JP2003023257A

JP2003023257A - プリント配線板

Info

Publication number: JP2003023257A
Application number: JP2001206096A
Authority: JP
Inventors: Shinya Sasaki; 晋哉佐々木; Hiroyuki Tominaga; 弘幸冨永; Yukio Matsushita; 幸生松下; Toru Nakashiba; 徹中芝
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】幅広い周波数範囲のノイズ成分を抑制するこ
とができる、コンデンサ積層体を備えたプリント配線板
を提供する。【解決手段】誘電体３の両側に設けられた導電層３０
をそれぞれ電源層１及び接地層２にしたコンデンサ積層
体２０，２１をプリント配線板１０に複数備える。複数
のコンデンサ積層体２０，２１から選ばれる２つのコン
デンサ積層体２０，２１の電気容量が互いに異なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサ積層体
を備えて形成されるプリント配線板に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】これまで、プリント配線板における電源
層と接地層（グラウンド層）との間で生じるノイズを減
少させるためには、バイパスコンデンサを形成する方法
が採られてきた。すなわちバイパスコンデンサの電気容
量によって、上記のノイズ成分を減衰させることができ
るのである。

【０００３】そして、上記のバイパスコンデンサとして
は、従来はプリント配線板の外面に実装されるコンデン
サが用いられてきたが、近年はデジタル機器の高速化に
伴って、プリント配線板自体に形成されるコンデンサ積
層体が用いられるようになってきており、この方法が注
目されている。

【０００４】ここで、従来のように、プリント配線板の
外面に実装されるコンデンサをバイパスコンデンサとし
て用いる場合は、コンデンサと電子デバイスとを接続す
る配線や、コンデンサと電源層及び接地層とを接続する
スルーホール等の、導体に流れる電流によってインダク
タンスが生じ、ノイズ抑制の効果が減少することが知ら
れている。またコンデンサは、電気容量だけではなく誘
電性値も有しているため、コンデンサ自体が電子デバイ
スの信号信頼性に影響を与えるという傾向があり、しか
もこの影響は、伝送速度が高速になるほど大きくなるも
のである。このように、プリント配線板の外面にコンデ
ンサを実装するのは、信号信頼性に当初望んでいなかっ
た影響を与えるだけでなく、プリント配線板を複雑にし
たり、製造コストを増加させたりするものであるという
ことは、十分理解されている。

【０００５】一方、プリント配線板自体に形成されるコ
ンデンサ積層体をバイパスコンデンサとして用いる場合
は、これまでプリント配線板の外面に実装されてきた多
くのコンデンサを除くことができるものである。すなわ
ち、このコンデンサ積層体は、誘電体とこの両側を挟む
２つの導電層から形成されると共に、この２つの導電層
がそれぞれ電源層及び接地層となっている。そして、こ
のようにして形成されたコンデンサ積層体をプリント配
線板の内部に１つ又はそれ以上設けると共に、プリント
配線板の表面に設けられた個々の電子デバイスを、一対
の配線によって、プリント配線板における電源層と接地
層に電気的に接続することにより、電子デバイスとプリ
ント配線板の内部に設けたコンデンサ積層体とを接続す
るようにしているものである。

【０００６】つまり、上記のような方法によって、プリ
ント配線板の外面に実装されるコンデンサは、全てでは
ないにしても、ほとんどその必要性が失われ、このよう
にプリント配線板の外面からコンデンサを除くことによ
り、他の電子デバイスをより効率よく配置できるように
なるのである。また、プリント配線板の内部に電源層と
接地層とを有するコンデンサ積層体を設けることによっ
て、配線又はスルーホールの数や長さを減少させ、プリ
ント配線板の製造を容易にしたり、コストを最小にした
りするだけでなく、信号信頼性をも大きく改善すること
ができたのである。

【０００７】ところで、一般にプリント配線板に実装さ
れる電子デバイスが、ノイズを発生させる主要因となっ
ていることから、個々の電子デバイスについてノイズ抑
制を実現するためには、通常、コンデンサ積層体として
は、比較的高い誘電率を有する誘電材料で形成されたも
のが用いられており、また誘電体の厚さやコンデンサ積
層体の面積を適宜変更することによって、ノイズ抑制を
保証できる電気容量に調節されている。なお、誘電率と
いえば慣用的には比誘電率を意味するものであり、本明
細書においても同様とする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、近年に
おいてはデジタル機器の高速化に伴い、プリント配線板
自体にコンデンサ積層体を形成する方法が注目されてお
り、このコンデンサ積層体は、主に高い周波数成分を有
するノイズ成分を抑制できる電気容量となるように設計
されている。

【０００９】しかしながら、個々の電子デバイスについ
ては、上記のように高い周波数成分を有するノイズ成分
だけではなく、高速と低速の両方の動作でノイズ抑制を
保証する必要があり、従来は低速に対するノイズ抑制対
策は、今まで主流とされてきた、プリント配線板の外面
に配置されるコンデンサによって、行われてきたもので
ある。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、幅広い周波数範囲のノイズ成分を抑制することが
できる、コンデンサ積層体を備えたプリント配線板を提
供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
プリント配線板は、誘電体３の両側に設けられた導電層
３０をそれぞれ電源層１及び接地層２にしたコンデンサ
積層体２０，２１を複数備えると共に、複数のコンデン
サ積層体２０，２１の電気容量がそれぞれ異なることを
特徴とするものである。

【００１２】また請求項２の発明は、請求項１におい
て、複数のコンデンサ積層体２０，２１から選ばれる２
つのコンデンサ積層体２０，２１の間に信号層４０を介
在させて成ることを特徴とするものである。

