配線基板、及び半導体パッケージ
【課題】電源インピーダンスを低くすることや、インピーダンスマッチングをとることが容易な無機材料を用いた配線基板、及び前記配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージを提供すること。
【解決手段】本配線基板は、無機材料からなる基板本体と、前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第１電極と、前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第２電極と、を有し、前記第１電極と前記第２電極とは所定の間隔を隔てて対向し、前記第１電極と前記第２電極との間には、前記基板本体を前記厚さ方向に貫通する信号電極が設けられ、前記第１電極と前記第２電極の何れか一方はグランド電極であり、他方は電源電極である。
【解決手段】本配線基板は、無機材料からなる基板本体と、前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第１電極と、前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第２電極と、を有し、前記第１電極と前記第２電極とは所定の間隔を隔てて対向し、前記第１電極と前記第２電極との間には、前記基板本体を前記厚さ方向に貫通する信号電極が設けられ、前記第１電極と前記第２電極の何れか一方はグランド電極であり、他方は電源電極である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機材料を用いた配線基板、及び前記配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、絶縁性樹脂等の有機材料を用いた配線基板や、シリコン等の無機材料を用いた配線基板が知られている。有機材料を用いた配線基板では、インピーダンスマッチングや電源インピーダンスの低減等を目的として、電源プレーンやＧＮＤプレーンを平面的に形成していた。
【０００３】
電源プレーンやＧＮＤプレーンを可能な限り広い面積で形成することにより、電源やＧＮＤの抵抗値を低くできる。又、電源プレーンやＧＮＤプレーンを近接させて対向配置することにより、容量性を高く、誘導性を低くできる。又、電源プレーンやＧＮＤプレーンにより信号電極を挟持することにより、インピーダンスマッチングをとることができる。
【０００４】
一方、無機材料を用いた配線基板では、マイクロローディング効果等の影響により、電源プレーンやＧＮＤプレーンを平面的に形成することが困難である。そのため、微細な配線パターンやビア配線のみで電源やＧＮＤを形成していた。なお、マイクロローディング効果とは、パターンのアスペクト比（パターン幅と深さの比）によりエッチング速度が異なる現象である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０１９４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、無機材料を用いた配線基板において、微細な配線パターンやビア配線のみで電源やＧＮＤを形成すると、広い導体面積を持った層を確保することができないため、電源やＧＮＤの抵抗値が高く、容量性が低く、誘導性が高くなる。その結果、電源インピーダンスが高くなる。又、高速な入出力信号用の配線にインピーダンスマッチングをとることが困難である。
【０００７】
例えば、特許文献１に開示された構造を用いた場合も、電源インピーダンスを低くすることや、インピーダンスマッチングをとることは容易ではない。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、電源インピーダンスを低くすることや、インピーダンスマッチングをとることが容易な無機材料を用いた配線基板、及び前記配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本配線基板は、無機材料からなる基板本体と、前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第１電極と、前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第２電極と、を有し、前記第１電極と前記第２電極とは所定の間隔を隔てて対向し、前記第１電極と前記第２電極との間には、前記基板本体を前記厚さ方向に貫通する信号電極が設けられ、前記第１電極と前記第２電極の何れか一方はグランド電極であり、他方は電源電極であることを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、電源インピーダンスを低くすることや、インピーダンスマッチングをとることが容易な無機材料を用いた配線基板、及び前記配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る配線基板を例示する平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その１）である。
【図５】第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その２）である。
【図６】第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その３）である。
【図７】第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その４）である。
【図８】第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する平面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１０】図８のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１１】第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する平面図である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例３に係る配線基板を例示する断面図である。
【図１３】第１の実施の形態の変形例３に係る配線基板に半導体チップを搭載した半導体パッケージを例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１３】
［第１の実施の形態に係る配線基板の構造］
まず、第１の実施の形態に係る配線基板の構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る配線基板を例示する平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００１４】
図１〜図３を参照するに、配線基板１０は、基板本体１１と、絶縁膜１２と、ＧＮＤ電極１３（第１電極）と、電源電極１４（第２電極）と、信号電極１５とを有する。配線基板１０の形状は任意として構わないが、本実施の形態では平面形状が正方形の板状である場合を例に以下の説明を行う。又、正方形の上面の一辺の方向をＸ方向、正方形の上面においてＸ方向に垂直な方向をＹ方向、厚さ方向をＺ方向とする。
【００１５】
配線基板１０において、基板本体１１は、ＧＮＤ電極１３等を形成する基体となる部分であり、貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚが形成されている。基板本体１１の大きさは、例えば、縦２〜３ｃｍ（Ｙ方向）、横２〜３ｃｍ（Ｘ方向）、厚さ（Ｚ方向）２００〜３００μｍ程度とすることができる。基板本体１１の材料としては、シリコン、ガラス、セラミック等の無機材料を用いることができる。
【００１６】
配線基板１０は、半導体チップを搭載することにより半導体パッケージとなり得る。その際、半導体チップはシリコン基板を有するものが多いため、熱膨張係数を整合させる観点からすると、基板本体１１の材料としてシリコンやシリコンに熱膨張係数が近い硼珪酸ガラスを用いると好適である。硼珪酸ガラスは、硼酸（Ｂ２Ｏ３）と珪酸（ＳｉＯ２）を主成分として含むガラスであり、熱膨張係数は３ｐｐｍ／℃程度である。
【００１７】
基板本体１１の熱膨張係数を半導体チップの熱膨張係数と整合させる理由は、高温環境下や低温環境下で動作する場合も含め、配線基板１０と半導体チップとの接合部に生じる熱応力を低減するためである。以下、基板本体１１がシリコンである場合を例にして説明する。
【００１８】
貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚは、それぞれ基板本体１１の一方の面１１ａから他方の面１１ｂに貫通する孔である。貫通孔１１ｘは、ＧＮＤ電極１３を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に形成されている。
【００１９】
より詳しくは、基板本体１１の一の側面（ＹＺ平面に平行な側面）と略平行な複数の平板状の貫通孔（図１〜図３の例では５個）がＸ方向に並設されている（後述する櫛歯部に相当する）。Ｘ方向に並設された複数の平板状の貫通孔を連結するように基板本体１１の他の側面（ＸＺ平面に平行な側面）と略平行に１つの平板状の貫通孔が設けられている。それらが連通して全体としては櫛型の平面形状をなしている。貫通孔１１ｘの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００２０】
貫通孔１１ｙは、電源電極１４を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に形成されている。より詳しくは、基板本体１１の一の側面（ＹＺ平面に平行な側面）と略平行な複数の平板状の貫通孔（図１〜図３の例では４個）がＸ方向に並設されている（後述する櫛歯部に相当する）。Ｘ方向に並設された複数の平板状の貫通孔を連結するように基板本体１１の他の側面（ＸＺ平面に平行な側面）と略平行に１つの平板状の貫通孔が設けられている。それらが連通して全体としては櫛型の平面形状をなしている。貫通孔１１ｙの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００２１】
平面形状が櫛形の貫通孔１１ｘと、平面形状が櫛形の貫通孔１１ｙとは、基板本体１１及び絶縁膜１２を介して、互いに間挿し合うように配置されている。隣接する貫通孔１１ｘと貫通孔１１ｙの間隔は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００２２】
貫通孔１１ｚは、信号電極１５を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に設けられている。貫通孔１１ｚの平面形状は、例えば、円形等とすることができる。貫通孔１１ｚの平面形状が円形である場合の径は、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる。貫通孔１１ｚは、貫通孔１１ｘと貫通孔１１ｙとに挟持される位置に配置されている。但し、貫通孔１１ｚの平面形状は、例えば、矩形等としてもよい。
【００２３】
絶縁膜１２は、基板本体１１の一方の面１１ａ及び他方の面１１ｂ、並びに貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚの内側面に形成されている。絶縁膜１２は、基板本体１１と、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５との間をそれぞれ絶縁するための膜である。絶縁膜１２の材料としては、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ２）や窒化珪素（ＳｉＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等を用いることができる。絶縁膜１２の厚さは、例えば１〜２μｍ程度とすることができる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、基板本体１１がシリコン（半導体材料）であるから絶縁膜１２を設けているが、基板本体１１がガラスやセラミック等の絶縁性材料である場合には、絶縁膜１２を設けなくても構わない。
