JPH10290105A - 高周波用配線ボード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低配線間容量且つ低導体損の優れた電気特性を
有すると共に、簡略化されたプロセスで製造可能な高周
波配線ボードを提供する。 【解決手段】高周波用配線ボードは、グランド層２２と
誘電体層２３を介して対面する複数の信号配線層２１を
有する。信号配線層２１は互いの電磁界が影響を及ぼし
合う程度に互いに近接する。グランド層２２と対向する
側の各信号配線層２１のフェースの両側部２１ｘは曲面
をなす。隣接する２つの信号配線層２１の各対間の位置
に対応するように、グランド層２２上にグランド層２２
と電気的に接続されたグランド突起２６が配設される。
グランド突起２６は信号配線２１に対して実質的に平行
に延在する。グランド突起２６の中心と、隣接する２つ
の信号配線層２１の各対間の中心とは実質的に整一す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波及びミ
リ波帯の高周波信号を扱うための配線ボードに関し、特
にその内部配線構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイクロ波及びミリ波帯の民生化
が進み、移動体無線、衛生通信、自動車衝突防止システ
ム等、無線信号の分野は大きな広がりを見せている。こ
のような状況の下で、データ通信に用いられる周波数も
高くなり、送受信機の内部で処理される信号もますます
高周波化する傾向にある。

【０００３】高周波信号を処理するための多導体配線ボ
ードはコンピュータの部品としてよく使われている。特
に、近年、ハイブリッド部品をＭＭＩＣ（ｍｏｎｏｌｉ
ｔｈｉｃ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
ｃｉｒｃｕｉｔ：マイクロ波モノリシック集積回路）
化し、インダクタ、キャパシタ、整合回路等を低コスト
で小型且つ平面的な構造で作る技術が開発されている。
このような構造においては、配線どうし（１つの配線の
複数の部分どうしの場合を含む）が接近し、配線間容量
が大きくなりやすい。従って、この配線間容量を小さく
し、信号配線どうしの電磁界の影響を小さくすること
が、高速化或いは寄生容量の減少に寄与し、ＭＭＩＣの
高性能化につながる。

【０００４】送受信機の内部に配設されるＩＣや受動部
品等は、一般に、プリント基板及びセラミック基板に塗
布された誘電体薄膜上の微細な回路パターンに実装され
る。この種の回路パターンは、スパッタ法等による真空
プロセスで形成された導体薄膜を、フォトリソグラフィ
技術を用いて、パターニングすることによって得られ
る。

【０００５】このような方法で形成された配線構造は、
例えば、図１９図示の如く、基板１４上に配設されたグ
ランド層１２に対して誘電体層１３を介して対向する複
数の信号配線層１１を有する。信号配線層１１は誘電体
層１３内に埋め込まれ、空気層１５から隔離される。

【０００６】図１９図示の如く、従来の一般的な配線構
造の信号配線層１１は直方体の断面形状を有する。この
場合、配線層１１の厚みＴｗを大きくすると、導体抵抗
は下がるが、隣接配線間の容量が増加するという問題点
が生じる。

【０００７】これに対して、図２０及び図２１図示の如
く、配線層１１の断面形状を変えることにより配線間容
量を低下させる技術が提案されている。図２０図示の構
造では、配線層１１が台形の断面形状を有するように形
成される（特開昭６３−１６０３６３）。図２１図示の
構造では、配線層１１が５角以上の多角形の断面形状を
有するように形成される（特開平２−２３７１３８）。

【０００８】また、図１９図示の断面直方体の信号配線
層１１の場合、グランド層１２に対向する破線の円で囲
んだ角部１１ｘに電流が集中する。信号配線角部１１ｘ
の電流集中は、高周波の伝送損失を増加させる原因とな
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】近年、高周波回路基板
において、小型化、高性能化、低コスト化が要求されて
いる。通常、マイクロストリップ線路の設計において重
要なことは、特性インピーダンスの整合と導体損の低下
である。

【００１０】先ず、導体損を低減するには、高周波に対
する抵抗を下げる必要がある。抵抗を下げるために信号
配線層を厚くする方法は、６０ＧＨｚ近辺において、流
れる信号がグランド側からＣｕでもＡｕでも０．３μｍ
程度となるため（表皮効果）、あまり効果を期待するこ
とができない。

【００１１】従って、信号配線層の幅を大きくして信号
を流しやすくすることが考えられるが、この場合、５０
Ωのインピーダンス整合を得るために誘電体層を厚くす
る必要がある。しかし、誘電体層を厚くするためにプロ
セスが多くなると、歩留まりが悪くなったり、誘電体層
が厚いために基板が反る等の問題が生じる。また、高周
波に対しては、配線層の幅を大きくしても、配線層の両
端部に電流が集中する縁効果が現れるため、配線層の幅
を大きくするにも限界がある。

