JP2004055991A - 配線基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】内側に電子部品を実装するためのキャビティを有する絶縁層のコーナにビア導体を容易に配置できる配線基板を提供する。
【解決手段】平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層2〜5と、かかる絶縁層2〜5の表面2a〜5aに形成される配線層20などと、絶縁層2〜4の平面視で内側に形成されるキャビティ6と、を備え、最上層の上記絶縁層2において、ビア導体Vが貫通するコーナに近接する上記キャビティ6の内隅部に付すアール7aの径Rが、上記ビア導体Vが貫通しないコーナに近接する上記キャビティ6の内隅部に付すアール7bの径rよりも大きい、配線基板1。
【選択図】 図1
【解決手段】平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層2〜5と、かかる絶縁層2〜5の表面2a〜5aに形成される配線層20などと、絶縁層2〜4の平面視で内側に形成されるキャビティ6と、を備え、最上層の上記絶縁層2において、ビア導体Vが貫通するコーナに近接する上記キャビティ6の内隅部に付すアール7aの径Rが、上記ビア導体Vが貫通しないコーナに近接する上記キャビティ6の内隅部に付すアール7bの径rよりも大きい、配線基板1。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内側に水晶振動子などの電子部品を実装するキャビティを内設している配線基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7(A)および(B)に示す配線基板50は、セラミックなどからなる複数の絶縁層51〜54と、これらの表面および層間に形成した図示しない配線層と、最下層の絶縁層54以外の絶縁層51〜53の平面視で内側に形成したキャビティ55と、を備えている。図7(A),(B)に示すように、最上層の絶縁層51におけるキャビティ55の開口部56は、図示で上下方向の幅が絶縁層52,53におけるキャビティ55の開口部57,58よりも大きく、開口部57の上下には第2層目の絶縁層52の表面52aが横長の段部として露出する。
【0003】
開口部56の4カ所の内隅部には、同じ半径Rのアール59が付されている。尚、キャビティ55の底面には、絶縁層54の表面54aが露出する。
また、図7(A),(B)に示すように、絶縁層51〜54における4カ所の出隅部には、同じ半径rである4分の1円形の湾曲面60が垂直方向に連続して形成される。このうち、最下層の絶縁層54における湾曲面60には、湾曲導体62が形成され、これは、当該絶縁層54の表面54aに形成される図示しない配線層と接続され、且つかかる配線層を介してキャビティ55内に実装される図示しない水晶振動子やSAWフィルタなどの底面に位置する端子と導通される。
【0004】
更に、図7(A),(B)に示すように、絶縁層52〜54において対向する上下辺の中間には、平面視が断面半円形の凹溝64とこれらに被覆した凹溝導体66とがそれぞれ形成されている。これらは、絶縁層52,53の表面52aなどに形成される図示しない配線層と接続され、且つこれらの配線層および図示しないワイヤを介して、キャビティ55内に実装される上記SAWフィルタなどの上面に位置する端子と導通される。
図7(A),(B)に示すように、絶縁層51〜53における対角位置のコーナには、複数のビア導体Vが前記開口部56のアール59および前記湾曲面60に挟まれ、且つ垂直方向に連続して形成される。かかるビア導体Vは、絶縁層51〜54の表面51a,52a,54aなどに位置する配線層間を接続する。
【0005】
【発明が解決すべき課題】
ところで、近年の配線基板の小型化の要請により、絶縁層51などの外形は従前よりも小さくされ、一方、実装すべき電子部品のサイズはあまり変化しないため、キャビティ55の開口部56の寸法は従前と変わらない。この結果、最上層の絶縁層51における各コーナの幅Wが狭くなるため、かかるコーナにビア導体Vやこれを形成するためのビアホールを貫通することが困難化している。
本発明は、以上に説明した従来の技術における問題点を解決し、内側に電子部品を実装するためのキャビティを有する絶縁層のコーナにビア導体を容易に配置できる配線基板を提供する、ことを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、最上層の絶縁層におけるキャビティの内隅部の半径や出隅部における4分の1円形の湾曲した凹形部の半径を、ビア導体が貫通するコーナと貫通しないコーナとの間で相違させる、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の第1の配線基板(請求項1)は、平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層と、かかる複数の絶縁層の表面および層間の少なくとも一つに形成される配線層と、少なくとも最上層の上記絶縁層の平面視で内側に形成されるキャビティと、を備え、上記最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナに近接する上記キャビティの内隅部に付すアールの径が、上記ビア導体が貫通しないコーナに近接する上記キャビティの内隅部に付すアールの径よりも大きい、ことを特徴とする。
【0007】
これによれば、上記絶縁層においてビア導体が貫通するコーナでは、キャビティの内隅部に付すアールの径が、ビア導体が貫通しないコーナのキャビティの内隅部に付すアールの径よりも大きくされる。このため、ビア導体が貫通するコーナでは、かかるコーナにおける上記絶縁層の幅が、ビア導体が貫通しないコーナにおける当該絶縁層の幅よりも大きくなる。この結果、かかる幅広のコーナにビアホールおよびビア導体を容易に配置した配線基板とすることができる。従って、かかるビア導体が絶縁層の外側に接近または露出しないと共に、複数の絶縁層の表面や層間に形成される配線層間を確実に導通することができる。
