特許 7617147 印刷配線板、積層型共振器および積層型フィルタ

(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】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】印刷配線板、積層型共振器および積層型フィルタ

(51)【国際特許分類】

   H01P 7/06 20060101AFI20250109BHJP

   H01P 7/04 20060101ALI20250109BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H01P7/06

H01P7/04

H05K1/02 P

H05K1/02 J

H05K1/02 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022572144

(86)(22)【出願日】2021-12-10

(86)【国際出願番号】 JP2021045579

(87)【国際公開番号】W WO2022138242

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-06-21

(31)【優先権主張番号】P 2020217149

(32)【優先日】2020-12-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】川越 淳男

(72)【発明者】

【氏名】石岡 卓

(72)【発明者】

【氏名】内藤 政則

(72)【発明者】

【氏名】上田 信幸

【審査官】白井 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２００７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４２９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３０３６１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｐ ７／０６

Ｈ０１Ｐ ７／０４

Ｈ０５Ｋ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘電体層と、第１導体層と、第２導体層と、複数のビア導体とを有し、
前記誘電体層は、第１面と、該第１面の反対に位置する第２面とを有し、
前記第１導体層は、前記誘電体層の前記第１面に位置し、
前記第２導体層は、前記誘電体層の前記第２面に位置し、
前記複数のビア導体の各々は、前記誘電体層を前記第１面から前記第２面まで貫通し、前記第１導体層および前記第２導体層を繋いでおり、
前記複数のビア導体で囲まれ、平面透視で前記第１導体層および前記第２導体層が重なる部分を有し、
前記複数のビア導体は、平面視における形状のアスペクト比が１を超える形状であり、長径を第１方向、短径を第２方向としたとき、前記長径が前記複数のビア導体の並びを結ぶ共振領域の外周に沿うものを含み、
前記第１導体層および前記第２導体層の間に、前記第１面に平行な第３導体層を有し、
前記複数のビア導体の各々は、前記第１方向についての端部の少なくとも一部が前記第３導体層に接しており、かつ、前記端部を除いた中央部の少なくとも一部が前記第３導体層から離間しており、
前記第３導体層は、前記複数のビア導体に囲まれた部分に開口部を有している、印刷配線板。

【請求項2】

前記複数のビア導体は、前記第２方向に２以上のビア導体が隣り合う配置で設けられている、請求項１に記載の印刷配線板。

【請求項3】

前記複数のビア導体の各々は、前記第１面に平行な任意の断面において、前記中央部における前記第２方向の幅が、前記端部における前記第２方向の幅よりも狭い、請求項２に記載の印刷配線板。

【請求項4】

前記複数のビア導体は、該複数のビア導体のうち第１ビア導体の一方の前記端部が、該第１ビア導体に対して前記第２方向に隣り合う第２ビア導体の前記中央部の少なくとも一部と、前記第２方向に対向する位置関係で設けられており、
前記第１ビア導体の前記端部のうち前記第２ビア導体の前記中央部と対向する面の少なくとも一部が前記第３導体層から離間している、請求項３に記載の印刷配線板。

【請求項5】

複数の前記第３導体層を有し、
前記複数のビア導体の各々は、前記中央部における前記第２方向についての幅が、前記第１面からの距離が増大するに従って漸減する形状を有する、請求項２～請求項４のいずれか１つに記載の印刷配線板。

【請求項6】

複数の前記第３導体層を有し、
前記複数のビア導体および前記複数の第３導体層は、前記第１面に平行な断面における前記ビア導体と前記第３導体層との距離の最大値が、前記第１面からの距離が増大するに従って漸増する位置関係で設けられている、請求項２～請求項５のいずれか１つに記載の印刷配線板。

【請求項7】

誘電体層と、第１導体層と、第２導体層と、複数のビア導体とを有し、
前記誘電体層は、第１面と、該第１面の反対に位置する第２面とを有し、
前記第１導体層は、前記誘電体層の前記第１面に位置し、
前記第２導体層は、前記誘電体層の前記第２面に位置し、
前記複数のビア導体の各々は、前記誘電体層を前記第１面から前記第２面まで貫通し、前記第１導体層および前記第２導体層を繋いでおり、
前記複数のビア導体で囲まれ、平面透視で前記第１導体層および前記第２導体層が重なる部分を有し、
前記複数のビア導体は、平面視における形状のアスペクト比が１を超える形状であり、長径を第１方向、短径を第２方向としたとき、前記長径が前記複数のビア導体の並びを結ぶ共振領域の外周に沿うものを含み、
前記第１導体層および前記第２導体層の間に、前記第１面に平行な第３導体層を有し、
前記複数のビア導体の各々は、前記第１方向についての端部の少なくとも一部が前記第３導体層に接しており、かつ、前記端部を除いた中央部の少なくとも一部が前記第３導体層から離間しており、
前記第３導体層は、前記複数のビア導体に囲まれた部分に開口部を有している、積層型共振器。

