JPH04364092A - 多層基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高密度の実装が必要と
される高周波回路に用いられる多層基板に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多層基板は、基本的な構成とし
て片面、あるいは両面プリント基板の間にプリプレグを
挟み込んで接着積層している。図５に具体的な例として
４層基板の模式図的な断面図を示している。ここで、上
記プリプレグとは、絶縁及び接着を目的とした成形する
以前のガラス繊維等に樹脂を含浸させたものである。こ
のプリプレグの外観基準としては、表面が平滑であり、
樹脂のムラ、突起、ガラス布の汚れ、変色、破れ、シワ
及び異物混入等実用上有害なものがないようにして各基
材を接着させている。

【０００３】プリント配線基板板は、いわゆるコア材と
も称される絶縁基板の表面に導体層である銅箔を設けた
構造である。上記絶縁基板は例えばガラス布基材に合成
樹脂の一つであるエポキシ樹脂を含浸させて形成されて
いる。多層基板は、上記プリント基板をエポキシ樹脂か
らなるプリプレグで接着して積層することによって形成
している。上記プリプレグは、例えば４層基板の場合、
図５に示す第１層Ｌ１の銅箔３０を配設するコア材３２
と第２層Ｌ２の銅箔３４の間にプリプレグ３３及びコア
材３５に配設している第３層Ｌ３の銅箔３６と第４層Ｌ
４のコア材３８の間にプリプレグ３７を挟み各プリント
基板と接着している。

【０００４】図５に示す４層基板は、第１層Ｌ１の銅箔
３０を極めて薄い厚さのストリップ導体にして回路パタ
ーンを形成している。第２層Ｌ２の銅箔３４は略々全面
を平面導体を接地パターンにしている。また、同様にし
て、第４層Ｌ４にストリップ導体３１により回路パター
ンを形成して第３層Ｌ３を平面導体３６を接地パターン
にしている。

【０００５】また、６層基板について図６を参照しなが
ら説明する。ここで、図５に示す共通の部分は同じ参照
番号を付して説明を省略する。第１層Ｌ１や第６層Ｌ６
にそれぞれコア材３２、３８からなる片面銅張積層板上
にストリップ導体で配線パターンを形成し、第２層Ｌ２
や第５層Ｌ５の略々全面を平面導体板としてそれぞれ接
地パターン３４、４１にしている。この６層基板は、上
記４層基板の場合の両面プリント基板（例えばエポキシ
樹脂ガラス布基材３５の両面にそれぞれ銅箔３４、３６
を形成している）にもう１枚コア材４０の表面に銅箔３
９、４１が張られた両面プリント基板を加えて、第４層
Ｌ４の銅箔３９と第５層Ｌ５の銅箔４１をそれぞれプリ
プレグ３７、４２で接着している。また、図６に示す６
層基板において第３層Ｌ３と第４層Ｌ４の銅箔３６、３
９は上記第１層Ｌ１や第２層Ｌ２に形成した回路部と別
の目的の回路部を形成させてもよい。これらの各積層板
は、プリプレグ３３、３７、４２で接着積層している。

【０００６】このような図５や図６に示すそれぞれ４層
基板や６層基板は、基本的に図７に示すモデルで表すこ
とができる。すなわちストリップ導体と平面導体板を接
地パターンとするマイクロストリップラインが積層して
構成されている。この図７に示す基本的なモデルのスト
リップ導体５０の特性インピーダンスＺは、次に示す式
１で表される。

【式１】

【０００７】ここで、εは、比誘電率であり、例えば上
記エポキシ樹脂ガラス布基材等のコア材の材質の物理的
特性に依存する。上記ストリップ導体５０において、ｗ
は、ストリップ導体５０の幅である。ｔは、ストリップ
導体５０の厚さである。また、上記ストリップ導体５０
と平面導体板５１の間は、距離ｈというパラメータで表
している。このような各パラメータを用いて多層基板に
おける特性インピーダンスＺが、求められる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した各
積層板の積層構成でマイクロストリップラインを形成す
る場合、各コア材とストリップ導体の銅箔を接着するた
めに必ず間にプリプレグが入っている。ところが、上記
プリプレグは内層パターンの密度や接着時の温度・圧力
によりストリップ導体と平面導体との距離ｈの厚み方向
の精度が取りにくく、均一性や再現性も保つことが難し
い。式１におけるパラメータであるストリップ導体と平
面導体の表面との間の厚さｈを一定に保たなければ多層
基板の特性インピーダンスＺを所望の値にすることは非
常に難しい。このため、設計時に理論的に所望の特性イ
ンピーダンスを得るために設定した上記各パラメータに
合わせて多層基板を製造しても実際のマイクロストリッ
プラインの特性インピーダンスは理論計算による所望の
特性インピーダンスと比べて大きな誤差が生じてしまう
。

