(57)【要約】【課題】配線基板において、高周波帯域でコンデンサあるいはその周辺に不要な寄生容量が生じるのを抑制する。【解決手段】コンデンサ電極保持配線基板１０は、導電性材料１２が充填された貫通孔１４を有する絶縁層１６、および絶縁層の両側に配置され、導電性材料によって所定のように接続されている配線層１８、１９を有して成り、これらの配線層の少なくとも一方は、貫通孔に充填された該導電性材料に電気的に接続されたコンデンサ電極２０を有して成り、コンデンサ電極に電気的に接続された導電性材料が充填されている貫通孔１４は、テーパー形状を有し、このテーパー形状はコンデンサ電極に向かって広がっている。【選択図】  図１
2005026406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料が充填された貫通孔を有する絶縁層、および絶縁層の両側に配置され、導電性材料によって所定のように接続されている配線層を有して成り、
これらの配線層の少なくとも一方は、貫通孔に充填された該導電性材料に電気的に接続されたコンデンサ電極を有して成り、
コンデンサ電極に電気的に接続された導電性材料が充填されている貫通孔は、テーパー形状を有し、このテーパー形状はコンデンサ電極に向かって広がっている
ことを特徴とする、コンデンサ電極保持配線基板。
【請求項２】
絶縁層は、コンデンサ電極上に積層された第２絶縁層およびその上に位置する第２配線層を更に有して成り、
第２配線層は、第２絶縁層を介してコンデンサ電極に対向してコンデンサを構成する、他方のコンデンサ電極を有する、請求項１に記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項３】
少なくとも２つの絶縁層が隣り合うように積層して成る、コンデンサ電極保持配線基板であって、
配線基板は、その露出表面上に、また、隣り合う絶縁層の間に、所定パターンの配線層を有し、これらの配線層は、絶縁層に形成された貫通孔に充填された導電性材料によって所定のように接続されると共に、これらの配線層の少なくとも１つは、コンデンサ電極を有し、
コンデンサ電極に電気的に接続された導電性材料が充填されている貫通孔は、テーパー形状を有し、このテーパー形状はコンデンサ電極に向かって広がっている
ことを特徴とするコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項４】
コンデンサ電極を有する配線層は、配線基板の露出表面に位置する請求項３に記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項５】
コンデンサ電極を有する配線層は、配線基板の内部に位置し、その配線層に対向する配線層は、絶縁層を介してコンデンサ電極に対向する、他方のコンデンサ電極を規定する、請求項３または４に記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項６】
コンデンサ電極と貫通孔に充填された導電性材料との接続部分において、貫通孔の中心は、コンデンサ電極の重心に位置していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項７】
コンデンサ電極が、縦Ａ、横Ｂの長さを持つ長方形（正方形を含む）であり、コンデンサ電極と貫通孔に充填された導電性材料との接続部分において、貫通孔の中心の位置が、コンデンサ電極の重心を相似の中心として相似比０．５の長方形の領域内に位置する、請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項８】
貫通孔全体が相似比０．５の長方形の領域内に位置する請求項７に記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項９】
コンデンサ電極が、長軸Ａ、短軸Ｂの長さを持つ楕円形（円形を含む）であり、コンデンサ電極と貫通孔に充填された導電性材料との接続部分において、貫通孔の中心の位置が、コンデンサ電極の重心を相似の中心として相似比０．５の楕円の領域内に位置する、請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項１０】
貫通孔全体が相似比０．５の楕円の領域内に位置する請求項９に記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項１１】
複数の配線層がコンデンサ電極を有して成り、これらのコンデンサ電極に接続されている導電性材料が充填されている貫通孔は、配線基板の厚み方向に沿って同じ線上に存在する請求項３〜１０のいずれかに記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項１２】
コンデンサ電極と貫通孔に充填された導電性材料との接続部分において、貫通孔は、その全体がコンデンサ電極上に位置する請求項１〜１１のいずれかに記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項１３】
絶縁層が、アラミド織布または不織布に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグとしての基材を硬化することにより形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項１４】
絶縁層が、ガラス織布または不織布に、微粒子を混入させた熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグとしての基材を硬化することにより形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項１５】
熱硬化性樹脂が、ポリフェニレンエーテル樹脂、ＢＴレジン、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミノビスマレイミドおよびシアネートエステル樹脂から選ばれる、請求項１３または１４に記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項１６】
