JP2020136485A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板の品質の向上。【解決手段】実施形態の配線基板１は、アンテナ２を構成する第１放射素子２１を含む第１導体層３１と、第１放射素子２１と共にアンテナ２を構成する第２放射素子２２を含む第２導体層３２と、第１放射素子２１と第２放射素子２２との間に介在する２以上の層間絶縁層４ａと、２以上の層間絶縁層４ａの相互の間にそれぞれ介在する内層の導体層３ａと、を備えている。そして、内層の導体層３ａそれぞれは、第１放射素子２１及び第２放射素子２２と平面視において重ならない領域だけに導体パターン３ａ１を有し、配線基板１は、アンテナ２を含むアンテナ領域Ａと、平面視におけるアンテナ領域Ａの周囲の領域である周辺領域Ｐと、を有し、第２放射素子２２の厚さは、第２導体層３２において周辺領域Ｐに形成されている導体パターン３２ａの厚さよりも厚い。【選択図】図１

Description

本発明は配線基板に関する。

特許文献１には、一方の表面にアンテナ素子を備えた電子部品モジュールが開示されている。電子部品モジュールは、積層構造の第１の誘電体基板と、第１の誘電体基板に対して積層方向に配置された第２の誘電体基板とを備えている。アンテナ素子は第２の誘電体基板側の表面に設けられており、第１の誘電体基板側の表面には高周波デバイスが実装されている。

特開２００５−８６６０３号公報

アンテナを備える特許文献１の電子部品モジュールでは、構造及び材料の異なる２つの誘電体基板が積層されているため、電子部品モジュール全体に反りが生じ易いと考えられる。電子部品モジュールに反りが生じると、誘電体基板上に実装されている電子部品などと誘電体基板との接続部にストレスが加わると推定される。電子部品モジュールの表面に設けられているアンテナの特性が低下するおそれもある。

本発明の配線基板は、アンテナを構成する第１放射素子を含む第１導体層と、前記第１放射素子と共に前記アンテナを構成する第２放射素子を含む第２導体層と、前記第１放射素子と前記第２放射素子との間に介在する２以上の層間絶縁層と、前記２以上の層間絶縁層の相互の間にそれぞれ介在する内層の導体層と、を備えている。そして、前記内層の導体層それぞれは、前記第１放射素子及び前記第２放射素子と平面視において重ならない領域だけに導体パターンを有し、前記配線基板は、前記アンテナを含むアンテナ領域と、平面視における前記アンテナ領域の周囲の領域である周辺領域と、を有し、前記第２放射素子の厚さは、前記第２導体層において前記周辺領域に形成されている導体パターンの厚さよりも厚い。

本発明の実施形態によれば、アンテナを備える配線基板における反りの発生を抑制して品質の向上に寄与することができると考えられる。

本発明の一実施形態の配線基板の一例を示す断面図。 図１に示されるII部の拡大図。 図１の配線基板におけるアンテナ領域、及び周辺領域の一部の平面図。 一実施形態の配線基板におけるアンテナ領域の他の例を示す平面図。 一実施形態の配線基板における第２放射素子及び周辺領域の導体パターンの位置関係の他の例を示す断面図。 一実施形態の配線基板における第２放射素子及び周辺領域の導体パターンの位置関係のさらに他の例を示す断面図。 一実施形態の配線基板の層間絶縁層の他の例を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造における出発基板の一例を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造における第１放射素子の形成の一例を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造における層間絶縁層の形成の一例を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造における第２放射素子の形成の一例を示す断面図。

つぎに、本発明の一実施形態の配線基板が図面を参照しながら説明される。図１には、一実施形態の配線基板の一例である配線基板１の断面図が示されている。図１に示されるように、配線基板１は、互いに同数の導体層を含んでいる２つのビルドアップ層（第１ビルドアップ層１１及び第２ビルドアップ層１２）と、第１及び第２のビルドアップ層１１、１２に挟まれているコア基板１０とを含んでいる。第１ビルドアップ層１１は、第１導体層３１及び第２導体層３２、並びに、第１導体層３１と第２導体層３２との間の２つの内層の導体層３ａを含んでいる。第１ビルドアップ層１１は、アンテナ２を構成する第１放射素子２１及び第２放射素子２２を含んでいる。第２ビルドアップ層１２は、第３導体層３３、及び、第３導体層３３の上方に設けられた３つの導体層３ｂを含んでいる。なお、配線基板１の説明では、配線基板１の厚さ方向においてコア基板１０から遠い側は「上側」もしくは「上方」、又は単に「上」とも称され、コア基板１０に近い側は「下側」もしくは「下方」、又は単に「下」とも称される。さらに、各導体層及び各絶縁層において、コア基板１０と反対側を向く表面は「上面」とも称され、コア基板１０側を向く表面は「下面」とも称される。

