(57)【要約】【課題】親基板及び子基板の接続状態の目視確認を可能とし、かつ、電流経路長を短縮する。【解決手段】誘電体基板からなり、上面に信号導体パターン１１が配線された親基板１と、多層誘電体基板からなり、内層に信号導体パターン２１が配線された子基板２と、子基板２の親基板１との対向面側の外層から内層にかけて設けられ、信号導体パターン１１，２１を電気的に接続する半割りＢＶＨ２４と、親基板１及び子基板２を対向面で接続する接続構造４とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板からなり、上面に第１の信号導体パターンが配線された親基板と、
多層誘電体基板からなり、内層に第２の信号導体パターンが配線された子基板と、
前記子基板の前記親基板との対向面側の外層から内層にかけて設けられ、前記第１，２の信号導体パターンを電気的に接続する半割りされたＢＶＨ（Ｂｌｉｎｄ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）と、
前記親基板及び前記子基板を対向面で接続する接続構造と
を備えた多層配線基板接続構造。
【請求項２】
前記子基板の上下面に設けられた第１，２の地導体と、
前記子基板に設けられ、前記第１，２の地導体を電気的に接続する半割りされたスルーホールとを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の多層配線基板接続構造。
【請求項３】
前記第２の信号導体パターンは、前記半割りされたＢＶＨの近傍のパターン幅が広く構成された
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の多層配線基板接続構造。
【請求項４】
前記子基板の前記親基板との対向面側の外層と前記第２の信号導体パターンが配線された内層との間の内層に配線された第３の信号導体パターンと、
前記子基板の前記第２，３の信号導体パターンが配線された内層間に設けられ、当該第２，３の信号導体パターンを電気的に接続する第２のＢＶＨとを備え、
前記半割りされたＢＶＨは、前記第３の信号導体パターンに電気的に接続された
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の多層配線基板接続構造。
【請求項５】
前記親基板及び前記子基板は、熱膨張係数が同等である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の多層配線基板接続構造。
【請求項６】
前記子基板の上下面に設けられた第１，２の地導体と、
前記第２の信号導体パターンの線路方向に遮断方向の１／２以下の間隔で配列されて前記第１，２の地導体と接続され、誘電体導波管の２つの側壁を形成する側壁用スルーホール群と、
前記第２の信号導体パターン、及び前記第１，２の地導体のうち一方の地導体に電気的に接続され、前記誘電体導波管に給電する給電用ＢＶＨと、
前記給電用ＢＶＨと前記半割りされたＢＶＨとの間に設けられ、前記第２の信号導体パターンが貫通する窓を有する短絡構造と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の多層配線基板接続構造。
【請求項７】
前記短絡構造は、前記半割りされたＢＶＨが設けられた面に設けられた
ことを特徴とする請求項６記載の多層配線基板接続構造。
【請求項８】
前記給電用ＢＶＨに対して前記短絡構造側とは反対側に配置された隔壁を備え、
前記給電用ＢＶＨと前記短絡構造との距離は、前記管内波長の１／４以下である
ことを特徴とする請求項６記載の多層配線基板接続構造。
【請求項９】
前記給電用ＢＶＨの径は、前記電気的に接続された地導体側に向かい大きくなるように構成された
ことを特徴とする請求項６記載の多層配線基板接続構造。
【請求項１０】
前記子基板の上下面に設けられた第１，２の地導体と、
前記第２の信号導体パターンの線路方向に遮断方向の１／２以下の間隔で配列されて前記第１，２の地導体と接続され、誘電体導波管の２つの側壁を形成する側壁用スルーホール群と、
前記誘電体導波管の２つの側壁間の中央に配置されて、前記第２の信号導体パターン、及び前記第１，２の地導体のうち一方の地導体に電気的に接続され、前記半割りされたＢＶＨから遠ざかる方向に向かい厚みが薄くなる階段状に構成された隔壁と、
