JP2014160751A - プリント配線板 - Google Patents

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Yasuhiko Mano
靖彦 真野
Kazuhiro Yoshikawa
吉川  和弘
Haruhiko Morita
治彦 森田
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Abstract

【課題】 高いインダクタンスを有するインダクタを備えるプリント配線板の提供
【解決手段】 第1のプリント配線板101に第1のインダクタ部品110が形成されていて、マザーボードに第2のインダクタ部品310が形成されている。そして、第1と第2のプリント配線板でプリント配線板が形成されていて、第1と第2のインダクタ部品が接続されている。
【選択図】 図13

Description

本発明は、第1のインダクタを有する第1のプリント配線板と第2のインダクタを有する第2のプリント配線板とを含むプリント配線板に関する。
電圧調整用のVRMをICチップを実装しているプリント配線板上に形成することが電源ラインの短縮化のために求められている。一般にVRMとICチップとの間にデカップリング用のインダクタが設けられる。特許文献1はインダクタを内蔵するプリント配線板を開示している。特許文献1では、インダクタを金属板から製造することを開示している。そして、特許文献1では、そのインダクタが基板に接着され、特許文献1の図6に示されているように、インダクタ内蔵基板が製造されている。また、特許文献1は、プレス加工によりインダクタを製造することで、インダクタの厚みを厚くすることができると述べている。
特開2008−270532号公報
特許文献1では、基板上に厚いインダクタが接着されるので、インダクタを内蔵するための層間絶縁層が厚くなると考えられる。そのため、インダクタ内蔵基板の厚みが厚くなると推察される。
インダクタの厚みが厚いので、インダクタを内蔵するための層間絶縁層の厚みはそれ以外の層間絶縁層の厚みより厚いと考えられる。そのため、インダクタ内蔵基板に反りが発生すると考えられる。
特許文献1の図11に示されるように、特許文献1のインダクタ内蔵基板は、インダクタを内蔵するための層間絶縁層やそれ以外の層間絶縁層にビア導体を有している。インダクタを内蔵するための層間絶縁層の厚みはそれ以外の層間絶縁層の厚みより厚いと考えられるので、インダクタを内蔵するための層間絶縁層に形成されるビア導体用の開口が深くなると考えられる。そのため、接続信頼性が低下すると考えられる。
また、インダクタ部品が基板に接着されるので、配線の設計の自由度が低下すると予想される。
特許文献1は、インダクタを基板に接着している。そのため、特許文献1の方法では、インダクタを積層することは難しいと考えられる。従って、特許文献1では、高いインダクタンスを得ることが難しいと考えられる。
本発明の目的は、高いインダクタンスやQ値を有するインダクタを内蔵しているプリント配線板を提供することである。別の目的はプリント配線板の厚みを薄くすることである。さらなる別の目的はプリント配線板の反りを小さくすることである。
本発明のプリント配線板は、第1面と前記第1面と反対側の第2面とを有するコア基板と、前記コア基板の第1面上に形成されている上側のビルドアップ層と、前記コア基板の第2面上に形成され第1のインダクタを有する下側のビルドアップ層と、前記下側のビルドアップ層上に形成されている接続部材とを有する第1のプリント配線板と、第2のインダクタを有している第2のプリント配線板とからなる。そして、前記第1のインダクタと前記第2のインダクタは前記接続部材で接続されていて、前記第1のプリント配線板は前記第2のプリント配線板に実装されている。
第1実施形態に係る第1のプリント配線板の断面図。 第1実施形態のインダクタ部品の断面図。 第1実施形態に係るインダクタ部品の各コイル層の平面図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法を示す工程図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法を示す工程図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法を示す工程図。 第1実施形態に係る第1のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第1実施形態に係る第1のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第1実施形態に係る第1のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第1実施形態に係る第1のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第1実施形態に係る第1のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第1実施形態に係る第1のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第1実施形態のプリント配線板の断面図。 第1実施形態の第1改変例に係るプリント配線板の断面図。 第1実施形態の第2改変例に係るプリント配線板の断面図。 第2実施形態のプリント配線板の断面図。 第3実施形態に係る第1のプリント配線板の断面図。 第3実施形態のプリント配線板の断面図。 第1実施形態の第3改変例に係るインダクタ部品の各コイル層の平面図。 第1実施形態の第1のプリント配線板のインダクタ部品の断面図。 実施形態に係るインダクタ部品のコイル層の平面図と積層コイルの接続方法を示す図。
[第1実施形態]
図13は、第1実施形態のプリント配線板10の断面図を示している。
プリント配線板10は、ICチップ90を実装するための第1のプリント配線板(パッケージ基板)101と、第1のプリント配線板101を搭載している第2のプリント配線板(マザーボード)210とを有する。第1のプリント配線板101は第1のインダクタ110を内蔵し、マザーボード210は、第2のインダクタ310を内蔵している。そして、第1のインダクタ110と第2のインダクタ310は半田バンプなどの接続部材76Dを介して接続されている。第1と第2のインダクタは接続部材で直接接続されている。
第1実施形態のプリント配線板を構成する第1のプリント配線板101の断面が図1に示される。第1のプリント配線板101は、第1面Fと第1面Fと反対側の第2面Sを有する絶縁性基材20と絶縁性基材の第1面上の第1導体層34Aと絶縁性基材の第2面上の第2導体層34Bと第1導体層34Aと第2導体層34Bを接続しているスルーホール導体36とで形成されているコア基板30を有する。コア基板は第1面Fと第1面Fと反対側の第2面を有する。コア基板の第1面と絶縁性基材の第1面は同じ面であり、コア基板の第2面と絶縁性基材の第2面は同じ面である。
スルーホール導体36は、絶縁性基材に形成されている貫通孔28内をめっき膜で充填することにより形成される。貫通孔28は、絶縁性基材の第1面側に形成されている第1開口部28aと、第2面側に形成されている第2開口部28bで形成されている。第1開口部28aは第1面から第2面に向かってテーパしている。第2開口部28bは第2面から第1面に向かってテーパしている。そして、第1開口部28aと第2開口部28bは絶縁性基材の内部で繋がっている。
第1のプリント配線板101は、さらに、コア基板30の第1面F上に上側のビルドアップ層50Fを有する。上側のビルドアップ層50Fはコア基板30の第1面F上に形成されている絶縁層(上側の層間樹脂絶縁層)50Aと絶縁層50A上の導体層(上側の導体層)58Aと絶縁層50Aを貫通し第1導体層34Aやスルーホール導体36と導体層58Aを接続しているビア導体(上側のビア導体)60Aとを有する。上側のビルドアップ層50Fはさらに絶縁層50Aと導体層58A上の絶縁層(最上の層間樹脂絶縁層)50Cと絶縁層50C上の導体層(最上の導体層)58Cと絶縁層50Cを貫通し導体層58Aやビア導体60Aと導体層58Cとを接続するビア導体(最上のビア導体)60Cを有する。