尚、上記絶縁層には、セラミック絶縁層のほか、樹脂絶縁層も含まれる。
【0008】
一方、本発明の第2の配線基板(請求項2)は、平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層と、かかる複数の絶縁層の表面および層間の少なくとも1つに形成される配線層と、少なくとも最上層の上記絶縁層の平面視で内側に形成されるキャビティと、を備え、上記最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径が、上記ビア導体が貫通しないコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径よりも小さい、ことを特徴とする。
これによれば、上記絶縁層においてビア導体が貫通するコーナでは、その出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径が、ビア導体が貫通しないコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径よりも小さくされる。これによっても、ビア導体が貫通するコーナでは、かかるコーナにおける上記絶縁層の幅が、ビア導体が貫通しないコーナにおける当該絶縁層の幅よりも大きくなる。従って、かかる幅広のコーナにビア導体を容易に配置した配線基板とすることができる。
【0009】
尚、本発明の前記配線基板は、平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層と、かかる複数の絶縁層の表面および層間の少なくとも1つに形成される配線層と、少なくとも最上層の上記絶縁層の平面視で内側に形成されるキャビティと、を備え、上記最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナに近接する上記キャビティの内隅部に付すアールの径が、上記ビア導体が貫通しないコーナに近接する上記キャビティの内隅部に付すアールの径よりも大きいこと、および、上記最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形導体の径が、上記ビア導体が貫通しないコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形導体の径よりも小さいこと、の少なくとも一方を保有する、とすることも可能である。
これによれば、上記絶縁層においてビア導体が貫通するコーナでは、キャビティの内隅部に付すアールの径が大きくされ、あるいは、かかるコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径が小さくされる。特に、キャビティの内隅部に付すアールの径を大きくし且つ出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径を小さくした絶縁層のコーナでは、その幅を更に大きくすることが可能となる。
【0010】
また、本発明は、平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層と、かかる複数の絶縁層の表面および層間の少なくとも1つに形成される配線層と、少なくとも最上層の絶縁層の平面視で内側に形成されるキャビティと、を備えた配線基板の製造方法であって、追って上記最上層の絶縁層となる複数の製品エリアを有する絶縁シートにおいて、かかるシート内で複数の製品エリアのコーナが隣接する複数のT字形または十字形境界部に対し、円形の貫通孔を形成し、各製品エリアごとに切断して半円形の凹形部、または4分の1円形の凹形部を形成する工程、を含む、請求項1,2の配線基板の製造方法を含むことも可能である。
これによる場合、複数の配線基板における最上層の絶縁層となる絶縁シートにおいて、前記断面円弧形の凹形導体を形成する凹形部を少ない工数により、効率良く製造できる。従って、電子部品を実装するキャビティを有する配線基板を、小型化の要請に応じつつ確実且つ低コストで提供することが可能となる。
尚、上記絶縁シートには、主にセラミックからなるグリーンシートのほか、合成樹脂からなる樹脂シートも含まれる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図1(A)は、本発明による第1の配線基板1における複数の絶縁層2〜5およびこれらの内側に形成したキャビティ6を示す平面図であり、図1(B),(C)は、(A)中のB−B線またはC−C線に沿った矢視の断面図である。
配線基板1は、図1(A)〜(C)に示すように、例えばアルミナを主成分とするセラミックからなり且つ平面視で正方形(矩形)を呈する厚みが数100μmの絶縁層2〜5を積層し、最下層の絶縁層5を除く絶縁層2〜4の内側には、平面視でほぼ矩形のキャビティ6が位置する。上記絶縁層2〜4の表面2a〜5aには、後述する配線層が形成されている。
【0012】
図1(A),(C)に示すように、最上層の絶縁層2におけるキャビティ6の開口部7は、図示で上下方向の幅が絶縁層3,4におけるキャビティ6の開口部8よりも大きく、開口部7の上下には第2層目の絶縁層3の表面3aが横長の段部として露出する。但し、図1(A),(B)に示すように、最上層の絶縁層2におけるキャビティ6の開口部7は、図示で左右方向の幅が絶縁層3,4におけるキャビティ6の開口部8と同じである。尚、キャビティ6の底面には、絶縁層5の表面5aが露出している。かかるキャビティ6内には、水晶振動子やSAWフィルタなどの電子部品18が実装される。
【0013】
図1(A)に示すように、絶縁層2〜5における4カ所の出隅部には、平面視で断面が4分の1円形である円弧形の凹形部10が垂直方向に連続して形成され、そのうちで最下層の絶縁層5の凹形部10には、後述する凹形導体12が形成される。また、図1(A)に示すように、絶縁層3〜5において対向する上下辺の中間には、平面視で断面がほぼ半円形の凹溝14とこれらに被覆した後述する凹形導体16とがそれぞれ形成される。尚、凹形導体12,16は、例えばW、Mo、Ni、Ag、またはPd、あるいはこれらの何れかをベースとする合金の焼結体からなる。
