JP4617900B2 - ビルトアッププリント配線板構造及びビルトアッププリント配線板の加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、コア基板にビルトアップ層が積層されたビルトアッププリント配線板構造、及びビルトアッププリント配線板の加工方法に関する。

図１に、従来のビルトアッププリント配線板構造の一例を示す。多層構造のビルトアッププリント配線板１では、ベースとなるコア基板２の両面又は片面にビルドアップ層３を形成し、その上にＬＳＩ等の電子部品７を実装し、これとコア基板２内に形成された高周波信号配線６とを、コア基板２に形成された貫通ビア４及びビルドアップ層３に形成されたビルドビア５を介して導通させる。

ビルドアップ層３では、導体幅／間隙＝２０／２０μｍ程度まで微細化ができ、高密度配線を可能にしている。しかし、通常の一般基板と比較して導体幅が細いため、抵抗損失が大きく、またビルドアップ材料の低誘電損失材が一般基板の低誘電損失材と比較して特性が悪いことから、高周波の長距離伝送は困難であった。

これを解決するために、高周波信号配線６のみコア基板２に導体幅を太くして配線し、コア基板２には低誘電損失材を用いる構造が考えられる。しかし、この場合、図２に示すようにコア基板２に形成された貫通ビア４が、高周波信号配線６との接続点から延長するスタブ９をもち、これが分岐配線のようになるため、反射や波形なまりが生じ、信号遅延を引き起こす。さらに、貫通ビア４がもつ容量によっても、反射や波形なまりが生じるため、ビルドアップ層３のみの配線よりは高周波伝送が可能なものの、貫通ビア４がもつスタブ９が長距離伝送の阻害要因となっていた。

一方、特許文献１（特開２０００−２０８９４１号公報）には、ビルドアップ層による配線収容性を確保しつつ、浮遊容量や信号波形鈍りの発生を防止して高速，高周波信号の伝送を可能とするため、長距離配線の高周波信号配線だけ、コア基板を通して各デバイスを接続する構造が開示されている。すなわち、コア基板が、２以上の配線層及び配線層間を接続する表面ビアホールを有する表面ビアホール層を備え、配線距離が長くなる部分を、表面ビアホールの長距離配線で配線するとともに、配線距離が短い部分を、ビルドアップ層の微細な短距離配線で配線している。

これは、コア基板に表面ビアホール層を形成してビルドアップ層から表面ビアホール層に高周波信号を配線することで、コア基板の貫通ビアによるスタブの影響をなくしている。

しかしながら、この構造では、ビアホールのスタブの影響をなくすためには表面ビアホール層のみで配線する必要があり、表側に実装されたデバイスから裏側に実装されたデバイスに接続する場合は、表面ビアホール層を使用した配線ではスタブをなくすことができない。また、表面ビアホール層両面を使用したペア層配線では、コア基板表面とビルドアップ第一層の材料がビルドアップ用の材料となるため、この部分は、一般プリント配線板用の特性の良い低誘電損失材を使用することができない。さらに、パッド部分が層表面に露呈したビアホールを有する表面ビアホール層をコア基板に多層形成しなければならないので、コア基板の製造が面倒で、製造コストが高くなる等の問題もある。

また、特許文献２（特開２００３−１７９３６１号公報）には、立体構造により高密度部品実装を可能としたビルトアッププリント配線板構造とするため、削り出す導体回路層を形成した両面基板あるいは内層と外層をプリプレグを挟んで一体積層した後、または複数の導体回路層を有する複数の多層基板をプリプレグを挟んで一体積層した後、その上面または下面もしくは両面にビルドアップ工法により単一または複数の導体回路層を形成し、しかる後に内層の導体回路層の所要の個所を検出して削り出して露出する技術が開示されている。

しかし、これは、内層の任意の各層間に段差形状を形成したプリント配線基板構造とするために、単に内層削り出し加工をしているだけである。
特開２０００−２０８９４１号公報 特開２００３−１７９３６１号公

本発明の第１の課題は、ビルドアップ層の高配線密度を確保しつつ、貫通ビアのスタブによる分岐や容量による反射や波形なまりを抑えて、高周波の長距離伝送を可能とすることにある。

本発明の第２の課題は、コア基板に形成した凹部であるキャビティー部内にコンデンサ等の電子部品を配置可能にして、表側に実装されたＬＳＩに対しその裏側近傍でこれに接続することができるようにすることにある。

本発明は、コア基板にビルトアップ層が積層され、コア基板に形成された高周波信号配線とビルトアップ層上の部品とが、コア基板を貫通する貫通ビアを介して導通されるビルトアッププリント配線板構造において、高周波信号配線との接続点から延長する貫通ビアのスタブが、該接続点の近傍まで座ぐり除去されていることを特徴とする。

