(57)【要約】【課題】高周波反射損失を低減可能な多層配線基板を提供する。【解決手段】多層配線基板１のメタルパッド５，８とグランドプレーン９，１２との間には、グランドプレーン９，１２が選択的に除去されたアンチパッド領域６，１３が形成され、高周波信号ビア７とグランドプレーン１１との間には、グランドプレーン１１が選択的に除去された平面視円形の除去領域２１が形成されている。グランドプレーン９，１２が形成された面内方向において高周波信号線路２，１５の長手方向におけるメタルパッド５，８の先端からグランドプレーン９，１２までの距離は、高周波信号線路２，１５の長手方向に垂直な方向におけるメタルパッド５，８の先端からグランドプレーン９，１２までの距離よりも長い。【選択図】  図１
2014170884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体と、
この絶縁体の表面に形成された第１の高周波信号線路と、
前記絶縁体の裏面に形成された第２の高周波信号線路と、
前記第１の高周波信号線路と接続するように前記絶縁体の表面に形成された第１のメタルパッドと、
前記第２の高周波信号線路と接続するように前記絶縁体の裏面に形成された第２のメタルパッドと、
前記第１のメタルパッドと前記第２のメタルパッドとを接続するように前記絶縁体中に形成された高周波信号ビアと、
前記第１の高周波信号線路および前記第１のメタルパッドを囲むように前記絶縁体の表面に形成された第１のグランドプレーンと、
前記第２の高周波信号線路および前記第２のメタルパッドを囲むように前記絶縁体の裏面に形成された第２のグランドプレーンと、
前記絶縁体の内層に形成された第３のグランドプレーンと、
前記第１のグランドプレーンと前記第２のグランドプレーンと前記第３のグランドプレーンとを接続するように前記絶縁体中に形成されたグランドビアとを備え、
前記第１、第２のメタルパッドと前記第１、第２のグランドプレーンとの間には、前記第１、第２のグランドプレーンが選択的に除去されたアンチパッド領域が形成され、
前記高周波信号ビアと前記第３のグランドプレーンとの間には、前記第３のグランドプレーンが選択的に除去された平面視円形の除去領域が形成され、
前記第１、第２のグランドプレーンが形成された面内方向において前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離よりも、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離が長いことを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
請求項１記載の多層配線基板において、
前記第１の高周波信号線路の下部に前記第３のグランドプレーンが有る領域における前記第１の高周波信号線路と前記第１のグランドプレーンとのギャップよりも、前記第１の高周波信号線路の下部の絶縁体中に前記第３のグランドプレーンが無い領域における前記第１の高周波信号線路と前記第１のグランドプレーンとのギャップが狭く、前記第２の高周波信号線路の上部に前記第３のグランドプレーンが有る領域における前記第２の高周波信号線路と前記第２のグランドプレーンとのギャップよりも、前記第２の高周波信号線路の上部の絶縁体中に前記第３のグランドプレーンが無い領域における前記第２の高周波信号線路と前記第２のグランドプレーンとのギャップが狭いことを特徴とする多層配線基板。
【請求項３】
請求項１または２記載の多層配線基板において、
前記第１、第２のメタルパッドは、長径ａ、短径ｂ（ａ＞ｂ）の平面視楕円の形状であり、この楕円の長軸方向が前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向と平行な方向であり、前記楕円の短軸方向が前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向であり、
前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｖ、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｈとしたとき、０＜（ａ／ｄ１＿ｈ）＜（ｂ／ｄ１＿ｖ）が成立することを特徴とする多層配線基板。
【請求項４】
請求項１または２記載の多層配線基板において、
前記第１、第２のメタルパッドは、直径ｃの平面視円形の形状であり、
前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｖ、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｈとしたとき、０＜（ｃ／ｄ１＿ｈ）＜（ｃ／ｄ１＿ｖ）が成立することを特徴とする多層配線基板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多層配線基板において、
前記アンチパッド領域の平面形状は、直径Ｄａの円と長径Ｌ、短径Ｄａの楕円とを各々の重心を一致させて平面的に配置したときに、前記第１、第２の高周波信号線路に近い方に配置される半円と前記第１、第２の高周波信号線路から遠い方に配置される半楕円とを幾何合成した形状であり、
この楕円の長径Ｌは、前記第３のグランドプレーンの平面視円形の除去領域の直径Ｄｄと等しく（Ｌ＝Ｄｄ＞Ｄａ）、この楕円の長軸の方向が前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向と一致し、０．３＜（Ｄａ／Ｌ）＜０．８が成立することを特徴とする多層配線基板。
【請求項６】
請求項１または２記載の多層配線基板において、
前記第１、第２のメタルパッドは、長径ａ、短径ｂ（ａ＞ｂ）の平面視楕円の形状であり、この楕円の長軸方向が前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向であり、前記楕円の短軸方向が前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向と平行な方向であり、
前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｖ、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｈとしたとき、０＜（ｂ／ｄ１＿ｈ）＜（ａ／ｄ１＿ｖ）が成立することを特徴とする多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁体の両面に形成された高周波信号線路と、これらの高周波信号線路間を接続するように絶縁体中に形成された高周波信号ビアとを備えた多層配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表裏貫通可能な高周波信号線路を備え、高周波通過損失や高周波反射損失を低減させた多層配線基板の実現手法として、内層銅箔層における銅箔抜き形状を楕円とし、高周波信号ビアに近い領域での表層マイクロストリップ線路のグランドを選択的に除去することで表層マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを高くさせ、高い特性インピーダンスを備えている高周波信号ビアとの接続でインピーダンス不整合を抑制する手法（たとえば、非特許文献１）が知られている。
