JP7423294B2

JP7423294B2 - 配線基板および電子機器

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Publication number: JP7423294B2
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Inventors: 季行吉田; 優小川; 昇司松本
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Description

本発明は電子機器に用いられる配線基板に関し、特に配線基板から発生するノイズを低減する技術に関する。

電子機器に搭載された２つの半導体装置間では、デジタル信号によるデータ通信が行われている。このデジタル信号は、差動信号配線を介して伝送されることが一般的である。差動信号配線が発生する放射ノイズや、差動信号配線間で発生するクロストークノイズは、デジタル信号の品質の低下や半導体装置の誤動作を招来することがある。特許文献１には、差動信号配線が発生する放射ノイズを低減するために、所定の開口パターンを有するシールドを備えた配線基板が開示されている。

特開２０００－０７７８０２号公報

しかしながら、近年の電子機器の機能向上に伴って、データ通信には更なる大容量化が求められている。データ通信が大容量化するにつれ、差動信号が発生する放射ノイズは多くなる。そのため、特許文献１に開示された配線基板では、放射ノイズの発生を十分に抑制することができなかった。また、特許文献１に開示された配線基板では、差動信号配線間で発生するクロストークノイズを抑制することはできなかった。

上記課題を解決するための配線基板は、第１面を有する基材と、前記基材の第１面に設けられ、１対の信号配線からなる第１差動信号配線と、１対の信号配線からなる第２差動信号配線と、を有する配線層と、前記第１差動信号配線および前記第２差動信号配線と対向し、所定の方向に沿って連続的に配置された複数の開口を有する開口部を有するグランド層と、を備える配線基板であって、前記配線基板を平面視した際の前記開口の前記信号配線に沿った方向の長さをＬ１、前記開口の前記Ｌ１の長さ方向と直交する方向の長さをＬ２、前記第１差動信号配線と前記第２差動信号配線間の距離をＬ３としたときに、前記Ｌ１が前記Ｌ２の４倍以上であり、かつ、前記Ｌ２が前記Ｌ３以下であることを特徴とする。

本発明によれば、高速なデータ信号を伝送しても、放射ノイズが小さく、かつクロストークノイズも小さい配線基板を提供することができる。また、この配線基板を有する電子機器を提供することができる。

第１実施形態に係る電子機器の一例である撮像装置の概略図である。（ａ）は第１実施形態に係る撮像ユニットの説明図である。（ｂ）は第１実施形態のフレキシブル配線板の断面図である。（ｃ）は第１実施形態のグランド層と差動信号配線の位置関係を示す説明図である。グランド層の開口部の形状の説明図である。変形例のフレキシブル配線板の断面図である。実施例において、放射ノイズの測定に用いたシステム図である。実施例において、伝送特性評価の評価に用いたシステム図である。比較例１の配線基板における信号電流とリターン電流の経路を示す説明図である。比較例１のグランド層と差動信号配線の位置関係を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電子機器の一例としての撮像装置であるデジタルカメラ６００の説明図である。撮像装置であるデジタルカメラ６００は、レンズ交換式のデジタルカメラであり、カメラ本体６０１を備える。カメラ本体６０１は、レンズを含むレンズユニット（レンズ鏡筒）６０２が着脱可能となっている。カメラ本体６０１は、筐体６１１と、筐体６１１の内部に収納された、撮像ユニット１００と、無線通信ユニット１５０と、を備える。

撮像ユニット１００は、プリント回路板１０１と、プリント回路板１０２と、プリント回路板１０１とプリント回路板１０２とを電気的に接続する、配線基板である１つのフレキシブル配線板１１と、を備える。フレキシブル配線板１１により、同軸ケーブルよりも配線構造を軽量化することができる。

プリント回路板１０１は、プリント配線板１１０と、プリント配線板１１０に実装される半導体装置（第１半導体装置）１１１と、を備える。プリント回路板１０２は、プリント配線板１２０と、プリント配線板１２０に実装される半導体装置１２１（第２半導体装置）と、を備える。

半導体装置１１１は、撮像素子としてのイメージセンサである。イメージセンサは、例えばＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ又はＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサである。イメージセンサは、レンズユニット６０２を介して入射した光を電気信号に変換する機能を有する。半導体装置１２１は、処理回路としてのデジタルシグナルプロセッサである。デジタルシグナルプロセッサは、イメージセンサから画像データを示す電気信号を取得し、取得した電気信号を補正する処理を行い、補正された画像データを生成する機能を有する。

