JP7439486B2 - 配線基板および実装基板 - Google Patents
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Description
本開示は、配線基板および実装基板に関する。
素子が実装された基板においては、素子の静電破壊が問題となっている。基板が帯電すると、基板と実装された素子との間で静電気の放電が起き、素子が静電気によって破壊されたり誤作動したりする場合がある。
静電破壊の対策としては、接地することが知られている。しかしながら、素子が実装された基板がいったん製品に組み込まれると、外から接地するのは困難である。
本開示は、上記実情に鑑みてなされた発明であり、素子の実装後において静電破壊を抑制することが可能な配線基板および実装基板を提供することを主目的とする。
上記目的を達成するために、本開示は、第１面および上記第１面に対向する第２面を有する基材と、上記基材の上記第１面側に配置され、パッド部を含む配線層と、上記基材の上記第１面側に配置され、上記パッド部上に位置するパッド開口部を有する絶縁層と、上記絶縁層の上記基材側の面とは反対の面側の、素子が実装される実装領域に配置された導電層と、上記基材の上記第１面側または上記第２面側に配置され、上記導電層と電気的に接続され、接地された接地部と、を有する、配線基板を提供する。
本開示においては、上記導電層が、上記絶縁層の上記基材側の面とは反対の面側の、上記実装領域の周囲にさらに配置されていることが好ましい。
また、本開示においては、上記接地部が、上記基材の上記第２面側の上記実装領域に配置されていることが好ましい。
また、本開示においては、上記導電層が、金属膜または金属酸化物膜であることが好ましい。
また、本開示における配線基板は、上記配線層の上記パッド部の上記基材側の面とは反対の面側に配置された保護層をさらに有し、上記導電層および上記保護層の材料が同一であってもよい。
また、本開示は、上述の配線基板と、上記配線基板のパッド部に実装された素子と、を有する、実装基板を提供する。
本開示においては、素子の実装後において静電破壊を抑制することが可能な配線基板および実装基板を提供することができるという効果を奏する。
下記に、図面等を参照しながら本開示の実施の形態を説明する。ただし、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、下記に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の形態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表わされる場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
本明細書において、ある部材の上に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」、あるいは「下に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上、あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方、あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含むものとする。また、本明細書において、ある部材の面に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「面側に」または「面に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上、あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方、あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含むものとする。
以下、本開示における配線基板および実装基板について詳細に説明する。
Ａ．配線基板
本開示における配線基板は、第１面および上記第１面に対向する第２面を有する基材と、上記基材の上記第１面側に配置され、パッド部を含む配線層と、上記基材の上記第１面側に配置され、上記パッド部上に位置するパッド開口部を有する絶縁層と、上記絶縁層の上記基材側の面とは反対の面側の、素子が実装される実装領域に配置された導電層と、上記基材の上記第１面側または上記第２面側に配置され、上記導電層と電気的に接続され、接地された接地部と、を有する。
本開示における配線基板は、第１面および上記第１面に対向する第２面を有する基材と、上記基材の上記第１面側に配置され、パッド部を含む配線層と、上記基材の上記第１面側に配置され、上記パッド部上に位置するパッド開口部を有する絶縁層と、上記絶縁層の上記基材側の面とは反対の面側の、素子が実装される実装領域に配置された導電層と、上記基材の上記第１面側または上記第２面側に配置され、上記導電層と電気的に接続され、接地された接地部と、を有する。
図１は、本開示における配線基板の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本開示における配線基板１は、第１面２ａおよび第１面２ａに対向する第２面２ｂを有する基材２と、基材２の第１面２ａ側に配置され、パッド部１３を含む配線層３と、基材２の第１面２ａ側に配置され、パッド部１３上に位置するパッド開口部１４を有する絶縁層４と、絶縁層４の基材２側の面とは反対の面側の、素子が実装される実装領域１０に配置された導電層５と、基材２の第２面２ｂ側に配置され、接地配線部７を介して導電層５と電気的に接続され、接地された接地部６と、を有する。導電層５は、接地部６に電気的に接続されており、接地されている。また、導電層５は、配線層３と電気的に接続されていない。
図１に示す例において、導電層５は、絶縁層４の基材２側の面とは反対の面側の、実装領域１０およびその周囲に配置されているが、導電層の配置はこの限りではない。
また、図１に示す例において、接地部６は、基材２の第２面２ｂ側に配置されているが、基材２の第１面２ａ側に配置されていてもよい。
図２は、本開示における実装基板の一例を示す概略断面図である。図２に示す実装基板２０は、図１に示す配線基板１のパッド部１３に接合部材２２を介して素子２１を実装した例である。
ここで、素子が実装された基板において、基板が帯電したときに静電気の放電が起こりやすいのは、素子の近傍に位置する絶縁層の部分と素子との間である。例えば図２において、導電層５が配置されていない場合、素子２１の下方に位置し、実装領域１０に配置された絶縁層４の部分と、素子２１との間で、静電気の放電は起こりやすい。
