JP2004214433A

JP2004214433A - プリント配線板、半導体装置およびプリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2004214433A
Application number: JP2003000144A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Uchiumi; 茂内海; Seiji Oka; 誠次岡; Hidenori Tsuruse; 英紀鶴瀬; Kenji Muraki; 健志村木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2003-01-06
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2023-01-06
Also published as: JP3795460B2

Abstract

【課題】ばらつきのない所望の容量密度で形成されるとともに、互いに向い合う電極間で発生する短絡を確実に防止できるコンデンサを内臓するプリント配線板、そのプリント配線板を備える半導体装置、およびそのプリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】プリント配線板２０は、互いに向い合う導電体膜２および５と、導電体膜２と導電体膜５との間に設けられ、導電体膜２および５の少なくとも一方に接触する接着剤３と、導電体膜２と導電体膜５との間に設けられ、接着剤３が流動性を有する条件下で固体状態にあるフィルム状誘電体膜４とを備える。接着剤３、ならびにフィルム状誘電体膜４の厚みをＴ１およびＴ２とすると、０＜Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４の関係を満たす。
【選択図】図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的には、プリント配線板、プリント配線板を備える半導体装置、およびプリント配線板の製造方法に関し、より特定的には、コンデンサ素子を内蔵したプリント配線板、そのプリント配線板を備える半導体装置、およびそのプリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線の高密度化を図った多層プリント配線板は、いわゆるビルドアップ工法という製法で製造されている。ビルドアップ工法による多層プリント配線板の製造工程では、コア基板に絶縁体層と導電体層とを順に多層に積み上げる。この際、逐次所定の位置に孔をあけ、この孔に導電性樹脂を充填したり金属メッキを施すことによって層間の電気的な接続を得る。スルーホールによって層間を電気的に接続する方法では、全ての導電体層を貫通する孔をあける必要があるのに対して、ビルドアップ工法では、電気的な接続が必要となる導電体層間にのみ孔をあければ良い。このため、ビルドアップ工法によって製造された多層プリント配線板によれば配線の高密度化を実現することができる。
【０００３】
このような多層プリント配線板において、互いに向い合う導電体層をコンデンサ電極とし、この互いに向い合う導電体層の間に設けられた絶縁体層を誘電体とした平行平板のコンデンサを内蔵する場合がある。そして、このようにコンデンサを内蔵した多層プリント配線板が、特許第２７３８５９０号明細書に容量性印刷配線板として開示されている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に開示されている容量性印刷配線板は、印刷配線基板の内部にコンデンサ積層体を備える。コンデンサ積層体は、所定の間隔を隔てて設けられた一対の導電性シートと、一対の導電性シートの間に設けられた誘電性シートから構成されている。導電性シートは、導電性材料、好ましくは銅から形成されており、誘電性シートは、たとえばエポキシが満たされたセラミックから形成されている。容量性印刷配線板の表面にはデバイスが取り付けられており、デバイスは電源線および接地線を介して一対の導電性シートに接続されている。
【０００５】
また、コンデンサを内蔵した多層プリント配線板が、特開２００２−２０４０７３号公報に多層板として開示されている（特許文献２）。
【０００６】
特許文献２に開示されている多層板は、表面に回路が形成されたフィルムと、フィルムの両面に設けられた繊維補強樹脂層と、繊維補強樹脂層上に設けられた外層回路とを備える。フィルムにコンデンサ回路を形成するために、フィルムにはたとえば鉛ジルコネートチタネート（ＰＺＴ）などの高誘電率の無機粉末が充填される。この場合、薄く、厚みが一定であるフィルムを使用することによって、コンデンサの容量を大きく一定に保つことができる。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２７３８５９０号明細書
【０００８】
【特許文献２】
特開２００２−２０４０７３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１で開示されている容量性印刷配線板では、コンデンサ積層体の誘電体としての役割を果たす誘電性シートに熱硬化性樹脂であるエポキシを使用している。コンデンサ積層体を製造する際には、一対の導電性シートの間に流動性をもった状態のエポキシを配置し、一対の導電性シート間の距離が所定の値になるまで一対の導電性シートをプレスする。その後エポキシに熱を加えることによってエポキシを硬化させコンデンサ積層体を完成させる。
