JP2014072311A - Multilayer wiring board and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
【課題】ビアホールを用いて高周波信号を多層配線基板の上下層間を伝達するときの高周波信号の伝送特性が良い多層配線基板を提供する。
【解決手段】上下層に高周波信号配線パターンを備える多層配線基板を貫通するように形成され、前記高周波信号配線パターンを相互に接続させるための螺旋状の導体構造と、グラウンドパターンと接続し当該多層配線基板を貫通する金属柱と、を備え、前記螺旋状の導体構造の配線の長さが適切に調節されてインダクタンスを調整することで、該螺旋状の導体構造と前記金属柱とにより構成する高周波信号の伝達経路の特性インピーダンスを、前記高周波信号配線パターンの特性インピーダンスと整合を図る。
【選択図】図６Provided is a multilayer wiring board having good transmission characteristics of a high-frequency signal when a high-frequency signal is transmitted between upper and lower layers of the multilayer wiring board using via holes.
A multi-layer wiring board having a high-frequency signal wiring pattern in upper and lower layers is formed so as to penetrate the multilayer wiring board. The spiral conductive structure for connecting the high-frequency signal wiring patterns to each other and a ground pattern are connected to the multilayer circuit board. A metal pillar penetrating the wiring board, and the length of the wiring of the spiral conductor structure is appropriately adjusted to adjust the inductance, thereby configuring the spiral conductor structure and the metal pillar. The characteristic impedance of the high-frequency signal transmission path is matched with the characteristic impedance of the high-frequency signal wiring pattern.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、金属配線層の層間接続用に形成するビアホールを高周波信号伝送のためにインピーダンスを整合させる多層配線基板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer wiring board for matching impedance for via-holes formed for interlayer connection of metal wiring layers for high-frequency signal transmission and a method for manufacturing the same.
近年、情報通信機器などの様々な電子製品は、小型化、軽量化、高性能化の傾向になるとともに、そのような電子製品の電気的システムを構成するためには、多層配線基板の活用が必須的な構成要素となる。ここで、多層配線基板は、印刷配線パターンが形成された複数の積層された金属層と、これら各金属層の間に形成された絶縁層と、を含む。 In recent years, various electronic products such as information and communication devices have become smaller, lighter, and higher performance, and in order to configure an electrical system of such electronic products, the use of multilayer wiring boards has been reduced. It is an essential component. Here, the multilayer wiring board includes a plurality of stacked metal layers on which a printed wiring pattern is formed, and an insulating layer formed between these metal layers.
従来の多層配線基板１０は、特許文献１や特許文献２のように、ビアホールの特性インピーダンスを印刷配線パターンの特性インピーダンスに整合させるために、多層配線基板の絶縁層の誘電率毎に、ビアホールの長さを調整したり、ビアホールの周囲の、ビアホールを囲んで形成するグラウンドパターンのクリアランス穴の直径を調整することでビアホールの特性インピーダンスを調整して印刷配線パターンの特性インピーダンスに整合させていた。
As in
しかしながら、多層配線基板の絶縁層の材料を変える毎に、ビアホールの直径やクリアランス穴の直径を変えると、ビアホールを形成する加工条件が変えられ、その多層配線基板を製造するデータが変えられ、製造に用いる露光用フィルムも再作しなければならず、製造コストを増大させる問題があった。また、加工条件を変えることで多層配線基板の製造歩留まりも悪化させる問題があった。更に、製造条件を変えることで、ビアホールの信頼性や強度にも影響を与える問題があった。 However, each time the material of the insulating layer of the multilayer wiring board is changed, changing the diameter of the via hole or the diameter of the clearance hole changes the processing conditions for forming the via hole, and changes the data for manufacturing the multilayer wiring board. The film for exposure used in the process had to be recreated, and there was a problem of increasing the manufacturing cost. Moreover, there is a problem that the manufacturing yield of the multilayer wiring board is also deteriorated by changing the processing conditions. Furthermore, there has been a problem that changing the manufacturing conditions affects the reliability and strength of the via hole.
上記のような問題点を解決するために本発明の課題は、ビアホールを用いて高周波信号を多層配線基板の上下層間を伝達するときの高周波信号の伝送特性が良い多層配線基板を提供することにある。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a multilayer wiring board having good high-frequency signal transmission characteristics when a high-frequency signal is transmitted between upper and lower layers of the multilayer wiring board using via holes. is there.
本発明は、上記の課題を解決するために、所定の印刷配線パターンがそれぞれ形成された複数の金属層と、前記金属層の間にそれぞれ形成された絶縁樹脂層を備える多層配線基板であって、上下層に高周波信号配線パターンを備え、当該多層配線基板を貫通するように形成され、前記高周波信号配線パターンを相互に接続させるための螺旋状の導体構造と、グラウンドパターンと接続し当該多層配線基板を貫通する金属柱と、を備え、前記螺旋状の導体構造の配線の長さが適切に調節されてインダクタンスを調整することで、該螺旋状の導体構造と前記金属柱とにより構成する高周波信号の伝達経路の特性インピーダンスが、前記高周波信号配線パターンの特性インピーダンスと整合が図られることを特徴とする多層配線基板である。 In order to solve the above problems, the present invention is a multilayer wiring board comprising a plurality of metal layers each having a predetermined printed wiring pattern and an insulating resin layer formed between the metal layers. The upper and lower layers are provided with a high-frequency signal wiring pattern and are formed so as to penetrate the multilayer wiring board, and are connected to the ground pattern and a helical conductor structure for connecting the high-frequency signal wiring patterns to each other. A metal pillar penetrating the substrate, and adjusting the inductance by appropriately adjusting the length of the wiring of the spiral conductor structure, thereby forming a high frequency formed by the spiral conductor structure and the metal pillar The multilayer wiring board is characterized in that a characteristic impedance of a signal transmission path is matched with a characteristic impedance of the high-frequency signal wiring pattern.
