(57)【要約】【課題】比較的簡単に信号伝送特性を改善するビルドアップ基板、それを有する電子部品及び電子機器を提供する。【解決手段】多層構造のビルドアップ層１５０を有するビルドアップ基板、若しくは、多層構造のコア層１４０を有するビルドアップ基板において、前記多層構造は、信号配線パターン１５８と、信号配線パターン１５８に接続されたパッド１５２ｂと、パッド１５２ｂと同一層においてパッド１５２ｂの周囲に配置された絶縁部１５６と、同一層において絶縁部１５６の周囲に配置された導体１５４とを有し、同一層においてパッド１５２ｂの輪郭とパッド１５２ｂに最も近い導体１５４との最小間隔で定義されるキープアウトＫが、記多層構造の少なくとも二箇所において異なることを特徴とするパッケージ基板１３０を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層構造のビルドアップ層を有するビルドアップ基板において、
前記多層構造は、信号配線パターンと、当該信号配線パターンに接続されたパッドと、当該パッドと同一層において前記パッドの周囲に配置された絶縁部と、前記同一層において前記絶縁部の周囲に配置された導体とを有し、
前記同一層において前記パッドの輪郭と当該パッドに最も近い前記導体との最小間隔で定義されるキープアウトが、前記多層構造の少なくとも二箇所において異なることを特徴とするビルドアップ基板。
【請求項２】
多層構造のコア層を有するビルドアップ基板において、
前記多層構造は、信号配線パターンと、当該信号配線パターンに接続されたパッドと、当該パッドと同一層において前記パッドの周囲に配置された絶縁部と、前記同一層において前記絶縁部の周囲に配置された導体とを有し、
前記同一層において前記パッドの輪郭と当該パッドに最も近い前記導体との最小間隔で定義されるキープアウトが、前記多層構造の少なくとも二箇所において異なることを特徴とするビルドアップ基板。
【請求項３】
前記キープアウトは、前記多層構造の少なくとも二層において異なることを特徴とする請求項１又は２記載のビルドアップ基板。
【請求項４】
前記キープアウトは、前記同一層の少なくとも二箇所において異なることを特徴とする請求項１又は２記載のビルドアップ基板。
【請求項５】
前記多層構造は、高周波の信号を伝送するための第１の経路と、当該第１の経路よりも低い周波数の信号を伝送するための第２の経路を有し、前記同一層において前記第１の経路のキープアウトは前記第２の経路のキープアウトよりも大きいことを特徴とする請求項４記載のビルドアップ基板。
【請求項６】
前記絶縁部は複数の小孔部から構成される場合に、前記キープアウトは、前記パッドの輪郭と前記複数の小孔部の輪郭との間の最短距離と前記絶縁部の面積に基づいて決定されることを特徴とする請求項１又は２記載のビルドアップ基板。
【請求項７】
前記多層構造は、外部のプリント基板に最も近い第１の導電層と、当該第１の導電層に最も近い導電層を第２の導電層とを有し、
前記第２の導電層のキープアウトは、前記第１の導電層のキープアウト以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のビルドアップ基板。
【請求項８】
前記パッドを有するパッド付き導電層の最も近くに配置された導電層は、前記パッド付き導電層の前記パッドに対応する位置にパッドを有さない絶縁部を有するパッド無し導電層であることを特徴とする請求項１又は２記載のビルドアップ基板。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれか一項記載のビルドアップ基板を有することを特徴とする電子部品。
【請求項１０】
請求項１乃至８のうちいずれか一項記載のビルドアップ基板を有する電子部品を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビルドアップ基板に関する。また、本発明は、ビルドアップ基板を備えた電子部品（例えば、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージなどのパッケージモジュール、かかるパッケージモジュールを搭載したプリント基板）や、かかる電子部品を備えた電子機器（例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバー、携帯電話、デジタルカメラなど）にも関する。
【背景技術】
【０００２】
小型で高性能な電子機器の需要を満足するためにＢＧＡパッケージが従来から使用されている。ＢＧＡパッケージは、一般にＣＰＵとして機能するＩＣやＬＳＩをパッケージ基板に搭載し、ハンダ付けによってプリント基板（「システム基板」や「マザーボード」と呼ばれる場合もある。）に接続するパッケージモジュールの一種である。ＢＧＡパッケージは、パッケージの高密度化により電子機器の高性能化及び小型化を達成することができる。
【０００３】
最近ではＢＧＡパッケージにビルドアップ基板を使用することが多い。ビルドアップ基板は、両面プリント基板又は多層プリント基板をコア（芯材）とし、その両面又は片面に、メッキされたスルーホールであるビアによって層間接続されたビルドアップ層を付加する。両面貼り合わせによって反りのバランスを維持することができる。次世代のＢＧＡパッケージには更なる伝送特性の向上が期待されている。伝送特性の向上のために、従来は、コア層を薄くしたり、特定のビア径を小さくしたり、物性値を変更するなどの方法が提案されている。
【０００４】
従来技術としては、例えば、特許文献１乃至５がある。
【特許文献１】実開平５−６３０７６号公報
【特許文献２】特開平７−２０２３５９号公報
【特許文献３】特開平７−２２１５１０号公報
【特許文献４】特開２００５−２３６０６４号公報
【特許文献５】実開平６−１３１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、コア層の薄型化には強度的制約がある。また、複数のビア間の形状バランスも伝送特性に影響するために特定のビア径を小さくするにも制約がある。更に、コア層やビルドアップ層の基材を低融点材料や低損失材料に変更する物性値の変更も低融点材料や低損失材料を劇的に変化させる材料を開発することは困難である。このような制約から従来の方法は伝送特性を大きく改善することができなかった。更に、従来の方法は、製造方法を大幅に変更するのでコストアップを招くという問題もある。
【０００６】
本発明は、比較的簡単に信号伝送特性を改善するビルドアップ基板、それを有する電子部品及び電子機器に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのビルドアップ基板は、多層構造のビルドアップ層を有するビルドアップ基板、若しくは、多層構造のコア層を有するビルドアップ基板において、前記多層構造は、信号配線パターンと、当該信号配線パターンに接続されたパッドと、当該パッドと同一層において前記パッドの周囲に配置された絶縁部と、前記同一層において前記絶縁部の周囲に配置された導体とを有し、前記同一層において前記パッドの輪郭と当該パッドに最も近い前記導体との最小間隔で定義されるキープアウトが、前記多層構造の少なくとも二箇所において異なることを特徴とする。従来のビルドアップ基板の多層構造は、製造歩留まりや高密度化から全てのキープアウトを製造能力によって決定される同一の最小値に設定していた。これに対し、本発明者らはキープアウトを増加すると信号伝送特性が改善されることを発見し、ビルドアップ基板に従来のキープアウトよりも大きいキープアウトを含めている。
【０００８】
「多層構造のビルドアップ層」とは、コア層が多層でもよいし、コア層が多層でなくてもよいし、コア層がなくてもよい（コアレス）趣旨である。「多層構造のコア層」とは、少なくともコア層が存在してそれが多層であれば足り、ビルドアップ層が多層構造であってもよい趣旨である。「多層構造のビルドアップ層」も「多層構造のコア層」もキープアウトが比較される多層構造は同一の層のものでなければならない。即ち、たとえビルドアップ層とコア層の両方が多層構造でもビルドアップ層の中の一層のキープアウトとコア層の中の一層のキープアウトは比較されない。また、コア層の両側に一対のビルドアップ層が設けられている場合、２つのキープアウトが比較されるビルドアップ層は一方の側の同一のビルドアップ層である。
【０００９】
前記キープアウトは、前記多層構造の少なくとも二層において異なってもよいし、前記同一層の少なくとも二箇所において異なってもよい。層間でキープアウトが異なればその経路を利用した信号伝送特性を改善することができる。また、同一層内でキープアウトが異なれば高速伝送と通常伝送用の二種類の経路を形成することができる。この場合、前記多層構造は、高周波の信号を伝送するための第１の経路と、当該第１の経路よりも低い周波数の信号を伝送するための第２の経路を有し、前記同一層において前記第１の経路のキープアウトは前記第２の経路のキープアウトよりも大きくなる。
【００１０】
前記絶縁部は複数の小孔部から構成される場合に、前記キープアウトは、前記パッドの輪郭と前記複数の小孔部の輪郭との間の最短距離と前記絶縁部の面積に基づいて決定されてもよい。面積で調節することによって複数の小孔部の輪郭内で実際に絶縁部が占める割合に基づいた実効的なキープアウトを求めることができる。
