JP2008117936A - キャパシタ層形成材、プリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法、電極回路付キャパシタ層構成部材及び内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線板用キャパシタ層形成材の誘電層への、エッチング液の染み込み現象を防止するキャパシタ層形成材等の提供を課題とする。
【解決手段】上記課題を解決するため、上部電極形成層２と下部電極形成層３との間に誘電層４を備えるキャパシタ層形成材において、当該上部電極形成層２は、金属層２ａと導電性エッチングレジスト層２ｂとの複合層であることを特徴とするプリント配線板用キャパシタ層形成材１を採用する。また、プリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法として、前記金属層２ａと導電性エッチングレジスト層２ｂとの複合層である上部電極形成層２の金属層２ａをエッチングして仮上部電極の形状とし、仮上部電極の間に露出した導電性エッチングレジスト層を除去して、金属層と導電性エッチングレジスト層とからなる上部電極を形成する方法を採用する。
【選択図】図１

Description

本件出願に係る発明は、キャパシタ層形成材、プリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法、電極回路付キャパシタ層構成部材及び内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板に関する。

高速で動作する中央集積回路等のＬＳＩへの電源供給には、ノイズによる誤動作を防止するため、残留インダクタンスの小さいキャパシタを使用することが求められる。残留インダクタンスは、プリント配線板やパッケージ内部での配線の長さに比例し、平行平板キャパシタの電極間隔に反比例する。即ち、短い配線長さで、狭い電極間隔のキャパシタを接続することが、残留インダクタンスを下げ、ノイズを少なくする最善の解決策である。実際には、セラミック等の誘電体薄膜を誘電層とする平行平板キャパシタをＬＳＩの直下に埋め込むことが、理想的である。このようなキャパシタを形成するのに、特許文献１に開示されているようなキャパシタ層形成材が用いられてきた。このキャパシタ層形成材は、上部電極形成層と下部電極形成層との間に誘電層を備える構成を備え、キャパシタ回路を形成し、多層プリント配線板の内層に配して用いられる。

この誘電層は、絶縁性を有し、電荷を蓄積するためのものである。そして、この誘電層の形成には、特許文献２に開示のゾル−ゲル法、特許文献３に開示の化学的気相反応法（ＣＶＤ法）、特許文献４に開示のスパッタリング蒸着法など種々の方法が採用されている。

そして、上記キャパシタ層形成材を、多層プリント配線板の内層に配する場合には、当該キャパシタ層形成材の上部電極形成層を加工して、上部電極を形成した部材（以下、「電極回路付キャパシタ層構成部材」と称する。）として、多層プリント配線板を製造する際の内層コア材と同様の方法で用いる。

特表２００２−５３９６３４号公報 特開平０７−２９４８６２号公報 特開平０６−１４０３８５号公報 特開２００１−３５８３０３号公報

しかしながら、上部電極の形成には、上部電極形成層にエッチングレジストパターンを形成し、エッチング溶液を用いてのウエットエッチング法を用いるのが一般的である。この場合に、誘電層を構成する無機酸化物層等にエッチング溶液が染み込む場合がある。そして、この染み込んだエッチング液が、上部電極の直下にある誘電層として使用する無機酸化物層へも到達することがある。

このような誘電層へのエッチング液の染み込み現象が発生すると、誘電層の電気容量を劣化させたり、プリント配線板としての通電使用によって誘電層内でのマイグレーション現象を引き起こしリーク電流の増加、短絡が発生する等の不具合の発生確率が高くなる。

そこで、以上の問題を解決することの出来るキャパシタ層形成材、プリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法等に関する新たな技術が求められてきた。

本件発明者等は、鋭意研究の結果、以下に述べるキャパシタ層形成材、及び、プリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法を採用した。その結果、上記問題点を解決した内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板の提供が可能となった。

本件発明に係るキャパシタ層形成材： 本件発明に係るプリント配線板用キャパシタ層形成材（以下、単に「キャパシタ層形成材」と称する。）は、上部電極形成層と下部電極形成層との間に誘電層を備えるキャパシタ層形成材において、当該上部電極形成層は、金属層と導電性エッチングレジスト層との複合層であることを特徴とするキャパシタ層形成材である。

