(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、該絶縁基板の下面に、互いに隣接して位置する少なくとも一対の差動信号用の外部接続パッドと、前記絶縁基板の下面に、前記差動信号用の外部接続パッドの少なくとも一方に隣接する状態で併存する複数の接地または電源用の外部接続パッドと、前記差動信号用の外部接続パッドに電気的に接続された貫通導体と、を有しており、前記差動信号用の外部接続パッドの直径が４００μｍ以上６４０μｍ未満であり、且つ併存する前記接地または電源用の外部接続パッドの直径よりも小さく、前記差動信号用の外部接続パッド同士の配列ピッチが０．５５ｍｍ以上１ｍｍ未満であり、且つ併存する前記接地または電源用の外部接続パッド同士の配列ピッチよりも小さいとともに、前記差動信号用の外部接続パッドに接続される前記貫通導体の配列ピッチが、前記差動信号用の外部接続パッドの配列ピッチ以下であ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】
まず、図３に半導体素子Ｓを搭載するための従来の配線基板Ｂを示す。配線基板Ｂは、貫通孔３２を有する絶縁板３１の上下面にビアホール３４を有する複数の絶縁層３３が積層された絶縁基板３０を具備して成る。
【０００３】
絶縁基板３０の表面および内部には、複数の導体３５ａ，３５ｂが配置されている。導体３５ａは、差動信号用の導体である。導体３５ｂは、接地または電源用の導体である。
貫通孔３２内には、貫通導体３６ａ，３６ｂが被着されている。貫通導体３６ａは、差動信号用の貫通導体である。貫通導体３６ｂは、接地または電源用の貫通導体である。
【０００４】
ビアホール３４内には、ビアホール導体３７ａ，３７ｂが充填されている。ビアホール導体３７ａは、差動信号用のビアホール導体である。ビアホール導体３７ｂは、接地または電源用のビアホール導体である。
【０００５】
絶縁基板３０の上面中央部には複数の半導体素子接続パッド３８ａ，３８ｂが形成されている。半導体素子接続パッド３８ａは、差動信号用の半導体素子接続パッドである。半導体素子接続パッド３８ｂは、接地または電源用の半導体素子接続パッドである。半導体素子接続パッド３８ａ，３８ｂは、半導体素子Ｓの電極に半田を介して電気的に接続される。
【０００６】
絶縁基板３０の下面には外部接続パッド３９ａ，３９ｂが形成されている。外部接続パッド３９ａは、差動信号用の外部接続パッドである。外部接続パッド３９ｂは、接地または電源用の外部接続パッドである。外部接続パッド３９ａ，３９ｂは、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。
【０００７】
さらに、最表層の絶縁層３３および導体３５ａ，３５ｂの表面には、ソルダーレジスト層４０が被着されている。上面側のソルダーレジスト層４０には、半導体素子接続パッド３８ａ，３８ｂの中央部を露出させる開口部を有している。下面側のソルダーレジスト層４０は、外部接続パッド３９ａ，３９ｂの中央部を露出させる開口部を有している。
【０００８】
この配線基板Ｂは、差動信号用の伝送経路と、接地または電源用の伝送経路とを備えている。差動信号用の伝送経路は、半導体素子接続パッド３８ａと外部接続パッド３９ａとを、導体３５ａならびに貫通導体３６ａおよびビアホール導体３７ａを介して互いに接続している。なお、差動信号用の伝送経路においては、一対の伝送経路が互いに隣接するようにして配設される。また、外部接続パッド３９ａの中心部に貫通導体３６ａおよびビアホール導体３７ａが接続されている。
【０００９】
接地または電源用の伝送経路は、半導体素子接続パッド３８ｂと外部接続パッド３９ｂとを、導体３５ｂならびに貫通導体３６ｂおよびビアホール導体３７ｂを介して互いに接続している。
なお、差動信号は高周波伝送における電気的ロスの少ない伝送形態であり、高周波信号を伝送する形態として有用である。
【００１０】
