JP2015211147A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】信号を安定的に伝送できる配線基板を提供することを課題とする。【解決手段】多数のスルーホール６が、第１の配列密度で形成された第１の領域Ｘと、第１の配列密度より小さな第２の配列密度で形成された第２の領域Ｙとを有し、表面に接地または電源用の導体層３が形成された第１の絶縁層１と、第１の絶縁層１上に積層されスルーホール６内を充填する第２の絶縁層２と、第２の絶縁層２表面の第１の領域Ｘ上から第２の領域Ｙ上にかけて導体層３と対向するように延在する信号用の帯状配線導体４ｃとを具備する配線基板Ａであって、第２の領域Ｙにおける帯状配線導体４ｃと対向する部位の両隣に、帯状配線導体４ｃに沿って多数のダミーのスルーホールＨが並設されておりダミーのスルーホールＨ内を第２の絶縁層２が充填することで第１の領域Ｘ上から第２の領域Ｙ上にかけての帯状配線導体４ｃと導体層３との間の第２の絶縁層２厚みが均一化されている。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体素子等を搭載するための配線基板に関するものである。

図３に、半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するための従来の配線基板Ｂを示す。
配線基板Ｂは、コア用の導体層１３が被着されたコア用の絶縁層１１と、その上下に積層されたビルドアップ用の絶縁層１２と、絶縁層１２の表面に被着されたビルドアップ用の導体層１４と、さらにその上に被着されたソルダーレジスト層１５とを備えている。
絶縁層１１は、多数のスルーホール１６を備えており、スルーホール１６の内壁および上下面に導体層１３が被着されている。スルーホール１６内に被着された導体層１３は、スルーホール導体１３ａを形成している。絶縁層１１の上下面に被着された導体層１３はスルーホール導体１３ａに接続するためのランド１３ｂおよび接地または電源用の導体層１３ｃを形成している。
絶縁層１２は、導体層１３を含む絶縁層１１の上下に、その一部がスルーホール１６内を充填するようにして積層されている。絶縁層１２には、複数のビアホール１７が形成されている。ビアホール１７内および絶縁層１２表面には、導体層１４が被着されている。ビアホール１７内に被着された導体層１４は、ビア導体１４ａを形成している。上面側の絶縁層１２の表面に被着された導体層１４は、半導体素子接続パッド１４ｂおよび信号用の帯状配線導体１４ｃを形成している。半導体素子接続パッド１４ｂは、上面側の絶縁層１２上の中央部に密集して配置されており、その多くがその直下に形成されたビア導体１４ａを介してランド１３ｂに接続されている。帯状配線導体１４ｃは、その一端が一部の半導体素子接続パッド１４ｂに接続されており、接地または電源用の導体層１３ｃと対向する位置を上面側の絶縁層１２の中央部から外周部へ向けて延在している。そして、上面側の絶縁層１２の外周部において、ビア導体１４ａを介してランド１３ｂに接続されている。
下面側の絶縁層１２の表面に被着された導体層１４は、回路基板接続パッド１４ｄを形成している。回路基板接続パッド１４ｄは、ビア導体１４ａを介してランド１３ｂや接地または電源用の導体層１３ｃに接続されている。
ソルダーレジスト層１５は、絶縁層１２表面に被着されている。上面側のソルダーレジスト層１５は、半導体素子接続パッド１４ｂを露出する開口部１５ａを有している。また、下面側のソルダーレジスト層１５は、回路基板接続パッド１４ｄを露出する開口部１５ｂを有している。

そして、半導体素子の電極を半導体素子接続パッド１４ｂに半田を介して接続するとともに、回路基板接続パッド１４ｄを回路基板の配線導体に半田を介して接続することにより、半導体素子が回路基板に電気的に接続され、半導体素子と回路基板との間で帯状配線導体１４ｃを介して信号を伝送することにより半導体素子が作動する。

なお、絶縁層１１の上下面に絶縁層１２を積層するには、スルーホール１６内壁および上下面に導体層１３が被着された絶縁層１１の上下面に絶縁層１２用の未硬化の樹脂フィルムを重ねるとともに加熱しながら真空プレスする方法が採用されている。このとき、加熱により樹脂フィルムの樹脂が一旦軟化溶融するとともに、その一部が真空プレスによりスルーホール１６内に充填される。したがって、絶縁層１２の厚みは、スルーホール１６内に充填された樹脂の分だけ、元の樹脂フィルムの厚みよりも薄くなる。

ところで、このような配線基板Ｂにおいては、搭載された半導体素子を良好に作動させるために、半導体素子への十分な接地用および電源用の供給路を確保する必要がある。そのため、半導体素子接続パッド１４ｂが形成された領域に対応する絶縁層１１の中央部に、接地用または電源用のスルーホール１６を密に配置することにより、接地用または電源用の半導体素子接続パッド１４ｂと回路基板接続パッド１４ｄとをスルーホール１６を介して短距離かつ低インダクタンスで接続している。他方、信号用のスルーホール１６は、絶縁層１１の外周部に疎に配置されている。信号用のスルーホール１６を疎に配置することにより、信号用のスルーホール１６同士におけるクロストークノイズの発生を低減することができる。

