(57)【要約】【課題】本発明の目的は、多層プリント配線板の層間絶縁層に内蔵するのに適した薄型積層セラミックコンデンサでありながら、既存のチップコンデンサと同等の静電容量を確保することが可能なチップコンデンサを開発することにある。またその薄型チップコンデンサを内蔵した素子内蔵基板とその製造方法を提供することである。【解決手段】厚さｔが層間絶縁層よりも薄く、具体的には１０μｍ≦ｔ≦１００μｍ、長さＬが１ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍ、及び幅Ｗが１ｍｍ≦Ｗ≦１０ｍｍの範囲内であり、外部接続用電極が側面に設けられたことを特徴とするプリント配線板内蔵用チップコンデンサとする。また前記チップコンデンサを内蔵する絶縁層の厚みｔｚをチップコンデンサの厚みｔに対してｔ＋１０μｍ≦ｔｚ≦ｔ＋５０μｍの範囲とし、さらに絶縁層は液状絶縁性樹脂を熱硬化させて形成する素子内蔵基板とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みｔが、自身を内蔵するプリント配線板の層間絶縁層よりも薄く、外部接続用電極が側面に設けられたことを特徴とするプリント配線板内蔵用チップコンデンサ。
【請求項２】
厚みｔが１０μｍ≦ｔ≦１００μｍ、長さＬが１ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍ、及び幅Ｗが１ｍｍ≦Ｗ≦１０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板内蔵用チップコンデンサ。
【請求項３】
前記チップコンデンサが複数のセラミック誘電体層と内部電極を交互に積層した構成であることを特徴とする請求項１または２記載のプリント配線板内蔵用チップコンデンサ。
【請求項４】
前記セラミック誘電体層が、６００℃以上で焼成させたチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸バリウムのいずれかもしくはその混合物を主成分とした誘電体セラミック組成物により形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプリント配線板内蔵用チップコンデンサ。
【請求項５】
５角柱以上の多角柱、円柱、あるいは一部または全部の角を丸めた形状の多角柱のうちいずれか一つの形態をとることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプリント配線板内蔵用チップコンデンサ。
【請求項６】
導体回路パターンが形成された内層回路基板に絶縁層を積層してなる多層プリント配線板において、前記内層回路基板上で導体回路パターンが形成されていない部分へ、請求項１から５のいずれかに記載のチップコンデンサを装填していることを特徴とする素子内蔵基板。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載のチップコンデンサの外部接続用電極と、前記導体回路パターンにより形成された配線パッドを電気的に接続したことを特徴とする請求項６記載の素子内蔵基板。
【請求項８】
請求項１から５のいずれかに記載のチップコンデンサの外部接続用電極と電気的に接続された配線パッドのうちどちらか一方または両方が、ビアホールランドの形成された導体回路パターンに接続しており、前記ビアホールは絶縁層を介し当該チップコンデンサの積層された層と異なる層にある導体回路パターンと電気的に接続していることを特徴とする請求項６または７に記載の素子内蔵基板。
【請求項９】
前記チップコンデンサを内蔵した絶縁層の厚みｔｚがチップコンデンサの厚みｔに対してｔ＋１０μｍ≦ｔｚ≦ｔ＋５０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の素子内蔵基板。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれかに記載の絶縁層は液状絶縁性樹脂を熱硬化させたものであり、前記液状絶縁性樹脂が少なくとも
（Ａ）熱硬化性樹脂
（Ｂ）硬化剤
（Ｃ）無機または有機フィラー
を含むものであることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の素子内蔵基板。
【請求項１１】
前記（Ａ）熱硬化性樹脂が、少なくとも
（Ａ１）軟化点６０℃以上の固形多官能エポキシ樹脂
（Ａ２）常温で液状の多官能エポキシ樹脂
を含むものであることを特徴とする請求項６から１０のいずれかに記載の素子内蔵基板。
【請求項１２】
前記液状絶縁性樹脂が（Ｄ）熱可塑性樹脂を含むものであることを特徴とする請求項６から１１のいずれかに記載の素子内蔵基板。
【請求項１３】
導体回路パターンが形成された内層回路基板に絶縁層を積層してなる多層プリント配線板の製造工程において、請求項１から５のいずれかに記載のチップコンデンサを内蔵した絶縁層上に真空プレスによって樹脂付き銅箔を積層する工程と、加熱により樹脂付き銅箔の樹脂と前記絶縁層とを一体化させる工程を含むことを特徴とする請求項６から１２のいずれかに記載の素子内蔵基板の製造方法。
【請求項１４】
前記樹脂付き銅箔の樹脂が少なくとも
（Ｅ）熱硬化性樹脂
（Ｆ）硬化剤
（Ｇ）無機または有機フィラー
を含むものであることを特徴とする請求項１３に記載の製造方法で製造された素子内蔵基板。
【請求項１５】
前記（Ｅ）熱硬化性樹脂が、少なくとも
（Ｅ１）軟化点６０℃以上の固形多官能エポキシ樹脂
（Ｅ２）常温で液状の多官能エポキシ樹脂
を含むものであることを特徴とする請求項１４に記載の素子内蔵基板。
【請求項１６】