【請求項8】

前記複数のビア導体は、前記第２方向に２以上のビア導体が隣り合う配置で設けられている、請求項７に記載の積層型共振器。

【請求項9】

請求項７または８に記載の積層型共振器を有する積層型フィルタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、印刷配線板、積層型共振器および積層型フィルタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、誘電体層および導体層を積層させる積層化技術を用いて、印刷配線板の内部に積層型共振器およびこれを用いた積層型フィルタを形成する技術が知られている。例えば特開平１０－３０３６１８号公報には、印刷配線板における一対の導体層の間に、電磁波をシールドする側壁として機能するように複数のビア導体を配列させた構成の共振器が開示されている。この共振器では、一対の導体層および複数のビア導体により囲まれた領域が共振領域となる。ここで、各ビア導体は、導体層に平行な断面の形状が円形である。

【発明の概要】

【0003】

本開示の一態様に係る印刷配線板は、誘電体層と、第１導体層と、第２導体層と、複数のビア導体とを有する。誘電体層は、第１面と、該第１面の反対に位置する第２面とを有する。第１導体層は、誘電体層の第１面に位置する。第２導体層は、誘電体層の第２面に位置する。複数のビア導体の各々は、誘電体層を第１面から第２面まで貫通し、第１導体層および第２導体層を繋いでいる。印刷配線板は、複数のビア導体で囲まれ、平面透視で第１導体層および第２導体層が重なる部分を有する。複数のビア導体は、平面視における形状のアスペクト比が１を超える形状であり、長径を第１方向、短径を第２方向としたとき、長径が複数のビア導体の並びを結ぶ共振領域の外周に沿うものを含む。印刷配線板は、第１導体層および第２導体層の間に、第１面に平行な第３導体層を有する。複数のビア導体の各々は、第１方向についての端部の少なくとも一部が第３導体層に接しており、かつ、端部を除いた中央部の少なくとも一部が第３導体層から離間している。第３導体層は、複数のビア導体に囲まれた部分に開口部を有している。

【0004】

また、本開示の一態様に係る積層型共振器は、誘電体層と、第１導体層と、第２導体層と、複数のビア導体とを有する。誘電体層は、第１面と、該第１面の反対に位置する第２面とを有する。第１導体層は、誘電体層の第１面に位置する。第２導体層は、誘電体層の第２面に位置する。複数のビア導体の各々は、誘電体層を第１面から第２面まで貫通し、第１導体層および第２導体層を繋いでいる。積層型共振器は、複数のビア導体で囲まれ、平面透視で第１導体層および第２導体層が重なる部分を有する。複数のビア導体は、平面視における形状のアスペクト比が１を超える形状であり、長径を第１方向、短径を第２方向としたとき、長径が複数のビア導体の並びを結ぶ共振領域の外周に沿うものを含む。積層型共振器は、第１導体層および第２導体層の間に、第１面に平行な第３導体層を有する。複数のビア導体の各々は、第１方向についての端部の少なくとも一部が第３導体層に接しており、かつ、端部を除いた中央部の少なくとも一部が第３導体層から離間している。第３導体層は、複数のビア導体に囲まれた部分に開口部を有している。

【0005】

また、本開示の積層型フィルタは、上記の積層型共振器を有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】一実施形態に係る印刷配線板の透視斜視図である。

【図2】楕円型のビア導体の断面を示す図である。

【図3】変形例１に係る長円型のビア導体の断面を示す図である。

【図4】変形例１に係るダンベル型のビア導体の断面を示す図である。

【図5】変形例１に係るボウタイ型のビア導体の断面を示す図である。

【図6】変形例２に係る印刷配線板の透視斜視図である。

【図7】変形例３に係る印刷配線板のビア導体の配置を示す平面図である。

【図8】変形例３に係る印刷配線板の第３導体層の位置における第１面に平行な断面を示す図である。

【図9】変形例３に係る印刷配線板のＹ方向に垂直な断面を示す図である。

【図10】変形例３に係る印刷配線板のＸ方向に垂直な断面を示す図である。

【図11】変形例３に係る印刷配線板のＸ方向に垂直な断面の他の例を示す図である。

【図12】変形例４に係る印刷配線板の第３導体層の位置における第１面に平行な断面を示す図である。

【図13A】印刷配線板の製造方法を説明する平面図である。

【図13B】図１３ＡのＡ１－Ａ１線を通りＹ方向に垂直な断面を示す図である。

【図13C】図１３ＡのＢ１－Ｂ１線を通りＸ方向に垂直な断面を示す図である。

【図14A】印刷配線板の製造方法を説明する平面図である。

【図14B】図１４ＡのＡ２－Ａ２線を通りＹ方向に垂直な断面を示す図である。

【図14C】図１４ＡのＢ２－Ｂ２線を通りＸ方向に垂直な断面を示す図である。

【図15A】印刷配線板の製造方法を説明する平面図である。

【図15B】図１５ＡのＡ３－Ａ３線を通りＹ方向に垂直な断面を示す図である。

【図15C】図１５ＡのＢ３－Ｂ３線を通りＸ方向に垂直な断面を示す図である。

【図16A】印刷配線板の製造方法を説明する平面図である。

【図16B】図１６ＡのＡ４－Ａ４線を通りＹ方向に垂直な断面を示す図である。

【図16C】図１６ＡのＢ４－Ｂ４線を通りＸ方向に垂直な断面を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の印刷配線板１は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および寸法比率などを忠実に表したものではない。

