(57)【要約】【課題】多層構造を持たない基板において、高周波信号の伝送品質を確保することが可能な基板の配線構造を提供することを目的とする。【解決手段】複数の集積回路を搭載可能な基板の配線構造１００において、集積回路間を接続するための信号配線１５０と、対向配置される第１電源層１３０および第２電源層１４０と、信号配線１５０に略並行に配されたリターン・パス用配線１３０ａ、１４０ａとを備え、リターン・パス用配線１３０ａの両終端を第１電源層（Ｖｃｃ層）１３０に接続し、リターン・パス用配線１４０ａの両終端を第２電源層（Ｇｎｄ層）１４０に接続する。【選択図】        図１−５
2007128973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の集積回路を搭載可能な基板の配線構造において、
集積回路間を接続するための信号配線と、
対向配置される第１電源層および第２電源層と、
前記信号配線に略並行に配されたリターン・パス用配線と、
を備え、
前記リターン・パス用配線は、前記第１および第２電源層の少なくとも一方の電源層にその両終端が接続されており、
前記信号配線と、前記リターン・パス用配線と、前記信号配線および前記リターン・パス用配線間に狭持される絶縁膜とで第１容量を形成し、
前記第１電源層と、前記第２電源層と、前記第１電源層および前記第２電源層間に狭持される絶縁膜とで第２容量を形成することを特徴とする基板の配線構造。
【請求項２】
前記リターン・パス用配線は、前記信号配線を挟んで一対に形成されており、
一方のリターン・パス用配線の両終端は、前記第１電源層に接続されており、他方のリターン・パス用配線の両終端は、前記第２電源層に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の基板の配線構造。
【請求項３】
前記第１電源層は、Ｖｃｃ層であり、前記第２電源層は、Ｇｎｄ層であることを特徴とする請求項１に記載の基板の配線構造。
【請求項４】
前記信号配線は高周波信号用の信号配線であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の基板の配線構造。
【請求項５】
前記基板は、単層構造であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の基板の配線構造。
【請求項６】
前記基板は、有機基板、半導体基板、またはセラミック基板であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の基板の配線構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の配線構造に関し、詳細には、高周波信号（高速信号）の伝送品質を確保することが可能な基板の配線構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波信号を伝送する配線基板では、高周波信号の伝送品質を確保するために、特性インピーダンスやＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：電磁障害）の対策が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、集積回路を搭載する有機基板の構造を示す部分断面斜視図である。同図に示す基板は、複数の層構造を有するビルト基板となっている。同図において、５０１は第１信号配線、５０２は第２信号配線を示しており、第１信号配線間５０１、５０２間には、第１絶縁層５０３、第１電源層（Ｇｎｄ層）５０４、第２絶縁層５０５、第２電源層（Ｖｃｃ層）５０６、および第３絶縁層５０７が順に積層されている。
【０００４】
同図に示すようなビルト基板では、電源層に絶縁層を介して信号配線を並走する構成とすることによって、信号配線の連続した特性インピーダンスを確保して、高周波信号伝送時の伝送品質を確保することができる。
【０００５】
また、かかるビルト基板では、半導体回路中に存在するトランジスタをスイッチングする際に必要となるシンク電流、ソース電流、および貫通電流を、第１、第２電源層５０４、５０５および第１、第２電源層５０４、５０５間に形成された第２絶縁層５０５とで形成される寄生容量や外付けのバイパスキャパシタによって確保することができる。
【０００６】
また、かかるビルト基板では、信号配線５０１の高周波電流のリターン電流は第２電源層５０６に流れ、また、信号配線５０２の高周波電流のリターン電流は第１電源層５０４に流れるため、リターン電流の帰路を確保することができる。
【０００７】
しかしながら、小型・薄型化した半導体基板および１〜２層の有機基板は、多層構造をもつことができないため、以下のような問題がある。
【０００８】