前記樹脂付き銅箔の樹脂は、残存溶剤量３％以内であることを特徴とする請求項１４または１５のいずれかに記載の素子内蔵基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多層プリント配線板に内蔵可能なチップコンデンサ、及び、該チップコンデンサを内蔵した素子内蔵基板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い回路部品の高密度化、高機能化が強まっている。そのため、プリント配線板に電子部品を実装する場合においてはその実装効率を高めるためにコンデンサ（Ｃ）、レジスタ（Ｒ）、インダクタ（Ｌ）等の受動部品を基板内に内蔵した構造のプリント配線板が注目されている。
【０００３】
例えば、プリント基板に設けた透孔内にリードレスの回路部品を埋設した特開昭５４−３８５６１号公報、絶縁基板に設けた貫通孔内にセラミックコンデンサ等の受動部品を埋設した特公昭６０−４１４８０号公報、半導体素子のバイパスコンデンサをプリント基板の孔に埋設した特開平４−７３９９２号公報及び特開平５−２１８６１５号公報等が開示されている。
【０００４】
また、セラミック配線基板に設けたビアホール内に導電性物質と誘電性物質を充填して同時焼成した特開平８−２２２６５６号公報、有機系絶縁基板に設けた貫通孔に電子部品形成材料を埋め込んだ後、固化させてコンデンサや抵抗器を形成した特開平１０−５６２５１号公報等が開示されている。
【０００５】
上記従来の開示技術はいずれも二つの方式に大別できる。すなわちその一つは配線基板に設けられた貫通孔にチップ抵抗器またはチップコンデンサ等の既に完成されたリードレス部品を埋設した後、このリードレス部品の外部接続用電極と配線基板上の導体回路パターンとを導電性ペーストまたははんだ付けによって接続するものである。また、他の一つは有機系配線基板の場合、配線基板に設けた貫通孔にコンデンサ等の電子部品形成材料を埋め込み、固化させることによって所望のコンデンサとした後、その上下の端面にめっきを施して電極を形成し、電子部品内蔵配線基板を形成する。また、無機系配線基板の場合は、セラミックグリーンシートに設けられたビアホール内に誘電体ペーストや導電性ペーストを充填した後、高温で焼成することにより、所望のコンデンサを内蔵した配線基板を形成するというものである。
【０００６】
しかしながら、これらの貫通孔を利用して焼成あるいは固化したコンデンサは単層であるため大容量を得ることは困難である。一方、あらかじめ大容量が確保されているチップコンデンサ等を貫通孔へ埋設、実装する場合は、現行で最小サイズの０６０３チップを用いたとしても０．３ｍｍあるいは０．６ｍｍの層厚みが伴うため、薄い多層プリント配線板を実現することは困難であった。
【０００７】
また、チップ部品単体でみた場合、市場には１００５、０６０３に代表される側面に電極が構成されたチップコンデンサが代表的であり、それらを基板に内蔵した例は、特開平１１−２２０２６２号公報等に既に提案されているが、内蔵用に特性、形状を考慮したチップコンデンサ、またそれを基板に内蔵させた例はほとんど報告されていない。数少ない例として特許文献１に、転写法を利用してアルミナ、エポキシ樹脂を主成分とするコンポジット材料より成るシート状基材（Ｂステージ）中に長さＬ及び幅Ｗに比べて厚みｔを小さくした、多層プリント配線板の絶縁層への埋め込みに適した形状の受動部品を埋め込む方法が開示されている。
【０００８】
特許文献１で開示されたシート状基材を用いた方法では、Ｂステージ状態のコンポジット材料が流動性に乏しいため、ｔ≧１０μｍ以上の積層チップコンデンサを埋め込むことは難しく、特に静電容量を確保するために誘電体の面積を大きくすると埋め込み性は悪化する。したがって、この方法では比較的静電容量の小さなコンデンサしか埋め込むことができない。また、むき出しのチップを真空プレスで埋没させるためチップ本体及びその周辺部へのダメージや樹脂の染み出しによる内蔵基板表面の平滑性の悪化等が懸念される。
また、チップコンデンサの上下端面に電極を形成してしまうと、基板上の導電性ペーストや導体回路パターン上へチップコンデンサを配置・実装し、絶縁層を形成して埋め込んだ際に、上部の端面から導通をとるためにコンデンサ上にビアを形成したり、絶縁層を研磨するなどの処理をしなくてはならない。コンデンサの真上にコンデンサを傷つけないようにビアホールを形成するのは技術的に困難であり、また端面を出すために絶縁層を研磨すると、内部のコンデンサ等の素子を傷めるおそれがある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−７６６３７号公報（第７頁、段落３４及び段落４２）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、多層プリント配線板の層間絶縁層に内蔵するのに適した薄型積層セラミックコンデンサでありながら、既存のチップコンデンサと同等の静電容量を確保することが可能なチップコンデンサを開発することにある。本発明者らは鋭意検討した結果、プリント配線板の層間絶縁層に内蔵できる厚み、具体的には厚みｔが１０μｍ≦ｔ≦１００μｍであり、長さＬ及び幅Ｗが１ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍ、１ｍｍ≦Ｗ≦１０ｍｍのチップコンデンサであれば、既存チップコンデンサと同等の静電容量を確保でき、尚かつ多層プリント配線板の層間絶縁層に埋没可能であることがわかった。また、電極はチップコンデンサの側面に形成し、チップコンデンサを基板に実装する際には導体回路パターンが設けられていない場所へ配置するとより薄い層間絶縁層でも埋没が可能となる。さらに、絶縁層の形成に液状絶縁性樹脂を用いると容易に本発明のチップコンデンサを絶縁層へ埋没させることでき、液状絶縁性樹脂を硬化させた後研磨を必要とせず、その上へ樹脂付き銅箔を真空プレスするため、チップコンデンサ等内蔵素子へのダメージが無く、また容易に平滑な導体層を形成することが可能である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は成されたものであり、請求項１に係る第１の発明は、厚みｔが、自身を内蔵するプリント配線板の層間絶縁層よりも薄く、外部接続用電極が側面に設けられたことを特徴とするプリント配線板内蔵用チップコンデンサである。
