(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体層が第１低誘電体層と第２低誘電体層とで挟まれ、強誘電体層と第１低誘電体層との境界面、及び強誘電体層と第２低誘電体層との境界面には、導体パッドが前記強誘電体層を挟んで対向させて配置されて、その対向させて配置された一対の導体パッドと、該一対の導体パッドに挟まれた前記強誘電体層部分とによりコンデンサが形成され、前記強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面の前記導体パッドとは異なる部分には、高周波信号を伝える信号線路が形成され、その信号線路の特性インピーダンスが、該信号線路に対して前記強誘電体層側とは反対側の第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層の外側面に備えられたグランド層により所定値にマッチングされてなることを特徴とするコンデンサが内蔵された配線回路基板。
【請求項２】
前記コンデンサが、前記信号線路を伝わる高周波信号に含まれるノイズを排除するためのバイパスコンデンサである請求項１記載のコンデンサが内蔵された配線回路基板。
【請求項３】
前記コンデンサが、電源ノイズを排除するためのコンデンサである請求項１記載のコンデンサが内蔵された配線回路基板。
【請求項４】
前記強誘電体層が、比誘電率が１００以上のＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  のうちの一種類以上の強誘電体、若しくは比誘電率が１００以上のＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  のうちの一種類以上の強誘電体を含む有機絶縁樹脂からなり、前記第１及び第２低誘電体層が、有機絶縁材のＰＰＥ又はＢＴレジンからなる請求項１、２又は３記載のコンデンサが内蔵された配線回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号線路や電源線路が備えられた配線回路基板にコンデンサが一体に内蔵されてなる、コンデンサが内蔵された配線回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の配線回路基板に、その信号線路を伝わる高周波信号に含まれるノイズを排除するためのバイパスコンデンサ、又はその電源ノイズを排除するためのコンデンサを備える場合には、従来一般に、その配線回路基板表面にチップコンデンサを外付けにより実装している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高周波信号に含まれるノイズを排除するためのチップコンデンサ、又は電源ノイズを排除するためのチップコンデンサを、上記のようにして、配線回路基板の表面に外付けにより実装した場合には、そのチップコンデンサの丈分、配線回路基板が厚くなってしまい、その配線回路基板の薄型化が図れなかった。
【０００４】
また、高周波信号に含まれるノイズを排除するためのバイパスコンデンサを、上記のようにして、配線回路基板の表面に外付けにより実装した場合には、そのコンデンサと配線回路基板の信号線路とを接続する信号線路部分が、配線回路基板の表面に露出した状態等となって、その信号線路部分の特性インピーダンスを、所定値の５０Ω等に的確にマッチングさせることができなかった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解消可能な、上記のバイパスコンデンサや電源ノイズを排除するためのコンデンサが一体に内蔵されて、そのコンデンサと信号線路とを接続する信号線路部分の特性インピーダンスが所定値の５０Ω等に的確にマッチングされてなる、コンデンサが内蔵された配線回路基板（以下、配線回路基板という）を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の配線回路基板は、強誘電体層が第１低誘電体層と第２低誘電体層とで挟まれ、強誘電体層と第１低誘電体層との境界面、及び強誘電体層と第２低誘電体層との境界面には、導体パッドが前記強誘電体層を挟んで対向させて配置されて、その対向させて配置された一対の導体パッドと、該一対の導体パッドに挟まれた前記強誘電体層部分とによりコンデンサが形成され、前記強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面の前記導体パッドとは異なる部分には、高周波信号を伝える信号線路が形成され、その信号線路の特性インピーダンスが、該信号線路に対して前記強誘電体層側とは反対側の第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層の外側面に備えられたグランド層により所定値にマッチングされてなることを特徴としている。
【０００７】
本発明の配線回路基板においては、前記コンデンサは、前記信号線路を伝わる高周波信号に含まれるノイズを排除するためのバイパスコンデンサであっても良く、又は、電源ノイズを排除するためのコンデンサであっても良い。
【０００８】