微粒子がＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＣおよびＡｌＮ粉末から選ばれる無機質フィラーであることを特徴とする請求項１４に記載のコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の複数のコンデンサ電極保持配線基板が、隣り合うこれらのコンデンサ電極保持配線基板の間に位置する絶縁層を介して積層されて成り、絶縁層は、導電性材料が充填された貫通孔を有し、導電性材料によって複数のコンデンサ電極保持配線基板が所定のように電気的に接続されているコンデンサ電極保持配線基板。
【請求項１８】
（１）絶縁層を形成するプリプレグに貫通孔を形成し、貫通孔に導電性材料を充填する工程、および
（２）プリプレグの両側に所定の配線層を形成し、少なくとも一方の配線層がコンデンサ電極を有すると共に、これらの配線層が導電性材料によって電気的に接続されるようにする工程
を含むコンデンサ電極を保持する配線基板を製造する方法であって、
コンデンサ電極は、テーパー形状を有する貫通孔に充填された導電性材料に電気的に接続され、テーパー形状はコンデンサ電極に向かって広がっていることを特徴とする、コンデンサ電極保持配線基板の製造方法。
【請求項１９】
工程（２）において、所定の配線層の形成は、プリプレグに金属層を接着し、これを所定のように加工して実施することによって行う請求項１８に記載のコンデンサ電極保持配線基板の製造方法。
【請求項２０】
工程（２）において、所定の配線層の形成は、所定の配線層を有する配線基板をプリプレグに接着することによって実施することによって行う請求項１８に記載のコンデンサ電極保持配線基板の製造方法。
【請求項２１】
コンデンサ電極を露出表面に有する配線基板上に、貫通孔を有し、かつ、貫通孔に導電性材料が充填されたプリプレグを配置し、更に、プリプレグの上に金属層を配置してこれらを一体に接着して、配線基板上に絶縁層および金属層を有する積層物を形成する工程、および
積層物の金属層を加工して、絶縁層を介してコンデンサ電極に対向する他方のコンデンサ電極を有する所定の配線層を形成する工程
を含んで成る、コンデンサ保持配線基板の製造方法であって、絶縁層を貫通してコンデンサ電極に向かって広がるテーパー形状を有する貫通孔に充填された導電性材料にコンデンサ電極を接続する、コンデンサ保持配線基板の製造方法。
【請求項２２】
配線基板上に絶縁層および金属層を有する積層物を形成する代わりに、配線基板上に絶縁層および所定の配線層を有する第２配線基板を有する積層物を形成し、該所定の配線層を貫通孔に充填された導電性材料によって配線基板に接続する、請求項２１に記載のコンデンサ保持配線基板の製造方法。
【請求項２３】
コンデンサ電極を露出表面に有する配線基板を、請求項１７〜２０のいずれかに記載の方法により製造する、請求項２１または２２に記載のコンデンサ保持配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高機能を有する各種電子機器に使用される、コンデンサ電極を内蔵した、好ましくはコンデンサを内蔵したプリント配線基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、薄型化、軽量化、高機能化が進展する中で電子機器を構成する各種電子部品の小型化や薄型化等と共に、これら電子部品が実装されるプリント配線基板についても高密度実装を可能とする様々な技術開発が盛んである。それに伴い、コンデンサなどの電子部品にも小型化、薄型化、優れた性能が強く要求されてきている。
【０００３】
特に最近は急速な実装技術の進展とともに、ＬＳＩ等の半導体装置のベアチップをプリント配線基板上に直接、かつ高密度に実装でき、かつ高速信号処理回路にも対応できる多層配線構造の配線基板が安価に供給されることが強く要望されてきている。このような多層配線配線基板では微細な配線ピッチで形成された複数層の配線パターン間の高い電気的接続信頼性や優れた高周波特性を備えていることが重要であり、また半導体ベアチップとの高い接続信頼性が要求される。
【０００４】
しかしながら、配線基板上でコンデンサなどの実装部品が占める面積は依然として大きいのが実情である。このことが、今後電子機器をさらに小型化しようとする際の大きな障壁になると予想される。そのような問題を解決するために、コンデンサなどの電子部品を配線基板に内蔵し、配線基板のサイズや厚みを縮小しようとする試みが活発になってきている。
【０００５】
また、理想的なコンデンサは抵抗成分やインダクタンス成分が０で静電容量成分のみであるはずである。しかし、実際のコンデンサは直列抵抗成分と直列インダクタンス成分を持つ。容量成分のインピーダンスは、周波数増加とともに減少し、インダクタンス成分は周波数増加とともに増加する。このため、今後、動作周波数が高くなるにつれ、コンデンサ素子自身の持つインダクタンス成分や配線によるインダクタンス成分がノイズの原因になると予想される。よって、コンデンサとしてはできるだけインダクタンス成分が小さいものを使用し、コンデンサ自体の自己共振周波数を高くすることにより、確実に高周波域までコンデンサとして機能させる必要がある。また、コンデンサと電子部品などをつなぐ配線距離はできるだけ短い方が良い。
【０００６】
このように電子機器の小型化および回路の高速化を今後飛躍的に伸長させるには、配線基板内に高性能のコンデンサを内蔵することが必須である。これまでに開示された発明の中では、誘電体として高温焼成を必要とするセラミックス系の材料をセラミック基板に埋め込むものが多かった。
【０００７】
しかしながら、携帯電話に代表されるように小型携帯機器内の配線基板材料の主流は樹脂基板である。この樹脂基板に、高周波特性が優れ、なおかつ様々な静電容量を有するコンデンサを内蔵する技術が熱望されている。
【０００８】
更に、従来の多層配線基板において層間接続の主流となっていたスルーホール内壁の銅めっき導体に代えて、インタースティシャルビアホール（以下、ＩＶＨという）に導電体を充填して接続信頼性の向上を図ると共に、部品ランド直下や任意の層間にＩＶＨを形成でき、基板サイズの小型化や高密度実装が実現できる全層ＩＶＨ構造の樹脂多層配線基板がある（特許文献１参照）。