【0014】
図1(A)に示すように、最上層の絶縁層2において、左下と右上との各コーナには、直径が約100μmのビア導体Vが貫通して形成され、かかるビア導体Vは下側の絶縁層3,4にも垂直方向に連続して貫通されている。尚、ビア導体Vも前記同様の金属または合金からなる焼結体である。
最上層の絶縁層2において、ビア導体Vが貫通するコーナに近接するキャビティ6の開口部7の内隅部に付したアール7aの半径(径)Rは、ビア導体Vが貫通しないコーナに近接するキャビティ6の開口部7の内隅部に付したアール7bの半径(径)rよりも大きく設定されている。因みに、絶縁層2におけるキャビティ6の開口部7が3.0mm×3.0mmである場合、上記半径Rは0.4〜0.6mmで且つ半径rは0.15〜0.25mmである。このため、絶縁層2において、ビア導体Vが貫通する左下および右上の各コーナの幅は、ビア導体Vが貫通しない左上および右下の各コーナの幅よりも大きくなっている。従って、かかるコーナにビア導体Vを精度良く確実に貫通して配置することができる。
【0015】
図2は、前記配線基板1を形成する絶縁層2〜5の斜視図である。最上層の絶縁層2は、図2に示すように、キャビティ6の開口部7を囲む表面2aの全体を接地用配線層20がベタ状に覆っている。かかる配線層20は、接地回路として機能するほか、キャビティ6内に前記電子部品18を実装した後で、その上に平面視で正方形の図示しない金属枠をロウ付けするためのものでもあり、かかる金属枠の開口部を図示しない蓋板で密閉することにより、実装した電子部品18を密封することができる。また、上記配線層20には、対角位置のビア導体V,Vが接続している。
尚、上記金属枠を省略し、配線層20に直に蓋板をロウ付けしても良い。また、配線層20および以下の各配線層も、前記金属または合金の焼結体である。
図2に示すように、第2層および第3層の絶縁層3,4は、キャビティ6の開口部8の周囲の表面3a,4aに、所定パターンを有する信号用の配線層21〜28,31〜38が形成されている。このうち、配線層23,26,33,36は、それらの外側において、隣接する凹形導体16と個別に接続されている。
【0016】
上記絶縁層3,4における対角位置のコーナには、前記同様のビア導体V,Vが貫通している。このうち、絶縁層3を貫通するビア導体Vは、前記配線層20と配線層34,35とを接続し、絶縁層4を貫通するビア導体Vは、配線層34,35と次述する配線層40の接続部42とを接続する。
図2に示すように、最下層の絶縁層5の表面5aにおける中央付近には、平面視がほぼ矩形で電源用の配線層40がベタ状に形成され、その四隅には、当該絶縁層5における4カ所の出隅部にそれぞれ位置する凹形導体12と個別に接続する接続部42が放射状に形成されている。上記ベタ状の配線層40には、前記電子部品18の底面に位置する端子が図示しないロウ材を介して接続される。
【0017】
前記配線基板1は、次のような工程を経て製造される。
先ず、図3(A)に示すように、例えばアルミナを主成分とし有機バインダを含むグリーンシート(絶縁シート)Sを複数枚用意する。かかるグリーンシートS中の破線は、追って切断するための切断線を示し、1枚のグリーンシートSで、追って前記絶縁層2となる製品エリアsを4個を併有している。
次に、図3(B)に示すように、隣接する複数の製品エリアs,s間におけるT字形境界または十字形境界に対し、各部位ごとに専用の径による円形の貫通孔hを、レーザ加工またはメカニカルパンチにより穿孔する。
次いで、図3(C)に示すように、複数の製品エリアs,sごとにおける所定の位置に上記同様の方法にて、直径が約100μmのビアホールvhを穿孔する。
【0018】
更に、図3(D)に示すように、複数の製品エリアs,sごとにおける中央寄りの位置を所定の断面形状を有する打ち抜き型でパンチングすることにより、追って前記キャビティ6の一部となる開口部7が形成される。この際、かかる開口部7の内隅部に前記半径Rおよび半径rのアール7a,7bが形成されるような打ち抜き型を用いる。
次に、ビアホールvh内にWなどの金属粉末を含む導電性ペーストをマスク印刷により充填した後、製品エリアsの表面全体にも同様のペーストをスクリーン印刷により形成する。この結果、ビアホールvh内にはビア導体Vが、各製品エリアsの表面には配線層20が形成される。
そして、グリーンシートSを破線に沿って切断することにより、図3(E)に示すように、最上層の絶縁層2用のグリーンシートS2が4枚得られる。この際、前記貫通孔hは、かかるシートS2の四隅における4分の1円形の凹形部10、またはシートS2の上下辺の中間に位置する半円形の凹形部14となる。
【0019】
また、前記絶縁層3,4用のグリーンシートS3,4Sも、図3(A)〜(E)の方法と同様にして形成される。尚、シートS3,4Sの凹形部14となる貫通孔hの内壁にも導電性ペーストを形成しておく。
更に、前記最下層の絶縁層5用のグリーンシートS5は、前記グリーンシートSに円形の貫通孔hを穿孔し、その表面に導電性ペーストをスクリーン印刷によりベタ状にして形成した後、前記破線に沿って切断することで得られる。尚、シートS5の凹形部10,14の内壁にも導電性ペーストを形成しておく。
そして、図4(A)〜(C)に示すように、グリーンシートS2〜S5を圧着しつつ積層した後、図示しない焼成炉内に挿入し、800〜1400℃に約0.5〜6時間加熱して焼成する。この結果、図1(A)および図4(A)〜(C)に示すように、前記配線基板1を効率良く確実に得ることができる。
【0020】
図5(A),(B)は、本発明による第2の配線基板1aに関する。尚、以下において、前記の形態と共通する部分や要素には共通する符号を用いる。
配線基板1aも、図5(A),(B)に示すように、絶縁層2〜5を積層し、最下層の絶縁層5を除く絶縁層2〜4の内側には、前記と同じキャビティ6が位置する。上記絶縁層2〜4の表面2a〜5aには、配線層20などが前記同様に形成されている。図5(A)に示すように、最上層の絶縁層2において、ビア導体Vが貫通する左下および右上の各コーナの出隅部に設ける断面が4分の1円形である円弧形の凹形部11の半径(径)dは、ビア導体Vが貫通しない左上および右下の各コーナの出隅部設ける凹形部10の半径(径)Dよりも小さくされている。
