(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板にビアホールが形成され、
前記ビアホールの内側を導体とし、
前記ビアホールにより前記配線基板の表面から裏面に通電され、
通電される許容電流に比例して前記ビアホールの開口部であるビアの実装面積が決定される多層配線基板において、
前記ビアホールを、円形形状を平面上で直線移動させたときの軌跡の外側線で囲まれた短辺と長辺を有する1つの異形形状として形成することにより、前記円形形状のビアホールを許容電流を満たす最小の数で複数並べたときのビアの許容電流及びビアの実装面積に対して、前記円形形状の直径と前記異形形状の前記短辺が同じである前記異形形状の前記ビアホールにおいてこれら許容電流と実装面積とを共に少なくできるとき、
前記ビアホールを１つの前記異形形状として形成し、その前記実装面積を、前記円形形状として複数並べたときの前記実装面積より少ない値であって、前記少なく設定した許容電流値に対応した値としたことを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
前記ビアホールは同一伝送経路に対して少なくとも一つ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多層配線基板。
【請求項３】
通電される許容電流に比例して決定される前記ビアホールの開口部である前記ビアの実装面積は、前記ビアの前記異形形状の前記短辺と前記長辺の乗算であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線基板に係り、特に上層の配線と下層の配線を電気的に接続するための貫通穴であるＶｉａ  Ｈｏｌｅ（以下、ビアホールという）に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層配線基板において、各層は絶縁体によって遮られているため、層と層の導通を行う場合は、基板に貫通穴を形成する。そして、形成された貫通穴の内側を銅めっきなどにより導体とすることで、基板の表面から裏面に通電させることができる。例えば、図４（１）に示す４層配線基板１００は、第１層基板１０、第２層基板２０、第３層基板３０及び第４層基板４０で構成され、各層の間は絶縁体５０により絶縁されている。このような４層配線基板１００において、第１層基板１０、第２層基板２０、第３層基板３０及び第４層基板４０に円形の貫通穴を形成する。そして、貫通穴の内側を銅などでめっきすることで導体部分６０が形成され、この導体部分６０に電流を流すことで上層の配線と下層の配線を電気的につなぐビアホール７０となる。このようなビアホール７０において、導体部分６０の断面積によって、ビアホール７０に流すことができる最大の電流値（以下、許容電流値という）が変化する。このためビアホール７０の許容電流値より大きい電流を流すときには、複数のビアホール７０を縦または横一列に基板に形成していた。しかし、複数のビアホール７０を基板に形成するには、ビアホール７０の穴空け誤差や直径誤差を考慮して貫通穴を形成しなければならないので、開口部分（以下、ビアという）間のスペースが４層配線基板１００の実装面積の無駄なスペースを増加させていた。例えば、図４（２）に示すようなビアホール７０の直径が０．８ｍｍである円形の２つのビアの場合には、穴空け誤差（±０．１ｍｍ）と円の直径誤差（±０．１ｍｍ）により誤差の合計分（０．４ｍｍ＝０．１ｍｍ×２＋０．１ｍｍ×２）以上を空けて２つのビアを配置する必要があった。尚、銅めっきの導体部分６０の幅は２０μｍ〜２５μｍであるので、穴空け誤差と円の直径誤差に比べて微少のため省略される。このような２つのビアの実装面積は、図４（２）の２つのビアを囲む点線部分となる。
【０００３】
ビアホールに関係する技術として下記の特許文献１と特許文献２がある。特許文献１では、誘電体基板に高周波信号の伝送方向に沿って隆起部を設けると共に、その表面，裏面に導体層を形成する。隆起部の左，右両側には、高周波信号の伝送方向に沿って延びる楕円形の開口を有する長穴としてのスルーホールを複数個設ける。これにより、スルーホール内では伝送方向に沿って分散させた状態で誘電体基板の厚さ方向に向けて電流を流すことができ、スルーホール内の電流密度を低下させ、高周波信号の伝搬損失を低減される伝送線路および送受信装置を提供している。特許文献２では、多層配線基板に電気絶縁層に形成された複数の開口部内に位置するビアと、このビアを被覆するランドとを介して多層配線層の各層の配線の上下導通を行い、複数の開口部の少なくとも一部を、短軸の長さが１０〜２０μｍの範囲である長手形状開口部とし、この長手形状開口部内に位置するビア上のランドを、長手形状開口部の長軸と同一方向に長軸を有する長手形状ランドとすることで、狭ピッチ化に対応して高密度配線がなされる多層配線基板を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４２９０５号公報
