(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子接続部と、第１のコイルを構成する配線パターンとを有する被実装体に実装されるよう適応された配線基板であって、
前記被実装体の前記端子接続部に接続される外部接続端子と、
前記配線基板の前記外部接続端子が実装される側の面と平行する面内で、前記配線基板を平面視したときに前記外部接続端子から絶縁された状態で前記外部接続端子の周囲を囲む位置に、かつ、電流が流れたときに該電流によって生じる磁力線を介して前記第１のコイルに磁気結合される範囲内に形成された第２のコイルを構成する配線パターンとを有することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
さらに、強磁性材料からなる部材が、前記外部接続端子の表面もしくは内部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記第２のコイルを構成する配線パターンは、一部が開放されたリング状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項４】
電子部品を搭載する配線基板と、
該配線基板が実装された被実装体とを具備し、
前記被実装体が、端子接続部と、第１のコイルを構成する配線パターンを含む配線層とを備え、
前記配線基板が、前記端子接続部に接続された外部接続端子と、前記配線基板の前記外部接続端子が実装される側の面と平行する面内で、前記配線基板を平面視したときに前記外部接続端子から絶縁された状態で前記外部接続端子の周囲を囲む位置に、かつ、電流が流れたときに該電流によって生じる磁力線を介して前記第１のコイルに磁気結合される範囲内に形成された第２のコイルを構成する配線パターンを含む配線層とを備えたことを特徴とする配線基板の実装構造。
【請求項５】
さらに、強磁性材料からなる部材が、前記配線基板の外部接続端子の表面もしくは内部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の配線基板の実装構造。
【請求項６】
前記第２のコイルを構成する配線パターンは、一部が開放されたリング状に形成されており、
前記第１のコイルを構成する配線パターンは、前記配線基板における前記第２のコイルを構成する配線パターンと平行する面内で、かつ、前記被実装体を平面視したときに前記端子接続部の周囲を囲む位置に、一部が開放されたリング状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の配線基板の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板及びその実装構造に関し、特に、搭載する半導体素子等の電子部品と被実装体（ソケット等のコネクタやランド部を有したマザーボード等）との間で電力供給や信号伝達を媒介するのに用いられる外部接続端子（ピンやボール等）の数を減らすのに有用な技術に関する。
【０００２】
なお、以下の記述において「配線基板」は、便宜上、「半導体パッケージ」もしくは単に「パッケージ」ともいう。
【背景技術】
【０００３】
ＢＧＡ(Ball Grid Array) やＬＧＡ(Land Grid Array) 、ＰＧＡ(Pin Grid Array)等の半導体パッケージにおいては、一般に、そのベース基材として供されるコア基板を中心としてその両面に、例えばビルドアップ法により、導体パターン（配線層）の形成、絶縁層の形成、絶縁層におけるビアホールの形成を順次繰り返して多層配線構造とし、最終的に最外層の配線層を保護膜で被覆し、保護膜の所要箇所を開口して導体パターンの一部をパッド部（ランド部）として露出させている。さらに、ＢＧＡやＰＧＡの場合、その露出しているパッド部（ランド部）に外部接続端子としてのボールやピン等を接合している。
【０００４】
このような半導体パッケージは、一方の面にＩＣチップ等の電子部品が搭載され、他方の面に設けられた外部接続端子を介してマザーボード等の被実装体に実装されるようになっている。つまり、半導体パッケージを介してチップとマザーボードとが電気的に接続されるようになっている。
【０００５】
このため、パッケージに搭載したＩＣチップからパッケージ外部（マザーボード）にひき出す信号は、外部接続端子やランド部等を介して電気信号として取り出される。同様にパッケージ外部（マザーボード）から供給される電力も、外部接続端子やランド部等を介してＩＣチップに供給される。
