(57)【要約】【課題】製造コストを安価に抑えつつ、安定した信号の伝送を実現するプリント配線板を提供する。【解決手段】プリント配線板１は、絶縁層３を挟んでグランド層５と対向する信号伝送用の各配線パターン６、７が、絶縁層３中で延出する繊維成分３ａ、３ｂの位置を斜め４５度方向から各々ほぼ均等に横切って配線されている。これにより、グランド層５と個々の配線パターン６、７との間に生じ得るコンデンサ容量の均一化を図ることができるので、配線パターン６、７の配線方向（信号の伝送方向）のインピーダンスを揃えることができ、安定した信号の伝送が実現される。【選択図】図１
2006100699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の基板本体と、
層中に含まれる繊維成分の延出方向が前記基板本体のいずれかの辺部とほぼ平行な位置関係を有する絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面側に設けられた基準電位層と、
前記絶縁層を挟んで前記基準電位層と対向する位置に各々配置され、前記絶縁層中の繊維成分の延出方向に対し、各々ほぼ同一の傾きを持たせて配線された信号伝送用の複数の配線パターンと、
前記信号伝送用の複数の配線パターンの傾きに対応するように前記基板本体の辺部に対し自身の辺部を傾けた姿勢で配置される矩形状の半導体デバイスを、該基板本体上に実装可能とする該複数の配線パターンに各々接続された複数のパッド部と、
を具備することを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記信号伝送用の複数の配線パターンは、前記絶縁層中の繊維成分の延出方向に対し、各々ほぼ４５度の傾きをなして配線されていることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記基板本体の表面に一部が露出するとともに導電性物質が内部に充填された複数のビアホールをさらに備え、
前記半導体デバイスを前記基板本体上に実装可能とする複数のパッド部は、前記複数のビアホールの直上で該ビアホールに各々接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載のプリント配線板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプリント配線板を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項５】
層中に繊維成分が含まれる絶縁層を有し且つ該絶縁層中の繊維成分の延出方向が自身のいずれかの辺部とほぼ平行な位置関係を有する矩形状の基材を形成する工程と、
前記基材上の前記絶縁層の一方の面側に配置される基準電位層と、前記絶縁層を挟んで前記基準電位層と対向するように前記絶縁層中の繊維成分の延出方向に対し各々ほぼ同一の傾きを持たせて配線される信号伝送用の複数の配線パターンとを形成する工程と、
前記信号伝送用の複数の配線パターンの傾きに対応するように前記基材の辺部に対し自身の辺部を傾けた姿勢で配置される矩形状の半導体デバイスを、該基材上に実装可能とする該複数の配線パターンに各々接続された複数のパッド部を形成する工程と、
を有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板及びこのプリント配線板を備える情報処理装置、並びにプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリットＩＣやＭＣＭ（Multi Chip Module）など、高集積化された半導体デバイスを実装するためのプリント配線板は、多層化やファインパターン化などによる高密度化が一段と進み、電子部品の高密度実装回路板として電子機器の軽薄短小化に大きく貢献している。
【０００３】
このような高密度化の図られたプリント配線板では、その接続信頼性を確保するために、絶縁層を形成するプリプレグの繊維の延出方向を、基板本体の辺部に対し例えば４５度、傾けた構成にすることで、外部から加わる応力などの影響で配線パターンに亀裂などが生じてしまうことを抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００２−５０１６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献のプリント配線板の場合、プリプレグの母材から、プリント配線板の矩形形状を、傾きを持たせた状態で切り出す必要があるため、切り出し後、母材側に多くの不要部分が残ってしまい製造コストの面で課題を抱えている。
【０００５】
また一方で、プリプレグなどを絶縁層に用いるプリント配線板を、高速なデータ転送が必要とされる制御基板として適用した場合、次のような課題が顕著に表れる。
すなわち、プリプレグなどの繊維成分を有する絶縁層を挟んで、グランド層と対向する位置に信号伝送用に複数の配線パターンが配線されている状況では、これらの配線パターンの信号の伝送特性を悪化させる。
【０００６】
