JP3764160B2 - キャパシタ層形成材及びキャパシタ層形成材を用いて得られる内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板。 - Google Patents

Description

本件出願に係る発明は、プリント配線板の内蔵キャパシタ層を形成するために用いるキャパシタ層形成材及びキャパシタ層形成材を用いて得られる内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板に関する。

キャパシタ回路（素子）を内蔵した多層プリント配線板は、その内層に位置する絶縁層の内の１以上の層を誘電層として用いてきた。そして、特許文献１に開示されているように、その誘電層の両面に位置する内層回路にキャパシタとしての上部電極及び下部電極が対抗配置するよう形成されキャパシタ回路として用いられてきた。従って、このようなキャパシタ回路は、内蔵キャパシタ回路と称されてきた。

そして、キャパシタは余剰の電気を蓄電する等して電子・電気機器の省電力化等を可能にしてきたものであるから、可能な限り大きな電気容量を持つことが基本的な品質として求められる。キャパシタの容量（Ｃ）は、Ｃ＝εε_０（Ａ／ｄ）の式（ε_０は真空の誘電率）から計算される。特に、最近の電子、電気機器の軽薄短小化の流れから、プリント配線板にも同様の要求が行われることになり、一定のプリント配線板面積の中で、キャパシタ電極の面積を広く採ることは殆ど不可能であり、表面積（Ａ）に関しての改善に関しては限界がある事は明らかである。従って、キャパシタ容量を増大させるためには、キャパシタ電極の表面積（Ａ）及び誘電体層の比誘電率（ε）が一定とすれば、誘電体層の厚さ（ｄ）を薄くするか、キャパシタ回路全体として見たときの層構成に工夫を凝らす等の試みがなされてきた。

米国特許第６５４１１３７号公報

しかしながら、下部電極の表面にニッケル−リン合金層を設ける場合に於いては、誘電層とニッケル−リン合金層と密着性に問題があり、誘電層とニッケル−リン合金層と間での剥離現象が起こる場合があり、キャパシタとしての設計電気容量とのズレが大きくなり設計品質を満たさないこととなる。また、プリント配線板としてのデラミネーション発生の起点となり、半田リフロー等の加熱衝撃を受けることで層間剥離が生じたり、使用途中の発生熱による剥離が誘発され製品寿命を短命化させる原因となっていた。

従って、市場では、キャパシタ回路の下部電極として誘電層との密着性に優れ、且つ、抵抗器電極等として使用の可能な新たな下部電極形成のための導電層を備えたキャパシタ層形成材が求められてきたのである。

そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、以下のキャパシタ層形成材を用いることで、誘電層と下部電極との良好な密着性を得られることに想到したのである。しかも、後述するキャパシタ層形成材を用いることで、キャパシタ回路としての電気容量も確実に向上するのである。

本件発明に係るキャパシタ層形成材は、「上部電極形成に用いる第１導電層と下部電極形成に用いる第２導電層との間に誘電層を備えるプリント配線板のキャパシタ層形成材において、第２導電層は、銅層の表面に純ニッケル層とニッケル−リン合金層とが順次積層された状態で備える導電層であることを特徴としたキャパシタ層形成材。」である。

そして、本件発明に係るキャパシタ層形成材には、「上部電極形成に用いる第１導電層と下部電極形成に用いる第２導電層との間に誘電層を備えるプリント配線板のキャパシタ層形成材において、第２導電層は、銅層の表面にニッケル−リン合金層／純ニッケル層／ニッケル−リン合金層とが順次積層された状態で備える導電層であることを特徴としたキャパシタ層形成材。」も含まれる。

上記本件発明に係るキャパシタ層形成材で用いるニッケル−リン合金層は、リン含有量が０．０５ｗｔ％〜５ｗｔ％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けるニッケル−リン合金層は、０．１μｍ〜２．０μｍの厚さを有するものであることが好ましい。

