TWI403226B - Printed wiring board - Google Patents

Description

印刷配線板

本發明是關於印刷配線板，尤其是關於用以將對應於電性、電子機器對於小型化、高性能化的要求的高速訊號予以傳送的印刷配線板的構造。

電子機器的訊號的處理速度是近年來愈提昇。所以通過印刷配線板的訊號的傳送速度也被高速化。在高速訊號的傳送中，必須有訊號配線的特性阻抗的匹配，若產生不匹配，則產生訊號的反射，而成為損失。

一般，特性阻抗是在單端為50Ω，在差動線路中各訊號配線為50Ω。為了得到所期望的阻抗在操作高速訊號的印刷配線板中，如第8圖所示地，適用訊號配線1與接地配線2隔著基座基材3相對般地所配置的微導波線。

通常微導波線的接地配線是適用全面接地，亦即適用沒有訊號配線的面全部成為接地層的構造。但是，可撓性印刷配線板的情形，基座基材大都是25μm，一般為薄至12.5~50μm，而發生在訊號配線與接地配線之間的電容變大，而微導波線的特性阻抗會下降。

例如，在厚度100μm的玻璃、環氧系預浸材(介質常數4)來形成全面接地的微導波線時，則在訊號配線寬度122μm，特性阻抗成為50Ω，惟在25μm的聚醯亞胺(介質常數3.3)，在同訊號配線寬度形成微導波線時，則特 性阻抗是成為8Ω以下。

在同規格上，為了減低發生在訊號配線-全面接地間的阻抗，而將特性阻抗作成50Ω，則訊號配線寬度必須變窄至17μm。此種訊號配線是將導體變薄就可形成，惟配線寬度窄小而厚度也薄之故，因而直流電阻變大。

又，因訊號配線寬度窄小，因此容易受到所形成的訊號配線寬度偏移的影響，成為很難精度優異地得到所期望的阻抗。所以多使用將接地配線挖穿成正方形(參照專利文獻1)，或菱形(參照專利文獻2)的網狀形狀。

但是，適用網狀接地配線時，藉由訊號配線位於網狀接地配線的開口部，或位於接地配線的導體部，使得特性阻抗不相同而成為不匹配，成為訊號的反射或損失的原因。

又，如訊號配線折彎所配置時，對於折彎前的訊號配線的網狀形狀與對於折彎後的訊號配線的網狀形狀會變化之故，因而使得特性阻抗成為不匹配。

如此，提案著對應於訊號配線的曲線形狀而追隨網狀形狀的手法(參照專利文獻3)。或是提案著控制曲線形狀的外周與內周的網狀開口尺寸，或控制訊號配線寬度的手法(參照專利文獻4)。

專利文獻1：日本特開2000-114722號公報專利文獻2：日本特開2006-147837號公報專利文獻3：日本特開2006-173310號公報專利文獻4：日本特開2000-077802號公報 專利文獻5：日本特開2001-085805號公報

如專利文獻3所示地將網狀追隨於曲線形狀時，則曲線形狀前後對於訊號配線的網形狀成為相同，惟曲線形狀對於訊號配線的網形狀是連續地變化。網形狀對於訊號配線的變化極小，則其影響是可忽略，惟其長度比所傳送的頻率的1/4波長還長時，則作為阻抗的不匹配而出現影響。

一般，從防止反射的觀點上來看曲線形狀的訊號配線是以一定曲率半徑彎曲，而曲率半徑愈大愈對反射有利。例如曲率半徑5mm，曲線形狀角度90∘時，則曲線形狀的長度是成為大約7.9mm。

此為相當於被通用於可撓性印刷配線板的聚醯亞胺(ε r=3.3)的5GHz的大約1/4波長。這時候，在傳送5GHz以上的訊號之際出現阻抗不匹配的影響。曲率半徑變更大，則曲線形狀是變更長，結果，出現阻抗不匹配的影響的頻率是移位至低頻率。

又，如專利文獻4所示地，欲控制曲線形狀的網狀開口或訊號配線寬度時，則每一製品上模擬網狀開口或訊號配線寬度，以實際製品進行檢證，視需要有必須作再設計的循環。

所以，為了得到所期望的特性需費時，而不利於大量生產。又，對於網狀若在訊號配線產生曝光或積層的對位 偏移，則訊號配線及相對於此的網狀接地配線的各面積會變化，而無法得到所期望的阻抗。

如此，提案若平行地相對訊號配線與線狀的接地配線，不管配線的曲線形狀，將接地配線對於訊號配線的形狀作成一定的方法(參照專利文獻5)。

然而，此些線狀的接地配線5的寬度，是如第9(a)圖所示地必須與訊號配線4的寬度相同或更粗。在假設沒有線狀的接地配線與訊號配線的對位偏移時，則此些線狀的接地配線是與相對的訊號配線相同面積之故，因而發生在訊號配線-接地配線間的電容是與全面接地的電容相同。

