JP2022039765A - プリント配線板、メモリシステム、およびプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】伝送特性の向上を図ることができるプリント配線板、メモリシステム、およびプリント配線板の製造方法を提供することである。
【解決手段】実施形態のプリント配線板は、第1絶縁部と、第2絶縁部と、第1導電部と、第2導電部とを有する。前記第2絶縁部は、プリント配線板の厚さ方向で前記第1絶縁部と比べて前記プリント配線板の外部の近くに位置する。前記第1導電部は、前記第1絶縁部と前記第2絶縁部との間に位置し、第1導電材料を含む。前記第2導電部は、前記第1絶縁部と前記第1導電部との間に位置し前記第1導電部に接するとともに前記第1導電部に沿って延びた第1部分を含み、前記第1導電材料よりも電気抵抗率が小さい第2導電材料を含む。
【選択図】図3
【解決手段】実施形態のプリント配線板は、第1絶縁部と、第2絶縁部と、第1導電部と、第2導電部とを有する。前記第2絶縁部は、プリント配線板の厚さ方向で前記第1絶縁部と比べて前記プリント配線板の外部の近くに位置する。前記第1導電部は、前記第1絶縁部と前記第2絶縁部との間に位置し、第1導電材料を含む。前記第2導電部は、前記第1絶縁部と前記第1導電部との間に位置し前記第1導電部に接するとともに前記第1導電部に沿って延びた第1部分を含み、前記第1導電材料よりも電気抵抗率が小さい第2導電材料を含む。
【選択図】図3
Description
本発明の実施形態は、プリント配線板、メモリシステム、およびプリント配線板の製造方法に関する。
銅材料で形成された配線パターンを有したプリント配線板が知られている。プリント配線板の伝送特性の向上が期待されている。
本発明が解決しようとする課題は、伝送特性の向上を図ることができるプリント配線板、メモリシステム、およびプリント配線板の製造方法を提供することである。
実施形態のプリント配線板は、第1絶縁部と、第2絶縁部と、第1導電部と、第2導電部とを有する。前記第2絶縁部は、前記プリント配線板の厚さ方向で前記第1絶縁部と比べて前記プリント配線板の外部の近くに位置する。前記第1導電部は、前記第1絶縁部と前記第2絶縁部との間に位置し、第1導電材料を含む。前記第2導電部は、前記第1絶縁部と前記第1導電部との間に位置し前記第1導電部に接するとともに前記第1導電部に沿って延びた第1部分を含み、前記第1導電材料よりも電気抵抗率が小さい第2導電材料を含む。
以下、実施形態のプリント配線板、メモリシステム、およびプリント配線板の製造方法を、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。以下の説明において「平行」とは「略平行」である場合を含み、「直交」とは「略直交」である場合も含む。「重なる」とは、2つの対象物の仮想的な投影像同士が重なることを意味し、2つの対象物が互いに直接には接しない場合も含む。「接続」とは、物質的に接続される場合に限定されず、電気的に接続される場合も含む。一方で、「接する」とは、2つの部材の間に何も介在せずに隣り合うことを意味する。「表面」とは、ヒョウメン(surface)の意味で用いられており、オモテメン(front-surface)の意味では用いられていない。
先に、X方向、Y方向、およびZ方向について定義する。X方向およびY方向は、後述するプリント配線板5の第1絶縁基材10の第1面10a(図3参照)に沿う方向である。X方向は、後述する配線60の少なくとも一部が延びた方向である。Y方向は、X方向とは交差する(例えば直交する)方向である。Z方向は、X方向およびY方向とは交差する(例えば直交する)方向である。Z方向は、プリント配線板5の厚さ方向である。本明細書では「上」または「下」と称する場合がある。ただしこれら表現は、説明の便宜上のものであり、重力方向を規定するものではない。
(第1実施形態)
<1.メモリシステムの全体構成>
図1は、ホスト装置2と接続された第1実施形態のメモリシステム1の構成を示すブロック図である。メモリシステム1は、例えばSSD(Solid State Drive)のようなストレージデバイスである。メモリシステム1は、ホスト装置2と接続され、ホスト装置2の外部記憶装置として機能する。ホスト装置2は、例えば、サーバ装置、パーソナルコンピュータ、またはモバイル端末のような情報処理装置における、メモリシステム1を制御する装置である。ホスト装置2は、メモリシステム1に対するアクセス要求(データの書き込み要求または読み出し要求など)を発行することができる。
<1.メモリシステムの全体構成>
図1は、ホスト装置2と接続された第1実施形態のメモリシステム1の構成を示すブロック図である。メモリシステム1は、例えばSSD(Solid State Drive)のようなストレージデバイスである。メモリシステム1は、ホスト装置2と接続され、ホスト装置2の外部記憶装置として機能する。ホスト装置2は、例えば、サーバ装置、パーソナルコンピュータ、またはモバイル端末のような情報処理装置における、メモリシステム1を制御する装置である。ホスト装置2は、メモリシステム1に対するアクセス要求(データの書き込み要求または読み出し要求など)を発行することができる。
メモリシステム1は、例えば、メモリコントローラ100、外部接続端子200、1つ以上(例えば複数)のNAND装置300、およびDRAM(Dynamic Random Access Memory)400を備える。ただし、メモリシステム1は、DRAM400を備えなくてもよい。
メモリコントローラ100は、ホスト装置2が発行したアクセス要求に基づき、NAND装置300に対するデータの書き込み、読み出し、および消去などを実行する。メモリコントローラ100は、「コントローラ」の一例である。メモリコントローラ100については詳しく後述する。外部接続端子200は、端子ピンまたは端子パッドなどであり、ホスト装置2と電気的に接続可能である。
NAND装置300は、NAND型のフラッシュメモリである。NAND装置300は、複数のメモリセルを含むメモリセルアレイを有し、データを不揮発に記憶する。NAND装置300は、「半導体記憶装置」の一例である。ただし、半導体記憶装置は、上記例に限定されず、抵抗変化型や磁気変化型、またはその他形式の半導体記憶装置でもよい。DRAM400は、ホスト装置2から受信してNAND装置300に書き込まれる前の書き込み対象のデータ、および/または、NAND装置300から読み出されてホスト装置2に送信される前の読み出し対象のデータなどを一時的に記憶する。
<2.メモリコントローラの構成>
次に、メモリコントローラ100について詳しく説明する。メモリコントローラ100は、例えば、ホストインターフェース回路(ホストI/F)110、RAM(Random Access Memory)120、ROM(Read Only Memory)130、CPU(Central Processing Unit)140、ECC(Error Correcting Code)回路150、NANDインターフェース回路(NANDI/F)160、およびDRAMインターフェース回路(DRAMI/F)170を含む。これら構成は、バス180で互いに接続されている。例えば、メモリコントローラ100は、これら構成が1つのチップに纏められたSoC(System on a Chip)で構成されている。ただし、これら構成の一部は、メモリコントローラ100の外部に設けられてもよい。RAM120、ROM130、CPU140、およびECC回路150のうち1つ以上は、ホストI/F110またはNANDI/F160の内部に設けられてもよい。
次に、メモリコントローラ100について詳しく説明する。メモリコントローラ100は、例えば、ホストインターフェース回路(ホストI/F)110、RAM(Random Access Memory)120、ROM(Read Only Memory)130、CPU(Central Processing Unit)140、ECC(Error Correcting Code)回路150、NANDインターフェース回路(NANDI/F)160、およびDRAMインターフェース回路(DRAMI/F)170を含む。これら構成は、バス180で互いに接続されている。例えば、メモリコントローラ100は、これら構成が1つのチップに纏められたSoC(System on a Chip)で構成されている。ただし、これら構成の一部は、メモリコントローラ100の外部に設けられてもよい。RAM120、ROM130、CPU140、およびECC回路150のうち1つ以上は、ホストI/F110またはNANDI/F160の内部に設けられてもよい。
