(57)【要約】      （修正有）【課題】インダクタンスの大きなインダクタ内蔵基板の提供【解決手段】インダクタ内蔵基板には、コア基板２０の表面に第１導体層５８Ｆと第２導体層５８Ｓとが形成される。第１導体層５８Ｆと第２導体層５８Ｓとを接続する第２スルーホール導体３６Ｂは、磁性体樹脂１８に形成された第２貫通孔１８ｂに直接形成されている。このため、インダクタ内蔵基板中の磁性体の割合が大きくなり、インダクタンスを大きくすることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口が形成されたコア基板と、
前記開口内に充填され、貫通孔を有する磁性体樹脂と、
前記貫通孔に形成されためっき膜と、を有するインダクタ内蔵基板であって、
前記めっき膜のうち、貫通孔に接触するのは電解めっき膜である。
【請求項２】
請求項１のインダクタ内蔵基板であって、
前記コア基板の両面には銅箔が形成され、
前記めっき膜は、前記磁性体樹脂上、前記銅箔上に形成され、
前記めっき膜は、前記銅箔上の厚みが、前記磁性体樹脂上の厚みよりも厚い。
【請求項３】
請求項２のインダクタ内蔵基板であって、
前記めっき膜は、磁性体樹脂上と前記銅箔上との境界部に段差を有する。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１のインダクタ内蔵基板であって、
前記磁性体樹脂は鉄フィラーを有する。
【請求項５】
開口と第１貫通孔が形成されたコア基板と、
前記開口内に充填され、第２貫通孔を有する磁性体樹脂と、
前記第１貫通孔に形成された複数の金属膜から成る第１めっき膜と、
前記第２貫通孔に形成された複数の金属膜から成る第２めっき膜と、を有するインダクタ内蔵基板であって、
前記第２めっき膜のうち、前記第２貫通孔に接触するのは電解めっき膜である。
【請求項６】
請求項５のインダクタ内蔵基板であって、
前記第１めっき膜のうち、前記第１貫通孔に接触するのは無電解めっき膜である。
【請求項７】
請求項５のインダクタ内蔵基板であって、
前記第２めっき膜は、最内層の電解めっき膜と、無電解めっき膜と、電解めっき膜とを含む。
【請求項８】
請求項５のインダクタ内蔵基板であって、
前記第１めっき膜は、最内層の無電解めっき膜と、電解めっき膜とを含む。
【請求項９】
請求項５〜請求項８のいずれか１のインダクタ内蔵基板であって、
前記磁性体樹脂は鉄フィラーを有する。
【請求項１０】
請求項５又は請求項６のインダクタ内蔵基板であって、
前記コア基板の両面には銅箔が形成され、
前記電解めっき膜は、前記磁性体樹脂上、前記銅箔上に形成され、
前記電解めっき膜は、前記銅箔上の厚みが、前記磁性体樹脂上の厚みよりも厚い。
【請求項１１】
請求項１０のインダクタ内蔵基板であって、
前記電解めっき膜は、磁性体樹脂上と前記銅箔上との境界部に段差を有する。
【請求項１２】
銅張り積層板から成るコア基板に開口を形成することと、
前記開口内に磁性体樹脂を充填することと、
磁性体樹脂に第２貫通孔を形成することと、
前記コア基板の表面、前記磁性体樹脂の表面及び第２貫通孔内に第１電解めっき膜を形成することと、
前記コア基板に第１貫通孔を形成することと、
前記第１電解めっき膜上、及び、第１貫通孔内に第１無電解めっき膜を形成することと、
前記第１無電解めっき膜上に第２電解めっき膜を形成することと、を有するインダクタ内蔵基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２のインダクタ内蔵基板の製造方法であって、
更に、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔内に充填剤を充填すること、
前記コア基板上に第２無電解めっき膜、第３電解めっき膜を形成することと、
