(57)【要約】  【課題】  特別な付加回路を設けることなく、電源デカップリングが強化された多層プリント配線板を提供する。  【解決手段】 内層に電源回路１０及びグラウンド回路１１を有し、上記電源回路１０及びグラウンド回路１１の少なくともいずれかに磁性体層１３が被覆されている多層プリント配線板１であって、上記磁性体層１３は、軟磁性体粉末からなる芯材にフェライト層が被覆されて形成された磁性微粒子が含まれていることとした。また、前記芯材の材質は、カルボニル鉄、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、及び、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金のうちの少なくとも一種から選ばれることとした。  【選択図】  図１
2005158916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層に電源回路及びグラウンド回路を有し、上記電源回路及びグラウンド回路の少なくともいずれかに磁性体層が被覆されている多層プリント配線板であって、上記磁性体層は、軟磁性体粉末からなる芯材にフェライト層が被覆されて形成された磁性微粒子が含まれていることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項２】
請求項１記載の多層プリント配線板において、前記芯材の材質は、カルボニル鉄、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、及び、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金のうちの少なくとも一種から選ばれることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多層プリント配線板において、前記フェライト層は、一般式ＭＦｅ2Ｏ4（ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ、及び、Ａｌのうちから選ばれる少なくとも一種）で示されるソフトフェライトからなることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の多層プリント配線板において、前記磁性体層は、フェライト粒子が含まれることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項５】
請求項４記載の多層プリント配線板において、前記フェライト粒子は、一般式ＭＦｅ2Ｏ4（ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ、及び、Ａｌのうちから選ばれる少なくとも一種）で示されるソフトフェライトであることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の多層プリント配線板において、前記磁性体層は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、及びそれらの変性体の中から選ばれる一種以上の樹脂をバインダーとしたことを特徴とする多層プリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層プリント配線板に関し、詳しくは、特別な付加回路を設けることなく、電源デカップリングが強化された多層プリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高機能化により電子部品の動作周波数は高周波化が進んでおり、これに伴って、プリント配線板の信号回路からの不要輻射ノイズの増加や、外来の電磁ノイズに対する耐性の低下が問題となっている。
【０００３】
特にＩＣやＬＳＩが搭載された多層プリント配線板は、これらのスイッチング動作に伴う高周波電源電流が電源層に流れ込み、この影響によって高周波電磁ノイズが発生するという問題がある。そこで、ＩＣやＬＳＩの近傍にデカップリングコンデンサを接続し、高周波電源電流をバイパスさせて電源層への流れ込みを少なくさせることが行われている。
【０００４】
この電源デカップリングの強化を目的として、特許文献１には、インピーダンス付加回路を含む配線で電源層を構成するとともに、電源層の上下両側の絶縁材料を磁性体混合絶縁材料とした多層プリント配線板が提案されている。
【０００５】
この多層プリント配線板によれば、インピーダンス付加回路によって大きなインダクタンスを確保することができるため、ＩＣやＬＳＩからの高周波電源電流の他回路への流れ込みを小さくすることができるとともに、磁性体により、その効果がさらに高められるものである。
【０００６】
しかし、この多層プリント配線板は、インピーダンス付加回路が冗長となるため、ＩＣやＬＳＩを高密度に搭載する場合、配線レイアウトが難しいという問題がある。
【０００７】
また、近年ではＩＣやＬＳＩのスイッチング周波数が１ＧＨｚを超えるものもある。特許文献１では、磁性体としてセンダスト粉砕物が用いられているが、このような磁性微粒子は１ＧＨｚを超える高周波電磁ノイズの吸収性が非常に小さいため、十分な効果が得られないという問題がある。
