JP4753470B2 - Capacitor, multilayer printed wiring board, and method for manufacturing multilayer printed wiring board - Google Patents

Capacitor, multilayer printed wiring board, and method for manufacturing multilayer printed wiring board Download PDF

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  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント配線板に内蔵させるコンデンサ、ならびに、該コンデンサを内蔵した多層プリント配線板およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、パッケージ基板用のプリント配線板では、電源からICチップの電源/アースまでのループインダクタンスを低減するために、チップコンデンサを表面実装していた。即ち、伝送損失となるループインダクタンスは、図14(a)に示すICチップ190の電源端子192Pからプリント配線板300内の電源線を介して電源までの配線長および電源からプリント配線板300内のアース線を介してICチップ190のアース端子192E間での配線長に比例する。このため、図14(b)に示すように、プリント配線板300にチップコンデンサ200を表面実装し、電源とICチップの電源端子/アース端子との間にチップコンデンサを介在させることで、ループインダクタンスを決定するループ長を図中の実線で示すように、短縮することができる。
【0003】
しかしながら、ループインダクタンスのリアクタンス分は周波数に依存するため、ICチップの駆動周波数が増加するのに伴って、上述の多層プリント配線板の表面にチップコンデンサを実装させても、ループインダクタンスを充分に低減することができなくなってきた。
【0004】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は、電源からICチップの電源/アースまでのループインダクタンスをより低減させるために、鋭意研究を行った結果、多層プリント配線板にコンデンサを内蔵させれば良いことを知見し、先に、コンデンサが内蔵または収納(以下、両者をあわせて単に内蔵ともいう)されている基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、上記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配線板を提案した。
このような多層プリント配線板では、ICチップとコンデンサとの間の距離が、コンデンサを表面実装する場合に比べて短く、高周波数で駆動するICチップを実装した場合でも、ループインダクタンスが充分に低い。
【0005】
上記多層プリント配線板においては、基板にザクリ(凹部)、貫通孔等のコンデンサを内蔵するためのキャビティが設けられ、該キャビティ内に接着剤を介してコンデンサが取り付けられており、さらに、このコンデンサが内蔵された基板の両面には、層間樹脂絶縁層と導体回路とが形成され、コンデンサの接続端子と上層の導体回路、及び、層間樹脂絶縁層を介した上下の導体回路間は、バイアホールを介して接続されている。
【0006】
しかしながら、従来の多層プリント配線板実装用コンデンサは、表面実装を目的に製造されたもので、通常、コンデンサの一面のみが多層プリント配線板表面に接触するものであり、コンデンサを基板に内蔵する使用形態が想定されたものではなかった。従って、コンデンサの表面状態は均一ではなく、また、コンデンサの表面は、通常、金属からなる電極やセラミックからなる誘電膜が剥き出しであるため樹脂との親和性が低くかった。そのため、該コンデンサを基板に内蔵した際には、その表面状態が不均一であることや樹脂(層間樹脂絶縁層や接着剤)との親和性が低いことに起因して、コンデンサと層間樹脂絶縁層や接着剤との間で剥離が発生したり、該層間樹脂絶縁層等にクラックが発生したりするという問題があった。この場合、コンデンサの端子とバイアホールとの間の接続が遮断されたり、層間樹脂絶縁層に膨れが生じたりし、これが、多層プリント配線板の電気的接続性、信頼性を低下させる原因になっていた。
【0007】
また、上記以外にコンデンサを基板中に埋め込む従来技術として、特開平6−326472号公報、特開平7−263619号公報、特開平11−459555号公報、特開平11−126978号公報、特開平1−312868号公報等がある。
【0008】
特開平6−326472号公報には、ガラスエポキシからなる樹脂基板にコンデンサを埋め込んだ発明が記載されており、このように基板にコンデンサを埋設することにより、電源のノイズが低減され、かつ、チップコンデンサを実装するスペースが不要となり、基板のサイズを小さくすることができるという効果が得られることが記載されている。
【0009】
また、特開平7−263619号公報には、セラミック、アルミナなどの基板にコンデンサを埋め込み、このコンデンサを電源層と接地層との間で接続した発明が記載されており、このように構成することで、配線の長さを短くすることができ、インダクタンスを低減させることができるという効果が得られることが記載されている。
【0010】
しかしながら、これらの公報に記載されたコンデンサが埋設された基板においても、例えば、ヒートサイクルを1000回繰り返す信頼性試験を行うと、電気特性の低下、基板や層間樹脂絶縁層におけるクラックの発生、コンデンサと基板や層間樹脂絶縁層との間での剥離の発生等が起こるという問題があった。
【0011】
本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、コンデンサ表面にカップリング剤層を形成することにより、コンデンサ表面と層間樹脂絶縁層や接着剤との密着性(親和性)が向上し、該コンデンサと層間樹脂絶縁層や接着剤との間で剥離が発生したり、層間樹脂絶縁層等にクラックが発生したりしにくくなることを見出し本発明を完成した。
【0012】
即ち、本発明のコンデンサは、多層プリント配線板に内蔵または収納させるコンデンサであって、
その表面の少なくとも一部にカップリング剤層が形成されており、
内部電極と誘電膜とが交互に積層された積層体に外部電極が形成されており、前記外部電極は少なくとも2層で構成され、最外層はめっき層であることを特徴とする。
【0013】
また、本発明のコンデンサにおいて、前記カップリング剤層は、エポキシシラン、および/または、イミドシランを用いて形成されていることが望ましい。
【0014】
た、上記外部電極は少なくとも銅からなることが望ましい。
また、上記外部電極の最内層は導電性ペースト層であることも望ましい。
【0015】
また、上記コンデンサは、上記積層体の両端面を含む部分に外部電極が形成されたコンデンサであることが望ましい。
上記外部電極はマトリックス状に形成されていることが望ましい。
【0016】
上記めっき層は、銅めっき層であることが望ましい。
【0017】
また、本発明のコンデンサにおいて、上記外部電極の表面の少なくとも一部には、金属被覆層が形成されていることが望ましい。
【0018】
また、本発明の多層プリント配線板は、コンデンサが内蔵または収納された基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、上記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配線板であって、
上記コンデンサは、本発明のコンデンサであることを特徴とする。
【0019】
また、第一の本発明の多層プリント配線板の製造方法は、コンデンサが内蔵または収納された基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、上記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配線板の製造方法であって、
少なくとも下記(A)〜(D)の工程を含むことを特徴とする。
(A)樹脂フィルムに本発明のコンデンサを取り付けるコンデンサ取り付け工程、
(B)凹部または貫通孔が形成された基板の上記凹部または上記貫通孔にコンデンサを収納するとともに、上記樹脂フィルムを上記基板に圧着する樹脂フィルム圧着工程、
(C)上記樹脂フィルムにバイアホール用開口を形成して層間樹脂絶縁層とする層間樹脂絶縁層形成工程、および、
(D)上記バイアホール用開口の壁面を含む層間樹脂絶縁層表面に導体回路を形成する導体回路形成工程。
【0020】
また、第二の本発明の多層プリント配線板の製造方法は、コンデンサが内蔵または収納された基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、上記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配線板の製造方法であって、
少なくとも下記(a)〜(e)の工程を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
(a)本発明のコンデンサを基板Aに取り付けるコンデンサ取り付け工程、
(b)貫通孔が形成された基板Bの上記貫通孔にコンデンサを収納するとともに、上記コンデンサを取り付けた基板Aに上記貫通孔が形成された基板Bを積層する基板積層工程、
(c)上記貫通孔が形成された基板Bのコンデンサが露出している側に樹脂フィルムを圧着する樹脂フィルム圧着工程、
(d)上記樹脂フィルムにバイアホール用開口を形成して層間樹脂絶縁層とする層間樹脂絶縁層形成工程、および、
(e)上記バイアホール用開口の壁面を含む層間樹脂絶縁層表面に導体回路を形成する導体回路形成工程。
【0021】
【発明の実施の形態】
まず、本発明のコンデンサについて説明する。
本発明のコンデンサは、多層プリント配線板に内蔵または収納されるコンデンサであって、その表面の少なくとも一部にカップリング剤層が形成されていることを特徴とする。
【0022】
本発明のコンデンサは、その表面の少なくとも一部にカップリング剤層が形成されているため、セラミックからなる誘電膜や金属からなる外部電極と接着剤や層間樹脂絶縁層との親和性が高く、コンデンサと層間樹脂絶縁層や接着剤との間で剥離が発生したり、層間樹脂絶縁層や接着剤にクラックが発生したりすることがない。従って、本発明のコンデンサは、多層プリント配線板の内蔵用として適したものである。
【0023】
本発明のコンデンサは、その表面の少なくとも一部にカップリング剤層が形成されている。
上記カップリング剤層は、例えば、シラン系、チタン系、有機リン酸系、シリルパーオキシド系等のカップリング剤を用いて形成することができる。
【0024】
上記シラン系カップリング剤としては、例えば、イミドシラン、エポキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリフロロプロピルメチジメトキシシラン等が挙げられる。
また、トリメチルシリルイソシアネート、ジメチルシリルジイソシアネート、ビニルシリルトリイソシアネート、フェニルシリルトリイソシアネート等を用いることもできる。
【0025】
また、チタン系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジ−トリデシル)ホスファイトチタネート、ビスジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、トリス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート等が挙げられる。
【0026】
次に、本発明のコンデンサの形状について、図面を参照しながら説明する。
本発明のコンデンサとしては、例えば、内部電極と誘電膜とが交互に積層された積層体の両端面を含む部分に外部電極が形成されたコンデンサが挙げられ、具体的には、例えば、図1(a)〜(d)に示す形状のコンデンサ等が挙げられる。図1(a)〜(d)は、本発明のコンデンサの一例を模式的に示す断面図である。
なお、図1(b)に示すコンデンサは、後述する第三の実施形態の多層プリント配線板に好適に用いることができ、図1(c)および(d)に示す多層プリント配線板は、それぞれ第二および第一の実施形態の多層プリント配線板に好適に用いることができる。これについては、後に詳述する。
【0027】
図1(a)〜(d)に示すように、コンデンサ120、320、220、20は、第1電極21と第2電極22とからなる外部電極と、第1電極21、第2電極22に挟まれた誘電体(積層体)23とからなり、誘電体23には、第1電極21側に接続された第1導電膜(内部電極)24と、第2電極22側に接続された第2導電膜(内部電極)25とが複数枚対向配置されている。
【0028】
また、第1電極21および第2電極22は、図1(a)に示すように、1層から構成されていてもよいし、図1(b)に示すように2層から構成されていてもよい。なお、図示していないが3層以上から構成されていてもよい。
【0029】
また、第1電極21および第2電極22は、少なくとも銅からなるものが望ましい。
多層プリント配線板を構成する導体回路の材質としては、銅が好適に用いられているためコンデンサの外部電極に銅からなるものを用いることにより、電気特性の不都合が発生しにくくなるからである。
加えて、後述するように、めっきを用いて電極とバイアホールとを接続する場合、第1電極および第2電極が銅からなるものであると、銅めっきとの密着性に優れるからである。
【0030】
また、図1(b)に示すように2層から構成されている場合や3層以上から構成されている場合には、導電性ペースト層とめっき層とを含む少なくとも2層からなるものであることが望ましい。また、複数の導電性ペースト層から構成されていてもよい。
図1(a)〜(d)に示すようなコンデンサは、通常、誘電膜と導電膜(内部電極)とを交互に積層した後、両端面を含む部分に外部電極を形成することにより製造する。ここで、外部電極の形成は、導電性ペーストを塗布することにより行うことが、安価で、かつ、容易に電極を形成することができる点から有利である。
しかしながら、導電性ペーストを用いて形成された電極は柔らかく、コンデンサを基板内に内蔵し、多層プリント配線板を製造した際に種々の不都合が発生する。そのため、本発明のコンデンサの電極は、導電性ペースト層の上にめっき層にが形成された構成であることが望ましい。なお、この理由については、後で、本発明の多層プリント配線板の製造方法について説明する際に詳述する。
また、上記めっき層は銅めっき層であることが望ましい。
【0031】
また、図1(c)に示すように、コンデンサ220の第1電極21および第2電極22の表面の一部(側面および底面)や、図1(d)に示すように、コンデンサ20の第1電極21および第2電極22の表面全体には、Sn等からなる金属被覆層226、26が形成されていてもよい。
このように、金属被覆層226、26を形成することにより、防錆性、半田付き性等を向上させることができる。
なお、上記金属被覆層の形成部分は、図1(c)および(d)に示した部分に限定されず、任意の部分に形成されていてよく、例えば、側面のみに形成されていたり、底面のみに形成されていたりしてもよい。
【0032】
また、本発明のコンデンサの形状は、外部電極がマトリックス状に形成されたコンデンサであってもよい。具体的には、例えば、図15または図16に示す形状のコンデンサ等が挙げられる。
図15(a)は、多数個取り用の裁断前のコンデンサを示し、(b)は、(a)を裁断した後のコンデンサの1個を示す。なお、図15(a)において、一点鎖線は、裁断線を示す。
図15に示すコンデンサ420は、その側縁に第1電極21および第2電極22が形成されている。
【0033】
図16(a)は、多数個取り用の裁断前のコンデンサを示し、(b)は、(a)を裁断した後のコンデンサの1個を示す。なお、図16(a)において、一点鎖線は、裁断線を示す。
図16に示すコンデンサ520は、その側縁の内側に第1電極21および第2電極22が形成されている。
コンデンサ420およびコンデンサ520は、その外縁の内側に第1電極および第2電極が形成されているため、容量が大きい。
【0034】
また、上記外部電極がマトリックス状に形成されたコンデンサは、コンデンサ420やコンデンサ520のように、小さく切断されたものではなく、図17に示すような大容量の大判のコンデンサ620であってもよい。
図17は、本発明のコンデンサの一例を模式式に示す平面図である。
コンデンサ620は、第1電極21と第2電極22と、誘電体と、第1電極側へ接続された第1導電膜と第2電極側に接続された第2導電膜と、第1導電膜および第2導電膜へ接続されていないコンデンサ620を介した基板の上下面の接続用の電極27とからなる。
後述する本発明の多層プリント配線板において、この大判のコンデンサ620を内層させる場合、その容量が大きく、また、ヒートサイクル条件下においても、よりプリント配線板等に反り等が発生しにくい。
【0035】
また、上記外部電極がマトリックス状に形成されたコンデンサは、図18に示すような大容量の大判のコンデンサ720であってもよい。
図18(a)は、多数個取り用の裁断前のコンデンサを示し、(b)は、(a)を裁断した後の本発明の多層プリント配線板に内蔵または収納するコンデンサを示す。なお、図18(a)において、一点鎖線は、裁断線を示す。
コンデンサ720は、図18(a)の多数個取り用のコンデンサを裁断線で裁断した後、複数個(図中の例では3個)連結させたものである。
このようなコンデンサ720もまた、大判でその容量が大きく、コンデンサ720を内蔵した多層プリント配線板では、ヒートサイクル条件下においても反り等が発生しにくい。
【0036】
これらの外部電極がマトリックス状に形成されたコンデンサにおいても、その外部電極は、1層から構成されていてもよいし、2層以上から構成されていてもよい。
さらに、このマトリックス状の外部電極は、少なくとも銅からなるものであることが望ましく、また、上記マトリックス状の外部電極が2層以上からなる場合には、該外部電極は、複数の導電性ペースト層からなるものや、導電性ペースト層である最内層とめっき層である最外層とを含むものであるとこが望ましい。この場合、上記めっき層は、銅めっき層であることが望ましい。
さらに、上記マトリックス状の外部電極は、その表面の一部に金属被覆層が形成されていることが望ましい。
このような外部電極がマトリックス状に形成されたコンデンサは、後述する本発明の多層プリント配線板に内蔵するコンデンサとして好適に用いることができる。
【0037】
本発明のコンデンサは、このような形状のコンデンサにおいて、その表面の少なくとも一部にカップリング剤層が形成されているため、接着剤や層間樹脂絶縁層との密着性(親和性)に優れる。従って、上記コンデンサは、必要とされる接着剤等との密着性を考慮して、コンデンサ表面の少なくとも一部にカップリング剤層を形成すればよいが、コンデンサの全表面にカップリング剤層が形成されていることが望ましい。
【0038】
また、外部電極と誘電膜との材質の違い、即ち、金属とセラミックとの違いを考慮してそれぞれの部分にそれぞれに適したカップリング剤層を形成することが望ましい。
具体的には、外部電極の表面には、イミドシランを用いてカップリング剤層を形成することが望ましく、誘電膜の表面には、エポキシシランを用いてカップリング剤層を形成することが望ましい。
【0039】
上記カップリング剤層を形成する方法としては特に限定されず、カップリング剤の種類に応じて適宜選択すればよい。
具体的には、例えば、カップリング剤を含む20〜50℃の溶液中にコンデンサを浸漬する方法等を用いることができる。上記溶液の温度が20℃未満では、カップリング剤がコンデンサの表面に付着しにくく、一方、50℃を超えると、カップリング剤が分解したり、コンデンサに変質、変形等が発生したりしてしまうことがある。より好ましい温度は25〜35℃である。
また、カップリング剤を含む溶液中にコンデンサを浸漬する方法に代えて、該溶液をコンデンサ表面にスプレーしたり、塗布する方法等も用いることができる。
【0040】
また、コンデンサ表面のカップリング剤層が形成される部分には、予め、プラズマ処理、洗浄処理、酸処理等の前処理が施されていることが望ましい。
このような前処理を施すことにより、コンデンサの表面状態が均一になり、カップリング剤層を形成するのに適した状態となるからである。
【0041】
上記プラズマ処理としては、例えば、酸素、窒素、炭酸ガス、四塩化炭素等を用いる方法等が挙げられる。
これらのなかでは、酸素を用いる方法が望ましい。コンデンサを損傷することがなく、また、安価に処理することができるからである。
【0042】
また、上記プラズマ処理におけるプラズマ放射量としては200〜1000Wが望ましく、処理時間としては真空下で1〜20分間が望ましい。処理時間が1分未満では、コンデンサの表面状態を充分に改善することができないことがあり、一方、20分を超えても表面状態の改善効果はほとんど変わらないからである。
また、上記処理は減圧下で行うことが望ましい。
【0043】
上記洗浄処理としては、例えば、アルカリ洗浄、酸洗浄、中性洗浄等が挙げられる。
上記洗浄処理では、主に、脱脂作用や酸化膜等の異物の除去作用によりコンデンサの表面状態を所望の状態にすることができる。
【0044】
上記アルカリ洗浄は、例えば、陰イオン界面活性剤と非イオン界面活性剤とにカセイソーダや、アルカリ性のケイ酸、炭酸、リン酸、縮合リン酸等の塩を添加した溶液をスプレーしたり、該溶液中にコンデンサを浸漬したりすることにより行うことができる。また、界面活性剤を添加した電解洗浄法により行うこともできる。
【0045】
上記酸洗浄は、例えば、硫酸や塩酸等の酸に、陽イオン界面活性剤を添加した溶液をスプレーしたり、該溶液中にコンデンサを浸漬したりすることにより行うことができる。
【0046】
上記酸処理としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸およびリン酸からなる群より選択される少なくとも一種の酸を含む溶液に浸漬する方法等が挙げられる。
これらのなかでは、硫酸および/またはフッ酸を用いて行う処理が望ましい。
短時間で接触角を上記範囲に改善することができるとともに、処理後、コンデンサ表面に残渣が残ることもないからである。
【0047】
上記酸処理において、溶液中の酸の濃度は10重量%以上であることが望ましい。
上記酸の濃度が10重量%未満では、コンデンサの表面状態を所望の状態にするのに長時間を要し、その結果、コンデンサに変質、変形等が発生してしまうことがあるからである。
【0048】
また、酸からなる溶液への浸漬時間は、使用する酸の種類、および、その濃度を考慮して適宜選択すればよいが、通常、1〜15分間が望ましい。
上記浸漬時間が、1分未満では、コンデンサの表面状態を充分に改善することができないことがあり、一方、15分を超えても、コンデンサの表面状態はほとんど変化しないからである。酸からなる溶液への浸漬時間は、2〜10分がより望ましい。コンデンサの表面状態が改善されるとともに金属等へのダメージが少ないからである。
また、上記酸からなる溶液の液温度は、20〜40℃が望ましい。
上記温度が40℃を超えると、コンデンサに変質、変形等が発生してしまうことがあるからである。
【0049】
このような処理方法は、単独で用いてもよいし、複数の処理方法を組み合わせて用いてもよい。従って、外部電極表面、金属被覆層表面、誘電体表面のそれぞれを異なる方法で処理してもよい。
【0050】
次に、本発明の多層プリント配線板について説明する。
本発明の多層プリント配線板は、コンデンサが内蔵または収納された基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、上記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配線板であって、
上記コンデンサは、本発明のコンデンサであることを特徴とする。
【0051】
本発明の多層プリント配線板では、本発明のコンデンサが基板に内蔵されているため、コンデンサと層間樹脂絶縁層や接着剤との間で剥離が発生したり、該層間樹脂絶縁層や接着剤にクラックが発生したりすることがない。そのため、上記多層プリント配線板は、コンデンサの端子とバイアホールとの間の接続が遮断されたり、層間樹脂絶縁層にクラックや膨れが生じたりすることがなく、電気的接続性、信頼性に優れる。
【0052】
基板内に表面実装用のコンデンサをそのまま内蔵した場合、金属やセラミックと樹脂との密着性(親和性)が低いことに起因して、コンデンサとその周辺樹脂(接着材や層間樹脂絶縁層)との間で剥離が発生したり、周辺樹脂にクラックが発生したりするが、本発明のコンデンサは、その表面にカップリング剤層が形成されているため、周辺樹脂との密着性に優れる。
従って、本発明の多層プリント配線板では、周辺樹脂(層間樹脂絶縁層や接着剤)にクラックやコンデンサからの剥離が発生せず、コンデンサのずれも発生しない。
【0053】
以下、本発明の多層プリント配線板について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の多層プリント配線板の第一の実施形態について説明する。
図2は、本発明の多層プリント配線板の一例を模式的に示す断面図であり、図3は、図2に示す多層プリント配線板にICチップを実装し、ドータボードに取り付けた状態を模式的に示す断面図である。
【0054】
図2に示すように多層プリント配線板10には、コンデンサ20と、コンデンサ20を内蔵する基板30と、層間樹脂絶縁層40、60とが形成されている。層間樹脂絶縁層40には、バイアホール46および導体回路48が形成され、層間樹脂絶縁層60には、バイアホール66および導体回路68が形成されている。また、基板30を介した上下の導体回路間を接続するために、スルーホール36が形成されている。
【0055】
また、層間樹脂絶縁層60上には、ソルダーレジスト層70が配設されており、ソルダーレジスト層70の開口部71下の導体回路68(バイアーホール66を含む)には、ドータボード、マザーボード等の外部基板と接続するための半田バンプ76がニッケルめっき層および金めっき層を介して設けられている。
【0056】
この多層プリント配線板10では、基板にコンデンサ20が接着剤32を介して内蔵されており、コンデンサ20は、本発明のコンデンサである。このため、コンデンサ20と接着剤32との密着性が高く、ヒートサイクル条件下においても、コンデンサ20と接着剤32との接触面で剥離が発生したり、接着剤にクラックが発生したりすることがない。従って、コンデンサの端子とバイアホールとの間の接続が遮断されたり、層間樹脂絶縁層にクラックや膨れが生じたりすることがなく、多層プリント配線板10は、電気的接続性、信頼性に優れる。
【0057】
また、図3に示すように、ICチップ90が実装され、ドータボードへ取り付けられた多層プリント配線板では、上側のソルダーレジスト層70の開口部71内に形成されたバンプ76と、ICチップ90のパッド92S1、92S2、92P1、92P2とが接続されている。また、下側のソルダーレジスト層70の開口部71内に形成されたバンプ76は、ドータボード94のパッド96S1、96S2、96P1、96P2へ接続されている。
【0058】
また、図3中に示すICチップ90の信号用のパッド92S2は、バンプ76−導体回路68−バイアホール66−スルーホール36−バイアホール66−バンプ76を介して、ドータボード94の信号用のパッド96S2に接続されている。一方、ICチップ90の信号用のパッド92S1は、バンプ76−バイアホール66−スルーホール36−バイアホール66−バンプ76を介して、ドータボード94の信号用のパッド96S1に接続されている。
【0059】
ICチップ90の電源用パッド92P1は、バンプ76−バイアホール66−導体回路48−バイアホール46を介してチップコンデンサ20の第1電極21へ接続されている。一方、ドータボード94の電源用パッド96P1は、バンプ76−バイアホール66−スルーホール36−導体回路48−バイアホール46を介してチップコンデンサ20の第1電極21へ接続されている。
【0060】
