JP2014232812A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＣＣの動作を正確かつ確実に制御できるプリント配線板を提供する。
【解決手段】絶縁基板１とその両面に設けた内層導体回路層を有するコア基板２と、そのコア基板２の絶縁基板１に設けた貫通穴内に配置した、両端部の一方に正極端子３、他方に負極端子４を有する電子部品５と、コア基板２および電子部品５を挟んでそのコア基板２の両面に配設した第１および第２の層間絶縁樹脂層６，７と、第１または第２の層間絶縁樹脂層６，７の表面に設けた外層導体回路層８と、を具え、第１または第２の層間絶縁樹脂層６，７の、電子部品５の正極端子３および負極端子４の直上域または直下域での厚みは、内層導体回路層の直上域または直下域での厚みよりも小さく、電子部品５の正極端子３の近傍域１１に位置する導体回路９は正極端子３と同極性であり、電子部品５の負極端子４の近傍域１２に位置する導体回路１０は負極端子４と同極性であるプリント配線板である。
【選択図】図３

Description

この発明は、電子部品を内蔵したプリント配線板およびその製造方法に関するものであり、とくには、ＬＳＩ等のＩＩＣ（同期式シリアル通信規格）等に基づく高速通信動作および複数のスレーブ接続動作を確実に制御できる技術を提案するものである。

プリント配線板の小型化、薄型化等の要求の下で、内蔵した電子部品としてのキャパシタ（またはコンデンサ）の直上の第１層間絶縁樹脂層を薄くすると、たとえば、その第１層間絶縁樹脂層上の導体回路と、キャパシタ（コンデンサ）部品の端子とが、絶縁破壊あるいはトンネル効果でのリーク電流によって導通されるおそれがあり、たとえば、導体回路が信号用のものである場合は、信号に伝送エラー等の不具合が生じ、結果として、ＬＳＩ等の高速通信動作およびスレーブ接続動作の制御が困難になるという問題があった。

この発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、それの目的とするところは、高速通信動作を正確かつ確実に制御できるプリント配線板およびそれの製造方法を提案するにある。

この発明のプリント配線板は、たとえば熱硬化性の樹脂からなる絶縁基板とその絶縁基板の上面側および下面側の表面上に設けた内層の導体回路層とを有するコア基板と、そのコア基板の絶縁基板に設けた貫通穴内に位置決め配置した電子部品であって互いに対抗する両端部のうちの一方に正極端子、他方に負極端子を有する電子部品と、前記コア基板および電子部品のそれぞれを挟んでそのコア基板の両表面上にそれぞれ配設した第１および第２の、これもたとえば熱硬化性樹脂からなる層間絶縁樹脂層と、前記第１または第２の層間絶縁樹脂層の表面上にそれぞれ設けた外層の導体回路層と、を具えてなるものであって、前記外層の導体回路層と前記コア基板および電子部品との間の前記第１または第２の層間絶縁樹脂層の、前記電子部品の正極端子および負極端子の直上域または直下域での厚みは、前記内層の導体回路層の直上域または直下域での厚みよりも小さく、前記外層の導体回路層における、前記電子部品の正極端子の直上域または直下域を含む近傍域に位置する導体回路は、その正極端子と同極性であり、前記外層の導体回路層における、前記電子部品の負極端子の直上域または直下域を含む近傍域に位置する導体回路は、その負極端子と同極性であることを特徴とするものである。
ここにおいて「正極端子および負極端子の直上域または直下域を含む近傍域」とは、電子部品の正極端子および負極端子のそれぞれの平面輪郭寸法の外側に例えば２０μｍずつ拡げた領域をいうものとする。

ここで、電子部品は、キャパシタ（またはコンデンサ）とすることができ、キャパシタ（またはコンデンサ）は、積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）とすることができ、好ましくは電子部品の正極端子および負極端子のそれぞれの直上域または直下域を含む近傍域で、第１または第２の層間絶縁樹脂層の表面上の前記外層の導体回路層に、電源用およびグランド用のそれぞれの導体回路を配設する。また好ましくは第１または第２の層間絶縁樹脂層に、電子部品の正極端子および負極端子と、外層の導体回路層におけるそれと同極性の導体回路とをそれぞれ接続するバイアホールを配設する。