無線通信ユニット１５０は、ＧＨｚ帯域の無線通信を行うものであり、モジュール化された無線通信モジュールである。無線通信ユニット１５０は、アンテナ（不図示）が設けられたプリント配線板１５１と、プリント配線板１５１に実装された無線通信ＩＣ１５２と、を有する。アンテナは無線通信ＩＣ１５２と同じ面内に設けられて、外部と通信しやすいように筐体６１１に近い位置に配置される。無線通信ＩＣ１５２は、アンテナを介して外部機器（ＰＣ又は無線ルータなど）と無線通信を行うことで、画像データの送受信を行う。即ち、無線通信ＩＣ１５２は、画像データを示すデジタル信号を変調し、アンテナから無線規格の通信周波数の電波として送信する。また、無線通信ＩＣ１５２は、アンテナにて受信された電波を、画像データを示すデジタル信号に復調する。無線通信ＩＣ１５２は、例えばＷｉＦｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）といった規格に準拠して外部機器と無線通信する。

図２（ａ）は、撮像ユニット１００の説明図である。図２（ｂ）は、フレキシブル配線板１１のＡ－Ａ断面図である。図２（ｃ）は、基材の第１面側からフレキシブル配線板１１を平面視した際のグランド層と差動信号配線の位置関係を示す説明図である。

図２（ａ）に示すように、プリント配線板１１０には、コネクタ１１２が実装されている。コネクタ１１２は、プリント配線板１１０に形成された導体で第１半導体装置１１１に電気的に接続される。プリント配線板１２０には、コネクタ１２２が実装されている。コネクタ１２２は、プリント配線板１２０に形成された導体で第２半導体装置１２１に電気的に接続される。すなわち、第１半導体装置１１１と第２半導体装置１２１とは、プリント配線板１１０、フレキシブル配線板１１及びプリント配線板１２０で電気的に接続され、互いに通信可能である。

図２（ｂ）に示すようにフレキシブル配線板１１において、基材１２は第１面１２Ａと、第１面に対向する第２面１２Ｂを有する。

第１面１２Ａには、配線層１３が設けられている。配線層１３は、第１信号配線１３１および第２信号配線１３２からなる１対の信号配線で形成された第１差動信号配線１３Ａと、第３信号配線１３３および第４信号配線１３４からなる１対の信号配線で形成された第２差動信号配線１３Ｂと、を有する。第１差動配線１３Ａと第２差動信号配線１３Ｂの間隔はＬ３である。

第２面１２Ｂには、複数の開口を有する開口部２１を有するグランド層１６が設けられている。グランド層１６は、開口部２１と開口が形成されていない領域である非開口部１６Ａからなる。

基材１２の材質は、配線基板がフレキシブル配線板である場合、樹脂である。樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、エポキシ等の熱硬化性樹脂や液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの中でもポリイミドまたは液晶ポリマーが好ましい。ポリイミドは、耐熱性や機械特性に優れ、かつ商業的に入手するのが容易である。また、液晶ポリマーは、比誘電率が低いため高速信号伝送用途に好適であり、かつ、吸湿性が低く寸法安定性に優れる。基材１２の厚さは、特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲が好ましい。厚さが１０μｍ未満であると、差動信号配線とグランド層１６との距離が近くなり、特性インピーダンスの値が大きくなるおそれがある。一方、厚さが１００μｍを超えると、樹脂の剛性が高くなり、可撓性が不十分となるおそれがある。より好ましくは、１２μｍ以上７５μｍ以下の範囲である。

なお、基材１２の材質は、配線基板がリジッド基板である場合、繊維基材である。繊維基材としては、例えば、ガラス繊布、ガラス不繊布等のガラス繊維基材、あるいはガラス以外の無機化合物を成分とする繊布又は不繊布等の無機繊維基材が挙げられる。また、芳香族ポリアミド、ポリアミド、芳香族ポリエステル、ポリエステル、ポリイミド、フッ素樹脂等の有機繊維で構成される有機繊維基材が挙げられる。これらの中でも強度に優れ、吸水が少ないという観点でガラス繊維基材が好ましい。

配線層１３は、差動信号の伝送路である第１差動信号配線１３Ａ及び第２差動信号配線１３Ｂを有し、第１差動信号配線１３Ａ及び第２差動信号配線１３Ｂには画像データを示すデジタル信号であるデータ信号が伝送される。なお、配線層１３は差動信号配線以外にも、制御信号や応答信号といったシングルエンド信号を伝送する配線やグランド用の配線を有していても良い。

