、グランド層11と記す)。   That is, the circuit board 4 includes, for example, a power supply layer 11 made of copper foil, a power supply bypass layer 14, a power supply layer 13 made of the conductive fine particle dispersion film a, an interlayer insulating film 15 sandwiched between them, and conductive fine particles. A power supply structure 2 having a four-layer structure including a dispersion film a and an organic insulating film 17 covering the power supply bypass layer 14 is provided. Here, one of the two power supply layers 11 and 13 (here, the power supply layer 11) is provided as, for example, a ground layer (hereinafter referred to as the ground layer 11).

≪実験1≫
<回路基板の構成>
図5に示す構成で、導電性微粒子分散膜からなる電源層を適用した回路基板と、従来構成の回路基板を作製する。これらの回路基板は、コア電源電圧1.2V、IO電源電圧1.5VのFPGAチップと動作電圧1.5VのDDR3メモリー4つが搭載されている。FPGAチップとDDR3メモリー間ではデータの入出力が行われ、かつ全ての配線が等しい長さでつながるよう設計されている。そのため配線長さの違いによる信号の遅延がなく、メモリー4つが同時に動作するようになっている。
≪Experiment 1≫
<Configuration of circuit board>
In the configuration shown in FIG. 5, a circuit board to which a power supply layer made of a conductive fine particle dispersed film is applied and a circuit board having a conventional configuration are manufactured. These circuit boards are equipped with an FPGA chip with a core power supply voltage of 1.2 V and an IO power supply voltage of 1.5 V, and four DDR3 memories with an operating voltage of 1.5 V. Data is input / output between the FPGA chip and the DDR3 memory, and all the wirings are designed to be connected with an equal length. Therefore, there is no signal delay due to the difference in wiring length, and the four memories are operated simultaneously.

図6Aは試料S31の回路基板の層構造を説明する断面図であり、図6Bは試料C4の回路基板の層構造を説明する断面図である。以下、各回路基板の層構成を説明する。   6A is a cross-sectional view illustrating the layer structure of the circuit board of sample S31, and FIG. 6B is a cross-sectional view illustrating the layer structure of the circuit board of sample C4. Hereinafter, the layer configuration of each circuit board will be described.

<試料S31の層構成>
図6Aに示す試料S31の回路基板は、第1導電層L1〜第8導電層L8までの8層の導電層を有する。このうち、第2導電層L2と第7導電層L7はCu箔(18μm厚み)で構成されてグランド層(GND)として用いられる。また第3導電層L3と第6導電層L6は導電性微粒子分散膜a(膜厚10〜15μm)で構成されて電源層(VDD)として用いられる。この導電性微粒子分散膜aは、薄片状のAg粒子を含有するAgペースト(溶剤:N-メチル-2-ピロリドン)を用いて塗布成膜された層であり、Ag粒子の平均粒子径7μm、含有量85重量%である。これ以外の第1導電層L1,第4導電層L4,第5導電層L5および第8導電層L8は、Cu箔(18μm厚み)で構成されている。
<Layer configuration of sample S31>
The circuit board of the sample S31 shown in FIG. 6A has eight conductive layers from the first conductive layer L1 to the eighth conductive layer L8. Among these, the 2nd conductive layer L2 and the 7th conductive layer L7 are comprised with Cu foil (18 micrometers thickness), and are used as a ground layer (GND). The third conductive layer L3 and the sixth conductive layer L6 are composed of a conductive fine particle dispersed film a (film thickness 10 to 15 μm) and are used as a power supply layer (VDD). This conductive fine particle dispersion film a is a layer formed by coating using an Ag paste (solvent: N-methyl-2-pyrrolidone) containing flaky Ag particles, and the average particle diameter of Ag particles is 7 μm. The content is 85% by weight. Other than this, the first conductive layer L1, the fourth conductive layer L4, the fifth conductive layer L5 and the eighth conductive layer L8 are made of Cu foil (18 μm thick).

