(57)【要約】【課題】差動信号を伝送する配線基板おいて適切なＥＭＩ対策を施すことが可能なシールド構造を有する配線基板等を提供する。【解決手段】本発明の配線基板１は、差動信号の伝送線路１５を含む基板本体１ａと、この基板本体１ａの側面に端面が露出したメッキ用配線導体１６と、少なくともメッキ用配線導体１６の端面を覆って形成された絶縁層２０と、この絶縁層２０を挟んで基板本体１ａの側面を取り囲んで形成され、基板本体１ａの導体部と電気的に分離された導体層２１とを備えて構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動信号の伝送線路を含む基板本体と、
前記基板本体の側面に端面が露出したメッキ用配線導体と、
少なくとも前記メッキ用配線導体の前記端面を覆って形成された絶縁層と、
前記絶縁層を挟んで前記基板本体の側面を取り囲んで形成され、前記基板本体の導体部と電気的に分離された導体層と、
を備えることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記導体層は、接地電位に接続されていないことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記導体層は、前記基板本体の厚さ方向の下端から上端までの範囲に亘って形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記基板本体は、１又は複数の接地層を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記基板本体の表面には、電子部品を載置するためのキャビティ部が開口されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項６】
前記キャビティ部を形成する前記基板本体の表面には、前記差動信号の伝送線路の端部に接続された複数のパッドが形成されていることを特徴とする請求項５に記載の配線基板。
【請求項７】
差動信号の伝送線路を含む基板本体と、当該基板本体の側面に端面が露出したメッキ用配線導体と、を有する配線基板の製造方法であって、
少なくとも前記メッキ用配線導体の前記端面を覆うように絶縁層を形成する第１の工程と、
前記絶縁層を挟んで前記基板本体の側面を取り囲むように導体層を形成する第２の工程と、
を備え、前記導体層は前記基板本体の導体部と電気的に分離されていることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記第１及び第２の工程においては、それぞれ前記基板本体の表面及び裏面をそれぞれマスク部材で挟んだ状態で、前記絶縁層の形成及び前記導体層の形成の一方又は両方を行うことを特徴とする請求項７に記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動信号を伝送可能な配線基板に関し、特に、基板本体の側面にメッキ用配線導体の端面が露出し、かつ、基板本体の側面を取り囲む導体層により電磁ノイズ等の電磁干渉（ＥＭＩ：Electro-Magnetic Interference）を抑制し得る配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、主に高周波用途の配線基板として、半導体チップ等の電子部品が搭載され、電子部品と外部との間で差動信号を伝送する伝送線路を構成した配線基板が用いられている。この種の配線基板は、外部からの電磁波による電子部品の誤動作、及び、この電子部品から外部へのノイズの漏洩のいずれも防ぐために、適切なＥＭＩ対策を施す必要がある。例えば、ＥＭＩ対策として、配線基板に電磁波を遮蔽するシールド構造を形成する技術が提案されている（特許文献１、２参照）。特許文献１には、配線基板の全体を被覆する導体層を形成し、シールドを行う構造が開示されている。また、特許文献２には、配線基板の側面に導体パターンを印刷法により形成し、シールドを行う構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−１００３９号公報