【０００９】
図５に樹脂多層配線基板の製造方法を示す。まず、図５（ａ）に示すように、アラミド不織布に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させたアラミドエポキシプリプレグである基材４０２の両面にポリエステル等の離形フィルム４０１をラミネートする。
【００１０】
次に、図５（ｂ）に示すように、多孔質基材４０２の所定の箇所にレーザー加工法により貫通孔４０３を形成し、貫通孔４０３に導電性ペースト４０４を充填する。充填する方法としては、貫通孔４０３を有する多孔質基材４０２をスクリーン印刷機のテーブル上に設置し、直接導電性ペースト４０４を離形フィルム４０１の上から印刷する。この際、印刷面の離形フィルム４０１は印刷マスクの役割と多孔質基材４０２表面の汚染防止の役割を果たしている。
【００１１】
その後、さらに多孔質基材４０２の両面から離形フィルム４０１を剥離して、図５（ｃ）に示すように、導電性ペーストが充填された基材を得る。そして、図５（ｄ）に示すように、多孔質基材４０２の両面に銅箔等の金属箔４０５を貼り付ける。この状態では、加熱加圧することにより、多孔質基材４０２は圧縮され、その厚さは薄くなっている。その際、貫通孔４０３内の導電性ペースト４０４も圧縮されるが、その時に導電性ペースト内のバインダ成分が押し出され、導電性成分同士および導電性成分と金属箔４０５間の結合が強固になり、導電性ペースト４０４中の導電性物質が緻密化され、層間の電気的接続が得られる。その後、多孔質基材４０２の構成成分である熱硬化性樹脂および導電性ペースト４０４が硬化する。
【００１２】
そして、図５（ｅ）に示すように、金属箔４０５を所定のパターンに選択エッチングして両面配線基板が完成する。更に、図５（ｆ）に示すように、得られた両面配線基板の両側に導電性ペースト４０８が印刷された多孔質基材４０６と金属箔４０７を貼り付けて、加熱加圧した後、図５（ｇ）に示すように、金属箔４０７を所定のパターンに選択エッチングすることによって多層配線基板が完成する。
【００１３】
このような樹脂基板にコンデンサを内蔵する場合、樹脂基板の製造プロセスに適合し易いコンデンサを内蔵し、かつ製造コストを高めない方法が望ましい。単品のコンデンサを個別に上記のような樹脂基板に内蔵しようとすると、配線基板材料にコンデンサを埋め込むための切り抜きスペースを設ける工程が必要となり、コストが高くなることが予想される。さらに、上記の樹脂基板の場合、ビアホールにテーパーがついているため、コンデンサとビアホールの接続構造が変わるとコンデンサに生じる寄生成分も変化し、回路設計が困難になることが予想される。
【００１４】
【特許文献１】
特開平６−２６８３４５号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するものであり、配線基板の製造プロセスに適合し、高周波用途に適し、かつ電子機器のさらなる小型化に貢献できるコンデンサ内蔵基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の要旨において、本発明は、コンデンサ電極を含んで成る絶縁層を有して成る配線基板を提供し、絶縁層には貫通孔が設けられ、貫通孔には導電性材料が充填されて導電体が形成され、コンデンサ電極に導電体が電気的に接続されている、コンデンサ電極保持配線基板において、該貫通孔はコンデンサ電極に向かって広がるテーパー形状を有することに存する。即ち、本発明は、コンデンサ電極に向かって広がるテーパー形状を有する貫通孔に充填された導電体とコンデンサ電極との接続構造に存する。
【００１７】
第１の要旨の第１の態様において、本発明は、導電性材料が充填された貫通孔（またはビアホール）を有する絶縁層、および絶縁層の両側に配置され、導電性材料（またはビアホール導体）によって所定のように接続されている配線層を有して成り、これらの配線層の少なくとも一方は、貫通孔に充填された該導電性材料に電気的に接続されたコンデンサ電極を有して成り、コンデンサ電極に電気的に接続された導電性材料が充填されている貫通孔は、テーパー形状を有し、このテーパー形状はコンデンサ電極に向かって広がっていることを特徴とする、コンデンサ電極保持配線基板を提供する。
【００１８】
配線層の双方が、コンデンサ電極を有してもよいが、その場合、これらのコンデンサに接続される導電性材料を含む貫通孔のテーパーの向きが逆になる。従って、コンデンサ電極に応じて、形成すべき貫通孔の形状が異なるようにする必要があり、手間を要することとなる。
【００１９】
本明細書において、コンデンサ電極とは、絶縁層を介して相互に対向することによって構成されるコンデンサの電極を意味する。上述の本発明の配線基板において、コンデンサ電極は、絶縁層を貫通する貫通孔に充填された導電性材料に接続されているので、絶縁層が１つしか存在しない場合、その配線基板においてはコンデンサを構成することはできない。この場合、コンデンサ電極の上に絶縁層（即ち、第２絶縁層）および金属層（即ち、第２金属層）を積層して一体に接続し、この金属層を加工して、コンデンサ電極に対向する他方のコンデンサ電極を形成することによって、コンデンサを構成することが可能となる。
【００２０】
第１の要旨の第２の態様では、少なくとも２つの絶縁層が隣り合うように積層して成る、コンデンサ電極保持配線基板が提供され、この配線基板は、その露出表面上に、また、隣り合う絶縁層の間に、所定パターンの配線層を有し、これらの配線層は、絶縁層に形成された貫通孔に充填された導電性材料によって所定のように接続されると共に、これらの配線層の少なくとも１つは、コンデンサ電極を有し、コンデンサ電極に電気的に接続された導電性材料が充填されている貫通孔は、テーパー形状を有し、このテーパー形状はコンデンサ電極に向かって広がっていることを特徴とするコンデンサ電極保持配線基板が提供される。
【００２１】
第２の態様において、コンデンサ電極を有する配線層は、配線基板の露出表面上に位置してよい。この場合、そのようなコンデンサ電極は、上述の第１の態様と同様に、コンデンサを構成できない。従って、そのようなコンデンサ電極については、同様に、他方のコンデンサ電極を形成する必要がある。
【００２２】