【００１１】
前記多層構造は、外部のプリント基板に最も近い第１の導電層と、当該第１の導電層に最も近い導電層を第２の導電層とを有し、前記第２の導電層のキープアウトは、前記第１の導電層のキープアウト以上であることが好ましい。本発明者等によるシミュレーション結果によればかかる構成により−６ｄＢ乃至−３６ｄＢの範囲内で伝送特性が改善したからである。「−３６ｄＢ」としたのはそれよりも小さいと高密度化が損なわれるからである。「−６ｄＢ」としたのはそれよりも大きいと伝送特性が劣化するからである。図２７に示すように、第２の導電層Ｌ９のパッドを前記第１の導電層Ｌ１０のパッドに置換した場合のキープアウト（置換キープアウト）は、０乃至１２０μｍであることが好ましく、特に、８０μｍであることが好ましい。本発明者等によるシミュレーション結果によればかかる範囲で伝送特性が改善したからである。前記第２の導電層に関して前記第１の導電層とは反対側にあり、前記第２の導電層に最も近い第３の導電層のキープアウトは前記第２の導電層のキープアウト以下であるか等しいことが好ましい。本発明者等によるシミュレーション結果によればかかる構成により伝送特性が改善したからである。
【００１２】
前記パッドを有するパッド付き導電層の最も近くに配置された導電層は、前記パッド付き導電層の前記パッドに対応する位置にパッドを有さない絶縁部を有するパッド無し導電層であってもよい。このようにパッドを有しない導電層も伝送特性改善の効果が得られる。
【００１３】
上述のビルドアップ基板を有する電子部品、かかる電子部品を有する電子機器も本発明の別の側面を構成する。
【００１４】
本発明の別の側面としての製造方法は、多層構造のビルドアップ層を有するビルドアップ基板、若しくは、多層構造のコア層を有するビルドアップ基板を製造する製造方法において、前記多層構造は、信号配線パターンと、当該信号配線パターンに接続されたパッドと、当該パッドと同一層において前記パッドの周囲に配置された絶縁部と、前記同一層において前記絶縁部の周囲に配置された導体とを有し、前記方法は、前記同一層において前記パッドの輪郭と前記導体との最小間隔で定義されるキープアウトを前記多層構造の少なくとも二箇所において異なるように、前記パッドと前記導体と前記絶縁部を形成するステップを有することを特徴とする。従来のビルドアップ基板の多層構造は、製造歩留まりや高密度化から全てのキープアウトを製造能力によって決定される同一の最小値に共通に設定していた。これに対し、本発明者らはキープアウトを増加すると信号伝送特性が改善されることを発見した。そこで、本発明の製造方法はビルドアップ基板に従来のキープアウトよりも大きいキープアウトを含めて伝送特性を改善している。かかる製造方法をコンピュータにより実現してキープアウトを決定するプログラムも本発明の別の側面を構成する。形成ステップは、具体的には、マスクの遮光部の形状又は直接描画レーザの照射範囲を設定するステップと、設定ステップによって設定された前記マスクの前記遮光部の形状又は前記直接描画レーザの照射範囲に基づいて前記多層構造の各層を露光するステップとを有することを特徴とする。かかる製造方法は、従来の装置構成をそのまま使用して上述のビルドアップ基板を製造することができる。
【００１５】
前記形成ステップは、前記多層構造に２つの異なる信号伝送経路を形成し、前記キープアウトを前記同一層の少なくとも二箇所において異ならせ、前記２つの異なる信号伝送経路のうちより高い周波数の信号伝送経路に対しては大きいキープアウトを設定してもよい。これにより、伝送速度の異なる２種類の信号伝送経路をビルドアップ基板に形成することができる。
【００１６】
本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施例により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、比較的簡単に信号伝送特性を改善するビルドアップ基板、それを有する電子部品及び電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としてのビルドアップ基板、かかるビルドアップ基板を有するパッケージモジュール１００、パッケージモジュール１００を搭載したプリント基板２００、プリント基板２００を搭載したサーバー（電子機器）３００について説明する。本出願は、パッケージモジュール１００やプリント基板２００を、電子部品の一形態として観念する。ここで、図１は、サーバー３００の概略斜視図である。図２は、プリント基板２００の外観斜視図である。図３（ａ）は、パッケージモジュール１００の外観斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すパッケージモジュール１００の分解斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施例の電子機器は、例示的に、ラックマウント型のＵＮＩＸサーバーとして具体化されているが、ＰＣ、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタンツ）、携帯電話、デジタルカメラ、テスター、その他の電子機器であってもよい。サーバー３００は、一対の取り付け部３０２によって図示しないラックにネジ止めされ、図２に示すプリント基板２００を筐体３１０内に搭載している。
【００２０】
筐体３１０にはファンモジュール３２０が設けられている。ファンモジュール３２０は、内蔵する冷却ファンが回転して空気流を発生することによって後述するヒートシンク１９０を強制的に冷却する。
【００２１】
図２に示すように、プリント基板２００は、パッケージモジュール１００と、パッケージモジュール１００周辺のＬＳＩモジュール２１０と、メモリカード２４０を挿入するための複数のブロックプレート２２０と、ハードディスクやＬＡＮなどの外部機器とのコネクタ２３０とを有する。
【００２２】
パッケージモジュール１００はＢＧＡパッケージとして機能するが、本発明は、ＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージなど他のパッケージがパッケージモジュール１００に適用されることを妨げるものではない。
【００２３】
パッケージモジュール１００は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、蓋１１０と、半導体チップ１２０と、パッケージ基板１３０と、ＢＧＡボール１８０とを有する。
【００２４】
蓋１１０は、パッケージ基板１３０と接合して半導体チップ１２０を封止する。蓋１１０は、上から見ると、図３（ａ）に示すように、端面（上面）が正方形形状である四角柱形状を有しているが、裏から見ると、図３（ｂ）に示すように、中央部が窪んだ凹断面を有する。蓋１１０は、本実施例では、ヒートシンク１９０と接合するヒートスプレッダ（熱拡散板）として機能する。
【００２５】
蓋１１０は、パッケージ基板１３０とヒートシンク１９０との間に配置され、半導体チップ１２０に図示しない接合材によって接続されている。ヒートスプレッダとしての蓋１１０は、半導体チップ１２０からの熱をヒートシンク１９０に伝達する機能を有する。別の実施例では蓋１１０は省略されてヒートシンク１９０は半導体チップ１２０の上面に直接接合される。
【００２６】
半導体チップ１２０は、発熱性回路素子であり、端子としてのバンプ１２２によってパッケージ基板１３０にハンダ付けされる。半導体チップ１２０とパッケージ基板１３０との間には、バンプ１２２の接続信頼性を保証するためにフリップチップ（バンプを有するチップ）に対して一般に使用される樹脂製のアンダーフィルが充填され、バンプ１２２を封止する。
【００２７】
パッケージ基板１３０は、ＣＰＵとして機能する半導体チップ１２０を上面に搭載し、ＢＧＡボール１８０及び図示しないコンデンサーその他の回路部品を底面に搭載する。本実施形態のパッケージ基板１３０は、一の半導体チップ１２０が搭載されたシングルチップ型であるが、本発明はマルチチップ型にも適用可能である。
【００２８】
本実施例のパッケージ基板１３０はビルドアップ基板から構成される。図４にパッケージ基板１３０の部分拡大断面図を示す。パッケージ基板１３０は、プリント基板として機能するコア層（「コア基板」ともいう）１４０と、コア層１４０の両側（表側と裏側）に接合されたビルドアップ層１５０ａ及び１５０ｂ（なお、１５０は１５０ａ、１５０ｂを総括するものとする）とを有する。
【００２９】
本実施例では、コア層１４０とビルドアップ層１５０の少なくとも一方は多層構造を有する。従って、コア層１４０が多層構造を有してビルドアップ層１５０が多層構造を有さない場合、コア層１４０が多層構造を有さずにビルドアップ層１５０が多層構造を有する場合、コア層１４０とビルドアップ層の両方が多層構造を有する場合がある。また、後述するようにコア層１４０が存在しない（コアレスの）場合にはビルドアップ層１５０のみが多層構造を有する。ビルドアップ層１５０ａ及び１５０ｂのうちの一方のみが多層構造を有してもよい。
【００３０】
かかる多層構造は、信号配線パターンと、信号配線パターンに接続されたパッドと、パッドと同一層において前記パッドの周囲に配置された絶縁部と、かかる同一層において絶縁部の周囲に配置された導体とを有する。