また第1導電層L1〜第8導電層L8の間には、第1絶縁層R1〜第9絶縁層R9までの9層の絶縁層を有する。このうち、第3導電層L3および第6導電層L6の導電性微粒子分散膜aを挟持して配置された第2絶縁層R2、第3絶縁層R3および第7絶縁層R7および第8絶縁層R8は、N-メチル-2-ピロリドンを溶剤とした溶剤可溶型のポリアミドイミド(PAI)を塗布し、これを乾燥させてPAI(1)からなる有機絶縁膜で構成される。硬化または乾燥完了後のPAI(1)の比誘電率は2.9である。また、第1導電層L1および第8導電層L8はソルダーレジスト層SRで覆われている。   Between the first conductive layer L1 to the eighth conductive layer L8, there are nine insulating layers from the first insulating layer R1 to the ninth insulating layer R9. Among these, the second insulating layer R2, the third insulating layer R3, the seventh insulating layer R7, and the eighth insulating layer that are disposed with the conductive fine particle dispersed film a of the third conductive layer L3 and the sixth conductive layer L6 interposed therebetween. R8 is composed of an organic insulating film made of PAI (1) by applying solvent-soluble polyamideimide (PAI) using N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent and drying it. The relative dielectric constant of PAI (1) after completion of curing or drying is 2.9. The first conductive layer L1 and the eighth conductive layer L8 are covered with a solder resist layer SR.

これ以外の第1絶縁層R1,第4絶縁層R4,第5絶縁層R5、第6絶縁層R6および第9絶縁層R9は、ガラス布基材エポキシ樹脂(耐熱性グレードFR−4)で構成される。尚、導電性微粒子分散膜aで構成された第3導電層L3と、第4導電層L4との間には、第3絶縁層R3と第4絶縁層R4との2層が配置され、導電性微粒子分散膜aで構成された第6導電層L6と、第5導電層L5との間には、第6絶縁層R6と第7絶縁層R7との2層が配置される。また第1絶縁層R1〜第9絶縁層R9の膜厚は、図示の通りである。   Other than this, the first insulating layer R1, the fourth insulating layer R4, the fifth insulating layer R5, the sixth insulating layer R6, and the ninth insulating layer R9 are made of glass cloth base epoxy resin (heat resistance grade FR-4). Is done. In addition, two layers of the third insulating layer R3 and the fourth insulating layer R4 are arranged between the third conductive layer L3 composed of the conductive fine particle dispersed film a and the fourth conductive layer L4, and the conductive layer Two layers of a sixth insulating layer R6 and a seventh insulating layer R7 are disposed between the sixth conductive layer L6 formed of the conductive fine particle dispersion film a and the fifth conductive layer L5. The film thicknesses of the first insulating layer R1 to the ninth insulating layer R9 are as illustrated.

以上のような層構成において、第1導電層L1〜第8導電層L8のうち、導電性微粒子分散膜aからなる第3導電層L3、第6導電層L6は全面にベタ膜状で配置されて接続用の貫通孔および開口部のみが設けられており、これ以外の層は信号配線としてパターン形成される。ただし、電源層(VDD)として用いられる第2導電層L2には、異なる電源電圧VDDを印加するための3本の電源層がパターン形成されている。これらの電源層は、他の信号配線と比較して十分に幅広で形成されている。   In the layer configuration as described above, among the first conductive layer L1 to the eighth conductive layer L8, the third conductive layer L3 and the sixth conductive layer L6 made of the conductive fine particle dispersed film a are arranged in a solid film shape on the entire surface. Only the connection through hole and the opening are provided, and the other layers are patterned as signal wiring. However, in the second conductive layer L2 used as the power supply layer (VDD), three power supply layers for applying different power supply voltages VDD are patterned. These power supply layers are formed to be sufficiently wider than other signal wirings.

また、第1絶縁層R1〜第9絶縁層R9には、接続孔が設けられ、上下の導電層を接続する接続部が設けられている。   In addition, the first insulating layer R1 to the ninth insulating layer R9 are provided with connection holes and connection portions for connecting the upper and lower conductive layers.

さらに第1導電層L1には、この回路基板に搭載されるICチップの搭載位置に、それぞれ第3導電層L3に接続された電源端子と、第2導電層L2に接続されたグランド端子、および信号端子が設けられている。   Further, the first conductive layer L1 has a power terminal connected to the third conductive layer L3, a ground terminal connected to the second conductive layer L2, respectively, at the mounting position of the IC chip mounted on the circuit board, and A signal terminal is provided.