また、この発明のプリント配線板の製造方法は、粘着テープ上に、互いに対抗する両端部のうちの一方に正極端子、他方に負極端子を有する電子部品および、貫通穴を設けたたとえば熱硬化性の樹脂からなる絶縁基板とその絶縁基板の上面側および下面側の表面上の内層の導体回路とを有するコア基板を位置決め配置する工程と、コア基板および電子部品の上面上に、これもたとえば熱硬化性の樹脂からなる第１の層間絶縁樹脂層を配設するとともにその第１の層間絶縁樹脂層の樹脂材料をコア基板の絶縁基板の貫通穴の内壁面と電子部品との間に充填する工程と、粘着テープを剥離させた後、コア基板および電子部品を裏返してそのコア基板および電子部品の上面上に、第１の層間絶縁樹脂層と同種の樹脂材料にて構成することができる第２の層間絶縁樹脂層を配設する工程と、第１の層間絶縁樹脂層の表面上に外層の導体回路層を設ける工程と、を具えるものであって、前記外層の導体回路層における、前記電子部品の正極端子の直下域を含む近傍域に位置する導体回路を、その正極端子と同極性とし、かつ、前記外層の導体回路層における、前記電子部品の負極端子の直下域を含む近傍域に位置する導体回路を、その負極端子と同極性とすることを特徴とするものである。

かかる方法において好ましくは、前記電子部品の正極端子および負極端子のそれぞれの直下域を含む近傍域で、第１の層間絶縁樹脂層の表面上の前記外層の導体回路層に、電源用およびグランド用のそれぞれの導体回路を設ける。

この発明のプリント配線板では、第１または第２の層間絶縁樹脂層の表面上の外層の導体回路層の導体回路のうち、電子部品がその互いに対抗する両端部のうちの一方に有する正極および他方に有する負極のそれぞれの端子のそれぞれの直上域または直下域を含む近傍域に位置する導体回路を、それら正極および負極の端子と同極性の導体回路、たとえば、電源用の導体回路および、グランド用の導体回路とすることにより、プリント配線板の薄型化等の要求の下で、第１および第２の層間絶縁樹脂層の厚さを薄くすることによって外層の導体回路と電子部品の端子とが導通することがあっても、信号に不具合が生じることなく、これによりＬＳＩ等の高速通信動作を、正確かつ確実に制御することができる。

ここで、電子部品は、キャパシタ（またはコンデンサ）とすることができ、キャパシタ（またはコンデンサ）は、積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）とすることができる他、レジスタ、バリスタ、サーミスタ等の適宜のものとすることができる。
また、電子部品の正極および負極の端子のそれぞれの直上域または直下域を含む近傍域で、第１または第２の層間絶縁樹脂層の表面上の外層の導体回路層に、電源用およびグランド用のそれぞれの導体回路を配設する場合は、プリント配線板の製造工程中の所要のタイミングでそれらの導体回路を設けることができ、また、仮に絶縁破壊もしくはトンネル効果でのリークが生じても、伝達信号への不具合の発生を防止することができる。

そしてこの発明の製造方法では、粘着テープ上にコア基板と電子部品とを位置決めするとともに第１の層間絶縁樹脂層の樹脂材料をコア基板の絶縁基板の貫通穴の内壁面と電子部品との間に充填することで、コア基板と電子部品との相対位置を所期した通りの確実なものとして、伝達信号の不具合のおそれのない、前述したような、小型にして薄型のプリント配線板を簡易に製造することができる。
またこの製造方法において、電子部品の正極および負極の端子のそれぞれの直上域または直下域を含む近傍域で、第１の層間絶縁樹脂層の上面上の外層の導体回路層に、電源用およびグランド用のそれぞれの導体回路を設ける場合は、先に述べた作用効果をもたらすプリント配線板を、これも簡易に、かつ迅速に製造することができる。

