(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層を積層して成る絶縁基体と、前記絶縁層間の一つに配設されており、複数の開口部を有する接地または電源層と、前記各開口部内に前記接地または電源層から一定の間隔で離間してそれぞれ配設された複数の接続ランドと、前記絶縁層を貫通して前記接続ランドに接続するように配設された複数の貫通導体とを具備して成る配線基板であって、前記接続ランドは、三角形であるとともに、その隣接する前記接続ランド同士において、一方の接続ランドの角部のうち他方の接続ランドに最も近いものと前記他方の接続ランドの中心とを結ぶ線分が前記他方の接続ランドの辺部と交差するように配置されており、かつその各角部に前記貫通導体がそれぞれ接続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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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半導体素子搭載用基板に用いられる配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路素子を搭載するための半導体素子搭載用基板に用いられる配線基板は、例えば酸化アルミニウム質焼結体等の無機系絶縁物やエポキシ樹脂等の有機系絶縁物から成る複数の絶縁層を上下に積層一体化して成る絶縁基体の各絶縁層間に、半導体集積回路素子に接地電位を供給するための接地用導体層と半導体集積回路素子に電源電位を供給するための電源用導体層と半導体集積回路素子に信号の出し入れをするための信号用導体層とが配設されているとともに、絶縁基体の上面および下面に前記接地用導体層、電源用導体層、信号用導体層にそれぞれ電気的に接続された略円形の多数の電極パッドが被着形成されている。また、これらの接地用導体層、電源用導体層、信号用導体層と電極パッドとは、接地用導体層、電源用導体層、信号用導体層からそれぞれ絶縁層を貫通して絶縁基体の表面にかけて導出する多数の貫通導体により互いに電気的に接続されている。そして、この配線基板は、絶縁基体の上面に半導体集積回路素子を、その電極が絶縁基体の上面の電極パッドに半田バンプ等の導電性接合部材を介して電気的に接続されるようにして搭載するとともに、その絶縁基体の上面に例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る封止樹脂を半導体集積回路素子を覆うように固着させることにより製品としての半導体装置となり、この半導体装置は絶縁基体の下面の電極パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田等の導電性接合部材を介して接続することにより外部電気回路基板に実装される。
【０００３】
ところで、このような配線基板においては、近時の半導体集積回路素子の高集積化に伴い、半導体集積回路素子に接地電位や電源電位を供給するための接地用導体層や電源用導体層は、それぞれ絶縁基体の絶縁層間の一つあるいはいくつかの略全面にわたる広面積のパターンとして設けられる場合が多くなっている。このような広面積の接地用導体層や電源用導体層から半導体集積回路素子に接地電位や電源電位を供給することによって安定した接地電位や電源電位の供給が可能となるとともに接地用導体層や電源用導体層が電磁シールドの役目を果たし、信号用導体層に外部から電磁ノイズが入り込んだり、外部に不要な電磁ノイズの放射が行われたりすることを防止するようにしている。
【０００４】
なお、このように接地用導体層や電源用導体層が、ある絶縁層間の略全面にわたり広面積のパターンに設けられた配線基板では、接地用導体層や電源用導体層や信号用導体層と絶縁基体の表面の電極パッドとを電気的に接続するための貫通導体を接地用導体層や電源用導体層を貫通して複数の絶縁層にわたって設ける必要があり、そのような場合、接地用導体層や電源用導体層を貫通導体が貫通する部位には、それらの貫通導体と接地用導体層や電源用導体層との電気的短絡を防止するために貫通導体を取り囲む開口部が設けられており、さらにその開口部内には、貫通導体よりも大きな径を有する円形の接続ランドと呼ばれる導体パターンが接地用導体層や電源用導体層から一定の間隔で離間して形成されており、この接続ランドに貫通導体を接続させることにより接地用導体層や電源用導体層を貫通する上下の貫通導体同士の電気的な接続を良好なものとしている。また、接地用導体層や電源用導体層と電極パッドとを接続する貫通導体は、半導体集積回路素子に接地電位や電源電位を安定して供給するために、一つの電極パッドに対して例えば３本ずつ接続されることがあり、そのような場合、それらの貫通導体を一つの円形の接続ランドに３本ずつ接続するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近時の半導体集積回路素子の超高集積化に伴い、配線基板もその電極パッドの高密度配列が要求されてきており、このため、電極パッドの配列ピッチが１ｍｍ以下の狭いものが製造されるようになってきている。そして、このような高密度配列された電極パッドに例えば３本ずつの貫通導体を接続させた場合、この３本の貫通導体が接続された円形の接続ランド同士の間隔も極めて狭いものとなり、それらの接続ランド間に接地または電源用導体層を十分な幅で設けることができなくなる。