(57)【要約】【課題】接地用または電源用の外部接続用パッドで取り囲まれた信号用の外部接続用パッドと、それに接続された配線導体との間のインピーダンスの不整合を緩和し、搭載する電子部品を正常に作動させることが可能な配線基板を提供すること。【解決手段】配線基板は、外部接続用パッド３ａ，３ｂ，３ｃの並びのうち、最外周に位置する外部接続用パッド３ａ，３ｂ，３ｃの格子点を除く接地用または電源用の外部接続用パッド３ｂ，３ｃで取り囲まれた信号用の外部接続用パッド３ａに隣接する格子点の少なくとも一つに外部接続用パッド３ｂ，３ｃが配設されていない。【選択図】  図２
2004327633.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り、内部に信号用、接地用および電源用の複数の配線導体を有する絶縁基板と、該絶縁基板の下面に格子状の並びに配列形成され、対応する前記信号用、接地用および電源用の複数の配線導体と電気的に接続された信号用、接地用および電源用の複数の外部接続用パッドとを具備しており、接地用または電源用の前記外部接続用パッドが信号用の前記外部接続用パッドを取り囲むように配列された配線基板であって、前記外部接続用パッドの前記格子状の並びのうち、最外周に位置する前記外部接続用パッドの格子点を除く信号用の前記外部接続用パッドに隣接する格子点の少なくとも一つに前記外部接続用パッドがないことを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子等の電子部品を搭載するための配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体通信機器に代表されるような電子機器の小型化，薄型化の要求に伴い、電子機器に使用される半導体素子等の電子部品を搭載するための配線基板にも小型化，薄型化，多端子化が求められてきている。そして、小型化，薄型化，多端子化を実現する配線基板として、外部電気回路基板上に半田バンプを介して表面実装を可能としたボール・グリッド・アレイパッケージ（ＢＧＡ）用やチップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）用の配線基板が実用化されている。
【０００３】
このようなＢＧＡ用やＣＳＰ用の配線基板は、複数の絶縁層を積層して成る絶縁基板の上面に電子部品の電極が半田を介して接続される電子部品接続用パッドを設けるとともに、下面に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外部接続用パッドを格子状の配列に設け、絶縁基板の上面から下面にかけて電子部品接続用パッドと外部接続用パッドとを電気的に接続する配線導体を設けて成る。
【０００４】
そして、この配線基板は、絶縁基板上に電子部品をその電極が電子部品接続用パッドに半田を介して接続させて搭載することにより電子装置となる。この電子装置は、その外部接続用パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することにより、外部電気回路基板上に実装されるとともに搭載する電子部品が外部電気回路に電気的に接続される。
【０００５】
この配線基板における配線導体は、用途によって信号用と接地用と電源用のものに機能化されている。このうち信号用の配線導体は、半導体素子等の電子部品と外部電気回路との間で電気信号を伝播させるための導電路として機能し、絶縁層間に細い帯状の導体パターンを有するとともに、絶縁層を貫通する貫通導体により上下の導体パターン同士が接続されており、さらに、絶縁層を貫通する貫通導体により信号用の電子部品接続用パッドおよび外部接続用パッドに接続されている。
【０００６】
また、接地用や電源用の配線導体は、配線基板に搭載される電子部品にそれぞれ接地電位や電源電位を供給する供給路としての機能を有しているとともに、信号用の配線導体に対する電磁シールド機能や特性インピーダンスの調整機能を有している。そして、接地用や電源用の配線導体は、信号用の配線導体に対向する広面積の導体層として絶縁層を介して形成されるとともに、絶縁層を貫通する貫通導体によりそれぞれ接地用，電源用の電子部品接続用パッドおよび外部接続用パッドに接続されている。
【０００７】
なお、この配線基板においては、信号用の外部接続用パッドおよびそれに接続された信号用の貫通導体を、接地用または電源用の外部接続用パッドおよびそれに接続された接地用または電源用の貫通導体で取り囲むように格子状の配列で配置することにより、擬似同軸構造としている。これにより、信号用の外部接続用パッド間およびそれに接続された貫通導体間のクロストークノイズの発生を抑制するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−４１４６３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように信号用の外部接続用パッドおよびそれに接続された貫通導体を、接地用または電源用の外部接続用パッドおよびそれに接続された貫通導体で取り囲むようにそれらを格子状の配列として配置した場合、外部接続用パッドは外部電気回路基板との実装強度を確保するために貫通導体よりかなり大きな直径となっているので、外部接続用パッドの配列間隔が狭くなると、信号用の外部接続用パッドと接地または電源用の外部接続用パッドとの間で大きなキャパシタンスが形成されてしまい、それにより信号用の外部接続パッドとそれに接続された配線導体との間で特性インピーダンスに大きな不整合が起こる。その結果、信号用の配線導体に高周波信号を伝播させると、信号用の配線導体を伝播する高周波信号に不要な反射ノイズが発生し、搭載する電子部品に誤動作を発生させるという問題点を有していた。