【００１０】
しかし、流動性をもったエポキシを配置した状態で一対の導電性シート間の距離を正確に制御することは困難である。つまり、一対の導電性シートをプレスする工程時、一対の導電性シート間に配置されたエポキシのうち余分な部分が、導電性シートの中央部から外周部へ移動し外部へ排出される。このため、導電性シートの中央部では誘電性シートの厚みが大きくなり、外周部では誘電性シートの厚みが小さくなる傾向がある。コンデンサの容量密度は一対の導電性シート間の距離と誘電性シートの誘電率とによって決定されることから、一対の導電性シート間の距離が正確に制御されないことによって、コンデンサを所望の容量密度で形成できなかったりコンデンサの容量密度にばらつきが生じたりする問題が発生する。
【００１１】
また、コンデンサの容量密度を大きくするためには、一対の導電性シート間の距離を小さくする必要がある。しかし、上述のとおり、一対の導電性シート間の距離を正確に制御することは困難であることから、予定している距離より近づきすぎた部分が発生する場合がある。この場合、その部分における誘電性シートにピンホール、クラックまたはボイドなどの欠陥が発生したり、一対の導電性シートが互いに接触し短絡が生じるおそれがある。特に、導電性シートの外周部では誘電体シートの膜厚が小さくなる傾向にあるため、このような問題が発生しやすくコンデンサの耐電圧を十分に確保することができない。
【００１２】
また、特許文献２に開示されている多層板では、フィルムに高誘電率の無機粉末が充填されてコンデンサ回路が形成されている。しかし、この高誘電率の無機粉末は通常エポキシ樹脂などに添加され、流動性をもった状態でフィルムに充填される。このため、上述に説明した問題が同様に発生するおそれがある。
【００１３】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ばらつきのない所望の容量密度で形成されるとともに、互いに向い合う電極間で発生する短絡を確実に防止できるコンデンサを内蔵するプリント配線板、そのプリント配線板を備える半導体装置、およびそのプリント配線板の製造方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に従ったプリント配線板は、互いに向い合う第１および第２の導電体膜と、第１の導電体膜と第２の導電体膜との間に設けられ、第１および第２の導電体膜の少なくとも一方に接触する第１の誘電体膜と、第１の導電体膜と第２の導電体膜との間に設けられ、第１の誘電体膜が流動性を有する条件下で固体状態にある第２の誘電体膜とを備える。第１および第２の誘電体膜の厚みをＴ１およびＴ２とすると、０＜Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４の関係を満たす。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるプリント配線板を示す断面図である。図１を参照して、プリント配線板１０は、主表面１ａを有する基材１と、基材１の主表面１ａ上に設けられた導電体膜２と、基材１および導電体膜２に向い合う基材６および導電体膜５と、導電体膜２および５の間に設けられた接着剤３ａ、フィルム状誘電体膜４および接着剤３ｂとを備える。プリント配線板１０の内部には、互いに向い合う導電体膜２および５を電極とし、この電極間に設けられた接着剤３ａ、フィルム状誘電体膜４および接着剤３ｂを誘電体とするコンデンサが構成されている。
【００１７】
基材１の主表面１ａ上には、主表面１ａから突出するように導電体膜２が設けられている。基材１はガラスエポキシから形成されている。導電体膜２は、銅から形成されておりＴ３の厚みを有する。なお、本実施の形態では、基材１をガラスエポキシから形成したが、ガラスエポキシにかえてガラスビスマレイミドトリアジン、ガラスポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、紙フェノールまたはアルミナなどから形成しても良い。
【００１８】
導電体膜２から露出した基材１の主表面１ａおよび導電体膜２を覆うように、接着剤３ｂが設けられている。接着剤３ｂ上にはフィルム状誘電体膜４および接着剤３ａが順次積層されて設けられている。接着剤３ａの頂面は平坦に形成されている。
【００１９】
接着剤３ａおよび３ｂは、温度１５０（℃）において１×１０^５（Ｐ）の粘度を有し、温度１８０（℃）で硬化する熱硬化性のエポキシ樹脂から形成されている。フィルム状誘電体膜４は、比誘電率が３であるポリフェニレンサルファイドから形成されている。接着剤３ａおよび３ｂが所定の位置に積層されるプリント配線板１０の製造工程時において、接着剤３ａおよび３ｂは流動性を有する。接着剤３ａおよび３ｂが流動性を有する条件下において、フィルム状誘電体膜４は固体状態にある。
【００２０】
なお、接着剤３ａおよび３ｂを、積層時の条件下において流動性を有し、導電体膜２、基材１およびフィルム状誘電体膜４との接着性に優れた他の材料から形成しても良い。そのような材料としては、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、ポリアクリル樹脂、ウレア樹脂またはフェノール樹脂などが挙げられる。
【００２１】