【００２５】
ＧＮＤ電極１３は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｘを充填するように形成されている。ＧＮＤ電極１３は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する複数の平板状の櫛歯部を連結した、平面形状が櫛形の電極である。平板状の各櫛歯部は、所謂ＧＮＤプレーンである。なお、主面とは、平板状の部材において、最も広いプレーン状の面を指す。ＧＮＤ電極１３は、半導体チップ等のＧＮＤ（グランド）と電気的に接続される。
【００２６】
ＧＮＤ電極１３の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。ＧＮＤ電極１３の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。
【００２７】
ＧＮＤ電極１３の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。ＧＮＤ電極１３の幅は、貫通孔１１ｘの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００２８】
電源電極１４は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｙを充填するように形成されている。電源電極１４は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する複数の平板状の櫛歯部を連結した、平面形状が櫛形の電極である。平板状の各櫛歯部は、所謂電源プレーンである。電源電極１４は、半導体チップ等の電源と電気的に接続される。
【００２９】
電源電極１４の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。電源電極１４の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。
【００３０】
電源電極１４の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。電源電極１４の幅は、貫通孔１１ｙの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００３１】
平面形状が櫛形のＧＮＤ電極１３と、平面形状が櫛形の電源電極１４とは、基板本体１１及び絶縁膜１２を介して、互いに間挿し合うように配置されている。隣接するＧＮＤ電極１３と電源電極１４の間隔は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００３２】
信号電極１５は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｚを充填するように形成されている。信号電極１５は、半導体チップ等の信号電極と電気的に接続される。信号電極１５の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。信号電極１５の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。
【００３３】
信号電極１５の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。信号電極１５の平面形状は、貫通孔１１ｚの平面形状に対応して例えば円形とすることができる。信号電極１５の平面形状が円形である場合の径は、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる。
【００３４】
信号電極１５は、例えば、図１の領域Ｅに示すように、所定の間隔を隔てて対向配置されたＧＮＤ電極１３と電源電極１４との間に配置されている。信号電極１５が平板状のＧＮＤ電極１３と平板状の電源電極１４とに挟持されるため、所謂ストリップライン構造の伝送線路を実現でき、インピーダンスマッチングをとることが可能となる（例えば、５０Ωのインピーダンスを実現できる）。
【００３５】
このように、第１の実施の形態に係る配線基板１０は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の櫛歯部を連結した平面形状が櫛形のＧＮＤ電極１３と、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の櫛歯部を連結した平面形状が櫛形の電源電極１４とを有する。そして、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４とは、それぞれの櫛歯部が互いに間挿し合うように配置されている。更に、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４とに挟持される位置に、基板本体１１の厚さ方向に形成された信号電極１５が配置されている。なお、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４の配置は、反対であっても構わない。又、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４のそれぞれの櫛歯部の個数は適宜決定することができる。
【００３６】
［第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図４〜図７は、第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。
【００３７】
まず、図４に示す工程では、基板本体１１を準備し、基板本体１１の一方の面１１ａから他方の面１１ｂに貫通する貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚを形成する。基板本体１１は、例えば６インチ（約１５０ｍｍ）、８インチ（約２００ｍｍ）、１２インチ（約３００ｍｍ）等のシリコンウェハ等である。シリコンウェハの厚さは、例えば０．６２５ｍｍ（６インチの場合）、０．７２５ｍｍ（８インチの場合）、０．７７５ｍｍ（１２インチの場合）等であるが、バックサイドグラインダー等で適宜薄型化することができる（例えば、厚さが２００〜３００μｍ程度となるように薄型化することができる）。なお、Ｃは、最終的に基板本体１１等を切断する位置（以降、切断位置Ｃとする）を示している。
【００３８】
貫通孔１１ｘ及び１１ｙは、図１に示したように、それぞれ平面形状が櫛形になるように形成し、互いに間挿し合うように配置する。又、貫通孔１１ｚは、所定の間隔を隔てて対向配置された貫通孔１１ｘと貫通孔１１ｙとの間に配置する。
【００３９】
貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚは、例えば、基板本体１１の一方の面１１ａに貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚを形成する位置を開口するレジスト層を形成し、レジスト層をマスクとして基板本体１１をエッチングすることにより形成できる。エッチングとしては、例えばＳＦ６（六フッ化硫黄）を用いた反応性イオンエッチング（DRIE：Deep Reactive Ion Etching）等の異方性エッチング法を用いると好適である。
【００４０】
貫通孔１１ｘ及び１１ｙの幅は、例えば、それぞれ数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。貫通孔１１ｚの平面形状は、例えば、円形等とすることができる。貫通孔１１ｚの平面形状が円形である場合の径は、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる。但し、貫通孔１１ｚの平面形状は、例えば、矩形等としてもよい。
【００４１】
次に、図５に示す工程では、基板本体１１の一方の面１１ａ及び他方の面１１ｂ、並びに貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚのそれぞれの内側面に絶縁膜１２を形成する。絶縁膜１２としては、例えば熱酸化膜（ＳｉＯ２）を用いることができる。絶縁膜１２は、基板本体１１の表面近傍の温度を例えば１０００℃以上とするウェット熱酸化法により熱酸化することで形成できる。絶縁膜１２の厚さは、例えば１〜２μｍ程度とすることができる。なお、絶縁膜１２として、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ２）や窒化珪素（ＳｉＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等の膜を形成しても構わない。
【００４２】
次に、図６に示す工程では、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面に、接着層９１を介して金属層９２を配設する。そして、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚ内に露出する接着層９１をアッシング法等により除去し、開口部９１ｘを形成する。
【００４３】
これにより、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚ内に金属層９２の表面が露出する。金属層９２は、電解めっき法により、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５を形成する際の給電層となる部材である。金属層９２としては、例えば銅（Ｃｕ）板や銅（Ｃｕ）箔等を用いることができる。以下、金属層９２が銅（Ｃｕ）板である場合を例にして説明する。
【００４４】
次に、図７に示す工程では、金属層９２を給電層とする電解めっき法により、金属層９２側から貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚ内にめっき膜を析出成長させる。内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｘを充填するＧＮＤ電極１３、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｙを充填する電源電極１４、及び内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｚを充填する信号電極１５を形成する。ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５のそれぞれの材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。
【００４５】
ＧＮＤ電極１３の幅は、貫通孔１１ｘの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。電源電極１４の幅は、貫通孔１１ｙの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。信号電極１５の平面形状は、貫通孔１１ｚの平面形状に対応して例えば円形とすることができる。信号電極１５の平面形状が円形である場合の径は、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる。
