JP2003224227A - 配線基板およびこれを用いた半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各信号配線の特性インピーダンスの不整合を
少なくし、反射ノイズの発生を低減できるとともに、接
地および／または電源導体層の膨れや剥れのない配線基
板およびそれを用いた半導体装置を提供するものであ
る。 【解決手段】 配線導体層３と、この配線導体層３に絶
縁層２を介して上下に対向配置され、格子状に配列され
た開口部４ａ・５ａを有する接地導体層４および／また
は電源導体層５とを具備した配線基板８であって、開口
部４ａ・５ａは、上下で互いに重ならない位置に配列さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を搭載
するために用いられる配線基板およびこの配線基板に半
導体素子を搭載して成る半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、現在の電子機器は、移動体通信
機器に代表されるように小型・薄型・軽量・高性能・高
機能・高品質・高信頼性が要求されてきており、このよ
うな電子機器に搭載される電子装置も小型・高密度化が
要求されるようになってきている。そのため、半導体装
置を構成する配線基板にも小型化・薄型化・多端子化が
求められてきており、それを実現するために信号配線等
の配線の幅を細くするとともにその間隔を狭くし、さら
に配線の多層化・配線間を接続する貫通導体の小径化に
より高密度配線化が図られている。

【０００３】このような高密度配線が可能な配線基板と
して、ビルドアップ法を採用して製作された配線基板が
知られている。ビルドアップ法とは、例えば、ガラスク
ロスやアラミド不布織等の補強材に耐熱性や耐薬品性を
有するエポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂を含浸さ
せて複合化した絶縁基板上に、間に導体層を挟んでエポ
キシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る接着材を塗布して絶
縁層を形成するとともに絶縁層を加熱硬化させた後、導
体層上部の絶縁層にレーザで径が50〜200μｍ程度の貫
通孔を穿設し、しかる後、絶縁層表面を化学粗化し、さ
らに無電解銅めっき法および電解銅めっき法を用いて貫
通孔底面の導体層上および貫通孔側面に導体膜を被着し
て貫通導体を形成するとともに絶縁層表面に貫通導体と
接続する導体層を形成し、さらに、絶縁層や貫通導体・
導体層の形成を複数回繰り返すことにより配線基板を製
作する方法である。

【０００４】このような配線基板の導体層は、用途によ
って、配線導体層および接地導体層・電源導体層に機能
化されている。このうち配線導体層は、半導体素子に入
出力される電気信号を電磁波障害なしに外部の電気回路
基板に伝播させるための導電路としての機能を有し、所
定の回路形状にパターン化した薄膜導体から構成されて
いる。このような配線導体層は、信号配線および接地ま
たは電源配線から成り、信号配線間のクロストークノイ
ズを低減するために、接地または電源配線が信号配線間
に配置されている。また接地導体層および電源導体層
は、配線基板に実装される半導体素子にそれぞれ接地電
位および電源電位を供給するとともに、信号導体層を流
れる電流によって発生する電磁波をシールドし、他の配
線導体層に生じるノイズを防止する機能を有し、絶縁層
の略全面をめっきしたベタパターンの薄膜導体から成
る。このような役割を担う配線導体層および接地導体層
・電源導体層は、それぞれ配線基板の表面に設けた実装
用電極に貫通導体を介して電気的に接続され、配線基板
に実装される半導体素子への電力の供給・信号の伝達あ
るいは電磁波のシールドを行うことができるような積層
構造に配置されている。そして、配線導体層などから発
生する電磁波を、接地導体層や電源導体層で渦電流に変
換することによってシールドし、かかるシールド効果に
よって他の配線導体層でクロストークノイズが発生しな
いように構成されている。

