JP2004158713A - 多層配線板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】容量ばらつきの小さなコンデンサを有する多層配線板を提供する。
【解決手段】複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された穴と、少なくとも１層の絶縁層２の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００の高誘電率材料からなり、該絶縁層の上下面に電極７，８を形成してなるコンデンサ１と、を有する多層配線板であって、対向する電極の少なくとも片側の厚みが１〜１８μｍの範囲であることを特徴とする多層配線板、およびその製造方法により課題を解決した。
【選択図】 図１
【解決手段】複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された穴と、少なくとも１層の絶縁層２の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００の高誘電率材料からなり、該絶縁層の上下面に電極７，８を形成してなるコンデンサ１と、を有する多層配線板であって、対向する電極の少なくとも片側の厚みが１〜１８μｍの範囲であることを特徴とする多層配線板、およびその製造方法により課題を解決した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサを内蔵する多層配線板、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器では電子部品の高性能化が進んでおり、これにともない半導体素子と共に搭載される受動素子の部品数が増加する傾向にある。その一方で小型化・軽量化の要求が一層高まっており、電子部品を搭載する多層配線板の面積を大型化することは困難である。このような背景から、多層配線板内部にコンデンサに代表される受動部品を内蔵する動きが出てきている。
【０００３】
コンデンサを多層配線板に内蔵する技術としては高誘電率無機材料を焼成して誘電体層を形成する技術（例えば、特許文献１および非特許文献１参照）、高誘電率無機材料と樹脂材料を複合化させて誘電体層を形成する技術（例えば、非特許文献２参照）、スパッタなどのプロセスを用いて薄膜の誘電体層を形成する技術（例えば、非特許文献３参照）などが公知となっている。
【０００４】
さらに、本出願人は、樹脂を用いた多層配線板が高温焼結工程やスパッタ工程を経る必要がなく、経済的に優れているという知見から、樹脂材料を使用してコンデンサを多層配線板に内蔵する技術に関し、特許を出願した（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−５５０７９号公報 （第１−４、１２頁、第２図）
【特許文献２】
特願２００２−２０９６５０号公報
【非特許文献１】
エレクトロニクス実装学会誌，第４巻，第２号，ｐ．１４５−１４９
【非特許文献２】
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，第１１巻，ｐ．２５３−２６８
【非特許文献３】
エレクトロニクス実装学会誌，第４巻，第７号，ｐ．５９０〜５９６
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
コンデンサの重要な特性である容量は、コンデンサの対向電極面積に比例する。すなわち、製造時の容量ばらつきを抑制するためには、対向電極面積のばらつきを小さくすることが必要となる。前述した特許文献２に示す製造方法では、高誘電率材料からなる絶縁層に対向するコンデンサ電極の形成において、高誘電率材料を覆った金属箔を所望のパターンにエッチング除去して、あらかじめ形成した電極と対向するコンデンサ電極を形成する方法をとっている。しかしながらこの方法では、金属箔のエッチングばらつきにより、コンデンサの対向電極面積が変化し、コンデンサ容量にばらつきが発生してしまうことが問題となっていた。また、対向電極のずれによるコンデンサ容量のばらつきも問題となっていた。
【０００７】
上記を鑑みて、本発明は、従来と比較して容量ばらつきを低減したコンデンサを内蔵する多層配線板、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された穴と、少なくとも１層の絶縁層の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００の高誘電率材料からなり、該絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、対向する電極の少なくとも片側の厚みが１〜１８μｍの範囲であることを特徴とする多層配線板に関する。
【０００９】
また、本発明は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された穴と、少なくとも１層の絶縁層の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００の高誘電率材料からなり、該絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板の製造方法であって、電極の少なくとも片側の厚みを１〜１８μｍの範囲とし、かつパターン形成時、感光性レジストのパターン露光面積を１〜２５０ｃｍ２／回として、同一基板内に複数回露光することを特徴とする多層配線板の製造方法に関する。
【００１０】
本発明によれば、基板内のエッチングばらつきを抑制し、コンデンサ容量のばらつきを低減することが可能となる。
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の多層配線板は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された穴と、少なくとも１層の絶縁層の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００の高誘電率材料からなり、該絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、対向する電極の少なくとも片側の厚みが１〜１８μｍの範囲であることを特徴とするものである。このように、導体層厚みを限定することにより、パターニングの精度が向上し、エッチングばらつきを低減することができ、さらには位置ずれや寸法ばらつきをも抑制することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の多層配線板において、感光レジストのパターン露光時に発生しうる位置ずれにより、対向する両電極が重なり合う部分である対向電極面積が減少し、コンデンサの容量が低下することを抑制するために、１〜１８μｍの厚みを有する電極がこれに対向する電極の外周より内側にあることが好ましい。つまり、片側の電極を一方の電極が工程上位置ずれ得る範囲よりも大きくすることで、位置ずれによる容量変動を排除することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の多層配線板において、１〜１８μｍの厚みを有するコンデンサ電極の各側面と、これに対向する電極の各側面との最短となる水平距離が、それぞれ５０〜１００μｍの範囲であることが好ましい。上記水平距離が５０μｍ未満の場合、電極の位置ずれによる対向電極面積の減少が発生する可能性が高くなり、また、１００μｍを超える場合はコンデンサ電極のサイズが大きくなり、基板の大型化を招くため不経済である。なお、上記水平距離は、例えば、図９に示される距離ａ〜ｄを指し、図１１の斜線部に示すような、一方のコンデンサ電極から延びて、対向するコンデンサ電極と重なる配線部分については無視する。
【００１５】
また、本発明の多層配線板において、１〜１８μｍの厚みを有するコンデンサ電極の各側面と、該電極上に設けられた、任意の導体層間を電気的に接続する導体化された穴の外周部との最短となる水平距離が、それぞれ１００μｍ以上であることが好ましい。上記水平距離が１００μｍ未満では、１〜１８μｍの厚みを有する電極と任意の導体層を電気的に接続する穴との位置ずれにより、接続不良が発生する確率が高くなる。なお、上記水平距離は、例えば、図１０に示される距離ｅ〜ｈを指す。
【００１６】
また、本発明の多層配線板において、１〜１８μｍの厚みを有する電極が、導体層の不要部分をエッチング除去することにより形成されることが好ましい。勿論、本発明のコンデンサ電極は、めっきを用いるアディティブ工法やセミアディティブ工法によっても形成することが可能であるが、エッチングを用いるサブトラクト工法で形成する方が経済的に有利であり、位置ずれや寸法ばらつき等の抑制をも期待することができる。
【００１７】
また、本発明の多層配線板のコンデンサに用いる高誘電率材料は、少なくとも絶縁樹脂および高誘電率充填材を含む樹脂組成物である。該絶縁樹脂としては、特に限定されないが、半硬化状態で用いることが可能であり、かつ硬化後には絶縁性の優れた高誘電率材料を提供することができるエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００１８】
エポキシ樹脂としては、硬化して接着作用を呈するものであればよいが、好ましくは二官能以上で、分子量が５０００未満、より好ましくは３０００未満のエポキシ樹脂を使用する。二官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型樹脂等が例示される。ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型液状樹脂は、油化シェルエポキシ株式会社から、エピコート８０７、エピコート８２７、エピコート８２８という商品名で市販されている。また、ダウケミカル日本株式会社からは、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１という商品名で市販されている。さらに、東都化成株式会社から、ＹＤ８１２５、ＹＤＦ８１７０という商品名で市販されている。
【００１９】
また、高Ｔｇ化を目的に多官能エポキシ樹脂を加えてもよく、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が例示される。フェノールノボラック型エポキシ樹脂は、日本化薬株式会社から、ＥＰＰＮ−２０１という商品名で市販されている。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、住友化学工業株式会社から、ＥＳＣＮ−１９０、ＥＳＣＮ−１９５という商品名で市販されている。また、前記日本化薬株式会社から、ＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０２５、ＥＯＣＮ１０２７という商品名で市販されている。さらに、前記東都化成株式会社から、ＹＤＣＮ７０１、ＹＤＣＮ７０２、ＹＤＣＮ７０３、ＹＤＣＮ７０４という商品名で市販されている。
【００２０】
また、上記エポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤としては、通常用いられているものを使用することでき、特に限定されないが、例えば、アミン、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィッド、三弗化硼素及びフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有する化合物であるビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等が挙げられる。特に吸湿時の耐電食性に優れるためフェノール樹脂であるフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂等を用いるのが好ましい。好ましいとした硬化剤は、大日本インキ化学工業株式会社から、プライオーフェンＬＦ２８８２、フェノライトＴＤ−２０９０、フェノライトＴＤ−２１４９、フェノライトＶＨ４１５０、フェノライトＶＨ４１７０という商品名で市販されている。
