(57)【要約】【課題】アルミニウム化成箔シートに電解コンデンサ部と配線パターンをコンデンサの電気特性を劣化させずに分離独立に形成することができる部品内蔵基板の製造方法を提供する。【解決手段】アルミ化成箔シート上に固体電解コンデンサ２２を形成する前に、予めアルミ化成箔の片面をレーザー装置や金型等の乾式機械工にて分離分割用溝３を形成し、更に同一面に保護用絶縁材料４をシートの補強材を兼ねて形成した後に、固体電解コンデンサ２２を形成し、次に裏面表面からアルミ化成箔を溝３の底部が露出するまで削り、固体電解コンデンサ２２と配線パターン２１を電気的に分離独立させてアルミ化成箔シート上に形成する。【選択図】図１
2010171304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片面に多孔質状態を形成したアルミ化成箔シート上に導電性高分子を用いたアルミ固体電解コンデンサを内蔵する部品内蔵基板において、前記部品内蔵基板内に任意の部分に独立した前記コンデンサ部を形成する場合に、前記アルミ化成箔シート上に任意の部分にコンデンサ部と配線パターンを形成する分離境界部に予め溝加工する第１工程と、前記溝加工されたアルミ化成箔にアルミ固体電解コンデンサ部や取り出し電極部等のアルミ化成箔シートの露出を必要とする部分を除く部分に絶縁材料で保護コートパターンを形成する第２工程と、前記アルミ化成箔シート上に保護コートパターンで区切られたコンデンサ部分に化学重合や電解重合又は固体電解コンデンサ部を形成する第３工程と、前記アルミ化成箔シートにおいて分割溝を形成した面とは逆面から、アルミ化成箔の表面を面方向に均一な厚みになるように徐々に除去して、前記分離境界部とした溝加工した底部まで浸透した保護コート材料が少なくとも露出し、分離した部分同士の電気的絶縁性を確保できるまで表面除去を行う第４工程と前記形成した固体電解コンデンサと配線パターンに外部回路に電気的接続を可能とする取出し電極を形成する第５工程とを有する製造工程を用いることで、アルミ化成箔シート上に所望のサイズに任意の場所に電気的に独立したコンデンサ部と配線パターンを形成したことを特徴とする部品内蔵基板の製造方法。
【請求項２】
前記アルミ化成箔として、両面多孔質部を形成したものを使用する請求項１に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項３】
前記アルミ化成箔として、固体電解コンデンサを形成する面の逆面に前記溝加工する前に耐熱基材を貼りつけたものを使用する請求項１に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項４】
前記アルミ化成箔シートに形成した固体電解コンデンサのアルミ化成箔の多孔質部に陽極電気取出し電極を形成する請求項１に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項５】
前記アルミ化成箔シートに形成した固体電解コンデンサのアルミ化成箔の多孔質部に陽極電気取出し電極を形成する部分に予め貫通孔を設けた請求項４に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれかひとつに記載のアルミ化成箔に所望の形状の固体電解コンデンサと配線パターンとを形成したシート及びプリント回路基板を構成するビアと配線パターンとを備えた電気絶縁性基材とを少なくともそれぞれ１層ずつを用いて積層一体化し、電気的接続を得ることにより、アルミ化成箔で形成した固体電解コンデンサを内蔵した部品内蔵基板の製造方法。
【請求項７】
前記請求項１の第１工程において、前記アルミ化成箔の溝加工する場合にレーザーの溝加工や金型のスリット加工の乾式加工方法を用いた請求項１または請求項６に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項８】
前記請求項１の第４工程の固体電解コンデンサ形成面とは逆面からアルミ化成箔の表面を徐々に除去する方法として、ストレートバフタイプのバフ研磨機を用いた請求項１または請求項６に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路基板の任意の場所にコンデンサを内蔵したものであって、部品内蔵基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に用いられるＬＳＩは高速化・低電圧化が進んでいる。ＬＳＩが高速動作すると電源電圧の変動が起きやすくなり、配線の抵抗や寄生インダクタンス等の影響で電圧降下が生じ、半導体が誤動作しやすくなる。そのため、一般的にＬＳＩの電源とグランド間には安定した電源の供給と半導体からの高周波ノイズの除去を目的とし、コンデンサが接続されている。
【０００３】
また、電子機器の多機能化により、ＬＳＩにおいては複数の電源を必要とするものが増加している。例えば、ディジタル回路とアナログ回路とが混載されるようになっている。このようなＬＳＩは、ディジタル回路用電源とアナログ回路用電源を分離し、回路ごとに複数の電源を外部から供給することによって、アナログ回路がディジタル回路から受けるノイズの影響を低減している。このようなＬＳＩの変化に伴い、ＬＳＩを実装する回路基板の設計も電源層を電圧の異なる複数の電源に分離されたレイアウトが行われている。そのため、プリント回路基板の電源およびグランド層も配線層と同様に複雑な形状が形成できることが求められている。