【００１２】高周波用配線ボードにおいて、近接した配
線どうしの配線間容量を小さくすることは、高速化及び
寄生容量の減少に有効である。配線間容量を小さくする
ためには、その配線間の誘電体を比誘電率の小さな物質
で埋め込むという方法も考えられる。しかし、この方法
は、工程が複雑になるというデメリットがある。

【００１３】そこで、誘電体層の一層目を１０μｍから
２０μｍ、２層目も１０μｍから２０μｍ程度とした、
導体損を小さくするための配線構造が検討されている。
図１７及び図１８はかかる観点に基づいて提案された配
線構造を示す。

【００１４】図１７図示の配線構造においては、誘電体
層１３表面に形成されたＵ溝内に表層薄膜配線層１７が
形成される（Ｕ溝マイクロストリップ線路の特性解析：
１９９４年電子情報通信学会春季全国大会Ｃ−１４
４）。これにより、配線層１７の角がなくなるため、端
部への電流集中が小さくなり、導体損が低減される。

【００１５】配線ボードにおいては、高周波信号配線パ
ターン、制御線等の中速信号配線パターン、電源配線や
グラウンド配線のパターン等が同一層に混在するのが一
般的である。このような観点から、図１７図示の薄膜配
線層１７を誘電体層内に形成し、高周波信号配線以外の
用途の配線のパターンとして兼用しようとすると、他用
途の配線の抵抗が大きくなるという問題が生じる。何故
なら、高周波信号配線以外の配線は、抵抗を低減するた
めに配線の断面積を大きくしなければならないが、同一
層に存在する全てのパターンは高周波信号配線と同等の
膜厚で薄く形成されることとなるからである。

【００１６】図１８図示の配線構造においては、誘電体
層１３内に配設された配線層１１は、４つの角が落とさ
れた直方体断面形状を有する（角が欠けた導体を持つ均
質マイクロストリップ線路の導体損：１９９６年電子情
報通信学会春季全国大会Ｃ−９４）。しかしこの構造
は、配線どうしが密接した時の配線間容量が大きくなる
という問題がある。

【００１７】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てされたものであり、低配線間容量且つ低導体損の優れ
た電気特性を有すると共に、簡略化されたプロセスで製
造可能な高周波配線ボードを提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点は、
グランド層と前記グランド層と誘電体層を介して対面す
る複数の信号配線層とを有し、前記信号配線層が互いに
近接して互いの電磁界が影響を及ぼし合う高周波用配線
ボードにおいて、前記グランド層と対向する側の各信号
配線層のフェースの両側部が曲面をなすことと、隣接す
る２つの信号配線層の各対間の位置に対応するように、
前記グランド層上に前記グランド層と電気的に接続され
たグランド突起が配設されることと、前記グランド突起
が前記信号配線に対して実質的に平行に延在すること
と、を特徴とする。

【００１９】本発明の第２の視点は、第１の視点の高周
波用配線ボードにおいて、前記グランド突起の中心と、
前記隣接する２つの信号配線層の各対間の中心とが実質
的に整一することを特徴とする。

【００２０】本発明の第３の視点は、第１または第２の
視点の高周波用配線ボードにおいて、前記信号配線の前
記両側部と前記グランド突起の側面とが相補形状を有す
ることを特徴とする。

【００２１】本発明の第４の視点は、第１乃至第３のい
ずれかの視点の高周波用配線ボードにおいて、前記信号
配線層がインダクタを構成することを特徴とする。本発
明の第５の視点は、第１乃至第３のいずれかの視点の高
周波用配線ボードにおいて、前記信号配線層がメアンダ
ラインを構成することを特徴とする。

【００２２】本発明の第６の視点は、第１乃至第５のい
ずれかの視点の高周波用配線ボードにおいて、前記誘電
体層が、感光性ベンゾシクロブテン樹脂を具備すること
を特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
高周波用配線ボードを示す断面図である。この配線ボー
ドは、図１の紙面に対して直交する方向に延在する複数
の信号配線層２１を有する（図ではその内の２本を示
す）。複数の信号配線層２１は互いに近接し、配線層２
１間距離は、配線どうしの電磁界即ち高周波電磁波が互
いに影響を及ぼし合う程度まで小さくなっている。信号
配線層２１は誘電体層２３内に埋め込まれ、空気層２５
から隔離されると共に、基板２４上に配設されたグラン
ド層２２に対して誘電体層２３を介して対向し、マイク
ロストリップ線路を形成する。

