2024-162700 配線基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162700

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】配線基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20241114BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023078509

(22)【出願日】2023-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000000158

【氏名又は名称】イビデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】児玉 博明

【テーマコード（参考）】

5E338

【Ｆターム（参考）】

5E338AA03

5E338AA16

5E338BB15

5E338BB63

5E338CC01

5E338CC06

5E338CD12

5E338EE11

(57)【要約】

【課題】線路導体同士の厚さを従来より均一にすることが可能な技術を開示する。
【解決手段】本開示の配線基板は、一又は複数の信号線用の線路導体が延びる第１の線路部と、前記第１の線路部より多い複数の信号線用の線路導体が並んで延びる第２の線路部と、前記第１及び第２の線路部のそれぞれの両側に配置され、前記第１及び第２の線路部より広範囲に亘って導体が広がるＧＮＤ部と、が同じ導電層に含まれている配線基板であって、前記第１の線路部の両側で、前記ＧＮＤ部を貫通する複数の第１の貫通孔と、前記第２の線路部の両側で、前記ＧＮＤ部を貫通する複数の第２の貫通孔と、が備えられ、前記複数の第２の貫通孔の総開口面積より、前記複数の第１の貫通孔の総開口面積が広い。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一又は複数の信号線用の線路導体が延びる第１の線路部と、
前記第１の線路部より多い複数の信号線用の線路導体が並んで延びる第２の線路部と、
前記第１及び第２の線路部のそれぞれの両側に配置され、前記第１及び第２の線路部より広範囲に亘って導体が広がるＧＮＤ部と、が同じ導電層に含まれている配線基板であって、
前記第１の線路部の両側で、前記ＧＮＤ部を貫通する複数の第１の貫通孔と、
前記第２の線路部の両側で、前記ＧＮＤ部を貫通する複数の第２の貫通孔と、が備えられ、
前記複数の第２の貫通孔の総開口面積より、前記複数の第１の貫通孔の総開口面積が広い。

【請求項2】

請求項１に記載の配線基板であって、
前記複数の第１の貫通孔の各開口面積と、前記複数の第２の貫通孔の各開口面積とは、略同一であり、
前記複数の第２の貫通孔の配置密度より、前記複数の第１の貫通孔の配置密度の方が高い。

【請求項3】

請求項１に記載の配線基板であって、
前記複数の第１の貫通孔及び前記複数の第２の貫通孔は、デガスホールである。

【請求項4】

請求項１から３の何れか１の請求項に記載の配線基板であって、
前記第１の線路部及び前記第２の線路部の前記線路導体が積層される絶縁層は、２３度での、５．８ＧＨｚにおける誘電正接が０．０２以下である。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の配線基板として、信号線用の複数の線路導体を含む導電層を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１０７８６０号公報（図２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述の導電層の厚さは、均一にならないことがある。その結果、同じ導電層内の複数の線路導体の間で厚さの相違によりインピーダンスが相違し、それが問題になることがある。これに対し、本願は、線路導体同士の厚さを従来より均一にすることが可能な技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る配線基板の発明は、一又は複数の信号線用の線路導体が延びる第１の線路部と、前記第１の線路部より多い複数の信号線用の線路導体が並んで延びる第２の線路部と、前記第１及び第２の線路部のそれぞれの両側に配置され、前記第１及び第２の線路部より広範囲に亘って導体が広がるＧＮＤ部と、が同じ導電層に含まれている配線基板であって、前記第１の線路部の両側で、前記ＧＮＤ部を貫通する複数の第１の貫通孔と、前記第２の線路部の両側で、前記ＧＮＤ部を貫通する複数の第２の貫通孔と、が備えられ、前記複数の第２の貫通孔の総開口面積より、前記複数の第１の貫通孔の総開口面積が広い。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の一実施形態に係る配線基板の断面図

【図2】配線基板の電気回路の概念図

【図3】導電層の平面図

【図4】配線基板の製造工程を示す断面図

【図5】配線基板の製造工程を示す断面図

【図6】配線基板の製造工程を示す断面図

【図7】配線基板の製造工程を示す断面図

【図8】変形例に係る導電層の平面図

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図１～図７を参照して本開示の一実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態の配線基板１０は、コア基板１１と、その表裏の両面に積層される第１と第２のビルドアップ層１２Ａ，１２Ｂとを有する。