<試料C4の層構成>
図6Bに示す試料C4の回路基板が、図6Aに示した試料S31の回路基板と異なるところは、図示した通り、第3導電層L3と第6導電層L6をCu箔(18μm厚み)とし、絶縁層を第1絶縁層R1〜第7絶縁層R7の7層構造として全てガラス布基材エポキシ樹脂(耐熱性グレードFR−4)で構成したところにあり、他の構成は同様である。
<Layer configuration of sample C4>
The circuit board of the sample C4 shown in FIG. 6B is different from the circuit board of the sample S31 shown in FIG. 6A. As shown in the drawing, the third conductive layer L3 and the sixth conductive layer L6 are made of Cu foil (18 μm thickness), The insulating layer is composed of a glass cloth base epoxy resin (heat resistant grade FR-4) as a seven-layer structure of the first insulating layer R1 to the seventh insulating layer R7, and the other structures are the same.

<実験1の回路基板の評価>
以上のような各回路基板について、DDR3メモリー4つを同時動作させた場合においての電源電圧変動を測定する。このときメモリーの動作速度が600Mbpsの場合は問題なく動作したが、800Mbpsになると、試料S31の回路基板は、電圧供給部からチップまでの間で電圧降下が生じ、一部動作不具合が生じた。
<Evaluation of Circuit Board of Experiment 1>
For each circuit board as described above, the power supply voltage fluctuation is measured when four DDR3 memories are operated simultaneously. At this time, when the operation speed of the memory was 600 Mbps, it operated without any problem. However, when the memory speed was 800 Mbps, the circuit board of the sample S31 had a voltage drop from the voltage supply unit to the chip, and partly malfunctioned.

≪実験2≫
<回路基板の構成>
図6Aに示した試料S31の回路基板において、電圧降下の生じた導電性微粒子分散膜aからなる第3導電層L3に、図7Aに示すように、ワイヤーW1を接続することによりバイパス配線の付与を行った。すなわち、図7Aに示す回路基板は、本発明構成の回路基板である。また、比較対照として、図7Bに示すように、図6Bに示した試料C4の回路基板において、第3導電層L3にワイヤーW1を接続することによりバイパス配線の付与を行った。
Experiment 2≫
<Configuration of circuit board>
In the circuit board of the sample S31 shown in FIG. 6A, a bypass wiring is provided by connecting the wire W1 to the third conductive layer L3 made of the conductive fine particle dispersed film a in which a voltage drop has occurred, as shown in FIG. 7A. Went. That is, the circuit board shown in FIG. 7A is a circuit board having the configuration of the present invention. As a comparative control, as shown in FIG. 7B, in the circuit board of the sample C4 shown in FIG. 6B, a bypass wiring was provided by connecting the wire W1 to the third conductive layer L3.

図7Aに示す回路基板および図7Bに示す回路基板について、DDR3メモリー4つを同時動作させた場合においての電源電圧変動を測定する。この測定には、FPGAへの動作命令入力装置として、USBケーブルを介してノートパソコンと接続した。出力信号および電源電圧の測定装置としてLeCroy社製オシロスコープWAVE MASTER8500を、基板端子との接点にはLeCroy社製差動プローブWA600を用いた。図8〜図9に、DDR3メモリー4つを800Mbpsで同時動作させた場合の、DDR3メモリーの電源電圧入力部における電源電圧と信号の経時変化の測定結果を示す。図8Aおよび図8Bは図7Aに示した試料S31のデータであり、図9Aおよび図9Bは図7Bに示した試料C4のデータである。図10〜図11に、FPGAチップのIO電源電圧と信号の経時変化の測定結果を示す。図10Aおよび図10Bは図7Aに示した試料S31のデータであり、図11Aおよび図11Bは図7Bに示した試料C4のデータである。メモリーの電源電圧測定、FPGAチップのIO電源電圧測定の際は、Write Enable信号、CAS(Compare And Swap)信号も同時に測定し、CAS信号をトリガ信号とした。   With respect to the circuit board shown in FIG. 7A and the circuit board shown in FIG. 7B, power supply voltage fluctuation is measured when four DDR3 memories are operated simultaneously. For this measurement, an operation command input device to the FPGA was connected to a notebook computer via a USB cable. An oscilloscope WAVE MASTER 8500 manufactured by LeCroy was used as an output signal and power supply voltage measuring device, and a differential probe WA600 manufactured by LeCroy was used as a contact point with the substrate terminal. FIGS. 8 to 9 show the measurement results of changes in power supply voltage and signals with time in the power supply voltage input section of the DDR3 memory when four DDR3 memories are operated simultaneously at 800 Mbps. 8A and 8B are data of the sample S31 shown in FIG. 7A, and FIGS. 9A and 9B are data of the sample C4 shown in FIG. 7B. 10 to 11 show the measurement results of the IO power supply voltage and signal change with time of the FPGA chip. 10A and 10B are data of the sample S31 shown in FIG. 7A, and FIGS. 11A and 11B are data of the sample C4 shown in FIG. 7B. When measuring the power supply voltage of the memory and the IO power supply voltage of the FPGA chip, the Write Enable signal and the CAS (Compare And Swap) signal were also measured at the same time, and the CAS signal was used as a trigger signal.