第２の態様において、コンデンサ電極を有する配線層は、配線基板の露出表面上ではなく、内部に位置してよい。この場合、そのような配線層に対向する配線層が同じ配線基板内に存在する。従って、そのような配線基板内は、絶縁層を介して対向する２つのコンデンサ電極を有することができるので、コンデンサ電極保持配線基板は、実質的にはコンデンサ保持配線基板と呼ぶことができる。
【００２３】
明らかなように、本明細書において、「コンデンサ電極保持配線基板」なる用語は、コンデンサ電極を保持するが、配線基板の他の条件に応じて、コンデンサを保持しない配線基板およびコンデンサを保持する（従って、コンデンサ電極も保持する）配線基板を含むものとして使用している。前者の場合、他の電気的要素（例えば他の配線基板、他の独立した電極等）との関係でコンデサ電極となり得る電極を含み、後者の場合、既にコンデンサを構成している電極を含む。勿論、双方の電極を含んでもよい。また、コンデンサ電極の数は、特に限定されるものではなく、配線基板の目的に応じて所定の数であってよい。尚、コンデンサが、配線基板の内部に位置する場合には、本発明のコンデンサ電極保持配線基板は、「コンデンサ内蔵配線基板」と呼ぶこともできる。
【００２４】
本発明の配線基板において、貫通孔の形状およびそれに充填された導電性材料とコンデサ電極との関係を除いて、絶縁層、配線層、貫通孔およびそれに充填された導電体に関しては、配線基板の分野では既知のものであってよい。
【００２５】
絶縁層は、電気絶縁性基材として機能するものであり、例えば、織布、不織布等に樹脂を含浸させたものを用いて形成することができる。通常、熱硬化性樹脂が含浸されている基材、いわゆる種々のプリプレグを硬化させることによって形成することができる。熱硬化性有機樹脂としては、ポリフェニレンエーテル樹脂、ＢＴレジン、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミノビスマレイミド、シアネートエステル樹脂から選択される少なくとも１つであるのが好ましく、その場合、高周波特性や物性に優れたコンデンサ内蔵配線基板を提供することができる。
【００２６】
電気絶縁性基材がアラミド織布またはアラミド不織布に熱硬化性樹脂を含浸させた基材で形成されていると、小型軽量なコンデンサ内蔵配線基板を安価に提供することができる。また、電気絶縁性基材がガラス織布またはガラス不織布に、微粒子を混入させた熱硬化性の有機樹脂を含浸させたもので形成されていると、剛性に優れ信頼性の高いコンデンサ内蔵配線基板を提供することができる。微粒子としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＣおよびＡｌＮ粉末から少なくとも１つ選ばれる無機質フィラーであるのが好ましく、その場合、曲げ強度などの機械的強度が更に向上した、剛性に優れた配線基板を得ることができる。
【００２７】
配線層は、導電性金属で構成され、いずれの適当な方法で形成してもよい。例えば、絶縁層に付着した金属箔、金属フィルム等であってよい。具体的には、上述のような樹脂を含浸する基材に金属箔を載置して熱圧着して、その後、所定の配線パターンとなるようにエッチングすることによって不要な金属箔を除去することによって配線層を得ることができる。
【００２８】
貫通孔は、絶縁層を貫通する穴であり、通常、樹脂を含浸している状態でいずれかの適当な既知の方法により、例えばレーザを使用する穿孔法によって形成することができる。尚、上述および後述のように、貫通孔はテーパー形状を有するが、テーパー形状の貫通孔を形成すること自体は、いずれの既知の方法で実施してもよい。例えば、炭酸ガスレーザを用いた場合は、レーザの出力を調整することによって、テーパー形状の貫通孔を形成することができる。
【００２９】
そのように形成された貫通孔に導電性材料、好ましくはいわゆる導電性ペーストを充填し、上述のような基材に含まれる樹脂を、必要に応じて金属層、例えば金属箔と一緒に、また、必要に応じた圧力を加えて、硬化することによって、配線基板の導電性材料が形成されると共に、絶縁層も形成される。このように絶縁層を形成するに際して、導電性ペーストを用いる場合、それに含まれる樹脂分の少なくとも一部分は基材に移行して、導電性成分（例えば導電性フィラー）が圧密されて導電体となる。
【００３０】
尚、本明細書において、配線基板は、貫通孔内に導電性材料を有するが、配線基板における導電性材料は、配線基板を製造するに際して、導電性材料の性質に応じて、変化した後のもの、例えば、上述のような導電性ペーストを使用する場合においては、配線基板となった状態においては、導電体となったものを意味する。従って、配線基板の導電性材料と、配線基板において製造する導電性材料とは必ずしも同じではない。配線基板の製造に際して使用した導電性材料が、製造条件に応じて変化して生成する結果物としての導電性材料が、配線基板の導電性材料に相当する。
【００３１】
本発明の配線基板においては、貫通孔に充填された導電性材料がコンデンサ電極に電気的に接続されており、その貫通孔はテーパー形状を有する（従って、導電体も実質的にテーパー形状を有する）。本明細書において、テーパー形状とは、一般的に理解されているように、貫通孔の軸方向に対して垂直な断面の面積が軸方向に沿って、かつ、コンデンサ電極に向かって増加する形状を意味する。そして、本発明の配線基板においては、テーパー形状の貫通孔に関して、導電性材料がコンデンサ電極に接続されている側の貫通孔の端面は、貫通孔の他方の端面より大きい。即ち、貫通孔の広がっている側でコンデンサ電極が導電性材料に接続されている。
【００３２】
貫通孔のテーパー形状の特に好ましい形態は、実質的に直円錐台形状（即ち、軸方向に垂直な断面が円形である）であるが、斜円錐台形状（即ち、軸方向に垂直な断面が楕円形である）であってもよい。また、軸方向に沿って断面積が単調に増加するように幾何学的に規則的な形状である必要は必ずしもない。好ましさの点では劣るが、円柱状の導電体を用いる場合より寄生容量が抑制される限り、断面積は軸方向に沿って多少減少するとしても、コンデンサ電極に接続される貫通孔の端面の面積が他方の端面の面積より大きければ、そのような貫通孔も広い意味でテーパー形状であると考える。尚、貫通孔の軸方向の断面を考慮した場合、貫通孔の斜面は、軸方向に対して５°〜２５°程度のテーパー角（即ち、軸方向と斜辺との為す角度の内、小さい方の角度、図１の貫通孔の拡大図における角度αを参照）を有するのが好ましい。