因みに、最上層の絶縁層2におけるキャビティ6の開口部7のサイズが3.0mm×3.0mmである場合、上記半径dは0.15〜0.25mmで且つ半径Dは0.3〜0.4mmである。
【0021】
即ち、配線基板1aでは、図5(A)に示すように、最上層の絶縁層2におけるキャビティ6の開口部7における4カ所の内隅部を全て半径rのアール7bとして小さくするが、ビア導体Vが貫通するコーナの出隅部に設ける凹形部11の半径dを小さくすることにより、当該コーナにおける幅を広く確保できる。このため、ビア導体Vを精度良く確実に貫通させることができる。
しかも、配線基板1aによれば、キャビティ6の開口部7をも広く取れるため、第2層の絶縁層2の表面2a上に露出する配線層21〜28の面積を確保できる。この結果、信号用の配線層21〜28とキャビティ6内に実装される電子部品の上面に位置する端子とを接続するワイヤのボンディング操作も容易となる。
【0022】
図6(A),(B)は、配線基板1,1aの応用形態の配線基板1bに関する。
配線基板1bは、図6(A),(B)に示すように、絶縁層2〜5を積層し、最下層の絶縁層5を除く絶縁層2〜4の内側には、前記と同じキャビティ6が位置する。上記絶縁層2〜4の表面2a〜5aには、配線層20,40などが前記同様に形成されている。
図6(A)に示すように、最上層の絶縁層2において、ビア導体Vが貫通する左下と右上とのコーナに近接するキャビティ6の開口部7の内隅部に付したアール7aの半径Rは、ビア導体Vが貫通しないコーナに近接するキャビティ6の開口部7の内隅部に付したアール7bの半径rよりも前記同様に大きくされている。
【0023】
同時に、ビア導体Vが貫通する左下および右上の各コーナの出隅部に設ける断面が4分の1円形である円弧形の凹形部11の半径dは、ビア導体Vが貫通しない左上および右下の各コーナの出隅部設ける凹形部10の半径Dよりも前記同様に小さくされている。
即ち、配線基板1bでは、図6(A)に示すように、最上層の絶縁層2において、ビア導体Vが貫通するコーナに近接するキャビティ6の内隅部の半径Rを大きくし、且つ同じコーナの出隅部に設ける凹形部11の半径dを小さくすることにより、かかるコーナにおける幅を一層大きく取ることができる。このため、そのコーナにおいて、ビア導体Vを容易且つ確実に貫通させ、上下の配線層20などの導通を確実に取ることができる。尚、配線基板1bにおける上述したコーナでは、2つのビア導体Vを平行に貫通させることも可能である。
【0024】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
ビア導体Vが貫通するコーナは、前記絶縁層2における対角位置のコーナに限らず、同じ一辺の両端におけるコーナや、3カ所のコーナに配置しても良い。
また、キャビティ6の内隅部に付すアール7a,7bや絶縁層2の出隅部に設ける凹形部10,11の半径R,r,d,Dは、4分の1の円形を描く一定値に限らず、偏平な4分の1の楕円形を描くような変数値にすることも可能である。
更に、前記絶縁層2〜5には、アルミナのほか、チタン酸バリウム、ムライト、窒化アルミニウム、ガラスセラミック、低温焼成セラミックなどのセラミックを適用しても良い。
【0025】
あるいは、前記絶縁層2〜5には、エポキシ、ポリエステル、ポリイミド、ビスマレイミド・トリアジンなどの合成樹脂や、これらにガラスフィラあるいはガラスクロスなどの無機フィラや無機繊維を含有させた複合材を適用しても良い。かかる樹脂や複合材からなる絶縁層2〜5を用いる場合、前記配線層20など、凹形導体12,16、およびビア導体Vは、例えば銅メッキを用いて形成したり、配線パターンを形成するために公知のフォトリソグラフィ技術を用いる。更に、上記樹脂などからなる絶縁層2〜5は、打ち抜き加工を含むプレス加工により所定の形状に成形された後で、接着剤を介して積層される。
加えて、前記キャビティ6内に実装する電子部品は、前記水晶振動子やSAWフィルタに限らず、チップコンデンサ、チップインダクタ、抵抗、フィルタなどの受動部品や、トランジスタ、半導体素子、FET、ローノイズアンプ(LNA)などの能動部品も含まれ、あるいはLCフィルタ、アンテナスイッチモジュール、カプラ、ダイプレクサ、半導体集積回路なども含まれる。しかも、同種または異種の複数の電子部品を前記配線基板の同じキャビティ内に併せて実装することも可能である。
【0026】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の配線基板(請求項1,2)によれば、キャビティを内設する最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナでは、かかるコーナにおける上記絶縁層の幅が、ビア導体が貫通しないコーナにおける当該絶縁層の幅よりも大きくなる。従って、かかる幅広のコーナにビア導体を容易に配置した配線基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明による第1の配線基板の概略を示す平面図、(B),(C)は(A)中のB−B線またはC−C線に沿った矢視の断面図。
【図2】図1の配線基板の分解斜視図。
【図3】(A)〜(E)は図1の配線基板の製造工程を示す概略図。
【図4】(A)は図3(E)に続く製造工程または得られた図1の配線基板を示す斜視図、(B),(C)は(A)中のB−B線またはC−C線に沿った矢視の断面図。
【図5】(A),(B)は本発明による第2の配線基板を示す平面図または斜視図。
【図6】(A),(B)は図1と図5の配線基板の応用形態を示す平面図または斜視図。
【図7】(A),(B)は従来の配線基板の概略を示す平面図または斜視図。
【符号の説明】
1,1a,1b…………………配線基板
2〜5……………………………絶縁層
2a〜5a………………………表面
6…………………………………キャビティ
7a,7b………………………アール
10,11………………………凹形部
20〜28,31〜38,40…配線層
