(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に設けられたグランド層と、
前記絶縁基板の前記グランド層とは反対側の面に設けられた配線回路と
を備え、
前記配線回路は、
所定のパターンにて形成された信号線と、
前記信号線の外表面を覆う磁性体からなる被覆材と、
前記信号線及び前記被覆材を埋設する樹脂製の保護絶縁層と
を含み、
前記被覆材は、Ｎｉ−Ｐめっきであり、
前記Ｎｉ−Ｐめっきは、厚さが２μｍ〜１０μｍである
ことを特徴とするクロストーク抑制回路基板。
【請求項２】
前記配線回路が複数積層された多層構造の積層回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載のクロストーク抑制回路基板。
【請求項３】
前記Ｎｉ−Ｐめっき中のＰの含有量が０重量％〜１５重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のクロストーク抑制回路基板。
【請求項４】
前記グランド層は、厚さが１２μｍ〜１０５μｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のクロストーク抑制回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並行して配設された信号線間で生じるクロストークを抑制することができる構造を備えたクロストーク抑制回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線パターンを形成する信号線を含む回路基板においては、信号線に信号が通るたびに信号線の周囲に磁界が生じる。ここで、２本の信号線が近接して配設されている場合、２つの磁界が互いに作用しあい、互いの信号線間で信号の結合が起こり、いわゆるクロストークが発生する。このようなクロストークが発生すると、回路に組み込まれた電子部品に動作不良を発生させることがある。
【０００３】
このクロストークは、信号線間の間隔が狭いほど、信号線の線路長が長いほど、また、信号の周波数が高いほど大きくなるため、回路基板の高密度化、大規模化、高速化にともない、クロストークの問題が顕在化する。このため、回路基板の高密度化等を図るためには、クロストーク対策が必要となっている。
ここで、クロストーク対策を施した回路基板としては、例えば、特許文献１に示すようなクロストークノイズ低減多層配線回路基板が挙げられる。
このクロストークノイズ低減多層配線回路基板は、回路基板に含まれる信号線を囲むように断面視で凹形状のグランドを配置して信号線からの信号の漏れを抑え、クロストークノイズを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０９３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の回路基板は、信号線のまわりを囲むように凹形状のグランドを配置するので回路基板内の構造が複雑となり、製造に手間がかかる。このため、製造コストが嵩むといった問題がある。
また、回路基板内において信号線と間隔をあけて凹形状のグランドを配置するためのスペースが必要となるので、回路基板の高密度化を進める上で限界がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構造で製造に手間がかからず、回路基板の高密度化を阻害せずにクロストークを十分に抑制することができるクロストーク抑制回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のクロストーク抑制回路基板は、樹脂製の絶縁基板と、前記絶縁基板の一方の面に設けられたグランド層と、前記絶縁基板の前記グランド層とは反対側の面に設けられた配線回路とを備え、前記配線回路は、所定のパターンにて形成された信号線と、前記信号線の外表面を覆う磁性体からなる被覆材と、前記信号線及び前記被覆材を埋設する樹脂製の保護絶縁層とを含み、前記被覆材は、Ｎｉ−Ｐめっきであり、前記Ｎｉ−Ｐめっきは、厚さが２μｍ〜１０μｍであることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のクロストーク抑制回路基板は、前記配線回路が複数積層された多層構造の積層回路を備えた構成とすることが好ましい。
好ましくは、前記Ｎｉ−Ｐめっき中のＰの含有量が０重量％〜１５重量％である構成とすることが好ましい。
