多層基板

【課題】薄く形成した多層基板において、強度劣化による基板反りを小さくする。
【解決手段】コア材の上面及び下面にそれぞれ第１導体１６及び第２導体１８が形成されている。ガラスクロスを含有する第１プリプレグ２０がコア材の上面に接合されている。第１プリプレグの上面に第３導体が形成されている。ガラスクロスを含有する第２プリプレグ２２がコア材の下面に接合されている。第２プリプレグの下面に第４導体が形成されている。コア材１２に含有されたガラスクロス１４の繊維方向は、第１及び第２プリプレグに含有されたガラスクロスの繊維方向に対して９０度回転している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コア材の上下にプリプレグを重ねた多層基板に関し、特に基板反りが小さい多層基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
増幅用トランジスタを有する半導体チップを多層基板上に搭載した電力増幅器（PA: Power Amplifier）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような電力増幅器は、多層基板上に半導体チップとチップ部品を搭載したモノリシックマイクロ波集積回路(MMIC: Monolitic Microwave IC)として実現される。
【０００３】
多層基板は、コア材の上下にプリプレグを重ねたものである。コア材とプリプレグはガラスクロスを含有する。従来は、コア材とプリプレグに含有されるガラスクロスの繊維方向を同じにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特に携帯電話用の電力増幅器では低背化が要求されているため、多層基板を薄くする必要がある。そのためにコア材やプリプレグを薄くするとガラスクロスも小さくなるため、多層基板の強度が劣化する。例えば多層基板の厚みを０．４ｍｍから０．３ｍｍに変更すると、基板メーカーからの納入時点で基板反りが大きくなる。また、電力増幅器の製造工程では熱履歴が２５０℃程度あるため、基板反りが更に増大して後続の工程に進めなくなる。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、基板反りが小さい多層基板を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ガラスクロスを含有するコア材と、前記コア材の上面及び下面にそれぞれ形成された第１導体及び第２導体と、前記コア材を貫通し、前記第１導体と前記第２導体を電気的に接続する第１ビア又はスルーホールと、ガラスクロスを含有し、前記コア材の上面に接合された第１プリプレグと、前記第１プリプレグの上面に形成された第３導体と、前記第１プリプレグを貫通して前記第１導体と前記第３導体を電気的に接続する第２ビアと、ガラスクロスを含有し、前記コア材の下面に接合された第２プリプレグと、前記第２プリプレグの下面に形成された第４導体と、前記第２プリプレグを貫通して前記第２導体と前記第４導体を電気的に接続する第３ビアとを備え、前記コア材に含有された前記ガラスクロスの繊維方向は、前記第１及び第２プリプレグに含有された前記ガラスクロスの繊維方向に対して９０度回転していることを特徴とする多層基板である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、基板反りが小さい多層基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るワークを示す平面図である。
【図２】図１のワークの積層前の状態を示す断面図である。
【図３】実施の形態１に係るシートを示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係る電力増幅器を示す上面図である。
【図５】実施の形態１に係る電力増幅器を示す断面図である。
【図６】実施の形態１に係る電力増幅器の等価回路を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る多層基板を示す断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ´における上面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ´における上面図である。
【図１０】図７のＣ−Ｃ´における上面図である。
【図１１】図７のＤ−Ｄ´における上面図である。
【図１２】実施の形態１に係る第１プリプレグ、コア材、及び第２プリプレグをそれぞれの向きを変えずに並べて示す上面図である。
【図１３】実施の形態２に係る電力増幅器を示す断面図である。
【図１４】実施の形態３に係る電力増幅器を示す断面図である。