ICチップ90の電源用パッド92P2は、バンプ76−バイアホール66−導体回路48−バイアホール46を介してチップコンデンサ20の第2電極22へ接続されている。一方、ドータボード94の電源用パッド96P2は、バンプ76−バイアホール66−スルーホール36−導体回路48−バイアホール46を介してチップコンデンサ20の第2電極22へ接続されている。
【0061】
従って、本発明の多層プリント配線板では、図14(c)に示すように、コンデンサ20を基板に内蔵することにより、ICチップ90の直下にコンデンサ20が配置されることとなり、コンデンサを介した電源とICチップ90の電源端子92E/アース端子92Pとの間の距離、即ち、ループインダクタンスを決定するループ長が図14(c)中の実線で示すように、さらに短縮されている。
その結果、高周波数で駆動するICチップ90を実装した場合でも、ループインダクタンスが充分に低く、また、電力を瞬時的にICチップ側へ供給することが可能である。
【0062】
さらに、コンデンサ20同士の間にスルーホール36を設けることにより、コンデンサを信号線が通過しない構成にすることができる。そのため、コンデンサを信号線が通過する構成にした場合に発生する高誘電体によるインピーダンス不連続による反射、および、高誘電体通過による信号伝搬遅延を防ぐことができる。
【0063】
次に、本発明の多層プリント配線板の第二の実施形態について説明する。
図4は、本発明の多層プリント配線板の一例を模式的に示す断面図である。
図4に示した第二の実施形態の多層プリント配線板110は、第一の実施形態の多層プリント配線板10とほぼ同様である。
ただし、多層プリント配線板110では、コンデンサの内蔵方法が異なる。
即ち、第一の実施形態では、コンデンサの第1電極21、第2電極22とバイアホール46との間は、半田や導電性ペースト等の接着材料34を用いて電気的に接続していた(図2参照)が、第二の実施形態の多層プリント配線板では、第1電極21、第2電極22にめっきを施すことにより、バイアホールとの間を電気的に接続する。そのため、それぞれの内蔵方法に適したコンデンサを使用している。
【0064】
そこで、第一および第二の実施形態で用いるコンデンサについて説明する。
第一の実施形態で用いるコンデンサ20は、図1(d)に示すように、第1電極21および第2電極22の外周にSn等からなる金属層26が形成されている。これは、Sn等からなる金属層26を有する場合、半田付け性が向上するとともに、防錆効果を有するからである。
なお、半田や導電性ペースト等の接着材料を用いて電極とバイアホールとを接続する場合に用いるコンデンサは、接着材料の接触部分にカップリング剤層が形成されていないことが望ましい。
【0065】
一方、第二の実施形態で用いるコンデンサ220は、図1(c)に示すように、第1電極および第2電極の上面が露出するように金属層226が形成されている。
これはめっき層が露出しているほうが、めっきを用いて電極とバイアホールとを接続するのに適しており、めっきにより、電極とバイアホールとを接続した場合には、接続抵抗を低減させることができるからである。
【0066】
次に、本発明の多層プリント配線板の第三の実施形態について説明する。
図5は、本発明の多層プリント配線板の一例を模式的に示す断面図である。
図5に示した第三の実施形態の多層プリント配線板210は、第二の実施形態の多層プリント配線板とほぼ同様である。
ただし、多層プリント配線板210では、コンデンサの内蔵方法が異なる。即ち、第二の実施形態では、第1電極21および第2電極22のICチップ側(上側)のみ、電気的に接続していた(図4参照)が、本実施形態では、第1電極21および第2電極22のICチップ側(上側)およびドータボード側(下側)の両側をそれぞれ電気的に接続している。また、本実施形態では、外部電極とバイアホールとをめっきにより接続しているため、図1(b)に示すように外部電極の外周に金属被覆層が形成されていないコンデンサを用いている。このような構成の多層プリント配線板では、コンデンサ320の外部電極21、22がいわゆるスルーホールの機能を備えており、パッケージ構造を簡単にすることができるので、高周波のICチップに対応することができる。
【0067】
なお、本発明の多層プリント配線板の実施形態は、上記第一〜第三の実施形態に限定されず、例えば、多数のコンデンサが1つのキャビティに並列に内蔵された形態であってもよい。このような実施形態の多層プリント配線板では、電源電圧の不足分を補うことができ、ICの誤作動をなくすことができる。従って、このような多層プリント配線板は、フリップチップ用として好適に用いることができる。
また、本発明の多層プリント配線板の実施形態は、図15〜図18に示した、外部電極がマトリックス状に形成されたコンデンサが内蔵された形態であってもよい。
【0068】
このような多層プリント配線板では、基板にコンデンサが内蔵されているため、ICチップを実装した際に、該ICチップとコンデンサとの距離が短く、高周波数で駆動するICチップを実装した場合でも、ループインダクタンスが充分に低い。また、基板に内蔵されているコンデンサは、本発明のコンデンサであり、その表面にカップリング剤層が形成されているため、コンデンサと周辺樹脂との密着性が高く、ヒートサイクル条件下においても、コンデンサと接着剤や層間樹脂絶縁層との接触面で剥離が発生したり、接着剤や層間樹脂絶縁層にクラックが発生したりすることがない。従って、コンデンサの外部電極とバイアホールとの間の接続が遮断されたり、層間樹脂絶縁層に膨れが生じたりすることがなく、電気的接続性、信頼性に優れる。
【0069】
次に、本発明の多層プリント配線板を構成するコンデンサ以外の部材について説明する。
上記多層プリント配線板は、コンデンサが内蔵または収納されている基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成されている。
【0070】
上記基板としては、一般的にプリント配線板で使用されるものであれば特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド・トリアジン(BT)樹脂、フェノール樹脂等にガラスクロス等の補強材や心材を含浸させた樹脂からなる基板や、エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを積層した基板等が挙げられる。また、補強材や心材を含浸しない樹脂を用いることもできる。なお、両面銅張積層板、片面板、金属膜を有さない樹脂板、樹脂フィルム等を用いてもよい。
【0071】
また、上記基板にはコンデンサが内蔵または収納されているが、ここで、上記コンデンサは、接着剤を介して内蔵または収納されていることが望ましい。コンデンサのズレ等がより発生しにくくなるからである。
上記接着剤としては特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【0072】
また、上記層間樹脂絶縁層の材質としては、例えば、エポキシ樹脂、BT樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂等の熱硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との樹脂複合体からなるもの等が挙げられる。また、感光性樹脂を用いることもできる。
【0073】
上記ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、シクロオレフィン系樹脂、これらの樹脂の共重合体等が挙げられる。
上記ポリオレフィン系樹脂の市販品としては、例えば、住友スリーエム社製の商品名:1592等が挙げられる。また、融点が200℃以上の熱可塑型ポリオレフィン系樹脂の市販品としては、例えば、三井石油化学工業社製の商品名:TPX(融点240℃)、出光石油化学社製の商品名:SPS(融点270℃)等が挙げられる。
【0074】
これらのなかでは、シクロオレフィン系樹脂が望ましい。
シクロオレフィン系樹脂は、誘電率が低く、GHz帯域の高周波信号を用いた場合でも信号遅延や信号エラーが起きにくいことに加え、機械的特性、特に、剛性が高いため、しっかりとした層間樹脂絶縁層を形成することができ、その結果、多層プリント配線板の接続信頼性を充分に確保することができる。
【0075】
また、上記シクロオレフィン系樹脂は、導体回路との密着性にも優れるため、層間樹脂絶縁層が導体回路から剥離することを防止することができ、剥離に起因する層間樹脂絶縁層でのクラックの発生等も防止することができる。
さらに、上記シクロオレフィン系樹脂は、吸水率が小さいため、導体回路間の電気絶縁性が高くなり、信頼性も向上する。
【0076】
上記シクロオレフィン系樹脂としては、2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネンまたはこれらの誘導体からなる単量体の単独重合体または共重合体であることが望ましい。上記誘導体としては、2−ノルボルネン等のシクロオレフィンに、架橋を形成するためのアミノ基や無水マレイン酸残基あるいはマレイン酸変性したもの等が結合したもの等が挙げられる。
上記共重合体を合成する場合の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
【0077】
上記シクロオレフィン系樹脂は、上記した樹脂の2種以上の混合物であってもよく、シクロオレフィン系樹脂以外の樹脂を含むものであってもよい。
また、上記シクロオレフィン系樹脂が共重合体である場合には、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。
【0078】
また、上記シクロオレフィン系樹脂は、熱硬化性シクロオレフィン系樹脂であることが望ましい。加熱を行って架橋を形成させることにより、より剛性が高くなり、機械的特性が向上するからである。
上記シクロオレフィン系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、130〜200℃であることが望ましい。
【0079】
上記シクロオレフィン系樹脂は、フィラー等を含まないものであってもよく、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、リン酸エステル等の難燃剤を含むものであってもよい。
【0080】
また、上記樹脂複合体は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを含むものである。
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスルフォン(PSF)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリフェニレンスルフォン(PPS)、ポリフェニレンサルファイド(PPES)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエーテルイミド(PI)、フェノキシ樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
これらのなかでは、ポリスルフォン(PSF)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリエーテルイミド(PI)および/またはフェノキシ樹脂が望ましい。耐熱性、絶縁性に優れるとともに、高い靱性値を有するため、耐クラック性、形状保持性に優れる層間樹脂絶縁層を形成するのに特に適しているからである。
【0081】
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、上記熱硬化性樹脂は、感光化した樹脂であってもよく、具体的には、例えば、メタクリル酸やアクリル酸等と熱硬化基とをアクリル化反応させたもの等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂をアクリレート化したものが望ましい。これらのなかでは、1分子中に、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより望ましい。
【0082】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。
【0083】
上記樹脂複合体における熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合割合は、熱硬化性樹脂/熱可塑性樹脂=95/5〜50/50が望ましい。耐熱性を損なうことなく、高い靱性値を確保することができるからである。
【0084】
上記樹脂複合体の具体例としては、例えば、酸または酸化剤に可溶性の粒子(以下、可溶性粒子という)が酸または酸化剤に難溶性の樹脂(以下、難溶性樹脂という)中に分散した粗化面形成用樹脂組成物等が挙げられる。
なお、上記「難溶性」および「可溶性」という語は、同一の粗化液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」といい、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
【0085】
上記可溶性粒子としては、例えば、酸または酸化剤に可溶性の樹脂粒子(以下、可溶性樹脂粒子)、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子(以下、可溶性無機粒子)、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子(以下、可溶性金属粒子)等が挙げられる。これらの可溶性粒子は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
【0086】
上記可溶性粒子の形状は特に限定されず、球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができるからである。
【0087】
上記可溶性粒子の平均粒径としては、0.1〜10μmが望ましい。この粒径の範囲であれば、2種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。即ち、平均粒径が0.1〜0.5μmの可溶性粒子と平均粒径が1〜3μmの可溶性粒子とを含有する等である。これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、導体回路との密着性にも優れる。なお、本明細書において、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分の長さである。
【0088】
上記可溶性樹脂粒子としては、酸あるいは酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されず、その具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、アミノ樹脂(メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂)等からなるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるものであってもよいし、2種以上の樹脂の混合物からなるものであってもよい。
【0089】
また、上記可溶性樹脂粒子としては、ゴムからなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとしては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウレタン変性、(メタ)アクリロニトリル変性等の各種変性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した(メタ)アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられる。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン酸でも溶解することができる。また、クロム酸を用いた場合でも、低濃度で溶解することができる。そのため、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を付与する際に、触媒が付与されなかったり、触媒が酸化されたりすることがない。
【0090】
上記可溶性無機粒子としては、例えば、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。
【0091】
上記アルミニウム化合物としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物としては、例えば、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム化合物としては、例えば、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物としては、例えば、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
【0092】
上記可溶性金属粒子としては、例えば、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
【0093】
上記可溶性粒子を、2種以上混合して用いる場合、混合する2種の可溶性粒子の組み合わせとしては、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両者とも導電性が低くいため上下の導体回路間の絶縁性を確保することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張の調整が図りやすく、層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路との間で剥離が発生しないからである。
【0094】
上記難溶性樹脂としては、層間樹脂絶縁層に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持できるものであればよく、上記熱可塑性樹脂と上記熱硬化性樹脂との混合物を用いることができる。
【0095】
上記樹脂複合体として、粗化面形成用樹脂組成物を用いる場合、上記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散されていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができ、バイアホールを含む導体回路との密着性を確保することができるからである。
また、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を含有するフィルムを用いてもよい。この場合、フィルムの表層部以外は、酸または酸化剤にさらされることがないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性が確実に保たれる。
【0096】
上記可溶性粒子の混合重量比は、難溶性樹脂の固形分に対して5〜50重量%が望ましく、10〜40重量%がさらに望ましい。
可溶性粒子の混合重量比が5重量%未満では、充分な粗さの粗化面を形成することができない場合があり、50重量%を超えると、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解して粗化面を形成する際に、層間樹脂絶縁層の深部まで溶解してしまい、樹脂絶縁層を介した上下の導体回路間の絶縁性を確保することができず、短絡の原因となる場合がある。
【0097】
上記粗化面形成用樹脂組成物は、上記熱可塑性樹脂および上記熱硬化性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有していることが望ましい。
上記硬化剤としては、例えば、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられる。
【0098】
上記硬化剤の含有量は、粗化面形成用樹脂組成物に対して、0.05〜10重量%であることが望ましい。0.05重量%未満では、層間樹脂絶縁層を形成する際に、樹脂複合体が充分に硬化せず、酸や酸化剤を用いて層間樹脂絶縁層表面に粗化面を形成し、酸等が樹脂フィルムに侵入する度合いが大きくなり、層間樹脂絶縁層の絶縁性が損なわれることがある。一方、10重量%を超えると過剰な硬化剤成分が樹脂の組成を変成させることがあり、信頼性の低下を招いてしまうことがある。
【0099】
上記その他の成分としては、例えば、粗化面の形成に影響しない無機化合物や樹脂等のフィラーが挙げられる。
上記無機化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらのフィラーを含有させることにより、熱膨張係数の整合や耐熱性、耐薬品性の向上等を図り、多層プリント配線板の性能をより向上させることができる。
【0100】
また、上記粗化面形成用樹脂組成物は、溶剤を含有していてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
【0101】
また、上記導体回路の材質としては、例えば、スズ、亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、タリウム、鉛等が挙げられる。これらのなかでは、電気特性、経済性等に優れる点から銅や銅およびニッケルからなるものが望ましい。
また、上記導体回路は、単層であってもよいし、2層以上からなるものであってもよく、無電解銅めっき層と電解銅めっき層の2層からなるものが望ましい。
【0102】
また、上記多層プリント配線板において、コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路は、バイアホールを介して接続されている。
上記バイアホールの材質としては、上記導体回路の材質と同様のもの等が挙げられる。また、上記バイアホールは、単層であってもよいし、2層以上からなるものであってもよい。
このような構成からなる本発明の多層プリント配線板は、例えば、後述する第一または第二の本発明の多層プリント配線板の製造方法等を用いて製造することができる。
【0103】
次に、第一の本発明の多層プリント配線板の製造方法について説明する。
第一の本発明の多層プリント配線板の製造方法は、コンデンサが内蔵または収納された基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、上記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配線板の製造方法であって、
少なくとも下記(A)〜(D)の工程を含むことを特徴とする。
(A)樹脂フィルムに本発明のコンデンサを取り付けるコンデンサ取り付け工程、
(B)凹部または貫通孔が形成された基板の上記凹部または上記貫通孔にコンデンサを収納するとともに、上記樹脂フィルムを上記基板に圧着する樹脂フィルム圧着工程、
(C)上記樹脂フィルムにバイアホール用開口を形成して層間樹脂絶縁層とする層間樹脂絶縁層形成工程、および、
(D)上記バイアホール用開口の壁面を含む層間樹脂絶縁層表面に導体回路を形成する導体回路形成工程。
【0104】
第一の本発明の多層プリント配線板の製造方法では、本発明の多層プリント配線板、即ち、コンデンサと接着剤や層間樹脂絶縁層との間で剥離が発生したり、接着剤や層間樹脂絶縁層にクラックが発生したりすることがない多層プリント配線板を製造することができる。
ここでは、まず、上記(A)〜(D)の工程について説明し、この(A)〜(D)の工程を含む多層プリント配線板の全製造工程については、後に詳述する。
【0105】
上記(A)の工程、即ち、コンデンサ取り付け工程では、樹脂フィルムに本発明のコンデンサを取り付ける。
ここでは、樹脂フィルムの表面の一部に予め導体層を形成しておき、この導体層に半田ペースト等の接着材料を介してコンデンサを取り付ける。また、半田ペースト等を介してコンデンサを取り付けるため、コンデンサとしてはSnからなる金属被覆層が形成されたコンデンサを用いることが望ましい。
また、樹脂フィルムに導体層を形成することなく、コンデンサは樹脂フィルムに直接取り付けてもよい。この場合は、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の接着剤を介してコンデンサを取り付けることが望ましい。
【0106】
樹脂フィルムの表面の一部に導体層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきやスパッタリング等を施したり、金属箔を張り付けたりすることにより、樹脂フィルムの表面全体に導体膜を形成した後、パターンエッチングを施す方法等を用いることができる。
また、無電解めっき等により樹脂フィルムの表面全体に導体膜を形成した後、電解めっきを行い、導体膜の厚さを調整してもよい。
なお、この工程でコンデンサを取り付ける樹脂フィルムが、本発明で製造する多層プリント配線板の層間樹脂絶縁層となる。
【0107】
上記(B)の工程、即ち、樹脂フィルム圧着工程では、凹部または貫通孔が形成された基板の上記凹部または上記貫通孔にコンデンサを収納するとともに、上記樹脂フィルムを上記基板に圧着する。
従って、この工程では、コンデンサを取り付けた樹脂フィルムとは別に、凹部または貫通孔が形成された基板を用意する。
上記凹部が形成された基板は、例えば、貫通孔や凹部を形成したプリプレグと貫通孔等を有しないプリプレグとを接合したり、射出成形等により形成することができる。
また、上記貫通孔が形成された基板は、基板にドリル等で貫通孔を形成したり、射出成形等により得ることができる。
【0108】
このとき、予め、凹部や貫通孔の内壁面および/またはコンデンサ表面に接着剤を塗布しておくことにより、コンデンサを凹部や貫通孔の内壁面に接着剤を介して接着させることができる。
ここで用いるコンデンサは、本発明のコンデンサであり、その表面にカップリング剤層が形成されているため接着剤との密着性に優れる。カップリング剤層は、コンデンサと接着剤の両者と親和性を有するからである。
なお、このとき、基板のコンデンサを取り付けた樹脂フィルムを圧着する面と反対側の面にも、樹脂フィルムを圧着してもよい。基板の両面に層間樹脂絶縁層が形成されることとなるからである。特に、貫通孔が形成された基板に樹脂フィルムを圧着する場合には、基板の両面に樹脂フィルムを圧着することが望ましい。また、この後、必要に応じて、加熱硬化させることにより、樹脂フィルムの硬化層を形成する。具体的には、熱硬化性樹脂や樹脂複合体からなる樹脂フィルムを用いた場合には、加熱硬化を行い、樹脂フィルムの硬化層を形成する。
なお、本明細書においては、以下、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを圧着して形成した樹脂フィルムの層も樹脂フィルムの硬化層という。
【0109】
この樹脂フィルム圧着工程において、貫通孔が形成された基板を用いた場合には、コンデンサの外部電極がいわゆるスルーホールとしての機能を備えた多層プリント配線板を好適に製造することができる。
【0110】
さらに、上記(C)の工程、即ち、層間樹脂絶縁層形成工程を行い、樹脂フィルムにバイアホール用開口を形成して層間樹脂絶縁層とする。
バイアホール用開口の形成は、例えば、レーザ処理を用いて行うことができる。このとき、使用するレーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、紫外線レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。これらのなかでは、エキシマレーザや短パルスの炭酸ガスレーザが望ましい。
【0111】
上記エキシマレーザは、後述するように、バイアーホール用開口を形成する部分に貫通孔が形成されたマスク等を用いることにより、一度に多数のバイアホール用開口を形成することができ、また、短パルスの炭酸ガスレーザは、バイアホール用開口内の樹脂残りが少なく、レーザ照射部位の周囲の樹脂に対するダメージが特に少ないからである。
【0112】
この工程でバイアホール用開口を形成した場合、上記(A)の工程で導体層を介することなくコンデンサを直接取り付けた樹脂フィルムを用いていると、バイアホール用開口の底面にコンデンサの外部電極が露出することとなる。