第１ビルドアップ層１１は、第１及び第２の導体層３１、３２の間に介在する３つの層間絶縁層４ａを含んでいる。２つの内層の導体層３ａそれぞれは、３つの層間絶縁層４ａそれぞれの間に介在している。第１ビルドアップ層１１は、さらに、第１導体層３１に関して層間絶縁層４ａ側と反対側に設けられている第１絶縁層４１を含んでいる。第１絶縁層４１は、コア基板１０と第１導体層３１との間に介在する層間絶縁層である。なお、第１導体層３１と第２導体層３２との間の層間絶縁層４ａの数は３つに限定されず、第１導体層３１と第２導体層３２との間には、２以上の任意の数の層間絶縁層４ａが設けられ得る。また、内層の導体層３ａは、必ずしも、２以上の層間絶縁層４ａそれぞれの間全てに介在していなくてもよい。内層の導体層３ａは、２以上の層間絶縁層４ａのうちの積層方向において隣り合う少なくとも一組の間に設けられていればよい。すなわち、配線基板１は、少なくとも１つの内層の導体層３ａを備え得る。

第２ビルドアップ層１２は、第３導体層３３及び３つの導体層３ｂそれぞれの間に介在する３つの層間絶縁層４ｂ、及び、コア基板１０と第３導体層３３との間に介在する第２絶縁層４２を含んでいる。第２ビルドアップ層１２にも、３つ以外の任意の数の層間絶縁層４ｂが設けられてもよい。

コア基板１０は、絶縁層（コア層）４０と、絶縁層４０の両面にそれぞれ形成されている導体層３ｃ及び導体層３ｄとを含んでいる。絶縁層４０には、導体層３ｃと導体層３ｄとを接続するスルーホール導体１０ａが形成されている。

各導体層（第１〜第３の導体層３１〜３３、内層の導体層３ａ、及び導体層３ｂ〜３ｄ）は、図１において単層構造を有するように示されているが、２つ又は３つなどの複数の層を有し得る。これら各導体層は、例えば、金属箔層、無電解めっき膜層、及び、電解めっき膜層を有し得る。各導体層は、例えば、銅、ニッケル、銀、パラジウムなどの任意の金属を単独で又は組み合わせて用いて形成され得る。

第１及び第２の絶縁層４１、４２、絶縁層４０、並びに各層間絶縁層４ａ、４ｂは、任意の絶縁性材料を用いて形成される。絶縁性材料としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）又はフェノール樹脂などが例示される。これらの樹脂を用いて形成される各絶縁層は、ガラス繊維又はアラミド繊維などの補強材、及び／又は、シリカなどの無機フィラーを含んでいてもよい。

各絶縁層は、それぞれの上面側及び下面側の導体層同士を接続するビア導体５ａ、５ｂを含んでいる。第１絶縁層４１及び絶縁層４ａは、それぞれビア導体５ａを含み、第２絶縁層４２及び絶縁層４ｂは、それぞれビア導体５ｂを含んでいる。ビア導体５ａ、５ｂは、各絶縁層それぞれを貫く貫通孔を導電体で埋めることによって形成された、所謂フィルドビアである。ビア導体５ａ、５ｂは、それぞれの上側の導体層と一体的に形成されている。従ってビア導体５ａ、５ｂは、例えば、銅又はニッケルなどからなる無電解めっき膜及び電解めっき膜によって形成されている。スルーホール導体１０ａも、銅又はニッケルなどからなる無電解めっき膜及び電解めっき膜によって形成されている。

図１の例の配線基板１は、さらに、第１ビルドアップ層１１上に形成されているソルダーレジスト層６ａ、及び、第２ビルドアップ層１２上に形成されているソルダーレジスト層６ｂを含んでいる。ソルダーレジスト層６ａ、６ｂは、例えばエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを用いて形成される。ソルダーレジスト層６ａは、第２導体層３２を覆っている。

第２ビルドアップ層１２の最も外側の導体層３ｂは、電子部品（図示せず）がその上に実装されるべき接続パッド３ｂ１を含んでいる。ソルダーレジスト層６ｂは、接続パッド３ｂ１を露出させる開口を有している。

第１導体層３１は、第１放射素子２１を含んでいる。第２導体層３２は、第２放射素子２２を含んでいる。第２導体層３２は、さらに第２放射素子２２の周囲に形成された導体パターン３２ａを含んでいる。第１放射素子２１は第１導体層３１に形成されている導体パターンによって構成されている。第２放射素子２２は第２導体層３２に形成されている導体パターンによって構成されている。第２放射素子２２はソルダーレジスト層６ａに覆われている。第１放射素子２１と第２放射素子２２との間には層間絶縁層４ａが介在している。第１放射素子２１と第２放射素子２２とは、アンテナ２を構成すべく、層間絶縁層４ａを介して対向している。第１放射素子２１及び第２放射素子２２は、互いに電磁的に結合することによってアンテナ２を構成している。第２放射素子２２を含む第２導体層３２は、配線基板１が有する導体層のうち、第１ビルドアップ層１１側の最も外側（上側）に配置されている表層（最外層）の導体層である。層間絶縁層４ａのような絶縁層に第２放射素子２２が覆われている場合と比べて、アンテナ２による電波の送信及び／又は受信における影響が少ないと考えられる。