【０００３】
非特許文献１では、楕円形状を備える導体抜き領域を内層導体層に導入することが、高周波特性の改善で有効であるとしている。その基本構造を図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）に示す。図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）では、多層配線基板として、絶縁体１００の表面から裏面にわたって全部で３層の導体層を含む例を示している。図１３（Ａ）は多層配線基板を上から見た平面図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図１３（Ｃ）は多層配線基板を下から見た下面図、図１３（Ｄ）は図１３（Ａ）のＢ−Ｂ’線断面図、図１３（Ｅ）は導体層１０３が形成される層（図１３（Ｂ）のＣ−Ｃ’線の位置の層）の平面図である。
【０００４】
導体層１０３は、グランド層として機能する。高周波信号ビア１０４は、絶縁体１００の表面に配置された導体層である高周波信号線路１０１と絶縁体１００の裏面に配置された導体層である高周波信号線路１０２とを接続する。高周波信号ビア１０４の導入にともない、インダクタンスが追加されることによって高周波信号ビア１０４の特性インピーダンスが増加する。そこで、高周波信号ビア１０４と接続される高周波信号線路１０１の特性インピーダンスを約７５Ωに高く設定しておけば、高周波信号ビア１０４と高周波信号線路１０１の接続時における特性インピーダンスの不連続性を抑制することができ、高周波信号ビア１０４における反射損失を５ＧＨｚで約２０ｄＢ低減することができる。
【０００５】
非特許文献１では、絶縁体１００の表面に配置された高周波信号線路１０１がマイクロストリップ線路であるため、マイクロストリップ線路のグランドプレーンである導体層１０３を図１３（Ｅ）に示すように楕円状に除去することで、高周波信号線路１０１の特性インピーダンスを高くすることが容易に可能である。そして、導体層１０３の除去領域である楕円１０５の長軸と合致するように長手方向を一致させた形態で高周波信号線路１０１，１０２を絶縁体１００の表面と裏面に配置することで、高周波信号ビア１０４の近傍で特性インピーダンスを高く設定した高周波信号線路１０１，１０２を容易に構築することが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Wei-Da Guo，et.al.，“Design of Wideband Impedance Matching for Through-Hole Via Transition Using Ellipse-Shaped Anti-Pad”，2006 Electrical Performance of Electronic Packaging Conference，Oct.2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１に開示された以上のような手法では、導体除去領域である楕円１０５の長軸の長さの調整によって、特性インピーダンスを約２５Ω高く設定した高周波信号線路１０１の長さの最適値が得られるとしており、ＤＣから５ＧＨｚの周波数帯域で高周波反射損失の低減効果が得られるとしている。しかしながら、非特許文献１に開示された手法では、５ＧＨｚ以上の周波数帯域で高周波反射損失の低減効果が現れず、信号伝送損失が大きくなるという課題があった。
【０００８】
導体除去領域である楕円１０５の直上に位置する高周波信号線路１０１については、その真下にグランドプレーンが無いことになる。よって、この導体除去領域内においては、グランドに対する高周波信号線路１０１の電気的な容量が急激に低下する。すなわち、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に記載したｂの領域で、この容量低下現象が発生する。非特許文献１に開示された手法では、高周波信号線路１０１の特性インピーダンスを上昇させることで、高周波信号線路１０１と高周波信号ビア１０４の特性インピーダンスを整合させているが、導体除去領域の真上に位置していない高周波信号線路１０１の特性インピーダンスは低いままである。よって、導体除去領域の近傍の位置で高周波信号線路１０１の特性インピーダンスが急激に変化するため、この特性インピーダンスが急激に変化する位置で反射損失が生じることが容易に想定できる。多層配線基板の導体層数が増した場合、さらに高い特性インピーダンスを備えた高周波信号線路１０１の領域が増えてしまうため、導体除去領域の近傍での高周波信号線路１０１の特性インピーダンスの変化がより急激となり、高周波特性は劣化してしまう。
【０００９】
また、導体除去領域の上部に位置する高周波信号線路１０１の特性インピーダンスは、グランドに対する高周波信号線路１０１の容量の低下によって上昇しているが、高周波信号ビア１０４の特性インピーダンスは、インダクタンスの増大によって上昇している。このように、高周波信号線路１０１と高周波信号ビア１０４では、特性インピーダンスを高くする物理的要因が互いに異なると思われる。よって、非特許文献１に開示された手法では、特定の周波数帯域では高周波信号線路１０１と高周波信号ビア１０４の特性インピーダンスを整合させることはできるものの、広い範囲の周波数帯域で特性インピーダンスを整合させることは困難である。このような特性インピーダンスの整合の困難さが、５ＧＨｚまでしか反射損失低減の効果が現れない原因である。
【００１０】
非特許文献１に開示されているＴＤＲ（time-domain reflectometry）グラフ特性から明らかなように、最適値である６４ミルのクリアランスを備えた楕円形状の導体除去領域を導入した場合でも、ある特定の立ち上がり時間を持つステップ波形に対して、まず最初に導体除去領域の上部に位置する高周波信号線路１０１において特性インピーダンスが上昇し、そのあと特性インピーダンスが降下した後で再度上昇しており、特性インピーダンスを上昇させる物理的要因が高周波信号線路１０１と高周波信号ビア１０４で異なっていることが分かる。
【００１１】
さらに、非特許文献１に開示された手法には、別の本質的な課題がある。非特許文献１に開示された手法では、高周波信号ビア１０４を端点とする２本の高周波信号線路１０１，１０２のなす角度が１８０度、すなわち多層配線基板を上から透視したときに表面の高周波信号線路１０１と裏面の高周波信号線路１０２とが一直線に並ぶように配置されている。しかしながら、実際に製造される多層配線基板では、表面の高周波信号線路１０１と裏面の高周波信号線路１０２のなす角度が１８０°のみで構築されることは、ほぼ稀である。また、このような高周波信号線路１０１，１０２の配置を実現することは、基板設計上の厳しい制限要件となってしまう。
