JP2004228397A - 積層チップコンデンサを内蔵した多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄い単層絶縁層に、経時変化の少ない安定した積層チップコンデンサを内蔵せしめた多層プリント配線板の提供。
【解決手段】積層チップコンデンサを構成する二つの支持体の厚みに厚み差を設け、実装時に厚い支持体側を上側、薄い支持体側をランド側にて積層チップコンデンサを内層基板に実装する工程と；前記内層基板に層間絶縁層を積層する工程と；前記積層板を研磨する工程と；前記研磨後の積層板に絶縁層を介在せしめて導体層を形成する工程とを有する多層プリント配線板の製造方法。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内層に積層チップコンデンサを備えた多層プリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型の情報端末機器においては小型・高密度化が益々進み、これによりプリント配線板に搭載される部品点数は増加の一途を辿り、その反面、小型・薄型化が要求されていることから、部品をプリント配線板の表面に実装するだけでは、対応できなくなってきた。
【０００３】
このような状況を回避する方法として、多層プリント配線板の内部に、印刷法、蒸着法等によってＬ．Ｃ．Ｒのような受動部品の機能を形成し付与するという方法が既に知られている。
コンデンサに注目すると、形成されたコンデンサが、公差の激しい容量値やより大きな容量値を達成するには、基板内に大面積を占有する若しくは非常に薄い厚みでかつ精度を厳しく形成する必要があり、大変手間のかかるものであった。環境変化や経時変化により容量値が安定し難いという問題を有していた。
【０００４】
そこで、大容量品や公差精度の高いコンデンサは規格化された積層チップコンデンサを多層プリント配線板に内蔵する方法が考えられる。
しかし、部品を実装した後、層間絶縁層を部品とほぼ等しい収納領域を形成して積層した場合、その積層の際に部品に負荷がかかり、部品が割れてしまうという問題があった。
【０００５】
しかも、携帯端末機器に使用される多層プリント配線板は、小型でかつ薄型のものが要求されるところ、絶縁層の厚みは１００μｍ程度に過ぎないため、部品の厚みが数百μｍの積層チップコンデンサを多層プリント配線板の内部に埋設することは不可能なのが実状であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、薄い単層絶縁層に積層チップコンデンサを埋設することが可能で、経時変化の少ない安定した容量値を有する特性の積層チップコンデンサを内蔵した多層プリント配線板を提供することにある。
【０００７】
而して、本発明者は、積層チップコンデンサの構造が、コンデンサ機能を有する部位を支持体が両側で挟み込む形式であることに着目し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、上下の支持体に厚み差を設けた積層チップコンデンサを、その厚みが厚い方の支持体を外側に位置せしめると共に、その厚みが薄い方の支持体をランド内側にして内層基板に実装する工程と；前記実装後の内層基板に層間絶縁層を積層する工程と；前記積層後の積層板を研磨する工程と；前記研磨後の積層板に絶縁層を介在せしめて導体層を形成する工程とを有することを特徴とする積層チップコンデンサを内蔵した多層プリント配線板の製造方法により上記目的を達成したものである。
【０００９】
また、本発明は、特に前記層間絶縁層につき、積層チップコンデンサが実装された部分を開口せしめ、かつ層間絶縁層の高さを実装された積層チップコンデンサよりも高くすることにより上記目的を達成したものである。斯かる構成により積層工程でのプレスの初期圧力が直接積層チップコンデンサにかからず、実装した積層チップコンデンサが割れることがない。
【００１０】
また、本発明は、特に前記層間絶縁層を、部品実装部分に開口部の設けられた少なくとも２枚以上の色調の異なる絶縁層と、当該色調の異なる層間絶縁層及び開口部を覆う絶縁層とから構成することにより上記目的を達成したものである。
【００１１】
また、本発明は、特に前記層間絶縁層を積層後、色調の異なる層間絶縁層の界面まで実装された積層チップコンデンサの支持体部位も含め研磨し薄くすることにより上記目的を達成したものである。
【００１２】