図５は、単層構成の有機基板の構造を示す部分断面斜視図である。同図において、６０１は第１信号配線、６０２は絶縁層、６０３は第２信号配線を示している。多層構造をもつことができない基板の場合には、（１）信号配線の特性インピーダンスの連続性を確保することが難しい、（２）リターン電流の帰路を確保することが難しい、（３）電源ラインの低インピーダンス化が難しい等の問題があるため、高周波信号の伝送品質を確保することが困難であるという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３４４１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多層構造を持たない基板において、高周波信号の伝送品質を確保することが可能な基板の配線構造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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の集積回路を搭載する基板の配線構造において、集積回路間を接続するための信号配線と、対向配置される第１電源層および第２電源層と、前記信号配線に略並行に配されたリターン・パス用配線と、を備え、前記リターン・パス用配線は、前記第１および第２電源層の少なくとも一方の電源層にその両終端が接続されており、前記信号配線と、前記リターン・パス用配線と、前記信号配線および前記リターン・パス用配線間に狭持される絶縁膜とで第１容量を形成し、前記第１電源層と、前記第２電源層と、前記第１電源層および前記第２電源層間に狭持される絶縁膜とで第２容量を形成したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記リターン・パス用配線は、前記信号配線を挟んで一対に形成されており、一方のリターン・パス用配線の両終端は、前記第１電源層に接続されており、他方のリターン・パス用配線の両終端は、前記第２電源層に接続されていることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１電源層は、Ｖｃｃ層であり、前記第２電源層は、Ｇｎｄ層であることが望ましい。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記信号配線は高周波信号用の信号配線であることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記基板は、単層構造であることが望ましい。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記基板は、有機基板、半導体基板、またはセラミック基板であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の集積回路を搭載する基板の配線構造において、集積回路間を接続するための信号配線と、対向配置される第１電源層および第２電源層と、前記信号配線に略並行に配されたリターン・パス用配線と、を備え、前記リターン・パス用配線は、前記第１および第２電源層の少なくとも一方の電源層にその両終端が接続されており、前記信号配線と、前記リターン・パス用配線と、前記信号配線および前記リターン・パス用配線間に狭持される絶縁膜とで第１容量を形成し、前記第１電源層と、前記第２電源層と、前記第１電源層および前記第２電源層間に狭持される絶縁膜とで第２容量を形成することとしたので、多層構造を持たない基板の配線構造において、高周波信号の伝送品質を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、この発明の最良の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１９】
図１を参照して、実施例に係る基板の配線構造を説明する。本実施例に係る基板は、各種の集積回路を搭載する場合に適用可能である。集積回路としては、例えば、メモリ、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ等である。
【００２０】
図１−１は、本発明に係る基板の配線構造を説明するための模式図である。図１−２は、図１−１のＡ−Ａ断面構成を示す図、図１−３は、図１−２のＢ−Ｂ断面構成を示す図、図１−４は、図１−１のＣ−Ｃ断面構成を示す図、図１−５は、図１−１の基板の配線構造において、第１電源層、第２電源層、信号配線、およびリターン・パス用配線の平面構成を示す模式図である。
【００２１】
図１−１〜図１−５において、１００は、実施例に係る基板の配線構造を示している。同図に示す基板は、単層構造となっている。同図において、１０１は基板を示しており、この基板１０１は、本実施例では半導体シリコン基板である。本発明は、半導体シリコン基板に限られるものではなく、絶縁膜を形成した有機基板やセラミック基板にも適用可能である。１１０、１２０は、基板１０１に実装されたＩＣチップの一部を示している。ＩＣチップ１１０は、ワイヤボンディング用のパット１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを備えている。また、ＩＣチップ１２０は、半田ボール用のパット１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃを備えている。