前記隔壁と前記半割りされたＢＶＨとの間に設けられ、前記第２の信号導体パターンが貫通する窓を有する短絡構造と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の多層配線基板接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波回路などに用いられる多層配線基板の接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、親基板上面に配線された信号導体パターンと、子基板上面に配線された信号導体パターンとを電気的に接続する多層配線基板の接続構造において、半割りスルーホールを用いた構成が知られている（例えば特許文献１参照）。ここで、半割りスルーホールとは、子基板端面に設けられ、上下の外層を貫通する穴の壁を導体で覆い当該子基板の信号導体パターンと電気的に接続されたスルーホールを半割りにしたものである。そして、この半割りスルーホールを用いて半田により親基板の信号導体パターンと電気的に接続することで、多層配線基板の接続を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されるような従来の多層配線基板接続構造では、子基板に配線された信号導体パターンが多層基板の内層に構成されている場合に、問題が生じる。すなわち、この場合、子基板の内層に配線された信号導体パターンと、子基板の上面に配線され半割りスルーホールが電気的に接続された信号導体パターンとを電気的に接続するために、内層間で貫通した穴の壁を導体で覆ったＢＶＨ（Ｂｌｉｎｄ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）により電気的に接続する必要があり、電流経路長が長くなる。その結果、損失が大きくなるという課題がある。
【０００５】
また、上記電流経路長が長くなることで、半割スルーホールによる寄生インダクタンスが大きくなり、親基板及び子基板の信号導体パターンの不整合が発生し、反射損失が劣化するという課題がある。さらに、半割スルーホールからの放射損失が大きくなるという課題もある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、親基板及び子基板の接続状態の目視確認を可能とし、かつ、電流経路長を短縮することができる多層配線基板構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る多層配線基板接続構造は、誘電体基板からなり、上面に第１の信号導体パターンが配線された親基板と、多層誘電体基板からなり、内層に第２の信号導体パターンが配線された子基板と、子基板の親基板との対向面側の外層から内層にかけて設けられ、第１，２の信号導体パターンを電気的に接続する半割りされたＢＶＨと、親基板及び子基板を対向面で接続する接続構造とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、上記のように構成したので、親基板及び子基板の接続状態の目視確認を可能とし、かつ、電流経路長を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る多層配線基板接続構造の構成を示す図であり、（ａ）側面透視図であり、（ｂ）斜視透視図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る多層配線基板接続構造の構成を示す図であり、（ａ）側面透視図であり、（ｂ）斜視透視図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る多層配線基板接続構造の構成を示す図であり、（ａ）側面透視図であり、（ｂ）斜視透視図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る多層配線基板接続構造の信号導体パターンを示す上面図である。
【図５】この発明の実施の形態４に係る多層配線基板接続構造の構成を示す図であり、（ａ）側面透視図であり、（ｂ）斜視透視図である。
【図６】この発明の実施の形態５に係る多層配線基板接続構造の構成を示す側面透視図である。
【図７】この発明の実施の形態５に係る多層配線基板接続構造の別の構成を示す斜視透視図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係る多層配線基板接続構造の従来例の構成を示す側面透視図である。
【図９】この発明の実施の形態６に係る多層配線基板接続構造の構成を示す側面透視図である。
【図１０】この発明の実施の形態７に係る多層配線基板接続構造の構成を示す側面透視図である。
【図１１】この発明の実施の形態８に係る多層配線基板接続構造の構成を示す側面透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る多層配線基板接続構造の構成を示す図であり、（ａ）側面透視図であり、（ｂ）斜視透視図である。
多層配線基板接続構造は、図１に示すように、親基板１及び子基板２から構成されている。
