JP2009070938A - 部品内蔵型多層プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板及びその製造方法の提供。
【解決手段】誘電体と当該誘電体を挟み込む2つの電極とによって構成される薄膜形成キャパシタを内部に設けた部品内蔵型多層プリント配線板において、当該薄膜形成キャパシタが少なくとも同一層内に複数個配置されている部品内蔵型多層プリント配線板;誘電体の上下両面各々に金属箔を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシートの下面に層間絶縁材を配置する工程と、当該層間絶縁材の下面に金属箔を配置する工程と、当該キャパシタシートと層間絶縁材と金属箔を積層する工程と、当該キャパシタシートの上面の金属箔を回路形成する工程と、当該回路形成後に金属箔が除去された領域の誘電体を除去する工程と、当該誘電体が除去された領域の金属箔を除去する工程と、を有する部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法
【選択図】図1
【解決手段】誘電体と当該誘電体を挟み込む2つの電極とによって構成される薄膜形成キャパシタを内部に設けた部品内蔵型多層プリント配線板において、当該薄膜形成キャパシタが少なくとも同一層内に複数個配置されている部品内蔵型多層プリント配線板;誘電体の上下両面各々に金属箔を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシートの下面に層間絶縁材を配置する工程と、当該層間絶縁材の下面に金属箔を配置する工程と、当該キャパシタシートと層間絶縁材と金属箔を積層する工程と、当該キャパシタシートの上面の金属箔を回路形成する工程と、当該回路形成後に金属箔が除去された領域の誘電体を除去する工程と、当該誘電体が除去された領域の金属箔を除去する工程と、を有する部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法
【選択図】図1
Description
本発明は、内層に部品機能を内蔵した部品内蔵型プリント配線板に係り、特に材料形成によってキャパシタ機能を内層に備えた部品内蔵型プリント配線板に関するものである。
プリント配線板の内層にキャパシタを内蔵する技術において、近年は特に、比較的大容量を得易い誘電体材料を用いる技術が注目されている。
しかし、従来より一般的に用いられている手法では、チタン酸バリウムのような強誘電体粒子を樹脂中に分散配置し、その層を電極で挟んでキャパシタを形成していたが、この方法だと単位面積当りの容量が50pF/mm2程度と限界があるうえ、樹脂の膨張収縮等による容量変化も大きくなってしまうという問題があった。
このため、最近は、常誘電体や強誘電体の薄膜を形成した後、銅めっき等で当該層を挟むように電極を形成してキャパシタを形成する方法が開発されている。
この方法により、均一に薄く膜を形成することで大容量のキャパシタが得られる。
また、誘電体を純粋な状態で薄膜形成することにより熱による寸法変化を比較的小さくすることができるため、安定した容量を保持できるようになっている。
ところが、このような材料は、誘電体薄膜を形成するプロセスの多くが有機樹脂の耐熱温度を上回っているため、有機樹脂表面への形成が困難である。
そこで、銅等の金属(箔)に誘電体薄膜を配置したシート状で用いられることが多い。
一方、上述のような薄膜キャパシタを内蔵したプリント配線板及びその製造方法に関係する公知例としては、下記の特許文献1〜3が知られている。
特許文献1は、コンデンサ内蔵パッケージ基板及びその製法に関するものであり、薄膜コンデンサの電極間が短絡してもコンデンサの性能を維持できるようなコンデンサ内蔵パッケージ基板及びその製法の技術が開示されている。
即ち、高誘電体層のピンホールを介して電気的に短絡している第1薄膜小電極と第2薄膜小電極が存在する場合、第1薄膜小電極には電源用ポストやバイアホールが形成されておらず、第2薄膜小電極にもグランド用ポストやバイアホールが形成されていないため、短絡している両小電極が電源用ラインともグランド用ラインとも電気的に接続されていない状態となり、電源電位やグランド電位とは独立した電位になる技術が開示されている。
また、特許文献2は、膜素子内蔵プリント配線板の製造方法及び膜素子内蔵プリント配線板に関するものであって、銅箔の主面上に誘電性ペーストを選択的に塗布して誘電体領域を形成し、同一組成の導電性ペーストを用いて同じ版で同時に印刷することにより、誘電体接続用の第1のキャパシタ電極と抵抗体接続用の一対をなす抵抗電極とを形成し、この抵抗電極を跨るように抵抗ペーストを印刷して抵抗体を形成する技術が開示されている。
また、特許文献3は、プリント配線板の製造方法に関するものであって、回路形成した積層板の両面に第1感光性エポキシインク(誘電体層)を塗布し、フォトマスクを用いて露光し、現像及び乾燥をしてコンデンサ素子を形成させ、次いで、第2感光性エポキシインク(絶縁層)を積層板に塗布し、フォトマスクを用いて露光し、現像及び乾燥をして内層回路と外層回路との間の導通のためのパターンを形成し、積層板の両面に銅めっきを施し、外層回路となるパターンを形成する技術が開示されている。
しかしながら、前述のような従来例においては、安定した誘電率を確保するための誘電体表面の平滑性により、基板内に存在する誘電体層(例えば特許文献3における第1感光性エポキシインク)と絶縁層(例えば特許文献3における第2感光性エポキシインク)の接触領域が、誘電体層と絶縁層の密着性を劣化させるという問題があった。
また、電極を形成する際に、薄膜誘電体へのスパッタ等の特殊な工程を経るため、従来の樹脂系プリント配線板製造設備では対応できず、製造コストが高くなるという問題もあった。
また、キャパシタの両電極とその上層の絶縁層を順次形成していくような製造方法となり、工程の数が多く、製造コストが高くなるという問題もあった。
また、キャパシタをプリント基板上に固定するために、接着剤等を用いて電極に接着させることが多く、材料費や塗布費用によるコスト高を招くという問題もあった。
また、物理的強度に乏しいキャパシタシートを実装する際に、位置精度を確保することが困難な上、反り等があると安定的な実装ができないという問題もあった。
また、キャパシタシートを所定の寸法に切断する際、キャパシタシートの上下にある導体層の切断面で導体のダレやバリが発生し、電極間短絡を招くことがあるという問題もあった。
特開2006−210776号公報
特開2006−237526号公報
特開平9−181451号公報
本発明は、前述の問題と実状に鑑みてなされたもので、内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板及びその製造方法を提供することを課題とする。
即ち、請求項1に係る本発明は、誘電体と当該誘電体を挟み込む2つの電極とによって構成される薄膜形成キャパシタを内部に設けた部品内蔵型多層プリント配線板において、当該薄膜形成キャパシタが少なくとも同一層内に複数個配置されていることを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。
これにより、内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項2に係る本発明は、前記薄膜形成キャパシタを構成する誘電体及び2つの電極の全てが、同一層内に配置された他の薄膜形成キャパシタの誘電体及び電極と、完全に分離された状態で配置されていることを特徴とする。
これにより、2つの電極が共に他の電極と独立しているため、電磁放射(フリンジ)や不要な電波伝搬が抑制され、電気的な信頼性の高い部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項3に係る本発明は、前記誘電体を中心に上下層が対称構造となっていることを特徴とする。
これにより、製造工程時に掛かる応力により基材が反ることを抑制した部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項4に係る本発明は、前記薄膜形成キャパシタを構成する2つの電極の内、一方の電極が他方の電極よりも小さく、且つ、当該小さい方の電極が覆う誘電体の領域が、当該大きい方の電極が覆う誘電体の領域内に存在することを特徴とする。
