(57)【要約】【課題】接地または電源用導体層に十分な有効面積を確保できるとともに、接地または電源用導体層に設けた開口部を避けて信号用配線導体を短距離で引き回すことが可能な配線基板を提供すること。【解決手段】低速信号用外部接続パッド７１および高速信号用外部接続パッド７２に対向する位置に低速信号用外部接続パッド７１および高速信号用外部接続パッド７２の半径以上の半径を有する開口部８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ａ、８５ｂが形成された接地または電源用導体層８２，８３，８４，８５とを具備して成る配線基板１００であって、低速信号用外部接続パッド７１に対向する開口部８５ａの半径は、高速信号用外部接続パッド７２に対向する開口部８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ｂの半径よりも小さい配線基板である。【選択図】図２
2011138846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板と、該絶縁基板の上面または絶縁層間に配設されており、低速の高周波信号が伝送される低速信号用配線導体および高速の高周波信号が伝送される高速信号用配線導体と、前記絶縁基板の下面に被着されており、前記低速信号用配線導体に接続された低速信号用外部接続パッドおよび前記高速信号用配線導体に接続された高速信号用外部接続パッドと、前記絶縁層の間に配設されており、前記低速信号用外部接続パッドおよび前記高速信号用外部接続パッドに対向する位置に前記低速信号用外部接続パッドおよび前記高速信号用外部接続パッドの半径以上の半径を有する開口部が形成された接地または電源用導体層とを具備して成る配線基板であって、前記低速信号用外部接続パッドに対向する前記開口部の半径は、前記高速信号用外部接続パッドに対向する前記開口部の半径よりも小さいことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記低速信号用外部接続パッドに対向する前記開口部の半径が前記低速信号用外部接続パッドの半径よりも０〜５０μｍ大きいとともに、前記高速信号用外部接続パッドに対向する前記開口部の半径が前記高速信号用外部接続パッドの半径よりも１００〜１５０μｍ大きいことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記低速信号用外部接続パッドに対向する前記開口部が前記低速用信号用外部接続パッドに近接する接地または電源層のみに形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路素子等の半導体素子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】
従来、半導体素子を搭載するための小型の配線基板は、図３に示すように、複数の絶縁層１１１、１１２，１１３，１１４，１１５が積層されて成る絶縁基板１１０の表面および各絶縁層１１１，１１２，１１３，１１４，１１５の間に配線導体用の複数の導体層１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６が配置されているとともに各絶縁層１１１，１１２，１１３，１１４，１１５を貫通する貫通導体１３１，１３２，１３３，１３４，１３５により上下の配線導体同士が接続された多層配線構造をしている。絶縁基板１１０の上面中央部には半導体素子Ｓの電極が半田バンプＢ１を介して電気的に接続される複数の半導体素子接続パッド１４０が形成されており、絶縁基板１１０の下面には外部電気回路基板の配線導体に半田ボールＢ２を介して電気的に接続される外部接続パッド１５０が形成されている。これらの半導体素子接続パッド１４０と外部接続パッド１５０とは、所定のもの同士が導体層１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６および貫通導体１３１，１３２，１３３，１３４，１３５により互いに電気的に接続されている。さらに、最上層の絶縁層１１１および導体層１２１の表面には半導体素子接続パッド１４０の中央部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層１６１が被着されており、最下層の絶縁層１１５および導体層１２６の表面には外部接続パッド１５０の中央部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層１６２が被着されている。
【０００３】