【００１１】
親基板１は、誘電体基板からなり、上面に信号導体パターン（第１の信号導体パターン）１１が配線されたものである。また、親基板１の上面には、子基板２との対向部分に地導体１２及びレジスト層１３が設けられている。また、親基板１の下面には、地導体１４が設けられている。そして、地導体１２と地導体１４とは、スルーホール１５により電気的に接続されている。
【００１２】
子基板２は、多層誘電体基板からなり、内層に信号導体パターン（第２の信号導体パターン）２１が配線されたものである。また、子基板２の下面には、地導体（第１の地導体）２２及びレジスト層２３が設けられている。また、子基板２の端面には、親基板１の対向面である外層から信号導体パターン２１が配線された内層にかけて貫通した穴の壁を導体で覆ったＢＶＨを半割りにした半割りＢＶＨ２４が設けられている。この半割りＢＶＨ２４は、信号導体パターン２１に電気的に接続されている。そして、親基板１の信号導体パターン１１と半割りＢＶＨ２４とは、例えば半田３により電気的に接続される。
【００１３】
また、親基板１及び子基板２の対向面には、親基板１と子基板２とを接続する接続構造４が設けられている。この接続構造４としては、例えば、親基板１及び子基板２のレジスト層１３，２３内にクリーム半田４１を配置し、リフロー接続により接続する構造が挙げられる。
【００１４】
次に、上記のように構成された多層配線基板接続構造による効果について説明する。
本発明では、図１に示すように、子基板２の端面に半割りＢＶＨ２４を設け、この半割りＢＶＨ２４を介して親基板１及び子基板２の信号導体パターン１１，２１を電気的に接続する構造とした。これにより、信号導体パターン１１が子基板２の内層に配線されている場合であっても、電流経路長を、従来の半割りスルーホールを用いた構成に対して短縮することができ、損失を小さくすることができる。また、半割りされたＢＶＨ２４を用いたので、従来と同様に、親基板１及び子基板２の接続状態の目視確認が可能である。
また、従来の半割りスルーホールを用いずに電流経路長を短縮できるため、半割りスルーホールによる寄生インダクタンスが大きくならず、親基板１と子基板２の信号導体パターン１１，２１の不整合の発生を抑制でき、反射損失の劣化を回避できる。さらに、半割りスルーホールからの放射損失の増大も抑制できる。
【００１５】
また、例えば、親基板１及び子基板２の熱膨張率を同等にすることで、外乱に対する感度を同等にすることができ、親基板１と子基板２との接続の機械的強度を向上させることができる。
【００１６】
以上のように、この実施の形態１によれば、半割りＢＶＨ２４により親基板１及び子基板２の信号導体パターン１１，２１を電気的に接続するように構成したので、親基板１及び子基板２の接続状態の目視確認を可能とし、かつ、電流経路長を短縮することができる。
【００１７】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係る多層配線基板接続構造の構成を示す図であり、（ａ）側面透視図であり、（ｂ）斜視透視図である。図２に示す実施の形態２に係る多層配線基板接続構造は、図１に示す実施の形態１に係る多層配線基板接続構造の子基板２に、地導体（第２の地導体）２５及び半割りスルーホール２６を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
地導体２５は、子基板２の上面に設けられたものである。
半割りスルーホール２６は、子基板２の端面に設けられ、上下面にかけて貫通した穴の壁を導体で覆ったスルーホールを半割りにしたものである。この半割りスルーホール２６は、子基板２の上下面の地導体２２，２５と電気的に接続されている。なお図２では、半割りスルーホール２６を介した地導体２２，２５の接続は、親基板１及び子基板２の接続を行う接続構造４としての機能も有している。この場合、接続構造４では、半田４１ｂを用いて接続を行う。
【００１９】
このように、子基板２の上下面に地導体２２，２５を備え、半割りスルーホール２６により電気的に接続することで、子基板２の内層の信号導体パターン２１からの放射ノイズを低減することができる。また、半割りスルーホール２６により地導体２２，２５を電気的に接続することで、グラウンドの強化が図れる。
さらに、半割りのスルーホール２６を用いて接続構造４としても機能させることで、半割りスルーホール２６と地導体２２，２５との接続状態を目視確認でき、親基板１と子基板２の固定を強固にすることができるため、機械的信頼性を向上させることができる。