第1のプリント配線板101は、さらに、コア基板30の第2面S上に下側のビルドアップ層50Sを有する。下側のビルドアップ層50Sはコア基板30の第2面S上に形成されている絶縁層(下側の層間樹脂絶縁層)50Bと絶縁層50B上の導体層(下側の導体層)58Bと絶縁層50Bを貫通し第2導体層34Bやスルーホール導体36と導体層58Bを接続しているビア導体(下側のビア導体)60Bとを有する。下側のビルドアップ層50Sはさらに絶縁層50Bと導体層58B上の絶縁層(最下の層間樹脂絶縁層)50Dと絶縁層50D上の導体層(最下の導体層)58Dと絶縁層50Dを貫通し導体層58Bやビア導体60Bと導体層58Dとを接続するビア導体(最下のビア導体)60Dを有する。
第1のプリント配線板101の下側のビルドアップ層は第1のインダクタ110を有する。第1実施形態では、第1のプリント配線板101の下側のビルドアップ層は、第1のインダクタ110を収容するためのキャビティ50Eを有する。そして、第1実施形態の第1のプリント配線板101は、キャビティ50Eに収容されているインダクタ110を有する。第1実施形態では、キャビティ50Eは下側のビルドアップ層を貫通している。キャビティによりコア基板の第2面とスルーホール導体の下面(下側のスルーホールランド)36Sが露出している(図11(A))。キャビティ50Eは下側と最下の層間樹脂絶縁層50B、50Dに形成されている。第1実施形態の第1のインダクタ110は、交互に積層されているコイル層と樹脂絶縁層と隣接するコイル層を接続するビア導体で形成されている。第1実施形態では第1のインダクタ110は第1のインダクタ部品110である。第1のインダクタ部品110が図2に示されている。第1のインダクタ部品は最下のコイル層(最下のインダクタパターン)1580Aと、最下のコイル層上の最下の樹脂絶縁層150Bと、最下の樹脂絶縁層150B上の内層のコイル層(内層のインダクタパターン)1580Bと、最下の樹脂絶縁層と内層のコイル層上の最上の樹脂絶縁層150Cと最上の樹脂絶縁層150C上の最上のコイル層(最上のインダクタパターン)1580Cと、最下の樹脂絶縁層150Bに形成され最下のコイル層と内層のコイル層を接続している最下のビア導体160Bと、最上の樹脂絶縁層に形成され最上のコイル層と内層のコイル層を接続している最上のビア導体160Cとを有する。さらに、第1のインダクタ部品は最上のコイル層の一端に第1電極158EDを有し、最下のコイル層の一端に第2電極158ED2を有する。最上のコイル層がコア基板に向くように第1のインダクタ部品はキャビティ50Eに収容される。第1のインダクタ部品110は最上のコイル層側に第1面FFを有し、最下のコイル層側に第2面SSを有する。第1電極は第1面に形成されていて、第2電極は第2面に形成されている。第1のインダクタ部品は最上のコイル層と最上の樹脂絶縁層上に第1電極158EDを露出するための開口を有する被覆層CUを有しても良い(図2(B))。最上のコイル層と第2導体層間でショートが発生しがたい。被覆層が磁性粒子を含む樹脂で形成されると、第1のインダクタ部品と第1のプリント配線板内の導体層間で干渉が小さくなる。インダクタンスの値やQ値が低下しない。第1のインダクタ部品110の第1電極158EDとスルーホール導体36のランド(下側のスルーホールランド)36Sを導電性部材(接合部材)CDMで電気的に接続することができる。接合部材は例えば半田や導電性ペーストや異方導電性フィルムである。スルーホール導体36の下側のスルーホールランド36Sはスルーホール導体に繋がっていて絶縁性基材上に形成されている導体とスルーホール導体用の貫通孔を塞ぐ導体を含んでいる。接合部材で第1のインダクタ部品と第1のプリント配線板の導体層が接続される場合、接合部材が高さを有している。そのため、第1のインダクタ部品が被覆層を有していなくても第1のインダクタ部品110と第1のプリント配線板の導体層間のショートが防止される。その他、第1のインダクタ部品と第1のプリント配線板を機械的に接続することも可能である。機械的な接続の場合、被覆層CUが形成されることが好ましい。最下のコイル層1580Aと最下の樹脂絶縁層下に被覆層CDを形成することができる。被覆層CDは第2電極を露出する開口を有する。
キャビティ50Eにより露出している下側のビルドアップ層の側壁とインダクタ部品110との間の隙間は充填樹脂49で充填されてもよい。コア基板30の第2面やスルーホール導体とインダクタ部品との間の隙間にも充填樹脂49が充填されてもよい。充填樹脂49は磁性粒子を含んでも良い。特に第1のインダクタ部品が図2(A)に示されている部品の場合、充填樹脂が形成される。インダクタのQ値やインダクタンスの値が低下し難い。磁性粒子として、酸化鉄(III)やコバルト酸化鉄等が挙げられる。
第1実施形態の第1のプリント配線板は、さらに、上側のビルドアップ層上に開口71Aを有するソルダーレジスト層70Aと下側のビルドアップ層及びインダクタ110上に開口71B、710Bを有するソルダーレジスト層70Bを有する。図1に示されているように、第1のインダクタの最下のコイル層と最下の樹脂絶縁層は下側のビルドアップ層上のソルダーレジスト層70Bで覆われている。従って、第1のインダクタ部品は、第2面側に被覆層を有さなくてもよい。
ソルダーレジスト層の開口により露出している導体層58C、58Dやビア導体60C、60Dの上面はパッドとして機能する。パッド上にNi膜とAu膜で形成されている金属膜72A、72Bが形成され、その金属膜上に半田バンプ76U、76D、760Dが形成されている。上側のビルドアップ層上に形成されている半田バンプ76Uを介してICチップ90が第1のプリント配線板101に搭載される(図13参照)。下側のビルドアップ層上に形成されている半田バンプ760Dを介して第1のプリント配線板101はマザーボード210に搭載される(図13参照)。
ソルダーレジスト層70Bは第1のインダクタ部品の第2電極158ED2を露出する開口710Bをさらに有する。第2電極上に金属膜72Bを形成することができる。第2電極上に半田バンプなどの接続部材76Dが形成されている。半田バンプ以外の接続部材として、導電性ペーストや異方性導電ゴムが挙げられる。接続部材76Dを介して第1のインダクタ部品は後述される第2のインダクタ部品に接続される。
図13中に第1実施形態のプリント配線板の第2のプリント配線板(マザーボード)210が示される。
マザーボード210は、4層の導体層258A、258B、258C、258Dと隣接する導体層で挟まれている3層の層間絶縁層250A、250B、250Cと隣接する導体層を接続しているビア導体256A、256B、256Cを有する。第2のプリント配線板内のビア導体(最上のビア導体)256Aは最上の層間絶縁層250Aに形成されている。第2のプリント配線板内のビア導体(内層のビア導体)256Bは層間絶縁層250Bに形成されている。第2のプリント配線板内のビア導体(最下のビア導体)256Cは最下の層間絶縁層250Cに形成されている。最上の層間絶縁層250Aは第1のプリント配線板の下側のビルドアップ層に近く、最下の層間絶縁層250Cは最上の層間絶縁層250Aと反対側に位置している。
導体層258Aは第2のプリント配線板内の最上の導体層であり、導体層258Dは第2のプリント配線板内の最下の導体層である。
