JP4462473B2 - High frequency circuit board and semiconductor device using the same - Google Patents

High frequency circuit board and semiconductor device using the same Download PDF

Info

Publication number
JP4462473B2
JP4462473B2 JP2002192118A JP2002192118A JP4462473B2 JP 4462473 B2 JP4462473 B2 JP 4462473B2 JP 2002192118 A JP2002192118 A JP 2002192118A JP 2002192118 A JP2002192118 A JP 2002192118A JP 4462473 B2 JP4462473 B2 JP 4462473B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive
conductive pad
transmission line
circuit board
frequency circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002192118A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004039732A (en
Inventor
克二 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2002192118A priority Critical patent/JP4462473B2/en
Publication of JP2004039732A publication Critical patent/JP2004039732A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4462473B2 publication Critical patent/JP4462473B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波回路基板及びそれを用いた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体装置の高性能化に伴い、従来では困難であったミリ波帯の電波を利用する電子機器が現実のものとなりつつある。そのような電子機器においては、LSI等の半導体素子が高周波回路基板上に搭載されるが、使用される周波数が高いと、その高周波回路基板の構造にも注意を要する。
【0003】
そのような従来例に係る高周波回路基板の拡大平面図を図1(a)に示す。同図に示すように、この高周波回路基板はポリイミドフィルム1を備え、そのポリイミドフィルム1の一方の面上には、第1伝送線路2と第1導電性グランド層3とがコプレーナ構造となるように形成される。第1伝送線路2の終端には円形の第1導電性パッド2aが形成されており、その第1伝送線路2と第1導電性パッド2aとを囲う開口3aが第1導電性グランド層3に形成される。
【0004】
この高周波回路基板を他方の主面側から見ると図1(b)のようになる。同図に示すように、こちらの面においては第2伝送線路4と第2導電性グランド層5とがコプレーナ型の構造となるようにポリイミドフィルム1上に形成され、第2伝送線路4の終端に円形の第2導電性パッド4aが形成される。
【0005】
この高周波回路基板の断面を図1(c)に示す。図1(c)は、図1(a)のI−I線に沿う断面図である。それに示されるように、ポリイミドフィルム1にはビアホール1aが形成され、そのビアホール1aを介して表裏の第1、第2導電性パッド2a、4a同士が電気的に接続される。高周波信号は、第1伝導線路2からビアホール1aを介して第2伝導線路4へ(或いはその逆経路)をたどって流れることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図1(a)に示したように、この高周波回路基板には第1導電性パッド4aや第1導電性グランド層3の開口3aが形成されるのであるが、従来においては開口3aや第2導電性パッド4aの径に特段の規定が無いうえ、ビアホール1aの加工精度等のプロセス上の制約によって、開口3aと第2導電性パッド4aとの径が異なり、その結果、第2導電性パッド4aと第1導電性グランド層3とがオーバーラップするオーバーラップ部が存在することがある。このようにオーバーラップ部が存在すると、図1(c)に示すように、第2導電性パッド4aと第1導電性グランド層3とで構成される浮遊容量Cがビアホール1aの近傍に発生することになる。
【0007】
しかしながら、このように浮遊容量Cが存在すると、浮遊容量Cがある部位における線路の特性インピーダンスが他の部位よりも小さくなるので、線路の特性インピーダンスが場所によって異なることになり、第1伝導線路2から第2伝導線路4に至る線路の特性インピーダンスが不整合となって、その結果、線路内で高周波信号が反射して信号の伝送損失が増大する恐れがある。
【0008】
また、図1(a)に示したように、既述のコプレーナ構造では、第1伝送線路2と第1導電性グランド層3とを常に対となるように形成することでそれらの間に容量を形成し、その静電容量値と線路のインダクタンスとを元にして第1伝導線路2の特性インピーダンスを所望の値にしている。
【0009】
ところが、このコプレーナ構造は、高周波信号が一平面内を流れている部位には有用であるものの、第ビアホール1aの内部においては、そのビアホール1a内の線路(第2導電性パッド4a)と対をなすべきグランド層が近くに無いので、線路とグランド層との間の容量値が他の部分よりも小さくなり、線路の特性インピーダンスが増大してしまう。
【0010】
このように、ビアホール1a内においても、特性インピーダンスの整合が図れず上述のような伝送損失が増大する恐れがある。
【0011】
本発明は係る従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、誘電体基材のホール内及びその近傍での線路の特性インピーダンスの不整合が改善された高周波回路基板及びそれを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、誘電体基材と、前記誘電体基材に形成されたテーパ形状を有するホールと、前記誘電体基材の一方の面上に形成された第1伝送線路と、前記第1伝送線路に設けられて前記ホールを塞ぎ、且つ平面形状が円形の第1導電性パッドと、前記誘電体基材の一方の面上に形成され、前記第1伝送線路と前記第1導電性パッドとを囲う開口を備えた導電性グランド層と、前記誘電体基材の他方の面上に形成された第2伝送線路と、前記第2伝送線路に設けられ、前記ホールを介して前記第1導電性パッドと電気的に接続され、平面形状が円形で前記第1導電性パッドよりも大きい面積の第2導電性パッドとを有し、前記誘電体基材の上から見た場合に、前記第2導電性パッドが、前記導電性グランド層の前記開口内に収まることを特徴とする高周波回路基板によって解決する。
【0013】
次に、本発明の作用について説明する。
【0014】
本発明によれば、誘電体基材の上から見た場合に、第2導電性パッドが導電性グランド層の開口内に収まるので、第2導電性パッドと導電性グランド層との間にオーバーラップ部が生じない。そのため、オーバーラップ部に起因する浮遊容量が生じないので、高周波信号が通る線路の特性インピーダンスが誘電体基材のホールの近傍において不整合となるのが防止され、高周波信号の伝送損失が従来よりも低減される。
【0015】
更に、上記の誘電体基材に代えて、第1誘電体基材と導電性中間グランドパターンと第2誘電体基材とを順に積層してなる積層体を使用し、その導電性中間グランドパターンを、誘電体基材の上から見た場合に第1伝送線路及び第2伝送線路のいずれかと重複させながら誘電体基材のホールに向けて接近させてもよい。このようにすると、導電性中間グランドパターンと各導電性部材(第1、第2導電性線路、及び第2導電性パッド)との間に形成される対向容量によって、第1伝導線路→第2導電性パッド→第2伝導線路なる経路で特性インピーダンスが一定となり、ホール内の線路の特性インピーダンスが不整合となるのが防止される。
【0016】
更に、上記ホールを第2導電性パッド側が広径となるテーパ形状にし、そのテーパ形状を反映した凹部が第2導電性パッドに形成されるようにし、その凹部に外部接続端子を接合するようにしてもよい。このようにすると、外部接続端子が重力によって凹部の底部に向かって自動的にガイドされるので、外部接続端子と第2導電性パッドとの位置合わせが容易に行われる。
【0017】
また、本発明に係る半導体装置は、上記した高周波回路基板上に搭載してなるものであり、高周波回路基板における特性インピーダンスの不整合が上記の如く改善されるものであるから、半導体装置の性能もそれにつれて改善される。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0019】
(1)第1の実施の形態
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る高周波回路基板の拡大斜視図である。
【0020】
この高周波回路基板では、周波数が1GHz以上の高周波信号が流れるが、このように周波数が高い場合には、各伝送線路が所望の特性インピーダンス値を持つように回路を設計する必要がある。そこで、本実施形態では、厚さ約50μmのポリイミドフィルム(誘電体基材)10の一方の面上に厚さ約30μmの金めっき層を形成してそれをパターニングすることにより、コプレーナ型の伝送線路を構成する第1導電性グランド層12と第1伝送線路11とを形成する。
【0021】
その第1導電性グランド層12は、抵抗を下げるべくベタ形状に形成される。
【0022】
また、第1伝送線路11の終端には、直径約200μmの円形の第1導電性パッド11aが設けられ、この第1導電性パッド11aと第1伝送線路とを囲う開口12aが第1導電性グランド層12に形成される。
【0023】
第1伝送線路11は、第1導電性パッド11aに至る途中の部分では両側の第1導電性グランド層12から約50μmの間隔をおいて幅約70μmの線状に形成されている。線路幅、線路間の間隔、及び各層の膜厚が上記のような値の場合、このコプレーナ型の伝送線路の特性インピーダンスは約50Ωとなる。
【0024】
図3(a)は、図2と同一主面側から見た場合のこの高周波回路基板の拡大平面図であり、図3(b)は、上記とは反対側の主面から見た場合の拡大平面図である。
【0025】
図3(b)に示すように、ポリイミドフィルム10の一方の面上には、厚さ約50μmの金めっき層をパターニングすることにより、第2伝送線路13とベタ形状の第2導電性グランド層14とが形成される。第2伝送線路13の終端には、直径約400μmの円形の第2導電性パッド13aが形成され、これら第2導電性パッド13aと第2伝導線路13とを囲う開口14aが第2導電性グランド層14に形成される
第2伝送線路13は、第2導電性パッド13aに至る途中の部分では両側の第2導電性グランド層14から約50μm隔てられて幅約70μmの線状に形成され、該第2導電性グランド層14と共にコプレーナ型の伝送線路を構成している。
【0026】
図4は、図3(a)のI−I線に沿った断面図である。図4に示すように、ポリイミドフィルム10には、第2導電性パッド13a側が広径となるビアホール10aが形成され、その狭径側の開口端が第1導電性パッド11aによって塞がれている。このビアホール10aの狭径側の直径は約150μmであり、広径側の直径は約400μmである。また、第2導電性パッド13aは、ビアホール10aの内面上に形成されると共に、ビアホール10aを介して第1導電性パッド11aと電気的に接続されている。その結果、高周波信号は、第1伝導線路11から第2導電性パッド13aを介して第2伝導線路13に至る経路(或いはその逆の経路)を通ることになる。
【0027】
再び図3(a)を参照する。同図に示すように、ポリイミドフィルム10の上から見ると、第1導電性グランド層12の開口12aは、その直径が第2導電性パッド13aの直径よりも大きく、第2導電性パッド13aがその中に収まるように形成される。
【0028】
従って、本実施形態では、従来例のような第1導電性グランド層12と第2導電性パッド13aとのオーバーラップ部が生じないので、そのオーバーラップ部に起因する浮遊容量を無くすことができる。よって、浮遊容量により線路の特性インピーダンスが局所的に小さくなるのが防止されるため、高周波信号が通る線路の特性インピーダンスがビアホール10aの近傍において不整合とならず、高周波信号の伝送損失を従来よりも低減することができる。
【0029】
次に、本実施形態に係る高周波回路基板の製造工程について図5(a)〜(d)を参照して説明する。
【0030】
まず最初に、図5(a)に示すように、厚さが約50μmのポリイミドフィルム10を準備する。なお、ポリイミドフィルム10の代わりにアルミナ基板を使用してもよい。
【0031】
次に、図5(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、ポリイミドフィルム10の一方の面上にフォトレジストを塗布し、それを露光・現像することにより、配線形状の開口を有するレジストパターン(不図示)を形成する。次いで、レジストパターンの開口内に露出するポリイミドフィルム10上に厚さ約30μmの金めっき層を無電解めっきや電解めっきにより形成し、その後レジストパターンを除去することで、金めっき層を第1伝導線路11及び第1導電性グランド層12として残す。そのような第1伝導線路11には第1導電性パッド11aが形成され、また、第1導電性グランド層12には開口12aが形成される。
【0032】
なお、金めっき層に代えて、銅めっき層により第1伝導線路11や第1導電性グランド層12を構成してもよい。
【0033】
次いで、図5(c)に示すように、ポリイミドフィルム10にレーザを照射し、レーザが照射された部分のポリイミドを蒸散させて、第1導電性パッド11aの下に直径が約150μmのビアホール10aを形成する。或いは、これに代えて、第1伝導線路11が形成されていない側のポリイミドフィルム10の主面にレジストパターンを形成し、それをエッチングマスクにしてポリイミドフィルム10をドライエッチングすることによりビアホール10aを形成してもよい。
【0034】
また、ポリイミドフィルム10に代えてアルミナ基板を使用する場合は、上記と同様にしてレジストパターンを形成し、それをエッチングマスクに使用しながらHF(フッ酸)溶液でエッチングを行うか、又はドライエッチングを行うかしてビアホール10aを形成する。
【0035】
上記いずれの方法であっても、形成されたビアホール10aはテーパ形状を呈する。
【0036】
次に、図5(d)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、第1伝導線路11が形成されていない側のポリイミドフィルム10の主面上にフォトレジストを塗布し、それを露光・現像することにより、配線形状の開口を有するレジストパターン(不図示)を形成する。次いで、レジストパターンの開口内に露出するポリイミドフィルム10上に厚さ約30μmの金めっき層を無電解めっきや電解めっきにより形成し、その後レジストパターンを除去することで、金めっき層を第2伝導線路13及び第2導電性グランド層14として残す。その第2伝導線路13には第2導電性パッド13aが形成され、また、第2導電性グランド層14には開口14aが形成される。
【0037】
上記によって、本実施形態に係る高周波回路基板が完成する。
【0038】
(2)第2の実施の形態
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る高周波回路基板の拡大斜視図である。同図において、第1実施形態で説明した部材には第1実施形態と同じ参照番号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0039】
本実施形態に係る高周波回路基板においては、第1ポリイミドフィルム(第1誘電体基材)20と導電性中間グランドパターン21と第2ポリイミドフィルム(第2誘電体基材)22とがこの順に積層されて積層体23を構成する。第1、第2ポリイミドフィルム20、22の厚さはいずれも約50μmであり、また、導電性中間グランドパターン21は厚さ約30μmの金めっき層をパターニングして形成される。
【0040】
そのような積層体23の一方の主面には、既述の第1伝送線路11と第1導電性グランド層12とが図示のように形成され、コプレーナ型の伝送線路を構成している。
【0041】
また、導電性中間グランドパターン21は、第2ポリイミドフィルム22の第1ビアホール22a内にも形成されており、そこで第1導電性グランド層12と電気的に接続されている。同様に、第2導電性グランド層14は、第1ポリイミドフィルム20の第2ビアホール20a内にも形成され、そこで導電性中間グランドパターン21と電気的に接続されている。
【0042】
図7(a)は、図6と同一主面側から見た場合のこの高周波回路基板の拡大平面図であり、図7(b)は、上記とは反対側の主面から見た場合の拡大平面図である。図7(b)に示すように、積層体23の他方の主面には、既述の第2伝導線路13と第2導電性グランド層14とがコプレーナ型の伝送線路を構成するように形成される。
【0043】
そして、図7(a)に示すように、本実施形態においても開口12a内に第2導電性パッド13aが収まるので、第2導電性パッド13aと第1導電性グランド層12との間にオーバーラップ部が生じず、そのオーバーラップ部に起因する浮遊容量を無くすことができるので、高周波信号の伝送損失を従来よりも低減することができる。
【0044】
図8は、図7(a)のI−I線に沿った断面図である。同図から理解されるように、積層体23には第3ビアホール23aが形成されており、第2導電性パッド13aがその第3ビアホール23aの内面上に形成されると共に第3ビアホール23aを介して第1導電性パッド11aと電気的に接続されている。
【0045】
また、本実施形態では、積層体23の上から見た場合に、導電性中間グランドパターン21の一部21aを、第1、第2伝導線路11、13と重複させながら第3ビアホール23aに向けて接近させる。その一部21aは、積層体23の上から見た場合に、開口12a内に突出して第3ビアホール23aと接近するのが好ましい。更に、その一部21aと第3ビアホール23aとの距離d0は、d1(第1導電性パッド11aの縁部とビアホール23aとの距離)+d2(第1導電性パッド11aと開口12aとの距離)以下であるのが好ましい。本実施形態においては、d1は約25μmであり、d2は約70μmであるから、d0は約95μm以下であるのが好ましいことになる。d0を95μm以下のどの値にするかは、後述の第3ビアホール23a内の特性インピーダンスをどのような値に設計するかによる。
【0046】
上記の構造によれば、図示のような対向容量C1〜C4が形成されて、第3ビアホール23a近傍の線路(第1、第2伝導線路11、13)やその内部の線路(第2導電性パッド13a)の容量が大きくなるので、線路の特性インピーダンスが下がるようになる。これにより、第1伝導線路11→第2導電性パッド13a→第2伝導線路13なる経路で特性インピーダンスを一定に保つことが可能となるので、第3ビアホール23a内の特性インピーダンスの不整合を防止することができ、信号の伝送損失の低減を防止することができるようになる。