配線層１３の製造方法は特に限定されず、金属箔の貼合せ、金属メッキ、インクジェットプロセス等公知の方法により形成することができる。金属箔として銅箔を用いる場合は、接着剤等で貼り合わせたフィルムを用い、フォトリソ・エッチングプロセスで必要な伝送線路パターンを形成することができる。また、インクジェットプロセスを用いる場合は、導電性を有する金属粒子を含む高分子インクを必要なパターンに描画し、基材１２のガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度で当該パターンを焼成して形成できる。配線層の厚さ（差動信号配線の厚さ）は特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上２０μｍ以下の範囲である。

ところで、差動信号配線に伝送される正相信号と逆相信号との平均長が異なると、差動信号の一部がコモンモード信号に変わるモード変換が発生し、コモンモードノイズが誘発される。コモンモードノイズが配線基板上で共振すると、コモンモードノイズの周波数で大きな放射ノイズが発生する。また、近年の通信データの大容量化に伴い、差動信号配線には、例えば、５Ｇｂｐｓ（ＧｉｇａＢｉｔｓＰｅｒＳｅｃｏｎｄ）以上といったＧｂｐｓオーダーの高速の伝送速度を有する差動信号が伝送される。なお、信号の伝送速度Ｒ［ｂｐｓ］と信号の周波数ｆ［Ｈｚ］との間にはＲ＝２ｆの関係が成り立つ。一般に、伝送される差動信号の周波数が高くなるほど、伝送線路を流れる電流の時間変化量が大きくなるため、放射ノイズは多く発生する。発生した放射ノイズは、無線通信装置の通信周波数帯に近いため、無線通信ＩＣがアンテナを介して外部機器（ＰＣ又は無線ルータなど）と無線通信を行う際に、通信データにその放射ノイズが重畳してしまうことがある。

従来より、基材と導体層を積層した配線基板において、基材の一方の面に設けられた導体層を配線層として伝送線路を形成し、他方の面に設けられた導体層を、放射ノイズを抑制するためのグランド層（シールド層）とすることが知られている。また、特許文献１のように、グランド層に開口を設けたメッシュパターンのグランド層を用いることも知られている。しかしながら、本願発明者が検討した結果、特許文献１で開示された技術では高速な差動信号を伝送した際に、放射ノイズを十分に抑制することができないことが分かった。また、特許文献１で開示された技術では、隣り合う２つの差動信号配線間で生じるクロストークノイズを十分に抑制することができないことが分かった。

そこで本実施形態は、配線基板１１のグランド層１６が、所定の方向に沿って連続的に配置された複数の開口からなる開口部２１を有する。すなわち、複数の開口は所定の間隔で複数、配置されている。また、その開口部２１における開口の大きさは、以下に示すＬ１，Ｌ２およびＬ３を用いて表現することができ、Ｌ１はＬ２の４倍以上であり、かつ、Ｌ２はＬ３以下であることを特徴とする。ここで、フレキシブル配線板１１を平面視した際の信号配線１３１，１３２，１３３，１３４の長手方向に沿った方向の開口の最大長さをＬ１とする。前記Ｌ１の長さ方向と直交する方向の開口の最大長さをＬ２とする。第１差動信号配線１３Ａと第２差動信号配線１３Ｂ間の距離をＬ３とする。図２（ｃ）は第１実施形態におけるＬ１，Ｌ２およびＬ３の関係を示しており、図２（ｃ）からグランド層１６は複数の開口を有する開口部２１を有し、開口の形状が２次元的に連続パターン化されていることが分かる。ここで、所定の方向とは、例えば、信号配線が延伸する方向である、いわゆる配線方向である。

Ｌ１がＬ２の４倍以上であることは、開口の信号伝送方向に対する長さがその直交方向に対して十分に長いことを意味している。また、開口のアスペクト比が大きく、開口が大きな異方性を有する形状であることを意味している。このような構成をとることにより、第１差動信号配線１３Ａおよび第２差動信号配線１３Ｂのリターン経路を短くすることができる。リターン経路が短くなることにより、リターン経路のインダクタンスが小さくなるため、Ｌ１がＬ２の４倍未満の構成と比較して、第１差動信号配線１３Ａおよび第２差動信号配線１３Ｂから発生する放射ノイズを低減することができる。また、グランド層の非開口部１６Ａを第１差動信号配線１３Ａおよび第２差動信号配線１３Ｂに対して近づけることができる。非開口部１６Ａが第１差動信号配線１３Ａおよび第２差動信号配線１３Ｂに近づくことにより、両者の相互インダクタンスが大きくなるため、高速な信号が伝送されても放射ノイズを低減することができる。

