(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に形成された絶縁層と、
該絶縁層上に渦巻き状に形成されたコイル素子とを有するプリント基板であって、
前記絶縁層は、脂環式オレフィン重合体と、硬化剤と、特定波長領域に対して吸収性を有する化合物とを含む硬化性樹脂組成物が硬化してなるものであり、
前記特定波長領域は、前記絶縁層にビアを形成するときに使用されるレーザー光線の波長領域であると共に、前記絶縁層は、比誘電率が２乃至３であり、且つ、誘電正接（ｔａｎδ）が０．０３以下であり、
前記絶縁層における前記コイル素子と接する範囲の表面粗さは、０．１ｎｍ乃至１０００ｎｍであることを特徴とするプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路を形成するためのプリント基板に関するものであり、基板内にコイル素子を内蔵するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気回路を形成するプリント基板において、装置の小型化、回路の高密度化の要求は極めて強く、回路パターンの微細化、プリント基板の積層数の増加をもたらしている。また、プリント基板に素子を内蔵するものも提案されている。プリント基板内を流れる信号については周波数が高くなり、プリント基板の高周波に対する特性が重要となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況下において、プリント基板に内蔵する素子としてコイルを用いることも考えられており、これによれば、プリント基板の外層上にコイル素子を実装する必要が無くなって回路の高密度化に効果が生ずる。しかしながら、プリント基板に流れる信号の周波数が更に高くなる傾向にある現在にあっては、高周波特性の低下が大きくて、この高周波特性が不十分であり、実用化が困難である。具体的にはプリント基板に単にコイル素子を内蔵させるだけでは，コイル素子のＱ値を高くする必要が生じたり、配線長が長くなってしまって高周波特性の劣化をもたらしてしまう。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目的は、高周波特性及びＱ値が良好で且つ回路パターンが小さいコイル素子を有するプリント基板を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、基板と、該基板上に形成された絶縁層と、該絶縁層上に渦巻き状に形成されたコイル素子とを有するプリント基板であって、前記絶縁層は、脂環式オレフィン重合体と、硬化剤と、特定波長領域に対して吸収性を有する化合物とを含む硬化性樹脂組成物が硬化してなるものであり、前記特定波長領域は、前記絶縁層にビアを形成するときに使用されるレーザー光線の波長領域であると共に、前記絶縁層は、比誘電率が２乃至３であり、且つ、誘電正接（ｔａｎδ）が０．０３以下であり、前記絶縁層における前記コイル素子と接する範囲の表面粗さは、０．１ｎｍ乃至１０００ｎｍであることを特徴とするプリント基板である。
これにより、Ｑ値等を含む高周波特性を高く維持することができるコイル素子をプリント基板を製造することができる。
【０００６】
また、例えば前記コイル本体のＱ値が１０乃至１５０である。
また、例えば前記絶縁層の表面の表面粗さが０．１乃至１０００ｎｍである。
また、例えば前記コイル本体の上方及び／または下方には、シールド機能を持たすシールドパターン、または前記コイル本体のインダクタンスを増すための磁性材料パターンを設ける。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るコイル素子を有するプリント基板の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
まず、本発明者らは、コイル素子を内蔵するプリント基板について高周波特性に問題があることを見出し、この問題点を解決するべく鋭意検討を行った。回路を流れる信号が高周波の場合、回路図通りに配線するだけではなく、接続線の長さ、他の接続線との干渉もあり、プリント基板のパターンについてはこの点を考慮する必要がある。プリント基板にコイル素子を内蔵する場合、プリント基板をビルドアップ構造とすることが特に有効である。例えば処理する信号の周波数が１ＧＨｚを越えるような高い周波数の場合、プリント基板をビルドアップ構造とし、他の部品、素子との接続に関して留意することで信号の劣化を防ぐことができる。
【０００８】
図１は本発明のコイル素子を有するプリント基板を示す断面図、図２はコイル本体を示す平面図である。
図１において、２はコイル素子であり、これはプリント基板４の絶縁層６上に形成される。８は絶縁層６上に形成される例えばＮｉＣｒよりなるコンタクト層、１０は例えばＣｕよりなる導電層、１２は例えばＣｕメッキにより形成されたＣｕメッキ層であり、上記コンタクト層８、導電層１０及びＣｕメッキ層１２は、図２に示すように、エッチングにより実質的な渦巻き形状に一体的に形成されてパターン化されており、コイル本体１４を形成する。尚、パターン化とは、エッチングにより所定の形状に形取ることをいう。１６は層間絶縁層、１８はエッチングによりパターン化されたコンタクト層、２０は導電層、２２はＣｕメッキ層である。
図２においては、コイル本体１４は、略３ターン程度渦巻き形状に巻回しているが、このターン数に限定されず、例えば１ターン程度から数１０ターン程度の範囲内で形成することができる。ここで、実質的な渦巻き形状とは、コイル本体１４を構成する導電層（コンタクト層８、導電層１０、Ｃｕメッキ層１２を含む）が常に曲線状に巻回されている場合のみならず、例えば多数の直線を渦巻き形状に連結するような形で巻回されるような場合も含む。