前記コア基板上の不要部分の前記第１電解めっき膜、前記第１無電解めっき膜、前記第２電解めっき膜、前記第２無電解めっき膜、前記第３電解めっき膜を除去し、回路パターンを形成することと、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタを内蔵するインダクタ内蔵基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、配線基板に内蔵されるインダクタ部品の製造方法を開示している。特許文献１では、樹脂層内に磁性体を収容し、樹脂層内にスルーホール導体を設け、スルーホール導体と磁性体とが接触しないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１９７６２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、樹脂層にスルーホール導体を配置するため、インダクタ部品の大きさに対して磁性体の割合が低くなり、インダクタンスを大きくすることが難しいと考えられる。
【０００５】
本発明の目的は、小型でインダクタンスの大きなインダクタ内蔵基板、及び、その製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るインダクタ内蔵基板は、開口が形成されたコア基板と、前記開口内に充填され、貫通孔を有する磁性体樹脂と、前記貫通孔に形成されためっき膜と、を有する。そして、前記めっき膜のうち、貫通孔に接触するのは電解めっき膜である。
【０００７】
本発明に係るインダクタ内蔵基板は、開口と第１貫通孔が形成されたコア基板と、前記開口内に充填され、第２貫通孔を有する磁性体樹脂と、前記第１貫通孔に形成された複数の金属膜から成る第１めっき膜と、前記第２貫通孔に形成された複数の金属膜から成る第２めっき膜と、を有する。そして、前記第２めっき膜のうち、前記第２貫通孔に接触するのは電解めっき膜である。
【０００８】
本発明に係るインダクタ内蔵基板の製造方法は、銅張り積層板から成るコア基板に開口を形成することと、前記開口内に磁性体樹脂を充填することと、磁性体樹脂に第２貫通孔を形成することと、前記コア基板の表面、前記磁性体樹脂の表面及び第２貫通孔内に第１電解めっき膜を形成することと、前記コア基板に第１貫通孔を形成することと、前記第１電解めっき膜上、及び、第１貫通孔内に第１無電解めっき膜を形成することと、前記第１無電解めっき膜上に第２電解めっき膜を形成することと、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のインダクタ内蔵基板は、磁性体樹脂の貫通孔に直接めっき膜を形成するため、インダクタ部品の磁性体樹脂の体積を大きくし、インダクタンスを大きくすることができる。磁性体樹脂の貫通孔に接触するのは電解めっき膜であるため、貫通孔の開口付近と中間部の膜厚を均一にし易い。
【００１０】
本発明のインダクタ内蔵基板の製造方法では、磁性体樹脂の第２貫通孔に直接第１電解めっき膜を形成するため、インダクタ部品の磁性体樹脂の体積を大きくし、インダクタンスを大きくすることができる。磁性体樹脂の第２貫通孔に接触するのは第１電解めっき膜であるため、貫通孔の開口付近と中間部の膜厚を均一にし易い。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（Ａ）は第１実施形態のインダクタ内蔵基板の断面図であり、図１（Ｂ）はインダクタ内蔵基板の拡大図。
【図２】第１実施形態に係るインダクタ内蔵基板の製造方法を示す工程図。
【図３】第１実施形態に係るインダクタ内蔵基板の製造方法を示す工程図。
【図４】第１実施形態に係るインダクタ内蔵基板の製造方法を示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[第１実施形態]
図１（Ａ）は、第１実施形態のインダクタを内蔵するインダクタ内蔵基板１０の断面図を示す。インダクタ内蔵基板１０は、第１面Ｆと第１面Ｆと反対側の第２面Ｓを有する絶縁性基材２０と、絶縁性基材の第１面Ｆ上の第１導体層５８Ｆと、絶縁性基材の第２面Ｓ上の第２導体層５８Ｓと、第１導体層５８Ｆと第２導体層５８Ｓを接続している第１スルーホール導体３６とで形成されているコア基板３０を有する。コア基板３０は第１面Ｆと第１面Ｆと反対側の第２面Ｓを有する。コア基板３０の第１面Ｆと絶縁性基材２０の第１面Ｆは同じ面であり、コア基板の第２面Ｓと絶縁性基材の第２面Ｓは同じ面である。
