伝導ノイズ抑制構造体および配線回路基板
【課題】電源線路を伝わる伝導ノイズを抑制でき、電源電圧の安定化を図るとともに、電源線路またはグランド層を介在して伝わる信号伝送線路クロストークを、抵抗層に影響されることなく低減できる伝導ノイズ抑制構造体および配線回路基板を提供する。
【解決手段】同一面上に互いに離間して設けられた電源線路１１および信号伝送線路１２と、電源線路１１および信号伝送線路１２と離間して対向配置されたグランド層１３と、電源線路１１およびグランド層１３と離間して対向配置された抵抗層１４とを有し、抵抗層１４の幅Ｗ２が電源線路１１の幅Ｗ１より狭く、抵抗層１４が電源線路１１と対向している領域（Ｉ）および電源線路１１と対向していない領域（II）を有し、抵抗層１４と信号伝送線路１２とが離間している伝導ノイズ抑制構造体１０。
【解決手段】同一面上に互いに離間して設けられた電源線路１１および信号伝送線路１２と、電源線路１１および信号伝送線路１２と離間して対向配置されたグランド層１３と、電源線路１１およびグランド層１３と離間して対向配置された抵抗層１４とを有し、抵抗層１４の幅Ｗ２が電源線路１１の幅Ｗ１より狭く、抵抗層１４が電源線路１１と対向している領域（Ｉ）および電源線路１１と対向していない領域（II）を有し、抵抗層１４と信号伝送線路１２とが離間している伝導ノイズ抑制構造体１０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝導ノイズ抑制構造体およびこれを備えた配線回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユビキタス社会が訪れ、情報処理機器（サーバ、ワークステーション、パソコン、ゲーム機器等。）、通信機器（携帯電話等。）等の電子機器にあっては、光モジュールによる光／電気変換による信号伝送速度の向上、小型化が進んでいる。また、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）の高速化、多機能化、複合化、ならびに記録装置（メモリ等。）の高速化が進行している。
【０００３】
しかし、これらの機器から放射されるノイズ、または機器内の導体を伝導するノイズがもたらす、自身または他の電子機器への誤作動が問題となってきている。これらノイズとしては、レーザーダイオード、フォトダイオード、ＭＰＵ、電子部品等における、配線回路基板内の信号伝送線路等とのインピーダンス不整合に基づくノイズ、各線路間のクロストーク、ＭＰＵ等の半導体素子の同時スイッチングによる電源層とグランド層との層間の平行平板共振によって誘起されるノイズ等がある。
【０００４】
これらノイズを抑制する配線回路基板としては、下記のものが提案されている。
（ｉ）表面に搭載された電子部品に電源を供給するために用いられる、電源層とグランド層とを有する配線回路基板において、電源層を、配線回路化した低抵抗導体層と高抵抗導体層との積層体で構成した配線回路基板（特許文献１）。
（ii）電源層とグランド層との平行平板構造を有する配線回路基板において、電源層またはグランド層を、抵抗性導体膜と電子部品電流供給パターンとの一体化物で構成し、抵抗性導体膜の厚さを、電子部品電流供給パターンの１／１０以下とした配線回路基板（特許文献２）。
【０００５】
（ｉ）、（ii）の配線回路基板はいずれも、電源層に高抵抗の損失層（前記高抵抗導体層または抵抗性導体膜）を接続させることによって、電源層中に流れる高周波ノイズ電流（伝導ノイズ）を損失させて、電源層とグランド層との平行平板共振を抑え、電源電圧の変動を抑えようとするものである。
【０００６】
しかし、電源層に接続された高抵抗の損失層は、大きな面積を占有してしまう。実際の電子機器の配線回路基板は実装密度が高いため、電源層を回路パターン化した電源線路の近傍にも信号伝送線路が存在する。このため、電源線路に高抵抗の損失層を接続して設けると、信号伝送線路へのクロストーク、信号伝達の遅延、電圧が低下して閾値を超えることができない等、信号波形の品質が低下しやすい問題がある。そのため、（ｉ）、（ii）の配線回路基板は、実用化に至っていない。
【特許文献１】特開２００３−２８３０７３号公報
【特許文献２】特開２００６−４９４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、電源線路を伝わる伝導ノイズを抑制でき、電源電圧の安定化を図るとともに、電源線路またはグランド層を介在して伝わる信号伝送線路クロストークを、抵抗層に影響されることなく低減できる伝導ノイズ抑制構造体、および該伝導ノイズ抑制構造体を備えた配線回路基板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の伝導ノイズ抑制構造体は、同一面上に互いに離間して設けられた電源線路および信号伝送線路と、電源線路および信号伝送線路と離間して対向配置されたグランド層と、電源線路およびグランド層と離間して対向配置された抵抗層とを有し、電源線路の幅方向における電源線路の幅Ｗ１と、電源線路の幅方向における抵抗層の幅Ｗ２とが、下記式（１）を満足し、抵抗層が、電源線路と対向している領域（Ｉ）および電源線路と対向していない領域（II）を有し、電源線路の幅方向において、抵抗層と信号伝送線路とが離間していることを特徴とする。
Ｗ１≧Ｗ２ ・・・（１）。
【０００９】
本発明の伝導ノイズ抑制構造体は、さらに、隣り合う電源線路と信号伝送線路との間に設けられたグランド線路を有していてもよく、この際、電源線路の幅方向における抵抗層と信号伝送線路との間隙の幅Ｄと、電源線路の幅方向におけるグランド線路と信号伝送線路との線間距離Ｌ２とが、下記式（２）を満足することが好ましい。
Ｄ＞Ｌ２ ・・・（２）。
【００１０】
本発明の伝導ノイズ抑制構造体においては、電源線路の幅方向における抵抗層と信号伝送線路との間隙の幅Ｄと、電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔと、電源線路の幅Ｗ１と、電源線路の幅方向における電源線路と信号伝送線路との距離Ｌとが、下記式（３）を満足することが好ましい。
３Ｔ≦Ｄ＜（Ｌ＋Ｗ１） ・・・（３）。
【００１１】
抵抗層は、電源線路とグランド層の間に設けられ、電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔと、電源線路の厚さ方向におけるグランド層と抵抗層との距離Ｔｇとが、下記式（４）を満足することが好ましい。
Ｔ＜Ｔｇ ・・・（４）。
【００１２】
電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔは、２〜１００μｍであることが好ましい。
抵抗層は、物理的蒸着により形成された、厚さ５〜３００ｎｍの層であることが好ましい。
本発明の配線回路基板は、本発明の伝導ノイズ抑制構造体を具備するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の伝導ノイズ抑制構造体および配線回路基板によれば、電源線路の伝導ノイズを抑制でき、電源電圧の安定化を図るとともに、電源線路またはグランド層を介在して伝わる信号伝送線路クロストークを、抵抗層に影響されることなく低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本明細書において「対向」しているとは、上面から見たときに少なくとも一部が重なり合う状態をいう。
また、本明細書においては、電源線路の幅方向を「Ｘ方向」、電源線路の長さ方向を「Ｙ方向」、電源線路の厚さ方向を「Ｚ方向」と記す。
【００１５】
＜伝導ノイズ抑制構造体＞
（第１の実施形態）
図１は、本発明の伝導ノイズ抑制構造体の第１の実施形態を示す断面斜視図である。
伝導ノイズ抑制構造体１０は、いわゆる両面基板であり、該基板の表面（同一面）上に互いに離間してＹ方向に併走して設けられた電源線路１１および２本の信号伝送線路１２と、絶縁層１５を介することによって電源線路１１および信号伝送線路１２と離間して対向配置された、基板の裏面全体を覆う表面グランド層１３と、絶縁層１５を介することによって電源線路１１およびグランド層１３と離間して対向配置された、Ｙ方向に延びる２つの抵抗層１４とを有する。