V…………………………………ビア導体
R,r,D,d…………………半径(径)
【発明の属する技術分野】
本発明は、内側に水晶振動子などの電子部品を実装するキャビティを内設している配線基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7(A)および(B)に示す配線基板50は、セラミックなどからなる複数の絶縁層51〜54と、これらの表面および層間に形成した図示しない配線層と、最下層の絶縁層54以外の絶縁層51〜53の平面視で内側に形成したキャビティ55と、を備えている。図7(A),(B)に示すように、最上層の絶縁層51におけるキャビティ55の開口部56は、図示で上下方向の幅が絶縁層52,53におけるキャビティ55の開口部57,58よりも大きく、開口部57の上下には第2層目の絶縁層52の表面52aが横長の段部として露出する。
【0003】
開口部56の4カ所の内隅部には、同じ半径Rのアール59が付されている。尚、キャビティ55の底面には、絶縁層54の表面54aが露出する。
また、図7(A),(B)に示すように、絶縁層51〜54における4カ所の出隅部には、同じ半径rである4分の1円形の湾曲面60が垂直方向に連続して形成される。このうち、最下層の絶縁層54における湾曲面60には、湾曲導体62が形成され、これは、当該絶縁層54の表面54aに形成される図示しない配線層と接続され、且つかかる配線層を介してキャビティ55内に実装される図示しない水晶振動子やSAWフィルタなどの底面に位置する端子と導通される。
【0004】
更に、図7(A),(B)に示すように、絶縁層52〜54において対向する上下辺の中間には、平面視が断面半円形の凹溝64とこれらに被覆した凹溝導体66とがそれぞれ形成されている。これらは、絶縁層52,53の表面52aなどに形成される図示しない配線層と接続され、且つこれらの配線層および図示しないワイヤを介して、キャビティ55内に実装される上記SAWフィルタなどの上面に位置する端子と導通される。
図7(A),(B)に示すように、絶縁層51〜53における対角位置のコーナには、複数のビア導体Vが前記開口部56のアール59および前記湾曲面60に挟まれ、且つ垂直方向に連続して形成される。かかるビア導体Vは、絶縁層51〜54の表面51a,52a,54aなどに位置する配線層間を接続する。
【0005】
【発明が解決すべき課題】
ところで、近年の配線基板の小型化の要請により、絶縁層51などの外形は従前よりも小さくされ、一方、実装すべき電子部品のサイズはあまり変化しないため、キャビティ55の開口部56の寸法は従前と変わらない。この結果、最上層の絶縁層51における各コーナの幅Wが狭くなるため、かかるコーナにビア導体Vやこれを形成するためのビアホールを貫通することが困難化している。
本発明は、以上に説明した従来の技術における問題点を解決し、内側に電子部品を実装するためのキャビティを有する絶縁層のコーナにビア導体を容易に配置できる配線基板を提供する、ことを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、最上層の絶縁層におけるキャビティの内隅部の半径や出隅部における4分の1円形の湾曲した凹形部の半径を、ビア導体が貫通するコーナと貫通しないコーナとの間で相違させる、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の第1の配線基板(請求項1)は、平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層と、かかる複数の絶縁層の表面および層間の少なくとも一つに形成される配線層と、少なくとも最上層の上記絶縁層の平面視で内側に形成されるキャビティと、を備え、上記最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナに近接する上記キャビティの内隅部に付すアールの径が、上記ビア導体が貫通しないコーナに近接する上記キャビティの内隅部に付すアールの径よりも大きい、ことを特徴とする。
【0007】
これによれば、上記絶縁層においてビア導体が貫通するコーナでは、キャビティの内隅部に付すアールの径が、ビア導体が貫通しないコーナのキャビティの内隅部に付すアールの径よりも大きくされる。このため、ビア導体が貫通するコーナでは、かかるコーナにおける上記絶縁層の幅が、ビア導体が貫通しないコーナにおける当該絶縁層の幅よりも大きくなる。この結果、かかる幅広のコーナにビアホールおよびビア導体を容易に配置した配線基板とすることができる。従って、かかるビア導体が絶縁層の外側に接近または露出しないと共に、複数の絶縁層の表面や層間に形成される配線層間を確実に導通することができる。
尚、上記絶縁層には、セラミック絶縁層のほか、樹脂絶縁層も含まれる。
【0008】
一方、本発明の第2の配線基板(請求項2)は、平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層と、かかる複数の絶縁層の表面および層間の少なくとも1つに形成される配線層と、少なくとも最上層の上記絶縁層の平面視で内側に形成されるキャビティと、を備え、上記最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径が、上記ビア導体が貫通しないコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径よりも小さい、ことを特徴とする。
これによれば、上記絶縁層においてビア導体が貫通するコーナでは、その出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径が、ビア導体が貫通しないコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径よりも小さくされる。これによっても、ビア導体が貫通するコーナでは、かかるコーナにおける上記絶縁層の幅が、ビア導体が貫通しないコーナにおける当該絶縁層の幅よりも大きくなる。従って、かかる幅広のコーナにビア導体を容易に配置した配線基板とすることができる。
