JP2023097484A - 印刷配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷配線板の表裏おけるインピーダンスの変化が抑制された印刷配線板を提供する。【解決手段】印刷配線板は、絶縁層と、絶縁層を貫通する複数のビア導体とを有する。複数のビア導体は、１つの信号用ビア導体と複数のグラウンド用ビア導体との組合せを含む。絶縁層を平面視したときに、複数のグラウンド用ビア導体は信号用ビア導体の周囲に円周状に並んで配置される。信号用ビア導体および複数のグラウンド用ビア導体は、ともに一端が大径で他端が小径であり、信号用ビア導体と複数のグラウンド用ビア導体とは、大径側から小径側に向かう向きが逆である。【選択図】図３

Description

本開示は、印刷配線板に関する。

印刷配線板においては、回路内のビア導体に対し、特定の回路のインピーダンスを実現することが求められる。このために、中心導体である信号用ビア導体の周囲に一定の距離で周辺導体となるグラウンド接続されたビア導体（以下、「グラウンド用ビア導体」ともいう。）を配置し、これらを同軸状に配置する構造が採用されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００５－３１１３３８号公報

ビア導体は、通常、基板に貫通孔を形成し当該貫通孔に導体を形成することで製造される。従来、基板への貫通孔の成形はドリル加工で行うことが一般的であったが、近年では、ビア導体の小径化が進み、レーザ加工によって貫通孔を形成する場合が増えている。ところが、レーザ加工によって形成された貫通孔は、レーザの性質上、加工深さが増す方向に突出側では径が小さくなる傾向がある。

複数のビア導体を同軸構造に配置したときのインピーダンスは、グラウンド用ビア導体で形成される仮想円の内径と信号用ビア導体の外径の比の自然対数に比例する。上記のようにレーザ加工によって貫通孔を形成した場合、得られるビア導体は、基板の表裏で、信号用ビア導体の外径と、当該信号用ビア導体の周囲に配置された複数のグラウンド用ビア導体の内側を接線によって結んだ仮想円の内径との距離が変わり、インピーダンスが大きく変化すると言う課題がある。

本開示の一態様に係る印刷配線板は、
絶縁層と、前記絶縁層を貫通する複数のビア導体とを有する。
前記複数のビア導体は、１つの信号用ビア導体と複数のグラウンド用ビア導体との組合せを含む。
前記絶縁層を平面視したときに、前記複数のグラウンド用ビア導体は前記信号用ビア導体の周囲に円周状に並んで配置される。
前記信号用ビア導体および前記複数のグラウンド用ビア導体は、ともに一端が大径で他端が小径であり、前記信号用ビア導体と前記複数のグラウンド用ビア導体とは、大径側から小径側に向かう向きが逆である。

本開示の一実施形態に係る印刷配線板によれば、信号用ビア導体の周囲に複数のグラウンド用ビア導体を周状に配置したときの表裏おけるインピーダンスの変化を小さくできる。

第１の実施形態に係る印刷配線板の一例を上から見た平面図である。 図１の印刷配線板を下から見た平面図である。 図１のIII－III線に沿う断面図である。 印刷配線板に形成される仮想円錐台を示す透視図である。 第１の実施形態に係る印刷配線板の厚み方向のインピーダンス変化を示すグラフである。 第１の実施形態に係る印刷配線板の製造方法の工程を示す断面図である。 第１の実施形態に係る印刷配線板の製造方法の工程を示す断面図である。 第２の実施形態に係る印刷配線板の一例の断面図である。 第２の実施形態に係る印刷配線板の変形例の断面図である。 第２の実施形態に係る印刷配線板の変形例の断面図である。

以下に、本開示による印刷配線板を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による印刷配線板が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

また、以下で参照する各図は、説明の便宜上の模式的なものである。したがって、各図において細部は省略されることがあり、また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び寸法比率などを忠実に表したものではない。

〔第１の実施形態に係る印刷配線板の構成〕
図１は、第１の実施形態に係る印刷配線板の一例である印刷配線板１０Ａを上から見た平面図であり、図２は印刷配線板１０Ａを下から見た平面図である。図３は、図１のIII－III線に沿う印刷配線板１０Ａの断面図である。図４は印刷配線板１０Ａに形成される仮想円錐台を示す透視図である。図５は、印刷配線板１０Ａの厚み方向のインピーダンス変化を示すグラフである。