【００１３】
インダクタ内蔵基板１０は、さらに、コア基板３０の第１面Ｆ上に上側のビルドアップ層４５０Ｆを有する。上側のビルドアップ層４５０Ｆはコア基板３０の第１面Ｆ上に形成されている絶縁層４５０Ａと絶縁層４５０Ａ上の導体層４５８Ａと絶縁層４５０Ａを貫通し第１導体層５８Ｆ、スルーホール導体３６と導体層４５８Ａを接続しているビア導体４６０Ａとを有する。上側のビルドアップ層４５０Ｆはさらに絶縁層４５０Ａと導体層４５８Ａ上の絶縁層４５０Ｃと絶縁層４５０Ｃ上の導体層４５８Ｃと絶縁層４５０Ｃを貫通し導体層４５８Ａやビア導体４６０Ａと導体層４５８Ｃとを接続するビア導体４６０Ｃを有する。
【００１４】
インダクタ内蔵基板１０は、さらに、コア基板３０の第２面Ｓ上に下側のビルドアップ層４５０Ｓを有する。下側のビルドアップ層４５０Ｓはコア基板３０の第２面Ｓ上に形成されている絶縁層４５０Ｂと絶縁層４５０Ｂ上の導体層４５８Ｂと絶縁層４５０Ｂを貫通し第２導体層５８Ｓやスルーホール導体３６と導体層４５８Ｂを接続しているビア導体４６０Ｂとを有する。下側のビルドアップ層４５０Ｓはさらに絶縁層４５０Ｂと導体層４５８Ｂ上の絶縁層４５０Ｄと絶縁層４５０Ｄ上の導体層４５８Ｄと絶縁層４５０Ｄを貫通し導体層４５８Ｂやビア導体４６０Ｂと導体層４５８Ｄとを接続するビア導体４６０Ｄを有する。
【００１５】
第１実施形態のインダクタ内蔵基板は、さらに、上側のビルドアップ層４５０Ｆ上に開口４７１Ｆを有するソルダーレジスト層４７０Ｆと下側のビルドアップ層４５０Ｓ上に開口４７１Ｓを有するソルダーレジスト層４７０Ｓを有する。
【００１６】
ソルダーレジスト層４７０Ｆ、４７０Ｓの開口４７１Ｆ、４７１Ｓにより露出している導体層４５８Ｃ、４５８Ｄやビア導体４６０Ｃ、４６０Ｄの上面はパッドとして機能する。パッド上に、Ｎｉ／ＡｕやＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｕ、ＯＳＰから成る金属膜（保護膜）４７２が形成されている。その保護膜上に半田バンプ４７６Ｆ、４７６Ｓが形成されている。上側のビルドアップ層４５０Ｆ上に形成されている半田バンプ４７６Ｆを介して図示しないＩＣチップがインダクタ内蔵基板１０に搭載される。下側のビルドアップ層４５０Ｓ上に形成されている半田バンプ４７６Ｓを介してインダクタ内蔵基板１０はマザーボードに搭載される。
【００１７】
図４（Ｃ）は図１（Ａ）中のコア基板３０の一部を拡大して示す。コア基板３０では、第１導体パターン５８Ｆと第２導体パターン５８Ｓとを接続するスルーホール導体３６は、コア基板３０を貫通する第１貫通孔２０ａに形成された第１スルーホール導体３６Ａと、コア基板３０の開口２０ｂ内に充填された磁性体樹脂１８の第２貫通孔１８ｂに形成された第２スルーホール導体３６Ｂとを備える。第１スルーホール導体３６Ａ、第２スルーホール導体３６Ｂ内には樹脂充填剤１６が充填され、スルーホールランド５８ＦＲ、５８ＳＲは蓋めっきから成る。磁性体樹脂１８は、鉄フィラー（磁性粒子）とエポキシ等の樹脂を含む。磁性粒子として、酸化鉄（III）やコバルト酸化鉄、鉄、珪素鉄、磁性合金、フェライト等の鉄フィラーが挙げられる。
【００１８】
コア基板３０を貫通する第１貫通孔２０ａに形成された第１スルーホール導体３６Ａは、第１貫通孔２０ａに接触する。第１スルーホール導体３６Ａは、最内層の第１無電解めっき膜３４と、該第１無電解めっき膜３４上の第２電解めっき膜３５とから成る。第１スルーホール導体３６Ａの第１面側スルーホールランド５８ＦＲＡ及び第２面側スルーホールランド５８ＳＲＡ、第１導体パターン５８Ｆ及び第２導体パターン５８Ｓは、最下層の銅箔２２と、該銅箔２２上の第１電解めっき膜３２と、該第１電解めっき膜３２上の第１無電解めっき膜３４と、該第１無電解めっき膜３４上の第２電解めっき膜３５と、該第２電解めっき膜３５上の第２無電解めっき膜３７と、該第２無電解めっき膜３７上の第３電解めっき膜４０から成る。
【００１９】
