JP2014154593A - 高周波パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な配線構造により、高周波信号の良好な伝送特性を確保し得る高周波パッケージを提供する。
【解決手段】本発明の高周波パッケージ１は、積層基板に電子部品が載置され、電子部品の端子と接続点Ｎ１との間で信号を伝送する信号配線１０と、接続点Ｎ２と外部接続用のパッドとの間で信号を伝送する信号配線１１と、各誘電体層Ｌを積層方向に貫き上下の接続点Ｎ１、Ｎ２の間を電気的に接続する複数のビア導体１２と、積層方向に隣接するビア導体１２同士を電気的に接続する所定数の接続導体１３と、各誘電体層Ｌに形成され、複数のビア導体１２が配置される領域を取り囲むグランド導体１５を備えている。複数のビア導体１２は、平面視においてＸ方向に沿って一定間隔Ｐで順次ずれた位置に形成され、上下のビア導体１２（１）、１２（１１）を除き、Ｘ方向の同一位置に配置される２個以上のビア導体１２を多段接続した接続構造を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波信号を伝送可能な高周波パッケージに関し、特に、電子部品が載置され、伝送線路を経由して高周波信号を伝送可能に構成された高周波パッケージに関するものである。

従来から、複数の誘電体層を含む積層基板上に半導体チップ等の電子部品を載置し、電子部品と外部基板の間で伝送される信号の伝送線路を構成したパッケージが用いられている。特に、１０ＧＨｚ程度以上の高周波信号を伝送させる高周波パッケージを実現する場合、高周波信号の伝送特性の劣化を防止する観点から、配線構造の設計が重要になる。高周波信号の伝送に用いる信号配線は、導体パターン同士の容量結合の影響や線路のインダクタンス成分の影響をできるだけ抑制するとともに、入出力部における反射損失を抑制するようにインピーダンス整合を考慮した設計が求められる。この種の高周波パッケージにおける一般的な伝送線路としては、例えば、電子部品の端子から、上層の誘電体層に形成された信号配線と、積層方向に延びる複数のビア導体と、下層の誘電体層に形成された信号配線をそれぞれ経由して、外部端子まで電気的に接続される配線構造が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。例えば、特許文献１には、上層及び下層の信号配線（１１、２１）と積層方向に貫く複数のビア導体（３４）を含む配線構造が開示されている（図１、図９、図１７等）。このうち、図１７の複数のビア導体（３４）は平面視で同一位置に配置されているのに対し、図１、図９の複数のビア導体（３４）が平面視で順次ずれた位置に配置されている。このように、特許文献１の配線構造は、ビア導体（３４）の位置を順次ずらすことにより、上層及び下層の信号配線（１１、２１）の長さを短縮し、この部分のインダクタンス成分の影響による高周波特性の劣化の防止を図っている。

特許第４４１３２３４号公報 特開２００７−５３４１１号公報

例えば、特許文献１の図９に開示された配線構造によれば、積層方向の中央に近づくほど、上下に隣接するビア導体（３４）の間の位置ずれ量が小さくなっていく。これにより、複数のビア導体（３４）の端部同士を接続する複数の接続導体（３３）の長さが積層方向で緩やかに変化し、グランド導体（３５）との距離を適正に保つことで、インピーダンス整合の向上を図っている。しかしながら、上記従来の配線構造においては、複数のビア導体（３４）が直線状に接続される場合に比べ、高周波信号を伝送する際、隣接するビア導体（３４）を接続する各々の接続導体（３３）からの反射が問題となる。しかも、複数の接続導体（３３）は、複数のビア導体（３４）の全ての隣接箇所に形成されるので、かかる構造により、高周波信号の多重反射による損失の増加は避けられない。また、上記従来の配線構造においては、複数のビア導体（３４）が、平面視で（例えば、積層方向の上部から見たとき）不均一なピッチで配置され、複数の接続導体（３３）はいずれも異なる長さを有している。そのため、伝送線路において一部の接続導体（３３）の長さが長くなることによりインダクタタンス成分が増加し、そこからの部分的な反射が問題となる。この問題に対し、特許文献１の図１に開示された配線構造のように、複数のビア導体（３４）を平面視で等ピッチで配置したとしても、上述の多重反射の問題は解消されない上に、上層及び下層におけるインピーダンス整合が劣化するので、高周波特性の向上は期待できない。

