(57)【要約】【課題】外部接続端子と各層に設けられる信号用配線導体との間の縦方向信号伝達経路とその周囲を囲むグランドとの間のインピーダンス整合を図る構造を備えた多層基板を得ること。【解決手段】外部接続端子である信号用ハンダボール１Ｓ３と、前記外部接続端子１Ｓ３が配置される層以外の層に配置される信号用配線導体１Ｓ５１と、の間における縦方向信号伝達経路中の寄生容量発生箇所付近に、発生する寄生容量の影響を相殺ないしは緩和するインダクタンスを有するコイル構造体１１０が配置されている。コイル構造体１１０は、例えば隣接２層間を接続する複数のビア１１２〜１１９と、それぞれの層に配置され前記のビアにビアランド１Ｓ２３，１Ｓ２４を介して接続される信号用配線導体１Ｓ５３，１Ｓ５４との組み合わせで構成されている。【選択図】        図１０
2009055019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
或る機能を実現する装置としての半導体集積回路を搭載する多層基板において、
前記多層基板の外部接続端子と、前記外部接続端子が配置される層以外の層に配置される信号用配線導体と、の間における縦方向信号伝達経路中の寄生容量発生箇所付近に、発生する寄生容量の影響を相殺ないしは緩和するインピーダンス成分を有するコイル構造体が少なくとも１つ配置されている、
ことを特徴とする多層基板。
【請求項２】
前記縦方向信号伝達経路は、差動対信号の正相信号を伝達する経路と逆相信号を伝達する経路との両方を含み、それぞれに前記コイル構造体が少なくとも１つ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
【請求項３】
前記正相信号を伝達する経路に介在する前記コイル構造体と、前記逆相信号を伝達する経路に介在する前記コイル構造体とは、相互インダクタンスが正の極性を有するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の多層基板。
【請求項４】
前記正相信号を伝達する経路に介在する前記コイル構造体と、前記逆相信号を伝達する経路に介在する前記コイル構造体とは、相互インダクタンスが負の極性を有するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の多層基板。
【請求項５】
前記正相信号を伝達する経路に介在する前記コイル構造体と、前記逆相信号を伝達する経路に介在する前記コイル構造体との間に、相互間での結合を阻止するグランド導体が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の多層基板。
【請求項６】
前記コイル構造体は、隣接する２層と隣接しない２層とのいずれか一方または双方からなる複数の２層間を接続する複数のビアと、それぞれの層に配置され前記ビアにビアランドを介して接続される信号用配線導体との組み合わせで構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の多層基板。
【請求項７】
前記コイル構造体は、１つの層に信号用配線導体を渦巻き状に配置して構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の多層基板。
【請求項８】
前記コイル構造体は、隣接する２層と隣接しない２層とのいずれか一方または双方からなる複数の２層間を接続する複数のビアと、それぞれの層に配置され前記ビアにビアランドを介して接続される信号用配線導体との組み合わせで構成したコイル構造体の少なくとも１つと、１つの層に信号用配線導体を渦巻き状に配置して構成したコイル構造体の少なくとも１つと、を直列に配置して構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の多層基板。
【請求項９】
前記コイル構造体は、隣接する２層と隣接しない２層とのいずれか一方または双方からなる複数の２層間を接続する複数のビアと、それぞれの層に配置され前記ビアにビアランドを介して接続される信号用配線導体との組み合わせで構成したコイル構造体の複数を、直列に配置して構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の多層基板。
【請求項１０】
前記コイル構造体は、複数の層のそれぞれに渦巻き状に配置した各信号用配線導体を、それぞれ直列に配置するようにビアで接続した構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の多層基板。
【請求項１１】
信号用配線導体を渦巻き状に配置して構成されている前記コイル構造体における該渦巻き形状は、曲線形状であることを特徴とする請求項７，８，１０のいずれか一つに記載の多層基板。
【請求項１２】
信号用配線導体を渦巻き状に配置して構成されている前記コイル構造体における該渦巻き形状は、多角形形状であることを特徴とする請求項７，８，１０のいずれか一つに記載の多層基板。
【請求項１３】
信号用配線導体を渦巻き状に配置して構成されている前記コイル構造体における該渦巻き形状は、曲線形状と多角形形状との組み合わせ形状であることを特徴とする請求項７，８，１０のいずれか一つに記載の多層基板。
【請求項１４】
前記コイル構造体は、信号ピンのパッドと重なる位置を含む近傍に配置されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の多層基板。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一つに記載の多層基板を用いて構成されていることを特徴とする半導体集積回路用パッケージ基板。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか一つに記載の多層基板を用いて構成されていることを特徴とする半導体集積回路実装用プリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、或る機能を実現する装置としての半導体集積回路を搭載する多層基板に関し、特に、ディジタル信号の高速伝送を可能にする半導体集積回路用パッケージ基板や半導体集積回路実装用プリント配線板として用いるのに好適な多層基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
或る機能を実現する装置としての半導体集積回路を搭載する多層基板は、信号用の配線導体、それを信号用外部接続端子に接続するビア、各層における前記ビアの周囲を囲むビアランドが設けられ、また、グランド用の導体（プレーンまたは配線）、それをグランド用外部接続端子に接続するビア、各層における前記ビアの周囲を囲むビアランドが設けられている。
【０００３】
ところで、このような多層基板を用いて構成される半導体集積回路用パッケージ基板や半導体集積回路実装用プリント配線板では、伝送するディジタル信号の更なる高速化を図る場合に、外部接続端子とその外部接続端子が配置される層以外の層に配置される信号用配線導体との間における縦方向信号伝達経路と、その縦方向信号伝達経路の周囲を囲むグランドとの間に存在する寄生容量が、当該縦方向信号伝達経路に急激なインピーダンス変化を引き起こすので、伝送特性の劣化要因となる。
【０００４】
この寄生容量の低減策として従来から種々の提案がなされている。例えば、特許文献１や非特許文献１では、マザーボードなどのプリント配線板に搭載される半導体集積回路用パッケージ基板での寄生容量の低減策として、当該半導体集積回路用パッケージ基板での縦方向信号伝達経路での急激なインピーダンス変化を抑えるために、半導体集積回路用パッケージ基板である多層基板の各層において、信号伝達経路のビアランドの周囲を囲むグランド導体をくり抜いて非導体領域を広げる、つまり、導体層における信号導体とＧＮＤ導体との間の誘電体層の領域を広げる手法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９９５０２号公報
【非特許文献１】“Packaging a 40-Gbps Serial Link Using a Wire-Bonded Plastic Ball Grid Array”IEEE Design & Test of Computers,２００６年５月号〜６月号，ｐｐ．２１２−２１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術のように、多層基板の各層において、信号配線用ビアランドの周囲を囲むグランド導体をくり抜いて非導体領域を設ける手法では、非導体領域が広くなると、多層基板の各層において、グランド導体をくり抜いた部分とグランド導体が残っている部分との境界に厚さの差が生ずる。多層基板の製造では、この厚さの差が積層されるので、最上層では、無視できない段差となって現れる。そうすると、最上層において、この段差領域を跨ぐ信号配線が、この段差によって断線するおそれがある。