【００２４】グランド層２２と対向する側の各信号配線
層２１のフェース、即ち下側フェースは、中央部がグラ
ンド層２１と平行な平面をなすと共に、両側部２１ｘが
曲率半径Ｒｃを有する滑らかな曲面をなす。一方、各信
号配線層２１の上側フェースは、全体がグランド層２２
と平行な平面をなす。

【００２５】隣接する２つの信号配線層２１の各対間の
位置に対応するように、グランド層２２上にグランド層
２２に電気的に接続されたグランド突起２６が形成され
る。グランド突起２６は、信号配線層２１と平行して延
在する、横断面が線対称の峰として形成され、その中心
即ち稜線は２つの信号配線層２１間の中心と整一する。
また、グランド突起２６の両側面は、信号配線層２１の
両側部２１ｘに対して相補形状、即ち同じ曲率半径を有
する滑らかな凹曲面として形成される。

【００２６】信号配線層２１は幅Ｗｏ及び厚さＴｗを有
する一方、その両側部２１ｘは上述の曲率半径Ｒｃと等
しい幅Ｗｘを有するように設定される。配線の厚さＴｗ
と両側部２１ｘの幅Ｗｘとは、高周波に対して低損失且
つ低配線間容量となるように、下記の式（１）を満足す
るように設定される。なお、導体損の低減の観点から
は、配線の厚さＴｗと両側部２１ｘの幅Ｗｘとが概ね等
しいことが望ましい。

【００２７】０．３＜（Ｗｘ／Ｔｗ）＜２ …（１） このような本発明の実施の形態に係る構造を、高周波用
ＭＭＩＣ等でよく用いられるマイクロストリップ線路に
用いた場合の、特性インピーダンスＣ１１と配線間容量
Ｃ１２とを調べた結果を図７及び図８に示す。図７は特
性インピーダンスＣ１１と配線の厚さＴｗとの関係を示
し、図８は配線間容量Ｃ１２と配線の厚さＴｗとの関係
を示すグラフである。

【００２８】図７及び図８において、線Ｌ１はマイクロ
ストリップ線路に図１図示の本発明に係る構造を適用し
た場合、即ち配線層２１の下側フェースが曲面状で、且
つグランド層２２に突起２６が存在する場合の特性を示
す。また、比較例として、線Ｌ２は突起２６が存在せ
ず、配線層２１の下側フェースが曲面状の場合の特性を
示し、線Ｌ３は突起２６が存在せず、配線層２１が直方
体断面形状を有する場合の特性を示す。

【００２９】図７に示すように、直方体断面の配線の場
合（Ｌ３）、配線の厚さＴｗの変化に伴う特性インピー
ダンスＣ１１の変化が大きい。一方、グラウンド層２２
に対向する配線の下側フェースが曲面状の場合（Ｌ２、
Ｌ１）、直方体断面配線（Ｌ３）に比べて配線の厚さＴ
ｗの変化に伴う特性インピーダンスＣ１１の変化が小さ
くなる。また、配線の下側フェースが曲面状の場合（Ｌ
２、Ｌ１）を互いに比較すると、グランド層２２に突起
２６が存在する場合（Ｌ１）、突起２６が存在しない場
合（Ｌ２）に比べて特性インピーダンスＣ１１の変化が
２％以内と、小さく抑えられる。

【００３０】また、図８に示すように、グランド層２２
に突起２６が存在する場合（Ｌ１）、突起２６が存在し
ない場合（Ｌ３、Ｌ２）に比べて遥かに配線間容量Ｃ１
２が小さくなる。例えば、線Ｌ１のＴｗ＝５μｍの時の
容量Ｃ１２の値は、線Ｌ３、線Ｌ２のＴｗ＝１μｍの容
量Ｃ１２の値よりも小さい。

【００３１】更に、高周波用配線ボードにおいては、前
述の如く、配線角部に高周波電流が集中し、導体損が増
加するという問題点がある。しかし、図１図示の構造で
は、信号配線層２１の両側部２１ｘが曲率半径Ｒｃを有
する滑らかな曲面をなすため、高周波電流の集中を緩和
することができる。

【００３２】図９は導体損ＣＬと配線の厚さＴｗとの関
係のシミュレーション結果を示すグラフである。図９
中、線Ｌ４はグラウンド層に対向するフェースが曲面状
の配線の特性を示し、線Ｌ５は直方体断面形状を有する
配線の特性を示す。図９に示すように、グラウンド層に
対向する配線のフェースを曲面にし、しかも、配線の厚
みを厚くすることにより、導体損が小さくなる。

