JP4535894B2 - Wiring board - Google Patents
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本発明は、絶縁基板の内部に信号線路を配置させるとともに、信号線路の上下両側に接地導体層を配置させてなる配線基板に関するものである。 The present invention relates to a wiring board in which a signal line is disposed inside an insulating substrate and a ground conductor layer is disposed on both upper and lower sides of the signal line.
半導体素子や発信素子等の電子部品等に対して送受信される電気信号、特に1GHz帯といった高周波信号を伝送する信号線路を備える配線基板は、一般に、酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミック焼結体等のセラミック焼結体、エポキシ樹脂,ポリイミド樹脂等の有機樹脂、または、酸化アルミニウム等の無機粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合してなる複合材料等の電気絶縁材料からなる絶縁層を複数積層して成る絶縁基板と、絶縁基板の内部に形成された信号線路と、信号線路の上下両側(絶縁基板の内部や露出表面)に形成された一対の接地導体層とを有している。 A wiring board having a signal line for transmitting electrical signals transmitted to and received from electronic components such as semiconductor elements and transmitting elements, particularly high-frequency signals such as 1 GHz band, is generally an aluminum oxide sintered body or a glass ceramic sintered body. A plurality of insulating layers made of an electrically insulating material such as a ceramic sintered body, an organic resin such as an epoxy resin or a polyimide resin, or a composite material formed by bonding an inorganic powder such as aluminum oxide with an organic resin such as an epoxy resin. It has a laminated insulating substrate, a signal line formed inside the insulating substrate, and a pair of ground conductor layers formed on both upper and lower sides of the signal line (inside and exposed surface of the insulating substrate).
接地導体層と信号線路との間に介在する絶縁層の厚さや層数(つまり介在する誘電体の厚さ)に応じて静電容量(キャパシタンス)が生じ、このキャパシタンスにより信号線路のインピーダンスが所定の値に調整される。 An electrostatic capacitance (capacitance) is generated according to the thickness of the insulating layer and the number of layers (that is, the thickness of the intervening dielectric) interposed between the ground conductor layer and the signal line, and the impedance of the signal line is determined by this capacitance. Adjusted to the value of.
そして、例えば、信号線路の一部を、絶縁基板に形成した貫通導体等を介して絶縁基板の表面に導出させておくとともに、絶縁基板に電子部品を搭載し、電子部品の電極を信号線路の導出部分にボンディングワイヤや半田等を介して電気的に接続し、必要に応じて電子部品を蓋体や封止用樹脂等で封止することにより、信号線路を介して電子部品と外部の電気回路との間で例えば1GHz以上の高周波信号等の電気信号の授受が可能な電子装置として完成する。 For example, a part of the signal line is led out to the surface of the insulating substrate via a through conductor formed on the insulating substrate, and an electronic component is mounted on the insulating substrate, and the electrode of the electronic component is connected to the signal line. Electrically connected to the lead-out part via a bonding wire, solder, etc., and if necessary, the electronic component is sealed with a lid, sealing resin, etc. For example, the electronic device can be completed with an electric signal such as a high-frequency signal of 1 GHz or more with a circuit.
なお、電子部品は、詳細には、IC,LSI等の半導体集積回路素子、LD(半導体レーザ),LED(発光ダイオード),PD(フォトダイオード),CCD(電荷結合素子),ラインセンサ,イメージセンサ等の光半導体素子、MEMS(Micro Electro Mechanical System)用半導体素子,圧電振動子,水晶振動子等の振動子、容量素子その他の種々の電子部品であり、形成された電子装置は、各種センサ装置,携帯電話,コンピュータ,ルータ等の電子機器の部品として使用される。
しかしながら、このような配線基板においては、近年、ひとつの回路に高機能性を持たせるために、インピーダンスの異なる信号線路を複数、絶縁基板に形成するような要求が高まってきている。この場合、配線基板は、それぞれの信号線路に要求される所定のインピーダンスに応じて、上下両側の接地導体層との間に介在する絶縁基板の厚さが異なる信号線路を複数、上下に積層した構造とする必要があり、薄型化が難しいという問題があった。 However, in such a wiring board, in recent years, there has been an increasing demand for forming a plurality of signal lines having different impedances on an insulating substrate in order to provide a single circuit with high functionality. In this case, the wiring board is formed by laminating a plurality of signal lines with different thicknesses of the insulating substrate interposed between the upper and lower ground conductor layers according to a predetermined impedance required for each signal line. There was a problem that it was necessary to have a structure and it was difficult to reduce the thickness.
