JPH09219422A - フリップチップ実装構造 - Google Patents

フリップチップ実装構造

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JPH09219422A
JPH09219422A JP8046896A JP4689696A JPH09219422A JP H09219422 A JPH09219422 A JP H09219422A JP 8046896 A JP8046896 A JP 8046896A JP 4689696 A JP4689696 A JP 4689696A JP H09219422 A JPH09219422 A JP H09219422A
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  • Waveguides (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2つの伝送線路の接続部における特性インピ
ーダンスの整合をとる。 【解決手段】 相互接続すべき2つの伝送線路の互いに
対面する領域における信号線導体と接地導体とのギャッ
プg3、g4を入出力部のギャップg1、g2よりも拡
げ、導電性バンプの高さをhとしたとき、そのギャップ
g1〜g4を、g3−g1≒g4−g2≒2.5hに設
定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性バンプを用
いて2つの高周波伝送線路をプリップチップ実装する構
造に係り、特にコプレーナ構造もしくはグランドプレー
ナ構造の2つの伝送線路を相互にプリップチップ実装に
より接続する構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は従来のコプレーナ構造の伝送線路
とグランドコプレーナ構造の伝送路の接続部の構造の一
例を示す図である。(a)は斜視図、(b)は(a)の
b−b線断面図、(c)は(b)のc−c線断面図、
(d)は(b)のd−d線断面図である。
【0003】コプレーナ構造の伝送線路70とグランド
コプレーナ構造の伝送線路80とを電気的に接続するに
当たり、2つの伝送線路70、80を相互に近付けて対
向させ、インダクタンス成分を極力低減するために、伝
送線路70の信号線導体71と、伝送線路80の信号線
導体81との間を導電性バンプ74により、また伝送線
路70の接地導体72と、伝送線路80の接地導体82
との間を導電性バンプ84により接続していた。なお、
伝送線路70は図8の(a)の紙面において左上方向に
延び、伝送線路80は右下方向に延びるものであるが、
ここでは接続部分のみを示している。他の(b)〜
(d)も接続部分のみを示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8に
示した構造では、導電性バンプ74、84を介して互い
に対向する領域75、85における信号線導体71と接
地導体72との間、あるいは信号線導体81と接地導体
82との間における特性インピーダンスに不整合をもた
らし、伝送線路70の入力部76から接続部を経由して
伝送線路80の出力部86へ、数十GHz以上の高周波
信号を伝送する場合、接続部での反射が増大するなど、
伝送特性が著しく劣化する欠点があった。
【0005】本発明の目的は、2つの高周波伝送線路の
接続部におけるインピーダンスの不整合が生ぜず、良好
な高周波伝送特性が得られるようにしたフリップチップ
実装構造を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、信
号線導体と同一面に形成された接地導体とのギャップが
g1であるコプレーナ構造またはグランドコプレーナ構
造の第1の伝送線路と、信号線導体と同一面に形成され
た接地導体とのギャップがg2であるコプレーナ構造ま
たはグランドコプレーナ構造の第2の伝送線路と、前記
第1、第2の伝送線路の信号線導体と接地導体とを相互
に対向させて電気的に接続する導電性バンプとを具備す
るフリップチップ実装構造において、前記第1、第2の
伝送線路の互いに対面する領域における前記第1の伝送
線路の前記信号線導体と前記接地導体とのギャップをg
3に拡げるとともに、前記第1、第2の伝送線路の互い
に対面する領域における前記第2の伝送線路の前記信号
線導体と前記接地導体とのギャップをg4に拡げ、前記
導電性バンプの高さをhとしたとき、前記ギッャプg1
〜G4を、 g3−g1≒g4−g2≒2.5h に設定したことを特徴とするフリップフロップ実装構造
として構成した。
【0007】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]図1は本発明の第1の実施の形態
を示すプリップチップ実装構造を説明するための図であ
って、(a)はその斜視図、(b)は(a)のb−b線
断面図、(c)は(b)のc−c線断面図、(d)は
(b)のd−d線断面図である。
【0008】コプレーナ構造の伝送線路10は、特性イ
ンピーダンスZoが50Ω、信号線導体11の幅が50
μm、信号線導体11と接地導体12との間の入力部1
6のギャップg1が35μm、絶縁体基板13の比誘電
率が12.5、厚さが150μmである。また、導電性
バンプ14、24の位置する部分(入力部16と反対側
の部分、つまり他方の伝送路20と対向する領域部分1
5)に対応する信号線導体11と接地導体12との対向