第2のプリント配線板は、さらに、最上の導体層258Aと最上の層間絶縁層250A上に第2のプリント配線板の上側のソルダーレジスト層270Aと最下の導体層258Dと最下の層間絶縁層250C上に第2のプリント配線板の下側のソルダーレジスト層270Bを有する。上側と下側のソルダーレジスト層270A、270Bは、それぞれ、最上と最下の導体層を露出するための開口271A、271Bを有する。開口271Aから露出する最上の導体層258Aは第1のプリント配線板と繋がるパッドとして機能する。また、開口271Bから露出する最下の導体層258Dは電子部品を搭載するパッドとして機能する。ソルダーレジスト層270Aは、さらに開口2710Aを有する。開口2710Aは第2のインダクタの第3電極を露出している。
第2のプリント配線板は、下側のビルドアップ層と対向する第3面Tと、第3面Tと反対側の第4面Qを有する。
第1実施形態のマザーボード210は、第1のプリント配線板と同様にインダクタ(第2のインダクタ)を内蔵している。マザーボード210は第1のインダクタ部品110と同様な第2のインダクタ部品310を収容するためのキャビティ250Eを有する。第2のプリント配線板のキャビティ250Eは複数の層間絶縁層を貫通するが、第2のプリント配線板を貫通していない。図13では、キャビティ250Eにより、第2のプリント配線板の最下の層間絶縁層250Cが露出される。内層の層間絶縁層が露出されてもよい。図13では、キャビティ250Eは最上の層間絶縁層250Aと最上の層間絶縁層に隣接する内層の層間絶縁層250Bに形成されている。図13に示されているキャビティ250Eを有するマザーボードはJP2010−245530Aに開示されている方法と同様な方法で製造される。第2のプリント配線板はキャビティ250Eに収容されている第2のインダクタ部品310を有する。層間絶縁層上の導体層(内層の導体層)がキャビティにより露出してもよい。例えば、導体層258Cが露出してもよい。
第2のインダクタ部品が図20(A)、(B)に示されている。第2のインダクタ部品は、樹脂絶縁層1500B、1500Cとコイル層158A、158B、158Cとビア導体1600B、1600Cで形成されている。樹脂絶縁層とコイル層は交互に積層されていて、隣接するコイル層は、それらの間の樹脂絶縁層に形成されているビア導体で接続されている。図20のインダクタ部品は、最下のコイル層(第1のコイル層)158Aと第1のコイル層158A上の最下の樹脂絶縁層1500Bと最下の樹脂絶縁層上の第2のコイル層(内層のコイル層)158Bと最下の樹脂絶縁層と第2のコイル層上の最上の樹脂絶縁層1500Cと最上の樹脂絶縁層上の最上のコイル層(第3のコイル層)158Cを有し、第1のコイル層と第2のコイル層は最下の樹脂絶縁層を貫通する第1のビア導体1600Bで接続され、第2のコイル層と第3のコイル層は最上の樹脂絶縁層を貫通する第2のビア導体1600Cで接続されている。そして、最上のコイル層は第3電極158ED3を有していて、電極158ED3は、最上のコイル層の一端に形成されている。第2電極と第3電極が接続部材で接続される。第2のインダクタ部品の最下のコイル層158Aは電極を有していない。第2のインダクタの最下のコイル層の一端は接続配線L10と繋がってもよい(図20(C)参照)。接続配線L10を介して第2のインダクタの最下のコイル層は別の積層コイルの最下のコイル層に繋げられる。図20(C)内の左側のコイル層は1つの積層コイルの最下のコイル層を示していて、右側のコイル層は別の積層コイルの最下のコイル層を示している。第2のインダクタ部品は最下のコイル層を被覆する被覆層CDを有してもよい。これにより、第2のインダクタ部品内のコイル層と第2のプリント配線板内の導体層がショートしない。最上のコイル層と最上の樹脂絶縁層上に第3電極を露出する被覆層CVが形成されてもよい(図20(B))。但し、第2のプリント配線板が上側のソルダーレジスト層を有する場合、被覆層は形成されなくてもよい。各インダクタの各樹脂絶縁層は磁性粒子と樹脂とからなることが好ましい。インダクタンスの値やQ値が低下しない。第1のインダクタ内のコイル層と第2のインダクタ内のコイル層で電流は同じ方向に流れている。
キャビティ250Eにより露出している第2のプリント配線板の側壁とインダクタ部品との間の隙間は充填樹脂249で充填されてもよい。充填樹脂249は、さらに、第2のインダクタ部品とキャビティにより露出される層間絶縁層や内層の導体層との間の隙間を充填しても良い。充填樹脂249は磁性粒子を含んでも良い。キャビティにより露出される第1と第2のプリント配線板の露出面とインダクタとの間の隙間は充填樹脂で充填されている。
第1実施形態のプリント配線板では、第1のプリント配線板101の下側のビルドアップ層に第1のインダクタ部品110が収容され、マザーボードの第3面T側に第2のインダクタ部品310が収容されている。そのため、第1実施形態のプリント配線板によれば、インダクタ2個分のインダクタンスが得られる。従って、容易に高いインダクタンスを有するインダクタをプリント配線板に内蔵することができる。即ち、第1のプリント配線板のインダクタ部品110のみでは必要とされるインダクタンスが得られなくとも、マザーボード210のインダクタ部品310を加えることで、要求されるインダクタンス及び電気特性を得ることができる。また、第1と第2のインダクタ部品110、310をICチップの直下に配置することで、ICチップ90とインダクタとの間の配線距離が短くなる。電源ノイズの低減が可能になる。ICチップに安定な電力が供給される。ICチップに瞬時に電力が供給される。
インダクタはコイル層で形成されている。そのため、インダクタ部品を有する側の導体層の体積が低くなりやすい。プリント配線板内の導体層の体積がアンバランスになると、プリント配線板に反りが発生しやすい。実施形態では、第1と第2のプリント配線板にインダクタが分割されるので、それぞれのプリント配線板に含まれるコイル層の体積が小さくなる。また、実施形態では、インダクタ部品とプリント配線板が別に製造されている。そのため、インダクタ部品内のコイル層の層数をプリント配線板内の導体層の層数より多くすることが出来る。つまり、インダクタ部品内の導体の体積を多くすることが出来る。実施形態のプリント配線板によれば、プリント配線板内で導体層の体積がアンバランスとなりがたい。そのため、第1と第2のプリント配線板の反り量が小さくなる。従って、第1のプリント配線板と第2のプリント配線板間の接続信頼性が高くなる。同様に、第1のインダクタと第2のインダクタ間の接続信頼性が高くなる。第1のプリント配線板を第2のプリント配線板に実装することが容易になる。
図2では、複数のコイル層が積層されている。そのようなコイルは積層コイルと称される。第1実施形態のインダクタ部品は、このような積層コイルCA、CBを複数有し、各積層コイルを並列または直列で繋げることができる。それぞれの積層コイルがそれぞれの負荷に繋がってもよい。負荷は例えばICのプロセッサコアである。図2のインダクタ部品は、2つの積層コイルで形成されている(CA:図中左、CB:図中右)。各積層コイルは接続配線L10などの配線で繋げられる。コイル層で挟まれる樹脂絶縁層は鉄-ニッケル合金、鉄合金、アモルファス合金等の磁性粒子を含むことができる。インダクタンスが高くなる。インダクタ部品内の磁束が外部に漏れ難くなる。このような観点から被覆層CU、CDは樹脂と、磁性粒子で形成されることが好ましい。磁性粒子の量は30〜60vol%である。インダクタ部品を構成する樹脂絶縁層に磁性粒子を混合することや樹脂絶縁層の厚みを薄くすることで、下側のビルドアップ層の絶縁層の層数や導体層の層数が少なくなる。そのため、ビルドアップ層にインダクタ部品が内蔵されてもプリント配線板の厚みを薄くすることが出来る。
インダクタ部品の側壁が磁性粒子を含む被覆層で覆われることが好ましい。インダクタ部品の側壁に磁性体膜が形成されても良い。インダクタ部品内の磁束が外部に漏れ難くなる。磁性体膜はスパッタなどで形成される。ターゲットとして酸化鉄(III)などが用いられる。