また、フィルム状誘電体膜４を、接着剤３ａおよび３ｂが流動性を有する条件下において溶融または分解しない他の材料から形成しても良い。そのような材料としては、ポリフェニルスルフォン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニルオキサイド、ポリアミド、ポリカーボネート、液晶ポリエステル、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリシラン、ポリエチルエーテルケトン、アセテートまたはポリプロピレンなどが挙げられる。
【００２２】
接着剤３ａの頂面上には、導電体膜２と向い合う位置に導電体膜５が設けられている。導電体膜５は銅から形成されている。導電体膜５から露出した接着剤３ａの頂面および導電体膜５を覆うように、基材６が設けられている。基材６は、基材１と同様にガラスエポキシなどの材料から形成されている。なお、本実施の形態では、導電体膜２および５を銅から形成したが、コンデンサの電極として機能するために十分な導電性を有する材料から形成しても良い。そのような材料としては、ほかの金属またはポリチオフェンに代表される導電性高分子膜などが挙げられる。
【００２３】
導電体膜２および５が向い合う位置に設けられた接着剤３ｂ、フィルム状誘電体膜４および接着剤３ａは、それぞれＴ１ｂ、Ｔ２およびＴ１ａの厚みを有する。接着剤３ａおよび３ｂによって接着剤３が構成されており、接着剤３はＴ１＝Ｔ１ａ＋Ｔ１ｂの厚みを有する。すなわち、導電体膜２および５の間には、Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２の厚みを有する誘電体膜が設けられている。この誘電体膜の厚みに対する接着剤３の厚みの割合Ｔ１／Ｔは、０＜Ｔ１／Ｔ≦０．４の関係を満たしている。
【００２４】
互いに向い合う導電体膜２および５と、導電体膜２および５の間に設けられた接着剤３ａおよび３ｂならびにフィルム状誘電体膜４とによって構成されるコンデンサの容量密度は、以下に示す（１）式で求められる。なお、コンデンサの容量密度とは、コンデンサの単位面積当たりの静電容量をいう。また、接着剤３ａおよび３ｂならびにフィルム状誘電体膜４の間には誘電率の加成則が成立するため、（１）式中の誘電体膜の誘電率εを求めることができる。
【００２５】
コンデンサの容量密度＝誘電体膜の誘電率ε／誘電体膜の厚みＴ（１）
したがって、誘電体膜の厚みに対する接着剤３の厚みの割合が０＜Ｔ１／Ｔ≦０．４の関係を満たすことを条件に、誘電体膜を構成する接着剤３ａおよび３ｂ、ならびにフィルム状誘電体膜４の厚みを所定の厚みにすることによりコンデンサで所望の容量密度を得ることができる。さらに、本実施の形態では、フィルム状誘電体膜４をポリフェニレンサルファイドから形成し、接着剤３をガラスエポキシから形成したが、フィルム状誘電体膜４および接着剤３を適当な誘電率を有する材料から形成することによって、コンデンサの容量密度を所望の値にすることができる。
【００２６】
この発明の実施の形態１に従ったプリント配線板１０は、互いに向い合う第１および第２の導電体膜としての導電体膜２および５と、導電体膜２と導電体膜５との間に設けられ、導電体膜２および５の少なくとも一方に接触する第１の誘電体膜としての接着剤３ａおよび３ｂと、導電体膜２と導電体膜５との間に設けられ、接着剤３ａおよび３ｂが流動性を有する条件下で固体状態にある第２の誘電体膜としてのフィルム状誘電体膜４とを備える。接着剤３ａおよび３ｂならびにフィルム状誘電体膜４の厚みをＴ１およびＴ２とすると、０＜Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４の関係を満たす。
【００２７】
プリント配線板１０は、導電体膜２が突出して設けられた主表面１ａを有する基材１をさらに備える。接着剤３ｂは、導電体膜２および主表面１ａを覆うように設けられている。
【００２８】
なお、導電体膜５の上からさらに絶縁体層と導電体層とを交互に多層に積み上げ、逐次層間の電気的な接続を得ることによって、プリント配線板１０を多層プリント配線板として活用することができる。
【００２９】
図２から図７は、図１中に示すプリント配線板の製造方法の工程を示す断面図である。図１から図７を用いて、図１中に示すプリント配線板１０の製造方法について説明する。
【００３０】
図２を参照して、基材１の主表面１ａに銅めっきを行ない、厚みＴ３を有する銅箔１１を形成する。基材１に銅めっきを行なうかわりに両面銅張板を使用しても良い。
【００３１】
図３を参照して、銅箔１１上に所定のパターン形状を有する図示しないレジスト膜を形成する。このレジスト膜をマスクとして銅箔１１にエッチングを行ない銅箔１１の一部を除去する。その後、図示しないレジスト膜を除去する。これにより、基材１の主表面１ａ上には厚みＴ３を有する導電体膜２が形成される。
【００３２】
図４を参照して、図２および図３に示す基材１に行なう工程とは別に、厚みＴ２を有するフィルム状誘電体膜４の両面に、厚みｔ１ａおよびｔ１ｂを有する接着剤３ａおよび３ｂを設ける。この段階で、接着剤３ａおよび３ｂを構成する接着剤３はｔ１＝ｔ１ａ＋ｔ１ｂの厚みを有する。これにより、接着剤３ａ、フィルム状誘電体膜４および接着剤３ｂからなる誘電体膜の積層体が形成される。
【００３３】
なお、フィルム状誘電体膜４の表面にコロナ放電処理、オゾン処理または酸素プラズマ処理などを行ない、フィルム状誘電体膜４と接着剤３ａおよび３ｂとの塗れ性および密着性の向上を図っても良い。また、誘電体膜の積層体を保護することを目的として、次に続く工程まで間、接着剤３ａおよび３ｂの表面に図示しないカバーフィルムをラミネートする。