【0008】

〔印刷配線板の構成〕
図１を参照して、本実施形態に係る印刷配線板１の構成を説明する。
印刷配線板１は、ミリ波レーダなどに用いられるアンテナ、および該アンテナにより受信された信号を伝送する伝送線路などが内蔵された多層アンテナ基板である。印刷配線板１の内部には、伝送信号のうち所定の周波数帯域の部分を通過させる積層型フィルタ２００、および該積層型フィルタ２００を構成する積層型共振器１００が形成されている。図１では、積層型共振器１００および積層型フィルタ２００を除いたアンテナ電極等の構成は記載が省略されている。以下では、印刷配線板１の厚さ方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系により印刷配線板１の各部の向きを説明する。また、印刷配線板１を構成する各層の＋Ｚ方向を向く面を「上面」とも記し、－Ｚ方向を向く面を「下面」とも記す。また、Ｚ方向を印刷配線板１の「厚み方向」とも記す。

【0009】

印刷配線板１は、誘電体層１０と、第１導体層２１と、第２導体層２２と、複数のビア導体３０とを有する。

【0010】

誘電体層１０は、誘電体からなる板状部材である。誘電体層１０は、複数の誘電体材料がＺ方向に積層された構成であってもよい。誘電体層１０は直方体形状であってもよい。以下では、誘電体層１０の上面を第１面Ｓ１とし、誘電体層１０の下面（第１面Ｓ１とは反対側に位置する面）を第２面Ｓ２とする。また、第１面Ｓ１に垂直な方向から見ることを、平面視と記す。

【0011】

誘電体層１０の材質は、絶縁性を有しているものであれば特に限定されない。誘電体層１０の材質としては、例えば、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、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は２種以上を混合してもよい。また、誘電体層１０には、ガラスクロスなどの補強材が配合されていてもよい。また、誘電体層１０には、水酸化アルミニウム、シリカまたは硫酸バリウムなどの無機充填剤、もしくはフェノール樹脂またはメタクリル樹脂などの有機充填材が配合されてもよい。

【0012】

第１導体層２１は、誘電体層１０の第１面Ｓ１のうち、平面視で共振領域Ｒ（所定領域）の少なくとも一部と重なる範囲に設けられている。図１では、第１導体層２１が平面視で共振領域Ｒの全体にわたって設けられている構成が例示されている。第１導体層２１の材質は、例えば銅とすることができるが、これに限らない。

【0013】

図１における共振領域Ｒは、直方体形状の領域である。共振領域Ｒは、平面視での外周ＲａがＸ方向に平行な辺およびＹ方向に平行な辺からなる矩形である。また、共振領域Ｒは、Ｚ方向について第１面Ｓ１から第２面Ｓ２までの範囲にわたっている。言い換えると、共振領域Ｒは、複数のビア導体３０で囲まれ、平面透視で第１導体層２１および第２導体層２２が重なる部分に位置する。なお、共振領域Ｒの形状は図１に示したものに限らず、例えば平面視した形状が矩形以外の多角形または円形等であってもよい。

【0014】

第２導体層２２は、誘電体層１０の第２面Ｓ２のうち、平面視で共振領域Ｒの少なくとも一部と重なる範囲に設けられている。図１では、第２導体層２２が平面視で共振領域Ｒの全体にわたって設けられている構成が例示されている。第２導体層２２の材質は、例えば銅とすることができるが、これに限らない。

【0015】

複数のビア導体３０は、平面視で共振領域Ｒの外周Ｒａに沿って共振領域Ｒを囲むように配置されている。各ビア導体３０は、誘電体層１０を第１面Ｓ１から第２面Ｓ２まで厚み方向に貫通しており、第１導体層２１および第２導体層２２と電気的に接続されている。言い換えると、ビア導体３０は、第１導体層２１および第２導体層２２を繋いでいる。詳しくは、誘電体層１０には、ビア導体３０の形成位置に楕円柱形状のビアホールＨが設けられており、ビア導体３０は、該ビアホールＨの内壁に形成された導体からなる。すなわち、ビア導体３０は、楕円筒形状を有している。よって、各ビア導体３０は、図２に示すように、第１面Ｓ１に平行な断面が楕円形を有している。ビア導体３０の材質は、例えば銅とすることができるが、これに限らない。ビア導体３０は、例えば接地電位とすることができる。ビア導体３０により囲まれた空間は、絶縁体３３により埋められている。絶縁体３３の材質は、例えば樹脂とすることができるが、これに限らない。

【0016】

図２に示すように、ビア導体３０は、第１面Ｓ１に平行な断面における共振領域Ｒの外周Ｒａに沿う第１方向についての長さＬ１が、外周Ｒａに垂直な第２方向についての長さＬ２よりも長い。図２の例では、外周ＲａがＸ方向に平行であるため、第１方向はＸ方向に平行であり、第２方向はＹ方向に平行である。言い換えると、複数のビア導体３０の各々は、平面視における形状のアスペクト比が１を超える形状である。複数のビア導体３０は、長径を第１方向、短径を第２方向としたとき、長径が共振領域Ｒの複数のビア導体３０の並びを結ぶ外周Ｒａに沿うものを含む。

【0017】

なお、外周ＲａのうちＹ方向に平行な部分については、第１方向はＹ方向に平行であり、第２方向はＸ方向に平行である。よって、外周ＲａのうちＹ方向に平行な部分に沿って位置するビア導体３０は、Ｙ方向についての長さＬ１が、Ｘ方向についての長さＬ２よりも長い。

