特許 6424811 多層基板およびその多層基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6424811

(24)【登録日】2018年11月2日

(45)【発行日】2018年11月21日

(54)【発明の名称】多層基板およびその多層基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20181112BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20181112BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/46 Z

   H05K3/46 N

   H05K1/02 J

【請求項の数】5

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-250184(P2015-250184)

(22)【出願日】2015年12月22日

(65)【公開番号】特開2017-117890(P2017-117890A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2018年2月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】特許業務法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋山 清和

(72)【発明者】

【氏名】柳場 康成

【審査官】 鹿野 博司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１８８４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−１６０６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２４６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５９９５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／４６

Ｈ０５Ｋ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

厚み方向（ＤＲｔ）へ積層された複数の導体層（１２、１３、１４、１５、１６、１７）を有する多層基板であって、
信号を伝送する第１伝送線路（１３１）と該第１伝送線路が接続する第１ランド（１３２）とを有する第１線路包含層（１３）と、
前記信号を伝送する第２伝送線路（１７１）と該第２伝送線路が接続する第２ランド（１７２）とを有する第２線路包含層（１７）と、
前記第１線路包含層に対し前記厚み方向の一方側に隣接する隣接絶縁層（２１）と、
前記第１線路包含層に対し前記隣接絶縁層を挟んで積層され、面状に拡がる第１グランドパターン（１２１）を有する第１グランド包含層（１２）と、
前記第１ランドと前記第２ランドとの間に配置され、該第１ランドと該第２ランドとを接続する信号ビア（３８）と、
前記隣接絶縁層とは異なる他の絶縁層（２５）と、
前記複数の導体層のうち前記第１グランド包含層とは別の層を成し、前記第２線路包含層に対し前記他の絶縁層を挟んで積層された第２グランド包含層（１６）とを備え、
前記第１線路包含層、前記第２線路包含層、および前記第１グランド包含層は前記複数の導体層に含まれ、
前記信号ビア、前記第１ランド、および前記第２ランドは、前記信号ビアが設けられることに起因してインダクタンス成分が前記第１伝送線路に対して変化しているビア部分（４４）に含まれ、
前記第１ランドおよび前記第１グランドパターンは、前記隣接絶縁層を挟んだ容量結合によって寄生容量（Ｃ_LAND）を生じるものであり、
前記寄生容量は、前記第１伝送線路に対する前記ビア部分のインダクタンス成分の変化に起因した該ビア部分のインピーダンスの変化を抑える所定容量とされており、
前記第２グランド包含層は、前記第１グランドパターンに電気的に接続された第２グランドパターン（１６１）を有し、
前記第２伝送線路は、前記他の絶縁層を挟んで前記第２グランドパターンと隣り合う線路部（１７１ａ）と、該線路部と前記第２ランドとの間に配置されたランド接続部（１７１ｂ）とを有し、
該ランド接続部は前記ビア部分に含まれる多層基板。

【請求項2】

前記第２グランドパターンを含み、前記第１グランドパターンに電気的に接続されたグランド接続部（４０）を備え、
該グランド接続部および前記第１グランドパターンはグランド部分（４２）を構成し、
前記ビア部分は、前記第１ランドを含む容量結合部（４４１）を有し、
該容量結合部は、前記グランド部分のうちの一部位（４２１）に対し前記第１グランド包含層の平面方向（ＤＲｐ）へ並んで配置されることで該一部位に対して容量結合しており、
前記ビア部分の容量成分が第１寄生容量としての前記寄生容量と、前記一部位と前記容量結合部との間に生じる第２寄生容量（Ｃ_VIA）との合計であるとして、前記第１寄生容量は前記所定容量とされている請求項１に記載の多層基板。

【請求項3】

前記第１グランドパターンは、前記第１ランドと前記厚み方向に対向するランド対向領域（１２１ａ）を有し、
該ランド対向領域内の少なくとも一部では導体が欠落しており、
前記ビア部分のインピーダンスと前記第１伝送線路のインピーダンスとの差は、前記欠落が無い場合に比して小さくなっている請求項１または２に記載の多層基板。

【請求項4】

前記第１ランドは、前記寄生容量が前記所定容量となるように決定されたランド面積を有する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の多層基板。

【請求項5】

前記隣接絶縁層の誘電率とは異なる誘電率を有する絶縁材（４６）を備え、
該絶縁材は、前記厚み方向における前記隣接絶縁層と前記第１ランドとの間と、前記隣接絶縁層と前記第１グランドパターンとの間とのうちの一方または両方に設けられ、
前記ビア部分のインピーダンスと前記第１伝送線路のインピーダンスとの差は、前記絶縁材が無い場合に比して小さくなっている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の多層基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、信号を伝送する伝送線路を有する多層基板と、その多層基板の製造方法とに関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の多層基板として、例えば特許文献１に記載された多層プリント基板が従来から知られている。この特許文献１に記載された多層プリント基板では、信号ビアとグランドパターンとの間に空洞が設けられている。これにより、信号ビアの容量成分が抑制され信号ビアのインピーダンスが調整されている。その結果として、信号ビアでの信号反射による伝送特性の悪化が防止されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１２９３５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の多層プリント基板には上述のように空洞が設けられているので、その空洞に起因した多層プリント基板の強度低下が生じている。また、その空洞が加工される際の多層プリント基板の歪みに起因して、多層プリント基板内での導通不良が生じるおそれもある。発明者らの詳細な検討の結果、以上のようなことが見出された。

【0005】

本発明は上記点に鑑みて、空洞を設けることを必要とせずに伝送特性の悪化を防止することが可能な多層基板およびその多層基板の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、多層基板は、厚み方向（ＤＲｔ）へ積層された複数の導体層（１２、１３、１４、１５、１６、１７）を有する多層基板であって、
信号を伝送する第１伝送線路（１３１）とその第１伝送線路が接続する第１ランド（１３２）とを有する第１線路包含層（１３）と、
信号を伝送する第２伝送線路（１７１）とその第２伝送線路が接続する第２ランド（１７２）とを有する第２線路包含層（１７）と、
第１線路包含層に対し厚み方向の一方側に隣接する隣接絶縁層（２１）と、
第１線路包含層に対し隣接絶縁層を挟んで積層され、面状に拡がる第１グランドパターン（１２１）を有する第１グランド包含層（１２）と、
第１ランドと第２ランドとの間に配置され、その第１ランドとその第２ランドとを接続する信号ビア（３８）と、
隣接絶縁層とは異なる他の絶縁層（２５）と、
複数の導体層のうち第１グランド包含層とは別の層を成し、第２線路包含層に対し他の絶縁層を挟んで積層された第２グランド包含層（１６）とを備え、
第１線路包含層、第２線路包含層、および第１グランド包含層は複数の導体層に含まれ、
信号ビア、第１ランド、および第２ランドは、信号ビアが設けられることに起因してインダクタンス成分が第１伝送線路に対して変化しているビア部分（４４）に含まれ、
第１ランドおよび第１グランドパターンは、隣接絶縁層を挟んだ容量結合によって寄生容量（Ｃ_LAND）を生じるものであり、
寄生容量は、第１伝送線路に対するビア部分のインダクタンス成分の変化に起因したそのビア部分のインピーダンスの変化を抑える所定容量とされており、
第２グランド包含層は、第１グランドパターンに電気的に接続された第２グランドパターン（１６１）を有し、
第２伝送線路は、他の絶縁層を挟んで第２グランドパターンと隣り合う線路部（１７１ａ）と、その線路部と第２ランドとの間に配置されたランド接続部（１７１ｂ）とを有し、
そのランド接続部はビア部分に含まれる。