【００２１】
さらに、硬化剤とともに従来公知の硬化促進剤を用いることができ、該硬化促進剤としては、各種イミダゾール類を用いることが好ましい。イミダゾールとしては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等が挙げられる。このようなイミダゾール類は、四国化成工業株式会社から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳという商品名で市販されている。
【００２２】
高誘電率充填材としては、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、二酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸鉛等を挙げることができ、これらは単独でも二種以上同時に用いてもよい。特に比誘電率が５０以上のものを用いることが好ましい。また、上記のような高誘電率充填材の一種以上を重量比で絶縁樹脂１００に対して３００〜３０００配合することが好ましい。
【００２３】
また、本発明で用いる高誘電率材料の取り扱い性を向上させるために、エポキシ基、アミド基、カルボキシル基、シアネート基、ヒドロキシ基等の少なくとも一種類の官能基を有する重量平均分子量が１万〜８０万である高分子量樹脂を配合することが好ましい。重量平均分子量が１万以上であるとＢステージにおける高誘電率材料のタック性の低減や硬化時の可撓性を向上させることができる。また、重量平均分子量が８０万を超えると高誘電率充填材を均一に分散することが困難となる。このような高分子量樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、高分子量エポキシ樹脂、超高分子量エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、官能基含有反応性ゴムなどが挙げられる。上記フェノキシ樹脂は、東都化成株式会社から、フェノトートＹＰ−４０、フェノトートＹＰ−５０という商品名で市販されている。また、フェノキシアソシエート社から、ＰＫＨＣ、ＰＫＨＨ、ＰＫＨＪいう商品名で市販されている。上記高分子量エポキシ樹脂は、重量平均分子量が３万〜８万の高分子量エポキシ樹脂、さらには、重量平均分子量が８万を超える超高分子量エポキシ樹脂（特公平７−５９６１７号、特公平７−５９６１８号、特公平７−５９６１９号、特公平７−５９６２０号、特公平７−６４９１１号、特公平７−６８３２７号公報参照）があり、何れも日立化成工業株式会社で製造している。上記ポリアミドイミド樹脂は、日立化成工業株式会社からＫＳ９０００シリーズという商品名で市販されている。上記官能基含有反応性ゴムとしては、カルボキシル基含有アクリルゴムが帝国化学産業株式会社から、ＨＴＲ−８６０Ｐという商品名で、エポキシ基含有アクリルゴムがＨＴＲ−８６０Ｐ−３という商品名で市販されている。
【００２４】
さらに、本発明で用いる高誘電率材料に分散剤を加えても良い。用いることのできる分散剤としては、市販されている非シリコーン系の分散剤など従来公知のものであればよく、特に限定されない。また、その配合量は、実験により適宜決定すればよい。
【００２５】
上記のような組成よりなる高誘電率材料は、メチルエチルケトン等の有機溶剤と混合してワニス状とし、これを導体層となる金属箔に塗布、乾燥し、シート状にして使用に供することが好ましい。ここで用いる金属箔としては、例えば、銅、アルミなどが挙げられ、その厚さは、該金属箔がコンデンサ電極を含む導体パターンとなる場合には、少なくともその片側を前述の通り１〜１８μｍの範囲とし、該金属箔がその他の導体層となる場合には、特に限定されないが、１〜３５μｍであることが好ましい。また、該金属箔に金属めっきを施さないことにより、金属箔厚みの増加を抑制することが可能となる。
【００２６】
また、上記高誘電率材料の１２０℃における溶融粘度は１００〜２００Ｐａ・Ｓであることが好ましい。最低溶融粘度が１００Ｐａ・Ｓよりも低い場合にはフローが大きいため厚みのばらつきが大きくなり、２００Ｐａ・Ｓよりも高い場合には接着性が低下する。
【００２７】
本発明において、上記高誘電率材料からなる絶縁層以外の箇所の絶縁層に用いる絶縁樹脂としては、特に制限されないが、高誘電率材料と異なる絶縁樹脂を用いることが好ましく、さらにはガラス基材で補強され、かつ樹脂中に無機フィラーが添加されているものが好ましい。ガラス基材で補強されることにより、絶縁層の厚みが１５０μｍ以上であっても、ガラス基材がない場合に比べて、その厚み制御が容易である。また、無機フィラーが添加されることにより、ガラス基材の影響による表面のうねりが低減され、高周波特性に優れた平滑な表面を有する多層配線板を得ることができる。ガラス基材で補強され、かつ無機フィラーが添加された樹脂としては、市販のものとして、ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ、ＭＣＬ−ＢＥ−６７Ｇ（Ｈ）（以上、日立化成工業株式会社製、商品名）やＣＳ−３３５５Ｓ、ＣＳ−３３５７Ｓ（以上、利昌工業株式会社製、商品名）などの銅張積層板やＧＥＡ−６７９Ｆ、ＧＥＡ−６７ＢＥ（Ｈ）（以上、日立化成工業株式会社製、商品名）、ＥＳ−３３０５Ｓ（利昌工業株式会社製、商品名）などの層間接着絶縁材料を使用できる。
【００２８】
また、多層配線板の導体パターン間の凹部を絶縁樹脂で充填し、あらかじめ高誘電率材料層が形成される基板表面を平坦にしておくことが好ましい。このように平坦化しておくことで、厚みの薄い高誘電材料を厚み精度よく配置することが可能となる。
【００２９】
また、本発明の多層配線板は、コンデンサと併せてインダクタをも有しうる。インダクタは導体層をエッチング処理して形成され、好ましくはコンデンサの電極を含む導体パターンに形成される。また、該インダクタは導体パターンのライン幅が細い方がインダクタンス密度が高くなるため、他の導体層よりも厚みが薄く、かつその厚みが１〜１２μｍであることが好ましい。
【００３０】
また、本発明の多層配線板を製造する方法について、導体パターン形成時、感光性レジストのパターン露光面積を１〜２５０ｃｍ２／回として、同一基板内に複数回露光する。特に、１〜１８μｍの厚みを有するコンデンサ電極を含む導体パターンを形成する際に複数回の露光を行うことが好ましい。１回の露光面積を１ｃｍ２未満とすると露光回数が増加し、製造タクトが長くなってコストが増加する。一方、１回の露光面積が２５０ｃｍ２を超えるとパターンの位置ずれ低減が困難となる。また、１回の露光面積を１０〜２００ｃｍ２とすることがより好ましく、これにより位置ずれ低減と製造タクト抑制の両立が容易となる。さらに、１回の露光面積を５０〜１５０ｃｍ２とすることが特に好ましく、位置ずれ低減および製造タクト抑制に対して最適な効果を得ることができる。このように１回の露光面積を小さくして複数回露光を行う分割露光方式を用いることにより、通常の多層配線板製造で用いる大型基板において、基板の伸縮などに起因して発生するパターンの位置ずれに対し、露光時に発生する導体パターンの位置ずれを低減させることが可能となる。
【００３１】
また、本発明の多層配線板を製造する方法について、感光性レジストのパターン露光する工程において、ソーダガラスなどの無機物を基材とするフォトマスクを使用することが好ましい。これにより感光性レジストの露光・現像後パターン精度が向上し、コンデンサ電極を含む導体パターン精度を向上するものである。
【００３２】
以下に、実施例によってさらに本発明を詳細に説明する。
【００３３】
【実施例】
銅箔付高誘電率樹脂シート１
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂（分子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を使用）２４重量部、硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率フィラーとして平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）１３００重量部および平均粒径０．６μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＨＰＢＴ−１を使用）４００重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）１１．２重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えてビーズミルを用いて１０００回転／分で１時間撹拌混合し、２００メッシュのナイロン布でろ過した後に真空脱気した。この接着剤ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が１０μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔付高誘電率樹脂シートを作製した。
【００３４】
このＢステージ状態の樹脂シートを１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００３５】
銅箔付高誘電率樹脂シート２
接着剤ワニスを塗布する電解銅箔を３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製のＭＴ３５Ｓ３を使用）に替えた以外は銅箔付高誘電率樹脂シート１と同様な工程により銅箔付高誘電率樹脂シートを得た。
【００３６】
このＢステージ状態の樹脂シートを１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００３７】
銅箔付高誘電率樹脂シート３
接着剤ワニスを塗布する電解銅箔を厚み９μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−９を使用）に替えた以外は銅箔付高誘電率樹脂シート１と同様な工程により銅箔付高誘電率樹脂シートを得た。
【００３８】
このＢステージ状態の樹脂シートを１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００３９】
銅箔付高誘電率樹脂シート４
接着剤ワニスを塗布する電解銅箔を厚み１８μｍの電解銅箔（古河サーキッ
フォイル株式会社製のＧＴＳ−１８を使用）に替えた以外は銅箔付高誘電率樹脂シート１と同様な工程により銅箔付高誘電率樹脂シートを得た。
【００４０】
このＢステージ状態の樹脂シートを１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００４１】
銅箔付高誘電率樹脂シート５
接着剤ワニスを塗布する電解銅箔を厚み３５μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−３５を使用）に替えた以外は銅箔付高誘電率樹脂シート１と同様な工程により銅箔付高誘電率樹脂シートを得た。
【００４２】
このＢステージ状態の樹脂シートを１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００４３】
実施例１
