(57)【要約】【課題】  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。【解決手段】  絶縁層１ｂと、その絶縁層１ｂの一方の主面に形成された複数の接地用または電源用の導体層４ｂｐ、４ｃｐと、絶縁層１ｂの他方の主面に接地用または電源用の導体層４ｂｐ、４ｃｐに対向するように形成された複数の信号用の配線導体４ａｐとを具備する配線基板において、信号用の配線導体４ａｐは、それぞれが平面視で接地用または電源用の導体層４ｂｐ、４ｃｐのうち二つ以上に跨らないように形成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、該絶縁層の一方の主面に形成された複数の接地用または電源用の導体層と、前記絶縁層の他方の主面に前記接地用または電源用の導体層に対向するように形成された複数の信号用の配線導体とを具備する配線基板において、前記複数の配線導体は、それぞれが平面視で前記複数の導体層のうち二つ以上に跨らないように形成されてい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、半導体素子を搭載するために用いられる配線基板およびこれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板は、例えばガラス−エポキシ板等から成る絶縁層やエポキシ樹脂等から成る絶縁層を複数層積層して成る絶縁基板の内部および表面に銅箔や銅めっき膜等の導体層から成る配線導体を設けて成る。
【０００３】
配線導体の一部は絶縁基板の上面に露出して半導体素子の電極に接続される半導体素子接続用の接続パッドを形成しているとともに絶縁基板の下面に露出して外部電気回路基板の配線導体に接続される外部接続用の接続パッドを形成している。さらに絶縁基板の表面には接続パッドの中央部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層が被着されている。ソルダーレジスト層は接続パッド間の電気的な絶縁を良好に保つとともに接続パッドを絶縁基体に強固に密着させるための保護層である。そして、ソルダーレジスト層の開口部内に露出した半導体素子接続用の接続パッドと半導体素子の電極とを半田を介して接続することにより半導体素子がフリップチップ接続により配線基板上に搭載されて半導体装置となり、この半導体装置における外部接続用の接続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って配線基板上の半導体素子が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【０００４】
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。このうち、信号用の配線導体は、半導体素子の電極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、絶縁層間を絶縁基板の中央部から外周部に向けて延びるように形成された複数の細い帯状の配線導体を有している。
【０００５】
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半導体素子にそれぞれ接地電位や電源電位を供給するための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、絶縁層を挟んで信号用の配線導体に対向するように形成された広面積の導体層を有している。なお、このような接地用または電源用の広面積の導体層は、互いに異なる電位に接続される複数の導体層が同じ絶縁層上に隣接して形成されることがある。
【特許文献１】特開２００２−１５８４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、同じ絶縁層上に異なる電位に接続される複数の接地用または電源用の導体層が形成されている場合、これら複数の導体層に対して信号用の導体パターンが平面視で跨るように形成されていると、信号用の配線導体に例えば、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を伝播させると、局部的に特性インピーダンス値の不一致部分が形成され、リンギングノイズが発生してしまい、その結果、信号用の配線導体に高周波の信号を良好に伝播させることができず、搭載する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。
【０００７】
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、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】
【０００８】
本発明の配線基板は、絶縁層と、該絶縁層の一方の主面に形成された複数の接地用または電源用の導体層と、前記絶縁層の他方の主面に前記接地用または電源用の導体層に対向するように形成された複数の信号用の配線導体とを具備する配線基板において、前記複数の配線導体は、それぞれが平面視で前記複数の導体層のうち二つ以上に跨らないように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】
【０００９】
本発明の配線基板によれば、一方の主面に複数の接地用または電源用の導体層が形成された絶縁層の他方の主面に複数の信号用の配線導体が、それぞれ平面視で接地用または電源用の導体層のうち二つ以上に跨らないように形成されていることから、信号用の配線導体に例えば１０ＧＨｚ以上の高周波信号を伝播させたとしても、局部的な特性インピーダンス値の不一致部分が形成されず、リンギングノイズを発生することを抑えられ、その結果、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できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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の一部を構成する銅箔から成る導体層および各貫通孔５の内面には配線導体４ａ，４ｂ，４ｃの一部を構成する銅めっき膜から成る円筒状の貫通導体が被着されており、絶縁層１ａ上下面の導体層同士が貫通孔５内の貫通導体を介して電気的に接続されている。
【００１３】
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上下面の導体層は、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内面の貫通導体は、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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の一部を構成する銅めっき膜から成る導体層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の一部を構成する銅めっき充填体から成る貫通導体が被着されている。そして、上層の導体層と下層の導体層とが貫通孔７内の貫通導体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の表面の導体層および貫通孔７内の貫通導体は、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。
【００１６】
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。なお、電子部品接続用パッド２ａ，２ｂ，２ｃは直径が５０〜１００μｍ程度の円形であり、外部接続用パッド３ａ，３ｂ，３ｃは直径が２００〜５００μｍ程度の円形である。
【００１７】
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形成された信号用、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（ａ）に要部平面図で、図２（ｂ）に図２（ａ）のＸ−Ｘ切断線における要部断面図で示すように、絶縁層１ｂの層間を絶縁基板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ように形成された複数の細い帯状の配線導体４ａｐを有している。また、接地用の配線導体４ｂや電源用の配線導体４ｃであれば、絶縁層１ｂを挟んでそれぞれ別々の配線導体４ａｐ対向する接地用の導体層４ｂｐや電源用の導体層４ｃｐを含んでいる。そして、信号用の配線導体４ａｐ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、接地用または電源用の導体層４ｂｐ，４ｃｐ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４ａｐを電磁的に遮蔽するシールドとしても機能する。また、接地用の導体層４ｂｐまたは電源用の導体層４ｂｐをそれぞれ別々の信号用の配線導体４ａｐに対向するように配置することにより信号用の配線導体４ａｐに所定の特性インピーダンスが付与される。
【００１８】
なお、本発明の配線基板においては、図２に示すように、信号用の各配線導体４ａｐは、それぞれが平面視で接地用または電源用の導体層４ｂｐ、４ｃｐのうち二つ以上に跨らないように形成されている。このように、信号用の各配線導体４ａｐのそれそれが、平面視で接地用または電源用の導体層４ｂｐ、４ｃｐのうち二つ以上に跨らないように形成されていることから、信号用の配線導体４ａｐに例えば１０ＧＨｚ以上の高周波信号を伝播させたとしても、局部的な特性インピーダンス値の不一致部分が形成されることがなく、リンギングノイズが発生することを抑えられ、その結果、信号用の配線導体４ａｐ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できる。
【００１９】
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。
【００２０】
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接地用または電源用の導体層として４ｂｐと４ｃｐの二つの導体層を有していたが、さらにこれらの４ｂｐや４ｃｐと異なる電位に接続される別の接地用または電源用の導体層を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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】（ａ）は、図１示した形態例における絶縁層１ｂおよびその一方の主面に形成された信号用の配線導体２ａｐおよび他方の主面に形成された接地用または電源用の導体層４ｂｐ，４ｃｐを示す要部平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ切断線における断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１：絶縁基板
１ｂ：絶縁層
４ａｐ：信号用の配線導体
４ｂｐ：接地用の導体層
４ｃｐ：電源用の導体層
【図１】
2005159091.tif 000003
【図２】
2005159091.tif 000004