(57)【要約】      （修正有）【課題】印刷法により電気特性の安定したキャパシタを内蔵したプリント配線板、およびそれを安価に歩留まり良く製造する方法を提供する。【解決手段】基板１の上に、第１の電極５、高誘電体層７および第２の電極９が順次積層され、第２の電極は、第１の電極と同じ配線層に形成された電極接点用ランド６に電気的に接続されてなるキャパシタと、キャパシタおよび配線層が形成されている面に積層された少なくとも一層の絶縁層を有する部材１２と、部材および第２の電極を貫通してランド部に達する開口を有し、開口において第２の電極とランドとを電気的に接続するビアとをそなえたキャパシタを内蔵したプリント配線板、およびその製造方法。【選択図】図１Ａ
2009094333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に、第１の電極、高誘電体層および第２の電極が順次積層され、前記第２の電極は、前記第１の電極と同じ配線層に形成された電極接点用ランドに電気的に接続されてなるキャパシタと、
前記キャパシタおよび前記配線層が形成されている面に積層された少なくとも一層の絶縁層を有する部材と、
前記部材および前記第２の電極を貫通して前記ランド部に達する開口を有し、該開口において前記第２の電極と前記ランドとを電気的に接続するビアと
をそなえたことを特徴とするキャパシタを内蔵したプリント配線板。
【請求項２】
キャパシタを内蔵したプリント配線板の製造方法において、
絶縁基板の一表面に、第１および第２の電極、ならびに前記電極に接続される電極接点用ランドが順次積層された配線基板を用意し、
前記第１の電極を覆うように高誘電体ペーストを印刷し、熱硬化して高誘電体層を形成し、
前記高誘電体層の上に、導電体ペーストを前記ランドに達するように印刷して第２電極を形成することによりキャパシタを構成し、
前記絶縁基板の前記一表面に、少なくとも一つの絶縁層を有する部材を積層し、
前記部材および前記第２の電極を貫通して前記ランド部に達する開口をレーザで穿設し、
前記開口をクリーニング処理した後、めっきを施して前記第２の電極と前記ランドとを電気的に接続するビアを形成する
ことを特徴とするキャパシタを内蔵したプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキャパシタを内蔵したプリント配線板の構造および製造方法に関し、特に電気的接続信頼性を改善したキャパシタを内蔵したプリント配線板および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子装置の高性能化のために高集積の受動素子に対する市場ニーズが増大している。また、プリント配線板上に搭載されていた各種の受動素子は、電子装置を小型化する上での大きな障害要因として一般に認識されている。特に、半導体能動素子の入出力端子数が増加することによって、その能動素子の周囲により多くの受動素子用空間が要求されているが、これは簡単に解決できる問題ではない。
【０００３】
代表的な受動素子には、キャパシタがある。このキャパシタには、稼動周波数の高周波化によりインダクタンスを減少させるための適切な配置が要求される。たとえば、安定的な電源供給に使用されるデカップリングキャパシタは、高周波化による誘導インダクタンスを低減させるために、入力端子の最近接距離に配置されることが要求される。
【０００４】
このような小型化および高周波化の要求を満たすために、多様な形態の低ＥＳＬ（等価直列インダクタンス）積層型キャパシタが開発されてきたが、従来のＭＬＣＣ（多層セラミックキャパシタ）は、ディスクリート素子として上記問題を克服するのに根本的な限界がある。
【０００５】
ところで、キャパシタは電気回路の素子として多く使用されるので、仮にこれらがプリント配線板に内蔵できると、その基板の面積を効果的に減らすことが可能となる。したがって、最近は内蔵型キャパシタの開発が活発に行われている。
【０００６】
内蔵型キャパシタは、プリント配線板に内蔵されているため、製品の大きさを減少させることができる。また、能動素子の入力端子に近接した位置に配置することができるので、配線長さを最短化して寄生インダクタンス成分を大きく低減することができる。このように、キャパシタを内蔵する効果としては、基板の小型化のみならず、電気特性の向上が見込まれる。ただし、内蔵したとしても、形成方法によっては電気特性が向上しない場合がある。
【０００７】
スクリーン印刷法にてキャパシタを形成する際、第１の電極の上に高誘電体層を形成し、その後、高誘電体層の上に第２の電極を形成することとなる。この場合、高誘電体層を形成する工程での熱硬化によって、金属の導体表面が酸化されることとなる。この高誘電体層は、酸洗等のウエット処理を行うと脆く壊れてしまうことから、酸化された導体の上で第２電極との接点を形成しなくてはならない。しかし、この方法では、導体上の酸化膜によりキャパシタの電気特性が不安定になってしまうことがある。
【０００８】
特許文献１（Ｐ２）に記載のキャパシタ内蔵プリント配線板は、上記課題に着目し、高誘電体層を形成する前に、導体および第２電極の接点部に予め銀ペーストを印刷形成することで課題を解決している。
【０００９】
しかし、この手法は、工程が煩雑となりコストメリットが低減してしまう。また、銀ペーストと電極用の銅ペーストとを重ねるために、積層接着剤を厚くせざるを得ず、配線板厚の増加および接続信頼性の低下にも繋がる。