そして、本件発明に係るキャパシタ層形成材における純ニッケル層は、０．３μｍ〜３．０μｍの厚さを有するものであることが好ましい。

本件発明に係るキャパシタ層形成材を用いることで、誘電層との密着性に優れた下部電極を形成することが可能であるため、誘電層と下部電極との剥離現象のない高品質の内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板を得ることが可能となるのである。

本件発明に係るキャパシタ層形成材の下部電極形成に用いる第２導電層は、誘電層との密着性に優れ、誘電層と下部電極との剥離現象のない高品質の内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板を得ることができる。しかも、本件発明に係るキャパシタ層形成材を用いて形成したキャパシタ回路の持つ電気容量が向上し、高品質の内蔵キャパシタ回路の形成が可能となるのである。なお、ここで明記しておくが、本件発明に係るキャパシタ層形成材の誘電層は、いわゆるゾルゲル法、誘電体フィラーとバインダー樹脂とを含む誘電体フィラー含有樹脂溶液を用いて塗工により誘電層を形成するペースト塗工法等あらゆる方法での製造した誘電層を対象とすることができる。

以下、実施の形態と実施例とを通じて、本件発明をより詳細に説明する。

（発明の実施の形態）
本件発明に係るキャパシタ層形成材の第１バリエーションは、上述のように第１導電層と第２導電層との間に誘電層を備えるプリント配線板のキャパシタ層形成材であって、当該第２導電層は、銅層の表面に純ニッケル層とニッケル−リン合金層とが順次積層された状態になっていることを特徴とするものである。そして、図１に本件発明に係るキャパシタ層形成材１ａ，１ｂのバリエーションを示し、第１導電層２、誘電層３、第２導電層４、そして第２導電層４の層構成を示すニッケル−リン合金層４ａ、純ニッケル層４ｂ及び銅層４ｃの配置関係を示す模式断面図とした。

ここで言う第２導電層は、図１（ａ）及び図１（ｂ）から明らかなように、少なくとも、第２導電層４と誘電層３との接触面に純ニッケル層４ｂとニッケル−リン合金層４ａとが存在していればよいのである。従って、純ニッケル層４ｂとニッケル−リン合金層４ａとが銅層４ｃの片面及び両面に順次積層され存在していても構わない。

本件発明に係るキャパシタ層形成材の第２バリエーションは、上述のように第１導電層と第２導電層との間に誘電層を備えるプリント配線板のキャパシタ層形成材であって、第２導電層は、銅層の表面にニッケル−リン合金層／純ニッケル層／ニッケル−リン合金層とが順次積層された状態で備える導電層であることを特徴とするものである。そして、図２に本件発明に係るキャパシタ層形成材１ｃのバリエーションを示し、第１導電層２、誘電層３、第２導電層４、そして第２導電層４の層構成を示すニッケル−リン合金層４ａ、純ニッケル層４ｂ及び銅層４ｃの配置関係を示す模式断面図とした。図１と図２とを対比することから明らかなように、第２バリエーションは、第１バリエーションの銅層と純ニッケル層との間に、ニッケル−リン合金層４ａが付加されている。

このニッケル−リン合金層と純ニッケル層とは、加熱冷却に伴うＴＭＡ分析による膨張収縮挙動が全く異なる。ニッケル−リン合金層は、加熱による膨張曲線と冷却による収縮曲線とがほぼ一致したものとなり、複数回の加熱冷却サイクルを加えても膨張曲線と収縮曲線とが変わらず一致したものとなる。これに対して、純ニッケル層は、加熱による膨張曲線と冷却による収縮曲線とがヒステリシス曲線を描くようにズレを生じ、複数回の加熱冷却サイクルを加えると、その度に膨張曲線と収縮曲線とが変化する傾向にある。即ち、ニッケル−リン合金層を更に設けることで、高温熱履歴やヒートショックが負荷されたときの誘電層と下部電極との密着性を更に改善することが可能となるのである。

従って、第２バリエーションの如き層構成を採用し、銅層と純ニッケル層との間にニッケル−リン合金層を更に設けることで、キャパシタ層形成材プロセス及びプリント配線板製造プロセスにおける熱履歴を経ても、第１バリエーション以上に安定した誘電層と下部電極との密着性を得ることが出来るのである。