【0047】
なお、図9に示すように、第1、第2伝導線路11、13と重複しないように導電性中間グランドパターン21をビアホール23aに向けて接近させることも考えられる。しかし、これでは導電性中間グランドパターン21と第1伝導線路11(又は第2伝導線路13)との対向容量C1(C4)が得られないため上記の利点を得ることができず、好ましくない。更に、この構造では第2導電性パッド13aと導電性中間グランドパターン21とのオーバーラップ部分が単なる浮遊容量になってしまうので好ましくない。
【0048】
次に、本実施形態に係る高周波回路基板の製造工程について図10(a)〜(d)、図11(a)〜(b)を参照して説明する。
【0049】
まず最初に、図10(a)に示す構造を得るまでの工程について説明する。まず、厚さ約50μmの第2ポリイミドフィルム22上に、配線形状の開口を有するレジストパターン(不図示)を形成し、その開口から露出する第2ポリイミドフィルム22の表面に金めっき層を無電解めっきや電解めっきにより厚さ約30μmに形成する。その後、レジストパターンを除去し、残存する金めっき層を第1伝導線路11及び第1導電性グランド層12として使用する。その第1伝導線路11には第1導電性パッド11aが形成され、第1導電性グランド層12には開口12aが形成される。
【0050】
次に、図10(b)に示すように、第1導電性グランド層12が形成されていない側の第2ポリイミドフィルム22の主面にレーザを照射し、照射された部位のポリイミドを蒸散させて、第1導電性グランド層12に至る深さの第1ビアホール22aを形成する。
【0051】
第1ビアホール22aを形成するには、これ以外に、例えば第2ポリイミドフィルム22の主面上にレジストパターン(不図示)を形成し、それをエッチングマスクにして第2ポリイミドフィルム22をドライエッチングしてもよい。
【0052】
続いて、図10(c)に示す構造を得るまでの工程について説明する。まず、第1導電性グランド層12が形成されていない側の第2ポリイミドフィルム22上に、配線パターン形状の開口が形成されたレジストパターン(不図示)を形成する。そして、そのレジストパターンの開口から露出する第2ポリイミドフィルム22の表面上と第1ビアホール22aの内面とに金めっき層を約30μmの厚さに無電解めっきや電解めっきにより形成する。次いで、レジストパターンを除去し、残存する金めっき層を導電性中間グランドパターン21として使用する。図示のように、導電性中間グランドパターン21は、その一部21aが他の部位よりも突出しているが、この部分が既述の第3ビアホール23aに接近する部位である。また、この導電性中間グランド層21は、第1ビアホール22a内にも形成されており、そこで第1導電性グランド層12と電気的に接続されている。
【0053】
次に、図10(d)に示すように、第2ポリイミドフィルム22上と中間グランドパターン21上とに厚さ約50μmの第1ポリイミドフィルム20を接合する。この接合は、不図示の接着剤を介して行われる。
【0054】
続いて、図11(a)に示すように、第1ポリイミドフィルム20にレーザを照射し、照射された部位のポリイミドを蒸散させて、第2ビアホール20aと第3ビアホール23aとを形成する。これらのうち、第2ビアホール20aは導電性中間グランドパターン21に至る深さを有する。一方、第3ビアホール23aは、第2ポリイミドフィル22をも貫通して第1導電性パッド11aに至る深さに形成される。
【0055】
なお、上記のようにレーザを使用するのではなく、第1ポリイミドフィルム20上にレジストパターン(不図示)を形成し、それをエッチングマスクとして使用するドライエッチングにより第2ビアホール20aと第3ビアホール23aとを形成してもよい。
【0056】
次に、図11(b)に示す構造を得るまでの工程について説明する。まず、第1ポリイミドフィルム20上に、配線パターン形状の開口を有するレジストパターン(不図示)を形成する。そして、そのレジストパターンの開口から露出する第1ポリイミドフィルム20の表面上と、第2、第3ビアホール20a、23aの各内面とに、無電解めっきや電解めっきにより金めっき層を約30μmの厚さに形成する。その後、このレジストパターンを除去し、残存する金めっき層を第2導電性グランド層14及び第2伝導線路13として使用する。その第2導電性グランド層14は、開口14aが形成されると共に、第2ビアホール20a内にも形成されてそこで導電性中間グランド層21と電気的に接続される。また、第2伝導線路13には第2導電性パッド13aが形成され、その第2導電性パッド13aは、第3ビアホール23a内にも形成されてそこで第1導電性パッド11aと電気的に接続される。
【0057】
以上により、本実施形態に係る高周波回路基板が完成する。
【0058】
(3)第3の実施の形態
図12(a)〜(b)は、本発明の第3の実施の形態に係る高周波回路基板の製造工程について示す断面図である。図12(a)〜(b)においては、上記で既に説明した部材には上記と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0059】
本実施形態においては、図12(a)〜(b)に示すように、第1実施形態で作成された高周波回路基板に外部接続端子としてはんだバンプ20を接合する。このはんだバンプ20は、通常なら、それを接合するためのパッドを第2伝導線路13に別途設けるのであるが、本実施形態ではそれを第2導電性パッド13aに接合する。
【0060】
図12(a)に示すように、第2導電性パッド13aは、ビアホール10aのテーパー形状を反映した凹部13bがその表面に形成されているので、はんだバンプ20を第2導電性パッド13aに載せると、はんだバンプ20は重力により凹部13bの底部に向けて自動的にガイドされる。その結果、図12(b)に示すように、はんだバンプ20と第2導電性パッド13aとの各中心を自動的に位置合わせすることができる。
【0061】
ところで、はんだバンプ20は、オープンスタブ(Open Stub)と類似の性質により、その大きさが余り大きすぎると、周波数が高い信号を通し難くなるので、その大きさはできるだけ小さいのが好ましい。
【0062】
本実施形態によれば、例えば直径が100μm程度の微小なはんだバンプ20でも、上記のように第2導電性パッド20と自動的に位置合わせされるので、位置合わせに伴う困難性を克服することができる。
【0063】
なお、第2実施形態で作成された高周波回路基板を使用しても、上記と同様の利点を得ることができる。
【0064】
(4)本発明の適用例
図13は、本発明の適用例に係る半導体装置の斜視図である。
【0065】
本発明の適用例は種々あるが、以下では、本発明を半導体素子搭載用の基板として適用する場合について説明する。
【0066】
図13に示す半導体装置は、既述の高周波回路基板上に半導体素子30を搭載し、半導体素子30の電極端子(不図示)と第1伝送線路11とを金ポスト31を介して電気的に接続してなる。この例で使用される高周波回路基板としては、第1〜第3の実施形態で説明したどの基板であってもよい。更に、必要なら、基板と半導体素子30との間にアンダーフィル樹脂(不図示)を流し込み、そのアンダーフィル樹脂によって基板と半導体素子30との熱収縮率の差を吸収するようにしてもよい。こうすることで、金ポスト31と第1伝送線路11とが接続不良となるのを防止することができる。
【0067】
図14は、上記の高周波回路基板に銅等よりなる金属カバー32を接合し、半導体素子30を保護した場合の断面図である。このような金属カバー32に代えて、ポッティングやトランスファーモールド等の技術を使用し、樹脂によって半導体素子30を保護するようにしてもよい。
【0068】
また、この例では、第3の実施形態で説明したように、外部接続端子としてのはんだバンプ20を第2導電性パッド13aの凹部13bに接合することで、はんだバンプ20と第2導電性パッド13aとの位置合わせを容易に行うことができ、その結果、はんだバンプ20の大きさを小さくすることができる。
【0069】
更に、この例では、ボンディングワイヤに比べてインピーダンス整合のとり易い金ポスト31と、本発明の高周波回路基板とを併用しているので、伝送損失が低減されて性能が向上した半導体装置を提供することができる。
【0070】
なお、上記では金ポスト31を第1伝送線路11に電気的に接続したが、金ポストがグランド端子ならば、それを第1導電性グランド層12に電気的に接続してもよい。
【0071】
以下に、本発明の特徴を付記する。
【0072】
(付記1) 誘電体基材と、
前記誘電体基材に形成されたホールと、
前記誘電体基材の一方の面上に形成された第1伝送線路と、
前記第1伝送線路に設けられて前記ホールを塞ぐ第1導電性パッドと、
前記誘電体基材の一方の面上に形成され、前記第1伝送線路と前記第1導電性パッドとを囲う開口を備えた導電性グランド層と、
前記誘電体基材の他方の面上に形成された第2伝送線路と、
前記第2伝送線路に設けられ、前記ホールを介して前記第1導電性パッドと電気的に接続される第2導電性パッドとを有し、
前記誘電体基材の上から見た場合に、前記第2導電性パッドが、前記導電性グランド層の前記開口内に収まることを特徴とする高周波回路基板。
【0073】
(付記2) 第1誘電体基材と導電性中間グランドパターンと第2誘電体基材とを順に積層してなる積層体と、
前記積層体に形成されたホールと、
前記積層体の一方の面上に形成された第1伝送線路と、
前記第1伝送線路に設けられて前記ホールを塞ぐ第1導電性パッドと、
前記積層体の一方の面上に形成され、前記第1伝送線路と前記第1導電性パッドとを囲う開口を備えた導電性グランド層と、
前記積層体の他方の面上に形成された第2伝送線路と、
前記第2伝送線路に設けられ、前記ホールを介して前記第1導電性パッドと電気的に接続される第2導電性パッドとを有し、
前記積層体の上から見た場合に、前記導電性中間グランドパターンの一部が、前記第1伝送線路及び前記第2伝送線路のいずれか一方と重複しながら前記ホールに向けて接近することを特徴とする高周波回路基板。
【0074】
(付記3) 前記積層体の上から見た場合に、前記導電性中間グランドパターンの前記一部が前記導電性グランド層の前記開口内に突出して前記ホールに接近することを特徴とする付記2に記載の高周波回路基板。
【0075】
(付記4) 前記導電性中間グランドパターンの一部が前記ホールに95μm以下の距離に接近することを特徴とする付記2又は付記3に記載の高周波回路基板。
【0076】
(付記5) 前記積層体の上から見た場合に、前記第2導電性パッドが前記グランド層の前記開口内に収まることを特徴とする付記2乃至付記4のいずれかに記載の高周波回路基板。
【0077】
(付記6) 前記ホールは前記第2導電性パッド側が広径となるテーパ形状であり、
前記第2導電性パッドは前記テーパ形状を反映した凹部を有し、
前記第2導電性パッドの凹部に外部接続端子が接合されたことを特徴とする付記1乃至付記5のいずれかに記載の高周波回路基板。
【0078】
(付記7) 前記第1伝送線路に周波数が1GHz以上の信号が流れることを特徴とする付記1乃至付記6のいずれかに記載の半導体装置。
【0079】
(付記8) 付記1乃至付記7のいずれかに記載の高周波回路基板上に半導体素子を搭載し、該半導体素子の電極を少なくとも前記第1伝送線路、前記第2伝送線路、及び前記グランド層のいずれかと電気的に接続したことを特徴とする半導体装置。
【0080】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、誘電体基板の上から見た場合に、第2導電性パッドが導電性グランド層の開口内に収まるようにしたので、高周波信号が通る線路の特性インピーダンスが誘電体基材のホール近傍において不整合となるのを防ぐことができ、高周波信号の伝送損失を従来よりも低減することができる。
【0081】
また、第1誘電体基材と導電性中間グランドパターンと第2誘電体基材とを順に積層してなる積層体を使用し、その導電性中間グランドパターンを、第1伝送線路及び第2伝送線路のいずれかと重複させながら誘電体基材のホールに向けて接近させることで、ビアホール内の特性インピーダンスの不整合を防止することができる。
【0082】
更に、上記ホールを第2導電性パッド側が広径となるテーパ形状にし、そのテーパ形状を反映した凹部が第2導電性パッドに形成されるようにして、その凹部に外部接続端子を接合することで、外部接続端子と第2導電性パッドとの位置合わせを容易に行うことができる。
【0083】
また、上述の高周波回路基板上に半導体素子を搭載して半導体装置を構成することで、該半導体装置の性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1(a)〜(b)は、従来例に係る高周波回路基板の拡大平面図であり、図1(c)はその断面図である。
【図2】 本発明の第1の実施の形態に係る高周波回路基板の拡大斜視図である。
【図3】 図3(a)〜(b)は、本発明の第1の実施の形態に係る高周波回路基板の拡大平面図である。
【図4】 本発明の第1の実施の形態に係る高周波回路基板の断面図である。
【図5】 図5(a)〜(d)は、本発明の第1の実施の形態に係る高周波回路基板の製造工程について示す断面図である。
【図6】 本発明の第2の実施の形態に係る高周波回路基板の拡大斜視図である。
【図7】 図7(a)〜(b)は、本発明の第2の実施の形態に係る高周波回路基板の拡大平面図である。
【図8】 本発明の第2の実施の形態に係る高周波回路基板の断面図である。
【図9】 比較例に係る高周波回路基板の拡大平面図である。
【図10】 図10(a)〜(d)は、本発明の第2の実施の形態に係る高周波回路基板の製造工程について示す拡大斜視図(その1)である。
【図11】 図11(a)〜(b)は、本発明の第2の実施の形態に係る高周波回路基板の製造工程について示す拡大斜視図(その2)である。
【図12】 図12(a)〜(b)は、本発明の第3の実施の形態に係る高周波回路基板の製造工程について示す断面図である。
【図13】 本発明の適用例に係る半導体装置の斜視図である。
【図14】 本発明の適用例に係る半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
1、10・・・ポリイミドフィルム、1a、10a、23a・・・ビアホール、2、11・・・第1伝導線路、2a、11a・・・第1導電性パッド、3、12・・・第1導電性グランド層、3a、12a、14a・・・開口、4、13・・・第2伝導線路、5、14・・・第2導電性グランド層、13b・・・凹部、20・・・はんだバンプ、30・・・半導体素子、31・・・金ポスト、32・・・金属カバー。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency circuit board and a semiconductor device using the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the improvement in performance of semiconductor devices, electronic devices using millimeter-wave band radio waves, which have been difficult in the past, are becoming reality. In such an electronic device, a semiconductor element such as an LSI is mounted on a high-frequency circuit board. However, if the frequency used is high, attention should be paid to the structure of the high-frequency circuit board.
[0003]
An enlarged plan view of such a conventional high-frequency circuit board is shown in FIG. As shown in the figure, the high-frequency circuit board includes a polyimide film 1, and the first transmission line 2 and the first conductive ground layer 3 have a coplanar structure on one surface of the polyimide film 1. Formed. A circular first conductive pad 2 a is formed at the end of the first transmission line 2, and an opening 3 a surrounding the first transmission line 2 and the first conductive pad 2 a is formed in the first conductive ground layer 3. It is formed.
[0004]
When this high-frequency circuit board is viewed from the other main surface side, it is as shown in FIG. As shown in the figure, in this plane, the second transmission line 4 and the second conductive ground layer 5 are formed on the polyimide film 1 so as to have a coplanar structure, and the end of the second transmission line 4 is formed. A circular second conductive pad 4a is formed.
[0005]