また、本発明は、所定の印刷配線パターンがそれぞれ形成された複数の金属層と、前記
金属層の間にそれぞれ形成された絶縁樹脂層を備える多層配線基板であって、内層に高周波信号配線パターンを備え、最下層に外部接続端子パターンを備え、当該多層配線基板の前記高周波信号配線パターンと前記外部接続端子パターンを相互に接続させるための螺旋状の導体構造と、グラウンドパターンと接続し当該多層配線基板を貫通する金属柱と、を備え、前記螺旋状の導体構造の配線の長さが適切に調節されてインダクタンスを調整することで、該螺旋状の導体構造と、前記外部接続端子パターンの下に設置する半田ボールと、親の印刷配線板の接続端子パターンとによる構造物と、前記金属柱とにより構成する高周波信号の伝達経路の特性インピーダンスが、前記高周波信号配線パターンの特性インピーダンスと整合されることを特徴とする多層配線基板である。
The present invention is also a multilayer wiring board comprising a plurality of metal layers each having a predetermined printed wiring pattern formed thereon and an insulating resin layer formed between the metal layers, the high frequency signal wiring pattern being formed on the inner layer. An external connection terminal pattern on the lowermost layer, a spiral conductor structure for mutually connecting the high-frequency signal wiring pattern and the external connection terminal pattern of the multilayer wiring board, and the multilayer connected to the ground pattern A metal pillar penetrating the wiring board, and adjusting the inductance by appropriately adjusting the length of the wiring of the spiral conductor structure, and the spiral conductor structure and the external connection terminal pattern Characteristics of the high-frequency signal transmission path composed of a structure composed of the solder balls to be installed below, the connection terminal pattern of the parent printed wiring board, and the metal pillars -Impedance is a multilayer wiring board characterized in that it is matched to the characteristic impedance of the high frequency signal wiring pattern.
また、本発明は、上記の多層配線基板の製造方法であって、前記多層配線基板を構成する絶縁樹脂層の誘電率のバラツキに応じて、前記多層配線基板の最外層の印刷配線パターンを変えることで、前記螺旋状の導体構造の配線の長さを調節しインダクタンスを調整することで、該螺旋状の導体構造と前記金属柱とにより構成する高周波信号の伝達経路の特性インピーダンスを、前記高周波信号配線パターンの特性インピーダンスと整合することを特徴とする多層配線基板の製造方法である。 Further, the present invention is the above-described method for manufacturing a multilayer wiring board, wherein the printed wiring pattern of the outermost layer of the multilayer wiring board is changed according to variations in the dielectric constant of the insulating resin layer constituting the multilayer wiring board. Thus, by adjusting the length of the wiring of the helical conductor structure and adjusting the inductance, the characteristic impedance of the transmission path of the high-frequency signal formed by the helical conductor structure and the metal column is changed to the high-frequency signal. A manufacturing method of a multilayer wiring board characterized by matching with a characteristic impedance of a signal wiring pattern.
また、本発明は、上記の多層配線基板の製造方法であって、前記多層配線基板を構成する絶縁樹脂層の誘電率のバラツキに応じて、前記多層配線基板の最外層から内層まで電気接続するブラインドバイアホールの位置を変えることで、前記螺旋状の導体構造の配線の長さを調節しインダクタンスを調整することで、該螺旋状の導体構造と前記金属柱とにより構成する高周波信号の伝達経路の特性インピーダンスを、前記高周波信号配線パターンの特性インピーダンスと整合することを特徴とする多層配線基板の製造方法である。 Further, the present invention is the above-described method for manufacturing a multilayer wiring board, wherein electrical connection is made from the outermost layer to the inner layer of the multilayer wiring board according to variations in dielectric constant of the insulating resin layer constituting the multilayer wiring board. By changing the position of the blind via hole, the wiring length of the spiral conductor structure is adjusted, and the inductance is adjusted, whereby the high-frequency signal transmission path constituted by the spiral conductor structure and the metal pillar The characteristic impedance is matched with the characteristic impedance of the high-frequency signal wiring pattern.
