(57)【要約】【課題】配線回路基板に用いるキャパシタにおいて、小型化でその大容量で安定した出力のキャパシタを形成することにより、キャパシタの配置の設計自由度が多くなり、設計値通りの容量となるキャパシタ及びそのキャパシタ内蔵配線回路基板及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】キャパシタが、多角形状または円状を呈するように形成した二重渦状の導体パターンと、該導体パターン間に埋没された誘電性材料を含む絶縁体から成る構造とするスパイラル型キャパシタであり、そのスパイラル型キャパシタを内蔵する配線回路基板及びその回路基板を高密度化する製造方法の提供。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形状または円状を呈するように形成した二重渦状の導体パターンと、該導体パターン間に埋没された誘電性材料を含む絶縁体から成ることを特徴とするスパイラル型キャパシタ。
【請求項２】
キャパシタを内蔵した配線回路基板において、スパイラル型キャパシタを用いたことを特徴とする請求項１記載のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路基板。
【請求項３】
配線回路基板の製造方法において、回路配線を高密度化することを特徴とする請求項２記載のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の半導体パッケージ用の配線回路基板において、スパイラル型キャパシタ及びそのスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術では、電子機器の小型化、高密度化、高性能化が進んでいる中で、そこに用いられる配線回路版も小型化、高密度化、高速化の要求が高まっており、それらの要求を満たした配線回路基板が求められている。
【０００３】
配線回路基板には半導体チップ、抵抗素子、キャパシタ、インダクタ等の部品が表面実装され、実装する部品を小型化することで配線回路基板の小型化、高密度化の対応を図っている。
【０００４】
しかしながら、表面実装だけでは限界があり、さらなる部品実装密度の向上が求められ、抵抗素子、キャパシタ、インダクタ等の部品を内蔵した部品機能内蔵配線回路基板の開発が進められている。
【０００５】
配線回路基板に内蔵用キャパシタを形成する場合、キャパシタの形状としては、配線回路板内部に絶縁体層を設け、その両面に電極を形成する構造を採っていた（例えば、特許文献１参照）。誘電性材料を含む絶縁体粉末と樹脂を混合し高誘電率な絶縁体層を形成し、その両面に電極を形成し、電極形状はエッチングで形成している。
【０００６】
しかしながら、従来の内蔵用キャパシタを用いた場合、層構造は二層構造となる。この形状では、基板上の上下重ね方向でしかキャパシタを形成することができないため、設計の自由度が少ない問題がある。またキャパシタ容量を大きくしようとすると従来の技術では電極サイズが大きくなり、基板内部のキャパシタの占有率が大きくなる。そのため、配線回路を引き回すことができなくなり実装密度の向上に限界があった。さらに、従来のキャパシタ構造は、電極間に存在する絶縁体の厚さのバラツキによって容量が大きく変化し不安定となり、設計通りのキャパシタ容量を得ることが難しい問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特願平０３−２８２３２４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題に鑑みて発明されたものであり、小型化でその大容量で安定した出力のキャパシタを形成することにより、キャパシタの配置の設計自由度が多くなり、設計値通りの容量となるキャパシタ及びそのキャパシタ内蔵配線回路基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、多角形状または円状を呈するように形成した二重渦状の導体パターンと、該導体パターン間に埋没された誘電性材料を含む絶縁体から成ることを特徴とするスパイラル型キャパシタである。
【００１０】
本発明の請求項２に係る発明は、キャパシタを内蔵した配線回路基板において、スパイラル型キャパシタを用いたことを特徴とする請求項１記載のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路基板である。
【００１１】
本発明の請求項３に係る発明は、配線回路基板の製造方法において、回路配線を高密度化することを特徴とする請求項２記載のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路基板の製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき説明する。図１は、本発明の配線回路板内蔵用のスパイラル型キャパシタの一例を示す斜視図である。
【００１３】
配線回路基材１１上に二重渦状（以下スパイラル型と記す）の配線であるスパイラル型キャパシタ用パターン２２ａを配置し、そのスパイラル型配線の二重の配線間２２ａａ，２２ａｂに誘電性材料を含む絶縁体５１を埋没してなる構造である。スパイラル型配線の厚みと配線ピッチ（配線２２ａａ，２２ａｂの間隔長）によって容量を調整し、またスパイラル型配線間に誘電率の高い誘電性材料を含む絶縁体５１を埋め込むことで容量の拡大を計ることができる。前記誘電性材料を含む絶縁体としては、チタン酸バリウム等の高誘電材のフィラーを熱硬化性樹脂液に分散させたものがあげられる。
【００１４】