【特許文献２】特開平１１−１０２９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、配線基板の全体を被覆するために酸化物超電導体を用いるので複雑かつ特殊な構造が必要となる。一方、差動伝送線路を有する配線基板における簡潔なシールド構造として、差動信号を伝送する伝送線路を構成した配線層の上下の層にグランド配線層や電源配線層を配置することで、上下方向に伝送する電磁波を遮蔽するシールド構造を実現することも可能である。しかし、実際の配線基板は、誘電体層と配線層を交互に積層して形成されるので、上下方向のシールド構造だけでは不十分であり、配線基板の側面に向かう側面方向の電磁波の伝送を遮蔽するシールド構造を形成することが重要である。この点に関し、特許文献２に開示された配線基板は、その側面にグランド配線パターンと導通するシールド用導体パターンが形成されており、これが側面方向の電磁波を遮蔽するシールド板として機能する。しかし、配線基板の表面に形成される接続端子等の導体部に電解メッキを行う場合には、配線基板の側面に複数のメッキ用配線導体の端面が露出した状態になることがある。このように、配線基板の側面に複数のメッキ用配線導体の端面が露出する場合において、複数のメッキ用配線導体の端面を含む配線基板の側面に前述のシールド板を形成すると、各メッキ用配線導体がシールド板を介して短絡することになり、その結果としてシールド性能が不安定になってノイズ等の悪影響を受けやすくなるという問題がある。
【０００５】
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、差動信号を伝送する配線基板において、絶縁層を挟んで基板本体の側面を取り囲む導体層により適切なＥＭＩ対策を施すことが可能なシールド構造を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の配線基板は、差動信号の伝送線路を含む基板本体と、前記基板本体の側面に端面が露出したメッキ用配線導体と、少なくとも前記メッキ用配線導体の前記端面を覆って形成された絶縁層と、前記絶縁層を挟んで前記基板本体の側面を取り囲んで形成され、前記基板本体の導体部と電気的に分離された導体層と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
本発明の配線基板によれば、差動信号の伝送線路が構成された配線基板に対し、絶縁層を挟んで基板本体の側面を取り囲むように導体層が形成される。そのため、導体層を基板本体の導体部と電気的に分離されたシールド板として機能させることができる。これにより、導体層を介してメッキ用配線導体が互いに短絡することを防止するとともに、シールド板としての導体層の電気的特性が不安定になることを回避し、側面方向の電磁波を十分に遮断して良好なシールド性能を保つことができる。
【０００８】
前記導体層は、メッキ用配線導体だけではなく、接地電位にも接続されない構造を採用してもよい。通常、接地電位用の導体パターンは面積が大きいため、接地電位に接続される導体層の電気的特性に与える影響は大きくなるが、接地電位と非接続の導体層は電気的特性への影響が小さいので、そのシールド性能も安定に保つことができる。例えば、基板本体の側面の全周を覆う絶縁層を形成すれば、導体層は接地電位を含む基板本体の導体部と電気的に非接続となり、フローティング状態に保たれる。
【０００９】
前記導体層は、基板本体の厚さ方向の下端から上端までの範囲に亘って形成することが望ましい。これにより、複数の配線層が形成された基板本体のいずれの位置においても、その基板本体の側面に向かう側面方向が導体層によってシールドされる構造となるため、導体層のシールド板としての機能の向上を図ることができる。
【００１０】
前記基板本体は、１又は複数の接地層を含めて構成することができる。例えば、側面方向をシールドするための前述の導体層に加えて、基板本体の厚さ方向の上端側と下端側にそれぞれ接地層を配置することで、上下方向もシールドすることができる。
【００１１】
前記基板本体は、多様な形態で構成することができる。例えば、基板本体の表面にキャビティ部を開口し、このキャビティ部に電子部品を載置してもよい。この場合、キャビティ部を形成する基板本体の表面に、差動信号の伝送線路の端部に接続された複数のパッドを形成してもよい。差動信号の伝送線路は、例えば、基板本体の表面に形成される複数のパッドから外部接続用の複数の接続端子までの間に形成される。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の配線基板の製造方法は、差動信号の伝送線路を含む基板本体と、当該基板本体の側面に端面が露出したメッキ用配線導体と、を有する配線基板の製造方法であって、少なくとも前記メッキ用配線導体の前記端面を覆うように絶縁層を形成する第１の工程と、前記絶縁層を挟んで前記基板本体の側面を取り囲むように導体層を形成する第２の工程と、を備え、前記導体層は前記基板本体の導体部と電気的に分離されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の配線基板の製造方法によれば、第１の工程では、少なくともメッキ用配線導体の端面を覆うように絶縁層を形成した後、第２の工程では、絶縁層を挟んで基板本体の側面を取り囲むように導体層を形成することで、基板本体の導体部と電気的に分離された導体層によりＥＭＩ対策のためのシールド構造を容易に実現できる。
