JP3840148B2 - 配線基板およびこれを用いた電子装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を搭載するために用いられる配線基板およびこの配線基板に電子部品を搭載して成る電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、現在の電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型・薄型・軽量・高性能・高機能・高品質・高信頼性が要求されてきており、このような電子機器に搭載される電子装置も小型・高密度化が要求されるようになってきている。そのため、電子装置を構成する配線基板にも小型化・薄型化・多端子化が求められてきており、それを実現するために信号配線導体等の配線の幅を細くするとともにその間隔を狭くし、さらに配線の多層化・配線間を接続する貫通導体の小径化により高密度配線化が図られている。
【０００３】
このような高密度配線が可能な配線基板として、ビルドアップ法を採用して製作された配線基板が知られている。ビルドアップ法とは、例えば、ガラスクロスやアラミド不布織等の補強材に耐熱性や耐薬品性を有するエポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂を含浸させて複合化した絶縁基板上に、間に信号配線導体および接地または電源導体から成る配線導体層を挟んでエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る接着材を塗布して絶縁層を形成するとともに絶縁層を加熱硬化させた後、配線導体層上部の絶縁層にレーザで径が30〜100μｍ程度の貫通孔を穿設し、しかる後、絶縁層表面を化学粗化し、さらに無電解銅めっき法および電解銅めっき法を用いて貫通孔の側面および貫通孔底面の導体層上に導体膜を被着して貫通導体を形成するとともに絶縁層表面に貫通導体と接続する配線導体層を形成し、さらに、絶縁層や貫通導体・配線導体層の形成を複数回繰り返すことにより配線基板を製作する方法である。また、配線基板の主面には、この配線基板に搭載される電子部品の電極と接続される電子部品接続用パッドが形成されている。
【０００４】
なお、信号配線導体は、幅が20〜40μｍ程度の微細パターンであるので、特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内に制御するために、誘電率が3.5〜4.0であるエポキシ樹脂および無機絶縁性フィラーを含有して成る絶縁層の厚みは20〜45μｍに制御されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の配線基板は、電子部品接続用パッドの直径が100〜220μｍと信号配線の幅20〜40μｍに比較して非常に大きく、しかも絶縁層の厚みが20〜45μｍであるので、電子部品接続用パッドと接地または電源導体との間の容量結合と、隣接する電子部品接続用パッド同士間の容量結合によるキャパシタンス値が大きくなるために、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスが極端に小さくなる。その結果、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内に制御できず、高周波の信号を通した時に反射ノイズが発生してしまい、電子部品を誤作動させてしまう問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内に調整することにより反射ノイズの発生を低減し、高周波信号を良好に伝送することができる配線基板およびそれを用いた電子装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、絶縁基板の主面に、エポキシ樹脂および無機絶縁性フィラーを含有して成り誘電率が3.5〜4.0である絶縁層と信号配線導体および接地または電源導体から成る配線導体層とを複数積層するとともに、最外層に位置する絶縁層の表面に電子部品の高周波信号用電極が接続される直径が100〜220μｍの電子部品接続用パッドを絶縁層の間に位置する接地または電源導体に対向するように配置して成る配線基板であって、接地または電源導体とこれに対向する電子部品接続用パッドとの間の絶縁層の厚みが電子部品接続用パッドの直径の0.5〜0.7倍であり、電子部品接続用パッドの厚みが電子部品接続用パッドの直径の0.01〜0.1倍であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の電子装置は、上記の配線基板に電子部品を搭載するとともに、配線基板の電子部品接続用パッドと電子部品の高周波信号用電極とを導電性接合材を介して電気的に接続して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の配線基板によれば、接地または電源導体とこれに対向する電子部品接続用パッドとの間の絶縁層の厚みを電子部品接続用パッドの直径の0.5〜0.7倍としたことから、絶縁層の誘電率および厚みと電子部品接続用パッドの面積で決まる電子部品接続用パッドと接地または電源導体との間の容量結合によるキャパシタンス値を制御して、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができるとともに、電子部品接続用パッドの厚みを直径の0.01〜0.1倍にしたことから、電子部品接続用パッドのインダクタンスを制御して、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができ、その結果、電子部品接続用パッドの反射ノイズが低減されて高周波領域でも安定的な信号伝達が可能となる。
【００１０】
また、本発明の電子装置によれば、上記の配線基板に電子部品を搭載するとともに、配線基板の電子部品接続用パッドと電子部品の高周波信号用電極とを導電性接合材を介して電気的に接続して成ることから、電子部品接続用パッドのキャパシタンスおよびインダクタンスを制御でき、信号配線導体と電子部品接続用パッドとの高周波信号の特性インピーダンス値の差を非常に小さくでき、その結果、周波数が10ＧＨｚ以上の伝送交換において反射ノイズが低減されて高周波領域でも安定的な信号伝達が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板およびこれを用いた電子装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の配線基板に電子部品を搭載して成る電子装置の実施形態の一例を示す断面図であり、図２は、図１に示す配線基板の電子部品接続用パッドと配線導体層とを断面視した時の実施形態の一例を示す要部拡大断面図である。
【００１３】
これらの図において、１は絶縁基板、２は絶縁層、３は配線導体層、４は信号配線導体、５は接地または電源導体、６は電子部品接続用パッド、７は電子部品、８は貫通導体、９は外部接続用パッドで、主にこれらで本発明の配線基板が構成される。また、この配線基板に電子部品７を搭載し電子部品接続用パッド６と電気的に接続することにより本発明の電子装置と成る。なお、本発明の配線基板の配線導体層３は、信号配線導体４と接地または電源導体５から形成されている。
【００１４】