【０００６】
そして、現状の技術では、半導体パッケージにおいて電源用と信号用とでそれぞれ別個の外部接続端子（ピンやボール等）を割り当てて使用している。
【０００７】
かかる従来技術に関連する技術としては、例えば、特許文献１に記載されるように、基板に接続されるピンにおいて、このピンの長手方向に延びる複数の相互に分離した導体部と、これら複数の導体部間に介在し、該導体部より電気抵抗の大きい中間部とからなる多重断面構造を有し、該ピンの内部に少なくとも１つの導体部を形成するようにしたものがある。また、特許文献２に記載されるように、配線基板等の被実装体の外部回路と接続するための外部接続端子が突設された電子部品において、該外部接続端子を、先端部が被実装体の裏面側の外部回路に接続される第１の導体と、この第１の導体が挿入され、かつ、側面に突設された接続部が被実装体の表面側の外部回路に接続される第２の導体と、これら第１、第２の導体間を絶縁する絶縁体とにより構成したものがある。
【特許文献１】特許２５４０５８９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように現状の技術では、電源用と信号用とでそれぞれ別個の外部接続端子を使用しているが、高集積化の要求に伴い入出力数を増やす必要が生じた場合に、以下の課題があった。
【０００９】
すなわち、集積度が高まったことにより入出力数が増加する一方で、電源電流も増大しており、より多くの外部接続端子（ピンやボール等）を必要とするようになっている。特に、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）等の能動的なＩＣチップを搭載する半導体パッケージ（例えば、ＰＧＡ型配線基板）においては、電源電流の増大も著しく、それに応じてチップに所要電力を供給するための外部接続端子（電源用ピン）の数も多く割り当てられ、パッケージ全体の外部接続端子の数（ピン数）の半分以上を占めている。つまり、信号の入出力用として使用できる外部接続端子（信号用ピン）は残りの半分以下に限られている。
【００１０】
その反面、パッケージの小型化により、パッケージに組み込める外部接続端子の数は限られてくるため、十分な数の外部接続端子を確保していくことは困難となっているのが現状である。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたもので、基本的に外部接続端子の数を減らし、小型化を図ると共に、高集積化の要求に伴い外部接続端子の数を増やす必要が生じた場合でもその要求に十分応えることができる配線基板及びその実装構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一般に、供給電力はその大きさ（電圧／電流レベル）が相当あるため、そのまま電気信号の形態で直接的に転送させる必要があるが、制御信号やデータ等の信号については、その大きさ（信号レベル）は比較的微弱であるため、必ずしも電気信号の形態で直接的に転送させる必要はなく、その途中で別の信号形態に変換して転送することも技術的に可能であると考えられる。そこで、本発明では、転送させるべき信号をその電流量に応じた磁気信号に変換し、その変換した磁気信号を元の電気信号に再変換して転送するようにしている。
【００１３】
すなわち、上述した従来技術の課題を解決するため、本発明の一形態によれば、端子接続部と、第１のコイルを構成する配線パターンとを有する被実装体に実装されるよう適応された配線基板であって、前記被実装体の前記端子接続部に接続される外部接続端子と、前記配線基板の前記外部接続端子が実装される側の面と平行する面内で、前記配線基板を平面視したときに前記外部接続端子から絶縁された状態で前記外部接続端子の周囲を囲む位置に、かつ、電流が流れたときに該電流によって生じる磁力線を介して前記第１のコイルに磁気結合される範囲内に形成された第２のコイルを構成する配線パターンとを有することを特徴とする配線基板が提供される。
【００１４】
本発明に係る配線基板の構成によれば、外部接続端子（例えば、ピン）と被実装体の端子接続部（例えば、ソケット）との電気的な接続を利用して、本配線基板に搭載する電子部品に必要な電力を供給する一方で、配線基板に形成されたコイルと被実装体に形成されたコイルとからなる磁気回路を通して、信号の授受を行うことができる。つまり、１つの外部接続端子に電力供給と信号伝達の２つの機能をもたせることができるので、本配線基板に必要とする外部接続端子の数を半分に減らすことができる。
