JP2009076721A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、配線基板の反りの発生を抑制し、配線基板製造時にも反りの修正を行う必要の無い多層配線基板を提供することを目的とする。
【解決手段】電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０、１０ａ〜１０ｃｅが形成された配線層４０、４０ａ〜４０ｅを含む多層配線基板１００、１００ａ〜１００ｅであって、
前記電源プレーン及び／又は前記グランドプレーンは、所定の切断ライン２０、２０ａ〜２０ｅで切断され、複数の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１、１１ａ〜１１ｅに分割されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、多層配線基板に関し、特に、電源プレーン及び／又はグランドプレーンが形成された配線層を含む多層配線基板に関する。

従来から、コア基板上に樹脂層と配線層を多層に積み重ねた多層配線構造を有する多層配線基板（ビルドアップ基板）が知られているが、近年の薄型化、省スペース化の要求により、コア基板を有せず、多層配線構造に形成されたコアレスの多層配線基板が提案されている。かかるコアレスの多層配線基板においては、電源プレーン及び／又はグランドプレーンが形成された配線層を有し、信号用の配線パターンに電位供給を行うのが一般的である。

図９は、従来の多層配線基板３００の電源プレーン及び／又はグランドプレーン２１０が形成された配線層２４０の平面構成図である。なお、配線層２４０の周囲には、配線層２４０の上層又は下層に存在する絶縁層２５０が示されている。

多層配線基板３００においては、信号用の配線パターンの他、これに電源又はグランド電位を供給するため、電源プレーン及び／又はグランドプレーン２１０が形成された配線層２４０を有する場合が多い。一例として、電源プレーン及び／又はグランドプレーン２１０は、多層配線基板３００の半導体素子搭載面に搭載される仮想的な半導体素子２９０の周囲の中央部２３０を取り囲むように、いわゆるベタ状態で配線層２４０の大部分を連続した金属で覆う配線パターンとして形成される。電源プレーン及び／又はグランドプレーン２１０は、配線パターンの上方又は下方にビア（図示せず）が形成され、これを介して電源又はグランドに接続され、配線層２４０への電位供給が行われる。そして更に、配線層２４０から信号用の配線パターンが形成された配線層への電位供給が行われる。かかる配線層２４０及び絶縁層２５０を有する多層配線基板３００において、電源プレーン及び／又はグランドプレーン２１０には銅が用いられることが多く、絶縁層２５０にはエポキシ樹脂が用いられることが多い。

なお、かかるコアレスの多層配線基板においては、配線基板が薄くなり基板自体の強度が弱まることから、搬送等の取扱性を向上させるべく、基板の端部に金属製の枠体を設けた技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３２３６１３号公報

しかしながら、上述の図９に示した従来技術の構成では、多層配線基板３００の製造工程で熱処理を行っているときには多層配線基板３００に反りを生じていなくても、製造工程が終わって多層配線基板３００が通常温度になると、絶縁層２５０のエポキシ樹脂が収縮し、多層配線基板３００が反りを生ずるという問題があった。

図１０は、従来の配線基板３００の、電源プレーン及び／又はグランドプレーン２１０が形成された配線層２４０と、その下層の絶縁層２５０の断面構造を示した断面構成図である。

図１０（ａ）は、配線基板３００製造時における、例えば１５０℃程度に加熱している状態の配線層２４０及び絶縁層２５０の断面構成を示した図である。図１０（ａ）において、エポキシ樹脂で形成された絶縁層２５０の上層に、銅で形成された電源プレーン及び／又はグランドプレーン２１０が形成された配線層２４０が配置されている。配線基板３００製造中の１５０℃程度の環境下では、両者は平行な層を形成している。

図１０（ｂ）は、配線基板３００の温度が下がった状態における、配線層２４０及び絶縁層２５０の断面構成を示した図である。エポキシ樹脂の熱膨張係数は３０〜４０〔１／Ｋ〕であり、銅の熱膨張係数は１７〜１８〔１／Ｋ〕であるため、両者の熱膨張係数には大きな差があり、従って、配線層２４０の収縮率よりも、絶縁層２５０の収縮率の方が大きく、同じ温度に低下した場合には、絶縁層２５０の方が配線層２４０よりも収縮量が大きい。よって、図１０（ｂ）に示すように、配線層２４０が絶縁層２５０に引っ張られるような状態になってしまい、配線基板３００に反りが発生してしまう。配線基板３００製造時に、かかる反りが生じた場合には、反り修正を行う必要があるが、これにより製造工程の効率ダウン及びコスト増加を招くという問題があった。

