JP4540262B2 - Wiring substrate and semiconductor device using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子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半導体素子を搭載して成る半導体装置に関する。
【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、半導体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多層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、間に配線導体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、配線導体上部の絶縁層にレーザで径が50〜200μm程度の貫通孔を形成し、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側面および貫通孔底面の配線導体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を形成し、さらに、絶縁層や貫通導体・配線導体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。
【0004】
このような配線基板の配線導体は、用途によって、電源導体層・接地導体層および信号配線に機能化されている。このうち電源導体層は、配線基板に実装される半導体素子に電源を供給するために機能し、絶縁層の略全面をめっきしたベタパターンの薄膜導体から構成されている。また、信号配線は、電気信号を電磁波障害なしに伝播させるために機能し、所定の回路形状にパターン化した導体から構成されている。さらに、接地導体層は、電源導体層や信号配線を流れる電流によって発生する電磁波をシールドし、他の配線導体に生じるノイズを防止するために機能し、電源導体層と同様に絶縁層の略全面をめっきしたベタパターンの薄膜導体から構成されている。すなわち、信号配線などから発生する電磁波を、接地導体層で渦電流に変換することによってシールドし、かかるシールド効果によって他の信号配線でノイズが発生しないように構成されている。
【0005】
このような役割を担う電源導体層・信号配線および接地導体層は、それぞれ配線基板の表面に設けられた外部電気回路接続用の実装用電極に貫通導体を介して電気的に接続され、配線基板に実装される電子部品への電力の供給・信号の伝達あるいは電磁波のシールドを行うことができるような積層構造に配置されている。
【0006】
また、電源導体層および接地導体層のベタパターンには、絶縁層の樹脂が硬化する際に発生するガスを逃すために格子状に配列された方形開口部が設けられている。このような格子状に配列された方形開口部は、配線基板を平面視した時に、電源導体層および接地導体層の全面にわたって均一に配列されているとともに信号配線と平行に配列されている。
【0007】
【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では、これを平面視した時に、格子状に配列された方形開口部と信号配線とが平行に配列されているので、信号配線によっては、絶縁層を介して対向配置された開口部と重なって形成されたりあるいは開口部と重ならずに形成され、各信号配線間で特性インピーダンスが異なってしまい、高周波領域で特性インピーダンスの不整合による反射ノイズが発生し搭載する半導体素子が誤作動してしまうという問題点を有していた。
【0008】
また、従来の配線基板は、その開口部が大きすぎるとベタパターンによるシールド効果が小さくなり、信号の漏れによるクロストークノイズが発生してしまい、逆に開口部が小さすぎると絶縁層の樹脂が硬化する際に発生するガスが容易に抜けず、接地または電源導体層が膨れたり剥れたりしまうという問題点を有していた。
【0009】
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、各信号配線間の特性インピーダンスの不整合を小さくして反射ノイズの発生を低減するとともに、接地または電源導体層の膨れや剥れのない配線基板およびそれを用いた半導体装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、一方向に伸びる配線導体および一方向に対して45度の方向に伸びる配線導体で形成された信号配線と、この信号配線に絶縁層を介して対向配置され、格子状に配列された方形開口部を有する接地または電源導体層とを具備した配線基板であって、方形開口部は、前記一方向に対して15〜30度の方向に配列されており、開口の一辺が0.10〜0.15mmであるとともに開口間の間隔が0.3〜0.6mmであることを特徴とするものである。
【0012】
さらに、本発明の半導体装置は、上記の配線基板の表面に信号配線と電気的に接続された半導体素子の実装用電極を有するとともに、この実装用電極に半導体素子の電極を電気的に接続して成ることを特徴とするものである。
【0013】
本発明の配線基板によれば、一方向に伸びる配線導体および一方向に対して45度の方向に伸びる配線導体で形成された信号配線に対して接地または電源導体層に形成した方形開口部を15〜30度の方向に配列したことから、配線基板を平面視した時、信号配線と方形開口部とが平均的に重ね合わさり各信号配線間で特性インピーダンスの差が生じることはなく、その結果、反射ノイズの発生が抑制され、高周波信号領域でも安定して信号が伝達される配線基板とすることができる。