この配線回路基板においては、高周波信号に含まれるノイズを除去したり電源ノイズを除去したりするコンデンサが、強誘電体層が第１低誘電体層と第２低誘電体層とで挟まれてなる配線回路基板の、強誘電体層と第１低誘電体層との境界面、及び強誘電体層と第２低誘電体層との境界面に対向させて配置された一対の導体パッドと、その一対の導体パッドに挟まれた強誘電体層部分とにより形成されている。
換言すれば、上記のコンデンサが、強誘電体層が第１低誘電体層と第２低誘電体層とで挟まれてなる配線回路基板に一体に内蔵されている。
【０００９】
そのため、上記のコンデンサを備えたために、強誘電体層が第１低誘電体層と第２低誘電体層とで挟まれてなる配線回路基板の丈が高くなるのを防いで、そのコンデンサが内蔵された配線回路基板を薄型化できる。
【００１０】
また、その強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に備えられた信号線路の特性インピーダンスを、該信号線路に対して前記の強誘電体層側とは反対側の第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層の外側面に備えられたグランド層と該グランド層に第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層を介して対向する上記の信号線路との間の距離を調整することにより、所定値の５０Ω等に的確にマッチングさせることができる。
【００１１】
また、強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に形成された信号線路と同じ強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に、上記のコンデンサを構成する導体パッドが配置されていて、その信号線路と導体パッドとを距離短く一連に直接に接続できる構造をしている。
即ち、強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に形成された信号線路を上記のコンデンサに距離短く一連に接続できる構造をしている。
そのため、上記のコンデンサが高周波信号に含まれるノイズを除去するバイパスコンデンサの場合には、その強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に備えられた上記のコンデンサを構成する導体パッドと信号線路とを一連に接続する該信号線路と同じ境界面に形成された信号線路部分の特性インピーダンスを、該信号線路部分に対して前記強誘電体層側とは反対側の第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層の外側面に備えられたグランド層と該グランド層に第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層を介して対向する上記の信号線路部分との間の距離を調整することにより、所定値の５０Ω等に的確にマッチングさせることができる。それと共に、上記のコンデンサと信号線路との間を一連に接続する信号線路部分の距離を短縮して、その信号線路部分の高周波特性を向上させることができる。
【００１２】
本発明の配線回路基板においては、前記強誘電体層が、比誘電率が１００以上のＰＺＴ（Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉを含む強誘電体）、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  のうちの一種類以上の強誘電体、若しくは比誘電率が１００以上のＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  のうちの一種類以上の強誘電体を含む有機絶縁樹脂からなり、前記第１及び第２低誘電体層が、有機絶縁材のＰＰＥ（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｅｔｈｅｒ）又はＢＴ（Ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ  Ｔｒｉａｚｉｎｅ）レジンからなることを好適としている。
【００１３】
ＰＺＴは、その比誘電率が約１０００であり、ＳｒＴｉＯ３  は、その比誘電率が約２００であり、ＢａＴｉＯ３  は、その比誘電率が約３００である。
コンデンサの容量Ｃは、数式で示すと、次のようになる。
Ｃ＝εＳ／Ｄ；  ε＝εｒ  ・ε０
ここで、εは誘電率を示し、εｒ  は、コンデンサを構成する一対の導体パッドの間に介在させた強誘電体層の比誘電率を示し、ε０  は真空中の誘電率を示し、Ｓはコンデンサを構成する導体パッドの面積を示し、Ｄは、コンデンサを構成する一対の導体パッド間の距離を示している。
【００１４】
