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公開番号2021100066
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210701
出願番号2019231665
出願日20191223
発明の名称配線基板
出願人京セラ株式会社
代理人特許業務法人ブナ国際特許事務所
主分類H05K 3/46 20060101AFI20210604BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】十分な電荷の供給経路を確保する配線基板を提供する。
【解決手段】配線基板1において、信号用導体4cは、実装領域に位置する信号用パッド42c、平面透視で実装領域周辺に位置する信号用ランド43、信号用パッドに直接又はビアホール導体41で接続された第1端と信号用ランドに接続された第2端とを有する第1ライン44及び第1ライン下方に位置し、信号用ランドにビアホール導体で接続された第3端及び信号用ランドより外周側に位置した第4端を有し、その上下の接地用導体4aによって挟まれて配置された第2ライン45を有する。電源用導体4bは、実装領域に位置する電源用パッド42b及び電源用パッドにビアホール導体を介して接続され、第1ライン下方に位置し、実装領域の下方からその周辺に渡り位置するパターンを有する。該パターンは、実装領域下方及び実装領域周辺の下方のスルーホール導体21と接続する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
複数のスルーホール導体を有するコア用絶縁層と、
該コア用絶縁層上に位置するとともに、中央部に実装領域が位置する上面を有する積層体と、を備え、
該積層体は、導体層および複数のビアホール導体を有するビルドアップ用絶縁層が交互に位置しており、
前記導体層は、接地用導体、電源用導体および信号用導体を含んでおり、
該信号用導体は、
前記実装領域に位置する信号用パッドと、
平面透視で前記実装領域周辺に位置する信号用ランドと、
前記信号用パッドに直接または前記ビアホール導体を介して接続された第1端と前記信号用ランドに接続された第2端とを有する第1ラインと、該第1ラインより下方に位置しており、前記信号用ランドに前記ビアホール導体を介して接続された第3端と前記信号用ランドよりも外周側に位置した第4端とを有するとともに、前記ビルドアップ用絶縁層をそれぞれ介して上下に位置する2つの前記接地用導体によって挟まれて配置された第2ラインと、を有しており、
前記電源用導体は、
前記実装領域に位置する電源用パッドと、
該電源用パッドに前記ビアホール導体を介して接続されており、前記第1ラインより下方に位置しており、前記実装領域の下方からその周辺にわたり位置するパターンと、を有しており、
該パターンが、前記実装領域の下方に位置する前記スルーホール導体および前記実装領域の周辺の下方に位置する前記スルーホール導体と接続していることを特徴とする配線基板。
続きを表示(約 270 文字)【請求項2】
前記第1ラインの長さが、前記信号用導体が伝送する信号の波長の4分の1以下である請求項1に記載の配線基板。
【請求項3】
前記第1ラインおよび前記第2ラインが、差動線路を含んでいる請求項1または2に記載の配線基板。
【請求項4】
前記第1ラインが、前記ビルドアップ用絶縁層における最上層上に位置している請求項1〜3のいずれかに記載の配線基板。
【請求項5】
前記第1ラインが位置する前記ビルドアップ用絶縁層を複数有している請求項1〜4のいずれかに記載の配線基板。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、配線基板に関する。
続きを表示(約 7,100 文字)【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献1に記載のような従来の配線基板において、電子部品と配線基板との間で電気信号を伝送する信号用配線(信号用導体)は、電子部品と配線基板とを電気的に接続するパッドのうち信号用パッドと、信号用パッドの直下に位置する信号用ビアホール導体を介して接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2004−265970号公報
【発明の概要】
【0004】
本開示に係る配線基板は、複数のスルーホール導体を有するコア用絶縁層と、コア用絶縁層上に位置するとともに、中央部に実装領域が位置する上面を有する積層体とを備えている。積層体は、導体層および複数のビアホール導体を有するビルドアップ用絶縁層が交互に位置している。導体層は、接地用導体、電源用導体および信号用導体を含んでいる。信号用導体は、実装領域に位置する信号用パッドと、平面透視で実装領域周辺に位置する信号用ランドと、信号用パッドに直接またはビアホール導体を介して接続された第1端と信号用ランドに接続された第2端とを有する第1ラインと、第1ラインより下方に位置しており、信号用ランドにビアホール導体を介して接続された第3端と、信号用ランドよりも外周側に位置した第4端とを有するとともに、ビルドアップ用絶縁層をそれぞれ介して上下に位置する2つの接地用導体によって挟まれて配置された第2ラインとを有している。電源用導体は、実装領域に位置する電源用パッドと、電源用パッドに前記ビアホール導体を介して接続されており、第1ラインより下方に位置しており、実装領域の下方からその周辺にわたり位置するパターンとを有している。パターンが、実装領域の下方に位置するスルーホール導体および実装領域の周辺の下方に位置するスルーホール導体と接続している。