図8Aおよび図9Aに示されるように、DDR3メモリーの電源電圧変動は、導電性微粒子分散膜aを用いた試料S31の電源電圧の変動は、最大振幅が79mVで、電圧変動は定格の−2.57%〜+2.7%であったのに対して、導電性微粒子分散膜aを用いていない試料C4の電源電圧の変動は、最大振幅が207mVで、電圧変動は定格の−6.18%〜+7.62%であった。   As shown in FIGS. 8A and 9A, the power supply voltage fluctuation of the DDR3 memory is as follows. The fluctuation of the power supply voltage of the sample S31 using the conductive fine particle dispersion film a has a maximum amplitude of 79 mV, and the voltage fluctuation is rated −2 The fluctuation of the power supply voltage of the sample C4 not using the conductive fine particle dispersion film a is 207 mV, and the voltage fluctuation is the rated −6.18. % To + 7.62%.

図10Aおよび図11Aに示されるように、FPGAチップのIO電源の電圧変動は、導電性微粒子分散膜aを用いた試料S31の電源電圧の変動は、最大振幅が79mVで、電圧変動は定格の−2.7%〜+2.57%であったのに対して、導電性微粒子分散膜aを用いていない試料C4の電源電圧の変動は、最大振幅が195mVで、電圧変動は定格の−6.87%〜+6.17%であった。   As shown in FIGS. 10A and 11A, the voltage fluctuation of the IO power supply of the FPGA chip is as follows. The fluctuation of the power supply voltage of the sample S31 using the conductive fine particle dispersion film a has a maximum amplitude of 79 mV, and the voltage fluctuation is rated. Whereas the fluctuation of the power supply voltage of the sample C4 not using the conductive fine particle dispersion film a is −2.7% to + 2.57%, the maximum amplitude is 195 mV, and the voltage fluctuation is rated −6 It was .87% to + 6.17%.

この結果から、導電性微粒子分散膜aを用いた本発明の回路基板では、高周波数帯域においての電源層間での電磁エネルギーの共振が抑えられたこと、および、CASシグナル波形のパルス形状の完全性が向上していること、が確認された。CASシグナル波形では、図8Aおよび図10Aに示す本発明の回路基板の方が、図9Aおよび図11Aに示す比較対照の回路基板よりも、パルスの立ち下がりが良好になっており、サージノイズが低減されている。このように、高周波数帯域における電源層間での電磁エネルギーの共振が抑えられ、CASシグナル波形のパルス形状の完全性が向上していることにより、高速動作領域においての電源電圧の安定化が図られる。これにより、本発明の電源構造体を用いることにより、電子機器の高集積化および小型化と共に高速化の達成が可能であることが確認された。また導電性微粒子を分散させてなる導電性微粒子分散膜にバイパス配線を接続することにより、電源配線の直流抵抗が導電性微粒子分散膜のみで構成されるものよりも小さくでき、電圧供給部から半導体集積回路までの距離が長い場合や動作電圧の低い省電力型の半導体集積回路などにおいても、電源配線の電圧降下に煩わされることなく設計することが可能になることが確認された。   From this result, in the circuit board of the present invention using the conductive fine particle dispersion film a, the resonance of electromagnetic energy between the power supply layers in the high frequency band was suppressed, and the completeness of the pulse shape of the CAS signal waveform It was confirmed that there was an improvement. In the CAS signal waveform, the circuit board of the present invention shown in FIGS. 8A and 10A has a better pulse fall and surge noise than the comparative circuit board shown in FIGS. 9A and 11A. Has been reduced. Thus, the resonance of electromagnetic energy between the power supply layers in the high frequency band is suppressed, and the completeness of the pulse shape of the CAS signal waveform is improved, thereby stabilizing the power supply voltage in the high-speed operation region. . As a result, it was confirmed that by using the power supply structure of the present invention, it is possible to achieve high speed as well as high integration and miniaturization of electronic equipment. Also, by connecting the bypass wiring to the conductive fine particle dispersion film in which the conductive fine particles are dispersed, the DC resistance of the power supply wiring can be made smaller than that composed only of the conductive fine particle dispersion film. It has been confirmed that even when the distance to the integrated circuit is long, or even in a power-saving semiconductor integrated circuit with a low operating voltage, it is possible to design without being bothered by the voltage drop of the power supply wiring.

