(57)【要約】【課題】  配線基板に搭載する電子部品に出し入れする信号にノイズの発生が少なく、搭載する電子部品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。【解決手段】  絶縁基板１の上面に配線導体層２の一部から成る信号用、接地用および電源用の電子部品接続パッド５が形成されているとともに、絶縁基板１の下面に配線導体層２および貫通導体４を介して電子部品接続パッド５に電気的に接続された信号用，接地用および電源用の外部接続パッド６が形成されて成る配線基板であって、接地用または電源用の外部接続パッド６の一方は、下面側の最外層の絶縁層１ｂに設けた開口Ａ内にそれよりも内側の配線導体２の一部を露出させることにより形成されている配線基板である。【選択図】  図１
2009290044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板と、該絶縁基板の表面および各絶縁層間に配設された配線導体層と、前記各絶縁層をそれぞれ貫通し、上下の前記配線導体層同士を接続する貫通導体とを有し、前記絶縁基板の上面に前記配線導体層の一部から成る信号用、接地用および電源用の電子部品接続パッドが形成されているとともに、前記絶縁基板の下面に前記配線導体層および前記貫通導体を介して前記電子部品接続パッドに電気的に接続された前記配線導体層の一部から成る信号用，接地用および電源用の外部接続パッドが形成されて成る配線基板であって、前記接地用または電源用の外部接続パッドの一方は、前記下面側の最外層の前記絶縁層に設けた開口内に該絶縁層よりも内側の前記配線導体層の一部を露出させることにより形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記接地用または電源用の外部接続パッドを形成する前記配線導体層は、前記絶縁層間に二次元的な広がりを有して延在する導体プレーンであることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【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に用いられる配線基板に関する。
【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、図３に示すように、例えばガラス−エポキシ板等から成るコア用の絶縁層１１ａとエポキシ樹脂等から成るビルドアップ用の絶縁層１１ｂとを複数層積層して成る絶縁基板１１の各絶縁層１１ａ，１１ｂの表面に銅箔や銅めっき膜等の導体層から成る複数の配線導体層１２を設けるとともにコア用の絶縁層１１ａを貫通する貫通導体（以下スルーホール導体と呼ぶ）１３およびビルドアップ用の各絶縁層１１ｂを貫通する貫通導体（以下ビア導体と呼ぶ）１４により上下の配線導体層１２を接続して成る。このような配線基板においては、絶縁基板１１の上面側における最外層の絶縁層１１ｂの表面に設けた配線導体層１２の一部が半導体素子等の電子部品Ｅの電極に半田バンプＢを介して電気的に接続される電子部品接続パッド１５を形成しているとともに絶縁基板１１の下面側における最外層の絶縁層１１ｂの表面に設けた配線導体層１２の一部が外部電気回路基板（不図示）に半田ボール等の外部接続端子Ｔを介して電気的に接続される外部接続パッド１６を形成しており、これらの電子部品接続パッド１５と外部接続パッド１６とは絶縁基板１１の上下面の間に設けた配線導体層１２およびスルーホール導体１３，ビア導体１４を介してそれぞれ互いに電気的に接続されている。なお、最外層の絶縁層１１ｂの表面には電子部品接続パッド１５や外部接続パッド１６を所定の形状および大きさで露出させるソルダーレジスト層１７が積層されている。
【０００３】
そして、この配線基板は、電子部品Ｅの電極を半田バンプＢを介して電子部品接続パッド１５に電気的に接続した後、外部接続パッド１６を半田ボール等の外部接続端子Ｔを介して外部電気回路基板（不図示）の配線導体に接続することにより搭載する電子部品Ｅが外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【０００４】
ところで、このような配線基板における配線導体層１２は、用途によって信号用の配線導体層１２（Ｓ）と接地用の配線導体層１２（Ｇ）と電源用の配線導体１２（Ｐ）とに機能化されている。このうち信号用の配線導体層１２（Ｓ）は、半導体素子等の電子部品Ｅ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、細い帯状の導体パターンを有している。
【０００５】
また、接地用の配線導体層１２（Ｇ）や電源用の配線導体層１２（Ｐ）は、配線基板に搭載される電子部品Ｅ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層１２（Ｓ）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、信号用の配線導体層１２（Ｓ）に対向または隣接する広面積の導体パターンを有している。