ここで、コンデンサの外部電極が導電性ペーストのみで構成されている場合、導電性ペーストが柔らかいことに起因して以下のような不都合が発生することとなる。
即ち、上記樹脂フィルムの硬化層にレーザを照射した場合、該樹脂フィルムの硬化層の下に存在する導電性ペーストが柔らかいため、樹脂フィルムの硬化層が導電性ペースト層中に押し込まれてしまい、その結果、レーザ処理終了時に導電性ペースト層に樹脂残りが発生することがある。このような樹脂残りは、バイアホールを形成した際の接続不良の原因となり、多層プリント配線板の信頼性の低下に繋がる。
【0113】
しかしながら、コンデンサとして、その外部電極が少なくとも2層から構成され、最内層が導電性ペースト層であり、最外層がめっき層であるコンデンサを用いた場合には、バイアホール用開口の底面に露出するのはめっき層であり、該めっき層は、導電性ペースト層に比べて固いため、上述した不都合が発生しにくく、より信頼性に優れる多層プリント配線板を製造することができる。
なお、場合によっては、外部電極が導電性ペーストのみから構成されていてもよく、この場合、該導電性ペーストは、Ni、Cu、Ag、Pdを含むものであることが望ましく、Cuを含むものであることがより望ましい。これは、通常、バイアホールが銅を用いて形成されているため、電気特性の低下が少なく、バイアホールと外部電極との間で剥離が発生しにくいからである。なお、ヒートサイクル条件下においても同様に剥離が発生しにくい。
【0114】
エキシマレーザを用いてバイアホール用開口を形成する場合には、ホログラム方式のエキシマレーザを用いることが望ましい。ホログラム方式とは、レーザ光をホログラム、集光レンズ、レーザマスク、転写レンズ等を介して目的物に照射する方式であり、この方式を用いることにより、一度の照射で樹脂フィルム層に多数の開口を効率的に形成することができる。
【0115】
また、炭酸ガスレーザを用いる場合、そのパルス間隔は、10-4〜10-8秒であることが望ましい。また、開口を形成するためのレーザを照射する時間は、10〜500μm秒であることが望ましい。
また、バイアホール用開口を形成する部分に貫通孔が形成されたマスクの貫通孔は、レーザ光のスポット形状を真円にするために、真円である必要があり、上記貫通孔の径は、0.1〜2mm程度が望ましい。
【0116】
また、光学系レンズと、マスクとを介してレーザ光を照射することにより、一度に多数のバイアホール用開口を形成することができる。光学系レンズとマスクとを介することにより、同一強度で、かつ、照射強度が同一のレーザ光を複数の部分に照射することができるからである。
【0117】
また、樹脂フィルムが感光性樹脂からなる場合には、露光、現像処理を用いてバイアホール用開口を形成してもよい。
なお、この場合は、樹脂フィルムを基板に積層して、プレスした後、加熱硬化する前に、露光・現像処理を施すことが望ましい。
完全に硬化した層は、露光・現像処理により開口を形成するのに適さず、所望の形状の開口を形成することができないからである。
【0118】
また、露光、現像処理を用いてバイアホール用開口を形成する場合においても、バイアホール用開口の底面にコンデンサの外部電極が露出する場合には、コンデンサは、その外部電極が少なくとも2層から構成され、最内層が導電性ペースト層であり、最外層がめっき層であるものが望ましい。
導電性ペーストは、通常、球状や破砕状等の導電性粒子を含んでおり、この導電性粒子同士の間には隙間が存在している。そのため、樹脂フィルムを基板に積層してプレスした際に、該樹脂フィルムが導電性粒子間の隙間にも入り込むこととなる。このように、導電性粒子間の隙間に入り込んだ樹脂フィルムは、露光現像処理により除去することが難しく、その結果、バイアホール用開口を形成した際に導電性ペースト層に樹脂残りが発生することがある。
しかしながら、導電性ペーストに比べて硬いメッキ層では、このような不都合が発生しにくい。
【0119】
また、露光現像処理を用いてバイアホール用開口を形成した際に、該バイアホール用開口の底面に外部電極が露出する場合は、この外部電極の露出面にカップリング剤層が形成されていないコンデンサを用いることが望ましい。露光現像処理では、カップリング剤層を除去することができず、カップリング剤層が存在したままバイアホールを形成すると、外部電極とバイアホールとの間で導通不良が発生したり、両者の間で剥離が発生したりすることがあるからである。
ただし、レーザ処理によりバイアホール用開口を形成する場合は、外部電極の露出面にカップリング剤層が形成されたコンデンサを用いてもよい。レーザ処理時にカップリング剤層も除去することができるからである。
【0120】
また、バイアホール用開口を形成した後、必要に応じて、デスミア処理を行う。上記デスミア処理は、クロム酸、過マンガン酸塩等の水溶液からなる酸化剤を使用して行うことができる。また、酸素プラズマ、CF4 と酸素との混合プラズマやコロナ放電等で処理してもよい。また、低圧水銀ランプを用いて紫外線照射することにより、表面改質することもできる。
【0121】
また、必要に応じて、層間樹脂絶縁層の表面(バイアホール用開口の内壁面を含む)に粗化面を形成してもよい。
粗化面を形成することにより、後工程で層間樹脂絶縁層上に形成する導体回路(バイアホールを含む)との密着性がより優れたものとなる。
上記粗化面を形成する方法としては、例えば、層間樹脂絶縁層の材料として、上記ポリオレフィン系樹脂を用いた場合には、プラズマ処理により粗化面を形成することができ、上記粗化面形成用樹脂組成物を用いた場合には、酸や酸化剤を用いて粗化面を形成することができる。
【0122】
なお、このバイアホール用開口形成工程終了後、その両面に層間樹脂絶縁層を形成した基板にスルーホール用貫通孔を形成し、下記する導体回路形成工程を行う際に、同時にスルーホール用貫通孔壁面にも導体層を形成し、スルーホールとしてもよい。
上記スルーホール用貫通孔は、ドリル加工やレーザ処理等により形成することができる。なお、補強材や心材を含浸させた樹脂からなる基板を用いている場合には、ドリル加工を用いることが望ましい。
また、上記スルーホール用貫通孔の径は、50〜500μmが望ましい。
なお、スルーホール用貫通孔を形成した場合には、該スルーホール用貫通孔の壁面に導体層を形成する前に、デスミア処理や粗化面形成処理を施してもよい。
【0123】
さらに、上記(D)の工程、即ち、導体回路形成工程を行い、上記バイアホール用開口の壁面を含む樹脂フィルムの表面に導体回路を形成する。
この工程を経ることにより、層間樹脂絶縁層上に導体回路を形成することができるとともに、この導体回路とコンデンサとを電気的に接続するためのバイアホールを形成することができる。
【0124】
以下、この導体回路形成工程について詳細に説明する。
まず、無電解めっき、スパッタリング等により層間樹脂絶縁層表面(バイアホール用開口およびスルーホール用貫通孔の内壁面を含む)に薄膜導体層を形成する。薄膜導体層は、単層であってもよいし、2層以上からなるものであってもよい。
薄膜導体層は、例えば、無電解めっきやスパッタリング等により形成することができる。
なお、無電解めっきにより薄膜導体層を形成する場合には、予め、層間樹脂絶縁層表面にパラジウム触媒等の触媒核を付与しておくことが望ましい。
【0125】
また、薄膜導体層の厚さとしては、無電解めっきにより薄膜導体層を形成する場合には、0.6〜1.2μmが望ましく、スパッタリングにより形成する場合には、0.1〜1.0μmが望ましい。
【0126】
次に、薄膜導体層を形成した層間樹脂絶縁層上の一部にドライフィルムを用いてめっきレジストを形成し、その後、薄膜導体層をめっきリードとして電解めっきを行い、上記めっきレジスト非形成部に電解めっき層を析出させる。
また、このとき、バイアホール用開口を電解めっきにより充填してフィールドビア構造としてもよく、バイアホール用開口に導電性ペーストを充填した後、その上に蓋めっき層を形成してフィールドビア構造としてもよい。フィールドビア構造を形成することにより、バイアホールの直上にバイアホールを設けることができる。
【0127】
次に、めっきレジストを除去した後、そのめっきレジスト下に存在する薄膜導体層をエッチングにて溶解除去し、薄膜導体層と電解めっき層とからなる導体回路(バイアホールおよびスルーホールを含む)を形成する。
なお、触媒を付着させた後、無電解めっきにより薄膜導体層を形成した場合は、酸、または、酸化剤を用いて層間樹脂絶縁層上の触媒を除去してもよい。触媒を除去することにより、電気特性の低減を防止することができる。
【0128】
また、上記したような薄膜導体層形成後めっきレジストを形成し、さらに、電解めっき処理とエッチング処理とを施すことにより導体回路を形成する方法に代えて、以下の方法を用いて導体回路を形成してもよい。
【0129】
即ち、まず、上記した方法と同様の方法を用いて薄膜導体層を形成する。次いで、この薄膜導体層をめっきリードとして、薄膜導体層上全面に電解めっき層を形成し、さらに、電解めっき層上にドライフィルムを用いてエッチングレジストを形成し、エッチングレジスト非形成部下の電解めっき層と無電解めっき層とをエッチング除去することにより導体回路を形成してもよい。
このような(A)〜(D)の工程を経ることにより、コンデンサを収納した基板上に層間樹脂絶縁層と導体回路とを形成することができる。
【0130】
次に、上記(A)〜(D)の工程を含む本発明の多層プリント配線板の製造方法の全製造工程、即ち、上記(A)〜(D)の工程を経た後、多層プリント配線板を完成するまでの全製造工程について、工程順に説明する。
【0131】
(1)上記(A)〜(D)の工程を経た後、必要に応じて、導体回路、バイアホールおよびスルーホールの表面に粗化面を形成する。
該粗化面は、エッチング処理、黒化還元処理、めっき処理等により形成することができる。
【0132】
上記エッチング処理は、例えば、有機酸と第二銅錯体とを含むエッチング液を用いて行うことができる。
上記有機酸としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、アクリル酸、クロトン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸、安息香酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、スルファミン酸等が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。上記混合溶液において、上記有機酸の含有量は、0.1〜30重量%が望ましい。酸化された銅の溶解性を維持し、かつ、触媒安定性を確保することができるからである。
【0133】
上記第二銅錯体としては、アゾール類の第二銅錯体が望ましい。このアゾール類の第二銅錯体は、金属銅等を酸化する酸化剤として作用する。アゾール類としては、例えば、ジアゾール、トリアゾール、テトラゾール等が挙げられる。これらのなかでは、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾールが望ましい。上記エッチング液において、上記第二銅錯体の含有量は、1〜15重量%が望ましい。溶解性および安定性に優れ、また、触媒核を構成するPd等の貴金属をも溶解させることができるからである。
【0134】
上記黒化還元処理の具体的な方法としては、NaOH(10g/l)、NaClO2 (40g/l)、Na3 PO4 (6g/l)、を含む水溶液を黒化浴とする黒化処理、および、NaOH(10g/l)、NaBH4 (6g/l)を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行う方法等が挙げられる。
【0135】
上記めっき処理の具体的な方法としては、硫酸銅(1〜40g/l)、硫酸ニッケル(0.1〜6.0g/l)、クエン酸(10〜20g/l)、次亜リン酸ナトリウム(10〜100g/l)、ホウ酸(10〜40g/l)および界面活性剤(日信化学工業社製、サーフィノール465)(0.01〜10g/l)を含むpH=9の無電解めっき浴にて無電解めっきを施す方法等が挙げられる。
【0136】
(2)次に、上記(D)の工程でスルーホールを形成した場合には、スルーホール内を樹脂充填材を用いて充填し、さらに、導体回路を形成した基板の両面に樹脂フィルムを張り付ける。
上記樹脂充填材としては、エポキシ樹脂等の樹脂を主成分とする導電性を有さない樹脂や、銅等の金属ペーストを含有させた導電性樹脂等を用いることができる。また、熱硬化性エポキシ樹脂に、シリカ等の無機フィラーを配合して熱膨張率を層間樹脂絶縁層や基板と整合させた樹脂充填材を用いてもよい。
また、樹脂フィルムとしては、樹脂フィルムと同様のものを用いることができる。
【0137】
(3)次に、必要に応じて、樹脂フィルムを硬化させた後、上記(c)および(d)の工程と、上記(1)および(2)の工程を繰り返すことにより、更に上層の層間樹脂絶縁層および導体回路(バイアホールを含む)を形成する。
なお、この工程では、スルーホール用貫通孔の形成を行ってもよいし、行わなくてもよい。
【0138】
(4)次に、最外層の導体回路を含む基板面に開口部を有するソルダーレジスト層を形成する。上記ソルダーレジスト層としては、例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、熱可塑性エラストマー、ソルダーレジスト樹脂組成物等からなるものが挙げられる。
上記ソルダーレジスト層は、未硬化の樹脂(ソルダーレジスト樹脂組成物)をロールコータ法等により塗布したり、未硬化の樹脂フィルムを熱圧着したりした後、レーザ処理、露光・現像処理等により開口処理を行い、さらに、硬化処理等を行うことにより形成する。
【0139】
上記ソルダーレジスト樹脂組成物としては、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、イミダゾール硬化剤、2官能性(メタ)アクリル酸エステルモノマー、分子量500〜5000程度の(メタ)アクリル酸エステルの重合体、ビスフェノール型エポキシ樹脂等からなる熱硬化性樹脂、多価アクリル系モノマー等の感光性モノマー、グリコールエーテル系溶剤などを含むペースト状の流動体等が挙げられ、その粘度は25℃で1〜10Pa・sに調製されていることが望ましい。
【0140】
上記ノボラック型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートとしては、例えば、フェノールノボラックやクレゾールノボラックのグリシジルエーテルをアクリル酸やメタクリル酸等と反応させたエポキシ樹脂等が挙げられる。
また、上記2官能性(メタ)アクリル酸エステルモノマーとしては特に限定されず、例えば、各種ジオール類やアクリル酸やメタクリル酸のエステル等が挙げられる。
また、開口部は、露光、現像処理、レーザ処理等により形成する。
【0141】
(5)この後、ソルダーレジスト層の開口部内の導体回路上にニッケルめっき層、金めっき層等を形成することにより、半田パッドを設け、該半田パッド上に、はんだペーストを印刷して、200℃でリフローすることにより、半田バンプを形成する。これにより、ICチップが基板に内蔵され、半田バンプを有する多層プリント配線板を得ることができる。
また、上記ソルダーレジスト層の開口部に、はんだペーストを印刷した後、開口部に導電性ピンを載置し、230℃でリフローすることにより、外部端子と接続するためのPGA(Pin Grid Array)が配設された多層プリント配線板としてもよい。
【0142】
次に、第二の本発明の多層プリント配線板の製造方法について説明する。
第二の本発明の多層プリント配線板の製造方法は、コンデンサが内蔵または収納された基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、上記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配線板の製造方法であって、
少なくとも下記(a)〜(e)の工程を含むことを特徴とする。
(a)本発明のコンデンサを基板Aに取り付けるコンデンサ取り付け工程、
(b)貫通孔が形成された基板Bの上記貫通孔にコンデンサを収納するとともに、上記コンデンサを取り付けた基板Aに上記貫通孔が形成された基板Bを積層する基板積層工程、
(c)上記貫通孔が形成された基板Bのコンデンサが露出している側に樹脂フィルムを圧着する樹脂フィルム圧着工程、
(d)上記樹脂フィルムにバイアホール用開口を形成して層間樹脂絶縁層とする層間樹脂絶縁層形成工程、および、
(e)上記バイアホール用開口の壁面を含む樹脂フィルムの表面に導体回路を形成する導体回路形成工程。
【0143】
第二の本発明の多層プリント配線板の製造方法では、本発明の多層プリント配線板、即ち、コンデンサと接着剤や層間樹脂絶縁層との間で剥離が発生したり、接着剤や層間樹脂絶縁層にクラックが発生したりすることがない多層プリント配線板を製造することができる。
【0144】
第二の本発明の多層プリント配線板の製造方法は、第一の本発明の多層プリント配線板の製造方法と比べて、(a)〜(e)の工程、即ち、基板にコンデンサを収納し、さらに、層間樹脂絶縁層と導体回路とを形成する工程が異なるのみであるため、ここでは、(a)〜(e)の工程についてのみ説明することとし、第二の本発明の製造方法の全製造工程についての説明は、省略することとする。
【0145】
上記(a)の工程、即ち、コンデンサ取り付け工程では、本発明のコンデンサを基板Aに取り付ける。
この工程では、通常、接着剤を介して、基板Aにコンデンサを取り付ける。
ここで用いるコンデンサは、本発明のコンデンサであり、その表面にカップリング剤層が形成されているため接着剤との密着性に優れる。カップリング剤層は、コンデンサと接着剤の両者と親和性を有するからである。
【0146】
上記(b)の工程、即ち、基板積層工程では、貫通孔が形成された基板Bの上記貫通孔にコンデンサを収納するとともに、コンデンサを取り付けた基板Aに上記貫通孔が形成された基板Bを積層する。
従って、この工程では貫通孔の形成された基板Bを別に用意する。上記貫通孔の形成は、例えば、レーザ処理やドリル加工を用いて行うことが望ましく、基板Bとしてガラスクロス等の強化材を含む基板を用いる場合には、ドリル加工を用いて行うことが望ましい。
また、上記貫通孔の形成された基板Bの材質は特に限定されず、上記(a)の工程でコンデンサを取り付けた基板Aの材質と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0147】
また、この工程でコンデンサを取り付けた基板Aに上記貫通孔が形成された基板Bを積層する際には、予め、上記コンデンサを取り付けた基板Aのコンデンサ取り付けた面や、上記貫通孔が形成された基板Bの貫通孔壁面や基板Aに対向する面に接着剤を塗布しておくことが望ましい。
基板同士を強固に接着することができるとともに、その表面にカップリング剤層が形成されたコンデンサを、接着剤を介して貫通孔内にしっかりと固定することができるからである。
接着剤を塗布する場合には、上記コンデンサを取り付けた基板Aのコンデンサ取り付けた面に接着剤を塗布する方法を選択することが望ましい。貫通孔壁面に接着剤を塗布する方法に比べて操作が容易であり、コンデンサ取り付けた面に充分な量の接着剤を塗布しておいた場合、該接着剤が流動性を有するため、基板Aに基板Bを積層する際に接着剤がコンデンサと貫通孔壁面との間にも入り込みコンデンサをしっかりと固定することができるからである。
このような(a)および(b)の工程を経ることによりコンデンサ内蔵基板を形成することができる。
【0148】
上記(c)の工程、即ち、上記樹脂フィルム圧着工程では、上記貫通孔が形成された基板Bのコンデンサが露出している側に樹脂フィルムを圧着する。
この工程では、樹脂フィルムを圧着した後、必要に応じて、加熱硬化を施すことにより樹脂フィルムの硬化層を形成することができる。
なお、加熱硬化を施す場合、加熱硬化は下記(d)の工程でバイアホール用開口を形成した後に行ってもよい。
この工程で圧着する樹脂フィルムが本発明の製造方法で製造する多層プリント配線板の層間樹脂絶縁層となる。
なお、樹脂フィルムを圧着する際には、コンデンサを取り付けた基板Aのコンデンサを取り付けた面と反対側の面にも樹脂フィルムを圧着してもよい。
【0149】
上記(d)の工程、即ち、層間樹脂絶縁層形成工程では、上記樹脂フィルムにバイアホール用開口を形成し、層間樹脂絶縁層とする。
この工程では、樹脂フィルムにバイアホール用開口を形成することにより層間樹脂絶縁層を形成することができる。
バイアホール用開口の形成は、例えば、レーザ処理を用いて行うことができる。このとき、使用するレーザとしては、第一の本発明の製造方法で用いるレーザと同様のもの等が挙げられる。
また、上記(c)の工程で、樹脂フィルムとして感光性樹脂からなるものを用いた場合には、露光、現像処理によりバイアホール用開口を形成してもよい。
【0150】
また、第一の本発明の製造方法と同様、露光現像処理を用いてバイアホール用開口を形成した際に、該バイアホール用開口の底面に外部電極が露出する場合は、この外部電極の露出面にカップリング剤層が形成されていないコンデンサを用いることが望ましい。ただし、レーザ処理によりバイアホール用開口を形成する場合は、外部電極の露出面にカップリング剤層が形成されたコンデンサを用いてもよい。
【0151】
バイアホール用開口形成後、必要に応じて、デスミア処理を行ってもよい。
上記デスミア処理は、クロム酸、過マンガン酸塩等の水溶液からなる酸化剤を使用して行うことができる。また、酸素プラズマ、CF4 と酸素との混合プラズマやコロナ放電等で処理してもよい。また、低圧水銀ランプを用いて紫外線照射することにより、表面改質することもできる。
また、必要に応じて、層間樹脂絶縁層表面(バイアホール用開口の内壁面を含む)に粗化面を形成してもよい。
【0152】
さらに、上記(e)の工程、即ち、導体回路形成工程を行い、上記バイアホール用開口の壁面を含む樹脂フィルムの表面に導体層を形成する。
この工程を経ることにより、層間樹脂絶縁層上に導体回路を形成することができるとともに、この導体回路とコンデンサとを電気的に接続するためのバイアホールを形成することができる。
【0153】
なお、この工程を行う前に、層間樹脂絶縁層を形成した基板にスルーホール用貫通孔を形成しておき、上記導体回路形成工程を行う際に、同時に貫通孔壁面に導体層を形成し、スルーホールとしてもよい。
【0154】
上記導体回路形成工程を行う具体的な方法としては、第一の本発明の多層プリント配線板の製造方法で行う具体的な方法、即ち、薄膜導体層を成形した後、めっきレジストを設け、電解めっきとエッチング処理を行うことにより導体回路を形成する方法や、薄膜導体層を成形した後、電解めっきを行い、エッチングレジストを設けてエッチング処理を行うことにより導体回路を形成する方法等が挙げられる。
このような(a)〜(e)の工程を経ることにより、コンデンサを収納した基板上に層間樹脂絶縁層と導体回路とを形成することができる。
【0155】
このような第一または第二の本発明の多層プリント配線板の製造方法を用いることにより、本発明の多層プリント配線板を好適に製造することができる。
なお、本発明の多層プリント配線板は、第一または第二の本発明の製造方法以外の方法を用いても製造することができる。
【0156】
具体的には、例えば、第一の本発明の多層プリント配線板の製造方法における(a)および(b)の工程、即ち、コンデンサを取り付けた樹脂フィルムを、予め貫通孔等を形成しておいた基板に圧着し、コンデンサ内蔵基板と樹脂フィルムの硬化層とを形成する工程に代えて、下記(1)および(2)の工程を行い、その他の工程を第一の本発明の製造方法と同様の方法で行うことによっても、本発明の多層プリント配線板を製造することができる。
【0157】
(1)まず、基板に貫通孔を形成する。該貫通孔は、例えば、ドリル加工やレーザ処理等により形成する。
さらに、上記基板の貫通孔内に本発明のコンデンサを内蔵する。ここでは、貫通孔の内壁面および/またはコンデンサの側面に、予め、接着剤を塗布しておき、貫通孔内にコンデンサを収納する。
【0158】
(2)次に、コンデンサを内蔵した基板の両面に、樹脂フィルムを圧着し、その後、必要に応じて、加熱硬化を施すことによりコンデンサ内蔵基板と樹脂フィルムの硬化層とを形成する。
このような工程を経る多層プリント配線板の製造方法でも、本発明の多層プリント配線板を製造することができる。
【0159】
【実施例】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
(実施例1)
(1)片面に銅からなる金属膜41を積層したエポキシ樹脂フィルム40αを出発材料とする(図6(a)参照)。
まず、金属膜41をパターンエッチングすることにより、所定の回路パターン42を形成した(図6(b)参照)。
【0160】
(2)次に、樹脂フィルム40αに形成した回路パターン42に、半田34を介してコンデンサ20を取り付けた(図6(c)参照)。
コンデンサ20としては、市販のチップコンデンサ(村田製作所社製、LL0612)の表面全体に、以下の方法でカップリング剤層が形成されたコンデンサを使用した。なお、コンデンサとしては、外部電極の表面全体にCuからなる金属被覆層が形成されたものを使用した(図1(d)参照)。
この場合の外部電極は、導電性ペーストのみからなるもの、または、導電性ペーストとめっき膜とからなるものである。
【0161】
また、カップリング剤層の形成は以下のようにして行った。即ち、予め常温でpH4.0に調整した酢酸水溶液にシランカップリング剤(信越化学社製、BKM573)を2.0重量%となるようにゆっくりと添加し、1時間攪拌した。
そのカップリング剤溶液中にチップコンデンサを1分間浸漬した後、110℃、30分乾燥させることにより、カップリング剤層を形成した。
なお、カップリング剤層の形成は、チップコンデンサ表面に上記カップリング剤溶液を塗布した後、上記条件で乾燥させることにより行ってもよい。
【0162】
(3)上記とは別に、コンデンサ20を内蔵するための凹部31を穿設した基板30αを用意する。
次に、凹部31の内壁に接着剤を塗布した後、コンデンサ20を取り付けた樹脂フィルム40αと、凹部31を穿設した基板30αと、もう1枚の樹脂フィルム40αとを積層してプレスした(図6(c)および(d)参照)。
なお、接着剤としては、エポキシ系樹脂を用いた。
【0163】
(4)次に、加熱硬化処理を施し、コンデンサ20を内蔵する基板30と、樹脂フィルムの硬化層40βを形成した(図7(a)参照)。なお、図7(a)において、32は接着剤層である。
続いて、樹脂フィルムの硬化層40β上に、貫通孔が形成されたマスクを介して、波長10.4μmのCO2 ガスレーザにて、ビーム径4.0mm、トップハットモード、パルス幅8.0μ秒、マスクの貫通孔の径1.0mm、2ショットの条件で樹脂フィルムの硬化層40βに、直径60μmのバイアホール用開口43を形成し、層間樹脂絶縁層40とした(図7(b)参照)。この後、酸素プラズマを用いてデスミア処理を行った。
【0164】
(5)次に、層間樹脂絶縁層50を形成した基板30に、ドリル加工により、直径100μmのスルーホール用貫通孔33を形成した(図7(c)参照)。
さらに、層間樹脂絶縁層40の表面(バイアホール用開口43およびスルーホール用貫通孔33の内壁面を含む)に、パラジウム触媒(アトテック社製)を付与することにより、層間樹脂絶縁層40の表面に触媒核を付着させた。
【0165】
(6)次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に基板を浸漬して、層間樹脂絶縁層40およびスルーホール用貫通孔33の表面全体に厚さ0.6〜0.9μmの薄膜導体層(無電解銅めっき層)44を形成した(図8(a)参照)。
〔無電解めっき水溶液〕
NiSO4 0.003 mol/l
酒石酸 0.200 mol/l
硫酸銅 0.030 mol/l
HCHO 0.050 mol/l
NaOH 0.100 mol/l
α、α′−ビピリジル 40 mg/l
ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l
〔無電解めっき条件〕
35℃の液温度で40分
【0166】