【０００４】
このような背景から、現在では電子機器の軽薄短小化の要求に伴い、プリント回路基板にコンデンサを内蔵した構造のものも開発されている（特許文献１参照）。この特許では、アルミニウム等の金属板からなるコア基材をドリル等を用いて加工し、アルミ板が陽極となり、アルミ板表面に形成された表面酸化物（アルミナ）を誘電体とし、陰極となる導体層との間にコンデンサを形成・内蔵する印刷配線板の提案がなされている。しかし、前記提案において、上述した導体層とアルミ板の間にコンデンサを形成する方法では、陽極となるアルミ板を分割できないためアルミ板全体が同じ電位となる。そのため、一つの電源とＧＮＤ間のみにしかコンデンサを形成できず、複数の電源を有するＬＳＩに対応できないという課題があり、アルミ板をフォトリソ工程でウエットエッチングにより、コンデンサ部を電気的に分割する方法も検討されている。ここで従来工法としてアルミ板として、高容量を得ることが可能なアルミ化成箔を使用した固体電解コンデンサのフォトリソ工程の課題点について、図８を用いて説明する。図８の（ａ）〜（ｅ）は片面にアルミ化成箔をフォトレジスト材料を用いたウエットプロセスであるフォトエッチング工程の断面図である。アルミ化成箔は、アルミ金属箔に電気化学的に粗面化し、表面積を数百倍以上にし、その表面に誘電体となるアルミ酸化膜を電気化学的に緻密な膜を生成したもので、図８の（ａ）のようにアルミ金属箔のプレート２部と多孔質部１を形成した部分に分けられる。次に図８の（ｂ）のようにアルミ化成箔の多孔質部１上にフォトレジスト８１を形成した状態である。次に図８の（ｃ）の様に所望のコンデンサ形状と配線パターンを任意の位置に形成するために設計されフォトマスクを利用して、フォトレジスト８１を露光してフォトレジストパターン８２を形成する。次に、図８の（ｄ）の様に、アルミ化成箔を市販の混酸エッチング液等を用いて、アルミ化成箔を所望のパターンにウエットエッチングする。次に図８の（ｅ）の様にフォトレジストパターン８２をＤＥＭＳＯやＮＭＰ等の有機溶剤にて除去することで、所望のパターン形状に溝８３の加工ができる。図８の（ａ）〜（ｅ）では、アルミ化成箔からエッチングをしたが、同様にプレート２部から前記溝８３と同じ位置にフォトエッチングすることで分割は可能である。但し、両面にエッチングするとアルミ化成箔のシート状からパターンニングされた部分で個片化脱落してしまうので、片面をエッチングした後には、エッチング面に個片化脱落防止用支持シートなどの個片化したものが固定できるものを貼り付ける必要がある。前記のウエットエッチング工程の課題点について述べる。図８の（ｂ）において、フォトリソレジスト８１はアルミ化成箔の多孔質部１のポーラスな層に十分に充填される必要があるが、図８の（ｅ）の工程でフォトレジスト８１を除去する必要があり、アルミ化成箔の多孔質部１に浸透したフォトレジスト８１は非常に除去しにくいため、フォトレジスト８１の多孔質部１に残渣となる。また、フォトレジスト８１を除去しやすいアルカリ材料を添加した有機溶剤を使用するとフォトレジスト８１の残渣は除去し易いがアルミ化成箔の多孔質部１の表面酸化物である薄いアルミナ誘電体にダメージを与えて、絶縁抵抗劣化などの電気特性を劣化する可能性があり、これらの問題を解決するには非常に時間と労力を要する懸念がある。
【特許文献１】特開２００４−３１６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記アルミ板のコンデンサ部の電気的独立分割する方法として、ウエットエッチングプロセスを用いてパターンニングした場合、前記プロセスに使用される溶液によって、コンデンサの電気特性に影響するアルミ板の表面に形成された酸化アルミニウム膜に悪影響する懸念があり、コンデンサ特性の劣化を防ぐにはコンデンサ部分に当たるアルミ化成箔の多孔質部を保護する工程が必要になる等の課題が生じる。
【０００６】
本発明は、このような課題のもとで考え出されたものであって、アルミ化成箔を所望の任意の場所・形状にコンデンサと配線パターンに分割する手段として、コンデンサの形成前後でコンデンサ部に特性劣化の可能性のある溶液を使ったプロセスを使用しない切断プロセス及びアルミ化成箔を分離分割した時に分割されたものが個片脱落しないようにプロセスの最初から最後までシート状で搬送できる状態で製造できるプロセスを両立させることでアルミ化成箔を用いたコンデンサおよび配線パターンを所望のサイズで任意の場所に形成できると同時に電気的に良好な特性を有するコンデンサを内蔵した部品内蔵基板を形成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、アルミ化成箔をレーザーや金型等の乾式加工設備を用いて所望のコンデンサ用分割パターンを完全に切断せずに予め溝加工することで、シート状態でハンドリングできるようにし、アルミ化成箔の溝加工した面に所望のコンデンサを形成する部分と配線パターンの電気的取出し部分を除く部分と溝部分に保護用絶縁樹脂材料を充填し、溝部に充填された保護用絶縁樹脂材料はアルミ化成箔シートの分割脱落防止の為に補強となり、アルミ化成箔の溝加工面とは逆面をバフ研磨機等の装置で徐々に削り、前記乾式加工設備による加工溝に充填した樹脂が露出して、アルミ化成箔の分割した部分同士が電気的に分離するまで削る。