JP5323435B2 - Multi-layer wiring board for differential transmission - Google Patents
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Description
本発明は、高速で作動する半導体素子および光半導体素子などの半導体集積回路を搭載するのに好適な差動伝送用多層配線基板に関する。 The present invention relates to a multilayer wiring board for differential transmission suitable for mounting a semiconductor integrated circuit such as a semiconductor element and an optical semiconductor element that operate at high speed.
従来、高速で作動するIC、LSI等の半導体素子を実装封止したパッケージ実装部品や表面実装対応の電子部品の内部配線構造においては、高速の高周波信号を正確かつ効率よく伝播させることを目的として差動伝送線路構造が採用されていることが少なくない。従来の差動伝送配線構造では、支持体および絶縁体を兼ねた誘電体基板の主面に二本を一対とする信号用導体が並置して設けられている。 Conventionally, in the internal wiring structure of package mounting parts and surface mountable electronic parts that are mounted and sealed with semiconductor elements such as ICs and LSIs that operate at high speed, the purpose is to transmit high-speed high-frequency signals accurately and efficiently. A differential transmission line structure is often adopted. In a conventional differential transmission wiring structure, a pair of signal conductors are provided side by side on the main surface of a dielectric substrate that also serves as a support and an insulator.
差動伝送は、このような信号用導体対の各々における電圧もしくは電流を互いに逆相とし、かつその差を負荷で消費させる構成をとることにより、負荷への電圧もしくは電流の供給を倍増できる。また、信号用導体対の各々に対してそれぞれ等しい外来雑音が印加されるような場合において、負荷において電圧もしくは電流の差をとることから、印加された外来雑音が相殺されるという利点をも有しており、高速パルスを伝送する有効な手段と目されてきている。 The differential transmission can double the supply of voltage or current to the load by adopting a configuration in which the voltage or current in each of the signal conductor pairs is out of phase with each other and the difference is consumed by the load. In addition, in the case where the same external noise is applied to each of the signal conductor pairs, there is an advantage that the applied external noise is canceled because a difference in voltage or current is taken at the load. Therefore, it has been regarded as an effective means for transmitting high-speed pulses.
これまでの差動伝送配線構造としては誘電体基板主面に信号用導体が並置して設けられている構造、すなわち並行マイクロストリップ線路の形態、あるいはかかる形態を内層化した並行ストリップ線路の形態をとっていることが多かったが、並置することによって配線占有面積が増大する傾向があった。 The conventional differential transmission wiring structure has a structure in which signal conductors are arranged in parallel on the main surface of the dielectric substrate, that is, a parallel microstrip line form or a parallel strip line form in which such a form is formed as an inner layer. In many cases, the wiring occupation area tends to increase by juxtaposition.
半導体素子における電極端子ピッチの狭小化のためには、たとえば複数の誘電体層からなる多層配線基板において中間の誘電体層を介して互いに基板の厚み方向に対向する一対の導体によって構成される差動伝送配線構造、すなわちブロードサイド結合ストリップ線路が好適である。 In order to narrow the electrode terminal pitch in a semiconductor element, for example, in a multilayer wiring board composed of a plurality of dielectric layers, a difference constituted by a pair of conductors facing each other in the thickness direction of the board via an intermediate dielectric layer. A dynamic transmission wiring structure, i.e. a broadside coupled stripline, is preferred.
ブロードサイド結合ストリップ線路を適用した場合、誘電体層数は増えるものの誘電体基板主面に投影した配線密度は一本分となることから狭ピッチへの対応が可能になる。また、対となる信号用導体間の結合が、配線幅同士で結合するため、並行マイクロストリップ線路のような配線厚み同士での結合に比べてより密となるために、クロストーク特性の向上も期待できる(たとえば特許文献1参照)。 When the broadside coupled strip line is applied, the number of dielectric layers is increased, but the wiring density projected onto the main surface of the dielectric substrate is one, so that it is possible to cope with a narrow pitch. In addition, since the coupling between the signal conductors to be paired is coupled between the wiring widths, the coupling between the wiring thicknesses such as the parallel microstrip line becomes denser, so that the crosstalk characteristics are improved. It can be expected (see, for example, Patent Document 1).
ところでパッケージ部品あるいは電子部品においては、中間層を介して互いに対向する信号用配線を、表層である基板主面に引き出すことにより、実装用配線基板における電極端子との電気的な接続を実現することができる。このため従来のブロードサイド結合ストリップ線路は、ビア導体のような配線層間を接続する厚み方向の層間接続導体を介して表層の実装用パッドに接続される。 By the way, in package parts or electronic parts, electrical connection with the electrode terminals on the mounting wiring board is realized by drawing the signal wirings facing each other through the intermediate layer to the main surface of the board as the surface layer. Can do. For this reason, the conventional broadside coupling strip line is connected to the surface mounting pad via the interlayer connection conductor in the thickness direction connecting the wiring layers such as via conductors.