磁性体樹脂１８を貫通する第２貫通孔１８ｂに形成された第２スルーホール導体３６Ｂは、第２貫通孔１８ｂに接触する。第２スルーホール導体３６Ｂは、最内層の第１電解めっき膜３２と、該第１電解めっき膜３２上の第１無電解めっき膜３４と、該第１無電解めっき膜３４上の第２電解めっき膜３５とから成る。第２スルーホール導体３６Ｂの第１面側スルーホールランド５８ＦＲＢ及び第２面側スルーホールランド５８ＳＲＢは、最下層の第１電解めっき膜３２と、該第１電解めっき膜３２上の第１無電解めっき膜３４と、該第１無電解めっき膜３４上の第２電解めっき膜３５と、該第２電解めっき膜３５上の第２無電解めっき膜３７と、該第２無電解めっき膜３７上の第３電解めっき膜４０から成る。
【００２０】
第１実施形態のコア基板３０は、図１（Ａ）中に示される磁性体樹脂１８に形成された第２スルーホール導体３６Ｂを介して接続される第１導体パターン５８Ｆ（接続パターン５８ＦＬ）、第２導体パターン５８Ｓ（接続パターン５８ＳＬ）とは、ヘリカル状（コア基板の表裏面に対して平行方向の軸線上に沿って螺旋状）に配置され、第２スルーホール導体３６Ｂと共にインダクタ５９を形成する。
【００２１】
第１実施形態のインダクタ内蔵基板１０は、コア基板３０の表面に第１導体パターン５８Ｆと第２導体パターン５８Ｓとが形成され、第１導体パターン５８Ｆと第２導体パターン５８Ｓとを接続する第２スルーホール導体３６Ｂは、磁性体樹脂１８を貫通する第２貫通孔１８ｂに直接形成されている。このため、インダクタ内蔵基板１０中の磁性体の割合が大きくなり、インダクタンスを大きくすることができる。また、磁性体樹脂１８を貫通する第２貫通孔１８ｂに接触するのは第１電解めっき膜３２であるため、信頼性が低下し難い。即ち、鉄フィラーを含む磁性体樹脂１８は、無電解めっきの前処理で用いられるパラジウム触媒に曝されると組成が変化し、無電解めっき膜との接続信頼性が低下する。実施形態では、磁性体樹脂に直接第１電解めっき膜３２が形成されているため、信頼性が低下し難い。
【００２２】
[第１実施形態のインダクタ内蔵基板の製造方法]
図２〜図４に第１実施形態のインダクタ内蔵基板の製造方法が示される。
絶縁性基材２０の両面に銅箔２２の積層された銅張り積層板から成る基板２０ｚが準備される（図２（Ａ））。絶縁性基材２０に磁性体樹脂充填用の開口２０ｂが形成される（図２（Ｂ））。開口２０ｂ内に９０重量％の鉄フィラー（磁性粒子）とエポキシ樹脂からなる樹脂ペーストが真空印刷される。樹脂ペーストが、樹脂ペーストの粘度が常温の２倍以下となる温度で仮硬化され仮硬化磁性体樹脂１８βが形成される（図２（Ｃ））。仮硬化磁性体樹脂１８βに機械ドリル、レーザ加工で第２貫通孔１８ｂが形成される。この実施形態では、９０重量％の鉄フィラーを含むため、硬化後の孔開けは容易ではないが、硬化前に形成するため、貫通孔を容易に形成することができる。
【００２３】
仮硬化状態の仮硬化磁性基材の磁性材層を加熱して含まれる樹脂を架橋させ、硬化状態にして磁性体樹脂１８を形成する（図２（Ｄ））。ここでは、１５０゜Ｃ〜１９０゜Ｃで１時間加熱する。高圧水洗により、孔開け時の加工スミアが取り除かれる。通常、デスミアはアルカリ性薬剤で行われるが、アルカリ性薬剤は樹脂を膨潤・剥離する過程で磁性材に含まれる鉄フィラーを脱落させる恐れがあるため、ここでは高圧水洗が行われる。絶縁性基材２０の表面の銅箔２２上、及び、第２貫通孔１８ｂの内壁に電解めっきにより第１電解めっき膜３２が形成され、中間体１２０が完成する（図２（Ｅ））。
【００２４】
図１（Ｂ）は、図２（Ｅ）中の中間体１２０の円Ｃ内を拡大して示す。
第１電解めっき膜３２は、絶縁性基材２０の銅箔２２上、及び、磁性体樹脂１８の表面に形成される。銅箔２２上の第１電解めっき膜３２の厚みｔ１は、磁性体樹脂１８の表面上の厚みｔ２よりも厚い。そして、第１電解めっき膜３２は、磁性体樹脂１８上と銅箔２２上との境界部に段差３２ｄを有する。
【００２５】