【0007】

これにより、第１ランドと第１グランドパターンとによって生じる上記寄生容量の調整によって、ビア部分のインピーダンスを第１伝送線路のインピーダンスに整合させることが可能である。従って、多層基板に空洞を設けることを必要とせずに、その多層基板での伝送特性の悪化を防止することが可能である。

【0010】

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態における多層基板の断面図である。

【図2】図１におけるII−II断面図である。

【図3】図１におけるIII−III断面図である。

【図4】図１の多層基板を基板厚み方向における一方側から見た図、すなわち、図１におけるIV矢視図である。

【図5】図１に示す多層基板の断面を模式的に示すと共に、その多層基板の中に生じる容量成分およびインダクタンス成分を模式的に表した模式図である。

【図6】第１ランドの直径毎の伝送特性を示した図である。

【図7】多層基板における伝送損失とビア部分のインピーダンスとの関係を示した図、具体的には周波数２５ＧＨｚまでの範囲におけるリップル最大値を示した図である。

【図8】第２実施形態における多層基板の断面図であって、第１実施形態の図１に相当する図である。

【図9】図８におけるIX−IX断面図である。

【図10】第３実施形態における多層基板の断面図であって、第１実施形態の図１に相当する図である。

【図11】第４実施形態における多層基板の断面図であって、第３実施形態の図１０に相当する図である。

【図12】第５実施形態における多層基板の断面図であって、第３実施形態の図１０に相当する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

【0013】

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の多層基板１０の厚み方向ＤＲｔに沿った平面で多層基板１０を切断した断面を示す断面図である。図１に示すように、この多層基板１０は、例えば銅箔から成る導体パターンを含む複数の導体層１２、１３、１４、１５、１６、１７（以下、複数の導体層１２〜１７と略することがある）と、絶縁体で構成された複数の絶縁層２１、２２、２３、２４、２５、２６（以下、複数の絶縁層２１〜２６と略することがある）とを有している。その複数の導体層１２〜１７および複数の絶縁層２１〜２６は、多層基板１０の厚み方向ＤＲｔである基板厚み方向ＤＲｔへ交互に積層されている。また、多層基板１０は、複数のビア３４、３６、３８も有している。

【0014】

具体的に、複数の導体層１２〜１７は、第１導体層としての第１グランド包含層１２と、第２導体層としての第１線路包含層１３と、第３導体層１４と、第４導体層１５と、第５導体層としての第２グランド包含層１６と、第６導体層としての第２線路包含層１７とを含んでいる。その各導体層１２〜１７が有する導体パターンの厚みは、例えば互いに同じになっている。また、複数の絶縁層２１〜２６は、第１絶縁層２１と第２絶縁層２２と第３絶縁層２３と第４絶縁層２４と第５絶縁層２５と第６絶縁層２６とを含んでいる。

【0015】

すなわち、それらの複数の導体層１２〜１７および複数の絶縁層２１〜２６は、第１グランド包含層１２、第１絶縁層２１、第１線路包含層１３、第２絶縁層２２、第３導体層１４、第３絶縁層２３、第４導体層１５、第４絶縁層２４、第２グランド包含層１６、第５絶縁層２５、第２線路包含層１７、第６絶縁層２６の順に、基板厚み方向ＤＲｔにおいて一方側から順番に積層されている。このようなことから、基板厚み方向ＤＲｔは、複数の導体層１２〜１７の積層方向でもあり、複数の絶縁層２１〜２６の積層方向でもある。

【0016】

第１線路包含層１３は、図２に示すように、第１伝送線路１３１と第１ランド１３２とを有している。その第１伝送線路１３１は、例えば１ＧＨｚを超える高周波の電気信号（以下、単に「信号」とも呼ぶ）を伝送する導体パターンである。その第１伝送線路１３１の長手方向に直交する幅ｗ１すなわち第１伝送線路１３１の線路幅ｗ１は、第１伝送線路１３１の全長にわたって一定である。そして、第１伝送線路１３１は、その線路幅ｗ１で直線的に延びている。

【0017】

第１ランド１３２は、第１伝送線路１３１が接続する導体パターンである。その第１ランド１３２は、例えば直径ｄ１の円形状を成している。その第１ランド１３２の直径ｄ１は第１伝送線路１３１の線路幅ｗ１よりも大きい。

【0018】

また、第１線路包含層１３は、第１伝送線路１３１および第１ランド１３２の他に、図１に示すように、２つの中間グランドパターン１３３、１３４を備えている。

【0019】

第２線路包含層１７は、図３に示すように、第２伝送線路１７１と第２ランド１７２とを有している。その第２伝送線路１７１は、第１伝送線路１３１と同様に例えば１ＧＨｚを超える高周波の信号（すなわち、高周波の交流信号）を伝送する導体パターンである。その第２伝送線路１７１の長手方向に直交する幅ｗ２すなわち第２伝送線路１７１の線路幅ｗ２は、第２伝送線路１７１の全長にわたって一定である。そして、第２伝送線路１７１は、その線路幅ｗ２で直線的に延びている。

【0020】

第２ランド１７２は、第２伝送線路１７１が接続する導体パターンである。その第２ランド１７２は、例えば直径ｄ２の円形状を成している。その第２ランド１７２の直径ｄ２は第２伝送線路１７１の線路幅ｗ２よりも大きい。

【0021】

また、図１〜３に示すように、第１ランド１３２の直径ｄ１は第２ランド１７２の直径ｄ２よりも小さい。すなわち、第１ランド１３２のランド面積Ｓ１は第２ランド１７２のランド面積Ｓ２よりも小さい。

【0022】

また、第１ランド１３２は例えば、第１ランド１３２の中心位置が第２ランド１７２の中心位置に対し基板厚み方向ＤＲｔへ重ねて設けられるように配置されている。厳密に言えば、第１ランド１３２は、多層基板１０の平面方向ＤＲｐにおけるそれらのランド１３２、１７２の中心位置が互いに一致するように配置されている。従って、第１ランド１３２は、第２ランド１７２を基板厚み方向ＤＲｔへ投影した投影外形の範囲内に第１ランド１３２の投影外形が入るように配置されている。なお、多層基板１０の平面方向ＤＲｐすなわち基板平面方向ＤＲｐとは、多層基板１０の表面１０１、１０２に沿った方向であり、基板厚み方向ＤＲｔに対して交差する方向、厳密には基板厚み方向ＤＲｔに対して直交する方向である。そして、その基板平面方向ＤＲｐは、各導体層１２〜１７の平面方向ＤＲｐでもあり、各絶縁層２１〜２６の平面方向ＤＲｐでもある。

【0023】

第１グランド包含層１２は第１グランドパターン１２１を有している。この第１グランドパターン１２１は、面状に拡がる導体パターンである。第１グランドパターン１２１は、例えば図１および図４に示すように、基板平面方向ＤＲｐにおいて多層基板１０の全面にわたって面状に拡がるように形成されている。

【0024】

また、第１グランドパターン１２１は、不図示のグランド電位とされた部材と電気的に接続されており、それにより第１グランドパターン１２１はグランド電位に維持されている。要するに、第１グランドパターン１２１は接地されている。

