(57)【要約】【課題】高密度配線板において、配線長の延長、又は配線パターンの形状変更を減らし、他の方法でスキューを低減する高密度配線板及びその製造方法を提供することである。【解決手段】高密度配線板に設けられた配線であって、出力タイミングの整合を必要とする複数の配線のうち、最も遅い出力タイミングとなる配線の出力タイミングを基準時間とし、前記基準時間と、他の複数の配線の出力タイミング時間とのずれ時間に応じて、前記他の複数の配線の経路途中のビアのランド径を大きく、又はビアのビア径を小さく、若しくは入力端、及び出力端のパッド径を大きくすることにより、前記複数の配線の出力端での出力タイミング時間を前記基準時間に揃えた高密度配線板の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高密度配線板に設けられた配線であって、信号出力タイミングの整合を必要とする複数の配線のうち、最も遅い出力タイミングとなる配線からの信号出力タイミングを基準時間とし、前記基準時間と、他の複数の配線からの信号出力タイミング時間とのずれ時間に応じて、前記他の複数の配線の経路途中のビアのランド径を大きく、又はビアのビア径を小さくしたことにより、前記複数の配線の出力端での信号出力タイミング時間を前記基準時間に揃えたことを特徴とした高密度配線板。
【請求項２】
高密度配線板に設けられた配線であって、信号出力タイミングの整合を必要とする複数の配線のうち、最も遅い出力タイミングとなる配線からの信号出力タイミングを基準時間とし、前記基準時間と、他の複数の配線からの信号出力タイミング時間とのずれ時間に応じて、前記他の複数の配線の入力端、及び出力端のパッド径を大きくしたことにより、前記複数の配線の出力端での信号出力タイミング時間を前記基準時間に揃えたことを特徴とした請求項１記載の高密度配線板。
【請求項３】
高密度配線板に設けられた配線であって、信号出力タイミングの整合を必要とする複数の配線のうち、最も遅い出力タイミングとなる配線からの信号出力タイミングを基準時間とし、前記基準時間と、他の複数の配線からの信号出力タイミング時間とのずれ時間に応じて、前記他の複数の配線の経路途中のビアのランド径を大きく、又はビアのビア径を小さく、若しくは入力端、及び出力端のパッド径を大きくすることにより、前記複数の配線の出力端での信号出力タイミング時間を前記基準時間に揃えることを特徴とする請求項１、又は請求項２記載の高密度配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報機器内の高周波回路用の配線板に係り、特に、スキューの少ない高密度配線を備えた高周波回路用の高密度配線板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術では、高周波回路用の高密度配線板において、スキューを低減する方法は最短経路となる配線の線路長を確保するため蛇行させ延長して調整することが行われている。
【０００３】
前記線路長を確保するため配線の蛇行させ延長するバス配線においては、配線の引き回しのため余分な配線領域が必要となり、又、必要な電気特性のクロストークを抑えるため、配線間のスペースを広くとらなければならず、引き回しのための配線領域に余裕がない場合が発生する。
【０００４】
そのため、配線間のスペースを広くとれず、引き回しのための配線領域に余裕がない場合、配線板のサイズを拡大するか、又は、層数を増やして前記線路長を確保する必要がある。
【０００５】
上述のように、線路長を延長するバス配線は、配線板のサイズを拡大や、層数を増加する方法で製造するため、前記製造コストアップとなり敬遠されている。
【０００６】
前記バス配線について具体的に記述する。最初は、配線領域を拡張する方法である。引き回しの余裕がない場合は、基板サイズ（基板寸法）を大きくして回路グループ間に未配線領域を予め設け、該領域に線路長を確保するため延長配線して調整する。
【０００７】
次は、層数を増加する方法である。基板サイズ（基板寸法）を拡大出来ない場合は、他の層内にスルーホールのビアを介して回路を形成し、前記他の層内領域に線路長を確保するため延長配線して等長配線に調整する。
【０００８】
前記等長配線は回路に冗長パターンを付与するため、回路的に不要パターンや、ビアを形成する必要があり製造工程上にも不都合が発生する場合がある。
【０００９】
近年の技術では、搭載するチップやパッケージの小型化、アレイの多ピン（端子）化により、各端子まで等長配線によるスキューを低減する方法は幾何的（パターンの形状）にも困難になっている。そのため、スキューを低減するために線路長を延長するバス配線方法では全て解決することが困難になってきた。
【００１０】