上記キャパシタ層形成材の銅層は、電解銅箔を用いて形成したものでも、蒸着、メッキ等の種々の方法を採用して形成出来るものである。そして、この銅層の表面に形成する純ニッケル層及びニッケル−リン合金層は、電解法若しくは無電解法等の電気化学的メッキ法、スパッタリング蒸着法等の乾式被覆法のいずれを採用しても問題ない。

例えば、スパッタリング蒸着法を採用する場合には、ターゲットとして用いる純ニッケルターゲット、ニッケル−リン合金ターゲット等のターゲット組成を調整することにより、純ニッケル層とニッケル−リン合金層とを作り分けることが出来る。

これに対し、電解メッキ法を採用する場合には、以下のようなメッキ液組成及び電解条件を採用することが出来る。純ニッケル層を形成する場合は、ニッケルメッキ液として知られる溶液を広く使用することが可能である。例えば、（ｉ）硫酸ニッケルを用いニッケル濃度が５〜３０ｇ／ｌ、液温２０〜５０℃、ｐＨ２〜４、電流密度０．３〜１０Ａ／ｄｍ^２の条件、（ｉｉ）硫酸ニッケルを用いニッケル濃度が５〜３０ｇ／ｌ、ピロリン酸カリウム５０〜５００ｇ／ｌ、液温２０〜５０℃、ｐＨ８〜１１、電流密度０．３〜１０Ａ／ｄｍ^２の条件、（ｉｉｉ）硫酸ニッケルを用いニッケル濃度が１０〜７０ｇ／ｌ、ホウ酸２０〜６０ｇ／ｌ、液温２０〜５０℃、ｐＨ２〜４、電流密度１〜５０Ａ／ｄｍ^２の条件、その他一般のワット浴の条件とする等である。

ニッケル−リン合金層の場合、リン酸系溶液を用いることで、ニッケル−リン合金を行うのである。この場合、（ｉ）硫酸ニッケル濃度１２０ｇ／ｌ〜１８０ｇ／ｌ、塩化ニッケル濃度３５ｇ／ｌ〜５５ｇ／ｌ、Ｈ_３ＰＯ_４濃度３ｇ／ｌ〜５ｇ／ｌ、Ｈ_３ＰＯ_３濃度２ｇ／ｌ〜４ｇ／ｌ、液温７０℃〜９５℃、ｐＨ０．５〜１．５、電流密度５Ａ／ｄｍ^２〜５０Ａ／ｄｍ^２の条件、（ｉｉ）硫酸ニッケル濃度が１８０ｇ／ｌ〜２８０ｇ／ｌ、塩化ニッケル濃度３０ｇ／ｌ〜５０ｇ／ｌ、Ｈ_３ＢＯ_３濃度１６ｇ／ｌ〜２５ｇ／ｌ、Ｈ_３ＰＯ_３濃度１ｇ／ｌ〜５ｇ／ｌ、液温４５℃〜６５℃、電流密度５Ａ／ｄｍ^２〜５０Ａ／ｄｍ^２の条件等を採用するのである。また、市販の無電解メッキ液を用いて、無電解法にてニッケル−リン合金層を形成する事も可能である。