このとき、層間接続導体は、差動伝送配線構造を構成する一対の配線導体の各端部と、実装用パッドとを接続する。実装用パッドは、実装基板側の実装用パッドに合わせたピッチ(中心間距離)で設けられる。層間接続導体は、実装用パッドの中心位置に、層間接続導体の中心を合わせるように設けられる(特許文献1参照)。 At this time, the interlayer connection conductor connects each end of the pair of wiring conductors constituting the differential transmission wiring structure and the mounting pad. The mounting pads are provided at a pitch (center distance) that matches the mounting pads on the mounting substrate side. The interlayer connection conductor is provided so that the center of the interlayer connection conductor is aligned with the center position of the mounting pad (see Patent Document 1).
ブロードサイド結合ストリップ線路に接続される一対の層間接続導体は、層間接続導体間の結合により差動インピーダンスが決定する。一対の層間接続導体の差動インピーダンスは、導体の大きさ、誘電体層の誘電率、導体間の距離などによって決まることになる。 The differential impedance of the pair of interlayer connection conductors connected to the broadside coupling strip line is determined by the coupling between the interlayer connection conductors. The differential impedance of the pair of interlayer connection conductors is determined by the size of the conductor, the dielectric constant of the dielectric layer, the distance between the conductors, and the like.
導体間の距離が従来のように、実装用パッドのピッチによって決まってしまうと、一対の層間接続導体の差動インピーダンスは、一対の配線導体における差動インピーダンスと整合がとれなくなり、配線導体と層間接続導体との接続部分で差動信号の反射が発生して伝送特性が劣化してしまうという問題があった。 If the distance between the conductors is determined by the pitch of the mounting pads as in the conventional case, the differential impedance of the pair of interlayer connection conductors cannot be matched with the differential impedance of the pair of wiring conductors. There is a problem that differential signal reflection occurs at the connection portion with the connection conductor and the transmission characteristics deteriorate.
本発明の目的は、層間接続導体での差動インピーダンスを整合し、良好な差動伝送が可能な差動伝送用多層配線基板を提供することである。 An object of the present invention is to provide a differential transmission multilayer wiring board capable of matching differential impedances in interlayer connection conductors and enabling good differential transmission.
本発明は、誘電体基板と、前記誘電体基板の内層に、互いに結合可能に設けられる第1の信号用導体および第2の信号用導体から成る配線導体対と、前記誘電体基板の主面に設けられ、第1の信号用導体に接続される第1の実装用パッドと第2の信号用導体に接続される第2の実装用パッドとからなる実装用パッド対と、誘電体基板の厚み方向に第1の信号用導体と第1の実装用パッドとを接続する第1の層間接続導体と、誘電体基板の厚み方向に第2の信号用導体と第2の実装用パッドとを接続する第2の層間接続導体とからなる層間接続導体対と、を有する差動伝送用多層配線基板であって、前記第1の実装用パッドと前記第2の実装用パッドの中心間距離と、前記第1の層間接続導体と前記第2の層間接続導体の中心間距離とが異なるように構成され、前記配線導体対は、前記第1の信号用導体および前記第2の信号用導体が、前記誘電体基板の厚み方向に並設される差動伝送用多層配線基板である。 The present invention provides a dielectric substrate, a wiring conductor pair including a first signal conductor and a second signal conductor provided on the inner layer of the dielectric substrate so as to be coupled to each other, and a main surface of the dielectric substrate A mounting pad pair including a first mounting pad connected to the first signal conductor and a second mounting pad connected to the second signal conductor, and a dielectric substrate. A first interlayer connecting conductor for connecting the first signal conductor and the first mounting pad in the thickness direction; and a second signal conductor and a second mounting pad in the thickness direction of the dielectric substrate. A multilayer wiring board for differential transmission having a pair of interlayer connection conductors including a second interlayer connection conductor to be connected, the distance between the centers of the first mounting pad and the second mounting pad; The distance between the centers of the first interlayer connection conductor and the second interlayer connection conductor is different. Configured urchin, the wiring conductor pair, the first signal conductor and said second signal conductors are differential transmission multilayer wiring board are arranged in parallel in the thickness direction of the dielectric substrate.
また本発明は、前記配線導体対は、前記第1の信号用導体および前記第2の信号用導体とが、延伸方向に直交する断面形状が矩形状であり、それぞれの矩形の長辺同士が対向するように並設される。 Further, according to the present invention, in the wiring conductor pair, the first signal conductor and the second signal conductor have a rectangular cross-sectional shape orthogonal to the extending direction, and the long sides of the respective rectangles are It is arranged side by side so as to face each other.