本開示においては、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域に導電層が配置されている。すなわち、本開示における配線基板に素子を実装した場合には、素子の下方に位置し、実装領域に配置された絶縁層の部分の上に導電層が配置されており、この絶縁層の部分と素子との間には導電層が存在している。そして、導電層は接地部と電気的に接続されており、接地部は接地されているため、静電気を除去することができる。よって、本開示における配線基板に素子を実装した場合に、素子の実装後において、静電気による素子の破壊や誤作動を抑制することができる。さらには、本開示における配線基板に素子を実装する際にも、素子の静電破壊を抑制することができる。
また、本開示によれば、接地部は任意の位置に配置することができるので、スペースを有効活用することができ、デッドスペースを削減することができる。例えば図１および図２においては、接地部６および接地配線部７をそれぞれ基材２の第２面２ｂおよび内部の実装領域１０に配置することで、スペースを有効活用している。よって、静電破壊を抑制しつつ、小型化および高集積化が可能である。
さらに、本開示によれば、配線基板の製造過程において導電層、接地部および接地配線部を形成することができるため、後工程が増えることがなく、製造コストを抑えることができる。
なお、従来、配線基板においては、ノイズ対策のために、例えば、配線基板の内部、表面または裏面に、グランドパターンやグランドプレーンを配置することが知られている。例えば特許文献１には、多層配線基板において、基板の表面および裏面が、部品搭載部（実装領域）と外部接続端子部を除き全面的にグランド層によって覆われていることが開示されている。特許文献１に開示されているように、グランド層は、通常、実装領域には配置されないものである。
以下、本開示における配線基板について説明する。
１．導電層
本開示における導電層は、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域に配置され、接地部と電気的に接続されている部材である。
本開示における導電層は、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域に配置され、接地部と電気的に接続されている部材である。
また、導電層は、接地配線部以外の配線層と電気的に接続されていない。また、本開示における配線基板のパッド部に接合部材を介して素子を実装した場合、導電層は、接合部材および素子と電気的に接続されない。
導電層の配置としては、導電層が、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域に配置されており、また導電層が接地配線部以外の配線層と電気的に接続されないように配置されており、さらに配線基板のパッド部に接合部材を介して素子を実装した場合に導電層が接合部材および素子と電気的に接続されないように配置されていれば特に限定されない。導電層は、接地配線部以外の配線層と電気的に接続されないように配置されることから、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、パッド開口部以外の領域に配置される。
例えば、導電層５は、図３（ａ）に示すように、絶縁層４の基材２側の面とは反対の面側の、実装領域１０内において部分的に配置されていてもよく、図３（ｂ）に示すように、絶縁層４の基材２側の面とは反対の面側の、実装領域１０内のパッド開口部１４以外の全域に配置されていてもよい。
中でも、導電層は、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域内のパッド開口部以外の全域に配置されていることが好ましい。本開示における配線基板に素子を実装した場合に、静電気による破壊や誤作動が起きるのを効果的に抑制することができるからである。
ここで、導電層が、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域内のパッド開口部以外の全域に配置されているとは、平面視において、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域内のパッド開口部以外の領域の面積を１００％としたとき、実装領域内において導電層が配置されている領域の面積が、７０％以上であることをいう。
導電層が、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域内において占める面積としては、平面視において、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域内のパッド開口部以外の領域の面積を１００％としたとき、実装領域内において導電層が配置されている領域の面積が、例えば、７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましく、９０％以上であることが特に好ましい。導電層が配置されている領域の面積が上記範囲であれば、本開示における配線基板に素子を実装した場合に、静電気による破壊や誤作動が起きるのを効果的に抑制することができるからである。
また、例えば、導電層５は、図３（ａ）に示すように、実装領域１０毎に配置されていてもよく、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、複数の実装領域１０にわたって配置されていてもよい。すなわち、図３（ａ）に示すように、導電層５は、複数配置されていてもよい。
また、導電層は、導電層が接地配線部以外の配線層と電気的に接続されないように配置されており、さらに配線基板のパッド部に接合部材を介して素子を実装した場合に導電層が接合部材および素子と電気的に接続されないように配置されていればよく、実装領域のみに配置されていてもよく、実装領域以外の領域にさらに配置されていてもよい。例えば、図３（ａ）においては、導電層５は実装領域１０のみに配置されており、図３（ｂ）、（ｃ）においては、導電層５は実装領域１０および実装領域１０以外の領域に配置されている。
中でも、導電層は、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域の周囲にさらに配置されていることが好ましい。上述したように、素子が実装された基板において、基板が帯電したときに静電気の放電が起こりやすいのは、素子の近傍に位置する絶縁層の部分と素子との間であり、例えば図２において、導電層５が配置されていない場合、素子２１の下方に位置し、実装領域１０の周囲に配置された絶縁層４の部分と、素子２１との間でも、静電気の放電が起こりやすいと考えられる。そのため、導電層が、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域の周囲にも配置されていることにより、本開示における配線基板に素子を実装した場合に、静電気による素子の破壊や誤作動をより抑制することができる。