【００１２】
表面の高周波信号線路１０１と裏面の高周波信号線路１０２のなす角度が１８０°以外である場合、非特許文献１に開示された手法では、ひとつの楕円形状で導体除去領域を形成することができない。その理由は、中心は合致していても長軸方向が異なる２つの楕円形状を合成した幾何形状の導体除去領域が必要になるためである。図１４（Ａ）〜図１４（Ｅ）に、表面の高周波信号線路１０１と裏面の高周波信号線路１０２のなす角度が４５°である事例を示す。図１４（Ａ）は多層配線基板を上から見た平面図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図１４（Ｃ）は多層配線基板を下から見た下面図、図１４（Ｄ）は図１４（Ａ）のＢ−Ｂ’線断面図、図１４（Ｅ）は導体層１０３が形成される層（図１４（Ｂ）のＣ−Ｃ’線の位置の層）の平面図である。グランドビア１０８は、絶縁体１００の表面に配置された導体層であるグランドプレーン１０６と導体層１０３と絶縁体１００の裏面に配置された導体層であるグランドプレーン１０７とを接続する。
【００１３】
絶縁体１００の表面および裏面に配置された高周波信号線路１０１，１０２のどちらか一方に着目すると、非特許文献１に開示された手法の課題がより明確に理解できる。すなわち、図１４（Ｅ）に示す導体除去領域１０５ａの形状が、高周波信号線路１０１と高周波信号線路１０２のなす角度の変化に応じてその都度変化するため、高周波信号線路１０１，１０２と高周波信号ビア１０４の容量もその都度変化してしまう。よって、高周波信号ビア１０４の特性インピーダンスだけでなく、その近傍に位置する高周波信号線路１０１の特性インピーダンスも、高周波信号線路１０１と高周波信号線路１０２のなす角度に応じて同時に変化してしまうので、角度ごとに高周波信号線路１０１，１０２の再設計が必要となる。つまり、高周波信号線路１０１，１０２の長さの最適化だけで、最適な条件が得られる保証はない。
【００１４】
以上のように、非特許文献１に開示された手法では、５ＧＨｚの周波数において高周波反射損失を２０ｄＢ改善したものの、５ＧＨｚ以上の周波数領域では高周波反射損失が大きくなるという課題があった。また、多層配線基板の導体層数が増えると高周波反射損失の低減が困難になるという課題があった。さらに、表面の高周波信号線路と裏面の高周波信号線路のなす角度が１８０°以外である場合に設計が難しくなるという課題があった。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、多層配線基板の層数や表面の高周波信号線路と裏面の高周波信号線路のなす角度に依存することなく、高周波反射損失を低減可能な多層配線基板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】
【００１６】
本発明の多層配線基板は、絶縁体と、この絶縁体の表面に形成された第１の高周波信号線路と、前記絶縁体の裏面に形成された第２の高周波信号線路と、前記第１の高周波信号線路と接続するように前記絶縁体の表面に形成された第１のメタルパッドと、前記第２の高周波信号線路と接続するように前記絶縁体の裏面に形成された第２のメタルパッドと、前記第１のメタルパッドと前記第２のメタルパッドとを接続するように前記絶縁体中に形成された高周波信号ビアと、前記第１の高周波信号線路および前記第１のメタルパッドを囲むように前記絶縁体の表面に形成された第１のグランドプレーンと、前記第２の高周波信号線路および前記第２のメタルパッドを囲むように前記絶縁体の裏面に形成された第２のグランドプレーンと、前記絶縁体の内層に形成された第３のグランドプレーンと、前記第１のグランドプレーンと前記第２のグランドプレーンと前記第３のグランドプレーンとを接続するように前記絶縁体中に形成されたグランドビアとを備え、前記第１、第２のメタルパッドと前記第１、第２のグランドプレーンとの間には、前記第１、第２のグランドプレーンが選択的に除去されたアンチパッド領域が形成され、前記高周波信号ビアと前記第３のグランドプレーンとの間には、前記第３のグランドプレーンが選択的に除去された平面視円形の除去領域が形成され、前記第１、第２のグランドプレーンが形成された面内方向において前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離よりも、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離が長いことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の多層配線基板の１構成例は、前記第１の高周波信号線路の下部に前記第３のグランドプレーンが有る領域における前記第１の高周波信号線路と前記第１のグランドプレーンとのギャップよりも、前記第１の高周波信号線路の下部の絶縁体中に前記第３のグランドプレーンが無い領域における前記第１の高周波信号線路と前記第１のグランドプレーンとのギャップが狭く、前記第２の高周波信号線路の上部に前記第３のグランドプレーンが有る領域における前記第２の高周波信号線路と前記第２のグランドプレーンとのギャップよりも、前記第２の高周波信号線路の上部の絶縁体中に前記第３のグランドプレーンが無い領域における前記第２の高周波信号線路と前記第２のグランドプレーンとのギャップが狭いことを特徴とするものである。
また、本発明の多層配線基板の１構成例において、前記第１、第２のメタルパッドは、長径ａ、短径ｂ（ａ＞ｂ）の平面視楕円の形状であり、この楕円の長軸方向が前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向と平行な方向であり、前記楕円の短軸方向が前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向であり、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｖ、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｈとしたとき、０＜（ａ／ｄ１＿ｈ）＜（ｂ／ｄ１＿ｖ）が成立することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の多層配線基板の１構成例において、前記第１、第２のメタルパッドは、直径ｃの平面視円形の形状であり、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｖ、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｈとしたとき、０＜（ｃ／ｄ１＿ｈ）＜（ｃ／ｄ１＿ｖ）が成立することを特徴とするものである。