本発明の多層配線基板１０によれば、螺旋状の導体構造の最外層の印刷配線パターンを変えることで、多層配線基板１０の高周波信号配線パターンと接続する螺旋状の導体構造の特性インピーダンスを調整して、それが接続する高周波信号配線パターンの特性インピーダンスに正確に整合させることができる効果がある。それにより、多層配線基板１０の高周波信号配線パターンと多層配線基板１０の螺旋状の導体構造との間での高周波信号の反射が無くなり、高周波特性の優れた配線構造が得られる効果がある。
According to the
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。第１の実施形態の多層配線基板１０の側断面図を図６（１）に示し、多層配線基板１０の上側の第１配線層から第６配線層の各配線層の概略の印刷配線パターンを図６（２）から図８（７）の平面図に示す。図１〜図６は、第１の実施形態の多層配線基板１０の製造方法を説明する側断面図と平面図である。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. A side sectional view of the
第１の実施形態の多層配線基板１０は、図６（１）のように、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイド−トリアジン樹脂、ＰＰＥ樹脂などの絶縁樹脂からなる厚さが０．０５ｍｍ以上で０．８ｍｍ以下のコア基板１を中心に持つ。このコア基板１は、補強材入り絶縁樹脂を用いることができ、補強材はガラス繊維、アラミド不織布、アラミド繊維、ポリエステル繊維を使用できる。
As shown in FIG. 6A, the
このコア基板１内には、電解銅めっきの層を埋め込んで成る金属めっきで構成する金属柱３を形成する。そして、コア基板１の上面と下面の印刷配線パターンは、図７（４）と図７（５）の平面図のように、金属柱３のランド３ｂと、ランド２ｂを形成し、ランド３ｂとランド２ｂを結ぶ螺旋印刷配線パターン２を形成し、それらの導体から間隔をあけたグラウンド面パターン２６ａを形成する。
In the
そのコア基板１の両面の外側には、全体の厚さが４０μｍ〜５０μｍのフィルムの銅箔付き樹脂フィルムから成る絶縁樹脂シート２０が積層されている。絶縁樹脂シート２０の構成は、片面に厚さ１２μｍ程度の銅箔２０ａが張り合わされ、その銅箔２０ａの下層に厚さ８μｍ〜１３μｍのポリイミドフィルムなどの絶縁樹脂フィルム２１を有し、その絶縁樹脂フィルム２１の層に接着剤層２２が２０μｍ程度の厚さに形成されている。
An
（変形例１）
ここで、絶縁樹脂シート２０は、銅箔付き樹脂フィルムに替えて、プリプレグと金属箔の組み合わせを使用しても良い。
(Modification 1)
Here, the
また、絶縁樹脂シート２０の表面からコア基板１の金属柱３のランド３ｂに達する金属めっきによるブラインドバイアホール２３と、コア基板１のランド２ｂに達するブラインドバイアホール２４を形成する。
Further, a blind via
また、内層多層基板３０の上面に図６（３）の平面図のように、ブラインドバイアホール２４の上部に接続するランド２４ｂと、ランド２５ｂと、ランド２４ｂとランド２５ｂを結ぶ螺旋印刷配線パターン２５を形成し、それらの導体から間隔をあけたグラウンド面パターン２６ｂを形成する。
Further, as shown in the plan view of FIG. 6 (3), on the upper surface of the
そして、内層多層基板３０の下面に図８（６）の平面図のように螺旋印刷配線パターン２５とランド２４ｂ、２５ｂを形成し、それらの導体から間隔をあけたグラウンド面パターン２６ｂを形成する。このランド２５ｂは、ビルドアップ層４０ｄのブラインドバイアホール４２の底面のランドである。
Then, a spiral printed
内層多層基板３０の上下面にはビルドアップ層４０ｄを形成し、そのビルドアップ層４０ｄの表面から、内層多層基板３０のブラインドバイアホール２３のランド２３ｂに達する金属めっきで充填されたブラインドバイアホール４１を形成し、ランド２５ｂに達する金属めっきで充填されたブラインドバイアホール４２を形成する。
ビルドアップ層４０ｄの上面には図６（２）の平面図のように金属柱３の位置の上層の直径が０．１ｍｍから０．５ｍｍのランド４３ｂと、ブラインドバイアホール４２の上層
のランド４２ｂと、ランド４２ｂとランド４３ｂを結ぶ螺旋印刷配線パターン４３と、ランド４３ｂに接続する高周波信号配線パターン４４と、ブラインドバイアホール４１の上部に接続するグラウンド面パターン２６ｃを形成する。
On the upper surface of the
ビルドアップ層４０ｄの下面には図８（７）の平面図のように、金属柱３の位置の下層の直径が０．１ｍｍから０．５ｍｍのランド４３ｂと、ブラインドバイアホール４２の下層のランド４２ｂと、ランド４２ｂとランド４３ｂを結ぶ螺旋印刷配線パターン４３と、ランド４３ｂに接続する高周波信号配線パターン４４と、ブラインドバイアホール４１の下部に接続するグラウンド面パターン２６ｃを形成する。
On the lower surface of the build-up
この多層配線基板１０の導体構造は、多層配線基板１０の上面のランド４３ｂから、螺旋状に下層に向けて、螺旋印刷配線パターン４３、ランド４２ｂ、ブラインドバイアホール４２、ランド２５ｂ、螺旋印刷配線パターン２５、ランド２４ｂ、バイアホール２４、ランド２ｂ、螺旋印刷配線パターン２、ランド３ｂ、金属柱３、ランド３ｂ、螺旋印刷配線パターン２、ランド２ｂ、バイアホール２４、ランド２４ｂ、螺旋印刷配線パターン２５、ランド２５ｂ、ブラインドバイアホール４２、ランド４２ｂ、螺旋印刷配線パターン４３、多層配線基板１０の下面のランド４３ｂの順に導体を接続した螺旋状の導体構造を形成する。
The conductor structure of the
また、多層配線基板１０の上面のグラウンド面パターン２６ｃに接続するブラインドバイアホール４１と、その下層のグラウンド面パターン２６ｂに接続するブラインドバイアホール２３と、その下層のグラウンド面パターン２６ａに接続する金属柱３と、その下層のブラインドバイアホール２３と、その下層のブラインドバイアホール４１が金属柱を構成する。
The blind via
（多層配線基板の上下面を結ぶ導体構造のインピーダンス整合）
この多層配線基板１０では、多層配線基板１０の上面のランド４３ｂから多層配線基板１０の下面のランド４３ｂまで接続する螺旋状の導体構造に電気信号の電流を流し、その電流の戻り電流を多層配線基板１０の下面から上面のグラウンド面パターン２６ｃに接続する金属柱に流す。