A cross section of the high-frequency circuit board is shown in FIG. FIG.1 (c) is sectional drawing which follows the II line | wire of Fig.1 (a). As shown, via holes 1a are formed in the polyimide film 1, and the first and second conductive pads 2a and 4a on the front and back are electrically connected to each other through the via holes 1a. The high-frequency signal flows from the first conductive line 2 through the via hole 1a to the second conductive line 4 (or its reverse path).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as shown in FIG. 1A, the first conductive pad 4a and the opening 3a of the first conductive ground layer 3 are formed in this high-frequency circuit board. The diameter of the second conductive pad 4a is not particularly specified, and the diameters of the opening 3a and the second conductive pad 4a differ depending on process restrictions such as processing accuracy of the via hole 1a. There may be an overlap portion where the conductive pad 4a and the first conductive ground layer 3 overlap. When the overlap portion exists in this way, as shown in FIG. 1C, the stray capacitance C composed of the second conductive pad 4a and the first conductive ground layer 3 is generated in the vicinity of the via hole 1a. It will be.
[0007]
However, when the stray capacitance C exists in this way, the characteristic impedance of the line in the portion where the stray capacitance C exists is smaller than that in the other portions, so the characteristic impedance of the line varies depending on the location, and the first conductive line 2 The characteristic impedance of the line from to the second conductive line 4 becomes mismatched, and as a result, the high-frequency signal may be reflected in the line and the signal transmission loss may increase.
[0008]
Further, as shown in FIG. 1A, in the above-described coplanar structure, the first transmission line 2 and the first conductive ground layer 3 are always formed in a pair so that a capacitance is formed between them. And the characteristic impedance of the first conductive line 2 is set to a desired value based on the capacitance value and the inductance of the line.
[0009]
However, this coplanar structure is useful for a portion where a high-frequency signal flows in one plane, but in the inside of the first via hole 1a, a pair is formed with the line (second conductive pad 4a) in the via hole 1a. Since there is no ground layer to be made nearby, the capacitance value between the line and the ground layer becomes smaller than other parts, and the characteristic impedance of the line increases.
[0010]
As described above, even in the via hole 1a, the characteristic impedance cannot be matched and the transmission loss as described above may increase.
[0011]
The present invention was created in view of the problems of the related art, and a high-frequency circuit board in which mismatching of characteristic impedance of a line in and near a hole of a dielectric base material was improved and the same were used. An object is to provide a semiconductor device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problems are formed on a dielectric substrate and the dielectric substrate. Has a tapered shape A hole, a first transmission line formed on one surface of the dielectric substrate, a first conductive pad provided on the first transmission line to close the hole and having a circular planar shape; A conductive ground layer formed on one surface of the dielectric substrate and having an opening surrounding the first transmission line and the first conductive pad; and on the other surface of the dielectric substrate. The formed second transmission line, provided on the second transmission line, electrically connected to the first conductive pad through the hole, and having a circular planar shape A larger area than the first conductive pad. A high-frequency circuit board comprising: a second conductive pad, wherein the second conductive pad is accommodated in the opening of the conductive ground layer when viewed from above the dielectric base material. Solved by.
[0013]
Next, the operation of the present invention will be described.
[0014]
According to the present invention, when viewed from above the dielectric substrate, the second conductive pad is accommodated in the opening of the conductive ground layer, so that the second conductive pad is overlaid between the second conductive pad and the conductive ground layer. Wrapping part does not occur. As a result, stray capacitance due to the overlap portion does not occur, so that the characteristic impedance of the line through which the high-frequency signal passes is prevented from being mismatched in the vicinity of the hole in the dielectric substrate, and the transmission loss of the high-frequency signal is lower than before. Is also reduced.
[0015]
Further, instead of the above dielectric base material, a laminated body formed by sequentially laminating a first dielectric base material, a conductive intermediate ground pattern, and a second dielectric base material is used. When viewed from above the dielectric base material, it may be made to approach toward the hole of the dielectric base material while overlapping with either the first transmission line or the second transmission line. If it does in this way, the 1st conduction line-> 2nd by the opposing capacity formed between a conductive middle ground pattern and each conductive member (the 1st, 2nd conductive line, and the 2nd conductive pad). The characteristic impedance is constant in the path from the conductive pad to the second conductive line, and mismatching of the characteristic impedance of the line in the hole is prevented.
[0016]
Further, the hole is tapered so that the second conductive pad side has a wide diameter, and a recess reflecting the tapered shape is formed in the second conductive pad, and an external connection terminal is joined to the recess. May be. If it does in this way, since an external connection terminal is automatically guided toward the bottom part of a crevice by gravity, alignment with an external connection terminal and the 2nd conductive pad is performed easily.
[0017]
The semiconductor device according to the present invention is mounted on the above-described high-frequency circuit board, and the characteristic impedance mismatch in the high-frequency circuit board is improved as described above. Will be improved accordingly.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
(1) First embodiment
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the high-frequency circuit board according to the first embodiment of the present invention.
[0020]
In this high-frequency circuit board, a high-frequency signal having a frequency of 1 GHz or more flows. When the frequency is high in this way, it is necessary to design the circuit so that each transmission line has a desired characteristic impedance value. Thus, in this embodiment, a coplanar transmission is performed by forming a gold plating layer of about 30 μm thickness on one surface of a polyimide film (dielectric substrate) 10 of about 50 μm thickness and patterning it. A first conductive ground layer 12 and a first transmission line 11 constituting the line are formed.
[0021]
The first conductive ground layer 12 is formed in a solid shape to reduce the resistance.
[0022]
In addition, a circular first conductive pad 11a having a diameter of about 200 μm is provided at the end of the first transmission line 11, and an opening 12a surrounding the first conductive pad 11a and the first transmission line has a first conductive property. Formed on the ground layer 12.
[0023]
The first transmission line 11 is formed in a linear shape having a width of about 70 μm at a distance of about 50 μm from the first conductive ground layers 12 on both sides in the middle of the first conductive pad 11a. When the line width, the distance between the lines, and the film thickness of each layer have the above values, the characteristic impedance of the coplanar transmission line is about 50Ω.
[0024]
FIG. 3A is an enlarged plan view of this high-frequency circuit board when viewed from the same main surface side as FIG. 2, and FIG. 3B is a view when viewed from the main surface opposite to the above. It is an enlarged plan view.
[0025]
As shown in FIG. 3B, the second transmission line 13 and the solid second conductive ground layer are formed on one surface of the polyimide film 10 by patterning a gold plating layer having a thickness of about 50 μm. 14 are formed. A circular second conductive pad 13a having a diameter of about 400 μm is formed at the end of the second transmission line 13, and an opening 14a surrounding the second conductive pad 13a and the second conductive line 13 is a second conductive ground. Formed in layer 14
The second transmission line 13 is formed in a line shape having a width of about 70 μm and separated from the second conductive ground layers 14 on both sides in the middle of the second conductive pad 13a. A coplanar transmission line is formed together with the layer 14.
[0026]