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明の部品内蔵基板は、アルミニウム箔を乾式の溝加工とバフ研磨により、片面ずつ分割加工することで、ウエットエッチング工程等のアルミ化成箔のコンデンサ特性を劣化させる溶液を使用せずに、また、電気的分割されたコンデンサや配線パターンを任意の位置・形状に形成でき、また良好な特性をもつコンデンサを内蔵したプリント回路基板が容易に製造できるという効果を得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１、７、８に記載の発明について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本実施の形態１におけるアルミ化成箔シートを用いてのコンデンサ部と配線部を分離形成したコンデンサ内蔵シートの製造工程である。
【００１１】
図１の（ａ）においてアルミ化成箔は多孔質部１とプレート部２により構成される。前記アルミ化成箔の構成は、前記プレート部２の両側が多孔質部１のものでも良い。前記アルミ化成箔の多孔質部１は、アルミニウム板（一般的な厚みは４０μｍ以上１５０μｍ以内のもの）を電気化学的にエッチングすることで、アルミニウム表面の表面積が数百倍程度まで増加する粗化部を形成する。また、アルミ化成箔は更に電気化学的にアルミニウム表面に誘電体となる緻密な酸化膜層を形成する。前記アルミ化成箔の多孔質部１のコンデンサ部になる部分のプレート部２を陽極として、アルミニウムとその表面の誘電体となる緻密な酸化膜と後述する図１の（ｄ）の導電性高分子材料５を陰極部として高容量且つ良好な電気特性を持つコンデンサが形成される。
【００１２】
次に図１の（ｂ）において、アルミ化成箔の多孔質部１の面から、所望のコンデンサパターン及び配線パターンを形成できるように分割部に溝３を形成する。前記溝３の深さは、アルミ化成箔の多孔質部１の総厚みとプレート部２の厚みの一部を残した部分までとする。アルミ化成箔は溝３を加工する方法として、前記アルミ化成箔の多孔質部１に形成される誘電体膜に欠損や変形等の機械的なダメージや表面の汚れや変質させる化学的なダメージを与えないことが重要である。また、加工時に使用する水溶性防錆用材料等の残渣により悪影響のないようにする必要がある。そこで、アルミ化成箔を加工する工法として、レーザー加工と金型加工の様な乾式の加工方法で行うことが望ましい。また、ビットを回転しながら、溝加工が可能な研削機や円盤状の砥石を回転させて研磨しながら溝加工できるダイシング装置等に使用される冷却洗浄水は純水であることが望ましい。また、フォトレジストを用いたアルミ材料の混酸によるエッチングも可能であるが、エッチング液やフォトレジスト材料除去材料等でコンデンサ部であるアルミ化成箔の多孔質部１に形成された誘電体膜のダメージを回避する材料選定に多大な時間がかかる懸念がある。
【００１３】
ここで、アルミ化成箔の溝３の加工方法として、レーザー装置について述べる。ＹＡＧレーザーを使用する場合、Ｑスイッチ式のパルス波で、周波数は低めで、１パルスの出力を上げて、溝深さに対して、２回以上の複数回で同一部分に照射することにより、溝深さは調整しやすくなる。特に、マーカー用ＹＡＧレーザーや彫刻用ＹＡＧレーザー使用のものが、良好な溝形状を得ることが出来る。エキシマレーザーにおいては、ＲＩＭと呼ばれるレーザー溝周辺に発生するレーザー除去物の体積盛り上り部が見られずに非常に綺麗な溝加工が可能であるが、加工時間が大きい。また、炭酸ガスレーザー装置では、アルミニウムの吸収効率がＹＡＧレーザーに比べ低い。
【００１４】
また、アルミ化成箔の溝３の加工方法として、金型を使用する方法について説明する。金型に使用する刃の角度は、鋭利な方がテーパーの少ない溝が形成できるが、アルミ化成箔の表面は酸化アルミの硬質膜であり、刃こぼれしやすく、刃の選定では、刃の材質及び刃の角度は刃こぼれのしにくい角度に調整する必要がある。
【００１５】
前記アルミ化成箔のプレート部２の溝部を除く厚みは、後工程の取り扱いで、アルミ化成箔の溝部３で分割個片化して脱落しない程度の厚みである。アルミ化成箔の多孔質部１の厚みは一般的に１０μｍ以上５０μｍ以下である。プレート部２は１０μｍ以上で５０μｍ以下である。コンデンサのＥＳＲ等の電気特性により、プレート部２の溝３の深さの割合は、１０μｍ以上が望ましい。
【００１６】
次に図１の（ｃ）において、前記溝加工したアルミ化成箔の溝３及びコンデンサ形成部以外に保護用絶縁材料４を形成する。保護用絶縁材料は、ペースト化したものをスクリーン印刷機やディスペンサやインクジェット等のウエットプロセスを用いる。本発明では、スクリーン印刷法にて、保護用絶縁材料４を形成した。尚、スクリーン印刷をした保護用絶縁材料４はアルミ化成箔の多孔質部１の微小な孔から浸透して、誘電体表面を全てコーティングして、多孔質部１に空洞がないことが望ましい。スクリーン印刷用ペースト粘度は、ペーストの浸透性を上げる為に、一般的に使用されるものに比べて低粘度である１２０Ｐａ・ｓ（Ｂ型粘度計１０ｒｐｍ）以下で、アルミ化成箔の多孔質部１のビア窓印刷時のペーストにじみ幅が５０μｍ以上にならない程度の範囲が望ましい。また、スクリーンメッシュはコンデンサの任意形状のサイズやパターン精度により、１２０メッシュ以上４００メッシュ以下のものを用いるが、高メッシュになるとペーストの印刷量が少なくなるために多数回繰り返し印刷する必要がある。