(Impedance matching of conductor structure connecting upper and lower surfaces of multilayer wiring board)
In this
多層配線基板１０の上下面の高周波信号配線パターン４４の特性インピーダンスに、多層配線基板１０の上下面を結ぶ導体構造の特性インピーダンスを整合させるために、グラウンド面パターン２６ａから２６ｃの開口の螺旋状の導体構造からの間隔を調整する。
In order to match the characteristic impedance of the conductor structure connecting the upper and lower surfaces of the
更に、多層配線基板１０を構成する絶縁樹脂層の誘電率のバラツキに応じて、螺旋状の導体構造の最外層の、図６（２）と図８（７）の平面図に示した螺旋印刷配線パターン４３の長さを変えることでインダクタンスを調整し、多層配線基板１０の上下面の高周波信号配線パターン４４を結ぶ導体構造の特性インピーダンスをそれに接続する高周波信号配線パターン４４の特性インピーダンスに正確に整合させる効果が得られる。
Further, the spiral printing shown in the plan views of FIGS. 6 (2) and 8 (7) of the outermost layer of the spiral conductor structure according to the variation in the dielectric constant of the insulating resin layer constituting the
これにより、多層配線基板１０の上下面の高周波信号配線パターン４４と多層配線基板１０の上下面を結ぶ導体構造との間での高周波信号の反射が無くなり、高周波特性の優れた配線構造が得られる。
As a result, the high-frequency signal is not reflected between the high-frequency
（製造方法の詳細）
以下で、図１から図６を参照して、本発明の実施形態の多層配線基板１０の製造方法を詳しく説明する。
(Details of manufacturing method)
Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 6, a method of manufacturing the
（工程１）
図１（ａ）のように、両面銅張り基板１ａを準備する。その両面銅張り基板１ａは、ガラスエポキシ樹脂やガラスポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイド−トリアジン樹脂、ＰＰＥ樹脂等の絶縁基板のコア基板１の両面に銅箔２ａを有する。ここで用いる両面銅張り基板１ａは、それを構成する銅箔２ａとコア基板１の間に接着剤層が存在する両面銅張り基板１ａを用いることも可能である。
(Process 1)
As shown in FIG. 1A, a double-sided copper-clad substrate 1a is prepared. The double-sided copper-clad substrate 1a has copper foils 2a on both sides of a
（工程２）
次に、図１（ｂ）のように、炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザなどのレーザー穴あけ装置を用いて、穴あけ用レーザー光を照射することでコア基板１に、出射面側の銅箔２ａに達する下穴３ａを穿孔する。形成する下穴３ａは、両面銅張り基板１ａにおける穴あけ用レーザー光を入射する側の銅箔２ａに直径が８０μｍの開口をあける。穴あけ用レーザー光がコア基板１に形成する穴の銅箔２ａに達した底面の径は、レーザー光を入射する側の開口より約３０μｍ程度小さい直径５０μｍになり、円錐台状の下穴３ａが形成される。
(Process 2)
Next, as shown in FIG. 1B, by using a laser drilling device such as a carbon dioxide laser or a YAG laser, the
（工程３）
次に、コア基板１の全面に触媒核を付与し、更に、無電解銅めっき浴に浸漬することで、厚さ０．１μｍから数μｍの無電解銅めっき皮膜を形成する。次に、電解銅めっき液を用いて電解銅めっきし、図１（ｃ）のように、下穴３ａを電解銅めっきで充填した金属めっきによる金属柱３を形成し、一方、両面銅張り基板１ａの第１の両面に約１６μｍの厚さの銅めっき層を形成する。
(Process 3)
Next, catalyst nuclei are imparted to the entire surface of the
（工程４）
次に、図１（ｄ）のように、両面銅張り基板１ａの銅箔２ａをエッチングすることで、そして、コア基板１の上面と下面には、図１（ｅ）と図１（ｆ）の平面図のように、金属柱３のランド３ｂに接続する螺旋印刷配線パターン２とランド２ｂを形成し、グラウンド面パターン２６ａを形成する。
(Process 4)
Next, as shown in FIG. 1D, the
（工程５）
次に、図２（ｇ）のような、銅箔２０ａとポリイミドフィルムなどの絶縁樹脂フィルム２１と熱硬化性の接着剤層２２とから成る絶縁樹脂シート２０を、コア基板１の両面に積層し、図２（ｈ）のような内層多層基板３０を製造する。
(Process 5)
Next, as shown in FIG. 2G, insulating
ここで、絶縁樹脂シート２０は、全体の厚さが４０μｍ〜５０μｍのフィルムを用いる。絶縁樹脂シート２０の構成は、片面に厚さ１２μｍ程度の銅箔２０ａを張り合わせ、その銅箔２０ａの下層に厚さ８μｍ〜１３μｍのポリイミドフィルムなどの絶縁樹脂フィルム２１を設け、その絶縁樹脂フィルム２１の層に熱硬化性の接着剤層２２を２０μｍ程度の厚さに形成した厚さが４０μｍ〜５０μｍの絶縁樹脂シート２０を用いる。
Here, the insulating
あるいは、絶縁樹脂シート２０は、銅箔付き樹脂フィルムに替えて、プリプレグと金属箔の組み合わせを使用しても良い。
Alternatively, the insulating
（工程６）
次に、内層多層基板３０の外側の銅箔２０ａを、内層の金属柱３の外側のランド３ｂの位置とランド２ｂの位置の部分をエッチングして除去して、銅箔２０ａの下地の絶縁樹脂フィルム２１を露出させる。
(Step 6)
Next, the
（工程７）