絶縁性基材２０に機械ドリル、レーザ加工で第１貫通孔２０ａが形成される（図３（Ａ））。第１電解めっき膜３２の表面、第１貫通孔２０ａ内に無電解めっきにより第１無電解めっき膜３４が形成される（図３（Ｂ））。第１無電解めっき膜３４上に電解めっきにより第２電解めっき膜３５が形成され、第１貫通孔２０ａの表面に第１スルーホール導体３６Ａが、第２貫通孔１８ｂの表面に第２スルーホール導体３６Ｂが形成される（図３（Ｃ））。第１貫通孔２０ａに形成された第１スルーホール導体３６Ａは、第１貫通孔２０ａに接触する。即ち、第１スルーホール導体３６Ａは、最内層の第１無電解めっき膜３４と、該第１無電解めっき膜３４上の第２電解めっき膜３５とから成る。第２貫通孔１８ｂに形成された第２スルーホール導体３６Ｂは、第２貫通孔１８ｂに接触する。即ち、第２スルーホール導体３６Ｂは、最内層の第１電解めっき膜３２と、該第１電解めっき膜３２上の第１無電解めっき膜３４と、該第１無電解めっき膜３４上の第２電解めっき膜３５とから成る。
【００２６】
第１貫通孔２０ａに形成された第１スルーホール導体３６Ａ内、第２貫通孔１８ｂに形成された第２スルーホール導体３６Ｂ内に樹脂充填剤１６が充填され、コア基板３０の表面が研磨される（図３（Ｄ））。第２電解めっき膜３５上、及び、樹脂充填剤１６の露出面に無電解めっきにより第２無電解めっき膜３７が形成され、第２無電解めっき膜３７上に第３電解めっき膜４０が形成される（図４（Ａ））。第３電解めっき膜４０上に所定パターンのエッチングレジスト５４が形成される（図４（Ｂ））。
【００２７】
エッチングレジスト５４から露出する第３電解めっき膜４０、第２無電解めっき膜３７、第２電解めっき膜３５、第１無電解めっき膜３４、第１電解めっき膜３２、銅箔２２が除去された後、エッチングレジストが除去され、第１導体パターン５８Ｆ、第２導体パターン５８Ｓが形成され、コア基板３０が完成する（図４（Ｃ））。第１導体パターン５８Ｆ、第２導体パターン５８Ｓに含まれる第１スルーホール導体３６Ａの第１面側スルーホールランド５８ＦＲＡ及び第２面側スルーホールランド５８ＳＲＡ、接続パターン５８ＦＬ、接続パターン５８ＳＬは、最下層の銅箔２２と、該銅箔２２上の第１電解めっき膜３２と、該第１電解めっき膜３２上の第１無電解めっき膜３４と、該第１無電解めっき膜３４上の第２電解めっき膜３５と、該第２電解めっき膜３５上の第２無電解めっき膜３７と、該第２無電解めっき膜３７上の第３電解めっき膜４０から成る。第１導体パターン５８Ｆ、第２導体パターン５８Ｓに含まれる第２スルーホール導体３６Ｂの第１面側スルーホールランド５８ＦＲＢ及び第２面側スルーホールランド５８ＳＲＢは、最下層の第１電解めっき膜３２と、該第１電解めっき膜３２上の第１無電解めっき膜３４と、該第１無電解めっき膜３４上の第２電解めっき膜３５と、該第２電解めっき膜３５上の第２無電解めっき膜３７と、該第２無電解めっき膜３７上の第３電解めっき膜４０から成る。
【００２８】
コア基板３０上に公知の製造方法により、上側のビルドアップ層４５０Ｆ、下側のビルドアップ層４５０Ｓ、ソルダーレジスト層４７０Ｆ、４７０Ｓ、半田バンプ４７６Ｆ、４７６Ｓが形成される（図１（Ａ））。
【００２９】
第１実施形態のインダクタ内蔵基板の製造方法では、磁性体樹脂１８の第２貫通孔１８ｂに直接第１電解めっき膜３２を形成するため、インダクタ内蔵基板１０の磁性体樹脂１８の体積を大きくし、インダクタンスを大きくすることができる。磁性体樹脂１８の第２貫通孔１８ｂに接触するのは第１電解めっき膜３２であるため、信頼性が低下し難い。更に、無電解めっき膜を形成してから第１電解めっき膜３２を形成せず、直接、第１電解めっき膜３２を形成するため、製造時間を短縮できる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  インダクタ内蔵基板
１８  磁性体樹脂
１８ｂ  第１貫通孔
２０  コア基板
２０ａ  第２貫通孔
２０ａ  開口
２２  銅箔
３０  コア基板
３２  第１電解めっき膜
３４  第１無電解めっき膜
３５  第２電解めっき膜
３６Ａ  第１スルーホール導体
３６Ｂ  第２スルーホール導体
３７  第２無電解めっき膜
４０  第３電解めっき膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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