(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号配線を含む第１の平行配線群を有する第１の絶縁層上に、前記第１の平行配線群と直交する、第２の信号配線を含む第２の平行配線群を有する第２の絶縁層を積層して成る積層配線体を具備するとともに、前記第１の信号配線直下に積層された絶縁層下面の前記第１の信号配線に対向する位置にのみ、前記第１の信号配線の線路方向に沿った、または、前記第２の信号配線直上に積層された絶縁層上面の前記第２の信号配線に対向する位置にのみ、前記第２の信号配線の線路方向に沿ったスリット状の開口を有する接地導体層が配置されていることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
前記開口は、前記信号配線と同じ長さのスリット状であることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
【請求項３】
前記開口が対向する前記信号配線の面積に対して５０％以上の開口面積を有する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。
【請求項４】
前記第１および第２の平行配線群は、それぞれ複数の信号配線と、各信号配線に隣接する電源配線または接地配線とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子回路基板等に使用される多層配線基板に関し、より詳細には高速で作動する半導体素子を搭載する多層配線基板における配線構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路素子等の半導体素子が搭載され、電子回路基板等に使用される多層配線基板においては、内部配線用の配線導体の形成にあたって、アルミナ等のセラミックスから成る絶縁層とタングステン（Ｗ）等の高融点金属から成る配線導体とを交互に積層して多層配線基板を形成していた。
【０００３】
従来の多層配線基板においては、内部配線用配線導体のうち信号配線は通常はストリップ線路構造とされており、信号配線として形成された配線導体の上下に絶縁層を介していわゆるベタパターン形状の広面積の接地（グランド）層または電源層が形成されていた。
【０００４】
また、多層配線基板が取り扱う電気信号の高速化に伴い、絶縁層を比誘電率が10程度であるアルミナセラミックスに代えて比誘電率が3.5 〜５と比較的小さいポリイミド樹脂やエポキシ樹脂を用いて形成し、この絶縁層上に蒸着法やスパッタリング法等の気相成長法による薄膜形成技術を用いて銅（Ｃｕ）からなる内部配線用導体層を形成し、フォトリソグラフィ法により微細なパターンの配線導体を形成して、この絶縁層と配線導体とを多層化することにより高密度・高機能でかつ半導体素子の高速作動が可能となる多層配線基板を得ることも行なわれていた。
【０００５】
一方、多層配線基板の内部配線の配線構造として、配線のインピーダンスの低減や信号配線間のクロストークの低減等を図り、しかも高密度配線を実現するために、各絶縁層の上面に平行配線群を形成し、これを多層化して各層の配線群のうち所定の配線同士をビア導体やスルーホール導体等の貫通導体を介して電気的に接続する構造が提案されている。
【０００６】
例えば、特開昭63−129655号公報には、第１の方向に延びる複数の第１の信号線およびそれと交互に配置された第１の電力線を含む第１の導電層と、第１の方向と交差する第２の方向に延びる第２の信号線およびそれと交互に配置された第２の電力線とを含む第２の導体層とが、絶縁層と交互に積層され、対応する電圧を受け取る第１および第２の電力線が相互接続されている多層配線構造体が開示されている。これによれば、実装される半導体チップのチップ面積を有効に利用して集積密度を高め、消費電力を減らし、動作速度を高めることが可能になるというものである。
【０００７】
また、特開平１−96953 号公報には、各組が少なくとも第１および第２の配線面を含み、各配線面が主配線方向に向いた導電性配線および直交線の交点に配置された複数の接続部位を有し、第１の配線面の主配線方向が第２の配線面の主配線方向に対して鋭角をなす複数組の配線面を備えた配線構造体が開示されている。これによれば、標準化された１組または数組の配線面を用いて、配線の長さを短縮し、最適化または最小にすることができるというものである。
【０００８】