配線基板は、電子部品７を支持する支持部材としての機能を有し、絶縁基板１の表面および／または裏面の主面に複数の絶縁層２を積層することによって形成されている。
【００１５】
配線基板を構成する絶縁基板１は、絶縁層２の支持体としての機能を有し、例えばガラスクロス−エポキシ樹脂やガラスクロス−ビスマレイミドトリアジン樹脂・ガラスクロス−ポリフェニレンエーテル樹脂・アラミド繊維−エポキシ樹脂等の樹脂材料から成り、常法により製作される。また、絶縁基板１の主面には、配線導体層３が被着形成されており、これらの配線導体層３は、絶縁基板１内部に形成されたスルーホール導体１ａで電気的に接続されている。さらに、絶縁基板１の主面には、銅や金・ニッケル・アルミニウム等の金属薄膜からなる配線導体層３が絶縁層２を介して積層されている。
【００１６】
絶縁層２は、配線導体層を支持する支持部材として機能し、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂とエラストマーと無機絶縁性フィラーとから成る。なお、後述する配線導体層３の金属薄膜との密着性を良好となすために、表面を粗化できる熱可塑性樹脂成分を含有してもよい。
【００１７】
このような絶縁層２は、例えばエポキシ樹脂と熱可塑性樹脂・エラストマー・無機絶縁性フィラーに溶剤等を添加した混合物を混練して液状ワニスを得、この液状ワニスをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製離型シート上に塗布し、60〜100℃の温度で乾燥することによりフィルム状に成形される。また、絶縁層２には、炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ・ＵＶレーザ等の従来周知のレーザを用いて直径が30〜300μｍ程度の貫通孔が形成されるとともに、その内部に銅や金・ニッケル・アルミニウム等の金属薄膜を被着して、配線導体層３同士を電気的に接続する貫通導体８が形成されている。なお、絶縁層２となる乾燥後のフィルムは、エラストマーを含有することから、フィルム上面にポリエチレンシートを積層し、ロール状に巻き取ることにより容易に貯蔵できる。また、フィルムの厚さは自由に設定することができるが、絶縁性の観点から20〜50μｍの範囲の厚さが好ましい。さらに、絶縁層２は、このフィルムを絶縁基板１表面に真空ラミネータを用いて圧着し、オーブンで熱硬化することにより積層される。なお、絶縁層は、その厚みが20〜50μｍであり、幅が20〜40μｍである信号配線導体４の特性インピーダンスを50Ωに合わせるためには、誘電率を3.5〜4.0に調整する必要がある。また、誘電率を3.5〜4.0に調整するには、絶縁層２に良好に用いられる熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂やビスマレイミド樹脂に、シリカ等の無機絶縁フィラーを10〜50重量％配合することによりなされる。
【００１８】
また、絶縁層２間には、配線導体層３が形成され、これらは前述の貫通導体６で電気的に接続されている。このような配線導体層３は、配線基板に搭載される電子部品７を外部電気回路基板（図示せず）に電気的に接続する導電路としての機能を有する。また、配線基板の主面には電子部品７の電極と接続される電子部品接続用パッド６が形成され、他の主面には外部電気回路基板（図示せず）の高周波信号電極と接続される電子部品接続用パッド６が形成されている。なお、接地または電源導体５は、絶縁基板１の略全面にベタパターン状に形成されている。また、配線導体層３は、幅が20〜40μｍ程度の信号配線導体４から構成されている。
【００１９】
配線導体層３や貫通導体８を形成する金属材料としては、電気抵抗値が低いという観点からは銅や金・ニッケル・アルミニウム等の金属が好ましく、安価という観点からは銅が好ましい。なお、金属薄膜の厚みは、高速の信号を伝達させるという観点からは１μｍ以上であることが好ましく、金属薄膜を絶縁基板１や絶縁層２に被着形成する際に金属薄膜に大きな応力を残留させず、金属薄膜が絶縁基板１や絶縁層２から剥離しにくいものとするためには30μｍ以下としておくことが好ましい。
【００２０】
このような金属薄膜は、次に述べる方法により形成される。まず、絶縁層２の所望の個所に、例えば炭酸レーザを用いて貫通孔を形成した後に、絶縁層２の表面および貫通孔内壁を過マンガン酸塩類水溶液等の粗化液に浸漬して粗化する。次に、絶縁層２の表面および貫通孔内壁を無電解めっきの触媒と成る例えばパラジウムの水溶液中に浸漬して絶縁層２表面と貫通孔内壁に触媒を被着させ、さらに、硫酸銅・ロッセル塩・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等から成る無電解めっき液に約30分間浸漬して、数μｍの無電解銅めっき膜を析出させる。そして次に、絶縁層２の表面に感光性ドライフィルムレジストをラミネートし露光と現像により薄膜導体と成る所定の配線パターンを形成し、しかる後に、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢剤等から成る電解銅めっき液に数Ａ／ｄｍ2の電流を印加しながら数時間浸漬することにより貫通導体８が貫通孔内壁や内部に形成される。さらにまた、水酸化ナトリウムを用いて感光性ドライフィルムレジストを剥離し、しかる後、硫酸・過酸化水素水溶液でめっき膜表面をエッチングすることにより、絶縁層２の表面に配線導体層３が形成される。
【００２１】
そして、このような配線導体層３や貫通導体８を形成した絶縁層２の上面に、絶縁層２を積層するとともに上記と同じ工程を繰り返して配線導体層３や貫通導体６を形成し、さらにこれを複数回繰り返すことにより絶縁層２が複数層積層される。
【００２２】
また、配線基板には、電子部品７の高周波信号電極と接続するために電子部品接続用パッド６が形成されている。電子部品７と良好に接続するためには、電子部品接続用パッド６上に形成される導体バンプ10ａの直径を50〜200μｍにする必要がある。従って電子部品接続用パッド６の直径も100〜220μｍにする必要がある。電子部品接続用パッド６の直径が100μｍより小さくなると導体バンプ10ａとの接続面積が少なくなり、電子部品７との高周波信号電極を強固に接続できなくなる傾向にあり、220μｍより大きくなると単位面積当たりの電子部品接続用パッド６数が少なくなり、配線基板の多端子化が困難となる傾向にある。
【００２３】
そして、本発明の配線基板においては、接地または電源導体５とこれに対向する電子部品接続用パッド６との間の絶縁層２厚みが電子部品接続用パッド６の直径の0.5〜0.7倍であり、電子部品接続用パッド６の厚みが電子部品接続用パッド６の直径の0.01〜0.1倍であることが重要である。
【００２４】
本発明の配線基板によれば、接地または電源導体５とこれに対向する電子部品接続用パッド６との間の絶縁層２の厚みを電子部品接続用パッド６の直径の0.5〜0.7倍としたことから、絶縁層２の誘電率および厚みと電子部品接続用パッド６の面積で決まる電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５との間の容量結合によるキャパシタンス値を制御して、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができるとともに、電子部品接続用パッド６の厚みを直径の0.01〜0.1倍にしたことから、電子部品接続用パッド６のインダクタンスを制御して、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができ、その結果、電子部品接続用パッド６の反射ノイズが低減されて高周波領域でも安定的な信号伝達が可能となる。