【０００６】
そしてこれらの信号用，接地用および電源用の配線導体層１２（Ｓ），１２（Ｇ），１２（Ｐ）に接続された電子部品接続パッド１５や外部接続パッド１６もそれぞれに対応して信号用，接地用および電源用の電子部品接続パッド１５（Ｓ），１５（Ｇ），１５（Ｐ）や信号用，接地用および電源用の外部接続パッド１６（Ｓ），１６（Ｇ），１６（Ｐ）に分類されるが、これらは最外層の絶縁層１１ｂ表面に設けた配線導体層１２の一部がそれぞれ同じ形状および大きさでソルダーレジスト層１７から露出することで形成されている。
【特許文献１】特開２００４−２７３７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の配線基板によると、電子部品接続パッドおよび外部接続パッドは、それぞれ最外層の絶縁層の表面に設けた配線導体層の一部から形成されており、その内側に位置する配線導体層にビア導体を介して接続されている。このようなビア導体はその直径が３０〜１００μｍ程度あり、１個あたり数十ｐＨ程度のインダクタンス成分として作用するので、その分、電子部品接続パッドと外部接続パッドとの間の電気的な経路におけるインダクタンスを高めることになる。接地用や電源用の電子部品接続パッドと外部接続用パッドとの間の電気的な経路におけるインダクタンスが高い場合、配線基板に搭載する電子部品に外部接続パッドを通して例えば３ＧＨｚ以上の高速の信号を出し入れすると、信号にリンギングノイズと呼ばれるノイズが発生して搭載する電子部品を正常に作動させることが困難となる。
【０００８】
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、配線基板に搭載する電子部品に３Ｈｚ以上の高速の信号を出し入れした場合であっても、信号にノイズの発生が少なく、搭載する電子部品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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の配線基板は、複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板と、該絶縁基板の表面および各絶縁層間に配設された配線導体層と、前記各絶縁層をそれぞれ貫通し、上下の前記配線導体層同士を接続する貫通導体とを有し、前記絶縁基板の上面に前記配線導体層の一部から成る信号用、接地用および電源用の電子部品接続パッドが形成されているとともに、前記絶縁基板の下面に前記配線導体層および前記貫通導体を介して前記電子部品接続パッドに電気的に接続された前記配線導体層の一部から成る信号用，接地用および電源用の外部接続パッドが形成されて成る配線基板であって、前記接地用または電源用の外部接続パッドの一方は、前記下面側の最外層の前記絶縁層に設けた開口内に該絶縁層よりも内側の前記配線導体層の一部を露出させることにより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】
【００１０】
本発明の配線基板によれば、接地用または電源用の外部接続パッドの一方は、絶縁基板の下面側の最外層の絶縁層に設けた開口内に該絶縁層よりも内側の配線導体層の一部を露出させることにより形成されていることから、接地および電源用の外部接続パッドの両方が絶縁基板の下面側の最外層の表面に設けた配線導体層の一部から成る場合に比べて接地用または電源用の電子部品接続パッドと外部接続パッドとを接続するための貫通導体を絶縁層の一層分だけ少ないものとすることができる。したがってその分だけ接地用または電源用の電子部品接続パッドと外部接続パッドとの間の電気的な経路におけるインダクタンスを低いものとすることができる。これにより、配線基板に搭載する電子部品に３ＧＨｚ以上の高速の信号を出し入れした場合であっても、信号にノイズの発生が少なく、搭載する電子部品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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す断面模式図である。図１において１は絶縁基板、２は配線導体、３，４は貫通導体、５は電子部品接続パッド、６は外部接続パッドであり、主としてこれらで半導体素子等の電子部品Ｅを搭載するための配線基板が構成される。
【００１２】
絶縁基板１は、例えばガラス繊維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るコア用の絶縁層１ａの上下面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ビルドアップ用の絶縁層１ｂがそれぞれ複数層ずつ積層されて成り、各絶縁層１ａ，１ｂの表面に銅箔や銅めっき膜等の導体層から成る複数の配線導体層２が形成されているとともに、コア用の絶縁層１ａを貫通して貫通導体（以下スルーホール導体と呼ぶ）３および各ビルドアップ用の絶縁層１ｂを貫通して貫通導体（以下ビア導体と呼ぶ）４が形成されている。