また、特開平５−343601号公報には、２層以下の平行導体パターンからなるコンダクター（配線導体）層を導体パターン同士を直交させて積層し、コンダクター層のうち一部のコンダクターを信号用とし、残りを電源用として用い、電源用コンダクターにより信号用コンダクター相互間をシールドするように、コンダクター層の各コンダクター同士を接続した集積回路の接続システムが開示されている。これによれば、信号パターンを一対の電源パターンで挟むように導体コンダクターの格子を形成したため、信号パターン間の間隔を小さくすることができるとともに信号パターンを並列して長く形成することができ、キャリア表面が有効に利用され、また、クロストークが減少しＳ／Ｎ比が良好になるというものである。
【０００９】
さらに、特開平７−94666 号公報には、少なくとも第１および第２の相互接続層から成り、相互接続層のそれぞれは複数の平行導電性領域から成り、第２相互接続層の導電性領域は第１相互接続層の導電性領域に対して直交して配置されており、第１および第２の相互接続層の導電性領域は、少なくとも２つの導電性平面が本質的に各相互接続層と相互に組み合わされ、各導電性平面が両方の相互接続層上に表れるように、またさらに、選択された導電性領域は少なくとも１つの信号回路を形成するように２つの導電性平面から電気的に隔離が可能なように、電気的に相互に接続されている電気的相互接続媒体が開示されている。これによれば、平行電力および接地平面の特質である低インダクタンス電力配分、および光学的リソグラフィ製造技術の特質である信号相互接続配線の高配線密度の利点を失うことなしに、相互配線数を低減した相互配線媒体となるというものである。
【００１０】
さらにまた、特開平９−18156 号公報には、第１の信号配線部と第１の電源配線部と複数の第１のグランド配線部とを有する第１層と、第２の信号配線部と第２の電源配線部と第１層における複数の第１のグランド配線部のそれぞれに接続される複数の第２のグランド配線部とを有し第１層に積層する第２層とから構成され、第１層における第１の信号配線部と第２層における第２の信号配線部とがねじれの位置にある、すなわち直交する位置にある多層プリント配線板が開示されている。これによれば、配線層総数の削減が可能になり、さらに、グランド配線部の配線幅を狭くしても合成コンダクタンス値および合成抵抗値を低くコントロールできることからＩＣ等の素子の高密度の配置が可能になり、伝送信号に対する雑音を低く抑えることができるというものである。また、グランド配線部および電源配線部のシールド効果により、信号配線部の特性インピーダンスによるノイズを抑えることができ、第１の信号配線部と第２の信号配線部とがねじれの位置にあることから、２本の信号配線部間の電磁結合および静電結合によって発生するクロストークノイズの影響をコントロールすることが可能となるというものである。
【００１１】
以上のような平行配線群を有する多層配線基板においては、この多層配線基板に搭載される半導体素子等の電子部品とこの多層配線基板が実装される実装ボードとを電気的に接続するために、多層配線基板内で各平行配線群のうちから適当な配線を選択し、異なる配線層間における配線同士の接続はビア導体等の貫通導体を介して行なわれる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような直交させた平行配線群を有する多層配線基板についても、搭載される半導体素子等の電子部品の高周波化に伴い、ＥＭＩ（電磁的干渉）ノイズが問題とされるようになっている。このＥＭＩノイズとは、各種電子機器から不要な電磁波が放射されることにより、この電磁波が電子機器内もしくは周辺の他の電子機器の電子回路に対して侵入して電磁的な干渉を生じ、これが電子回路にノイズとして影響を与えるものであり、電子機器が誤動作を引き起こす原因となるものである。
【００１３】
このＥＭＩノイズの対策としては、通常は次のような３つのレベルでの対策が考えられる。第１に電子機器等のシステムレベルでは、電子機器を構成する筐体の内側等に電波吸収剤をコーティングする等の方法により、電磁波を遮断するといった対策がある。第２に電子回路が構成されるボードレベルでは、電子回路中にＥＭＩフィルタやコンデンサ等のＥＭＩ対策部品を使用するといった対策がある。第３に半導体素子等の電子部品を搭載もしくは収容する多層配線基板やパッケージ等のパッケージレベルでは、内部の配線層をベタパターンといわれる広面積の接地導体層で覆ってＥＭＩノイズをシールドするといった対策がある。
【００１４】
