JP6031943B2 - 回路基板、回路基板の製造方法、電子装置及びガラスクロス - Google Patents
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Description
LSI(Large Scale Integration)等の素子を含む電子部品の高速化、高性能化に伴い、電子部品間の信号伝送に用いられる回路基板には、高速信号伝送に対応する性能が要求される。高速信号伝送では、例えば、差動伝送方式が用いられる。差動伝送方式は、2本の配線(信号線)を用いて1つの信号を伝送する方式であり、正と負の逆位相の信号を2本の信号線にそれぞれ入力し、その電位差を利用して信号を伝送する。そのため、ノイズに強く、信号の高速伝送が可能である。但し、このような差動伝送において、2本の信号線で配線長や材質によって信号速度の違いが生じると、伝播遅延時間差であるスキュー(Skew)が発生し、信号品質が低下する。
ここで、図1は回路基板の一例を示す図、図2はガラスクロスの一例を示す図である。尚、図1には、回路基板の一例の要部断面を模式的に図示し、図2には、ガラスクロスの一例の要部平面を模式的に図示している。また、図2には、ガラスクロスと回路基板の配線との配置関係の一例を併せて図示している。
図3は第1構成例のガラスクロスを示す図である。尚、図3には、第1構成例のガラスクロスの要部平面を模式的に図示している。
図4に示すガラスクロス150は、複数本のガラス繊維を束ねたガラス繊維糸151を、縦糸151aと横糸151bにして、縦横に交互に交差させた平織の構造を有している。この図4に示すガラスクロス150では、その縦糸151aと横糸151bのいずれにも、上記のガラス繊維糸111及びガラス繊維糸141のガラス繊維よりも樹脂層120の誘電率に近い、低誘電率のガラス繊維を束ねたガラス繊維糸151が用いられている。即ち、上記のガラス繊維糸111及びガラス繊維糸141のガラス繊維よりも低誘電率のガラス繊維を束ねたガラス繊維糸151が、ガラスクロス150の縦糸151aと横糸151bの双方に用いられている。ガラス繊維糸151には、例えば、Dガラス等のガラス繊維が用いられる。
図5はガラスクロスを用いた回路基板の一例を示す図、図6及び図7は回路基板に用いるガラスクロスの一例を示す図である。尚、図5には、回路基板の一例の要部断面を模式的に図示している。図6には、ガラスクロスの一例の要部平面を模式的に図示している。図7(A)は図6のL1−L1断面模式図、図7(B)は図6のL2−L2断面模式図である。また、図6及び図7には、ガラスクロスと回路基板の配線との配置関係の一例を併せて図示している。
図10はシミュレーション用の回路基板モデルを示す図である。
図11には、図10(A)〜(C)に示した回路基板モデル200、回路基板モデル300A及び回路基板モデル300Bの、信号の周波数(GHz)に対するスキュー(ps/20cm)のシミュレーション結果の一例を示している。図11中、“a”は図10(A)の回路基板モデル200のシミュレーション結果、“b”は図10(B)の回路基板モデル300Aのシミュレーション結果、“c”は図10(C)の回路基板モデル300Bのシミュレーション結果を表している。
図12はガラスクロスの製織装置の一例を示す図である。
図13は回路基板の形成フローの一例を示す図である。図14はガラスクロスを用いたプリプレグの形成工程の説明図、図15はプリプレグを用いた回路基板の形成工程の説明図である。以下、図13〜図15を参照し、回路基板1の形成フローを順に説明する。
まず、図14に示すように、上記のようにして織られたガラスクロス10のロール660aを準備する(図13;ステップS1)。そして、図14に示すように、そのロール660aから繰り出されるガラスクロス10を、エポキシ樹脂等の所定の樹脂20aが入れられた槽710内を通過させ、ガラスクロス10に樹脂20aを含浸する(図13;ステップS2)。
