JP7753391B2 - 配線基板、配線基板を用いた電子部品実装用パッケージ、および電子モジュール - Google Patents

Description

本開示は、配線基板、配線基板を用いた電子部品実装用パッケージ、および電子モジュールに関する。

近年、無線通信機器や光通信機器は、より高速化、大容量の情報を伝送するために高周波化が求められている。その中でも、高速の高周波の信号を伝送するための配線構造として差動配線構造を有する配線基板が知られている（特許文献１参照）。

特開２０２０－１７８３０号公報

本開示の一実施形態に係る配線基板は、第１絶縁層と、第２絶縁層と、第１線路導体と、第２線路導体とを備えている。第１絶縁層は、第１上面と、第１下面と、第１上面に開口を有する１つまたは複数の開口部と、を有する。第２絶縁層は、第２上面および第２下面を有し、第２上面が第１下面に重なって位置している。第１線路導体は、第２上面に位置する。第２線路導体は、第２上面に第１線路導体と間隔を空けて位置するとともに、第１線路導体に沿って延びている。第１線路導体と第２線路導体は、一対の差動信号配線である。平面視において、第２絶縁層は、第１線路導体と、第２線路導体と、第１線路導体と第２線路導体の間に位置する領域と、を含む第１領域を有している。第１線路導体および第２線路導体が延びる方向を第１方向、第１方向に交差する方向を第２方向とした場合、平面視において、開口部は、第２方向において第１線路導体から第２線路導体にかけて連続して設けられ、第１領域における第１線路導体の一部および第２線路導体の一部と重なって位置している。

本開示の一実施形態に係る電子部品実装用パッケージは、上記構成の配線基板と、基板と、基板の上面に位置する枠体と、を備えている。

本開示の一実施形態に係る電子モジュールは、上記構成の電子部品実装用パッケージと、基板の上面に位置するとともに配線基板と電気的に接続された電子部品と、枠体上に位置するとともに電子部品実装用パッケージの内部を覆って位置する蓋体と、を備えている。

本開示の第１実施形態に係る配線基板の分解斜視図である。 図１に示す配線基板の別の角度から見た分解斜視図である。 図１に示す配線基板の斜視図である。 図３Ａに示す配線基板において第１絶縁層を透過して表した斜視図である。 図１に示す配線基板の平面図である。 図４Ａに示す配線基板において第１絶縁層を透過して表した平面図である。 図４Ａに示す配線基板のＸ１－Ｘ１断面図である。 一実施形態における配線基板の開口部の変形例１の形状を示す断面図である。 一実施形態における配線基板の開口部の変形例２の形状を示す断面図である。 図４Ａに示す配線基板の開口部の変形例３の形状を示す断面図である。 本開示の第２の実施形態に係る配線基板の平面図である。 図７Ａに示す配線基板において第１絶縁層を透過して表した平面図である。 図７Ａに示す配線基板のＸ２－Ｘ２断面図である。 図７Ａに示す配線基板の開口部の変形例の形状を示す断面図である。 本開示の第３実施形態における配線基板の開口部の断面図である。 第３実施形態における配線基板の開口部の変形例１の形状を示す断面図である。 第３実施形態における配線基板の開口部の変形例２の形状を示す断面図である。 本開示の第４実施形態に係る配線基板の分解斜視図である。 図１０に示す配線基板において第４絶縁層を透過して表した斜視図である。 図１１Ａに示す配線基板のＸ３－Ｘ３断面図である。 本開示の第１実施形態に係る配線基板を備えた電子部品実装用パッケージおよび電子モジュールの分解斜視図である。

＜配線基板の構成＞
以下、本開示のいくつかの例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、配線基板、配線基板を用いた電子部品実装用パッケージ、および電子モジュールは、いずれの方向が上方もしくは下方とされてもよいが、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側を上方とする。以下において、第１方向とは、例えば、図面でいうｘ方向を指す。また、本開示においては、平面視は平面透視を含む概念である。

＜第１実施形態＞
図１～図６を参照して、本開示の第１実施形態に係る配線基板１０１ａについて説明する。
配線基板１０１ａは、少なくとも第１絶縁層１と、第２絶縁層２と、第１線路導体５１と、第２線路導体５２と、を備えている。また、配線基板１０１ａは、更に第３線路導体５３、一対の第４線路導体５４、一対の第５線路導体５５、絶縁膜７、第３絶縁層３、接地導体層６を備えていてもよい。

第１絶縁層１は、図１および図２に示すように、第１上面１１と、第１下面１２と、第１上面１１に開口を有する１つまたは複数の開口部１３と、を有している。第１絶縁層１の材料としては、例えば、酸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、窒化アルミニウム質焼結体または窒化珪素質焼結体等のセラミック材料や、ガラスセラミック材料などの誘電体材料を用いることができる。
また、第１絶縁層１は、複数の絶縁層が積層された構成であっても良い。第１絶縁層１は、例えば、平面視において、矩形状であり、大きさが４ｍｍ×４ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが１ｍｍ～１０ｍｍであってもよい。