ところで、配線基板Ｂは、差動信号用の伝送経路において、その特性インピーダンスができるだけ１００Ω近くになるように設計されている。差動信号用の伝送経路を構成する導体３５ａや貫通導体３６ａあるいはビアホール導体３７ａの各部分におけるインピーダンスの値ができるだけ１００Ωに近く、その伝送線路におけるインピーダンス値の差が小さいことが好ましい。それにより信号の反射が抑制されて高周波信号を効率的に伝送することができる。
【００１１】
しかしながら、配線基板Ｂにおいては、外部接続パッド３９ａ，３９ｂの径は通常、およそ６４０μｍ程度に設定されている。また、隣接する外部接続パッド３９ａ，３９ｂ同士の配列ピッチは通常、およそ１ｍｍ程度に設定されている。外部接続パッド３９ａ，３９ｂの直径をおよそ６４０μｍ程度として外部電気回路基板の配線導体との接続面積を大きくすることで、配線基板Ｂと外部電気回路基板との接続信頼性を向上させている。また、外部接続パッド３９ａ，３９ｂの配列ピッチをおよそ１ｍｍ程度と大きくすることで、互いに隣接する外部接続パッド３９ａ，３９ｂ同士の電気的な絶縁信頼性を確保している。
【００１２】
ところが、従来の配線基板Ｂにおいては、外部接続パッド３９ａ，３９ｂの直径が６４０μｍ程度と大きいため、隣接する差動信号用の外部接続パッド３９ａ同士の間で静電容量が大きくなる。そのため、これらの差動信号用の外部接続パッド３９ａの部分ではインピーダンスの値が１００Ωよりも小さくなる傾向にある。
逆に、差動信号用の外部接続パッド３９ａの中心部に接続された貫通導体３６ａにおいては、その配置ピッチがおよそ１ｍｍ程度と大きいため、隣接する差動信号用の貫通導体３６ａ同士の間で静電容量が低下してインピーダンスの値が１００Ωよりも大きくなる傾向にある。
このため、差動信号用の外部接続パッド３９ａと貫通導体３６ａとの間で、インピーダンスの不整合が生じて信号の反射が大きくなり、高周波信号を効率的に伝送することができなくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１４−８２３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、高周波信号の反射を抑制して信号を効率的に伝送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】
【００１５】
本発明の配線基板は、絶縁基板と、絶縁基板の下面に、互いに隣接して位置する少なくとも一対の差動信号用の外部接続パッドと、絶縁基板の下面に、差動信号用の外部接続パッドの少なくとも一方に隣接する状態で併存する複数の接地または電源用の外部接続パッドと、差動信号用の外部接続パッドに電気的に接続された貫通導体と、を有しており、差動信号用の外部接続パッドの直径が４００μｍ以上６４０μｍ未満であり、且つ併存する接地または電源用の外部接続パッドの直径よりも小さく、差動信号用の外部接続パッド同士の配列ピッチが０．５５ｍｍ以上１ｍｍ未満であり、且つ併存する接地または電源用の外部接続パッド同士の配列ピッチよりも小さいとともに、差動信号用の外部接続パッドに接続される貫通導体の配列ピッチが、差動信号用の外部接続パッドの配列ピッチ以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の配線基板によれば、差動信号用の外部接続パッドの直径が、併存する接地または電源用の外部接続パッドの直径よりも小さく、差動信号用の外部接続パッド同士の配列ピッチが、併存する接地または電源用の外部接続パッド同士の配列ピッチよりも小さい。このため、隣接する差動信号用の外部接続パッド同士の間の静電容量を小さくすることでインピーダンスの値を上げて１００Ωに近付けることができる。
さらに、差動信号用の外部接続パッドに接続される貫通導体の配列ピッチが、差動信号用の外部接続パッドの配列ピッチ以下である。このため、隣接する差動信号用の貫通導体同士の間の静電容量を大きくすることでインピーダンスの値を下げて１００Ωに近付けることができる。
これらにより、差動信号用の外部接続パッドと貫通導体との間で、インピーダンスの不整合を抑制して信号の反射を小さくすることで高周波信号を効率的に伝送することが可能な配線基板を提供することができる。