そして、本件発明で用いるニッケル−リン合金層は、リン含有量が０．０５ｗｔ％〜５ｗｔ％である事が好ましい。ニッケル−リン合金層のリン成分は、キャパシタ層形成材の製造及び通常のプリント配線板の製造プロセスにおいて高温負荷されることがあれば、誘電層の内部に拡散し、誘電層との密着性を劣化させ、誘電率にも変化を与えていると考えられる。しかしながら、適正なリン含有量を備えたニッケル−リン合金層は、キャパシタとしての電気特性を向上させることが判明した。リン含有量が０．０５ｗｔ％未満の場合には、純ニッケルに近くなり熱膨張変化が大きくなり、誘電層が損傷を受け、キャパシタとしての電気特性も向上させえないものとなるのである。これに対し、リン含有量が５ｗｔ％を超えると、誘電層の界面にリンが偏析し、誘電層との密着性が劣化し、剥離しやすいものとなるのである。従って、リン含有量は、０．０５ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲が好ましい。そして、誘電層とのより安定した密着性を確保するためには、リン含有量が０．２ｗｔ％〜３ｗｔ％の範囲であれば工程に一定のバラツキがあっても安定した品質のキャパシタ回路の形成が可能となる。なお、最適な範囲を敢えて指摘するならば、リン含有量が０．２５ｗｔ％〜１．０ｗｔ％で最も良好な誘電層との密着性を確保し、同時に良好な誘電率をも確保出来るのである。なお、本件発明におけるニッケル含有量は、［Ｐ成分重量］／［Ｎｉ成分重量］×１００（ｗｔ％）として換算した値である。

また、本件発明に係るキャパシタ層形成材におけるニッケル−リン合金層は、０．１μｍ〜２．０μｍの厚さを有するものであることが好ましい。ここで言うニッケル−リン合金層の厚さは、上記ニッケル−リン合金組成の範囲である事を前提としたものである。ニッケル−リン合金層の厚さが、０．１μｍ未満の場合には、ニッケル−リン合金層のリンが純ニッケル層側に拡散してしまい、ニッケル−リン合金層のリン濃度が低くなり、純ニッケルに近く熱膨張変化が大きくなり、誘電層が損傷を受け、キャパシタとしての電気特性を向上させえないものとなり、同時にキャパシタ回路を形成したときの品質安定性に欠けるものとなるのである。これに対し、ニッケル−リン合金層の厚さが２．０μｍを超えると、上記リン含有量の範囲であっても、リンの総量が大きくなりすぎて、下地に純ニッケル層が存在する意義が失われ、単独のニッケル−リン合金層の場合と同様に、誘電層との密着性が劣化し、界面でのリンの偏析により界面剥離しやすいものとなるのである。そして、誘電層とのより安定した密着性を確保するためには、ニッケル−リン合金層の厚さが０．５μｍ〜１．５μｍの範囲であれば工程に一定のバラツキがあっても安定した品質のキャパシタ回路の形成が可能となる。なお、最適な範囲を敢えて指摘するならば、ニッケル−リン合金層の厚さが０．８μｍ〜１．２μｍで最も良好な誘電層との密着性と、良好な誘電率を確保出来るのである。

そして、本件発明に係るキャパシタ層形成材における純ニッケル層は、０．３μｍ〜３．０μｍの厚さを有するものであることが好ましい。この純ニッケル層は、ニッケル純度が９９．９ｗｔ％以上のものであるが、誘電層の有機成分の分解触媒となる銅成分を、高温加熱を受けた際に誘電層側に拡散させないための拡散バリア層としての機能を果たしていると考えられる。また、この純ニッケル層は、ニッケル−リン合金層のリン成分が、高温加熱を受けた際に誘電層側に拡散していく量を減少させるリン吸収材としての機能をも果たしていると考えられる。従って、純ニッケル層の厚さが０．３μｍ未満の場合には、銅成分の拡散バリアとしての機能は十分には果たし得ない。そして、純ニッケル層の厚さが３．０μｍを超えて形成しても特に問題はない。しかしながら、キャパシタ層形成材の製造及び通常のプリント配線板の製造プロセスにおいて負荷される熱履歴及び温度を考慮すれば、比較的高価なニッケルを３．０μｍ以上の厚さで形成する事は単なる資源の無駄遣いとなるのである。

誘電層の材質に関しては特に限定はない。そして、誘電層の形成方法についても、いわゆるゾルゲル法、誘電体フィラーとバインダー樹脂とを含む誘電体フィラー含有樹脂溶液を用いて塗工により誘電層を形成する塗工法等種々の公知の方法を採用することが可能である。