そうすると、半導体集積回路素子に接地または電源電位を供給するための接地または電源用導体層の実効インダクタンスが大きなものとなり、その結果、この接地または電源用導体層からの半導体集積回路素子への均一、かつ効率の良い接地または電源電位の供給ができなくなるため、半導体集積回路素子に誤動作を発生させてしまうという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、複数の貫通導体が接続された接続ランド間に接地または電源用導体層を大きな幅で設けることができ、その結果、接地または電源用導体層の実効インダクタンスを小さなものとして、搭載する半導体集積回路素子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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、複数の絶縁層を積層して成る絶縁基体と、前記絶縁層間の一つに配設されており、複数の開口部を有する接地または電源層と、前記各開口部内に前記接地または電源層から一定の間隔で離間してそれぞれ配設された複数の接続ランドと、前記絶縁層を貫通して前記接続ランドに接続するように配設された複数の貫通導体とを具備して成る配線基板であって、前記接続ランドは、三角形であるとともに、その隣接する前記接続ランド同士において、一方の接続ランドの角部のうち他方の接続ランドに最も近いものと前記他方の接続ランドの中心とを結ぶ線分が前記他方の接続ランドの辺部と交差するように配置されており、かつその各角部に前記貫通導体がそれぞれ接続されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の配線基板によれば、接地または電源用導体層の開口部内に接地または電源用導体層から一定の間隔で離間して設けられた接続ランドは、三角形であるとともに、その隣接する接続ランド同士において、一方の接続ランドの角部のうち他方の接続ランドに最も近いものと他方の接続ランドの中心とを結ぶ線分が他方の接続ランドの辺部と交差するように配置されており、かつその各角部に貫通導体がそれぞれ接続されていることから、各接続ランドに３本ずつの貫通導体を接続することが可能であるとともに、各接続ランド間に大きな間隔を形成することができ、その間に接地または電源用導体層を大きな幅で形成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の配線基板を半導体素子集積回路素子を搭載するための半導体素子搭載用基板に用いられる配線基板に適用した場合の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は絶縁基体、３は接地または電源用導体層、５は貫通導体、６は接続ランドである。
【００１１】
絶縁基体１は例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、ガラス−セラミックス等の無機系絶縁物やエポキシ樹脂やポリイミド樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等の有機系絶縁物から成る４層の絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを積層一体化して成り、その上面中央部には、半導体集積回路素子が搭載される搭載部を有し、その下面は外部電気回路基板に接続される接続面を形成している。
【００１２】
このような絶縁基体１は、例えば各絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが酸化アルミニウム質焼結体等の無機系絶縁物から成る場合であれば、酸化アルミニウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法を採用してシート状に形成して各絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとなるセラミックグリーンシートをそれぞれ準備し、しかる後、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに所定の順に積層して絶縁基体１用のセラミックグリーンシート積層体となし、最後にこのセラミックグリーンシート積層体を高温で焼成することによって製作され、他方、各絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄがエポキシ樹脂等の有機系絶縁物から成る場合であれば、各絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ用の未硬化の熱硬化性樹脂シートを準備するとともにそれらを所定の順に積層して熱硬化させることによって製作される。なお、この熱硬化性樹脂シート中にはガラス繊維や無機絶縁物フィラーを含有させてもよい。
【００１３】
また、絶縁基体１の絶縁層１ａと１ｂとの間には半導体集積回路素子に信号の出し入れをするための信号用導体層２が所定の配線パターンに被着されており、絶縁層１ｂと１ｃとの間および１ｃと１ｄとの間には半導体集積回路素子に接地または電源電位を供給するための接地または電源用導体層３が略全面にわたり被着されている。さらに絶縁基体１の上面には半導体集積回路素子の各電極が接続される素子接続用の電極パッド４ａが、絶縁基体１の下面には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電極パッド４ｂが被着されている。そして、これらの電極パッド４ａ、４ｂと信号用導体層２および接地または電源用導体層３とが絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを貫通する貫通導体５により電気的に接続されている。なお、絶縁層１ｂと１ｃとの間および１ｃと１ｄとの間に被着された接地または電源用導体層３は、それぞれ互いに異なる接地電位または電源電位を半導体集積回路素子に供給するための導体層である。そして、これらの接地または電源用導体層３には、他の接地または電源用導体層３や信号導体層２に接続された貫通導体５との電気的な短絡を防止するために、それらの貫通導体５を取り囲む開口部３ａが形成されており、この開口部３ａ内には上下の貫通導体５同士の電気的接続を良好とするための接続ランド６が接地または電源用導体層３から一定の間隔で離間して形成されている。なお、接地または電源用導体層３とこれに対応する電極パッド４ｂとの間は例えば３本ずつの貫通導体５により接続されており、それにより接地または電源電位をより効率よく供給できるようにしている。