【０００９】そこで、本発明は上述の実情に鑑み、厚み
方向の精度が取り易く、品質がよく再現性の高い多層基
板の提供を目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る多層基板は
、誘電体基板とストリップ導体及び平面導体板で構成さ
れるマイクロストリップラインが複数積層している多層
基板において、上記マイクロストリップラインを形成す
る一対のストリップ導体と上記平面導体板に両面銅張積
層板の両面の導体層を用い、この両面銅張積層板をプリ
プレグで接着積層してなることにより、上述した課題を
解決する。

【００１１】

【作用】本発明に係る多層基板は、厚み方向の精度が取
り易く、例えば特性インピーダンスがよく再現性が高く
なる。

【００１２】

【実施例】本発明に係る多層基板の一実施例について図
１に示す模式的な断面図を参照しながら説明する。図１
に示す多層基板はストリップ導体と平面導体板である接
地パターンとが対向する積層形成した４層基板である。 この４層基板は、２枚の両面銅張積層板Ａ、Ｂを用いて
いる。この両面銅張積層板Ａ、Ｂを用いて両面銅張積層
板Ａ、Ｂは、誘電体基板である例えばエポキシ樹脂ガラ
ス布基材からなるいわゆるコア材ａ、ｂとストリップ導
体１０、１１及び平面導体板１２、１３でそれぞれ２つ
のマイクロストリップラインを構成している。この実施
例においては絶縁基板の一例として上記エポキシ樹脂ガ
ラス布基材を用いている。

【００１３】このようにマイクロストリップラインが複
数積層している多層基板において、本発明に係る多層基
板は、マイクロストリップラインを形成するそれぞれ一
対の上記ストリップ導体１０、１１と上記平面導体板１
２、１３に両面銅張積層板の両面の銅箔を用いてこれら
の両面銅張積層板をプリプレグ１４で接着積層すること
から多層基板を構成する。

【００１４】各層の構造をより詳細に説明すると、この
多層基板において上記両面銅張積層板Ａ、Ｂは各層例え
ば第２層Ｌ２と第３層Ｌ３の間をプリプレグ１４で接着
形成した構造になっている。両面銅張積層板Ａ、Ｂの各
表面側に相当する第１層Ｌ１と第４層Ｌ４には信号線と
して用いるストリップ導体１０、１１が配設形成されて
いる。上記第１層Ｌ１と第４層Ｌ４にそれぞれ対向する
位置、すなわちいわゆるコア材ａ、ｂの対向する内層側
の第２層Ｌ２と第３層Ｌ３は、図７に示したように両面
銅張積層板の銅箔を平面導体板１２、１３としている。 上記ストリップ導体１０、１１に対する平面導体板１２
、１３は接地パターンとして扱っている。

【００１５】また、上記第２層Ｌ２と第３層Ｌ３の層を
接着するため、プリプレグ１４はコア材ａ、ｂの間に挟
んでいる。この積層の構成は、前述した図５に示したス
トリップ導体３０と銅箔３４の間にコア材３２の他に前
記ストリップ導体と平面導体板との距離ｈの不確定要素
となるプリプレグ３３を配した多層基板と異なり、両面
銅張積層板Ａ、Ｂを用いて上記ストリップ導体と平面導
体板間の距離ｈの領域から図５に示した不確定要素であ
るプリプレグ３３を取り除いている。この図１に示す上
記コア材ａ、ｂは、製造工程及び品質管理等において厳
密に一定の条件及び管理下で製造されている。従って、
この管理によって上記多層基板製造におけるパラメータ
である厚さｈは、ばらつきのなく一定の誤差範囲以内に
管理されることになる。

