JP2002367858A - コンデンサ内蔵回路基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線多層基板の製造プロセスに適合
し、高容量のコンデンサを内蔵したコンデンサ内蔵回路
基板を実現する。 【解決手段】 プリプレグの絶縁基板４ａの銅箔１の表
面に、電着により誘電率の高い酸化チタン等の金属酸化
物微粒子６を形成しさらに電着により有機高分子７を形
成することで有機無機複合誘電体層２を形成し、この誘
電体層２の表面に銅めっきにより対極３を形成してコン
デンサを完成させ、このコンデンサを挟むように別の絶
縁基板４ｂ，４ｃを接着する。有機無機複合誘電体層２
は、金属酸化物微粒子６の密度が銅箔１表面で大きく、
その銅箔１表面から離れるに従い小さくなり、これによ
り、機械的ストレスに強く、且つ誘電率の高い誘電体と
することができ、プリント配線多層基板の製造プロセス
に適合し、容量の大きいコンデンサとすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器・電子機
器・音響機器の電子回路などに用いるコンデンサ内蔵回
路基板およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、機器の小型化・薄型化・軽量化、
および電気機器回路の高密度化・デジタル化に伴い、電
子部品に対する小型化、高性能化高信頼性化の要望がま
すます高まってきている。そのような情勢の中で、コン
デンサも同様の小型で大容量を有するものが要求されて
いる。

【０００３】しかしながら、プリント配線基板上でコン
デンサなどの実装部品が占める面積は依然として大き
い。このことが、今後電子機器の更なる小型化をしよう
とする際の大きな障害になる。そのような問題を解決す
るために、コンデンサなどの電子部品を回路基板に内蔵
する試みがなされている（例えば、特開平１０−５６２
５１号公報、特開平１１−６８３２１号公報）。

【０００４】一方、ＩＣ回路の高周波化や低電圧化に伴
って、ノイズによって電源電圧が変動し、誤動作を生じ
ることが大きな問題となってきている。このような問題
が生じる理由は、電源電圧の低電圧化に伴い、電源電圧
の許容変動幅が小さくなってきたからである。高周波ノ
イズによる誤動作を防止するために、通常コンデンサを
電源周りに設置している。このような用途に使用される
コンデンサは、バイパスコンデンサやデカップリングコ
ンデンサと呼ばれ、高周波ノイズを除去したり、電源電
圧の瞬間的な低下をコンデンサからの瞬時のエネルギー
供給により防ぐ働きをしている。このエネルギー供給に
は、コンデンサの静電容量の大きさが重要な役割を果た
す。

【０００５】理想的なコンデンサは抵抗成分やインダク
タンス成分が０で静電容量成分のみであるはずである
が、実際のコンデンサは直列抵抗成分と直列インダクタ
ンス成分を持つ。容量成分のインピーダンスは、周波数
増加とともに減少し、インダクタンス成分は周波数増加
とともに増加する。このため、今後、動作周波数が高く
なるにつれ、素子の持つインダクタンス成分や配線によ
るインダクタンス成分がノイズの原因になると予想され
る。そのようなことから、コンデンサとしてはできるだ
けインダクタンス成分が小さいものを使用し、コンデン
サ自体の自己共振周波数を高くすることにより、確実に
高周波域までコンデンサとして機能させる必要がある。
また、デカップリングコンデンサの実装位置は、配線距
離によるインダクタンス成分をできるだけ小さくするた
めにＣＰＵに近接な程良い。

【０００６】一方、設置するコンデンサの使用定格電圧
は、前述のような電源電圧の低電圧化に伴い、今後ます
ます小さいもので対応できるようになる。

【０００７】上記のようなＩＣ回路の高周波化、低電圧
化の課題に対応するために、高性能のコンデンサをプリ
ント配線基板内部に埋設し、ＣＰＵとコンデンサ間の配
線距離をできるだけ短くしようとした提案が幾つか開示
されている（例えば、特開平４−２１１１９１号公報、
特開平１０−３３５１７８号公報、特開平１１−１１１
５６１号公報参照）。

【０００８】以上のような電子機器の小型化および回路
の高速化を今後飛躍的に伸長させるには、プリント配線
基板内に高性能のコンデンサを内蔵することが必須であ
る。またコンデンサを内蔵させることにより実装費を削
減できるメリットもある。