【００１５】
従って、配線基板に要求される外部接続端子の数が同じであれば、本発明に係る配線基板（パッケージ）は、従来形のパッケージの大きさのほぼ半分の大きさに小型化することができる。また、高集積化の要求に伴い入出力数を増やす必要が生じた場合でも、従来の技術ではパッケージの小型化のための制約があったため十分な数の外部接続端子を確保するのが困難であったが、本発明では、１つの外部接続端子を利用して電力供給と信号伝達の２つの機能を実現できるので、高集積化の要求に十分応えることができる。
【００１６】
また、本発明の他の形態によれば、電子部品を搭載する配線基板と、該配線基板が実装された被実装体とを具備し、前記被実装体が、端子接続部と、第１のコイルを構成する配線パターンを含む配線層とを備え、前記配線基板が、前記端子接続部に接続された外部接続端子と、前記配線基板の前記外部接続端子が実装される側の面と平行する面内で、前記配線基板を平面視したときに前記外部接続端子から絶縁された状態で前記外部接続端子の周囲を囲む位置に、かつ、電流が流れたときに該電流によって生じる磁力線を介して前記第１のコイルに磁気結合される範囲内に形成された第２のコイルを構成する配線パターンを含む配線層とを備えたことを特徴とする配線基板の実装構造が提供される。
【００１７】
本発明に係る配線基板及びその実装構造の他の構成上の特徴等については、以下に記述する発明の実施の形態を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施形態に係るＰＧＡ型配線基板の構成を、これに搭載される電子部品及びこれが実装される被実装体の概略構成と共に断面図の形態で示したものである。
【００２０】
図示の例では、本実施形態のＰＧＡ型配線基板１０に、電子部品としてのＭＰＵ（半導体チップ）３０がその電極端子３１を介して表面実装され、さらにこのＰＧＡ型配線基板１０が、その外部接続端子（ピン）１９を介してプリント配線板等のマザーボード（被実装体）４０に実装され得る様子を示している。本実施形態では、ＰＧＡ型配線基板１０にチップ３０を実装しないで出荷する場合を想定しており、配線基板１０へのチップ３０の搭載、及び配線基板１０のマザーボード４０への実装は、出荷先にて適宜行われるものとする。
【００２１】
チップ３０の電極端子３１には、電源用の電極端子（かっこ書で「Ｐ」の付いたもの）と信号用の電極端子（かっこ書で「Ｓ」の付いたもの）が含まれている。図示の例では、簡単化のため４個の電極端子３１のみを示している。また、チップ３０には、その内部回路の一つとして差動出力回路３２が内蔵され、その出力が信号用の電極端子３１（Ｓ）に接続されている。
【００２２】
本実施形態に係るＰＧＡ型配線基板１０は、図示のように配線基板本体を構成する樹脂基板１１と、この樹脂基板１１の両面にそれぞれ所要の形状にパターニングされた配線層１２及び１３と、各配線層１２，１３のそれぞれ所要の箇所に画定されたパッド部を除いて両面を覆うように形成された保護膜としての絶縁層１４及び１５とを備えている。チップ実装面側と反対側の配線層１３には、本発明を特徴付ける信号転送用コイルを構成する配線パターンＣＰ１が含まれている。この信号転送用コイル（パターン）ＣＰ１の形状及び配置形態については後で説明する。
【００２３】
ＰＧＡ型配線基板１０の配線基板本体を構成する樹脂基板１１の形態としては、少なくとも最表層に配線層が形成された基板であって、各配線層が基板内部を通して電気的に接続されている形態のものであれば十分である。例えば、ビルドアップ法を用いた多層構造の配線基板を利用することができる。これは、ベース基材としてのコア基板を中心としてその両面に絶縁層の形成、絶縁層におけるビアホールの形成、ビアホールの内部を含めた配線パターン（配線層）の形成を順次繰り返して積み上げていくものである。絶縁層の材料としては典型的にエポキシ樹脂が用いられ、配線層の材料としては典型的に銅（Ｃｕ）が用いられる。このようにして形成された最表層の配線層１２，１３は、基板内部の所要の箇所に形成された各配線層（図１の例では、図示の簡単化のため１層の配線層１６のみを示しており、電源用、信号用の各配線パターンが含まれている）及び各配線層間を相互に接続するビアホール（これに充填された導体）を介して、あるいは基板の所要の箇所に形成されたスルーホール（これに充填された導体）を介して、相互に電気的に接続されている。