以上の述べてきた本件発明に係るキャパシタ層形成材を用いることで、誘電層との密着性に優れた下部電極を形成することが可能となる。この本件発明に係るキャパシタ層形成材を用いての内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板の製造方法に関しても、特段の限定はなく、あらゆる方法を採用する事が可能となる。但し、以下の実施例に示すように、キャパシタ回路を形成した部位以外の余分な誘電層を可能な限り除去可能なプリント配線板の製造方法を採用することが好ましいのである。

第２導電層の形成に用いた表面処理銅箔の製造： ３５μｍ厚さの電解銅箔の両面に約２μｍ厚さの純ニッケル層と約１．０μｍ厚さのニッケル−リン合金層を電解メッキ法で設けた。このときのニッケル−リン合金層中のリン含有量は、０．３ｗｔ％とした。純ニッケル層の形成は、硫酸ニッケル浴を用い、硫酸ニッケル濃度が２４０ｇ／ｌ、塩化ニッケル濃度４５ｇ／ｌ、Ｈ_３ＢＯ_３濃度３０ｇ／ｌ、液温５０℃、ｐＨ４．５、電流密度５Ａ／ｄｍ^２の条件で電解銅箔の両面に２μｍ厚の純ニッケル層を均一且つ平滑に電析させた。そして、ニッケル−リン合金層は、リン酸系溶液を用い、硫酸ニッケル濃度が２５０ｇ／ｌ、塩化ニッケル濃度４０．３９ｇ／ｌ、Ｈ_３ＢＯ_３濃度１９．７８ｇ／ｌ、Ｈ_３ＰＯ_３濃度３ｇ／ｌ、液温５０℃、電流密度２０Ａ／ｄｍ^２の条件で電解し、電解銅箔の両面に析出形成した純ニッケル層の上に、約１μｍ厚さのニッケル−リン合金層を均一且つ平滑に電析させた。この表面処理銅箔の誘電層と密着することとなる表面状態を観察したのが、図３である。

誘電層の形成： 上記第２導電層の形成に用いる表面処理銅箔の外層に存在するニッケル−リン合金層の表面にゾルゲル法を用いて誘電層を形成した。ここで用いたゾルゲル法は、沸点近傍に加温したメタノール溶液に、安定化剤として全金属量に対して５０ｍｏｌ％〜６０ｍｏｌ％濃度となるようにエタノールアミンを添加し、チタンイソプロポキシド、ジルコニウムプロポキシドのプロパノール溶液、酢酸鉛、酢酸ランタン、触媒としての硝酸を順次添加し、最終的にメタノールで０．２ｍｏｌ／ｌ濃度に希釈したゾルゲル溶液を用いた。そして、このゾルゲル溶液をスピンコータを用いて、前記表面処理銅箔のニッケル−リン合金層の表面に塗工し、２５０℃×５分の大気雰囲気で乾燥、５００℃×１５分の大気雰囲気での熱分解を行い。更に、この塗工工程を６回繰り返し膜厚調整を行った。そして、最終的に６００℃×３０分の窒素置換雰囲気での焼成処理を行い誘電層を形成した。このときの誘電層の組成比は、Ｐｂ：Ｌａ：Ｚｒ：Ｔｉ＝１．１：０．０５：０．５２：０．４８であった。

キャパシタ層形成材の製造： 以上のようにして形成した誘電層の上に、スパッタリング蒸着法により３μｍ厚さの銅層を第１導電層として形成し、誘電層の両面に第１導電層と第２導電層とを備えるキャパシタ層形成材とした。この段階で、所定の電圧を負荷して、層間耐電圧測定を行ったが、第１導電層と第２導電層との間でのショート現象は見られなかった。