【００２５】
ここで、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスを50Ω±10％に整合させるためには電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５との間の絶縁層２（２a）の厚みを電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.5〜0.7倍とし、電子部品接続用パッド６の厚みを電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.01〜0.1倍にしなければならない。
【００２６】
本発明の配線基板において、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.01〜0.1倍でなければならない。電子部品接続用パッド６の厚みｔ１が0.01倍より小さいと電子部品接続用パッド６のインダクタンスが大きくなりすぎて、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスが50Ω±10％より高い値になる傾向があり、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１が0.1倍より大きいと電子部品接続用パッド６のインダクタンスが小さくなりすぎて、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスが50Ω±10％より低い値になる傾向がある。従って、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.01〜0.1倍でなければならない。40ＧＨｚ以上の高周波領域では、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.04〜0.06倍であることがより好ましい。
【００２７】
また、接地または電源導体５とこれに対向する電子部品接続用パッド６との間の絶縁層厚みｔ２は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.5〜0.7倍でなければならない。電子部品接続用パッド６の厚みｔ２が0.5倍より小さいと電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５とのキャパシタンスが大きくなりすぎて、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスが50Ω±10％より低い値になる傾向があり、電子部品接続用パッド６の厚みｔ２が0.7倍より大きいと電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５とのキャパシタンスが小さくなりすぎて、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスが50Ω±10％より高い値になる傾向がある。従って、接地または電源導体５とこれに対向する電子部品接続用パッド６との間の絶縁層厚みｔ２は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.5〜0.7倍でなければならない。４０ＧＨｚ以上の高周波領域では、電子部品接続用パッド６の厚みｔ２は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.6倍であることがより好ましい。
【００２８】
ここで反射ノイズとは、特性インピーダンスの不整合により電圧反射が生じることにより電子部品接続用パッド６に接続されている信号配線導体４の波形が階段的に乱れる現象であり、特に、高周波領域では、小さな特性インピーダンスの不整合でも反射ノイズが生じ易く、これにより配線基板に搭載されている電子部品７が誤動作することがある。
【００２９】
配線基板に電子部品７を接続する際の熱履歴から絶縁層２および電子部品接続用パッド６を保護するために、絶縁層２の最外層表面に感光性樹脂から成る耐半田樹脂層11を被着形成してもよい。また、この場合、耐半田樹脂層11の電子部品接続用パッド６上部には露光・現像により電子部品接続用パッド６と電子部品７の電極とを接続する導体バンプ10ａ用の開口が形成される。さらに、開口底の電子部品接続用パッド６表面にニッケル・金等の良導電性で耐腐蝕性に優れた金属をめっき法により１〜20μｍの厚さに被着させておくと、電子部品接続用パッド６表面の酸化腐食を有効に防止できるとともに電子部品接続用パッド６と導体バンプ10ａとの接続を良好とすることができる。
【００３０】
また、本発明の電子装置は、配線基板上面の電子部品接続用パッド６と電子部品７の高周波信号用電極とを導体バンプ10ａを介して電気的に接続することによって形成される。さらに、配線基板の下面には、導体バンプ10ｂを介して外部電気回路（図示せず）の電極と接続される外部接続パッドが形成されている。
【００３１】
なお、導体バンプ10ａ・10ｂを接続するための耐半田樹脂層11の開口の形状は円形状であることが望ましく、さらに、それらの径は電子部品接続用パッド６側が50〜200μｍ、外部接続用パッド９側が400〜1000μｍの範囲とすることが好ましい。
【００３２】
導体バンプ10ａは、電子部品接続用パッド６と電子部品７の高周波信号用電極とを電気的に接続する機能を有し、配線基板表面の電子部品接続用パッド６上に半田等の金属により形成されている。このような導体バンプ10ａは、金や鉛−錫・錫−亜鉛・錫−銀−ビスマス等の合金の導電性接合材から成り、例えば導電性接合材が鉛−錫から成る半田の場合、鉛−錫から成るぺーストを耐半田樹脂層11の開口にスクリーン印刷法によって印刷、あるいは鉛−錫から成る半田ボールを耐半田樹脂層11の開口に載置した後、リフロー炉を通すことによって電子部品接続用パッド６上に半球状に固着形成される。しかる後、電子部品７を導体バンプ10ａ上に載置し、リフロー炉を通すことによって電子部品接続用パッド６と電子部品７の高周波信号用電極とが電気的に接続される。なお、電子部品７と配線基板表面との間に、熱硬化性樹脂とフィラーとから成るアンダーフィル材12を注入することによって、導体バンプ10ａが保護されるとともに電子部品７が配線基板に強固に固着される。
【００３３】
かくして、本発明の電子装置によれば、上記の配線基板に電子部品７を搭載するとともに、配線基板の電子部品接続用パッド６と電子部品７の高周波信号用電極とを導電性接合材を介して電気的に接続して成ることから、特性インピーダンスを安定させることができるので、高周波信号領域でも安定的に信号が伝達される電子装置とすることができる。
【００３４】
なお、本発明の配線基板および電子装置は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であることは言うまでもない。
【００３５】
【実施例】