また、導電層が、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域および実装領域以外の領域に配置されている場合、例えば、導電層５は、図３（ｂ）に示すように、絶縁層４の基材２側の面とは反対の面側の、パッド開口部１４以外の領域に部分的に配置されていてもよく、図３（ｃ）に示すように、絶縁層４の基材２側の面とは反対の面側の、パッド開口部１４以外の領域に全体的に配置されていてもよい。
特に、導電層は、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、パッド開口部以外の領域に全体的に配置されていることが好ましい。本開示における配線基板に素子を実装した場合に、静電気による素子の破壊や誤作動を効果的に抑制することができるからである。
ここで、導電層が、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、パッド開口部以外の領域に全体的に配置されているとは、平面視において、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、パッド開口部以外の領域の面積を１００％としたとき、導電層が配置されている領域の面積が、７０％以上であることをいう。
平面視において、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、パッド開口部以外の領域の面積を１００％としたとき、導電層が配置されている領域の面積は、例えば、７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましく、９０％以上であることが特に好ましい。導電層が配置されている領域の面積が上記範囲であることにより、本開示における配線基板に素子を実装した場合に、静電気による素子の破壊や誤作動を効果的に抑制することができるからである。
また、例えば図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、導電層５が絶縁層４のパッド開口部１４の周囲に配置されている場合、例えば、導電層は絶縁層のパッド開口部上に位置する開口部を有することができ、平面視上、絶縁層のパッド開口部は導電層の開口部内に位置することができる。この場合、導電層の開口部の大きさは、絶縁層のパッド開口部の大きさと同一であってもよく、絶縁層のパッド開口部の大きさよりも大きくてもよい。導電層の開口部の大きさは、導電層が接地配線部以外の配線層と電気的に接続されないように配置されており、また配線基板に接合部材を介して素子を実装した場合に導電層が接合部材および素子と電気的に接続されないように配置されていれば、特に限定されるものではなく、絶縁層のパッド開口部の大きさや絶縁層の厚さ等に応じて適宜調整される。
また、上述したように、本開示における配線基板のパッド部に接合部材を介して素子を実装する場合、導電層は接合部材および素子と電気的に接続されない。そのため、例えば接合部材にはんだ等を用いる場合には、導電層が接合部材と電気的に接続されないように、絶縁層のパッド開口部の周囲の所定の範囲内には導電層が配置されていないことが好ましい。具体的には、導電層は、絶縁層のパッド開口部の周囲の１０μｍ以内に配置されていないことが好ましく、５０μｍ以内に配置されていないことがより好ましく、１００μｍ以内に配置されていないことがさらに好ましい。なお、絶縁層のパッド開口部の周囲の所定の範囲内とは、例えば図３（ｃ）に示すような、絶縁層４のパッド開口部１４の端部からの距離ｄが所定の範囲内であることをいう。
導電層のシート抵抗としては、例えば、１０５Ω／□以下であることが好ましく、１０４Ω／□以下であることがより好ましく、１０３Ω／□以下であることがさらに好ましい。また、導電層のシート抵抗は、例えば１０－８Ω／□以上とすることができる。導電層のシート抵抗が上記範囲であるように導電層の導電性が高いことにより、接地部を介して導電層を確実に接地することができる。
ここで、上記シート抵抗は、四端子四深針法により測定された値である。抵抗率計は、例えば、三菱化学社製の低抵抗率計 ロレスタ－ＧＸ ＭＣＰ－Ｔ７００を用いることができる。
導電層の材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、一般的に配線基板の配線に用いられる導電性材料を使用することができる。導電層に用いられる導電性材料としては、例えば、金属や金属酸化物等の金属材料、導電性フィラーおよび樹脂を含有する導電性樹脂、導電性高分子等が挙げられる。
金属材料としては、導電層は配線基板の最表面に配置されることから、酸化により電気抵抗が変化しにくい金属材料であることが好ましい。このような金属材料としては、例えば、クロム、モリブデン、アルミニウム、チタン、金、白金、パラジウム等の金属、これらの金属から選択される少なくとも１つを含む合金、あるいは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウムが添加された酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムが添加された酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の金属酸化物等を挙げることができる。
中でも、導電層の材料は、金属材料であることが好ましく、酸化により電気抵抗が変化しにくい金属材料であることがより好ましい。すなわち、導電層は、金属膜または金属酸化物膜であることが好ましい。導電層の導電性を高めることにより、本開示における配線基板に素子を実装した場合に、静電気による破壊や誤作動が起きるのを効果的に抑制することができるからである。
導電層の厚さとしては、本開示における配線基板に素子を実装した場合に、導電層が素子と接触しないような厚さであれば特に限定されるものではなく、例えば、１ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、１ｎｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。導電層の厚さが上記範囲内であれば、十分な導電性を得ることができるとともに、導電層と素子との接触を防ぐことができる。
