JPS6028293A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、配線技術、特に、高密度配線技術に関し、た
とえば、半導体装置において集積回路等に対し入出力す
るための配線技術に利用して有効な技術に関する。

［背景技術］ 半導体装置の高集積化に伴い、集積回路に入出力させる
ためのインナリード配線も高密度化される傾向になると
考えられる。

しかし、ゲートアレイ等の半導体装置におけるインナリ
ード配線が高密度化された場合、信号切り換え時に隣辺
する信号配線が相互に影響し合いノイズが発生し誤動作
を生ずるという問題点を本発明者は明らかにした。

［発明の目的］ 本発明の目的は、高密度配線下においても相隣る配線同
志の相互干渉を防止することができる配線技術を提供す
るにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

［発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、谷の底面に信号配線を配し、谷を取り囲む山
の頂面にグランド配線を配することにより、信号配線を
グランド配線によりシールドさせ、かつ、平面図上では
信号配線とグランド配線とが隣接するように配置し高密
度配線を実現したものである。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例である配線基板を示す平面図
、第２図は第１図のｎ−ｎ線に沿う拡大部分断面図、第
３図はその基板を用いた半導体装置の一実施例を示す縦
断面図である。

本実施例において、この配線基板１は、第３図に示され
るような半導体装置２１におけるアキシャルパッケージ
２２のベース２３として使用できるように構成されてい
る。

この配線基板１は絶縁基板としてのセラミック基板（以
下、基板という。）２を備えており、この基板２はほぼ
正方形板に形成されている。この基板２上面の周辺部に
は立上壁３が一定幅、一定高さに形成され、この立上壁
３で囲まれた基板２の上面４上には絶縁層５が形成され
ている。絶縁層５には複数条の谷６が絶縁Ｎ５の一部を
除去された状態で形成され、合否６は互いに独立されて
いる。すなわち、合否６はその四方を絶縁層５の残部に
よって形成された山７によって取り囲まれている。複数
条の谷６は、基板２の上面４の中心に対し放射線状に配
列され、かつ内側端を正方形の外形線上に揃えられ、ま
た外側端を大小径の正方形の外形線上に交互に揃えられ
ている。一方、山７は全体的に連続している。

合否６と山７との隣接側面８、すなわち山７の両脇側面
は谷６の底面および山々の頂面に対しほぼ直角になるよ
うに形成されており、したがって平面図では、谷６と山
７とは互いに隙間なく隣接していることになる。

谷６の底面である基板２の上面４と、山７の頂面である
絶縁層５の上面９とには導体１０がそれぞれ被着され、
谷６の底面の導体１０群により第１配線１１が互いに被
接続状態に、山７の頂面の導体１０により第２配線工２
が互いに接続状態にそれぞれ構成されている。各第１配
線１１と第２配線１２との絶縁ギャップ１５は山７の高
さによって規定されている。

基板２において各第１配線１１の一点に対応する箇所に
は各ピン１３が各第１配線１１に電気的に接続するよう
にそれぞれ設けられ、各ピン１３は大小径の正方形の外
形線上に２列に整列されて基板２の下面から互いに平行
に突出されている。

第１図においては、第２配線１２は第１配線１１の周囲
を取りかこむように存在しており第２配線１２の少なく
とも１箇所に第２のピン１４が第２配線１２と電気的に
接続するように形成されである。このピン１４も基板２
の下面から第１ピン１３群と平行になるように突出され
ている。

前記構成にかかる配線基板を用いた第３図に示される半
導体装置は次のように構成されている。

第３図において、この半導体装置２１はアキシャルパッ
ケージ２２を備えており、このパンケージ２２のヘース
２３として前記構成にかかる配線基板１が使用されてい
る。

ベース２３である配線基板１における中央部の山７上に
形成された第２配線（ここでは、面形態を呈している。

）１２上には、高集積度を持つ集積回路を形成されたペ
レット２４が機械的かつ電気的に接続されて実装されて
いる。この状態において、第２配線１２はペレット２４
の回路におけるグランド電極バッド（図示省略）に接続
されることによりグランド配線２５を実質的に構成する
ことになる。

一方、ペレット２４の回路における各信号入力電極パッ
ド（図示省略）は、配線基板１における周辺部に放射線
状に形成された複数条の谷６底面の第１配線１１のそれ
ぞれに各ボンディングワイヤ２６により電気的に接続さ
れており、これにより、各第１配線１１のそれぞれは信
号配線２７を実質的に構成することになる。

配線基板１からなるベース２３上には、セラミックから
なるキャップ２８が配線基板１の立土壁３上にハーメチ
ックシール層２９等を介して被せられ、これにより、内
部のペレット２４等は気密封止されている。

