JP2002222892A - Multilayer wiring board - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多層配線基板において、各信号配線の伝搬遅
延時間を略同一としながら、電気ノイズと同時スイッチ
ングノイズおよびEMIノイズを低減する。
【解決手段】 絶縁基板2の表面に配線長L1を有する
第一の信号配線群3が形成され、内部に配線長L2を有
する第二の信号配線群6が形成され、電源層もしくは接
地層7,9,10が対向配置されて形成された内蔵キャパ
シタを具備した多層配線基板であって、第一および第二
の信号配線群3,6が0.8×(0.670/εr+0.475)1/2
≦L2/L1≦1.2×(0.670/εr+0.475)1/2(L1
>L2、εrは信号配線が形成された絶縁層の比誘電
率)の関係を満たすとともに、内蔵キャパシタは半導体
素子13の動作周波数帯域から高調波成分の周波数帯域の
範囲において異なる共振周波数を有する複数のものが並
列接続され、さらに反共振周波数における合成インピー
ダンス値を所定値以下とした。
(57) Abstract: In a multilayer wiring board, electrical noise, simultaneous switching noise, and EMI noise are reduced while the propagation delay time of each signal wiring is made substantially the same. SOLUTION: A first signal wiring group 3 having a wiring length L1 is formed on a surface of an insulating substrate 2, a second signal wiring group 6 having a wiring length L2 is formed therein, and a power supply layer or a ground layer 7 is formed. , 9 and 10 are a multilayer wiring board provided with the built-in capacitor is formed by opposed first and second signal line group 3, 6 is 0.8 × (0.670 / εr + 0.475 ) 1/2
≦ L2 / L1 ≦ 1.2 × (0.670 / εr + 0.475) 1/2 (L1
> L2 and εr satisfy the relationship of the relative dielectric constant of the insulating layer on which the signal wiring is formed), and the built-in capacitor has a plurality of resonance frequencies different from each other in the range from the operating frequency band of the semiconductor element 13 to the frequency band of the harmonic component. Are connected in parallel, and the combined impedance value at the anti-resonance frequency is set to a predetermined value or less.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子を収納す
るための半導体素子収納用パッケージあるいは半導体素
子や電子部品が搭載される電子回路基板等に使用される
多層配線基板に関し、特に高速で動作する半導体素子を
収納または搭載するのに好適な配線構造を有する多層配
線基板に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-layer wiring board used for a semiconductor element housing package for housing a semiconductor element or an electronic circuit board on which a semiconductor element or an electronic component is mounted. The present invention relates to a multilayer wiring board having a wiring structure suitable for housing or mounting a semiconductor element.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、マイクロプロセッサやASIC(Appl
ication Specific Integrated Circuit)等に代表され
る半導体素子をはじめとする電子部品が搭載され、電子
回路基板等に使用される多層配線基板においては、内部
配線用の配線導体の形成にあたって、アルミナセラミッ
クス等のセラミックスから成る絶縁層とタングステン
(W)等の高融点金属から成る配線導体層とを交互に積
層して多層配線基板を形成していた。2. Description of the Related Art Conventionally, microprocessors and ASICs (Appl.
In a multilayer wiring board used for an electronic circuit board or the like, on which electronic components such as a semiconductor element typified by an ication specific integrated circuit) are mounted. Insulating layers made of ceramics and wiring conductor layers made of a high melting point metal such as tungsten (W) are alternately laminated to form a multilayer wiring board.
【0003】一方、情報処理能力の向上の要求が高まる
中で、半導体素子の動作速度の高速化や同時スイッチン
グ数の増加が進むにつれ、内部配線用の配線導体のうち
信号配線には、特性インピーダンスの整合や信号配線間
におけるクロストークノイズの低減等の電気特性の向上
が求められてきた。そこで、このような要求に対応する
ために信号配線の配線構造はストリップ線路構造とさ
れ、信号配線の上下に絶縁層を介して広面積の電源層も
しくは接地(グランド)層を形成していた。On the other hand, as the demand for improving the information processing capability increases, as the operating speed of the semiconductor element increases and the number of simultaneous switching increases, the signal wiring among the wiring conductors for internal wiring has characteristic impedance. There has been a demand for improvements in electrical characteristics such as matching of signals and reduction of crosstalk noise between signal wirings. Therefore, in order to meet such a demand, the wiring structure of the signal wiring is a strip line structure, and a wide-area power supply layer or a ground (ground) layer is formed above and below the signal wiring via an insulating layer.
【0004】また、多層配線基板が取り扱う電気信号の
高速化に伴い、絶縁層を比誘電率が10程度であるアルミ
ナセラミックスに代えて比誘電率が3〜5と比較的小さ
いガラスエポキシ樹脂基材、ポリイミドまたはエポキシ
樹脂等の有機系材料を用いて形成し、この絶縁層上にメ
ッキ法、蒸着法またはスパッタリング法等による薄膜形
成技術を用いて銅(Cu)から成る内部配線用導体膜を
形成し、フォトリソグラフィ法やエッチング法により微
細なパターンの配線導体を形成して、この絶縁層と配線
導体とを交互に多層に積層することによって、高密度、
高機能でかつ半導体素子の高速動作が可能な多層配線基
板を作製することも行なわれている。Further, with the increase in the speed of electric signals handled by the multilayer wiring board, a glass epoxy resin base material having a relatively small relative dielectric constant of 3 to 5 is used instead of an alumina ceramic having a relative dielectric constant of about 10 for an insulating layer. Is formed using an organic material such as polyimide, epoxy resin, or the like, and a conductive film for internal wiring made of copper (Cu) is formed on the insulating layer by using a thin film forming technique such as plating, vapor deposition, or sputtering. Then, a fine pattern of wiring conductors is formed by photolithography or etching, and the insulating layer and the wiring conductors are alternately laminated in multiple layers to achieve high density,
Production of a multi-layer wiring board having high performance and capable of high-speed operation of a semiconductor element is also performed.
【0005】また、半導体素子の動作速度の高速化とと
もに信号数の増加が進み、それを搭載する多層配線基板
には信号配線数の増大が求められてきた。これに対し、
ストリップ線路構造を有する信号配線は、容易に複数の
信号配線層を形成できることから信号配線数の増大に対
応し易いという利点を有していた。In addition, the number of signals has been increasing with the increase in the operation speed of semiconductor devices, and the number of signal wirings has been required to increase on a multilayer wiring board on which the semiconductor elements are mounted. In contrast,
A signal wiring having a strip line structure has an advantage that it can easily form a plurality of signal wiring layers and thus can easily cope with an increase in the number of signal wirings.
【0006】このような中で新たに発生した問題とし
て、半導体素子に入力される電気信号間の入力タイミン
グの時間差がある。この時間差は、各電気信号が信号配
線を通過するのに要する時間の差、すなわち伝搬遅延時
間の差であり、それぞれの信号配線の配線長が異なるた
めに生じる。この伝搬遅延時間の差が大きくなると、半
導体素子に入力される電気信号間の入力タイミングが異
なるために、半導体素子の誤動作を引き起こすものであ
る。As a new problem arising in such a situation, there is a time difference in input timing between electric signals input to a semiconductor element. This time difference is a difference in time required for each electric signal to pass through the signal wiring, that is, a difference in propagation delay time, and occurs because the wiring length of each signal wiring is different. If the difference in the propagation delay time increases, the input timing between the electric signals input to the semiconductor element differs, which causes a malfunction of the semiconductor element.
【0007】そこで、このような問題を解決するため
に、従来の多層配線基板においては、図8に平面図で示
すように、絶縁層101上に形成された信号配線群102の信
号配線の配線長を同一にすることで各信号配線の伝搬遅
延時間を同一にし、これらが接続される半導体素子103
への電気信号の入力タイミングを各信号配線間で同一に
する設計が行なわれている。具体的には、信号配線の始
点と終点を結ぶ距離が短い信号配線の配線長を、信号配
線の一部に迂回部を設けた構造とすることで、信号配線
の始点と終点を結ぶ距離が長い信号配線の配線長と揃え
る方法が採用されている。In order to solve such a problem, in a conventional multilayer wiring board, as shown in a plan view of FIG. 8, wiring of signal wirings of a signal wiring group 102 formed on an insulating layer 101 is performed. By making the length the same, the propagation delay time of each signal wiring is made the same, and the semiconductor element 103 to which these are connected is
A design has been made in which the input timing of an electric signal to the signal wiring is the same for each signal wiring. Specifically, the distance connecting the start point and the end point of the signal wiring is reduced by making the wiring length of the signal wiring having a short distance connecting the start point and the end point of the signal wiring a structure in which a detour portion is provided in a part of the signal wiring. A method has been adopted in which the wiring length is made equal to the long signal wiring.
【0008】また、信号配線の伝搬遅延時間を小さくす
るための線路構造として、多層配線基板の表面に信号配
線を形成し、信号配線に対向させて電源層もしくは接地
層を形成することで信号配線に空気が隣接したマイクロ
ストリップ線路構造も採用されてきた。これは、信号配
線の伝搬遅延時間が信号配線が隣接する絶縁材料の比誘
電率で規定されることから、絶縁材料を絶縁層と空気と
にすることで実質的な比誘電率、すなわち実効比誘電率
を小さくし、伝搬遅延時間を小さくするものである。Further, as a line structure for reducing the propagation delay time of the signal wiring, a signal wiring is formed on the surface of the multilayer wiring board, and a power supply layer or a ground layer is formed so as to face the signal wiring. A microstrip line structure in which air is adjacent to the air has also been adopted. This is because the propagation delay time of the signal wiring is defined by the relative dielectric constant of the insulating material adjacent to the signal wiring. This is to reduce the dielectric constant and the propagation delay time.
【0009】また、一方では半導体素子への電源供給に
関する問題点として、同時スイッチングノイズの問題が
発生してきた。これは、半導体素子のスイッチングに必
要な電源電圧が、半導体素子の外部から電源層および接
地層を通って供給されるため、多層配線基板の電源層も
しくは接地層のインダクタンス成分によりノイズが発生
するものである。具体的には、半導体素子のスイッチン
グ時に発生する過渡電流が多層配線基板内の電源層や接
地層に流れ込み、電源層や接地層のインダクタンス成分
によって電圧変動が発生し、これがノイズとなって半導
体素子の誤動作を引き起こすものである。On the other hand, a problem of simultaneous switching noise has arisen as a problem relating to power supply to a semiconductor element. This is because the power supply voltage required for switching the semiconductor element is supplied from the outside of the semiconductor element through the power layer and the ground layer, so that noise is generated due to the inductance component of the power layer or the ground layer of the multilayer wiring board. It is. Specifically, a transient current generated at the time of switching of a semiconductor element flows into a power supply layer or a ground layer in the multilayer wiring board, and a voltage variation occurs due to an inductance component of the power supply layer or the ground layer, which becomes noise and causes a semiconductor element. May cause malfunctions.
【0010】このような問題点を解決するため、多層配
線基板内に広面積の電源層と接地層とが絶縁層を介して
対向されて成るキャパシタを内蔵する方法が行なわれて
いる。このように広面積の電源層と接地層とを対向させ
て形成することで数nFという大きなキャパシタンス値
のキャパシタを多層配線基板内に内蔵することができ、
内蔵キャパシタのインピーダンス値が小さくなることか
ら同時スイッチングノイズを低減することが可能とな
る。ここで、インピーダンス値はインダクタンス値の平
方根に比例し、キャパシタンス値の平方根に反比例す
る。一般的に、内蔵キャパシタのインピーダンス値が小
さくなると同時スイッチングノイズが低減されることが
知られている。また、より大きなキャパシタンス値を得
るために、複数のキャパシタを多層配線基板内に形成す
ることも行なわれている。In order to solve such a problem, a method of incorporating a capacitor in which a large-area power supply layer and a ground layer are opposed to each other via an insulating layer in a multilayer wiring board has been performed. By forming the power supply layer and the ground layer having a large area so as to face each other, a capacitor having a large capacitance value of several nF can be built in the multilayer wiring board,
Since the impedance value of the built-in capacitor becomes small, it is possible to reduce simultaneous switching noise. Here, the impedance value is proportional to the square root of the inductance value, and is inversely proportional to the square root of the capacitance value. In general, it is known that simultaneous switching noise is reduced when the impedance value of the built-in capacitor is reduced. Further, in order to obtain a larger capacitance value, a plurality of capacitors are formed in a multilayer wiring board.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、更なる
情報処理能力の向上が求められる中で、半導体素子の動
作周波数が1GHzを超えるといった動作速度の高速化
や半導体素子の同時スイッチング数の増加が急激に進ん
できたのに対して、従来の構造の多層配線基板において
は、信号配線の始点と終点を結ぶ距離が短い信号配線の
配線長を、信号配線の一部に迂回部を設けた構造とする
ことで、信号配線の始点と終点を結ぶ距離が長い信号配
線の配線長と揃える構成を採用してきたため、配線長が
短い信号配線の配線長が不必要に長くなる。その結果、
信号配線の配線長に比例して、信号配線間ならびに信号
配線と電源層もしくは接地層との間の電磁気的結合、す
なわち信号配線のキャパシタンスおよびインダクタンス
が大きくなり、信号ノイズやクロストークノイズなどの
電気ノイズが増大し、半導体素子の誤動作を引き起こす
という問題点を有していた。However, as the information processing capability is required to be further improved, the operating speed of the semiconductor device exceeds 1 GHz and the number of simultaneous switching of the semiconductor device is rapidly increased. On the other hand, in the multilayer wiring board having the conventional structure, the distance connecting the start point and the end point of the signal wiring is short, the wiring length of the signal wiring is changed to a structure in which a detour portion is provided in a part of the signal wiring. By adopting a configuration in which the distance connecting the start point and the end point of the signal wiring is made equal to the wiring length of the signal wiring, the wiring length of the signal wiring having a short wiring length becomes unnecessarily long. as a result,
In proportion to the wiring length of the signal wiring, the electromagnetic coupling between the signal wirings and between the signal wiring and the power supply layer or the ground layer, that is, the capacitance and the inductance of the signal wirings increase, and electric noise such as signal noise and crosstalk noise increases. There is a problem that noise increases and a malfunction of the semiconductor element is caused.