【0009】
尚、本発明の前記配線基板は、平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層と、かかる複数の絶縁層の表面および層間の少なくとも1つに形成される配線層と、少なくとも最上層の上記絶縁層の平面視で内側に形成されるキャビティと、を備え、上記最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナに近接する上記キャビティの内隅部に付すアールの径が、上記ビア導体が貫通しないコーナに近接する上記キャビティの内隅部に付すアールの径よりも大きいこと、および、上記最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形導体の径が、上記ビア導体が貫通しないコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形導体の径よりも小さいこと、の少なくとも一方を保有する、とすることも可能である。
これによれば、上記絶縁層においてビア導体が貫通するコーナでは、キャビティの内隅部に付すアールの径が大きくされ、あるいは、かかるコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径が小さくされる。特に、キャビティの内隅部に付すアールの径を大きくし且つ出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径を小さくした絶縁層のコーナでは、その幅を更に大きくすることが可能となる。
【0010】
また、本発明は、平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層と、かかる複数の絶縁層の表面および層間の少なくとも1つに形成される配線層と、少なくとも最上層の絶縁層の平面視で内側に形成されるキャビティと、を備えた配線基板の製造方法であって、追って上記最上層の絶縁層となる複数の製品エリアを有する絶縁シートにおいて、かかるシート内で複数の製品エリアのコーナが隣接する複数のT字形または十字形境界部に対し、円形の貫通孔を形成し、各製品エリアごとに切断して半円形の凹形部、または4分の1円形の凹形部を形成する工程、を含む、請求項1,2の配線基板の製造方法を含むことも可能である。
これによる場合、複数の配線基板における最上層の絶縁層となる絶縁シートにおいて、前記断面円弧形の凹形導体を形成する凹形部を少ない工数により、効率良く製造できる。従って、電子部品を実装するキャビティを有する配線基板を、小型化の要請に応じつつ確実且つ低コストで提供することが可能となる。
尚、上記絶縁シートには、主にセラミックからなるグリーンシートのほか、合成樹脂からなる樹脂シートも含まれる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図1(A)は、本発明による第1の配線基板1における複数の絶縁層2〜5およびこれらの内側に形成したキャビティ6を示す平面図であり、図1(B),(C)は、(A)中のB−B線またはC−C線に沿った矢視の断面図である。
配線基板1は、図1(A)〜(C)に示すように、例えばアルミナを主成分とするセラミックからなり且つ平面視で正方形(矩形)を呈する厚みが数100μmの絶縁層2〜5を積層し、最下層の絶縁層5を除く絶縁層2〜4の内側には、平面視でほぼ矩形のキャビティ6が位置する。上記絶縁層2〜4の表面2a〜5aには、後述する配線層が形成されている。
【0012】
図1(A),(C)に示すように、最上層の絶縁層2におけるキャビティ6の開口部7は、図示で上下方向の幅が絶縁層3,4におけるキャビティ6の開口部8よりも大きく、開口部7の上下には第2層目の絶縁層3の表面3aが横長の段部として露出する。但し、図1(A),(B)に示すように、最上層の絶縁層2におけるキャビティ6の開口部7は、図示で左右方向の幅が絶縁層3,4におけるキャビティ6の開口部8と同じである。尚、キャビティ6の底面には、絶縁層5の表面5aが露出している。かかるキャビティ6内には、水晶振動子やSAWフィルタなどの電子部品18が実装される。
【0013】
図1(A)に示すように、絶縁層2〜5における4カ所の出隅部には、平面視で断面が4分の1円形である円弧形の凹形部10が垂直方向に連続して形成され、そのうちで最下層の絶縁層5の凹形部10には、後述する凹形導体12が形成される。また、図1(A)に示すように、絶縁層3〜5において対向する上下辺の中間には、平面視で断面がほぼ半円形の凹溝14とこれらに被覆した後述する凹形導体16とがそれぞれ形成される。尚、凹形導体12,16は、例えばW、Mo、Ni、Ag、またはPd、あるいはこれらの何れかをベースとする合金の焼結体からなる。
【0014】
図1(A)に示すように、最上層の絶縁層2において、左下と右上との各コーナには、直径が約100μmのビア導体Vが貫通して形成され、かかるビア導体Vは下側の絶縁層3,4にも垂直方向に連続して貫通されている。尚、ビア導体Vも前記同様の金属または合金からなる焼結体である。
最上層の絶縁層2において、ビア導体Vが貫通するコーナに近接するキャビティ6の開口部7の内隅部に付したアール7aの半径(径)Rは、ビア導体Vが貫通しないコーナに近接するキャビティ6の開口部7の内隅部に付したアール7bの半径(径)rよりも大きく設定されている。因みに、絶縁層2におけるキャビティ6の開口部7が3.0mm×3.0mmである場合、上記半径Rは0.4〜0.6mmで且つ半径rは0.15〜0.25mmである。このため、絶縁層2において、ビア導体Vが貫通する左下および右上の各コーナの幅は、ビア導体Vが貫通しない左上および右下の各コーナの幅よりも大きくなっている。従って、かかるコーナにビア導体Vを精度良く確実に貫通して配置することができる。
【0015】
図2は、前記配線基板1を形成する絶縁層2〜5の斜視図である。最上層の絶縁層2は、図2に示すように、キャビティ6の開口部7を囲む表面2aの全体を接地用配線層20がベタ状に覆っている。かかる配線層20は、接地回路として機能するほか、キャビティ6内に前記電子部品18を実装した後で、その上に平面視で正方形の図示しない金属枠をロウ付けするためのものでもあり、かかる金属枠の開口部を図示しない蓋板で密閉することにより、実装した電子部品18を密封することができる。また、上記配線層20には、対角位置のビア導体V,Vが接続している。