【００３１】
コア層１４０には、その厚み方向に貫通するスルーホールビア１４２が形成されており、スルーホールビア１４２は、両側のビルドアップ層１５０ａ及び１５０ｂを電気的に接続している。コア層１４０の基部は絶縁性材料で構成される。別の実施例ではパッケージ基板１３０は、コア層１４０が存在しない（コアレス）。コアレスのビルドアップ基板の一例を図２６に示す。図２６に示すビルドアップ基板はビルドアップ層１５０Ａとベース１４０Ａとを有する。また、更に別の実施例では、コア層１４０は多層構造を有し、導電層と絶縁層が交互に積層された積層構造を有する。
【００３２】
コア層１４０の表裏には導電層１４８ａ及び１４８ｂが形成される。導電層１４８ａはコア層１４０のビルドアップ層１５０ａ側に形成され、導電層１４８ｂはコア層１４０のビルドアップ層１５０ｂ側に形成される。
【００３３】
ビルドアップ層１５０は、絶縁層１５５、絶縁部１５６及び配線部（図４では信号配線パターン１５８は省略されているが図５（ｂ）に示している）を有する。なお、絶縁層１５５と絶縁部１５６は同じ材料から構成される。
【００３４】
コア層１４０に最も近いビルドアップ層１５０の導電部は、コア層１４０の表面及び裏面に形成された導電層に接続されている。ビルドアップ層１５０は、電源層とグラウンド層（これらをまとめて「導電層」と呼び区別しない）を有する。導電層の導体１５４は銅箔（メッキ）から構成される。
【００３５】
ビルドアップ層１５０は積層構造を有し、内部にコア（芯材）を含んでもよいし、含まなくてもよい。ビルドアップ層１５０には、レーザで、隣り合う特定の層間に個別に穴を形成して壁面に銅メッキを施す（即ち、ビア１５２ａを形成する）ことで層間接続を行う。本実施例のビア１５２ａには銅メッキが充填されている。これにより、ビルドアップ層１５０ｂに示すように、垂直に積み上げるスタックビアが可能になり高密度化を実現することができる。しかし、ビア１５２ａをメッキで充填するかどうかは選択的である。
【００３６】
ビルドアップ層１５０は、複数の導電層（１５１ａ１、１５１ｂ１など）を絶縁層１５５と交互に積層する。また、一般には、各導電層には信号配線パターン１５８が設けられる。ビア１５２ａは、図４においては、台形断面形状をしており、その立体形状は円錐台形状である。一方、図４において、ビア１５２ａに一体的に接続された矩形断面形状は（信号）パッド１５２ｂであり、その立体形状は円板形状をしている。ビア１５２ａとパッド１５２ｂは複数の導電層を電気的に接続する。パッド１５２ｂは、対応する導電層上に本実施例では一又は一対で配置されると共に信号配線パターン１５８に接続される。パッド１５２ｂの周囲には絶縁部１５６が配置され、絶縁部１５６の周囲には導体１５４が設けられる。
【００３７】
パッケージ基板１３０は、同一層においてパッド１５２ｂの輪郭とそのパッド１５２ｂに最も近い導体１５４との最小間隔で定義されるキープアウト（Ｋｅｅｐ Ｏｕｔ）が、多層構造の少なくとも二箇所において異なっている。
【００３８】
以下、多層構造のコア層１４０と、多層構造のビルドアップ層１５０のそれぞれにおいて、キープアウトを調節する実施例について説明する。但し、キープアウトが調節又は比較される多層構造は同一の層のものでなければならない。即ち、ビルドアップ層とコア層の両方が多層構造でもビルドアップ層の中の一層のキープアウトとコア層の中の一層のキープアウトは比較されない。また、コア層の両側に一対のビルドアップ層が設けられている場合、上側のビルドアップ層の中の一層のキープアウトと下側のビルドアップ層の中の一層のキープアウトは比較されない。
【００３９】
キープアウトは、多層構造の少なくとも二層において異なってもよいし、同一層の少なくとも二箇所において異なってもよい。まず、前者について説明する。例えば、少なくとも一層のキープアウトを従来のキープアウトよりも増加するように調節してもよい。「少なくとも一層」であるので、パッケージ基板１３０に含まれる全ての導電層をキープアウト調節対象としてもよいしその一部であってもよい。
【００４０】
本実施例では、コア層１４０とビルドアップ層１５０のキープアウトを調節している。このため、キープアウトはコア層１４０の多層構造の少なくとも二箇所において異なる。具体的には、コア層１４０の表裏面に形成される導電層１４８ａ及び１４８ｂのキープアウトは異なる。また、キープアウトは上側ビルドアップ層１５０ａの多層構造の少なくとも二箇所において異なる。具体的には、上側ビルドアップ層１５０ａに形成される導電層１５１ａ１及び１５１ａ２のキープアウトは異なる。更に、キープアウトは下側ビルドアップ層１５０ｂの多層構造の少なくとも二箇所において異なる。具体的には、下側ビルドアップ層１５０ｂに形成される導電層１５１ｂ１乃至１５１ｂ４のそれぞれのキープアウトは異なる。このように、本実施例では、パッケージ基板１３０の全導電層のキープアウトを調節対象としている。
【００４１】
別の実施例の「少なくとも一層」は、上側ビルドアップ層１５０ａに形成される導電層１５１ａ１及び１５１ａ２と、下側ビルドアップ層１５０ｂに形成される導電層１５１ｂ１乃至１５１ｂ４を含むが、コア層１４０の表裏面に形成される導電層１４８ａ及び１４８ｂを含まない。更に別の実施例の「少なくとも一層」は、下側ビルドアップ層１５０ｂに形成される導電層１５１ｂ１乃至１５１ｂ４である。また、特定の層を除いて残りの層で調節してもよい。例えば、ビルドアップ層１５０ｂを調節する場合にＢＧＡボール１８０を介してプリント基板２００に接続される導電層１５１ｂ４を除いて導電層１５１ｂ１乃至１５１ｂ３のみで調節を行うなどである。
【００４２】
パッケージ基板１３０は、図１１に示すように、従来は各導電層で一定であったキープアウトを調節することによって伝送特性を改善する。従来のパッケージ基板１０のビルドアップ層３０ａ及び３０ｂにおける多層構造は、製造歩留まりや高密度化から全てのキープアウトを製造能力によって決定される最小値に設定していた。ここで、図１１は、図４に対応する従来のパッケージ基板１０の概略断面図である。パッケージ基板１０はコア層２０と一対のビルドアップ層３０ａ及び３０ｂを有する。点線部に着目するとパッドの周囲ではキープアウトが一定である。シミュレーションにおいて、ビルドアップ層の物性値は比誘電率は３．４、比透磁率は１で行った。
【００４３】
本発明者らはキープアウトを増加すると信号伝送特性が改善されることを発見し、ビルドアップ層１５０に従来のキープアウトよりも大きいキープアウトを含めている。図６は、図４に示す各導電層のキープアウトを異ならせたものと図１１に示す従来のキープアウトが一定の導電層の伝送特性を比較したグラフである。横軸が周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸が周波数損失（ｄＢ）を示している。図６は、周波数が下にあるほど損失が少ないことを示しており、図４に示す構成は図１１に示す構成で−６ｄＢ乃至−３６ｄＢの周波数帯域に着目すると約２倍乃至４倍改善している。上記シミュレーションは現在使用されている材料の物性値を用いて計算されたもので、将来の新材料を用いるときは別の結果となる。
【００４４】
本実施例のパッケージ基板１３０の製造方法では、キープアウトを複数の導電層の少なくとも二箇所で異ならせるステップを有する。調節又は最適化は、例えば、特定の信号配線パターン１５８及び積層構造を有する多層基板について各導電層のキープアウトを変更して伝送特性を調べた結果を多数集めたデータベースを作成する。次に、前記特定の信号配線パターン１５８及び積層構造について最適の伝送特性を有する各導電層のキープアウトの最適値を取得する。別の信号配線パターン１５８及び積層構造については他の信号配線パターン１５８及び積層構造について作成したデータベースを利用してシミュレーションによってキープアウトを調節してもよいし、当該信号配線パターン１５８及び積層構造について実験を行って最適値を取得してもよい。本実施例の製造方法におけるキープアウトの最適化はプログラムとして具現化可能である。
【００４５】
別の実施例のパッケージ基板１３０の製造方法では、パッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の面積を複数の導電層の少なくとも二箇所で調節するステップを有する。従来はパッド１５２ｂの面積が同じであればパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の面積は同じであったが、かかる実施例ではそれを調節する。また、二層間でパッド１５２ｂの面積が異なる場合には、従来はパッド１５２ｂの面積比に応じた絶縁部１５６の面積がパッド１５２ｂの周囲に配置されていたが、かかる実施例ではそれを調節する。
【００４６】
更に、本実施例の製造方法は、図４に示すパッド１５２ｂのない導電層１５１ａ１のキープアウトや絶縁部１５６の面積を調節するステップを更に有してもよい。ここで、「パッド１５２ｂのない導電層」とはパッドのある導電層に絶縁層を介して隣接してパッドのある導電層のパッドに対応する位置にパッドがない導電層をいう。例えば、導電層１５１ａ１は、パッド１５２ｂがある導電層１５１ａ２に絶縁層１５５を介して隣接し、導電層１５１ａ２のパッド１５２ｂに対応する位置にパッドがない（図４及び図５（ａ）を参照のこと）。