【特許文献１】特開平９−１３９５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、多層プリント配線板において、上記のような特別な付加回路を設けることなく、電源デカップリングが強化され、かつ、従来の製造工程を大幅に変更することなく、容易に製造することのできる多層プリント配線板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための手段は、請求項１に記載の通り、内層に電源回路及びグラウンド回路を有しする多層プリント配線板であって、上記電源回路及びグラウンド回路の少なくともいずれかに磁性体層が被覆され、上記磁性体層は、軟磁性体粉末からなる芯材にフェライト層が被覆されて形成された磁性微粒子が含まれていることとしたものである。
【００１０】
この磁性微粒子は、上述の通り、軟磁性体粉末からなる芯材にフェライト層が被覆された多層構造となっており、その多層構造により、従来の磁性微粒子では十分に吸収できなかった１ＧＨｚをこえる高周波の電磁ノイズを吸収することができる。
【００１１】
請求項２に記載の構成は、請求項１記載の多層プリント配線板において、前記芯材の材質は、カルボニル鉄、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、及び、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金のうちの少なくとも一種から選ばれることとしたものである。
【００１２】
請求項３に記載の構成は、請求項１または２に記載の多層プリント配線板において、前記フェライト層は、一般式ＭＦｅ2Ｏ4（ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ、及び、Ａｌのうちから選ばれる少なくとも一種）で示されるソフトフェライトからなることとしたものである。
【００１３】
請求項４に記載の構成は、請求項１から３のいずれかに記載の多層プリント配線板において、前記磁性体層は、フェライト粒子が含まれることとしたものである。
【００１４】
請求項５に記載の構成は、請求項４記載の多層プリント配線板において、前記フェライト粒子は、一般式ＭＦｅ2Ｏ4（ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ、及び、Ａｌのうちから選ばれる少なくとも一種）で示されるソフトフェライトであることとしたものである。
【００１５】
請求項６に記載の構成は、請求項１から５のいずれかに記載の多層プリント配線板において、前記磁性体層は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、及びそれらの変性体の中から選ばれる一種以上の樹脂をバインダーとしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の多層プリント配線板は、内層の電源回路及びグラウンド回路の少なくともいずれかに磁性体層が被覆されることで、ＩＣやＬＳＩのスイッチング動作により発生する電磁ノイズがこの磁性体層に吸収されるという従来の効果に加え、磁性体層に上記の磁性微粒子が含まれていることにより、この磁性体層は１ＧＨｚを超える電磁ノイズに対しても高い吸収性を示すので、従来のような特別な付加回路を設けなくても、電源デカップリングが強化されるという効果がある。よって、この多層プリント配線板は、ＩＣやＬＳＩの高密度配線に対応可能で、かつ、電磁ノイズ発生の抑制が極めて大きいものである。
【００１７】
請求項２に記載の多層プリント配線板は、請求項１記載の多層プリント配線板において、１ＧＨｚを超える高周波領域における電磁ノイズ吸収性が一段と優れているという効果がある。
【００１８】
請求項３に記載の多層プリント配線板は、請求項１または２に記載の多層プリント配線板において、磁性微粒子がスヌークの限界側を遥かに超える磁気特性を有し、絶縁性が高く、かつ、高周波領域における電磁ノイズの吸収性がいっそう優れている、という効果がある。
【００１９】
請求項４に記載の多層プリント配線板は、請求項１から３のいずれかに記載の多層プリント配線板において、低周波領域から、１ＧＨｚを超える高周波領域に至るまで、広い範囲の電磁ノイズ吸収性を有する、という効果がある。すなわち、磁性微粒子を含むことにより、高周波領域での電磁波吸収性を有し、同時に、フェライト粒子を含むことにより、低周波領域での電磁ノイズ吸収性も有する、という効果が得られる。
【００２０】
さらに、請求項１から３のいずれかに記載の磁性微粒子は、高価な材料であるが、フェライト粒子は安価であるので、磁性体層にフェライト粒子を混合させることにより、磁性微粒子の配合比率を低下させることができ、原材料コストを低減させつつ、所望の電磁波吸収性を有する磁性体層を得ることができるという効果がある。
【００２１】
請求項５に記載の多層プリント配線板は、請求項４に記載の多層プリント配線板において、低周波領域における電磁ノイズ吸収性がいっそう優れているという効果がある。
