JP2018163927A - 接続端子および接続端子を有する配線基板 - Google Patents

接続端子および接続端子を有する配線基板 Download PDF

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Abstract

【課題】特性インピーダンス整合を向上した接続端子を有する配線基板を提供する。【解決手段】配線200を備える配線基板100の接続端子400は、外周部440と中心部460と連結部480とを有する。連結部480は、外周部440と中心部460とを接続し、外径の面積に対して表面積が小さい。外径の面積に対して表面積が10%以上80%以下の範囲であってもよい。連結部480は、接続端子400の中心から配線200の伝送方向に中心角10°以上180°以下の範囲で配置されてもよい。【選択図】図1

Description

本開示の実施形態は、接続端子および接続端子を有する配線基板に関する。
電子機器の小型化、高速化に伴い、電子機器を構成する半導体部品さらには半導体部品が搭載される配線基板に関しても、高密度化、高速化の技術開発が進められている。特に信号の高速化により、システム全体の特性インピーダンス整合と、伝送線路損失の低減が重要となる。
特性インピーダンスが異なると、高周波回路では伝送線路に反射波を生じ、反射波が進行波と重畳して定在波を生じる。定在波の発生は、効率低下、異常動作、故障の原因となる。このため、電気エネルギーの伝送のためには回路内の各接続部において特性インピーダンスを一致させる必要がある。
配線基板においては、伝送線路と比べて特に大きい面積を有する接続端子も特性インピーダンスの不整合を生じる1つの原因となる。しかしながら、配線基板を実装する際の接続端子は、半田ボールや外部電極による接続のために大きなランドが必要となる。特許文献1には、配線基板の特性インピーダンス整合のために、開口部を有し、表面積を削減した接続端子を配置することが開示されている。
特開2004−319928号公報
本開示の実施形態は、特性インピーダンス整合を向上した接続端子を有する配線基板を提供することを目的の一つとする。
本開示の一実施形態によると、配線を備える配線基板の接続端子であって、外周部と中心部と連結部とを有し、前記連結部は前記外周部と前記中心部とを接続し、外径の面積に対して表面積が小さい接続端子が提供される。
また、外径の面積に対して表面積が10%以上80%以下の範囲であってもよい。
また、前記連結部は、前記接続端子の中心から前記配線の伝送方向に中心角10°以上180°以下の範囲で配置されてもよい。
また、前記外周部と前記中心部とを接続し、前記外周部と前記中心部との間に配置される補助部をさらに有してもよい。
本開示の一実施形態によると、絶縁層と、前記絶縁層の第1面に配置された配線と、前記絶縁層を貫通し、前記配線と電気的に接続する層間接続部と、前記第1面とは反対側の第2面に配置され、前記層間接続部と電気的に接続する接続端子と、を備え、前記接続端子は、外周部と中心部と連結部とを有し、前記連結部は前記外周部と前記中心部とを接続し、外径の面積に対して表面積が小さい配線基板が提供される。
また、前記接続端子は、外径の面積に対して表面積が10%以上80%以下の範囲内であってもよい。
また、前記連結部は、前記接続端子の中心から前記配線の伝送方向に中心角10°以上180°以下の範囲で配置されてもよい。
また、前記外周部と前記中心部とを接続し、前記外周部と前記中心部との間に均等に配置される補助部をさらに有してもよい。
また、前記配線と前記層間接続部とは、接続部を介して電気的に接続されてもよい。
また、前記接続端子は、外部端子を有する外部基板と電気的に接続してもよい。
本開示の一実施形態によると、特性インピーダンス整合を向上した接続端子を有する配線基板を提供することができる。
本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、及び(C)下面図である。 本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、及び(C)下面図である。 本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、及び(C)下面図である。 本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、及び(C)下面図である。 本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、及び(C)下面図である。 本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板と外部端子を有する外部基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、(C)接続端子の上面図、及び(D)外部端子の上面図、及びである。 従来例および変形例に係る接続端子と外部端子の上面図である。 本開示の実施例および比較例に係る接続端子を有する配線基板における伝送線路の(A)反射特性および(B)伝送特性を示すグラフである。 本開示の実施例および比較例に係る接続端子を有する配線基板における電流密度のシミュレーション結果である。 本開示の実施例および比較例に係る接続端子を有する配線基板における伝送特性を示すグラフである。 本開示の実施例および比較例に係る接続端子を有する配線基板における20GHz時の挿入損失を示すグラフである。
以下、図面を参照して、本開示の実施形態に係る接続端子および接続端子を有する配線基板について説明する。但し、本開示の実施形態に係る接続端子および接続端子を有する配線基板は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、上下方向が逆転してもよい。
<第1実施形態>
図1を用いて、本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の構成について説明する。
[配線基板の構成]
図1は、本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、及び(C)下面図である。図1(A)〜(C)に示すように、配線基板10は、絶縁層100と、伝送線路(配線)200と、層間接続部300と、接続端子400とを備える。
絶縁層100の1面(第1面)には、伝送線路200が配置される。伝送線路200の一端は、層間接続部300と電気的に接続する。層間接続部300は、絶縁層100の第1面から第1面とは反対側の第2面まで絶縁層100を貫通する。層間接続部300は、絶縁層100の第2面において接続端子400と電気的に接続する。
なお、絶縁層100は、単一の層によって構成された例を図示したが、これに限定されない。絶縁層100は複数積層されてもよい。また、伝送線路200は絶縁層100の第1面に1本配置したがこれに限定されない。伝送線路200は1本以上配置されればよい。さらに、伝送線路200は絶縁層100の反対側の面(第2面)に配置されてもよく、絶縁層が複数積層される場合、絶縁層の層間の面に配置されてもよい。
