JP6725388B2

JP6725388B2 - 印刷配線板

Info

Publication number: JP6725388B2
Application number: JP2016190240A
Authority: JP
Inventors: 俊之金子
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-09-28
Also published as: JP2018056313A

Description

本開示は、印刷配線板に関する。

従来、半導体素子（電子部品）が搭載される多層配線基板（印刷配線板）においては、内部配線用の配線導体の形成にあたり、絶縁樹脂（プリプレグ）層と配線（導体）とを交互に積層して、多層配線基板を形成している。このような印刷配線板におけるプリプレグ層間の結合による静電容量（コンデンサ容量）は、対向する導体間の層間厚により決まる。そのため、多層配線基板の配線構造として、各絶縁樹脂層の上面に平行配線群を形成し、これを多層化して各層の配線群のうち所定の配線同士をビア導体やスルーホール導体等の貫通導体を介して電気的に接続する構造が提案されている。例えば特許文献１には、第１の配線部と第１の集合配線部と複数の第１のグランド配線部とを有する第１層と、第２の配線部と第２の集合配線部と第１層の複数の第１のグランド配線部に接続される複数の第２のグランド配線部とを有し第１層に積層する第２層とから構成され、第１層における第１の配線部と第２層における第２の配線部とがねじれの位置にある多層プリント配線板が開示されている。

特開平９−１８１５６号公報

本開示の印刷配線板は、それぞれ間隙を設けて平行に形成される複数の第１の配線と、各配線の少なくとも一端と電気的に接続する集合配線と、を含む第１の平行配線群と、それぞれ間隙を設けて平行に形成される複数の第２の配線と、各配線の少なくとも一端と電気的に接続する集合配線と、を含む第２の平行配線群とを備え、前記第１および第２の平行配線群が非平行に対向する。

本開示の印刷配線板の一実施形態を示す説明図である。本開示の印刷配線板の一実施形態を示す上面図である。配線幅の異なる印刷配線板の層間厚と容量値の関係を示すグラフである。

このような絶縁樹脂層の上下の導体は、それぞれ別の銅張積層板によって構成されることが多く、絶縁樹脂層間においてコンデンサ容量を稼ごうとすると、熱プレス時の位置・層間ばらつきによる影響を受けてしまう。すなわち、絶縁樹脂層上下の導体がＸＹ方向にずれると、対向する導体の面積が変化してしまい、コンデンサ容量が変化してしまう。さらに、絶縁樹脂層間の上下の導体層の導体がない部分は、プレス時に絶縁樹脂（プリプレグ）が熱で溶融した樹脂で充填されるので、導体の面積（幅）が大きいほど、層間厚は厚くなり、Ｚ（縦）方向の層間厚精度に影響する。このように、熱プレス時に各層のＸＹ（平面）方向の位置精度、Ｚ（縦）方向の層間厚精度による影響を受けるため、精度の高いコンデンサ容量を稼ぐことは困難である。

本開示の印刷配線板の一実施形態を図１に基づいて説明する。図１に示すように、印刷配線板１００は、それぞれ間隙を設けて平行に形成される複数の第１の配線Ｓ１と、各配線Ｓ１の少なくとも一端と電気的に接続する集合配線Ｐ１とを含む第１の平行配線群Ｌ１と、それぞれ間隙を設けて平行に形成される複数の第２の配線Ｓ２と、各配線Ｓ２の少なくとも一端と電気的に接続する集合配線Ｐ２とを含む第２の平行配線群Ｌ２とを備える。この第１の平行配線群Ｌ１と第２の平行配線群Ｌ２とは、間に絶縁樹脂層Ｉ３を挟んで対向しており、第１の配線Ｓ１と第２の配線Ｓ２とがそれぞれ非平行となっている。

第１の配線Ｓ１は、図１に示すように、複数の配線が同じ平面に間隙を設けて平行に形成され、少なくとも一端が集合配線Ｐ１と接続する。第１の配線Ｓ１の他端は解放状態であってもよい。この第１の配線Ｓ１はそれぞれ同じ配線幅を有しているのがよい。配線幅が同じであれば、より精度の高いコンデンサ容量を稼ぐことができる。さらに第１の配線Ｓ１間の間隙の幅もそれぞれ同じであるのがよい。

