JP3517112B2 - 配線基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、複数の絶縁層を積
層して成る絶縁基体の絶縁層間に半導体素子の電源用電
極に接続される電源用配線導体が埋設されているととも
に、この絶縁基体の表面に容量素子の電極が接続される
容量素子接続用導体が被着されており、かつ電源用配線
導体と容量素子接続用導体とが絶縁層を貫通して設けら
れた貫通導体により接続されて成る配線基板に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】従来、例えば半導体集積回路素子を搭載
するための配線基板は、図２に断面図で示すように、例
えば酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成
る複数の絶縁層31ａ〜31ｅを積層して成る絶縁基体31の
上面中央部に半導体集積回路素子32が搭載される搭載部
Ａが形成されているとともに、この絶縁基体31の各絶縁
層31ａ〜31ｅ間に、半導体集積回路素子32に電源を供給
するための電源用配線導体33・34や半導体集積回路素子
32に信号の出し入れをするための信号用配線導体35が配
設されている。 【０００３】そして、絶縁基体31には電源用配線導体33
・34および信号用配線導体35から絶縁基体31上面中央部
の搭載部Ａにかけて多数の貫通導体36・37・38が各絶縁
層31ａ〜31ｅを貫通して設けられており、これらの貫通
導体36・37・38により電源用配線導体33・34および信号
用配線導体35が絶縁基体31上面中央部の搭載部Ａに電気
的に導出され、この搭載部Ａに導出された貫通導体36・
37・38の上端に半導体集積回路素子32の電源用電極や信
号用電極が半田等の電気的接続手段39を介して接続され
るようになっている。 【０００４】なお、半導体集積回路素子32に電源を供給
するための電源用配線導体33・34としては、接地電位お
よびこれと異なる電位に接続される少なくとも２つの電
源用配線導体33・34があり、通常これらの電源用配線導
体33・34はそれぞれ互いに異なる絶縁層31ａ〜31ｅ間に
広面積のパターンに形成されている。 【０００５】そして、近時の高集積化および高速化した
半導体集積回路素子32を搭載する配線基板においては、
これらの接地電位およびこれと異なる電位に接続される
２つの電源用配線導体33・34間に、電源電位の変動によ
る半導体集積回路素子32の誤動作を防止するためのデカ
ップリングコンデンサと呼ばれる容量素子40が接続さ
れ、この容量素子40から電源用配線導体33・34に電荷を
供給することにより電源電位の変動を抑えるように構成
されている。 【０００６】この容量素子40としては、通常は例えばチ
ップコンデンサが好適に使用される。そして、容量素子
40の電極と各電源用配線導体33・34とを接続するには、
絶縁基体31上面の搭載部Ａ周辺に容量素子40の電極が接
続される一対の容量素子接続用導体41・42を設けるとと
もに、この一対の容量素子接続用導体41・42と各電源用
配線導体33・34とをこれらの容量素子接続用導体41・42
から電源用配線導体33・34に絶縁基体31の絶縁層31ａ・
31ｂを貫通して延びる貫通導体43・44を設けることによ
り電気的に接続しておき、各電源用配線導体33・34に電
気的に接続された一対の容量素子接続用導体41・42に容
量素子40の各電極をそれぞれ半田を介して接続する方法
が採用されている。 【０００７】なお、絶縁基体31の上面に設けられる一対
の容量素子接続用導体41・42は容量素子40の電極に対応
した大きさを有しており、その面積は一般に0.2 〜２ｍ
ｍ²程度である。また、各容量素子接続用導体41・42と
電源用配線導体33・34とを接続する貫通導体43・44はそ
の直径が100 〜200 μｍ程度であり、貫通導体43・44を
隣接して複数設ける場合には、絶縁層31ａ・31ｂにクラ
ックが発生するのを防止するために貫通導体43・44間の
隣接間隔を500 μｍ以上とする必要がある。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の配線基板は、絶縁基体の上面に設けた各容量素子接
続用導体の面積が0.2 〜２ｍｍ² と小さいことから、各