当然電気特性においても同じ悩みがある。高密度化がすすむ配線板において、等長配線によるスキューの低減を実現することが困難になりつつある。
【００１１】
上述のように、最短経路となる配線は線路長を確保するため蛇行させなければならない。又、クロストークを抑えるため配線間のスペースを広くとらなければならず、配線領域に引き回しの余裕がない。また、搭載するチップやパッケージの小型化、アレイ多ピン（端子）化により、各端子まで等長配線は電気特性以前に配線パターン的にも困難になっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、高密度化がすすむ高密度配線板において、配線長の延長、又は配線パターンの形状変更を減らし、他の方法でスキューを低減する高密度配線板及びその製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、高密度配線板に設けられた配線であって、信号出力タイミングの整合を必要とする複数の配線のうち、最も遅い出力タイミングとなる配線からの信号出力タイミングを基準時間とし、前記基準時間と、他の複数の配線からの信号出力タイミング時間とのずれ時間に応じて、前記他の複数の配線の経路途中のビアのランド径を大きく、又はビアのビア径を小さくしたことにより、前記複数の配線の出力端での信号出力タイミング時間を前記基準時間に揃えたことを特徴とした高密度配線板である。
【００１４】
本発明の請求項２に係る発明は、高密度配線板に設けられた配線であって、信号出力タイミングの整合を必要とする複数の配線のうち、最も遅い出力タイミングとなる配線からの信号出力タイミングを基準時間とし、前記基準時間と、他の複数の配線からの信号出力タイミング時間とのずれ時間に応じて、前記他の複数の配線の入力端、及び出力端のパッド径を大きくしたことにより、前記複数の配線の出力端での信号出力タイミング時間を前記基準時間に揃えたことを特徴とした請求項１記載の高密度配線板である。
【００１５】
本発明の請求項３に係る発明は、高密度配線板に設けられた配線であって、信号出力タイミングの整合を必要とする複数の配線のうち、最も遅い出力タイミングとなる配線からの信号出力タイミングを基準時間とし、前記基準時間と、他の複数の配線からの信号出力タイミング時間とのずれ時間に応じて、前記他の複数の配線の経路途中のビアのランド径を大きく、又はビアのビア径を小さく、若しくは入力端、及び出力端のパッド径を大きくすることにより、前記複数の配線の出力端での信号出力タイミング時間を前記基準時間に揃えることを特徴とする請求項１、又は請求項２記載の高密度配線板の製造方法である。
【００１６】
【作用】
高密度配線板においてスキューを低減する方法は、従来の技術は、最短経路となる配線の線路長を確保するため蛇行させ延長して調整することが行われている。本発明は、配線の経路途中のビアのランド径を大きく、又はビアのビア径を小さく、若しくは入力端、及び出力端のパッド径を大きくすることにより、前記複数の配線の出力端での信号出力タイミング時間を前記基準時間に揃える方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の配線の特徴について図面を用いて説明する。
【００１８】
一般に配線中にビアが存在する場合、単純な伝送路と比較して、層厚の分だけ配線長が長くなるため遅延が生じる。図４に示すように、ビアのビア径と、ランド径との遅延時間の関係をシュミレーションした結果である。ランド径が大きく、ビア径が小さいほど、遅延が長くなる。図４は、試料１、２，３の関連式である。
【００１９】
従って、最長経路以外の配線は、最長経路の出力タイミングに合わせて経路途中の各ビアのランド径やビア径の大小を選ぶことにより、スキューを減少することができる。
【００２０】
図５に示すように、入力端、出力端のパット径と、遅延時間との関係をシュミレーションした結果である。パット径が大きいほど遅延が長くなる。図５は、関連グラフである。
【００２１】
図５に示すように、パッド径が大きいほど遅延が長くなるため、径を選ぶことにより、スキューを減少することができる。
【００２２】
図１は、本発明に係る高周波回路用の高密度配線板の一実施例を示す平面図である。
【００２３】
図１は、配線Ａ（１２）と、配線Ｂ（１３）との間の信号出力タイミングを説明する図である。配線の線路長は配線Ａの方が長い線路長で形成されている。配線Ａ（１２）と、配線Ｂ（１３）との間の信号出力タイミングは配線Ａの方が遅延して出力される。本発明では、信号出力タイミングの速い配線Ｂ（１３）の経路途中の各小型のビア２０Ａのランド径２１Ａやビア径２２Ａ、及びパッド径３１Ａを、各々、大型のビア２０Ｂのランド径２１Ｂ、小型のビア径２２Ｂ、及び大型のパッド径３１Ｂに変更して、信号出力タイミングを遅らせることにより、配線Ａ（１２）の信号出力タイミングに合わせる方法である。その結果によりスキューを減少することができる。ここで、前記小型のビア２０Ａとは、小型のランド径２１Ａと、大型のビア径２２Ａから構成した構造のビアであり、前記大型のビア２０Ｂは、大型のランド径２１Ｂと、小型のビア径２２Ｂから構成した構造のビアを示している。