【0008】

コア基板１１は、例えば、絶縁層１１Ｋと、その表裏の両面に積層される導電層１３とを備える。絶縁層１１Ｋは、例えば、複数のプリプレグが積層される構造をなし、導電層１３は、絶縁層１１Ｋに積層される図示しない銅箔に電解メッキ膜が積層される構造をなしている。

【0009】

第１と第２のビルドアップ層１２Ａ，１２Ｂは、複数の絶縁層１５と複数の導電層２０とが交互に積層される構造をなしている。複数の絶縁層１５は、例えば、ビルドアップ基板用の絶縁フィルムであり、導電層２０は、主として例えば、電解メッキ膜である。また、第１と第２のビルドアップ層１２Ａ，１２Ｂの最外層には、ソルダーレジスト層１７が積層されている。

【0010】

複数の導電層１３，２０には、電気回路がプリントされ、絶縁層１１Ｋ，１５を挟んで隣り合う導電層１３，２０同士の間には、電気回路同士を接続する複数のスルーホール導体１４又は複数のビア導体２１が形成されている。また、ソルダーレジスト層１７には、導電層２０の電気回路に含まれる複数のパッド１６に対応して複数の開口部１７Ｈが形成され、それら複数の開口部１７Ｈに複数の半田バンプ１８が設けられている。

【0011】

図２には、配線基板１０の電気回路図の一部が示されている。同図に示されるように、例えば、第１のビルドアップ層１２Ａ側の最外の導電層２０（以下、単に、「導電層２０Ｂ」という。）に含まれる複数のパッド１６の一部（例えば、８個）は、ビア導体２１を介して導電層２０Ｂの次に外側の導電層２０（換言すれば、コア基板１１から３層目の導電層。以下、単に、「導電層２０Ａ」という。）に含まれる複数の線路導体３１に接続されている。これら複数の線路導体３１は、例えば、全てがひとまとまりになって所定長、平行に延びてから所定複数本のグループと、残りの所定複数本のグループとに分かれてそれぞれ平行に延びている。具体的には、導電層２０Ａには、３本の線路導体３１が平行に延びる第１線路部３０Ａと、５本の線路導体３１が平行に延びる第２線路部３０Ｂと、これら第１線路部３０Ａ及び第２線路部３０Ｂとがまとまった８本の線路導体３１からなる第３線路部３０Ｃとが含まれている。これら第１～第３の線路部３０Ａ～３０Ｃの複数の線路導体３１は、何れも、線路幅及び線路導体３１同士の間隔が同じなっている。また、導電層２０Ａに含まれる複数の線路導線３１は信号線である。

【0012】

なお、第１～第３の線路部３０Ａ～３０Ｃは、所定長（例えば、２０ｍｍ）以上、延びていればよく、その先で分岐又は合流していてもよい。また、第１～第３の線路部３０Ａ～３０Ｃの線路導体３１の本数は、複数本でなくても、１本であってもよい。さらに、第１～第３の線路部３０Ａ～３０Ｃの線路導体３１の本数は、奇数、偶数を問わない。

【0013】

図３に導電層２０Ａの平面図が示されるように、第１～第３の線路部３０Ａ～３０Ｃの両側には、第１～第３の線路部３０Ａ～３０Ｃより広範囲に導体が広がるＧＮＤ部３２が配置されている。なお、図３には、第１及び第２の線路部３０Ａ，３０Ｂのみが示されている。

【0014】

ところで、従来の配線基板では、複数の線路導体同士の間で厚さが相異することがあった。具体的には、第１線路部３０Ａ及び第２線路部３０Ｂを例に説明する。ここで、図３の一点鎖線で示されるように、導電層２０Ａのうち、第１線路部３０Ａを中心とする所定幅（例えば、８ｍｍ）の領域を第１領域４１とし、第２線路部３０Ｂを中心とする同じ幅の領域を第２領域４２とすると、ＧＮＤ部３２の後述する複数の第１及び第２の貫通孔３４，３５を無視した場合には、ＧＮＤ部３２が多い第１領域４１の方が第２領域４２に比べてメッキする面積が広い。また、導電層２０がメッキ法によって形成される場合、メッキ液は、全体の濃度が略均一で単位体積当たりに析出するメッキ量は略同程度であるため、メッキする面積が広い第１領域ではメッキの厚さが薄くなり、第１領域に比べてメッキする面積が小さい第２領域ではメッキの厚さが厚くなる。これに対し、本実施形態では、第１領域４１及び第２領域４２の間でメッキの面積を略同じにするために、第１領域４１及び第２領域４２のＧＮＤ部３２に複数の第１及び第２の貫通孔３４，３５が設けられている。