第２絶縁層２は、第２上面２１および第２下面２２を有している。図１および図２に示すように、第２上面２１は、第１絶縁層１の第１下面１２に重なって位置している。第２絶縁層２の材料としては、第１絶縁層１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば、前述した第１絶縁層１と同様の材料を用いることができる。第２絶縁層２は、複数の絶縁層が積層された構成であっても良い。第２絶縁層２は、例えば平面視において、矩形状であり、大きさが４ｍｍ×４ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが１ｍｍ～１０ｍｍである。第２絶縁層２の厚みは、第１絶縁層１の厚みと同じであっても異なっていてもよい。

第１線路導体５１は、図１および図３Ｂに示すように、第２絶縁層２の第２上面２１に位置しており、一実施形態においては、第１方向に延びている。第１線路導体５１の材料としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料が挙げられる。また、第１線路導体５１は、第２上面２１に金属ペーストを焼結して形成されてもよいし、蒸着法またはスパッタ法などの薄膜形成技術を用いて形成されてもよい。また、第１線路導体５１の表面には、ニッケルめっきや金めっきなどの金属めっきが形成されてもよい。第１線路導体５１は、例えば、幅が０．０５ｍｍ～２ｍｍで、長さが、１．５ｍｍ～２５ｍｍである。第１線路導体５１の厚みは、例えば、０．０１～０．１ｍｍである。なお、ここでいう第１線路導体５１の幅、長さ、厚みとは、それぞれ、第１線路導体５１のｙ方向における寸法、ｘ方向における寸法、ｚ方向における寸法とすることができる。後述する第２線路導体５２、第３線路導体５３の幅／長さ／厚みも同じく定義することができる。

第２線路導体５２は、図１および図３Ｂに示すように、第２絶縁層２の第２上面２１に位置するとともに、第１線路導体５１と間隔を空けて、第１線路導体５１に沿って延びている。つまり、第２線路導体５２は、第１線路導体５１と並行に延びており、一実施形態においては第１方向に延びている。第２線路導体５２の材料としては、第１線路導体５１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば、前述した第１線路導体５１の材料と同様の材料が挙げられる。また、第２線路導体５２は、上述した第１線路導体５１と同様の手法によって形成されてもよい。第２線路導体５２は、例えば、幅が０．０５ｍｍ～２ｍｍで、長さが、１．５ｍｍ～２５ｍｍである。第２線路導体５２の厚みは、例えば、０．０１～０．１ｍｍである。

第１線路導体５１および第２線路導体５２の少なくとも一方は信号配線である。つまり、第１線路導体５１および第２線路導体５２の一方は接地配線であってもよい。また、第１線路導体５１および／又は第２線路導体５２は、途中で湾曲していてもよい。第１線路導体５１および／又は第２線路導体５２は、途中で幅が変化していてもよい。後述する第３線路導体５３、一対の第４線路導体５４、および一対の第５線路導体５５についても、途中で湾曲したり、幅が変化したりしていてもよい。
一実施形態においては、第１線路導体５１および第２線路導体５２は、それぞれが信号を伝送する信号配線であり、差動信号を伝送する一対の差動信号配線である。この場合には、互いに逆向きに電流が流れることにより、磁束が打ち消されるため、高周波信号によるＥＭＩノイズを低減することが可能となり、高周波信号の伝送をより円滑に行うことができる。

前述したように、第１実施形態においては、第３線路導体５３を更に有していてもよい。第３線路導体５３は、図１、図３Ｂおよび図４Ｂに示すように、第２絶縁層２の第２上面２１に位置するとともに、第１線路導体５１と第２線路導体５２との間に間隔を空けて位置し、第１線路導体５１および第２線路導体５２に沿って延びている。すなわち、第３線路導体５３は、第１方向に延びている。第３線路導体５３の材料は、第１線路導体５１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば、前述した第１線路導体５１の材料と同一又は類似の材料が挙げられる。また、第３線路導体５３は、上述した第１線路導体５１と同一又は類似の手法を用いて形成されてもよい。第３線路導体５３は、例えば、幅が０．０５ｍｍ～２ｍｍで、長さが、１．５ｍｍ～２５ｍｍである。第３線路導体５３の厚みは、例えば、０．０１～０．１ｍｍである。第１実施形態においては、第３線路導体５３は接地配線である。

配線基板１０１ａが、第３線路導体５３を備える場合には、第１線路導体５１、第２線路導体５２などの配線に曲げを設けた際に生じる信号の伝送における損失を低減することができる。

平面視において、第２絶縁層２は、図１および図４Ｂに示すように、第１線路導体５１と、第２線路導体５２と、第１線路導体５１と第２線路導体５２の間に位置する領域と、を含む第１領域２２ａを有している。つまり、第１領域２２ａは、第１線路導体５１と、第２線路導体５２と、第１線路導体５１および第２線路導体５２で挟まれる領域と、を有している。第１領域２２ａの外縁は、第１線路導体５１および第２線路導体５２のｙ方向の最も外側における外縁と一致していてもよい。