【００３３】図７乃至図９図示のグラフから、マイクロ
ストリップ線路に図１図示の本発明に係る構造を適用す
ることにより、即ち、グランド層２２に対向する配線層
２１の下側フェースを曲面状にし且つグランド層２２に
突起２６を形成することにより、特性インピーダンスの
変動を最小限に抑え、しかも、配線間容量を小さくする
ことができることが分かる。

【００３４】高周波用配線ボードにおいては、所望の特
性インピーダンスを得るということが性能に大きく影響
する。配線間容量を小さくするという目的だけのために
設計するのであれば、配線間中央部の盛り上がり（突起
２６）を配線のプロセスルールが許すだけ高くすれば、
信号配線層２１どうし間の容量よりも、信号配線層２１
とグラウンド層２２との間の容量が大きくなり、配線間
容量を小さくすることができる。しかし、特性インピー
ダンスが大きくなると、設計時にその変化を考慮しなけ
ればならない。特に、ＭＭＩＣのように後で調整が不可
能な場合は、なるべく特性インピーダンスを変えずに、
配線間容量を小さくする方が有効である。

【００３５】かかる観点に基づき、信号配線層２１とグ
ラウンド層２２との間の誘電体２３の厚さＴｄに対する
信号配線層２１間の距離Ｄｓの関係について電磁界解析
を行った。配線容量は主に信号配線層２１間の距離Ｄｓ
に支配されるため、以下では、信号配線層２１間の距離
Ｄｓと信号配線層２１とグラウンド層との間の距離Ｔｄ
の大小で場合分けする。

【００３６】図５は、信号配線層２１間の距離の半分Ｄ
ｓ／２が、配線層２１とグラウンド層２２との間の距離
Ｔｄよりも大きい場合、即ち、（Ｄｓ／２）＞Ｔｄの場
合の構造の断面を示し、図６は逆に、（Ｄｓ／２）≦Ｔ
ｄの場合の構造の断面を示す。なお、図５及び図６中の
各記号は下記のパラメータを示す。

【００３７】Ｄｓ：信号配線層２１間の距離、Ｔｄ：信
号配線層２１とグラウンド層２２との間の距離、Ｔｗ：
信号配線層２１の厚さ、ＥＬ：等方線（信号配線層２１
からの距離がＴｄである線）、Ｈｇ：突起２６の高さ。

【００３８】信号配線層２１の特性インピーダンスは、
信号配線層２１とグラウンド層２２との間の距離Ｔｄに
依存する。このため、導体信号配線層２１から、グラウ
ンド層２２までの距離Ｔｄ以上離れている領域（等方線
ＥＬより外側の領域）でグラウンド層２２を盛り上げて
も、信号配線層２１の特性インピーダンスには変化が少
ない。

【００３９】図５図示の（Ｄｓ／２）＞Ｔｄの場合、グ
ランド突起２６の側面が信号配線層２１の側部２１ｘと
同じ曲率半径を有していると、突起２６を高くしても、
等方線ＥＬより内側の領域には侵入しない。従って、グ
ラウンド層２１の突起２６の高さＨｇは、製作上可能な
範囲で任意に設定しても、特性インピーダンスに大きな
影響を与えることはない。

【００４０】これに対して、図６図示の（Ｄｓ／２）≦
Ｔｄの場合、グランド突起２６を高くすると、等方線Ｅ
Ｌより内側の領域には侵入し、特性インピーダンスに大
きな影響を与える。突起２６の高さＨｇを、図６図示の
幾何学的関係より、突起２６の高さの限界値Ｈｃ未満、
即ち下記の式（２）を満足するように設定すると、信号
配線自体の特性インピーダンスを変えずに、配線間容量
を小さくすることができる。

【００４１】 Ｈｇ＞Ｈｃ＝Ｔｄ＋Ｔｗ−√（Ｔｄ² −Ｄｓ² ／４） …（２） 図１０は特性インピーダンスＣ１１と突起２６の高さＨ
ｇとの関係を示すグラフであり、図１１は配線間容量Ｃ
１２と突起２６の高さＨｇとの関係を示すグラフであ
る。図１０及び図１１中、線Ｌ６は（Ｄｓ／２）＞Ｔｄ
の場合の特性を示し、線Ｌ７はＤｓ／２≦Ｔｄの場合の
特性を示す。