【0015】

具体的には、第１及び第２の貫通孔３４，３５は、例えば、同一形状同一寸法の平面視円形で、第１領域４１及び第２領域４２に含まれるＧＮＤ部３２に配置されてＧＮＤ部３２を貫通している（図１参照）。また、第１領域４１に形成される複数の第１貫通孔３４は、第２領域４２に形成される複数の第２貫通孔３５に比べて多く（即ち、配置密度が高く）、複数の第１貫通孔３４の総開口面積が複数の第２貫通孔３５の総開口面積より広くなっている。そして、第１領域４１と第２領域４２とのメッキの面積が略同じになるように、複数の第１及び第２の貫通孔３４，３５の数が調整されている。これにより、本実施形態では、図１に示されるように、第１線路部３０Ａ及び第２線路部３０Ｂの複数の線路導体３１の厚さを略均一にすることができる。

【0016】

また、第３線路部３０Ｃについても、第３線路部３０Ｃを中心とする同じ幅の領域を図示しない第３領域とし、その第３領域に含まれるＧＮＤ部３２に図示しない第３貫通孔を設けて、第１領域４１、第２領域４２及び第３領域の間でメッキの面積を調整することで、全ての線路導体３１の厚さを略均一にすることが可能になる。

【0017】

複数の第１及び第２の貫通孔３４，３５と第３貫通孔は、メッキの面積を調整する機能に加えて、デガスホールとしても機能する。ここで、上記２つの機能を有する複数の第１及び第２の貫通孔３４，３５と第３貫通孔は、第１領域４１、第２領域４２及び第３領域にのみ配置され、第１領域４１、第２領域４２及び第３領域以外のＧＮＤ部３２にはデガスホールとしてのみ機能する図示しない貫通孔が所定パターンで配置されている。なお、デガスホールとは、配線基板１０の製造工程において、加熱の際に配線基板１０の内部で発生するガスを外部に排出するためのガス抜き用の孔である。

【0018】

なお、複数の第１及び第２の貫通孔３４，３５は、円形に限らず、例えば、環状であってもよい。また、複数の第１及び第２の貫通孔３４，３５は、中心間の距離が等ピッチになるように配置されていればよく、図３に示される配置パターンに限らず、どのような配置パターンであってもよい。本実施形態では、複数の第１及び第２貫通孔３４，３５が同一寸法で、複数の第１貫通孔３４同士のピッチが複数の第２貫通孔３５同士のピッチより狭い例を説明しているが、例えば、図８に示されるように、第１及び第２の貫通孔３４，３５同士のピッチを同一にして、第１貫通孔３４の大きさを第２貫通孔３５に比べて大きくしてもよい。なお、複数の第３貫通孔についても同様である。

【0019】

本実施形態の配線基板１０は、例えば、数ＧＨｚ以上（例えば１～１０ＧＨｚ）の高周波信号が伝送される高速伝送基板であり、導電層２０Ａに含まれる複数の線路導体３１は高速伝送用の信号線である。また、配線基板１０では、導電層２０Ａの下面が当接する絶縁層１５を含む全ての絶縁層１５が、２３度での５．８ＧＨｚにおける誘電正接が０．０２以下、より好ましくは０．０１以下になっている。これにより、導電層２０Ａの複数の線路導体３１を流れる高周波信号の伝送損失が小さくなっている。

【0020】

本開示の配線基板１０は、以下のように製造される。
（１）絶縁層１１Ｋの両面に図示しない銅箔が積層されている銅張積層板１１Ｚが用意される。そして、公知の製造方法（例えば、サブトラクティブ法）により、銅張積層板１１Ｚの表裏の両面に導電層１３が形成されると共に、絶縁層１１Ｋにスルーホール導体１４が形成される（図４（Ａ）参照）。これにより、コア基板１１が形成される。

【0021】

（２）公知の製造方法（例えば、セミアティティブ法）により、コア基板１１の表裏の両面に絶縁層１５と導電層２０とが交互に積層される。これら処理が繰り返され、図４（Ｂ）に示されるように、コア基板１１から３層目の絶縁層１５までが積層される。