これにより、回路形成工程の製造誤差が容量値に影響するのは小さい方の電極の外形寸法精度のみとなるため、事実上、回路形成工程の外形寸法精度による製造誤差を半減でき、高い容量値精度を備えた部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項5に係る本発明は、前記誘電体を挟み込む2つの電極各々を含む各導体層に、当該電極以外の導体領域との境界が形成され、且つ当該形成された境界に絶縁樹脂が充填されていることを特徴とする。
これにより、上下2つの電極間の短絡が抑制され、更に、形成された他の導体領域との境界への絶縁樹脂の充填回数が1回でできる部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項6に係る本発明は、前記電極の少なくとも一部が、製品基板毎に分割された際に、個々に前記薄膜形成キャパシタが形成されるように、当該電極以外の導体領域と接続されていることを特徴とする。
これにより、回路形成工程及び分割工程の一部が1つの工程で同時に実施されるため、工程数が抑制された部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項7に係る本発明は、前記誘電体が、製品基板毎に分割された際に、少なくとも一部の製品端部まで配置されるように、形成されていることを特徴とする。
これにより、キャパシタを形成できる領域が広がると共に、設計自由度が向上した部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項8に係る本発明は、前記誘電体を挟み込む2つの電極各々を含む各導体層が、当該導体層上部からの圧力断裁ではなく、当該導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段によって、当該電極が当該導体層から完全に切り離されることなく、当該電極の少なくとも一部が当該電極以外の導体領域と接続されている状態で他の導体領域との第一の境界が形成され、且つ当該形成された第一の境界に絶縁樹脂が充填されていると共に、当該第一の境界に絶縁樹脂が充填された導体層に、当該電極が当該電極以外の導体領域と接続されている部位を、当該導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段によって、当該電極が当該導体層から完全に切り離されるように、他の導体領域との第二の境界が形成され、且つ当該形成された第二の境界に絶縁樹脂が充填されていることを特徴とする。
これにより、上下2つの電極間の短絡が抑制された部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項9に係る本発明は、前記誘電体は、当該誘電体の焼成温度が、前記層間絶縁基材のガラス転移温度より高い材料から成ることを特徴とする。
これにより、樹脂上では焼成することができない高性能な誘電体を内層に配置することができ、熱による容量変化の少ない薄型で大容量の薄膜形成キャパシタを備えた部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項10に係る本発明は、前記誘電体の厚みが、5μm以下であることを特徴とする。
これにより、有機材料を主成分とした誘電体では得ることの難しかった小型薄型で大容量の薄膜形成キャパシタを備えた部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項11に係る本発明は、前記誘電体の厚みが、1μm以下であることを特徴とする。
これにより、有機材料を主成分とした誘電体では得ることが不可能な更に小型薄型で大容量の薄膜形成キャパシタを備えた部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項12に係る本発明は、且つ前記薄膜形成キャパシタの電極は、電極を構成する導体の一方の面が前記誘電体と接し、他方の面が前記層間絶縁基材と直接接していることを特徴とする。
これにより、電極と層間絶縁基材との間に導電性ペースト等の接着剤を介すことがないため、接着剤の材料費や塗布工程の追加による製造コスト増加がなく、生産経済性の高い部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項13に係る本発明は、前記薄膜形成キャパシタを構成する2つの電極が、共に金属箔を回路形成することにより得られた電極であることを特徴とする。
これにより、金属箔を薬液等でエッチングすることで成される比較的簡便な回路形成方法を用いて、大容量の形成キャパシタを備えた部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項14に係る本発明は、前記薄膜形成キャパシタを構成する2つの電極の内、一方の電極が誘電体に金属めっきを施すことにより得られた電極であり、且つ他方の電極が金属箔を回路形成することにより得られた電極であることを特徴とする。
これにより、金属めっきで電極を形成する比較的精度の高い回路形成方法を用いて、大容量の薄膜形成キャパシタを備えた部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項15に係る本発明は、前記部品内蔵型多層プリント配線板に設けられ前記誘電体を備える層を貫通する層間接続手段が、前記部品内蔵型多層プリント配線板の同一層内に複数個配置されている薄膜形成キャパシタの間隙に配置形成されていることを特徴とする。
これにより、層間接続手段を形成するための貫通穴が誘電体を通らず層間絶縁基材及び導体の層で構成されるため、当該貫通穴の内壁への無電解金属めっきによる密着性が劣化することなく、一般的な多層プリント配線板と同等の信頼性を有する層間接続手段を備えた部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、請求項16に係る本発明は、誘電体の上下両面各々に金属箔を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシートの下面に層間絶縁材を配置する工程と、当該層間絶縁材の下面に金属箔を配置する工程と、当該キャパシタシートと層間絶縁材と金属箔を積層する工程と、当該キャパシタシートの上面の金属箔を回路形成する工程と、当該回路形成後に金属箔が除去された領域の誘電体を除去する工程と、当該誘電体が除去された領域の金属箔を除去する工程と、を有することを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。
これにより、内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
また、請求項17に係る本発明は、誘電体の上下両面各々に金属箔を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシートの下面に層間絶縁材を配置する工程と、当該層間絶縁材の下面に金属箔を配置する工程と、当該配置したキャパシタシートと層間絶縁材と金属箔を積層する工程と、当該キャパシタシートの上面の金属箔を回路形成する工程と、当該回路形成後に金属箔が除去された領域の誘電体を除去する工程と、当該誘電体が除去された領域以外の領域がキャパシタとして機能できるように露出している金属箔に切れ込みを入れて個々に分離した誘電体毎の電極を形成する工程と、を有することを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。
これにより、内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法において、工程の一部が簡便化され、製造タクトを短縮した部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
また、請求項18に係る本発明は、前記金属箔に切れ込みを入れる手段が、当該導体層上部からの圧力断裁ではなく、当該導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段であることを特徴とする。