尚、上記金属枠を省略し、配線層20に直に蓋板をロウ付けしても良い。また、配線層20および以下の各配線層も、前記金属または合金の焼結体である。
図2に示すように、第2層および第3層の絶縁層3,4は、キャビティ6の開口部8の周囲の表面3a,4aに、所定パターンを有する信号用の配線層21〜28,31〜38が形成されている。このうち、配線層23,26,33,36は、それらの外側において、隣接する凹形導体16と個別に接続されている。
【0016】
上記絶縁層3,4における対角位置のコーナには、前記同様のビア導体V,Vが貫通している。このうち、絶縁層3を貫通するビア導体Vは、前記配線層20と配線層34,35とを接続し、絶縁層4を貫通するビア導体Vは、配線層34,35と次述する配線層40の接続部42とを接続する。
図2に示すように、最下層の絶縁層5の表面5aにおける中央付近には、平面視がほぼ矩形で電源用の配線層40がベタ状に形成され、その四隅には、当該絶縁層5における4カ所の出隅部にそれぞれ位置する凹形導体12と個別に接続する接続部42が放射状に形成されている。上記ベタ状の配線層40には、前記電子部品18の底面に位置する端子が図示しないロウ材を介して接続される。
【0017】
前記配線基板1は、次のような工程を経て製造される。
先ず、図3(A)に示すように、例えばアルミナを主成分とし有機バインダを含むグリーンシート(絶縁シート)Sを複数枚用意する。かかるグリーンシートS中の破線は、追って切断するための切断線を示し、1枚のグリーンシートSで、追って前記絶縁層2となる製品エリアsを4個を併有している。
次に、図3(B)に示すように、隣接する複数の製品エリアs,s間におけるT字形境界または十字形境界に対し、各部位ごとに専用の径による円形の貫通孔hを、レーザ加工またはメカニカルパンチにより穿孔する。
次いで、図3(C)に示すように、複数の製品エリアs,sごとにおける所定の位置に上記同様の方法にて、直径が約100μmのビアホールvhを穿孔する。
【0018】
更に、図3(D)に示すように、複数の製品エリアs,sごとにおける中央寄りの位置を所定の断面形状を有する打ち抜き型でパンチングすることにより、追って前記キャビティ6の一部となる開口部7が形成される。この際、かかる開口部7の内隅部に前記半径Rおよび半径rのアール7a,7bが形成されるような打ち抜き型を用いる。
次に、ビアホールvh内にWなどの金属粉末を含む導電性ペーストをマスク印刷により充填した後、製品エリアsの表面全体にも同様のペーストをスクリーン印刷により形成する。この結果、ビアホールvh内にはビア導体Vが、各製品エリアsの表面には配線層20が形成される。
そして、グリーンシートSを破線に沿って切断することにより、図3(E)に示すように、最上層の絶縁層2用のグリーンシートS2が4枚得られる。この際、前記貫通孔hは、かかるシートS2の四隅における4分の1円形の凹形部10、またはシートS2の上下辺の中間に位置する半円形の凹形部14となる。
【0019】
また、前記絶縁層3,4用のグリーンシートS3,4Sも、図3(A)〜(E)の方法と同様にして形成される。尚、シートS3,4Sの凹形部14となる貫通孔hの内壁にも導電性ペーストを形成しておく。
更に、前記最下層の絶縁層5用のグリーンシートS5は、前記グリーンシートSに円形の貫通孔hを穿孔し、その表面に導電性ペーストをスクリーン印刷によりベタ状にして形成した後、前記破線に沿って切断することで得られる。尚、シートS5の凹形部10,14の内壁にも導電性ペーストを形成しておく。
そして、図4(A)〜(C)に示すように、グリーンシートS2〜S5を圧着しつつ積層した後、図示しない焼成炉内に挿入し、800〜1400℃に約0.5〜6時間加熱して焼成する。この結果、図1(A)および図4(A)〜(C)に示すように、前記配線基板1を効率良く確実に得ることができる。
【0020】
図5(A),(B)は、本発明による第2の配線基板1aに関する。尚、以下において、前記の形態と共通する部分や要素には共通する符号を用いる。
配線基板1aも、図5(A),(B)に示すように、絶縁層2〜5を積層し、最下層の絶縁層5を除く絶縁層2〜4の内側には、前記と同じキャビティ6が位置する。上記絶縁層2〜4の表面2a〜5aには、配線層20などが前記同様に形成されている。図5(A)に示すように、最上層の絶縁層2において、ビア導体Vが貫通する左下および右上の各コーナの出隅部に設ける断面が4分の1円形である円弧形の凹形部11の半径(径)dは、ビア導体Vが貫通しない左上および右下の各コーナの出隅部設ける凹形部10の半径(径)Dよりも小さくされている。
因みに、最上層の絶縁層2におけるキャビティ6の開口部7のサイズが3.0mm×3.0mmである場合、上記半径dは0.15〜0.25mmで且つ半径Dは0.3〜0.4mmである。
【0021】
即ち、配線基板1aでは、図5(A)に示すように、最上層の絶縁層2におけるキャビティ6の開口部7における4カ所の内隅部を全て半径rのアール7bとして小さくするが、ビア導体Vが貫通するコーナの出隅部に設ける凹形部11の半径dを小さくすることにより、当該コーナにおける幅を広く確保できる。このため、ビア導体Vを精度良く確実に貫通させることができる。
しかも、配線基板1aによれば、キャビティ6の開口部7をも広く取れるため、第2層の絶縁層2の表面2a上に露出する配線層21〜28の面積を確保できる。この結果、信号用の配線層21〜28とキャビティ6内に実装される電子部品の上面に位置する端子とを接続するワイヤのボンディング操作も容易となる。
【0022】
図6(A),(B)は、配線基板1,1aの応用形態の配線基板1bに関する。
配線基板1bは、図6(A),(B)に示すように、絶縁層2〜5を積層し、最下層の絶縁層5を除く絶縁層2〜4の内側には、前記と同じキャビティ6が位置する。上記絶縁層2〜4の表面2a〜5aには、配線層20,40などが前記同様に形成されている。
