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【発明の名称】 配線基板
【発明者】 【氏名】渡辺 徹
【住所又は居所】長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコーエプソン株式会社内
【要約】 【課題】

【解決手段】配線基板１００は、基板本体１と、この基板本体１に互いにねじれの位置関係となるように配設された第１及び第２平面導体１１，１２とを有し、第１平面導体１１及び第２平面導体１２は、少なくとも一方が電気信号を伝達するものであり、互いに対向する幅広面にて挟まれた部分の寄生容量が小さくなるように、いずれか一方の幅広面を他方の幅広面に対して傾斜させている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路に使用される多層構造基板において、基板平面に対して幅広面が平行に形成された第１の平面導体と前記第１の平面導体に対して基板厚み方向において異なる位置に配設されており、且つ、前記第１の平面導体との交差部を有する第２の平面導体を有し、その交差部で前記第１の平面導体の幅広面と第２の平面導体の幅広面とが平行以外の角度で交差することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載する配線基板において、前記第１の平面導体の幅広面と前記第２の平面導体の幅広面とが交差角９０度で交差することを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する配線基板において、基板内に凹部を有し、前記第１の平面導体及び前記第２の平面導体のいずれか一方が基板上及び基板内のいずれかに基板面に対して平行に形成され、他方が前記基板凹部の内壁面に形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項３に記載する配線基板において、前記凹部は、集積回路を収納するためのキャビティであることを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は電子回路に使用される基板の配線パターンの引き回し手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今の通信機器等に用いられる高周波回路においては小型化の要求が強く存在し、その結果、前記高周波回路を構成する回路基板においては非常に高い密度で部品の実装或いは配線が成されている。また積層基板は前記回路の小型化に非常に有効であり、事実積層基板内に高い密度で配線を行うことにより、大幅な回路の小型化が実現されている。
その反面、前記実装部品或いは前記配線同士の干渉が起こりやすいという問題点が存在する。この意図しない干渉は回路の特性劣化の原因となる。
【０００３】
例えば、信号ラインと制御信号ライン或いは電源ラインとが干渉した場合、それらによって構成された不要ループが構成され、回路の動作が不安定となり、最終的に回路において予期しない異常発振を生ずるケースが考えられる。
この様に不要な信号ライン同士の干渉は回路本来の機能を阻害する要素が含まれており、回路を安定に動作させるためには回路設計時にこれらの要素を排除する事が必要である。
【０００４】
これらの問題を解消するための手段として、従来以下の様な手段が提案されている。具体的な例として、信号の伝送線路周辺に形成される導体線路を前記信号ラインから離して形成する手段（特許文献１参照）、信号の伝送線路周辺に構成する誘電体基板の比誘電率を下げ、周辺の伝送線路或いは制御線路等との間に形成される寄生容量値を削減する手段（特許文献２参照）等が挙げられる。
【特許文献１】特開平５−３２７２３０号公報（第５−７頁、第１図）
【特許文献２】特開平７−３０７５７５号公報（第５−７頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述特許文献１の多層配線基板においては、信号ライン周辺の配線及び部品の実装密度が下がり、小型化が制限されるという未解決の問題がある。
また、上述特許文献２の多層回路基板においては、異なる誘電率を有する２種の基板材料を使用する必要があり、製造工程が複雑になると共にコストが高くなるという未解決の問題がある。
【０００６】
