(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通孔を有する収容層と、前記通孔に収容されているチップコンデンサと、前記収容層及び前記チップコンデンサの両面上にそれぞれ形成される接続層と、を有するプリント配線板であって、
前記チップコンデンサは、誘電体と、当該誘電体に設けられ、前記収容層の一方の面上の前記接続層側から他方の面上の前記接続層側にわたってそれぞれ延びる第１および第２電極と、を有し、
前記収容層の一方の面上の前記接続層には、前記第１および第２電極にそれぞれ接続されるバイアホールが形成され、
前記収容層の他方の面上の前記接続層には、前記第１および第２電極にそれぞれ接続されるバイアホールが形成され、
ＩＣチップが実装されるＩＣ実装領域の直下に前記通孔が形成され、
前記ＩＣチップは、当該ＩＣチップ側の前記接続層に形成された前記バイアホールを介して、前記第１および第２電極に接続されることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記収容層が心材に樹脂を含浸させてなることを特徴とする請求項１のプリント配線板。
【請求項３】
前記通孔の側面と前記チップコンデンサとの間に樹脂充填剤が充填されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のプリント配線板。
【請求項４】
前記バイアホールは銅を主とするめっきから成り、前記チップコンデンサの前記第１および第２電極には銅を主とするめっきから成る金属膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１のプリント配線板。
【請求項５】
前記バイアホールと、前記収容層を貫通するスルーホールとを電気的に接続したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１のプリント配線板。
【請求項６】
前記接続層上に層間樹脂絶縁層及び導体回路とがビルドアップ積層されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップなどの電子部品を載置するプリント配線板に関し、特にコンデンサを内蔵するプリント配線板に関するのもである。
【背景技術】
【０００２】
現在、パッケージ基板用のプリント配線板では、電源からＩＣチップの電源／アースまでのループインダクタンスを低減するため、チップコンデンサを表面実装することがある。しかし、ループインダクタンスのリアクタンス分は周波数に依存する。このため、ＩＣチップの駆動周波数の増加に伴い、チップコンデンサを実装させても、ループインダクタンスのリアクタンス分を性能的に要求されるだけ低減することができなくなった。
【０００３】
このため、本発明者は、プリント配線板内にチップコンデンサを収容するとの着想を持った。コンデンサを基板に埋め込む技術としては、特開平６−３２６４７２号、特開平７−２６３６１９号、特開平１０−２５６４２９号、特開平１１−４５９５５号、特開平１１−１２６９７８号、特開平１１−３１２８６８号等がある。
【０００４】
特開平６−３２６４７２号には、ガラスエポキシからなる樹脂基板に、コンデンサを埋め込む技術が開示されている。この構成により、電源ノイズを低減し、かつ、チップコンデンサを実装するスペースが不要になり、絶縁性基板を小型化できる。また、特開平７−２６３６１９号には、セラミック、アルミナなどの基板にコンデンサを埋め込む技術が開示されている。この構成により、電源層及び接地層の間に接続することで、配線長を短くし、配線のインダクタンスを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３２６４７２号
【特許文献２】特開平７−２６３６１９号
【特許文献３】特開平１０−２５６４２９号
【特許文献４】特開平１１−４５９５５号
【特許文献５】特開平１１−１２６９７８号
【特許文献６】特開平１１−３１２８６８号
【特許文献７】特開平６−３２６４７２号
【特許文献８】特開平７−２６３６１９号
【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、上述した技術は、ＩＣチップからコンデンサの距離をあまり短くできず、ＩＣチップの更なる高周波数領域においては、現在必要とされるようにインダクタンスを低減することができなかった。特に、樹脂製の多層ビルドアップ配線板においては、セラミックから成るコンデンサと、樹脂からなるコア基板及び層間樹脂絶縁層の熱膨張率の違いから、チップコンデンサの端子とバイアホールとの間に断線、チップコンデンサと層間樹脂絶縁層との間で剥離、層間樹脂絶縁層にクラックが発生し、長期に渡り高い信頼性を達成することができなかった。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するためなされたものであり、その目的とするところは、ループインダクタンスを低減できるプリント配線板を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の目的は、コンデンサを内蔵すると共に高い信頼性を達成できるプリント配線板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、通孔を有する収容層と、前記通孔に収容されているチップコンデンサと、前記収容層及び前記チップコンデンサの両面上にそれぞれ形成される接続層と、を有するプリント配線板であって、
前記チップコンデンサは、誘電体と、当該誘電体に設けられ、前記収容層の一方の面上の前記接続層側から他方の面上の前記接続層側にわたってそれぞれ延びる第１および第２電極と、を有し、
前記収容層の一方の面上の前記接続層には、前記第１および第２電極にそれぞれ接続されるバイアホールが形成され、
前記収容層の他方の面上の前記接続層には、前記第１および第２電極にそれぞれ接続されるバイアホールが形成され、
ＩＣチップが実装されるＩＣ実装領域の直下に前記通孔が形成され、