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. As shown in FIG. 4, a via hole 10a having a wide diameter on the second conductive pad 13a side is formed in the polyimide film 10, and the opening end on the narrow diameter side is closed by the first conductive pad 11a. . The diameter of the via hole 10a on the narrow diameter side is about 150 μm, and the diameter on the wide diameter side is about 400 μm. The second conductive pad 13a is formed on the inner surface of the via hole 10a and is electrically connected to the first conductive pad 11a via the via hole 10a. As a result, the high-frequency signal passes through the path from the first conductive line 11 to the second conductive line 13 via the second conductive pad 13a (or the reverse path).
[0027]
Reference is again made to FIG. As shown in the figure, when viewed from above the polyimide film 10, the opening 12a of the first conductive ground layer 12 has a diameter larger than the diameter of the second conductive pad 13a, and the second conductive pad 13a is It is formed to fit in it.
[0028]
Accordingly, in the present embodiment, since the overlap portion between the first conductive ground layer 12 and the second conductive pad 13a as in the conventional example does not occur, the stray capacitance caused by the overlap portion can be eliminated. . Therefore, since the characteristic impedance of the line is prevented from being locally reduced due to the stray capacitance, the characteristic impedance of the line through which the high-frequency signal passes does not become mismatched in the vicinity of the via hole 10a, and the transmission loss of the high-frequency signal is lower than before. Can also be reduced.
[0029]
Next, the manufacturing process of the high-frequency circuit board according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0030]
First, as shown in FIG. 5A, a polyimide film 10 having a thickness of about 50 μm is prepared. An alumina substrate may be used instead of the polyimide film 10.
[0031]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, a photoresist is applied on one surface of the polyimide film 10, and is exposed and developed to form a resist pattern (not shown) having a wiring-shaped opening. Next, a gold plating layer having a thickness of about 30 μm is formed by electroless plating or electrolytic plating on the polyimide film 10 exposed in the opening of the resist pattern, and then the resist pattern is removed, thereby making the gold plating layer the first conductive layer. The line 11 and the first conductive ground layer 12 are left. A first conductive pad 11 a is formed in the first conductive line 11, and an opening 12 a is formed in the first conductive ground layer 12.
[0032]
Instead of the gold plating layer, the first conductive line 11 and the first conductive ground layer 12 may be configured by a copper plating layer.
[0033]
Next, as shown in FIG. 5C, the polyimide film 10 is irradiated with a laser to evaporate the portion of the polyimide irradiated with the laser, and a via hole 10a having a diameter of about 150 μm is formed under the first conductive pad 11a. Form. Alternatively, a via hole 10a is formed by dry-etching the polyimide film 10 using a resist pattern formed on the main surface of the polyimide film 10 on the side where the first conductive line 11 is not formed and using the resist pattern as an etching mask. It may be formed.
[0034]
When an alumina substrate is used instead of the polyimide film 10, a resist pattern is formed in the same manner as described above, and etching is performed with an HF (hydrofluoric acid) solution while using the resist pattern as an etching mask, or dry etching. Via hole 10a is formed.
[0035]
In any of the above methods, the formed via hole 10a has a tapered shape.
[0036]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, a photoresist is coated on the main surface of the polyimide film 10 on the side where the first conductive line 11 is not formed, and is exposed and developed to form a resist pattern (not shown) having a wiring-shaped opening. Form. Next, a gold plating layer having a thickness of about 30 μm is formed on the polyimide film 10 exposed in the opening of the resist pattern by electroless plating or electrolytic plating, and then the resist pattern is removed, whereby the gold plating layer is second conductive. The line 13 and the second conductive ground layer 14 are left. A second conductive pad 13 a is formed in the second conductive line 13, and an opening 14 a is formed in the second conductive ground layer 14.
[0037]
With the above, the high-frequency circuit board according to the present embodiment is completed.
[0038]
(2) Second embodiment
FIG. 6 is an enlarged perspective view of the high-frequency circuit board according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the members described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and the description thereof is omitted below.
[0039]
In the high-frequency circuit board according to the present embodiment, a first polyimide film (first dielectric substrate) 20, a conductive intermediate ground pattern 21, and a second polyimide film (second dielectric substrate) 22 are laminated in this order. Thus, the laminate 23 is formed. The thicknesses of the first and second polyimide films 20 and 22 are both about 50 μm, and the conductive intermediate ground pattern 21 is formed by patterning a gold plating layer having a thickness of about 30 μm.
[0040]
The first transmission line 11 and the first conductive ground layer 12 described above are formed on one main surface of such a laminate 23 as shown in the drawing, thereby constituting a coplanar transmission line.
[0041]
The conductive intermediate ground pattern 21 is also formed in the first via hole 22 a of the second polyimide film 22, and is electrically connected to the first conductive ground layer 12 there. Similarly, the second conductive ground layer 14 is also formed in the second via hole 20 a of the first polyimide film 20, and is electrically connected to the conductive intermediate ground pattern 21 there.
[0042]
FIG. 7A is an enlarged plan view of the high-frequency circuit board when viewed from the same main surface side as FIG. 6, and FIG. 7B is a view when viewed from the main surface opposite to the above. It is an enlarged plan view. As shown in FIG. 7B, the second conductive line 13 and the second conductive ground layer 14 described above are formed on the other main surface of the laminate 23 so as to form a coplanar transmission line. Is done.
[0043]
As shown in FIG. 7A, in this embodiment as well, the second conductive pad 13a is accommodated in the opening 12a. Therefore, the second conductive pad 13a and the first conductive ground layer 12 are overloaded. Since the wrap portion does not occur and the stray capacitance due to the overlap portion can be eliminated, the transmission loss of the high frequency signal can be reduced as compared with the conventional case.
[0044]
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. As understood from the figure, the stacked body 23 is formed with a third via hole 23a, the second conductive pad 13a is formed on the inner surface of the third via hole 23a, and the third via hole 23a is interposed therebetween. Are electrically connected to the first conductive pads 11a.
[0045]
In the present embodiment, when viewed from above the stacked body 23, a part 21 a of the conductive intermediate ground pattern 21 is directed to the third via hole 23 a while overlapping the first and second conductive lines 11 and 13. To approach. The part 21a preferably protrudes into the opening 12a and approaches the third via hole 23a when viewed from above the stacked body 23. Further, the distance d between the part 21a and the third via hole 23a. 0 D 1 (Distance between edge of first conductive pad 11a and via hole 23a) + d 2 The distance is preferably equal to or less than (distance between the first conductive pad 11a and the opening 12a). In this embodiment, d 1 Is about 25 μm and d 2 Is about 70 μm, so d 0 Is preferably about 95 μm or less. d 0 The value of 95 μm or less depends on what value the characteristic impedance in the third via hole 23a described later is designed.
[0046]
