(57)【要約】【課題】ストリップラインを有するプリント配線板の信頼性向上および特性インピーダンスの精度の向上。【解決手段】実施形態のプリント配線板は、信号配線パターン１１を含む第１導体層１０と、第１導体層１０の一面Ｆ上および他面Ｓ上に積層されている樹脂絶縁層４０ａ、４０ｂと、樹脂絶縁層４０ａの表面上に形成されている第２導体層２０と、樹脂絶縁層４０ｂの表面上に形成されている第３導体層３０とを有している。そして、第２および第３導体層２０、３０は、ストリップラインＳのシールド層を形成するベタパターン２１、３１を含んでおり、第２および第３導体層の２０、３０のベタパターンに開口部２３、３３が設けられ、第１導体層１０上への開口部２３、３３の正投影像と信号配線パターン１１の近接端との距離Ｄ１の範囲が１４μｍ〜６４μｍである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップラインの信号線を形成する信号配線パターンを含む第１導体層と、前記第１導体層の一面上および前記一面と反対側の他面上に積層されている樹脂絶縁層と、前記一面上に積層されている前記樹脂絶縁層の表面上に形成されている第２導体層と、前記他面上に積層されている前記樹脂絶縁層の表面上に形成されている第３導体層とを有するプリント配線板であって、
前記第２および第３導体層は、前記ストリップラインのシールド層を形成するベタパターンを含んでおり、
前記第２および第３導体層の一方の前記ベタパターンに開口部が設けられ、
前記第１導体層上への前記開口部の正投影像と前記信号配線パターンの近接端との距離の範囲が１４μｍ〜６４μｍである。
【請求項２】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記開口部の面積の範囲は０．００２８ｍｍ2〜０．０３１４ｍｍ2である。
【請求項３】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記第２導体層および前記第３導体層の両方に前記開口部が設けられ、該両方の開口部の前記第１導体層への正投影像それぞれと前記信号配線パターンの近接端との距離の範囲が１４μｍ〜６４μｍである。
【請求項４】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記第１導体層は、前記信号線の両側に前記信号配線パターンと一定の間隔を空けて形成されていて前記ベタパターンと電気的に接続されている導体パターンを含んでいる。
【請求項５】
請求項４記載のプリント配線板であって、前記導体パターンと、前記導体パターンに隣接する前記信号配線パターンとの間隔は、前記信号配線パターンの幅よりも広い。
【請求項６】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記第１導体層が、前記信号配線パターンの前記開口部側と反対の側に前記信号配線パターンに沿って形成されていて前記信号配線パターンと共に前記信号線を構成する少なくとも１つの第２信号配線パターンを含んでいる。
【請求項７】
請求項６記載のプリント配線板であって、前記信号配線パターンと、前記信号配線パターンに隣接する前記第２信号配線パターンとの間隔が、前記信号配線パターンおよび前記第２信号配線パターンの幅よりも大きい
【請求項８】
請求項６記載のプリント配線板であって、前記信号配線パターンと、前記信号配線パターンに隣接する前記第２信号配線パターンとによって差動伝送方式のストリップラインの信号線が形成される。
【請求項９】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記一面上に積層されている前記樹脂絶縁層および前記他面上に積層されている前記樹脂絶縁層の厚さが、前記第１導体層上への前記開口部の正投影像と前記信号配線パターンの近接端との距離よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリップラインを有するプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、多層配線基板に、導体配線の両側に誘電層を介してグランド配線を設けることによりストリップラインを構成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５７４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の配線基板では、ストリップラインのシールド層を形成しているグランド配線は、ストリップラインの信号線である導体配線の真上および真下の部分だけではなく、その幅方向の周辺部分を含むように広範囲に設けられている。