【００１０】
したがって、本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、信号用の外部接続パッドとこれを取り囲むように配置された接地または電源用の外部接続用パッドとの間に形成されるキャパシタンスを小さくして、信号用の外部接続用パッドおよびそれに接続された配線導体との間に起こる特性インピーダンスの不整合を低減させ、それにより信号用の配線導体に高周波信号を良好に伝播させ、搭載する電子部品を正常に作動させることが可能な配線基板を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、複数の絶縁層が積層されて成り、内部に信号用、接地用および電源用の複数の配線導体を有する絶縁基板と、前記絶縁基板の下面に格子状の並びに配列形成され、対応する前記信号用、接地用および電源用の複数の配線導体と電気的に接続された信号用、接地用および電源用の複数の外部接続用パッドとを具備しており、接地または電源用の前記外部接続用パッドが信号用の前記外部接続用パッドを取り囲むように配列された配線基板であって、前記外部接続用パッドの前記格子状の並びのうち、最外周に位置する前記外部接続用パッドの格子点を除く信号用の前記外部接続用パッドに隣接する格子点の少なくとも一つに前記外部接続用パッドがないことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の配線基板は、最外周に位置する外部接続用パッドを除く信号用の外部接続用パッドに隣接する格子点の少なくとも一つに外部接続パッドがないことから、信号用の外部接続用パッドとそれを取り囲む接地または電源用の外部接続用パッドとの間のキャパシタンスがその分だけ小さなものとなり、信号用の外部接続用パッドとそれに接続された配線導体との間の特性インピーダンスの不整合が緩和され、その結果、信号用の配線導体に高周波信号を伝播させた場合に、高周波信号に大きな反射ノイズが発生せず良好に伝播させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の配線基板について以下に詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の配線基板を半導体素子搭載用のものとした場合の実施の形態の一例を示す断面図であり、同図中、１は絶縁層１ａ，１ｂから成る絶縁基板、２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ信号用、接地用、電源用の電子部品接続用パッド、３ａ，３ｂ，３ｃはそれぞれ信号用、接地用、電源用の外部接続用パッド、４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれ信号用、接地用、電源用の配線導体である。
【００１５】
なお、図１の例では、ガラス織物に熱硬化性樹脂を含浸させて成る絶縁層１ａの上下面に熱硬化性樹脂から成る絶縁層１ｂを３層ずつ積層して絶縁基板１を形成しており、最表層の絶縁層１ｂはソルダーレジスト層である。また、絶縁基板１の上面にはそれぞれ信号用，接地用および電源用の電子部品接続用パッド２ａ，２ｂ，２ｃが形成されているとともに、絶縁基板１の下面にはそれぞれ信号用，接地用および電源用の外部接続用パッド３ａ，３ｂ，３ｃが縦横に格子状の並びに配列形成されている。また、絶縁基板１の上面から下面にかけてはそれぞれ対応する電子部品接続用パッド２ａ，２ｂ，２ｃと外部接続用パッド３ａ，３ｂ，３ｃとを互いに電気的に接続する、信号用、接地用および電源用の配線導体４ａ，４ｂ，４ｃが配設されている。
【００１６】
絶縁層１ａは、配線基板の平板状の芯体となる部材であり、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０．１〜１ｍｍ程度の複数の貫通孔５を有している。そして、絶縁層１ａの上下面および各貫通孔５の内面には配線導体４ａ，４ｂ，４ｃの一部が被着されており、上下面の配線導体４ａ，４ｂ，４ｃが貫通孔５を介して電気的に接続されている。
【００１７】