【００１３】また請求項３の発明は、請求項１におい
て、複数のコンデンサ積層体２０，２１から選ばれる２
つのコンデンサ積層体２０，２１の電源層１又は接地層
２を共通のものにして成ることを特徴とするものであ
る。

【００１４】また請求項４の発明は、請求項１乃至３の
いずれかにおいて、複数のコンデンサ積層体２０，２１
における誘電体３の誘電率がそれぞれ異なることを特徴
とするものである。

【００１５】また請求項５の発明は、請求項１乃至４の
いずれかにおいて、複数のコンデンサ積層体２０，２１
における誘電体３の厚さがそれぞれ異なることを特徴と
するものである。

【００１６】また請求項６に係るプリント配線板は、誘
電率が異なる誘電体４，５を少なくとも２層以上積層
し、この両側に導電層３０を設けることによって形成さ
れたコンデンサ積層体２２を備えると共に、このコンデ
ンサ積層体２２の両側の導電層３０をそれぞれ電源層１
及び接地層２として成ることを特徴とするものである。

【００１７】また請求項７の発明は、請求項１乃至６の
いずれかにおいて、誘電体３，４，５として、熱硬化性
樹脂と、平均粒径が０．０１〜５μｍ、誘電率が５０〜
１００００である無機充填材とを、厚さが５〜４０μ
ｍ、誘電率が５〜３０である基材に含浸し、この基材を
１枚又は複数枚積層することによって、厚さが１０μｍ
〜１．０ｍｍ、表面の平均粗さが１〜７μｍ、誘電率が
１０〜１００となるように形成されたものを少なくとも
１つ用いて成ることを特徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１９】図１は、請求項１の発明におけるプリント
配線板１０の実施の形態の一例を示すものであり、この
プリント配線板１０には、誘電体３の両側に設けられた
導電層３０をそれぞれ電源層１及び接地層２にしたコン
デンサ積層体２０，２１が２つ設けられている。ここ
で、誘電体３の両側に設けられる導電層３０は、いずれ
が電源層１又は接地層２であってもよい。そしてこのよ
うに、図１に示すプリント配線板１０にあっては、コン
デンサ積層体２０，２１は２つ設けられているが、複数
であれば特に限定されるものではない。また図１に示す
プリント配線板１０にあっては、２つのコンデンサ積層
体２０，２１は、熱硬化性樹脂等からなる絶縁層６０を
挟み込むようにして、それぞれプリント配線板１０の外
側に設けられているが、コンデンサ積層体２０，２１
は、プリント配線板１０の内部に設けることもできる。
上記の絶縁層６０を形成するにあたっては、特に制限さ
れるものではなく、例えば、公知のプリプレグを積層し
加熱加圧成形することによって行うことができ、一方、
コンデンサ積層体２０，２１は、以下に示すような基
材、熱硬化性樹脂、無機充填材を用いて製造することが
できる。

【００２０】すなわち基材としては、厚さが５〜４０μ
ｍ、誘電率が５〜３０のものが好ましいが、特に制限さ
れるものではなく、例えば、ガラスクロス、ガラスマッ
ト、ガラスペーパー等のガラス基材や、リンター紙、ク
ラフト紙等の紙基材を用いることができる。基材の厚さ
が５μｍ未満であると、取扱いが困難となるおそれがあ
り、逆に４０μｍを超えると、薄型化が困難となり、製
造されるコンデンサ積層体２０，２１の電気容量が小さ
くなるおそれがある。また誘電率が５〜３０の範囲にお
いて、より高い誘電率を有する基材を用いると、熱硬化
性樹脂に添加する無機充填材の量を低減することが可能
となり、熱硬化性樹脂本来の特性を損なうことなくコン
デンサ積層体２０，２１を製造することができるもので
ある。しかし基材の誘電率が３０を超えると、基材に高
誘電率の無機充填材を混入又は付着させておく必要が生
じ、基材が非常に脆くなり取扱い性が困難となるおそれ
があり、逆に基材の誘電率が５未満であると、熱硬化性
樹脂に添加する無機充填材の量を増加させる必要が生
じ、熱硬化性樹脂本来の特性を損なうおそれがある。

【００２１】また熱硬化性樹脂としては、特に制限され
るものではなく、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂（ＰＰＯ樹脂）、ポ
リフェニレンエーテル樹脂、ビスマレイミド・トリアジ
ン樹脂（ＢＴ樹脂）、ポリブタジエン樹脂等を用いるこ
とができ、これらのうちの１種を単独で用いたり、２種
以上を混合して用いたりすることができる。好ましい熱
硬化性樹脂としては、臭素化ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のエポ
キシ樹脂であり、このようなエポキシ樹脂を用いると、
無機充填材が添加されることによって、誘電率や電気容
量を一層高めることができると共に、その他の熱硬化性
樹脂を用いた場合よりも密着性の良好なコンデンサ積層
体２０，２１を製造することができるものである。

【００２２】また無機充填材としては、特に制限される
ものではないが、例えば、チタン酸ジルコン酸バリウム
系セラミック、二酸化チタン系セラミック、チタン酸バ
リウム系セラミック、チタン酸鉛系セラミック、チタン
酸ストロンチウム系セラミック、チタン酸カルシウム系
セラミック、チタン酸ビスマス系セラミック、チタン酸
マグネシウム系セラミック、ジルコン酸系セラミックを
用いるのが好ましく、これらのうちの１種を単独で用い
たり、２種以上を混合して用いたりすることができる。