この発明のプリント配線板の簡略化した一実施形態を示す略線縦断面図である。 上記実施形態のプリント配線板のＭＬＣＣ端子の近傍域を示す透視略線拡大平面図である。 この発明のプリント配線板の、より具体的な他の一実施形態を示す縦断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、この発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における各工程を示す縦断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、上記実施形態のプリント配線板の製造方法におけるさらなる各工程を示す縦断面図である。

以下に、この発明のプリント配線板の簡略化した一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１に示すところにおいて、図中１は、熱硬化性の樹脂材料からなる絶縁基板、２は、その絶縁基板１を有するとともにその絶縁基板１の上面側および下面側の表面上に図示しない内層の導体回路を有する絶縁性のコア基板をそれぞれ示し、１ａは、この絶縁基板１の所要位置に設けた所定の寸法の貫通穴を示す。
ここで、絶縁基板１のこの貫通穴１ａ内には、互いに対抗する両端部に正極および負極の端子３，４を具える電子部品としてのキャパシタ（またはコンデンサ）、たとえば積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）５を位置決め配置し、そして、コア基板２およびＭＬＣＣ５のそれぞれを挟んで、たとえば、２０〜２５μｍの厚さの熱硬化性の樹脂材料からなる、図の上面側に積層した第１の層間絶縁樹脂層６および、図の下面側に積層した第２の層間絶縁樹脂７のそれぞれを設け、その際、ＭＬＣＣ５と貫通穴１ａの内壁面との隙間への、第１の層間絶縁樹脂層６を形成する樹脂材料の流入による樹脂材料の充填によって、ＭＬＣＣ５を貫通穴１ａ内に固定する。

またここでは、第１または第２の層間絶縁樹脂層６，７の表面上に外層の導体回路層８を設け、ＭＬＣＣ５の正極および負極のそれぞれの端子３，４の直上域または直下域を含む近傍域、すなわちＭＬＣＣ５の正極および負極のそれぞれの端子３，４の平面輪郭寸法の外側に例えば２０μｍずつ拡げた領域において、その外層の導体回路層８に導体回路９，１０を設け、これらの導体回路９，１０を、ＭＬＣＣ５の、正極および負極のそれぞれの端子３，４と同極性のものとする。

すなわち、この実施形態では、第１の層間絶縁樹脂層６の表面上の、図２に示す略線平面図で仮想線にて囲繞される、それぞれの端子３，４の直上域を含む近傍域１１，１２において、外層の導体回路層８に、端子３，４と同極性のそれぞれの導体回路９，１０を設け、好ましくは、外層の導体回路９，１０のそれぞれを、電源用導体回路９およびグランド用導体回路１０とする。

また、この実施形態では、導体回路９，１０と絶縁基板１およびＭＬＣＣ５との間に位置する第１の層間絶縁樹脂層６の厚みが、図示しないが、ＭＬＣＣ５の正極および負極のそれぞれの端子３，４の直上域で、絶縁基板１の上面上の内層の導体回路の直上域におけるよりも小さくなっており、これは、ＭＬＣＣ５と貫通穴１ａの内壁面との隙間への、第１の層間絶縁樹脂層６を形成する樹脂材料の流入によって生ずる。

図３は、この発明のプリント配線板の、より具体的な他の一実施形態を示す縦断面図であり、図中、先の実施形態と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。また図４（ａ）〜（ｅ）は、上記実施形態のプリント配線板を製造する際の、この発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における各工程を示す縦断面図、図５（ａ）〜（ｅ）は、上記実施形態のプリント配線板の製造方法におけるさらなる各工程を示す縦断面図である。

