(57)【要約】【課題】  誘電体層を含んでも、軽薄短小化が図れ、表層に高密度実装が可能なコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板の提供。【解決手段】  表裏に導体層を備えた絶縁基板の少なくとも一方の面に回路形成を施す工程と、前記絶縁基板の回路形成を施した面に半硬化状態の誘電体層と銅箔を重ね積層する工程と、前記積層した表裏両面に回路形成を施す工程と、前記表裏両面への回路形成後、絶縁層と銅箔を上下に重ね積層する工程とを有することを特徴とするコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板の製造方法。【選択図】  図１
2006032763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏に導体層を備えた絶縁基板の少なくとも一方の面に回路形成を施す工程と、前記絶縁基板の回路形成を施した面に半硬化状態の誘電体層と銅箔を重ね積層する工程と、前記積層した表裏両面に回路形成を施す工程と、前記表裏両面への回路形成後、絶縁層と銅箔を上下に重ね積層する工程とを有することを特徴とするコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記逐次積層工程において、各層間絶縁層毎に層間接続ビアを設けることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記誘電体層の上下に絶縁基板又は絶縁樹脂層を重ね積層することを特徴とする請求項１又は２記載のコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
内蔵されたコンデンサ積層体の近傍にデバイスを実装し、前記誘電体層の上下に絶縁基板又は絶縁樹脂層を重ね積層することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板の製造方法、特に誘電体層を逐次積層工法で製造するプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、プリント配線板における電源層とグラウンド層との間で生じるノイズを減少させるには、プリント配線板の表層にチップコンデンサを実装する方法が採用されていた。
【０００３】
そして、このチップコンデンサは、ある場合には、デバイスと表面の配線によって直接接続されるように配置されたり、また他の場合には、選択したデバイスの近くに配置されると共に、スルーホールによって電源層とグラウンド層に接続されたりしているものである。
【０００４】
このように、一般にチップコンデンサを用いることによって、上述したノイズ成分が減衰することはよく知られている。
【０００５】
しかし一方で、チップコンデンサとデバイスとを接続する配線や、チップコンデンサと電源層及びグラウンド層とを接続するスルーホール等の導体に流れる電流によってインダクタンスが生じ、ノイズ効果が減少することもよく知られている。
【０００６】
また、チップコンデンサは、容量性だけでなく誘電性も有してるため、コンデンサ自体がデバイスの信号に悪影響を与えることもある。
【０００７】
さらに、デバイスがプリント配線板においてノイズを発生させる主要因であることから、プリント配線板においてデバイスを適切に配列するだけでなく、異なる速度や周波数で動作しているデバイスの特性に対応して、このデバイスに関連するコンデンサに、高速と低速の両方の動作においてノイズ制御の機能を持たせる必要がある。
【０００８】
これらの問題点を解決するために、プリント配線板の設計やデバイスの配列の方法が検討されている。
【０００９】
プリント配線板の表層にチップコンデンサを実装するのは、信号信頼性に当初望んでいなかった影響を与えるだけでなく、プリント配線板を複雑にしたり製造コストを増加させたりしていた。
【００１０】
このため、プリント配線板内の絶縁層とその絶縁層を挟む上下銅箔をそれぞれ電源層とグラウンド層とすることで容量成分を有したコンデンサ積層体をプリント配線板に内蔵することによって、上記不具合を解消する方法が提案されていた。
【００１１】