第１実施形態においては、前述したように、第１絶縁層１は、第１上面１１に開口を有する開口部１３を有する。該開口部１３は、図１および図４Ｂに示すように、平面視において、第１領域２２ａに重なって位置している。開口部１３は、空気あるいは樹脂材料やガラス材料等の誘電体材料で満たされており、第１絶縁層１、第２絶縁層２よりも誘電率が低くなっている。

配線基板１０１ａにおいて、より高周波の信号を伝送するために、第１線路導体５１と第２線路導体５２を、ｘ方向またはｙ方向での断面視において、第１絶縁層１と第２絶縁層２の間に位置する状態とした場合には、各線路導体における反射損失が増加する。つまり、第１線路導体５１と第２線路導体５２を内層配線とした場合には、第１線路導体５１と第２線路導体５２を上下に挟んで位置する第１絶縁層１および第２絶縁層２の誘電率が高いため、インピーダンスが低下する可能性がある。しかし、一実施形態においては、第１絶縁層１に上述した配置の開口部１３が位置していることによって、配線基板１０１ａは、第１線路導体５１、第２線路導体５２において、インピーダンスの低下を低減することが可能となる。そのため、該配線基板１０１ａを用いることにより、高周波信号の伝送における損失を低減可能な電子部品実装用パッケージ１００、および電子モジュール１０を提供することができる。

また、平面視において、第１線路導体５１、第２線路導体５２、第３線路導体５３の間隔を狭くした場合には、インピーダンスの値が低下する可能性が高くなる。しかし、一実施形態においては、第１絶縁層１が、第１領域２２ａと重なる位置に開口部１３を有していることによって、インピーダンスの低下を低減することが可能となる。そのため、開口部１３がない場合と比較して、インピーダンスの低減を図りつつ、第１線路導体５１、第２線路導体５２、第３線路導体５３を近づけて設けることが可能となるため、配線基板１０１ａにおけるインピーダンスの低減および小型化の両方を実現することができる。また、信号の伝送における損失を低減できるとともに、クロストークが発生する可能性を低減できる。

開口部１３の形状について説明する。開口部１３は、図５Ａに示すように、第１上面１１から第１下面１２にかけて貫通していてもよい。また、開口部１３は、図４Ａに示すように、平面視において、例えば円形状であり、直径が０．０５ｍｍ～２ｍｍで、高さが０．０５ｍｍ～５ｍｍである。なお、開口部は、平面視において、楕円形状、正方形状、角部が丸い矩形状であってもよい。

開口部１３が、第１上面１１から第１下面１２にかけて貫通している場合には、開口部１３が第１上面１１に開口を有する凹部形状である場合と比較して、信号線となる第１線路導体５１上および／または第２線路導体５２上に、誘電率の高い第１絶縁層１が位置していないため、更にインピーダンスの低下を低減することが可能となる。

図５Ｂは、一実施形態における開口部１３の変形例１（開口部１３Ｘ）の形状を、図５Ｃは、一実施形態における開口部１３の変形例２（開口部１３Ｙ）の形状を、それぞれ説明する図である。図５Ｂおよび図５Ｃは、図４ＡのＸ１－Ｘ１断面図に対応する図である。開口部１３は、図５Ｂに示すように、ｘ方向またはｙ方向での断面視において、側壁がテーパ状である。このような形状の開口部１３であっても上記効果を奏する。また、開口部１３が、図５Ｃのような形状である場合には、第１線路導体５１および第２線路導体５２が露出していないため、配線上に金属めっきを設ける必要がなく、金属めっきによる接続不良の発生を低減できる。また、開口部１３は、ｘ方向またはｙ方向での断面視において、側壁が逆テーパ状および階段形状であってもよい。また、開口部１３は、図５Ｃに示すように、第１下面１２まで貫通しているものではなく、第１上面１１に開口を有する凹部形状であってもよい。このような形状の開口部１３であっても上記効果を奏する。また、このような形状の開口部１３は、開口部１３が第１絶縁層１を貫通している場合と比較して、第１線路導体５１上、第２線路導体５２上に第１絶縁層１が残るため第１線路導体５１、第２線路導体５２のそれぞれが短絡してショートする可能性を低減することができる。

次に開口部１３の配置について説明する。平面視において、開口部１３は、第１領域２２ａのうち、少なくとも第１線路導体５１と第２線路導体５２との間に位置していてもよい。
また、平面視において、開口部１３は、第１領域２２ａのうち、少なくとも第１線路導体５１および第２線路導体５２と重なって位置していてもよい。この場合には、ｘ方向またはｙ方向での断面視において、第１線路導体５１上および第２線路導体５２上に位置する誘電率の高い第１絶縁層１を減らすことができるため、更にインピーダンスの低下を低減することが可能となる。

また、第１絶縁層１は、図１、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂに示すように、第１線路導体５１および第２線路導体５２の延びる方向、具体的には、第１方向に沿って位置する複数の開口部１３を有していてもよい。この場合には、各線路導体の外縁に沿った形状の開口部１３を１つのみ設ける場合と比較して、製造時に開口部１３を設けることが容易になり、未焼成段階のセラミックグリーンシートが破損する可能性を低減できる。また、効率的にインピーダンスの低下を低減することができる。

