JP5155582B2 - 配線基板および電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、高速度化した半導体素子などの電子部品が搭載される配線基板、および配線基板を備える電子装置に関する。

半導体素子の動作速度の高速化によって、半導体素子をはじめとする電子部品が搭載される多層配線基板においては、高速信号が多層配線基板内を伝搬する。高速信号が多層配線基板内を伝播すると、信号の反射および減衰によって信号品質が劣化し半導体素子の誤動作を引き起こすといった問題がある。

図９は、従来の技術の多層配線基板１の一部を拡大して示す断面図である。前述の問題を解決するために、従来の技術の多層配線基板１では、多層配線基板１内における特性インピーダンスの不連続部分を少なくし特性インピーダンスの整合を図っている。図９に示す多層配線基板１では、信号配線導体２の絶縁層３を貫通する部分２ａの周囲を接地導体４で囲むように構成される。これによって多層配線基板１内の基準電位配線層５と対向する信号配線導体２と、信号配線導体２の絶縁層３を貫通する部分２ａとの特性インピーダンスの不連続性を低減することができる。したがって特性インピーダンスの不連続による信号の反射が抑制され、高品質な信号伝送が可能となる。そのため、信号の劣化による半導体素子の誤動作を抑制することが可能となる（たとえば特許文献１参照）。

特開２００１−５３３９７号公報

前述の従来の技術の多層配線基板では、超高速化の半導体素子、たとえば１０Ｇｂｐｓ以上の半導体素子を実装すると次のような問題点が生じる。超高速の信号において多層配線基板内における信号線路部、および貫通導体部以外の部位における反射の影響を無視することができず信号の品質を保つことが困難である。具体的には、絶縁基板の一方主面に設けられ、信号配線導体の一端に電気的に接続される電極と、電極に最も近い基準電位配線層の間に発生する容量成分によって特性インピーダンスが低下する。これによって超高速の信号を伝送した際に電極部と信号配線導体の絶縁層を貫通する部分との間の特性インピーダンスの不整合によって信号の劣化が発生し、半導体素子の誤動作を引き起こすおそれがある。

したがって本発明の目的は、配線基板内に発生する信号の反射を大幅に抑制して信号の品質を保つことができる配線基板、および前記配線基板を備える電子装置を提供することである。

本発明は、複数の絶縁層を積層して成る絶縁基板と、
前記複数の絶縁層のうち少なくとも１つを貫通し、一端が前記絶縁基板の一方主面に導出され、前記一方主面に設けられる電極に電気的に接続される信号配線と、
隣接する前記絶縁層の間に配置される複数の基準電位配線層と、
前記複数の絶縁層のうち少なくとも１つを貫通し、前記複数の基準電位配線層のうちの、前記信号配線が挿通される基準電位配線層と、該基準電位配線層に対向する基準電位配線層とを接続する複数の基準電位配線導体と、を備え、
前記複数の基準電位配線導体のうち、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層に接続される基準電位配線導体は、
同一の絶縁層を貫通する信号配線との距離が、残余の全ての基準電位配線導体と同一の絶縁層を貫通する信号配線との距離より大きく、
軸線が、前記信号配線を中心として、前記残余の全ての基準電位配線導体の軸線よりも外側に位置し、
前記残余の全ての基準電位配線導体と前記信号配線との距離は一定であることを特徴とする配線基板である。

また本発明は、前記複数の基準電位配線導体は、各基準電位配線導体と同一の絶縁層を貫通する信号配線を中心とした同心円状に配置されていることを特徴とする。

さらに本発明は、前記複数の基準電位配線導体は、積層方向に垂直な方向の断面積が互いに略等しいことを特徴とする。

さらに本発明は、前記複数の基準電位配線導体のうち、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層に接続される基準電位配線導体は、前記残余の基準電位配線導体よりも積層方向に垂直な方向の断面積が小さいことを特徴とする。

さらに本発明は、前記信号配線は、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層に接続される基準電位配線導体に対向する部分が、残余の部分より積層方向に垂直な方向の断面積が小さいことを特徴とする。

さらに本発明は、前記複数の基準電位配線層は、信号配線が貫通可能な開口部がそれぞれ設けられ、
前記複数の基準電位配線層のうち、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層の開口部の開口径は、残余の基準電位配線層の開口部の開口径よりも大きいことを特徴とする。