本明細書では、印刷配線板１０Ａの厚み方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系で印刷配線板１０Ａの各部の向きを説明する。また、本明細書では、印刷配線板１０Ａおよび印刷配線板１０Ａを構成する各層の＋Ｚ方向を向く方向を「上」または「上面」とした表現をすることがある。－Ｚ方向を向く方向を「下」または「下面」とした表現をすることがある。また、平面視又は平面透視は、特に断りが無い限り、ｚ方向に見ることを指す。

印刷配線板１０Ａは、絶縁層１と、絶縁層１を貫通する複数のビア導体とを有する。以下、絶縁層１を貫通する複数のビア導体に「２」の符号を付して説明する。印刷配線板１０Ａにおいて、ビア導体２は、１つの信号用ビア導体２１と複数（例えば、８個）のグラウンド用ビア導体２２とを含む。グラウンド用ビア導体２２の数として８個を例に挙げたが、本開示はこれに限らず、グラウンド用ビア導体２２の配置が信号用ビア導体２１を中心にして周状または円周状に並んで配置されていると見ることができる態様であれば、グラウンド用ビア導体２２の数は８個以外の数であってもよいことは言うまでもない。

信号用ビア導体２１とグラウンド用ビア導体２２との位置関係は、絶縁層１を平面視したときに、信号用ビア導体２１の周囲に円周状に８個のグラウンド用ビア導体２２が並んで配置された構成である。ここで、円周状に並んで配置されるとは、例えば、信号用ビア導体２１と同心もしくはこれに近い形状をなす円の円周上に、複数のグラウンド用ビア導体２２が配置された態様のことをいう。

信号用ビア導体２１およびグラウンド用ビア導体２２は、ともに一端が大径で他端が小径である。また、信号用ビア導体２１とグラウンド用ビア導体２２とは、大径側から小径側に向かう向きが逆である。なお、一端が大径で他端が小径であるとは、両端において径のサイズが異なり、一端の径に比べて他端の径が小さいことを意味する。また、言い換えれば、他端の径に比べて一端の径が大きいことを意味する。

ここで、一端と他端とは、絶縁層１をＺ軸方向に見たときに位置であり、図１に示した絶縁層１における厚みの半分の位置から＋Ｚの方向の表面までの位置、図１に示した絶縁層１における厚みの半分の位置から－Ｚの方向の絶縁層１の表面までの位置である。一端と他端とは、絶縁層１の＋Ｚの方向、－Ｚの方向の限定されるものではない。例えば、絶縁層１の厚みの方向において、ビア導体２の＋の方向の特定の位置を一端としたときには、絶縁層１の厚みの方向において、ビア導体２の－の方向の特定の位置が他端となる。この場合、一端および他端は、絶縁層１の厚みの方向において、＋の方向の位置と－の方向の位置とが逆になってもよい。

具体的には、信号用ビア導体２１については、絶縁層１の上面Ｓａ側の径ｄ１１が下面Ｓｂ側の径ｄ１２に比べて大きく、８個のグラウンド用ビア導体２２については、これとは反対に、絶縁層１の上面Ｓａ側の径ｄ３１が下面Ｓｂ側の径ｄ３２に比べて小さい。すなわち、ｄ１１＞ｄ１２かつｄ３１＜ｄ３２の関係である。

ここで、印刷配線板１０Ａのビア導体２においては、信号用ビア導体２１とグラウンド用ビア導体２２について、大径となっている位置と小径となっている位置が図１～図３に示す向きと反対であってもよい。または、大径側から小径側に向かう向きが図１～図３に示す向きと反対であってもよい。すなわち、信号用ビア導体２１について、絶縁層１の上面Ｓａ側の径ｄ１１が下面Ｓｂ側の径ｄ１２に比べて小さく、８個のグラウンド用ビア導体２２については、これとは反対に、絶縁層１の上面Ｓａ側の径３１が下面Ｓｂ側の径ｄ３２に比べて大きい、すなわち、ｄ１１＜ｄ１２かつｄ３１＞ｄ３２の関係であってもよい。

なお、複数のグラウンド用ビア導体２２は、いずれのグラウンド用ビア導体２２においても、大径側から小径側に向かう向きが、信号用ビア導体２１の大径側から小径側に向かう向きと逆である。すなわち、複数のグラウンド用ビア導体２２間では、大径側から小径側に向かう向きが同じである。複数のグラウンド用ビア導体２２において、大径側から小径側に向かう向きが同じであれば、大径側の径および小径側の径は、互いに同じであっても異なってもよい。