図6(A)に示すように、最上層の絶縁層2において、ビア導体Vが貫通する左下と右上とのコーナに近接するキャビティ6の開口部7の内隅部に付したアール7aの半径Rは、ビア導体Vが貫通しないコーナに近接するキャビティ6の開口部7の内隅部に付したアール7bの半径rよりも前記同様に大きくされている。
【0023】
同時に、ビア導体Vが貫通する左下および右上の各コーナの出隅部に設ける断面が4分の1円形である円弧形の凹形部11の半径dは、ビア導体Vが貫通しない左上および右下の各コーナの出隅部設ける凹形部10の半径Dよりも前記同様に小さくされている。
即ち、配線基板1bでは、図6(A)に示すように、最上層の絶縁層2において、ビア導体Vが貫通するコーナに近接するキャビティ6の内隅部の半径Rを大きくし、且つ同じコーナの出隅部に設ける凹形部11の半径dを小さくすることにより、かかるコーナにおける幅を一層大きく取ることができる。このため、そのコーナにおいて、ビア導体Vを容易且つ確実に貫通させ、上下の配線層20などの導通を確実に取ることができる。尚、配線基板1bにおける上述したコーナでは、2つのビア導体Vを平行に貫通させることも可能である。
【0024】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
ビア導体Vが貫通するコーナは、前記絶縁層2における対角位置のコーナに限らず、同じ一辺の両端におけるコーナや、3カ所のコーナに配置しても良い。
また、キャビティ6の内隅部に付すアール7a,7bや絶縁層2の出隅部に設ける凹形部10,11の半径R,r,d,Dは、4分の1の円形を描く一定値に限らず、偏平な4分の1の楕円形を描くような変数値にすることも可能である。
更に、前記絶縁層2〜5には、アルミナのほか、チタン酸バリウム、ムライト、窒化アルミニウム、ガラスセラミック、低温焼成セラミックなどのセラミックを適用しても良い。
【0025】
あるいは、前記絶縁層2〜5には、エポキシ、ポリエステル、ポリイミド、ビスマレイミド・トリアジンなどの合成樹脂や、これらにガラスフィラあるいはガラスクロスなどの無機フィラや無機繊維を含有させた複合材を適用しても良い。かかる樹脂や複合材からなる絶縁層2〜5を用いる場合、前記配線層20など、凹形導体12,16、およびビア導体Vは、例えば銅メッキを用いて形成したり、配線パターンを形成するために公知のフォトリソグラフィ技術を用いる。更に、上記樹脂などからなる絶縁層2〜5は、打ち抜き加工を含むプレス加工により所定の形状に成形された後で、接着剤を介して積層される。
加えて、前記キャビティ6内に実装する電子部品は、前記水晶振動子やSAWフィルタに限らず、チップコンデンサ、チップインダクタ、抵抗、フィルタなどの受動部品や、トランジスタ、半導体素子、FET、ローノイズアンプ(LNA)などの能動部品も含まれ、あるいはLCフィルタ、アンテナスイッチモジュール、カプラ、ダイプレクサ、半導体集積回路なども含まれる。しかも、同種または異種の複数の電子部品を前記配線基板の同じキャビティ内に併せて実装することも可能である。
【0026】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の配線基板(請求項1,2)によれば、キャビティを内設する最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナでは、かかるコーナにおける上記絶縁層の幅が、ビア導体が貫通しないコーナにおける当該絶縁層の幅よりも大きくなる。従って、かかる幅広のコーナにビア導体を容易に配置した配線基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明による第1の配線基板の概略を示す平面図、(B),(C)は(A)中のB−B線またはC−C線に沿った矢視の断面図。
【図2】図1の配線基板の分解斜視図。
【図3】(A)〜(E)は図1の配線基板の製造工程を示す概略図。
【図4】(A)は図3(E)に続く製造工程または得られた図1の配線基板を示す斜視図、(B),(C)は(A)中のB−B線またはC−C線に沿った矢視の断面図。
【図5】(A),(B)は本発明による第2の配線基板を示す平面図または斜視図。
【図6】(A),(B)は図1と図5の配線基板の応用形態を示す平面図または斜視図。
【図7】(A),(B)は従来の配線基板の概略を示す平面図または斜視図。
【符号の説明】
1,1a,1b…………………配線基板
2〜5……………………………絶縁層
2a〜5a………………………表面
6…………………………………キャビティ
7a,7b………………………アール
10,11………………………凹形部
20〜28,31〜38,40…配線層
V…………………………………ビア導体
R,r,D,d…………………半径(径)
Claims (2)
- 平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層と、
上記複数の絶縁層の表面および層間の少なくとも一つに形成される配線層と、
少なくとも最上層の上記絶縁層の平面視で内側に形成されるキャビティと、を備え、
上記最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナに近接する上記キャビティの内隅部に付すアールの径が、上記ビア導体が貫通しないコーナに近接する上記キャビティの内隅部に付すアールの径よりも大きい、
ことを特徴とする配線基板。 - 平面視でほぼ矩形を呈する複数の絶縁層と、
上記複数の絶縁層の表面および層間の少なくとも一つに形成される配線層と、
少なくとも最上層の上記絶縁層の平面視で内側に形成されるキャビティと、を備え、
上記最上層の絶縁層において、ビア導体が貫通するコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径が、上記ビア導体が貫通しないコーナの出隅部に設ける断面円弧形の凹形部の径よりも小さい、
ことを特徴とする配線基板。
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