【0018】

また、第１方向について隣り合う２つのビア導体３０同士の距離Ｄは、積層型共振器１００の共振周波数に対応する信号波長λｃの１／２未満とされている。ここで、距離Ｄについては、図２に示すように、隣り合う２つのビア導体の側面間の長さのうち、その長さの最も短い部分とする。

【0019】

このような構成の誘電体層１０、第１導体層２１、第２導体層２２および複数のビア導体３０により、積層型共振器１００が構成される。このうち複数のビア導体３０からなるビア導体群は、積層型共振器１００の側壁として機能する。上述のとおり、第１方向についてのビア導体３０同士の距離Ｄが信号波長λｃの１／２未満とされているため、共振周波数の電磁波は複数のビア導体３０による側壁を通過せずに反射する。よって、第１導体層２１、第２導体層２２および複数のビア導体３０によって囲まれた共振領域Ｒの内部に、これらの各構成による容量成分およびインダクタンス成分から決定される振動周波数および振動モードで定在波が発生して共振する。第１導体層２１および第２導体層２２のうちの一方側から伝送信号が入射した場合に、共振周波数とは異なる周波数の信号が減衰し、共振周波数の信号が抽出されて他方側から取り出すことができる。よって、積層型共振器１００は、積層型フィルタ２００（バンドパスフィルタ）として機能する。

【0020】

積層型共振器１００の第１導体層２１および第２導体層２２の構成は、図１に示したものに限らない。例えば、第１導体層２１にコプレーナ線路を形成し、該コプレーナ線路を介して信号を伝送させてもよい。また、第１導体層２１をマイクロストリップ線路の一部として用いてもよい。すなわち、第１導体層２１の上面にさらに誘電体材料と導体層とを積層し、積層した導体層と第１導体層２１によりマイクロストリップ線路を形成してもよい。また、第１導体層２１をスロットアンテナ形状とし、第１導体層２１の上面にさらに別個の共振器を形成して、スロットアンテナを介して電磁波を伝播させて２以上の共振器を電磁的に結合させてもよい。第１導体層２１および／または第２導体層２２に各種線路などのパターンを形成する場合には、第１導体層２１および／または第２導体層２２は、ビア導体３０と電気的に接続されていない部分を有していてもよい。

【0021】

以上のように、本実施形態の印刷配線板１および積層型共振器１００は、誘電体層１０と、第１導体層２１と、第２導体層２２と、複数のビア導体３０とを有する。誘電体層１０は、第１面Ｓ１と、該第１面Ｓ１の反対に位置する第２面Ｓ２とを有する。第１導体層２１は、誘電体層１０の第１面Ｓ１に位置する。第２導体層２２は、誘電体層１０の第２面Ｓ２に位置する。複数のビア導体３０の各々は、誘電体層１０を第１面Ｓ１から第２面Ｓ２まで貫通し、第１導体層２１および第２導体層２２を繋いでいる。印刷配線板１は、複数のビア導体３０で囲まれ、平面透視で第１導体層２１および第２導体層２２が重なる部分に共振領域Ｒを有する。複数のビア導体３０は、平面視における形状のアスペクト比が１を超える形状であり、長径を第１方向、短径を第２方向としたとき、長径が共振領域Ｒの複数のビア導体３０の並びを結ぶ外周Ｒａに沿うものを含む。
別の観点では、本実施形態の印刷配線板１および積層型共振器１００は、誘電体層１０と、第１導体層２１と、第２導体層２２と、複数のビア導体３０とを有する。第１導体層２１は、誘電体層１０の第１面Ｓ１のうち、該第１面Ｓ１に垂直な方向からの平面視で所定領域としての共振領域Ｒの少なくとも一部と重なる範囲に設けられている。第２導体層２２は、誘電体層１０の第１面Ｓ１とは反対側の第２面Ｓ２のうち、平面視で共振領域Ｒの少なくとも一部と重なる範囲に設けられている。複数のビア導体３０は、平面視で共振領域Ｒの外周Ｒａに沿って該共振領域Ｒを囲むように配置されている。複数のビア導体３０の各々は、誘電体層１０を第１面Ｓ１から第２面Ｓ２まで貫通している。複数のビア導体３０の各々は、第１面Ｓ１に平行な断面における共振領域Ｒの外周Ｒａに沿う第１方向についての長さが、外周Ｒａに垂直な第２方向についての長さよりも長い。
これにより、複数のビア導体３０により構成される側壁におけるビア導体３０同士の距離Ｄを短縮できる。よって、共振領域Ｒを囲む側壁における電磁波のシールド性を高めることができる。また、本実施形態のビア導体３０は、断面が円形である従来のビア導体（以下、丸穴ビア導体と記す）と比較して表面積が増大するため、放熱性能に優れるとともに、印刷配線板１の剛性を高めることができる。

【0022】

また、積層型フィルタ２００は、上記構成の積層型共振器１００を有する。この積層型フィルタ２００は、積層型共振器１００のシールド性が高いため、優れた波長選択性能を有する。