【0014】
また、本発明の配線基板によれば、方形開口部の開口の一辺を0.10〜0.15mmとするとともに開口間の間隔を0.3〜0.6mmとしたことから、接地および電源導体層のシールド効果で高周波領域における信号配線間のクロストークノイズが低減できるとともに、絶縁層の樹脂が硬化する際に発生するガスを容易に逃がすことができ、その結果、接地または電源導体層に膨れや剥れのない配線基板とすることができる。
【0015】
さらに、本発明の半導体装置によれば、上記の配線基板の表面に信号配線と電気的に接続された半導体素子の実装用電極を有するとともに、実装用電極に半導体素子の電極を電気的に接続して成ることから、配線基板を平面視した時に、信号配線と方形開口部とが平均的に重ね合わさり各信号配線間で特性インピーダンスの差が生じることはなく、その結果、反射ノイズの発生が抑制され、高周波信号領域でも安定的に信号が伝達される半導体装置とすることができる。
【0016】
【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半導体装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【0017】
図1は、本発明の配線基板に半導体素子を搭載して成る半導体装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、図2は、本発明の配線基板の信号配線と接地導体層とを平面視した時の実施の形態の一例を示す透過平面図である。なお、図2の接地導体層は、電源導体層であってもよい。
【0018】
これらの図において、1は絶縁基板、2は絶縁層、3は信号配線、4は接地導体層、5は電源導体層、6は貫通導体、7は方形開口部で、主にこれらで本発明の配線基板8が構成される。また、この配線基板8に半導体素子9を搭載し、実装用電極10と半導体素子9の電極とを電気的に接続することにより本発明の半導体装置11と成る。なお、本発明の配線基板8の接地導体層4および電源導体層5には、格子状に配列された方形開口部7が形成されている。
【0019】
配線基板8は、半導体素子9の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が積層されている
配線基板8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、電源導体層5等の導体層が被着形成されており、これらの導体層は、絶縁基板1内部に形成されたスルーホール導体15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信号配線3や接地導体層4・電源導体層5が絶縁層3を介して積層されている。
【0020】
絶縁層2は、信号配線3や接地導体層4・電源導体層5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、信号配線3や接地導体層4・電源導体層5等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も含有してもよい。
【0021】
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、信号配線3同士を電気的に接続する貫通導体6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、絶縁性の観点からは20〜100μmの範囲の厚さが好ましい。そして、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。
【0022】
また、絶縁層2表面には、信号配線3やベタパターンの接地導体層4・電源導体層5が形成され、これらは貫通導体6で電気的に接続されている。このような信号配線3や接地導体層4・電源導体層5は、配線基板8に搭載される半導体素子9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、信号配線3は、その幅が20〜100μmであり、配線設計のし易さとその屈曲部でのクラック防止のため、一方向に伸びる配線導体3aおよび一方向に対して45度の方向に伸びる配線導体3bで形成されている。一方、ベタパターンの接地導体層4や電源導体層5には、絶縁層2の樹脂が硬化する際に発生するガスを逃すために、および絶縁層2同士の密着性を向上させるために多数の格子状に配列された方形開口部7が形成されている。
【0023】
信号配線3や接地導体層4・電源導体層5・貫通導体6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、銅や金・ニッケル・アルミニウム等から成る金属薄膜の厚みは、高速の信号を伝達させるという観点からは3μm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50μm以下としておくことが好ましい。
【0024】
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6が貫通孔の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の表面に信号配線3や格子状に配列された方形開口部7を有する接地導体層4・電源導体層5が形成される。