前記ＩＣチップは、当該ＩＣチップ側の前記接続層に形成された前記バイアホールを介して、前記第１および第２電極に接続されることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明のプリント配線板では、プリント配線板内にコンデンサを配置するため、ＩＣチップとコンデンサとの距離が短くなり、ループインダクタンスを低減することができる。また、厚みの厚いコア基板内にコンデンサを収容するため、コア基板上に層間樹脂絶縁層と導体回路とを積層してもプリント配線板を厚くすることがない。
【００１１】
空隙には、樹脂を充填させることが望ましい。コンデンサ、コア基板間の空隙をなくすことによって、内蔵されたコンデンサが、挙動することが小さくなるし、コンデンサを起点とする応力が発生したとしても、該充填された樹脂により緩和することができる。また、該樹脂には、コンデンサとコア基板との接着やマイグレーションの低下させるという効果も有する。
【００１２】
好適な態様では、金属膜を形成したチップコンデンサの電極へめっきによりなるバイアホールで電気的接続を取ってある。ここで、チップコンデンサの電極は、メタライズからなり表面に凹凸があるが、金属膜により表面が平滑になり、バイアホールを形成するため、電極上に被覆された樹脂に通孔を形成した際に、樹脂残さが残らず、バイアホールと電極との接続信頼性を高めることができる。更に、めっきの形成された電極に、めっきによりバイアホールを形成するため、電極とバイアホールとの接続性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても、電極とバイアホール間の断線が生じることがない。
【００１３】
好適な態様では、外縁の内側に電極の形成されたチップコンデンサを用いるため、バイアホールを経て導通を取っても外部電極が大きく取れ、アライメントの許容範囲が広がるために、接続不良がなくなる。
【００１４】
好適な態様では、コンデンサとして、多数個取り用のチップコンデンサを複数個連結させて用いる、即ち、大判のチップコンデンサを用いるため、容量の大きなチップコンデンサを用いることができる。さらに、種々の熱履歴などを経てもプリント配線板に反りが発生し難くなる。
【００１５】
好適な態様では、チップコンデンサの電極に金属膜を形成し表面を平滑にしてあるため、プリント配線板内に収容され、電極上に被覆された樹脂に通孔を形成した際に、樹脂残さが残らないため、バイアホールと電極との接続信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図２】第１参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図３】第１参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図４】第１参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図５】第１参考例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図６】第１参考例に係るプリント配線板の断面図である。
【図７】第１参考例に係るプリント配線板の断面図である。
【図８】第１実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）、第１参考例のチップコンデンサの断面図であり、（Ｃ）は、第１実施形態のチップコンデンサの断面図である。
【図１０】第２参考例に係るプリント配線板の断面図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）、第２参考例のチップコンデンサの断面図である。
【図１２】第２実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、チップコンデンサの平面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図１５】第３実施形態に係るプリント配線板のチップコンデンサの平面図である。
【図１６】第４実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図１７】第４実施形態に係るプリント配線板のチップコンデンサの平面図である。
【図１８】ＩＣチップへの供給電圧と時間との変化を示すグラフである。
【図１９】第３参考例に係るプリント配線板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[第１参考例]
以下、第１参考例について図を参照して説明する。
先ず、第１参考例に係るプリント配線板の構成について図６、図７を参照して説明する。図６は、プリント配線板１０の断面を示し、図７は、図６に示すプリント配線板１０にＩＣチップ９０を搭載し、ドータボード９４側へ取り付けた状態を示している。
【００１８】
図６に示すようにプリント配線板１０は、チップコンデンサ２０と、チップコンデンサ２０を収容するコア基板３０と、ビルドアップ層８０Ａ、８０Ｂを構成する層間樹脂絶縁層６０とからなる。コア基板３０は、コンデンサ２０を収容する収容層３１と接続層４０とからなる。接続層４０には、バイアホール４６及び導体回路４８が形成され、層間樹脂絶縁層６０には、バイアホール６６及び導体回路６８が形成されている。本実施形態では、ビルドアップ層が１層の層間樹脂絶縁層６０からなるが、ビルドアップ層は、複数の層間樹脂絶縁層からなることができる。
【００１９】
チップコンデンサ２０は、図９（Ａ）に示すように第１電極２１と第２電極２２と、該第１、第２電極に挟まれた誘電体２３とから成り、該誘電体２３には、第１電極２１側に接続された第１導電膜２４と、第２電極２２側に接続された第２導電膜２５とが複数枚対向配置されている。第１電極２１及び第２電極２２は、銅メタライズからなる金属層２６に、半田等の被覆層２８が被されている。第１参考例では、第１電極２１及び第２電極２２にめっきからなるバイアホール４６で接続を取る。第１参考例のプリント配線板では、図９（Ｂ）に示すように、チップコンデンサ２０の第１電極２１および第２電極２２の上面の被覆層２８から金属層２６を露出させている。このため、図６に示すように、第１、第２電極２１，２２とめっきからなるバイアホール４６との接続性が高くなり、また、接続抵抗を低減することができる。