図１～図３に示す印刷配線板１０Ａは、ビア導体２の上記構成を基本的な単位として有するものであるが、本実施形態において、印刷配線板１０Ａは、例えば、１個の信号用ビア導体２１と複数のグラウンド用ビア導体２２の組合せを複数有するものであってもよい。さらに、信号用ビア導体２１およびグラウンド用ビア導体２２以外のビア導体を含んでもよい。また、信号用ビア導体と複数のグラウンド用ビア導体の組合せにおいて、グラウンド用ビア導体間の間隙は、信号用ビア導体を通過する信号の最高周波数の波長λの１／１０以下となる様に配置されると信号の漏れが少なく良いとされ、典型的には１／２０になる様に配置される。

印刷配線板１０Ａでは、絶縁層１のＸＹ平面における、信号用ビア導体２１およびグラウンド用ビア導体２２の形状としては、円形であるのがよい。また、図３に示すとおり、信号用ビア導体２１およびグラウンド用ビア導体２２は、ともに大径側から小径側に向かって径が連続的に減少しているのがよい。この場合、ビア導体２は、大径側から小径側にかけての側面２２ｓの傾斜が一定であるのがよい。これにより、印刷配線板１０Ａの厚さ方向におけるインピーダンス変化を連続的な変化にすることができる。ここで、ビア導体２の側面２２ｓとは、ビア導体２の表面のうち絶縁層１に接している表面のことである。言い換えると、側面２２ｓとは、絶縁層１の両主面に沿うビア導体２の面（上記で一端とした方の面、上記で他端とした方の面）に交差する表面のことである。

信号用ビア導体２１およびグラウンド用ビア導体２２の外形状としては、円錐台の形状であるのがよい。この場合、信号用ビア導体２１は、この信号用ビア導体２１の形状を円錐台として見たときに、底面（２１ａ）の位置が絶縁層１の上面Ｓａの位置に近く、天面（２１ｂ）の位置が絶縁層１の下面Ｓｂに位置に近くなるように配置されているのがよい。この場合、信号用ビア導体２１の底面２１ａは絶縁層１の上面Ｓａの位置に一致しているのがよい。信号用ビア導体２１の天面２１ｂは絶縁層１の下面Ｓｂの位置に一致しているのがよい。

グラウンド用ビア導体２２は、底面２２ａの位置が絶縁層１の下面Ｓｂの位置に近く、天面（２２ｂ）の位置が絶縁層１の上面Ｓａの位置に近くなるように配置されているのがよい。この場合、グラウンド用ビア導体２２の底面２２ａは絶縁層１の下面Ｓｂの位置に一致しているのがよい。グラウンド用ビア導体２２の天面２２ｂは絶縁層１の上面Ｓａの位置に一致しているのがよい。

印刷配線板１０Ａの上面は、絶縁層１の上面Ｓａと、信号用ビア導体２１の上面およびグラウンド用ビア導体２２の上面からなるＸＹ平面で構成される。印刷配線板１０Ａの下面は、絶縁層１の下面Ｓｂと、信号用ビア導体２１の下面およびグラウンド用ビア導体２２の下面からなるＸＹ平面で構成される。

なお、本実施形態において、信号用ビア導体２１の底面２１ａの形状、およびグラウンド用ビア導体２２の底面２２ａの形状は円形であるのがよい。

信号用ビア導体２１の周囲に配置された複数のグラウンド用ビア導体２２の底面２２ａの形状は、同じような形状であるのがよい。複数のグラウンド用ビア導体２２の天面２２ｂの形状も同じような形状であるのがよい。

また、信号用ビア導体２１の周囲に配置された複数のグラウンド用ビア導体２２は、側面２２ｓの長手方向（Ｚ方向）における変化（径ｄ３２から径ｄ３１までの変化）も互いに同じような変化をしているのがよい。これにより印刷配線板１０Ａの厚さ方向（Ｚ方向）におけるインピーダンス変化を小さくすることが可能になる。特には、信号用ビア導体２１の周囲に配置された複数のグラウンド用ビア導体２２では、当該複数のグラウンド用ビア導体２２の全てで、底面２２ａの形状、天面２２ｂの形状、および長手方向（Ｚ方向）における径の変化（径ｄ３２から径ｄ３１までの変化）が同じであるのがよい。