また本発明は、前記誘電体基板が、第1の誘電体層と、前記第1の誘電体層を挟むようにそれぞれ積層される第2の誘電体層および第3の誘電体層とを含み、
前記第1の信号用導体が、前記第1の誘電体層と前記第2の誘電体層との間に設けられ、
前記第2の信号用導体が、前記第1の誘電体層と前記第3の誘電体層との間に設けられ、
前記第1の層間接続導体が前記第2の誘電体層を貫通するように設けられ、
前記第2の層間接続導体が前記第1の誘電体層および前記第2の誘電体層を貫通するように設けられる。
In the invention, it is preferable that the dielectric substrate includes a first dielectric layer and a second dielectric layer and a third dielectric layer that are stacked so as to sandwich the first dielectric layer. ,
The first signal conductor is provided between the first dielectric layer and the second dielectric layer;
The second signal conductor is provided between the first dielectric layer and the third dielectric layer;
The first interlayer connection conductor is provided so as to penetrate the second dielectric layer;
The second interlayer connection conductor is provided so as to penetrate the first dielectric layer and the second dielectric layer.
また本発明は、前記第1の信号用導体および前記第2の信号用導体は、前記誘電体基板を平面視したときに、両者を結ぶ直線が、前記層間接続導体対に沿って配置されている。
また本発明は、誘電体基板と、前記誘電体基板の内層に、互いに結合可能に設けられる第1の信号用導体および第2の信号用導体から成る配線導体対と、前記誘電体基板の主面に設けられ、第1の信号用導体に接続される第1の実装用パッドと第2の信号用導体に接続される第2の実装用パッドとからなる実装用パッド対と、誘電体基板の厚み方向に第1の信号用導体と第1の実装用パッドとを接続する第1の層間接続導体と、誘電体基板の厚み方向に第2の信号用導体と第2の実装用パッドとを接続する第2の層間接続導体とからなる層間接続導体対と、を有する差動伝送用多層配線基板であって、前記第1の実装用パッドと前記第2の実装用パッドの中心間距離と、前記第1の層間接続導体と前記第2の層間接続導体の中心間距離とが異なるように構成され、前記配線導体対における前記第1の信号用導体と前記第2の信号用導体との中心間距離と、前記層間接続導体対における前記第1の層間接続導体と前記第2の層間接続導体との中心間距離とが同じであり、前記配線導体対は、前記第1の信号用導体および前記第2の信号用導体が、前記誘電体基板の主面に平行な方向に並設される差動伝送用多層配線基板である。
In the present invention, the first signal conductor and the second signal conductor are arranged such that a straight line connecting the dielectric substrate and the interlayer connection conductor pair is arranged when the dielectric substrate is viewed in plan. Yes.
The present invention also provides a dielectric substrate, a wiring conductor pair comprising a first signal conductor and a second signal conductor provided on the inner layer of the dielectric substrate so as to be coupled to each other, and a main body of the dielectric substrate. A pair of mounting pads provided on the surface, each including a first mounting pad connected to the first signal conductor and a second mounting pad connected to the second signal conductor; and a dielectric substrate A first interlayer connecting conductor for connecting the first signal conductor and the first mounting pad in the thickness direction of the first substrate; a second signal conductor and a second mounting pad in the thickness direction of the dielectric substrate; A multi-layer wiring board for differential transmission having a pair of interlayer connection conductors composed of a second interlayer connection conductor that connects the first mounting pad and the center distance between the second mounting pad And the distance between the centers of the first interlayer connection conductor and the second interlayer connection conductor is different. A distance between centers of the first signal conductor and the second signal conductor in the wiring conductor pair, and the first interlayer connection conductor and the second in the interlayer connection conductor pair. The distance between the centers of the first and second interlayer conductors is the same, and the wiring conductor pair has the first signal conductor and the second signal conductor in a direction parallel to the main surface of the dielectric substrate. It is a multilayer wiring board for differential transmission arranged side by side.
本発明によれば、誘電体基板の内層には、互いに結合可能に設けられる第1の信号用導体および第2の信号用導体から成る配線導体対が設けられ、誘電体基板の主面には、第1の信号用導体に接続される第1の実装用パッドと第2の信号用導体に接続される第2の実装用パッドとからなる実装用パッド対が設けられる。さらに、誘電体基板の内層に誘電体基板の厚み方向に第1の信号用導体と第1の実装用パッドとを接続する第1の層間接続導体と、誘電体基板の厚み方向に第2の信号用導体と第2の実装用パッドとを接続する第2の層間接続導体とからなる層間接続導体対が設けられ、第1の実装用パッドと第2の実装用パッドの中心間距離と、第1の層間接続導体と第2の層間接続導体の中心間距離とが異なるように構成される。 According to the present invention, the inner layer of the dielectric substrate is provided with a pair of wiring conductors composed of a first signal conductor and a second signal conductor that are provided so as to be coupled to each other. A mounting pad pair including a first mounting pad connected to the first signal conductor and a second mounting pad connected to the second signal conductor is provided. Furthermore, a first interlayer connection conductor connecting the first signal conductor and the first mounting pad in the thickness direction of the dielectric substrate to the inner layer of the dielectric substrate, and a second layer in the thickness direction of the dielectric substrate. An interlayer connection conductor pair including a second interlayer connection conductor connecting the signal conductor and the second mounting pad; and a center-to-center distance between the first mounting pad and the second mounting pad; The distance between the centers of the first interlayer connection conductor and the second interlayer connection conductor is different.