なお、Ｌ１は１．５ｍｍ以下とすることが好ましい。Ｌ１が１．５ｍｍより大きくなると、グランド層における開口部の割合（開口率）が大きくなりすぎ、放射ノイズに対するシールド効果が小さくなり、電子機器内の無線通信装置に影響を及ぼすおそれがある。より好ましいＬ１の長さは１．２ｍｍ以下である。

また、Ｌ２はＬ３以下であることは、１つの開口内には差動信号配線が多くても１つしか存在しないことを意味している。このような構成をとることにより、第１差動信号配線１３Ａと第２差動信号配線１３Ｂとの間には、非開口部１６Ａが介在するようになるため、Ｌ２がＬ３未満であるときに比べてクロストークノイズを低減することができる。

以上、Ｌ１，Ｌ２およびＬ３が上記関係を満たすことにより、Ｇｂｐｓオーダーの高速な差動信号が伝送されても、差動信号配線から発生する放射ノイズの抑制と、隣り合う２つの差動信号配線間で生じるクロストークノイズの抑制と、を両立させることができる。

グランド層１６（非開口部１６Ａ）の厚みは、１μｍ以上２０μｍ以下の範囲であることが好ましい。厚みが１μｍ未満であると、グランド層１６（非開口部１６Ａ）の抵抗値が大きくなってしまう。そのため、コモンモードノイズ発生時のリターン電流が流れにくくなってしまい、放射ノイズ量が増大するおそれがある。一方、グランド層１６の厚みが２０μｍより厚いと、第２絶縁層１７で表面形状を平滑にしにくくなる。より好ましくは２μｍ以上１５μｍ以下の範囲である。

グランド層１６における開口部２１の面積割合である開口率は、４０％以上９０％以下の範囲であることが好ましい。すなわち、開口率とは非開口部１６Ａと開口部２１との総面積に対する開口部２１の面積の割合である。より好ましい開口率の範囲は５０％以上８５％以下の範囲である。

開口率が４０％未満であると、特性インピーダンスの値が低下してしまい、伝送される信号の速度によっては伝送特性が悪化してしまうおそれがある。また、グランド層の剛性が高くなり、配線基板１１をフレキシブル配線基板にした際には可撓性が不十分となるおそれがある。一方、開口率が９０％より大きくなると、放射ノイズの抑制が十分でなくなり、無線通信装置の通信に影響を及ぼすおそれがある。

開口率は、例えば、以下の手法により測定することができる。グランド層１６を基材の第２面１２Ｂに対して垂直な方向からレーザー顕微鏡あるいは走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で画像を取得する。取得する画像には開口を１０個以上含むようにする。取得した矩形画像を用いて、開口部２１と非開口部１６Ａに相当する部分を２値化し、そのピクセル数より、それぞれの面積を求める。そして、それぞれの面積より以下の式を用いて求めることができる。

このとき取得する画像サイズは５００ピクセル×５００ピクセル以上が好ましい。なお、前述したＬ１およびＬ２についても、上記画像を用いて、算出することができる。開口部と非開口部を２値化分離し、ピクセル長を計測し、開口１０個におけるＬ１、Ｌ２の値を平均化することで求められる。

開口部２１はＬ１，Ｌ２およびＬ３の関係を満たしていれば、その形状は特に限定されない。図２（ｃ）に示したような菱形でも良いし、図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すような楕円形、長方形、六角形のような形状でも構わない。また、これらの形状のうち複数の形状を選択して配列させた形状でも構わない。これらの中でも四角形、六角形等の多角形が好ましい。開口部２１の形状が多角形であると、非開口部の幅のバラツキを抑えることができるため、放射ノイズのリターン経路も均一になり、より効率よく放射ノイズを抑制することが出来る。

グランド層１６の形成方法は特に限定されない。例えば、基材１２上にグランド層１６を形成する方法としては、サブトラクティブ法、無電解メッキ法、電解メッキ法、真空蒸着やスパッタリング法などの物理的蒸着法が挙げられる。また、導電性の繊維を貼り合わせる方法、また、スクリーン印刷法などが採用できる。以下に、メッキによりグランド層を形成する手順を説明する。まず、金属蒸着により基材上に金属層を設ける。なお、金属層を構成する金属は、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、金、銀、白金、タングステン、クロム、チタン、スズ、鉛、パラジウムなどが挙げられ、それらの１種または２種以上を組み合わせてもよい。このうち導電性、低コストの観点から銀、銅またはニッケルが好ましい。次に金属層の上に、メッシュ状のレジスト層を設ける。この場合、凹版印刷による印刷方法を用いてレジスト層を形成し、このレジスト層をマスクとして、金属層をエッチング除去したのちにレジスト層を除去することにより、開口部を有するグランド層である金属層からなるメッシュ状の構造体を形成することができる。