【０００５】なお、接地導体層および電源導体層のベタ
パターンには、絶縁層の樹脂が硬化する際に発生するガ
スを逃すため、および積層する絶縁層同士の密着性を向
上させるために格子状に配列された開口部が設けられて
いる。このような格子状に配列された開口部は、配線基
板を平面視した時に、接地導体層および電源導体層の略
全面にわたって配列されている。また、接地導体層およ
び電源導体層に格子状に配列された開口部は、上下に位
置する他の接地導体層および電源導体層の開口部と重な
る位置に配列されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の配
線基板では、これを平面視した時に、接地導体層および
電源導体層に格子状に配列された開口部が上下に位置す
る他の接地導体層および電源導体層の開口部と重なる位
置に配列されていることから、信号配線によっては、絶
縁層を介して上下に配置された接地導体層および／また
は電源導体層に形成された開口部と上下共に重なる部分
と上下共に重ならない部分とが形成され、その結果、上
下の接地導体層および／または電源導体層と電磁結合す
る部分と電磁結合しない部分とが発生し、信号配線内で
特性インピーダンスが部分的に大きく異なってしまうと
ともに、高周波信号領域で特性インピーダンスの不整合
による反射ノイズが発生してしまい、この反射ノイズに
より搭載する半導体素子が誤作動してしまうという問題
点を有していた。

【０００７】加えて、接地導体層および電源導体層に形
成された開口部は凹部となるため、このような接地導体
層および電源導体層が被着形成された絶縁層を開口部が
上下に重なるように複数積層して配線基板を製作した場
合、配線基板の表面には各開口部の凹部が重畳され大き
な窪み形成されてしまい、その結果、表面の平滑性が悪
くなり、配線基板への半導体素子の搭載が困難となって
しまうという問題点を有していた。

【０００８】また、従来の配線基板は、その開口部の面
積が大きすぎると接地導体層および／または電源導体層
によるシールド効果が小さくなり、信号の漏れによるク
ロストークノイズが発生してしまうという問題点を、逆
に開口部の面積が小さすぎると絶縁層の樹脂が硬化する
際に発生するガスが外部に容易に抜けることができず、
接地導体層および／または電源導体層が膨れたり剥れた
りしまうという問題点を有していた。

【０００９】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
完成されたものであり、その目的は、各信号配線の特性
インピーダンスの不整合を小さくして反射ノイズの発生
を低減するとともに、接地導体層または電源導体層に膨
れや剥れの発生しない配線基板およびそれを用いた半導
体装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、配
線導体層と、この配線導体層に絶縁層を介して上下に対
向配置され、格子状に配列された開口部を有する接地導
体層および／または電源導体層とを具備した配線基板で
あって、前記開口部は、上下で互いに重ならない位置に
配列されていることを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の配線基板は、上記構成にお
いて、前記開口部は開口の一辺が0.10〜0.15ｍｍである
とともに、前記開口間の間隔が0.3〜0.6ｍｍであること
を特徴とするものである。

【００１２】さらに、本発明の半導体装置は、上記の配
線基板の表面に前記配線導体層と電気的に接続された半
導体素子実装用電極を有するとともに、該半導体素子実
装用電極に前記配線基板に搭載した半導体素子の電極を
電気的に接続して成ることを特徴とするものである。

【００１３】本発明の配線基板によれば、配線導体層の
上下に配置された接地導体層および／または電源導体層
の開口部を上下で互いに重ならない位置に配列したこと
から、配線導体層を構成する信号配線が全ての領域にお
いて、絶縁層を介して接地導体層および／または電源導
体層の少なくとも１つと対向配置することとなり、その
結果、信号配線が全ての領域において、上下に位置する
接地導体層および／または電源導体層と電磁結合するこ
とが可能となり、信号配線内で特性インピーダンスが部
分的に大きく異なることはない。従って、信号配線の特
性インピーダンスの不整合を小さくして反射ノイズの発
生を低減することが可能となり、高周波信号領域におい
ても搭載する半導体素子の反射ノイズによる誤作動を防
止することが可能となる。また、配線基板の表面に、各
開口部の凹部が重畳して大きな窪みが形成されることも
なく、その結果、表面が平滑で半導体素子の実装が容易
な配線基板とすることができる。

【００１４】また、本発明の配線基板によれば、開口部
の開口の一辺を0.10〜0.15ｍｍとするとともに開口間の
間隔を0.3〜0.6ｍｍとしたことから、絶縁層の樹脂が硬
化する際に発生するガスを外部に容易に抜くことができ
るとともに、接地導体層および／または電源導体層で信
号配線を良好にシールドすることが可能となり、その結
果、絶縁層が硬化する際に接地導体層および／または電
源導体層が膨れたり剥れたりすることはなく、かつ高周
波領域における信号配線間のクロストークノイズを良好
に低減できる。