本実施形態において、層間接続部300は1つ配置したがこれに限定されない。絶縁層や伝送線路の配置に合わせて適宜配置することができる。例えば、絶縁層が複数積層される場合、層間接続部は各絶縁層の層間を接続するよう各絶縁層に配置されてもよい。各層間接続部は、各層間に配置される伝送線路で接続されてもよいし、接続部を介して接続されてもよい。
伝送線路200と層間接続部300とは、特性インピーダンスが整合し、層間接続部300は伝送線路200の一端と直接接続する。別言すると、特性インピーダンスを整合すれば、伝送線路200と層間接続部300とは、同一の材料、形状、物性などを有してもよいし、異なる材料、形状、物性などを有してもよい。例えば、伝送線路200と層間接続部300とは同一の材料であって、略同一の径を有してもよい。ここで伝送線路200と層間接続部300の径とは、伝送方向と直交する断面の長径を示す。また、略同一とは誤差10%の範囲内であることを示す。しかしながらこれに限定されず、伝送線路200と層間接続部300とは同一の材料であって、伝送方向と直交する断面積が略同一であってもよい。
本実施形態において、伝送線路200と層間接続部300とは、直接接続する。伝送線路200と層間接続部300との接続部には、ずれを見込んだ接続部(ランド)などが存在しない。配線基板においてサイズの大きい接続部の存在は、配線密度を低下させる。また、容量の大きい接続部の存在は、特性インピーダンス不整合の一因となる。本実施形態においては、伝送線路200と層間接続部300とが、直接接続することから、配線密度の増加および特性インピーダンス整合を向上することができる。しかしながらこれに限定されず、伝送線路200と層間接続部300との間には接続部を配置してもよい。この場合、接続部の径は、製造工程におけるアライメント精度と同等以上に設定する。
本実施形態において、層間接続部300と接続端子400とは直接接続する。しかしながらこれに限定されず、層間接続部300は、例えば、伝送線路を介して接続端子400と接続してもよい。図には示さなかったが、接続端子400には半田ボールが搭載され、外部基板などに実装されてもよい。なお、接続端子400の構造については後述する。
本実施形態において、絶縁層100には導体として伝送線路200と、層間接続部300と、接続端子400とを配置した。しかしながらこれに限定されず、さらに接地導体、電源導体などが適宜配置されてもよい。
本実施形態において、伝送線路200の幅及び高さはそれぞれ2μmである。しかしながらこれに限定されず、伝送線路200の幅及び高さは、用途に応じて適宜選択でき、例えば2μm以上30μm以下の範囲で選択することができる。伝送線路200の幅及び高さは、同一であってもよいし、異なってもよい。ここで、伝送線路200の幅及び高さの長辺を、伝送線路200の径とする。
本実施形態において、層間接続部300は円筒型であり、その直径は10μmである。しかしながらこれに限定されず、層間接続部300の径は、伝送線路200と特性インピーダンスが整合するよう、それぞれの材料、形状、物性などに合わせて2μm以上30μm以下の範囲で選択することができる。すなわち、伝送線路200と層間接続部300とは、特性インピーダンスを整合する。
図1(A)に示すように、伝送線路200の平面形状は、絶縁層100の第1側102から、第1側102とは反対側の第2側104に向かって延びるライン形状を例示したが、この形状に限定されない。伝送線路200の平面形状は例えば、複数のラインがそれぞれ異なる方向に延び、一部のラインが交差する又は一部のラインが連結してもよい。また、図1(A)では、絶縁層100は方形であるが、この形に限定されない。
絶縁層100は、電気絶縁性を有する材料であればよい。絶縁層100の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂材料、シリコーン系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、フェノール系樹脂材料、ポリイミド系樹脂材料、ポリスルホン系樹脂材料、ポリエステル系樹脂材料、ポリカーボネイト系樹脂材料等を用いることができる。
本実施形態において、絶縁層100の厚さは、3μmである。しかしながらこれに限定されず、例えば、3μm以上30μm以下の厚さの基材を使用することができる。絶縁層100の厚さが上記下限よりも薄くなると、基材のたわみが大きくなるため、製造過程におけるハンドリングが困難になる。一方、絶縁層100の厚さが上記上限よりも厚くなると、基材の重量が増加し、ハンドリングを行う装置への負担が大きくなる。また、配線基板10を多層配線基板として用いる場合、絶縁層100の厚さがより厚いほど、各層間を電気的に接続する層間接続部を形成するための貫通孔がより深くなる。
導電体である伝送線路200、層間接続部300、および接続端子400の材料は、導電性を有する材料であればよい。本実施形態において伝送線路200、層間接続部300、および接続端子400の材料は銅であるがこれに限定されない。導電体の材料としては、例えば、金、銀、銅、白金、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、又はイリジウム等を用いることができる。伝送線路200、層間接続部300、および接続端子400の材料は、同一の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。さらに伝送線路200、層間接続部300、および接続端子400の材料は、単一の材料であってもよいし、1つ以上の異なる材料の組み合わせであってもよい。本実施形態においては、伝送線路200、層間接続部300、および接続端子400の材料が、同一の材料であることから、特性インピーダンス整合をさらに向上することができる。
[接続端子の構成]
接続端子400は、絶縁層100の第1面とは反対側の第2面に配置される。しかしながらこれに限定されず、例えば絶縁層が複数積層される場合、接続端子400は、絶縁層の表層に配置されればよい。接続端子400は、配線基板を実装する時に、絶縁層100の第2面とは反対側において半田ボールと直接接続する。すなわち、接続端子400は、半導体チップや外部基板などの実装面に配置されればよい。
図1(C)に示すように、本実施形態に係る接続端子400は、スペース(開口部)を有し、外径の面積に対して表面積が小さいパターンを備える。ここで接続端子400の表面積とは、接続端子400を下面から平面視(D1逆方向)したときの、スペース(開口部)を除いた接続端子400の面積を示す。外径の面積とは、スペース(開口部)を含む接続端子400の面積を示す。本実施形態において、接続端子400の外周は円形である。接続端子400は、外周部440と中心部460と連結部480とを備える。接続端子400の外周部440と中心部460とは、連結部480において一部接続している。別言すると、接続端子400は、外周部440と中心部460の間に、1つの連結部480と1つのスペース(開口部)420とが配置されている。
接続端子400の連結部480の位置は、接続端子400と接続する伝送線路200の信号伝送方向に依存する。図1(B)に示すように、本実施形態に係る接続端子400は、絶縁層100の102方向から104方向へ延在する伝送線路200と、絶縁層100の第1面から第2面に貫通する層間接続部300と接続する。このため信号は伝送線路200に沿ってD3方向へ、そして層間接続部300に沿ってD1方向へ伝送される。