【0023】

次に、上記実施形態の各種変形例について説明する。以下の各変形例は、互いに組み合わせてもよい。

【0024】

〔変形例１〕
変形例１に係る印刷配線板１は、ビア導体３０の断面形状が上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。

【0025】

ビア導体３０の断面形状は、図２に示した楕円型に限らず、第１方向についての長さＬ１が第２方向についての長さＬ２より長い任意の形状とすることができる。

【0026】

例えば、図３に示すように、ビア導体３０は、第１面Ｓ１に平行な断面が、第１方向（図３ではＸ方向）に延びる長円型（レーストラック型）であってもよい。

【0027】

また、図４に示すように、ビア導体３０は、第１面Ｓ１に平行な断面がダンベル型であってもよい。ここで、ダンベル型は、第１方向についての一方側および他方側の端部３１がいずれも円形であり、端部３１を除いた中央部３２が帯状となっている形状である。言い換えると、ダンベル型は、円形の２つの端部３１を、該円形の直径より幅の狭いい帯状の中央部３２で繋いだ形状である。ダンベル型のビア導体３０は、第２方向（図４ではＹ方向）についての中央部３２の幅（長さＬ３）が、第２方向についての端部３１の幅（長さＬ２）よりも狭い。
ここで、図３に示したレーストラック型のビア導体３０の場合の端部は、ビア導体３０の中で外周の形状が湾曲状となった部分とする。中央部は端部に挟まれた、外周が直線状となった部分とする。

【0028】

また、図５に示すように、ビア導体３０は、第１面Ｓ１に平行な断面がボウタイ型であってもよい。ここで、ボウタイ型は、第１方向についての一方側および他方側の端部３１がいずれも台形状であり、端部３１を除いた中央部３２が帯状である。各端部３１の台形状は、第１方向についての端に近いほど第２方向の幅が広い形状である。ボウタイ型のビア導体３０は、第２方向（図５ではＹ方向）についての中央部３２の幅（長さＬ３）が、第２方向についての端部３１の幅（長さＬ２）よりも小さい。

【0029】

これらの本変形例の各ビア導体３０を用いた場合でも、上記実施形態と同様の効果が得られる。

【0030】

〔変形例２〕
変形例２に係る印刷配線板１は、第３導体層２３を有している点で上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。

【0031】

図６に示すように、変形例２に係る印刷配線板１は、誘電体層１０の内部のうち第１導体層２１と第２導体層２２との間に、第１面Ｓ１に平行な第３導体層２３を有する。第３導体層２３の材質は、例えば銅とすることができるが、これに限らない。第３導体層２３は、誘電体層１０の内部に位置するため内層導体と言い換えてもよい。また、第１導体層２１および第２導体層２２を主導体層と言い換えてもよい。ビア導体３０は、第３導体層２３を貫通しており、第３導体層２３と電気的に接続されている。第３導体層２３は、２層以上設けられていてもよい。このような第３導体層２３を設けることにより、積層型共振器１００の側壁における電磁波の反射効果を高めることができる。

【0032】

図６の例では、第３導体層２３は、複数のビア導体３０に囲まれた部分に開口部を有している。ただし、第３導体層２３の形状は図６に示したものに限らない。例えば、第３導体層２３をスロットアンテナ形状としてもよい。この場合には、第３導体層２３を挟んで隣接する部分がそれぞれ共振器として機能し、第３導体層２３の開口部を介して電磁波を伝播させることで２以上の共振器を電磁的に結合させることができる。これにより、積層型フィルタ２００の周波数選択効果を高めることができる。

【0033】

〔変形例３〕
変形例３に係る印刷配線板１は、第２方向に２以上のビア導体３０が隣り合う配置となっている点で上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。

【0034】

図７に示すように、変形例３に係る印刷配線板１では、複数のビア導体３０は、共振領域Ｒの外周Ｒａに沿って二重の矩形をなすように配列されている。すなわち、外周Ｒａに垂直な第２方向に、２つのビア導体３０が隣り合うように配置されている。隣接数は２つに限らず、３つ以上のビア導体３０が第２方向に隣り合う配置であってもよい。言い換えると、複数のビア導体３０が三重以上の矩形をなす配置であってもよい。

【0035】

また、変形例３の印刷配線板１は、第１導体層２１と第２導体層２２との間に４層の第３導体層２３が設けられているものとする。詳しくは、誘電体層１０は、５層の誘電体材料１１～１５がＺ方向に積層された構造を有し（図９参照）、これらの５層の誘電体材料１１～１５の界面にそれぞれ第３導体層２３が形成されている。各ビア導体３０は、これらの４層の第３導体層２３を貫通している。

【0036】

以下、図８を参照して、各第３導体層２３とビア導体３０との接続状態について説明する。各ビア導体３０の端部３１は、第３導体層２３に接している。図８では、端部３１の外周全体が第３導体層２３と接しているが、これに限らず、端部３１の外周のうち一部が第３導体層２３に接していてもよい。

【0037】

一方で、各ビア導体３０の中央部３２は、第３導体層２３から離間している。言い換えると、第３導体層２３は、ビア導体３０の中央部３２から所定の距離範囲内を除いた領域に形成されており、第３導体層２３と中央部３２との間には、第３導体層２３が形成されていないクリアランス部２３ａが設けられている。クリアランス部２３ａは、例えば第３導体層２３に設けられた開口部である。クリアランス部２３ａは、誘電体層１０の材料により埋められている。なお、クリアランス部２３ａは、中央部３２の一部と第３導体層２３との間に設けられていてもよい。