【００１７】
図１の（ｄ）において、アルミ化成箔の多孔質部１上に、次にアルミ化成箔のコンデンサ形成部に導電性高分子材料５を形成する。
【００１８】
アルミ化成箔に形成する固体電解コンデンサは、アルミ化成箔のアルミニウム部分が陽極とし、アルミニウムの酸化皮膜からなる誘電体膜を介して、その表面に導電性高分子材料５からなる固体電解質層を陰極として形成している。この固体電解質層はポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の機能性高分子層を化学重合や電解重合によって形成したり、硝酸マンガン溶液を含浸させて熱分解したりすることによって二酸化マンガン層を形成することで得ることができる。
【００１９】
また、図１の（ｅ）において、固体電解質層となる導電性高分子５上に陰極の電気的取り出し部として、カーボンペースト６をスクリーン印刷やディスペンサやインクジェット等の塗布機にて、前記導電性高分子材料５を覆うように形成する。
【００２０】
更に図１の（ｆ）において、Ａｇペースト等の導電ペースト７をカーボンペースト６をスクリーン印刷やディスペンサやインクジェット等の塗布機にて、形成する。この構造により、コンデンサ部からの電極取り出しを容易にしている。
【００２１】
次に、図１の（ｇ）において、前記アルミ化成箔の溝３の加工面の裏面から、表面を徐々に除去して、溝３に充填された保護用絶縁層の溝３底部までアルミ化成箔の表面を取り除き、前記アルミ化成箔の所望のコンデンサ部や配線パターンに分離分割して、電気的絶縁性を確保する。前記アルミ化成箔の表面層を除去する方法として、ロール式バフ研磨装置、ロータリー研磨や平行研磨機等の機械的研磨及びアルミ化成箔の混酸エッチング液による化学エッチングも可能である。しかし、ロータリー式バフ研磨機は、混酸溶液を用いた化学エッチングより、使用する研磨粉洗浄液として純水が使用できること及び、ワークサイズ５００ｍｍ□程度の研磨実験では、４軸式ロータリー式バフ研磨機を用いることで、研磨粗さ２００＃〜３００＃と３００〜４００＃等の２本のバフ研磨ローラー軸を使用すれば、化学エッチングよりも２〜５倍程度の高速で研磨することで有利である。特にアルミ化成箔に形成したコンデンサ部の電気特性に影響する伸びや変形等の機械的な負荷を与えないことが望ましい。
【００２２】
次に図１の（ｈ）において、前記アルミ化成箔のプレート部２の表面を除去した面のアルミ化プレート部２の露出部に電気的取り出し用接続部との接続を容易にするために、アルミニウムと電気的接続性の良好なニッケルめっきや導電性材料をペースト化したものをスクリーン印刷、ディスペンサーやインクジェット装置により金属膜８を形成する。また、低温で形成できる金属ナノ粒子を含有する導電性ペーストを使用しても良い。また、アルミニウムの電気的接続性の良好な銅と亜鉛などで構成される合金を溶射によって形成しても良い。
【００２３】
次に図１の（ｉ）において、金属膜８上に金めっき等の腐蝕防止材料により別の金属膜９を形成する。金属膜８が変質等の問題がない場合は、金属膜９は不要である。
【００２４】
以上の工程により、アルミ化成箔により、所望のコンデンサ及び配線パターンを分離分割したシート状のものを形成できる。
【００２５】
本発明において、図２を用いて、前記アルミ化成箔を用いた固体電解コンデンサ内蔵シートの構造及び使用される材料について説明する。前記アルミ化成箔は、アルミ金属箔の表面を片面または両面に酸などによって電気化学的エッチングすることによって多孔質部を形成することができる。前記アルミ化成箔は、アルミ金属箔の表面の多孔質部１を形成した多孔質部１とエッチングされていないプレート部２を有するものである。アルミ化成箔には、薄いアルミ酸化物の層を形成し、更に多孔質部を形成することによって、固体電解コンデンサとして機能する面積を拡大し、大きな静電容量が得られる。
【００２６】
前記アルミ化成箔の溝３により、図２の配線パターン２１と固体電解コンデンサ２２の様に所望の構成で形成できる。
【００２７】
次に保護用絶縁層４は、樹脂絶縁材料または無機絶縁材料を用いる。樹脂絶縁材料はエポキシ樹脂やフェノール樹脂、ポリイミド樹脂を用いる。無機絶縁材料では、アルミ化成箔の耐熱性から酸化雰囲気では、約６００℃以下のピーク温度で、窒素雰囲気焼成では８００℃以下のピーク温度で焼成できる材料が用いられる。
【００２８】
