JP2004193336A

JP2004193336A - ビルドアップ基板

Info

Publication number: JP2004193336A
Application number: JP2002359448A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Asanuma; 努淺沼; Hikari Ikeda; 光池田; Yoshihiro Adachi; 義博安達
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】部品実装に影響を及ぼすことなく、ＧＮＤ（グランド）ビアホールを増加して高周波のＧＮＤ（グランド）を強化し、高周波性能の安定化を実現するビルドアップ基板を提供する。
【解決手段】一層基板部２〜四層基板部９の多層基板で構成し、一層基板部２の表面に、導体パターン３、導体パターン３を拡大したパターン拡大部３ａ，３ｂ、レジスト４、ランドパターン５、ビアホール６を備え、パターン拡大部３ａ，３ｂは、導体パターン３に連続するようにサイズを可能な限り拡大し、この広げたパターンに多数のＧＮＤ（グランド）のビアホール６を配置し、二層基板部７〜四層基板部９を貫通し、四層基板部９の表面（開放面）に設けた任意サイズの導体パターン１０に接続することにより、ランドパターン５が形成するＧＮＤ（グランド）を強化する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はグランド（ＧＮＤ）を強化するビルドアップ基板に係り、特に表面実装部品を実装するグランド（ＧＮＤ）を強化するビアホールを備えたビルドアップ基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のビルドアップ基板において、一層基板部のランドパターンと下層基板部の導体パターンをビアホール（部品のリードを貫通させない小径のスルーホール）で電気的に接続した構成の多層基板（ビルドアップ基板）は知られている。
【０００３】
図４に従来のビルドアップ基板の構成図を示す。（ａ）に一層基板部の表面構成図、（ｂ）図に一層基板部〜四層基板部の断面構成図を示す。（ａ）図において、ビルドアップ基板５０は、ガラスエポキシ材やコンポジット材等の絶縁基板の表面に銅箔を張った銅張り積層基板で構成し、銅箔にエッチング処理を施して表面実装部品等を実装するための導体パターンや導体パターン間を接続する配線パターンを形成し、一層基板部５１の表面に、例えば６個の導体パターン５２、一層基板部５１の表面、導体パターン５２の周囲を覆うレジスト５３、導体パターン５２のレジスト５３開口部であるランドパターン５４、ランドパターン５４から一層基板部５１〜四層基板部５８に亘って貫通させるビアホール５５を備える。
【０００４】
また、（ｂ）図において、ビルドアップ基板５０は、一層基板部５１、二層基板部５６、三層基板部５７および四層基板部５８の四層構造を有し、四層基板５８の表面（開放面）に導体パターン５９を備える。
【０００５】
なお、（ａ）図に示す６箇所のランドパターン５４は、ＧＮＤ（グランド：接地）を形成するものとし、他の信号系のランドパターン、配線パターンは、省略して図示する。
【０００６】
導体パターン５２は、銅箔のパターン表面にレジスト５３が塗布され、レジスト５３の開口部が銅箔パターンのランドパターン５４として形成される。
【０００７】
ランドパターン５４は、導体パターン５２の周囲にレジスト５３を塗布し、レジスト５３の開口部（形状）として導体パターン５２より小さな面積で形成され、表面実装部品の端子を半田付け（接合）する際、表面実装部品の実装ずれや半田部に望ましくない応力が作用することを防止するような最小の形状および面積に設定される。
【０００８】
レジスト５３は、絶縁性の樹脂等を導体パターン５２の周囲に塗布し、導体パターン５２が基板から剥離するのを防止するとともに、開口部をランドパターン５４とし、ランドパターン５４と表面実装部品の端子の半田付けに最適な最小の形状に形成される。
【０００９】