また、信号用ビア導体２１と８個のグラウンド用ビア導体２２との位置関係としては、印刷配線板１０Ａを平面視または平面透視したときに、同心円状であるのがよい。例えば、図１に示すように、印刷配線板１０Ａを上面Ｓａ側から－Ｚの方向に見たときに信号用ビア導体２１の径ｄ１１の中心ｄ１１ｃと、８個のグラウンド用ビア導体２２の径ｄ３１に内接する仮想円ＰＣ１の中心ＰＣ１ｃとが一致またはほぼ一致する位置関係であるのがよい。同様に印刷配線板１０Ａを下面Ｓｂ側から＋Ｚの方向に見たときに、信号用ビア導体２１の径ｄ１２の中心ｄ１２ｃと、８個のグラウンド用ビア導体２２の径ｄ３２に内接する仮想円ＰＣ２の中心ＰＣ２ｃとが一致する関係であるのがよい。

グラウンド用ビア導体２２の径に内接する仮想円を、グラウンド用ビア導体の両端間で接続すると円錐台（以下、「仮想円錐台ＰＣ１Ｄ」という。）の形状となる。図４に示すように、仮想円錐台ＰＣ１Ｄは、印刷配線板１０Ａの上面Ｓａにおける仮想円ＰＣ１を底面とし、印刷配線板１０Ａの下面Ｓｂにおける仮想円ＰＣ２を天面とする円錐台である。上記のとおり、信号用ビア導体２１の径ｄ１１の中心と仮想円ＰＣ１の中心が一致し、信号用ビア導体２１の径ｄ１２の中心と仮想円ＰＣ２の中心が一致する関係であることから、印刷配線板１０Ａにおいては、信号用ビア導体２１の軸と仮想円錐台ＰＣ１Ｄの軸は一致して、同軸をなしている。

また、印刷配線板１０Ａでは、平面視において、８個のグラウンド用ビア導体２２は、信号用ビア導体２１を囲む円周を等分割する位置に配置されているのがよい。このことは、信号用ビア導体２１およびグラウンド用ビア導体２２が、ともに一端が大径で他端が小径であり、かつ、信号用ビア導体２１とグラウンド用ビア導体２２とは、大径側から小径側に向かう向きが逆であるという条件を満たすものとなる。

この場合、グラウンド用ビア導体２２は、信号用ビア導体を囲んで円周を等分割する状態で円周状に配置されているものとなる。これにより、印刷配線板の表裏におけるインピーダンスの変化を抑制する効果が得られる。加えて、グラウンド用ビア導体２２を、円周を等分割する配置にすることで、信号用ビア導体２１に流れる信号がグラウンド用ビア導体２２の周囲に発生するノイズに影響されにくくなる。

信号用ビア導体２１およびグラウンド用ビア導体２２の長手方向（Ｚ方向）の長さは、絶縁層１の厚みｔに相当するのがよい。絶縁層１の厚みｔは、印刷配線板１０Ａの設計に応じて適宜選択される。絶縁層１の厚みｔは、例えば、３０～２００μｍである。印刷配線板１０Ａにおいて、信号用ビア導体２１の上面側の径ｄ１１と下面側の径ｄ１２、グラウンド用ビア導体２２の上面側の径ｄ３１と下面側の径ｄ３２のサイズとしては、ｄ１１＞ｄ１２かつｄ３１＜ｄ３２の関係を満たしながら、具体的には以下のサイズが挙げられる。

例えば、信号用ビア導体２１については、径ｄ１１が、１００～２５０μｍであり、径ｄ１２が６０～１５０μｍであってよく、典型的には、径ｄ１１が、１３０～１８０μｍであり、径ｄ１２が７０～１００μｍであってよい。また、例えば、グラウンド用ビア導体２１については、径ｄ３１が、６０～１５０μｍであり、径ｄ３２が１００～２５０μｍであってよく、典型的には、径ｄ３１が、７０～１００μｍであり、径ｄ３２が１３０～１８０μｍであってよい。

ここで、同軸構造に配列されたビア導体の所定のＸＹ平面におけるインピーダンスは、下記式（Ｉ）で算出できる。

式（Ｉ）において、各符号は以下の意味を示す。
Ｚ_０；インピーダンス
ε_ｒ；導体間絶縁体の比誘電率
ｄ１；信号用ビア導体の径
ｄ２；グラウンド用ビア導体に内接する仮想円の径

式（Ｉ）から、信号用ビア導体の径に対する仮想円錐台の径の比（ｄ２／ｄ１）を印刷配線板１０Ａの厚み方向で一定にすることで、表裏においてインピーダンス変化のない印刷配線板１０Ａが得られることがわかる。さらに、式（Ｉ）におけるｄ２／ｄ１を、印刷配線板１０Ａの厚み方向で一定とするためには、例えば、印刷配線板１０Ａの上面から下面にかけて信号用ビア導体２１の大径側から小径側までの径が小さくなる割合より、グラウンド用ビア導体２２の小径側から大径側までの径が大きくなる割合を大きくする方法が挙げられる。