しかしながら、グランド配線などのパターンが大きくなると、その他の部分に形成されているパターンの導体部分との面積の違いが大きくなる。そのため、シールド層が広くなるに伴って、配線基板の反りやうねりが大きくなると考えられる。一方、シールド層が狭いと、設計値通りの特性インピーダンスが得られ難いと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のプリント配線板は、ストリップラインの信号線を形成する信号配線パターンを含む第１導体層と、前記第１導体層の一面上および前記一面と反対側の他面上に積層されている樹脂絶縁層と、前記一面上に積層されている前記樹脂絶縁層の表面上に形成されている第２導体層と、前記他面上に積層されている前記樹脂絶縁層の表面上に形成されている第３導体層とを有している。そして、前記第２および第３導体層は、前記ストリップラインのシールド層を形成するベタパターンを含んでおり、前記第２および第３導体層の一方の前記ベタパターンに開口部が設けられ、前記第１導体層上への前記開口部の正投影像と前記信号配線パターンの近接端との距離の範囲が１４μｍ〜６４μｍである。
【０００６】
本発明の実施形態によれば、ストリップラインを有するプリント配線板の反りやうねりが抑制される。しかも、ストリップラインの特性インピーダンスが設計値と良好に整合すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態のプリント配線板のストリップライン部分の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】開口部が形成されるベタパターンの一例の平面図。
【図４Ａ】評価試験に用いられるプリント配線板のシングルエンド伝送方式のストリップライン部分の平面図。
【図４Ｂ】図４Ａのプリント配線板のＢ−Ｂ断面図。
【図５Ａ】評価試験に用いられるプリント配線板の差動伝送方式のストリップライン部分の平面図。
【図５Ｂ】図５Ａのプリント配線板のＣ−Ｃ断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態のプリント配線板が、図面を参照して説明される。図２は、実施形態のプリント配線板１の断面図である。実施形態のプリント配線板１は、ストリップラインＬの信号線を形成する信号配線パターン１１を含む第１導体層１０と、第１導体層１０の一面Ｆ上および一面Ｆと反対側の他面Ｓ上にそれぞれ積層されている樹脂絶縁層４０ａ、４０ｂとを有している。プリント配線板１は、さらに、樹脂絶縁層４０ａの表面上に形成されている第２導体層２０と、樹脂絶縁層４０ｂの表面上に形成されている第３導体層３０とを有している。そして、第２および第３導体層２０、３０は、ストリップラインＬのシールド層を形成するベタパターン２１、３１を含んでいる。
【０００９】
プリント配線板１の平面図が図１に示されている。なお、図１では、図面が明確になるように、ソルダーレジスト層４５（図２参照）が省略されている。すなわち、図１では、第２導体層２０の表面が露出している。本実施形態では、図１および図２に示されるように、第２導体層２０のベタパターン２１に開口部２３が設けられている。また、第３導体層３０のベタパターン３１の開口部２３の真下の位置にも、開口部３３が設けられている（開口部３３は、平面図上、開口部２３と同じ位置に同じ形状および大きさで設けられているため、図１には描かれていない）。このように開口部２３、３３が形成される理由が以下に示される。
【００１０】
プリント配線板にストリップラインが形成される場合、その信号線の上下をなるべく大きなシールド層で挟むことが好ましい。２つのシールド層に挟まれた領域と他の領域との間の電磁界の相互干渉がより確実に防がれるからである。理論値に近い特性インピーダンスが安定して得られる。その結果、所望の伝送特性が得られる。そのため、ストリップラインの信号線を有する導体層の上下の導体層には、この信号線の真上（真下）の部分およびその周囲部分にベタパターンを形成するのが好ましい。
【００１１】
