(57)【要約】  【課題】  高周波信号伝送用の配線導体に隣接して配置されたダミーの導体パターン内に共振が起こることがなく、高周波信号伝送用の配線導体に高周波の信号が良好に伝播されて、搭載する電子部品を正常に作させることが可能な配線基板を提供すること。  【解決手段】  高周波信号伝送用の配線導体４ａｐに隣接して配置されたダミーの導体パターン９は、高周波信号伝送用の配線導体４ａｐを伝播する信号の波長の４分の１未満の長さの導体片９ａが配線導体４ａｐに沿って複数形成されている。【選択図】  図２
2005158967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、該絶縁層の表面に配設された複数の高周波信号伝送用の配線導体と、前記絶縁層の表面に前記配線導体に隣接して配置され、前記配線導体と電気的に独立したダミーの導体パターンとを具備する配線基板において、前記導体パターンは、前記配線導体を伝播する高周波信号の波長の４分の１未満の長さの導体片が前記配線導体に沿って複数形成されて成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、半導体素子等の電子部品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】
一般に、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、このような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、そのような小型化、薄型化、多端子化を実現するための配線基板として、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】
このようなボールグリッドアレイパッケージ用やチップスケールパッケージ用の配線基板は、複数の絶縁層が積層された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が設けられているとともに絶縁基板の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が設けられている。そして、これらの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ための配線導体が絶縁基板の絶縁層を貫通して上下に延びるとともに各絶縁層間を水平に延びるように配設されている。
【０００４】
そして、このような配線基板によれば、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こととなる。
【０００５】
このような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配線導体に機能化されている。
【０００６】
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基板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、絶縁層間に絶縁基板の中央部から外周部に向けて互いの間隔が拡がるようにして延びる複数の細い帯状の導体パターンを有するとともに、絶縁層を貫通する導体柱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、絶縁層を貫通する導体柱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。
【０００７】
また、接地用の配線導体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おり、信号用の導体パターンに対向する広面積の導体パターンを絶縁層間に有するとともに、絶縁層を貫通する導体柱によりそれぞれ接地用や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。
【０００８】
しかしながら、このような配線基板においては、信号用の配線導体が絶縁層間に絶縁基板の中央部から外周部に向けて互いの間隔が拡がるようにして延びる複数の細い帯状の導体パターンを有することから、絶縁基板の中央部と外周部とで導体パターンの占める割合に大きな差があり、そのため絶縁基板に反りが発生しやすい。そこで、特許文献１には、信号用の導体パターン間に電気的に独立したダミーの導体パターンを配置することにより絶縁基板の中央部と外周部における導体パターンの占める割合を均一化して基板の反りを防止するようになした配線基板が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１３５６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、信号用の導体パターンの間に信号用の配線導体と電気的に独立したダミーの導体パターンを配置した場合、信号用の配線導体に周波数が１０ＧＨｚを超えるような高周波の信号を伝播させると、ダミーの導体パターン内に信号用の配線導体を伝播する信号に対応した共振が起こり、その共振のために信号用の配線導体を伝播する信号の正常な伝播が阻害されて配線基板に搭載する半導体素子等の電子部品を正常に作動させることができないという問題点を有していた。
【００１０】
本発明は、かかる従来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配線導体を伝播する信号の周波数が１０ＧＨｚを超えるような高周波であっても、信号用の配線導体に隣接して配置されたダミーの導体パターン内に共振が起こることがなく、信号用の配線導体に高周波の信号が良好に伝播されて、搭載する電子部品を正常に作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】
【００１１】
本発明の配線基板は、絶縁層と、該絶縁層の表面に配設された複数の高周波信号伝送用の配線導体と、前記絶縁層の表面に前記配線導体に隣接して配置され、前記配線導体と電気的に独立したダミーの導体パターンとを具備する配線基板において、前記導体パターンは、前記配線導体を伝播する信号の波長の４分の１未満の長さの導体片が前記配線導体に沿って複数形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の配線基板によれば、高周波信号伝送用の配線導体に隣接して配置されたダミーの導体パターンが高周波信号伝送用の配線導体を伝播する信号の波長の４分の１未満の長さの複数の導体片が高周波信号伝送用の配線導体に沿って複数形成されていることから、高周波信号伝送用の配線導体に１０ＧＨｚを超えるような高周波の信号を伝播させた場合であっても、ダミーの導体パターンに信号に対応する共振が発生することはなく、その結果、高周波信号伝送用の配線導体に高周波の信号が良好に伝播されて、搭載する電子部品を正常に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の配線基板を添付の図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明を実施するための最良の形態を、半導体素子を搭載するための配線基板に適用した場合の例を示す断面図であり、図中、１は絶縁基板、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。
【００１４】
なお、本例では、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が縦横の並びに配列形成されており、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。
【００１５】
絶縁層１ａは、本例の配線基板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、その上下面には配線導体４ａ，４ｂ，４ｃの一部を構成する導体パターンおよび各貫通孔５の内面には配線導体４ａ，４ｂ，４ｃの一部を構成する円筒状の導体柱が被着されており、絶縁層１ａ上下面の導体パターン同士が貫通孔５内の導体柱を介して電気的に接続されている。
【００１６】
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の導体パターンは、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ておくとともにこの銅箔を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の導体柱は、絶縁層１ａに貫通孔５を設けた後に、この貫通孔５内面に無電解めっき法および電解めっき法により厚みが３〜５０μｍ程度の銅めっき膜を析出させることにより形成される。