そのため、強誘電体層が比誘電率が１００以上のＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  のうちの一種類以上の強誘電体、若しくは比誘電率が１００以上のＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  のうちの一種類以上の強誘電体を含む有機絶縁樹脂からなる配線回路基板にあっては、その比誘電率が１００以上の強誘電体、若しくは比誘電率が１００以上の強誘電体を含む有機絶縁樹脂からなる強誘電体層を一対の導体パッドの間に介在させてなるコンデンサの容量Ｃを充分に大きくできる。そして、その容量Ｃの大きいコンデンサにより、配線回路基板の信号線路を伝わる高周波信号に含まれるノイズを的確に排除したり、配線回路基板の電源線路を伝わる電源ノイズを的確に排除したりできる。
【００１５】
有機絶縁材のＰＰＥ又はＢＴレジンからなる第１及び第２低誘電体層の比誘電率εｒ  は、３〜４であって、ＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  のうちの一種類以上の強誘電体、若しくはＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  のうちの一種類以上の強誘電体を含む有機絶縁樹脂からなる強誘電体層の比誘電率εｒ  に比べて、約０．０１５〜０．０３倍と大幅に低い。
【００１６】
そのため、その強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に形成された信号線路の特性インピーダンスは、該信号線路に対して強誘電体層が配置された側とは反対側の第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層の外側面に備えられたグランド層と該グランド層に第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層を介して対向する上記の信号線路との間の距離により決定される。そして、その信号線路の特性インピーダンスが、該信号線路に対して強誘電体層が配置された側と同じ側の第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層の外側面に備えられたグランド層の影響をほとんど受けることがない。
【００１７】
その結果、その強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に形成された信号線路の特性インピーダンスを、該信号線路に対して強誘電体層が配置された側とは反対側の第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層の外側面に備えられたグランド層と該グランド層に第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層を介して対向する上記の信号線路との間の距離を調整することにより、所定値の５０Ω等に正確にマッチングさせることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
図１ないし図３は本発明の配線回路基板の好適な実施の形態を示し、図１ないし図３はその断面図である。以下に、この配線回路基板を説明する。
【００１９】
図の配線回路基板は、強誘電体層１０が、第１低誘電体層２０と第２低誘電体層３０とで挟まれてなるサンドイッチ構造をしている。
強誘電体層１０は、比誘電率が１００以上のＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  等のうちの一種類以上の無機質系材からなる強誘電体、若しくは比誘電率が１００以上のＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  等のうちの一種類以上の強誘電体の粉末を分散させて混入させた有機絶縁樹脂から形成されている。
第１低誘電体層２０及び第２低誘電体層３０は、ＰＰＥ又はＢＴレジン等の有機絶縁材から形成されている。
【００２０】
上記の強誘電体層１０と第１低誘電体層２０との境界面、及び上記の強誘電体層１０と第２低誘電体層３０との境界面には、Ｃｕ等からなる導体パッド５０ａ、５０ｂが対向させて配置されている。そして、その対向させて配置された一対の導体パッド５０ａ、５０ｂと、その一対の導体パッド５０ａ、５０ｂに挟まれた強誘電体層１０部分とにより、前述の高周波信号に含まれるノイズや電源ノイズを排除するためのコンデンサ６０が形成されている。
【００２１】
上記の強誘電体層１０と第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０との境界面には、上記のコンデンサ６０を構成している導体パッド５０ａ又は／及び導体パッド５０ｂと共に、高周波信号を伝えるＣｕ等からなる信号線路７０が形成されている。
具体的には、図１に示した配線回路基板では、強誘電体層１０と第１低誘電体層２０及び第２低誘電体層３０との境界面に、信号線路７０が上下に対向させて並べて形成されている。
図２に示した配線回路基板では、強誘電体層１０と第１低誘電体層２０及び第２低誘電体層３０との境界面に、信号線路７０が上下に千鳥状に離隔させて並べて形成されている。
図３に示した配線回路基板では、強誘電体層１０と第１低誘電体層２０又は第２低誘電体層３０との境界面（図は強誘電体層１０と第１低誘電体層２０との境界面としている）に、信号線路７０が並べて形成されている。
