(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気泡を含むエポキシ樹脂をガラス不織布に含浸させた１８０μｍから２２０μｍの範囲内の厚さのスポンジ形状のガラスペーパの両面に導体層を配置し，真空プレスにより前記ガラスペーパを４０μｍから１００μｍの範囲内の厚さの絶縁層とした配線板であって，
前記絶縁層およびその両面の前記導体層による層間キャパシタ部分を有することを特徴とする配線板。
【請求項２】
請求項１に記載する配線板において，
前記絶縁層は，厚さ方向の熱膨張係数と面内方向の熱膨張係数との比が１．５以内のものであることを特徴とする配線板。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する配線板において，
前記導体層はともに，他方の導体層に対しアンカー面で向き合って前記絶縁層に接着されていることを特徴とする配線板。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのうち少なくとも一つに記載する配線板において，前記絶縁層のエポキシ樹脂は，
チタン酸バリウムの粉末を内包するものであることを特徴とする配線板。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのうち少なくとも一つに記載する配線板において，
レーザ穴あけにより形成され，前記絶縁層を通して前記導体層を他の導体層に導通させるビアを有することを特徴とする配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，導体層と絶縁層とを積層してなる配線板に関する。さらに詳細には，導体層と層間絶縁層とを利用した層間キャパシタ構造を有する配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年，積層配線板の薄型軽量化の要請から，積層配線板の各層の厚さは非常に薄いものになっている。また，各層の材質もより軽いものが利用されている。また，積層配線板には，絶縁層とその絶縁層を挟んだ両側の導体層とにより層間キャパシタ構造（以下，「キャパシタ層」とする。）を構成している部分を有するものがある。このキャパシタ層に関する技術としては，特許第２７３８５９０号がある。そして，このキャパシタ層では，より大きな静電容量を得るために，特に絶縁層を薄くする必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の配線板には以下のような問題があった。すなわち，キャパシタ層中の絶縁層を形成するプリプレグ等の厚さが，１００μｍ以下にまで薄くなっている。そのため，配線板の製造過程では，その取り扱いが困難な状況になっている。特に，手持ち等の手作業が困難な状況になっている。
【０００４】
また，通常のプリプレグは，図６に示すように，補強材のガラス布に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。そのため，至るところに編目を有しており，ガラスの密度が高い部分と低い部分とが存在する。これにより，穴あけ時に編目のある部分とない部分とでは加工性が異なり，結果としてレーザ等による均一な穴あけが困難である。また，キャパシタ層全体の誘電率に関して部分的にばらつきがある。
【０００５】
また，薄型のプリプレグを導体箔のアンカー面で挟み込んだ場合，ガラス布にある編目等の凹凸により，絶縁破壊が懸念される。すなわち，アンカー面の凸部がガラス布の編目の隙間にある場合，他の導体箔に接近しすぎてしまうことがある。これを防ぐため，キャパシタ層の絶縁層として利用される薄型のプリプレグについては，図７に示すように導体箔のフラット面同士で挟みこむことが必須である。これにより，当該キャパシタ層の上に直接にプリプレグおよび導体箔を積層した３層以上の導体層を有するキャパシタ層とすることは困難である。導体箔は少なくとも片面がアンカー面であるためである。よって，大きな静電容量を得るには複数のキャパシタ層を配線板内部に重ねるか，もしくは複数のキャパシタ層を配線板内部に別個に配置しなければならない。このため，積層配線板の薄型軽量化が図れない。
【０００６】