【0025】
そして、このような信号配線3や接地導体層4・電源導体層5・貫通導体6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信号配線3や接地導体層4・電源導体層5・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が複数積層される。
【0026】
なお、本発明の配線基板8において、信号配線3と接地導体層4または電源導体層5とは対に成るように設計されており、信号配線3の上下には絶縁層2を介して接地導体層4または電源導体層5が配置されている。
【0027】
本発明の配線基板8においては、接地導体層4または電源導体層5の格子状に配列された方形開口部7が、一方向に伸びる配線導体3a・3bに対して15〜30度の方向に配列されている。また、このことが重要である。なお、ここで一方向に伸びる配線導体3a・3bに対して15〜30度の方向とは、例えば、配線導体3aに対しては配線導体3bと同じ方向で15〜30度の範囲であり、配線導体3bに対しては配線導体3aと同じ方向で15〜30度の範囲を示している。
【0028】
本発明の配線基板8によれば、格子状に配列された方形開口部7が、一方向に伸びる配線導体3a・3bに対して15〜30度の方向に配列されていることから、配線基板8を平面視した時、信号配線3と方形開口部7とが平均的に重ね合わさり各信号配線3間で特性インピーダンスの差が生じることはなく、その結果、反射ノイズの発生が抑制され、高周波信号領域でも安定して信号が伝達される配線基板8とすることができる。なお、格子状に配列された方形開口部7が、一方向に伸びる配線導体3a・3bに対して15度より小さい角度の方向あるいは30度より大きい角度の方向に配列されていると、信号配線3と方形開口部7との重なりにバラツキが生じ、各信号配線3間で特性インピーダンスの値が大きく異ってしまい、高周波領域で特性インピーダンスの不整合による反射ノイズが発生し半導体素子が誤作動してしまう傾向がある。従って、格子状に配列された方形開口部7は、一方向に伸びる配線導体3a・3bに対して15〜30度の方向に配列されていることが好ましい。
【0029】
なお、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信号配線3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8に搭載されている半導体素子9が誤作動することがある。
【0030】
さらに、本発明の配線基板8においては、方形開口部7の開口の一辺が、0.10〜0.15mmであるとともに開口間の間隔が0.3〜0.6mmであることが好ましい。また、このことが重要である。
【0031】
本発明の配線基板8によれば、方形開口部7の開口の一辺を0.10〜0.15mmとするとともに開口間の間隔を0.3〜0.6mmとしたことから、接地導体層4および電源導体層5のシールド効果で高周波領域における信号配線3間のクロストークノイズが低減できるとともに、絶縁層2の樹脂が硬化する際に発生するガスも容易に逃がすことができ、その結果、接地導体層4または電源導体層5に膨れや剥れの発生することのない配線基板8とすることができる。
【0032】
なお、方形開口部7の開口の一辺が、0.10mmより小さいと絶縁層2の樹脂が硬化する際に発生するガスが絶縁層2から容易に抜けず、接地導体層4または電源導体層5が膨れたり剥れたりしてしまう傾向があり、0.15mmより大きいと接地導体層4または電源導体層5のシールド効果が小さくなり、クロストークノイズが発生し半導体素子9が誤作動してしまう危険性がある。従って、方形開口部7の開口の一辺は、0.10〜0.15mmであることが好ましい。また、開口間の間隔が0.3mm未満であると、接地導体層4または電源導体層5と信号配線3とが重なる部分が増加し、接地導体層4および電源導体層5のシールド効果が小さくなりクロストークノイズが発生して半導体素子9が誤作動してしまう傾向にあり、0.6mmより大きいと方形開口部7の数が少なくなり、絶縁層2の樹脂が硬化する際に発生するガスが絶縁層2から容易に抜けず、接地導体層4または電源導体層5が膨れたり剥れたりしてしまう傾向にある。従って、方形開口部7の開口間の間隔は、0.3〜0.6mmであることが好ましい。
【0033】
なお、クロストークノイズとは、信号が容量結合や誘電結合により他の信号配線へ誘起されて生じる現象であり、本発明においては、信号配線3の上下には絶縁層2を介して接地導体層4または電源導体層5を配置しているので、信号配線3から発生する電磁波を、接地導体層4または電源導体層5で渦電流に変換することによってシールドし、かかるシールド効果によって他の信号配線3でノイズが発生しないようにしている。
【0034】
かくして、本発明の配線基板8によれば、方形開口部7の開口の一辺を0.10〜0.15mmとするとともに開口間の間隔を0.3〜0.6mmとしたことから、接地導体層4および電源導体層5のシールド効果で高周波領域における信号配線3間のクロストークノイズが低減できるとともに、絶縁層の樹脂が硬化する際に発生するガスを絶縁層2から容易に逃がすことができ、接地導体層4または電源導体層5に膨れや剥れのない配線基板8とすることができる。
【0035】