According to the above structure, the counter capacitance C as shown in the figure. 1 ~ C Four Is formed, and the capacitance of the lines near the third via hole 23a (first and second conductive lines 11, 13) and the internal lines (second conductive pads 13a) increase, so that the characteristic impedance of the line decreases. It becomes like this. As a result, the characteristic impedance can be kept constant in the path of the first conductive line 11 → the second conductive pad 13a → the second conductive line 13, thereby preventing the mismatch of the characteristic impedance in the third via hole 23a. Thus, reduction in signal transmission loss can be prevented.
[0047]
In addition, as shown in FIG. 9, it is also conceivable that the conductive intermediate ground pattern 21 is approached toward the via hole 23a so as not to overlap with the first and second conductive lines 11 and 13. However, in this case, the opposing capacitance C between the conductive intermediate ground pattern 21 and the first conductive line 11 (or the second conductive line 13). 1 (C Four ) Is not obtained, the above advantages cannot be obtained, which is not preferable. Furthermore, this structure is not preferable because the overlap portion between the second conductive pad 13a and the conductive intermediate ground pattern 21 becomes a mere stray capacitance.
[0048]
Next, the manufacturing process of the high-frequency circuit board according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 (a) to 10 (d) and FIGS. 11 (a) to 11 (b).
[0049]
First, steps required until a structure shown in FIG. First, a resist pattern (not shown) having a wiring-shaped opening is formed on a second polyimide film 22 having a thickness of about 50 μm, and a gold plating layer is electrolessly formed on the surface of the second polyimide film 22 exposed from the opening. It is formed to a thickness of about 30 μm by plating or electrolytic plating. Thereafter, the resist pattern is removed, and the remaining gold plating layer is used as the first conductive line 11 and the first conductive ground layer 12. A first conductive pad 11 a is formed in the first conductive line 11, and an opening 12 a is formed in the first conductive ground layer 12.
[0050]
Next, as shown in FIG. 10B, the main surface of the second polyimide film 22 on the side where the first conductive ground layer 12 is not formed is irradiated with a laser to evaporate the polyimide at the irradiated portion. Thus, the first via hole 22a having a depth reaching the first conductive ground layer 12 is formed.
[0051]
In order to form the first via hole 22a, for example, a resist pattern (not shown) is formed on the main surface of the second polyimide film 22, and the second polyimide film 22 is dry-etched using the resist pattern as an etching mask. May be.
[0052]
Next, steps required until a structure shown in FIG. First, a resist pattern (not shown) having an opening in the form of a wiring pattern is formed on the second polyimide film 22 on the side where the first conductive ground layer 12 is not formed. Then, a gold plating layer is formed on the surface of the second polyimide film 22 exposed from the opening of the resist pattern and the inner surface of the first via hole 22a to a thickness of about 30 μm by electroless plating or electrolytic plating. Next, the resist pattern is removed, and the remaining gold plating layer is used as the conductive intermediate ground pattern 21. As shown in the drawing, the conductive intermediate ground pattern 21 has a part 21a protruding from the other part, but this part is a part that approaches the already-described third via hole 23a. The conductive intermediate ground layer 21 is also formed in the first via hole 22a, and is electrically connected to the first conductive ground layer 12 there.
[0053]
Next, as shown in FIG. 10D, a first polyimide film 20 having a thickness of about 50 μm is bonded onto the second polyimide film 22 and the intermediate ground pattern 21. This joining is performed via an adhesive (not shown).
[0054]
Subsequently, as shown in FIG. 11A, the first polyimide film 20 is irradiated with laser, and the polyimide at the irradiated portion is evaporated to form the second via hole 20a and the third via hole 23a. Among these, the second via hole 20 a has a depth reaching the conductive intermediate ground pattern 21. On the other hand, the third via hole 23a is formed to a depth that penetrates through the second polyimide fill 22 and reaches the first conductive pad 11a.
[0055]
Instead of using a laser as described above, a resist pattern (not shown) is formed on the first polyimide film 20, and the second via hole 20a and the third via hole 23a are formed by dry etching using the resist pattern as an etching mask. And may be formed.
[0056]
Next, steps required until a structure shown in FIG. First, a resist pattern (not shown) having a wiring pattern shape opening is formed on the first polyimide film 20. A gold plating layer having a thickness of about 30 μm is formed on the surface of the first polyimide film 20 exposed from the opening of the resist pattern and on the inner surfaces of the second and third via holes 20a and 23a by electroless plating or electrolytic plating. To form. Thereafter, the resist pattern is removed, and the remaining gold plating layer is used as the second conductive ground layer 14 and the second conductive line 13. The second conductive ground layer 14 is formed with an opening 14 a and also in the second via hole 20 a, where it is electrically connected to the conductive intermediate ground layer 21. Further, a second conductive pad 13a is formed on the second conductive line 13, and the second conductive pad 13a is also formed in the third via hole 23a, where it is electrically connected to the first conductive pad 11a. Is done.
[0057]
Thus, the high frequency circuit board according to the present embodiment is completed.
[0058]
(3) Third embodiment
12 (a) to 12 (b) are cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the high-frequency circuit board according to the third embodiment of the present invention. 12A and 12B, the members already described above are denoted by the same reference numerals as those described above, and the description thereof is omitted below.
[0059]
In this embodiment, as shown in FIGS. 12A to 12B, solder bumps 20 are joined as external connection terminals to the high-frequency circuit board created in the first embodiment. Normally, the solder bump 20 is provided with a pad for bonding it to the second conductive line 13, but in the present embodiment it is bonded to the second conductive pad 13a.
[0060]
As shown in FIG. 12A, the second conductive pad 13a has a recess 13b reflecting the tapered shape of the via hole 10a formed on the surface thereof, so that the solder bump 20 is placed on the second conductive pad 13a. The solder bump 20 is automatically guided toward the bottom of the recess 13b by gravity. As a result, as shown in FIG. 12B, the centers of the solder bumps 20 and the second conductive pads 13a can be automatically aligned.
[0061]
By the way, since the solder bump 20 has a property similar to that of an open stub (Open Stub), if the size is too large, it becomes difficult to pass a signal having a high frequency.
[0062]
According to the present embodiment, for example, even a small solder bump 20 having a diameter of about 100 μm is automatically aligned with the second conductive pad 20 as described above, so that the difficulty associated with alignment is overcome. Can do.
[0063]
Even if the high-frequency circuit board created in the second embodiment is used, the same advantages as described above can be obtained.
[0064]
(4) Application example of the present invention
FIG. 13 is a perspective view of a semiconductor device according to an application example of the present invention.
[0065]
Although there are various application examples of the present invention, a case where the present invention is applied as a substrate for mounting a semiconductor element will be described below.
[0066]
The semiconductor device shown in FIG. 13 has the semiconductor element 30 mounted on the above-described high-frequency circuit board, and the electrode terminal (not shown) of the semiconductor element 30 and the first transmission line 11 are electrically connected via the gold post 31. Connected. The high-frequency circuit board used in this example may be any board described in the first to third embodiments. Furthermore, if necessary, an underfill resin (not shown) may be poured between the substrate and the semiconductor element 30 to absorb the difference in thermal shrinkage between the substrate and the semiconductor element 30. By doing so, it is possible to prevent the gold post 31 and the first transmission line 11 from being poorly connected.
[0067]