【００１６】
２つ抵抗層１４は、同一面上に互いに離間して設けられ、それぞれの抵抗層１４は、電源線路１１と対向している領域（Ｉ）および電源線路１１と対向していない領域（II）を有し、かつ抵抗層１４は、Ｘ方向において信号伝送線路１２と離間している。
【００１７】
伝導ノイズ抑制構造体１０においては、Ｘ方向における電源線路１１の幅Ｗ１と、Ｘ方向における各抵抗層１４の幅Ｗ２とは、下記式（１）を満足する、すなわち、各抵抗層１４の幅は、常に電源線路１１の幅以下であることが必要である。
Ｗ１≧Ｗ２ ・・・（１）。
【００１８】
抵抗層１４は、その一部が領域（Ｉ）にて電源線路１１と対向すれば、電源線路１１の伝導ノイズを抑制できることから、配線回路基板の実装密度を高めるために、抵抗層１４はできるだけ面積を小さくすることが好ましい。したがって、各抵抗層１４の幅は、常に電源線路１１の幅以下とする。
【００１９】
伝導ノイズ抑制構造体１０においては、電源線路１１を流れる高周波ノイズ電流（伝導ノイズ）を以下のように抑制するものと考えられる。
すなわち、電源線路１１を流れる高周波ノイズ電流は、電源線路１１の縁端部に集中して流れているため、該電流によって発生する磁束は、電源線路１１の縁端部から外方に広がり、該磁束の一部は抵抗層１４と鎖交する。これにより抵抗層１４と電源線路１１とが電磁結合するため、抵抗層１４と鎖交する磁束密度が変化すると、該磁束密度の変化を打ち消す逆の磁束密度が起きるように、抵抗層１４中に渦電流が発生する。抵抗層１４中に流れる電流は、抵抗によって熱に変化し、結果として電源線路１１を流れる元の高周波ノイズ電流のエネルギーを損失させるものと考えられる。
【００２０】
前記メカニズムから、抵抗層１４は、電源線路１１の縁端部（すなわち、磁束密度の変化が起きている箇所）に対向して配置することが必要で、電源線路１１の中央部分の直下（例えば、図１中、抵抗層１４が分断されている箇所）に抵抗層１４を設けても、伝導ノイズ抑制効果に何も寄与しない。
よって、抵抗層１４が電源線路１１の縁端部に対向して配置されるようにするためには、抵抗層１４は、電源線路１１と対向している領域（Ｉ）および電源線路１１と対向していない領域（II）を有する必要がある。
【００２１】
この際、抵抗層１４が信号伝送線路１２とグランド層１３との間に存在すると、信号伝送線路１２を伝わる信号も抑制することとなるため、図１に示すように、信号伝送線路１２と対向する位置に抵抗層１４を設けることは避けなければならない。また、抵抗層１４には高周波ノイズ電流が流れ、該抵抗層１４から、特にはその縁端部から、電磁界放射が行われているため、抵抗層１４の近くに信号伝送線路１２があると、電源線路１１の高周波ノイズ電流が抵抗層１４を介して信号伝送線路１２に影響するおそれがある。このため、抵抗層１４の縁端部と信号伝送線路１２の縁端部とを離間させることが必要となる。
【００２２】
伝導ノイズ抑制構造体１０においては、Ｘ方向における、信号伝送線路１２に近い方の抵抗層１４と抵抗層１４に近い方の信号伝送線路１２との間隙の幅Ｄと、Ｚ方向における電源線路１１と抵抗層１４との距離Ｔと、Ｘ方向における電源線路１１の幅Ｗ１と、Ｘ方向における電源線路１１と電源線路１１に近い方の信号伝送線路１２との距離Ｌとが、下記式（３）を満足することが好ましい。
３Ｔ≦Ｄ＜（Ｌ＋Ｗ１） ・・・（３）。
【００２３】
Ｄが、３Ｔより小さいと、電源線路１１を伝わる伝導ノイズが、信号伝送線路１２に伝わりやすくなる。信号伝送線路１２はマイクロストリップ構造を有し、決められたインピーダンスを持つように構造が決定されており、抵抗層１４が近くなると、信号伝送線路１２のインピーダンスが変化するため、その影響を最小にするためにも、Ｄを３Ｔ以上とすることが好ましい。
【００２４】
Ｄが（Ｌ＋Ｗ１）以上であると、電源線路１１と抵抗層１４とが対向しなくなる。そうなると、電源線路１１の縁端部より生じる磁束密度の変化を抵抗層１４で捕捉することができなくなるため、抵抗層１４を設けることによる伝導ノイズ抑制効果は全くなくなる。伝導ノイズ抑制効果の点からは、Ｄは、Ｌより小さいほうが好ましい。
【００２５】
伝導ノイズ抑制構造体１０においては、Ｚ方向における電源線路１１と抵抗層１４との距離Ｔと、Ｚ方向におけるグランド層１３と抵抗層１４との距離Ｔｇとが、下記式（４）を満足することが好ましい。
Ｔ＜Ｔｇ ・・・（４）。
【００２６】
電源線路１１とグランド層１３との間に存在する絶縁層１５において、抵抗層１４がグランド層１３より電源線路１１に近くなるように抵抗層１４を設けることによって、伝導ノイズ抑制効果が高くなる。
【００２７】
Ｔは、基板の厚さにもよるが、２〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍがより好ましい。Ｔが２μｍ未満では、絶縁性の保持が困難となり、例えば電圧の異なる電源線路が隣接して設けられている場合にはリークが発生し不都合となる。Ｔが１００μｍを超えると、電源線路１１からの磁束密度の変化が弱まることから、伝導ノイズ抑制効果が弱まる。
【００２８】
Ｌは、個別のパターン設計によるが、１０〜５０００μｍが好ましく、１００〜１０００μｍがより好ましい。
【００２９】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の伝導ノイズ抑制構造体の第２の実施形態を示す断面斜視図である。
伝導ノイズ抑制構造体２０は、いわゆる両面基板であり、該基板の表面（同一面）上に互いに離間してＹ方向に併走して設けられた電源線路１１および２本の信号伝送線路１２と、絶縁層１５を介することによって電源線路１１および信号伝送線路１２と離間して対向配置された、基板の裏面全体を覆う表面グランド層１３と、絶縁層１５を介することによって電源線路１１およびグランド層１３と離間して対向配置された、Ｙ方向に延びる抵抗層１４と、隣り合う電源線路１１と信号伝送線路１２との間に、これらと離間してＹ方向に併走して設けられた２本のグランド線路１６とを有する。
【００３０】
抵抗層１４は、電源線路１１と対向している領域（Ｉ）および電源線路１１と対向していない領域（II）を有し、かつ抵抗層１４は、Ｘ方向において信号伝送線路１２と離間している。
【００３１】
伝導ノイズ抑制構造体２０においては、伝導ノイズ抑制構造体１０おける理由と同じ理由から、Ｘ方向における電源線路１１の幅Ｗ１と、Ｘ方向における抵抗層１４の幅Ｗ２とは、下記式（１）を満足する、すなわち、抵抗層１４の幅は、常に電源線路１１の幅より狭いことが必要である。
Ｗ１≧Ｗ２ ・・・（１）。
【００３２】
伝導ノイズ抑制構造体２０においては、電源線路１１を流れる高周波ノイズ電流（伝導ノイズ）を、伝導ノイズ抑制構造体１０と同じメカニズムによって抑制するものと考えられる。
【００３３】
伝導ノイズ抑制構造体２０においては、Ｘ方向における抵抗層１４と抵抗層１４に近い方の信号伝送線路１２との間隙の幅Ｄと、Ｘ方向におけるグランド線路１６と信号伝送線路１２との線間距離Ｌ２とが、下記式（２）を満足することが好ましい。
Ｄ＞Ｌ２ ・・・（２）。
【００３４】
ＤがＬ２以下となると、電源線路１１と信号伝送線路１２との間のクロストークが強まり、電源線路１１に乗っている高周波ノイズが信号伝送線路１２に伝搬される。
【００３５】
伝導ノイズ抑制構造体２０においては、伝導ノイズ抑制構造体１０おける理由と同じ理由から、Ｘ方向における、抵抗層１４と抵抗層１４に近い方の信号伝送線路１２との間隙の幅Ｄと、Ｚ方向における電源線路１１と抵抗層１４との距離Ｔと、Ｘ方向における電源線路１１の幅Ｗ１と、Ｘ方向における電源線路１１と電源線路１１に近い方の信号伝送線路１２との距離Ｌとが、下記式（３）を満足することが好ましい。
３Ｔ≦Ｄ＜（Ｌ＋Ｗ１） ・・・（３）。
【００３６】
信号伝送線路１２はコプレーナ構造を有し、決められたインピーダンスを持つように構造が決定されており、抵抗層１４が、グランド線路１６を超えて信号伝送線路１２に近くなると、信号伝送線路１２のインピーダンスが変化するおそれがある。その影響を最小にするためにも、Ｄを３Ｔ以上とすることが好ましい。