ここで、図３に示した配線基板における導体層１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６の一部のみを抜き出したものを図４に部分断面斜視図で示す。近時、半導体素子を搭載するための配線基板においては、高周波伝送における電気的ロスの少ない形態が要求されている。そのため、高周波信号を伝送する伝送路を有する配線基板は、図４に示すように、高周波信号を伝播させるための細い帯状の信号用配線導体１７１や１７２と、多数の接地または電源用導体層１８１，１８２，１８３，１８４，１８５，１８６とを備えている。信号用配線導体１７１は、その周囲を接地または電源用導体層１８１により所定間隔で取り囲まれているとともに、接地または電源用導体層１８１，１８２，１８３，１８４，１８５，１８６に設けられた開口部１８１ａ，１８２ａ，１８３ａ，１８４ａ，１８５ａ，１８６ａを通して貫通導体１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａにより信号用外部接続パッド１５１に接続されている。また、信号用配線導体１７２は、その周囲を接地または電源用導体層１８２により所定間隔で取り囲まれているとともに、接地または電源用導体層１８２，１８３，１８４，１８５，１８６に設けられた開口部１８２ｂ，１８３ｂ，１８４ｂ，１８５ｂ，１８６ｂを通して貫通導体１３２ｂ，１３３ｂ，１３４ｂ，１３５ｂにより信号用外部接続パッド１５２に接続されている。
【０００４】
ところで、このような高周波信号が伝送される信号用配線導体１７１，１７２を有する配線基板においては、信号用外部接続パッド１５１，１５２に対向する位置の接地または電源用導体層１８２，１８３，１８４，１８５に、信号用外部接続パッド１５１，１５２よりも半径でそれぞれ１００μｍ程度大きな開口部１８２ａ，１８３ａ，１８４ａ，１８５ａ，１８２ｂ，１８３ｂ，１８４ｂ，１８５ｂを設けている。このような開口部１８２ａ，１８３ａ，１８４ａ，１８５ａ，１８２ｂ，１８３ｂ，１８４ｂ，１８５ｂを設けることにより、信号用外部接続パッド１５１，１５２と接地または電源用導体層１８２，１８３，１８４，１８５との間の静電容量が低減され、それにより信号用外部接続パッド１５１，１５２における信号の反射が抑制されて信号用配線導体１７１，１７２に高周波信号を効率よく伝送することを可能としている。
【０００５】
しかしながら、このように、信号用外部接続パッド１５１，１５２に対向する位置の接地または電源用導体層１８２，１８３，１８４，１８５に、信号用外部接続パッド１５１，１５２よりも半径でそれぞれ１００μｍ程度大きな開口部１８２ａ，１８３ａ，１８４ａ，１８５ａ，１８２ｂ，１８３ｂ，１８４ｂ，１８５ｂを設けることは、接地または電源用導体層１８２，１８３，１８４，１８５における有効面積を減少させることにつながる。その傾向は、信号用外部接続パッド１５１，１５２の数が多くなるとそれだけ顕著になり、十分な面積の接地または電源用導体層１８２，１８３，１８４，１８５を確保することが困難となるとともに、開口部１８２ａ，１８３ａ，１８４ａ，１８５ａ，１８２ｂ，１８３ｂ，１８４ｂ，１８５ｂを避けて他の信号用配線導体を短距離で引き回すことが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２４９７６０号公報
【特許文献２】特開２００３−２７３５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、信号用外部接続パッドに対向する位置の接地また電源用導体層に、信号用外部接続パッドとの間の静電容量を低減するための開口部を設けた配線基板において、接地または電源用導体層に十分な有効面積を確保することができるとともに、接地または電源用導体層に設けた開口部を避けて信号用配線導体を短距離で引き回す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】
【０００８】
本発明の配線基板は、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板と、該絶縁基板の上面または絶縁層間に配設されており、低速の高周波信号が伝送される低速信号用配線導体および高速の高周波信号が伝送される高速信号用配線導体と、前記絶縁基板の下面に被着されており、前記低速信号用配線導体に接続された低速信号用外部接続パッドおよび前記高速信号用配線導体に接続された高速信号用外部接続パッドと、前記絶縁層の間に配設されており、前記低速信号用外部接続パッドおよび前記高速信号用外部接続パッドに対向する位置に前記低速信号用外部接続パッドおよび前記高速信号用外部接続パッドの半径以上の半径を有する開口部が形成された接地または電源用導体層とを具備して成る配線基板であって、前記低速信号用外部接続パッドに対向する前記開口部の半径は、前記高速信号用外部接続パッドに対向する前記開口部の半径よりも小さいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の配線基板によれば、接地または電源用導体層における低速信号用外部接続パッドに対向する位置に設けられた開口部の半径は、高速信号用外部接続パッドに対向する位置に設けられた開口部の半径よりも小さいことから、その分、接地または電源用導体層の有効面積を確保することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示す配線基板の導体層の一部および貫通導体の一部のみを抜き出して示した部分断面斜視図である。