本発明は，前記した従来の配線板が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，絶縁シートの薄型軽量化による作業効率の低下を防ぎ，誘電率にばらつきのないキャパシタ層を有する配線板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた配線板は，気泡を含むエポキシ樹脂をガラス不織布に含浸させた１８０μｍから２２０μｍの範囲内の厚さのスポンジ形状のガラスペーパの両面に導体層を配置し，真空プレスにより前記ガラスペーパを４０μｍから１００μｍの範囲内の厚さの絶縁層とした配線板であって，絶縁層およびその両面の導体層による層間キャパシタ部分を有するものである。すなわち，絶縁層には編目のない不織布が包含されているため，レーザ等で均一な穴あけが可能である。また，誘電率のばらつきが少なく耐電圧が高い。さらには，一般的なプリプレグ等と比較して，軽量でありガラス転移点が高い。また，絶縁層の厚さは１００μｍ以下であるため，面積当たり大容量の静電容量を確保できる。なお，プレス前の絶縁フィルムは，１５０μｍ〜２２０μｍの範囲内にある厚さのものが使用され，一般的には１８０μｍ〜２２０μｍの範囲内にある厚さである。また，プレス後の絶縁層は，おおよそ４０μｍ〜１００μｍの範囲内の厚さで使用され，一般的には４０μｍ〜５０μｍの範囲内の厚さである。
【０００８】
また，層間キャパシタ部分の絶縁層は，厚さ方向の熱膨張係数と面内方向の熱膨張係数との比が１．５以内のものであるとよい。これにより，熱膨張に関する等方性が比較的良く，熱履歴による歪みが少ない。なお，厚さ方向の熱膨張係数と面内方向の熱膨張係数とは，どちらが大きい値でもよい。
【０００９】
また，層間キャパシタ部分の導体層はともに，他方の導体層に対しアンカー面で向き合って絶縁層に接着されていることとしてもよい。これにより，導体層の表面の性質を考慮することなく配線板を製造できる。また，当該構成部分の上層に絶縁層および導体層を積層した３層以上の導体層を有する構成部分とすることができる。よって，大容量のキャパシタ層が，安価で薄型軽量に形成することができる。
【００１０】
また，絶縁層のエポキシ樹脂は，チタン酸バリウムの粉末を内包するものであるとしてもよい。チタン酸バリウムは強誘電物質であるので，配線板は，より均一で大容量のキャパシタ層を有することとなる。
【００１１】
また，本発明の配線板は，レーザ穴あけにより形成され，絶縁層を通して導体層を他の導体層に導通させるビアを有するものとしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
［第一の形態］
第一の形態に係る配線板１００は，図１に示す断面構造を有している。具体的には，配線板１００は，導体層２，３，７，８，９と絶縁層１，４，５，６とを有する５層配線板である。この配線板１００は，絶縁層１を挟んだ導体層２，３間において静電容量を持つ。すなわち，導体層２をグラウンド層，導体層３を電源層として利用することで，導体層２，絶縁層１および導体層３によりキャパシタ層を構成している。また，導体層２，３は，アンカー面を絶縁層１に接着している。なお，図１では導体層２，３のアンカー面同士を向き合わせているが，これに限定するものではない。フラット面同士を向き合わせてもよい。また，一方のフラット面と他方のアンカー面とを向き合わせてもよい。すなわち，導体層の向きは不問である。
【００１４】
導体層２，３，７，８，９は，銅箔などの導体である。また，導体層２，３の厚さは，５μｍから３５μｍまでの範囲内である。一方，絶縁層１は，エポキシ樹脂の内部にガラス不織布を包含した絶縁体である。また，絶縁層１の厚さは，４０μｍから５０μｍまでの範囲内である。なお，導体層７，８，９には，適宜パターニングが施されているものとする。また，絶縁層４，５，６は，絶縁層１と同様の基材でもよいし，通常のプリプレグ等の基材でもよい。
【００１５】
次に，配線板１００中のキャパシタ層の製造プロセスについて説明する。キャパシタ層は，図２に示すように，銅箔２，３とガラスペーパ１とを出発材とする。まず，これら出発材は，銅箔２，ガラスペーパ１，銅箔３の順に各材料が配置される。さらに，銅箔２，３については，アンカー面がガラスペーパ１と向き合うように配置する。ただし，前述のように，このことは必須ではない。この銅箔２，３は，図１中の導体層２，３に該当する。また，ガラスペーパ１は，図１中の絶縁層１に該当する。
