JP2017135128A - 配線基板評価用テストクーポン - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板の実際の出来栄えに近い評価結果となる配線基板評価用テストクーポンを提供すること。
【解決手段】絶縁基板の上面中央部に配置された半導体素子接続パッドと、絶縁基板の下面に配置された外部接続パッドと、一端が半導体素子接続パッドに電気的に接続されているとともに他端が外部接続パッドに電気的に接続されており、絶縁層層間を延在する信号用の複数の帯状配線導体８ｂとを具備して成り、全ての帯状配線導体８ｂの長さが第１の長さ以下である配線基板が複数一体的に配列形成された基板製造用パネル中に一体的に形成されており、配線基板における配線導体の一部に変更を加えた以外は配線基板と同じ構成の配線基板評価用テストクーポンであって、帯状配線導体８ｂと同一層に、第１の長さよりも長い第２の長さの帯状のＴＤＲ測定用パターン１１が形成されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、配線基板の出来栄えを評価するための配線基板評価用テストクーポンに関するものである。

半導体素子等の電子部品を搭載するための小型の配線基板は、大型の基板製造用パネル中に多数個が一体的に配列された状態で同時集約的に製造される。配線基板を製造するにあたり、基板製造用パネル中に配線基板の出来栄えを評価するための配線基板評価用クーポンを設けることがある。配線基板評価用テストクーポンは、製品となる配線基板における配線構造の一部のみを模して製品外の領域に設けられることが多い。

しかしながら、製品となる配線基板は、配線基板評価用テストクーポンとは異なる大きさであり、全体の配線構造や配線密度も配線基板評価用テストクーポンとは異なったものとなる。そのため、配線基板評価用テストクーポンを用いた評価結果が配線基板の実際の出来栄えから大きく乖離した結果となることがあった。

特開２０００−２２３８４０号公報

本発明が解決しようとする課題は、配線基板評価用テストクーポンを用いた評価結果が配線基板の実際の出来栄えに近い結果となる配線基板評価用テストクーポンを提供することにある。

本発明の配線基板評価用テストクーポンは、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板と、該絶縁基板の上面中央部に配置された複数の半導体素子接続パッドと、前記絶縁基板の下面に配置された複数の外部接続パッドと、一端が前記半導体素子接続パッドに電気的に接続されているとともに他端が前記外部接続パッドに電気的に接続されており、前記絶縁層の層間を延在する信号用の複数の帯状配線導体とを具備して成り、全ての前記帯状配線導体の長さが第１の長さ以下である配線基板が複数一体的に配列形成された基板製造用パネル中に一体的に形成されており、前記配線基板における前記配線導体の一部に変更を加えた以外は前記配線基板と同じ構成の配線基板評価用テストクーポンであって、前記帯状配線導体と同一層に、前記第１の長さよりも長い第２の長さの帯状のＴＤＲ測定用パターンが形成されていることを特徴とするものである。

本発明の配線基板評価用テストクーポンによれば、配線基板における信号用の帯状配線導体の長さよりも長い帯状のＴＤＲ測定用パターンが形成されていることから、このＴＤＲ測定用パターンを用いてＴＤＲを良好に測定することができる。また、本発明の配線基板評価用テストクーポンは、配線基板における配線導体の一部に変更を加えた以外は配線基板と同じ構成であり、配線基板評価用テストクーポンの構成が配線基板の構成と極めて近似したものとなる。その結果、配線基板評価用テストクーポンを用いた評価結果が配線基板の実際の出来栄えに近い結果となる配線基板評価用テストクーポンを提供することができる。

図１は、本発明の配線基板評価用テストクーポンとともに製造される配線基板の一例を示す断面図である。 図２は、図１に示す配線基板における最上層の導体層を示す平面図である。 図３は、図１に示す配線基板における上から２番目の導体層を示す平面図である。 図４は、図１に示す配線基板における上から３番目の導体層を示す平面図である。 図５は、図１に示す配線基板における上から４番目の導体層を示す平面図である。 図６は、図１に示す配線基板における上から５番目の導体層を示す平面図である。 図７は、図１に示す配線基板における上から６番目の導体層を示す平面図である。 図８は、図１に示す配線基板における上から７番目の導体層を示す平面図である。 図９は、図１に示す配線基板における最下層の導体層を示す平面図である。 図１０は、本発明の配線基板評価用テストクーポンにおける上から２番目の導体層を示す平面図である。 図１１は、本発明の配線基板評価用テストクーポンにおける最上層の導体層を示す平面図である。 図１２は、本発明の配線基板評価用テストクーポンにおける上から３番目の導体層を示す平面図である。

