特許 7391184 配線基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-24

(45)【発行日】2023-12-04

(54)【発明の名称】配線基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20231127BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20231127BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 P

H05K3/46 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022509905

(86)(22)【出願日】2021-03-11

(86)【国際出願番号】 JP2021009763

(87)【国際公開番号】W WO2021193092

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-09-13

(31)【優先権主張番号】P 2020053937

(32)【優先日】2020-03-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003029

【氏名又は名称】弁理士法人ブナ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】樋渡 俊弘

【審査官】ゆずりは 広行

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２１２３０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０３３５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１８４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２４４６３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｈ０５Ｋ ３／４６

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コア絶縁層および該コア絶縁層の上下面にコア導体層を有するコア層と、
前記コア層の上面に位置する第１ビルドアップ部と、
前記コア層の下面に位置する第２ビルドアップ部と、
前記第１ビルドアップ部の上面に位置する第１実装領域と、
前記第２ビルドアップ部の下面に位置する第２実装領域と、
を備え、
前記第１ビルドアップ部は、少なくとも一層の第１ビルドアップ絶縁層と、該第１ビルドアップ絶縁層の上面に位置して前記第１実装領域に繋がる第１ビルドアップ導体層とを含み、
前記第２ビルドアップ部は、少なくとも一層の第２ビルドアップ絶縁層と、該第２ビルドアップ絶縁層の下面に位置して前記第２実装領域に繋がる第２ビルドアップ導体層とを含み、
前記第２ビルドアップ絶縁層は、該第２ビルドアップ絶縁層の外周縁から所定幅の領域に前記第２ビルドアップ絶縁層同士または前記第２ビルドアップ絶縁層と前記コア絶縁層との接着代を有し、
前記第２ビルドアップ導体層は、接地用導体層と、第１開口と、該第１開口内に位置し、前記接地用導体層と離れて位置する信号用パッドとを含み、
前記接地用導体層は、該接地用導体層に続き、前記外周縁に近づく方向に張り出して前記信号用パッドを囲む張り出し部を有することを特徴とする配線基板。

【請求項2】

前記外周縁から前記張り出し部以外の前記接地用導体層までの幅が、３００μｍ以上５００μｍ以下である請求項１に記載の配線基板。

【請求項3】

前記張り出し部は、幅が２０μｍ以上５０μｍ以下の帯状体である請求項１または２に記載の配線基板。

【請求項4】

前記張り出し部は、張り出し寸法が２０μｍ以上５０μｍ以下である請求項１～３のいずれかに記載の配線基板。

【請求項5】

前記信号用パッドは、前記第１開口内にペアで存在する請求項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】

本開示は、配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載のような従来の配線基板において、各絶縁層間の密着性を向上させるために、各絶縁層の外周縁から所定幅の領域には導体が形成されておらず、この領域の絶縁層同士が直に接着する接着代が存在する。信号用配線などの配線導体は、電子部品が実装されている実装領域から絶縁層の接着代近傍まで延伸されていることが多い。そのため、一部の信号用パッドやランドなども絶縁層の接着代近傍に位置することになる。

【0003】

このようなパッドやランドは、通常、外部からの電磁的なノイズをガードするために、周囲に所定の間隔を設けて接地用導体層で囲まれている。しかし、絶縁層の接着代近傍に位置する信号用パッドやランドは、接地用導体層で完全に囲まれずに、一部が絶縁層の接着代に開放された状態になる。信号用パッドやランドが開放された状態にあると、外部からの電磁的なノイズが十分にガードされずに、伝送特性に影響を及ぼすことがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１６／０６７９０８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示の課題は、絶縁層同士の密着性を良好に確保しつつ外部からの電磁的なノイズを十分にガードすることができる配線基板を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る配線基板は、コア絶縁層およびコア絶縁層の上下面にコア導体層を有するコア層と、コア層の上面に位置する第１ビルドアップ部と、コア層の下面に位置する第２ビルドアップ部と、第１ビルドアップ部の上面に位置する第１実装領域と、第２ビルドアップ部の下面に位置する第２実装領域とを備えている。第１ビルドアップ部は、少なくとも一層の第１ビルドアップ絶縁層と、第１ビルドアップ絶縁層の上面に位置して第１実装領域に繋がる第１ビルドアップ導体層とを含んでいる。第２ビルドアップ部は、少なくとも一層の第２ビルドアップ絶縁層と、第２ビルドアップ絶縁層の下面に位置して第２実装領域に繋がる第２ビルドアップ導体層とを含んでいる。第２ビルドアップ絶縁層は、第２ビルドアップ絶縁層の外周縁から所定幅の領域に第２ビルドアップ絶縁層同士または第２ビルドアップ絶縁層とコア絶縁層との接着代を有している。第２ビルドアップ導体層は、接地用導体層と、第１開口と、第１開口内に位置し、接地用導体層と離れて位置する信号用パッドとを含んでいる。接地用導体層は、接地用導体層に続き、外周縁に近づく方向に張り出して信号用パッドを囲む張り出し部を有している。