具体的に、図１～図３に示す印刷配線板１０Ａにおいて、信号用ビア導体２１の上面の径ｄ１１、下面の径ｄ１２、グラウンド用ビア導体２２の上面の径ｄ３１、下面の径ｄ３２、上面における仮想円ＰＣ１の径ｄ２１、下面における仮想円ＰＣ２の径ｄ２２を表１に示す例１～例４のように設計した。また、各径を上面から下面に向かって連続的に変化させた構成の印刷配線板１０Ａにおける上面および下面のインピーダンスを計算した。上記構成の印刷配線板１０Ａにおいては、信号用ビア導体２１およびグラウンド用ビア導体２２は円錐台形状である。また、印刷配線板１０Ａの上面における仮想円ＰＣ１と下面における仮想円ＰＣ２を結んだ形状は円錐台である。

例１は、信号用ビア導体２１とグラウンド用ビア導体２２について、サイズが同じであるが、印刷配線板１０Ａの厚み方向（信号用ビア導体２１とグラウンド用ビア導体２２の長手方向）に径が小さくなる方向が互いに逆向きである場合を示す。

例２～例４では、信号用ビア導体２１を例１と同じサイズにした場合に、上面および下面のインピーダンスが５０［Ω］と等しくなるように、仮想円ＰＣ１および仮想円ＰＣ２の径を設定した例である。例２～例４では、グラウンド用ビア導体２２のサイズが異なる設計である。例２～例４では、印刷配線板１０Ａの上面から下面にかけて信号用ビア導体２１の径が小さくなる割合より、グラウンド用ビア導体２２の径が大きくなる割合が大きい。この場合、複数のグラウンドビア２２の間では上面側、下面側のそれぞれで、径は同じであるのがよい。

また、比較例として、信号用ビア導体２１とグラウンド用ビア導体２２が、ともに上面から下面に向かって径が連続的に小さくなるように設計された以外は、印刷配線板１０Ａと同様の構成の印刷配線板の上面および下面のインピーダンスを計算した。例１～例４および比較例のインピーダンスの計算結果を表１に示す。

なお、上記式（Ｉ）において、導体間絶縁体の比誘電率は、絶縁層１を構成する材料の比誘電率である。インピーダンスの計算において、当該材料をＰＰＥ系（パナソニック株式会社インダストリー社 銅張積層板Ｒ－５７７５（Ｎ））として比誘電率３．５を式（Ｉ）に導入した。また、印刷配線板１０Ａの厚みｔを２００μｍと想定して、厚み方向のインピーダンス変化を示すグラフ（図５を参照）を作成した。当該グラフには、表１中の、例１、例２および比較例の厚み方向のインピーダンス変化を示した。

上記結果から、信号用ビア導体とグラウンド用ビア導体がともに印刷配線板の上面から下面に向かって径が連続的に小さくなるように設計された比較例では、印刷配線板の上面と下面でインピーダンスの変化が大きいことがわかる。これに比べて、本実施形態の印刷配線板によれば、印刷配線板の上面と下面でインピーダンスの変化が小さく、設計によりインピーダンスの変化を「０」にすることが可能である。

各例における各ビア導体の径変化の割合は、ビア導体を製造する際の、絶縁層への貫通孔の形成条件を調整することで調整可能である。貫通孔の形成は、例えば、レーザまたはリーマを用いる方法が挙げられ、レーザを用いる方法が好適である。

（第１の実施形態の印刷配線板の製造方法）
次に、第１の実施形態の印刷配線板の製造方法について説明する。
図６Ａおよび図６Ｂは、第１の実施形態に係る印刷配線板１０Ａの製造方法を説明する断面図である。

印刷配線板１０Ａは、例えば、以下の第１工程～第３工程を含む方法で製造される。
第１工程は、絶縁層１となる絶縁体からなる基板１Ｐを準備する工程である（図６Ａを参照）。
図６Ｂに示すように、第２工程は、基板１Ｐの所定の位置にビア導体を形成するための貫通孔２１ｈ、２２ｈを形成する工程である。符号２１ｈの貫通孔は、信号用ビア導体２１を形成するための第１貫通孔２１ｈである。符号２２ｈの貫通孔は、グラウンド用ビア導体２２を形成するための第２貫通孔２２ｈである。
第３工程は、第２工程で形成された第１貫通孔２１ｈおよび第２貫通孔２２ｈに導体を充填する工程である。

