(57)【要約】【課題】誘電体を機構的なケース状に囲む導体層（導波管部品）を必要とせず、かつ導波管を通る信号の特性を向上させた導波管を備えた印刷配線板を提供する。【解決手段】絶縁性布材２に樹脂を含浸させた絶縁材１と、この絶縁材１の一部を除去した開口部３に充填した樹脂４と、充填した樹脂４上に形成され導波管１０となる導体５とを備え、前記開口部３に充填した樹脂４は、前記絶縁材１に含浸させた樹脂と誘電率または誘電正接が異なり、前記導体５は、充填した前記樹脂４の上下面に形成され、導体５幅は伝送する信号波長（λ）のλ/4の整数倍であり、かつ導体５長さは信号波長（λ）のλ/4の整数倍である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性布材に樹脂を含浸させた絶縁材と、この絶縁材の一部を除去した開口部に充填した樹脂と、充填した樹脂上に形成され導波管となる導体とを備え、
前記開口部に充填した樹脂は、前記絶縁材に含浸させた樹脂と誘電率または誘電正接が異なることを特徴とする印刷配線板。
【請求項２】
前記導体は、充填した前記樹脂の上下面に形成され、導体幅は伝送する信号波長（λ）のλ/4の整数倍であり、かつ導体長さは信号波長（λ）のλ/4の整数倍である請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項３】
導波管としての前記導体には、この導体との間で電磁波を伝送する配線部が接続されている請求項１または２に記載の印刷配線板。
【請求項４】
導波管としての前記導体には、この導体との間で電磁波を伝送する配線部が、所定の間隔をあけて、容量接続で接続されている請求項１または２に記載の印刷配線板。
【請求項５】
導波管としての前記導体には、この導体との間で電磁波を伝送する配線部が、所定の間隔をあけて、アンテナ接続で接続されている請求項１または２に記載の印刷配線板。
【請求項６】
前記配線部には、ビアホールを形成し、電磁波を平行平板内に放射する請求項５に記載の印刷配線板。
【請求項７】
前記開口部に充填した樹脂は、前記絶縁材に含浸させた樹脂よりも誘電率または誘電正接が低い請求項１〜６のいずれかに記載の印刷配線板。
【請求項８】
絶縁性布材に樹脂を含浸させた絶縁材の一部を除去して開口部を形成する工程と、
前記開口部に、前記絶縁材に含浸させた樹脂と誘電率または誘電正接が異なる樹脂を充填する工程と、
前記開口部に充填した樹脂の少なくとも片面に導体を形成し、導波管を形成する工程を含むことを特徴とする印刷配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器などの装置において、マイクロ波やミリ波などの高周波で用いられる高周波回路の伝送線路は、製品を小型化し、かつ消費電力を抑えるために、小型で伝送損失が小さいことが求められている。従来、このような伝送線路として導波管、誘電体導波管、ストリップ線路、マイクロストリップ線路等が知られている。
【０００３】
また、近年、配線基板の表面実装密度は、極めて高くなっており、配線基板の表面に伝送線路を設けることは困難であるため、伝送線路を配線基板内に内蔵する技術が知られている。
しかし、配線基板に伝送線路を内蔵しようとする場合、伝送線路の電磁シールドを確保するのが困難である。そのため、伝送線路を電磁シールドする方法として、配線基板に内蔵されている層間接続用のビア導体を並べて電磁シールドにする方法等がある。
例えば、特許文献１には、絶縁板に形成した開口部に充填された誘電体が、導体層によって囲まれた誘電体導波管からなる伝送線路を具備する高周波用多層配線基板が記載されている。また、特許文献２には、開口部に導電材料が充填された、いわゆるフィルドビア構造を用いた伝送線路を有する配線基板が示されている。
【０００４】
従来、誘電体が導体層によって機構的なケース状に囲まれた誘電体導波管からなる伝送線路を基板に実装していたために、他の部品を基板に実装する面積を占有されていた。特に、基板の回路は、導波管部品の実装部を避けて形成しなければならず、基板の小型化を阻害していた。また、LSI（集積回路）から信号を導波管部品に通す際、直接接続することはできず、印刷配線板の回路を経由する必要があった。
また、通常の印刷配線板で適用しているガラスクロスに樹脂を含浸した絶縁材では、ガラスクロスの影響で絶縁材の誘電率、誘電正接が高過ぎる。そのため、導波管部品に通す信号は、信号が有する微妙な特性によって、通常の印刷配線板の回路では、信号が遅延や波形の乱れなどが起こり、正常に通らないこともあった。
特許文献１では、管状の伝送線路を印刷配線板内に構成する際、長孔内の側壁に側壁導体層を形成するため、工程が複雑で高コストな問題があった。特許文献２では、誘電体層を形成後、囲い込むように長孔ビア導体で側壁を形成するため、伝送線路の中と周囲で、誘電率、誘電正接を変えられない問題があった。通常の上下導通用ビア導体は円柱状またはすり鉢状だが、側壁の長孔状ビア導体は、塀状に延びている特殊な形状であるため、難易度がかなり高く、製造が困難な問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−９７８５４号公報