【００３４】
図５を参照して、銅箔１２を準備する。導電体膜２が形成された基材１と銅箔１２とによって、接着剤３ａ、フィルム状誘電体膜４および接着剤３ｂからなる誘電体膜の積層体が挟持されるように各部材を位置決めする。
【００３５】
このように位置決めした状態で基材１および銅箔１２の両面を圧力板で挟持し、真空熱プレスによるプレスを行なう。この際、導電体膜２と銅箔１２とが向い合う位置において、接着剤３ａおよび３ｂの厚みｔ１ａおよびｔ１ｂがそれぞれ厚みＴ１ａおよびＴ１ｂになるまでプレスを行なう。
【００３６】
真空熱プレスに使用する圧力板として厚みが２ｍｍのステンレス（ＳＵＳ）板を用い、昇温速度を３（℃／ｍｉｎ）とし、最高温度を１８０（℃）とする。なお、本実施の形態では、真空熱プレスを使用したが、真空熱プレスにかえて熱プレス、ラミネータまたはこれらの組合せを適宜使用しても良い。
【００３７】
図６を参照して、図５に示す工程によって、接着剤３ａおよび３ｂは硬化し、銅箔１２と、誘電体膜の積層体と、導電体膜２が形成された基材１とは一体化する。
【００３８】
図７を参照して、銅箔１２上に所定のパターン形状を有する図示しないレジスト膜を形成する。このレジスト膜をマスクとして銅箔１２にエッチングを行ない銅箔１２の一部を除去する。その後、図示しないレジスト膜を除去する。これにより、接着剤３ａ上には導電体膜５が形成される。
【００３９】
図１を参照して、導電体膜５および導電体膜５から露出した接着剤３ａの頂面を覆うように、ガラスエポキシからなる基材６を形成する。以上の工程により、図１中に示すプリント配線板１０が完成する。
【００４０】
この発明の実施の形態１に従ったプリント配線板１０の製造方法は、導電体膜２と導電体膜５との間に、流動性を有し、ｔ１の厚みを有する接着剤３と、固体状態にあり、Ｔ２の厚みを有するフィルム状誘電体膜４とを位置決めする工程と、接着剤３の厚みｔ１が０＜Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４の関係を満たすＴ１になるまで、導電体膜２および導電体膜５をプレスする工程と、プレスする工程の後、接着剤３を硬化させる工程とを備える。
【００４１】
このように構成されたプリント配線板１０およびその製造方法によれば、プリント配線板１０に内蔵されるコンデンサの誘電体を、製造工程の途中の積層時において流動性を有する接着剤３ａおよび３ｂと、固体状態にあるフィルム状誘電体膜４とから形成している。このため、フィルム状誘電体膜４は図５に示すプレス工程時においてスペーサの役割を果たし、導電体膜２および５が接触することによって生じる電極間の短絡を防止している。特に、コンデンサにおいてより大きい容量密度を得たい場合には、導電体膜２および５の間の距離を小さくする必要があるが、このような場合であっても電極間で短絡が生じることを確実に防止できる。
【００４２】
図５に示す工程では、接着剤３ａおよび３ｂは厚みがそれぞれｔ１ａおよびｔ１ｂからＴ１ａおよびＴ１ｂになるまで基材１の主表面１ａ上で流動する。この際、基材１の主表面１ａ上の凹凸などによりプレス時に加わる圧力にばらつきが生じ、接着剤３ａおよび３ｂの流動量に場所による差が発生する。そして、このことが、プレス後の誘電体膜の厚みを不均一にしてコンデンサの容量密度をばらつかせる原因となる。特に、誘電体膜の厚みを小さくしたい場合、この接着剤３ａおよび３ｂの流動量の差による影響が相対的に大きくなり、コンデンサの容量密度は大きくばらつくこととなる。
【００４３】
しかし、フィルム状誘電体膜４を用いることによって、コンデンサの容量密度を同一にしたまま接着剤３ａおよび３ｂの厚みを小さくすることができる。これにより、ばらつきがなく所望の容量密度で形成されたコンデンサを内蔵するプリント配線板１０を実現することができる。
【００４４】
また、誘電体膜全体の厚みに対する接着剤３の厚みの割合Ｔ１／Ｔは、０＜Ｔ１／Ｔ≦０．４の関係を満たしている。Ｔ１／Ｔが０．４よりも大きい場合、誘電体膜全体の厚みに対して流動性を有する接着剤３の厚みの割合が大きくなりすぎて、上述のフィルム状誘電体膜４を用いたことによる効果を十分に得ることができない。したがって、Ｔ１／Ｔを０＜Ｔ１／Ｔ≦０．４の範囲内に設定することによって、コンデンサの容量密度のばらつきを十分に抑制することができる。
【００４５】
さらに、接着剤３ｂは、基材１の主表面１ａから突出する導電体膜２と接触して設けられている。そして、接着剤３ｂが導電体膜２および基材１を覆うように積層される際、接着剤３ｂは流動性を有する。このため、接着剤３ｂと導電体膜２および基材１との密着性を確保することができ、さらに誘電体膜にピンホール、クラックまたはボイドなどの欠陥が生じることを防止できる。これにより、プリント配線板１０の内部に設けられたコンデンサを所望の状態で動作させることができる。
【００４６】
（実施の形態２）
この発明の実施の形態２におけるプリント配線板は、実施の形態１におけるプリント配線板１０と全く同様の構造を備える。但し、実施の形態２におけるプリント配線板を製造する工程が、実施の形態１におけるプリント配線板１０と異なる。
【００４７】
図８および図９は、実施の形態２におけるプリント配線板の製造方法の工程を示す断面図である。実施の形態１におけるプリント配線板１０の製造方法の図２および図３に示す工程の後、図８および図９に示す工程が続く。さらにこの後に、実施の形態１におけるプリント配線板１０の製造方法の図６、図７および図１に示す工程が続く。以下において、重複する製造工程の説明は省略する。