本発明のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板の製造方法について説明する。
【００１５】
図２及び図３は、本発明のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板のビルドアップ工法による製造方法における製造工程の一例を示す。
【００１６】
まず、絶縁基材１１の両面に銅箔からなる導体層２１が形成された両面銅貼り積層板（図２（ａ）参照）の導体層２１上に、ドライフィルムを貼り合わせる等の方法で感光層（レジスト）を形成し、露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジストパターン３１及び、レジストパターン３２を形成する。（図２（ｂ）参照）
【００１７】
次に、レジストパターン３１及び３２をマスクにして、導体層２１をエッチング処理し、レジストパターン３１及びレジストパターン３２を専用の剥離液で除去して、絶縁体層１１の両面に第１配線層２１ａ及び、第１配線層２１ｂが形成された回路基板２０を作成する。（図２（ｃ）参照）
【００１８】
ここで、回路基板は両面に配線層が形成された両面配線板の事例について説明したが、配線層数は特に限定されるものではなく、任意の層数の回路基板が適用できる。
【００１９】
次に回路基板２０の両面に樹脂フィルムを貼付する等の方法で、絶縁層４１を形成し、絶縁層４１の所定位置にレーザー加工等によりビア用孔４２を形成する。（図２（ｄ）参照）
【００２０】
次に絶縁層４１上及びビア用孔４２内を粗化処理、触媒核付与及び、活性化処理した後、無電解銅めっき等により絶縁層４１上及びビア用孔４２内にめっき下地層を形成し、めっき下地層をカソードにして電解銅めっきを行い、絶縁層４１上に所定厚の導体層２２と、ビア用孔４２内にフィルドビア２３を形成する。（図２（ｅ）参照）
【００２１】
次に、導体層２２上にドライフィルムを貼り合わせる等の方法で感光層（レジスト）を形成し、露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジストパターン３３及び、レジストパターン３４を形成する。（図２（ｆ）参照）
【００２２】
次に、レジストパターン３３及び３４をマスクにして、導体層２２をエッチング処理し、レジストパターン３３及びレジストパターン３４を専用の剥離液で除去して、絶縁体層１１の一方の面にスパイラル型キャパシタ用パターン２２ａ及び、第２配線層２２ｂ、他方の面に第２配線層２２ｃが形成された回路基板４０を作成する。（図３（ｇ）参照）
【００２３】
ここでは、配線パターンをサブトラクティブ法により形成した事例について説明したが、セミアディティブ法によっても配線パターンの形成は可能である。
【００２４】
次に回路基板４０の一方の面のスパイラル型キャパシタ用の渦状パターン２２ａ上に、誘電材フィルムをラミネートする方法、又は誘電材ペーストをスクリーン印刷するなどの方法で誘電性材料を含む絶縁体層５１を形成し、スパイラル型キャパシタ５０を有する４層のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路基板１００を得る。（図３（ｈ）参照）
【００２５】
ここでは、図３（ｈ）は、全面に絶縁体層を形成した事例で説明しているが、別方法として、図３（ｉ）に示すように、前期誘電性材料を含む絶縁体層５１は、多角形状、円状等のキャパシタ部分に形成する方法であり、キャパシタ配線間に絶縁体が充填された状態であればよい。
【００２６】
図３（ｈ）又は（ｉ）のキャパシタを形成後、必要に応じて絶縁層、配線層を所定の層数形成することにより、スパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板を得ることができる。
【００２７】
次に、本発明のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板の一括積層法による製造方法について説明する。
【００２８】
図４は、本発明のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板の積層工法による製造方法における製造工程の一例を示す。
【００２９】
まず、絶縁基材１１の両面に銅箔からなる導体層２１が形成された両面銅貼り積層板（図４（ａ）参照）の導体層２１上に、ドライフィルムを貼り合わせる等の方法で感光層（レジスト）を形成し、露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジストパターン３１及び、レジストパターン３２を形成する。（図４（ｂ）参照）
【００３０】
次に、レジストパターン３１及び３２をマスクにして、導体層２１をエッチング処理し、レジストパターン３１及びレジストパターン３２を専用の剥離液で除去して、絶縁体層１１の両面に第１配線層２１ａ及び、第１配線層２１ｂが形成された回路基板２０を作成する。（図４（ｃ）参照）
【００３１】
図４（ｃ）に示す回路基板２０の製造工程と同様に、図４（ａ）と（ｂ）と（ｄ）の工程により、スパイラル型キャパシタパターン２２ａを含む回路基板２０ａを作成する。（図４（ｄ）参照）
【００３２】
次に、これらの回路基板２０，２０ａに黒化処理等の前処理を施し、図４（ｅ）に示すように、銅箔６１、プリプレグ６０、回路基板２０ａ、誘電材料７０用フイルム、回路基板２０、プリプレグ６０銅箔６１、の順番に重ねて帳合し、所定の積層条件によりプレス加工し、多層の回路基板４０を作成する。なお、回路基板２０ａのスパイラル型キャパシタパターン２２ａ形成面側には、スパイラル型配線間が誘電材料で満たされるよう、誘電材料７０を挟み積層する。（図４（ｅ）参照）