保護用絶縁層４として、樹脂絶縁材料において、フィラと絶縁性樹脂の混合物を用いた場合、フィラ及び絶縁性樹脂を選択することによって、保護用絶縁層４の弾性率、熱膨張係数、熱伝導度、誘電率などを容易に制御することができる。たとえばフィラとしてアルミナ、マグネシア、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化珪素、ポリテトラフルオロエチレン及び、シリカなどを用いることができる、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミを用いることにより、従来のガラス−エポキシ基板より熱伝導度の高い基板が製作可能となり、複合配線基板の放熱特性を向上させることができる。また、アルミナはコストが安いという利点もある。シリカを用いた場合、誘電率が低い保護用絶縁層４が得られ、比重も軽いため、携帯電話などの高周波用途として好ましい。窒化珪素やポリテトラフルオロエチレン、例えば“テフロン（登録商標）”（デュポン社）を用いても誘電率の低い電気絶縁層を形成できる。また、窒化ホウ素を用いることにより熱膨張係数を低減できる。弾性率は、フィラ含有量により調整することができ、これにより、回路基板の反りを制御することができる。
【００２９】
保護用絶縁材料４はさらに、分散剤、カップリング剤を含んでいてもよい。分散剤によって、絶縁性樹脂中のフィラを均一性よく分散させることができる。カップリング剤によって、絶縁性樹脂とフィラとの接着強度を高くすることができるため、電気絶縁性基材の絶縁性を向上できる。
【００３０】
また、保護用絶縁層４の厚みを制御することによって固体アルミ電解コンデンサ２２の形状を安定・制御させることができる。固体電解コンデンサ２２を厚み精度よく形成することで、基板に内蔵しやすくなる。
【００３１】
次にアルミ化成箔の固体電解コンデンサ２２を形成するために導電性高分子５について説明する。アルミ化成箔に形成する固体電解コンデンサ２２は、アルミ化成箔のアルミニウム部分が陽極とし、アルミニウムの酸化皮膜からなる誘電体膜を介して、その表面に導電性高分子５からなる固体電解質層を陰極として形成している。この固体電解質層はポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の機能性高分子層を化学重合や電解重合によって形成したり、硝酸マンガン溶液を含浸させて熱分解したりすることによって二酸化マンガン層を形成することで得ることができる。高い誘電率を持つので固体電解コンデンサ２２として有利である。また、固体電解質層となる導電性高分子５上に陰極の電気的取り出し部として、カーボンペースト６を形成して、Ａｇペースト等の導電ペースト７を形成する。この構造により、コンデンサからの電極取り出しを容易にしている。また、固体電解コンデンサ２２の陽極部分の電気的取り出し部として、金属膜８は、アルミニウムと接続性の良好なニッケルめっきなどのめっきやアルミ電極接続用の導電性ペーストを用いる。また、金属膜８にニッケルめっきなどの大気中で酸化し易く電気的取出しが困難なものは、金めっき等で金属膜９を形成すると、コンデンサの電気的特性が安定する。
【００３２】
以上のようにアルミ化成箔シートの所望の形状の独立した固体電解コンデンサ２２や配線パターン２１を形成する工法として、ウエットエッチング工程を使用しない機械的な加工工法を用いることで、アルミ化成箔シート上に良好な電気特性を有する固体電解コンデンサ２２と配線パターン２１を内蔵したシートを容易に形成できる。また、前記分離独立したコンデンサ内蔵シートを多連コンデンサ部品として使用できるとともに、本発明のプリント回路基板に内蔵することが可能となる。又本実施の形態はアルミ化成箔について述べたが、タンタル箔を用いたタンタルコンデンサについても同様な方法により同様な効果を得ることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２に記載の発明について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１の説明図である図１の符号は同じである。
【００３４】
図３は、本実施の形態１におけるアルミ化成箔の状態であり、両面酸エッチングにより、プレート部２の両面に多孔質部１を形成したものである。アルミ化成箔の溝３の深さは、後工程のハンドリング時に分割個片化して、脱落しない厚み分のプレート部２の厚みは、溝３とは逆面の多孔質部１に補強されている為に深くできるために、後工程の裏面からの表面除去工程で除去後のアルミ化成箔のプレート部２の厚みを厚くでき、アルミ化成箔の固体電解コンデンサの形成後の電気特性であるＥＳＲを下げる効果がある。以上の発明により、請求項１のコンデンサ内蔵シートの電気特性を容易に向上させることが可能である。
【００３５】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１〜３と同一の構造については、同一番号を付与してその説明を省略する。
【００３６】
図４は、本実施の形態１におけるプリント回路基板の製造工程の断面図である。図４は、図１の製造工程の（ｂ）に当たる部分に代わる工程であり、図４の（ｂ）、（ｃ）で示す。図４の（ａ）は、本実施の形態１と同様であり、アルミ化成箔の状態であり、少なくとも片面に両面酸エッチングにより、プレート部２の両面に多孔質部１を形成したものである。多孔質部１はコンデンサを形成する片面のみに形成したものでも良い。次に図４の（ｂ）において、前記多孔質部１とプレート部２を備えたアルミ化成箔に予め後工程のハンドリング時の搬送負荷で次工程の溝加工後のアルミ化成箔のシート状からの分割脱落をしないようにサポートを目的として、前記アルミ化成箔の固体電解コンデンサ形成面とは逆面に耐熱性基材４１を貼り付けたものである。耐熱性基材４１は、後工程の熱履歴に対して、耐える材質のものを使用する。