本発明の配線基板の特性インピーダンスを評価するために、以下に説明するような配線基板を製作し、ＴＤＲ（タイム・ドメイン・リフレクトメトリ）測定を行なった。ＴＤＲ測定法とは、ステップジェネレータおよびオシロスコープを使用し、ステップジェネレータにより電子部品接続用パッドに急峻なエッジをもつ信号(入射波）を送り、送りこまれた信号は伝送ラインの伝搬速度で信号配線上および貫通導体を伝わり、入射波の一部が反射されます。この入射波と反射波の電圧をオシロスコープにてモニタすることにより電子部品接続用パッドの特性インピーダンス（Zo値）を測定する方法です。
【００３６】
まず、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂・エラストマー・無機絶縁性フィラーに溶剤等を添加した混合物を混練して液状ワニスを得、この液状ワニスをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製離型シート上に塗布し、60〜100℃の温度で乾燥することによりフィルム状に成形した。絶縁基板主面に得られたフィルムをラミネートすることにより積層した後、150〜180℃で熱硬化を行なって絶縁層２を形成した。次に、絶縁層２に炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ・ＵＶレーザ等の従来周知のレーザを用いて直径が30〜300μｍ程度の貫通孔を形成した後、絶縁層２の表面および貫通孔内壁を過マンガン酸塩類水溶液等の粗化液に浸漬して粗化する。次に、絶縁層２の表面および貫通孔内壁を無電解めっきの触媒と成る例えばパラジウムの水溶液中に浸漬して絶縁層２表面と貫通孔内壁に触媒を被着させ、さらに、硫酸銅・ロッセル塩・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等から成る無電解めっき液に約30分間浸漬して、１μｍの無電解銅めっき膜を析出させる。そして次に、絶縁層２の表面に感光性ドライフィルムレジストをラミネートし露光と現像により薄膜導体と成る所定の配線パターンを形成し、しかる後に、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢剤等から成る電解銅めっき液に３Ａ／ｄｍ2の電流を印加しながら１時間浸漬することにより貫通導体８が貫通孔内壁や内部に形成される。さらにまた、水酸化ナトリウムを用いて感光性ドライフィルムレジストを剥離し、しかる後、硫酸・過酸化水素水溶液でめっき膜表面をエッチングすることにより、絶縁層の表面に配線導体層３や接地または電源導体５が形成される。さらに、これらを繰返して、絶縁層の最外郭に電子部品接続用パッド６を形成した。
【００３７】
ここで、電子部品接続用パッド６の直径と電子部品接続用パッド６の厚み及び絶縁層２（２ａ）の厚みとの特性インピーダンス値の関係を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１に示すように、電子部品接続用パッド６の直径Ｗが100〜220μmの場合、電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５との絶縁層２（２ａ）の厚みｔ２を電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.4倍あるいは0.8倍とした時は、50Ω±10％の範囲外となる。また、厚みｔ２を電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.5〜0.7倍としても、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１を電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.003倍あるいは0.15倍に形成すると、50Ω±10％の範囲外となる。それに対して、電子部品接続用パッド６の直径Ｗが100〜220μmの場合、電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５との絶縁層２（２a）の厚みｔ２を電子部品接続用パッド１２の直径Ｗの0.5〜0.7倍とするとともに、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１を電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.01〜0.1倍に形成すると、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスを50Ω±10％に整合できる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、接地または電源導体とこれに対向する電子部品接続用パッドとの間の絶縁層の厚みを電子部品接続用パッドの直径の0.5〜0.7倍としたことから、絶縁層の誘電率および厚みと電子部品接続用パッドの面積で決まる電子部品接続用パッドと接地または電源導体との間の容量結合によるキャパシタンス値を制御して、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができるとともに、電子部品接続用パッドの厚みを直径の0.01〜0.1倍にしたことから、電子部品接続用パッドのインダクタンスを制御して、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができ、その結果、電子部品接続用パッドの反射ノイズが低減されて高周波領域でも安定的な信号伝達が可能となる。
【００４１】
また、本発明の電子装置によれば、上記の配線基板に電子部品を搭載するとともに、配線基板の電子部品接続用パッドと電子部品の電極とを導電性接合材を介して電気的に接続して成ることから、電子部品接続用パッドのキャパシタンスおよびインダクタンスを制御でき、信号配線導体と電子部品接続用パッドとの高周波信号の特性インピーダンス値の差を非常に小さくでき、その結果、周波数が10ＧＨｚ以上の伝送交換において反射ノイズが低減されて高周波領域でも安定的な信号伝達が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板に電子部品を搭載して成る電子装置の実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の配線基板の電子部品接続用パッドおよび配線導体層を断面視した時の実施形態の一例を示す要部拡大透過断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・絶縁基板
２・・・・・・・絶縁層
３・・・・・・・配線導体層
４・・・・・・・信号配線導体
５・・・・・・・接地または電源導体
６・・・・・・・電子部品接続用パッド
７・・・・・・・電子部品
ｔ１・・・・・・電子部品接続用パッドの厚み
ｔ２・・・・・・接地または電源導体とこれに対向して位置する電子部品接続用パッドとの間の絶縁層厚み
Ｗ・・・・・・・電子部品接続用パッドの直径