本件発明に係るキャパシタ層形成材は、前記上部電極形成層を構成する導電性エッチングレジスト層が誘電層と接触するように配置することが好ましい。

更に、前記導電性エッチングレジスト層と誘電層との間に金属薄膜層を設けることも好ましい。

そして、前記金属薄膜層は、厚さが１ｎｍ〜３μｍであることがこのましい。

本件発明に係るキャパシタ層形成材において、前記導電性エッチングレジスト層は、導電性ポリマー、化合物系導電性樹脂、フィラー系導電性樹脂、導電性セラミックスから選ばれるものであり、金属層のエッチング溶液に対してエッチングレジスト機能を備えるものを用いて形成する事が好ましい。

また、本件発明に係るキャパシタ層形成材において、前記導電性エッチングレジスト層は、前記金属層との選択エッチング可能な金属材であり、チタン、金、モリブデン、タンタル、タングステン、クロムから選ばれるものであり、金属層のエッチング溶液に対してエッチングレジスト機能を備えるものを用いて形成する事も好ましい。

更に、本件発明に係るキャパシタ層形成材において、前記導電性エッチングレジスト層は、厚さが０．５μｍ〜２００μｍである事が好ましい。

そして、本件発明に係るキャパシタ層形成材において、前記上部電極形成層を構成する金属層は、厚さが５００ｎｍ〜１００μｍである銅層、ニッケル層、銅合金又はニッケル合金層であることが好ましい。

本件発明に係る電極回路の形成方法： 本件発明に係る電極回路の形成方法は、上部電極形成層（金属層／導電性エッチングレジスト層）／誘電層／下部電極形成層の層構成を備えるキャパシタ層形成材を用いたものであって、以下の工程１及び工程２を備えることを特徴とするプリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法である。

工程１： 金属層と導電性エッチングレジスト層との複合層である上部電極形成層の金属層をエッチングして仮上部電極の形状とする。
工程２： 仮上部電極の間に露出した導電性エッチングレジスト層を除去して、金属層と導電性エッチングレジスト層とからなる上部電極を形成する工程。

本件発明に係る電極回路の形成方法において、前記工程２の仮上部電極の間に露出した導電性エッチングレジスト層と、導電性エッチングレジスト層の除去により露出する誘電層とを同時に除去することが好ましい。

また、前記工程２の仮上部電極の間に露出した導電性エッチングレジスト層の除去は、ブラスト処理、プラズマ処理、レーザー処理のいずれかを用いることが好ましい。

本件発明に係る上部電極の形成方法の応用製品： 上述のプリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法を用いることで、プリント配線板の内蔵キャパシタ層として用いる上部電極を備える電極回路付キャパシタ層構成部材を容易に製造することが出来る。

そして、前記上部電極を備える電極回路付キャパシタ層構成部材をプリント配線板の内蔵キャパシタ層として用いることで、高品質の内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板の提供が可能となる。

また、上記上部電極を備える電極回路付キャパシタ層構成部材の上部電極表面側を絶縁樹脂層に張り合わせ、その外層にある下部電極形成層をエッチング加工して下部電極を形成し、上部電極と下部電極とを備える電極回路付キャパシタ層構成部材を得ることも出来る。

そして、この電極回路付キャパシタ層構成部材は、下部電極の面積を上部電極の面積よりも広くしたものであることが好ましい。

従って、当該上部電極と下部電極とを備える電極回路付キャパシタ層構成部材をプリント配線板の内蔵キャパシタ層として用いることで、高品質の内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板の提供が可能となる。

本件発明に係るキャパシタ層形成材は、当該上部電極形成層が金属層と導電性エッチングレジスト層との複合層である。このような層構成を備えることで、上部電極をエッチング法で形成する場合でも、誘電層へのエッチング液の染み込み現象を効果的に防止する。その結果、誘電層の電気容量を劣化させたり、プリント配線板としての通電使用時の、マイグレーション現象、リーク電流の増加、短絡等の不具合の発生を防止する。従って、このキャパシタ層形成材を内蔵キャパシタ層の形成に用いるプリント配線板の高品質化が図れる。

以下、本件発明に係るキャパシタ層形成材の形態、上部電極の形成方法の形態、上部電極の形成方法の応用製品形態、それぞれに関して述べる。

本件発明に係るキャパシタ層形成材の形態： 本件発明に係るキャパシタ層形成材は、上部電極形成層と下部電極形成層との間に誘電層を備えるものである。そして、図１に、本件発明に係るキャパシタ層形成材の模式断面を示している。この図１から分かるように、このキャパシタ層形成材１は、その上部電極形成層２と下部電極形成層３との間に誘電層４が存在し、前記上部電極形成層２が金属層２ａと導電性エッチングレジスト層２ｂとからなる複合層である点に特徴を有している。

