(57)【要約】【課題】内蔵されるキャパシタの製造時間を短縮し、コストを低減させる素子内蔵配線基板及び製造方法を提供する。【解決手段】キャパシタ１は導電性ペースト硬化物の第一電極４と、金属箔の第二電極２と、その間に挟持された誘電体層８を備え、第一電極は誘電体層を貫通するビア１５で外部配線５に導通している。１）金属箔層と誘電体層のシート材を形成、２）誘電体層に導電性ペーストを印刷配置、硬化し第一電極とする、３）第一電極面をプリプレグを介し他の配線基板に積層、４）金属箔層を貫通し第一電極に達するビア穴を形成、５）ビア穴に導電材料を充填しビアとする、６）金属箔層側にエッチングレジストを形成、７）金属箔層をエッチングし第二電極を形成する各工程を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャパシタが内蔵された素子内蔵配線基板であって、当該キャパシタは導電性ペースト硬化物からなる第一電極と、金属箔層からなる第二電極と、第一電極と第二電極との間に挟持された誘電体層を備え、当該第一電極は誘電体層を貫通するビアによって外部配線に導通されていることを特徴とする素子内蔵配線基板。
【請求項２】
前記素子内蔵配線基板は、さらにプリプレグと、プリプレグの一方の面と隣接する浮島状の金属パターンを備え、当該プリプレグの他方の面は前記第一電極と隣接し、当該浮島状の金属パターンは前記誘電体層を貫通するビアと、プリプレグを介して対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載の素子内蔵配線基板。
【請求項３】
１）金属箔層と誘電体層からなるシート材を形成する工程、
２）前記シート材の誘電体層上にキャパシタの第一電極となる導電性ペーストを印刷により配置し、硬化して第一電極とする工程、
３）前記シート材の第一電極形成面をプリプレグを介して他の金属箔層、または配線層が形成された配線基板に積層する工程、
４）前記シート材が備える金属箔層を貫通し、前記第一電極に達するビア穴を形成する工程、
５）前記ビア穴に導電材料を充填しビアとする工程、
６）前記シート材が備える金属箔層側に感光性レジストを形成し、フォトリソグラフィープロセスによってパターン状のエッチングレジストを形成する工程、
７）前記金属箔層をエッチングし、キャパシタの第二電極を形成する工程、
８）前記パターン状のエッチングレジストを剥離する工程、
を少なくとも備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の素子内蔵配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記ビア穴に導電材料を充填しビアとする工程は、ビア穴に無電解メッキを施し、次いで電解メッキを施すことで当該ビア穴にメッキ金属を充填しビアとする工程であることを特徴とする請求項３記載の素子内蔵配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記ビア穴に導電材料を充填しビアとする工程は、導電性ペーストをスクリーン印刷により前記ビア穴に充填し硬化することでビアとする工程であることを特徴とする請求項３記載の素子内蔵配線基板の製造方法。
【請求項６】
１）金属箔層と誘電体層からなるシート材を形成する工程、
２）前記シート材の誘電体層にビア穴を開け、金属箔層を露出させる工程、
３）前記シート材の誘電体層側にキャパシタの第一電極及びビアとなる導電性ペーストを印刷により配置し、硬化して第一電極及びビアとする工程、
４）前記シート材の第一電極形成面をプリプレグを介して他の金属箔層、または配線層が形成された配線基板に積層する工程、
５）前記シート材が備える金属箔層側に感光性レジストを形成し、フォトリソグラフィープロセスによってパターン状のエッチングレジストを形成する工程、
６）前記金属箔層をエッチングし、キャパシタの第二電極を形成する工程、
７）前記パターン状のエッチングレジストを剥離する工程、
を少なくとも備えたことを特徴とする請求項１記載の素子内蔵配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の配線基板及びその製造方法に係わり、さらに詳しくは内蔵されるキャパシタのコストを低減させる事を可能とする素子内蔵配線基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の素子内蔵配線基板及びその製造方法について以下に説明する。
従来、キャパシタが内蔵される配線基板のキャパシタは、例えば、図３に示すように、金属からなる上電極２と膜厚が均一化された誘電体層８と金属からなる下電極４から構成されたキャパシタ１であり、金属からなる下電極４はビア１５により外部配線５に接続されている構成であった。
【０００３】
