JP2021111699A - 回路基板 - Google Patents
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Abstract
Description
この技術は、内層配線層とランドの接続信頼性を確保しながら、最小限のランド面積として、内層配線層の配線密度を向上させる事を可能とした多層配線基板を提供する事ができる。しかしながら、多層配線基板の低背化については何ら配慮されていない。
LC回路を形成した基本回路基板と、基本回路基板の表裏面に形成されたビルドアップ層とを備えており、
基本回路基板は、
ガラスコアの表裏面に形成された配線パターンと、
ガラスコアの貫通穴の内部に形成され、ガラスコアの表裏面の配線パターンを接続する導体層と、
ガラスコアの表裏面の少なくともいずれかの配線パターンを一方の電極とし、その上に形成された誘電体層とその誘電体層の上に形成されたもう一方の電極からなるキャパシタと、ガラスコアの、一方の面に形成された配線パターンと、もう一方の面に形成された配線パターンとを、貫通穴の内部に形成された導体層により順次直列に接続されてなるソレノイドコイルを含むインダクタと、からなるLC回路と、を備えており、
導体層は、ガラスコアの一方の面に形成された配線パターンと接続し、且つガラスコアのもう一方の面から突出して備えられており、且つその突出した導体層は、そのガラスコアの面に形成された配線パターンと接続されており、
配線パターンと、導体層と、LC回路を含む基板の表裏面には絶縁樹脂層が形成されており、それらの絶縁樹脂層の上に形成された配線パターンは、絶縁樹脂層に形成された貫通穴を介してキャパシタの電極およびガラスコア上に形成された配線パターンと接続されていることを特徴とする回路基板である。
以下に、本発明の回路基板の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本明細書中、「上」とはガラス基板から遠ざかる方向をいい、「下」とはガラス基板に近づく方向をいう。
また、「回路素子」とは、抵抗器、キャパシタ、インダクタ、リアクトルなどの受動素子であり、更にはLC回路の構成要素となる素子を指す。これらの回路素子は、複数帯域通信の内、少なくとも2GHz以上の帯域で時分割二重化送受通信に使用するバンドパスフィルタを構成するLCフィルタの部品として使用されるものである。このLCフィルタは、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ダイプレクサ等の分波フィルタや、特定帯域のノイズを除去するノッチフィルタとして構成しても良い。
図2に示すように、キャパシタの例としては、不図示のガラス基板直上に、またはガラス基板上に形成した絶縁樹脂層11の上に、導体パターンからなる電極12を形成し、その電極12の上に誘電体層13を積層し、さらにその上に導体パターンからなる電極14を積層したものである。電極12と電極14は、下地との密着層であるシード層と、その上に形成した低い電気抵抗を備えた導電層からなる多層構造であっても良い。
図3は、2列に並んだ貫通穴23を有する平行平板状のガラス板を透明化して図示している。ガラス板の表裏面において、平行に延伸する2本の線に沿って等間隔に形成された貫通穴23の開口部に対して、対向する位置にある開口部同士を、らせん状のコイルを形成する様に配線21、22を形成する。更に、ガラス板の表裏面を連通する貫通穴23の内壁に導体層を形成し、TGV(Through Glass Vias)とする事によりらせん状のコイルからなるインダクタを形成する事ができる。
図15は、本発明の回路基板200を模式的に例示した断面図である。
本発明の回路基板200は、貫通穴44を有するガラスコア41を用いてLC回路を内蔵した回路基板である。
導体層10は貫通穴44の内壁面に形成されており、ガラスコア41の一方の面に形成された配線パターン51と接続している。ここで導体層10は、第一密着層42とその上に形成された配線層45(図6(f)参照)と同じ電解銅めっき層から構成されている。
一方、ガラスコア41のもう一方に面においては、図1においては第一密着層42がガラスコア41の下側の面から突出して形成され、その内側に導体層10が形成されている
様に示しているが、実際には、第一密着層42の厚さは0.3〜0.6μm程度であり、導体層10は、例えば5μmとすることができる。
その為、導体層10は第一密着層42の10倍程度の厚さを備えており、突出して形成された部分は、概ね導体層10で形成されていると考えてよい。従って、突出した長さだけ導体層10が長くなった状態となり、その分だけ、ガラスコア41の内壁面との接触面積が増大する。その結果、変形させようとする応力に抵抗する力が強くなる事により、層間の接続信頼性が向上する。
こうする事により、ガラスコア41にインダクタとキャパシタからなるLC回路を内蔵した基本的な回路基板100が得られる。
次に、図5〜17を用いて、ガラス基板を用いた回路基板作製プロセスの一例を示す。
まず回路設計を行うため、通過又は遮断する周波数帯域に応じて、必要なキャパシタンスとインダクタンスを、シミュレーションソフトによって算出する。例えば3400MHz以上、3600MHz以下の帯域について、図4に示すような回路構成において、所望の特性を実現するための素子の仕様を表1、表2に示す。ここで、インダクタL1とL3については、インダクタンスが非常に小さいため、コイルの形状(ソレノイド型インダクタ)にする必要がなく、一本の配線の自己インダクタンスで足りるため、表中では、その配線の寸法について示してある。
まず、図5(a)に示すように、低膨張のガラスコア41(厚さ300μm、CTE(Coefficient of Thermal Expansion、熱膨張率):3.5ppm/K)を準備する。