次に図４の（ｃ）において、アルミ化成箔の溝３の深さは、前記アルミ化成箔のコンデンサ形成面の多孔質部１の厚み及びコンデンサの電気特性に必要なプレート部２の厚みを残した部分を最小溝深さとして、最大の溝深さはアルミ化成箔を分割できるまで可能である。また、後工程のハンドリングにシートの分割脱落のない範囲内で耐熱性基材４１の一部まで溝加工しても良い。本実施の形態では、後工程のハンドリング時に分割個片化して、脱落しないように耐熱性基材４１をアルミ化成箔に予め固定することにより、実施の形態１に示す図１の（ｃ）工程で、保護用絶縁材料４で溝加工面から、形成することで、前記保護用絶縁材料４を前記アルミ化成箔の分割脱落防止効果を持たすことにより、耐熱性基材４１は不要となり、前記アルミ化成箔から取り外すことが可能となる。この方法により、前記アルミ化成箔の溝加工時に、前記アルミ化成箔を実施の形態１、２に比べて、アルミ化成箔の厚みと同程度まで溝の深さに加工できる為、後工程の裏面からの表面除去工程で除去後のアルミ化成箔のプレート部２の厚みを厚くでき、アルミ化成箔の固体電解コンデンサの形成後の電気特性であるＥＳＲを下げる効果がある。また、前記アルミ化成箔の厚み分以上に溝加工された場合は、実施の形態１の（ｇ）におけるコンデンサ形成面のアルミ化成箔の裏面研磨を省略することが可能である。
【００３７】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１〜３と同一の構造については、同一番号を付与してその説明を省略する。図５は、本実施の形態１におけるプリント回路基板の断面図である。図５の（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１の図１の（ｃ）〜（ｆ）の工程において、前記アルミ化成箔で形成されたコンデンサ部及び配線パターンに電気取り出し用電極を形成する方法を示す。
【００３８】
図５の（ａ）において、実施の形態１に示す図１の（ｃ）の保護用樹脂材料４の形成工程時に、電気取り出し用電極を形成する部分に予めコンデンサ用取り出し口として保護材料用ビア穴５１と配線パターン用取り出し口として保護材料用ビア穴５２を設ける。次に、図５の（ｂ）の様に、それぞれのビア穴に導電性接着剤５３、導電性接着剤５４を形成する。導電性接着剤は、導電性ペーストを使用する以外にめっきによって形成しても良い。
【００３９】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５を用いて、本発明の特に請求項５に記載の発明について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１〜４と同一の構造については、同一番号を付与してその説明を省略する。図６は、本実施の形態１におけるプリント回路基板の断面図である。図６の（ａ）、（ｂ）は、実施の形態５の図５の（ａ）、（ｂ）の工程に相当するもので、前記アルミ化成箔で形成されたコンデンサ部及び配線パターンに電気取り出し用電極を形成する方法において、予めアルミ化成箔の取り出し電極を形成する部分に穴加工して、電気的接続性を向上させたものである。
【００４０】
図６の（ａ）において、実施の形態１に示す図１の（ｂ）または（ｃ）のどちらかの工程時に、電気取り出し用電極を形成する部分に予めコンデンサ用取り出し口として配線パターン用取り出し口とに保護材料４の形成において、保護用ビア穴６１、ビア穴６２を形成とそれぞれの位置に穴あけ加工として、貫通孔６３、６４を形成する。次に、図６の（ｂ）の様に、それぞれのビア穴に導電性接着剤６５、導電性接着剤６６を形成する。導電性接着剤は、導電性ペーストを使用する以外にめっきによって形成しても良い。
【００４１】
（実施の形態６）
以下、実施の形態６を用いて、本発明の特に請求項６に記載の発明について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１〜５と同一の構造については、同一番号を付与してその説明を省略する。図７は、本実施の形態１におけるプリント回路基板の断面図である。図７は、実施の形態１〜５のアルミ化成箔シートに所望の分割独立した固体電解コンデンサ部２２と配線パターン２１及び電気的接続部を備えたシートを用いたプリント回路基板の製造方法に関するものである。
【００４２】
図７において回路基板は電気絶縁性基材７１と、電気絶縁性基材７１に形成された複数の配線パターン７４からなり、少なくとも一層は多孔質部１とプレート部２からなるアルミニウム化成箔からなる配線層２１と、アルミ化成箔からなる配線層２１の一部に形成した固体アルミ電解コンデンサ２２と、電気絶縁性基材７１に形成され固体アルミ電解コンデンサ２２と配線パターン２１間および配線パターン７６間を電気的に接続するビア７３からなる。図７を用いて、本発明の製造方法を説明する。
【００４３】
図７の（ａ）は、電気絶縁性基材７１を示している。
【００４４】