スタブの除去は、貫通ビア自体を途中まで座ぐることにより行われているか、又は、上記第２の課題も達成するため、貫通ビアを含めてコア基板を座ぐることにより、部品の内部設置が可能な広さと深さのキャビティー部の形成と同時に行われている。

また、本発明は、コア基板にビルトアップ層が積層され、コア基板に形成された高周波信号配線とビルトアップ層上の部品とが、コア基板を貫通する貫通ビアを介して導通されるビルトアッププリント配線板の加工方法であって、部品の内部設置が可能な広さと深さであって、しかも高周波信号配線と貫通ビアとの接続点の近傍までコア基板を座ぐり加工して、部品の内部設置が可能なキャビティー部の形成と同時に、接続点から延長する貫通ビアのスタブを接続点の近傍まで除去することを特徴とする。

本発明の第１の効果は、高周波信号の長距離伝送が可能となる。
その理由は、貫通ビアをビルドアップ層の積層前、もしくはビルドアップ層の積層後に、座ぐり加工することで貫通ビアのスタブを小さくでき、スタブによる分岐や容量による反射や波形なまりを抑えることができるからである。

第２の効果は、表側のＬＳＩの裏側近傍にコンデンサなどの部品配置が可能となり、同時に、高周波信号配線との接続点からの延長部分となるスタブが無い又はごく短いスタブレス貫通ビアを形成することができる。
その理由は、ＬＳＩ下を部品搭載が可能な大きさで所望の深さまでキャビティー形成加工することで、ＬＳＩ下の近傍にコンデンサ等の電子部品を配置でき、また、その加工によってキャビティー部にある高周波信号用の貫通ビアも座ぐり加工され、スタブレス貫通を形成することができるからである。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図３を参照すると、本発明の第１の実施例のビルトアッププリント配線板１Ａは、コア基板１０と、その表裏両面に逐次積層されたビルドアップ層１１とから構成される。

コア基板１０には、高周波信号配線１２等の配線が多層形成されているとともに、コア基板１０の表裏両面に貫通してその表裏両面にパッド部分を有する通常の貫通ビア１３と、このような貫通ビアのスタブを裏側から除去した形態のスタブレス貫通ビア１４とが形成されている。

ここで、スタブレス貫通ビア１４とは、高周波信号配線１２との接続点からの延長部分となるスタブが無い又はごく短い貫通ビアのことであって、実施例１の場合のスタブレス貫通ビア１４は、成形時には存在していたスタブを除去するために、貫通ビア自体を高周波信号配線１２との接続点の近傍まで座ぐって形成されている。

同図に示すように、配線長が長く電気特性上マージンが少ない高周波信号配線１２は、スタブレス貫通ビア１４と、ビルトアップ層１１に形成されたビルドビア１５とを介して、表側のビルトアップ層１１上に搭載されたＬＳＩ１６と導通される。スタブレス貫通ビア１４は、スタブが無い又はごく短いため、通常の貫通ビア１３と比較して、分岐や容量による反射や波形なまりを抑えることができる。

また、コア基板１０に誘電損失特性の良い材料を用いて、導体幅を許容される限り太くすれば、さらなる長距離伝送が可能となる。デバイス間の距離が近い高周波信号線や、配線長が長くても周波数が低い信号線はビルドアップ層１１で配線する。これにより、ビルドアップ層１１での高密度配線を確保しつつ、高周波信号の長距離伝送が可能となる。

実施例１では、コア基板１０の裏側のビルドアップ層１１上に搭載されたコンデンサ等の電子部品１７は、該ビルドアップ層１１に形成されたビルドビア１５と、通常の貫通ビア１３と、表側のビルドアップ層１１に形成されたビルドビア１５とを介して、表側のビルトアップ層１１上に搭載されたＬＳＩ１６と導通される。

次に、図４に示す本発明の実施例２のビルトアッププリント配線板１Ｂは、実施例１に示したような構造に加えて、表裏のビルドアップ層１１の形成後に高周波信号配線用の貫通ビアごと大きく座ぐり加工することにより、コンデンサ等の電子部品の内部設置が可能な広さと深さの凹部であるキャビティー部１８が形成されている。

すなわち、このキャビティー部１８は、表裏のビルドアップ層１１形成後に、裏側のビルドアップ層１１表面から、高周波信号配線１２用の貫通ビアも含めて、高周波信号配線１２との接続点の近傍までコア基板１０を大きく凹状に座ぐり加工することで形成され、コンデンサ等の電子部品１７を、ＬＳＩ１６近傍でキャビティー部１８内に設置できる広さと深さになっている。このように高周波信号配線１２用の貫通ビアごと座ぐり加工することにより、その座ぐられた貫通ビアは、高周波信号配線１２との接続点からの延長部分となるスタブが無い又はごく短いスタブレス貫通ビア１４ａとなる。