一実施形態においては、上述したように、更に一対の第４線路導体５４、一対の第５線路導体５５、絶縁膜７、第３絶縁層３、接地導体層６を備えていてもよい。

一対の第４線路導体５４は、第２絶縁層２の第２上面２１に位置し、第１線路導体５１および第２線路導体５２の両側に間隔を空けるとともに、第１線路導体５１に沿って延びている。つまり、一対の第４線路導体５４は、第１線路導体５１と並行に延びており、一実施形態においては第１方向に延びている。一対の第４線路導体５４の材料としては、第１線路導体５１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば、前述した第１線路導体５１の材料と同様の材料が挙げられる。また、一対の第４線路導体５４は、上述した第１線路導体５１と同一又は類似の手法によって形成されてもよい。一対の第４線路導体５４のそれぞれは、例えば、幅が０．０５ｍｍ～２ｍｍで、長さが、１．５ｍｍ～２５ｍｍである。一対の第４線路導体５４のそれぞれの厚みは、例えば、０．０１～０．１ｍｍである。

配線基板１０１ａが、一対の第４線路導体５４を備えている場合には、高周波信号を伝送する際の電界分布が所望の範囲より広がることによって生じるクロストークや共振が発生する可能性を低減することができる。
配線基板１０１ａが、一対の第４線路導体５４を備える場合、第１線路導体５１および第２線路導体５２のそれぞれが、一対の差動信号配線であってもよい。
また、配線基板１０１ａが、第３線路導体５３を備えている場合には、第１線路導体５１および第２線路導体５２は、それぞれが信号線であり、第３線路導体５３を接地配線、一対の第４線路導体５４を接地配線とすることができる。

一対の第５線路導体５５は、第１絶縁層１の第１上面１１に位置し、平面透視において、一対の第４線路導体５４と重なって位置している。一対の第５線路導体５５の材料としては、第１線路導体５１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば、前述した第１線路導体５１の材料と同一の材料が挙げられる。また、一対の第５線路導体５５は、上述した第１線路導体５１と同様の手法によって形成されてもよい。一対の第５線路導体５５のそれぞれは、例えば、幅が０．０５ｍｍ～２ｍｍで、長さが、１．５ｍｍ～２５ｍｍである。一対の第５線路導体５５のそれぞれの厚みは、例えば、０．０１～０．１ｍｍである。
配線基板１０１ａが、一対の第５線路導体５５を備えている場合には、高周波信号を伝送する際の電界分布が所望の範囲より広がることによって生じるクロストークや共振が発生する可能性を低減することができる。

接地導体層６は、第２絶縁層２の第２下面２２に位置している。接地導体層６の材料は、例えば、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料であり、表面にニッケルめっきや金めっきが施されていてもよい。配線基板１０１ａが、接地導体層６を備えている場合には、電解結合を強くすることができるため、高周波信号を伝送する際の電界分布が所望の範囲より広がることによって生じるクロストークや共振が発生する可能性を低減することができる。

第３絶縁層３は、接地導体層６の下側に位置している。第３絶縁層３の材料としては、第１絶縁層１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば、前述した第１絶縁層１と同様の材料を用いることができる。第３絶縁層３は、複数の絶縁層が積層された構成であっても良い。第３絶縁層３は、例えば平面視において、矩形状であり、大きさが４ｍｍ×４ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが１ｍｍ～１０ｍｍである。

一対の第４線路導体５４、一対の第５線路導体５５、接地導体層６のそれぞれは、ビア等を介して電気的に接続されていてもよい。この場合には、接地電位を強化することが可能となり、高周波信号を伝送する際の電界分布が所望の範囲より広がることによって生じるクロストークや共振が発生する可能性を低減することができる。

一対の第４線路導体５４、一対の第５線路導体５５、接地導体層６のそれぞれを電気的に接続するビアは、例えば、以下のように形成することができる。まず、第１絶縁層１、第２絶縁層２の未焼成段階のセラミックグリーンシートのそれぞれに貫通孔を設けておいて、貫通孔内に一対の第４線路導体５４、一対の第５線路導体５５、接地導体層６と同一又は類似の金属材料の金属ペーストを充填する。金属ペーストが充填された貫通孔を有するそれぞれのセラミックグリーンシートを積層するとともに圧着し、同時焼成することによってビアを設けることができる。なお、上述した貫通孔は、例えば金属ピンを用いた機械的な打ち抜き加工、またはレーザー光を用いた加工等の孔あけ加工によって形成することができる。