色調の異なる層間絶縁層を積層し、当該色調の異なる絶縁層の界面まで実装した積層チップコンデンサを含め厚みが薄くなるまで研磨することによって、プリント配線板の全体の厚みを薄くすることができ、また、色調の異なる層間絶縁層を使用することで、その界面が容易に識別されるので、厚みを精度よく研磨加工することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図１乃至図３を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明における積層チップコンデンサの実装構造を説明する概略断面説明図で、（ａ）は研磨前の実装構造を示し、（ｂ）は研磨後の実装構造を示している。
【００１５】
従来積層チップコンデンサは、均等な厚みを有するセラミックス基材等からなる同じ厚さの支持体に挟まれるようにして形成された部品としての主たる機能を担う導体部、導体部によって構成された回路部と、側面に形成された側面電極からなり、部品の表裏に構造的差異を持たないために、表裏判定を行わないで、実装ランドと側面電極と接続部材で接続しされていた。
【００１６】
本発明における積層チップコンデンサ４は、図１（ａ）に示されるように、セラミックス基材等からなる厚さの異なる支持体１５、１８と、両支持体に挟まれるようにして形成された内部電極５と、側面に形成された側面電極１７とからなることで構造的に表裏に違いを有しており、本発明は、図１（ａ）のように研磨の対象となる厚い支持体１８を外側に、薄い支持体１５を内側、すなわち実装ランド側にして、実装ランド２ａと側面電極１７と接続部材６で接続し、当該積層チップコンデンサ４を実装した後、支持体１８を研磨して薄くすることによって、図１（ｂ）のように積層チップコンデンサ４の薄型化を図ることでより積層チップコンデンサを多層プリント配線板に内蔵し薄型化したものである。
【００１７】
また、積層チップコンデンサ４を実装後、部品実装部分に開口部を設けた層間絶縁層を積層する際、実装した当該積層チップコンデンサ４より層間絶縁層の高さが高い方が、積層プレスで圧着する際、直接積層チップコンデンサ４に圧力がかからないため、実装した積層チップコンデンサ４が破損することがないため有効である。
【００１８】
さらに、積層チップコンデンサ４を実装した後、部品実装部分に開口部を設けた２枚以上の色調の異なる層間絶縁層を重ね、次いで更に絶縁層で全体を覆い積層し、色調の異なる絶縁層の界面まで実装部品を含め研磨することで薄型化及び厚みをそろえる上では有効である。
【００１９】
図２及び図３は、本発明方法を示す概略断面工程説明図で、以下両図に基いて本発明を更に説明する。
まず、図２（ａ）に示したように、銅張り絶縁層１ａの表裏に内層回路２及び実装ランド２ａが形成された内層基板１を、サブトラクティブ法等の常法の加工により得る。絶縁層１ａとしては、ガラス織布、あるいは不織布にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴ（ビスマレイミド−トリアジン）樹脂、オレフィン樹脂等を含浸したものがあげられ、内層回路２及び実装ランド２ａとしては、一般的な銅等の金属が好ましい。次いで、実装ランド２ａを除いた所望のパターンのソルダーレジスト３を形成した後、はんだペーストを実装ランド２ａに印刷する。次いで、当該実装ランド２ａに積層チップコンデンサ４を図２（ａ）のように厚い支持体１８を外側に位置せしめると共に、薄い支持体１５をランド側にして配置した後、リフローなどにより当該実装ランド２ａと積層チップコンデンサ４と側面電極１７とを接続部材６で接続する。これにより、図２（ａ）のような積層チップコンデンサ４が両面に実装された内層基板１を得る。
【００２０】
次に、図２（ａ）の内層基板１の両面に、７ａ、７ｂ、７ｃの３層構造とした層間絶縁層７を図２（ｂ）のように配置する。層間絶縁層７ａは、後に積層チップコンデンサ４を薄型化する際の指標となる厚さを有する層であり、当該積層チップコンデンサ４の位置に対応する部位に開口部８を有するものである。層間絶縁層７ｃは、当該層間絶縁層７ｂと色調が異なり、（層間絶縁層７ａと同色でも構わない）、当該開口部８の間隙を埋めると共に、層間絶縁層７ａから７ｃを積層した際に、積層チップコンデンサ４が埋める程度の厚さ樹脂量を有するものである。確実に積層チップコンデンサ４以上の高さを有する開口部を設けることで、積層の際の圧力が直接当該積層チップコンデンサ４にかからないため破損することが無くなり、層間絶縁樹脂で完全に樹脂を充填することで歩留まりが向上する。