特に、近年はＭＰＵ（Microprocessing Unit）に代表される半導体集積回路の高周波化が進み、数ＧＨｚで動作する半導体素子が実現されつつある。その一方で、半導体素子の高周波化や高密度化に伴い、ＥＭＩノイズの増加が懸念されている。これは、ＭＰＵ等のデジタルデバイスでは数ＧＨｚの立ち上がりを持つ信号にその基本周波数の数倍から十数倍の高調波成分が含まれているからであり、ＥＭＩノイズの主な要因の一つはこの高調波成分が電磁波として放射される現象によるからである。
【００１５】
このような高調波成分の放射を防ぐ対策としては、ベタパターン状の広面積の接地導体層で配線層の上下を完全に覆ってシールドすることが考えられる。
【００１６】
しかしながら、上記のような直交させて積層した平行配線群から成る従来の多層配線基板においては、配線層の配線方向は互いに直交するいわゆるＸ方向とＹ方向とで構成されることから、広面積の接地導体層が存在しないため、パッケージレベルでのＥＭＩ対策が施されていないという問題点があった。そのため、周辺の電子機器からの不要な電磁波ノイズが侵入して半導体素子等の誤動作を引き起こしたり、あるいは配線から不要な電磁波ノイズを放射して周辺の電子機器等に悪影響を与えてしまうことがあるという問題点があった。
【００１７】
また、ＥＭＩノイズの対策として平行配線群の上下に広面積の接地導体層を配置した場合には、絶縁層を介してこの接地導体層と対向する信号配線が接地導体層との間に容量成分を持つため、信号配線間でのインピーダンスマッチング（例えば50Ω）を考慮して配設された信号配線のインピーダンスが所期の値よりも小さな値となってしまい、接地導体層と対向する信号配線と他の配線層の信号配線との間でインピーダンスのミスマッチングが生じてノイズ発生や高周波信号の伝送損失の発生・搭載される半導体素子等の電子部品の誤動作の発生などの原因となるという問題点があった。
【００１８】
本発明は上記問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、交互に積層された平行配線群で配線間のクロストークノイズを低減させることができるとともに、電気特性を劣化させることなくＥＭＩノイズに対する対策を施した、高速で作動する半導体素子等の電子部品を搭載する電子回路基板やパッケージ等に好適な多層配線基板を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層配線基板は、第１の信号配線を含む第１の平行配線群を有する第１の絶縁層上に、前記第１の平行配線群と直交する、第２の信号配線を含む第２の平行配線群を有する第２の絶縁層を積層して成る積層配線体を具備するとともに、前記第１の信号配線直下に積層された絶縁層下面の前記第１の信号配線に対向する位置にのみ、前記第１の信号配線の線路方向に沿った、または、前記第２の信号配線直上に積層された絶縁層上面の前記第２の信号配線に対向する位置にのみ、前記第２の信号配線の線路方向に沿ったスリット状の開口を有する接地導体層が配置されてい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は、上記構成において、前記開口は、前記信号配線と同じ長さのスリット状であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の多層配線基板は、上記構成において、前記開口が対向する前記信号配線の面積に対して50％以上の開口面積を有することを特徴とするものである。
【００２１】
さらに、本発明の多層配線基板は、上記各構成において、前記第１および第２の平行配線群は、それぞれ複数の信号配線と、各信号配線に隣接する電源配線または接地配線とを有することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の多層回路基板によれば、第１および第２の信号配線を含む平行配線群を互いに直交配置して成る積層配線体の第２の信号配線の直上または第１の信号配線の直下の信号配線に対向する位置にのみ、信号配線の線路方向に沿ったスリット状の開口を有する広面積の接地導体層を配置したことから、信号配線が接地導体層との間に余分な容量成分を持つことがないため、信号配線のインピーダンスのミスマッチングが発生することがない。また、接地導体層の開口はその幅が500μｍ以下であることから、この開口を通してＥＭＩノイズが侵入あるいは放射することがなく、ＥＭＩノイズに対して十分なシールド効果を有する接地導体層として機能させることができる。
【００２３】