剥離層46aは、支持体47の主面47a上に設けられており、光の照射により分解可能な樹脂を含んでいる。例えば光としてレーザー光を用い、剥離層46aに含まれる樹脂として、レーザー光が照射されることによって熱分解可能な樹脂が用いられる。剥離層46aに含まれる樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、及びマレイミド樹脂の内の1種又はこれらの樹脂の2種類以上が混合された樹脂等が用いられる。
保護層46bは、剥離層46aの上に形成されており、保護層46bは、レーザー光によるガラス剥離の際に発生する熱による基板へのダメージを防ぐ役目がある。材質はエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、およびマレイミド樹脂の内1の1種類又はこれらの樹脂の2種類以上が混合された樹脂等が用いられており、光により硬化する成分を含む層である。
接着剤層46の厚さは、例えば20μm以上100μm以下である事が好ましい。
41の貫通穴44の内壁面の第一密着層42として、ガラスコア41の表面全面に、例えばTi膜とCu膜を、この順序でスパッタリング法にて2層製膜して、ガラス表面と、貫通穴44の底部の接着剤層46表面の導電化を行う。ガラス表面などの導電化を行う事により、電解めっきが可能となる膜厚に設定すればよく、例えば、Ti膜を50nm、Cu膜を300nmに設定すれば良い。
具体的には、まず余分な部分で一番上にあるスパッタCu層をエッチング液にて除去する。つぎに、その下のスパッタTi層とCVD製膜したSiN層を、ドライエッチングにて除去する。
この工程においては、接着剤層46内の樹脂を確実に分解し、剥離可能とする観点から、直線的に往復させながら支持体47全体にレーザー光を照射する。レーザー光は、例えば300nm以上2000nm以下の波長を有してもよく、300nm以上1500nm以下の波長を有していてもよく、300nm以上1100nm以下の波長を有していてもよい。レーザー光を出射する装置の一例として1064nmの波長の光を出射するYAGレーザー装置、532nmの波長の2倍高調波YAGレーザー装置、又は780nm以上1300nm以下の波長の光を出射する半導体レーザー装置等を使用する事ができる。支持体47は透明性を有しており、レーザー光を透過する。よって、支持体47を透過したレーザー光のエネルギーは、接着剤層46に吸収される。吸収されたレーザー光のエネルギーは、接着剤層46内にて熱エネルギーに変換される。この熱エネルギーによって、接着剤層46の樹脂は熱分解温度に達し、熱分解する。この事によって、接着剤層46が支持体47とガラスコア41とを接着する力が弱まり、剥離可能となる。
いる下面に、例えば味の素ファインテクノ株式会社製の絶縁樹脂(商品名「ABF GX−T31R」)を貼付して、絶縁樹脂層(樹脂ビルド層)43を形成する。加工は真空プレスラミネート装置にて、配線パターン50にボイドが形成される事なく絶縁樹脂をラミネートする。絶縁樹脂層43の厚さは、例えば35μm程度とし、配線パターン50まで確実に埋没するようにする。
できる様になり、より大きな放熱面積を得る事ができる。
11・・・絶縁樹脂層
12・・・(キャパシタの)下電極
13・・・(キャパシタの)誘電体層
14・・・(キャパシタの)上電極
15・・・(導体層の)突出部
21、22・・・配線
23・・・貫通穴
30・・・配線パターン
31・・・レジストパターン
41・・・ガラスコア
42・・・第一密着層(Ti/Cuスパッタ層)
42a・・・Niめっき
43・・・絶縁樹脂層
44・・・貫通穴
45、45´・・・配線層
46・・・接着層
46a・・・剥離層
46b・・・保護層
47・・・支持体
47a・・・支持体表面
48・・・第二密着層(Ti/Cuスパッタ層)
49・・・電解銅めっき
50、50´・・・配線パターン
51、51´・・・配線パターン
52・・・シード層
53・・・ドライフィルムレジスト層
54・・・(キャパシタの)上電極
55・・・(キャパシタ保護用の)ドライフィルムレジスト層
56・・・貫通穴
57・・・高周波用部品
58・・・モールド樹脂
65・・・配線
70・・・ビルドアップ層
100・・・基本的な回路基板
200・・・回路基板
300・・・モジュール基板
Claims (3)
- 貫通穴を有するガラスコアを用いてLC回路を内蔵した回路基板であって、
LC回路を形成した基本回路基板と、基本回路基板の表裏面に形成されたビルドアップ層とを備えており、
基本回路基板は、
ガラスコアの表裏面に形成された配線パターンと、
ガラスコアの貫通穴の内部に形成され、ガラスコアの表裏面の配線パターンを接続する導体層と、
ガラスコアの表裏面の少なくともいずれかの配線パターンを一方の電極とし、その上に形成された誘電体層とその誘電体層の上に形成されたもう一方の電極からなるキャパシタと、ガラスコアの、一方の面に形成された配線パターンと、もう一方の面に形成された配線パターンとを、貫通穴の内部に形成された導体層により順次直列に接続されてなるソレノイドコイルを含むインダクタと、からなるLC回路と、を備えており、
導体層は、ガラスコアの一方の面に形成された配線パターンと接続し、且つガラスコアのもう一方の面から突出して備えられており、且つその突出した導体層は、そのガラスコアの面に形成された配線パターンと接続されており、
配線パターンと、導体層と、LC回路を含む基板の表裏面には絶縁樹脂層が形成されており、それらの絶縁樹脂層の上に形成された配線パターンは、絶縁樹脂層に形成された貫通穴を介してキャパシタの電極およびガラスコア上に形成された配線パターンと接続されていることを特徴とする回路基板。 - 前記導体層は、下地との密着力が強いシード層と、金属層との積層体であることを特徴とする請求項1に記載の回路基板。
- 前記シード層が、Ti、Cr、Ni、Alの中から選ばれたいずれかの薄膜と、銅の薄膜からなる積層体である事を特徴とする請求項2に記載の回路基板。
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