【００３３】
上述のように導電体をコンデンサ電極に接続することによって、ビアホールへの電流集中によってコンデンサに生じる不要な寄生容量を軽減することが可能となり、回路設計の際の余分な因子を取り除くことができるという効果をもたらす。このような効果は、配線基板を、高周波帯域、特に１ＧＨｚ以上の周波数の電流または電気信号が流れる場合に顕著に現れる。
【００３４】
特に好ましい態様では、コンデンサ電極に接続されている導電体の端面の中心の位置が、コンデンサ電極の重心に位置と一致している。この場合、コンデンサ電極に対して電界が対称的に広がっていくため、不要なインダクタンス成分がお互いにキャンセルされるので好都合である。
【００３５】
例えば、図６（ａ）に模式的平面図で示すように、コンデンサ電極が縦Ａ、横Ｂの長さを持つ長方形の場合（正方形を含む）、コンデンサ電極に接続された導電体の端面の中心の位置が、コンデンサ電極の重心Ｇ（即ち、対角線の交点）を相似の中心として相似比０．５の長方形の領域（図にて点描する部分）内に位置するのが好ましく、不要なインダクタンス成分を軽減し、かつ積層する際の合致性に対するマージンを確保することができる。より好ましくは導電体の端面の面積の８０％がそのような長方形の領域内に位置すると、最も好ましくは導電体の端面の全部がそのような長方形の領域内に位置する。
【００３６】
また、例えば、図６（ｂ）に模式的平面図で示すように、コンデンサ電極が長軸Ａ、短軸Ｂの長さを持つ楕円形の場合（円形を含む）、コンデンサ電極に接続された導電体の端面の中心の位置が、コンデンサ電極の重心Ｇ（即ち、楕円の中心）を相似の中心として相似比０．５の楕円の領域（図にて点描する部分）内に位置するのが好ましく、不要なインダクタンス成分を軽減し、かつ設計の自由度を確保することができる。より好ましくは導電体の端面の面積の８０％がそのような楕円の領域内に位置すると、最も好ましくは導電体の端面の全部がそのような楕円の領域内に位置する。
【００３７】
上述の本発明の配線基板を複数、または上述の本発明の配線基板および他の配線基板を複数積層して、これらの配線基板の配線層を所定のように電気的に接続することによって、別の配線基板を（他の態様の本発明の配線基板として）得ることができる。この場合、積層するに際して対向する配線基板の双方が、相互に対向する表面上に配線層を有する場合、積層する配線基板の間に所定のように導電性材料を貫通孔に有する絶縁層を介在させて、積層するのが好ましい。このように複数の配線基板を積層することによって、複数の様々な静電容量を有するコンデンサを配線基板内に内蔵することができる。
【００３８】
尚、本発明の配線基板において、コンデンサ電極が複数存在し、本発明に基づいてそれに導電体が接続されている場合、導電体が、配線基板の厚さ方向で整列されている場合、即ち、配線基板のある位置における厚さ方向に沿って、導電体が並んでいる場合（例えば図３および図４参照）、より小型なコンデンサ内蔵配線基板の実現が可能となる。
【００３９】
また、コンデンサ電極に接続された貫通孔内の導電性材料は、その接続部分において、コンデンサ電極内に全体が位置すると、即ち、貫通孔が端面においてコンデンサ電極内に位置すると、設計の自由度の高いコンデンサ内蔵配線基板の実現が可能となる。
【００４０】
第２の要旨において、本発明は、上述のようなコンデンサ電極保持配線基板の製造方法を提供する。先に説明したように、絶縁層に形成したテーパー形状を有する貫通孔に充填された導電性材料がコンデンサ電極に電気的に接続されると共に、絶縁層の両側に位置する配線層が所定のように接続される限り、いずれの適当な方法によってコンデンサ電極保持配線基板を製造してもよい。
【００４１】
従って、第２の要旨の第１の態様において、コンデンサ電極保持配線基板の製造方法は、
（１）絶縁層を形成するプリプレグに貫通孔を形成し、貫通孔に導電性材料を充填する工程、および
（２）プリプレグの両側に所定の配線層を形成し、少なくとも一方の配線層がコンデンサ電極を有すると共に、これらの配線層が導電性材料によって電気的に接続されるようにする工程
を含み、コンデンサ電極は、テーパー形状を有する貫通孔に充填された導電性材料に電気的に接続され、貫通孔が、コンデンサ電極に向かって広がるテーパー形状を有するようにする。
【００４２】
上述の工程（１）は、いずれの適当な方法で実施してよい。貫通孔の形成については、全ての貫通孔がテーパー形状を有するようにしても、あるいはコンデンサ電極に接続する導電性材料を充填する貫通孔のみがテーパー形状としてもよい。通常、プリプレグの両側に離型フィルムを配置した状態で所定の箇所に貫通孔を形成し、その後、導電性ペーストのような導電性材料を適当な方法、例えばスクリーン印刷によって貫通孔に充填し、その後、離型フィルムを剥離することによって工程（１）を実施できる。
【００４３】
上述の工程（２）では、配線層がコンデンサ電極を含む配線層を形成する。配線層の形成は、いずれの適当な方法で実施してもよい。例えば、工程（１）において得られたプリプレグの上に金属箔を配置し、これらを一体に加熱・加圧することによって金属箔をプリプレグに接着する（従って、貫通孔に充填された導電性材料も金属箔に接着される）。そして、配線層を形成しない金属箔の部分を適当な方法（例えばエッチング）で除去して、テーパー形状を有する貫通孔の上方に位置するコンデンサ電極を含む、所定の配線層を形成することによって実施できる。
【００４４】
別の態様では、工程（２）は、上述の金属箔に代えて、所定の配線層を既に有する配線基板をプリプレグに接着することによって実施する。この場合、配線層が既に形成されているので好都合である。この配線層は、テーパー形状の貫通孔の上に位置するコンデンサ電極を含んでいる。
【００４５】
更に、別の態様において、本発明は、
コンデンサ電極を露出表面に有する配線基板上に、貫通孔を有し、かつ、貫通孔に導電性材料が充填されたプリプレグを配置し、更に、プリプレグの上に金属層を配置してこれらを一体に接着して、配線基板上に絶縁層および金属層を有する積層物を形成する工程、および