【００２０】
更に、チップコンデンサ２０のセラミックから成る誘電体２３の表面には粗化層２３ａが設けられている。このため、セラミックから成るチップコンデンサ２０と樹脂からなる接着層４０との密着性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても界面での接着層４０の剥離が発生することがない。この粗化層２３ａは、焼成後に、チップコンデンサ２０の表面を研磨することにより、また、焼成前に、粗化処理を施すことにより形成できる。
【００２１】
図７に示すように上側のビルドアップ層８０Ａのバイアホール６６には、ＩＣチップ９０のパッド９２Ｓ１、９２Ｓ２、９２Ｐ１，９２Ｐ２へ接続するためのバンプ７６が形成されている。一方、下側のビルドアップ層８０Ｂのバイアホール６６には、ドータボード９４のパッド９６Ｓ１、９６Ｓ２、９６Ｐ１、９６Ｐ２へ接続するためのバンプ７６が配設されている。コア基板３０にはスルーホール３６が形成されている。
【００２２】
ＩＣチップ９０の信号用のパッド９２Ｓ２は、バンプ７６−導体回路６８−バイアホール６６−スルーホール３６−バイアホール６６−バンプ７６を介して、ドータボード９４の信号用のパッド９６Ｓ２に接続されている。一方、ＩＣチップ９０の信号用のパッド９２Ｓ１は、バンプ７６−バイアホール６６−スルーホール３６−バイアホール６６−バンプ７６を介して、ドータボード９４の信号用のパッド９６Ｓ１に接続されている。
【００２３】
ＩＣチップ９０の電源用パッド９２Ｐ１は、バンプ７６−バイアホール６６−導体回路４８−バイアホール４６を介してチップコンデンサ２０の第１電極２１へ接続されている。一方、ドータボード９４の電源用パッド９６Ｐ１は、バンプ７６−バイアホール６６−スルーホール３６−導体回路４８−バイアホール４６を介してチップコンデンサ２０の第１電極２１へ接続されている。
【００２４】
ＩＣチップ９０の電源用パッド９２Ｐ２は、バンプ７６−バイアホール６６−導体回路４８−バイアホール４６を介してチップコンデンサ２０の第２電極２２へ接続されている。一方、ドータボード９４の電源用パッド９６Ｐ２は、バンプ７６−バイアホール６６−スルーホール３６−導体回路４８−バイアホール４６を介してチップコンデンサ２０の第２電極２２へ接続されている。
【００２５】
第１参考例のプリント配線板１０では、ＩＣチップ９０の直下にチップコンデンサ２０を配置するため、ＩＣチップとコンデンサとの距離が短くなり、電力を瞬時的にＩＣチップ側へ供給することが可能になる。即ち、ループインダクタンスを決定するループ長さを短縮することができる。
【００２６】
更に、チップコンデンサ２０とチップコンデンサ２０との間にスルーホール３６を設け、チップコンデンサ２０を信号線が通過しない。このため、コンデンサを通過させた際に発生する高誘電体によるインピーダンス不連続による反射、及び、高誘電体通過による伝搬遅延を防ぐことができる。
【００２７】
また、プリント配線板の裏面側に接続される外部基板（ドータボード）９４とコンデンサ２０の第１端子２１，第２端子２２とは、ＩＣチップ側の接続層４０に設けられたバイアホール４６及びコア基板に形成されたスルーホール３６を介して接続される。即ち、心材を備え加工が困難な収容層３１に通孔を形成してコンデンサの端子と外部基板とを直接接続しないため、接続信頼性を高めることができる。
【００２８】
また、第１参考例では、図６に示すようにコア基板３０の通孔３７の下面とチップコンデンサ２０との間に接着剤３２を介在させ、通孔３７の側面とチップコンデンサ２０との間に樹脂充填剤３２ａを充填してある。ここで、接着剤３２及び樹脂充填剤３２ａの熱膨張率を、コア基板３０及び接着層４０よりも小さく、即ち、セラミックからなるチップコンデンサ２０に近いように設定してある。このため、ヒートサイクル試験において、コア基板及び接着層４０とチップコンデンサ２０との間に熱膨張率差から内応力が発生しても、コア基板及び接着層４０にクラック、剥離等が生じ難く、高い信頼性を達成できる。また、マイグレーションの発生を防止することもできる。
【００２９】
第１参考例のプリント配線板の製造工程について、図１〜図６を参照して説明する。
先ず、心材にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ３５を４枚積層してなる積層板３１αにチップコンデンサ収容用の通孔３７を形成し、一方、プリプレグ３５を２枚積層してなる積層板３１βを用意する（図１（Ａ））。ここで、プリプレグとして、エポキシ以外でも、ＢＴ、フェノール樹脂あるいはガラスクロスなどの強化材を含有したものを用い得る。しかし、コア基板をセラミックやＡＩＮなどの基板を用いることはできなかった。該基板は外形加工性が悪く、コンデンサを収容することができないことがあり、樹脂で充填させても空隙が生じてしまうためである。次に、積層板３１αと積層板３１βとを重ね収容層３１を形成した後、通孔３７内に図９（Ｂ）を参照して上述したように第１、第２電極２１，２２の上面の被覆２８を剥いだチップコンデンサ２０を収容させる（図１（Ｂ））。ここで、該通孔３７とチップコンデンサ２０との間に接着剤３２を介在させることが好適である。なお、本願に用いられる樹脂及び層間樹脂絶縁層は、融点が３００℃以下であり、３５０℃以上の温度を加えると、溶解、軟化もくしは炭化してしまう。
【００３０】
次に、上記チップコンデンサ２０を収容する積層板３１α及び積層板３１βからなる収容層の両面に、樹脂フィルム（接続層）４０αを積層させる（図１（Ｃ））。そして、両面からプレスして表面を平坦にする。その後、加熱して硬化させることで、チップコンデンサ２０を収容する収容層３１と接続層４０とからなるコア基板３０を形成する（図１（Ｄ））。第１参考例では、コンデンサ２０を収容した収容層３１と接続層４０とを、両面に圧力を加えて張り合わせコア基板３０を形成するため、表面が平坦化される。これにより、後述する工程で、高い信頼性を備えるように層間樹脂絶縁層６０及び導体回路６８を積層することができる。