このような絶縁層１ａ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貫通孔５を形成するためのドリル加工を施すことにより製作される。なお、絶縁層１ａ上下面の配線導体４ａ，４ｂ，４ｃは、絶縁層１ａ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、この銅箔を絶縁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、貫通孔５内面の配線導体４ａ，４ｂ，４ｃは、絶縁層１ａに貫通孔５を設けた後に、貫通孔５内面に無電解めっき法や電解めっき法により厚みが３〜５０μｍ程度の銅めっき層を被着することにより形成される。
【００１８】
さらに、絶縁層１ａは、貫通孔５の内部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から成る樹脂柱６が充填されている。樹脂柱６は、貫通孔５を塞ぐとともに貫通孔５の直上および直下の絶縁層１ｂの部位にそれぞれ接続されることにより、絶縁層１ａの上下面の絶縁層１ｂを強固に固定することができる。この樹脂柱６は、未硬化のペースト状の熱硬化性樹脂を貫通孔５内にスクリーン印刷法により充填し、それを熱硬化させた後、その上下端面を平坦に研磨することにより形成される。そして、樹脂柱６を含む絶縁層１ａの上下面に絶縁層１ｂがそれぞれ３層ずつ積層される。
【００１９】
絶縁層１ａの上下面に積層された各絶縁層１ｂは、それぞれの厚みが２０〜６０μｍ程度であり、各絶縁層１ａの上下面間にわたって直径３０〜１００μｍ程度の複数の貫通孔７を有している。各絶縁層１ｂは、配線導体４ａ，４ｂ，４ｃを高密度に配線するための絶縁間隔を形成するものである。そして、絶縁層１ｂの上層側の配線導体４ａ，４ｂ，４ｃと下層側の配線導体４ａ，４ｂ，４ｃとを、貫通孔７を介して電気的に接続することにより高密度配線を立体的に形成可能としている。
【００２０】
各絶縁層１ｂは、厚みが２０〜６０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂のフィルムを絶縁層１ａ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貫通孔７を穿孔し、さらにその上に次の絶縁層１ｂを同様にして順次積層することによって形成される。なお、各絶縁層１ｂの表面および貫通孔７内に形成された配線導体４ａ，４ｂ，４ｃは、各絶縁層１ｂを形成する毎に各絶縁層１ｂの表面および貫通孔７内に５〜５０μｍ程度の厚みの銅めっき層を公知のセミアディティブ法やサブトラク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。
【００２１】
また、絶縁基板１の上面に形成された電子部品接続用パッド２ａ，２ｂ，２ｃおよび絶縁基板１の下面に形成された外部接続用パッド３ａ，３ｂ，３ｃは、厚みが３〜５０μｍ程度の銅めっき層から成り、それぞれ電子部品の電極および外部電気回路基板の配線導体と、各配線導体４ａ，４ｂ，４ｃとを電気的に接続するための接続用電極として機能する。そして、電子部品接続用パッド２ａ〜２ｃおよび外部接続用パッド３ａ〜３ｃのそれぞれの露出表面には、半田８ａ，８ｂが接合されており、電子部品接続用パッド２ａ〜２ｃには半田８ａを介して電子部品の各電極が接続され、外部接続用パッド３ａ〜３ｃには半田８ｂを介して外部電気回路基板の配線導体が接続される。
【００２２】
これらの電子部品接続用パッド２ａ〜２ｃおよび外部接続用パッド３ａ〜３ｃは、絶縁層２ｂの表面に公知のセミアディティブ法やサブトラクティブ法により銅めっき層を所定のパターンに被着させることにより形成され、それらの表面に半田ペーストを塗布するとともにリフローすることにより半田８ａ，８ｂが接合される。
【００２３】
なお、信号用の電子部品接続用パッド２ａは直径が５０〜１００μｍ程度の円形状であり、接地用や電源用の電子部品接続用パッド２ｂ，２ｃは直径が５０〜１００μｍ程度の円形状または連続した広面積のパターンである。また、信号用の外部接続用パッド３ａは直径が２００〜５００μｍ程度の円形であり、接地用や電源用の外部接続用パッド３ｂ，３ｃは直径が２００〜５００μｍ程度の円形である。
【００２４】
これらの電子部品接続用パッド２ａ〜２ｃと外部接続用パッド３ａ〜３ｃとを接続するようにして、絶縁基板１の上面から下面にかけて信号用，接地用および電源用の各配線導体４ａ，４ｂ，４ｃが配設されており、そして配線導体４ａ〜４ｃはそれぞれ電子部品の各電極を外部電気回路基板に接続するための導電路として機能する。
【００２５】
信号用の配線導体４ａは、主として各絶縁層１ａ，１ｂ間に配設された細い帯状のパターンを、各絶縁層１ａ，１ｂを貫通して配設された貫通導体で接続して成る。接地用および電源用の配線導体４ｂ，４ｃは、各絶縁層１ａ，１ｂ間に配設された広面積の導体層４ｂｐ，４ｃｐを、各絶縁層１ａ，１ｂを貫通して配設された貫通導体で接続して成る。そして、配線導体４ａ〜４ｃは、それぞれ対応する電子部品接続用パッド２ａ〜２ｃや外部接続用パッド３ａ〜３ｃに、絶縁層１ｂを貫通して配設された貫通導体を介して接続されている。
【００２６】