また、接地導体層の開口として、その開口が対向する信号配線の面積に対して50％以上の開口面積を有するものとした場合には、開口面積を100 ％から減少させた分だけ信号配線に容量成分が発生することとなるものの、その悪影響は実用上問題ない程度に抑えることができるため、信号配線に容量成分が発生することとなってもそれによるインピーダンスのミスマッチングを高周波信号の伝送特性に悪影響を与えることのない範囲に抑えることができ、一方、接地導体層によるＥＭＩノイズのシールド効果はより高めることができるものとなる。
【００２４】
これにより、本発明の多層配線基板によれば、積層配線体により配線間のクロストークノイズを低減させることができるとともに、所定の開口を有する接地導体層を配置することにより電気特性を劣化させることなくＥＭＩノイズに対する対策を施すことができ、高速で作動する半導体素子等の電子部品を誤動作させることなく正確かつ安定に動作させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多層配線基板について添付図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の多層配線基板に係る積層配線体の実施の形態の一例を示す分解平面図であり、同図（ａ）は第１の絶縁層の、（ｂ）は第２の絶縁層の、（ｃ）は接地導体層の平面図をそれぞれ示している。また、図２はこれらを積層して成る積層配線体を含む本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【００２７】
これらの図において、Ｉ１〜Ｉ４はそれぞれ第１〜第４の絶縁層であり、Ｌ１およびＬ２はそれぞれ第１および第２の絶縁層Ｉ１・Ｉ２の上面に略平行に配設された第１および第２の平行配線群、ＧＬは第３の絶縁層Ｉ３を介して第２の平行配線群Ｌ２の上に配置された、所定の開口Ａを有する接地導体層（導体部分に斜線を施して示す）、Ｔ１は第１の平行配線群Ｌ１と第２の平行配線群Ｌ２とを所定の箇所で電気的に接続する貫通導体群である。これらにより本発明の多層配線基板に係る積層配線体が構成されている。また、Ｉ４は接地導体層ＧＬの上に積層され、多層配線基板の表面層となる第４の絶縁層、Ｌ３は第１の絶縁層Ｉ１の下に位置する第５の絶縁層に形成され、貫通導体群Ｔ４を介して第１の平行配線群Ｌ１と電気的に接続される第３の配線層である。ここでは、第２の平行配線群Ｌ２と同様の平行配線群を形成した例を示している。なお、図２においては第５の絶縁層以降の詳細な図示は省略している。
【００２８】
Ｐ１〜Ｐ３はそれぞれ第１〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３中の電源配線、Ｇ１〜Ｇ３はそれぞれ第１〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３中の接地配線、Ｓ１〜Ｓ３はそれぞれ第１〜第３の平行配線群Ｌ１〜Ｌ３中の信号配線を示している。
【００２９】
なお、同じ平面に配設された複数の信号配線Ｓ１〜Ｓ４はそれぞれ異なる信号を伝送するものとしてもよく、同じ平面に配設された複数の電源配線Ｐ１〜Ｐ４はそれぞれ異なる電源を供給するものとしてもよいことは言うまでもない。
【００３０】
Ｄは多層配線基板の表面に搭載される半導体素子であり、例えば通常はＭＰＵ（Micro Processing Unit ）・ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）・ＤＳＰ（Digital Signal Processor）のような半導体素子が搭載される。この半導体素子Ｄは、例えば図２に示すようにいわゆるバンプ電極Ｂ１によりこの多層配線基板の表面に実装されて、あるいは接着剤・ろう材等により搭載部に取着されるとともにボンディングワイヤ等を介して、第２の平行配線群Ｌ２と電気的に接続される。なお、ここでは貫通導体群Ｔ２・接地導体層ＧＬ・貫通導体群Ｔ３を介して第２の平行配線群Ｌ２のうちの接地配線Ｇ２と電気的に接続している部分を図示している。
【００３１】
貫通導体群Ｔ１〜Ｔ４は、各絶縁層Ｉ１〜Ｉ４を貫通して上下の配線同士あるいは配線と半導体素子Ｄまたは多層配線基板の表面に取着された外部接続端子Ｂ２等とを電気的に接続するものであり、通常はスルーホール導体やビア導体等が用いられ、接続に必要な箇所に形成される。
【００３２】
本発明の多層配線基板の積層配線体においては、信号配線Ｓ１を含む第１の平行配線群Ｌ１は第１の方向に略平行に配線され、この上に積層される同じく信号配線Ｓ２を含む第２の平行配線群Ｌ２は第１の方向と直交する第２の方向に略平行に配設されており、これらの各配線が第２の絶縁層Ｉ２を貫通する貫通導体群Ｔ１で電気的に接続されて、積層配線体を構成している。