【００４６】
必要に応じ、基板本体１１の一方の面１１ａ側をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等により研磨して平坦化してもよい。これにより、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５のそれぞれの基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面を、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とすることができる。
【００４７】
次に、図７に示す工程の後（図示せず）、接着層９１及び金属層９２を除去し、更に、基板本体１１の他方の面１１ｂ側から突出するＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等により研磨する。これにより、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５のそれぞれの基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面を、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とすることができる。その後、ダイシング等により、切断位置Ｃで切断し個片化することにより、図１〜図３に示す配線基板１０が完成する。
【００４８】
なお、銅（Ｃｕ）板である金属層９２は、例えば塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液等を用いたウェットエッチングにより除去できる。接着層９１は、アッシング法等により除去できる。
【００４９】
このように、第１の実施の形態に係る配線基板１０は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の櫛歯部を連結した平面形状が櫛形のＧＮＤ電極１３と、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の櫛歯部を連結した平面形状が櫛形の電源電極１４とが、それぞれの櫛歯部が互いに間挿し合うように配置されている。更に、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４とに挟持される位置に、基板本体１１を厚さ方向に貫通する信号電極１５が配置されている。
【００５０】
ＧＮＤ電極１３及び電源電極１４をそれぞれ基板本体１１の厚さ方向に貫通して設けた平板状とすることにより、導体面積を広く（大きく）確保することができるため、ＧＮＤ電極１３及び電源電極１４のそれぞれの抵抗値を低くできる。又、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４とを近接して対向配置することにより、容量性を高く、誘導性を低くできる。更に、これらにより、配線基板１０内の電源インピーダンスを低減できる。
【００５１】
又、平板状のＧＮＤ電極１３と平板状の電源電極１４とに挟持される位置に信号電極１５を配置できるため、配線基板１０内の配線密度を低下させることなく、配線基板１０内の電源インピーダンスの低減等を実現できる。
【００５２】
又、信号電極１５が平板状のＧＮＤ電極１３と平板状の電源電極１４とに挟持されるため、信号電極１５に対する外部からのノイズをシールド（遮蔽）できる。又、信号電極１５自体がノイズ源となることを防止できる。
【００５３】
又、平板状のＧＮＤ電極１３と平板状の電源電極１４との間に信号電極１５を配置して所謂ストリップライン構造の伝送線路を実現できるため、インピーダンスマッチングをとることが可能となる（例えば、５０Ωのインピーダンスを実現できる）。
【００５４】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、第１の実施の形態のＧＮＤ電極及び電源電極を囲むように、更にＧＮＤ電極及び電源電極を設ける例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００５５】
図８は、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する平面図である。図９は、図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図１０は、図８のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【００５６】
図８〜図１０を参照するに、配線基板２０は、貫通孔１１ｖ及び１１ｗ、並びにＧＮＤ電極２３（第３電極）及び電源電極２４（第４電極）が追加された点が配線基板１０（図１〜図３参照）と相違する。
【００５７】
貫通孔１１ｖ及び１１ｗは、それぞれ基板本体１１の一方の面１１ａから他方の面１１ｂに貫通する孔である。貫通孔１１ｖは、ＧＮＤ電極２３を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に形成されている。より詳しくは、貫通孔１１ｖは、貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚを囲むように枠状に設けられており、一部が貫通孔１１ｘと連通している。貫通孔１１ｖの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００５８】
貫通孔１１ｗは、電源電極２４を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に形成されている。より詳しくは、貫通孔１１ｗは、貫通孔１１ｖを囲むように枠状に設けられている。貫通孔１１ｗの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。貫通孔１１ｖ及び１１ｗの内側面には、それぞれ絶縁膜１２が形成されている。
【００５９】
ＧＮＤ電極２３は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｖを充填するように形成されている。ＧＮＤ電極２３は、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５を囲むように枠状に設けられた電極であり、ＧＮＤ電極１３と電気的に接続されている。ＧＮＤ電極２３は、所謂ＧＮＤプレーンである。
【００６０】
ＧＮＤ電極２３の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。ＧＮＤ電極２３の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。ＧＮＤ電極２３の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。ＧＮＤ電極２３の幅は、貫通孔１１ｖの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００６１】
電源電極２４は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｗを充填するように形成されている。電源電極２４は、ＧＮＤ電極２３を囲むように枠状に設けられた電極である。電源電極２４は、所謂電源プレーンである。電源電極２４は、例えば、基板本体１１上に設けられた再配線層等により電源電極１４と電気的に接続することができる。
【００６２】
電源電極２４の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。電源電極２４の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。電源電極２４の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。電源電極２４の幅は、貫通孔１１ｗの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００６３】
このように、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板２０は、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５を囲むように基板本体１１の厚さ方向に枠状のＧＮＤ電極２３が設けられ、更にＧＮＤ電極２３を囲むように基板本体１１の厚さ方向に枠状の電源電極２４が設けられている。
【００６４】
これにより、第１の実施の形態の効果に加えて更に以下の効果を奏する。すなわち、信号電極１５に対する外部からのノイズをシールド（遮蔽）する効果を一層向上できる。又、信号電極１５自体がノイズ源となることを一層防止できる。
【００６５】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、Ｘ方向に並設された複数の平板状の貫通孔を連結する部分を設けない例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００６６】
図１１は、第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する平面図である。図１１を参照するに、配線基板３０は、貫通孔１１ｘ及び１１ｙが貫通孔１１ｒ及び１１ｓに、ＧＮＤ電極１３及び電源電極１４がＧＮＤ電極３３及び電源電極３４にそれぞれ置換された点が配線基板１０（図１〜図３参照）と相違する。なお、配線基板３０のＸＺ平面に平行な断面の構造は配線基板１０の場合と同様である（図２参照）。
【００６７】
貫通孔１１ｒ及び１１ｓは、それぞれ基板本体１１の一方の面１１ａから他方の面１１ｂに貫通する孔である。貫通孔１１ｒは、ＧＮＤ電極３３を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に平板状に形成されている。より詳しくは、基板本体１１の一の側面（ＹＺ平面に平行な側面）と略平行な複数の平板状の貫通孔１１ｒ（図１１の例では５個）がＸ方向に並設されている。貫通孔１１ｒの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００６８】
貫通孔１１ｓは、電源電極３４を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に平板状に形成されている。より詳しくは、基板本体１１の一の側面（ＹＺ平面に平行な側面）と略平行な複数の平板状の貫通孔１１ｓ（図１１の例では４個）がＸ方向に並設されている。貫通孔１１ｓの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００６９】
貫通孔１１ｒと貫通孔１１ｓとは、交互に配置されている。但し、隣接して配置される貫通孔１１ｒと貫通孔１１ｓとの間には、絶縁膜１２及び基板本体１１が介在している。
【００７０】
ＧＮＤ電極３３は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｒを充填するように形成されている。ＧＮＤ電極３３は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の電極である。ＧＮＤ電極３３は、所謂ＧＮＤプレーンである。ＧＮＤ電極３３の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。ＧＮＤ電極３３の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。
【００７１】