【００３７】
伝導ノイズ抑制構造体２０においては、伝導ノイズ抑制構造体１０おける理由と同じ理由から、Ｚ方向における電源線路１１と抵抗層１４との距離Ｔと、Ｚ方向におけるグランド層１３と抵抗層１４との距離Ｔｇとが、下記式（４）を満足することが好ましい。
Ｔ＜Ｔｇ ・・・（４）。
【００３８】
以上説明した本発明の伝導ノイズ抑制構造体にあっては、同一面上に互いに離間して設けられた電源線路および信号伝送線路と、電源線路および信号伝送線路と離間して対向配置されたグランド層と、電源線路およびグランド層と離間して対向配置された抵抗層とを有し、抵抗層が、電源線路と対向している領域（Ｉ）および電源線路と対向していない領域（II）を有するため、抵抗層の幅Ｗ２を電源線路の幅Ｗ１よりも狭くしても、電源線路を伝わる伝導ノイズを抑制できる。また、グランド層を伝わる伝導ノイズも抑制される。また、電源線路を伝わる伝導ノイズが抑制されることによって、電源電圧が安定化され、その結果、電源系からの放射ノイズの発生も抑えられる。
【００３９】
さらに、Ｘ方向において、抵抗層と信号伝送線路とが離間しているため、信号伝送線路クロストーク等を引き起こす近傍界の放射電磁界強度を、信号波形品質を損なうことなく低減できる。
すなわち、実装密度が高いために、電源線路と同一面上で、かつ電源線路の近傍に信号伝送線路が存在する場合であっても、抵抗層を電源線路に接続して設けることなく電源線路を伝わる伝導ノイズを抑制できることから、抵抗層を信号伝送線路から離間して設けることが可能となり、抵抗層の影響によって発生する信号伝送線路クロストーク等の信号波形品質の低下を抑えることができる。
【００４０】
＜配線回路基板＞
本発明の伝導ノイズ抑制構造体は、電源線路、信号伝送線路およびグランド層を有しており、該構造体自体を配線回路基板として用いることができる。
また、本発明の伝導ノイズ抑制構造体の上面および／または下面に、さらに絶縁層を介して銅箔を積層し、回路を形成して多層配線回路基板を構成することもできる。このとき、上層の導体と下層の導体とを連結するためのビア等が抵抗層を貫通する場合は、抵抗層にアンチパッドを形成して、絶縁性を確保することが好ましい。
【００４１】
（導体層）
電源線路、信号伝送線路、グランド線路およびグランド層は、それぞれ導体層からなる。導体層としては、金属箔；金属粒子を高分子バインダー、ガラス質バインダー等に分散させた導電粒子分散体膜等が挙げられる。金属としては、銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル、タングステン等が挙げられる。
配線回路基板における導体層は、通常、銅箔である。銅箔の厚さは、通常３〜３５μｍである。銅箔は、絶縁層との接着性を向上させるために、粗面化処理、またはシランカップリング剤等による化成処理が施されていてもよい。
【００４２】
（抵抗層）
抵抗層は、金属材料または導電性セラミックスを含む厚さ５〜３００ｎｍの物理的蒸着により形成された薄膜であることが好ましい。抵抗層の厚さが５ｎｍより小さいと抵抗層の形成が不充分となりやすく、伝導ノイズ抑制効果が充分に得られない。抵抗層の厚さが３００ｎｍを超えると、表面抵抗が小さくなって金属反射が強まり、伝導ノイズ抑制効果も小さくなる。
抵抗層の厚さは、Ｚ方向に沿う断面の高分解能透過型電子顕微鏡像をもとにして、５箇所の厚さを電子顕微鏡像上で測定し、平均することにより求める。
【００４３】
抵抗層の表面抵抗は、１×１００〜１×１０４Ωが好ましい。抵抗層が均質な薄膜である場合は、体積抵抗率の高い限られた材料が必要となるが、体積抵抗率がそれほど高くない材料を用いる場合は、抵抗層に金属材料または導電性セラミックスが存在しない物理的な欠陥を設けて不均質な薄膜とすること、または後述のマイクロクラスターの連鎖物からなる膜とすることによって、表面抵抗を上昇させることができる。
【００４４】
抵抗層の表面抵抗は、以下のように測定する。
石英ガラス上に金等を蒸着して形成した、２本の薄膜金属電極（長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍ、電極間距離１０ｍｍ）を用い、該電極上に被測定物を置き、被測定物上に、大きさ１０ｍｍ×２０ｍｍを５０ｇの荷重で押し付け、１ｍＡ以下の測定電流で電極間の抵抗を測定する。この値を持って表面抵抗とする。
【００４５】
図３は、絶縁層の表面に物理的蒸着法によって形成された金属材料からなる厚さ５０ｎｍの抵抗層の表面を観察した原子間力顕微鏡像である。抵抗層は、複数のマイクロクラスターの集合体として観察される。マイクロクラスターには物理的な欠陥があって、均質な薄膜となっておらず、抵抗を有する構造となる。また、欠陥を通してエポキシ樹脂等の接着性成分が貫通し、適切な接着強度を有するものとなっている。
【００４６】
抵抗層に用いられる金属材料としては、強磁性金属、常磁性金属が挙げられる。強磁性金属としては、鉄、カルボニル鉄；Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｐｔ等の鉄合金；コバルト、ニッケル；これらの合金等が挙げられる。常磁性金属としては、金、銀、銅、錫、鉛、タングステン、ケイ素、アルミニウム、チタン、クロム、モリブデン、それらの合金、強磁性金属との合金等が挙げられる。これらのうち、酸化に対して抵抗力のある点で、ニッケル、鉄クロム合金、タングステン、貴金属が好ましい。しかし、貴金属は高価であるため、実用的にはニッケル、鉄クロム合金、タングステンが好ましく、ニッケルまたはニッケル合金が特に好ましい。
【００４７】
抵抗層に用いられる導電性セラミックスとしては、金属と、ホウ素、炭素、窒素、ケイ素、リンおよび硫黄からなる群から選ばれる１種以上の元素とからなる合金、金属間化合物、固溶体等が挙げられる。具体的には窒化ニッケル、窒化チタン、窒化タンタル、窒化クロム、窒化ジルコニウム、炭化チタン、炭化ケイ素、炭化クロム、炭化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、炭化タングステン、ホウ化クロム、ホウ化モリブデン、ケイ化クロム、ケイ化ジルコニウム等が挙げられる。
【００４８】
導電性セラミックスは、金属よりも体積抵抗が高いため、導電性セラミックスを含む抵抗層は、表面抵抗を厚さによって管理する精度が高まり、さらに、化学安定性が高く、保存安定性が高い等の利点を有する。導電性セラミックスとしては、物理的蒸着法において、窒素ガス、メタンガス等の反応性ガスを用いることによって容易に得られる窒化物または炭化物が、特に好ましい。
【００４９】
抵抗層の形成方法としては、物理的蒸着法が用いられる。この方法においては、条件や用いる材料によっても異なるが、厚さの制御が出力と時間で簡単に精度よく行えるため、薄膜の成長を初期の段階で終了することにより、均質な薄膜とならず、微細な物理的な欠陥を有する不均質な薄膜を容易に形成できる。
また、均質な薄膜を酸等によりエッチングして欠陥を形成する方法、レーザーアブレーションにより均質な薄膜に欠陥を形成する方法によっても、不均質な薄膜を形成でき表面抵抗を調整できる。
【００５０】
（絶縁層）
絶縁層は、一般的な有機または無機の絶縁材料を用いて構成できる。例えば、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、フッ素樹脂、ポリイミド等の有機材料を、必要があれば、ガラスネット等の補強材と一体化した材料を用いることができる。または、シリコン、アルミナ、ガラス等の無機材料も用いることができる。
【００５１】
（製造方法）
本発明の伝導ノイズ抑制構造体は、例えば以下のようにして製造される。
まず、銅箔上にエポキシ系ワニス等を塗布し、乾燥、硬化させ、第１の絶縁層を形成する。該絶縁層上に抵抗層となる層を、ＥＢ蒸着、高周波イオンプレーティング、高周波マグネトロンスパッタリング、ＤＣマグネトロンスパッタリング、対向ターゲット型マグネトロンスパッタリング等の物理的蒸着法で形成し、レーザーアブレーションを施して所定のパターン形状の抵抗層を形成する。抵抗層となる層は薄膜であるため不要な部分を容易に除去してパターニングすることができる。
