(57)【要約】【課題】下部電極及び上部電極からなるコンデンサが内蔵されたコンデンサ内蔵多層プリント配線板の製造方法において、コンデンサ絶縁層及び低誘電率の層間絶縁膜をそれぞれ必要な箇所のみに容易に形成することのできる製造方法を得る。【解決手段】下記の（Ａ）〜（Ｅ）の工程を含むコンデンサ内蔵多層プリント配線板の製造方法である。（Ａ）基材に下部電極１３を形成する工程。（Ｂ）下部電極１３に対して、高誘電率材料からなるコンデンサ絶縁層１７を選択的に形成する工程。（Ｃ）基材のコンデンサ絶縁層１７を除く箇所に、低誘電率材料からなる第２絶縁層２１を選択的に形成する工程。（Ｄ）コンデンサ絶縁層１７及び第２絶縁層２１の表面を研磨する工程。（Ｅ）コンデンサ絶縁層１７の上に、下部電極に対応させて上部電極２５を形成する工程。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の（Ａ）〜（Ｅ）の工程を含むことを特徴とするコンデンサ内蔵多層プリント配線板の製造方法。
（Ａ）基材に下部電極を形成する工程。
（Ｂ）高誘電率材料からなるコンデンサ絶縁層を上記下部電極に対して選択的に形成する工程。
（Ｃ）低誘電率材料からなる第２絶縁層を上記基材の上記コンデンサ絶縁層を除く箇所に選択的に形成する工程。
（Ｄ）上記コンデンサ絶縁層及び上記第２絶縁層の表面を研磨する工程。
（Ｅ）上記コンデンサ絶縁層の上に、上記下部電極に対応させて上部電極を形成する工程。
【請求項２】
前記（Ｂ）の工程は、第１マスクパターンを用いて前記高誘電率材料を塗布する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ内蔵多層プリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記（Ｃ）の工程は、第２マスクパターンを用いて前記低誘電率材料を塗布する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ内蔵多層プリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記（Ｅ）の工程は、前記コンデンサ絶縁層の上に銅めっきを施すことにより形成した導体層をエッチングして前記上部電極を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコンデンサ内蔵多層プリント配線板の製造方法。
【請求項５】
前記（Ｅ）の工程は、前記上部電極を導電性ペースト材料の塗布により形成する工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコンデンサ内蔵多層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】
この発明は、コンデンサ素子が内蔵されたコンデンサ内蔵多層プリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層プリント配線板において、部品の高密度実装等を目的として、コンデンサ素子を内蔵させる技術がある（特許文献１または２を参照）。これらコンデンサ内蔵多層プリント配線板では、コンデンサ素子として、下部電極及び上部電極が高誘電体層を介して配置されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５９２８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１０２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のコンデンサ内蔵多層プリント配線板は、コンデンサ素子の誘電体として作用する高誘電体層の誘電率が同一絶縁層の面で全体に渡って同一である。この場合、不必要な箇所まで高誘電体層が存在することとなるので、この多層プリント配線板を高周波の用途に用いる場合、伝送特性が劣化する等の問題が生じることがある。従って、高誘電体層は、全面に渡って形成されていない、必要な箇所のみに形成されていることが望ましい。
【０００５】
特許文献２に記載のコンデンサ内蔵多層プリント配線板は、下部電極の上に高誘電体層を選択的に形成し、さらに、その上に低誘電率の層間絶縁膜を積層し、この層間絶縁膜を研磨して、高誘電体層を露出させることにより、高誘電体層を必要な箇所のみに形成することとしている。この技術は、低誘電率の層間絶縁膜と高誘電率ペースト材料よりなるコンデンサ絶縁層との密着力不足や間隙の発生を抑制することを目的としている。
【０００６】