【００１５】さらに、本発明の半導体装置によれば、上
記の配線基板の表面に配線導体層と電気的に接続された
半導体素子の実装用電極を有するとともに、実装用電極
に半導体素子の電極を電気的に接続して成ることから、
特性インピーダンスの変動の少ない、高周波信号領域で
も安定的に信号伝達のできる半導体装置とすることがで
きる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の配線基板およびこ
れを用いた半導体装置を添付の図面に基づいて詳細に説
明する。

【００１７】図１は、本発明の配線基板に半導体素子を
搭載して成る半導体装置の実施の形態の一例を示す断面
図であり、１は絶縁基板、２は絶縁層、３は配線導体
層、４は接地導体層、５は電源導体層、６は貫通導体で
あり、主にこれらで本発明の配線基板８が構成される。
また、この配線基板８に半導体素子９を搭載し、実装用
電極10と半導体素子９の電極とを電気的に接続すること
により本発明の半導体装置11と成る。また、図２は、図
１に示す配線基板の要部拡大平面図であり、３ａは配線
導体層３を構成する信号配線、４ａ・５ａは、それぞれ
接地導体層４および電源導体層5に格子状に配列された
開口部である。なお、図２は、上下に位置する信号配線
３ａ、開口部４ａ・５ａの位置関係が明確となるよう
に、絶縁層２を透過して見たときの平面図であり、表面
に位置する開口部５ａを実線で、内部に位置する開口部
４ａおよび信号配線３ａを点線で示してある。

【００１８】配線基板８は、半導体素子９の支持部材と
しての機能を有し、絶縁基板１の表面および／または裏
面の主面に複数の絶縁層２を積層することにより形成さ
れている。

【００１９】絶縁基板１は、絶縁層２の支持体としての
機能を有し、例えばガラスクロス−エポキシ樹脂やガラ
スクロス−ビスマレイミドトリアジン樹脂・ガラスクロ
ス−ポリフェニレンエーテル樹脂・アラミド繊維−エポ
キシ樹脂等から成り、常法により製作される。また、絶
縁基板１の主面には、電源導体層５等の導体層が被着形
成されており、これらの導体層は、絶縁基板１内部に形
成されたスルーホール導体15で電気的に接続されてい
る。さらに、絶縁基板１の主面には絶縁層２を介して、
銅や金・ニッケル・アルミニウム等の金属薄膜からなる
配線導体層３や接地導体層４・電源導体層５・実装用パ
ッド10が積層されている。

【００２０】絶縁層２は、配線導体層３や接地導体層４
・電源導体層５・実装用パッド10を支持する支持部材と
して機能し、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリ
アジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性
樹脂とエラストマーと無機絶縁性フィラーとから成る。
なお、絶縁層２は、配線導体層３や接地導体層４・電源
導体層５・実装用パッド10等の金属薄膜との密着性を良
好となすために、表面を粗化できる熱可塑性樹脂成分も
含有してもよい。

【００２１】このような絶縁層２は、例えばエポキシ樹
脂と熱可塑性樹脂・エラストマー・無機絶縁性フィラー
に溶剤等を添加した混合物を混練して液状ワニスを得、
この液状ワニスをポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）製離型シート上に塗布し、60〜100℃の温度で乾燥
することによりフィルム状に成形し、このフィルムを絶
縁基板１表面に真空ラミネータを用いて圧着し、オーブ
ンで熱硬化することにより積層される。

【００２２】なお、絶縁層２となる乾燥後のフィルム
は、エラストマーを含有することから、フィルム上面に
ポリエチレンシートを積層し、ロール状に巻き取ること
により容易に貯蔵できる。また、フィルムの厚さは自由
に設定することができるが、絶縁性の観点からは20〜10
0μｍの範囲の厚さが好ましい。