【００４２】図１０図示の如く、Ｄｓ／２≦Ｔｄの場
合、突起２６の高さＨｇが式（２）で示す限界値Ｈｃ以
上になると特性インピーダンスＣ１１が急激に増える。
また、図１１図示の如く、突起２６の高さＨｇが増加す
ると、Ｄｓ／２≦Ｔｄの場合もＤｓ／２＞Ｔｄの場合
も、配線間容量Ｃ１２が減少する。

【００４３】図２、図３及び図４は本発明の別の実施の
形態に係る高周波用配線ボードを示す断面図である。こ
れらの図中、図１図示の高周波用配線ボードと対応する
部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略
する。

【００４４】図２図示の実施の形態は、図１図示の実施
の形態と概ね同じ構造を有する。但し、グランド層２２
上に配設されたグランド突起２６が、絶縁性コア２６ａ
とこの全体を覆い且つグランド層２２に電気的に接続さ
れた導電性表層２６ｂとからなる。

【００４５】図３図示の実施の形態においては、信号配
線層２１は誘電体層２３のＵ溝を埋め込み且つ上面が平
坦となるように形成される。また、図４図示の実施の形
態においては、信号配線層２１は誘電体層２３のＵ溝の
内面を覆う薄膜として形成される。これらの実施の形態
においては、信号配線層２１の表面が空気層２５と接触
することとなる。

【００４６】図３及び図４図示の如く、信号配線層２１
の上部には、フランジ状の張出部２７が空気層２５中に
せり出すように形成される。張出部２７は、誘電体層２
３上面からの高さＴｅと、誘電体層２３中の配線層２１
からの張出幅Ｗｅとを有する。高さＴｅと張出幅Ｗｅと
は下記の式（３）を満足するように設定される。

【００４７】 ０．５＜（Ｗｅ／Ｔｅ）＜１．５ …（３） これにより、誘電正接ｔａｎδが０である空気中を電気
力線がより多く走ることになり、誘電体損を小さくでき
る。しかも、端部への電流集中の小さなマイクロストリ
ップ線路を形成することができる。

【００４８】上述の如く、本発明は、ＭＭＩＣ等の小型
の受動部品を作製する際、信号配線どうし（１つの配線
の複数の部分どうしの場合を含む）が近接する場合でし
かも、信号配線間容量を減らしたい時等に有効である。

【００４９】図１２（ａ）、（ｂ）は本発明の更に別の
実施の形態に係る平面型インダクタ３１の平面図と、そ
の１２Ｂ−１２Ｂ線断面図とを示す。図１２中、図１図
示の高周波用配線ボードと対応する部分には同一の符号
を付してそれらの詳細な説明を省略する。

【００５０】図１２図示の如く、信号配線層２１どうし
（この場合は１つの配線の複数の部分どうし）が近接し
ていると、インダクタとして磁力が強まる。しかし、配
線層２１どうしあまり近接していると、配線間容量が増
加し、共振点の急峻さ即ち、選択性をあらわすＱ値が下
がるという問題点が生じる。通信分野でのフィルター
等、他の周波数との混線を避けるため、Ｑ値はなるべく
大きい方が望ましい。

【００５１】図１３は図１２図示の平面型インダクタ３
１の簡略化した等価回路を表す。この場合、Ｑ値は下記
の式（４）で表される。即ち、Ｑ値を大きくするために
は、Ｒが小さく、Ｃも小さい方がよい。

【００５２】 Ｑ＝ｆ／２△ｆ＝ω｛Ｌ（１−ω² ＬＣ）−Ｒ² Ｃ｝／Ｒ …（４） 上述の如く、直方体断面の信号配線より、グランド層２
２に対向する配線層２１のフェースが曲面状をなす場合
の方が、Ｃ（配線間容量）が小さく、Ｒ（等価抵抗）が
小さい。従って、グランド層２２に対向する配線層２１
のフェースを曲面状にし、且つ配線層２１間の中心に対
応してグラウンド層２２に突起２６を設けることによ
り、特性インピーダンスを変えずに、配線間容量を下
げ、高周波に対する導体損を小さくできる。なお図１２
中、符号４６はビア層を示す。

【００５３】図１４（ａ）、（ｂ）は本発明の更に別の
実施の形態に係るメアンダライン３６の平面図と、その
１４Ｂ−１４Ｂ線断面図とを示す。図１４中、図１図示
の高周波用配線ボードと対応する部分には同一の符号を
付してそれらの詳細な説明を省略する。

【００５４】高周波用配線ボードにおいては、整合回路
や９０度ハイブリッド回路等、伝送線路によってマイク
ロ波用受動部品を作製することが多い。例えばλ／４の
配線長をＭＭＩＣで実現しようとするとＭＭＩＣの中の
かなりの面積を占めることになる。このような場合、メ
アンダライン等で配線を折り曲げて小さな面積に収める
ようにすることがよく行われる。