【図面の簡単な説明】
【0005】
本開示の一実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
図1に示す配線基板において、ソルダーレジスト層を除去して矢印A方向から見た一部を示す説明図である。
図1に示す配線基板において、ソルダーレジスト層と最表層に積層されたビルドアップ用絶縁層および導体層とを除去して矢印A方向から見た一部を示す説明図である。
図1に示す配線基板において、ソルダーレジスト層と積層体とを除去して矢印A方向から見た一部を示す説明図である。
図1に示す配線基板の一部を透視して示す斜視図である。
本開示の異なる実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
上記のように、従来の配線基板において、信号用パッドと信号用導体とは、信号用パッドの直下に位置している信号用ビアホール導体を介して接続されている。その結果、実装領域の直下において、電源用導体を形成するための領域を十分に確保できず、電源用スルーホール導体の数を少なくせざるを得ない。したがって、配線基板に十分な電源供給路を確保するのが困難になる。
【0007】
本開示に係る配線基板は、信号用導体が、実装領域に位置する信号用パッドと、平面透視で実装領域周辺に位置する信号用ランドと、信号用パッドに直接またはビアホール導体を介して接続された第1端と信号用ランドに接続された第2端とを有する第1ラインと、第1ラインより下方に位置しており、信号用ランドにビアホール導体を介して接続された第3端と信号用ランドよりも外周側に位置した第4端とを有するとともに、ビルドアップ用絶縁層をそれぞれ介して上下に位置する2つの接地用導体によって挟まれて配置された第2ラインと、を有している。すなわち、信号用導体が、実装領域から実装領域外に向かって延伸しており、延伸端において、下層の信号用導体と接続されている。その結果、従来の配線基板であれば、下層の信号用導体が存在していたパッドの直下の領域に、スペースを確保することができる。このスペースに電源用導体を拡張することができるため、電源用導体につながる電源用スルーホール導体の数を増加させることが可能となる。したがって、配線基板に十分な電荷の供給経路を確保することができる。
【0008】
本開示の一実施形態に係る配線基板を、図1〜5に基づいて説明する。図1は、本開示の一実施形態に係る配線基板1の断面の右半分を示す説明図である。一実施形態に係る配線基板1は、コア用絶縁層2、積層体3およびソルダーレジスト層6を含む。
【0009】
コア用絶縁層2は、絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されない。絶縁性を有する素材としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などの樹脂が挙げられる。これらの樹脂は2種以上を混合して用いてもよい。コア用絶縁層2の厚みは特に限定されず、例えば400μm以上800μm以下である。
【0010】
コア用絶縁層2には、補強材が含まれていてもよい。補強材としては、例えば、ガラス繊維、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミド繊維、ポリエステル繊維などの絶縁性布材が挙げられる。補強材は2種以上を併用してもよい。さらに、コア用絶縁層2には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機絶縁性フィラーが分散されていてもよい。
【0011】
コア用絶縁層2には、コア用絶縁層2の上下面を電気的に接続するために、スルーホール導体21が形成されている。スルーホール導体21は、コア用絶縁層2の上下面を貫通するスルーホール内に形成されている。スルーホール導体21は、例えば、銅めっきなどの金属めっきからなる導体で形成されている。スルーホール導体21は、コア用絶縁層2の両面に形成された導体層4に接続されている。スルーホール導体21は、図1に示すようにスルーホールの内壁面のみに形成されていてもよく、スルーホール内に充填されていてもよい。
【0012】