詳細には、プリプレグの繊維の延出方向に沿って当該繊維の直上に配線される配線パターンと、繊維の上を避けた位置に配線される配線パターンとでは、それぞれグランド層との間（基板の厚さ方向）におけるコンデンサ容量が相違する。このため、前者の配線パターンと後者の配線パターンとでは、配線パターンが延びている方向（信号の伝送方向）のインピーダンスが異なり、信号の伝送速度差や、信号ノイズなどが生じ得る。また、このような現象は、信号の伝送速度の上昇に伴って、より顕著に表れることになる。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、製造コストを安価に抑えつつ、安定した信号の伝送を実現するプリント配線板、情報処理装置、及びプリント配線板の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、矩形状の基板本体と、層中に含まれる繊維成分の延出方向が前記基板本体のいずれかの辺部とほぼ平行な位置関係を有する絶縁層と、前記絶縁層の一方の面側に設けられた基準電位層と、前記絶縁層を挟んで前記基準電位層と対向する位置に各々配置され、前記絶縁層中の繊維成分の延出方向に対し、各々ほぼ同一の傾きを持たせて配線された信号伝送用の複数の配線パターンと、前記信号伝送用の複数の配線パターンの傾きに対応するように前記基板本体の辺部に対し自身の辺部を傾けた姿勢で配置される矩形状の半導体デバイスを、該基板本体上に実装可能とする該複数の配線パターンに各々接続された複数のパッド部と、を具備することを特徴とする例えばプリント配線板である。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明によれば、製造コストを安価に抑えつつ、安定した信号の伝送を実現するプリント配線板、情報処理装置、及びプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプリント配線板に半導体パッケージが実装された状態を概略的に示す平面図、図２は、図１に示すプリント配線板の断面図（半導体パッケージの図示省略）である。ここで、図１は、このプリント配線板の内部構成を明確にするために、透視図的にその構成を図示している。
同図１、図２に示すように、このプリント配線板１は、複数の導電層を有する多層基板であって、その外形部分が矩形状の基板本体２で構成されている。プリント配線板１の基板本体２には、絶縁層３、４と、基準電位層としての例えばグランド（ＧＮＤ）層５と、信号伝送用の複数の配線パターン６、７と、矩形状の半導体パッケージ８、９を基板本体２に半田実装するための複数のパッド部１０とが設けられている。
【００１１】
上記した絶縁層３は、プリプレグを母材として構成されおり、図１に示すように、層中に含まれる繊維成分（繊維の群）３ａ、３ｂの延びている延出方向が、基板本体２のいずれかの辺部（端面）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、（基板本体２の平面方向において）ほぼ平行な位置関係を有する。上記プリプレグとしては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、又はアラミド繊維などに、未硬化の熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）を含浸させたシートなどが例示される。ここで、このプリプレグを基に構成される絶縁層３は、層中の繊維成分３ａ、３ｂが、碁盤の目状に各々直交する二方向性の繊維である。つまり、絶縁層３は、基板の平面方向において、その密度が疎の部位と密の部位とを有する。
【００１２】
グランド層５は、図２に示すように、絶縁層３の一方の面（図２中の絶縁層３の下面）全体を覆うようにして積層されている。ここで、本実施形態では、基準電位層としてグランド層５を例示しているが、当該基準電位層は、絶縁層３を挟んで配線パターン６、７と対向する領域を少なくとも覆う導体層であれば、電源層などであってもよい。
【００１３】
信号伝送用の配線パターン６、７は、図２に示すように、絶縁層３を挟んでグランド層５と対向する位置に各々配置されている。また、配線パターン６、７は、図１に示すように、絶縁層３中の繊維成分３ａ、３ｂの延出方向に対し、各々ほぼ同一の傾きを持たせて配線されている。詳細には、配線パターン６、７は、繊維成分３ａ、３ｂの延出方向に対し、各々ほぼ４５度の傾きをなして配線されている。また、配線パターン６、７は、プリント配線板１（基板本体２）の一方の表層に配線されており、その表面がソルダーレジスト１１によって被覆されている。
【００１４】
半導体パッケージ８、９を実装するための複数のパッド部１０は、図１に示すように、プリント配線板１の表層（図２中の最上面）に設けられており、配線パターン６、７の各端部に各々接続されている。ここで、パッド部１０上に半田バンプなどを介して実装される半導体パッケージ８、９は、配線パターン６、７の４５度の傾きに対応するように、基板本体２の辺部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに対し、自身の辺部８ａ、９ａを４５度傾けた姿勢で、当該プリント配線板（ＰＷＢ）１上に搭載され、以ってプリント回路板（ＰＣＢ）が構成される。
【００１５】
ここで、上記したプリント配線板１を製造する場合には、まず、絶縁層３中の繊維成分３ａ、３ｂの延出方向が、自身のいずれかの辺部とほぼ平行な位置関係となるように、母材から矩形状の基材を切り出す。次に、この基材上の絶縁層３の一方の面側に配置されるグランド層５と、絶縁層３を挟んでグランド層５と対向するように絶縁層３中の繊維成分３ａ、３ｂの延出方向に対し各々４５度の傾きを持たせたかたちで配線パターン７、８を配線する。さらに、配線パターン６、７の４５度の傾きに対応するように基材の辺部に対し自身の辺部８ａ、９ａを傾けた姿勢で配置される矩形状の半導体パッケージ８、９を、当該基材（基板本体２）上に実装可能とするパッド部１０を形成する。これにより、プリント配線板１を得ることができる。なお、各々電気的に接続されたかたちで形成される配線パターン７、８及びパッド部１０を、同一工程で形成してもよい。