【0025】

図１に示すように、第３導体層１４は、導体パターンとして、１つの中間信号パターン１４１と２つの中間グランドパターン１４２、１４３とを備えている。これと同様に、第４導体層１５も、導体パターンとして、１つの中間信号パターン１５１と２つの中間グランドパターン１５２、１５３とを備えている。

【0026】

第１絶縁層２１は、第１線路包含層１３に対し基板厚み方向ＤＲｔの一方側に隣接する隣接絶縁層である。従って、第１絶縁層２１は、第１グランド包含層１２と第１線路包含層１３との間に配置されている。すなわち、第１グランド包含層１２は、第１線路包含層１３に対し第１絶縁層２１を挟んで積層されている。

【0027】

第２グランド包含層１６は、複数の導体層１２〜１７のうち第１グランド包含層１２とは別の層を成すグランド包含層である。第２グランド包含層１６は、第２線路包含層１７に対し第５絶縁層２５を挟んで積層されている。その第５絶縁層２５は、上述の第１絶縁層２１とは異なる他の絶縁層として設けられている。

【0028】

また、第２グランド包含層１６は、第２グランドパターン１６１を有している。その第２グランドパターン１６１と第１グランドパターン１２１との間には第１グランドビア３４と第２グランドビア３６とが設けられている。そして、その第１グランドビア３４および第２グランドビア３６は第１グランドパターン１２１および第２グランドパターン１６１へ接合されており、それによって、第２グランドパターン１６１は、第１グランドパターン１２１に電気的に接続されている。詳細には、上述した合計６つの中間グランドパターン１３３、１３４、１４２、１４３、１５２、１５３も第２グランドパターン１６１と共に、第１グランドビア３４および第２グランドビア３６によって第１グランドパターン１２１に電気的に接続されている。

【0029】

従って、上記の合計６つの中間グランドパターン１３３、１３４、１４２、１４３、１５２、１５３および第２グランドパターン１６１も第１グランドパターン１２１と同様にグランド電位に維持されている。これらの中間グランドパターン１３３、１３４、１４２、１４３、１５２、１５３、第２グランドパターン１６１、第１グランドビア３４、および第２グランドビア３６は全体として、第１グランドパターン１２１に電気的に接続されたグランド接続部４０を構成している。

【0030】

そして、そのグランド接続部４０および第１グランドパターン１２１は、多層基板１０の中でグランド電位に維持されたグランド部分４２を構成している。そのグランド部分４２は図５に示されている。その図５は、図１に示す多層基板１０の断面を模式的に示すと共に、多層基板１０の中に生じる容量成分およびインダクタンス成分を模式的に表した模式図である。なお、基板平面方向ＤＲｐにおいて第１グランドビア３４は、図１に示すように、第２グランドビア３６よりも第１ランド１３２に近い位置に配置されている。

【0031】

また、第２グランド包含層１６は、第２グランドパターン１６１の他に、図１に示すように、中間信号パターン１６２を備えている。

【0032】

信号ビア３８は、基板厚み方向ＤＲｔにおいて第１ランド１３２と第２ランド１７２との間に配置されている。信号ビア３８は、その第１ランド１３２と第２ランド１７２とを電気的に相互に接続している。詳細には、上記の合計３つの中間信号パターン１４１、１５１、１６２がその第１ランド１３２と第２ランド１７２との間に配置されているので、信号ビア３８は、その合計３つの中間信号パターン１４１、１５１、１６２と第１ランド１３２と第２ランド１７２とを電気的に相互に接続している。

【0033】

また、信号ビア３８は、第１〜第４信号ビア構成部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄから構成されている。その第１信号ビア構成部３８ａは、第１ランド１３２と第３導体層１４の中間信号パターン１４１との間に配置され、その第１ランド１３２と中間信号パターン１４１とを互いに接続する。また、第２信号ビア構成部３８ｂは、第３導体層１４の中間信号パターン１４１と第４導体層１５の中間信号パターン１５１との間に配置され、その２つの中間信号パターン１４１、１５１を互いに接続する。また、第３信号ビア構成部３８ｃは、第４導体層１５の中間信号パターン１５１と第２グランド包含層１６の中間信号パターン１６２との間に配置され、その２つの中間信号パターン１５１、１６２を互いに接続する。また、第４信号ビア構成部３８ｄは、第２グランド包含層１６の中間信号パターン１６２と第２ランド１７２との間に配置され、その中間信号パターン１６２と第２ランド１７２とを互いに接続する。

【0034】

また、信号ビア３８が設けられている関係から、図１および図３に示すように、第２線路包含層１７の第２伝送線路１７１は、第２グランドパターン１６１と隣り合うか否かに応じて２つの部位１７１ａ、１７１ｂに分かれる。すなわち、第２伝送線路１７１は、第５絶縁層２５を挟んで第２グランドパターン１６１と隣り合う線路部１７１ａと、その線路部１７１ａと第２ランド１７２との間に配置されたランド接続部１７１ｂとを有している。そして、線路部１７１ａは、ランド接続部１７１ｂを介して第２ランド１７２へ接続している。

【0035】

第２伝送線路１７１の長手方向において線路部１７１ａとランド接続部１７１ｂとの境界位置Ｐｂｄは、第２グランドパターン１６１のうち信号ビア３８側の端縁１６１ａの位置Ｐｅに一致する。そして、ランド接続部１７１ｂの線路長ｂ２は、第２伝送線路１７１の長手方向において、ランド接続部１７１ｂのうち第２ランド１７２へ接続する接続端１７１ｃから上記境界位置Ｐｂｄまでの長さになる。

【0036】

また、上述したような構成から、多層基板１０では、第１伝送線路１３１、第１ランド１３２、信号ビア３８、第２ランド１７２、および第２伝送線路１７１はその記載順で直列に接続されている。そして、それらの第１伝送線路１３１、第１ランド１３２、信号ビア３８、第２ランド１７２、および第２伝送線路１７１は、信号が図５の矢印ＡＳ１、ＡＳ２、ＡＳ３のように伝送される１本の信号伝送路を構成している。その信号伝送路は、本実施形態では例えば５０Ωのインピーダンスを基本として構成されている。

【0037】

また、図１および図５に示すように、その信号伝送路には、上記のように信号ビア３８が含まれている。従って、多層基板１０の信号伝送路は、インピーダンスが５０Ωに維持された２箇所の５０Ω系伝送線路部分１３１、１７１ａ（以下、単に伝送線路部分１３１、１７１ａと呼ぶ）と、その伝送線路部分１３１、１７１ａ以外のビア部分４４とから構成されている。

【0038】

その伝送線路部分１３１、１７１ａは、上記のようにインピーダンスが５０Ωに維持された部分である。従って、その伝送線路部分１３１、１７１ａとは、信号伝送路を信号として流れる電流の向きに直交する導体断面が一定に維持され且つその導体断面とグランド部分４２との間の距離が一定に維持されて連なっている部分である。すなわち、本実施形態では、第１伝送線路１３１が２箇所の伝送線路部分１３１、１７１ａのうちの一方に該当する。そして、第２伝送線路１７１の線路部１７１ａがその伝送線路部分１３１、１７１ａのうちの他方に該当する。