【００１２】
請求項２に係る第２の発明は、厚みｔが１０μｍ≦ｔ≦１００μｍ、長さＬが１ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍ、及び幅Ｗが１ｍｍ≦Ｗ≦１０ｍｍの範囲内であり、２つの外部接続用電極が側面に設けられたことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板内蔵用チップコンデンサである。
【００１３】
請求項３に係る第３の発明は、前記チップコンデンサが複数のセラミック誘電体層と内部電極を交互に積層した構成であることを特徴とする請求項１または２記載のプリント配線板内蔵用チップコンデンサである。
【００１４】
請求項４に係る第４の発明は、前記セラミック誘電体層が、６００℃以上で焼成させたチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸バリウムのいずれかもしくはその混合物を主成分とした誘電体セラミック組成物により形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプリント配線板内蔵用チップコンデンサである。
【００１５】
請求項５に係る第５の発明は、５角柱以上の多角柱、円柱、あるいは一部または全部の角を丸めた形状の多角柱のうちいずれか一つの形態をとることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプリント配線板内蔵用チップコンデンサである。
【００１６】
請求項６に係る第６の発明は、導体回路パターンが形成された内層回路基板に絶縁層を積層してなる多層プリント配線板において、前記内層回路基板上で導体回路パターンが形成されていない部分へ、請求項１から５のいずれかに記載のチップコンデンサを装填していることを特徴とする素子内蔵基板である。
【００１７】
請求項７に係る第７の発明は、請求項１から５のいずれかに記載のチップコンデンサの外部接続用電極と、前記導体回路パターンにより形成された配線パッドを電気的に接続したことを特徴とする請求項６記載の素子内蔵基板である。
【００１８】
請求項８に係る第８の発明は、請求項１から５のいずれかに記載のチップコンデンサの外部接続用電極と電気的に接続された配線パッドのうちどちらか一方または両方が、ビアホールランドの形成された導体回路パターンに接続しており、前記ビアホールは絶縁層を介し当該チップコンデンサの積層された層と異なる層にある導体回路パターンと電気的に接続していることを特徴とする請求項６または７に記載の素子内蔵基板である。
【００１９】
請求項９に係る第９の発明は、前記チップコンデンサを内蔵した絶縁層の厚みｔｚがチップコンデンサの厚みｔに対してｔ＋１０μｍ≦ｔｚ≦ｔ＋５０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の素子内蔵基板である。
【００２０】
請求項１０に係る第１０の発明は、請求項６から９のいずれかに記載の絶縁層は液状絶縁性樹脂を熱硬化させたものであり、前記液状絶縁性樹脂が少なくとも
（Ａ）熱硬化性樹脂
（Ｂ）硬化剤
（Ｃ）無機または有機フィラー
を含むものであることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の素子内蔵基板である。
【００２１】
請求項１１に係る第１１の発明は、前記（Ａ）熱硬化性樹脂が、少なくとも
（Ａ１）軟化点６０℃以上の固形多官能エポキシ樹脂
（Ａ２）常温で液状の多官能エポキシ樹脂
を含むものであることを特徴とする請求項６から１０のいずれかに記載の素子内蔵基板である。
【００２２】
請求項１２に係る第１２の発明は、前記液状絶縁性樹脂が（Ｄ）熱可塑性樹脂を含むものであることを特徴とする請求項６から１１のいずれかに記載の素子内蔵基板である。
【００２３】
請求項１３に係る第１３の発明は、導体回路パターンが形成された内層回路基板に絶縁層を積層してなる多層プリント配線板の製造工程において、請求項１から４のいずれかに記載のチップコンデンサを内蔵した絶縁層上に真空プレスによって樹脂付き銅箔を積層する工程と、加熱により樹脂付き銅箔の樹脂と前記絶縁層とを一体化させる工程を含むことを特徴とする請求項６から１２のいずれかに記載の素子内蔵基板の製造方法である。
【００２４】
請求項１４に係る第１４の発明は、前記樹脂付き銅箔の樹脂が少なくとも
（Ｅ）熱硬化性樹脂
（Ｆ）硬化剤
（Ｇ）無機または有機フィラー
を含むものであることを特徴とする請求項１３に記載の製造方法で製造された素子内蔵基板である。
【００２５】
請求項１５に係る第１５の発明は、前記（Ｅ）熱硬化性樹脂が、少なくとも
（Ｅ１）軟化点６０℃以上の固形多官能エポキシ樹脂
（Ｅ２）常温で液状の多官能エポキシ樹脂
を含むものであることを特徴とする請求項１４に記載の素子内蔵基板である。
【００２６】
請求項１６に係る第１６の発明は、前記樹脂付き銅箔の樹脂は、残存溶剤量３％以内であることを特徴とする請求項１４または１５のいずれかに記載の素子内蔵基板である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明における実施の形態の１例について図面を用いて簡単に説明する。図１（ｂ）に示すように本発明におけるプリント配線板内蔵用チップコンデンサは、複数のセラミック誘電体層（１）と内部電極（２）が交互に積層された構造のセラミック積層体（３）の両端面に外部接続用電極（４）、及びニッケル、銅などのめっき第一層（５）、はんだ・錫などのめっき第二層（６）が形成されており、既存のチップコンデンサと基本的構造は同一であるが、基板上に熱硬化型接着剤で固定する必要性からチップコンデンサの下面をあらかじめエポキシ樹脂等で穴埋めして平滑にしておくことが好ましい。