ＧＮＤ電極３３の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。ＧＮＤ電極３３の幅は、貫通孔１１ｒの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００７２】
電源電極３４は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｓを充填するように形成されている。電源電極３４は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の電極である。電源電極３４は、所謂電源プレーンである。電源電極３４の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。電源電極３４の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。
【００７３】
電源電極３４の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。電源電極３４の幅は、貫通孔１１ｓの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００７４】
信号電極１５は、所定の間隔を隔てて対向配置されたＧＮＤ電極３３と電源電極３４との間に配置されている。なお、各ＧＮＤ電極３３は、例えば、基板本体１１上に設けられた再配線層等により相互に電気的に接続することができる。又、各電源電極３４は、例えば、基板本体１１上に設けられた再配線層等により相互に電気的に接続することができる。
【００７５】
このように、第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板３０は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する複数の平板状のＧＮＤ電極３３と、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する複数の平板状の電源電極３４とが交互に配置されている。更に、ＧＮＤ電極３３と電源電極３４とに挟持される位置に、信号電極１５が配置されている。このような構造でも第１の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００７６】
〈第１の実施の形態の変形例３〉
第１の実施の形態の変形例３では、基板本体の両面に、それぞれ絶縁層及び配線層を積層形成する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例３において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００７７】
図１２は、第１の実施の形態の変形例３に係る配線基板を例示する断面図である。図１２を参照するに、配線基板４０は、配線基板１０の基板本体１１の両面に、それぞれ絶縁層及び配線層が積層形成された構造である。配線基板１０に代えて、配線基板２０や配線基板３０を用いてもよい。
【００７８】
配線基板４０において、絶縁層４１は、絶縁膜１２を介して、基板本体１１の一方の面１１ａに形成されている。絶縁層４１の材料としては、例えばエポキシ系やポリイミド系等の絶縁性樹脂を用いることができる。絶縁層４１の厚さは、例えば１５〜２５μｍ程度とすることができる。
【００７９】
配線層４２（所謂再配線層）は、絶縁層４１上に形成されている。配線層４２は、絶縁層４１を貫通し信号電極１５の一方の端面を露出するビアホール４１ｘ内に充填されたビア配線、及び絶縁層４１上に形成された配線パターンを含んで構成されている。配線パターンは、所定の平面形状にパターニングされている。ビアホール４１ｘは、絶縁層４３側に開口されていると共に、信号電極１５の一方の端面によって底面が形成された凹部を形成している。又、この凹部内にビア配線が形成されている。
【００８０】
配線層４２は、ビアホール４１ｘ内に露出した信号電極１５と電気的に接続されている。配線層４２の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。配線層４２を構成する配線パターンの厚さは、例えば１０〜２０μｍ程度とすることができる。なお、配線層４２は、ＧＮＤ電極１３や電源電極１４と電気的に接続されてもよい。
【００８１】
絶縁層４３は、絶縁層４１上に、配線層４２を覆うように形成されている。絶縁層４３は、所謂ソルダーレジスト層である。絶縁層４３は開口部４３ｘを有し、開口部４３ｘ内には配線層４２の一部が露出している。絶縁層４３の材料としては、例えば、エポキシ系やアクリル系等の感光性樹脂組成物を用いることができる。絶縁層４３の厚さは、例えば１５〜２５μｍ程度とすることができる。
【００８２】
開口部４３ｘ内に露出する配線層４２は、半導体チップ（図示せず）と電気的に接続される電極パッドとして機能する。以降、開口部４３ｘ内に露出する配線層４２を電極パッド４２と称する場合がある。
【００８３】
必要に応じ、電極パッド４２上に、例えば無電解めっき法等により金属層等を形成してもよい。金属層の例としては、Ａｕ層や、Ｎｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）等を挙げることができる。
【００８４】
更に、電極パッド４２上に、はんだボールやリードピン、銅ピラーバンプ等の外部接続端子を形成しても構わない。外部接続端子は、半導体チップ（図示せず）と電気的に接続するための端子となる。但し、電極パッド４２自体を、外部接続端子としてもよい。電極パッド４２の平面形状は例えば円形であり、その直径は例えば４０〜１２０μｍ程度とすることができる。電極パッド４２のピッチは、例えば１００〜２００μｍ程度とすることができる。
【００８５】
同様に、基板本体１１の他方の面１１ｂには、絶縁膜１２を介して、絶縁層４５、配線層４６、及び絶縁層４７が順次積層形成されている。配線層４６は、ビアホール４５ｘを介して信号電極１５と電気的に接続されている。配線層４６は、ＧＮＤ電極１３や電源電極１４と電気的に接続されてもよい。なお、絶縁層４５、配線層４６、及び絶縁層４７については、それぞれ絶縁層４１、配線層４２、及び絶縁層４３の構造と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８６】
開口部４７ｘ内に露出する配線層４６は、他の配線基板（ビルドアップ基板等）やマザーボード等の実装基板（図示せず）と電気的に接続される電極パッドとして機能する。以降、開口部４７ｘ内に露出する配線層４６を電極パッド４６と称する場合がある。
【００８７】
必要に応じ、電極パッド４６上に、金属層を形成してもよい。金属層の例としては、Ａｕ層や、Ｎｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）等を挙げることができる。
【００８８】
更に、電極パッド４６上に、はんだボールやリードピン等の外部接続端子を形成しても構わない。外部接続端子は、他の配線基板やマザーボード等の実装基板（図示せず）と電気的に接続するための端子となる。但し、電極パッド４６自体を、外部接続端子としてもよい。
【００８９】
電極パッド４６の平面形状は例えば円形であり、その直径は例えば２００〜１０００μｍ程度とすることができる。つまり、他の配線基板やマザーボード等の実装基板（図示せず）と電気的に接続される電極パッド４６の径は、半導体チップ（図示せず）と電気的に接続される電極パッド４２の径よりも大きい。電極パッド４６のピッチは、例えば５００〜１２００μｍ程度とすることができる。つまり、他の配線基板やマザーボード等の実装基板（図示せず）と電気的に接続される電極パッド４６のピッチは、半導体チップ（図示せず）と電気的に接続される電極パッド４２のピッチよりも広い。
【００９０】
このように、基板本体の両面に、それぞれ絶縁層及び配線層を積層形成してもよい。
【００９１】
〈半導体チップ搭載例〉
次に、配線基板４０に半導体チップを搭載した半導体パッケージの例を示す。図１３は、第１の実施の形態の変形例３に係る配線基板に半導体チップを搭載した半導体パッケージを例示する断面図である。図１３を参照するに、半導体パッケージ５０は、配線基板４０の基板本体１１の一方の面１１ａ側に、２つの半導体チップ５１、５２が搭載された構造である。
【００９２】
配線基板４０の電極パッド４２は、接合部５４を介して、半導体チップ５１、５２と電気的に接続されている。半導体チップ５１、５２と配線基板４０との間に、アンダーフィル樹脂を充填してもよい。配線基板４０の電極パッド４６には、接合部５５が形成されている。接合部５５は、他の配線基板やマザーボード等の実装基板（図示せず）と電気的に接続される部分である。接合部５４及び５５としては、例えば、はんだボール等を用いることができる。はんだボールの材料としては、例えばＰｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。
【００９３】
このように、配線基板に半導体チップを搭載して半導体パッケージを実現できる。なお、配線基板に搭載する半導体チップは１つでもよいし、３つ以上でもよい。又、複数の半導体チップを搭載する場合は、同一機能の半導体チップのみを搭載してもよいし、異なる機能の半導体チップが混在してもよい。
【００９４】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１０、２０、３０、４０ 配線基板
１１ 基板本体
１１ａ 基板本体の一方の面
１１ｂ 基板本体の他方の面
１１ｒ、１１ｓ、１１ｖ、１１ｗ、１１ｘ、１１ｙ、１１ｚ 貫通孔
１２ 絶縁膜
１３、２３、３３ ＧＮＤ電極
１４、２４、３４ 電源電極
１５ 信号電極
４１、４３、４５、４７ 絶縁層
４１ｘ、４５ｘ ビアホール
４２、４６ 配線層
４３ｘ、４７ｘ、９１ｘ 開口部
５０ 半導体パッケージ
５１、５２ 半導体チップ
５４、５５ 接合部
９１ 接着層
９２ 金属層
Ｃ 切断位置
Ｅ 領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機材料を用いた配線基板、及び前記配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、絶縁性樹脂等の有機材料を用いた配線基板や、シリコン等の無機材料を用いた配線基板が知られている。有機材料を用いた配線基板では、インピーダンスマッチングや電源インピーダンスの低減等を目的として、電源プレーンやＧＮＤプレーンを平面的に形成していた。
【０００３】
電源プレーンやＧＮＤプレーンを可能な限り広い面積で形成することにより、電源やＧＮＤの抵抗値を低くできる。又、電源プレーンやＧＮＤプレーンを近接させて対向配置することにより、容量性を高く、誘導性を低くできる。又、電源プレーンやＧＮＤプレーンにより信号電極を挟持することにより、インピーダンスマッチングをとることができる。
【０００４】
一方、無機材料を用いた配線基板では、マイクロローディング効果等の影響により、電源プレーンやＧＮＤプレーンを平面的に形成することが困難である。そのため、微細な配線パターンやビア配線のみで電源やＧＮＤを形成していた。なお、マイクロローディング効果とは、パターンのアスペクト比（パターン幅と深さの比）によりエッチング速度が異なる現象である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０１９４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、無機材料を用いた配線基板において、微細な配線パターンやビア配線のみで電源やＧＮＤを形成すると、広い導体面積を持った層を確保することができないため、電源やＧＮＤの抵抗値が高く、容量性が低く、誘導性が高くなる。その結果、電源インピーダンスが高くなる。又、高速な入出力信号用の配線にインピーダンスマッチングをとることが困難である。
【０００７】