スルーホール導体21は、接続される導体層4に応じて、接地用スルーホール導体21a、電源用スルーホール導体21bおよび信号用スルーホール導体21cが存在する。すなわち、接地用スルーホール導体21aは、後述する接地用導体4aに接続され、電源用スルーホール導体21bは、後述する電源用導体4bに接続され、信号用スルーホール導体21cは、後述する信号用導体4cに接続されている。スルーホール導体21は、厚みの大きいコア用絶縁層2に位置しているため、後述するビアホール導体41に比べて電気抵抗が大きい場合が多い。このため、特に電荷の供給経路として機能する電源用スルーホール導体21bは、その数量を多くすることが望まれる。
【0013】
コア用絶縁層2の上面および下面には、積層体3が位置している。積層体3は、導体層4とビルドアップ用絶縁層5とが交互に積層された構造を有している。積層体3は、上面中央部に電子部品を実装するための実装領域Xを含んでいる。積層体3に含まれる導体層4は、例えば銅箔や銅めっきから成る導体で形成されている。導体層4の厚みは特に限定されず、例えば10μm以上25μm以下である。導体層4には、接地用導体4a、電源用導体4bおよび信号用導体4cが含まれている。
【0014】
接地用導体4aは、信号用導体4cのインピーダンスの整合、および信号用導体4cへのノイズ混入の低減のために機能する。
【0015】
電源用導体4bは、電荷の供給経路として機能する。このため、電源用導体4bは、電子部品に近い実装領域Xの直下およびその周囲に配置しておくと電気抵抗が小さくなるため有利である。したがって、電源用導体4bにつながる電源用スルーホール導体21bも、実装領域Xの直下およびその周囲に配置しておくと電荷供給の観点から有利である。
【0016】
信号用導体4cは、信号を伝送する機能を有している。信号用導体4cは、配線基板1全体にわたりできるだけインピーダンスの値を整合するように調整されている。これにより、信号が信号用導体4cを伝送するときの損失を低減することができる。
【0017】
積層体3に含まれるビルドアップ用絶縁層5は、コア用絶縁層2と同様、絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されない。絶縁性を有する素材としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などの樹脂が挙げられる。これらの樹脂は2種以上を混合して用いてもよい。積層体3にビルドアップ用絶縁層5が2層以上存在する場合、それぞれのビルドアップ用絶縁層5は、同じ樹脂で形成されていてもよく、異なる樹脂で形成されていてもよい。積層体3に含まれるビルドアップ用絶縁層5とコア用絶縁層2とは、同じ樹脂で形成されていてもよく、異なる樹脂で形成されていてもよい。
【0018】
さらに、積層体3に含まれるビルドアップ用絶縁層5には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機絶縁性フィラーが、分散されていてもよい。積層体3に含まれるビルドアップ用絶縁層5の厚みは特に限定されず、例えば20μm以上40μm以下である。積層体3にビルドアップ用絶縁層5が2層以上存在する場合、それぞれのビルドアップ用絶縁層5は同じ厚みを有していてもよく、異なる厚みを有していてもよい。
【0019】
積層体3に含まれるビルドアップ用絶縁層5には、層間を電気的に接続するためのビアホール導体41が形成されている。ビアホール導体41は、積層体3に含まれるビルドアップ用絶縁層5の上下面を貫通するビアホール内に形成されている。ビアホール導体41は、例えば、銅めっきなどの金属めっきからなる導体で形成されている。ビアホール導体41は、積層体3に含まれるビルドアップ用絶縁層5の両面に位置する導体層4に接続されている。ビアホール導体41は、図1に示すようにビアホール内に充填されていてもよく、ビアホールの内壁面のみに形成されていてもよい。
【0020】
ビアホール導体41は、接続される導体層4に応じて、接地用ビアホール導体41a、電源用ビアホール導体41bおよび信号用ビアホール導体41cを含んでいる。すなわち、接地用ビアホール導体41aは接地用導体4aに接続され、電源用ビアホール導体41bは電源用導体4bに接続され、信号用ビアホール導体41cは信号用導体4cに接続されている。
【0021】
一実施形態に係る配線基板1の両表面の一部には、ソルダーレジスト6が形成されている。ソルダーレジスト6は、例えば、アクリル変性エポキシ樹脂で形成されている。ソルダーレジスト6は、例えば実装領域Xに電子部品を実装するときの熱から導体層4を保護する機能を有している。
【0022】
一実施形態に係る配線基板1において、電子部品(図示せず)と配線基板1との間で電気信号を伝送する信号用導体4cは、その上面および下面にビルドアップ用絶縁層5を介して接地用導体4aが対向するように位置している第2ライン45を含んでいる。すなわち、第2ライン45と接地用導体4aとは、ストリップ線路構造を有している。
【0023】
ストリップ線路構造は、信号用導体4cの上面および下面の両面に、ビルドアップ用絶縁層5を介して接地用導体4aが対向するように位置している構造である。信号用導体4cのインピーダンスを整合するために、この構造が採用される。ノイズの混入を防止するためにも、ストリップ線路構造を採用するのがよい。