【００２８】
既存のチップコンデンサは、目的とする静電容量にもよるが、通常誘電体層及び内部電極を５０層以上積層することにより、小型であっても充分な静電容量を確保している。しかしながら、現在流通しているチップコンデンサは最小の０６０３（（株）村田製作所製）においても３００μｍの厚みを有するため、多層プリント配線板に搭載する場合、層間絶縁層ではなく層間厚の厚いコア層（内層回路基板）に埋め込むより方法が無かった。本発明におけるプリント配線板内蔵用チップコンデンサではセラミック誘電体層及び内部電極の積層数を２０層以下にして、チップコンデンサ（１０）の厚みｔを層間絶縁層よりも薄く、具体的には１０μｍ≦ｔ≦１００μｍとし、多層プリント配線板の層間絶縁層へ埋め込み可能にした。厚みｔは１０μｍ≦ｔ≦８０μｍの範囲とすると、より埋め込みやすく理想的な大きさである。また、コンデンサの長さＬを１ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍ、及び幅Ｗを１ｍｍ≦Ｗ≦１０ｍｍとし、既存のチップコンデンサに比べて面積を大きくした。その結果、誘電体層１層あたりの静電容量が増し、誘電体層の積層数を減らしたことによる静電容量の低下が相殺され、既存のチップコンデンサと同等の静電容量を得ることができた。
【００２９】
次に、本発明におけるプリント配線板内蔵用チップコンデンサの製造方法について図１に従い製造工程順に説明する。まず、セラミック積層体を以下に示す手順に従って形成する。誘電体セラミック組成物をスラリー化してシート状とした誘電性セラミックシート（グリーンシート）を用意し、その一面にＰｔ、Ｐｄ等のペーストをスクリーン印刷等で塗布し、内部電極（２）を形成する。内部電極を形成された誘電性セラミックシートは必要枚数積層され、最後に内部電極を形成していない誘電性セラミックシートを積層体の外側となっている内部電極上に積層して圧着する。このとき内部電極と誘電性セラミックシートからなる積層体の形状が多角柱や円柱状など、角が鈍角であるか丸められていると焼成後に割れや欠けに強いセラミックコンデンサとすることができる。その後、この内部電極と誘電性セラミックシートからなる積層体を所定の温度にて焼成し、セラミック積層体（３）が形成される。
【００３０】
次にセラミック積層体（３）の両端面に、内部電極（２）と接続するように、２つの外部接続用電極（４ａ）が形成される。この外部接続用電極（４ａ）の材料としては、内部電極と同じ材料を使用することができる。また、銀・パラジウム・銀−パラジウム合金・銅・銅合金等が使用可能である。また、これらの金属粉末にＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ系ガラス、Ｌｉ２Ｏ−ＳｉＯ２−ＢａＯ系ガラス等のガラスフリットを添加したものも使用される。外部接続用電極（４ａ）は、材料となる金属粉末ペーストを焼成により得たセラミック積層体（３）に塗布して焼き付けることで形成されるが、焼成前に塗布してセラミック積層体と同時に形成してもよい。この後、外部接続用電極（４ａ）上にニッケル・銅等のめっきを施し、めっき第一層（４ｂ）を形成する。最後にこのめっき第一層の上にはんだ・錫等のめっき第二層（４ｃ）を形成することで本発明におけるプリント配線板内蔵用チップコンデンサ（１０）が製造される。
【００３１】
本発明のプリント配線板内蔵用チップコンデンサ（１０）の形状を、５角柱以上の多角柱、楕円柱も含む円柱あるいは多角柱の角を丸めた形状のように、角が鈍角であるか丸められている形状とすることで、薄型にも関わらず破損しにくいセラミックチップコンデンサとすることができる。
【００３２】
本発明で用いられる誘電体セラミック層の組成は特に限定されるものではないが、例えばチタン酸バリウム，チタン酸ストロンチウム，チタン酸カルシウム，チタン酸マグネシウム，チタン酸亜鉛，チタン酸鉛等のチタン酸塩、あるいはジルコン酸カルシウム，ジルコン酸バリウム，ジルコン酸鉛等のジルコン酸塩等を主成分とした種々の誘電体セラミック組成物を使用することができる。
【００３３】
また、本発明で用いられる内部電極としては、Ｐｔ，Ｐｄといった貴金属が使用できる他、還元性雰囲気中で誘電性セラミックシートの積層体を焼成させる場合には、Ｎｉ，Ｎｉ合金，Ｃｕ，Ｃｕ合金等の卑金属も用いることができる。尚、内部電極を形成する方法としては、例えばスクリーン印刷や蒸着、めっき等あるが、いずれの方法で形成しても構わない。
【００３４】
以下、本発明における素子内蔵基板の製造方法の一例について図面を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すようにあらかじめ所定のスルーホールが形成されている両面銅貼積層板（１４）を用意し、表層の銅をエッチングして導体回路パターン（１５）を形成する（図３（ｂ））。このようにして作製された内層回路基板（１６）の所定の位置に、本発明におけるプリント配線板内蔵用チップコンデンサ（１０）を接着剤により固定する（図３（ｃ））。ここでいう所定の位置とは図３（ｃ）に示すように、コア基材（１１）上でチップコンデンサの外部接続用電極（４ａ）を接続することになる配線パッドの間、あるいは図４（ｊ）に示すように層間絶縁層（２３）上（つまり導体回路パターン（１５）の形成されていない箇所）である。また接着剤は熱硬化型の接着剤であると加工しやすく硬化後の強度も満足のいくものとなる。さらに、本発明のチップコンデンサ側面の外部接続用電極（４ａ）とコア基材（１１）上あるいは層間絶縁層（２３）上に形成された配線パッドを導電性ペースト（１７）、はんだ等により電気的に接続する（図３（ｄ））。