ホストI/F110は、CPU140による制御の下で、ホスト装置2とメモリコントローラ100との間のデータ転送の制御を実行する。ホストI/F110は、メモリコントローラ100と外部接続端子200との間の伝送線路L1を通じて、メモリコントローラ100とホスト装置2との間で電気信号を送受信する。ホストI/F110は、高速信号を送受信する高速インターフェースの一例である。
RAM120は、例えば、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)またはSRAM(Static Random Access Memory)であるが、これらに限定されない。RAM120は、CPU140にワークエリアを提供する。RAM120には、メモリシステム1の動作時に、ROM130に記憶されているファームウェア(プログラム)がロードされる。RAM120は、ホスト装置2とNAND装置300との間のデータ転送のためのバッファとして機能してもよい。
CPU140は、ハードウェアプロセッサの一例である。CPU140は、例えばRAM120にロードされたファームウェアを実行することで、メモリコントローラ100の動作を制御する。例えば、CPU140は、NAND装置300に対するデータの書き込み、読み出し、および消去に関する動作を制御する。
ECC回路150は、NAND装置300への書き込み対象のデータに対してエラー訂正のための符号化を行う。ECC回路150は、書き込み動作時に付加したエラー訂正符号に基づき、読み出されたデータに対してエラー訂正を実行する。
NANDI/F160は、CPU140による制御の下で、メモリコントローラ100とNAND装置300との間のデータ転送の制御を実行する。NANDI/F160は、メモリコントローラ100とNAND装置300との間の伝送線路L2を通じて、メモリコントローラ100とNAND装置300との間で電気信号を送受信する。NANDI/F160は、高速信号を送受信する高速インターフェースの別の一例である。
DRAMI/F170は、CPU140による制御の下で、メモリコントローラ100とDRAM400との間のデータ転送の制御を実行する。DRAMI/F170は、メモリコントローラ100とDRAM400との間の伝送線路L3を通じて、メモリコントローラ100とDRAM400との間で電気信号を送受信する。DRAMI/F170は、高速信号を送受信する高速インターフェースのさらに別の一例である。
<3.プリント配線板の構成>
図2は、第1実施形態のプリント配線板5を示す斜視断面図である。プリント配線板5は、上述したメモリシステム1に含まれる。メモリコントローラ100、外部接続端子200、NAND装置300、およびDRAM400は、プリント配線板5上に設けられている。プリント配線板5は、例えば多層基板であり、図2では一部の層のみを示している。これは以下の図でも同様である。プリント配線板5は、リジッド基板でもよく、フレキシブル基板でもよく、リジッド基板とフレキシブル基板とが一体に接続されたリジッド-フレキシブル基板でもよい。プリント配線板5は、多層基板に限らず、片面基板や両面基板でもよい。
図2は、第1実施形態のプリント配線板5を示す斜視断面図である。プリント配線板5は、上述したメモリシステム1に含まれる。メモリコントローラ100、外部接続端子200、NAND装置300、およびDRAM400は、プリント配線板5上に設けられている。プリント配線板5は、例えば多層基板であり、図2では一部の層のみを示している。これは以下の図でも同様である。プリント配線板5は、リジッド基板でもよく、フレキシブル基板でもよく、リジッド基板とフレキシブル基板とが一体に接続されたリジッド-フレキシブル基板でもよい。プリント配線板5は、多層基板に限らず、片面基板や両面基板でもよい。
図2に示すように、プリント配線板5は、第1絶縁基材10、第2絶縁基材20、ソルダーレジスト層30、グラウンド層40、有機被膜50(図3参照)、配線60、有機被膜70(図3参照)、およびパッド80を含む。配線60、グラウンド層40、または配線60とグラウンド層40の組み合わせは、上述した伝送線路L1、伝送線路L2、または伝送線路L3のいずれかの少なくとも一部を構成している。
図3は、図2中に示されたプリント配線板5のF3-F3線に沿う断面図である。
第1絶縁基材10は、X方向およびY方向に沿う層状に形成されている。第1絶縁基材10は、一般的なプリント配線板の絶縁材料(ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラスコンポジット基材エポキシ樹脂、紙基材フェノール樹脂、またはポリイミドなど)で形成され、絶縁性を有する。第1絶縁基材10は、後述するグラウンド層40および第2絶縁基材20に面する第1面10aと、第1面10aとは反対側に位置した第2面10bとを含む。
第1絶縁基材10は、X方向およびY方向に沿う層状に形成されている。第1絶縁基材10は、一般的なプリント配線板の絶縁材料(ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラスコンポジット基材エポキシ樹脂、紙基材フェノール樹脂、またはポリイミドなど)で形成され、絶縁性を有する。第1絶縁基材10は、後述するグラウンド層40および第2絶縁基材20に面する第1面10aと、第1面10aとは反対側に位置した第2面10bとを含む。
第2絶縁基材20は、X方向およびY方向に沿う層状に形成されている。第2絶縁基材20は、第1絶縁基材10と同様に、一般的なプリント配線板の絶縁材料で形成され、絶縁性を有する。第2絶縁基材20は、第1絶縁基材10に対してZ方向で重ねられている。第2絶縁基材20は、Z方向において、第1絶縁基材10と比べてプリント配線板5の外部の近くに位置する。第2絶縁基材20は、後述する配線60およびソルダーレジスト層30に面する第1面20aと、第1面20aとは反対側に位置してグラウンド層40および第1絶縁基材10に面する第2面20bとを含む。ある観点では、第1絶縁基材10が「第1絶縁部」の一例であり、第2絶縁基材20が「第2絶縁部」の一例である。
第2絶縁基材20は、グラウンド層40とZ方向で重なる第1部分21と、グラウンド層40とY方向で並ぶ第2部分22と、第2部分22とは反対側からグラウンド層40と並ぶ第3部分23とを含む。第2部分22および第3部分23は、第1絶縁基材10と接している。
ソルダーレジスト層30は、プリント配線板5の外部に露出しており、プリント配線板5の表面の一部を形成している。ソルダーレジスト層30は、X方向およびY方向に沿う層状に形成されている。ソルダーレジスト層30は、後述する配線60を含む回路パターンを覆う保護膜である。ソルダーレジスト層30は、例えばエポキシ樹脂および無機粉体が配合された絶縁材料により形成され、絶縁性を有する。ソルダーレジスト層30は、第2絶縁基材20に対してZ方向に重ねられている。ソルダーレジスト層30は、Z方向において、第2絶縁基材20と比べてプリント配線板5の外部の近くに位置する。ソルダーレジスト層30は、プリント配線板5の外部に露出した第1面30aと、第1面30aとは反対側に位置して配線60および第2絶縁基材20に面する第2面30bとを含む。別の観点では、第2絶縁基材20が「第1絶縁部」の一例であり、ソルダーレジスト層30が「第2絶縁部」の一例である。
ソルダーレジスト層30は、配線60とZ方向で重なる第1部分31と、配線60とY方向で並ぶ第2部分32と、第2部分32とは反対側から配線60と並ぶ第3部分33とを含む。第2部分32および第3部分33は、第2絶縁基材20と接している。
グラウンド層(グランドパターン)40は、第1絶縁基材10と第2絶縁基材20との間に設けられた導体パターンである。グラウンド層40は、プリント配線板5の電圧基準になるとともに、後述する配線60を通る電流(電気信号)のリターン電流が流れるリターンパスを形成している。グラウンド層40は、X方向およびY方向に延びている。本実施形態では、グラウンド層40は、X方向およびY方向に広がるプレーンパターンである。グラウンド層40のY方向の幅は、配線60のY方向の幅よりも大きい。グラウンド層40は、Z方向で配線60と重なる。
本実施形態では、グラウンド層40は、本体部41と、表層部42とを有する。本体部41は、第1絶縁基材10と第2絶縁基材20との間に位置する。本体部41は、第1絶縁基材10の第1面10aに沿ってX方向に延びている。本実施形態では、本体部41は、X方向およびY方向に沿う層状に形成されている。本体部41のY方向の幅W1は、本体部41のZ方向の厚さT1よりも大きい。本体部41のZ方向の厚さT1は、例えば、10μm~50μmである。本体部41は、第1導電材料M1により形成されている。第1導電材料M1は、例えば金属材料である。第1導電材料M1は、例えば銅である。本体部41は、「第1導電部」の一例である。