【特許文献２】特開２００７−１６５４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術による多層配線基板において、複数のビアホールを基板に形成すると、ビア間のスペースの確保のために配線基板の実装面積の無駄なスペースが増加する。特許文献１の伝送線路および送受信装置では、スルーホール内の電流密度を低下させ、高周波信号の伝搬損失を低減させることはできるが、１つのビアホールの実装面積はある定まった値であり、許容電流を増加する場合は、誘導体基板に複数のスルーホールを形成することで対処していた。このため誘電体基板の実装面積の無駄なスペースが増加する。また、特許文献２の多層配線基板では、狭ピッチ化に対応して高密度配線がなされるが、同様にある定まった値の実装面積を有するビアホールであり、多層配線基板に複数のビアを形成すると多層配線基板の実装面積の無駄なスペースが増加する。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の多層配線基板は、配線基板にビアホールが形成され、前記ビアホールの内側を導体とし、前記ビアホールにより前記配線基板の表面から裏面に通電され、通電される許容電流に比例して前記ビアホールの開口部であるビアの実装面積が決定される多層配線基板において、前記ビアホールを、円形形状を平面上で直線移動させたときの軌跡の外側線で囲まれた短辺と長辺を有する１つの異形形状として形成することにより、前記円形形状のビアホールを許容電流を満たす最小の数で複数並べたときのビアの許容電流及びビアの実装面積に対して、前記円形形状の直径と前記異形形状の前記短辺が同じである前記異形形状の前記ビアホールにおいてこれら許容電流と実装面積とを共に少なくできるとき、前記ビアホールを１つの前記異形形状として形成し、その前記実装面積を、前記円形形状として複数並べたときの前記実装面積より少ない値であって、前記少なく設定した許容電流値に対応した値としたことを特徴としている。
また、前記ビアホールは同一伝送経路に対して少なくとも一つ設けられていることを特徴としている。
また、通電される許容電流に比例して決定される前記ビアホールの開口部である前記ビアの実装面積は、前記ビアの前記異形形状の前記短辺と前記長辺の乗算であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ビアホールの形成による多層配線基板の実装面積の無駄なスペースを少なくした多層配線基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る、従来技術によるビアと本発明のビアにおける形状を比較した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る、ビアホールのビア（開口部分）の図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、従来技術のビアと本発明のビアにおける面積と許容電流値の関係を示すグラフである。
【図４】従来技術に係る、多層配線基板の構成とビアホールのビア（開口部分）の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照して説明する。
【００１１】
まず、実施形態におけるビアの許容電流値について説明する。銅めっきされたビアの許容電流値は、基板面に平行な面で断面した導体部分６０の断面積に比例する。図１は、従来技術によるビアを円形として複数の円形ビア２００と本発明のビア３００の形状を比較した図である。図１（ａ）には従来技術による横一列に配置された２つのビア２００の形状を示したものであり、図１（ｂ）には実施形態によるビア３００の形状を示している。従来技術の２つのビア２００は導体部分６０の断面積が（Ａ１＋Ａ２）（断面積（Ａ１＋Ａ２）とする）で、ビア２００合計の仮定許容電流値がＣである。実施形態によるビア３００は円形以外の形状（以下、異形という）であり、導体部分６０の断面積がＢ（断面積Ｂとする）で仮定許容電流値がＤである。ビアの許容電流値は、導体部分６０の断面積に比例するので、仮定許容電流値は下記の式（１）で表すことができる。
ビア２００合計仮定許容電流値Ｃ：ビア３００仮定許容電流値Ｄ
＝断面積（Ａ１＋Ａ２）：断面積Ｂ      ・・・・・・・・・・（１）
【００１２】
次に、図１（ｂ）に示した実施形態のビア３００（以下、異形ビア３００という）について説明する。異形ビア３００は、例えば図２に示すように短辺が０．８ｍｍ、長辺がＸｍｍの矩形形状に入るビアである。従来複数のビアで形成されていたものを１つにまとめたビアをこのような異形とすることで、ビア間のスペース確保のために配線基板の実装面積の無駄なスペースを少なくする。また、一つのビアホールに流す電流値を増加させることができる。このような異形ビア３００の実装面積は、図２の異形ビア３００を囲む点線部分となる。
【００１３】