最後に、図６を用いて、第１実施形態に係る配線基板１０１ａの変形例について説明する。第１実施形態において、配線基板１０１ａは、図６に示すように、第１線路導体５１上、第２線路導体５２上に、絶縁膜７を備えていてもよい。絶縁膜７の材料としては、セラミック（例えばアルミナコート）または樹脂などが挙げられる。絶縁膜７は、第１線路導体５１上および第２線路導体５２上にスクリーン印刷により設けることができる。特に、開口部１３が、第１上面１１から第２下面２２にかけて貫通している場合において、絶縁膜７を設けることで、第１線路導体５１、第２線路導体５２のそれぞれが短絡してショートする可能性を低減できる。

また、図６に示すように、配線基板１０１ａが、第３線路導体５３を備えている場合には、第１線路導体５１上、第２線路導体５２上および第３線路導体５３上に、絶縁膜７を備えていてもよい。このような構成により、第１線路導体５１、第２線路導体５２および第３線路導体５３のそれぞれが短絡してショートする可能性を低減することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図７Ａ、図７Ｂおよび図８Ａ、図８Ｂを参照して、本開示の第２実施形態に係る配線基板１０１ｂについて説明する。なお、以下では、第２実施形態の構成のうち、第１実施形態の構成と異なるものについてのみ説明し、それ以外の構成については、第１実施形態と同様の符号を付すとともに説明を省略する。

第２実施形態に係る配線基板１０１ｂは、第１実施形態に対して、開口部１３の形状が異なる。すなわち、第２実施形態において、開口部１３は、図７Ａ、図７Ｂおよび図８Ａに示すように、第１開口部１３１および第２開口部１３２を有していてもよい。より具体的には、図７Ｂに示すように、平面視において、第１開口部１３１は、第１線路導体５１と重なって位置しており、第２開口部１３２は、第２線路導体５２と重なって位置している。このような構成により、第１線路導体５１および第２線路導体５２のそれぞれが信号を伝送する信号配線であり、差動信号を伝送する一対の差動信号配線である場合において、更に効率的にインピーダンスの低下を低減することができる。

第１開口部１３１の形状は、第２開口部１３２の形状と同じであっても異なっていてもよい。第１開口部１３１の形状および第２開口部１３２の形状は、配線基板１０１ｂにおいて求められるインピーダンスの値に応じて変更することができる。
また、複数の第１開口部１３１のそれぞれの形状は、全て同じ形状である必要はない。また、複数の第２開口部１３２のそれぞれの形状は、全て同じ形状である必要はない。
ｙ方向において、隣り合う第１開口部１３１と第２開口部１３２の形状は同じであってもよい。この場合、第１線路導体５１および第２線路導体５２におけるインピーダンスの値を揃えることが容易になる。

なお、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、配線基板１０１ｂは、図８Ｂに示すように、第１領域２２ａ上に絶縁膜７を備えていてもよい。第２実施形態においては、第３線路導体５３の上には第１絶縁層１が位置しているため、絶縁膜７は、第１線路導体５１上、第２線路導体５２上に位置しており、第３線路導体５３上には位置していない。

＜第３実施形態＞
次に、図９Ａ～図９Ｃを参照して、本開示の第３実施形態に係る配線基板１０１ｃについて説明する。なお、以下では、第３実施形態の構成のうち、第１実施形態の構成と異なるものについてのみ説明し、それ以外の構成については、第１実施形態と同様の符号を付すとともに説明を省略する。

第３実施形態に係る配線基板１０１ｃは、第１実施形態に対して、後述する凹部２３を更に有する点において異なる。すなわち、第３実施形態において、第２絶縁層２は、図９Ａに示すように、第２上面２１に開口を有する１つまたは複数の凹部２３を有していてもよい。具体的には、凹部２３は、図９Ａに示すように、第１線路導体５１と第２線路導体５２の間に位置している。

凹部２３は、空気あるいは樹脂材料やガラス材料等の誘電体材料で満たされており、第１絶縁層１、第２絶縁層２よりも誘電率が低くなっている。なお、第３実施形態においては、第２絶縁層２の凹部２３は、平面視において、第１絶縁層１の開口部１３と重なって位置しているが、凹部２３の位置はこれに限られない。第２絶縁層２の凹部２３が、平面視において、第１絶縁層１の開口部１３と重なって位置している場合には、凹部２３が開口部１３と重なって位置していない場合と比較して、誘電率の調整が容易になり、インピーダンスの低下を低減することができる。

また、凹部２３は、平面視において、例えば円形状であり、直径が０．０５ｍｍ～２ｍｍで、高さが０．０５ｍｍ～５ｍｍであってもよい。凹部２３は、平面視において、楕円形状、正方形状、角部が丸い矩形状であってもよい。また、凹部２３は、ｘ方向またはｙ方向での断面視において、テーパ状、逆テーパ状および階段形状であってもよい。また更に、図９Ｂおよび図９Ｃは、第３実施形態における凹部２３の変形例を示す図である。該図に示すように、凹部２３は、第２絶縁層２の第２上面２１から第２下面２２にかけて貫通して位置していてもよいし、凹部２３は、第１線路導体５１と第２線路導体５２の間に複数位置していてもよい。凹部２３が、第２絶縁層２を貫通している場合には、第１線路導体５１と第２線路導体５２の間に位置する、第２絶縁層２を少なくすることができるので、貫通していない場合と比較して、更にインピーダンスの低下を低減することができる。