【特許文献２】特開２００１−１６００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであって、誘電体を機構的なケース状に囲む導体層（導波管部品）を必要とせず、かつ導波管を通る信号の特性を向上させた導波管を備えた印刷配線板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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するべく完成されたものであって、以下の構成からなる。
（１）絶縁性布材に樹脂を含浸させた絶縁材と、この絶縁材の一部を除去した開口部に充填した樹脂と、充填した樹脂上に形成され導波管となる導体とを備え、前記開口部に充填した樹脂は、前記絶縁材に含浸させた樹脂と誘電率または誘電正接が異なることを特徴とする印刷配線板。
（２）前記導体は、充填した前記樹脂の上下面に形成され、導体幅は伝送する信号波長（λ）のλ/4の整数倍であり、かつ導体長さは信号波長（λ）のλ/4の整数倍である（１）に記載の印刷配線板。
（３）導波管としての前記導体には、この導体との間で電磁波を伝送する配線部が接続されている（１）または（２）に記載の印刷配線板。
（４）導波管としての前記導体には、この導体との間で電磁波を伝送する配線部が、所定の間隔をあけて、容量接続で接続されている（１）または（２）に記載の印刷配線板。
（５）導波管としての前記導体には、この導体との間で電磁波を伝送する配線部が、所定の間隔をあけて、アンテナ接続で接続されている（１）または（２）に記載の印刷配線板。
（６）前記配線部には、ビアホールを形成し、電磁波を平行平板内に放射する（５）に記載の印刷配線板。
（７）前記開口部に充填した樹脂は、前記絶縁材に含浸させた樹脂よりも誘電率または誘電正接が低い（１）〜（６）のいずれかに記載の印刷配線板。
（８）絶縁性布材に樹脂を含浸させた絶縁材の一部を除去して開口部を形成する工程と、前記開口部に、前記絶縁材に含浸させた樹脂と誘電率または誘電正接が異なる樹脂を充填する工程と、前記開口部に充填した樹脂の少なくとも片面に導体を形成し、導波管を形成する工程を含むことを特徴とする印刷配線板の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、導波管部品を実装した印刷配線板に比べて、高周波伝送線路を有する印刷配線板を小型化でき、かつ導波管を通る信号の特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は本発明に係る印刷配線板の第１の実施態様を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線側断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線側断面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る印刷配線板の第２の実施態様を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線側断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線側断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線側断面図である。
【図３】（ａ）は本発明に係る印刷配線板の第３の実施態様を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線側断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線側断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線側断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る印刷配線板の製造方法における一実施形態を示す斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る印刷配線板の製造方法における一実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
本発明の印刷配線板の実施形態を図を用いて説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る印刷配線板の第１の実施態様を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線側断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’線側断面図を示す。