なお、この半導体装置２１の電子機器への実装状態にお
いて、信号配線２７に接続された各ビン１３は電子機器
の回路における信号入力端子にそれぞれ接続され、グラ
ンド配線２５に接続されたビン１４は電子機器の回路に
おけるグランド端子に接続される。

次に作用を説明する。

前記構成にかかる半導体装置２１において、各信号配線
２７は安定な電位を有するグランド配線２５にそれぞれ
取り囲まれることによってシールドされているため、信
号切り換え時において、相隣る信号配線２７相互が干渉
し合う現象は抑止され、相隣る信号配線２７の信号にノ
イズを発生せしめる危惧は解消される。

すなわち、相隣る信号配線の一方における電気信号は、
この信号レベルに対し十分大きな差を有するグランド配
線２５の定量レベルを挟んで他方の信号配線が存在する
ため、他方の信号配線における電気信号に影響を与える
ことは殆ど皆無になる。

グランド配線２５をはさんで隣り合う信号配線２７とグ
ランド配線２５との絶縁は、絶縁層５の高さに依存する
ギャップ１５によって確保される。

第４図〜第７図は本発明にかかる配線基板製造方法を前
記配線基板を製造するのに適用した場合の一実施例を示
す各拡大部分断面図である。

第４図に示されるように、絶縁基板としてのセラミック
基板（以下、基板という。）３１には、アキシャルピン
を電気的、機械的に接続するためのスルーホール導体３
２が複数の所定箇所にあらかじめそれぞれ形成されてい
る。この基板３１の上面上に絶縁層を形成するポリイミ
ドフィルム３３が接着等適当な手段により被着される。

このポリイミドフィルム３３は、絶縁性および耐熱性等
とともに、感光性を付与されている。

次に、第５図に示されるように、ホトマスク３４を用い
られた露光処理により、信号配線パターン３５およびグ
ランドピン用パターン３７がポリイミドフィルム３３に
転写される。

本実施例においては、信号配線パターン３５の残余の部
分によりグランド配線パターン３７がネガティブ的に形
成されるように設定されているため、グランド配線パタ
ーン３６も実質的に同時に転写される。そして、グラン
ド配線パターン３６に相当する部分のポリイミドフィル
ム３３が感光されることになる。

ポリイミドフィルム３３に信号配線パターン、グランド
配線パターンおよびピンパターンが焼き付けられると、
エツチング処理が実施される。

第６図に示されるように、このエツチング処理により、
基板３１上には複数条の谷３８と山３９とが形成される
。谷３８は前記信号配線パターンに、山３９は前記グラ
ンド配線パターンにそれぞれ対応する。詳細は省略する
が、合否３８はその四方を山３９に取り囲まれて互いに
独立され、基板３１上において放射線状に規則的に配さ
れている（第１図参照）。

谷３８と山３９との隣接側面４０、すなわち山３９の両
脇側面は可及的に垂直に立ち上がっていることが望まし
い。このため、異方性エツチング処理することが望まし
い。

山３９における少なくとも１箇所には、前記グランドビ
ン用パターンに対応するスルーホール４１が形成され、
このスルーホール４１は基板３１のスルーホール導体３
２に対向するようになっている。

第７図に示されるように、物理的（蒸着、スパフタリン
グ等）または化学的（ＣＶＤ等）成膜処理により、谷３
８の底面である基板３１の上面と、山３９の頂面である
ポリイミドフィルム３３の上面とには、導体４２が同時
に薄膜形成される。このとき、山谷の隣接側面４０はほ
ぼ垂直に立ち上がって？・）るので、導体は成膜されず
、したがって、山谷の導体相互は絶縁関係になる。

複数条の谷３８の底面に成膜された導体により、互いに
電気的に独立した複数の第１配線４３が構成され、合否
３８を取り囲んだ山３９の頂面成膜された導体により、
電気的かつ機械的に一連となった第２配線４４が第１配
線４３のそれぞれを取り囲むように構成される。

なお、山３９に形成されたスルーホール４１にも導体４
５が前記成膜処理と同時に、またはこれとは別の処理に
より形成され、この導体４５はスルーホール導体３２に
電気的に接続される。スルーボール導体３２にはアキシ
ャルビンが適当な手段により電気的かつ機械的に接続さ
れる。

［効果］ （１）、複数条の谷における底面に第１配線を、合否に
それぞれ隣接する山における頂面に第２配線をそれぞれ
形成することにより、第１配線、第２配線相互を３次元
方向にギャップをとって絶縁させることかできるため、
２次元においては第１配線と第２配線とを隣接し合わせ
ることができ（鳥職し−たとき第１配線と第２配線との
隣辺同志が共通に見える。）、これにより、高密度配線
も可能になる。