この実施形態のプリント配線板も、貫通穴１ａが形成された絶縁基板１を有するコア基板２を具え、絶縁基板１の貫通穴１ａ内には、互いに対抗する両端部に正極および負極の端子３，４を具える電子部品としての積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）５を位置決め配置し、コア基板２およびＭＬＣＣ５のそれぞれを挟んで、たとえば２０〜２５μｍの厚さの熱硬化性の樹脂材料からなる、図では下面側の第１の層間絶縁樹脂層６および上面側の第２の層間絶縁樹脂７を設け、その際、ＭＬＣＣ５と貫通穴２の内壁面との隙間への、第１の層間絶縁樹脂層６を形成する樹脂材料の流入による樹脂材料の充填によって、ＭＬＣＣ５を貫通穴１ａ内に固定する。

またここでは、第１および第２の層間絶縁樹脂層６、７の表面上にそれぞれ外層の導体回路層８を設け、ＭＬＣＣ５の正極および負極のそれぞれの端子３，４の直上域または直下域を含む近傍域、すなわちＭＬＣＣ５の正極および負極のそれぞれの端子３，４の平面輪郭寸法の外側に例えば２０μｍずつ拡げた近傍域１１，１２において、第２の層間絶縁樹脂層７上の外層の導体回路層８に導体回路９，１０を設け、これらの導体回路９，１０を、ＭＬＣＣ５の、正極および負極のそれぞれの端子３，４と同極性のもの、好ましくは電源用導体回路９およびグランド用導体回路１０とする。

この実施形態のプリント配線板ではさらに、コア基板２が、絶縁基板１の図では上面側および下面側の表面上に内層の導体回路層１３を有するとともに、絶縁基板１を貫通してそれら内層の導体回路層１３同士を電気的に接続するスルーホール１４を有しており、それら内層の導体回路層１３と、第１および第２の層間絶縁樹脂層６，７上の外層の導体回路層８とは、第１および第２の層間絶縁樹脂層６，７をそれぞれ貫通するバイアホール１５によって電気的に接続している。また、第１および第２の層間絶縁樹脂層６，７およびそれらの上の外層の導体回路層８は、ソルダーレジスト層１６によって被覆し、ソルダーレジスト層１６に設けた開口部から露出する、外層の導体回路層８の部分を、外部への接続用のパッド１７としている。

図４（ａ）〜（ｅ）は、上記実施形態のプリント配線板を製造するための、この発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における各工程を示す縦断面図、また図５（ａ）〜（ｅ）は、上記実施形態のプリント配線板の製造方法におけるさらなる各工程を示す縦断面図である。

この実施形態の製造方法では、先ず図４（ａ）に示すように、例えば両面銅張り基板の銅箔で挟まれた樹脂基板からなる絶縁基板１の図では上面側および下面側の表面上の銅箔を所定のパターンでエッチングして内層の導体回路層１３を形成するとともに、例えばレーザー加工により絶縁基板１に形成した貫通穴内にめっき導体を充填することで両面の内層の導体回路層１３を相互に電気的に接続するスルーホール１４を形成し、次いで図４（ｂ）に示すように、その絶縁基板１の所定位置に例えばプレス加工により貫通穴１ａを形成することでコア基板２を形成する。

次いで図４（ｃ）に示すように、そのコア基板２の両面の内層の導体回路層１３の表面に、層間樹脂絶縁層の接着性を高める粗化層１８を形成し、次いで図４（ｄ）に示すように、粘着テープ１９上に、絶縁基板１に貫通穴１ａを設けたコア基板２を仮固定し、次いで図４（ｅ）に示すように、その貫通穴１ａ内の粘着テープ１９上の所定位置にＭＬＣＣ５を搭載する。

次いで図５（ａ）に示すように、粘着テープ１９をベース板２０上に載置して、例えば片面に銅箔６ａを貼った樹脂フィルムからなる第１の層間樹脂絶縁層６を図ではコア基板２およびＭＬＣＣ５のそれぞれの上面上に積層し、加熱プレスにより、その第１の層間樹脂絶縁層６をコア基板２およびＭＬＣＣ５のそれぞれの上面上に溶着するとともに、第１の層間樹脂絶縁層６を形成する樹脂材料をコア基板２の絶縁基板１の貫通穴１ａの内壁面とＭＬＣＣ５との間に流入させて充填することで、ＭＬＣＣ５を仮固定する。