【００１６】
次に、本実施形態のプリント配線板１が有する、製造コストを安価に抑えつつも信号の安定した伝送を実現するための構成を、図１、図２に加え、図３ないし図６に基づき詳述する。ここで、図３は、絶縁層中の繊維成分の直上に配線パターンが配置されている状態を示す断面図、図４は、絶縁層中の繊維成分の直上を避けた位置に配線パターンが配置されている状態を示す断面図である。また、図５は、絶縁層中の繊維成分の延出方向に対し、信号伝送用の複数の配線パターンが各々平行に配線されたプリント配線板を示す平面図、図６は、基板本体の辺部に対し、絶縁層中の繊維成分の延出方向を４５度、傾けて構成されたプリント配線板を示す平面図である。
【００１７】
つまり、図３に示すように、絶縁層１２中の繊維成分１２ａの直上に配線される配線パターン１３と、図４に示すように、絶縁層１２中の繊維成分１２ａの直上を避けた位置に配線される配線パターン１４とでは、それぞれグランド層１５との間（基板本体の厚さ方向）におけるコンデンサ容量が相違する。この場合、配線パターン１２と配線パターン１４とでは、これらのパターンが延出している方向、すなわち、信号の伝送方向のインピーダンスが異なり、信号の伝送速度差や、信号ノイズなどが生じ得る。したがって、図５に示すように、絶縁層１２中の繊維成分１２ａ、１２ｂの延出方向に対し、信号伝送用の配線パターン１３、１４が各々平行に配線されたプリント配線板１６では、信号の伝送特性を悪化させることになる。
【００１８】
そこで、本実施形態のプリント配線板１では、図１に示すように、絶縁層３を挟んで、グランド層５と対向する信号伝送用の各配線パターン６、７が、絶縁層中の繊維の位置を（斜め４５度方向から）ほぼ均等に各々横切って配線されることになるので、グランド層５と個々の配線パターン６、７との間に生じ得るコンデンサ容量の均一化を図ることができる。これにより、配線パターン６、７が延出する配線方向（信号の伝送方向）のインピーダンスを揃えることができ、安定した信号の伝送が実現される。また、本実施形態のプリント配線板１は、配線パターン６、７が、絶縁層３中の繊維成分３ａ、３ｂの延出方向に対し、上記したように、各々４５度の傾きをなして配線されているので、絶縁層中の繊維成分が例えば一方向性の繊維ではなく、本実施形態の絶縁層３のように、層中の繊維成分が、碁盤の目状に各々直交する二方向性の繊維である場合などに有用である。すなわち、絶縁層中で縦横に各々延出する各繊維の群に対し、信号伝送用の各配線パターンを斜め４５度方向から均等に横断（クロス）させることができる。
【００１９】
ここで、図６に示すように、基板本体１７の辺部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに対し、絶縁層１７中の繊維成分の延出方向を４５度、傾けて構成するとともに、基板本体１７の辺部１７ａ、１７ｃと、個々の配線パターン１９、２０とを平行に配線したプリント配線板２１を適用することで、本実施形態のプリント配線板１により実現される効果と同様の効果が得られることが期待される。しかしながら、プリント配線板２１の場合、基板本体１７の矩形形状を、４５度の傾きを持たせた状態で母材から切り出す必要があるため、切り出し後、母材側に多くの不要部分が残ってしまい製造コストの面での課題が生じることになる。
【００２０】
一方、本実施形態のプリント配線板１では、プリント配線板１の矩形形状を、母材に対し傾きを持たせた状態で切り出す必要などがなく、切り出し後、母材側に多くの不要部分を残すことなどもないため、プリント配線板の矩形形状を母材側から効率的に切り出すことができ、結果として、プリント配線板１の製造コストを安価に抑えることができる。
【００２１】
したがって、本実施形態のプリント配線板１によれば、製造コストを安価に抑えつつもデータ転送の安定化を図ることができる。
また、本実施形態のプリント配線板１は、ＰＣＩ−ＳＩＧのバス規格であるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを例えば適用することを想定して構成されたものである。このＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓは、上り用及び下り用の一方通行の専用のバスを一単位として、シリアルにデータの転送を行い、その基本の通信速度が２．５Ｇｂｐｓである。さらに、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓは、バスを複数本を束ねて使うことも可能であるため、例えば、３２レーン束ねて用いることなどで、８０Ｇｂｐｓの通信速度を実現することも可能である。ここで、上述したように、配線パターン６、７が延出する配線方向（信号の伝送方向）のインピーダンスを揃えるようにして構成された本実施形態のプリント配線板１は、ＰＣＩ ＥｘｐｒｅｓｓのようなＧＨｚ帯域の高速なデータ転送が必要となる場合などにおいて、効果的に機能する。
【００２２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図７に基づき説明を行う。ここで、図７は、第２の実施形態のプリント配線板を示す断面図である。