【００４８】
図８を参照して、銅箔１２の表面に、厚みｔ１ａを有する接着剤３ａ、厚みＴ２を有するフィルム状誘電体膜４、および厚みｔ１ｂを有する接着剤３ｂを順次積層する。
【００４９】
図９を参照して、基材１に形成された導電体膜２と接着剤３ｂとが向い合うように、接着剤３ｂ、フィルム状誘電体膜４、接着剤３ａおよび銅箔１２からなる積層体を位置決めする。このように位置決めした状態で基材１および銅箔１２の両面を圧力板で挟持し、真空熱プレスによるプレスを行なう。この際、導電体膜２と銅箔１２とが向い合う位置において、接着剤３ａおよび３ｂの厚みｔ１ａおよびｔ１ｂが厚みＴ１ａおよびＴ１ｂになるまでプレスを行なう。
【００５０】
この発明の実施の形態２に従ったプリント配線板の製造方法では、接着剤３ａおよび３ｂならびにフィルム状誘電体膜４を位置決めする工程は、導電体膜５に接着剤３ａおよび３ｂならびにフィルム状誘電体膜４が積層された積層体を形成する工程と、積層体を導電体膜２に積層する工程とを含む。
【００５１】
このように構成されたプリント配線板の製造方法によれば、剛性の高い銅箔１２をベースにして、接着剤３ａ、フィルム状誘電体膜４および接着剤３ｂを順次積層している。このため、接着剤３ａ、フィルム状誘電体膜４および接着剤３ｂの各々は剛性が低いにもかかわらず、図９に示すプレス工程時においてこれらの積層物をバンドリングしやすくなる。また、あらかじめ銅箔１２を設けた側の接着剤３ａの表面に、接着剤３ａの保護のためのカバーフィルムを設ける必要がない。以上の理由から、プリント配線板の製造工程をより容易かつ簡易にすることができる。
【００５２】
（実施の形態３）
図１０は、この発明の実施の形態３におけるプリント配線板を示す断面図である。図１０を参照して、プリント配線板２０は、実施の形態１におけるプリント配線板１０と基本的には同様の構造を備える。以下において、重複する構造の説明は省略する。
【００５３】
導電体膜２から露出した基材１の主表面１ａおよび導電体膜２を覆うように接着剤３が設けられている。接着剤３上にはフィルム状誘電体膜４が設けられている。フィルム状誘電体膜４の頂面は平坦に形成されている。フィルム状誘電体膜４の頂面上には、導電体膜２に向い合う位置に銅からなる導電体膜５が設けられている。導電体膜５から露出したフィルム状誘電体膜４の頂面および導電体膜５を覆うように、ガラスエポキシなどからなる基材６が設けられている。
【００５４】
接着剤３は、エポキシ樹脂などから形成されており、フィルム状誘電体膜４は、ポリフェニレンサルファイドなどから形成されている。接着剤３が所定の位置に積層されるプリント配線板２０の製造工程時において、接着剤３は流動性を有する。接着剤３が流動性を有する条件下において、フィルム状誘電体膜４は固体状態にある。
【００５５】
導電体膜２および５が向い合う位置に設けられた接着剤３およびフィルム状誘電体膜４は、それぞれＴ１およびＴ２の厚みを有する。この結果、導電体膜２および５の間には、Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２の厚みを有する誘電体膜が設けられている。この誘電体膜の厚みに対する接着剤３の厚みの割合Ｔ１／Ｔは、０＜Ｔ１／Ｔ≦０．４の関係を満たしている。
【００５６】
この発明の実施の形態３に従ったプリント配線板２０では、接着剤３は、導電体膜２および５のうち導電体膜２にのみ接触して設けられている。
【００５７】
図１１から図１５は、図１０中に示すプリント配線板の製造方法の工程を示す断面図である。実施の形態１におけるプリント配線板１０の製造方法の図２および図３に示す工程の後、図１１から図１５および図１０に示す工程が続く。以下において、重複する製造工程の説明は省略する。
【００５８】
図１１を参照して、銅箔２１の表面に、Ｔ２の厚みを有するフィルム状誘電体膜４を熱圧着する。なお、誘電体であるフィルム状誘電体膜４を銅箔２１の表面に設けるにあたり、溶媒に溶かされた誘電体を銅箔２１の表面に塗布しても良い。また、セラミックス誘電体をゾルゲル法に代表される湿式法により銅箔２１の表面に析出させても良い。さらに、化学気相法に代表される気相法により誘電体を銅箔２１の表面に付着させても良く、銅箔２１をアノード酸化させることによって銅箔２１の表面に誘電体を形成しても良い。
【００５９】
図１２を参照して、フィルム状誘電体膜４上にｔ１の厚みを有する接着剤３を設ける。この際、後に続く工程において導電体膜２を覆う接着剤３の厚みｔ１が導電体膜２の厚みＴ３より小さくなるようにして接着剤３を設ける。
【００６０】
図１３を参照して、基材１に形成された導電体膜２と接着剤３とが向い合うように、接着剤３、フィルム状誘電体膜４および銅箔２１からなる積層体を基材１に対して位置決めする。このように位置決めした状態において基材１および銅箔２１の両面を圧力板で挟持し、真空熱プレスによるプレスを行なう。この際、導電体膜２と銅箔２１とが向い合う位置において、接着剤３の厚みｔ１が厚みＴ１になるまでプレスを行なう。
【００６１】
図１４を参照して、図１３に示す工程によって、接着剤３は硬化し、接着剤３、フィルム状誘電体膜４および銅箔２１からなる積層体と、導電体膜２が形成された基材１とは一体化する。
【００６２】
図１５を参照して、銅箔２１上に所定のパターン形状を有する図示しないレジスト膜を形成する。このレジスト膜をマスクとして銅箔２１にエッチングを行ない銅箔２１の一部を除去する。その後、図示しないレジスト膜を除去する。これにより、フィルム状誘電体膜４上には導電体膜５が形成される。