【００５２】
ついで、抵抗層上に、エポキシ樹脂等をガラス繊維等に含浸させてなるプリプレグおよび銅箔を順に積層し、プリプレグを硬化させて第２の絶縁層とする。こうして表面および裏面が銅箔からなる両面基板が得られる。
ついで、フォトリソグラフィー法等により銅箔を所定のパターン形状にエッチングして、電源線路、信号伝送線路、グランド線路等を形成し、伝導ノイズ抑制構造体を得る。
【００５３】
その後、必要であれば伝導ノイズ抑制構造体の片面または両面上にプリプレグを介して銅箔を貼り合わせ、公知の方法でパターニングすることにより多層配線回路基板を製造することができる。
【実施例】
【００５４】
（抵抗層の厚さ）
透過型電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｈ９０００ＮＡＲ）を用いて抵抗層の断面を観察し、５箇所のノイズ抑制層の厚さを測定し、平均した。
【００５５】
（表面抵抗）
石英ガラス上に金等を蒸着して形成した、２本の薄膜金属電極（長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍ、電極間距離１０ｍｍ）を用い、該電極上に被測定物を置き、被測定物上に、大きさ１０ｍｍ×２０ｍｍを５０ｇの荷重で押し付け、１ｍＡ以下の測定電流で電極間の抵抗を測定し、この値を持って表面抵抗とした。
【００５６】
（伝導ノイズ抑制効果、クロストーク）
伝導ノイズ抑制効果の確認として、図４または図５に示すポート１、ポート２間のＳ２１パラメータを評価した。
また、抵抗層の信号伝送路への影響の確認として、図４または図５に示すポート１、ポート３間（近端クロストーク）のＳ３１パラメータ、および図４または図５に示すポート１、ポート４間（遠端クロストーク）のＳ４１パラメータを評価した。
１ＧＨｚ以上の高い周波数帯域での実測は困難を極めるため、これらの評価は、３Ｄ電磁界シミュレータ（アジレント社製、製品名：ＥＭＤＳ）を用いて解析する方法で行った。導電率は８００００Ｓ／ｍを用いた。
【００５７】
〔実施例１〕
図４に示す、電源線路、信号伝送線路、グランド層および抵抗層を有する伝導ノイズ抑制構造体（マイクロストリップ構造）を作製した。
まず、片面に銅箔（厚さ１８μｍ）が設けられたポリイミドフィルムを２枚用意し、一方のフィルムのポリイミドからなる面上に、ニッケル金属を、窒素ガスを流入しながら反応性スパッタリング法にて蒸着して薄膜を形成し、該薄膜をエッチングして２つの抵抗層１４（厚さ：２５ｎｍ）を形成した。抵抗層１４の表面抵抗は１００Ωであった。
【００５８】
ついで、抵抗層１４を形成した面上に、他方のフィルムのポリイミドからなる面を、ポリイミド系接着剤を介して重ね合わせ、貼り合わせた。
ついで、フォトリソグラフィー法により一方の銅箔を図４に示すパターン形状にエッチングして、電源線路１１および信号伝送線路１２を形成し、伝導ノイズ抑制構造体を得た。
【００５９】
得られた伝導ノイズ抑制構造体における各寸法を図４に示す。
信号伝送線路１２に近い方の抵抗層１４の、信号伝送線路１２側の縁端部の位置をずらして抵抗層１４の幅Ｗ２を変化させることによって、間隙の幅Ｄを０ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、および０．４ｍｍと変化させて５種類の伝導ノイズ抑制構造体を作製した。
【００６０】
各伝導ノイズ抑制構造体について、Ｓ２１パラメータ、Ｓ３１パラメータ、およびＳ４１パラメータを評価した。Ｓ２１パラメータを図６に、Ｓ３１パラメータを図７に、Ｓ４１パラメータを図８に示す。図７および図８においては、基板（伝導ノイズ抑制構造体）の長さ方向の共振ピークが存在するため、２０ＧＨｚまでの総エネルギーを比較するため、各周波数での減衰量（ｄＢ）の総和（擬似積分値）を求めた。結果を表１および表２に示す。
【００６１】
〔比較例１〕
抵抗層１４を設けない以外は、実施例１と同様にして、図５に示す構成の両面基板を作製し、実施例１と同様にして評価した。結果を図６〜８、表１および表２に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
実施例１および比較例１の結果より、伝導ノイズ抑制効果（Ｓ２１）は、抵抗層が設けられ、間隙の幅Ｄが小さいほど、すなわち抵抗層の幅が広いほど大きな伝導ノイズ抑制効果を示した。周波数特性では、周波数が上がるほど大きな伝導ノイズ抑制効果を示した。
近端クロストーク（Ｓ３１）および遠端クロストーク（Ｓ４１）は、ほぼ同様の結果を示し、間隙の幅Ｄが０ｍｍのときは、抵抗層がない比較例１の状態より抵抗層と信号伝送線路はクロストークを起こしている。間隙の幅Ｄが０．１ｍｍ以上ではクロストークの影響はあるものの、０ｍｍのときよりは抑制されている。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
高密度に実装された情報処理機器、通信機器等、特に光モジュールやワークステーション、携帯電話、ゲーム機器等のＣＰＵ等の電源周囲の高周波ノイズを、近傍に配線される信号伝送線路の信号品質を落とすことなく抑制することができる伝導ノイズ抑制構造体を提供することができ、産業上非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の伝導ノイズ抑制構造体の第１の実施形態を示す断面斜視図である。
【図２】本発明の伝導ノイズ抑制構造体の第２の実施形態を示す断面斜視図である。
【図３】抵抗層の表面を観察した原子間力顕微鏡像である。
【図４】実施例１における伝導ノイズ抑制構造体の斜視図である。
【図５】比較例１における両面基板の斜視図である。
【図６】実施例１、比較例１における伝導ノイズ抑制効果（Ｓ２１）を示すグラフである。
【図７】実施例１、比較例１における近端クロストーク（Ｓ３１）を示すグラフである。
【図８】実施例１、比較例１における遠端クロストーク（Ｓ４１）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 伝導ノイズ抑制構造体
１１ 電源線路
１２ 信号伝送線路
１３ グランド層
１４ 抵抗層
１５ 絶縁層
１６ グランド線路
２０ 伝導ノイズ抑制構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝導ノイズ抑制構造体およびこれを備えた配線回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユビキタス社会が訪れ、情報処理機器（サーバ、ワークステーション、パソコン、ゲーム機器等。）、通信機器（携帯電話等。）等の電子機器にあっては、光モジュールによる光／電気変換による信号伝送速度の向上、小型化が進んでいる。また、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）の高速化、多機能化、複合化、ならびに記録装置（メモリ等。）の高速化が進行している。
【０００３】
しかし、これらの機器から放射されるノイズ、または機器内の導体を伝導するノイズがもたらす、自身または他の電子機器への誤作動が問題となってきている。これらノイズとしては、レーザーダイオード、フォトダイオード、ＭＰＵ、電子部品等における、配線回路基板内の信号伝送線路等とのインピーダンス不整合に基づくノイズ、各線路間のクロストーク、ＭＰＵ等の半導体素子の同時スイッチングによる電源層とグランド層との層間の平行平板共振によって誘起されるノイズ等がある。
【０００４】
これらノイズを抑制する配線回路基板としては、下記のものが提案されている。
（ｉ）表面に搭載された電子部品に電源を供給するために用いられる、電源層とグランド層とを有する配線回路基板において、電源層を、配線回路化した低抵抗導体層と高抵抗導体層との積層体で構成した配線回路基板（特許文献１）。
（ii）電源層とグランド層との平行平板構造を有する配線回路基板において、電源層またはグランド層を、抵抗性導体膜と電子部品電流供給パターンとの一体化物で構成し、抵抗性導体膜の厚さを、電子部品電流供給パターンの１／１０以下とした配線回路基板（特許文献２）。
【０００５】