本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、比較的簡単な配線構造により高周波信号の良好な伝送特性を実現可能な高周波パッケージを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の高周波パッケージは、積層された複数の誘電体層を含む積層基板に電子部品を載置した高周波パッケージであって、前記電子部品の端子と、前記複数の誘電体層のうち最上層の誘電体層に形成された第１の接続点との間で信号を伝送し、平面視において前記端子の側から前記第１の接続点まで第１の方向に延びる線路部分を含む第１の信号配線と、前記複数の誘電体層のうち最下層の誘電体層に形成された第２の接続点と、外部接続用のパッドとの間で前記信号を伝送し、平面視において前記第２の接続点から前記パッドの側まで前記第１の方向に延びる線路部分を含む第２の信号配線と、前記複数の誘電体層を積層方向に貫き、前記第１の接続点と前記第２の接続点との間を電気的に接続する複数のビア導体と、前記複数の誘電体層のうち所定数の誘電体層にそれぞれ形成され、積層方向に隣接する前記ビア導体同士を電気的に接続する所定数の接続導体と、前記複数の誘電体層の各々に形成され、平面視において前記複数のビア導体が配置される領域を取り囲むグランド導体と、を備え、前記複数のビア導体は、平面視において前記第１の方向に沿って一定間隔で順次ずれた位置に形成され、前記複数のビア導体は、前記第１の接続点で前記第１の信号配線と接続するビア導体及び前記第２の接続点で前記第２の信号配線と接続するビア導体を除いて、前記第１の方向の同一位置に配置される２個以上のビア導体を多段接続した接続構造を有することを特徴としている。

本発明の高周波パッケージによれば、電子部品の端子から第１の接続点までの第１の信号配線と、上層側の第１の接続点から下層側の第２の接続点までの複数のビア導体と、第２の接続点から外部接続用のパッドまでの第２の信号配線とを含む伝送線路を経由して高周波信号が伝送される。このうち、複数のビア導体は、グランド導体に取り囲まれた領域内で、平面視において第１の方向に沿って一定間隔で順次ずれた位置に形成され、第１の接続点の直下と第２の接続点の直上を除き、第１の方向の同一位置に配置される２個以上のビア導体を多段接続した接続構造を有する。よって、隣接するビア導体同士を接続する接続導体は、第１の方向の位置が異なるビア導体の間に形成すればよいので、その個数を減らすことができ、接続導体の多重反射による影響を抑制することができる。また、複数のビア導体が第１の方向に等ピッチで配列されるので、第１及び第２の信号配線の長さを抑制することに加え、所定数の接続導体が部分的に長くなることを防止し、インダクタンスの増加に起因するインピーダンスの不整合を防止することができる。

本発明において、複数のビア導体のうち、第１の方向における第１の位置には、第１の接続点で第１の信号配線と接続する１個のビア導体のみを配置し、第２の方向における第２の位置には、第２の接続点で第２の信号配線と接続する１個のビア導体のみを配置してもよい。このような配置により、複数のビア導体を第１の方向に等ピッチで配列したとしても、第１及び第２の信号配線の近傍を除き、それぞれのビア導体とその周囲のグランド導体との距離をある程度離すことで、高周波特性の向上が可能となる。

本発明において、所定数の接続導体の各々は、多段接続された２個以上のビア導体の上端部又は下端部にのみ配置することが望ましい。これにより、ビア導体の接続段数を増やした分だけ、接続導体の個数を減らすことができ、多重反射の抑制に有利となる。また、複数の誘電体層の積層方向の中央に近いほど、多段接続された２個以上のビア導体の接続段数を増加させることが望ましい。これにより、積層方向の中央寄りの部分で、周囲のグランド導体に近づき過ぎることを防止し、高周波特性のさらなる向上が可能となる。なお、ビア導体の接続段数は２個又は３個とし、３個のビア導体を接続した部分を中央寄りに配置することも可能である。

本発明において、高周波パッケージを伝送される信号として、例えば、周波数を２５ＧＨｚ以下に設定することが望ましい。本発明の配線構造により、特に１０〜２５ＧＨｚの周波数特性の向上が見込まれるからである（例えば、図７〜図９参照）。