(7)次に、市販の感光性ドライフィルムを無電解銅めっき44に張り付け、マスクを載置して、100mJ/cm2 で露光し、0.8%炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、めっきレジスト51を設けた。
さらに、基板を50℃の水で洗浄して脱脂し、25℃の水で水洗後、硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解銅めっきを施し、めっきレジスト非形成部に電解銅めっき層45を形成した(図8(b)参照)。
【0167】
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 2.24 mol/l
硫酸銅 0.26 mol/l
添加剤 1.95 ml/l
(アトテックジャパン社製、カパラシドGL)
〔電解めっき条件〕
電流密度 1 A/dm2
時間 65 分
温度 22±2 ℃
【0168】
(8)次に、めっきレジスト51を5%KOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト51下の無電解めっき層44を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチングして除去し、層間樹脂絶縁層40には導体回路48とバイアホール46を形成し、基板30にはスルーホール36を形成した(図8(c)参照)。
【0169】
(9)次に、導体回路48、バイアホール46およびスルーホール36の表面を、有機酸塩と第二銅錯体とからなるエッチング液を用いて、エッチング処理することにより、該表面に粗化面(図示せず)を形成した。
さらに、導体回路48等を形成した基板を、800g/lのクロム酸を含む70℃の溶液に3分間浸漬して、導体回路非形成部分に位置する導体回路間の層間樹脂絶縁層40の表面を1μmエッチングし、その表面に残存するパラジウム触媒を除去した。
【0170】
さらに、スルホール36内にスキージを用いて樹脂充填剤を充填し、100℃で20分間乾燥させることにより、樹脂充填剤層38を形成した。
なお、樹脂充填剤としては、ビスフェノールF型エポキシモノマー(油化シェル社製、分子量:310、YL983U)100重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が1.6μmで、最大粒子の粒径が15μm以下のSiO2 球状粒子(アドテック社製、CRS 1101−CE)72重量部およびレベリング剤(サンノプコ社製 ペレノールS4)1.5重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度を23±1℃で30〜60Pa・sに調製したものを使用した。ここで、硬化剤としては、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、2E4MZ−CN)6.5重量部を用いた。
【0171】
その後、基板の両面に樹脂フィルム60αを張り付けた(図9(a)参照)。なお、樹脂フィルム60αとしては、エポキシ樹脂からなる樹脂フィルムを用いた。
【0172】
(10)上記(4)〜(8)の工程(スルーホール用貫通孔を形成する工程を除く)を繰り返すことにより、さらに上層の導体回路68(バイアホール66を含む)を形成し、その後、導体回路66の表面をエッチング処理し、粗化面(図示せず)を形成することにより、最外層に導体回路の形成された多層配線板を得た(図9(b)〜図10(b)参照)。
【0173】
(11)次に、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)に60重量%の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製)のエポキシ基50%をアクリル化した感光性付与のオリゴマー(分子量4000)46.67重量部、メチルエチルケトンに溶解させた80重量%のビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル社製、商品名:エピコート1001)15重量部、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−CN)1.6重量部、感光性モノマーである多官能アクリルモノマー(共栄化学社製、商品名:R604)3重量部、同じく多価アクリルモノマー(共栄化学社製、商品名:DPE6A)1.5重量部、分散系消泡剤(サンノプコ社製、商品名:S−65)0.71重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン(関東化学社製)2.0重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン(関東化学社製)0.2重量部を加えて、粘度を25℃で2.0Pa・sに調整したソルダーレジスト組成物を得た。
なお、粘度測定は、B型粘度計(東京計器社製、DVL−B型)で60rpmの場合はローターNo.4、6rpmの場合はローターNo.3によった。
【0174】
(12)次に、多層配線板に、上記ソルダーレジスト組成物を20μmの厚さで塗布し、70℃で20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジストレジスト開口部のパターンが描画された厚さ5mmのフォトマスクをソルダーレジスト層70に密着させて1000mJ/cm2 の紫外線で露光し、DMTG溶液で現像処理し、200μmの直径の開口71を形成した(図10(c)参照)。
【0175】
(13)次に、ソルダーレジスト層70を形成した基板を、塩化ニッケル(2.3×10-1mol/l)、次亜リン酸ナトリウム(2.8×10-1mol/l)、クエン酸ナトリウム(1.6×10-1mol/l)を含むpH=4.5の無電解ニッケルめっき液に20分間浸漬して、開口部71に厚さ5μmのニッケルめっき層(図示せず)を形成した。さらに、その基板を、シアン化金カリウム(7.6×10-3mol/l)、塩化アンモニウム(1.9×10-1mol/l)、クエン酸ナトリウム(1.2×10-1mol/l)、次亜リン酸ナトリウム(1.7×10-1mol/l)を含む無電解めっき液に80℃の条件で7.5分間浸漬して、ニッケルめっき層上に厚さ0.03μmの金めっき層(図示せず)を形成することで、導体回路68およびに半田パッドを形成した。
【0176】
(14)この後、ソルダーレジスト層70の開口部71に、はんだペーストを印刷して、200℃でリフローすることにより、半田バンプ76を形成した。これにより、コンデンサ20を内蔵し、半田バンプ76を有する多層プリント配線板10を得た(図2参照)。
【0177】
(実施例2)
(1)エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ35を2枚積層した積層板30βを出発材料とした。まず、この積層板30βに接着剤(熱硬化性樹脂)を介在させてコンデンサ220を取り付けた(図11(a)参照)。
【0178】
コンデンサ220としては、市販のチップコンデンサ(村田製作所社製、LL0612)の表面全体に、以下の方法でカップリング剤層が形成されたコンデンサを使用した。なお、コンデンサとしては、外部電極の側面と底面にのみSnからなる金属被覆層26が形成されており、外部電極が上面には銅めっき層であるものを使用した(図1(c)参照)。
【0179】
また、カップリング剤層の形成は以下のようにして行った。即ち、予め常温でpH4.0に調整した酢酸水溶液にシランカップリング剤(信越化学社製、BKM573)を2.0重量%となるようにゆっくりと添加し、1時間攪拌した。
そのカップリング剤溶液中にチップコンデンサを1分間浸漬した後、110℃、30分乾燥させることにより、カップリング剤層を形成した。
【0180】
(2)上記とは別に、プリプレグ35を4枚積層し、コンデンサを収納するための貫通孔37を形成した積層板30αを用意し、この積層板30αとコンデンサ220を取り付けた積層板30βとを積層して張り付け、コンデンサ220を内蔵する基板30を得た(図11(b)参照)。なお、このとき、積層板30βのコンデンサを取り付けた側の面に予め接着剤を塗布しておいた。その結果、積層板30αと積層板30βとを張り付けた際に接着剤が流動し、コンデンサ220の壁面と貫通孔37の壁面との間に接着剤層が形成された。
【0181】
(3)次に、コンデンサ220を内蔵した基板30の上下に樹脂フィルム40αを積層してプレスし、その後、加熱硬化処理を施し、コンデンサ220を内蔵した基板の両面に樹脂フィルムの硬化層40βを形成した(図11(c)および(d)参照)。
なお、樹脂フィルム40αとしては、熱硬化性シクロオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムを使用した。
【0182】
(4)次に、樹脂フィルムの硬化層40βを形成した基板30に、ドリル加工により、直径100μmのスルーホール用貫通孔33を形成した(図12(a)参照)。
【0183】
続いて、樹脂フィルムの硬化層40β上に、貫通孔が形成されたマスクを介して、波長10.4μmのCO2 ガスレーザにて、ビーム径4.0mm、ドップハットモード、パルス幅8.0μ秒、マスクの貫通孔の径1.0mm、2ショットの条件で樹脂フィルムの硬化層40βに、直径60μmのバイアホール用開口43を形成し、層間樹脂絶縁層40とした(図12(b)参照)。この後、酸素プラズマを用いてデスミア処理を行った。
【0184】
(5)次に、日本真空技術株式会社製のSV−4540を用いてプラズマ処理を行い、層間樹脂絶縁層40の表面に粗化面(図示せず)を形成した。この際、不活性ガスとしては、アルゴンガスを使用し、電力200W、ガス圧0.6Pa、温度70℃の条件で2分間プラズマ処理を実施した。
【0185】
(6)次に、同じ装置を用い、内部アルゴンガスを使用した後、Ni−Cu合金をターゲットにしたスパッタリングを、気圧0.6Pa、温度80℃、電力200W、時間5分間の条件で行い、Ni−Cu合金からなる厚さ0.2μmの薄膜導体層44を層間樹脂絶縁層40および貫通孔33の表面に形成した(図12(c)参照)。
【0186】
(7)次に、市販の感光性ドライフィルムを無電解銅めっき44に張り付け、マスクを載置して、100mJ/cm2 で露光し、0.8%炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、めっきレジスト51を設けた(図13(a)参照)。
さらに、基板を50℃の水で洗浄して脱脂し、25℃の水で水洗後、硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解銅めっきを施し、めっきレジスト非形成部に電解銅めっき層45を形成した(図13(b)参照)。
【0187】
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 2.24 mol/l
硫酸銅 0.26 mol/l
添加剤 1.95 ml/l
(アトテックジャパン社製、カパラシドGL)
〔電解めっき条件〕
電流密度 1 A/dm2
時間 65 分
温度 22±2 ℃
【0188】
(8)次に、めっきレジスト51を5%KOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト51下の無電解めっき層44を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチングして除去し、層間樹脂絶縁層40に導体回路48とバイアホール46を、基板30にスルーホール36を形成した(図13(c)参照)。
【0189】
(9)次に、導体回路48、バイアホール46およびスルーホール36の表面を、有機酸塩と第二銅錯体とからなるエッチング液を用いて、エッチング処理することにより、該表面に粗化面(図示せず)を形成した。
さらに、導体回路48等を形成した基板を、800g/lのクロム酸を含む70℃の溶液に3分間浸漬して、導体回路非形成部分に位置する導体回路間の層間樹脂絶縁層40の表面を1μmエッチングし、その表面に残存するパラジウム触媒を除去した。
【0190】
さらに、スルホール36内にスキージを用いて樹脂充填剤を充填し、100℃で20分間乾燥させることにより、樹脂充填剤層を形成した。
なお、樹脂充填剤としては、実施例1で用いた樹脂充填剤と同様のものを用いた。
【0191】
その後、基板の両面に樹脂フィルム60αを張り付けた。なお、樹脂フィルム60αとしては、樹脂フィルム40αと同様のものを用いた。
【0192】
(10)上記(4)〜(8)の工程を繰り返すことにより、さらに上層の導体回路68(バイアホール66を含む)を形成し、その後、導体回路66の表面をエッチング処理することにより、粗化面を形成することにより、最外層に導体回路の形成された多層配線板を得た。
【0193】
(11)実施例1の(11)〜(14)と同様にして、コンデンサ120を内蔵し、半田バンプ76を有する多層プリント配線板110を得た(図4参照)。
【0194】
(実施例3)
コンデンサとして、市販のチップコンデンサ(村田製作所社製、LL0612)の表面全体に、実施例2と同様の方法でカップリング剤層が形成されたコンデンサを使用し、さらに、実施例2の(6)の工程に代えて、下記(1)〜(2)の工程を行った以外は、実施例2と同様にして多層プリント配線板を製造した。なお、コンデンサとしては、外部電極の表面全体が銅めっき層からなるものを使用した(図1(b)参照)。
【0195】
(1)層間樹脂絶縁層の表面(バイアホール用開口およびスルーホール用貫通孔の内壁面を含む)にパラジウム触媒(アトテック社製)を付与することにより、層間樹脂絶縁層40の表面に触媒核を付着させた。
【0196】
(2)次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に基板を浸漬して、層間樹脂絶縁層40およびスルーホール用貫通孔33の表面全体に厚さ0.6〜0.9μmの薄膜導体層(無電解銅めっき層)44を形成した(図8(a)参照)。
〔無電解めっき水溶液〕
NiSO4 0.003 mol/l
酒石酸 0.200 mol/l
硫酸銅 0.030 mol/l
HCHO 0.050 mol/l
NaOH 0.100 mol/l
α、α′−ビピリジル 40 mg/l
ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l
〔無電解めっき条件〕
35℃の液温度で40分
【0197】
(実施例4)
実施例1の(2)の工程で、外部電極がマトリックス状に形成されており、該外部電極の表面全体が銅で形成されたコンデンサを用いた以外は、実施例1と同様にして多層プリント配線板を製造した。
【0198】
(比較例1)
実施例1の(2)の工程で、その周囲にカップリング剤層を形成していないコンデンサを用いた以外は、実施例1と同様にして多層プリント配線板を製造した。
【0199】
(比較例2)
実施例2の(2)の工程で、その周囲にカップリング剤層を形成していないコンデンサを用いた以外は、実施例2と同様にして多層プリント配線板を製造した。
【0200】
実施例1〜4、および、比較例1、2で得られた多層プリント配線板について、下記の条件でヒートサイクル試験を行った後、下記の評価方法により、コンデンサと接着剤や層間樹脂絶縁層と間での剥離の発生の有無、接着剤や層間樹脂絶縁層中でのクラックの発生の有無、短絡または断線の発生の有無、層間樹脂絶縁層の膨れの有無を評価した。結果を表1に示した。
【0201】
ヒートサイクル試験(信頼性試験)
得られた多層プリント配線板を、130℃の雰囲気下に3分間維持した後、−65℃の雰囲気下に3分間維持するサイクルを、1000回および2000回繰り返した。
【0202】
評価方法
(1)コンデンサと接着剤や層間樹脂絶縁層との間での剥離の発生の有無
多層プリント配線板をカッターで切断し、切断した断面を顕微鏡で観察した。なお、ここでは、コンデンサを切断するように、多層プリント配線板を切断した。その結果を下記の表1に示した。
【0203】
(2)接着剤や層間樹脂絶縁層中でのクラックの発生の有無
上記(1)と同様にして多層プリント配線板を切断し、その断面を顕微鏡で観察した。その結果を下記の表1に示した。
【0204】
(3)短絡または断線の発生の有無
多層プリント配線板にICチップを実装した後、導通試験を行い、モニターに表示される結果から導通状態を評価した。その結果を下記の表1に示した。
(4)層間樹脂絶縁層の膨れの有無
上記(1)と同様にして多層プリント配線板を切断し、その断面を顕微鏡で観察した。その結果を下記の表1に示した。
【0205】
(5)信頼性試験前後における静電容量の測定
ピコアンメータを用い、上記信頼性試験の前後において、コンデンサの静電容量を測定した。その結果を下記の表2に示した。
【0206】
【表1】

Figure 0004753470
【0207】
【表2】
Figure 0004753470
【0208】
表1に示したように、実施例1〜4で得られた多層プリント配線板について、1000サイクルおよび2000サイクルのヒートサイクル試験を行った場合、コンデンサと接着剤や層間樹脂絶縁層と間での剥離は発生しておらず、接着剤や層間樹脂絶縁層中にもクラックは発生していなかった。
また、短絡や断線、層間樹脂絶縁層の膨れも発生していなかった。
【0209】
一方、比較例1、2で得られた多層プリント配線板では、コンデンサと樹脂(接着剤層や層間樹脂絶縁層)との接触面を起点にクラックや剥離が発生していた。
【0210】
さらに、表2に示したように、実施例1〜4で基板に埋設したコンデンサは、信頼性試験の前後で静電容量に変化が少なく、導体回路−コンデンサの間においても、電気的接続による影響が殆どない。
一方、比較例1、2で得られた多層プリント配線板では、信頼性試験後の静電容量を測定することができず、断線が発生していることが明らかとなった。
【0211】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコンデンサは、その表面の少なくとも一部にカップリング剤層が形成されているため、セラミックからなる誘電膜や金属からなる外部電極と接着剤や層間樹脂絶縁層との親和性が高く、コンデンサと層間樹脂絶縁層や接着剤との間で剥離が発生したり、層間樹脂絶縁層や接着剤にクラックが発生したりすることがない。
従って、本発明のコンデンサは、多層プリント配線板の内蔵用として適したものである。
【0212】
また、本発明の多層プリント配線板は、本発明のコンデンサが基板に内蔵されているため、コンデンサと層間樹脂絶縁層や接着剤との間で剥離が発生したり、該層間樹脂絶縁層や接着剤にクラックが発生したりすることがない。そのため、上記多層プリント配線板は、コンデンサの端子とバイアホールとの間の接続が遮断されたり、層間樹脂絶縁層にクラックや膨れが生じたりすることがなく、電気的接続性、信頼性に優れる。
【0213】
また、第一および第二の多層プリント配線板の製造方法では、本発明の多層プリント配線板、即ち、コンデンサと接着剤や層間樹脂絶縁層との間で剥離が発生したり、接着剤や層間樹脂絶縁層にクラックが発生したりすることがない多層プリント配線板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は、本発明のコンデンサの一例を模式的に示す断面部である。
【図2】本発明の多層プリント配線板の一例を模式的に示す断面図である。
【図3】図2に示す多層プリント配線板にICチップを実装し、ドータボードに取り付けた状態を模式的に示す断面図である。
【図4】本発明の多層プリント配線板の一例を模式的に示す断面図である。
【図5】本発明の多層プリント配線板の一例を模式的に示す断面図である。
【図6】(a)〜(d)は、本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。
【図7】(a)〜(c)は、本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。
【図8】(a)〜(c)は、本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。
【図9】(a)〜(c)は、本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。
【図10】(a)〜(c)は、本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。
【図11】(a)〜(d)は、本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。
【図12】(a)〜(c)は、本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。
【図13】(a)〜(c)は、本発明の多層プリント配線板の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。
【図14】(a)、(b)は、従来の多層プリント配線板のループインダクタンスの説明図であり、(c)は、本発明の多層プリント配線板のループインダクタンスの説明図である。
【図15】(a)は、多数個取り用の裁断前のコンデンサを示し、(b)は、(a)を裁断した後の本発明のコンデンサの1個を示す。
【図16】(a)は、多数個取り用の裁断前のコンデンサを示し、(b)は、(a)を裁断した後の本発明のコンデンサの1個を示す。
【図17】本発明のコンデンサの一例を模式的に示す平面図である。
【図18】(a)は、多数個取り用の裁断前のコンデンサを示し、(b)は、(a)を裁断した後の本発明のコンデンサの1個を示す。
【符号の説明】
10、110、210 多層プリント配線板
20、120、220、320 コンデンサ
21 第1電極
22 第2電極
23 誘電体
24 第1導電膜
25 第2導電膜
26、226、326 金属層
27、227、327 粗面
30 基板
40、60 層間樹脂絶縁層
46、66 バイアホール
48、68 導体回路
70 ソルダーレジスト層
76 半田バンプ
90 ICチップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a capacitor incorporated in a multilayer printed wiring board, a multilayer printed wiring board incorporating the capacitor, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a printed wiring board for a package substrate, a chip capacitor is surface-mounted in order to reduce loop inductance from the power source to the power source / ground of the IC chip. That is, the loop inductance that becomes a transmission loss is the wiring length from the power supply terminal 192P of the IC chip 190 shown in FIG. 14A to the power supply via the power supply line in the printed wiring board 300 and the power supply to the printed wiring board 300. It is proportional to the wiring length between the ground terminals 192E of the IC chip 190 via the ground wire. For this reason, as shown in FIG. 14B, a chip capacitor 200 is surface-mounted on a printed wiring board 300, and the chip capacitor is interposed between the power supply and the power supply terminal / ground terminal of the IC chip. Can be shortened as shown by the solid line in the figure.
[0003]
However, since the reactance of the loop inductance depends on the frequency, even if the chip capacitor is mounted on the surface of the multilayer printed wiring board as the IC chip drive frequency increases, the loop inductance is sufficiently reduced. I can't do that.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present inventors have conducted extensive research to further reduce the loop inductance from the power source to the power source / ground of the IC chip, and as a result, have found that a capacitor may be built in the multilayer printed wiring board. First, an interlayer resin insulation layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is built-in or housed (hereinafter also referred to simply as a built-in). We proposed a multilayer printed wiring board in which the conductor circuits are connected via via holes.
In such a multilayer printed wiring board, the distance between the IC chip and the capacitor is shorter than when the capacitor is mounted on the surface, and the loop inductance is sufficiently low even when the IC chip driven at a high frequency is mounted. .
[0005]
In the multilayer printed wiring board, a cavity for incorporating a capacitor such as a counterbore (concave portion) or a through-hole is provided in the substrate, and the capacitor is attached in the cavity via an adhesive. An interlayer resin insulation layer and a conductor circuit are formed on both surfaces of the substrate in which the capacitor is incorporated, and a via hole is provided between the capacitor connection terminal, the upper conductor circuit, and the upper and lower conductor circuits via the interlayer resin insulation layer. Connected through.