【００３５】
次に、前記内層回路基板（１６）上に、本発明のチップコンデンサ（１０）を内蔵した絶縁層（１９）の厚みｔｚが当該チップコンデンサの厚みｔに対してｔ＋１０μｍ≦ｔｚ≦ｔ＋５０μｍの範囲に入るように絶縁層（１９）を形成し、当該チップコンデンサを絶縁層に埋め込む（図３（ｅ））。このような範囲で厚みを規定するのは、絶縁層が薄すぎるとコンデンサが露出してしまい樹脂付き銅箔（２２）を積層する際にコンデンサへのダメージが心配され、厚すぎると最終的な基板厚みが厚くなりすぎてしまうためである。絶縁層（１９）の形成には液状絶縁性樹脂を塗布し、加熱硬化することが好ましい。液状絶縁性樹脂は流動性が高いので厚みのあるチップコンデンサ（１０）や導体回路パターン（１５）を効率よく埋め込むことができる。
【００３６】
さらに樹脂付き銅箔（２２）を真空プレスにより積層し、加熱により絶縁層（１９）と樹脂付き銅箔の樹脂（２１）とを一体硬化させて導体層及び層間絶縁層（２３）を形成する（図３（ｆ））。樹脂付き銅箔の銅箔（２０）はレーザー加工で貫通し易い厚み１０μｍ程度の薄いものを使用するのが好ましい。ＵＶ−ＹＡＧレーザーにより所定の位置にビアホールを形成し（図３（ｇ））、デスミア・無電解めっき・パネルめっきを行って、内層回路基板（１６）上の導体回路パターン（１５）とここで設けたビルドアップ層の導体層（２５）を電気的に接続するとともに導体層を所定の厚さにし（図４（ｈ））、この導体層（２５）をエッチングすることで次の層の導体回路パターン（１５）を形成する（図４（ｉ））。以上の工程を複数回繰り返すことにより多層プリント配線板の層間絶縁層（２３）内に本発明のチップコンデンサ（１０）が内蔵された素子内蔵基板（２６）を製造する事ができる（図３（ｊ））。
【００３７】
本発明で用いる液状絶縁性樹脂及び樹脂付き銅箔の樹脂（２１）（接着層）は、熱硬化性樹脂を主成分として成る。例えば、エポキシ樹脂、シアネート樹脂類、ビスマレイミド類とジアミンとの付加重合物、フェノール樹脂、レゾール樹脂、イソシアネート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート及びビニル基含有ポリオレフィン化合物等があげられるが、これらに限定されない。これら熱硬化性樹脂の中でも耐熱性、絶縁性等の性能とコストとのバランスからエポキシ樹脂、特に多官能エポキシ樹脂が好ましい。
【００３８】
本発明で使用されるエポキシ樹脂は公知のものを用いることができる。例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂等の芳香族環を含むエポキシ類化合物の水素添加化合物、脂環式エポキシ樹脂やシクロヘキセンオキシドの各種誘導体、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の含ハロゲンエポキシ樹脂等があげられ、これらを単独もしくは混合して用いることができる。
【００３９】
熱硬化性樹脂としてこれらエポキシ樹脂を用いる際には、軟化点が６０℃以上で常温では固形である多官能エポキシ樹脂と、常温で液状となる多官能エポキシ樹脂の、物性の異なる２種類のエポキシ樹脂を混合して用いることが好ましい。軟化点が６０℃以上のエポキシ樹脂を用いるのは、液状絶縁樹脂及び樹脂付き銅箔の樹脂に、適度な熱時流動性と耐熱性を付与するためであり、常温で液状となるエポキシ樹脂を用いるのは、特に樹脂付き銅箔の樹脂に対して可撓性を持たせるためである。多官能エポキシ樹脂を用いるのもやはり接着層、そして層間絶縁層への高耐熱性、高剛性の付与のためである。
【００４０】
樹脂付き銅箔の樹脂（接着層）の厚みは２０〜５０μｍの範囲が好ましい。２０μより薄いと銅箔に均一に樹脂を形成することが困難となり、また樹脂付き銅箔とした際に扱いにくくなる。５０μｍより厚いと、素子内蔵基板全体の厚みが大きくなってしまうので好ましくない。最も扱いやすいのは３０μｍ前後であり、最終的な層間絶縁層（２３）の厚みとしては１５０μｍ程度に抑えることができるように形成するとよい。
【００４１】
本発明にて用いられる硬化剤は、特に限定されるものではないが、熱硬化性樹脂の選択によってそれに対応する硬化剤を選ぶことができる。例えば熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合には、公知のエポキシ樹脂硬化剤を用いることができる。このようなエポキシ樹脂硬化剤として、例えばフェノールノボラック等の多価フェノール類、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等のアミン系硬化剤、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の酸無水物硬化剤またはこれらの混合物等が挙げられる。中でも、低吸水性の点からフェノールノボラック等の多価フェノール類の使用が特に好ましい。
【００４２】
エポキシ樹脂硬化剤の配合割合は、エポキシ樹脂との組み合わせで任意の割合で使用することができるが、通常はＴｇが高くなるようにその配合比が決定される。例えば、エポキシ樹脂硬化剤としてフェノールノボラックを用いる場合は、エポキシ当量と水酸基当量が１：１になるように配合するのが好ましい。
【００４３】
本発明で用いる液状絶縁性樹脂及び樹脂付き銅箔の樹脂（２１）には機械的、熱的、または電気的性質の改質を目的として公知の無機または有機フィラーを加えることができる。ファインパターンを形成するためにはこれらのフィラーの平均粒径が小さいもの程好ましく、平均粒径３μｍ以下のものが使用される。また、その配合比は熱硬化性樹脂の選択によって異なり、樹脂全体に対して５〜４０ｗｔ％の範囲内であることが好ましい。有機フィラーとしては、エポキシ樹脂粉末、メラミン樹脂粉末、尿素樹脂粉末、グアナミン樹脂粉末、ポリエステル樹脂粉末等を、無機フィラーとしては、シリカ、アルミナ、酸化チタン等を挙げることができる。なかでも、シリカフィラーは誘電率が低いこと、線膨張率が低いこと、表面粗化処理により絶縁性樹脂中から脱離してアンカーを形成しやすいことなどからより好ましく用いられている。