表層部42は、第1導電材料M1とは異なる第2導電材料M2で形成されている。第2導電材料M2は、第1導電材料M1よりも電気抵抗率が小さい導電材料である。第2導電材料M2は、例えば金属材料である。第2導電材料M2は、例えば銀である。表層部42は、「第2導電部」の一例である。本実施形態では、表層部42は、第1部分42a、第2部分42b、第3部分42c、および第4部分42dを含む。
第1部分42aは、第1絶縁基材10と本体部41との間に位置する。第1部分42aは、Z方向で本体部41に接するとともに、本体部41に沿ってX方向に延びている。本実施形態では、第1部分42aは、X方向およびY方向に沿う層状に形成されている。
第2部分42bは、第2絶縁基材20と本体部41との間に位置する。すなわち、第2部分42bは、Z方向で第1部分42aとは反対側から本体部41に重なる。第2部分42bは、Z方向で本体部41に接するとともに、本体部41に沿ってX方向に延びている。本実施形態では、第2部分42bは、X方向およびY方向に沿う層状に形成されている。
第3部分42cは、Y方向で第2絶縁基材20の第2部分22と本体部41との間に位置する。第3部分42cは、Y方向で本体部41に接するとともに、本体部41に沿ってX方向に延びている。言い換えると、第3部分42cは、第1部分42aと第2部分42bとは異なる方向から本体部41に接する。第3部分42cは、Z方向にも延びており、第1部分42aと第2部分42bとを接続している。本実施形態では、第3部分42cは、X方向およびZ方向に沿う層状に形成されている。
第4部分42dは、Y方向で第2絶縁基材20の第3部分23と本体部41との間に位置する。すなわち、第4部分42dは、Y方向で第3部分42cとは反対側から本体部41に重なる。第4部分42dは、Y方向で本体部41に接するとともに、本体部41に沿ってX方向に延びている。言い換えると、第4部分42dは、第1部分42aと第2部分42bとは異なる方向から本体部41に接する。第4部分42dは、Z方向にも延びており、第1部分42aと第2部分42bとを接続している。本実施形態では、第4部分42dは、X方向およびZ方向に沿う層状に形成されている。
本実施形態では、上述した第1部分42a、第2部分42b、第3部分42c、および第4部分42dは、互いに接続されている。これにより、表層部42は、Y方向およびZ方向に沿う断面(すなわち図3に示す断面)において、本体部41を囲う環状に形成されている。ここで、本実施形態でいう「環状」とは、例えば製造上の理由により一部に分断が生じた不完全な環状でもよい。また「環状」とは、円環状に限定されず、矩形状の環状を含む。これらの定義は、以下でも同様である。
本実施形態では、第1部分42aのZ方向の厚さT2a、第2部分42bのZ方向の厚さT2b、第3部分42cのY方向の厚さT2c、および第4部分42dのY方向の厚さT2dの各々は、例えば0.5μmである。すなわち、第1部分42aのZ方向の厚さT2a、第2部分42bのZ方向の厚さT2b、第3部分42cのY方向の厚さT2c、および第4部分42dのY方向の厚さT2dの各々は、本体部41のZ方向の厚さT1よりも薄い。本実施形態では、第1部分42aのZ方向の厚さT2aと第2部分42bのZ方向の厚さT2bとの合計は、本体部41のZ方向の厚さT1よりも薄い。
図4は、図2中に示されたプリント配線板5のF4-F4線に沿う断面図である。
図4に示すように、表層部42は、本体部41の全長に亘ってまたは本体部41の全長のうち一部領域に対して設けられている。例えば、表層部42は、本体部41の全長に亘ってまたは本体部41の全長のうち一部領域において本体部41を環状に覆っている。
図4に示すように、表層部42は、本体部41の全長に亘ってまたは本体部41の全長のうち一部領域に対して設けられている。例えば、表層部42は、本体部41の全長に亘ってまたは本体部41の全長のうち一部領域において本体部41を環状に覆っている。
図3に戻り、有機被膜50について説明する。有機被膜50は、Y方向およびZ方向に沿う断面(すなわち図3に示す断面)において、グラウンド層40の表層部42を外周側から覆う環状に形成されている。有機被膜50は、第1部分50a、第2部分50b、第3部分50c、および第4部分50dを含む。
第1部分50aは、表層部42の第1部分42aと第1絶縁基材10との間に設けられ、表層部42の第1部分42aを覆っている。第2部分50bは、表層部42の第2部分42bと第2絶縁基材20の第1部分21との間に設けられ、表層部42の第2部分42bを覆っている。第3部分50cは、表層部42の第3部分42cと第2絶縁基材20の第2部分22との間に設けられ、表層部42の第3部分42cを覆っている。第4部分50dは、表層部42の第4部分42dと第2絶縁基材20の第3部分23との間に設けられ、表層部42の第4部分42dを覆っている。
本実施形態では、第1部分50aと第3部分50cとの間にはY方向の隙間Saが存在する。隙間Saにより、第1部分50aと第3部分50cとは分断されている。隙間Saは、Z方向で表層部42の第3部分42cと第1絶縁基材10との間に位置する。隙間SaのY方向の幅は、例えば、表層部42の第3部分42cのY方向の厚さT2cと実質的に同じである。
同様に、第1部分50aと第4部分50dとの間にはY方向の隙間Sbが存在する。隙間Sbにより、第1部分50aと第4部分50dとは分断されている。隙間Sbは、Z方向で表層部42の第4部分42dと第1絶縁基材10との間に位置する。隙間SaのY方向の幅は、例えば、表層部42の第4部分42dのY方向の厚さT2dと実質的に同じである。
有機被膜50は、第2導電材料M2(例えば銀)のイオンマイグレーションを抑制する機能層である。有機被膜50は、例えば、キレート剤またはチオール剤などを塗布することで形成される。有機被膜50の厚さは、例えば1μmである。これらは、後述する有機被膜70でも同様である。
配線60は、プリント配線板5に設けられた配線パターンである。配線60は、第2絶縁基材20とソルダーレジスト層30との間に設けられている。配線60の少なくとも一部は、X方向に延びている。本実施形態では、配線60は、電気信号が流れる信号配線である。上述したように、配線60は、例えば、メモリコントローラ100と外部接続端子200との間、メモリコントローラ100とNAND装置300との間、またはメモリコントローラ100とDRAM400との間の配線を形成している。
本実施形態では、配線60には、15GHz以上の高速信号が流れる。例えば、配線60は、PCIe(Peripheral Component Interconnect-Express)(登録商標)の第5世代または第6世代に対応した32GT/s(16GHz)または64GT/s(32GHz)の信号が流れる。ただし、配線60に流れる信号は、上記例に限定されない。
本実施形態では、配線60は、本体部61と、表層部62とを有する。表層部62は、第1部分62a、第2部分62b、第3部分62c、および第4部分62dを含む。配線60の構成は、グラウンド層40の構成と同様である。このため、配線60に関する詳しい説明は、グラウンド層40に関する上記説明において、「本体部41」、「表層部42」、「第1部分42a」、「第2部分42b」、「第3部分42c」、「第4部分42d」、「第1絶縁基材10」、「第2絶縁基材20」、「第1部分21」、「第2部分22」、「第3部分23」を、「本体部61」、「表層部62」、「第1部分62a」、「第2部分62b」、「第3部分62c」、「第4部分62d」、「第2絶縁基材20」、「ソルダーレジスト層30」、「第1部分31」、「第2部分32」、「第3部分33」とそれぞれ読み替えればよい。本体部61は、「第1導電部」の別の一例である。表層部62は、「第2導電部」の別の一例である。表1は、グラウンド層40に関する説明に用いられる構成要素(読み替え前の構成要素)と、配線60に関する説明に用いられる構成要素(読み替え後の構成要素)との対応関係を示す。
本実施形態では、本体部61のZ方向の厚さT3は、例えば、10μm~50μmである。表層部62の第1部分62aのZ方向の厚さT4a、第2部分62bのZ方向の厚さT4b、第3部分62cのY方向の厚さT4c、および第4部分62dのY方向の厚さT4dの各々は、例えば0.5μmである。すなわち、第1部分62aのZ方向の厚さT4a、第2部分62bのZ方向の厚さT4b、第3部分62cのY方向の厚さT4c、および第4部分62dのY方向の厚さT4dの各々は、本体部61のZ方向の厚さT3よりも薄い。本実施形態では、第1部分62aのZ方向の厚さT4aと第2部分62bのZ方向の厚さT4bとの合計は、本体部61のZ方向の厚さT3よりも薄い。