プリント配線板内のいずれかの導体層の全面、または一部にベタパターンが形成されると、ベタパターンを有する導体層の導体部分の体積と、その他の導体層の導体部分の体積との差が大きくなり易い。そのため、プリント配線板の反りが大きくなることがある。また、ベタパターンが形成されている部分は導体部分の体積が大きくなり易いため、プリント配線板のうねりが大きくなることがある。また、ベタパターンのように導体部分が連続して形成されていると、その連続している部分の導体層が樹脂絶縁層から浮き上がって膨れが発生することがある。プリント配線板を構成する樹脂絶縁層は、プリント配線板の製造中や使用中の加熱などによりガスに変わる成分を含んでいることがある。このガスによって導体層が押し上げられると考えられる。樹脂絶縁層の表面上に連続的に導体が形成されていると、樹脂絶縁層内で発生したガスが、プリント配線板の外に抜け難い。そのため、ガスが樹脂絶縁層と導体層との間に留まり易く、導体層を押し上げると考えられる。
【００１２】
実施形態のプリント配線板１では、このような反りやうねり、および／または、膨れが少なくなるように、図１および図２に示される開口部２３、３３が設けられている。開口部２３、３３は、ベタパターン２１、３１を構成する導体部分の体積があまり大きくならないように適切な数および面積で設けられる。また、プリント配線板１に膨れが生じないようにするという観点では、開口部２３、３３は、隣の開口部との間隔をなるべく狭くして形成されるのが好ましい。樹脂絶縁層４０ａ、４０ｂ内での発生ガスが、プリント配線板１内から外部へ抜けるための出口（開口部２３、３３）に達し易くなるからである。
【００１３】
一方、前述のように、ストリップラインの信号線を有する導体層に隣接する上下の導体層には、信号線の真上（真下）の部分を含む広い範囲にわたって不連続部分なく導体が形成されるのが好ましい。この観点からは、信号線と開口部とがなるべく離れている方が好ましい。従って、平面視で２つの開口部の間に信号線が配される場合には、開口部同士の間隔は、前述の基板の膨れなどの防止の観点と違って、大きい方がより好ましい。このため、開口部は、特性インピーダンスへの影響を無視し得る程度の間隔を空けて、かつ、なるべく狭い間隔で形成されることが好ましい。言い換えると、開口部は、開口部間に配される信号線との間に特性インピーダンスへの影響を許容し得る程度の間隔を空け、かつ、信号線になるべく近付けて形成されることが好ましい。
【００１４】
本実施形態では、第１導体層１０に形成されている信号配線パターン１１の開口部２３側の端面と開口部２３の信号配線パターン１１側の端部との水平距離Ｄ１の範囲が、１４μｍ〜６４μｍ以下である。すなわち、第１導体層１０上への開口部２３の正投影像の信号配線パターン１１側の端部と信号配線パターン１１の近接端との距離の範囲が、シングルエンド伝送方式の信号配線パターンで１４μｍ〜５０μｍ、差動伝送方式の信号配線パターンで１８μｍ〜６４μｍである。このような範囲内の距離を空けて両者が形成されることにより、開口部２３による特性インピーダンスへの影響が無くなる（少なくとも影響が無視され得る程度になる）と考えられる（これらの数値の根拠については後述される）。その結果、設計値との整合性の高い特性インピーダンスが得られ易くなる。すなわち、所望の伝送特性のストリップラインＬが得られ易くなる。また、必要以上に開口部２３の間隔が大きくされることがなく、プリント配線板１の反り、うねり、および／または膨れが少なくなることがある。その結果、耐ヒートサイクル性などの信頼性が向上することがある。
【００１５】
信号配線パターン１１の幅は、必要とされる特性インピーダンスの大きさに応じて設定される。１０〜３００μｍ程度の幅が例示される。図２に示される例では、信号配線パターン１１の幅は１２μｍである。
【００１６】
また、第１導体層１０の一面Ｆ上に形成される樹脂絶縁層４０ａおよび第１導体層１０の他面Ｓ上に形成される樹脂絶縁層４０ｂの厚さは、前述の水平距離Ｄ１よりも大きくされるのが好ましい。第１導体層１０と第２導体層２０との距離および第１導体層１０と第３導体層３０との距離が大きくなり、開口部２３、３３が設けられていることによる特性インピーダンスへの影響が少なくなると考えられる。
【００１７】