すなわち、プリント配線板の表層に実装される個々のデバイス毎に、該コンデンサ積層体の局部的な面積を割り当てることにより、電源層とグラウンド層との間で生じるノイズを減少させるとともに、該プリント配線板の表層に実装されるチップコンデンサの５０％程度を、不要にすると言うものである。
【００１２】
しかし、上記のように面積が限定されたコンデンサを、各デバイスに割り当てるには、誘電率が２００程度の誘電材料を用いて厚さ１２．７μm程度の非常に薄い誘電体層が必要となる。
【００１３】
現在、上記のように誘電率が２００程度であるような誘電体材料は入手できない。
【００１４】
また、仮に入手できたとしても、厚さが１２．７μmと薄いため製造工程での取り扱いが難しいため、予め誘電体層を完全硬化状態にしてから積層することによって歩留まりをよくする方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【００１５】
また、さらなる改良方法として、絶縁基板あるいは半硬化な絶縁層と半硬化な誘電体層を最終の積層工程で一括積層する方法も知られている（例えば特許文献２参照）。
【００１６】
図４は、斯かる従来のコンデンサ積層体が内蔵されたプリント配線板の製造工程を示す概略断面説明図である。以下該図４に基づいて従来の製造方法を説明する。
【００１７】
先ず、図４（１）に示すように、誘電体層４４の表裏を銅箔４２ａ、４２ｂで挟み積層して、図４（２）に示すような予め硬化した誘電体基板４５をコンデンサ積層体とする。次いで、図４（３）に示すように、該誘電体基板４５を半硬化状態の絶縁層４６ａ、４６ｂと銅箔４２ｃ、４２ｄで挟み積層して、図４（４）に示すようなコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板４７を製造する。
【００１８】
この場合、該コンデンサ積層体は、容量値を高くするために、誘電体層の誘電率を高くするか、誘電体層の厚みを薄くするか、あるいはその両方を用いた方法をとる。
【００１９】
誘電体層の誘電率を高くする場合は、一般の絶縁層より樹脂の含有率が低く、逆にセラミックス粒子の含有率が高い材料を用いる必要がある。
【００２０】
しかし、樹脂の含有率が低くセラミックス粒子の含有率が高い材料は、硬化後に誘電体部分が非常に脆くなり、硬化後に該材料の銅箔層を回路形成をした際に銅箔がない部位からぼろぼろと崩れ落ちてしまうこともある。
【００２１】
また、誘電体層の厚みを薄くする場合は、製造工程での取り扱いが難しいばかりでなく、コンデンサの機能を正常に保つ為に必要な誘電体層を挟む上下の銅箔間の平行性の保持ができなくなってしまう。
【００２２】
当然、誘電体層の誘電率を高くしたうえに誘電体層の厚みを薄くした材料を用いた場合には、上述の不具合を兼ね備えることとなり、コンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板の正常な製造が極めて難しくなる。
【００２３】
さらに、該コンデンサ積層体の半硬化状態の絶縁層と接着させる側のみ回路形成を施し該回路形成された面と誘電体層を最終行程で積層する場合、最終工程で一括積層するため層間の導通接続が貫通めっきスルーホールでしか形成できず、現在要求されている高密度実装のための回路配線が困難となるうえ、貫通穴を迂回して配線回路を形成するため基材の積層数も増加し、軽薄短小化しないという問題もある。
【特許文献１】米国特許第５０１０６４１号明細書
【特許文献２】米国特許第５２６１１５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明は上記記載のような状況や問題などに鑑みてなされたものであり、誘電体層を含んでも、軽薄短小化が図れ、表層に高密度実装が可能なコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板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】
【００２５】
請求項１に係る本発明は、表裏に導体層を備えた絶縁基板の少なくとも一方の面に回路形成を施す工程と、前記絶縁基板の回路形成を施した面に半硬化状態の誘電体層と銅箔を重ね積層する工程と、前記積層した表裏両面に回路形成を施す工程と、前記表裏両面への回路形成後、絶縁層と銅箔を上下に重ね積層する工程とを有するコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。