銅箔厚３μｍ、板厚０．２ｍｍ、基板サイズ５００×３３３ｃｍの両面銅箔張ガラスエポキシ積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）に所望のドリル穴明けを行った。この基板に超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、ドリル穴内壁と銅箔表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。この基板のドリル穴内にスクリーン印刷によりペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を充填し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この基板に触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、基板表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板をバフブラシで研磨後、感光性ドライフィルムＨ−９０４０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートし、この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのエッチングレジストを、株式会社オーク製作所製ＥＸＭ−１３５０Ｂ型自動平行露光機にて露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像した後、塩化第二鉄液にて不要な銅をエッチング除去し、水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。
【００４４】
この回路板表面にロールコータを用いてペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を基板絶縁層表面から約４０μｍ、回路パターン表面から約５μｍ塗布し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより回路パターン表面が現れるまで研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この回路板の回路表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。
【００４５】
この回路板の片面に銅箔付き高誘電率樹脂シート１を温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した。
【００４６】
この基板をバフブラシ研磨した後、感光性ドライフィルムＨ−９０４０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートした。この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのエッチングレジストを、ウシオ電機株式会社製ＵＸ−５０３８ＳＣ型分割投影露光機にて、ソーダガラスを基材とするフォトマスクを使用して１０ｃｍ四方のパターンに分割して露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像した後、塩化第二鉄液にて不要な銅をエッチング除去し、水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。このようにして図２に示す構造のコンデンサを得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極および下部電極共に１．０×０．７５ｍｍとして形成した。
【００４７】
この回路板の回路表面に、次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。（１）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）、（２）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）を２枚、（３）回路板、（４）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆを２枚、（５）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）の順に重ね、温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した。キャリア銅箔を剥がし、不要な基板端部を切断後、この基板の表面に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅箔をエッチング除去して、所望の箇所にφ０．１５ｍｍの窓穴を形成した。
【００４８】
この基板表面に設けた窓穴の箇所に三菱電機株式会社製ＭＬ５０５ＧＴ型炭酸ガスレーザを用いて、出力パワー２６ｍＪ、パルス幅１００μｓ、ショット数６回の条件でレーザ穴明けを行った。超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、洗浄触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、レーザ穴内壁と銅箔表面に約２０μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面のパッドや回路パターンなど必要な箇所にエッチングレジストを形成し、不要な銅をエッチング除去して、外層回路を形成した。
【００４９】
この基板表面にソルダーレジストＰＳＲ−４０００ ＡＵＳ５（太陽インキ製造株式会社、商品名）をロールコータで３０μｍ塗布、乾燥後に露光・現像して所望の箇所にソルダーレジストを形成した。その後、３μｍの無電解ニッケルめっきと０．１μｍの無電解金めっきを外層回路パターン露出部表面層に形成して、図１に示すような多層配線板を得た。
【００５０】
実施例２
実施例１と同様な工程により図３に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極を１．０×０．７５ｍｍ、下部電極を１．０５×０．７５５ｍｍとして形成した。
【００５１】
実施例３
実施例１と同様な工程により図４に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極を１．０×０．７５ｍｍ、下部電極を１．１×０．８５ｍｍとして形成した。
【００５２】
実施例４
実施例１と同様な工程により図５に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極を１．０×０．７５ｍｍ、下部電極を１．２×０．９５ｍｍとして形成した。
【００５３】
実施例５
実施例１と同様な工程により図６に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極を１．０×０．７５ｍｍ、下部電極を１．４×１．１５ｍｍとして形成した。
【００５４】
実施例６
銅箔厚３μｍ、板厚０．２ｍｍ、基板サイズ５００×３３３ｃｍの両面銅箔張ガラスエポキシ積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）に所望のドリル穴明けを行った。この基板に超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、ドリル穴内壁と銅箔表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。この基板のドリル穴内にスクリーン印刷によりペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を充填し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この基板に触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、基板表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板をバフブラシで研磨後、感光性ドライフィルムＨ−９０４０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートし、この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのエッチングレジストを、株式会社オーク製作所製ＥＸＭ−１３５０Ｂ型自動平行露光機にて露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像した後、塩化第二鉄液にて不要な銅をエッチング除去し、水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。
【００５５】
この回路板表面にロールコータを用いてペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を基板絶縁層表面から約４０μｍ、回路パターン表面から約５μｍ塗布し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより回路パターン表面が現れるまで研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この回路板の回路表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。
【００５６】
この回路板の片面に銅箔付き高誘電率樹脂シート２を温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した後、キャリア銅箔を剥がした。
【００５７】
この基板をバフブラシ研磨した後、感光性ドライフィルムＨ−９０３０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートした。この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのめっきレジストを、ウシオ電機株式会社製ＵＸ−５０３８ＳＣ型分割投影露光機にて、ソーダガラスを基材とするフォトマスクを使用して１０ｃｍ四方のパターンに分割して露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像し、電気銅めっきにて銅箔表面に約１５μｍの電解銅めっき層を形成した。この基板を水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離し、硫酸・過酸化水素混合溶液で下地銅をエッチング除去してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。このようにして図７に示す構造のコンデンサを得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極を１．０×０．７５ｍｍ、下部電極を１．１×０．８５ｍｍとして形成した。
【００５８】
この回路板の回路表面に、次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。（１）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）、（２）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）を２枚、（３）回路板、（４）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆを２枚、（５）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）の順に重ね、温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した。キャリア銅箔を剥がし、不要な基板端部を切断後、この基板の表面に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅箔をエッチング除去して、所望の箇所にφ０．１５ｍｍの窓穴を形成した。
【００５９】