【0012】また、配線長を揃えるために信号配線の始
点と終点を結ぶ距離が短い信号配線の一部に迂回部を設
けた構造とするため、この迂回部によって他の信号配線
の配線自由度が低下するという問題点も有していた。Further, in order to make the wiring length uniform, a detour portion is provided in a part of the signal wiring which has a short distance connecting the start point and the end point of the signal wiring. Has also been problematic.
【0013】さらに、信号配線をマイクロストリップ線
路構造とした場合は、信号配線を多層配線基板の表面に
形成する構造であることから、複数の信号配線層を形成
することが困難であり、信号配線数の増大に容易に対応
できないという問題点を有していた。Further, when the signal wiring has a microstrip line structure, since the signal wiring is formed on the surface of the multilayer wiring board, it is difficult to form a plurality of signal wiring layers. There was a problem that it was not easy to cope with the increase in the number.
【0014】また、同時スイッチングノイズを低減する
ためには、半導体素子の動作周波数の5倍程度までの周
波数帯域においてもインピーダンス値を小さくする必要
があることがわかってきた。It has been found that in order to reduce simultaneous switching noise, it is necessary to reduce the impedance value even in a frequency band up to about five times the operating frequency of the semiconductor device.
【0015】半導体素子のスイッチング時に発生する過
渡電流には、半導体素子の動作周波数以外にも様々な高
調波成分が含まれているため、効果的に同時スイッチン
グノイズを低減するためには高調波成分を考慮する必要
がある。Since the transient current generated at the time of switching of the semiconductor element contains various harmonic components in addition to the operating frequency of the semiconductor element, the harmonic component is required to effectively reduce the simultaneous switching noise. Need to be considered.
【0016】この高調波成分とは、一般に半導体素子の
動作周波数を基本波とした場合におけるn次(nは2以
上の整数)の周波数成分のことであり、高次の高調波成
分ほどその強度が減少するものである。この高調波成分
は、特に動作周波数の5倍程度までのものが大きな成分
を有することが知られている。同時スイッチングノイズ
を低減するためには、この高調波成分を考慮する必要が
ある。This harmonic component is generally an nth-order (n is an integer of 2 or more) frequency component when the operating frequency of the semiconductor element is a fundamental wave, and the higher-order harmonic component has a higher intensity. Is reduced. It is known that this harmonic component has a large component especially up to about five times the operating frequency. In order to reduce simultaneous switching noise, it is necessary to consider this harmonic component.
【0017】このとき、従来の構造の多層配線基板にお
いては、単一のキャパシタンス値を有する複数の内蔵キ
ャパシタを形成した構造のため、その内蔵キャパシタの
インピーダンス特性が有する共振周波数を半導体素子の
動作周波数付近に設定することで、動作周波数付近のイ
ンピーダンス値を小さくすることはできたが、より高次
の高調波成分に対応する周波数帯域のインピーダンス値
に関しては考慮されていなかった。従って、半導体素子
の動作周波数が低い領域では同時スイッチングノイズを
低減することができたが、動作周波数が数GHz以上と
なる高周波領域では内蔵キャパシタのインピーダンス値
が大きくなり、同時スイッチングノイズが大きくなると
いう問題点を有していた。At this time, since the conventional multilayer wiring board has a structure in which a plurality of built-in capacitors having a single capacitance value are formed, the resonance frequency of the impedance characteristic of the built-in capacitor is changed to the operating frequency of the semiconductor element. By setting it near, the impedance value near the operating frequency could be reduced, but no consideration was given to the impedance value in the frequency band corresponding to higher-order harmonic components. Therefore, simultaneous switching noise can be reduced in a region where the operating frequency of the semiconductor element is low, but in a high frequency region where the operating frequency is several GHz or more, the impedance value of the built-in capacitor increases, and the simultaneous switching noise increases. Had problems.
【0018】また、多層配線基板内に含まれる寄生イン
ダクタンス成分により、内蔵キャパシタには自己共振周
波数以外に反共振周波数が発生し、その周波数における
EMI(Electro Magnetic Interference)ノイズが大
きくなってしまうという問題点があることもわかってき
た。Also, due to the parasitic inductance component contained in the multilayer wiring board, an anti-resonance frequency other than the self-resonance frequency is generated in the built-in capacitor, and EMI (Electro Magnetic Interference) noise at that frequency is increased. I also know that there are points.
【0019】本発明は上記問題点を解決すべく完成され
たものであり、その目的は、各信号配線の伝搬遅延時間
を略同一としながら信号配線の電気ノイズを低減し、か
つ信号配線数の増大を可能にすることができるととも
に、同時スイッチングノイズとEMIノイズを低減する
ことができる、高速で動作する半導体素子等の電子部品
を搭載する電子回路基板等に好適な多層配線基板を提供
することにある。The present invention has been completed to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the electrical noise of signal wiring while making the propagation delay time of each signal wiring substantially the same, and to reduce the number of signal wiring. Provided is a multilayer wiring board suitable for an electronic circuit board or the like on which electronic components such as a semiconductor element operating at a high speed can be increased and the simultaneous switching noise and the EMI noise can be reduced. It is in.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、上面に半導体素子が搭載されるとともに複数の絶縁
層が積層されて成る絶縁基板と、該絶縁基板の表面に第
一の配線長L1を有する信号配線が複数形成されて成る
第一の信号配線群および前記絶縁層を挟んで前記第一の
信号配線群に対向させて形成された電源層もしくは接地
層で構成されたマイクロストリップ線路部と、前記絶縁
基板の内部に第二の配線長L2を有する信号配線が複数
形成されて成る第二の信号配線群および前記絶縁層を介
して前記第二の信号配線群に対向させてその上下に形成
された電源層もしくは接地層で構成されたストリップ線
路部と、前記絶縁基板の内部に電源層と接地層とが前記
絶縁層を挟んで対向配置されて形成された内蔵キャパシ
タとを具備した多層配線基板であって、前記第一の配線
長L1と前記第二の配線長L2は、0.8×(0.670/εr
+0.475)1/2≦L2/L1≦1.2×(0.670/εr+0.47
5)1 /2(ただし、L1>L2、εrは信号配線が形成さ
れた絶縁層の比誘電率である)を満たすとともに、前記
内蔵キャパシタは、前記半導体素子の動作周波数帯域か
ら高調波成分の周波数帯域の範囲において異なる共振周
波数を有する複数のものが並列接続されるように形成さ
れ、かつ前記異なる共振周波数間に発生する反共振周波
数における合成インピーダンス値が所定値以下であるこ
とを特徴とする。According to the present invention, there is provided a multilayer wiring board comprising a semiconductor element mounted on an upper surface thereof and a plurality of insulating layers laminated thereon, and a first wiring length provided on a surface of the insulating substrate. A microstrip line including a first signal line group formed by forming a plurality of signal lines having L1 and a power supply layer or a ground layer formed to face the first signal line group with the insulating layer interposed therebetween. And a second signal wiring group formed by forming a plurality of signal wirings having a second wiring length L2 inside the insulating substrate, and a second signal wiring group opposed to the second signal wiring group via the insulating layer. A strip line portion composed of a power supply layer or a ground layer formed on the upper and lower sides, and a built-in capacitor formed inside the insulating substrate and having a power layer and a ground layer opposed to each other with the insulating layer interposed therebetween. Multilayer A linear substrate, the first wiring length L1 and the second wiring length L2 is, 0.8 × (0.670 / εr
+0.475) 1/2 ≦ L2 / L1 ≦ 1.2 × (0.670 / εr + 0.47
5) 1/2 (where, L1> L2, with εr meet the relative dielectric constant of the insulating layer signal lines are formed), the embedded capacitor may harmonic components from the operating frequency band of the semiconductor element A plurality of components having different resonance frequencies in a frequency band range are formed so as to be connected in parallel, and a combined impedance value at an anti-resonance frequency generated between the different resonance frequencies is equal to or less than a predetermined value. .
【0021】本発明の多層配線基板によれば、上面に半
導体素子が搭載されるとともに、複数の絶縁層が積層さ
れて成る絶縁基板と、絶縁基板の表面に第一の配線長L
1を有する信号配線が複数形成されて成る第一の信号配
線群および絶縁層を挟んで第一の信号配線群に対向させ
て形成された電源層もしくは接地層で構成されたマイク
ロストリップ線路部と、絶縁基板の内部に第二の配線長
L2を有する信号配線が複数形成されて成る第二の信号
配線群および絶縁層を介して第二の信号配線群に対向さ
せてその上下に形成された電源層もしくは接地層で構成
されたストリップ線路部とを有する構造としたことによ
り、第一および第二の信号配線群毎の各信号配線の配線
長は等しくなり、伝搬遅延時間が信号配線の配線長に比
例することから、第一および第二の信号配線群の各信号
配線の伝搬遅延時間は信号配線群毎に略同一となる。According to the multilayer wiring board of the present invention, an insulating substrate having a semiconductor element mounted on the upper surface and a plurality of insulating layers laminated thereon, and a first wiring length L on the surface of the insulating substrate.
A first signal wiring group formed by a plurality of signal wirings each having 1 and a microstrip line portion formed by a power supply layer or a ground layer formed to face the first signal wiring group with an insulating layer interposed therebetween; A second signal wiring group formed by forming a plurality of signal wirings having a second wiring length L2 inside the insulating substrate, and a second signal wiring group formed above and below the second signal wiring group via an insulating layer. With a structure having a strip line portion composed of a power supply layer or a ground layer, the wiring length of each signal wiring for each of the first and second signal wiring groups becomes equal, and the propagation delay time is reduced. Since it is proportional to the length, the propagation delay time of each signal wiring of the first and second signal wiring groups is substantially the same for each signal wiring group.
【0022】また、第一の信号配線群はマイクロストリ
ップ線路構造とし、第二の信号配線群はストリップ線路
構造とし、それぞれが各信号配線群に対向させて形成さ
れた電源層もしくは接地層を有していることから、第一
および第二の信号配線群間での電磁気的な干渉が遮断さ
れる。そのため、第一および第二の信号配線群毎の信号
配線の伝搬遅延時間Tpdlは、それぞれの信号配線群の
信号配線の配線長Lと、それぞれの信号配線群が形成さ
れた絶縁層と空気との比誘電率で規定される実効比誘電
率εreffを用いて、Tpdl={(εreff)1/2/c}×L
(cは光速である)から容易に設定することができる。Further, the first signal wiring group has a microstrip line structure, and the second signal wiring group has a strip line structure, each having a power supply layer or a ground layer formed to face each signal wiring group. Therefore, electromagnetic interference between the first and second signal wiring groups is cut off. Therefore, the propagation delay time Tpdl of the signal wiring for each of the first and second signal wiring groups is determined by the wiring length L of the signal wiring of each signal wiring group, the insulating layer in which each signal wiring group is formed, and air. Tpdl = {(εreff) 1/2 / c} × L using the effective relative permittivity εreff defined by the relative permittivity of
(C is the speed of light).
【0023】さらに、第一および第二の信号配線群が形
成された絶縁層の比誘電率と、各配線長の比を、上記の
式に示す関係としたことにより、配線長が異なる第一お
よび第二の信号配線群の伝搬遅延時間を、半導体素子の
誤動作が起こりにくい範囲である±20%以内の範囲で略
同一にすることができる。Further, the relative dielectric constant of the insulating layer in which the first and second signal wiring groups are formed and the ratio of each wiring length are set to the relationship shown in the above equation, so that the first wirings having different wiring lengths are obtained. In addition, the propagation delay time of the second signal wiring group can be made substantially the same within a range of ± 20%, which is a range in which a malfunction of the semiconductor element does not easily occur.