【００１３】
絶縁基板１を構成するコア用の絶縁層１ａは、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０．２〜１．０ｍｍ程度の複数の貫通孔（以下スルーホールと呼ぶ）７を有している。そして、その上下面には配線導体層２が被着されているとともに各スルーホール７の内面には、スルーホール導体３が被着されており、絶縁層１ａの上下面の配線導体層２がスルーホール導体３を介して電気的に接続されている。
【００１４】
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上下面の配線導体層２は、絶縁層１ａ用のシートの上下全面に厚みが５〜５０μｍ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、スルーホール７内面のスルーホール導体３は、絶縁層１ａにスルーホール７を設けた後に、このスルーホール７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５〜５０μｍ程度の銅めっき膜を析出させることにより形成される。
【００１５】
さらに、絶縁層１ａは、そのスルーホール７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孔埋め樹脂８が充填されている。孔埋め樹脂８は、スルーホール７を塞ぐことによりスルーホール７の直上および直下にビルドアップ用の絶縁層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スルーホール７内にスクリーン印刷法により充填し、こ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、この孔埋め樹脂８を含む絶縁層１ａの上下面に絶縁層１ｂが積層されている。
【００１６】
絶縁層１ａの上下面に積層された絶縁層１ｂは、それぞれの厚みが２０〜５０μｍ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（以下ビアホールと呼ぶ）９を有している。これらの絶縁層１ｂは、複数の配線導体層２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、絶縁層１ｂにはその表面に配線導体層２およびビアホール９内にビア導体４が形成されている。そして、上層の配線導体層２と下層の配線導体層２とをビアホール９内のビア導体４を介して電気的に接続することにより高密度配線を立体的に形成可能としている。
【００１７】
このような絶縁層１ｂは、厚みが２０〜５０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂フィルムを絶縁層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ビアホール９を穿孔し、さらにその上に同様にして次の絶縁層１ｂ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表面に形成された配線導体層２およびビアホール９内に形成されたビア導体４は、各絶縁層１ｂを形成する毎に各絶縁層１ｂの表面およびビアホール９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。
【００１８】
さらに、この例では最外層の絶縁層１ｂ上にソルダーレジスト層１０が被着されている。ソルダーレジスト層１０は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂にシリカやタルク等の無機物粉末フィラーを３０〜７０質量％程度分散させた絶縁材料から成り、最外層の配線導体層２同士の電気的絶縁信頼性を高める作用をなす。
【００１９】
このようなソルダーレジスト層１０は、その厚みが１０〜５０μｍ程度であり、感光性を有するソルダーレジスト層１０用の未硬化樹脂ペーストをロールコーター法やスクリーン印刷法を採用して最外層の絶縁層１ｂ上に塗布し、これを乾燥させた後、露光および現像処理を行なって電子部品接続パッド５や外部接続パッド６を露出させる開口を形成した後、これを熱硬化させることによって形成される。あるいは、ソルダーレジスト層１０用の未硬化の樹脂フィルムを最上層の絶縁層１ｂ上に貼着した後、これを熱硬化させ、しかる後、電子部品接続パッド５や外部接続パッド６に対応する位置にレーザ光を照射し、硬化した樹脂フィルムを部分的に除去することによって電子部品接続パッド５や外部接続パッド６を露出させる開口を有するように形成される。
【００２０】