第１放射素子２１は、第２放射素子２２を向く表面２１ａに凹み２１ｂを有している。第１絶縁層４１は、第１放射素子２１の下面（第１絶縁層４１側の表面）に接続され、第１放射素子２１と導体層３ｃとを接続するビア導体（第１ビア導体５１）を含んでいる。第１ビア導体５１は、第１絶縁層４１に含まれる１以上のビア導体５ａのうちの１つである。表面２１ａの凹み２１ｂは、第１ビア導体５１上に形成されている。凹み２１ｂによって第１放射素子２１と絶縁層４ａとの接触面積を増加させることができ、両者の密着性を向上させ得ることがある。第１放射素子２１の表面２１ａの凹み２１ｂは、表面２１ａ上に複数形成されていてもよい。

第１放射素子２１には、アンテナ２から送信されるべき信号又はアンテナ２によって受信されるべき外来の信号が伝えられる。このように、第１放射素子２１は、アンテナ２において電気信号が供給されるべき、又は、外来電波に基づく電気信号を誘起させるべき給電素子であってもよい。

第２放射素子２２は、第２放射素子２２以外の導電体から絶縁されており、第２放射素子２２には、他の導電体からの通電は行われ得ない。第２放射素子２２は、図１の例のように、アンテナ２の使用時に通電されない無給電素子であってもよい。

図１の例において給電素子である第１放射素子２１は、第１ビルドアップ層１１に含まれており、アンテナ２によって送信されるべき信号は第２ビルドアップ層１２から第１放射素子２１へと伝送される。また、アンテナ２によって受信された信号は、第１放射素子２１から第２ビルドアップ層１２へと伝送される。第２ビルドアップ層１２に含まれる第３導体層３３は、アンテナ２の送受信信号を伝える信号伝送路３３１を含んでいる。信号伝送路３３１は、好ましくは、第２ビルドアップ層１２内の導体層３ｂとの間で、ストリップ線路を構成する。

第２絶縁層４２は、信号伝送路３３１と導体層３ｄとを接続する第２ビア導体５２を含んでいる。第２ビア導体５２は、第２絶縁層４２に含まれる１以上のビア導体５ｂのうちの１つである。第１ビア導体５１と第２ビア導体５２とは、スルーホール導体１０ａを介して電気的に接続されている。その結果、第１放射素子２１と信号伝送路３３１とが電気的に接続されている。信号伝送路３３１と第１放射素子２１との間で、第２ビア導体５２、スルーホール導体１０ａ、及び第１ビア導体５１を介して、例えば高周波信号が双方向に伝送され得る。

図示されていないが、信号伝送路３３１は、第２ビルドアップ層１２内のビア導体５ｂを介して接続パッド３ｂ１に接続されていてもよい。その場合、接続パッド３ｂ１に実装される電子部品（図示せず）で生成される信号が、アンテナ２から送信され得る。また、アンテナ２によって受信された信号が、接続パッド３ｂ１に実装される電子部品に入力され、且つ、この電子部品によって処理され得る。

第１放射素子２１は、第１導体層３１の他の導体パターンと分離されている。すなわち、平面視において第１放射素子２１の周囲には、第１導体層３１において導体パターンの無い領域が設けられている。第２放射素子２２も、第２導体層３２の他の導体パターンと分離されており、平面視において第２導体層３２の第２放射素子２２の周囲には、導体パターンの無い領域が設けられている。なお、「平面視」は、配線基板１を外部から見るときの見方に関し、配線基板１の厚さ方向と平行な視線で配線基板１を見ることを意味している。

配線基板１は、アンテナ２を含むアンテナ領域Ａと、アンテナ領域Ａの周囲の領域である周辺領域Ｐとを有している。第１放射素子２１と第２放射素子２２とは、アンテナ領域Ａにおいて、層間絶縁層４ａを介して対向している。なお「アンテナ領域Ａ」は、平面視において、第１及び第２の放射素子２１、２２が占める領域と、第１及び第２の導体層３１、３２における第１及び第２の放射素子２１、２２の周囲の離隔領域とによって構成される領域である。「離隔領域」は、第１及び第２の導体層３１、３２における第１及び第２の放射素子２１、２２の周囲の領域であって導体パターンが設けられていない領域である。

図１に示されるように、内層の導体層３ａは、いずれも、第１放射素子２１及び第２放射素子２２の間には介在していない。すなわち、内層の導体層３ａそれぞれは、第１放射素子２１及び第２放射素子２２と平面視で重なる領域には導体パターンを有さず、第１放射素子２１及び第２放射素子２２と平面視において重ならない領域だけに導体パターン３ａ１を有している。このように第１放射素子２１と第２放射素子２２との間に導電体を配さないことによって、アンテナ２において所望の特性が得られることがある。図１の例では、内層の導体層３ａは、いずれも、第１放射素子２１及び第２放射素子２２と重なる領域を含むアンテナ領域Ａ内において導体パターンを有していない。内層の導体層３ａそれぞれに含まれる導体パターン３ａ１は、周辺領域Ｐに形成されている。