有機被膜70は、Y方向およびZ方向に沿う断面(すなわち図3に示す断面)において、配線60の表層部62を外周側から覆う環状に形成されている。有機被膜70は、第1部分70a、第2部分70b、第3部分70c、および第4部分70dを含む。
第1部分70aは、表層部62の第1部分62aと第2絶縁基材20との間に設けられ、表層部62の第1部分62aを覆っている。第2部分70bは、表層部62の第2部分62bとソルダーレジスト層30の第1部分31との間に設けられ、表層部62の第2部分62bを覆っている。第3部分70cは、表層部62の第3部分62cとソルダーレジスト層30の第2部分32との間に設けられ、表層部62の第3部分62cを覆っている。第4部分70dは、表層部62の第4部分62dとソルダーレジスト層30の第3部分33との間に設けられ、表層部62の第4部分62dを覆っている。
本実施形態では、第1部分70aと第3部分70cとの間にはY方向の隙間Scが存在する。隙間Scにより、第1部分70aと第3部分70cとは分断されている。隙間Scは、Z方向で表層部62の第3部分62cと第2絶縁基材20との間に位置する。隙間ScのY方向の幅は、例えば、表層部62の第3部分62cのY方向の厚さと実質的に同じである。
同様に、第1部分70aと第4部分70dとの間にはY方向の隙間Sdが存在する。隙間Sdにより、第1部分70aと第4部分70dとは分断されている。隙間Sdは、Z方向で表層部62の第4部分62dと第2絶縁基材20との間に位置する。隙間SdのY方向の幅は、例えば、表層部62の第4部分62dのY方向の厚さと実質的に同じである。
次に、パッド80について説明する。パッド80は、配線60と比べてY方向の幅が広い部分である(図2参照)。図4に示すように、パッド80は、第2絶縁基材20の第1面20a上に設けられている。パッド80の周縁部は、ソルダーレジスト層30によって覆われている。パッド80上に設けられた有機被膜70の第2部分70bの一部は、ソルダーレジスト層30に設けられた開口部Oを通じて、プリント配線板5の外部に露出している。本実施形態では、パッド80には、配線60の本体部61および表層部62の両方が接続されている。
パッド80は、例えば配線60と同様の構成を有する。すなわち、パッド80は、本体部81と、表層部82とを有する。本体部81は、配線60の本体部61と一体に形成され、配線60の本体部61と連続している。本体部81は、後述する電子部品ECの接続端子SとZ方向で重なる。本実施形態では、本体部81は、Z方向で見て円状である。ただし、本体部81は、矩形状やその他形状でもよい。
パッド80の表層部82は、配線60の表層部62と一体に設けられ、配線60の表層部62と連続している。表層部82は、第1部分82a、第2部分82b、第3部分82c(図2参照)、第4部分82d(図2参照)、および第5部分82eを含む。
第1部分82aは、第2絶縁基材20と本体部81との間に位置する。第2部分82bは、Z方向で第1部分82aとは反対側から本体部81に重なる。第2部分82bの少なくとも一部は、有機被膜70の第2部分70bを間に挟んでZ方向で開口部Oに面する。第2部分82bの少なくとも一部は、電子部品ECが実装された状態では、電子部品ECの接続端子Sと本体部81との間に位置する。第2部分82bの少なくとも一部には、電子部品ECの接続端子Sが接続される。
第3部分82cは、本体部81とY方向で並び、本体部81の側面に沿って設けられている(図2参照)。本実施形態では、第3部分82cは、本体部81の周面に沿う円弧状である。第4部分82dは、第3部分82cとは反対側から本体部81とY方向で並び、本体部81の側面に沿って設けられている(図2参照)。本実施形態では、第4部分82dは、本体部81の周面に沿う円弧状である。第5部分82eは、配線60とは反対側から本体部81とX方向で並び、本体部81の側面に沿って設けられている(図2参照)。第5部分82eは、X方向で見た場合に表層部82のなかで配線60と重なる領域である。第5部分82eは、第3部分82cと第4部分82dとの間に設けられている。本実施形態では、第5部分82eは、本体部81の周面に沿う円弧状である。
図4に示すように、有機被膜70の第1部分70aの一部は、表層部82の第1部分82aと第2絶縁基材20との間に設けられ、表層部82の第1部分82aを覆っている。有機被膜70の第2部分70bの一部は、表層部82の第2部分82bとソルダーレジスト層30の第1部分31との間、および表層部82の第2部分82bと開口部Oとの間に設けられ、表層部82の第2部分82bを覆っている。有機被膜70の一部は、表層部82の第5部分82eとソルダーレジスト層30との間に設けられ、表層部82の第5部分82eを覆っている。詳しくは図示しないが、有機被膜70の第3部分70cの一部は、表層部82の第3部分82cとソルダーレジスト層30の第2部分32との間に設けられ、表層部82の第3部分82cを覆っている。有機被膜70の第4部分70dの一部は、表層部82の第4部分82dとソルダーレジスト層30の第3部分33との間に設けられ、表層部82の第4部分82dを覆っている。
電子部品ECは、例えばBGA(Ball Grid Array)パッケージの電子部品である。本実施形態では、電子部品ECは、上述したメモリコントローラ100、外部接続端子200を含むインターフェース部品、NAND装置300、またはDRAM400のいずれかである。接続端子Sは、例えば、BGAパッケージの半田接続部(半田ボール)である。
本実施形態では、パッド80の表面には、電子部品ECの接続端子Sとパッド80との間の接続性を高めるためのフラックスFが塗布されている。電子部品ECの接続端子Sは、フラックスFを介してパッド80の表面に接続される。ただし、フラックスFは、必須ではなく、省略されてもよい。
パッド80に関するその他の説明は、グラウンド層40に関する上記説明において、「本体部41」、「表層部42」、「第1部分42a」、「第2部分42b」、「第3部分42c」、「第4部分42d」、「第1絶縁基材10」、「第2絶縁基材20」、「第1部分21」、「第2部分22」、「第3部分23」を、それぞれ「本体部81」、「表層部82」、「第1部分82a」、「第2部分82b」、「第3部分82c」、「第4部分82d」、「第2絶縁基材20」、「ソルダーレジスト層30」、「第1部分31」、「第2部分32」、「第3部分33」と読み替えればよい。表2は、グラウンド層40に関する説明に用いられる構成要素(読み替え前の構成要素)と、パッド80に関する説明に用いられる構成要素(読み替え後の構成要素)との対応関係を示す。
<4.プリント配線板の製造方法>
図5および図6は、プリント配線板5の製造方法の一例を示す図である。まず、図5中の(a)に示すように、第2導電材料M2を含む金属箔45(例えば銀箔)が準備される。金属箔45の片面(図4中の下面)には、有機被膜50の材料が塗布され、層状の有機被膜部51が形成されている。有機被膜部51は、例えば金属箔45の片面の全面に設けられている。
図5および図6は、プリント配線板5の製造方法の一例を示す図である。まず、図5中の(a)に示すように、第2導電材料M2を含む金属箔45(例えば銀箔)が準備される。金属箔45の片面(図4中の下面)には、有機被膜50の材料が塗布され、層状の有機被膜部51が形成されている。有機被膜部51は、例えば金属箔45の片面の全面に設けられている。
次に、図5中の(b)に示すように、有機被膜部51が片面に設けられた金属箔45が第1絶縁基材10の第1面10aに貼り付けられる。第1絶縁基材10に対する金属箔45の貼り付けは、例えば圧接により行われるが、他の方法でもよい。これにより、第1絶縁基材10に対して第2導電層46が形成される。第2導電層46は、X方向およびY方向に広がる面状の層である。ここで、「ある構成要素(構成要素A)に対して別の構成要素(構成要素B)が形成される(または設けられる)」とは、構成要素Aの表面と構成要素Bの表面とが接するように形成される場合に加えて、構成要素Aと構成要素Bとの間に別の層が介在する場合も含む。この定義は、以下でも同様である。例えば、第1絶縁基材10に対して第2導電層46が形成されるとは、第1絶縁基材10の表面と第2導電層46とが接するように形成される場合に加えて、第1絶縁基材10と第2導電層46との間に別の層が介在する場合も含む。本実施形態では、第1絶縁基材10と第2導電層46との間に有機被膜部51が介在する。
次に、図5中の(c)に示すように、第2導電層46の表面上に第1導電材料M1を含む第1導電層47が形成される。例えば、第1導電層47は、第2導電層46の表面上に第1導電材料M1を用いた第1めっき処理を行うことで形成される。第1めっき処理は、電解めっきでも無電解めっきでもよいが、電解めっきであれば比較的厚い第1導電層47の成膜を好適に行うことができる。第1導電層47は、X方向およびY方向に広がる面状の層である。
