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発明の名称 配線板のシールド配線構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−144387(P2001−144387A)
公開日 平成13年5月25日(2001.5.25)
出願番号 特願平11−322342
出願日 平成11年11月12日(1999.11.12)
代理人 【識別番号】100105751
【弁理士】
【氏名又は名称】岡戸 昭佳 (外2名)
【テーマコード(参考)】
5E338
【Fターム(参考)】
5E338 AA03 BB02 BB16 BB25 CC01 CC05 CD02 EE13 
発明者 渡辺 裕之
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 導電層と絶縁層とを積層してなる配線板において,ある導電層の一部に形成された配線と,前記ある導電層より下方の導電層に形成されるとともに,前記配線が占める領域を,その接続部分を除いて包含する下シールドパターンと,前記ある導電層より上方の導電層に形成されるとともに,前記配線が占める領域を,その接続部分を除いて包含する上シールドパターンと,前記配線の側方に位置するとともに,前記下シールドパターンと前記上シールドパターンとにつながる側方導電部材とを有し,前記配線が,前記下シールドパターン,前記上シールドパターン,および前記側方導電部材から絶縁されていることを特徴とする配線板のシールド配線構造。
【請求項2】 請求項1に記載する配線板のシールド配線構造において,前記側方導電部材は,前記配線を面内方向全周にわたって囲むサイドウォールであることを特徴とする配線板のシールド配線構造。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,導電層と絶縁層とを積層してなる配線板に関する。さらに詳細には,配線板に含まれる配線,特に信号線について外部からの影響の遮断性の確保を図った配線板のシールド配線構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から,種々の電気機器に配線板が使用されている。配線板にはもちろん配線が内蔵されている。ここで,配線に流れる電流と外部の電磁場との間には相互作用がある。また,配線板においては多数の配線や電子機器が密集しており,配線の周りには小さからぬ電磁場が存在する。このため,外部の電磁場の影響により,配線に流れる電流の波形が変形してしまう場合がある。これを防ぐため,配線層として用いる導電層の上下にベタ膜の導電層を配置して電磁場のシールドを図ることが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,前記した従来の技術では,配線と外部との遮断性はなお不十分であった。配線の上下はともかく,横方向はシールドされていないためである。特に,同一の導電層に隣接して形成された配線同士の間は,何らシールドされていない状態である。このため,高周波のクロック信号やあるいはアナログ信号などの,波形にシビアな信号を伝達する配線では,外部の電磁場の影響が実際に現れてしまう場合があった。
【0004】本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,配線板の厚さ方向のみならず,面内方向にも外部の影響を確実に遮断した配線板のシールド配線構造を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題の解決を目的としてなされた本発明は,導電層と絶縁層とを積層してなる配線板において,ある導電層の一部に形成された配線と,ある導電層より下方の導電層に形成されるとともに,配線が占める領域を,その接続部分を除いて包含する下シールドパターンと,ある導電層より上方の導電層に形成されるとともに,配線が占める領域を,その接続部分を除いて包含する上シールドパターンと,配線の側方に位置するとともに,下シールドパターンと上シールドパターンとにつながる側方導電部材とを有し,配線が,下シールドパターン,上シールドパターン,および側方導電部材から絶縁されているシールド配線構造である。
【0006】このシールド配線構造では,上シールドパターンおよび下シールドパターンにより,配線に対する上下方向(配線板の厚さ方向)のシールドが図られている。そしてそれのみならず横方向も,側方導電部材によりシールドが図られている。このため,配線と外部との遮断性が格段に優れている。なお,一般的には,配線の接続箇所は,上方へ向けて引き出される。すべての接続箇所を上方へ引き出す場合には,下シールドパターンは配線が占める領域を完全に包含するようにすればよい。