【００２３】また無機充填材としては、誘電率が２．２
〜３．９や４．４〜４．７であるような公知のものを用
いることができるが、特に平均粒径が０．０１〜５μ
ｍ、誘電率が５０〜１００００であるものを用いるのが
好ましい。このような無機充填材を用いると、その他の
無機充填材を用いた場合よりも高誘電率や高電気容量の
コンデンサ積層体２０，２１を製造することができるも
のである。なお、無機充填材の平均粒径が０．０１μｍ
未満であると、無機充填材を熱硬化性樹脂と混合しワニ
スを調製する際に、ワニスの粘度が増加し基材へのワニ
スの含浸が妨げられると共に、ワニスを含浸した基材を
積層成形する際に、ワニスの溶融粘度が増加し成形性が
悪くなるおそれがあり、逆に平均粒径が５μｍを超える
と、コンデンサ積層体２０，２１の薄型化が困難となる
おそれがある。また誘電率が５０〜１００００の範囲に
おいて、より高い誘電率を有する無機充填材を用いる
と、添加する無機充填材の総量を低減することができ、
熱硬化性樹脂本来の特性を損なうことなくコンデンサ積
層体２０，２１を製造することができるものである。し
かし、無機充填材の誘電率が１００００を超えると、誘
電率の温度による変化が大きくなり、誘電体材料として
好ましくなく、逆に誘電率が５０未満であると、無機充
填材の添加量を多くする必要があり、熱硬化性樹脂本来
の特性を損なうおそれがある。

【００２４】そして、上記の熱硬化性樹脂に無機充填材
を添加すると共に、ジシアンジアミド等の硬化剤やトリ
アリルイソシアヌレート等の架橋性モノマーを添加する
ことによって熱硬化性樹脂組成物を調製することができ
る。このとき熱硬化性樹脂に添加した無機充填材の全量
に対して、カップリング剤を０．５〜３．０質量％添加
しておくのが好ましく、これによって無機充填材が熱硬
化性樹脂中に分散し易くなるものである。なお、カップ
リング剤の添加量が０．５質量％未満であると、無機充
填材の分散性を高めることができないおそれがあり、逆
に添加量が３．０質量％を超えると、製造されるコンデ
ンサ積層体２０，２１やこれを加工して得られるプリン
ト配線板１０の電気特性が劣化するおそれがあるもので
ある。またカップリング剤としては、制限されるもので
はないが、特にエポキシシラン、アミノシラン、メルカ
プトシランを用いるのが好ましく、これらのうちの１種
を単独で用いたり、２種以上を混合して用いたりするこ
とができ、これによって無機充填材を一層分散し易くす
ることができるものである。

【００２５】また上記の熱硬化性樹脂組成物には、必要
に応じて２−エチル−４−メチルイミダゾール等の硬化
促進剤やジクミルパーオキサイド等の重合開始剤を添加
することができる。

【００２６】上記のようにして調製した熱硬化性樹脂組
成物を溶剤に溶解して希釈することによって、ワニスを
調製することができる。ここで、溶剤としては特に制限
されるものではなく、例えば、メチルエチルケトン、メ
チルセロソロブ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−
メチルピロリドン、トルエン等を用いることができ、こ
れらのうちの１種を単独で用いたり、２種以上を混合し
て用いたりすることができる。そしてこのワニスを前述
した基材に含浸し、乾燥機中で１２０〜１６０℃程度の
温度で２〜１０分間程度乾燥することによって、熱硬化
性樹脂を半硬化状態（Ｂ−ステージ）にしたプリプレグ
を作製することができる。

【００２７】次に、上記のようにして作製したプリプレ
グを所要枚数重ねると共に、この片側若しくは両側に金
属箔を重ね、これを１７０〜２２０℃、２〜５ＭＰａ、
５０〜９０分の条件で加熱加圧して積層成形することに
よって、プリント配線板１０に加工するためのコンデン
サ積層体２０，２１を製造することができる。なお、こ
のコンデンサ積層体２０，２１にあって、プリプレグは
複数枚積層せずに１枚のみでも良い。金属箔としては、
特に制限されるものではなく、例えば、銅箔、銀箔、ア
ルミニウム箔、ステンレス箔等を用いることができる。
好ましくはこのような金属箔において、プリプレグに重
ねる側の表面を前述したカップリング剤を用いて処理し
ておくものであり、これによって金属箔とプリプレグと
の密着性を高めることができるものである。

【００２８】ここで、上記のようにして製造されるコン
デンサ積層体２０，２１にあって、１枚又は複数枚のプ
リプレグを積層することによって、誘電体３である絶縁
層が形成されており、この絶縁層を以下では特に断らな
い限り誘電体３という。一方、金属箔によって導電層３
０が形成されているものである。なお、この導電層３０
は誘電体３の表面にめっき処理等を施すことによって形
成しても良い。そして、上記のコンデンサ積層体２０，
２１の誘電率すなわち誘電体３の誘電率は１０〜１０
０、また、単位面積当たりの電気容量は０．１５５〜
３．１０ｎＦ／ｃｍ ²であることが好ましい。コンデン
サ積層体２０，２１の誘電率が１０未満であると、高誘
電率を有し、かつ高電気容量を有するコンデンサ積層体
２０，２１を得ることができないおそれがあり、逆に誘
電率が１００を超えると、熱硬化性樹脂に添加する無機
充填材の量を増加しなければならなくなり、熱硬化性樹
脂本来の特性を損なうおそれがある。また、コンデンサ
積層体２０，２１の単位面積当たりの電気容量が０．１
５５ｎＦ／ｃｍ²未満であると、電気容量が小さく、従
来材料とあまり変わらない電気容量となるおそれがあ
り、逆に３．１０ｎＦ／ｃｍ²を超えると、樹脂中の無
機充填材の量を増加させ、誘電体３の厚みを薄くする必
要が生じ、脆くなって取扱い性に劣るものとなるおそれ
がある。