【０００９】現在までに、セラミック基板に無機物系の
高誘電率誘電体を有するコンデンサを内蔵した提案（例
えば、特開平４−２１１１９１号公報、特開平１１−６
８３２１号、特開平８−１８１４５３号公報、特開平１
０−３３５１７８号公報、特開平１１−１１１５６１号
公報参照）や、樹脂基板にコンデンサを内蔵した提案
（例えば、特開平８−１２５３０２号公報、特開平８−
２４２０５５号公報、特開平１０−５６２５１号公報参
照）など、いくつかの提案が開示されている。

【００１０】現在、携帯電話に代表される小型携帯機器
内のプリント配線基板材料の主流は樹脂基板である。樹
脂基板に、若干の可撓性があり、高周波特性が優れ、な
おかつ様々な静電容量を有するコンデンサを内蔵するこ
とが熱望されている。

【００１１】これまでに開示された提案の中では、誘電
体として高温焼成を必要とするセラミックス系の材料を
セラミック基板に埋め込むものが多かった（例えば、特
開平８−２２２６５６号公報、特開平８−１８１４５３
号公報参照）。しかし、樹脂基板にコンデンサを内蔵す
る場合、焼成より誘電体となるセラミックス系ペースト
を基板内に形成した後に、樹脂基板ごと高温で焼成する
ことは不可能である。そのため、樹脂基板には後付で単
品のセラミックコンデンサを埋め込まなければならない
という手間が必要であった。また、一般的な高誘電率セ
ラミックス系誘電体は、GHｚ帯で誘電率が大きく低下
し、なおかつ温度特性が良くないものも多いため、基板
内蔵用途には特性の吟味が必要であった。

【００１２】また、特開平１０−５６２５１号公報に
は、樹脂基板に貫通孔を設けてそこに誘電体を充填し、
コンデンサの機能を付加した基板の構成が開示されてい
る。この方法では、樹脂基板の厚み分全部に誘電体を充
填しなければならないので誘電体がどうしても厚くなっ
てしまうことと、孔の面積分しかコンデンサとして機能
しないという二つのことから、大きな静電容量を得るこ
とが困難であったと予想される。また、孔の面積を変え
たり、充填物の誘電率を変えることによって、様々な静
電容量を持つコンデンサを同時に作り込むためには手間
のかかる操作を必要とする。

【００１３】現在使用されている樹脂基板の多くは、樹
脂基板に銅箔を加圧・加熱プレス接着した後、銅箔をエ
ッチングすることにより配線パターンを形成している。
また、銅箔を張った基板を複数枚接着し多層にする場合
は、基板に設けたビアホールやスルーホールに充填した
導電性物質を介して、基板層間が電気的に接続されてい
る。このような樹脂基板にコンデンサを内蔵する場合、
樹脂基板の製造プロセスに適合し易いコンデンサを内蔵
し、製造コストを高めない方法が望ましい。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単品の
コンデンサを個別に前記のような樹脂基板に内蔵しよう
とすると、基板材料にコンデンサを埋め込むための切り
抜きスペースを設ける工程が必要となり、コスト高にな
る。

【００１５】さらに、樹脂基板製造時のプレス時には、
大きな機械的ストレスがかかるため、特開平６−１８１
３６９号公報に記載されているような誘電体として酸化
アルミニウムや五酸化タンタルのような無機酸化物薄膜
を使用することは、誘電体が脆くて破壊される可能性が
あり、製造プロセス上適していない。

【００１６】また、特開平８−１２５３０２号公報、特
開平８−２４２０５５号公報に記載のように、基板に接
着された銅箔に誘電体ペーストを塗布してコンデンサを
形成する方法は、誘電体の膜厚の制御が難しく、静電容
量を大きくしたり、容量精度を出すことが困難であった
と予想される。

【００１７】本発明の目的は、上記従来の問題点を解決
するもので、プリント配線多層基板の製造プロセスに適
合し、高容量のコンデンサを内蔵したコンデンサ内蔵回
路基板およびその製造方法を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のコンデンサ内蔵回路基板は、表面にコンデン
サの第１の電極を含む金属箔の回路パターンを有する回
路基板と、第１の電極の表面に形成したコンデンサの誘
電体と、誘電体の表面に形成したコンデンサの第２の電
極とを備え、誘電体は、金属酸化物微粒子および有機高
分子を含む有機無機複合誘電体層からなり、金属酸化物
微粒子はその密度が第１の電極の表面で大きく、第１の
電極の表面から離れるに従い小さくなるように、有機無
機複合誘電体層中で密度に傾斜をもって存在することを
特徴とする。この構成により、機械的ストレスに強く、
且つ誘電率の高い誘電体とすることができ、プリント配
線多層基板の製造プロセスに適合し、容量の大きいコン
デンサを内蔵することができる。