[0006]
However, conventional multilayer printed wiring board mounting capacitors are manufactured for surface mounting, and usually only one side of the capacitor contacts the surface of the multilayer printed wiring board. The form was not assumed. Therefore, the surface state of the capacitor is not uniform, and the capacitor surface is usually not exposed to a resin because the electrode made of metal or the dielectric film made of ceramic is exposed. Therefore, when the capacitor is built in the substrate, the capacitor and the interlayer resin insulation are caused by the non-uniform surface state and low affinity with the resin (interlayer resin insulation layer or adhesive). There is a problem that peeling occurs between the layers and the adhesive, or cracks occur in the interlayer resin insulation layer. In this case, the connection between the capacitor terminal and the via hole is interrupted, or the interlayer resin insulation layer is swollen, which causes a decrease in the electrical connectivity and reliability of the multilayer printed wiring board. It was.
[0007]
In addition to the above, other conventional techniques for embedding a capacitor in a substrate include JP-A-6-326472, JP-A-7-263619, JP-A-11-449555, JP-A-11-126978, and JP-A-1 -31868 publication.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-326472 discloses an invention in which a capacitor is embedded in a resin substrate made of glass epoxy, and by embedding the capacitor in the substrate in this way, noise of the power source is reduced, and a chip is provided. It is described that there is no need for a space for mounting a capacitor, and that the effect of reducing the size of the substrate can be obtained.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-263619 discloses an invention in which a capacitor is embedded in a substrate made of ceramic, alumina, or the like, and this capacitor is connected between a power supply layer and a ground layer. Thus, it is described that the effect that the length of the wiring can be shortened and the inductance can be reduced is obtained.
[0010]
However, even in a substrate in which the capacitor described in these publications is embedded, for example, when a reliability test is repeated 1000 times in a heat cycle, the electrical characteristics are deteriorated, cracks are generated in the substrate or the interlayer resin insulation layer, the capacitor There has been a problem that peeling occurs between the substrate and the substrate or the interlayer resin insulation layer.
[0011]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have formed a coupling agent layer on the capacitor surface, thereby achieving adhesion (affinity) between the capacitor surface and the interlayer resin insulation layer or adhesive. And the present invention has been completed by finding that peeling between the capacitor and the interlayer resin insulation layer and the adhesive is less likely to occur and cracks are less likely to occur in the interlayer resin insulation layer and the like.
[0012]
That is, the capacitor of the present invention is a capacitor that is built in or accommodated in a multilayer printed wiring board,
A coupling agent layer is formed on at least a part of the surface.And
External electrodes are formed in a laminate in which internal electrodes and dielectric films are alternately laminated. The external electrodes are composed of at least two layers, and the outermost layer is a plating layer.It is characterized by that.
[0013]
In the capacitor of the present invention, it is preferable that the coupling agent layer is formed using epoxy silane and / or imidosilane.
[0014]
MaThe topThe external electrode is preferably made of at least copper.
It is also desirable that the innermost layer of the external electrode is a conductive paste layer.
[0015]
The capacitor isthe aboveLaminated bodyOn the part including both end facesCapacitor with external electrodes formedIt is desirable that
The external electrode is preferably formed in a matrix.
[0016]
the aboveThe plating layer is preferably a copper plating layer.
[0017]
In the capacitor of the present invention, it is desirable that a metal coating layer is formed on at least a part of the surface of the external electrode.
[0018]
In the multilayer printed wiring board of the present invention, an interlayer resin insulation layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is incorporated or accommodated, and the capacitor, the conductor circuit, and the upper and lower conductor circuits are via holes. A multilayer printed wiring board connected via
The capacitor is a capacitor according to the present invention.
[0019]
Further, in the method for producing a multilayer printed wiring board according to the first aspect of the present invention, an interlayer resin insulating layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is built or housed. Is a method of manufacturing a multilayer printed wiring board in which the conductor circuit is connected through a via hole,
It includes at least the following steps (A) to (D).
(A) Capacitor attachment process for attaching the capacitor of the present invention to a resin film,
(B) A resin film crimping step for accommodating the capacitor in the recess or the through hole of the substrate in which the recess or the through hole is formed, and crimping the resin film to the substrate,
(C) an interlayer resin insulation layer forming step of forming an opening for a via hole in the resin film to form an interlayer resin insulation layer; and
(D) A conductor circuit forming step of forming a conductor circuit on the surface of the interlayer resin insulating layer including the wall surface of the via hole opening.
[0020]
Further, in the method for producing a multilayer printed wiring board according to the second aspect of the present invention, an interlayer resin insulation layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is built or housed. Is a method of manufacturing a multilayer printed wiring board in which the conductor circuit is connected through a via hole,
The manufacturing method of the multilayer printed wiring board characterized by including the process of following (a)-(e) at least.
(A) a capacitor attaching step for attaching the capacitor of the present invention to the substrate A;
(B) A substrate stacking step of storing a capacitor in the through hole of the substrate B in which the through hole is formed, and stacking the substrate B in which the through hole is formed on the substrate A to which the capacitor is attached;
(C) a resin film crimping step for crimping a resin film to the side of the substrate B on which the through hole is formed, on which the capacitor is exposed,
(D) an interlayer resin insulation layer forming step of forming an opening for a via hole in the resin film to form an interlayer resin insulation layer; and
(E) A conductor circuit forming step of forming a conductor circuit on the surface of the interlayer resin insulation layer including the wall surface of the opening for the via hole.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the capacitor of the present invention will be described.
The capacitor of the present invention is a capacitor built in or accommodated in a multilayer printed wiring board, and is characterized in that a coupling agent layer is formed on at least a part of the surface thereof.
[0022]
Since the coupling agent layer is formed on at least a part of the surface of the capacitor of the present invention, the affinity between the dielectric film made of ceramic or the external electrode made of metal and the adhesive or the interlayer resin insulation layer is high, Peeling does not occur between the capacitor and the interlayer resin insulation layer or adhesive, and cracks do not occur in the interlayer resin insulation layer or adhesive. Therefore, the capacitor of the present invention is suitable for use in a multilayer printed wiring board.
[0023]
The capacitor of the present invention has a coupling agent layer formed on at least a part of its surface.
The coupling agent layer can be formed using, for example, a silane-based, titanium-based, organic phosphoric acid-based, silyl peroxide-based coupling agent, or the like.
[0024]
Examples of the silane coupling agent include imide silane, epoxy silane, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-aminopropyltrimethyl. Examples include ethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, trifluoropropylmethyldimethoxysilane, and the like.
Trimethylsilyl isocyanate, dimethylsilyl diisocyanate, vinylsilyl triisocyanate, phenylsilyl triisocyanate and the like can also be used.
[0025]
Examples of titanium coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, tetra (2,2- Examples include diallyloxymethyl-1-butyl) bis (di-tridecyl) phosphite titanate, bisdioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate, tris (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, and the like.
[0026]
Next, the shape of the capacitor of the present invention will be described with reference to the drawings.
Examples of the capacitor of the present invention include a capacitor in which an external electrode is formed on a portion including both end faces of a laminate in which internal electrodes and dielectric films are alternately laminated. Specifically, for example, FIG. Examples include capacitors having the shapes shown in (a) to (d). 1A to 1D are cross-sectional views schematically showing an example of the capacitor of the present invention.
The capacitor shown in FIG. 1B can be suitably used for a multilayer printed wiring board according to a third embodiment to be described later, and the multilayer printed wiring board shown in FIGS. It can be suitably used for the multilayer printed wiring board of the second and first embodiments. This will be described in detail later.
[0027]
As shown in FIGS. 1A to 1D, the capacitors 120, 320, 220, and 20 are connected to an external electrode including the first electrode 21 and the second electrode 22, and the first electrode 21 and the second electrode 22. The dielectric 23 includes a first conductive film (internal electrode) 24 connected to the first electrode 21 side and a second conductive film 22 connected to the second electrode 22 side. A plurality of two conductive films (internal electrodes) 25 are arranged to face each other.
[0028]
Moreover, the 1st electrode 21 and the 2nd electrode 22 may be comprised from 1 layer, as shown to Fig.1 (a), and are comprised from 2 layers, as shown in FIG.1 (b). Also good. Although not shown, it may be composed of three or more layers.
[0029]
The first electrode 21 and the second electrode 22 are preferably made of at least copper.
This is because copper is preferably used as the material for the conductor circuit that constitutes the multilayer printed wiring board, so that the use of copper as the external electrode of the capacitor makes it difficult for electrical problems to occur.
In addition, as will be described later, when the electrode and the via hole are connected using plating, if the first electrode and the second electrode are made of copper, the adhesion with the copper plating is excellent.
[0030]
Moreover, as shown in FIG.1 (b), when comprised from two layers, or when comprised from three or more layers, it consists of at least two layers including a conductive paste layer and a plating layer. It is desirable. Moreover, you may be comprised from the some electroconductive paste layer.
Capacitors as shown in FIGS. 1A to 1D are generally manufactured by alternately laminating dielectric films and conductive films (internal electrodes) and then forming external electrodes on portions including both end faces. . Here, it is advantageous to form the external electrode by applying a conductive paste because the electrode can be easily formed at low cost.
However, the electrodes formed using the conductive paste are soft, and various disadvantages occur when a capacitor is built in the substrate and a multilayer printed wiring board is manufactured. Therefore, it is desirable that the electrode of the capacitor of the present invention has a structure in which a plating layer is formed on the conductive paste layer. This reason will be described in detail later when the method for producing a multilayer printed wiring board of the present invention is described.