また、図１から分かるように、本件発明に係るキャパシタ層形成材は、前記上部電極形成層２を構成する導電性エッチングレジスト層２ｂが、誘電層４と接するように配置することが好ましい。このような配置とするのは、以下に述べる電極回路の形成方法において、金属層２ａを溶液エッチングする場合、この導電性エッチングレジスト層２ｂをエッチング溶液のバリア層（エッチングレジスト層）として用いて、誘電層４へのエッチング液の染み込みを防止するためである。

従って、前記導電性エッチングレジスト層は、エッチングレジスト機能を発揮する樹脂で構成することが前提となる。即ち、導電性エッチングレジスト層は、金属層のエッチング時に当該エッチング溶液と誘電層との接触を防止するためのものである。従って、ここで言うエッチングレジスト機能とは、金属層の金属成分の溶解を行うエッチング液に対して、不溶性又は難溶性であるというものである。そして、当該導電性エッチングレジスト層は、同時に導電性を備え、上部電極形成層の一部を構成する樹脂を選択的に用いる必要がある。ここで言う「導電性エッチングレジスト層」とは、例えば、導電性ポリマー、化合物系導電性樹脂、フィラー系導電性樹脂、導電性セラミックス等から選ばれるものであり、金属層のエッチング溶液に対してエッチングレジスト機能を備えるものである。

ここで、導電性ポリマー、化合物系導電性樹脂、フィラー系導電性樹脂の３種を、説明の都合上、以下、単に「導電性樹脂」と称する。導電性エッチングレジスト層の形成に、この導電性樹脂の樹脂膜を用いる場合には、その樹脂膜を半硬化以上の状態（ＢステージからＣステージの状態）にする。

導電性樹脂に関し、より具体的に述べる。例えば、導電性ポリマーとは、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン，ポリチオフェン，ポリピロール，ポリアニリン，ポリアセン等の多様なπ電子共役系導電性高分子である。これらは単独で使用しても、エッチングレジスト機能と導電性とを同時に発揮する。しかし、導電性エッチングレジスト層を形成しようとする場合を考えると塗膜形成能等を高めるため、絶縁性ポリマーとブレンドするなどの混合樹脂として用いてもよい。

化合物系導電性樹脂としては、エッチングレジスト機能を備えた絶縁性ポリマーに電解質を練り込んだものを用いることが好ましい。なお、帯電防止や静電気対策を必要とする分野で使用されている界面活性剤及び親水性ポリマーを用いた半導体レベルの導電性を示すものは、キャパシタとしての機能を阻害する可能性があるため好ましくない。

フィラー系導電性樹脂としては、エッチングレジスト性を示す熱硬化型のエポキシ樹脂等と、導電性フィラーとを混合したものであり、異方性導電膜形成用のフィラー系樹脂を用いることもできる。このときの導電性フィラーとして、銅、銅合金、銀、ニッケル、低融点合金（ハンダなど）の金属微粒子、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム等の金属酸化物微粒子が使用できる。また、各種のカーボンブラック、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性ポリマー粒子を用いることも可能である。更に、高機能化した導電性フィラーとしては、金属コート層で被覆したポリマー微粒子、貴金属を被覆した銅粒子又は銀粒子、金属繊維、炭素繊維等の多くのものが使用できる。このフィラー系導電性樹脂は、樹脂組成と導電性フィラーとの組み合わせであり、多くの組み合わせを採れるため、導電性エッチングレジスト層の形成方法のバリエーションとしても多種多様となる。例えば、ポリアミック酸溶液に導電性フィラーを含有させて塗膜形成して加熱することで導電性フィラーを含有したポリイミド樹脂膜とする方法、上記導電性フィラーを電着ポリイミドの溶液に分散させ誘電層上に共析させ導電性フィラーを含有したポリイミド樹脂膜を形成する方法等の採用もできる。

そして、導電性エッチングレジスト層として、導電性セラミックの薄膜を用いることも好ましい。この導電性セラミックスの層は、ゾルーゲル法等で形成した耐熱性を備える誘電層の上に、高温で焼き付けて形成するか、物理蒸着法で形成することが出来る。