導電層の形成方法としては、絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域に導電層を形成することができる方法であればよく、一般的な配線の形成方法を用いることができ、導電層の材料等に応じて適宜選択される。例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法等のＰＶＤ法等の乾式成膜法、めっき法、塗布法等により導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ法により導電膜をパターニングする方法、あるいは印刷法等が挙げられる。また、後述するように、絶縁層がオーバーハング形状を有する場合には、オーバーハング形状を有する絶縁層を利用して、ＣＶＤ法やＰＶＤ法等の乾式成膜法により導電層を形成することもできる。
２．接地部
本開示における接地部は、基材の第１面側または第２面側に配置され、導電層と電気的に接続され、接地された部材である。
本開示における接地部は、基材の第１面側または第２面側に配置され、導電層と電気的に接続され、接地された部材である。
接地部の配置としては、基材の第１面側であってもよく第２面側であってもよい。例えば、図４において、接地部６は、基材２の第１面２ａ側であって、絶縁層４の基材２側の面とは反対の面側に配置されている。また、図１および図５において、接地部６は、基材２の第２面２ｂ側に配置されている。なお、図４および図５の構成については後述する。
また、接地部の配置としては、接地配線部以外の配線層と電気的に接続されないように配置されていれば特に限定されるものではなく、任意の位置とすることができる。例えば、図１において、接地部６は、基材２の第２面２ｂ側の実装領域１０に配置されている。また、図４において、接地部６は、基材２の第１面２ａ側であって配線基板１の端部に配置されている。また、図５において、接地部６は、基材２の第２面２ｂ側であって配線基板１の端部に配置されている。
中でも、本開示における配線基板が、基材の第１面側のみに配線層が配置されている、片面配線基板または多層配線基板である場合、接地部は、基材の第２面側の実装領域に配置されていることが好ましい。スペースを有効活用することができ、デッドスペースを削減することができるからである。
また、接地部は複数配置されていてもよい。上記導電層が複数配置されている場合、接地部を複数配置し、各導電層毎に配置することができる。
接地部の材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、一般的に配線基板の配線に用いられる導電性材料を使用することができる。接地部に用いられる導電性材料としては、例えば、金属や金属酸化物等の金属材料、導電性フィラーおよび樹脂を含有する導電性樹脂、導電性高分子等が挙げられる。
金属材料としては、例えば、銅、モリブデン、チタン、タングステン、タンタル、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム等の金属、これらの金属から選択される少なくとも１つを含む合金、あるいは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウムが添加された酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムが添加された酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の金属酸化物等を挙げることができる。
中でも、接地部の材料は、金属材料であることが好ましく、中でも金属であることが好ましく、特に銅またはアルミニウムであることが好ましい。導電性が高い銅やアルミニウムを用いることで、抵抗の増大を抑制することができる。また、比較的硬度が低い銅を用いることで、より信頼性が高い電気的接続が構築可能な配線基板を提供することができる。
また、接地部の材料は、上記導電層の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。また、接地部の材料は、配線層の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。
接地部の厚さとしては、所望の導電性が得られる厚みであれば特に限定されるものではなく、例えば、０．０５μｍ以上１００μｍ以下とすることができ、０．１μｍ以上５０μｍ以下であってもよく、０．２μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。これにより、十分な導電性を得ることができる。
接地部の形成方法としては、一般的な配線の形成方法を用いることができ、例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法等のＰＶＤ法の乾式成膜法、めっき法、塗布法等により導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ法により導電膜をパターニングする方法、金属箔をフォトリソグラフィ法によりパターニングする方法、あるいは印刷法等が挙げられる。
また、接地部は、接地配線部を介して上記導電層と電気的に接続することができる。
接地配線部の配置としては、接地部と上記導電層とを電気的に接続することができ、接地配線部以外の配線層と電気的に接続されないように配置されていれば特に限定されるものではなく、任意の位置とすることができる。
中でも、本開示における配線基板が、基材の第１面側のみに配線層が配置されている、片面配線基板または多層配線基板である場合、接地配線部は、実装領域に配置されていることが好ましい。スペースを有効活用することができ、デッドスペースを削減することができるからである。
また、接地配線部は、基材の第１面側、基材の第２面側、基材の貫通孔に配置することができる。
また、接地配線部は複数配置されていてもよい。上記導電層が複数配置されている場合、接地配線部を複数配置し、各導電層毎に配置することができる。
また、例えば図６および図７に示すように、絶縁層４が、接地配線部７上に位置する接地配線部用開口部１７を有する場合、図６に示すように、絶縁層４の接地配線部用開口部１７は接地配線部７で充填されていなくてもよく、図７に示すように、絶縁層４の接地配線部用開口部１７は接地配線部７で充填されていてもよい。なお、図６および図７の構成については後述する。
