(57)【要約】【課題】  屈曲部を有する信号用の帯状配線導体に、例えば４０ＧＨｚ以上の高周波信号を良好に伝播させ、それにより搭載する電子部品を正常に作動させることが可能な配線基板を提供すること。【解決手段】  絶縁層１ｂと、該絶縁層１ｂの表面に被着されており、直線部Ａおよび屈曲部Ｂを有して延在する信号用の帯状配線導体２Ｓと、絶縁層１ｂの表面に被着されており、帯状配線導体２Ｓの両側に沿って帯状配線導体２Ｓとの間に所定の間隔Ｇ１，Ｇ２をあけて配設された接地または電源用の導体層２Ｇとを具備して成る配線基板であって、少なくとも一方の側の前記間隔Ｇ１，Ｇ２は、屈曲部Ｂに沿う幅Ｗ４が直線部に沿う幅Ｗ２，Ｗ３よりも広くなっている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、該絶縁層の表面に被着されており、直線部および屈曲部を有して延在する信号用の帯状配線導体と、前記絶縁層の表面に被着されており、前記帯状配線導体の両側に沿って該帯状配線導体との間に所定の間隔をあけて配設された接地または電源用の導体層とを具備して成る配線基板であって、少なくとも一方の側の前記間隔は、前記屈曲部に沿う幅が前記直線部に沿う幅よりも広くなっていることを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の電子部品を搭載するための配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、移動体通信機器に代表されるような電子機器の小型化、薄型化、高機能化の要求に伴い、このような電子機器に使用される半導体素子等の電子部品を搭載するための配線基板にも小型化、薄型化、高機能化が求められてきている。そして、そのような小型化、薄型化、高機能化を実現するための配線基板として、外部電気回路基板上に半田バンプを介して表面実装可能としたボールグリッドアレイパッケージ（ＢＧＡ）用や機能の異なる複数の電子部品を搭載するマルチチップモジュール（ＭＣＭ）用の配線基板が実用化されている。
【０００３】
このようなボールグリッドアレイパッケージ用やマルチチップモジュール用の配線基板は、複数の絶縁層が積層された絶縁基板の上面に電子部品の電極が半田を介して接続される電子部品接続用パッドが格子状の配列で設けられているとともに絶縁基板の下面の略全域に外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続される外部接続用パッドが格子状の配列で設けられている。そして、これらの電子部品接続用パッドと外部接続用パッドとを電気的に接続するための配線導体が絶縁基板の絶縁層を貫通して上下に延びるとともに各絶縁層間を水平に延びるように形成されている。
【０００４】
そして、このような配線基板によれば、絶縁基板上に電子部品を、その電極が電子部品接続用パッドに半田を介して接続されるようにして搭載することにより電子装置となり、この電子装置は、その外部接続用パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することにより外部電気回路基板上に実装されるとともに搭載する電子部品が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【０００５】
このような配線基板における配線導体は、用途によって信号用と接地用と電源用に機能化されている。このうち信号用の配線導体は、半導体素子等の電子部品と外部電気回路基板との間で電気信号を伝播させるための導電路として機能し、絶縁層間を絶縁基板の中央領域から外周領域に向けて延びるように形成された複数の細い帯状配線導体を有するとともに、絶縁層を貫通する貫通導体により信号用の電子部品接続用パッドおよび外部接続用パッドに電気的に接続されている。
【０００６】
また、接地用の配線導体や電源用の配線導体は、配線基板に搭載される電子部品にそれぞれ接地電位や電源電位を供給するための供給路としての機能を有しているとともに信号用の配線導体に対する電磁シールド機能や特性インピーダンスの調整機能を有しており、絶縁層間に信号用の配線導体の両側に沿って該信号用の配線導体との間に所定の間隔あけて配置された広面積の接地または電源用の導体層を有するとともに、絶縁層を貫通する貫通導体によりそれぞれ接地用や電源用の電子部品接続用パッドおよび外部接続用パッドに電気的に接続されている。
【０００７】
なお、このような配線基板においては、絶縁層間を延びる信号用の帯状配線導体は、特に高速信号の伝播を行なう場合、なるべく直線状に延びることが好ましいが、配線レイアウトの都合などによりその一部に屈曲部を有して延びる場合がある。このような場合の従来の配線基板における信号用の帯状配線導体と接地または電源用の導体層の例を図５に要部拡大平面図で示す。