【００２０】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３に係る多層配線基板接続構造の構成を示す図であり、（ａ）側面透視図であり、（ｂ）斜視透視図である。また、図４はこの発明の実施の形態３に係る多層配線基板接続構造の信号導体パターン１１，２１ｂを示す上面図である。図３に示す実施の形態３に係る多層配線基板接続構造は、図２に示す実施の形態２に係る多層配線基板接続構造の子基板２の信号導体パターン２１を信号導体パターン２１ｂに変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
信号導体パターン２１ｂは、図３，４に示すように、子基板２の内層に配線されたものである。この信号導体パターン２１ｂは、半割りＢＶＨ２４の近傍においてパターン幅が突起状に一部広くなった幅広部分２１１を有している。
【００２２】
このように、信号導体パターン２１ｂに、半割りＢＶＨ２４の近傍のパターン幅を広く構成した幅広部分２１１を設けることで、反射損失を低減することができる。これは、信号導体パターン２１ｂの幅広部分２１１が整合素子としての機能を有し、当該幅広部分２１１により形成される容量が半割りＢＶＨ２４により発生する寄生インダクタンスを相殺するためである。
【００２３】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４に係る多層配線基板接続構造の構成を示す図であり、（ａ）側面透視図であり、（ｂ）斜視透視図である。図５に示す実施の形態４に係る多層配線基板接続構造は、図１に示す実施の形態１に係る多層配線基板接続構造の子基板２に信号導体パターン（第３の信号導体パターン）２７及びＢＶＨ（第２のＢＶＨ）２８を追加し、当該信号導体パターン２７及びＢＶＨ２８を介して信号導体パターン２１と半割りＢＶＨ２４とを電気的に接続したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
信号導体パターン２７は、子基板２の親基板１との対向面側の外層と信号導体パターン２１が配線された内層との間の内層に配線されたものである。
ＢＶＨ２８は、子基板２の第２，３の信号導体パターン２１，２７が配線された内層間に設けられ、当該第２，３の信号導体パターン２１，２７を電気的に接続するものである。
また、半割りＢＶＨ２４は、信号導体パターン２７に電気的に接続されることで、信号導体パターン２７及びＢＶＨ２８を介して信号導体パターン２１と電気的に接続される。
【００２５】
この実施の形態４に係る多層配線基板接続構造では、親基板１に設けられた信号導体パターン１１から子基板２に設けられた信号導体パターン２１を半割りＢＶＨ２４のみで接続する実施の形態１の構造に対して、半割りＢＶＨ２４の長さが短くなる。そのため、信号導体パターン２１の電気的な接続状態（半田３の状態）の目視確認を可能にしつつ、半割りＢＶＨ２４からの放射損失をより低減することができる。
【００２６】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５に係る多層配線基板接続構造の構成を示す側面透視図である。図６に示す実施の形態５に係る多層配線基板接続構造は、図１に示す実施の形態１に係る多層配線基板接続構造に、地導体（第２の地導体）２５、側壁用スルーホール群２９，３０、給電用ＢＶＨ３１及び短絡構造３２を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
地導体２５は、子基板２の上面に設けられたものである。
側壁用スルーホール群２９，３０は、信号導体パターン２１の線路方向に遮断波長の１／２以下の間隔で配列されて、地導体２２，２５と接続されたものである。この側壁用スルーホール群２９，３０が２つの側壁となって、誘電体導波管を構成する。
【００２８】
給電用ＢＶＨ３１は、信号導体パターン２１、及び地導体２２，２５のうち一方の地導体（図６では地導体２２）に電気的に接続され、子基板２の誘電体層に対して垂直に形成されたものである。この給電用ＢＶＨ３１により、誘電体導波管に給電を行う。
【００２９】
短絡構造３２は、給電用ＢＶＨ３１と半割りＢＶＨ２４との間に設けられ、信号導体パターン２１が貫通する窓３２１を有するものである。この短絡構造３２により、誘電体導波管内の電磁波の進行方向を、信号導体パターン２１の線路方向に沿って、半割りＢＶＨ２４から遠ざかる方向に決定付けることができる。なお、短絡構造３２は、図６に示すように、給電用ＢＶＨ３１から管内波長の１／４離れた位置に配置される。また、図７に示すように、短絡構造３２を、半割りＢＶＨ２４が設けられた面に設けるようにしてもよい。
【００３０】
図８に実施の形態５に係る多層配線基板接続構造の従来例の側面透視図を示す。
