(57)【要約】【課題】信頼性に優れた演算能力を有する配線基板を提供することを課題とする。【解決手段】交互に積層された複数の絶縁層４および複数の金属層５を含む積層体１と、積層体１の裏面に位置する部品搭載領域Ｗと、複数の絶縁層４のそれぞれに位置する複数のビアホール２と、ビアホール２内に位置しており半田粒子を含むビア導体６と、を備えており、ビアホール２は、平面視における裏面への投影部が少なくとも部品搭載領域Ｗ全体に重なるように複数の絶縁層４に位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互に積層された複数の絶縁層および複数の金属層を含む積層体と、
該積層体の裏面に位置する部品搭載領域と、
前記複数の絶縁層のそれぞれに位置する複数のビアホールと、
該ビアホール内に位置しており半田粒子を含むビア導体と、
を備えており、
前記ビアホールは、平面視における前記裏面への投影部が少なくとも前記部品搭載領域全体に重なるように複数の前記絶縁層に位置していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記ビアホールは、前記絶縁層を厚み方向に貫通する状態で位置していることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記ビアホールは、前記絶縁層を厚み方向に非貫通の状態で位置しているものを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項４】
前記ビア導体は、銀コート銅粒子をさらに含むものを有していることを特徴とする請求項１乃至３に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体素子を含む電子部品を搭載するため等に用いられる配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療用の検査装置等に使用される配線基板において、Ｘ線等の放射線を受けて照射線量等から様々な演算処理を行う半導体素子が搭載されるものがある。このような配線基板には、放射線を受けて演算を行う半導体素子以外にも複数の電子部品が搭載されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１６０７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の様な配線基板に搭載される部品の中には、放射線に対する耐性が弱く、放射線にさらされることで不具合が生じて正常に作動しないものがある。このため、信頼性に優れた演算能力を有する配線基板を提供することができない虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の配線基板は、交互に積層された複数の絶縁層および複数の金属層を含む積層体と、積層体の裏面に位置する部品搭載領域と、複数の絶縁層のそれぞれに位置する複数のビアホールと、ビアホール内に位置しており半田粒子を含むビア導体と、を備えており、
ビアホールは、平面視における裏面への投影部が少なくとも部品搭載領域全体に重なるように複数の絶縁層に位置していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の配線基板によれば、信頼性に優れた演算能力を有する配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本開示の配線基板の第１の実施形態例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本開示の配線基板の要部を拡大した平面透視図である。
【図３】図３は、本開示の配線基板の第２の実施形態例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、本開示の配線基板の第３の実施形態例を示す概略断面図である。
【図５】図５は、本開示の配線基板の第４の実施形態例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、図１および図２を基にして本開示の第１の実施形態に係る配線基板１０について説明する。図１は、本開示の配線基板１０の実施形態例を示す概略断面図である。図２は、配線基板１０の部品搭載領域Ｗとビアホール２との位置関係を示す平面透視図である。
【０００９】
配線基板１０は、積層体１と、ビアホール２と、ソルダーレジスト３とを有している。配線基板１０は、演算用の半導体素子が実装される。また、配線基板１０は、演算用の半導体素子以外にも複数の電子部品が実装された上で、電気基板に搭載されて医療用の検査装置等に使用される。
【００１０】
積層体１は、複数の絶縁層４と複数の金属層５とが交互に積層した状態で構成されている。積層体１は、表面に、例えばＸ線等の放射線を受けて照射線量等のデータを基に様々な演算処理を行う半導体素子を実装するための半導体素子搭載領域Ｖを有している。さらに、積層体１は、裏面に電子部品を実装するための部品搭載領域Ｗを有している。電子部品としては、例えば、ＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子や、フラットパネルディテクター等のＸ線撮影用の撮像素子等が挙げられる。
【００１１】
絶縁層４は、例えばガラス繊維の束を縦横に織ってシート状にした耐熱性繊維基材に、アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂系の電気絶縁材料を含んでいる。各絶縁層４の厚みは、１００〜２００μｍである。
【００１２】
それぞれの絶縁層４は、例えば強化用のガラス繊維の束にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数積層して、加熱下でプレス加工を行うことで平板状に形成される。
【００１３】
金属層５は、例えば電解銅箔により構成されている。金属層５は、各絶縁層４の表面に埋入した状態で位置している。金属層５の厚みは、１０〜２０μｍ程度である。
【００１４】
金属層５は、電源用の配線導体、接地用の配線導体および信号用の配線導体を含んでいる。電源用の配線導体は、実装される半導体素子や電子部品に電力を供給する機能を有している。接地用の配線導体は、電源用の配線導体との間で電位差を設ける機能を有している。信号用の配線導体は、例えば半導体素子と電気基板との間で電気信号を伝播する機能を有している。
【００１５】
金属層５のうち積層体１の上面に位置するものに、半導体素子が電気的に接続される。電気的な接続は、ボンディングワイヤ、はんだバンプ等を用いて行われる。金属層５のうち積層体１の下面に位置するものの一部に、電気基板が電気的に接続される。電気的な接続は、例えばはんだバンプを用いて行われる。
【００１６】
ビアホール２は、複数の絶縁層４のそれぞれに位置している（ビアホール２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）。各ビアホール２は、それぞれの絶縁層４の表面に位置する金属層５と裏面に位置する金属層５とをつなぐ状態で位置している。さらに、ビアホール２は、図２に示すように、平面視において積層体１の裏面への投影部が少なくとも部品搭載領域Ｗ全体に重なるように複数の絶縁層４に位置している。
【００１７】
ビアホール２内に、後述するビア導体６が位置しており、絶縁層４の表面および裏面に位置する金属層５が、ビア導体６を介して互いに電気的に接続される。これにより、先述した、電源用の配線導体、接地用の配線導体および信号用の配線導体がそれぞれの機能を持つようになる。
【００１８】
ビアホール２の直径は、例えば６０〜１５０μｍに設定されている。なお、例えばビアホール２の直径が１００μｍで、互いに隣接するビアホール２同士の配置間隔が１５０μｍの場合には、正三角格子状にビアホール２ａを配置した第１の絶縁層４を基準にして、平面視において横方向に７５μｍ（配置間隔の１／２）ずらして正三角格子状にビアホール２ｂを配置した第２の絶縁層４、縦方向に７５μｍおよび横方向に３７．５μｍ（配置間隔の１／４）ずらして正三角格子状にビアホール２ｃを配置した第３の絶縁層４、縦方向に７５μｍおよび横方向に１１２．５μｍ（配置間隔の３／４）ずらして正三角格子状にビアホール２ｄを配置した第４の絶縁層４の４層があれば、積層体１の裏面への投影部が部品搭載領域Ｗ全体に重なるようにできる。
【００１９】
ビアホール２の中には、ビア導体６が位置している。ビア導体６は、熱硬化性樹脂、半田粒子を含む第１ビア導体６ａと、熱硬化性樹脂、半田粒子および銀コート銅粒子を含む第２ビア導体６ｂとを含んでいる。熱硬化性樹脂は、例えばトリアジン系の樹脂が用いられる。半田粒子としては、例えば、錫−銀−ビスマス−銅合金を含む低融点半田が用いられる。半田粒子は、錫−銀−亜鉛−ビスマス−銅合金を含む低融点半田であっても構わない。銀コート銅粒子は、銅粒子の表面が銀により被覆された粒子である。
【００２０】
第１ビア導体６ａは、導体経路の他に、主にＸ線の透過を抑制する機能を有している。第２ビア導体６ｂは、主に電気抵抗の小さい導通経路としての機能を有している。
【００２１】
熱硬化性樹脂は、半田粒子、あるいは半田粒子および銀コート銅粒子が均質に分散した導体ペーストの媒体としての機能を有している。
【００２２】
半田粒子は、熱硬化性樹脂の硬化温度で溶融して銀コート銅粒子を包容する状態で硬化することで導体経路として機能する。さらに、半田粒子に含まれるビスマスは、Ｘ線の透過を抑制する効果を有している。これにより、Ｘ線が半導体素子に照射されて積層体１を透過した場合に、Ｘ線はビスマスを含むビア導体６により透過が抑制される。言い換えれば、ビア導体６が位置する領域にＸ線が照射された場合に、照射側と反対側の領域に到達するＸ線の照射量が低減される。Ｘ線の透過の抑制について、半田粒子は、ビスマスを含むものが適している。
【００２３】
銀コート銅粒子は、熱硬化性樹脂の硬化温度では溶融せずビアホール２内における導体経路の骨格として機能する。このため、上述した電源用の配線導体、接地用の配線導体および信号用の配線導体として機能する金属層５同士を電気的に接続する必要があるビア導体６に対して特に有効である。銀コート銅粒子は、銅の粒子（銅粒子）と、その粒子の露出表面を被覆する銀の被覆層（銀コート）とにより構成されている。銀コート銅粒子は、例えば、球形状であり、粒径が５μｍ以下のものと、粒径が１０μｍ以上のものが存在している。
【００２４】
ソルダーレジスト３は、積層体１の表面および裏面に位置しており、絶縁層４および金属層５の保護層として機能する。積層体１の表面に位置しているソルダーレジスト３は、金属層５の一部を露出させる開口３ａを有している。開口３ａ内に露出する金属層５は、例えば半導体素子と接続するための端子として機能する。積層体１の裏面に位置しているソルダーレジスト３は、金属層５の一部を露出させる開口３ｂを有している。開口３ｂ内に露出する金属層５は、部品搭載領域Ｗ内においては、例えば電子部品と接続するための端子として機能する。また、部品搭載領域Ｗ外においては、例えば電気基板と接続するための端子として機能する。ソルダーレジスト３は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含んでいる。
【００２５】
このような配線基板１は、例えば次のように形成できる。まず、積層体１を構成するそれぞれの絶縁層４にレーザー加工を施すことでビアホール２を形成する。次に、それぞれのビアホール２内にビア導体用のペーストをスクリーン印刷により充填する。次に、一つの絶縁層４の両面、およびその他の絶縁層４の片面に金属層用の銅箔を被着する。次に、それぞれの絶縁層４を、各ビアホール２の開口が銅箔で覆われる状態にして積層し、１８０〜２４０℃の温度で熱プレスを用いて加熱および加圧する。最後に、積層体１の表面および裏面にソルダーレジスト３を形成することで配線基板１が形成される。
【００２６】
上述のように、本例の配線基板１は、ビアホール２が、平面視において積層体１の裏面への投影部が少なくとも部品搭載領域Ｗ全体に重なるように複数の絶縁層４に位置している。このため、Ｘ線等の放射線が半導体素子に照射された場合でも、ビアホール２内のビア導体６に含まれるビスマスが、部品搭載領域Ｗに到達するＸ線等の放射線量を低減することができる。これにより、部品搭載領域Ｗに実装された電子部品の作動を正常に保ち、信頼性に優れた演算能力を有する配線基板を提供することができる。
【００２７】
ビアホール２は、平面視において、上下に位置するもの同士が、同じ層間に位置するものの間の隙間を埋めるように位置している。ビアホール２同士が上下に重なる部分があってもよい。
【００２８】
ビアホール２の積層体１裏面への投影部分は、部品搭載領域Ｗよりも外側に広がっていてもよい。
【００２９】
本例の配線基板１は、上下複数の絶縁層４に位置する複数のビアホール２内に位置するビア導体６で部品搭載領域Ｗに対するＸ線等の放射線量を低減しているので、１つの絶縁層４に集中してビア導体６または同様の金属材料からなる遮蔽層を設けた場合に比べて、遮蔽層の総厚みを増やすことが容易であり、効果的に部品搭載領域Ｗに到達するＸ線等の放射線量を低減できるメリットがある。
【００３０】
なお、本開示は、上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本開示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。例えば、上述の実施形態の一例においては、全てのビアホール２内に位置するビア導体６が、第１ビア導体６ａおよび第２ビア導体６ｂの両方を含んでいる場合を示したが、積層体１の裏面への投影部が部品搭載領域Ｗ全体に重なるように位置しているビアホール２内のビア導体６については、図３に示すように、第１ビア導体６ａのみが位置していても構わない。
【００３１】
このような場合、一つの絶縁層４に対して、第１ビア導体６ａを形成する工程と第２ビア導体６ｂを形成する工程とが必要になるため製造上の効率は低下するものの、第１ビア導体６ａのみが位置するビアホール２内においてはビスマス量が増加するため、Ｘ線等の放射線の透過を抑制する効果が向上する。これにより、部品搭載領域Ｗに実装された電子部品の作動を正常に保ち、信頼性に優れた演算能力を有する配線基板を提供することに有効である。
【００３２】
また、上述の実施形態の一例においては、積層体１の裏面への投影部が部品搭載領域Ｗ全体に重なるように位置しているビアホール２内のビア導体６に関しては、電気的な接続が無い場合を示したが、電源用あるいは接地用の配線導体として電気的に接続しても構わない。このような場合、電源供給経路が増加することで配線基板１の電気特性の向上に有効である。
【００３３】
また、上述の実施形態の一例においては、ビアホール２は、各絶縁層４の表面に位置する金属層５と裏面に位置する金属層５とをつなぐ状態で位置している場合を示したが、積層体１の裏面への投影部が部品搭載領域Ｗ全体に重なるように位置しているビアホール２に関しては、図４に示すように、ビアホール２が絶縁層４の裏面に位置する金属層５に到達していない状態であっても構わない。
【００３４】
このような場合、ビアホール２の下方に配線等を配置するためのスペースを設ける必要があるときに有効である。なお、図４においては、ビア導体６が、第１ビア導体６ａおよび第２ビア導体６ｂの両方を含んでいる場合を示したが、Ｘ線等の放射線の透過抑制効果を向上させるために、積層体１の裏面への投影部が部品搭載領域Ｗ全体に重なるように位置しているビアホール２内のビア導体６については、図５に示すように、第１ビア導体６ａのみが位置していても構わない。
【００３５】
また、ビアホール２は、上記各例のように規則的な配置に限らず、部品搭載領域Ｗの位置等に応じて、不規則に配置されたものを含んでいてもよい。
【００３６】
また、ビアホール２内のビア導体６は、互いに異なるビアホール２間で互いに異なる材料からなるものでもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１          積層体
２          ビアホール
４          絶縁層
５          金属層
６          ビア導体
１０        配線基板
Ｗ          部品搭載領域
【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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