また、上述の特許文献１に記載の構成では、搬送時の取扱性の向上については配慮されているものの、配線基板の製造工程で生ずる反りの問題については何ら考慮されていない。よって、製造工程でコアレスの多層配線基板に反りが生じた場合には、やはり反りの修正を必要とし、製造工程の効率低下とコスト増を招くという問題があった。

また、コア基板を有する配線基板においても、基板に反りが生じた場合には、やはり反りの修正が必要となり、製造工程の効率低下とコスト増が同様に問題となっていた。

そこで、本発明は、温度低下時においても配線基板の反りの発生を抑制し、配線基板製造時にも反りの修正を行う必要の無い多層配線基板を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る多層配線基板は、電源プレーン及び／又はグランドプレーンが形成された配線層を含む多層配線基板であって、
前記電源プレーン及び／又は前記グランドプレーンは、所定の切断ラインで切断され、複数の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片に分割されていることを特徴とする。

これにより、金属と樹脂との熱膨張係数の差によって配線基板に反りが生じたとしても、応力を切断ラインの部分に逃がすことができ、配線基板が全体で大きく反ることを防止することができる。

第２の発明は、第１の発明に係る多層配線基板において、
前記所定の切断ラインは、前記配線層の中心から外側に延在する放射状のラインであることを特徴とする。

これにより、配線基板の反りを、搭載される半導体素子を中心として抑制することができ、搭載される半導体素子への影響を抑制することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係る多層配線基板において、
前記所定の切断ラインは、隣接する前記電源プレーン片及び／又は前記グランドプレーンを略線対称に分割するラインを含むことを特徴とする。

これにより、配線基板の反りを対称的に切断ラインに逃がすことができ、効果的に配線基板の反りを抑制することができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれか一つの発明に係る多層配線基板において、
前記複数の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片は、略合同であることを特徴とする。

これにより、個々の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片に生じる反りを均一化することができ、多層配線基板に生ずる反りを均等に分散させて、全体の多層配線基板の反りを効率よく抑制することができる。

第５の発明は、第１〜４のいずれか一つの発明に係る多層配線基板において、
前記複数の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片のうち、所定の電源プレーン片同士及び／又はグランドプレーン片同士を電気的に接続する電気接続手段を更に有することを特徴とする。

これにより、多層配線基板に生じる反りを効率良く分散させつつ、電気的には従来と同様に大面積の電源プレーン及び／又はグランドプレーンを形成することができる。

第６の発明は、第５の発明に係る多層配線基板において、
前記電気接続手段は、前記切断ラインの一部を未切断として形成した配線パターンであることを特徴とする。

これにより、多層配線基板全体としては反りを分散させつつ、容易に従来と同様の電源プレーン及び／又はグランドプレーンの電気的接続を保つことができる。

第７の発明は、第５又は第６の発明に係る多層配線基板において、
前記電気接続手段は、前記配線層とは異なる配線層を含むことを特徴とする。

これにより、多層配線基板の配線構造を利用して従来と同様の電源プレーン及び／又はグランドプレーンの配線パターンを保ちつつ、基板の反りを効率的に抑制することができる。

第８の発明に係る基板は、配列された複数の多層配線基板と、該複数の多層配線基板を囲む枠部を備えた基板であって、
該枠部の表面には金属部材が被着されており、
該金属部材は、所定の切断ラインにより切断されて分割されていることを特徴とする。

これにより、全体として相当の大きさとなる大判基板において、外側の枠部に起因する大判基板全体の反りを抑制することができ、シート製品として出荷する場合にも、反りの修正を行う必要が無くなり、工程の高効率化とコストダウンを図ることができる。

第９の発明は、第８の発明に係る基板において、
前記所定の切断ラインは、前記多層配線基板の配列ラインを外側に延長したものであることを特徴とする。

これにより、個々の多層配線基板への影響が最も少ない方向に応力を逃がすことができ、個々の多層配線基板の反りを減少させることができる。

本発明によれば、多層配線基板及び複数の多層配線基板が配列された基板の反りを抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明を適用した実施例１に係る多層配線基板１００の、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０が形成された配線層４０の平面構成を示した平面構成図である。

図１において、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０は、絶縁層５０の上層又は下層に形成され、多層配線基板１００表面の半導体素子搭載面に搭載される仮想的な半導体素子９０の周囲の中央部３０を除き、配線層２４０の大部分を、銅やアルミ等の金属により覆った配線パターンとなっている。そして、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０は、全体で１つの連続したベタ膜となっているのではなく、中央部３０から４隅に延在する４本の切断ライン２０により、４つの電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１に分割されている。

このように、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０を、配線層２４０全体を覆う１枚のベタ膜で構成するのではなく、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０の所定位置に適宜スリット状の切断ライン２０を設け、これを複数の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１で構成することにより、熱ストレスを切断ライン２０で開放し、多層配線基板１００全体の反りを低減することができる。

熱ストレスが生じるのは、金属と樹脂の熱膨張係数の大きさの相違により、樹脂が熱硬化すると、金属よりも樹脂の方が大きく収縮し、樹脂の絶縁層５０上に形成された金属の配線層４０が、絶縁層５０に引っ張られるように収縮するからである。例えば、配線層４０上の電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０が銅であり、絶縁層５０がエポキシ樹脂の場合には、銅の熱膨張係数は１７〜１８〔１／Ｋ〕であり、エポキシ樹脂の熱膨張係数は３０〜４０〔１／Ｋ〕であるので、エポキシ樹脂の熱膨張係数は、銅の熱膨張係数の２倍前後あることになる。この場合に、１５０℃程度の製造工程では多層配線基板１００が反っていなかった場合でも、製造工程が一通り終了して温度が下がった場合には、多層配線基板１００に上述のような熱膨張係数の違いによる変形ストレスが生じてしまう。

そこで、多層配線基板１０の電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０が形成された配線層４０において、切断ライン２０により電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０が小片の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１に分割されていれば、切断ライン２０が変形ストレスの逃げ道となり、多層配線基板１００全体の変形度合を小さくすることができる。

図１において、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０は、中央部３０から４隅に延在する４本のスリット状の切断ラインにより、４つの合同かつ対称な電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１に分割されている。切断ライン２０は、種々の任意の位置に設けられてよいが、例えば、図１に示すように、中央部から外側に延在する放射状の切断ラインであってもよい。例えば、半導体素子９０が多層配線基板１００の中央部に搭載される場合には、半導体素子９０に対して、多層配線基板１００の反りの方向が対称となるように構成されるので、搭載される半導体素子９０への影響を小さくすることができる。

また、図１に示すように、切断ライン２０は、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０を、線対称に分割する位置に設けられてもよい。これにより、切断ライン２０により分割される個々の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１が合同となり、かつ隣接する電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１が切断ライン２０に関して対称となるので、切断ライン２０に両側から逃げ込む応力が、左右で等しくなり、左右均等にバランスよく応力を開放することができる。

なお、配線層４０に形成された電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０は、電源プレーンのみで構成されてもよいし、グランドプレーンのみで構成されてもよいし、更には両者の組み合わせであってもよい。配線層４０に電源プレーン及びグランドプレーンの双方が形成される場合には、電源プレーン１０とグランドプレーン１０は最初から分割されており、２つの配線パターン片から構成された状態となっている。この場合であっても、２つの配線パターン片がベタ膜で構成された場合には、２つの配線パターン片で配線層４０全体を覆うことになるので、やはり基板の反りは大きくなってしまう。従って、図１に示すように、電源プレーン及びグランドプレーン１０を各々２つずつの電源プレーン片及びグランドプレーン片１１で構成するようにすれば、やはり本実施例により多層配線基板１００の反りを低減することができる。

また、切断ライン２０の位置や数は任意に設定することができ、例えば、もっと細かく分割して、個々の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１の大きさを小さくするとともに、切断ライン２０の数を増やせば、個々の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１の変形が小さくなるとともに、応力の逃げ道の数は増加するので、更に多層配線基板１００の反りを抑制することができる。

図２は、図１に係る多層配線基板１００の配線層４０及び絶縁層５０を、Ａ−Ａ'断面で切った断面構成図である。

図２（ａ）は、温度が１５０℃程度の、多層配線基板１００製造中の状態を示した断面図である。なお、図１とは、若干電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１の長さの比率が異なるが、理解の容易のために、略３等分した図で説明する。図２（ａ）において、絶縁層５０の上に配線層４０が形成されており、配線層４０には、電源プレーン及び／グランドプレーン１０が形成されているが、１つの連続して繋がった状態のいわゆるベタ膜ではなく、切断ライン２０により空隙が形成されている。この多層配線基板１００の製造中の温度１５０℃程度の状態においては、絶縁層５０及び配線層４０の双方に収縮は発生せず、両者は平行な層として形成されている。