次に、本発明の配線基板評価用テストクーポンとともに製造される配線基板の一例を、図１〜図９を参照して説明する。なお、本例の配線基板は、図示しない基板製造用パネル中に配線基板評価用テストクーポンとともに複数個が一体的に配列形成された後、個々の配線基板に切断分割されるものである。

本発明の配線基板評価用テストクーポンとともに製造される配線基板は、図１に示すように、主として絶縁基板１と、配線導体２と、ソルダーレジスト層３とから成る。

絶縁基板１は、複数の絶縁層１ａ〜１ｇが積層されて成る。これらの絶縁層１ａ〜１ｇのうち、絶縁層１ｄは、コア用の絶縁層である。残りの絶縁層１ａ〜１ｃおよび１ｅ〜１ｇは、ビルドアップ用の絶縁層である。

コア用の絶縁層１ｄは、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させて成る。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等が用いられる。絶縁層１ｄの厚みは０．１〜１ｍｍ程度である。絶縁層１ｄには、その上面から下面にかけて複数のスルーホール４が形成されている。スルーホール４の直径は、１００〜２００μｍ程度である。

ビルドアップ用の絶縁層１ａ〜１ｃおよび１ｅ〜１ｇは、無機絶縁フィラー入りの熱硬化性樹脂から成る。無機絶縁フィラーとしては、シリカ等が用いられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂等が用いられる。絶縁層１ａ〜１ｃおよび１ｅ〜１ｇの厚みは、それぞれ１０〜５０μｍ程度である。各絶縁層１ａ〜１ｃおよび１ｅ〜１ｇには、それぞれの上面から下面にかけて貫通する複数のビアホール５が形成されている。ビアホール５の直径は、３０〜１００μｍ程度である。

配線導体２は、導体層２ａ〜２ｈおよびスルーホール導体２ｉおよびビアホール導体２ｊから成る。これらの導体のうち、導体層２ｅ、２ｄおよびスルーホール導体２ｉは、コア用の導体である。残りの導体層２ａ〜２ｃ、２ｆ〜２ｈおよびビアホール導体２ｊは、ビルドアップ用の導体である。

コア用の導体層２ｅおよび２ｄは、絶縁層１ｄの上下面に形成されている。スルーホール導体２ｉは、各スルーホール４の内壁に形成されている。コア用の導体層２ｅと２ｄとはスルーホール導体２ｉにより互いに電気的に接続されている。コア用の導体層２ｅおよび２ｄは、銅箔および銅めっき層から成る。コア用の導体層２ｅおよび２ｄの厚みは、それぞれ１０〜５０μｍ程度である。スルーホール導体２ｉは、銅めっき層から成る。スルーホール導体２ｉの厚みは、５〜２５μｍ程度である。

ビルドアップ用の導体層２ａ〜２ｃおよび２ｆ〜２ｈは、それぞれ絶縁層１ａ〜１ｃおよび１ｅ〜１ｇの表面に形成されている。ビアホール導体２ｊは、各ビアホール５内に形成されている。ビルドアップ用の導体層２ａ〜２ｃおよび２ｆ〜２ｈは、それよりも内側の導体層２ｂ〜２ｇにビア導体２ｊを介して電気的に接続されている。ビルドアップ用の導体層２ａ〜２ｃおよび２ｆ〜２ｈならびにビアホール導体２ｊは、銅めっき層から成る。ビルドアップ用の導体層２ａ〜２ｃおよび２ｆ〜２ｈの厚みは、５〜２５μｍ程度である。ビアホール導体２ｊは、ビアホール５を完全に充填している。

ソルダーレジスト層３は、上面側のソルダーレジスト層３ａと下面側のソルダーレジスト層３ｂとから成る。ソルダーレジスト層３ａおよび３ｂは、無機絶縁フィラーを含有する熱硬化性樹脂から成る。無機絶縁フィラーとしては、シリカ等が用いられる。熱硬化性樹脂としては、アクリル変性エポキシ樹脂等が用いられる。ソルダーレジスト層３ａ、３ｂの厚みは、１０〜５０μｍ程度である。