図３には、実施形態の第２導体層２０および第３導体層３０に形成されるベタパターンの一例（ベタパターン２２Ｐ）が、開口部２３と共に部分的に示されている。ベタパターン２２Ｐはｘ方向およびｙ方向共に連続して形成されている。ｘ−ｙ平面は、図３に示されるように第２導体層２０の表面と平行な面である。開口部２３は、矩形の領域２２ＰＳごとに、領域２２ＰＳの略中心部分に設けられている。領域２２ＰＳは図３において２点鎖線で区画されている領域であり、ｘ方向に長さｂ、ｙ方向に長さａを有している。すなわち、開口部２３は、ｘ方向にピッチｂで、ｙ方向にピッチａでマトリックス状に配列されている。このように開口部２３が形成されると、ベタパターン２２Ｐ内の導体部分がｘ方向、ｙ方向それぞれに略一様に形成される。このため、各方向において局所的に導体部分の体積が大きい（小さい）領域が少なくなる。この結果、プリント配線板のうねりが小さくなることがある。開口部２３が互いに等しい長さａ、ｂで配列されると、ベタパターン２２Ｐ全面にわたって導体部分が略一様に形成される。さらにプリント配線板のうねりが小さくなることがある。また、他の導体層の導体部分の体積との差が、長さａ、ｂの調整により容易に少なくされ得る。そのため、プリント配線板の反りが小さくなることがある。また、開口部２３がベタパターン２２Ｐの全面に均等に設けられるため、ベタパターン２２Ｐ全面にわたってガス抜け性が同程度になり得る。
【００１８】
図３に示されるように、開口部２３が所定のピッチで形成されるベタパターン２２Ｐを上層側のシールド層とするストリップラインの信号線１２ａ、１３ａは、平面視で、開口部２３の間の部分に形成される。ストリップラインの信号線は、信号線１２ａ、１３ａのように、複数の信号配線パターンを含み得る。信号線１２ａは、信号配線パターン１２１と、信号配線パターン１２１の開口部２３側と反対の側に信号配線パターン１２１に沿って形成される信号配線パターン１２２とを含んでいる。また、信号線１３ａは、信号配線パターン１３１と、信号配線パターン１３１の開口部２３側と反対の側に信号配線パターン１３１に沿って形成される２つの信号配線パターン１３２、１３３とを含んでいる。実施形態のプリント配線板１に形成されるストリップ配線の信号線は、さらに多くの信号配線パターンを含んでいてよい。また、信号線１２ａは、信号配線パターン１２１および１２２により形成される差動伝送方式のストリップラインの信号線であってよい。信号線１３ａも、信号配線パターン１３１〜１３３のうちの２つで構成される差動伝送方式の信号線を含んでいてもよい。すなわち、実施形態のプリント配線板１には、シングルエンド伝送方式、および／または、差動伝送方式のストリップラインが形成され得る。
【００１９】
プリント配線板が用いられる電子機器などの高機能化に伴って信号配線パターン１２１などの配線パターンの本数は多くなる傾向にある。また、それらは、幅方向に隣接して並置されることが多い。このため、その上層および下層の導体層において、開口部を設けることなく連続的に形成されるべき導体部分の幅は広くなる傾向にある。
【００２０】
図３に示される例においても、信号配線パターン１２１、１３１と開口部２３との距離Ｄ１２、Ｄ１３は、シングルエンド伝送方式の信号配線パターンの場合１４μｍ〜５０μｍ、差動伝送方式の信号配線パターンの場合１８μｍ〜６４μｍの範囲内にある。このため、特性インピーダンスへの影響が無視できる程度の位置で、かつ、信号配線パターン１２１、１３１に比較的近い位置に開口部２３が配置される。そのため、信号線１２ａ、１３ａを構成する信号配線パターンの数が多い場合でも、開口部２３の配置ピッチ（図３に示される例では長さｂ）は比較的小さい。その結果、所望の伝送特性が得られ易く、かつ、プリント配線板１の反りや膨れが小さくなり得る。なお、図３には、信号線１２ａ、１３ａが、隣接する２つの開口部２３の略中央に形成される例が示されているが、信号線１２ａ、１３ａは、いずれか一方の開口部２３寄りの位置に形成されていてもよい。その場合、少なくとも近接する側の開口部２３との距離がシングルエンド伝送方式の信号配線パターンで１４μｍ〜５０μｍ、差動伝送方式の信号配線パターンで１８μｍ〜６４μｍの範囲内であればよい。一方の開口部２３との距離だけでもこのような距離にされることで、開口部２３の配置間隔が比較的小さくなり得る。
【００２１】
実施形態のように、開口部２３が適切な位置に形成されると、プリント配線板１の反りやうねりが小さい。そのため、信号配線パターン１２１などとシールド層を形成する第２および第３導体層２０、３０との間の距離が一定になりやすい。すなわち、ストリップラインを構成する樹脂絶縁層４０ａ、４０ｂの厚さのばらつきが小さい。このため、ストリップラインの特性インピーダンスが安定し、電気的特性が向上する。
【００２２】