次に、図5中の(d)に示すように、第1導電層47、第2導電層46、および有機被膜部51に対してパターン加工を行う。すなわち、第1導電層47、第2導電層46、および有機被膜部51の不要部分に対してエッチングを行うことで、第1導電層47、第2導電層46、および有機被膜部51の不要部分を除去する。これにより、第1導電層47からグラウンド層40の本体部41が形成され、第2導電層46からグラウンド層40の表層部42の第1部分42aが形成され、有機被膜部51から有機被膜50の第1部分50aが形成される。本実施形態の説明では、パターン加工が行われる前の第1導電層47に限らず、パターン加工により不要部分が除去された第1導電層47(すなわち、グラウンド層40の本体部41)を「第1導電層」と称する場合がある。
次に、図6中の(e)に示すように、グラウンド層40の本体部41(すなわちパターン加工が行われた第1導電層47)の表面上に、第2導電材料M2を含む第3導電層48が形成される。第3導電層48は、グラウンド層40の本体部41の表面上に第2導電材料M2を用いた第2めっき処理を行うことで形成される。第2めっき処理は、例えば無電解めっきである。
詳しく述べると、パターン加工された第1導電層47は、Z方向で第2導電層46とは反対側に向いた第1面47bと、第1面47bとは異なる方向を向いた第2面47cと、Y方向で第2面47cとは反対側に向いた第3面47dとを有する。そして、第3導電層48は、第1導電層47の第1面47b、第2面47c、および第3面47dに接するように形成される。すなわち、グラウンド層40の本体部41を3方向から囲む第3導電層48が形成される。第3導電層48は、上述したグラウンド層40の表層部42の第2部分42b、第3部分42c、および第4部分42dを含む。第3導電層48が形成されることで、第3導電層48と、パターン加工された第2導電層46とにより、グラウンド層40の本体部41を環状に囲む表層部42が形成される。これにより、グラウンド層40が形成される。
次に、図6中の(f)に示すように、グラウンド層40の上面および左右の側面に有機被膜50の材料が塗布される。これにより、グラウンド層40を3方向から囲む有機被膜部52が形成される。有機被膜部52は、上述した有機被膜50の第2部分50b、第3部分50c、および第4部分50dを含む。有機被膜部52が形成されることで、この有機被膜部52と上述した有機被膜部51とにより表層部42を外周側から環状に囲む有機被膜50が形成される。
次に、図6中の(g)に示すように、第1絶縁基材10およびグラウンド層40に対して第2絶縁基材20が積層される。すなわち、上述した第1導電層47、第2導電層46、および第3導電層48を、Z方向で第1絶縁基材10とは反対側から覆う第2絶縁基材20が設けられる。
次に、図6中の(h)に示すように、第2絶縁基材20の第1面20a上に配線60および有機被膜70が形成される。配線60および有機被膜70の製造方法の詳細は、グラウンド層40および有機被膜50の製造方法の詳細(図5(a)~(d)、図6(e)~(g)を参照して説明した内容)と同様である。さらに本実施形態では、配線60と同じ工程でパッド80が形成される。
配線60およびパッド80に関して言えば、パターン加工された第1導電層47により、配線60の本体部61およびパッド80の本体部81が形成される。パターン加工された第1導電層47には、Z方向で第2導電層46とは反対側に向いた第1面47bと、第1面47bとは異なる方向を向いた第2面47cと、Y方向で第2面47cとは反対側に向いた第3面47dに加え、後工程でパッド80の表層部82の第5部分82eに接する第4面47e(図4参照)も形成される。そして、第3導電層48は、第1導電層47の第1面47b、第2面47c、第3面47d、および第4面47eに接するように形成される。
最後に、第2絶縁基材20および配線60に対してソルダーレジスト層30が設けられ、開口部Oが形成されることでパッド80がプリント配線板5の外部に露出する。これにより、プリント配線板5が完成する。
<5.作用>
配線60を高速信号が流れる場合、配線60の表面近くに電流が集中して流れる表皮効果が大きくなる場合がある。本実施形態では、表皮効果により配線60の表面近くに流れる電流の少なくとも一部は、第1導電材料M1と比べて電気抵抗率が小さい第2導電材料M2で形成された配線60の表層部62を流れることができる。
配線60を高速信号が流れる場合、配線60の表面近くに電流が集中して流れる表皮効果が大きくなる場合がある。本実施形態では、表皮効果により配線60の表面近くに流れる電流の少なくとも一部は、第1導電材料M1と比べて電気抵抗率が小さい第2導電材料M2で形成された配線60の表層部62を流れることができる。
図7は、プリント配線板5に関する表皮深度の例を示す図である。図7は、例えばPCIeの第5世代(16GHz)または第6世代(32GHz)の信号に関する表皮深度を示す。図7中の表皮深度d[μm]は、電気抵抗率をρ[Ω・m]、角周波数(2πf)をω[Hz]、透磁率をμ[H/m]とすると、以下の式(1)により求められる。
図7に示すように、配線材料として銀を用いた場合、16GHzの信号に対する表皮深度dは0.5μm程度であり、32GHzの信号に対する表皮深度dは0.35μm程度であることが分かる。すなわち、0.5μm程度または0.35μm程度の厚さの表層部62を設けると、表皮効果により配線60の表面近くに集中する電流の多くを表層部62に流すことができる。
<6.利点>
信号の高速化がさらに進む場合、表皮効果の影響がますます大きくなる可能性がある。そこで本実施形態では、プリント配線板5の配線60は、第1導電材料M1を含む本体部61と、第1導電材料M1よりも電気抵抗率が小さい第2導電材料M2を含む表層部62とを備える。本体部61は、第2絶縁基材20とソルダーレジスト層30との間に位置する。表層部62は、第2絶縁基材20と本体部61との間に位置する第1部分62aを含む。このような構成によれば、表皮効果によって配線60の表面近くを流れる電流の少なくとも一部は、電気抵抗率が小さい第2導電材料M2で形成された表層部62を通って流れることができる。これにより、伝送特性の向上(例えば、伝送の高速化、および/または伝送損失の低減)を図ることができる。
信号の高速化がさらに進む場合、表皮効果の影響がますます大きくなる可能性がある。そこで本実施形態では、プリント配線板5の配線60は、第1導電材料M1を含む本体部61と、第1導電材料M1よりも電気抵抗率が小さい第2導電材料M2を含む表層部62とを備える。本体部61は、第2絶縁基材20とソルダーレジスト層30との間に位置する。表層部62は、第2絶縁基材20と本体部61との間に位置する第1部分62aを含む。このような構成によれば、表皮効果によって配線60の表面近くを流れる電流の少なくとも一部は、電気抵抗率が小さい第2導電材料M2で形成された表層部62を通って流れることができる。これにより、伝送特性の向上(例えば、伝送の高速化、および/または伝送損失の低減)を図ることができる。
ここで、配線全体を電気抵抗率が小さい第2導電材料M2で形成することも考えられる。しかしながら、電気抵抗率が相対的に小さい第2導電材料M2(例えば銀)は、電気抵抗率が相対的に大きい第1導電材料M1(例えば銅)と比べて高価であることが多い。このため、配線全体を第2導電材料M2で形成すると、プリント配線板の製造コストが高くなる。一方で、本実施形態では、配線60の本体部61を第1導電材料M1で形成するとともに、表皮効果により電流が集中する配線60の表層部62を第2導電材料M2で形成している。このような構成によれば、プリント配線板5の製造コストが高くなることを抑制しつつ、プリント配線板5の伝送特性の向上を図ることができる。
本実施形態では、配線60の表層部62の第1部分62aのZ方向の厚さT4aは、配線60の本体部61のZ方向の厚さT3よりも薄い。このような構成によれば、第2導電材料M2の使用量を少なくすることができ、プリント配線板5の製造コストが高くなることをさらに抑制することができる。さらに本実施形態では、配線60の表層部62の第1部分62aのZ方向の厚さT4aと第2部分62bのZ方向の厚さT4bとの合計が配線60の本体部61のZ方向の厚さT3よりも薄い。このような構成によれば、第2導電材料M2の使用量をさらに少なくすることができる。
本実施形態では、配線60には、15GHz以上の周波数の高速信号が流れる。配線60の表層部62の厚さT2a,T2b,T2c,T2dは、例えば0.5μm以下である。このような構成によれば、配線60を流れる電流の多くが配線60の表層部62を流れることができる。これにより、伝送特性のさらなる向上を図ることができる。さらに、配線60の表層部62の厚さT2a,T2b,T2c,T2dが0.5μm程度であれば、無電解めっきでも比較的容易に製造することができる。