次に、図２（ｉ）のように、その内層多層基板３０の外側の面から、絶縁樹脂フィルム２１が露出した部分に、炭酸ガスレーザー穴あけ装置のレーザー光を照射して、コア基板１上のランド３ｂに達するグラウンド接続バイアホール用穴２３ａを形成し、ランド２ｂ
に達するブラインドバイアホール用の穴２４ａを形成する。そのグラウンド接続バイアホール用穴２３ａとブラインドバイアホール用の穴２４ａの直径は、５０〜１５０μｍ程度に形成する。
(Step 7)
Next, as shown in FIG. 2 (i), the laser beam of the carbon dioxide laser drilling device is irradiated from the outer surface of the
A blind via
（工程８）
次に、その基板をデスミア液に浸漬することで、グラウンド接続バイアホール用穴２３ａとブラインドバイアホール用の穴２４ａのデスミア処理を行った上で、無電解銅めっき液に基板を浸漬することで、そのグラウンド接続バイアホール用穴２３ａとブラインドバイアホール用の穴２４ａの壁面に無電解銅めっき皮膜を形成する。
(Process 8)
Next, by immersing the substrate in a desmear solution, the desmear treatment of the ground connection via
（工程９）
次に、その基板の下地の銅箔２０ａに電解銅めっき装置の陰極を接続して、基板を電解銅めっき浴に浸漬し基板の全面に電解銅めっきするパネルめっき処理を行う。それにより、図３（ｊ）のように、内層多層基板３０の全面に金属めっき層を形成し、また、基板の絶縁樹脂フィルム２１中のグラウンド接続バイアホール用穴２３ａを銅めっきで充填してブラインドバイアホール２３を形成し、ブラインドバイアホール用の穴２４ａを銅めっきで充填してブラインドバイアホール２４を形成する。
(Step 9)
Next, a cathode plating of an electrolytic copper plating apparatus is connected to the
（工程１０）
次に、エッチングレジストパターンで内層多層基板３０の上下面の表面の銅めっき層を保護してエッチングし、エッチング後にエッチングレジストを剥離することで、図３（ｋ）のように、内層多層基板３０の上面に図３（ｌ）の平面図のように螺旋印刷配線パターン２５とランド２４ｂ、２５ｂとグラウンド面パターン２６ｂを形成し、内層多層基板３０の下面に図３（ｍ）の平面図のように螺旋印刷配線パターン２５とランド２４ｂ、２５ｂとグラウンド面パターン２６ｂを形成する。このランド２５ｂは、次に形成するビルドアップ層４０ｄのブラインドバイアホール４２の底面のランドになる。
(Process 10)
Next, the copper plating layers on the upper and lower surfaces of the
（工程１２）
次に、図４（ｎ）のように、内層多層基板３０の両面に、プリプレグ４０ａと薄銅箔４０ｂを組み合わせた絶縁樹脂シートを加熱加圧成型することにより、図４（ｏ）のようにビルドアップ層４０ｄを形成する。
(Step 12)
Next, as shown in FIG. 4 (n), an insulating resin sheet in which the
（工程１３）
次に、図４（ｐ）のように、内層多層基板３０の上下面にビルドアップ層４０ｄの表面から、炭酸ガスレーザー加工装置を使用したレーザー穴あけにより、薄銅箔４０ｂの上から、ブラインドバイアホール２３に達するグラウンド接続バイアホール用穴４１ａを形成し、ランド２５ｂに達するブラインドバイアホール用の穴４２ａを形成する。グラウンド接続バイアホール用穴４１ａ及びブラインドバイアホール用の穴４２ａは、７０〜１５０μｍ程度の直径の穴を形成する。
(Step 13)
Next, as shown in FIG. 4 (p), from the surface of the
（工程１４）
次に、図５（ｑ）のように、基板の全面に銅めっき層を形成するパネルめっき処理を行うことで、グラウンド接続バイアホール用穴４１ａ及びブラインドバイアホール用の穴４２ａに銅めっきを充填しブラインドバイアホール４１及び４２を形成する。
(Step 14)
Next, as shown in FIG. 5 (q), by performing a panel plating process for forming a copper plating layer on the entire surface of the substrate, the ground connection via
（工程１５）
次に、図５（ｒ）のように、ビルドアップ層４０ｄの表面の銅めっき層をエッチングすることで、多層配線基板１０の上面に図５（ｓ）の平面図のように螺旋印刷配線パターン４３と、ブラインドバイアホール４２の上層のランド４２ｂと、金属柱３の位置の上層のランド４３ｂと、ランド４３ｂに接続する高周波信号配線パターン４４と、グラウンド面
パターン２６ｃを形成する。
(Step 15)
Next, as shown in FIG. 5 (r), the copper plating layer on the surface of the build-
多層配線基板１０の下面に、同様に、図５（ｔ）の平面図のように、螺旋印刷配線パターン４３と、ブラインドバイアホール４２の下層のランド４２ｂと、金属柱３の位置の下層のランド４３ｂと、ランド４３ｂに接続する高周波信号配線パターン４４と、グラウンド面パターン２６ｃを形成する。
Similarly, on the lower surface of the
（工程１６）
次に、図６（１）のように、多層配線基板１０の表裏にソルダーレジスト７０のパターンを印刷する。
(Step 16)
Next, as shown in FIG. 6A, a solder resist 70 pattern is printed on the front and back of the
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。第２の実施形態の多層配線基板１０の側断面図を図９（１）に示し、多層配線基板１０の上側の第１配線層から第６配線層の各配線層の概略の印刷配線パターンを図９（２）から図１１（７）の平面図に示す。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A side sectional view of the