また、その製造方法は、図５（ａ）〜（ｇ）に示すように、（ａ）誘電体層８、例えば、エポキシ系樹脂に高誘電体フィラーを充填した誘電体層８の両面を金属層７、例えば、銅箔で挟んだ構成のシート材を先ず作製する。次に、（ｂ）感光性レジストをシート材両面の銅箔上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像、エッチング及び感光性レジストの剥離を行い、上電極２及び下電極４を形成する。次に、（ｃ）上電極２及び下電極４が形成されたシート材の両面に、プリプレグ１０を介して、金属箔層７、例えば、銅箔７１を積層する。
【０００４】
次に、（ｄ）感光性レジストを銅箔上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像、エッチング及び感光性レジストの剥離を行いビア穴となる部分の絶縁層（プリプレグ１０）を露出させる。次に、（ｅ）レーザー、例えば、炭酸ガスレーザーにてビア穴１４を形成し、続いて、（ｆ）例えば、無電解銅メッキによる無電解メッキ、及び、例えば、電気銅メッキによる電気メッキを行いビア１５を形成する。次いで、（ｇ）感光性レジストを銅箔上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像、エッチング及び感光性レジストの剥離を行い、外部配線５を形成し、続いて、残された配線基板の一連の工程を行い、キャパシタが内蔵された素子内蔵配線基板を製造していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、近年、キャパシタの小型化、高容量化、電気特性向上、並びに誘電体の高誘電率化の要求が高くなり、シート材に用いられる誘電体層８の薄膜化及び高誘電体フィラーの高充填に伴い、誘電体層８の強度が弱くなり、上記製造方法における、「（ｂ）感光性レジストをシート材両面の銅箔上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像、エッチング及び感光性レジストの剥離を行い、上電極及び下電極を形成する工程」において、誘電体層８に損傷が発生する問題が起こったため、製造方法の変更が行われてきた。
【０００６】
その製造方法は、図４（ａ）〜（ｌ）に示すように、（１）誘電体層８、例えば、エポキシ系樹脂に高誘電体フィラーを充填した誘電体層８の両面を金属箔層７、例えば、銅箔７１で挟んだ構成のシート材を先ず作製する（図４（ａ）参照）。次に、（２）感光性レジスト１３をシート材両面の銅箔７１上に設け、片面のみ所望のマスクを用い、露光、現像（図４（ｂ）参照）、エッチング（図４（ｃ）参照）及び感光性レジストの剥離を行い下電極４を形成する（図示せず）。
次に、（３）下電極４側を接着面として、プリプレグ１０を介して、金属箔層、又は、配線１１が形成された配線基板１２の配線面側に、過熱加圧し積層する（図４（ｄ）参照）。
【０００７】
次に、（４）感光性レジスト１３をシート材の銅箔７１上に設け、片面のみ所望のマス
クを用い、露光、現像を行い、ビア１５となる部分の銅箔７１を露出させる（図４（ｅ）参照）。次に、（５）銅箔７１のエッチングを行い、ビア１５となる部分の誘電体層８を露出させる（図４（ｆ）参照）。次に、（６）感光性レジストの剥離を行い（図示せず）、レーザー、例えば、炭酸ガスレーザーにてビア穴１４を形成し（図４（ｇ）参照）、続いて、（７）例えば、無電解銅メッキによる無電解メッキ、及び、例えば、電気銅メッキによる電気メッキを行いビア１５を形成する（図４（ｈ）参照）。
【０００８】
次いで、（８）感光性レジスト１３を銅箔７１上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像（図４（ｉ）参照）、エッチング（図４（ｊ）参照）及び感光性レジストの剥離を行い、上電極２及び配線２２を形成する（図４（ｋ）参照）。次に、（９）上電極２が形成された面に、プリプレグ１０を介して、金属箔層、例えば、銅箔７１を積層する（図示せず）。次に、（１０）感光性レジスト１３を銅箔７１上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像を行い、ビア１５となる部分の銅箔７１を露出させる（図示せず）。
【０００９】
次に、（１１）銅箔７１をエッチングし、絶縁層（プリプレグ１０）を露出させ（図示せず）、感光性レジスト１３の剥離を行う（図示せず）。次に、（１２）レーザー、例えば、炭酸ガスレーザーにてビア穴１４を形成し、続いて、例えば、無電解銅メッキによる無電解メッキ、及び、例えば、電気銅メッキによる電気メッキを行い、下電極４、上電極２、及び配線２２に接続されたビア１５を形成する（図示せず）。次いで、（１３）感光性レジスト１３を銅箔７１上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像、エッチング及び感光性レジスト１３の剥離を行い、外部配線５及び配線３３を形成し、続いて、（１４）残された配線基板の一連の工程を行い、キャパシタが内蔵された素子内蔵配線基板を製造していた（図４（ｌ）参照）。