なお、配線基板8に半導体素子9を実装する際の熱履歴から絶縁層2および実装用電極10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12を被着形成してもよい。また、この場合、耐半田樹脂層12の実装用電極10上部には露光・現像により実装用電極10と半導体素子9の電極とを接続する導体バンプ13用の開口が形成される。さらに、開口底の実装用電極10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、実装用電極10表面の酸化腐食を有効に防止できるとともに実装用電極10と導体バンプ13との接続を良好とすることができる。
【0036】
また、本発明の半導体装置11は、配線基板8表面の実装用電極10と半導体素子9の電極とを導体バンプ13を介して電気的に接続することによって形成される。なお、実装用電極10上に被着された耐半田樹脂層12の開口の形状は円形状であることが望ましく、さらに、それらの径はフィリップチップ側が50〜300μm、ボールグリッドアレイ側が300〜800μmの範囲とすることが好ましい。
【0037】
導体バンプ13は、実装用電極10と半導体素子9の各電極とを電気的に接続する機能を有し、配線基板8表面の実装用電極10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13は、金や鉛−錫・錫−亜鉛・錫−銀−ビスマス等の合金の導電材料から成り、例えば導電材料が鉛−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12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12の開口に載置した後、リフロー炉を通すことによって実装用電極10上に半球状に固着形成される。しかる後、半導体素子9を導体バンプ13上に載置し、リフロー炉を通すことによって実装用電極10と半導体素子9の各回路とが電気的に接続される。なお、半導体素子9と配線基板8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14を注入することによって、導体バンプ13が保護されるとともに半導体素子9が配線基板8に強固に固着される。
【0038】
かくして、本発明の半導体装置11によれば、上記の配線基板8の表面に信号配線3と電気的に接続された半導体素子9の実装用電極10を有するとともに、実装用電極10に半導体素子9の電極を電気的に接続して成ることから、配線基板8を平面視した時に、信号配線3と方形開口部7とが平均的に重なっていることから、各信号配線3間で特性インピーダンスの差が生じず、反射ノイズの発生が抑制されるので、高周波信号領域でも安定的に信号が伝達される半導体装置11とすることができる。
【0039】
なお、本発明の配線基板8および半導体装置11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。
【0040】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、一方向に伸びる配線導体および一方向に対して45度の方向に伸びる配線導体で形成された信号配線に対して接地または電源導体層に形成した方形開口部を15〜30度の方向に配列したことから、配線基板を平面視した時、信号配線と方形開口部とが平均的に重ね合わさり各信号配線間で特性インピーダンスの差が生じることはなく、その結果、反射ノイズの発生が抑制され、高周波信号領域でも安定して信号が伝達される配線基板とすることができる。
【0041】
また、本発明の配線基板によれば、方形開口部の開口の一辺を0.10〜0.15mmとするとともに開口間の間隔を0.3〜0.6mmとしたことから、接地および電源導体層のシールド効果で高周波領域における信号配線間のクロストークノイズが低減できるとともに、絶縁層の樹脂が硬化する際に発生するガスを容易に逃がすことができ、その結果、接地または電源導体層に膨れや剥れのない配線基板とすることができる。
【0042】
さらに、本発明の半導体装置によれば、上記の配線基板の表面に信号配線と電気的に接続された半導体素子の実装用電極を有するとともに、実装用電極に半導体素子の電極を電気的に接続して成ることから、配線基板を平面視した時に、信号配線と方形開口部とが平均的に重ね合わさり各信号配線間で特性インピーダンスの差が生じることはなく、その結果、反射ノイズの発生が抑制され、高周波信号領域でも安定的に信号が伝達される半導体装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の配線基板に半導体素子を搭載して成る半導体装置の実施の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信号配線と接地および電源導体層とを平面視した時の実施の形態の一例を示す透過平面図である。
【符号の説明】
1・・・・・・・絶縁基板
2・・・・・・・絶縁層
3・・・・・・・信号配線
3a・3b・・・・・配線導体
4・・・・・・・接地導体層
5・・・・・・・電源導体層
7・・・・・・・方形開口部
8・・・・・・・配線基板
9・・・・・・・半導体素子
10・・・・・・・実装用電極
11・・・・・・・半導体装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board used for mounting a semiconductor element and a semiconductor device having a semiconductor element mounted on the wiring board.