そして、第２導電層と誘電層との密着性を調べるため、第２導電層と誘電層との界面での引き剥がし強さの測定及び界面観察を行った。その結果、引き剥がし強さは、１２ｇｆ／ｃｍであり、以下の比較例と比べ高い値となっている。このことを裏付けるように、図４には、誘電層から引き剥がした後の第２導電層の界面の状態を示しているが、図３と対比すると明らかなように、誘電層と密着していた第２導電層の表面に誘電層の成分が残留していることが分かる。そして、図５には、下部電極を引き剥がした後の、上部電極の剥離面を示しており、上部電極の剥離面にも誘電層が残留しており、下部電極の引き剥がしにより、誘電層内部での破壊が起こり界面剥離は起こっていないことが理解出来る。更に、図６には、第２導電層と誘電層との密着状態を断面から捉えたＳＩＭ像を示しているが、第２導電層と誘電層との界面に何ら異常は見られず、良好な界面が形成されていることが判明した。また、上部電極の電極面積を１ｍｍ^２の場合の平均容量密度は４８０ｎＦ／ｃｍ^２と非常に良好な値を示し、ｔａｎδが０．０２であり、高い電気容量と誘電損失の少ない良好なキャパシタ回路が得られたことが分かる。

プリント配線板の製造： 以上のようにして製造した図７（ａ）に示すキャパシタ層形成材１ｂの片面の第１導電層を整面し、その両面にドライフィルムを張り合わせて、エッチングレジスト層２１を形成した。そして、その第１導電層の表面のエッチングレジスト層に、上部電極を形成するためのエッチングパターンを露光し、現像した。そして、塩化銅エッチング液でエッチングして、図７（ｂ）に示すように上部電極５を形成した。

そして、上部電極５の形成後にエッチングレジストを回路表面に残留させた状態で、回路部以外の領域の露出した誘電層の除去を行った。このときの誘電層の除去方法は、ウエットブラスト処理を用い、中心粒径が１４μｍの微粒粉体であるアルミナ研磨剤を水に分散させたスラリー状の研磨液（研磨剤濃度１４ｖｏｌ％）を、０．２０ＭＰａの水圧で長さ９０ｍｍ、幅２ｍｍのスリットノズルから高速水流として被研磨面に衝突させ、不要な誘電層の研磨除去を行ったのである。このウエットブラスト処理が終了すると、エッチングレジストの剥離を行い、水洗し、乾燥し、図７（ｃ）に示す状態とした。

上記誘電層除去の終了したキャパシタ層形成材は、露出した誘電層を除去して、深くなった上部電極間ギャップを埋設する必要がある。そこで、図８（ｄ）に示すように、キャパシタ層形成材の両面に絶縁層及び導電層を設けるため、銅箔６の片面に８０μｍ厚さの半硬化樹脂層７を備えた樹脂層付銅箔８を重ね合わせて、１８０℃×６０分の加熱条件下で熱間プレス成形し、外層に銅箔層６と絶縁層７’と張り合わせられた図８（ｅ）に示す状態とした。そして、図８（ｅ）に示す外層の第２導電層４をエッチング加工し、下部電極９とし、図８（ｆ）に示す状態とした。

次に、外層に位置する銅箔層６に外層回路２２及びビアホール２３を形成するため、定法に基づいて銅メッキ層２４を設け、エッチング加工して図９（ｇ）の状態とした。そして、図９（ｈ）に示すように、樹脂層付銅箔８を重ね合わせて、１８０℃×６０分の加熱条件下で熱間プレス成形し、外層に銅箔層６と絶縁層７’とを張り合わせ、図１０（ｉ）に示す状態とした。

そして、図１０（ｉ）に示す外層の銅箔層６に外層回路２２及びビアホール２３を形成するため、定法に基づいて銅メッキ層２４を設け、エッチング加工して図１０（ｊ）の状態とした。このときのエッチング方法及びビアホール形成等に関しても、定法を採用した。以上のようにして、内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板１０を製造したのである。その結果、上部電極の電極面積を１ｍｍ^２の場合の平均容量密度は４８０ｎＦ／ｃｍ^２と非常に良好な値を示し、ｔａｎδが０．０２であり、高い電気容量と誘電損失の少ない良好なキャパシタ回路が得られたことが分かる。

比較例

（比較例１）
以下に述べる比較例は、実施例１の第２導電層を構成した表面処理銅箔を、約３μｍ厚さの純ニッケル層のみとした点が異なるのみである。従って、重複した説明となる部分の説明は極力省略するものとする。