そして、上記のコンデンサ６０が高周波信号に含まれるノイズを除去するバイパスコンデンサの場合には、その信号線路７０が、同じ強誘電体層１０と第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０との境界面に配置されたコンデンサ６０を構成している導体パッド５０ａ又は／及び導体パッド５０ｂに距離短く一連に接続されている。
他方、上記のコンデンサ６０が電源ノイズを排除するためのコンデンサである場合には、その強誘電体層１０と第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０との境界面等に形成された電源電流を流す電源線路（図示せず）が、強誘電体層１０と第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０との境界面に配置されたコンデンサ６０を構成している導体パッド５０ａ又は／及び導体パッド５０ｂに一連に接続されている。
【００２２】
第１低誘電体層２０及び第２低誘電体層３０の外側面には、Ｃｕ等からなるグランド層８０、９０が広く備えられている。そして、そのグランド層８０又は／及びグランド層９０により、上記の強誘電体層１０と第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０との境界面に形成された信号線路７０の特性インピーダンスが所定値の５０Ω等にマッチングされている。
【００２３】
具体的には、図１に示した配線回路基板にあっては、その強誘電体層１０と第１低誘電体層２０との境界面に形成された信号線路７０と、該信号線路に対して強誘電体層１０側とは反対側の第１低誘電体層２０の外側面に備えられたグランド層８０との間の距離が調整されて、その信号線路７０の特性インピーダンスが所定値の５０Ω等にマッチングされている。それと共に、その強誘電体層１０と第２低誘電体層３０との境界面に形成された信号線路７０と、該信号線路に対して強誘電体層１０側とは反対側の第２低誘電体層３０の外側面に備えられたグランド層９０との間の距離が調整されて、その信号線路７０の特性インピーダンスが所定値の５０Ω等にマッチングされている。
【００２４】
図２に示した配線回路基板にあっては、上記の構成に加えて、その強誘電体層１０を挟んで、その隣合う信号線路７０が上下に千鳥状に離隔させて並べて配置されていて、その隣合う信号線路７０の間にクロストークが発生するのが防止されている。
【００２５】
図３に示した配線回路基板にあっては、その強誘電体層１０と第１低誘電体層２０又は第２低誘電体層３０との境界面（図は強誘電体層１０と第１低誘電体層２０との境界面としている）に形成された信号線路７０と、該信号線路に対して強誘電体層１０側とは反対側の第１低誘電体層２０又は第２低誘電体層３０の外側面に備えられたグランド層８０又はグランド層９０（図は第１低誘電体層２０の外側面に備えらえたグランド層８０としている）との間の距離が調整されて、その信号線路７０の特性インピーダンスが所定値の５０Ω等にマッチングされている。
【００２６】
図１ないし図３に示した配線回路基板は、以上のように構成されていて、この配線回路基板においては、高周波信号に含まれるノイズを除去したり電源ノイズを排除したりするコンデンサ６０が、強誘電体層１０が第１低誘電体層２０と第２低誘電体層３０とで挟まれてなる配線回路基板部分に一体に内蔵されていて、そのコンデンサ６０により、強誘電体層１０が第１低誘電体層２０と第２低誘電体層３０とで挟まれてなる配線回路基板の丈が高くなるのを防ぐことができる。
【００２７】
また、その強誘電体層１０と第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０との境界面に形成された信号線路７０の特性インピーダンスを、該信号線路に対して強誘電体層１０が配置された側とは反対側の第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０の外側面に備えられたグランド層８０又は／及びグランド層９０と該グランド層に第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０を介して対向する上記の信号線路７０との間の距離を調整することにより、所定値の５０Ω等に正確にマッチングさせることができる。
【００２８】
また、上記のコンデンサ６０が高周波信号に含まれるノイズを除去するバイパスコンデンサの場合には、その強誘電体層１０と第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０との境界面に形成された信号線路７０を、該信号線路と同じ強誘電体層１０と第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０との境界面に形成されたコンデンサ６０を構成している導体パッド５０ａ又は／及び導体パッド５０ｂに距離短く一連に直接に接続できる。そして、コンデンサ６０を構成している導体パッド５０ａ又は／及び導体パッド５０ｂに信号線路７０を一連に接続する信号線路７０と同じ境界面に形成された信号線路７０部分の高周波特性を向上させたり、その信号線路７０部分の特性インピーダンスを、該信号線路７０部分に対して強誘電体層１０側とは反対側の第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０の外側面に備えられたグランド層８０又は／及びグランド層９０と該グランド層に第１低誘電体層２０又は／及び第２低誘電体層３０を介して対向する上記の信号線路７０部分との間の距離を調整することにより、所定値の５０Ω等に的確にマッチングさせたりできる。