[0002]
[Prior art]
In general, current electronic devices are required to be small, thin, lightweight, high performance, high functionality, high quality, and high reliability, as represented by mobile communication devices. Electronic devices to be used are also required to be small and high density. Therefore, miniaturization / thinning / multi-terminals are also required for the wiring board constituting the semiconductor device, and in order to realize it, the width of the wiring such as the signal wiring is narrowed and the interval is narrowed, Furthermore, the density is increased by increasing the number of wirings and reducing the diameter of the through conductors connecting the wirings.
[0003]
As a wiring board capable of such high-density wiring, a multilayer wiring board manufactured by adopting a build-up method is known. The build-up method is, for example, on an insulating substrate that is compounded by impregnating a thermosetting resin typified by an epoxy resin having heat resistance and chemical resistance into a reinforcing material such as glass cloth or aramid nonwoven fabric, An insulating layer is formed by applying an adhesive made of a thermosetting resin such as an epoxy resin with a wiring conductor in between, and the insulating layer is heated and cured. Form a through hole of about ~ 200 μm, then chemically roughen the surface of the insulating layer, and further use the electroless copper plating method and the electrolytic copper plating method to form a conductor film on the wiring conductor on the side surface of the through hole and the bottom surface of the through hole A method of manufacturing a wiring board by forming a through conductor by coating, forming a wiring conductor connected to the through conductor on the surface of the insulating layer, and further repeating the formation of the insulating layer and the through conductor / wiring conductor multiple times. is there.
[0004]
The wiring conductor of such a wiring board is functionalized into a power supply conductor layer / ground conductor layer and a signal wiring depending on applications. Among these, the power supply conductor layer functions to supply power to the semiconductor element mounted on the wiring board, and is composed of a solid pattern thin film conductor in which substantially the entire surface of the insulating layer is plated. Further, the signal wiring functions to propagate an electric signal without electromagnetic interference, and is composed of a conductor patterned in a predetermined circuit shape. Furthermore, the ground conductor layer functions to shield electromagnetic waves generated by the current flowing through the power supply conductor layer and the signal wiring, and to prevent noise generated in other wiring conductors. It is comprised from the thin-film conductor of the solid pattern plated. That is, the electromagnetic wave generated from the signal wiring or the like is shielded by converting it into an eddy current in the ground conductor layer, and noise is not generated in the other signal wiring due to the shielding effect.
[0005]
The power supply conductor layer / signal wiring and grounding conductor layer that play such a role are electrically connected to the mounting electrodes for connecting external electric circuits provided on the surface of the wiring board, respectively, through the through conductors, and the wiring board It is arranged in a laminated structure that can supply power to the electronic components mounted on the board, transmit signals, or shield electromagnetic waves.
[0006]
In addition, the solid patterns of the power supply conductor layer and the ground conductor layer are provided with rectangular openings arranged in a lattice pattern so as to release gas generated when the resin of the insulating layer is cured. The rectangular openings arranged in such a lattice shape are arranged uniformly over the entire surface of the power supply conductor layer and the ground conductor layer when the wiring board is viewed in plan and are arranged in parallel with the signal wiring.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional wiring board, when viewed in plan, the rectangular openings arranged in a lattice pattern and the signal wiring are arranged in parallel, so that some signal wirings are arranged to face each other through an insulating layer. A semiconductor element that is formed so as to overlap with the opening, or not overlap with the opening, has different characteristic impedances among the signal wirings, and generates reflection noise due to mismatch of characteristic impedance in the high frequency region. It had the problem of malfunctioning.