また、本発明の多層配線基板の１構成例において、前記アンチパッド領域の平面形状は、直径Ｄａの円と長径Ｌ、短径Ｄａの楕円とを各々の重心を一致させて平面的に配置したときに、前記第１、第２の高周波信号線路に近い方に配置される半円と前記第１、第２の高周波信号線路から遠い方に配置される半楕円とを幾何合成した形状であり、この楕円の長径Ｌは、前記第３のグランドプレーンの平面視円形の除去領域の直径Ｄｄと等しく（Ｌ＝Ｄｄ＞Ｄａ）、この楕円の長軸の方向が前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向と一致し、０．３＜（Ｄａ／Ｌ）＜０．８が成立することを特徴とするものである。
また、本発明の多層配線基板の１構成例において、前記第１、第２のメタルパッドは、長径ａ、短径ｂ（ａ＞ｂ）の平面視楕円の形状であり、この楕円の長軸方向が前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向であり、前記楕円の短軸方向が前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向と平行な方向であり、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｖ、前記第１、第２の高周波信号線路の長手方向における前記第１、第２のメタルパッドの先端から前記第１、第２のグランドプレーンまでの距離をｄ１＿ｈとしたとき、０＜（ａ／ｄ１＿ｈ）＜（ｂ／ｄ１＿ｖ）が成立することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１、第２のグランドプレーンが形成された面内方向において第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向における第１、第２のメタルパッドの先端から第１、第２のグランドプレーンまでの距離よりも、第１、第２の高周波信号線路の長手方向における第１、第２のメタルパッドの先端から第１、第２のグランドプレーンまでの距離を長くすることにより、第１、第２の高周波信号線路の長手方向と長手方向に垂直な方向とで第１、第２のグランドプレーンに対する第１、第２のメタルパッドの容量値に異方性を与え、第１、第２のメタルパッドから第１、第２のグランドプレーンに向かう電界密度あるいは電界強度に異方性を発生させ、第１、第２の高周波信号線路の長手方向に垂直な方向で電界密度あるいは電界強度を上昇させ、第１、第２の高周波信号線路の電磁界を疑似同軸信号線路（高周波信号ビア）の電磁界の基本モードと低反射に結合させることができるので、第１、第２のメタルパッドでの高周波信号の反射や放射を著しく抑制することができ、多層配線基板の層数や第１の高周波信号線路と第２の高周波信号線路のなす角度に依存することなく、高周波信号を多層配線基板の上下間で低損失に伝送することができる。本発明では、第１、第２のグランドプレーンを加工することにより、最適なアンチパッド領域を形成することができ、第１の高周波信号線路と第２の高周波信号線路を低損失に接続可能な多層配線基板を容易に提供可能となる。
【００２０】
また、本発明では、第１の高周波信号線路の下部に第３のグランドプレーンが有る領域における第１の高周波信号線路と第１のグランドプレーンとのギャップよりも、第１の高周波信号線路の下部の絶縁体中に第３のグランドプレーンが無い領域における第１の高周波信号線路と第１のグランドプレーンとのギャップを狭くし、第２の高周波信号線路の上部に第３のグランドプレーンが有る領域における第２の高周波信号線路と第２のグランドプレーンとのギャップよりも、第２の高周波信号線路の上部の絶縁体中に第３のグランドプレーンが無い領域における第２の高周波信号線路と第２のグランドプレーンとのギャップを狭くすることにより、第１、第２の高周波信号線路の特性インピーダンスを所定値に維持可能となるので、第１、第２の高周波信号線路と高周波信号ビアとの特性インピーダンスの不整合が生じないようにすることができ、高周波信号の低損失な伝送を実現することができる。
【００２１】
また、本発明では、長径ａ、短径ｂの平面視楕円の第１、第２のメタルパッドに対して、アンチパッド領域の形状を０＜（ａ／ｄ１＿ｈ）＜（ｂ／ｄ１＿ｖ）で決まる形状とすることにより、多層配線基板の層数や第１の高周波信号線路と第２の高周波信号線路のなす角度に依存することなく、高周波信号を多層配線基板の上下間で低損失に伝送することができる。
【００２２】
また、本発明では、直径ｃの平面視円形の第１、第２のメタルパッドに対して、アンチパッド領域の形状を０＜（ｃ／ｄ１＿ｈ）＜（ｃ／ｄ１＿ｖ）で決まる形状とすることにより、多層配線基板の層数や第１の高周波信号線路と第２の高周波信号線路のなす角度に依存することなく、高周波信号を多層配線基板の上下間で低損失に伝送することができる。
【００２３】
また、本発明では、アンチパッド領域の平面形状を、直径Ｄａの円と長径Ｌ、短径Ｄａの楕円とを各々の重心を一致させて平面的に配置したときに、第１、第２の高周波信号線路に近い方に配置される半円と第１、第２の高周波信号線路から遠い方に配置される半楕円とを幾何合成した形状とし、この楕円の長径Ｌを、第３のグランドプレーンの平面視円形の除去領域の直径Ｄｄと等しくして、この楕円の長軸の方向が第１、第２の高周波信号線路の長手方向と一致するようにし、０．３＜（Ｄａ／Ｌ）＜０．８の範囲とすることにより、アンチパッド領域の形状を最適化することができ、多層配線基板の層数や第１の高周波信号線路と第２の高周波信号線路のなす角度に依存することなく、高周波信号の低損失な伝送を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る多層配線基板の構造を示す平面図、断面図および下面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る多層配線基板の構造を示す側面図である。
【図３】図１の平面図および断面図を拡大した図である。
【図４】従来の多層配線基板および本発明の第１の実施の形態に係る多層配線基板の特性インピーダンスを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るアンチパッド領域について説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態のメタルパッドにおける電界強度分布について説明する図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるメタルパッドとアンチパッド領域の関係について説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る多層配線基板の反射損失のアンチパッド領域形状依存性を示す図である。
【図９】従来の一般的なアンチパッド領域の形状を示す平面図である。
【図１０】従来の多層配線基板および本発明の第１の実施の形態に係る多層配線基板の高周波通過損失特性、高周波反射損失特性を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る多層配線基板の構造を示す平面図、断面図および下面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る多層配線基板の構造を示す側面図である。