ところが、絶縁層１２を絶縁層１１上に積層するときに、スルーホール１６が密に配置された絶縁層１１の中央部では、スルーホール１６が疎に配置された外周部と比べて、より多くの絶縁層１２用の脂樹がスルーホール１６内に充填される。したがって、絶縁層１２厚みが、スルーホール１６が密に配置された中央部では薄くなり、スルーホール１６が疎に配置された外周部では厚いものとなる。
その結果、帯状配線導体１４ｃと接地または電源用の導体層１３ｃとの間に介在する絶縁層１２厚みが配線基板Ｂの中央部と外周部とで不均一となる。このため、帯状配線導体１４ｃにおけるインピーダンスを所定の値に調整することが困難となり、信号を安定的に伝送することができない場合がある。

特開２００１−１０２７５５号公報

本発明は、帯状配線導体と接地または電源用の導体層との間に介在する絶縁層の厚みを均一にしてインピーダンスを所定の値に調整することで、信号を安定的に伝送することができる配線基板を提供することを課題とする。

本発明の配線基板は、多数のスルーホールが第１の配列密度で形成された第１の領域と、多数のスルーホールが第１の配列密度よりも小さな第２の配列密度で形成された第２の領域とを有するとともに、表面に接地または電源用の導体層が形成された第１の絶縁層と、導体層を含む第１の絶縁層上に積層されているとともにスルーホール内を充填する第２の絶縁層と、第２の絶縁層表面の第１の領域上から第２の領域上にかけて導体層と対向するようにして延在する信号用の帯状配線導体とを具備して成る配線基板であって、第１の絶縁層の第２の領域における帯状配線導体と対向する部位の両隣に、帯状配線導体に沿って多数のダミーのスルーホールが並設されているとともにダミーのスルーホール内を第２の絶縁層が充填することにより、第１の領域上から第２の領域上にかけての帯状配線導体と導体層との間の第２の絶縁層の厚みが均一化されていることを特徴とするものである。

本発明の配線基板によれば、第１の絶縁層の第２の領域における帯状配線導体と対向する部位の両隣に、帯状配線導体に沿って多数のダミーのスルーホールが並設されている。そして、第２の絶縁層が多数のダミーのスルーホール内を充填するようにして第１の絶縁層上に積層される。
このため、第１の領域において第２の絶縁層がスルーホール内に充填される量と、第２の領域において第２の絶縁層がスルーホール内およびダミーのスルーホール内に充填される量との差を小さくすることができる。
これにより、第１の領域上から第２の領域上にかけて、帯状配線導体と導体層との間の第２の絶縁層の厚みが均一化される。その結果、インピーダンスを所定の値に調整して信号を安定的に伝送することが可能な配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。 図２は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す要部拡大平面図である。 図３は、従来の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

次に、本発明の実施形態の一例を図１および図２を基に説明する。
図１に示すように本例の配線基板Ａは、コア用の導体層３が被着されたコア用の絶縁層１と、その上下に積層されたビルドアップ用の絶縁層２と、絶縁層２の表面に被着されたビルドアップ用の導体層４と、さらにその上に被着されたソルダーレジスト層５とを備えている。そして、配線基板Ａの上面中央部に半導体素子が搭載される。

絶縁層１は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。絶縁層１は、多数のスルーホール６を備えている。スルーホール６は、例えばドリル加工やレーザー加工、あるいはブラスト加工により形成され、各スルーホール径は、およそ５０〜１５０μｍ程度である。

スルーホール６の内壁および上下面には導体層３が被着されている。導体層３は、例えば周知のセミアディティブ法により、銅めっき等の良導電性金属から成る。スルーホール６内に被着された導体層３は、スルーホール導体３ａを形成している。絶縁層１の上下面に被着された導体層３は、スルーホール導体３ａに接続するためのランド３ｂ、および接地または電源用の導体層３ｃを形成している。

スルーホール６は、接地または電源用のスルーホール６と信号用のスルーホール６とを含んでいる。接地または電源用のスルーホール６は、半導体素子が搭載される領域に対応する絶縁層１の中央部の領域Ｘに密に配置されている。接地または電源用のスルーホール６をこのように配置することにより半導体素子への十分な接地用及び電源用の供給路を確保することが可能となる。他方、信号用のスルーホール６は絶縁層１の外周部の領域Ｙに疎に配置されている。信号用のスルーホール６を疎に配置することにより、信号用のスルーホール６同士におけるクロストークノイズの発生を低減することができる。

ビルドアップ用の絶縁層２は、導体層３を含む絶縁層１の上下に、その一部がスルーホール６内を充填するようにして積層されている。絶縁層２は、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る。絶縁層２には、複数のビアホール７が形成されている。ビアホール７は、例えばレーザー加工により形成され、ビアホール径は、およそ５０〜１００μｍ程度である。

絶縁層１の上下面に絶縁層２を積層するには、スルーホール６内壁および上下面に導体層３が被着された絶縁層１の上下面に、絶縁層２用の未硬化の樹脂フィルムを重ねるとともに加熱しながら真空プレスする方法が採用されている。このとき、加熱により樹脂フィルムの樹脂が一旦軟化溶融するとともに、その一部が真空プレスによりスルーホール６内に充填される。