配線基板１０１ｃにおいて、より高周波の信号を伝送するために、第１線路導体５１と第２線路導体５２を内層配線とした場合には、第１線路導体５１と第２線路導体５２を上下に挟んで位置する第１絶縁層１および第２絶縁層２の誘電率が高いため、インピーダンスが低下する。しかし、第３実施形態のように凹部２３を設けることによって、配線基板１０１ｃは、第１線路導体５１、第２線路導体５２または第３線路導体５３において、インピーダンスの低下を低減することが可能となり、更には高周波信号の伝送における損失を低減可能な電子部品実装用パッケージ１００、および電子モジュール１０を提供することができる。

また、平面視において、第１線路導体５１、第２線路導体５２または第３線路導体５３のそれぞれの間隔を狭くした場合には、インピーダンスの値が低下しやすくなる。このため、第１領域２２ａに凹部２３が設けられていることによって、インピーダンスの低下を低減することが可能となる。また、凹部２３がない場合と比較して、第１線路導体５１、第２線路導体５２、第３線路導体５３を近づけて設けることが可能となるため、配線基板１０１ｃの小型化を実現することができる。

＜第４実施形態＞
次に、図１０および図１１Ａ、図１１Ｂを参照して、本開示の第４実施形態に係る配線基板１０１ｄについて説明する。なお、以下では、第４実施形態の構成のうち、第１実施形態の構成と異なるものについてのみ説明し、それ以外の構成については、第１実施形態と同様の符号を付すとともに説明を省略する。

第４実施形態に係る配線基板１０１ｄは、第１実施形態に対して、後述する第４絶縁層４を更に有する点において異なる。
第４絶縁層４は、図１０および図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、第１絶縁層１の第１上面１１に位置している。第４絶縁層４の材料としては、第１絶縁層１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば、前述した第１絶縁層１と同一の材料を用いることができる。第４絶縁層４は、複数の絶縁層が積層された構成であっても良い。第４絶縁層４は、例えば、平面視において、矩形状であり、大きさが４ｍｍ×４ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが１ｍｍ～１０ｍｍである。

配線基板１０１ｄが、更に第４絶縁層４を備えている場合には、第４絶縁層４の上面に更に配線を設けることができる。また、このような配線基板１０１ｄは、枠体１０３とともに基板１０２の上面の外縁を囲むように配置される場合には、第４絶縁層４の上面にシールリング１０５または蓋体１０６を設けることができる。

＜配線基板の製造方法＞
ここで、本開示の一実施形態に係る配線基板１０１ａの製造方法を説明する。なお、本開示の実施形態に係る配線基板１０１ａの製造方法は、以下の実施形態に限定されるものではなく、例えば、３Ｄプリンターを用いて製造してもよい。

（１）まず、複数のグリーンシートを形成する。具体的には、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化ケイ素、炭化ケイ素または酸化ベリリウムなどのセラミック粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得て、混合物を層状に形成して複数のグリーンシートを作製する。次いで、前述の複数のグリーンシートを金型等によって加工し、平面視において、第１絶縁層１、第２絶縁層２、第３絶縁層３のそれぞれの外形に形成された複数のグリーンシートを準備する。また、本開示における第４実施形態のように、第４絶縁層４を有する配線基板を形成する場合には、第４絶縁層の外形に形成されたグリーンシートを更に用意する。次に、金型またはレーザー等を用いて、第１絶縁層１となるグリーンシートに開口部１３を設ける。なお、凹部２３を有する配線基板を形成する場合には、開口部１３と同様に、第２絶縁層２となるグリーンシートに凹部２３を設ける。

開口部１３が、第１絶縁層１を貫通していない場合には、貫通孔が設けられたグリーンシートと貫通孔が設けられていないグリーンシートを積層することで第１絶縁層１とすることができる。また、凹部２３が、第２絶縁層２を貫通していない場合にも、第１絶縁層１の開口部１３と同様の方法で作成することができる。第１絶縁層１の開口部１３が第１絶縁層１を貫通している場合には、開口部１３は、第１絶縁層１の外形に形成されたグリーンシートに金型を用いて打ち抜いて設けてもよいし、レーザー等を用いて設けてもよい。この工程において、第１絶縁層１、第２絶縁層２、第３絶縁層３、第４絶縁層４のそれぞれの外形のグリーンシートに、金型またはレーザー等を用いてビア等となる貫通孔を形成してもよい。

（２）タングステンまたはモリブデンなどの高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤などを添加混合して金属ペーストを準備する。次いで、第１絶縁層１、第２絶縁層２、第３絶縁層３、第４絶縁層４のそれぞれの外形に形成された複数のグリーンシートに、金属ペーストを所定のパターンに印刷し、第１線路導体５１、第２線路導体５２、第３線路導体５３、一対の第４線路導体５４、一対の第５線路導体５５を形成する。なお、金属ペーストは、各絶縁層との接合強度を高めるために、ガラスまたはセラミックスを含んでいても構わない。また、前述の工程で作成したビア等となる貫通孔内に、金属ペーストを充填することによって、ビア等を形成できる。