【図１３】従来の多層配線基板の構造を示す平面図、断面図および下面図である。
【図１４】表面の高周波信号線路と裏面の高周波信号線路のなす角度が１８０°以外である多層配線基板の構造を示す平面図、断面図および下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、全ての実施の形態に於いては、導体層を銅箔とし、絶縁体を代表的なＦＲ４としているが、決してこれに限ることはない。たとえば、導体層として金を用い、絶縁体としてセラミックやガラス、あるいはＳｉやＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体材料を用いることも可能であり、決してこれらに限ることがないことは言うまでもない。
【００２６】
［第１の実施の形態］
図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は本発明の第１の実施の形態に係る多層配線基板１の構造を示す図であり、図１（Ａ）は多層配線基板１を上から見た平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図１（Ｃ）は多層配線基板１を下から見た下面図、図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ’線断面図、図１（Ｅ）は多層配線基板１をグランドプレーン１１が形成される層（図１（Ｂ）のＣ−Ｃ’線の位置の層）と平行な面で切断した断面図である。また、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は本実施の形態の多層配線基板１の側面図であり、図２（Ａ）は多層配線基板１を図１（Ａ）のＤの方向から見た側面図、図２（Ｂ）は図１（Ａ）のＥの方向から見た側面図、図２（Ｃ）は図１（Ａ）のＦの方向から見た側面図、図２（Ｄ）は図１（Ａ）のＧの方向から見た側面図である。また、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）はそれぞれ図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｅ）を拡大した図である。
【００２７】
図１（Ａ）、図１（Ｃ）に示されるように、多層配線基板１の板状の絶縁体１４の表面には特性インピーダンスＺ０の導体層である高周波信号線路２が形成され、絶縁体１４の裏面には特性インピーダンスＺ０の導体層である高周波信号線路１５が形成されている。高周波信号線路２と同層には、高周波信号線路２と一体で成形されるメタルパッド５が配置され、また高周波信号線路１５と同層には、高周波信号線路１５と一体で成形されるメタルパッド８が配置されている。メタルパッド５とメタルパッド８は、絶縁体１４を垂直に貫通する導体である高周波信号ビア７によって接続されている。こうして、最上層の高周波信号線路２と、高周波信号線路２と同層に形成されたメタルパッド５と、高周波信号ビア７と、最下層のメタルパッド８と、メタルパッド８と同層に形成された高周波信号線路１５の順に導体が直列に接続された構造（信号経路）が、多層配線基板１に形成されていることになる。
【００２８】
高周波信号線路２およびメタルパッド５と同層で、且つ高周波信号線路２およびメタルパッド５よりも外側の領域には、導体層であるグランドプレーン９が形成されている。高周波信号線路２とグランドプレーン９との間は、グランドプレーン９が無く、空気あるいは雰囲気となる領域であるギャップ３によって隔てられ、メタルパッド５とグランドプレーン９との間は、グランドプレーン９が無く、空気あるいは雰囲気となる領域であるアンチパッド領域６によって隔てられている。これにより、高周波信号線路２およびメタルパッド５は、グランドプレーン９とあわせて、コプレーナ線路の構造を有するものとして形成される。
【００２９】
同様に、高周波信号線路１５およびメタルパッド８と同層で、且つ高周波信号線路１５およびメタルパッド８よりも外側の領域には、導体層であるグランドプレーン１２が形成されている。高周波信号線路１５とグランドプレーン１２との間は、グランドプレーン１２が無く、空気あるいは雰囲気となる領域であるギャップ１６によって隔てられ、メタルパッド８とグランドプレーン１２との間は、グランドプレーン１２が無く、空気あるいは雰囲気となる領域であるアンチパッド領域１３によって隔てられている。これにより、高周波信号線路１５およびメタルパッド８は、グランドプレーン１２とあわせて、コプレーナ線路の構造を有するものとして形成される。
【００３０】
また、絶縁体１４の内部には、導体層であるグランドプレーン１１が複数層形成されている。全てのグランドプレーン１１は、導体からなるグランドビア１０によって電気的に接続されており、さらにグランドビア１０によってグランドプレーン９，１２とも電気的に接続されている。本実施の形態では、２層のグランドプレーン９，１２と６層のグランドプレーン１１で計８層のグランドプレーンが形成されている。
【００３１】
各グランドプレーン１１が形成されている層には、グランドプレーン１１が無く絶縁体１４が充填された領域である平面視円形の導体除去領域２１が有る。高周波信号ビア７は、この導体除去領域２１の中心を通っている。このように導体除去領域２１が有るため、図３（Ｂ）に示すように、高周波信号線路２がメタルパッド５に向かう途中で下方に位置していたグランドプレーン１１が領域ｂ１で無くなり、グランドに対する高周波信号線路２の容量が急激に低下する。
【００３２】
高周波信号線路２の特性インピーダンスは容量の０．５乗に逆比例するため、このｂ１の箇所において高周波信号線路２の特性インピーダンスの上昇を招く。高周波信号ビア７の特性インピーダンスをＺ０としているため、高周波信号線路２の特性インピーダンスが上昇すると、領域ｂ１で高周波信号線路２と高周波信号ビア７との特性インピーダンスの不整合が生じるため、好ましくない。そこで、図３（Ａ）に示すように領域ｂ１においてギャップ３を狭くし、グランドプレーン９にウェスト構造を持たせることで、高周波信号線路２とグランドプレーン９との距離を接近させ、グランドに対する高周波信号線路２の容量低下を抑制している。図４（Ａ）のようにアンチパッド領域６，１３が平面視円形で且つ高周波信号線路２，１５とグランドプレーン９，１２との距離が一定である従来の一般的な多層配線基板における最上層の特性インピーダンスを図４（Ｂ）に示し、図４（Ｃ）のように本実施の形態において領域ｂ１にウェスト構造が無い場合における最上層の特性インピーダンスを図４（Ｄ）に示し、図４（Ｅ）に示す本実施の形態の多層配線基板１における最上層の特性インピーダンスを図４（Ｆ）に示す。以上のように、本実施の形態では、ギャップ３が狭い部分を設けることによって、高周波信号線路２の特性インピーダンスをＺ０に維持可能となる。
【００３３】