また、前記グランド層は、厚さが１２μｍ〜１０５μｍである構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るクロストーク抑制回路基板によれば、信号線を覆う磁性体からなる被覆材による磁界のシールド効果が高いため、信号線からの磁界の漏れを抑制することができ、信号線間のクロストークの抑制に非常に有効である。磁性体からなる被覆材の形成には、従来用いられている方法、例えば、めっき法等を採用することができるので、被覆材は簡単に形成することができる。しかも、この被覆材は、信号線に密着しているので、回路基板に対して大幅な設計変更も不要である。このため、基板の製造コストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係るクロストーク抑制回路基板を示す断面図である。
【図２】第２の実施形態に係るクロストーク抑制回路基板を示す断面図である。
【図３】評価用基板の一部を示す斜視図である。
【図４】評価用基板を示す斜視図である。
【図５】被覆材のリン含有量を変えたときの遠端クロストーク量の周波数特性を示すグラフである。
【図６】被覆材の厚さを変えたときの遠端クロストーク量の周波数特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るクロストーク抑制回路基板２の横断面を示している。
図１に示すように、本発明に係るクロストーク抑制回路基板２は、基材として、絶縁基板４を備えている。この絶縁基板４としては、絶縁性を有する樹脂であれば特に限定はされないが、ガラス繊維を補強材としてエポキシ樹脂に含浸させたガラスエポキシ樹脂基板を用いるのが好ましい。
【００１２】
この絶縁基板４の一方の面（下端面６）には、グランド層８が形成されている。このグランド層８は、銅箔からなり、その厚さは、例えば１２〜１０５μｍである。
そして、この絶縁基板４のグランド層８が形成された面とは反対側の面（外側面１０）には、信号線１６及びこの信号線１６を埋設する保護絶縁層１８を含む配線回路１２が設けられている。以下、この配線回路１２につき詳しく説明する。
【００１３】
まず、絶縁基板４の外側面１０には、所定のパターンにて形成された複数の信号線１６が配設されている。この信号線１６は、図１から明らかなように、断面矩形状をなしており、その下面２０が絶縁基板４の外側面１０に密着している。そして、信号線１６の両側面２２及び上面２４は、磁性体からなる被覆材１４で覆われている。
【００１４】
ここで、被覆材１４は、信号線１６の周囲に所定厚さで密着している。このように、信号線１６の周囲に密着した磁性体からなる被覆材は、磁路を形成する。よって、磁界の流れ、即ち、磁束は、図１中の矢印ｍで示すように、被覆材１４内を通ることになる。このため、信号線１６に信号が通ることに起因して生じる磁界は、被覆材１４内を流れるので、漏れが抑えられる。その結果、シールド効果が発揮され、信号線間のクロストークは抑制される。本発明においては、磁性体からなる被覆材１４が信号線１６に密着しているので、隣接する信号線１６同士の間隔を狭めることができ、配線パターンの高密度化を阻害しない。
【００１５】
この被覆材１４としては、Ｎｉ−Ｐめっきにより形成することが好ましい。
ここで、Ｎｉ−Ｐめっきは、Ｐの含有量が０重量％〜１５重量％の範囲にあると、クロストークの抑制効果が発揮され好ましい。より好ましいＰの含有量は、２重量％〜１０重量％である。
また、Ｎｉ−Ｐめっきの厚さは、１μｍ〜１０μｍの範囲にあると、クロストークの抑制効果が発揮され好ましい。より好ましいＮｉ−Ｐめっきの厚さは、２μｍ〜６μｍである。
【００１６】
以上のように被覆材１４を有する信号線１６は、ソルダレジスト等の保護絶縁層１８で保護されることが好ましい。この保護絶縁層１８は、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂よりなり、絶縁基板４の外側面１０において信号線１６を完全に覆う所定厚さで形成されている。
【００１７】
次に、本発明のクロストーク抑制回路基板２（４層基板）の製造方法について説明する。
まず、ガラスエポキシ樹脂基板からなる絶縁基板９に銅箔が貼着された両面板（コア材）７を準備する。ここで、両面板は、両面に銅箔が既に形成されているので、この銅箔をグランド層８として利用できるので好ましい。
その後、両面板７の両面に対し、プリプレグ（絶縁基板４）と銅箔とを通常の積層プレス条件で積層して、４層基板を作成する。最外面の両面を従来の方法、例えば、サブトラクティブ法等により銅からなる信号線１６を所定パターンで形成する。
【００１８】
次に、所定パターンの信号線１６が形成された絶縁基板４に対して、信号線１６以外の部分にめっきレジストを形成し、めっきレジストのない信号線１６の外表面に対しＮｉ−Ｐめっきを施す。詳しくは、以下のようにして信号線１６の外表面をＮｉ−Ｐめっきで覆う。