第１の配線Ｓ１と同じ平面に形成される集合配線Ｐ１は、第１の配線Ｓ１の少なくとも一端と電気的に接続するものであればよく、複数配置されていてもよい。

第２の配線Ｓ２は、同じ平面に間隙を設けて複数が平行に形成され、少なくとも一端が集合配線Ｐ２と接続する。第２の配線Ｓ２の他端は解放状態であってもよい。この第２の配線Ｓ２はそれぞれ同じ配線幅を有しているのがよい。配線幅が同じであれば、より精度の高いコンデンサ容量を稼ぐことができる。さらに第２の配線Ｓ２間の間隙の幅もそれぞれ同じであるがよい。

第２の配線Ｓ２と同じ平面に形成される集合配線Ｐ２は、第２の配線Ｓ２の少なくとも一端と電気的に接続するものであればよく、複数配置されていてもよい。

上述した第１の配線Ｓ１と集合配線Ｐ１とを含む第１の平行配線群Ｌ１は、絶縁樹脂層Ｉ３を間に挟んで、第２の配線Ｓ２と集合配線Ｐ２とを含む第２の平行配線群Ｌ２と面方向に対向する。このとき、図２に示すように、第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２はそれぞれ非平行となるように対向し、重なった部分が面積Ｘとなってコンデンサ容量を決定する。このとき、第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２が、例えば絶縁樹脂層Ｉ３の範囲内でＸＹ（平面）方向に位置ずれを起こしても、位置ずれを起こさなかった場合と比較して、平行する複数の第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２の上下面で対向する面積Ｘの量は変化せず、コンデンサ容量が変わることがない。このように、第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２は、対向した際に非平行であればよく、交差角度としては約９０度程度で略直交させるのがよい。この第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２は、予め非平行になるように配線を配設しておいてもよいし、対向させるときに向きを変えて非平行にしてもよい。

このような第１および第２の平行配線群Ｌ１、Ｌ２の第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２は、細線であるのがよい。このような細線の導体を用いることで、Ｚ（縦）方向に位置ずれを起こしても、フリンジ効果で対向する距離（層間厚）のばらつきによる、コンデンサ容量への影響を少なくすることができる。このような第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２の配線幅は０．１ｍｍ以下であるのがよく、０．０１ｍｍ以下であればさらによい。このとき、第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２の配線幅は全て同じであってもよい。

第１の平行配線群Ｌ１および第２の平行配線群Ｌ２における、配線Ｓ１、Ｓ２および集合配線Ｐ１、Ｐ２の材質は導体であれば特に限定されない。例えばタングステンやモリブデン・モリブデン−マンガン・銅・銀・銀−パラジウム等の金属粉末メタライズ、あるいは銅・銀・ニッケル・クロム・チタン・金・ニオブやそれらの合金等の金属材料などが挙げられる。中でも、コストや加工の面から銅であるのがよい。

この印刷配線板１００には、第１の平行配線群Ｌ１および第２の平行配線群Ｌ２の外部電気回路との接続部ならびに搭載される半導体素子等の電子部品との接続部は図示していない。

絶縁樹脂層Ｉ３は、第１および第２の平行配線群Ｌ１、Ｌ２の間に挟まれる層であり、第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２および集合配線Ｐ１、Ｐ２がそれぞれ上下面に配設される。この絶縁樹脂層Ｉ３には、第１および第２の配線群の配線同士を電気的に接続する、ビア導体やスルーホール導体等の貫通導体（図示せず）が形成されていてもよい。この絶縁樹脂層Ｉ３の厚みは、第１および第２の平行配線群Ｌ１、Ｌ２の対向する距離（層間厚）となり、例えば、第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２の配線幅が０．１ｍｍであれば、第１および第２の平行配線群Ｌ１、Ｌ２の層間厚は０．１２ｍｍ以上であるのがよい。第１および第２の配線Ｓ１、Ｓ２の配線幅が０．０１ｍｍであれば、第１および第２の平行配線群Ｌ１、Ｌ２の層間厚は０．０６ｍｍ以上であるのがよい。