同様に、グランドプレーン１２についても、上方にグランドプレーン１１が無い領域（図３（Ｂ）のｂ２）でギャップ１６を狭くすることで、高周波信号線路１５とグランドプレーン１２との距離を接近させ、グランドに対する高周波信号線路１５の容量低下を抑制している。このようにギャップ１６が狭い部分を設けることによって、高周波信号線路１５の特性インピーダンスをＺ０に維持可能となる。
【００３４】
なお、領域ｂ１，ｂ２以外の通常の領域、すなわち高周波信号線路２の下部にグランドプレーン１１が有る領域あるいは高周波信号線路１５の上部にグランドプレーン１１が有る領域では、ギャップ３，１６の寸法（高周波信号線路２とグランドプレーン９との距離、高周波信号線路１５とグランドプレーン１２との距離）は、高周波信号線路２，１５の特性インピーダンスがＺ０に維持できるような値に設定されている。これに対して、領域ｂ１，ｂ２では、通常の領域でのギャップ３，１６の寸法に対してギャップ３，１６の寸法を小さくして、高周波信号線路２，１５の特性インピーダンスをＺ０に維持できるようにすればよい。
【００３５】
絶縁体１４を垂直に貫通する高周波信号ビア７は、図１（Ｅ）、図３（Ｃ）に示すように、疑似同軸線路での中心導体に相当する。ここで、疑似同軸線路とは、高周波信号ビア７の外周に絶縁体１４を備え、かつ絶縁体１４との境界の形状が円形であるグランドプレーン１１と、各グランドプレーン１１を電気的に接続するグランドビア１０とを備えた、特性インピーダンスＺ０の同軸線路に類似した構造を意味している。実際の同軸線路は、その中心軸に高周波信号線路となる中心導体が備えられ、絶縁体を挟んで円筒導体のグランドプレーンが配置される。同軸線路に高周波信号が伝搬すると、その中心導体の表面に表皮電流が流れ、円筒導体のグランドプレーン内壁にリターン電流が流れる。
【００３６】
一方、疑似同軸線路においては、グランドプレーンが円筒でないため、リターン電流の流れ方が同軸線路とは僅かながら異なる。多層配線基板１の内層に形成されているグランドプレーン１１はグランドビア１０によって全て電気的に接続されており、グランドプレーン１１とグランドビア１０によって疑似同軸線路のリターン電流のパスを提供している。すなわち、すべてのグランドビア１０の表面、グランドプレーン１１を形成する内層の表面の最短パスをリターン電流が流れるという特徴がある。
【００３７】
以上から、高周波信号線路２，１５はコプレーナ線路の構造を備え、高周波信号ビア７は疑似同軸線路の構造を備え、高周波信号線路２，１５と高周波信号ビア７とは共に特性インピーダンスをＺ０と同じくしている。よって、高周波信号線路２，１５と高周波信号ビア７とを接続しているメタルパッド５，８も特性インピーダンスをＺ０にすることが望まれる。また、これと同時に、信号の流れを小さな領域で垂直に折り曲げるため、メタルパッド５，８の領域で高周波信号が垂直に曲がりきれずに外部へ放射されてしまうという懸念がある。
【００３８】
メタルパッド５の特性インピーダンスＺ０の維持とメタルパッド５における放射の抑制とを成立させるアンチパッド領域６の形状の例を図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示す。図５（Ａ）は図１（Ａ）と同じく多層配線基板１を上から見た平面図、図５（Ｂ）は多層配線基板１をグランドプレーン１１が形成される層（図１（Ｂ）のＣ−Ｃ’線の位置の層）と平行な面で切断した断面図、図５（Ｃ）はアンチパッド領域６の形状を説明する平面図である。
【００３９】
アンチパッド領域６は、図５（Ｃ）に示すように、直径Ｄａの円４０と長径Ｌ、短径Ｄａの楕円４１とを各々の重心４２を一致させて平面的に配置したときに形成される、円４０の半分と楕円４１の半分とを幾何合成した外形を有する。ここでは、重心４２を通る楕円４１の短軸４３を境として、高周波信号線路２に近い方の部分が半円の形状で、高周波信号線路２から遠い方の部分が半楕円の形状になるようにする。なお、円４０と楕円４１の共通の重心４２は、メタルパッド５の重心と一致する。
【００４０】
楕円４１の長軸の長さ（＝長径Ｌ）は、平面視円形の導体除去領域２１の直径Ｄｄと一致しており、楕円４１の短軸の長さ（＝短径Ｄａ）は、円４０の直径と一致している。これにより、円４０と楕円４１とが滑らかに繋がるようにしている。円４０と楕円４１の接続点でグランドプレーン９，１２のエッジが滑らかでないと、電界密度の急激な変化が発生して反射が発生する原因となる。円４０と楕円４１を滑らかに接続することによって、反射を低減すること、すなわち損失を低減することを実現できる。
【００４１】
図６（Ａ）〜図６（Ｅ）はメタルパッド５における電界強度分布について説明する図であり、図６（Ａ）は図１（Ａ）と同じく多層配線基板１を上から見た平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図に電界強度分布を加えた図、図６（Ｃ）は多層配線基板１をグランドプレーン１１が形成される層（図６（Ｂ）のＣ−Ｃ’線の位置の層）と平行な面で切断した断面図に電界強度分布を加えた図、図６（Ｄ）は多層配線基板１をグランドプレーン９が形成される層（図６（Ｂ）のＤ−Ｄ’線の位置の層）と平行な面で切断した断面図に電界強度分布を加えた図、図６（Ｅ）は図６（Ａ）のＢ−Ｂ’線断面図に電界強度分布を加えた図である。
【００４２】
上記のようなアンチパッド領域６の寸法設定により、高周波信号線路２の長手方向（図６（Ａ）左右方向）において、メタルパッド５の先端からグランドプレーン９までのギャップ１７がギャップ１８よりも広くなり、その逆に、メタルパッド５の中心では高周波信号線路２の長手方向に垂直な方向（図６（Ａ）上下方向）において、メタルパッド５の先端からグランドプレーン９までのギャップ１８がギャップ１７よりも狭くなる。これによって、メタルパッド５における電界密度の異方性を与えることが可能となる。ここでは、ギャップ１７の寸法をｄ１＿ｈ、ギャップ１８の寸法をｄ１＿ｖとする。
【００４３】
ｄ１＿ｈ＞ｄ１＿ｖであることから、高周波信号線路２の長手方向（図６（Ａ）左右方向）に位置するグランドプレーン９に対するメタルパッド５の容量と比較して、高周波信号線路２の長手方向に垂直な方向（図６（Ａ）上下方向）に位置するグランドプレーン９に対するメタルパッド５の容量が大きくなるため、メタルパッド５から放射される電気力線は高周波信号線路２の長手方向に垂直な方向に集中し、図６（Ｂ）に示すように垂直に折り曲げられた高周波信号の電界強度分布１９の放射が抑制される。
【００４４】
さらに、図６（Ｃ）に示すように、疑似同軸線路における電界強度分布２０において楕円等の歪みが生じることなく、グランドプレーン１１の面内の方向で電界強度分布２０がほぼ真円の形状になり、同軸線路を伝搬する高周波信号の電界強度分布とほぼ等しくなる。電界強度分布２０がほぼ真円の形状であることは、基本モードのみを励振させ伝搬させること、すなわち基本モードと良好に結合していることを意味している。基本モードは極めて安定に信号伝搬可能なモードであることから、メタルパッド５と接続される疑似同軸信号線路（高周波信号ビア７）の長さにかかわらず、高周波信号が伝搬されることが分かる。すなわち、利用すると想定される５０層以下の層数では、層数にかかわらず高周波信号を伝播できる。