容量素子接続用導体と電源用配線導体とを接続するため
の貫通導体を１個の容量素子接続用導体につき１〜数個
程度しか設けることができず、そのため、容量素子接続
用導体と電源用配線導体との間のインダクタンスが大き
なものとなって容量素子から電源用配線導体に電荷を良
好かつ迅速に供給することができなくなってしまい、例
えば作動周波数が200 ＭＨｚを超えるような超高速で作
動する半導体集積回路素子を搭載した場合には、半導体
集積回路素子を正常に作動させることができないという
欠点を有していた。 【０００９】本発明は上記事情に鑑みて案出されたもの
であり、その目的は、複数の絶縁層を積層して成る絶縁
基体の絶縁層間に半導体素子の電源用電極に接続される
電源用配線導体が埋設され、この絶縁基体の表面に容量
素子の電極が接続される容量素子接続用導体が被着され
ており、かつ電源用配線導体と容量素子接続用導体とが
絶縁層を貫通して設けられた貫通導体により接続されて
成る配線基板について、容量素子接続用導体と電源用配
線導体との間のインダクタンスを小さいものとして、そ
れにより容量素子から電源用配線導体に電荷を良好かつ
迅速に供給することができ、搭載する半導体集積回路素
子を常に正常に作動させることが可能な配線基板を提供
することにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、複
数の絶縁層を積層して成る絶縁基体の前記絶縁層間に半
導体素子の電源用電極に接続される電源用配線導体を埋
設するとともに、該絶縁基体の表面に容量素子の電極が
接続される容量素子接続用導体を被着しており、前記電
源用配線導体と容量素子接続用導体とを前記絶縁層を貫
通して設けられた貫通導体により接続して成る配線基板
において、前記容量素子接続用導体と前記電源用配線導
体との間に少なくとも２層の絶縁層を配置するとともに
該少なくとも２層の絶縁層間に前記容量素子接続用導体
よりも広い面積の中継用導体を形成し、該中継用導体と
前記容量素子接続用導体とを第１の数の貫通導体で接続
するとともに、前記中継用導体と前記電源用配線導体と
を前記第１の数よりも多い第２の数の貫通導体で接続し
て成ることを特徴とするものである。 【００１１】本発明の配線基板によれば、容量素子接続
用導体と電源用配線導体との間に少なくとも２層の絶縁
層を設けるとともにこの少なくとも２層の絶縁層間に容
量素子接続用導体よりも広い面積の中継用導体を形成
し、容量素子接続用導体と中継用導体とを第１の数の貫
通導体で接続するとともに中継用導体と電源用配線導体
とを第１の数よりも多い第２の数の貫通導体で接続した
ことから、中継用導体および第２の数の貫通導体により
容量素子接続用導体と電源用配線導体との間のインダク
タンスが小さいものとなり、それにより、容量素子から
電源用配線導体に電荷を良好かつ迅速に供給することが
でき、搭載する半導体集積回路素子を常に正常に作動さ
せることが可能となる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の配線基板を添付の
図面に基づき詳細に説明する。 【００１３】図１は本発明の配線基板の実施の形態の一
例を示す断面図であり、同図において１は絶縁基体であ
る。 【００１４】絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質
焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体
・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラスセラミ
ックス等の電気絶縁材料から成る６層の絶縁層１ａ・１
ｂ・１ｃ・１ｄ・１ｅ・１ｆを積層一体化して成り、上
面中央部には、半導体集積回路素子２が搭載される搭載
部Ａを有し、下面は図示しない外部電気回路基板に接続
される接続面を形成している。 【００１５】絶縁基体１は、例えば各絶縁層１ａ〜１ｆ
が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸
化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグ
ネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダおよび溶剤