本発明は上記に示す課題を解決するためのものであり、配線間に生ずる寄生容量を低減し、尚且つ高い実装密度を実現可能な配線基板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明の配線基板は、電子回路に使用される多層構造基板において、基板平面に対して幅広面が平行に形成された第１の平面導体と前記第１の平面導体に対して基板厚み方向において異なる位置に配設されており、且つ、前記第１の平面導体との交差部を有する第２の平面導体を有し、その交差部で前記第１の平面導体の幅広面と第２の平面導体の幅広面とが平行以外の角度で交差する構造を有する。
【０００８】
この結果、第１の平面導体と第２の平面導体との対向部分の対向面積が減少し、第１の平面導体と第２の平面導体との間隔が狭い場合でも両平面導体間に発生する寄生容量を低減することが可能となり、このため、高い実装密度を維持したまま寄生容量を削減した配線基板を構成することが可能となる。
第２の発明の配線基板は、前記第１の発明の配線基板において、第１の平面導体の幅広面と第２の平面導体の幅広面とが交差角９０度で交差した構造を有する。
【０００９】
この結果、第１の平面導体と第２の平面導体との対向面積が最小となり、第１の平面導体と第２の平面導体との間隔が狭い場合でも両平面導体間に発生する寄生容量を低減することが可能となり、高い実装密度を維持したまま寄生容量を削減した配線基板を構成することが可能となる。
第３の発明の配線基板は、前記第１の発明または前記第２の発明の配線基板において、基板内に凹部を有し、前記第１の平面導体及び前記第２の平面導体のいずれか一方が基板上及び基板内のいずれかに基板面に対して平行に形成され、他方が前記基板凹部の内壁面に形成されており、且つ、前記第1の平面導体の幅広面と前記第2の導体の幅広面とが平行以外の角度で交差する構造で形成されている。
【００１０】
この結果、第１の平面導体と第２の平面導体との対向面積が減少し、第１の平面導体と第２の平面導体との間隔が狭い場合でも前記電極間に発生する寄生容量を低減することが可能となり、高い実装密度を維持したまま寄生容量を削減した配線基板を構成することが可能となる。また、作製が容易となる。
第４の発明の配線基板は、前記第３の発明の配線基板において、前記凹部は、集積回路を収納するためのキャビティである。この結果、既存キャビティの内壁面を第２の平面導体の配設に利用出来、新たに基板に凹部を設ける必要が無く、高い実装密度を維持したまま寄生容量を削減し、尚且つコストダウンをする事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１はこの発明の第１の実施形態の配線基板を示す正面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。また、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。図において、配線基板１００は、図１の前後方向に対向する外壁面１ａ，１ｃと図１の左右方向に対向する外壁面１ｂ，１ｄとを有する矩形平板状の基板本体１と、この基板本体１に形成された配線導体から構成されている。基板本体１は、第１の樹脂層２ａ、第１のグランド層４ａ及び第２の樹脂層２ｂが重ねて形成された三層の積層構造を成している。グランド層４は、基板本体１の全面にわたって第１の樹脂層２ａと第２の樹脂層２ｂに挟まれて形成されている。
【００１２】
基板本体１上面の第１の樹脂層２ａの中央部には、図１の前後方向に対向する内壁面５ａ，５ｃと図１の左右方向に対向する内壁面５ｄ，５ｂを有する矩形のキャビティ５が、グランド層４に達しない程度の深さに凹設されている。内壁面５ｄａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄは、それぞれ基板本体１に垂直な面とされている。キャビティ５の底面中央には、集積回路としてのＩＣチップ７が実装されている。
【００１３】
第１の平面導体である２本の直線扁平帯状の信号ライン１１が、キャビティ５の底面と概略同じ高さで、幅広面を基板本体１と平行にして、基板本体１の外壁面１ａから侵入し第１の樹脂層２ａを貫通し、キャビティ５の内壁面５ａを貫通し、キャビティ５内に突出している。信号ライン１１の先端１１ａは、内壁面５ａの下端からキャビティ５内に突出し、後端１１ｂは配線基板２の外壁面に設けられた接続端子１１ｃに接続されている。信号ライン１１の先端１１ａは、ＩＣチップ７の近傍まで延び、ボンディングワイヤ８にてＩＣチップ７と電気的に接続されている。
【００１４】
キャビティ５の底面の四隅には、部分的に第２のグランド層４ｂが設けられている。第２のグランド層４ｂと第１のグランド層４ａとは、ビアーホール４ｃによって電気的に接続されている。