[0008]
In addition, if the opening of the conventional wiring board is too large, the shielding effect due to the solid pattern is reduced, and crosstalk noise is generated due to signal leakage. Conversely, if the opening is too small, the resin of the insulating layer is There is a problem in that the gas generated during curing does not easily escape and the ground or power conductor layer swells or peels off.
[0009]
The present invention has been completed in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce the occurrence of reflected noise by reducing the mismatch of characteristic impedance between the signal wirings, and to connect the ground or power supply conductor. The present invention provides a wiring board having no layer swelling or peeling and a semiconductor device using the wiring board.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The wiring board of the present invention is a signal wiring formed of a wiring conductor extending in one direction and a wiring conductor extending in a direction of 45 degrees with respect to one direction, and this signal wiring is arranged so as to face each other through an insulating layer. A wiring board having a ground or power supply conductor layer having a rectangular opening arranged in the rectangular opening, the rectangular opening being arranged in a direction of 15 to 30 degrees with respect to the one direction, and one side of the opening Is 0.10 to 0.15 mm, and the interval between the openings is 0.3 to 0.6 mm .
[0012]
Furthermore, the semiconductor device of the present invention has a mounting electrode for a semiconductor element electrically connected to the signal wiring on the surface of the wiring board, and electrically connects the electrode of the semiconductor element to the mounting electrode. It is characterized by comprising.
[0013]
According to the wiring board of the present invention, the rectangular opening formed in the ground or power supply conductor layer with respect to the signal wiring formed by the wiring conductor extending in one direction and the wiring conductor extending in the direction of 45 degrees with respect to one direction is provided. Since the wiring board is arranged in a direction of 15 to 30 degrees, when the wiring board is viewed in plan, the signal wiring and the rectangular opening are overlapped on average, and there is no difference in characteristic impedance between the signal wirings. Therefore, it is possible to provide a wiring board in which the generation of reflection noise is suppressed and a signal is stably transmitted even in a high-frequency signal region.
[0014]
In addition, according to the wiring board of the present invention, one side of the opening of the rectangular opening is set to 0.10 to 0.15 mm and the interval between the openings is set to 0.3 to 0.6 mm. Crosstalk noise between signal wirings in the area can be reduced, and gas generated when the resin of the insulating layer hardens can be easily released. As a result, wiring that does not swell or peel off to the ground or power conductor layer It can be a substrate.
[0015]
Furthermore, according to the semiconductor device of the present invention, the semiconductor device mounting electrode is electrically connected to the signal wiring on the surface of the wiring board, and the semiconductor element electrode is electrically connected to the mounting electrode. Therefore, when the wiring board is viewed in plan, the signal wiring and the square opening are overlapped on average, and there is no difference in characteristic impedance between the signal wirings. As a result, generation of reflected noise occurs. A semiconductor device that is suppressed and can stably transmit signals even in a high-frequency signal region can be obtained.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a wiring board of the present invention and a semiconductor device using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0017]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a wiring board of the present invention. FIG. 2 shows signal wiring and ground conductor layers of the wiring board of the present invention. It is a permeation | transmission top view which shows an example of embodiment when planarly viewed. 2 may be a power supply conductor layer.