【0007】

本開示に係る実装構造体は、上記の配線基板と、上記の配線基板に実装された電子部品と、上記の配線基板に接続された電気基板とを含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、絶縁層同士の密着性を良好に確保しつつ外部からの電磁的なノイズを十分にガードすることができる配線基板を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態に係る配線基板の要部を示す断面図である。

【図2】図１に示す領域Ｘにおいて、ソルダーレジストを除去した状態で各層を模式的に示した斜視図である。

【図3】図２において第２ビルドアップ部およびコア層を下から見た平面図であり、（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ第２ビルドアップ部を下から見た平面図であり、（Ｃ）はコア層を下から見た平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の一実施形態に係る配線基板を、図１～３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の要部を示す断面図である。一実施形態に係る配線基板１は、コア層２、第１ビルドアップ部３１、第２ビルドアップ部３２およびソルダーレジスト４を含む。

【0011】

コア層２は、コア絶縁層２１およびコア絶縁層２１の上下面に位置するコア導体層２２を含む。コア絶縁層２１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。コア絶縁層２１の厚みは特に限定されず、例えば２００μｍ以上８００μｍ以下である。コア絶縁層２１の厚みは、後述の第１ビルドアップ絶縁層３１１および第２ビルドアップ導体層３２１の厚みよりも厚い。

【0012】

コア絶縁層２１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、コア絶縁層２１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。

【0013】

コア絶縁層２１には、コア絶縁層２１の上下面を電気的に接続するために、スルーホール導体２２Ｔが位置している。スルーホール導体２２Ｔは、コア絶縁層２１の上下面を貫通するスルーホール内に位置している。スルーホール導体２２Ｔは、例えば銅などの金属、具体的には銅めっきなどの金属めっきで形成されている。

【0014】

スルーホール導体２２Ｔは、コア絶縁層２１の上下面に位置するコア導体層２２を接続している。スルーホール導体２２Ｔは、図１に示すようにスルーホールの内壁面のみに位置していてもよく、スルーホール内に充填されていてもよい。コア導体層２２は、例えば銅などの金属、具体的には銅箔などの金属箔または銅めっきなどの金属めっきで形成されている。

【0015】

スルーホール導体２２Ｔは、接続されるコア導体層２２に応じて、グランド用スルーホール導体、電源用スルーホール導体および信号用スルーホール導体が存在する。すなわち、グランド用スルーホール導体はグランド導体に接続され、電源用スルーホール導体は電源導体に接続され、信号用スルーホール導体は信号導体に接続されている。

【0016】

コア層２の上面には第１ビルドアップ部３１が位置しており、コア層２の下面には第２ビルドアップ部３２が位置している。

【0017】

第１ビルドアップ部３１は、第１ビルドアップ絶縁層３１１と第１ビルドアップ導体層３１２とが交互に積層された構造を有している。第１ビルドアップ絶縁層３１１には、第１ビルドアップ絶縁層３１１の上下面を電気的に接続するために、第１ビアホール導体３１Ｖが位置している。第１ビアホール導体３１Ｖは、第１ビルドアップ絶縁層３１１を介して上下に対向する第１ビルドアップ導体層３１２同士、または第１ビルドアップ導体層３１２とコア導体層２２とを電気的に接続している。

【0018】

第２ビルドアップ部３２は、第２ビルドアップ絶縁層３２１と第２ビルドアップ導体層３２２とが交互に積層された構造を有している。第２ビルドアップ絶縁層３２１には、第２ビルドアップ絶縁層３２１の上下面を電気的に接続するために、第２ビアホール導体３２Ｖが位置している。第２ビアホール導体３２Ｖは、第２ビルドアップ絶縁層３２１を介して上下に対向する第２ビルドアップ導体層３２２同士、または第２ビルドアップ導体層３２２とコア導体層２２とを電気的に接続している。