また、上記課題を解決するために、本発明の高周波パッケージは、積層された複数の誘電体層を含む積層基板に電子部品を載置した高周波パッケージであって、前記電子部品の端子と、前記複数の誘電体層のうち最上層の誘電体層に形成された第１の接続点との間で信号を伝送し、平面視において前記端子の側から前記第１の接続点まで第１の方向に延びる線路部分を含む第１の信号配線と、前記複数の誘電体層のうち最下層の誘電体層に形成された第２の接続点と、外部接続用のパッドとの間で前記信号を伝送し、平面視において前記第２の接続点から前記パッドの側まで前記第１の方向に延びる線路部分を含む第２の信号配線と、前記複数の誘電体層を積層方向に貫き、前記第１の接続点と前記第２の接続点との間を電気的に接続する複数のビア導体と、前記複数の誘電体層のうち所定数の誘電体層にそれぞれ形成され、積層方向に隣接する前記ビア導体同士を電気的に接続する所定数の接続導体と、前記複数の誘電体層の各々に形成され、平面視において前記複数のビア導体が配置される領域を取り囲むグランド導体とを備え、前記所定数の接続導体の各々は、前記第１の方向に沿って同一の長さで形成され、前記所定数の接続導体は、互いに２層以上の前記誘電体層を挟んで積層方向に対向配置されていることを特徴としている。本発明の高周波パッケージにより、上述した作用効果を得ることができる。なお、本発明において、複数の誘電体層の積層方向の中央に近いほど、所定の接続導体の積層方向の互いの距離を増加させてもよい。

本発明によれば、高周波パッケージにおいて高周波信号を伝送するために、平面視において、複数のビア導体を一定間隔で順次ずらして配置し、かつ同一位置の２個以上のビア導体を多段接続した接続構造としたので、接続導体の個数を減らして多重反射の影響を抑制するとともに、接続導体が部分的に長くなる箇所のインダクタンスの影響を抑制することができる。その結果、比較的簡単な配線構造により、伝送線路の良好なインピーダンス整合を確保して、高周波信号の伝送特性の向上が可能な高周波パッケージを実現することができる。

本実施形態の高周波パッケージ１の部分的な領域の側面図である。 図１に示す高周波パッケージ１の領域を誘電体層Ｌ（１）の上方から見た平面図である。 第１の比較例の配線構造を示す模式的な側面図である。 第２の比較例の配線構造を示す模式的な側面図である。 第３の比較例の配線構造を示す模式的な側面図である。 本実施形態の配線構造を示す模式的な側面図である。 第１の比較例の電気的特性を示す図である。 第３の比較例の電気的特性を示す図である。 本実施形態の配線構造の電気的特性を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下に述べる実施形態は本発明を適用した形態の一例であって、本発明が本実施形態の内容により限定されることはない。

図１及び図２を参照して、本実施形態の高周波パッケージの構造の概要について説明する。図１は、本実施形態の高周波パッケージ１の部分的な領域の側面図を示し、図２は、図１に示す高周波パッケージ１を誘電体層Ｌ（１）の上方から見た平面図を示している。本実施形態の高周波パッケージ１には、図１及び図２には示されない領域（図１の右側）に半導体チップ等の電子部品（不図示）が載置され、その電子部品の複数の端子と外部回路との間の電気的接続のために本発明の配線構造が形成されている。図１及び図２では、電子部品の１個の端子から高周波パッケージ１の底面の１個の外部接続用のパッド（不図示）に至る１つの伝送線路に用いる配線構造が例示される。

図１に示す高周波パッケージ１の積層基板は、全部で１３層の誘電体層Ｌが積層された構造を有している。このうち、上層から順に番号を付した１１層の誘電体層Ｌ（１）〜Ｌ（１１）は、本発明の配線構造の形成領域に含まれる複数の誘電体層に相当する。また、１１層の誘電体層Ｌ（１）〜Ｌ（１１）の上部に積層された２層の誘電体層Ｌ（高周波パッケージ１の左半分）は、高周波パッケージ１に載置された電子部品を取り囲む壁状に形成される。各々の誘電体層Ｌは、それぞれに必要な電気的特性に応じた厚さに形成され、その表面には各々に固有の導体パターンが形成されている。例えば、１３層の誘電体層Ｌからなる積層基板は、比較的高い誘電率を有する高温焼成の多層セラミックにより形成される。