本実施形態に係る接続端子400の連結部480は、上面(あるいは下面)から見た時に、中心部460から信号の伝送方向入口側(D3手前方向)に配置される。別言すると、接続端子400の連結部480は、中心部460から伝送線路200が延在する側に配置される。一方で、接続端子400のスペース(開口部)420は、上面(あるいは下面)から見た時に、外周部440と中心部460の間の残りの領域に配置される。別言すると、接続端子400のスペース(開口部)420は、連結部480が延在する側とは反対側に配置される。
本実施形態において、接続端子400の連結部480は、接続端子400の中心から信号の伝送方向入口方向(D3手前方向)に中心角θが180°の範囲で半円状に延在する。すなわち、連結部480は、接続端子400の信号の伝送方向入口側(D3手前方向)2分の1において外周部440と中心部460とを接続する。
しかしながらこれに限定されず、連結部480は、接続端子400の中心から信号の伝送方向入口方向(D3手前方向)に中心角θが10°以上180°以下の範囲に延在し、外周部440と中心部460とを接続すればよい。連結部480およびスペース(開口部)420の形は、上記範囲を満たす限り特に限定されない。また、連結部480およびスペース(開口部)420の数は複数であってもよい。連結部480およびスペース(開口部)420の数が複数である場合、少なくとも1つの連結部480が上記下限を満たせばよく、すべての連結部480が上記上限を満たせばよい。接続端子400が連結部480を有することで、層間接続部300からの信号を接続端子400全体に伝送することができ、接続端子400から半田ボールへの信号の伝送を確実にすることができる。また、接続端子400が連結部480を有することで、半田ボールを中心部460から外周部440へ広がることを助長することができる。接続端子400がスペース(開口部)を有するパターンを備えることで、半田ボールと接続端子400との接続を確実にし、接着強度を向上することができる。
接続端子400は、配線基板10の伝送線路200および層間接続部300と比較して、より大きい外径を有する。接続端子400の外径は、例えば200μm以上300μm以下の範囲で適宜選択することができる。外周部440の幅は、接続端子400の外径の10%以上20%以下の範囲であればよい。すなわち、接続端子400の外径が200μmである場合、外周部440の幅は20μm以上40μm以下の範囲で適宜選択することができる。接続端子400の外径および外周部440の幅は上記範囲内であることによって、半田ボールとの接続を確実にし、接着強度を向上することができる。
本実施形態に係る接続端子400は中心部460を有することで、層間接続部300と直接接続することができる。配線基板10を上面から平面視(D1方向)したとき、層間接続部300の中心軸は、中心部460の略中心と直接接続する。このため、中心部460の直径は、例えば10μm以上30μm以下の範囲で適宜選択することができる。これによって、層間接続部300の中心軸と中心部460の中心とがずれたとしても、確実に接続することができる。しかしながらこれに限定されず、例えば、中心部460が伝送線路200と直接接続する場合、中心部460の直径は2μm以上30μm以下の範囲で適宜選択することができる。すなわち、中心部460の直径は、接続する導体の幅と製造工程におけるアライメント精度を考慮して適宜設定することができる。
接続端子400は、スペース(開口部)420を備えることで、外径の面積に対して表面積が小さい。接続端子400の表面積は、外径の面積に対して10%以上80%以下の範囲で適宜選択することができる。接続端子400の表面積は、外径の面積に対して35%以上80%以下の範囲であることがより好ましい。
本実施形態に係る接続端子400は、信号の伝送経路となる領域に連結部480を配置し、信号伝達に影響の少ない領域にスペース(開口部)420を配置することで、伝送経路を保持しつつ接続端子400の表面積を削減することができる。これによって、接続端子400の容量を抑制することができ、伝送線路200や層間接続部300の特性インピーダンスと、接続端子400の特性インピーダンスを整合させることができる。したがって、高速・高周波帯域における反射特性の劣化を抑制し、高速・高周波に適用できる配線基板を提供することができる。
<第2実施形態>
第2実施形態に係る配線基板10aは、第1実施形態に係る配線基板10が備える接続端子400とは異なる構成の接続端子400aを有する。
図2を用いて、本開示の第2実施形態に係る接続端子400aの構成について説明する。ここで、第1実施形態と同様である配線基板10の他の構成については、その詳しい説明を省略する。
[接続端子の構成]
図2は、本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、及び(C)下面図である。図2(A)〜(C)に示すように、配線基板10aは、絶縁層100aと、伝送線路(配線)200aと、層間接続部300aと、接続端子400aとを備える。
図2(C)に示すように、本実施形態に係る接続端子400aは、スペース(開口部)を有し、外径の面積に対して表面積が小さいパターンを備える。本実施形態において、接続端子400aの外周は円形である。接続端子400aは、外周部440aと中心部460aと連結部480aとを備える。接続端子400aの外周部440aと中心部460aとは、連結部480aにおいて一部接続している。別言すると、接続端子400aは、外周部440aと中心部460aの間に、1つの連結部480aと1つのスペース(開口部)420aとが配置されている。接続端子400aの中心部460aは、層間接続部300aと直接接続する。接続端子400aの外周部440aは、半田ボールとの接着強度を向上することができる。
接続端子400aの連結部480aの位置は、接続端子400aと接続する伝送線路200aの信号伝送方向に依存する。本実施形態に係る接続端子400aの連結部480aは、上面(あるいは下面)から見た時に、中心部460aから信号の伝送方向入口側(D3手前方向)に配置される。別言すると、接続端子400aの連結部480aは、中心部460aから伝送線路200aが延在する側に配置される。一方で、接続端子400aのスペース(開口部)420aは、上面(あるいは下面)から見た時に、外周部440aと中心部460aの間の残りの領域に配置される。別言すると、接続端子400aのスペース(開口部)420aは、連結部480aが延在する側とは反対側に配置される。
本実施形態において、接続端子400aの連結部480aは、接続端子400aの中心から信号の伝送方向入口方向(D3手前方向)に中心角θが90°の範囲で扇状に延在する。すなわち、連結部480aは、接続端子400aの信号の伝送方向入口側(D3手前方向)4分の1において外周部440aと中心部460aとを接続する。接続端子400aが連結部480aを有することで、層間接続部300aからの信号を接続端子400a全体に伝送することができ、接続端子400aから半田ボールへの信号の伝送を確実にすることができる。また、接続端子400aが連結部480aを有することで、半田ボールを中心部460aから外周部440aへ広がることを助長することができる。接続端子400aがスペース(開口部)を有するパターンを備えることで、半田ボールとの接続を確実にし、接着強度を向上することができる。