【０００８】
図５に示すように、従来の配線基板においては、配線基板を構成する絶縁層１１ｂの表面に、信号用の細い帯状配線導体１２Ｓが直線部Ａおよび屈曲部Ｂを有して一定の幅Ｗ１で延在するように被着形成されており、さらにこの帯状配線導体１２Ｓの両側に沿って広面積の接地または電源用の導体層１２Ｇが帯状配線導体１２Ｓとの間に一定の幅Ｗ２，Ｗ３の間隔Ｇ１，Ｇ２をあけて延在するように被着形成されている。しかしながら、このように信号用の帯状配線導体１２Ｓが屈曲部Ｂを有して延在するように形成されている場合、帯状配線導体１２Ｓに例えば４０ＧＨｚ以上の高周波信号を伝播させると、屈曲部Ｂにおける信号の反射が大きくなり、所望の高周波信号を良好に伝播させることができずに、その結果、配線基板に搭載する電子部品を正常に作動させることが困難となるという問題が発生する。これは信号用の帯状配線導体１２Ｓと接地または電源用の導体層１２Ｇとの間の静電容量が屈曲部Ｂにおいて大きくなり、その結果、信号用の帯状配線導体２Ｓの特性インピーダンスが屈曲部Ｂにおいて小さくなるためであると考えられる。
【特許文献１】特開２００８−１５３５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はかかる問題に鑑み案出されたものであり、その目的は屈曲部を有する信号用の帯状配線導体に、例えば４０ＧＨｚ以上の高周波信号を良好に伝播させ、それにより、搭載する電子部品を正常に作動させることが可能な配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の配線基板は、絶縁層と、該絶縁層の表面に被着されており、直線部および屈曲部を有して延在する信号用の帯状配線導体と、前記絶縁層の表面に被着されており、前記帯状配線導体の両側に沿って該配線導体との間に所定の間隔をあけて配設された接地または電源用の導体層とを具備して成る配線基板であって、少なくとも一方の側の前記間隔は、前記屈曲部に沿う幅が前記直線部に沿う幅よりも広くなっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の配線基板によれば、直線部および屈曲部を有する信号用の帯状配線導体とその両側に沿って配設された接地または電源用の導体層との間の少なくとも一方の側の間隔は、前記屈曲部に沿う幅が前記直線部に沿う幅より広くなっていることから、その分、前記屈曲部において前記信号用の帯状配線導体と前記接地または電源用の導体層との間に生じる静電容量が下がるので、信号用の帯状配線導体の特性インピーダンスが屈曲部において小さくなることがない。その結果、信号用の帯状配線導体に４０ＧＨｚ以上の高周波信号を屈曲部で大きく反射させることなく良好に伝播させることができ、搭載する電子部品を正常に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の配線基板を添付の図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の配線基板を実施するための最良の形態を、半導体素子を搭載するための配線基板に適用した場合の一実施形態例を示す断面図であり、図中、１は絶縁基板、２は配線導体、３は半導体素子である。
絶縁基板１は、例えばガラス繊維を縦横に織り込んだガラス織物にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成る絶縁層１ａの上下面にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る絶縁層１ｂをそれぞれ複数層ずつ積層して成り、その上面の中央領域に半導体素子３がフリップチップ接続により搭載される搭載部を有している。そして、その搭載部から下面にかけて銅箔や銅めっき膜等の導体層から成る複数の配線導体２が形成されている。
【００１３】
絶縁基板１を構成する絶縁層１ａは、厚みが０．３〜１．５ｍｍ程度であり、その上面から下面にかけて直径が０．２〜１．０ｍｍ程度の複数の貫通孔４を有している。そして、その上下面には配線導体２の一部としての銅箔から成る導体層２ａおよび各貫通孔４の内面には配線導体２の一部としての銅めっき膜から成る貫通導体２ｂが被着されており、それにより、上下面の導体層２ａが貫通孔４内の貫通導体２ｂを介して電気的に接続されている。さらに、貫通導体２ｂが被着された貫通孔４内には孔埋め樹脂５が充填されている。
【００１４】