【0038】

第３導体層２３とビア導体３０との位置関係について、図９および図１０の断面図を参照してさらに説明する。図９は、図８のＡ－Ａ線を通りＹ方向に垂直な断面を示す。Ａ－Ａ線は、ビア導体３０の端部３１の先端を通っている。図９に示すように、端部３１は、各第３導体層２３と接している。また、端部３１を通る断面では、ビア導体３０が形成されているビアホールＨの壁面はＺ方向と平行である。言い換えると、ビアホールＨのうち端部３１が形成されている部分は、厚み方向の各位置で第２方向の幅が同一となっている。ここで、同一とは、ビアホールＨの上端における幅と下端における幅との差が、加工誤差を含めて２０μｍ以内であることをいう。

【0039】

図１０は、図８のＢ－Ｂ線を通りＸ方向に垂直な断面を示す。Ｂ－Ｂ線は、２つのビア導体３０の中央部３２を幅方向に横断している。図１０に示すように、中央部３２は、各第３導体層２３から離間しており、中央部３２と第３導体層２３との間にクリアランス部２３ａが設けられている。

【0040】

また、各ビア導体３０は、中央部３２における第２方向（図１０ではＹ方向）についての幅が、第１面Ｓ１からの距離が増大するに従って漸減する形状を有する。言い換えると、図１０の断面において中央部３２はテーパ形状を有している。一方で、複数の第３導体層２３の形成範囲は、平面視で同一となっている。よって、ビア導体３０と第３導体層２３との距離の第２方向についての最大値は、第１面Ｓ１からの距離が増大するに従って漸増している。詳しくは、第１面Ｓ１に近い方から順に、４つの第３導体層２３を第１層～第４層とした場合に、第１層とビア導体３０との距離ｄ１（クリアランス部２３ａの幅）よりも、第２層とビア導体３０との距離ｄ２の方が長い。また、距離ｄ２よりも、第３層とビア導体３０との距離ｄ３の方が長い。また、距離ｄ３よりも、第４層とビア導体３０との距離ｄ４の方が長い。距離ｄ１～ｄ４は、例えば共振周波数に対応する信号波長λｃの１／１０以下としてもよい。

【0041】

なお、図１０の構成に代えて、図１１の構成としてもよい。図１１の各ビア導体３０は、第２方向についての幅が、第１面Ｓ１から第１距離範囲内においては第１面Ｓ１からの距離が増大するに従って漸減し、かつ、第２面Ｓ２から第２距離範囲内においては第２面Ｓ２からの距離が増大するに従って漸減する形状を有する。ここで、第１距離範囲および第２距離範囲は、例えば誘電体層１０の厚さの１／２とすることができるが、これに限らない。第１距離範囲および第２距離範囲が誘電体層１０の厚さの１／２である場合には、ビア導体３０の中央部３２は、厚み方向の中間位置で最も幅が狭く、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２に近いほど幅が広い形状を有する。

【0042】

また、第１面Ｓ１から第１距離範囲内においては、ビア導体３０と第３導体層２３との距離の第２方向についての最大値は、第１面Ｓ１からの距離が増大するに従って漸増しており、第２面Ｓ２から第２距離範囲内においては、ビア導体３０と第３導体層２３との距離の第２方向についての最大値は、第２面Ｓ２からの距離が増大するに従って漸増している。

【0043】

なお、第２方向についての中央部３２の幅を、第１面Ｓ１からの距離によらず一定とし、第１面Ｓ１からの距離に応じてクリアランス部２３ａの形成範囲を変えることで、ビア導体３０と第３導体層２３との距離の第２方向についての最大値を、第１面Ｓ１からの距離が増大するに従って漸増させてもよい。

【0044】

以上のように、変形例３に係る印刷配線板１は、第１導体層２１および第２導体層２２の間に、第１面Ｓ１に平行な第３導体層２３を有する。複数のビア導体３０は、第２方向に２以上のビア導体３０が隣り合う配置で設けられている。複数のビア導体３０の各々は、第１方向についての端部３１の少なくとも一部が第３導体層２３に接しており、かつ、端部３１を除いた中央部３２の少なくとも一部が第３導体層２３から離間している。
本実施形態のように、断面が第１方向に長いビア導体３０を用いる場合、ビアホールＨの形成後に残る第１導体層２１は、ビア導体３０の長手方向に隣接する部分よりも、ビア導体３０の短手方向に隣接する部分の方が多くなる。このため、ビア導体３０が第１導体層２１から受ける長手方向の応力よりも、ビア導体３０が第１導体層２１から受ける短手方向の応力の方が大きくなり、応力分布が均衡しなくなる。この問題は、第２導体層２２についても同様である。これらの応力は、例えば、印刷配線板１に温度変化が生じた場合に、材質間の熱膨張率の相違等に起因して生じ得る。
これに対し、本実施形態のように、誘電体層１０の内部においてビア導体３０の中央部３２の少なくとも一部と第３導体層２３とを離間させることで、ビア導体３０が第３導体層２３から受ける短手方向の応力を低減できる。よって、ビア導体３０が第１導体層２１および第２導体層２２から受ける短手方向の応力が大きくなる分を、第３導体層２３から受ける短手方向の応力を低減することで相殺できる。この結果、ビア導体３０が第１導体層２１、第２導体層２２および第３導体層２３から受ける短手方向および長手方向の応力を均衡させることができる。よって、印刷配線板１に温度変化が生じた場合であっても、応力の不均衡に起因する反りや断線の発生を低減できる。