絶縁基板１の絶縁層１ａ，１ｂの表面に形成された配線導体層２は、半導体素子等の電子部品Ｅの各電極（信号用，接地用および電源用電極）を外部電気回路基板（不図示）に電気的に接続するための導電路として機能し、電子部品Ｅの各電極に対応して信号用の配線導体層２（Ｓ），接地用の配線導体層２（Ｇ），電源用の配線導体層２（Ｐ）をそれぞれ有しており、絶縁基板１の上面側における最外層の絶縁層１ｂの表面に設けた配線導体層２の一部が半導体素子等の電子部品Ｅの電極に半田バンプＢを介して電気的に接続される電子部品接続パッド５を形成しているとともに絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂの表面に設けた配線導体層２の一部が外部電気回路基板（不図示）に半田ボール等の外部接続端子Ｔを介して電気的に接続される外部接続パッド６を形成しており、これらの電子部品接続パッド５と外部接続パッド６とは絶縁基板１の上下面の間に設けた配線導体層２およびスルーホール導体３，ビア導体４を介してそれぞれ互いに電気的に接続されている。なお、電子部品接続パッド５および外部接続パッド６も、これらに接続される配線導体層２に対応して信号用の電子部品接続パッド５（Ｓ），接地用の電子部品接続パッド５（Ｇ）および電源用の電子部品接続パッド５（Ｐ）と信号用の外部接続パッド６（Ｓ），接地用の外部接続パッド６（Ｇ）および電源用の外部接続パッド６（Ｐ）を有している。
【００２１】
信号用の配線導体層２（Ｓ）は、搭載される電子部品Ｅと外部電気回路基板（不図示）との間で周波数が１００Ｍ〜１０ＧＨｚ程度の高速の電気信号を伝播させるための細い帯状パターンを例えば絶縁基板１の上面側における最外層の絶縁層１ｂと次層の絶縁層１ｂとの間に有している。そして、この帯状パターンの一端部は絶縁基板１の上面側における最外層の絶縁層１ｂを貫通するビア導体４を介して最外層の絶縁層１ｂの表面に設けた信号用の電子部品接続パッド５（Ｓ）に接続されており、他端部はこの帯状パターンより下側の絶縁層１ｂに設けたビア導体４および絶縁層１ａに設けたスルーホール導体３を介して絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂの表面に設けた信号用の外部接続パッド６（Ｓ）に電気的に接続されている。
【００２２】
接地用の配線導体層２（Ｇ）は、搭載される電子部品Ｅに接地電位を供給するとともに信号用の配線導体層２（Ｓ）に対する電磁シールド機能や特性インピーダンス調整機能をもたらすために二次元的な広がりを有して延在する広面積の導体プレーンを例えば絶縁基板１の上面側および下面側における最外層の絶縁層１ｂの表面ならびに絶縁層１ａの下面に有している。このうち、絶縁基板１の上面側における最外層の絶縁層１ｂの表面に形成された接地用の配線導体層２（Ｇ）の一部はソルダーレジスト層１０から露出して接地用の電子部品接続パッド５（Ｇ）を形成しており、絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂの表面に形成された接地用の配線導体層２（Ｇ）の一部はソルダーレジスト層１０から露出して接地用の外部接続パッド６（Ｇ）を形成している。そして、絶縁層１ａに設けたスルーホール導体３および絶縁層１ｂに設けたビア導体４を介して互に電気的に接続されている。なお、絶縁基板１の上面側および下面側における最外層の絶縁層１ｂの表面ならびに絶縁層１ａの下面に延在する導体プレーンから成る接地用の配線導体層２（Ｇ）は、同一面上に信号用および電源用の配線導体層２（Ｓ），２（Ｐ）が存在する位置では、それらの配線導体層２（Ｓ），２（Ｐ）を所定の間隔で取り囲むクリアランスを有して延在している。
【００２３】
電源用の配線導体層２（Ｐ）は、搭載される電子部品Ｅに電源電位を供給するとともに信号用の配線導体層２（Ｓ）に対する電磁シールド機能や特性インピーダンス調整機能をもたらすために二次元的な広がりを有して延在する広面積の導体プレーンを例えば絶縁層１ａの上面および絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂと次の絶縁層１ｂとの間に有している。このうち、絶縁層１ａの上面に形成された電源用の配線導体層２（Ｐ）はそれより上側の絶縁層１ｂを貫通するビア導体４を介して電源用の電子部品接続パッド５（Ｐ）に接続されており、絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂと次の絶縁層１ｂとの間に設けられた配線導体層２（Ｐ）の一部は電源用の外部接続パッド６（Ｐ）を形成している。そして、絶縁層１ａに設けたスルーホール導体３および絶縁層１ｂに設けたビア導体４を介して互に電気的に接続されている。なお、絶縁層１ａの上面および絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂと次の絶縁層１ｂとの間に延在する導体プレーンから成る電源用の配線導体層２（Ｐ）は、同一面上に信号用および接地用の配線導体層２（Ｓ），２（Ｇ）が存在する位置では、それらの配線導体層２（Ｓ），２（Ｇ）を所定の間隔で取り囲むクリアランスを有して延在している。