【００５５】図１５に図１４図示のメアンダラインの簡
略化した等価回路を示す。図１５において、Ｚ：特性イ
ンピーダンス、ε：実効誘電率、ｌ：配線長である。メ
アンダラインの場合、折り曲げた配線どうしの容量によ
り配線長が実際の配線よりも短くみえるという現象があ
る。従って、グランド層２２に対向する配線層２１のフ
ェースを曲面状にし、且つ配線層２１間の中心に対応し
てグラウンド層２２に突起２６を設けることにより、配
線間容量を小さくすることが有効となる。これにより、
等価的な配線長を実際の配線長に近づけることができる
ため、メアンダラインの配線長を小さくでき、占有面積
も小さくてすむようになる。

【００５６】なお、図１図示の如く、誘電体層２３に形
成された凹部が配線層２１の金属材料で完全に満たされ
ていると、配線自体が低抵抗となる。このため、高周波
信号配線層２１と同レベルに、他用途の配線、例えば中
速信号配線、電源グラウンド配線を信号配線層２１と同
一工程で形成することができる。

【００５７】図１６は本発明の更に別の実施の形態に係
る高周波用配線ボードを示す断面図である。図１６中、
図１図示の高周波用配線ボードと対応する部分には同一
の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。

【００５８】この実施の形態においては、図１６図示の
如く、高周波信号配線層２１と同一工程で、層間を接続
するビアホール４１のランド層４２が形成される。この
場合、配線幅の違いにより、配線下部が自動的に直線状
に形成されるため、信号配線層２１の下側直線部を特別
な工程で形成する必要がない。これにより、プロセスの
簡略化、歩留まりの向上が可能となる。

【００５９】図１６図示の構造は、例えば以下のように
して形成することができる。先ず、基板２４上に、グラ
ンド層２２となる金属膜を形成する。ここで、基板２４
として、半導体基板または絶縁性基板を使用することが
できる。半導体基板の場合は、スパッタ等によって、例
えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属膜をグランド層２２とし
て形成する。また、プリント基板の場合は、予め表面に
接着されている銅箔をグランド層２２として利用するこ
とができる。

【００６０】図１６図示のグラウンド層２２の突起２６
は、信号配線層２１間の中央に対応するグランド層２２
上の位置に、パターンめっきにより任意の高さとなるよ
うに形成することができる。

【００６１】この方法に代え、次のような方法により突
起２６を形成することもできる。先ず、基板２４のグラ
ンド層２２上に樹脂を塗布し、スピンコート法を用い、
例えば５μｍの厚さの膜を形成する。次に、６０℃〜９
０℃、望ましくは８０℃でプリベークを行った後、信号
配線層２１の直下に対応して所定のパターンを有するマ
スクを介して、３６５ｎｍにピークを持つ紫外線により
露光を施す。次に、有機系ＢＣＢ専用現像液（ダウケミ
カル社製）により現像処理を行い、信号配線層２１の下
の誘電体層２３の厚さＴｄに相当する深さ、即ちグラウ
ンド層２２に達するまでＢＣＢ膜を選択的に除去する。
これにより、信号配線層２１間の中央は谷と谷との境界
でちょうど突起状になる。

【００６２】次に、スパッタ法や真空蒸着法を用い、
０．８μｍ〜１．５μｍ程度の厚さの金属薄膜をＢＣＢ
膜の表面全体に形成する。これにより、信号配線層２１
間の中央の下方に突起２６が形成される。次に、グラウ
ンド層２２上に誘電体層２３を形成する。誘電体層とし
ては、ポリイミド、アルミナ、ＳｉＯ₂ 及びエポキシ等
が使用できるが、ベンソシクロブテン（ＢＣＢ）が最も
望ましい。ＢＣＢは低誘電率（２．７）、低誘電正接
（０．０００８）と良好な電気特性を有すると共に、平
坦性がよい等の必要な機械的特性及び熱特性も備えてい
る。

【００６３】なお、感光性のＢＣＢを用いると、プロセ
スを簡略化できるので好ましい。この感光性のＢＣＢ樹
脂を用いたＢＣＢ膜は、次のようにして形成することが
できる。