電子機器の筐体内において、無線通信ユニット１５０とグランド層１６との距離が、無線通信ユニット１５０と配線層１３との距離よりも短いことが好ましい。すなわち、グランド層１６は、配線層１３より無線通信ユニット１５０に近い位置に配置されることが好ましい。グランド層１６が配線層１３より無線通信ユニット１５０に近い位置にあることにより、無線通信ユニット１５０が行う外部通信の電波に、配線層１３から発生する放射ノイズが重畳することを抑制することができる。

配線基板１１の配線層１３の上には、第１絶縁層１４が設けられている。第１絶縁層１４は、第１接着部１４Ａおよび第１被覆部１４Ｂからなり、配線層１３、第１接着部１４Ａおよび第１被覆部１４Ｂの順で積層されている。

配線基板１１のグランド層１６の上には、第２絶縁層１７が設けられている。第２絶縁層１７は、第２接着部１７Ａおよび第２被覆部１７Ｂからなり、配線層１３、第２接着部１７Ａおよび第２被覆部１７Ｂの順で積層されている。

第１接着部１４Ａおよび第２接着部１７Ａは電気的に絶縁性が高いことが好ましい。第１接着部１４Ａおよび第２接着部１７Ａは、公知の接着剤の硬化物を使用可能である。例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリエステル系接着剤、アクリル系接着剤、ポリエステルポリウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤を挙げることができる。

第１接着部１４Ａおよび第２接着部１７Ａの厚さは、特に限定されないが、伝送線路に対して十分に被覆できかつ、平滑になることが望ましい。具体的には、２μｍ以上５０μｍ以下の範囲であることが好ましく、５μｍ以上３０μｍの範囲であることが特に好ましい。厚さが２μｍ未満であると配線間の埋め込みが不十分となり、第１被覆部１４Ｂを接着する際に、剥離等の可能性が生じたりする。また、５０μｍを超えると接着剤のしみ出し量が増加するおそれがある。

第１接着部１４Ａおよび第２接着部１７Ａの形成方法は特に限定されず、シート状の接着剤を貼り合わせて硬化させる方法、液状の接着剤をディスペンサまたは印刷法等により塗布して熱または紫外線照射等によって硬化する方法などを用いることができる。

第１被覆部１４Ｂおよび第２被覆部１７Ｂは、電子機器内で、他の部品に対する通電抑制のための保護層としての役割を担う。そのため絶縁性であり、かつ、可撓性を有するカバーフィルムや絶縁樹脂のコーティング層からなる樹脂で構成される。カバーフィルムとしては、いわゆるエンジニアリングプラスチックを使用することができる。例えば、ポリプロピレン、架橋ポリエチレン、ポリエステル、ポリベンゾイミダゾール、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などが挙げられる。低コストという観点においてはポリエステルフィルムが好ましい。難燃性に優れるという観点においては、ポリフェニレンサルファイドフィルム、さらに耐熱性が要求される場合にはアラミドフィルムやポリイミドフィルムを使用することが好ましい。

絶縁樹脂としては、絶縁性を有する樹脂であればよく、例えば、熱硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂などが挙げられる。紫外線硬化性樹脂としては、エポキシアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂、及びそれらのメタクリレート変性品などが挙げられる。なお、硬化形態としては、熱硬化、紫外線硬化、電子線硬化などいずれでもよい。また、必要に応じて、着色顔料や、難燃剤、酸化防止剤、潤滑剤、脱塵防止剤、硬化促進剤等の、その他公知の添加剤を配合しても良い。

第１被覆部１４Ｂおよび第２被覆部１７Ｂとの形成方法は特に限定されず、絶縁樹脂のコーティングの際には、公知の方法で実施できる。絶縁性樹脂を溶媒に溶解させた溶解液を、グラビアコート方式、キスコート方式、ダイコート方式、ブレード方式、ロールコート方式、ナイフコート方式、スプレーコート方式、バーコート方式、スピンコート方式、ディップコート方式で塗工できる。溶媒は、使用する樹脂の種類により適宜選択できる。例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール系溶媒を用いることができる。また、酢酸などの酸、ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドンなどのアミド系溶媒、アセトニトリル、プロピロニトリルなどのニトリル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル系溶媒を用いることができる。また、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどのカーボネート系溶媒なども用いることができる。塗工の際、必要に応じて溶媒を揮発させるための、加熱あるいは乾燥工程を設けてもよい。加熱・乾燥は、熱風乾燥機および赤外線ヒーター等、公知の加熱・乾燥装置が使用でき、加熱・乾燥温度や時間は、適宜選択できる。