また、本件発明に係るキャパシタ層形成材において、前記導電性エッチングレジスト層は、前記金属層との選択エッチング可能な金属材として、チタン、金、モリブデン、タンタル、タングステン、クロムから選ばれるものを用いることも好ましい。即ち、金属層のみを選択的又は優先的に溶解し、導電性エッチングレジスト層の金属成分を溶解しないエッチング液を用いれば、エッチングした金属層の下には、導電性エッチングレジストが残留するため、誘電層へのエッチング液の染み込みが防止される。従って、当該導電性エッチングレジスト層を構成する金属成分には、金属層のエッチング溶液に対してエッチングレジスト機能を備えることが求められる。

以上に述べてきた導電性エッチングレジスト層は、厚さが０．５μｍ〜２００μｍである事が好ましい。導電性エッチングレジスト層の厚さが０．５μｍ未満の場合には、誘電層へのエッチング液の染み込みを防止できずバリア層としての機能を発揮し得ず、導電性エッチングレジスト層を設ける趣旨が没却する。一方、導電性エッチングレジスト層の厚さが２００μｍを超えるものとしても、バリア層としての機能が向上せず、事後的に行う導電性エッチングレジスト層の除去が困難となるだけであり好ましくない。そして、導電性エッチングレジスト層の厚さは１００μｍ以下であることが、より好ましい。当該導電性エッチングレジスト層の厚さが１００μｍを超えると、バリア層として効果が徐々に増加するものの、顕著に増加しなくなるからである。

そして、本件発明に係るキャパシタ層形成材において、前記上部電極形成層を構成する金属層は、前記導電性エッチングレジスト層の上に設けるものであり、厚さが５００ｎｍ〜１００μｍである銅層、ニッケル層、銅合金又はニッケル合金層が好ましい。通常、上部電極形成層の厚さは１μｍ程度以上の厚さである。これに対し、本件発明に係るキャパシタ層形成材の場合、上部電極形成層は、金属層と導電性エッチングレジスト層とからなる複合層であるから金属層を薄くすることも、厚くすることも容易に出来る。しかし、厚さが５００ｎｍ未満の金属層を形成しようとすると、膜厚の均一性が損なわれ好ましくない。一方、金属層の厚さが１００μｍを超えるものとした場合には、エッチング加工が困難となり、ファインな上部電極の形成が困難となる。

前記金属層は、銅層、ニッケル層、銅合金又はニッケル合金層のいずれかを選択的に用いることが好ましい。銅層は導電性に優れ、ニッケル層は耐熱特性に優れる。そして、銅合金の一例を示すと、銅−亜鉛合金、銅−銀合金等であり、任意の銅合金組成の選択が可能であり、銅と比べたときの耐熱性の向上、導電性の向上等を図ることが出来る。ニッケル合金とは、ニッケル−リン合金、ニッケル−コバルト合金、ニッケル−クロム合金、ニッケル−亜鉛−コバルト合金等であり、要求される耐熱性、導電性を考慮して任意に選択可能である。しかしながら、耐熱特性を要求される場合には、ニッケル系の金属層を採用することが好ましい。ここで、金属層として用いるニッケル層とは、所謂純度が９９．０％（その他、不可避不純物）以上の純ニッケル箔で形成される層である。そして、ニッケル合金層とは、例えば、ニッケル−リン合金、ニッケル−コバルト合金等を用いて形成される層である。用途を考慮して任意に選択使用すればよい。そして、この金属層の形成には、スパッタリング蒸着法、電解メッキ法、無電解メッキ法等の使用ができる。また、３μｍを超える厚さの金属層を形成する場合には、金属箔を張り合わせる手法を採用することも好ましい。なお、以上に述べてきた導電性エッチングレジスト層と金属層とを同時に形成することも可能であり、金属層の表面に導電性エッチングレジスト層を備える導電性エッチングレジスト層付金属箔を用いることも好ましい。

次に、本件発明に係るキャパシタ層形成材の誘電層に関して述べる。この誘電層は、キャパシタとして機能するものであれば、膜組成、膜厚、製法に関しても限定はない。例えば、（Ｂａ_１−ｘ Ｓｒ_ｘ）ＴｉＯ_３（０≦ｘ≦１）膜、ＢｉＺｒＯ_３膜、ＰｂＺｒＴｉＯ_３膜等の膜組成であり、製法としてはゾル−ゲル法、ＭＯＣＶＤ法、スパッタリング蒸着法等である。そして、膜厚は、１０ｎｍ〜１．０μｍであることが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満の場合には、膜厚の均一性を得ることが困難で、キャパシタ性能のバラツキが大きくなる。一方、膜厚が、１．０μｍを超えると、容量低下が顕著となる。また、ここで言う誘電層には、強誘電ナノ粒子をポリマー中に分散した強誘電ナノ粒子含有誘電層を用いる場合も対象に出来る。