本発明に係る配線構造の形成領域のうち、上層側の誘電体層Ｌ（１）の表面には、電子部品の１個の端子から延伸される信号配線１０（本発明の第１の信号配線）が形成されている。また、下層側の誘電体層Ｌ（１１）の裏面には、外部接続用の１個のパッドに延伸される信号配線１１（本発明の第２の信号配線）が形成されている。図１の下部には、便宜上、紙面横方向をＸ方向（本発明の第１の方向）と定め、複数の誘電体層Ｌの積層方向をＺ方向と定め、Ｘ方向及びＺ方向をそれぞれ矢印にて示している。同様に、図２の下部には、平面視でＸ方向に直交する方向（図１の紙面垂直方向）をＹ方向と定め、Ｘ方向及びＹ方向をそれぞれ矢印にて示している。よって、上下の各信号配線１０、１１は、いずれもＸ方向に延びる伝送線路である。

それぞれの誘電体層Ｌには、信号伝送用の複数のビア導体１２が形成され、各々のビア導体１２が誘電体層ＬをＺ方向に貫いている。そして、上層の誘電体層Ｌ（１）と下層の誘電体層Ｌ（１１）との間は、上層から順に番号を付した１１本のビア導体１２（１）〜１２（１１）を介して電気的に接続されている。このうち、最上層のビア導体１２（１）は上端の接続点Ｎ１（本発明の第１の接続点）を介して信号配線１０と電気的に接続され、最下層のビア導体１２（１１）は下端の接続点Ｎ２（本発明の第２の接続点）を介して信号配線１１と電気的に接続されている。また、複数のビア導体１２のうち、Ｚ方向に隣接するビア導体１２のそれぞれのＸ方向の位置が異なる箇所に、所定数（図１では、５個）の接続導体１３が形成され、接続導体１３を介して上下のビア導体１２が電気的に接続されている。なお、Ｚ方向に隣接するビア導体１２のＸ方向の位置が同一である箇所には、ビア導体１２の直径より若干大きい端部導体１４が形成されている。

図１及び図２からわかるように、それぞれのビア導体１２は、等しいピッチＰでＸ方向に順次ずれる位置関係にある。具体的には、最上層のビア導体１２（１）のＸ方向の基準位置Ｘ０に対し左方向にＸが増加すると仮定すると、２個のビア導体１２（２）、１２（３）が位置Ｘ０＋Ｐに配置され、３個のビア導体１２（４）、１２（５）、１２（６）が位置Ｘ０＋２Ｐに配置され、２個のビア導体１２（７）、１２（８）が位置Ｘ０＋３Ｐに配置され、２個のビア導体１２（９）、１２（１０）が位置Ｘ０＋４Ｐに配置され、最下層のビア導体１２（１１）が位置Ｘ０＋５Ｐに配置されている。よって、最上層及び最下層のビア導体１２（１）、１２（１１）を除き、Ｘ方向の同一位置で連続する２個又は３個のビア導体１２が多段接続されている。

ここで、図１の９層のビア導体１２（２）〜１２（１０）の範囲内で多段接続されたビア導体群の接続段数は、上層から順に、２段、３段、２段、２段となっていることがわかる。誘電体層Ｌ（１）〜Ｌ（１１）の範囲内で、積層方向の中央に位置するのはビア導体１２（６）であり、これは３段のビア導体群に含まれる。よって、複数のビア導体１２のうち、積層方向の中央に近いほど、多段接続されたビア導体群の接続段数が多くなることがわかる。なお、全てのビア導体１２を含めて考えたとしても、ビア導体群の接続段数は、上層から順に、１段、２段、３段、２段、２段、１段となっており、上述の関係は満たされる。