例えば、特許文献１に開示された構造を用いた場合も、電源インピーダンスを低くすることや、インピーダンスマッチングをとることは容易ではない。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、電源インピーダンスを低くすることや、インピーダンスマッチングをとることが容易な無機材料を用いた配線基板、及び前記配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本配線基板は、無機材料からなる基板本体と、前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第１電極と、前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第２電極と、を有し、前記第１電極と前記第２電極とは所定の間隔を隔てて対向し、前記第１電極と前記第２電極との間には、前記基板本体を前記厚さ方向に貫通する信号電極が設けられ、前記第１電極と前記第２電極の何れか一方はグランド電極であり、他方は電源電極であることを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、電源インピーダンスを低くすることや、インピーダンスマッチングをとることが容易な無機材料を用いた配線基板、及び前記配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る配線基板を例示する平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その１）である。
【図５】第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その２）である。
【図６】第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その３）である。
【図７】第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その４）である。
【図８】第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する平面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１０】図８のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１１】第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する平面図である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例３に係る配線基板を例示する断面図である。
【図１３】第１の実施の形態の変形例３に係る配線基板に半導体チップを搭載した半導体パッケージを例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１３】
［第１の実施の形態に係る配線基板の構造］
まず、第１の実施の形態に係る配線基板の構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る配線基板を例示する平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００１４】
図１〜図３を参照するに、配線基板１０は、基板本体１１と、絶縁膜１２と、ＧＮＤ電極１３（第１電極）と、電源電極１４（第２電極）と、信号電極１５とを有する。配線基板１０の形状は任意として構わないが、本実施の形態では平面形状が正方形の板状である場合を例に以下の説明を行う。又、正方形の上面の一辺の方向をＸ方向、正方形の上面においてＸ方向に垂直な方向をＹ方向、厚さ方向をＺ方向とする。
【００１５】
配線基板１０において、基板本体１１は、ＧＮＤ電極１３等を形成する基体となる部分であり、貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚが形成されている。基板本体１１の大きさは、例えば、縦２〜３ｃｍ（Ｙ方向）、横２〜３ｃｍ（Ｘ方向）、厚さ（Ｚ方向）２００〜３００μｍ程度とすることができる。基板本体１１の材料としては、シリコン、ガラス、セラミック等の無機材料を用いることができる。
【００１６】
配線基板１０は、半導体チップを搭載することにより半導体パッケージとなり得る。その際、半導体チップはシリコン基板を有するものが多いため、熱膨張係数を整合させる観点からすると、基板本体１１の材料としてシリコンやシリコンに熱膨張係数が近い硼珪酸ガラスを用いると好適である。硼珪酸ガラスは、硼酸（Ｂ２Ｏ３）と珪酸（ＳｉＯ２）を主成分として含むガラスであり、熱膨張係数は３ｐｐｍ／℃程度である。
【００１７】
基板本体１１の熱膨張係数を半導体チップの熱膨張係数と整合させる理由は、高温環境下や低温環境下で動作する場合も含め、配線基板１０と半導体チップとの接合部に生じる熱応力を低減するためである。以下、基板本体１１がシリコンである場合を例にして説明する。
【００１８】
貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚは、それぞれ基板本体１１の一方の面１１ａから他方の面１１ｂに貫通する孔である。貫通孔１１ｘは、ＧＮＤ電極１３を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に形成されている。
【００１９】
より詳しくは、基板本体１１の一の側面（ＹＺ平面に平行な側面）と略平行な複数の平板状の貫通孔（図１〜図３の例では５個）がＸ方向に並設されている（後述する櫛歯部に相当する）。Ｘ方向に並設された複数の平板状の貫通孔を連結するように基板本体１１の他の側面（ＸＺ平面に平行な側面）と略平行に１つの平板状の貫通孔が設けられている。それらが連通して全体としては櫛型の平面形状をなしている。貫通孔１１ｘの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００２０】
貫通孔１１ｙは、電源電極１４を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に形成されている。より詳しくは、基板本体１１の一の側面（ＹＺ平面に平行な側面）と略平行な複数の平板状の貫通孔（図１〜図３の例では４個）がＸ方向に並設されている（後述する櫛歯部に相当する）。Ｘ方向に並設された複数の平板状の貫通孔を連結するように基板本体１１の他の側面（ＸＺ平面に平行な側面）と略平行に１つの平板状の貫通孔が設けられている。それらが連通して全体としては櫛型の平面形状をなしている。貫通孔１１ｙの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００２１】
平面形状が櫛形の貫通孔１１ｘと、平面形状が櫛形の貫通孔１１ｙとは、基板本体１１及び絶縁膜１２を介して、互いに間挿し合うように配置されている。隣接する貫通孔１１ｘと貫通孔１１ｙの間隔は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００２２】
貫通孔１１ｚは、信号電極１５を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に設けられている。貫通孔１１ｚの平面形状は、例えば、円形等とすることができる。貫通孔１１ｚの平面形状が円形である場合の径は、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる。貫通孔１１ｚは、貫通孔１１ｘと貫通孔１１ｙとに挟持される位置に配置されている。但し、貫通孔１１ｚの平面形状は、例えば、矩形等としてもよい。
【００２３】
絶縁膜１２は、基板本体１１の一方の面１１ａ及び他方の面１１ｂ、並びに貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚの内側面に形成されている。絶縁膜１２は、基板本体１１と、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５との間をそれぞれ絶縁するための膜である。絶縁膜１２の材料としては、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ２）や窒化珪素（ＳｉＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等を用いることができる。絶縁膜１２の厚さは、例えば１〜２μｍ程度とすることができる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、基板本体１１がシリコン（半導体材料）であるから絶縁膜１２を設けているが、基板本体１１がガラスやセラミック等の絶縁性材料である場合には、絶縁膜１２を設けなくても構わない。
【００２５】
ＧＮＤ電極１３は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｘを充填するように形成されている。ＧＮＤ電極１３は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する複数の平板状の櫛歯部を連結した、平面形状が櫛形の電極である。平板状の各櫛歯部は、所謂ＧＮＤプレーンである。なお、主面とは、平板状の部材において、最も広いプレーン状の面を指す。ＧＮＤ電極１３は、半導体チップ等のＧＮＤ（グランド）と電気的に接続される。
【００２６】
ＧＮＤ電極１３の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。ＧＮＤ電極１３の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。
【００２７】
ＧＮＤ電極１３の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。ＧＮＤ電極１３の幅は、貫通孔１１ｘの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００２８】
電源電極１４は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｙを充填するように形成されている。電源電極１４は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する複数の平板状の櫛歯部を連結した、平面形状が櫛形の電極である。平板状の各櫛歯部は、所謂電源プレーンである。電源電極１４は、半導体チップ等の電源と電気的に接続される。
【００２９】
電源電極１４の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。電源電極１４の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。
【００３０】
電源電極１４の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。電源電極１４の幅は、貫通孔１１ｙの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００３１】
平面形状が櫛形のＧＮＤ電極１３と、平面形状が櫛形の電源電極１４とは、基板本体１１及び絶縁膜１２を介して、互いに間挿し合うように配置されている。隣接するＧＮＤ電極１３と電源電極１４の間隔は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００３２】