【０００７】
また、信号経路の周囲に、グランド導体が殆ど無い状態の領域ができるので、放射ノイズが増大するおそれもある。
【０００８】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、外部接続端子と各層に設けられる信号用配線導体との間の縦方向信号伝達経路とその周囲を囲むグランドとの間のインピーダンス整合を図る構造を備えた多層基板、それを用いた半導体集積回路用パッケージ基板及び半導体集積回路実装用プリント配線板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するため、この発明は、或る機能を実現する装置としての半導体集積回路を搭載する多層基板において、前記多層基板の外部接続端子と、前記外部接続端子が配置される層以外の層に配置される信号用配線導体と、の間における縦方向信号伝達経路中の寄生容量発生箇所付近に、発生する寄生容量の影響を相殺ないしは緩和するインピーダンス成分を有するコイル構造体が少なくとも１つ配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、外部接続端子と各層に設けられる信号用配線導体との間の縦方向信号伝達経路に介在させたコイル構造体が寄生容量の影響を相殺ないしは緩和するので、縦方向信号伝達経路とその周囲を囲むグランドとの間のインピーダンス整合を図ることができる。これによって、寄生容量の影響による伝送特性の劣化を改善することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、この発明の理解を容易にするため、図１〜図５を参照して、この発明が対象とする多層基板の構成例、および外部接続端子と各層に設けられる信号用配線導体との間の縦方向信号伝達経路での伝送特性について説明する。なお、図１は、この発明が対象とする多層基板の一つである半導体集積回路用パッケージ基板およびその半導体集積回路用パッケージ基板が搭載される同じく多層基板であるプリント配線板の各層のレイアウトを示すＸＹ平面図である。図２は、図１に示すＸＺ線での断面図（ＸＺ平面を示す断面図）である。図３は、図１に示すＹＺＳ線での断面図（ＹＺ平面での縦方向信号経路を示す断面図）である。図４は、図１に示すＹＺＧ線での断面図（ＹＺ平面での縦方向ＧＮＤ経路を示す断面図）である。図５は、図１に示す多層基板の縦方向信号伝達経路に生ずる寄生容量を含めた伝送回路の等価回路図である。
【００１２】
図１に示すように、半導体集積回路用パッケージ基板（以降、単に「パッケージ基板」と記す）１００は、例えば、４層で構成されている。図１では、上から下に向かって、第１層の１Ｌ１〜第４層の１Ｌ４と示されている。そして、第４層の１Ｌ４の下方に、搭載対象であるプリント配線板２００が示されている。なお、ここでは、特許文献１や非特許文献１での問題提起を明確にする観点から、パッケージ基板１００内のプリント配線板２００側での伝送特性を取り上げるので、図１〜図４では、第１層１Ｌ１の上面に実装される半導体集積回路の図示を省略した。つまり、パッケージ基板１００における「外部接続端子」には、図１〜図４では、プリント配線板２００との接続を行う端子（１Ｓ３，１Ｇ３）のみを示してあるが、この発明で言う「外部接続端子」には、第１層１Ｌ１の上面に実装される図示しない半導体集積回路との接続を行う端子も含まれる。
【００１３】
プリント配線板２００も、パッケージ基板１００を含む半導体集積回路を搭載する半導体集積回路実装用プリント配線板としてこの発明が対象とする多層基板の一つであるが、ここでは、上記したようにパッケージ基板１００での伝送特性を取り上げるので、プリント配線板２００の構成は、図２〜図４に示すように、簡略化して示してある。図２〜図４では、上から下に向かって、第１層の２Ｌ１、第２層の２Ｌ２が示されている。
【００１４】
パッケージ基板１００での構成を説明する。図１〜図４において、符号１０１は、誘電体層である。誘電体層１０１は、一般には、コア層間用の誘電体層、ビルドアップ層間用の誘電体層およびソルダーレジストからなるが、ここでは、区別しないで用いている。符号１Ｓ１は、信号用ビアであり、符号１Ｇ１は、ＧＮＤ（グランド）用ビアである。
【００１５】
符号１Ｓ２は、信号用ビアランドである。この信号用ビアランド１Ｓ２は、各層における信号用ビア１Ｓ１の周囲を囲んで設けられている。符号１Ｇ２は、ＧＮＤ用ビアランドである。このＧＮＤ用ビアランド１Ｇ２は、各層におけるＧＮＤ用ビア１Ｇ１の周囲を囲んで設けられている。符号１Ｓ３は、信号用ハンダボールである。この信号用ハンダボール１Ｓ３は、前記した信号用外部接続端子である。符号１Ｇ３は、ＧＮＤ用ハンダボールである。このＧＮＤ用ハンダボール１Ｇ３は、前記したグランド用外部接続端子である。
【００１６】
符号１Ｓ４は、信号用ボールパッドである。この信号用ボールパッド１Ｓ４は、第４層１Ｌ４における信号用ビアランド１Ｓ２の周囲を囲んで設けられている。符号１Ｇ４は、ＧＮＤ用ボールパッドである。このＧＮＤ用ボールパッド１Ｇ４は、第４層１Ｌ４におけるＧＮＤ用ビアランド１Ｇ２の周囲を囲んで設けられている。符号１Ｓ５は、各層に設けられる信号用配線導体である。符号１Ｇ６は、各層の間に設けられるＧＮＤプレーンである。
【００１７】
プリント配線板２００での構成を説明する。図１〜図４において、符号２０１は、誘電体層である。誘電体層２０１は、一般には、層間用の誘電体層およびソルダーレジストからなるが、ここでは、区別しないで用いている。符号２Ｇ１は、ＧＮＤ用スルーホールであり、符号２Ｇ２は、ＧＮＤ用スルーホールランドである。符号２Ｓ４は、信号用ボールパッドであり、符号２Ｇ４は、ＧＮＤ用ボールパッドである。符号２Ｓ５は、信号用配線導体である。この信号用配線導体２Ｓ５は、第１層２Ｌ１において信号用ボールパッド２Ｓ４と接続されている。符号２Ｇ６は、２層の間に設けられるＧＮＤプレーンである。
【００１８】
このように、パッケージ基板１００は、接続端子長を短縮できるボールグリッドアレイ（Ball Grid Array）構造を用いてプリント配線板２００上に実装されている。
【００１９】
以上の構成において、パッケージ基板１００とプリント配線板２００との間での高速信号の伝送特性を説明する。高速シリアル信号の伝送では、正相信号と逆相信号の２系統信号を一組とする差動伝送方式が採用される場合もあるので、この差動伝送方式の例も説明できるように図１〜図４では、信号用外部接続端子として２個の信号用ハンダボール１Ｓ３が示され、ＧＮＤ用外部接続端子として２個のＧＮＤ用ハンダボール１Ｇ３が示されている。つまり、２個の信号用ハンダボール１Ｓ３の一方と２個のＧＮＤ用ハンダボール１Ｇ３の一方とを用いて２系統信号の一方を伝送し、２個の信号用ハンダボール１Ｓ３の他方と２個のＧＮＤ用ハンダボール１Ｇ３の他方とを用いて２系統信号の他方を伝送することができる。ただし、ＧＮＤ用ハンダボールは、差動伝送一組に対して、１個のみ、あるいは、３個以上の場合もある。
【００２０】
パッケージ基板１００からプリント配線板２００への高速シリアル信号出力では、高レベルと低レベルが互いに逆の関係になる２系統信号のそれぞれが、図示しない半導体集積回路からパッケージ基板１００の各層に設けた信号用配線導体１Ｓ５の対応するものに印加される。信号用配線導体１Ｓ５に印加された高速シリアル信号は、各層に設けた信号用ビアランド１Ｓ２、信号用ビア１Ｓ１、ボールパッド１Ｓ４、対応する信号用ハンダボール１Ｓ３およびプリント配線板２００側のボールパッド２Ｓ４を介して、プリント配線板２００側の信号用配線導体２Ｓ５へと伝達される。プリント配線板２００からパッケージ基板１００への高速シリアル信号入力では、以上の経路を逆向きに伝達される。
【００２１】
ここで、パッケージ基板１００の各層に設けた信号用配線導体１Ｓ５およびプリント配線板２００側の信号用配線導体２Ｓ５は、それぞれ、入出力インピーダンスと整合するインピーダンスとなるように、配線幅や配線間スペース、配線とＧＮＤプレーンとの間のスペースなどの寸法が設計されている。例えば、一般的な差動信号の場合、配線の差動インピーダンスＺｄｉｆｆが１００Ωになるように設計されている。また、同相モードインピーダンスＺｃｏｍｍについても、各種の規格内に収まるように設計されている。これによって、パッケージ基板１００に搭載されている図示しない半導体集積回路の入出力インピーダンスと整合し、信号の反射を抑え、信号波形の品質を保つようにしている。
【００２２】