【0024】
一実施形態に係る配線基板1において、電子部品が実装される実装領域Xには、積層体3の最表層に位置する導体層4の一部であるパッド42が位置している。パッド42は、配線基板1に電子部品を電気的に接続するために使用される。パッド42は、接続される導体層4に応じて、接地用パッド42a、電源用パッド42bおよび信号用パッド42cが存在する。すなわち、接地用パッド42aは接地用導体4aに接続され、電源用パッド42bは電源用導体4bに接続され、信号用パッド42cは信号用導体4cに接続されている。
【0025】
信号用導体4cは、積層体3上面において実装領域Xに位置する信号用パッド42cと、平面透視で実装領域X周辺に位置する信号用ランド43と、第1ライン44とを有している。第1ライン44の一つの端部である第1端は、信号用パッド42cと直接または信号用ビアホール導体41cを介して接続されている。第1ライン44のもう一つの端部である第2端は、信号用ランド43と接続されている。すなわち、平面透視で線状の信号用導体4cである第1ライン44が、実装領域Xおよびその周辺にわたって位置している。第1ライン44の第1端が実装領域Xで信号用パッド43cと直接的または間接的につながっており、第1ライン44の第2端が実装領域X周辺で信号用ランド43とつながっている。具体的には、図2〜5を参照して説明する。
【0026】
図2は、図1に示す配線基板1において、ソルダーレジスト層6を除去して矢印A方向から見た一部を示す説明図である。図2は、実装領域Xを十字に4分割した内の1つとその近傍とを示す平面図である。図2に示すように、実装領域Xに位置する信号用パッド42cと、実装領域X周辺に位置する信号用ランド43とは、第1ライン44によってつながっている。
【0027】
第1ライン44の長さは限定されず、例えば、信号用導体4cが伝送する信号の波長の4分の1以下であるのがよい。第1ライン44をこのような長さにすることによって、信号用導体4cにおけるインピーダンス整合への影響を小さくすることができる。つまり、第1ライン44は、接地用導体4aによってインピーダンス調整が行われていないものの、上記の長さ以下にすることで信号用パッド42c、第1ライン44、信号用ランド43および下層の信号用導体4cとの間で、インピーダンスの不整合を無視することができる。その結果、信号は第1ライン44による影響を受けることなく伝送することができる。信号用導体4cを伝送する一般的な信号の波長を考慮すると、第1ライン44の長さは、例えば1000μm程度となることが多い。スルーホール導体21の配置間隔を考慮すると、第1ライン44の長さは、例えば250μm以上の長さとなることが多い。第1ライン44の長さを、スルーホール導体21の配置間隔以上の長さとすることで、第1ライン44の下層に新たな電源用スルーホール導体21bを接続することが可能な電源用導体4bのパターンを形成することができる。上記のような第1ライン44の長さを考慮すると、実装領域X周辺とは、実装領域Xの周縁部からおおよそ1000μm以内の範囲となる。第1ライン44の長さは、平面透視で信号用パッド42cと信号用ランド43との間の長さを指し、金属顕微鏡観察等により測定が可能である。
【0028】
図3は、図1に示す配線基板1において、ソルダーレジスト層6と最表層に積層されたビルドアップ用絶縁層5および導体層4とを除去して矢印A方向から見た一部を示す説明図である。上層の信号用ランド43は、上層の信号用ビアホール導体41cを介して、信号用パッド42cよりも1層だけコア用絶縁層2側に位置する信号用導体4cの第2ライン45の端部である第3端に接続されている。すなわち、信号用パッド42cは、実装領域X周辺に位置する信号用ビアホール導体41cを介して、図3に示す1層だけコア用絶縁層2側に位置する信号用導体4cの第2ライン45と電気的に接続されている。第2ライン45は、第3端よりもビルドアップ用絶縁層5の外周縁側に第4端を有している。
【0029】
従来の配線基板では、信号用導体は、信号用パッドの直下に形成された信号用ビアホール導体を介して接続されている。その結果、実装領域の下方において電源用導体を形成するための領域を十分に確保できず、電源用スルーホール導体の数を少なくせざるを得ない。
【0030】
一方、一実施形態に係る配線基板1では、図3に示すように、実装領域Xの直下およびその周囲において電源用導体4bのパターンを形成するための領域を十分に確保することができる。その結果、図4に示すように、実装領域Xの直下およびその周囲に、従来の配線基板よりも多くの電源用スルーホール導体21bを形成することができる。したがって、配線基板1に十分な電荷供給経路を確保することができる。図4は、図1に示す配線基板1において、ソルダーレジスト層6と積層体3とを除去して矢印A方向から見た一部を示す説明図である。
(【0031】以降は省略されています)

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