第1と第2のインダクタ部品の各コイル層1580A、1580B、1580C、158A、158B、158Cは配線パターンで形成されている。そのパターンの形状の1例が図3に示される。各コイル層は一つの平面上に形成されている。各コイル層158A、158B、158C、1580A、1580B、1580Cの形状は略リング状の導体回路で形成されている。各層のコイル層は略1周の導体回路で形成されている。これにより、6ターンのコイルが形成される。各コイル層を流れる電流の向きは同じである。図中の矢印は電流の向きを示している。この例では、向きは反時計回りである。また、各コイル層は断面方向で重なることが好ましい。
以下に第1積層コイルCAが説明される。第1のインダクタ部品の最上のコイル層1580Cは、一端に第1電極158ED(P1)を有する。この電極158EDと第1のプリント配線板のスルーホール導体が半田などで接続される。第1のインダクタの第1電極と第2導体層が接合部材で接続されてもよい。電極P1の形状は概ね円である。最上のコイル層1580Cは電極158EDと反対側の端に第1のインダクタ部品の最上の樹脂絶縁層150Cに形成されている第1のインダクタ部品の最上のビア導体160Cと接続している接続部V1を有する。ビア導体160Cを介して最上のコイル層1580Cと内層のコイル層1580Bは繋がっている。内層のコイル層はビア導体160Cと接続するためのビアパッドP2を有している。ビアパッドP2は内層のコイル層の一端に形成されている。内層のコイル層はビアパッドP2と反対側の端に最下の樹脂絶縁層150Bに形成されているビア導体160Bと接続している接続部V2を有する。ビア導体160Bを介して内層のコイル層1580Bと最下のコイル層1580Aは繋がっている。最下のコイル層はビア導体160Bと接続するためのビアパッドP3を有している。ビアパッドP3は最下のコイル層の一端に形成されている。最下のコイル層のビアパッドP3と反対側の端に第2電極158ED2が形成されている。電極158ED2上に接続部材76Dが形成される。
図3(D)は、第2のインダクタ部品の最上のコイル層158Cを示している。コイル層158Cは一端に電極(第3電極)158ED3を有している。第2電極と第3電極は接続部材等で接続される。第1実施形態では、第2電極と第3電極は直接接続されている。コイル層158Cは電極と反対側の端に最上の樹脂絶縁層1500Cに形成されているビア導体1600Cと接続している接続部V4を有している。ビア導体1600Cを介して最上のコイル層158Cと第2のコイル層158Bは繋がっている。第2のコイル層158Bはビア導体1600Cと接続するためのビアパッドP5を有している。ビアパッドP5は第2のコイル層の一端に形成されている。第2のコイル層はビアパッドP5と反対側の端に最下の樹脂絶縁層1500Bに形成されているビア導体1600Bと接続している接続部V5を有する。ビア導体1600Bを介して第2のコイル層と最下のコイル層158Aは繋がっている。最下のコイル層はビア導体1600Bと接続するためのビアパッドP6を有している。ビアパッドP6は最下のコイル層の一端に形成されている。最下のコイル層158AはビアパッドP6と反対側の端に形成されている接続配線L10につながっている(図3(F))。
第1のプリント配線板から電力は電極(第1電極)158EDを介して第1のインダクタ部品に入る。そして、その電力は第1のインダクタ部品内の各コイル層1580C、1580B、1580Aを通って電極(第2電極)158ED2に至る。さらに、その電力は接続部材を介して第2のインダクタ部品の電極(第3電極)158ED3に至る。その後、その電力は、第2のインダクタ部品の各コイル層158C、158Bを通り、第2のインダクタ部品の最下のコイル層158Aに至る。これにより、第1積層コイルの一端から他端に電力が至る。それから、その電力は、接続配線を介して、第2積層コイルに至る。そして、その電力は、第2のインダクタ部品から接続部材を介して第1のインダクタ部品に至る。それから、その電力は第2積層コイルの電極(第1電極)158ED(図3(H))を介して第1のプリント配線板に戻る。そして、その電力は、第1プリント配線板内の配線を介してICチップなどの負荷に至る。
図3(A)、(B)、(C)、(D)、(E)に示されているコイル層と図3(F)の左側のコイル層は第1積層コイルの各コイル層を示し、図3(G)、(H)、(I)、(J)、(K)と図3(F)の右側のコイル層は第2積層コイルの各コイル層を示している。
第1と第2のインダクタ部品の別の例が図19に示されている。
図19(A)、(B)、(C)のコイル層は第1のインダクタに属し、図19(D)、(E)、(F)のコイル層は第2のインダクタに属する。図19(A)は、第1のインダクタ部品の最上のコイル層1580Cを示している。この例では、最上のコイル層1580Cは略半周の入力側の最上のコイル層1580C1と出力側の最上のコイル層1580C2で形成されている。2つのコイル層で略リング状のコイルが形成されている。コイル層1580C1は一端に電極(入力側の第1電極)158ED(158EDI)を有する。この電極158EDIと第1のプリント配線板のスルーホール導体が半田などの接合部材で接続される。そして、コイル層1580C1は電極と反対側の端に最上の樹脂絶縁層150Cに形成されている入力側の最上のビア導体160CIと接続している入力側の接続部VI1を有する。ビア導体160CIを介して入力側の最上のコイル層1580C1は入力側の内層のコイル層1580B1(図19(B))に接続される。
図19(B)に第1のインダクタ部品の内層のコイル層1580Bが示されている。内層のコイル層1580Bは略半周の入力側の内層のコイル層1580B1と出力側の内層のコイル層1580B2で形成されている。2つのコイル層で略リング状のコイルが形成されている。コイル層1580B1は一端に入力側の最上のビア導体160CIと接続している入力側のビアパッドPI1を有する。そして、コイル層1580B1はビアパッドPI1と反対側の端に最下の樹脂絶縁層150Bに形成されている入力側の最下のビア導体160BIと接続している入力側の接続部VI2を有する。ビア導体160BIを介して入力側の内層のコイル層1580B1は入力側の最下のコイル層1580A1(図19(C))に接続される。
図19(C)に第1のインダクタ部品の最下のコイル層1580Aが示されている。最下のコイル層1580Aは略半周の入力側の最下のコイル層1580A1と出力側の最下のコイル層1580A2で形成されている。2つのコイル層で略リング状のコイルが形成されている。コイル層1580A1は一端に入力側の最下のビア導体160BIと接続している入力側のビアパッドPI3を有する。そして、コイル層1580A1はビアパッドPI3と反対側の端に第2電極(入力側の第2電極)158ED2(158ED2I)を有する。電極158ED2I上に接続部材が形成される。そして、第2電極上の接続部材を介して第1と第2のインダクタ部品が接続される。
図19(D)は、第2のインダクタ部品の最上のコイル層158Cを示している。この例では、最上のコイル層158Cは略半周の入力側の最上のコイル層158C1と出力側の最上のコイル層158C2で形成されている。2つのコイル層で略リング状のコイルが形成されている。コイル層158C1は一端に第3電極(入力側の第3電極)158ED3(158ED3I)を有する。この入力側の第3電極158ED3Iと第1のインダクタ部品の入力側の第2電極158ED2Iが半田などの接続部材で接続される。第2電極と第3電極は、直接、接続部材で接続されることが好ましい。そして、コイル層158C1は電極と反対側の端に最上の樹脂絶縁層1500Cに形成されている入力側の最上のビア導体1600CIと接続している入力側の接続部VI4を有する。ビア導体1600CIを介して入力側の最上のコイル層158C1は入力側の第2のコイル層158B1(図19(E))に接続される。