そして、本件発明に係るキャパシタ層形成材の下部電極形成層に関して述べる。この下部電極形成層に関しても、その材質、厚さ等に特段の限定はない。任意に選択使用することが可能である。念のために記載しておくが、下部電極形成層には、銅、ニッケル、コバルト、金、白金等種々の導電性材料の使用が可能である。特に、ニッケル箔及びニッケル合金箔を用いることが好ましい。誘電層の形成過程において、高温が付加されたとしても、良好な耐熱特性を示すからである。また、金属箔の最表層に、これらニッケル若しくはニッケル合金層を備えた複合箔の如きものも使用可能である。例えば、銅箔の表面にニッケル層若しくはニッケル合金層を備えた複合材等である。この下部電極形成層の厚さは、５μｍ〜１５０μｍの範囲であることが好ましい。下部電極形成層の厚さが５μｍ未満の場合には、プリント配線板製造時のプレス圧による変形が起こりやすくなる。一方、下部電極形成層の厚さが１５０μｍを超える場合には、エッチング加工して下部電極形成を行う場合に、微細な下部電極形状の形成が困難となる。

更に、前記導電性エッチングレジスト層と誘電層との間に金属薄膜層を設けることも好ましい。この金属薄膜層は、誘電層と上部電極との密着性を向上させ、電気的接続を良好にするための接触面積を上昇させるために用いる。この金属薄膜層の形成には、スパッタリング蒸着法等の物理蒸着手法を採用することが好ましい。誘電層が電気的導電性を有しないからである。そして、この金属薄膜層の組成は、上部電極の金属層の形成に用いる銅層、ニッケル層、銅合金又はニッケル合金層のいずれかを選択的に用いる。しかし、必ずしも、上部電極を構成する金属層の金属組成と同一の組成を選択する必要はなく、金属層に銅を用い金属薄膜層にニッケルを用いる等の任意の組み合わせを選択しても構わない。

そして、前記金属薄膜層は、厚さが１ｎｍ〜３μｍ、より好ましくは１ｎｍ〜１μｍであることが好ましい。この金属薄膜層の厚さが１ｎｍ未満の場合には、誘電層と上部電極との密着性を向上させ得ない。一方、この金属薄膜層の厚さが３μｍを超える場合には、厚くなりすぎて前記導電性エッチングレジスト層と同時に除去することが困難になる。なお、この金属薄膜層に関しては、図面での記載は行っていない。

以上に述べてきたキャパシタ層形成材は、下部電極形成層の表面に誘電層を形成し、その誘電層の表面に、導電性エッチングレジスト層を形成し、その導電性エッチングレジスト層の表面に金属層を順次形成することにより製造できる。また、下部電極形成層の表面に誘電層を形成した誘電層付下部電極形成層を準備する。一方では、金属層としての金属箔の表面に半硬化状態の導電性エッチングレジスト層を形成した導電性エッチングレジスト層付金属箔を準備する。そして、誘電層付下部電極形成層の誘電層と、導電性エッチングレジスト層付金属箔の半硬化状態の導電性エッチングレジスト層とを当接させて積層し、熱間プレス加工する事でキャパシタ層形成材とする方法も採用可能である。更に、２枚の導電性エッチングレジスト層付金属箔を準備して、これらの導電性エッチングレジスト層の面を対向させ、且つ、その間に誘電体樹脂フィルムを挟み込んでプレス成形する事によってもキャパシタ層形成材の製造が可能である。

更に、導電性エッチングレジスト層と金属層との間の密着性を向上させる手法を用いることも好ましい。例えば、金属層の形成に金属箔を用いる場合であって銅箔を用いる場合等には、その銅箔の導電性エッチングレジスト層との接触面に、黒化処理を施してアンカー効果を得ることができる。また、樹脂系の導電性エッチングレジスト層の表面に金属層を電解で製造する場合には、 導電性エッチングレジスト層の表面をアルカリ溶液で処理して、金属イオンの吸着を行わせ導電性表面を形成し、その後電解で金属層を形成することもできる。更に、導電性エッチングレジスト表面を物理的手法や化学的手法を用いて意図的に粗化して、その表面に物理蒸着法、電気化学的手法等で金属層を形成する等である。

本件発明に係る上部電極の形成方法の形態： 本件発明に係る上部電極の形成方法は、以下の工程１及び工程２を備えることを特徴とするプリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法である。以下、工程毎に説明する。