なお、外部接続パッドに占める差動信号用の外部接続パッドの割合は、およそ１〜２割程度であるため、差動信号用の外部接続パッドの径を小さくしても、外部電気回路基板との接続信頼性への影響は少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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に示す配線基板の要部拡大断面図である。
【図３】図３は、従来の配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の配線基板における実施形態の一例を図１および図２を用いて説明する。本例の配線基板Ａは、貫通孔１２を有する絶縁板１１の上下面にビアホール１４を有する複数の絶縁層１３が積層された絶縁基板１０を具備して成る。
【００１９】
絶縁板１１は、配線基板Ａのコア基板となる部材である。絶縁板１１は、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た電気絶縁材料から成る。絶縁板１１の厚みは、０．３〜１．５ｍｍ程度である。貫通孔１２の直径は、０．１〜０．３ｍｍ程度である。
【００２０】
絶縁板１１の上下面に積層された各絶縁層１３は、ビルドアップ絶縁層である。絶縁層１３は、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。各絶縁層１３は、それぞれの厚みが２０〜６０μｍ程度である。各絶縁層１３の上面から下面にかけては、直径が３０〜１００μｍ程度の複数のビアホール１４が形成されている。
【００２１】
絶縁基板１０の表面および内部には、複数の導体１５ａ，１５ｂが配置されている。導体１５ａは、差動信号用の導体である。導体１５ｂは、接地または電源用の導体である。導体１５ａ，１５ｂは、銅から成る。導体１５ａ，１５ｂの厚みは、５~５０μｍ程度である。
【００２２】
貫通孔１２内には、貫通導体１６ａ，１６ｂが被着されている。貫通導体１６ａは、差動信号用の貫通導体である。貫通導体１６ｂは、接地または電源用の貫通導体である。貫通導体１６ａ，１６ｂは、銅から成る。貫通導体１６ａ，１６ｂの厚みは、５~２５μｍ程度である。なお、貫通導体１６ａ，１６ｂが被着された貫通孔１２の内部は樹脂により充填されている。
【００２３】
ビアホール１４内には、ビアホール導体１７ａ，１７ｂが充填されている。ビアホール導体１７ａは、差動信号用のビアホール導体である。ビアホール導体１７ｂは、接地または電源用のビアホール導体である。ビアホール導体１７ａ，１７ｂは、銅から成る。ビアホール導体１７ａ，１７ｂはビアホール１４内を完全に充填している。
【００２４】
絶縁基板１０の上面中央部には複数の半導体素子接続パッド１８ａ，１８ｂが形成されている。半導体素子接続パッド１８ａ，１８ｂは、導体１５ａ，１５ｂの一部から成る。これらの半導体素子接続パッド１８ａ，１８ｂは、二次元的な配列で形成されている。半導体素子接続パッド１８ａは、差動信号用の半導体素子接続パッドである。半導体素子接続パッド１８ｂは、接地または電源用の半導体素子接続パッドである。半導体素子接続パッド１８ａ，１８ｂは、半導体素子Ｓの電極に半田を介して電気的に接続される。
【００２５】
絶縁基板１０の下面には外部接続パッド１９ａ，１９ｂが形成されている。外部接続パッド１９ａ，１９ｂは、導体１５ａ，１５ｂの一部からなる。これらの外部接続パッド１９ａ，１９ｂは、二次元的な配列で形成されている。外部接続パッド１９ａは、差動信号用の外部接続パッドである。外部接続パッド１９ｂは、接地または電源用の外部接続パッドである。外部接続パッド１９ａ，１９ｂは、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。
【００２６】
さらに、最表層の絶縁層１３および導体１５ａ，１５ｂの表面には、ソルダーレジスト層２０が被着されている。上面側のソルダーレジスト層２０は、半導体素子接続パッド１８ａ，１８ｂの中央を露出させる開口部を有している。下面側のソルダーレジスト層２０は、外部接続パッド１９ａ，１９ｂの中央部を露出させる開口部を有している。ソルダーレジスト層２０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等のフィラーを含有させて成る。ソルダーレジスト層２０の厚みは、１０〜５０μｍ程度である。