【００２６】
これにより、コンデンサ積層体を内蔵しても、銅箔がない部位からぼろぼろと崩れ落ちることがなく、製造工程での取り扱いが容易で、誘電体層を挟む上下の銅箔間の平行性の保持ができる、正常なプリント配線板を製造することができる。
【００２７】
また、請求項２に係る本発明は、前記製造方法による逐次積層工程において、各層間絶縁層毎に層間接続ビアを設けることを特徴とする。
【００２８】
これにより、各層に層間接続ビアを形成でき、高密度配線が可能なプリント配線板を製造することができる。
【００２９】
また、請求項３に係る本発明は、前記誘電体層の上下に絶縁基板又は絶縁樹脂層を重ね積層することを特徴とする。
【００３０】
これにより、表層のチップコンデンサの実装点数を減らすことが可能となり、軽薄短小化に貢献できるコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板を製造することができる。
【００３１】
また、請求項４に係る本発明は、内蔵されたコンデンサ積層体の付近にデバイスを実装し、前記誘電体層の上下に絶縁基板あるいは絶縁樹脂層を重ね積層することを特徴とする。
【００３２】
これにより、不要なインダクタ成分を取り除くことが可能なプリント配線板を製造することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、誘電体層を含んでも逐次積層によるビルドアップ工法により、軽薄短小化が図れ、表層に高密度実装が可能なコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて詳細に説明するが、本発明は以下に詳述する実施形態により何ら制限されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００３５】
図１は、本発明のコンデンサ積層体が内蔵されたプリント配線板の製造方法の実施の形態を示す概略断面工程説明図である。以下該図１に基づいて説明する。
【００３６】
先ず、図１（１）、（２）に示すように、絶縁体１と、絶縁体１の表裏に積層された銅箔２ａ、２ｂとからなる絶縁基板３の表裏の銅箔２ａ、２ｂの回路形成を行う。次に、図１（３）に示すように、回路形成を行った絶縁基板３の表裏にそれぞれ誘電体層４ａ、４ｂと銅箔２ｃ、２ｄを積層する。次に、図１（４）に示すように、回路形成後の絶縁基板３の表裏にそれぞれ誘電体層４ａ、４ｂと銅箔２ｃ、２ｄを積層した誘電体基板５の表裏の銅箔２ｃ、２ｄの回路形成を行う。次に、図１（５）に示すように、回路形成を行った誘電体基板５の表裏にそれぞれ絶縁層６ａ、６ｂと銅箔２ｅ、２ｆを積層する。次に、図１（６）に示すように、回路形成後の誘電体基板５の表裏にそれぞれ絶縁層６ａ、６ｂと銅箔２ｅ、２ｆを積層したコンデンサ積層体内蔵基板７の表裏の銅箔２ｅ、２ｆの回路形成を行って、コンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板を得る。
【００３７】
これら一連の作業により、コンデンサ積層体を内蔵しても、銅箔がない部位からぼろぼろと崩れ落ちることがなく、製造工程での取り扱いが容易で、誘電体層を挟む上下の銅箔間の平行性の保持ができる、正常なプリント配線板の製造ができ、更に、表層のチップコンデンサの実装点数を減らすことが可能となるので、軽薄短小化に貢献できる、コンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板を製造することができる。
【００３８】
図２は、本発明のコンデンサ積層体が内蔵されたプリント配線板の製造方法の他の実施の形態を示す概略断面工程説明図である。以下該図２に基づいて説明する。
【００３９】