本発明は、上述の問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、インピーダンスが互いに異なる信号線路が内部に配置される配線基板において、信号線路のインピーダンスを所定の値に調整することが可能で、且つ薄型化が容易な配線基板を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to adjust the impedance of a signal line to a predetermined value in a wiring board in which signal lines having different impedances are arranged inside. An object of the present invention is to provide a wiring board that can be easily reduced in thickness.
本発明の配線基板は、絶縁基板の内部に信号線路を配置させるとともに、該信号線路の上下両側に一対の接地導体層を配置させてなる配線基板であって、前記信号線路と各前記接地導体層との間に、前記信号線路の少なくとも一部を挟むようにして一対の補助接地導体層が対向配置されており、該一対の補助接地導体層は、幅方向の両端が前記信号線路の幅方向の両端よりも外方に延在されて同じ幅とされていることを特徴とするものである。
Wiring board of the present invention, as well to arrange the signal line in the insulating substrate, a wiring substrate formed by placing a pair of ground conductor layers on both upper and lower sides of the signal line, the signal line and each of said grounding conductor A pair of auxiliary ground conductor layers are disposed opposite each other so that at least a part of the signal line is sandwiched between the layers, and both ends of the pair of auxiliary ground conductor layers are arranged in the width direction of the signal line. It is characterized by extending outward from both ends and having the same width .
さらに、本発明の配線基板は、前記信号線路が前記絶縁基板の内部に複数設けられており、これら複数の前記信号線路が互いに平行に配置されていることを特徴とするものである。
Further, the wiring board of the present invention, the signal line is provided more inside the insulating substrate, it is characterized in that the plurality of the signal lines are arranged parallel to each other.
本発明の配線基板によれば、絶縁基板の内部に信号線路を配置させるとともに、この信号線路の上下両側に一対の接地導体層を配置させてなる配線基板において、信号線路と各接地導体層との間に、信号線路の少なくとも一部を挟むようにして一対の補助接地導体層を対向配置させたことから、補助接地導体層と信号線路との間の距離に応じて信号線路のインピーダンスを調整することができ、インピーダンスの異なる信号線路を配置するような場合であっても、上下両側の接地導体層との間に介在する絶縁基板の厚さが異なる信号線路を積層する必要はなく、薄型化に容易に対応することができる。
According to the wiring board of the present invention, together with to arrange the signal line in the insulating substrate, the wiring substrate made by placing a pair of ground conductor layers on both upper and lower sides of the signal line, the signal line and the respective ground conductor layers Since the pair of auxiliary grounding conductor layers are arranged opposite each other so that at least a part of the signal line is sandwiched between them, the impedance of the signal line is adjusted according to the distance between the auxiliary grounding conductor layer and the signal line can be, even when the placing different signal line impedance, it is not necessary to the thickness of the insulating substrate interposed between the upper and lower sides of the ground conductor layer is laminated different signal lines, the thin It can be easily handled.
また、本発明の配線基板によれば、一対の補助接地導体層は、幅方向の両端が信号線路の幅方向の両端よりも外方に延在されて同じ幅とされていることにより、補助接地導体層と信号線路との間に有効に静電容量を生じさせて、信号線路のインピーダンスの低減が、大きな幅で、かつ容易に行なえるものとなり、幅広いインピーダンス値に対応することや、薄型化が可能な配線基板とすることができる。
Further, according to the wiring board of the present invention, a pair of auxiliary ground conductor layer, by being the same width is extended outward from the width direction of both ends in the width direction of the both ends the signal line, and causing capacitance enabled between the auxiliary ground conductor layer and the signal line, reduce the impedance of the signal line is, play a significant width, and easily becomes able ones, correspond to the wide range of impedance values and that can be thin type of is and the wiring board as possible.