【００２４】
また、最表層の配線層１２，１３に画定される各パッド部には、搭載するチップ３０の電極端子３１や外部接続端子（ピン１９）が接合されるので、配線層（Ｃｕ）１２，１３上にニッケル（Ｎｉ）めっき及び金（Ａｕ）めっきをこの順に施しておく。これは、外部接続端子等を接合した時のコンタクト性を良くするため（Ａｕ層）と、このＡｕ層とパッド部（Ｃｕ層）との密着性を高め、ＣｕがＡｕ層中へ拡散するのを防ぐため（Ｎｉ層）である。つまり、各パッド部はＣｕ／Ｎｉ／Ａｕの３層構造となっている。
【００２５】
また、保護膜１４，１５としては、典型的にソルダレジスト層が用いられる。例えば、感光性のエポキシ樹脂を樹脂基板１１及び配線層１２，１３上に塗布し、それぞれ樹脂層を所要の形状（配線層１２，１３のパッド部を除いた形状）にパターニングすることで、保護膜としてのソルダレジスト層（絶縁層）１４，１５を形成することができる。
【００２６】
さらに、樹脂基板１１のチップ実装面側のパッド部（配線層１２）には、チップ３０を搭載する際にその電極端子３１（はんだバンプやＡｕバンプ等）と接続し易いようにプリソルダ等によりはんだ１７が被着されている。このはんだ１７には、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ等の鉛フリーはんだを使用している。ただし、このようなチップ接続用のはんだ１７は必ずしも設けておく必要はなく、後で必要なときに（例えば、出荷先において）チップの電極端子を接続できるように当該パッド部を露出させた状態のままにしておいてもよい。
【００２７】
一方、チップ実装面側と反対側のパッド部（配線層１３）には、はんだ１８を介してピン（外部接続端子）１９が接合されている。ここで使用するピン１９はネイルヘッド型のものであり、円板状もしくは半球状のヘッド部１９ａと、このヘッド部１９ａに接合された軸部１９ｂとからなり、この軸部１９ｂは、後述するマザーボード４０側に設けられたソケット４１との接触部（コンタクト）を構成する。ピン１９は、例えば、銅（Ｃｕ）やコバール（Ｆｅ：５３％、Ｎｉ：２８％、Ｃｏ：１８％の合金）の表面に金（Ａｕ）めっきを施したものから構成されている。ピン接続用のはんだ１８には、チップ接続用のはんだ１７と同様の鉛フリーはんだを使用している。ピン１９の接合は、当該パッド部（配線層１３）にはんだペースト（はんだ１８）を塗布し、このパッド部上にピン１９のヘッド部１９ａを当接させ、立設状態を保ったままリフローして行われる。
【００２８】
さらに、ピン１９の軸部１９ｂ（ヘッド部１９ａ側）の周面には、本発明を特徴付ける強磁性体被膜ＦＭが形成されている。強磁性体被膜ＦＭの材料としては、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）もしくはその合金などが用いられる。ピン１９（軸部１９ｂ）上の所要の箇所に、それぞれの金属をめっき種として用いた電解めっきを施すことで、図示のような強磁性体被膜ＦＭをコーティングすることができる。コーティングすべき強磁性体被膜ＦＭの長さ（ピン１９の長手方向）については、少なくともその下端部分が、ピン１９をソケット４１に嵌合させたときに後述するマザーボード４０側の信号転送用コイル（パターン）ＣＰ２の配設位置よりも下側にくるような長さに選定されるのが望ましい。この強磁性体被膜ＦＭの機能については後で説明する。
【００２９】
図示の例では、ピン１９は樹脂基板１１に表面実装されているが、従来の一般的なプラスチックタイプのＰＧＡ型配線基板において採用されているような挿入実装の形態でもよい。すなわち、樹脂基板の所要の箇所に貫通孔を形成し、その内壁面に銅（Ｃｕ）めっき等で電気的導通をとって、その貫通孔にピンを挿入（圧入）し、あるいはその後更にはんだ含浸をしてピンを基板に固定するようにしてもよい。
【００３０】
一方、マザーボード４０側には、実装されるパッケージの端子ピッチ（ＰＧＡ型配線基板１０のピン１９の配列間隔）及び形状に応じて、ピン１９が接続されるコネクタ（端子接続部）としてのソケット４１が表面実装されている。図示の例では、簡単化のため１本のピン１９とこれに対応するソケット４１のみを拡大して示しており、このピン１９は電源供給用として割り当てられている。そのため、この電源用ピン１９と接続されるソケット４１には、マザーボード４０に表面実装された電源供給回路（図示せず）からの電力が供給されるようになっている。