因此，在訊號配線-接地配線間經由如可撓性印刷配線板地薄絕緣層時，則如上述地無法傳送大電流或精度優異地控制阻抗。

又，在實際的製程中，如第9 (b)圖所示地發生對位偏移，與訊號配線6相對的接地配線7的面積會變化，而無法得到所期望的阻抗。

本發明是考慮上述事項而創作者，其目的在於提供在經由如全面接地無法適用的可撓性印刷配線板的薄絕緣層的印刷配線板中，即使有曲線形狀的情形，接地配線對於訊號配線的形狀也作成一定，而且藉由曝光偏移或積層偏移使得與訊號配線相對的接地配線的面積沒有變化的微導波線。

本發明是為了達成上述目的，提供一種印刷配線板， 是具有訊號配線為曲線形狀的微導波線構造的印刷配線板，其特徵為：具備經由上述絕緣層相對配置於上述訊號配線的線狀接地配線，上述接地配線的配線間距是上述訊號配線的線幅的1/n(n是1或2的自然數)。

藉由該構成，如第1圖所示地，沿著訊號配線8相對配置線狀的接地配線9，則不依賴訊號配線的曲線形狀，接地配線對於訊號配線的形狀是經常地成為一定。

又，將線狀的接地配線對於訊號配線寬度，作成1/n的配線間距，即使產生偏位時，也可將與訊號配線相對的接地配線的面積保持在一定，在此，n是1或2的自然數。

這時候，將成為基座基材的層間絕緣樹脂，作成例如聚醯亞胺、液晶聚合物、氟樹脂的低介質常數的材料，就可減低發生在訊號配線與接地配線之間的電容。

結果，可將訊號配線寬度作成較粗，也可將與此平行地配置的線狀接地配線作成較粗之故，因而可減低依蝕刻的加工困難度。

又，此些材料是通常比玻璃環氧基板在介質損耗角正切還低之故，因而成為可抑制高頻的介質損失，對高速訊號的傳送上有利。

依照本發明，在具有如可撓性印刷配線板的薄絕緣層的印刷配線板形成微導波線之際，不依賴於訊號配線的曲 線形狀，接地配線形狀對於訊號配線為經常成為一定，又，即使有偏位也可將相對於訊號配線的接地配線的面積保持在一定。

藉由此，成為可提具有適用於傳送高速訊號的微導波線構造的印刷配線板，成為有助於電子機器的小型化、高性能化。

例舉本發明的具體性實施例，使用基座基材的厚度為12.5~50μm，導體的厚度為5~18μm的範圍的材料，而將訊號配線的寬度作為25~500μm的範圍，將線狀接地配線的配線間距作為25~500μm的範圍，則成為可形成特性阻抗50Ω的微導波線。

又，此些微導波線，是必須高精度地控制形狀。在進行層間連接所用的電鍍之後，欲形成微導波線，則藉由電鍍厚度的參差不齊，在形狀上產生參差不齊，成為很難精度優異地控制阻抗。

所以，在進行層間導通所用的電鍍之前，事先形成訊號配線及線狀的接地配線，以可除去該部位的保護膜施以罩幕，進行層間導通所用的電鍍，除去保護膜，就成為精度優異地可形成訊號配線及線狀接地配線的形狀，進而可提昇控制阻抗的精度。

以下，參照圖式來說明本發明的實施例。

實施例1

第2圖是表示依本發明的一實施例的微導波線的斷面圖。

啟動材料是在此作為兩面貼銅的積層板，使用「美達洛依亞路」(音譯)(日本東洋「美達來以信苦」股份有限公司製)P1-25D-CCW-08D0 (#25)。

選定該材料有以下兩點理由。

(1)在微導波線中，若是基座基材的介質常數較高，則發生在與接地配線之間的阻抗變大之故，因而為了得到所期望的特性阻抗，必須減小訊號配線的寬度。

但是，若減小訊號配線寬度，則形成配線的難易度變高，而無法得到精度優異的阻抗控制。因此，基座基材是低介質常數的聚醯亞胺較佳。

(2)貼銅板的銅箔是通常為了確保與基座基材的接著力，施以所謂背面處理的粗化處理。但是，依背面處理的阻抗增大為對控制特性阻抗上不利。因此，未施以背面處理的貼銅板較佳。

在此，基座基材的聚醯亞胺10的厚度是25μm，銅箔的厚度是8μm，使用本材料來形成微導波線。又，微導波線的接地配線12是作成沿著訊號配線11的線狀，其配線間距是作成訊號配線寬度的1/n(在此，n是1或2的自然數)。