【0007】本発明に係る配線板のシールド配線構造は,側方導電部材を,配線を面内方向全周にわたって囲むサイドウォールとするとさらによい。こうすると,配線が,ビアを通すための最小限の接続部分を除き完全に外界から遮断されることとなるからである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下,本発明に係る配線板のシールド配線構造を具体化した実施の形態について,図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0009】本実施の形態に係るシールド配線構造1は,図1の断面図に示すように構成されている。すなわち,絶縁層10上に,銅箔で下シールドパターン20が形成されている。そして,その上に絶縁層11が積層されている。絶縁層11には,溝30,30が形成されている。後述するように溝30,30は環状をなしている。溝30,30には,銅めっきでビア壁31,31が形成されるとともに内部が充填樹脂32,32で充填されている。さらに蓋めっき33,33が形成されている。ビア壁31,31は,底部で下シールドパターン20に接触するとともに,上部で蓋めっき33,33に接触している。そして,溝30と溝30との中間の位置に,銅めっきで配線21が形成されている。
【0010】さらにそれらの上に,絶縁層12が積層されている。絶縁層12には,溝40,40が形成されている。溝40,40は,溝30,30の直上に位置しており,溝30,30と同様に環状をなしている。絶縁層12上には,銅めっきで上シールドパターン22が形成されている。上シールドパターン22の銅めっきは,溝40,40をも覆っており,その底部で蓋めっき33,33に接触している。このため,下シールドパターン20と上シールドパターン22とは,溝30,30および溝40,40を介して電気的につながっている。これらに対し配線21は,下シールドパターン20や上シールドパターン22など他の銅部分から絶縁されている。
【0011】図1に示すシールド配線構造1の平面図を図2に示す。図2に見るように溝40は環状に形成されている。図2には現れていないが溝30も,溝40の直下に同様に環状に形成されている。溝40および溝30は,配線21を囲んでいる。上シールドパターン22は,溝40の内部の領域を,配線21の両端の窓41,41の部分を除いて全面覆っている。すなわち上シールドパターン22は,配線21が占める領域を,窓41,41の部分を除いて包含している。そして窓41,41の中には,配線21と外部との接続のためのビアパッド42,42が形成されている。なお,下シールドパターン20は,図2には現れていないが,溝30の内部の全領域を占めており,窓は設けられていない。すなわち下シールドパターン20は,配線21が占める領域を包含している。図1の断面図は,図2のA−A位置に相当する。
【0012】図1および図2に示すシールド配線構造1では,配線21は,窓41,41の部分を除いて完全に導体により囲まれている。すなわち,下シールドパターン20および上シールドパターン22が,配線21を上下方向(基板の厚さ方向)にシールドしている。そして,溝30および溝40が,配線21を横方向(基板の面内方向)全周にわたってシールドしている。
【0013】このため,配線21と外部の電磁場との相互作用が,ほぼ完全に遮断されているといってよい。したがって,配線21により伝達される信号は,外部の電磁場による影響を,周波数を問わずほとんど受けることがない。よって,高周波信号やアナログ信号などの,波形にシビアな信号であっても,本来の波形をほぼそのまま伝達することができる。なお,接続部分において,ビアパッド42に接続されるピンを異方性導電ゴムで囲む等の工夫をすれば,さらに良好なシールド性が得られる。
【0014】このシールド配線構造1は,次のようにして作製される。すなわち,絶縁層10上に銅箔(下シールドパターン20)が全面に存在している状態から出発し,まず,銅箔をパターニングして下シールドパターン20を形成する。そして,絶縁層11を積層し,フォトリソグラフィにより溝30を開ける。このとき溝30の底部では下シールドパターン20が露出している。そして,全面銅めっきをかけ,溝30を充填し,さらにめっきする。そしてめっき層をパターニングすると,ビア壁31,蓋めっき33,配線21が形成される。さらに絶縁層12を積層し,溝40を開ける。ここでビアパッド42の穴も開ける。このとき溝40の底部では蓋めっき33が露出している。また,ビアパッド42の穴の底部では配線21が露出している。そして再び銅めっきをしてこれをパターニングすると,上シールドパターン22およびビアパッド42が形成される。かくして,シールド配線構造1が作製される。