さらに、本発明の配線基板によれば、前記信号線路を絶縁基板の内部に複数設けるとともに、これら複数の信号線路を互いに平行に配置することにより、信号線路同士お互いの距離が一定になり、部分的にインピーダンスが変化することの無い、より一層安定したインピーダンスを得ることが可能な配線基板とすることができる。 Furthermore, according to the wiring board of the present invention, by providing a plurality of the signal lines inside the insulating substrate and arranging the plurality of signal lines in parallel with each other, the distance between the signal lines becomes constant, Therefore, it is possible to obtain a wiring board capable of obtaining a more stable impedance without impedance change.
以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、図1(a)は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図、図1(b)は図1(a)の部分的平面透視図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a wiring board according to the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a wiring board according to the present invention. FIG. 2 is a partial plan perspective view of FIG.
図1において、1は絶縁基板、2は信号線路、3は接地導体層、4は補助接地導体層である。これら絶縁基板1,信号線路2,接地導体層3,補助接地導体層4,により配線基板9が基本的に構成される。
In FIG. 1, 1 is an insulating substrate, 2 is a signal line, 3 is a ground conductor layer, and 4 is an auxiliary ground conductor layer. A wiring substrate 9 is basically constituted by the
絶縁基板1は、酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミック焼結体,窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体等のセラミック焼結体、エポキシ樹脂,ポリイミド樹脂等の有機樹脂、または酸化アルミニウム等の無機粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合してなる複合材料等の電気絶縁材料により形成されている。
The
絶縁基板1は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁層が複数積層されて成る
場合には以下のようにして作製される。まず、酸化アルミニウム,酸化珪素,酸化カルシウム,酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダー,溶剤を添加混合して泥漿状のセラミックスラリーを作製し、このセラミックスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート成形技術を採用してシート状となすことによって、セラミックグリーンシート(セラミック生シート)を得る。しかる後、セラミックグリーンシートを所定の順に上下に積層して生セラミック成形体と成す。この生セラミック成形体を還元雰囲気中で約1600℃の高温で焼成することによって、絶縁基板1が製作される。
The
また、絶縁基板1の内部には信号線路2が配置されている。
A
信号線路2は、半導体素子や発振素子等の電子部品等に対して送受信される電気信号を伝送する機能をなす。信号線路2を伝送される信号は、例えば、配線基板9に電子部品(図示せず)を搭載した場合に、その電子部品と配線基板が実装される外部の電気回路基板の回路との間で授受される信号であり、例えば1GHz帯といった高周波信号が伝送される。
The
なお、電子部品としては、具体的には、IC,LSI等の半導体集積回路素子、LD(半導体レーザ),LED(発光ダイオード),PD(フォトダイオード),CCD(電荷結合素子),ラインセンサ,イメージセンサ等の光半導体素子、MEMS(Micro Electro Mechanical System)用半導体素子,圧電振動子,水晶振動子等の振動子、容量素子その他の種々の電子部品が用いられる。 Specific examples of electronic components include semiconductor integrated circuit elements such as IC and LSI, LD (semiconductor laser), LED (light emitting diode), PD (photodiode), CCD (charge coupled device), line sensor, An optical semiconductor element such as an image sensor, a semiconductor element for MEMS (Micro Electro Mechanical System), a vibrator such as a piezoelectric vibrator and a crystal vibrator, a capacitive element, and other various electronic components are used.