【図１５】実施の形態４に係る電力増幅器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。同じ構成要素には同じ番号を付し、説明の繰り返しは省略する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るワークを示す平面図である。ワーク１０は、基板メーカーで製造している多層基板である。ワーク１０のサイズは例えば５００×４００ｍｍである。ワーク１０内に複数のシート１０ａが並べられている。
【００１２】
図２は、図１のワークの積層前の状態を示す断面図である。コア材１２は、厚みが０．１ｍｍ以下であり、１枚のガラスクロス１４に樹脂を含侵させたものである。コア材１２の上面と下面にそれぞれ銅箔である第１導体１６と第２導体１８を加熱プレスして銅張積層板が形成されている。
【００１３】
第１及び第２プリプレグ２０，２２は、それぞれガラスクロス２４，２６に樹脂を含侵させたものである。第１プリプレグ２０の上面に第３導体２８が形成され、第２プリプレグ２２の下面に第４導体３０が形成されている。
【００１４】
コア材１２の上面に第１プリプレグ２０が接合され、コア材１２の下面に第２プリプレグ２２が接合されることでワーク１０が形成される。ガラスクロス１４，２４，２６は、多層基板であるワーク１０に強度を持たす働きがある。
【００１５】
図３は、実施の形態１に係るシートを示す平面図である。シート１０ａは、電力増幅器の製造に適したサイズにした多層基板である。基板メーカーは、多層基板をワーク１０の状態で製造した後、シート１０ａの状態に切り分けて出荷する。シート１０ａのサイズは例えば５０×５０ｍｍである。シート１０ａ内に複数のピース３２が並べられている。ピース３２は電力増幅器の多層基板である。
【００１６】
続いて、ピース３２に部品を実装した電力増幅器について説明する。図４は、実施の形態１に係る電力増幅器を示す上面図であり、図５は断面図である。ただし、多層基板３４（＝ピース３２）の内部構造については図示を省略している。なお、電力増幅器の平面形状は３ｍｍ角の正方形である。
【００１７】
Ａｕメッキなどにより多層基板３４の上面に、第３導体２８として、第３導体２８ａ，２８ｂ，２８ｃが形成されている。多層基板３４の下面に、第４導体３０として、接地電極である第４導体３０ａと、電極端子である第４導体３０ｂが形成されている。
【００１８】
多層基板３４の第３導体２８ａ上に、ＧａＡｓなどで構成された半導体チップ３６がダイボンド材により実装されている。多層基板３４の第３導体２８ｂ上に他のチップ部品３８が半田により実装されている。多層基板３４の上面と下面のソルダーレジスト４０，４２は半田の流れ止めとして機能する。半導体チップ３６と多層基板３４上の第３導体２８ｃが金ワイヤ４４により接続されている。これらの半導体チップ３６、チップ部品３８、第３導体２８ａ，１２ｂ，１２ｃ及び金ワイヤ４４は樹脂４６により封止されている。
【００１９】
図６は、実施の形態１に係る電力増幅器の等価回路を示す図である。この電力増幅器は高周波電力増幅器である。
【００２０】
半導体チップ３６は、増幅用トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２と、バイアス回路Ｂと、整合回路Ａ１，Ａ２，Ａ３とを有する。また、多層基板３４は、端子Ｐｉｎ，Ｐｏｕｔ，Ｖｒｅｆ，Ｖｃｂ，Ｖｃ１，Ｖｃ２と、バイアスラインＬ１，Ｌ２と、端子Ｖｃ１，Ｖｃ２と接地点との間にそれぞれ設けられたバイアスコンデンサＣ１，Ｃ２と、出力側ＤＣカット用コンデンサＣ３とを有する。
【００２１】
前段の増幅用トランジスタＴｒ１のベースは、整合回路Ａ１を介して端子Ｐｉｎに接続されている。後段の増幅用トランジスタＴｒ２のベースは、整合回路Ａ２を介して前段の増幅用トランジスタＴｒ１のコレクタに接続されている。後段の増幅用トランジスタＴｒ２のコレクタは、整合回路Ａ３及び出力側ＤＣカット用コンデンサＣ３を介して端子Ｐｏｕｔに接続されている。増幅用トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のコレクタには、それぞれバイアスラインＬ１，Ｌ２を介して端子Ｖｃ１，Ｖｃ２から駆動電圧が印加される。増幅用トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のエミッタは接地されている。
【００２２】
また、バイアス回路Ｂには端子Ｖｒｅｆを介して基準電圧が印加され、端子Ｖｃｂを介して駆動電圧が印加される。この駆動電圧に応じてバイアス回路Ｂは、増幅用トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースに電圧を供給して、増幅用トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を駆動する。そして、端子Ｐｉｎから入力された高周波信号は、増幅用トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２により増幅されて、端子Ｐｏｕｔから出力される。