この基板表面に設けた窓穴の箇所に三菱電機株式会社製ＭＬ５０５ＧＴ型炭酸ガスレーザを用いて、出力パワー２６ｍＪ、パルス幅１００μｓ、ショット数６回の条件でレーザ穴明けを行った。超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、洗浄触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、レーザ穴内壁と銅箔表面に約２０μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面のパッドや回路パターンなど必要な箇所にエッチングレジストを形成し、不要な銅をエッチング除去して、外層回路を形成した。
【００６０】
この基板表面にソルダーレジストＰＳＲ−４０００ ＡＵＳ５（太陽インキ製造株式会社、商品名）をロールコータで３０μｍ塗布、乾燥後に露光・現像して所望の箇所にソルダーレジストを形成した。その後、３μｍの無電解ニッケルめっきと０．１μｍの無電解金めっきを外層回路パターン露出部表面層に形成して、図１に示すような多層配線板を得た。
【００６１】
実施例７
分割投影露光機の使用に際して、パターンを５ｃｍ四方に分割して露光した以外は実施例１と同様な工程により、図２に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。
【００６２】
実施例８
分割投影露光機の使用に際して、パターンを１５ｃｍ四方に分割して露光した以外は実施例１と同様な工程により、図２に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。
【００６３】
実施例９
高誘電率樹脂シート１の替わりに高誘電率樹脂シート３を用いた以外は、実施例１と同様な工程により、図２に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。
【００６４】
実施例１０
高誘電率樹脂シート１の替わりに高誘電率樹脂シート４を用いた以外は、実施例１と同様な工程により、図２に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。
【００６５】
比較例１
銅箔厚３μｍ、板厚０．２ｍｍ、基板サイズ５００×３３３ｃｍの両面銅箔張ガラスエポキシ積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）に所望のドリル穴明けを行った。この基板に超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、ドリル穴内壁と銅箔表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。この基板のドリル穴内にスクリーン印刷によりペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を充填し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この基板に触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、基板表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板をバフブラシで研磨後、感光性ドライフィルムＨ−９０４０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートし、この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのエッチングレジストを、株式会社オーク製作所製ＥＸＭ−１３５０Ｂ型自動平行露光機にて露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像した後、塩化第二鉄液にて不要な銅をエッチング除去し、水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。
【００６６】
この回路板表面にロールコータを用いてペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を基板絶縁層表面から約４０μｍ、回路パターン表面から約５μｍ塗布し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより回路パターン表面が現れるまで研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この回路板の回路表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。
【００６７】
この回路板の片面に銅箔付き高誘電率樹脂シート５を温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した。
【００６８】
この基板をバフブラシ研磨した後、感光性ドライフィルムＨ−９０４０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートした。この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのエッチングレジストを、株式会社オーク製作所製ＥＸＭ−１３５０Ｂ型自動平行露光機にて、ポリエステルを基材とするフォトマスクを使用して一括露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像した後、塩化第二鉄液にて不要な銅をエッチング除去し、水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。このようにして図８に示す構造のコンデンサを得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極および下部電極共に１．０×０．７５ｍｍとして形成した。
【００６９】
この回路板の回路表面に、次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。（１）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）、（２）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）を２枚、（３）回路板、（４）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆを２枚、（５）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）の順に重ね、温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した。キャリア銅箔を剥がし、不要な基板端部を切断後、この基板の表面に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅箔をエッチング除去して、所望の箇所にφ０．１５ｍｍの窓穴を形成した。
【００７０】
この基板表面に設けた窓穴の箇所に三菱電機株式会社製ＭＬ５０５ＧＴ型炭酸ガスレーザを用いて、出力パワー２６ｍＪ、パルス幅１００μｓ、ショット数６回の条件でレーザ穴明けを行った。超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、洗浄触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、レーザ穴内壁と銅箔表面に約２０μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面のパッドや回路パターンなど必要な箇所にエッチングレジストを形成し、不要な銅をエッチング除去して、外層回路を形成した。
【００７１】
この基板表面にソルダーレジストＰＳＲ−４０００ ＡＵＳ５（太陽インキ製造株式会社、商品名）をロールコータで３０μｍ塗布、乾燥後に露光・現像して所望の箇所にソルダーレジストを形成した。その後、３μｍの無電解ニッケルめっきと０．１μｍの無電解金めっきを外層回路パターン露出部表面層に形成して、図１に示すような多層配線板を得た。
【００７２】
上記のように作製した各多層配線板ついて、それぞれのコンデンサ部分を切り出してエポキシ樹脂で注型し、基板断面を研磨した。そして、スケーラー機能付顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ製ＭＸ５０）を用いて該断面よりコンデンサの対向電極同士の位置ずれ量と上部電極面積を測定した。測定サンプル数は各多層配線板とも１２サンプルとした。結果を表１および表２に示す。
【００７３】
【表１】
【００７４】
【表２】
【００７５】
表１において、対向電極パターン同士の位置ずれ量は、実施例１，７および８において５０μｍ未満であったが、比較例では８０μｍ以上となった。また、表２において、上部電極のばらつきは、実施例１，９および１０では±１％前後であったが、比較例ではばらつきが大きく±２．６％となった。この結果は、実施例１〜１０の多層配線板製造時、電極の導体厚みを薄くし、エッチングばらつきを低減したこと、およびガラス基材の高精度フォトマスクを用い、分割露光方式により露光し、導体パターン形成を行ったことによる。
【００７６】
次に、表１および表２の結果を用い、計算によりコンデンサの容量ばらつきを算出した。結果を表３に示す。
【００７７】
【表３】
【００７８】
表３から、実施例１〜１０のコンデンサの容量ばらつきは、いずれも比較例のそれより小さいことがわかる。また、実施例３〜５の中で優位差が見られないことから、感光性レジスト露光時の位置ばらつきを考慮した上で、下部電極面積を最小に設計してコンデンサ部の占有面積を小さくすることが可能であり、好ましいということがわかる。また、サブトラクト工法を用いた実施例３とセミアディティブ工法を用いた実施例６の比較において優位差が見られないことから、経済的に有利なサブトラクト工法によってコンデンサ電極を含む導体パターンを形成することが可能であり、好ましいということがわかる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来と比較して容量ばらつきを低減したコンデンサを内蔵する多層配線板、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例により作製された多層配線板の断面図である。
【図２】本発明の実施例１および７〜１０により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例５により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例６により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の比較例１により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図９】本発明の１〜１８μｍの厚みを有する電極の各側面と、これに対向する電極の各側面との最短となる水平距離を示す模式図。
【図１０】本発明の１〜１８μｍの厚みを有する電極の各側面と、該電極上に設けられた穴の外周部との最短となる水平距離を示す模式図。
【図１１】図９の最短となる水平距離として考慮しない部分（斜線部）を示す模式図。
【符号の説明】
１．コンデンサ
２．高誘電率樹脂
３．平坦化樹脂
４．穴埋め樹脂
５．めっき銅
６．銅箔
７．銅箔
８．めっき銅基材
９．銅箔
１０．基材
１１．基材（プリプレグ）
１２．めっき銅
１３．銅箔
１４．厚みが１〜１８μｍのコンデンサ電極
１５．電極１４に対向するコンデンサ電極
１６．電極１４に設けられた導体化された穴
１７．配線
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサを内蔵する多層配線板、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器では電子部品の高性能化が進んでおり、これにともない半導体素子と共に搭載される受動素子の部品数が増加する傾向にある。その一方で小型化・軽量化の要求が一層高まっており、電子部品を搭載する多層配線板の面積を大型化することは困難である。このような背景から、多層配線板内部にコンデンサに代表される受動部品を内蔵する動きが出てきている。