ところが、近年では、伝送信号の更なる高速化要請に応える必要が生じてきている。この場合に問題となるのが、縦方向信号伝達経路とその周囲を囲むＧＮＤとの間に発生する寄生容量の影響である。具体的には、信号用ボールパッド１Ｓ４，２Ｓ４、信号用ビアランド１Ｓ２、および信号用ビア１Ｓ１と、周辺のＧＮＤハンダボール１Ｇ３、およびＧＮＤプレーン１Ｇ６，２Ｇ６との間に発生する寄生容量の影響である。
【００２３】
すなわち、図５に示すように、パッケージ基板１００とプリント配線板２００との間の縦方向信号伝達経路は、パッケージ基板１００の各層に設けた信号用配線導体１Ｓ５とプリント配線板２００側の信号用配線導体２Ｓ５との間の接続端と、ＧＮＤとの間に寄生容量（値Ｃｐ１［ｐＦ］）５Ｃ１が存在する伝送回路として等価的に表される。なお、一般には、寄生容量と共に寄生インダクタンスも同時に発生するが、ここでは、寄生インダクタンスの影響は、寄生容量に比べて小さい場合を想定しているので、図５では図示を省略した。
【００２４】
この寄生容量５Ｃ１は、周波数が高くなると、縦方向信号伝達経路・ＧＮＤ間のインピーダンスを低くするので、縦方向信号伝達経路において反射が生じ、正常な信号伝送が行われなくなる。この現象は、伝送信号が高速になればなるほど顕著になる。
【００２５】
この問題を解決するため、前記した特許文献１や非特許文献１では、パッケージ基板１００において、外部接続端子である信号用ハンダボール１Ｇ３の上部に在る各層（第１層〜第４層）の信号用ビアランド１Ｓ２の周囲を囲むＧＮＤプレーン１Ｇ６を、信号用ボールパッド１Ｓ４と同じ径か、または、それ以上の径でくり抜いて第１層〜第４層の各層において誘電体層１０１の領域を広げる手法が提案されている。しかし、この手法では、前記したように、最上層の１Ｌ１で発生する段差部分を跨ぐ信号配線に断線が起こる危険性があり、また、信号経路の周辺にＧＮＤの無い領域が生ずることによって放射ノイズの増大が有り得る。
【００２６】
そこで、この発明は、図１〜図４に示す構成例で言えば、パッケージ基板１００の各層において信号用ビアランド１Ｓ２の周囲における誘電体層１０１の領域を広げるのではなく、パッケージ基板１００の信号用配線導体１Ｓ５と外部接続端子である信号用ハンダボール１Ｓ３との間の縦方向信号伝達経路に、上記のように発生する寄生容量の影響を相殺ないしは緩和するインダクタンス成分を有するコイル構造体を介在させて縦方向信号伝達経路と周囲のＧＮＤとのインピーダンス整合を図り、高周波特性を改善するようにした。
【００２７】
以下に図面を参照して、この発明にかかる多層基板の好適な実施の形態を詳細に説明するが、先に、実施の形態１，２としてこの発明の構成であるコイル構造体を縦方向信号伝達経路に介在させる方法と高周波特性の改善効果とについて説明し、その後に、実施の形態３〜１２としてコイル構造体の具体的な構成例を説明する。なお、実施の形態１〜１２では、図１〜図４に示したボールグリッドアレイタイプのパッケージ基板への適用例を示すが、この発明が適用できるパッケージ基板は、このボールグリッドアレイタイプに限定されるものではない。
【００２８】
実施の形態１，２．
図６は、この発明の実施の形態１として、この発明によるコイル構造体を縦方向信号伝達経路に介在させる方法（その１）を説明する伝送回路の等価回路図である。図７は、この発明の実施の形態２として、この発明によるコイル構造体を縦方向信号伝達経路に介在させる方法（その２）を説明する伝送回路の等価回路図である。なお、図６，図７は、図５に示す伝送回路に寄生容量の影響を相殺ないしは緩和するインダクタンス成分を有するこの発明によるコイル構造体を介在させた場合の等価回路図である。
【００２９】
まず、図６では、図５に示す寄生容量５Ｃ１（値Ｃｐ１［ｐＦ］）を、寄生容量５Ｃ２（値Ｃｐ２［ｐＦ］），５Ｃ３（値Ｃｐ３［ｐＦ］）の２つに分け、つまり、寄生容量５Ｃ２，５Ｃ３の合成容量値「Ｃｐ１＋Ｃｐ２」は、寄生容量５Ｃ１の値Ｃｐ１にほぼ等しいが、寄生容量５Ｃ２，５Ｃ３間の信号経路に、コイル構造体５Ｌ１を介在させた構成が示されている。
【００３０】
コイル構造体５Ｌ１が有するインダクタンス成分の値Ｌｃ１［ｎＨ］は、寄生容量５Ｃ２，５Ｃ３の影響、つまり寄生容量５Ｃ１の影響を相殺ないしは緩和して、ＧＮＤとのインピーダンス整合が図れる値になっている。
【００３１】
次に、図７では、図５に示す寄生容量５Ｃ１（値Ｃｐ１［ｐＦ］）を、寄生容量５Ｃ４（値Ｃｐ４［ｐＦ］），５Ｃ５（値Ｃｐ５［ｐＦ］），５Ｃ６（値Ｃｐ６［ｐＦ］）の３つに分け、つまり、寄生容量５Ｃ４，５Ｃ５，５Ｃ６の合成容量値「Ｃｐ３＋Ｃｐ４＋Ｃｐ６」は、寄生容量５Ｃ１の値Ｃｐ１にほぼ等しいが、寄生容量５Ｃ３，５Ｃ４間の信号経路に、コイル構造体５Ｌ２を介在させ、寄生容量５Ｃ５，５Ｃ６間の信号経路に、コイル構造体５Ｌ３を介在させた構成が示されている。
【００３２】
コイル構造体５Ｌ２が有するインダクタンス成分の値は、Ｌｃ２［ｎＨ］であり、コイル構造体５Ｌ３が有するインダクタンス成分の値は、Ｌｃ３［ｎＨ］であり、コイル構造体５Ｌ２，５Ｌ３が有するインダクタンス成分の合成値「Ｌｃ２＋Ｌｃ３」は、コイル構造体５Ｌ１が有するインダクタンス成分の値Ｌｃ１にほぼ等しい。
【００３３】
つまり、図７では、発生する寄生容量を３つに分け、それぞれの間の信号経路にコイル構造体を介在させて、図６と同様に、寄生容量の影響を相殺ないしは緩和してＧＮＤとのインピーダンス整合を図る場合が示されている。
【００３４】
次に、図８、図９を参照して図６、図７に示すインダクタンス成分を有するコイル構造体を介在させるこの発明の構成による高周波特性の改善効果について説明する。なお、図８は、ＴＤＲ法（Time Domain Reflectometry：時間領域反射測定法）を用いて測定した図５〜図７に示す各伝送回路のインピーダンス特性を比較して示すＴＤＲ波形図である。図９は、図５〜図７に示す各伝送回路の通過損失特性を比較して示す図である。
【００３５】
図８において、横軸は時間［ｎｓ］であり、縦軸はインピーダンスＺ［Ω］である。符号５ＴＡは、図５に示す伝送回路でのインピーダンス特性のＴＤＲ波形である。符号５ＴＢは、図６に示す伝送回路でのインピーダンス特性のＴＤＲ波形である。符号５ＴＣは、図７に示す伝送回路でのインピーダンス特性のＴＤＲ波形である。
【００３６】
図５に示すように縦方向信号伝達経路に寄生容量５Ｃ１が存在すると、図８におけるＴＤＲ波形５ＴＡに示すように、インピーダンスが急激に低くなる。これは、大きな負の反射が発生することを示している。
【００３７】
これに対して、図６に示すように縦方向信号伝達経路にコイル構造体５Ｌ１を介在させると、図８におけるＴＤＲ波形５ＴＢに示すように、寄生容量５Ｃ１の影響を相殺ないしは緩和して、インピーダンスが高い方に変化するが、その変動範囲はＴＤＲ波形５ＴＡに比べて小さくなる。
【００３８】
さらに、図７に示すように縦方向信号伝達経路にコイル構造体５Ｌ２，５Ｌ３を介在させると、図８におけるＴＤＲ波形５ＴＣに示すように、寄生容量５Ｃ１の影響を相殺ないしは緩和して、インピーダンスが高い方に変化するが、その変動範囲はＴＤＲ波形５ＴＢよりも小さくなる。
【００３９】
次に、図９において、横軸は周波数［Ｈｚ］、縦軸は通過パラメータＳ２１［ｄＢ］である。符号５ＦＡは、図５に示す伝送回路での通過損失特性である。符号５ＦＢは、図６に示す伝送回路での通過損失特性である。符号５ＦＣは、図７に示す伝送回路での通過損失特性である。
【００４０】
通過損失特性５ＦＡに示すように、図５に示す伝送回路では、通過損失は、周波数の低い段階から配線損失よりも大きく、周波数の増加に伴って大きな傾きでほぼ直線的に増大していく。それ故、伝送信号が高速になるほど、正常な信号伝送が行われなくなる。
【００４１】
これに対して、通過損失特性５ＦＢに示すように、図６に示す伝送回路では、通過損失が直流と見なせる周波数から或る周波数まで、配線損失と同程度まで回復する。つまり、通過損失が急激に増大する周波数を高い方に移行させ得るので、高周波伝送特性が図５に示す伝送回路よりも良好な特性に改善される。
【００４２】
さらに、通過損失特性５ＦＣに示すように、図７に示す伝送回路では、通過損失が急激に増大する周波数を、通過損失特性５ＦＢよりもさらに高くすることができ、一層、高周波伝送特性が改善される。
【００４３】
この場合、図８と図９に示す特性比較から理解できるように、発生する寄生容量の値を４以上に分割し、各分割寄生容量の間の信号経路に、コイル構造体を介在させるようにすれば、つまり、３以上のコイル構造体を縦方向信号伝達経路に分散して介在させれば、高周波伝送特性のさらなる改善効果が得られる。
【００４４】
以上のように、実施の形態１，２によれば、パッケージ基板１００内の縦方向信号伝達経路において、寄生容量が存在する近傍に、寄生容量の影響を相殺ないしは緩和するインダクタンス成分を有するコイル構造体を少なくとも１つ介在させることで、周囲のＧＮＤとのインピーダンス整合を図ることができ、高周波特性を改善することができる。
【００４５】