ビアホール５５は、部品のリードを貫通させない小径のスルーホールで形成し、一層基板部５１〜四層基板部５８を貫通させ、導体パターン５２と四層基板部の導体パターン５９を電気的に接続（導通）し、表面実装部品の端子をランドパターン５４に半田付けした状態で、導体パターン５２→ビアホール５５→導体パターン５９の経路で表面実装部品を実装したビルドアップ基板５０のグランド（ＧＮＤ）が形成される。
【００１０】
なお、従来のビルドアップ基板５０において、導体パターン５２にレジスト５３を塗布し、ランドパターン５４を導体パターン５２のレジスト開口部とする方式は、本発明の出願人が独自に採用しているものであり、類似の特許公開公報（特許文献）は、検索できませんでした。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のビルドアップ基板５０は、表面実装部品の高密度実装を目的に開発されてきていることから、一般的にビアホール５５の径は、０．１ｍｍφ〜０．３ｍｍφと小さいため、ＧＮＤ（グランド）の導体パターン５２を内層のＧＮＤ（グランド）導体パターンや最下層（例えば、４層基板の場合は四層基板部５８）の導体パターン５９と接続する場合、端子の小さな表面実装部品を搭載するビルドアップ基板５０の導体パターン５２も小さく、１個のビアホール５５しか設けられないケースが多い。
【００１２】
１個のビアホール５５を用いて導体パターン５２と広い領域の導体パターン５９を電気的に接続しても、導体パターン５２と導体パターン５９の接触は、小径のビアホール５５が１個の点接続のため、表面実装部品を搭載したビルドアップ基板５０のトータルとしては、ＧＮＤ（グランド）として弱い場合がある。
【００１３】
特に、ビルドアップ基板５０にマイクロ波帯のような高周波用の部品を実装する際には、ＧＮＤ（グランド）が弱く、特性が不安定になって特定の周波数帯域で寄生発振などを発生する課題がある。
【００１４】
ＧＮＤ（グランド）のビアホール５５を増やしてＧＮＤ（グランド）の強化を図ることにより、上記課題を解消することができるが、ビアホール５５を増やすためには、ランドパターン５４を広げることになり、表面実装部品の端子と広げたランドパターン５４の接合（半田付け）の際に、ランドパターン５４の半田面が拡がって表面実装部品がずれて実装されたり、半田部に望ましくない応力が作用して表面実装部品が傾いたりする実装不良の新たな課題が生じる。
【００１５】
また、ビルドアップ基板５０の制約から導体パターン５２のサイズが最小限で、ランドパターン５４を広げることができない場合には、ビアホール５５も増やことができない課題がある。
【００１６】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は部品実装に影響を及ぼすことなく、ＧＮＤ（グランド）ビアホールを増加して高周波のＧＮＤ（グランド）を強化し、高周波性能の安定化を実現するビルドアップ基板を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係るビルドアップ基板は、実装部品の端子を実装するランドパターンを開口部とするレジストを塗布した導体パターンを有する一層基板部と、一層基板部に層状に形成され、それぞれ任意サイズの導体パターンを有する複数の層基板部とを備え、ランドパターンに設けたビアホールを介して任意サイズの導体パターンと接続したビルドアップ基板であって、一層基板部は、導体パターンに連続するようにサイズを拡大したパターン拡大部と、パターン拡大部に設けた複数のビアホールとを備え、パターン拡大部と複数の層基板部の任意サイズの導体パターンとを複数のビアホールで接続するとともに、パターン拡大部にレジストを塗布したことを特徴とする。
【００１８】
この発明に係るビルドアップ基板は、実装部品の端子を実装するランドパターンを開口部とするレジストを塗布した導体パターンを有する一層基板部と、一層基板部に層状に形成され、それぞれ任意サイズの導体パターンを有する複数の層基板部とを備え、ランドパターンに設けたビアホールを介して任意サイズの導体パターンと接続したビルドアップ基板であって、一層基板部は、導体パターンに連続するようにサイズを拡大したパターン拡大部と、パターン拡大部に設けた複数のビアホールとを備え、パターン拡大部と複数の層基板部の任意サイズの導体パターンとを複数のビアホールで接続するとともに、パターン拡大部にレジストを塗布したので、ランドパターンの外観を変更することなく、導体パターンを広げてビアホール数を増加することができ、部品実装に影響を及ぼすことなく、高周波のＧＮＤ（グランド）を強化して高周波性能の安定化を実現することができる。