そして、上記信号線路2の上下両側(例えば絶縁基板1の両主面側)には、一対の接地導体層3が配置される。
A pair of
接地導体層3は、信号線路2との間に一定の静電容量を生じさせて、信号線路2のインピーダンスを所定の値に調整する機能をなす。すなわち、接地導体層3と信号線路2との間に介在する絶縁基板1の厚さ(絶縁層1aの厚さや層数)に応じて、接地導体層3と信号線路2との間に静電容量が生じ、その静電容量に応じて信号線路2のインピーダンスが低くなる。従って、接地導体層3と信号線路2との間の距離を調整することにより、信号線路2のインピーダンスを所定の値に調整することができる。
The
なお、信号線路2および接地導体層3は、タングステンやモリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金等の金属材料により形成される。信号線路2および接地導体層3は、例えばタングステンから成る場合であれば、タングステンの粉末に適当な無機フィラー粉末、有機溶剤、バインダー等を添加して金属ペーストを作製し、その金属ペーストを絶縁基板1となるセラミックグリーンシートに所定の信号線路2や接地導体層3のパターンで印刷しておくことにより形成される。
The
また、金属材料は、メタライズ層の形態ではなく、めっき層や蒸着層、金属箔等の形態で所定パターンに形成してもよい。 Further, the metal material may be formed in a predetermined pattern in the form of a plating layer, a vapor deposition layer, a metal foil, or the like instead of the form of the metallized layer.
そして、上述した信号線路2と各接地導体層3との間には、信号線路2の少なくとも一部を挟むようにして一対の補助接地導体層4が対向配置される。
A pair of auxiliary
このように補助接地導体層4を配置することにより、補助接地導体層4と信号線路2との間の距離に応じて信号線路2のインピーダンスを調整することができ、信号線路2の一部でインピーダンスを異ならせるような場合であっても、上下両側の接地導体層3との間に介在する絶縁基板1の厚さが異なる信号線路2を積層する必要はなく、薄型化に容易に対応することができるようになる。
By arranging the auxiliary
なお、補助接地導体層4は、接地導体層3と同様の金属材料を用いて、同様の手段(メタライズ層となる金属ペーストの塗布等)により形成することができる。
The auxiliary
また、補助接地導体層4は、信号線路2のインピーダンスを所定の値に調整するために、信号線路2の少なくとも一部を挟むようにして対向配置する必要がある。また、調整しようとするインピーダンスの値等に応じて、一部に限らず、全域にわたって挟むようにして対向配置してもよい。
In addition, the auxiliary
さらに、信号線路2と一対の補助接地導体層4それぞれとの間の距離は、互いに同じ距離とされている。
Furthermore, the distance between the
補助接地導体層4は、信号線路2との間の距離を近づけるほど、両者の間に生じる静電容量が大きくなるので、信号線路2のインピーダンスを低くすることができる。補助接地導体層4と信号線路2との間の距離を小さくするには、例えば、信号線路2と補助接地導体層4との間に介在する絶縁層の厚さを薄くしたり、層数を少なくしたりする。
The closer the distance between the auxiliary
またさらに、信号線路2の少なくとも一部を挟むようにして一対が対向配置される形状、寸法であれば、その平面視した形状に特に制約はない。信号線路2は線路状(極めて細長い長方形状)であるので、長方形状であれば上記目的に最適であるが、他の信号線路2や絶縁基板1の形状等に応じて、適宜、一部に切り欠き部や膨出部等を備えるものであってもよく、楕円状等でもよい。
Furthermore, there is no particular limitation on the shape of the
また、一対の補助接地導体層4は、幅方向の両端が信号線路2の幅方向の両端よりも外方に延在されて同じ幅とされていることから、補助接地導体層4と信号線路2との間に有効に静電容量を生じさせて、信号線路2のインピーダンスの低減が、大きな幅で、かつ容易に行なえるものとなり、幅広いインピーダンス値に対応することや、薄型化が可能な配線基板9とすることができる。
The pair of auxiliary
従って、一対の補助接地導体層4は、幅方向の両端が信号線路2の幅方向の両端よりも外方に延在されて同じ幅とされている。
Thus, a pair of auxiliary
なお、このように、絶縁基板1が、複数の絶縁層を積層してなる場合に、一対の補助接地導体層4は、幅方向の両端が信号線路2の幅方向の両端よりも外方に延在されて同じ幅とされていることから、信号線路2や補助接地導体層4が形成されている絶縁層の層間で位置ずれが生じたような場合でも、信号線路2と補助接地導体層4との対向面積が変動することを有効に防止することができるので、信頼性に優れた配線基板とすることができる。