本実施形態に係る接続端子400aは、信号の伝送経路となる領域に連結部480aを配置し、信号伝達に影響の少ない領域にスペース(開口部)420aを配置することで、伝送経路を保持しつつ接続端子400aの表面積をより削減することができる。これによって、接続端子400aの容量をより抑制することができ、伝送線路200aや層間接続部300aの特性インピーダンスと、接続端子400aの特性インピーダンスを整合させることができる。したがって、高速・高周波帯域における反射特性の劣化を抑制し、高速・高周波に適用できる配線基板を提供することができる。
<第3実施形態>
第3実施形態に係る配線基板10bは、第1実施形態に係る配線基板10が備える接続端子400とは異なる構成の接続端子400bを有する。
図3を用いて、本開示の第3実施形態に係る接続端子400bの構成について説明する。ここで、第1実施形態と同様である配線基板10の他の構成については、その詳しい説明を省略する。
[接続端子の構成]
図3は、本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、及び(C)下面図である。図3(A)〜(C)に示すように、配線基板10bは、絶縁層100bと、伝送線路(配線)200bと、層間接続部300bと、接続端子400bとを備える。
図3(C)に示すように、本実施形態に係る接続端子400bは、スペース(開口部)を有し、外径の面積に対して表面積が小さいパターンを備える。本実施形態において、接続端子400bの外周は円形である。接続端子400bは、外周部440bと中心部460bと連結部480bとを備える。接続端子400bの外周部440bと中心部460bとは、連結部480bにおいて一部接続している。別言すると、接続端子400bは、外周部440bと中心部460bの間に、1つの連結部480bと1つのスペース(開口部)420bとが配置されている。接続端子400bの中心部460bは、層間接続部300bと直接接続する。接続端子400bの外周部440bは、半田ボールとの接着強度を向上することができる。
接続端子400bの連結部480bの位置は、接続端子400bと接続する伝送線路200bの信号伝送方向に依存する。本実施形態に係る接続端子400bの連結部480bは、上面(あるいは下面)から見た時に、中心部460bから信号の伝送方向入口側(D3手前方向)に配置される。別言すると、接続端子400bの連結部480bは、中心部460bから伝送線路200bが延在する側に配置される。一方で、接続端子400bのスペース(開口部)420bは、上面(あるいは下面)から見た時に、外周部440bと中心部460bの間の残りの領域に配置される。別言すると、接続端子400bのスペース(開口部)420bは、連結部480bが延在する側とは反対側に配置される。
本実施形態において、接続端子400bの連結部480bは、接続端子400bの中心から信号の伝送方向入口方向(D3手前方向)に中心角θが30°の範囲で扇状に延在する。すなわち、連結部480bは、接続端子400bの信号の伝送方向入口側(D3手前方向)12分の1において外周部440bと中心部460bとを接続する。接続端子400bが連結部480bを有することで、層間接続部300bからの信号を接続端子400b全体に伝送することができ、接続端子400bから半田ボールへの信号の伝送を確実にすることができる。また、接続端子400bが連結部480bを有することで、半田ボールを中心部460bから外周部440bへ広がることを助長することができる。接続端子400bがスペース(開口部)を有するパターンを備えることで、半田ボールとの接続を確実にし、接着強度を向上することができる。
本実施形態に係る接続端子400bは、信号の伝送経路となる領域に連結部480bを配置し、信号伝達に影響の少ない領域にスペース(開口部)420bを配置することで、伝送経路を保持しつつ接続端子400bの表面積をより削減することができる。これによって、接続端子400bの容量をより抑制することができ、伝送線路200bや層間接続部300bの特性インピーダンスと、接続端子400bの特性インピーダンスを整合させることができる。したがって、高速・高周波帯域における反射特性の劣化を抑制し、高速・高周波に適用できる配線基板を提供することができる。
<第4実施形態>
第4実施形態に係る配線基板10cは、第1実施形態に係る配線基板10が備える接続端子400とは異なる構成の接続端子400cを有する。
図4を用いて、本開示の第4実施形態に係る接続端子400cの構成について説明する。ここで、第1実施形態と同様である配線基板10の他の構成については、その詳しい説明を省略する。
[接続端子の構成]
図4は、本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、及び(C)下面図である。図4(A)〜(C)に示すように、配線基板10cは、絶縁層100cと、伝送線路(配線)200cと、層間接続部300cと、接続端子400cとを備える。
図4(C)に示すように、本実施形態に係る接続端子400cは、スペース(開口部)を有し、外径の面積に対して表面積が小さいパターンを備える。本実施形態において、接続端子400cの外周は円形である。接続端子400cは、外周部440cと中心部460cと連結部480cとを備える。接続端子400cの外周部440cと中心部460cとは、連結部480cにおいて一部接続している。別言すると、接続端子400cは、外周部440cと中心部460cの間に、1つの連結部480cと1つのスペース(開口部)420cとが配置されている。接続端子400cの中心部460cは、層間接続部300cと直接接続する。接続端子400cの外周部440cは、半田ボールとの接着強度を向上することができる。
接続端子400cの連結部480cの位置は、接続端子400cと接続する伝送線路200cの信号伝送方向に依存する。本実施形態に係る接続端子400cの連結部480cは、上面(あるいは下面)から見た時に、中心部460cから信号の伝送方向出口側(D3方向)に配置される。別言すると、接続端子400cの連結部480cは、中心部460cから伝送線路200cが延在する側とは反対側(延長線上)に配置される。一方で、接続端子400cのスペース(開口部)420cは、上面(あるいは下面)から見た時に、外周部440cと中心部460cの間の残りの領域に配置される。別言すると、接続端子400cのスペース(開口部)420cは、連結部480cが延在する側とは反対側に配置される。
本実施形態において、接続端子400cの連結部480cは、接続端子400cの中心から信号の伝送方向出口方向(D3方向)に中心角θが30°の範囲で扇状に延在する。すなわち、連結部480cは、接続端子400cの信号の伝送方向出口側(D3方向)12分の1において外周部440cと中心部460cとを接続する。