これにより、層間接続導体対の差動インピーダンスが、配線導体対の差動インピーダンスと整合がとれるので、配線導体と層間接続導体との接続部分での差動信号の反射を抑制して、良好な差動伝送が可能となる。 As a result, the differential impedance of the interlayer connection conductor pair can be matched with the differential impedance of the wiring conductor pair, so that reflection of the differential signal at the connection portion between the wiring conductor and the interlayer connection conductor is suppressed, and a good result is obtained. Differential transmission is possible.
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。 Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding section.
図1は、本発明の第1の実施形態であるパッケージ2を示す斜視図である。図2は、パッケージ2を示す平面図である。図3は、パッケージ2を示す正面図である。図4は、パッケージ2を示す側面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a
図1では、差動伝送用多層配線基板であるパッケージ2が実装ボード3に実装された状態を示し、パッケージ2に設けられた接続パッド4と、実装ボード3に設けられた接続パッド5とが、はんだボール12によって電気的に接続されて実装されている。
FIG. 1 shows a state where a
パッケージ2は、誘電体基板である誘電体基板6と、内層線路対7と、接続パッド4と有し、実装ボード3は、樹脂基板8と、表層線路対9と、接続パッド5とを有する。
The
パッケージ2は、図示しない半導体素子が実装され、半導体素子の内部配線と内層線路対7とが接続されて内層線路対7を高周波信号が伝送される。内層線路対7は、内層線路7bと、内層線路7aからなり、差動伝送配線構造を構成する。
The
内層線路7bは、さらに第1の信号用導体である内層配線11aとランド11bと第1の層間接続導体である貫通導体11cからなり、内層線路7aは、さらに第2の信号用導体である内層配線10aとランド10bと第2の層間接続導体である貫通導体10cからなる。
The
内層線路対7は、誘電体基板6の内層に、互いに結合可能に設けられる差動伝送配線対であり、誘電体基板6の厚み方向に並設されるブロードサイド結合ストリップ線路である。内層配線10aと内層配線11aとは、誘電体基板6の厚み方向に誘電体を挟んで対向して設けられており、パッケージ2を上面視したとき、内層配線10aと内層配線11aとが重なるように配置されている。
The inner
また、図3に示すように、内層配線10aと内層配線11aとは、その延伸方向に直交する断面形状、すなわち図3における紙面に平行な面の断面形状が、矩形状に形成されており、内層配線10aと内層配線11aとそれぞれの矩形の長辺同士が対向するように並設される。このように対向することで、内層配線10aと内層配線11aとは、幅方向に広がる面同士が対向することになり、信号伝送時により強い結合を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 3, the
内層線路対7を伝送される高周波信号において、電圧もしくは電流を互いに逆相とし、かつその差を負荷で消費させることにより、負荷への電圧もしくは電流の供給を倍増できるとともに、内層線路対7の各々に対してそれぞれ等しい外来雑音が印加されるような場合に、負荷において電圧または電流の差をとることから、印加された外来雑音が相殺される。
In the high-frequency signal transmitted through the inner
内層線路7aを接続パッド4へと引き出すためには、内層配線10aの端部において、ランド10bと貫通導体10cにより厚み方向に延びて接続パッド4へと接続する垂直配線部分を設ける。また、内層線路7bを接続パッド4へと引き出すためには、内層配線11aの端部において、ランド11bと貫通導体11cにより厚み方向に延びて接続パッド4へと接続する垂直配線部分を設ける。
In order to pull out the
接続パッド4は、内層配線10aとランド10bおよび貫通導体10cを介して接続される接続パッド4aと、内層配線11aとランド11bおよび貫通導体11cを介して接続される接続パッド4bとで構成される実装用パッド対である。
The
誘電体基板6は、第1の誘電体層6aと、第2の誘電体層6bと、第3の誘電体層6cの3層が、第1の誘電体層6aを挟むようにそれぞれ第2の誘電体層6bおよび第3の誘電体層6cが設けられ、実装ボード3に対向する側から第2の誘電体層6b、第1の誘電体層6a、第3の誘電体層6cの順に積層される。
The
内層配線11aは、第1の誘電体層6aと第2の誘電体層6bとの間に設けられ、内層配線10aは、第1の誘電体層6aと第3の誘電体層6cとの間に設けられる。
The
貫通導体11cは、第2の誘電体層6bを貫通して接続パッド4bに接続し、貫通導体10cは、第1の誘電体層6aおよび第2の誘電体層6bを貫通して接続パッド4aに接続する。
The through
従来の技術であれば、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離が、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離と同じとなり、貫通導体10cおよび貫通導体11cが、接続パッド4aおよび接続パッド4bの中心に接続することになる。しかしながら、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離は、実装ボード3の接続パッド5の中心間距離に一致させているだけであって伝送特性についてはほとんど考慮されていない。したがって、接続パッド4aおよび接続パッド4bの中心間距離に、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離を合わせると貫通導体10cと貫通導体11cの差動インピーダンスは、内層配線11aと内層配線10aの配線導体対の差動インピーダンスからずれることになる。
In the conventional technique, the distance between the centers of the through
本発明では、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離と、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離とが異なるように構成される。
In the present invention, the distance between the centers of the through
本実施形態では、たとえば、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離が、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも小さくなるように構成している。差動インピーダンスは、差動伝送構造として予め設計値が決まっており、予め決められた設計値に整合させるために、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離を調整する。
In the present embodiment, for example, the distance between the centers of the through