Ｎｉ−Ｐめっきは、ジアリン酸塩を還元剤として用いた無電解ニッケルめっきを実施することにより行い、信号線１６の外表面をＮｉ−Ｐめっきで覆う。
【００１９】
次に、外表面をＮｉ−Ｐめっきで覆われた信号線１６の所定のパターンを備えた絶縁基板４の外側面１０に対し、信号線１６のパターンの全体を覆うように保護絶縁層１８を形成する。この保護絶縁層１８は、一般的なソルダレジストを形成する工法で行えばよい。例えば、以下のようにして形成される。
【００２０】
まず、絶縁性樹脂インクを準備する。この絶縁性樹脂インクは、エポキシ樹脂及び溶剤からなり、所定の粘度に調整されている。そして、この絶縁性樹脂インクは絶縁基板４の外側面１０側に塗布され、絶縁樹脂インク層が形成される。このとき、絶縁樹脂インクは、信号線１６のパターンの間隙に充填されるとともに、信号線１６を完全に覆うように所定厚さで塗布される。次いで、絶縁基板４全体を、加熱することにより絶縁樹脂インク中の溶剤を蒸発させるとともに絶縁樹脂インクを硬化させる。これにより、絶縁樹脂インク層を保護絶縁層１８とする。
以上のようにして、第１の実施形態のクロストーク抑制回路基板２（４層基板）が製造される。
【００２１】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態のクロストーク抑制回路基板３２（６層基板）を示す。このクロストーク抑制回路基板３２は、２つの配線回路１２（３４，３６）が積層された２層構造の積層回路３３を備えている構成に変更された点のみで第1の実施形態と相違する。この第２の実施形態について説明するにあたり既に説明した構成部材及び部位と同一の機能を発揮するものについては同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００２２】
第２の実施形態のクロストーク抑制回路基板３２は、下部配線回路３４と上部配線回路３６とからなる積層回路３３を備えている。この積層回路３３は、第１の実施形態における配線回路１２（図１参照）を絶縁基板４上に上下両面に繰り返し形成したものである。
【００２３】
この第２の実施形態のクロストーク抑制回路基板３２によれば、図２中の矢印ｎで示すように、上部配線回路３６内の信号線１６ａの周りの磁束は、この信号線１６ａに被覆された被膜材１４内及び、この信号線１６ａの内側に位置付けられた下部配線回路３４内の信号線１６ｂに被覆された被覆材１４の一部を通る。このため、信号線１６ａ、１６ｂ間におけるクロストークも有効に抑制することができる。
なお、本発明は、第２の実施形態のような２層構造の積層回路を備えたクロストーク抑制回路基板に限定されるものではなく、更に多くの配線回路が積層された多層構造の積層回路を備えていてもよい。
【００２４】
（実施例１）
クロストークを測定するための評価用基板４０を以下のようにして作製した。なお、以下で記載している具体的な数値は一例である。
まず、図３に示すように、内層にグランド層４８が形成された４層基板４２の両面に互いに平行に延びる２本の信号線４４をそれぞれ形成する。この４層基板４２は、絶縁層厚４００μｍのプリプレグ（絶縁基板９）の両面に例えば厚さｈ２が３５μｍの銅箔（グランド層４８）を貼着して形成された両面板（コア材）７を形成し、この両面板７の両面に、厚さｈ１が１００μｍのガラスエポキシ樹脂（絶縁基板４６）と１２μｍの銅箔を重ねて積層プレスで積層して作製される。さらに無電解銅めっき、電解銅めっきを行い、厚さが３０μｍとなった段階でサブトラクティブ工法で回路形成を行い、上述した２本の信号線４４を形成した。例えば、この信号線４４の厚みＨ１は３０μｍとした。この信号線４４は、例えば長さＬが２５ｃｍ、幅Ｗが１３０μｍ、厚さＨ１が３０μｍに設定され、２本の信号線間の間隔Ｇは、５０μｍに設定されている。
【００２５】
次に、図４に示すように、信号線４４の外表面に対し、Ｎｉ−Ｐめっき５４を施した。このときの、Ｎｉ−Ｐめっきの条件は、以下の通りである。
【００２６】
Ｎｉ−Ｐめっきは、ジアリン酸塩を還元剤として用いた無電解ニッケルめっきを実施することにより行い、信号線１６の外表面をＮｉ−Ｐめっきで覆う。
【００２７】
ここで、Ｎｉ−Ｐめっき中のＰの含有量は２重量％、めっきの厚さＨ２は例えば６μｍとなるように設定した。なお、信号線４４の長手方向の両端部は、Ｎｉ−Ｐめっきは施さず信号線４４を露出させてある。
次に、矩形状基板５２の両面５０にエポキシ樹脂と溶剤からなる絶縁性樹脂インクを塗布し、Ｎｉ−Ｐめっきが施された信号線４４の全体が覆われるように絶縁性樹脂インク層を形成した。その後、１５０℃で１時間加熱することにより絶縁樹脂インク中の溶剤を蒸発させるとともに絶縁樹脂インクを硬化させ、絶縁樹脂インク層を保護絶縁層５６とした。なお、保護絶縁層５６は、図４中、二点鎖線で示した。