図２（ｂ）は、温度が下がった状態における多層配線基板１００の断面構成図である。図２（ｂ）において、金属と樹脂の熱膨張係数は異なるので、樹脂が硬化した状態では、絶縁層５０の方の収縮量が配線層４０より大きくなるが、図２（ｂ）に示すように、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０が、スリット状の切断ライン２０により３つの電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１に分割されているため、配線層４０及び絶縁層５０は３つの変形を生じるが、個々の変形は小さくなり、多層配線基板１００全体としての反りは、小さく抑えられる。

このように、本実施例に係る多層配線基板１００によれば、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０を所定の切断ライン２０でより小さな単位に分割したことにより、個々の反りの大きさを小さくし、多層配線基板１００全体としての反りを小さくすることができる。

図３は、本発明を適用した実施例２に係る多層配線基板１００ａの電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ａが形成された配線層４０ａの平面構成図である。図３において、絶縁層５０上に配線層４０ａが形成され、配線層４０ａ上には、中央部３０から４隅に延在する４本の放射状の切断ライン２０ａにより形成された４つの電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ａからなる電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ａが形成されている点で、実施例１に係る電源プレーン及び／グランドプレーン１０と同様であるが、所定の切断ライン２０ａが、直線的なスリットではなく、ジグザグのラインを含んでいる点で、実施例１の態様とは異なっている。そして、所定の切断ライン２０ａのジグザグラインを形成する部分には、配線層４０の上層又は下層に存在するビア５５の存在が示されている。なお、ジグザグに形成された切断ライン２０ａは、角部を有さない曲線状ラインに形成してもよい。この場合、角部への応力集中が無いため、より好適に応力を分散させて逃がすことができる。

このように、ビア５５の配置位置と、配線層４０の配線パターンとの関係により、所定の切断ライン２０ａは、ビア５５と所望の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ａとの接続がなされるような形状に構成してよい。実施例２によれば、所定の切断ライン２０ａのライン形状は、配線パターンに応じて、所望のライン形状とすることができ、かかる配線層４０の平面構成によっても、切断ライン２０ａに応力を開放し、多層配線基板１００ａの反りを低減することができる。

図４は、本発明を適用した実施例３に係る多層配線基板１００ｂの電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｂが形成された配線層４０ｂの平面構成図である。

図４において、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｂが、４つの切断ライン２０ｂにより４つの電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片４０ｂに分割されている点では、実施例１及び実施例２と同様であるが、切断ライン２０ｂが、中央部３０から配線層４０を形成する４辺の中点に延在している点で、実施例１及び実施例２とは異なっている。

このように、切断ライン２０ｂは、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｂを、４つの長方形の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｂに分割するラインであってもよい。この場合も、切断ライン２０ｂは隣接する電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｂを線対称に分割するラインとなっており、かつ４つの電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１０ｂは総て合同である。従って、個々の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１０ｂに加わる応力は等しくなり、切断ライン４０ｂに逃げる応力も総て左右等しくなりバランスするので、多層配線基板１００ｂの反りを適切に抑制することができる。

図５は、本発明を適用した実施例４に係る多層配線基板１００ｃの電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｃが形成された配線層４０ｃの平面構成図である。

図５において、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｃが、８本の切断ライン２０ｃにより切断され、８つの電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｃに分割されている点で、実施例１〜３とは異なっている。このように、切断ライン２０ｃの数を増やし、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｃをより多くの電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｃに分割するようにしても良い。個々の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｃの大きさを小さくできるので、個々の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｃに加わる応力及び変形の大きさを更に小さくすることができる。また、応力の逃げ道となる切断ライン２０ｃの数が増加するので、熱ストレスの開放がより細かな単位で行うことができ、多層配線基板１００ｃの全体の反り量を減少させることができる。

なお、図５において、切断ライン２０ｃは、実施例１で示した中央部３０から配線層４０の４隅に延在する切断ライン２０と、実施例３で示した中央部３０から配線層４０の４辺の中点に延在する切断ライン２０ｂとの組み合わせとなっている。このように、総ての切断ライン２０ｃは同一でなくてもよく、複数のライン形状の組み合わせであってもよい。所望の切断ライン２０、２０ｂを組み合わせることにより、用途に応じて適切な電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｃの配線パターンを構成することができる。