【0039】

また、ビア部分４４では、上記伝送線路部分１３１、１７１ａが備えている構成が崩れている。すなわち、ビア部分４４では、上記導体断面が一定に維持され且つその導体断面とグランド部分４２との間の距離が一定に維持されて連なっているという構成が崩れている。そして、その構成の崩れの原因は、多層基板１０の信号伝送路において信号ビア３８が設けられていることである。更に、その構成の崩れの結果として、ビア部分４４のインダクタンス成分は第１伝送線路１３１のインダクタンス成分に対して変化している。従って、ビア部分４４とは、言い換えれば、信号ビア３８が設けられることに起因してインダクタンス成分が第１伝送線路１３１に対して変化している部分である。

【0040】

具体的には、ビア部分４４は、第１ランド１３２、第２ランド１７２、第２伝送線路１７１のランド接続部１７１ｂ、３つの中間信号パターン１４１、１５１、１６２、および信号ビア３８から構成されている。

【0041】

次に、ビア部分４４の容量成分Ｃｖとインダクタンス成分ＬｖとインピーダンスＺｖとについて説明する。ビア部分４４のインピーダンスＺｖは、ビア部分４４の容量成分Ｃｖとインダクタンス成分Ｌｖとに基づき下記式Ｆ１で算出される。

【0042】

【数1】

先ず、ビア部分４４の容量成分Ｃｖについて見ると、図１および図５に示すように、第１ランド１３２および第１グランドパターン１２１は、第１絶縁層２１を挟んだ容量結合によって寄生容量Ｃ_LANDを生じている。この寄生容量Ｃ_LANDを第１寄生容量Ｃ_LANDと呼ぶものとする。

【0043】

また、ビア部分４４は容量結合部４４１を有している。その容量結合部４４１は、グランド部分４２のうちの一部位４２１に対し基板平面方向ＤＲｐへ並んで配置されている。これにより、その容量結合部４４１は、その一部位４２１であるグランド側容量部位４２１に対して容量結合しているので、そのグランド側容量部位４２１と容量結合部４４１との間には第２寄生容量Ｃ_VIAが生じている。ビア部分４４の容量成分Ｃｖは、第１寄生容量Ｃ_LANDと第２寄生容量Ｃ_VIAとの合計として算出することができる。

【0044】

なお、容量結合部４４１は、具体的には、第１ランド１３２と、第２グランド包含層１６の中間信号パターン１６２と、信号ビア３８のうち第１ランド１３２とその中間信号パターン１６２との間の部分とから構成されている。その信号ビア３８のうち第１ランド１３２とその中間信号パターン１６２との間の部分とは第１〜第３信号ビア構成部３８ａ〜３８ｃである。

【0045】

また、厳密に言えば、容量結合部４４１以外の部分たとえば第２伝送線路１７１のランド接続部１７１ｂとグランド部分４２との間にも寄生容量は生じているが、その寄生容量は上記の第１および第２寄生容量Ｃ_LAND、Ｃ_VIAと比較して非常に小さい。従って、ビア部分４４の容量成分Ｃｖを算出により推定する上で、上記の寄生容量Ｃ_LAND、Ｃ_VIA以外の寄生容量を考慮する必要はないと考えられる。

【0046】

次に、ビア部分４４のインダクタンス成分Ｌｖについて見ると、そのインダクタンス成分Ｌｖは、第１インダンクタンスＬ_LINEと第２インダンクタンスＬ_VIA1と第３インダンクタンスＬ_VIA2との合計として算出することができる。

【0047】

その第１インダンクタンスＬ_LINEは第２伝送線路１７１のランド接続部１７１ｂのインダンクタンスである。また、第２インダンクタンスＬ_VIA1は、ランド接続部１７１ｂと容量結合部４４１との間の部分であるビア中間部４４２のインダンクタンスである。そのビア中間部４４２は、具体的には、第２ランド１７２と、信号ビア３８のうち第２ランド１７２と第２グランド包含層１６の中間信号パターン１６２との間の部分である第４信号ビア構成部３８ｄとから構成されている。また、第３インダンクタンスＬ_VIA2は容量結合部４４１のインダンクタンスである。

【0048】

このようにビア部分４４の容量成分Ｃｖおよびインダクタンス成分Ｌｖが構成されているので、上記式Ｆ１は、第１、第２寄生容量Ｃ_LAND、Ｃ_VIAと第１〜第３インダンクタンスＬ_LINE、Ｌ_VIA1、Ｌ_VIA2とを用いて下記式Ｆ２のように表される。

【0049】

【数2】

上記式Ｆ２は、ビア部分４４全体のインピーダンスＺｖを主要部分から近似して計算するものである。そして、上記式Ｆ２から算出されるインピーダンスＺｖが、ビア部分４４に接続する伝送線路部分１３１、１７１ａのインピーダンス（例えば５０Ω）に近いほど、インピーダンスの整合がとれており、伝送される信号の反射が少なくなる。

【0050】

上記式Ｆ２の第１インダンクタンスＬ_LINEは下記式Ｆ３によって算出される。

【0051】

【数3】

上記式Ｆ３において、ｂ２はランド接続部１７１ｂの線路長であり、その単位は「ｃｍ」である。また、ｗ２は第２伝送線路１７１の線路幅すなわちランド接続部１７１ｂの線路幅であり、その単位は「ｃｍ」である。また、ｔ２は第２伝送線路１７１の銅箔厚さ（言い換えれば、導体パターン厚さ）すなわちランド接続部１７１ｂの銅箔厚さであり、その単位は「ｃｍ」である。本実施形態の多層基板１０では何れの導体パターンも同じ銅箔厚さｔ２である。

【0052】

また、μｒは多層基板１０の導体パターンの比透磁率であり、具体的にその導体パターンは銅箔で構成されているのでμｒは銅の比透磁率である。また、Ｔ（ｘ）は下記式Ｆ４および式Ｆ５から算出される補正項である。また、上記式Ｆ３から得られる第１インダンクタンスＬ_LINEの単位は「μＨ」であるので、その第１インダンクタンスＬ_LINEは単位「Ｈ」に換算された上で上記式Ｆ２へ代入される。また、上記式Ｆ３に含まれる対数は自然対数であり、以降で説明する計算式に含まれる対数も全て自然対数である。また、各計算式の間で同一の符号が用いられている場合にはその同一の符号は同一のパラメータを表している。

【0053】

【数4】

【0054】

【数5】

補正項Ｔ（ｘ）は上記式Ｆ５のｘを用いて上記式Ｆ４から算出される。上記式Ｆ５において、ｆはビア部分４４が伝送する信号の周波数であり、その単位は「Ｈｚ」である。また、σは、導体パターンおよび信号ビア３８の導電率すなわちその構成材料である銅の導電率であり、その単位は「Ｓ／ｍ」である。

【0055】

また、第２インダンクタンスＬ_VIA1は下記式Ｆ６によって算出される。

【0056】

【数6】

上記式Ｆ６において、ｂｔは基板厚み方向ＤＲｔにおけるビア中間部４４２の長さであり、その単位は「ｃｍ」である。また、ａは、一定の円形断面を有するようにビア部分４４を平均化した仮想のビア円柱が有する半径すなわちビア半径であり、その単位は「ｃｍ」である。例えば、その仮想のビア円柱は、基板厚み方向ＤＲｔにおいてビア部分４４と同じ長さを有し且つそのビア部分４４と同じ体積を有するように想定される。また、上記式Ｆ６から得られる第２インダンクタンスＬ_VIA1の単位は「μＨ」であるので、その第２インダンクタンスＬ_VIA1は単位「Ｈ」に換算された上で上記式Ｆ２へ代入される。