図19(E)に第2のインダクタ部品の第2のコイル層158Bが示されている。第2のコイル層158Bは略半周の入力側の第2のコイル層158B1と出力側の第2のコイル層158B2で形成されている。2つのコイル層で略リング状のコイルが形成されている。コイル層158B1は一端に入力側の最上のビア導体1600CIと接続している入力側のビアパッドPI5を有する。そして、コイル層158B1はビアパッドPI5と反対側の端に最下の樹脂絶縁層1500Bに形成されている入力側の最下のビア導体1600BIと接続している入力側の接続部VI5を有する。ビア導体1600BIを介して入力側の第2のコイル層158B1は入力側の最下のコイル層158A(図19(F))に接続される。
図19(F)に第2のインダクタ部品の最下のコイル層158Aが示されている。最下のコイル層158Aは略一周のコイル層158Aで形成されている。コイル層158Aは一端に入力側の最下のビア導体1600BIと接続している入力側のビアパッドPI6を有する。そして、コイル層158AはビアパッドPI6と反対側の端に出力側のビアパッドPO6を有する。ビアパッドPO6上に出力側の最下のビア導体1600BOが形成されている。
図19(E)に示されている第2のインダクタ部品の出力側の第2のコイル層158B2は一端に出力側の最下のビア導体1600BOと繋がる出力側の接続部VO5を有する。出力側の最下のビア導体で最下のコイル層158Aと出力側の第2のコイル層158B2は接続される。コイル層158B2は接続部VO5と反対側の端に出力側の最上の出力側のビア導体1600COと接続するビアパッドPO5を有する。
図19(D)に示されている第2のインダクタ部品の出力側の最上のコイル層158C2は一端に出力側の最上のビア導体1600COと繋がる出力側の接続部VO4を有する。出力側の最上のビア導体で出力側の最上のコイル層158C2と出力側の第2のコイル層158B2は接続される。コイル層158C2は接続部VO4と反対側の端に出力側の第3電極158ED3(158ED3O)を有している。
図19(C)に示されている第1のインダクタ部品の出力側の最下のコイル層1580A2は一端に第2のインダクタ部品の第3電極158ED3Oと繋がる出力側の第2電極158ED2(158ED2O)を有している。第2電極上に接続部材が形成され、その接続部材を介して第2電極158ED2Oと第3電極158ED3Oは接続される。最下のコイル層1580A2は第2電極158ED2Oと反対側の端に出力側の最下のビア導体160BOと繋がるビアパッドPO3を有する。
図19(B)に示されている第1のインダクタ部品の出力側の内層のコイル層1580B2は一端に最下のコイル層1580A2と繋がる出力側の接続部VO2を有する。内層のコイル層1580B2は接続部VO2と反対側の端に出力側の最上のビア導体160COと繋がるビアパッドPO2を有する。出力側の最下のコイル層1580A2と出力側の内層のコイル層1580B2は出力側の最下のビア導体160BOで接続される。
図19(A)に示されている第1のインダクタ部品の出力側の最上のコイル層1580C2は一端に内層のコイル層1580B2と繋がる出力側の接続部VO1を有する。最上のコイル層1580C2は接続部VO1と反対側の端に出力側の第1電極158ED(158EDO)を有する。出力側の最上のコイル層1580C2と出力側の内層のコイル層1580B2は出力側の最上のビア導体160COで接続される。出力側の第1電極上に接合部材が形成され、その接合部材を介してインダクタは第1のプリント配線板と接続される。
電力は第1のプリント配線板から入力側の第1電極158EDIを介して第1のインダクタ部品に入る。そして、第1のインダクタ部品の入力側のコイル層を介して第1のインダクタ部品の入力側の第2電極158ED2Iに至る。その後、入力側の第2電極上の接続部材を介して第2のインダクタ部品の入力側の第3電極158ED3Iに至る。そして、第2のインダクタ部品の入力側のコイル層を介して第2のインダクタ部品の最下のコイル層に電力は至る。その後、第2のインダクタ部品の出力側のコイル層を介して電力は第2のインダクタ部品の出力側の第3電極158ED3Oに至る。それから、その電力は第1のインダクタ部品の出力側の第2電極158ED2O上の接続部材を介して第1のインダクタ部品の出力側のコイル層に至る。そして、その電力は第1のインダクタ部品の出力側のコイル層を介して第1のインダクタ部品の出力側の第1電極158EDOに至る。それから、電力は第1のインダクタ部品の出力側の第1電極上の接合部材を介して第1のプリント配線板に戻る。そして、電力はICチップなどの負荷に第1のプリント配線板の配線を介して伝達される。
図19の各コイル層に描かれている矢印は各コイル層を流れる電流の向きを示している。
インダクタ部品は磁性を有していない無機粒子を含む樹脂膜で覆われても良い。樹脂膜は磁性を有していない。樹脂膜や被覆層は粒子以外にエポキシなどの樹脂を含む。インダクタ部品と充填樹脂との接合強度が高くなる。インダクタ部品と充填樹脂間での剥がれによるプリント配線板内の導体層の断線などの不具合が防止される。被覆層は磁性粒子以外に磁性を有さない無機粒子を含んでもよい。磁性を有さない無機粒子としてシリカ粒子やアルミナ粒子が挙げられる。被覆層の熱膨張係数を小さくすることができる。
インダクタ部品が交互に積層されている樹脂絶縁層とコイル層で形成され、ビルドアップ層と別に形成されている。そのため、樹脂絶縁層の層数やコイル層の層数を調整することでインダクタ部品の厚みが調整される。下側のビルドアップ層の厚みを考慮してインダクタ部品が製造される。下側のビルドアップ層が、層間樹脂絶縁層50Bと層間樹脂絶縁層50Dの2層で形成されている場合、樹脂絶縁層の厚みを層間樹脂絶縁層の厚みよりも薄くすることで、コイル層の層数を増やすことができる。例えば、層間樹脂絶縁層の厚みは40μmであり、樹脂絶縁層の厚みは15μmである。インダクタンスの値がコイル層の層数で調整される。インダクタンスの値が大きくなる。インダクタ部品の樹脂絶縁層が磁性粒子を含むことで、所望のインダクタンスの値やQ値等の電気特性が得られる。第1実施形態のインダクタ部品は下側のビルドアップ層に内蔵されるための部品に適している。
第1実施形態では、第1のプリント配線板101の第1のインダクタ部品110と、マザーボード210の第2のインダクタ部品310で一つの積層コイルが形成されている。即ち、第1のインダクタ部品110の最下のコイル層1580Aと、第2インダクタ部品310の最上のコイル層158Cは、磁気結合するように近接して配置されている。また、第1のプリント配線板101の第1のインダクタ部品110の各コイル層と、マザーボード210の第2のインダクタ部品310の各コイル層は、インダクタ部品の厚さ方向に重なるように配置され、全てのコイル層で同方向に電流が流れる。これにより、第1のインダクタ部品110と、第2インダクタ部品310が相乗的に関係するのでプリント配線板内のインダクタは高いインダクタンスを有している。
第1実施形態では、ビルドアップ層とインダクタ部品がプリント配線板の技術分野で使われている技術で製造されている。ビルドアップ層とインダクタ部品が別々に製造されているので、コイル層の配線パターンの厚みをビルドアップ層の導体層の厚みより厚くすることができる。そのため抵抗値の低いインダクタ部品がプリント配線板に内蔵され、微細な導体回路を有するプリント配線板が製造される。(コイル層の配線パターンの厚み)を(ビルドアップ層の導体層の厚み)で割ることで算出される値は1.2〜3倍であることが好ましい。低い抵抗値と大きなインダクタンスの値を有するインダクタ部品が得られる。薄くて微細な回路を有するプリント配線板が得られる。インダクタ部品の樹脂絶縁層の厚みはビルドアップ層の絶縁層の厚みより薄い。薄いプリント配線板に大きなインダクタンスを有するインダクタ部品が内蔵される。
第1実施形態では、第1のインダクタ部品の電極が、導電性ペースト等の導電性物質を介してスルーホール導体に接続される。プリント配線板上に実装される半導体素子とインダクタ部品間の配線距離が短くなる。そのため、半導体素子への電源供給能力を向上することができる。
第1実施形態では、キャビティ50Eの側壁とインダクタ部品との間、及び、コア基板の第2面とインダクタ部品との間に充填されている充填樹脂49は磁性粒子を含むことが好ましい。インダクタ部品からの磁束による配線パターンへの影響が軽減される。