【００３１】
なお、コア基板の通孔３７の側面に樹脂充填剤３２ａを充填して、気密性を高めることが好適である。また、ここでは、樹脂フィルム４０αには、金属層のないものを用いて積層させているが、片面に金属層を配設した樹脂フィルム（ＲＣＣ）を用いてもよい。即ち、両面板、片面板、金属膜を有しない樹脂板、樹脂フィルムを用いることができる。
【００３２】
次に、層間樹脂絶縁層４０，コア基板及び層間樹脂絶縁層４０に対して、ドリルでスルーホール用の３００〜５００μｍの通孔３３を穿設する（図２（Ａ））。そして、ＣＯ2レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ又はＵＶレーザにより上面側の層間樹脂絶縁層４０にチップコンデンサ２０の第１電極２１及び第２電極２２へ至る非貫通孔４３を穿設する（図２（Ｂ））。場合によっては、非貫通孔の位置に対応させて通孔の穿設されたエリアマスクを載置してレーザでエリア加工を行ってもよい。更に、バイアホールの大きさや径が異なる物を形成する場合には、混合のレーザによって形成させてもよい。
【００３３】
その後、デスミヤ処理を施す。引き続き、表面のパラジウム触媒を付与した後、無電解めっき液にコア基板３０を浸漬し、均一に無電解銅めっき膜４４を析出させる（図２（Ｃ））。無電解銅めっき膜４４の表面に粗化層を形成することもできる。粗化層はＲａ（平均粗度高さ）＝０．０１〜５μｍである。特に望ましいのは、０．５〜３μｍの範囲である。
【００３４】
そして、無電解めっき膜４４の表面に感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、露光・現像処理し、所定パターンのレジスト５１を形成する（図３（Ａ））。ここでは、無電解めっきを用いているが、スパッタにより銅、ニッケル等の金属膜を形成することも可能である。スパッタはコスト的には不利であるが、樹脂との密着性を改善できる利点がある。そして、電解めっき液にコア基板３０を浸漬し、無電解めっき膜４４を介して電流を流し電解銅めっき膜４５を析出させる（図３（Ｂ））。そして、レジスト５１を５％のKOH で剥離した後、レジスト５１下の無電解めっき膜４４を硫酸と過酸化水素混合液でエッチングして除去し、層間樹脂絶縁層４０の非貫通孔４３にバイアホール４６、接続層４０の表面に導体回路４８を、コア基板３０の通孔３３にスルーホール３６を形成する（図３（Ｃ））。
【００３５】
導体回路４８、バイアホール４６及びスルーホール３６の導体層の表面に粗化層を設ける。酸化（黒化）−還元処理、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐからなる合金などの無電解めっき膜、あるいは、第二銅錯体と有機酸塩からなるエッチング液などのエッチング処理によって粗化層を施す。粗化層はＲａ（平均粗度高さ）＝０．０１〜５μｍである。特に望ましいのは、０．５〜３μｍの範囲である。なお、ここでは粗化層を形成しているが、粗化層を形成せず後述するように直接樹脂を充填、樹脂フィルムを貼り付けることも可能である。
【００３６】
引き続き、スルーホール３６内に樹脂層３８を充填させる。樹脂層としては、エポキシ樹脂等の樹脂を主成分として導電性のない樹脂、銅などの金属ペーストを含有させた導電性樹脂のどちらでもよい。この場合は、熱硬化性エポキシ樹脂に、シリカなどの熱膨張率を整合させるために含有させたものを樹脂充填材として充填させる。スルーホール３６への樹脂３８の充填後、樹脂フィルム６０αを貼り付ける（図４（Ａ））。なお、樹脂フィルムを貼り付ける代わりに、樹脂を塗布することも可能である。樹脂フィルム６０αを貼り付けた後、フォト、レーザにより、絶縁層６０αに開口径２０〜２５０μｍであるバイアホール６３を形成してから熱硬化させる（図４（Ｂ））。その後、コア基板に触媒付与し、無電解めっきへ浸積して、層間樹脂絶縁層６０の表面に均一に厚さ０．９μｍの無電解めっき膜６４を析出させ、その後、所定のパターンをレジスト７０で形成させる（図４（Ｃ））。
【００３７】
電解めっき液に浸漬し、無電解めっき膜６４を介して電流を流してレジスト７０の非形成部に電解銅めっき膜６５を形成する（図５（Ａ））。レジスト７０を剥離除去した後、めっきレジスト下の無電解めっき膜６４を溶解除去し、無電解めっき膜６４及び電解銅めっき膜６５からなるの導体回路６８及びバイアホール６６を得る（図５（Ｂ））。
【００３８】
第２銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液により、導体回路６８及びバイアホール６６の表面に粗化面（図示せず）を形成し、さらにその表面にSn置換を行ってもよい。
【００３９】
上述したプリント配線板にはんだバンプを形成する。基板の両面に、ソルダーレジスト組成物を塗布し、乾燥処理を行った後、円パターン（マスクパターン）が描画されたフォトマスクフィルム（図示せず）を密着させて載置し、紫外線で露光し、現像処理する。そしてさらに、加熱処理し、はんだパッド部分（バイアホールとそのランド部分を含む）の開口部７２ａを有するソルダーレジスト層（厚み20μｍ）７２を形成する（図５（Ｃ））。
【００４０】
そして、ソルダーレジスト層７２の開口部７２ａに、半田ペーストを充填する（図示せず）。その後、開口部７２ａに充填された半田を 200℃でリフローすることにより、半田バンプ（半田体）７６を形成する（図６参照）。なお、耐食性を向上させるため、開口部７２ａにＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなどの金属層をめっき、スパッタにより形成することも可能である。
【００４１】