一方、図１の例では、周辺領域Ｐに設けられている導体パターン３ａ１の影響で、３つの層間絶縁層４ａのうちの上側（第２導体層３２側）の２つの上面それぞれには、アンテナ領域Ａと周辺領域Ｐとの境界付近に段差が生じている。そのため、３つの層間絶縁層４ａのうちの上側の２つの上面（第２導体層３２側を向く表面）の高さ（例えば絶縁層４０における第１ビルドアップ層１１側の表面からの高さ）に関して、アンテナ領域Ａは周辺領域Ｐよりも低い。すなわち、第２導体層３２を除く配線基板１の厚さに関して、アンテナ領域Ａは周辺領域Ｐよりも薄い。これに対して、本実施形態では、第２導体層３２のアンテナ領域Ａに形成されている第２放射素子２２の厚さは、第２導体層３２の周辺領域Ｐに形成されている導体パターン３２ａの厚さよりも厚い。

導体層と絶縁層との積層構造を有する配線基板では、例えば配線基板の構造的な特徴に起因して反りが生じ得る。例えば、配線基板に厚さの薄い領域が部分的に存在したり、いずれかの導体層において導体パターンの粗密のムラがあったりすると反りが生じ易い。従って、図１の例のように、例えば所望の電気的特性を得るべく、いずれかの導体層において導体パターンの無い領域が設けられたり、その結果、配線基板の厚さが一様でなかったりすると、反りの発生リスクが高まることがある。

本実施形態では、前述したように、第２導体層３２に含まれる第２放射素子２２の厚さは、同じく第２導体層３２に含まれていて周辺領域Ｐに設けられている導体パターン３２ａの厚さよりも厚い。そのため、第２導体層３２を除く配線基板１の厚さに関してアンテナ領域Ａが周辺領域Ｐよりも薄くても、配線基板１全体では、その厚さの差を少なくすることができる。また、内層の導体層４ａそれぞれにおいて導体パターンが設けられていないアンテナ領域Ａの剛性を高めることができると考えられる。従って、本実施形態によれば、配線基板１の反りを抑制し得ることがある。その結果、図示されない電子部品などと配線基板１との接続部に加わり得るストレスが軽減されることがある。また、意図したアンテナ特性が得られ易いと考えられる。

図２には、図１のII部の拡大図が示されている。図２に示されるように、３つの層間絶縁層４ａのうちの最も上側の１つの上面４ａ１には、内層の導体層３ａの厚さＴ１の２倍の厚さに応じた大きさの段差ＳＤ１が、アンテナ領域Ａと周辺領域Ｐとの境界部分に生じている。また、３つの層間絶縁層４ａの中央の層間絶縁層４ａの上面４ａ２には、内層の導体層３ａの厚さＴ１そのものに応じた大きさの段差ＳＤ２が、アンテナ領域Ａと周辺領域Ｐとの境界部分に生じている。

アンテナ領域Ａは、第２導体層３２を除く第１ビルドアップ層１１の厚さに関して周辺領域Ｐよりも段差ＳＤ１だけ薄い。一方、第２導体層３２の第２放射素子２２と導体パターン３２ａとでは、アンテナ領域Ａ内の第２放射素子３２の方が、周辺領域Ｐ内の導体パターン３２ａよりも厚い。そのため、第２導体層３２を含む第１ビルドアップ層１１全体の厚さに関するアンテナ領域Ａと周辺領域Ｐとの差異ＤＢは、段差ＳＤ１よりも小さい。換言すると、第１ビルドアップ層１１の厚さに関して、アンテナ領域Ａにおける最大の厚さと周辺領域Ｐにおける最大の厚さとの差異ＤＢは、アンテナ領域Ａにおける最小の厚さと周辺領域Ｐにおける最小の厚さとの差異（段差ＳＤ１）よりも小さい。なお、「第１ビルドアップ層１１の厚さ」は、第１樹脂絶縁層４１の下面（コア基板１０側の表面）から、第２導体層３２の上面（第２導体層３２の導体パターンが設けられていない領域では、最も上側の層間絶縁層４ａの上面４ａ１）までの距離である。従って、第１ビルドアップ層１１の「最大の厚さ」は、第２導体層３２の導体パターンが設けられている領域での第１ビルドアップ層１１の厚さであり。その「最小の厚さ」は、第２導体層３２の導体パターンが設けられていない領域での第１ビルドアップ層１１の厚さである。