（２）、谷底面に信号配線を、山頂面にグランド配線を
それぞれ形成することにより、信号配線をグランド配線
によって取り囲んでシールドできるため、信号配線相互
間の信号干渉現象が防止でき、それによるノイズの発生
が防止できる。

（３）、絶縁層に谷からなる第１配線パターンと山から
なる第２配線パターンとを形成した後、導体を成膜処理
することにより、谷の底面に被着した導体と山の頂面に
被着した導体との間には高さ方向に絶縁ギヤツブが介設
できるため、互いに絶縁された第１配線と第２配線とを
同時に形成することができる。

（４）、絶縁層としてポリイミドフィルムを使用するこ
とにより、耐熱性等を得ることができるとともにリソグ
ラフィー処理を簡単化することもできる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、絶縁基板にはアルミナ（Ａ１２０３）、炭化
けい素（Ｓ　ｉ　Ｃ）等によるセラミック基板に限らず
、ポリイミド、エポキシ等の樹脂基板、ガラス基板等が
使用できる。

谷底面に形成された第１配線および山頂面に形成された
第２配線のパターンには何ら限定はなく、第２配線は互
いに電気的に非接続とされてもよい。

また、第２配線は第１配線の四方を取り囲むに躍らず、
隣接しておればよい。導体の材質等に限定がないことは
いうまでもない。

本実施例においては、第２配線をグランド配線としたが
、第１配線をグランド配線としてもよい。

さらに、グランド配線に限らず電源電圧を供給するため
の配線、または基板バイヤス配線として第２配線を使用
しても同様な効果を得ることができる。

ポリイミドフィルムの感光性はそれ自体に付与してもよ
いし、フィルム上面にレジストを塗布してもよい。また
、感光性はネガティブでもポジティブでもよい。

絶縁層はポリイミドフィルムを被着して形成するに限ら
ず、ポリイミド等の樹脂やその他の絶縁物質を用いて厚
膜形成してもよい。

［利用分野］ 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置において
集積回路等に対し信号を入出力させるための配線基板に
適用した場合について説明したが、それに限定されるも
のではなく、たとえば、電子機器において半導体装置等
のような電子部品を搭載してこれら部品に対し信号を入
出力させるためのプリント配線基板等にも通用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である配線基板を示す平面図
、 第２図は第１図ｎ−ｎ線に沿う拡大部分断面図、第３図
はその配線基板を用いた半導体装置の一実施例を示す縦
断面図、 第４図、第５図、第６図および第７図は本発明の一実施
例である配線基板製造方法を示す各拡大部分断面図であ
る。 １・・・配線基板、２・・・セラミック基板（絶縁基板
）、３・・・立上壁、４・・・基板上面、５・・・絶縁
層、６・・・谷、７・・・山、８・・・隣接側面、９・
・・絶縁層上面、１０・・・導体、１１・・・第１配線
、１２・・・第２配線、１３．１４・・・ピン、１５・
・・絶縁ギャップ、２１・・・半導体装置、２２・・・
パンケージ、２３・・・ベース（配置１［＆）　、２４
・・・ペレット、２５・・・グランド配線、２６・・・
ポンディングワイヤ、２７・・・信号配線、２８・・・
キャンプ、２９・・・ハーメチックシール層、３１・・
・セラミック基板、３２・・・スルーホール導体、３３
・・・ポリイミドフィルム（絶縁ｆｆ１）、３４・・・
ホトマスク、３５・・・信号配線パターン、３６・・・
グランド配線パターン、３７・・・グランドピン用パタ
ーン、３８・・・谷、３９・・・山、４０・・・隣接側
面、４１・・・スルーホール、４２・・・導体、４３・
・・第１配線、４４・・・第２配線、４５・・・スル−
ホール導体。 イクロコンピュータエンジニア リング株式会社内 ■出　願　人　株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−丁目５ 番１号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１配線が絶縁基板の複数条の谷における底面を被
   覆する導体からなり、第２配線が前記合否にそれぞれ隣
   接する複数条の山における頂面を被覆する導体からなる
   配線基板。 ２、第１配線が信号配線であり、かつ第２配線がグラン
   ド配線、電源配線、基板バイヤス配線のいずれか１つで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の配線
   基板。 ３、第１配線がグランド配線、電源配線、基板バイヤス
   配線のいずれか１つであり、第２配線が信号配線である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の配線基板
   。 ４、絶縁基板上に絶縁層を形成し、この絶縁層に複数条
   の谷からなる第１配線パターンと前記合否にそれぞれ隣
   接する複数条の山からなる第２配線パターンとを形成し
   、さらに、谷の底面と山の頂面とに導体を同時に成膜す
   る配線基板の製造方法。 ５、絶縁層が、ポリイミドフィルムを被着されて形成さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の配線
   基板の製造方法。