積層物の金属層を加工して、絶縁層を介してコンデンサ電極に対向する他方のコンデンサ電極を有する所定の配線層を形成する工程
を含んで成る、コンデンサ保持配線基板の製造方法を提供し、露出表面にコンデンサ電極を有する配線基板において、コンデンサ電極は、絶縁層を貫通してコンデンサ電極に向かって広がるテーパー形状を有する貫通孔に充填された導電性材料に接続されている。
そのような露出表面にコンデンサ電極を有する配線基板は、上述の本発明のコンデンサ電極保持配線基板の製造方法によって製造できる。尚、金属層の代わりに、所定の配線層を表面に有する配線基板を用いてもよく、それによって、配線層を形成することを省略することができる。
【００４６】
より具体的には、上述の態様の製造方法は、少なくとも２つの絶縁層が隣り合うように積層して成る配線基板の製造方法であって、
（１）プリプレグとして機能する絶縁性基材を準備する工程と、
（２）絶縁性基材の両側を離型フィルムで覆った後、これらを貫通する貫通孔を設ける工程と、
（３）貫通孔に導電フィラーを有する導電性材料を充填する工程と、
（４）絶縁性基材から離型フィルムを剥離し、その後、絶縁性基材の両側に金属箔を重ねる工程と、
（５）重ねた金属箔および絶縁性基材を一体に加熱加圧することにより、絶縁性基材と金属箔とを接着すると共に、金属箔間を導電体によって電気的に接続する工程と、
（６）両側の金属箔を所定のパターンに形成し、対向するコンデンサ電極を含む配線層を有する両面配線基板を作製する工程と、
（７）両面配線基板の少なくとも片側に、好ましくは両側に、貫通孔に導電性材料が充填されたプリプレグとして機能する絶縁性基材を、そして、その上に金属層、例えば金属箔を重ね、これらを一体に加熱加圧することにより、絶縁性基材と両面配線基板との間に配線層を埋設するようにこれらを一体に接着すると共に、金属箔と絶縁性基材とを接着する工程と、
（８）接着した金属箔を所定のパターンの配線層に形成する工程と
を含んで成り、工程（７）において、コンデンサ電極と接触する、絶縁性基材の貫通孔はテーパー形状を有し、かつ、貫通孔の大きい方の端面がコンデンサ電極に接続されることを特徴とする。
【００４７】
上述の態様の工程（７）において、金属層の代わりに、所定の配線層を表面に有する配線基板を用いてもよく、それによって、工程（８）を省略することができる。この場合、使用する配線基板が複数の配線層を有する場合、多層の配線層を有する配線基板が得られる。従って、上述の本発明のコンデンサ電極保持配線基板の製造方法によって、優れた信頼性を備え、超小型化された電子部品等を高密度実装できる緻密な配線パターンを形成することができる、剛性の高い薄型で小型な多層配線基板を製造することができる。
【００４８】
また、上述のような製造方法によって形成された、複数枚の配線基板の間に、導電体が充填されたプリプレグ、例えばガラスクロスあるいはガラス不織布に微粒子を混入させた熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグから成る絶縁性基材を一括して貼り付けて加熱加圧して圧縮することにより、複数の配線基板を導電体によって電気的に接続すると共に、絶縁性基材の表面の樹脂層に配線基板の配線層を埋設することにより、優れた信頼性を備え、超小型化された電子部品等を高密度実装することが可能な緻密配線パターンを形成できる、剛性の高い薄型で小型な多層プリント配線基板を、より少ない工程で安価に製造することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００５０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサ電極保持配線基板を示す模式的断面図である。本発明の配線基板１０（実線で示す部分）は、導電性材料１２が充填された貫通孔１４を有する絶縁層１６、および絶縁層の両側に配置され、導電性材料によって所定のように接続されている配線層１８および１９を有して成り、これらの配線層の少なくとも一方（図示した態様では配線層１８）は、貫通孔に充填された該導電性材料に電気的に接続されたコンデンサ電極２０を有して成る。図示するように、コンデンサ電極に電気的に接続された導電性材料が充填されている貫通孔は、テーパー形状を有し、このテーパー形状はコンデンサ電極２０に向かって広がっている。
【００５１】
尚、図示した態様では、上側の配線層１８および下側の配線層１９は所定のように電気的に接続され、配線層の中央部分２２は、コンデンサ電極ではなく、通常の配線部分であり、中央の貫通孔１４に充填された導電性材料によって、下方に位置する配線部分２４に所定のように接続されている。コンデンサ電極に接続されない導電性材料を含む貫通孔（中央の貫通孔）は、図示するように、円筒形状であってもよく、あるいは、テーパー形状を有してよい。
【００５２】
図１において、実線で示す配線基板１０は、コンデンサを保持していない。しかしながら、コンデンサ電極２０に対向してもう１つのコンデンサ電極が配置された場合には、これらの電極がコンデンサを構成することができる。従って、コンデサ電極は、コンデンサを構成することができる電極である。
【００５３】
図１において、コンデンサ電極保持配線基板１０の上に、貫通孔３１に導電性材料３３が充填されたプリプレグ３０およびその上に金属層３２を積層して、これらを一体に加熱加圧することによって、配線基板の上に第２絶縁層３２および金属層３２が接着された積層物を得る。そして、金属層を所定のように加工して、第２絶縁層３０を介してコンデンサ電極２０に対向するコンデンサ電極３４を有する第２配線層３２を形成することによって、本発明のコンデンサ電極保持配線基板としてのコンデンサ保持基板４０を得ることができる。尚、コンデンサ電極保持配線基板１０と区別するために、それ以外の部分については、点線にて図示している。
【００５４】
図１を参照した上述の説明では、金属層３２を接着して、これを所定の配線層に加工したが、それに代えて、コンデンサ電極３４を有する所定の配線層を既に有する別の配線基板を、導電性材料３３が貫通孔３１に充填されたプリプレグ３０によって、コンデンサ電極保持配線基板に接続してもよい。