【０００３】
コンデンサを多層配線板に内蔵する技術としては高誘電率無機材料を焼成して誘電体層を形成する技術（例えば、特許文献１および非特許文献１参照）、高誘電率無機材料と樹脂材料を複合化させて誘電体層を形成する技術（例えば、非特許文献２参照）、スパッタなどのプロセスを用いて薄膜の誘電体層を形成する技術（例えば、非特許文献３参照）などが公知となっている。
【０００４】
さらに、本出願人は、樹脂を用いた多層配線板が高温焼結工程やスパッタ工程を経る必要がなく、経済的に優れているという知見から、樹脂材料を使用してコンデンサを多層配線板に内蔵する技術に関し、特許を出願した（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−５５０７９号公報 （第１−４、１２頁、第２図）
【特許文献２】
特願２００２−２０９６５０号公報
【非特許文献１】
エレクトロニクス実装学会誌，第４巻，第２号，ｐ．１４５−１４９
【非特許文献２】
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，第１１巻，ｐ．２５３−２６８
【非特許文献３】
エレクトロニクス実装学会誌，第４巻，第７号，ｐ．５９０〜５９６
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
コンデンサの重要な特性である容量は、コンデンサの対向電極面積に比例する。すなわち、製造時の容量ばらつきを抑制するためには、対向電極面積のばらつきを小さくすることが必要となる。前述した特許文献２に示す製造方法では、高誘電率材料からなる絶縁層に対向するコンデンサ電極の形成において、高誘電率材料を覆った金属箔を所望のパターンにエッチング除去して、あらかじめ形成した電極と対向するコンデンサ電極を形成する方法をとっている。しかしながらこの方法では、金属箔のエッチングばらつきにより、コンデンサの対向電極面積が変化し、コンデンサ容量にばらつきが発生してしまうことが問題となっていた。また、対向電極のずれによるコンデンサ容量のばらつきも問題となっていた。
【０００７】
上記を鑑みて、本発明は、従来と比較して容量ばらつきを低減したコンデンサを内蔵する多層配線板、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された穴と、少なくとも１層の絶縁層の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００の高誘電率材料からなり、該絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、対向する電極の少なくとも片側の厚みが１〜１８μｍの範囲であることを特徴とする多層配線板に関する。
【０００９】
また、本発明は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された穴と、少なくとも１層の絶縁層の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００の高誘電率材料からなり、該絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板の製造方法であって、電極の少なくとも片側の厚みを１〜１８μｍの範囲とし、かつパターン形成時、感光性レジストのパターン露光面積を１〜２５０ｃｍ２／回として、同一基板内に複数回露光することを特徴とする多層配線板の製造方法に関する。
【００１０】
本発明によれば、基板内のエッチングばらつきを抑制し、コンデンサ容量のばらつきを低減することが可能となる。
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の多層配線板は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された穴と、少なくとも１層の絶縁層の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００の高誘電率材料からなり、該絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、対向する電極の少なくとも片側の厚みが１〜１８μｍの範囲であることを特徴とするものである。このように、導体層厚みを限定することにより、パターニングの精度が向上し、エッチングばらつきを低減することができ、さらには位置ずれや寸法ばらつきをも抑制することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の多層配線板において、感光レジストのパターン露光時に発生しうる位置ずれにより、対向する両電極が重なり合う部分である対向電極面積が減少し、コンデンサの容量が低下することを抑制するために、１〜１８μｍの厚みを有する電極がこれに対向する電極の外周より内側にあることが好ましい。つまり、片側の電極を一方の電極が工程上位置ずれ得る範囲よりも大きくすることで、位置ずれによる容量変動を排除することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の多層配線板において、１〜１８μｍの厚みを有するコンデンサ電極の各側面と、これに対向する電極の各側面との最短となる水平距離が、それぞれ５０〜１００μｍの範囲であることが好ましい。上記水平距離が５０μｍ未満の場合、電極の位置ずれによる対向電極面積の減少が発生する可能性が高くなり、また、１００μｍを超える場合はコンデンサ電極のサイズが大きくなり、基板の大型化を招くため不経済である。なお、上記水平距離は、例えば、図９に示される距離ａ〜ｄを指し、図１１の斜線部に示すような、一方のコンデンサ電極から延びて、対向するコンデンサ電極と重なる配線部分については無視する。
【００１５】
また、本発明の多層配線板において、１〜１８μｍの厚みを有するコンデンサ電極の各側面と、該電極上に設けられた、任意の導体層間を電気的に接続する導体化された穴の外周部との最短となる水平距離が、それぞれ１００μｍ以上であることが好ましい。上記水平距離が１００μｍ未満では、１〜１８μｍの厚みを有する電極と任意の導体層を電気的に接続する穴との位置ずれにより、接続不良が発生する確率が高くなる。なお、上記水平距離は、例えば、図１０に示される距離ｅ〜ｈを指す。
【００１６】
また、本発明の多層配線板において、１〜１８μｍの厚みを有する電極が、導体層の不要部分をエッチング除去することにより形成されることが好ましい。勿論、本発明のコンデンサ電極は、めっきを用いるアディティブ工法やセミアディティブ工法によっても形成することが可能であるが、エッチングを用いるサブトラクト工法で形成する方が経済的に有利であり、位置ずれや寸法ばらつき等の抑制をも期待することができる。
【００１７】
また、本発明の多層配線板のコンデンサに用いる高誘電率材料は、少なくとも絶縁樹脂および高誘電率充填材を含む樹脂組成物である。該絶縁樹脂としては、特に限定されないが、半硬化状態で用いることが可能であり、かつ硬化後には絶縁性の優れた高誘電率材料を提供することができるエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００１８】
エポキシ樹脂としては、硬化して接着作用を呈するものであればよいが、好ましくは二官能以上で、分子量が５０００未満、より好ましくは３０００未満のエポキシ樹脂を使用する。二官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型樹脂等が例示される。ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型液状樹脂は、油化シェルエポキシ株式会社から、エピコート８０７、エピコート８２７、エピコート８２８という商品名で市販されている。また、ダウケミカル日本株式会社からは、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１という商品名で市販されている。さらに、東都化成株式会社から、ＹＤ８１２５、ＹＤＦ８１７０という商品名で市販されている。
【００１９】
また、高Ｔｇ化を目的に多官能エポキシ樹脂を加えてもよく、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が例示される。フェノールノボラック型エポキシ樹脂は、日本化薬株式会社から、ＥＰＰＮ−２０１という商品名で市販されている。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、住友化学工業株式会社から、ＥＳＣＮ−１９０、ＥＳＣＮ−１９５という商品名で市販されている。また、前記日本化薬株式会社から、ＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０２５、ＥＯＣＮ１０２７という商品名で市販されている。さらに、前記東都化成株式会社から、ＹＤＣＮ７０１、ＹＤＣＮ７０２、ＹＤＣＮ７０３、ＹＤＣＮ７０４という商品名で市販されている。
【００２０】
また、上記エポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤としては、通常用いられているものを使用することでき、特に限定されないが、例えば、アミン、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィッド、三弗化硼素及びフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有する化合物であるビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等が挙げられる。特に吸湿時の耐電食性に優れるためフェノール樹脂であるフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂等を用いるのが好ましい。好ましいとした硬化剤は、大日本インキ化学工業株式会社から、プライオーフェンＬＦ２８８２、フェノライトＴＤ−２０９０、フェノライトＴＤ−２１４９、フェノライトＶＨ４１５０、フェノライトＶＨ４１７０という商品名で市販されている。
【００２１】
さらに、硬化剤とともに従来公知の硬化促進剤を用いることができ、該硬化促進剤としては、各種イミダゾール類を用いることが好ましい。イミダゾールとしては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等が挙げられる。このようなイミダゾール類は、四国化成工業株式会社から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳという商品名で市販されている。
【００２２】
高誘電率充填材としては、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、二酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸鉛等を挙げることができ、これらは単独でも二種以上同時に用いてもよい。特に比誘電率が５０以上のものを用いることが好ましい。また、上記のような高誘電率充填材の一種以上を重量比で絶縁樹脂１００に対して３００〜３０００配合することが好ましい。
【００２３】