【００２４】
次に、図２は、本発明に係る高周波回路用の高密度配線板の一実施例を示す側断面図である。ビア２０は、図１に示すように、円形ドーナツ形状の導体層で形成され、中心近傍の孔の内壁には導体層を形成した貫通孔（以下ビア２０と記す）が具備された構造である。該ビア２０は、他の層の導体層と電気的に接続する役割を備えている。ビアのランド２１はビア２０の外周径領域内の導体層をしめす。ビアのビア２２は、内径領域を示している。図２に示すように、上層の信号線１０の延長線上に、大型のビアのランド２１がある。該ビアのランド２１と、下層の信号線１１は小型のビアのビア２２を介して電気的に接続されている。すなわち、上層の信号線１０は、大型のビア２０を介して、例えば、大型のビアのランド２１、小型のビアのビア２２を通電して、下層の信号線１１迄電気回路を形成する。
【００２５】
図３は、本発明に係る高周波回路用の高密度配線板の一実施例を示す側断面図である。入力端、及び出力端のパッド３０は外部回路と接続するためのバンプを配置形成する端子であり、該パッド３０は導体層で形成されている。前記バンプ配置形成する領域の外周形領域が大型のパッド径３１Ｂである。下層の信号線１１とバンプ４０はパッド３０を介して電気的に接続されている。すなわち、下層の信号線１１は、パッド３０を介してバンプ４０迄電気回路を形成する。
【００２６】
【実施例】
次に、本発明の、以下に具体的な実施例に従って説明する。
【００２７】
＜実施例１＞
高周波回路用の高密度配線板からなるテスト配線板（配線板１と記す）に配線の線路長の異なる配線を２配線形成いた。前記２系統の配線は線路長の長い配線を配線Ａ（１２）とした。同様に、残の配線を配線Ｂ（１３）とした。前記配線板１の配線Ａ（１２）と、配線Ｂ（１３）の経路途中に小型のビア２０Ａの形状をランド径２１Ａを５０μｍ、ビア径２２Ａを３０μｍの形状で形成した。該小型のビア２０Ａを１０個と、ＢＧＡパッドのパッド３１の形状を小型のパッド径３１Ａを５００μｍで形成した。（図面表示省）次に、配線を有する配線Ａ（１２）と、配線Ｂ（１３）の各々信号出力タイミング時間を測定した。その結果、配線Ａ（１２）は配線Ｂ（１３）に対し１．５ｐｓの遅延差があった。そこで、配線Ｂ（１３）の経路途中の小型のビア２０Ａから大型のビア２０Ｂに変更した。すなわち、大型のランド径２１Ｂを６２μｍ、小型のビア径２２Ｂを２６μｍに変更し、再度測定の結果、約０．４ｐｓの遅延差が短縮し、配線Ａ（１２）は配線Ｂ（１３）に対し１．１ｐｓの遅延差があった。（図１参照）
【００２８】
さらに、配線Ｂ（１３）の経路途中のパッド３１を変更した。すなわち、大型のパッド径３１ｂを５６０μｍに変更した。経路途中を変更した前記配線Ｂを再測定した。その結果、更に１．１ｐｓの遅延差が短縮し、配線Ａと配線Ｂは略信号出力タイミングが合致した。以上の変更より、配線パターンを変更することなく、遅延差（スキュー）をなくすことができた。
【００２９】
【発明の効果】
上記の通り、本発明に係る高周波回路用の高密度配線板によれば、前記配線の経路途中の個々のビアのランド径を大きく、又はビアのビア径を小さく、若しくは入力端、及び出力端のパッド径を選択することにより、低スキュー化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高周波回路用配線板の実施例を示す平面図。
【図２】本発明に係る高周波回路用配線板の実施例を示す断面図。
【図３】本発明に係る高周波回路用配線板の実施例を示す断面図。
【図４】ビア径及びランド径と遅延量の関係を示すシミュレーション結果である。
【図５】パッド径と遅延量の関係を示すシミュレーション結果である。
【符号の説明】
１…配線板
１０…信号線
１１…他層に形成した信号線
１２…配線Ａ
１３…配線Ｂ
２０…ビア
２０Ａ…（小型の）ビア
２０Ｂ…（大型の）ビア
２１…ビアのランド
２１Ａ…（小型の）ランド径
２１Ｂ…（大型の）ランド径
２２…ビアのビア
２２Ａ…（大型の）ビア径
２２Ｂ…（小型の）ビア径
３０…入出端のパッド
３１…パッド
３１Ａ…（小型の）パッド径
３１Ｂ…（大型の）パッド径
４０…バンプ
【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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