さらに本発明は、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層は、前記絶縁基板の一方主面と距離が、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層に隣接する基準電位配線層との距離より大きいことを特徴とする。

さらに本発明は、前記配線基板と、
前記配線基板に搭載され、前記配線基板の前記信号配線に電気的に接続される電極を有する電子部品と、を備えることを特徴とする電子装置である。

本発明によれば、配線基板は、絶縁基板、信号配線、複数の基準電位配線層、および複数の基準電位配線導体を備える。複数の基準電位配線層は、隣接する絶縁層の間に配置される。基準電位配線導体は、互いに対向する基準電位配線層を接続する。信号配線は、少なくとも１つの絶縁層を貫通して設けられるので、基準電位配線導体と基準電位配線層とで信号配線の周囲を覆うことができる。これによって基準電位配線層と対向する信号配線と、信号配線の絶縁層を貫通する部分との特性インピーダンスの不連続性を低減することができる。また複数の基準電位配線導体のうち、絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層（以下、「第１基準電位配線層」ということがある）に接続される基準電位配線導体（以下、「第１基準電位配線導体」ということがある）は、同一の絶縁層を貫通する信号配線との距離が、残余の基準電位配線導体（以下、「第２基準電位配線導体」ということがある）と同一の絶縁層を貫通する信号配線との距離より大きい。これによって第１基準電位配線導体と第１基準電位配線導体と対向する信号配線との間の相互インダクタンスは、第２基準電位配線導体と第２基準電位配線導体と対向する信号配線との間の相互インダクタンスより減少するため、結果として第１基準電位配線導体と第１基準電位配線導体と対向する信号配線との実効インダクタンスが増加する。したがって絶縁基板の一方主面に設けられ、信号配線の一端に電気的に接続される電極と、第１基準電位配線層との間に発生する容量成分を、増加した実効インダクタンスにより相殺することができるため、特性インピーダンスの低下を抑制し、信号配線によって伝送される信号の反射を抑制することができる。これによって本発明の配線基板に半導体素子を搭載した場合、半導体素子の超高速信号が配線基板を伝搬する際に信号配線にて発生する信号の反射をより効果的に低減し、信号の劣化を抑制する。したがって半導体素子の高速動作時における作動性を非常に良好なものとすることができる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図１は、本発明の第１の実施の形態の電子装置１０を簡略化して示す断面図である。図２は、電子装置１０を簡略化して示す斜視図である。図３は、図１のセクションＩを拡大して示す断面図である。図４は、図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見て示す断面図である。電子装置１０は、配線基板１１と電子部品１２とを含んで構成される。配線基板１０は、多層配線基板で実現され、電子部品１２は半導体素子１２によって実現される。配線基板１１は、絶縁基板１３、信号配線１４、複数の基準電位配線層１５、および複数の基準電位配線導体１６を備える。

絶縁基板１３は、複数、本実施の形態では６つの第１絶縁層〜第６絶縁層（以下、不特定の絶縁層を示す場合、単に「絶縁層１３Ａ」ということがある）１７〜２２を積層して構成される。各絶縁層１７〜２２は、理解を容易にするため、積層方向一方側から、順次、第１絶縁層１７、第２絶縁層１８、第３絶縁層１９、第４絶縁層２０、第５絶縁層２１、および第６絶縁層２２と称する。各絶縁層１７〜２２は、基本的には同じ比誘電率を有する絶縁材料で形成される。最も積層方向一方寄りの絶縁層１７である第１絶縁層１７は、積層方向一方側の面２３が一方主面２３となり、外部接続用電極２４が複数形成される。外部接続用電極２４は、半導体素子１２に信号の入出力および電源供給を行なうために設けられ、たとえば電極パッドおよびバンプを含んで構成される。また最も積層方向他方側寄りの絶縁層２２である第６絶縁層２２は、積層方向一方側の面が他方主面２５となり、電極パッド２６が複数形成される。電極パッド２６には、錫−鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）合金などの半田および金（Ａｕ）などから成る導体バンプ１２ａが設けられる。半導体素子１２の電極は、導体バンプ１２ａを介して電極パッド２６に電気的に接続される。