（ｉ）、（ii）の配線回路基板はいずれも、電源層に高抵抗の損失層（前記高抵抗導体層または抵抗性導体膜）を接続させることによって、電源層中に流れる高周波ノイズ電流（伝導ノイズ）を損失させて、電源層とグランド層との平行平板共振を抑え、電源電圧の変動を抑えようとするものである。
【０００６】
しかし、電源層に接続された高抵抗の損失層は、大きな面積を占有してしまう。実際の電子機器の配線回路基板は実装密度が高いため、電源層を回路パターン化した電源線路の近傍にも信号伝送線路が存在する。このため、電源線路に高抵抗の損失層を接続して設けると、信号伝送線路へのクロストーク、信号伝達の遅延、電圧が低下して閾値を超えることができない等、信号波形の品質が低下しやすい問題がある。そのため、（ｉ）、（ii）の配線回路基板は、実用化に至っていない。
【特許文献１】特開２００３−２８３０７３号公報
【特許文献２】特開２００６−４９４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、電源線路を伝わる伝導ノイズを抑制でき、電源電圧の安定化を図るとともに、電源線路またはグランド層を介在して伝わる信号伝送線路クロストークを、抵抗層に影響されることなく低減できる伝導ノイズ抑制構造体、および該伝導ノイズ抑制構造体を備えた配線回路基板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の伝導ノイズ抑制構造体は、同一面上に互いに離間して設けられた電源線路および信号伝送線路と、電源線路および信号伝送線路と離間して対向配置されたグランド層と、電源線路およびグランド層と離間して対向配置された抵抗層とを有し、電源線路の幅方向における電源線路の幅Ｗ１と、電源線路の幅方向における抵抗層の幅Ｗ２とが、下記式（１）を満足し、抵抗層が、電源線路と対向している領域（Ｉ）および電源線路と対向していない領域（II）を有し、電源線路の幅方向において、抵抗層と信号伝送線路とが離間していることを特徴とする。
Ｗ１≧Ｗ２ ・・・（１）。
【０００９】
本発明の伝導ノイズ抑制構造体は、さらに、隣り合う電源線路と信号伝送線路との間に設けられたグランド線路を有していてもよく、この際、電源線路の幅方向における抵抗層と信号伝送線路との間隙の幅Ｄと、電源線路の幅方向におけるグランド線路と信号伝送線路との線間距離Ｌ２とが、下記式（２）を満足することが好ましい。
Ｄ＞Ｌ２ ・・・（２）。
【００１０】
本発明の伝導ノイズ抑制構造体においては、電源線路の幅方向における抵抗層と信号伝送線路との間隙の幅Ｄと、電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔと、電源線路の幅Ｗ１と、電源線路の幅方向における電源線路と信号伝送線路との距離Ｌとが、下記式（３）を満足することが好ましい。
３Ｔ≦Ｄ＜（Ｌ＋Ｗ１） ・・・（３）。
【００１１】
抵抗層は、電源線路とグランド層の間に設けられ、電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔと、電源線路の厚さ方向におけるグランド層と抵抗層との距離Ｔｇとが、下記式（４）を満足することが好ましい。
Ｔ＜Ｔｇ ・・・（４）。
【００１２】
電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔは、２〜１００μｍであることが好ましい。
抵抗層は、物理的蒸着により形成された、厚さ５〜３００ｎｍの層であることが好ましい。
本発明の配線回路基板は、本発明の伝導ノイズ抑制構造体を具備するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の伝導ノイズ抑制構造体および配線回路基板によれば、電源線路の伝導ノイズを抑制でき、電源電圧の安定化を図るとともに、電源線路またはグランド層を介在して伝わる信号伝送線路クロストークを、抵抗層に影響されることなく低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本明細書において「対向」しているとは、上面から見たときに少なくとも一部が重なり合う状態をいう。
また、本明細書においては、電源線路の幅方向を「Ｘ方向」、電源線路の長さ方向を「Ｙ方向」、電源線路の厚さ方向を「Ｚ方向」と記す。
【００１５】
＜伝導ノイズ抑制構造体＞
（第１の実施形態）
図１は、本発明の伝導ノイズ抑制構造体の第１の実施形態を示す断面斜視図である。
伝導ノイズ抑制構造体１０は、いわゆる両面基板であり、該基板の表面（同一面）上に互いに離間してＹ方向に併走して設けられた電源線路１１および２本の信号伝送線路１２と、絶縁層１５を介することによって電源線路１１および信号伝送線路１２と離間して対向配置された、基板の裏面全体を覆う表面グランド層１３と、絶縁層１５を介することによって電源線路１１およびグランド層１３と離間して対向配置された、Ｙ方向に延びる２つの抵抗層１４とを有する。
【００１６】
２つ抵抗層１４は、同一面上に互いに離間して設けられ、それぞれの抵抗層１４は、電源線路１１と対向している領域（Ｉ）および電源線路１１と対向していない領域（II）を有し、かつ抵抗層１４は、Ｘ方向において信号伝送線路１２と離間している。
【００１７】
伝導ノイズ抑制構造体１０においては、Ｘ方向における電源線路１１の幅Ｗ１と、Ｘ方向における各抵抗層１４の幅Ｗ２とは、下記式（１）を満足する、すなわち、各抵抗層１４の幅は、常に電源線路１１の幅以下であることが必要である。
Ｗ１≧Ｗ２ ・・・（１）。
【００１８】
抵抗層１４は、その一部が領域（Ｉ）にて電源線路１１と対向すれば、電源線路１１の伝導ノイズを抑制できることから、配線回路基板の実装密度を高めるために、抵抗層１４はできるだけ面積を小さくすることが好ましい。したがって、各抵抗層１４の幅は、常に電源線路１１の幅以下とする。
【００１９】
伝導ノイズ抑制構造体１０においては、電源線路１１を流れる高周波ノイズ電流（伝導ノイズ）を以下のように抑制するものと考えられる。
すなわち、電源線路１１を流れる高周波ノイズ電流は、電源線路１１の縁端部に集中して流れているため、該電流によって発生する磁束は、電源線路１１の縁端部から外方に広がり、該磁束の一部は抵抗層１４と鎖交する。これにより抵抗層１４と電源線路１１とが電磁結合するため、抵抗層１４と鎖交する磁束密度が変化すると、該磁束密度の変化を打ち消す逆の磁束密度が起きるように、抵抗層１４中に渦電流が発生する。抵抗層１４中に流れる電流は、抵抗によって熱に変化し、結果として電源線路１１を流れる元の高周波ノイズ電流のエネルギーを損失させるものと考えられる。
【００２０】
前記メカニズムから、抵抗層１４は、電源線路１１の縁端部（すなわち、磁束密度の変化が起きている箇所）に対向して配置することが必要で、電源線路１１の中央部分の直下（例えば、図１中、抵抗層１４が分断されている箇所）に抵抗層１４を設けても、伝導ノイズ抑制効果に何も寄与しない。
よって、抵抗層１４が電源線路１１の縁端部に対向して配置されるようにするためには、抵抗層１４は、電源線路１１と対向している領域（Ｉ）および電源線路１１と対向していない領域（II）を有する必要がある。
【００２１】
この際、抵抗層１４が信号伝送線路１２とグランド層１３との間に存在すると、信号伝送線路１２を伝わる信号も抑制することとなるため、図１に示すように、信号伝送線路１２と対向する位置に抵抗層１４を設けることは避けなければならない。また、抵抗層１４には高周波ノイズ電流が流れ、該抵抗層１４から、特にはその縁端部から、電磁界放射が行われているため、抵抗層１４の近くに信号伝送線路１２があると、電源線路１１の高周波ノイズ電流が抵抗層１４を介して信号伝送線路１２に影響するおそれがある。このため、抵抗層１４の縁端部と信号伝送線路１２の縁端部とを離間させることが必要となる。
【００２２】
伝導ノイズ抑制構造体１０においては、Ｘ方向における、信号伝送線路１２に近い方の抵抗層１４と抵抗層１４に近い方の信号伝送線路１２との間隙の幅Ｄと、Ｚ方向における電源線路１１と抵抗層１４との距離Ｔと、Ｘ方向における電源線路１１の幅Ｗ１と、Ｘ方向における電源線路１１と電源線路１１に近い方の信号伝送線路１２との距離Ｌとが、下記式（３）を満足することが好ましい。