【0019】

第１ビアホール導体３１Ｖおよび第２ビアホール導体３２Ｖは、それぞれ第１ビルドアップ絶縁層３１１および第２ビルドアップ絶縁層３２１の上下面を貫通するビアホール内に位置している。第１ビアホール導体３１Ｖおよび第２ビアホール導体３２Ｖは、例えば銅などの金属、具体的には銅めっきなどの金属めっきで形成されている。

【0020】

第１ビアホール導体３１Ｖおよび第２ビアホール導体３２Ｖ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位置していてもよい。第１ビアホール導体３１Ｖおよび第２ビアホール導体３２Ｖは、接続される第１ビルドアップ導体層３１２および第２ビルドアップ導体層３２２に応じて、グランド用ビアホール導体、電源用ビアホール導体および信号用ビアホール導体を含んでいる。すなわち、グランド用ビアホール導体はグランド導体に接続され、電源用ビアホール導体は電源導体に接続され、信号用ビアホール導体は信号導体に接続されている。

【0021】

第１ビルドアップ絶縁層３１１および第２ビルドアップ絶縁層３２１は、コア絶縁層２１と同様、絶縁性を有する素材であ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。

【0022】

第１ビルドアップ導体層３１２および第２ビルドアップ導体層３２２は、コア導体層２２と同様、導体であれば特に限定されない。第１ビルドアップ導体層３１２および第２ビルドアップ導体層３２２は、例えば銅などの金属、具体的には銅箔などの金属箔または銅めっきなどの金属めっきで形成されている。

【0023】

一実施形態に係る配線基板１では、第１ビルドアップ絶縁層３１１および第２ビルドアップ絶縁層３２１がそれぞれ二層存在している。この場合、それぞれの絶縁層は、同じ樹脂であってもよく、異なる樹脂であってもよい。コア絶縁層２１、第１ビルドアップ絶縁層３１１および第２ビルドアップ絶縁層３２１は、同じ樹脂であっていてもよく、異なる樹脂であってもよい。

【0024】

さらに、第１ビルドアップ絶縁層３１１および第２ビルドアップ絶縁層３２１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。第１ビルドアップ絶縁層３１１および第２ビルドアップ絶縁層３２１の厚みは特に限定されず、例えば２５μｍ以上５０μｍ以下である。第１ビルドアップ絶縁層３１１および第２ビルドアップ絶縁層３２１が２層以上存在する場合、それぞれの絶縁層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。

【0025】

第１ビルドアップ部３１は、表面に第１実装領域３１ａを有している。第１実装領域３１ａは、最外層に位置する第１ビルドアップ導体層３１２の一部からなる複数の第１パッドＰ１を備えている。

【0026】

第１実装領域３１ａには、例えば半導体集積回路素子などの電子部品が、半田を介して実装される。電子部品は、一般的に配線基板に搭載される電子部品であれば限定されない。このような電子部品としては、上記の半導体集積回路素子の他、オプトエレクトロニクス素子などが挙げられる。

【0027】

第２ビルドアップ部３２は、表面に第２実装領域３２ａを有している。第２実装領域３２ａは、最外層に位置する第２ビルドアップ導体層３２２の一部からなる複数の第２パッドＰ２を備えている。第２実装領域３２ａに備えられる第２パッドＰ２は、第１実装領域３１ａに備えられる第１パッドＰ１よりも大きな径を有している。第２実装領域３２ａには、例えばマザーボードなどの電気基板が、半田を介して実装される。一実施形態に係る配線基板１には、上記の電子部品および電気基板が実装され、実装構造体として使用される。

【0028】

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４が形成されている。ソルダーレジスト４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４は、例えば第１実装領域３１ａに電子部品を実装するときの熱や、第２実装領域３２ａをマザーボードなどに接続するときの熱から、第１ビルドアップ導体層３１２および第２ビルドアップ導体層３２２を保護する機能を有している。