信号配線パターン１２１、１２２および１３１〜１３３の幅は、必要とされる特性インピーダンスの大きさに応じて設定され、たとえば、１０〜３００μｍ程度にされる。信号配線パターン１２１、１２２および１３１〜１３３の幅は、図３に示される例では、それぞれ１２μｍである。また、信号配線パターン１２１と信号配線パターン１２２との間隔は、互いの伝送特性への干渉が許容範囲内となる距離に設定される。信号配線パターン１３１〜１３３の間隔についても同様である。これらの間隔は、たとえば、それぞれ１０〜３００μｍ程度とされ、図３に示される例では、それぞれ４０μｍである。信号配線パターン１２１と信号配線パターン１２２との間隔は、信号配線パターン１２１、１２２それぞれの幅より広くされるのが好ましい。同様に、信号配線パターン１３１と信号配線パターン１３２との間隔および信号配線パターン１３２と信号配線パターン１３３との間隔は、それぞれ、信号配線パターン１３１〜１３３それぞれの幅よりも広くされるのが好ましい。各信号配線パターンの抵抗成分やインダクタンス成分などによる特性インピーダンスへの寄与が大きいからである。隣接する信号配線パターンを伝送する信号による電磁波の影響が相対的に少ないと考えられる。
【００２３】
開口部２３、３３は、図３に示されるように、信号配線パターン１２１などに沿った方向に一定のピッチで形成される場合、その大きさが特性インピーダンスに影響することがある。本実施形態では、開口部２３、３３の面積の範囲は、０．００２８ｍｍ2〜０．０３１４ｍｍ2（円形の開口部２３の直径６０μｍ〜２００μｍ）である。後述されるように、この範囲内の面積であれば、特性インピーダンスに与える影響は少ないと考えられる。また、図１および図３には、円形の開口部２３が例示されているが、開口部２３、３３の形状は、円形に限定されず、スリットや角形であってもよい。
【００２４】
図１および図２に示されるように、第１導体層１０には、ストリップラインＬの信号線を形成する信号配線パターン１１の両側に、信号配線パターン１１と一定の間隔を空けて導体パターン１４が形成されている。導体パターン１４は、第２導体層２０に形成されているベタパターン２１とビア導体５５ａを介して電気的に接続されている。また、導体パターン１４は、第３導体層３０に形成されているベタパターン３１とビア導体５５ｂを介して電気的に接続されている。すなわち、導体パターン１４は、ベタパターン２１、３１と共にＧＮＤなどの基準電位に接続されることにより、信号配線パターン１１の幅方向のシールド材として機能する。このように導体パターン１４が形成されると、ストリップラインＬの伝送特性が一層安定する。
【００２５】
導体パターン１４が形成される場合、導体パターン１４と、信号配線パターン１１との間隔は、信号配線パターン１１の幅よりも広くされるのが好ましい。導体パターン１４の厚さや、導体パターン１４と信号配線パターン１１との間隔のばらつきによる特性インピーダンスへの影響が少なくなると考えられるからである。導体パターン１４と、導体パターン１４に隣接する信号配線パターン１１との間隔は、たとえば、１０〜５００μｍ程度に設定され、図２に示される例では４０μｍである。
【００２６】
実施形態のプリント配線板１のストリップラインＬを構成している部分以外の部分について、図２を参照して説明される。実施形態のプリント配線板１は、コア基板１５を有している。コア基板１５は、絶縁基板５０と、絶縁基板５０の一方の表面上に設けられている第３導体層３０と、絶縁基板５０の他方の表面上に設けられている導体層６３とで構成されている。すなわち本実施形態では、前述の樹脂絶縁層４０ｂは、コア基板１５の表面上に形成されている。また、導体層６３上には、樹脂絶縁層７０ｂ、導体層６１、樹脂絶縁層７０ａ、導体層６２がこの順に積層されている。また、第２導体層２０上、および導体層６２上には、それぞれ、ソルダーレジスト層４５、７５が形成されている。また、樹脂絶縁層４０ａ、４０ｂ、７０ａおよび７０ｂには、それぞれの両側の面に形成されている導体層を接続するビア導体５５ａ、５５ｂおよび５５ｃが形成されている。また、絶縁基板５０には、スルーホール導体５６が形成されている。しかしながら、図２に示されるプリント配線板１の構造は一例に過ぎない。たとえば、プリント配線板１は、コア基板を含まない多層配線板であってもよく、第１、第２および第３導体層１０、２０および３０と、樹脂絶縁層４０ａ、４０ｂだけで構成されてもよい。
【００２７】