In this way, the insulating
また、信号線路2を絶縁基板1の内部に複数設け、これら複数の信号線路2を互いに平行に配置させた場合には、信号線路2同士お互いの距離が一定になり、部分的にインピーダンスが変化することの無い、より一層安定したインピーダンスを得られる配線基板とすることができる。
Further, when a plurality of
従って、信号線路2が絶縁基板1の内部に複数設けられており、これら複数の信号線路2が互いに平行に配置されていることが好ましい。
Therefore, it is preferable that a plurality of
さらに、信号線路2の一部を絶縁基板1の表面に導出する場合の導出部分や、接地導体層3、補助接地導体層4の外部に露出する表面は、ニッケルや金、銅またはこれらを主成分とする合金等のめっき層で被覆することが好ましい。この場合、露出表面の酸化腐食を効果的に防止することができ、より信頼性に優れた配線基板とすることができる。また、信号線路2の導出部分に電子部品を接続するときの半田の濡れ性やボンディングワイヤのボンディング性等の特性を向上させることができる。
Further, the lead-out portion when a part of the
以上のような本形態の配線基板9は、信号線路2の一部を、絶縁基板1に形成した貫通導体等(図示せず)を介して絶縁基板1の表面に導出させるとともに、絶縁基板1の主面に電子部品を搭載し、電子部品の電極(図示せず)を信号線路2の導出部分にボンディングワイヤや半田等の導電性接続材(図示せず)を介して電気的に接続し、必要に応じて電子部品を蓋体や封止用樹脂等で封止することにより、信号線路2を介して電子部品と外部の電気回路との間で(高周波の)電気信号の授受が可能な電子装置となる。
Wiring board 9 of this embodiment as described above, a portion of the
例えば、電子部品が絶縁基板1の主面(上面等)に電子部品を搭載し、その電子部品を、蓋体を用いて気密封止する場合であれば、絶縁基板1の電子部品が搭載されている領域を覆うような蓋体(図示せず)を準備し、蓋体を絶縁基板1の主面に取着して、絶縁基板1と蓋体とで形成される容器の内部に電子部品を封止することにより電子装置が形成される。蓋体は、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料や、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料、樹脂、ガラス等により形成される。また、蓋体の絶縁基板1に対する取着は、ろう材や樹脂、ガラス等の接合材を介した接合、溶接等の手段により行なわれる。そして、形成された電子装置は、各種センサ装置,携帯電話,コンピュータ,ルータ等の電子機器の部品として使用される。
For example, if the electronic component is mounted on the main surface (upper surface or the like) of the insulating
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更、改良等が可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
1・・・・絶縁基板
2・・・・信号線路
3・・・・接地導体層
4・・・・補助接地導体層
9・・・・配線基板
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記信号線路と各前記接地導体層との間に、前記信号線路の少なくとも一部を挟むようにして一対の補助接地導体層が対向配置されており、該一対の補助接地導体層は、幅方向の両端が前記信号線路の幅方向の両端よりも外方に延在されて同じ幅とされていることを特徴とする配線基板。 A wiring board in which a signal line is arranged inside an insulating substrate, and a pair of ground conductor layers are arranged on both upper and lower sides of the signal line,
Between the signal line and each of said grounding conductor layer, wherein the pair of auxiliary ground conductor layer so as to sandwich at least a portion of the signal line is arranged to face, the pair of auxiliary ground conductor layer, both ends in the width direction Is extended to the outside from both ends in the width direction of the signal line to have the same width .
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