先ず、図２（１）に示すように、絶縁体２１と、絶縁体２１の表裏に積層された銅箔２２ａ、２２ｂとからなる絶縁基板２３に、貫通スルーホールを開け、層間接続ビア２８ａを形成する。次に、図２（２）に示すように、層間接続ビア２８ａを形成した絶縁基板２３の表裏の銅箔２２ａ、２２ｂの回路形成を行った後、めっき処理を行い、層間接続ビア２８ａと表裏の銅箔２２ａ、２２ｂの電気的導通を設ける。次に、図２（３）に示すように、めっき処理を行った絶縁基板２３の表裏にそれぞれ誘電体層２４ａ、２４ｂと銅箔２２ｃ、２２ｄを積層する。次に、図２（４）に示すように、めっき処理後の絶縁基板２３の表裏にそれぞれ誘電体層２４ａ、２４ｂと銅箔２２ｃ、２２ｄを積層した誘電体基板２５に、レーザー処理で層間接続ビア２８ｂ、２８ｃを形成する。次に、層間接続ビア２８ｂ、２８ｃを形成した絶縁基板２５の表裏の銅箔２２ｃ、２２ｄの回路形成を行った後、めっき処理を行い、層間接続ビア２８ｂ、２８ｃと表裏の銅箔２２ｃ、２２ｄの電気的導通を設ける。次に、図２（５）に示すように、めっき処理を行った絶縁基板２５の表裏にそれぞれ絶縁層２６ａ、２６ｂと銅箔２２ｅ、２２ｆを積層する。次に、図２（６）に示すように、めっき処理後の絶縁基板２５の表裏にそれぞれ絶縁層２６ａ、２６ｂと銅箔２２ｅ、２２ｆを積層したコンデンサ積層体内蔵基板２７に、レーザー処理で層間接続ビア２８ｄ、２８ｅを形成する。次に、層間接続ビア２８ｄ、２８ｅを形成した絶縁基板２７の表裏の銅箔２２ｅ、２２ｆの回路形成を行った後、めっき処理を行い、層間接続ビア２８ｄ、２８ｅと表裏の銅箔２２ｅ、２２ｆの電気的導通を設けてコンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板を得る。
【００４０】
上記において、層間接続ビア２８ａは、充填物で充填しても構わない。この場合、充填物としては、有機ペーストをスクリーン印刷等で充填する場合と、金属めっきを析出させて埋める場合がある。
【００４１】
これら一連の作業により、各層に層間の接続ビアを形成できるので、高密度配線が可能な、コンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板を製造することができる。
【００４２】
図３は、本発明のコンデンサ積層体が内蔵されたプリント配線板の製造方法の更なる他の実施の形態を示す概略断面工程説明図である。以下該図３に基づいて説明する。
【００４３】
先ず、図３（１）、（２）に示すように、絶縁体３１と、絶縁体３１の表裏に積層された銅箔３２ａ、３２ｂとからなる絶縁基板３３の表裏の銅箔３２ａ、３２ｂの回路形成を行う。次に、図３（３）に示すように、回路形成を行った絶縁基板３３の表裏にそれぞれ誘電体層３４ａ、３４ｂと銅箔３２ｃ、３２ｄを積層する。次に、図３（４）に示すように、回路形成後の絶縁基板３３の表裏にそれぞれ誘電体層３４ａ、３４ｂと銅箔３２ｃ、３２ｄを積層した誘電体基板３５に、レーザー処理で層間接続ビア３８ａ、３８ｂを形成し、めっき処理を行い、層間接続ビア３８ａ、３８ｂと表裏の銅箔３２ｃ、３２ｄの電気的導通を設け、それぞれにデバイス３９ａ、３９ｂを接続する。次に、デバイス３９ａ、３９ｂを接続した誘電体基板３５の表裏の銅箔３２ｃ、３２ｄの回路形成を行う。次に、図３（５）に示すように、回路形成を行った誘電体基板３５の表裏にそれぞ絶縁層３６ａ、３６ｂと銅箔３２ｅ、３２ｆを積層する。次に、図３（６）に示すように、回路形成後の誘電体基板３５の表裏にそれぞれ絶縁層３６ａ、３６ｂと銅箔３２ｅ、３２ｆを積層したコンデンサ積層体内蔵基板３７の表裏の銅箔３２ｅ、３２ｆの回路形成を行って、コンデンサ積層体を内蔵したプリント配線板を得る。
【００４４】
これら一連の作業により、不要なインダクタ成分を取り除くことが可能なプリント配線板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略断面工程説明図。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す概略断面工程説明図。
【図３】本発明の更なる他の実施の形態を示す概略断面工程説明図。
【図４】従来の製造方法を示す概略断面工程説明図。
【符号の説明】
【００４６】
１；２１；３１：絶縁体
２ａ〜２ｆ；２２ａ〜２２ｆ；３２ａ〜３２ｆ；４２ａ〜４２ｄ：銅箔
３；２３；３３：絶縁基板
４ａ、４ｂ；２４ａ、２４ｂ；３４ａ、３４ｂ；４４：誘電体層
５；２５；３５；４５：誘電体基板
６ａ、６ｂ；２６ａ、２６ｂ；３６ａ、３６ｂ；４６ａ、４６ｂ：絶縁層
７；２７；３７；４７：コンデンサ積層体内蔵基板
２８ａ〜２８ｅ；３８ａ、３８ｂ：層間接続ビア
３９ａ、３９ｂ：デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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