しかし、この方法では層間絶縁層を積層する際にうねりや凹凸が発生する。特許文献２に記載の技術では、これらうねりや凹凸は、圧力条件、温度条件、多段プレス等の積層またはラミネートの条件を調整することにより平坦にすることとしているため、工程の増加、複雑化、条件調整の手間の煩雑化という問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、コンデンサ絶縁層及び低誘電率の層間絶縁膜をそれぞれ必要な箇所のみに容易に形成することのできるコンデンサ内蔵多層プリント配線板の製造方法を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題解決のための第１の発明は、下記の（Ａ）〜（Ｅ）の工程を含むコンデンサ内蔵多層プリント配線板の製造方法である。
（Ａ）基材に下部電極を形成する工程。
（Ｂ）高誘電率材料からなるコンデンサ絶縁層を下部電極に対して選択的に形成する工程。
（Ｃ）低誘電率材料からなる第２絶縁層を基材のコンデンサ絶縁層を除く箇所に選択的に形成する工程。
（Ｄ）コンデンサ絶縁層及び第２絶縁層の表面を研磨する工程。
（Ｅ）コンデンサ絶縁層の上に、下部電極に対応させて上部電極を形成する工程。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、（Ｂ）の工程は、第１マスクパターンを用いて高誘電率材料を塗布する工程を含むものである。
【００１０】
第３の発明は、第１または第２の発明において、（Ｃ）の工程は、第２マスクパターンを用いて低誘電率材料を塗布する工程を含むものである。
【００１１】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、（Ｅ）の工程は、コンデンサ絶縁層の上に銅めっきを施すことにより形成した導体層をエッチングして上部電極を形成する工程を含むものである。
【００１２】
第５の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、（Ｅ）の工程は、上部電極を導電性ペースト材料の塗布により形成する工程を含むものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コンデンサ内蔵多層プリント配線板を製造するに際し、コンデンサ絶縁層及び第２絶縁層をそれぞれ必要な箇所のみに容易に形成することができ、さらに、上部電極の形成も容易である。そして、この製造方法により製造されたコンデンサ内蔵多層プリント配線板は、必要な箇所のみに高誘電率材料からなるコンデンサ絶縁層が形成されているので、高周波の電気特性に優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係るコンデンサ内蔵多層プリント配線板の製造方法を図面を参照して説明する。詳しくは、図１は、基材に下部電極を形成する工程を示す図である。図２は、高誘電率材料からなるコンデンサ絶縁層を下部電極に対して選択的に形成する工程を示す図である。図３は、低誘電率材料からなる第２絶縁層を基材のコンデンサ絶縁層を除く箇所に選択的に形成する工程を示す図である。図４は、コンデンサ絶縁層及び第２絶縁層の表面を研磨する工程を示す図である。図５は、コンデンサ絶縁層の上に、下部電極に対応させて上部電極を、銅めっきにより形成する工程を示す図である。図６は、コンデンサ絶縁層の上に、下部電極に対応させて上部電極を、導電性ペーストの塗布により形成する工程を示す図である。なお、これら図面はすべて、上記の下部電極及び上部電極からなるコンデンサ素子の箇所の断面を拡大して示すものである。
【００１５】
（Ａ）基材に下部電極を形成する工程
図１の（Ａ）−１に示すように、基材１２の両面に銅箔１０が積層されて構成された積層板１１を用意する。この積層板１１はプリント配線板製造用の市販品を用いることができ、例えばガラスエポキシ銅貼基材を使用することができる。
【００１６】
次いで、図１の（Ａ）−２に示すように銅箔１０の不必要な箇所をエッチングにより除去し、下部電極１３を形成する。この下部電極１３、及び、後に説明するコンデンサ絶縁層との密着強度を向上させるために、この下部電極１３の表面にマイクロエッチングを施して、下部電極１３の表面を粗化処理してもよい。なお、図１の（Ａ）−２では下部電極１３を基材１２の上面にのみ形成した状態を示している。この下部電極１３は、製造されるべきコンデンサ内蔵多層プリント配線板の設計仕様により、基材１２の上面及び下面のいずれにも形成することができる。
【００１７】
（Ｂ）下部電極１３に対して、高誘電率材料からなるコンデンサ絶縁層を選択的に形成する工程