【００６３】
図１０を参照して、導電体膜５および導電体膜５から露出した接着剤３ａの頂面を覆うようにガラスエポキシからなる基材６を形成する。以上の工程により、図１０中に示すプリント配線板２０が完成する。
【００６４】
この発明の実施の形態３に従ったプリント配線板２０の製造方法では、導電体膜２は、基材１の主表面１ａ上に設けられ厚みがＴ３であり、第１の誘電体膜としての接着剤３は、導電体膜２および主表面１ａを覆うように設けられており、接着剤３のプレス前の厚みｔ１はｔ１＜Ｔ３の関係を満たす。
【００６５】
このように構成されたプリント配線板２０およびその製造方法によれば、導電体膜５は接着剤を介さず直接フィルム状誘電体膜４に接触して設けられている。導電体膜５は基材６から突出した状態で設けられておらず、接着剤を介さずとも導電体膜５と誘電体膜との密着性を比較的良好に保つことができる。このため、プリント配線板２０が内蔵するコンデンサを導電体膜５、フィルム状誘電体膜４、接着剤３および導電体膜２の４層で構成することができる。これにより、プリント配線板２０の製造工程時の歩留まりを向上させるとともに、資材管理の簡素化を通じてプリント配線板２０を安価に製造することができる。
【００６６】
また、誘電体膜の厚みを小さくしようとすると誘電体膜の引張り強度が低下し、製造工程時に一定以上のテンションがかかって誘電体膜が破断する場合がある。しかし、誘電体膜であるフィルム状誘電体膜４を銅箔２１の表面に熱圧縮する場合、または溶媒に溶かされた誘電体を銅箔２１の表面に塗布する場合などには、誘電体膜にテンションがかかることがない。このため、誘電体膜をより薄く形成してコンデンサの容量密度を大きくすることができる。
【００６７】
また、図１３に示す工程において、接着剤３の厚みｔ１が導電体膜２の厚みＴ３より小さくなるように接着剤３が設けられている。これにより、本工程において行なうプレスを迅速、かつ容易に行なうことができる。
【００６８】
つまり、フィルム状誘電体膜４の一方の面に設けられた接着剤３の一部は接着剤３の厚みがｔ１からＴ１になるまでの間、基材１の主表面１ａ上から外部へと流出される。しかし、接着剤３を基材１の主表面１ａ上で移動させるためには時間を必要とする。また、接着剤３には、熱硬化性のエポキシ樹脂を使用しているため、外部へ流出させる接着剤３がいまだ基材１の主表面１ａ上にある段階で、接着剤３ｂの硬化が始まるおそれがある。
【００６９】
そこで、プレス工程前の接着剤３の厚みｔ１を導電体膜２の厚みＴ３より小さくすることによって、上述の問題を解決し、プレス工程を迅速、かつ容易に行なうことができる。なお、導電体膜２上に位置する接着剤３がプレスされることによって基材１の主表面１ａへと移動する。このため、プリント配線板２０において、接着剤３の頂面を導電体膜２の頂面よりも高い位置に形成し、接着剤３が導電体膜２を完全に覆う形態を確保しつつ、上述の効果を奏することができる。
【００７０】
この際、プレス工程前の接着剤３の厚みｔ１は、基材１の主表面１ａの面積に対する導電体膜２の主表面１ａ上に占める面積の割合（以下、導電体膜２の面積占有率と呼ぶ）によって適宜調整することが好ましい。
【００７１】
導電体膜２の面積占有率が比較的小さい場合、導電体膜２上の接着剤３が基材１の主表面１ａ上に流動しやすくなる。このため、主表面１ａ上に移動する接着剤がより多く必要となり、プレス工程前の接着剤３の厚みｔ１は、導電体膜２の厚みＴ３に近い数値となる。また、導電体膜２の面積占有率が比較的大きい場合、導電体膜２上の接着剤３が基材１の主表面１ａ上に流動しにくくなる。このため、主表面１ａ上に移動する接着剤はあまり必要がないため、プレス工程前の接着剤３の厚みｔ１は、より小さい値となる。
【００７２】
たとえば、導電体膜２の面積占有率が１５％の場合、導電体膜２の厚みＴ３＝１８μｍに対して、プレス工程前の接着剤３の厚みｔ１は１０μｍとする。しかし、導電体膜２の面積占有率が１０％であればプレス工程前の接着剤３の厚みｔ１をより大きい値に設定し、導電体膜２の面積占有率が５０％の場合には、プレス工程前の接着剤３の厚みｔ１をより小さい値に設定する。
【００７３】
（実施の形態４）
図１６は、この発明の実施の形態４における半導体装置を示す断面図である。図１６を参照して、半導体装置３０は、多層プリント配線板３３と、多層プリント配線板３３上に設けられた半導体チップ３２とを備える。基材１上には、実施の形態１におけるプリント配線板１０と同様に、導電体膜２、接着剤３ｂ、フィルム状誘電体膜４、接着剤３ａおよび導電体膜５が順次積層されている。導電体膜５上には、絶縁体層と導電体層とが交互に多層に積み上げられており、頂面３４を有する多層プリント配線板３３が形成されている。
【００７４】
多層プリント配線板３３の頂面３４上には、複数のバンプ３１が設けられている。バンプ３１と電気的に接続されて半導体チップ３２が設けられている。多層プリント配線板３３の層間で接続された配線によって、バンプ３１と導電体膜５とが電気的に接続されている。
【００７５】
この発明の実施の形態４に従った半導体装置３０は、多層プリント配線板３３と、導電体膜２および５の少なくとも一方としての導電体膜５に接続された半導体素子としての半導体チップ３２とを備える。
【００７６】
このように構成された半導体装置３０によれば、半導体チップ３２に電気的に接続された多層プリント配線板３３において、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を奏することができる。