【００２２】
請求項６に記載の多層プリント配線板は、請求項１から５のいずれかに記載の多層プリント配線板において、磁性体層のバインダーとしてエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、及びそれらの変性体の中から選ばれる一種以上の樹脂をを用いているので、この多層プリント配線板を製造するにあたり、従来の製造工程を大幅に変えることなく、容易に行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の多層プリント配線板１の特徴部分を示す部分断面図である。この多層プリント配線板１は、内層基板１５、磁性体層１３、絶縁層１４、外層信号回路３、部品ランド４、５、６、７、及び、ソルダーレジスト層２からなる。内層基板１５には、電源回路１０、グラウンド回路１１、及び、内層信号回路１２が形成されており、電源回路１０、及び、グラウンド回路１１には磁性体層１３が被覆されている。
【００２４】
また、部品ランド４及び６はスルーホール８により互いに接続され、さらに、電源回路１０に接続されている。同様に、部品ランド５及び７はスルーホール９により互いに接続され、さらに、グラウンド回路１１に接続されている。
【００２５】
部品ランド４にはこの多層プリント配線板１に搭載されるＩＣ部品（図示せず）の電源ピンが接続され、部品ランド５には、ＩＣ部品のグラウンドピンが接続される。また、部品ランド６及び７にはデカップリングコンデンサ（図示せず）が接続される。
【００２６】
磁性体層１３は、磁性微粒子、及び、ソフトフェライト粒子をバインダーに混合させたものである。磁性微粒子は、カルボニル鉄、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、及び、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金のうちの少なくとも一種から選ばれる芯材にフェライトめっき層が被覆されたものである。ソフトフェライト粒子は、一般式ＭＦｅ2Ｏ4（ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ、及び、Ａｌのうちから選ばれる少なくとも一種）で示される化合物である。
【００２７】
詳しくは、磁性微粒子は平均粒径が１〜３０μｍで、体積固有抵抗が１．０×１０8Ω・ｍ以上とし、ソフトフェライト粒子は、平均粒径１〜３０μｍで、体積固有抵抗が１．０×１０8Ω・ｍ以上とする。
【００２８】
磁性微粒子及びソフトフェライト粒子の混合比は９９：１〜１：９９とする。この範囲において混合すれば、所望の電磁波吸収性を得ることができる。
【００２９】
バインダーとしては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ホットメルト型樹脂系（スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・イソプレン・スチレンゴム（ＳＩＳ））、スチレン・イソプレン・ブタジエン・スチレンゴム（ＳＩＢＳ）、スチレン・ブタジエン・スチレンゴム（ＳＢＳ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、メチルメタアクリレート・ブタジエンゴム（ＭＢＲ）、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンゴム（ＳＥＰＳ）、ＳＥＢＳ、ＳＥＥＰＳ、エチレン酢ビ樹脂、ポリアミド樹脂、溶剤型樹脂系（アクリル樹脂）、酢酸ビニル或いは酢酸ビニルとアクリル酸エステル、ベオバ、などが共重合された酢ビ系樹脂、塩化ビニルと酢酸ビニル、エチレン、アクリル酸エステルなどが共重合された塩化ビニル系樹脂、スチレンとアクリル酸エステルなどが共重合されたスチレン系樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、変性シリコン樹脂、水分散型樹脂系（合成ゴム系ラテックスの具体例としてはスチレン・ブタジエンゴムラテックス、アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、メチルメタアクリレート・ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどのカルボキシル変性したものなどが挙げられる。
【００３０】
また、合成樹脂系エマルジョンである各種アクリル酸エステルなどのアクリル系モノマーを使用して調製されたアクリル酸エステル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル或いは酢酸ビニルとアクリル酸エステル、ベオバなどのコモノマーとを共重合した酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、塩化ビニルと酢酸ビニル、エチレン、アクリル酸エステルなどコモノマーとが重合された塩化ビニル樹脂系エマルジョン、スチレンとアクリル酸エステルなどコモノマーとが共重合されたスチレン樹脂系エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合系エマルジョンなどが挙げられる。