この場合、ＬＳＩ１６下の部品搭載エリア近傍にある貫通ビアは、ビルドアップ層１１形成後に座ぐり加工されるので、ビルドアップ層１１積層前に座ぐり加工する必要はない。

従って、ビルドアップ層１１を形成後、ＬＳＩ１６下を上記のようにキャビティー形成加工する際に、スタブレス貫通ビア１４ａを形成できるようにコア基板１０を設計することで、貫通ビアのスタブを小さくしつつ、かつＬＳＩ１６近傍に電子部品１７を実装できる構造にすることができる。

次に、図４に示した構造の製造プロセスについて図５を参照して説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、一般のプリント配線板の工法でコア基板１０を製造する。

図５（ｂ）に示すように、コア基板１０を貫通している一部の貫通ビア１３をドリルにより座ぐり加工をし、スタブレス貫通ビア１４を形成する。このとき、ＬＳＩ１６下の部品搭載のためキャビティー形成加工時に座ぐられる貫通ビア１３については、座ぐり加工を行う必要はない。座ぐり加工によるスタブレス貫通ビア１４形成後、図５（ｃ）に示すようにビルドアップ層１１を逐次積層する。

その後、図５（ｄ）に示すように、ＬＳＩ１６下の部品搭載エリアをその周辺の貫通ビア１３も含めて、裏側のビルドアップ層１１から高周波信号配線１２との接続点の近傍までコア基板１０を座ぐり、コンデンサ等の電子部品の内部設置が可能な広さと深さの凹部であるキャビティー部１８を形成すると同時に、スタブレス貫通ビア１４ａを形成する。

図６は実施例２の変形例で、上記のようなキャビティー部１８を２箇所に形成した場合である。
すなわち、このビルトアッププリント配線板１Ｃの場合には、図４に示したようなスタブレス貫通ビア１４をコア基板１０に形成することなく、ビルドアップ層１１を逐次積層し、その後、２箇所のＬＳＩ１６下のそれぞれについて、裏側のビルドアップ層１１から高周波信号配線１２との接続点の近傍までコア基板１０を座ぐり加工し、各箇所のキャビティー部１８の形成と同時に、各箇所の貫通ビア１３をスタブレス貫通ビア１４ａとする。

従来のビルトアッププリント配線板構造の一例を示す断面図である。 その部分拡大図である。 本発明の実施例１のビルトアッププリント配線板構造を示す断面図である。 本発明の実施例２のビルトアッププリント配線板構造を示す断面図である。 実施例２の構造の製造プロセスを（ａ）〜（ｄ）の順に示す断面図である。 実施例２の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１Ａ・１Ｂ・１Ｃ ビルトアッププリント配線板構造
１０ コア基板
１１ ビルドアップ層
１２ 高周波信号配線
１３ 通常の貫通ビア
１４ スタブレス貫通ビア
１４ａ スタブレス貫通ビア
１５ ビルドビア
１６ ＬＳＩ
１７ 電子部品
１８ キャビティー部

Claims (2)

1. コア基板にビルトアップ層が積層され、コア基板に形成された高周波信号配線とビルトアップ層上の部品とが、コア基板を貫通する貫通ビアを介して導通されるビルトアッププリント配線板構造において、
   前記高周波信号配線との接続点から延長する複数の前記貫通ビアのスタブとこれらスタブ近傍の前記コア基板とを該接続点の近傍まで座ぐり除去して形成されるキャビティー部を備え、
   このキャビティー部は、部品の内部設置が可能な広さと深さを有し、前記ビルトアップ層に実装されている半導体集積回路と前記コア基板に形成された高周波信号配線との接続点の近傍に前記部品が設置できるよう選択的に形成されることを特徴とするビルトアッププリント配線板構造。
2. コア基板にビルトアップ層が積層され、コア基板に形成された高周波信号配線とビルトアップ層上の部品とが、コア基板を貫通する貫通ビアを介して導通されるビルトアッププリント配線板の加工方法であって、部品の内部設置が可能な広さと深さであって、しかも前記高周波信号配線と前記貫通ビアとの接続点の近傍までコア基板を座ぐり加工して、部品の内部設置が可能なキャビティー部の形成と同時に、前記接続点から延長する前記貫通ビアのスタブを接続点の近傍まで除去することを特徴とするビルトアッププリント配線板の加工方法。

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