【００７７】
【実施例】
図１を参照して、基材１および６を３４０ｍｍ×３４０ｍｍの正方形形状を有するガラスエポキシ基材から形成した。厚みＴ３＝１８μｍを有する導電体膜２と、導電体膜２に向い合う導電体膜５とを電極とし、厚みＴ１＝Ｔ１ａ（接着剤３ａ）＋Ｔ１ｂ（接着剤３ｂ）を有する接着剤３と、厚みＴ２を有するフィルム状誘電体膜４とを誘電体膜とするコンデンサを、基材１および６の周縁から３０ｍｍの領域を除いた範囲において、１０ｍｍおきのマトリックス状に７８４個形成した。導電体膜２および５との電気的な接続を得るために、炭酸ガスレーザー加工機で導電体膜２および５に達する孔を形成し、その孔に化学銅めっきを行なった。
【００７８】
なお、炭酸ガスレーザー加工機以外に、エキシマレーザー加工機またはＹＡＧレーザー加工機など他の光源を利用する加工機を使用することもできる。また、化学銅めっきにかえて、電気銅めっきを行なうこともできるし、銅以外の金属材料または導電性樹脂を使用することもできる。
【００７９】
接着剤３の厚みＴ１、フィルム状誘電体膜４の厚みＴ２の値をそれぞれ変更し、本発明の実施品１から４のプリント配線板と、本発明の効果を確認するための比較品１から４のプリント配線板とをそれぞれ７８４個ずつ作成した。この際、接着剤３を構成する接着剤３ｂのプレス前における厚みｔ１ｂも変更してプリント配線板を作成した。そして、プリント配線板に内蔵されるコンデンサの容量密度、静電容量のばらつき、および短絡が発生した頻度を求め、プレス前の接着剤３ｂの厚みｔ１ｂ、フィルム状誘電体膜４の厚みＴ２、電極間における誘電体膜の厚みＴ１＋Ｔ２、および電極間において誘電体膜の厚みに対する接着剤３の厚みの割合とともに表１に示した。
【００８０】
【表１】

【００８１】
電極間における誘電体膜の厚みＴ１＋Ｔ２は、導電体膜２および５の周縁部と中央部とにおいて誘電体膜の厚みをそれぞれ測定し、その測定値を平均することにより求めた。また、１（Ｖ）の直流電圧のテスターにより電極間の導通をチェックして短絡の有無を調べた。そして、短絡していないコンデンサにおいて、コンデンサの容量密度、および静電容量のばらつきの評価を行なった。
【００８２】
導電体膜２および５にインピーダンスアナライザを接続し、測定周波数１（ＭＨｚ）、振幅１（Ｖ）の信号を用いて各々のコンデンサの静電容量を測定した。そして、この静電容量の値をＸ線透過観察によって導き出した導電体膜２および５の面積で割り、コンデンサの容量密度を求めた。表１には、このようにして求められたコンデンサの容量密度の平均値を示した。
【００８３】
また、測定された各々のコンデンサの静電容量の値から標準偏差を導出し、その標準偏差の３倍の値をコンデンサの静電容量の平均値で割ることによって、静電容量のばらつきを求めた。
【００８４】
表１を参照して、実施品１から３のプリント配線板には６μｍの厚みを有するフィルム状誘電体膜４を設けた。これに対して、比較品１から３のプリント配線板には、フィルム状誘電体膜４を設けなかった。この結果、実施品１から３のプリント配線板では静電容量のばらつきを低く抑えることができたが、比較品１および２のプリント配線板では、静電容量のばらつきが大きくなった。また、誘電体膜の厚みが小さかった比較品１のプリント配線板では７８４個中２１個のコンデンサで短絡が発生した。以上のことから、フィルム状誘電体膜４を設けることによって、電極間の短絡を防止し、かつ静電容量のばらつきを抑制できることを確認できた。
【００８５】
なお、比較品３のプリント配線板では、フィルム状誘電体膜４を設けなかったにもかかわらず、静電容量のばらつきを抑制することができた。これは、比較品３のプリント配線板では、誘電体膜の厚みが十分に大きく、基材１上の凹凸による影響をあまり受けなかったためと考えられる。しかし、比較例３のプリント配線板では、コンデンサの容量密度が小さくなり、コンデンサをプリント配線板に高密度に内蔵できないという問題が生じた。
【００８６】
また、実施品１から３のプリント配線板では、誘電体膜の厚みＴ１＋Ｔ２に対する接着剤３の厚みＴ１の割合が、０．４以下であるのに対して、比較品４のプリント配線板では、０．４を超え０．６０とした。この結果、比較品４のプリント配線板ではコンデンサの静電容量のばらつきを十分に抑制できなかった。このことから、誘電体膜の厚みＴ１＋Ｔ２に対する接着剤３の厚みＴ１の割合を、０＜Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４の範囲内に設定することによって、コンデンサの静電容量のばらつきを十分に抑制できることを確認できた。
【００８７】
また、実施品４のプリント配線板では、図１０に示すプリント配線板２０と同様に導電体膜５に接触する接着剤３ａを設けず、導電体膜２に接触する接着剤３のみを設けた。しかし、この場合であっても、導電体膜５に十分に密着するようにフィルム状誘電体膜４を設けておけば、コンデンサの静電容量のばらつきを十分に抑制し、かつ電極間の短絡を防止するコンデンサを内蔵するプリント配線板を実現できることを確認できた。
【００８８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に従えば、ばらつきのない所望の容量密度で形成されるとともに、互いに向い合う電極間で発生する短絡を確実に防止できるコンデンサを内蔵するプリント配線板、そのプリント配線板を備える半導体装置、およびそのプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるプリント配線板を示す断面図である。