【００２９】また、上記のコンデンサ積層体２０，２１
における誘電体３の厚さは１０μｍ〜１．０ｍｍである
のが好ましく、より好ましくは１０〜６０μｍである。
特に誘電体３の厚さが１０〜６０μｍである場合は、上
記のような、単位面積当たりの電気容量が０．１５５〜
３．１０ｎＦ／ｃｍ²であるコンデンサ積層体２０，２
１を得るのが容易となり、従ってこのコンデンサ積層体
２０，２１を備えたプリント配線板１０を実現すること
ができる。一方、誘電体３の厚さが６０μｍより厚く、
１．０ｍｍ以下である場合は、コンデンサ積層体２０，
２１において、従来材料と同等以上の単位面積当たりの
電気容量条件を満たしながら、誘電体３の厚さを厚くす
ることができる。このため、誘電体３を挟んでいる導電
層３０間の短絡が生じにくくなるだけでなく、コンデン
サ積層体２０，２１の製造が容易になり、生産効率を高
めることができるものである。しかも、導電層３０間の
印加電圧による絶縁破壊も生じにくくなり、これによっ
て、４層又は６層構造のように、あまり多層化されてい
ない廉価なプリント配線板１０を製造するにあたって、
配線パターンを太くする必要がなくなるものである。

【００３０】なお、誘電体３の厚さが６０μｍ以下であ
ると、誘電体３の厚さを厚くするメリットが少なくなる
おそれがあり、逆に誘電体３の厚さが６０μｍを超える
と、コンデンサ積層体２０，２１の電気容量が低下する
おそれがあるが、この点については、必要とするプリン
ト配線板１０の特性に応じて、誘電体３の厚さを１０〜
６０μｍにしたり、あるいは６０μｍより厚く１．０ｍ
ｍ以下となるようにしたりすることができるものであ
る。そして、いずれの場合であっても、誘電率が１０未
満であるような従来材料を用いて製造されるコンデンサ
積層体２０，２１と同じ電気容量を得ようとする際に
は、本発明においては、誘電体３の厚さをより厚くする
ことができ、また面積を広狭にする自由度が高まり、プ
リント配線板１０の設計をより容易に行うことができる
ものである。しかし、誘電体３の厚さが１０μｍ未満で
あると、コンデンサ積層体２０，２１の取扱いが困難と
なるおそれがあって好ましくなく、逆に誘電体３の厚さ
が１．０ｍｍを超えると、単一層の厚さとして実用性が
少なくなり、つまり、一般に使用されているプリント配
線板１０の厚さは１．０ｍｍ前後であるので、コンデン
サ積層体２０，２１がプリント配線板１０より厚くなる
と実用性がなくなるおそれがあって好ましくない。

【００３１】また、上記のコンデンサ積層体２０，２１
における誘電体３は、表面の平均粗さが１〜７μｍとな
るように形成されているのが好ましい。この表面の平均
粗さが１μｍ未満であると、導電層３０との密着性が低
下するおそれがあり、逆に表面の平均粗さが７μｍを超
えると、絶縁性が低下するおそれがある。

【００３２】また、上記のコンデンサ積層体２０，２１
における誘電体３において、誘電体３の全体積に対して
基材の体積分率は１０〜２５体積％、無機充填材の体積
分率は２５〜５０体積％であることが好ましい。基材の
体積分率が１０体積％未満であると、コンデンサ積層体
２０，２１が脆くなり、取扱いが困難となるおそれがあ
り、逆に２５体積％を超えると、コンデンサ積層体２
０，２１の誘電率が低下するおそれがある。また無機充
填材の体積分率が２５体積％未満であると、誘電率の低
下を招くおそれがあり、逆に５０体積％を超えると、樹
脂特性の劣化を招くおそれがある。

【００３３】上記のようにして得られたコンデンサ積層
体２０，２１は、絶縁層が有機基板で形成されているの
で、セラミック基板よりも加工性に優れているものであ
り、しかも基材や無機充填材として所定のものを用いて
誘電体３が形成されているので、誘電率及び電気容量の
いずれもが高くなるものである。

【００３４】そして、請求項１に係るプリント配線板１
０を製造するにあたっては、上記のようにして製造した
コンデンサ積層体２０，２１を内層材や外層材として複
数使用し、従来と同様の方法によって行うことができ
る。ただし、請求項１の発明においては複数のコンデン
サ積層体２０，２１の電気容量は、それぞれ異なるよう
にしている。また、プリント配線板１０において複数の
コンデンサ積層体２０，２１のうち、少なくとも１つの
コンデンサ積層体２０（２１）における誘電体３が、上
述したような基材、熱硬化性樹脂、無機充填材を用いて
形成されていることが好ましい。

【００３５】一般的にマイクロファラデーで表される電
気容量Ｃは、誘電体の絶対誘電率をε、コンデンサ積層
体の面積をＡ、誘電体の厚さをｔとすると、Ｃ＝εＡ／
ｔ…（１）で近似的に計算することができる。この式
（１）によれば、コンデンサ積層体の面積Ａ、誘電体の
絶対誘電率ε、誘電体の厚さｔを変化させることによっ
て、電気容量Ｃを調節できることが分かる。なお、上記
の絶対誘電率εは、真空の誘電率をε₀＝８．８５４×
１０^-12（Ｆ／ｍ）、誘電体の比誘電率をε_rとすると、
ε＝ε₀×ε_rと表されるため、実際には比誘電率ε_rす
なわち誘電率を変化させることによって、電気容量Ｃを
調節することができるのである。