信号電極１５は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｚを充填するように形成されている。信号電極１５は、半導体チップ等の信号電極と電気的に接続される。信号電極１５の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。信号電極１５の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。
【００３３】
信号電極１５の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。信号電極１５の平面形状は、貫通孔１１ｚの平面形状に対応して例えば円形とすることができる。信号電極１５の平面形状が円形である場合の径は、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる。
【００３４】
信号電極１５は、例えば、図１の領域Ｅに示すように、所定の間隔を隔てて対向配置されたＧＮＤ電極１３と電源電極１４との間に配置されている。信号電極１５が平板状のＧＮＤ電極１３と平板状の電源電極１４とに挟持されるため、所謂ストリップライン構造の伝送線路を実現でき、インピーダンスマッチングをとることが可能となる（例えば、５０Ωのインピーダンスを実現できる）。
【００３５】
このように、第１の実施の形態に係る配線基板１０は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の櫛歯部を連結した平面形状が櫛形のＧＮＤ電極１３と、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の櫛歯部を連結した平面形状が櫛形の電源電極１４とを有する。そして、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４とは、それぞれの櫛歯部が互いに間挿し合うように配置されている。更に、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４とに挟持される位置に、基板本体１１の厚さ方向に形成された信号電極１５が配置されている。なお、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４の配置は、反対であっても構わない。又、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４のそれぞれの櫛歯部の個数は適宜決定することができる。
【００３６】
［第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図４〜図７は、第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。
【００３７】
まず、図４に示す工程では、基板本体１１を準備し、基板本体１１の一方の面１１ａから他方の面１１ｂに貫通する貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚを形成する。基板本体１１は、例えば６インチ（約１５０ｍｍ）、８インチ（約２００ｍｍ）、１２インチ（約３００ｍｍ）等のシリコンウェハ等である。シリコンウェハの厚さは、例えば０．６２５ｍｍ（６インチの場合）、０．７２５ｍｍ（８インチの場合）、０．７７５ｍｍ（１２インチの場合）等であるが、バックサイドグラインダー等で適宜薄型化することができる（例えば、厚さが２００〜３００μｍ程度となるように薄型化することができる）。なお、Ｃは、最終的に基板本体１１等を切断する位置（以降、切断位置Ｃとする）を示している。
【００３８】
貫通孔１１ｘ及び１１ｙは、図１に示したように、それぞれ平面形状が櫛形になるように形成し、互いに間挿し合うように配置する。又、貫通孔１１ｚは、所定の間隔を隔てて対向配置された貫通孔１１ｘと貫通孔１１ｙとの間に配置する。
【００３９】
貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚは、例えば、基板本体１１の一方の面１１ａに貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚを形成する位置を開口するレジスト層を形成し、レジスト層をマスクとして基板本体１１をエッチングすることにより形成できる。エッチングとしては、例えばＳＦ６（六フッ化硫黄）を用いた反応性イオンエッチング（DRIE：Deep Reactive Ion Etching）等の異方性エッチング法を用いると好適である。
【００４０】
貫通孔１１ｘ及び１１ｙの幅は、例えば、それぞれ数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。貫通孔１１ｚの平面形状は、例えば、円形等とすることができる。貫通孔１１ｚの平面形状が円形である場合の径は、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる。但し、貫通孔１１ｚの平面形状は、例えば、矩形等としてもよい。
【００４１】
次に、図５に示す工程では、基板本体１１の一方の面１１ａ及び他方の面１１ｂ、並びに貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚのそれぞれの内側面に絶縁膜１２を形成する。絶縁膜１２としては、例えば熱酸化膜（ＳｉＯ２）を用いることができる。絶縁膜１２は、基板本体１１の表面近傍の温度を例えば１０００℃以上とするウェット熱酸化法により熱酸化することで形成できる。絶縁膜１２の厚さは、例えば１〜２μｍ程度とすることができる。なお、絶縁膜１２として、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ２）や窒化珪素（ＳｉＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等の膜を形成しても構わない。
【００４２】
次に、図６に示す工程では、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面に、接着層９１を介して金属層９２を配設する。そして、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚ内に露出する接着層９１をアッシング法等により除去し、開口部９１ｘを形成する。
【００４３】
これにより、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚ内に金属層９２の表面が露出する。金属層９２は、電解めっき法により、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５を形成する際の給電層となる部材である。金属層９２としては、例えば銅（Ｃｕ）板や銅（Ｃｕ）箔等を用いることができる。以下、金属層９２が銅（Ｃｕ）板である場合を例にして説明する。
【００４４】
次に、図７に示す工程では、金属層９２を給電層とする電解めっき法により、金属層９２側から貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚ内にめっき膜を析出成長させる。内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｘを充填するＧＮＤ電極１３、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｙを充填する電源電極１４、及び内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｚを充填する信号電極１５を形成する。ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５のそれぞれの材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。
【００４５】
ＧＮＤ電極１３の幅は、貫通孔１１ｘの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。電源電極１４の幅は、貫通孔１１ｙの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。信号電極１５の平面形状は、貫通孔１１ｚの平面形状に対応して例えば円形とすることができる。信号電極１５の平面形状が円形である場合の径は、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる。
【００４６】
必要に応じ、基板本体１１の一方の面１１ａ側をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等により研磨して平坦化してもよい。これにより、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５のそれぞれの基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面を、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とすることができる。
【００４７】
次に、図７に示す工程の後（図示せず）、接着層９１及び金属層９２を除去し、更に、基板本体１１の他方の面１１ｂ側から突出するＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等により研磨する。これにより、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５のそれぞれの基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面を、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とすることができる。その後、ダイシング等により、切断位置Ｃで切断し個片化することにより、図１〜図３に示す配線基板１０が完成する。
【００４８】
なお、銅（Ｃｕ）板である金属層９２は、例えば塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液等を用いたウェットエッチングにより除去できる。接着層９１は、アッシング法等により除去できる。
【００４９】
このように、第１の実施の形態に係る配線基板１０は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の櫛歯部を連結した平面形状が櫛形のＧＮＤ電極１３と、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の櫛歯部を連結した平面形状が櫛形の電源電極１４とが、それぞれの櫛歯部が互いに間挿し合うように配置されている。更に、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４とに挟持される位置に、基板本体１１を厚さ方向に貫通する信号電極１５が配置されている。
【００５０】
ＧＮＤ電極１３及び電源電極１４をそれぞれ基板本体１１の厚さ方向に貫通して設けた平板状とすることにより、導体面積を広く（大きく）確保することができるため、ＧＮＤ電極１３及び電源電極１４のそれぞれの抵抗値を低くできる。又、ＧＮＤ電極１３と電源電極１４とを近接して対向配置することにより、容量性を高く、誘導性を低くできる。更に、これらにより、配線基板１０内の電源インピーダンスを低減できる。
【００５１】
又、平板状のＧＮＤ電極１３と平板状の電源電極１４とに挟持される位置に信号電極１５を配置できるため、配線基板１０内の配線密度を低下させることなく、配線基板１０内の電源インピーダンスの低減等を実現できる。
【００５２】
又、信号電極１５が平板状のＧＮＤ電極１３と平板状の電源電極１４とに挟持されるため、信号電極１５に対する外部からのノイズをシールド（遮蔽）できる。又、信号電極１５自体がノイズ源となることを防止できる。
【００５３】