【００４７】
このようにパッドを有しない導電層の絶縁部を調節しても伝送特性改善の効果が得られる。パッドを有しない導電層のキープアウトを調節する場合にはまずパッドを有しない導電層におけるキープアウトを定義する。本実施例では、「パッドを有しない導電層のキープアウト」は、絶縁層を介して隣接するパッドのある導電層のパッドを、パッドを有しない導電層の絶縁部１５６に形成した場合のキープアウトと定義する。例えば、導電層１５１ａ１のキープアウトは、図５（ｂ）に示す導電層１５１ａ２のパッド１５２ｂを、導電層１５１ａ２の各パッド１５２ｂの中心が図５（ａ）に示す絶縁部１５６の上下の半円中心に一致するように、図５（ａ）に示す絶縁部１５６に仮想的に形成することによって求める。この際、図５（ｂ）に示す形成する。図５（ａ）において、上下の半円を点線で表し、それらの中心をＸ印で表す。なお、コア層１４０においては、パッドを有しない導電性のキープアウトに仮想的に形成されるパッドはスルーホールビア１４２のパッドである。
【００４８】
また、パッド１５２ｂのない導電層１５１ａ１におけるパッド周囲の絶縁部１５６の面積は、図５（ａ）に示す絶縁部１５６の面積から、上述のように、仮想的に形成された導電層１５１ａ２のパッド１５２ｂの面積を除いた面積となる。
【００４９】
図４に戻って、上側ビルドアップ層１５０ａの２つの導電層１５１ａ１及び１５１ｂ２と、コア層１４０の上側導電層１４８ａと下側導電層１４８ｂ、下側ビルドアップ層１５０ｂの４つの導電層１５１ｂ１乃至１５１ｂ４を考える。なお、本実施例ではこれらの導電層を順にＬ３層乃至Ｌ１０層と呼ぶ場合もある。各導電層のパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６を図５（ａ）乃至図５（ｈ）に示す（もっとも図５（ａ）については上述したようにパッド１５２ｂは存在しない）。図５（ｂ）乃至図５（ｈ）において、ｋはキープアウトを示している。また、図５（ａ）乃至図５（ｈ）においては、白い部分が絶縁部１５６である。キープアウトｋはパッド１５２ｂの輪郭と導体１５４との最短距離である。
【００５０】
また、本発明者らは、本実施例のパッケージ基板１３０においては、導電層１５１ｂ３のキープアウト又はその周囲の絶縁部１５６の面積がパッケージ基板１３０の中で最も重要であり、導電層１５１ｂ３のキープアウト及び／又は絶縁部１５６の面積を調節するだけでも伝送特性は大幅に改善することを発見した。
【００５１】
また、本発明者らは、導電層１５１ｂ３の次に伝送特性に影響があるのは導電層１５１ｂ４であることを発見した。従って、導電層１５１ｂ３及び１５１ｂ４のキープアウト及び／又は絶縁部１５６の面積を調節するだけでも伝送特性は大幅に改善することを発見した。導電層１５１ｂ４は、パッケージ基板１３０がプリント基板２００と接続される側に最も近く、ＢＧＡボール１８０用のパッドを有する導電層（第１の導電層）である。導電層１５１ｂ３は、導電層１５１ｂ４に最も近い導電層（第２の導電層）であり、導電層１５１ｂ４の次に搭載側に近い導電層である。
【００５２】
まず、図７乃至図９（ｂ）を参照して、キープアウトとパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の面積と導電層１５１ｂ３及び１５１ｂ４との関係について説明する。ここで、図７は、パッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の対象範囲を説明するための平面図である。
【００５３】
図７を参照するに、本実施例では、パッド１５２ｂの周囲にパッド１５２ｂを含んで長さ３ｍｍ、幅２ｍｍの矩形領域ＲＡを設定する。矩形領域ＲＡの面積である６ｍｍ２における絶縁部１５６の面積に着目する。但し、図７に示す矩形領域ＲＡの大きさは単なる例示である。本実施例ではパッド１５２ｂは一対であるが、図８（ｂ）乃至図（ｄ）に示すように、パッド１５２ｂが一つの場合もあり得るから各パッド１５２ｂの中心を中心とする一辺が２ｍｍ以内の正方形領域を考えれば足りる。パッド１５２ｂも銅メッキ（導体）であるため、パッド１５２ｂの面積は絶縁部１５６の面積からは除かれる。
【００５４】
矩形領域の設定に際しては、絶縁部１５６と矩形領域との位置合わせが必要である。位置合わせは以下のようにして行う。まず、矩形領域ＲＡに長さを半分にする直線Ｌ１と幅を半分にする直線Ｗ１とを引いてその交点である中心Ｃを求める。
【００５５】
図５（ａ）に示す導電層１５１ａ１はパッド１５２ｂを有さずに長方形に一対の半円を組み合わせたトラック形状を有する絶縁部１５６のみを有する。この場合には、絶縁部１５６の中心をＣに合わせると共に絶縁部１５６を長さ方向に半分にする直線をＬ１に合わせ、絶縁部１５６を幅方向に半分にする直線をＷ１に合わせて図７に示すように位置合わせを行う。
【００５６】
図５（ｃ）乃至図５（ｈ）に示すような、導電層がパッド１５２ｂを絶縁部１５６の中に有する場合には、一対のパッド１５２ｂの中心の中間位置を中心Ｃに合わせながら、一対のパッド１５２ｂの中心が直線Ｗ１上に配置されるように位置合わせを行えばよい。
【００５７】
図５（ｂ）に示す導電層１５１ａ２は、導体１５４の上に絶縁部１５６を介して信号配線パターン１５８を配置し、パッド１５２ｂに接続している。なお、導電層１４８ａ、１４８ｂ、１５１ａ１、１５１ｂ１乃至１５１ｂ４おいても信号配線パターン１５８は存在するが、図５（ａ）、図５（ｃ）乃至図５（ｈ）に示す箇所には現れていないだけである。導電層１５１ａ２においては、信号配線パターン１５８の下を通る絶縁部１５６がトラック形状の絶縁部１５６と結合しており、信号配線パターン１５８の下を通る絶縁部１５６も図７に示す領域ＲＡ内にある限りパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６となる。
【００５８】
図８（ａ）は、導体１５４が多数の円形状絶縁部（貫通孔）１５６で打ち抜かれている状態を示す平面図である。この場合には、点線で示す絶縁部１５６の外延Ｔ１が図５（ｄ）に示す導電層１４８ｂと同様のトラック形状を有するので導電層１４８ｂと同様に位置合わせを行って直交座標を設定することができる。
【００５９】
図８（ａ）に示すように、絶縁部１５６が複数の小孔部で構成されている場合のキープアウトは、図５（ｄ）に示すように、絶縁部１５６がトラック領域内でパッド１５２ｂを除いて完全に打ち抜かれた場合よりも小さく算出される。算出方法の一例は、図８（ａ）に示す外延Ｔ１内の絶縁部１５６の面積（又は絶縁部１５６の面積の割合）を考慮してキープアウトを算出する。例えば、外延Ｔ１内でパッド１５２の周囲に導体１５４がなく絶縁部１５６のみがある場合（図５（ｄ）のような状態）のキープアウトをｋとして、外延Ｔ１内の絶縁部１５６の面積の割合が５５％であれば実質的なキープアウトを０．５５ｋとするなどである。もちろん、単純に絶縁部１５６の面積の割合を乗算するだけでなく正味のキープアウトを算出するのに必要な演算が加えられてもよい。
【００６０】
図８（ａ）におけるパッド１５２ｂ周囲の絶縁部１５６の面積は、全ての小孔部及びその他の形状の絶縁部１５６の面積の合計である。
【００６１】
図８（ｂ）は、パッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６ａが円形でその周囲に９つの円形状絶縁部（貫通孔）１５６ｂを設けた状態を示す概略平面図である。図８（ｃ）は、パッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６ａが円形でその周囲に８つの正方形状絶縁部（貫通孔）１５６ｃを設けた状態を示す概略平面図である。図８（ｂ）及び図８（ｃ）においては、パッド１５２ｂの中心とその周りの円形絶縁部１５６ａの中心が一致し、９つの円形状絶縁部１５６ｂと８つの正方形状絶縁部１５６ｃはパッド１５２ｂの中心からそれぞれ等距離に形成されている。換言すれば、９つの円形状絶縁部１５６ｂの円形の外延Ｔ２と８つの正方形状絶縁部１５６ｃの円形の外延Ｔ３はパッド１５２ｂの中心に一致する。このため、パッド１５２ｂの中心を中心Ｃに一致させ、直交座標は任意の方向に設定することができる。
【００６２】
図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、絶縁部１５６が絶縁部１５６ａと１５６ｂ又は１５６ｃの組み合わせで構成されている場合のキープアウトは、絶縁部１５６ａにおける通常のキープアウトと絶縁部１５６ｂ又はｃにおける図８（ａ）と同様の正味のキープアウトとの和で算出することができる。また、図８（ｂ）及び図８（ｃ）におけるパッド１５２ｂ周囲の絶縁部１５６の面積は、絶縁部１５６ａ及び１５６ｂ又は１５６ｃの面積の合計である。
【００６３】
図８（ｄ）は、パッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６ａが円形でその周囲に多数の円形状絶縁部（貫通孔）１５６ｂをランダムに設けた状態を示す概略平面図である。この場合は、図８（ｂ）と異なり、絶縁部１５６ａ及び１５６ｂ（参照番号「１５６」で総括する）の中心を見つけるのが困難である。この場合、中心Ｃに一致させる点を、１）パッド１５２ｂの中心、２）パッド１５２ｂを含む絶縁部１５６ａの重心（又は中心）、３）絶縁部１５６ｂの外延の領域の重心（又は中心）としてもよい。但し、図８（ｄ）に示すように、絶縁部１５６の分布が広がれば矩形領域ＲＡの外部に絶縁部１５６ｂの幾つかが配置されてしまう可能性もある。なお、ここでは、パッド１５２ｂの数が一つなので矩形領域ＲＡは、例えば、１．５ｍｍ×１．５ｍｍの正方形領域や２ｍｍ×２ｍｍの正方形領域となるであろう。そこで、中心が決定された後は、１）できるだけ多くの絶縁部１５６が矩形領域ＲＡに含まれるように矩形領域ＲＡの方向を設定するか、２）各導電層に設定される矩形領域ＲＡの直線Ｌ１又は直線Ｗ１が平行になるようにする（即ち、全ての矩形領域ＲＡが同じ方向を向くようにする）。図８（ｄ）に示す絶縁部１５６の配置に対するキープアウトや面積の算出は図８（ｂ）や図８（ｃ）と同様である。
【００６４】
導電層に絶縁部１５６を形成すると絶縁部１５６において強度が低下して多層構造の表面、例えば、導電層１５１ｂ４の下面の平坦度が損なわれ、外部基板との接続不良となるおそれがある。しかし、図８（ａ）乃至図８（ｄ）のように、小孔部を形成すると、絶縁部１５６上に導体が配置されるためにある程度の強度を維持することができ、多層構造の表面の平坦度を維持することが可能となる。なお、導電層の面積を除去する場合、図５（ａ）に示すように、中心から一定の距離で全ての導体（銅）を除去してもよいし、図８（ａ）に示すように、中心より微小孔を使用して導体を除去してもよい。微小孔の形状は、丸、三角、四角など限定されない。
【００６５】
図９（ａ）は、他のキープアウトを全て０．０６ｍｍ（６０μｍ）にした条件で導電層１５１ｂ３のパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の面積と周波数との関係を示すグラフである。図９（ａ）において、縦軸は−６ｄＢ乃至−３６ｄＢの周波数損失における最大周波数帯域であり、横軸は導電層１５１ｂ３のパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の面積を表している。従来のパッケージ基板１０の導電層１５１ｂ３の絶縁部１５６の面積は各社毎にばらつくものの０．２５８ｍｍ２前後であり、対応する周波数は３．５ＧＨｚ程度である。図９（ａ）において、３０％以上の周波数改善が顕著であるとすると約４．６ＧＨｚ以上の周波数が得られればよいから導電層１５１ｂ３のパッド１５２ｂ周囲の絶縁部１５６の面積は約０．５５ｍｍ２以上であればよい。より好ましくは、傾きが急激に変化する周波数改善である約５．５ＧＨｚ以上の周波数が得られればよいから導電層１５１ｂ３のパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の面積は約１．０ｍｍ２以上であればよい。更に好ましくは、周波数改善がピークとなる約１０．１ＧＨｚの周波数が得られればよいから導電層１５１ｂ３のパッド１５２ｂ周囲の絶縁部１５６の面積は約１．３４８ｍｍ２であればよい。
【００６６】
図９（ｂ）は、他のキープアウトを全て０．０６ｍｍ（６０μｍ）にした条件で導電層１５１ｂ３のキープアウトと周波数との関係を示すグラフである。図９（ｂ）において、縦軸は−２０ｄＢの周波数損失における最大周波数帯域であり、横軸はキープアウトを表している。従来のパッケージ基板１０のキープアウトは各社毎にばらつくものの０．０６ｍｍ前後であり、対応する周波数は３．５ＧＨｚ程度である。図９（ｂ）において、３０％以上の周波数改善が顕著であるとすると約４．６ＧＨｚ以上の周波数が得られればよいから導電層１５１ｂ３のキープアウトは約０．１５ｍｍ以上であればよい。より好ましくは、傾きが急激に変化する周波数改善がある約５．５ＧＨｚ以上の周波数が得られればよいから導電層１５１ｂ３のキープアウトは約０．２８ｍｍ以上であればよい。更に好ましくは、周波数改善率がピークとなる約１０．１ＧＨｚの周波数が得られればよいから導電層１５１ｂ３のキープアウトは約０．３６ｍｍであればよい。
【００６７】
図２７に示すように、導電層１５１ｂ３のパッドを導電層１５１ｂ４のパッドに置換した場合のキープアウト（置換キープアウト）は、０乃至１２０μｍであることが好ましく、特に、８０μｍが導電層１５１ｂ３のキープアウトは約０．３６ｍｍに相当する。
【００６８】
図１９は、導電層１５１ｂ３のキープアウトを０．３６ｍｍ（３６０μｍ）に設定してその他の導電層のキープアウトを６０μｍに設定したもの（「Ｌ９キープアウト３６０」で表す）を従来のパッケージ基板１０（図４に示す全ての導電層のキープアウトを６０μｍに設定したもの）（「Ｌ９キープアウト６０」で表す）と比較したグラフである。図１９において、縦軸が周波数損失（ｄＢ）であり、横軸が周波数（ＧＨｚ）である。周波数損失−２０ｄＢに着目すると、従来のパッケージ基板１０（Ｌ９キープアウト６０）の周波数は３．４２ＧＨｚであり、本実施例のパッケージ基板１３０は（Ｌ９キープアウト３６０）は９．８７ＧＨｚであり、約２．９倍程度改善している。
【００６９】
図１０（ａ）は、導電層１５１ｂ４のパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の面積と周波数との関係を示すグラフである。図１０（ａ）において、縦軸は−２０ｄＢの周波数損失における最大周波数帯域であり、横軸は導電層１５１ｂ４のパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の面積を表している。従来のパッケージ基板１０の導電層１５１ｂ４の絶縁部１５６の面積は各社毎にばらつくものの０．５７４ｍｍ２前後であり、対応する周波数は約３．４ＧＨｚである。図１０（ａ）において、１５％以上の周波数改善が顕著であるとすると約３．９ＧＨｚ以上の周波数が得られればよいから導電層１５１ｂ４のパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の面積は約０．９０ｍｍ２以上であればよい。より好ましくは、傾きが急激に変化する周波数改善がある約４．５ＧＨｚ以上の周波数が得られればよいから導電層１５１ｂ４のパッド１５２ｂの周囲の絶縁部１５６の面積は約０．９５ｍｍ２以上であればよい。
【００７０】
図１０（ｂ）は、導電層１５１ｂ４のキープアウトと周波数との関係を示すグラフである。図１０（ｂ）において、縦軸は−２０ｄＢの周波数損失における最大周波数帯域であり、横軸はキープアウトを表している。従来のパッケージ基板１０のキープアウトは各社毎にばらつくものの０．０６０ｍｍ前後であり、対応する周波数は３．４ＧＨｚ程度である。図１０（ｂ）において、１５％以上の周波数改善が顕著であるとすると約３．９ＧＨｚ以上の周波数が得られればよいから導電層１５１ｂ４のキープアウトは約０．１２５ｍｍ以上であればよい。より好ましくは、傾きが急激に変化する周波数改善がある約４．５ＧＨｚ以上の周波数が得られればよいから導電層１５１ｂ３のキープアウトは約０．１５ｍｍ以上であればよい。
【００７１】
導電層１５１ｂ３のキープアウトを１２０μｍ、１８０μｍ、２４０μｍ、３００μｍ、３６０μｍ、４００μｍに設定してその他の導電層のキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板を順に、Ｌ９キープアウト１２０乃至Ｌ９キープアウト４００と呼ぶ。図２０は、Ｌ９キープアウト１２０乃至Ｌ９キープアウト４００を従来のパッケージ基板１０（図４に示す全ての導電層のキープアウトを６０μｍに設定したもの）（「Ｌ９キープアウト６０」で表す）と比較したグラフである。図２０において、縦軸が周波数損失（ｄＢ）であり、横軸が周波数（ＧＨｚ）である。周波数損失−２０ｄＢに着目すると、従来のパッケージ基板１０（Ｌ９キープアウト６０）の周波数は３．４２ＧＨｚであり、Ｌ９キープアウト１２０乃至Ｌ９キープアウト４００は、順に、４．０５ＧＨｚ、４．６５ＧＨｚ、５．１ＧＨｚ、６．０６ＧＨｚ、９．８７ＧＨｚ、９．８７ＧＨｚであり、約１．２倍乃至２．９倍程度改善している。また、５ＧＨｚ乃至２０ＧＨｚの周波数範囲では、Ｌ９キープアウト１２０乃至Ｌ９キープアウト４００はＬ９キープアウト６０よりも２ｄＢ以上改善されている。
【００７２】
このように、本発明者らによるシミュレーション結果によれば、導電層１５１ｂ３のキープアウトは導電層１５１ｂ４のキープアウトと同程度か大きい方がパッケージ基板１３０の信号伝送特性が改善することが理解される。
【００７３】
また、同様に、本発明者らによるシミュレーション結果によれば、導電層１５１ｂ４のキープアウトは、導電層１５１ａ１乃至１５１ｂ２のキープアウトよりも大きい方がパッケージ基板１３０の伝送特性が改善した。特に、本発明者らによるシミュレーション結果によれば、導電層１５１ｂ２のキープアウトは導電層１５１ｂ３のキープアウト以下（殆ど同程度）に設定されると、パッケージ基板１３０の伝送特性が改善する。
【００７４】