【００３６】そこで、複数のコンデンサ積層体２０，２
１の電気容量をそれぞれ異ならせるにあたっては、各コ
ンデンサ積層体２０，２１における誘電体３の誘電率を
それぞれ異ならせることによって行うことができる。す
なわち複数のコンデンサ積層体２０，２１について、例
えばプリント配線板設計上の理由等により、コンデンサ
積層体２０，２１の面積及び誘電体３の厚さを同一にす
る必要があれば、誘電率が大きく異なる誘電体３を使用
することによって、電気容量が大きく異なるコンデンサ
積層体２０，２１を実現することができ、従ってこれら
のコンデンサ積層体２０，２１を備えたプリント配線板
１０を製造することができるものである。

【００３７】また、複数のコンデンサ積層体２０，２１
の電気容量をそれぞれ異ならせるにあたっては、各コン
デンサ積層体２０，２１における誘電体３の厚さをそれ
ぞれ異ならせることによっても行うことができる。すな
わち複数のコンデンサ積層体２０，２１について、例え
ばプリント配線板設計上の理由等により、コンデンサ積
層体２０，２１の面積及び誘電体３の誘電率を同一にす
る必要があれば、厚さが大きく異なる誘電体３を使用す
ることによって、電気容量が大きく異なるコンデンサ積
層体２０，２１を実現することができ、従ってこれらの
コンデンサ積層体２０，２１を備えたプリント配線板１
０を製造することができるものである。

【００３８】そして、通常、コンデンサ積層体は、その
電気容量の高低によって、図４の１１，１２，１３で示
すようなＶ字型のインピーダンス特性を有しており、ま
たこのようなコンデンサ積層体をプリント配線板におい
てバイパスコンデンサとして用いると、上記のようなイ
ンピーダンス特性に応じて、インピーダンスがある閾値
以下の周波数範囲におけるノイズ成分を抑制することが
できるものである。

【００３９】請求項１の発明においては、例えば、３つ
のコンデンサ積層体を使用する場合は、電気容量が大き
く異なる、図４の１１，１２，１３で示すようなＶ字型
のインピーダンス特性を有するものをバイパスコンデン
サとして使用するのであり、このように３つのコンデン
サ積層体の電気容量をそれぞれ異ならせておくと、プリ
ント配線板における３つのコンデンサ積層体は、全体と
して、図４の１４で示すようなインピーダンス特性を有
するようになり、つまり、インピーダンスが低くなる周
波数範囲が広がり、高速と低速の両方の動作で必要な幅
広い周波数成分のノイズ抑制を実現することができるも
のである。この効果は、電気容量がそれぞれ異なる２つ
又は４つ以上のコンデンサ積層体をプリント配線板にお
いてバイパスコンデンサとして使用する場合にも得られ
るものである。なお、コンデンサ積層体の電気容量を調
節するにあたっては、コンデンサ積層体の面積は、プリ
ント配線板の面積を最大限として、広げたり狭めたりす
ることができるものである。

【００４０】また請求項２の発明は、請求項１に係るプ
リント配線板１０において、複数のコンデンサ積層体２
０，２１から選ばれる２つのコンデンサ積層体２０，２
１の間に、信号の伝達をする信号線の配線パターンがあ
る信号層４０を介在させておくものであり、これによっ
て高速と低速の両方の動作で必要なノイズ抑制の効果を
一層高く得ることができるものである。具体的には、例
えば上述したような図１に示すプリント配線板１０にあ
っては、２つのコンデンサ積層体２０，２１の間にあ
る、熱硬化性樹脂等からなる絶縁層６０の内部に信号層
４０が設けられている。そして、一方のコンデンサ積層
体２０は、高速の動作で必要なノイズ成分を除去するこ
とができるように電気容量が設定されており、他方のコ
ンデンサ積層体２１は、低速の動作で必要なノイズ成分
を除去することができるように電気容量が設定されてい
る。もちろん、いずれのコンデンサ積層体２０，２１が
高速又は低速の動作におけるノイズ除去用であってもよ
い。絶縁層６０を介して信号層４０を挟んでいる２つの
コンデンサ積層体２０，２１の電気容量の差が大きけれ
ば、より好ましく、このように電気容量が大きく異なる
２つのコンデンサ積層体２０，２１をそれぞれ信号層４
０にスルーホール（図示省略）等で接続しバイパスコン
デンサとして用いることによって、高速と低速の両方の
動作で必要なノイズ抑制の効果を一層高く得ることがで
きるものである。

【００４１】また請求項３の発明は、請求項１に係るプ
リント配線板１０において、複数のコンデンサ積層体２
０，２１から選ばれる２つのコンデンサ積層体２０，２
１の電源層１又は接地層２を共通のものにするものであ
り、これによって高速と低速の両方の動作で必要なノイ
ズ抑制の効果を一層高く得ることができると共に、共用
する電源層１又は接地層２の分だけプリント配線板にお
ける層の数を減少させることができ、プリント配線板の
加工ステップを簡易化することができるものである。し
かも、層の数を減少させることによって、プリント配線
板の小型化・薄型化を容易に達成することができるもの
である。具体的には、例えば図２に示すプリント配線板
１０にあっては、一方のコンデンサ積層体２０の片側の
導電層３０と他方のコンデンサ積層体２１の片側の導電
層３０とを共通のものにしている。そして、一方のコン
デンサ積層体２０の電気容量と他方のコンデンサ積層体
２１の電気容量とを異ならせておき、つまり、一方のコ
ンデンサ積層体２０には高速の動作で必要なノイズ抑制
を実現できる電気容量を、他方のコンデンサ積層体２１
には低速の動作で必要なノイズ抑制を実現できる電気容
量を持たせておく。このとき、図２に示すプリント配線
板１０にあっては、両コンデンサ積層体２０，２１が共
用する導電層３０は電源層１にしているが、接地層２に
してもよい。そして、上記のコンデンサ積層体２０，２
１とプリント配線板１０の表面に実装された電子デバイ
ス６とを電気的に接続するにあたっては、一対のスルー
ホール５０，５１を使用し、一方のスルーホール５１に
よって両コンデンサ積層体２０，２１が共用する電源層
１と電子デバイス６とを接続し、他方のスルーホール５
０によって各コンデンサ積層体２０，２１の接地層２と
電子デバイス６とを接続することによって、行うことが
できる。このように、両コンデンサ積層体２０，２１を
バイパスコンデンサとして用いることによって、高速と
低速の両方の動作で必要なノイズ抑制の効果を一層高く
得ることができるものである。なお、図２に示すプリン
ト配線板１０にあっては、導電層３０を共通のものにす
るコンデンサ積層体２０，２１は１組であるが、複数組
であってもよい。また、電子デバイス６としては、特に
制限されるものではなく、例えば、集積回路やトランジ
スタ等の能動デバイスや、コンデンサ、抵抗器のような
受動デバイスを使用することができ、これらの電子デバ
イス６は、プリント配線板１０の片側だけではなく、両
側にも配置することができる。