また、本発明で用いる高誘電率材料の取り扱い性を向上させるために、エポキシ基、アミド基、カルボキシル基、シアネート基、ヒドロキシ基等の少なくとも一種類の官能基を有する重量平均分子量が１万〜８０万である高分子量樹脂を配合することが好ましい。重量平均分子量が１万以上であるとＢステージにおける高誘電率材料のタック性の低減や硬化時の可撓性を向上させることができる。また、重量平均分子量が８０万を超えると高誘電率充填材を均一に分散することが困難となる。このような高分子量樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、高分子量エポキシ樹脂、超高分子量エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、官能基含有反応性ゴムなどが挙げられる。上記フェノキシ樹脂は、東都化成株式会社から、フェノトートＹＰ−４０、フェノトートＹＰ−５０という商品名で市販されている。また、フェノキシアソシエート社から、ＰＫＨＣ、ＰＫＨＨ、ＰＫＨＪいう商品名で市販されている。上記高分子量エポキシ樹脂は、重量平均分子量が３万〜８万の高分子量エポキシ樹脂、さらには、重量平均分子量が８万を超える超高分子量エポキシ樹脂（特公平７−５９６１７号、特公平７−５９６１８号、特公平７−５９６１９号、特公平７−５９６２０号、特公平７−６４９１１号、特公平７−６８３２７号公報参照）があり、何れも日立化成工業株式会社で製造している。上記ポリアミドイミド樹脂は、日立化成工業株式会社からＫＳ９０００シリーズという商品名で市販されている。上記官能基含有反応性ゴムとしては、カルボキシル基含有アクリルゴムが帝国化学産業株式会社から、ＨＴＲ−８６０Ｐという商品名で、エポキシ基含有アクリルゴムがＨＴＲ−８６０Ｐ−３という商品名で市販されている。
【００２４】
さらに、本発明で用いる高誘電率材料に分散剤を加えても良い。用いることのできる分散剤としては、市販されている非シリコーン系の分散剤など従来公知のものであればよく、特に限定されない。また、その配合量は、実験により適宜決定すればよい。
【００２５】
上記のような組成よりなる高誘電率材料は、メチルエチルケトン等の有機溶剤と混合してワニス状とし、これを導体層となる金属箔に塗布、乾燥し、シート状にして使用に供することが好ましい。ここで用いる金属箔としては、例えば、銅、アルミなどが挙げられ、その厚さは、該金属箔がコンデンサ電極を含む導体パターンとなる場合には、少なくともその片側を前述の通り１〜１８μｍの範囲とし、該金属箔がその他の導体層となる場合には、特に限定されないが、１〜３５μｍであることが好ましい。また、該金属箔に金属めっきを施さないことにより、金属箔厚みの増加を抑制することが可能となる。
【００２６】
また、上記高誘電率材料の１２０℃における溶融粘度は１００〜２００Ｐａ・Ｓであることが好ましい。最低溶融粘度が１００Ｐａ・Ｓよりも低い場合にはフローが大きいため厚みのばらつきが大きくなり、２００Ｐａ・Ｓよりも高い場合には接着性が低下する。
【００２７】
本発明において、上記高誘電率材料からなる絶縁層以外の箇所の絶縁層に用いる絶縁樹脂としては、特に制限されないが、高誘電率材料と異なる絶縁樹脂を用いることが好ましく、さらにはガラス基材で補強され、かつ樹脂中に無機フィラーが添加されているものが好ましい。ガラス基材で補強されることにより、絶縁層の厚みが１５０μｍ以上であっても、ガラス基材がない場合に比べて、その厚み制御が容易である。また、無機フィラーが添加されることにより、ガラス基材の影響による表面のうねりが低減され、高周波特性に優れた平滑な表面を有する多層配線板を得ることができる。ガラス基材で補強され、かつ無機フィラーが添加された樹脂としては、市販のものとして、ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ、ＭＣＬ−ＢＥ−６７Ｇ（Ｈ）（以上、日立化成工業株式会社製、商品名）やＣＳ−３３５５Ｓ、ＣＳ−３３５７Ｓ（以上、利昌工業株式会社製、商品名）などの銅張積層板やＧＥＡ−６７９Ｆ、ＧＥＡ−６７ＢＥ（Ｈ）（以上、日立化成工業株式会社製、商品名）、ＥＳ−３３０５Ｓ（利昌工業株式会社製、商品名）などの層間接着絶縁材料を使用できる。
【００２８】
また、多層配線板の導体パターン間の凹部を絶縁樹脂で充填し、あらかじめ高誘電率材料層が形成される基板表面を平坦にしておくことが好ましい。このように平坦化しておくことで、厚みの薄い高誘電材料を厚み精度よく配置することが可能となる。
【００２９】
また、本発明の多層配線板は、コンデンサと併せてインダクタをも有しうる。インダクタは導体層をエッチング処理して形成され、好ましくはコンデンサの電極を含む導体パターンに形成される。また、該インダクタは導体パターンのライン幅が細い方がインダクタンス密度が高くなるため、他の導体層よりも厚みが薄く、かつその厚みが１〜１２μｍであることが好ましい。
【００３０】
また、本発明の多層配線板を製造する方法について、導体パターン形成時、感光性レジストのパターン露光面積を１〜２５０ｃｍ２／回として、同一基板内に複数回露光する。特に、１〜１８μｍの厚みを有するコンデンサ電極を含む導体パターンを形成する際に複数回の露光を行うことが好ましい。１回の露光面積を１ｃｍ２未満とすると露光回数が増加し、製造タクトが長くなってコストが増加する。一方、１回の露光面積が２５０ｃｍ２を超えるとパターンの位置ずれ低減が困難となる。また、１回の露光面積を１０〜２００ｃｍ２とすることがより好ましく、これにより位置ずれ低減と製造タクト抑制の両立が容易となる。さらに、１回の露光面積を５０〜１５０ｃｍ２とすることが特に好ましく、位置ずれ低減および製造タクト抑制に対して最適な効果を得ることができる。このように１回の露光面積を小さくして複数回露光を行う分割露光方式を用いることにより、通常の多層配線板製造で用いる大型基板において、基板の伸縮などに起因して発生するパターンの位置ずれに対し、露光時に発生する導体パターンの位置ずれを低減させることが可能となる。
【００３１】
また、本発明の多層配線板を製造する方法について、感光性レジストのパターン露光する工程において、ソーダガラスなどの無機物を基材とするフォトマスクを使用することが好ましい。これにより感光性レジストの露光・現像後パターン精度が向上し、コンデンサ電極を含む導体パターン精度を向上するものである。
【００３２】
以下に、実施例によってさらに本発明を詳細に説明する。
【００３３】
【実施例】
銅箔付高誘電率樹脂シート１
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂（分子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を使用）２４重量部、硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率フィラーとして平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）１３００重量部および平均粒径０．６μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＨＰＢＴ−１を使用）４００重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）１１．２重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えてビーズミルを用いて１０００回転／分で１時間撹拌混合し、２００メッシュのナイロン布でろ過した後に真空脱気した。この接着剤ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が１０μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔付高誘電率樹脂シートを作製した。
【００３４】
このＢステージ状態の樹脂シートを１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００３５】
銅箔付高誘電率樹脂シート２
接着剤ワニスを塗布する電解銅箔を３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製のＭＴ３５Ｓ３を使用）に替えた以外は銅箔付高誘電率樹脂シート１と同様な工程により銅箔付高誘電率樹脂シートを得た。
【００３６】
このＢステージ状態の樹脂シートを１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００３７】
銅箔付高誘電率樹脂シート３
接着剤ワニスを塗布する電解銅箔を厚み９μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−９を使用）に替えた以外は銅箔付高誘電率樹脂シート１と同様な工程により銅箔付高誘電率樹脂シートを得た。
【００３８】
このＢステージ状態の樹脂シートを１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００３９】
銅箔付高誘電率樹脂シート４
接着剤ワニスを塗布する電解銅箔を厚み１８μｍの電解銅箔（古河サーキッ
フォイル株式会社製のＧＴＳ−１８を使用）に替えた以外は銅箔付高誘電率樹脂シート１と同様な工程により銅箔付高誘電率樹脂シートを得た。
【００４０】
このＢステージ状態の樹脂シートを１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００４１】
銅箔付高誘電率樹脂シート５
接着剤ワニスを塗布する電解銅箔を厚み３５μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−３５を使用）に替えた以外は銅箔付高誘電率樹脂シート１と同様な工程により銅箔付高誘電率樹脂シートを得た。
【００４２】
このＢステージ状態の樹脂シートを１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００４３】
実施例１
銅箔厚３μｍ、板厚０．２ｍｍ、基板サイズ５００×３３３ｃｍの両面銅箔張ガラスエポキシ積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）に所望のドリル穴明けを行った。この基板に超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、ドリル穴内壁と銅箔表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。この基板のドリル穴内にスクリーン印刷によりペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を充填し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この基板に触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、基板表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板をバフブラシで研磨後、感光性ドライフィルムＨ−９０４０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートし、この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのエッチングレジストを、株式会社オーク製作所製ＥＸＭ−１３５０Ｂ型自動平行露光機にて露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像した後、塩化第二鉄液にて不要な銅をエッチング除去し、水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。
【００４４】
この回路板表面にロールコータを用いてペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を基板絶縁層表面から約４０μｍ、回路パターン表面から約５μｍ塗布し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより回路パターン表面が現れるまで研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この回路板の回路表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。
【００４５】