The plating layer is preferably a copper plating layer.
[0031]
Further, as shown in FIG. 1C, part of the surfaces (side surface and bottom surface) of the first electrode 21 and the second electrode 22 of the capacitor 220, and as shown in FIG. Metal coating layers 226 and 26 made of Sn or the like may be formed on the entire surfaces of the first electrode 21 and the second electrode 22.
Thus, by forming the metal coating layers 226 and 26, it is possible to improve rust prevention, solderability, and the like.
In addition, the formation part of the said metal coating layer is not limited to the part shown to FIG.1 (c) and (d), It may be formed in arbitrary parts, for example, it is formed only in the side surface, or a bottom face It may be formed only.
[0032]
The capacitor of the present invention may be a capacitor in which external electrodes are formed in a matrix. Specifically, for example, a capacitor having the shape shown in FIG.
FIG. 15A shows a capacitor before cutting for multi-piece cutting, and FIG. 15B shows one of the capacitors after cutting (a). In FIG. 15A, the alternate long and short dash line indicates a cutting line.
The capacitor 420 shown in FIG. 15 has the first electrode 21 and the second electrode 22 formed on the side edges thereof.
[0033]
FIG. 16 (a) shows a capacitor before cutting for multi-piece cutting, and FIG. 16 (b) shows one of the capacitors after cutting (a). In FIG. 16A, the alternate long and short dash line indicates a cutting line.
A capacitor 520 shown in FIG. 16 has a first electrode 21 and a second electrode 22 formed inside the side edge.
Capacitor 420 and capacitor 520 have a large capacity because the first electrode and the second electrode are formed inside the outer edge thereof.
[0034]
Further, the capacitor in which the external electrodes are formed in a matrix is not a small cut like the capacitor 420 or the capacitor 520, but may be a large-capacity large-sized capacitor 620 as shown in FIG. .
FIG. 17 is a plan view schematically showing an example of the capacitor of the present invention.
The capacitor 620 includes a first electrode 21, a second electrode 22, a dielectric, a first conductive film connected to the first electrode side, a second conductive film connected to the second electrode side, and a first conductive film. And a connection electrode 27 on the upper and lower surfaces of the substrate through a capacitor 620 not connected to the second conductive film.
In the multilayer printed wiring board of the present invention to be described later, when the large-sized capacitor 620 is formed as an inner layer, the capacity is large, and even under heat cycle conditions, the printed wiring board or the like is less likely to be warped.
[0035]
The capacitor in which the external electrodes are formed in a matrix may be a large-capacity large-sized capacitor 720 as shown in FIG.
FIG. 18A shows a capacitor before cutting for multi-piece taking, and FIG. 18B shows a capacitor built in or housed in the multilayer printed wiring board of the present invention after cutting (a). In FIG. 18A, the alternate long and short dash line indicates a cutting line.
The capacitor 720 is obtained by cutting a plurality of capacitors shown in FIG. 18A by cutting lines and then connecting a plurality (three in the example in the figure).
Such a capacitor 720 is also large and has a large capacity, and a multilayer printed wiring board incorporating the capacitor 720 is less likely to warp even under heat cycle conditions.
[0036]
Also in a capacitor in which these external electrodes are formed in a matrix, the external electrode may be composed of one layer or may be composed of two or more layers.
Furthermore, it is desirable that the matrix-like external electrode is made of at least copper, and when the matrix-like external electrode is composed of two or more layers, the external electrode has a plurality of conductive paste layers. It is desirable that the material comprises a material comprising a conductive paste layer and an innermost layer that is a conductive paste layer and an outermost layer that is a plating layer. In this case, the plating layer is preferably a copper plating layer.
Further, the matrix-like external electrode preferably has a metal coating layer formed on a part of its surface.
A capacitor in which such external electrodes are formed in a matrix can be suitably used as a capacitor built in a multilayer printed wiring board of the present invention described later.
[0037]
Since the coupling agent layer is formed on at least a part of the surface of the capacitor of the present invention, the capacitor of the present invention is excellent in adhesiveness (affinity) with an adhesive or an interlayer resin insulating layer. Therefore, the capacitor may be formed with a coupling agent layer on at least a part of the capacitor surface in consideration of adhesion with a required adhesive or the like, but the coupling agent layer is formed on the entire surface of the capacitor. It is desirable that it be formed.
[0038]
Further, it is desirable to form a coupling agent layer suitable for each part in consideration of the difference in material between the external electrode and the dielectric film, that is, the difference between metal and ceramic.
Specifically, it is desirable to form a coupling agent layer using imide silane on the surface of the external electrode, and it is desirable to form a coupling agent layer using epoxy silane on the surface of the dielectric film.
[0039]
It does not specifically limit as a method of forming the said coupling agent layer, What is necessary is just to select suitably according to the kind of coupling agent.
Specifically, for example, a method of immersing a capacitor in a 20 to 50 ° C. solution containing a coupling agent can be used. If the temperature of the solution is less than 20 ° C, the coupling agent is difficult to adhere to the surface of the capacitor. On the other hand, if the temperature exceeds 50 ° C, the coupling agent may be decomposed or the capacitor may be altered or deformed. May end up. A more preferable temperature is 25 to 35 ° C.
Moreover, it can replace with the method of immersing a capacitor | condenser in the solution containing a coupling agent, and can also use the method of spraying and apply | coating this solution on the capacitor | condenser surface.
[0040]
In addition, it is desirable that a portion on which the coupling agent layer is formed on the capacitor surface is previously subjected to pretreatment such as plasma treatment, cleaning treatment, and acid treatment.
This is because by performing such pretreatment, the surface state of the capacitor becomes uniform and becomes a state suitable for forming the coupling agent layer.
[0041]
Examples of the plasma treatment include a method using oxygen, nitrogen, carbon dioxide, carbon tetrachloride, and the like.
Among these, a method using oxygen is desirable. This is because the capacitor is not damaged and can be processed at low cost.
[0042]
In addition, the plasma radiation amount in the plasma treatment is desirably 200 to 1000 W, and the treatment time is desirably 1 to 20 minutes under vacuum. This is because if the treatment time is less than 1 minute, the surface state of the capacitor may not be sufficiently improved, while if it exceeds 20 minutes, the effect of improving the surface state is hardly changed.
Moreover, it is desirable to perform the said process under pressure reduction.
[0043]
Examples of the cleaning treatment include alkali cleaning, acid cleaning, and neutral cleaning.
In the cleaning treatment, the surface state of the capacitor can be brought into a desired state mainly by a degreasing action or a removing action of foreign matters such as an oxide film.
[0044]
The alkali cleaning may be performed by, for example, spraying a solution in which a salt such as caustic soda or alkaline silicic acid, carbonic acid, phosphoric acid or condensed phosphoric acid is added to an anionic surfactant and a nonionic surfactant. It can be carried out by immersing the capacitor inside. Moreover, it can also carry out by the electrolytic cleaning method which added surfactant.
[0045]
The acid cleaning can be performed, for example, by spraying a solution obtained by adding a cationic surfactant to an acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid, or immersing a capacitor in the solution.
[0046]
Examples of the acid treatment include a method of immersing in a solution containing at least one acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid.
In these, the process performed using a sulfuric acid and / or a hydrofluoric acid is desirable.
This is because the contact angle can be improved within the above range in a short time, and no residue remains on the capacitor surface after the treatment.
[0047]
In the acid treatment, the concentration of the acid in the solution is preferably 10% by weight or more.
This is because if the acid concentration is less than 10% by weight, it takes a long time to bring the surface state of the capacitor into a desired state, and as a result, the capacitor may be altered or deformed.
[0048]
Further, the immersion time in the acid solution may be appropriately selected in consideration of the type of acid to be used and its concentration, but it is usually preferably 1 to 15 minutes.
This is because if the immersion time is less than 1 minute, the surface condition of the capacitor may not be sufficiently improved, and if it exceeds 15 minutes, the surface condition of the capacitor hardly changes. The immersion time in the acid solution is more preferably 2 to 10 minutes. This is because the surface condition of the capacitor is improved and the damage to the metal or the like is small.
Moreover, as for the liquid temperature of the solution which consists of the said acid, 20-40 degreeC is desirable.
This is because if the temperature exceeds 40 ° C., the capacitor may be altered or deformed.
[0049]
Such a processing method may be used independently and may be used combining several processing methods. Therefore, each of the external electrode surface, the metal coating layer surface, and the dielectric surface may be treated by different methods.
[0050]
Next, the multilayer printed wiring board of the present invention will be described.
In the multilayer printed wiring board of the present invention, an interlayer resin insulating layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is incorporated or accommodated, and the capacitor, the conductor circuit, and the upper and lower conductor circuits are connected via holes. A multilayer printed wiring board connected to each other,
The capacitor is a capacitor according to the present invention.
[0051]
In the multilayer printed wiring board of the present invention, since the capacitor of the present invention is built in the substrate, peeling occurs between the capacitor and the interlayer resin insulating layer or the adhesive, or the interlayer resin insulating layer or the adhesive is separated. No cracks are generated. Therefore, the multilayer printed wiring board has excellent electrical connectivity and reliability without disconnecting the connection between the capacitor terminal and the via hole or causing cracks or swelling in the interlayer resin insulation layer. .
[0052]
When a surface mounting capacitor is built in the substrate as it is, the capacitor and its peripheral resin (adhesive or interlayer resin insulation layer) However, since the coupling agent layer is formed on the surface, the capacitor of the present invention has excellent adhesion to the peripheral resin.
Therefore, in the multilayer printed wiring board of the present invention, the peripheral resin (interlayer resin insulating layer or adhesive) does not crack or peel off from the capacitor, and the capacitor does not shift.
[0053]
The multilayer printed wiring board of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a first embodiment of the multilayer printed wiring board of the present invention will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the multilayer printed wiring board of the present invention. FIG. 3 is a schematic view showing a state in which an IC chip is mounted on the multilayer printed wiring board shown in FIG. FIG.
[0054]
As shown in FIG. 2, the multilayer printed wiring board 10 is formed with a capacitor 20, a substrate 30 containing the capacitor 20, and interlayer resin insulation layers 40 and 60. A via hole 46 and a conductor circuit 48 are formed in the interlayer resin insulation layer 40, and a via hole 66 and a conductor circuit 68 are formed in the interlayer resin insulation layer 60. A through hole 36 is formed to connect the upper and lower conductor circuits via the substrate 30.
[0055]
Further, a solder resist layer 70 is disposed on the interlayer resin insulating layer 60, and a conductor circuit 68 (including the via hole 66) under the opening 71 of the solder resist layer 70 is provided with a daughter board, a mother board or the like. Solder bumps 76 for connecting to an external substrate are provided via a nickel plating layer and a gold plating layer.
[0056]
In the multilayer printed wiring board 10, the capacitor 20 is built in the substrate via the adhesive 32, and the capacitor 20 is the capacitor of the present invention. For this reason, the adhesiveness between the capacitor 20 and the adhesive 32 is high, and even under heat cycle conditions, peeling occurs on the contact surface between the capacitor 20 and the adhesive 32 or cracks occur in the adhesive. There is no. Therefore, the connection between the capacitor terminal and the via hole is not cut off, and the interlayer resin insulating layer is not cracked or swollen, and the multilayer printed wiring board 10 is excellent in electrical connectivity and reliability. .
[0057]
Further, as shown in FIG. 3, in the multilayer printed wiring board on which the IC chip 90 is mounted and attached to the daughter board, the bumps 76 formed in the openings 71 of the upper solder resist layer 70 and the IC chip 90 Pads 92S1, 92S2, 92P1, and 92P2 are connected. The bumps 76 formed in the openings 71 of the lower solder resist layer 70 are connected to the pads 96S1, 96S2, 96P1, and 96P2 of the daughter board 94.
[0058]
Also, the signal pad 92S2 of the IC chip 90 shown in FIG. 3 is a signal pad of the daughter board 94 via the bump 76-conductor circuit 68-via hole 66-through hole 36-via hole 66-bump 76. It is connected to 96S2. On the other hand, the signal pad 92S1 of the IC chip 90 is connected to the signal pad 96S1 of the daughter board 94 via the bump 76-via hole 66-through hole 36-via hole 66-bump 76.
[0059]
The power supply pad 92P1 of the IC chip 90 is connected to the first electrode 21 of the chip capacitor 20 via the bump 76-via hole 66-conductor circuit 48-via hole 46. On the other hand, the power supply pad 96P1 of the daughter board 94 is connected to the first electrode 21 of the chip capacitor 20 via the bump 76-via hole 66-through hole 36-conductor circuit 48-via hole 46.
[0060]
The power supply pad 92P2 of the IC chip 90 is connected to the second electrode 22 of the chip capacitor 20 via the bump 76, the via hole 66, the conductor circuit 48, and the via hole 46. On the other hand, the power supply pad 96P2 of the daughter board 94 is connected to the second electrode 22 of the chip capacitor 20 via the bump 76-via hole 66-through hole 36-conductor circuit 48-via hole 46.
[0061]
Therefore, in the multilayer printed wiring board of the present invention, as shown in FIG. 14C, by incorporating the capacitor 20 in the substrate, the capacitor 20 is arranged directly under the IC chip 90, and the capacitor 20 is interposed. The distance between the power supply and the power supply terminal 92E / earth terminal 92P of the IC chip 90, that is, the loop length that determines the loop inductance is further shortened as shown by the solid line in FIG.
As a result, even when the IC chip 90 that is driven at a high frequency is mounted, the loop inductance is sufficiently low, and power can be instantaneously supplied to the IC chip side.
[0062]
Further, by providing the through hole 36 between the capacitors 20, the signal line can be prevented from passing through the capacitor. Therefore, it is possible to prevent reflection due to impedance discontinuity due to the high dielectric material that occurs when the signal line passes through the capacitor, and signal propagation delay due to passage through the high dielectric material.
[0063]
Next, a second embodiment of the multilayer printed wiring board of the present invention will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of the multilayer printed wiring board of the present invention.
The multilayer printed wiring board 110 of the second embodiment shown in FIG. 4 is substantially the same as the multilayer printed wiring board 10 of the first embodiment.
However, the multilayer printed wiring board 110 differs in the method of incorporating the capacitor.
That is, in the first embodiment, the first electrode 21 and the second electrode 22 of the capacitor and the via hole 46 are electrically connected using an adhesive material 34 such as solder or conductive paste ( However, in the multilayer printed wiring board of the second embodiment, the first electrode 21 and the second electrode 22 are plated to electrically connect the via hole. Therefore, capacitors suitable for each built-in method are used.
[0064]
Therefore, the capacitors used in the first and second embodiments will be described.
In the capacitor 20 used in the first embodiment, as shown in FIG. 1 (d), a metal layer 26 made of Sn or the like is formed on the outer periphery of the first electrode 21 and the second electrode 22. This is because when the metal layer 26 made of Sn or the like is provided, solderability is improved and a rust prevention effect is provided.
Note that a capacitor used in the case of connecting the electrode and the via hole using an adhesive material such as solder or conductive paste preferably has no coupling agent layer formed on the contact portion of the adhesive material.
[0065]
On the other hand, as shown in FIG. 1C, the capacitor 220 used in the second embodiment has a metal layer 226 formed so that the upper surfaces of the first electrode and the second electrode are exposed.
This is because the exposed plating layer is suitable for connecting electrodes and via holes using plating. When connecting electrodes and via holes by plating, the connection resistance should be reduced. Because you can.
[0066]
Next, a third embodiment of the multilayer printed wiring board of the present invention will be described.
FIG. 5 is a sectional view schematically showing an example of the multilayer printed wiring board of the present invention.
The multilayer printed wiring board 210 of the third embodiment shown in FIG. 5 is substantially the same as the multilayer printed wiring board of the second embodiment.
However, the multilayer printed wiring board 210 differs in the method of incorporating a capacitor. That is, in the second embodiment, only the IC chip side (upper side) of the first electrode 21 and the second electrode 22 is electrically connected (see FIG. 4). However, in the present embodiment, the first electrode 21 is connected. The both sides of the second electrode 22 on the IC chip side (upper side) and the daughter board side (lower side) are electrically connected. In this embodiment, since the external electrode and the via hole are connected by plating, a capacitor having no metal coating layer formed on the outer periphery of the external electrode is used as shown in FIG. In the multilayer printed wiring board having such a configuration, the external electrodes 21 and 22 of the capacitor 320 have a so-called through-hole function, and the package structure can be simplified. it can.
[0067]
In addition, embodiment of the multilayer printed wiring board of this invention is not limited to the said 1st-3rd embodiment, For example, the form by which many capacitors were incorporated in one cavity in parallel may be sufficient. In the multilayer printed wiring board of such an embodiment, the shortage of the power supply voltage can be compensated, and malfunction of the IC can be eliminated. Therefore, such a multilayer printed wiring board can be suitably used for a flip chip.
Moreover, the embodiment of the multilayer printed wiring board of the present invention may have a form in which a capacitor having external electrodes formed in a matrix is incorporated as shown in FIGS.
[0068]
In such a multilayer printed wiring board, since the capacitor is built in the board, when the IC chip is mounted, the distance between the IC chip and the capacitor is short, and even when the IC chip driven at a high frequency is mounted. The loop inductance is sufficiently low. In addition, the capacitor built in the substrate is the capacitor of the present invention, and since the coupling agent layer is formed on the surface thereof, the adhesion between the capacitor and the peripheral resin is high, and even under heat cycle conditions, Peeling does not occur on the contact surface between the capacitor and the adhesive or interlayer resin insulation layer, and cracks do not occur in the adhesive or interlayer resin insulation layer. Accordingly, the connection between the external electrode of the capacitor and the via hole is not cut off, and the interlayer resin insulating layer is not swollen, and the electrical connectivity and reliability are excellent.
[0069]
Next, members other than the capacitor constituting the multilayer printed wiring board of the present invention will be described.
In the multilayer printed wiring board, an interlayer resin insulating layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is incorporated or accommodated.
[0070]
The substrate is not particularly limited as long as it is generally used for printed wiring boards. For example, epoxy resin, bismaleimide / triazine (BT) resin, phenol resin, etc., reinforcing material such as glass cloth, or core material And a substrate formed by laminating a prepreg impregnated with an epoxy resin. Moreover, resin which does not impregnate a reinforcing material or a core material can also be used. A double-sided copper-clad laminate, a single-sided plate, a resin plate without a metal film, a resin film, or the like may be used.
[0071]
Moreover, although the capacitor | condenser is incorporated or accommodated in the said board | substrate, it is desirable here for the said capacitor | condenser to be incorporated or accommodated via the adhesive agent. This is because displacement of the capacitor is less likely to occur.
It does not specifically limit as said adhesive agent, For example, an epoxy resin, a phenol resin, etc. are mentioned.
[0072]
Moreover, as a material of the said interlayer resin insulation layer, what consists of resin composites, such as thermosetting resins, such as an epoxy resin, BT resin, a polyimide resin, an olefin resin, a thermosetting resin, etc., etc. Is mentioned. A photosensitive resin can also be used.
[0073]
Specific examples of the polyolefin resin include polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, polybutadiene, polyisoprene, cycloolefin resin, and copolymers of these resins.
As a commercial item of the said polyolefin resin, the Sumitomo 3M brand name: 1592 etc. are mentioned, for example. Moreover, as a commercial item of thermoplastic polyolefin-type resin whose melting | fusing point is 200 degreeC or more, the brand name: TPX (melting | fusing point 240 degreeC) made by Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd. Melting point of 270 ° C.).
[0074]
Of these, cycloolefin resins are desirable.
Cycloolefin resin has a low dielectric constant, and even when high-frequency signals in the GHz band are used, signal delays and signal errors are less likely to occur, and mechanical properties, particularly high rigidity, make it a solid interlayer resin insulator. As a result, the connection reliability of the multilayer printed wiring board can be sufficiently ensured.
[0075]
In addition, since the cycloolefin resin is excellent in adhesion to the conductor circuit, the interlayer resin insulation layer can be prevented from peeling from the conductor circuit, and cracks in the interlayer resin insulation layer due to the peeling can be prevented. Occurrence and the like can also be prevented.
Furthermore, since the cycloolefin resin has a low water absorption rate, the electrical insulation between the conductor circuits is increased and the reliability is improved.
[0076]
The cycloolefin-based resin is preferably a homopolymer or copolymer of a monomer composed of 2-norbornene, 5-ethylidene-2-norbornene, or a derivative thereof. Examples of the derivative include those in which an amino group for forming a bridge, a maleic anhydride residue, or a maleic acid-modified one is bonded to a cycloolefin such as 2-norbornene.