しかしながらこれに限定されず、連結部480cは、接続端子400cの中心から信号の伝送方向出口方向(D3方向)に中心角θが10°以上180°以下の範囲に延在し、外周部440cと中心部460cとを接続すればよい。連結部480cおよびスペース(開口部)420cの形は、上記範囲を満たす限り特に限定されない。また、連結部480cおよびスペース(開口部)420cの数は複数であってもよい。連結部480cおよびスペース(開口部)420cの数が複数である場合、少なくとも1つの連結部480cが上記下限を満たせばよく、すべての連結部480cが上記上限を満たせばよい。接続端子400cが連結部480cを有することで、層間接続部300cからの信号を接続端子400c全体に伝送することができ、接続端子400cから半田ボールへの信号の伝送を確実にすることができる。また、接続端子400cが連結部480cを有することで、半田ボールを中心部460cから外周部440cへ広がることを助長することができる。接続端子400cがスペース(開口部)を有するパターンを備えることで、半田ボールとの接続を確実にし、接着強度を向上することができる。
接続端子400cは、スペース(開口部)420cを備えることで、外径の面積に対して表面積が小さい。接続端子400cの表面積は、外径の面積に対して10%以上80%以下の範囲で適宜選択することができる。接続端子400cの表面積は、外径の面積に対して35%以上80%以下の範囲であることがより好ましい。
本実施形態に係る接続端子400cは、信号の伝送経路となる領域に連結部480cを配置し、信号伝達に影響の少ない領域にスペース(開口部)420cを配置することで、伝送経路を保持しつつ接続端子400cの表面積をより削減することができる。これによって、接続端子400cの容量をより抑制することができ、伝送線路200cや層間接続部300cの特性インピーダンスと、接続端子400cの特性インピーダンスを整合させることができる。したがって、高速・高周波帯域における反射特性の劣化を抑制し、高速・高周波に適用できる配線基板を提供することができる。
<第5実施形態>
第5実施形態に係る配線基板10dは、第1実施形態に係る配線基板10が備える接続端子400とは異なる構成の接続端子400dを有する。
図5を用いて、本開示の第5実施形態に係る接続端子400dの構成について説明する。ここで、第1実施形態と同様である配線基板10の他の構成については、その詳しい説明を省略する。
[接続端子の構成]
図5は、本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、及び(C)下面図である。図5(A)〜(C)に示すように、配線基板10dは、絶縁層100dと、伝送線路(配線)200dと、層間接続部300dと、接続端子400dとを備える。
図5(C)に示すように、本実施形態に係る接続端子400dは、スペース(開口部)を有し、外径の面積に対して表面積が小さいパターンを備える。本実施形態において、接続端子400dの外周は円形である。接続端子400dは、外周部440dと中心部460dと連結部480dと補助部490dを備える。接続端子400dの外周部440dと中心部460dとは、連結部480dおよび補助部490dにおいて一部接続している。別言すると、接続端子400dは、外周部440dと中心部460dの間に、2つの連結部480dと2つの補助部490dと4つのスペース(開口部)420dとが配置されている。接続端子400dの中心部460dは、層間接続部300dと直接接続する。接続端子400dの外周部440dは、半田ボールとの接着強度を向上することができる。
接続端子400dの連結部480dの位置は、接続端子400dと接続する伝送線路200dの信号伝送方向に依存する。本実施形態に係る接続端子400dの連結部480dは、上面(あるいは下面)から見た時に、中心部460dから信号の伝送方向入口側および出口側の両方向(D3両方向)に配置される。別言すると、接続端子400dの連結部480dは、中心部460dから伝送線路200dが延在する側および延長線側の両方に配置される。接続端子400dの補助部490dは、上面(あるいは下面)から見た時に、外周部440dと中心部460dの間の領域に配置される。補助部490dは、信号の伝送方向と垂直な方向(D2両方向)に配置される。補助部490dをこのように配置することで、接続端子400dの中心部から外周部に均等に延在する補助パターンを形成することができ、外部基板などに実装されるとき、半田ボールの広がりを助長することができる。一方で、接続端子400dのスペース(開口部)420dは、上面(あるいは下面)から見た時に、外周部440dと中心部460dの間の残りの領域に配置される。
本実施形態において、接続端子400dの連結部480dは、接続端子400dの中心から信号の伝送方向入口側および出口側の両方向(D3両方向)に、接続端子400dの外径の10%以上20%以下の範囲の幅でライン状に延在する。すなわち、接続端子400dの外径が200μmである場合、外周部440dの幅は20μm以上40μm以下の範囲で適宜選択することができる。接続端子400dは、スペース(開口部)420dを備えることで、外径の面積に対して表面積が小さい。接続端子400dの表面積は、外径の面積に対して10%以上80%以下の範囲で適宜選択することができる。接続端子400dの表面積は、外径の面積に対して35%以上80%以下の範囲であることがより好ましい。
接続端子400dの補助部490dは、接続端子400dの中心から信号の伝送方向と垂直な方向(D2両方向)に、接続端子400dの外径の10%以上20%以下の範囲の幅でライン状に延在する。すなわち、接続端子400dの外径が200μmである場合、補助部490dの幅は20μm以上40μm以下の範囲で適宜選択することができる。各補助部490dの位置はとくに限定しない。各補助部490dを除く接続端子400dおよび外部端子800dの表面積が、外径の面積に対して10%以上であり、且つ、各補助パターンを含めた接続端子400dおよび外部端子800dの表面積が、外径の面積に対して80%以下の範囲であればよい。
接続端子400dが連結部480dを有することで、層間接続部300dからの信号を接続端子400d全体に伝送することができ、接続端子400dから半田ボールへの信号の伝送を確実にすることができる。また、接続端子400dが連結部480dおよび補助部490dを有することで、半田ボールを中心部460dから外周部440dへ広がることを助長することができる。接続端子400dがスペース(開口部)を有するパターンを備えることで、半田ボールとの接続を確実にし、接着強度を向上することができる。
本実施形態に係る接続端子400dは、信号の伝送経路となる領域に連結部480dを配置し、信号伝達に影響の少ない領域にスペース(開口部)420dを配置することで、伝送経路を保持しつつ接続端子400dの表面積をより削減することができる。これによって、接続端子400dの容量をより抑制することができ、伝送線路200dや層間接続部300dの特性インピーダンスと、接続端子400dの特性インピーダンスを整合させることができる。したがって、高速・高周波帯域における反射特性の劣化を抑制し、高速・高周波に適用できる配線基板を提供することができる。
<第6実施形態>
第6実施形態に係る配線基板10eは、第1実施形態に係る配線基板10が備える導体とは異なる構成を有する。
図6を用いて、本開示の第6実施形態に係る配線基板10eの構成について説明する。ここで、第1実施形態と同様である構成については、その詳しい説明を省略する。図6を用いて、本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の構成について説明する。
[配線基板の構成]