３Ｔ≦Ｄ＜（Ｌ＋Ｗ１） ・・・（３）。
【００２３】
Ｄが、３Ｔより小さいと、電源線路１１を伝わる伝導ノイズが、信号伝送線路１２に伝わりやすくなる。信号伝送線路１２はマイクロストリップ構造を有し、決められたインピーダンスを持つように構造が決定されており、抵抗層１４が近くなると、信号伝送線路１２のインピーダンスが変化するため、その影響を最小にするためにも、Ｄを３Ｔ以上とすることが好ましい。
【００２４】
Ｄが（Ｌ＋Ｗ１）以上であると、電源線路１１と抵抗層１４とが対向しなくなる。そうなると、電源線路１１の縁端部より生じる磁束密度の変化を抵抗層１４で捕捉することができなくなるため、抵抗層１４を設けることによる伝導ノイズ抑制効果は全くなくなる。伝導ノイズ抑制効果の点からは、Ｄは、Ｌより小さいほうが好ましい。
【００２５】
伝導ノイズ抑制構造体１０においては、Ｚ方向における電源線路１１と抵抗層１４との距離Ｔと、Ｚ方向におけるグランド層１３と抵抗層１４との距離Ｔｇとが、下記式（４）を満足することが好ましい。
Ｔ＜Ｔｇ ・・・（４）。
【００２６】
電源線路１１とグランド層１３との間に存在する絶縁層１５において、抵抗層１４がグランド層１３より電源線路１１に近くなるように抵抗層１４を設けることによって、伝導ノイズ抑制効果が高くなる。
【００２７】
Ｔは、基板の厚さにもよるが、２〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍがより好ましい。Ｔが２μｍ未満では、絶縁性の保持が困難となり、例えば電圧の異なる電源線路が隣接して設けられている場合にはリークが発生し不都合となる。Ｔが１００μｍを超えると、電源線路１１からの磁束密度の変化が弱まることから、伝導ノイズ抑制効果が弱まる。
【００２８】
Ｌは、個別のパターン設計によるが、１０〜５０００μｍが好ましく、１００〜１０００μｍがより好ましい。
【００２９】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の伝導ノイズ抑制構造体の第２の実施形態を示す断面斜視図である。
伝導ノイズ抑制構造体２０は、いわゆる両面基板であり、該基板の表面（同一面）上に互いに離間してＹ方向に併走して設けられた電源線路１１および２本の信号伝送線路１２と、絶縁層１５を介することによって電源線路１１および信号伝送線路１２と離間して対向配置された、基板の裏面全体を覆う表面グランド層１３と、絶縁層１５を介することによって電源線路１１およびグランド層１３と離間して対向配置された、Ｙ方向に延びる抵抗層１４と、隣り合う電源線路１１と信号伝送線路１２との間に、これらと離間してＹ方向に併走して設けられた２本のグランド線路１６とを有する。
【００３０】
抵抗層１４は、電源線路１１と対向している領域（Ｉ）および電源線路１１と対向していない領域（II）を有し、かつ抵抗層１４は、Ｘ方向において信号伝送線路１２と離間している。
【００３１】
伝導ノイズ抑制構造体２０においては、伝導ノイズ抑制構造体１０おける理由と同じ理由から、Ｘ方向における電源線路１１の幅Ｗ１と、Ｘ方向における抵抗層１４の幅Ｗ２とは、下記式（１）を満足する、すなわち、抵抗層１４の幅は、常に電源線路１１の幅より狭いことが必要である。
Ｗ１≧Ｗ２ ・・・（１）。
【００３２】
伝導ノイズ抑制構造体２０においては、電源線路１１を流れる高周波ノイズ電流（伝導ノイズ）を、伝導ノイズ抑制構造体１０と同じメカニズムによって抑制するものと考えられる。
【００３３】
伝導ノイズ抑制構造体２０においては、Ｘ方向における抵抗層１４と抵抗層１４に近い方の信号伝送線路１２との間隙の幅Ｄと、Ｘ方向におけるグランド線路１６と信号伝送線路１２との線間距離Ｌ２とが、下記式（２）を満足することが好ましい。
Ｄ＞Ｌ２ ・・・（２）。
【００３４】
ＤがＬ２以下となると、電源線路１１と信号伝送線路１２との間のクロストークが強まり、電源線路１１に乗っている高周波ノイズが信号伝送線路１２に伝搬される。
【００３５】
伝導ノイズ抑制構造体２０においては、伝導ノイズ抑制構造体１０おける理由と同じ理由から、Ｘ方向における、抵抗層１４と抵抗層１４に近い方の信号伝送線路１２との間隙の幅Ｄと、Ｚ方向における電源線路１１と抵抗層１４との距離Ｔと、Ｘ方向における電源線路１１の幅Ｗ１と、Ｘ方向における電源線路１１と電源線路１１に近い方の信号伝送線路１２との距離Ｌとが、下記式（３）を満足することが好ましい。
３Ｔ≦Ｄ＜（Ｌ＋Ｗ１） ・・・（３）。
【００３６】
信号伝送線路１２はコプレーナ構造を有し、決められたインピーダンスを持つように構造が決定されており、抵抗層１４が、グランド線路１６を超えて信号伝送線路１２に近くなると、信号伝送線路１２のインピーダンスが変化するおそれがある。その影響を最小にするためにも、Ｄを３Ｔ以上とすることが好ましい。
【００３７】
伝導ノイズ抑制構造体２０においては、伝導ノイズ抑制構造体１０おける理由と同じ理由から、Ｚ方向における電源線路１１と抵抗層１４との距離Ｔと、Ｚ方向におけるグランド層１３と抵抗層１４との距離Ｔｇとが、下記式（４）を満足することが好ましい。
Ｔ＜Ｔｇ ・・・（４）。
【００３８】
以上説明した本発明の伝導ノイズ抑制構造体にあっては、同一面上に互いに離間して設けられた電源線路および信号伝送線路と、電源線路および信号伝送線路と離間して対向配置されたグランド層と、電源線路およびグランド層と離間して対向配置された抵抗層とを有し、抵抗層が、電源線路と対向している領域（Ｉ）および電源線路と対向していない領域（II）を有するため、抵抗層の幅Ｗ２を電源線路の幅Ｗ１よりも狭くしても、電源線路を伝わる伝導ノイズを抑制できる。また、グランド層を伝わる伝導ノイズも抑制される。また、電源線路を伝わる伝導ノイズが抑制されることによって、電源電圧が安定化され、その結果、電源系からの放射ノイズの発生も抑えられる。
【００３９】
さらに、Ｘ方向において、抵抗層と信号伝送線路とが離間しているため、信号伝送線路クロストーク等を引き起こす近傍界の放射電磁界強度を、信号波形品質を損なうことなく低減できる。
すなわち、実装密度が高いために、電源線路と同一面上で、かつ電源線路の近傍に信号伝送線路が存在する場合であっても、抵抗層を電源線路に接続して設けることなく電源線路を伝わる伝導ノイズを抑制できることから、抵抗層を信号伝送線路から離間して設けることが可能となり、抵抗層の影響によって発生する信号伝送線路クロストーク等の信号波形品質の低下を抑えることができる。
【００４０】
＜配線回路基板＞
本発明の伝導ノイズ抑制構造体は、電源線路、信号伝送線路およびグランド層を有しており、該構造体自体を配線回路基板として用いることができる。
また、本発明の伝導ノイズ抑制構造体の上面および／または下面に、さらに絶縁層を介して銅箔を積層し、回路を形成して多層配線回路基板を構成することもできる。このとき、上層の導体と下層の導体とを連結するためのビア等が抵抗層を貫通する場合は、抵抗層にアンチパッドを形成して、絶縁性を確保することが好ましい。
【００４１】
（導体層）
電源線路、信号伝送線路、グランド線路およびグランド層は、それぞれ導体層からなる。導体層としては、金属箔；金属粒子を高分子バインダー、ガラス質バインダー等に分散させた導電粒子分散体膜等が挙げられる。金属としては、銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル、タングステン等が挙げられる。
配線回路基板における導体層は、通常、銅箔である。銅箔の厚さは、通常３〜３５μｍである。銅箔は、絶縁層との接着性を向上させるために、粗面化処理、またはシランカップリング剤等による化成処理が施されていてもよい。
【００４２】
（抵抗層）
抵抗層は、金属材料または導電性セラミックスを含む厚さ５〜３００ｎｍの物理的蒸着により形成された薄膜であることが好ましい。抵抗層の厚さが５ｎｍより小さいと抵抗層の形成が不充分となりやすく、伝導ノイズ抑制効果が充分に得られない。抵抗層の厚さが３００ｎｍを超えると、表面抵抗が小さくなって金属反射が強まり、伝導ノイズ抑制効果も小さくなる。