ビアホール７内、および絶縁層２の表面には、導体層４が被着されている。導体層４は、例えば周知のセミアディティブ法により、銅めっき等の良導電性金属から成る。ビアホール７内に被着された導体層４は、ビア導体４ａを形成している。上面側の絶縁層２の表面に被着された導体層４は、半導体素子接続パッド４ｂおよび信号用の帯状配線導体４ｃを形成している。半導体素子接続パッド４ｂは、上面側の絶縁層２上の中央部に密集して配置されており、その多くがその直下に形成されたビア導体４ａを介してランド３ｂに接続されている。帯状配線導体４ｃは、その一端が一部の半導体素子接続パッド４ｂに接続されており、接地または電源用の導体層３ｃと対向する位置を上面側の絶縁層２の中央部の領域Ｘ上から外周部の領域Ｙ上へ向けて延在している。そして、上面側の絶縁層２の外周部において、ビア導体４ａを介してランド３ｂに接続されている。
下面側の絶縁層２の表面に被着された導体層４は、回路基板接続パッド４ｄを形成している。回路基板接続パッド４ｄは、ビア導体４ａを介してランド３ｂや接地または電源用の導体層３ｃに接続されている。

ソルダーレジスト層５は、絶縁層２の表面に被着されている。上面側のソルダーレジスト層５は、半導体素子接続パッド４ｂを露出する開口部５ａを有している。また、下面側のソルダーレジスト層５は、回路基板接続パッド４ｄを露出する開口部５ｂを有している。

ソルダーレジスト層５は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る樹脂ペーストまたはフィルムを絶縁層２の上に塗布または貼着して熱硬化させることにより形成される。

そして、半導体素子の電極を半導体素子接続パッド４ｂに半田を介して接続するとともに、回路基板接続パッド４ｄを回路基板の配線導体に半田を介して接続することにより、半導体素子が回路基板に電気的に接続され、半導体素子と回路基板との間で帯状配線導体４ｃを介して信号を伝送することにより半導体素子が作動する。

ところで、本発明においては、図２に示すように、コア用の絶縁層１の領域Ｙにおける帯状配線導体４ｃと対向する部位の両隣に、帯状配線導体４ｃに沿って多数のダミーのスルーホールＨが並設されている。このダミーのスルーホールＨは、帯状配線導体４ｃと導体層３ｃとの間の絶縁層２の厚みを均一化するためのものであり、その内部に絶縁層２用の樹脂が充填されている。これにより、スルーホール６が密に配置された領域Ｘにおいて絶縁層２用の樹脂がスルーホール６内に充填される量と、スルーホール６が疎に配置された領域Ｙにおいて絶縁層２用の樹脂がスルーホール６内およびダミーのスルーホールＨ内に充填される量との差を小さくすることができる。
したがって、スルーホール６が密に形成された領域Ｘ上から、スルーホール６が疎に形成された領域Ｙ上にかけての帯状配線導体４ｃと接地または電源用の導体層３ｃとの間の絶縁層２の厚みが均一化される。その結果、インピーダンスを所定の値に調整して信号を安定的に伝送することが可能な配線基板Ａを提供することができる。
なお、ダミーのスルーホールＨは、帯状配線導体４ｃから５０〜５００μｍ程度離れた位置に並設することが好ましい。５０μｍよりも近い位置に並設すると、帯状配線導体４ｃがダミーのスルーホールＨの凹部の影響を受けて平滑に形成できないおそれがある。
また、５００μｍを超えた位置に並設すると、帯状配線導体４ｃと接地または電源用の導体層３ｃとの間の絶縁層２の厚みを均一化する効果が小さくなるおそれがある。

１ （第１の）絶縁層
２ （第２の）絶縁層
３ 導体層
４ｃ 帯状配線導体
６ スルーホール
５ ソルダーレジスト層
Ａ 配線基板
Ｈ ダミーのスルーホール
Ｘ 第１の領域
Ｙ 第２の領域

Claims (1)

1. 多数のスルーホールが第１の配列密度で形成された第１の領域と、多数のスルーホールが前記第１の配列密度よりも小さな第２の配列密度で形成された第２の領域とを有するとともに表面に接地または電源用の導体層が形成された第１の絶縁層と、前記導体層を含む前記第１の絶縁層上に積層されているとともに前記スルーホール内を充填する第２の絶縁層と、該第２の絶縁層表面の前記第１の領域上から前記第２の領域上にかけて前記導体層と対向するようにして延在する信号用の帯状配線導体とを具備して成る配線基板であって、前記第１の絶縁層の前記第２の領域における前記帯状配線導体と対向する部位の両隣に、前記帯状配線導体に沿って多数のダミーのスルーホールが並設されているとともに該ダミーのスルーホール内を前記第２の絶縁層が充填することにより、前記第１の領域上から前記第２の領域上にかけての前記帯状配線導体と前記導体層との間の前記第２の絶縁層の厚みが均一化されていることを特徴とする配線基板。

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