【0015】このシールド配線構造においては,種々の変形が考えられる。以下,主なものを説明する。
【0016】第1の変形は,平行して配置された2本の配線をそれぞれシールドする場合についてのサイドウォールの配置についての変形である。この場合,図1および図2に示した構造を単純に2組平行に配置してもよいが,図3に示すようにしてもよい。すなわち図3の構造は,2本の配線210,211の間に1本のサイドウォール401を設け,サイドウォール401が配線210,211のシールドを兼ねるように構成したものである。サイドウォール401および周辺サイドウォール402の構造は,図1に示した溝30および溝40と同じである。他の部分の詳細は,図1および図2に示したものと差異はない。
【0017】第2の変形例は,サイドウォールの構造についての変形である。すなわち,図1に示した溝の2段積み構造(溝30および溝40)の代わりに,図4に示すような直通溝50を用いてサイドウォールを構成したものである。すなわち図4の構造では,絶縁層11および絶縁層12を貫く直通溝50が形成されている。これにより,上シールドパターン22の銅めっきが,直通溝50の底部で下シールドパターン20に直接に接触している。
【0018】図4の直通溝50によるシールド配線構造は,次の手順で作製される。すなわち,絶縁層10上の銅箔をパターニングして下シールドパターン20を形成したら,その上に絶縁層11を積層する。そして銅めっきにより配線21を形成し,さらにその上に絶縁層12を積層する。ここで絶縁層11および絶縁層12には,ガラスクロスを含まない材質のものを用いる。
【0019】そして,レーザ加工により絶縁層11および絶縁層12を貫き,直通溝50を開ける。これにより,直通溝50の底部で下シールドパターン20が露出した状態となる。なお,レーザ加工は,サイドウォールを形成すべき箇所に線状に多数行い,溝状の直通溝50とする。ただしその壁面はミシン目状でもよい。また,ビアパッド42の穴もレーザ加工で開ける。そして銅めっきをしてこれをパターニングすると,上シールドパターン22およびビアパッド42が形成される。以上が,直通溝50によるシールド配線構造の作製手順である。
【0020】なお,サイドウォールは,必ずしも溝状につなげず,図5に示すように,直通ビア51を離散的に配置して配線21を囲んでもよい。このようなものでも,隣り合う直通ビア51同士の間隔Dが,下シールドパターン20と上シールドパターン22との間隔(絶縁層11と絶縁層12との合計厚にほぼ等しい)より小さければ,下シールドパターン20および上シールドパターン22のみによるシールドよりも優れた遮断性が得られる。
【0021】以上詳細に説明したように本実施の形態によれば,配線21の上下に上シールドパターン22および下シールドパターン20を設けて基板の厚み方向のシールドを図るばかりでなく,上シールドパターン22から下シールドパターン20につながるサイドウォールを設けて面内方向にもシールドを図っている。このため,ビアパッド42を通すための窓41の箇所を除いて配線21が完全に導体で囲まれている。したがって,遮断性が極めて高く,配線21と外部の電磁場との相互作用をほぼ完全に排除したシールド配線構造が実現されている。これにより,高周波信号やアナログ信号のような波形にシビアな信号でも,外部からの影響なくそのままの波形で伝達できるものである。
【0022】なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば本実施の形態では,配線21の両端の接続部分をともに上へ引き出すこととしたが,一方もしくは両方を下へ引き出すこととしてもよい。その場合には,下へ引き出す箇所において下シールドパターンに窓を開け,その中に接続用のビアを形成することとなる。そしてその箇所には上シールドパターンの窓は不要である。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明によれば,配線板の厚さ方向のみならず,面内方向にも外部の影響を確実に遮断した配線板のシールド配線構造が提供されている。




 

 


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