これにより、内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法において、工程の一部が簡便化され、製造タクトを短縮し、更に、キャパシタシートの上下2つの電極間の短絡が抑制された部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
また、請求項19に係る本発明は、誘電体の下面に金属箔を密着した状態で配置して構成された誘電層付き金属箔の下面に層間絶縁材を配置する工程と、当該層間絶縁材の下面に金属箔を配置する工程と、当該誘電層付き金属箔と層間絶縁材と金属箔を積層する工程と、当該誘電層付き金属箔の上面に導体層を形成する工程と、を有することを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。
これにより、金属めっきで電極を形成する比較的精度の高い回路形成方法を用いて、大容量の形成キャパシタを備えた部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
また、請求項20に係る本発明は、誘電体の上下両面各々に金属箔を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシートの上下両面各々に層間絶縁材を配置し積層する工程と、当該積層後の基板に切り込みを入れる工程と、当該切り込みを入れた基板の上下両面各々に層間絶縁材と金属箔を配置し積層すると同時に、当該切り込みに層間絶縁材からフローした樹脂成分が充填される工程と、を有することを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。
これにより、キャパシタの電極を形成するための薬液等によるエッチング工程を省き、比較的簡便な切り込み加工工程を用いた部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
また、請求項21に係る本発明は、誘電体の上下両面各々に金属箔を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシートの下面に層間絶縁材を配置し積層する工程と、当該積層後の基板に、最終的に得ようとするキャパシタの電極形状に対して少なくとも一部の金属箔が電極となる領域以外の領域と接続されている状態と成るように切り込みを入れる工程と、当該切り込みを入れた基板の上面に層間絶縁材を配置し積層し当該キャパシタシートを基板内部に埋め込むと同時に、当該切り込みに層間絶縁材からフローした樹脂成分が充填される工程と、当該切り込みに樹脂が充填された基板に対して、当該電極となる領域以外の領域と接続された金属箔部分が完全に切断されるように更に切り込みを入れる工程と、当該更なる切り込みを入れた基板の上下両面各々に層間絶縁材と金属箔を配置し積層すると同時に、当該更なる切り込みに層間絶縁材からフローした樹脂成分が充填される工程と、を有することを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。
これにより、キャパシタの電極を形成するための薬液等によるエッチング工程を省き、比較的簡便な切り込み加工工程を用い、更に設計自由度が向上した部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
また、請求項22に係る本発明は、前記基板に切れ込みを入れる手段が、当該導体層上部からの圧力断裁ではなく、当該導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段であることを特徴とする。
これにより、内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法において、工程の一部が簡便化され、製造タクトを短縮し、更に、キャパシタシートの上下2つの電極間の短絡が抑制された部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
また、請求項23に係る本発明は、前記誘電体を備える層を貫通する層間接続手段を、前記部品内蔵型多層プリント配線板の同一層内に複数個配置されている薄膜形成キャパシタの間隙に配置形成する工程を有することを特徴とする。
これにより、層間接続手段を形成するための貫通穴が誘電体を通らず層間絶縁基材及び導体の層で構成されるため、当該貫通穴の内壁への無電解金属めっきによる密着性が劣化することなく、一般的な多層プリント配線板と同等の信頼性を有する層間接続手段を備えた部品内蔵型多層プリント配線板を提供することができる。
また、請求項24に係る本発明は、前記誘電体は、薄膜状であることを特徴とする。
これにより、内層の密着性を損なうことなく、大容量のキャパシタを内蔵した部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
本発明により、内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板及びその製造方法を提供することができる。
本発明の実施の形態を図1〜図11を用いて説明する。
図1及び図2は、本発明の第1のプリント配線板の製造方法例の工程概略を斜視図で示したものである。
当該図1及び図2において、101は誘電体;104は、当該誘電体101の上面に銅箔102を密着した状態で配置すると共に、当該誘電体101の下面に銅箔103を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシート;105は、当該銅箔103の下面に配置されたプリプレグ;106は、当該プリプレグ105の下面に配置された銅箔;107a〜107dは、当該キャパシタシート104の上面に配置された感光性樹脂である。
当該図1及び図2において、101は誘電体;104は、当該誘電体101の上面に銅箔102を密着した状態で配置すると共に、当該誘電体101の下面に銅箔103を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシート;105は、当該銅箔103の下面に配置されたプリプレグ;106は、当該プリプレグ105の下面に配置された銅箔;107a〜107dは、当該キャパシタシート104の上面に配置された感光性樹脂である。
尚、誘電体101は、厚さ10μm未満が好ましい。
ここで、誘電体層が薄膜形成されたものである場合、一般的な薄膜形成技術を用いてある程度の膜厚を得ようとするならば、1回で形成される通常1μm以下の薄膜を所望の膜厚に達するまで数回に亘って重ね形成する手法を用いるが、当該手法は極端に膜厚均一性を損なうため、現在の技術では当該手法によって5μm以上の品質良好な誘電体層を製造することが難しく、事実上10μm以上の膜厚製造は不可能である。
従って、膜厚均一性の点から誘電体の厚みは10μm未満が好ましく、更には、製品品質の点から5μm以下が好ましい。
また、当該誘電体層はキャパシタ構成材料として用いられるが、当該キャパシタを電気を充放電する所謂コンデンサ機能として用いるならば、同じ面積でより大きな容量を得るために当該誘電体層はできるだけ薄い方が良い。
但し、当該キャパシタは当然ながら当該誘電体層の上下を挟む導体層(電極)間の絶縁性が保たれなければならない。
拠って、誘電体の厚みは絶縁性を保持できる範囲でできるだけ薄く、特には1μm以下が好ましい。
また、感光性樹脂107a〜107dは、ドライフィルムレジストのような感光性樹脂が好ましい。
この第1の製造方法例においては、先ず、図1(1)に示すように、銅箔106、プリプレグ105、キャパシタシート104の順でレイアップし、積層する。
尚、積層成形後、その後のラミネート加工時等に利用可能な図示しないガイド穴を所定のピッチで開けても良い。
次に、図示しない感光性樹脂を露光及び現像し、図1(2)に示すように、キャパシタシート104の上面に感光性樹脂107a〜107dを形成する。
次に、銅箔102を回路形成し部分的に除去した後、誘電体101を部分的に除去し、図1(3)に示すように、感光性樹脂107a〜107dがある領域の銅箔102及び誘電体101を残存せしめると共に、感光性樹脂107a〜107dがない領域の銅箔102及び誘電体101を除去せしめた状態とする。