1,2…電源構造体、3,4…回路基板、11,13…電源層、11a,13a…開口、15…層間絶縁膜、17…有機絶縁膜、17d,17g…接続孔、31d…電源配線(配線)、31g…グランド配線(他の配線)、33,41…絶縁膜、43…裏面側電源配線(他の配線)、43g…裏面側グランド配線(配線)、a…導電性微粒子分散膜   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Power supply structure 3, 4 ... Circuit board 11, 13 ... Power supply layer, 11a, 13a ... Opening, 15 ... Interlayer insulation film, 17 ... Organic insulation film, 17d, 17g ... Connection hole, 31d ... Power supply Wiring (wiring), 31g ... ground wiring (other wiring), 33, 41 ... insulating film, 43 ... backside power wiring (other wiring), 43g ... backside ground wiring (wiring), a ... conductive fine particle dispersion film

Claims (4)

層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を挟持する状態で設けられたもので、少なくとも一方が有機材料に導電性微粒子を分散させた導電性微粒子分散膜を有する2つの電源層と、
前記導電性微粒子分散膜上に、層間絶縁膜を介して設けられ、前記導電性微粒子分散膜に接続された、バイパス配線を備えた
電源構造体。
An interlayer insulating film;
Two power supply layers provided with a conductive fine particle dispersed film in which conductive fine particles are dispersed in an organic material, provided in a state of sandwiching the interlayer insulating film;
A power supply structure including a bypass wiring provided on the conductive fine particle dispersion film via an interlayer insulating film and connected to the conductive fine particle dispersion film.
層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を挟持する状態で設けられたもので、少なくとも一方が有機材料に導電性微粒子を分散させた導電性微粒子分散膜を有する2つの電源層と、
前記導電性微粒子分散膜上に、層間絶縁膜を介して設けられ、前記導電性微粒子分散膜に接続された、バイパス配線を備えた電源構造体を有する
回路基板。
An interlayer insulating film;
Two power supply layers provided with a conductive fine particle dispersed film in which conductive fine particles are dispersed in an organic material, provided in a state of sandwiching the interlayer insulating film;
A circuit board having a power supply structure including a bypass wiring provided on the conductive fine particle dispersed film via an interlayer insulating film and connected to the conductive fine particle dispersed film.
層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を挟持する状態で設けられたもので、少なくとも一方が有機材料に導電性微粒子を分散させた導電性微粒子分散膜を有する2つの電源層と、
前記導電性微粒子分散膜と同一層に配置され、前記導電性微粒子分散膜に接続された、バイパス配線を備えた
電源構造体。
An interlayer insulating film;
Two power supply layers provided with a conductive fine particle dispersed film in which conductive fine particles are dispersed in an organic material, provided in a state of sandwiching the interlayer insulating film;
A power supply structure including a bypass wiring disposed in the same layer as the conductive fine particle dispersion film and connected to the conductive fine particle dispersion film.
層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を挟持する状態で設けられたもので、少なくとも一方が有機材料に導電性微粒子を分散させた導電性微粒子分散膜を有する2つの電源層と、
前記導電性微粒子分散膜と同一層に配置され、前記導電性微粒子分散膜に接続された、バイパス配線を備えた電源構造体を有する
回路基板。
An interlayer insulating film;
Two power supply layers provided with a conductive fine particle dispersed film in which conductive fine particles are dispersed in an organic material, provided in a state of sandwiching the interlayer insulating film;
A circuit board having a power supply structure provided with a bypass wiring and disposed in the same layer as the conductive fine particle dispersion film and connected to the conductive fine particle dispersion film.
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