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を搭載するために用いられる配線基板およびこの配線基板に電子部品を搭載して成る電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、現在の電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型・薄型・軽量・高性能・高機能・高品質・高信頼性が要求されてきており、このような電子機器に搭載される電子装置も小型・高密度化が要求されるようになってきている。そのため、電子装置を構成する配線基板にも小型化・薄型化・多端子化が求められてきており、それを実現するために信号配線導体等の配線の幅を細くするとともにその間隔を狭くし、さらに配線の多層化・配線間を接続する貫通導体の小径化により高密度配線化が図られている。
【０００３】
このような高密度配線が可能な配線基板として、ビルドアップ法を採用して製作された配線基板が知られている。ビルドアップ法とは、例えば、ガラスクロスやアラミド不布織等の補強材に耐熱性や耐薬品性を有するエポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂を含浸させて複合化した絶縁基板上に、間に信号配線導体および接地または電源導体から成る配線導体層を挟んでエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る接着材を塗布して絶縁層を形成するとともに絶縁層を加熱硬化させた後、配線導体層上部の絶縁層にレーザで径が30〜100μｍ程度の貫通孔を穿設し、しかる後、絶縁層表面を化学粗化し、さらに無電解銅めっき法および電解銅めっき法を用いて貫通孔の側面および貫通孔底面の導体層上に導体膜を被着して貫通導体を形成するとともに絶縁層表面に貫通導体と接続する配線導体層を形成し、さらに、絶縁層や貫通導体・配線導体層の形成を複数回繰り返すことにより配線基板を製作する方法である。また、配線基板の主面には、この配線基板に搭載される電子部品の電極と接続される電子部品接続用パッドが形成されている。
【０００４】
なお、信号配線導体は、幅が20〜40μｍ程度の微細パターンであるので、特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内に制御するために、誘電率が3.5〜4.0であるエポキシ樹脂および無機絶縁性フィラーを含有して成る絶縁層の厚みは20〜45μｍに制御されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の配線基板は、電子部品接続用パッドの直径が100〜220μｍと信号配線の幅20〜40μｍに比較して非常に大きく、しかも絶縁層の厚みが20〜45μｍであるので、電子部品接続用パッドと接地または電源導体との間の容量結合と、隣接する電子部品接続用パッド同士間の容量結合によるキャパシタンス値が大きくなるために、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスが極端に小さくなる。その結果、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内に制御できず、高周波の信号を通した時に反射ノイズが発生してしまい、電子部品を誤作動させてしまう問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内に調整することにより反射ノイズの発生を低減し、高周波信号を良好に伝送することができる配線基板およびそれを用いた電子装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、絶縁基板の主面に、エポキシ樹脂および無機絶縁性フィラーを含有して成り誘電率が3.5〜4.0である絶縁層と信号配線導体および接地または電源導体から成る配線導体層とを複数積層するとともに、最外層に位置する絶縁層の表面に電子部品の高周波信号用電極が接続される直径が100〜220μｍの電子部品接続用パッドを絶縁層の間に位置する接地または電源導体に対向するように配置して成る配線基板であって、接地または電源導体とこれに対向する電子部品接続用パッドとの間の絶縁層の厚みが電子部品接続用パッドの直径の0.5〜0.7倍であり、電子部品接続用パッドの厚みが電子部品接続用パッドの直径の0.01〜0.1倍であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の電子装置は、上記の配線基板に電子部品を搭載するとともに、配線基板の電子部品接続用パッドと電子部品の高周波信号用電極とを導電性接合材を介して電気的に接続して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の配線基板によれば、接地または電源導体とこれに対向する電子部品接続用パッドとの間の絶縁層の厚みを電子部品接続用パッドの直径の0.5〜0.7倍としたことから、絶縁層の誘電率および厚みと電子部品接続用パッドの面積で決まる電子部品接続用パッドと接地または電源導体との間の容量結合によるキャパシタンス値を制御して、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができるとともに、電子部品接続用パッドの厚みを直径の0.01〜0.1倍にしたことから、電子部品接続用パッドのインダクタンスを制御して、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができ、その結果、電子部品接続用パッドの反射ノイズが低減されて高周波領域でも安定的な信号伝達が可能となる。
【００１０】
また、本発明の電子装置によれば、上記の配線基板に電子部品を搭載するとともに、配線基板の電子部品接続用パッドと電子部品の高周波信号用電極とを導電性接合材を介して電気的に接続して成ることから、電子部品接続用パッドのキャパシタンスおよびインダクタンスを制御でき、信号配線導体と電子部品接続用パッドとの高周波信号の特性インピーダンス値の差を非常に小さくでき、その結果、周波数が10ＧＨｚ以上の伝送交換において反射ノイズが低減されて高周波領域でも安定的な信号伝達が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板およびこれを用いた電子装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の配線基板に電子部品を搭載して成る電子装置の実施形態の一例を示す断面図であり、図２は、図１に示す配線基板の電子部品接続用パッドと配線導体層とを断面視した時の実施形態の一例を示す要部拡大断面図である。
【００１３】
これらの図において、１は絶縁基板、２は絶縁層、３は配線導体層、４は信号配線導体、５は接地または電源導体、６は電子部品接続用パッド、７は電子部品、８は貫通導体、９は外部接続用パッドで、主にこれらで本発明の配線基板が構成される。また、この配線基板に電子部品７を搭載し電子部品接続用パッド６と電気的に接続することにより本発明の電子装置と成る。なお、本発明の配線基板の配線導体層３は、信号配線導体４と接地または電源導体５から形成されている。
【００１４】
配線基板は、電子部品７を支持する支持部材としての機能を有し、絶縁基板１の表面および／または裏面の主面に複数の絶縁層２を積層することによって形成されている。
【００１５】