図２の（Ｂ）−１に示すように、下部電極１３に対し、高誘電率材料１４を、第１マスクパターン１５を用いてスキージ１６により、厚みが２５μｍとなるように下部電極１３の上に塗布する。高誘電率材料１４は、チタン酸バリウム等、誘電率の高いフィラーを含有するものであって、例えばインシュコートＨ（日本ペイント社製、商品名）を用いることができる。この高誘電率材料１４の粘度は３００００〜４００００ｍＰａ・ｓ（２５℃、５．０ｒｐｍ）が好ましく、粘度をこの範囲とすることで、液がだれることなく、良好に塗布することができる。
【００１８】
第１マスクパターン１５としては、例えばメッシュスクリーンを使用することができる。この第１マスクパターン１５には、高誘電率材料１４が下部電極１３の平面形状とほぼ同じ平面形状に塗布され、かつ、この下部電極１３を完全に覆うように塗布される印刷パターンを形成しておく。この第１マスクパターン１５を介して高誘電率材料１４を下部電極１３の上に塗布することにより、高誘電率材料１４がこの下部電極１３と略同じ平面形状で下部電極１３の上に塗布される。
【００１９】
次いで、図２の（Ｂ）−２に示すように、高誘電率材料１４を加熱して硬化させ、コンデンサ絶縁層１７を形成する。これら図２の（Ｂ）−１及び（Ｂ）−２に示す工程により、コンデンサ絶縁層１７が下部電極１３に対して選択的に形成される。
【００２０】
（Ｃ）基材１２のコンデンサ絶縁層１７を除く箇所に、低誘電率材料からなる第２絶縁層を選択的に形成する工程
図３の（Ｃ）−１に示すように、低誘電率材料１８を、第２マスクパターン１９を用いてスキージ２０により、厚みが（２５μｍ＋銅箔１０の厚み）となるよう基材１２の上に塗布する。低誘電率絶縁材１８としては、市販のエポキシ樹脂やポリオレフィン樹脂等を用いることができ、例えば、アンダーコートＵＣ３０００（山栄化学株式会社製、商品名）を用いることができる。さらに、図３の（Ｃ）−１に示す基材１２の下部側にも上記と同じようにして低誘電率材料を塗布する（図示せず）。
【００２１】
ここで使用する第２マスクパターン１９は、第１マスクパターン１５と同様、例えばメッシュスクリーンを使用することができる。この第２マスクパターン１９には、基材１２に対してコンデンサ絶縁層１７を除く箇所に低誘電率材料１８が塗布されるような印刷パターンを形成しておく。さらに、この印刷パターンは、コンデンサ絶縁層１７の平面形状に対して低通電率材料１８が平面方向に０．１ｍｍ程度かぶるよう印刷されるパターンとする。これは、高誘電率材料１４及び低誘電率材料１８の界面の隙間をなくすためである。
【００２２】
次いで、図３の（Ｃ）−２に示すように、基材１２の両面塗布した低誘電率材料１８を加熱して硬化させ、第２絶縁層２１を形成する。これにより、第２絶縁層２１がコンデンサ絶縁層１７を除く箇所に選択的に形成される。なお、第２絶縁層２１を形成する際にコンデンサ絶縁層１７との境目に凸部２２が生じることがある。この凸部２２は除去する必要があり、この除去については後述する。
【００２３】
（Ｄ）コンデンサ絶縁層１７及び第２絶縁層２１の表面を研磨する工程
図４の（Ｄ）に示すように、コンデンサ絶縁層１７及び第２絶縁層２１の表面を砥材２３により研磨し、前述の凸部２２を除去するとともに、コンデンサ絶縁層１７及び第２絶縁層２１を一様平坦に仕上げる。コンデンサ絶縁層１７及び第２絶縁層２１はそれぞれ硬度が異なるため、砥材２３としては、例えばセラミックのような表面硬度が高く追従性の弱いものを用いる。また、研磨作業時においては、研磨ばらつきを低減し平坦性を向上させるため、研磨の際に研磨方向を変えることが望ましい。
【００２４】
続いて、上記の工程により得られた積層体に対し、製造すべきコンデンサ内蔵多層プリント配線板の設計仕様に従って穴を空ける（図示せず）。
【００２５】
（Ｅ）コンデンサ絶縁層１７の上に、下部電極１３に対応させて上部電極を形成する工程。
図５の（Ｅ）−１に示すように、コンデンサ絶縁層１７及び第２絶縁層２１の表面に、ニッケルまたはニッケル合金の導電体層（図示せず）を無電解めっき法、またはスパッタ法により形成した後、さらに、この導電体層の上に、電気銅めっきにより導体層２４を形成する。これにより、表層に導体層２４が形成されるとともに、穴にはスルーホールめっきが施される（図示せず）。
【００２６】
次いで、図５の（Ｅ）−２に示すように、導体層２４の不要箇所をエッチングにより除去し、下部電極１３に対応した箇所に上部電極２５を形成する。この工程により、下部電極１３及び上部電極２５によるコンデンサ素子が形成される。またさらに、このエッチングにより、その他必要な信号配線を形成する（図示せず）。
【００２７】
次いで、製造すべきコンデンサ内蔵多層プリント配線板が４層構造であれば、以降、この上にソルダーレジスト層形成、文字印刷、及び外形加工等の各処理を行い、目的とするコンデンサ内蔵多層プリント配線板を仕上げる。
【００２８】