【００３１】
ソケット４１は、特に図示はしていないが上方から断面的に見ると、これに挿入されるピン１９の形状（本実施形態では「円柱状」）に合わせて「円いリング」の形状に成形されている。また、図示のように側面から断面的に見ると、ソケット４１の中央部分の直径が他の部分の直径と比べて小さくなるように（つまり、中央部分に「くびれ」をもたせるように）湾曲して形成されている。つまり、ソケット４１は、ピン１９が差し込まれたときにピン１９の外周面がソケット４１の中央部分の内周面と緊密に接触するような形状に湾曲して形成されている。これにより、各ピン１９をそれぞれ対応するソケット４１に差し込むことで両者の嵌合状態が維持され、ＰＧＡ型配線基板１０とマザーボード４０との電気的導通状態が確保されるようになっている。
【００３２】
また、マザーボード４０の表層部分近傍には、本発明を特徴付ける信号転送用コイルを構成する配線パターンＣＰ２を含む配線層４２が形成されており、さらに、この配線層４２を覆うように保護膜としての絶縁層４３（例えば、ソルダレジスト層）が形成されている。マザーボード４０には、その内部回路の一つとして差動入力回路（図示せず）が表面実装されており、信号転送用コイル（パターン）ＣＰ２から取り出された信号（電流）が差動入力回路に接続されるようになっている。この信号転送用コイル（パターン）ＣＰ２の形状及び配置形態については後で説明する。
【００３３】
図２は、本実施形態のＰＧＡ型配線基板１０にＭＰＵ（半導体チップ）３０を搭載し、さらにマザーボード４０に実装した状態（ＰＧＡ型配線基板の実装構造）を断面図の形態で示したものである。
【００３４】
配線基板１０にチップ３０を搭載する際には、上側のソルダレジスト層（保護膜）１４から露出している配線層１２のパッド部（図１のはんだ１７）に、チップ３０のパッド上に接合されたはんだバンプ等の電極端子３１が電気的に接続されるように当該チップ３０をフリップチップ接続し、さらにその隙間にエポキシ樹脂等のアンダーフィル樹脂（図示せず）を充填し、熱硬化させて接着する。一方、配線基板１０をマザーボード４０に実装する際には、配線基板１０に設けられた各ピン１９（図１の軸部１９ｂ）をマザーボード４０側のそれぞれ対応するソケット４１に差し込む。その際、上述したようにソケット４１はその中央部分に「くびれ」をもたせるように湾曲して形成されているので、配線基板１０のピン１９の外周面がソケット４１の中央部分の内周面と緊密に接触し、互いに嵌合した状態で両者の電気的導通を維持することができる。
【００３５】
かかるＰＧＡ型配線基板１０の実装構造において、マザーボード４０に表面実装された電源供給回路（図示せず）から供給される所要の電力は、ソケット４１及びこれに接続された電源用ピン１９を介して配線基板１０に伝達され、配線基板１０内の該当する電源ライン（配線層１６）及び層間接続用のビアホール（これに充填された導体）を介し、さらに電源用の電極端子３１（Ｐ）を介してチップ３０に供給される。
【００３６】
一方、制御信号やデータ等の信号については、本実施形態の場合、搭載したチップ３０に内蔵される差動出力回路３２から出力された信号が、信号用の電極端子３１（Ｓ）を介して配線基板１０に伝達され、配線基板１０内の該当する信号ライン（配線層１６）及び層間接続用のビアホール（これに充填された導体）を介して信号転送用コイルＣＰ１（配線層１３）に入力され、後述するようにこのコイルＣＰ１を通して当該信号に応じた磁力線に変換され、さらにマザーボード４０側のコイルＣＰ２を通して当該磁力線に応じた誘導電流（元の信号）に変換されて、マザーボード４０に表面実装された差動入力回路（図示せず）に入力されるようになっている。
【００３７】
図３は、図２の実装構造における要部（ピン１９の近傍に設けられた１対の信号転送用コイルＣＰ１，ＣＰ２と、ピン１９の周面にコーティングされた強磁性体被膜ＦＭ）の形状及び配置形態を説明するための図である。図中、（ａ）はＡ−Ａ’線に沿ってパッケージ（配線基板１０）側を見たときの要部（送信側のコイルＣＰ１、強磁性体被膜ＦＭ）の構成、（ｂ）はＡ−Ａ’線に沿ってマザーボード４０側を見たときの要部（受信側のコイルＣＰ２、強磁性体被膜ＦＭ）の構成をそれぞれ示したものであり、（ｃ）はその等価回路を示している。