以下、この発明によるコイル構造体の具体的な構成例を説明する。なお、説明の便宜から、図１〜図４に示したプリント配線板２００に実装される４層構成のパッケージ基板１００に配置するコイル構造体を示し、図１〜図４にて使用した符号・部材名称を用いて説明するが、この発明によるコイル構造体は、４層構成の多層基板に限定適用されるものではない。
【００４６】
実施の形態３．
図１０は、この発明の実施の形態３として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その１）を示す概念斜視図である。なお、図１０では、理解を容易にするため、縦方向信号伝達経路におけるコイル構造体を設ける信号経路部分のみを示し、周囲を囲むＧＮＤは省略してある。
【００４７】
図１０において、プリント配線板２００とパッケージ基板１００との間は、プリント配線板２００での信号配線用導体２Ｓ５が接続される信号ボールパッド２Ｓ４と、パッケージ基板１００での第４層１Ｌ４に設けられる信号ボールパッド１Ｓ４とが、パッケージ基板１００の信号用外部接続端子としての信号用ハンダボール１Ｓ３を介して接続される。
【００４８】
パッケージ基板１００での縦方向信号伝達経路は、信号ボールパッド１Ｓ４からパッケージ基板１００内の各層（第３層１Ｌ３〜最上層の第１層１Ｌ１）における信号用配線導体に至る経路である。その縦方向信号伝達経路において、寄生容量が存在する近傍の信号経路に、図６に示すコイル構造体５Ｌ１を実現する１つのコイル構造体１１０が図１０に示した方法で挿入される。
【００４９】
コイル構造体１１０は、複数の２層間を接続する複数のビアと、それぞれの層に配置され前記のビアにビアランドを介して接続される信号用配線導体との組み合わせで構成されている。図１０では、その一例として、信号ボールパッド１Ｓ４と最上層の第１層１Ｌ１における信号用配線導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路に設ける構造例が示されている。
【００５０】
ビア１Ｓ１は、第４層１Ｌ４と第１層１Ｌ１との間を接続するビアである。ビア１Ｓ１の第１層１Ｌ１側端は、ビアランド１Ｓ２１を介して信号用配線導体１Ｓ５１に接続されている。そして、ビア１Ｓ１の第２層１Ｌ２ではビアランド１Ｓ２２が接続され、第３層１Ｌ３ではビアランド１Ｓ２３が接続され、第４層１Ｌ４端側ではビアランド１Ｓ２４が接続されている。
【００５１】
図１０に示すコイル構造体１１０は、次のように構成されている。図１０において、信号ボールパッド１Ｓ４と、ビア１Ｓ１の第４層１Ｌ４側に設けられるビアランド１Ｓ２４との間の経路に、第４層１Ｌ４と第３層１Ｌ３との間を接続する複数のビア１１２〜ビア１１９がジグザグ状に設けられ、信号ボールパッド１Ｓ４が第４層１Ｌ４に設けた信号用配線導体１Ｓ５４およびビアランド１Ｓ２４を介してビア１１２の第４層１Ｌ４側端に接続され、また、ビア１１３とビア１１４の各第４層１Ｌ４側端間、ビア１１５とビア１１６の各第４層１Ｌ４側端間、ビア１１７とビア１１８の各第４層１Ｌ４側端間、およびビア１１９とビア１Ｓ１の各第４層１Ｌ４側端間が、それぞれ、第４層１Ｌ４に設けた信号用配線導体１Ｓ５４およびビアランド１Ｓ２４を介して接続されている。そして、ビア１１２とビア１１３の各第３層１Ｌ３側端間、ビア１１４とビア１１５の各第３層１Ｌ３側端間、ビア１１６とビア１１７の各第３層１Ｌ３側端間、およびビア１１８とビア１１９の各第３層１Ｌ３側端間が、それぞれ、第３層１Ｌ３に設けた信号用配線導体１Ｓ５３およびビアランド１Ｓ２３を介して接続されている。
【００５２】
この構成によれば、信号ボールパッド１Ｓ４とビア１Ｓ１の第１層１Ｌ１側端に接続される信号用配線用導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路を信号が通過する場合に、途中に設けたコイル構造体１１０の自己インダクタンスにより、信号ボールパッド１Ｓ４やコイル構造体１１０の配置場所以外に存するビア（１Ｓ１）、ビアランド（１Ｓ２１〜１Ｓ２４）での寄生容量の影響が相殺ないしは緩和されるので、ＴＤＲ波形は、図８示したＴＤＲ波形５ＴＢのように改善され、通過損失は、図９に示した特性５ＦＢのように改善される。
【００５３】
以上のように、実施の形態３によれば、縦方向信号伝達経路の途中の寄生容量発生箇所付近に、複数の２層間を接続する複数のビアとそれぞれの層に配置され前記ビアにビアランドを介して接続される信号用配線導体との組み合わせで構成される１つのコイル構造体１１０を介在させたので、図６にて説明したように、寄生容量による特性劣化を改善することができる。そして、特性改善のための部品追加は不要であるので、コストの増加は無い。
【００５４】
なお、図１０では、コイル構造体１１０は、第４層１Ｌ４と第３層１Ｌ３とを使って形成したが、隣接する２層である必要はなく、隣接しない２層を用いてもよく、また隣接する２層と隣接しない２層との組み合わせを用いてもよく、使用する２層の選択は任意である。
【００５５】
また、図１０では、コイル構造体１１０は、用いる２層の層面に水平な方向に形成する場合を示したが、２以上の多数の層を用いてコイル構造体１１０を層面に垂直な方向に形成してもよい。
【００５６】
図１０では、最上層の第１層１Ｌ１に設ける信号用配線用導体に至る経路を対象とする場合を示したが、第２層１Ｌ２や第３層１Ｌ３に設ける信号用配線用導体に至る経路を対象としてコイル構造体１１０を配置してもよい。
【００５７】
実施の形態４．
図１１は、この発明の実施の形態４として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その２）を示す概念斜視図である。なお、図１１では、理解を容易にするため、縦方向信号伝達経路におけるコイル構造体を設ける信号経路部分のみを示し、周囲を囲むＧＮＤは省略してある。また、説明の便宜から、実施の形態１（図１０）に示した構成要素と同一ないしは同等となる構成には、同一の符号を付してある。ここでは、この実施の形態４に関わる部分を中心に説明する。
【００５８】
図１１に示すように、この実施の形態４によるコイル構造体１２５ａは、曲線状の信号用配線導体１２７を同心円形状をした渦巻き状（曲線渦巻き状）に配置した構成である。なお、図１１では、渦巻きの周回数を複数回として示してあるが、１周未満でも１周以上でもよい。
【００５９】
図１１では、一例として、実施の形態１（図１０）と同様に、信号ボールパッド１Ｓ４と最上層の第１層１Ｌ１における信号用配線導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路に設ける構造例が示されている。図１１において、信号ボールパッド１Ｓ４の近傍に、第４層１Ｌ４と第３層１Ｌ３との間を接続するビア１２８が設けられ、このビア１２８の第４層１Ｌ４側端に、信号ボールパッド１Ｓ４が第４層１Ｌ４に設けた信号用配線導体１Ｓ５４およびビアランド１Ｓ２４を介して接続されている。コイル構造体１２５ａを構成する曲線渦巻き状配置の信号用配線導体１２７は、第３層１Ｌ３に設けられている。すなわち曲線渦巻き状配置の信号用配線導体１２７の一端は、ビア１２８の第３層１Ｌ３側端に設けたビアランド１Ｓ２３に接続され、その信号用配線導体１２７の他端は、ビア１Ｓ１の第３層１Ｌ３側端に設けたビアランド１Ｓ２３に接続されている。
【００６０】
この構成によれば、信号ボールパッド１Ｓ４とビア１Ｓ１の第１層１Ｌ１側端に接続される信号用配線用導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路を信号が通過する場合に、途中に設けたコイル構造体１２５ａの自己インダクタンスにより、信号ボールパッド１Ｓ４やコイル構造体１２５ａの配置場所以外に存するビア（１Ｓ１）、ビアランド（１Ｓ２１〜１Ｓ２４）での寄生容量の影響が相殺ないしは緩和されるので、ＴＤＲ波形は、図８示したＴＤＲ波形５ＴＢのように改善され、通過損失は、図９に示した特性５ＦＢのように改善される。
【００６１】
以上のように、実施の形態４によれば、縦方向信号伝達経路の途中の寄生容量発生箇所付近に、曲線渦巻き状に配置した信号用配線導体１２７による１つのコイル構造体１２５ａを介在させたので、図６にて説明したように、寄生容量による特性劣化を改善することができる。そして、特性改善のための部品追加は不要であるので、コストの増加は無い。
【００６２】
なお、図１１では、１つのコイル構造体１２５ａを、第３層１Ｌ３に形成したが、４つの層のうちの任意の層を用いればよく、使用する層の選択は任意である。また、渦巻きの態様としては、２重巻きの態様でもよい。
【００６３】
図１１では、最上層の第１層１Ｌ１に設ける信号用配線用導体に至る経路を対象とする場合を示したが、第２層１Ｌ２や第３層１Ｌ３に設ける信号用配線用導体に至る経路を対象としてコイル構造体１２５ａを配置してもよい。
【００６４】