第２放射素子２２の厚さは、第２導体層３２の周辺領域Ｐに設けられている導体パターン３２ａの厚さの、例えば、１．１倍以上、２．０倍以下であり、好ましくは、１．１倍以上、１．６倍以下である。また、第２放射素子２２の厚さと導体パターン３２ａの厚さとの差は、アンテナ領域Ａに導体パターンを含まない１以上の内層の導体層３ａの厚さＴ１の合計値に略等しくてもよい。

図３には、図１の配線基板１におけるアンテナ領域Ａ、及び周辺領域Ｐの一部の平面図が示されている。図１は、図３に示されるＩ−Ｉ線での断面を含む断面図である。なお、図３では、図１のソルダーレジスト層６ａの図示は省略されている。また、明確さのために、第１放射素子２１を示す破線は第２放射素子２２の僅かに内側に描かれている。図３の例において、導体パターン３２ａは、アンテナ領域Ａと周辺領域Ｐとの境界を画定している。また、導体パターン３２ａは、第２放射素子２２の周囲全周に亘って第２放射素子２２を囲んでおり、周辺領域Ｐはアンテナ領域Ａを囲んでいる。アンテナ領域Ａには、内層の導体層３ａ（図１参照）それぞれにおいて導体パターンは設けられていない。なお、図３は、アンテナ領域Ａの一例を示しているに過ぎない。アンテナ領域Ａ及び周辺領域Ｐの形状などは、図３の例に限定されない。

図３の例において、第１放射素子２１の表面の凹み２１ｂは、第１放射素子２１の平面形状における一辺の近傍に設けられている。前述したように、凹み２１ｂは、第１ビア導体５１（図１参照）上に形成されており、第１ビア導体５１を介して、第１放射素子２１に又は第１放射素子２１から送受信信号が伝送される。図３の例のような凹み２１ｂの配置の場合、第１放射素子２１における給電点（第１ビア導体５１）と、この給電点から第１放射素子２１の最遠の縁部との間の距離を長く確保することができる。そうすることによって、アンテナ２の送受信帯域の選択に関して第１放射素子２１が有する面積を有効に利用することができると考えられる。

周辺領域Ｐとアンテナ領域Ａとの境界を画定する導体パターン３２ａは、必ずしも全周に亘ってアンテナ２を囲んでいなくてもよい。アンテナ２の周囲において導体パターン３２ａに不連続部がある場合は、例えば、導体パターン３２ａにおけるアンテナ２に隣接する内縁、及び、その内縁の外挿補間及び／又は内挿補間によって得られる延長線によって周辺領域Ｐとアンテナ領域Ａとの境界が画定され得る。また、配線基板１は、アンテナ２の周囲において周方向の一部の領域にのみ周辺領域Ｐを有していてもよい。例えば図３の例において、配線基板１は、第２放射素子２２の右側、左側、上側、及び下側のいずか１つ乃至３つだけに周辺領域Ｐを有していてもよい。

図４に示される平面図には、配線基板１におけるアンテナ領域Ａの他の例が示されている。図４の例では、第１導体層３１（図１参照）の導体パターン３１ａにおける第１放射素子２１を囲む内縁３１ｂは、導体パターン３２ａにおける第２放射素子２２を囲む内縁３２ｂの外側に位置している。このように、第１導体層３１及び第２導体層３２それぞれにおいてアンテナ２を囲む、導体パターン３１ａの内縁３１ｂと導体パターン３２ａの内縁３２ｂとは、平面視において重なっていなくてもよい。図４の例では、導体パターン３１ａの内縁３１ｂが周辺領域Ｐとアンテナ領域Ａとの境界を画定している。このように、導体パターン３１ａ、３２ａそれぞれの内縁が平面視において重なっていない場合は、導体パターン３１ａ、３２ａそれぞれの内縁のうちアンテナ２から遠い方の内縁によってアンテナ領域Ａが画定される。

また、図４の例では、導体パターン３１ａの内縁３１ｂは、楕円の円周を描いている。従って、アンテナ領域Ａは平面視で楕円の形状を有している。このように、アンテナ領域Ａの平面形状は矩形に限定されず、アンテナ領域Ａは任意の平面形状を有し得る。同様に、導体パターン３２ａの内縁３２ｂも、任意の形状の輪郭を描き得る。また、図４の例と異なり、平面視において、導体パターン３２ａの内縁３２ｂが、導体パターン３１ａの内縁３１ｂの外側に位置していてもよい。

図５Ａ及び図５Ｂには、配線基板１における第２放射素子２２及び周辺領域Ｐ内の導体パターン３２ａの他の例が示されている。図５Ａ及び図５Ｂは、図３が示す部分と同様の部分を示す断面図である。