導電層１５１ｂ３のキープアウトを３６０μｍに設定し、その他の導電層のキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板１３０（Ｌ９キープアウト３６０、Ｌ８キープアウト６０）を用意する。（Ｌ９キープアウト３６０、Ｌ８キープアウト６０）から導電層１５１ｂ２のキープアウトを６０μｍから徐々に増加し、−２０ｄＢの周波数損失における最大周波数帯域を調べた。図２１は、かかる結果を示すグラフである。図２１において、縦軸は−２０ｄＢの周波数損失における最大周波数帯域であり、横軸は導電層１５１ｂ２のキープアウトである。図２１からは、導電層１５１ｂ２のキープアウトは３００μｍから傾きが上昇し、３６０μｍにおいてピークとなることが理解される。
【００７５】
導電層１５１ｂ２及び導電層１５１ｂ３の両方のキープアウトを３６０μｍに設定し、その他の導電層のキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板１３０（Ｌ９キープアウト３６０、Ｌ８キープアウト３６０）を用意する。図２２は、（Ｌ９キープアウト３６０、Ｌ８キープアウト３６０）を（Ｌ９キープアウト３６０、Ｌ８キープアウト６０）と比較したグラフである。図２２において、縦軸が周波数損失（ｄＢ）であり、横軸が周波数（ＧＨｚ）である。周波数損失−２０ｄＢに着目すると、（Ｌ９キープアウト３６０、Ｌ８キープアウト６０）の周波数は９．８７ＧＨｚであり、（Ｌ９キープアウト３６０、Ｌ８キープアウト３６０）の周波数は１４．７３ＧＨｚであり、約１．５倍程度改善している。
【００７６】
次に、コア層１４０の多層構造において、一部のキープアウトを増加した場合について説明する。図２３は、コア層１４０を４層構造とし、全てのキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板（キープアウト６０）と、導電層１４８ａ及び１４８ｂのそれぞれのキープアウトを３００μｍに設定し、それ以外の導電層のキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板（Ｌ５、Ｌ６キープアウト３００）とを比較したグラフである。図２３において、縦軸が周波数損失（ｄＢ）であり、横軸が周波数（ＧＨｚ）である。周波数損失−２０ｄＢに着目すると、キープアウト６０の周波数は１．２９ＧＨｚであり、（Ｌ５、Ｌ６キープアウト３００）の周波数は１．６８ＧＨｚであり、約１．３倍程度改善している。
【００７７】
本実施例では、キープアウトが、多層構造の少なくとも二箇所において異なるが、これは、多層構造の少なくとも二層に限定されるものではなく、同一層の少なくとも二箇所において異なっていてもよい。図２４は、後者の例を示すパッケージ基板１３０Ａの概略断面図である。パッケージ基板１３０Ａは２つの信号伝送経路１３２及び１３４を有する。信号伝送経路１３２は、一般信号伝送に使用される経路であり、信号伝送経路１３２上にある各導電層のキープアウトは従来のように製造能力（歩留まり）によって決定される６０μｍである。一方、信号伝送経路１３４は高速信号伝送に使用される経路であり、信号伝送経路１３４上にある各導電層のキープアウトは上述のように伝送特性を改善するように６０μｍよりも増加される。
【００７８】
図２５は、信号伝送経路１３２と１３４を有する導電層の一例の平面図である。信号伝送経路１３２と１３４はキープアウトが異なることが理解される。キープアウトを増加することによって伝送特性が向上するため、信号伝送経路１３４を利用した信号伝送特性を改善することができる。同一層内でキープアウトが異なれば高速伝送と通常伝送用の二種類の経路を形成することができる。本実施例では、いずれかの導電層において信号伝送経路１３４のキープアウトは信号伝送経路１３２のキープアウトよりも大きくなる。
【００７９】
ＢＧＡボール１８０は、ボール状のハンダバンプ（ハンダボール）として構成され、パッケージ基板１３０の底面のプリント基板２００との接続箇所に格子状に配列される。換言すれば、ＢＧＡボール１８０は端子として機能し、ハンダボール（ハンダ付け）によってプリント基板２００に強固に接続する。
【００８０】
ヒートシンク１９０は、蓋１１０に接合される基部と冷却フィンとを有する。
【００８１】
本実施例のパッケージ基板１３０は、従来の製造方法を大幅に変更しないためコストアップを招かない。以下、図１２を参照して、パッケージ基板１３０の製造方法について説明する。ここで、図１２は、パッケージ基板１３０の製造方法を示すフローチャートである。なお、ここでは、便宜上、ビルドアップ層１５０のみが多層構造であるパッケージ基板１３０について説明する。
【００８２】
まず、コア層１４０を製造する（ステップ１１００）。コア層１４０は、カーボンファイバ強化樹脂（ＣＦＲＰ）１４１の板材を加工して製造される。ＣＦＲＰ板１４１は、カーボンファイバ材とこれを包容して硬化している樹脂組成物により構成される。ＣＦＲＰ板１４１の製造においては、まず１枚のカーボンファイバ材に対して液状の樹脂組成物を含浸させる。次に、未硬化状態を維持しながら樹脂組成物を乾燥させることによって、カーボンファイバ強化プリプレグを作製する。次に、このようにして作製したプリプレグを所定枚数積層し、加熱下で積層方向に加圧することによって、これら所定枚数のプリプレグを一体化させる。このようにして、ＣＦＲＰ板を作製する。
【００８３】
カーボンファイバ材は、カーボンファイバを束ねたカーボンファイバ糸により織られたカーボンファイバクロスであり、コア層１４０の面内方向に展延するように配向している。本実施例では、複数枚のカーボンファイバ材が厚み方向に積層されて樹脂組成物により包容されている。カーボンファイバ材としては、カーボンファイバクロスに代えて、カーボンファイバメッシュまたはカーボンファイバ不織布を採用してもよい。
【００８４】
樹脂組成物としては、例えば、エポキシ、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリスルホンなどが挙げられる。樹脂組成物に、無機フィラーを分散させてもよい。これにより、コア層の熱膨張率について、面内方向においても厚み方向においても等方的に低減することができる。
【００８５】
図４に示す絶縁樹脂部１４４は、カーボンファイバ材とスルーホールビア１４２との間の電気的絶縁を確保するために形成される。絶縁樹脂部１４４は、上述の樹脂組成物と同様の樹脂を使用可能である。
【００８６】
コア層１４０は、カーボンファイバ材の含有率を適宜調節することで、コア層１４０の面内方向での熱膨張率を調節することができる。また、本発明は、シリコン（Ｓｉ）その他の材料を基材とするコア層にも適用可能である。コア層１４０は、例えば、表裏４箇所（例えば、矩形形状の角部）に位置決め用の孔を有している。コア層１４０は積層構造であってもよいし、なくてもよいが、積層構造の場合には一般にそのピッチは、多層ビルドアップ層１５０の層間ピッチよりも大きい。
【００８７】
以下、図１３及び図１４を参照して、ステップ１１００に示すコア層１４０の製造工程の詳細を説明する。ここで、図１３は、コア層１４０の製造方法（サブトラクティブ法）を説明するためのフローチャートであり、図１４は、図１３の工程の概略断面図である。
【００８８】
まず、基材にスルーホールビアの穴あけ、ＩＶＨ導通メッキ（ビア１４２）、樹脂による穴埋め（絶縁樹脂部１４４）、蓋メッキ１４５を実施する（ステップ１１０２、図１４（ａ））。メッキは全て銅である。なお、穴あけでは、銅１４３が張られたＣＦＲＰ板（以下、絶縁性基板という）１４１におけるスルーホール予定位置に貫通孔がレーザ加工等で形成され、貫通孔が絶縁樹脂により塞がれて絶縁樹脂部１４４が形成される。レーザ加工には、例えば、パルス発振型炭酸ガスレーザ加工装置を使用する。貫通孔は、ドリルによる切削加工やパンチング金型による打ち抜き加工によって形成してもよい。
【００８９】
次に、表裏の蓋メッキ１４５にドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）１４６を貼り付ける（ステップ１１０４、図１４（ｂ））。ＤＦＲ１４６は、例えば、アルカリ現像タイプであり、ネガタイプの感光性を有する。
【００９０】
次に、マスクＭを介して露光装置ＥＡでＤＦＲ１４６を露光する（ステップ１１０６、図１４（ｃ））。この時、マスクＭの遮光部と光透過部の割合を調節することによってキープアウト及びパッド周囲の絶縁部の面積の少なくとも一方を簡単に調節することができるので、本発明の多層基板の伝送特性の制御方法や製造方法はコストアップを招かない。マスクの光透過部に露光装置ＥＡによって紫外線が照射されてＤＦＲ１４６が固まる。
【００９１】
次に、現像を行う（ステップ１１０８、図１４（ｄ））。これにより、マスクＭの遮光部に対応する、露光で固まらなかったＤＦＲ１４６を削ぎ落とす。次に、ＤＦＲ１４６がない部分に酸でエッチングを行う（ステップ１１１０、図１４（ｅ））。これにより、所定の回路パターンを有する導電層がコア層１４０の表面に形成される。エッチング液は、例えば、塩化銅である。最後に、ＤＦＲ１４６を剥離剤を利用して剥離してコア層１４０が完成する（ステップ１１１２、図１４（ｆ））。剥離液は、例えば、アルカリ系剥離液である。この結果、ＤＦＲ１４６を剥離した蓋メッキ１４５が露出する。
【００９２】
以上のようにして製造されたコア層１４０は、ビルドアップ層１５０と接合される前に良品判定を行い、良品のもののみを、図２に示すステップ１７００に使用する。
【００９３】