また、図５において、所定の切断ライン２０ｃは、総て隣接する電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｃを線対称に分割しており、個々の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｃは総て合同な形状となっている。これにより、切断ライン２０ｃに向かう応力を、切断ライン２０ｃの両側で等しくすることができ、多層配線基板１００ｃの反りをバランスよく均等に抑制することができる。

このように、実施例１〜４で説明したように、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０、１０ａ〜１０ｃ及び所定の切断ライン２０、２０ａ〜２０ｃは、用途に応じて種々の態様を適用することが可能である。また、実施例１〜４においては、電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１、１１ａ〜１１ｃが合同となる態様を説明したが、これに制限されることはなく、これも用途に応じて種々の態様を適用してよい。例えば、電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１、１１ａ〜１１ｃは、異なる形状や大きさの電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１、１１ａ〜１１ｃを含んでもよい。また、配線層４０、４０ａ〜４０ｃは、必ずしも電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０、１０ａ〜１０ｃのみで形成される必要は無く、他に信号用の配線パターン等が形成されている部分を含んでもよい。

また、実施例１〜４に係る多層配線基板１００、１００ａ〜１００ｃは、反りの問題を生じ易いコアレスの多層配線基板に適用するのが最適であるが、コア基板を有する多層配線基板であっても、好適に適用可能である。本発明は、コア基板を有しないコアレスの多層配線基板のみならず、コア基板を有する多層配線基板にも好適に適用することができる。

図６は、本発明を適用した実施例５に係る多層配線基板１００ｄを説明するための図である。実施例５においては、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄ、１０ｅが形成された配線層４０ｄ、４０ｅを含む多層配線基板１００ｄの断面構成の例について説明する。

図６（ａ）は、実施例５に係る多層配線基板１００ｄの断面構成を示した図である。図６（ａ）において、多層配線基板１００ｄは、表面に半導体素子搭載用の端子パッド６０を備え、反対面には、外部端子接続用の端子パッド６１を備えており、半導体パッケージとして構成されている。また、多層配線基板１００ｄの半導体素子搭載面の端子パッド６０以外の部分は、ソルダレジスト７０で覆われており、同様に、外部端子接続面の端子パッド６１以外の部分も、ソルダレジスト７１で覆われている。

半導体素子搭載用の端子パッド６０には、プリソルダ８０が形成され、半導体素子９０の電極端子に形成されたバンプ９１と半田接合され、半導体素子９０が多層配線基板１００ｄに搭載されている。半導体素子９０と多層配線基板１００ｄとの間には、アンダーフィル樹脂９５が充填されている。一方、多層配線基板１００ｄの反対面の外部端子接続用の端子パッド６１には、外部接続端子として半田ボール８１が形成され、マザーボード等に接続可能に構成されている。なお、半田ボール８１は、半田バンプであってもよいし、ピンやランド形状であってもよい。

本実施例に係る多層配線基板１００ｄは、このような半導体パッケージとして適用されてもよい。次に、多層配線基板１００ｄの多層配線構造について説明する。

図６において、半導体素子搭載用の端子パッド６０の下層には、第１層目絶縁層５０が形成されており、第１層目絶縁層５０の端子パッド６０の直下には、ビア５５が形成され、金属が充填されている。そして、ビア５５を充填した金属と同一層に、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄが形成された配線層４０ｄが形成されている。

また、配線層４０ｄは、第２層目絶縁層５１で覆われるとともに、配線層４０ｄと電気的接続を図るためのビア５６が第２層目絶縁層５１の配線層４０ｄの直下に形成され、これに金属が充填されて形成された金属層と同一層に、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｅが形成された配線層４０ｅが形成されている。そして、配線層４０ｅは、第３層目絶縁層５２に覆われ、第３層目絶縁層５２に形成されたビア５７により、外部端子接続用の端子パッド６１との電気的接続がなされている。また、ビア５６及びビア５７を通すため、配線層４０ｅには、開口３１が形成されている。

このように、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄ、１０ｅは、多層配線基板１００ｄの基板内層に設けるようにしてよい。多層配線基板１００ｄの反りの発生は、上述のように金属と樹脂との熱膨張率の相違で生じるが、多層配線基板１００ｄの基板内層に金属のベタ膜のパターンが存在する方が、多層配線基板１００ｄの厚み方向（積層方向）での対称性が良くなるため、基板の反りを低減することができる。