Examples of the monomer for synthesizing the copolymer include ethylene and propylene.
[0077]
The cycloolefin-based resin may be a mixture of two or more of the above-described resins, or may include a resin other than the cycloolefin-based resin.
Moreover, when the said cycloolefin resin is a copolymer, a block copolymer may be sufficient and a random copolymer may be sufficient.
[0078]
The cycloolefin resin is preferably a thermosetting cycloolefin resin. This is because by heating to form a crosslink, the rigidity becomes higher and the mechanical properties are improved.
The glass transition temperature (Tg) of the cycloolefin resin is preferably 130 to 200 ° C.
[0079]
The cycloolefin-based resin may not contain a filler or the like, or may contain a flame retardant such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, or phosphate ester.
[0080]
The resin composite includes a thermoplastic resin and a thermosetting resin.
Examples of the thermoplastic resin include polysulfone (PSF), polyether sulfone (PES), polyphenylene sulfone (PPS), polyphenylene sulfide (PPES), polyphenylene ether (PPE), polyetherimide (PI), phenoxy resin, A fluororesin etc. are mentioned.
Of these, polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyetherimide (PI) and / or phenoxy resin are desirable. This is because it is excellent in heat resistance and insulation and has a high toughness value, and is therefore particularly suitable for forming an interlayer resin insulation layer having excellent crack resistance and shape retention.
[0081]
As said thermosetting resin, an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin etc. are mentioned, for example. Further, the thermosetting resin may be a sensitized resin, and specific examples thereof include those obtained by acrylate reaction of methacrylic acid, acrylic acid, and the like with a thermosetting group. In particular, an acrylated epoxy resin is desirable. Among these, an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule is more desirable.
[0082]
Examples of the epoxy resin include cresol novolac type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, alkylphenol novolac type epoxy resin, biphenol F type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, Examples thereof include cyclopentadiene type epoxy resins, epoxidized products of condensates of phenols and aromatic aldehydes having a phenolic hydroxyl group, triglycidyl isocyanurate, and alicyclic epoxy resins. These may be used alone or in combination of two or more. Thereby, it will be excellent in heat resistance.
[0083]
The mixing ratio of the thermoplastic resin and the thermosetting resin in the resin composite is preferably thermosetting resin / thermoplastic resin = 95/5 to 50/50. This is because a high toughness value can be ensured without impairing heat resistance.
[0084]
Specific examples of the resin composite include, for example, coarse particles in which particles soluble in an acid or an oxidizing agent (hereinafter referred to as soluble particles) are dispersed in a resin that is hardly soluble in an acid or oxidizing agent (hereinafter referred to as a poorly soluble resin). Examples thereof include a resin composition for forming a chemical surface.
As used herein, the terms “slightly soluble” and “soluble” refer to those having a relatively high dissolution rate as “soluble” for convenience when immersed in the same roughening solution for the same time. The slow one is called “slightly soluble” for convenience.
[0085]
Examples of the soluble particles include resin particles soluble in an acid or an oxidizing agent (hereinafter, soluble resin particles), inorganic particles soluble in an acid or an oxidizing agent (hereinafter, soluble inorganic particles), and a metal soluble in an acid or an oxidizing agent. Examples thereof include particles (hereinafter, soluble metal particles). These soluble particles may be used alone or in combination of two or more.
[0086]
The shape of the soluble particles is not particularly limited, and examples thereof include spherical shapes and crushed shapes. Moreover, it is desirable that the soluble particles have a uniform shape. This is because a roughened surface having unevenness with uniform roughness can be formed.
[0087]
The average particle size of the soluble particles is preferably 0.1 to 10 μm. If it is the range of this particle size, you may contain the thing of a 2 or more types of different particle size. That is, it contains soluble particles having an average particle size of 0.1 to 0.5 μm and soluble particles having an average particle size of 1 to 3 μm. Thereby, a more complicated roughened surface can be formed and it is excellent also in adhesiveness with a conductor circuit. In the present specification, the particle size of the soluble particles is the length of the longest part of the soluble particles.
[0088]
The soluble resin particle is not particularly limited as long as it has a higher dissolution rate than the hardly soluble resin when immersed in a solution comprising an acid or an oxidizing agent. Specific examples thereof include, for example, an epoxy resin, Examples include phenol resins, phenoxy resins, polyimide resins, polyphenylene resins, polyolefin resins, fluororesins, amino resins (melamine resins, urea resins, guanamine resins), and the like. It may be a mixture of two or more resins.
[0089]
Moreover, as the soluble resin particles, resin particles made of rubber can be used. Examples of the rubber include polybutadiene rubber, epoxy-modified, urethane-modified, (meth) acrylonitrile-modified various modified polybutadiene rubber, carboxyl group-containing (meth) acrylonitrile-butadiene rubber, and the like. By using these rubbers, the soluble resin particles are easily dissolved in an acid or an oxidizing agent. That is, when soluble resin particles are dissolved using an acid, acids other than strong acids can be dissolved. When soluble resin particles are dissolved using an oxidizing agent, permanganese having a relatively low oxidizing power is used. Even acids can be dissolved. Even when chromic acid is used, it can be dissolved at a low concentration. Therefore, no acid or oxidant remains on the resin surface. As described later, when a catalyst such as palladium chloride is applied after the roughened surface is formed, the catalyst is not applied or the catalyst is oxidized. There is nothing to do.
[0090]
Examples of the soluble inorganic particles include particles composed of at least one selected from the group consisting of aluminum compounds, calcium compounds, potassium compounds, magnesium compounds, and silicon compounds.
[0091]
Examples of the aluminum compound include alumina and aluminum hydroxide. Examples of the calcium compound include calcium carbonate and calcium hydroxide. Examples of the potassium compound include potassium carbonate. Examples of the magnesium compound include magnesia, dolomite, and basic magnesium carbonate. Examples of the silicon compound include silica and zeolite. These may be used alone or in combination of two or more.
[0092]
Examples of the soluble metal particles include particles composed of at least one selected from the group consisting of copper, nickel, iron, zinc, lead, gold, silver, aluminum, magnesium, calcium, and silicon. Further, the surface layer of these soluble metal particles may be coated with a resin or the like in order to ensure insulation.
[0093]
When two or more kinds of the soluble particles are used in combination, the combination of the two kinds of soluble particles to be mixed is preferably a combination of resin particles and inorganic particles. Since both have low conductivity, insulation between the upper and lower conductor circuits can be ensured, and thermal expansion can be easily adjusted with the hardly soluble resin, and no cracks are generated in the interlayer resin insulation layer. This is because no peeling occurs between the resin insulating layer and the conductor circuit.
[0094]
The hardly soluble resin may be any resin that can maintain the shape of the roughened surface when the roughened surface is formed using an acid or an oxidizing agent in the interlayer resin insulating layer. The thermoplastic resin and the thermosetting resin may be used. Mixtures with functional resins can be used.
[0095]
When the roughened surface forming resin composition is used as the resin composite, the soluble particles are desirably dispersed almost uniformly in the hardly soluble resin. This is because a roughened surface having unevenness with uniform roughness can be formed, and adhesion with a conductor circuit including a via hole can be secured.
Moreover, you may use the film containing a soluble particle only in the surface layer part which forms a roughening surface. In this case, since the portions other than the surface layer portion of the film are not exposed to the acid or the oxidizing agent, the insulation between the conductor circuits through the interlayer resin insulation layer is reliably maintained.
[0096]
The mixing weight ratio of the soluble particles is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight, based on the solid content of the hardly soluble resin.
When the mixing weight ratio of the soluble particles is less than 5% by weight, a roughened surface with sufficient roughness may not be formed. When the mixing weight ratio exceeds 50% by weight, the soluble particles are dissolved using an acid or an oxidizing agent. When the roughened surface is formed, it melts to the deep part of the interlayer resin insulation layer, and insulation between the upper and lower conductor circuits through the resin insulation layer cannot be secured, causing a short circuit. There is.
[0097]
The roughened surface-forming resin composition preferably contains a curing agent, other components, and the like in addition to the thermoplastic resin and the thermosetting resin.
Examples of the curing agent include imidazole curing agents, amine curing agents, guanidine curing agents, epoxy adducts of these curing agents, microcapsules of these curing agents, triphenylphosphine, and tetraphenylphosphorus. And organic phosphine compounds such as nium tetraphenylborate.
[0098]
As for content of the said hardening | curing agent, it is desirable that it is 0.05 to 10 weight% with respect to the resin composition for roughening surface formation. If it is less than 0.05% by weight, the resin composite is not sufficiently cured when the interlayer resin insulation layer is formed, and a roughened surface is formed on the surface of the interlayer resin insulation layer by using an acid or an oxidant. May increase the degree of penetration of the resin film, and the insulating properties of the interlayer resin insulation layer may be impaired. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, an excessive curing agent component may change the composition of the resin, which may lead to a decrease in reliability.
[0099]
Examples of the other components include fillers such as inorganic compounds and resins that do not affect the formation of the roughened surface.
Examples of the inorganic compound include silica, alumina, and dolomite. Examples of the resin include polyimide resin, polyacrylic resin, polyamideimide resin, polyphenylene resin, melanin resin, and olefin resin. By containing these fillers, the thermal expansion coefficient is matched, heat resistance and chemical resistance are improved, and the performance of the multilayer printed wiring board can be further improved.
[0100]
Moreover, the said resin composition for roughening surface formation may contain the solvent. Examples of the solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone, and aromatic hydrocarbons such as ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, toluene, and xylene. These may be used alone or in combination of two or more.
[0101]
Moreover, as a material of the said conductor circuit, tin, zinc, copper, nickel, cobalt, thallium, lead etc. are mentioned, for example. Among these, those made of copper, copper and nickel are desirable from the viewpoint of excellent electrical characteristics, economical efficiency, and the like.
Moreover, the said conductor circuit may be a single layer, may be composed of two or more layers, and is preferably composed of two layers of an electroless copper plating layer and an electrolytic copper plating layer.
[0102]
In the multilayer printed wiring board, the capacitor, the conductor circuit, and the upper and lower conductor circuits are connected to each other through a via hole.
Examples of the material of the via hole include the same materials as the conductor circuit. Further, the via hole may be a single layer or may be composed of two or more layers.
The multilayer printed wiring board of this invention which consists of such a structure can be manufactured, for example using the manufacturing method of the multilayer printed wiring board of the 1st or 2nd this invention mentioned later.
[0103]
Next, the manufacturing method of the multilayer printed wiring board of 1st this invention is demonstrated.
In the method for producing a multilayer printed wiring board according to the first aspect of the present invention, an interlayer resin insulation layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is incorporated or accommodated, and the capacitor, the conductor circuit, and the upper and lower conductors A method of manufacturing a multilayer printed wiring board in which a circuit is connected via a via hole,
It includes at least the following steps (A) to (D).
(A) Capacitor attachment process for attaching the capacitor of the present invention to a resin film,
(B) A resin film crimping step for accommodating the capacitor in the recess or the through hole of the substrate in which the recess or the through hole is formed, and crimping the resin film to the substrate,
(C) an interlayer resin insulation layer forming step of forming an opening for a via hole in the resin film to form an interlayer resin insulation layer; and
(D) A conductor circuit forming step of forming a conductor circuit on the surface of the interlayer resin insulating layer including the wall surface of the via hole opening.
[0104]
In the method for producing a multilayer printed wiring board according to the first aspect of the present invention, peeling occurs between the multilayer printed wiring board of the present invention, that is, the capacitor and the adhesive or interlayer resin insulation layer, or the adhesive or interlayer resin insulation. A multilayer printed wiring board in which no cracks are generated in the layer can be produced.
Here, the steps (A) to (D) will be described first, and all manufacturing steps of the multilayer printed wiring board including the steps (A) to (D) will be described in detail later.
[0105]
In the step (A), that is, the capacitor attaching step, the capacitor of the present invention is attached to the resin film.
Here, a conductor layer is formed in advance on a part of the surface of the resin film, and a capacitor is attached to the conductor layer via an adhesive material such as a solder paste. In addition, since the capacitor is attached via solder paste or the like, it is desirable to use a capacitor having a metal coating layer made of Sn.
Moreover, you may attach a capacitor | condenser directly to a resin film, without forming a conductor layer in a resin film. In this case, it is desirable to attach the capacitor via an adhesive such as an epoxy resin or a phenol resin.
[0106]
As a method of forming the conductor layer on a part of the surface of the resin film, for example, after forming the conductor film on the entire surface of the resin film by performing electroless plating, sputtering, or attaching a metal foil A method of performing pattern etching can be used.
Moreover, after forming a conductor film on the entire surface of the resin film by electroless plating or the like, the thickness of the conductor film may be adjusted by performing electrolytic plating.
In addition, the resin film which attaches a capacitor at this process becomes an interlayer resin insulation layer of the multilayer printed wiring board manufactured by the present invention.
[0107]
In the step (B), that is, the resin film crimping step, a capacitor is housed in the recess or the through hole of the substrate in which the recess or the through hole is formed, and the resin film is crimped to the substrate.
Therefore, in this step, a substrate having a recess or a through hole is prepared separately from the resin film to which the capacitor is attached.
The substrate on which the concave portion is formed can be formed, for example, by bonding a prepreg having a through hole or a concave portion and a prepreg having no through hole or the like, or by injection molding.
In addition, the substrate on which the through hole is formed can be obtained by forming a through hole in the substrate with a drill or the like, injection molding or the like.
[0108]
At this time, by previously applying an adhesive to the inner wall surface of the recess and the through hole and / or the capacitor surface, the capacitor can be adhered to the inner wall surface of the recess and the through hole via the adhesive.
The capacitor used here is the capacitor according to the present invention, and the coupling agent layer is formed on the surface thereof, so that the adhesiveness with the adhesive is excellent. This is because the coupling agent layer has affinity with both the capacitor and the adhesive.
At this time, the resin film may be pressure-bonded to the surface opposite to the surface to which the resin film to which the capacitor of the substrate is attached is bonded. This is because an interlayer resin insulation layer is formed on both sides of the substrate. In particular, when a resin film is pressure-bonded to a substrate in which through holes are formed, it is desirable to pressure-bond the resin film on both surfaces of the substrate. Moreover, the cured layer of a resin film is formed by heat-curing as needed after this. Specifically, when a resin film made of a thermosetting resin or a resin composite is used, heat curing is performed to form a cured layer of the resin film.
In the present specification, hereinafter, a resin film layer formed by press-bonding a resin film made of a thermoplastic resin is also referred to as a cured layer of the resin film.
[0109]
In the resin film press-bonding step, when a substrate having a through hole is used, a multilayer printed wiring board in which the external electrode of the capacitor has a function as a so-called through hole can be preferably manufactured.
[0110]
Further, the step (C), that is, the interlayer resin insulation layer forming step is performed to form a via hole opening in the resin film to form an interlayer resin insulation layer.
The formation of the via hole opening can be performed using, for example, laser processing. At this time, examples of the laser to be used include a carbon dioxide laser, an ultraviolet laser, and an excimer laser. Among these, an excimer laser and a short pulse carbon dioxide laser are desirable.
[0111]
As will be described later, the excimer laser can form a large number of via hole openings at a time by using a mask or the like in which a through hole is formed in a portion where a via hole opening is formed. This is because the pulse carbon dioxide laser has a small amount of resin remaining in the via hole opening, and damage to the resin around the laser irradiation site is particularly small.
[0112]
When the via hole opening is formed in this step, the external electrode of the capacitor is formed on the bottom surface of the via hole opening if a resin film directly attached with a capacitor without using a conductor layer is used in the step (A). It will be exposed.
Here, when the external electrode of the capacitor is composed only of the conductive paste, the following inconvenience occurs due to the soft conductive paste.
That is, when the cured film of the resin film is irradiated with a laser, since the conductive paste existing under the cured layer of the resin film is soft, the cured layer of the resin film is pushed into the conductive paste layer, As a result, a resin residue may be generated in the conductive paste layer at the end of the laser treatment. Such a resin residue causes a connection failure when a via hole is formed, leading to a decrease in reliability of the multilayer printed wiring board.
[0113]
However, in the case of using a capacitor in which the external electrode is composed of at least two layers, the innermost layer is a conductive paste layer, and the outermost layer is a plating layer, the capacitor is exposed on the bottom surface of the via hole opening. Is a plating layer, and since this plating layer is harder than the conductive paste layer, the above-mentioned inconvenience is hardly generated, and a multilayer printed wiring board having higher reliability can be manufactured.
In some cases, the external electrode may be composed only of a conductive paste. In this case, the conductive paste desirably contains Ni, Cu, Ag, and Pd, and may contain Cu. More desirable. This is because the via hole is usually formed using copper, so that the electrical characteristics are hardly deteriorated and peeling between the via hole and the external electrode hardly occurs. Similarly, peeling is unlikely to occur even under heat cycle conditions.
[0114]
When forming an opening for a via hole using an excimer laser, it is desirable to use a hologram type excimer laser. The hologram method is a method of irradiating a target object with laser light through a hologram, a condensing lens, a laser mask, a transfer lens, and the like. Can be formed efficiently.
[0115]
When a carbon dioxide laser is used, the pulse interval is 10-Four-10-8It is desirable to be seconds. In addition, the time for irradiating the laser for forming the opening is desirably 10 to 500 μm seconds.
Further, the through-hole of the mask in which the through-hole is formed in the portion forming the opening for the via hole needs to be a perfect circle in order to make the spot shape of the laser light a perfect circle, and the diameter of the through-hole is About 0.1 to 2 mm is desirable.
[0116]
In addition, by irradiating laser light through an optical system lens and a mask, a large number of openings for via holes can be formed at one time. This is because laser light having the same intensity and the same irradiation intensity can be irradiated to a plurality of portions through the optical system lens and the mask.
[0117]
Further, when the resin film is made of a photosensitive resin, the via hole opening may be formed by exposure and development processing.
In this case, it is desirable that the resin film is laminated on the substrate, pressed, and then subjected to exposure / development processing before heat curing.
This is because a completely cured layer is not suitable for forming an opening by exposure / development processing, and an opening having a desired shape cannot be formed.
[0118]
In addition, even when the via hole opening is formed using exposure and development processing, if the external electrode of the capacitor is exposed on the bottom surface of the via hole opening, the capacitor is composed of at least two layers. It is desirable that the innermost layer is a conductive paste layer and the outermost layer is a plating layer.
The conductive paste usually contains conductive particles such as a spherical shape and a crushed shape, and there is a gap between the conductive particles. Therefore, when the resin film is laminated on the substrate and pressed, the resin film also enters the gaps between the conductive particles. As described above, the resin film that has entered the gaps between the conductive particles is difficult to remove by exposure and development, and as a result, a resin residue is generated in the conductive paste layer when the via hole opening is formed. There is.
However, such inconveniences are unlikely to occur in a plating layer that is harder than the conductive paste.
[0119]
Further, when the via hole opening is formed using the exposure and development process, if the external electrode is exposed on the bottom surface of the via hole opening, the coupling agent layer is not formed on the exposed surface of the external electrode. It is desirable to use a capacitor. In the exposure and development process, the coupling agent layer cannot be removed, and if a via hole is formed while the coupling agent layer is present, a conduction failure may occur between the external electrode and the via hole, or between the two. This is because peeling may occur.
However, when the via hole opening is formed by laser processing, a capacitor in which a coupling agent layer is formed on the exposed surface of the external electrode may be used. This is because the coupling agent layer can also be removed during the laser treatment.
[0120]
Moreover, after forming the opening for via holes, a desmear process is performed as needed. The desmear treatment can be carried out using an oxidizing agent comprising an aqueous solution such as chromic acid or permanganate. Also oxygen plasma, CFFour You may process by the mixed plasma of oxygen and oxygen, corona discharge, etc. Further, the surface can be modified by irradiating with ultraviolet rays using a low-pressure mercury lamp.
[0121]
Further, if necessary, a roughened surface may be formed on the surface of the interlayer resin insulating layer (including the inner wall surface of the via hole opening).
By forming the roughened surface, the adhesion with a conductor circuit (including via holes) formed on the interlayer resin insulating layer in a later step is further improved.
As a method for forming the roughened surface, for example, when the polyolefin-based resin is used as a material for an interlayer resin insulating layer, the roughened surface can be formed by plasma treatment. When the resin composition for use is used, a roughened surface can be formed using an acid or an oxidizing agent.
[0122]
After completing the via hole opening forming step, through holes for through holes are formed in a substrate having an interlayer resin insulating layer formed on both sides thereof, and the through hole for through holes are simultaneously performed when performing the conductor circuit forming step described below. A conductor layer may also be formed on the wall surface to form a through hole.