【００１０】
また、熱硬化をＮ２雰囲気下にて行うと電極接点部の酸化膜の問題は解決できるが、オーブンから取り出す際の酸化を防止するために、オーブン内で十分に冷却する必要があり、時間がかかることから量産性に不利であった。
【００１１】
図２Aおよび図２Bは、従来のキャパシタを内蔵したプリント配線板の製造方法を示す断面図であって、先ずポリイミド等の絶縁ベース材の両面に、銅箔等の第１の導体層および第２の導体層を有する、所謂、両面銅張積層板２１を用意する（図２A(1)参照）。そして、第１の導体層２１ａに、キャパシタの第１電極２２、ならびに後述する第２電極との接点部と同じく後述するビア用のランドおよび所要の配線を含む回路２３を形成する。
【００１２】
その第２電極との接点部に銀ペースト２４を印刷形成した（図２A（2）参照）後に、第１電極２２の上に高誘電体層２５を形成し（図２A（3）参照）、その後、高誘電体層２５の上および電極接点部に形成した銀ペースト２４の上に第２電極２６を形成する（図２A(4)参照）。片面銅張積層板２７を、キャパシタを形成した面に積層接着剤２８を介して積層する（図２A(5)参照）。
【００１３】
次に、レーザ加工用コンフォーマルマスク２９を形成した後（図２B(6)参照）、レーザにより層間導通を行う有底ビアのための開口３０を形成し（図２B(7)参照）、導電化処理を行い、めっき皮膜３１を形成し（図２B(8)参照）、その後、フォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて回路パターンを形成することで、キャパシタを内蔵したプリント配線板３２を得る（図２B(9)参照）。
【特許文献１】特開昭63-222413号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のように、キャパシタを内蔵したプリント配線板およびその製造方法は提供されている。
【００１５】
しかしながら、印刷法では電気特性が安定したキャパシタを製造することが困難である。その結果、印刷法により形成されたキャパシタを内蔵したプリント配線板を提供することは難しい。
【００１６】
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、印刷法により電気特性の安定したキャパシタを内蔵したプリント配線板、およびそれを安価に歩留まり良く製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的達成のため、本願では、次の発明を提供する。
【００１８】
第１の発明は、
基板の上に、第１の電極、高誘電体層および第２の電極が順次積層され、前記第２の電極は、前記第１の電極と同じ配線層に形成された電極接点用ランドに電気的に接続されてなるキャパシタと、
前記キャパシタおよび前記配線層が形成されている面に積層された少なくとも一層の絶縁層を有する部材と、
前記部材および前記第２の電極を貫通して前記ランド部に達する開口を有し、該開口において前記第２の電極と前記ランドとを電気的に接続するビアと
をそなえたことを特徴とするキャパシタを内蔵したプリント配線板、
である。そして、第2の発明は、
キャパシタを内蔵したプリント配線板の製造方法において、
絶縁基板の一表面に、第１および第２の電極、ならびに前記電極に接続される電極接点用ランドが順次積層された配線基板を用意し、
前記第１の電極を覆うように高誘電体ペーストを印刷し、熱硬化して高誘電体層を形成し、
前記高誘電体層の上に、導電体ペーストを前記ランドに達するように印刷して第２電極を形成することによりキャパシタを構成し、
前記絶縁基板の前記一表面に、少なくとも一つの絶縁層を有する部材を積層し、
前記部材および前記第２の電極を貫通して前記ランド部に達する開口をレーザで穿設し、
前記開口をクリーニング処理した後、めっきを施して前記第２の電極と前記ランドとを電気的に接続するビアを形成する
ことを特徴とするキャパシタを内蔵したプリント配線板の製造方法、
である。
【発明の効果】
【００１９】
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
【００２０】
本発明によれば、キャパシタの第２電極と回路との接点部にビアを形成することで、キャパシタの電気特性を安定化した、キャパシタを内蔵したプリント配線板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図示の実施例を参照しながら本発明をさらに説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１Aおよび図１Bは、本発明の一実施例におけるキャパシタを内蔵したプリント配線板の製造方法を示す断面工程図である。まず、図１A(1)に示すように、ポリイミド等の絶縁ベース材１の両面に銅箔等の第１の金属箔２、および第２の金属箔３を有する、所謂、両面銅張積層板４を用意し、第１の金属箔２の所要位置に通常のフォトファブリケーション手法によるエッチングによりキャパシタの第１電極５、電極接点用ランド６および所要の配線パターンを形成する。
【００２３】
なお、ベース材には２５μｍ厚のポリイミドを用い、金属箔は１２μｍの電解銅箔を用いた。キャパシタの容量は、電極面積と電極間距離および電極間に形成する材料とによって決定するが、ここでの電極面積は１００ｍｍ２とした。