（３）次に、接地導体層６の作成方法について説明する。接地導体層６が、例えば、タングステンやモリブデン、マンガン等の高融点の金属からなるメタライズ層からなる場合であれば、次のようにして形成することができる。すなわち、まず高融点の金属の粉末を有機溶剤およびバインダーとともによく混ざるように練って作製した金属ペーストを、第２絶縁層２の下面もしくは第３絶縁層３の上面となるセラミックグリーンシートの所定部位にスクリーン印刷等の方法で印刷する。

（４）第１絶縁層１、第２絶縁層２、第３絶縁層３、第４絶縁層４のそれぞれの外形に形成された複数のグリーンシートの外縁部と、接地導体層６の外縁部が一致するように積層し、グリーンシート積層体を形成する。なお、グリーンシート積層体を形成した後に、金属ペーストを所定のパターンに印刷し、一対の第５線路導体５５やその他の配線を形成してもよい。

（５）グリーンシート積層体を焼成することによって、複数のグリーンシートを焼結させて、配線基板１０１ａを得る。

＜電子部品実装用パッケージの構成＞
図１２に示すように、電子部品実装用パッケージ１００は、配線基板１０１ａと、基板１０２と、枠体１０３と、を備えている。枠体１０３は、基板１０２の上面に接合され、配線基板１０１ａは、枠体１０３に固定されている。

基板１０２は、上面を有している。基板１０２は、例えば、平面視において、四角形状であり、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが０．５ｍｍ～２０ｍｍである。基板１０２の材料としては、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金が挙げられる。この場合、基板１０２は、１枚の金属板または複数の金属板を積層させた積層体であっても良い。また、基板１０２の材料が、上記金属材料である場合には、酸化腐食を低減するために、基板１０２の表面には、電気めっき法または無電解めっき法を用いて、ニッケルまたは金等の鍍金層が形成されていてもよい。また、基板１０２の材料は、絶縁材料であって、例えば、酸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、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミック材料であってもよい。

枠体１０３は、基板１０２の上面に位置し、平面視において、内部に位置する電子部品１０４を保護している。つまり、平面視において、枠体１０３は、電子部品１０４を取り囲むように位置している。また、枠体１０３は、基板１０２の上面の外縁に沿って位置していてもよいし、基板１０２の上面の外縁よりも内側に位置していてもよい。また、枠体１０３は、基板１０２の上面の外縁の全てを囲っていなくてもよい。つまり、図１２に示すように、一実施形態においては、基板１０２の上面の外縁のうち１辺には枠体１０３が位置していない。枠体１０３と配線基板１０１ａによって、基板１０２の上面の外縁が囲まれている。

枠体１０３の材料は、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金であってもよい。また、枠体１０３の材料は、絶縁材料であって、例えば、酸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、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミック材料であってもよい。

枠体１０３は、ろう材等を介して基板１０２に接合することができる。なお、ろう材の材料は、例えば、銀、銅、金、アルミニウムまたはマグネシウムであり、ニッケル、カドミウムまたはリンなどの添加物を含有させてもよい。

＜電子モジュールの構成＞
図１２に示すように、電子モジュール１０は、電子部品実装用パッケージ１００と、電子部品１０４と、蓋体１０６と、を備えている。また、電子モジュール１０は、シールリング１０５を備えていてもよい。

電子部品１０４は、例えば、光信号を電気信号に変換または電気信号を光信号に変換するなど信号の処理を行う部品であってもよい。電子部品１０４は、基板１０２の上面に位置し、電子部品実装用パッケージ１００に収納されている。
電子部品１０４としては、例えば、半導体レーザー（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）または、フォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）等の光半導体素子、半導体集積回路素子および光センサ等のセンサ素子が挙げられる。電子部品１０４は、例えばガリウム砒素または窒化ガリウムなどの半導体材料によって形成できる。

蓋体１０６は、枠体１０３上に、電子部品実装用パッケージ１００の内部を覆って位置し、枠体１０３とともに電子部品１０４を保護する。蓋体１０６は、例えば、平面視において、四角形状であり、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが０．５ｍｍ～２ｍｍである。蓋体１０６の材料としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデンまたはタングステンなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を複数組み合わせた合金などが挙げられる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって、蓋体１０６を構成する金属部材を作製することができる。

シールリング１０５は、蓋体１０６と枠体１０３を接合する機能を有する。シールリング１０５は枠体１０３上に位置しており、平面視において電子部品１０４を取り囲んでいる。シールリング１０５の材料としては、例えば、鉄、銅、銀、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデンまたはタングステンなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を複数組み合わせた合金などが挙げられる。なお、枠体１０３上にシールリング１０５を設けない場合には、蓋体１０６は、例えば、半田、ろう材、ガラスまたは樹脂接着材などの接合材を介して接合されてもよい。