【００４５】
なお、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）、図６（Ａ）〜図６（Ｅ）では、絶縁体１４の上面のアンチパッド領域６のみについて説明しているが、絶縁体１４の下面のアンチパッド領域１３についてもアンチパッド領域６と同様に形成すればよい。すなわち、図５（Ｃ）において、高周波信号線路２の代わりに高周波信号線路１５を配置し、メタルパッド５の代わりにメタルパッド８を配置すれば、図５（Ｃ）のアンチパッド領域６の形状がアンチパッド領域１３の形状となる。
【００４６】
図７（Ａ）に示すように、メタルパッド５，８が長径ａ、短径ｂの平面視楕円の形状である場合、この楕円の長軸方向は高周波信号線路２，１５の長手方向（図７（Ａ）左右方向）と平行な方向であり、楕円の短軸方向は高周波信号線路２，１５の長手方向に垂直な方向（図７（Ａ）上下方向）であり、高周波信号線路２，１５の中心線の延長線が楕円の重心４２を通る。このとき、高周波信号線路２，１５の長手方向において、メタルパッド５，８の先端からグランドプレーン９，１２までの距離をｄ１＿ｈ（ギャップ１７の寸法）、高周波信号線路２，１５の長手方向に垂直な方向において、メタルパッド５，８の先端からグランドプレーン９，１２までの距離をｄ１＿ｖ（ギャップ１８の寸法）とすると、０＜（ａ／ｄ１＿ｈ）＜（ｂ／ｄ１＿ｖ）となる。
【００４７】
また、図７（Ｂ）に示すように、メタルパッド５，８が直径ｃの平面視円形の形状である場合、高周波信号線路２，１５の中心線の延長線が円の重心４２を通る。そして、上記のように距離ｄ１＿ｈ，ｄ１＿ｖを定めると、０＜（ｃ／ｄ１＿ｈ）＜（ｃ／ｄ１＿ｖ）となる。
なお、メタルパッド５，８が平面視楕円の形状であれば、アンチパッド領域６，１３は平面視円の形状でもよい。つまり、図７（Ｃ）に示すように、アンチパッド領域６，１３が平面視円の形状であり、かつメタルパッド５，８が長径ａ、短径ｂの平面視楕円の形状である場合、この楕円の短軸方向は高周波信号線路２，１５の長手方向（図７（Ｃ）左右方向）と平行な方向であり、楕円の長軸方向は高周波信号線路２，１５の長手方向に垂直な方向（図７（Ｃ）上下方向）であり、高周波信号線路２，１５の中心線の延長線が楕円の重心４２を通る。このとき、高周波信号線路２，１５の長手方向において、メタルパッド５，８の先端からグランドプレーン９，１２までの距離をｄ１＿ｈ（ギャップ１７の寸法）、高周波信号線路２，１５の長手方向に垂直な方向において、メタルパッド５，８の先端からグランドプレーン９，１２までの距離をｄ１＿ｖ（ギャップ１８の寸法）とすると、０＜（ｂ／ｄ１＿ｈ）＜（ａ／ｄ１＿ｖ）となる。
以上のようにして、メタルパッド５，８の特性インピーダンスＺ０の維持とメタルパッド５，８における放射の抑制とを成立させることができる。
【００４８】
本実施の形態では、多層配線基板１の表面の高周波信号線路２から裏面の高周波信号線路１５にわたって高周波信号が疑似同軸線路の長さによらず伝搬可能であることから、多層配線基板１の層数や、多層配線基板１の全体の厚みに自由度が生まれることが分かる。多層配線基板１の層数を増やすことで、電源層や低速信号層も同時に形成することが可能になるため、高周波信号線路２，１５だけを含むのではなく、多機能な多層配線基板１の提供が可能になる。
【００４９】
なお、メタルパッド５，８の特性インピーダンスは、メタルパッド５，８の直径およびアンチパッド領域６，１３の面積から決定されるが、高周波信号線路２，１５および疑似同軸線路（高周波信号ビア７）の特性インピーダンスＺ０に対して、Ｚ０±０．１×Ｚ０の範囲としている。
【００５０】
図８に、高周波信号線路２，１５およびグランドプレーン９，１２の厚みをそれぞれ２５μｍ、６層のグランドプレーン１１のそれぞれの厚みを１２μｍ、多層配線基板１のトータルの厚みを３ｍｍとした多層配線基板１の４０ＧＨｚにおける反射損失の（Ｄａ／Ｌ）依存性を示す。ここでは、高周波信号線路２，１５および疑似同軸線路（高周波信号ビア７）の特性インピーダンスＺ０を５０Ωとしている。
【００５１】
図８から明らかなように、多層配線基板１の反射損失から決まる最適な形状が、アンチパッド領域６，１３に存在することが分かる。ここでは、（Ｄａ／Ｌ）＝０．５近傍で多層配線基板１の反射損失が最小になっているので、（Ｄａ／Ｌ）＝０．５近傍に最適値（反射損失が最小になる値）があることが分かるが、絶縁体１４を構成している材料の比誘電率εｒによって（Ｄａ／Ｌ）の最適値が左右されることが分かる。実際、図８に示すように、絶縁体１４の比誘電率εｒを増加させると、（Ｄａ／Ｌ）の最適値の値が上昇する傾向にある。
【００５２】
よって、絶縁体１４の材料の変更や製造誤差も考慮して、０．３＜（Ｄａ／Ｌ）＜０．８の範囲とし、この範囲で３次元電磁界解析での反復計算による最適化手法により、（Ｄａ／Ｌ）の最適値を計算すればよい。こうして、アンチパッド領域６，１３の最適形状を比較的容易に得ることができる。
【００５３】
図９に示すようにアンチパッド領域６，１３が平面視円形で且つ高周波信号線路２，１５とグランドプレーン９，１２との距離が一定である従来の一般的な多層配線基板と、本実施の形態の多層配線基板１とで、高周波通過損失および高周波反射損失を比較した結果を図１０に示す。図１０における８０は従来の多層配線基板の高周波反射損失を示し、８１は本実施の形態の多層配線基板１の高周波反射損失を示し、８５は本実施の形態の多層配線基板１において、最表層にウエスト構造を備えていない場合の高周波反射特性を示し、８２は従来の多層配線基板の高周波通過損失を示し、８３は本実施の形態の多層配線基板１の高周波通過損失を示し、８４は本実施の形態の多層配線基板１の最表層にウェスト構造を備えていない場合の高周波反射特性を示している。高周波信号線路２，１５およびグランドプレーン９，１２の厚み、グランドプレーン１１の厚み、多層配線基板１のトータルの厚み、導体および絶縁体１４の材料などの各種の条件は、従来の多層配線基板と本実施の形態の多層配線基板１で同一にしていることは言うまでもない。
【００５４】