例えば、まず図15(A)に示すように、2枚のプリプレグ1a及び2枚の銅箔30aを準備し、プリプレグ1aを銅箔30aで被覆する(図13;ステップS5)。そして、図15(B)に示すように、2枚のプリプレグ1aを2枚の銅箔30aで挟むように積層し、プレスすることで、両面銅張積層板1bを形成する(図13;ステップS6)。
以上のような方法により、表裏面及び内部に配線30を有し、開繊されたガラス繊維糸11aと低誘電率のガラス繊維糸11bが交差するように織られたガラスクロス10を樹脂20a(樹脂層20)内に含むガラスクロス10を用いた回路基板1が形成される。
図16は電子装置の一例を示す図である。
図16に示す電子装置800は、回路基板1と、その回路基板1に実装された各種電子部品を含む。図16には、電子部品として、半導体パッケージ810、コンデンサ820、挿入部品830、及びコネクタ840を例示している。尚、回路基板1に実装される電子部品の種類は、勿論、ここに示したものには限定されない。回路基板1には、実装される電子部品に応じたパターンの配線30(電極パッド、ランドを含む)、ビア33等が形成されている。
尚、半導体パッケージ810のパッケージ基板811に、上記のような構成を有する回路基板1を用いることもできる。
尚、以上の説明では、開繊されたガラス繊維糸11aと、低誘電率のガラス繊維糸11bの、2種類のガラス繊維糸11を用いたガラスクロス10を例示したが、3種類以上のガラス繊維糸を用いてガラスクロスを形成することも可能である。例えば、開繊のガラス繊維糸11aと、更に別のガラス繊維糸を縦糸に用い、低誘電率のガラス繊維糸11bを横糸に用いて、ガラスクロスを形成することができる。或いは、開繊のガラス繊維糸11aを縦糸に用い、低誘電率のガラス繊維糸11bと、更に別のガラス繊維糸を横糸に用いて、ガラスクロスを形成することもできる。
(付記1) 樹脂層と、
前記樹脂層内に設けられた第1ガラスクロスと、
前記樹脂層内に前記第1ガラスクロスに沿って設けられた配線と
を含み、
前記第1ガラスクロスは、開繊され第1誘電率を有する第1ガラス繊維糸と、前記第1誘電率よりも低い第2誘電率を有する第2ガラス繊維糸とを含み、前記第1ガラス繊維糸と前記第2ガラス繊維糸とが交差して織られていることを特徴とする回路基板。
前記第2ガラスクロスは、開繊され前記第1誘電率を有する第3ガラス繊維糸と、前記第2誘電率を有する第4ガラス繊維糸とを含み、前記第3ガラス繊維糸と前記第4ガラス繊維糸とが交差して織られていることを特徴とする付記1に記載の回路基板。
(付記5) 開繊され第1誘電率を有する第1ガラス繊維糸と、前記第1誘電率よりも低い第2誘電率を有する第2ガラス繊維糸とを含み、前記第1ガラス繊維糸と前記第2ガラス繊維糸とが交差して織られた第1ガラスクロスを準備する工程と、
前記第1ガラスクロスに第1樹脂を含浸して第1基材を形成する工程と、
前記第1基材上に配線を形成する工程と、
前記配線が形成された前記第1基材上に、第2樹脂を含む第2基材を設ける工程と
を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
前記第2基材を設ける工程では、前記第2基材を、前記配線が形成された前記第1基材上に、前記第2ガラスクロスが前記第1ガラスクロスに対向するように設けることを特徴とする付記5に記載の回路基板の製造方法。
前記回路基板に搭載された電子部品と
を含み、
前記回路基板は、
樹脂層と、
前記樹脂層内に設けられた第1ガラスクロスと、
前記樹脂層内に前記第1ガラスクロスに沿って設けられた配線と
を含み、
前記第1ガラスクロスは、開繊され第1誘電率を有する第1ガラス繊維糸と、前記第1誘電率よりも低い第2誘電率を有する第2ガラス繊維糸とを含み、前記第1ガラス繊維糸と前記第2ガラス繊維糸とが交差して織られていることを特徴とする電子装置。
前記第2ガラスクロスは、開繊され前記第1誘電率を有する第3ガラス繊維糸と、前記第2誘電率を有する第4ガラス繊維糸とを含み、前記第3ガラス繊維糸と前記第4ガラス繊維糸とが交差して織られていることを特徴とする付記8に記載の電子装置。