第１工程で準備される基板１Ｐの樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド－トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ケイ素樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などの群から選ばれる１種が挙げられる。

また、基板１Ｐは、上記した樹脂材料とともにシリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウムなどの無機充填材、フェノール樹脂やメタクリル樹脂からなる有機充填材を含むものであってもよい。さらに、絶縁体は、補強材を含んでもよい。補強材としては、例えば、ガラス繊維及びガラス不織布、アラミド不織布及びアラミド繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。これらの充填材または補強材は２種以上を併用してもよい。

図６Ｂに示すとおり、第１貫通孔２１ｈは、例えば、基板１Ｐの、絶縁層１としたときに上面Ｓａとなる側から下面Ｓｂとなる側に向けてレーザを照射して形成される。第１貫通孔２１ｈは、例えば、上面Ｓａ側が径ｄ１１であり下面Ｓｂ側が径ｄ１２となる円錐台の形状をなす貫通孔である。径ｄ１１と径ｄ１２の関係はｄ１１＞ｄ１２であり、具体的なサイズは、設計に応じて適宜設定される。設計に対応するレーザの照射条件が設定され、設計に適合した貫通孔が得られる。

同様に、図６Ｂに示すとおり、第２貫通孔２２ｈは、例えば、基板１Ｐの下面Ｓｂ側から上面Ｓａ側に向けてレーザを照射して形成する。この場合、第２貫通孔２２ｈは、第１貫通孔２１ｈの周囲に円周状に並んで配置されるように形成するのがよい。好適には、第１貫通孔２１ｈの周囲の円周を等分割する配置がよい。第２貫通孔２２ｈは、例えば、上面Ｓａ側が径の小さい径ｄ３１であり、下面Ｓｂ側が径ｄ３１よりも径の大きい径ｄ３２となる円錐台の形状の貫通孔である。こうして、径ｄ３１と径ｄ３２の関係がｄ３１＜ｄ３２である貫通孔を形成できる。なお、具体的なサイズは、設計に応じて適宜設定される。設計に対応するレーザの照射条件が設定され、設計に適合した貫通孔が得られる。

第１貫通孔２１ｈおよび第２貫通孔２２ｈの形成は、レーザの他にリーマを用いてもよい。

第３工程において、第１貫通孔２１ｈおよび第２貫通孔２２ｈに用いる導体材料としては、例えば、銅などの金属が挙げられ、導体の充填方法としては、例えば、電解めっきが挙げられる。

なお、ここでは、貫通孔に導体が充填されたビア導体を示したが、ビア導体は必ずしも導体で貫通孔が充填される形態に限定されるものではなく、貫通孔の側面に導体層が所定の層厚で形成された形態であってもよい。

以上説明した印刷配線板１０Ａを構成する信号用ビア導体２１およびグラウンド用ビア導体２２は、半導体装置などに搭載される半導体素子の信号端子およびグラウンド端子にそれぞれ電気的に接続されて使用される。

〔第２の実施形態に係る印刷配線板の構成〕
図７～９はそれぞれ、第２の実施形態に係る印刷配線板１０Ｂａ～１０Ｂｃの断面図である。
印刷配線板１０Ｂａ～１０Ｂｃは、図１～３に示す印刷配線板１０Ａをコア層Ｃとして、印刷配線板１０Ａの上面Ｓａ側と下面Ｓｂ側にそれぞれビルドアップ層Ｂ１、Ｂ２が形成された構成の多層構造の印刷配線板である。

図７に断面が示される印刷配線板１０Ｂａは、コア層Ｃとして、図１～３に示す印刷配線板１０Ａと同様の構成のコア層を有し、コア層Ｃの上面Ｓａにグラウンド用内部配線導体４１、信号用内部配線導体５１および絶縁層３１からなるビルドアップ層Ｂ１、およびコア層Ｃの下面Ｓｂにグラウンド用内部配線導体４２、信号用内部配線導体５２および絶縁層３２からなるビルドアップ層Ｂ２を有する。
グラウンド用内部配線導体４１および信号用内部配線導体５１は、コア層Ｃの上面Ｓａで、グラウンド用内部配線導体４２および信号用内部配線導体５２はコア層Ｃの下面Ｓｂで、それぞれグラウンド用ビア導体２２および信号用ビア導体２１に接続され、コア層Ｃの上面Ｓａと下面Ｓｂをインピーダンス整合できるように適正にそれぞれ距離を保った状態で、ＸＹ平面方向に延びている構成である。