尚、誘電体101を部分的に除去する手段は、ウエットブラスト、サンドブラスト等のスクラブ研磨を用いた物理的除去手段、或いは薬液等によるエッチングを用いた化学的除去手段の如何を問わない。
次に、銅箔103を回路形成し部分的に除去することにより、図2(4)に示すように、銅箔102a〜102d及び銅箔103a〜103dの各々の間に誘電体101a〜101dが配置され、各々が2枚の電極間に誘電体が配置されたキャパシタ機能を有する構成とした後、感光性樹脂107a〜107dを除去する。
その後、図示しない一般的なプリント配線板の製造工程(プリプレグ及び銅箔の積層、層間接続ビアの形成、外層回路形成等)を経ることにより、図5を用いて後に詳述するような、本発明のプリント配線板が得られる。
これにより、薄膜形成キャパシタを構成する2つの電極は、共に銅箔を回路形成することにより得られた電極であるため、銅箔を薬液等でエッチングすることで成される比較的簡便な回路形成方法を用いて、大容量の形成キャパシタを得ることができる。
また、層間絶縁材として、織布又は不織布に樹脂を含浸させて半硬化状態にしたプリプレグを用いているため、内層の密着性を損なうことなく、薄型と剛性を兼ね備え、大容量のキャパシタを内蔵した部品内蔵型多層プリント配線板が得られる。
尚、誘電体101と銅箔102及び銅箔103からなるキャパシタシート104と同様のキャパシタシートを、銅箔106に代えて用い、且つ、前述した図1(1)〜(3)の工程と同様の工程を施すことにより、プリプレグ105の下面にも同様のキャパシタ機能を有する構成とすることができる。
また、前述のプリプレグ105の下面にも同様のキャパシタ機能を有する構成とする場合、前述した図1(1)〜(3)の工程と同様の工程を施すことにより、プリプレグ105の上面キャパシタシート及び下面キャパシタシートの回路形成を同時に行なうことができる。
以上のように、プリント配線板を製造する工程において、キャパシタシートの回路形成を行なうことで、中間体となるキャパシタ機能を有するコンデンサ積層体が形成され、更にプリプレグや銅箔の積層、層間接続、回路形成、等、一般的なプリント配線板の製造方法と同様に後工程を施すことにより、本発明のプリント配線板を得ることができる。
ここで、コンデンサ積層体は、焼成された誘電体101a〜101dと、当該誘電体101a〜101dの各々の上面に密着配置された銅箔102a〜102dと、当該誘電体101a〜101dの各々の下面に密着配置された銅箔103a〜103dとから構成される。
換言すれば、コンデンサ積層体は、焼成された誘電体101と、当該誘電体101の上面に密着配置された銅箔102と、当該誘電体101の下面に密着配置された銅箔103を備え、プリント配線板内に複数存在するコンデンサ積層体が、個々の誘電体が完全に独立するように、互いの誘電体が分断された構造となる。
尚、銅箔102及び103は、銅箔以外の金属層で置き換えることも可能であり、例えば、誘電体101に金属めっきを施すことで得られる導体層であっても良い。
つまり、コンデンサ積層体とは、焼成された誘電体層と、当該誘電体層の上面に密着配置された導体層と、当該誘電体層の下面に密着配置された導体層を備え、プリント配線板内に複数存在するコンデンサ積層体が、個々の誘電体が完全に独立するように、当該誘電体層を分断した構造と言える。
一般に、誘電体表面は安定した誘電率を確保するために平滑であるため、樹脂との密着性が良好ではない。
然るところ、この第1の製造方法例では、薄膜形成キャパシタが、プリント配線板内部全面ではなく、同一層内に複数個所望の箇所に配置されているため、部分的に誘電体を残した状態で電極領域及び配線領域以外の導体層を剥離し、樹脂との密着性に関して不具合がある誘電体表面が樹脂と接触することを回避できる。
これにより、内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板を得ることができる。
また、電極が共に他の電極と独立しているため、電磁放射(フリンジ)や不要な電波伝搬が抑制される。
また、誘電体を挟み込む2つの電極各々に接して配置された絶縁層が、誘電体を中心として互いに対称構造であるため、製造工程時に掛かる応力により基材が反ることを抑制できる。
また、誘電体の厚みが、5μm以下である場合には、有機材料を主成分とした誘電体では得ることの難しかった小型薄型で大容量の形成キャパシタを得ることができる。
更に、誘電体の厚みが、1μm以下である場合には、有機材料を主成分とした誘電体では得ることが不可能な更に小型薄型で大容量の形成キャパシタを得ることができる。
また、薄膜形成キャパシタの電極は、電極を構成する導体の一方の面が誘電体と接し、他方の面が層間絶縁基材と直接接しているため、電極と層間絶縁基材との間に導電性ペースト等の接着剤を介す必要がなく、接着剤の材料費や塗布工程の追加による製造コスト増加がない。
また、コンデンサ積層体の形成において、キャパシタシートの下面の銅箔103を、薬液によるエッチング加工等の化学的加工手段を用いて、部分的に除去する代わりに、ルータ加工、Vカット加工、或いはレーザ加工等の物理的加工手段を用いても良く、当該物理的加工手段を用いた場合には、図2(5)で示すような構造を得る。
図2(5)は、第1の製造方法例における第1変形例を示す斜視説明図であり、図2(4)の場合と比較して、誘電体101a〜101dの上面電極102a〜102dの個片形状が各々の誘電体の個片形状と等しくなっている点は同じであり、誘電体101a〜101dの下面電極103a〜103dの個片形状が各々の誘電体の個片形状より大きい点が異なる。
尚、前述の物理的加工手段を用いる場合、コンデンサ積層体下部にある基板(プリプレグ105及び銅箔106等)を完全に切断しないように、銅箔103のみに切り込みを入れることが望ましい。
この変形例によれば、誘電体を、その焼成温度が、層間絶縁基材のガラス転移温度より高い材料から構成することで、樹脂上では焼成することができない高性能な誘電体を内層に配置することができ、熱による容量変化の少ない薄型で大容量の形成キャパシタを得ることができる。
また、誘電体101を化学的加工手段を用いて部分的に除去する代わりに、誘電体101と銅箔103を前述の物理的加工手段を用いて、同時に、コンデンサ積層体毎に切り分ける手法を用いた場合には、図2(6)で示すような構造を得る。
図2(6)は、第1の製造方法例における第2変形例を示す斜視説明図であり、図2(4)の場合と比較して、誘電体101a〜101dの各々の個片形状と誘電体101a〜101dの下面電極103a〜103dの各々の個片形状が等しく、誘電体101a〜101dの上面電極102a〜102dの各々の個片形状が、誘電体各々の個片形状及び下面電極各々の個片形状より小さい点が異なる。
この変形例によれば、薄膜形成キャパシタを構成する2つの電極の内、一方の電極が他方の電極よりも小さく、且つ、小さい方の電極が覆う誘電体の領域が、大きい方の電極が覆う誘電体の領域内に存在するため、回路形成工程の製造誤差が容量値に影響するのは小さい方の電極の外形寸法精度のみとなり、事実上、回路形成工程の外形寸法精度による製造誤差を半減でき、高い容量値精度を得ることができる。
また、内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法において、工程の一部が簡便化され、製造タクトを短縮することができる。
図3及び図4は、本発明の第2のプリント配線板の製造方法例の工程概略を斜視図で示したものであり、図中、図1と同一記号は同一意味で使用し、ここでの重複説明は省略する。
この第2の製造方法例においては、先ず、図3(1)で示すように、銅箔106;プリプレグ105;誘電体101と銅箔103から成る誘電層付き銅箔104’の順でレイアップし、積層する。
尚、積層成形後、その後の加工に利用可能な図示しないガイド穴を所定のピッチで開けても良い。
次に、前述の物理的加工手段を用いて誘電体101と銅箔103を分割することで、図3(2)に示すような状態とする。
ここで、分割は、基板(プリプレグ105及び銅箔106等)を完全切断しないようにしながら、誘電体101と銅箔103にのみ切り込みを入れるようにする。