接地配線部の材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、一般的に配線基板の配線に用いられる導電性材料を使用することができる。接地配線部に用いられる導電性材料としては、上記接地部に用いられる導電性材料と同様とすることができる。
中でも、接地配線部の材料は、金属材料であることが好ましく、中でも金属であることが好ましく、特に銅またはアルミニウムであることが好ましい。導電性が高い銅やアルミニウムを用いることで、抵抗の増大を抑制することができる。また、比較的硬度が低い銅を用いることで、より信頼性が高い電気的接続が構築可能な配線基板を提供することができる。
また、接地配線部の材料は、上記導電層の材料および上記接地部の材料とそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。また、接地配線部の材料は、配線層の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。
また、例えば図７に示すように、絶縁層４の接地配線部用開口部１７が接地配線部７で充填されている場合、接地配線部用開口部１７は、他の接地配線部７の部分と同じ導電性材料で充填されていてもよく、他の接地配線部７の部分と異なる導電性材料で充填されていてもよい。
接地配線部の形成方法としては、一般的な配線の形成方法を用いることができ、上記接地部の形成方法と同様とすることができる。
３．絶縁層
本開示における絶縁層は、基材の第１面側に配置され、配線層のパッド部上に位置するパッド開口部を有する部材である。また、絶縁層は、接地配線部上に位置する接地配線部用開口部を有することができる。
本開示における絶縁層は、基材の第１面側に配置され、配線層のパッド部上に位置するパッド開口部を有する部材である。また、絶縁層は、接地配線部上に位置する接地配線部用開口部を有することができる。
パッド開口部の断面形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、パッド開口部が、垂直形状を有していてもよく、絶縁層の基材側の面から絶縁層の基材側の面とは反対の面に向かって水平断面の面積が小さくなる順テーパー形状を有していてもよく、絶縁層の基材側の面から絶縁層の基材側の面とは反対の面に向かって水平断面の面積が大きくなる逆テーパー形状を有していてもよい。
また、接地配線部用開口部の断面形状としては、例えば、接地配線部用開口部が、垂直形状を有していてもよく、絶縁層の基材側の面から絶縁層の基材側の面とは反対の面に向かって水平断面の面積が大きくなる逆テーパー形状を有していてもよい。
絶縁層がパッド開口部および接地配線部用開口部を有する場合、通常、パッド開口部および接地配線部用開口部は、垂直形状または逆テーパー形状を有することができる。
一方、本開示における配線基板が、基材の第１面側のみに配線層が配置されている、片面配線基板または多層配線基板である場合であって、接地部が基材の第１面側に配置されており、絶縁層が接地配線部用開口部を有さない場合、パッド開口部は、絶縁層の基材側の面から絶縁層の基材側の面とは反対の面に向かって水平断面の面積が小さくなる順テーパー形状を有することができる。すなわち、絶縁層は、オーバーハング形状を有することができる。例えば図８において、絶縁層４はオーバーハング形状を有しており、パッド開口部１４は順テーパー形状を有している。絶縁層がオーバーハング形状を有することにより、本開示における配線基板のパッド部に接合部材を介して素子を実装した場合に、絶縁層のオーバーハング部分に接合部材がひっかかりやすくなることで、素子を外れにくくすることができる。また、後述するように、配線層のパッド部の基材側の面とは反対の面側に保護層が配置されている場合には、絶縁層がオーバーハング形状を有することにより、導電層および保護層を同時に形成することができ、この際、導電層および保護層がつながって形成されるのを防ぎ、導電層および保護層が電気的に接続されるのを防ぐことができる。また、導電層および保護層の形成方法としては、フォトリソグラフィ法を用いることもできるが、オーバーハング形状を有する絶縁層を利用する方法では、フォトリソグラフィ法のようにエッチングを行う必要がないことから、エッチング残渣がなく、エッチング残渣による信頼性の低下を回避することができ、信頼性を高めることができる。
また、パッド開口部および接地配線部用開口部の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、円形状、楕円形状、正方形状、長方形状等の任意の形状とすることができる。
絶縁層の材料としては、絶縁性を有する材料であれば特に限定されず、一般的に配線基板の絶縁層に用いられる絶縁性材料を使用することができ、有機材料および無機材料のいずれも用いることができる。絶縁層がオーバーハング形状を有する場合には、絶縁層の材料は感光性樹脂組成物であることが好ましい。感光性樹脂組成物を用いることにより、オーバーハング形状を有する絶縁層を容易に形成することができるからである。
絶縁層の厚さとしては、本開示における配線基板のパッド部に接合部材を介して素子を実装した場合に、導電層と接合部材とが電気的に接続されないようにすることが可能であれば特に限定されるものではなく、一般的な配線基板における絶縁層の厚さと同様とすることができ、素子の種類や実装方法等に応じて適宜選択される。絶縁層の厚さは、例えば、１μｍ以上５００μｍ以下とすることができ、１μｍ以上３００μｍ以下であってもよく、１μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。
絶縁層の形成方法としては、パッド開口部を有する絶縁層を形成することができる方法であればよく、一般的な絶縁層の形成方法を採用することができ、絶縁層の材料等に応じて適宜選択される。例えば、感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィ法、塗布法や乾式成膜法等により絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィ法により絶縁膜をパターニングする方法、あるいは印刷法等が挙げられる。絶縁層がオーバーハング形状を有する場合には、感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィ法が好ましい。オーバーハング形状を有する絶縁層を容易に形成することができるからである。
４．配線層
本開示における配線層は、基材の第１面側に配置され、パッド部を含む部材である。
本開示における配線層は、基材の第１面側に配置され、パッド部を含む部材である。