【００１９】なお、有機無機複合誘電体層中の金属酸化
物微粒子の密度はコンデンサの第１の電極からの距離に
比例して直線的に小さくなる場合に限られるものではな
い。

【００２０】また、金属酸化物微粒子の粒径が０．０５
〜３μｍであることが、誘電体の柔軟性（可撓性）およ
び誘電率の点から好ましい。金属酸化物微粒子の粒径が
０．０５μｍよりも小さいと金属酸化物微粒子が密にな
りすぎて、有機高分子がうまく金属酸化物微粒子層内に
入り込めないため誘電体の可撓性が失われる。逆に金属
酸化物微粒子の粒径が３μｍよりも大きいと金属酸化物
微粒子層に隙間が多くなるため誘電率が大きくならな
い。

【００２１】また、金属酸化物微粒子の主成分が酸化チ
タン、チタン酸バリウム等の強誘電体であることによ
り、大容量のコンデンサを内蔵できる。

【００２２】また、金属酸化物微粒子は、金属酸化物の
表面が金属酸化物微粒子に対して１〜１０重量％の酸化
アルミニウムでコーティングされた微粒子であることに
より、均質で誘電率の高い金属酸化物微粒子層を作製で
きる。金属酸化物の表面を親水性の高い酸化アルミニウ
ムでコーティングすると分散性が良くなるが、酸化アル
ミニウムの誘電率は酸化チタン等の強誘電体からなる金
属酸化物に比べて小さいので、酸化アルミニウムのコー
ティング厚さが厚くなればなるほど金属酸化物微粒子の
誘電率が小さくなる。そのためコーティングはできるだ
け薄い方がよく、金属酸化物微粒子に対して１〜１０重
量％がよい。

【００２３】また、有機高分子がポリカルボン酸系樹
脂、ポリアミン系樹脂、ポリイミド系樹脂のいずれかで
あることから、可撓性の高いコンデンサとすることがで
きる。

【００２４】また、上述の表面にコンデンサを設けた回
路基板と他の回路基板とをコンデンサを介して接着して
も、前述のように機械的ストレスに強いため、コンデン
サ特性が悪化しない。

【００２５】また、本発明のコンデンサ内蔵回路基板の
製造方法は、表面にコンデンサの電極を含む金属箔の回
路パターンを有する回路基板を金属酸化物微粒子の懸濁
液に浸漬し、電着により電極の所定の位置に金属酸化物
微粒子層を形成する工程と、この金属酸化物微粒子層の
表面に電着により有機高分子を形成する工程とを有す
る。この製造方法により、金属酸化物微粒子の密度がそ
れを形成する電極表面で大きく、その電極表面から離れ
るに従い小さくなった有機無機複合誘電体層を形成する
ことができ、これにより、機械的ストレスに強く、且つ
誘電率の高い誘電体とすることができ、プリント配線多
層基板の製造プロセスに適合し、容量の大きいコンデン
サを内蔵することができる。

【００２６】また、金属酸化物微粒子の懸濁液にバイン
ダーとして炭素と酸素の二重結合を有するポリアミン誘
導体が金属酸化物微粒子に対して５〜２０重量％含まれ
ることにより、分散性の良い金属酸化物微粒子の懸濁液
を調整できる。金属酸化物微粒子の懸濁液に炭素と酸素
の二重結合を有するポリアミン系のバインダーを加える
ことによって金属酸化物微粒子の分散性を良くすること
ができるが、金属酸化物微粒子に対して５重量％よりも
少ないと効果はほとんどなく、２０重量％よりも多いと
バインダーが優先的に電着されるため、バインダー濃度
としては金属酸化物微粒子に対して５〜２０重量％がよ
い。

【００２７】また、金属酸化物微粒子の懸濁液において
金属酸化物微粒子が脱イオン水に対して重量比で１〜２
０重量％であることにより、金属酸化物微粒子層を薄く
形成することができる。金属酸化物微粒子濃度が１重量
％以下の場合、電着により金属酸化物微粒子層を形成で
きず、２０重量％以上ではうまく分散せずに時間ととも
に金属酸化物微粒子が沈殿してしまう。