この回路板の片面に銅箔付き高誘電率樹脂シート１を温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した。
【００４６】
この基板をバフブラシ研磨した後、感光性ドライフィルムＨ−９０４０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートした。この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのエッチングレジストを、ウシオ電機株式会社製ＵＸ−５０３８ＳＣ型分割投影露光機にて、ソーダガラスを基材とするフォトマスクを使用して１０ｃｍ四方のパターンに分割して露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像した後、塩化第二鉄液にて不要な銅をエッチング除去し、水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。このようにして図２に示す構造のコンデンサを得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極および下部電極共に１．０×０．７５ｍｍとして形成した。
【００４７】
この回路板の回路表面に、次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。（１）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）、（２）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）を２枚、（３）回路板、（４）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆを２枚、（５）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）の順に重ね、温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した。キャリア銅箔を剥がし、不要な基板端部を切断後、この基板の表面に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅箔をエッチング除去して、所望の箇所にφ０．１５ｍｍの窓穴を形成した。
【００４８】
この基板表面に設けた窓穴の箇所に三菱電機株式会社製ＭＬ５０５ＧＴ型炭酸ガスレーザを用いて、出力パワー２６ｍＪ、パルス幅１００μｓ、ショット数６回の条件でレーザ穴明けを行った。超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、洗浄触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、レーザ穴内壁と銅箔表面に約２０μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面のパッドや回路パターンなど必要な箇所にエッチングレジストを形成し、不要な銅をエッチング除去して、外層回路を形成した。
【００４９】
この基板表面にソルダーレジストＰＳＲ−４０００ ＡＵＳ５（太陽インキ製造株式会社、商品名）をロールコータで３０μｍ塗布、乾燥後に露光・現像して所望の箇所にソルダーレジストを形成した。その後、３μｍの無電解ニッケルめっきと０．１μｍの無電解金めっきを外層回路パターン露出部表面層に形成して、図１に示すような多層配線板を得た。
【００５０】
実施例２
実施例１と同様な工程により図３に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極を１．０×０．７５ｍｍ、下部電極を１．０５×０．７５５ｍｍとして形成した。
【００５１】
実施例３
実施例１と同様な工程により図４に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極を１．０×０．７５ｍｍ、下部電極を１．１×０．８５ｍｍとして形成した。
【００５２】
実施例４
実施例１と同様な工程により図５に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極を１．０×０．７５ｍｍ、下部電極を１．２×０．９５ｍｍとして形成した。
【００５３】
実施例５
実施例１と同様な工程により図６に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極を１．０×０．７５ｍｍ、下部電極を１．４×１．１５ｍｍとして形成した。
【００５４】
実施例６
銅箔厚３μｍ、板厚０．２ｍｍ、基板サイズ５００×３３３ｃｍの両面銅箔張ガラスエポキシ積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）に所望のドリル穴明けを行った。この基板に超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、ドリル穴内壁と銅箔表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。この基板のドリル穴内にスクリーン印刷によりペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を充填し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この基板に触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、基板表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板をバフブラシで研磨後、感光性ドライフィルムＨ−９０４０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートし、この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのエッチングレジストを、株式会社オーク製作所製ＥＸＭ−１３５０Ｂ型自動平行露光機にて露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像した後、塩化第二鉄液にて不要な銅をエッチング除去し、水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。
【００５５】
この回路板表面にロールコータを用いてペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を基板絶縁層表面から約４０μｍ、回路パターン表面から約５μｍ塗布し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより回路パターン表面が現れるまで研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この回路板の回路表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。
【００５６】
この回路板の片面に銅箔付き高誘電率樹脂シート２を温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した後、キャリア銅箔を剥がした。
【００５７】
この基板をバフブラシ研磨した後、感光性ドライフィルムＨ−９０３０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートした。この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのめっきレジストを、ウシオ電機株式会社製ＵＸ−５０３８ＳＣ型分割投影露光機にて、ソーダガラスを基材とするフォトマスクを使用して１０ｃｍ四方のパターンに分割して露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像し、電気銅めっきにて銅箔表面に約１５μｍの電解銅めっき層を形成した。この基板を水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離し、硫酸・過酸化水素混合溶液で下地銅をエッチング除去してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。このようにして図７に示す構造のコンデンサを得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極を１．０×０．７５ｍｍ、下部電極を１．１×０．８５ｍｍとして形成した。
【００５８】
この回路板の回路表面に、次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。（１）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）、（２）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）を２枚、（３）回路板、（４）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆを２枚、（５）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）の順に重ね、温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した。キャリア銅箔を剥がし、不要な基板端部を切断後、この基板の表面に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅箔をエッチング除去して、所望の箇所にφ０．１５ｍｍの窓穴を形成した。
【００５９】
この基板表面に設けた窓穴の箇所に三菱電機株式会社製ＭＬ５０５ＧＴ型炭酸ガスレーザを用いて、出力パワー２６ｍＪ、パルス幅１００μｓ、ショット数６回の条件でレーザ穴明けを行った。超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、洗浄触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、レーザ穴内壁と銅箔表面に約２０μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面のパッドや回路パターンなど必要な箇所にエッチングレジストを形成し、不要な銅をエッチング除去して、外層回路を形成した。
【００６０】
この基板表面にソルダーレジストＰＳＲ−４０００ ＡＵＳ５（太陽インキ製造株式会社、商品名）をロールコータで３０μｍ塗布、乾燥後に露光・現像して所望の箇所にソルダーレジストを形成した。その後、３μｍの無電解ニッケルめっきと０．１μｍの無電解金めっきを外層回路パターン露出部表面層に形成して、図１に示すような多層配線板を得た。
【００６１】
実施例７
分割投影露光機の使用に際して、パターンを５ｃｍ四方に分割して露光した以外は実施例１と同様な工程により、図２に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。
【００６２】
実施例８
分割投影露光機の使用に際して、パターンを１５ｃｍ四方に分割して露光した以外は実施例１と同様な工程により、図２に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。
【００６３】
実施例９
高誘電率樹脂シート１の替わりに高誘電率樹脂シート３を用いた以外は、実施例１と同様な工程により、図２に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。
【００６４】
実施例１０
高誘電率樹脂シート１の替わりに高誘電率樹脂シート４を用いた以外は、実施例１と同様な工程により、図２に示す構造のコンデンサを有する多層配線板を得た。
【００６５】
比較例１