このとき、第１の層間絶縁樹脂層６の、ＭＬＣＣ５の正極および負極のそれぞれの端子３、４の直上域での厚みｔ１は、絶縁基板１の上面上の内層の導体回路の直上域における厚みｔ２よりも小さくなっており、これは、ＭＬＣＣ５と貫通穴１ａの内壁面との隙間への、第１の層間絶縁樹脂層６を形成する樹脂材料の流入によって生ずる。

次いで図５（ｂ）に示すように、粘着テープ１９を剥離除去し、その後、コア基板２およびＭＬＣＣ５を裏返して、コア基板２およびＭＬＣＣ５の下側に位置する第１の層間絶縁樹脂層６を図４（ｅ）に示すと同様のベース板２０上に載置してから、図５（ｃ）に示すように、図ではコア基板２およびＭＬＣＣ５のそれぞれの上面上に、例えば片面に銅箔７ａを貼った樹脂フィルムからなる第２の層間絶縁樹脂層７を積層し、加熱プレスにより、この第２の層間絶縁樹脂層７をコア基板２およびＭＬＣＣ５のそれぞれの上面上に溶着するとともに、ＭＬＣＣ５を固定する。

そして図５（ｄ）に示すように、第１および第２の層間絶縁樹脂層６，７の表面上に、それらの銅箔６ａ，７ａ上への無電解および電解めっき層の形成並びにそれらの銅箔６ａ，７ａおよび無電解・電解めっき層のエッチングにより、所定パターンの外層の導体回路層８をそれぞれ形成するとともに、第１および第２の層間絶縁樹脂層６，７のそれぞれに例えばレーザー加工により形成した貫通穴内にめっき導体を充填することで、内層の導体回路層１３と外層の導体回路層８とをコア基板２の両面側でそれぞれ互いに電気的に接続するバイアホール１５を形成する。

ここで、第１の層間絶縁樹脂層６の表面上の、ＭＬＣＣ５の端子３，４のそれぞれの直下域を含む近傍域１１，１２において、第２の層間絶縁樹脂層７の表面上の外層の導体回路層８に、端子３，４と同極性のそれぞれの導体回路９，１０を設け、それらの導体回路９，１０のそれぞれを、電源用導体回路９およびグランド用導体回路１０とする。

しかる後、第１の層間絶縁樹脂層６およびその表面上の外層の導体回路層８と、第２の層間絶縁樹脂層７およびその表面上の外層の導体回路層８とをそれぞれ絶縁性樹脂からなるソルダーレジスト層１６で被覆するとともに、そのソルダーレジスト層１６に設けた開口部から露出する、外層の導体回路層８の部分を、外部への接続用のパッド１７として、図３に示す実施形態のプリント配線板を形成する。

そしてその後、図５（ｅ）に示すように、ＭＬＣＣ５の端子３，４にバイアホール１５で接続したパッド１７上に半田バンプ２１を形成する。

以上、この発明を図示の実施形態に基いて説明したが、それぞれの導体回路９，１０は、第１の層間絶縁樹脂層６の表面上に配設することもでき、また、この発明のプリント配線板は、厚さの許容範囲内で、第１および／または第２の層間絶縁樹脂層６，７上に所要に応じてさらに層間絶縁樹脂層および外層の導体回路層をビルドアップした多層プリント配線板とすることもできる。そして、電子部品は、キャパシタ（またはコンデンサ）以外のもの、例えばレジスタ、バリスタ、サーミスタ等とすることもできる。