次に、該プリント配線板へのＩＣチップの載置及び、ドータボードへの取り付けについて、図７を参照して説明する。完成したプリント配線板１０の半田バンプ７６にＩＣチップ９０の半田パッド９２Ｓ１、９２Ｓ２、９２Ｐ１、９２Ｐ２が対応するように、ＩＣチップ９０を載置し、リフローを行うことで、ＩＣチップ９０の取り付けを行う。同様に、プリント配線板１０の半田バンプ７６にドータボード９４のパッド９６Ｓ１、９６Ｓ２、９６Ｐ１、９６Ｐ２をリフローすることで、ドータボード９４へプリント配線板１０を取り付ける。
【００４２】
上述した樹脂フィルムには、難溶性樹脂、可溶性粒子、硬化剤、その他の成分が含有されている。それぞれについて以下に説明する。
【００４３】
本発明の製造方法において使用する樹脂フィルムは、酸または酸化剤に可溶性の粒子（以下、可溶性粒子という）が酸または酸化剤に難溶性の樹脂（以下、難溶性樹脂という）中に分散したものである。
なお、本発明で使用する「難溶性」「可溶性」という語は、同一の酸または酸化剤からなる溶液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」と呼び、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
【００４４】
上記可溶性粒子としては、例えば、酸または酸化剤に可溶性の樹脂粒子（以下、可溶性樹脂粒子）、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子（以下、可溶性無機粒子）、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子（以下、可溶性金属粒子）等が挙げられる。これらの可溶性粒子は、単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
【００４５】
上記可溶性粒子の形状は特に限定されず、球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができるからである。
【００４６】
上記可溶性粒子の平均粒径としては、０．１〜１０μｍが望ましい。この粒径の範囲であれば、２種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。すなわち、平均粒径が０．１〜０．５μｍの可溶性粒子と平均粒径が１〜３μｍの可溶性粒子とを含有する等である。これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、導体回路との密着性にも優れる。なお、本発明において、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分の長さである。
【００４７】
上記可溶性樹脂粒子としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸あるいは酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されない。
上記可溶性樹脂粒子の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等からなるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるものであってもよいし、２種以上の樹脂の混合物からなるものであってもよい。
【００４８】
また、上記可溶性樹脂粒子としては、ゴムからなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとしては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウレタン変性、（メタ）アクリロニトリル変性等の各種変性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した（メタ）アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられる。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン酸塩でも溶解することができる。また、クロム酸を用いた場合でも、低濃度で溶解することができる。そのため、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を付与する際に、触媒が付与されなたかったり、触媒が酸化されたりすることがない。
【００４９】
上記可溶性無機粒子としては、例えば、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。
【００５０】
上記アルミニウム化合物としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物としては、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム化合物としては、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物としては、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
【００５１】
上記可溶性金属粒子としては、例えば、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
【００５２】
上記可溶性粒子を、２種以上混合して用いる場合、混合する２種の可溶性粒子の組み合わせとしては、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両者とも導電性が低くいため樹脂フィルムの絶縁性を確保することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張の調整が図りやすく、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路との間で剥離が発生しないからである。
【００５３】