本実施形態では、配線60の表層部62は、ソルダーレジスト層30と配線60の本体部61との間に位置する第2部分62bを含む。このような構成によれば、より多くの電流が表層部62を通って流れることができる。これにより、伝送特性のさらなる向上を図ることができる。
本実施形態では、リファレンスとなり、リターン電流が流れるグラウンド層40も、第1導電材料M1で形成された本体部41と、電気抵抗率が相対的に小さい第2導電材料M2で形成された表層部42とを有する。このような構成によれば、リターン電流も流れやすくなり、プリント配線板5の伝送特性のさらなる向上を図ることができる。
ここで、第2導電材料M2(例えば銀)は、第1導電材料M1(例えば銅)と比べてイオンマイグレーション(導電材料がイオン化して絶縁材料中に入り込む現象)や腐食が生じやすい場合がある。しかしながら、本実施形態では、配線60の表層部62と第2絶縁基材20との間に有機被膜70の一部が設けられている。これにより、配線60の表層部62を第2導電材料M2で形成した場合であっても、第2導電材料M2に起因するイオンマイグレーションや腐食を抑制することができる。これにより、プリント配線板5の長期信頼性を向上させることができる。
パッド80の表面が第2導電材料M2(例えば銀)で形成される場合、パッド80の表面が第1導電材料M1(例えば銅)で形成される場合と比べて、電子部品ECの接続端子Sとパッド80との接合性が高くなり得る。このため、パッド80の表面が第2導電材料M2(例えば銀)で形成される場合、フラックスFを省略したり、パッド80の表面の粗化処理を省略したりすることができる場合がある。このため、プリント配線板5の製造コストの低下を図ることができる場合がある。
(変形例)
次に、第1実施形態の変形例について説明する。本変形例は、後述する第2から第4実施形態と組み合わせて実施されてもよい。
次に、第1実施形態の変形例について説明する。本変形例は、後述する第2から第4実施形態と組み合わせて実施されてもよい。
図8は、第1実施形態の変形例のプリント配線板5Mを示す断面図である。
プリント配線板5Mは、上述した有機被膜50の隙間Sa,Sbおよび有機被膜70の隙間Sc,Sdを含まない。すなわち、有機被膜50の第1部分50aは、有機被膜50の第3部分50cおよび第4部分50dにそれぞれ繋がっている。同様に、有機被膜70の第1部分70aは、有機被膜70の第3部分70cおよび第4部分70dにそれぞれ繋がっている。
プリント配線板5Mは、上述した有機被膜50の隙間Sa,Sbおよび有機被膜70の隙間Sc,Sdを含まない。すなわち、有機被膜50の第1部分50aは、有機被膜50の第3部分50cおよび第4部分50dにそれぞれ繋がっている。同様に、有機被膜70の第1部分70aは、有機被膜70の第3部分70cおよび第4部分70dにそれぞれ繋がっている。
図9および図10は、変形例のプリント配線板5Mの製造方法を示す図である。本変形例に係る製造方法では、第2導電材料M2を含む金属箔45(例えば銀箔)をシード層とし、フラッシュエッチングまたはクイックエッチングと呼ばれるセミアディティブ法が利用される点で、上述した第1実施形態のプリント配線板5の製造方法とは異なる。
本変形例に係る製造方法では、図9中の(a)に示すように、第1絶縁基材10に対して第2導電層46が設けられた中間体Mが形成される。中間体Mは、図5中の(a)、(b)を参照して説明した第1実施形態のプリント配線板5と同じ工程で製造可能である。中間体Mは、第1実施形態と同様に、第1絶縁基材10と第2導電層46との間に介在する有機被膜部51を含む。
次に、図9中の(b)に示すように、第2導電層46の上にマスクMKが設けられる。マスクMKは、第2導電層46の表面においてグラウンド層40の本体部41が設けられる領域以外の領域に対応して設けられる。
次に、図9中の(c)に示すように、マスクMKが設けられていない領域に第1導電材料M1を含む第1導電層47が形成される。本変形例の第1導電層47は、パターン加工を行わずにグラウンド層40の本体部41となる導電層である。第1導電層47(すなわち、グラウンド層40の本体部41)は、第1導電材料M1を用いた第1めっき処理を行うことで形成される。第1めっき処理は、電解めっきでも無電解めっきでもよいが、電解めっきであれば比較的厚い本体部41の成膜を好適に行うことができる。
次に、図9中の(d)に示すように、マスクMKが除去される。その結果、第1導電層47の第1面47b、第2面47c、および第3面47dが外部に露出する。第1面47bは、Z方向で第2導電層46とは反対側に向いた面である。第2面47cは、第1面47bとは異なる方向を向いた面である。第3面47dは、Y方向で第2面47cとは反対側に向いた面である。
次に、図10中の(e)に示すように、第1導電層47(すなわち、グラウンド層40の本体部41)の表面上、および第2導電層46のなかで第1導電層47によって覆われていない領域の表面上に、第2導電材料M2を含む第3導電層48が形成される。第3導電層48は、第2導電材料M2を用いた第2めっき処理を行うことで形成される。第2めっき処理は、例えば無電解めっきである。第3導電層48は、第1導電層47の第1面47b、第2面47c、第3面47d、および第2導電層46のなかで第1導電層47によって覆われていない領域の表面に接するように形成される。この過程では、第3導電層48の厚さは、完成品におけるグラウンド層40の表層部42の厚さよりも厚い。
次に、図10中の(f)に示すように、フラッシュエッチングまたはクイックエッチングと呼ばれるセミアディティブ法により、第2導電層46の不要部分、第3導電層48の不要部分、および有機被膜部51の不要部分が除去される。具体的には、第2導電層46のなかで第1導電層47または第3導電層48によって覆われていない部分(第2導電層46の不要部分)、第3導電層48のなかで第2導電層46の不要部分の表面上に設けられた部分(第3導電層48の不要部分)、および有機被膜部51のなかで第2導電層46の不要部分と第1絶縁基材10との間に位置した部分(有機被膜部51の不要部分)が除去される。この過程で、第3導電層48のなかで、第1導電層47の第1面47b、第2面47c、および第3面47dの表面上に設けられた部分の厚さが薄くなる。このエッチングの工程が完了することで、第3導電層48と第2導電層46とにより、グラウンド層40の本体部41を環状に囲む表層部42が形成される。これにより、グラウンド層40が形成されるとともに、有機被膜50の第1部分50aが形成される。本実施形態でいう「フラッシュエッチング(クイックエッチング)」とは、セミアディディブ法を用いる時に、パターンめっきを行うために設けられた薄い金属シード層を全体的にエッチングにより除去することを意味する。
次に、図10中の(g)に示すように、グラウンド層40の上面(第1導電層47の第1面47b)および左右の側面(第1導電層47の第2面47c、および第3面47d)に有機被膜50の材料が塗布される。これにより、グラウンド層40を3方向から囲む有機被膜部52が形成される。有機被膜部52は、上述した有機被膜50の第2部分50b、第3部分50c、および第4部分50dを含む。有機被膜部52が形成されることで、この有機被膜部52と上述した有機被膜部51とにより表層部42を外周側から環状に囲む有機被膜50が形成される。上述したように、本変形例では、有機被膜50の第1部分50aは、有機被膜50の第3部分50cおよび第4部分50dにそれぞれ繋がる。
その後、第1実施形態のプリント配線板5と同様に、第1絶縁基材10およびグラウンド層40に対して第2絶縁基材20が積層される。また、本変形例のグラウンド層40および有機被膜50の製造方法と同じ方法で、配線60および有機被膜70が製造される。最後に、ソルダーレジスト層30が設けられる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、グラウンド層40および配線60の各々が二重の有機被膜の層を有する点で、第1実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第1実施形態の構成と同様である。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、グラウンド層40および配線60の各々が二重の有機被膜の層を有する点で、第1実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第1実施形態の構成と同様である。
図11は、第2実施形態のプリント配線板5Aを示す断面図である。本実施形態では、プリント配線板5Aは、第1実施形態のプリント配線板5の構成に加え、有機被膜91および有機被膜92を含む。