【００６４】先ず、ビアホール４１の第１層目のビア層
４６を形成する。ここでは、先ず、基板２４のグランド
層２２上に樹脂を塗布し、スピンコート法を用い、例え
ば１０μｍの厚さの膜を形成する。次に、６０℃〜９０
℃、好ましくは８０℃でプリベークを行った後、所定の
ビアパターンを有するマスクを介して、３６５ｎｍにピ
ークを持つ紫外線により露光を施す。次に、有機系ＢＣ
Ｂ専用現像液（ダウケミカル社製）により現像処理を行
い、信号配線層２１の下の誘電体層２３の厚さＴｂに相
当する深さ、即ち、グラウンド層２２に達するまでＢＣ
Ｂ膜を選択的に除去し、凹部を形成する。

【００６５】次に、スパッタ法や真空蒸着法を用い、
０．８μｍ〜１．５μｍ程度の厚さの銅薄膜をＢＣＢ膜
の表面全体に形成する。この銅薄膜を電極として用い、
ＢＣＢ膜に形成された深さＴｂの凹部が銅で満たされる
まで電気メッキを行う。

【００６６】凹部以外の領域に形成された銅膜はエッチ
ングまたは研磨等によって除去することができるが、工
程に必要な時間やエッチング液の廃液等を考慮すると研
磨法を用いることが有利である。特に、プリント基板工
程で一般に使用されているバフ研磨を用いることが望ま
しい。ＢＣＢ膜表面まで研磨し、凹部以外に形成された
銅膜を除去することにより、誘電体層２３の凹部のみに
銅からなるビア層４６を形成することができる。

【００６７】次に、第１層目の信号配線層２１及びラン
ド層４２を同一工程で形成する。ここでは、先ず、上述
の工程により加工された基板上に樹脂を塗布し、スピン
コート法を用い、例えば５μｍの厚さの膜を形成する。
次に、プリベークを行った後、所定の配線パターンを有
するマスクを介して露光を施す。次に、有機系ＢＣＢ専
用現像液により現像処理を行い、信号配線層２１の厚さ
Ｔｗに相当する深さまでＢＣＢ膜を選択的に除去し、凹
部を形成する。

【００６８】次に、スパッタ法や真空蒸着法を用い、
０．８μｍ〜１．５μｍ程度の厚さの銅薄膜をＢＣＢ膜
の表面全体に形成する。この銅薄膜を電極として用い、
ＢＣＢ膜に形成された深さＴｗの凹部が銅で満たされる
まで電気メッキを行う。凹部以外の領域に形成された銅
膜はエッチングまたは研磨等によって除去することによ
り、ＢＣＢ膜上に第１層目の配線層２１及びランド層４
２を形成することができる。

【００６９】なお、配線層２１を形成するため、ＢＣＢ
膜を選択的に除去する際は、配線端部が曲面になるよう
に凹部を形成するよう留意すべきである。次に、第１層
目のビア層４６と同様に第２層目のビア層４７を形成す
る。ここでは、先ず、上述の工程により加工された基板
上に樹脂を塗布し、スピンコート法を用い、例えば１０
μｍの厚さの膜を形成する。次に、プリベークを行った
後、所定のビアパターンを有するマスクを介して露光を
施す。次に、有機系ＢＣＢ専用現像液により現像処理を
行い、後述の表層配線層４８の下の第2 層目のビア層４
７の厚さに相当する深さまでＢＣＢ膜を選択的に除去
し、凹部を形成する。

【００７０】次に、スパッタ法や真空蒸着法を用い、
０．８μｍ〜１．５μｍ程度の厚さの銅薄膜をＢＣＢ膜
の表面全体に形成する。この銅薄膜を電極として用い、
ＢＣＢ膜に形成された凹部が銅で満たされるまで電気メ
ッキを行う。凹部以外の領域に形成された銅膜はエッチ
ングまたは研磨等によって除去することにより、ＢＣＢ
膜上に第２層目のビア層４７を形成することができる。

【００７１】最後に、表層配線層４８を形成する。ここ
では、先ず、上述のように加工された基板上に樹脂を塗
布し、スピンコート法を用い、例えば５μｍの厚さの膜
を形成する。次に、プリベークを行った後、所定の配線
パターンを有するマスクを介して露光を施す。次に、有
機系ＢＣＢ専用現像液により現像処理を行い、配線層４
８の厚さに相当する深さまでＢＣＢ膜を選択的に除去
し、凹部を形成する。

【００７２】次に、スパッタ法や真空蒸着法を用い、
０．８μｍ〜１．５μｍ程度の厚さの銅薄膜をＢＣＢ膜
の表面全体に形成した後、凹部以外の領域に形成された
銅膜をエッチングによって除去する。

【００７３】最後に、例えば２１０℃〜２８０℃、望ま
しくは２５０℃でハードキュアをすることにより、湾曲
表面を有する導体が配設されたＢＣＢ膜が完成する。以
上、具体例を示して本発明の配線ボードを説明したが、
本発明はこれに限定されない。