為了實現特性阻抗50Ω，在此，作為一例子，將訊號配線寬度作為92μm，n=1，將接地配線的配線間距作為 92μm，將接地配線寬度作為46μm，則接地配線的配線條數是對於訊號配線條數3條作為7條。

實施例2

第3圖是表示本發明的實施例2的斷面圖。在該實施例2中，將基座基材13代表實施例1的聚醯亞胺，作為更低介質常數的液晶聚合物。藉由此，發生在訊號配線與接地配線之間的電容更減低之故，因而成為可抑制訊號配線寬度的加工難易度。

又，液晶聚合物是與聚醯亞胺相比較，介質損耗角正切還低之故，因而可抑制的高頻領率的介質損失，有利於傳送高速訊號。在此，使用兩面貼銅的積層板「埃斯巴尼克斯」(音譯)LB-09-25-09NE[新日鐵化學股份有限公司所製]。

這時候，基座基材的液晶聚合物的厚度是25μm，銅箔的厚度是將原來的厚度9μm藉由半蝕刻作成5μm。使用進行該半蝕刻的材料，以形成基座基材。

微導波線的接地配線15是作為沿著訊號配線14的線狀，其配線間距是作為訊號配線寬度的1/n(在此，n是作為1或2的自然數)。

為了實現特性阻抗50Ω，在此，作為一例子，將訊號配線寬度作為100μm，n=2，將接地配線的配線間距作為50μm，將接地配線寬度作為25μm，則接地配線的配線條數是對於訊號配線的條數3條作為14條。

實施例3

第4圖是表示本發明的實施例3的俯視，第5A圖及第5B圖是分別表示沿著第4圖的A-A'線及B-B'線的斷面圖。

首先，如第5A(1)圖所示地，準備銅箔厚度為4μm的兩面貼銅的積層板16。作為該材料，藉由在實施例1的理由，例如列舉有兩面貼銅的積層板「美達洛依亞路」(日本東洋「美達來以信苦」股份有限公司製)P1-25D-CCN-04D0 (#25)等。

之後如第5A(2)圖所示地，形成成為層間連接用導孔的穴17。導孔的種類是不管貫通或非貫通。又，作為穴的形成方法，若為貫通，則有機械式的鑽機、壓機、雷射鑽機、電漿、化學蝕刻等，若為非貫通，則有雷射鑽機、電漿、化學蝕刻等。在此，以UV-YAG雷射形成直徑50μm的貫通穴。

又如第5B (3)圖所示地，形成微導波線。微導波線的接地配線19是作成沿著訊號配線18的線狀，而其配線間距是作成訊號配線寬度的1/n(在此，n是作成1或2的自然數)。

在此，作為一例子，將訊號配線的寬度作為96μm，n=2，將接地配線的配線間距作為48μm，將接地配線的寬度作為24μm，而將特性阻抗作為50Ω。又，接地配線的配線條數是對於訊號配線的條數5條作為11條。

之後，如第5A(4)圖所示地，在以第5B(3)圖所形成的接地配線及訊號配線形成保護層20。保護層20的原材料是耐於在其後所進行的層間連接所用的電鍍工程，之後，可剝離者並未有特別加以限定者。在此，疊合厚度20μm的乾薄膜光阻SPG202(日本旭化成電子股份有限公司製)，僅曝光接地配線及訊號配線，並使之顯像。

之後，如第5A(5)圖所示地，進行層間連接所用的電鍍21。訊號配線及接地配線是利用保護層被覆蓋之故，因而不會有析出電鍍的情形。但是，電鍍的厚度是作成比保護層的厚度還薄，在此作成10μm。

最後，如第5A(6)圖所示地，剝離保護層，以形成除了基座基材的部位的配線圖案22。這時候，導孔17的凸軌直徑是作成考慮先前所形成的訊號配線18與接地配線19，及後續所形成的配線圖案22的曝光偏位的直徑。

藉由以上，可形成具有以高精度控制阻抗的微導波線的可撓性印刷配線板。

實施例4

第6圖是表示本發明的實施例4的俯視圖，第7A圖及第7B圖是分別表示沿著第6圖的A-A'線及B-B'線的斷面圖。

首先，如第7A(1)圖所示地，準備銅箔的厚度為9μm的兩面貼銅的積層板23。在此，藉由實施例1及實施例2所示的理由，適用兩面貼銅的積層板「埃斯巴尼克斯 」LB-09-25-09NE(新日鐵化學股份有限公司製，銅箔的厚度9μm)。