【0057】

上記式Ｆ３および式Ｆ６は何れも、リファレンスとなるグランドが無い部位に関するインダクタンス成分の計算式である。但し、ランド接続部１７１ｂの断面形状が長方形である一方で上記仮想のビア円柱の断面形状が円形であるので、それぞれに適用される式が相互に異なっている。

【0058】

また、第３インダンクタンスＬ_VIA2は下記式Ｆ７によって算出される。下記式Ｆ７は、リファレンスとなるグランドが有る部位に関するインダクタンス成分の計算式である。

【0059】

【数7】

上記式Ｆ７において、μは多層基板１０の導体パターンの透磁率であり、具体的にその導体パターンは銅箔で構成されているのでμは銅の透磁率である。μの単位は「Ｈ／ｍ」である。また、ｈは、容量結合部４４１における上記仮想のビア円柱の中心軸線とグランド側容量部位４２１との間の基板平面方向ＤＲｐにおける間隔である。すなわち、ｈは、信号ビア３８の中心軸線とグランド側容量部位４２１との間の基板平面方向ＤＲｐにおける間隔、要するに信号ビア−グランド間距離である。ｈの単位は「ｃｍ」である。また、上記式Ｆ７から得られる第３インダンクタンスＬ_VIA2の単位は「Ｈ」である。なお、上記仮想のビア円柱の中心軸線は信号ビア３８の中心軸線に一致する。

【0060】

また、第２寄生容量Ｃ_VIAは下記式Ｆ８によって算出される。下記式Ｆ８は、リファレンスとなるグランドが有る部位に関する容量成分の計算式である。

【0061】

【数8】

上記式Ｆ８において、εｐは、ビア部分４４の容量結合部４４１とグランド部分４２のグランド側容量部位４２１との間に配置された絶縁材の誘電率であり、その単位は「Ｆ／ｍ」である。その絶縁材および各絶縁層２１〜２６の材質は何れも同一である。また、上記式Ｆ８から得られる第２寄生容量Ｃ_VIAの単位は「Ｆ」である。

【0062】

また、第１寄生容量Ｃ_LANDは下記式Ｆ９によって算出される。下記式Ｆ９は、コンデンサの容量計算にも用いられる計算式であり、並行平板間の容量成分を算出する計算式である。

【0063】

【数9】

上記式Ｆ９において、Ｓ１は第１ランド１３２のランド面積であり、その単位は「ｍ^２」である。また、Ｄｇは、基板厚み方向ＤＲｔにおける第１ランド１３２と第１グランドパターン１２１との間の間隔、すなわちランド−グランド間距離である。Ｄｇの単位は「ｍ」である。また、上記式Ｆ９中のεｔは、第１ランド１３２と第１グランドパターン１２１との間に配置された絶縁材料の誘電率、すなわち、本実施形態では第１絶縁層２１の誘電率である。但し、その第１絶縁層２１は、容量結合部４４１とグランド側容量部位４２１との間の絶縁材と同じ材質であるので、上記式Ｆ９中のεｔは上記式Ｆ８中のεｐと同じ値である。

【0064】

また、上記式Ｆ９から得られる第１寄生容量Ｃ_LANDの単位は「Ｆ」である。

【0065】

以上、説明した上記式Ｆ２〜式Ｆ９からビア部分４４のインピーダンスＺｖを定量的に得ることが可能である。

【0066】

ところで、１ＧＨｚを超える高周波の信号を伝送する信号伝送路においては、伝送損失による信号の劣化を低減することが求められる。その信号伝送路は、図１で言えば、第１および第２伝送線路１３１、１７１、第１および第２ランド１３２、１７２、および信号ビア３８などから構成されている。

【0067】

その信号伝送路における伝送損失としては例えば、導体損失、誘電損失、および信号反射の３つが挙げられる。その伝送損失のうちの１つである導体損失は、一般的に銅箔で構成される導電材の断面形状、その導電材のサイズおよび表面粗さに依存する。また、誘電損失は、絶縁体である誘電材の材料特性に依存する。

【0068】

また、信号反射は、信号伝送路のインピーダンスの不整合箇所で生じる反射によって、信号が伝達しにくくなることに起因するものである。特に、その信号反射による伝送損失は数１０ＧＨｚを超える高周波の信号伝送において顕著なる。従って、信号伝送路のインピーダンスの不整合を低減することが多層基板１０の高周波特性の向上につながる。

【0069】

信号伝送路の特性インピーダンスＺは、インダクタンス成分をＬとし容量成分をＣとすれば、「Ｚ＝（Ｌ／Ｃ）^１／２」の関係にある。そして、例えば図１に示す本実施形態のように信号伝送路の途中に信号ビア３８が設けられている構造では、信号ビア３８とその信号ビア３８に接続される線路包含層１３、１７の伝送線路１３１、１７１との間にて構造上、上記両成分Ｌ、Ｃの値が変化する。これにより、その信号ビア３８と伝送線路１３１、１７１との間にてインピーダンスの不整合が生じ得る。

【0070】

ここで、その信号ビア３８の単位長さあたりのインダクタンス成分は、その信号ビア３８の断面積や信号ビア３８とグランドおよび周辺金属との距離などによって変化する。そして、このインダクタンス成分を容量成分の変化によって相殺することができれば、インピーダンスの値の変化が抑制される。

【0071】

このような点から、上述の特許文献１に記載の多層プリント基板では、誘電材に空洞が設けられ、その誘電材の見かけの誘電率が小さくされている。これにより、その特許文献１の多層プリント基板ではインピーダンスの変化が抑制されている。

【0072】

これに対し、本実施形態では、ビア部分４４の容量成分Ｃｖへの寄与度として、図１および図５に示す第１ランド１３２と第１グランドパターン１２１との間に生じる第１寄生容量Ｃ_LANDの寄与度が大きいという点が着目されている。そして、第１ランド１３２のランド直径ｄ１の変更、または、その第１ランド１３２と容量結合する第１グランドパターン１２１の一部に導体の欠落を設けること等でその第１寄生容量Ｃ_LANDを増減させることができる。従って、そのようにランド直径ｄ１を変更すること、第１グランドパターン１２１の一部に導体の欠落を設けること、またはそれらの組合せ等により、ビア部分４４のインピーダンスを調整することができる。このようにして信号反射が抑制されれば、多層基板１０の伝送特性が向上する。

【0073】

そこで、本実施形態では、第１寄生容量Ｃ_LANDは所定容量とされている。そして、その所定容量は、上記式Ｆ２〜式Ｆ９を用いて、第１伝送線路１３１に対するビア部分４４のインダクタンス成分Ｌｖの変化に起因したビア部分４４のインピーダンスＺｖの変化を抑えるように求められた大きさの容量とされる。また、上記式Ｆ２の右辺に含まれている容量成分は、第１寄生容量Ｃ_LANDおよび第２寄生容量Ｃ_VIAだけであるので、第１寄生容量Ｃ_LANDは、ビア部分４４の容量成分Ｃｖが第１寄生容量Ｃ_LANDと第２寄生容量Ｃ_VIAとの合計であるとして、上記所定容量とされている。

【0074】

そして、その第１寄生容量Ｃ_LANDの調整は、第１ランド１３２のランド面積Ｓ１の増減によって行われる。すなわち、第１ランド１３２は、第１寄生容量Ｃ_LANDが上記所定容量となるように決定されたランド面積Ｓ１を有している。