第２の平面導体である電源供給ライン１２は、カギ状に折れ曲がる３つの電極１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃから構成されている。概略帯状の電極１２Ｃが、幅広面を基板本体１と平行にして、外壁面１ｂの中央部から侵入し第１の樹脂層２ａを貫通し、キャビティ５の内壁面５ｂから露出している。キャビティ５の内壁面５ｂから露出した電極１２Ｃは、キャビティ５の内壁面５ｂに形成された電極１２Ｂに接続されている。概略帯状の電極１２Ｂは、電極１２Ｃと接続する内壁面５ｂの中央部から、幅広面を内壁面５ｂに密着させて内壁面５ｂと内壁面５ａとの角部まで延びている。電極１２Ｂは、この角部で電極１２Ａと接続している。概略帯状の電極１２Ａは、幅広面を内壁面５ａに密着させて基板本体１に平行な方向に延びている。
【００１５】
内壁面５ａに形成された電源供給ライン１２の電極１２Ａから、内壁面５ａに沿ってキャビティ５の底方向に向かって２本の枝部１２ａと１２ｂが延びている。枝部１２ａ，１２ｂは、キャビティ５の底面に達した部分で折れ曲がりその先端部１２ｃ，１２ｄはＩＣチップ７の近傍まで延びている。枝部１２ａ，１２ｂの先端部１２ｃ，１２ｄは、ボンディングボンディングワイヤ８にてＩＣチップ７と電気的に接続されている。
【００１６】
電源供給ライン１２の電極１２Ａ及び１２ａ，１２ｂからなるコの字型Ｇ（図２）の部分は、２本の信号ライン１１をまたぐように設けられている。
ＩＣチップ７の上面に形成された接地電極と第２のグランド層４ｂとの間はボンディングワイヤ８で電気的に接続されている。
このように構成された配線基板１００において、信号ライン１１はＩＣチップ７からの出力信号を外部に出力している。一方、電源供給ライン１２は、ＩＣチップ７に電圧又は電流を供給している。そして、信号ライン１１と電源供給ライン１２の電極１２Ａとは同一平面上に無く、且つ電極の幅広面が互いに平行とならない状態にある。
【００１７】
本実施形態においては、第１の平面導体である信号ライン１１と第２の平面導体である電源供給ライン１２と間の寄生容量の削減を目的としている。ここで、寄生容量は数式１により求められる。
Ｃ＝ε０・εｒ・Ｓ／ｄ （数式１）
ここで、 ε０ ： 真空中の誘電率
εｒ ： 基板材料の比誘電率
Ｓ ： 配線導体の対向する部分の面積
ｄ ： 対向する配線導体の間隔
数式１から第１の平面導体である信号ライン１１と第２の平面導体である電源供給ライン１２との間に発生する寄生容量Ｃは、対向する配線導体の間隔ｄを拡大するか、或いは配線導体の対向する部分の面積Ｓを縮小すれば小さくすることができる。
【００１８】
すなわち、本実施形態においては、数式１の面積Ｓを小さくすることにより寄生容量の削減を図る。本実施形態においては、電源供給ライン１２の電極１２Ａとは、電源供給ライン１２の幅広面が信号ライン１１の幅広面７に対して傾斜角度９０度傾くように設けられている。すなわち、電源供給ライン１２の電極１２Ａの幅広面が信号ライン１１の幅広面７に対して垂直となるように設けられている。そのため、信号ライン１１と電源供給ライン１２との対向する部分の面積が最小となり、寄生容量を低減することができる。
【００１９】
図４はこの発明の第２の実施形態の配線基板を示す正面図である。また、図５は図４のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。また、図６は図４のＤ−Ｄ線に沿う矢視断面図である。図において、本実施形態の配線基板２は、基板本体１の表面においては、ＩＣチップ７を実装するためのキャビティ１５の内壁面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが夫々傾斜している。各内壁面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、夫々キャビティ１５の開口部を広げる方向に、配線基板１の表面に対して角度θ（本実施形態においては約６０度）傾斜している。つまり、キャビティ１５の底面及び内壁面は、四角錐の中間部から頂点側の部分を削除し逆さまにした形状とされている。
【００２０】
第２の平面導体である電源供給ライン２２は、カギ状に折れ曲がる３つの電極２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃから構成されている。概略帯状の電極２２Ｃが、キャビティ１５の深さの方向ほぼ１／２の高さで、幅広面を基板本体１と平行にして、外壁面１ｂの中央部から侵入し第１の樹脂層２ａを貫通し、斜面とされた内壁面１５ｂから露出している。キャビティ１５の内壁面１５ｂから露出した電極２２Ｃは、斜面とされた内壁面１５ｂに形成された電極２２Ｂに接続されている。概略帯状の電極２２Ｂは、電極２２Ｃと接続する内壁面１５ｂの中央部から、幅広面を内壁面１５ｂに密着させて内壁面１５ｂと内壁面１５ａとの角部まで延びている。電極２２Ｂは、この角部で電極２２Ａと接続している。概略帯状の電極２２Ａは、幅広面を内壁面１５ａに密着させて基板本体１に平行な方向に延びている。