本実施形態のように、ブロードサイド結合ストリップ線路の場合、内層配線11aと内層配線10aとが異なる誘電体層間に配設されているので、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離は、内層配線11aと内層配線10aの長さを変更することで容易に調整することができる。
In the case of the broadside coupled strip line as in the present embodiment, the
本実施形態では、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離が、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも小さくなるように構成しているが、これに限らず、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離が、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも大きくなるように構成してもよく、貫通導体10cと貫通導体11cの差動インピーダンスが予め決められた値に整合可能であれば、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離が、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離とどのように異なっていてもよい。
In the present embodiment, the distance between the centers of the through
貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離を、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離と同じとした場合に、差動インピーダンスが内層配線11aと内層配線10aの差動インピーダンスよりも高い場合には、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離を、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも小さくすればよく、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離を、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離と同じとした場合に、作動インピーダンスが内層配線11aと内層配線10aの差動インピーダンスよりも低い場合には、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離を、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも大きくすればよい。
When the distance between the centers of the through
このようにして、貫通導体10cと貫通導体11cの差動インピーダンスを、内層配線11aと内層配線10aの差動インピーダンスに整合させることで、内層配線11aと内層配線10aと、貫通導体10cと貫通導体11との接続部分での差動信号の反射を抑制して、良好な差動伝送が可能となる。
In this way, by matching the differential impedance of the through
なお、貫通導体10cと貫通導体11cの中心間距離を、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも大きくする場合も、内層配線11aと内層配線10aの長さを変更することで容易に実現できる。
Even when the distance between the centers of the through
内層線路対7が、ブロードサイド結合ストリップ線路を実現するために、内層配線10aと内層配線11aとは、誘電体層6中で異なる高さの配線層に設けられ、接続パッド4は、内層配線10aと内層配線11aの延伸方向に並んで設けられる。
In order for the inner
接続パッド4は、誘電体層6の樹脂基板8と対向する主面6aの周縁に設けられる接続パッド群の一部を構成する。接続パッド4aおよび接続パッド4bは、内層配線10aと内層配線11aの延伸方向に並んで設けられ、誘電体層6に設けられる接続パッド群のうち、最外周のパッドと最外周から2列目のパッドとで構成される。ここで、最外周のパッドが、接続パッド4aに相当し、最外周から2列目のパッドが、接続パッド4bに相当する。
The
このような接続パッド4の構成は、伝送信号の周波数が10GHz以上となる高周波信号の伝送に好適である。
Such a configuration of the
一方、実装ボード3では、表層線路対9によって差動伝送配線構造を構成する。
実装ボード3では、パッケージ2の誘電体基板6の主面6aに対向する樹脂基板8の主面8aに接続パッド5が設けられており、パッケージ2の接続パッド4と実装ボード3の接続パッド5とがはんだボール12によって電気的に接続され、パッケージ2の内層線路対7を伝送する高周波信号が、接続パッド4,5およびはんだボール12を介して表層線路対9を伝送する。
On the other hand, in the mounting
In the mounting
表層線路対9は、表層線路9aと表層線路9bが、樹脂基板8の主面8aに、互いに結合可能に並設され、並行マイクロストリップ線路を構成する。
In the surface
表層線路9aおよび表層線路9bは、樹脂基板8の主面8a上に設けられるので、表層線路9aが接続パッド5aに接続するまでは、表層線路9aおよび表層線路9bは、樹脂基板8の主面8a上で平行に延び、配線厚み同士で結合しながら高周波信号を差動伝送する。
Since the
図2に示すように、パッケージ2と実装ボード3とを上面視したときに、表層線路9aと、内層線路7aと内層線路7bとは同一直線上に配置される。さらに、接続パッド5aと接続パッド5bとは、この同一直線上に配置される。また、接続パッド5から表層線路対9が伸びる方向と、接続パッド4から内層線路対7が伸びる方向とが反対方向となるように、内層線路対7、表層線路対9および接続パッド4,5を配置してパッケージ2と実装ボード3とを接続する。
As shown in FIG. 2, when the
接続パッド5は、樹脂基板8の主面8aに設けられ、表層線路対9の表層線路9aの端部に設けられた接続パッド5aと、表層線路対9の表層線路9bの端部に設けられた接続パッド5bで構成される。
The
図2に示すように、接続パッド5は、接続パッド5aと接続パッド5bとが、表層線路9aと表層線路9bの延伸方向に沿って設けられる。本実施形態では、表層線路9aが屈曲することなく直線的に接続パッド5aに接続しており、この表層線路9aの延長線上に接続パッド5aの中心と接続パッド5bの中心とが並ぶように設けられている。
As shown in FIG. 2, the
表層線路9bは、表層線路9aが接続パッド5aに接続するまでの線路並列部においては、表層線路9aと同じ長さを保っているが表層線路9aが接続パッド5aに接続した先では、接続パッド5aの奥に設けられた接続パッド5bまでさらに延びて接続する。表層線路9bは、樹脂基板8の主面8a上に設けられているため、接続パッド5bに接続するためには、接続パッド5aの近傍を、接続パッド5aに沿うように迂回して配置される。
The
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図5は、本発明の第1参考例の第1態様であるパッケージ2を示す図である。図5(a)は、パッケージ2の平面図を示し、図5(b)は、パッケージ2の正面図を示す。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a view showing a
第1の実施形態では、内層線路対7の内層線路7aと内層線路7bとが、誘電体基板6の厚み方向に並設されるブロードサイド結合ストリップ線路としていたが、第1参考例では、内層線路対15を構成する内層線路15aおよび内層線路15bが、誘電体基板6内において、互いに結合可能に並設され、並行マイクロストリップ線路を構成している。