【００２３】また、絶縁層２の表面には、配線導体層３
やベタパターンの接地導体層４・電源導体層５および実
装用電極10が形成されており、これらはそれぞれ絶縁層
２を貫通する貫通導体６で電気的に接続されている。こ
のような配線導体層３や接地導体層４・電源導体層５・
実装用電極10は、配線基板８に搭載される半導体素子９
を外部電気回路基板（図示せず）に電気的に接続する導
電路としての機能を有する。そして配線基板８の上面に
形成された実装用電極10に半導体素子９の各電極を導体
バンプ13を介して接続することにより半導体素子９が配
線基板８上に実装されて本発明の半導体装置11となり、
配線基板８の下面に形成された実装用電極10を外部電気
回路基板の配線導体に半田を介して接合することによ
り、半導体装置11が外部電気回路基板に実装されること
となる。

【００２４】なお、配線導体層３は信号を伝達させるた
めの、幅が20〜100μｍの信号配線３ａを具備してい
る。一方、接地導体層４や電源導体層５は、絶縁層２の
略全面に形成された、いわゆるベタパターンであり、絶
縁層２の樹脂が硬化する際に発生するガスを外部に逃す
ために、および絶縁層２同士の密着性を向上させるため
に多数の格子状に配列された開口部４ａ・５ａが形成さ
れている。また、実装用電極10は、絶縁層２の最外層に
形成され、半導体素子９が実装される上面側では、その
直径が90〜360μｍ程度の略円形であり、外部電気回路
基板に実装される下面側では、その直径が400〜1000μ
ｍ程度である。

【００２５】これらの配線導体層３や接地導体層４・電
源導体層５・貫通導体６・実装用電極10を形成する金属
材料としては、電気抵抗値が低いという観点からは銅や
金・ニッケル・アルミニウム等の金属が好ましく、安価
という観点からは銅が好ましい。なお、配線導体層３や
接地導体層４・電源導体層５・実装用電極10を構成する
銅や金・ニッケル・アルミニウム等から成る金属薄膜の
厚みは、高速の信号を伝達させるという観点からは３μ
ｍ以上であることが好ましく、これらの金属薄膜を絶縁
基板１や絶縁層２に被着形成する際に金属薄膜に大きな
応力を残留させず、金属薄膜が絶縁基板１や絶縁層２か
ら剥離しにくいものとするためには50μｍ以下としてお
くことが好ましい。

【００２６】このような金属薄膜は、次に述べる方法に
より形成される。まず、絶縁層２の所望の個所に、例え
ば炭酸レーザを用いて貫通孔を形成した後に、絶縁層２
の表面および貫通孔の内壁を過マンガン酸塩類水溶液等
の粗化液に浸漬して粗化する。次に、絶縁層２の表面お
よび貫通孔の内壁を無電解めっきの触媒となる例えばパ
ラジウムの水溶液中に浸漬して絶縁層２の表面と貫通孔
の内壁に触媒を被着させ、さらに、硫酸銅・ロッセル塩
・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等から成
る無電解めっき液に約30分間浸漬して、数μｍの無電解
銅めっき膜を析出させる。そして次に、絶縁層２の表面
に感光性ドライフィルムレジストをラミネートし露光と
現像により薄膜導体となる所定の配線パターンを形成
し、しかる後に、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢剤
等から成る電解銅めっき液に数Ａ／ｄｍ²の電流を印加
しながら数時間浸漬することにより貫通導体６を貫通孔
の内壁に形成する。

【００２７】さらに、水酸化ナトリウムを用いて感光性
ドライフィルムレジストを剥離し、しかる後、硫酸・過
酸化水素水溶液でめっき膜表面をエッチングすることに
より、絶縁層２の表面に配線導体層３や格子状に配列さ
れた方形開口部４ａ・５ａを有する接地導体層４・電源
導体層５・実装用電極10が形成される。

【００２８】そして、このような配線導体層３や接地導
体層４・電源導体層５・貫通導体６等を形成した絶縁層
２の上面に、次の絶縁層２を積層するとともに上記と同
じ工程を繰り返して次の層の配線導体層３や接地導体層
４・電源導体層５・貫通導体６等を繰り返し形成するこ
とにより絶縁層２と配線導体層３や接地用導体層４・電
源導体層５等とが交互に積層された多層配線構造が形成
される。

【００２９】なお、本発明の配線基板８において、配線
導体層３と接地導体層４または電源導体層５とは対に成
るように設計されており、配線導体層３の上下には絶縁
層２を介して接地導体層４および／または電源導体層５
が、これらの接地導体層４および／または電源導体層５
に形成された開口部４ａ・５ａが上下に重ならないよう
にして配置されている。そして、このことが重要であ
る。

【００３０】本発明の配線基板によれば、配線導体層３
の上下に配置された接地導体層４および／または電源導
体層５の開口部４ａ・５ａを上下で互いに重ならない位
置に配列したことから、配線導体層３を構成する信号配
線３ａが全ての領域において、絶縁層２を介して接地導
体層４および／または電源導体層５の少なくとも１つと
対向配置することとなり、その結果、信号配線３ａの全
ての領域において、信号配線３ａが上下に位置する接地
導体層４および／または電源導体層５と電磁結合するこ
とが可能となり、信号配線３ａ内で特性インピーダンス
が部分的に大きく異なることはない。従って、信号配線
３ａの特性インピーダンスの不整合を小さくして反射ノ
イズの発生を低減することが可能となり、高周波信号領
域においても搭載する半導体素子９の誤作動を防止する
ことが可能となる。また、配線基板８の表面に、各開口
部４ａ・５ａの凹部が重畳して大きな窪みが形成される
こともなく、その結果、表面が平滑で半導体素子９の実
装が容易な配線基板８とすることができる。

【００３１】なお、開口は、図２では方形のものを図示
しているが、その形状が三角形や正方形・長方形等の多
角形や、円形や楕円形等、あるいはこれらを組み合わせ
た形状であり、一般的には、正方形や長方形状のものが
用いられる。

【００３２】また、ここでいう反射ノイズとは、特性イ
ンピーダンスの不整合により電圧反射が生じることによ
り信号配線３ａに伝達される信号の波形が階段的に乱れ
る現象であり、特に、高周波領域では、小さな特性イン
ピーダンスの不整合でも反射ノイズが生じ易く、これに
より配線基板８に搭載されている半導体素子９が誤作動
することがある。

【００３３】さらに、本発明の配線基板８においては、
開口部４ａ・５ａの開口の一辺が、0.10〜0.15ｍｍであ
るとともに開口間の間隔が0.3〜0.6ｍｍであることが好
ましい。開口部４ａ・５ａの開口の一辺が、0.10ｍｍよ
り小さいと、開口の面積が不十分となり絶縁層２の樹脂
が硬化する際に発生するガスが絶縁層２から容易に抜け
ず、その結果、接地導体層４および／または電源導体層
５が膨れたり剥れたりしてしまう傾向があり、0.15ｍｍ
より大きいと開口の面積が大きすぎるものとなり、接地
導体層４および／または電源導体層５によるシールド効
果が小さくなり、クロストークノイズが発生し半導体素
子９が誤作動してしまう危険性がある。また、開口間の
間隔が0.3ｍｍ未満であると、接地導体層４および／ま
たは電源導体層５のシールド効果が小さくなり、クロス
トークノイズが発生して半導体素子９が誤作動してしま
う危険性にあり、0.6ｍｍより大きいと開口部４ａ・５
ａの間隔が大きなものとなり、絶縁層２の樹脂が硬化す
る際に発生するガスを絶縁層２から均一に抜かすことが
困難となり、接地導体層４および／または電源導体層５
が膨れたり剥れたりしてしまう傾向にある。

【００３４】なおここで、開口の一辺の長さを規定して
いるのは開口の面積を規定するためであって、開口の一
辺とは形状が正方形や長方形の場合はその一辺である。
その他の形状の場合は、開口の面積が一辺の長さが0.10
ｍｍの正方形と一辺の長さが0.15ｍｍの正方形の面積の
間となるように、その一辺あるいは形状を決めればよ
い。また、開口間の間隔とは、隣接する開口間のうち一
番近くに配置された開口間までの距離である。

【００３５】また、ここでクロストークノイズとは、信
号配線３ａ同士の容量結合や誘電結合により、ある信号
配線３ａを伝達する信号が他の信号配線３ａに電流を誘
起させるとともに電磁波を発生させる現象であり、本発
明においては、信号配線３ａの上下に絶縁層２を介して
接地導体層４および／または電源導体層５を配置してい
ることから、信号配線３ａから発生する電磁波を接地導
体層４および／または電源導体層５で渦電流に変換する
ことによってシールドし、かかるシールド効果によって
他の信号配線３ａでノイズが発生しないようにしてい
る。

【００３６】また、配線基板８は、これに半導体素子９
を実装する際等の熱履歴から絶縁層２および実装用電極
10を保護するために、絶縁層２の最外層表面に感光性樹
脂から成る耐半田樹脂層12を被着形成してもよい。この
場合、耐半田樹脂層12の実装用電極10上部には実装用電
極10と半導体素子９の電極とを接続する導体バンプ13を
接合するための開口が露光・現像により形成される。さ
らに、その開口内の実装用電極10の表面にニッケル・金
等の良導電性で耐腐蝕性に優れた金属をめっき法により
１〜20μｍの厚さに被着させておくと、実装用電極10表
面の酸化腐食を有効に防止できるとともに実装用電極10
と導体バンプ13との接続を良好とすることができる。

【００３７】そして、配線基板８表面の実装用電極10と
半導体素子９の電極とを導体バンプ13を介して電気的に
接続することによって本発明の半導体装置11が形成され
る。なお、実装用電極10上に被着された耐半田樹脂層12
の開口の形状は円形状であることが望ましく、さらに、
それらの径は半導体素子９が実装される上面側が50〜30
0μｍ、外部電気回路基板に実装される下面側が300〜80
0μｍの範囲とすることが好ましい。

【００３８】実装用電極10と半導体素子９の各電極とを
電気的に接続する導体バンプ13は、配線基板８表面の実
装用電極10上に半田等の金属を溶着させるにより形成さ
れている。このような導体バンプ13は、金や鉛−錫・錫
−亜鉛・錫−銀−ビスマス等の合金の導電材料から成
り、例えば導電材料が鉛−錫から成る半田の場合、鉛−
錫から成るぺーストを耐半田樹脂層12の開口内にスクリ
ーン印刷法によって印刷するか、あるいは鉛−錫から成
る半田ボールを耐半田樹脂層12の開口内に載置した後、
リフロー炉を通すことによって実装用電極10上に半球状
に固着形成される。しかる後、半導体素子９を導体バン
プ13上に載置し、リフロー炉を通すことによって実装用
電極10と半導体素子９の各回路とが電気的に接続され
る。なお、半導体素子９と配線基板８表面との間に、熱
硬化性樹脂とフィラーとから成るアンダーフィル材14を
注入することによって、導体バンプ13が保護されるとと
もに半導体素子９が配線基板８に強固に固着される。

【００３９】かくして、本発明の配線基板８によれば、
その上面に半導体素子９を搭載するとともに半導体素子
９の各電極と配線基板８上面の実装用電極10とを導体バ
ンプ13を介して電気的に接続することにより半導体素子
９が配線基板８上に実装されて本発明の半導体装置11と
なる。

【００４０】なお、本発明の配線基板８および半導体装
置11は上述の実施例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あれば種々の変更は可能であ
ることは言うまでもない。

【００４１】

【実施例】本発明の配線基板に半導体素子を搭載した半
導体装置を評価するために、以下に説明するような半導
体装置を作成した。

【００４２】まず、ガラスクロス−エポキシ樹脂から成
る絶縁基板１を用意した。次に、エポキシ樹脂と熱可塑
性樹脂・エラストマー・無機絶縁性フィラーに溶剤等を
添加した混合物を混練して液状ワニスを得、この液状ワ
ニスをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製離型シ
ート上に塗布し、60〜100℃の温度で乾燥することによ
りフィルム状の絶縁層２を成形し、この絶縁層２を絶縁
基板１の表面に真空ラミネータを用いて圧着し、オーブ
ンで熱硬化することにより積層した。

【００４３】次に、絶縁層２の表面に配線導体層３や格
子状に配列された方形開口部４ａ・５ａを有する接地導
体層４・電源導体層５・実装用電極10等の金属薄膜を、
以下の方法により形成した。まず、絶縁層２の所望の個
所に、炭酸レーザを用いて貫通孔を形成した後に、絶縁
層２の表面および貫通孔の内壁を過マンガン酸塩類水溶
液等の粗化液に浸漬して粗化する。次に、絶縁層２の表
面および貫通孔の内壁を無電解めっきの触媒となる例え
ばパラジウムの水溶液中に浸漬して絶縁層２の表面と貫
通孔の内壁に触媒を被着させ、さらに、硫酸銅・ロッセ
ル塩・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等か
ら成る無電解めっき液に約30分間浸漬して、数μｍの無
電解銅めっき膜を析出させた。そして次に、絶縁層２の
表面に感光性ドライフィルムレジストをラミネートし露
光と現像により薄膜導体となる所定の配線パターンを形
成し、しかる後に、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢
剤等から成る電解銅めっき液に３Ａ／ｄｍ²の電流を印
加しながら２時間浸漬することにより貫通導体６を貫通
孔の内壁に形成した。

【００４４】さらに、水酸化ナトリウムを用いて感光性
ドライフィルムレジストを剥離し、しかる後、硫酸・過
酸化水素水溶液でめっき膜表面をエッチングすることに
より、絶縁層２の表面に配線導体層３や格子状に配列さ
れた方形開口部４ａ・５ａを有する接地導体層４・電源
導体層５・実装用電極10が形成した。なお、この実施例
では、絶縁基板１の表面に電源導体層５と形成し、さら
にこの上に、絶縁層２を５層積層し各絶縁層２層の表面
に、配線導体層３・接地導体層４・配線導体層３・電源
導体層５・実装用電極３の順に配置した配線基板８を製
作した。

【００４５】まず、開口が上下で重なっている場合と重
なっていない場合反射ノイズの発生状況を調べた。な
お、この調査では、開口の形状を正方形とし、間隔を0.
3ｍｍとした。その結果を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】試料No.１は、接地導体層４・電源導体層
５の両者の開口が上下で重なるとともに開口が配線導体
層３を構成する信号配線３ａと重なるように配置した場
合、試料No.２は、接地導体層４・電源導体層５の両者
の開口が上下で重なってはいないが、信号配線３ａがい
ずれかの開口と重なるように配置した場合、試料No.３
は、開口同士および信号配線３ａがいずれも重ならない
よう配置した場合である。接地導体層４・電源導体層５
の両者の開口および開口が配線導体層３を構成する信号
配線３ａが重なった場合、特性インピーダンスの大きな
不整合により反射ノイズが発生した。また、配線基板８
の表面にも開口による窪みが目視で観察された。それに
対し、接地導体層４・電源導体層５の両者の開口が上下
で重ならないように配置した場合、特性インピーダンス
の大きな不整合が生じず、反射ノイズが低減および防止
できた。

【００４８】次に、開口の一辺の長さおよび間隔の値を
変えた時の電気特性および配線基板の外観との関係調べ
た。結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】開口の一辺の長さが0.10ｍｍより短い場合
（試料No.４）、開口の面積が不十分となり絶縁層２の
樹脂が硬化する際に発生するガスが絶縁層２から容易に
抜けず、接地導体層４および／または電源導体層５が膨
れてしまった。開口の一辺の長さが0.15ｍｍより長い場
合（試料No.８，９）、接地導体層４および／または電
源導体層５によるシールド効果が小さくなり、クロスト
ークノイズが発生し半導体素子９が誤作動してしまっ
た。それに対して、開口の辺の長さが0.10〜0.15ｍｍの
範囲であると（試料No.５，６，７）、接地導体層４お
よび／または電源導体層５で信号配線３ａを良好にシー
ルドすることが可能となることがわかった。また、絶縁
層２が硬化する際に接地導体層４および／または電源導
体層５が膨れたり剥れたりすることはなく、かつ高周波
領域における信号配線間のクロストークノイズを良好に
低減できることがわかった。

【００５１】また、開口間の間隔が0.3ｍｍより短い
（試料No.10）と接地導体層４および／または電源導体
層５のシールド効果が小さくなり、クロストークノイズ
が発生して半導体素子９が誤作動してしまった。開口間
の間隔が0.6ｍｍより短い（試料No.14）と間隔が大きな
ものとなり、絶縁層２の樹脂が硬化する際に発生するガ
スを絶縁層２から均一に抜かすことが困難となり、接地
導体層４および／または電源導体層５が膨れてしまっ
た。それに対して、開口の間隔が0.3〜0.6ｍｍの場合
（試料No11，12，13）と接地導体層４および／または電
源導体層５で信号配線３ａを良好にシールドすることが
可能となり、絶縁層２が硬化する際に接地導体層４およ
び／または電源導体層５が膨れたり剥れたりすることは
なく、かつ高周波領域における信号配線３ａ間のクロス
トークノイズを良好に低減できることがわかった。

【００５２】

【発明の効果】本発明の配線基板によれば、配線導体層
の上下に配置された接地導体層および／または電源導体
層の開口部を上下で互いに重ならない位置に配列したこ
とから、配線導体層を構成する信号配線が全ての領域に
おいて、絶縁層を介して接地導体層および／または電源
導体層の少なくとも１つと対向配置することとなり、そ
の結果、信号配線が全ての領域において、上下に位置す
る接地導体層および／または電源導体層と電磁結合する
ことが可能となり、信号配線内で特性インピーダンスが
部分的に大きく異なることはない。従って、信号配線の
特性インピーダンスの不整合を小さくして反射ノイズの
発生を低減することが可能となり、高周波信号領域にお
いても搭載する半導体素子の誤作動を防止することが可
能となる。また、配線基板の表面に、各開口部の凹部が
重畳して大きな凹凸が形成されることもなく、その結
果、表面が平滑で半導体素子の実装が容易な配線基板と
することができる。

【００５３】また、本発明の配線基板によれば、開口部
の開口の一辺を0.10〜0.15ｍｍとするとともに開口間の
間隔を0.3〜0.6ｍｍとしたことから、絶縁層の樹脂が硬
化する際に発生するガスを外部に容易に抜くことができ
るとともに、接地導体層および／または電源導体層で信
号配線を良好にシールドすることが可能となり、その結
果、絶縁層が硬化する際に接地導体層および／または電
源導体層が膨れたり剥れたりすることはなく、かつ高周
波領域における信号配線間のクロストークノイズを良好
に低減できる。

【００５４】さらに、本発明の半導体装置によれば、上
記の配線基板の表面に配線導体層と電気的に接続された
半導体素子の実装用電極を有するとともに、実装用電極
に半導体素子の電極を電気的に接続して成ることから、
特性インピーダンスの変動の少ない、高周波信号領域で
も安定的に信号伝達のできる半導体装置とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配線基板に半導体素子を搭載して成る
半導体装置の実施の形態の一例を示す断面図である。

【図２】図１に示す配線基板の要部拡大透過平面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・・・・・絶縁基板 ２・・・・・・・絶縁層 ３・・・・・・・配線導体層 ３ａ・・・・・・信号配線 ４・・・・・・・接地導体層 ４ａ・・・・・・接地導体層４に配列した開口部 ５・・・・・・・電源導体層 ５ａ・・・・・・電源導体層５に配列した開口部 ８・・・・・・・配線基板 ９・・・・・・・半導体素子 10・・・・・・・実装用電極 11・・・・・・・半導体装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線導体層と、該配線導体層に絶縁層を
   介して上下に対向配置され、格子状に配列された開口部
   を有する接地導体層および／または電源導体層とを具備
   した配線基板であって、前記開口部は、上下で互いに重
   ならない位置に配列されていることを特徴とする配線基
   板。
2. 【請求項２】 前記開口部は、開口の一辺が０．１０〜
   ０．１５ｍｍであるとともに、前記開口間の間隔が０．
   ３〜０．６ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載
   の配線基板。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の配線基板
   の表面に前記配線導体層と電気的に接続された半導体素
   子実装用電極を有するとともに、該半導体素子実装用電
   極に前記配線基板に搭載した半導体素子の電極を電気的
   に接続して成ることを特徴とする半導体装置。