【0024】また、絶縁層の比誘電率は絶縁基板内で略
同一であることから、上記式よりストリップ線路構造を
有する第二の信号配線群の信号配線の配線長L2は、マ
イクロストリップ線路構造を有する第一の信号配線群の
信号配線の配線長L1より短く設定される。このことか
ら、特に第二の信号配線群において信号配線の配線長が
不必要に長くなることを回避できるため、信号配線間な
らびに信号配線と電源層もしくは接地層との間の電磁気
的結合、すなわち信号配線のキャパシタンスおよびイン
ダクタンスを低減することができ、信号ノイズやクロス
トークノイズなどの電気ノイズを低減することができ
る。Since the relative dielectric constant of the insulating layer is substantially the same in the insulating substrate, the wiring length L2 of the signal wiring of the second signal wiring group having the strip line structure is determined by the above equation. Is set shorter than the wiring length L1 of the signal wiring of the first signal wiring group having the following. From this, particularly in the second signal wiring group, it is possible to avoid that the wiring length of the signal wiring becomes unnecessarily long, so that electromagnetic coupling between the signal wirings and between the signal wiring and the power supply layer or the ground layer, that is, The capacitance and inductance of the signal wiring can be reduced, and electric noise such as signal noise and crosstalk noise can be reduced.
【0025】また、特に第二の信号配線群において信号
配線の配線長が不必要に長くなることを回避できるた
め、他の信号配線の配線領域を広くすることができ、配
線自由度が向上する。In addition, since it is possible to avoid an unnecessary increase in the wiring length of the signal wiring, particularly in the second signal wiring group, the wiring area of other signal wirings can be increased, and the wiring flexibility can be improved. .
【0026】さらには、マイクロストリップ線路構造と
ストリップ線路構造とを有したことにより、ストリップ
線路構造の信号配線層は容易に複数層を形成できること
から、半導体素子の信号数の増大に対応して信号配線数
の増大を容易に行なうことができる。Furthermore, since the microstrip line structure and the strip line structure are provided, a plurality of signal wiring layers having the strip line structure can be easily formed. The number of wirings can be easily increased.
【0027】また、本発明の多層配線基板によれば、絶
縁基板の内部に電源層と接地層とが絶縁層を挟んで対向
させて形成された内蔵キャパシタを具備し、この内蔵キ
ャパシタを半導体素子の動作周波数帯域から高調波成分
の周波数帯域の範囲において異なる共振周波数を有する
複数のものが並列接続されるように形成したことから、
インピーダンス値が最も低い共振周波数をそれぞれの内
蔵キャパシタ毎に半導体素子の動作周波数から高調波成
分の周波数帯域の範囲で分散させて設定することがで
き、さらに、異なる共振周波数間に発生する反共振周波
数における合成インピーダンス値を所定値以下としたこ
とから、半導体素子の動作周波数から高調波成分の周波
数帯域の範囲における合成インピーダンス値を広い周波
数帯域で小さくすることができる。Further, according to the multilayer wiring board of the present invention, there is provided a built-in capacitor in which the power supply layer and the grounding layer are opposed to each other with the insulating layer interposed therebetween inside the insulating substrate, and the built-in capacitor is connected to the semiconductor element. Since a plurality of components having different resonance frequencies are formed in parallel in the range of the frequency band of the harmonic component from the operating frequency band,
The resonance frequency with the lowest impedance value can be set for each built-in capacitor by dispersing it within the frequency band of the harmonic component from the operating frequency of the semiconductor element, and furthermore, the anti-resonance frequency generated between different resonance frequencies , The combined impedance value in the frequency band from the operating frequency of the semiconductor element to the harmonic component can be reduced over a wide frequency band.
【0028】また、反共振周波数における合成インピー
ダンス値を1Ω以下としたときには、電源層および接地
層のインダクタンス成分が小さくなり、半導体素子の動
作周波数が数GHz以上の高周波領域においても、その
高調波成分の周波数帯域を含めて同時スイッチングノイ
ズを低減することが可能となる。When the combined impedance value at the anti-resonance frequency is 1 Ω or less, the inductance components of the power supply layer and the ground layer become small, and even in the high frequency region where the operating frequency of the semiconductor element is several GHz or more, the harmonic component thereof becomes high. , It is possible to reduce simultaneous switching noise including the above frequency band.
【0029】また、電源層および接地層を広面積として
数nFという大きなキャパシタンス値を有する内蔵キャ
パシタを形成することができるため、半導体素子の動作
周波数が数MHzと低い周波数帯域においても同時スイ
ッチングノイズを低減することが可能となる。Further, since the power supply layer and the ground layer have a large area and a built-in capacitor having a large capacitance value of several nF can be formed, simultaneous switching noise can be reduced even when the operating frequency of the semiconductor element is as low as several MHz. It becomes possible to reduce.
【0030】また、複数の内蔵キャパシタのキャパシタ
ンス値を制御することによって、内蔵キャパシタのイン
ピーダンス特性に含まれる反共振周波数を、電気信号に
含まれる高調波成分の周波数と一致しない周波数に設定
できることから、EMIノイズを低減することも可能と
なる。Further, by controlling the capacitance values of the plurality of built-in capacitors, the anti-resonance frequency included in the impedance characteristics of the built-in capacitors can be set to a frequency that does not match the frequency of the harmonic component included in the electric signal. EMI noise can also be reduced.
【0031】さらには、信号配線の配線長が短くなると
ともに、内臓キャパシタを有していることから電源層お
よび接地層の電圧が安定するため、信号配線間の電磁気
的結合が小さくなり、より効果的に信号配線の電気ノイ
ズとクロストークノイズの低減が可能となる。Further, the wiring length of the signal wiring is shortened, and the voltage of the power supply layer and the grounding layer is stabilized due to the presence of the built-in capacitor. Thus, the electrical noise and the crosstalk noise of the signal wiring can be reduced.
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】以下、本発明の多層配線基板につ
いて添付図面に基づき詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a multilayer wiring board according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0033】図1は本発明の多層配線基板の実施の形態
の一例を示す断面図であり、図2は本発明の多層配線基
板における各配線層の一例を示す平面図であり、(a)
〜(e)は絶縁層2a〜2eの上面に形成された各配線
層の平面図、(f1),(f2)は絶縁層2fの上面お
よび下面の平面図である。この図において、1は多層配
線基板、2は絶縁基板であり、絶縁基板2は複数の絶縁
層2a〜2fが積層されて形成されている。本発明の多
層配線基板1においては、絶縁層2a〜2fは同じ比誘
電率を有する絶縁材料で構成されている。絶縁層2a上
には第一の信号配線群3が形成されるとともに、絶縁層
2b上には第一の信号配線群3に対向させて広面積の電
源層もしくは接地層4が形成されており、第一の信号配
線群3はマイクロストリップ線路構造を有するマイクロ
ストリップ線路部5を構成している。また絶縁層2c上
には第二の信号配線群6が形成されるとともに、絶縁層
2bおよび2d上には第二の信号配線群6に対向させて
広面積の電源層もしくは接地層4および7が形成されて
おり、第二の信号配線群6はストリップ線路構造を有す
るストリップ線路部8を構成している。FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of a multilayer wiring board of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing an example of each wiring layer in the multilayer wiring board of the present invention.
(E) is a plan view of each wiring layer formed on the upper surface of the insulating layers 2a to 2e, and (f1) and (f2) are plan views of the upper surface and the lower surface of the insulating layer 2f. In this figure, 1 is a multilayer wiring board, 2 is an insulating board, and the insulating board 2 is formed by laminating a plurality of insulating layers 2a to 2f. In the multilayer wiring board 1 of the present invention, the insulating layers 2a to 2f are made of an insulating material having the same relative dielectric constant. A first signal wiring group 3 is formed on the insulating layer 2a, and a wide-area power supply layer or ground layer 4 is formed on the insulating layer 2b so as to face the first signal wiring group 3. The first signal wiring group 3 constitutes a microstrip line section 5 having a microstrip line structure. On the insulating layer 2c, a second signal wiring group 6 is formed, and on the insulating layers 2b and 2d, a large-area power supply layer or grounding layer 4 and 7 is provided facing the second signal wiring group 6. Are formed, and the second signal wiring group 6 constitutes a strip line section 8 having a strip line structure.
【0034】なお、第一および第二の信号配線群3,6
が有する複数の信号配線は、それぞれ異なる電気信号を
伝送するものとしてもよい。The first and second signal wiring groups 3 and 6
May have different signal transmissions.
【0035】この例では、多層配線基板1の上面にはマ
イクロプロセッサやASICなどの半導体素子13が搭載さ
れ、錫(Sn)−鉛(Pb)等の半田等から成る導体バ
ンプ14および半導体素子13接続用の半導体素子接続用電
極12を介して多層配線基板1と電気的に接続されてい
る。また、半導体素子13を搭載する面と反対側の多層配
線基板1表面(下面)には他の配線基板と電気的に接続
するための外部電極11が形成されている。In this example, a semiconductor element 13 such as a microprocessor or an ASIC is mounted on the upper surface of the multilayer wiring board 1, and a conductive bump 14 and a semiconductor element 13 made of solder such as tin (Sn) -lead (Pb) are used. It is electrically connected to the multilayer wiring board 1 through the connection electrode 12 for connecting the semiconductor element. On the surface (lower surface) of the multilayer wiring substrate 1 opposite to the surface on which the semiconductor element 13 is mounted, external electrodes 11 for electrically connecting to another wiring substrate are formed.
【0036】そして、図2に示すように、第一の信号配
線群3および第二の信号配線群6の信号配線の配線長は
それぞれの信号配線群毎に略同一の配線長とされてい
る。As shown in FIG. 2, the wiring lengths of the signal wirings of the first signal wiring group 3 and the second signal wiring group 6 are substantially the same for each signal wiring group. .
【0037】一般的に、信号配線の単位配線長当たりの
伝搬遅延時間Tpdは、Tpd=(εreff)1/2/c(εref
fは信号配線が配設されている絶縁層と空気の比誘電率
で規定される実効比誘電率、cは光速である)で示され
ることが知られている。すなわち、信号配線の単位配線
長当たりの伝搬遅延時間Tpdは実効比誘電率εreffの平
方根(1/2乗)に比例することから、実効比誘電率ε
reffが大きい線路構造の信号配線では信号配線の単位配
線長当たりの伝搬遅延時間Tpdは大きくなり、逆に実効
比誘電率εreffが小さい線路構造の信号配線では信号配
線の単位配線長当たりの伝搬遅延時間Tpdは小さくな
る。In general, the propagation delay time Tpd per unit wiring length of signal wiring is Tpd = (εreff) 1/2 / c (εref
f is the effective relative permittivity defined by the relative permittivity of the insulating layer on which the signal wiring is provided and the air, and c is the speed of light). That is, the propagation delay time Tpd per unit wiring length of the signal wiring is proportional to the square root (1/2) of the effective relative permittivity refreff.
In a signal wiring having a large reff, the propagation delay time Tpd per unit wiring length of the signal wiring becomes large. On the contrary, in a signal wiring having a small effective relative permittivity εreff, the propagation delay per unit wiring length of the signal wiring becomes large. The time Tpd becomes smaller.
【0038】ここで、マイクロストリップ線路構造にお
ける実効比誘電率εreffは、信号配線が形成された絶縁
層の比誘電率εrと信号配線が隣接する空気(比誘電率
=1)とから一般的な実験式としてεreff=0.475εr+
0.670が適用されており、ストリップ線路構造における
実効比誘電率εreffは、信号配線に対向させてその上下
に形成された電源層もしくは接地層によって空気の比誘
電率の影響が遮断されることから、信号配線が形成され
た絶縁層の比誘電率εrと同等の値となり、εreff=εr
である。Here, the effective relative dielectric constant εreff in the microstrip line structure is generally obtained from the relative dielectric constant εr of the insulating layer in which the signal wiring is formed and the air (specific dielectric constant = 1) where the signal wiring is adjacent. As an empirical formula, εreff = 0.475εr +
0.670 is applied, and the effective relative dielectric constant εreff in the strip line structure is controlled by the power supply layer or the ground layer formed above and below the signal wiring so that the influence of the relative dielectric constant of air is cut off. A value equivalent to the relative dielectric constant εr of the insulating layer on which the signal wiring is formed, εreff = εr
It is.
【0039】このことから、マイクロストリップ線路構
造の実効比誘電率εreffは、ストリップ線路構造の実効
比誘電率εreffより小さくなるため、信号配線の単位配
線長当たりの伝搬遅延時間Tpdはマイクロストリップ線
路構造よりもストリップ線路構造の方が大きくなる。From this, since the effective relative dielectric constant εreff of the microstrip line structure is smaller than the effective relative dielectric constant εreff of the stripline structure, the propagation delay time Tpd per unit wiring length of the signal wiring is smaller than that of the microstrip line structure. The strip line structure is larger than the strip line structure.