【００２３】
図７は、実施の形態１に係る多層基板を示す断面図である。図８〜１１は、それぞれ図７のＡ−Ａ´，Ｂ−Ｂ´，Ｃ−Ｃ´，Ｄ−Ｄ´における上面図である。
【００２４】
第１導体１６と第２導体１８は、コア材１２を貫通する第１ビア４８により電気的に接続されている。第１導体１６と第３導体２８ｃは、第１プリプレグ２０を貫通する第２ビア５０により電気的に接続されている。第２導体１８と第４導体３０ｂは、第２プリプレグ２２を貫通する第３ビア５２により電気的に接続されている。
【００２５】
第２プリプレグ２２の上面に設けられた第２導体１８は、増幅用トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に駆動電圧を供給するためのバイアスラインＬ１，Ｌ２を有する。
【００２６】
図１２は、実施の形態１に係る第１プリプレグ、コア材、及び第２プリプレグをそれぞれの向きを変えずに並べて示す上面図である。コア材１２と第１及び第２プリプレグ２０，２２にそれぞれ含有されたガラスクロス１４，２４，２６には繊維方向（例えばタテ方向とヨコ方向）がある。そして、コア材１２に含有されたガラスクロス１４の繊維方向は、第１及び第２プリプレグ２０，２２に含有されたガラスクロス２４，２６の繊維方向に対して９０度回転している。これにより、コア材１２と第１及び第２プリプレグ２０，２２のガラスクロスの繊維方向を同じにした多層基板に比べて、基板反りが小さくなる。よって、製品の信頼性や歩留まりを向上することができる。
【００２７】
実施の形態２．
図１３は、実施の形態２に係る電力増幅器を示す断面図である。実施の形態２では、実施の形態１の第１ビア４８の代わりにスルーホール５４がコア材１２を貫通している。このスルーホール５４により、第１導体１６と第２導体１８は電気的に接続されている。その他の構成は実施の形態１と同じであり、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
実施の形態３．
厚みが０．１ｍｍ以下のコア材には、メーカーによって、１枚のガラスクロスを含有する１−ｐｌｙ仕様のものと、２枚のガラスクロスを含有する２−ｐｌｙ仕様のものがある。実施の形態１では１−ｐｌｙ仕様のコア材を用いた。
【００２９】
図１４は、実施の形態３に係る電力増幅器を示す断面図である。実施の形態３では、コア材１２は、厚みが０．１ｍｍ以下であり、２枚のガラスクロスを含有する２−ｐｌｙ仕様である。その他の構成は実施の形態１と同じである。これにより、実施の形態１よりも更に基板反りが小さくなる。
【００３０】
実施の形態４．
図１５は、実施の形態４に係る電力増幅器を示す断面図である。実施の形態４では、実施の形態１の第１ビア４８の代わりにスルーホール５４がコア材１２を貫通している。このスルーホール５４により、第１導体１６と第２導体１８は電気的に接続されている。更に、コア材１２は、厚みが０．１ｍｍ以下であり、２枚のガラスクロスを含有する２−ｐｌｙ仕様である。その他の構成は実施の形態１と同じである。これにより、実施の形態１よりも更に基板反りが小さくなる。
【符号の説明】
【００３１】
１２コア材
１４，２４，２６ガラスクロス
１６第１導体
１８第２導体
２０第１プリプレグ
２２第２プリプレグ
２８第３導体
３０第４導体
３４多層基板
４８第１ビア
５０第２ビア
５２第３ビア
５４スルーホール

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスクロスを含有するコア材と、
前記コア材の上面及び下面にそれぞれ形成された第１導体及び第２導体と、
前記コア材を貫通し、前記第１導体と前記第２導体を電気的に接続する第１ビア又はスルーホールと、
ガラスクロスを含有し、前記コア材の上面に接合された第１プリプレグと、
前記第１プリプレグの上面に形成された第３導体と、
前記第１プリプレグを貫通して前記第１導体と前記第３導体を電気的に接続する第２ビアと、
ガラスクロスを含有し、前記コア材の下面に接合された第２プリプレグと、
前記第２プリプレグの下面に形成された第４導体と、
前記第２プリプレグを貫通して前記第２導体と前記第４導体を電気的に接続する第３ビアとを備え、
前記コア材に含有された前記ガラスクロスの繊維方向は、前記第１及び第２プリプレグに含有された前記ガラスクロスの繊維方向に対して９０度回転していることを特徴とする多層基板。
【請求項２】
前記コア材は、２枚のガラスクロスを含有する２−ｐｌｙ仕様であることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。

【図１】