第１被覆部１４Ｂおよび第２被覆部１７Ｂの厚さは、特に限定されないが、５μｍ以上５０μｍ以下の範囲であることが好ましく、１０μｍ以上３０μｍの範囲であることが特に好ましい。厚さが５μｍ未満であると強度が不十分であるおそれがある。一方、５０μｍを超えると摺動性や屈曲性が低下する場合がある。また、体積抵抗値は１０^９Ω・ｃｍ以上が好ましく、より好ましくは１０^１３Ω・ｃｍ以上である。

なお、第１被覆部１４Ｂおよび第２被覆部１７Ｂが基材１２および配線層１３と接着できる機能を有していれば、第１接着部１４Ａおよび第２接着部１７Ａは不要となる。

（変形例）
なお、本実施形態ではグランド層１６は基材の第１面１２Ａに設けられていたが、グランド層の位置はこれに限定されない。グランド層１６は配線層１３と対向していればよく、例えば、図４に示すように、配線層１３の上に設けられた絶縁層１４の上に設けられていても良い。この変形例では、グランド層１６の上に形成された被覆部１７Ｂは接着機能を有している。

次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、下記実施例により限定されるものではない。本発明における測定方法は、次のとおりである。

以下に、実施例及び比較例に係る配線基板の評価方法を説明する。

（１）放射ノイズ測定
配線基板１１の放射ノイズ量は、図５に示す構成のシステムを用いて評価した。

まず、リファレンスとして、グランド層が無い配線基板の放射ノイズ量を測定するための差動配線基板を用意した。厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）社製カプトン１００Ｈ）の基材の一方の面に、厚さ１２μｍの銅箔を配線層として積層させた。その後、エッチング手法により、線幅１４０μｍ、線間隔５５μｍの全長１２０ｍｍの差動伝送線路を作製した。

次に、配線層の上に、厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムと、厚さ１５μｍのカバーレイ（ニッカン工業社製ＣＩＳＶ１２１５）を貼り付け、グランド層が無いリファレンス用の差動配線基板を得た。

次いで、この配線基板を接続基板３５に接続した。信号発生器３１（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ社製Ｍ８０４１Ａ）を用いて、ビットレート５．３ＧｂｐｓのデータパターンをＰＲＢＳ２３とした信号を送った。そして、コモンモード電圧の波形をオシロスコープ３２（アジレントテクノロジーズ社製の９２５０４Ａ）で観測し、コモンモード電圧が１５０ｍＶになるように入力振幅を調整した。

次に、測定対象となる配線基板１１（実施例および比較例のもの）を接続基板３５に接続し、信号発生器３１を用いて、ビットレート５．３ＧｂｐｓのデータパターンをＰＲＢＳ２３とした信号で送った。ここで、グランド層が無いリファレンス用の差動配線基板を用いて調整した入力振幅で信号を送った。配線基板１１から発生した５ＧＨｚの放射ノイズ３６を、ペン形状、長さ１１０ｍｍの近傍電界プローブ３４（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃ社製）で検出し、スペクトラムアナライザ３３（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ社Ｅ４４４０Ａ）で計測した。放射ノイズ量は、配線基板から５ｍｍの高さの地点に近傍電界プローブ３４を設置し、１点あたり５回スキャンした。そのうえで、グランド層が形成された領域について、近傍電界プローブ３４を１ｍｍ間隔で全点走査した際の平均値とした。放射ノイズ量が小さいほど、放射ノイズを遮蔽できていることを意味し、良好なシールド性を有する配線基板となる。なお、放射ノイズ測定は、温度２５℃、相対湿度２３～５０％の雰囲気で、３００ｋＨｚ～２０ＧＨｚの周波数範囲で測定を行った。評価基準は以下の通りとし、Ｂ以上を合格とした。
Ａ（優）：２０ｄＢμＶ未満
Ｂ（良）：２０ｄＢμＶ以上、２５ｄＢμＶ未満
Ｃ（不可）：２５ｄＢμＶ以上