有機被膜91は、有機被膜50を外周側から覆う環状に形成されている。有機被膜91は、有機被膜50と第1絶縁基材10との間、および有機被膜50と第2絶縁基材20との間に設けられている。
同様に、有機被膜92は、有機被膜70を外周側から覆う環状に形成されている。有機被膜92は、有機被膜70と第2絶縁基材20との間、および有機被膜70とソルダーレジスト層30との間に設けられている。
本実施形態では、有機被膜50,70は、上述したように第2導電材料M2のイオンマイグレーションを抑制する機能層である。有機被膜50,70は、例えば、キレート剤またはチオール剤などを塗布することで形成される。有機被膜50,70の各々は、「第1有機被膜」の一例である。
一方で、有機被膜91,92は、有機被膜50,70と絶縁基材10,20またはソルダーレジスト層30との間の接着性(接合性)を高める機能層である。有機被膜91,92は、有機被膜50,70とは異なる材料で形成されている。有機被膜91,92は、有機被膜50,70と比べて絶縁基材10,20またはソルダーレジスト層30と接着しやすい材料で形成されている。有機被膜91,92は、例えば、シランカップリング剤で形成されている。有機被膜91,92の各々は、「第2有機被膜」の一例である。
このような構成によれば、イオンマイグレーションや腐食などを抑制するために有機被膜50,70を設けた場合であっても、グラウンド層40または配線60と絶縁基材10,20またはソルダーレジスト層30との接着性を高めることができる。これにより、プリント配線板5Aの長期信頼性をさらに高めることができる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態は、グラウンド層40と配線60とを接続するビア95を有する点で、第1実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第1実施形態の構成と同様である。
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態は、グラウンド層40と配線60とを接続するビア95を有する点で、第1実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第1実施形態の構成と同様である。
図12は、第3実施形態のプリント配線板5Bを示す断面図である。図12は、プリント配線板5Bの一部構成を抜き出して示している。本実施形態では、プリント配線板5Bは、第1実施形態のプリント配線板5の構成に加え、ビア95を有する。図12に示す例では、プリント配線板5Bは、グラウンド層40と、配線60と、グラウンド層40と配線60とを接続するビア95とを有する。ただし、ビア95は、グラウンド層40と配線60とを接続するビアに限らず、複数の信号用の配線60を接続するビアでもよい。この場合は、以下の説明における「グラウンド層40」、「本体部41」、「表層部42」を、「配線60」、「本体部61」、「表層部62」とそれぞれ読み替えればよい。ビア95は、「導電性の接続部」の一例である。ただし、「導電性の接続部」は、スルーホールなどでもよい。
ビア95は、Z方向でグラウンド層40と配線60との間に介在している。すなわち、ビア95は、Z方向でグラウンド層40と重なるとともに、Z方向で配線60と重なる。ビア95は、第2絶縁基材20の内部に設けられ、第2絶縁基材20の内部をZ方向に延びている。ビア95は、例えば第1導電材料M1で形成されている。
ビア95は、Z方向の端部として、第1端部95aと、第1端部95aとは反対側に位置する第2端部95bとを有する。ビア95の第1端部95aは、グラウンド層40の表層部42の第2部分42bに接する。ビア95の第2端部95bは、配線60の本体部61および表層部62に接する。これにより、ビア95は、グラウンド層40と配線60とを電気的に接続している。
このような構成によれば、ビア95とグラウンド層40の表層部42とが接続されているため、配線60の表層部62を流れる電流をグラウンド層40の表層部42に効率的に導くことができる。これにより、伝送損失をさらに低下させ、伝送特性の向上を図ることができる。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態は、ビア95が第2導電材料M2で形成された表層部を含む点で、第3実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第3実施形態の構成と同様である。
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態は、ビア95が第2導電材料M2で形成された表層部を含む点で、第3実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第3実施形態の構成と同様である。
図13は、第4実施形態のプリント配線板5Cを示す断面図である。本実施形態では、ビア95は、本体部96と、表層部97とを有する。本体部96は、Z方向で、グラウンド層40の表層部42の第2部分42bと配線60の本体部61との間に位置する。本体部96は、第2絶縁基材20の内部をZ方向に延びている。本実施形態では、本体部96は、配線60の本体部61と接している。例えば、本体部96は、グラウンド層40に面する底面96aと、底面96aの周縁部から配線60に向けて延びた周面96bとを有する。本体部96は、第1導電材料M1により形成されている。本体部96は、「第3導電部」の一例である。
表層部97は、第2導電材料M2で形成されている。表層部97は、「第4導電部」の一例である。表層部97は、第1部分97aと、第2部分97bとを含む。
第1部分97aは、Z方向で、グラウンド層40の表層部42と、ビア95の本体部96との間に位置する。第1部分97aは、ビア95の本体部96の底面96aに沿ってX方向およびY方向に延びている。第1部分97aは、Z方向でグラウンド層40の表層部42に接するとともに、Z方向でビア95の本体部96に接している。
第2部分97bは、第1部分97aの周縁部から配線60の表層部62に向けて延びている。第2部分97bは、ビア95の本体部96の周面96bに沿って延びている。第2部分97bは、X方向およびY方向で、第2絶縁基材20とビア95の本体部96との間に位置する。第2部分97bは、X方向およびY方向で本体部96を囲む環状に形成されている。第2部分97bは、配線60の表層部62の第1部分62aと接している。すなわち、第1部分97aおよび第2部分97bは、グラウンド層40の表層部42と配線60の表層部62とを接続する電気抵抗率が小さな電流経路を形成している。
次に、第4実施形態のプリント配線板5Cの製造方法について説明する。
図14および図15は、プリント配線板5Cの製造方法の一例を示す図である。まず、図5および図6を参照して説明した第1実施形態のプリント配線板5と同じ工程により、図6中の(g)に示す中間構造体を形成する。そして、図14中の(k)に示すように、第2導電材料M2を含む金属箔65(例えば銀箔)が準備される。金属箔65の片面(図12中の下面)には、有機被膜70の材料が塗布され、層状の有機被膜部71が形成されている。有機被膜部71は、例えば金属箔65の片面の全面に設けられている。
図14および図15は、プリント配線板5Cの製造方法の一例を示す図である。まず、図5および図6を参照して説明した第1実施形態のプリント配線板5と同じ工程により、図6中の(g)に示す中間構造体を形成する。そして、図14中の(k)に示すように、第2導電材料M2を含む金属箔65(例えば銀箔)が準備される。金属箔65の片面(図12中の下面)には、有機被膜70の材料が塗布され、層状の有機被膜部71が形成されている。有機被膜部71は、例えば金属箔65の片面の全面に設けられている。
次に、図14中の(l)に示すように、有機被膜部71が片面に設けられた金属箔65が上記中間構造体の第2絶縁基材20の第1面20aに貼り付けられる。第2絶縁基材20に対する金属箔65の貼り付けは、例えば圧接により行われるが、他の方法でもよい。これにより、第2絶縁基材20に対して導電層66が形成される。導電層66は、X方向およびY方向に広がる面状の層である。
次に、図14中の(m)に示すように、導電層66の上に保護膜(レジスト)P2が形成される。そして、保護膜P2に形成された開口部P2aを通じて、導電層66、有機被膜部71、および第2絶縁基材20をZ方向に貫通した穴部20hが設けられる。例えば、穴部20hを形成する過程で、穴部20hに対応する領域に位置した有機被膜50の第2部分50bの一部が取り除かれる。その結果、後工程にてビア95が有機被膜50を介さずにグラウンド層40の表層部42に接することになる。ビア95がグラウンド層40に代えて/加えて配線60に接続される場合は、ビア95が有機被膜70を介さずに配線60の表層部62に接することになる。