【００４２】また、請求項３の発明の実施の形態の他例
として、以下のようなプリント配線板１０を製造するこ
ともできる。すなわち、このプリント配線板１０は図２
に示すものと基本的には同様であるが、コンデンサ積層
体２０における誘電体３は、上述したような基材、熱硬
化性樹脂、無機充填材を用いることによって高誘電率を
有するように形成されており、一方、コンデンサ積層体
２１における誘電体３は、上述したような基材、熱硬化
性樹脂、無機充填材のうち、無機充填材としては誘電率
４．４〜４．７のものを用いることによって低誘電率を
有するように形成されている。つまり、コンデンサ積層
体２０の誘電体３によって高誘電率層が形成されてお
り、またコンデンサ積層体２１の誘電体３によって低誘
電率層が形成されているものである。

【００４３】ここで、上記の低誘電率層を形成するため
の熱硬化性樹脂組成物としては、エポキシ樹脂、ポリフ
ェニレンオキサイド樹脂（ＰＰＯ樹脂）あるいは少なく
ともポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ樹脂）を含有す
る樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹
脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、ポ
リブタジエン樹脂、フッ素樹脂等から選ばれるものを樹
脂成分とし、ジシアンジアミド等の硬化剤やトリアリル
イソシアヌレート等の架橋性モノマーを添加することに
よって調製されたものを用いることができる。なお、高
誘電率層と低誘電率層とは、いずれもエポキシ樹脂を用
いて形成することができるが、この場合は無機充填材の
添加の有無やその配合量を調整することで、高誘電率層
と低誘電率層との誘電率の差を調節することができるも
のである。

【００４４】上記のようにして得られたプリント配線板
１０は、高誘電率層と低誘電率層とが多層化された構造
を有し、この構造において高誘電率層を挟持するように
導電層３０を形成することによって、バイパスコンデン
サーが形成されているものである。従って、低誘電率層
によって高速信号伝達に対応することができると共に、
高誘電率層で形成されるバイパスコンデンサーによって
高速信号伝達に伴うノイズを除去することができ、安定
した電源電圧供給ができるものである。

【００４５】図３は、請求項６の発明におけるプリント
配線板１０の実施の形態の一例を示すものであり、この
プリント配線板１０には、コンデンサ積層体２２が１つ
設けられている。そして、このコンデンサ積層体２２
は、誘電率が異なる誘電体４，５を２層積層すると共に
この両側に導電層３０を設けることによって形成されて
おり、両側の導電層３０はそれぞれ電源層１及び接地層
２としている。ここで、上記のコンデンサ積層体２２に
おいて、一方の誘電体４には高速の動作で必要なノイズ
抑制を実現できる誘電率を、他方の誘電体５には低速の
動作で必要なノイズ抑制を実現できる誘電率を持たせて
いる。なお、図３に示すプリント配線板１０にあって
は、コンデンサ積層体２２は１つ設けられているが、複
数設けることもでき、またコンデンサ積層体２２におけ
る誘電体４，５は、誘電率が異なるものを３層以上積層
することもでき、さらにコンデンサ積層体２２の面積
は、プリント配線板１０の面積を最大限として、広げた
り狭めたりすることもできる。

【００４６】上記のようなコンデンサ積層体２２を製造
するにあたっては、上述した基材、熱硬化性樹脂、無機
充填材を用いて行うことができるが、ここでは、基材の
厚さやその誘電率、熱硬化性樹脂の種類、無機充填材の
平均粒径やその誘電率等を適宜変更することによって、
少なくとも２種以上のプリプレグを作製し、これらのプ
リプレグを積層することによって、誘電率が異なる誘電
体４，５を少なくとも２層以上積層したものを得ること
ができる。つまり、誘電率が異なる誘電体４，５を形成
するにあたっては、誘電率が異なるプリプレグを作製す
ることによって行うことができるものである。