【００４４】
本発明にて用いられる熱可塑性樹脂の添加の目的は、絶縁層（１９）にねばり強さを持たせることで強い素子内蔵基板（２６）を提供するためである。通常絶縁性樹脂として用いられるエポキシ樹脂は導体層となる銅とのめっき密着性や耐熱性に優れるが、固くて脆い特性を有しており、冷熱衝撃試験での樹脂クラック等の不具合を生じることがある。本発明によれば液状絶縁性樹脂にポリエーテルスルホン、フェノキシ樹脂、ポリイミド等の熱可塑性樹脂を加えることにより、信頼性に優れた絶縁層を形成することができる。このような熱可塑性樹脂としては、先に述べた熱硬化性樹脂、硬化剤と同一の溶媒に溶解して混合できることが望ましい。また、熱可塑性樹脂の配合比は全樹脂固形分の１０〜４０％の範囲であることが好ましい。これは、熱可塑性樹脂の含量が全樹脂固形分の１０重量％以下では熱可塑性樹脂による靱性効果があまり得られない傾向があり、また４０重量％以上では充分なめっき密着性が得られない傾向にあるためである。
【００４５】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４６】
［実施例１］
（ｉ）まず、本発明におけるプリント配線板内蔵用チップコンデンサの製造法の一例を示す。誘電体粉末としてチタン酸バリウム（富士チタン工業社製）、ポリビニルブチラール系バインダーのデンカブチラート（電気化学工業社製）、さらにエタノールを加えてボールミルにより湿式混合し、セラミックスラリーを調製した。このセラミックスラリーをドクターブレード法によりシート形成し、厚み２０μｍのグリーンシートを得た。次に前記グリーンシート上に、ＰｄペーストのＭＬ−３７１８（昭栄化学工業社製）をスクリーン印刷により塗布し、内部電極を形成した。さらに内部電極を印刷したグリーンシートを、内部電極がグリーンシートを介して重なるように積層して積層体とした後、前記積層体を直方体形状に切断してグリーンチップを作製した。
【００４７】
このグリーンチップをＮ２雰囲気中にて３５０℃の温度で加熱し脱バインダー処理を行った後、空気下１３００℃で２時間保持して焼成させた。焼成後のセラミック積層体の対向する側面に銀ペーストを塗布し、Ｎ２雰囲気中において６００℃の温度で焼き付け、内部電極と電気的に接続した外部接続用電極を形成した。この後、外部接続用電極上にＮｉめっき被膜をめっき第１層として形成し、さらにこの被膜の上にはんだめっき被膜をめっき第２層として形成して本発明におけるプリント配線板内蔵用チップコンデンサを作製した。上記のようにして得たプリント配線板内蔵用チップコンデンサの外形寸法は、長さＬ＝５ｍｍ，幅Ｗ＝５ｍｍ，厚みｔ＝５０μｍであり、内部電極間に介在する誘電体セラミック層の厚みは８μｍ、誘電体セラミック層の総数は５層であった。
【００４８】
（ｉｉ）次に本発明における液状絶縁性樹脂及び樹脂付き銅箔の製造例を示す。熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂成分としてエピコート１００１（油化シェルエポキシ社製）９０重量部、エピコート８２８ＥＬ（油化シェルエポキシ社製）１０重量部、硬化剤としてはエポキシ樹脂硬化剤であるフェノールノボラック（日本化薬社製）２４．６重量部、熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂（フェノートＹＰ−５０、東都化成社製）３７．４重量部をシクロヘキサノンとメチルエチルケトン（ＭＥＫ）の混合溶媒に溶解させた。この溶液にシリカフィラーのＡＥＲＯＳＩＬ　ＲＹ２００（日本アエロジル社製）４０．５重量部、硬化触媒の２−エチル−４−メチルイミダゾール（東京化成工業社製）０．３２重量部を加え、練り込みロールで分散させた後に攪拌及び脱泡し、液状絶縁性樹脂を調製した。このようにして得られた液状絶縁性樹脂を厚み１２μｍの片面処理電解銅箔のマット面に塗布・半硬化させ、厚み３０μｍの接着剤層を形成し、樹脂付き銅箔を作製した。
【００４９】
（ｉｉｉ）さらに素子内蔵基板の製造例を示す。導体回路パターンが形成された内層回路基板（コア基材厚０．８ｍｍ）のコンデンサ実装位置にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化型接着剤を塗布し、上述（ｉ）のようにして作製されたプリント配線板内蔵用チップコンデンサを固定した。さらにコンデンサの外部接続用電極と内層回路基板上の配線パッドを導電性銀ペーストＳＡ−２０２４（藤倉化成社製）にて電気的に接続した。このようにしてコンデンサを実装した基板上に前述の液状絶縁性樹脂を、硬化後の液状絶縁性樹脂（絶縁層）の厚みが７０μｍとなるようにスロットコーターで塗布し、加熱硬化させた。
【００５０】
次に硬化した液状絶縁性樹脂（絶縁層）上に前述の樹脂付き銅箔を樹脂（接着剤層）を絶縁層側にして真空プレスにて圧力４０ｋｇ／ｃｍ２、温度１７０℃で２時間加熱・加圧することで積層した。続いてＵＶ−ＹＡＧレーザーにより所定のビアホールを形成した後、アルカリ性過マンガン酸塩によるデスミア処理を行った。この後、無電解めっき・電気めっきを行いビアを電気的に接続すると共に導体層厚を２５μｍ前後の厚さにし、エッチングによりビルドアップ層の導体回路パターンを形成した。以上の工程を２回繰り返すことによりビルドアップ２層素子内蔵基板を製造した。
【００５１】
［実施例２］
（ｉ）実施例１の（ｉ）と同様にしてプリント配線板内蔵用チップコンデンサを作製した。
【００５２】