【００２８】また、金属酸化物微粒子層を形成後、この
金属酸化物微粒子層を乾燥させずに、有機高分子を形成
することにより、金属酸化物微粒子層のクラックを防
ぎ、漏れ電流が小さく、容量の大きなコンデンサを内蔵
した回路基板を作製できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００３０】図１は本発明の実施の形態のコンデンサ内
蔵回路基板の断面図である。図１において、１は銅箔、
２は電着により形成された有機無機複合誘電体層、３は
例えば銅めっきで形成された対極、４はプリプレグの絶
縁基板、５はインナービアホール、６は金属酸化物微粒
子、７は有機高分子である。

【００３１】本実施の形態のコンデンサ内蔵回路基板
は、銅箔１で回路パターンが形成された複数枚のプリプ
レグの絶縁基板４を接着したものであり、図１では３枚
の絶縁基板４（４ａ，４ｂ，４ｃ）を例に示している。
絶縁基板４ａに接着された銅箔１の一部がコンデンサの
一方の電極となり、その電極部分と有機無機複合誘電体
層２と対極３とからなるコンデンサが、絶縁基板４ａに
設けられ、そのコンデンサを挟むように絶縁基板４ｂが
接着されている。

【００３２】このコンデンサの誘電体である有機無機複
合誘電体層２は、金属酸化物微粒子６および有機高分子
７からなり、有機無機複合誘電体層２中の金属酸化物微
粒子６はその密度が銅箔１表面で大きく、銅箔１表面か
ら離れるに従い小さくなるように、有機無機複合誘電体
層２中で銅箔１付近から対極３方向へ密から粗へ密度の
傾斜をもって存在している。金属酸化物微粒子６は、酸
化チタンやチタン酸バリウム等の強誘電体である金属酸
化物の表面を酸化アルミニウムでコーティングした微粒
子である。

【００３３】なお、図１のように、３枚の絶縁基板４
（４ａ，４ｂ，４ｃ）を用いる場合、絶縁基板を１枚ず
つ順次接着してもよいし、３枚同時に重ねて接着するよ
うにしてもよい。

【００３４】また、コンデンサの一方の電極を含む回路
パターンに銅箔１を用いているが、Ａｌ箔など他の金属
箔や導電体を用いることができる。

【００３５】

【実施例】図１のようなコンデンサ内蔵回路基板につい
て、以下の各実施例で、その具体的な構成例とその製造
方法を説明する。なお、以下の各実施例では、２枚のプ
リプレグの絶縁基板が接着されたコンデンサ内臓回路基
板について説明する。

【００３６】（実施例１）この実施例１では、図１のコ
ンデンサにおいて、金属酸化物微粒子６として、表面を
酸化アルミニウムでコーティングした酸化チタン微粒子
を用い、有機高分子７として、ＵＶ硬化型カチオン系樹
脂を用いた構成である。

【００３７】この場合の製造方法を図２の工程順断面図
を用いて詳細に説明する。

【００３８】まず、ステップ１で、アラミド繊維にエポ
キシ系樹脂を含浸したプリプレグの絶縁基板４に粗面化
した銅箔１を加熱・加圧プレスによって接着した（図２
（ａ），（ｂ））。このプリプレグの絶縁基板４にはあ
らかじめ銅ペーストが充填されたインナービアホール５
が形成されたものを用いた。

【００３９】次に、ステップ２で、塩化第二鉄溶液によ
って銅箔１の不要部分をエッチングし、コンデンサの一
方の電極を含む回路パターンを形成した（図２
（ｃ））。

【００４０】次に、ステップ３で、表面を酸化アルミで
親水化処理した酸化チタン微粒子（平均粒径０．１μ
ｍ）を２．５重量％含む酸化チタン懸濁水溶液（ポリア
ミン系バインダーを０．２５重量％含有）に銅箔１を浸
漬し、その銅箔１をカソード、炭素板をアノードとして
１０Ｖ印加することによりコンデンサの電極部分の銅箔
１上に酸化チタン微粒子を析出させた。次にこの酸化チ
タン微粒子層を乾燥させずにそのままＵＶ硬化型カチオ
ン系樹脂塗料中に浸漬し、銅箔１をカソード、炭素板を
アノードとして１５Ｖ印加し、酸化チタン微粒子層
（６）上に有機高分子７を析出させ、予備乾燥の後、Ｕ
Ｖ照射により硬化させて有機無機複合誘電体層２を形成
した。この複合誘電体層２上に無電解銅めっき、続いて
電気銅めっきを行うことにより対極３を形成し、薄型の
コンデンサを作製した（図２（ｄ））。