実施の形態５．
図１２は、この発明の実施の形態５として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その３）を示す概念斜視図である。なお、図１２では、理解を容易にするため、縦方向信号伝達経路におけるコイル構造体を設ける信号経路部分のみを示し、周囲を囲むＧＮＤは省略してある。また、説明の便宜から、実施の形態３（図１０）や実施の形態４（図１１）に示した構成要素と同一ないしは同等となる構成には、同一の符号を付してある。ここでは、この実施の形態５に関わる部分を中心に説明する。
【００６５】
図１２に示すように、この実施の形態５によるコイル構造体１３０は、実施の形態３（図１０）に示したコイル構造体１１０と、実施の形態４（図１１）に示したコイル構造体１２５ａとを直列に接続した構成である。図１２では、一例として、実施の形態３（図１０）および実施の形態４（図１１）と同様に、信号ボールパッド１Ｓ４と最上層の第１層１Ｌ１における信号用配線導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路に設ける構造例が示されている。
【００６６】
図１２に示すコイル構造体１３０は、次のように構成されている。図１２において、信号ボールパッド１Ｓ４とビア１Ｓ１の第４層１Ｌ４端側との間にビアランド１Ｓ２４が配置され、また、その第４層１Ｌ４にコイル構造体１２５ａを構成する曲線渦巻き状をした信号用配線導体１２７が配置され、そのビアランド１Ｓ２４に、信号ボールパッド１Ｓ４が第４層１Ｌ４に設けた信号用配線導体１Ｓ５４を介して接続されるとともに、曲線渦巻き状配置の信号用配線導体１２７の一端が接続されている。この曲線渦巻き状の信号用配線導体１２７の他端は、ビア１Ｓ１の第４層１Ｌ４端側に設けたビアランド１Ｓ２４に接続されている。
【００６７】
コイル構造体１１０は、ビア１Ｓ１の第２層１Ｌ２側に設けたビアランド１Ｓ２２と第１層１Ｌ１に設けた信号用配線導体１Ｓ５１との間に設けられている。すなわち、ビア１Ｓ１の第２層１Ｌ２側に設けたビアランド１Ｓ２２と第１層１Ｌ１に設けた信号用配線導体１Ｓ５１との間の信号経路に、第２層１Ｌ２と第１層１Ｌ１との間を接続する複数のビア１３２〜ビア１３６がジグザグ状に設けられ、ビア１Ｓ１の第２層１Ｌ２側に設けたビアランド１Ｓ２２は、第２層１Ｌ２に設けた信号用配線導体１Ｓ５２およびビアランド１Ｓ２２を介してビア１３２の第２層１Ｌ２側端に接続されている。
【００６８】
そして、ビア１３２とビア１３３の各第１層１Ｌ１側端間、およびビア１３４とビア１３５の各第１層１Ｌ１側端間が、それぞれ、第１層１Ｌ１に設けた信号用配線導体１Ｓ５１およびビアランド１Ｓ２１を介して接続され、また、ビア１３３とビア１３４の各第２層１Ｌ２側端間、およびビア１３５とビア１３６の各第２層１Ｌ２側端間が、それぞれ、第２層１Ｌ２に設けた信号用配線導体１Ｓ５２およびビアランド１Ｓ２２を介して接続され、ビア１３６の第１層１Ｌ１側端に設けたビアランド１Ｓ２１に第１層１Ｌ１に設けた信号用配線導体１Ｓ５１が接続されている。
【００６９】
この構成によれば、信号ボールパッド１Ｓ４と第１層１Ｌ１に配置される信号用配線用導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路を信号が通過する場合に、途中に設けたコイル構造体１３０の自己インダクタンスにより、信号ボールパッド１Ｓ４やコイル構造体１３０の配置場所以外に存するビア（１Ｓ１）、ビアランド（１Ｓ２１〜１Ｓ２４）での寄生容量の影響が相殺ないしは緩和される。この場合、コイル構造体１３０は、コイル構造体１１０とコイル構造体１２５ａとを直列に接続配置し、図７に示した分散配置構成としたので、ＴＤＲ波形は、図８に示したＴＤＲ波形５ＴＣのように改善され、通過損失は、図９に示した特性５ＦＣのように改善される。
【００７０】
以上のように、実施の形態５によれば、縦方向信号伝達経路の途中の寄生容量発生箇所付近に、曲線渦巻き状に配置した信号用配線導体１２７によるコイル構造体１２５ａと、複数の２層間を接続する複数のビアとそれぞれの層に配置され前記ビアにビアランドを介して接続される信号用配線導体との組み合わせで構成されるコイル構造体１１０とを直列に配置したコイル構造体１３０を介在させたので、図７にて説明したように、コイル構造体を分散配置することができ、寄生容量による特性劣化を更に改善することができる。そして、特性改善のための部品追加は不要であるので、コストの増加は無い。
【００７１】
なお、図１２では、コイル構造体１２５ａを第４層１Ｌ４に設け、コイル構造体１１０を第２層１Ｌ２と第１層１Ｌ１とを用いて構成した場合を示したが、それらの配置層および配置順序は、任意である。
【００７２】
また、図１２では、分散配置するコイル構造体として、コイル構造体１１０とコイル構造体１２５ａとを用いたが、いずれか一方のコイル構造体を分散配置することでもよい。例えば、曲線渦巻き状にした信号用配線導体１２７を複数の層に配置し、それらの間をビアによって接続することにより、コイル構造体１２５ａを複数に分割して配置する構成でもよい。また、コイル構造体１１０の分散配置構成としては、例えば、実施の形態３（図１０）に示す構成と実施の形態５（図１２）に示すコイル構造体１３０とに分割して配置する構成としてもよい。
【００７３】
実施の形態６．
図１３は、この発明の実施の形態６として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その４）を示す概念斜視図である。なお、図１３では、理解を容易にするため、縦方向信号伝達経路におけるコイル構造体を設ける信号経路部分のみを示し、周囲を囲むＧＮＤは省略してある。
【００７４】
図１３において、符号１３５は、差動対信号の一方の信号を伝達する縦方向伝達経路であり、符号１３６は、差動対信号の他方の信号を伝達する縦方向伝達経路である。図１３では、縦方向伝達経路１３５，１３６は、それぞれ、信号ボールパッド１Ｓ４と、第１層１Ｌ１に設けられている信号用配線導体１Ｓ５１との間の経路であるとしている。このように、差動対信号を扱うパッケージ基板１００では、この差動対信号のそれぞれにおいて寄生容量による特性劣化が生ずる。
【００７５】
そこで、この実施の形態６では、差動対信号の各信号が通る縦方向伝達経路１３５，１３６のそれぞれに、コイル構造体１３８，１３９を配置してある。これによって、差動対信号の信号毎に、寄生容量の影響を相殺ないしは緩和して特性劣化を改善することができる。
【００７６】
なお、コイル構造体１３８，１３９としては、図１３では、実施の形態３（図１０）に示したコイル構造体１１０を用いる場合を示したが、実施の形態４（図１１）に示したコイル構造体１２５ａや実施の形態５（図１２）に示したコイル構造体１３０も同様に用いることができる。
【００７７】
以上のように、実施の形態６によれば、差動対信号を扱う場合に、差動対信号の各信号が通る縦方向伝達経路のそれぞれに、コイル構造体を配置してあるので、寄生容量による特性劣化を改善することができる。そして、特性改善のための部品追加は必要ないので、コストの増加は無い。
【００７８】
実施の形態７．
図１４は、この発明の実施の形態７として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その５）を示す概念斜視図である。なお、図１４では、理解を容易にするため、縦方向信号伝達経路におけるコイル構造体を設ける信号経路部分のみを示し、周囲を囲むＧＮＤは省略してある。
【００７９】
図１４に示すように、この実施の形態７による多層基板では、図１３（実施の形態６）に示した構成において、差動対信号の各信号が通る縦方向伝達経路１３５，１３６のそれぞれに配置するコイル構造体が、コイル構造体１３８，１３９からコイル構造体１４０，１４１に変更されている。
【００８０】
差動対信号の各信号に対する外部接続端子であるハンダボール１Ｓ３は、通常、近接して配置され、縦方向伝達経路１３５，１３６も近接した経路になるので、相互間での磁力線の鎖交数が増加し、差動対信号の伝送特性に影響を与える。
【００８１】
そこで、この実施の形態７では、コイル構造体１４０，１４１は、相互インダクタンスが正極性となるように形成されている。これによって、差動モードの伝送では、インダクタンスが減るので、差動モードインピーダンスは低下する。一方、同相モードの伝送では、インダクタンスが増えるので、同相モードインピーダンスは上昇する。
【００８２】
なお、コイル構造体１４０，１４１としては、図１４では、実施の形態３（図１０）に示したコイル構造体１１０を用いる場合を示したが、実施の形態４（図１１）に示したコイル構造体１２５ａや実施の形態５（図１２）に示したコイル構造体１３０も同様に用いることができる。
【００８３】