【００５５】
（実施の形態２）
図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第２の実施の形態のコンデンサ電極保持配線基板の製造方法を示す模式的断面図である。
まず、図２（ａ）に示すように、アラミド不織布に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させたアラミドエポキシプリプレグである電気絶縁性基材１０２の両側にポリエステルフィルム等の離形フィルム１０１をラミネートする。
【００５６】
次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁性基材１０２の所定の箇所にレーザー加工法により貫通孔１０３を形成する。そして、貫通孔に導電性材料としての導電性ペースト１０４を充填する。充填する方法としては、貫通孔１０３を有する多孔質基材１０２をスクリーン印刷機のテーブル上に設置し、直接導電性ペースト１０４を離形フィルム１０１の上から印刷する。この際、印刷面の離形フィルム１０１は印刷マスクの役割と多孔質基材１０２表面の汚染防止の役割を果たしている。
【００５７】
そして、離型フィルム１０１を剥離して、図２（ｃ）に示すように、貫通孔１０３に導電性ペースト１０４が充填されたプリプレグ１０２を得る。その後、プリプレグ１０２の両側に銅箔等の金属箔１０５を配置する。
【００５８】
そして、この状態で加熱加圧することにより、図２（ｄ）に示すように、プリプレグ１０２は圧縮され、その厚さは薄くなる。その際、貫通孔１０３内の導電性ペースト１０４も圧縮されるが、その時に導電性ペースト内のバインダ成分がプリプレグ中に押し出され、導電性成分同士および導電性成分と金属箔１０５との間の結合が強固になり、導電性ペースト１０４中の導電性物質が緻密化され、層間の電気的接続が得られる。そして、多孔質基材１０２の構成成分である熱硬化性樹脂および導電性ペースト１０４が硬化する。
【００５９】
次に、図２（ｅ）に示すように、接着した金属箔１０５を所定のように加工して、例えば金属箔１０５を所定のパターンに選択エッチングして対向するコンデンサ電極１１１を有する両面配線基板を得る。
【００６０】
さらに、図２（ｆ）に示すように、得られた両面配線基板の両側に導電性ペースト１０９がテーパー形状を有する貫通孔に充填されたプリプレグ１０６と１０７を、貫通孔のテーパーの広い側が両面配線基板のコンデンサ電極１１１に接するように重ね合わせ、プリプレグの上に金属箔１０８を貼り付けて、加熱加圧する。
【００６１】
その後、図２（ｇ）に示すように、金属箔１０８を所定のパターンに選択エッチングすることによってコンデンサ電極保持配線基板、この態様では、コンデンサ１１０を内蔵した配線基板が完成する。
【００６２】
このように、ビアホールのテーパーの広い側がコンデンサ電極と接続していることにより、ビアホールへの電流集中によってコンデンサに生じる不要な寄生容量を軽減することが可能となり、回路設計の際の余分な因子を取り除くことができる。これは高周波帯域、特に１ＧＨｚ以上で効果が顕著に現れてくる
【００６３】
（実施の形態３）
図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施の形態におけるコンデンサ電極保持配線基板の製造方法を示す模式的断面図である。
【００６４】
まず、図３（ａ）に示すように、第２の実施の形態の図２（ａ）〜（ｅ）と同様にして、配線層２０４を有する両面配線基板２０１をコア基板として準備する。次に、図３（ｂ）に示すように、コア基板２０１の両側に第２の実施の形態の図２（ｃ）示すような電気絶縁性基材２０２を重ね、更に、その両側に金属箔２０３を重ね合わせ、一体に加熱加圧する。加熱加圧は真空熱プレスにより行うことができる。
【００６５】
この加熱加圧の後、金属箔を加工して（例えば選択エッチングして）所定の配線層２０６を形成して、配線層２０４と配線層２０６の間で所定のように電気的接続された４層配線基板が、図３（ｃ）に示すように得られる。図からも解るように、電気絶縁性基材２０２は圧縮され、配線層２０４は電気絶縁性基材２０２内に埋め込まれる。その際、導電性ペースト２０５も圧縮されるが、その時に導電性ペースト内のバインダ成分が押し出され、導電性成分同士および導電性成分と金属箔２０３間の結合が強固になり、導電性ペースト２０５中の導電性物質が緻密化されると共に、電気絶縁性基材２０２の構成成分である熱硬化性樹脂および導電性ペースト２０５が硬化する。
【００６６】
尚、図３（ｃ）において、後述の説明から理解できるように、４層配線基板の露出表面に位置する配線層の中央部分が電極２２０としてコンデンサを構成することができる電極、即ち、コンデンサ電極であり、従って、４層配線基板は、コンデンサ電極保持配線基板である。従って、絶縁性基材２０２は、その電極に向かって広がるテーパー形状を有する貫通孔２２２を有する。
【００６７】
次に、図３（ｂ）と同様に、４層配線基板の両側に電気絶縁性基材２０７および金属箔２０８を重ね合わせて加圧加熱して、金属箔を所定のように加工して、コンデンサ電極２２２に対向するコンデンサ電極２２４を有する配線層２０８と配線層２０６の間で所定のように電気的に接続した図３（ｄ）に示すような６層配線基板が得られる。この６層配線基板は、その両側にコンデンサ２２６を有するコンデンサ内蔵配線基板としてのコンデンサ電極保持配線基板である。
【００６８】
更に、図３（ｅ）に示すように、６層配線基板の両側に電気絶縁性基材２０９および金属箔２１０を一体化するように積層した後、金属箔２１０を所定の配線層となるように加工すると、配線層２０８と配線層２１０との間で所定のように電気的に接続されたコンデンサ内蔵の８層配線基板が得られる。
【００６９】
この時、図示するように、コンデンサ電極２２０の重心に貫通孔２２２の中心が位置するのが好ましい。貫通孔２２２のテーパー形状の広がった側がコンデンサ電極２２０と接続する構成をとることにより、ビアホールへの電流集中によってコンデンサに生じる不要な寄生容量を軽減することが可能となり、回路設計の際の余分な因子を取り除くことができる。これは高周波帯域、特に１ＧＨｚ以上で効果が顕著に現れてくる。
【００７０】