第1実施形態では、インダクタ部品上にソルダーレジスト層が直接形成されている。製造が簡単に成る。
第1実施形態では、第1や第2のインダクタは第1や第2のインダクタ部品で形成されている。
図4〜図6は第1実施形態のインダク部品の製造工程を示す。
(磁性粒子を含む樹脂絶縁層用フィルムの作成)
(A)樹脂含有溶液の作製
MEK6.8gとキシレン27.2gの混合溶媒に、エポキシ樹脂(例えば、ジャパン・エポキシ・レジン社製、商品名:エピコート1007)85gと酸化鉄(III)などの磁性粒子が添加される。磁性粒子の例として、コバルト酸化鉄、バリウムフェライトなどが挙げられる。
(B)樹脂絶縁層用フィルムの作製
前記(A)の樹脂含有溶液に硬化剤としてジシアンジアミド(例えば、ビィ・ティ・アイ・ジャパン社製、商品名:CG−1200)と硬化触媒(例えば、四国化成社製、商品名:キュアゾール2E4HZ)が添加される。その後、これらの混合物は三本ローラで混練され、樹脂絶縁層用溶液が形成される。硬化剤と硬化触媒の添加量はエポキシ100gに対してそれぞれ3.3gである。
この樹脂絶縁層用溶液がロールコータ(サーマトロニクス貿易社製)でポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布される。そして、その溶液は、160℃、5分間の条件で乾燥され、溶媒が除去される。磁性粒子を含む樹脂絶縁層用フィルムが得られる。厚みが約20μm〜50μmである。
その樹脂絶縁層用フィルム中の磁性粒子の量は30vol%から60vol%である。なお、樹脂絶縁層用フィルムは磁性粒子を含まず、シリカやアルミナなどの無機粒子を含んでも良い。
銅などの支持板170上にめっきレジスト171が形成される(図4(A))。支持板を電極としてめっきレジストから露出する支持板上に最下のコイル層1580Aが形成される。最下のコイル層は一端に第2電極158ED2を有し、他端にビアパッドP3を有している(図3(C))。その後、めっきレジストが除去される(図4(B))。支持板と最下のコイル層1580A上に上記(B)のフィルムが積層される。その後、そのフィルムを硬化することで最下の樹脂絶縁層150Bが形成される(図4(C))。第1実施形態の樹脂絶縁層はエポキシなどの樹脂と磁性粒子で形成されている。
レーザで最下の樹脂絶縁層150Bに最下のコイル層のビアパッドP3に至るビア導体用の開口151Bが形成される(図5(A))。最下の樹脂絶縁層150B上、及び、ビア導体用の開口151B内に無電解めっき膜152Bが形成される(図5(B))。
無電解めっき膜152B上にめっきレジスト154Bが形成される(図5(C))。電解めっきにより、めっきレジストから露出する無電解めっき膜上に電解めっき膜156Bが形成される(図6(A))。めっきレジストが除去され電解めっき膜156B間の無電解めっき膜が除去される。無電解めっき膜152Bと無電解めっき膜上の電解めっき膜156Bで形成される内層のコイル層1580Bとビア導体160Bと接続部V2(図3(B))とビアパッドP2(図3(B))が形成される(図6(B))。ビア導体160Bは最下のコイル層のビアパッドP3と内層のコイル層の接続部V2を接続している。内層のコイル層が電極を有すれば、2層のコイル層を有する積層コイルが完成する。内層のコイル層の表面が粗化される(図示せず)。各コイル層の表面は粗化されてもよい。
最下の樹脂絶縁層の形成方法と内層のコイル層の形成方法と同様な方法で最下の樹脂絶縁層と内層のコイル層上に順に最上の樹脂絶縁層150Cと最上のコイル層1580Cが形成される。最上のコイル層は一端に第1電極158EDと他端に接続部V1を有する(図3(A))。最上の樹脂絶縁層のビア導体160Cは内層のコイル層と最上のコイル層を接続している。電極158EDの表面は粗化されていなくてもよい。図6(C)では、支持板上に2つの積層コイル(第1積層コイルCA、第2積層コイルCB)の一部が示されている。この例では、第1のインダクタ部品は第1と第2積層コイルCA、CBを有している。支持板170が除去され、第1のインダクタ部品110が完成する(図2)。例えば、支持板はエッチングで除去される。第2のインダクタの製造方法は示されないが、第2のインダクタの製造方法は第1のインダクタの製造方法と同様である。第2のインダクタ部品は第1のインダクタ部品と同様に製造される。第1積層コイルと第2積層コイルは図3(F)に示されている接続配線L10で繋がっている。第1積層コイルと第2積層コイルは直列で繋がっている。各コイル層と各積層コイルで流れる電流の向きは同じである。積層コイルが図19に示されているような複数のコイル層で形成されている場合、1つの積層コイルが入力電極158EDIと出力電極158EDOを有している。そして、複数の積層コイルは並列、または、直列で繋げられる。並列で繋げられると抵抗が小さくなる。並列が好ましい(図21(B)、(C))。図21(A)のコイル層は第1インダクタ部品の最上のコイル層を示している。そして、出力側の第1電極158EDOが図21(B)に示されるように、第1のプリント配線板内の配線で並列に接続される。図21(B)の例では、第1のプリント配線板内の配線で複数の積層コイルが並列で繋げられる。図21(B)の例では、2つの積層コイルが第1導体層34Aで接続されている。また、各積層コイルは共通電極158CDCOに並列で繋げられても良い(図21(C))。図21(C)は、2つの積層コイルの最上のコイル層であって、第1のインダクタ部品の最上のコイル層を示している。そして、2つの最上の出力側のコイル層が接続配線L10で繋げられる。それ以外の第1のインダクタ部品のコイル層は図19(B)と図19(C)に示されているコイル層と同様である。第2のインダクタ部品の各コイル層は図19(D)、(E)、(F)に示されているコイル層と同様である。共通電極が接合部材を介してプリント配線板の第2導体層やスルーホール導体のランドに接続される。
第1実施形態の第1のプリント配線板101の製造方法が図7〜図12に示される。
(1)絶縁性基材20とその両面に銅箔22が積層されている両面銅張積層板20Aが出発材料である。絶縁性基材の厚さは、100〜400μmである。厚みが100μmより薄いと基板強度が低すぎる。厚みが400μmを越えるとプリント配線板の厚さが厚くなる。絶縁性基材は第1面Fとその第1面と反対側の第2面Sを有する。銅箔22の表面に図示されない黒化処理が施される(図7(A))。
(2)絶縁性基材の第1面F側から両面銅張積層板20Aにレーザが照射される。絶縁性基材の第1面から第2面に向けて細くなっている第1開口部28aが形成される(図7(B))。
(3)絶縁性基材の第2面S側から両面銅張積層板20Aにレーザが照射される。絶縁性基材の第2面から第1面に向けて細くなっている第2開口部28bが形成される(図7(C))。第2開口部28bは絶縁性基材内で第1開口部28aと繋がりスルーホール導体用の貫通孔28が形成される。
(4)無電解めっき処理により無電解めっき膜31が貫通孔の内壁と銅箔上に形成される(図8(A))。
(5)電解めっき処理により、無電解めっき膜上に電解めっき膜32が形成される。貫通孔内にスルーホール導体36が形成される。スルーホール導体36は貫通孔の内壁に形成されている無電解めっき膜31と貫通孔を充填している電解めっき膜32で形成される(図8(B))。
(6)電解めっき膜32上にエッチングレジスト40が形成される(図8(C))。
(7)エッチングレジストから露出する電解めっき膜32、無電解めっき膜31、銅箔22が除去される(図8(D))。その後、エッチングレジストが除去され、導体層34A、34B及びスルーホールランド38A、38B、インダクタ部品収容用のキャビティを形成するための導体パターン(キャビティ形成用パターン)34Bbが形成される(図9(A))。キャビティ形成用パターンはインダクタ部品を収容するためのキャビティの外形に合わせて形成されていて、おおむね枠の形状である。コア基板が完成する。