上面側のソルダーレジスト層３ａは、最上層の導体層２ａの一部を部分的に露出させるようにして最上層の絶縁層１の上面に被着されている。上面側のソルダーレジスト層３ａから露出する導体層２ａの一部は、半導体素子Ｓの電極端子Ｔに電気的に接続される半導体素子接続パッド６を形成している。半導体素子接続パッド６の直径は、５０〜１５０μｍ程度である。

下面側のソルダーレジスト層３ｂは、最下層の導体層２ｈの一部を部分的に露出させるようにして最下層の絶縁層１ｇの下面に被着されている。下面側のソルダーレジス層３ｂから露出する導体層２ｈの一部は、外部電気回路基板に接続するための外部接続パッド７を形成している。外部接続パッド７の直径は、２５０〜１０００μｍ程度である。

ここで、各導体層２ａ〜２ｈの例を図２〜図９を参照して説明する。図２は、最上層の導体層２ａを示している。導体層２ａは、絶縁層１ａの上面に形成されている。導体層２ａは、半導体素子接続パッド６と、ベタ状配線導体９ａとを有している。なお、図２においては、次層の導体層２ｂに接続するビアホール導体２ｊを点線の円で示している。

半導体素子接続パッド６は、上述したように、半導体素子Ｓの電極端子Ｔが接続されるものである。半導体素子接続パッド６は、絶縁層１ａの上面中央部に多数個が格子状に配列されている。一部の半導体素子接続パッド６は、ベタ状配線導体９ａにより形成されている。半導体素子接続パッド６の直下にはビアホール導体２ｊが形成されている。ベタ状配線導体９ａは、接地用または電源用の配線導体として機能する。ベタ状配線導体９ａの直下には、複数のビアホール導体２ｊが形成されている。

図３は、上から２番目の導体層２ｂを示している。導体層２ｂは、絶縁層１ｂの上面に形成されている。導体層２ｂは、帯状配線導体８ｂと、ベタ状配線導体９ｂと、ランド１０ｂとを有している。なお、図３においては、次層の導体層２ｃに接続するビアホール導体２ｊを点線の円で示している。また、上層の導体層２ａからのビアホール導体２ｊが接続される位置を小さな黒丸で示している。

帯状配線導体８ｂは、半導体素子接続パッド６からのビアホール導体２ｊに接続された一部のランド１０ｂから絶縁層１ｂの上面外周部に向けて延在している。各帯状配線導体８ｂは、電気的に独立しており、信号用の配線導体として機能する。帯状配線導体８ｂの外周側端部にはランド１０ｂが接続されている。これらのランド１０ｂの直下にはビアホール導体２ｊが形成されている。なお、各帯状配線導体８ｂの長さは、例えば１０ｍｍ未満である。

ベタ状配線導体９ｂは、帯状配線導体８ｂやランド１０ｂとの間に一定の間隔を空けて配置されている。ベタ状配線導体９ｂは、接地用または電源用の配線導体として機能する。

図４は、上から３番目の導体層２ｃを示している。導体層２ｃは、絶縁層１ｃの上面に形成されている。導体層２ｃは、帯状配線導体８ｃと、ベタ状配線導体９ｃと、ランド１０ｃとを有している。なお、図４においては、次層の導体層２ｄに接続するビアホール導体２ｊを点線の円で示している。また、上層の導体層２ｂからのビアホール導体２ｊが接続される位置を小さな黒丸で示している。

帯状配線導体８ｃは、半導体素子接続パッド６からのビアホール導体２ｊに接続された一部のランド１０ｃから絶縁層１ｃの上面外周部に向けて延在している。各帯状配線導体８ｂは、電気的に独立しており、一部は信号用の配線導体として機能し、一部は接地または電源用の配線導体として機能する。帯状配線導体８ｃの外周側端部にはランド１０ｃが接続されている。これらのランド１０ｃの直下にはビアホール導体２ｊが形成されている。なお、各帯状配線導体８ｃの長さは、例えば１０ｍｍ未満である。

ベタ状配線導体９ｃは、帯状配線導体８ｃおよびランド１０ｃとの間に一定の間隔を空けて配置されている。ベタ状配線導体９ｃは、接地用または電源用の配線導体として機能する。ベタ状配線導体９ｃの直下には複数のビアホール導体２ｊが形成されている。

図５は、上から４番目の導体層２ｄを示している。導体層２ｄは、絶縁層１ｄの上面に形成されている。導体層２ｄは、ベタ状配線導体９ｄと、ランド１０ｄとを有している。なお、図５においては、次層の導体層２ｅに接続するスルーホール導体２ｉを点線の円で示している。また、上層の導体層２ｃからのビアホール導体２ｊが接続される位置を小さな黒丸で示している。