【００２７】
なお、この配線基板Ａは、差動信号用の伝送経路と、接地または電源用の伝送経路とを備えている。差動信号用の伝送経路は、差動信号用の半導体素子接続パッド１８ａと外部接続パッド１９ａとを、導体１５ａならびに貫通導体１６ａおよびビアホール導体１７ａを介して互いに接続している。なお、差動信号用の伝送経路においては、一対の差動信号用の伝送経路が互いに隣接するようにして配設される。また、差動信号用の外部接続パッド１９ａ中心部に貫通導体１６ａおよびビアホール導体１７ａが接続されている。
接地または電源用の伝送経路は、半導体素子接続パッド１８ｂと外部接続パッド１９ｂとを、導体１５ｂならびに貫通導体１６ｂおよびビアホール導体１７ｂを介して互いに接続している。
【００２８】
そして、この配線基板Ａにおいては、図２に示すように、差動信号用の外部接続パッド１９ａの直径ｄ１および配列ピッチＰ１が、接地または電源用の外部接続パッド１９ｂの直径ｄ２および配列ピッチＰ２よりも小さい。さらに、差動信号用の外部接続パッド１９ａに接続される貫通導体１６ａの配列ピッチＰ３が、差動信号用の外部接続パッド１９ａの配列ピッチ以下である。
具体的には、直径ｄ１は、およそ４００μｍ程度である。配置ピッチＰ１，Ｐ３は、およそ０．５５ｍｍ程度である。直径ｄ２は、およそ６４０μｍ程度である。配置ピッチＰ２は、およそ１ｍｍ程度である。
【００２９】
本発明においては、上述したように、差動信号用の外部接続パッド１９ａの直径ｄ１および配列ピッチＰ１が、接地または電源用の外部接続パッド１９ｂの直径ｄ２および配列ピッチＰ２よりも小さく形成されている。このため、隣接する差動信号用の外部接続パッド１９ａ同士の間の静電容量を小さくすることでインピーダンスの値を上げて１００Ωに近付けることができる。
さらに、差動信号用の外部接続パッド１９ａに接続される貫通導体１６ａの配列ピッチＰ３が、差動信号用の外部接続パッド１９ａの配列ピッチ以下である。このため、隣接する差動信号用の貫通導体１６ａ同士の間の静電容量を大きくすることでインピーダンスの値を下げて１００Ωに近付けることができる。
加えて、差動信号用の外部接続パッド１９ａと、差動信号用の外部接続パッド１９ａに接続される貫通導体１６ａと、差動信号用の導体１５ａならびにビアホール導体１７ａおよび半導体素子接続パッド１８ａとで共振が生じて、これらの間での反射を小さくすることができる。
これらにより、差動信号用の外部接続パッド１９ａと貫通導体１６ａとの間で、インピーダンスの不整合を抑制して信号の反射を小さくすることで高周波信号を効率的に伝送することが可能な配線基板を提供することができる。
なお、外部接続パッド１９に占める差動信号用の外部接続パッド１９ａの割合は、およそ１〜２割程度であるため、差動信号用の外部接続パッド１９ａの直径ｄ１を小さくしても、外部電気回路基板との接続信頼性への影響は少ない。
【符号の説明】
【００３０】
１０          絶縁基板
１６          貫通導体
１６ａ        差動信号用の貫通導体
１６ｂ        接地または電源用の貫通導体
１９          外部接続パッド
１９ａ        差動信号用の外部接続パッド
１９ｂ        接地または電源用の外部接続パッド
Ａ            配線基板
ｄ１          差動信号用の外部接続パッドの直径
ｄ２          接地または電源用の外部接続パッドの直径
Ｐ１          差動信号用の外部接続パッドの配列ピッチ
Ｐ２          接地または電源用の外部接続パッドの配列ピッチ
Ｐ３          差動信号用の貫通導体の配列ピッチ
【図１】
0006462360.tif 000002
【図２】
0006462360.tif 000003
【図３】
0006462360.tif 000004