【００２２】
基板１０１には、絶縁膜１０２が形成されている。また、基板１０１には、絶縁膜１０２を挟んで、第１電源層（Ｖｃｃ層）１３０および第２電源層（Ｇｎｄ層）１４０が対向して配置されている。ＩＣチップ１１０のパット１１１ａ、１１１ｃは、第１電源層１３０のパット１３１ａ、第２電源層１４０のパット１４１ｃとそれぞれボンディングワイヤＢＷで接続されている。また、ＩＣチップ１２０のパット１２１ａ、１２１ｃは、第１電源層１３０のパット１３２ａ、第２電源層１４０のパット１４２ｃとそれぞれ半田ボールＨＢで接続されている。
【００２３】
また、図１−２〜図１−５に示すように、ＩＣチップ１１０、１２０間には、第２電源層１４０と略同一面上に、ＩＣチップ１１０、１２０間で高周波信号を伝送するための複数の信号配線１５０が形成されている。この信号配線１５０の両端は、第１および第２電源層１３０、１４０に挟まれる位置に形成されている。信号配線１５０の両端には、それぞれワイヤボンディング用のパット１５１ｂ、半田ボール用のパット１５２ｂが形成されている。ＩＣチップ１１０のパット１１１ｂは、信号配線１５０のパット１５１ｂとボンディングワイヤＢＷで接続されている。また、ＩＣチップ１２０のパット１２１ｂは、信号配線１５０のパット１５２ｂと半田ボールＨＢで接続されている。
【００２４】
図１−５に示すように、信号配線１５０の連続した特性インピーダンスを確保するために、各信号配線１５０を挟んで、信号配線１５０に対して略並行（略等間隔）に一対のリターン・パス用配線１３０ａ、１４０ｂが形成されている。リターン・パス用配線１３０ｂの両終端は第１電源層１３０に接続されている。また、リターン・パス用配線１４０ｂの両終端は第２電源層１４０に接続されている。
【００２５】
図２は、図１−５の基板の配線構造の等価回路を示す図である。同図において、Ｃ0は、第１電源層（Ｖｃｃ層）１３０と、第２電源層（Ｇｎｄ層）１４０と、および第１電源層１３０と第２電源層１４０間に狭持される絶縁膜１０２とで形成される寄生容量（第２容量）を示している。Ｃ1は、信号配線１５０、リターン・パス用配線１３０ａ、および信号配線１５０とリターン・パス用配線１３０ａ間に狭持される絶縁膜１０２とで形成される容量（第１容量）を示している。Ｃ2は、信号配線１５０、リターン・パス用配線１４０ａ、および信号配線１５０とリターン・パス用配線１４０ａ間に狭持される絶縁膜１０２で形成される容量（第１容量）を示している。Ｌ0は、信号配線１５０のインピーダンス成分、Ｌ1は、リターン・パス用配線１３０ａのインピーダンス成分、Ｌ2はリターン・パス用配線１４０ａのインピーダンス成分を示している。
【００２６】
同図に示すように、パット１５１ｂ、１５２ｂで閉じられた信号配線１５０は、等間隔で絶縁膜１０２を挟んで配置されたリターン・パス用配線１３０ａ、１４０ａにより形成される容量Ｃ1、Ｃ2によって、特性インピーダンスの連続性を確保することができる。また、大きな面積を有する第１電源層１３０および第２電源層１４０間には、大きな寄生容量Ｃ0が形成されるため、第１電源層１３０と第２電源層１４０間を低インピーダンスとすることができる。これにより、リターン・パス用配線１３０ａ、１４０ａの両終端においても、特性インピーダンスの連続性を確保することができる。また、ＩＣチップ１１０、１２０に搭載されるトランジスタには、第１、第２電源層１３０、１４０から低周波数から高周波数動作に亘って低インピーダンスの電源が供給されるため、入力信号がローレベルからハイレベルに変化する瞬間のソース−ドレイン電流による電源ノイズを防止することができる。
【００２７】
このように、パット１３１ａ、１３２ａ、１４１ｃ、１４２ｃで閉じられた領域（第１電源層１３０、第２電源層１４０、信号配線１５０、およびリターン・パス用配線１３０ａ、１４０ａで形成されるループ）を、低インピーダンスの閉ループとすることができるため、シンク電流およびソース電流の流れと、信号配線１５０に流れる高周波電流のリターン電流の帰路をこの閉ループ上に形成できるため、電源ノイズやリターン電流を輻射源とするＥＭＩの発生を防止することができる。
【００２８】
上記実施例によれば、複数の集積回路を搭載可能な基板の配線構造において、集積回路間を接続するための信号配線１５０と、対向配置される第１電源層１３０および第２電源層１４０と、信号配線１５０に略並行に配されたリターン・パス用配線１３０ａ、１４０ａとを備え、リターン・パス用配線１３０ａの両終端を第１電源層（Ｖｃｃ層）１３０に接続し、リターン・パス用配線１４０ａの両終端を第２電源層（Ｇｎｄ層）１４０に接続し、また、信号配線１５０と、リターン・パス用配線１３０ａと、信号配線１５０およびリターン・パス用配線１３０ａ間に狭持される絶縁膜１０２とで容量Ｃ1、（第１容量）を形成し、また、信号配線１５０と、リターン・パス用配線１４０ａと、信号配線１５０およびリターン・パス用配線１４０ａ間に狭持される絶縁膜１０２とで容量Ｃ2（第１容量）を形成し、また、第１電源層１３０と、第２電源層１４０と、第１電源層１３０および第２電源層１４０間に狭持される絶縁膜１０２とで寄生容量Ｃ0（第２容量）を形成することとしたので、第１電源層１３０、第２電源層１４０、信号配線１５０、およびリターン・パス用配線１３０ａ、１４０ａにより、低インピーダンスの狭いループを構成することができ、信号配線の特性インピーダンスの連続性の確保・リターン電流の帰路の確保・電源ノイズの防止が可能となり、多層構造を持たない基板の配線構造において、高周波信号の伝送品質を確保することが可能となる。