配線層の材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、一般的な配線層に用いられる導電性材料を使用することができる。配線層に用いられる導電性材料としては、例えば、金属材料、導電性フィラーおよび樹脂を含有する導電性樹脂、導電性高分子等が挙げられる。金属材料としては、例えば、銅、モリブデン、チタン、タングステン、タンタル、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム等の金属、これらの金属から選択される少なくとも１つを含む合金、あるいは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の金属酸化物を用いることができる。導電性が高い銅やアルミニウムを用いることで、抵抗の増大を抑制することができる。また、比較的硬度が低い銅を用いることで、より信頼性が高い電気的接続が構築可能な配線基板を提供することができる。
配線層は、単層であってもよく、複数の層が積層された多層であってもよい。
配線層の厚さとしては、一般的な配線基板における配線層の厚さと同様とすることができる。配線層の厚さは、例えば、０．０５μｍ以上１００μｍ以下とすることができ、０．１μｍ以上５０μｍ以下であってもよく、０．２μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。これにより、十分な導電性を得ることができる。
配線層の形成方法としては、一般的な配線層の形成方法を用いることができ、例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法等のＰＶＤ法の乾式成膜法、めっき法等により導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ法により導電膜をパターニングする方法、金属箔をフォトリソグラフィ法によりパターニングする方法等が挙げられる。
５．基材
本開示における基材は、第１面および上記第１面に対向する第２面を有しており、上記の絶縁層、配線層および導電層を支持する部材である。
本開示における基材は、第１面および上記第１面に対向する第２面を有しており、上記の絶縁層、配線層および導電層を支持する部材である。
基材としては、絶縁性を有するものであれば特に限定されず、一般的に配線基板に用いられる絶縁性基材を用いることができる。例えば、ガラス基材、ガラスエポキシ基材、ガラスコンポジット基材、アルミナ基材等のセラミックス基材、フッ素樹脂基材、ポリイミド基材等の樹脂基材、紙フェノール基材等が挙げられる。
後述するように、本開示における配線基板が、基材の貫通孔に配置された貫通配線を有する場合、基材は貫通孔を有する。
貫通孔の径の大きさは、配線基板の用途に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以上１０００μｍ以下であってもよく、２０μｍ以上５００μｍ以下であってもよい。
貫通孔の形成方法としては、例えば、プラズマエッチングやウェットエッチング等のエッチング、レーザ照射、またはサンドブラストや超音波ドリル等の機械的な加工法が挙げられる。
基材の厚さは、上記の絶縁層、配線層および導電層を支持することができれば特に限定されず、配線基板の用途に応じて適宜選択することができる。基材の厚さは、例えば、１０μｍ以上１０００μｍ以下とすることができ、１００μｍ以上８００μｍ以下であってもよく、２００μｍ以上６００μｍ以下であってもよい。
６．保護層
本開示における配線基板は、上記配線層の上記パッド部の上記基材側の面とは反対の面側に配置された保護層をさらに有していてもよい。保護層が配置されていることにより、配線層の酸化等の腐食を抑制し、配線層を保護することができる。例えば、図８および図９においては、配線層３のパッド部１３の基材２側の面とは反対の面側に、保護層８が配置されている。
本開示における配線基板は、上記配線層の上記パッド部の上記基材側の面とは反対の面側に配置された保護層をさらに有していてもよい。保護層が配置されていることにより、配線層の酸化等の腐食を抑制し、配線層を保護することができる。例えば、図８および図９においては、配線層３のパッド部１３の基材２側の面とは反対の面側に、保護層８が配置されている。
保護層の材料としては、配線層のパッド部の腐食を抑制することができる材料であればよく、一般的に配線基板において配線層の保護層に用いられる材料を使用することができる。保護層の材料としては、例えば、はんだ、フラックス、金等が挙げられる。
また、保護層の材料は、上記導電層の材料と同一であってもよい。導電層および保護層の材料が同一である場合には、導電層および保護層を同時に形成することができるため、製造工程を簡略化することができるともに、製造コストを削減することができる。導電層および保護層の材料が同一である場合、保護層の材料としては、上記導電層の材料を用いることができる。
保護層の厚さとしては、一般的な配線基板における配線層の保護層の厚さと同様とすることができる。また、導電層および保護層の材料が同一である場合には、保護層の厚さは、上記導電層の厚さと同様とすることができる。
保護層の形成方法としては、一般的な配線層の保護層の形成方法を用いることができ、保護層の材料に応じて適宜選択される。例えば、はんだレベラー処理、プリフラックス処理、めっき処理等の表面処理法が挙げられる。また、導電層および保護層の材料が同一である場合には、保護層の形成方法は、上記導電層の形成方法と同様とすることができる。
７．その他の構成
本開示における配線基板は、基材の第１面側のみに配線層が配置されている、片面配線基板または多層配線基板であってもよく、基材の第１面側および第２面側に配線層が配置されている、両面配線基板または多層配線基板であってもよい。
本開示における配線基板は、基材の第１面側のみに配線層が配置されている、片面配線基板または多層配線基板であってもよく、基材の第１面側および第２面側に配線層が配置されている、両面配線基板または多層配線基板であってもよい。
本開示における配線基板が、基材の第１面側のみに配線層が配置されている多層配線基板である場合、基材の第１面側に配置された複数の配線層および複数の絶縁層を有することができる。例えば図４～図９において、配線基板１は、基材２の第１面側に配置された２層の配線層３、３３および２層の絶縁層４、３４を有する。配線基板が、基材の第１面側に配置された複数の配線層および複数の絶縁層を有する場合には、最外の絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、実装領域に導電層が配置される。