ベタ状配線導体９ｄは、ランド１０ｄとの間に一定の間隔を空けて配置されている。ベタ状配線導体９ｄは、接地用または電源用の配線導体として機能する。ベタ状配線導体９ｄの直下には、複数のスルーホール導体２ｉが形成されている。また各ランド１０ｄの直下にもスルーホール導体２ｉが形成されている。

図６は、上から５番目の導体層２ｅを示している。導体層２ｅは、絶縁層１ｄの下面に形成されている。導体層２ｅは、ベタ状配線導体９ｅと、ランド１０ｅとを有している。なお、図６においては、次層の導体層２ｆに接続するビアホール導体２ｊを点線の円で示している。また、上層の導体層２ｄからのスルーホール導体２ｉが接続される位置を小さな黒丸で示している。

ベタ状配線導体９ｅは、ランド１０ｅとの間に一定の間隔を空けて配置されている。ベタ状配線導体９ｅは、接地用または電源用の配線導体として機能する。ベタ状配線導体９ｅの直下には、複数のビアホール導体２ｊが形成されている。また各ランド１０ｅの直下にもビアホール導体２ｊが形成されている。

図７は、上から６番目の導体層２ｆを示している。導体層２ｆは、絶縁層１ｅの下面に形成されている。導体層２ｆは、ベタ状配線導体９ｆと、ランド１０ｆとを有している。なお、図７においては、次層の導体層２ｇに接続するビアホール導体２ｊを点線の円で示している。また、上層の導体層２ｅからのビアホール導体２ｊが接続される位置を小さな黒丸で示している。

ベタ状配線導体９ｆは、ランド１０ｆとの間に一定の間隔を空けて配置されている。ベタ状配線導体９ｆは、接地用または電源用の配線導体として機能する。ベタ状配線導体９ｆの直下には、複数のビアホール導体２ｊが形成されている。また各ランド１０ｆの直下にもビアホール導体２ｊが形成されている。

図８は、上から７番目の導体層２ｇを示している。導体層２ｇは、絶縁層１ｆの下面に形成されている。導体層２ｇは、ベタ状配線導体９ｇと、ランド１０ｇとを有している。なお、図８においては、次層の導体層２ｈに接続するビアホール導体２ｊを点線の円で示している。また、上層の導体層２ｆからのビアホール導体２ｊが接続される位置を小さな黒丸で示している。

ベタ状配線導体９ｇは、ランド１０ｇとの間に一定の間隔を空けて配置されている。ベタ状配線導体９ｇは、接地用または電源用の配線として機能する。ベタ状配線導体９ｇの直下には、複数のビアホール導体２ｊが形成されている。また各ランド１０ｇの直下にもビアホール導体２ｊが形成されている。

図９は、最下層の導体層２ｈを示している。導体層２ｈは、絶縁層１ｇの下面に形成されている。導体層２ｈは、ベタ状配線導体９ｈと、外部接続パッド７とを有している。なお、図９においては、上層の導体層２ｇからのビアホール導体２ｊが接続される位置を小さな黒丸で示している。

ベタ状配線導体９ｈは、外部接続パッド７との間に一定の間隔を空けて配置されている。ベタ状配線導体９ｈは、接地用または電源用の配線導体として機能する。

そして、この配線基板によれば、半導体素子接続パッド６に半導体素子Ｓの電極端子Ｔを半田を介して接続することにより半導体素子Ｓが搭載され、外部接続パッド７を外部電気回路基板に半田を介して接続することにより外部電気回路基板に実装される。

次に、上述した配線基板とともに製造される本発明の配線基板評価用テストクーポンの一例を図１０〜図１２を参照して説明する。

本例の配線基板評価用テストクーポンは、上述の配線基板における最上層の導体層２ａ、上から２番目の導体層２ｂおよび上から３番目の導体層２ｃの配線導体にパターン変更を加えた以外は、上述の配線基板と同様の構成を有している。なお、図１０〜図１２において、上述の配線基板と同様の箇所には同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１０は、本例の配線基板評価用テストクーポンにおける上から２番目の導体層２ｂ’を示している。この導体層２ｂ’は、ＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）測定用パターン１１およびベタ状配線導体９ｂを含んでいる。ベタ状配線導体９ｂは、接地用または電源用の配線導体である。このようなＴＤＲ測定用パターン１１を設けるためのパターン変更を行った以外は、上述した配線基板における導体層２ｂと同様の配線パターンを有している。