【0029】

図１に示すように、一実施形態に係る配線基板１において第２実装領域３２ａは、第２ビルドアップ絶縁層３２１の外周縁から所定幅で位置する接着代３２１ａを開けて位置している。言い換えれば、第２実装領域３２ａは、接着代３２１ａに囲まれている状態である。第２ビルドアップ絶縁層３２１の外周縁を含む接着代３２１ａは、基本的に導体などが位置しておらず、第２ビルドアップ絶縁層３２１同士または第２ビルドアップ絶縁層３２１とコア絶縁層２１とが直に接着した状態である。接着代３２１ａは、第２ビルドアップ絶縁層３２１同士または第２ビルドアップ絶縁層３２１とコア絶縁層２１との密着性を向上させるために設けられている。

【0030】

第２実装領域３２ａに備えられる第２パッドＰ２には、電源用第２パッド、信号用第２パッドＰ２Ｓおよび接地用第２パッドが含まれる。第２実装領域３２ａの最外列（接着代３２１ａ側）には、図１に示すように、少なくとも信号用第２パッドＰ２Ｓが位置している。

【0031】

第２実装領域３２ａの最外列に位置している信号用第２パッドＰ２Ｓは、図２に示すように、信号用第２パッドＰ２Ｓと同一層に位置する接地用導体層３２２Ｇに形成された第１開口５１内に、接地用導体層３２２Ｇと隙間を介して存在している。図２は、図１に示す領域Ｘにおいて、ソルダーレジスト４を除去した状態で各層を模式的に示した斜視図である。

【0032】

図２に示すように、第１開口５１近傍において、接地用導体層３２２Ｇの一部は、第２ビルドアップ絶縁層３２１の接着代３２１ａに帯状体３２２Ｇ’として存在している。帯状体３２２Ｇ’について、図３に基づいて説明する。

【0033】

図３は、図２において第２ビルドアップ部３２およびコア層２を下から見た平面図である。図３（Ａ）は、第２ビルドアップ部３２に含まれる第２ビルドアップ絶縁層３２１および第２ビルドアップ導体層３２２のうち、最外層に位置する第２ビルドアップ絶縁層３２１および第２ビルドアップ導体層３２２を下からみた平面図である。図３（Ｂ）は、第２ビルドアップ部３２に含まれる第２ビルドアップ絶縁層３２１および第２ビルドアップ導体層３２２のうち、最外層よりも一層コア層２側に位置する第２ビルドアップ絶縁層３２１および第２ビルドアップ導体層３２２を下からみた平面図である。図３（Ｃ）はコア層２を下から見た平面図である。

【0034】

図３（Ａ）に示すように、接地用導体層３２２Ｇは、第２ビルドアップ絶縁層３２１の外周縁に近づく方向に張り出して信号用第２パッドＰ２Ｓを囲む張り出し部を有している。つまり、信号用第２パッドＰ２Ｓは、帯状体３２２Ｇ’を含む接地用導体層３２２Ｇによって周囲を完全に囲まれている。帯状体３２２Ｇ’は、（面状の）接地用導体層３２２Ｇの外周辺から第２ビルドアップ絶縁層３２１の外周縁に近づく方向にかけてＷ１だけ張り出している。このように、帯状体３２２Ｇ’がＷ１だけ張り出して信号用第２パッドＰ２Ｓの周囲を完全に囲んでいることによって、信号用第２パッドＰ２Ｓに外部からノイズが混入することを低減するとともに短絡防止および静電容量の低減の観点からも有利である。さらに、帯状体３２２Ｇ’は面状の層と異なり比較的幅が狭いため、接着代３２１ａにおける第２ビルドアップ絶縁層３２１に食い込みやすい。したがって、第２ビルドアップ絶縁層３２１同士の密着性に影響を及ぼさない。

【0035】

帯状体３２２Ｇ’が張り出している寸法Ｗ１は、短絡防止や密着性に影響を及ぼさない幅であれば限定されない。短絡を防止したり、第２ビルドアップ絶縁層３２１同士の密着性にほぼ影響を及ぼさないようにしたりするために、寸法Ｗ１は、例えば５０μｍ以上２５０μｍ以下であってもよい。第２ビルドアップ絶縁層３２１の外周縁から（面状の）接地用導体層３２２Ｇの外周辺までの平均の幅（帯状体３２２Ｇ’までの幅以外）Ｗ２は、第２ビルドアップ絶縁層３２１同士を密着し得るものであれば限定されない。例えば、Ｗ２は、３００μｍ以上５００μｍ以下であってもよい。Ｗ２が、３００μｍよりも小さいと密着性を確保できず、５００μｍよりも大きいと導体層を形成する領域を確保できない場合がある。