配線基板を構成する絶縁基板１は、絶縁層２の支持体としての機能を有し、例えばガラスクロス−エポキシ樹脂やガラスクロス−ビスマレイミドトリアジン樹脂・ガラスクロス−ポリフェニレンエーテル樹脂・アラミド繊維−エポキシ樹脂等の樹脂材料から成り、常法により製作される。また、絶縁基板１の主面には、配線導体層３が被着形成されており、これらの配線導体層３は、絶縁基板１内部に形成されたスルーホール導体１ａで電気的に接続されている。さらに、絶縁基板１の主面には、銅や金・ニッケル・アルミニウム等の金属薄膜からなる配線導体層３が絶縁層２を介して積層されている。
【００１６】
絶縁層２は、配線導体層を支持する支持部材として機能し、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂とエラストマーと無機絶縁性フィラーとから成る。なお、後述する配線導体層３の金属薄膜との密着性を良好となすために、表面を粗化できる熱可塑性樹脂成分を含有してもよい。
【００１７】
このような絶縁層２は、例えばエポキシ樹脂と熱可塑性樹脂・エラストマー・無機絶縁性フィラーに溶剤等を添加した混合物を混練して液状ワニスを得、この液状ワニスをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製離型シート上に塗布し、60〜100℃の温度で乾燥することによりフィルム状に成形される。また、絶縁層２には、炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ・ＵＶレーザ等の従来周知のレーザを用いて直径が30〜300μｍ程度の貫通孔が形成されるとともに、その内部に銅や金・ニッケル・アルミニウム等の金属薄膜を被着して、配線導体層３同士を電気的に接続する貫通導体８が形成されている。なお、絶縁層２となる乾燥後のフィルムは、エラストマーを含有することから、フィルム上面にポリエチレンシートを積層し、ロール状に巻き取ることにより容易に貯蔵できる。また、フィルムの厚さは自由に設定することができるが、絶縁性の観点から20〜50μｍの範囲の厚さが好ましい。さらに、絶縁層２は、このフィルムを絶縁基板１表面に真空ラミネータを用いて圧着し、オーブンで熱硬化することにより積層される。なお、絶縁層は、その厚みが20〜50μｍであり、幅が20〜40μｍである信号配線導体４の特性インピーダンスを50Ωに合わせるためには、誘電率を3.5〜4.0に調整する必要がある。また、誘電率を3.5〜4.0に調整するには、絶縁層２に良好に用いられる熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂やビスマレイミド樹脂に、シリカ等の無機絶縁フィラーを10〜50重量％配合することによりなされる。
【００１８】
また、絶縁層２間には、配線導体層３が形成され、これらは前述の貫通導体６で電気的に接続されている。このような配線導体層３は、配線基板に搭載される電子部品７を外部電気回路基板（図示せず）に電気的に接続する導電路としての機能を有する。また、配線基板の主面には電子部品７の電極と接続される電子部品接続用パッド６が形成され、他の主面には外部電気回路基板（図示せず）の高周波信号電極と接続される電子部品接続用パッド６が形成されている。なお、接地または電源導体５は、絶縁基板１の略全面にベタパターン状に形成されている。また、配線導体層３は、幅が20〜40μｍ程度の信号配線導体４から構成されている。
【００１９】
配線導体層３や貫通導体８を形成する金属材料としては、電気抵抗値が低いという観点からは銅や金・ニッケル・アルミニウム等の金属が好ましく、安価という観点からは銅が好ましい。なお、金属薄膜の厚みは、高速の信号を伝達させるという観点からは１μｍ以上であることが好ましく、金属薄膜を絶縁基板１や絶縁層２に被着形成する際に金属薄膜に大きな応力を残留させず、金属薄膜が絶縁基板１や絶縁層２から剥離しにくいものとするためには30μｍ以下としておくことが好ましい。
【００２０】
このような金属薄膜は、次に述べる方法により形成される。まず、絶縁層２の所望の個所に、例えば炭酸レーザを用いて貫通孔を形成した後に、絶縁層２の表面および貫通孔内壁を過マンガン酸塩類水溶液等の粗化液に浸漬して粗化する。次に、絶縁層２の表面および貫通孔内壁を無電解めっきの触媒と成る例えばパラジウムの水溶液中に浸漬して絶縁層２表面と貫通孔内壁に触媒を被着させ、さらに、硫酸銅・ロッセル塩・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等から成る無電解めっき液に約30分間浸漬して、数μｍの無電解銅めっき膜を析出させる。そして次に、絶縁層２の表面に感光性ドライフィルムレジストをラミネートし露光と現像により薄膜導体と成る所定の配線パターンを形成し、しかる後に、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢剤等から成る電解銅めっき液に数Ａ／ｄｍ2の電流を印加しながら数時間浸漬することにより貫通導体８が貫通孔内壁や内部に形成される。さらにまた、水酸化ナトリウムを用いて感光性ドライフィルムレジストを剥離し、しかる後、硫酸・過酸化水素水溶液でめっき膜表面をエッチングすることにより、絶縁層２の表面に配線導体層３が形成される。
【００２１】
そして、このような配線導体層３や貫通導体８を形成した絶縁層２の上面に、絶縁層２を積層するとともに上記と同じ工程を繰り返して配線導体層３や貫通導体６を形成し、さらにこれを複数回繰り返すことにより絶縁層２が複数層積層される。
【００２２】
また、配線基板には、電子部品７の高周波信号電極と接続するために電子部品接続用パッド６が形成されている。電子部品７と良好に接続するためには、電子部品接続用パッド６上に形成される導体バンプ10ａの直径を50〜200μｍにする必要がある。従って電子部品接続用パッド６の直径も100〜220μｍにする必要がある。電子部品接続用パッド６の直径が100μｍより小さくなると導体バンプ10ａとの接続面積が少なくなり、電子部品７との高周波信号電極を強固に接続できなくなる傾向にあり、220μｍより大きくなると単位面積当たりの電子部品接続用パッド６数が少なくなり、配線基板の多端子化が困難となる傾向にある。
【００２３】
そして、本発明の配線基板においては、接地または電源導体５とこれに対向する電子部品接続用パッド６との間の絶縁層２厚みが電子部品接続用パッド６の直径の0.5〜0.7倍であり、電子部品接続用パッド６の厚みが電子部品接続用パッド６の直径の0.01〜0.1倍であることが重要である。
【００２４】
本発明の配線基板によれば、接地または電源導体５とこれに対向する電子部品接続用パッド６との間の絶縁層２の厚みを電子部品接続用パッド６の直径の0.5〜0.7倍としたことから、絶縁層２の誘電率および厚みと電子部品接続用パッド６の面積で決まる電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５との間の容量結合によるキャパシタンス値を制御して、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができるとともに、電子部品接続用パッド６の厚みを直径の0.01〜0.1倍にしたことから、電子部品接続用パッド６のインダクタンスを制御して、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができ、その結果、電子部品接続用パッド６の反射ノイズが低減されて高周波領域でも安定的な信号伝達が可能となる。