印刷配線板１０Ｂａ～１０Ｂｃのような構成の多層印刷配線板において、導体配線が集中する部位は、内層であるコア層Ｃになることが多い。このため、コア層Ｃとして、印刷配線板１０Ａのような第１の実施形態で説明した構成を適用するのがよい。これにより、印刷配線板を多層構造にした場合もインピーダンス整合等に代表される電気特性の向上の効果が高くなる。また、このようなコア層Ｃの厚みｔを、例えば、ビルドアップ層Ｂ１、Ｂ２のそれぞれの厚みｔ１、ｔ２よりも厚くすると、インピーダンスの変化をさらに小さくできることから、電気特性を向上させる効果をさらに高めることができる。

印刷配線板１０Ｂａでは、コア層Ｃを準備し、その上面Ｓａにグラウンド用内部配線導体４１および信号用内部配線導体５１を上記構成で形成し、その上側に絶縁層３１を形成する。また、コア層Ｃの下面Ｓｂにグラウンド用内部配線導体４２および信号用内部配線導体５２を上記構成で形成し、その上側に絶縁層３２を形成する。絶縁層３１、３２の厚みｔ１、ｔ２は典型的にはコア層の絶縁層１の厚みｔより小さい。絶縁層３１、３２の構成材料は、コア層の絶縁層１の構成材料と同様とすることができる。これらの内部配線導体４１、４２、５１、５２は、例えば、銅などの金属で構成される。

上記のとおり、レーザを用いて絶縁層に貫通孔を形成する場合、入射側の面では貫通孔の径が大きく反対側の面に向かって貫通孔の径は小さくなる。同一絶縁層に貫通孔の径の小さくなる向きが互いに逆向きである貫通孔を形成する場合、例えば、図６Ｂに示すように貫通孔の位置に応じて、レーザ加工を、一方の面からと他方の面からと、使い分ける方法がとられる。

ここで、コア層Ｃにビルドアップ層Ｂ１、Ｂ２を順次、上下に積み上げる方法で多層構造の印刷配線板を製造する場合、ビルドアップ層Ｂ１、Ｂ２では貫通孔の形成は表面（上面および下面）からのみ可能であることから、貫通孔の径の小さくなる向きが互いに逆向きである２種の貫通孔を形成することができない。このように、貫通孔の径の小さくなる向きが互いに逆向きである２種の貫通孔を同一絶縁層に構成できるのはコア層のみである。

図８に断面が示される印刷配線板１０Ｂｂは、コア層Ｃとコア層Ｃの下面Ｓｂ側に形成されたビルドアップ層Ｂ２の構成は、印刷配線板１０Ｂａと同じである。

印刷配線板１０Ｂｂでは、コア層Ｃの上面Ｓａ側に形成されたビルドアップ層Ｂ１を有する。ビルドアップ層Ｂ１は、コア層Ｃのグラウンド用ビア導体２２および信号用ビア導体２１にそれぞれ接続するグラウンド用内部配線導体４１および信号用内部配線導体５１を有する。コア層Ｃの上側に位置するビルドアップ層Ｂ１は絶縁層３１である。ビルドアップ層Ｂ１は、その上面にグラウンド用配線導体７１と信号用配線導体９１とを有する。また、ビルドアップ層Ｂ１は、グラウンド用内部配線導体４１とグラウンド用配線導体７１を接続するグラウンド用ビア導体６１および信号用内部配線導体５１と信号用配線導体９１を接続する信号用ビア導体８１とを有する。印刷配線板１０Ｂｂでは、ビルドアップ層Ｂ１を構成する絶縁材料の層を絶縁層３１として表している。

印刷配線板１０Ｂｂでは、ビルドアップ層Ｂ１を構成する絶縁層３１の上面Ｂ１ａに形成された信号用配線導体９１およびグラウンド用配線導体７１は、ビルドアップ層Ｂ１の上面Ｂ１ａ上に実装される部品にインピーダンス整合した状態で接続される。

絶縁層３１へのグラウンド用ビア導体６１および信号用ビア導体８１の形成は、それぞれに対応する貫通孔をレーザまたはリーマなどで形成し、当該貫通孔に銅などの導体を充填して形成できる。グラウンド用配線導体７１および信号用配線導体９１を構成する導体としては銅などの金属が挙げられる。