FIG. 14 is a cross-sectional view in the case where a metal cover 32 made of copper or the like is bonded to the high-frequency circuit board to protect the semiconductor element 30. Instead of the metal cover 32, a technique such as potting or transfer molding may be used to protect the semiconductor element 30 with resin.
[0068]
Further, in this example, as described in the third embodiment, the solder bump 20 and the second conductive pad are joined by joining the solder bump 20 as the external connection terminal to the concave portion 13b of the second conductive pad 13a. As a result, the position of the solder bump 20 can be reduced.
[0069]
Furthermore, in this example, since the gold post 31 that is easier to match impedance than the bonding wire and the high-frequency circuit board of the present invention are used in combination, a semiconductor device with reduced transmission loss and improved performance is provided. be able to.
[0070]
In the above description, the gold post 31 is electrically connected to the first transmission line 11. However, if the gold post is a ground terminal, it may be electrically connected to the first conductive ground layer 12.
[0071]
The features of the present invention are added below.
[0072]
(Supplementary note 1) a dielectric substrate;
Holes formed in the dielectric substrate;
A first transmission line formed on one surface of the dielectric substrate;
A first conductive pad provided on the first transmission line to block the hole;
A conductive ground layer formed on one surface of the dielectric substrate and having an opening surrounding the first transmission line and the first conductive pad;
A second transmission line formed on the other surface of the dielectric substrate;
A second conductive pad provided on the second transmission line and electrically connected to the first conductive pad through the hole;
The high-frequency circuit board, wherein the second conductive pad fits in the opening of the conductive ground layer when viewed from above the dielectric base material.
[0073]
(Additional remark 2) The laminated body formed by laminating | stacking a 1st dielectric base material, an electroconductive intermediate | middle ground pattern, and a 2nd dielectric base material in order,
Holes formed in the laminate;
A first transmission line formed on one surface of the laminate;
A first conductive pad provided on the first transmission line to block the hole;
A conductive ground layer having an opening formed on one surface of the laminate and surrounding the first transmission line and the first conductive pad;
A second transmission line formed on the other surface of the laminate;
A second conductive pad provided on the second transmission line and electrically connected to the first conductive pad through the hole;
When viewed from above the laminated body, a part of the conductive intermediate ground pattern approaches the hole while overlapping with one of the first transmission line and the second transmission line. A featured high-frequency circuit board.
[0074]
(Supplementary Note 3) The supplementary note 2 is characterized in that the part of the conductive intermediate ground pattern protrudes into the opening of the conductive ground layer and approaches the hole when viewed from above the stacked body. A high-frequency circuit board according to 1.
[0075]
(Supplementary note 4) The high frequency circuit board according to supplementary note 2 or supplementary note 3, wherein a part of the conductive intermediate ground pattern approaches the hole at a distance of 95 µm or less.
[0076]
(Supplementary note 5) The high frequency circuit board according to any one of Supplementary notes 2 to 4, wherein the second conductive pad is accommodated in the opening of the ground layer when viewed from above the laminate. .
[0077]
(Additional remark 6) The said hole is the taper shape from which the said 2nd conductive pad side becomes a wide diameter,
The second conductive pad has a recess reflecting the tapered shape,
6. The high frequency circuit board according to any one of appendix 1 to appendix 5, wherein an external connection terminal is joined to the recess of the second conductive pad.
[0078]
(Supplementary note 7) The semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 6, wherein a signal having a frequency of 1 GHz or more flows through the first transmission line.
[0079]
(Supplementary note 8) A semiconductor element is mounted on the high-frequency circuit board according to any one of supplementary notes 1 to 7, and an electrode of the semiconductor element is provided at least on the first transmission line, the second transmission line, and the ground layer. A semiconductor device which is electrically connected to any one of the above.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when viewed from above the dielectric substrate, the second conductive pad is placed within the opening of the conductive ground layer, so that the characteristics of the line through which the high-frequency signal passes can be obtained. Impedance can be prevented from being mismatched in the vicinity of the hole of the dielectric base material, and transmission loss of high-frequency signals can be reduced as compared with the prior art.
[0081]
In addition, a laminate in which a first dielectric substrate, a conductive intermediate ground pattern, and a second dielectric substrate are sequentially stacked is used, and the conductive intermediate ground pattern is used as the first transmission line and the second transmission. By making it approach toward the hole of a dielectric base material, making it overlap with either of a track | line, the mismatch of the characteristic impedance in a via hole can be prevented.
[0082]
Further, the external connection terminal is joined to the concave portion so that the hole has a tapered shape with a wide diameter on the second conductive pad side, and a concave portion reflecting the tapered shape is formed in the second conductive pad. Thus, the alignment between the external connection terminal and the second conductive pad can be easily performed.
[0083]
In addition, by mounting a semiconductor element on the above-described high-frequency circuit board to constitute a semiconductor device, the performance of the semiconductor device can be improved.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are enlarged plan views of a conventional high-frequency circuit board, and FIG. 1C is a cross-sectional view thereof.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the high-frequency circuit board according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 3A to 3B are enlarged plan views of the high-frequency circuit board according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the high-frequency circuit board according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 5A to 5D are cross-sectional views showing a manufacturing process of the high-frequency circuit board according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged perspective view of a high-frequency circuit board according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 7A to 7B are enlarged plan views of a high-frequency circuit board according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a high-frequency circuit board according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged plan view of a high-frequency circuit board according to a comparative example.
FIGS. 10A to 10D are enlarged perspective views (No. 1) showing the manufacturing process of the high-frequency circuit board according to the second embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 11A to 11B are enlarged perspective views (No. 2) showing the manufacturing process of the high-frequency circuit board according to the second embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 12A to 12B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a high-frequency circuit board according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view of a semiconductor device according to an application example of the invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an application example of the invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 ... Polyimide film, 1a, 10a, 23a ... Via hole, 2, 11 ... 1st conduction line, 2a, 11a ... 1st electroconductive pad, 3, 12 ... 1st Conductive ground layer, 3a, 12a, 14a ... opening, 4, 13 ... second conductive line, 5, 14 ... second conductive ground layer, 13b ... recess, 20 ... solder Bump, 30 ... semiconductor element, 31 ... gold post, 32 ... metal cover.