1a プリプレグ
1b 両面銅張積層板
10,110,140,150,210,310 ガラスクロス
11,11a,11b,111,141,151 ガラス繊維糸
20,120,520 樹脂層
20a,120a 樹脂
30,130 配線
30a 銅箔
31,32,31A,32A,131,132,131A,132A,531,532 信号線
33 ビア
111a,141a,151a 縦糸
111b,141b,151b 横糸
200,300A,300B 回路基板モデル
210a,310a 厚い部分
540 GNDパターン
600 製織装置
610,620,660 ローラ
630 綜絖
640 筬
650,730 カッタ
660a ロール
710 槽
720 乾燥装置
740 レジストパターン
800 電子装置
810 半導体パッケージ
811 パッケージ基板
812 半導体チップ
813 封止部
814 バンプ
820 コンデンサ
821,841 電極部
822,832 導電部材
830 挿入部品
831 ピン部
840 コネクタ
Claims (7)
- 樹脂層と、
前記樹脂層内に設けられた第1ガラスクロスと、
前記樹脂層内に前記第1ガラスクロスに沿って設けられた配線と
を含み、
前記第1ガラスクロスは、第1誘電率を有する開繊された第1ガラス繊維糸と、前記第1誘電率よりも低い第2誘電率を有する非開繊の第2ガラス繊維糸とを含み、前記第1ガラス繊維糸と前記第2ガラス繊維糸とが交差して織られていることを特徴とする回路基板。 - 前記樹脂層内に前記第1ガラスクロスと対向して設けられた第2ガラスクロスを更に含み、
前記第2ガラスクロスは、前記第1誘電率を有する開繊された第3ガラス繊維糸と、前記第2誘電率を有する第4ガラス繊維糸とを含み、前記第3ガラス繊維糸と前記第4ガラス繊維糸とが交差して織られていることを特徴とする請求項1に記載の回路基板。 - 前記第2ガラスクロスは、前記第3ガラス繊維糸の延在方向が前記第1ガラス繊維糸の延在方向と直交する向きで設けられることを特徴とする請求項2に記載の回路基板。
- 前記配線は、第1信号線と、前記第1信号線に並設された第2信号線とを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の回路基板。
- 第1誘電率を有する開繊された第1ガラス繊維糸と、前記第1誘電率よりも低い第2誘電率を有する非開繊の第2ガラス繊維糸とを含み、前記第1ガラス繊維糸と前記第2ガラス繊維糸とが交差して織られた第1ガラスクロスを準備する工程と、
前記第1ガラスクロスに第1樹脂を含浸して第1基材を形成する工程と、
前記第1基材上に配線を形成する工程と、
前記配線が形成された前記第1基材上に、第2樹脂を含む第2基材を設ける工程と
を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。 - 回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子部品と
を含み、
前記回路基板は、
樹脂層と、
前記樹脂層内に設けられた第1ガラスクロスと、
前記樹脂層内に前記第1ガラスクロスに沿って設けられた配線と
を含み、
前記第1ガラスクロスは、第1誘電率を有する開繊された第1ガラス繊維糸と、前記第1誘電率よりも低い第2誘電率を有する非開繊の第2ガラス繊維糸とを含み、前記第1ガラス繊維糸と前記第2ガラス繊維糸とが交差して織られていることを特徴とする電子装置。 - 第1誘電率を有する開繊された第1ガラス繊維糸と、前記第1誘電率よりも低い第2誘電率を有する非開繊の第2ガラス繊維糸とを含み、前記第1ガラス繊維糸と前記第2ガラス繊維糸とが交差して織られていることを特徴とするガラスクロス。
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