【0022】

（３）次いで、信号層である導電層２０Ａのシード層を形成するために、無電解メッキ処理により無電解メッキ膜２３が形成される（図５（Ａ）参照）。

【0023】

（４）無電解メッキ膜２３上に所定パターンのメッキレジスト２５が積層され、メッキレジスト２５の非形成部に線路導体３１となる溝２５ＡとＧＮＤ部３２となる溝２５Ｂとが形成される（図５（Ｂ）参照）。また、このとき、図５（Ｂ）の一点鎖線にて示される第１領域４１及び第２領域４２に含まれる溝２５Ｂ部分に、複数の第１及び第２の貫通孔３４，３５となる平面視円形の複数の支柱２５Ｓが設けられる。

【0024】

（５）次いで、図６（Ａ）に示されるように、電解メッキ処理が行われる。このとき、本実施形態では、第１領域４１及び第２領域４２のメッキされる面積が略同じになるように複数の支柱２５Ｓの配置密度が調整されているので、電解メッキ膜２４全体が略均一な厚さで形成される。

【0025】

（６）図６（Ｂ）に示されるように、メッキレジスト２５の剥離とメッキレジスト２５の下側の無電解メッキ膜２３が剥離されて、厚さが均一な導電層２０Ａが得られる。これにより、複数の線路導体３１間で厚さが均一になる。

【0026】

（７）上述した（２）の工程と同様に、絶縁層１５と導電層２０Ｂとが交互に積層されて、第１及び第２のビルドアップ層１２Ａ，１２Ｂが得られる。

【0027】

（８）次いで、図７（Ａ）に示されるように、ソルダーレジスト層１７が積層される。そして、ソルダーレジスト層１７の所定箇所に、例えば、レーザ加工やフォトリソグラフィ処理等により、開口１７Ｈが形成され、導電層２０のうち開口１７Ｈによりソルダーレジスト層１７から露出した部分にパッド１６が形成される（図７（Ｂ）参照）。

【0028】

（９）パッド１６上に、半田バンプ１８が形成される（図１参照）。以上により配線基板１０が完成する。

【0029】

本実施形態の配線基板１０の構造及びその製造方法に関する説明は以上である。次に配線基板１０の作用効果について説明する。このように、本開示の配線基板１０では、第１線路部３０Ａ及び第２線路部３０Ｂの両側のＧＮＤ部３２に設けられる複数の第１貫通孔３４の総開口面積を複数の第２貫通孔３５の総開口面積より広くして、第１線路部３０Ａ周辺と第２線路部３０Ｂ周辺とのメッキの面積の差を小さくすることができる。これにより、従来より第１線路部３０Ａ及び第２線路部３０Ｂの複数の線路導体３１の厚さを均一にすることができる。

【0030】

また、本実施形態では、複数の第１及び第２の貫通孔３４，３５の各開口面積を略同一として、複数の第１貫通孔３４の配置密度を複数の第２貫通孔３５の配置密度より高くするという簡易な構成で複数の線路導体３１の厚さの均一化を実現することができる。しかも、これら第１及び第２の貫通孔３４，３５は、メッキ面積の調整機能に加えてデガスホールとしても機能し、配線基板１０内のボイドの発生を抑制することができる。

【0031】

［他の実施形態］
（１）上記実施形態では、複数の導電層１３，２０のうち１つの導電層２０Ａのみに複数の線路導体３１が含まれていたが、複数の導電層１３，２０に複数の線路導体３１が含まれていてもよい。

【0032】

（２）上記実施形態では、第１ビルドアップ１２Ａのみに複数の線路導体３１を備える例を説明したが、第２のビルドアップ層１２Ｂに複数の線路導体３１を備えていてもよい。また、配線基板１０は、コア基板１１の両側に第１及び第２のビルドアップ層１２Ａ，１２Ｂを備えるものに限らず、コア基板１１の片面にのみビルドアップ層を備えるものであってもよい。

【0033】

なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。

【符号の説明】

【0034】

１０ 配線基板
２０，２０Ａ，２０Ｂ 導電層
３０Ａ 第１線路部
３０Ｂ 第２線路部
３１ 線路導体
３２ ＧＮＤ部
３４ 第１貫通孔
３５ 第２貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】