次に図７の（ｂ）の様に、電気絶縁性基材７１にレーザー、パンチング装置や金型により貫通孔７２を形成する。貫通孔７２の形成において、レーザー加工の光源には、炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザー、エキシマレーザーが用いられる。レーザー加工では、小径の貫通穴を短時間で形成することができ、生産性に優れた加工を実現できる。また図７のビア７３においてはインナービアを例に挙げているが、スルーホールによって層間接続を行ってもよい。例えば、貫通孔を形成後、金、銀、銅またはニッケルなどを用いためっきによって形成されたスルーホールでもよい。貫通孔の形成は、パンチ加工、ドリル加工を用いてもよく、ドリル加工やパンチング加工を用いる場合、汎用性のある既存の設備での形成が可能である。
【００４５】
次に図７の（ｃ）の様に前記貫通孔７２に導電性ペーストを用いてビア７３、７７を未硬化の状態で形成する。
【００４６】
次に図７の（ｄ）の様に前記ビア７３を形成した電気絶縁性基材７１に配線層７４となるＣｕなどの金属箔を電気絶縁性基材７１の未硬化状態で仮接合ができる条件で加熱加圧工程にて仮積層する。
【００４７】
次に図７の（ｅ）の様に、実施の形態１〜５を用いて形成したアルミ化成箔シート上に所望のパターンサイズに任意の場所に形成した固体電解コンデンサ２２と配線パターン２１を備えたシートを準備する。
【００４８】
次に図７の（ｆ）の様に図７の（ｄ）で形成したビア７３と配線層７４を備えた電気絶縁性基材７１と図７の（ｅ）で準備した固体電解コンデンサ２２と配線パターン２１を内蔵したシートを加熱加圧工程にて積層一体化して、本硬化させることで電気的接続も行う。固体電解コンデンサ２２の陰極側の電気取り出し部である導体ペースト７と電気絶縁性基材７１のビア７３との接続は前記本硬化時に接続を行う。また、アルミ化成箔シート側の配線パターン２１の電気取り出し部である導電性接着剤５４の接続も、前記本硬化時に接続を行う。
【００４９】
次に図７の（ｇ）において、前記一体化した固体電解コンデンサ２２を内蔵するアルミ化成箔シートと電気絶縁性基材７１の配線層７４をフォトリソ工程にて、配線パターン７６を形成する。
【００５０】
次に図７の（ｈ）において、前記固体電解コンデンサ２２を内蔵したアルミ化成箔シートと電気絶縁性基材７１とを一体化したものに、更に図７の（ａ）〜（ｄ）までに形成したビア７７と配線層７４を形成した電気絶縁性基材７１を片面または両面に加熱加圧工程にて積層一体化して、本硬化させることで電気的接続も行う。固体電解コンデンサ２２の陽極側の電気取り出し部である金属膜９と電気絶縁性基材７１のビア７７との接続は前記本硬化時に接続を行う。また、アルミ化成箔シート側の配線パターン２１の電気取り出し部である金属膜９の接続も、前記本硬化時に接続を行う。
【００５１】
次に図７の（ｉ）の様に、前記片面または両面に一体化形成された電気絶縁性基材７１の上に形成された配線層７４をフォトリソ工程により、所望の配線パターン７８やランドパターン７９を形成できる。
【００５２】
以上の製造方法により、アルミ化成箔を形成した電気特性の良好な固体電解コンデンサ２２や配線層パターン２１を内蔵したプリント回路基板が容易に形成できる。
【００５３】
次に本発明に使用している材料について説明する。本発明において、電気絶縁性基材７１は、絶縁性樹脂及びフィラと絶縁性樹脂の混合物等を用いることができる。また、ガラスクロス等の補強材があってもよい。絶縁性樹脂としては、熱硬化性樹脂や、熱可塑樹脂、光硬化性樹脂等を用いることができ、耐熱性の高いエポキシ樹脂やフェノール樹脂、イソシアネート樹脂を用いることにより、電気絶縁性基材７１の耐熱性をあげることができる。また、誘電正接の低いフッ素樹脂例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ樹脂）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）樹脂（ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂ともいう）、液晶ポリマーを含むもしくはそれらの樹脂を変性させた樹脂を用いることにより、電気絶縁性基材７１の高周波特性が向上する。
【００５４】
電気絶縁性基材７１として、フィラと絶縁性樹脂の混合物を用いた場合、フィラ及び絶縁性樹脂を選択することによって、電気絶縁性基材７１の弾性率、熱膨張係数、熱伝導度、誘電率などを容易に制御することができる。たとえばフィラとしてアルミナ、マグネシア、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化珪素、ポリテトラフルオロエチレン及び、シリカなどを用いることができる。アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミを用いることにより、従来のガラス−エポキシ基板より熱伝導度の高い基板が製作可能となり、複合配線基板の放熱特性を向上させることができる。また、アルミナはコストが安いという利点もある。シリカを用いた場合、誘電率が低い電気絶縁性基材７１が得られ、比重も軽いため、携帯電話などの高周波用途として好ましい。窒化珪素やポリテトラフルオロエチレン、例えば“テフロン（登録商標）”（デュポン社）を用いても誘電率の低い電気絶縁層を形成できる。また、窒化ホウ素を用いることにより熱膨張係数を低減できる。弾性率は、フィラ含有量により調整することができ、これにより、回路基板の反りを制御することができる。
【００５５】