In the first embodiment, the
内層線路15aは、第1の信号用導体である内層配線16aとランド16bと第1の層間接続導体である貫通導体16cからなり、内層線路15bは、第2の信号用導体である内層配線17aとランド17bと第2の層間接続導体である貫通導体17cからなる。
The
誘電体基板6は、第1の誘電体層6aと、第2の誘電体層6bと、第3の誘電体層6cの3層で構成され、内層配線16aおよび内層配線17aは、第1の誘電体層6aと第3の誘電体層6cとの間に設けられる。
The
貫通導体16cおよび貫通導体17cは、第1の誘電体層6aおよび第2の誘電体層6bを貫通して接続パッド4aおよび接続パッド4bに接続する。
The through
図5に示す第1態様では、内層配線16aと内層配線17aの中心間距離よりも、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離を小さくし、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離を接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離とを異ならせている。
In the first mode shown in FIG. 5, the distance between the centers of the through
第1参考例のように、並行マイクロストリップ線路の場合、内層配線16aと内層配線17aとが同じ誘電体層間に配設されているので、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離は、内層配線16aがランド16bに接続する部分で屈曲し、内層配線17aがランド17cに接続する部分で屈曲することで調整することができる。
As in the first reference example, in the case of a parallel microstrip line, the
本態様では、内層配線16aと内層配線17aとが、互いに近づくように屈曲して所定の中心間距離を有するランド16bおよびランド17bに接続し、同じ中心間距離で貫通導体16cと貫通導体17cが接続パッド4aおよび接続パッド4bに接続する。このとき、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離は、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも小さい。
In this embodiment, the
図6は、第1参考例の第2態様であるパッケージ2を示す図である。図6(a)は、パッケージ2の平面図を示し、図6(b)は、パッケージ2の正面図を示す。
FIG. 6 is a diagram showing a
図6に示す第2態様では、内層配線16aと内層配線17aの中心間距離よりも、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離を大きくし、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離を接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離とを異ならせている。
In the second mode shown in FIG. 6, the distance between the centers of the through
第1参考例のように、並行マイクロストリップ線路の場合、内層配線16aと内層配線17aとが同じ誘電体層間に配設されているので、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離は、内層配線16aがランド16bに接続する部分で屈曲し、内層配線17aがランド17cに接続する部分で屈曲することで調整することができる。
As in the first reference example, in the case of a parallel microstrip line, the
本態様では、内層配線16aと内層配線17aとが、互いに離れるように屈曲して所定の中心間距離を有するランド16bおよびランド17bに接続し、同じ中心間距離で貫通導体16cと貫通導体17cが接続パッド4aおよび接続パッド4bに接続する。このとき、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離は、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも小さい。
In this embodiment, the
図7は、本発明の第2の実施形態であり、第1参考例の第3態様であるパッケージ2を示す図である。図7(a)は、パッケージ2の平面図を示し、図7(b)は、パッケージ2の正面図を示す。
FIG. 7 is a diagram showing a
図7に示す第3態様では、内層配線16aと内層配線17aの中心間距離と、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離が同じであり、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離を接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離とを異ならせている。
In the third mode shown in FIG. 7, the distance between the centers of the
内層配線16aと内層配線17aの差動インピーダンスと貫通導体16cと貫通導体17cの差動インピーダンスが整合されていれば、内層配線16aと内層配線17aの中心間距離と、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離が同じとなる場合がある。このような場合、内層配線16aと内層配線17aの中心間距離と、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離とが異なるのであれば、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離を、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離と異ならせることになる。
If the differential impedance of the
本態様では、内層配線16aと内層配線17aとが、同じ中心距離を保持したまま、同じ中心間距離を有するランド16bおよびランド17bに接続し、同じ中心間距離で貫通導体16cと貫通導体17cが接続パッド4aおよび接続パッド4bに接続する。このとき、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離は、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも小さい。
In this embodiment, the
本実施形態も第1の実施形態と同様に、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離が、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも小さくなるように構成しているが、これに限らず、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離が、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも大きくなるように構成してもよく、貫通導体16cと貫通導体17cの差動インピーダンスが予め決められた値に整合可能であれば、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離が、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離とどのように異なっていてもよい。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the distance between the centers of the through
貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離を、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離と同じとした場合に、作動インピーダンスが内層配線16aと内層配線17aの差動インピーダンスよりも高い場合には、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離を、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも小さくすればよく、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離を、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離と同じとした場合に、作動インピーダンスが内層配線16aと内層配線17aの差動インピーダンスよりも低い場合には、貫通導体16cと貫通導体17cの中心間距離を、接続パッド4aと接続パッド4bの中心間距離よりも大きくすればよい。
When the operating impedance is higher than the differential impedance between the
パッケージ2の誘電体基板6は、内部に多層配線構造を実現できるものであれば、セラミックスなどの無機誘電体や樹脂などの有機誘電体を用いることができる。たとえばアルミナ(Al2O3)セラミックス、ムライト(3Al2O3・2SiO2)セラミックスもしくはガラスセラミックス等の無機材料、四フッ化エチレン樹脂(ポリテトラフルオロエチレン;PTFE)、四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂(エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー;ETFE)、あるいは四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(パーフルオロアルコキシアルカン;PFA)等のフッ素樹脂、またはガラスエポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、液晶ポリエステル(LCP)、あるいはポリイミド(PI)等の樹脂材料が用いられる。また誘電体基板6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。
As the
内層線路対7の材料としては、高速信号伝送用途として適した金属の導体層からなり、たとえば誘電体基板6の材料としてセラミックスを用いる場合、導体線路の材料として銅、モリブデン−マンガン、タングステン、もしくはモリブデン−マンガンメタライズ上にニッケルメッキおよび金メッキを被着させたもの、タングステンメタライズ上にニッケルメッキおよび金メッキを被着させたもの、窒化タンタル上にニッケル−クロム合金および金メッキを被着させたもの、またはニッケル−クロム合金上に白金、金メッキを被着させたもの等が用いられ、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。各導体配線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。
The material of the
実装ボード3には、本実施形態のように主に樹脂基板8が用いられるが、これに限らずパッケージ2と同様、セラミックスなどの無機誘電体や樹脂などの有機誘電体を用いることができる。
Although the
接続パッド4,5を電気的に接続する導電性部材として、本実施形態では、はんだボールを用いているが、高速信号伝送用途として適した導電性部材であれば使用することが可能である。たとえば、金、銀、銅などの金属部材を使用し、さらにその形態としてはボールに限らず、柱状、バンプ状などであってもよい。
In this embodiment, a solder ball is used as a conductive member for electrically connecting the
第1の実施形態のパッケージ2の作製は、たとえば以下のように行う。誘電体基板6がたとえばアルミナセラミックスからなる場合、まずアルミナセラミックスのグリーンシートを準備し、これに所定の打ち抜き加工を施して貫通導体10c,11cを設けるための貫通孔を形成する。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、導体配線、すなわち内層配線10aと内層配線11a、ランド10bとランド11bとなるパターンをグリーンシートの所定の位置に印刷塗布する。次に、パターンが形成されたグリーンシートを重ねて、これを約1600℃で焼成する。
For example, the
また、実装ボード3の作製は、FR−4などのガラスエポキシ基板の表面に銅箔を張り付けた銅貼り基板を準備し、銅箔をエッチングなど公知のパターニング技術により表層線路対9および接続パッド5をパターン形成する。
The mounting
誘電体基板6の接続パッド4が形成された主面6a、および樹脂基板8の接続パッド5が形成された主面8aには、それぞれソルダレジスト13,14を設ける。
Solder resists 13 and 14 are provided on the
はんだボール12を実装ボード3の接続パッド5上に載置し、パッケージ2の接続パッド4を、対応する接続パッド5に位置合わせして超音波振動、リフローなどにより接続パッド4,5とはんだボール12とを接合する。
2 パッケージ
3 実装ボード
4,5 接続パッド
7 内層線路対
9 表層線路対
9a,9b 表層線路
10a,11a,16a,17a 内層配線
10b,11b,16b,17b ランド
10c,11c,16c,17c 貫通導体
2
Claims (5)
前記誘電体基板の内層に、互いに結合可能に設けられる第1の信号用導体および第2の信号用導体から成る配線導体対と、
前記誘電体基板の主面に設けられ、第1の信号用導体に接続される第1の実装用パッドと第2の信号用導体に接続される第2の実装用パッドとからなる実装用パッド対と、
誘電体基板の厚み方向に第1の信号用導体と第1の実装用パッドとを接続する第1の層間接続導体と、誘電体基板の厚み方向に第2の信号用導体と第2の実装用パッドとを接続する第2の層間接続導体とからなる層間接続導体対と、
を有する差動伝送用多層配線基板であって、
前記第1の実装用パッドと前記第2の実装用パッドの中心間距離と、前記第1の層間接続導体と前記第2の層間接続導体の中心間距離と、が異なるように構成され、
前記配線導体対は、前記第1の信号用導体および前記第2の信号用導体が、前記誘電体基板の厚み方向に並設される差動伝送用多層配線基板。 A dielectric substrate;
A pair of wiring conductors composed of a first signal conductor and a second signal conductor provided on the inner layer of the dielectric substrate so as to be coupled to each other;
A mounting pad provided on the main surface of the dielectric substrate and comprising a first mounting pad connected to the first signal conductor and a second mounting pad connected to the second signal conductor Vs.