第２導電層の形成に用いた表面処理銅箔の製造は、３５μｍ厚さの電解銅箔の両面に約３μｍ厚さの純ニッケル層を電解メッキ法で設けた。純ニッケル層の形成は、実施例１と同様の条件を用いた。この段階での表面処理銅箔の、誘電層との張り合わせ面の状態を観察したが、図３と同様であるため走査型電子顕微鏡像の掲載は省略する。

そして、実施例１と同様にゾルゲル法で誘電層を形成してのキャパシタ層形成材の製造を経て、誘電層の両面に第１導電層と第２導電層とを備えるキャパシタ層形成材とした。この段階で層間耐電圧測定を行ったが、第１導電層と第２導電層との間でのショート現象が発生しており、製品歩留まりが６０％であった。

そして、第２導電層と誘電層との密着性を調べるため、第２導電層と誘電層との界面での引き剥がし強さの測定及び界面観察を行った。その結果、引き剥がし強さは、７ｇｆ／ｃｍであり、ある程度の引き剥がし強度を得ることは出来るが、上記実施例と比べ低い値となっている。このことを裏付けるように、図１１に誘電層から引き剥がした後の第２導電層の界面の状態を、図１２に反対の第１導電層の剥離界面を示している。しかしながら、図４及び図５の場合と異なり、誘電層と密着していた第２導電層の剥離表面の引き剥がし態様が異なっていることが分かる。更に、図１３には、第２導電層と誘電層との密着状態を断面から捉えたＳＩＭ像を示しているが、第２導電層と誘電層との界面にボイド状の欠陥が多く見られ、良好な密着性は得られないであろう界面であることが判明した。

なお、比較例１で製造したキャパシタ層形成材を用いて、実施例１と同様にして内蔵キャパシタを備えたプリント配線板を製造した。その結果、上部電極の電極面積を１ｍｍ^２の場合の平均容量密度は３５０ｎＦ／ｃｍ^２であり、ｔａｎδが０．０９２であった。これを実施例と比較すると、電気容量及び誘電損失共に劣るものとなっている。

（比較例２）
以下に述べる比較例は、実施例１の第２導電層を構成した表面処理銅箔を、約３μｍ厚さのニッケル−リン合金層のみとした点が異なるのみである。従って、重複した説明となる部分の説明は極力省略するものとする。

第２導電層の形成に用いた表面処理銅箔の製造は、３５μｍ厚さの電解銅箔の両面に約３μｍ厚さのニッケル−リン合金層を電解メッキ法で設けた。ニッケル−リン合金層の形成は、実施例１と同様の条件を用いた。この段階での表面処理銅箔の、誘電層との張り合わせ面の状態を観察したが、図３と同様であるため走査型電子顕微鏡像の掲載は省略する。

そして、実施例１と同様にゾルゲル法で誘電層を形成してのキャパシタ層形成材の製造を経て、誘電層の両面に第１導電層と第２導電層とを備えるキャパシタ層形成材とした。この段階で層間耐電圧測定を行ったが、第１導電層と第２導電層との間でのショート現象は確認出来なかった。

そして、第２導電層と誘電層との密着性を調べるため、第２導電層と誘電層との界面での引き剥がし強さの測定及び界面観察を行った。その結果、引き剥がし強さは、２ｇｆ／ｃｍであり、上記実施例と比べ非常に低い値となっている。このことを裏付けるように、図１４に誘電層から引き剥がした後の第２導電層の界面の状態を、図１５に反対の第１導電層の剥離界面を示している。図１４の誘電層から引き剥がした後の第２導電層の界面には、誘電層が殆ど残っておらず、図１５の第１導電層側に誘電層が残留してる事が分かった。更に、第２導電層と誘電層との密着状態を断面から捉えたＳＩＭ像を観察したが、図６に示したと同様に第２導電層と誘電層との界面にボイド状の欠陥は見られないが、良好な密着性は得られないていないのである。