次に、後のコンデンサ積層体の上面電極となる領域に対し予め窓抜き加工を施してある感光性樹脂107’を誘電体101a〜101d上にラミネートし、図3(3)で示すように、電極を形成する部分108a〜108dが露出した状態で露光及び現像する。
次に、図4(4)で示すように、無電解銅めっき等により上面電極102a〜102dを形成した後、感光性樹脂107’を剥離する。
次に、図示しない一般的なプリント配線板の製造工程(プリプレグ及び銅箔の積層、層間接続ビアの形成、外層回路形成等)を経ることにより、図5を用いて後に詳述するような、本発明のプリント配線板が得られる。
尚、個々のキャパシタの間隙は、少なくとも層間接続ビア等の層間接続手段が形成できる程度の幅とし、当該間隙に層間接続手段を配置形成するのが望ましい。
これにより、層間接続手段を形成するための貫通穴が誘電体を通らず層間絶縁基材及び導体の層で構成されるため、貫通穴の内壁への無電解金属めっきによる密着性が劣化することなく、一般的な多層プリント配線板と同等の信頼性を有する層間接続手段を得ることができる。
また、コンデンサ積層体の上面電極となる導体層は、金属めっきによる形成の他、導電ペーストを用いて形成しても良い。
この第2の製造方法例では、薄膜形成キャパシタを構成する2つの電極の内、一方の電極が誘電体に金属めっきを施すことにより得られた電極であり、他方の電極が銅箔を回路形成することにより得られた電極であるため、金属めっきで電極を形成する比較的精度の高い回路形成方法を用いて、大容量の形成キャパシタを得ることができる。
上述した第1の製造方法例や第2の製造方法例から明らかなように、本発明の製造方法を用いれば、特別な技術を必要とせず、従来の基板製造技術のみでプリント基板等を製造できる。
また、キャパシタシート或いは誘電体シートが基板サイズのままで用いられるため、キャパシタ材の小片市販品等を接着剤や導電材料を用いて実装する必要がなく、必然的に接着剤や導電材料が不要となる。
また、誘電体を切り分けることで複数のコンデンサ積層体を得る手法であるため、コンデンサ積層体を基板の内層に位置精度良く配置でき、結果、基板歩留まりが向上する。
また、コンデンサ積層体の電極を形成する際に、断面に対してパンチング装置や金型プレス装置等を用いた打ち抜き加工のような上下方向からの圧力による切断手法を用いず、薬液等を用いたエッチング加工、或いは断面に対して横方向からの圧力で切断するルータ加工を用いるため、電極間短絡の発生を抑制することができる。
また、コンデンサ積層体部分、つまりキャパシタ機能部位以外には誘電体が残らない手法のため、従来の製造方法では、デスミア性や金属めっきの密着性で問題があった誘電体層の層間上下を接続する層間接続ビアを配置することが可能となり、配線自由度が飛躍的に向上する。
また、キャパシタ機能部位以外には誘電体が残らないことにより、誘電体層と絶縁層樹脂との密着性も問題とならず、信頼性が確保され、品質が向上する。
尚、一般に、誘電体表面は安定した誘電率を確保するために平滑であるため、樹脂との密着性が良好ではない。
然るところ、本発明の第2の製造方法例では、薄膜形成キャパシタが、プリント配線板内部全面ではなく複数個所望の箇所に配置されているため、部分的に誘電体を残した状態で電極領域及び配線領域以外の導体層を剥離し、樹脂との密着性に関して不具合がある誘電体表面が樹脂と接触することを回避できる。
図5は、本発明の第1の製造方法例や第2の製造方法例によって製造された部品内蔵型多層プリント配線板の構成概略を斜視図で示したものである。
当該図5において、301はプリプレグ及び銅箔から成る基材;304は、当該基材301の上面に配置された第2電極;302は、当該第2電極304の上面に配置された誘電体;303は、当該誘電体302の上面に配置された第1電極;305は、当該第1電極303の上面に配置された埋め込み樹脂;306は、図示しない表層導体と第1電極303を導通するための層間接続ビアである。
当該図5において、301はプリプレグ及び銅箔から成る基材;304は、当該基材301の上面に配置された第2電極;302は、当該第2電極304の上面に配置された誘電体;303は、当該誘電体302の上面に配置された第1電極;305は、当該第1電極303の上面に配置された埋め込み樹脂;306は、図示しない表層導体と第1電極303を導通するための層間接続ビアである。
当該図5に示される本発明部品内蔵型多層プリント配線板は、誘電体302と当該誘電体302を挟み込む2つの電極303及び304とによって形成された薄膜形成キャパシタが同一層内に4個配置されている。また、当該誘電体302を挟み込む2つの電極303及び304の全てが、同一層内に配置された他の薄膜形成キャパシタの誘電体及び電極と完全に分離されている。
尚、誘電体302は、膜厚均一性の点から誘電体の厚みは10μm未満が好ましく、製品品質の点から5μm以下が好ましく、更には、絶縁性を保持できる範囲でできるだけ薄く、特には1μm以下が好ましい。
また、基材301は、第2電極304との間に接着等を目的とする異種材料は存在しない。
また、基材301を構成するプリプレグは有機材料であり、誘電体302の焼成温度は当該有機基材のガラス転移点(Tg)より上である。
また、埋め込み樹脂層305の樹脂の組成は、目的とする埋め込みが可能な絶縁性樹脂であれば、その組成は特に限定されない。
また、キャパシタを構成する電極対を其々第1電極、第2電極とすると、面積は、第2電極304≧誘電体302≧第1電極303の大小関係となっている。
また、誘電体302の厚さは10μm未満であることが望ましい。
尚、一般的に、樹脂にフィラーを分散させた所謂有機材料による誘電体の場合は、耐電圧の点から10μm未満の厚さにすることは不可能であるが、本発明における誘電体302は、無機材料から成る誘電体で構成するため、10μm未満の厚さが可能となる。
図6及び図7は、本発明の第3のプリント配線板の製造方法例の工程概略を断面図並びに平面図で示したものである。
当該図6及び図7において、401は誘電体;404は、当該誘電体401の上面に銅箔402を密着した状態で配置すると共に、当該誘電体401の下面に銅箔403を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシート;405〜408はプリプレグ;409及び410は銅箔;409’及び410’は外層回路;411a〜411dは層間接続ビア;412は切り込み部;413は製品基板;414はキャパシタ内蔵部である。
当該図6及び図7において、401は誘電体;404は、当該誘電体401の上面に銅箔402を密着した状態で配置すると共に、当該誘電体401の下面に銅箔403を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシート;405〜408はプリプレグ;409及び410は銅箔;409’及び410’は外層回路;411a〜411dは層間接続ビア;412は切り込み部;413は製品基板;414はキャパシタ内蔵部である。
尚、誘電体401は、膜厚均一性の点から誘電体の厚みは10μm未満が好ましく、製品品質の点から5μm以下が好ましく、更には、絶縁性を保持できる範囲でできるだけ薄く、特には1μm以下が好ましい。
この第3の製造方法例においては、先ず、図6(1)の断面図に示すように、キャパシタシート404の上下両面に其々プリプレグ405及び406をレイアップし、積層する。
尚、積層成形後、その後のラミネート加工時等に利用可能な図示しないガイド穴を所定のピッチで開けても良い。
次に、図6(2)中、(イ)の平面図及び(ロ)の断面図に示すように、キャパシタシート404に切り込み部412を形成する。
尚、切り込み部412は、加工精度及び加工時間の利点から、物理的加工によって設けることが好ましく、例えばルータ加工、レーザ加工、或いはダイシング加工等を用いることで得られる。
また、切り込み部412の形成加工時に、キャパシタシート404が完全に切り分けられないように注意する。
次に、図6(3)の断面図に示すように、キャパシタシート404の上下両面に其々プリプレグ407及び408と銅箔409及び410をレイアップ後積層し、形成した切り込み部412を埋め込む。