【００３３】
このような積層配線体によれば、第１の平行配線群Ｌ１と第２の平行配線群Ｌ２とが直交するように積層されていることから、それら平行配線群Ｌ１・Ｌ２の配線間におけるクロストークノイズを減少させて最小とすることができる。
【００３４】
また、この積層配線体の上には、第２の平行配線群Ｌ２のうちの信号配線Ｓ２に対向する開口Ａを有する接地導体層ＧＬが配置されている。この接地絶縁層ＧＬは、多層配線基板の仕様に応じて積層配線体の下に配置してもよく、上下に配置してもよい。そして、このように直交する平行配線群から成る積層配線体の上に所定の開口Ａを有する接地導体層ＧＬを配置したことから、接地導体層ＧＬによりＥＭＩノイズに対して十分なシールド効果を得ることができるとともに、信号配線Ｓ２が対向する部分に開口Ａがあるために信号配線Ｓ２が接地導体層ＧＬとの間に余分な容量成分を持つことがなく、従来のベタパターン形状の電磁シールド層により信号配線Ｓ２のインピーダンスのミスマッチングが発生するということがない。
【００３５】
本発明者は、このような開口Ａとして、ＥＭＩノイズの条件やこの多層配線基板に適用される周波数・各絶縁層の誘電率・高周波信号の波長等の関係を詳細に検討した結果、その幅（対向する信号配線Ｓ１・Ｓ２の幅方向の開口幅）を500 μｍ以下とすることにより、開口Ａを通して高周波の電気特性上で問題となるＥＭＩノイズが積層配線体に侵入し、あるいは積層配線体から放射することがなく、ＥＭＩノイズに対して十分なシールド効果を有する接地導体層して機能させることができることを見出した。
【００３６】
また、このような開口Ａの面積としては、その開口Ａが対向する信号配線Ｓ２の面積に対して50％以上の開口面積を有するものとすることが好ましい。これは、開口面積を小さくするとそれにつれて信号配線Ｓ２にインピーダンスのミスマッチングが生じ、対向する信号配線Ｓ２の面積に対して50％未満になると、ミスマッチングが大きくなって高周波信号の伝送特性に実用上問題となる程度の悪影響を及ぼすようになる傾向があることを見出したことによる。
【００３７】
接地導体層ＧＬに形成する開口Ａの形状やパターンとしては、図１（ｃ）に示すように信号配線Ｓ２とほぼ同形状の平行なスリット状のものの他にも、信号配線Ｓ２（またはＳ１）に対向しており、その幅が500 μｍ以下であって、さらに対向する信号配線Ｓ２（Ｓ１）に対して50％以上の開口面積を有するものであれば、種々の形態を採ることができる。そのような形状やパターンの例を図３（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ図１（ｃ）と同様の平面図で示す。
【００３８】
図３（ａ）は、開口Ａとして対向する信号配線Ｓ２（Ｓ１）に沿ってそれぞれ短いスリット状の多数の開口を縦横に配列して形成し、全体としてメッシュ状のパターンのようにした例である。また、図３（ｂ）は、開口Ａとして（ａ）に示した各開口よりも長いスリット状の多数の開口をいわゆる千鳥状に互い違いとなるように配列して形成した例である。また、図３（ｃ）は、開口Ａとして図１（ｃ）に示した各開口Ａと同様に信号配線Ｓ２（Ｓ１）とほぼ同じ長さで幅を狭くした開口を形成した例である。この他にも、開口Ａとしては、幅が500 μｍ以下の多角形状や円形状のものを信号配線Ｓ２（Ｓ１）に対向させて配列したものであってもよく、その形状・パターン・配列等は特に限定されるものではない。
【００３９】
また、図１および図２に示す例では、積層配線体を構成する第１および第２の平行配線群Ｌ１・Ｌ２は信号配線Ｓ１・Ｓ２に電源配線Ｐ１・Ｐ２または接地配線Ｇ１・Ｇ２をそれぞれ隣接するように配設している。これにより、同じ絶縁層Ｉ１・Ｉ２上の信号配線Ｓ１・Ｓ２間を電磁的に遮断して、同じ平面上の左右の信号配線Ｓ１・Ｓ２間のクロストークノイズを良好に低減することができる。
【００４０】
さらに、信号配線Ｓ１・Ｓ３に必ず電源配線Ｐ１・Ｐ２または接地配線Ｇ１・Ｇ２を隣接させることで、同じ平面上の電源配線Ｐ１・Ｐ２と信号配線Ｓ１・Ｓ２および接地配線Ｇ１・Ｇ２と信号配線Ｓ１・Ｓ２との相互作用が最大となり、電源配線Ｐ１・Ｐ２および接地配線Ｇ１・Ｇ２のインダクタンスを減少させることができる。このインダクタンスの減少により、電源ノイズおよび接地ノイズを効果的に低減することができる。
【００４１】
なお、このことは、第３の配線層Ｌ３以降の配線層として同様の平行配線群を用いた場合には、これらについても適用することができる。