信号配線１４は、複数の絶縁層１３Ａのうち少なくとも１つを貫通し、一端が絶縁基板１３の一方主面２３に導出され、一方主面２３に設けられる電極、本実施の形態では外部接続用電極２４に電気的に接続される。信号配線１４は、本実施の形態では複数設けられる。信号配線１４は、信号配線層２７と信号配線貫通導体２８とを含んで構成される。信号配線層２７は、積層方向に略垂直な仮想平面に沿って延びる。信号配線層２７は、隣接する絶縁層１３Ａの間に設けられ、本実施の形態では第３絶縁層１９と第４絶縁層２０との間に設けられる。信号配線層２７は、たとえば帯状に形成される。信号配線貫通導体２８は、絶縁層１３Ａを貫通して設けられ、積層方向に沿って延びる。信号配線貫通導体２８は、たとえば略円柱状に形成される。信号配線貫通導体２８は、一端部が信号配線層２７に接続され、他端部が電極パッド２６または外部接続用電極２４に接続される。したがって配線基板１１の一方主面２３に設けられる外部接続用電極２４と、他方主面２５に設けられる電極パッド２６とは、２つの信号配線貫通導体２８および１つの信号配線層２７を介して電気的に接続することができる。信号配線１４は、それぞれ同様の電気信号を伝送してもよく、それぞれ異なる電気信号を伝送するものとしてもよい。

複数の基準電位配線層１５は、隣接する絶縁層１３Ａの間に配置される。各基準電位配線層１５は、信号配線層２７に積層方向に対向して設けられる。また各基準電位配線層１５は、信号配線貫通導体２８が貫通可能な開口部２９がそれぞれ設けられる。各開口部２９は、信号配線貫通導体２８の外周面から離間して開口する。各基準電位配線層１５の開口部２９の開口径は、互いに略等しく、信号配線貫通導体２８の直径よりも大きく設定される。これによって基準電位配線層１５は、信号配線１４とは各絶縁層１７〜２２によって電気的に絶縁されて設けられる。

複数の基準電位配線導体１６は、複数の絶縁層１３Ａのうち少なくとも１つを貫通し、互いに対向する基準電位配線層１５を接続する。各基準電位配線導体１６は、信号配線１４とは各絶縁層１７〜２２によって電気的に絶縁されて設けられる。各基準電位配線導体１６は、積層方向に垂直な方向の断面積が互いに略等しく形成される。各基準電位配線導体１６は、本実施の形態では、たとえば略円柱状に形成され直径が互いに略等しい。本実施の形態では、信号配線貫通導体２８と基準電位配線導体１６とは、直径が互いに略等しい。各基準電位配線導体１６は、図４に示すように、各基準電位配線導体１６と同一の絶縁層１３Ａを貫通する信号配線貫通導体２８を中心とした同心円状に配置されている。

絶縁基板１３の材料としては、たとえば酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、ムライト質焼結体、またはガラスセラミックス等の無機絶縁材料が用いられる。また絶縁基板１３の材料として、たとえばポリイミド、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリノルボルネン、またはベンゾシクロブテンなどの有機絶縁材料、あるいはセラミックス粉末などの無機絶縁物粉末をエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で結合して成る複合絶縁材料などの電気絶縁材料が用いられる。絶縁基板１３の形状および寸法は用途に応じて適宜設定されるが、特に厚みについては伝送信号の周波数やインピーダンス設計に応じて設定される。

信号配線１４、基準電位配線層１５、基準電位配線導体１６の材料としては、たとえばタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）または銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）などの金属粉末メタライズ、あるいは銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）またはニオブ（Ｎｂ）やそれらの合金等の金属材料が用いられ、製造方法としては、たとえば厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成法、およびメッキ処理法等が工法として用いられる。各信号配線１４、基準電位配線層１５、および基準電位配線導体１６の幅や厚みは伝送信号の周波数やインピーダンス設計に応じて設定される。

本実施の形態の配線基板１１の作製は、たとえば以下のように行う。絶縁基板１３が、たとえば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、まず、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化カルシウムまたは酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダまたは溶剤などを添加混合して泥漿状となし、これをドクターブレード法などを採用して、たとえば厚み寸法０．２ｍｍの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を得る。これに所定の打ち抜き加工を施して貫通孔を形成する。次に、スクリーン印刷法によってタングステンおよびモリブデンなどの導体ペーストを貫通孔に充填するとともに、信号配線層２７、基準電位配線層１５となるパターンを印刷塗布する。これらを上下に積層し、最後にこの積層体を還元雰囲気中で約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。