コア基板の第2面上に剥離フィルム34Bzが置かれる(図9(B))。フィルム34Bzの大きさはキャビティ形成用パターンの外形より小さい。フィルム34Bzはキャビティ形成パターンの外周より内側に置かれる。
(8)コア基板30上にB−ステージのプリプレグが積層される。プリプレグの代わりに層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムが積層されてもよい。プリプレグはガラスクロスなどの補強材を有するが層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムは補強材を有していない。両者ともガラス粒子などの無機粒子を含むことが好ましいが、層間樹脂絶縁層は樹脂絶縁層と異なり磁性粒子を含まない。コア基板の第1面と第2面上のプリプレグが硬化される。コア基板の第1面と第2面上に絶縁層(層間樹脂絶縁層)50A、50Bが形成される(図9(C))。コア基板の第2面上に形成されている絶縁層50Bは、コア基板と剥離フィルム34Bz上に形成されている。
(9)絶縁層50A、50Bに導体層34A、34Bやスルーホール導体36に至るビア導体用の開口51A、51Bが形成される(図9(D))。絶縁層50A、50Bに粗面が形成される(図示せず)。
(10)無電解めっき処理により、ビア導体用の開口の内壁と絶縁層上に無電解めっき膜52A、52Bが形成される(図9(E))。
(11)無電解めっき膜52A、52B上にめっきレジスト54A、54Bが形成される(図10(A))。
(12)次に、電解めっき処理により、めっきレジストから露出する無電解めっき膜52A、52B上に電解めっき膜56A、56Bが形成される(図10(B))。
(13)続いて、めっきレジスト54A、54Bが5%NaOHで除去される。その後、電解銅めっき膜から露出する無電解めっき膜52A、52Bがエッチングにて除去され、無電解めっき膜52A、52Bと電解めっき膜56A、56Bからなる導体層58A、58Bが形成される。導体層58A、58Bは複数の導体回路やビア導体のランドを含む(図10(C))。
(14)その後、図9(C)から図10(C)に示されている工程が行われる。最上と最下の層間樹脂絶縁層50C、50Dと最上と最下の導体層58C、58Dと最上と最下のビア導体60C、60Dが形成される(図10(D))。
(15)インダクタ部品収容用のキャビティを形成するため、剥離フィルの外周に沿ってキャビティ形成用パターン34Bb上にレーザが照射される。レーザ照射箇所は切断位置である。この時、剥離フィルの外周がキャビティ形成用パターン34Bbよりも内側に位置している。そのため、キャビティ形成用パターン34Bbがレーザのストッパーとして機能する。コア基板がダメージを受け難い。切断位置より内側の絶縁層50B、50Dは剥離フィルム34Bz上に形成されているので、それらの部分(除去部分)は剥離フィルムを介してコア基板から除去される。剥離フィルムもコア基板から除去される。キャビティ50Eが形成される(図11(A))。キャビティにより露出されるスルーホール導体のランド(スルーホールランド)36S上に導電性ペースト37等の接合部材が形成される(図11(B))。半田がスルーホール導体上に形成されてもよい。
(16)スルーホール導体のランド36Sまたは接合部材と第1のインダクタ部品の電極158EDが位置合わせされ、キャビティ50E内にインダクタ部品110が収容される(図11(C))。インダクタ部品とスルーホール導体が導電性部材で電気的に接続される。スルーホール導体とインダクタ部品の電極が電気的に繋がる。キャビティとインダクタ部品との隙間に樹脂(充填樹脂)49が充填される(図11(C))。充填樹脂はキャビティにより形成される下側のビルドアップ層の側壁とインダクタ部品との間に形成される。また、充填樹脂はコア基板とインダクタ部品との間に形成される。
(17)上側のビルドアップ層に開口71Aを有する上側のソルダーレジスト層70Aが形成される。下側のビルドアップ層及びインダクタ部品110上に開口71B、710Bを有する下側のソルダーレジスト層70Bが形成される(図12(A))。開口71Aは最上の導体層や最上のビア導体の上面を露出する。その部分はICを搭載するためのパッドとして機能する。開口71Bは最下の導体層や最下のビア導体を露出する。その部分はマザーボードと接続するためのパッドとして機能する。開口710Bは第1のインダクタ部品の第2電極を露出する。その部分は第2電極として機能する。第2電極上に第2のインダクタ部品の第3電極と接続するための接続部材が形成される。
(18)パッド上にニッケル層とニッケル層上の金層で形成される金属膜72A、72Bが形成される(図12(B))。第2電極上に金属膜72Bが形成されてもよい。第1電極や第1電極と接続するスルーホール導体のランド36S上に金属膜が形成されてもよい。第2導体層上に接合部材が形成される場合、接合部材下の第2導体層に金属膜を形成することもできる。ニッケル−金層以外にニッケル−パラジウム−金層からなる金属膜が挙げられる。下側のビルドアップ層がキャビティを有するためプリント配線板に反りが生じ易い。そのため下側のビルドアップ層の絶縁層の厚みは上側のビルドアップ層の絶縁層の厚みより厚いことが好ましい。別の例として、上側のビルドアップ層の絶縁層は補強材を有さず、下側のビルドアップ層は補強材を有することが好ましい。プリント配線板の反りが減少する。
(19)この後、上側のビルドアップ層のパッドに半田バンプ76Uが形成され、下側のビルドアップ層のパッドに半田バンプ760Dが形成される。半田バンプを有するプリント配線板10が完成する(図1)。また、第1のインダクタ部品の第2電極上に半田バンプなどの接続部材76Dが形成される。接続部材76Dで第1のインダクタ部品の第2電極と第2のインダクタ部品の第3電極が接続される(図13)。
(第2のプリント配線板の製造方法)
層間絶縁層250Cと層間絶縁層の両面に形成されている導体層258C、258Dとビア導体250Vを有する両面板が準備される。
導体層258Cは、図9(A)に示されているキャビティ形成用パターンと同様な導体回路を有している。その後、図9(B)と同様にフィルム34Bzが上述の両面板上に置かれる。その後、層間絶縁層250Cと導体層258Cとフィルム34Bz上に層間絶縁層250B、導体層258B、層間樹脂層250A、導体層258Aの順に形成される。その後、図11(A)と同様な方法で第2のプリント配線板にキャビティ250Eが形成される。そして、キャビティ250E内に第2のインダクタ部品310が収容され、インダクタ部品310とキャビティ250E間に充填樹脂249が形成される。インダクタ部品がキャビティ内で固定される。その後、第2のプリント配線板の両面にソルダーレジスト層270A、270Bが形成される。ソルダーレジスト層に開口271A、2710A、271Bが形成される。
半田バンプ76Uを介してICチップがプリント配線板10へ実装される(図13)。その後、半田バンプ76Dを介してプリント配線板10がマザーボード210に搭載される(図13)。同時に、第1と第2のインダクタが接続される。
[第1実施形態の第1改変例]
図14は、第1実施形態の第1改変例に係るプリント配線板の断面図を示す。
第1実施形態の第1改変例では、第1のプリント配線板101とマザーボード210が金属コア球(例えば、銅コア球)76Cを内蔵する半田バンプ760DDを介して接続される。同様に第1のインダクタ部品と第2のインダクタ部品は銅コア球76Cを有する半田バンプ76DDで接続されている。また、第1実施形態の第1改変例では、第1のプリント配線板101の下側のビルドアップ層上にチップコンデンサCCが実装されている。コンデンサとインダクタが近くに配置されるので、安定な電力がICチップに供給される。
第1実施形態の第1改変例では、銅コア球76Cを介して接続されるため、半田バンプと比較して接続抵抗が低い。第1実施形態の第1改変例では、インダクタ部品110の近くにチップコンデンサCCが配置されるので、電気特性を改善することができる。