【0040】本例では、第一の信号配線群3の線路構造
はマイクロストリップ線路構造とし、第二の信号配線群
6の線路構造をストリップ線路構造としたことから、第
一の信号配線群3の信号配線の単位配線長当たりの伝搬
遅延時間Tpd1より、第二の信号配線群6の信号配線の
単位配線長当たりの伝搬遅延時間Tpd2の方が大きくな
る。このことから、第一の信号配線群3の信号配線の配
線長L1より、第二の信号配線群6の信号配線の配線長
L2の方が短くても、信号配線の伝搬遅延時間を略同一
にすることができる。In this embodiment, the line structure of the first signal line group 3 is a microstrip line structure, and the line structure of the second signal line group 6 is a strip line structure. The propagation delay time Tpd2 per unit wiring length of the signal wiring of the second signal wiring group 6 is larger than the propagation delay time Tpd1 per unit wiring length of the signal wiring. Therefore, even if the wiring length L2 of the signal wiring of the second signal wiring group 6 is shorter than the wiring length L1 of the signal wiring of the first signal wiring group 3, the propagation delay time of the signal wiring is substantially the same. Can be
【0041】次に、マイクロストリップ線路構造の信号
配線の伝搬遅延時間と、ストリップ線路構造の信号配線
の伝搬遅延時間を同一にするための、絶縁層の比誘電率
の設定値の算出方法について説明する。Next, a method of calculating the set value of the relative dielectric constant of the insulating layer for making the propagation delay time of the signal wiring of the microstrip line structure equal to the propagation delay time of the signal wiring of the strip line structure will be described. I do.
【0042】信号配線の伝搬遅延時間Tpdlは、Tpdl=
{(εreff)1/2/c}×L(εreffは信号配線が配設
されている絶縁層と空気の比誘電率で規定される実効比
誘電率、cは光速、Lは信号配線群の信号配線の配線長
である)で規定されることから、マイクロストリップ構
造を有する第一の信号配線群3の信号配線の伝搬遅延時
間Tpdl1は、第一の配線長をL1とすると、Tpdl1=
{(0.475εr+0.670)1/2/c}×L1で規定すること
ができる。同様にして、ストリップ構造を有する第二の
信号配線群6の信号配線の伝搬遅延時間Tpdl2は、第
二の配線長をL2とすると、Tpdl2は、Tpdl2=
{(εr)1/2/c}×L2で規定することができる。The propagation delay time Tpdl of the signal wiring is expressed by Tpdl =
{(Εreff) 1/2 / c} × L (εreff is the effective relative permittivity defined by the relative permittivity of the insulating layer on which the signal wiring is provided and air, c is the speed of light, and L is the signal wiring group. Is the signal wiring length), the propagation delay time Tpdl1 of the signal wiring of the first signal wiring group 3 having the microstrip structure is given by Tpdl1 = L1 when the first wiring length is L1.
Can be defined by {(0.475εr + 0.670) 1/2 / c} × L1. Similarly, assuming that the second wiring length is L2, the propagation delay time Tpdl2 of the signal wiring of the second signal wiring group 6 having the strip structure is Tpdl2 = Tpdl2 =
{(Εr) 1/2 / c} × L2.
【0043】ここで、それぞれの信号配線群3,6の伝
搬遅延時間を同一にすることからTpdl1=Tpdl2とし
て式を解くと、L2/L1=(0.670/εr+0.475)1/2
(ただし、L1>L2)が得られる。また、半導体素子
を誤動作を起こさせずに正確かつ安定に動作させること
ができる範囲である±20%の伝搬遅延時間差となるよう
な絶縁層の比誘電率εrと第一の信号配線群3の信号配
線の配線長L1と、第二の信号配線群6の信号配線の配
線長L2の設定値は、以下の式で規定することができ
る。 0.8×(0.670/εr+0.475)1/2≦L2/L1≦1.2×
(0.670/εr+0.475)1/2 (ただし、L1>L2) L2/L1が上記範囲から外れると、半導体素子が誤動
作を起こしやすい。Here, since the propagation delay time of each of the signal wiring groups 3 and 6 is made equal, when the equation is solved with Tpdl1 = Tpdl2, L2 / L1 = (0.670 / εr + 0.475) 1/2
(Where L1> L2) is obtained. Further, the relative permittivity εr of the insulating layer and the first signal wiring group 3 are set so that the propagation delay time difference of ± 20%, which is a range in which the semiconductor element can be operated accurately and stably without causing malfunction, is obtained. The set values of the wiring length L1 of the signal wiring and the wiring length L2 of the signal wiring of the second signal wiring group 6 can be defined by the following equations. 0.8 × (0.670 / εr + 0.475 ) 1/2 ≦ L2 / L1 ≦ 1.2 ×
(0.670 / εr + 0.475) 1/2 (where L1> L2) When L2 / L1 is out of the above range, the semiconductor element is likely to malfunction.
【0044】好ましくは、以下の式 0.9×(0.670/εr+0.475)1/2≦L2/L1≦1.1×
(0.670/εr+0.475)1/2 (ただし、L1>L2)で規定するように±10%の伝搬
遅延時間の差となる範囲であれば、よりいっそうそれぞ
れの信号配線の伝搬遅延時間を同一にすることができる
ため、更なる半導体素子の動作速度の高速化に対応する
ことが可能である。Preferably, the following equation: 0.9 × (0.670 / εr + 0.475) 1/2 ≦ L2 / L1 ≦ 1.1 ×
(0.670 / εr + 0.475) 1/2 (provided that L1> L2), the propagation delay time of each signal wiring should be the same even within the range of ± 10% difference in propagation delay time. Therefore, it is possible to cope with a further increase in the operation speed of the semiconductor element.
【0045】第一および第二の信号配線群3,6が上記
式を満たす関係とすることにより、第一および第二の信
号配線群3,6の伝搬遅延時間を略同一にすることがで
きるばかりでなく、特に第二の信号配線群6において信
号配線の配線長が不必要に長くなることを回避できるた
め、信号配線間ならびに信号配線と電源層もしくは接地
層との間の電磁気的結合、すなわち信号配線のキャパシ
タンスおよびインダクタンスを低減することができ、信
号ノイズやクロストークノイズなどの電気ノイズを低減
することができる。By making the first and second signal wiring groups 3 and 6 satisfy the above equation, the propagation delay times of the first and second signal wiring groups 3 and 6 can be made substantially the same. Not only that, since it is possible to avoid an unnecessary increase in the wiring length of the signal wiring particularly in the second signal wiring group 6, electromagnetic coupling between the signal wirings and between the signal wiring and the power supply layer or the ground layer can be prevented. That is, the capacitance and inductance of the signal wiring can be reduced, and electric noise such as signal noise and crosstalk noise can be reduced.
【0046】また、本実施の形態では、広面積の電源層
もしくは接地層7,9,10により、多層配線基板内に2
個の内蔵キャパシタが形成されている。In this embodiment, the power supply or ground layers 7, 9, and 10 having a large area allow two layers in the multilayer wiring board.
The number of built-in capacitors is formed.
【0047】このとき、電源層もしくは接地層7,9,
10は交互に異なる機能の層が重なるようにする。つま
り、7および10が電源層の場合、9は接地層であり、7
および10が接地層の場合、9は電源層である。At this time, the power supply layer or the ground layer 7, 9,
10 makes layers of different functions alternately overlap. That is, when 7 and 10 are power supply layers, 9 is a ground layer and 7
If and 10 are ground layers, 9 is a power layer.
【0048】ここで、内蔵キャパシタについて図6およ
び図7を用いて詳細に説明する。Here, the built-in capacitor will be described in detail with reference to FIGS.
【0049】図6(a)は、本発明の多層配線基板の実
施の形態の一例を示す要部断面図であり、図1のものお
いて接地層4,9、電源層7,10である。図6(a)に
おいて、電源層63,65は図1に示す電源層7,10に相当
するものである。また、接地層70,72は図1に示す接地
層4,9に相当するものである。FIG. 6A is a cross-sectional view of an essential part showing an example of an embodiment of the multilayer wiring board of the present invention. In FIG. 1, ground layers 4 and 9 and power supply layers 7 and 10 are shown. . In FIG. 6A, the power supply layers 63 and 65 correspond to the power supply layers 7 and 10 shown in FIG. The ground layers 70 and 72 correspond to the ground layers 4 and 9 shown in FIG.
【0050】図6(a)において、電源配線は外部電極
61からビアホール62を通じて電源層63に接続され、ビア
ホール64を通じて電源層65に接続されるとともに、ビア
ホール66を通じて半導体素子接続用電極67に接続されて
いる。また、接地配線は外部電極68からビアホール69を
通じて接地層70に接続され、ビアホール71を通じて接地
層72に接続されるとともに、ビアホール73を通じて半導
体素子接続用電極74に接続されている。これらにより、
電源層63と接地層70との間に第一の内蔵キャパシタが形
成され、電源層65と接地層70との間に第二の内蔵キャパ
シタが形成されていることから、これらの電気回路は図
6(b)に示す電気回路図で表すことができる。図6
(b)から解るように、2個の内蔵キャパシタは並列に
接続されている。In FIG. 6A, the power supply wiring is an external electrode.
From 61, it is connected to a power supply layer 63 through a via hole 62, connected to a power supply layer 65 through a via hole 64, and connected to a semiconductor element connection electrode 67 through a via hole 66. The ground wiring is connected from the external electrode 68 to the ground layer 70 through the via hole 69, is connected to the ground layer 72 through the via hole 71, and is connected to the semiconductor element connection electrode 74 through the via hole 73. By these,
Since a first built-in capacitor is formed between the power supply layer 63 and the ground layer 70 and a second built-in capacitor is formed between the power supply layer 65 and the ground layer 70, these electric circuits are illustrated in FIG. This can be represented by an electric circuit diagram shown in FIG. FIG.
As can be seen from (b), the two built-in capacitors are connected in parallel.
【0051】また、図7は、本発明の多層配線基板につ
いて実施の形態の一例を示す要部断面図であり、図1の
ものにおいて電源層4,9、接地層7,10である。図7
において、接地層90,92は図1に示す接地層7,10に相
当するものである。また、電源層83,85は図1に示す電
源層4,9に相当するものである。FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of an embodiment of the multilayer wiring board of the present invention. In FIG. 1, power supply layers 4 and 9 and ground layers 7 and 10 are shown. FIG.
In FIG. 1, the ground layers 90 and 92 correspond to the ground layers 7 and 10 shown in FIG. The power supply layers 83 and 85 correspond to the power supply layers 4 and 9 shown in FIG.
【0052】図7において、接地配線は外部電極88から
ビアホール89を通じて接地層90に接続され、ビアホール
91を通じて接地層92に接続されるとともに、ビアホール
93を通じて半導体素子接続用電極94に接続されている。
また、電源配線は外部電極81からビアホール82を通じて
電源層83に接続され、ビアホール84を通じて電源層85に
接続されるとともに、ビアホール86を通じて半導体素子
接続用電極87に接続されている。これにより、接地層90
と電源層83との間に第一の内蔵キャパシタが形成され、
接地層92と電源層83との間に第二の内蔵キャパシタが形
成されており、これらの電気回路は図6(b)と同様の
電気回路図で表すことができる。従って、この場合にお
いても2個の内蔵キャパシタは並列に接続されている。In FIG. 7, the ground wiring is connected from the external electrode 88 to the ground layer 90 through the via hole 89,
Connected to ground layer 92 through 91 and via hole
It is connected to a semiconductor element connection electrode 94 through 93.
The power supply wiring is connected from the external electrode 81 to the power supply layer 83 through the via hole 82, is connected to the power supply layer 85 through the via hole 84, and is connected to the semiconductor element connection electrode 87 through the via hole 86. Thereby, the ground layer 90
And a first built-in capacitor is formed between the power supply layer 83 and
A second built-in capacitor is formed between the ground layer 92 and the power supply layer 83, and these electric circuits can be represented by an electric circuit diagram similar to FIG. 6B. Therefore, also in this case, the two built-in capacitors are connected in parallel.
【0053】また、図1に示す例においては、上面に電
源層もしくは接地層9が形成された絶縁層2eの厚み
は、上面に電源層もしくは接地層7が形成された絶縁層
2dの厚みより大きく設定されている。これにより、電
源層もしくは接地層9と電源層もしくは接地層10との間
に形成された第一の内蔵キャパシタと、電源層もしくは
接地層7と電源層もしくは接地層9との間に形成された
第二の内蔵キャパシタとのキャパシタンス値が異なるも
のとなり、図3に示すように、それぞれの内蔵キャパシ
タは異なる共振周波数を含むインピーダンス特性とな
る。In the example shown in FIG. 1, the thickness of the insulating layer 2e having the power supply layer or the ground layer 9 formed on the upper surface is larger than the thickness of the insulating layer 2d having the power supply layer or the ground layer 7 formed on the upper surface. It is set large. Thereby, the first built-in capacitor formed between the power supply layer or the ground layer 9 and the power supply layer or the ground layer 10 and the first built-in capacitor formed between the power supply layer or the ground layer 7 and the power supply layer or the ground layer 9 The capacitance value of the second built-in capacitor is different from that of the second built-in capacitor, and as shown in FIG. 3, each built-in capacitor has an impedance characteristic including a different resonance frequency.