電気絶縁性基材７１はさらに、分散剤、カップリング剤を含んでいてもよい。分散剤によって、絶縁性樹脂中のフィラを均一性よく分散させることができる。カップリング剤によって、絶縁性樹脂とフィラとの接着強度を高くすることができるため、電気絶縁性基材の絶縁性を向上できる。
【００５６】
また、電気絶縁性基材７１の厚みを制御することによって固体アルミ電解コンデンサの形状を安定・制御させることができる。アルミ固体電解コンデンサ２２を厚み精度よく形成することで、基板に内蔵しやすくなる。
【００５７】
ビア７３、７７はＡｇなどの導電性ペーストで形成されている。ビア７３と接続する電解コンデンサ２２や配線パターン２１の表面を金、銀、銅、ニッケル、半田、スズをめっき等により形成しておくことで、ビアとの接続抵抗が安定する。
【００５８】
ビア７３、７７は、めっきによるフィルドビアを用いることができ、金、銀、銅、半田、ニッケル、スズから選ばれる一つ以上の材料から形成されることが好ましい。また、ビアホールにめっき層を形成し、さらに樹脂が充填されていてもよく、また、ビルドアップビアで形成されていても良い。
【００５９】
また、配線層７４はＣｕなどの導電性の良好な金属箔シートを使用する。配線層７４をフォトリソして形成した配線パターン７６、７８は表面にめっき処理をする事により、耐食性や電気伝導性を向上させることができる。また、配線パターン７６の電気絶縁性基材７１との接触面を粗化することで、電気絶縁性基材７１との接着性を向上させることができる。粗化の処理は、反応性ガスを用いたドライエッチング加工、サンドブラストによる機械加工、および電解エッチング加工が挙げられる。
【００６０】
また、配線パターン７６、７８として導電性樹脂組成物を用いることにより、スクリーン印刷等による、配線パターンの製作が可能となる。更にリードフレームを用いることにより、電気抵抗の低い、厚みのある金属を使用できる。また、エッチングによる微細パターン化や打ち抜き加工等の簡易な製造法が使える。
【００６１】
また、図７の（ｅ）に示すアルミ化成箔シートに形成された所望の電解コンデンサ２２と配線パターンを分離分割したシートについては、実施の形態１〜５に記載のものであり、説明を省略するが、この層と他の配線パターン７６との電気的接続は、電気絶縁性基材７１に形成された貫通孔７２に充填されたビア７３である。
【００６２】
以上のように、本実施の形態によれば、アルミニウム箔を用いることで、基板に任意の位置・形状でコンデンサを形成することができ、基板の厚みを厚くすることなく大容量のコンデンサを内蔵した回路基板を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の回路基板は、大容量のコンデンサを回路基板の任意の位置・場所に形成することができ、ノイズ対策を有する回路基板として有用である。また、高速動作によるスイッチングノイズを発生するＬＳＩや、複数の電源からなるＬＳＩに対応したコンデンサ内蔵基板として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】（ａ）〜（ｉ）は本発明の実施の形態１、２におけるコンデンサ及び配線パターン内蔵シートの製造方法を示す工程断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるコンデンサ及び配線パターン内蔵シートの断面図
【図３】（ａ）〜（ｂ）は本発明の実施の形態２におけるコンデンサ及び配線パターン内蔵シートの製造方法断面図
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態３におけるコンデンサ及び配線パターン内蔵シートの製造方法断面図
【図５】（ａ）〜（ｂ）は本発明の実施の形態４におけるコンデンサ及び配線パターン内蔵シートの製造方法工程断面図
【図６】（ａ）〜（ｂ）は本発明の実施の形態５におけるコンデンサ及び配線パターン内蔵シートの製造方法工程断面図
【図７】（ａ）〜（ｉ）は本発明の実施の形態１〜５のコンデンサ及び配線パターン内蔵シートを用いたプリント回路基板及びその製造方法を示す工程断面図
【図８】（ａ）〜（ｅ）は従来のコンデンサ及び配線パターン内蔵シートの製造方法の課題点を示す工程断面図
【符号の説明】
【００６５】
１  アルミ化成箔の多孔質部
２  アルミ化成箔のプレート部
３  溝
４  保護用絶縁材料
５  導電性高分子材料
６  炭素ペースト
７  導電性ペースト
８  金属膜
９  金属膜
２１  配線用部分
２２  コンデンサ形成部
４１  耐熱性基材
５１、５２  ビア穴
５３、５４  導電性接着剤
６１、６２  ビア穴
６３、６４  貫通孔
６５、６６  導電性接着剤
７１  電気絶縁性基材
７２  貫通孔
７３  ビア
７４  配線層
７５  導電性接着剤
７６  配線パターン
７７  ビア導体
７８  配線パターン
８１  フォトレジスト
８２  フォトレジストパターン
８３  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010171304.tif 000007
【図６】
2010171304.tif 000008
【図７】
2010171304.tif 000009
【図８】
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