（ｉｉ）熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂成分としてＥＰＰＮ−５０２Ｈ（日本化薬社製）９０重量部、エピコート８２８ＥＬ（油化シェルエポキシ社製）１０重量部、硬化剤としてはエポキシ樹脂硬化剤であるカヤハードＮＨＮ（日本化薬社製）９９．４重量部、熱可塑性樹脂としてポリエーテルスルホン（スミカエクセル５００３Ｐ、住友化学工業社製）５９．８重量部を４−ブチロラクトンとＮ−メチル−２−ピロリドンの混合溶媒に溶解させた。この溶液にシリカフィラーのアドマファインＳＯ−Ｃ１（アドマテックス社製）７７．８重量部、硬化触媒の２−エチル−４−メチルイミダゾール（東京化成工業社製）０．７８重量部を加え、練り込みロールで分散させた後に攪拌及び脱泡し、液状絶縁性樹脂を調製した。このようにして得られた液状絶縁性樹脂を厚み１２μｍの片面処理電解銅箔のマット面に塗布・半硬化させ、厚み３０μｍの接着剤層を形成し、樹脂付き銅箔を得た。
【００５３】
（ｉｉｉ）実施例１の（ｉｉｉ）と同様にしてビルドアップ２層素子内蔵基板を製造した。
【００５４】
［実施例３］
（ｉ）厚み３０μｍのセラミックグリーンシートであるソルフィル（帝人ソルフィル社製）上に、ＰｄペーストのＭＬ−３７１８（昭栄化学工業社製）をスクリーン印刷により塗布し、内部電極を形成した。さらに内部電極を印刷したグリーンシートを、内部電極がグリーンシートを介して重なるように積層して積層体とした後、前記積層体を八角柱形状に切断してグリーンチップを作製した。
【００５５】
このグリーンチップをＮ２雰囲気中にて６００℃の温度で加熱し脱バインダー処理を行った後、空気下１１４０℃で２時間保持して焼成させた。焼成後のチップ両端面に銀ペーストを塗布し、Ｎ２雰囲気中において６００℃の温度で焼き付け、内部電極と電気的に接続した外部接続用電極を形成した。この後、外部接続用電極上にＮｉめっき被膜をめっき第１層として形成し、さらにこの被膜の上にはんだめっき被膜をめっき第２層として形成して本発明におけるプリント配線板内蔵用チップコンデンサを作製した。上記のようにして得たプリント配線板内蔵用チップコンデンサの外形寸法は、長さＬ＝１０ｍｍ，幅Ｗ＝１０ｍｍ（但し、長さ及び幅は対向する辺間の距離），厚みｔ＝３５μｍであり、内部電極間に介在する誘電体セラミック層の厚みは１０μｍ、誘電体セラミック層の総数は３層であった。
【００５６】
（ｉｉ）実施例１の（ｉｉ）と同様にして液状絶縁性樹脂及び樹脂付き銅箔を作製した。
【００５７】
（ｉｉｉ）実施例１の（ｉｉｉ）と同様にして素子内蔵基板を製造した。
【００５８】
［実施例４］
（ｉ）実施例３の（ｉ）と同様にしてプリント配線板内蔵用チップコンデンサを作製した。
【００５９】
（ｉｉ）実施例２の（ｉｉ）と同様にして液状絶縁性樹脂及び樹脂付き銅箔を作製した。
【００６０】
（ｉｉｉ）導体回路パターンが形成された内層回路基板（コア基材厚０．８ｍｍ）のコンデンサ実装位置にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化型接着剤を塗布し、上述のようにして作製されたプリント配線板内蔵用チップコンデンサを固定する。さらにコンデンサの外部接続用電極と内層回路基板上の配線パッドを導電性銀ペーストＮ−４９０６（昭栄化学工業社製）にて電気的に接続した。このようにしてコンデンサを実装した基板上に前述の液状絶縁性樹脂を硬化後の液状絶縁性樹脂（絶縁層）の厚みが４５μｍとなるようにスロットコーターで塗布し、加熱硬化させた。
【００６１】
次に硬化した液状絶縁性樹脂（絶縁層）上に前述の樹脂付き銅箔を樹脂（接着剤層）を絶縁層側にして真空プレスにて圧力３０ｋｇ／ｃｍ２、温度１７０℃で２時間加熱・加圧することで積層した。続いてＵＶ−ＹＡＧレーザーにより所定のビアホールを形成した後、アルカリ性過マンガン酸塩によるデスミア処理を行った。この後、無電解めっき・電気めっきを行いビアを電気的に接続すると共に導体層厚を１８μｍ前後の厚さにし、エッチングによりビルドアップ層の導体回路パターンを形成した。以上の工程を２回繰り返すことによりビルドアップ２層素子内蔵基板を製造した。
【００６２】
［比較例１］
導体回路パターンが形成された内層回路基板（コア基材厚０．８ｍｍ）のコンデンサ実装位置にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化型接着剤を塗布し、市販の０６０３チップコンデンサ（村田製作所製ＧＲＰ０３３Ｂ１０Ｊ１０３　ＫＡ０１Ｂ）を固定した。さらにコンデンサの外部接続用電極と内層回路基板上の配線パッドを導電性銀ペーストＳＡ−２０２４（藤倉化成社製）にて電気的に接続した。このようにしてコンデンサを実装した基板上に実施例１（ｉｉ）における液状絶縁性樹脂を硬化後の液状絶縁性樹脂（絶縁層）の厚みが３２０μｍとなるようにスロットコーターで塗布し、加熱硬化させた。
【００６３】
次に硬化した液状絶縁性樹脂（絶縁層）上に同じく実施例１（ｉｉ）の樹脂付き銅箔を樹脂（接着剤層）を絶縁層側にして真空プレスにて圧力４０ｋｇ／ｃｍ２、温度１７０℃で２時間加熱・加圧することで積層した。続いてＵＶ−ＹＡＧレーザーにより所定のビアホールを形成した後、アルカリ性過マンガン酸塩によるデスミア処理を行った。この後、無電解めっき・電気めっきを行いビアを電気的に接続すると共に導体層厚を２５μｍ前後の厚さにし、エッチングによりビルドアップ層の導体回路パターンを形成した。以上の工程を２回繰り返すことによりビルドアップ２層素子内蔵基板を製造した。
【００６４】
［比較例２］