コア基板１５は、一般的な両面銅張積層板を加工することで形成され得る。例えば、スルーホール導体５６は、コア基板１５の両側の面から炭酸ガスレーザー光などを照射して貫通孔を形成し、この貫通孔内に無電解めっきなどによりシード層となる金属被膜を形成し、さらに、この金属被膜上に電気めっきによりめっき膜を形成することにより形成される。両面銅張積層板が用いられる場合、シード層となる金属被膜および電気めっき膜は銅で形成される。また、第３導体層３０および導体層６３はサブトラクティブ法で形成される。第３導体層３０および導体層６３の厚さは、たとえば１８μｍであり、絶縁基板５０の厚さは、たとえば２００μｍである。
【００２８】
樹脂絶縁層４０ｂ、７０ｂは、樹脂と無機粒子を含む樹脂フィルムを熱プレスでコア基板１５上に積層することで形成される。樹脂絶縁層４０ｂ、７０ｂの厚さは、たとえば１０〜３５μｍであり、図２に示される例では２０μｍである。同様に、樹脂絶縁層４０ａ、７０ａは、樹脂絶縁層４０ｂ、７０ｂ、ならびに、第１導体層１０および導体層６１上に樹脂フィルムを積層することで形成される。樹脂絶縁層４０ａ、７０ａの厚さは、たとえば１０〜３５μｍであり、図２に示される例では１５μｍである。樹脂絶縁層４０ａ、４０ｂ、７０ａおよび７０ｂは、熱でガスに変わる成分を含んでいることがある。また、プリント配線板１の製造では、アニーリングなどの加熱処理が行われることがある。このため、樹脂絶縁層４０ａなどからガスが発生することがある。そして、このガスが、第２導体層２０などに遮られてプリント配線板１の外部に抜けることができない場合、第２導体層２０などを押し上げて、プリント配線板１に膨れを生じさせることがある。樹脂絶縁層４０ａ、４０ｂ、７０ａおよび７０ｂには、たとえば、味の素ファインテクノ株式会社製層間絶縁材料：ＡＢＦフィルムＡＢＦ−９２Ｒが用いられる。
【００２９】
樹脂絶縁層４０ａ、４０ｂ、７０ａおよび７０ｂには、たとえば、一方の表面から炭酸ガスレーザー光などが照射され、各樹脂絶縁層を貫通する導通用孔が形成される。
【００３０】
導通用孔が形成されている樹脂絶縁層４０ｂ、７０ｂ上に無電解めっきなどでシード層が形成される。そして、シード層上にめっきレジストが形成される。その後、めっきレジストから露出するシード層上に電気めっきで電気めっき膜が形成される。その後、めっきレジストが除去され、電気めっき膜から露出するシード層が除去される。樹脂絶縁層４０ｂ上に第１導体層１０が形成され、樹脂絶縁層７０ｂ上に導体層６１が形成される。同時に、樹脂絶縁層４０ｂ内にビア導体５５ｂが形成され、樹脂絶縁層７０ｂ内にビア導体５５ｃが形成される。同様の方法で、樹脂絶縁層４０ａ上に、第２導体層２０が形成され、樹脂絶縁層７０ａ上に導体層６２が形成される。同時に樹脂絶縁層４０ａ内にビア導体５５ａが形成され、樹脂絶縁層７０ａ内にビア導体５５ｃが形成される。第１導体層１０、第２導体層２０および導体層６１、６２の厚さは１０μｍ〜２０μｍであり、図２に示される例では、いずれの厚さも１０μｍである。シード層や電気めっき膜は銅で形成されている。第１導体層１０には、信号配線パターン１１および導体パターン１４が形成される。第２導体層２０および第３導体層３０には、開口部２３、３３を有するベタパターン２１、３１が形成される。信号配線パターン１１、導体パターン１４、ベタパターン２１および開口部２３の形状や大きさは、めっきレジストのパターンで調整され得る。また、ベタパターン３１および開口部３３の形状および大きさは、サブトラクティブ法に用いるエッチングマスクのパターンで調整され得る。
【００３１】
第２導体層２０上および樹脂絶縁層４０ａの露出面上、ならびに、導体層６２上および樹脂絶縁層７０ａの露出面上に、たとえば、感光性のエポキシ材などの層が形成される。その上に、所定の部分に開口を有する露光マスクが形成され、エポキシ材などの層が露光および現像されることによりソルダーレジスト層４５、７５が形成される。この結果、図２に示されるプリント配線板１が完成する。
【００３２】
以上の説明では、図２に示されるように、第３導体層３０のベタパターン３１に開口部３３が形成される例を参照して一実施形態のプリント配線板１が説明された。しかしながら、プリント配線板１は、第３導体層に開口部が設けられない構造とされてもよい。第３導体層３０に開口部が形成されなくても、プリント配線板１の反りや膨れの問題が生じないことがあるからである。たとえば、コア絶縁層５０からのガスの発生が少ない場合である。また、導体層６３にも同様にベタパターンが形成される場合などである。信号配線パターン１１の近くのベタパターン３１に開口部が無ければ、ストリップラインＬの特性インピーダンスがより安定し、所望の伝送特性が得られ易い。この場合、第２導体層のベタパターン２１に設けられる開口部２３と信号配線パターン１１の開口部２３側の端面との水平距離Ｄ１は、１４μｍ〜６４μｍにされ得る。この数値の根拠が、前述の開口部３３を設ける場合の水平距離Ｄ１の適正な範囲の根拠を基に、以下の評価試験結果により示される。