また、絶縁基板１３がエポキシ樹脂から成る場合であれば、まず酸化アルミニウム質焼結体から成るセラミックスを混合した熱硬化性樹脂、またはガラス繊維を織り込んだ布にエポキシ樹脂を含浸させて成るガラスエポキシ樹脂などから成る絶縁層の上面に、有機樹脂前駆体をスピンコート法もしくはカーテンコート法などにより被着させる。これを熱硬化処理することによって、絶縁層を形成する。この絶縁層と、銅層を無電解めっき法または蒸着法などの薄膜形成技術およびフォトリソグラフィ技術を採用することによって形成して成る信号配線層２７、および基準電位配線層１５とを交互に積層し、約１７０℃程度の温度で加熱硬化することによって製作される。

配線基板１１の他方主面２５には高速で動作する半導体集積回路１２、たとえば集積回路(Integrated Circuit：略称ＩＣ)ならびに大規模集積回路(Large Scale Integration：略称ＬＳＩ)などの半導体素子１２、および半導体レーザ（ＬＤ）ならびにフォトダイオード（ＰＤ）などの光半導体素子１２が搭載され、錫−鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）合金などの半田や金（Ａｕ）等から成る導体バンプまたは半導体集積回路を接続するための電極パッド２６を介して信号配線１４に電気的に接続されている。

次に、信号配線１４、基準電位配線導体１６、および基準電位配線層１５の位置関係に関して、図３および図４を参照してさらに説明する。図３および図４に示す信号配線１４は、複数の信号配線１４のうち、配線基板１１の一方主面２３に設けられる外部接続用電極２４と、他方主面２５に設けられる電極パッド２６とを接続するための信号配線１４である。このような信号配線１４は、本実施の形態では２つの信号配線貫通導体２８および１つの信号配線層２７を含む。

図３に示すように、複数の基準電位配線導体１６のうち、配線基板１１の一方主面２３に最も近い基準電位配線層１５ａに接続される基準電位配線導体（以下、「第１基準電位配線導体」ということがある）１６ａは、同一の絶縁層１８を貫通する信号配線１４である信号配線貫通導体（以下、「第１信号配線貫通導体」ということがある）２８ａとの距離が、残余の基準電位配線導体（以下、「第２基準電位配線導体」ということがある）１６ｂと同一の絶縁層１９を貫通する信号配線貫通導体（以下、「第２信号配線貫通導体」ということがある）２８ｂとの距離より大きい。本実施の形態では、第１絶縁層１７、第２絶縁層１８および第３絶縁層１９を貫通する信号配線貫通導体２８のうち、第２絶縁層１８を貫通する部分が第１信号配線貫通導体２８ａであり、第３絶縁層１９を貫通する部分が第２信号配線貫通導体２８ｂである。また第２絶縁層１８を貫通する基準電位配線導体１６が、第１基準電位配線導体１６ａであり、第３絶縁層１９および第４絶縁層２０を貫通する基準電位配線導体１６が、第２基準電位配線導体１６ｂである。

前述したように本実施の形態では、第１信号配線貫通導体２８ａと第１基準電位配線導体１６ａとの第１距離Ｗ１は、第２信号配線貫通導体２８ｂと第２基準電位配線導体１６ｂとの第２距離Ｗ２より大きい。信号配線貫通導体２８と基準電位配線導体１６との距離Ｗは、積層方向に垂直な方向であって、各外周面間の距離である。第１距離Ｗ１は、第１絶縁層１７と第２絶縁層１８との間に設けられる基準電位配線層（以下、「第１基準電位配線層」ということがある）１５ａとの間の信号配線１４の特性インピーダンスに基づいて設定される。換言すると、第１距離Ｗ１は、外部接続用電極２４と第１基準電位配線層１５ａとの容量成分に基づいて、第１信号配線貫通導体２８ａと第１基準電位配線導体１６ａとの実効インダクタンスが増加するように設定される。また第２距離Ｗ２は、信号配線層２７と第２信号配線貫通導体２８ｂとの接続部分では、信号配線層２７の特性インピーダンスと第２信号配線貫通導体２８ｂの特性インピーダンスとが同じになるように設定される。