【図２】図１中に示すプリント配線板の製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図３】図１中に示すプリント配線板の製造方法の第２工程を示す断面図である。
【図４】図１中に示すプリント配線板の製造方法の第３工程を示す断面図である。
【図５】図１中に示すプリント配線板の製造方法の第４工程を示す断面図である。
【図６】図１中に示すプリント配線板の製造方法の第５工程を示す断面図である。
【図７】図１中に示すプリント配線板の製造方法の第６工程を示す断面図である。
【図８】実施の形態２におけるプリント配線板の製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図９】実施の形態２におけるプリント配線板の製造方法の第２工程を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３におけるプリント配線板を示す断面図である。
【図１１】図１０中に示すプリント配線板の製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図１２】図１０中に示すプリント配線板の製造方法の第２工程を示す断面図である。
【図１３】図１０中に示すプリント配線板の製造方法の第３工程を示す断面図である。
【図１４】図１０中に示すプリント配線板の製造方法の第４工程を示す断面図である。
【図１５】図１０中に示すプリント配線板の製造方法の第５工程を示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態４における半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１，６基材、１ａ主表面、２，５導電体膜、３，３ａ，３ｂ接着剤、４フィルム状誘電体膜、１０，２０プリント配線板、３０半導体装置、３２半導体チップ、３３多層プリント配線板。

Claims

互いに向い合う第１および第２の導電体膜と、
前記第１の導電体膜と前記第２の導電体膜との間に設けられ、前記第１および第２の導電体膜の少なくとも一方に接触する第１の誘電体膜と、
前記第１の導電体膜と前記第２の導電体膜との間に設けられ、前記第１の誘電体膜が流動性を有する条件下で固体状態にある第２の誘電体膜とを備え、
前記第１および第２の誘電体膜の厚みをＴ１およびＴ２とすると、０＜Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４の関係を満たす、プリント配線板。
前記第１の導電体膜が突出して設けられた主表面を有する基材をさらに備え、前記第１の誘電体膜は、前記第１の導電体膜および前記主表面を覆うように設けられている、請求項１に記載のプリント配線板。
前記第１の誘電体膜は、前記第１および第２の導電体膜のうち前記第１の導電体膜にのみ接触して設けられている、請求項２に記載のプリント配線板。
前記第１の誘電体膜は、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、ポリアクリル樹脂、ウレア樹脂およびフェノール樹脂からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のプリント配線板。
前記第２の誘電体膜は、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニルスルフォン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニルオキサイド、ポリアミド、ポリカーボネート、液晶ポリエステル、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリシラン、ポリエチルエーテルケトン、アセテートおよびポリプロピレンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のプリント配線板。
請求項１から５のいずれか１項に記載のプリント配線板と、前記第１および第２の導電体膜の少なくとも一方に接続された半導体素子とを備える、半導体装置。
第１の導電体膜と第２の導電体膜との間に、流動性を有し、ｔ１の厚みを有する第１の誘電体膜と、固体状態にあり、Ｔ２の厚みを有する第２の誘電体膜とを位置決めする工程と、
前記第１の誘電体膜の厚みｔ１が０＜Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４の関係を満たすＴ１になるまで、前記第１および第２の導電体膜をプレスする工程と、
プレスする工程の後、前記第１の誘電体膜を硬化させる工程とを備える、プリント配線板の製造方法。
前記第１の導電体膜は、基材の主表面上に設けられ厚みがＴ３であり、前記第１の誘電体膜は、前記第１の導電体膜および前記主表面を覆うように設けられており、前記第１の誘電体膜のプレス前の厚みｔ１はｔ１＜Ｔ３の関係を満たす、請求項７に記載のプリント配線板の製造方法。
前記第１および第２の誘電体膜を位置決めする工程は、前記第２の導電体膜に前記第１および第２の誘電体膜が積層された積層体を形成する工程と、前記積層体を前記第１の導電体膜に積層する工程とを含む、請求項７または８に記載のプリント配線板の製造方法。