【００４７】そして、請求項６に係るプリント配線板１
０を製造するにあたっては、上記のコンデンサ積層体２
２を内層材や外層材として１つ又は複数使用し、従来と
同様の方法によって行うことができる。図３に示すプリ
ント配線板１０にあっては、熱硬化性樹脂等からなる絶
縁層６０によって１つのコンデンサ積層体２２の両側が
挟み込まれている。また、このコンデンサ積層体２２と
プリント配線板１０の表面に実装された電子デバイス６
とを電気的に接続するにあたっては、一対のスルーホー
ル５０，５１を使用し、一方のスルーホール５１によっ
て電源層１と電子デバイス６とを接続し、他方のスルー
ホール５０によって接地層２と電子デバイス６とを接続
することによって、行うことができる。このようにして
上記のコンデンサ積層体２２をバイパスコンデンサとし
て用いることができるのであるが、請求項６の発明では
特に、コンデンサ積層体２２における誘電体４，５を、
誘電率の異なる誘電材料を２種以上用いて複層構成とし
たことにより、１つのコンデンサ積層体２２で高速と低
速の両方の動作で必要なノイズ抑制の効果を得ることが
できるものである。

【００４８】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。

【００４９】（実施例１）熱硬化性樹脂組成物の各成分
及びその配合量は以下に示す通りである。・臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂８８質量部（エポキシ当量５００、東都化成社製「ＹＤＢ−５００」）・クレゾールノボラック型エポキシ樹脂９．７質量部（エポキシ当量２２０、東都化成社製「ＹＤＣＮ−７０１」）・ジシアンジアミド２．３質量部・２−エチル−４−メチルイミダゾール０．０９７質量部・エポキシシラン３質量部（日本ユニカー社製「Ａ−１８７」）・チタン酸バリウム（平均粒径：１．２μｍ、誘電率：５０００）３００質量部上記の各成分を配合して得られたエポキシ樹脂組成物に
メチルセロソルブを５０質量％、Ｎ，Ｎ−ジメチルホル
ムアミドを５０質量％含有する溶剤を加えて、樹脂濃度
８０質量％のワニスを調製した。

【００５０】次に、基材としてガラスクロス（厚さ：３
０μｍ、誘電率：５．８）を用い、これに上記のワニス
の含浸を行った。含浸後の乾燥は１６０℃、４分間行っ
た。樹脂付着量は８４質量％であった。一方、厚さ３５
μｍの両面粗化銅箔のＳ面（シャイニー面、光沢面）を
カップリング剤（エポキシシラン）を用いて処理し、こ
の面の側を上記のようにして得られたプリプレグ１枚の
両面に対向して重ね、これを１７０℃、３ＭＰａ、１２
０分間の条件で加熱・加圧成形することによってコンデ
ンサ積層体２０を得た。

【００５１】さらに、このコンデンサ積層体２０の一方
の面に誘電率４．４〜４．７を有する熱硬化性樹脂組成
物を含浸させた１枚のプリプレグを重ねると共に、この
外側の面に銅箔を配して加熱加圧成形を行うことによっ
て、導電層を共通のものにするコンデンサ積層体２０，
２１を得た。

【００５２】そして、このコンデンサ積層体２０，２１
を内層基材とし、一方の面に誘電率４．４〜４．７を有
する熱硬化性樹脂組成物を含浸させた１枚のプリプレグ
を、他方の面に誘電率２．２〜３．９を有する熱硬化性
樹脂組成物を含浸させた１枚のプリプレグを積層すると
共に、両側の面に外層基材となる銅箔（図示省略）を配
して加熱加圧成形を行った。その後、スルーホール５
０，５１を形成することによって内層基材と外層基材と
の導通を取り、さらに外層基材の表面にＩＣチップを搭
載することによって、図２に示すような多層のプリント
配線板１０を製造した。

【００５３】（実施例２）カップリング剤として、アミ
ノシラン（日本ユニカー社製「Ａ−１１００」）を３質
量部用いた以外は、実施例１と同様にしてプリント配線
板１０を得た。

【００５４】（実施例３）カップリング剤として、メル
カプトシラン（信越化学工業社製「ＫＢＭ８０３」）を
３質量部用いた以外は、実施例１と同様にしてプリント
配線板１０を得た。

【００５５】（実施例４）カップリング剤として、エポ
キシシランを４．５質量部、無機充填材として、チタン
酸バリウムを４５０質量部用いた以外は、実施例１と同
様にしてプリント配線板１０を得た。

【００５６】（実施例５）カップリング剤を添加せず、
カップリング剤によって処理していない銅箔を用いた以
外は、実施例１と同様にしてワニスを得た。

【００５７】（実施例６）カップリング剤によって処理
していない銅箔を用いた以外は、実施例１と同様にして
プリント配線板１０を得た。

【００５８】（実施例７）カップリング剤として、エポ
キシシランを９質量部、無機充填材として、チタン酸バ
リウムを９００質量部用いた以外は、実施例１と同様に
してワニスを得た。

【００５９】（実施例８）カップリング剤及び無機充填
材を用いず、カップリング剤によって処理していない銅
箔を用いた以外は、実施例１と同様にしてプリント配線
板１０を得た。

【００６０】そして、上記の実施例１〜８について、ワ
ニス保存性を調べた。ワニス保存性は、ワニス５０ｃｍ
²をサンプル瓶に取り、これを２５℃で４日間放置し、
ワニス底部にハードケーキが形成されたものを「有
り」、ハードケーキが形成されなかったものを「無し」
として評価した。ここで、ワニス保存性はハードケーキ
が形成されなかったもの、つまり「無し」が好ましい。
さらにＩＰＣ−ＴＭ−６５０に基づいて、プリント配線
板１０におけるコンデンサ積層体２２の誘電率、電気容
量、ピール強度を測定した。これらの結果を表１及び表
２に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】表１及び表２にみられるように、実施例１
〜７のものは高誘電率及び高電気容量であり、しかも実
施例１〜４と実施例５，６とを比較すると、銅箔をカッ
プリング剤によって処理することにより、ピール強度が
向上することが確認される。