図6は、本開示の一実施形態に係る接続端子を有する配線基板の一例を示す(A)上面図、(B)断面図、(C)接続端子の上面図(配線基板に配置した場合、配線基板下面からみた図)、および(D)外部端子の上面図である。図6(A)および(B)に示すように、配線基板10eは、2層の絶縁層100e(第1の絶縁層100e1および第2の絶縁層100e2)、伝送線路(配線)200e、2つの接続部500e(第1の接続部500e1および第2の接続部500e2)、2つの層間接続部300e(第1の層間接続部300e1および第2の層間接続部300e2)、接続端子400eを備える。
第1の絶縁層100e1の第1面には、伝送線路200eが配置される。伝送線路200eの一端は、第1の接続部500e1を介して第1の層間接続部300e1と電気的に接続する。第1の層間接続部300e1は、第1の絶縁層100e1の第1面から第1面とは反対側の第2面まで第1の絶縁層100e1を貫通する。第1の絶縁層100e1の第2面側には、第2の絶縁層100e2が配置される。第1の絶縁層100e1(第2面側)と第2の絶縁層100e2(第1面側)との層間には第1の接続部500e1が配置される。第1の層間接続部300e1は第2の接続部500e2を介して第2の層間接続部300e2と電気的に接続する。第2の層間接続部300e2は、第2の絶縁層100e2の第1面から第1面とは反対側の第2面まで第2の絶縁層100e2を貫通する。第2の絶縁層100e2の第2面側には、接続端子400eが配置される。第2の層間接続部300e2は、第2の絶縁層100e2の第2面において接続端子400eと電気的に接続する。
伝送線路200eと第1の層間接続部300e1と第2の層間接続部300e2とは、特性インピーダンスが整合している。伝送線路200eと第1の層間接続部300e1と第2の層間接続部300e2とは、第1の接続部500e1および第2の接続部500e2を介して接続する。接続部の直径は、例えば12μm以上40μm以下の範囲で選択することができる。これによって、伝送線路200eと第1の層間接続部300e1、または第1の層間接続部300e1と第2の層間接続部300e2との中心軸がずれたとしても、確実に接続することができる。一方で、第1の接続部500e1および第2の接続部500e2は、伝送線路200eと第1の層間接続部300e1、または第1の層間接続部300e1と第2の層間接続部300e2とを接続するためのアライメント精度と同等程度の径でよいことから、接続部の小型化が可能となる。
本実施形態において、絶縁層100eには導体として伝送線路200eと、第1の層間接続部300e1と、接続端子400eとを配置した。しかしながらこれに限定されず、さらに接地導体、電源導体などが適宜配置されてもよい。
配線基板10eの接続端子400eは半田ボール600eを介して外部基板700eの外部端子800eに接続する。このため接続端子400eおよび外部端子800eは、配線基板10eの伝送線路200e、第1の接続部500e1、第1の層間接続部300e1、第2の接続部500e2、および第2の層間接続部300e2の径と比較して、より大きい外径を有する。接続端子400eおよび外部端子800eの外径は、例えば200μm以上300μm以下の範囲で選択することができる。外部基板700eの外部端子800eは、外部配線900eに接続される。
[接続端子および外部端子の構成]
図6(C)は、本開示の一実施形態に係る接続端子の上面図である。図6(D)は、本開示の一実施形態に係る外部端子の上面図である。ここで、第1実施形態と同様である接続端子400eの構成については、その詳しい説明を省略する。
図6(D)に示すように、本実施形態に係る外部端子800eは、図6(C)に示す接続端子400eを水平反転した構成を有する。外部端子800eは、スペース(開口部)を有し、外径の面積に対して表面積が小さいパターンを備える。本実施形態において、外部端子800eの外周は円形である。外部端子800eは、外周部840eと中心部860eと連結部880eとを備える。外部端子800eの外周部840eと中心部860eとは、連結部880eにおいて一部接続している。別言すると、外部端子800eは、外周部840eと中心部860eの間に、1つの連結部880eと1つのスペース(開口部)820eとが配置されている。外部端子800eの中心部860eは、外部配線900eと直接接続する。外部端子800eの外周部840eは、半田ボール600eとの接着強度を向上することができる。
外部端子800eの連結部880eの位置は、外部端子800eと接続する外部配線900eの信号伝送方向に依存する。図6(B)に示すように、本実施形態に係る外部端子800eは、外部基板700eのD3方向へ延在する外部配線900eと接続する。このため信号は外部配線900eに沿ってD3方向へ伝送される。
本実施形態に係る外部端子800eの連結部880eは、上面(あるいは下面)から見た時に、信号の伝送方向出口側(D3方向)に配置される。別言すると、外部端子800eの連結部880eは、外部配線900eが延在する側に配置される。一方で、外部端子800eのスペース(開口部)820eは、上面(あるいは下面)から見た時に、外周部440dと中心部460dの間の残りの領域に配置される。別言すると、外部端子800eのスペース(開口部)820eは、連結部880eが延在する側とは反対側に配置される。
本実施形態において、外部端子800eの連結部880eは、外部端子800eの中心から信号の伝送方向出口方向(D3方向)に中心角θが180°の範囲で半円状に延在する。すなわち、連結部880eは、外部端子800eの信号の伝送方向出口側(D3方向)2分の1において外周部840eと中心部860eとを接続する。
しかしながらこれに限定されず、連結部880eは、外部端子800eの中心から信号の伝送方向出口方向(D3方向)に中心角θが10°以上180°以下の範囲に延在し、外周部840eと中心部860eとを接続すればよい。連結部880eおよびスペース(開口部)820eの形は、上記範囲を満たす限り特に限定されない。また、連結部880eおよびスペース(開口部)820eの数は複数であってもよい。連結部880eおよびスペース(開口部)820eの数が複数である場合、少なくとも1つの連結部880eが上記下限を満たせばよく、すべての連結部880eが上記上限を満たせばよい。外部端子800eが連結部880eを有することで、半田ボール600eからの信号を外部端子800e全体に伝送することができ、外部端子800eから外部配線900eへの信号の伝送を確実にすることができる。また、外部端子800eが連結部880eを有することで、半田ボール600eを中心部860eから外周部840eへ広がることを助長することができる。外部端子800eがスペース(開口部)820eを有するパターンを備えることで、半田ボール600eと外部端子800eとの接続を確実にし、接着強度を向上することができる。
外部端子800eは、外部基板700eの外部配線900eと比較して、より大きい外径を有する。外部端子800eの外径は、例えば200μm以上300μm以下の範囲で適宜選択することができる。外周部840eの幅は、外部端子800eの外径の10%以上20%以下の範囲であればよい。すなわち、外部端子800eの外径が200μmである場合、外周部840eの幅は20μm以上40μm以下の範囲で適宜選択することができる。外部端子800eの外径および外周部840eの幅は上記範囲内であることによって、半田ボール600eとの接続を確実にし、接着強度を向上することができる。