【００３１】
また、湿気硬化型樹脂である変性シリコン樹脂、シアノアクリレート樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。より具体的には、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、及びそれらの変性体のうちの少なくとも一種から選択された熱硬化性樹脂が好ましく、熱硬化性樹脂は、硬化剤を最適量加えることにより、プリント配線板の製造工程中に適合した条件下で硬化させることができるので、多層プリント配線板１を製造する上で適したものである。
【００３２】
この熱硬化性樹脂に、磁性微粒子及びソフトフェライト粒子の混合体を、体積占有率が５０〜９０ｖｏｌ％（より好ましくは６０〜８０ｖｏｌ％）の範囲となるように充填・分散させることにより、磁性体層１３が得られる。
【００３３】
熱硬化性樹脂に混合体を上記の条件で含ませることにより、この磁性体層１３は１．０×１０10Ω以上の絶縁性を確保しながら十分な電磁波吸収性を示す。混合体の体積占有率が５０ｖｏｌ％より低い場合は、電磁波吸収性が十分でなく、９０ｖｏｌ％より高い場合は、絶縁性や樹脂組成物の塗布作業性が低下するので、望ましくない。
【００３４】
次にこの多層プリント配線板１の製造工程を説明する。まず、内層基板１５に電源回路１０、グラウンド回路１１、及び、内層信号回路１２を形成した後、磁性体層１３を３０〜１００μｍの厚みとなるよう、電源回路１０及びグランド回路１１に被覆する。この被覆は、スクリーン印刷法等により磁性体層１３を塗布し、加熱硬化させて行う。
【００３５】
続いて、内層基板１５に、絶縁層１４、及び、銅箔（図示せず）を積層する。絶縁層１４は、プリント配線板の製造において一般的に用いられている熱硬化性樹脂含浸シートを用いる。
【００３６】
積層した後、穴あけ、銅めっき処理を施してスルーホール８、９を形成し、次いで、銅箔をエッチングして外層信号回路３、部品ランド４、５、６、７を形成した後、ソルダーレジスト層２を被覆し、外形加工を行って仕上げる。上記の積層から外形加工にいたる工程は、公知の技術により行えばよい。
【００３７】
本発明にかかる多層プリント配線板1は、上記の実施の形態に限られるものではなく、特に磁性体層１３の被覆領域は、多層プリント配線板１の性能によって、適時選択されるものである。
【００３８】
例えば、上記の実施形態においては、電源回路１０、及び、グラウンド回路１１の両方に磁性体層８が被覆されているが、この多層プリント配線板１に求められる電磁ノイズの放出の許容度によっては、電源回路１０及びグラウンド回路１１のいずれかのみに被覆することとしてもよい。
【００３９】
また、この実施形態においては、内層信号回路１２には磁性体層１３を被覆していない。これは、内層信号回路１２に流れる信号電流の劣化をできる限り防止するためである。
【００４０】
しかし、この劣化の許容度によっては、内層信号回路１２にも磁性体層１３を被覆してよい。これは、内層基板１５の全面に磁性体層１３を被覆してよい場合もある、ということである。
【００４１】
すなわち、上述の通り、多層プリント配線板１に求められる電磁ノイズの放出の許容度、及び、内層信号の劣化の許容度により、磁性体層１３の被覆領域は適時選択されるので、磁性体層１３を必要な箇所にのみ被覆する、あるいは、内層基板１５の全面に被覆することにより、上述の製造工程において、一部の工程が簡略化される。
【００４２】
具体的には、磁性体層１３を内層基板１５の両面ともに被覆する場合は、まず片面側の被覆・加熱硬化工程を経たのち、他の面の被覆・加熱硬化工程を経る。すなわち、被覆・加熱硬化工程が２回となる。磁性体層１３を内層基板１５のいずれか片面のみに被覆する場合は、被覆・加熱硬化工程は１回でよい。
【００４３】
また、磁性体層１３を内層基板１５のある領域のみに塗布する場合は、その領域を特定するための製版用フィルムを作成し、この専用フィルムを用いてスクリーン版を製版するが、磁性体層１３を内層基板１５の前面に塗布する場合は、専用フィルムは不要となる。
【００４４】
よって、多層プリント配線板１を製造するにあたり、磁性体層１３の被覆領域を適時選択することにより、磁性体層を被覆する工程を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】多層プリント配線板の部分断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１  多層プリント配線板
２  ソルダーレジスト層
３  外層信号回路
４  部品ランド
５  部品ランド
６  部品ランド
７  部品ランド
８  スルーホール
９  スルーホール
１０  電源回路
１１  グラウンド回路
１２  内層信号回路
１３  磁性体層
１４  絶縁層
１５  内層基板
【図１】
2005158916.tif 000003