【００４１】なお、酸化チタン微粒子（６）および有機
高分子７を析出させる際、図２の（ｄ）の有機無機複合
誘電体層２で示されるように、所定の銅箔１のある部分
にのみ析出させるが、これは、電着したくない部分には
マスクをして行う。マスキング剤としては、レジスト、
マスキングシール等を用いる。

【００４２】次に、ステップ４で、薄型のコンデンサが
作製された絶縁基板４を、あらかじめ片側に銅箔１が接
着してあるプリプレグの絶縁基板４と加熱・加圧プレス
により接着してコンデンサ内蔵回路基板を作製した（図
２（ｅ））。なお、接着する際の条件は、真空雰囲気下
で圧力５０×９．８Ｎ／ｃｍ² （５０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²）、温度２００℃、保持時間６０分とした。なお、
接着の際には、薄型コンデンサと図２（ｅ）における下
側の絶縁基板４のインナービアホール５内の銅ペースト
との導通が充分とれるように位置合わせをしてプレスし
た。なお、図２（ｅ）の上下の絶縁基板４を接着する前
の下側の絶縁基板４の表面は平坦であり、下側のプリプ
レグの絶縁基板４の表面に、上側のコンデンサがめり込
んだようになる。 （実施例２）この実施例２では、図１のコンデンサにお
いて、金属酸化物微粒子４として、表面を酸化アルミニ
ウムでコーティングしたチタン酸バリウム微粒子を用
い、有機高分子７として、実施例１同様、ＵＶ硬化型カ
チオン系樹脂を用いた構成である。

【００４３】この場合の製造方法は、実施例１における
表面を酸化アルミニウムでコーティングし親水化処理し
た酸化チタン微粒子のかわりに、表面を酸化アルミニウ
ムでコーティングし親水化処理したチタン酸バリウム微
粒子を用いた以外は実施例１に準じてコンデンサ内蔵回
路基板を作製した。

【００４４】（実施例３）この実施例３では、有機高分
子７として、熱硬化型カチオン系樹脂を用いた以外は実
施例１と同じ構成である。

【００４５】この場合の製造方法は、有機高分子７を形
成する電着樹脂溶液に、実施例１におけるＵＶ硬化型カ
チオン系樹脂の代わりに熱硬化型カチオン系樹脂を用い
た以外は実施例１に準じてコンデンサ内蔵回路基板を作
製した。この場合、実施例１と同様に酸化チタン微粒子
層を形成させた銅箔１を乾燥させずにそのまま熱硬化型
カチオン系樹脂塗料中に浸漬し、銅箔１をカソード、炭
素板をアノードとして２０Ｖ印加し、酸化チタン微粒子
層上に有機高分子７を析出させ、予備乾燥の後、１５０
℃で２０分硬化させて有機無機複合誘電層２を形成し
た。

【００４６】比較例１として、コンデンサの誘電体の形
成において、酸化チタン微粒子を電着させ、これを乾燥
させてから有機高分子を析出させて有機無機複合誘電体
層を形成した以外は実施例１に準じてコンデンサ内蔵回
路基板を作製した。

【００４７】比較例２として、コンデンサの誘電体の形
成において、酸化チタン微粒子層を形成させた後、有機
高分子を形成させるといった工程を踏まず、酸化チタン
微粒子を有機高分子電着液に懸濁させて一度に有機無機
複合誘電体層形成した以外は実施例１に準じてコンデン
サ内蔵回路基板を作製した。

【００４８】以上のように実施例１〜３および比較例
１，２で作製したコンデンサ内蔵回路基板に内蔵された
それぞれのコンデンサ特性（静電容量Ｃ：単位ｎＦ、損
失値tanδ：単位％）を調べた結果を表１に示す。これ
はＬＣＲメータ（例えばＨＰ４２７４Ａ）を用い測定周
波数１ｋＨｚで測定した結果である。なお、各実施例お
よび各比較例ではそれぞれ３個のコンデンサ内蔵回路基
板を作製し、表１にはそれぞれに内蔵された３個のコン
デンサの平均値を示している。