【００２４】
そして本発明においては、絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂに、それよりも内側に設けられた電源用の配線導体層２（Ｐ）の一部を露出させる開口Ａが形成されており、この開口Ａ内に露出する電源用の配線導体層２（Ｐ）が電源用の外部接続パッド６（Ｐ）を形成している。このように、電源用の外部接続パッド６（Ｐ）が絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂに設けた開口Ａ内にそれよりも内側の電源用配線導体層２（Ｐ）の一部を露出させることにより形成されていることから、電源用の外部接続パッド６（Ｐ）が絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂ表面に設けられた場合と比較して、電源用の電子部品接続パッド５（Ｐ）と外部接続パッド６（Ｐ）とを接続するためのビア導体４を絶縁層１ｂの一層分だけ少なくすることができる。したがって、その分だけ電源用の電子部品接続パッド５（Ｐ）と外部接続パッド６（Ｐ）との間の電気的な経路におけるインダクタンスを低いものとすることができるので、配線基板に搭載する電子部品Ｅに３ＧＨｚ以上の高速の信号を出し入れした場合であっても、信号にノイズの発生が少なく、搭載する電子部品Ｅ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。
【００２５】
このとき、電源用の外部接続パッド６（Ｐ）を形成する配線導体層２（Ｐ）が絶縁層１ｂ間に二次元的な広がりを有して延在する導体プレーンである場合、この導体プレーンにより電源用の電子部品接続パッド５（Ｐ）と外部接続パッド６（Ｐ）との間の電気的な経路におけるインダクタンスをさらに低いものとすることができる。したがって、電源用の外部接続パッド６（Ｐ）を形成する配線導体層２（Ｐ）は絶縁層１ｂ間に二次元的な広がりを有して延在する導体プレーンであることが好ましい。
【００２６】
なお、絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂに、それよりも内側に設けられた電源用の配線導体層２（Ｐ）の一部を電源用の外部接続パッド６（Ｐ）として露出させる開口Ａを形成するには、図２（ａ）に示すように、最外層の絶縁層１ｂの表面にソルダーレジスト層１０を形成した後、図２（ｂ）に示すように、絶縁基板１の下面側の最下層の絶縁層１ｂにレーザ加工を施し、開口Ａを形成した後、電源用の外部接続パッド６（Ｐ）の表面に残る樹脂残渣を化学的あるいは物理的に除去する方法が採用される。
【００２７】
なお、本発明は上述の実施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、例えば上述の実施形態例では電源用の外部接続パッド６（Ｐ）を形成するための配線導体層２（Ｐ）を絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂとその次の絶縁層１ｂとの間に設け、その一部を最外層の絶縁層１ｂに設けた開口Ａ内に露出させることにより電源用の外部接続パッド６（Ｐ）を形成した例を示したが、上述の例における接地用の配線導体層２（Ｇ）と電源用の配線導体層２（Ｐ）とを入替え、接地用の外部接続パッド６（Ｇ）を形成するための配線導体層２（Ｇ）を絶縁基板１の下面側における最外層の絶縁層１ｂとその次の絶縁層１ｂとの間に設け、その一部を最外層の絶縁層１ｂに設けた開口Ａ内に露出させることにより接地用の外部接続パッド６（Ｇ）を形成した構成としても良い。さらには電子部品接続パッド５においても同様の構成により接地用または電源用の電子部品接続パッド５（Ｇ），５（Ｐ）を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の配線基板の一実施形態例を示す断面模式図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図３】従来の配線基板を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：絶縁基板
１ａ，１ｂ：絶縁層
２：配線導体層
２（Ｓ）：信号用の配線導体層
２（Ｇ）：接地用の配線導体層
２（Ｐ）：電源用の配線導体層
３：貫通導体（スルーホール導体）
４：貫通導体（ビア導体）
５：電子部品接続パッド
５（Ｓ）：信号用の電子部品接続パッド
５（Ｇ）：接地用の電子部品接続パッド
５（Ｐ）：電源用の電子部品接続パッド
６：外部接続パッド
６（Ｓ）：信号用の外部接続パッド
６（Ｇ）：接地用の外部接続パッド
６（Ｐ）：電源用の外部接続パッド
Ａ：絶縁層１ｂに設けた開口
【図１】
2009290044.tif 000003
【図２】
2009290044.tif 000004
【図３】
2009290044.tif 000005