工程１： この工程では、図１に示すキャパシタ層形成材の上部電極形成層２の金属層２ａのみをエッチング加工して、図２（ａ）に示すように仮上部電極５とする。このときのエッチング加工は、プリント配線板の回路形成に用いる公知のエッチング手法を採用する事が出来るため、詳細な説明は省略する。

工程２： この工程では、仮上部電極５の間に露出した導電性エッチングレジスト層２ｂを除去して、図２（ｂ）に示すように、金属層２ａと導電性エッチングレジスト層２ｂとからなる上部電極６を形成する。そして、より好ましくは、図３（ａ）に示す状態から、仮上部電極５の間に露出した導電性エッチングレジスト層２ｂと同時に、導電性エッチングレジスト層２ｂの下にある誘電層４を同時に除去し、図３（ｂ）のように上部電極６と上部電極６との間に露出した誘電層を除去する。また、場合によっては、導電性エッチングレジスト層２ｂと誘電層４とを二段階に分けて除去することも好ましい。誘電層が多層プリント配線板の内層の全面に亘って広がっていると、キャパシタ回路以外の電源ライン、信号伝達ラインの下部及び周辺にも誘電層が存在することになり、シグナル信号等の電送時に誘電損失が大きくなる。従って、誘電層を除去すると、この誘電層に対し、インダクタ等の他の回路素子を埋め込みが可能となり、回路設計の制約が無くなる。

そして、このときの仮上部電極５の間に露出した導電性エッチングレジスト層２ｂ及び誘電層４の除去は、ブラスト処理、プラズマ処理、レーザー処理のいずれかを用いることが好ましい。ここで言うブラスト処理とは、ドライブラスト処理及びウエットブラスト処理の双方をふくむものであり、仮上部電極間ギャップに露出した導電性エッチングレジスト層及び誘電層を研磨して除去するものである。そして、ブラスト処理後の研磨面の仕上がり状況及び回路面の損傷の軽減化を考慮すると、ウエットブラスト処理が好ましい。このウエットブラスト処理とは、微粒粉体である研磨剤を水に分散させたスラリー状研磨液とし、これを高速水流として被研磨面に衝突させ、微細領域の研磨を行うものである。このウエットブラスト処理は、ドライな環境で行うブラスト処理に比べて極めて緻密で損傷の少ない研磨が可能という点で特徴を有する。ブラスト処理では、研磨剤の衝突による上部電極を構成する金属層の損傷を防止するため、仮上部電極の形成が終了した後、形成したエッチングレジスト層を剥離せず、そのままにしてブラスト処理を行うことが好ましい。当該エッチングレジスト層が衝突する研磨剤の緩衝層となり金属層の損傷を防止するからである。

プラズマ処理とは、公知のプラズマ加工技術の中で、ドライエッチングに使用でき、且つ、微細加工可能なプラズマ技術の全てを含む概念として記載しており、特段の限定はなく、高周波プラズマ処理等である。

そして、レーザー処理とは、微細加工の可能な炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、ＵＶ−ＹＡＧレーザー等である。しかし、炭酸ガスレーザーの波長がλ＝１０．６４Åであるのに対し、エキシマレーザーの波長はλ＝１．９３Å〜３．０８Å、ＵＶ−ＹＡＧレーザーの波長はλ＝０．３３Åと短波長側にある。従って、後者のエキシマレーザー及びＵＶ−ＹＡＧレーザーを用いる方が、被加工対象が吸収したエネルギーが、高分子有機材の分子間結合を切断しやすくなるため、導電性高分子を用いた導電性エッチングレジスト層に対しては短時間での加工が可能で、下地になる下部電極形成層及びその周囲に対する熱的影響を軽減できるため好ましい。

以上に述べた工程１及び工程２を経ることにより、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示す如き、片面に上部電極６を備えたキャパシタ層構成部材（以下、説明を容易にするため、これを「第１電極回路付キャパシタ層構成部材７」と称する。）が得られる。

本件発明に係る上部電極の形成方法の応用製品： 以上に述べた工程１及び工程２を経ることにより、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示す如き、片面に上部電極６を備えた第１電極回路付キャパシタ層構成部材７が得られる。そして、この第１電極回路付キャパシタ層構成部材７を、プリント配線板製造プロセスの中で、内蔵キャパシタ層構成部材として用いることで、長寿命且つ安定した電気容量を示す高品質の内蔵キャパシタ層を備えるプリント配線板が得られる。このプリント配線板の製造方法に関して、特段の限定はない。