第２の実施形態の多層配線基板１０は、図９（１）のように、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイド−トリアジン樹脂、ＰＰＥ樹脂などの絶縁樹脂からなる厚さが０．２ｍｍ以上で０．８ｍｍ以下のコア基板１を中心に持つ。このコア基板１にはドリルで形成した貫通孔の壁面に銅めっきしたスルーホールめっきから成る金属柱４を形成する。その金属柱４の孔内に孔埋め剤４ｃを充填する。
As shown in FIG. 9A, the
その孔埋め剤４ｃが充填された金属柱４の上下のコア基板１の上面と下面には、図１０（４）と図１０（５）の平面図のように、銅めっき層をパターニングして形成した、金属柱４に接続し孔埋め剤４ｃの表面を覆うランド４ｂを形成する。また、その面に、ランド２ｂを形成し、ランド２ｂとランド４ｂを結ぶ螺旋印刷配線パターン２を形成し、それらの導体から間隔をあけたグラウンド面パターン２６ａを形成する。
Copper plating layers are patterned on the upper and lower surfaces of the
そのコア基板１の両面には、第１の実施形態の変形例１と同様に、プリプレグ２１ｐと金属箔の組み合わせによる絶縁樹脂シート２０を積層し、絶縁樹脂シート２０の表面からコア基板１の金属柱４上のランド４ｂに達する金属めっきによるブラインドバイアホール２３と、コア基板１のランド２ｂに達するブラインドバイアホール２４を形成する。
Similar to the first modification of the first embodiment, an insulating
また、内層多層基板３０の上面に図９（３）の平面図のように、ランド２４ｂと長ランド２７ｂと、そのランド２４ｂと長ランド２７ｂを結ぶ螺旋印刷配線パターン２５を形成し、それらの導体から間隔をあけたグラウンド面パターン２６ｂを形成する。
Further, as shown in the plan view of FIG. 9 (3), a
そして、内層多層基板３０の下面に図８（６）の平面図のように、ランド２４ｂと長ランド２７ｂと、そのランド２４ｂと長ランド２７ｂを結ぶ螺旋印刷配線パターン２５を形成し、それらの導体から間隔をあけたグラウンド面パターン２６ｂを形成する。この長ランド２７ｂは、ビルドアップ層４０ｄのブラインドバイアホール４２の底面のランドである。
Then, as shown in the plan view of FIG. 8 (6), the
内層多層基板３０の上下面にはビルドアップ層４０ｄを形成し、そのビルドアップ層４０ｄの表面から、内層多層基板３０のブラインドバイアホール２３のランド２３ｂに達する金属めっきで充填されたブラインドバイアホール４１を形成し、長ランド２７ｂの何れかの位置に達する金属めっきで充填されたブラインドバイアホール４２を形成する。
Buildup layers 40d are formed on the upper and lower surfaces of the
ビルドアップ層４０ｄの上面には図９（２）の平面図のように、金属柱４の位置の上層
の直径が０．１ｍｍから０．５ｍｍのランド４３ｂを形成し、そのランド４３ｂに直結するようにブラインドバイアホール４２の上層のランド４２ｂと、ランド４３ｂに接続する高周波信号配線パターン４４と、ブラインドバイアホール４１の上側に接続するグラウンド面パターン２６ｃを形成する。
As shown in the plan view of FIG. 9B, a
ビルドアップ層４０ｄの下面には図１１（７）の平面図のようにブラインドバイアホール４２の下層のランド４２ｂと、それに直結して金属柱４の位置の下層に位置するランド４３ｂと、ランド４３ｂに接続する高周波信号配線パターン４４と、ブラインドバイアホール４１の下側のグラウンド面パターン２６ｃを形成する。
On the lower surface of the
この多層配線基板１０の導体構造は、多層配線基板１０の上面のランド４３ｂにランド４２ｂが直結し、螺旋状に下層に向けて、ブラインドバイアホール４２、長ランド２７ｂ、螺旋印刷配線パターン２５、ランド２４ｂ、バイアホール２４、ランド２ｂ、螺旋印刷配線パターン２、ランド４ｂ、金属柱４、ランド４ｂ、螺旋印刷配線パターン２、ランド２ｂ、バイアホール２４、ランド２４ｂ、螺旋印刷配線パターン２５、長ランド２７ｂ、ブラインドバイアホール４２、ランド４２ｂ、多層配線基板１０の下面のランド４３ｂの順に導体を接続した螺旋状の導体構造を形成する。
In the conductor structure of the
また、第１の実施形態と同様に、多層配線基板１０の上面のグラウンド面パターン２６ｃに接続するブラインドバイアホール４１と、その下層のグラウンド面パターン２６ｂに接続するブラインドバイアホール２３と、その下層のグラウンド面パターン２６ａに接続する金属めっきによる金属柱３と、その下層のブラインドバイアホール２３と、その下層のブラインドバイアホール４１が柱状の金属柱を構成する。
Similarly to the first embodiment, the blind via
（多層配線基板の上下面を結ぶ導体構造のインピーダンス整合）
この多層配線基板１０では、多層配線基板１０の上面のランド４３ｂから多層配線基板１０の下面のランド４３ｂまで接続する螺旋状の導体構造に電気信号の電流を流し、その電流の戻り電流を多層配線基板１０の下面から上面のグラウンド面パターン２６ｃに接続する金属柱に流す。
(Impedance matching of conductor structure connecting upper and lower surfaces of multilayer wiring board)
In this
多層配線基板１０の上下面の高周波信号配線パターン４４の特性インピーダンスに、多層配線基板１０の上下面を結ぶ導体構造の特性インピーダンスを整合させるために、グラウンド面パターン２６ａから２６ｃの開口の螺旋状の導体構造からの間隔を調整する。
In order to match the characteristic impedance of the conductor structure connecting the upper and lower surfaces of the
更に、多層配線基板１０を構成する絶縁樹脂層の誘電率のバラツキに応じて、螺旋状の導体構造の最外層の、図９（２）と図１１（７）の平面図に示したランド４３ｂに直結するランド４２ｂとブラインドバイアホール４２の位置をランド４３ｂの中心に対して回転させることで、ブラインドバイアホール４２が接続する内層の長ランド２７ｂの位置を変える。
Furthermore, the
それにより、その位置から螺旋印刷配線パターン２５までの配線の長さが変わるのでインダクタンスを変えることができる。これにより、多層配線基板１０の上下面の高周波信号配線パターン４４を結ぶ導体構造の特性インピーダンスを調整し、それに接続する高周波信号配線パターン４４の特性インピーダンスに正確に整合させることができる効果が得られる。