銅箔厚３μｍ、板厚０．２ｍｍ、基板サイズ５００×３３３ｃｍの両面銅箔張ガラスエポキシ積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）に所望のドリル穴明けを行った。この基板に超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、ドリル穴内壁と銅箔表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。この基板のドリル穴内にスクリーン印刷によりペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を充填し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この基板に触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、基板表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板をバフブラシで研磨後、感光性ドライフィルムＨ−９０４０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートし、この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのエッチングレジストを、株式会社オーク製作所製ＥＸＭ−１３５０Ｂ型自動平行露光機にて露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像した後、塩化第二鉄液にて不要な銅をエッチング除去し、水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。
【００６６】
この回路板表面にロールコータを用いてペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を基板絶縁層表面から約４０μｍ、回路パターン表面から約５μｍ塗布し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより回路パターン表面が現れるまで研磨し、余分な絶縁材料を除去した。この回路板の回路表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。
【００６７】
この回路板の片面に銅箔付き高誘電率樹脂シート５を温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した。
【００６８】
この基板をバフブラシ研磨した後、感光性ドライフィルムＨ−９０４０（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートした。この基板表面にコンデンサ電極を含む導体パターンのエッチングレジストを、株式会社オーク製作所製ＥＸＭ−１３５０Ｂ型自動平行露光機にて、ポリエステルを基材とするフォトマスクを使用して一括露光した。この基板を炭酸ナトリウム水溶液にて現像した後、塩化第二鉄液にて不要な銅をエッチング除去し、水酸化ナトリウム水溶液にてレジスト剥離してコンデンサの電極を含む回路パターンを有する回路板を作製した。このようにして図８に示す構造のコンデンサを得た。コンデンサの電極サイズは、上部電極および下部電極共に１．０×０．７５ｍｍとして形成した。
【００６９】
この回路板の回路表面に、次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。（１）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）、（２）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）を２枚、（３）回路板、（４）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆを２枚、（５）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）の順に重ね、温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した。キャリア銅箔を剥がし、不要な基板端部を切断後、この基板の表面に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅箔をエッチング除去して、所望の箇所にφ０．１５ｍｍの窓穴を形成した。
【００７０】
この基板表面に設けた窓穴の箇所に三菱電機株式会社製ＭＬ５０５ＧＴ型炭酸ガスレーザを用いて、出力パワー２６ｍＪ、パルス幅１００μｓ、ショット数６回の条件でレーザ穴明けを行った。超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、洗浄触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、レーザ穴内壁と銅箔表面に約２０μｍの無電解銅めっき層を形成した。この基板表面のパッドや回路パターンなど必要な箇所にエッチングレジストを形成し、不要な銅をエッチング除去して、外層回路を形成した。
【００７１】
この基板表面にソルダーレジストＰＳＲ−４０００ ＡＵＳ５（太陽インキ製造株式会社、商品名）をロールコータで３０μｍ塗布、乾燥後に露光・現像して所望の箇所にソルダーレジストを形成した。その後、３μｍの無電解ニッケルめっきと０．１μｍの無電解金めっきを外層回路パターン露出部表面層に形成して、図１に示すような多層配線板を得た。
【００７２】
上記のように作製した各多層配線板ついて、それぞれのコンデンサ部分を切り出してエポキシ樹脂で注型し、基板断面を研磨した。そして、スケーラー機能付顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ製ＭＸ５０）を用いて該断面よりコンデンサの対向電極同士の位置ずれ量と上部電極面積を測定した。測定サンプル数は各多層配線板とも１２サンプルとした。結果を表１および表２に示す。
【００７３】
【表１】
【表２】
表１において、対向電極パターン同士の位置ずれ量は、実施例１，７および８において５０μｍ未満であったが、比較例では８０μｍ以上となった。また、表２において、上部電極のばらつきは、実施例１，９および１０では±１％前後であったが、比較例ではばらつきが大きく±２．６％となった。この結果は、実施例１〜１０の多層配線板製造時、電極の導体厚みを薄くし、エッチングばらつきを低減したこと、およびガラス基材の高精度フォトマスクを用い、分割露光方式により露光し、導体パターン形成を行ったことによる。
【００７６】
次に、表１および表２の結果を用い、計算によりコンデンサの容量ばらつきを算出した。結果を表３に示す。
【００７７】
【表３】
表３から、実施例１〜１０のコンデンサの容量ばらつきは、いずれも比較例のそれより小さいことがわかる。また、実施例３〜５の中で優位差が見られないことから、感光性レジスト露光時の位置ばらつきを考慮した上で、下部電極面積を最小に設計してコンデンサ部の占有面積を小さくすることが可能であり、好ましいということがわかる。また、サブトラクト工法を用いた実施例３とセミアディティブ工法を用いた実施例６の比較において優位差が見られないことから、経済的に有利なサブトラクト工法によってコンデンサ電極を含む導体パターンを形成することが可能であり、好ましいということがわかる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来と比較して容量ばらつきを低減したコンデンサを内蔵する多層配線板、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例により作製された多層配線板の断面図である。
【図２】本発明の実施例１および７〜１０により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例５により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例６により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の比較例１により作製されたコンデンサ電極の構造を示す断面図である。
【図９】本発明の１〜１８μｍの厚みを有する電極の各側面と、これに対向する電極の各側面との最短となる水平距離を示す模式図。
【図１０】本発明の１〜１８μｍの厚みを有する電極の各側面と、該電極上に設けられた穴の外周部との最短となる水平距離を示す模式図。
【図１１】図９の最短となる水平距離として考慮しない部分（斜線部）を示す模式図。
【符号の説明】
１．コンデンサ
２．高誘電率樹脂
３．平坦化樹脂
４．穴埋め樹脂
５．めっき銅
６．銅箔
７．銅箔
８．めっき銅基材
９．銅箔
１０．基材
１１．基材（プリプレグ）
１２．めっき銅
１３．銅箔
１４．厚みが１〜１８μｍのコンデンサ電極
１５．電極１４に対向するコンデンサ電極
１６．電極１４に設けられた導体化された穴
１７．配線
Claims (9)
- 複数の絶縁層と、複数の導体層と、前記複数の導体層を電気的に接続する導体化された穴と、少なくとも１層の前記絶縁層の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００の高誘電率材料からなり、該絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、対向する前記電極の少なくとも片側の厚みが１〜１８μｍの範囲であることを特徴とする多層配線板。
- 前記１〜１８μｍの厚みを有する電極が、これに対向する電極の外周より内側にあることを特徴とする請求項１記載の多層配線板。
- 前記１〜１８μｍの厚みを有する電極の各側面と、これに対向する電極の各側面との最短となる水平距離が、それぞれ５０〜１００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２記載の多層配線板。
- 前記１〜１８μｍの厚みを有する電極の各側面と、該電極上に設けられた、任意の導体層間を電気的に接続する導体化された穴の外周部との最短となる水平距離が、それぞれ１００μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の多層配線板。
- 前記１〜１８μｍの厚みを有する電極が、導体層の不要部分をエッチング除去することにより形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の多層配線板。
- 複数の絶縁層と、複数の導体層と、前記複数の導体層を電気的に接続する導体化されたと、少なくとも１層の前記絶縁層の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００の高誘電率材料からなり、該絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板の製造方法であって、前記電極の少なくとも片側の厚みを１〜１８μｍの範囲とし、かつ導体パターン形成時、感光性レジストのパターン露光面積を１〜２５０ｃｍ２／回として、同一基板内に複数回露光することを特徴とする多層配線板の製造方法。
- 前記１〜１８μｍの厚さを有する電極を含む導体パターン形成時に前記複数回の露光を行うことを特徴とする請求項６記載の多層配線板の製造方法。
- 感光性レジストのパターン露光時に無機物からなるフォトマスクを使用することを特徴とする請求項６または７記載の多層配線板の製造方法。
- 前記電極を含む導体パターンを導体層の不要部分をエッチング除去して形成することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項記載の多層配線板の製造方法。
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-
2002
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