また、上記第１電極回路付キャパシタ層構成部材の上部電極表面側を絶縁樹脂層に張り合わせ、その後、下部電極形成層をエッチング加工して、下部電極を形成する事も可能である。例えば、図４（ａ）に示すように、第１電極回路付キャパシタ層構成部材７の上部電極表面側にプリプレグ等の絶縁樹脂層構成材９を重ね、更に金属箔１０を重ねて熱間プレス成形することで、張り合わせて、図５（ｂ）に示すような、外層に下部電極形成層３と金属箔１０とが配置され、絶縁層２０を形成した状態にする。そして、下部電極形成層３と金属箔１０との表面にエッチングレジスト層を設けて、エッチング液を用いて同時エッチングして、下部電極１１と外層回路１２とを形成する。このとき、図５（ｂ）から分かるように、上部電極６の面積に比べ、下部電極１１の面積を広くすることで、上部電極６と下部電極１１との間にある誘電層４への溶液の染み込みを最小限にすることが可能である。また、誘電層を溶液と接触させないという理念を最優先させるためには、以下に例示した第１から第４の加工方法等を採用すべきである。第１は、金属箔１０のみを優先して溶液エッチングして外層回路１２を形成し、その後反対面の下部電極形成層３を、メタルマスクでマスキングして、物理的なスパッタリング法で下部電極１１の形成を行う。第２は、下部電極形成層３を優先して溶液エッチングして上部電極６の面積に比べ、大きな面積の下部電極１１を形成し、その後反対面の金属箔１０をエッチング加工して外層回路１２を形成し外層回路１２の形成を行う。第３は、下部電極形成層３のみを優先して物理的なスパッタリング法で下部電極１１の形成し、その後反対面の金属箔１０を溶液エッチングして外層回路１２の形成を行う。第４は、金属箔１０と下部電極形成層３とに、同時にメタルマスクでマスキングして、物理的なスパッタリング法で外層回路１２と下部電極１１との同時形成を行う。このようにして、図５（ｃ）に示すように上部電極６と下部電極１１とを備えた電極回路付キャパシタ層構成部材（以下、説明が容易となるように、単に「第２電極回路付キャパシタ層構成部材８」と称する。）が得られる。

なお、下部電極表面側に、絶縁層２０を張り合わせる場合には、積層するプリプレグや樹脂付銅箔と下部電極との密着性を向上させるように、上部電極の表面に密着性向上処理を施すことも好ましい。例えば、上部電極の表面に亜鉛−ニッケル層のような密着力向上の望める表面処理層を設ける。上部電極の表面に黒化処理層を設ける。又は上部電極の表面をＣＺ処理のような化学処理的な粗化処理を施す等する事も好ましい。但し、この密着性向上処理に溶液プロセスを用いる場合には、誘電層と溶液との接触を防止するため、上部電極間に露出した誘電層の表面に、薄い樹脂コート層を設ける等の誘電層への溶液の染み込み防止処理を設けることが好ましい。

そして、この第２電極回路付キャパシタ層構成部材８を、プリント配線板製造プロセスの中で、内蔵キャパシタ層構成部材として用いることでも、長寿命且つ安定した電気容量を示す高品質の内蔵キャパシタ層を備えるプリント配線板が得られる。このプリント配線板の製造方法に関しても、特段の限定はない。

本件発明に係るキャパシタ層形成材は、上述の層構成を備えることで上部電極形成を行った後も、誘電層へのエッチング液の染み込みがないため、通電時のマイグレーションの発生を防止し、上部電極と下部電極との短絡不良の発生を減少させ、リーク電流の増加を招かない。従って、製造直後のキャパシタ特性を、長期に亘って維持する事が可能となる。従って、このキャパシタ層形成材を用いて得られるプリント配線板は、電子及び電気製品の性能の安定化をもたらす。そして、本件発明に係る上部電極の形成方法を用いると、内蔵キャパシタ回路を備える高品質のプリント配線板の提供が可能となり、結果として安価且つ高品質な電子及び電気製品を市場に供給できる。

本件発明に係るキャパシタ層形成材の層構成を示すための模式断面である。 本件発明に係るキャパシタ層形成材を用いた上部電極の形成方法を説明するための断面模式図である。 本件発明に係るキャパシタ層形成材を用いた上部電極の形成方法を説明するための断面模式図である。 本件発明に係るキャパシタ層形成材を用いた下部電極の形成手順を説明するための断面模式図である。 本件発明に係るキャパシタ層形成材を用いた下部電極の形成手順を説明するための断面模式図である。