なお、本実施例においては、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄ、１０ｅを有する配線層４０ｄ、４０ｅが２層設けられている例について説明さたが、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄ、１０ｅが形成された配線層４０ｄ、４０ｅは、１層であっても、複数層であってもよい。多層配線基板１００ｄの用途と態様により、電源プレーン及びグランドプレーン１０ｄ、１０ｅを有する配線層４０ｄ、４０ｅは、種々の態様とすることができる。

次に、本実施例に係る多層配線基板１００ｄの電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄ、１０ｅが形成された配線層４０ｄ、４０ｅの平面構成例について説明する。

図６（ｂ）は、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄが形成された配線層４０ｄの平面構成例を示した図である。図６（ｂ）において、配線層４０ｄは、中央部３０の周囲を囲む電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄを有しており、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄは、配線層４０ｄの対角線上にある４本の切断ライン２０ｄにより４個の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｄに分割されている。

このように構成することにより、配線層４０ｄと上下の絶縁層５０、５１との間で熱膨張係数が異なっていても、発生する応力を逃がして多層配線基板１０ｄの反りを低減することができる。

図６（ｃ）は、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｅが形成された配線層４０ｅの平面構成例を示した図である。配線層４０ｅにおいては、ビア５６が形成される複数の開口３１の周囲の各々を囲むように、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｅが形成されている。そして、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｅは、配線層４０ｅの対角線上に形成された２本の切断ライン２０ｅにより、４個の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｅに分割されている。

このように、配線層４０ｅの平面構成は、中央部３０が開いた場合だけではなく、複数のビア５６の周囲に開口３１が複数設けられた態様の場合もあり得るが、このような態様の配線層４０ｅにおいても、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｅを所定の切断ライン２０ｅで切断することにより、小さな面積の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｅに分割し、多層配線基板１００ｄの反りを低減することができる。

また、上述のように、実施例５においては、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄ、１０ｅが形成された配線層４０ｄ、４０ｅは、ともに多層配線基板１００ｄの内層に厚み方向に略対称に配置されているので、多層配線基板１００ｄの反りは、効果的に相殺される。

なお、実施例５において、電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄ、１０ｅが形成された配線層４０ｄ、４０ｅは、一方の配線層４０ｄ、４０ｅが電源プレーン層として用いられ、他方の配線層４０ｄ、４０ｅがグランドプレーン層として用いられるように構成してもよいし、電源プレーンと電源プレーンが混在した配線層４０ｄ、４０ｅとして形成されてもよい。その組み合わせは、用途に応じて種々の態様とすることができる。

また、実施例５において、配線層４０ｄ、４０ｅ以外に配線層を設けていないが、他の配線層を設け、これとビアを用いて、同一配線層４０ｅ、４０ｄ内に形成された電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｄ、１１ｅ同士の電気的接続を図るようにしてもよい。例えば、配線層４０ｄの４個の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｄの総てを同一電位に接続したい場合には、ビアと他の配線層を介してこれらを接続するようにしてもよい。

また、同一配線層４０ｄ、４０ｅ上に形成された複数の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｄ、１１ｅのうち、任意の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｄ、１１ｅ同士で電気的接続を図りたい場合には、電気的接続を図りたい電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｄ、１１ｅの間の切断ライン２０ｄ、２０ｅの一部を未切断として残しておき、電気的接続を図るようにしてもよい。

このように、本来はベタ膜である電源プレーン及び／又はグランドプレーン１０ｄ、１０ｅを面積の小さい複数の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片１１ｄ、１１ｅに分割するとともに、これらを電気的に接続する電気接続手段を設けることにより、従来のままの電気的接続関係は維持しつつ、多層配線基板１００ｄの反りを抑制した構成とすることができる。

なお、実施例５における電気的接続の説明は、今まで説明した実施例１〜４の多層配線基板１００、１００ａ〜１００ｃに総て適用することができる。

また、実施例１〜４に係る配線層４０、４０ａ〜４０ｃの平面構成も、総て実施例５に係る多層配線基板１００ｄの断面構成に適用してよい。

図７は、本発明を適用した実施例６に係る大判基板２００を説明するための図面である。図７（ａ）は、実施例６に係る大判基板２００を示した平面構成図である。大判基板２００は、複数の多層配線基板１００ｅの集合体であって、大判状の基板２００に、個々の多層配線基板１００ｅとなる配線層が形成された集合基板である。