図１（ａ）に示す印刷配線板１００は、絶縁性布材２に樹脂を含浸させた絶縁材１において、この絶縁材１の開口部３に樹脂４を充填し、充填した樹脂４上に導体５を形成し導波管１０としたものである。
【００１１】
絶縁材１は、絶縁性布材２に樹脂を含浸させたものである。絶縁性布材２としては、例えば、ガラス繊維やガラス不織布などがよい。ガラス繊維としては、例えばガラス繊維から作られるHigh densityガラスクロス、高開織クロスなどが挙げられる。
絶縁性布材２に含浸させる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂などの有機樹脂などが挙げられる。これらの有機樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。
また、絶縁材１には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機充填材が含まれていてもよい。
【００１２】
開口部３は、ドリル加工またはルータ加工、レーザ加工によって前記絶縁材１を貫通して形成される。このレーザ加工で用いられるレーザ光としては、ＣＯ2レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザなどが挙げられる。開口部３はパターン形状（特性）に合わせて位置や大きさを適宜変更できるので、後述する導波管１０の導体５の特性を向上させることが容易になる。
【００１３】
開口部３には、内部に樹脂４が充填される。この樹脂４は、低誘電率でかつ誘電率が一定であるのがよい。開口部３への樹脂４の充填方法は特に限定されず、例えば、開口部３の一方の開口部にフィルムなどを貼り、開口部３に樹脂４を流し込み硬化させる方法や、予め硬化させた樹脂４からなるブロックを開口部３に埋設する方法などがある。
また、樹脂４は、前記絶縁性布材２に含浸させた樹脂と、誘電率または誘電正接が異なっている。さらに、前記樹脂４は、前記絶縁性布材２に含浸させた樹脂より、誘電率または誘電正接が低いことがよい。樹脂４の誘電率または誘電正接が低いと、導波管１０に通す信号の特性が向上できる。このような樹脂４としては、絶縁性布材を含有しないエポキシ樹脂でも効果は高いが、例えば、フッ素樹脂、シアネートエステル樹脂などが挙げられる。
【００１４】
導波管１０の導体５は、前記開口部３に充填された樹脂４上の少なくとも一方にめっき処理をして設けられる導電回路であり、ＬＳＩなどから電磁波を伝送する配線部５１と、この配線部５１と長さ方向で接続され、電磁波を共振させながら伝送する共振部５２とから構成される。
この導体５は、絶縁性布材２に樹脂を含浸させた絶縁材１と、開口部３に充填した樹脂４との誘電率または誘電正接に大きな差があれば、電磁波が反射して漏れにくくなる。
【００１５】
配線部５１は、図１（ｂ）に示すように、共振部５２より導体幅が小さく、充填した樹脂４の上下の少なくとも一方に形成されるのがよい。
配線部５１は、誘電率または誘電正接が低く、誘電ロスを低く抑えることができ、一定の誘電率の樹脂４上を伝送可能である。
【００１６】
共振部５２は、図１（ｃ）に示すように、その導体幅が開口部３に充填した樹脂４の幅と同じであるのがよい。また、この共振部５２は充填した樹脂４の上下に形成するのがよい。
また、導体５を伝送する周波数が高くなれば、信号波長（λ）が短くなるため、信号が漏れやすく、正常に通らないことが起こる。そのため、導体５の共振部５２の導体幅は、伝送する周波数のλ／４の整数倍となり、前記配線部５１を含む導体５の導体の長さは、伝送する周波数の信号波長のλ／４の整数倍となる。
このような導体５を形成することで、高速信号回路の直下を樹脂４のみの誘電率一定の絶縁層にして、印刷配線板１００に導波管１０を形成することができる。
【００１７】
＜第２の実施形態＞
図２（ａ）は、本発明に係る印刷配線板の第２の実施態様を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線側断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線側断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ’線側断面図を示す。
なお、前述した第１の実施形態と同部材については、説明は省略する。
【００１８】
印刷配線板１０１は、導体５１が開口部３に充填された樹脂４の表面に形成されている。
導体５１は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、配線部５１１と共振部５２１とから構成される。この導体５１、配線部５１１および共振部５２１の材質や形成方法は、前述した導体５、配線部５１および共振部５２とそれぞれ同じである。
印刷配線板１０１において、配線部５１１と共振部５２１との接合部は、図２（ｄ）に示すように、配線部５１１と共振部５２１に一定の間隔を設け、容量接続にて、共振部５２１に電磁波を伝送させる構造である。
さらに、配線部５１１は、λ／４の整数倍の長さに形成される。
【００１９】