【００１６】
このガラスペーパ１は，図６に示すような織布状のガラス布にエポキシ樹脂を含浸させたものではなく，ガラス不織布にエポキシ樹脂を含浸させたものである。すなわち，ガラスペーパ１の面上には編目等の凹凸がなく，ガラスペーパ１は平坦性が良い。このため，銅箔のアンカー面と接着しても絶縁破壊の心配はない。さらに，ガラスペーパ１のエポキシ樹脂はスポンジ形状をしており，微小な気泡を至るところに有している。また，このガラスペーパ１の厚さは，１８０μｍから２２０μｍまでの範囲内である。すなわち，これまで使用されているプリプレグ等と比較して数倍の厚みがある。このため，手作業での作業性がよい。具体的には，十分な厚みを有するため，１枚ずつ持つことが容易である。さらに，ガラスペーパ１自体が折れ曲がる等の心配が少ない。
【００１７】
また，このガラスペーパ１の比重は，１．６〜１．７の範囲内である。このため，一般的なプリプレグ（比重１．９〜２．０）等と比較して軽量である。この軽量化は，携帯電話等のモバイル製品には大変重要である。
【００１８】
また，このガラスペーパ１の熱膨張係数は，面内方向が３０〜４０ｐｐｍ／℃であり，厚さ方向が４０〜５０ｐｐｍ／℃である。また，このガラスペーパ１の比誘電率は，１ＭＨｚで４．１０，１ＧＨｚで３．９５である。また，誘電正接は，１ＭＨｚで０．００４３，１ＧＨｚで０．０１１６である。なお，このガラスペーパ１としては，例えば日立化成社製のＧＥＡ−６７９ＰやＡＳ−５０００ＧＰが使用できる。
【００１９】
次に，図２に示すように配置されたガラスペーパ１等に対して，真空プレスが行われる。プレス後のガラスペーパ１等は，図３に示すようなキャパシタ層になる。このプレスによって，ガラスペーパ１中にある気泡がエポキシ樹脂により塞がれる。これにより，ガラスペーパ１は，全体がおおよそ均一の絶縁層になる。さらに，ガラスペーパ１は不織布であるため，編目を有していない。このため，レーザ等による均一な穴あけが可能である。また，ガラスペーパ１の厚さが薄くなり，面積当たり大容量の静電容量を確保できる。そして，この製造されたキャパシタ層に対してさらに絶縁層４，５，６および導体層７，８，９を積層し，パターニングすることにより配線板１００が製造される。
【００２０】
以上詳細に説明したように第一の形態の配線板１００は，絶縁層であるガラスペーパ１とその両面の導体層である銅箔２，３とによりキャパシタ層を構成することとしている。また，絶縁層１は，エポキシ樹脂の内部にガラス不織布を包含させたものとしている。さらに，絶縁層１は，１８０μｍから２２０μｍまでの範囲内の厚さであったガラスペーパ１を，４０μｍから５０μｍまでの範囲内の厚さに圧縮したものであることとしている。すなわち，１５０μｍ以上の厚さがあるガラスペーパ１を，プレスにより１００μｍ以下の厚さに圧縮するのである。これにより，製造工程における手作業の作業性と，配線板１００としての面積当たりの大容量の静電容量とが両立されている。また，絶縁層１には編目のない不織布が包含されているため，誘電率のばらつきが少なく耐電圧が高い。よって，絶縁シートの薄型軽量化による作業効率の低下を防ぎ，誘電率にばらつきのないキャパシタ層を有する配線板が実現されている。
【００２１】
また，ガラスペーパ１の厚さ方向の熱膨張係数は，４０〜５０ｐｐｍ／℃ほどの小さな値である。このため，熱膨張による静電容量の変化が少なく，安定した静電容量を得ている。また，面内方向の熱膨張係数が３０〜４０ｐｐｍ／℃であるため，熱膨張に関する等方性が一般的なプリプレグ等より良く，熱履歴を受けた場合の歪みが少ない。
【００２２】
［第二の形態］
第二の形態に係る配線板２００は，図４に示す断面構造を有している。具体的には，配線板２００は，導体層１３，１４，１５，１８，１９と絶縁層１１，１２，１６，１７とを有する５層配線板である。
【００２３】
この絶縁層１１，１２は，第一の形態に係るガラスペーパ１と同等の材質からなるものである。すなわち，導体層のアンカー面と接着しても絶縁破壊の心配はない。また，導体層１３，１５を電源層，導体層１４をグラウンド層として利用している。これにより，この配線板２００は，絶縁層１１を挟んだ導体層１３，１４間において静電容量を持つ。また，絶縁層１２を挟んだ導体層１４，１５間においても静電容量を持つ。すなわち，配線材２００は，導体層１３，１４間の静電容量と導体層１４，１５間の静電容量とを重ね合わせた大容量のキャパシタ層を有している。