【0075】

具体的には次のような複数の工程を経て、第１寄生容量Ｃ_LANDが上記所定容量となるように第１ランド１３２が形成される。すなわち、先ず、第１の工程では、上記式Ｆ３〜式Ｆ８を用いて、第１〜第３インダンクタンスＬ_LINE、Ｌ_VIA1、Ｌ_VIA2と第２寄生容量Ｃ_VIAとが算出される。

【0076】

続く第２の工程では、上記式Ｆ２に示すビア部分４４のインピーダンスＺｖが、信号伝送路の特性インピーダンスすなわち第１伝送線路１３１のインピーダンスと同一の値であるものと仮定される。例えば、ビア部分４４のインピーダンスＺｖが５０Ωであると仮定される。その上で、第１の工程で算出された各算出値Ｌ_LINE、Ｌ_VIA1、Ｌ_VIA2、Ｃ_VIAと上記式Ｆ２とを用いて、上記式Ｆ２中の第１寄生容量Ｃ_LANDが算出される。そして、その式Ｆ２から得られた第１寄生容量Ｃ_LANDの算出値が第１寄生容量Ｃ_LANDの目標値（以下、第１寄生容量目標値と呼ぶ）とされる。

【0077】

このような第１寄生容量目標値の算出方法からすると、実際の多層基板１０において第１寄生容量Ｃ_LANDがこの第１寄生容量目標値になれば、ビア部分４４のインピーダンスＺｖが５０Ω程度になる。そして、第１伝送線路１３１のインピーダンスに対するビア部分４４のインピーダンスＺｖ変化が抑制される。

【0078】

すなわち、第２の工程で、このように第１寄生容量目標値を算出し決定することは、第１伝送線路１３１に対するビア部分４４のインダクタンス成分Ｌｖの変化に起因したビア部分４４のインピーダンスＺｖの変化が抑えられるように第１寄生容量目標値を決定することである。なお、上述したように第１寄生容量Ｃ_LANDは所定容量とされるが、第１寄生容量目標値がこのような工程を経て決定されているので、その所定容量とは、例えば、この第１寄生容量目標値のことである。

【0079】

続く第３の工程では、第２の工程で決定された第１寄生容量目標値が上記式Ｆ９中のＣ_LANDへ代入される。その上で、その式Ｆ９から第１ランド１３２のランド面積Ｓ１が算出される。そして、その式Ｆ９から得られたランド面積Ｓ１の算出値はランド面積Ｓ１の目標面積として決定される。具体的には第１ランド１３２は円形状であるので、そのランド面積Ｓ１が得られる第１ランド１３２の直径ｄ１が第１ランド１３２の目標直径として決定される。

【0080】

このようにして第１ランド１３２の目標面積が第１寄生容量目標値に基づいて決定されるので、その第１ランド１３２の目標面積は、第１寄生容量Ｃ_LANDが第１寄生容量目標値となるように決定されることになる。

【0081】

続く第４の工程では、第１ランド１３２のランド面積Ｓ１が上記目標面積となるように第１ランド１３２が形成される。具体的には、第１ランド１３２の直径ｄ１が上記目標直径になるように第１ランド１３２が形成される。

【0082】

なお、上記の第１の工程から第３の工程までの工程は、第４の工程が実施される前に予め完了していればよく、１枚の多層基板１０が製造される毎に実施される必要はない。

【0083】

次に、図１の多層基板１０で第１ランド１３２の直径ｄ１を種々変化させた複数の比較構成例における伝送特性を、図６を用いて説明する。その複数の比較構成例ではそれぞれ、第１ランド１３２の直径ｄ１がφ１００μｍ、φ２００μｍ、φ２５０μｍ、φ３００μｍ、φ３５０μｍとされている。図６において、第１ランド１３２の直径ｄ１がφ１００μｍの比較構成例における伝送特性は曲線Ｌ１０で示されている。また、第１ランド１３２の直径ｄ１がφ２００μｍの比較構成例における伝送特性は曲線Ｌ２０で示されている。また、第１ランド１３２の直径ｄ１がφ２５０μｍの比較構成例における伝送特性は曲線Ｌ２５で示されている。また、第１ランド１３２の直径ｄ１がφ３００μｍの比較構成例における伝送特性は曲線Ｌ３０で示されている。また、第１ランド１３２の直径ｄ１がφ３５０μｍの比較構成例における伝送特性は曲線Ｌ３５で示されている。

【0084】

この図６から判るように、一部の比較構成例において、高周波側にてリップルが例えば矢印ＡＬＰのように発生し、そのリップルは、伝送損失を拡大させる要因となっている。

【0085】

また、周波数２５ＧＨｚまでの範囲でリップル最大値を示した図７において、その図７の横軸に記載されたビア部分４４の各インピーダンスＺｖは、上記式Ｆ２〜式Ｆ９から得られた算出値である。この図７に示すように、５つの比較構成例のうち、第１ランド１３２の直径ｄ１がφ２５０μｍの比較構成例において伝送損失が最小となっている。そして、そのφ２５０μｍの比較構成例では、図７の横軸に記載されたインピーダンスＺｖが５１．０Ωであり特性インピーダンス５０Ωに最も近い。このことから、上記式Ｆ２〜式Ｆ９の近似式を用いてビア部分４４のインピーダンスＺｖをその５０Ωに近い値に設計することで、信号反射が低減され伝送損失が抑制されるということが判る。

【0086】

上述したように、本実施形態によれば、図１および図５に示すように、第１ランド１３２および第１グランドパターン１２１は、第１絶縁層２１を挟んだ容量結合によって第１寄生容量Ｃ_LANDを生じるものである。そして、その第１寄生容量Ｃ_LANDは、第１伝送線路１３１に対するビア部分４４のインダクタンス成分Ｌｖの変化に起因したビア部分４４のインピーダンスＺｖの変化を抑える所定容量とされている。

【0087】

これにより、第１ランド１３２と第１グランドパターン１２１とによって生じる第１寄生容量Ｃ_LANDの調整によって、ビア部分４４のインピーダンスＺｖを第１伝送線路１３１のインピーダンスに整合させることが可能である。従って、多層基板１０に貫通孔等の空洞を設けることを必要とせずに、多層基板１０での伝送特性の悪化を防止することが可能である。

【0088】

また、ビア部分４４のインダクタンス成分Ｌｖおよび容量成分Ｃｖは上記式Ｆ２〜式Ｆ９を用いて容易に近似計算することが可能である。従って、第１ランド１３２によって生じる第１寄生容量Ｃ_LANDだけを調整することで容易かつ定量的な伝送損失の低減が可能である。

【0089】

また、本実施形態によれば、第１ランド１３２は、第１寄生容量Ｃ_LANDが上記所定容量となるように決定されたランド面積Ｓ１を有する。従って、そのランド面積Ｓ１を適宜定めることで、ビア部分４４のインピーダンスＺｖを第１伝送線路１３１のインピーダンスに容易に整合させることが可能である。