【００４９】

【表１】

【００５０】この表１から明らかなように、比較例１お
よび比較例２のコンデンサは、容量（Ｃ）は小さく、損
失値を表わすtanδは大きく、コンデンサ特性が悪かっ
た。加圧・加熱プレス前ではtanδの値は３〜４％（１
ｋＨｚ）であったことから加圧・加熱プレスでコンデン
サ特性が悪化したと考えられる。これに対し、本実施例
１〜３によるコンデンサは加圧・加熱プレスでも特性は
悪化せず、非常に機械的ストレスに強い結果が得られ
た。

【００５１】以上のように本実施の形態および実施例に
よれば、コンデンサの有機無機複合誘電体層２の金属酸
化物微粒子６をその密度が銅箔１からなる電極の表面で
大きく、その電極の表面から離れるに従い小さくなるよ
うに、有機無機複合誘電体層２中で密度に傾斜をもって
存在させることにより、機械的ストレスに強く、且つ誘
電率の高い誘電体とすることができ、プリント配線多層
基板の製造プロセスに適合し、容量の大きいコンデンサ
を内蔵することができる。

【００５２】また、金属酸化物微粒子６の粒径が０．０
５〜３μｍであることが、誘電体の柔軟性（可撓性）お
よび誘電率の点から好ましい。金属酸化物微粒子６の粒
径が０．０５μｍよりも小さいと金属酸化物微粒子６が
密になりすぎて、有機高分子７がうまく金属酸化物微粒
子層内に入り込めないため誘電体の可撓性が失われる。
逆に金属酸化物微粒子６の粒径が３μｍよりも大きいと
金属酸化物微粒子層に隙間が多くなるため誘電率が大き
くならない。

【００５３】また、金属酸化物微粒子６の主成分が実施
例１〜３のように酸化チタン、チタン酸バリウム等の強
誘電体であることにより、大容量のコンデンサを内蔵で
きる。

【００５４】また、金属酸化物微粒子６は、金属酸化物
の表面が金属酸化物微粒子６に対して１〜１０重量％の
酸化アルミニウムでコーティングされた微粒子であるこ
とにより、均質で誘電率の高い金属酸化物微粒子層を作
製できる。金属酸化物の表面を親水性の高い酸化アルミ
ニウムでコーティングすると分散性が良くなるが、酸化
アルミニウムの誘電率は酸化チタン等の強誘電体からな
る金属酸化物に比べて小さいので、酸化アルミニウムの
コーティング厚さが厚くなればなるほど金属酸化物微粒
子の誘電率が小さくなる。そのためコーティングはでき
るだけ薄い方がよく、金属酸化物微粒子６に対して１〜
１０重量％がよい。

【００５５】また、有機高分子７がポリカルボン酸系樹
脂、ポリアミン系樹脂、ポリイミド系樹脂のいずれかで
あることから、可撓性の高いコンデンサとすることがで
きる。実施例では、有機高分子７として、ＵＶ硬化型あ
るいは熱硬化型のカチオン系樹脂を用いたが、これらは
ポリアミン系樹脂を用いた例である。

【００５６】また、上記実施例の製造方法のように、金
属酸化物微粒子の懸濁液に浸漬し、電着により電極部分
の銅箔１に金属酸化物微粒子層を形成し、その後に電着
により有機高分子７を形成することにより、金属酸化物
微粒子６の密度がそれを形成する電極表面で大きく、そ
の電極表面から離れるに従い小さくなった有機無機複合
誘電体層２を形成することができ、これにより、機械的
ストレスに強く、且つ誘電率の高い誘電体とすることが
でき、プリント配線多層基板の製造プロセスに適合し、
容量の大きいコンデンサを内蔵することができる。

【００５７】また、金属酸化物微粒子の懸濁液にバイン
ダーとして炭素と酸素の二重結合を有するポリアミン誘
導体が金属酸化物微粒子６に対して５〜２０重量％含ま
れることにより、分散性の良い金属酸化物微粒子の懸濁
液を調整できる。金属酸化物微粒子の懸濁液に炭素と酸
素の二重結合を有するポリアミン系のバインダーを加え
ることによって金属酸化物微粒子６の分散性を良くする
ことができるが、金属酸化物微粒子６に対して５重量％
よりも少ないと効果はほとんどなく、２０重量％よりも
多いとバインダーが優先的に電着されるため、バインダ
ー濃度としては金属酸化物微粒子６に対して５〜２０重
量％がよい。