抵抗層の厚さは、Ｚ方向に沿う断面の高分解能透過型電子顕微鏡像をもとにして、５箇所の厚さを電子顕微鏡像上で測定し、平均することにより求める。
【００４３】
抵抗層の表面抵抗は、１×１００〜１×１０４Ωが好ましい。抵抗層が均質な薄膜である場合は、体積抵抗率の高い限られた材料が必要となるが、体積抵抗率がそれほど高くない材料を用いる場合は、抵抗層に金属材料または導電性セラミックスが存在しない物理的な欠陥を設けて不均質な薄膜とすること、または後述のマイクロクラスターの連鎖物からなる膜とすることによって、表面抵抗を上昇させることができる。
【００４４】
抵抗層の表面抵抗は、以下のように測定する。
石英ガラス上に金等を蒸着して形成した、２本の薄膜金属電極（長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍ、電極間距離１０ｍｍ）を用い、該電極上に被測定物を置き、被測定物上に、大きさ１０ｍｍ×２０ｍｍを５０ｇの荷重で押し付け、１ｍＡ以下の測定電流で電極間の抵抗を測定する。この値を持って表面抵抗とする。
【００４５】
図３は、絶縁層の表面に物理的蒸着法によって形成された金属材料からなる厚さ５０ｎｍの抵抗層の表面を観察した原子間力顕微鏡像である。抵抗層は、複数のマイクロクラスターの集合体として観察される。マイクロクラスターには物理的な欠陥があって、均質な薄膜となっておらず、抵抗を有する構造となる。また、欠陥を通してエポキシ樹脂等の接着性成分が貫通し、適切な接着強度を有するものとなっている。
【００４６】
抵抗層に用いられる金属材料としては、強磁性金属、常磁性金属が挙げられる。強磁性金属としては、鉄、カルボニル鉄；Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｐｔ等の鉄合金；コバルト、ニッケル；これらの合金等が挙げられる。常磁性金属としては、金、銀、銅、錫、鉛、タングステン、ケイ素、アルミニウム、チタン、クロム、モリブデン、それらの合金、強磁性金属との合金等が挙げられる。これらのうち、酸化に対して抵抗力のある点で、ニッケル、鉄クロム合金、タングステン、貴金属が好ましい。しかし、貴金属は高価であるため、実用的にはニッケル、鉄クロム合金、タングステンが好ましく、ニッケルまたはニッケル合金が特に好ましい。
【００４７】
抵抗層に用いられる導電性セラミックスとしては、金属と、ホウ素、炭素、窒素、ケイ素、リンおよび硫黄からなる群から選ばれる１種以上の元素とからなる合金、金属間化合物、固溶体等が挙げられる。具体的には窒化ニッケル、窒化チタン、窒化タンタル、窒化クロム、窒化ジルコニウム、炭化チタン、炭化ケイ素、炭化クロム、炭化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、炭化タングステン、ホウ化クロム、ホウ化モリブデン、ケイ化クロム、ケイ化ジルコニウム等が挙げられる。
【００４８】
導電性セラミックスは、金属よりも体積抵抗が高いため、導電性セラミックスを含む抵抗層は、表面抵抗を厚さによって管理する精度が高まり、さらに、化学安定性が高く、保存安定性が高い等の利点を有する。導電性セラミックスとしては、物理的蒸着法において、窒素ガス、メタンガス等の反応性ガスを用いることによって容易に得られる窒化物または炭化物が、特に好ましい。
【００４９】
抵抗層の形成方法としては、物理的蒸着法が用いられる。この方法においては、条件や用いる材料によっても異なるが、厚さの制御が出力と時間で簡単に精度よく行えるため、薄膜の成長を初期の段階で終了することにより、均質な薄膜とならず、微細な物理的な欠陥を有する不均質な薄膜を容易に形成できる。
また、均質な薄膜を酸等によりエッチングして欠陥を形成する方法、レーザーアブレーションにより均質な薄膜に欠陥を形成する方法によっても、不均質な薄膜を形成でき表面抵抗を調整できる。
【００５０】
（絶縁層）
絶縁層は、一般的な有機または無機の絶縁材料を用いて構成できる。例えば、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、フッ素樹脂、ポリイミド等の有機材料を、必要があれば、ガラスネット等の補強材と一体化した材料を用いることができる。または、シリコン、アルミナ、ガラス等の無機材料も用いることができる。
【００５１】
（製造方法）
本発明の伝導ノイズ抑制構造体は、例えば以下のようにして製造される。
まず、銅箔上にエポキシ系ワニス等を塗布し、乾燥、硬化させ、第１の絶縁層を形成する。該絶縁層上に抵抗層となる層を、ＥＢ蒸着、高周波イオンプレーティング、高周波マグネトロンスパッタリング、ＤＣマグネトロンスパッタリング、対向ターゲット型マグネトロンスパッタリング等の物理的蒸着法で形成し、レーザーアブレーションを施して所定のパターン形状の抵抗層を形成する。抵抗層となる層は薄膜であるため不要な部分を容易に除去してパターニングすることができる。
【００５２】
ついで、抵抗層上に、エポキシ樹脂等をガラス繊維等に含浸させてなるプリプレグおよび銅箔を順に積層し、プリプレグを硬化させて第２の絶縁層とする。こうして表面および裏面が銅箔からなる両面基板が得られる。
ついで、フォトリソグラフィー法等により銅箔を所定のパターン形状にエッチングして、電源線路、信号伝送線路、グランド線路等を形成し、伝導ノイズ抑制構造体を得る。
【００５３】
その後、必要であれば伝導ノイズ抑制構造体の片面または両面上にプリプレグを介して銅箔を貼り合わせ、公知の方法でパターニングすることにより多層配線回路基板を製造することができる。
【実施例】
【００５４】
（抵抗層の厚さ）
透過型電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｈ９０００ＮＡＲ）を用いて抵抗層の断面を観察し、５箇所のノイズ抑制層の厚さを測定し、平均した。
【００５５】
（表面抵抗）
石英ガラス上に金等を蒸着して形成した、２本の薄膜金属電極（長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍ、電極間距離１０ｍｍ）を用い、該電極上に被測定物を置き、被測定物上に、大きさ１０ｍｍ×２０ｍｍを５０ｇの荷重で押し付け、１ｍＡ以下の測定電流で電極間の抵抗を測定し、この値を持って表面抵抗とした。
【００５６】
（伝導ノイズ抑制効果、クロストーク）
伝導ノイズ抑制効果の確認として、図４または図５に示すポート１、ポート２間のＳ２１パラメータを評価した。
また、抵抗層の信号伝送路への影響の確認として、図４または図５に示すポート１、ポート３間（近端クロストーク）のＳ３１パラメータ、および図４または図５に示すポート１、ポート４間（遠端クロストーク）のＳ４１パラメータを評価した。
１ＧＨｚ以上の高い周波数帯域での実測は困難を極めるため、これらの評価は、３Ｄ電磁界シミュレータ（アジレント社製、製品名：ＥＭＤＳ）を用いて解析する方法で行った。導電率は８００００Ｓ／ｍを用いた。
【００５７】
〔実施例１〕
図４に示す、電源線路、信号伝送線路、グランド層および抵抗層を有する伝導ノイズ抑制構造体（マイクロストリップ構造）を作製した。
まず、片面に銅箔（厚さ１８μｍ）が設けられたポリイミドフィルムを２枚用意し、一方のフィルムのポリイミドからなる面上に、ニッケル金属を、窒素ガスを流入しながら反応性スパッタリング法にて蒸着して薄膜を形成し、該薄膜をエッチングして２つの抵抗層１４（厚さ：２５ｎｍ）を形成した。抵抗層１４の表面抵抗は１００Ωであった。
【００５８】
ついで、抵抗層１４を形成した面上に、他方のフィルムのポリイミドからなる面を、ポリイミド系接着剤を介して重ね合わせ、貼り合わせた。
ついで、フォトリソグラフィー法により一方の銅箔を図４に示すパターン形状にエッチングして、電源線路１１および信号伝送線路１２を形成し、伝導ノイズ抑制構造体を得た。
【００５９】
得られた伝導ノイズ抑制構造体における各寸法を図４に示す。
信号伝送線路１２に近い方の抵抗層１４の、信号伝送線路１２側の縁端部の位置をずらして抵抗層１４の幅Ｗ２を変化させることによって、間隙の幅Ｄを０ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、および０．４ｍｍと変化させて５種類の伝導ノイズ抑制構造体を作製した。