そして、信号用の配線導体４ａは、電子部品に信号の出し入れを行なうための配線導体として機能し、接地用および電源用の配線導体４ｂ，４ｃは、電子部品に接地電位や電源電位を供給するための配線導体として機能するとともに、配線導体４ａを電磁的に遮蔽するシールドとしての機能も有する。また、例えば信号用の配線導体４ａと接地用の導体層４ｂｐとが絶縁層１ｂを挟んで対向することにより、信号用の配線導体４ａに所定の特性インピーダンスが付与される。
【００２７】
なお、本例の配線基板においては、接地用の導体層４ｂｐにおける信号用の外部接続用パッド３ａに対向する部位に、信号用の外部接続用パッド３ａより大きな円形や四角形の開口Ａが形成されているのがよく、それにより信号用の外部接続用パッド３ａと接地用の導体層４ｂｐとの間に形成されるキャパシタンスが低減され、信号用の配線導体４ａに大きな反射ノイズが発生することを防止することができる。
【００２８】
さらに、本発明の配線基板においては、図２に要部下面図で示すように、各外部接続用パッド３ａ〜３ｃは、信号用の外部接続用パッド３ａを接地用または電源用の外部接続用パッド３ｂ，３ｃが取り囲むようにして配列されており、それにより外部接続用パッド３ａ同士間でのクロストークノイズの発生を低減している。
【００２９】
そして、本発明においては、外部接続用パッド３ａ〜３ｃの並びのうち、最外周に位置する外部接続用パッド３ｂ，３ｃの格子点を除く信号用の外部接続用パッド３ａに隣接する格子点の少なくとも一つには、外部接続用パッド３ａ，３ｂ，３ｃが配置されていない。これにより、信号用の外部接続用パッド３ａとそれを取り囲む接地用または電源用の外部接続用パッド３ｂ，３ｃとの間のキャパシタンスが小さくなるので、外部接続用パッド３ａとそれに接続された信号用の配線導体４ａとの間の特性インピーダンスの不整合が緩和される。したがって、信号用の配線導体４ａに高周波信号を伝播させた場合、高周波信号に大きな反射ノイズが発生することなく良好に伝播させることができ、その結果、搭載する電子部品を正常に作動させることが可能となる。
【００３０】
なお、図２には、信号用の外部接続用パッド３ａに隣接する格子点のうち一つの格子点に外部接続用パッド３ｂ，３ｃがない場合の例を示したが、信号用の外部接続用パッド３ａに隣接する格子点のうち二つ以上の格子点に外部接続用パッド３ｂ，３ｃがなくてもよい。また、信号用の外部接続用パッド３ａは、隣接する少なくとも１つの格子点には外部接続用パッド３ｂ，３ｃがないが、その周囲の格子点には外部接続用パッド３ｂ，３ｃがあるため、格子点に配列された接地用、電源用の外部接続用パッド３ｂ，３ｃにより取り囲まれている。
【００３１】
また、本発明においては、信号用の外部接続用パッド３ａに隣接する格子点のうち、外部接続用パッド３ａに接続される信号用の配線導体４ａが延びる側の格子点に外部接続用パッド３ｂ，３ｃがないことが好ましい。すなわち、配線導体４ａが延びていく経路に近接するような外部接続用パッド３ｂ，３ｃがないことがよい。これにより、信号用配線４ａと外部接続用パッド３ｂ，３ｃとの間に形成される余分なキャパシタンスを低減して信号の反射をより良好に防止することができるという利点がある。
【００３２】
かくして、本発明の配線基板によれば、絶縁基板１の上面に電子部品をその電極が半田８ａを介して各電子部品接続用パッド２ａ〜２ｃに接続されるようにして搭載することにより電子装置となり、この電子装置における外部接続用パッド３ａ〜３ｃを外部電気回路基板の配線導体に半田８ｂを介して接続することにより、電子装置が外部電気回路基板に実装されるとともに搭載する電子部品の各電極が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【００３３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、上述の実施の形態では配線導体４ｂを接地用、配線導体４ｃを電源用として用いたが、配線導体４ｂを電源用、配線導体４ｃを接地用として用いてもかまわない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の配線基板は、最外周に位置する外部接続用パッドを除く信号用の外部接続用パッドに隣接する格子点の少なくとも一つに外部接続パッドがないことから、信号用の外部接続用パッドとそれを取り囲む接地または電源用の外部接続用パッドとの間のキャパシタンスがその分だけ小さなものとなり、信号用の外部接続用パッドとそれに接続された配線導体との間の特性インピーダンスの不整合が緩和され、その結果、信号用の配線導体に高周波信号を伝播させた場合に、高周波信号に大きな反射ノイズが発生せず良好に伝播させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の配線基板の要部下面図である。
【符号の説明】
１：絶縁基板
１ａ，１ｂ：絶縁層
２ａ：信号用の電子部品接続用パッド
２ｂ：接地用の電子部品接続用パッド
２ｃ：電源用の電子部品接続用パッド
３ａ：信号用の外部接続用パッド
３ｂ：接地用の外部接続用パッド
３ｃ：電源用の外部接続用パッド
４ａ：信号用の配線導体
４ｂ：接地用の配線導体
４ｃ：電源用の配線導体
【図１】
2004327633.tif 000003
【図２】
2004327633.tif 000004