【００２５】
ここで、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスを50Ω±10％に整合させるためには電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５との間の絶縁層２（２a）の厚みを電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.5〜0.7倍とし、電子部品接続用パッド６の厚みを電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.01〜0.1倍にしなければならない。
【００２６】
本発明の配線基板において、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.01〜0.1倍でなければならない。電子部品接続用パッド６の厚みｔ１が0.01倍より小さいと電子部品接続用パッド６のインダクタンスが大きくなりすぎて、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスが50Ω±10％より高い値になる傾向があり、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１が0.1倍より大きいと電子部品接続用パッド６のインダクタンスが小さくなりすぎて、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスが50Ω±10％より低い値になる傾向がある。従って、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.01〜0.1倍でなければならない。40ＧＨｚ以上の高周波領域では、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.04〜0.06倍であることがより好ましい。
【００２７】
また、接地または電源導体５とこれに対向する電子部品接続用パッド６との間の絶縁層厚みｔ２は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.5〜0.7倍でなければならない。電子部品接続用パッド６の厚みｔ２が0.5倍より小さいと電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５とのキャパシタンスが大きくなりすぎて、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスが50Ω±10％より低い値になる傾向があり、電子部品接続用パッド６の厚みｔ２が0.7倍より大きいと電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５とのキャパシタンスが小さくなりすぎて、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスが50Ω±10％より高い値になる傾向がある。従って、接地または電源導体５とこれに対向する電子部品接続用パッド６との間の絶縁層厚みｔ２は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.5〜0.7倍でなければならない。４０ＧＨｚ以上の高周波領域では、電子部品接続用パッド６の厚みｔ２は電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.6倍であることがより好ましい。
【００２８】
ここで反射ノイズとは、特性インピーダンスの不整合により電圧反射が生じることにより電子部品接続用パッド６に接続されている信号配線導体４の波形が階段的に乱れる現象であり、特に、高周波領域では、小さな特性インピーダンスの不整合でも反射ノイズが生じ易く、これにより配線基板に搭載されている電子部品７が誤動作することがある。
【００２９】
配線基板に電子部品７を接続する際の熱履歴から絶縁層２および電子部品接続用パッド６を保護するために、絶縁層２の最外層表面に感光性樹脂から成る耐半田樹脂層11を被着形成してもよい。また、この場合、耐半田樹脂層11の電子部品接続用パッド６上部には露光・現像により電子部品接続用パッド６と電子部品７の電極とを接続する導体バンプ10ａ用の開口が形成される。さらに、開口底の電子部品接続用パッド６表面にニッケル・金等の良導電性で耐腐蝕性に優れた金属をめっき法により１〜20μｍの厚さに被着させておくと、電子部品接続用パッド６表面の酸化腐食を有効に防止できるとともに電子部品接続用パッド６と導体バンプ10ａとの接続を良好とすることができる。
【００３０】
また、本発明の電子装置は、配線基板上面の電子部品接続用パッド６と電子部品７の高周波信号用電極とを導体バンプ10ａを介して電気的に接続することによって形成される。さらに、配線基板の下面には、導体バンプ10ｂを介して外部電気回路（図示せず）の電極と接続される外部接続パッドが形成されている。
【００３１】
なお、導体バンプ10ａ・10ｂを接続するための耐半田樹脂層11の開口の形状は円形状であることが望ましく、さらに、それらの径は電子部品接続用パッド６側が50〜200μｍ、外部接続用パッド９側が400〜1000μｍの範囲とすることが好ましい。
【００３２】
導体バンプ10ａは、電子部品接続用パッド６と電子部品７の高周波信号用電極とを電気的に接続する機能を有し、配線基板表面の電子部品接続用パッド６上に半田等の金属により形成されている。このような導体バンプ10ａは、金や鉛−錫・錫−亜鉛・錫−銀−ビスマス等の合金の導電性接合材から成り、例えば導電性接合材が鉛−錫から成る半田の場合、鉛−錫から成るぺーストを耐半田樹脂層11の開口にスクリーン印刷法によって印刷、あるいは鉛−錫から成る半田ボールを耐半田樹脂層11の開口に載置した後、リフロー炉を通すことによって電子部品接続用パッド６上に半球状に固着形成される。しかる後、電子部品７を導体バンプ10ａ上に載置し、リフロー炉を通すことによって電子部品接続用パッド６と電子部品７の高周波信号用電極とが電気的に接続される。なお、電子部品７と配線基板表面との間に、熱硬化性樹脂とフィラーとから成るアンダーフィル材12を注入することによって、導体バンプ10ａが保護されるとともに電子部品７が配線基板に強固に固着される。
【００３３】
かくして、本発明の電子装置によれば、上記の配線基板に電子部品７を搭載するとともに、配線基板の電子部品接続用パッド６と電子部品７の高周波信号用電極とを導電性接合材を介して電気的に接続して成ることから、特性インピーダンスを安定させることができるので、高周波信号領域でも安定的に信号が伝達される電子装置とすることができる。
【００３４】
なお、本発明の配線基板および電子装置は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であることは言うまでもない。
【００３５】
【実施例】
本発明の配線基板の特性インピーダンスを評価するために、以下に説明するような配線基板を製作し、ＴＤＲ（タイム・ドメイン・リフレクトメトリ）測定を行なった。ＴＤＲ測定法とは、ステップジェネレータおよびオシロスコープを使用し、ステップジェネレータにより電子部品接続用パッドに急峻なエッジをもつ信号(入射波）を送り、送りこまれた信号は伝送ラインの伝搬速度で信号配線上および貫通導体を伝わり、入射波の一部が反射されます。この入射波と反射波の電圧をオシロスコープにてモニタすることにより電子部品接続用パッドの特性インピーダンス（Zo値）を測定する方法です。