【０００９】
このパターン化されたコンタクト層１８、導電層２０、Ｃｕメッキ層２２で入出力端子２４を形成する。図示例では、この入出力端子２４は１つしか示していないが、他方の入出力端子をコイル本体１４の他端に設けてもよいし、或いはコイル本体１４のＣｕメッキ層１２から同一水平レベルで引き出すようにしてもよい。
この製造は、まず、上記コイル素子２が、プリント基板４の表面にある絶縁層６上に形成される。この場合、この絶縁層６はプリント基板４自体の表面の絶縁層の場合もあるし、プリント基板４上に複数層に亘ってビルドアップ層の形成を行なった後の絶縁層の場合もあり、いずれの絶縁層の場合でも適用できる。尚、実際のプリント基板４の基本構成は、コア材上に、例えば銅よりなる層パターンが形成されているが、図示例ではこの層パターンの記載を省略している。この場合、絶縁層６は、上記層パターンよりも上層に形成されている。
【００１０】
次に、逆スパッタなどの半導体プロセス等に用いられるドライプエッチングにより絶縁層６の表面を活性化処理する。この時、この表面は分子レベルで活性化するのみならず、ある程度、表面粗化もされる。粗化の程度については後述する通りである。尚、この絶縁層６の表面粗化はドライエッチングに限定されず、後述するように他の方法、例えば機械的な研磨等を用いてもよい。
次に、コンタクト層８（例えばＮｉＣｒ）と導電層１０（例えばＣｕ）とをそれぞれドライプロセスで成膜する。ここではコンタクト層８の膜厚を例えば０．１μm，導電層１０の膜厚を例えば０．３μmとし、それぞれ順次スパッタによ  り形成する。
尚、上記ドライプロセスによる成膜方法には、スパッタ法、イオンプレーティング法、蒸着法、ＣＶＤ法等がある。ドライプロセスによる成膜の特長は、従来用いていたスクリーン印刷法に比べて、膜厚のコントロールがし易いため、所定の膜厚に精度良く成膜することが可能である。また、ドライプロセスでは、パターニング方法にフォトリソがあるが、これもスクリーン印刷法に比べて、パターン精度がよい。
【００１１】
次に、電気Ｃｕメッキを行い、Ｃｕメッキ層１２を形成する。ここではＣｕメッキ層１２の厚さは例えば２５μmとした。
次に、Ｃｕメッキ層１２の表面処理を行った後、例えばドライフィルムのラミネート等により絶縁層１６を全面に形成する。
次に、レーザ加工等によりコンタクトをとるためのＶＩＡホールを中央部の電極に向けて形成し、逆スパッタなどのドライプロセスにより絶縁層１６の表面を活性化処理し、この表面にコンタクト層１８（例えばＮｉＣｒ）と層間導電層２０（例えばＣｕ）を順次積層して形成する。ここでは、コンタクト層１８の膜厚を例えば０．１μm、導電層２０の膜厚を例えば０．３μmにそれぞれ設定し、  順次スパッタにて形成する。
【００１２】
次に、プリント基板の表面全体に電気Ｃｕメッキを行い、Ｃｕメッキ層２２を形成する。ここではメッキ層２２の厚さを例えば２５μmとした。
次に、層間絶縁層１６上のコンタクト層１８、導電層２０及びＣｕメッキ層２２を例えばエッチング液（塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液など）を用いてパターニングする。以上により、プリント基板上にコイル素子２を内蔵させることができる。
【００１３】
ここで、コイル素子２を形成する場所は、積層した多層の中でどの層でも良い。また、インダクタンスの大きなコイルを実現する為に、同一部分の多層に渡ってコイルを形成し、コイル素子２が磁力線を形成する部分に磁性材料パターン２６を付加してもよい。図示例ではコイル本体１４の下方に、絶縁層６を介して上記磁性材料パターン２６を設けている。また、他の回路部分への影響を減ずる為にシールド層２８を設けることができる。このシールド層２８はコイル素子の片側にのみ設けたり、両側に設けることができる。これらはプリント基板の用途、必要とするコイル素子の容量、隣接する他の電気回路などとの関係から決定するものであり、本発明において限定するものでは無い。
【００１４】
また、内層にコイル本体１４を形成し、その外層に部品を実装することも可能であり、コイル本体１４の外径が大きくなることがプリント基板の回路密度を直接下げることとはならないことから、コイル本体１４の外径は、特に制限されないが、他の層への影響を減ずる為のシールド層の形成などを含め、他の回路部分への影響を考慮すると、コイル本体１４の外径は小さい方が望ましく、０．１乃至３ｍｍとするのが良い。
また、コイル素子２のインダクタンスは、処理する信号の周波数によって決定されるものであるが、１ＧＨｚを越えるような高い周波数のもので、プリント基板として良好な特性を実現するということを考えると、０．５乃至１０００ｎＨのものが望ましい。
【００１５】
また、積層する絶縁層６、１６としては比誘電率が２乃至３、ｔａｎδ（誘電正接）が０．０３以下のものが良い。これを絶縁層６、１６として用いることで、積層した導体層間で生じる損失や信号の劣化を防げるばかりでなく、形成したコイルのＱ値をも高くすることができる。
また、絶縁層６上に導体層を形成する以前の絶縁層６の表面の表面粗さを０．１乃至１０００ｎｍとすることで、導体層８、１０と絶縁層６の密着力を良好なものとでき、またＱ値が１０乃至１５０という極めて良好な特性を示すコイル素子を実現できる。ここで表面粗さとは平均粗さＲａのことである。この測定方法は以下の通りである。
【００１６】