このような第１距離Ｗ１と第２距離Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）は、たとえば１．１以上７．５以下に設定される。各寸法は、一例を挙げると、第１距離Ｗ１が３５０μｍであり、第２距離Ｗ２が２５５μｍであり、各信号配線貫通導体２８の直径が約７５μｍであり、各基準電位配線導体１６の直径が約７５μｍであり、各基準電位配線層１５の開口部２９の開口径が直径４００μｍである。

以上説明したように、本実施の形態の配線基板１１は、絶縁基板１３、信号配線１４、複数の基準電位配線層１５、および複数の基準電位配線導体１６を備える。複数の基準電位配線層１５は、隣接する絶縁層１３Ａの間に配置される。基準電位配線導体１６は、互いに対向する基準電位配線層１５を接続する。信号配線１４は、少なくとも１つの絶縁層１３Ａを貫通して設けられるので、基準電位配線導体１６と基準電位配線層１５とで信号配線１４の周囲を覆うことができる。これによって基準電位配線層１５と対向する信号配線１４と、信号配線１４の絶縁層１３Ａを貫通する部分との特性インピーダンスの不連続性を低減することができる。また第１基準電位配線導体１６ａは、第１信号配線貫通導体２８ａとの距離Ｗ１が、第２信号配線貫通導体２８ｂとの距離Ｗ２より大きい。これによって第１基準電位配線導体１６ａと第１信号配線貫通導体２８ａとの間の相互インダクタンスは、第２基準電位配線導体１６ｂと第２信号配線貫通導体２８ｂとの間の相互インダクタンスより減少するため、結果として第１基準電位配線導体１６ａと第１信号配線貫通導体２８ａとの実効インダクタンスが増加する。したがって絶縁基板１３の一方主面２３に設けられる外部接続用電極２４と、第１基準電位配線層１５ａとの間に発生する容量成分を、増加した実効インダクタンスにより相殺することができるため、特性インピーダンスの低下を抑制し、信号配線１４によって伝送される信号の反射を抑制することができる。これによって本実施の形態の配線基板１１に半導体素子１２を搭載した場合、半導体素子１２の超高速信号が配線基板１１を伝搬する際に信号配線１４にて発生する信号の反射をより効果的に低減し、信号の劣化を抑制する。したがって半導体素子１２の高速動作時における作動性を非常に良好なものとすることができる。

また本実施の形態では、複数の基準電位配線導体１６は、図４に示すように、各基準電位配線導体１６と信号配線貫通導体２８を中心とした同心円状に配置されている。同一の絶縁層１３Ａにおいては、基準電位配線導体１６と信号配線１４とが絶縁層１３Ａを貫通する部分との間の相互インダクタンスが増加するため、前述と同様にこの部分の実効インダクタンスが減少する。結果として、信号配線層２７と信号配線貫通導体２８との特性インピーダンスを整合することが可能となる。また、信号配線貫通導体２８を中心として同心円状に各基準電位配線導体１６が配置されることから伝送される信号の漏洩を全ての方向に対して抑制することができるので信号の損失がさらに低減される。

さらに本実施の形態では、複数の基準電位配線導体１６は、積層方向に垂直な方向の断面積が互いに略等しい。これによって各基準電位配線導体１６の構成が互いに略等しいので、製造が容易となる。

次に、本発明の第２の実施の形態の配線基板１１Ａに関して説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態の配線基板１１Ａの一部を拡大して示す断面図である。本実施の形態では、図５に示すように、第１基準電位配線導体１６ａは、第２基準電位配線導体１６ｂよりも積層方向に垂直な方向の断面積が小さい点に特徴を有する。したがって第１基準電位配線導体１６ａは、本実施の形態では略円柱状であるので、その直径Ｄ１が、第２基準電位配線導体１６ｂの直径Ｄ２よりも小さい。前述の第１の実施の形態の第１基準電位配線導体１６ａの軸線と同軸の状態で、その直径Ｄ１を小さくして、本実施の形態の第１基準電位配線導体１６ａを実現することによって、第１距離Ｗ１をより大きくすることができる。