上記難溶性樹脂としては、層間樹脂絶縁層に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持できるものであれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等が挙げられる。また、これらの樹脂に感光性を付与した感光性樹脂であってもよい。感光性樹脂を用いることにより、層間樹脂絶縁層に露光、現像処理を用いてバイアホール用開口を形成することできる。
これらのなかでは、熱硬化性樹脂を含有しているものが望ましい。それにより、めっき液あるいは種々の加熱処理によっても粗化面の形状を保持することができるからである。
【００５４】
上記難溶性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
さらには、１分子中に、２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより望ましい。前述の粗化面を形成することができるばかりでなく、耐熱性等にも優れてるため、ヒートサイクル条件下においても、金属層に応力の集中が発生せず、金属層の剥離などが起きにくいからである。
【００５５】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。
【００５６】
本発明で用いる樹脂フィルムにおいて、上記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散されていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができ、樹脂フィルムにバイアホールやスルーホールを形成しても、その上に形成する導体回路の金属層の密着性を確保することができるからである。また、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を含有する樹脂フィルムを用いてもよい。それによって、樹脂フィルムの表層部以外は酸または酸化剤にさらされることがないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性が確実に保たれる。
【００５７】
上記樹脂フィルムにおいて、難溶性樹脂中に分散している可溶性粒子の配合量は、樹脂フィルムに対して、３〜４０重量％が望ましい。可溶性粒子の配合量が３重量％未満では、所望の凹凸を有する粗化面を形成することができない場合があり、４０重量％を超えると、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解した際に、樹脂フィルムの深部まで溶解してしまい、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性を維持できず、短絡の原因となる場合がある。  
【００５８】
上記樹脂フィルムは、上記可溶性粒子、上記難溶性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有していることが望ましい。
上記硬化剤としては、例えば、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられる。
【００５９】
上記硬化剤の含有量は、樹脂フィルムに対して０．０５〜１０重量％であることが望ましい。０．０５重量％未満では、樹脂フィルムの硬化が不十分であるため、酸や酸化剤が樹脂フィルムに侵入する度合いが大きくなり、樹脂フィルムの絶縁性が損なわれることがある。一方、１０重量％を超えると、過剰な硬化剤成分が樹脂の組成を変性させることがあり、信頼性の低下を招いたりしてしまうことがある。
【００６０】
上記その他の成分としては、例えば、粗化面の形成に影響しない無機化合物あるいは樹脂等のフィラーが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらのフィラーを含有させることによって、熱膨脹係数の整合や耐熱性、耐薬品性の向上などを図りプリント配線板の性能を向上させることができる。
【００６１】
また、上記樹脂フィルムは、溶剤を含有していてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。
【００６２】
引き続き、本発明の第１実施形態に係るプリント配線板について、図８を参照して説明する。第１実施形態のプリント配線板１０は、導電性ピン８４が配設され、該導電性ピン８４を介してドータボードとの接続を取るように形成されている。また、コア基板３０が、通孔３７を有する収容層３１と、該収容層３１の両面に配設された接続層４０とからなる。そして、収容層３１の両面に配設された接続層４０に、チップコンデンサ２０の電極２１，２２と接続するバイアホール４６が配設され、ＩＣチップ９０、及び、導電性ピン８４へ接続されている。この第１実施形態では、図９（Ｃ）に示すように、チップコンデンサ２０の電極２１，２２の被覆は完全に除去されている。
【００６３】
上述した第１参考例では、コア基板３０に収容されるチップコンデンサ２０のみを備えていたが、第１実施形態では、表面及び裏面に大容量のチップコンデンサ８６が実装されている。
【００６４】
ＩＣチップは、瞬時的に大電力を消費して複雑な演算処理を行う。ここで、ＩＣチップ側に大電力を供給するために、第１実施形態では、プリント配線板に電源用のチップコンデンサ２０及びチップコンデンサ８６を備えてある。このチップコンデンサによる効果について、図１８を参照して説明する。
【００６５】
図１８は、縦軸にＩＣチップへ供給される電圧を、横軸に時間を取ってある。ここで、二点鎖線Ｃは、電源用コンデンサを備えないプリント配線板の電圧変動を示している。電源用コンデンサを備えない場合には、大きく電圧が減衰する。破線Ａは、表面にチップコンデンサを実装したプリント配線板の電圧変動を示している。上記二点鎖線Ｃと比較して電圧は大きく落ち込まないが、ループ長さが長くなるので、律速の電源供給が十分に行えていない。即ち、電力の供給開始時に電圧が降下している。また、二点鎖線Ｂは、図６を参照して上述したチップコンデンサを内蔵するプリント配線板の電圧降下を示している。ループ長さは短縮できているが、コア基板３０に容量の大きなチップコンデンサを収容することができないため、電圧が変動している。ここで、実線Ｅは、図８を参照して上述したコア基板内のチップコンデンサ２０を、また表面に大容量のチップコンデンサ８６を実装する第１実施形態のプリント配線板の電圧変動を示している。ＩＣチップの近傍にチップコンデンサ２０を、また、大容量（及び相対的に大きなインダクタンス）のチップコンデンサ８６を備えることで、電圧変動を最小に押さえている。