【図３】図３は、従来の配線基板を示す概略断面図である。
【図４】図４は、図３に示す配線基板の導体層の一部および貫通導体の一部のみを抜き出して示した部分断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の配線基板における実施形態の一例を説明する。図１は、本例の配線基板１００を示す概略断面図であり、図中、１０は絶縁層１１，１２，１３，１４，１５が積層されて成る絶縁基板、２１，２２，２３，２４，２５，２６は導体層、３０は半導体素子接続パッド、４０は外部接続パッド、５１，５２，５３，５４，５５は貫通導体、６１，６２はソルダーレジスト層である。本例の配線基板１００は、コア用の絶縁層１３の上面にビルドアップ用の絶縁層１２および１１を積層するとともに絶縁層１３の下面にビルドアップ用の絶縁層１４および１５を積層して成る絶縁基板１０の上下面および絶縁層１１，１２，１３，１４，１５の間に配線導体用の導体層２１，２２，２３，２４，２５，２６が配置されて成る。絶縁基板１０の上面中央部には半導体素子Ｓの電極端子と半田バンプＢ１を介して電気的に接続される半導体素子接続パッド３０が形成されており、絶縁基板１０の下面には外部電気回路基板の配線導体に半田ボールＢ２を介して電気的に接続される外部接続パッド４０が形成されている。これらの半導体素子接続パッド３０と外部接続パッド４０とは導体層２１，２２，２３，２４，２５，２６に形成された配線導体および各絶縁層１１，１２，１３，１４，１５をそれぞれ貫通する貫通導体５１，５２，５３，５４，５５を介して互いに電気的に接続されている。さらに、最上層の絶縁層１１および導体層２１の表面には半導体素子接続パッド３０の中央部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層６１が被着されており、最下層の絶縁層１５および導体層２６の表面には外部接続パッド４０の中央部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層６２が被着されている。
【００１２】
絶縁層１３は、配線基板１００のコア基板となる部材であり、例えばガラス繊維束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り、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０．１〜０．３ｍｍ程度の複数のスルーホール１３ａを有している。そして、その上下面には導体層２３，２４が被着されており、スルーホール１３ａの内面には貫通導体５３が被着されている。なお、貫通導体５３が被着されたスルーホール１３ａ内は樹脂により充填されている。
【００１３】
このような絶縁層１３は、ガラス織物に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁シートを熱硬化させた後、これに上面から下面にかけてスルーホール１３ａをドリル加工することにより製作される。なお、絶縁層１３上下面の導体層２３，２４は、絶縁層１３用の絶縁シートの上下全面に厚みが３〜５０μｍ程度の銅箔を貼着しておくとともに、この銅箔をシートの硬化後にエッチング加工することにより所定のパターンに形成される。また、スルーホール１３ａ内面の貫通導体５３は、スルーホール１３ａ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３〜５０μｍ程度の銅めっき膜を析出させることにより形成される。なお、スルーホール１３ａ内を樹脂により充填するには、貫通導体５３が形成されたスルーホール１３ａ内に未硬化のペースト状の熱硬化性樹脂をスクリーン印刷法により充填し、その後、充填された樹脂を熱硬化させる方法が採用される。
【００１４】
絶縁層１３の上下面に積層された各絶縁層１１，１２，１４，１５は、ビルドアップ絶縁層であり、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に酸化珪素粉末等の無機絶縁物フィラーを３０〜７０質量％程度分散させた絶縁材料から成る。絶縁層１１，１２，１４，１５は、それぞれの厚みが２０〜６０μｍ程度であり、各層の上面から下面にかけて直径が３０〜１００μｍ程度の複数のビアホール１１ａ，１２ａ，１４ａ，１５ａを有している。ビアホール１１ａ，１２ａ，１４ａ，１５ａ内には、貫通導体５１，５２，５４，５５がそれぞれ充填されており、これらの貫通導体５１，５２，５４，５５を介して導体層２１，２２，２３，２４，２５，２６の所定の配線パターン同士を電気的に接続することにより高密度配線が立体的に形成可能となっている。