次に、図示しない一般的なプリント配線板の製造工程(層間接続ビアの形成、外層回路形成等)により、図7(4)の断面図に示すように、層間接続ビア411a〜411dを形成し、外層回路409’及び410’を形成する。
次に、図7(5)の平面図に示すように、図中の破線内部の製品基板413毎に、周囲破線部に切り込みを入れ切り分ける。
その結果、製品基板413毎にキャパシタ個々が独立配置されることとなり、図7(6)の平面図で示すように、独立配置されたキャパシタを内蔵する製品基板413、つまりキャパシタ内蔵基板が得られる。
この第3の製造方法例では、誘電体を挟み込む2つの電極各々を含む各導体層が、導体層上部からの圧力断裁ではなく、導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段によって、電極以外の導体領域との境界が形成され、形成された境界に絶縁樹脂が充填されるため、上下2つの電極間の短絡が抑制され、更に、形成された他の導体領域との境界への絶縁樹脂の充填回数が1回でできる。
また、キャパシタの電極を形成するための薬液等によるエッチング工程を省き、比較的簡便な切り込み加工工程を用いた部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法となる。
また、部品内蔵型多層プリント配線板完成後、製品毎に分割する手段を施した時に、結果的に個々の薄膜形成キャパシタが形成されるように、製品毎に分割する手段を施す前は、電極の少なくとも一部が電極以外の導体領域と接続されているため、回路形成工程及び分割工程の一部が1つの工程で同時に実施され、工程数が抑制される。
また、部品内蔵型多層プリント配線板完成後、製品毎に分割した際に、少なくとも一部の製品端部まで誘電体が配置されているため、キャパシタを形成できる領域が広がると共に、設計自由度が向上する。
而して、この第3の製造方法例の特徴としては、以下の7点が挙げられる。
第1の特徴は、最終的な製品基板外周に切り込みを入れることで、結果的に製品基板内部の誘電体が個々に切り分けられ、独立配置されたキャパシタとなることである。
これにより、回路形成工程及び分割工程の一部が1つの工程で同時に実施されるため、工程数が抑制された部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
第2の特徴は、誘電体を中心に上下層が対称となることである。
これにより、各製造工程時に掛かる応力により製造工程中の基材が反ることを抑制した部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
第3の特徴は、材料のキャパシタシートとして、予め個々のキャパシタ毎に分割されているものでなく、1つの基材を用いることである。
これにより、キャパシタ材の小片市販品等を実装する必要がなく、実装工程が不要となると共に、実装誤差を考慮した設計マージンが不要となるため、高効率で高品質な部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
また、実装時の接着剤や導電材料が不要となるため、接着剤の材料費や塗布工程の追加による製造コスト増加がなく、生産経済性の高い部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
第4の特徴は、従来の樹脂系プリント基板の製造装置や技術だけを用いて、独立配置されたキャパシタを内蔵する部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供し得ることである。
第5の特徴は、キャパシタシートをプリント配線板内層に位置精度良く形成でき、歩留まりが向上した部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供し得ることである。
第6の特徴は、上下2つの電極がルータ加工を用いて同時に形成され、且つ、上下2つの電極間の短絡が抑制されることである。
これにより、更に歩留まりが向上した部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
第7の特徴は、個々のキャパシタ領域以外の領域には誘電体が存在しないことである。
これにより、層間接続手段を形成するための貫通穴が誘電体を通らず層間絶縁基材及び導体の層で構成されるため、当該貫通穴の内壁への無電解金属めっきによる密着性が劣化することなく、一般的な多層プリント配線板と同等の信頼性を有する層間接続手段を備えた部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
また、更に設計自由度が向上した部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
図8は、本発明の第3の製造方法例によって製造された部品内蔵型多層プリント配線板の構成概略を(イ)の平面図と、(ロ)の断面図で示したものである。
当該図8において、501は誘電体;504は、当該誘電体501の上面に銅箔502を密着した状態で配置すると共に、当該誘電体501の下面に銅箔503を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシート;505〜508はプリプレグ;509’及び510’は外層回路;511a〜511dは層間接続ビアである。
尚、誘電体501は、膜厚均一性の点から誘電体の厚みは10μm未満が好ましく、製品品質の点から5μm以下が好ましく、更には、絶縁性を保持できる範囲でできるだけ薄く、特には1μm以下が好ましい。
而して、図8に示す本発明の第3の製造方法例によって製造された部品内蔵型多層プリント配線板の特徴としては、以下の4点が挙げられる。
第1の特徴は、多層プリント配線板を大部分を構成する絶縁機材は有機材料であり、内蔵される誘電体はその焼成温度が有機基材のガラス転移点(Tg)を上回っていることである。
これにより、耐熱性の点から樹脂上では焼成不可能な誘電体を用いた部品内蔵型多層プリント配線板を提供することができる。
第2の特徴は、誘電体を中心に上下層が対象的な構造となることである。
これにより、工程中の反り等の問題が発生しない部品内蔵型多層プリント配線板を提供することができる。
第3の特徴は、プリント配線板端部まで誘電体が配置されていることである。
これにより、キャパシタを形成できる領域が広がると共に、設計自由度が向上した部品内蔵型多層プリント配線板を提供することができる。
第4の特徴は、誘電体厚さは10μm未満であることである。
これにより、有機材料を主成分とした誘電体では得ることの難しかった小型薄型で大容量の形成キャパシタを備えた部品内蔵型多層プリント配線板を提供することができる。
更に、誘電体の厚みが1μm以下である場合には、有機材料を主成分とした誘電体では得ることが不可能な更に小型薄型で大容量の形成キャパシタを備えた部品内蔵型多層プリント配線板を提供することができる。
図9及び図10は、本発明の第4のプリント配線板の製造方法例の工程概略を断面図並びに平面図で示したものである。
当該図9及び図10において、601は誘電体;604は、当該誘電体601の上面に銅箔602を密着した状態で配置すると共に、当該誘電体601の下面に銅箔603を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシート;605及び607はプリプレグ;606及び609は切り込み部;608は埋め込まれた切り込み部;610はキャパシタ内蔵部である。
当該図9及び図10において、601は誘電体;604は、当該誘電体601の上面に銅箔602を密着した状態で配置すると共に、当該誘電体601の下面に銅箔603を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシート;605及び607はプリプレグ;606及び609は切り込み部;608は埋め込まれた切り込み部;610はキャパシタ内蔵部である。
尚、誘電体601は、膜厚均一性の点から誘電体の厚みは10μm未満が好ましく、製品品質の点から5μm以下が好ましく、更には、絶縁性を保持できる範囲でできるだけ薄く、特には1μm以下が好ましい。
この第3の製造方法例においては、先ず、図9(1)の断面図に示すように、プリプレグ605の上面にキャパシタシート604をレイアップし、積層する。