【００１０】
しかし、上記したような素子内蔵配線基板の製造方法では、キャパシタの電極を形成するために、上記「（２）感光性レジストを銅箔上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像、エッチング及び感光性レジストの剥離を行う」といった工程と、「（８）感光性レジストを銅箔上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像、エッチング及び感光性レジストの剥離を行う」といった工程、すなわち、工程が余分に１回必要となり、コストが高く、製造時間が長くなるといった問題があった。
【特許文献１】特開平５−７０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記問題点を鑑みなされたものであり、その課題とするところは、内蔵されるキャパシタの製造時間を短縮し、且つ、コストを低減させ事を可能とする素子内蔵配線基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、キャパシタが内蔵された素子内蔵配線基板であって、当該キャパシタは導電性ペースト硬化物からなる第一電極と、金属箔層からなる第二電極と、第一電極と第二電極との間に挟持された誘電体層を備え、当該第一電極は誘電体層を貫通するビアによって外部配線に導通されていることを特徴とする素子内蔵配線基板である。
【００１３】
また、本発明は、上記発明による素子内蔵配線基板において、前記素子内蔵配線基板は、さらにプリプレグと、プリプレグの一方の面と隣接する浮島状の金属パターンを備え、当該プリプレグの他方の面は前記第一電極と隣接し、当該浮島状の金属パターンは前記誘電体層を貫通するビアと、プリプレグを介して対向する位置に形成されていることを特徴とする素子内蔵配線基板である。
【００１４】
また、本発明は、
１）金属箔層と誘電体層からなるシート材を形成する工程、
２）前記シート材の誘電体層上にキャパシタの第一電極となる導電性ペーストを印刷により配置し、硬化して第一電極とする工程、
３）前記シート材の第一電極形成面をプリプレグを介して他の金属箔層、または配線層が形成された配線基板に積層する工程、
４）前記シート材が備える金属箔層を貫通し、前記第一電極に達するビア穴を形成する工程、
５）前記ビア穴に導電材料を充填しビアとする工程、
６）前記シート材が備える金属箔層側に感光性レジストを形成し、フォトリソグラフィープロセスによってパターン状のエッチングレジストを形成する工程、
７）前記金属箔層をエッチングし、キャパシタの第二電極を形成する工程、
８）前記パターン状のエッチングレジストを剥離する工程、
を少なくとも備えたことを特徴とする素子内蔵配線基板の製造方法である。
【００１５】
また、本発明は、上記発明による素子内蔵配線基板の製造方法において、前記ビア穴に導電材料を充填しビアとする工程は、ビア穴に無電解メッキを施し、次いで電解メッキを施すことで当該ビア穴にメッキ金属を充填しビアとする工程であることを特徴とする素子内蔵配線基板の製造方法である。
【００１６】
また、本発明は、上記発明による素子内蔵配線基板の製造方法において、前記ビア穴に導電材料を充填しビアとする工程は、導電性ペーストをスクリーン印刷により前記ビア穴に充填し硬化することでビアとする工程であることを特徴とする素子内蔵配線基板の製造方法である。
【００１７】
また、本発明は、上記発明による素子内蔵配線基板の製造方法において、
１）金属箔層と誘電体層からなるシート材を形成する工程、
２）前記シート材の誘電体層にビア穴を開け、金属箔層を露出させる工程、
３）前記シート材の誘電体層側にキャパシタの第一電極及びビアとなる導電性ペーストを印刷により配置し、硬化して第一電極及びビアとする工程、
４）前記シート材の第一電極形成面をプリプレグを介して他の金属箔層、または配線層が形成された配線基板に積層する工程、
５）前記シート材が備える金属箔層側に感光性レジストを形成し、フォトリソグラフィープロセスによってパターン状のエッチングレジストを形成する工程、
６）前記金属箔層をエッチングし、キャパシタの第二電極を形成する工程、
７）前記パターン状のエッチングレジストを剥離する工程、
を少なくとも備えたことを特徴とする素子内蔵配線基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の素子内蔵配線基板の製造方法によると、キャパシタの一方の電極が、従来の「（２）感光性レジストを銅箔上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像、エッチング及び感光性レジストの剥離を行う」といった工程に対して、スクリーン印刷等の簡単な工程である印刷方式にて形成されるので、製造時間を短縮し、且つ、製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による素子内蔵配線基板の一例を示した説明図である。図１に示すように、キャパシタ１は金属箔層からなる第二電極２と膜厚が均一化された誘電体層８と導電性