【００４２】
また、本発明の多層配線基板においては、積層配線体の上下には種々の配線構造の多層配線部を積層して多層配線基板を構成することができる。例えば、積層配線体と同様に平行配線群を直交させて積層した構成の配線構造、あるいはストリップ線路構造の配線構造、その他、マイクロストリップ線路構造・コプレーナ線路構造等を多層配線基板に要求される仕様等に応じて適宜選択して用いることができる。
【００４３】
また、例えば、ポリイミド絶縁層と銅蒸着による導体層といったものを積層して、電子回路を構成してもよい。また、チップ抵抗・薄膜抵抗・コイルインダクタ・クロスコンデンサ・チップコンデンサ・電解コンデンサといったものを取着して半導体素子収納用パッケージを構成してもよい。
【００４４】
また、第１〜第４の絶縁層Ｉ１〜Ｉ４を始めとする各絶縁層の形状は、図示したような略正方形状のものに限られるものではなく、長方形状や菱形状・多角形状等の形状であってもよい。
【００４５】
なお、第１および第２の平行配線群Ｌ１・Ｌ２は、第１および第２の絶縁層Ｉ１・Ｉ２の表面に形成するものに限られず、それぞれの絶縁層Ｉ１・Ｉ２の内部に形成したものであってもよい。
【００４６】
また、図２に示す例に対して、第２の平行配線群Ｌ２を第２の絶縁層Ｉ２の内部に形成した場合には、第３の絶縁層Ｉ３は必ずしも必要ではなく、その上に配置させる接地導体層ＧＬは第２の絶縁層Ｉ２の表面に形成してもよい。
【００４７】
本発明の多層配線基板において、第１〜第４の絶縁層Ｉ１〜Ｉ４を始めとする各絶縁層は、例えばセラミックグリーンシート積層法によって、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ムライト質焼結体・ガラスセラミックス等の無機絶縁材料を使用して、あるいはポリイミド・エポキシ樹脂・フッ素樹脂・ポリノルボルネン・ベンゾシクロブテン等の有機絶縁材料を使用して、あるいはセラミックス粉末等の無機絶縁物粉末をエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂で結合して成る複合絶縁材料などの電気絶縁材料を使用して形成される。
【００４８】
これら絶縁層は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法を採用してシート状となすことによってセラミックグリーンシートを得、しかる後、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに各平行配線群および各貫通導体群ならびに導体層となる金属ペーストを所定のパターンに印刷塗布して上下に積層し、最後にこの積層体を還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【００４９】
これら絶縁層の厚みとしては、使用する材料の特性に応じて、要求される仕様に対応する機械的強度や電気的特性・貫通導体群の形成の容易さ等の条件を満たすように適宜設定される。
【００５０】
また、第１および第２の平行配線群Ｌ１・Ｌ２やその他の配線層および接地導体層ＧＬならびに貫通導体群Ｔ１〜Ｔ４等は、例えばタングステンやモリブデン・モリブデン−マンガン・銅・銀・銀−パラジウム等の金属粉末メタライズ、あるいは銅・銀・ニッケル・クロム・チタン・金・ニオブやそれらの合金等の金属材料の薄膜などから成る。
【００５１】
例えば、タングステンの金属粉末メタライズから成る場合であれば、タングステン粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを絶縁層となるセラミックグリーンシートに所定のパターンに印刷塗布し、これをセラミックグリーンシートの積層体とともに焼成することによって、各絶縁層の上面に配設される。
【００５２】
また，金属材料の薄膜から成る場合であれば、例えばスパッタリング法・真空蒸着法またはメッキ法により金属層を形成した後、フォトリソグラフィ法により所定の配線パターンに形成される。
第１および第２の平行配線群Ｌ１・Ｌ２の各配線の幅および配線間の間隔は、使用する材料の特性に応じて、要求される仕様に対応する電気的特性や絶縁層Ｉ１・Ｉ２への配設の容易さ等の条件を満たすように適宜設定される。
【００５３】
なお、各平行配線群Ｌ１・Ｌ２や接地導体層ＧＬの厚みは１〜10μｍ程度とすることが好ましい。この厚みが１μｍ未満となると配線の抵抗が大きくなるため、配線群による半導体素子への良好な電源供給や安定したグランドの確保・良好な信号の伝搬が困難となる傾向が見られる。他方、10μｍを超えるとその上に積層される絶縁層による被覆が不十分となって絶縁不良となる場合がある。