原子間力顕微鏡（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ製、Ｎａｎｏｓｃｏ ｐｅ３ａ）にてＳｉ単結晶短冊型カンチレバー（バネ定数＝２０Ｎ／ｍ、長さ１２５μｍ）を使用して大気中タッピングモードで表面粗さＲａを測定する。
コイルのＱ値の測定としては、装置は、アジレントテクノロジー社製のＨＰ８７１９Ｄネットワークアナライザを用い、コイル素子との接続のために、コプレナー型高周波用プローブ（帯域４０ＧＨｚ）を使用する。また、コプレナー型高周波プローブに付属の校正キットで測定系を校正し、測定する周波数における伝送損失をー４０ｄＢ以下になるようにし、測定をする。測定周波数は、１００ＭＨｚ〜８ＧＨｚまでとする。
【００１７】
また、絶縁層６、１６の比誘電率と誘電正接については、周波数が、８００ＭＨｚ以下と、８００ＭＨｚを越えるところでの比誘電率、誘電正接の測定方法は異なる。
測定周波数が、８００ＭＨｚ以下の場合、アジレントテクノロジー社製のＨＰ４２９１Ｂインピーダンスアナライザを用い、ＨＰ１６４５３Ａ絶縁材料テストフィクスチャを接続し容量法にて測定する。
この時のサンプルは、０．８ｍｍの厚さで、３０ｍｍ角とする。また、測定する周波数１ＭＨｚ〜８００ＭＨｚとする。この測定周波数が、８００ＭＨｚを越える場合、アジレントテクノロジー社のＨＰ８７１９Ｄネットワークアナライザを用い、空洞共振器治具を接続し、摂動法により測定する。この時のサンプル形状は、φ２ｍｍの長さ、７ｃｍの棒状とする。また、測定する周波数１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚとする。
【００１８】
そして、絶縁層６、１６は、絶縁性重合体及び硬化剤を含有した熱硬化性樹脂組成物を硬化して得られるものである。熱硬化性樹脂組成物を構成する絶縁性重合体としては、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、トリアジン樹脂、脂環式オレフィン重合体、芳香族ポリエーテル重合体、ベンゾシクロブテン重合体、シアネートエステル重合体、液晶ポリマー、ポリイミドなどが挙げられる。導体層との密着力、基板パターン間の埋め込み性、耐熱性、比誘電率、誘電正接などに関し、この中でも脂環式オレフィン重合体がとりわけ好ましい。
脂環式オレフィン重合体は、脂環式構造を有する不飽和炭化水素の重合体である。脂環式構造としては、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造などが挙げられるが、機械的強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造が好ましい。また、脂環式構造としては、単環、多環（縮合多環、橋架け環、これらの組み合わせ多環など）のいずれであっても良い。脂環式構造を構成する炭素原子数に格別な制限はないが、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲であるときに、機械的強度、耐熱性、及び成形性の諸特性が高度にバランスされ好適である。また、本発明で使用される脂環式オレフィン重合体は、通常、熱可塑性のものである。
【００１９】
脂環式オレフィン重合体は、極性基を有するものが好ましい。極性基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシル基、エポキシ基、グリシジル基、オキシカルボニル基、カルボニル基、アミノ基、エステル基、カルボン酸無水物基などが挙げられ、特に、カルボキシル基又はカルボン酸無水物基が好適である。
脂環式オレフィン重合体は、通常、脂環式オレフィンを付加重合又は開環重合し、そして必要に応じて不飽和結合部分を水素化することによって、或いは芳香族オレフィンを付加重合又は開環重合し、そして当該重合体の芳香環部分を水素化することによって得られる。また、極性基を有する脂環式オレフィン重合体は、例えば、１）前記脂環式オレフィン重合体に極性基を変性反応により導入することによって、２）極性基を含有する単量体を共重合成分として共重合することによって、あるいは３）エステル基などの極性基を含有する単量体を共重合成分として共重合した後、エステル基などを加水分解などにより脱離することによって得られる。
【００２０】
脂環式オレフィン重合体を得るために使用される脂環式オレフィンとしては、ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン（慣用名：ノルボルネン）、５−メチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５，５−ジメチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−エチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−ブチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−ヘキシル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−オクチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−オクタデシル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−エチリデン−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−メチリデン−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−ビニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、