次に、多層ビルドアップ層１５０を製造する（ステップ１２００）。ビルドアップ層１５０は、本実施例では、コア層１４０と面内方向のサイズがほぼ同じである矩形形状を有し、例えば、４箇所（例えば、矩形形状の角部）に位置決め用の孔を有している。
【００９４】
以下、図１５及び図１６を参照して、ステップ１２００に示すビルドアップ層１５０の製造工程の詳細を説明する。ここで、図１５は、ビルドアップ層１５０の製造方法（セミ・アディティブ法）を説明するためのフローチャートであり、図１６は、図１５の工程の概略断面図である。なお、図１６は便宜上片面のみを示している。
【００９５】
まず、下層の上に絶縁層（絶縁部１５６）を形成する（ステップ１２０２、図１６（ａ））。下層には、実際には、パッドと信号配線パターンが銅メッキによって形成されている。次に、レーザ穴加工を施し、導体部（銅メッキ）１５４が露出するような穴１５６ｄを形成する（ステップ１２０４、図１６（ｂ））。無電解メッキ１５７を全面に施してシードメタルを形成する（ステップ１２０６、図１６（ｃ））。次に、ＤＦＲ１５８の膜を形成する（ステップ１２０８、図１６（ｄ））。
【００９６】
次に、マスクＭを介して露光装置ＥＡでＤＦＲ１５８を露光する（ステップ１２１０、図１６（ｅ））。この時、マスクＭの遮光部と光透過部の割合を調節することによってキープアウト及びパッド周囲の絶縁部の面積の少なくとも一方を簡単に調節することができるので、本発明の多層基板の伝送特性の制御方法や製造方法はコストアップを招かない。マスクの光透過部に露光装置ＥＡによって紫外線が照射されてＤＦＲ１５８が固まる。なお、図１６（ｅ）及び図１４（ｃ）に示す露光は、図１８に示すようにレーザ発信器を利用した直接露光によって行われてもよい。この場合、レーザにてＤＦＲを固着させる部分にレーザ光を偏向ミラーを使用して照射することになる。
【００９７】
次に、現像を行う（ステップ１２１２、図１６（ｆ））。これにより、マスクＭの遮光部に対応する、露光で固まらなかったＤＦＲ１５８を削ぎ落とす。次に、電解メッキを行いＤＦＲ１５８がない部分に銅めっきパターンを施す（ステップ１２１４、図１６（ｇ））。この結果、導体１５４が絶縁部１５６の上面に形成されると共に穴１５６ａが導体１５４によって塞がれる。次に、ＤＦＲ１５８を剥離し（ステップ１２１６、図１６（ｈ））、エッチングを行ってシードメタルを除去する（ステップ１２１８、図１６（ｉ））。その後、ステップ１２０２からステップ１２１８を繰り返し、必要層数を有するビルドアップ層１５０を形成する。
【００９８】
ビルドアップ層１５０は、コア層１４０に接合される前に良品判定を行い、良品のもののみをステップ１７００に使用する。
【００９９】
次に、図１２のステップ１３００では、図１７（ａ）に示すように絶縁性接着シート１６０をパターン加工する。絶縁性接着シート１６０は、例えば、エポキシ樹脂から構成され、様々な種類の絶縁性接着シートが商業的に入手可能である。エポキシ樹脂は熱硬化型接着剤であり、１５０℃で硬化するが、８０℃程度になれば柔らかくなってコア層１４０と密着して仮止め効果を有する。
【０１００】
絶縁性接着シート１６０の高さは、導電性接着剤１７０の量を決定する。コア層１４０とビルドアップ層１５０とが電気的に接続される部位に対応する位置において貫通孔１６２を絶縁性接着シート１６０にドリル１６４により形成する。図１７（ａ）においては、一定間隔で貫通孔１６２が設けられているが、かかる配置は例示的である。また、絶縁性接着シート１６０は本実施例では、コア層１４０の形状に合わせて矩形又は円形の形状を有し、例えば、４箇所（例えば、矩形形状の角部）に位置決め用の孔を有している。
【０１０１】
次に、図１７（ｂ）に示すように、一対の絶縁性接着シート１６０をコア層１４０の両側に位置決め及び仮止めする（ステップ１４００）。貫通孔１６２はパッド１５２ｂに位置決めされている。本実施例は、両者の位置決め用の孔を合わせてピンを挿すことによって位置決めを行うが、位置合わせ方法を限定するものではない。仮止めは、コア層１４０と接着シート１６０とを、例えば、約８０℃に予備加熱することによって行う。加熱後に位置合わせ用のピンを抜く。
【０１０２】
次に、導電性接着剤１７０を調製する（ステップ１５００）。導電性接着剤は、フィラーとしての金属粒子の表面に、フィラーの融点よりも低い融点のハンダメッキを施したものを接着剤に含有させている。接着剤は、例えば、エポキシ樹脂であり、熱硬化温度は１５０℃である。金属粒子は、例えば、Ｃｕ、Ｎｉなどの高融点金属粒子である。ハンダは、本実施例ではＳｎ−Ｂｉなどの低温ハンダであり、融点は１３８℃である。低温ハンダの融点はハンダが溶融する前に接着剤を熱硬化させないために基材としての接着剤の熱硬化温度よりも低いことが好ましい。
【０１０３】
次に、図１７（ｃ）に示すように、導電性接着剤１７０を貫通孔１６２に充填する（ステップ１６００）。充填は、本実施例においては、メタルマスクを使用したスクリーン印刷によって行うが、本発明は充填方法を限定しない。
【０１０４】
次に、図１７（ｄ）に示すように、ビルドアップ層１５０をコア層１４０の両側に位置合わせをして、加熱及び加圧をすることによって接合する（ステップ１７００）。位置合わせは、本実施例では、コア層１４０と接着シート１６０との位置合わせと同様に行われる。加熱及び加圧は真空環境でプレスを行うこと（「真空ラミネート」ともいう。）により行う。これにより、図１７（ｅ）に示すように、コア層１４０及びビルドアップ層１５０を有するパッケージ基板１３０が完成する。
【０１０５】
本実施例では、コア層１４０とビルドアップ層１５０の接合前に、コア層１４０が良品かどうか、また、ビルドアップ層１５０が良品かどうかを判定し、良品と判定されたコア層１４０及びビルドアップ層１５０のみを使用して、ステップ１７００において接合を行う。良品判定をパッケージ基板１３０の製造完了前に行うことにより、歩留まりを向上することができる。
【０１０６】
また、低温ハンダは通常のハンダよりも低い融点でハンダは溶融するため、加熱時の温度から常温に戻る際にコア層１４０とビルドアップ層１５０との間に作用する熱応力・熱歪を低減し、両層並びに接合層における破壊を防止する。一方、高融点金属粒子が導電性接着剤１７０の融点を低温ハンダの融点よりも高くすることによって再溶融の温度を上げることができる。この結果、後工程で回路素子を搭載しても導電性接着剤１７０が再溶融して接着の信頼性が低下することを防止することができる。金属粒子によりコア層１４０とビルドアップ層１５０との間の導通性を確保することができる。
【０１０７】
サーバー３００の動作において、パッケージ基板１３０の伝送特性は向上している。例えば、より広いクロック周波数で半導体チップ１２０は動作することができるので、本発明は高性能なサーバー３００を提供することができる。もちろん、パッケージモジュール１００自体やパッケージモジュール１００を搭載したプリント基板２００もかかる効果を有する。
【０１０８】
以上、本発明の好ましい実施態様及びその変形をここで詳細に説明してきたが、本発明はこれらの実施態様及び変形に正確に限定されるものではなく、様々な変形及び変更が可能である。
【０１０９】
本出願は更に以下の事項を開示する。
【０１１０】
（付記１）  多層構造のビルドアップ層を有するビルドアップ基板において、
前記多層構造は、信号配線パターンと、当該信号配線パターンに接続されたパッドと、当該パッドと同一層において前記パッドの周囲に配置された絶縁部と、前記同一層において前記絶縁部の周囲に配置された導体とを有し、
前記同一層において前記パッドの輪郭と当該パッドに最も近い前記導体との最小間隔で定義されるキープアウトが、前記多層構造の少なくとも二箇所において異なることを特徴とするビルドアップ基板。（１）
（付記２）  多層構造のコア層を有するビルドアップ基板において、
前記多層構造は、信号配線パターンと、当該信号配線パターンに接続されたパッドと、当該パッドと同一層において前記パッドの周囲に配置された絶縁部と、前記同一層において前記絶縁部の周囲に配置された導体とを有し、
前記同一層において前記パッドの輪郭と当該パッドに最も近い前記導体との最小間隔で定義されるキープアウトが、前記多層構造の少なくとも二箇所において異なることを特徴とするビルドアップ基板。（２）
（付記３）  前記キープアウトは、前記多層構造の少なくとも二層において異なることを特徴とする付記１又は２記載のビルドアップ基板。（３）
（付記４）  前記キープアウトは、前記同一層の少なくとも二箇所において異なることを特徴とする付記１又は２記載のビルドアップ基板。（４）
（付記５）  前記多層構造は、高周波の信号を伝送するための第１の経路と、当該第１の経路よりも低い周波数の信号を伝送するための第２の経路を有し、前記同一層において前記第１の経路のキープアウトは前記第２の経路のキープアウトよりも大きいことを特徴とする付記４記載のビルドアップ基板。
【０１１１】
（付記６）  前記絶縁部は複数の小孔部から構成される場合に、前記キープアウトは、前記パッドの輪郭と前記複数の小孔部の輪郭との間の最短距離と前記絶縁部の面積に基づいて決定されることを特徴とする付記１又は２記載のビルドアップ基板。（６）
（付記７）  前記多層構造は、外部のプリント基板に最も近い第１の導電層と、当該第１の導電層に最も近い導電層を第２の導電層とを有し、