部分は、そのギャップg3が「g1<g3」に設定さ
れ、そのギャップが「g3−g1=Δg」だけ拡げられ
ている。
【0009】グランドコプレーナ構造の伝送線路20
は、特性インピーダンスが50Ω、信号線導体21の幅
が50μm、信号線導体21と接地導体22との間の出
力部26のギャップg2が35μm、絶縁体基板23の
比誘電率が12.6、厚さが600μmである。また、
導電性バンプ14、24の位置する部分(出力部26と
反対側の部分、つまり他方の伝送路10と対向する領域
部分25)に対応する信号線導体21と接地導体22と
の対向部分は、そのギャップg4が「g2<g4」に設
定され、そのギャップが「g4−g2=Δg」だけ拡げ
られている。
【0010】なお、伝送線路10は図1の(a)の紙面
において左上方向に延び、伝送線路20は右下方向に延
びるものであるが、ここでは接続部分のみを示してい
る。他の(b)〜(d)も接続部分のみを示している。
【0011】ここでは、前記導電性バンプ14、24と
して、高さhが50μmのものを用い、伝送線路10と
伝送線路20の信号線導体11、21の相互間は導電性
バンプ14で、また接地導体12、22の相互間は導電
線バンプ24で、各々接続する。
【0012】伝送線路10の入力部16から伝送線路2
0の出力部26に至るまでの伝送線路の特性インピーダ
ンスZoを50Ω、60Ω、70Ωとするための導電性
バンプ14、24の高さhとギッャプ拡げ幅Δgとの関
係を図2に示した。いずれの特性インピーダンスでも、
導電性バンプの高さhが約30μm〜150μmにおい
て、Δg/hは約2.5の傾きとなっている。なお、前
述したように、 Δg=g3−g1 =g4−g2 である。
【0013】導電性バンプの高さh=50μmのとき、
50Ωの特性インピーダンスを得ようとする際は、Δg
/h=2.5の関係から、拡げ幅Δg=125μmであ
り、伝送線路10のギッャプg3、g4は、 g3=g1+Δg=35μm+125μm=160μm g4=g2+Δg=35μm+125μm=160μm となる。このようにして、コプレーナ構造の伝送線路1
0の入力部16からグランドコプレーナ構造の伝送線路
20の出力部26に至るまでの特性インピーダンスを5
0Ωに整合させることが可能となる。
【0014】また、特性インピーダンスZoが60Ωの
とき、70Ωのときにおいても、導電性バンプ14、2
4の高さhが30μm以上であれば、Δg/hは約2.
5であるので、上記と同様にして拡げ幅Δgを見つけ、
ギャップg3、g4を設定すれば良い。なお、本構造で
は、接地導体12、22の相互間を2個のバンプ24を
1組として用いて接続しているが、3個以上のバンプを
1組として用いて接続することもできることは勿論であ
る。
【0015】図3は、コプレーナ構造の伝送線路10の
入力部16からグラントコプレーナ構造の伝送線路20
の出力部26に至るまでの経路の反射損失の周波数特性
を示す図である。本構造(拡げ幅Δg=125μm)
は、拡げ幅Δg=0の従来構造に比べて、40GHzの
広い帯域に亙って40dB以上となり、周波数特性が著
しく改善されている。
【0016】図4は、コプレーナ構造の伝送線路10の
入力部16からグラントコプレーナ構造の伝送線路20
の出力部26に至るまでの経路の挿入損失の周波数特性
を示す図である。本構造では40GHzの広い帯域に亙
って損失がみられず、その特性が従来構造よりも著しく
改善されていることが分かる。
【0017】図5は変形例のプリップチップ実装構造を
説明するための図であって、(a)はその斜視図、
(b)は(a)のb−b線断面図、(c)は(b)のc
−c線断面図、(d)は(b)のd−d線断面図であ
る。
【0018】この図5では、2つの伝送線路が対向する
領域35、45と対向しない領域における信号線導体と
接地導体との間のギャップの変化の構造として、そのギ
ャップのg1とg3の間の変化、g2とg4の間の変化
が各々緩慢になるように、接地導体32、42にテーパ
37、47を形成している。作用や効果については図1
で説明したものと全く同様である。
【0019】[第2の実施の形態]図6および図7は第
2の実施の形態のプリップチップ実装構造を説明するた
めの図であって、図6の(a)はその斜視図、(b)は
図6の(a)のb−b線断面図、図7の(a)は図6の
(b)のa−a線断面図、(b)は図6の(b)ののb
−b線断面図である。
【0020】ここでは、入出力部を兼ね備えるグランド
コプレーナ構造の伝送線路60の上に、コプレーナ構造
の伝送線路50をバンプ電極を用いてフリップチップ接
続した例を示す。なお、伝送線路50には電子部品が搭
載されて電気回路が構成され、伝送線路60の入力部6
8に入力した信号がこの電気回路で処理されてから伝送
回路60の出力部66から出力するものであるが、上記
では接続部分の説明に限ったため、伝送線路50におけ
る電気回路については説明していない。
【0021】伝送線路50は、特性インピーダンスが5
0Ω、信号線導体51の幅が50μm、信号線導体51
と接地導体52との間のギャップg1が35μm、絶縁
体基板53の比誘電率が12.5、厚さが150μmで
ある。導電性バンプ54、64の位置する部分(他方の
伝送路60と対向する領域部分55、57)に対応する
信号線導体51と接地導体52との対向部分のギャップ
g3が「g1<g3」に設定され、そのギャップが「g
3−g1=Δg」だけ拡げられている。
【0022】また伝送線路60は、入力部68および出