【００２８】
このようにして得られた評価用基板４０に対し、遠端クロストーク（Ｓ４１）の周波数特性を測定した。ここで、遠端クロストークとは、平行して配設された信号線に同一方向の信号を伝える場合に、一方の信号線を伝わる信号が、他方の信号線を伝わる信号と結合することをいう。この遠端クロストークの量は、具体的には、評価用基板４０の一方の信号線４４ａを主線路、他方の信号線４４ｂを副線路とし、これら主線路−副線路間につき４ポート高周波ネットワークアナライザ（アドバンテスト社製Ｒ３７６７ＣＧ  ＯＰＴ１４）を用いることにより測定した。この結果を主線路−副線路間の遠端クロストーク（Ｓ４１）の周波数特性として、図５及び図６中に実線ａで示した。ここで、図５及び図６において、縦軸は、遠端クロストーク（Ｓ４１）量[ｄＢ]を示し、横軸は、周波数ｆ[ＧＨｚ]を示している。
【００２９】
（実施例２）
Ｎｉ−Ｐめっき中のＰの含有量を７重量％としたことを除き、実施例１と同様にして評価用基板を作製した。
実施例２の評価用基板に対して実施例１と同様に遠端クロストーク（Ｓ４１）の周波数特性の測定を行い、その結果を図５中に一点鎖線ｂで示した。
【００３０】
（実施例３）
Ｎｉ−Ｐめっき中のＰの含有量を１０重量％としたことを除き、実施例１と同様にして評価用基板を作製した。
実施例３の評価用基板に対して実施例１と同様に遠端クロストーク（Ｓ４１）の周波数特性の測定を行い、その結果を図５中に二点鎖線ｃで示した。
【００３１】
（実施例４）
Ｎｉ−Ｐめっきの厚さＨ２を４μｍとしたことを除き、実施例１と同様にして評価用基板を作製した。
実施例４の評価用基板に対して実施例１と同様に遠端クロストーク（Ｓ４１）の周波数特性の測定を行い、その結果を図６中に一点鎖線ｄで示した。
【００３２】
（実施例５）
Ｎｉ−Ｐめっきの厚さＨ２を２μｍとしたことを除き、実施例１と同様にして評価用基板を作製した。
実施例５の評価用基板に対して実施例１と同様に遠端クロストーク（Ｓ４１）の周波数特性の測定を行い、その結果を図６中に二点鎖線ｅで示した。
【００３３】
（比較例１）
Ｎｉ−Ｐめっき施さなかったことを除き、実施例１と同様にして評価用基板を作製した。
比較例１の評価用基板に対して実施例１と同様に遠端クロストーク（Ｓ４１）の周波数特性の測定を行い、その結果を図５及び６中に点線ｇで示した。
【００３４】
図５、６からは以下のことが明らかである。
まず、図５に示すように、Ｎｉ−Ｐめっきを施していない比較例１に比べ、Ｎｉ−Ｐめっきを施した実施例１、２、３の遠端クロストークの量は低下しており、Ｎｉ−Ｐめっきを施すことにより遠端クロストークが抑制されていることがわかる。ここで、Ｐの含有量が２重量％の実施例１の遠端クロストーク量が最も少なく、Ｎｉ−Ｐめっきを施していない比較例１の遠端クロストーク量が最も多かった。１ＧＨｚ付近の実施例１と比較例１とのクロストーク量の差は１０ｄＢ程度であることから、Ｎｉ−Ｐめっきを施さないときに比べ、Ｐの含有量が２重量％のＮｉ−Ｐめっきを施したときの１ＧＨｚ付近における遠端クロストークの抑制量は１０ｄＢであることがわかる。
【００３５】
次に、図６からは、Ｎｉ−Ｐめっきを施さなかったとき（比較例１）の遠端クロストーク量が一番多く、Ｎｉ−Ｐめっきの厚さが２μｍ、４μｍ、６μｍ（実施例５、４，１）と厚くなるほど遠端クロストーク量が減っていくことがわかる。Ｎｉ−Ｐめっきの厚さが６μｍの実施例１とＮｉ−Ｐめっきを施していない比較例１との１ＧＨｚ付近のクロストーク量の差は１０ｄＢ程度であることから、Ｎｉ−Ｐめっきの厚さを６μｍとしたときの１ＧＨｚ付近における遠端クロストークの抑制量は１０ｄＢであることがわかる。
【符号の説明】
【００３６】
２            クロストーク抑制回路基板
４            絶縁基板
６            下端面
８            グランド層
１０          外側面
１２          配線回路
１４          被覆材
１６          信号線
１８          保護絶縁層
２０          下面
２２          側面
２４          上面
２６          上面
３３          積層回路
【図１】
0005595153.tif 000002
【図２】
0005595153.tif 000003
【図３】
0005595153.tif 000004
【図４】
0005595153.tif 000005
【図５】
0005595153.tif 000006
【図６】
0005595153.tif 000007