符号の説明

１ キャパシタ層形成材
２ 上部電極形成層
２ａ 金属層
２ｂ 導電性エッチングレジスト層
３ 下部電極形成層
４ 誘電層
５ 仮上部電極
６ 上部電極
７ 第１電極回路付キャパシタ層構成部材
８ 第２電極回路付キャパシタ層構成部材
９ 絶縁樹脂層構成材
１０ 金属箔
１１ 下部電極
１２ 外層回路
２０ 絶縁層

Claims (16)

1. 上部電極形成層と下部電極形成層との間に誘電層を備えるキャパシタ層形成材において、
   当該上部電極形成層は、金属層と導電性エッチングレジスト層との複合層であることを特徴とするプリント配線板用キャパシタ層形成材。
2. 前記上部電極形成層を構成する導電性エッチングレジスト層が誘電層と接触するように配置した請求項１に記載のプリント配線板用キャパシタ層形成材。
3. 前記導電性エッチングレジスト層と誘電層との間に金属薄膜層を設けた請求項２に記載のプリント配線板用キャパシタ層形成材。
4. 前記金属薄膜層は、厚さが１ｎｍ〜３μｍである請求項３に記載のプリント配線板用キャパシタ層形成材。
5. 前記導電性エッチングレジスト層は、導電性ポリマー、化合物系導電性樹脂、フィラー系導電性樹脂、導電性セラミックスから選ばれるものであり、金属層のエッチング溶液に対してエッチングレジスト機能を備えるものである請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプリント配線板用キャパシタ層形成材。
6. 前記導電性エッチングレジスト層は、前記金属層との選択エッチング可能な金属材であり、チタン、金、モリブデン、タンタル、タングステン、クロムから選ばれるものであり、金属層のエッチング溶液に対してエッチングレジスト機能を備えるものである請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプリント配線板用キャパシタ層形成材。
7. 前記導電性エッチングレジスト層は、厚さが０．５μｍ〜２００μｍである請求項１〜請求項６のいずれかに記載のプリント配線板用キャパシタ層形成材。
8. 前記上部電極形成層を構成する金属層は、厚さが５００ｎｍ〜１００μｍである銅層、ニッケル層、銅合金又はニッケル合金層である請求項１〜請求項７のいずれかに記載のプリント配線板用キャパシタ層形成材。
9. 上部電極形成層（金属層／導電性エッチングレジスト層）／誘電層／下部電極形成層の層構成を備えるキャパシタ層形成材を用いたプリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法であって、
   以下の工程１及び工程２を備えることを特徴としたプリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法。
   工程１： 金属層と導電性エッチングレジスト層との複合層である上部電極形成層の金属層をエッチングして仮上部電極の形状とする。
   工程２： 仮上部電極の間に露出した導電性エッチングレジスト層を除去して、金属層と導電性エッチングレジスト層とからなる上部電極を形成する工程。
10. 前記工程２の仮上部電極の間に露出した導電性エッチングレジスト層の除去を行い、導電性エッチングレジスト層の除去により露出する誘電層を同時に除去する請求項９に記載のプリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法。
11. 前記工程２の仮上部電極の間に露出した導電性エッチングレジスト層の除去は、ブラスト処理、プラズマ処理、レーザー処理のいずれかを用いる請求項７又は請求項９に記載のプリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法。
12. 請求項９〜請求項１１のいずれかに記載のプリント配線板用内蔵キャパシタ回路の形成方法を用いて製造した上部電極を備えることを特徴とした電極回路付キャパシタ層構成部材。
13. 請求項１２に記載の電極回路付キャパシタ層構成部材をプリント配線板の内蔵キャパシタ層として用いたことを特徴とする内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板。
14. 請求項１２に記載の上部電極を備える電極回路付キャパシタ層構成部材の上部電極表面側を絶縁樹脂層に張り合わせ、その外層にある下部電極形成層をエッチング加工して下部電極を形成し、上部電極と下部電極とを備えるようにしたことを特徴とする電極回路付キャパシタ層構成部材。
15. 下部電極の面積を上部電極の面積よりも広くしたものである請求項１４に記載の電極回路付キャパシタ層構成部材。
16. 請求項１４又は請求項１５に記載の上部電極と下部電極とを備える電極回路付キャパシタ層構成部材をプリント配線板の内蔵キャパシタ層として用いて得られることを特徴とした内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板。

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