【0036】

接地用導体層３２２Ｇの一部である帯状体３２２Ｇ’の幅は、帯状であれば限定されない。帯状体３２２Ｇ’は、例えば２０μｍ以上５０μｍ以下の幅を有していてもよい。帯状体３２２Ｇ’がこのような幅を有していると、帯状体３２２Ｇ’が過度に厚くなりにくく、第２ビルドアップ導体層３２２の上下間の絶縁信頼性の低下をより防止することができる。さらに、第２ビルドアップ絶縁層３２１同士の密着性にもより影響を及ぼしにくくすることができる。

【0037】

図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、最外層以外に位置する第２ビルドアップ絶縁層３２１および第２ビルドアップ導体層３２２や、コア絶縁層２１およびコア導体層２２についても、図３（Ａ）に示す構造と同様の構造が採用される。すなわち、信号用第２パッドＰ２Ｓの代わりに、信号用第２パッドＰ２Ｓと電気的に接続されるランド３２２ａ’である以外は、図３（Ａ）に示す構造と同様の構造を有している。

【0038】

図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、ランド３２２ａ’も信号用第２パッドＰ２Ｓと同様、ランド３２２ａ’と同一層に位置する接地用導体層３２２Ｇに形成された第２開口５２内に、接地用導体層３２２Ｇと隙間を介して存在している。第２開口５２とは、コア絶縁層２１の下面および最外層以外に位置する第２ビルドアップ絶縁層３２１の下面において、第２実装領域３２ａの最外列に位置する信号用第２パッドＰ２Ｓと電気的に接続されているランド３２２ａ’が存在する開口を意味する。

【0039】

図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、一般的にランド３２２ａ’は信号用第２パッドＰ２Ｓよりも小さい。そのため、第２開口５２は第１開口５１よりも小さくてもよい。しかし、第２開口５２を小さくして、例えば、電位の異なる信号用第２パッドＰ２Ｓと接地用導体層３２２Ｇとが第２ビルドアップ絶縁層３２１を介して対向すると、対向部分がコンデンサとなり、静電容量が増加してインピーダンスの不整合が生じる。したがって、第２ビルドアップ部３２に存在する第２ビルドアップ導体層３２２を平面透視した場合、第２開口５２は第１開口５１と重なる位置に存在しているのがよい。第１開口５１と第２開口５２とは、ほぼ同じ位置でほぼ同じ大きさで重なり合っているのがよい。

【0040】

本開示の配線基板は、上述の一実施形態に限定されない。例えば、上述の配線基板１では、信号用第２パッドＰ２Ｓとして、ペアパッドが採用されている。しかし、信号用第２パッドＰ２Ｓとしては、ペアパッドに限定されず、シングルパッドであってもよい。

【0041】

上述の配線基板１では、第１ビルドアップ部３１および第２ビルドアップ部３２のそれぞれに、第１ビルドアップ絶縁層３１１および第２ビルドアップ絶縁層３２１がそれぞれ二層存在している。しかし、本開示の配線基板１において、第１ビルドアップ絶縁層３１１および第２ビルドアップ絶縁層３２１が、それぞれ一層ずつ存在していてもよく、三層以上ずつ存在していてもよい。

【符号の説明】

【0042】

１ 配線基板
２ コア層
２１ コア絶縁層
２２ コア導体層
２２Ｔ スルーホール導体
３１ 第１ビルドアップ部
３１１ 第１ビルドアップ絶縁層
３１２ 第１ビルドアップ導体層
３１ａ 第１実装領域
３１Ｖ 第１ビアホール導体
３２ 第２ビルドアップ部
３２１ 第２ビルドアップ絶縁層
３２１ａ 接着代
３２２ 第２ビルドアップ導体層
３２２Ｇ 接地用導体層
３２２Ｇ’ 帯状体
３２ａ 第２実装領域
３２Ｖ 第２ビアホール導体
４ ソルダーレジスト
５１ 第１開口
５２ 第２開口
Ｐ１ 第１パッド
Ｐ２ 第２パッド
Ｐ２Ｓ 信号用第２パッド

【図1】

【図2】

【図3】