【００２９】
また、コンデンサ６０を構成している一対の導体パッド５０ａ、５０ｂの間に、比誘電率が１００以上のＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  等のうちの一種類以上の強誘電体、若しくは比誘電率が１００以上のＰＺＴ、ＳｒＴｉＯ３  又はＢａＴｉＯ３  等のうちの一種類以上の強誘電体を含む有機絶縁樹脂からなる強誘電体層１０を介在させていて、そのコンデンサ６０の容量Ｃを充分に大きくできる。そして、その容量Ｃの大きいコンデンサ６０により、信号線路７０を伝わる高周波信号に含まれるノイズを的確に排除したり、その電源線路（図示せず）を伝わる電源ノイズを的確に排除したりできる。
【００３０】
上述の配線回路基板においては、コンデンサ６０を構成する一対の導体パッド５０ａ、５０ｂに挟まれる強誘電体層１０を極力薄く形成して、そのコンデンサ６０の容量を充分に大きくすることが好ましい。ただし、強誘電体層１０を薄くし過ぎることは、強誘電体層１０と第１低誘電体層２０及び第２低誘電体層３０との境界面に形成される上下の信号線路７０の間でクロストークが生ずる虞があるため、避けるのが良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の配線回路基板によれば、強誘電体層が第１低誘電体層と第２低誘電体層とで挟まれてなる配線回路基板部分に、その強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に形成された信号線路を伝わる高周波信号に含まれるノイズを除去するためのコンデンサ、又はその強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面等に形成された電源線路を伝わる電源ノイズを排除するためのコンデンサを一体に内蔵できる。そして、そのコンデンサにより、強誘電体層が第１低誘電体層と第２低誘電体層とで挟まれてなる配線回路基板の丈が高くなるのを防いで、その配線回路基板を薄型化できる。
【００３２】
また、その強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に形成された信号線路の特性インピーダンスを、該信号線路に対して強誘電体層が配置された側とは反対側の第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層の外側面に備えられたグランド層と該グランド層に第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層を介して対向する上記の信号線路との間の距離を調整することにより、所定値の５０Ω等に的確にマッチングさせることができる。
【００３３】
また、上記のコンデンサが高周波信号に含まれるノイズを除去するバイパスコンデンサの場合は、その強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に形成された信号線路を、該信号線路と同じ強誘電体層と第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層との境界面に形成されたコンデンサを構成している導体パッドに距離短く一連に直接に接続できる。そして、コンデンサを構成している導体パッドと信号線路との間を接続する信号線路と同じ境界面に形成された信号線路部分の特性インピーダンスを、該信号線路部分に対して強誘電体層が配置された側とは反対側の第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層の外側面に備えられたグランド層と該グランド層に第１低誘電体層又は／及び第２低誘電体層を介して対向する上記の信号線路部分との間の距離を調整することにより、所定値の５０Ω等に的確にマッチングさせることができる。それと共に、そのコンデンサを構成している導体パッドと信号線路との間を接続する信号線路部分の距離を短縮して、その信号線路部分の高周波特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線回路基板の概略構造を示す断面図である。
【図２】本発明の配線回路基板の概略構造を示す断面図である。
【図３】本発明の配線回路基板の概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  強誘電体層
２０  第１低誘電体層
３０  第２低誘電体層
５０ａ、５０ｂ  導体パッド
６０  コンデンサ
７０  信号線路
８０、９０  グランド層
【図１】
0003625394.tif 000002
【図２】
0003625394.tif 000003
【図３】
0003625394.tif 000004