また、本開示における配線基板が、基材の第１面側および第２面側に配線層が配置されている両面配線基板である場合、配線基板は、上記基材の貫通孔に配置された貫通配線と、上記基材の上記第２面側に配置され、第２パッド部を含む第２配線層と、上記基材の上記第２面側に配置され、上記第２パッド部上に位置する第２パッド開口部を有する第２絶縁層と、上記第２絶縁層の上記基材側の面とは反対の面側の、第２素子が実装される第２実装領域に配置された第２導電層と、上記基材の上記第１面側または上記第２面側に配置され、上記第２導電層と電気的に接続され、接地された第２接地部と、をさらに有することができる。
図１０は、本開示における配線基板の他の例を示す概略断面図である。図１０に示すように、配線基板１は、第１面２ａおよび第１面２ａに対向する第２面２ｂを有する基材２と、基材２の第１面２ａ側に配置され、第１パッド部１３ａを含む第１配線層３ａと、基材２の第１面２ａ側に配置され、第１パッド部１３ａ上に位置する第１パッド開口部１４ａを有する第１絶縁層４ａと、第１絶縁層４ａの基材２側の面とは反対の面側の、第１素子が実装される第１実装領域１０ａに配置された第１導電層５ａと、基材２の第１面２ａ側に配置され、第１導電層５ａと電気的に接続され、接地された第１接地部６ａと、基材２の貫通孔２ｃに配置された貫通配線１２と、基材２の第２面２ｂ側に配置され、第２パッド部１３ｂを含む第２配線層３ｂと、基材２の第２面２ｂ側に配置され、第２パッド部１３ｂ上に位置する第２パッド開口部１４ｂを有する第２絶縁層４ｂと、第２絶縁層４ｂの基材２側の面とは反対の面側の、第２素子が実装される第２実装領域１０ｂに配置された第２導電層５ｂと、基材２の第２面２ｂ側に配置され、第２導電層５ｂと電気的に接続され、接地された第２接地部６ｂと、を有する。
なお、本明細書において、基材の第１面側に配置された配線層を第１配線層と称し、基材の第１面側に配置されたパッド部を第１パッド部と称し、基材の第１面側に配置された絶縁層を第１絶縁層と称し、基材の第１面側に配置されたパッド開口部を第１パッド開口部と称し、基材の第１面側に配置された導電層を第１導電層と称し、基材の第１面側に配置され、第１導電層と電気的に接続された接地部を第１接地部と称する場合がある。また、基材の第２面側に配置された配線層を第２配線層と称し、基材の第２面側に配置されたパッド部を第２パッド部と称し、基材の第２面側に配置された絶縁層を第２絶縁層と称し、基材の第２面側に配置されたパッド開口部を第２パッド開口部と称し、基材の第２側に配置された導電層を第２導電層と称し、基材の第２面側に配置され、第２導電層と電気的に接続された接地部を第２接地部と称する場合がある。また、基材の第１面側に実装される素子を第１素子、基材の第２面側に実装される素子を第２素子、第１素子が実装される実装領域を第１実装領域、第２素子が実装される領域を第２実装領域と称する。
（１）第２導電層
本開示における第２導電層は、第２絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、第２素子が実装される第２実装領域に配置され、第２接地部と電気的に接続されて接地されている部材である。
本開示における第２導電層は、第２絶縁層の基材側の面とは反対の面側の、第２素子が実装される第２実装領域に配置され、第２接地部と電気的に接続されて接地されている部材である。
第２導電層の配置、シート抵抗、材料、厚さ、形成方法等は、第１導電層の配置、シート抵抗、材料、厚さ、形成方法等と同様とすることができる。
（２）第２接地部
本開示における第２接地部は、基材の第１面側または第２面側に配置され、上記第２導電層と電気的に接続され、接地された部材である。
本開示における第２接地部は、基材の第１面側または第２面側に配置され、上記第２導電層と電気的に接続され、接地された部材である。
第２接地部の配置、材料、厚さ、形成方法等は、第１接地部の配置、材料、厚さ、形成方法等と同様とすることができる。
第１接地部および第２接地部は別々に設けられていてもよく、第１接地部が第２接地部を兼ねていてもよい。例えば、図１０において、第１接地部６ａは第１導電層５ａと電気的に接続され、第２接地部６ｂは第２導電層５ｂと電気的に接続されており、第１接地部６ａおよび第２接地部６ｂは別々に設けられている。また、図１１において、接地部６は第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂと電気的に接続されており、第１接地部が第２接地部を兼ねている。
（３）貫通配線
本開示における貫通配線は、上記基材の貫通孔に配置される部材である。
本開示における貫通配線は、上記基材の貫通孔に配置される部材である。
貫通配線としては、基材の第１面および第２面を電気的に接続することができる配線であればよく、その形態としては特に限定されない。貫通配線の形態としては、例えば、基材の貫通孔を充填する貫通配線、いわゆるフィルドビアであってもよく、基材の貫通孔の側壁のみに配置された貫通配線、いわゆるコンフォーマルビアであってもよい。また、貫通配線がコンフォーマルビアである場合、貫通孔内に中空部が配置されていてもよく、貫通孔内が樹脂部で充填されていてもよい。
貫通配線がコンフォーマルビアである場合において、貫通孔内に中空部が配置されている場合、貫通配線は、第１配線層や第２配線層と一体として形成することができる。
貫通配線の材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、一般的な貫通配線に用いられる導電性材料を使用することができ、貫通配線の形態や形成方法等に応じて適宜選択される。貫通配線の材料としては、例えば、銅、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロム等の金属、またはこれらの金属を含む合金等を挙げることができる。
貫通配線は、単層であってもよく、複数の層が積層された多層であってもよい。例えば、貫通配線は、基材の貫通孔の側壁に配置されたシード層と、シード層の貫通孔の側壁側とは反対側の面に配置されためっき層とを有していてもよい。シード層の材料としては、一般的なめっき法におけるシード層に用いられる材料から適宜選択することができる。シード層の材料は、基材に対して密着性を有する導電性材料であることが好ましく、例えば、チタン、モリブデン、タングステン、タンタル、ニッケル、クロム、アルミニウム、これらの化合物、これらの合金等を挙げることができる。めっき層が銅を含む場合、シード層の材料は、銅が基材の内部に拡散するのを抑制することができる材料であることが好ましく、例えば、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タンタル等を挙げることができる。めっき層の材料としては、シード層に対して密着性を有する導電性材料であることが好ましく、例えば、上述した貫通配線の材料を挙げることができる。