【００２１】
５−プロペニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−メトキシ−カルボニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−シアノ−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−メチル−５−メトキシカルボニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−エトキシカルボニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−５−エニル−２−メチルプロピオネイト、ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−５−エニル−２−メチルオクタネイト、
ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸無水物、５−ヒドロキシメチルビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５，６−ジ（ヒドロキシメチル）−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−ヒドロキシ−ｉ−プロピルビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５，６−ジカルボキシ−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸イミド、５−シクロペンチル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−シクロヘキシル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−シクロヘキセニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、５−フェニル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン、
【００２２】
トリシクロ〔４．３．０．１2,5〕デカ−３，７−ジエン（慣用名：ジシクロ ペンタジエン）、トリシクロ〔４．３．０．１2,5〕デカ−３−エン、トリシク ロ〔４．４．０．１2,5〕ウンデカ−３，７−ジエン、トリシクロ〔４．４．０ ．１2,5〕ウンデカ−３，８−ジエン、トリシクロ〔４．４．０．１2,5〕ウン  デカ−３−エン、テトラシクロ〔７．４．０．１10,13．０2,7〕−トリデカ−  ２，４，６−１１−テトラエン（別名：１，４−メタノ−１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロフルオレン）、テトラシクロ〔８．４．０．１11,14．０3,8〕−  テトラデカ−３，５，７，１２−１１−テトラエン（別名：１，４−メタノ−１，４，４ａ，５，１０，１０ａ−ヘキサヒドロアントラセン）、
【００２３】
テトラシクロ〔４．４．０．１2,5．１7,10〕−ドデカ−３−エン（慣用名： テトラシクロドデセン）、８−メチル−テトラシクロ〔４．４．０．１2,5．１ 7,10〕−ドデカ−３−エン、８−エチル−テトラシクロ〔４．４．０．１2,5． １7,10〕−ドデカ−３−エン、８−メチリデン−テトラシクロ〔４．４．０．１2,5．１7,10〕−ドデカ−３−エン、８−エチリデン−テトラシクロ〔４．４． ０．１2,5．１7,10〕−ドデカ−３−エン、８−ビニル−テトラシクロ〔４．４ ．０．１2,5．１7,10〕−ドデカ−３−エン、８−プロペニル−テトラシクロ〔 ４．４．０．１2,5．１7,10〕−ドデカ−３−エン、８−メトキシカルボニル− テトラシクロ〔４．４．０．１2,5．１7,10〕−ドデカ−３−エン、８−メチル −８−メトキシカルボニル−テトラシクロ〔４．４．０．１2,5．１7,10〕−ド デカ−３−エン、８−ヒドロキシメチル−テトラシクロ〔４．４．０．１2,5． １7,10〕−ドデカ−３−エン、８−カルボキシ−テトラシクロ〔４．４．０．１2,5．１7,10〕−ドデカ−３−エン、
【００２４】
８−シクロペンチル−テトラシクロ〔４．４．０．１2,5．１7,10〕−ドデカ −３−エン、８−シクロヘキシル−テトラシクロ〔４．４．０．１2,5．１7,10 〕−ドデカ−３−エン、８−シクロヘキセニル−テトラシクロ〔４．４．０．１2,5．１7,10〕−ドデカ−３−エン、８−フェニル−テトラシクロ〔４．４．０ ．１2,5．１7,10〕−ドデカ−３−エン、ペンタシクロ〔６．５．１．１3,6．  ０2,7．０9,13〕ペンタデカ−３，１０−ジエン、ペンタシクロ〔７．４．０． １3,6．１10,13．０2,7〕−ペンタデカ−４，１１−ジエンのごときノルボル   ネン系単量体；
【００２５】
シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、３，４−ジメチルシクロペンテン、３−メチルシクロヘキセン、２−（２−メチルブチル）−１−シクロヘキセン、シクロオクテン、３ａ，５，６，７ａ−テトラヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデン、シクロヘプテンのごとき単環のシクロアルケン；ビニルシクロヘキセンやビニルシクロヘキサンのごときビニル系脂環式炭化水素系単量体；シクロペンタジエン、シクロヘキサジエンのごとき脂環式共役ジエン系モノマー；などが挙げられる。
脂環式オレフィンは、２種以上を組み合わせて用いることができる。
脂環式オレフィン重合体は、前記脂環式オレフィン及び／又は芳香族オレフィンと、これら共重合可能な単量体とを共重合して得られるものであってもよい。
【００２６】
脂環式オレフィン又は芳香族オレフィンと共重合可能な単量体としては、エチレン；プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、３−エチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン、４−エチル−１−ヘキセン、３−エチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセンなどの炭素数３〜２０のα−オレフィン；１，４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、５−メチル−１，４−ヘキサジエン、１，７−オクタジエンなどの非共役ジエン；等が挙げられる。これらの単量体は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
脂環式オレフィンや芳香族オレフィンの重合方法、及び必要に応じて行われる水素添加の方法は、格別な制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。
【００２７】
脂環式オレフィン重合体の具体例としては、ノルボルネン系単量体の開環重合体及びその水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体、ノルボルネン系単量体とビニル化合物との付加重合体、単環シクロアルケン重合体、脂環式共役ジエン重合体、ビニル系脂環式炭化水素重合体及びその水素添加物、芳香族オレフィン重合体の芳香環水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、ノルボルネン系単量体の開環重合体及びその水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体、ノルボルネン系単量体とビニル化合物との付加重合体、芳香族オレフィン重合体の芳香環水素添加物が好ましく、特にノルボルネン系単量体の開環重合体の水素添加物が好ましい。
前記の脂環式オレフィン重合体は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２８】
なお、脂環式オレフィン重合体のなかでも、ノルボルネン系単量体の開環重合体及びその水素添加物は、その構造の違いから、ＣnＨ2nで表されるオレフィン を共重合して得られるポリオレフィン樹脂とは異種のポリマーに分類されるものである。
脂環式オレフィン重合体のＭｗを調整する方法としては、例えば、チタン系又はタングステン系触媒を用いた脂環式オレフィンの開環重合に際して、ビニル化合物又はジエン化合物のような分子量調整剤を、単量体全量に対して０．１〜１０モル％程度を添加する方法が挙げられる。このとき分子量調整剤の量を少な目に用いると比較的高いＭｗの重合体が得られ、多めに用いると比較的低いＭｗの重合体が得られる。
【００２９】
分子量調整剤として用いるビニル化合物としては、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテンなどのα−オレフィン化合物；スチレン、ビニルトルエンなどのスチレン化合物；エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、アリルグリシジルエーテルなどのエーテル化合物；アリルクロライドなどのハロゲン含有ビニル化合物；酢酸アリル、アリルアルコール、グリシジルメタクリレートなどの酸素含有ビニル化合物；アクリルアミドなどの窒素含有ビニル化合物；などが挙げられる。ジエン化合物としては、１，４−ペンタジエン、１，５−ヘキサジエン、１，６−ヘプタジエン、２−メチル−１，４−ペンタジエン、２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエンなどの非共役ジエン化合物；１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエンなどの共役ジエン化合物；が挙げられる。
脂環式オレフィン重合体のガラス転移温度は、使用目的に応じて適宜選択できるが、通常５０℃以上、好ましくは７０℃以上、より好ましくは１００℃以上、最も好ましくは１２５℃以上である。
【００３０】
本発明に用いる硬化剤に格別な限定はなく、例えば、イオン性硬化剤、ラジカル性硬化剤又はイオン性とラジカル性とを兼ね備えた硬化剤等が用いられる。たとえば、１−アリル−３，５−ジグリシジルイソシアヌレート、１，３−ジアリル−５−グリシジルイソシアヌレートのごときアリル基とエポキシ基とを含有するハロゲン不含のイソシアヌレート系硬化剤などの窒素系硬化剤；ビスフェノールＡビス（エチレングリコールグリシジルエーテル）エーテル、ビスフェノールＡビス（ジエチレングリコールグリシジルエーテル）エーテル、ビスフェノールＡビス（トリエチレングリコールグリシジルエーテル）エーテル、ビスフェノールＡビス（プロピレングリコールグリシジルエーテル）エーテルなどのビスフェノールＡ系グリシジルエーテル型エポキシ化合物のようなグリシジルエーテル型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、グリシジルエステル型エポキシ化合物などの多価エポキシ化合物；酸無水物やジカルボン酸化合物などのジカルボン酸誘導体；ジオール化合物、トリオール化合物、多価フェノール化合物などのポリオール化合物；等の硬化剤があげられる。これらの中でも、多価エポキシ化合物が好ましく、特に耐クラック性を高める観点からグリシジルエーテル型エポキシ化合物が好ましい。