Thereby, since the length of the wiring from the position to the spiral printed
これにより、多層配線基板１０の上下面の高周波信号配線パターン４４と多層配線基板１０の上下面を結ぶ導体構造との間での高周波信号の反射が無くなり、高周波特性の優れた配線構造が得られる。
As a result, the high-frequency signal is not reflected between the high-frequency
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態を図１２を参照して説明する。図１２（１）は多層配線基板１０の側断面図を示し、図１２（２）に上側の、第２配線層の概略の印刷配線パターンの平面図を示し、図１２（３）に下側の、第６配線層の概略の印刷配線パターンの平面図を示す。
<Third Embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 12 (1) shows a side sectional view of the
第３の実施形態は、多層配線基板１０が最下層（第６配線層）にＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）端子用、あるいはフリップチップ部品接続用の外部接続端子パターン４５を有する点と、その多層印刷配線基板１０中の螺旋状の導体構造が、内層（第２配線層）の高周波信号配線パターン２８に接続する点が第１及び第２の実施形態と異なる。
In the third embodiment, the
図１２（３）のように、螺旋状の導体構造の最下層の第６配線層には、ＢＧＡ用の半田ボール５０を設置する外部接続端子パターン４５を設ける。この外部接続端子パターン４５の下の半田ボール５０を経由して、親の印刷配線板の接続端子パターンに接続する。その親の印刷配線板の接続端子パターンには親の印刷配線板の印刷配線パターンが接続する。
As shown in FIG. 12 (3), an external
また、図１２（２）のように、螺旋状の導体構造の最上層の第２配線層では、螺旋状の導体構造の螺旋印刷配線パターン２５が高周波信号配線パターン２８に接続する。
Further, as shown in FIG. 12B, in the uppermost second wiring layer of the spiral conductor structure, the spiral printed
（多層配線基板と親の印刷配線板を結ぶ導体構造のインピーダンス整合）
この多層配線基板１０では、多層配線基板１０の第２配線層の高周波信号配線パターン２８の特性インピーダンス及び親の印刷配線板の印刷配線パターンの特性インピーダンスに、多層配線基板１０の螺旋状の導体構造と半田ボール５０と親の印刷配線板の接続端子パターンとによる構造物の特性インピーダンスを整合させるために、グラウンド面パターン２６ａから２６ｃの開口の、螺旋状の導体構造との間の間隔を調整する。
(Impedance matching of conductor structure connecting multilayer wiring board and parent printed wiring board)
In this
更に、多層配線基板１０を構成する絶縁樹脂層、あるいは、半田ボールを覆う絶縁体の誘電率のバラツキに応じて、螺旋状の導体構造の最下層の、図１２（３）の平面図に示した外部接続端子パターン４５に直結するランド４２ｂとブラインドバイアホール４２の位置をランド４３ｂの中心に対して回転させることで、ブラインドバイアホール４２が接続する内層の長ランド２７ｂの位置を変える。
Furthermore, the plan view of FIG. 12 (3) shows the lowermost layer of the helical conductor structure in accordance with the variation in the dielectric constant of the insulating resin layer constituting the
それにより、その長ランド２７ｂの位置から螺旋印刷配線パターン２５までの配線の長さが変わるのでインダクタンスを変えることができる。これにより、螺旋状の導体構造と半田ボール５０と親の印刷配線板の接続端子パターンとによる構造物の特性インピーダンスを調整し、それに接続する高周波信号配線パターン２８及び親の印刷配線板の印刷配線パターンの特性インピーダンスに正確に整合させることができる効果が得られる。
Thereby, since the length of the wiring from the position of the
これにより、ＢＧＡ用の多層配線基板１０の第２配線層の高周波信号配線パターン２８及び親の印刷配線板の印刷配線パターンと、多層配線基板１０の螺旋状の導体構造と半田ボール５０と親の印刷配線板の接続端子パターンとによる構造物との間での高周波信号の反射が無くなり、高周波特性の優れた配線構造が得られる。
Thus, the high-frequency
このように、本実施形態の多層配線基板１０によれば、多層配線基板１０を構成する絶縁樹脂層の誘電率のバラツキに応じて、螺旋状の導体構造の最外層の印刷配線パターンを変えることで、多層配線基板１０の高周波信号配線パターンと接続する螺旋状の導体構造の特性インピーダンスを調整して、それが接続する高周波信号配線パターンの特性インピーダンスに正確に整合させる効果が得られる。それにより、多層配線基板１０の高周波信号配線パターンと多層配線基板１０の螺旋状の導体構造との間での高周波信号の反射が無くなり、高周波特性の優れた配線構造が得られる。
Thus, according to the
１・・・コア基板
１ａ・・・両面銅張り基板
２・・・螺旋印刷配線パターン
２ａ・・・銅箔
２ｂ・・・ランド
３・・・金属柱
３ａ・・・下穴
３ｂ・・・ランド
４・・・金属柱
４ｂ・・・ランド
４ｃ・・・孔埋め剤
１０・・・多層配線基板
２０・・・絶縁樹脂シート
２０ａ・・・銅箔
２１・・・絶縁樹脂フィルム
２１ｐ・・・プリプレグ
２２・・・接着剤層
２３、２４・・・・ブラインドバイアホール
２３ａ・・・グラウンド接続バイアホール用穴
２３ｂ・・・ランド
２４ａ・・・ブラインドバイアホール用の穴
２４ｂ・・・ブラインドバイアホール用ランド
２５・・・螺旋印刷配線パターン
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ・・・グラウンド面パターン