ペースト硬化物からなる第一電極４から構成される。導電性ペースト硬化物からなる第一電極４はビア接続により外部配線５に導通されている。また、導電性ペースト硬化物からなる第一電極４と外部配線５とがビア接続により導通される部分のプリプレグ１０の下面に位置する配線層にレーザーストッパとなる浮島状態の金属パターン６が存在する。
【００２０】
図２（ａ）〜（ｋ）は、本発明による素子内蔵配線基板の製造方法の一実施例の工程説明図である。本発明による素子内蔵配線基板の製造方法は、まず、（１）金属箔層７と誘電体層８からなるシート材を形成する（図２（ａ）参照）。一般的に、有機系樹脂に高誘電フィラーを充填分散させた誘電体を金属箔層に塗布し、樹脂を熱硬化させる。次に、（２）誘電体層８の所望の位置に導電性ペーストを用いスクリーン印刷法等で導電性ペーストのパターン９を形成し、導電性ペーストのパターンを熱硬化させ、導電性ペースト硬化物からなる第一電極４を形成する（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
次に、（３）ピン合わせ等で位置合せを行い、第一電極４側を接着面として、プリプレグ１０を介して、金属箔層、又は、配線１１及び金属パターンが形成された配線基板１２の配線面側に、加熱加圧し積層する（図２（ｃ）参照）。次に、（４）感光性レジスト１３を金属箔層７上に設け、露光、現像し、導電性ペースト硬化物からなる第一電極４と外部配線５とがビア接続により導通される部分の金属箔層７を露出させる（図２（ｄ）参照）。次に、（５）露出した金属箔層７をエッチングし、誘電体層８を露出させた（図２（ｅ）参照）後、感光性レジスト１３を剥離する（図示せず）。
【００２２】
次に、（６）導電性ペースト硬化物からなる第一電極４と外部配線５とがビア接続により導通される部分に、レーザー加工により、ビア穴１４を形成する（図２（ｆ）参照）。ここで、ビア穴１４となる部分の下層配線層には、浮島状態の金属パターン６をレーザーのストッパーとして設けても良い。また、金属箔層７のエッチングを行わず、金属箔層７と誘電体層８を同時にレーザー加工し、ビア穴１４を形成することもできる。
次に、（７）ビア穴１４内の汚れを専用の処理液にて洗浄した後、ビア穴１４内に無電解メッキ及び電気メッキを施すことにより、ビア１５を形成する（図２（ｇ）参照）。ここで、メッキにかえて、ビア穴内に印刷にて導電性ペーストを埋め込み、第一電極４と外部配線５とを導通させても良い。
【００２３】
次に、（８）感光性レジスト１３を金属箔層７上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像を行う（図２（ｈ）参照）。次に、（９）露出した金属箔層７をエッチングし（図２（ｉ）参照）、感光性レジスト１３を剥離することで、第二電極２及び配線２２を形成する（図２（ｊ）参照）。次に、（１０）残された配線基板の一連の工程を行い、キャパシタが内蔵された素子内蔵配線基板（図２（ｋ）参照）を製造するといった製造方法である。
【００２４】
また、別の方法として、前記本発明における方法の工程（１）の後に、レーザー加工等でシート材の誘電体層にビア穴を開け、金属箔層を露出させる。次に、シート材の誘電体層側にキャパシタの第一電極及びビアとなる導電性ペーストを印刷により配置し、硬化して第一電極及びビアとする。次に、前記本発明における方法の工程（３）以降を行うといった製造方法である。但し、工程（３）以降での第一電極へのビア加工は除かれる。
【実施例１】
【００２５】
以下、実施例１により本発明を具体的に説明する。
図２（ａ）〜（ｋ）に従って実施例１を説明する。まず、エポキシ系樹脂に酸化チタン粉を４０〜５０ｗｔ％混入させた誘電体層８を銅箔７１の片面に塗布し、誘電体層８を約２００℃、１時間程度で硬化させた（図２（ａ）参照）。次に、後工程の位置合せマークとなる穴を開け（図示せず）、その穴を基準として、誘電体層８の所望の位置に銅ペースト
をスクリーン印刷することで、銅ペーストのパターン９を形成し、この銅ペーストのパターンを約１５０℃、３０分程度で硬化させ第一電極４を形成した。
【００２６】
該穴を基準として、ピン合わせで位置合せを行い、第一電極４側を接着面として、ガラスクロス入りのプリプレグ１０を介して、中間工程にある配線基板１２上に、約１７５℃、３０ＭＰａ／ｍ2で加熱加圧し積層した（図２（ｃ）参照）。次に、感光性ドライフィルムレジスト１３１を銅箔７１上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像を行い、銅ペースト硬化物からなる第一電極４と外部配線５とがビア接続により導通される部分の銅箔７１を露出させた（図２（ｄ）参照）。