このような絶縁層１ａは、ガラス織物に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたシートの上下面に配線導体２ａ用の厚みが５〜５０μｍ程度の銅箔を貼着するとともに前記熱硬化性樹脂を熱硬化させた後、そのシートの上面から下面にかけてドリル加工を施して貫通孔４を形成することにより製作される。また、絶縁層１ａ上下面の導体層２ａおよび貫通孔４内面の貫通導体２ｂは、前記シートに貫通孔４を形成した後、貫通孔４の内面に無電解めっき法および電解めっき法により厚みが５〜５０μｍ程度の銅めっき膜を析出させ、次に貫通孔４内を孔埋め樹脂５で充填した後に上下面を研磨し、さらにその上下面に無電解めっき法および電解めっき法により厚みが５〜５０μｍ程度の銅めっき膜を析出させた後、上下面の銅箔および銅めっき膜を所定のパターンにエッチングすることにより形成される。
【００１５】
また、孔埋め樹脂５は、貫通孔４を塞ぐことにより貫通孔４の直上および直下に絶縁層１ｂや配線導体２を形成可能とするためのものであり、未硬化のペースト状の熱硬化性樹脂を銅めっき膜が被着された貫通孔４内にスクリーン印刷法により充填し、これを熱硬化させることにより形成される。そして、この孔埋め樹脂５を含む絶縁層１ａの上下面に絶縁層１ｂが積層されている。
【００１６】
絶縁層１ａの上下面に積層された絶縁層１ｂは、それぞれの厚みが２０〜５０μｍ程度であり、各層の上面から下面にかけて直径が３０〜１００μｍ程度の複数の貫通孔６を有している。これらの絶縁層１ｂは、配線導体２を高密度に配線するための絶縁間隔を提供するためのものであり、絶縁層１ｂにはその表面に配線導体２の一部としての銅めっき膜から成る導体層２ｃおよび貫通孔６内に配線導体２の一部としての銅めっき充填体から成る貫通導体２ｄが被着されている。そして、上層の導体層２ｃと下層の導体層２ａや２ｃとを貫通孔６の内の貫通導体２ｄを介して電気的に接続することにより高密度配線を立体的に形成可能としている。
【００１７】
このような絶縁層１ｂは、厚みが２０〜５０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂フィルムを絶縁層１ａの上下面に貼着し、これを熱硬化させるとともにレーザ加工により貫通孔６を穿孔し、さらにその上に同様にして次の絶縁層１ｂを順次積み重ねることによって形成される。なお、各絶縁層１ｂ表面に被着された導体層２ｃおよびビア孔６内に被着された貫通導体２ｄは、各絶縁層１ｂを形成する毎に各絶縁層１ｂの表面および貫通孔６内に５〜５０μｍ程度の厚みの銅めっき膜を公知のセミアディティブ法やサブトラクティブ法等のパターン形成法により所定のパターンに被着させることによって形成される。
【００１８】
さらに、最表層の絶縁層１ｂ上にはソルダーレジスト層７が被着されている。ソルダーレジスト層７は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂にシリカやタルク等の無機物粉末フィラーを３０〜７０質量％程度分散させた絶縁材料から成り、表層の配線導体２同士の電気的絶縁信頼性を高めるとともに、後述する接続パッド２ｅ、２ｆの絶縁基板１への接合強度を大きなものとする作用をなす。
【００１９】
このようなソルダーレジスト層７は、その厚みが１０〜５０μｍ程度であり、感光性を有するソルダーレジスト層７用の未硬化樹脂ペーストをロールコーター法やスクリーン印刷法を採用して最表層の絶縁層１ｂ上に塗布し、これを乾燥させた後、露光および現像処理を行なって後述する接続パッド２ｅ、２ｆを露出させる開口部を形成した後、これを熱硬化させることによって形成される。あるいは、ソルダーレジスト層７用の未硬化の樹脂フィルムを最上層の絶縁層１ｂ上に貼着した後、これを熱硬化させ、しかる後、接続パッド２ｅ、２ｆに対応する位置にレーザ光を照射し、硬化した樹脂フィルムを部分的に除去することによって接続パッド２ｅ、２ｆを露出させる開口部を有するように形成される。
【００２０】
なお、絶縁基板１の搭載部から下面にかけて形成された配線導体２は、用途によって信号用と接地用と電源用の配線導体に機能化されている。このうち、信号用の配線導体２は、半導体素子３の電極と外部電気回路基板との間で電気信号を伝播させるための導電路として機能し、接地用や電源用の配線導体２は、配線基板に搭載される半導体素子３にそれぞれ接地電位や電源電位を供給するための供給路としての機能を有しているとともに信号用の配線導体２に対する電磁シールド機能や特性インピーダンスの調整機能を有している。
【００２１】