【0054】図3は、本発明の多層配線基板における内
蔵キャパシタのインピーダンス特性の一例を示す線図で
ある。図3において横軸は周波数を表し、縦軸は内蔵キ
ャパシタのインピータンス値を表している。ここで、多
層配線基板1内に形成された内蔵キャパシタにおいて、
共振周波数より周波数の低い領域のインピーダンス特性
はキャパシタンス成分を示し、共振周波数より周波数の
高い領域のインピータンス特性はインダクタンス成分を
示す傾向がある。さらに、異なる共振周波数を有する複
数のキャパシタが並列に形成されている場合は、それぞ
れの内蔵キャパシタが有する共振周波数はそのままに、
インピーダンス特性の交点(反共振点)においてインピ
ーダンス特性が合成され、反共振点の周波数、つまり反
共振周波数はそれぞれのインピーダンス特性の交差する
周波数となる。FIG. 3 is a diagram showing an example of the impedance characteristic of the built-in capacitor in the multilayer wiring board of the present invention. In FIG. 3, the horizontal axis represents the frequency, and the vertical axis represents the impedance value of the built-in capacitor. Here, in the built-in capacitor formed in the multilayer wiring board 1,
The impedance characteristic in a region lower in frequency than the resonance frequency tends to show a capacitance component, and the impedance characteristic in a region higher in frequency than the resonance frequency tends to show an inductance component. Further, when a plurality of capacitors having different resonance frequencies are formed in parallel, the resonance frequencies of the respective built-in capacitors remain unchanged.
The impedance characteristics are synthesized at the intersection (anti-resonance point) of the impedance characteristics, and the frequency at the anti-resonance point, that is, the anti-resonance frequency is the frequency at which the respective impedance characteristics intersect.
【0055】また、同時スイッチングノイズは広面積の
電源層もしくは接地層7,9,10で形成された内蔵キャ
パシタのインピーダンス値が小さいほど低減することが
できる。とりわけ、半導体素子13の動作周波数が数GH
z以上の高周波領域においては、動作周波数の整数倍の
周波数において大きな成分をもつ高調波成分が含まれ、
特に高調波成分が大きくなる半導体素子13の動作周波数
の5倍程度までの周波数帯を含む周波数領域のインピー
ダンス値を低減することで、高速で動作する半導体素子
13の同時スイッチングノイズの低減が可能である。Further, the simultaneous switching noise can be reduced as the impedance value of the built-in capacitor formed by the power supply layer or the ground layers 7, 9, 10 having a large area becomes smaller. In particular, when the operating frequency of the semiconductor element 13 is several GH
In a high frequency region of z or more, a harmonic component having a large component at a frequency that is an integral multiple of the operating frequency is included,
In particular, a semiconductor element that operates at high speed by reducing the impedance value in a frequency region including a frequency band up to about five times the operating frequency of the semiconductor element 13 in which the harmonic component increases.
Thirteen simultaneous switching noises can be reduced.
【0056】ここで、内蔵キャパシタのインピーダンス
値は共振周波数において最も小さくなる。本発明の多層
配線基板によれば、異なる共振周波数を有する複数の内
蔵キャパシタを並列に形成したことにより、それぞれの
内蔵キャパシタ毎に共振周波数を半導体素子13の動作周
波数帯域から高調波成分の周波数帯域の間の範囲で任意
に設定することが可能である。図3に示す例では、第一
の内蔵キャパシタのインピーダンス特性に含まれる共振
周波数を半導体素子13の動作周波数帯域に合わせ、第二
の内蔵キャパシタのインピーダンス特性に含まれる共振
周波数を高調波成分の周波数帯域に合わせている。内蔵
キャパシタのインピーダンス特性に含まれる共振周波数
は、電源層もしくは接地層7,9,10で形成された内蔵
キャパシタのキャパシタンス値を変えることで任意に設
定することが可能である。この例では、電源層もしくは
接地層7,9が形成された絶縁層2dまたは2eの厚み
を変えることで、内蔵キャパシタのキャパシタンス値を
変えて、内蔵キャパシタのインピーダンス特性に含まれ
る共振周波数を所望の値に設定している。なお、この例
では、第一の内蔵キャパシタが形成された絶縁層2eの
厚みは、第二の内蔵キャパシタが形成された絶縁層2d
の厚みの1.5倍としている。Here, the impedance value of the built-in capacitor becomes the smallest at the resonance frequency. According to the multilayer wiring board of the present invention, by forming a plurality of built-in capacitors having different resonance frequencies in parallel, the resonance frequency of each built-in capacitor is changed from the operating frequency band of the semiconductor element 13 to the frequency band of the harmonic component. Can be set arbitrarily in the range between. In the example shown in FIG. 3, the resonance frequency included in the impedance characteristic of the first internal capacitor is adjusted to the operating frequency band of the semiconductor element 13, and the resonance frequency included in the impedance characteristic of the second internal capacitor is adjusted to the frequency of the harmonic component. Match the band. The resonance frequency included in the impedance characteristics of the built-in capacitor can be arbitrarily set by changing the capacitance value of the built-in capacitor formed by the power supply layer or the ground layers 7, 9, and 10. In this example, the resonance frequency included in the impedance characteristic of the built-in capacitor is changed by changing the thickness of the insulating layer 2d or 2e on which the power supply layer or the ground layers 7 and 9 are formed, thereby changing the capacitance value of the built-in capacitor. Is set to a value. In this example, the thickness of the insulating layer 2e on which the first built-in capacitor is formed is the same as the thickness of the insulating layer 2d on which the second built-in capacitor is formed.
1.5 times the thickness of
【0057】さらに、これらの共振周波数間に発生する
反共振周波数における合成インピーダンス値を所定値以
下としたことから、半導体素子13の動作周波数帯域から
高調波成分の周波数帯域の範囲における合成インピーダ
ンス値を広い周波数帯域で小さくすることができる。こ
こで、複数の内蔵キャパシタのそれぞれのインピータン
ス特性に含まれる共振周波数間に発生する反共周波数に
おける合成インピーダンス値は、それぞれの内蔵キャパ
シタのキャパシタンス値と内蔵キャパシタの個数によ
り、任意に設定することが可能である。本発明の多層配
線基板における合成インピーダンス値の所定値は半導体
素子13の動作周波数と要求される同時スイッチングノイ
ズ量とから、その要求特性を満たすように適宜設定され
る。Furthermore, since the combined impedance value at the anti-resonance frequency generated between these resonance frequencies is set to a predetermined value or less, the combined impedance value in the range from the operating frequency band of the semiconductor element 13 to the frequency band of the harmonic component is reduced. It can be reduced over a wide frequency band. Here, the combined impedance value at the anti-co-frequency generated between the resonance frequencies included in the impedance characteristics of the plurality of built-in capacitors can be arbitrarily set according to the capacitance value of each built-in capacitor and the number of the built-in capacitors. It is possible. The predetermined value of the combined impedance value in the multilayer wiring board of the present invention is appropriately set from the operating frequency of the semiconductor element 13 and the required simultaneous switching noise amount so as to satisfy the required characteristics.
【0058】また、反共振周波数における合成インピー
ダンス値を1Ω以下とすることにより、電源層もしくは
接地層7,9,10のインダクタンス成分を極めて小さく
抑えることができ、半導体素子13の動作周波数が数GH
z以上の高周波領域においても十分に効果的な同時スイ
ッチングノイズの低減を行なうことが可能となる。ここ
で、合成インピーダンス値を1Ω以下とすることが効果
的な半導体素子13の動作周波数は1〜10GHz程度であ
り、その時の高調波成分の周波数は半導体素子13の動作
周波数の5倍で換算すると5〜50GHz程度となる。Further, by setting the combined impedance value at the anti-resonance frequency to 1 Ω or less, the inductance component of the power supply layer or the ground layers 7, 9, and 10 can be extremely reduced, and the operating frequency of the semiconductor element 13 becomes several GHz.
It is possible to sufficiently effectively reduce simultaneous switching noise even in a high frequency region of z or more. Here, the effective operating frequency of the semiconductor element 13 for which the combined impedance value is 1 Ω or less is about 1 to 10 GHz, and the frequency of the harmonic component at that time is converted into five times the operating frequency of the semiconductor element 13. It is about 5 to 50 GHz.
【0059】なお、多層配線基板1内に形成された電源
層もしくは接地層7,9,10によって形成された内蔵キ
ャパシタのインピーダンス特性に含まれる反共振周波数
が半導体素子13の動作周波数およびその高調波成分と一
致すると、EMIノイズが大きくなる傾向がある。従っ
て、内蔵キャパシタが有するインピーダンス特性の反共
振周波数は半導体素子13の動作周波数と一致しない周波
数に設定することが好ましい。Note that the anti-resonance frequency included in the impedance characteristics of the built-in capacitor formed by the power supply layer or the ground layers 7, 9, and 10 formed in the multilayer wiring board 1 depends on the operating frequency of the semiconductor element 13 and its harmonics. When the components match, the EMI noise tends to increase. Therefore, it is preferable to set the anti-resonance frequency of the impedance characteristic of the built-in capacitor to a frequency that does not match the operating frequency of the semiconductor element 13.
【0060】次に、図4,図5を用いて、本発明の多層
配線基板について実施の形態の他の例を説明する。Next, another example of the embodiment of the multilayer wiring board of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0061】図4は図1と同様の断面図である。図4に
おいて、21は多層配線基板、22は絶縁基板であり、絶縁
基板22は複数の絶縁層22a〜22fが積層されて形成され
ている。この例の多層配線基板21においても、絶縁層22
a〜22fは同じ比誘電率を有する絶縁材料で構成されて
いる。絶縁層22a上には第一の信号配線群23が形成され
るとともに、絶縁層22b上には第一の信号配線群23に対
向させて広面積の電源層もしくは接地層24が形成されて
おり、第一の信号配線群23はマイクロストリップ線路構
造を有するマイクロストリップ線路部25を構成してい
る。また、絶縁層22c上には第二の信号配線群26が形成
されるとともに、絶縁層22b,22d上には第二の信号配
線群26に対向させて広面積の電源層もしくは接地層24,
27が形成されており、第二の信号配線群26はストリップ
線路構造を有するストリップ線路部28を構成している。FIG. 4 is a sectional view similar to FIG. In FIG. 4, 21 is a multilayer wiring board, 22 is an insulating substrate, and the insulating substrate 22 is formed by laminating a plurality of insulating layers 22a to 22f. Also in the multilayer wiring board 21 of this example, the insulating layer 22
a to 22f are made of an insulating material having the same relative dielectric constant. A first signal wiring group 23 is formed on the insulating layer 22a, and a wide-area power supply layer or ground layer 24 is formed on the insulating layer 22b so as to face the first signal wiring group 23. The first signal wiring group 23 constitutes a microstrip line section 25 having a microstrip line structure. On the insulating layer 22c, a second signal wiring group 26 is formed, and on the insulating layers 22b, 22d, a large-area power supply layer or ground layer 24, facing the second signal wiring group 26, is formed.
27, and the second signal wiring group 26 constitutes a strip line section 28 having a strip line structure.
【0062】なお、第一および第二の信号配線群23,26
が有する複数の信号配線は、それぞれ異なる電気信号を
伝送するものとしてもよい。The first and second signal wiring groups 23 and 26
May have different signal transmissions.
【0063】そして、第一の信号配線群23および第二の
信号配線群26の信号配線の配線長はそれぞれの信号配線
群毎に略同一の配線長を有している。The signal wiring lengths of the first signal wiring group 23 and the second signal wiring group 26 have substantially the same wiring length for each signal wiring group.
【0064】この例では、多層配線基板21の上面には半
導体素子33が搭載され、導体バンプ34および半導体素子
33接続用の半導体素子接続用電極32を介して多層配線基
板21と電気的に接続されている。さらに、半導体素子33
を搭載する面と反対側の多層配線基板21表面には配線基
板接続用の外部電極31が形成されている。In this example, the semiconductor element 33 is mounted on the upper surface of the multilayer wiring board 21, and the conductor bump 34 and the semiconductor element
33, it is electrically connected to the multilayer wiring board 21 via the connection electrode 32 for connecting the semiconductor element. Furthermore, the semiconductor element 33
An external electrode 31 for wiring board connection is formed on the surface of the multilayer wiring board 21 opposite to the surface on which is mounted.
【0065】また、電源層もしくは接地層29,30は、広
面積の電源層もしくは接地層27と同様のものであり、こ
の例では、電源層もしくは接地層27,29,30により、多
層配線基板21内に2個の内蔵キャパシタが並列に形成さ
れている。The power supply layer or grounding layer 29, 30 is similar to the wide area power supply layer or grounding layer 27. In this example, the power supply layer or grounding layer 27, 29, 30 forms a multilayer wiring board. Two built-in capacitors are formed in parallel in 21.