【００５４】
貫通導体群Ｔ１〜Ｔ４の各貫通導体は、横断面形状が円形のものの他にも楕円形や正方形・長方形等の矩形、その他の異形状のものを用いてもよい。その位置や大きさは、使用する材料の特性に応じて、要求される仕様に対応する電気的特性や絶縁層への形成・配設の容易さ等の条件を満たすように適宜設定される。
【００５５】
例えば、絶縁層に酸化アルミニウム質焼結体を用い、平行配線群にタングステンの金属メタライズを用いた場合であれば、絶縁層の厚みを200 μｍとし、配線の線幅を100 μｍ、配線間の間隔を150 μｍ、貫通導体の大きさを100 μｍとすることによって、信号配線のインピーダンスを50Ωとし、上下の平行配線群間を高周波信号の反射を抑えつつ電気的に接続することができる。
【００５６】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、上述の実施例では本発明を半導体素子を搭載する多層配線基板として説明したが、これを半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージに適用するものとしてもよい。あるいは、放熱を考慮した窒化アルミニウム質焼結体・炭化珪素質焼結体や、低誘電率を考慮したガラスセラミックス質焼結体を用いたものとしてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の多層回路基板によれば、第１および第２の信号配線を含む平行配線群を互いに直交配置して貫通導体群で接続して成る積層配線体の第２の信号配線の直上または第１の信号配線の直下の信号配線に対向する位置にのみ、信号配線の線路方向に沿ったスリット状の開口を有する広面積の接地導体層を配置したことから、信号配線が接地導体層との間に余分な容量成分を持つことがないため、信号配線のインピーダンスのミスマッチングが発生することがない。また、接地導体層の開口はその幅が500 μｍ以下であることから、この開口を通してＥＭＩノイズが侵入あるいは放射することがなく、ＥＭＩノイズに対して十分なシールド効果を有する接地導体層として機能させることができる。
【００５８】
また、接地導体層の開口を、それが対向する信号配線の面積に対して50％以上の開口面積を有するものとした場合には、開口面積の減少に伴うインピーダンスのミスマッチングを高周波信号の伝送特性に悪影響を与えることのない範囲に抑えつつ、接地導体層によるＥＭＩノイズのシールド効果をより高めることができるものとなる。
【００５９】
さらに、第１および第２の平行配線群を、それぞれ複数の信号配線と、各信号配線に隣接する電源配線または接地配線とを有するものとした場合には、同じ絶縁層上の信号配線間を電磁的に遮断して、同じ平面上の左右の信号配線間のクロストークノイズを良好に低減することができるとともに、電源ノイズおよび接地ノイズを効果的に低減することができる。
【００６０】
以上のように、本発明によれば、積層配線体において交互に積層された平行配線群でもって配線間のクロストークノイズを低減させることができるとともに、所定の開口を有する接地導体層を配置することにより電気特性を劣化させることなくＥＭＩノイズに対する対策を施すことができ、高速で作動する半導体素子等の電子部品を誤動作させることなく正確かつ安定に動作させることができる、電子回路基板や半導体素子収納用パッケージ等に好適な多層配線基板を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の多層配線基板に係る積層配線体の実施の形態の一例を示す第１の絶縁層、第２の絶縁層および接地導体層の平面図である。
【図２】図１に示す積層配線体を含む本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ接地導体層の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｉ１〜Ｉ４・・・・絶縁層
Ｌ１、Ｌ２・・・・平行配線群
Ｐ１、Ｐ２・・・・電源配線
Ｇ１、Ｇ２・・・・接地配線
Ｓ１、Ｓ２・・・・信号配線
Ｔ１〜Ｔ４・・・・貫通導体群
ＧＬ・・・・・・・接地導体層
Ａ・・・・・・・・開口
【図１】
0003935638.tif 000002
【図２】
0003935638.tif 000003
【図３】
0003935638.tif 000004