を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知
のドクターブレード法を採用してシート状に形成してそ
れぞれ各絶縁層１ａ〜１ｆとなるセラミックグリーンシ
ートを準備し、しかる後、これらのセラミックグリーン
シートに適当な打ち抜き加工を施すとともに所定の順に
積層してセラミックグリーンシート積層体となし、最後
にこのセラミックグリーンシート積層体を還元雰囲気中
約1600℃の温度で焼成することによって製作される。 【００１６】また絶縁基体１の絶縁層１ｂと１ｃとの間
および１ｃと１ｄとの間には半導体集積回路素子２に電
源を供給するための電源用配線導体３・４が略全面にわ
たり被着されており、絶縁層１ｄと１ｅとの間および１
ｅと１ｆとの間には半導体集積回路素子２に信号の出し
入れをするための信号用配線導体５が所定の配線パター
ンに被着されている。 【００１７】なお、電源用配線導体３および４は、それ
ぞれ互いに異なる電位の電源を半導体集積回路素子２に
供給するための電源用配線導体であり、いずれか一方が
接地電位に接続される。 【００１８】さらに絶縁基体１の絶縁層１ａ〜１ｄ・１
ｆには電源用配線導体３・４および信号用配線導体５か
ら絶縁層１ａ〜１ｅを上下に貫通して絶縁基体１上面の
搭載部Ａに導出する電源用貫通導体６ａ・７ａおよび信
号用貫通導体８ａが形成されており、これら電源用貫通
導体６ａ・７ａおよび信号用貫通導体８ａを介して電源
用配線導体３・４および信号用配線導体５が絶縁基体１
上面中央部の搭載部Ａに電気的に導出されている。 【００１９】そして、絶縁基体１の上面中央部の搭載部
Ａに導出した電源用貫通導体６ａ・７ａ上面および信号
用貫通導体８ａ上面には、半導体集積回路素子２の電源
用電極および信号用電極が半田バンプ等の電気的接続手
段９を介して接続され、これにより半導体集積回路素子
２の電源用電極および信号用電極と電源用配線導体３・
４および信号用配線導体５とが電気的に接続されるとと
もに半導体集積回路素子２が絶縁基体１の搭載部Ａに固
定されることとなる。 【００２０】また、絶縁基体１の上面で搭載部Ａの周辺
には容量素子10の電極が接続される一対の容量素子接続
用導体11・12が被着形成されている。 【００２１】一対の容量素子接続用導体11・12は、容量
素子10の電極が接続される接続用電極として機能し、こ
れらの容量素子接続用導体11・12には容量素子10の電極
が半田13を介してそれぞれ電気的に接続される。 【００２２】さらに、絶縁基体１の絶縁層１ａと１ｂと
の間には、容量素子接続用導体11・12よりも広い面積の
中継用導体14・15が形成されている。 【００２３】この中継用導体14・15は、容量素子接続用
導体11・12と電源用配線導体３・４とを電気的に接続す
るための中継用電極として機能し、中継用導体14・15と
容量素子接続用導体11・12とが第１の数の貫通導体16・
17で電気的に接続されているとともに、中継用導体14・
15と電源用配線導体３・４とが第１の数よりも多い第２
の数の貫通導体18・19を介して電気的に接続されてい
る。 【００２４】この場合、中継用導体14・15は、容量素子
接続用導体11・12よりも広い面積を有することから、中
継用導体14・15と電源用配線導体３・４との間に多数の
貫通導体18・19を設けることができる。そしてその結
果、本発明の配線基板によれば、容量素子接続用導体11
・12と電源用配線導体３・４との間のインダクタンスが
小さなものとなり、容量素子10から電源用配線導体３・
４に電荷を良好かつ迅速に供給することができ、半導体
集積回路素子２を常に正常に作動させることが可能とな
る。 【００２５】さらに、絶縁層１ｆの下面には外部電気回
路基板に接続される外部接続用導体20が被着されてお
り、絶縁層１ｂ〜１ｆには電源用配線導体３・４および
信号用配線導体５から外部接続用導体20に導出する電源
用貫通導体６ｂ・７ｂおよび信号用貫通導体８ｂが形成
されている。 【００２６】これによって、電源用配線導体３・４およ
び信号用配線導体５が外部接続用導体20に電気的に接続
され、外部接続用導体20を図示しない外部電気回路基板
の配線導体に例えば半田を介して接続することにより、
絶縁基体１の搭載部Ａに搭載された半導体集積回路素子