ここで絶縁層７ｃの色調を絶縁層７ｂと異なる色調にした理由は、各層間絶縁層を積層する際、当該絶縁層７ａの開口部内にわずかに層間絶縁層７ｃの樹脂が流れ込んだ場合、層間絶縁層７ｃと７ｂとが同色であると研磨可能領域の境界線が不鮮明となるためである当該層間絶縁層７ａから７ｃの種類としては、内層基板１の絶縁層１ａと同様なものがよりよく、層間絶縁層７ａは、開口部８を樹脂で埋める役割を担うため、Ｂステージ（半硬化状態）のものを使用し、層間絶縁層７ｂは、層間絶縁層７ａの樹脂と混ざり合うように層間絶縁層７ｂの樹脂が入らないようにＣステージ（硬化済）のものを使用し、層間絶縁層７ｃは、層間絶縁層７ａと同様のものを用いることができる。また、層間絶縁層７ａ及び７ｂの開口部８は、金型によるパンチング、ＮＣドリル、レーザ加工等により形成できる。以上の層間絶縁層７ａから７ｃの層間絶縁層をプレスプレート９により積層プレスすることによって、図３（ｃ）の状態の積層板を得る。
【００２１】
次に、図３（ｃ）の積層板をバフ研磨、平面研磨、マシニングセンター、ベルト研磨等の手段によって、層間絶縁層７ａの層が露出するまで研磨を行う。これにより、研磨で薄くなった層間絶縁層７（ａ）と平行で、かつ所望の厚さに研磨されたチップ型抵抗体４が形成された図３（ｄ）の状態の積層板を得る。
【００２２】
次に、図３（ｄ）の積層板に第二絶縁層１０及び導体箔１１、あるいは両者は予め積層した樹脂付き銅箔を積層することによって、図３（ｅ）の積層体を得る。ついで当該導体箔１１に回路形成を施し、図２（ａ）から図３（ｅ）の工程を繰り返すことによって、積層チップコンデンサ４が内蔵された多層プリント配線板１２を得る。表裏の導通及び各層間の導通は、貫通スルーホールを設けたり、各層間をＩＶＨ、ＢＶＨ（図示せず）で接続し各層の導通を得ても構わない。
【００２３】
而して、本発明の実施の形態によれば、層間絶縁層７の厚みを実装したチップ型抵抗体よりも高くすることで、積層時の初期プレス圧力が直接チップ型抵抗体にかかることを防ぎ、さらに色調の異なった層間絶縁層を研磨領域として設けているため、チップ型抵抗体４が破損することなく、精度よく薄型化できる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、薄い単層絶縁層に積層チップコンデンサを埋設することが可能で、経時変化の少ない安定した容量値を有する特性の積層チップコンデンサを内蔵した多層プリント配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における積層チップコンデンサの実装構造を説明するための概略断面説明図。
【図２】本発明の工程（ａ）〜（ｂ）を説明するための概略断面工程説明図。
【図３】本発明の工程（ｃ）〜（ｅ）を説明するための概略断面工程説明図。
【符号の説明】
１：内層基板
２：内層回路
３：ソルダーレジスト
４：積層チップコンデンサ
５：内部電極
６：接続部材
７：層間絶縁層
７ａ、７ｂ、７ｃ：層間絶縁層
８：開口部
９：プレスプレート
１０：第二の絶縁層
１１：導体箔
１２：多層プリント配線板
１５：支持体
１７：側面電極
１８：支持体

Claims (4)

1. 上下の支持体に厚み差を設けた積層チップコンデンサを、その厚みが厚い方の支持体を外側に位置せしめると共に、その厚みが薄い方の支持体をランド側にして内層基板に実装する工程と；前記実装後の内層基板に層間絶縁層を積層する工程と；前記積層後の積層板を研磨する工程と；前記研磨後の積層板に絶縁層を介在せしめて導体層を形成する工程とを有することを特徴とする積層チップコンデンサを内蔵した多層プリント配線板の製造方法。
2. 前記記載の層間絶縁層は、積層チップコンデンサが実装された部分に開口部を有し、かつその高さが実装された積層チップコンデンサよりも高いことを特徴とする請求項１記載の積層チップコンデンサを内蔵した多層プリント配線板の製造方法。
3. 前記記載の層間絶縁層は、実装部分に開口部が設けられた少なくとも２枚以上の色調の異なる絶縁層と、当該色調の異なる絶縁層及び開口部を覆う絶縁層とから成ることを特徴とする請求項２記載の積層チップコンデンサを内蔵した多層プリント配線板の製造方法。
4. 前記記載の研磨は、色調の異なる層間絶縁層の界面まで行なって、実装された積層チップコンデンサを薄くすることを特徴とする請求項３記載の積層チップコンデンサを内蔵したプリント配線板の製造方法。

Images