＜第３の実施形態＞
図３（ａ）は、本発明に係る印刷配線板の第３の実施態様を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’線側断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’線側断面図、図３（ｄ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ’線側断面図を示す。
【００２０】
印刷配線板１０２は、導体５２が開口部３に充填された樹脂４の表面に形成されている。
導体５２は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、配線部５１２と共振部５２２とから構成される。この導体５２、配線部５１２および共振部５２２の材質や形成方法は、前述した導体５、配線部５１および共振部５２とそれぞれ同じである。
印刷配線板１０２は、図３（ｄ）に示すように、配線部５１２と共振部５２２を一定の間隔を開け、配線部５１２からアンテナ（ビア）７を構築し、絶縁材１の厚みの半分程度の長さになるように、バックドリルでアンテナ（ビア）７を半分削除したものである。
このように、絶縁材１の厚み方向に形成されたアンテナ７の長さが、絶縁材１の厚みの半分となることで、平行平板内にバランスよく電磁波を放射することができる。
【００２１】
次に、本発明に係る印刷配線板の製造方法を説明する。本発明に係る印刷配線板の製造方法は、下記の工程（ｉ）〜（ｉｖ）を含む。
（ｉ）絶縁性布材に樹脂を含浸させて絶縁材を形成する工程。
（ｉｉ）前記絶縁材を貫通する開口部を形成する工程。
（ｉｉｉ）前記開口部に、前記絶縁材に含浸させた樹脂と誘電率または誘電正接が異なる樹脂を充填する工程。
（ｉｖ）前記開口部に充填した樹脂の少なくとも片面に導体を形成し、導波管を形成する工程。
【００２２】
本発明に係る印刷配線板の製造方法を、図４および図５に基づいて説明する。なお、上述した部材についての説明は省略する。
【００２３】
まず、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、ガラスクロスなどの絶縁性布材１に、エポキシ樹脂などを含浸させて、平板状の絶縁材１を形成する。
【００２４】
次に、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、絶縁材１を貫通する開口部３を形成する。
開口部３は、パターン形状（特性）に合わせて、大きさや形状を任意に変更することができる。
【００２５】
次に、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、例えば、フッ素樹脂などの低誘電率の樹脂４を開口部３に充填する。この樹脂４は、前記絶縁材１に含浸させた樹脂と誘電率または誘電正接が異なるものであり、より好ましくは、前記絶縁材１に含浸させた樹脂よりも誘電率または誘電正接が低いものがよい。なお、充填した樹脂４の表面は、絶縁材１の表面と同じ高さであるのがよい。
【００２６】
最後に、図４（ｄ）および図５（ｄ）に示すように、公知の方法にて上下表面にめっき処理し、導体層を形成した後、ドライフィルム・エッチングレジストをロールラミネートで導体層に貼り付ける。エッチングレジストを露光および現像して、導体５を形成しない箇所のエッチングレジストを除去し、その箇所の導体層をエッチングする。エッチング後に残っているエッチングレジストを剥離し、導波管１０の導体５が完成する。なお、導体５は片面だけでもよく、その場合はめっき処理において、他方の面には導体層を残していてもよい。
また、印刷配線板１００では、導波管１０以外の回路（図示せず）と導波管１０の導体５とを、配線部５１共振部５２とをベタ接続で接続しているが、これに限定されず、例えば、容量接続（図２（ａ）参照）、アンテナ７を設けたアンテナ接続（図３（ａ）参照）などで接続してもよい。
【００２７】
以上のように、本発明に係る印刷配線板のように、絶縁性布材に樹脂を含浸させた絶縁材の一部を除去し、その開口部に充填した樹脂上に、導波管となる導体を形成すると、従来のような誘電体を機構的なケース状に囲む導体層（導波管部品）を必要とせず、印刷配線板を小型化でき、他の部品を基板に実装できる面積も増える。さらに、前記開口部に充填した樹脂は、前記絶縁材に含浸させた樹脂と誘電率または誘電正接が異なるため、導波管を通る信号の特性が向上する。
【符号の説明】
【００２８】
１        絶縁材
２        絶縁性布材
３        開口部
４        樹脂
５        導体
７        アンテナ
１０      導波管
５１，５１１，５１２  配線部
５２，５２１，５２２  共振部
１００，１０１，１０２  印刷配線板
【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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