【００２１】
内壁面１５ａに形成された電源供給ライン２２の電極２２Ａから、斜面とされた内壁面１５ａに沿ってキャビティ１５の底方向に向かって２本の枝部２２ａと２２ｂが延びている。枝部２２ａ，２２ｂは、キャビティ１５の底面に達した部分で折れ曲がりその先端部２２ｃ，２２ｄはＩＣチップ７の近傍まで延びている。先端部２２ｃ，２２ｄは、ボンディングワイヤ８にてＩＣチップ７と電気的に接続されている。
【００２２】
本実施の形態においては、キャビティ１５の各内壁面が斜めに形成されている。そして、電源供給ライン２２は、この斜めの内壁面１５ａ，１５ｂに沿って形成されている。従って、信号ライン１１と電源供給ライン２２の電極２２Ａは、互いにねじれの位置関係にあるが、信号ライン１１の幅広面に対して、電源供給ライン２２の電極２２Ａの幅広面は、所定の角度傾いて形成されている。ここで、ねじれの位置関係とは、同一平面上になく且つ平行でない２つの直線体（棒状体、細長平板状のものを含む）の関係を言う。
【００２３】
本実施の形態においては、電源供給ライン２２の電極２２Ａと信号ライン１１の対向する面積は、いずれか一方の幅広面を他方の幅広面に対して６０度傾斜しているので、寄生容量を削減する効果は若干落ちる。しかしながら、キャビティ１５の内壁面が開口部側で広がるような斜面とされているので、電源供給ライン２２を印刷によって基板本体１に形成する際、容易に作成することができる。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、キャビティ１５の内壁面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは約６０度傾斜しているが、製作のみを考慮すると４５度が最も製作し易い。
また、第１の実施形態及び第２の実施形態においては、キャビティ５或いはキャビティ１５の内壁面に電源供給ライン５が設けられているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、電源供給ライン５は、例えば、配線基板１に形成された溝の内壁面に設けられてもよい。
【００２５】
また、第１の実施形態及び第２の実施形態においては、第２の平面導体である電源供給ライン１２及び２２は、ＩＣチップ７に電力を供給するものであるが、第２の平面導体は、電源供給ラインに限らず例えば、ＩＣチップ７に制御信号を与えるものであってもよいし、さらには、単なる導体であっても概略同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１の実施形態の配線基板を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態の配線基板を示す正面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。ま
【図６】図４のＤ−Ｄ線に沿う矢視断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 基板本体、５，１５ キャビティ、７ ＩＣチップ（集積回路）、１１ 信号ライン（第１の平面導体）、１２，２２ 電源供給ライン（第２の平面導体）。
【出願人】 【識別番号】０００００２３６９
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿２丁目４番１号
【出願日】 平成１６年２月５日（２００４．２．５）
【代理人】 【識別番号】１０００６６９８０
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也

【識別番号】１０００７５５７９
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 嘉昭

【識別番号】１００１０３８５０
【弁理士】
【氏名又は名称】崔 秀▲てつ▼
【公開番号】 特開２００５−２２３１３６（Ｐ２００５−２２３１３６Ａ）
【公開日】 平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【出願番号】 特願２００４−２９４３６（Ｐ２００４−２９４３６）