A first interlayer connecting conductor connecting the first signal conductor and the first mounting pad in the thickness direction of the dielectric substrate; and a second signal conductor and second mounting in the thickness direction of the dielectric substrate. An interlayer connection conductor pair composed of a second interlayer connection conductor connecting the pad for use;
A multi-layer wiring board for differential transmission having
The center-to-center distance between the first mounting pad and the second mounting pad is configured to be different from the center-to-center distance between the first interlayer connection conductor and the second interlayer connection conductor .
The wiring conductor pair is a multilayer wiring board for differential transmission in which the first signal conductor and the second signal conductor are arranged in parallel in the thickness direction of the dielectric substrate.
前記第1の信号用導体が、前記第1の誘電体層と前記第2の誘電体層との間に設けられ、
前記第2の信号用導体が、前記第1の誘電体層と前記第3の誘電体層との間に設けられ、
前記第1の層間接続導体が前記第2の誘電体層を貫通するように設けられ、
前記第2の層間接続導体が前記第1の誘電体層および前記第2の誘電体層を貫通するように設けられる請求項1または2に記載の差動伝送用多層配線基板。 The dielectric substrate includes a first dielectric layer, and a second dielectric layer and a third dielectric layer that are stacked so as to sandwich the first dielectric layer, respectively.
The first signal conductor is provided between the first dielectric layer and the second dielectric layer;
The second signal conductor is provided between the first dielectric layer and the third dielectric layer;
The first interlayer connection conductor is provided so as to penetrate the second dielectric layer;
The multilayer wiring board for differential transmission according to claim 1 or 2, wherein the second interlayer connection conductor is provided so as to penetrate through the first dielectric layer and the second dielectric layer .
前記誘電体基板の内層に、互いに結合可能に設けられる第1の信号用導体および第2の信号用導体から成る配線導体対と、
前記誘電体基板の主面に設けられ、第1の信号用導体に接続される第1の実装用パッドと第2の信号用導体に接続される第2の実装用パッドとからなる実装用パッド対と、
誘電体基板の厚み方向に第1の信号用導体と第1の実装用パッドとを接続する第1の層間接続導体と、誘電体基板の厚み方向に第2の信号用導体と第2の実装用パッドとを接続する第2の層間接続導体とからなる層間接続導体対と、
を有する差動伝送用多層配線基板であって、
前記第1の実装用パッドと前記第2の実装用パッドの中心間距離と、前記第1の層間接続導体と前記第2の層間接続導体の中心間距離と、が異なるように構成され、
前記配線導体対における前記第1の信号用導体と前記第2の信号用導体との中心間距離と、前記層間接続導体対における前記第1の層間接続導体と前記第2の層間接続導体との中心間距離とが同じであり、
前記配線導体対は、前記第1の信号用導体および前記第2の信号用導体が、前記誘電体基板の主面に平行な方向に並設される差動伝送用多層配線基板。 A dielectric substrate;
A pair of wiring conductors composed of a first signal conductor and a second signal conductor provided on the inner layer of the dielectric substrate so as to be coupled to each other;
A mounting pad provided on the main surface of the dielectric substrate and comprising a first mounting pad connected to the first signal conductor and a second mounting pad connected to the second signal conductor Vs.
A first interlayer connecting conductor connecting the first signal conductor and the first mounting pad in the thickness direction of the dielectric substrate; and a second signal conductor and second mounting in the thickness direction of the dielectric substrate. An interlayer connection conductor pair composed of a second interlayer connection conductor connecting the pad for use;
A multi-layer wiring board for differential transmission having
The center-to-center distance between the first mounting pad and the second mounting pad is configured to be different from the center-to-center distance between the first interlayer connection conductor and the second interlayer connection conductor.
The distance between the centers of the first signal conductor and the second signal conductor in the wiring conductor pair, and the first interlayer connection conductor and the second interlayer connection conductor in the interlayer connection conductor pair. The center distance is the same,
It said wiring conductor pairs, the first signal conductor and the second signal conductor, the dielectric differential transmission multilayer wiring board that will be arranged in a direction parallel to the main surface of the substrate.
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