次に、従来技術のビア２００（以下、円形ビア２００という）と実施形態の異形ビア３００における実装面積［ｍｍ２］と許容電流値［Ａ］の関係について説明する。図３（１）は、従来技術の円形ビア２００と実施形態の異形ビア３００における実装面積［ｍｍ２］と仮定許容電流値［Ａ］の関係を示すグラフである。図３（２）は、図３（１）における線で囲んだ部分を拡大したグラフである。
【００１４】
まず、図３（１）に示す従来技術の円形ビア２００と本発明の異形ビア３００における実装面積［ｍｍ２］と許容電流値［Ａ］の関係について説明する。図３（１）に示す（ｅ）と（ｆ）のグラフは、測定に基づいて推測したグラフである。従来技術の円形ビア２００は、１つの円形ビア２００がある定まった実装面積を有するものであり、多層配線基板の縦または横一列に配列される。このため、許容電流値［Ａ］を増加させるには円形ビア２００の個数を増加させる必要がある。そして、円形ビア２００の個数によって実装面積［ｍｍ２］が決定され、実装面積［ｍｍ２］に対応して許容電流値［Ａ］が決定される。従って、実装面積［ｍｍ２］と電流値［Ａ］の関係は（ｅ）に示すようなグラフとなる。つまり、許容電流値［Ａ］になるまで円形ビア２００の個数を増加させる。このとき許容電流は円形ビア２００の個数に応じてステップ的に増加する。これに対して本発明の異形ビア３００は、異形ビア３００の実装面積［ｍｍ２］に比例して許容電流値［Ａ］が直線的に増加する。従って、異形ビア３００の実装面積［ｍｍ２］と許容電流値［Ａ］の関係は（ｆ）に示すようなグラフとなる。つまり、異形ビア３００の実装面積［ｍｍ２］を大きくするに従って許容電流値［Ａ］を直線的に滑らかに増加させることができる。以上により、図３（１）の範囲（ア）から範囲（ケ）においては、異形ビア３００の方が円形ビア２００に比べて、より少ない実装面積［ｍｍ２］で大きな許容電流値［Ａ］となる。
【００１５】
次に図３（２）に示す従来技術の円形ビア２００と本発明の異形ビア３００における実装面積［ｍｍ２］と許容電流値［Ａ］との関係を表したグラフの拡大図を用いて詳細に説明する。
【００１６】
従来技術では円形ビア２００の個数が１つのとき、実装面積［ｍｍ２］が０．６４ｍｍ２（＝０．８ｍ×０．８ｍｍ）となり、グラフ（ｅ）に示すように許容電流値［Ａ］は１Ａとなる。また、円形ビア２００の個数が２つのときは、図４（２）のように実装面積［ｍｍ２］が１．６ｍｍ２（＝２ｍｍ×０．８ｍｍ）となり、グラフ（ｅ）に示すように許容電流値［Ａ］は２Ａとなる。このため、許容電流値［Ａ］が１Ａより大きく２Ａ以下とするときには、２つの円形ビア２００のビアホールを形成する必要があるので、１．６ｍｍ２の実装面積［ｍｍ２］が必要となる。
【００１７】
これに対して本発明の異形ビア３００の許容電流は、グラフ（ｆ）に示すように、実装面積［ｍｍ２］が０．６４ｍｍ２では許容電流値［Ａ］は１Ａとなり、実装面積［ｍｍ２］が１．６ｍｍ２では許容電流値［Ａ］は１．９２５Ａとなる直線の関係で求められる。このように、許容電流値［Ａ］が１Ａより大きく２Ａ以下のときでも、許容電流値［Ａ］に比例して異形ビア３００の実装面積［ｍｍ２］が決まる。例えば、許容電流値［Ａ］を１．５Ａとするときには、グラフ（ｆ）の許容電流値［Ａ］の１．５Ａに対応する実装面積１．１６ｍｍ２を確保すればよい。従って、図３（２）に示す範囲（ア）においては、異形ビア３００は円形ビア２００より小さい実装面積［ｍｍ２］で必要な許容電流値［Ａ］を確保することができる。同様に、図３（１）に示す範囲（イ）から範囲（ケ）においても、異形ビア３００は円形ビア２００より小さい実装面積［ｍｍ２］で必要な許容電流値［Ａ］を確保することができる。
【００１８】
以上の実施形態においては、基板の表面から裏面に通電させるビアホールについて説明したが、中間層と接続するビアホールに対しても本発明を適用することができる。また、実施形態においては、１つの伝送経路に対し１つの異形ビアホールを形成する実施形態について説明したが、複数の伝送経路がある場合にそれぞれの伝送経路毎に本発明を適用することができる。
【００１９】
このような本実施形態によれば、異形ビアの実装面積を変化させ、この実装面積に比例して許容電流値を増加させることで、ビアホールの形成による多層配線基板の実装面積の無駄なスペースを少なくすることができる。この結果、多層配線基板が小型化され、更に重量が削減される多層配線基板を提供できる。
【００２０】
以上、具体的な実施の形態により本発明を説明したが、上記実施の形態は本発明の例示であり、この実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２１】
１０・・・第１層基板
２０・・・第２層基板
３０・・・第３層基板
４０・・・第４層基板
５０・・・絶縁体
６０・・・導体部分
７０・・・ビアホール
１００・・・４層配線基板
２００・・・ビア（円形ビア）
３００・・・ビア（異形ビア）
【図１】
0005613409.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005613409.tif 000004
【図４】
0005613409.tif 000005