【００２４】
以上詳細に説明したように第二の形態の配線板２００は，導体層１３，１４，１５からなるキャパシタ層を有することとしている。この配線板２００の絶縁層１１，１２は，ガラス不織布を包含させたものであり，導体層１３，１４，１５のアンカー面と接着しても絶縁破壊の心配がない。このため，配線板２００は，導体層１３，絶縁層１１，導体層１４からなるキャパシタ層と，導体層１４，絶縁層１２，導体層１５からなるキャパシタ層とを重ね合わせた大容量のキャパシタ層として利用できる。これにより，複数のキャパシタ層を利用することなく，大容量のキャパシタ層が実現されている。よって，積層配線板の薄型軽量化も図れ，コストも抑えることができる。
【００２５】
［第三の形態］
第二の形態に係る配線板では，配線板のコア部分にキャパシタ層を配置しているが，本発明はこれに限るものではない。第三の形態に係る配線板３００は，図５に示す断面構造を有している。具体的には，配線板３００は，導体層２３，２４，２５，２８と絶縁層２１，２２，２６，２７とを有する積層配線板である。なお，この絶縁層２１，２２は，第一の形態に係るガラスペーパ１と同等の基材からなるものである。また，導体層２５を電源層，導体層２４をグラウンド層として利用している。これにより，この配線板３００は，絶縁層２２を挟んだ導体層２４，２５間において静電容量を持っている。すなわち，導体層２４，２５間でキャパシタ層を構成している。
【００２６】
また，表層である導体層２３には，適宜パターニングが施されている。また，配線板３００の表層から，レーザ等によって形成されたビア３０を有している。このビア３０は，通常のスキップビア（穴径：１００μｍ〜２５０μｍ）の他，マイクロビア（穴径：７５μｍ〜１５０μｍ）でもよい。
【００２７】
以上詳細に説明したように第三の形態の配線板３００は，表層の導体層２３の直下に絶縁層２１を有することとしている。この絶縁層２１は，不織布を包含させたものであるため，編目を有しておらずガラスの密度に偏りがない。このため，形状や穴径にばらつきのない良好なビアを形成することができる。また，搭載部品とキャパシタとの間の配線距離が短く，配線のインダクタンスが小さくて済む。
【００２８】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，第二の形態では３層の導体層を有するキャパシタ層としたが，これに限るものではない。すなわち，４層以上の導体層をもってキャパシタ層としても良い。
【００２９】
また，ガラスペーパの気泡内には，チタン酸バリウム等の強誘電物質の粉末が内包されているものとしてもよい。さらに，エポキシ樹脂中に強誘電物質の粉末を分散させておいてもよい。これにより，配線板は，より均一で大容量のキャパシタ層を有することとなる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，絶縁シートの薄型軽量化による作業効率の低下を防ぎ，誘電率にばらつきのないキャパシタ層を有する配線板が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の形態における配線板を示す断面図である。
【図２】第一の形態における配線板を製造するための部品の配置を示す概念図である。
【図３】第一の形態におけるキャパシタ層を示す断面図である。
【図４】第二の形態における配線板を示す断面図である。
【図５】第三の形態における配線板を示す断面図である。
【図６】従来の形態におけるプリプレグを示す図である。
【図７】従来の形態における配線板の接着面を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１        絶縁層（ガラスペーパ）
２        導体層（銅箔）
３        導体層（銅箔）
３０      ビア
１００    配線板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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