Claims (5)

誘電体基材と、
前記誘電体基材に形成されたテーパ形状を有するホールと、
前記誘電体基材の一方の面上に形成された第1伝送線路と、
前記第1伝送線路に設けられて前記ホールを塞ぎ、且つ平面形状が円形の第1導電性パッドと、
前記誘電体基材の一方の面上に形成され、前記第1伝送線路と前記第1導電性パッドとを囲う開口を備えた導電性グランド層と、
前記誘電体基材の他方の面上に形成された第2伝送線路と、
前記第2伝送線路に設けられ、前記ホールを介して前記第1導電性パッドと電気的に接続され、平面形状が円形で前記第1導電性パッドよりも大きい面積の第2導電性パッドとを有し、
前記誘電体基材の上から見た場合に、前記第2導電性パッドが、前記導電性グランド層の前記開口内に収まることを特徴とする高周波回路基板。
A dielectric substrate;
A hole having a tapered shape formed in the dielectric substrate;
A first transmission line formed on one surface of the dielectric substrate;
A first conductive pad provided on the first transmission line to close the hole and having a circular planar shape;
A conductive ground layer formed on one surface of the dielectric substrate and having an opening surrounding the first transmission line and the first conductive pad;
A second transmission line formed on the other surface of the dielectric substrate;
A second conductive pad provided on the second transmission line, electrically connected to the first conductive pad via the hole, and having a circular planar shape and a larger area than the first conductive pad; Have
The high-frequency circuit board, wherein the second conductive pad fits in the opening of the conductive ground layer when viewed from above the dielectric base material.
第1誘電体基材と導電性中間グランドパターンと第2誘電体基材とを順に積層してなる積層体と、
前記積層体に形成されたテーパ形状を有するホールと、
前記積層体の一方の面上に形成された第1伝送線路と、
前記第1伝送線路に設けられて前記ホールを塞ぎ、且つ平面形状が円形の第1導電性パッドと、
前記積層体の一方の面上に形成され、前記第1伝送線路と前記第1導電性パッドとを囲う開口を備えた導電性グランド層と、
前記積層体の他方の面上に形成された第2伝送線路と、
前記第2伝送線路に設けられ、前記ホールを介して前記第1導電性パッドと電気的に接続される平面形状が円形で前記第1導電性パッドよりも大きい面積の第2導電性パッドとを有し、
前記積層体の上から見た場合に、前記導電性中間グランドパターンの一部が、前記第1伝送線路及び前記第2伝送線路のいずれか一方と重複しながら前記ホールに向けて接近し、且つ、前記第2導電性パッドが前記グランド層の前記開口内に収まることを特徴とする高周波回路基板。
A laminate formed by sequentially laminating a first dielectric substrate, a conductive intermediate ground pattern, and a second dielectric substrate;
A hole having a tapered shape formed in the laminate;
A first transmission line formed on one surface of the laminate;
A first conductive pad provided on the first transmission line to close the hole and having a circular planar shape;
A conductive ground layer having an opening formed on one surface of the laminate and surrounding the first transmission line and the first conductive pad;
A second transmission line formed on the other surface of the laminate;
A second conductive pad provided on the second transmission line and having a circular planar shape electrically connected to the first conductive pad via the hole and having a larger area than the first conductive pad; Have
When viewed from above the laminate, a part of the conductive intermediate ground pattern approaches the hole while overlapping with one of the first transmission line and the second transmission line, and The high-frequency circuit board, wherein the second conductive pad is accommodated in the opening of the ground layer.
前記積層体の上から見た場合に、前記導電性中間グランドパターンの前記一部が前記導電性グランド層の前記開口内に突出して前記ホールに接近することを特徴とする請求項2に記載の高周波回路基板。  The portion of the conductive intermediate ground pattern protrudes into the opening of the conductive ground layer and approaches the hole when viewed from above the stacked body. High frequency circuit board. 前記ホールは前記第2導電性パッド側が広径となるテーパ形状であり、
前記第2導電性パッドは前記テーパ形状を反映した凹部を有し、
前記第2導電性パッドの凹部に外部接続端子が接合されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の高周波回路基板。
The hole has a tapered shape with a wide diameter on the second conductive pad side;
The second conductive pad has a recess reflecting the tapered shape,
4. The high-frequency circuit board according to claim 1, wherein an external connection terminal is bonded to the recess of the second conductive pad. 5.
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の高周波回路基板上に半導体素子を搭載し、該半導体素子の電極を少なくとも前記第1伝送線路、前記第2伝送線路、及び前記グランド層のいずれかと電気的に接続したことを特徴とする半導体装置。  A semiconductor element is mounted on the high-frequency circuit board according to claim 1, and an electrode of the semiconductor element is at least one of the first transmission line, the second transmission line, and the ground layer. A semiconductor device which is electrically connected.
JP2002192118A 2002-07-01 2002-07-01 High frequency circuit board and semiconductor device using the same Expired - Fee Related JP4462473B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002192118A JP4462473B2 (en) 2002-07-01 2002-07-01 High frequency circuit board and semiconductor device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002192118A JP4462473B2 (en) 2002-07-01 2002-07-01 High frequency circuit board and semiconductor device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004039732A JP2004039732A (en) 2004-02-05
JP4462473B2 true JP4462473B2 (en) 2010-05-12