【００１７】
さらに、絶縁層１ａは、その貫通孔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を塞ぐことにより貫通孔５の直上および直下に各絶縁層１ｂを形成可能とするためのものであり、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、その上下面を略平坦に研磨することにより形成される。そして、この樹脂柱６を含む絶縁層１ａの上下面に絶縁層１ｂがそれぞれ３層ずつ積層されている。
【００１８】
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、各層の上面から下面にかけて直径が３０〜１００μｍ程度の複数の貫通孔７を有している。これらの各絶縁層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提供するためのものであり、最表層の絶縁層１ｂを除く各絶縁層１ｂの表面には配線導体４ａ，４ｂ，４ｃの一部を構成する導体パターンが被着されているとともに貫通孔７内には配線導体４ａ，４ｂ，４ｃの一部を構成する逆円錐台状の導体柱が被着されている。そして、上層の導体パターンと下層の導体パターンとが貫通孔７内の導体柱を介して電気的に接続されることにより立体的な高密度配線が可能となっている。このような各絶縁層１ｂは、厚みが２０〜６０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂から成る絶縁フィルムを絶縁層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、さらにその上に同様にして次の絶縁樹脂層を順次積み重ね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内に被着された配線導体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膜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。
【００１９】
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程度の銅めっき膜から成り、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、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，２ｂ，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，３ｂ，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。このような電子部品接続用パッド２ａ，２ｂ，２ｃおよび外部接続用パッド３ａ，３ｂ，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膜を所定のパターンに被着させることにより形成され、その表面に半田ペーストを塗布するとともにそれをリフローすることにより半田８ａ，８ｂが接合される。
【００２０】
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程度の円形または連続した広面積のパターンである。
【００２１】
これらの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配設された信号用、接地用および電源用の各配線導体４ａ，４ｂ，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し、信号用の配線導体４ａであれば、図２に要部平面図で示すように、絶縁層１ｂの間を絶縁基板１の中央部から外周部に向けて互いの間隔が拡がるようにして延びる複数の細い帯状の高周波信号伝送用の配線導体４ａｐを有しており、接地用および電源用の配線導体４ｂ，４ｃであれば、高周波信号伝送用の配線導体４ａｐに対向する広面積の導体パターンを含んでいる。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導体として機能するとともに信号用の配線導体４ａを電磁的に遮蔽するシールドとしても機能する。また、例えは信号用の導体パターンと接地や電源用の導体パターンとが絶縁層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。
【００２２】
さらに、本例の配線基板においては、図２に示すように、高周波信号伝送用の配線導体４ａｐの間に、この高周波信号伝送用の配線導体４ａｐと電気的に独立したダミーの導体パターン９が配設されている。ダミーの導体パターン９は高周波信号伝送用の配線導体４ａｐと同じ材料の導体により形成されており、高周波信号伝送用の配線導体４ａｐを伝播する高周波信号の波長の４分の１未満の長さの導体片９ａが高周波信号伝送用の配線導体４ａｐに沿って複数形成されている。このようなダミーの導体パターン９は、絶縁基板１の中央部と外周部における導体パターンの占める割合を均一として基板の反りを防止したり、信号用の導体パターンを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形成する際にパターンのエッチング量を均一にしたりする作用を有し、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信号用の導体パターンと同時に形成される。
【００２３】
本発明においては、ダミーの導体パターン９は、高周波信号伝送用の配線導体４ａｐを伝播する信号の波長の４分の１未満の長さの導体片９ａが高周波信号伝送用の配線導体４ａｐに沿って複数形成されており、そのことが重要である。本発明の配線基板は、高周波信号伝送用の配線導体４ａｐに隣接して設けられたダミーの導体パターン９が、高周波信号伝送用の配線導体４ａｐを伝播する信号の波長の４分の１未満の長さの導体片９ａが高周波信号伝送用の配線導体４ａｐに沿って複数形成されていることから、高周波信号伝送用の配線導体４ａｐに周波数が１０ＧＨｚ以上の高周波信号が伝播したとしても、信号の波長の４分の１未満の導体片９ａにおいては、共振が抑制されるので、ダミーの導体パターン９に共振が発生することはない。したがって、高周波信号伝送用の配線導体４ａｐに１０ＧＨｚ以上の高周波の信号が良好に伝播されて、搭載する電子部品を正常に作させることができる。
【００２４】
なお、ダミーの導体パターン９は、各導体片９ａの間隔が３０μｍ未満となると、導体片９ａ同士の間の電気的な絶縁性が低下して導体パターン９に共振が発生してしまう危険性が大きくなる。したがって、ダミーの導体パターン９は、各導体片９ａの間隔が３０μｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
また、図２に示すように、高周波信号伝送用の配線導体４ａｐとこれに隣接する各導体片９ａとの間隔を同一にしておくことが好ましい。高周波信号伝送用の配線導体４ａｐとこれに隣接する各導体片９ａとの間隔が不均一であれば、電磁界分布が乱れて伝送損失特性が劣化してしまう。
【００２６】
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，２ｂ，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，３ｂ，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。
【００２７】
なお、本発明は上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明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り、例えば上述の実施の形態例ではダミーの導体パターン９を構成する各導体片９ａは台形状であったが、導体片９ａは円形や四角形、三角形等の他の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の配線基板を実施するための最良の形態例を示す断面図である。
【図２】図１に示す形態例の要部平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ａ，１ｂ：絶縁層
４ａｐ：高周波信号伝送用の配線導体
９：ダミーの導体パターン
９ａ：ダミーの導体パターン９を構成する導体片
【図１】
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【図２】
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