以上のように、実施の形態７によれば、差動対信号の各信号が通る縦方向伝達経路のそれぞれに配置するコイル構造体を、相互インダクタンスが正極性となるように形成することができるので、差動モードインピーダンスを低くして、同相モードインピーダンスを高くすることができる。そして、特性改善のための部品追加は必要ないので、コストの増加は無い。
【００８４】
実施の形態８．
図１５は、この発明の実施の形態８として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その６）を示す概念斜視図である。なお、図１５では、理解を容易にするため、縦方向信号伝達経路におけるコイル構造体を設ける信号経路部分のみを示し、周囲を囲むＧＮＤは省略してある。
【００８５】
図１５に示すように、この実施の形態８による多層基板では、図１３（実施の形態６）に示した構成において、差動対信号の各信号が通る縦方向伝達経路１３５，１３６のそれぞれに配置するコイル構造体が、コイル構造体１３８，１３９からコイル構造体１４２，１４３に変更されている。
【００８６】
差動対信号の各信号に対する外部接続端子であるハンダボール１Ｓ３は、通常、近接して配置され、縦方向伝達経路１３５，１３６も近接した経路になるので、相互間での磁力線の鎖交数が増加し、差動対信号の伝送特性に影響を与える。
【００８７】
そこで、この実施の形態８では、コイル構造体１４２，１４３は、相互インダクタンスが負極性となるように形成されている。これによって、差動モードの伝送では、インダクタンスが増えるので、差動モードインピーダンスは上昇する。一方、同相モードの伝送では、インダクタンスが減るので、同相モードインピーダンスは低下する。
【００８８】
なお、コイル構造体１４２，１４３としては、図１５では、実施の形態３（図１０）に示したコイル構造体１１０を用いる場合を示したが、実施の形態４（図１１）に示したコイル構造体１２５ａや実施の形態５（図１２）に示したコイル構造体１３０も同様に用いることができる。
【００８９】
以上のように、実施の形態８によれば、差動対信号の各信号が通る縦方向伝達経路のそれぞれに配置するコイル構造体を、相互インダクタンスが負極性となるように形成することができるので、差動モードインピーダンスを高くして、同相モードインピーダンスを低くすることができる。そして、特性改善のための部品追加は必要ないので、コストの増加は無い。
【００９０】
実施の形態９．
図１６は、この発明の実施の形態９として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その７）を示す概念斜視図である。なお、図１６では、理解を容易にするため、縦方向信号伝達経路におけるコイル構造体を設ける信号経路部分と、そのコイル構造体の周囲を囲むＧＮＤのみとを示してある。
【００９１】
図１６に示すように、この実施の形態９による多層基板では、図１３（実施の形態６）に示した構成において、差動対信号の各信号が通る縦方向伝達経路１３５，１３６のそれぞれに配置するコイル構造体が、コイル構造体１３８，１３９からコイル構造体１４４，１４５に変更されている。
【００９２】
そして、コイル構造体１４４，１４５は、図示例では、第４層１Ｌ４と第３層１Ｌ３とに配置されるので、コイル構造体１４４，１４５を囲むＧＮＤとして、第４層１Ｌ４のＧＮＤプレーン１Ｇ６４と、第３層１Ｌ３のＧＮＤプレーン１Ｇ６３とが示されている。なお、コイル構造体１４４，１４５の間や周辺に示す符号１Ｇ２３は、ＧＮＤプレーン１Ｇ６３とＧＮＤプレーン１Ｇ６４との間を接続するＧＮＤ用ビア（１Ｇ１）に設けられるランドである。
【００９３】
この構成によれば、コイル構造体１４４，１４５の間や周辺には、ＧＮＤ用ビア（１Ｇ１）およびビアランド１Ｇ２３が配置されるので、コイル構造体１４４，１４５の間での磁束の遣り取りが制限されて、相互インダクタンスの絶対値が非常に小さくなり、コイル構造体１４４，１４５それぞれの自己インダクタンスだけが増加する。つまり、差動モード、同相モード、シングルモードのいずれの伝送においても、コイル構造体１４４，１４５それぞれの自己インダクタンスが増えるので、差動モードインピーダンス、同相モードインピーダンス、特性インピーダンスの全てを高めることができる。
【００９４】
なお、コイル構造体１４４，１４５としては、図１６では、実施の形態３（図１０）に示したコイル構造体１１０を用いる場合を示したが、実施の形態４（図１１）に示したコイル構造体１２５ａや実施の形態５（図１２）に示したコイル構造体１３０も同様に用いることができる。そして、コイル構造体１４４，１４５間に配置するＧＮＤとしてのＧＮＤプレーンも、選択するコイル構造体に応じたものになる。
【００９５】
以上のように、実施の形態９によれば、差動対信号の各信号が通る縦方向伝達経路のそれぞれに配置するコイル構造体の間にコイル構造体間の結合を遮断するＧＮＤを配置したので、差動モードインピーダンス、同相モードインピーダンス、特性インピーダンスの全てを上昇させることができる。そして、特性改善のための部品追加は必要ないので、コストの増加は無い。
【００９６】
なお、実施の形態６〜９では、差動対信号の各信号が通る縦方向伝達経路として、信号ボールパッド１Ｓ４と第１層１Ｌ１に設けられる信号用配線導体１Ｓ５１との間の経路を示したが、ボールパッド１Ｓ４と第２層１Ｌ２に設けられる信号用配線導体１Ｓ５２との間の経路、さらには、ボールパッド１Ｓ４と第３層１Ｌ３に設けられる信号用配線導体１Ｓ５３との間の経路であってもよい。
【００９７】
実施の形態１０．
図１７は、この発明の実施の形態１０として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その８）を示す概念斜視図である。なお、図１７では、理解を容易にするため、コイル構造のみを示し、周囲を囲むＧＮＤは省略してある。また、説明の便宜から、実施の形態４（図１１）および実施の形態５（図１２）に示した構成要素と同一ないしは同等となる構成には、同一の符号を付してある。ここでは、この実施の形態１０に関わる部分を中心に説明する。
【００９８】
図１７に示すように、この実施の形態１０によるコイル構造体１２５ｂは、折れ線形状の信号用配線導体１２７を多角形形状にした渦巻き状（多角形渦巻き状）に配置した構成である。なお、図１７では、渦巻きの周回数を複数回として示してあるが、１周未満でも１周以上でもよい。
【００９９】
図１７では、一例として、実施の形態４（図１１）と同様に、信号ボールパッド１Ｓ４と最上層の第１層１Ｌ１における信号用配線導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路に設ける構造例が示されている。図１７において、信号ボールパッド１Ｓ４の近傍に、第４層１Ｌ４と第３層１Ｌ３との間を接続するビア１２８が設けられ、このビア１２８の第４層１Ｌ４側端に、信号ボールパッド１Ｓ４が第４層１Ｌ４に設けた信号用配線導体１Ｓ５４およびビアランド１Ｓ２４を介して接続されている。コイル構造体１２５ｂを構成する多角形渦巻き状配置の信号用配線導体１２７は、第３層１Ｌ３に設けられている。すなわち、多角形渦巻き状配置の信号用配線導体１２７の一端は、ビア１２８の第３層１Ｌ３側端に設けたビアランド１Ｓ２３に接続され、その信号用配線導体１２７の他端は、ビア１Ｓ１の第３層１Ｌ３側端に設けたビアランド１Ｓ２３に接続されている。
【０１００】
この構成によれば、信号ボールパッド１Ｓ４とビア１Ｓ１の第１層１Ｌ１側端に接続される信号用配線用導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路を信号が通過する場合に、途中に設けたコイル構造体１２５ｂの自己インダクタンスにより、信号ボールパッド１Ｓ４やコイル構造体１２５ｂの配置場所以外に存するビア（１Ｓ１）、ビアランド（１Ｓ２１〜１Ｓ２４）での寄生容量の影響が相殺ないしは緩和されるので、ＴＤＲ波形は、図８示したＴＤＲ波形５ＴＢのように改善され、通過損失は、図９に示した特性５ＦＢのように改善される。
【０１０１】
このとき、多角形渦巻き状のコイル構造体１２５ｂは、折れ線状の信号用配線導体１２７で構成されるため、基板設計ＣＡＤでの配線設計は、多角形のコーナー位置の指定だけで設計できるので、基板設計ＣＡＤに特別な機能を必要としない。
【０１０２】
以上のように、実施の形態１０によれば、縦方向信号伝達経路の途中の寄生容量発生箇所付近に、多角形渦巻き状に配置した信号用配線導体１２７による１つのコイル構造体１２５ｂを介在させたので、図６にて説明したように、寄生容量による特性劣化を改善することができる。そして、特性改善のための部品追加は不要であるので、コストの増加は無い。加えて、コイル構造体１２５ｂの設計では、多角形のコーナー位置の指定だけで設計できるので、特別な機能を持つ高価な基板設計ＣＡＤも不要となる。
【０１０３】