図５Ａにおいて、第２放射素子２２の上面は周辺領域Ｐ内の導体パターン３２ａの上面と略面一である。配線基板１の反りが、図２に示される例と比べて更に生じ難いことがある。図５Ａの例では、第１導体層３１と第２導体層３２との間には、２つの層間絶縁層４ａが介在し、１つの内層の導体層３ａが２つの層間絶縁層４ａの間に介在している。２つの層間絶縁層４ａのうちの上側の層間絶縁層４ａの上面４ａ１には、１つの内層の導体層３ａの厚さＴ１に応じた大きさの段差ＳＤ３が、アンテナ領域Ａと周辺領域Ｐとの境界部分に生じている。第２放射素子２２が、段差ＳＤ３と導体パターン３２ａの厚さとの合計と略等しい厚さを有しているため、第２放射素子２２の上面と導体パターン３２ａの上面とが略面一である。

図５Ｂの例では、第２放射素子２２の上面は、導体パターン３２ａの上面よりも上側（コア基板１０から遠い側）に位置している。導体パターン３２ａの電位の変化などによって形成され得る電界及び磁界による、アンテナ２において送受信される電波への影響が少ないと考えられる。図５Ｂの例においても、第１導体層３１と第２導体層３２との間には、２つの層間絶縁層４ａが介在し、１つの内層の導体層３ａが２つの層間絶縁層４ａの間に介在している。

一方、図５Ｂの例では、内層の導体層３ａの厚さＴ１ｂが、図５Ａの例における内層の導体層３ａの厚さＴ１よりも薄い。そのため、上側の層間絶縁層４ａの上面４ａ１に生じている段差ＳＤ４は、図５Ａの例における段差ＳＤ３よりも小さい。加えて、図５Ｂの例では、導体パターン３２ａも、内層の導体層３ａの厚さＴ１ｂと略同じ厚さに形成されている。第２放射素子２２が、段差ＳＤ４と導体パターン３２ａの厚さとの合計よりも大きな厚さを有しているため、第２放射素子２２の上面は、導体パターン３２ａの上面よりも上側に位置している。

本実施形態では、周辺領域Ｐの導体パターン３２ａよりも厚い第２放射素子２２の上面は、図３、図５Ｂ及び図５Ａに示されるように、導体パターン３２ａの上面よりも下側でも上側でもよく、また、これら２つの上面は面一であってもよい。また、第２放射素子２２の上面と周辺領域Ｐの導体パターン３２ａの上面との相対的な位置は、２以上の層間絶縁層４ａの数及び１以上の内層の導体層３ａの数だけに依存しない。

図６には、本実施形態の配線基板の他の例である配線基板１ａの断面図が示されている。配線基板１ａは、図１の配線基板１と同様の構造を有しており、第２放射素子２２の厚さは、第２導体層３２において周辺領域Ｐに設けられている導体パターン３２ａの厚さよりも厚い。しかし、配線基板１ａでは、第１絶縁層４１の上面及び３つの層間絶縁層４ａそれぞれの上面が平坦ではなく、各絶縁層の上面は、アンテナ領域Ａと周辺領域Ｐとの境界部分からアンテナ領域Ａの中央部にかけて、コア基板１０側に向って湾曲している。すなわち、図１の配線基板１のように層間絶縁層４ａの表面（上面）に段差は形成されず、各絶縁層の上面は、アンテナ領域Ａにおいて全体的にコア基板１０に向って凹んでいる。

具体的には、アンテナ領域Ａにおいてコア基板１０の導体層３ｃの大半に導体パターンが設けられていないため、第１絶縁層４１の上面がコア基板１０側に向って湾曲している。第１導体層３１上の層間絶縁層４ａの上面は、（第１導体層３１に第１放射素子２１が設けられているが、）第１絶縁層４１の上面の湾曲の影響を受けて湾曲している。３つの層間絶縁層４ａの他の２つそれぞれの上面は、アンテナ領域Ａにおいて２つの内層の導体層３ａに導体パターンが設けられていないため、第１絶縁層４１の上面よりもさらに湾曲している。しかし本実施形態では、第２放射素子２２の厚さが、周辺領域Ｐの導体パターン３２ａの厚さよりも厚いため、配線基板１ａの全体的な反りが抑制されることがある。

つぎに、図１に示される配線基板１の製造方法の一例が、図７Ａ〜図７Ｅを参照して説明される。

図７Ａに示されるように、コア基板１０を構成する絶縁層４０、及び絶縁層４０の両面に設けられた金属箔３ｅを有する積層板が用意される。例えば、銅からなる金属箔３ｅを有する両面銅張積層板が用意される。

図７Ｂに示されるように、貫通孔１０ｂが、炭酸ガスレーザー光の照射などによって形成され、例えばセミアディティブ法を用いて、銅箔、銅の無電解めっき膜、及び電解めっき膜を含んでいて所望の導体パターンを有する導体層３ｃ、３ｄが形成される。また、この無電解めっき膜及び電解めっき膜が貫通孔１０ｂ内に埋め込まれることによってスルーホール導体１０ａが形成される。