図９に断面が示される印刷配線板１０Ｂｃは、コア層Ｃの両面に印刷配線板１０Ｂｂのビルドアップ層Ｂ１と同様の構成のビルドアップ層を形成したものである。コア層Ｃの下面Ｓｂ側に形成されたビルドアップ層Ｂ２についても、印刷配線板１０Ｂｂで説明したビルドアップ層Ｂ１と同様の構成である。ただし、ビルドアップ層Ｂ１が上方向に向かって構成部材が順次積層されているのに対して、ビルドアップ層Ｂ２は下方向に向かって構成部材が順次積層されている。

すなわち、ビルドアップ層Ｂ２は、コア層Ｃのグラウンド用ビア導体２２および信号用ビア導体２１にそれぞれ接続するグラウンド用内部配線導体４２および信号用内部配線導体５２を有する。また、ビルドアップ層Ｂ２は、グラウンド用配線導体７２と信号用配線導体９２を有する。ビルドアップ層Ｂ２は、さらに、グラウンド用内部配線導体４２とグラウンド用配線導体７２を接続するグラウンド用ビア導体６２および信号用内部配線導体５２と信号用配線導体９２を接続する信号用ビア導体８２を有する。

このような、ビルドアップ層Ｂ２は、印刷配線板１０Ｂｂにおけるビルドアップ層Ｂ１と同様にして形成できる。

印刷配線板１０Ｂｃは、ビルドアップ層Ｂ１の上面およびビルドアップ層Ｂ２の下面に実装される部品同士が信号をやり取りできる構成である。

以上、第２の実施形態に係る印刷配線板として、コア層Ｃにビルドアップ層Ｂ１、Ｂ２を含む多層構造の印刷配線板を例に説明したが、図７～９に示す構成の印刷配線板１０Ｂａ～１０Ｂｃは、コア層の構成が本実施形態の構成に適合する限り、コア層と上下の外層を一回の積層（熱圧着）で一体化させる一括積層プロセスで形成されたものであってもよい。

ここで、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係及び形状などの具体的な細部は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係及び形状を適宜組み合わせ可能である。

１０Ａ、１０Ｂａ～１０Ｂｃ 印刷配線板
１ 絶縁層
２１ 信号用ビア導体
２１ｈ 第１貫通孔
２２ グラウンド用ビア導体
２２ｈ 第２貫通孔
Ｃ コア層
Ｂ１、Ｂ２ ビルドアップ層
３１、３２ 絶縁層（ビルドアップ層用）
４１、４２ グラウンド用内部配線導体
５１、５２ 信号用内部配線導体
６１、６２ グラウンド用ビア導体（ビルドアップ層用）
７１、７２ グラウンド用配線導体
８１、８２ 信号用ビア導体（ビルドアップ層用）
９１、９２ 信号用配線導体

Claims (6)

1. 絶縁層と、前記絶縁層を貫通する複数のビア導体とを有し、
   前記複数のビア導体は、１つの信号用ビア導体と複数のグラウンド用ビア導体との組合せを含み、
   前記絶縁層を平面視したときに、前記複数のグラウンド用ビア導体は前記信号用ビア導体の周囲に円周状に並んで配置され、
   前記信号用ビア導体および前記複数のグラウンド用ビア導体は、ともに一端が大径で他端が小径であり、前記信号用ビア導体と前記複数のグラウンド用ビア導体とは、大径側から小径側に向かう向きが逆である、印刷配線板。
2. 前記信号用ビア導体および前記複数のグラウンド用ビア導体は、ともに大径側から小径側に向かって径が連続的に減少している請求項１に記載の印刷配線板。
3. コア層を含む多層構造をなしており、前記コア層が前記絶縁層と前記複数のビア導体を備える請求項１または請求項２に記載の印刷配線板。
4. 前記信号用ビア導体の軸と、前記複数のグラウンド用ビア導体の径に内接する仮想円を前記複数のグラウンド用ビア導体の両端間で接続して得られる円錐台の軸とが、同軸をなしている請求項１～請求項３のいずれか一項記載の印刷配線板。
5. 前記複数のグラウンド用ビア導体は、前記信号用ビア導体を囲む円周を等分割する位置に配置されている請求項１～４のいずれか一項記載の印刷配線板。
6. 前記信号用ビア導体の大径側から小径側までの径が小さくなる割合より、前記複数のグラウンド用ビア導体の大径側から小径側までの径が大きくなる割合が大きい、請求項１～５のいずれか一項記載の印刷配線板。

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