脂環式オレフィン重合体と硬化剤との硬化反応を促進させるために、硬化促進剤や硬化助剤を使用することもできる。
【００３１】
硬化促進剤は、特に限定されない。硬化剤が、例えば多価エポキシ化合物の場合には、第３級アミン系化合物や三弗化ホウ素錯化合物などが好適である。なかでも、第３級アミン系化合物を使用すると、微細配線に対する積層性、絶縁抵抗性、耐熱性、耐薬品性が向上する。
第３級アミン系化合物の具体例としては、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリベンジルアミン、ジメチルホルムアミドなどの鎖状３級アミン化合物；ピラゾール類、ピリジン類、ピラジン類、ピリミジン類、インダゾール類、キノリン類、イソキノリン類、イミダゾール類、トリアゾール類などの化合物が挙げられる。これらの中でも、イミダゾール類、特に置換基を有する置換イミダゾール化合物が好ましい。
【００３２】
置換イミダゾール化合物の具体例としては、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、ビス−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−メチル−２−エチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾールなどのアルキル置換イミダゾール化合物；２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール，１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−エチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、２−エチル−４−メチル−１−（２’−シアノエチル）イミダゾール、２−エチル−４−メチル−１−［２’−（３”，５”−ジアミノトリアジニル）エチル］イミダゾールなどのアリール基やアラルキル基などの環構造を含有する炭化水素基で置換されたイミダゾール化合物などが挙げられる。これらの中でも、環構造含有の置換基を有するイミダゾールが脂環式オレフィン重合体との相溶性の観点から好ましく、特に、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾールが好ましい。
【００３３】
硬化促進剤は、単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いられる。硬化促進剤の配合量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、絶縁性重合体１００重量部に対して、通常０．００１〜３０重量部、好ましくは０．０１〜１０重量部、より好ましくは０．０３〜５重量部である。
【００３４】
硬化助剤は、必要に応じて使用される。硬化助剤としては、例えば、キノンジオキシム、ベンゾキノンジオキシム、ｐ−ニトロソフェノール等のオキシム・ニトロソ系硬化助剤；Ｎ，Ｎ−ｍ−フェニレンビスマレイミド等のマレイミド系硬化助剤；ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等のアリル系硬化助剤；エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等のメタクリレート系硬化助剤；ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼンなどのビニル系硬化助剤；１−ベンジル−２−フェニルイミダゾールなどの第３級アミン系化合物等が挙げられる。この他、アリル基を有する硬化剤に対して硬化助剤として機能する過酸化物を用いることもできる。
【００３５】
本発明に係る硬化性組成物には、所望に応じて、その他の成分を配合することができる。例えば、ビアホールや層間接続体などの孔を形成するときに使用されるレーザ光線の波長領域に吸収を持つ化合物を配合するのが良い。炭酸ガスレーザを用いる場合シリカなどが用いられ、紫外線レーザ（例えばＵＶ−ＹＡＧレーザなど）を用いる場合、紫外線吸収剤が用いられる。レーザ光線の波長領域に吸収を持つ化合物を含有する組成物を用いた場合にはレーザによる孔形成が容易で、スミアの発生なども少なくなる。
このほか、難燃剤、軟質重合体、耐熱安定剤、耐候安定剤、老化防止剤、レベリング剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス、乳剤、充填剤などをその他の成分として用いることができる。その配合割合は、本発明の目的を損ねない範囲で適宜選択される。
【００３６】