また、これらの配線導体２は、絶縁基板１の搭載部に露出している部位が半導体素子３の各電極に半田８を介して電気的に接続される電子部品接続用の接続パッド２ｅを、絶縁基体１の下面に露出した部位が外部電気回路基板に半田９を介して接続される外部接続用の接続パッド２ｆを形成している。これらの接続パッド２ｅ、２ｆは、絶縁基板１の搭載部および下面において格子状の並びに配列されており、半導体素子３の電極と接続パッド２ｅとが半田８を介して電気的に接続されることにより半導体素子３が絶縁基板１の搭載部にフリップチップ接続により搭載された半導体装置となり、この半導体装置における接続パッド２ｆを外部電気回路基板の配線導体に半田９を介して接続することによって半導体素子３が外部電気回路基板に電気的に接続されることとなる。
【００２２】
なお、本発明の配線基板においては、図２に要部拡大平面図で示すように、絶縁基板１の中央領域から外周領域に向けて直線部Ａおよび屈曲部Ｂを有して延在する幅Ｗ１の細い帯状配線導体２Ｓを有している。このように信号用の帯状配線導体２Ｓが屈曲部Ｂを有して延在するように形成されていることから、複数の信号用の配線導体２を所望のレイアウトで配置することができる。また、絶縁層１ｂ間に信号用の帯状配線導体２Ｓの両側に沿ってその帯状配線導体２Ｓとの間に所定の間隔Ｇ１，Ｇ２あけて配置された広面積の接地または電源用の導体層２Ｇを有している。このように接地用または電源用の導体層２Ｇを信号用の帯状配線導体２Ｓの両側に沿ってその帯状配線導体２Ｓとの間に所定の間隔Ｇ１，Ｇ２あけて配置するので信号用の帯状配線導体２Ｓが両側の接地または電源用の導体層２Ｇにより電磁的にシールドされるとともに所定の特性インピーダンスに調整される。
【００２３】
そして本例の配線基板においては、信号用の帯状配線導体２Ｓにおける屈曲部Ｂの外側部分に切り欠きＣを設けている。それにより、信号用の帯状配線導体２Ｓと接地または電源用の導体層２Ｇとの間隔Ｇ１は、屈曲部Ｂに沿う幅Ｗ４が直線部Ａに沿う幅Ｗ２よりも広くなっている。その分、屈曲部Ｂにおいて信号用の帯状配線導体２Ｓと接地または電源用の導体層２Ｇとの間に生じる静電容量が下がるので、信号用の帯状配線導体２Ｓの特性インピーダンスが屈曲部Ｂにおいて小さくなることがない。したがって、信号用の帯状配線導体２Ｓに４０ＧＨｚ以上の高周波信号を屈曲部Ｂで大きく反射させることなく良好に伝播させることができ、その結果、本例の配線基板に搭載する電子部品３を正常に作動させることができる。
【００２４】
なお、切り欠きＣの大きさや形状は、信号用の帯状配線導体２Ｓの屈曲角度や信号用の帯状配線導体２Ｓを伝播する信号の周波数に応じて、例えば市販の高周波構造シミュレータ等の電磁界シミュレータを用いてシミュレーションすることにより決定すればよい。
【００２５】
なお、本発明の配線基板は、上述の実施の形態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いうまでもない。例えば上述の一実施形態例では、信号用の帯状配線導体２Ｓにおける屈曲部Ｂの外側部分に切り欠きＣを設けることにより、信号用の帯状配線導体２Ｓと接地または電源用の導体層２Ｇとの間隔Ｇ１を、屈曲部Ｂに沿う幅Ｗ４が直線部Ａに沿う幅Ｗ２よりも広くなるようにしたが、図３に他の実施形態例による配線基板の要部拡大平面図で示すように、屈曲部Ｂの外側に位置する接地または電源用の導体層２Ｇにおける屈曲部Ｂと対向する位置に屈曲部Ｂに対して外側に膨らむように切り欠きＣを設けても良く、また図４にさらに他の実施形態例による配線基板の要部拡大平面図で示すように、屈曲部Ｂの内側に位置する接地または電源用の導体層２Ｇにおける屈曲部Ｂと対向する位置に屈曲部Ｂの内側に切り欠きＣを設けても良く、さらには上述の一実施形態例における切り欠きＣと他の実施形態例における切り欠きＣ、さらに他の実施形態例における切り欠きＣを適宜組み合わせて設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の配線基板の一実施形態例を示す断面図である。
【図２】図１に示す配線基板の要部拡大平面図である。
【図３】本発明の配線基板の他の実施形態例を示す要部拡大平面図である。
【図４】本発明の配線基板のさらに他の実施形態例を示す要部拡大平面図である。
【図５】従来の配線基板を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ｂ：絶縁層
２Ｓ：信号用の帯状配線導体
２Ｇ：接地または電源用の導体層
Ａ：直線部
Ｂ：屈曲部
Ｃ：切り欠き
Ｇ１，Ｇ２：帯状配線導体２Ｓと導体層２Ｇとの間隔
Ｗ２：間隔Ｇ１における直線部Ａに沿う幅
Ｗ３：間隔Ｇ２における直線部Ａに沿う幅
Ｗ４：間隔Ｇ１またはＧ２における屈曲部Ｂに沿う幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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