【００５８】また、金属酸化物微粒子の懸濁液は脱イオ
ン水に金属酸化物微粒子を分散させたものであるが、こ
の懸濁液において金属酸化物微粒子６が脱イオン水に対
して重量比で１〜２０重量％であることにより、金属酸
化物微粒子層を薄く形成することができる。金属酸化物
微粒子濃度が１重量％以下の場合、電着により金属酸化
物微粒子層を形成できず、２０重量％以上ではうまく分
散せずに時間とともに金属酸化物微粒子６が沈殿してし
まう。

【００５９】また、金属酸化物微粒子層を形成後、この
金属酸化物微粒子層を乾燥させずに、有機高分子７を形
成することにより、金属酸化物微粒子層のクラックを防
ぎ、漏れ電流が小さく、容量の大きなコンデンサを作製
できる。

【００６０】また、電着時間、電着電位を変えることで
誘電率の高い金属酸化物微粒子６からなる金属酸化物微
粒子層と有機高分子７それぞれの厚さを調節できること
から誘電率、耐圧をコントロールしたコンデンサを容易
に得ることができる。

【００６１】また、対極３としては銅めっき、導電性高
分子の他、ニッケルなどの金属めっき、アルミニウムや
亜鉛などの蒸着でも良い。

【００６２】

【発明の効果】本発明のコンデンサ内蔵回路基板は、表
面にコンデンサの第１の電極を含む金属箔の回路パター
ンを有する回路基板と、第１の電極の表面に形成したコ
ンデンサの誘電体と、誘電体の表面に形成したコンデン
サの第２の電極とを備え、誘電体は、金属酸化物微粒子
および有機高分子を含む有機無機複合誘電体層からな
り、金属酸化物微粒子はその密度が第１の電極の表面で
大きく、第１の電極の表面から離れるに従い小さくなる
ように、有機無機複合誘電体層中で密度に傾斜をもって
存在するものであり、この構成により、機械的ストレス
に強く、且つ誘電率の高い誘電体とすることができ、プ
リント配線多層基板の製造プロセスに適合し、容量の大
きいコンデンサを内蔵することができる。

【００６３】また、金属酸化物微粒子の粒径が０．０５
〜３μｍであることが、誘電体の柔軟性（可撓性）に優
れ、誘電率を高くする上で好ましい。

【００６４】また、金属酸化物微粒子の主成分が酸化チ
タン、チタン酸バリウム等の強誘電体であることによ
り、大容量のコンデンサを内蔵できる。

【００６５】また、金属酸化物微粒子は、金属酸化物の
表面が金属酸化物微粒子に対して１〜１０重量％の酸化
アルミニウムでコーティングされた微粒子であることに
より、均質で誘電率の高い金属酸化物微粒子層を作製で
きる。

【００６６】また、有機高分子がポリカルボン酸系樹
脂、ポリアミン系樹脂、ポリイミド系樹脂のいずれかで
あることから、可撓性の高いコンデンサとすることがで
きる。

【００６７】また、上述の表面にコンデンサを設けた回
路基板と他の回路基板とをコンデンサを介して接着して
も、前述のように機械的ストレスに強いため、コンデン
サ特性が悪化しない。

【００６８】また、本発明のコンデンサ内蔵回路基板の
製造方法は、表面にコンデンサの電極を含む金属箔の回
路パターンを有する回路基板を金属酸化物微粒子の懸濁
液に浸漬し、電着により電極の所定の位置に金属酸化物
微粒子層を形成する工程と、この金属酸化物微粒子層の
表面に電着により有機高分子を形成する工程とを有する
ことにより、金属酸化物微粒子の密度がそれを形成する
電極表面で大きく、その電極表面から離れるに従い小さ
くなった有機無機複合誘電体層を形成することができ、
これにより、機械的ストレスに強く、且つ誘電率の高い
誘電体とすることができ、プリント配線多層基板の製造
プロセスに適合し、容量の大きいコンデンサを内蔵する
ことができる。

【００６９】また、金属酸化物微粒子の懸濁液にバイン
ダーとして炭素と酸素の二重結合を有するポリアミン誘
導体が金属酸化物微粒子に対して５〜２０重量％含まれ
ることにより、分散性の良い金属酸化物微粒子の懸濁液
を調整できる。