次に、図示しないガイド穴を所定のピッチで開ける。
次に、図9(2)中、(イ)の平面図及び(ロ)の断面図に示すように、キャパシタシート604に第1の切り込み部606を形成する。
尚、第1の切り込み部606は、加工精度及び加工時間の利点から、物理的加工によって設けることが好ましく、例えばルータ加工、レーザ加工、或いはダイシング加工等を用いることで得られる。
また、第1の切り込み部606の形成加工時に、キャパシタシート604が完全に切り分けられないように注意する。
次に、図9(3)の断面図に示すように、キャパシタシート604の上面にプリプレグ607をレイアップ後積層し、形成した切り込み部606を埋め込む。
次に、図10(4)中、(イ)の平面図及び(ロ)の断面図に示すように、キャパシタシート604に第2の切り込み部609を形成する。
この時、図9(2)の工程時における第1の切り込み部606の形状を考慮し、個々のキャパシタが機能的に完全に分断されるように第2の切り込み部609を形成する。
次に、図10の(5)の断面図に示すように、上下両面に其々プリプレグ611及び612、銅箔613及び614をレイアップし積層する。
この時、図10(4)で形成した切り込み部609はプリプレグ611及び612で埋め込まれる。
次に、図示しない一般的なプリント配線板の製造工程(層間接続ビアの形成、外層回路形成等)により、図10(5)に示すように、層間接続ビア615a〜615dを形成し、銅箔613及び614の回路形成を行う。
尚、回路形成は、図9(1)の図示しないガイド#穴開けによって生じた銅箔の空孔部分をX線で読み取り、当該空孔部分を穴開けすることによって形成される露光ガイド穴を基準にして行うことで、精度良く実施することができる。
而して、この第4の製造方法例の特徴としては、段階的に切り込み部を形成することによって、結果的にプリント配線板内部の誘電体が個々に切り分けられ、独立配置されたキャパシタとなることが挙げられる。
これにより、キャパシタの電極を形成するための薬液等によるエッチング工程を省き、比較的簡便な切り込み加工工程を用い、更に設計自由度が向上した部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法を提供することができる。
また、誘電体を挟み込む2つの電極各々を含む各導体層が、導体層上部からの圧力断裁ではなく、導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段によって、電極が導体層から完全に切り離されることなく、電極の少なくとも一部が電極以外の導体領域と接続されている状態で他の導体領域との第一の境界が形成され、形成された第一の境界に絶縁樹脂が充填され、第一の境界に絶縁樹脂が充填された導体層に、電極が電極以外の導体領域と接続されている部位を、導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段によって、電極が当該導体層から完全に切り離されるように、他の導体領域との第二の境界が形成され、形成された第二の境界に絶縁樹脂が充填されるため、上下2つの電極間の短絡が抑制される。
図11は、本発明の第4の製造方法例によって製造された部品内蔵型多層プリント配線板の構成概略を断面図で示したものである。
当該図11において、701a及び701bは誘電体;702a及び702bは第1電極;703a及び703bは第2電極;704及び705は埋め込み樹脂層;706a〜706dは層間接続ビアである。
尚、誘電体701a及び701bは、膜厚均一性の点から誘電体の厚みは10μm未満が好ましく、製品品質の点から5μm以下が好ましく、更には、絶縁性を保持できる範囲でできるだけ薄く、特には1μm以下が好ましい。
而して、図11に示す本発明の第4の製造方法例によって製造された部品内蔵型多層プリント配線板の特徴としては、以下の2点が挙げられる。
第1の特徴は、キャパシタを構成する第1の電極、誘電体、第2の電極、其々の面積が全て等しいことである。
これにより、電磁放射(フリンジ)や不要な電波伝搬が抑制され、電気的な信頼性の高い部品内蔵型多層プリント配線板を提供することができる。
第2の特徴は、誘電体701a及び701bは、キャパシタ毎に切り分けられ、誘電体701a及び701b並びに其々の第1及び第2電極の間隙には、上下層を導通させる層間接続ビアを配置できることである。
これにより、層間接続手段を形成するための貫通穴が誘電体を通らず層間絶縁基材及び導体の層で構成されるため、当該貫通穴の内壁への無電解金属めっきによる密着性が劣化することなく、一般的な多層プリント配線板と同等の信頼性を有する層間接続手段を備えた部品内蔵型多層プリント配線板を提供することができる。
以上説述したとおり本発明によれば、内層の密着性を損なうことなく、的確な容量値を備えた部品内蔵型多層プリント配線板及びその製造方法を提供することができる。
尚、本発明を説明するに当たって、実施の形態として上記例を挙げて説明したが、本発明の構成はこれらの限りでなく、また、これらの例により何ら制限されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
101,302,401,501,601,701:誘電体
101a〜101d:誘電体
102,103,106,402,403,409,410,502,503,602,603,702,703:銅箔
102a〜102d:上面電極
103a〜103d:下面電極
104,404,504,604:キャパシタシート
104’:誘電層付き銅箔
105,405〜408,505〜508,605,607:プリプレグ
107,107’:感光性樹脂
108:電極形成領域
301:基材
303,304,702,703:電極
305,704,705:埋め込み樹脂層
306,411a〜411d,511a〜511d,706a〜706d:層間接続ビア
409’,410’,509’,510’:外層回路
412,606,609:切り込み部
413:製品基板
414,610:キャパシタ内蔵部
101a〜101d:誘電体
102,103,106,402,403,409,410,502,503,602,603,702,703:銅箔
102a〜102d:上面電極
103a〜103d:下面電極
104,404,504,604:キャパシタシート
104’:誘電層付き銅箔
105,405〜408,505〜508,605,607:プリプレグ
107,107’:感光性樹脂
108:電極形成領域
301:基材
303,304,702,703:電極
305,704,705:埋め込み樹脂層
306,411a〜411d,511a〜511d,706a〜706d:層間接続ビア
409’,410’,509’,510’:外層回路
412,606,609:切り込み部
413:製品基板
414,610:キャパシタ内蔵部
Claims (24)
- 誘電体と当該誘電体を挟み込む2つの電極とによって構成される薄膜形成キャパシタを内部に設けた部品内蔵型多層プリント配線板において、当該薄膜形成キャパシタが少なくとも同一層内に複数個配置されていることを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記薄膜形成キャパシタを構成する誘電体及び2つの電極の全てが、同一層内に配置された他の薄膜形成キャパシタの誘電体及び電極と、完全に分離された状態で配置されていることを特徴とする請求項1記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記誘電体を中心に上下層が対称構造となっていることを特徴とする請求項1又は2記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記薄膜形成キャパシタを構成する2つの電極の内、一方の電極が他方の電極よりも小さく、且つ、当該小さい方の電極が覆う誘電体の領域が、当該大きい方の電極が覆う誘電体の領域内に存在することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記誘電体を挟み込む2つの電極各々を含む各導体層に、当該電極以外の導体領域との境界が形成され、且つ当該形成された境界に絶縁樹脂が充填されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記電極の少なくとも一部が、製品基板毎に分割した際に、個々に前記薄膜形成キャパシタが形成されるように、当該電極以外の導体領域と接続されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記誘電体が、製品基板毎に分割した際に、少なくとも一部の製品端部まで配置されるように、形成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記誘電体を挟み込む2つの電極各々を含む各導体層が、当該導体層上部からの圧力断裁ではなく、当該導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段によって、当該電極が当該導体層から完全に切り離されることなく、当該電極の少なくとも一部が当該電極以外の導体領域と接続されている状態で他の導体領域との第一の境界が形成され、且つ当該形成された第一の境界に絶縁樹脂が充填されていると共に、当該第一の境界に絶縁樹脂が充填された導体層に、当該電極が当該電極以外の導体領域と接続されている部位を、当該導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段によって、当該電極が当該導体層から完全に切り離されるように、他の導体領域との第二の境界が形成され、且つ当該形成された第二の境界に絶縁樹脂が充填されていることを特徴とする請求項5〜7の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記誘電体は、当該誘電体の焼成温度が、前記層間絶縁基材のガラス転移温度より高い材料から成ることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記誘電体の厚みが、5μm以下であることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記誘電体の厚みが、1μm以下であることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記薄膜形成キャパシタの電極は、電極を構成する導体の一方の面が前記誘電体と接し、且つ他方の面が前記層間絶縁基材と直接接していることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記薄膜形成キャパシタを構成する2つの電極が、共に金属箔を回路形成することにより得られた電極であることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記薄膜形成キャパシタを構成する2つの電極の内、一方の電極が誘電体に金属めっきを施すことにより得られた電極であり、且つ他方の電極が金属箔を回路形成することにより得られた電極であることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 前記誘電体を備える層を貫通する層間接続手段が、前記部品内蔵型多層プリント配線板の同一層内に複数個配置されている薄膜形成キャパシタの間隙に配置形成されていることを特徴とする請求項1〜14の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板。
- 誘電体の上下両面各々に金属箔を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシートの下面に層間絶縁材を配置する工程と、当該層間絶縁材の下面に金属箔を配置する工程と、当該キャパシタシートと層間絶縁材と金属箔を積層する工程と、当該キャパシタシートの上面の金属箔を回路形成する工程と、当該回路形成後に金属箔が除去された領域の誘電体を除去する工程と、当該誘電体が除去された領域の金属箔を除去する工程と、を有することを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法。
- 誘電体の上下両面各々に金属箔を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシートの下面に層間絶縁材を配置する工程と、当該層間絶縁材の下面に金属箔を配置する工程と、当該キャパシタシートと層間絶縁材と金属箔を積層する工程と、当該キャパシタシートの上面の金属箔を回路形成する工程と、当該回路形成後に金属箔が除去された領域の誘電体を除去する工程と、当該誘電体が除去された領域以外の領域がキャパシタとして機能できるように露出している金属箔に切れ込みを入れて個々に分離した誘電体毎の電極を形成する工程と、を有することを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法。
- 前記金属箔に切れ込みを入れる手段が、当該導体層上部からの圧力断裁ではなく、当該導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段であることを特徴とする請求項17記載の部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法。
- 誘電体の下面に金属箔を密着した状態で配置して構成された誘電層付き金属箔の下面に層間絶縁材を配置する工程と、当該層間絶縁材の下面に金属箔を配置する工程と、当該誘電層付き金属箔と層間絶縁材と金属箔を積層する工程と、当該誘電層付き金属箔の上面に導体層を形成する工程と、を有することを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法。
- 誘電体の上下両面各々に金属箔を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシートの上下両面各々に層間絶縁材を配置し積層する工程と、当該積層後の基板に切り込みを入れる工程と、当該切り込みを入れた基板の上下両面各々に層間絶縁材と金属箔を配置し積層すると同時に、当該切り込みに層間絶縁材からフローした樹脂成分が充填される工程と、を有することを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法。
- 誘電体の上下両面各々に金属箔を密着した状態で配置して構成されたキャパシタシートの下面に層間絶縁材を配置し積層する工程と、当該積層後の基板に、最終的に得ようとするキャパシタの電極形状に対して少なくとも一部の金属箔が電極となる領域以外の領域と接続されている状態と成るように切り込みを入れる工程と、当該切り込みを入れた基板の上面に層間絶縁材を配置し積層し当該キャパシタシートを基板内部に埋め込む同時に、当該切り込みに層間絶縁材からフローした樹脂成分が充填される工程と、当該切り込みに樹脂が充填された基板に対して、当該電極となる領域以外の領域と接続された金属箔部分が完全に切断されるように更に切り込みを入れる工程と、当該更なる切り込みを入れた基板の上下両面各々に層間絶縁材と金属箔を配置し積層すると同時に、当該更なる切り込みに層間絶縁材からフローした樹脂成分が充填される工程と、を有することを特徴とする部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法。
- 前記基板に切れ込みを入れる手段が、当該導体層上部からの圧力断裁ではなく、当該導体層上部及び/又は側方からの切削断裁による物理的加工手段であることを特徴とする請求項20又は21記載の部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法。
- 前記誘電体を備える層を貫通する層間接続手段を、前記部品内蔵型多層プリント配線板の同一層内に複数個配置されている形成キャパシタの間隙に配置形成する工程を有することを特徴とする請求項16〜22の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法。
- 前記誘電体が、薄膜状であることを特徴とする請求項16〜23の何れか1項記載の部品内蔵型多層プリント配線板の製造方法。
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