かくして本発明のプリント配線板およびプリント配線板の製造方法によれば、プリント配線板の薄型化等の要求の下で、第１および第２の層間絶縁樹脂層の厚さを薄くすることによって外層の導体回路と電子部品の端子とが導通することがあっても、信号に不具合が生じることなく、これによりＬＳＩ等の高速通信動作を、正確かつ確実に制御することができる。

１ 絶縁基板
１ａ 貫通穴
２ コア基板
３ 正極端子
４ 負極端子
５ ＭＬＣＣ
６ 第１の層間絶縁樹脂層
７ 第２の層間絶縁樹脂層
８ 外層の導体回路層
９ 電源用導体回路
１０ グランド用導体回路
１１、１２ 近傍域
１３ 内層の導体回路層
１４ スルーホール
１５ バイアホール
１６ ソルダーレジスト層
１７ パッド
１８ 粗化層
１９ 粘着テープ
２０ ベース板
２１ 半田バンプ

Claims (5)

1. 絶縁基板とその絶縁基板の上面側および下面側の表面上に設けた内層の導体回路層とを有するコア基板と、
   そのコア基板の絶縁基板に設けた貫通穴内に位置決め配置した電子部品であって互いに対抗する両端部のうちの一方に正極端子、他方に負極端子を有する電子部品と、
   前記コア基板および電子部品のそれぞれを挟んでそのコア基板の両表面上にそれぞれ配設した第１および第２の層間絶縁樹脂層と、
   前記第１または第２の層間絶縁樹脂層の表面上に設けた外層の導体回路層と、
   を具えてなるプリント配線板において、
   前記外層の導体回路層と前記コア基板および電子部品との間の前記第１または第２の層間絶縁樹脂層の、前記電子部品の正極端子および負極端子の直上域または直下域での厚みは、前記内層の導体回路層の直上域または直下域での厚みよりも小さく、
   前記外層の導体回路層における、前記電子部品の正極端子の直上域または直下域を含む近傍域に位置する導体回路は、その正極端子と同極性であり、
   前記外層の導体回路層における、前記電子部品の負極端子の直上域または直下域を含む近傍域に位置する導体回路は、その負極端子と同極性であることを特徴とするプリント配線板。
2. 前記電子部品を、積層セラミックキャパシタとしてなる請求項１に記載のプリント配線板。
3. 前記電子部品の正極および負極の端子の直上域または直下域を含む近傍域で、第１または第２の層間絶縁樹脂層の表面上の前記外層の導体回路層に、前記同極性の導体回路として電源用およびグランド用のそれぞれの導体回路を配設してなる請求項１もしくは２に記載のプリント配線板。
4. 粘着テープ上に、互いに対抗する両端部のうちの一方に正極端子、他方に負極端子を有する電子部品および、貫通穴を設けた絶縁基板とその絶縁基板の上面側および下面側の表面上の内層の導体回路とを有するコア基板を位置決め配置する工程と、
   コア基板および電子部品の上面上に第１の層間絶縁樹脂層を配設するとともにその第１の層間絶縁樹脂層の樹脂材料をコア基板の絶縁基板の貫通穴の内壁面と電子部品との間に充填する工程と、
   粘着テープを剥離させた後、コア基板および電子部品を裏返してそのコア基板および電子部品の上面上に第２の層間絶縁樹脂層を配設する工程と、
   第１の層間絶縁樹脂層の表面上に外層の導体回路層を設ける工程と、
   を具えるプリント配線板の製造方法において、
   前記外層の導体回路層における、前記電子部品の正極端子の直下域を含む近傍域に位置する導体回路を、その正極端子と同極性とし、
   かつ、前記外層の導体回路層における、前記電子部品の負極端子の直下域を含む近傍域に位置する導体回路を、その負極端子と同極性とすることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
5. 前記電子部品の正極および負極の端子の直下域を含む近傍域で、第１の層間絶縁樹脂層の表面上の前記外層の導体回路層に、前記同極性の導体回路として電源用およびグランド用のそれぞれの導体回路を配設する請求項４に記載のプリント配線板の製造方法。

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