【００１４】
このような信号用導体層２および接地または電源用導体層３、電極パッド４ａ、４ｂ、貫通導体５、接続ランド６は、絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが酸化アルミニウム質焼結体等の無機系絶縁物から成る場合であれば、例えばタングステンやモリブデン、銅、銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダー、溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ用のセラミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法を採用して印刷塗布しておくとともにそれを絶縁基体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって形成され、他方、絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄがエポキシ樹脂等の有機系絶縁物から成る場合であれば、例えば、銅箔や銅めっきや銅ペースト硬化物から成り、絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ用のシートに銅箔や銅めっき層を被着させるとともに、それをフォトリソグラフィー技術を採用して所定のパターンにエッチングすることによって、あるいは銅ペーストを所定のパターンに印刷や充填してそれを熱硬化させることによって形成される。
【００１５】
さらに、本発明の配線基板においては、図２に要部平面図で示すように、接地または電源用導体層３とこれに対応する電極パッド４ｂとを接続する３本の貫通導体５が接続される接続ランド６の形状を三角形としている。また、その隣接する接続ランド６同士において、一方の接続ランド６の角部のうち他方の接続ランド６に最も近いものと他方の接続ランド６の中心とを結ぶ線分が他方の接続ランド６の辺部と交差するように配置、すなわち、隣接する接続ランド６同士の角部が互いに正面で向かい合わないように配置している。さらに、貫通導体５を接続ランド６の各角部にそれぞれ接続している。
この構成により、隣接する接続ランド６の間に大きな間隔が形成され、その間に接地または電源用導体層３を大きな幅で配置することができる。
したがって、本発明の配線基板によれば、接地または電源用導体層３の実効インダクタンスを小さなものとして、搭載する半導体集積回路素子を正常に作動させることが可能となる。
【００１６】
なお、接続ランド６の各角部に接続された貫通導体５は、接続ランド６の外周から２０〜５０μｍ内側の位置に接続されていることが好ましい。貫通導体５が接続ランド６の外周から２０μｍ未満内側に位置している場合、貫通導体５と接続ランド６との接続信頼性が低いものとなってしまう危険性があり、他方、５０μｍを超えると、接続ランド６の面積をその分大きくする必要があるので、接続ランド６を高密度で配置することが困難となる傾向にある。
【００１７】
また、接続ランド６同士の間隔は、３０〜１００μｍの範囲であることが好ましい。接続ランド６同士の間隔が３０μｍ未満であると、接続ランド６同士の電気的な絶縁信頼性が低いものとなる傾向にあり、他方、１００μｍを超えると、接続ランド６を高密度で配置することが困難となる傾向にある。
【００１８】
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、種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、接地または電源用導体層の開口部内に接地または電源用導体層から一定の間隔で離間して設けられた接続ランドは、三角形であるとともに、その隣接する接続ランド同士において、一方の接続ランドの角部のうち他方の接続ランドに最も近いものと他方の接続ランドの中心とを結ぶ線分が他方の接続ランドの辺部と交差するように配置されており、かつその各角部に貫通導体がそれぞれ接続されていることから、各接続ランドに３本ずつの貫通導体を接続することが可能であるとともに、各接続ランド間に大きな間隔を形成することができ、その間に接地または電源用導体層を大きな幅で形成することができる。
したがって、接地または電源用導体層の実効インダクタンスを小さいものとして、搭載する半導体集積回路素子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】本発明の配線基板の要部平面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・絶縁基板
１ａ〜１ｄ・・・・絶縁層
３・・・・・・接地または電源用導体層
３ａ・・・・・接地または電源用導体層３の開口部
５・・・・・・貫通導体
６・・・・・・接続ランド
【図１】
0003878878.tif 000002
【図２】
0003878878.tif 000003