【００３８】
各信号転送用コイル（送信側コイルＣＰ１、受信側コイルＣＰ２）は、図２に示すように配線基板１０のピン１９が接合される側の面と平行する面内、すなわち、ピン１９の長手方向と直交する面内で、図３（ａ）、（ｂ）に示すようにピン１９の周囲を囲み、かつ一部が開放されたリング状にパターン形成されている。その際、各コイルＣＰ１，ＣＰ２のリング部分のパターンは、好ましくは同じパターン幅で、かつ上下方向から見たときに重なり合うように形成される。送信側コイルＣＰ１のパターンの開放された端部には、チップ３０に内蔵された差動出力回路３２から出力される信号（＋、−の差動出力）が入力されるようになっている（図３（ｃ）参照）。同様に、受信側コイルＣＰ２のパターンの開放された端部から取り出された信号は、差動入力回路４４の入力端子（＋、−の差動入力）に入力されるようになっている（図３（ｃ）参照）。
【００３９】
このように送信側コイルＣＰ１と受信側コイルＣＰ２は、特定の形状及び配置形態で設けられているので、図３（ｃ）に示すように磁気回路を構成し、変成器（トランス）として機能する。そして、ピン１９の周面にコーティングされた強磁性体被膜ＦＭは、そのトランスのコア（磁心）としての役割を果たし、入力側から出力側への磁力線（磁気信号）の伝達を助長する。
【００４０】
次に、本実施形態に係るＰＧＡ型配線基板１０の実装構造（図２）において行う信号転送の動作について、図４も併せて参照しながら説明する。
【００４１】
上述したように電源用ピン１９には電源供給回路（図示せず）から所要の電力が供給されるが、その際、電源用ピン１９に流れる電流が変化することで、図４（ａ）に示すようにピン１９の周りに磁力線ＭＰ（破線で表示）が発生する。この磁力線ＭＰは、ピン１９に電流が流れる方向と直交する面内、すなわち、信号転送用コイル（パターン）ＣＰ１，ＣＰ２が形成されている面と平行する面内で発生するため、各コイルＣＰ１，ＣＰ２には作用しない。つまり、電源用ピン１９に流れる電流によって発生する磁力線ＭＰの影響を受けて各コイルＣＰ１，ＣＰ２に誘導電流が流れることはない。
【００４２】
次に、図４（ｂ）に示すように、送信側コイルＣＰ１の一方の端部から他方の端部に向かう方向（図示の例では、時計回り方向）に信号（電流）が流れると、その電流の流れる方向と直交する面内でその電流経路の周りに磁力線ＭＳが発生する。この場合、その電流経路は電源用ピン１９の長手方向と直交する面内にあるので、図中右側に破線で示すように磁力線ＭＳは電源用ピン１９の長手方向に沿った面内で発生する。なお、このときの磁力線ＭＳの発生の様子を示す断面図（図中右側）は、図３においてＢ−Ｂ’線に沿って見たときの構成に対応している。
【００４３】
このように送信側コイルＣＰ１に流れる電流によって発生した磁力線ＭＳは、電源用ピン１９の周面にコーティングされた強磁性体被膜ＦＭを介して、送信側コイルＣＰ１と対向配置された受信側コイルＣＰ２に導かれ、その受信側コイルＣＰ２と鎖交する（直角に交わる）。
【００４４】
これによって、図４（ｃ）に示すように受信側コイルＣＰ２には、その磁力線ＭＳの鎖交によって誘導電流が流れる。つまり、受信側コイルＣＰ２は磁気センサとして機能し、その鎖交した磁力線ＭＳの変化を電流に変換し、元の信号を再生する。
【００４５】
このようにして、送信側（チップ３０内の差動出力回路３２）から出力された電気信号は、磁気回路の一部である送信側コイルＣＰ１を介して磁気信号（磁力線ＭＳ）に変換され、同じ磁気回路の一部である強磁性体被膜ＦＭを介して受信側コイルＣＰ２に導かれ、その受信側コイルＣＰ２を介して元の電気信号に変換された後、マザーボード４０に実装された差動入力回路４４（図３参照）に転送される。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係るＰＧＡ型配線基板１０（図１）及びその実装構造（図２）によれば、ピン１９とソケット４１との電気的な接続を利用して、マザーボード４０側からＭＰＵ（半導体チップ３０）に必要な電力を供給する一方で、このピン１９の周面にコーティングされた強磁性体被膜ＦＭと１対の信号転送用コイルＣＰ１，ＣＰ２による磁気回路（図３（ｃ）参照）を通して、チップ３０内の差動出力回路３２から出力された信号をマザーボード４０上の差動入力回路４４に転送することができる。つまり、１本のピン１９に２つの機能（電力供給と信号伝達）をもたせることができるので、当該パッケージ（配線基板１０）に必要とするピン１９の数を半分に減らすことができる。