絶縁樹脂層Ｉ３は、例えばプリプレグをプレスで熱圧着し溶融・硬化させて形成される。プリプレグは、積層時に接着剤として用いられる熱で溶融する絶縁性樹脂であり、この絶縁性樹脂を含浸した、例えばガラス繊維やガラス不織布などの絶縁性布材を含んでいてもよい。絶縁樹脂層Ｉ３を形成する絶縁樹脂素材としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ケイ素樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は２種以上を混合してもよい。絶縁樹脂層Ｉ３を形成する樹脂には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの補強材や無機充填材、フェノール樹脂やメタクリル樹脂からなる有機充填材が含まれていてもよい。

以下、実施例を挙げて本開示の印刷配線板を具体的に説明するが、本開示の印刷配線板はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例）
第１および第２の配線を複数形成し、その配線幅を、それぞれ１ｍｍ、０．１ｍｍ、０．０１ｍｍと同一の幅にした第１および第２の平行配線群を、絶縁樹脂層に対して上下面から非平行に対向させて、熱プレスで積層して印刷配線板を形成し、配線長当たりの容量値のシミュレーションを行った。その結果を図３に示す。ただし、第１および第２の配線の配線幅を変化させた以外は、全て同じ部材や材料を用いた。

図３によると、最も配線幅が太い（１ｍｍ）ものは、第１および第２の平行配線群のＺ方向（層間厚）のばらつきに対して、容量値の変化が大きく、不安定であった。最も配線幅が細い（０．０１ｍｍ）ものは、第１および第２の平行配線群のＺ方向（層間厚）のばらつきに対して、容量値の変化が小さく、安定していた。さらに、平面状と比較し、プレス時のばらつきのＸＹ方向（平面）のずれに対しても、容量値が安定していた。

以上、詳細に説明したように、本開示の印刷配線板によれば、第１の平行配線群と第２の平行配線群とを、絶縁樹脂層を挟んで、配線を非平行に対向させているので、熱プレスで積層時に、配線（導体）がＸＹ（平面）方向に位置ずれを起こしても、それぞれ複数の配線が平行に形成されているため、対向する面積は変わらず、コンデンサ容量が安定する。さらに、配線幅を細くすることにより、Ｚ（縦）方向に位置ずれを起こしても、フリンジ効果で対向する距離（層間厚）のばらつきによる影響を抑制できる。

本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改善や改良が可能である。本実施形態では、第１の平行配線群と第２の平行配線群との二層を、絶縁樹脂層を挟んで設けているが、例えば第１および第２の平行配線群と絶縁樹脂層との間に別の平行配線群および絶縁樹脂層を挟むなど、層数を自在に増やしてもよい。この場合も対向する平行配線群の配線同士を非平行にするのがよく、さらに配線幅を細く形成するのがよい。
さらに、第１および第２の平行配線群を予めプリプレグからなる絶縁樹脂層に配設しておき、この絶縁樹脂層同士を、第１および第２の平行配線群が対向するように積層して熱プレスで印刷配線板を形成するのがよい。

Ｌ１第１の平行配線群
Ｌ２第２の平行配線群
Ｓ１第１の配線
Ｓ２第２の配線
Ｐ１、Ｐ２集合配線
Ｉ３絶縁樹脂層
１００印刷配線板

Claims

それぞれ間隙を設けて平行に形成され、他端が開放状態である複数の第１の配線と、各配線の少なくとも一端と電気的に接続する集合配線と、を含む第１の平行配線群のみと、
それぞれ間隙を設けて平行に形成され、他端が開放状態である複数の第２の配線と、各配線の少なくとも一端と電気的に接続する集合配線と、を含む第２の平行配線群のみと、を備え、
前記第１の平行配線群および前記第２の平行配線群は、絶縁樹脂層を挟んで対向しており、かつ前記第１および第２の平行配線群が非平行に対向することを特徴とする印刷配線板。
前記第１および第２の配線がそれぞれ略直交する請求項１に記載の印刷配線板。
前記第１および第２の配線の配線幅が、それぞれ同一である請求項１または２に記載の印刷配線板。
前記第１および第２の配線の配線幅が、それぞれ０．１ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載の印刷配線板。
前記第１および第２の配線の配線幅が、それぞれ０．０１ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載の印刷配線板。