【００１４】
本発明の配線基板の製造方法のうち第１及び第２の工程のそれぞれにおいては、基板本体の表面及び裏面をそれぞれマスク部材で挟んだ状態で、絶縁層の形成及び導体層の形成の一方又は両方を行うことができる。これにより、両側のマスク部材の配置に応じて、基板本体の厚さ方向の下端から上端までの範囲に亘って導体層を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上述べたように、本発明によれば、差動信号を伝送する配線基板において、メッキ用配線導体の端面を覆う絶縁層と、この絶縁層を挟んで基板本体の側面を取り囲む導体層とを形成したので、電解メッキを行う場合であってもメッキ用配線導体の影響を受けることなく、比較的簡単な構造で、側面方向に伝搬する電磁波を遮蔽して有効なＥＭＩ対策を実現可能なシールド構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の配線基板１の断面構造図である。
【図２】図１の配線基板１の上面図である。
【図３】メッキ用配線導体１６の平面構造の例を示す図である。
【図４】図３の平面構造の変形例を示す図である。
【図５】本実施形態の配線基板１の製造方法における第１の工程を説明する図である。
【図６】本実施形態の配線基板１の製造方法における第２の工程を説明する図である。
【図７】図１の断面構造を有する配線基板１の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下に述べる実施形態は本発明の技術思想を適用した形態の一例であって、本発明が本実施形態の内容により限定されることはない。
【００１８】
以下、図１及び図２を参照して、本発明を適用した配線基板１の構造について説明する。図１は、本実施形態の配線基板１の断面構造図であり、図２は、図１の配線基板１の上面図である。本実施形態の配線基板１は、例えば、高周波信号を入出力する半導体チップ等の電子部品を搭載するための半導体パッケージとして用いられる。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の配線基板１は、セラミック等の絶縁材料からなる複数の誘電体層１０を積層した基板本体１ａを有している。平面視で基板本体１ａの表面の中央部には、断面凹状のキャビティ部１１が開口されている。基板本体１ａは、このキャビティ部１１の外周部分である枠状の側壁部１２を有している。また、配線基板１は、基板本体１ａの側面に形成された絶縁層２０と、この絶縁層２０を挟んで基板本体１ａの側面を全体的に取り囲むように形成された導体層２１とを備えている。絶縁層２０は、絶縁性の樹脂から形成され、導体層２１は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ等の導電性の金属から形成される。本実施形態の構造上の特徴は、導体層２１が配線基板１の基板本体１ａの導体部とは電気的に分離されたシールド板として機能する点にある。なお、本実施形態の配線基板１における導体層２１の具体的な構造及び形成方法について詳しくは後述する。
【００２０】
配線基板１の側壁部１２の表面には、外部接続用の複数の接続端子１３が形成されている。また、キャビティ部１１の底面を画定する基板本体１ａの表面には、半導体チップ等の電子部品の端子との電気的接続のための複数の電極パッド１４が形成されている。また、基板本体１ａの内層には、各々の接続端子１３と各々の電極パッド１４の間を電気的に接続する配線導体１５が形成されている。配線導体１５は、信号配線、電源配線、グランド配線などの多様な配線として利用され、所定の誘電体層１０上に形成される配線層と、積層方向に延伸されるビア導体とにより構成される。なお、図１には示されないが、前述の接続端子１３と対向するように、配線基板１の底面に複数の接続端子を設けてもよい。
【００２１】