[0018]
In these drawings, 1 is an insulating substrate, 2 is an insulating layer, 3 is a signal wiring, 4 is a ground conductor layer, 5 is a power supply conductor layer, 6 is a through conductor, and 7 is a rectangular opening. The wiring board 8 is configured. Further, the semiconductor element 9 is mounted on the wiring board 8 and the mounting
[0019]
The wiring substrate 8 has a function as a support member for the semiconductor element 9, and the insulating
[0020]
The insulating
[0021]
Such an insulating
[0022]
Further, on the surface of the insulating
[0023]
The metal material for forming the signal wiring 3, the
[0024]
Such a metal thin film is formed by the method described below. First, a through hole is formed at a desired location of the insulating
[0025]
Then, the insulating
[0026]
In the wiring board 8 of the present invention, the signal wiring 3 and the
[0027]
In the wiring board 8 of the present invention, the
[0028]
According to the wiring board 8 of the present invention, the
[0029]
Here, the reflected noise is a phenomenon in which the waveform of the signal wiring 3 is disturbed in a stepwise manner due to voltage reflection caused by mismatching of characteristic impedances. As a result, the semiconductor element 9 mounted on the wiring board 8 may malfunction.
[0030]
Furthermore, in the wiring board 8 of the present invention, it is preferable that one side of the opening of the
[0031]
According to the wiring board 8 of the present invention, since one side of the opening of the
[0032]
If one side of the opening of the
[0033]
The crosstalk noise is a phenomenon that occurs when a signal is induced to other signal wirings by capacitive coupling or dielectric coupling. In the present invention, the ground conductor layer is formed above and below the signal wiring 3 via the insulating
[0034]
Thus, according to the wiring board 8 of the present invention, since one side of the opening of the
[0035]
In order to protect the insulating
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
Thus, according to the
[0039]
Note that the wiring board 8 and the
[0040]
【The invention's effect】
According to the wiring board of the present invention, the rectangular opening formed in the ground or power supply conductor layer with respect to the signal wiring formed by the wiring conductor extending in one direction and the wiring conductor extending in the direction of 45 degrees with respect to one direction is provided. Since the wiring board is arranged in a direction of 15 to 30 degrees, when the wiring board is viewed in plan, the signal wiring and the rectangular opening are overlapped on average, and there is no difference in characteristic impedance between the signal wirings. Therefore, it is possible to provide a wiring board in which the generation of reflection noise is suppressed and a signal is stably transmitted even in a high-frequency signal region.
[0041]
In addition, according to the wiring board of the present invention, one side of the opening of the rectangular opening is set to 0.10 to 0.15 mm and the interval between the openings is set to 0.3 to 0.6 mm. Crosstalk noise between signal wirings in the area can be reduced, and gas generated when the resin of the insulating layer hardens can be easily released. As a result, wiring that does not swell or peel off to the ground or power conductor layer It can be a substrate.
[0042]
Furthermore, according to the semiconductor device of the present invention, the semiconductor device mounting electrode is electrically connected to the signal wiring on the surface of the wiring board, and the semiconductor element electrode is electrically connected to the mounting electrode. Therefore, when the wiring board is viewed in plan, the signal wiring and the square opening are overlapped on average, and there is no difference in characteristic impedance between the signal wirings. As a result, generation of reflected noise occurs. A semiconductor device that is suppressed and can stably transmit signals even in a high-frequency signal region can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a wiring board of the present invention.
FIG. 2 is a transparent plan view showing an example of the embodiment when the signal wiring, grounding, and power supply conductor layer of the wiring board of the present invention are viewed in plan.
[Explanation of symbols]
1 .... Insulating
3a · 3b ···
10. ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Electrode for mounting
11 .... Semiconductor device
Claims (2)
前記方形開口部は、前記一方向に対して15〜30度の方向に配列されており、開口の一辺が0.10〜0.15mmであるとともに前記開口間の間隔が0.3〜0.6mmであることを特徴とする配線基板。A signal wiring formed of a wiring conductor extending in one direction and a wiring conductor extending in a direction of 45 degrees with respect to the one direction, and a rectangular opening arranged opposite to the signal wiring through an insulating layer and arranged in a lattice shape A wiring board having a ground or power supply conductor layer having a portion,
The rectangular openings are arranged in a direction of 15 to 30 degrees with respect to the one direction, one side of the opening is 0.10 to 0.15 mm, and a distance between the openings is 0.3 to 0.00. A wiring board characterized by being 6 mm .
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