【0045】

また、複数のビア導体３０の各々は、第１面Ｓ１に平行な任意の断面において、中央部３２における第２方向の幅が、端部３１における第２方向の幅よりも狭い。
これにより、ビア導体３０の占有面積を低減できる。また、中央部３２に隣接する領域にクリアランス部２３ａを設けやすくなるため、ビア導体３０が第３導体層２３から受ける短手方向の応力をより効果的に低減できる。

【0046】

また、印刷配線板１は、複数の第３導体層２３を有する。複数のビア導体３０の各々は、中央部３２における第２方向についての幅が、第１面Ｓ１からの距離が増大するに従って漸減する形状を有する。
また、複数のビア導体３０および複数の第３導体層２３は、第１面Ｓ１に平行な断面におけるビア導体３０と第３導体層２３との距離（クリアランス部２３ａ）の最大値が、第１面Ｓ１からの距離が増大するに従って漸増する位置関係で設けられている。
印刷配線板１の第１面Ｓ１および第２面Ｓ２に近い部分は、印刷配線板１の反りおよびうねりなどの変形が起こりやすいため、これらの変形によってビア導体３０が受ける応力は軽減されやすい。これに対し、印刷配線板１の内部は上記のような変形が生じにくいため、ビア導体３０が受ける応力が維持されやすい。そこで、第１面Ｓ１からの距離が増大するに従って中央部３２の幅が漸減する構成とすることで、印刷配線板１の内部でクリアランス部２３ａの幅を大きくできる。この結果、印刷配線板１の内部においてビア導体３０が受ける応力を小さくできるため、断線などの欠陥の発生を低減できる。

【0047】

〔変形例４〕
変形例４に係る印刷配線板１は、第２方向に隣り合うビア導体３０同士の位置関係等が変形例３と異なる。以下では、変形例３との相違点について説明する。

【0048】

図１２では、図中の－Ｙ方向側に位置するビア導体３０を「第１ビア導体３０Ａ」とし、該第１ビア導体に対して第２方向（図１２ではＹ方向）に隣り合うビア導体３０を「第２ビア導体３０Ｂ」としている。変形例４の印刷配線板１では、第１ビア導体３０Ａと第２ビア導体３０Ｂとが第１方向（図１２ではＸ方向）にずらされた千鳥配置となっている。詳しくは、第１ビア導体３０Ａの一方の最大幅端部３１Ａが、第２ビア導体３０Ｂの中央部３２の少なくとも一部と、第２方向に対向する位置関係で設けられている。また、この位置関係とすることで、第２ビア導体３０Ｂの一方の端部３１Ｂが、第１ビア導体３０Ａの中央部３２の少なくとも一部と、第２方向に対向する。

【0049】

また、第１ビア導体３０Ａの端部３１Ａのうち第２ビア導体３０Ｂの中央部３２と対向する面の少なくとも一部は、第３導体層２３から離間している。同様に、第２ビア導体３０Ｂの端部３１Ｂのうち第１ビア導体３０Ａの中央部３２と対向する面の少なくとも一部は、第３導体層２３から離間している。
言い換えると、第１ビア導体３０Ａの第２ビア導体３０Ｂ側に隣接するクリアランス部２３ａは、中央部３２から端部３１Ａにわたって延在している。また、第２ビア導体３０Ｂの第１ビア導体３０Ａ側に隣接するクリアランス部２３ａは、中央部３２から端部３１Ｂにわたって延在している。
別の観点では、各ビア導体３０のうち、第２方向に隣り合うビア導体３０と対向する部分の全体にクリアランス部２３ａが隣接していてもよい。

【0050】

以上のように、変形例４に係る印刷配線板１では、複数のビア導体３０は、該複数のビア導体３０のうち第１ビア導体３０の一方の端部３１が、該第１ビア導体３０に対して第２方向に隣り合う第２ビア導体３０の中央部３２の少なくとも一部と、第２方向に対向する位置関係で設けられている。第１ビア導体３０の端部３１のうち第２ビア導体３０の中央部３２と対向する面の少なくとも一部は、第３導体層２３から離間している。
このような千鳥配置とすることで、第１方向に隣り合うビア導体３０の間隙から漏れる電磁波を、第２方向に隣り合うビア導体３０でシールドすることができる。よって、シールド性をより高めることができる。また、ビア導体３０の端部３１にもクリアランス部２３ａが隣接するため、ビア導体３０が第３導体層２３から受ける短手方向の応力をさらに低減できる。

【0051】

〔印刷配線板の製造方法〕
次に、印刷配線板１の製造方法について、ビア導体３０がダンベル型である場合を例に挙げて説明する。

【0052】

まず、図１３Ａ～図１３Ｃに示すように、５層の誘電体材料１１～１５が積層された誘電体層１０と、第１導体層２１と、第２導体層２２と、４層の第３導体層２３とを有する積層体を製造する。

【0053】

詳しくは、両面に銅箔が形成された板状の誘電体材料１１、１３、１５（銅張積層板）を用意する。誘電体材料１１の上面の銅箔が第１導体層２１となり、下面の銅箔が第１層の第３導体層２３となる。また、誘電体材料１３の上面の銅箔が第２層の第３導体層２３となり、下面の銅箔が第３層の第３導体層２３となる。また、誘電体材料１５の上面の銅箔が第４層の第３導体層２３となり、下面の銅箔が第２導体層２２となる。このうち各第３導体層２３となる銅箔にパターン加工を行い、クリアランス部２３ａとなる開口部を予め形成しておく。パターン加工は、例えばフォトリソグラフィによって行う。そして、誘電体材料１１および誘電体材料１３を、誘電体材料１２となるプリプレグを介して積層し、誘電体材料１３および誘電体材料１５を、誘電体材料１４となるプリプレグを介して積層する。ここで、プリプレグとは、ガラスクロスに樹脂を含浸させて半硬化させた部材である。この状態の構造体を加熱するとともにＺ方向に加圧することにより、プリプレグに含侵された樹脂が一旦溶融した後に硬化し、硬化した誘電体材料１２、１４となって図１３Ａ～図１３Ｃに示す積層体が得られる。

【0054】

次に、図１４Ａ～図１４Ｃに示すように、ビア導体３０の端部３１に相当する位置にドリル加工により貫通孔３０ａを形成する。ここでは、壁面がＺ方向に平行な貫通孔３０ａを形成する。

【0055】

次に、図１５Ａ～図１５Ｃに示すように、隣り合う貫通孔３０ａの間の位置、すなわちビア導体３０の中央部３２に相当する位置に対して複数回のドリル加工を行う。これにより、隣り合う貫通孔３０ａ同士を繋げ、ビアホールＨを形成する。詳しくは、図１５Ａにおいて破線の円で示す位置のそれぞれに、貫通孔３０ａよりも直径の小さい貫通孔を設け、これにより貫通孔３０ａ同士を繋げる。また、図１５Ａにおける破線の円は、第３導体層２３に設けられた開口部（クリアランス部２３ａ）の幅より狭い。よって、図１５Ｃに示すように、ビアホールＨのうち中央部３２に相当する部分の壁面は、第３導体層２３と離間した状態となり、クリアランス部２３ａが形成される。また、ここでは、リーマ形状を有するドリルを用いて加工を行う。これにより、図１５Ｃに示すように、ビアホールＨのうち中央部３２に相当する部分の第２方向（図１５ＣではＹ方向）の幅を、第１面Ｓ１からの距離が増大するに従って漸減する形状とすることができる。この結果、クリアランス部２３ａの第２方向の幅を、第１面Ｓ１からの距離が増大するに従って漸増させることができる。また、図１１に示したように厚み方向の中間で最も細くなる形状のビアホールＨを形成する場合には、積層体の上面および下面からそれぞれリーマ形状を有するドリルを用いて加工を行えばよい。

【0056】

次に、図１６Ａ～図１６Ｃに示すように、積層体に対してめっき処理を行い、ビアホールＨの壁面にビア導体３０を形成する。その後、ビア導体３０により囲まれた空間に絶縁体３３（例えば、樹脂）を充填する。以上の工程により印刷配線板１が完成する。

【0057】

従来の丸穴ビア導体を用いた場合には、ビア導体の占有面積を低減するにはビア導体の直径を小さくする必要があるところ、このような小径化を行うと、丸穴ビア導体のＺ方向の長さと直径とのアスペクト比が大きくなってしまう。この結果、めっき液が循環しにくくなり、ビアホールの内壁にめっき層を適正に形成できなくなる問題があった。
これに対し、本実施形態のようにビア導体３０の断面の第１方向の長さを第２方向の長さより大きくすることで、短手方向の長さが丸穴ビア導体の直径と同一であったとしても、長手方向についてのアスペクト比が丸穴ビア導体よりも小さくなる。よって、ビアホールＨにめっき液を供給しやすくなり、所望の厚さのめっき層（ビア導体３０）を形成することができる。このため、断線等の欠陥が生じにくい。このように欠陥が生じにくい積層型共振器１００を内蔵する積層型フィルタ２００および印刷配線板１は、耐久性に優れる。

【0058】

上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係およ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、位置関係および形状を適宜組み合わせ可能である。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本開示は、印刷配線板、積層型共振器および積層型フィルタに利用することができる。

【符号の説明】

【0060】

１ 印刷配線板
１０ 誘電体層
１１～１５ 誘電体材料
２１ 第１導体層
２２ 第２導体層
２３ 第３導体層
２３ａ クリアランス部
３０ ビア導体
３０Ａ 第１ビア導体
３０Ｂ 第２ビア導体
３０ａ 貫通孔
３１、３１Ａ、３１Ｂ 端部
３１１ 突出部
３２ 中央部
３３ 絶縁体
１００ 積層型共振器
２００ 積層型フィルタ
Ｈ ビアホール
Ｒ 共振領域（所定領域）
Ｒａ 外周
Ｓ１ 第１面
Ｓ２ 第２面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図16A】

【図16B】

【図16C】