Family

ID=31701494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002192118A Expired - Fee Related JP4462473B2 (en) 2002-07-01 2002-07-01 High frequency circuit board and semiconductor device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4462473B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4543699B2 (en) * 2004-02-27 2010-09-15 凸版印刷株式会社 Circuit board mounting structure
JP2006228997A (en) 2005-02-18 2006-08-31 Fujitsu Ltd Printed circuit board
WO2007120124A1 (en) * 2006-04-14 2007-10-25 Agere Systems Inc. Method and apparatus for improving thermal energy dissipation in a direct-chip-attach coupling configuration of an integrated circuit and a circuit board
JP4766403B2 (en) 2008-10-27 2011-09-07 日本電気株式会社 Substrate device and manufacturing method thereof
JP5992825B2 (en) * 2012-12-29 2016-09-14 京セラ株式会社 Wiring board
CN112312641A (en) * 2019-07-31 2021-02-02 庆鼎精密电子(淮安)有限公司 Circuit board
JP7294530B2 (en) * 2020-04-07 2023-06-20 株式会社村田製作所 Multilayer substrate and manufacturing method thereof
CN114846909A (en) * 2020-05-13 2022-08-02 住友电工印刷电路株式会社 High frequency circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004039732A (en) 2004-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3732927B2 (en) Multilayer wiring board
JP4318417B2 (en) High frequency module board device
JP3173143U (en) High frequency signal line
US9548279B2 (en) Connection member, semiconductor device, and stacked structure
JP3976473B2 (en) High frequency circuit and module and communication device using the same
JP4251421B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP5018483B2 (en) Electronic device packages, modules, and electronic equipment
US7358591B2 (en) Capacitor device and semiconductor device having the same, and capacitor device manufacturing method
JP3649183B2 (en) Filter circuit device and manufacturing method thereof
US8179689B2 (en) Printed circuit board, method of fabricating printed circuit board, and semiconductor device
US20030116843A1 (en) Semiconductor device package and method of production and semiconductor device of same
TWI544841B (en) Wiring board with dual wiring structures integrated together and method of making the same
JP2001060802A (en) Circuit element substrate, semiconductor device and its manufacture
JP3483280B2 (en) Three-dimensional interconnection method of electronic component package and three-dimensional component formed thereby
JP4462473B2 (en) High frequency circuit board and semiconductor device using the same
TW201409653A (en) Wiring board with embedded device and electromagnetic shielding
KR101426654B1 (en) Embedded type stack semiconductor package and method of manufacturing the same
KR101766476B1 (en) Method of manufacturing cavity printed circuit board
JP2001267490A (en) Semiconductor module
JP2000151112A (en) Wiring board and its manufacture
JPH07231050A (en) Chip package, chip carrier and manufacture thereof, circuit board terminal electrode and formation thereof, and chip package mounted body
US7018219B2 (en) Interconnect structure and method for connecting buried signal lines to electrical devices
JP3081786B2 (en) High frequency semiconductor device
JP2004112143A (en) Connecting structure of conductor for high frequency signal and semiconductor integrated circuit package
TWI624924B (en) Wiring board with embedded component and integrated stiffener and method of making the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070403

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070601

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071113

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071210

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080122

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20080314

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100210

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4462473

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees