(57)【要約】【課題】より容易に電子部品を適正な位置関係とすることができる配線基板及び電子装置を提供する。【解決手段】配線基板は、貫通孔１１４を有するコア絶縁層と、貫通孔内１１４に位置し、外部電極１１５１、１１５２を有する複数のチップコンデンサ１１５と、複数のチップコンデンサ１１５における隣り合う外部電極１１５１、１１５２の間に位置する絶縁ブロック１１６と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔部を有するコア絶縁層と、
前記孔部内に位置し、外部電極を有する複数の電子部品と、
当該複数の電子部品における隣り合う前記外部電極の間に位置する絶縁性のブロック材と、
を備えることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記複数の電子部品は、当該電子部品の所定の軸方向について両端にそれぞれ前記外部電極を有し、２以上の所定数個が当該所定の軸方向に沿って位置する配列が前記所定の軸方向に対して垂直な方向に複数列並んで位置し、
前記ブロック材は、各配列の前記所定数個の前記電子部品の間に位置し、
隣り合う前記配列の前記電子部品は、前記外部電極の位置が前記所定の軸方向に相対的にずれて位置している
ことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記ブロック材は、直方体形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の配線基板。
【請求項４】
前記ブロック材の各々は、一の前記外部電極の二面以上について他の外部電極との間を隔てることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項５】
前記コア絶縁層における前記孔部の深さ方向についての前記ブロック材の厚みは、前記コア絶縁層の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項６】
前記電子部品はコンデンサであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の配線基板と、
前記配線基板に取り付けられる電子モジュールと、
前記配線基板に取り付けられて前記電子モジュールに電気的に接続される素子と、
を備えることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、配線基板及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の絶縁層間に電気配線を有し、ＩＣチップなどの電子回路の多数の端子を電子装置に接続する配線基板がある。また、この配線基板のコア基板にコンデンサといった電子部品が内蔵されて配線に接続されるものがある。
【０００３】
このとき、多数の電子部品が狭い範囲に位置すると、当該電子部品の電極の電圧や流れる電流が他の電子部品や電子回路などに影響を及ぼして問題が生じる場合があり得る。特許文献１には、複数のコンデンサの適切な配置パターン及び当該配置パターンに応じた形状の空間をコア基板内に設ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−７０２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、内蔵される電子部品の種別、数やサイズに応じて各々空間形状を設計、形成するのは、コストや手間がかかるという課題がある。
【０００６】
本開示の目的は、より容易に電子部品を適正な位置関係とすることのできる配線基板及び電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、上記目的を達成するため、本開示の一の態様は、
孔部を有するコア絶縁層と、
前記孔部内に位置し、外部電極を有する複数の電子部品と、
当該複数の電子部品における隣り合う前記外部電極の間に位置する絶縁性のブロック材と、
を備えることを特徴とする配線基板である。
【０００８】
また、本開示の他の一の態様は、
上述の配線基板と、
前記配線基板に取り付けられる電子モジュールと、
前記配線基板に取り付けられて前記電子モジュールに電気的に接続される素子と、
を備えることを特徴とする電子装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示に従うと、配線基板に対してより容易に電子部品を適正な位置関係とすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電子装置を正面から見た断面図である。
【図２】コア基板を上方から見た平面図である。
【図３】絶縁ブロックの変形例を示す図である。
【図４】絶縁ブロック及びその並びの変形例を示す図である。
【図５】絶縁ブロック及びその並びの変形例を示す図である。
【図６】絶縁ブロック及びその並びの他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の電子装置１を正面から見た断面図である。
【００１２】
電子装置１は、配線基板１００と、ＩＣチップ２００（素子）と、電子モジュール３００などを備える。ＩＣチップ２００は、電子回路を備えた半導体素子であり、配線基板１００を介して電子モジュール３００に取り付けられる。また、ＩＣチップ２００に加えて又は代えて、メモリカードなどが配線基板１００に取り付けられてもよい。電子モジュール３００は、配線基板１００などを介して複数の素子が取り付けられて、電力供給や信号の伝送を行う。電子装置１としては、例えば、ＡＩコンピュータ、インフラサーバ、ＧＰＵ（Graphical Processing Unit）、ＨＰＣ（High Performance Computer）といった、特に、高容量のメモリを使用する高速演算電子装置が挙げられる。
【００１３】
配線基板１００は、上述のように、ＩＣチップ２００を電子モジュール３００に取り付けるための基板である。配線基板１００は、コア基板１１０と、コア基板１１０の上下にそれぞれ積層された上側ビルドアップ部１２０及び下側ビルドアップ部１３０と、上側ビルドアップ部１２０の上面に設けられたソルダーレジスト層１４０と、下側ビルドアップ部１３０の下面に設けられたソルダーレジスト層１５０などを備える。
【００１４】
上側ビルドアップ部１２０の上面（コア基板１１０との接続方向とは反対側）では、ＩＣチップ２００が接続される接続パッド１２１（第２の接続端子）がソルダーレジスト層１４０の開口内に各々露出している。上側ビルドアップ部１２０は、積層された複数の絶縁層と、絶縁層間に位置する配線層と、絶縁層を貫通して上面の接続パッド１２１、各配線層の配線間及びコア基板１１０の上面の配線の間を接続する貫通導体（ビアホール導体１２２）などを備える。
【００１５】
コア基板１１０は、絶縁基板（コア絶縁層１１１）の厚み方向（上下方向）についてスルーホール１１２が貫通しており、スルーホール１１２内の貫通導体（スルーホール導体１１３）を介してコア基板１１０の上面側と下面側とが接続されている。また、コア絶縁層１１１は、平面視略中央に貫通孔１１４（孔部）を有する。当該貫通孔１１４の内部には、複数の電子部品、ここでは、チップコンデンサ１１５、及び絶縁ブロック１１６（絶縁性のブロック材）が並んでいる。貫通孔１１４内には、当該チップコンデンサ１１５がそれぞれ上面側及び下面側の各配線に電気接続された状態で、コア基板１１０（すなわちコア絶縁層１１１）の両面に積層された上側ビルドアップ部１２０及び下側ビルドアップ部１３０からつながって、絶縁部材１１４ａが空隙部分に埋め込まれている。この貫通孔１１４内部におけるチップコンデンサ１１５及び絶縁ブロック１１６の並びについては、後述する。
【００１６】
なお、図１におけるコア基板１１０に対する貫通孔１１４のサイズの比率は説明上のものであり、ＩＣチップ２００のサイズ、端子数、配線数や必要なチップコンデンサ１１５の数などに応じて適宜定められてよい。チップコンデンサ１１５としては、例えば、長辺が０．４〜１．０ミリメートル、短辺が０．２〜０．５ミリメートルなどの直方体形状であり、積層された電極シートなどを有する本体部を挟んで長辺に沿った方向（所定の軸方向、以下長辺方向と記す）について両端にそれぞれ外部電極が設けられているが、これに限られない。
【００１７】
下側ビルドアップ部１３０の下面（コア基板１１０との接続方向とは反対側）には、電子モジュール３００との接続に係る外部接続パッド１３１（第１の接続端子）がある。下側ビルドアップ部１３０は、積層された複数の絶縁層と、絶縁層間に位置する配線層と、絶縁層を貫通してコア基板１１０の下面の配線、複数の配線層及び外部接続パッド１３１の間を接続するビアホール導体１３２などを有する。
上側ビルドアップ部１２０及び下側ビルドアップ部１３０の絶縁層には、特には限られないが、例えば、ＡＢＦ（味の素ビルドアップフィルム：商品名）などが用いられ得る。
【００１８】
接続パッド１２１とＩＣチップ２００の端子２０１との接続、及び外部接続パッド１３１と電子モジュール３００との接続には、それぞれ半田４０１などが用いられる。
【００１９】
すなわち、各接続パッド１２１のうちの一部（すなわち、ＩＣチップ２００の端子の一部）は、配線基板１００の貫通導体（ビアホール導体１２２、１３２及びスルーホール導体１１３）を介して外部接続パッド１３１（すなわち、電子モジュール３００）に電気的に接続される。また、接続パッド１２１のうち残り（ＩＣチップ２００の端子の残り）は、貫通導体（ビアホール導体１２２、１３２）及びチップコンデンサ１１５の外部電極１１５１、１１５２を介して外部接続パッド１３１（電子モジュール３００）に電気的に接続される。
【００２０】
次に、貫通孔１１４内のチップコンデンサ１１５の並びについて説明する。
図２は、コア基板１１０を上方から見た平面図である。
【００２１】
コア基板１１０は、略中央に貫通孔１１４を有する。貫通孔１１４の周囲には、スルーホール１１２が二次元的に並んでおり、当該スルーホール１１２内では、それぞれスルーホール導体１１３がコア基板１１０を貫いている。スルーホール１１２の周囲には、適宜接地面や所定の電圧面などを有していてもよい。スルーホール１１２の位置関係、形状や数は、適宜変更されてよい。
【００２２】
貫通孔１１４の内部には、複数、ここでは１０個のチップコンデンサ１１５が同一の向きで並んでいる。上述のように、チップコンデンサ１１５の長辺方向両端には、外部電極１１５１、１１５２が設けられている。チップコンデンサ１１５の長辺方向には、２以上の所定数個（ここでは２個）が一組となって配列され、当該２個のチップコンデンサ１１５の隣り合う（面内で並んで位置している）外部電極１１５１、１１５２の間には、絶縁ブロック１１６が位置している。貫通孔１１４内のうちチップコンデンサ１１５や絶縁ブロック１１６が位置を占めていない空隙部分には、上述のように、上側ビルドアップ部１２０及び下側ビルドアップ部１３０の絶縁部材から連続する絶縁部材１１４ａが埋め込まれている。
【００２３】
各組のチップコンデンサ１１５は、チップコンデンサ１１５の長辺方向に垂直な方向に複数列（ここでは５列）並んで位置している。これら５列のチップコンデンサ１１５の組は、隣り合う組でのチップコンデンサ１１５の位置が長辺方向について相対的にずれている。ずれ量は、チップコンデンサ１１５の長辺方向について外部電極１１５１、１１５２の幅以上チップコンデンサ１１５の長さの半分以下である。これに伴い、図内で貫通孔１１４内の右寄りに位置するチップコンデンサ１１５の組の左端には、絶縁ブロック１１６が入り、貫通孔１１４内の左寄りに位置するチップコンデンサ１１５の組の右端には、絶縁ブロック１１６が入る。
【００２４】
このようなチップコンデンサ１１５及び絶縁ブロック１１６の並びにより、貫通孔１１４の内部で、チップコンデンサ１１５の外部電極１１５１、１１５２が絶縁ブロック１１６を挟まずに近距離で並ばない。
【００２５】
絶縁ブロック１１６としては、ＡＢＦとは異なる絶縁体であって好ましい誘電率が得られるセラミック材など、ここでは、例えば、アルミナセラミックスなどが用いられる。
【００２６】
ここでは、絶縁ブロック１１６は、直方体形状であるが、面取りなどがなされていてもよい。また、図１に示したように、配線基板１００における各絶縁層の積層方向について、絶縁ブロック１１６の厚みは、貫通孔１１４の深さ、すなわち、コア基板１１０のコア絶縁層１１１の当該深さ方向についての厚みよりも若干大きい。上述のＡＢＦが、コア絶縁層１１１に対して積層されて加熱押圧されることで、貫通孔１１４内の空隙に絶縁部材１１４ａが充填される（埋め込まれる）。このとき、押圧に係る力は、主に絶縁ブロック１１６が受けることになる。これにより、コア絶縁層１１１に加わる力が低減されるので、配線基板１００の製造時における当該コア絶縁層１１１のひび割れなどの欠損の発生を抑制することができる。
【００２７】
図３は、絶縁ブロックの変形例を示す図である。
絶縁ブロックは、直方体形状でなくてもよい。図３（ａ）に示す図では、絶縁ブロック１１６ａは、平面視で楕円形状の楕円柱である。また、図３（ｂ）に示す図では、絶縁ブロック１１６ｂは、平面視で略半円形状の半円柱である。
【００２８】
図４及び図５は、絶縁ブロック及びその並びの変形例を示す図である。
絶縁ブロック１１６ｃは、チップコンデンサ１１５の長辺方向について隣り合う外部電極１１５１、１１５２の間だけに位置するものでなくてもよい。例えば、図４（ａ）に示すように、Ｔ字形状を有し、チップコンデンサ１１５の長辺方向に垂直な方向について隣り合うチップコンデンサ１１５の外部電極１１５１、１１５１間にも絶縁ブロック１１６ｃが伸びて、外部電極１１５１、１１５２の二面以上を他の外部電極１１５１、１１５２と隔てるものであってもよい。この場合には、チップコンデンサ１１５は、単純に２×５の矩形格子の格子点上に位置している。
【００２９】
また、チップコンデンサ１１５がその長辺方向について２個一組の場合には、図４（ｂ）に示すように、Ｔ字形状の絶縁ブロック１１６ｃは、当該２個のチップコンデンサ１１５に対応する２個ずつが対称に位置していてもよい。この場合、チップコンデンサ１１５の長辺方向について隣り合う外部電極１１５１、１１５２の間には、２つの絶縁ブロック１１６ｃのそれぞれ一部が存在する。
【００３０】
これらの場合、外部電極１１５１、１１５２の間には、チップコンデンサ１１５の長辺方向に垂直な方向について両端で絶縁ブロック１１６ｃが存在しない空間部分１１７が生じる。したがって、この空間部分１１７に対応して絶縁ブロック１１６ｃのＴ字ブロックの形状が異なる（長くなる）ものがあってもよいし、当該空間部分１１７に収まる直方体の小型絶縁ブロックが位置していてもよい。
【００３１】
また、図５（ａ）に示すように、左側の５個のチップコンデンサ１１５と右側の５個のチップコンデンサ１１５の位置をずらすことで、左側のＴ字形状の絶縁ブロック１１６ｃが右側のチップコンデンサ１１５の外部電極１１５１の範囲をカバーするようにしてもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すように、Ｔ字形状の代わりにＬ字形状の絶縁ブロック１１６ｄが並んでいてもよい。この場合、Ｌ字形状の絶縁ブロック１１６ｄは、各チップコンデンサ１１５の平面視２辺に沿って伸びる。
【００３２】
図６は、絶縁ブロック及びその並びの他の変形例を示す図である。
絶縁ブロック１１６ｅは、十字形状を有し、２組４個のチップコンデンサ１１５の外部電極１１５１、１１５２をそれぞれ隔て、分割する。各組のチップコンデンサ１１５は、チップコンデンサ１１５の長辺方向に垂直な方向についての両側を異なる絶縁ブロック１１６ｅによって区分される。この場合にも、上下両端の空間部分１１７には、他の絶縁ブロックが挟まれて位置してもよいし、変形した絶縁ブロック１１６ｅが用いられてもよい。
【００３３】
以上のように、本実施形態の配線基板１００は、貫通孔１１４を有するコア絶縁層１１１と、貫通孔１１４内に位置し、外部電極１１５１、１１５２を有する複数のチップコンデンサ１１５と、当該複数のチップコンデンサ１１５における隣り合う外部電極１１５１、１１５２の間に位置する絶縁ブロック１１６と、を備える。
このように、絶縁ブロック１１６が並んで外部電極１１５１、１１５２を直接近接させないこととすることで、より容易に、外部電極１１５１、１１５２の電圧や流れる電流により電子回路内へ影響が及ぶのを抑制可能に複数のチップコンデンサ１１５を適正な位置関係とすることができる。これにより、コスト、手間やサイズの増大を抑えつつ、取り付けられるＩＣチップ２００などの素子をより安定して動作させることができる。
また、コア基板１１０は、複雑な形状の貫通孔を有する必要がないので、製造時などに当該貫通孔の屈曲部に過大な力がかかって配線基板１００が破損するような事態の発生を抑制することができる。
【００３４】
また、複数のチップコンデンサ１１５は、当該チップコンデンサ１１５の長辺方向について両端にそれぞれ外部電極１１５１、１１５２を有し、複数（ここでは２個）のチップコンデンサ１１５が当該長辺方向に沿って位置する配列が短辺方向に複数列（ここでは５列）並んで位置し、絶縁ブロック１１６は、各配列の複数（２）個のチップコンデンサ１１５の間に位置し、隣り合う配列のチップコンデンサ１１５は、外部電極１１５１、１１５２の位置が長辺方向に相対的にずれて位置している。
このように、チップコンデンサ１１５の向きをそろえて単純な配列でチップコンデンサ１１５及び絶縁ブロック１１６が並ぶことで、貫通孔１１４内へのチップコンデンサ１１５及び絶縁ブロック１１６の配置に係る手間をより低減しつつ、チップコンデンサ１１５を適正に動作させることができる。
【００３５】
また、絶縁ブロック１１６は、直方体形状である。これにより、チップコンデンサ１１５との位置関係を容易に設定しつつ安定して配置を行うことができる。また、上面と下面に安定して力がかかるので、製造時におけるひずみの発生を抑えることができる。
【００３６】
また、絶縁ブロック１１６の各々は、一の外部電極の二面以上について他の外部電極との間を隔てる。このように絶縁ブロック１１６の形状及びチップコンデンサ１１５の並びを定めることでも、貫通孔の形状を複雑に加工するよりも頑強な構造で容易にチップコンデンサ１１５を適正な位置関係とすることができる。
【００３７】
また、コア絶縁層１１１における貫通孔１１４の深さ方向についての絶縁ブロック１１６の厚みは、コア絶縁層１１１の厚みよりも大きい。これにより、配線基板の製造時における加圧処理に対し、絶縁ブロック１１６が力を受けることで、コア絶縁層１１１に加わる力を低減させ、当該コア絶縁層１１１のひび割れなどの欠損の発生を抑制することができる。
【００３８】
また、貫通孔１１４内に複数位置する電子部品はコンデンサである。このように印加電圧に応じて電荷を蓄える構成において、より容易にコンデンサの適正な位置関係での並びが得られることにより、他の外部電極からの悪影響の発生を特に効果的に抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態の電子装置１は、上述の配線基板１００と、配線基板１００の外部接続パッド１３１に取り付けられる電子モジュール３００と、配線基板１００の接続パッド１２１に取り付けられて電子モジュール３００に電気的に接続されるＩＣチップ２００と、を備える。電子装置１は、このような配線基板１００を用いることで、コスト、手間やサイズの増加を抑えつつ、より安定して動作することができる。
【００４０】
なお、本開示は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、全ての電子部品の形状やサイズを同一として説明したが、異なるサイズや形状のものが混在していてもよい。また、コンデンサとインダクタなど、異なる電子部品が混在していてもよい。また、外部電極は、長辺方向の両端にあるものに限られない。
【００４１】
また、貫通孔１１４内における電子部品の向きは、同一でなくてもよく、縦向きのものと横向きのものとが組み合わされてもよい。あるいは複数の電子部品が任意の向きで位置していてもよい。また、複数の電子部品の並びは、左右対称又は中心に対して対称な並びに限られない。
【００４２】
また、電子部品の並びに応じて、又は並びとは関係なく、絶縁ブロック１１６の向き、形状やサイズなどは、不均一であってもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態では、貫通孔１１４内に並ぶ電子部品としてチップコンデンサ１１５を例に挙げて説明したが、外部電極を有する電子部品であれば、インダクタやサーミスタなど、他のものであってもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、電子部品は、コア絶縁層１１１を貫通する孔部である貫通孔１１４内にあるものとして説明したが、コア絶縁層１１１を貫通せずに底面を有する孔部内にあってもよい。
【００４５】
また、上記実施の形態では、絶縁ブロック１１６の厚みをコア絶縁層１１１よりも厚いこととしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。絶縁ブロック１１６とコア絶縁層１１１の厚さが等しくてもよいし、絶縁ブロック１１６の方がコア絶縁層１１１よりも薄くてもよい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、上側ビルドアップ部１２０及び下側ビルドアップ部１３０の絶縁層と連続して絶縁部材１１４ａが貫通孔１１４内の空隙に埋め込まれることとしたが、上側ビルドアップ部１２０や下側ビルドアップ部１３０とは別個の絶縁部材が空隙に埋め込まれてもよい。あるいは、空隙の一部又は全部が絶縁部材で埋め込まれていなくてもよい。
その他、上記実施の形態で示した構成、構造や位置関係などの具体的な細部は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１     電子装置
１００ 配線基板
１１０ コア基板
１１１ コア絶縁層
１１２ スルーホール
１１３ スルーホール導体
１１４ 貫通孔
１１４ａ      絶縁部材
１１５ チップコンデンサ
１１５１、１１５２   外部電極
１１６、１１６ａ〜１１６ｅ  絶縁ブロック
１１７ 空間部分
１２０ 上側ビルドアップ部
１２１ 接続パッド
１２２ ビアホール導体
１３０ 下側ビルドアップ部
１３１ 外部接続パッド
１３２ ビアホール導体
１４０、１５０       ソルダーレジスト層
２００ ＩＣチップ
３００ 電子モジュール
４０１ 半田
【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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【図６】
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