【００１９】
また、この発明に係るビルドアップ基板は、実装部品の端子を実装するランドパターンを開口部とするレジストを塗布した導体パターンを有する一層基板部と、一層基板部に層状に形成され、それぞれ任意サイズの導体パターンを有する複数の層基板部とを備え、ランドパターンに設けたビアホールを介して任意サイズの導体パターンと接続したビルドアップ基板であって、複数の層基板部は、それぞれ任意サイズの導体パターンに複数のビアホールを備え、複数のビアホールを介してそれぞれの任意サイズの導体パターン相互間を接続したことを特徴とする。
【００２０】
この発明に係るビルドアップ基板は、実装部品の端子を実装するランドパターンを開口部とするレジストを塗布した導体パターンを有する一層基板部と、一層基板部に層状に形成され、それぞれ任意サイズの導体パターンを有する複数の層基板部とを備え、ランドパターンに設けたビアホールを介して任意サイズの導体パターンと接続したビルドアップ基板であって、複数の層基板部は、それぞれ任意サイズの導体パターンに複数のビアホールを備え、複数のビアホールを介してそれぞれの任意サイズの導体パターン相互間を接続したので、複数の層基板部の導体パターン相互間に複数のビアホールを設けて接続し、基板全体で電気的な導通を強化したので、一層基板部の導体パターンを広げてビアホールを増加できない場合にも、一層基板部のビアホールに接続される層基板部の層間のビアホールを増加して基板全体の電気的な導通を強化することができ、高周波のＧＮＤ（グランド）を強化して高周波性能の安定化を実現することができる。
【００２１】
さらに、この発明に係る一層基板のランドパターンは、グランド（接地）のランドパターンであることを特徴とする。
【００２２】
この発明に係る一層基板のランドパターンは、グランド（接地）のランドパターンであるので、ビアホールを増加することにより、グランド（接地）を強化することができ、ビルドアップ基板の高周波の特性を安定化させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係るビルドアップ基板の一実施の形態構成図である。（ａ）図に一層基板部の表面構成図、（ｂ）図に一層基板部〜四層基板部の断面構成図を表わす。なお、本実施の形態は、表面実装部品の接地（ＧＮＤ）端子が実装されるＧＮＤ（グランド）の導体パターンとＧＮＤ（グランド）のビアホールの関係を表わし、表面実装部品の信号端子が実装される信号系の導体パターンを省略する。
【００２４】
（ａ）図および（ｂ）図において、ビルドアップ基板１は、一層基板部２と、一層基板部２に層状に形成された二層基板部７、三層基板部８および四層基板部９の多層基板で構成し、一層基板部２の表面に、導体パターン３、導体パターン３を拡大したパターン拡大部３ａ，３ｂ、レジスト４、ランドパターン５、ビアホール６を備える。
【００２５】
導体パターン３は、一層基板部２の表面（全面）に張られた銅箔にエッチング処理を施して形成し、周囲をレジスト４で覆い、表面実装部品のＧＮＤ（グランド）端子と接合（半田付け）するＧＮＤ（グランド）パターンのランドパターン５を包含するとともに、ＧＮＤ（グランド）ビアとしてのビアホール６を設ける。なお、導体パターン３は、高密度部品実装のために、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）デバイス等などの半導体ＩＣの端子を実装するために必要とされる最小限のサイズ（実装面積）で形成する。なお、導体パターン３に必要とされる最小限のサイズ（実装面積）とは、表面実装部品の端子を半田付け（接合）する際、表面実装部品の実装ずれや半田部に望ましくない応力が作用することを防止するような形状および面積を有するランドパターン５をレジスト開口部とする高密度部品実装に最小限必要とするサイズである。
【００２６】
パターン拡大部３ａ，３ｂは、導体パターン３に連続するようにサイズを可能な限り拡大し、この広げたパターンに多数のＧＮＤ（グランド）のビアホール６を配置する。
【００２７】
レジスト４は、絶縁性の樹脂などで構成して導体パターン３の周囲に塗布し、導体パターン３が基板から剥離するのを防止するとともに、導体パターン３上の開口部（形状）をＧＮＤ（グランド）のランドパターン５として形成する。
【００２８】
また、レジスト４は、導体パターン３上の開口部をＧＮＤ（グランド）のランドパターン５として形成することにより、表面実装部品のＧＮＤ（グランド）端子が実装されるランドパターン５の半田付け領域を限定し、ＧＮＤ（グランド）端子がずれて半田付けされたり、半田部に応力が作用して表面実装部品が傾いて半田付けされ、ＧＮＤ（グランド）端子がランドパターン５から浮いて半田付け不良になるなどの現象を防止する。
【００２９】
さらに、レジスト４は、パターン拡大部３ａ，３ｂおよびパターン拡大部３ａ，３ｂに多数配置したビアホール６上を覆い、開口部の形状をランドパターン５の形状に保ち、ランドパターン５の外観を何ら変更することなく、導体パターン３のパターン拡大部３ａ，３ｂを広げ、ビアホール６を増加させることができる。
【００３０】
ビアホール６は、実装部品のリード（端子）を貫通させない小径のスルーホールで形成し、複数のＧＮＤ（グランド）ビアを一層基板部２の導体パターン３およびパターン拡大部３ａ，３ｂから二層基板部７、三層基板部８および四層基板部９を貫通し、四層基板部９の表面（開放面）に設けた任意サイズの導体パターン１０に接続する。
【００３１】
一層基板部２の表面の導体パターン３およびパターン拡大部３ａ，３ｂと四層基板部９の表面（開放面）の導体パターン１０とを複数のＧＮＤ（グランド）ビアを形成するビアホール６で電気的に接続することにより、ビルドアップ基板１のＧＮＤ（グランド）を強化することができる。
【００３２】
したがって、マイクロ波帯のような高周波の部品を実装しても、ＧＮＤ（グランド）が強化されるため、高周波の電気的特性の安定化を実現することができる。
【００３３】
このように、この発明に係るビルドアップ基板１は、実装部品の端子を実装するランドパターン５を開口部とするレジスト４を塗布した導体パターン３を有する一層基板部２と、一層基板部２に層状に形成され、それぞれ任意サイズの導体パターン１０を有する複数の層基板部（二層基板部７〜四層基板部９）とを備え、ランドパターン５に設けたビアホール６を介して任意サイズの導体パターン１０と接続したビルドアップ基板１であって、一層基板部２は、導体パターン３に連続するようにサイズを拡大したパターン拡大部３ａ，３ｂと、パターン拡大部３ａに設けた複数のビアホール６とを備え、パターン拡大部３ａ，３ｂと複数の層基板部の任意サイズの導体パターン１０とを複数のビアホール６で接続するとともに、パターン拡大部３ａ，３ｂにレジスト４を塗布したので、ランドパターン５の外観を変更することなく、導体パターン１０を広げてビアホール数を増加することができ、部品実装に影響を及ぼすことなく、高周波のＧＮＤ（グランド）を強化して高周波性能の安定化を実現することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、四層基板部９に任意サイズの導体パターン１０を設け、パターン拡大部３ａ，３ｂに設けた複数のビアホール６を介して導体パターン１０と電気的に接続した場合について説明したが、二層基板部７〜三層基板部８に任意サイズの導体パターン１０を設け、パターン拡大部３ａ，３ｂに設けた複数のビアホール６を介して任意サイズの導体パターン１０と電気的に接続してもよい。また、ＧＮＤ（グランド）強化のためのビアホールの増加について説明したが、要求に応じて信号系のビアホールを増加することもできる。
【００３５】
図２はこの発明に係るビルドアップ基板の別実施の形態構成図である。なお、本実施の形態は、表面実装部品の接地（ＧＮＤ）端子が実装されるＧＮＤ（グランド）の導体パターンとＧＮＤ（グランド）のビアホールの関係を表わし、表面実装部品の信号端子が実装される信号系の導体パターンを省略する。
【００３６】
図２において、ビルドアップ基板１１は、一層基板部２の表面に、図１の（ａ）図と同様の導体パターン３、レジスト４、ランドパターン５およびビアホール（ＧＮＤビア）６ａを備える。
【００３７】
また、ビルドアップ基板１１は、二層基板部７および三層基板部８の表面にそれぞれ無電界メッキ等で形成した任意サイズの導体パターン１２および導体パターン１３を備え、四層基板部９の表面（開放面）に任意サイズの導体パターン１０を備える。
【００３８】
一層基板部２の導体パターン３と二層基板部７の導体パターン１２とを１個のビアホール（ＧＮＤビア）６ａで電気的に接続する。また、二層基板部７の導体パターン１２と三層基板部８の導体パターン１３とを２個のビアホール（ＧＮＤビア）６ｂおよびビアホール（ＧＮＤビア）６ｃで電気的に接続する。さらに、三層基板部８の導体パターン１３と四層基板部９の表面（開放面）の導体パターン１０を三個のビアホール（ＧＮＤビア）６ｄ、ビアホール（ＧＮＤビア）６ｅおよびビアホール（ＧＮＤビア）６ｆで電気的に接続する。
【００３９】
一層基板部２の導体パターン３のサイズを拡大することができず、１個のビアホール（ＧＮＤビア）６ａしか設けられなくても、二層基板部７と三層基板部８、三層基板部８と四層基板部９の導体パターン３，１２，１３，１０相互間を複数のビアホール（ＧＮＤビア）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆで電気的に接続することにより、基板全体の電気的な導通を強化することができ、高周波のＧＮＤ（グランド）の強化を実現することができる。
【００４０】
なお、一層基板部２のランドパターン５は、ＧＮＤ（グランド）のランドパターンを形成する。また、本実施の形態では、層間のビアホール（ＧＮＤビア）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅおよび６ｆで形成したが、ビアホール（ＧＮＤビア）は任意の個数でよく、個数が増加する程、より電気的な導通を強化することができ、高周波のＧＮＤ（グランド）の強化を実現することができる。
【００４１】
このように、この発明に係るビルドアップ基板１１は、実装部品の端子を実装するランドパターン５を開口部とするレジスト４を塗布した導体パターン３を有する一層基板部２と、一層基板部２に層状に形成され、それぞれ任意サイズの導体パターン１２，１３，１０を有する複数の層基板部（二層基板部７〜四層基板部９）とを備え、ランドパターン５に設けたビアホール６ａを介して任意サイズの導体パターン１２，１３，１０と接続したビルドアップ基板１１であって、複数の層基板部（二層基板部７〜四層基板部９）は、それぞれ任意サイズの導体パターン１２，１３，１０に複数のビアホール６ｂ，６ｄ，６ｅ，６ｆを備え、複数のビアホールを介してそれぞれの任意サイズの導体パターン相互間を接続したので、複数の層基板部の導体パターン相互間に複数のビアホールを設けて接続し、基板全体で電気的な導通を強化したので、一層基板部の導体パターンを広げてビアホールを増加できない場合にも、一層基板部のビアホールに接続される層基板部の層間のビアホールを増加して基板全体の電気的な導通を強化することができ、高周波のＧＮＤ（グランド）を強化して高周波性能の安定化を実現することができる。
【００４２】
また、この発明に係る電気的な導通を強化する一層目のランドパターン５は、グランド（接地）のランドパターンであるので、ビアホール６，６ａ〜６ｆを増加することにより、グランド（接地）を強化することができ、ビルドアップ基板１，１１の高周波の特性を安定化させることができる。
【００４３】
図３はこの発明に係るビルドアップ基板を適用した高周波特性の一実施の形態特性図である。図３において、マイクロ波帯の周波数ｆ−利得特性Ｇは、ＧＮＤビアが少なくＧＮＤ（グランド）が弱い従来のビルドアップ基板を用いた利得特性Ｇ１（破線表示）の場合には、例えば周波数６ＧＨｚ近傍の利得特性が不安定となり、寄生発振を発生するのに対し、本発明のビルドアップ基板を用いた利得特性Ｇ２（実線表示）の場合には、周波数４〜６ＧＨｚに亘って利得特性が安定であり、高周波性能の安定化を実現することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るビルドアップ基板は、実装部品の端子を実装するランドパターンを開口部とするレジストを塗布した導体パターンを有する一層基板部と、一層基板部に層状に形成され、それぞれ任意サイズの導体パターンを有する複数の層基板部とを備え、ランドパターンに設けたビアホールを介して任意サイズの導体パターンと接続したビルドアップ基板であって、一層基板部は、導体パターンに連続するようにサイズを拡大したパターン拡大部と、パターン拡大部に設けた複数のビアホールとを備え、パターン拡大部と複数の層基板部の任意サイズの導体パターンとを複数のビアホールで接続するとともに、パターン拡大部にレジストを塗布したので、ランドパターンの外観を変更することなく、導体パターンを広げてビアホール数を増加することができ、部品実装に影響を及ぼすことなく、高周波のＧＮＤ（グランド）を強化して高周波性能の安定化を実現することができる。
【００４５】
また、この発明に係るビルドアップ基板は、実装部品の端子を実装するランドパターンを開口部とするレジストを塗布した導体パターンを有する一層基板部と、一層基板部に層状に形成され、それぞれ任意サイズの導体パターンを有する複数の層基板部とを備え、ランドパターンに設けたビアホールを介して任意サイズの導体パターンと接続したビルドアップ基板であって、複数の層基板部は、それぞれ任意サイズの導体パターンに複数のビアホールを備え、複数のビアホールを介してそれぞれの任意サイズの導体パターン相互間を接続したので、複数の層基板部の導体パターン相互間に複数のビアホールを設けて接続し、基板全体で電気的な導通を強化したので、一層基板部の導体パターンを広げてビアホールを増加できない場合にも、一層基板部のビアホールに接続される層基板部の層間のビアホールを増加して基板全体の電気的な導通を強化することができ、高周波のＧＮＤ（グランド）を強化して高周波性能の安定化を実現することができる。
【００４６】
さらに、この発明に係る一層基板のランドパターンは、グランド（接地）のランドパターンであるので、ビアホールを増加することにより、グランド（接地）を強化することができ、ビルドアップ基板の高周波の特性を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るビルドアップ基板の一実施の形態構成図
【図２】この発明に係るビルドアップ基板の別実施の形態構成図
【図３】この発明に係るビルドアップ基板を適用した高周波特性の一実施の形態特性図
【図４】従来のビルドアップ基板の構成図
【符号の説明】
１，１１ビルドアップ基板
２一層基板部
３導体パターン
３ａ，３ｂパターン拡大部
４レジスト
５ランドパターン
６，６ａ〜６ｆビアホール（ＧＮＤビア）
７二層基板部
８三層基板部
９四層基板部
１０，１２，１３導体パターン
Ｇ１，Ｇ２利得特性

Claims

実装部品の端子を実装するランドパターンを開口部とするレジストを塗布した導体パターンを有する一層基板部と、前記一層基板部に層状に形成され、それぞれ任意サイズの導体パターンを有する複数の層基板部と、を備え、前記ランドパターンに設けたビアホールを介して前記任意サイズの導体パターンと接続したビルドアップ基板であって、
前記一層基板部は、前記導体パターンに連続するようにサイズを拡大したパターン拡大部と、前記パターン拡大部に設けた複数のビアホールと、を備え、前記パターン拡大部と前記複数の層基板部の前記任意サイズの導体パターンとを前記複数のビアホールで接続するとともに、前記パターン拡大部に前記レジストを塗布したことを特徴とするビルドアップ基板。
実装部品の端子を実装するランドパターンを開口部とするレジストを塗布した導体パターンを有する一層基板部と、前記一層基板部に層状に形成され、それぞれ任意サイズの導体パターンを有する複数の層基板部と、を備え、前記ランドパターンに設けたビアホールを介して前記任意サイズの導体パターンと接続したビルドアップ基板であって、
前記複数の層基板部は、それぞれ前記任意サイズの導体パターンに複数のビアホールを備え、前記複数のビアホールを介してそれぞれの前記任意サイズの導体パターン相互間を接続したことを特徴とするビルドアップ基板。
前記一層基板部のランドパターンは、グランド（接地）のランドパターンであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のビルドアップ基板。