前記第２の導電層のキープアウトは、前記第１の導電層のキープアウト以上であることを特徴とする付記１又は２記載のビルドアップ基板。（７）
（付記８）  前記第２の導電層のキープアウトは第２の導電層のパッドを前記第１の導電層のパッドに置換した場合に０乃至１２０μｍであることを特徴とする付記７記載のビルドアップ基板。
【０１１２】
（付記９）前記第２の導電層のキープアウトで作成された基板の周波数損失より前記キープアウトの２倍以上で作成された基板の周波数損失が２ｄＢ以上改善していることを特徴とする付記７記載ビルドアップ基板。
【０１１３】
（付記１０）  前記多層構造は、前記第２の導電層に関して前記第１の導電層とは反対側にあり、前記第２の導電層に最も近い第３の導電層を更に有し、当該第３の導電層のキープアウトは前記第２の導電層のキープアウト以下であることを特徴とする付記７記載のビルドアップ基板。
【０１１４】
（付記１１）  前記パッドを有するパッド付き導電層の最も近くに配置された導電層は、前記パッド付き導電層の前記パッドに対応する位置にパッドを有さない絶縁部を有するパッド無し導電層であることを特徴とする付記１又は２記載のビルドアップ基板。（８）
（付記１２）  前記パッドを有するパッド付き導電層の最も近くに配置された導電層は、前記パッド付き導電層の前記パッドに対応する位置にパッドを有さない絶縁部を複数の小孔を持った導電層で形成したパッド無し導電層であることを特徴とする付記１又は２記載のビルドアップ基板。
【０１１５】
（付記１３）  付記１乃至１２のうちいずれか一項記載のビルドアップ基板を有することを特徴とする電子部品。（９）
（付記１４）  前記電子部品はＢＧＡパッケージを有することを特徴とする請求項１３記載の電子部品。
【０１１６】
（付記１５）  付記１乃至１２のうちいずれか一項記載のビルドアップ基板を有する電子部品を有することを特徴とする電子機器。（１０）
（付記１６）  多層構造のビルドアップ層を有するビルドアップ基板、若しくは、多層構造のコア層を有するビルドアップ基板を製造する製造方法において、
前記多層構造は、信号配線パターンと、当該信号配線パターンに接続されたパッドと、当該パッドと同一層において前記パッドの周囲に配置された絶縁部と、前記同一層において前記絶縁部の周囲に配置された導体とを有し、
前記方法は、前記同一層において前記パッドの輪郭と前記導体との最小間隔で定義されるキープアウトを前記多層構造の少なくとも二箇所において異なるように、前記パッドと前記導体と前記絶縁部を形成するステップを有することを特徴とする製造方法。
【０１１７】
（付記１７）  前記形成ステップは、前記多層構造に２つの異なる信号伝送経路を形成し、前記キープアウトを前記同一層の少なくとも二箇所において異ならせ、前記２つの異なる信号伝送経路のうちより高い周波数の信号伝送経路に対しては大きいキープアウトを設定することを特徴とする付記１６の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の一側面としてのサーバー（電子機器）の概略斜視図である。
【図２】図１に示すサーバーに搭載されるプリント基板の概略斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、図２に示すプリント基板に搭載されるパッケージモジュール１００の外観斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すパッケージモジュール１００の分解斜視図である。
【図４】図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すパッケージモジュールのパッケージ基板の部分拡大断面図である。
【図５】図５（ａ）乃至図５（ｈ）は、図４に示すパッケージ基板の各導電層のパッド周囲の絶縁部を示す部分拡大平面図である。
【図６】図４に示すパッケージ基板の伝送特性の改善を説明するためのグラフである。
【図７】パッド周囲の絶縁部の対象範囲を説明するための平面図である。
【図８】図８（ａ）乃至図８（ｄ）は、パッドの周囲の様々な絶縁部の配列を示す平面図である。
【図９】図９（ａ）は、図４に示す下から二番目の導電層（第２の導電層）の絶縁部の面積と周波数との関係を示すグラフである。図９（ｂ）は、図４に示す下から二番目の導電層（第２の導電層）のキープアウトと周波数との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ）は、図４に示す最下層の導電層（第１の導電層）の絶縁部の面積と周波数との関係を示すグラフである。図１０（ｂ）は、図４に示す最下層の導電層（第１の導電層）のキープアウトと周波数との関係を示すグラフである。
【図１１】従来のパッケージ基板の部分拡大断面図である。
【図１２】図４に示すパッケージ基板の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１２に示すステップ１１００の詳細を説明するフローチャートである。
【図１４】図１４（ａ）乃至図１４（ｆ）は、図１３に示すフローチャートの各工程の概略部分拡大断面図である。
【図１５】図１２に示すステップ１２００の詳細を説明するフローチャートである。
【図１６】図１６（ａ）乃至図１６（ｉ）は、図１５に示すフローチャートの各工程の概略部分拡大断面図である。
【図１７】図１７（ａ）乃至図１７（ｅ）は、図１２に示すフローチャートの各工程の概略断面図である。
【図１８】図１４（ｃ）及び図１６（ｅ）に示す露光工程の変形例を説明するための図である。
【図１９】図４に示す下から二番目の導電層（第２の導電層）のキープアウトを３６０μｍに設定してその他の導電層のキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板を図４に示す全ての導電層のキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板と比較したグラフである。
【図２０】図４に示す下から二番目の導電層（第２の導電層）のキープアウトを変化させたパッケージ基板を図４に示す全ての導電層のキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板と比較したグラフである。
【図２１】図４に示す下から二番目の導電層（第２の導電層）のキープアウトを３６０μｍに設定し、図４に示す下から三番目の導電層（第３の導電層）のキープアウトを６０μｍから徐々に増加したパッケージ基板の−２０ｄＢの周波数損失における最大周波数帯域のグラフである。
【図２２】図４に示す下から二番目の導電層（第２の導電層）のキープアウトを３６０μｍに設定し、その他の導電層のキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板と、図４に示す下から二番目の導電層（第２の導電層）のキープアウトを３６０μｍに設定し、図４に示す下から三番目の導電層（第３の導電層）のキープアウトを３６０μｍに設定し、その他の導電層のキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板を比較したグラフである。
【図２３】コア層を４層構造とし、全てのキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板と、コア層の最表面の導電層のそれぞれのキープアウトを３００μｍに設定し、それ以外の導電層のキープアウトを６０μｍに設定したパッケージ基板とを比較したグラフである。
【図２４】同一層の少なくとも二箇所においてキープアウトが異なるパッケージ基板の概略断面図である。
【図２５】２種類の信号伝送経路を有する導電層の一例の平面図である。
【図２６】コアレスのビルドアップ基板の一例を示す概略断面図である。
【図２７】図４に示す下から二番目の導電層（第２の導電層）のパッドを図４に示す最下層の導電層（第１の導電層）のパッドと置換した場合のキープアウト（置換キープアウト）について説明するパッケージ基板の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１００              パッケージモジュール（電子部品）
１２０              半導体チップ
１３０              パッケージ基板（多層基板）
１４０              コア層
１４８ａ、１４８ｂ  導電層
１５０ａ、１５０ｂ、１５０Ａ  ビルドアップ層
１５２ｂ            パッド
１５４              導体
１５１ａ１、１５１ｂ１乃至１５１ｂ４  導電層
１５５              絶縁層
１５６              絶縁部
１５８              信号配線パターン
２００              プリント基板（電子部品）
３００              サーバー(電子機器）
【図１１】
2008010848.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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