【００３３】
次に、回路基板４０の所定の位置に基板を貫通するスルーホール２４を形成する。続いて、無電解銅めっき、レジストパターン形成、電解銅めっき、レジスト剥離、エッチング処理等、一連の工程を経て、外層パターン２５形成を行うことより、多層のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板１００を得ることができる。（図４（ｆ）参照）
【００３４】
【実施例】
以下、実施例について詳細に説明する。
【００３５】
〈実施例１〉
片面銅張積層板の導体層上に厚さ１５μｍのドライフィルムレジストをラミネータを用いて１１０℃、３ｋｇ／ｃｍでラミネートコーティングを行った。次に、露光量５５ｍＪの条件でパターンを露光し、１％炭酸ナトリウム水溶液で現像を行うことでレジストパターンを形成した。
【００３６】
次に、レジストパターンをマスクにして塩化第二鉄液を用いてエッチング処理した。レジストパターンを５％水酸化ナトリウム水溶液により除去することで第一配線層を形成した。
【００３７】
第一配線層を形成した基板を、１２０℃のオーブンで乾燥した後、熱硬化型の絶縁樹脂フイルムを真空ラミネータを用いて１３０℃、３０秒、３ｋｇ／ｃｍ２の条件でラミネートし、１６０℃、１時間の加熱によって硬化させ、絶縁層を形成した。
【００３８】
基板の表上層と裏下層の絶縁層の導通路部分にレーザー光加工を用いて８０μｍφの穴加工を行った。レーザー光加工には、炭酸ガスレーザーやＵＶ−ＹＡＧレーザー、エキシマレーザーのレーザー光を用いることができる。
【００３９】
レーザー光加工後に、絶縁層及び前記穴内に無電解銅めっきによって薄膜導体層を形成した。無電解銅めっきの膜厚は、１μｍ程度めっきすれば良い。次に厚さ５０μｍのドライフィルムレジストを薄膜導体層上にラミネータを用いてラミネートコーティングを行った。
【００４０】
前記ドライフィルムレジスト上にフォトリソグラフィ工程によってパターン露光、現像を行うことでスパイラル型配線レジストパターンを形成した。
【００４１】
スパイラル型配線レジストパターンの開口部に薄膜導体層をカソードにして２Ａ／ｄｍ２で３０分間電解銅めっきを行い、スパイラル型の電極部を形成した。スパイラル型配線レジストパターンを５％水酸化ナトリウム水溶液で剥離除去を行い、過硫酸アンモニウム溶液（２００ｇ／ｌ）でフラッシュエッチングにより薄膜導体層を除去し、スパイラル型キャパシタの電極パターンを形成した。
【００４２】
基板を純水で洗浄し、１２０℃のオーブンで乾燥した後、チタン酸バリウムのフィラーを分散させた熱硬化型のエポキシ樹脂の絶縁樹脂フイルムを真空ラミネータを用いてラミネート後、焼付及び現像処理をして、１６０℃、１時間の加熱によって硬化させ、所定の位置に誘電性材料の絶縁層を形成した。
【００４３】
上記の工程で本発明のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板用のスパイラル型キャパシタを製造することができる。キャパシタの容量は、電極の高さ、すなわち実施例１の場合は前記電解銅めっきの厚さ、又は電極間の距離、又は誘電性材料の誘電率を変えることで容易に調整ができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の基板内蔵用スパイラル型キャパシタの構造を用いることで、小型化ができるため、配置設計の自由度が大きくなり、実装密度の高いキャパシタ内蔵配線回路板を得ることができる。設計時のキャパシタの容量は、電極の厚さ高さ、二重渦状の配線間距離、または誘電材料を変えることで容易に調整が可能となり、さらに、キャパシタの出力が大幅に安定する効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板の一例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板のビルドアップ工法における製造工程の一部を示す模式断面図である。
【図３】（ｇ）〜（ｉ）は、本発明のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板のビルドアップ工法における製造工程の一部を示す模式断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、本発明のスパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板の一括積層法における製造工程の一部を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１１…絶縁基材
２０、４０…回路基板
２１…導体層
２１ａ、２１ｂ…第一配線層
２２、２４…導体層
２２ａ…スパイラル型キャパシタ用パターン
２２ａａ、２２ａｂ…スパイラル型キャパシタ用パターン
２２ｂ、２２ｃ…第二配線層
２３…フィルドビア
２４…スルーホール
２５…外層パターン
３１、３２、３３、３４…レジストパターン
４１…絶縁層
４２…ビア用孔
５０…スパイラル型キャパシタ
５１…誘電性材料を含む絶縁体（層）
６０…プリプレグ
６１…銅箔
７０…誘電材料
１００…スパイラル型キャパシタ内蔵配線回路板
【図１】
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【図２】
2004349526.tif 000004
【図３】
2004349526.tif 000005
【図４】
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