【００２４】
次に図１A(2）に示すように、キャパシタの第１電極５上に高誘電体層７を形成した。ここでの高誘電体層の形成方法はスクリーン印刷法を用いたが、インクジェット印刷法、ディスペンス印刷法等も適用することができる。
【００２５】
用いたペーストはアサヒ化研製「ＣＸ−１６」であり、５００メッシュの平織りステンレススクリーン版を用いて印刷し、ボックス型熱風オーブンにて１５０℃、３０ｍｉｎの熱硬化を行った。高誘電体の膜厚は、熱硬化後で６μｍであった。このとき、第１の金属箔２に形成されたランド上は、オーブンの熱によって酸化膜８が形成されている。
【００２６】
次いで図１A(3)に示すように、高誘電体層７およびランド６の上に、キャパシタの第２電極９を形成した。ここでの第２電極の形成方法はスクリーン印刷法を用いたが、インクジェット印刷法、ディスペンス印刷法等も適用することができる。
【００２７】
用いたペーストは、アサヒ化研製銀ペースト「ＬＳ−５０６Ｊ」であり、２５０メッシュの平織りステンレススクリーン版を用いて印刷し、ボックス型熱風オーブンにて１５０℃、３０ｍｉｎの熱硬化を行った。第２電極は、他の銀ペースト、銅ペースト、カーボンペースト等、導電性のペーストであれば適用可能である。この状態では、キャパシタの第２電極９とランド６との間には酸化膜８が介在している。
【００２８】
続いて図１A(4)に示すように、キャパシタが形成された面に対し、積層接着剤１０を介して絶縁ベース材と金属箔１１とを有する片面の銅張積層板（部材）１２を積層した。積層条件は、真空ラミネータにて１７０℃、２．０ＭＰａ、４分のプレスを行い、ボックス型熱風オーブンにて１８０℃、２時間３０分のオーブンキュアを行った。ここでは片面の銅張積層板を用いているが、両面の銅張積層板や既に配線を形成してある片面・両面・多層の配線板または絶縁フィルムを部材として適用することができる。
【００２９】
この後、図１B(5)に示すように、部材１２の金属箔１１および第２の金属箔３に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いてレーザ加工用のコンフォーマルマスク１３，１４を形成した。
【００３０】
次に図１B(6)に示すように、コンフォーマルマスクに対し、ＣＯ２レーザ加工にて開口１５，１６を形成した。ここではＣＯ２レーザ加工を行ったが、ＹＡＧレーザ等の他の光源を適用することができる。また、レーザ加工後に開口部のクリーニング処理を行うことで、開口１５の穴底に当たるランド６の上の酸化膜７を除去することができた。
【００３１】
次いで図１B(7)に示すように、導電化処理を行い、めっき処理を施してビア１８を形成した。このビア１８によりキャパシタ電極とランド６との接続を形成し、キャパシタの電気特性を安定化させることができた。
【００３２】
続いて、図１B(8)に示すように、第２の金属箔３、金属箔１１ならびにめっき皮膜１７に対しフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、回路パターン１９を形成することで、電気特性が安定したキャパシタを内蔵したプリント配線板２０を得た。この工程にて形成したキャパシタの容量は７．５ｎＦであり、容量のばらつきは５％以内に収まっていることを確認した。
【００３３】
従来の手法では、電極接点部の回路導体上の酸化膜を除去、もしくは低減させることで電気特性を安定化していた。しかし、何れも酸化膜除去および低減するための工程を加える必要があった。
【００３４】
これに対して本発明では、特に工程を加えることなく、電気特性を安定化させることができるために、印刷法にて電気特性の安定したキャパシタを安価に歩留まり良く製造することができ、コストメリットが大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】本発明の一実施例におけるキャパシタを内蔵したプリント配線板の製造工程図。
【図１Ｂ】本発明の一実施例におけるキャパシタを内蔵したプリント配線板の製造工程図。
【図２Ａ】従来工法によるキャパシタを内蔵したプリント配線板の断面図。
【図２Ｂ】従来工法によるキャパシタを内蔵したプリント配線板の断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１    絶縁ベース材
２    第１の金属箔
３    第２の金属箔
４    両面銅張積層板
５    第１電極
６    ランド
７    高誘電体層
８    酸化膜
９    第２電極
１０  積層接着剤
１１  金属箔
１２  部材
１３,１４  コンフォーマルマスク
１５  開口
１６  開口
１７  めっき皮膜
１８  ビア
１９  回路パターン
２０  本発明によるキャパシタを内蔵したプリント配線板
２１  両面銅張積層板
２２  第１電極
２３  回路
２４  銀ペースト
２５  高誘電体層
２６  第２電極
２７  片面銅張積層板
２８  積層接着剤
２９  コンフォーマルマスク
３０  開口
３１  めっき皮膜
３２  従来工法によるキャパシタを内蔵したプリント配線板
【図１Ａ】
2009094333.tif 000003
【図１Ｂ】
2009094333.tif 000004
【図２Ａ】
2009094333.tif 000005
【図２Ｂ】
2009094333.tif 000006