【００３３】
前述のように、プリント配線板に、ストリップラインおよびベタパターンが形成される場合、特性インピーダンスへの影響を無視し得る位置で、かつ、信号配線パターンになるべく近い位置に、ベタパターンの開口部が形成されるのが好ましい。そこで、信号配線パターンと、その上下の導体層のベタパターンに設けられる開口部との距離に関して、ストリップラインの特性インピーダンスに対する影響が調査される。この調査のために、構造が少しずつ異なる４つのプリント配線板８１ａおよび８１ｂが製造される。
【００３４】
図４Ａには、プリント配線板８１ａのストリップライン部分の平面図が示されており、図４Ｂには、図４ＡのＢ−Ｂ断面が示されている。プリント配線板８１ａは、信号配線パターン８５が形成されている導体層８２と、導体層８２の両面に積層されている樹脂絶縁層８６、８７と、樹脂絶縁層８６、８７上にそれぞれ形成されている導体層８３、８４とを有している。導体層８３、８４の全面にはベタパターンが形成されており、導体層８３、８４および信号配線パターン８５によりシングルエンド伝送方式のストリップラインが構成される。導体層８２には、信号配線パターン８５の両側にシールドパターン９０が形成されている。そして、導体層８３のベタパターンには、信号配線パターン８５から水平距離Ｄ２だけ離れた位置に２つの開口部８８が形成されている。導体層８４のベタパターンにも、平面視で開口部８８と略同じ位置に開口部８９が形成されている。また、図５Ａおよび図５Ｂには、プリント配線板８１ｂのストリップライン部分の平面図および断面図が示されている。プリント配線板８１ｂの導体層８２には、２つの信号配線パターン８５が形成されている。２つの信号配線パターン８５および導体層８３、８４により差動伝送方式のストリップラインが構成される。導体層８３、８４のベタパターンには、一方の信号配線パターン８５から水平距離Ｄ３だけ離れた位置に開口部８８、８９がそれぞれ２つずつ形成されている。プリント配線板８１ｂのその他の構造はプリント配線板８１ａと同じである。
【００３５】
プリント配線板８１ａの各部の寸法が、以下に示される。導体層８２の厚さｔ１は１０μｍ、樹脂絶縁層８６の厚さｔ２は１５μｍ、樹脂絶縁層８７の厚さｔ３は２０μｍ、２つの開口部８８の中心間の距離（および開口部８９の中心間の距離）Ｐは１ｍｍ、信号配線パターン８５の幅ｗは１２μｍ、信号配線パターン８５とシールドパターン９０との間隔ｇ１は４０μｍである。プリント配線板８１ｂの相当部分の寸法も同じである。プリント配線板８１ｂの２つの信号配線パターン８５の間隔ｇ２は４０μｍである。プリント配線板８１ａおよび８１ｂそれぞれの樹脂絶縁層８６、８７には、味の素ファインテクノ株式会社製層間絶縁材料：ＡＢＦフィルムＡＢＦ−９２Ｒが用いられ、各導体層は全て銅で形成される。
【００３６】
プリント配線板８１ａおよび８１ｂそれぞれについて、信号配線パターン８５と開口部８８、８９との水平距離（プリント配線板８１ａにおいて水平距離Ｄ２、プリント配線板８１ｂにおいて水平距離Ｄ３）、および、開口部８８、８９の開口面積を変えてサンプルが製造される。そして、各サンプルについて特性インピーダンスが測定される。それにより、開口部８８、８９の開口面積ごとに、特性インピーダンスに影響の無い水平距離が調べられる。なお、プリント配線板８１ａについては、所謂シングルエンドの特性インピーダンス（Ｚｏ）に影響の無い水平距離Ｄ２が調べられる。プリント配線板８１ｂについては、差動モードの特性インピーダンス（Ｚｄｉｆｆ）に影響の無い水平距離Ｄ３が調べられる。また、各サンプルについて、反り、うねり、膨れの有無が評価される。各サンプルには、樹脂絶縁層８６、８７を熱硬化させるための熱履歴が加えられているので、そのような熱履歴を有するプリント配線版の反り、うねり、膨れの有無が調べられる。
【００３７】
各サンプルを用いた評価と共に、各サンプルに基づくモデリングによる分析モデルを用いて特性インピーダンスのシミュレーションが実施される。シミュレーションには、ＡＮＳＹＳ社の高周波３次元電磁界解析ソフトウェア：ＡＮＳＹＳ  ＨＦＳＳ  Ｖｅｒ．１５．０が用いられる。シミュレーションにおいても、プリント配線板８１ａ、８１ｂそれぞれについて、ＺｏまたはＺｄｉｆｆに影響の無い水平距離Ｄ２、Ｄ３が調べられる。