図２に示すように、隣接する１対の接続端子１３から１対の配線導体１５（図１）を経由して隣接する１対の電極パッド１４に至る伝送線路は、差動信号を伝送する差動伝送線路ＤＬを構成する。本実施形態の配線基板１は、主に高周波用途に用いられるので、周囲の配線との干渉やノイズによる影響などの面で優れた特性を有する差動伝送線路ＤＬを採用するものである。配線基板１において、差動伝送線路ＤＬのペア数は特に制約はないが、高周波信号を伝送する場合は差動伝送線路ＤＬを用いて構成することが望ましい。差動伝送線路ＤＬの形態としては、例えば、コプレーナ線路を用いることができる。
【００２２】
また、図１には示されないが、配線基板１の基板本体１ａを構成する各誘電体層１０の間の各配線層には多様な導体部が形成される。このうち、図３は、配線基板１の製造時の電解メッキ工程において用いられるメッキ用配線導体１６の平面構造の例を示している。図３に示すように、基板本体１ａのうちキャビティ部１１の下方に位置する所定の誘電体層１０の上部において、平面視で基板本体１ａの側面をなす各辺に直交する複数のメッキ用配線導体１６が形成される。これらのメッキ用配線導体１６は、配線基板１の製造時に、外部からメッキ用電流を供給するための構造である。また、図３における中央の領域には、ベタ状の接地層１７が形成されている。この接地層１７は、図示しない配線構造を介して特定の接続端子１３や電極パッド１４と電気的に接続されている。メッキ用配線導体１６は、接地層１７、配線導体１５、又は図示しない配線構造を介して接続端子１３や電極パッド１４と電気的に接続されている。なお、図３の例では、各辺に４個ずつ計１６個のメッキ用配線導体１６が形成されているが、メッキ用配線導体１６の配置や個数は特に制約されない。また、本実施形態の基板本体１ａの導体部は、配線導体１５やメッキ用配線導体１６を含んで構成される。
【００２３】
上述したように、メッキ用配線導体１６は電解メッキ工程における電流供給路として利用されるので、電解メッキ工程の終了後には本来不要であるが、メッキ用配線導体１６を他の用途の配線として利用することは可能である。一方、電解メッキ工程の直後には各々のメッキ用配線導体１６の端面が基板本体１ａの側面に露出した状態にある。よって、この状態で基板本体１ａの周囲に絶縁層２０を形成することなく導体層２１を形成すると、導体層２１を経由して複数のメッキ用配線導体１６が互いに短絡することになる。そのため、少なくとも複数のメッキ用配線導体１６の各端面を覆うように絶縁層２０を形成し、その後に絶縁層２０を介して基板本体１ａの側面を取り囲むように導体層２１を形成することで、複数のメッキ用配線導体１６の短絡を避けることができる。なお、本実施形態の導体層２１は、複数のメッキ用配線導体１６だけではなく、接地層１７やその他の導体部とも電気的に分離しているので、電気的にフローティング状態となっている。
【００２４】
本実施形態の導体層２１の構造を採用することにより、基板本体１ａの配線導体１５と外部との間で側面方向に伝搬する電磁波を確実にシールドすることができる。この場合、配線基板１に搭載される電子部品から外部へのノイズの漏洩を防止することができるとともに、外部からの電磁波によって配線基板１に搭載される電子部品の誤動作をも防止することができ、有効なＥＭＩ対策を実現することができる。一方、本実施形態の導体層２１は、前述したように側面方向に伝搬する電磁波を遮蔽するシールド板として機能するが、基板本体１ａの厚さ方向に伝搬する電磁波をシールドするには、基板本体１ａの上層及び下層のそれぞれに、接地電位と接続される接地層を配置すればよい。
【００２５】
なお、図１に示すように、本実施形態の導体層２１は、基板本体１ａの厚さ方向の下端から上端までの範囲に亘って形成することが望ましい。これにより、この範囲内に配置される全ての配線導体１５の外周側を導体層２１で取り囲むシールド構造を実現することができる。ただし、基板本体１ａの厚さ方向のうち所定の範囲内の側面方向のみのシールド構造を形成してもＥＭＩ対策として十分である場合には、基板本体１ａの厚さ方向の部分的な範囲に亘って導体層２１を形成することができる。
【００２６】
ここで、図４は、図３の平面構造の変形例を示している。図３の平面構造は、絶縁層２０が基板本体１ａの側面の全周を覆うように形成されているのに対し、図４の変形例は、絶縁層２０が基板本体１ａの周囲を部分的に覆うように形成されている点で異なっている。すなわち、図４の絶縁層２０は、基板本体１ａの所定層の各辺のうち４個のメッキ用配線導体１６の各端面が露出する領域のみを覆っている。導体層２１は、絶縁層２０が形成されていない部分では基板本体１ａに接した状態になるが、この部分で基板本体１ａの導体部が露出してなければ、図３と同様、導体層２１がフローティング状態になる。