なお、本開示は上述の実施形態、変形例、および実施例に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。
また、各実施形態における特徴部の種々の組み合わせは上述の実施形態の例に限定されるものでない。また、各実施形態同士の組み合わせも可能である。

本開示は、配線基板、配線基板を用いた電子部品実装用パッケージ、および電子モジュールとして利用できる。

１ 第１絶縁層
１１ 第１上面
１２ 第１下面
１３Ｘ～Ｙ 開口部
１３１ 第１開口部
１３２ 第２開口部
２ 第２絶縁層
２１ 第２上面
２２ 第２下面
２２ａ 第１領域
２３ａ～ｂ 凹部
３ 第３絶縁層
４ 第４絶縁層
５１ 第１線路導体
５２ 第２線路導体
５３ 第３線路導体
５４ 一対の第４線路導体
５５ 一対の第５線路導体
６ 接地導体層
７ 絶縁膜
１０ 電子モジュール
１００ 電子部品実装用パッケージ
１０１ａ～ｄ 配線基板
１０２ 基板
１０３ 枠体
１０４ 電子部品
１０５ シールリング
１０６ 蓋体

Claims (15)

1. 第１上面と、第１下面と、前記第１上面に開口を有する１つまたは複数の開口部と、を有する第１絶縁層と、
   第２上面および第２下面を有し、前記第２上面が前記第１下面に重なる第２絶縁層と、前記第２上面に位置する第１線路導体と、
   前記第２上面に前記第１線路導体と間隔を空けて位置するとともに、前記第１線路導体に沿って延びる第２線路導体とを備え、
   前記第１線路導体と前記第２線路導体は、一対の差動信号配線であり、
   平面視において、前記第２絶縁層は、前記第１線路導体と、前記第２線路導体と、前記第１線路導体と前記第２線路導体の間に位置する領域と、を含む第１領域を有し、
   前記第１線路導体および前記第２線路導体が延びる方向を第１方向、前記第１方向に交差する方向を第２方向とした場合、平面視において、前記開口部は、前記第２方向において前記第１線路導体から前記第２線路導体にかけて連続して設けられ、前記第１領域における前記第１線路導体の一部および前記第２線路導体の一部と重なって位置している、配線基板。
2. 前記開口部は、前記第１上面から前記第１下面にかけて貫通している、請求項１に記載の配線基板。
3. 平面視において、前記開口部は、前記第１線路導体と前記第２線路導体との間に位置している、請求項１または２に記載の配線基板。
4. 平面視において、前記第１絶縁層は、前記第１方向に沿って並んで位置する複数の前記開口部を有している、請求項１または２に記載の配線基板。
5. 平面視において、前記第２絶縁層は、前記第１線路導体と前記第２線路導体の間に、前記第２上面に開口を有する１つまたは複数の凹部を更に備えている、請求項１または２に記載の配線基板。
6. 前記第１線路導体上および前記第２線路導体上に、絶縁膜を更に備えている、請求項１または２に記載の配線基板。
7. 前記第２上面に、前記第１線路導体と前記第２線路導体との間に且つ前記第１線路導体および前記第２線路導体とそれぞれ間隔を空けて位置するとともに、前記第１線路導体および前記第２線路導体に沿って延びる第３線路導体を更に備え、
   前記第３線路導体は、接地配線であり、
   前記第１線路導体および前記第２線路導体は信号配線である、請求項１または２に記載の配線基板。
8. 前記第１線路導体上、前記第２線路導体上および前記第３線路導体上に、絶縁膜を更に備えている、請求項７に記載の配線基板。
9. 前記第２上面に、前記第１線路導体および前記第２線路導体を挟むように前記第１線路導体および前記第２線路導体とそれぞれ間隔を空けて位置するとともに、前記第１線路導体および前記第２線路導体に沿って延びる一対の第４線路導体を更に備えており、
   前記一対の第４線路導体は、接地配線である、請求項１または２に記載の配線基板。
10. 前記第１上面に位置する一対の第５線路導体を更に備えており、
    平面視において、前記一対の第５線路導体は、前記一対の第４線路導体と重なって位置する接地配線である、請求項９に記載の配線基板。
11. 前記第２下面に位置する接地導体層と、
    前記接地導体層の下側に位置する第３絶縁層と、を更に備えている、請求項１または２に記載の配線基板。
12. 前記第１上面に位置する第４絶縁層を更に備えている、請求項１または２に記載の配線基板。
13. 平面視において、前記開口部の形状は、円形状または楕円形状または角部が丸い矩形状である、請求項１または２に記載の配線基板。
14. 基板と、
    前記基板の上面に接合された枠体と、
    前記枠体に固定された請求項１または２に記載の配線基板と、を備えている、電子部品実装用パッケージ。
15. 請求項１４に記載の電子部品実装用パッケージと、
    前記基板の前記上面に位置し、前記電子部品実装用パッケージの前記配線基板と電気的に接続された電子部品と、
    前記枠体上に位置し、前記電子部品実装用パッケージの内部を覆って位置する蓋体と、を備えている、電子モジュール。