２の各電極が外部電気回路に電気的に接続されることと
なる。 【００２７】なお、電源用配線導体３・４および信号用
配線導体５、容量素子接続用導体11・12、中継用導体14
・15、外部接続用導体20ならびに貫通導体６ａ・６ｂ・
７ａ・７ｂ・８ａ・８ｂ・16〜19は、タングステンやモ
リブデン・銅・銀等の金属粉末焼結体から成り、例えば
これらがタングステンやモリブデンから成る場合、電源
用配線導体３・４および信号用配線導体５、容量素子接
続用導体11・12、中継用導体14・15ならびに外部接続用
導体20であれば、絶縁基体１の絶縁層１ａ〜１ｅとなる
セラミックグリーンシートの上面および絶縁層１ｆとな
るセラミックグリーンシートの下面に、タングステン粉
末やモリブデン粉末に適当な有機バインダおよび溶剤を
添加混合して得た金属ペーストを従来周知のスクリーン
印刷法を採用して所定のパターンに印刷塗布し、これを
絶縁基体１の絶縁層１ａ〜１ｆとなるセラミックグリー
ンシートとともに焼成することによって絶縁基体１の所
定位置に所定のパターンに被着され、また貫通導体６ａ
・６ｂ・７ａ・７ｂ・８ａ・８ｂ・16〜19であれば、絶
縁層１ａ〜１ｆとなるセラミックグリーンシートの各々
に貫通孔を打ち抜いておくとともに、この貫通孔内にタ
ングステン粉末やモリブデン粉末に適当な有機バインダ
および溶剤を添加混合して得た金属ペーストを従来周知
の圧入法や吸引法等により充填しておき、これを絶縁基
体１の絶縁層１ａ〜１ｆとなるセラミックグリーンシー
トとともに焼成することによって絶縁基体１の所定位置
に形成される。 【００２８】なお、本発明は上記の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変更・改良を施すことは何ら差し支えない。 【００２９】例えば、上記の例では絶縁基体が各種のセ
ラミックスやガラスセラミックス等の電気絶縁材料から
成る場合を例にとって説明したが、絶縁基体には有機絶
縁性材料や有機絶縁性材料と無機絶縁物粉末との混合物
を用いてもよく、各配線導体や各貫通導体をそれに合っ
た導体材料に変更してもよい。 【００３０】 【発明の効果】本発明の配線基板によれば、容量素子接
続用導体と電源用配線導体との間に少なくとも２層の絶
縁層を設けるとともに、この少なくとも２層の絶縁層間
に容量素子接続用導体よりも広い面積の中継用導体を形
成し、容量素子接続用導体と中継用導体とを第１の数の
貫通導体で接続するとともに、中継用導体と電源用配線
導体とを第１の数よりも多い第２の数の貫通導体で接続
したことから、容量素子接続用導体と電源用配線導体と
の間のインダクタンスが小さいものとなり、その結果、
容量素子から電源用配線導体に電荷を良好かつ迅速に供
給することができ、搭載する半導体集積回路素子を常に
正常に作動させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断
面図である。 【図２】従来の配線基板の例を示す断面図である。 【符号の説明】 １・・・・絶縁基体 １ａ〜１ｆ・・絶縁層 ２・・・・半導体集積回路素子（半導体素子） ３、４・・電源用配線導体 10・・・・容量素子 11、12・・容量素子接続用導体 14、15・・中継用導体 16、17・・第１の数の貫通導体 18、19・・第２の数の貫通導体

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の絶縁層を積層して成る絶縁基体の
   前記絶縁層間に半導体素子の電源用電極に接続される電
   源用配線導体を埋設するとともに、該絶縁基体の表面に
   容量素子の電極が接続される容量素子接続用導体を被着
   しており、前記電源用配線導体と容量素子接続用導体と
   を前記絶縁層を貫通して設けられた貫通導体により接続
   して成る配線基板において、 前記容量素子接続用導体と前記電源用配線導体との間に
   少なくとも２層の絶縁層を配置するとともに該少なくと
   も２層の絶縁層間に前記容量素子接続用導体よりも広い
   面積の中継用導体を形成し、該中継用導体と前記容量素
   子接続用導体とを第１の数の貫通導体で接続するととも
   に、前記中継用導体と前記電源用配線導体とを前記第１
   の数よりも多い第２の数の貫通導体で接続して成ること
   を特徴とする配線基板。