次に、保護膜P2が取り除かれ、図14中の(n)に示すように、穴部20hの内面と導電層66の表面に対して第2導電材料M2を用いためっき処理が行われる。これにより、穴部20hの内面に沿う第2導電材料M2を含む導電層67が形成される。なお、導電層67を設ける前に、穴部20hの内面に有機被膜50(または有機被膜70)と同様の有機被膜が設けられる工程が追加されてもよい。導電層67は、ビア95の表層部97を形成するとともに、配線60の表層部62の第1部分62aの一部を形成している。
次に、図15中の(o)に示すように、導電層66の上に第1導電材料M1を用いためっき処理が行われる。これにより、穴部20hの内部を埋めてビア95の本体部96が形成されるとともに、導電層66の上に広がる第1導電材料M1を含む導電層68が形成される。本工程により形成された本体部96は、先に形成された表層部97と合わせられてビア95となる。
次に、図15中の(p)に示すように、導電層66、有機被膜部71、および導電層68に対してパターン加工が行われる。これにより、導電層66から配線60の表層部62の第1部分62aが形成され、導電層68から配線60の本体部61が形成され、有機被膜部71から有機被膜70の第1部分70aが形成される。その後、図15中の(q),(r)に示すように、図5中の(e),(f)と同様の工程が行われることで、配線60の表層部62および有機被膜70が形成される。
このような構成によれば、配線60からグラウンド層40に流れる電流の少なくとも一部は、電気抵抗率が小さい第2導電材料M2で形成されたビア95の表層部97を通って流れることができる。これにより、プリント配線板5の伝送特性をさらに向上させることができる。
以上、いくつかの実施形態および変形例について説明したが、実施形態は上述した例に限定されない。上述したいくつかの実施形態および変形例は、互いに組み合わされて実現可能である。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、プリント配線板は、第1絶縁部と、第2絶縁部と、第1導電部と、第2導電部とを有する。前記第1導電部は、前記第1絶縁部と前記第2絶縁部との間に位置し、第1導電材料を含む。前記第2導電部は、前記第1絶縁部と前記第1導電部との間に位置した第1部分を含み、前記第1導電材料よりも電気抵抗率が小さい第2導電材料を含む。このような構成によれば、伝送特性の向上を図ることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…メモリシステム、5,5A,5B,5C…プリント配線板、10…第1絶縁基材(絶縁部)、20…第2絶縁基材(絶縁部)、30…ソルダーレジスト層(絶縁部)、40…グラウンド層、41…本体部(第1導電部)、42…表層部(第2導電部)、50…有機被膜(第1有機被膜)、60…配線、61…本体部(第1導電部)、62…表層部(第2導電部)、70…有機被膜(第1有機被膜)、91…有機被膜(第2有機被膜)、92…有機被膜(第2有機被膜)、95…ビア(接続部)、96…本体部(第3導電部)、97…表層部(第4導電部)。
Claims (19)
- 第1絶縁部と、
第2絶縁部と、
前記第1絶縁部と前記第2絶縁部との間に位置し、第1導電材料を含む第1導電部と、
前記第1絶縁部と前記第1導電部との間に位置し前記第1導電部に接するとともに前記第1導電部に沿って延びた第1部分を含み、前記第1導電材料よりも電気抵抗率が小さい第2導電材料を含む第2導電部と、
を備えたプリント配線板であって、
前記第2絶縁部は、前記プリント配線板の厚さ方向で前記第1絶縁部と比べて前記プリント配線板の外部の近くに位置する、
プリント配線板。 - 前記プリント配線板の外部に露出したパッドをさらに備え、
前記第1導電部および前記第2導電部は、前記パッドに接続されている、
請求項1に記載のプリント配線板。 - 前記プリント配線板の厚さ方向における前記第2導電部の前記第1部分の厚さは、前記プリント配線板の厚さ方向における前記第1導電部の厚さよりも薄い、
請求項1または請求項2に記載のプリント配線板。 - 前記第2導電部は、前記第2絶縁部と前記第1導電部との間に位置し前記第1導電部に接するとともに前記第1導電部に沿って延びた第2部分を含む、
請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載のプリント配線板。 - 前記第2導電部は、前記第1部分および前記第2部分とは異なる方向から前記第1導電部に接するとともに前記第1導電部に沿って延びた第3部分を含む、
請求項4に記載のプリント配線板。 - 前記第3部分は、前記プリント配線板の厚さ方向に延びており、前記第1部分と前記第2部分とを接続している、
請求項5に記載のプリント配線板。 - 前記第2導電部は、前記第1導電部を囲う環状に形成されている、
請求項1から請求項6のうちいずれか1項に記載のプリント配線板。 - 前記第1導電材料は、銅を含み、
前記第2導電材料は、銀を含む、
請求項1から請求項7のうちいずれか1項に記載のプリント配線板。 - 少なくとも一部が前記第2導電部と前記第1絶縁部との間に位置する第1有機被膜をさらに備える、
請求項1から請求項8のうちいずれか1項に記載のプリント配線板。 - 少なくとも一部が前記第1有機被膜と前記第1絶縁部との間に位置し、前記第1有機被膜とは異なる材料を含む第2有機被膜をさらに備える、
請求項9に記載のプリント配線板。 - 導電性の接続部をさらに備え、前記接続部は前記第2絶縁部の内部を前記プリント配線板の厚さ方向に延び、
前記第2導電部は、前記第1導電部と前記接続部との間に位置し前記接続部に接した第2部分を含む、
請求項1から請求項10のうちいずれか1項に記載のプリント配線板。 - 前記接続部は、前記第1導電材料を含む第3導電部と、前記第3導電部と前記第2導電部との間に位置し前記第2導電材料を含む第4導電部とを有し、
前記第2導電部の一部は、前記第4導電部に接している、
請求項11に記載のプリント配線板。 - 第1絶縁部と、
第2絶縁部と、
前記第1絶縁部と前記第2絶縁部との間に位置し、第1導電材料を含む第1導電部と、
前記第1絶縁部と前記第1導電部との間に位置した第1部分と、前記第2絶縁部と前記第1導電部との間に位置した第2部分とを含み、前記第1導電材料よりも電気抵抗率が低い第2導電材料を含む第2導電部と、
を備えたプリント配線板。 - プリント配線板と、
前記プリント配線板に設けられたコントローラと、
前記プリント配線板に設けられた半導体記憶装置と、
を備え、
前記プリント配線板は、
第1絶縁部と、
前記プリント配線板の厚さ方向で前記第1絶縁部と比べて前記プリント配線板の外部の近くに位置する第2絶縁部と、
前記第1絶縁部と前記第2絶縁部との間に位置し、第1導電材料を含む第1導電部と、
前記第1絶縁部と前記第1導電部との間に位置し前記第1導電部に接するとともに前記第1導電部に沿って延びた第1部分を含み、前記第1導電材料よりも電気抵抗率が小さい第2導電材料を含む第2導電部と、
を有し、
前記第1導電部と前記第2導電部とにより前記コントローラに接続された配線が形成されている、
メモリシステム。 - ホスト装置と接続可能な外部接続端子をさらに備え、
前記配線は、前記コントローラと前記外部接続端子との間、または前記コントローラと前記半導体記憶装置との間の配線である、
請求項14に記載のメモリシステム。 - 第1絶縁部に対して、第1導電材料よりも電気抵抗率が小さい第2導電材料を含む第2導電層を形成し、
前記第2導電層の上に前記第1導電材料を含む第1導電層を形成し、
前記第1導電層の上に、前記第2導電材料を含む第3導電層を形成し、
前記第1導電層、前記第2導電層、および前記第3導電層を前記第1絶縁部とは反対側から覆う第2絶縁部を形成する、
ことを含むプリント配線板の製造方法。 - 前記第1導電層は、めっきにより形成される、
請求項16に記載のプリント配線板の製造方法。 - 前記第1導電層は、前記第2導電層とは反対側に向いた第1面と、前記第1面とは異なる方向を向いた第2面と、前記第2面とは反対側に向いた第3面とを有し、
前記第3導電層は、前記第1導電層の前記第1面、前記第2面、および前記第3面に接するように設けられる、
請求項16または請求項17に記載のプリント配線板の製造方法。 - 前記第3導電層は、無電解めっきにより形成される、
請求項16から請求項18のうちいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。
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