実施例３（ｉ）と同様にしてプリント配線板内蔵用チップコンデンサを作製した。次に導体回路パターンが形成された内層回路基板（コア基材厚０．８ｍｍ）のコンデンサ実装位置にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化型接着剤を塗布し、上述のようにして作製されたプリント配線板内蔵用チップコンデンサを固定する。さらにコンデンサの外部接続用電極と内層回路基板上の配線パッドを導電性銀ペーストＳＡ−２０２４（藤倉化成社製）にて電気的に接続した。
【００６５】
このようにしてコンデンサを実装した基板に銅厚１２μｍ，接着剤（樹脂）厚が５０μｍである市販の樹脂付き銅箔（三菱金属社製ＭＲ６００）を真空プレスにて圧力４０ｋｇ／ｃｍ２、温度１７０℃で２時間加熱・加圧することで積層した。続いてＵＶ−ＹＡＧレーザーにより所定のビアホールを形成した後、アルカリ性過マンガン酸塩によるデスミア処理を行った。この後、無電解めっき・電気めっきを行いビアを電気的に接続すると共に導体層厚を２５μｍ前後の厚さにし、エッチングによりビルドアップ層の導体回路パターンを形成した。以上の工程を２回繰り返すことによりビルドアップ２層素子内蔵基板を製造した。
【００６６】
［比較例３］
あらかじめドリル加工によりコンデンサを作り込むための貫通孔（φ１．０ｍｍ）を設けた両面銅貼り積層板（コア基材厚０．８ｍｍ）を用意し、この貫通孔にチタン酸バリウム粉末をフィラーとして添加したペースト状エポキシ樹脂からなる高誘電率材料をスクリーン印刷により埋め込んだ。この後、１７０℃で１時間加熱をし、高誘電材料を硬化させた後、不織布バフ研磨を行い貫通孔よりはみ出た高誘電率材料を除去した。次にめっきレジストを用いた無電解銅めっきにより、高誘電率材料の上下に外部接続用電極を形成した後、エッチングにより導体回路パターンを形成した。
【００６７】
このようにして形成した内層コアの両面に比較例２で用いた市販の樹脂付き銅箔を、真空プレスにより圧力４０ｋｇ／ｃｍ２、温度１７０℃で２時間加熱・加圧することで積層した。続いてＵＶ−ＹＡＧレーザーにより所定のビアホールを形成した後、アルカリ性過マンガン酸塩によるデスミア処理を行った。この後、無電解めっき・電気めっきを行いビアを電気的に接続すると共に導体層厚を２５μｍ前後の厚さにし、エッチングによりビルドアップ層の導体回路パターンを形成した。以上の工程を２回繰り返すことによりコア層にコンデンサが内蔵されたビルドアップ２層素子内蔵基板を製造した。
【００６８】
上記実施例及び比較例で得られたプリント配線板内蔵用チップコンデンサ及び素子内蔵基板の評価を以下の（１）〜（５）に示す方法により行った。その結果を表１に示す。
【００６９】
（１）静電容量
各実施例及び比較例で作製あるいは使用したコンデンサの静電容量はピコアンメータを用いて測定した。
【００７０】
（２）基板厚み
各実施例及び比較例で製造した素子内蔵基板の基板厚をマイクロメーターで測定した。
【００７１】
（３）平滑性
各実施例及び比較例で製造した素子内蔵基板表面の銅をエッチングにより除去し、絶縁層表面の平滑性を顕微鏡レーザ変位計で評価した。評価方法はＪＩＳ−Ｂ０６０１に基づき絶縁層表面の段差Ｒｚを測定した。
【００７２】
（４）布線検査（サーマルサイクル前）
各実施例及び比較例で製造した素子内蔵基板１２枚に対してフライングプローブによる布線検査を行い、短絡あるいは断線による接続不良数を調べた。
【００７３】
（５）布線検査（サーマルサイクル後）
項目４で布線検査を行った素子内蔵基板１２枚に対して、１２５℃の雰囲気下と−６５℃の雰囲気下に繰り返しさらされるサーマルサイクル試験を１０００サイクル行い、試験終了後に再度フライングプローブによる布線検査を行い短絡あるいは断線による接続不良を調べた。
【００７４】
【表１】
2004146495.tif 000003
【００７５】
【発明の効果】
本発明のプリント配線板内蔵用チップコンデンサは、薄型ながら既存のチップコンデンサと同程度の静電容量を確保することができる。また、このチップコンデンサは２つの外部接続用電極が側面にあるために、絶縁層への埋め込み後、研磨やコンデンサ直上へのビアホール形成を必要とせずに導通をとることができ、チップコンデンサへの不要なダメージを抑えることができる。
本発明の素子内蔵基板とその製造方法によれば、層間絶縁層中にチップコンデンサを内蔵したことによる基板厚みの増加や表面平滑性の悪化を軽微なものとすることができ、板厚精度に優れた高信頼性の素子内蔵基板を提供することが可能となる。特に絶縁層形成樹脂として液状絶縁性樹脂を用いた場合、チップコンデンサへのダメージがなく、層間絶縁層表面の平滑性が優れた素子内蔵基板を提供することができる。
【００７６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるプリント配線板内蔵用チップコンデンサの一例を示す断面図である。
【図２】本発明におけるプリント配線板内蔵用チップコンデンサの実装の一例を示す断面図である。
【図３】本発明における素子内蔵基板の製作工程の一例を示す断面図である。
【図４】本発明における素子内蔵基板の製作工程の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　…セラミック誘電体層
２　…内部電極
３　…セラミック積層体
４ａ…外部接続用電極
４ｂ…めっき第１層
４ｃ…めっき第２層
５　…配線パッド
６　…配線
７　…絶縁樹脂
１０…チップコンデンサ
１１…コア基材
１２…銅箔
１３…スルーホール
１４…両面銅貼積層板
１５…導体回路パターン
１６…内層回路基板
１７…導電性ペースト
１８…液状絶縁性樹脂硬化物
１９…絶縁層
２０…樹脂付き銅箔の銅箔
２１…樹脂付き銅箔の樹脂
２２…樹脂付き銅箔
２３…層間絶縁層
２４…ビアホール
２５…導体層
２６…素子内蔵基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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