中心部860eは外部配線900eと直接接続する。このため、中心部860eの直径は、例えば20μm以上40μm以下の範囲で適宜選択することができる。これによって、外部配線900eと中心部860eとの中心軸がずれたとしても、確実に接続することができる。しかしながらこれに限定されず、例えば、中心部860eが層間接続部と直接接続する場合、中心部860eの直径は10μm以上30μm以下の範囲で適宜選択することができる。すなわち、中心部860eの径は、接続する導体の幅と製造工程におけるアライメント精度を考慮して適宜設定することができる。
外部端子800eは、スペース(開口部)820eを備えることで、外径の面積に対して表面積が小さい。外部端子800eの表面積は、外径の面積に対して10%以上80%以下の範囲で適宜選択することができる。外部端子800eの表面積は、外径の面積に対して35%以上80%以下の範囲であることがより好ましい。
本実施形態に係る外部端子800eは、接続端子400eを水平反転した構成を有する。しかしながらこれに限定されず、外部端子800eは上記範囲を満たす限り特に限定されない。外部端子800eと接続端子400eとは、異なるパターンを有してもよい。また、外部端子800eおよび接続端子400eの連結部880eおよび連結部480eの方向は、信号伝送方向に依存することから、伝送回路の設計によってスペース(開口部)420eおよびスペース(開口部)820eの方向は適宜調整することができる。
本実施形態に係る外部端子800eは、信号の伝送経路となる領域に連結部880eを配置し、信号伝達に影響の少ない領域にスペース(開口部)820eを配置することで、伝送経路を保持しつつ外部端子800eの表面積を削減することができる。これによって、外部端子800eの容量を抑制することができ、伝送回路の特性インピーダンスを整合させることができる。したがって、高速・高周波帯域における反射特性の劣化を抑制し、高速・高周波に適用できる配線基板を提供することができる。
<変形例>
図7は、第6実施形態の変形例に係る接続端子と外部端子の一例を示す上面図である。ここで本実施形態においては、接続端子と外部端子の構成以外は第6実施形態と同様の構成であるため、その詳しい説明は省略する。
図7(A)の従来の接続端子および外部端子と比較して、図7(B)〜(D)の接続端子400fおよび外部端子800fは外径の面積に対して表面積の小さいパターンを有する。伝送回路において容量の大きいランドの存在は、特性インピーダンス不整合の一因となる。このため本変形例においては、接続端子400fおよび外部端子800fは、スペース(開口部)を配置したパターンを有する。接続端子400fおよび外部端子800fがスペース(開口部)を配置したパターンを有することで、接続端子400fおよび外部端子800fの容量を抑制することができ、伝送回路における特性インピーダンス整合をさらに向上することができる。また接続端子400fおよび外部端子800fのパターンを調整することで、特性インピーダンスを任意の値に設定することが可能となる。
図7(B)〜(D)は、配線基板10fおよび外部基板700fにおける伝送経路を考慮して、接続端子400fおよび外部端子800fの信号伝達に影響の少ない領域にスペース(開口部)を配置したパターンを示す。例えば図7(B)は、中心部460f、外周部440f、および伝送経路となる領域に連結部480fを配置した第3実施形態と同様の接続端子400f、およびそれに対応する外部端子800fを示す。
さらに、図7(C)および(D)は、外部基板700fに接続時の半田ボール600fの広がりを考慮して、接続端子400fおよび外部端子800fの中心部460fから外周部440fに均等に延在する補助部490fを配置したパターン示す。ここで均等とは、伝送方向に関係なく、放射状に中心部と外周部とを接続することを意味する。例えば、図7(C)に示す接続端子400fおよび外部端子800fは、伝送経路となる領域に連結部480fをさらに配置し、半田ボール600fの広がりを助長するように伝送方向と垂直方向に補助部490fを配置した。図7(D)に示す接続端子400fおよび外部端子800fは、さらに半田ボールによる接着を助長するように同心円状に補助部490fを配置した。
各補助部490fの位置はとくに限定しない。各補助部490fを除く接続端子400fおよび外部端子800fの表面積が、外径の面積に対して10%以上であり、且つ、各補助パターンを含めた接続端子400fおよび外部端子800fの表面積が、外径の面積に対して80%以下の範囲であればよい。
図7(B)〜(D)のように伝送経路となる領域に連結部480fを、信号伝達に影響の少ない領域にスペース(開口部)420fを配置することで、伝送経路を保持しつつ接続端子400fおよび外部端子800fにおける容量を抑制することができる。これによって、伝送回路においてよりよい信号特性を保持しつつ、特性インピーダンス整合をさらに向上することができる。さらに、図7(C)および(D)のように、半田ボールの広がりや接着を考慮してパターンを形成することで、特性インピーダンス整合を向上しつつ、実装時の接続信頼性を向上することができる。
なお、本開示は上記の実施形態および変形例に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、各実施形態および変形例は適宜組み合わせることが可能である。
上述した本開示に係る配線基板について、より詳細に説明する。
本開示の実施形態に係る配線基板が備える伝送線路の高周波帯域における伝送特性を改善し、より高速な信号伝達を可能とするために、接続端子の形状を検討した。
[実施例1]
本開示の実施例1に係る配線基板は、第2実施形態に係る配線基板および接続端子を有する。
実施例1に係る配線基板における伝送線路の各パラメータは以下の通りである。
伝送線路の幅:2μm
伝送線路の高さ:3μm
第1の接続層の直径:10μm
第1の接続層の厚さ:2μm
第1の層間接続部の直径:24μm
第1の層間接続部の長さ:3μm
第2の接続層の直径:10μm
第2の接続層の厚さ:2μm
第2の層間接続部の直径:24μm
第2の層間接続部の長さ:3μm
接続端子のパターン:第2実施形態(図2(C)参照)
接続端子の外径:250μm
接続端子の厚さ:3μm
連結部の中心角:90°
外周部の幅:25μm
中心部の直径:24μm
接続端子の表面積:0.026mm2
[比較例1]
本開示の比較例1に係る配線基板は、第2実施形態に係る配線基板と図7(A)の接続端子を有する。
比較例1に係る配線基板における伝送線路の各パラメータは以下の通りである。比較例1に係る配線基板は、実施例1に係る配線基板と接続端子以外おなじであることからその詳しい説明は省略する。
接続端子のパターン:図7(A)
接続端子の外径:250μm
接続端子の厚さ:3μm
接続端子の面積:0.049mm2
HFSS(Ansys社製)を用いて、実施例1および比較例1の配線基板の3次元モデルを作製し、有限要素法を用いて電磁界の分布状態を解析した。電磁界分布からポート間の電力損失を計算することで、各伝送回路の(A)反射損失および(B)挿入損失を算出した結果を図8に示す。
図8に示すように、実施例1において接続端子の信号伝達に影響の少ない領域にスペース(開口部)を配置することで、接続端子の容量を抑制することができ、実施例1の配線基板における(A)反射特性、および(B)通過特性を改善することができた。