【0090】

また、本実施形態によれば、第２伝送線路１７１は、第５絶縁層２５を挟んで第２グランドパターン１６１と隣り合う線路部１７１ａと、その線路部１７１ａと第２ランド１７２との間に配置されたランド接続部１７１ｂとを有している。そして、そのランド接続部１７１ｂはビア部分４４に含まれる。例えばそのランド接続部１７１ｂがビア部分４４に含まれるとしなかったとすれば、上記式Ｆ２を用いて、第１寄生容量目標値としての第１寄生容量Ｃ_LANDの算出値を精度良く算出できないことになる。従って、ランド接続部１７１ｂがビア部分４４に含まれるとはしない場合と比較して、ビア部分４４のインダクタンス成分Ｌｖを精度良く推定することが可能である。

【0091】

また、本実施形態によれば、ビア部分４４の容量成分Ｃｖが第１寄生容量Ｃ_LANDと第２寄生容量Ｃ_VIAとの合計であるとして、その第１寄生容量Ｃ_LANDは上記所定容量とされている。そして、その第２寄生容量Ｃ_VIAは上記式Ｆ８から容易に算出される。従って、ビア部分４４の容量成分Ｃｖを容易に算出ことができる。

【0092】

また、本実施形態によれば、第１伝送線路１３１に対するビア部分４４のインダクタンス成分Ｌｖの変化に起因したビア部分４４のインピーダンスＺｖの変化が抑えられる大きさの容量に第１寄生容量Ｃ_LANDがなるように、第１ランド１３２の目標面積が決定される。そして、その目標面積の決定の後に、第１ランド１３２のランド面積Ｓ１が上記目標面積となるようにその第１ランド１３２が形成される。

【0093】

これにより、ビア部分４４のインピーダンスＺｖが第１伝送線路１３１のインピーダンスに整合するように第１ランド１３２を形成することが可能である。従って、多層基板１０に貫通孔等の空洞を設けることを必要とせずに、多層基板１０での伝送特性の悪化を防止することが可能である。

【0094】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の第３実施形態以降でも同様である。

【0095】

本実施形態では、図８および図９に示すように、第１グランドパターン１２１に、導体が部分的に欠落した欠落箇所が設けられている。この点で本実施形態は第１実施形態と異なっている。また、本実施形態の第２ランド１７２の大きさは第１実施形態のものと同じであるが、本実施形態の第１ランド１３２は、第１実施形態とは異なり、第２ランド１７２と同じ大きさに形成されている。

【0096】

具体的には図８および図９に示すように、第１グランドパターン１２１は、第１ランド１３２と基板厚み方向ＤＲｔに対向するランド対向領域１２１ａを有している。そのランド対向領域１２１ａは、言い換えれば、第１グランドパターン１２１に対して基板厚み方向ＤＲｔに第１ランド１３２を投影したときにその第１ランド１３２が占める領域である。従って、ランド対向領域１２１ａは、第１ランド１３２と同じ外形を有し、且つ、第１ランド１３２と同じ面積を有している。

【0097】

そして、そのランド対向領域１２１ａの少なくとも一部では、第１グランドパターン１２１を構成する導体が欠落している。その欠落には、例えば導体に形成された孔または切欠きなどが該当する。本実施形態において詳細には、ランド対向領域１２１ａの一部にて、導体の欠落としての孔１２１ｂが形成されている。この孔１２１ｂ内は、例えば、第１絶縁層２１を構成する絶縁材料と同じ材料で満たされている。

【0098】

この導体の欠落としての孔１２１ｂを第１グランドパターン１２１のランド対向領域１２１ａ内に設けることは、上記式Ｆ９で言えば、第１ランド１３２のランド面積Ｓ１を小さくすることに相当する。従って、上記式Ｆ２に含まれるパラメータとしての第１寄生容量Ｃ_LANDは、その孔１２１ｂが大きいほど小さくなる。

【0099】

このようなことから、本実施形態では、その孔１２１ｂの大きさは、ビア部分４４のインピーダンスＺｖと第１伝送線路１３１のインピーダンスとの相互差が、孔１２１ｂが無い場合に比して小さくなるように定められている。言い換えれば、その孔１２１ｂは、孔１２１ｂが無い場合に比して上記インピーダンスの相互差が小さくなる大きさで形成されている。

【0100】

このように本実施形態では、上記の孔１２１ｂを設けることによって、第１寄生容量Ｃ_LANDは、第１伝送線路１３１に対するビア部分４４のインダクタンス成分Ｌｖの変化に起因したビア部分４４のインピーダンスＺｖの変化を抑える所定容量とされている。

【0101】

本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

【0102】

また、本実施形態によれば、第１グランドパターン１２１のランド対向領域１２１ａ内の一部では導体が欠落している。具体的には、その導体の欠落としての孔１２１ｂが形成されている。そして、ビア部分４４のインピーダンスＺｖと第１伝送線路１３１のインピーダンスとの相互差は、孔１２１ｂが無い場合に比して小さくなっている。従って、多層基板１０の信号伝送路におけるインピーダンスの整合を、第１グランドパターン１２１の形状に応じて容易に図ることが可能である。

【0103】

なお、本実施形態では、第１実施形態とは異なり、インピーダンスの整合が第１ランド１３２のランド面積Ｓ１の調整によって図られてはいない。但し、本実施形態でも第１実施形態のように、ビア部分４４のインピーダンスが伝送線路部分１３１、１７１ａのインピーダンスに整合するように第１ランド１３２のランド面積Ｓ１が調整されて構わない。このことは、後述の第３〜第５実施形態でも同様である。

【0104】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。

【0105】

本実施形態では、図１０に示すように、多層基板１０は、基板厚み方向ＤＲｔにおける第１ランド１３２と第１グランドパターン１２１との間の誘電率εｔを調整するための調整絶縁材４６を備えている。この点で本実施形態は第１実施形態と異なっている。また、本実施形態の第２ランド１７２の大きさは第１実施形態のものと同じであるが、本実施形態の第１ランド１３２は、第１実施形態とは異なり、第２ランド１７２と同じ大きさに形成されている。

【0106】

具体的には、その調整絶縁材４６は、第１絶縁層２１の誘電率とは異なる誘電率を有する絶縁材である。そして、図１０に示すように、調整絶縁材４６は、基板厚み方向ＤＲｔにおける第１絶縁層２１と第１ランド１３２との間に設けられている。その調整絶縁材４６は、例えば第１ランド１３２の第１グランドパターン１２１側の表面に塗布されることによって形成されている。従って、調整絶縁材４６は、その第１ランド１３２に沿った薄膜状に形成されている。例えば調整絶縁材４６の面積は、第１ランド１３２のランド面積Ｓ１と同じ、又はそのランド面積Ｓ１よりも小さくなっている。

【0107】

このようなことから、本実施形態では、調整絶縁材４６の誘電率、厚み、および面積の何れか又は全部を変更することで、上記式Ｆ９中の誘電率εｔを増減することができる。そこで、本実施形態では、ビア部分４４のインピーダンスＺｖと第１伝送線路１３１のインピーダンスとの相互差が、調整絶縁材４６が無い場合に比して小さくなるように、その調整絶縁材４６の形状が決定され且つその材質が選択されている。

【0108】

このように本実施形態では、上記の調整絶縁材４６を設けることによって、第１寄生容量Ｃ_LANDは、第１伝送線路１３１に対するビア部分４４のインダクタンス成分Ｌｖの変化に起因したビア部分４４のインピーダンスＺｖの変化を抑える所定容量とされている。