また、貫通配線がコンフォーマルビアである場合において、貫通孔内が樹脂部で充填されている場合、樹脂部の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル等を挙げることができる。
貫通配線の形成方法としては、一般的な貫通配線の形成方法を用いることができ、貫通配線の形態等に応じて適宜選択される。貫通配線の形成方法としては、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、めっき法等が挙げられる。
（４）第２配線層
本開示における第２配線層は、基材の第２面側に配置され、第２パッド部を含む部材である。
本開示における第２配線層は、基材の第２面側に配置され、第２パッド部を含む部材である。
第２配線層は、単層であってもよく、複数の層が積層された多層であってもよい。
第２配線層の材料、厚さ、形成方法等は、第１配線層の材料、厚さ、形成方法等と同様とすることができる。
第２配線層の第２パッド部のピッチおよび大きさは、特に限定されず、例えば第１配線層の第１パッド部のピッチおよび大きさと同じであってもよく、異なっていてもよい。
（５）第２絶縁層
本開示における第２絶縁層は、基材の第２面側に配置され、第２パッド部上に位置する第２パッド開口部を有する部材である。
本開示における第２絶縁層は、基材の第２面側に配置され、第２パッド部上に位置する第２パッド開口部を有する部材である。
第２絶縁層の材料、厚さ、形成方法等は、第１絶縁層の材料、厚さ、形成方法等と同様とすることができる。
Ｂ．実装基板
本開示における実装基板は、上述の配線基板と、上記配線基板のパッド部に実装された素子と、を有する。
本開示における実装基板は、上述の配線基板と、上記配線基板のパッド部に実装された素子と、を有する。
図２は、本開示における実装基板の一例を示す概略断面図である。図２に示すように、実装基板２０は、配線基板１と、配線基板１のパッド部１３に接合部材２２を介して実装された素子２１と、を有する。なお、配線基板１の構成は、上述の図１に示す配線基板１と同様である。
本開示によれば、上述の配線基板を有することにより、素子の実装後において静電気による破壊や誤作動を抑制することが可能である。
以下、本開示における実装基板について説明する。
本開示における実装基板を構成する配線基板は、上述の配線基板と同様であるので、ここでの説明は省略する。
本開示における素子としては、例えば、ＩＣ、トランジスタ、ダイオード等の能動素子や、抵抗、コンデンサ、インダクタ等の受動素子等が挙げられる。また、素子として、例えば、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ、ＭＥＭＳチップ等を挙げることもできる。
配線基板のパッド部に素子を実装する方法としては、例えば、表面実装、フリップチップ実装、ワイヤーボンディング等を用いることができる。
配線基板のパッド部には接合部材を介して素子を実装することができる。接合部材としては、一般的に素子の実装に用いられる接合部材を使用することができる。接合部材の材料としては、例えば、はんだ、金や金合金、導電性ペースト、異方性導電ペースト、異方性導電膜等が挙げられる。
また、配線基板と素子との間にアンダーフィル樹脂が充填されることで、アンダーフィル樹脂部が配置されていてもよい。また、素子がモールド樹脂で封止されることで、素子を覆うようにモールド樹脂部が配置されていてもよい。
なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示の技術的範囲に包含される。
１ … 配線基板
２ … 基材
２ａ … 基材の第１面
２ｂ … 基材の第２面
３ … 配線層
４ … 絶縁層
５ … 導電層
６ … 接地部
７ … 接地配線部
８ … 保護層
１０ … 実装領域
１３ … パッド部
１４ … パッド開口部
２０ … 実装基板
２１ … 素子
２ … 基材
２ａ … 基材の第１面
２ｂ … 基材の第２面
３ … 配線層
４ … 絶縁層
５ … 導電層
６ … 接地部
７ … 接地配線部
８ … 保護層
１０ … 実装領域
１３ … パッド部
１４ … パッド開口部
２０ … 実装基板
２１ … 素子
Claims (5)
- 第１面および前記第１面に対向する第２面を有する基材と、
前記基材の前記第１面側に配置され、パッド部を含む配線層と、
前記基材の前記第１面側に配置され、前記パッド部上に位置するパッド開口部を有する絶縁層と、
前記絶縁層の前記基材側の面とは反対の面側の、素子が実装される実装領域に配置された導電層と、
前記基材の前記第１面側または前記第２面側に配置され、前記導電層と電気的に接続され、接地された接地部と、
を有し、
前記配線層の前記パッド部の前記基材側の面とは反対の面側に配置された保護層をさらに有し、前記導電層および前記保護層の材料が同一である、配線基板。 - 前記導電層が、前記絶縁層の前記基材側の面とは反対の面側の、前記実装領域の周囲にさらに配置されている、請求項１に記載の配線基板。
- 前記接地部が、前記基材の前記第２面側の前記実装領域に配置されている、請求項１または請求項２に記載の配線基板。
- 前記導電層が、金属膜または金属酸化物膜である、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の配線基板。
- 請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の配線基板と、
前記配線基板のパッド部に実装された素子と、
を有する、実装基板。
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| JP2001111194A (ja) | 1999-10-14 | 2001-04-20 | Ibiden Co Ltd | 配線板と電子部品との接続構造およびその配線板 |
| WO2009110355A1 (ja) | 2008-03-05 | 2009-09-11 | 日本電気株式会社 | 実装構造およびその製造方法 |
| JP2017130622A (ja) | 2016-01-22 | 2017-07-27 | 太陽インキ製造株式会社 | プリント配線板およびその製造方法 |
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