之後如第7A(2)圖所示地，形成成為層間連接用導孔的穴24。導孔的種類是不管貫通或非貫通。又，作為穴的形成方法，若為貫通，則有機械式的鑽機、壓機、雷射鑽機、電漿、化學蝕刻等，若為非貫通，則有雷射鑽機、電漿、化學蝕刻等，並未特別加以限定者。在此，以UV-YAG雷射形成直徑50μm的非貫通穴。

又如第7B(3)圖所示地，形成微導波線。微導波線的接地配線26是作成沿著訊號配線25的線狀，而其配線間距是作成訊號配線寬度的1/n(在此，n是作成1或2的自然數)。

在此，作為一例子，將訊號配線的寬度作為100μm，n=1，將接地配線的配線間距作為100μm，將接地配線的寬度作為50μm，而將特性阻抗作為50Ω。又，接地配線的配線條數是對於訊號配線的條數5條作為11條。

之後，如第7A(4)圖所示地，在以第7A(3)圖所形成的接地配線及訊號配線形成保護層27。保護層27的原材料是耐於在其後所進行的層間連接所用的電鍍工程，之後，可剝離者並未有特別加以限定者。

在此，疊合厚度20μm的乾薄膜光阻SPG202(日本旭化成電子股份有限公司製)，僅曝光接地配線及訊號配線，並使之顯像。

之後，如第7A(5)圖所示地，進行層間連接所用的 電鍍28。訊號配線及接地配線是利用保護層被覆蓋之故，因而不會有析出電鍍的情形。但是，電鍍的厚度是作成比保護層的厚度還薄，在此作成10μm。

最後，如第7A(6)圖所示地，剝離保護層，以形成除了微導波線的部位的配線圖案29。這時候，導孔24的凸軌直徑是作成考慮先前所形成的訊號配線25與接地配線26，及後續所形成的配線圖案29的曝光偏位的直徑。

藉由以上，可形成具有以高精度控制阻抗的微導波線的可撓性印刷配線板。

1‧‧‧訊號配線

2‧‧‧全面接地

3‧‧‧基座基材

4‧‧‧訊號配線

5‧‧‧線狀接地配線

6‧‧‧訊號配線

7‧‧‧偏位的線狀接地配線

8‧‧‧訊號配線

9‧‧‧線狀接地配線

10‧‧‧聚醯亞胺

11‧‧‧訊號配線

12‧‧‧線狀接地配線

13‧‧‧液晶聚合物

14‧‧‧訊號配線

15‧‧‧線狀接地配線

16‧‧‧兩面貼銅的積層板

17‧‧‧穴

18‧‧‧訊號配線

19‧‧‧線狀接地配線

20‧‧‧保護層

21‧‧‧電鍍

22‧‧‧除了訊號配線、接地配線的配線圖案

23‧‧‧兩面貼銅的積層板

24‧‧‧穴

25‧‧‧訊號配線

26‧‧‧線狀接地配線

27‧‧‧保護層

28‧‧‧電鍍

29‧‧‧除了訊號配線、接地配線的配線圖案

第1圖是表示本發明的微導波線的代表性構造的立體圖。

第2圖是表示依本發明的實施例1的斷面構造圖。

第3圖是表示依本發明的實施例2的斷面構造圖。

第4圖是表示從依本發明的實施例3的可撓性印刷配線板的安裝部配線層觀看的俯視圖。

第5A(1)圖至第5A(6)圖是表示用以說明依本發明的實施例3的可撓性印刷配線板的形成方法的斷面圖，沿著第4圖的A-A'線的斷面圖。

第5B(1)圖至第5B(6)圖是表示用以說明依本發明的實施例3的可撓性印刷配線板的形成方法的斷面圖，沿著第4圖的B-B'線的斷面圖。

第6圖是表示從依本發明的實施例4的可撓性印刷配 線板的安裝部配線層觀看的俯視圖。

第7A(1)圖至第7A(6)圖是表示用以說明依本發明的實施例4的可撓性印刷配線板的形成方法的斷面圖，沿著第6圖的A-A'線的斷面圖。

第7B(1)圖至第7B(6)圖是表示用以說明依本發明的實施例4的可撓性印刷配線板的形成方法的斷面圖，沿著第6圖的B-B'線的斷面圖。

第8圖是表示習知的微導波線的斷面構造圖。

第9(a)圖及第9(b)圖是表示用以說明平行於習知的訊號配線的接地配線的問題點的斷面模式圖。

8‧‧‧訊號配線

9‧‧‧線狀接地配線

Claims (1)

1. 一種印刷配線板，是具有配設於絕緣層上的訊號配線為曲線形狀的微導波線構造的印刷配線板，其特徵為：具備經由上述絕緣層相對配置於上述訊號配線的線狀接地配線，上述接地配線的配線間距是上述訊號配線的線幅的1/n(n是1或2的自然數)。