【0066】このとき、電源層もしくは接地層27,29,
30は交互に異なる機能の層が重なるようにする。つま
り、電源層27,30の場合接地層29であり、接地層27,30
の場合電源層29である。At this time, the power supply layer or the ground layer 27, 29,
30 makes layers of different functions alternately overlap. That is, the power supply layers 27 and 30 are the ground layers 29 and the ground layers 27 and 30
In this case, the power supply layer 29 is used.
【0067】また、この例において、電源層もしくは接
地層27,29は略同一面積の広面積配線であり、電源層も
しくは接地層30は電源層もしくは接地層27と比較して面
積が小さい広面積配線で形成されている。これにより、
電源層もしくは接地層29と電源層もしくは接地層30との
間に第一の内蔵キャパシタが形成され、電源層もしくは
接地層27と電源層もしくは接地層29との間に第一の内蔵
キャパシタより電源層と接地層の対向する面積が小さい
第二の内蔵キャパシタが形成されることとなる。そし
て、それぞれの内蔵キャパシタは電源層と接地層の対向
する面積が異なるために、異なるキャパシタンス値を有
するものとなり、それぞれの内蔵キャパシタは異なる共
振周波数を含むインピーダンス特性となる。In this example, the power supply layer or ground layer 27, 29 is a wide area wiring having substantially the same area, and the power supply layer or ground layer 30 is a large area having a smaller area than the power supply layer or ground layer 27. It is formed by wiring. This allows
A first built-in capacitor is formed between the power supply layer or the ground layer 29 and the power supply layer or the ground layer 30, and a power supply from the first built-in capacitor is provided between the power supply layer or the ground layer 27 and the power supply layer or the ground layer 29. The second built-in capacitor having a small area where the layer and the ground layer face each other is formed. Each of the built-in capacitors has a different capacitance value because the opposing areas of the power supply layer and the ground layer are different, and each built-in capacitor has an impedance characteristic including a different resonance frequency.
【0068】この例では、第一の内蔵キャパシタのイン
ピーダンス特性に含まれる共振周波数を半導体素子33の
動作周波数帯域に合わせ、第二の内蔵キャパシタのイン
ピーダンス特性に含まれる共振周波数を高調波成分の周
波数帯域に合わせている。内蔵キャパシタのインピーダ
ンス特性に含まれる共振周波数は、電源層もしくは接地
層27,29,30で形成された内蔵キャパシタのキャパシタ
ンス値を変えることで任意に設定することが可能であ
る。この例では、電源層もしくは接地層30の広面積配線
の面積を変えることで、内蔵キャパシタのキャパシタン
ス値を変えて、内蔵キャパシタのインピーダンス特性に
含まれる共振周波数を所望の値に設定している。In this example, the resonance frequency included in the impedance characteristics of the first built-in capacitor is adjusted to the operating frequency band of the semiconductor element 33, and the resonance frequency included in the impedance characteristics of the second built-in capacitor is adjusted to the frequency of the harmonic component. Match the band. The resonance frequency included in the impedance characteristics of the built-in capacitor can be arbitrarily set by changing the capacitance value of the built-in capacitor formed by the power supply layer or the ground layers 27, 29, and 30. In this example, the resonance frequency included in the impedance characteristics of the built-in capacitor is set to a desired value by changing the area of the wide area wiring of the power supply layer or the ground layer 30, thereby changing the capacitance value of the built-in capacitor.
【0069】さらに、これらの共振周波数間に発生する
反共振周波数における合成インピーダンス値を所定値以
下として、半導体素子33の動作周波数から高調波成分の
周波数帯域の範囲における合成インピーダンス値を広い
周波数帯域で小さくしている。特に、反共振周波数にお
ける合成インピーダンス値を1Ω以下とすることによ
り、電源層もしくは接地層27,29,30のインダクタンス
成分を極めて小さく抑えることができ、半導体素子33の
動作周波数が数GHz以上の高周波領域においても十分
に効果的な同時スイッチングノイズの低減を行なうこと
が可能となる。Further, the combined impedance value at the anti-resonance frequency generated between these resonance frequencies is set to a predetermined value or less, and the combined impedance value in the frequency band of the harmonic component from the operating frequency of the semiconductor element 33 is increased over a wide frequency band. I'm making it smaller. In particular, by setting the combined impedance value at the anti-resonance frequency to 1 Ω or less, the inductance component of the power supply layer or the ground layers 27, 29, and 30 can be extremely reduced, and the operating frequency of the semiconductor element 33 becomes higher than several GHz. Even in the region, it is possible to sufficiently reduce simultaneous switching noise.
【0070】このような構造とすると、絶縁層厚みを変
えて異なる共振周波数を有する複数の内蔵キャパシタを
形成する場合に比べて、インピーダンス特性に含まれる
共振周波数の設定周波数範囲をより広くすることがで
き、半導体素子33の動作周波数の高速化により対応し易
くなる。With such a structure, the set frequency range of the resonance frequency included in the impedance characteristics can be made wider than in the case where a plurality of built-in capacitors having different resonance frequencies are formed by changing the thickness of the insulating layer. It is easy to respond by increasing the operating frequency of the semiconductor element 33.
【0071】なお、この例では電源層もしくは接地層27
に対して電源層もしくは接地層30の広面積配線層の面積
を小さくしているが、電源層もしくは接地層30に対して
電源層もしくは接地層27の広面積配線層の面積を小さく
しても同様の効果が得られる。In this example, the power supply layer or the ground layer 27 is used.
Although the area of the wide area wiring layer of the power supply layer or the ground layer 30 is reduced, the area of the wide area wiring layer of the power layer or the ground layer 27 is reduced with respect to the power layer or the ground layer 30. Similar effects can be obtained.
【0072】次に、図5に示した本発明の多層配線基板
について実施の形態の他の例を説明する。Next, another embodiment of the multilayer wiring board of the present invention shown in FIG. 5 will be described.
【0073】図5は図1と同様の断面図である。図5に
おいて、41は多層配線基板、42は絶縁基板であり、絶縁
基板42は複数の絶縁層42a〜42fが積層されて形成され
ている。この例の多層配線基板41において、絶縁層42a
〜42dおよび42fは同じ比誘電率を有する絶縁材料で構成
されている。絶縁層42a上には第一の信号配線群43が形
成されるとともに、絶縁層42b上には第一の信号配線群
43に対向させて広面積の電源層もしくは接地層44が形成
されており、第一の信号配線群43はマイクロストリップ
線路構造を有するマイクロストリップ線路部45を構成し
ている。また絶縁層42c上には第二の信号配線群46が形
成されるとともに、絶縁層42b,42d上には第二の信号
配線群46に対向させて広面積の電源層もしくは接地層4
4,47が形成されており、第二の信号配線群46はストリ
ップ線路構造を有するストリップ線路部48を構成してい
る。FIG. 5 is a sectional view similar to FIG. In FIG. 5, 41 is a multilayer wiring board, 42 is an insulating substrate, and the insulating substrate 42 is formed by laminating a plurality of insulating layers 42a to 42f. In the multilayer wiring board 41 of this example, the insulating layer 42a
42d and 42f are made of an insulating material having the same relative dielectric constant. A first signal wiring group 43 is formed on the insulating layer 42a, and a first signal wiring group 43 is formed on the insulating layer 42b.
A power supply layer or ground layer 44 having a large area is formed so as to face 43, and the first signal wiring group 43 constitutes a microstrip line section 45 having a microstrip line structure. On the insulating layer 42c, a second signal wiring group 46 is formed, and on the insulating layers 42b, 42d, a large-area power supply layer or ground layer 4 is disposed facing the second signal wiring group 46.
4 and 47 are formed, and the second signal wiring group 46 constitutes a strip line section 48 having a strip line structure.
【0074】なお、第一および第二の信号配線群43,46
が有する複数の信号配線は、それぞれ異なる電気信号を
伝送するものとしてもよい。The first and second signal wiring groups 43 and 46
May have different signal transmissions.
【0075】そして、第一の信号配線群43および第二の
信号配線群46の信号配線の配線長はそれぞれの信号配線
群毎に同一の配線長を有している。The wiring lengths of the signal wirings of the first signal wiring group 43 and the second signal wiring group 46 have the same wiring length for each signal wiring group.
【0076】また、多層配線基板41の上面には半導体素
子53が搭載され、導体バンプ54および半導体素子53接続
用の半導体素子接続用電極52を介して多層配線基板41と
電気的に接続されている。さらに、半導体素子53を搭載
する面と反対側の多層配線基板41表面には配線基板接続
用の外部電極51が形成されている。A semiconductor element 53 is mounted on the upper surface of the multilayer wiring board 41, and is electrically connected to the multilayer wiring board 41 via the conductor bumps 54 and the semiconductor element connecting electrodes 52 for connecting the semiconductor element 53. I have. Further, an external electrode 51 for connecting the wiring board is formed on the surface of the multilayer wiring board 41 opposite to the surface on which the semiconductor element 53 is mounted.
【0077】また、電源層もしくは接地層49,50は広面
積の電源層もしくは接地層47と同様のものであり、この
例では、電源層もしくは接地層47,49,50により、多層
配線基板41内に2個の内蔵キャパシタが並列に形成され
ている。The power supply layer or grounding layer 49, 50 is similar to the wide area power supply layer or grounding layer 47. In this example, the power supply layer or grounding layer 47, 49, 50 forms a multilayer wiring board 41. Inside, two built-in capacitors are formed in parallel.
【0078】このとき、電源層もしくは接地層47,49,
50は交互に異なる機能の層が重なるようにする。つま
り、電源層47,50の場合接地層49であり、接地層47,50
の場合電源層49である。At this time, the power supply layer or the ground layer 47, 49,
50 makes layers of different functions alternately overlap. That is, the power supply layers 47 and 50 are the ground layers 49, and the ground layers 47 and 50
In this case, the power supply layer 49 is used.
【0079】また、この例において、上面に電源層もし
くは接地層49が形成された絶縁層42eは、上面に電源層
もしくは接地層47が形成された絶縁層42dより比誘電率
が大きい絶縁材料で形成されている。これにより、電源
層もしくは接地層49と電源層もしくは接地層50との間に
形成された第一の内蔵キャパシタと、電源層もしくは接
地層47と電源層もしくは接地層49との間に形成された第
二の内蔵キャパシタとのキャパシタンス値が異なるもの
となり、それぞれの内蔵キャパシタは異なる共振周波数
を含むインピーダンス特性となる。In this example, the insulating layer 42e having the power supply layer or the ground layer 49 formed on the upper surface is made of an insulating material having a higher relative dielectric constant than the insulating layer 42d having the power supply layer or the ground layer 47 formed on the upper surface. Is formed. Thereby, the first built-in capacitor formed between the power supply layer or the ground layer 49 and the power supply layer or the ground layer 50 and the first built-in capacitor formed between the power supply layer or the ground layer 47 and the power supply layer or the ground layer 49 The capacitance value of the second built-in capacitor is different from that of the second built-in capacitor, and each built-in capacitor has an impedance characteristic including a different resonance frequency.
【0080】この例では、第一の内蔵キャパシタのイン
ピーダンス特性に含まれる共振周波数を半導体素子53の
動作周波数帯域に合わせ、第二の内蔵キャパシタのイン
ピーダンス特性に含まれる共振周波数を高調波成分の周
波数帯域に合わせている。内蔵キャパシタのインピーダ
ンス特性に含まれる共振周波数は、電源層もしくは接地
層47,49,50で形成された内蔵キャパシタのキャパシタ
ンス値を変えることで任意に設定することが可能であ
る。この例では、電源層もしくは接地層47,49が形成さ
れた絶縁層42d,42eの比誘電率を変えることで、内蔵
キャパシタのキャパシタンス値を変えて、内蔵キャパシ
タのインピーダンス特性に含まれる共振周波数を所望の
値に設定している。In this example, the resonance frequency included in the impedance characteristic of the first built-in capacitor is adjusted to the operating frequency band of the semiconductor element 53, and the resonance frequency included in the impedance characteristic of the second built-in capacitor is adjusted to the frequency of the harmonic component. Match the band. The resonance frequency included in the impedance characteristic of the built-in capacitor can be arbitrarily set by changing the capacitance value of the built-in capacitor formed by the power supply layer or the ground layers 47, 49, and 50. In this example, the resonance frequency included in the impedance characteristics of the built-in capacitor is changed by changing the relative permittivity of the insulating layers 42d and 42e on which the power supply layer or the ground layers 47 and 49 are formed, thereby changing the capacitance value of the built-in capacitor. It is set to the desired value.