上記絶縁層６上にコンタクト層８を設ける前に、絶縁層６の表面を粗化し、絶縁層６とコンタクト層８の密着力を上げることは有効なものである。しかしながら、コンタクト層８と絶縁層６の界面が荒れると、高い周波数に対して良好な電気特性を示さず、特に形成したコイル素子のＱ値を高いものとすることが出来ない。絶縁層６の表面の粗化については薬液による処理、機械的な研磨、プラズマによる処理などがある。処理後の表面粗さＲａについては０．１乃至１０００ｎｍで密着力、電気特性が良好なものとなり、粗化の手段には依らなかった。
本発明者らは多くの試作を行い、コイル素子を内蔵した優れたビルドアップ基板を実現したが、以下にその一部を記し具体的に説明する。
まず、絶縁層６、１６を形成するものとして、以下の方法によりドライフィルムを得た。
８−エチル−テトラシクロ〔４．４．０．１2,5．１7,10〕−ドデカ−３−エ ンを開環重合し、次いで水素添加反応を行い、数平均分子量（Ｍｎ）＝３１，２００、重量平均分子量（Ｍｗ）＝５５，８００、Ｔｇ＝約１４０℃の水素化重合体を得た。得られた水素化重合体の水素化率は９９％以上であった。
重量平均分子量及び数平均分子量は、トルエンを溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算値として測定した値である。水素化率は、水素添加前の重合体中の不飽和結合のモル数に対する水素添加率であり、1 Ｈ−ＮＭＲスペクトルにより測定した値である。
【００３７】
得られた水素化重合体１００部、無水マレイン酸４０部及びジクミルパーオキシド５部をｔ−ブチルベンゼン２５０部に溶解し、１４０℃で６時間反応を行った。得られた反応生成物溶液を１０００部のイソプロピルアルコール中に注ぎ、反応生成物を凝固させマレイン酸変性水素化重合体を得た。この変性水素化重合体を１００℃で２０時間真空乾燥した。この変性水素化重合体の分子量はＭｎ＝３３，２００、Ｍｗ＝６８，３００でＴｇは１７０℃であった。マレイン酸基含有率は２５モル％であった。
マレイン酸基含有率は、重合体中の総モノマー単位数に対する（無水）マレイン酸残基のモル数の割合であり、1 Ｈ−ＮＭＲスペクトルにより測定した値である。
前記変性水素化重合体１００部、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート５３．２部、水素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：ＥＰＩＣＬＯＮ  ＥＸＡ−７０１５、大日本インキ株式会社製、エポキシ当量＝２１０ｇ）２０部、ジクミルパーオキサイド５．４２部、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール０．１部をキシレン１８１部及びシクロペンタノン１２１部からなる混合溶剤に溶解させてワニスを得た。
【００３８】
この様にして得られたワニスを孔径５．０μｍの株式会社ロキテクノ製カプセルフィルター１２５−ＭＰＨ−０５０ＸＢでろ過した後、ダイコーターを用いて、３００ｍｍ角の厚さ４０μｍのポリエチレンナフタレートフィルム（キャリアフィルム）に塗工し、その後、窒素オーブン中、１２０℃で１０分間乾燥させ樹脂厚み４０μｍのキャリアフィルム付きドライフィルムを得た。このドライフィルムを用い、また工程手順に従って以下の実施例１〜１０を作成した。
尚、このドライフィルムを基板に真空中にて密着させ、０．５ＭＰａの圧力を２０秒印加しフィルムを貼りつけ、キャリアフィルムを剥がし、その後１８０℃の炉の中で３０分硬化させ、基板上に絶縁層を形成された絶縁層の、比誘電率は２．６９、誘電正接は０．００７３を示した。
【００３９】
（実施例１〜６）
まず、プリント基板である銅貼り片面板の銅をエッチングで取り除き、そこに、上記絶縁層６を貼りつけ、この絶縁層６の表面をプラズマ装置によって粗化した。ここで処理条件を変えることで表面性を調整した。その絶縁層６上にメッキ、パターニング、エッチングなどを行ってコイル素子を形成した。この時、コイル外径、パターン幅、ターン数、絶縁層の表面粗さを種々変更しており、その内容（条件）を表１に示す。
【００４０】
【表１】
0003848131.tif 000002
【００４１】
これらの実施例について、実施例１〜６についてはコイル素子のインダクタンス（上記表１中に記載）、及びコイル素子のＱ値を測定した。
（実施例７）
銅貼り片面板上に外径２ｍｍ、パターン幅７５μｍ、６ターンのコイルパターンを形成し、その上に層間絶縁層１６を貼り合わせ、コイルの両端部分（片方はコイルの中央部、他方はコイル外周部のパターンの端）に１００μ径のビアを設け、層間絶縁層１６上に接続用パッドを形成した。
【００４２】
（実施例８）
銅貼り片面板の銅をエッチングで取り除き、コイル形成中心部に相当するところに直径１．５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの磁性材料を磁性材料パターン２６として張りつけ、その上に絶縁層６を貼り付ける。この上にメッキ、パターニング、エッチングなどを行い外径３ｍｍ、パターン幅７５μｍ、１０ターンのコイルパターンを形成し、その上に層間絶縁層１６を貼り合わせ、コイルの両端部分（片方はコイルの中央部、他方はコイル外周部のパターンの端）に１００μｍ径のビアを設け、層間絶縁層１６上に接続用パッドを形成した。
（実施例９）
銅貼り両面板を用い、そのそれぞれの面をＡ面、Ｂ面とすると、Ｂ面の銅箔に外径３ｍｍ、パターン幅７５μｍ、１０ターンのコイルを作成し、Ａ面側の銅箔部分の同一個所にシールドパターン２８として直径３ｍｍの円形パターンを作成し、その上に絶縁層６を形成し、表面処理後に外形３ｍｍ、パターン幅７５μｍ、１０ターンのコイルを作成した。更にその上に層間絶縁層１６を形成し、ビアを設けて層間絶縁層１６上に接続用のパッドを形成した。