【００７０】また、金属酸化物微粒子の懸濁液において
金属酸化物微粒子が脱イオン水に対して重量比で１〜２
０重量％であることにより、金属酸化物微粒子層を薄く
形成することができる。

【００７１】また、金属酸化物微粒子層を形成後、この
金属酸化物微粒子層を乾燥させずに、有機高分子を形成
することにより、金属酸化物微粒子層のクラックを防
ぎ、漏れ電流が小さく、容量の大きなコンデンサを内蔵
した回路基板を作製できる。

【００７２】以上のように、プリント配線多層基板の製
造プロセスに適合し、高周波用途に適し、小型化が図れ
るとともに生産性の高いコンデンサ内蔵回路基板を実現
することができ、電子機器の一層の小型化に貢献するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のコンデンサ内蔵回路基板
の断面の模式図

【図２】本発明の実施例におけるコンデンサ内蔵回路基
板の製造工程を示す断面図

【符号の説明】

１ 銅箔 ２ 有機無機複合誘電体層 ３ 対極 ４ 絶縁基板 ５ インナービアホール ６ 金属酸化物微粒子 ７ 有機高分子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩田 浩平 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E082 BC31 DD11 FG03 FG27 5E346 AA02 AA06 AA13 BB20 CC05 CC09 CC21 CC32 DD07 DD12 DD25 DD32 EE09 EE33 EE43 FF18

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にコンデンサの第１の電極を含む金
   属箔の回路パターンを有する回路基板と、前記第１の電
   極の表面に形成した前記コンデンサの誘電体と、前記誘
   電体の表面に形成した前記コンデンサの第２の電極とを
   備え、 前記誘電体は、金属酸化物微粒子および有機高分子を含
   む有機無機複合誘電体層からなり、前記金属酸化物微粒
   子はその密度が前記第１の電極の表面で大きく、前記第
   １の電極の表面から離れるに従い小さくなるように、前
   記有機無機複合誘電体層中で密度に傾斜をもって存在す
   ることを特徴とするコンデンサ内蔵回路基板。
2. 【請求項２】 金属酸化物微粒子の粒径が０．０５〜３
   μｍであることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ
   内蔵回路基板。
3. 【請求項３】 金属酸化物微粒子の主成分が酸化チタ
   ン、チタン酸バリウム等の強誘電体であることを特徴と
   する請求項１または２記載のコンデンサ内蔵回路基板。
4. 【請求項４】 金属酸化物微粒子は金属酸化物の表面を
   酸化アルミニウムでコーティングした微粒子であり、コ
   ーティングする前記酸化アルミニウムは前記金属酸化物
   微粒子に対して１〜１０重量％であることを特徴とする
   請求項１，２または３記載のコンデンサ内蔵回路基板。
5. 【請求項５】 有機高分子がポリカルボン酸系樹脂、ポ
   リアミン系樹脂、ポリイミド系樹脂のうちのいずれかで
   あることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の
   コンデンサ内蔵回路基板。
6. 【請求項６】 表面に前記コンデンサを設けた前記回路
   基板と他の回路基板とを前記コンデンサを介して接着し
   たことを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載
   のコンデンサ内蔵回路基板。
7. 【請求項７】 表面にコンデンサの電極を含む金属箔の
   回路パターンを有する回路基板を金属酸化物微粒子の懸
   濁液に浸漬し、電着により前記電極の所定の位置に金属
   酸化物微粒子層を形成する工程と、この金属酸化物微粒
   子層の表面に電着により有機高分子を形成する工程とを
   有するコンデンサ内蔵回路基板の製造方法。
8. 【請求項８】 金属酸化物微粒子の懸濁液にバインダー
   として炭素と酸素の二重結合を有するポリアミン誘導体
   が金属酸化物微粒子に対して５〜２０重量％含まれるこ
   とを特徴とする請求項７記載のコンデンサ内蔵回路基板
   の製造方法。
9. 【請求項９】 金属酸化物微粒子が脱イオン水に対して
   重量比で１〜２０％であることを特徴とする請求項７ま
   たは８記載のコンデンサ内蔵回路基板の製造方法。
10. 【請求項１０】 金属酸化物微粒子層を形成後、この金
    属酸化物微粒子層を乾燥させずに、有機高分子を形成す
    ることを特徴とする請求項７，８または９記載のコンデ
    ンサ内蔵回路基板の製造方法。