従来では、図８に示すように、誘電体導波管が形成された子基板２に設けられた給電用ＢＶＨ１０３への給電は、親基板１から行っている。そのため、親基板１の表層に設けた信号導体パターン１１と内層に設けた信号導体パターン１０１を介して電気的に接続されるＢＶＨ１０２を親基板１に設け、子基板２の給電用ＢＶＨ１０３と接続構造１０４を介して電気的に接続する必要があった。
【００３１】
このように、従来では複雑な接続となり、親基板１と子基板２の接続状態の目視確認が困難であるため、接続不良が発生する恐れがあった。それに対して、図６，７に示す実施の形態５に係る多層配線基板接続構造では、親基板１と子基板２の接続状態の目視確認が可能であり、電流経路長も短くできる効果がある。
【００３２】
実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６に係る多層配線基板接続構造の構成を示す側面透視図である。図９に示す実施の形態６に係る多層配線基板接続構造は、図６に示す実施の形態５に係る多層配線基板接続構造に隔壁３３を設けたものである。その他の構成は同様であり、異なる部分についてのみ説明を行う。
【００３３】
隔壁３３は、給電用ＢＶＨ３１に対して短絡構造３２側とは反対側（給電用ＢＶＨ３１の電波方向後方側）に配置されたものである。なお、隔壁３３は、給電用ＢＶＨ３１に対して容量性として機能する形状に構成されている。この隔壁３３を設けることで、給電用ＢＶＨ３１と短絡構造３２との距離を管内波長の１／４以下とすることが可能となる。よって、実施の形態５における効果に加え、子基板２の小型化が可能という効果がある。
【００３４】
実施の形態７．
図１０はこの発明の実施の形態７に係る多層配線基板接続構造の構成を示す側面透視図である。図１０に示す実施の形態７に係る多層配線基板接続構造は、図６に示す実施の形態５に係る多層配線基板接続構造の給電用ＢＶＨ３１を給電用ＢＶＨ３１ｂに変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
給電用ＢＶＨ３１ｂは、給電用ＢＶＨ３１と同様に、信号導体パターン２１、及び地導体２２，２５のうち一方の地導体（図１０では地導体２２）に電気的に接続され、子基板２の誘電体層に対して垂直に形成されたものである。この給電用ＢＶＨ３１ｂにより、誘電体導波管に給電を行う。そして、実施の形態７における給電用ＢＶＨ３１ｂは、電気的に接続された地導体（図１０では地導体２２）側に向かい径が大きくなるように構成されている。
【００３６】
この径が徐々に大きくなる給電用ＢＶＨ３１ｂを用いることで、実施の形態５における効果に加え、誘電体導波管とのインピーダンスの不整合を緩和する機能が得られ、反射特性が改善する効果がある。
【００３７】
実施の形態８．
図１１はこの発明の実施の形態８に係る多層配線基板接続構造の構成を示す側面透視図である。図１１に示す実施の形態８に係る多層配線基板接続構造は、図６に示す実施の形態５に係る多層配線基板接続構造から給電用ＢＶＨ３１を削除し、隔壁３４を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
隔壁３４は、誘電体導波管の２つの側壁間の中央に配置されて、信号導体パターン２１、及び地導体２２，２５のうち一方の地導体（図１１では地導体２５）に電気的に接続されたものである。また、この隔壁３４は、図１１に示すように、半割りされたＢＶＨ２４から遠ざかる方向に向かい厚みが薄くなる階段状に構成されている。
【００３９】
この隔壁３４を設けることで、実施の形態５における効果に加え、信号導体パターン２１が形成するストリップ線路のインピーダンスと誘電体導波管のインピーダンスとのインピーダンス変成器として機能し、反射特性が改善する効果がある。
【００４０】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  親基板、２  子基板、３  半田、４  接続構造、１１  信号導体パターン（第１の信号導体パターン）、１２  地導体、１３  レジスト層、１４  地導体、１５  スルーホール、２１，２１ｂ  信号導体パターン（第２の信号導体パターン）、２２  地導体（第１の地導体）、２３  レジスト層、２４  半割りＢＶＨ、２５  地導体（第２の地導体）、２６  半割りスルーホール、２７  信号導体パターン（第３の信号導体パターン）、２８  ＢＶＨ（第２のＢＶＨ）、２９，３０  側壁用スルーホール群、３１，３１ｂ  給電用ＢＶＨ、３２  短絡構造、３３，３４  隔壁、４１  クリーム半田、４１ｂ  半田、２１１  幅広部分、３２１  窓。
【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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