【００３８】
プリント配線板８１ａについての評価結果が表１に、プリント配線板８１ｂについての評価結果が表２に、それぞれ示される。各表中の「シミュレーション＋製造ばらつきを考慮」の水平距離は、特性インピーダンスの調査結果に加えて、サンプル作成を通じて把握された製造ばらつきを考慮して導出された値である。
【００３９】
【表１】
2017123357.tif 000003
【００４０】
【表２】
2017123357.tif 000004
【００４１】
表１および表２から、ベタパターンの開口部８８、８９が大きくなるに従って、開口部８８、８９と、信号配線パターン８５との距離も大きくする必要があることが理解される。また、差動伝送方式は、シングルエンド伝送方式よりも、ベタパターンの開口部８８、８９による特性インピーダンスへの影響を受けやすいことが理解される。
【００４２】
また、開口部８８、８９の面積が０．００２８ｍｍ2〜０．０３１４ｍｍ2の範囲では、シングルエンド伝送方式の場合（表１）、シミュレーション上、水平距離Ｄ２が１４μｍ以上であれば、開口部８８、８９によって特性インピーダンスが影響を受けない可能性がある。また、製造ばらつきを考慮しても、開口部８８、８９を５０μｍより大きく信号配線パターン８５から離す必要は無いと考えられる。差動伝送方式の場合（表２）、シミュレーション上、水平距離Ｄ３が１８μｍ以上であれば、開口部８８、８９によって特性インピーダンスが影響を受けない可能性がある。また、製造ばらつきを考慮しても、開口部８８、８９を６４μｍより大きく信号配線パターン８５から離す必要は無いと考えられる。なお、プリント配線板８１ａおよび８１ｂの各サンプルのいずれにも、反り、うねり、または膨れは観察されていない。
【００４３】
前述の調査に用いられたプリント配線板８１ａ、８１ｂには、信号配線パターン８５の上下の導体層８３、８４のいずれにも開口部８８または開口部８９が形成されている。導体層８３、８４のいずれかだけに開口部８８、８９が形成される場合は、開口部８８、８９による特性インピーダンスへの影響は、前述の調査における影響よりも小さいと考えられる。従って、導体層８３、８４のいずれかだけに開口部８８、８９が形成される場合も、開口部８８、８９と信号配線パターン８５との水平距離としては、シングルエンド伝送方式において１４μｍ〜５０μｍ、差動伝送方式において１８μｍ〜６４μｍが好ましいと考えられる。
【００４４】
従って、信号配線パターン１１と開口部２３との水平距離が１４〜６４μｍの範囲にある図２に示される実施形態のプリント配線板では、設計値と良好に整合する特性インピーダンスを有するストリップラインが得られやすい。第３導体層３０に開口部３３が形成されない場合も、同様に、設計値との整合性の良好な特性インピーダンスを有するストリップラインが得られると考えられる。また、このように信号配線パターン１１と比較的近い位置に、すなわち、狭い間隔で開口部２３、３３が形成されることにより、プリント配線板の反り、うねり、および／または膨れが少なくなる。プリント配線板１の電気的特性および信頼性が高まることがある。
【符号の説明】
【００４５】
１    プリント配線板
１０    第１導体層
１１    信号配線パターン
１２ａ、１３ａ  信号線
１２１、１２２  信号配線パターン
１３１〜１３３  信号配線パターン
１５    コア基板
２０    第２導体層
２１、２２Ｐ    ベタパターン
２３    開口部
３０    第３導体層
３１    ベタパターン
３３    開口部
４０ａ、４０ｂ  樹脂絶縁層
４５    ソルダーレジスト層
５０    絶縁基板
５５ａ〜５５ｃ  ビア導体
７５            ソルダーレジスト層
８１ａ、８１ｂ  プリント配線板
８２〜８４      導体層
８５            信号配線パターン
８６、８７      樹脂絶縁層
８８、８９      開口部
９０    シールドパターン
Ｌ      ストリップライン
Ｆ      第１導体層の一面
Ｓ      第１導体層の他面
【図１】
2017123357.tif 000005
【図２】
2017123357.tif 000006
【図３】
2017123357.tif 000007
【図４Ａ】
2017123357.tif 000008
【図４Ｂ】
2017123357.tif 000009
【図５Ａ】
2017123357.tif 000010
【図５Ｂ】
2017123357.tif 000011