[第1実施形態の第2改変例]
図15は、第1実施形態の第2改変例に係るプリント配線板の断面図を示す。
第1実施形態の第2改変例では、第1のプリント配線板101とマザーボード210との間に磁性粒子を含む樹脂からなるアンダーフィル91が充填されている。同様なアンダーフィルは各実施形態や各改変例に適用される。また、第1のプリント配線板101はマザーボードと接続するためのパッド175として、円柱形状のポスト175Pを有する。図示されているようにパッド上に金属膜が形成されている。パッド175の形状は凸である。そのため、第1のプリント配線板とマザーボードとの間の距離が大きくなる。第1のプリント配線板の下側のビルドアップ層上にコンデンサを容易に実装することができる。
第1実施形態の第2改変例のプリント配線板では、第1のプリント配線板101と、マザーボードとの間に磁性粒子を含む樹脂からなるアンダーフィル91が充填されている。そのため、インダクタンスの値や、Q値が大きくなる。アンダーフィルは第1のインダクタ部品と第2のインダクタ部品との間に充填されている。
[第2実施形態]
図16は、第2実施形態に係るプリント配線板の断面図を示す。
第2実施形態では、マザーボードに形成されている導体層の一部でコイル層258AL、258BL、258CLが形成されている。マザーボードにインダクタ部品は内蔵されていない。各コイル層のパターン形状は図3や図19に示されているコイル層と同様である。例えば、コイル層258ALは図19(D)に示されているコイル層と同様である。コイル層258BLは図19(E)に示されているコイル層と同様であり、コイル層258CLは図19(F)に示されているコイル層と同様である。コイル層258ALとコイル層258BLは絶縁層250Aに形成されているビア導体260Aを介して接続されている。コイル層258BLとコイル層258CLは絶縁層250Bに形成されているビア導体260Bを介して接続されている。導体層が形成されるとき、同時に、コイル層が形成される。
第2実施形態のプリント配線板では、インダクタの形成が容易である。
[第3実施形態]
図18は、第3実施形態に係るプリント配線板の断面図を示す。
第3実施形態では、マザーボード210に第2実施形態と同様にコイル層258AL、258BL、258CLが形成されている。
図17は、第3実施形態の第1のプリント配線板101を示す。
第1のプリント配線板101は第1のインダクタ部品を内蔵していない。その代わりに、
第2導体層は、例えば図19(A)に示されているコイル層を含む。そのコイル層はICを搭載するためのパッドの直下に存在している。第2導体層と第2導体層に含まれるコイル層は同時に形成される。そして、下側の導体層は図19(B)に示されているコイル層を含む。そのコイル層はICを搭載するためのパッドの直下に存在している。また、最下の導体層は図19(C)に示されているコイル層を含む。そのコイル層はICチップを搭載するためのパッドの直下に存在している。これらのコイル層はビルドアップ層の導体層と同時に形成されている。下側の導体層内のコイル層と最下の導体層のコイル層は下側のビルドアップ層の最下のビア導体で接続されている。下側の導体層内のコイル層と第2導体層内のコイル層は下側のビルドアップ層内の下側のビア導体で接続されている。
第3実施形態の第2のプリント配線板は第2実施形態と同様に第2のインダクタ部品を内蔵していない。第3実施形態の第2プリント配線板は第2実施形態の第2のプリント配線板と同様に各コイル層は各導体層と同時に形成されている。図18に示されているコイル層258ALは導体層258Aと同時に形成され、導体層258Aの一部である。図18に示されているコイル層258BLは導体層258Bと同時に形成され、導体層258Bの一部である。図18に示されているコイル層258CLは導体層258Cと同時に形成され、導体層258Cの一部である。第2実施形態と同様に第2のプリント配線板の各コイル層はICを搭載するためのパッドの直下に存在している。つまり、各コイル層はICの直下に位置している。第1のプリント配線板のインダクタと第2のプリント配線板のインダクタは接続部材で接続される。
第1のインダクタと第1のプリント配線板はめっき導体で接続される。第1のプリント配線板と第1のインダクタがめっきで接続されるので、両者が低抵抗で接続される。第1のインダクタと第1のプリント配線板間の接続信頼性が高い。第1と第2のプリント配線板がインダクタ部品を収容するためのキャビティを有しないので、キャビティを起因とするクラックなどがプリント配線板に発生し難い。
各実施形態や各改変例で、第1のインダクタに形成されているコイル層の層数は第2のインダクタに形成されているコイル層の層数より少ないことが好ましい。プリント配線板の反りが小さくなる。
各実施形態や各改変例で、第1のインダクタに形成されているコイル層の導体の厚みは第2のインダクタに形成されているコイル層の導体の厚みより薄いことが好ましい。プリント配線板の反りが小さい。各実施形態や各改変例で第1と第2のインダクタはICの直下に位置している。安定な電源がICチップに供給される。
10 プリント配線板
30 コア基板
34A 第1導体層
34B 第2導体層
36 スルーホール導体
50A、50B、50C、50D 層間樹脂絶縁層
76D 接続部材
101 第1のプリント配線板
110 第1のインダクタ部品
210 マザーボード
310 第2のインダクタ部品

Claims (8)

  1. 第1面と前記第1面と反対側の第2面とを有するコア基板と、前記コア基板の第1面上に形成されている上側のビルドアップ層と、前記コア基板の第2面上に形成され第1のインダクタを有する下側のビルドアップ層と、前記下側のビルドアップ層上に形成されている接続部材とを有する第1のプリント配線板と、
    第2のインダクタを有している第2のプリント配線板とからなるプリント配線板であって、前記第1のインダクタと前記第2のインダクタは前記接続部材で接続されていて、前記第1のプリント配線板は前記第2のプリント配線板に実装されている。
  2. 請求項1のプリント配線板であって、前記第1のインダクタは第1のインダクタ部品で形成されていて、前記下側のビルドアップ層は前記第1のインダクタ部品を収容するための第1の開口を有し、前記第1のインダクタ部品は前記第1の開口に収容されていて、
    前記第2のインダクタは第2のインダクタ部品で形成されていて、前記第2のプリント配線板は前記第2のインダクタ部品を収容するための第2の開口を有し、前記第2のインダクタ部品は前記第2の開口に収容されている。
  3. 請求項2のプリント配線板であって、前記第1のインダクタ部品と前記第2のインダクタ部品は前記接続部材で直接接続されている。
  4. 請求項1のプリント配線板であって、前記下側のビルドアップ層は下側の導体層を含み、前記第1のインダクタは前記下側の導体層に含まれる第1のコイル層で形成され、
    前記第2のプリント配線板は導体層を有し、前記第2のインダクタは前記導体層に含まれる第2のコイル層で形成されている。
  5. 請求項1のプリント配線板であって、前記第1のインダクタは、さらに、第2電極を有し、前記第2のインダクタは、さらに、第3電極を有し、前記第2電極と前記第3電極は前記接続部材で直接接続されている。
  6. 請求項1のプリント配線板であって、前記接続部材は中心に銅コアボールを有する。
  7. 請求項1のプリント配線板であって、前記下側のビルドアップ層は、さらに、前記第2のプリント配線板と接続するためのBGAパッドを有し、前記BGAパッドは導電ポストで形成されている。
  8. 請求項1のプリント配線板であって、さらに、前記第1のプリント配線板と前記第2のプリント配線板との間に、磁性粒子を含む樹脂を有する。
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