【００６４】他方、実施例８のものは、ピール強度は良
好であるものの、誘電率及び電気容量のいずれもが実施
例１〜７のものより小さいことが確認される。

【００６５】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係るプ
リント配線板は、誘電体の両側に設けられた導電層をそ
れぞれ電源層及び接地層にしたコンデンサ積層体を複数
備えると共に、複数のコンデンサ積層体の電気容量がそ
れぞれ異なるので、幅広い周波数範囲においてインピー
ダンスを低く得ることができ、高速と低速の両方の動作
で必要な幅広い周波数成分のノイズ抑制を実現すること
ができるものである。

【００６６】また請求項２の発明は、複数のコンデンサ
積層体から選ばれる２つのコンデンサ積層体の間に信号
層を介在させているので、高速と低速の両方の動作で必
要なノイズ抑制の効果を一層高く得ることができるもの
である。

【００６７】また請求項３の発明は、複数のコンデンサ
積層体から選ばれる２つのコンデンサ積層体の電源層又
は接地層を共通のものにしているので、高速と低速の両
方の動作で必要なノイズ抑制の効果を一層高く得ること
ができると共に、プリント配線板における層の数を減少
させることができ、プリント配線板の加工ステップを簡
易化することができるものである。

【００６８】また請求項４の発明は、複数のコンデンサ
積層体における誘電体の誘電率がそれぞれ異なるので、
特にコンデンサ積層体の面積や誘電体の厚さが同一であ
る場合は、電気容量が大きく異なるコンデンサ積層体を
実現することができると共に、これらのコンデンサ積層
体を備えたプリント配線板を製造することができるもの
である。

【００６９】また請求項５の発明は、複数のコンデンサ
積層体おける誘電体の厚さがそれぞれ異なるので、特に
コンデンサ積層体の面積や誘電体の誘電率が同一である
場合は、電気容量が大きく異なるコンデンサ積層体を実
現することができると共に、これらのコンデンサ積層体
を備えたプリント配線板を製造することができるもので
ある。

【００７０】また請求項６に係るプリント配線板は、誘
電率が異なる誘電体を少なくとも２層以上積層し、この
両側に導電層を設けることによって形成されたコンデン
サ積層体を備えると共に、このコンデンサ積層体の両側
の導電層をそれぞれ電源層及び接地層としているので、
１つのコンデンサ積層体で高速と低速の両方の動作で必
要なノイズ抑制の効果を得ることができるものである。

【００７１】また請求項７の発明は、誘電体として、熱
硬化性樹脂と、平均粒径が０．０１〜５μｍ、誘電率が
５０〜１００００である無機充填材とを、厚さが５〜４
０μｍ、誘電率が５〜３０である基材に含浸し、この基
材を１枚又は複数枚積層することによって、厚さが１０
μｍ〜１．０ｍｍ、表面の平均粗さが１〜７μｍ、誘電
率が１０〜１００となるように形成されたものを少なく
とも１つ用いているので、セラミック基板よりも加工性
に優れていると共に、誘電率及び電気容量をいずれも高
く得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略断面図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態の他例を示す概略断面図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態の他例を示す概略断面図で
ある。

【図４】コンデンサ積層体における周波数とインピーダ
ンスとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１電源層２接地層３誘電体４誘電体５誘電体６電子デバイス２０コンデンサ積層体２１コンデンサ積層体２２コンデンサ積層体３０導電層４０信号層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松下幸生大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者中芝徹大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 4E351 AA02 AA06 BB01 BB03 BB23 BB24 BB29 BB35 BB41 BB46 DD01 DD48 DD51 DD54 GG06 5E082 AB03 BB02 BC40 CC03 FF14 FG22 FG34 PP01 PP04 PP09 5E338 AA02 AA03 AA16 AA18 BB63 BB75 CC01 CC04 CC06 CD11 EE13 EE22 EE32 5E346 AA02 AA12 AA13 AA15 AA23 AA33 BB02 BB03 BB04 BB07 BB20 CC02 CC08 CC16 CC21 CC31 DD02 DD03 DD07 DD31 EE02 EE06 EE09 EE13 FF01 FF45 GG28 GG40 HH01 HH22 HH33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体の両側に設けられた導電層をそれ
ぞれ電源層及び接地層にしたコンデンサ積層体を複数備
えると共に、複数のコンデンサ積層体の電気容量がそれ
ぞれ異なることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】複数のコンデンサ積層体から選ばれる２
つのコンデンサ積層体の間に信号層を介在させて成るこ
とを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】複数のコンデンサ積層体から選ばれる２
つのコンデンサ積層体の電源層又は接地層を共通のもの
にして成ることを特徴とする請求項１に記載のプリント
配線板。
【請求項４】複数のコンデンサ積層体における誘電体
の誘電率がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１乃
至３に記載のプリント配線板。
【請求項５】複数のコンデンサ積層体における誘電体
の厚さがそれぞれ異なることを特徴とする請求項１乃至
４に記載のプリント配線板。
【請求項６】誘電率が異なる誘電体を少なくとも２層
以上積層し、この両側に導電層を設けることによって形
成されたコンデンサ積層体を備えると共に、このコンデ
ンサ積層体の両側の導電層をそれぞれ電源層及び接地層
として成ることを特徴とするプリント配線板。
【請求項７】誘電体として、熱硬化性樹脂と、平均粒
径が０．０１〜５μｍ、誘電率が５０〜１００００であ
る無機充填材とを、厚さが５〜４０μｍ、誘電率が５〜
３０である基材に含浸し、この基材を１枚又は複数枚積
層することによって、厚さが１０μｍ〜１．０ｍｍ、表
面の平均粗さが１〜７μｍ、誘電率が１０〜１００とな
るように形成されたものを少なくとも１つ用いて成るこ
とを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のプリ
ント配線板。