なお、比較例１で製造したキャパシタ層形成材を用いて、実施例１と同様にして内蔵キャパシタを備えたプリント配線板を製造した。その結果、上部電極の電極面積を１ｍｍ^２の場合の平均容量密度は４５０ｎＦ／ｃｍ^２であり、ｔａｎδが０．０３であった。これを実施例と比較すると、電気容量及び誘電損失共に劣るものとなっている。

本件発明に係るキャパシタ層形成材は、下部電極を形成するための導電層に特徴のあるものである。そして、このキャパシタ層形成材を用いることで、形成したキャパシタ回路の平均容量密度、ｔａｎδは非常に良好なものとなり、しかも、誘電層と下部電極との密着性が高くなる。従って、キャパシタ層形成材の製造プロセス及び内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板の製造プロセスにおける品質劣化を起こしにくく、プリント配線板製造ラインのライン設計の自由度が向上し、プリント配線板としての品質も大幅に向上することとなる。

キャパシタ層形成材の模式断面図（第１バリエーション）。 キャパシタ層形成材の模式断面図（第２バリエーション）。 第２導電層として用いる表面処理銅箔の誘電層との密着面（ニッケル−リン合金層）の走査型電子顕微鏡像。 誘電層から引き剥がした後の第２導電層の界面の状態を観察した走査型電子顕微鏡像。 下部電極を誘電層から引き剥がした後の上部電極の剥離面の走査型電子顕微鏡像。 第２導電層と誘電層との密着状態を断面から捉えたＳＩＭ像。 キャパシタ回路を内蔵するプリント配線板の製造フローを表す模式図。 キャパシタ回路を内蔵する多層プリント配線板の製造フローを表す模式図。 キャパシタ回路を内蔵する多層プリント配線板の製造フローを表す模式図。 キャパシタ回路を内蔵する多層プリント配線板の製造フローを表す模式図。 誘電層から引き剥がした後の第２導電層の界面の状態を観察した走査型電子顕微鏡像。 下部電極を誘電層から引き剥がした後の上部電極の剥離面の走査型電子顕微鏡像。 第２導電層と誘電層との密着状態を断面から捉えたＳＩＭ像。 誘電層から引き剥がした後の第２導電層の界面の状態を観察した走査型電子顕微鏡像。 下部電極を誘電層から引き剥がした後の上部電極の剥離面の走査型電子顕微鏡像。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ キャパシタ層形成材
２ 第１導電層
３ 誘電層
４ 第２誘電層
４ａ ニッケル−リン合金層
４ｂ 純ニッケル層
４ｃ 銅層
５ 上部電極
６ 銅箔（層）
７ 半硬化樹脂層
８ 樹脂層付銅箔
９ 下部電極
１０ プリント配線板
２１ エッチングレジスト
２２ 外層回路
２３ ビアホール
２４ 銅メッキ層

Claims (6)

1. 上部電極形成に用いる第１導電層と下部電極形成に用いる第２導電層との間に誘電層を備えるプリント配線板のキャパシタ層形成材において、
   第２導電層は、銅層の表面に純ニッケル層とニッケル−リン合金層とが順次積層された状態で備える導電層であることを特徴としたキャパシタ層形成材。
2. 上部電極形成に用いる第１導電層と下部電極形成に用いる第２導電層との間に誘電層を備えるプリント配線板のキャパシタ層形成材において、
   第２導電層は、銅層の表面にニッケル−リン合金層／純ニッケル層／ニッケル−リン合金層とが順次積層された状態で備える導電層であることを特徴としたキャパシタ層形成材。
3. ニッケル−リン合金層は、リン含有量が０．０５ｗｔ％〜５ｗｔ％である請求項１又は請求項２に記載のキャパシタ層形成材。
4. ニッケル−リン合金層は、０．１μｍ〜２．０μｍの厚さを有するものである請求項１〜請求項３のいずれかに記載のキャパシタ層形成材。
5. 純ニッケル層は、０．３μｍ〜３．０μｍの厚さを有するものである請求項１〜請求項４のいずれかに記載のキャパシタ層形成材。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のキャパシタ層形成材を用いて得られる内蔵キャパシタ回路を備えるプリント配線板。