【0081】さらに、これらの共振周波数間に発生する
反共振周波数における合成インピーダンス値を所定値以
下として、半導体素子53の動作周波数から高調波成分の
周波数帯域の範囲における合成インピーダンス値を広い
周波数帯域で小さくしている。特に、反共振周波数にお
ける合成インピーダンス値を1Ω以下とすることによ
り、電源層もしくは接地層47,49,50のインダクタンス
成分を極めて小さく抑えることができ、半導体素子53の
動作周波数が数GHz以上の高周波領域においても十分
に効果的な同時スイッチングノイズの低減を行なうこと
が可能となる。Further, by setting the combined impedance value at the anti-resonance frequency generated between these resonance frequencies to a predetermined value or less, the combined impedance value in the frequency band from the operating frequency of the semiconductor element 53 to the harmonic component is widened. I'm making it smaller. In particular, by setting the combined impedance value at the anti-resonance frequency to 1Ω or less, the inductance component of the power supply layer or the ground layers 47, 49, and 50 can be extremely reduced, and the operating frequency of the semiconductor element 53 becomes higher than several GHz. Even in the region, it is possible to sufficiently reduce simultaneous switching noise.
【0082】このような構造とすると、内蔵キャパシタ
のキャパシタンス値をより大きくすることができるた
め、さらなるインピーダンス値の低減が可能となる。With such a structure, the capacitance value of the built-in capacitor can be further increased, so that the impedance value can be further reduced.
【0083】なお、この例では絶縁層42eの比誘電率を
絶縁層42dの比誘電率より大きい構造としているが、絶
縁層42dの比誘電率を絶縁層42eの比誘電率より大きい
構造としても同様の効果が得られる。In this example, the relative permittivity of the insulating layer 42e is larger than the relative permittivity of the insulating layer 42d. However, the relative permittivity of the insulating layer 42d may be larger than the relative permittivity of the insulating layer 42e. Similar effects can be obtained.
【0084】本発明の多層配線基板においては、同様の
配線構造をさらに多層に積層して多層配線基板を構成し
てもよい。In the multilayer wiring board of the present invention, a similar wiring structure may be further laminated to form a multilayer wiring board.
【0085】また、信号配線の構造は、信号配線に隣接
して電源層もしくは接地層を形成したコプレーナ構造で
あってもよく、多層配線基板に要求される仕様等に応じ
て適宜選択して用いることができる。The structure of the signal wiring may be a coplanar structure in which a power supply layer or a ground layer is formed adjacent to the signal wiring, and may be appropriately selected and used according to the specifications required for the multilayer wiring board. be able to.
【0086】また、チップ抵抗,薄膜抵抗,コイルイン
ダクタ,クロスインダクタ,チップコンデンサまたは電
解コンデンサ等といったものを取着して多層配線基板を
構成してもよい。A multilayer wiring board may be constructed by attaching a chip resistor, a thin film resistor, a coil inductor, a cross inductor, a chip capacitor or an electrolytic capacitor, or the like.
【0087】また、各絶縁層の平面視における形状は、
正方形状,長方形状,菱形状,六角形状または八角形状
等の形状であってもよい。The shape of each insulating layer in plan view is as follows:
The shape may be a square, a rectangle, a diamond, a hexagon, an octagon, or the like.
【0088】そして、このような本発明の多層配線基板
は、半導体素子収納用パッケージ等の電子部品収納用パ
ッケージや電子部品搭載用基板、多数の半導体素子が搭
載されるいわゆるマルチチップモジュールやマルチチッ
プパッケージ、あるいはマザーボード等として使用され
る。The multilayer wiring board of the present invention can be used as a package for storing electronic parts such as a package for storing semiconductor elements, a substrate for mounting electronic parts, a so-called multichip module or multichip on which a large number of semiconductor elements are mounted. Used as a package or motherboard.
【0089】本発明の多層配線基板おいて、各絶縁層
は、例えばセラミックグリーンシート積層法によって、
酸化アルミニウム質焼結体,窒化アルミニウム質焼結
体,炭化珪素質焼結体,窒化珪素質焼結体,ムライト質
焼結体またはガラスセラミックス等の無機絶縁材料を使
用して、あるいはポリイミド,エポキシ樹脂,フッ素樹
脂,ポリノルボルネンまたはベンゾシクロブテン等の有
機絶縁材料を使用して、あるいはセラミックス粉末等の
無機絶縁物粉末をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で結合
して成る複合絶縁材料などの電気絶縁材料を使用して形
成される。In the multilayer wiring board of the present invention, each insulating layer is formed by, for example, a ceramic green sheet laminating method.
Using an inorganic insulating material such as aluminum oxide sintered body, aluminum nitride sintered body, silicon carbide sintered body, silicon nitride sintered body, mullite sintered body or glass ceramics, or polyimide, epoxy Electricity such as a composite insulating material using an organic insulating material such as resin, fluororesin, polynorbornene or benzocyclobutene, or combining an inorganic insulating powder such as a ceramic powder with a thermosetting resin such as an epoxy resin. It is formed using an insulating material.
【0090】これらの絶縁層は以下のようにして作製さ
れる。例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合で
あれば、まず、酸化アルミニウム,酸化珪素,酸化カル
シウムまたは酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有
機バインダ,溶剤等を添加混合して泥漿状となすととも
に、これを従来周知のドクターブレード法を採用してシ
ート状となすことによってセラミックグリーンシートを
得る。そして、各信号配線群および各配線導体層と成る
金属ペーストを所定のパターンに印刷塗布して上下に積
層し、最後にこの積層体を還元雰囲気中、約1600℃の温
度で焼成することによって製作される。These insulating layers are manufactured as follows. For example, in the case of a sintered body of aluminum oxide, first, an appropriate organic binder, a solvent and the like are added to and mixed with a raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, calcium oxide or magnesium oxide to form a slurry. This is formed into a sheet by employing a conventionally known doctor blade method to obtain a ceramic green sheet. Then, a metal paste to be used for each signal wiring group and each wiring conductor layer is printed and applied in a predetermined pattern, and is laminated on top and bottom. Finally, the laminated body is fired at a temperature of about 1600 ° C. in a reducing atmosphere. Is done.
【0091】また、例えばエポキシ樹脂から成る場合で
あれば、一般に酸化アルミニウム質焼結体から成るセラ
ミックスやガラス繊維を織り込んだ布にエポキシ樹脂を
含浸させて形成されるガラスエポキシ樹脂等から成る絶
縁層の上面に、有機樹脂前駆体をスピンコート法もしく
はカーテンコート法等の塗布技術により被着させ、これ
を熱硬化処理することによって形成されるエポキシ樹脂
等の有機樹脂から成る絶縁層と、銅を無電解めっき法や
蒸着法等の薄膜形成技術およびフォトリソグラフィー技
術を採用することによって形成される薄膜配線導体層と
を交互に積層し、約170℃程度の温度で加熱硬化するこ
とによって製作される。In the case of an epoxy resin, for example, an insulating layer made of a glass epoxy resin or the like formed by impregnating a ceramic or a glass fiber woven cloth with an epoxy resin in general. An insulating layer made of an organic resin such as an epoxy resin formed by applying an organic resin precursor by a coating technique such as a spin coating method or a curtain coating method and performing a thermosetting treatment on the upper surface thereof, and copper. It is manufactured by alternately laminating thin film wiring conductor layers formed by adopting thin film forming technology such as electroless plating method and vapor deposition method and photolithography technology, and heating and curing at a temperature of about 170 ° C. .
【0092】これらの絶縁層の厚みとしては、使用する
材料の特性に応じて、要求される仕様に対応する機械的
強度や電気的特性等の条件を満たすように適宣設定され
る。The thickness of these insulating layers is appropriately set according to the characteristics of the material to be used so as to satisfy the conditions such as mechanical strength and electrical characteristics corresponding to required specifications.
【0093】また、異なる比誘電率を有する絶縁層を得
るための方法としては、例えば酸化アルミニウム,窒化
アルミニウム,炭化珪素,窒化珪素,ムライトまたはガ
ラスセラミックス等の無機絶縁材料や、あるいはポリイ
ミド,エポキシ樹脂,フッ素樹脂,ポリノルボルネンま
たはベンゾシクロブテン等の有機絶縁材料にチタン酸バ
リウム,チタン酸ストロンチウム,チタン酸カルシウム
またはチタン酸マグネシウム等の高誘電体材料の粉末を
添加混合し、しかるべき温度で加熱硬化することによっ
て、所望の比誘電率のものを得るようにすればよい。As a method for obtaining insulating layers having different relative dielectric constants, for example, an inorganic insulating material such as aluminum oxide, aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, mullite or glass ceramics, or a polyimide or epoxy resin Add powder of high dielectric material such as barium titanate, strontium titanate, calcium titanate or magnesium titanate to organic insulating material such as PTFE, fluororesin, polynorbornene or benzocyclobutene, and heat and cure at appropriate temperature By doing so, a material having a desired relative permittivity may be obtained.
【0094】このとき、無機絶縁材料や有機絶縁材料に
添加混合する高誘電体材料の粒径は、無機絶縁材料ある
いは有機絶縁材料に高誘電体材料を添加混合したことに
よって起こる絶縁層内の比誘電率のバラツキの発生の低
下や、絶縁層の粘度変化による加工性の低下を低減する
ため、0.5μm〜50μmの範囲とすることが望ましい。At this time, the particle size of the high dielectric material to be added to and mixed with the inorganic insulating material or the organic insulating material is determined by the ratio in the insulating layer caused by adding and mixing the high dielectric material to the inorganic or organic insulating material. In order to reduce the occurrence of variation in the dielectric constant and the decrease in workability due to the change in the viscosity of the insulating layer, the thickness is preferably in the range of 0.5 μm to 50 μm.
【0095】また、無機絶縁材料や有機絶縁材料に添加
混合する高誘電体材料の含有量は、絶縁層の比誘電率を
大きな値とするためと、無機絶縁材料や有機絶縁材料と
高誘電体材料の接着強度の低下を防止するために、5重
量%〜75重量%とすることが望ましい。The content of the high dielectric material to be added to and mixed with the inorganic insulating material and the organic insulating material is set to make the relative dielectric constant of the insulating layer large, and to make the inorganic insulating material and the organic insulating material highly compatible with the high dielectric material. In order to prevent a decrease in the adhesive strength of the material, the content is desirably 5% by weight to 75% by weight.
【0096】また、各信号配線群や電源層もしくは接地
層としての広面積パターンは、例えばタングステン
(W),モリブデン(Mo),モリブデンマンガン(M
o−Mn),銅(Cu),銀(Ag)または銀パラジウ
ム(Ag−Pd)等の金属粉末メタライズ、あるいは銅
(Cu),銀(Ag),ニッケル(Ni),クロム(C
r),チタン(Ti),金(Au)またはニオブ(N
b)やそれらの合金等の金属材料の薄膜等により形成す
ればよい。The wide area pattern as each signal wiring group or power supply layer or ground layer is, for example, tungsten (W), molybdenum (Mo), molybdenum manganese (M
o-Mn), metal powder such as copper (Cu), silver (Ag) or silver palladium (Ag-Pd), or copper (Cu), silver (Ag), nickel (Ni), chromium (C
r), titanium (Ti), gold (Au) or niobium (N
b) or a thin film of a metal material such as an alloy thereof.
【0097】具体的には各信号配線群や電源層もしくは
接地層としての広面積パターンをWの金属粉末メタライ
ズで形成する場合は、W粉末に適当な有機バインダ,溶
剤等を添加混合して得た金属ペーストを絶縁層と成るセ
ラミックグリーンシートに所定のパターンに印刷塗布
し、これをセラミックグリーンシートの積層体とともに
焼成することによって形成することができる。Specifically, when a wide area pattern for each signal wiring group or power supply layer or ground layer is formed by metallizing metal powder of W, an appropriate organic binder, a solvent or the like is added to and mixed with W powder. The metal paste can be formed by printing and applying a predetermined pattern on a ceramic green sheet serving as an insulating layer, and firing this together with a laminate of ceramic green sheets.
【0098】他方、金属材料の薄膜で形成する場合は、
例えばスパッタリング法,真空蒸着法またはメッキ法に
より金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ法により
所定の配線パターンに形成することができる。On the other hand, when a thin film of a metal material is formed,
For example, after a metal film is formed by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or a plating method, a predetermined wiring pattern can be formed by a photolithography method.
【0099】このような多層配線基板は、各信号配線群
が配設されている絶縁層の比誘電率に応じて、各信号配
線群の配線幅を適宣設定することで、各信号配線群の信
号配線の特性インピーダンス値を同一値とすることがで
きる。In such a multilayer wiring board, by appropriately setting the wiring width of each signal wiring group in accordance with the relative dielectric constant of the insulating layer in which each signal wiring group is provided, The characteristic impedance values of the signal wirings can be the same.
【0100】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変更を行なうことは何ら差し支えない。例えば、3つ
以上の信号配線群を異なる絶縁層間に形成したものにつ
いて適用してもよい。また、多層配線基板内に形成する
内蔵キャパシタの数を3個以上としてもよい。さらに、
電源層もしくは接地層のパターンの形状を、多数の開口
部を有するいわゆるメッシュパターンの形状としてもよ
い。The present invention is not limited to the above embodiment, and various changes may be made without departing from the scope of the present invention. For example, three or more signal wiring groups may be formed between different insulating layers. Further, the number of built-in capacitors formed in the multilayer wiring board may be three or more. further,
The pattern of the power supply layer or the ground layer may be a so-called mesh pattern having a large number of openings.