【００１６】このように特性インピーダンスＺは、基本
的に図１に示した両面銅張積層板Ａが第１層Ｌ１のスト
リップ導体１０と第２層Ｌ２の平面導体板１２で形成す
る一対のマイクロストリップラインとして見做し、両面
銅張積層板を用いて図５に示すプリプレグ３３を除外し
ている。第４層Ｌ４のストリップ導体１１と第３層Ｌ３
の平面導体板１３も上記第１層Ｌ１と第２層Ｌ２で形成
されるマイクロストリップラインと同様の一対のマイク
ロストリップラインとして見做すことができる。

【００１７】ここで、第２層Ｌ２と第３層Ｌ３の間のプ
リプレグ１４で接着しても、図７に示したようなモデル
で特性インピーダンス計算を行う場合、この不確定要素
のプリプレグ１４がパラメータの距離ｈに含まれていな
いので、各マイクロストリップラインの特性インピーダ
ンスＺは何ら影響されずに不確定要素を無視することが
できる。このため、第１層Ｌ１と第２層Ｌ２、あるいは
第４層Ｌ４と第３層Ｌ３は、パラメータの厚みｈ方向の
精度が取り易く、均一性や再現性を高くすることができ
る。

【００１８】次に、さらに多層化した６層の多層基板に
ついて図２に示す断面図を参照しながら説明する。ここ
で、共通する部分に図１と同じ参照番号を付して説明を
省略する。このように３枚の両面銅張積層板Ａ、Ｂ及び
Ｃにより６層の多層基板が形成される。この６層基板の
内層である第２層Ｌ２の銅箔１２と第３層Ｌ３の銅箔１
３や第４層Ｌ４の銅箔１５と新たに追加した両面銅張積
層板Ｃのコア材ｃに設けられた第５層Ｌ５の銅箔１６の
間にそれぞれプリプレグ１４、１７を入れて接着させる
ことで１枚の多層基板を形成する。このとき、マイクロ
ストリップラインの特性インピーダンスＺは、それぞれ
第１層Ｌ１と第２層Ｌ２及び第６層Ｌ６と第５層Ｌ５の
関係が図７に示したマイクロストリップラインの特性イ
ンピーダンスＺを求めるモデルと同じ状態にある。従っ
て、上述した４層基板の実施例の場合と同様に６層の多
層基板においても再現性よく理論計算の通り所望の特性
インピーダンスＺを実現させることができる。上記両面
銅張積層板ｂは、両面共に接地パターンにしてもよいし
、また、別の回路を配設してもよい。

【００１９】このように両面銅張積層板を用いて不確定
要素を成すプリプレグを目的とする基板間に挟み込むこ
とを避けることによって、高い再現性を有する多層基板
で、かつ所望の特性インピーダンスの多層基板をユーザ
ーに供給することができる。

【００２０】次に、本発明に係る多層基板における他の
実施例を図３を参照しながら説明する。ここで、共通す
る部分には、同じ参照番号を付して説明を省略する。こ
の実施例は、本発明の多層基板の構成の他に従来の接着
構造も含んで構成しても理論計算に合致した特性インピ
ーダンスＺが再現性よく得られることを示す。本発明の
多層基板に関する部分は、内層の第２層Ｌ２と第３層Ｌ
３の部分に両面銅張積層板Ａを配設する。この両面銅張
積層板Ａは、前述した実施例の場合と同様にいわゆるコ
ア材ａの上側の第２層Ｌ２にストリップ導体１０を配設
し、コア材ａの下側の第３層Ｌ３を平面導体板１２にし
ている。このとき、多層基板の表面の第１層Ｌ１は、第
２層Ｌ２のストリップ導体１０を避けて銅箔２０ａ、２
０ｂを配設しておく必要がある。第１層Ｌ１をすべて銅
張にすると、図７に示すモデルの構成と異なるモデルと
なってしまうからである。マイクロストリップラインの
特性インピーダンスＺを計算する理論式も式１と違って
くる。