又、平板状のＧＮＤ電極１３と平板状の電源電極１４との間に信号電極１５を配置して所謂ストリップライン構造の伝送線路を実現できるため、インピーダンスマッチングをとることが可能となる（例えば、５０Ωのインピーダンスを実現できる）。
【００５４】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、第１の実施の形態のＧＮＤ電極及び電源電極を囲むように、更にＧＮＤ電極及び電源電極を設ける例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００５５】
図８は、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する平面図である。図９は、図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図１０は、図８のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【００５６】
図８〜図１０を参照するに、配線基板２０は、貫通孔１１ｖ及び１１ｗ、並びにＧＮＤ電極２３（第３電極）及び電源電極２４（第４電極）が追加された点が配線基板１０（図１〜図３参照）と相違する。
【００５７】
貫通孔１１ｖ及び１１ｗは、それぞれ基板本体１１の一方の面１１ａから他方の面１１ｂに貫通する孔である。貫通孔１１ｖは、ＧＮＤ電極２３を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に形成されている。より詳しくは、貫通孔１１ｖは、貫通孔１１ｘ、１１ｙ、及び１１ｚを囲むように枠状に設けられており、一部が貫通孔１１ｘと連通している。貫通孔１１ｖの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００５８】
貫通孔１１ｗは、電源電極２４を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に形成されている。より詳しくは、貫通孔１１ｗは、貫通孔１１ｖを囲むように枠状に設けられている。貫通孔１１ｗの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。貫通孔１１ｖ及び１１ｗの内側面には、それぞれ絶縁膜１２が形成されている。
【００５９】
ＧＮＤ電極２３は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｖを充填するように形成されている。ＧＮＤ電極２３は、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５を囲むように枠状に設けられた電極であり、ＧＮＤ電極１３と電気的に接続されている。ＧＮＤ電極２３は、所謂ＧＮＤプレーンである。
【００６０】
ＧＮＤ電極２３の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。ＧＮＤ電極２３の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。ＧＮＤ電極２３の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。ＧＮＤ電極２３の幅は、貫通孔１１ｖの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００６１】
電源電極２４は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｗを充填するように形成されている。電源電極２４は、ＧＮＤ電極２３を囲むように枠状に設けられた電極である。電源電極２４は、所謂電源プレーンである。電源電極２４は、例えば、基板本体１１上に設けられた再配線層等により電源電極１４と電気的に接続することができる。
【００６２】
電源電極２４の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。電源電極２４の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。電源電極２４の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。電源電極２４の幅は、貫通孔１１ｗの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００６３】
このように、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板２０は、ＧＮＤ電極１３、電源電極１４、及び信号電極１５を囲むように基板本体１１の厚さ方向に枠状のＧＮＤ電極２３が設けられ、更にＧＮＤ電極２３を囲むように基板本体１１の厚さ方向に枠状の電源電極２４が設けられている。
【００６４】
これにより、第１の実施の形態の効果に加えて更に以下の効果を奏する。すなわち、信号電極１５に対する外部からのノイズをシールド（遮蔽）する効果を一層向上できる。又、信号電極１５自体がノイズ源となることを一層防止できる。
【００６５】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、Ｘ方向に並設された複数の平板状の貫通孔を連結する部分を設けない例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００６６】
図１１は、第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する平面図である。図１１を参照するに、配線基板３０は、貫通孔１１ｘ及び１１ｙが貫通孔１１ｒ及び１１ｓに、ＧＮＤ電極１３及び電源電極１４がＧＮＤ電極３３及び電源電極３４にそれぞれ置換された点が配線基板１０（図１〜図３参照）と相違する。なお、配線基板３０のＸＺ平面に平行な断面の構造は配線基板１０の場合と同様である（図２参照）。
【００６７】
貫通孔１１ｒ及び１１ｓは、それぞれ基板本体１１の一方の面１１ａから他方の面１１ｂに貫通する孔である。貫通孔１１ｒは、ＧＮＤ電極３３を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に平板状に形成されている。より詳しくは、基板本体１１の一の側面（ＹＺ平面に平行な側面）と略平行な複数の平板状の貫通孔１１ｒ（図１１の例では５個）がＸ方向に並設されている。貫通孔１１ｒの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００６８】
貫通孔１１ｓは、電源電極３４を形成するために設けられた孔であり、基板本体１１の厚さ方向（Ｚ方向）に平板状に形成されている。より詳しくは、基板本体１１の一の側面（ＹＺ平面に平行な側面）と略平行な複数の平板状の貫通孔１１ｓ（図１１の例では４個）がＸ方向に並設されている。貫通孔１１ｓの幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００６９】
貫通孔１１ｒと貫通孔１１ｓとは、交互に配置されている。但し、隣接して配置される貫通孔１１ｒと貫通孔１１ｓとの間には、絶縁膜１２及び基板本体１１が介在している。
【００７０】
ＧＮＤ電極３３は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｒを充填するように形成されている。ＧＮＤ電極３３は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の電極である。ＧＮＤ電極３３は、所謂ＧＮＤプレーンである。ＧＮＤ電極３３の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。ＧＮＤ電極３３の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。
【００７１】
ＧＮＤ電極３３の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。ＧＮＤ電極３３の幅は、貫通孔１１ｒの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００７２】
電源電極３４は、内側面が絶縁膜１２に被覆された貫通孔１１ｓを充填するように形成されている。電源電極３４は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する平板状の電極である。電源電極３４は、所謂電源プレーンである。電源電極３４の基板本体１１の一方の面１１ａ側に露出している面は、基板本体１１の一方の面１１ａを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。電源電極３４の基板本体１１の他方の面１１ｂ側に露出している面は、基板本体１１の他方の面１１ｂを被覆する絶縁膜１２の表面と略面一とされている。
【００７３】
電源電極３４の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。電源電極３４の幅は、貫通孔１１ｓの幅に対応して、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００７４】
信号電極１５は、所定の間隔を隔てて対向配置されたＧＮＤ電極３３と電源電極３４との間に配置されている。なお、各ＧＮＤ電極３３は、例えば、基板本体１１上に設けられた再配線層等により相互に電気的に接続することができる。又、各電源電極３４は、例えば、基板本体１１上に設けられた再配線層等により相互に電気的に接続することができる。
【００７５】
このように、第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板３０は、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する複数の平板状のＧＮＤ電極３３と、主面を基板本体１１の厚さ方向に向けて基板本体１１を厚さ方向に貫通する複数の平板状の電源電極３４とが交互に配置されている。更に、ＧＮＤ電極３３と電源電極３４とに挟持される位置に、信号電極１５が配置されている。このような構造でも第１の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００７６】
〈第１の実施の形態の変形例３〉
第１の実施の形態の変形例３では、基板本体の両面に、それぞれ絶縁層及び配線層を積層形成する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例３において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００７７】
図１２は、第１の実施の形態の変形例３に係る配線基板を例示する断面図である。図１２を参照するに、配線基板４０は、配線基板１０の基板本体１１の両面に、それぞれ絶縁層及び配線層が積層形成された構造である。配線基板１０に代えて、配線基板２０や配線基板３０を用いてもよい。
【００７８】
配線基板４０において、絶縁層４１は、絶縁膜１２を介して、基板本体１１の一方の面１１ａに形成されている。絶縁層４１の材料としては、例えばエポキシ系やポリイミド系等の絶縁性樹脂を用いることができる。絶縁層４１の厚さは、例えば１５〜２５μｍ程度とすることができる。
【００７９】
配線層４２（所謂再配線層）は、絶縁層４１上に形成されている。配線層４２は、絶縁層４１を貫通し信号電極１５の一方の端面を露出するビアホール４１ｘ内に充填されたビア配線、及び絶縁層４１上に形成された配線パターンを含んで構成されている。配線パターンは、所定の平面形状にパターニングされている。ビアホール４１ｘは、絶縁層４３側に開口されていると共に、信号電極１５の一方の端面によって底面が形成された凹部を形成している。又、この凹部内にビア配線が形成されている。