実施の形態１１．
図１８は、この発明の実施の形態１１として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その９）を示す概念斜視図である。なお、図１８では、理解を容易にするため、コイル構造のみを示し、周囲を囲むＧＮＤは省略してある。また、説明の便宜から、実施の形態１０（図１７）に示した構成要素と同一ないしは同等となる構成には、同一の符号を付してある。ここでは、この実施の形態１１に関わる部分を中心に説明する。
【０１０４】
図１８に示すように、この実施の形態１１によるコイル構造体１２５ｃは、曲線状部分とその端部から折れ曲がった直線状部分とからなる信号用配線導体１２７を渦巻き状（組み合わせ渦巻き状）に配置した構成である。なお、図１８では、信号用配線導体１２７の形態例として、曲線状部分とその端部から折れ曲がった直線状部分とを、それぞれ１つ有する場合が示され、渦巻き周回の周回数として、１周未満の場合が示されている。勿論、信号用配線導体１２７は、曲線状部分とその端部から折れ曲がった直線状部分とを交互に複数回繰り返す形態でもよく、渦巻き周回の周回数として、１周以上としてもよい。このように１周以上の渦巻き状にすれば、この実施の形態１１によるコイル構造体１２５ｃの渦巻き形状は、明確に曲線形状と多角形形状とを組み合わせた形状になることが解る。
【０１０５】
図１８では、一例として、実施の形態１０（図１７）と同様に、信号ボールパッド１Ｓ４と最上層の第１層１Ｌ１における信号用配線導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路に設ける構造例が示されている。図１８において、信号ボールパッド１Ｓ４の近傍に、第４層１Ｌ４と第３層１Ｌ３との間を接続するビア１２８が設けられ、このビア１２８の第４層１Ｌ４側端に、信号ボールパッド１Ｓ４が第４層１Ｌ４に設けた信号用配線導体１Ｓ５４およびビアランド１Ｓ２４を介して接続されている。コイル構造体１２５ｃを構成する組み合わせ渦巻き状配置の信号用配線導体１２７は、第３層１Ｌ３に設けられている。すなわち、組み合わせ渦巻き状配置の信号用配線導体１２７の一端は、ビア１２８の第３層１Ｌ３側端に設けたビアランド１Ｓ２３に接続され、その信号用配線導体１２７の他端は、ビア１Ｓ１の第３層１Ｌ３側端に設けたビアランド１Ｓ２３に接続されている。
【０１０６】
この構成によれば、信号ボールパッド１Ｓ４とビア１Ｓ１の第１層１Ｌ１側端に接続される信号用配線用導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路を信号が通過する場合に、途中に設けたコイル構造体１２５ｃの自己インダクタンスにより、信号ボールパッド１Ｓ４やコイル構造体１２５ｃの配置場所以外に存するビア（１Ｓ１）、ビアランド（１Ｓ２１〜１Ｓ２４）での寄生容量の影響が相殺ないしは緩和されるので、ＴＤＲ波形は、図８示したＴＤＲ波形５ＴＢのように改善され、通過損失は、図９に示した特性５ＦＢのように改善される。また、コイル構造体１２５ｃの一部が直線部分で構成されるため、基板設計ＣＡＤでの配線作業が、実施の形態４（図１１）に示すコイル構造体１２５ａのように全て曲線状の場合よりも簡易になる。
【０１０７】
以上のように、実施の形態１１によれば、縦方向信号伝達経路の途中の寄生容量発生箇所付近に、曲線形状と多角形形状との組み合わせ渦巻き状に配置した信号用配線導体１２７による１つのコイル構造体１２５ｃを介在させたので、図６にて説明したように、寄生容量による特性劣化を改善することができる。そして、特性改善のための部品追加は不要であるので、コストの増加は無い。加えて、コイル構造体１２５ｃの一部が直線部分で構成されているため、基板設計ＣＡＤでの配線作業も容易となり、作業時間短縮によるコスト低減が図れる。
【０１０８】
実施の形態１２．
図１９は、この発明の実施の形態１２として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その１０）を示す概念斜視図である。なお、図１９では、理解を容易にするため、コイル構造のみを示し、周囲を囲むＧＮＤは省略してある。また、説明の便宜から、実施の形態４（図１１）に示した構成要素と同一ないしは同等となる構成には、同一の符号を付してある。ここでは、この実施の形態１２に関わる部分を中心に説明する。
【０１０９】
図１９では、一例として、実施の形態４（図１１）と同様に、信号ボールパッド１Ｓ４と最上層の第１層１Ｌ１における信号用配線導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路に設ける構造例が示されている。
【０１１０】
図１９に示すように、この実施の形態１２によるコイル構造体１２５ｄは、実施の形態４（図１１）に示したコイル構造体１２５ａと同様に曲線渦巻き状の信号用配線導体１２７で構成されるが、それの配置位置をこの実施の形態１２では、例えば、信号ボールパッド１Ｓ４の上部に移した構成になっている。
【０１１１】
図１９において、信号ボールパッド１Ｓ４の近傍に、第４層１Ｌ４と第３層１Ｌ３との間を接続するビア１２８が設けられ、このビア１２８の第４層１Ｌ４側端に、信号ボールパッド１Ｓ４が第４層１Ｌ４に設けたビアランド１Ｓ２４を介して接続されている。ただし、この実施の形態１２では、このビアランド１Ｓ２４は、信号ボールパッド１Ｓ４内に設けられていて、図１９では点線で示した。このため、実施の形態４（図１１）に示す第４層１Ｌ４の信号用配線導体１Ｓ５４に該当するものは、図１９では見えていない。コイル構造体１２５ｄを構成する曲線渦巻き状配置の信号用配線導体１２７は、第３層１Ｌ３に設けられている。すなわち、曲線渦巻き状配置の信号用配線導体１２７の一端は、ビア１２８の第３層１Ｌ３側端に設けたビアランド１Ｓ２３に接続され、その信号用配線導体１２７の他端は、ビア１Ｓ１の第３層１Ｌ３側端に設けたビアランド１Ｓ２３に接続されている。
【０１１２】
この構成によれば、信号ボールパッドの上方にはＧＮＤプレーンが入り込めないので、信号ボールパッドとＧＮＤプレーンとの間の容量を減らすことができる。また、信号ボールパッド１Ｓ４とビア１Ｓ１の第１層１Ｌ１側端に接続される信号用配線用導体１Ｓ５１との間の縦方向信号伝達経路を信号が通過する場合に、途中に設けたコイル構造体１２５ｄの自己インダクタンスにより、信号ボールパッド１Ｓ４やコイル構造体１２５ｄの配置場所以外に存するビア（１Ｓ１）、ビアランド（１Ｓ２１〜１Ｓ２４）での寄生容量の影響が、相殺ないしは緩和される。これらによって、ＴＤＲ波形は、図８示したＴＤＲ波形５ＴＢのように改善され、通過損失は、図９に示した特性５ＦＢのように改善される。
【０１１３】
以上のように、実施の形態１２によれば、信号ボールパッドの上部で、縦方向信号伝達経路の途中の寄生容量発生箇所付近に、曲線渦巻き状に配置した信号用配線導体１２７による１つのコイル構造体１２５ｄを介在させたので、図６にて説明したように、寄生容量を減らし、さらに残った寄生容量による特性劣化を改善することができる。そして、特性改善のための部品追加は不要であるので、コストの増加は無い。
【０１１４】
なお、実施の形態１２では、実施の形態４への適用例を示したが、実施の形態１０，１１にも同様に適用することができる。
【０１１５】
ここで、実施の形態１０〜１２では、１つのコイル構造体１２５（ｂ，ｃ，ｄ）を、第３層１Ｌ３のビアランド１Ｓ２３と同一の層に形成したが、実施の形態４に示したコイル構造体１２５ａと同様に、４つの層のうちの任意の層を用いればよく、使用する層の選択は任意である。また、渦巻きの態様としては、２重巻きの態様でもよい。
【０１１６】
また、実施の形態１０〜１２に示したコイル構造体１２５（ｂ，ｃ，ｄ）も、実施の形態４に示したコイル構造体１２５ａと同様に、実施の形態５〜９に適用できることは言うまでもない。その際、実施の形態５，６に適用する場合、実施の形態４を適用する場合と同様、最上層の第１層１Ｌ１に設ける信号用配線用導体に至る経路を対象にするだけでなく、第２層１Ｌ２や第３層１Ｌ３に設ける信号用配線用導体に至る経路を対象として、コイル構造体１２５（ｂ，ｃ，ｄ）を配置してもよい。
【０１１７】
そして、実施の形態１〜１２の各実施の形態では、多層基板である半導体集積回路用パッケージ基板での伝送特性を改善する構成を詳細に説明したが、その内容は、当該半導体集積回路用パッケージ基板に搭載される半導体集積回路側での伝送特性を改善する場合にも同様に適用できるものである。そして、半導体集積回路用パッケージ基板を含む半導体集積回路を搭載する半導体集積回路実装用プリント配線板においても、その実装される半導体集積回路用パッケージ基板を含む半導体集積回路側での伝送特性を改善する場合にも同様に適用できるものである。
【０１１８】