この実施形態に係るプリント配線板３１は、第１の実施形態で説明したプリント配線板１の構成に対して、基板本体の表層のパッド部の周辺の構造に改良を加えたものである。
すなわち、プリント配線板３１は、基板本体３２の表面に一部が露出するとともに、導電ペースト３３が内部に充填された複数のビアホール３４を備えている。さらに、半導体パッケージ８（又は９）を半田バンプ３６を介して実装するための複数のパッド部３５は、ビアホール３４の直上に配置され、当該ビアホール３４に各々接続されている。ここで、上記ビアホール３４は、基板内部の中間の導電層と表層の導電層とを接続する非貫通のビアホールであってもよいし、また、基板全体を貫通する全貫通のビアホール（スルーホール）であってもよい。
【００２３】
このように構成された本実施形態に係るプリント配線板３１では、ビアホール３４内に導電性物質が充填され、しかもビアホール３４の直上に半導体パッケージ８、９実装用のパッド部３５が配置されているので、絶縁層中の繊維成分に起因する上記したインピーダンスの影響（コンデンサ容量の影響）を抑制することができ、信号の伝送特性を良好なものとすることができる。
【００２４】
以上、本発明を各実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図８に示すように、傾斜方向の異なる配線部分を持つＶ字状の配線パターン４１、４２が形成されたプリント配線板４３を、本発明として適用してもよい。また、図９に示すように、互いに異なる方向に傾斜した配線部分と（基板本体の辺部に対し）傾斜のない配線部分とからなる配線パターン４５、４６を備えたプリント配線板４７を構成し、これを採用してもよい。この場合、半導体パッケージ８、９を基板本体の辺部に対し傾斜させないで実装することが可能である。なお、プリント配線板４７を採用する場合、上記したインピーダンスの影響を抑えるために、非傾斜部分の配線長を極力短くすることが望ましい。図８及び図９に示したプリント配線板４３、４７などを適用することで、実装部品や配線のレイアウト上の自由度を向上させることができる。
【００２５】
また、上述した実施形態では、層中の繊維成分が、碁盤の目状に各々直交する二方向性の繊維成分を有する絶縁層３を例示していたが、これに代えて、絶縁層中の繊維成分が例えば一方向性の繊維成分となる絶縁層をプリント配線板に形成するようにしてもよい。この場合、一方向性の繊維成分の延出方向に対し、配線パターンを直交させて配線するようにしてもよい。また、上記実施形態では、基板の層数については、特に述べなかったが、無論、４層、８層といった層数の多層プリント配線板にも本発明を適用することができる。
また、図１０に示すように、第１、第２の実施形態で例示したプリント配線板１、３１を情報処理装置３８に搭載することで、装置内部でのデータ転送の安定化が図られた情報処理装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプリント配線板に半導体パッケージが実装された状態を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示すプリント配線板の断面図。
【図３】絶縁層中の繊維成分の直上に配線パターンが配置されている状態を示す断面図。
【図４】絶縁層中の繊維成分の直上を避けた位置に配線パターンが配置されている状態を示す断面図。
【図５】絶縁層中の繊維成分の延出方向に対し、信号伝送用の複数の配線パターンが各々平行に配線されたプリント配線板を示す平面図。
【図６】基板本体の辺部に対し、絶縁層中の繊維成分の延出方向を４５度、傾けて構成されたプリント配線板を示す平面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るプリント配線板を示す断面図。
【図８】互いに傾斜方向の異なる配線部分を有するＶ字状の配線パターンを備えたプリント配線板を示す平面図。
【図９】互いに異なる方向に傾斜した配線部分と傾斜のない配線部分とからなる配線パターンが形成されたプリント配線板を示す平面図。
【図１０】図１又は図７のプリント配線板を搭載した情報処理装置を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１，３１，４３，４７…プリント配線板、２，３２…基板本体、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…基板本体（プリント配線板）の辺部、３，４…絶縁層、３ａ，３ｂ…絶縁層の繊維成分、５…グランド層、６，７，４１，４２，４５，４６…配線パターン、８，９…半導体パッケージ、８ａ，９ａ…半導体パッケージの辺部、１０，３５…パッド部、３３…導電ペースト、３４…ビアホール、３８…情報処理装置。
【図１】
2006100699.tif 000003
【図２】
2006100699.tif 000004
【図３】
2006100699.tif 000005
【図４】
2006100699.tif 000006
【図５】
2006100699.tif 000007
【図６】
2006100699.tif 000008
【図７】
2006100699.tif 000009
【図８】
2006100699.tif 000010
【図９】
2006100699.tif 000011
【図１０】
2006100699.tif 000012