力部66を兼ねた特性インピーダンスが50Ω、中央で
分断された信号線導体61の幅が50μm、信号線導体
61と接地導体62との間のギャップg2が35μm、
絶縁体基板63の比誘電率が12.6、厚さが600μ
mである。導電性バンプ54、64の位置する部分(他
方の伝送路50と対向する領域部分65、67)に対応
する信号線導体61と接地導体62との対向部分のギャ
ップg4が「g1<g4」に設定され、そのギャップが
「g4−g1=Δg」だけ拡げられている。
【0023】以上のように、伝送線路60の入力部68
から出力部66に至るまでの特性インピーダンスを整合
させるために、2つの伝送線路50、60が対向する領
域55、57、65、67におけるギャップの拡げ幅Δ
gを、前述した図2の特性から得られる、Δg/h=
2.5に基づいて決める。このようにして、伝送線路5
0のギャップg3と伝送線路60のギャップg4を、お
のおの160μmに設定することにより、伝送線路60
の入力部68から出力部66に至るまでの特性インピー
ダンスを50Ωに整合させることができる。
【0024】なお、本構造では、伝送線路50と60を
接続する部分を2個で1組のバンプで接続しているが、
3個以上を1組としたものであっても良い。また、前記
した図5の説明と同様に、ギャップが変化する部分にテ
ーパを設けてその変化を緩慢にしても同様の作用効果を
得ることができる。
【0025】[その他の実施の形態]前記した第1、第
2の実施の形態では、コプレーナ構造の伝送線路とグラ
ンドコプレーナ構造の伝送線路の接続構造について説明
したが、コプレーナ構造の伝送線路を相互に接続する場
合、あるいはグランドコプレーナ構造の伝送線路を相互
に接続する場合であっても、同様の作用効果を得ること
ができる。
【0026】
【発明の効果】以上から本発明によれば、2つの伝送線
路の信号線導体と接地導体との間の容量性結合によるリ
アクタンス成分を低減することができ、入力部から出力
部に至る経路の特性インピーダンスを整合させることが
可能となり、特に数十GHz以上の超高周波領域での信
号伝送特性が大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態を示すプリップチ
ップ実装構造を説明するための図であって、(a)はそ
の斜視図、(b)は(a)のb−b線断面図、(c)は
(b)のc−c線断面図、(d)は(b)のd−d線断
面図である。
【図2】 特定の特性インピーダンスを得るための導電
性バンプの高さhとギャップの拡げ幅Δgの関係を示す
図である。
【図3】 反射損失の周波数特性を示す図である。
【図4】 挿入損失の周波数特性を示す図である。
【図5】 第1の実施の形態の変形例を示すプリップチ
ップ実装構造を説明するための図であって、(a)はそ
の斜視図、(b)は(a)のb−b線断面図、(c)は
(b)のc−c線断面図、(d)は(b)のd−d線断
面図である。
【図6】 第2の実施の形態を示すフリップチップ実装
構造を説明するための図であって、(a)はその斜視
図、(b)は(a)のb−b線断面図である。
【図7】 第2の実施の形態を示すフリップチップ実装
構造を説明するための図であって、(a)は図6の
(b)のa−a線断面図、(b)は図6の(b)のb−
b線断面図である。
【図8】 従来のプリップチップ実装構造を説明するた
めの図であって、(a)はその斜視図、(b)は(a)
のb−b線断面図、(c)は(b)のc−c線断面図、
(d)は(b)のd−d線断面図である。
【符号の説明】
10、30、50、70:プレーナ構造の伝送線路 20、40、60、80:グランドコプレーナ構造の伝
送線路 11、21、31、41、51、61、71、81:信
号線導体 12、22、32、42、52、62、72、82:接
地導体 13、23、33、43、53、63:絶縁体基板 14、24、34、44、54、64、74、84:導
電性バンプ 15、25、35、45、55、57、65、67、7
5、85:伝送線路が対向する領域 16、36、68、76:入力部 26、46、66、86:出力部 37、47:テーパ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】信号線導体と該信号線導体と同一面に形成
    された接地導体とのギャップがg1であるコプレーナ構
    造またはグランドコプレーナ構造の第1の伝送線路と、
    信号線導体と該信号線導体と同一面に形成された接地導
    体とのギャップがg2であるコプレーナ構造またはグラ
    ンドコプレーナ構造の第2の伝送線路と、前記第1、第
    2の伝送線路の信号線導体と接地導体とを相互に対向さ
    せて電気的に接続する導電性バンプとを具備するフリッ
    プチップ実装構造において前記第1、第2の伝送線路の
    互いに対面する領域における前記第1の伝送線路の前記
    信号線導体と前記接地導体とのギャップをg3に拡げる
    とともに、 前記第1、第2の伝送線路の互いに対面する領域におけ
    る前記第2の伝送線路の前記信号線導体と前記接地導体
    とのギャップをg4に拡げ、 前記導電性バンプの高さをhとしたとき、前記ギッャプ
    g1〜g4を、 g3−g1≒g4−g2≒2.5h に設定したことを特徴とするフリップフロップ実装構
    造。
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