以上、説明したように、この発明による多層基板は、外部接続端子と各層の信号用配線導体との間縦方向信号伝達経路に存在する静電容量の影響を相殺ないしは緩和し、周囲のＧＮＤとのインピーダンス整合を図る手段としてコイル構造体を用いるので、従来例のように信号用配線導体の断線を危惧する必要がなく、また放射ノイズの増大を招来することなく、静電容量の影響による伝送特性の劣化を改善することができる。したがって、更なる高速化が要請される半導体集積回路用パッケージ基板や半導体集積回路実装用プリント配線板として用いるのに好適な多層基板を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
以上のように、この発明にかかる多層基板は、外部接続端子と各層の信号用配線導体との間の縦方向信号伝達経路とその周囲を囲むグランドとの間のインピーダンス整合を図って寄生容量による伝送特性の劣化を改善するのに有用であり、特に、ディジタル信号の更なる高速伝送が要請される半導体集積回路用パッケージ基板や半導体集積回路実装用プリント配線板として用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】この発明が対象とする多層基板の一つである半導体集積回路用パッケージ基板およびその半導体集積回路用パッケージ基板が搭載される同じく多層基板であるプリント配線板における各層のレイアウトを示すＸＹ平面図である。
【図２】図１に示すＸＺ線での断面図（ＸＺ平面を示す断面図）である。
【図３】図１に示すＹＺＳ線での断面図（ＹＺ平面での縦方向信号経路を示す断面図）である。
【図４】図１に示すＹＺＧ線での断面図（ＹＺ平面での縦方向ＧＮＤ経路を示す断面図）である。
【図５】図１に示す多層基板とプリント配線板との間の縦方向信号伝達経路に生ずる寄生容量を含めた伝送回路の等価回路図である。
【図６】この発明の実施の形態１として、この発明によるコイル構造体を縦方向信号伝達経路に介在させる方法（その１）を説明する伝送回路の等価回路図である。
【図７】この発明の実施の形態２として、この発明によるコイル構造体を縦方向信号伝達経路に介在させる方法（その２）を説明する伝送回路の等価回路図である。
【図８】ＴＤＲ法を用いて測定した図５〜図７に示す各伝送回路のインピーダンス特性を比較して示すＴＤＲ波形図である。
【図９】図５〜図７に示す各伝送回路の通過損失特性を比較して示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態３として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その１）を示す概念斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態４として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その２）を示す概念斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態５として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その３）を示す概念斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態６として、この発明にかかる多層基板の縦方向伝達経路に設けるコイル構造体の構成（その４）を示す概念斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態７として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その５）を示す概念斜視図である。
【図１５】この発明の実施の形態８として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その６）を示す概念斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態９として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その７）を示す概念斜視図である。
【図１７】この発明の実施の形態１０として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その８）を示す概念斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態１１として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その９）を示す概念斜視図である。
【図１９】この発明の実施の形態１２として、この発明にかかる多層基板の縦方向信号伝達経路に設けるコイル構造体の構成例（その１０）を示す概念斜視図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１００  半導体集積回路用パッケージ基板（パッケージ基板）
２００  プリント配線板
１Ｌ１〜１Ｌ４  パッケージ基板の第１層〜第４層
１０１  パッケージ基板の誘電体層
１Ｓ１  パッケージ基板の信号用ビア
１Ｓ２  パッケージ基板の信号用ビアのランド（信号ビアランド）
１Ｓ２１〜１Ｓ２４  パッケージ基板の第１層〜第４層での信号ビアランド
１Ｓ３  パッケージ基板の信号用ハンダボール（信号用外部接続端子）
１Ｓ４  パッケージ基板の信号用ハンダボールのパッド（信号ボールパッド）
１Ｓ５  パッケージ基板の信号用配線導体
１Ｓ５１〜１Ｓ５４  パッケージ基板の第１層〜第４層での信号用配線導体
１Ｇ１  パッケージ基板のＧＮＤ用ビア
１Ｇ２  パッケージ基板のＧＮＤ用ビアのランド
１Ｇ３  パッケージ基板のＧＮＤ用ハンダボール（ＧＮＤ用外部接続端子）
１Ｇ４  パッケージ基板のＧＮＤ用ハンダボールのパッド（ＧＮＤボールパッド）
１Ｇ６  パッケージ基板の各層に設けられるＧＮＤプレーン
１Ｇ６３  パッケージ基板の第３層に設けられるＧＮＤプレーン
１Ｇ６４  パッケージ基板の第４層に設けられるＧＮＤプレーン
２０１  誘電体
２Ｓ４  信号用ボールパッド
２Ｓ５  信号配線用導体
２Ｇ１  ＧＮＤ用スルーホール
２Ｇ２  ＧＮＤ用スルーホールランド
２Ｇ４  ＧＮＤ用ボールパッド
２Ｇ６  ＧＮＤプレーン
５Ｃ１  パッケージ基板内の信号伝達経路に生ずる寄生容量
５Ｃ２，５Ｃ３  寄生容量５Ｃ１を２つに分けた寄生容量
５Ｃ４，５Ｃ５，５Ｃ６  寄生容量５Ｃ１を３つに分けた寄生容量
５Ｌ１，５Ｌ２，５Ｌ３  寄生容量間の信号経路に介在させたコイル構造体
１１０  信号用配線導体、ビアおよびランドの組み合わせによるコイル構造体
１１２〜１１９  コイル構造体１１０を構成するビア
１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ，１２５ｄ  信号用配線導体を渦巻き状に形成して構成したコイル構造体
１２７  渦巻き状に形成した信号用配線導体
１３０  ２つのコイル構造体を直列に接続したコイル構造体
１３５  差動対信号の一方の信号の縦方向伝達経路
１３６  差動対信号の他方の信号の縦方向伝達経路
１３８，１３９  差動対信号の各縦方向伝達経路に設けたコイル構造体
１４０，１４１  差動対信号の各縦方向伝達経路に相互インダクタンスが正極性となるように設けられるコイル構造体
１４２，１４４  差動対信号の各縦方向伝達経路に相互インダクタンスが負極性となるように設けられるコイル構造体
１４４，１４５  差動対信号の各縦方向伝達経路に相互間の結合を阻止するＧＮＤが介在する形で設けられるコイル構造体
【図１】
2009055019.tif 000003
【図２】
2009055019.tif 000004
【図３】
2009055019.tif 000005
【図４】
2009055019.tif 000006
【図５】
2009055019.tif 000007
【図６】
2009055019.tif 000008
【図７】
2009055019.tif 000009
【図８】
2009055019.tif 000010
【図９】
2009055019.tif 000011
【図１０】
2009055019.tif 000012
【図１１】
2009055019.tif 000013
【図１２】
2009055019.tif 000014
【図１３】
2009055019.tif 000015
【図１４】
2009055019.tif 000016
【図１５】
2009055019.tif 000017
【図１６】
2009055019.tif 000018
【図１７】
2009055019.tif 000019
【図１８】
2009055019.tif 000020
【図１９】
2009055019.tif 000021