【0109】

本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

【0110】

また、本実施形態によれば、調整絶縁材４６は、基板厚み方向ＤＲｔにおける第１絶縁層２１と第１ランド１３２との間に設けられている。そして、ビア部分４４のインピーダンスＺｖと第１伝送線路１３１のインピーダンスとの相互差は、調整絶縁材４６が無い場合に比して小さくなっている。従って、その調整絶縁材４６の材質または形状を適宜決定することで、ビア部分４４のインピーダンスＺｖを第１伝送線路１３１のインピーダンスに容易に整合させることが可能である。

【0111】

すなわち、多層基板１０に空洞を設けることなく、第１ランド１３２と第１グランドパターン１２１との間における見かけ上の誘電率を、調整絶縁材４６が無い構成に対し変化させることができる。従って、調整絶縁材４６によってビア部分４４の容量成分Ｃｖを調整することが可能となり、前述の第１実施形態と同様に信号反射を抑制し伝送特性を向上させることが可能である。

【0112】

なお、本実施形態は第１実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第２実施形態と組み合わせることも可能である。

【0113】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第３実施形態と異なる点を主として説明する。

【0114】

本実施形態では、図１１に示すように、調整絶縁材４６が配置された位置が第３実施形態と異なっている。

【0115】

具体的に本実施形態では、調整絶縁材４６は、基板厚み方向ＤＲｔにおいて第１絶縁層２１と第１ランド１３２との間には設けられていない。その調整絶縁材４６は、基板厚み方向ＤＲｔにおいて第１絶縁層２１と第１グランドパターン１２１との間には設けられている。但し、調整絶縁材４６は、その調整絶縁材４６の少なくとも一部が第１絶縁層２１を挟んで第１ランド１３２と対向する位置に配置されている。

【0116】

本実施形態では、前述の第３実施形態と共通の構成から奏される効果を第３実施形態と同様に得ることができる。また、本実施形態は前述の第３実施形態と同様に、前述の第２実施形態と組み合わせることも可能である。

【0117】

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第３実施形態と異なる点を主として説明する。

【0118】

本実施形態では、図１２に示すように、調整絶縁材４６が合計２つ設けられている。この点が第３実施形態と異なっている。

【0119】

具体的に本実施形態では、調整絶縁材４６は、基板厚み方向ＤＲｔにおける第１絶縁層２１と第１ランド１３２との間と、第１絶縁層２１と第１グランドパターン１２１との間との両方に設けられている。すなわち、本実施形態において第１絶縁層２１と第１ランド１３２との間に設けられた調整絶縁材４６は第３実施形態の調整絶縁材４６と同じ配置である。そして、第１絶縁層２１と第１グランドパターン１２１との間に設けられた調整絶縁材４６は第４実施形態の調整絶縁材４６と同じ配置である。

【0120】

本実施形態では、前述の第３実施形態と共通の構成から奏される効果を第３実施形態と同様に得ることができる。また、本実施形態は前述の第３実施形態と同様に、前述の第２実施形態と組み合わせることも可能である。

【0121】

（他の実施形態）
（１）上述の第１実施形態の図１および図５において、第１寄生容量Ｃ_LANDは所定容量とされ、その所定容量とは、例えば第１寄生容量目標値のことである。この点に関し、その所定容量は、第１伝送線路１３１に対するビア部分４４のインダクタンス成分Ｌｖの変化に起因したビア部分４４のインピーダンスＺｖの変化を抑えるように定まっていればよく、その定め方に限定はない。

【0122】

（２）上述の各実施形態において、ビア部分４４のインピーダンスＺｖを算出するための上記式Ｆ２は、第１寄生容量Ｃ_LANDのほかに、第２寄生容量Ｃ_VIAと第１〜第３インダンクタンスＬ_LINE、Ｌ_VIA1、Ｌ_VIA2とをパラメータとして含んで構成されている。しかしながら、これは一例であり、ビア部分４４のインピーダンスＺｖを算出するための複数のパラメータのうち第１寄生容量Ｃ_LAND以外のパラメータは、実際の多層基板に合わせて適宜設けられればよい。

【0123】

（３）上述の各実施形態において、上記式Ｆ６を計算するための上記仮想のビア円柱は、一定の円形断面を有するようにビア部分４４を平均化した円柱である。そして、その仮想のビア円柱は、例えば、基板厚み方向ＤＲｔにおいてビア部分４４と同じ長さを有し且つそのビア部分４４と同じ体積を有するように想定される。しかしながら、これは一例であり、その仮想のビア円柱は、一定の円形断面を有するようにビア部分４４を平均化した円柱であれば、そのビア部分４４を平均化する方法に限定はない。

【0124】

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

【0125】

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、第１ランドおよびグランドパターンは、隣接絶縁層を挟んだ容量結合によって寄生容量を生じるものである。そして、その寄生容量は、第１伝送線路に対するビア部分のインダクタンス成分の変化に起因したビア部分のインピーダンスの変化を抑える所定容量とされている。

【0126】

また、第２の観点によれば、グランドパターンのランド対向領域内の少なくとも一部では導体が欠落している。そして、ビア部分のインピーダンスと第１伝送線路のインピーダンスとの差は、その欠落が無い場合に比して小さくなっている。従って、上記グランドパターンの形状に応じて容易にインピーダンスの整合を図ることが可能である。

【0127】

また、第３の観点によれば、第１ランドは、上記寄生容量が上記所定容量となるように決定されたランド面積を有する。従って、そのランド面積を適宜定めることで、ビア部分のインピーダンスを第１伝送線路のインピーダンスに容易に整合させることが可能である。

【0128】

また、第４の観点によれば、隣接絶縁層の誘電率とは異なる誘電率を有する絶縁材が、厚み方向における隣接絶縁層と第１ランドとの間と、隣接絶縁層とグランドパターンとの間とのうちの一方または両方に設けられている。そして、ビア部分のインピーダンスと第１伝送線路のインピーダンスとの差は、絶縁材が無い場合に比して小さくなっている。従って、その絶縁材の材質または形状を適宜決定することで、ビア部分のインピーダンスを第１伝送線路のインピーダンスに容易に整合させることが可能である。

【0129】

また、第５の観点によれば、第２伝送線路は、隣接絶縁層とは異なる他の絶縁層を挟んで第２グランドパターンと隣り合う線路部と、その線路部と第２ランドとの間に配置されたランド接続部とを有している。そして、そのランド接続部はビア部分に含まれる。従って、そのランド接続部がビア部分に含まれるとはしない場合と比較して、第１伝送線路と第２伝送線路の線路部との間のインダクタンス成分を精度良く推定することが可能である。

【0130】

また、第６の観点によれば、ビア部分の容量成分が第１寄生容量と第２寄生容量との合計であるとして、その第１寄生容量は上記所定容量とされている。従って、ビア部分の容量成分を容易に算出ことができる。

【0131】

また、第７の観点によれば、第１伝送線路に対するビア部分のインダクタンス成分の変化に起因したビア部分のインピーダンスの変化が抑えられる大きさの容量に前記寄生容量がなるように、第１ランドの目標面積が決定される。その目標面積の決定の後に、第１ランドのランド面積が上記目標面積となるように第１ランドが形成される。

【符号の説明】

【0132】

１０ 多層基板
１２ 第１グランド包含層
１３ 第１線路包含層
１７ 第２線路包含層
２１ 第１絶縁層（隣接絶縁層）
３８ 信号ビア
１２１ 第１グランドパターン
１３１ 第１伝送線路
１３２ 第１ランド
Ｃ_LAND 第１寄生容量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】