図１０によると、ＤＣから１０ＧＨｚまでの周波数帯域で従来の多層配線基板と本実施の形態の多層配線基板１に顕著な差は見られない。しかしながら、１０ＧＨｚ以上の周波数帯域で従来の多層配線基板と本実施の形態の多層配線基板１に明らかな差が現われている。さらに、２０ＧＨｚの近傍においてウェスト構造を備えていない場合は高周波反射特製、高周波通過特性のいずれも特性が悪化しており、特に４５ＧＨｚ以上の帯域では本実施形態の多層配線基板１の高周波通過損失、高周波反射損失が最も優れていることが分かる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態では、メタルパッド５，８近傍の絶縁体１４中のグランドプレーン１１が無くなる領域ｂ１，ｂ２で通常の領域よりもギャップ３，１６を狭くし、グランドプレーン９，１２を高周波信号線路２，１５に接近させることにより、高周波信号線路２，１５の特性インピーダンスをＺ０に維持可能となるので、高周波信号線路２，１５と高周波信号ビア７との特性インピーダンスの不整合が生じないようにすることができ、高周波信号の低損失な伝送を実現することができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、グランドプレーン９，１２が形成された面内方向において高周波信号線路２，１５の長手方向に垂直な方向におけるメタルパッド５，８の先端からグランドプレーン９，１２までの距離ｄ１＿ｖよりも、高周波信号線路２，１５の長手方向におけるメタルパッド５，８の先端からグランドプレーン９，１２までの距離ｄ１＿ｈを長くすることにより、高周波信号線路２，１５の長手方向と長手方向に垂直な方向とでグランドプレーン９，１２に対するメタルパッド５，８の容量値に異方性を与え、メタルパッド５，８からグランドプレーン９，１２に向かう電界密度あるいは電界強度に異方性を発生させ、高周波信号線路２，１５の長手方向に垂直な方向で電界密度あるいは電界強度を上昇させ、高周波信号線路２，１５の電磁界を疑似同軸信号線路（高周波信号ビア７）の電磁界の基本モードと低反射に結合させることができるので、メタルパッド５，８での高周波信号の反射や放射を著しく抑制することができ、多層配線基板１の層数や高周波信号線路２と高周波信号線路１５のなす角度に依存することなく、高周波信号を多層配線基板１の上下間で低損失に伝送することができる。高周波信号線路２，１５とグランドプレーン９，１２は同一面に形成されるため、一般的なエッチングプロセスによって高精度に同時に形成可能である。本実施の形態では、グランドプレーン９，１２を加工することにより、最適なアンチパッド領域６，１３を形成することができ、表面の高周波信号線路２と裏面の高周波信号線路１５を低損失に接続可能な多層配線基板１を容易に提供可能となる。
【００５７】
また、本実施の形態では、（Ｄａ／Ｌ）を、０．３＜（Ｄａ／Ｌ）＜０．８の範囲とすることにより、アンチパッド領域６，１３の形状を最適化することができ、高周波信号の低損失な伝送を実現することができる。
【００５８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）は本発明の第２の実施の形態に係る多層配線基板１ａの構造を示す図、図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は本実施の形態の多層配線基板１ａの側面図であり、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付してある。図１１（Ａ）は多層配線基板１ａを上から見た平面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図１１（Ｃ）は多層配線基板１ａを下から見た下面図、図１１（Ｄ）は図１１（Ａ）のＢ−Ｂ’線断面図、図１１（Ｅ）は多層配線基板１ａをグランドプレーン１１が形成される層（図１１（Ｂ）のＣ−Ｃ’線の位置の層）と平行な面で切断した断面図である。また、図１２（Ａ）は多層配線基板１ａを図１（Ａ）のＤの方向から見た側面図、図１２（Ｂ）は図１１（Ａ）のＥの方向から見た側面図、図１２（Ｃ）は図１１（Ａ）のＦの方向から見た側面図、図１２（Ｄ）は図１１（Ａ）のＧの方向から見た側面図である。
【００５９】
図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）から明らかなように、本実施の形態では、多層配線基板１ａの絶縁体１４の表面に形成される高周波信号線路２の長手方向と絶縁体１４の裏面に形成される高周波信号線路１５の長手方向とが一致しておらず、高周波信号線路２と高周波信号線路１５のなす角度が９０°になっている。図５（Ｃ）で説明したとおり、アンチパッド領域６，１３の形状は高周波信号線路２，１５の長手方向に応じて決まるので、本実施の形態では、第１の実施の形態と比較してアンチパッド領域１３の形状がグランドプレーン１２の面内方向において９０°回転した形状になっている。
【００６０】
高周波信号線路２，１５とグランドプレーン９，１２は同一面に形成されるため、一般的なエッチングプロセスによって高精度に同時に形成可能である。図１１（Ｅ）から明らかなように、疑似同軸線路の構造は第１の実施の形態と同じである。
【００６１】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、高周波信号線路２，１５の長手方向に垂直な方向におけるメタルパッド５，８の先端からグランドプレーン９，１２までの距離ｄ１＿ｖよりも、高周波信号線路２，１５の長手方向におけるメタルパッド５，８の先端からグランドプレーン９，１２までの距離ｄ１＿ｈを長くすることにより、メタルパッド５，８での高周波信号の反射や放射を著しく抑制することができ、多層配線基板１ａの層数や高周波信号線路２と高周波信号線路１５のなす角度に依存することなく、高周波信号を多層配線基板１ａの上下間で低損失に伝送することができる。
【００６２】
また、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、（Ｄａ／Ｌ）を、０．３＜（Ｄａ／Ｌ）＜０．８の範囲とすることにより、アンチパッド領域６，１３の形状を最適化することができ、多層配線基板１ａの層数や高周波信号線路２と高周波信号線路１５のなす角度に依存することなく、高周波信号の低損失な伝送を実現することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、高周波信号線路２と高周波信号線路１５のなす角度が９０°の事例を示しているが、高周波信号線路２と高周波信号線路１５のなす角度が９０°以外の場合にも本発明が有効であることは言うまでもない。実際の多層配線基板においては、表面の高周波信号線路の長手方向と裏面の高周波信号線路の長手方向が一致しない場合があるが、このような場合においても本発明は極めて有効であり、表面の高周波信号線路と裏面の高周波信号線路を低損失に接続可能な多層配線基板を容易に提供可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、多層配線基板に適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１，１ａ…多層配線基板、２，１５…高周波信号線路、３，１６，１７，１８…ギャップ、５，８…メタルパッド、６，１３…アンチパッド領域、７…高周波信号ビア、９，１１，１２…グランドプレーン、１０…グランドビア、１４…絶縁体、２１…導体除去領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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