【００４７】
従って、パッケージに要求されるピンの数が同じであれば、本実施形態に係るパッケージ（配線基板１０）は、従来形のパッケージの大きさのほぼ半分の大きさに小型化することができる。
【００４８】
また、高集積化の要求に伴い入出力数を増やす必要が生じた場合でも、従来の技術ではパッケージの小型化のための制約があったため十分な数のピン（端子）を確保するのが困難であったが、本実施形態では、１本のピンを利用して電力供給と信号伝達の２つの機能を実現できるので、高集積化の要求に十分応えることができる。
【００４９】
上述した実施形態では、配線基板（パッケージ）の外部接続端子としてピン１９を用いた場合を例にとって説明したが、本発明の要旨（外部接続端子の近傍に特定の配置形態で１対のコイル（パターン）を設け、該コイルによる磁気結合を利用して制御信号やデータ等の信号を転送させること）からも明らかなように、本発明は外部接続端子の形態に関係なく同様に適用することができる。その一例を図５に示す。
【００５０】
図５は、配線基板（パッケージ）の外部接続端子として導電性ボール２０を用いた場合の実施形態を示し、このＢＧＡ型配線基板１０ａに半導体チップ３０を搭載し、さらにマザーボード（被実装体）４０ａに実装した状態（ＢＧＡ型配線基板の実装構造）を断面図の形態で示したものである。
【００５１】
本実施形態に係るＢＧＡ型配線基板１０ａ及びその実装構造は、上述した実施形態に係るＰＧＡ型配線基板１０（図１）及びその実装構造（図２）と比べて、本発明を特徴付ける信号転送用コイル（パターン）ＣＰ１が、外部接続端子（導電性ボール２０）の近傍で樹脂基板１１ａ内の配線層１６ａに含まれている点、マザーボード４０ａ側で信号転送用コイル（パターン）ＣＰ２を含む配線層４２の上方（表層部分近傍）に、配線基板１０ａの外部接続端子（導電性ボール２０）が接続される端子接続部としてのランド部４５が形成されている点、あらかじめ導電性ボール２０（はんだボールや銅ボール等）の中に強磁性材料（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等）からなるボール（強磁性体ボールＦＢ）を入れておき、リフローにより導電性ボール２０をランド部４５に接合した後でも強磁性体ボールＦＢは残存するようにした点で相違する。他の構成については、上述した実施形態（図１、図２）の場合と基本的に同じであるのでその説明は省略する。
【００５２】
かかるＢＧＡ型配線基板１０ａをマザーボード４０ａに実装する際には、下側のソルダレジスト層（保護膜）１５から露出している配線層１３ａのパッド部に、例えば、はんだボール（強磁性体ボールＦＢを含む）をリフローにより接合し（はんだバンプ２０）、このはんだバンプ２０（強磁性体ボールＦＢを含む）を介してマザーボード４０ａ上の対応するランド部４５に接続する。なお、本配線基板１０ａにチップ３０を搭載する方法については、上述した実施形態の場合と同じであるのでその説明は省略する。
【００５３】
本実施形態（図５）では、上述した実施形態（図１、図２）におけるピン１９の周面にコーティングされた強磁性体被膜ＦＭの機能と同様に、導電性ボール（バンプ）２０に包含された強磁性体ボールＦＢが、送信側コイルＣＰ１から発生した磁力線ＭＳ（図４）を受信側コイルＣＰ２に導くことで、配線基板１０ａからマザーボード４０ａへの信号の転送を行うことができる。
【００５４】
上述した各実施形態では、送信側コイルＣＰ１から発生した磁力線ＭＳの受信側コイルＣＰ２への伝達を助長するために強磁性体被膜ＦＭ／強磁性体ボールＦＢを使用した場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、これらの部材は必ずしも使用する必要はない。つまり、送信側コイルＣＰ１と受信側コイルＣＰ２がかなり近接した位置関係にあるときは、一方のコイルから発生した磁力線は他方のコイルに十分到達し得る程度の磁界強度を有しているので、このような場合には強磁性体被膜ＦＭ／強磁性体ボールＦＢを省略することができる。
【００５５】