図７Ｃに示されるように、第１及び第２の絶縁層４１、４２が形成される。また、第１放射素子２１を含む第１導体層３１が第１絶縁層４１上に形成される。第１導体層３１の形成と共に、信号伝送路３３１を含む第３導体層３３が第２絶縁層４２上に形成される。第１導体層３１の形成において、第１ビア導体５１を含む１以上のビア導体５ａが第１絶縁層４１内に形成される。また、第３導体層３３の形成において、第２絶縁層４２内に第２ビア導体５２を含む１以上のビア導体５ｂが形成される。

第１及び第２の絶縁層４１、４２は、例えば、半硬化状態のエポキシ樹脂及びガラス繊維などの補強材を含むプリプレグ、又は、フィルム状のエポキシ樹脂をコア基板１０の両面に積層し、熱圧着することによって形成される。プリプレグの積層の際に、例えば銅からなる金属箔がプリプレグ上に重ねられ、プリプレグと共に圧着されてもよい。その後、例えば炭酸ガスレーザー光の照射によって、ビア導体５ａ、５ｂを形成するための貫通孔５ａ１、５ｂ１が、第１及び第２の絶縁層４１、４２それぞれに形成される。

そして、例えば、セミアディティブ法を用いて、第１放射素子２１及び信号伝送路３３１などの所望の導体パターンを有する第１及び第２の導体層３１、３２、並びに、第１及び第２のビア導体５１、５２などのビア導体５ａ、５ｂが形成される。

第１導体層３１の形成において、第１放射素子２１の上面（第１絶縁層４１と反対方向を向く面）に凹み２１ｂが設けられる。凹み２１ｂは、第１ビア導体５１上に設けられる。凹み２１ｂは、例えば、第１ビア導体５１の形成における電解めっきの条件の最適化などによって形成され得る。例えば、一般的なフィルドビアの形成時にめっき液に適用される添加剤と比較して、貫通孔５ａ１などの穴内の電流量の増加に寄与するブライトナーなどの含有量を削減することによって凹み２１ｂを意図的に設けることができる。

図７Ｄに示されるように、第１導体層３１上に３つの層間絶縁層４ａが形成される。３つの層間絶縁層４ａそれぞれにはビア導体５ａが形成される。また、３つの層間絶縁層４ａそれぞれの間には内層の導体層３ａが形成され、全部で２つの内層の導体層３ａが形成される。２つの内層の導体層３ａそれぞれは、アンテナ領域Ａに導体パターンを有さないように形成及び／又はパターニングされる。図７Ｄの例では、さらに、第２導体層３２の一部を構成すべき金属箔３２ｃが、３つの層間絶縁層４ａのうちの最上層の層間絶縁層４ａの上に積層されている。３つの層間絶縁層４ａの形成において、少なくとも上側の２つは、２つの内層の導体層３ａそれぞれにおけるアンテナ領域Ａに導体パターンが形成されていないので、アンテナ領域Ａと周辺領域Ｐとの間に段差を生じさせる。そのため、金属箔３２ｃも、アンテナ領域Ａと周辺領域Ｐとの間に段差を含み得る。３つの層間絶縁層４ａ及び２つの内層の導体層３ａは、例えばセミアディティブ法を用いる一般的なビルドアップ配線板の製造方法を用いて形成され得る。

第３導体層３３上にも、３つの層間絶縁層４ａ、並びに、２つの内層の導体層３ａ及びビア導体５ａの形成と同様の方法で、３つの層間絶縁層４ｂ、並びに、２つの導体層３ｂ及びビア導体５ｂが形成される。最も上側の層間絶縁層４ｂの上には、最表層の導体層３ｂを構成すべき金属箔３ｂ２が積層される。

その後、例えばセミアディティブ法を用いて金属箔３２ｃ、３ｂ２それぞれの上にめっき膜が形成されることによって、図７Ｅに示されるように、第２導体層３２が形成され、３つの層間絶縁層４ｂの上に最表層の導体層３ｂが形成される。第２導体層３２は、第１放射素子２１と共にアンテナ２を構成する第２放射素子２２を含むように形成及び／又はパターニングされる。最表層の導体層３ｂは、接続パッド３ｂ１を含むように形成及び／又はパターニングされる。これら導体層及び絶縁層の形成の結果、第１ビルドアップ層１１及び第２ビルドアップ層１２が形成される。

セミアディティブ法のようなパターンめっき法を用いて、所望の導体パターン含むべく第２導体層３２を形成すると共にパターニングすることによって、導体パターン３２ａよりも厚い第２放射素子２２が形成され得る。例えば、周囲の導体パターンから独立すべく形成される第２放射素子２２の形成箇所には電解めっき時のめっき電流が集中し易い。そのため、第２放射素子２２の形成箇所では、導体パターン３２ａなどの第２導体層３２の他の導体パターンの形成箇所と比べてめっき膜の形成速度が速く、その結果、導体パターン３２ａよりも厚い第２放射素子２２を形成することができる。また、第２放射素子２２を、第２導体層３２以外の導体層と接続されないように設計することによって、導体パターン３２ａよりも厚い第２放射素子２２を形成することができる。すなわち、電解めっき中に、第２導体層３２の他の導体パターンの形成箇所においてビア導体が形成されている間にも、第２放射素子２２の形成箇所において、析出される金属を第２放射素子２２の厚さ方向に堆積させることができる。例えば、このようにして、導体パターン３２ａよりも厚い第２放射素子２２を形成することができる。