実施例１〜５において説明した多層配線基板１００、１００ａ〜１００ｄの製造においては、このような大判状の基板２００上に個々の多層配線基板１００、１００ａ〜１００ｄとなる配線層を形成し、最後に大判状の基板２００を切断し、個々の多層配線基板１００、１００ａ〜１００ｄを得ている場合がある。実施例６においては、このような製造方法による場合に、本発明を大判基板２００に適用する例について説明する。なお、大判基板２００に適用される個々の多層配線基板は、種々の態様が適用可能であるので、以後統一的に、多層配線基板１００ｅと参照符号を付することとする。

図７（ａ）において、大判基板２００は、中央の多層配線基板１００ｅが形成されている部分と、これを外側から枠状に支持する枠部１１０を有する。個々の多層配線基板１００ｅは、例えば半導体素子搭載用の半導体パッケージであってもよく、その配線構造部分には、電源プレーン及び／又はグランドプレーンを含む配線層が形成されている。また、枠部１１０は、個々の多層配線基板１００ｅを外側から支持する支持体である。このような大判基板２００において、個々の多層配線基板１００ｅの配線層中に電源プレーン及び／又はグランドプレーンを形成する場合、枠部１１０に金属部材が被着されたベタ状の配線パターンが形成される。

図７（ｂ）は、大判基板２００の枠部１１０の表面に金属部材が被着し、ベタ状の配線パターンが形成された状態を示した図である。図７（ｂ）のように、大判基板２００の枠部１１０のベタ状の配線パターンが形成されたまま多層配線基板１００ｅを製造してゆくと、樹脂と金属の熱膨張係数の差により、製造中に大判基板２００が反りを生じてしまう。

そこで、本実施例に係る大判基板２００は、図７（ａ）に示すように、大判基板２００の周囲に配置された枠部１１０に切断ライン１２０によるスリットを設け、応力を緩和するようにしている。

つまり、図７（ａ）においては、大判基板２００の外枠を形成する外側の枠部１１０に、所定の切断ライン１２０を形成している。本実施例に係る大判基板２００においては、かかる枠部１１０に、各多層配線基板１００ｅの縦横の配列ラインを外側に延長するように、縦横の配列ラインの延長線上に切断ライン１２０を入れている。なお、縦横の配列ラインは、個々の多層配線基板１００ｅの四辺を延長したものと考えてもよい。

これにより、大判基板２００の製造中に熱膨張係数の差により変形が生じても、これに起因する応力は切断ライン１２０に逃げて開放され、大判基板２００全体の反りを抑制することができる。

なお、本実施例においては、切断ライン１２０は、多層配線基板１００ｅの縦横の配列ラインの延長線上に設けているが、これにより、応力の開放位置が、各多層配線基板１００ｅに最も影響が少ない位置となる。つまり、各多層配線基板１００ｅの辺の途中ではなく、多層配線基板１００ｅが隣接する切れ目に応力の逃げ道ができるので、多層配線基板１００ｅ自体には応力が加わり難くなる。

但し、切断ライン１２０の位置は、本実施例に限定されるものではなく、態様に応じて、適切な位置に設けるようにしてよい。

なお、大判基板２００の中央に形成された個々の多層配線基板１００ｅの電源プレーン及び／又はグランドプレーンには、例えば実施例１〜４において説明したような、スリット状の切断ライン２０、２０ａ〜２０ｅが形成されていてよい。また、この場合、大判基板２００の枠部１１０への切断ライン１２０の形成は、個別の多層配線基板１００ｅの配線層に設けられた電源プレーン及び／又はグランドプレーンに切断ライン２０、２０ａ〜２０ｅを設ける際に同時に行ってもよい。

図８は、大判基板２００を、短冊状に切断した状態を示した図である。図８（ａ）は、実施例６に係る大判基板２００を、短冊状に切断した状態を示した短冊状基板１５０を示した平面構成図である。一例として、図８（ａ）に示した短冊状基板１５０の状態で、半導体素子９０の実装を行い、その後、個々の多層配線基板１００ｅに切断し、半導体パッケージが完成する。

図８（ｂ）は、枠部１１０がベタ状の配線パターンに形成された短冊状基板１５０ａを示した図である。この状態で、個々の多層配線基板１００ｅに対して半導体素子９０の実装を行うと、実装時の加熱により短冊状基板１５０ａが反ってしまい、半導体素子９０の実装が良好に実施できない。