【００２７】
図４の変形例において、絶縁層２０が形成されていない部分では、少なくともメッキ用配線導体１６と導体層２１が電気的に非接続であればよく、導体層２１が基板本体１ａの何らかの導体部と電気的に接続する構造も採用可能である。ただし、本実施形態における導体層２１のシールド性能の観点から、導体層２１と基板本体１ａにおける接地電位の配線とを電気的に接続しないことが望ましい。すなわち、基板本体１ａにおける接地電位の配線は、比較的大きな面積で配置されるのが通常であるため、接地電位の配線が導体層２１の電気的特性に影響を与え、導体層２１のシールド性能が不安定化するからである。
【００２８】
以下、本実施形態の配線基板１の製造方法について、主に本発明の特徴的な構造に関連する絶縁層２０及び導体層２１の形成方法に着目しつつ、図５及び図６を用いて説明する。まず配線基板１のうち、複数の接続端子１３及び複数の電極パッド１４が形成された状態の基板本体１ａを用意する。このとき、前述したように、基板本体１ａの側面に端面が露出するようにメッキ用配線導体１６が所定の誘電体層１０の間に形成されている。よって、このメッキ用配線導体１６を利用して複数の接続端子１３及び複数の電極パッド１４にそれぞれ電解メッキが施される。なお、電解メッキ工程は、配線基板１の多数個取りの形態で行われるので、電解メッキの終了後には各々の基板本体１ａに切断分離される。
【００２９】
次いで、図５に示すように、基板本体１ａの表面及び裏面にそれぞれ弾性材料からなるマスク部材３０を配置する。マスク部材３０の配置後、マスク部材３０に挟まれた状態の基板本体１ａの側面領域の上方の所定位置にノズル３１を設置し、このノズル３１から、エポキシ樹脂からなる絶縁性ペースト３２を射出する。その結果、基板本体１ａの側面領域には、絶縁性ペースト３２からなる帯状の樹脂膜が被覆される。そして、樹脂膜を被覆した部分の不要箇所を切除した後、この樹脂膜を所定の温度で加熱硬化することにより、基板本体１ａの側面領域を覆う絶縁層２０が形成される（本発明の第１の工程）。
【００３０】
次いで、図６に示すように、基板本体１ａの両側がマスク部材３０に挟まれた状態で、上方の所定位置にノズル３３を設置し、このノズル３３から、Ａｇ等の微粉末、感光性樹脂、溶剤などを含む導電性ペースト３４を射出する。その結果、絶縁層２０の表面には、導電性ペースト３４からなる帯状の導電性膜が被覆される。そして、導電性膜を被覆した部分の不要箇所を切除した後、この導電性膜に対し、例えば紫外線を照射するなどして前述の感光性樹脂を硬化することにより、基板本体１ａの側面に絶縁層２０を挟んで導体層２１が形成される（本発明の第２の工程）。なお、第１及び第２の工程は、基板本体１ａの各側面に対して行う必要がある。
【００３１】
以上、本実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で多様な変更を施すことができる。例えば、図７は、図１の断面構造を有する配線基板１の変形例を示している。図７の変形例では、基板本体１ａの側面に、図１と同様の絶縁層２０及び導体層２１に加えて、導体層２１の周囲を覆って形成された絶縁層２２を備えている。図７の変形例において、絶縁層２２を設けたため外部に導体層２１を露出しない構造となっているが、導体層２１による基本的なシールド性能については図１と同様である。
【００３２】
また、本実施形態において、配線基板１における他の部分に関しても、図１及び図７の構造に限定されるものではない。例えば、配線基板１の基板本体１ａにおいて、キャビティ部１１及び側壁部１２の有無及び形状、接続端子１３及び電極パッド１４の有無及び配置については、多様な選択が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１…配線基板
１ａ…基板本体
１０…誘電体層
１１…キャビティ部
１２…側壁部
１３…接続端子
１４…電極パッド
１５…配線導体
１６…メッキ用配線導体
１７…接地層
２０、２２…絶縁層
２１…導体層
３０…マスク部材
３１、３３…ノズル
３２…絶縁性ペースト
３４…導電性ペースト
【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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