このように本実施の形態では、第１基準電位配線導体１６ａは、第２基準電位配線導体１６ｂよりも積層方向に垂直な方向の断面積が小さい。これによって第１基準電位配線導体１６ａの自己インダクタンスが増加するので、第１基準電位配線導体１６ａと、第１信号配線貫通導体２８ａとの実効インダクタンスが、第２基準電位配線導体１６ｂと、第２信号配線貫通導体２８ｂとの間の実効インダクタンスよりも増加する。これによって絶縁基板１３の一方主面２３に設けられる外部接続用電極２４と、第１基準電位配線層１５ａの間に発生する容量成分を、増加した実効インダクタンスにより相殺することができる。したがって特性インピーダンスの低下をさらに抑制し、信号配線１４によって伝送される信号の反射を抑制することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態の配線基板１１Ｂに関して説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態の配線基板１１Ｂの一部を拡大して示す断面図である。本実施の形態では、図６に示すように、信号配線貫通導体２８は、第１信号配線貫通導体２８ａが、残余の部分より積層方向に垂直な方向の断面積が小さい点に特徴を有する。したがって信号配線貫通導体２８は、本実施の形態では略円柱状であるので、第１信号配線貫通導体２８ａの直径ｄ１が、残余の信号配線貫通導体２８の直径ｄ２よりも小さい。前述の第１の実施の形態の第１信号配線貫通導体２８ａの軸線と同軸の状態で、その直径ｄ１を小さくして、本実施の形態の第１信号配線貫通導体２８ａを実現することによって、第１距離Ｗ１をより大きくすることができる。

このように本実施の形態では、信号配線１４は、第１基準電位配線導体１６ａに対向する部分が、残余の部分より積層方向に垂直な方向の断面積が小さい。これによって第１信号配線貫通導体２８ａの自己インダクタンスが増加するため、結果として第１基準電位配線導体１６ａと、第１信号配線貫通導体２８ａとの実効インダクタンスが、第２基準電位配線導体１６ｂと第２信号配線貫通導体２８ｂとの間の実効インダクタンスよりも増加する。これによって絶縁基板１３の一方主面２３に設けられる電極と、第１基準電位配線層１５ａの間に発生する容量成分を、増加した実効インダクタンスにより相殺することができる。したがって特性インピーダンスの低下をさらに抑制し、信号の反射を抑制することができる。

次に、本発明の第４の実施の形態の配線基板１１Ｃに関して説明する。図７は、本発明の第４の実施の形態の配線基板１１Ｃの一部を拡大して示す断面図である。本実施の形態では、図７に示すように、第１基準電位配線層１５ａの開口部２９の開口径ｘ１は、残余の基準電位配線層１５の開口部２９の開口径ｘ２よりも大きい点に特徴を有する。これによって配線基板１１Ｃの一方主面２３に設けられる外部接続用電極２４と、第１基準電位配線層１５ａが対向する面積が減少するので、外部接続用電極２４と、第１基準電位配線層１５ａの間に発生する容量成分が減少する。これによって、特性インピーダンスの低下をさらに抑制し、信号の反射を抑制することができる。

次に、本発明の第５の実施の形態の配線基板１１Ｄに関して説明する。図８は、本発明の第５の実施の形態の配線基板１１Ｄの一部を拡大して示す断面図である。本実施の形態では、図８に示すように、第１基準電位配線層１５ａは、配線基板１１の一方主面２３との距離ｈ１が、第１基準電位配線層１５ａに隣接する基準電位配線層１５ｂとの距離ｈ２より大きい点に特徴を有する。本実施の形態では、前述の第１絶縁層１７が、さらに２つの絶縁層１７ａ，１７ｂによって構成されるので、１つの絶縁層の層厚分だけ、距離ｈ１の方が距離ｈ２より大きい。これによって外部接続用電極２４と第１基準電位配線層１５ａの間の物理的な距離が大きいので、外部接続用電極２４と、第１基準電位配線層１５ａの間に発生する容量成分が減少する。したがって特性インピーダンスの低下をさらに抑制し、信号の反射を抑制することができる。

前述の実施の各形態では、信号配線層２７は、隣接する絶縁層１３Ａの間に設けられるが、このような構成に限ることはなく、配線基板１１の表層に形成されてもよい。さらに、信号配線貫通導体２８が電気的に接続される二次実装部は、コネクタやワイヤボンディングパッド等でもよい。また、信号配線貫通導体２８は、配線基板１１上の異なる絶縁層１３Ａ上に形成された伝送線路同士の接続に用いてもよい。