また、図１の５個の接続導体１３は、ビア導体１２（１）の下端とビア導体１２（２）の上端を接続する接続導体１３（１）と、ビア導体１２（３）の下端とビア導体１２（４）の上端を接続する接続導体１３（２）と、ビア導体１２（６）の下端とビア導体１２（７）の上端を接続する接続導体１３（３）と、ビア導体１２（８）の下端とビア導体１２（９）の上端を接続する接続導体１３（４）と、ビア導体１２（１０）の下端とビア導体１２（１１）の上端を接続する接続導体１３（５）とを含む。これら５個の接続導体１３は、図１に示すように、いずれもＸ方向に延伸され、いずれもＸ方向の長さが同一である。これは、複数のビア導体１２がＸ方向に等しいピッチＰで配置されているからである。各接続導体１３のＸ方向の長さは、ピッチＰと各ビア導体１２の直径に依存して定まり、各接続導体１３のＹ方向の幅は、各ビア導体１２の直径より若干大きい程度である。また、多段接続されたビア導体１２は、積層方向の中央に近いほど接続段数が多くなるので、所定数の接続導体１３は、積層方向の中央に近いほど、積層方向の互いの距離が大きくなることがわかる。

一方、上層側の信号配線１０と下層側の信号配線１１に関しても、それぞれＸ方向に直線状に延伸されている。ただし、各信号配線１０、１１は全体がＸ方向に延伸されないとしても、部分的にＸ方向に延びる線路部分を含んでいればよい。例えば、上層側の信号配線１０の接続点Ｎ１と電子部品の端子とのそれぞれの位置がＹ方向に若干ずれた配置である場合や、下層側の信号配線１１の接続点Ｎ２と外部接続用のパッドのそれぞれの位置がＹ方向に若干ずれた配置である場合が想定される。

また、各々の誘電体層Ｌの周囲には、共通のグランドと電気的に接続されたグランド導体１５が形成されている。図２に示すように、グランド導体１５の中央には、直径Ｄの円形の除去領域１６が設けられ、除去領域１６内だけグランド導体１５が除去されている。１１層の誘電体層Ｌ（１）〜Ｌ（１１）には、平面視で重なる配置でグランド導体１５及び除去領域１６が形成されている。さらに、図２に示すように、各々の誘電体層Ｌには、グランド導体１５のうち円形の除去領域１６を取り囲むように配置されたグランド用の複数（図２では、１０個）のビア導体１７が形成されている。図１に示すように、複数のビア導体１７は、それぞれの誘電体層Ｌの同じ位置に配置され、それぞれＺ方向に貫いて多段に接続されている。平面視において、全てのビア導体１２及び接続導体１３は、円形の除去領域１６の範囲内に位置している。つまり、全てのビア導体１２及び接続導体１３は、その周囲をグランド導体１５が取り囲む配置になっている。

なお、図２では、グランド導体１５に配置されたグランド用のビア導体１７は、いずれも円形の除去領域１６の近傍に配置されているが、グランド導体１５の全体にわたって多数のビア導体１７を配置することで、高周波パッケージ１のグランドを強化してもよい。

図１及び図２に示す配線構造の寸法例としては、例えば、除去領域１６の直径Ｄとして、Ｄ＝１．２５ｍｍとし、グランド導体１５と他の信号用の導体（信号配線１０、１１、ビア導体１２、接続導体１３、端部導体１４等）とのクリアランスを０．２ｍｍ程度に設定することができる。この場合、複数のビア導体１２のピッチＰとしては、例えば、Ｐ＝０．１３６ｍｍに設定することができる。

図１及び図２に示す配線構造を用いて高周波信号を伝送する場合を考える。電子部品の端子から出力される高周波信号は、上層側の信号配線１０から接続点Ｎ１を介して最上層のビア導体１２（１）に達し、そこから１１個のビア導体１２及び５個の接続導体１３を経由して伝送され、接続点Ｎ２を介して下層側の信号配線１１に伝送されて外部接続用のパッドに達する。このような伝送線路に対し、例えば、特性インピーダンスが５０Ωに設計される。上下の信号配線１０、１１のうちグランド導体１５に周囲を囲まれる線路部分は、コプレーナ線路構造としてインピーダンス整合を確保しやすい。これに対し、上下の信号配線１０、１１のうち、除去領域１６に対向する線路部分は、インダクタンス成分の影響によりインピーダンスの不整合を生じやすい。仮に、全てのビア導体１２がＺ方向に直線状に接続される場合は、除去領域１６の直径Ｄ（図２）に対し、各信号配線１０、１１は長さＤ／２となるためインダクタンス成分の増加が問題となるが、図１に示す構造によれば、複数のビア導体１２をＸ方向に順次ずらしているため、各信号配線１０、１１の長さを十分に短縮でき、インダクタンス成分の影響を抑えることができる。