（２）伝送特性評価（アイパターン）
配線基板の出力波形特性は、図６に示す構成のシステムを用いて評価した。

このシステムは信号発生器４１（アジレントテクノロジーズ社製Ｍ８０４１Ａ）、オシロスコープ４２（アジレントテクノロジーズ社製９２５０４Ａ）および１対の接続基板３５とで構成される。接続基板３５は、入力端子と出力端子とを有しており、１対の接続基板３５の間に、測定対象の配線基板１１を、空中に浮かした状態で接続した。さらに、信号発生器４１と一方の接続基板３５とを接続して、ビットレート５．３ＧｂｐｓのＰＲＢＳ２３の疑似ランダム信号を入力した。入力信号の振幅は、１５０ｍＶ／ｓｉｄｅ（差動３００ｍＶ）とした。また、もう一方の接続基板３５にはオシロスコープ４２を接続し、接続基板３５から出力される信号アイパターンの開口振幅を観測した。なお測定は、温度２５℃、相対湿度３０～５０％の雰囲気で行った。評価基準は以下の通りとし、Ｂ以上を合格とした。
Ａ（優）：開口振幅１１０ｍＶ以上
Ｂ（良）：開口振幅１００ｍＶ以上、１１０ｍＶ未満
Ｃ（不可）：開口振幅１００ｍＶ未満

（実施例１～１２）
図２（ｂ）に示した形状の配線基板１１を作製した。

基材１２として厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）社製カプトン１００Ｈ）を用意した。この基材１２の第１面１２Ａに、厚さ１２μｍの銅箔を配線層１３として積層させ、エッチング手法により、表１に記載の線幅及び線間隔で全長１２０ｍｍの差動信号配線１３Ａ、１３Ｂを作製した。

次いで、基材１２の第２面１２Ｂに、厚さ１２μｍの銅箔を積層させ、エッチング手法により、表２に記載した数値になるよう、開口を有する開口部２１と非開口部１６Ａとを備えるグランド層１６を形成した。回路の外観、公差の検査仕様はＪＰＣＡ規格（ＪＰＣＡ－ＤＧ０２）とした。

次に、配線層１３側およびグランド層１６側それぞれに、第１絶縁層１４および第２絶縁層１７を形成した。具体的には、厚さ１２．５μｍの絶縁部であるポリイミドフィルムと厚さ１５μｍの接着部とでカバーレイ（ニッカン工業社製ＣＩＳＶ１２１５）を貼り付け、実施例１～１２の配線基板を得た。なお、差動信号配線は、差動インピーダンス１００Ω±１０Ωを狙い値として設計した。この配線基板について上記（１）～（２）の評価をおこなった結果を表２に示す。

表２に示した通り、実施例１～１２の配線基板ではいずれも、５ＧＨｚにおける放射ノイズ量は少なく、開口振幅も全てＢランク以上で非常に良好であった。

（比較例１～５）
図２（ｂ）に示した形状の配線基板を作製した。

基材として厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）社製カプトン１００Ｈ）を用意した。この基材の第１面に、厚さ１２μｍの銅箔を配線層として積層させ、エッチング手法により、表３に記載の線幅及び線間隔で全長１２０ｍｍの第１差動信号配線および第２差動信号配線を作製した。

次いで、基材の第２面に、厚さ１２μｍの銅箔を積層させ、エッチング手法により、表４に記載した数値になるよう、開口を有する開口部と非開口部とを備えるグランド層を形成した。回路の外観、公差の検査仕様はＪＰＣＡ規格（ＪＰＣＡ－ＤＧ０２）とした。

次に、配線層およびグランド層側それぞれに、第１絶縁層および第２絶縁層を形成した。具体的には、厚さ１２．５μｍの絶縁部であるポリイミドフィルムと厚さ１５μｍの接着部とでカバーレイ（ニッカン工業社製ＣＩＳＶ１２１５）を貼り付け、比較例１～６の配線基板を得。なお、差動信号配線は、差動インピーダンス１００Ω±１０Ωを狙い値として設計した。この配線基板について上記（１）～（２）の評価をおこなった結果を表４に示す。

Ｌ１がＬ２の４倍未満である比較例１～３は、放射ノイズが大きかった。図７は比較例１の配線基板を示した図である。図７に示すように、比較例１の配線基板は、Ｌ１がＬ２の４倍以上である実施例１～１２よりも、伝送線路５２を流れる信号電流５３に対してグランド層５１を流れるリターン電流５４の経路が長くなる。そのため、伝送信号の高速化に伴う放射ノイズの増加に対して十分に抑制な効果を発揮できなかったと考えられる。

Ｌ２がＬ３より長い比較例４、５も放射ノイズが大きかった。図８は比較例５の配線基板を示した図である。図８に示すように、比較例５の配線基板は、Ｌ２がＬ３以下である実施例１～１２よりも、差動伝送配線６２Ａと差動伝送線路６２Ｂの間に、グランド層が存在しない領域６３がある。そのため、信号配線６２２と信号配線６２３との間のクロストークが大きくなり、放射ノイズが増大したと考えられる。そのため、伝送信号の高速化に伴う放射ノイズの増加に対して十分に抑制な効果を発揮できなかったと考えられる。