また配線基板１１にチップ抵抗，薄膜抵抗，コイルインダクタ，クロスインダクタ，チップコンデンサまたは電解コンデンサ等といったものを搭載して、電子回路モジュール等を構成してもよい。

また本発明を前述の電子装置１０を備える電子機器によって実現してもよい。このような電子機器としては、たとえばパーソナルコンピュータおよびゲーム機器などが挙げられる。これらの電子機器は、特に高い周波数帯域にて使用される半導体集積回路を備えている。本発明の電子機器としては、なかでも、１０ＧＨｚ以上の周波数帯域にて使用される半導体集積回路を備えるものが適している。一般的に、そのような半導体集積回路を備えていると、電気信号の伝送による劣化は、周波数帯域に比例して大きくなるが、本発明の電気機器は、前記の配線基板１１をも備えるため、電気信号の伝送による劣化は可及的に抑えられるので、そのような周波数条件の場合であっても、高品質の電気信号を伝送することができる。

本発明の第１の実施の形態の電子装置１０を簡略化して示す断面図である。 電子装置１０を簡略化して示す斜視図である。 図１のセクションＩを拡大して示す断面図である。 図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見て示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態の配線基板１１Ａの一部を拡大して示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態の配線基板１１Ｂの一部を拡大して示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態の配線基板１１Ｃの一部を拡大して示す断面図である。 本発明の第５の実施の形態の配線基板１１Ｄの一部を拡大して示す断面図である。 従来の技術の多層配線基板１の一部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１０ 電子装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 配線基板
１２ 半導体素子
１３ 絶縁基板
１４ 信号配線
１５ 基準電位配線層
１６ 基準電位配線導体
１７ 第１絶縁層
１８ 第２絶縁層
１９ 第３絶縁層
２０ 第４絶縁層
２１ 第５絶縁層
２２ 第６絶縁層
２３ 配線基板の一方主面
２４ 外部接続用電極
２５ 配線基板の他方主面
２７ 信号配線層
２８ 信号配線貫通導体
２９ 開口部

Claims (8)

1. 複数の絶縁層を積層して成る絶縁基板と、
   前記複数の絶縁層のうち少なくとも１つを貫通し、一端が前記絶縁基板の一方主面に導出され、前記一方主面に設けられる電極に電気的に接続される信号配線と、
   隣接する前記絶縁層の間に配置される複数の基準電位配線層と、
   前記複数の絶縁層のうち少なくとも１つを貫通し、前記複数の基準電位配線層のうちの、前記信号配線が挿通される基準電位配線層と、該基準電位配線層に対向する基準電位配線層とを接続する複数の基準電位配線導体と、を備え、
   前記複数の基準電位配線導体のうち、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層に接続される基準電位配線導体は、
   同一の絶縁層を貫通する信号配線との距離が、残余の全ての基準電位配線導体と同一の絶縁層を貫通する信号配線との距離より大きく、
   軸線が、前記信号配線を中心として、前記残余の全ての基準電位配線導体の軸線よりも外側に位置し、
   前記残余の全ての基準電位配線導体と前記信号配線との距離は一定であることを特徴とする配線基板。
2. 前記複数の基準電位配線導体は、各基準電位配線導体と同一の絶縁層を貫通する信号配線を中心とした同心円状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記複数の基準電位配線導体は、積層方向に垂直な方向の断面積が互いに略等しいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
4. 前記複数の基準電位配線導体のうち、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層に接続される基準電位配線導体は、前記残余の基準電位配線導体よりも積層方向に垂直な方向の断面積が小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
5. 前記信号配線は、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層に接続される基準電位配線導体に対向する部分が、残余の部分より積層方向に垂直な方向の断面積が小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の配線基板。
6. 前記複数の基準電位配線層は、信号配線が貫通可能な開口部がそれぞれ設けられ、
   前記複数の基準電位配線層のうち、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層の開口部の開口径は、残余の基準電位配線層の開口部の開口径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の配線基板。
7. 前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層は、前記絶縁基板の一方主面と距離が、前記絶縁基板の一方主面に最も近い基準電位配線層に隣接する基準電位配線層との距離より大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の配線基板。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の配線基板と、
   前記配線基板に搭載され、前記配線基板の前記信号配線に電気的に接続される電極を有する電子部品と、を備えることを特徴とする電子装置。

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