また、上述の配線構造に含まれる所定数の接続導体１３に着目すると、高周波信号の伝送時に、それぞれの接続導体１３からの多重反射の影響によって高周波特性が劣化する問題がある。よって、接続導体１３の個数をできるだけ少なくするともに、各々の接続導体１３のＸ方向の長さをできるだけ短くできれば、良好な高周波特性を得るために有利となる。本実施形態の配線構造は、この点に関して有利な構造であるが、より詳しくは後述する。なお、Ｘ方向の位置が同じビア導体１２の間の端部導体１４については、主にビア導体１２の工程上の要請から設けた構造であって、上述したようにビア導体１２より若干大きい程度のサイズであるから、高周波特性に与える影響は小さい。

なお、図１及び図２に示す配線構造は一例であって、かかる構造に限定されることなく、本発明を適用することができる。例えば、図１では、ビア導体１２（２）〜１２（１０）の範囲のビア導体群の接続段数が２段又は３段である場合を示しているが、多層の誘電体層Ｌが積層される高周波パッケージ１においては、ビア導体群の接続段数を４段以上としてもよい。また、接続導体１３の個数についても５個には限られず、それぞれが２個以上のビア導体１２を含むＮ（Ｎは整数）個のビア導体群に対し、Ｎ＋１個の接続導体１３を設ける配線構造を採用することができる。なお、図１及び図２は、Ｎ＝４の場合に相当し、ビア導体１２（２）〜１２（１０）の範囲内に存在する４個のビア導体群に対応する５個の接続導体１３を設けたものである。

また、図１及び図２では、１系統の伝送線路を構成する配線構造を示したが、複数の伝送線路を構成する場合は、高周波パッケージ１内に、図１及び図２の構造を並列に複数個形成すればよい。例えば、差動伝送線路を構成する場合、図１及び図２の構造を対称的に配置し、それぞれを経由する２系統の伝送線路を構成すればよい。

次に、本実施形態の高周波パッケージ１の配線構造に関し、従来の配線構造と対比しつつ、構造上の特徴と具体的な効果について説明する。まず、従来の配線構造について、第１の比較例を図３に示し、第２の比較例を図４に示し、第３の比較例を図５に示す。図３〜図５は、図１の配線構造に関連する領域を模式的な側面図として表わしている。一方、図６は、本実施形態の配線構造を示す側面図であり、図３〜図５との対比のために同様の領域を模式的に表している。

図３の第１の比較例は、上層側の信号配線１０と下層側の信号配線１１との間に、複数のビア導体１２がＸ方向の同一位置に配置されている。第１の比較例によれば、図１の接続導体１３を設ける必要はないが（全て端部導体１４）、前述したように、それぞれの信号配線１０、１１のＸ方向の長さが必然的に長くなる。具体的には、図２の直径Ｄの除去領域１６と積層方向で重なるのは、信号配線１０、１１を併せて略Ｄの長さの線路部分となる。従って、上下の信号配線１０、１１が長くなる分だけ、その部分におけるインダクタンス成分の増加を招くことになり、高周波特性に悪影響を与える。

次に、図４の第２の比較例は、上層側の信号配線１０と下層側の信号配線１１との間に、複数のビア導体１２がＸ方向に一定のピッチで順次ずれた配置となっている（例えば、特許文献１の図１参照）。第２の比較例によれば、信号配線１０、１１のＸ方向の長さを短縮することができるが、複数のビア導体１２が積層方向に隣接する全ての箇所に、Ｘ方向の長さが同一の複数の接続導体１３を設ける必要がある。従って、接続導体１３の個数が増加するため、その多重反射の影響が増加する。また、上下の信号配線１０、１１に近い側のビア導体１２は、その位置がＸ方向に大きく偏移しているため、部分的にビア導体１２とグランド導体１５との間の距離が近くなり過ぎてインピーダンス整合を確保しにくくなる。このように、第２の比較例においても、複数の接続導体１３の多重反射やインピーダンスの不整合により高周波特性が悪影響を受ける。