その後、第１ビルドアップ層１１上にソルダーレジスト層６ａが形成され、第２ビルドアップ層１２上にソルダーレジスト層６ｂが形成される。ソルダーレジスト層６ａ、６ｂは、例えば、感光性のエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを含む樹脂層の形成と、適切なパターンを有するマスクを用いた露光、及び現像とによって形成される。

ソルダーレジスト層６ｂの開口に露出する接続パッド３ｂ１には、必要に応じて、無電解めっき、半田レベラ、又はスプレーコーティングなどによって、Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、はんだ、又は耐熱性プリフラックスなどからなる表面保護膜（図示せず）が形成されてもよい。以上の工程を経ることによって、図１の例の配線基板１が完成する。

実施形態の配線基板は、各図面に例示される構造、並びに、本明細書において例示された構造、形状、及び材料を備えるものに限定されない。例えば、第１放射素子２１の表面２１ａの凹み２１ｂは設けられていなくてもよく、凹み２１ｂは平面視で第１放射素子２１の中央部に設けられていてもよい。第１及び第２の放射素子２１、２２並びに信号伝送路３３１は、全て、第１ビルドアップ層１１及び第２ビルドアップ層１２の一方に形成されていてもよい。また、第１ビア導体５１などの各ビア導体は、コア基板１０側に向って縮径する形状を有していなくてもよい。第２放射素子２２は、ソルダーレジスト層６ａの開口に露出していてもよく、ソルダーレジスト層６ａ、６ｂそのものが設けられなくてもよい。さらに、配線基板１は、必ずしもコア基板１０を有していなくてもよく、ビルドアップ層だけで構成されるコアレスビルドアップ基板であってもよい。

１ 配線基板
１０ コア基板
１１ 第１ビルドアップ層
１２ 第２ビルドアップ層
２ アンテナ
２１ 第１放射素子
２２ 第２放射素子
３１ 第１導体層
３２ 第２導体層
３２ａ 導体パターン
３３１ 信号伝送路
３ａ 内層の導体層
４ａ、４ｂ 層間絶縁層
５１ 第１ビア導体
６ａ、６ｂ ソルダーレジスト層
Ａ アンテナ領域
Ｐ 周辺領域

Claims (7)

1. アンテナを構成する第１放射素子を含む第１導体層と、
   前記第１放射素子と共に前記アンテナを構成する第２放射素子を含む第２導体層と、
   前記第１放射素子と前記第２放射素子との間に介在する２以上の層間絶縁層と、
   前記２以上の層間絶縁層の相互の間にそれぞれ介在する内層の導体層と、
   を備える配線基板であって、
   前記内層の導体層それぞれは、前記第１放射素子及び前記第２放射素子と平面視において重ならない領域だけに導体パターンを有し、
   前記配線基板は、前記アンテナを含むアンテナ領域と、平面視における前記アンテナ領域の周囲の領域である周辺領域と、を有し、
   前記第２放射素子の厚さは、前記第２導体層において前記周辺領域に形成されている導体パターンの厚さよりも厚い。
2. 請求項１記載の配線基板であって、前記第２導体層において前記周辺領域に形成されている導体パターンの厚さに対する前記第２放射素子の厚さの比は、１．１以上、１．６以下である。
3. 請求項１記載の配線基板であって、前記第２導体層は前記配線基板の表層の導体層である。
4. 請求項１記載の配線基板であって、前記第１放射素子と前記第２放射素子とは、前記アンテナ領域において前記２以上の層間絶縁層を介して対向している。
5. 請求項１記載の配線基板であって、前記第１放射素子は、前記アンテナにおける送受信信号が伝えられるべき給電素子であり、前記第２放射素子は、前記第２放射素子以外の導電体から絶縁されている無給電素子である。
6. 請求項５記載の配線基板であって、前記配線基板は、互いに同数の導体層を含む２つのビルドアップ層と前記２つのビルドアップ層に挟まれているコア基板とを備える構造を有しており、
   前記第１放射素子は前記２つのビルドアップ層の一方に含まれており、
   前記２つのビルドアップ層の他方は、前記送受信信号を伝える信号伝送路を含んでいる。
7. 請求項１記載の配線基板であって、前記配線基板は、互いに同数の導体層を含む２つのビルドアップ層と前記２つのビルドアップ層に挟まれているコア基板とを備える構造を有しており、
   前記２つのビルドアップ層のうちの前記第２放射素子を含むビルドアップ層の厚さに関して、前記アンテナ領域における最大の厚さと前記周辺領域における最大の厚さとの差は、前記アンテナ領域における最小の厚さと前記周辺領域における最小の厚さとの差よりも小さい。

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