このような各絶縁層１１，１２，１４，１５は、厚みが２０〜６０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂から成る絶縁フィルムを絶縁層１３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ビアホール１２ａ，１４ａを穿孔し、さらにその上に同様にして次の絶縁層１１，１５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１１，１２，１４，１５の表面に被着された導体層２１，２２，２５，２６およびビアホール１１ａ，１２ａ，１４ａ，１５ａ内に充填された貫通導体５１，５２，５４，５５は、各絶縁層１１，１２，１４，１５を形成する毎に各絶縁層１１，１２，１４，１５の表面およびビアホール１１ａ，１２ａ，１４ａ，１５ａ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。
【００１５】
また、ソルダーレジスト層６１，６２は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂にシリカやタルク等のフィラーを含有させて成り、上面側のソルダーレジスト層６１であれば、半導体素子接続パッド３０の中央部を露出させる開口部を有しているとともに、下面側のソルダーレジスト層６２であれば、外部接続パッド４０の中央部を露出させる開口部を有している。このようなソルダーレジスト層６１，６２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６１，６２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絶縁層１１，１５の上に塗布し、これを乾燥させた後、露光および現像処理を行なって半導体素子接続パッド３０や外部接続パッド４０の中央部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。
【００１６】
図２に、上述した配線基板１００における導体層２１，２２，２３，２４，２５，２６の一部および貫通導体５１，５２，５３，５４，５５の一部のみを抜き出したものを部分断面斜視図で示す。本例の配線基板１００は、例えば１ＧHｚ以下の低速の高周波信号を伝播させるための細い帯状の低速信号用配線導体７１および２．５ＧＨｚ以上の高速の高周波信号を伝播させるための細長い帯状の高速信号用配線導体７２と、多数の接地または電源用導体層８１，８２，８３，８４，８５，８６とを備えている。低速信号用配線導体７１は、その周囲を接地または電源用導体層８１により所定間隔で取り囲まれているとともに、接地または電源用導体層８１，８２，８３，８４，８５，８６に設けられた開口部８１ａ，８２ａ，８３ａ，８４ａ，８５ａ，８６ａを通して貫通導体５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａにより低速信号用外部接続パッド４１に接続されている。また、高速信号用配線導体７２は、その周囲を接地または電源用導体層８２により所定間隔で取り囲まれているとともに、接地または電源用導体層８２，８３，８４，８５，８６に設けられた開口部８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ｂ，８６ｂを通して貫通導体５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，５５ｂにより高速信号用外部接続パッド４２に接続されている。
【００１７】
本例の配線基板１００においては、開口部８１ａ，８２ａ，８３ａ，８４ａ，８５ａは、低速信号用外部接続パッド４１に対向する位置に設けられており、そのうちの開口部８１ａ，８２ａ，８３ａ，８４ａは低速信号用外部接続パッド４１の半径よりも小さい半径であり、低速信号用外部接続パッド４１に近接する接地または電源用導体層８５に設けられた開口部８５ａのみが低速信号用外部接続パッド４１の半径よりも０〜５０μｍ大きな半径となっている。また、開口部８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ｂは、高速信号用外部接続パッド４２に対向する位置に設けられており、高速信号用外部接続パッド４２の半径よりも１００〜１５０μｍ大きな半径である。したがって、低速用外部接続パッド４１に対向する開口部８５ａは、低速信号用外部接続パッドの半径以上の半径を有しているものの高速信号用外部接続パッド４２に対向する開口部８５ｂよりも小さいものとなっている。
【００１８】
このように、開口部８１ａ，８２ａ，８３ａ，８４ａの半径を低速信号用外部接続パッド４１の半径よりも小さいものとするとともに開口部８５ａの半径を高速信号用外部接続パッド４２に対向する開口部８５ｂの半径よりも小さいものとすることにより、接地または電源用導体層８１，８２，８３，８４，８５の有効面積を広いものとすることができるとともに、開口部８１ａ，８２ａ，８３ａ，８４ａ，８５ａを避けて他の信号用配線導体を短距離で引き回すことが容易となる。さらに、開口部８５ａが低速信号用外部接続パッド４１の半径よりも０〜５０μｍ大きな半径となっていることから、低速信号用外部接続パッド４１とこれに近接する接地または電源用導体層８５との間の静電容量が低減されるので、それにより低速信号用外部接続パッド４１における信号の反射が抑制されて低速信号用配線導体７１に１ＧＨｚ以下の低速の高周波信号を効率よく伝送させることが可能となる。
【００１９】
なお、低速信号用外部接続パッド４１に近接する接地または電源用導体層８５に設けた開口部８５ａの半径が低速信号用外部接続パッド４１の半径よりも小さい場合、低速信号用外部接続パッド４１とこれに最も近接する接地または電源用導体層８５との間に形成される静電容量を十分に低減することが困難となり、低速信号用配線導体７１に１ＧＨｚ以下の低速の高周波信号を効率よく伝送させることが困難となり、低速信号用外部接続パッド４１に近接する接地または電源用導体層８５に設ける開口部８５ａの半径が低速信号用外部接続パッド４１の半径よりも５０μｍを超えて大きい場合、接地または電源用導体層８５の有効面積が小さくなるとともに、開口部８５ａを避けて他の信号用配線導体を短距離で引き回すことが困難となる。したがって、低速信号用外部接続パッド４１に近接する接地または電源用導体層８５に設けた開口部８５ａの半径は、低速信号用外部接続パッド４１の半径よりも０〜５０μｍ大きいことが好ましい。また、低速信号用配線導体７１を伝送される低速の高周波信号が１ＧＨｚ以下である場合、低速信号用外部接続パッド４１に近接する接地または電源用導体層８５の開口部８５ａのみを、低速信号用外部接続パッド４１の半径よりも０〜５０μｍ大きな半径とすることにより信号の反射に対して十分な効果を得ることができる。したがって、接地または電源用導体層８１，８２，８３，８４，８５の低速信号用外部接続パッド４１に対向する位置に設ける開口部８１ａ，８２ａ，８３ａ，８４ａ，８５ａは、低速信号用外部接続パッド４１に近接する接地または電源用導体層８５の開口部８５ａのみが低速信号用外部接続パッド４１の半径以上の半径であることが好ましい。
【００２０】
また、高速信号用外部接続パッド４２に対向して形成された開口部８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ｂは、高速信号用外部接続パッド４２の半径よりも１００〜１５０μｍ大きな半径であり、かつ接地または電源用導体層８５以外の接地または電源用導体層８２，８３，８４にも形成されていることから、高速信号用外部接続パッド４２と接地または電源用導体層８２，８３，８４，８５との間の静電容量が低減されるので、それにより高速信号用外部接続パッド４２における信号の反射が抑制されて高速信号用配線導体７２に２．５ＧＨｚ以上の高速の高周波信号を効率よく伝送させることが可能となる。
【００２１】
なお、開口部８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ｂの半径が高速信号用外部接続パッド４２の半径よりも１００μｍ未満大きな場合、高速信号用外部接続パッド４２と接地または電源用導体層８２，８３，８４，８５との間に形成される静電容量を十分に低減することが困難となり、高速信号用配線導体７２に２．５ＧＨｚ以上の高速の高周波信号を効率よく伝送させることが困難となり、開口部８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ｂの半径が高速信号用外部接続パッド４２の半径よりも１５０μｍを超えて大きな場合、高速信号用外部接続パッド７２と接地または電源用導体層８２，８３，８４，８５との間に形成される静電容量が逆に小さくなりすぎて高速信号用配線導体７２に２．５ＧＨｚ以上の高速の高周波信号を効率よく伝送させることが困難となる傾向にある。したがって、したがって、高速信号用外部接続パッド４２に対向する開口部８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ｂの半径は、高速信号用外部接続パッド４１の半径よりも１００〜１５０μｍ大きいことが好ましい。
【符号の説明】
【００２２】
１０・・・絶縁基板
１１，１２，１３，１４，１５・・・絶縁層
４１・・・低速信号用外部接続パッド
４２・・・高速信号用外部接続パッド
７１・・・低速信号用配線導体
７２・・・高速信号用配線導体
８１，８２，８３，８４，８５，８６・・・接地または電源用導体層
８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ａ、８５ｂ・・・開口部
１００・・・配線基板
【図１】
2011138846.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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