【００２１】従って、第１層Ｌ１に形成するパターンの
密度は、第２層Ｌ２に形成するストリップ導体１０に応
じて上記逃げ領域２０ｃ形成することから、低下してし
まうが、従来の片面銅張積層板Ｄ、Ｅを用いても特性イ
ンピーダンスＺの再現性のよい多層基板にすることがで
きる。このとき、第１層Ｌ１と第２層Ｌ２及び第３層Ｌ
３と第４層Ｌ４間に入れるプリプレグ１８、１９は、上
記両面銅張積層板Ａに形成されたマイクロストリップラ
インの特性インピーダンスＺに影響しないので、例えば
この片面銅張積層板を用いて第２層Ｌ２の間にプリプレ
グ１８を挟む従来の構成と同様に基板の接着用として用
いることができる。上記片面銅張積層板Ｄ、Ｅには、そ
れぞれコア材ｄ、ｅの片面に銅箔２０ａ、２０ｂ及び２
１が配設形成している。

【００２２】６層基板においても、図３に示した実施例
と同様に第２層Ｌ２と第３層Ｌ３だけでなく、第４層Ｌ
４と第５層Ｌ５を両面銅張積層板Ｂを追加することで６
層の多層基板を形成する。ここで、共通する部分は同じ
参照番号を付して説明を省略する。上記条件を満足させ
る構成の例としては、図４に示すように４つの内層を本
発明の多層基板の構成、すなわち両面銅張積層板Ａ、Ｂ
の２枚を用いて、この４層の上層である第１層及び下層
である第６層がそれぞれ片面銅張積層板Ｄ、Ｅからなる
。また、図７に示したモデルと同様の状態になるように
するため片面銅張積層板の各コア材ｄ、ｅの表面である
第１層Ｌ１で銅箔２０ａ、２０ｂや第６層Ｌ６で銅箔２
１ａ、２１ｂに設けて各層で外層逃げ２０ｃ、２１ｃを
それぞれ設けている。

【００２３】このように片面銅張積層板と両面銅張積層
板を混合して用いる際に確実に内層に形成したストリッ
プ導体のパターン形成領域を避けるように構成すること
によって、所望の特性インピーダンスの再現性を高める
ことができる。

【００２４】なお、上述した実施例はストリップ導体を
外側向きに、平面導体板を内側向きにして積層構造した
多層基板を示したが、この構成に限定されるものでなく
、図７に示したモデルの関係を考慮した上で両面銅張積
層板を用いてマイクロストリップラインを形成する構成
にすることによっても同様の効果を上げることができる
。また、いわゆる上記コア材は、エポキシ樹脂ガラス布
基材に限定されるものでなく、例えばポリイミド樹脂等
を含浸させて形成したコア材を用いても上述した同様の
効果を得ることができる。

【００２５】以上のように構成することによって、多層
基板は高い均一性及び再現性を保つことができるように
なる。特に、この方法によれば、多層基板の設計時のパ
ラメータの設定に応じて製造した多層基板は再現性よく
所望のマイクロストリップラインの特性インピーダンス
Ｚを得ることができる。このように再現性のよい多層基
板は量産時において多層基板の不具合によるロットアウ
ト等の発生率を下げることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の多層基板によれば、マイクロストリップラインを形
成する一対のストリップ導体と平面導体板に両面銅張積
層板の両面の銅箔を用い、この両面銅張積層板をプリプ
レグで接着積層することにより、量産時において多層基
板の高い均一性及び再現性を保つことができる。特に、
多層基板の特性インピーダンスを所望の値に設定でき、
生産性の効率を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多層基板における一実施例の４層
基板の模式的な断面図である。

【図２】本発明に係る多層基板における６層基板の模式
的な断面図である。

【図３】本発明に係る多層基板の他の実施例における４
層基板の模式的な断面図である。

【図４】図３に示した実施例に両面銅張積層板を内層に
追加して６層基板にした際の模式的な断面図である。

【図５】従来の４層基板の模式的な断面図である。

【図６】従来の６層基板の模式的な断面図である。

【図７】マイクロストリップラインの特性インピーダン
スを求める際の模式図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ・・・・・・・・・・・両面銅張積層板ａ、ｂ・
・・・・・・・・・・コア材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　誘電体基板とストリップ導体及び平面
   導体板で構成されるマイクロストリップラインが複数積
   層している多層基板において、上記マイクロストリップ
   ラインを形成する一対のストリップ導体と上記平面導体
   板に両面銅張積層板の両面の導体層を用い、この両面銅
   張積層板をプリプレグで接着積層してなることを特徴と
   する多層基板。