次に、HFSS(Ansys社製)を用いて、実施例1および比較例1の配線基板の電流密度を解析した。各信号伝送経路における電流分布を算出したシミュレーション結果を図9に示す。
図9に示すように、(A)実施例1および(B)比較例1のいずれの信号伝送経路においても電流分布に有意な差はなく、実施例1(第2実施形態(図2(C)参照)のパターン)の接続端子によって、伝送経路となる領域をカバーすることができた。すなわち信号伝達に影響の少ない領域にスペースを配置することで、伝送経路を保持しつつ、接続端子における容量を抑制することができた。
[実施例2]
本開示の実施例2に係る配線基板は、第1実施形態に係る配線基板および接続端子を有する。
実施例2に係る配線基板における伝送線路の各パラメータは以下の通りである。
伝送線路の幅:2μm
伝送線路の高さ:2μm
第1の接続層の直径:24μm
第1の接続層の厚さ:2μm
第1の層間接続部の直径:10μm
第1の層間接続部の長さ:3μm
第2の接続層の直径:24μm
第2の接続層の厚さ:2μm
第2の層間接続部の直径:10μm
第2の層間接続部の長さ:3μm
接続端子のパターン:第1実施形態(図1(C)参照)
接続端子の外径:250μm
接続端子の厚さ:3μm
連結部の中心角:180°
外周部の幅:25μm
中心部の直径:24μm
接続端子の表面積(外径の面積に対する割合):0.0338mm2(69%)
[実施例3]
本開示の実施例3に係る配線基板は、第2実施形態に係る配線基板および接続端子を有する。
実施例3に係る配線基板における伝送線路の各パラメータは以下の通りである。実施例3に係る配線基板は、実施例2に係る配線基板と接続端子以外おなじであることからその詳しい説明は省略する。
接続端子のパターン:第2実施形態(図2(C)参照)
接続端子の外径:250μm
接続端子の厚さ:3μm
連結部の中心角:90°
外周部の幅:25μm
中心部の直径:24μm
接続端子の表面積(外径の面積に対する割合):0.026mm2(53%)
[実施例4]
本開示の実施例4に係る配線基板は、第3実施形態に係る配線基板および接続端子を有する。
実施例4に係る配線基板における伝送線路の各パラメータは以下の通りである。実施例4に係る配線基板は、実施例2に係る配線基板と接続端子以外おなじであることからその詳しい説明は省略する。
接続端子のパターン:第3実施形態(図3(C)参照)
接続端子の外径:250μm
接続端子の厚さ:3μm
連結部の中心角:30°
外周部の幅:25μm
中心部の直径:24μm
接続端子の表面積(外径の面積に対する割合):0.021mm2(42%)
[実施例5]
本開示の実施例5に係る配線基板は、第4実施形態に係る配線基板および接続端子を有する。
実施例5に係る配線基板における伝送線路の各パラメータは以下の通りである。実施例5に係る配線基板は、実施例2に係る配線基板と接続端子以外おなじであることからその詳しい説明は省略する。
接続端子のパターン:第4実施形態(図4(C)参照)
接続端子の外径:250μm
接続端子の厚さ:3μm
連結部の中心角:30°
外周部の幅:25μm
中心部の直径:24μm
接続端子の表面積(外径の面積に対する割合):0.021mm2(42%)
[実施例6]
本開示の実施例6に係る配線基板は、第5実施形態に係る配線基板および接続端子を有する。
実施例6に係る配線基板における伝送線路の各パラメータは以下の通りである。実施例6に係る配線基板は、実施例2に係る配線基板と接続端子以外おなじであることからその詳しい説明は省略する。
接続端子のパターン:第5実施形態(図5(C)参照)
接続端子の外径:250μm
接続端子の厚さ:3μm
連結部の幅:25μm
外周部の幅:25μm
中心部の直径:24μm
接続端子の表面積(外径の面積に対する割合):0.018mm2(52%)
[比較例2]
本開示の比較例2に係る配線基板は、第2実施形態に係る配線基板と図7(A)の接続端子を有する。
比較例2に係る配線基板における伝送線路の各パラメータは以下の通りである。比較例2に係る配線基板は、実施例2に係る配線基板と接続端子以外おなじであることからその詳しい説明は省略する。
接続端子のパターン:図7(A)
接続端子の外径:250μm
接続端子の厚さ:3μm
接続端子の表面積(外径の面積に対する割合):0.049mm2(100%)
HFSS(Ansys社製)を用いて、実施例2〜実施例6および比較例2の配線基板の3次元モデルを作製し、有限要素法を用いて電磁界の分布状態を解析した。電磁界分布からポート間の電力損失を計算することで、各伝送回路の挿入損失を算出した結果を図10に示す。また、実施例2〜実施例6および比較例2における20GHz時の挿入損失を図11に示す。
図10および11に示すように、比較例2と比べて実施例2〜実施例6においては特に高周波帯域における反射損失が抑制された。実施例2〜実施例6において接続端子の信号伝達に影響の少ない領域にスペース(開口部)を配置することで、接続端子の容量を抑制することができ、特に高周波帯域における通過特性を改善できることが分かった。
10:配線基板、
100:絶縁層、
200:伝送線路、
300:層間接続部、
400:接続端子、
500:接続部、
600:半田ボール、
700:外部基板、
800:外部端子、
900:外部配線、

Claims (10)

  1. 配線を備える配線基板の接続端子であって、
    外周部と中心部と連結部とを有し、前記連結部は前記外周部と前記中心部とを接続し、外径の面積に対して表面積が小さい接続端子。
  2. 外径の面積に対して表面積が10%以上80%以下の範囲である請求項1に記載の接続端子。
  3. 前記連結部は、前記接続端子の中心から前記配線の伝送方向に中心角10°以上180°以下の範囲で配置される請求項1または2に記載の接続端子。
  4. 前記外周部と前記中心部とを接続し、前記外周部と前記中心部との間に配置される補助部をさらに有する請求項1乃至3の何れか1項に記載の接続端子。
  5. 絶縁層と、
    前記絶縁層の第1面に配置された配線と、
    前記絶縁層を貫通し、前記配線と電気的に接続する層間接続部と、
    前記第1面とは反対側の第2面に配置され、前記層間接続部と電気的に接続する接続端子と、を備え、
    前記接続端子は、外周部と中心部と連結部とを有し、前記連結部は前記外周部と前記中心部とを接続し、外径の面積に対して表面積が小さい配線基板。
  6. 前記接続端子は、外径の面積に対して表面積が10%以上80%以下の範囲内である請求項5に記載の配線基板。
  7. 前記連結部は、前記接続端子の中心から前記配線の伝送方向に中心角10°以上180°以下の範囲で配置される請求項5または6に記載の配線基板。
  8. 前記外周部と前記中心部とを接続し、前記外周部と前記中心部との間に均等に配置される補助部をさらに有する請求項5乃至7の何れか1項に記載の配線基板。
  9. 前記配線と前記層間接続部とは、接続部を介して電気的に接続される請求項5乃至8の何れか1項に記載の配線基板。
  10. 前記接続端子は、外部端子を有する外部基板と電気的に接続することを特徴とする請求項5乃至9の何れか1項に記載の配線基板。
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