【0101】また本発明において、第一の配線長L1を
有する信号配線が複数形成されて成る第一の信号配線群
について、第一の信号配線群の各信号配線の配線長は略
第一の配線長L1であればよい。第二の配線長L2につ
いても同様である。In the present invention, with respect to the first signal wiring group in which a plurality of signal wirings having the first wiring length L1 are formed, the wiring length of each signal wiring in the first signal wiring group is substantially equal to the first wiring length. What is necessary is just the wiring length L1. The same applies to the second wiring length L2.
【0102】[0102]
【発明の効果】本発明の多層配線基板は、上面に半導体
素子が搭載されるとともに複数の絶縁層が積層されて成
る絶縁基板と、絶縁基板の表面に第一の配線長L1を有
する信号配線が複数形成されて成る第一の信号配線群お
よび絶縁層を挟んで第一の信号配線群に対向させて形成
された電源層もしくは接地層で構成されたマイクロスト
リップ線路部と、絶縁基板の内部に第二の配線長L2を
有する信号配線が複数形成されて成る第二の信号配線群
および絶縁層を介して第二の信号配線群に対向させてそ
の上下に形成された電源層もしくは接地層で構成された
ストリップ線路部と、絶縁基板の内部に電源層と接地層
とが絶縁層を挟んで対向配置されて形成された内蔵キャ
パシタとを具備した多層配線基板であって、第一の配線
長L1と第二の配線長L2は、 0.8×(0.670/εr+0.475)1/2≦L2/L1≦1.2×
(0.670/εr+0.475)1 /2(ただし、L1>L2、εr
は信号配線が形成された絶縁層の比誘電率である) を満たすとともに、内蔵キャパシタは、半導体素子の動
作周波数帯域から高調波成分の周波数帯域の範囲におい
て異なる共振周波数を有する複数のものが並列接続され
るように形成され、かつ異なる共振周波数間に発生する
反共振周波数における合成インピーダンス値を所定値以
下としたことから、第一および第二の信号配線群毎の各
信号配線の配線長は等しくなり、第一および第二の信号
配線群の各信号配線の伝搬遅延時間は信号配線群毎に略
同一となる。According to the present invention, there is provided a multilayer wiring board comprising a semiconductor element mounted on an upper surface thereof and a plurality of insulating layers laminated thereon, and a signal wiring having a first wiring length L1 on the surface of the insulating substrate. And a microstrip line portion composed of a power supply layer or a ground layer formed so as to face the first signal wiring group with a plurality of first signal wiring groups and an insulating layer interposed therebetween, and the inside of the insulating substrate. Signal wiring group having a second wiring length L2 and a power supply layer or a ground layer formed above and below the second signal wiring group via an insulating layer so as to face the second signal wiring group. And a built-in capacitor formed by arranging a power supply layer and a ground layer inside the insulating substrate so as to face each other with the insulating layer interposed therebetween, the first wiring comprising: Length L1 and second arrangement Long L2 is, 0.8 × (0.670 / εr + 0.475) 1/2 ≦ L2 / L1 ≦ 1.2 ×
(0.670 / εr + 0.475) 1 /2 ( although, L1> L2, εr
Is the relative dielectric constant of the insulating layer on which the signal wiring is formed), and a plurality of built-in capacitors having different resonance frequencies in the range from the operating frequency band of the semiconductor element to the frequency band of the harmonic component are arranged in parallel. Since the combined impedance value at the anti-resonance frequency generated between different resonance frequencies is set to be equal to or less than a predetermined value, the wiring length of each signal wiring for each of the first and second signal wiring groups is Thus, the propagation delay time of each signal wiring of the first and second signal wiring groups becomes substantially the same for each signal wiring group.
【0103】また、配線長が異なる第一および第二の信
号配線群の伝搬遅延時間を、半導体素子の誤動作が起こ
りにくい範囲である±20%以内の範囲で略同一にするこ
とができる。Further, the propagation delay times of the first and second signal wiring groups having different wiring lengths can be made substantially the same within a range of ± 20%, which is a range in which a malfunction of the semiconductor element hardly occurs.
【0104】また、信号配線のキャパシタンスおよびイ
ンダクタンスを低減することができ、信号ノイズやクロ
ストークノイズなどの電気ノイズを低減することができ
るとともに、特に第二の信号配線群において信号配線の
配線長が不必要に長くなることを回避できるため、他の
信号配線の配線領域を広くすることができ、配線自由度
が向上する。In addition, the capacitance and inductance of the signal wiring can be reduced, the electrical noise such as signal noise and crosstalk noise can be reduced, and the wiring length of the signal wiring particularly in the second signal wiring group can be reduced. Since unnecessary lengthening can be avoided, the wiring area of other signal wirings can be widened, and the wiring flexibility is improved.
【0105】さらには、半導体素子の信号数の増大に対
応して信号配線数の増大を容易に行なうことが可能とな
る。Further, it is possible to easily increase the number of signal wirings in response to the increase in the number of signals of the semiconductor element.
【0106】また、半導体素子の動作周波数から高調波
成分の周波数帯域の範囲における合成インピーダンス値
を広い周波数帯域で小さくすることができる。反共振周
波数における合成インピーダンス値を1Ω以下としたと
きには、半導体素子の動作周波数が数GHz以上の高周
波帯域においても、その高調波成分の周波数帯域を含め
て同時スイッチングノイズを低減することが可能とな
る。Further, it is possible to reduce the combined impedance value in the frequency band of the harmonic component from the operating frequency of the semiconductor element in a wide frequency band. When the combined impedance value at the anti-resonance frequency is 1 Ω or less, simultaneous switching noise can be reduced even in the high frequency band where the operating frequency of the semiconductor element is several GHz or more, including the frequency band of its harmonic component. .
【0107】また、半導体素子の動作周波数が数MHz
と低い周波数帯域においても同時スイッチングノイズを
低減することが可能となる。The operating frequency of the semiconductor device is several MHz.
And simultaneous switching noise can be reduced even in a low frequency band.
【0108】また、EMIノイズを低減することも可能
となる。Further, EMI noise can be reduced.
【0109】さらには、より効果的な信号配線の電気ノ
イズとクロストークノイズの低減が可能となる。Further, it is possible to more effectively reduce electric noise and crosstalk noise of signal wiring.
【0110】以上の結果、本発明によれば、各信号配線
の伝搬遅延時間を略同一としながら信号配線の電気ノイ
ズを低減し、かつ信号配線数の増大を可能にすることが
できるとともに、同時スイッチングノイズとEMIノイ
ズを低減することができる、高速で動作する半導体素子
等の電子部品を搭載する電子回路基板等に好適な多層配
線基板を提供することができた。As a result, according to the present invention, it is possible to reduce the electric noise of the signal wiring while increasing the propagation delay time of each signal wiring and to increase the number of signal wirings, A multilayer wiring board which can reduce switching noise and EMI noise and is suitable for an electronic circuit board on which electronic parts such as semiconductor elements operating at high speed are mounted can be provided.
【図1】本発明の多層配線基板について実施の形態の一
例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of a multilayer wiring board of the present invention.
【図2】(a)〜(f2)は本発明の多層配線基板の各
配線層の一例を示す平面図である。FIGS. 2A to 2F are plan views showing an example of each wiring layer of the multilayer wiring board of the present invention.
【図3】本発明の多層配線基板における内蔵キャパシタ
のインピーダンス特性の一例を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an impedance characteristic of a built-in capacitor in the multilayer wiring board of the present invention.
【図4】本発明の多層配線基板について実施の形態の他
の例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing another example of the embodiment of the multilayer wiring board of the present invention.
【図5】本発明の多層配線基板について実施の形態の他
の例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing another example of the embodiment of the multilayer wiring board of the present invention.
【図6】(a)は本発明の多層配線基板について実施の
形態の一例を示す要部断面図であり、(b)は本発明の
多層配線基板の内蔵キャパシタの回路図である。FIG. 6A is a cross-sectional view of an essential part showing an example of an embodiment of a multilayer wiring board of the present invention, and FIG. 6B is a circuit diagram of a built-in capacitor of the multilayer wiring board of the present invention.
【図7】本発明の多層配線基板について実施の形態の一
例を示す要部断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a principal part showing an example of an embodiment of a multilayer wiring board of the present invention.
【図8】従来の多層配線基板における信号配線群の例を
示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing an example of a signal wiring group in a conventional multilayer wiring board.
1、21、41:多層配線基板 2、22、42:絶縁基板 2a〜2f、22a〜22f、42a〜42f:絶縁層 3、23、43:第一の信号配線群 4、7、9、10、24、27、29、30、44、47、49、50:電
源層もしくは接地層 5、25、45:マイクロストリップ線路部 6、26、46:第二の信号配線群 8、28、48:ストリップ線路部 13、33、53:半導体素子 63、65、83、85:電源層 70、72、90、92:接地層1, 21, 41: multilayer wiring board 2, 22, 42: insulating board 2a to 2f, 22a to 22f, 42a to 42f: insulating layer 3, 23, 43: first signal wiring group 4, 7, 9, 10 , 24, 27, 29, 30, 44, 47, 49, 50: power supply layer or ground layer 5, 25, 45: microstrip line section 6, 26, 46: second signal wiring group 8, 28, 48: Strip line section 13, 33, 53: Semiconductor element 63, 65, 83, 85: Power supply layer 70, 72, 90, 92: Ground layer
Claims (2)
複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板と、該絶縁基板
の表面に第一の配線長L1を有する信号配線が複数形成
されて成る第一の信号配線群および前記絶縁層を挟んで
前記第一の信号配線群に対向させて形成された電源層も
しくは接地層で構成されたマイクロストリップ線路部
と、前記絶縁基板の内部に第二の配線長L2を有する信
号配線が複数形成されて成る第二の信号配線群および前
記絶縁層を介して前記第二の信号配線群に対向させてそ
の上下に形成された電源層もしくは接地層で構成された
ストリップ線路部と、前記絶縁基板の内部に電源層と接
地層とが前記絶縁層を挟んで対向配置されて形成された
内蔵キャパシタとを具備した多層配線基板であって、前
記第一の配線長L1と前記第二の配線長L2は、 0.8×(0.670/εr+0.475)1/2≦L2/L1≦1.2×
(0.670/εr+0.475)1 /2(ただし、L1>L2、εr
は信号配線が形成された絶縁層の比誘電率である)を満
たすとともに、前記内蔵キャパシタは、前記半導体素子
の動作周波数帯域から高調波成分の周波数帯域の範囲に
おいて異なる共振周波数を有する複数のものが並列接続
されるように形成され、かつ前記異なる共振周波数間に
発生する反共振周波数における合成インピーダンス値が
所定値以下であることを特徴とする多層配線基板。1. An insulating substrate having a semiconductor element mounted on an upper surface thereof and a plurality of insulating layers laminated thereon, and a plurality of signal wirings having a first wiring length L1 formed on a surface of the insulating substrate. A microstrip line section including a power supply layer or a ground layer formed to face one of the signal wiring groups and the first signal wiring group with the insulating layer interposed therebetween; A second signal line group formed by forming a plurality of signal lines having a line length L2, and a power supply layer or a ground layer formed above and below the second signal line group via the insulating layer so as to face the second signal line group. A multi-layer wiring board, comprising: a strip line portion, and a built-in capacitor formed by arranging a power supply layer and a ground layer inside the insulating substrate so as to face each other with the insulating layer interposed therebetween. With the wiring length L1 The second wiring length L2 is 0.8 × (0.670 / εr + 0.475) 1/2 ≦ L2 / L1 ≦ 1.2 ×
(0.670 / εr + 0.475) 1 /2 ( although, L1> L2, εr
Is the relative dielectric constant of the insulating layer on which the signal wiring is formed), and the built-in capacitor has a plurality of resonance frequencies different from each other in a range from an operating frequency band of the semiconductor element to a harmonic component frequency band. Are formed so as to be connected in parallel, and a combined impedance value at an anti-resonance frequency generated between the different resonance frequencies is equal to or less than a predetermined value.
ダンス値を1Ω以下としたことを特徴とする請求項1記
載の多層配線基板。2. The multilayer wiring board according to claim 1, wherein a combined impedance value at the anti-resonance frequency is 1Ω or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001019156A JP2002222892A (en) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | Multilayer wiring board |
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ID=18885086
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Country | Link |
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JP (1) | JP2002222892A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2004068922A1 (en) * | 2003-01-31 | 2006-05-25 | 富士通株式会社 | Multilayer printed circuit board, electronic device, and mounting method |
JP2007149977A (en) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device |
JP2014175628A (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Canon Inc | Semiconductor package and printed circuit board |
JP2018073956A (en) * | 2016-10-27 | 2018-05-10 | 京セラ株式会社 | Printed circuit board for relay |
JP2019009322A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-17 | 株式会社リコー | Circuit board |
-
2001
- 2001-01-26 JP JP2001019156A patent/JP2002222892A/en active Pending
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