２７ｂ・・・長ランド
２８・・・高周波信号パターン
３０・・・内層多層基板
４０ａ・・・プリプレグ
４０ｂ・・・薄銅箔
４０ｄ・・・ビルドアップ層
４１、４２・・・・ブラインドバイアホール
４１ａ・・・グラウンド接続バイアホール用穴
４２ａ・・・ブラインドバイアホール用の穴
４２ｂ・・・ランド
４３・・・螺旋印刷配線パターン
４３ｂ・・・ランド
４４・・・高周波信号配線パターン
４５・・・外部接続端子パターン
５０・・・半田ボール
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上下層に高周波信号配線パターンを備え、当該多層配線基板を貫通するように形成され、前記高周波信号配線パターンを相互に接続させるための螺旋状の導体構造と、グラウンドパターンと接続し当該多層配線基板を貫通する金属柱と、を備え、
前記螺旋状の導体構造の配線の長さが適切に調節されてインダクタンスを調整することで、該螺旋状の導体構造と前記金属柱とにより構成する高周波信号の伝達経路の特性インピーダンスが、前記高周波信号配線パターンの特性インピーダンスと整合が図られることを特徴とする多層配線基板。 A multilayer wiring board comprising a plurality of metal layers each having a predetermined printed wiring pattern formed thereon, and an insulating resin layer formed between the metal layers,
A high-frequency signal wiring pattern is provided on the upper and lower layers, and is formed so as to penetrate the multilayer wiring board, and is connected to a ground conductor and a spiral conductor structure for connecting the high-frequency signal wiring patterns to each other. A metal pillar penetrating through
By adjusting the inductance by appropriately adjusting the length of the wiring of the spiral conductor structure, the characteristic impedance of the transmission path of the high-frequency signal formed by the spiral conductor structure and the metal column is changed to the high-frequency signal. A multilayer wiring board characterized by matching with a characteristic impedance of a signal wiring pattern.
内層に高周波信号配線パターンを備え、最下層に外部接続端子パターンを備え、
当該多層配線基板の前記高周波信号配線パターンと前記外部接続端子パターンを相互に接続させるための螺旋状の導体構造と、グラウンドパターンと接続し当該多層配線基板を貫通する金属柱と、を備え、
前記螺旋状の導体構造の配線の長さが適切に調節されてインダクタンスを調整することで、該螺旋状の導体構造と、前記外部接続端子パターンの下に設置する半田ボールと、親の印刷配線板の接続端子パターンとによる構造物と、前記金属柱とにより構成する高周波信号の伝達経路の特性インピーダンスが、前記高周波信号配線パターンの特性インピーダンスと整合されることを特徴とする多層配線基板。 A multilayer wiring board comprising a plurality of metal layers each having a predetermined printed wiring pattern formed thereon, and an insulating resin layer formed between the metal layers,
High-frequency signal wiring pattern on the inner layer, external connection terminal pattern on the bottom layer,
A spiral conductor structure for connecting the high-frequency signal wiring pattern and the external connection terminal pattern of the multilayer wiring board to each other, and a metal pillar connected to the ground pattern and penetrating the multilayer wiring board,
By adjusting the inductance by appropriately adjusting the length of the wiring of the spiral conductor structure, the spiral conductor structure, the solder ball installed under the external connection terminal pattern, and the parent printed wiring A multilayer wiring board characterized in that a characteristic impedance of a high-frequency signal transmission path constituted by a structure formed by a connection terminal pattern of a plate and the metal pillar is matched with a characteristic impedance of the high-frequency signal wiring pattern.
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