次に、図５の第３の比較例は、上層側の信号配線１０と下層側の信号配線１１との間に、複数のビア導体１２が、Ｘ方向のピッチを変えながら順次ずれた配置となるが、積層方向の中央に近いほどピッチが小さくなる（例えば、特許文献１の図９参照）。第３の比較例によれば、第２の比較例に比べ、ビア導体１２とグランド導体１５との間は特に積層方向の中央に近いほど距離を離すことができるが、接続導体１３の個数が増加する点は第２の比較例と同様であり、多重反射の影響は残存する。また、ビア導体１２のピッチの変化に連動して、積層方向の中央に近いほど接続導体１３のＸ方向の長さが短くなるが、逆に、上層側の信号配線１０の直下の接続導体１３や下層側の信号配線１１の直上の接続導体１３はＸ方向の長さが長くなるため、インダクタンス成分が部分的に増加し、高周波特性に悪影響を与える。

これに対し、図６に示す本実施形態の配線構造においては、２個又は３個のビア導体１２がＸ方向の同一位置に配置されるので、第１〜第３の比較例に比べると、接続導体１３の個数が少なくて済む。例えば、１１個のビア導体１２に対応して、図３〜図５では１０個の接続導体１３が存在するが、図６では５個の接続導体１３が存在するのみである。よって、複数の接続導体１３による多重反射の影響を抑制することができる。また、図６に示す本実施形態の配線構造においては、複数のビア導体１２がＸ方向に一定のピッチＰで順次ずれた配置となっているので、各々の接続導体１３のＸ方向の長さが同じであり、インダクタンス成分の部分的な増加を避けることができる。以上により、本実施形態の配線構造を採用することで、第１〜第３の比較例に比べ、総合的に高周波特性の向上を実現することができる。

次に、図７〜図９を参照して、本実施形態の配線構造の電気的特性について説明する。以下では、本実施形態との対比のため、第１の比較例（図３）及び第３の比較例（図５）の電気的特性を図７及び図８にそれぞれ示すとともに、本実施形態の配線構造の電気的特性を図９に示す。図７〜図９においては、周波数２５ＧＨｚ以下の範囲で、電子部品の端子から、それぞれの配線構造を経由して、外部接続用のパッドに至る伝送線路に対し、シミュレーションにより求めたＳパラメータの周波数特性を示している。Ｓパラメータとしては、反射特性を表すＳ１１、Ｓ２２と、透過特性を表すＳ２１が含まれる。このうち、図７〜図９では、主にＳパラメータＳ１１、Ｓ２２（反射特性）の相違に基づいて比較を行う。

まず、第１の比較例の電気的特性は、図７に示すように、広い周波数範囲にわたって反射損失（Ｓ１１、Ｓ２２）を−１０〜−３０ｄＢ程度しか確保できず、高周波信号の伝送特性としては不十分であることがわかる。また、第３の比較例の電気的特性は、図８に示すように、図７と比べると、反射損失が全体的に低下している。しかしながら、図８においては、特に周波数が１５ＧＨｚを超える周波数範囲で反射損失が−２０ｄＢ程度しか確保できない。なお、第２の比較例（図４）の電気的特性は示されないが、第１の比較例の電気的特性（図７）より良好であるが第２の比較例の電気的特性（図８）より劣化していると推測される。

これに対し、本実施形態の配線構造によれば、図９に示すように、広い周波数範囲にわたって反射損失を抑制できることがわかる。図９において、特に１０〜２５ＧＨｚの範囲内の反射損失は、−２０〜−３０ｄＢ程度であり、図８と比べて明らかに改善されている。これは、上述したように、複数の接続導体１３による多重反射の影響を抑制したことと、各信号配線１０、１１の近傍の接続導体１３のインダクタンス成分を低下させたことの効果に基づくと考えられる。実際の高周波パッケージ１としては、特に周波数１０〜２５ＧＨｚ程度の高周波信号を伝送させる用途が重要であり、本実施形態の配線構造を採用することにより、高周波特性の向上に大きな効果が得られる。

以上、本実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、本実施形態の高周波パッケージ１に載置される電子部品としては、半導体チップを含めた多様な電子部品を用いることができる。また、本実施形態の高周波パッケージ１において、誘電体層Ｌの積層数や構成材料は多様な選択が可能である。その他の点についても上記実施形態により本発明の内容が限定されるものではなく、本発明の作用効果を得られる限り、上記実施形態に開示した内容には限定されることなく適宜に変更可能である。