【００４３】
（実施例１０）
銅貼り両面板を用い、そのそれぞれの面をＡ面、Ｂ面とすると、Ｂ面の銅箔に外径３ｍｍ、パターン幅７５μｍ、１０ターンのコイルを作成し、Ａ面側の銅箔はすべてエッチングで取り除き、その面に絶縁層６を形成し、表面処理後に外形３ｍｍ、パターン幅７５μｍ、１０ターンのコイルを作成した。更にその上に層間絶縁層１６を形成し、ビアを設けて層間絶縁層１６上に接続用のパッドを形成した。
これらの実施例について、実施例７、実施例８はコイルインダクタンスを測定し、実施例９、実施例１０はシールドパターンの効果を確認した。
まず、実施例１〜６に関して、Ｑ値の周波数依存性については、図３に示されており、実施例７、８に関して、Ｑ値の周波数依存性は図４に示されている。また、誘電層の比誘電率及び誘電正接の周波数依存性は図５に示されている。
【００４４】
まず、図３において、図３（Ａ）〜図３（Ｆ）は、それぞれ実施例１〜実施例６のＱ値を示している。
先の表１も参照して明らかなように、Ｑ値に関しては全て特性の基準となる”１０”以上となっており、良好な周波数特性を示していることが判明する。このＱ値の最大値は、絶縁層の表面粗さが最も小さい実施例３の”１５０”程度である。この場合、インダクタンスは実施例１の０．５ｎＨを最小値として、上限は特に限定されず、大きな値と取ることができる。この場合、実用上は１０００ｎＨ程度である。
従って、コイル外径に関しては、０．１ｍｍ（実施例１）〜３．０（実施例５、６）の範囲内において、良好な周波数特性を示していることが判明した。また、絶縁層の表面粗さに関しても、０．１ｎｍ（実施例３）〜１０００ｎｍ（実施例４）の範囲内において、良好な周波数特性を示していることが判明した。
【００４５】
次に、絶縁層の周波数特性について評価を行った。
図５（Ａ）は絶縁層の比誘電率を示し、図５（Ｂ）は絶縁層の誘電正接を示す。図５（Ａ）に示すように、比誘電率は周波数に関係なく、略２．６９程度を示しており、また、図５（Ｂ）に示すように、誘電正接（ｔａｎδ）は周波数に関係なく、略０．００７３程度を示しており、共に良好な結果を得ることができた。この結果により、比誘電率に関しては２〜３の範囲内で、誘電正接に関しては０．０３以下において良好な周波数特性を得ることができる、と推測できる。
【００４６】
次に、インダクタンスに影響を与える磁性材料パターン２６の評価に関しては、磁性材料パターンを用いていない実施例７のインダクタンスは１８１ｎＨ（ヘンリー）であるのに対して、磁性材料パターン２６を設けた実施例８のインダクタンスは９２１ｎＨであり、このように磁性材料パターン２６を用いることにより、概ね１０００ｎＨ程度のインダクタンスを実現することができた。
次に、シールド層２８の効果を評価した。実施例９、１０においてそれぞれＡ面のコイルに１ＭＨｚ、１μＷの信号を入力し、Ｂ面のコイルに誘導される信号強度を測定した。実施例９に対して実施例１０のものは誘導される信号が３２ｄＢ強く、よってシールド層の効果によって誘導される信号が３２ｄＢ減衰することが解り、このシールド層２８の有効性を確認することができた。
【００４７】
以上のように、実施例１〜６は絶縁層上にコイル素子を作成しているが、これらの上層に絶縁層を設け、ビアを作成することで短い回路パターンで他の部品と接続出来、高周波特性の優れたものを実現できる。
また、これらは概ねコイルのＱ値が高く、優れた特性を示している。また、実施例７は銅貼り片面板にコイル素子を作成し、高周波に対して十分のインダクタンスを得ている。実施例８においては磁性材料をインダクタンスの増加の目的で付加することにより、実際にインダクタンスを大きなものとすることができた。
これらに用いた絶縁層の材料の比誘電率は２．６９、誘電正接は０．００７３であるが、このものを用いたものはＱ値が高く、ビルドアップ基板に本発明が提案するところの絶縁材料を用いることが、基板の高周波特性を良好なものにすることが解る。
更に、実施例９、実施例１０を比較することで、コイル近傍に形成したシールド層の効果を評価したが、１ＭＨｚの信号に対して３２ｄＢという大きな効果を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコイル素子を含むプリント基板によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
非常に小型で且つ短い回路パターンでコイル素子を実現でき、しかも、高周波特性も優れ、且つＱ値も高いコイル素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコイル素子を有するプリント基板を示す断面図である。
【図２】コイル本体を示す平面図である。
【図３】実施例１〜６のＱ値の周波数依存性を示す図である。
【図４】実施例７、８のＱ値の周波数依存性を示す図である。
【図５】誘電層の比誘電率及び誘電正接の周波数依存性を示す図である。
【符号の説明】
２…コイル素子、４…プリント基板、６…絶縁層、８…コンタクト層、１０…導電層、１２…Ｃｕメッキ層、１４…コイル本体、１６…層間絶縁層、２４…入出力端子、２６…磁性材料パターン、２８…シールド層。
【図１】
0003848131.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003848131.tif 000005
【図４】
0003848131.tif 000006
【図５】
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