【００６６】
次に、第２参考例に係るプリント配線板について、図１０及び図１１を参照して説明する。
この第２参考例の構成は、上述した第１参考例とほぼ同様である。但し、上述した第１参考例では、チップコンデンサ２０の電極２１，２２の被覆を一部剥いで金属層２６の表面を露出させた。これに対して、第２参考例では、チップコンデンサ２０は、図１１（Ａ）に示すように金属層２６の被覆を完全に剥いだ後、図１１（Ｂ）に示すように、金属層２６の表面に銅めっき膜２９を被覆してある。めっき膜の被覆は、電解めっき、無電解めっきなどのめっきで形成されている。そして、図１０に示すように銅めっき膜２９を被覆した第１、第２電極２１，２２に銅めっきよりなるバイアホール４６で電気的接続を取ってある。ここで、チップコンデンサの電極２１，２２は、メタライズからなり表面に凹凸がある。このため、第１参考例の図２（Ｂ）に示す接続層４０に非貫通孔４３を穿設する工程において、該凹凸に樹脂が残ることがある。この際には、当該樹脂残さにより第１、第２電極２１，２２とバイアホール４６との接続不良が発生することがある。一方、第２参考例では、銅めっき膜２９によって第１、第２電極２１，２２の表面が平滑になり、電極上に被覆された接続層４０に非貫通孔４３を穿設した際に、樹脂残さが残らず、バイアホール４６を形成した際の電極２１，２２との接続信頼性を高めることができる。
【００６７】
更に、銅めっき膜２９の形成された電極２１、２２に、めっきによりバイアホール４６を形成するため、電極２１、２２とバイアホール４６との接続性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても、電極２１、２２とバイアホール４６との間で断線が生じることがない。
【００６８】
なお、ここでは、プリント配線板への収容の段階で、被覆層２８を取って、銅めっき膜２９を設けたが、チップコンデンサ２０の製造段階で、金属層２６の上に直接銅めっき膜２９を被覆することも可能である。即ち、第２参考例では、レーザにて電極の銅めっき膜２９へ至る開口を設けた後、デスミヤ処理等を行い、バイアホールを銅めっきにより形成する。従って、銅めっき膜２９の表面に酸化膜が形成されていても、上記レーザ及びデスミヤ処理で酸化膜を除去できるため、適正に接続を取ることができる。
【００６９】
更に、チップコンデンサ２０のセラミックから成る誘電体２３の表面には粗化層２３ａが設けられている。このため、セラミックから成るチップコンデンサ２０と樹脂からなる接着層４０との密着性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても界面での接着層４０の剥離が発生することがない。
【００７０】
引き続き、第２実施形態に係るプリント配線板の構成について図１２及び図１３を参照して説明する。
この第２実施形態のプリント配線板１０の構成は、上述した第１参考例とほぼ同様である。但し、コア基板３０への収容されるチップコンデンサ１２０が異なる。図１３は、チップコンデンサの平面図を示している。図１３（Ａ）は、多数個取り用の裁断前のチップコンデンサを示し、図中で一点鎖線は、裁断線を示している。上述した第１参考例のプリント配線板では、図１３（Ｂ）に平面図を示すようにチップコンデンサの側縁に第１電極２１及び第２電極２２を配設してある。図１３（Ｃ）は、第２実施形態の多数個取り用の裁断前のチップコンデンサを示し、図中で一点鎖線は、裁断線を示している。第２実施形態のプリント配線板では、図１３（Ｄ）に平面図を示すようにチップコンデンサの側縁の内側に第１電極２１及び第２電極２２を配設してある。
【００７１】
この第２実施形態のプリント配線板では、外縁の内側に電極の形成されたチップコンデンサ１２０を用いるため、容量の大きなチップコンデンサを用いることができる。なお、第２実施形態でも、チップコンデンサの表面は粗化処理が施されている。
【００７２】
引き続き、本発明の第３実施形態に係るプリント配線板の構成について図１４及び図１５を参照して説明する。
図１４は、第３実施形態のプリント配線板１０の断面を示し、図１５は、該プリント配線板１０のコア基板３０に収容されるチップコンデンサ２２０の平面図を示している。上述した第１参考例では、複数個の小容量のチップコンデンサをコア基板に収容したが、第３実施形態では、マトリクス状に電極を形成した大容量の大判のチップコンデンサ２２０をコア基板３０に収容してある。ここで、チップコンデンサ２２０は、第１電極２１と第２電極２２と、誘電体２３と、第１電極２１へ接続された第１導電膜２４と、第２電極２２側に接続された第２導電膜２５と、第１導電膜２４及び第２導電膜２５へ接続されていないチップコンデンサの上下面の接続用の電極２７とから成る。この電極２７を介してＩＣチップ側とドータボード側とが接続されている。
【００７３】
この第３実施形態のプリント配線板では、大判のチップコンデンサ２２０を用いるため、容量の大きなチップコンデンサを用いることができる。また、大判のチップコンデンサ２２０を用いるため、ヒートサイクルを繰り返してもプリント配線板１０に反りが発生することがない。なお、第３実施形態でも、チップコンデンサの表面は粗化処理が施されている。
【００７４】
図１６及び図１７を参照して第４実施形態に係るプリント配線板について説明する。図１６は、該プリント配線板の断面を示している。図１７（Ａ）は、多数個取り用の裁断前のチップコンデンサを示し、図中で一点鎖線は、通常の裁断線を示し、図１７（Ｂ）は、チップコンデンサの平面図を示している。図１７（Ｂ）に示すように、この第４実施形態では、多数個取り用のチップコンデンサを複数個（図中の例では３枚）連結させて大判で用いている。