ＴＤＲ測定用パターン１１は、その一端がビアホール導体２ｊを介して半導体素子接続パッド６に電気的に接続されており、他端が開放端となっている。ＴＤＲ測定用パターン１１は、上述した配線基板における何れの帯状配線導体８ｂの長さよりも長い長さを有している。ＴＤＲ測定用パターン１１の長さは、例えば１０ｍｍ以上であり、より好ましくは１３ｍｍ以上である。このＴＤＲ測定用パターン１１を用いてＴＤＲを良好に測定することができる。

ＴＤＲ測定用パターン１１は、その左右をベタ状配線導体９ｂにより所定の間隔を空けて取り囲まれている。ＴＤＲ測定用パターン１１を取り囲むベタ状配線導体９ｂには、上層の導体層２ａにおけるベタ状配線導体９ａに接続するビアホール導体２ｊおよび下層の導体層２ｃにおけるベタ状配線導体９ｃに接続するビアホール２ｊがＴＤＲ測定用パターン１１に沿って所定間隔で複数並んで接続されている。

図１１に上層の導体層２ａ’を示し、図１２に下層の導体層２ｃ’を示す。これらの導体層２ａ’、２ｃ’には、ＴＤＲ測定用パターン１１と対向する位置にベタ状配線導体９ａ、９ｃが配設されている。上述したように、これらのベタ状配線導体９ａ、９ｂとＴＤＲ測定用パターン１１を取り囲むベタ状配線９ｂとビアホール導体２ｊを介して電気的に接続されている。

このように、本例の配線基板評価用テストクーポンによれば、配線基板における信号用の帯状配線導体８ｂの長さよりも長い帯状のＴＤＲ測定用パターン１１が形成されていることから、このＴＤＲ測定用パターン１１を用いてＴＤＲを良好に測定することができる。なお、ＴＤＲ測定用パターン１１の長さが１０ｍｍ未満の場合、ＴＤＲを良好に測定することができない。したがって、ＴＤＲ測定用パターン１１の長さは、１０ｍｍ以上であることが好ましく、さらには１３ｍｍ以上であることが好ましい。

また、本発明の配線基板評価用テストクーポンは、配線基板における配線導体２の一部に変更を加えた以外は配線基板と同じ構成であり、配線基板評価用テストクーポンの構成が配線基板の構成と極めて近似したものとなる。その結果、配線基板評価用テストクーポンを用いた評価結果が配線基板の実際の出来栄えに近い結果となる配線基板評価用テストクーポンを提供することができる。

１・・・絶縁基板
２・・・配線導体
６・・・半導体素子接続パッド
７・・・外部接続パッド
８ｂ、８ｃ・・・帯状配線導体
９ａ、９ｂ、９ｃ・・・ベタ状配線導体
１１・・・ＴＤＲ測定用パターン

Claims (4)

1. 複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板と、該絶縁基板の上面中央部に配置された複数の半導体素子接続パッドと、前記絶縁基板の下面に配置された複数の外部接続パッドと、一端が前記半導体素子接続パッドに電気的に接続されているとともに他端が前記外部接続パッドに電気的に接続されており、前記絶縁層の層間を延在する信号用の複数の帯状配線導体とを具備して成り、全ての前記帯状配線導体の長さが第１の長さ以下である配線基板が複数一体的に配列形成された基板製造用パネル中に一体的に形成されており、前記配線基板における前記配線導体の一部に変更を加えた以外は前記配線基板と同じ構成の配線基板評価用テストクーポンであって、前記帯状配線導体と同一層に、前記第１の長さよりも長い第２の長さの帯状のＴＤＲ測定用パターンが形成されていることを特徴とする配線基板評価用テストクーポン。
2. 前記ＴＤＲ測定用パターンは、その一端が前記配線基板評価用テストクーポンにおける半導体素子接続パッドに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板評価用テストクーポン。
3. 前記ＴＤＲ測定用パターンは、その上下左右が接地または電源用のベタ状配線導体で囲まれていることを特徴とする請求項１または２記載の配線基板評価用テストクーポン。
4. 前記第１の長さが１０ｍｍ未満であり、前記第２の長さが１３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の配線基板評価用テストクーポン。

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