【００２９】
（変形例）
図３を参照して、変形例に係る基板の配線構造を説明する。上記実施例では、信号配線１５０に対して、一対のリターン・パス用配線１３０ａ、１４０ａを略並行に配置する構成としたが、各信号配線１５０に対して配置するリターン・パス用配線は、必ずしも複数本必要ではなく、１本としても同様の作用効果を得ることができる。変形例に係る基板の実装構造は、各信号配線１５０に対して、一本のリターン・パス用配線を配置する構成である。
【００３０】
図３−１は、変形例１に係る基板の配線構造を示す図である。図３−１において、図１−５と同等機能を有する部分には同一符号を付してある。変形例１に係る基板の配線構造３００は、図３−１に示すように、信号配線１５０に対して、リターン・パス用配線１４０ａのみを略並行に配置した構成である。リターン・パス用配線１４０ａの両終端は、第２電源層（Ｇｎｄ層）１４０に接続されている。
【００３１】
図３−２は、変形例２に係る基板の配線構造を示す図である。図３−２において、図１−５と同等機能を有する部分には同一符号を付してある。変形例２に係る基板の配線構造４００は、図３−２に示すように、信号配線１５０に対して、リターン・パス用配線１３０ａのみを略並行に配置した構成である。リターン・パス用配線１３０ａの両終端は、第１電源層（Ｖｃｃ層）１３０に接続されている。
【００３２】
変形例に係る基板の配線構造によれば、各信号配線１５０に対して１本のリターン・パス用配線１３０ａまたは１４０ａを配置しているので、配線エリアを省スペース化でき、基板のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る基板の配線構造は、高周波信号の伝送路として使用する場合に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１−１】本発明の実施例に係る基板の配線構造を説明するための模式図である。
【図１−２】図１−１のＡ−Ａ断面構成を示す図である。
【図１−３】図１−１のＢ−Ｂ断面構成を示す図である。
【図１−４】図１−１のＣ−Ｃ断面構成を示す図である。
【図１−５】図１−１の基板の配線構造において、第１電源層、第２電源層、信号配線、およびリターン・パス用配線の平面構成を示す模式図である。
【図２】図１−５の基板の配線構造の等価回路を示す図である。
【図３−１】変形例１に係る基板の配線構造を説明するための模式図である。
【図３−２】変形例２に係る基板の配線構造を説明するための模式図である。
【図４】集積回路を搭載する有機基板の構造を示す部分断面斜視図である。
【図５】単層構成の有機基板の構造を示す部分断面斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１００  基板の配線構造
１０１  基板
１０２  絶縁層
１１０  ＩＣチップ
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ  パット
１２０  ＩＣチップ
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ  パット
１３０  第１電源層（Ｖｃｃ層）
１３０ａ  リターン・パス用配線
１３１ａ、１３２ａ  パット
１４０  第２電源層（Ｇｎｄ層）
１４１ｃ、１４２ｃ  パット
１５０  信号配線
１５１ｂ、１５２ｂ  パット
３００、４００  基板の配線構造
５０１  第１信号配線
５０２  第２信号配線
５０３  第１絶縁層
５０４  第１電源層（Ｇｎｄ層）
５０５  第２絶縁層
５０６  第２電源層（Ｖｃｃ層）
５０７  第３絶縁層
６０１  第１信号配線
６０２  絶縁層
６０３  第２信号配線
【図１−１】
2007128973.tif 000003
【図１−２】
2007128973.tif 000004
【図１−３】
2007128973.tif 000005
【図１−４】
2007128973.tif 000006
【図１−５】
2007128973.tif 000007
【図２】
2007128973.tif 000008
【図３−１】
2007128973.tif 000009
【図３−２】
2007128973.tif 000010
【図４】
2007128973.tif 000011
【図５】
2007128973.tif 000012