【００８０】
配線層４２は、ビアホール４１ｘ内に露出した信号電極１５と電気的に接続されている。配線層４２の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を主成分として含む金属材料等を用いることができる。配線層４２を構成する配線パターンの厚さは、例えば１０〜２０μｍ程度とすることができる。なお、配線層４２は、ＧＮＤ電極１３や電源電極１４と電気的に接続されてもよい。
【００８１】
絶縁層４３は、絶縁層４１上に、配線層４２を覆うように形成されている。絶縁層４３は、所謂ソルダーレジスト層である。絶縁層４３は開口部４３ｘを有し、開口部４３ｘ内には配線層４２の一部が露出している。絶縁層４３の材料としては、例えば、エポキシ系やアクリル系等の感光性樹脂組成物を用いることができる。絶縁層４３の厚さは、例えば１５〜２５μｍ程度とすることができる。
【００８２】
開口部４３ｘ内に露出する配線層４２は、半導体チップ（図示せず）と電気的に接続される電極パッドとして機能する。以降、開口部４３ｘ内に露出する配線層４２を電極パッド４２と称する場合がある。
【００８３】
必要に応じ、電極パッド４２上に、例えば無電解めっき法等により金属層等を形成してもよい。金属層の例としては、Ａｕ層や、Ｎｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）等を挙げることができる。
【００８４】
更に、電極パッド４２上に、はんだボールやリードピン、銅ピラーバンプ等の外部接続端子を形成しても構わない。外部接続端子は、半導体チップ（図示せず）と電気的に接続するための端子となる。但し、電極パッド４２自体を、外部接続端子としてもよい。電極パッド４２の平面形状は例えば円形であり、その直径は例えば４０〜１２０μｍ程度とすることができる。電極パッド４２のピッチは、例えば１００〜２００μｍ程度とすることができる。
【００８５】
同様に、基板本体１１の他方の面１１ｂには、絶縁膜１２を介して、絶縁層４５、配線層４６、及び絶縁層４７が順次積層形成されている。配線層４６は、ビアホール４５ｘを介して信号電極１５と電気的に接続されている。配線層４６は、ＧＮＤ電極１３や電源電極１４と電気的に接続されてもよい。なお、絶縁層４５、配線層４６、及び絶縁層４７については、それぞれ絶縁層４１、配線層４２、及び絶縁層４３の構造と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８６】
開口部４７ｘ内に露出する配線層４６は、他の配線基板（ビルドアップ基板等）やマザーボード等の実装基板（図示せず）と電気的に接続される電極パッドとして機能する。以降、開口部４７ｘ内に露出する配線層４６を電極パッド４６と称する場合がある。
【００８７】
必要に応じ、電極パッド４６上に、金属層を形成してもよい。金属層の例としては、Ａｕ層や、Ｎｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）等を挙げることができる。
【００８８】
更に、電極パッド４６上に、はんだボールやリードピン等の外部接続端子を形成しても構わない。外部接続端子は、他の配線基板やマザーボード等の実装基板（図示せず）と電気的に接続するための端子となる。但し、電極パッド４６自体を、外部接続端子としてもよい。
【００８９】
電極パッド４６の平面形状は例えば円形であり、その直径は例えば２００〜１０００μｍ程度とすることができる。つまり、他の配線基板やマザーボード等の実装基板（図示せず）と電気的に接続される電極パッド４６の径は、半導体チップ（図示せず）と電気的に接続される電極パッド４２の径よりも大きい。電極パッド４６のピッチは、例えば５００〜１２００μｍ程度とすることができる。つまり、他の配線基板やマザーボード等の実装基板（図示せず）と電気的に接続される電極パッド４６のピッチは、半導体チップ（図示せず）と電気的に接続される電極パッド４２のピッチよりも広い。
【００９０】
このように、基板本体の両面に、それぞれ絶縁層及び配線層を積層形成してもよい。
【００９１】
〈半導体チップ搭載例〉
次に、配線基板４０に半導体チップを搭載した半導体パッケージの例を示す。図１３は、第１の実施の形態の変形例３に係る配線基板に半導体チップを搭載した半導体パッケージを例示する断面図である。図１３を参照するに、半導体パッケージ５０は、配線基板４０の基板本体１１の一方の面１１ａ側に、２つの半導体チップ５１、５２が搭載された構造である。
【００９２】
配線基板４０の電極パッド４２は、接合部５４を介して、半導体チップ５１、５２と電気的に接続されている。半導体チップ５１、５２と配線基板４０との間に、アンダーフィル樹脂を充填してもよい。配線基板４０の電極パッド４６には、接合部５５が形成されている。接合部５５は、他の配線基板やマザーボード等の実装基板（図示せず）と電気的に接続される部分である。接合部５４及び５５としては、例えば、はんだボール等を用いることができる。はんだボールの材料としては、例えばＰｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。
【００９３】
このように、配線基板に半導体チップを搭載して半導体パッケージを実現できる。なお、配線基板に搭載する半導体チップは１つでもよいし、３つ以上でもよい。又、複数の半導体チップを搭載する場合は、同一機能の半導体チップのみを搭載してもよいし、異なる機能の半導体チップが混在してもよい。
【００９４】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１０、２０、３０、４０ 配線基板
１１ 基板本体
１１ａ 基板本体の一方の面
１１ｂ 基板本体の他方の面
１１ｒ、１１ｓ、１１ｖ、１１ｗ、１１ｘ、１１ｙ、１１ｚ 貫通孔
１２ 絶縁膜
１３、２３、３３ ＧＮＤ電極
１４、２４、３４ 電源電極
１５ 信号電極
４１、４３、４５、４７ 絶縁層
４１ｘ、４５ｘ ビアホール
４２、４６ 配線層
４３ｘ、４７ｘ、９１ｘ 開口部
５０ 半導体パッケージ
５１、５２ 半導体チップ
５４、５５ 接合部
９１ 接着層
９２ 金属層
Ｃ 切断位置
Ｅ 領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機材料からなる基板本体と、
前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第１電極と、
前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第２電極と、を有し、
前記第１電極と前記第２電極とは所定の間隔を隔てて対向し、
前記第１電極と前記第２電極との間には、前記基板本体を前記厚さ方向に貫通する信号電極が設けられ、
前記第１電極と前記第２電極の何れか一方はグランド電極であり、他方は電源電極である配線基板。
【請求項２】
前記第１電極及び前記第２電極は、それぞれ複数個並設され、
各前記第１電極と各前記第２電極とは所定の間隔を隔てて交互に配置されている請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
各前記第１電極は相互に接続されて、各前記第１電極が櫛歯部を構成する平面形状が櫛形の電極を形成し、
各前記第２電極は相互に接続されて、各前記第２電極が櫛歯部を構成する平面形状が櫛形の電極を形成し、
それぞれの前記櫛歯部が互いに間挿し合うように配置されている請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記基板本体を前記厚さ方向に貫通し、前記第１電極及び前記第２電極を囲むように設けられた枠状の第３電極と、
前記基板本体を前記厚さ方向に貫通し、前記第３電極を囲むように設けられた枠状の第４電極と、を更に有する請求項１乃至３の何れか一項記載の配線基板。
【請求項５】
前記第１電極は、前記第３電極と電気的に接続され、
前記第２電極は、前記第４電極と電気的に接続されている請求項４記載の配線基板。
【請求項６】
前記基板本体の一方の面から露出している前記第１電極の一端面、前記第２電極の一端面、及び前記信号電極の一端面は、それぞれ前記一方の面と面一であり、
前記基板本体の他方の面から露出している前記第１電極の他端面、前記第２電極の他端面、及び前記信号電極の他端面は、それぞれ前記他方の面と面一である請求項１乃至５の何れか一項記載の配線基板。
【請求項７】
前記基板本体の少なくとも一方の側に絶縁層及び配線層が積層され、
前記配線層は、前記絶縁層を介して、前記信号電極と電気的に接続されている請求項１乃至６の何れか一項記載の配線基板。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項記載の配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージ。
【請求項１】
無機材料からなる基板本体と、
前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第１電極と、
前記基板本体を厚さ方向に貫通する平板状の第２電極と、を有し、
前記第１電極と前記第２電極とは所定の間隔を隔てて対向し、
前記第１電極と前記第２電極との間には、前記基板本体を前記厚さ方向に貫通する信号電極が設けられ、
前記第１電極と前記第２電極の何れか一方はグランド電極であり、他方は電源電極である配線基板。
【請求項２】
前記第１電極及び前記第２電極は、それぞれ複数個並設され、
各前記第１電極と各前記第２電極とは所定の間隔を隔てて交互に配置されている請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
各前記第１電極は相互に接続されて、各前記第１電極が櫛歯部を構成する平面形状が櫛形の電極を形成し、
各前記第２電極は相互に接続されて、各前記第２電極が櫛歯部を構成する平面形状が櫛形の電極を形成し、
それぞれの前記櫛歯部が互いに間挿し合うように配置されている請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記基板本体を前記厚さ方向に貫通し、前記第１電極及び前記第２電極を囲むように設けられた枠状の第３電極と、
前記基板本体を前記厚さ方向に貫通し、前記第３電極を囲むように設けられた枠状の第４電極と、を更に有する請求項１乃至３の何れか一項記載の配線基板。
【請求項５】
前記第１電極は、前記第３電極と電気的に接続され、
前記第２電極は、前記第４電極と電気的に接続されている請求項４記載の配線基板。
【請求項６】
前記基板本体の一方の面から露出している前記第１電極の一端面、前記第２電極の一端面、及び前記信号電極の一端面は、それぞれ前記一方の面と面一であり、
前記基板本体の他方の面から露出している前記第１電極の他端面、前記第２電極の他端面、及び前記信号電極の他端面は、それぞれ前記他方の面と面一である請求項１乃至５の何れか一項記載の配線基板。
【請求項７】
前記基板本体の少なくとも一方の側に絶縁層及び配線層が積層され、
前記配線層は、前記絶縁層を介して、前記信号電極と電気的に接続されている請求項１乃至６の何れか一項記載の配線基板。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項記載の配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−５８７１０（Ｐ２０１３−５８７１０Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７６４４（Ｐ２０１１−１９７６４４）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
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