また、図５の（Ｅ）−１に示す工程において、前述の銅めっきによる工程に代えて、導電性ペースト材料を塗布することにより、上部電極２５を形成することもできる。詳しくは、図６の（Ｆ）−１に示すように、第２絶縁層２１が形成された基材１２に対し、第３マスクパターン２６により、導電性ペースト材料２７を２０〜３０μｍの厚みとなるよう、スキージ２８で塗布する。この導電性ペースト材料２７としては、例えば、日本ペイント防食コーティングス株式会社製、Ｓ−５０００（商品名）を用いることができる。
【００２９】
次いで、図６の（Ｆ）−２に示すように、塗布した導電性ペースト材料２７加熱して硬化させ、上部電極２９を形成する。そして、プリプレグを積層加熱することにより絶縁層３０を形成し、さらに、絶縁層３０の上に銅めっきを施すことにより導電体層３１を形成する。
【実施例】
【００３０】
（実施例１）
６層構造であって、第２層に上部電極を、第３層に下部電極を形成した実施例１のコンデンサ内蔵多層プリント配線板を製作した。具体的には、上部電極及び下部電極の面積を９００ｍｍ２とし、高誘電率材料として誘電率εｒ＝３２のインシュコートＨ（詳細前述）を用い、厚み２５μｍとした。
【００３１】
（実施例２）
実施例１において、高誘電率材料として誘電率εｒ＝５０のインシュコートＨを用いた以外は同じ条件とした実施例２のコンデンサ内蔵多層プリント配線板を製作した。
【００３２】
（比較例）
実施例１において、コンデンサ素子を形成しない以外は同じ条件で比較例の多層プリント配線板を製作した。
【００３３】
これら実施例１及び２のコンデンサ内蔵多層プリント配線板と、比較例の多層プリント配線板の共振特性を測定した。具体的には、これらプリント配線板の電極の端から端までを、ネットワークアナライザ（アジレントテクノロジー社製、Ｅ５０７１Ｂ）を用いて、１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚまでのＳ２１を測定した。このＳ２１は伝送損失であって、このＳ２１が大きいほど共振が小さいものである。
【００３４】
（ノイズ特性）
これらプリント配線板にＬＳＩ（ルネサステクノロジー社製、ＳＨ７０５８Ｓ）を実装し、２０ＭＨｚで動作させながら、放射されるノイズ（１００〜３００ＭＨｚ間）を、ＩＥＣ６１９６７−５によるコモンモードノイズ測定法により測定した。この測定法は、ＩＥＣ  ＳＣ４７Ａによって提案されたワークベンチファラデーケージを用いた電磁波測定手法であって、本発明においてはワークベンチファラデーゲージとして富士ゼロックスエンジニアリング製、ＦＣ−１０００を、測定用ソフトウエアとして株式会社東陽テクニカ製、ＥＰ６／ＦＣを用いた。測定結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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注１：絶縁層厚み８０μｍでの測定結果
注２：３２ｄＢμＶ以下は測定不能
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】基材に下部電極を形成する工程を示す図。
【図２】高誘電率材料からなるコンデンサ絶縁層を下部電極に対して選択的に形成する工程を示す図。
【図３】低誘電率材料からなる第２絶縁層を基材のコンデンサ絶縁層を除く箇所に選択的に形成する工程を示す図。
【図４】コンデンサ絶縁層及び第２絶縁層の表面を研磨する工程を示す図。
【図５】コンデンサ絶縁層の上に、下部電極に対応させて上部電極を、銅めっきにより形成する工程を示す図。
【図６】コンデンサ絶縁層の上に、下部電極に対応させて上部電極を、導電性ペーストの塗布により形成する工程を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１０  銅箔
１１  積層板
１２  基材
１３  下部電極
１４  高誘電率材料
１５  第１マスクパターン
１６  スキージ
１７  コンデンサ絶縁層
１８  低誘電率材料
１９  第２マスクパターン
２０  スキージ
２１  第２絶縁層
２２  凸部
２３  砥材
２４  導体層
２５  上部電極
２６  第３マスクパターン
２７  導電性ペースト材料
２８  スキージ
２９  上部電極
３０  絶縁層
３１  導電体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008130779.tif 000007
【図５】
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【図６】
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