【００３６】
まず、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂・エラストマー・無機絶縁性フィラーに溶剤等を添加した混合物を混練して液状ワニスを得、この液状ワニスをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製離型シート上に塗布し、60〜100℃の温度で乾燥することによりフィルム状に成形した。絶縁基板主面に得られたフィルムをラミネートすることにより積層した後、150〜180℃で熱硬化を行なって絶縁層２を形成した。次に、絶縁層２に炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ・ＵＶレーザ等の従来周知のレーザを用いて直径が30〜300μｍ程度の貫通孔を形成した後、絶縁層２の表面および貫通孔内壁を過マンガン酸塩類水溶液等の粗化液に浸漬して粗化する。次に、絶縁層２の表面および貫通孔内壁を無電解めっきの触媒と成る例えばパラジウムの水溶液中に浸漬して絶縁層２表面と貫通孔内壁に触媒を被着させ、さらに、硫酸銅・ロッセル塩・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等から成る無電解めっき液に約30分間浸漬して、１μｍの無電解銅めっき膜を析出させる。そして次に、絶縁層２の表面に感光性ドライフィルムレジストをラミネートし露光と現像により薄膜導体と成る所定の配線パターンを形成し、しかる後に、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢剤等から成る電解銅めっき液に３Ａ／ｄｍ2の電流を印加しながら１時間浸漬することにより貫通導体８が貫通孔内壁や内部に形成される。さらにまた、水酸化ナトリウムを用いて感光性ドライフィルムレジストを剥離し、しかる後、硫酸・過酸化水素水溶液でめっき膜表面をエッチングすることにより、絶縁層の表面に配線導体層３や接地または電源導体５が形成される。さらに、これらを繰返して、絶縁層の最外郭に電子部品接続用パッド６を形成した。
【００３７】
ここで、電子部品接続用パッド６の直径と電子部品接続用パッド６の厚み及び絶縁層２（２ａ）の厚みとの特性インピーダンス値の関係を表１に示す。
【００３８】
【表１】
表１に示すように、電子部品接続用パッド６の直径Ｗが100〜220μmの場合、電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５との絶縁層２（２ａ）の厚みｔ２を電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.4倍あるいは0.8倍とした時は、50Ω±10％の範囲外となる。また、厚みｔ２を電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.5〜0.7倍としても、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１を電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.003倍あるいは0.15倍に形成すると、50Ω±10％の範囲外となる。それに対して、電子部品接続用パッド６の直径Ｗが100〜220μmの場合、電子部品接続用パッド６と接地または電源導体５との絶縁層２（２a）の厚みｔ２を電子部品接続用パッド１２の直径Ｗの0.5〜0.7倍とするとともに、電子部品接続用パッド６の厚みｔ１を電子部品接続用パッド６の直径Ｗの0.01〜0.1倍に形成すると、電子部品接続用パッド６の特性インピーダンスを50Ω±10％に整合できる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、接地または電源導体とこれに対向する電子部品接続用パッドとの間の絶縁層の厚みを電子部品接続用パッドの直径の0.5〜0.7倍としたことから、絶縁層の誘電率および厚みと電子部品接続用パッドの面積で決まる電子部品接続用パッドと接地または電源導体との間の容量結合によるキャパシタンス値を制御して、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができるとともに、電子部品接続用パッドの厚みを直径の0.01〜0.1倍にしたことから、電子部品接続用パッドのインダクタンスを制御して、電子部品接続用パッドの特性インピーダンスを50Ω±10％の範囲内にすることができ、その結果、電子部品接続用パッドの反射ノイズが低減されて高周波領域でも安定的な信号伝達が可能となる。
【００４１】
また、本発明の電子装置によれば、上記の配線基板に電子部品を搭載するとともに、配線基板の電子部品接続用パッドと電子部品の電極とを導電性接合材を介して電気的に接続して成ることから、電子部品接続用パッドのキャパシタンスおよびインダクタンスを制御でき、信号配線導体と電子部品接続用パッドとの高周波信号の特性インピーダンス値の差を非常に小さくでき、その結果、周波数が10ＧＨｚ以上の伝送交換において反射ノイズが低減されて高周波領域でも安定的な信号伝達が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板に電子部品を搭載して成る電子装置の実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の配線基板の電子部品接続用パッドおよび配線導体層を断面視した時の実施形態の一例を示す要部拡大透過断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・絶縁基板
２・・・・・・・絶縁層
３・・・・・・・配線導体層
４・・・・・・・信号配線導体
５・・・・・・・接地または電源導体
６・・・・・・・電子部品接続用パッド
７・・・・・・・電子部品
ｔ１・・・・・・電子部品接続用パッドの厚み
ｔ２・・・・・・接地または電源導体とこれに対向して位置する電子部品接続用パッドとの間の絶縁層厚み
Ｗ・・・・・・・電子部品接続用パッドの直径
Claims (2)
- 絶縁基板の主面に、エポキシ樹脂および無機絶縁性フィラーを含有して成り誘電率が３．５〜４．０である絶縁層と信号配線導体および接地または電源導体から成る配線導体層とを複数積層するとともに、最外層に位置する前記絶縁層の表面に電子部品の高周波信号用電極が接続される直径が１００〜２２０μｍの電子部品接続用パッドを前記絶縁層の間に位置する前記接地または電源導体に対向するように配置して成る配線基板であって、前記接地または電源導体とこれに対向する前記電子部品接続用パッドとの間の前記絶縁層の厚みが前記電子部品接続用パッドの直径の０．５〜０．７倍であり、前記電子部品接続用パッドの厚みが前記電子部品接続用パッドの直径の０．０１〜０．１倍であることを特徴とする配線基板。
- 請求項１記載の配線基板に電子部品を搭載するとともに、前記電子部品接続用パッドと前記電子部品の高周波信号用電極とを導電性接合材を介して電気的に接続して成ることを特徴とする電子装置。
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