一方、図８（ａ）は、本実施例に係る短冊状基板１５０を示した平面構成図であるが、枠部１１０に切断ライン１２０が入っているため、応力を逃がすことができ、半導体素子９０の実装を良好に行える。そして、半導体素子９０実装後は、個々の多層配線基板１００ｅに切断し、半導体素子９０の実装が良好になされた半導体パッケージとすることができる。

このように、本発明は、個々の多層配線基板１００、１００ａ〜１００ｅのみならず、大判基板２００及び短冊状基板１５０にも好適に適用可能である。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

実施例１に係る多層配線基板１００の配線層４０の平面構成図である。 図１に係る配線層４０及び絶縁層５０をＡ−Ａ'断面で切った断面構成図である。図２（ａ）は、多層配線基板１００製造中の状態を示した断面図である。図２（ｂ）は、反りが生じた状態の多層配線基板１００の断面図である。 実施例２に係る多層配線基板１００ａの配線層４０ａの平面構成図である。 実施例３に係る多層配線基板１００ｂの配線層４０ｂの平面構成図である。 実施例４に係る多層配線基板１００ｃの配線層４０ｃの平面構成図である。 実施例５に係る多層配線基板１００ｄの説明図である。図６（ａ）は、実施例５に係る多層配線基板１００ｄの断面構成図である。図６（ｂ）は、配線層４０ｄの平面構成図である。図６（ｃ）は、配線層４０ｅの平面構成図である。 実施例６に係る大判基板２００を説明するための図面である。図７（ａ）は、実施例６に係る大判基板２００を示した平面構成図である。図７（ｂ）は、大判基板２００の枠部１１０にベタ状の配線パターンが形成された状態を示した図である。 大判基板２００を、短冊状に切断した状態を示した図である。図８（ａ）は、実施例６に係る大判基板２００を、短冊状に切断した短冊状基板１５０を示した平面構成図である。図８（ｂ）は、枠部１１０がベタ状の配線パターンに形成された短冊状基板１５０ａを示した図である。 従来の多層配線基板３００の配線層２４０の平面構成図である。 従来の配線基板３００の配線層２４０と絶縁層２５０の断面構成図である。図１０（ａ）は、配線基板３００製造時の配線層２４０及び絶縁層２５０の断面構成図である。図１０（ｂ）は、温度が下がった状態の配線層２４０及び絶縁層２５０の断面構成図である。

符号の説明

１０、１０ａ〜１０ｅ 電源プレーン、グランドプレーン
１１、１１ａ〜１１ｅ 電源プレーン片、グランドプレーン片
２０、２０ａ〜２０ｅ、１２０ 切断ライン
３０ 中央部
３１ 開口部
４０、４０ａ〜４０ｅ 配線層
５０、５１、５２ 絶縁層
５５、５６、５７ ビア
６０、６１ 端子パッド
７０、７１ ソルダレジスト
８０ プリソルダ
８１ 半田ボール
９０ 半導体素子
９１ バンプ
９５ アンダーフィル樹脂
１００、１００ａ〜１００ｅ 多層配線基板
１１０ 枠部
１５０ 短冊状基板
２００ 大判基板

Claims (9)

1. 電源プレーン及び／又はグランドプレーンが形成された配線層を含む多層配線基板であって、
   前記電源プレーン及び／又は前記グランドプレーンは、所定の切断ラインで切断され、複数の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片に分割されていることを特徴とする多層配線基板。
2. 前記所定の切断ラインは、前記配線層の中心から外側に延在する放射状のラインであることを特徴とする請求項１に記載の多層配線基板。
3. 前記所定の切断ラインは、隣接する前記電源プレーン片及び／又は前記グランドプレーン片を略線対称に分割するラインを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の多層配線基板。
4. 前記複数の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片は、略合同であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多層配線基板。
5. 前記複数の電源プレーン片及び／又はグランドプレーン片のうち、所定の電源プレーン片同士及び／又はグランドプレーン片同士を電気的に接続する電気接続手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多層配線基板。
6. 前記電気接続手段は、前記切断ラインの一部を未切断として形成した配線パターンであることを特徴とする請求項５に記載の多層配線基板。
7. 前記電気接続手段は、前記配線層とは異なる配線層を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の多層配線基板。
8. 配列された複数の多層配線基板と、該複数の多層配線基板を囲む枠部を備えた基板であって、
   該枠部の表面には金属部材が被着されており、
   該金属部材は、所定の切断ラインにより切断されて分割されていることを特徴とする基板。
9. 前記所定の切断ラインは、前記基板の配列ラインを外側に延長したものであることを特徴とする請求項８に記載の基板。

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