１…高周波パッケージ
１０、１１…信号配線
１２…ビア導体（信号伝送用）
１３…接続導体
１４…端部導体
１５…グランド導体
１６…除去領域
１７…ビア導体（グランド用）
Ｌ…誘電体層
Ｎ１、Ｎ２…接続点
Ｐ…ピッチ

Claims (8)

1. 積層された複数の誘電体層を含む積層基板に電子部品を載置した高周波パッケージであって、
   前記電子部品の端子と、前記複数の誘電体層のうち最上層の誘電体層に形成された第１の接続点との間で信号を伝送し、平面視において前記端子の側から前記第１の接続点まで第１の方向に延びる線路部分を含む第１の信号配線と、
   前記複数の誘電体層のうち最下層の誘電体層に形成された第２の接続点と、外部接続用のパッドとの間で前記信号を伝送し、平面視において前記第２の接続点から前記パッドの側まで前記第１の方向に延びる線路部分を含む第２の信号配線と、
   前記複数の誘電体層を積層方向に貫き、前記第１の接続点と前記第２の接続点との間を電気的に接続する複数のビア導体と、
   前記複数の誘電体層のうち所定数の誘電体層にそれぞれ形成され、積層方向に隣接する前記ビア導体同士を電気的に接続する所定数の接続導体と、
   前記複数の誘電体層の各々に形成され、平面視において前記複数のビア導体が配置される領域を取り囲むグランド導体と、
   を備え、
   前記複数のビア導体は、平面視において前記第１の方向に沿って一定間隔で順次ずれた位置に形成され、
   前記複数のビア導体は、前記第１の接続点で前記第１の信号配線と接続するビア導体及び前記第２の接続点で前記第２の信号配線と接続するビア導体を除いて、前記第１の方向の同一位置に配置される２個以上のビア導体を多段接続した接続構造を有する、
   ことを特徴とする高周波パッケージ。
2. 前記複数のビア導体のうち、前記第１の方向における第１の位置には、前記第１の接続点で前記第１の信号配線と接続する１個のビア導体のみが配置され、前記第２の方向における第２の位置には、前記第２の接続点で前記第２の信号配線と接続する１個のビア導体のみが配置されることを特徴とする請求項１に記載の高周波パッケージ。
3. 前記所定数の接続導体の各々は、多段接続された前記２個以上のビア導体の上端部又は下端部にのみ配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波パッケージ。
4. 前記複数の誘電体層の積層方向の中央に近いほど、多段接続された前記２個以上のビア導体の接続段数が増加することを特徴とする請求項１又は３に記載の高周波パッケージ。
5. 前記接続段数は２個又は３個であることを特徴とする請求項４に記載の高周波パッケージ。
6. 前記信号の周波数は２５ＧＨｚ以下であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の高周波パッケージ。
7. 積層された複数の誘電体層を含む積層基板に電子部品を載置した高周波パッケージであって、
   前記電子部品の端子と、前記複数の誘電体層のうち最上層の誘電体層に形成された第１の接続点との間で信号を伝送し、平面視において前記端子の側から前記第１の接続点まで第１の方向に延びる線路部分を含む第１の信号配線と、
   前記複数の誘電体層のうち最下層の誘電体層に形成された第２の接続点と、外部接続用のパッドとの間で前記信号を伝送し、平面視において前記第２の接続点から前記パッドの側まで前記第１の方向に延びる線路部分を含む第２の信号配線と、
   前記複数の誘電体層を積層方向に貫き、前記第１の接続点と前記第２の接続点との間を電気的に接続する複数のビア導体と、
   前記複数の誘電体層のうち所定数の誘電体層にそれぞれ形成され、積層方向に隣接する前記ビア導体同士を電気的に接続する所定数の接続導体と、
   前記複数の誘電体層の各々に形成され、平面視において前記複数のビア導体が配置される領域を取り囲むグランド導体と、
   を備え、
   前記所定数の接続導体の各々は、前記第１の方向に沿って同一の長さで形成され、
   前記所定数の接続導体は、互いに２層以上の前記誘電体層を挟んで積層方向に対向配置されている、
   ことを特徴とする高周波パッケージ。
8. 前記複数の誘電体層の積層方向の中央に近いほど、前記所定の接続導体の積層方向の互いの距離が増加することを特徴とする請求項７に記載の高周波パッケージ。