また、上述した各実施形態では、図３（ａ）、（ｂ）に示したように信号転送用コイルＣＰ１，ＣＰ２をそれぞれ１層の配線パターンにより形成した場合（つまり、巻数が１回のコイルに相当）を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、各コイルＣＰ１，ＣＰ２は必ずしも１層の配線パターンから構成する必要がないことはもちろんである。つまり、各コイルＣＰ１，ＣＰ２をそれぞれ複数層の配線パターン（リング状のパターン）からなる構造（巻数が複数回のコイルに相当）としてもよい。ただし、この形態の場合、各コイルを構成する複数層の配線パターンは、層間絶縁層に適宜形成されるビアホール（これに充填された導体）を介して各配線パターンが直列に接続されるように適宜パターン形成を行う必要がある。
【００５６】
また、図１、図２に示した実施形態では、信号転送用コイルＣＰ１，ＣＰ２をピン１９の近傍に分離して設けた場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、コイルＣＰ１，ＣＰ２の配置形態がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、ピンと一体化させてコイルを作り込むような形態とすることも考えられる。ただし、この形態の場合、ピンとコイルとが電気的に接触しないように両者間を絶縁するための適切な処置（絶縁材料の介在等）を講じる必要がある。あるいは、別の形態として、ソケットとコイルを一体化させた構造とすることも考えられる。この形態の場合も同様に、ソケットとコイルとが電気的に接触しないように適切な処置を講じる必要がある。
【００５７】
また、上述した各実施形態では、パッケージ基板の形態として樹脂基板１１（１１ａ）を使用した場合を例にとって説明したが、必ずしも樹脂基板に限定されないことはもちろんである。例えば、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）において用いられているシリコン基板の形態であってもよい。この形態の場合には、上記のパッド部を含む配線層１２，１３（１３ａ）の代わりに、シリコン（Ｓｉ）基板上にアルミニウム（Ａｌ）の配線層（パッド部を含む）が設けられ、上記のソルダレジスト層１４，１５の代わりに、ＳｉＯ２ 、ＳｉＮ、ポリイミド樹脂等からなるパッシベーション膜が設けられる。また、他の形態として、セラミック基板等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係るＰＧＡ型配線基板の構成を、これに搭載される電子部品及びこれが実装される被実装体の概略構成と共に示す断面図である。
【図２】図１のＰＧＡ型配線基板の実装構造を示す断面図である。
【図３】図２の実装構造における要部（ピンの近傍に設けられた１対の信号転送用コイルと、ピンの周面にコーティングされた強磁性体被膜）の形状及び配置形態を説明するための図であり、（ａ）はＡ−Ａ’線に沿ってパッケージ側を見たときの要部の構成図、（ｂ）はＡ−Ａ’線に沿ってマザーボード側を見たときの要部の構成図、（ｃ）はその等価回路図である。
【図４】その要部の機能（動作）を説明するための図であり、（ａ）はピンに電流を流したときにその周囲に磁力線が発生する様子を示す図、（ｂ）は送信側コイルに電流を流したときに発生する磁力線が受信側コイルと鎖交している様子を示す図、（ｃ）はその磁力線の鎖交によって受信側コイルに誘導電流が流れる様子を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るＢＧＡ型配線基板の実装構造を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，１０ａ…配線基板（半導体パッケージ）、
１１，１１ａ…樹脂基板（配線基板本体）、
１２，１３，１３ａ，１６，１６ａ，４２…配線層、
１４，１５，４３…ソルダレジスト層（保護膜／絶縁層）、
１９…ピン（外部接続端子）、
２０…導電性ボール（外部接続端子）、
３０…半導体チップ（電子部品）、
３１…電極端子、
４０，４０ａ…マザーボード（被実装体）、
４１…ソケット（コネクタ／端子接続部）、
４５…ランド部（端子接続部）、
ＣＰ１，ＣＰ２…信号転送用コイル（配線パターン）、
ＦＭ…強磁性体被膜、
ＦＢ…強磁性体ボール、
ＭＳ…磁力線（変換された磁気信号）。
【図１】
0004937957.tif 000002
【図２】
0004937957.tif 000003
【図３】
0004937957.tif 000004
【図４】
0004937957.tif 000005
【図５】
0004937957.tif 000006