【００７４】例えば、使用する周波数によって、ポリイ
ミド、ＳｉＯ₂ 、アルミナ、またはエポキシ等の樹脂を
用いる場合、信号配線を埋め込むための凹部は、感光性
材料を現像することによって形成することができる。ま
た、アルミナ、ＳｉＯ₂ 等を使用する場合、ＣＤＥ法等
の等方性エッチングが可能なドライエッチング等によ
り、凹部を形成することができる。

【００７５】また、配線材料としては、銅に限らず、
金、アルミニウム等の導電率の高い他の金属を使用して
もよい。更に、信号配線は、前述の金属とチタン、クロ
ム、またはニッケル等の多層構造として、接着強度の向
上を図ることができる。

【００７６】

【発明の効果】本発明によれば、低配線間容量且つ低導
体損の優れた電気特性を有すると共に、簡略化されたプ
ロセスで製造可能な高周波配線ボードを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る高周波用配線ボード
を示す断面図。

【図２】本発明の別の実施の形態に係る高周波用配線ボ
ードを示す断面図。

【図３】本発明の更に別の実施の形態に係る高周波用配
線ボードを示す断面図。

【図４】本発明の更に別の実施の形態に係る高周波用配
線ボードを示す断面図。

【図５】信号配線間距離の半分が、信号配線とグラウン
ド層との間の距離より長い場合の本発明に係る高周波用
配線ボードを示す断面図。

【図６】信号配線間距離の半分が、信号配線とグラウン
ド層との間の距離より短い場合の本発明に係る高周波用
配線ボードを示す断面図。

【図７】特性インピーダンスと配線の厚さとの関係を示
すグラフ。

【図８】配線間容量と配線の厚さとの関係を示すグラ
フ。

【図９】導体損と配線の厚さとの関係のシミュレーショ
ン結果を示すグラフ。

【図１０】特性インピーダンスとグランド突起の高さと
の関係を示すグラフ。

【図１１】配線間容量とグランド突起の高さとの関係を
示すグラフ。

【図１２】本発明の更に別の実施の形態に係る平面型イ
ンダクタを示す図。

【図１３】図１２図示の平面型インダクタの簡略化した
等価回路を示す図。

【図１４】本発明の更に別の実施の形態に係るメアンダ
ラインを示す図。

【図１５】図１４図示のメアンダラインの簡略化した等
価回路を示す図。

【図１６】図１６は本発明の更に別の実施の形態に係る
高周波用配線ボードを示す断面図。

【図１７】従来の配線ボードを示す断面図。

【図１８】従来の別の配線ボードを示す断面図。

【図１９】従来の更に別の配線ボードを示す断面図。

【図２０】従来の更に別の配線ボードを示す断面図。

【図２１】従来の更に別の配線ボードを示す断面図。

【符号の説明】

２１…信号配線層（内層）、２２…グラウンド層、２３
…誘電体層、２４…基板、２５…空気層、２６…グラウ
ンド突起、２７…張出部（表層）、３１…平面型インダ
クタ、３６…メアンダライン、４１…ビアホール、４２
…ランド層、４６、４７…ビア層、４８…表層配線層。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】グランド層と前記グランド層と誘電体層を
   介して対面する複数の信号配線層とを有し、前記信号配
   線層が互いに近接して互いの電磁界が影響を及ぼし合う
   高周波用配線ボードにおいて、 前記グランド層と対向する側の各信号配線層のフェース
   の両側部が曲面をなすことと、隣接する２つの信号配線
   層の各対間の位置に対応するように、前記グランド層上
   に前記グランド層と電気的に接続されたグランド突起が
   配設されることと、前記グランド突起が前記信号配線に
   対して実質的に平行に延在することと、を特徴とする高
   周波用配線ボード。
2. 【請求項２】前記グランド突起の中心と、前記隣接する
   ２つの信号配線層の各対間の中心とが実質的に整一する
   ことを特徴とする請求項１に記載の高周波用配線ボー
   ド。
3. 【請求項３】前記信号配線の前記両側部と前記グランド
   突起の側面とが相補形状を有することを特徴とする請求
   項１または２に記載の高周波用配線ボード。
4. 【請求項４】前記信号配線層がインダクタを構成するこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周
   波用配線ボード。
5. 【請求項５】前記信号配線層がメアンダラインを構成す
   ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
   高周波用配線ボード。
6. 【請求項６】前記誘電体層が、感光性ベンゾシクロブテ
   ン樹脂を具備することを特徴とする請求項１乃至５のい
   ずれかに記載の高周波用配線ボード。