更に、図示するように、コンデンサ電極に接続される導電性材料が、電気絶縁性基材の厚み方向において同じ位置に存在するように配置して整列するようにすると、小型で高密度なコンデンサ内蔵配線基板の実現が可能となる。
【００７１】
本実施の形態の８層配線基板は、例えば全層をガラスクロスにポリフェニレンエーテル樹脂を含浸した基材で構成することによって、剛性、吸湿性、あるいはリペア性に優れ、かつ高周波特性にも優れたコンデンサ内蔵配線基板を提供することができる。
【００７２】
（実施の形態４）
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４の実施の形態におけるコンデンサ電極保持配線基板の製造方法を示す模式的断面図である。
【００７３】
まず、図４（ａ）に示すように、第２の実施の形態の図２（ａ）〜（ｅ）と同様にして、配線層３０４を有する両面配線基板３０１をコア基板として準備する。次に、図４（ｂ）に示すように、３枚のコア基板３０１の間に、そして、外側に、第２の実施の形態の図２（ｃ）示すような電気絶縁性基材３０２を重ね、更に、その最外側に金属箔３０３を重ね合わせ、一体に加熱加圧する。加熱加圧は真空熱プレスにより行うことができる。尚、後述の説明から明らかなように、図３（ｂ）において、上側および下側の両面配線基板３０１の配線層の中央部分が電極３２０としてコンデンサを構成することができる電極、即ち、コンデンサ電極である。従って、その両側に位置する絶縁性基材３０２は、その電極に向かって広がるテーパー形状を有する貫通孔３２２を有する。
【００７４】
上述の加熱加圧によって電気絶縁性基材３０２は圧縮され、さらに配線層３０４は電気絶縁性基材３０２内に埋め込まれる。その際、導電性ペースト３０５も圧縮されるが、その時に導電性ペースト内のバインダ成分が押し出され、導電性成分同士および導電性成分と配線層３０３間の結合が強固になり、導電性ペースト３０５中の導電性物質が緻密化される。その後、電気絶縁性基材３０２の構成成分である熱硬化性樹脂および導電性ペースト３０４が硬化し、金属箔３０３および３０４間の電気的接続が得られ、コンデンサ３３０、３３２が内蔵された８層配線基板が得られる。
【００７５】
この加熱加圧の後、金属箔３０３を所定のように加工して、図４（ｃ）に示すように、８層配線基板を得ることができる。
【００７６】
この基板において、コンデンサ電極は例えば長さ２ｍｍの正方形であり、コンデンサ電極に接続された導電性材料が充填された貫通孔は、コンデンサ電極の重心から縦方向４００μｍ、横方向４００μｍの長方形の領域内に位置している。これにより、不要なインダクタンス成分を軽減し、かつ積層する際の合致性に対するマージンが確保される。
【００７７】
さらに、それぞれのコンデンサ電極から直接引き出されたビアホールは、図示するように電気絶縁性基材の厚み方向においてそれぞれのコンデンサ電極内に位置していた。これにより、高密度でかつ、設計の自由度の高いコンデンサ内蔵配線基板が実現される。
【００７８】
本実施の形態の８層配線基板は、例えばガラスクロスにポリフェニレンエーテル樹脂を含浸した基材とアラミド不職布にエポキシ樹脂を含浸した基材で構成されており、剛性、吸湿性、リペア性、あるいは高周波特性に優れ、かつ異なる静電容量を持つコンデンサで形成されたコンデンサ内蔵配線基板をより少ない工程で安価に提供することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のコンデンサ電極保持配線基板は、テーパー形状を有する貫通孔に充填された導電性材料がコンデンサ電極に接続され、テーパーの広い側がコンデンサ電極と接続していることを特徴とする。このような構成をとることにより、そのような導電性材料への電流集中によってコンデンサに生じる不要な寄生容量を軽減することが可能となり、高周波特性に優れたコンデンサ保持配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリント配線基板を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるプリント配線基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態におけるプリント配線基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態におけるプリント配線基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図５】従来の多層配線基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】コンデンサ電極と貫通孔の位置の関係を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】１０…コンデンサ電極保持配線基板、１２導電性材料、
１４…貫通孔、１６…絶縁層、１８，１９…配線層、２０…コンデンサ電極、
３０…プリプレグ（第２絶縁層）、３４…第２配線層、
４０…コンデンサ保持配線基板、１０１…離形フィルム、
１０２…電気絶縁性基材、１０３…貫通孔、１０４…導電性ペースト、
１０５…金属箔（配線層）、１０６，１０７…電気絶縁性基材、
１０８…金属箔（配線層）、１０９…導電性ペースト、１１０…コンデンサ、
１１１…コンデンサ電極、２０１…コア基板、２０３…金属箔、
２０４…配線層、２０５…導電性ペースト、２０６…配線層、
２０７…電気絶縁性基材、２０８…配線層、２０９…電気絶縁性基材、
２１０…配線層、２２０…コンデンサ電極、２２２…導電性材料、
２２４…コンデンサ電極、２２６…コンデンサ、３０１…コア基板、
３０３…金属箔、３０４…配線層、３０５…導電性ペースト、
３２０…コンデンサ電極、３２２…導電性材料、３３０，３３２…コンデンサ。
【図１】
2005026406.tif 000003
【図２】
2005026406.tif 000004
【図３】
2005026406.tif 000005
【図４】
2005026406.tif 000006
【図５】
2005026406.tif 000007
【図６】
2005026406.tif 000008