【００２７】
次に、露出した銅箔７１を塩化銅エッチング液でエッチングし、誘電体層８を露出させた（図２（ｅ）参照）後、感光性ドライフィルムレジスト１３１を剥離した（図示せず）。次に、銅ペースト硬化物からなる第一電極４と外部配線５とがビア接続により導通される部分に、炭酸ガスレーザー加工により、ビア穴１４を形成する（図２（ｆ）参照）。ここで、予め、ビア穴１４となる部分の下層配線層には、浮島状態の銅パターン６１をレーザーのストッパーとして設けたが、レーザー条件により銅ペースト硬化物からなる第一電極４に接する位置でビア穴１４の深さを制御すれば、浮島上の銅パターン６１は必要ない。
【００２８】
次に、ビア穴１４内の汚れを過マンガン酸エッチング液にて、洗浄した後、ビア穴１４内に無電解銅メッキ及び電気銅メッキを施すことにより、ビア１５を形成した（図２（ｇ）参照）。ここで、メッキにかえて、ビア穴内に、印刷、例えば真空（低圧）スクリーン印刷機にて、導電性ペースト、例えば、銅ペーストを埋め込み、所望の硬化温度にて導電性ペーストを硬化させることで、第一電極４と外部配線５とを導通させても良い。
【００２９】
次に、感光性ドライフィルムレジスト１３１を銅箔７１上に設け、所望のマスクを用い、露光、現像を行った（図２（ｈ）参照）。次に、塩化銅エッチング液で露出した銅箔７１をエッチングし（図２（ｉ）参照）、感光性ドライフィルムレジスト１３１を剥離することで、第二電極２及び配線２２を形成した（図２（ｊ）参照）。残された配線基板の一連の工程を行う事で、本発明のキャパシタが内蔵された素子内蔵配線基板を作製した（図２（ｋ）参照）。
【実施例２】
【００３０】
以下、実施例２により本発明を具体的に説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）に従って実施例２を説明する。まず、エポキシ系樹脂に酸化チタン粉を４０〜５０ｗｔ％分散させた誘電体層８を銅箔７１の片面に塗布し、誘電体層８を約２００℃、１時間程度で硬化させた。次に、後工程の位置合せマークとなる穴を開け（図示せず）、その穴を基準として、第一電極４外部配線５とがビア接続により導通される部分に、炭酸ガスレーザー加工により、誘電体層８にビア穴１４を開け、金属箔層を露出させた（図６（ａ）参照）。  
次に、前記ビア穴１４内および誘電体層８の所望の位置に銅ペーストをスクリーン印刷することで、銅ペーストのパターン９を形成し、この銅ペーストのパターンを約１５０℃、３０分程度で硬化させ第一電極４及びビア１５を形成した（図６（ｂ）参照）。
以降〔００２６〕と同工程。但し、第一電極部のビア形成、及び浮島状態の銅パターン形成は行わない（図６（ｃ）参照：図２（ｋ）にあたる）。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の素子内蔵配線基板の製造方法は、特に、携帯機器等の受動素子を内蔵する配線基板の製造に利用でき、配線基板の製造工数、製造時間及び製造コストの削減を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の素子内蔵配線基板におけるキャパシタ構造を示す断面の説明図である。
【図２】（ａ）〜（ｋ）は、本発明による素子内蔵配線基板の製造方法を示す断面の説明図である。
【図３】従来の素子内蔵配線基板のキャパシタ構造を示す断面の説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｌ）は、従来の素子内蔵配線基板の製造方法を示す断面の説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、従来のキャパシタの製造方法を示す断面の説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、実施例２の製造方法を示す断面の説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・キャパシタ
２・・・上電極（第二電極）
４・・・下電極（第一電極）
５・・・外部配線
６・・・金属パターン
７・・・金属箔層
８・・・誘電体層
９・・・導電性ペースト（銅ペースト）のパターン
１０・・・プリプレグ
１１、２２、３３・・・配線
１２・・・配線基板
１３・・・感光性レジスト
１４・・・ビア穴
１５・・・ビア
６１・・・銅パターン
７１・・・銅箔
１３１・・・感光性ドライフィルムレジスト
【図１】
2007201326.tif 000003
【図２】
2007201326.tif 000004
【図３】
2007201326.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007201326.tif 000007
【図６】
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