１１配線基板
１１１第１半導体装置（撮像素子）
１２１第２半導体装置（処理回路）
１２基材
１２Ａ第１面
１２Ｂ第２面
１３配線層
１３１信号配線
１３２信号配線
１３３信号配線
１３４信号配線
１３Ａ第１差動信号配線
１３Ｂ第２差動信号配線
１５０無線通信ユニット
１６グランド層
１６Ａ非開口部
２１開口部
６００デジタルカメラ（電子機器）
６１１筐体

Claims

第１面を有する基材と、
前記基材の第１面に設けられ、１対の信号配線からなる第１差動信号配線と、１対の信号配線からなる第２差動信号配線と、を有する配線層と、
前記第１差動信号配線および前記第２差動信号配線と対向し、所定の方向に沿って連続的に配置された複数の開口を有する開口部を有するグランド層と、を備える配線基板であって、
前記配線基板を平面視した際の前記開口の前記信号配線に沿った方向の長さをＬ１、前記開口の前記Ｌ１の長さ方向と直交する方向の長さをＬ２、前記第１差動信号配線と前記第２差動信号配線間の距離をＬ３としたときに、
前記Ｌ１が前記Ｌ２の４倍以上であり、かつ、前記Ｌ２が前記Ｌ３以下であることを特徴とする配線基板。
前記配線基板を平面視した際の前記グランド層における開口部の面積割合が、４０％以上９０％以下の範囲である請求項１に記載の配線基板。
前記Ｌ１が、１．５ｍｍ以下である請求項１または２に記載の配線基板。
前記開口の形状が、菱形、長方形、六角形および楕円のいずれかである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線基板。
前記グランド層の厚さが、１μｍ以上２０μｍ以下の範囲である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線基板。
前記基材が、樹脂である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配線基板。
前記基材が、前記第１面に対向する第２面を有し、
前記グランド層が、前記第２面に設けられている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配線基板。
前記配線基板は、前記配線層の上に絶縁層を有し、
前記グランド層が、前記絶縁層の上に設けられている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配線基板。
前記第１差動信号配線および前記第２差動信号配線がそれぞれ、第１半導体装置および第２半導体装置の間を接続している請求項１乃至８のいずれか１項に記載の配線基板。
前記第１差動信号配線および前記第２差動信号配線に伝送される信号がデジタル信号であり、その伝送速度が５Ｇｂｐｓ以上である請求項９に記載の配線基板。
前記第１半導体装置が、撮像素子であり、
前記第２半導体装置が、前記撮像素子から伝送される信号を処理する処理回路である請求項９または１０に記載の配線基板。
第１面を有する基材と、
前記基材の第１面に設けられ、１対の信号配線からなる第１差動信号配線と、１対の信号配線からなる第２差動信号配線と、を有する配線層と、
前記第１差動信号配線および前記第２差動信号配線と対向し、所定の方向に沿って連続的に配置された複数の開口を有する開口部を有するグランド層と、を備える配線基板であって、
前記配線基板を平面視した際の前記開口の前記信号配線に沿った方向の長さをＬ１、前記開口の前記Ｌ１の長さ方向と直交する方向の長さをＬ２、前記第１差動信号配線と前記第２差動信号配線間の距離をＬ３としたときに、
前記Ｌ１が前記Ｌ２より大きく、かつ、前記Ｌ２が前記Ｌ３以下であり、
前記配線基板に、ビットレート５．３Ｇｂｐｓの信号を送信したときの、温度２５℃、相対湿度２３～５０％の雰囲気における３００ｋＨｚから２０ＧＨｚまでの周波数範囲で測定される放射ノイズが２０ｄｂμＶ未満であることを特徴とする配線基板。
前記配線基板に、ビットレート５．３Ｇｂｐｓ、振幅１５０ｍＶ／ｓｉｄｅの信号を送信したときの、温度２５℃、相対湿度２３～５０％の雰囲気における開口振幅が１１０ｍＶ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の配線基板。
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の配線基板と、
前記配線基板が収納される筐体と、を有する電子機器。
前記筐体には、外部機器と無線通信が可能な無線通信ユニットがさらに収納され、
前記筐体内において、前記配線基板のグランド層が、前記配線基板の配線層よりも前記無線通信ユニットに近い位置に配置されている請求項１４に記載の電子機器。