【００７５】
この第４実施形態では、大判のチップコンデンサ２０を用いるため、容量の大きなチップコンデンサを用いることができる。また、大判のチップコンデンサ２０を用いるため、ヒートサイクルを繰り返してもプリント配線板１０に反りが発生することがない。なお、第４実施形態でも、チップコンデンサの表面は粗化処理が施されている。
【００７６】
図１９を参照して第３参考例に係るプリント配線板について説明する。図１９は、該プリント配線板の断面を示している。図６を参照して上述した第１参考例では、コア基板３０の凹部３２にチップコンデンサ２０が１個収容された。これに対して、第３参考例では、凹部３２に複数個のチップコンデンサ２０が収容されている。この第３参考例では、チップコンデンサの高密度で内蔵させることができる。なお、第３参考例でも、チップコンデンサの表面は粗化処理が施されている。
【００７７】
上述した実施形態では、チップコンデンサをプリント配線板に内蔵させたが、チップコンデンサの代わりに、セラミック板に導電体膜を設けてなる板状のコンデンサを用いることも可能である。また、上述した実施形態では、コンデンサの表面に粗化処理を施し、樹脂との密着性を高めたが、この代わりに、コンデンサの表面にシランカップリング処理を施すことも可能である。
【００７８】
ここで、第２参考例のプリント配線板について、コア基板内に埋め込んだチップコンデンサ２０のインダクタンスと、プリント配線板の裏面（ドータボード側の面）に実装したチップコンデンサのインダクタンスとを測定した値を示す。
コンデンサ単体の場合
埋め込み形          １３７pH
裏面実装形          ２８７pH
コンデンサを８個並列に接続した場合
埋め込み形            ６０pH
裏面実装形            ７２pH
以上のように、コンデンサを単体で用いても、容量を増大させるため並列に接続した場合にも、チップコンデンサを内蔵することでインダクタンスを低減できる。
【００７９】
次に、信頼性試験を行った結果について説明する。ここでは、第２参考例のプリント配線板において、１個のチップコンデンサの静電容量の変化率を測定した。
静電容量変化率
（測定周波数100Hz）  （測定周波数1kHz）
Steam   168時間:                0.3%                  0.4%
HAST    100時間:               -0.9%                 -0.9%
TS      1000cycles:             1.1%                  1.3%
【００８０】
Steam試験は、蒸気に当て湿度１００％に保った。また、ＨＡＳＴ試験では、相対湿度１００％、印加電圧１．３Ｖ、温度１２１℃で１００時間放置した。ＴＳ試験では、−１２５℃で３０分、５５℃で３０分放置する試験を１０００回線り返した。
【００８１】
上記信頼性試験において、チップコンデンサを内蔵するプリント配線板においても、既存のコンデンサ表面実装形と同等の信頼性が達成できていることが分かった。また、上述したように、ＴＳ試験において、セラミックから成るコンデンサと、樹脂からなるコア基板及び層間樹脂絶縁層の熱膨張率の違いから、内部応力が発生しても、チップコンデンサの端子とバイアホールとの間に断線、チップコンデンサと層間樹脂絶縁層との間で剥離、層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、長期に渡り高い信頼性を達成できることが判明した。
【００８２】
本願発明の構造により、インダクタンスを起因とする電気特性の低下することはない。
また、信頼性条件下においても、電気特性やプリント配線板に剥離やクラックなどを引き起こさない。そのため、コンデンサとバイアホール間での不具合が生じないからである。
また、コア基板とコンデンサの間に樹脂が充填されているので、コンデンサなどが起因する応力が発生しても緩和されるし、マイグレーションの発生がない。そのために、コンデンサの電極とバイアホールの接続部への剥離や溶解などの影響がない。そのために、信頼性試験を実施しても所望の性能を保つことができるのである。
また、コンデンサを銅によって被覆されている場合にも、マイグレーションの発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１０  プリント配線板
２０  チップコンデンサ
２１  第１電極
２２  第２電極
２６  金属層
２８  被覆層
２９  銅めっき膜
３０  コア基板
３１  収容層
３６  スルーホール
３７  通孔
４０  接続層
４３  非貫通孔
４６  バイアホール
４８  導体回路
６０  層間樹脂絶縁層
６６  バイアホール
６８  導体回路
８４  導電性ピン
９０  ＩＣチップ
９４  ドータボード
【図１】
0005505433.tif 000002
【図２】
0005505433.tif 000003
【図３】
0005505433.tif 000004
【図４】
0005505433.tif 000005
【図５】
0005505433.tif 000006
【図６】
0005505433.tif 000007
【図７】
0005505433.tif 000008
【図８】
0005505433.tif 000009
【図９】
0005505433.tif 000010
【図１０】
0005505433.tif 000011
【図１１】
0005505433.tif 000012
【図１２】
0005505433.tif 000013
【図１３】
0005505433.tif 000014
【図１４】
0005505433.tif 000015
【図１５】
0005505433.tif 000016
【図１６】
0005505433.tif 000017
【図１７】
0005505433.tif 000018
【図１８】
0005505433.tif 000019
【図１９】
0005505433.tif 000020