【００６０】
各伝導ノイズ抑制構造体について、Ｓ２１パラメータ、Ｓ３１パラメータ、およびＳ４１パラメータを評価した。Ｓ２１パラメータを図６に、Ｓ３１パラメータを図７に、Ｓ４１パラメータを図８に示す。図７および図８においては、基板（伝導ノイズ抑制構造体）の長さ方向の共振ピークが存在するため、２０ＧＨｚまでの総エネルギーを比較するため、各周波数での減衰量（ｄＢ）の総和（擬似積分値）を求めた。結果を表１および表２に示す。
【００６１】
〔比較例１〕
抵抗層１４を設けない以外は、実施例１と同様にして、図５に示す構成の両面基板を作製し、実施例１と同様にして評価した。結果を図６〜８、表１および表２に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
実施例１および比較例１の結果より、伝導ノイズ抑制効果（Ｓ２１）は、抵抗層が設けられ、間隙の幅Ｄが小さいほど、すなわち抵抗層の幅が広いほど大きな伝導ノイズ抑制効果を示した。周波数特性では、周波数が上がるほど大きな伝導ノイズ抑制効果を示した。
近端クロストーク（Ｓ３１）および遠端クロストーク（Ｓ４１）は、ほぼ同様の結果を示し、間隙の幅Ｄが０ｍｍのときは、抵抗層がない比較例１の状態より抵抗層と信号伝送線路はクロストークを起こしている。間隙の幅Ｄが０．１ｍｍ以上ではクロストークの影響はあるものの、０ｍｍのときよりは抑制されている。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
高密度に実装された情報処理機器、通信機器等、特に光モジュールやワークステーション、携帯電話、ゲーム機器等のＣＰＵ等の電源周囲の高周波ノイズを、近傍に配線される信号伝送線路の信号品質を落とすことなく抑制することができる伝導ノイズ抑制構造体を提供することができ、産業上非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の伝導ノイズ抑制構造体の第１の実施形態を示す断面斜視図である。
【図２】本発明の伝導ノイズ抑制構造体の第２の実施形態を示す断面斜視図である。
【図３】抵抗層の表面を観察した原子間力顕微鏡像である。
【図４】実施例１における伝導ノイズ抑制構造体の斜視図である。
【図５】比較例１における両面基板の斜視図である。
【図６】実施例１、比較例１における伝導ノイズ抑制効果（Ｓ２１）を示すグラフである。
【図７】実施例１、比較例１における近端クロストーク（Ｓ３１）を示すグラフである。
【図８】実施例１、比較例１における遠端クロストーク（Ｓ４１）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 伝導ノイズ抑制構造体
１１ 電源線路
１２ 信号伝送線路
１３ グランド層
１４ 抵抗層
１５ 絶縁層
１６ グランド線路
２０ 伝導ノイズ抑制構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一面上に互いに離間して設けられた電源線路および信号伝送線路と、
電源線路および信号伝送線路と離間して対向配置されたグランド層と、
電源線路およびグランド層と離間して対向配置された抵抗層とを有し、
電源線路の幅方向における電源線路の幅Ｗ１と、電源線路の幅方向における抵抗層の幅Ｗ２とが、下記式（１）を満足し、
抵抗層が、電源線路と対向している領域（Ｉ）および電源線路と対向していない領域（II）を有し、
電源線路の幅方向において、抵抗層と信号伝送線路とが離間している、伝導ノイズ抑制構造体。
Ｗ１≧Ｗ２ ・・・（１）。
【請求項２】
さらに、隣り合う電源線路と信号伝送線路との間に設けられたグランド線路を有し、
電源線路の幅方向における抵抗層と信号伝送線路との間隙の幅Ｄと、電源線路の幅方向におけるグランド線路と信号伝送線路との線間距離Ｌ２とが、下記式（２）を満足する、請求項１記載の伝導ノイズ抑制構造体。
Ｄ＞Ｌ２ ・・・（２）。
【請求項３】
電源線路の幅方向における抵抗層と信号伝送線路との間隙の幅Ｄと、電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔと、電源線路の幅Ｗ１と、電源線路の幅方向における電源線路と信号伝送線路との距離Ｌとが、下記式（３）を満足する、請求項１または２に記載の伝導ノイズ抑制構造体。
３Ｔ≦Ｄ＜（Ｌ＋Ｗ１） ・・・（３）。
【請求項４】
抵抗層が、電源線路とグランド層の間に設けられ、
電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔと、電源線路の厚さ方向におけるグランド層と抵抗層との距離Ｔｇとが、下記式（４）を満足する、請求項１〜３のいずれかに記載の伝導ノイズ抑制構造体。
Ｔ＜Ｔｇ ・・・（４）。
【請求項５】
電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔが、２〜１００μｍである、請求項１〜４のいずれかに記載の伝導ノイズ抑制構造体。
【請求項６】
抵抗層が、物理的蒸着により形成された、厚さ５〜３００ｎｍの層である、請求項１〜５のいずれかに記載の伝導ノイズ抑制構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の伝導ノイズ抑制構造体を具備する、配線回路基板。
【請求項１】
同一面上に互いに離間して設けられた電源線路および信号伝送線路と、
電源線路および信号伝送線路と離間して対向配置されたグランド層と、
電源線路およびグランド層と離間して対向配置された抵抗層とを有し、
電源線路の幅方向における電源線路の幅Ｗ１と、電源線路の幅方向における抵抗層の幅Ｗ２とが、下記式（１）を満足し、
抵抗層が、電源線路と対向している領域（Ｉ）および電源線路と対向していない領域（II）を有し、
電源線路の幅方向において、抵抗層と信号伝送線路とが離間している、伝導ノイズ抑制構造体。
Ｗ１≧Ｗ２ ・・・（１）。
【請求項２】
さらに、隣り合う電源線路と信号伝送線路との間に設けられたグランド線路を有し、
電源線路の幅方向における抵抗層と信号伝送線路との間隙の幅Ｄと、電源線路の幅方向におけるグランド線路と信号伝送線路との線間距離Ｌ２とが、下記式（２）を満足する、請求項１記載の伝導ノイズ抑制構造体。
Ｄ＞Ｌ２ ・・・（２）。
【請求項３】
電源線路の幅方向における抵抗層と信号伝送線路との間隙の幅Ｄと、電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔと、電源線路の幅Ｗ１と、電源線路の幅方向における電源線路と信号伝送線路との距離Ｌとが、下記式（３）を満足する、請求項１または２に記載の伝導ノイズ抑制構造体。
３Ｔ≦Ｄ＜（Ｌ＋Ｗ１） ・・・（３）。
【請求項４】
抵抗層が、電源線路とグランド層の間に設けられ、
電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔと、電源線路の厚さ方向におけるグランド層と抵抗層との距離Ｔｇとが、下記式（４）を満足する、請求項１〜３のいずれかに記載の伝導ノイズ抑制構造体。
Ｔ＜Ｔｇ ・・・（４）。
【請求項５】
電源線路の厚さ方向における電源線路と抵抗層との距離Ｔが、２〜１００μｍである、請求項１〜４のいずれかに記載の伝導ノイズ抑制構造体。
【請求項６】
抵抗層が、物理的蒸着により形成された、厚さ５〜３００ｎｍの層である、請求項１〜５のいずれかに記載の伝導ノイズ抑制構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の伝導ノイズ抑制構造体を具備する、配線回路基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１０５３２２（Ｐ２００９−１０５３２２Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７７７６９（Ｐ２００７−２７７７６９）
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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