The through hole for the through hole can be formed by drilling, laser processing, or the like. When a substrate made of a resin impregnated with a reinforcing material or a core material is used, it is desirable to use drilling.
The diameter of the through hole for the through hole is preferably 50 to 500 μm.
When the through-hole through hole is formed, a desmear process or a roughened surface forming process may be performed before the conductor layer is formed on the wall surface of the through-hole through hole.
[0123]
Furthermore, the process of said (D), ie, a conductor circuit formation process, is performed, and a conductor circuit is formed in the surface of the resin film containing the wall surface of the said opening for via holes.
Through this step, a conductor circuit can be formed on the interlayer resin insulation layer, and a via hole for electrically connecting the conductor circuit and the capacitor can be formed.
[0124]
Hereinafter, this conductor circuit forming step will be described in detail.
First, a thin film conductor layer is formed on the surface of the interlayer resin insulation layer (including the via hole opening and the inner wall surface of the through hole through hole) by electroless plating, sputtering or the like. The thin film conductor layer may be a single layer or may be composed of two or more layers.
The thin film conductor layer can be formed by, for example, electroless plating or sputtering.
In addition, when forming a thin film conductor layer by electroless plating, it is desirable to provide a catalyst nucleus such as a palladium catalyst on the surface of the interlayer resin insulation layer in advance.
[0125]
The thickness of the thin film conductor layer is preferably 0.6 to 1.2 μm when the thin film conductor layer is formed by electroless plating, and 0.1 to 1.0 μm when formed by sputtering. Is desirable.
[0126]
Next, a plating resist is formed on a part of the interlayer resin insulation layer on which the thin film conductor layer is formed by using a dry film, and then electrolytic plating is performed using the thin film conductor layer as a plating lead, and the plating resist non-forming portion is formed. An electrolytic plating layer is deposited.
At this time, the via hole opening may be filled with electrolytic plating to form a field via structure. After filling the via hole opening with a conductive paste, a lid plating layer is formed thereon to form a field via structure. Also good. By forming the field via structure, a via hole can be provided immediately above the via hole.
[0127]
Next, after removing the plating resist, the thin film conductor layer existing under the plating resist is dissolved and removed by etching, and a conductor circuit (including via holes and through holes) composed of the thin film conductor layer and the electrolytic plating layer is formed. Form.
In addition, when a thin film conductor layer is formed by electroless plating after depositing the catalyst, the catalyst on the interlayer resin insulating layer may be removed using an acid or an oxidizing agent. By removing the catalyst, it is possible to prevent a reduction in electrical characteristics.
[0128]
In addition, after forming a thin film conductor layer as described above, a plating resist is formed, and a conductive circuit is formed using the following method instead of a method of forming a conductive circuit by performing electrolytic plating treatment and etching treatment. May be.
[0129]
That is, first, a thin film conductor layer is formed using the same method as described above. Next, using this thin film conductor layer as a plating lead, an electrolytic plating layer is formed on the entire surface of the thin film conductor layer, and further, an etching resist is formed on the electrolytic plating layer using a dry film. The conductor circuit may be formed by etching away the layer and the electroless plating layer.
Through the steps (A) to (D), the interlayer resin insulating layer and the conductor circuit can be formed on the substrate containing the capacitor.
[0130]
Next, after all the manufacturing steps of the manufacturing method of the multilayer printed wiring board of the present invention including the steps (A) to (D), that is, after the steps (A) to (D), the multilayer printed wiring board is obtained. The entire manufacturing process until the process is completed will be described in the order of processes.
[0131]
(1) After the steps (A) to (D), a roughened surface is formed on the surfaces of the conductor circuit, the via hole, and the through hole, if necessary.
The roughened surface can be formed by etching, blackening reduction, plating, or the like.
[0132]
The said etching process can be performed using the etching liquid containing an organic acid and a cupric complex, for example.
Examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, acrylic acid, crotonic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, maleic acid, benzoic acid, glycolic acid, Examples include lactic acid, malic acid and sulfamic acid.
These may be used alone or in combination of two or more. In the mixed solution, the content of the organic acid is preferably 0.1 to 30% by weight. This is because the solubility of oxidized copper can be maintained and catalyst stability can be ensured.
[0133]
The cupric complex is preferably an azole cupric complex. This cupric complex of azoles acts as an oxidizing agent that oxidizes metallic copper and the like. Examples of azoles include diazole, triazole, tetrazole and the like. Among these, imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, and 2-undecylimidazole are desirable. In the etching solution, the content of the cupric complex is preferably 1 to 15% by weight. This is because it is excellent in solubility and stability and can also dissolve noble metals such as Pd constituting the catalyst nucleus.
[0134]
Specific methods of the blackening reduction treatment include NaOH (10 g / l), NaClO.2 (40 g / l), NaThree POFour A blackening treatment using an aqueous solution containing (6 g / l), and NaOH (10 g / l), NaBHFour And a method of performing a reduction treatment using an aqueous solution containing (6 g / l) as a reduction bath.
[0135]
Specific methods of the plating treatment include copper sulfate (1-40 g / l), nickel sulfate (0.1-6.0 g / l), citric acid (10-20 g / l), sodium hypophosphite. (= 10-100 g / l), boric acid (10-40 g / l) and surfactant (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Surfinol 465) (0.01-10 g / l), electroless at pH = 9 The method etc. which perform electroless plating with a plating bath are mentioned.
[0136]
(2) Next, when a through hole is formed in the step (D), the inside of the through hole is filled with a resin filler, and a resin film is pasted on both sides of the substrate on which the conductor circuit is formed. The
As the resin filler, there can be used a non-conductive resin whose main component is a resin such as an epoxy resin, a conductive resin containing a metal paste such as copper, and the like. Moreover, you may use the resin filler which mix | blended inorganic fillers, such as a silica, with the thermosetting epoxy resin, and matched the thermal expansion coefficient with the interlayer resin insulation layer and the board | substrate.
Moreover, as a resin film, the thing similar to a resin film can be used.
[0137]
(3) Next, if necessary, after curing the resin film, the steps (c) and (d) and the steps (1) and (2) are repeated to further increase the interlayer A resin insulating layer and a conductor circuit (including via holes) are formed.
In this step, the through hole for the through hole may or may not be formed.
[0138]
(4) Next, a solder resist layer having an opening is formed on the substrate surface including the outermost conductor circuit. As said soldering resist layer, what consists of a polyphenylene ether resin, polyolefin resin, a fluorine resin, a thermoplastic elastomer, a soldering resist resin composition etc. is mentioned, for example.
The solder resist layer is formed by applying an uncured resin (solder resist resin composition) by a roll coater method, or by thermocompression bonding an uncured resin film, and then opening it by laser processing, exposure / development processing, or the like. It forms by performing a process and also performing a hardening process etc.
[0139]
Examples of the solder resist resin composition include (meth) acrylates of novolak-type epoxy resins, imidazole curing agents, bifunctional (meth) acrylate monomers, and heavy (meth) acrylate esters having a molecular weight of about 500 to 5,000. Examples include thermosetting resins composed of coalesced bisphenol-type epoxy resins, photosensitive monomers such as polyvalent acrylic monomers, paste-like fluids containing glycol ether solvents, and the like. It is desirable that the pressure is adjusted to 10 Pa · s.
[0140]
Examples of the (meth) acrylate of the novolak type epoxy resin include an epoxy resin obtained by reacting a glycidyl ether of phenol novolak or cresol novolak with acrylic acid or methacrylic acid.
Moreover, it does not specifically limit as said bifunctional (meth) acrylic acid ester monomer, For example, various diols, ester of acrylic acid, methacrylic acid, etc. are mentioned.
The opening is formed by exposure, development processing, laser processing, or the like.
[0141]
(5) Thereafter, a solder pad is provided by forming a nickel plating layer, a gold plating layer, etc. on the conductor circuit in the opening of the solder resist layer, and a solder paste is printed on the solder pad. A solder bump is formed by reflowing at ℃. Thereby, a multilayer printed wiring board having an IC chip built in the substrate and having solder bumps can be obtained.
Also, after solder paste is printed in the opening of the solder resist layer, a conductive pin is placed in the opening and reflowed at 230 ° C., thereby connecting to an external terminal PGA (Pin Grid Array) It is good also as a multilayer printed wiring board by which is arranged.
[0142]
Next, the manufacturing method of the multilayer printed wiring board of 2nd this invention is demonstrated.
In the method for producing a multilayer printed wiring board according to the second aspect of the present invention, an interlayer resin insulation layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is incorporated or accommodated, and the capacitor, the conductor circuit, and the upper and lower conductors are formed. A method of manufacturing a multilayer printed wiring board in which a circuit is connected via a via hole,
It includes at least the following steps (a) to (e).
(A) a capacitor attaching step for attaching the capacitor of the present invention to the substrate A;
(B) A substrate stacking step of storing a capacitor in the through hole of the substrate B in which the through hole is formed, and stacking the substrate B in which the through hole is formed on the substrate A to which the capacitor is attached;
(C) a resin film crimping step for crimping a resin film to the side of the substrate B on which the through hole is formed, on which the capacitor is exposed,
(D) an interlayer resin insulation layer forming step of forming an opening for a via hole in the resin film to form an interlayer resin insulation layer; and
(E) A conductor circuit forming step of forming a conductor circuit on the surface of the resin film including the wall surface of the via hole opening.
[0143]
In the method for producing a multilayer printed wiring board according to the second aspect of the present invention, peeling occurs between the multilayer printed wiring board of the present invention, that is, the capacitor and the adhesive or interlayer resin insulation layer, or the adhesive or interlayer resin insulation. A multilayer printed wiring board in which no cracks are generated in the layer can be produced.
[0144]
The method for producing a multilayer printed wiring board according to the second aspect of the present invention is a process of (a) to (e), that is, a capacitor is accommodated in a substrate, compared with the method for producing a multilayer printed wiring board according to the first aspect of the present invention. Furthermore, since only the steps of forming the interlayer resin insulation layer and the conductor circuit are different, only the steps (a) to (e) will be described here, and the manufacturing method of the second invention will be described. A description of the entire manufacturing process will be omitted.
[0145]
In the step (a), that is, the capacitor attaching step, the capacitor of the present invention is attached to the substrate A.
In this step, a capacitor is usually attached to the substrate A via an adhesive.
The capacitor used here is the capacitor according to the present invention, and the coupling agent layer is formed on the surface thereof, so that the adhesiveness with the adhesive is excellent. This is because the coupling agent layer has affinity with both the capacitor and the adhesive.
[0146]
In the step (b), that is, the substrate lamination step, the capacitor is stored in the through hole of the substrate B in which the through hole is formed, and the substrate B in which the through hole is formed in the substrate A to which the capacitor is attached. Laminate.
Therefore, in this step, a substrate B having a through hole is prepared separately. The formation of the through hole is desirably performed using, for example, laser processing or drilling. When a substrate including a reinforcing material such as glass cloth is used as the substrate B, it is desirable to perform drilling.
Moreover, the material of the board | substrate B in which the said through-hole was formed is not specifically limited, The material of the board | substrate A which attached the capacitor | condenser at the process of said (a) may be may be different.
[0147]
In addition, when the substrate B having the through holes is laminated on the substrate A to which the capacitors are attached in this step, the surface of the substrate A to which the capacitors are attached and the through holes are formed in advance. It is desirable to apply an adhesive to the wall surface of the through hole of the substrate B and the surface facing the substrate A.
This is because the substrates can be firmly bonded to each other, and the capacitor having the coupling agent layer formed on the surface thereof can be firmly fixed in the through hole via the adhesive.
When applying the adhesive, it is desirable to select a method of applying the adhesive to the capacitor-attached surface of the substrate A to which the capacitor is attached. Compared with the method of applying an adhesive to the wall surface of the through hole, the operation is easy, and when a sufficient amount of adhesive is applied to the surface to which the capacitor is attached, the adhesive has fluidity, so that the substrate A This is because when the substrate B is laminated, the adhesive also enters between the capacitor and the wall surface of the through hole, so that the capacitor can be firmly fixed.
A capacitor built-in substrate can be formed through the steps (a) and (b).
[0148]
In the step (c), that is, the resin film press-bonding step, the resin film is pressure-bonded to the side of the substrate B on which the through-hole is formed where the capacitor is exposed.
In this step, after the resin film is pressure-bonded, a cured layer of the resin film can be formed by performing heat curing as necessary.
In addition, when performing heat curing, you may perform heat curing after forming the opening for via holes in the process of the following (d).
The resin film to be pressure-bonded in this step becomes an interlayer resin insulating layer of the multilayer printed wiring board manufactured by the manufacturing method of the present invention.
Note that when the resin film is pressure-bonded, the resin film may be pressure-bonded to the surface of the substrate A to which the capacitor is mounted on the side opposite to the surface to which the capacitor is mounted.
[0149]
In the step (d), that is, the interlayer resin insulation layer forming step, a via hole opening is formed in the resin film to form an interlayer resin insulation layer.
In this step, an interlayer resin insulation layer can be formed by forming a via hole opening in the resin film.
The formation of the via hole opening can be performed using, for example, laser processing. At this time, examples of the laser used include those similar to the laser used in the manufacturing method of the first aspect of the present invention.
In the step (c), when a resin film made of a photosensitive resin is used, a via hole opening may be formed by exposure and development.
[0150]
Similarly to the manufacturing method of the first aspect of the present invention, when the via hole opening is formed by exposure and development processing, if the external electrode is exposed on the bottom surface of the via hole opening, the external electrode is exposed. It is desirable to use a capacitor in which a coupling agent layer is not formed on the surface. However, when the via hole opening is formed by laser processing, a capacitor in which a coupling agent layer is formed on the exposed surface of the external electrode may be used.
[0151]
After forming the opening for the via hole, a desmear treatment may be performed as necessary.
The desmear treatment can be carried out using an oxidizing agent comprising an aqueous solution such as chromic acid or permanganate. Also oxygen plasma, CFFour You may process by the mixed plasma of oxygen and oxygen, corona discharge, etc. Further, the surface can be modified by irradiating with ultraviolet rays using a low-pressure mercury lamp.
Further, if necessary, a roughened surface may be formed on the surface of the interlayer resin insulation layer (including the inner wall surface of the via hole opening).
[0152]
Furthermore, the process of said (e), ie, a conductor circuit formation process, is performed, and a conductor layer is formed in the surface of the resin film containing the wall surface of the said opening for via holes.
Through this step, a conductor circuit can be formed on the interlayer resin insulation layer, and a via hole for electrically connecting the conductor circuit and the capacitor can be formed.
[0153]
Before performing this step, through-holes for through holes are formed in the substrate on which the interlayer resin insulating layer is formed, and when performing the above-described conductor circuit forming step, a conductor layer is simultaneously formed on the through-hole wall surface, It may be a through hole.
[0154]
As a specific method for performing the above-mentioned conductor circuit forming step, a specific method performed by the method for producing a multilayer printed wiring board according to the first aspect of the present invention, that is, after forming a thin film conductor layer, a plating resist is provided, and electrolysis is performed. Examples include a method of forming a conductor circuit by performing plating and etching, and a method of forming a conductor circuit by performing electrolytic plating after forming a thin-film conductor layer and providing an etching resist after etching. .
Through the steps (a) to (e), the interlayer resin insulation layer and the conductor circuit can be formed on the substrate containing the capacitor.
[0155]
By using such a method for producing a multilayer printed wiring board of the first or second aspect of the present invention, the multilayer printed wiring board of the present invention can be suitably produced.
In addition, the multilayer printed wiring board of this invention can be manufactured also using methods other than the manufacturing method of the 1st or 2nd this invention.
[0156]
Specifically, for example, the steps (a) and (b) in the method for producing a multilayer printed wiring board according to the first aspect of the present invention, that is, a resin film to which a capacitor is attached are formed with through holes or the like in advance. In place of the step of forming a capacitor built-in substrate and a cured layer of a resin film, the following steps (1) and (2) are performed, and the other steps are the same as the manufacturing method of the first invention. The multilayer printed wiring board of the present invention can also be produced by carrying out the same method.
[0157]
(1) First, a through hole is formed in the substrate. The through hole is formed by, for example, drilling or laser processing.
Further, the capacitor of the present invention is built in the through hole of the substrate. Here, an adhesive is applied in advance to the inner wall surface of the through hole and / or the side surface of the capacitor, and the capacitor is accommodated in the through hole.
[0158]
(2) Next, a resin film is pressure-bonded to both surfaces of the substrate having the capacitor built therein, and thereafter, a capacitor built-in substrate and a cured layer of the resin film are formed by performing heat curing as necessary.
The multilayer printed wiring board of the present invention can also be produced by a method for producing a multilayer printed wiring board that undergoes such steps.
[0159]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
Example 1
(1) An epoxy resin film 40α in which a metal film 41 made of copper is laminated on one side is used as a starting material (see FIG. 6A).
First, a predetermined circuit pattern 42 was formed by pattern-etching the metal film 41 (see FIG. 6B).
[0160]
(2) Next, the capacitor 20 was attached to the circuit pattern 42 formed on the resin film 40α via the solder 34 (see FIG. 6C).
As the capacitor 20, a capacitor having a coupling agent layer formed on the entire surface of a commercially available chip capacitor (manufactured by Murata Manufacturing Co., Ltd., LL0612) by the following method was used. As the capacitor, a capacitor in which a metal coating layer made of Cu was formed on the entire surface of the external electrode was used (see FIG. 1D).
The external electrode in this case is made of only a conductive paste, or made of a conductive paste and a plating film.
[0161]
The coupling agent layer was formed as follows. That is, a silane coupling agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., BKM573) was slowly added to an acetic acid aqueous solution previously adjusted to pH 4.0 at room temperature, and stirred for 1 hour.
After immersing the chip capacitor in the coupling agent solution for 1 minute, the coupling agent layer was formed by drying at 110 ° C. for 30 minutes.
The coupling agent layer may be formed by applying the above coupling agent solution on the surface of the chip capacitor and then drying under the above conditions.
[0162]
(3) Separately from the above, a substrate 30α having a recess 31 for containing the capacitor 20 is prepared.
Next, after applying an adhesive to the inner wall of the recess 31, the resin film 40α to which the capacitor 20 was attached, the substrate 30α having the recess 31 formed therein, and another resin film 40α were stacked and pressed ( (Refer to Drawing 6 (c) and (d)).
An epoxy resin was used as the adhesive.
[0163]
(4) Next, a heat curing process was performed to form a substrate 30 containing the capacitor 20 and a cured layer 40β of a resin film (see FIG. 7A). In FIG. 7A, reference numeral 32 denotes an adhesive layer.
Subsequently, CO 2 having a wavelength of 10.4 μm is passed through a mask having a through-hole formed on the cured layer 40β of the resin film.2 For via holes with a gas diameter of 4.0 μm, top hat mode, pulse width of 8.0 μsec, mask through-hole diameter of 1.0 mm, and a two-shot cured layer of resin film 40β with a diameter of 60 μm An opening 43 was formed to form an interlayer resin insulation layer 40 (see FIG. 7B). Thereafter, desmear treatment was performed using oxygen plasma.
[0164]
(5) Next, through-holes for through holes 33 having a diameter of 100 μm were formed by drilling in the substrate 30 on which the interlayer resin insulating layer 50 was formed (see FIG. 7C).
Further, a palladium catalyst (manufactured by Atotech) is applied to the surface of the interlayer resin insulation layer 40 (including the inner wall surfaces of the via hole opening 43 and the through-hole through hole 33), whereby the surface of the interlayer resin insulation layer 40 is obtained. The catalyst nuclei were attached to.
[0165]
(6) Next, the substrate is immersed in an electroless copper plating aqueous solution having the following composition, and a thin film having a thickness of 0.6 to 0.9 μm is formed on the entire surface of the interlayer resin insulating layer 40 and the through hole 33 for the through hole. A conductor layer (electroless copper plating layer) 44 was formed (see FIG. 8A).
[Electroless plating aqueous solution]
NiSOFour               0.003 mol / l
Tartaric acid 0.200 mol / l
Copper sulfate 0.030 mol / l
HCHO 0.050 mol / l
NaOH 0.100 mol / l
α, α'-bipyridyl 40 mg / l
Polyethylene glycol (PEG) 0.10 g / l
[Electroless plating conditions]
40 minutes at 35 ° C liquid temperature
[0166]
(7) Next, a commercially available photosensitive dry film is attached to the electroless copper plating 44, and a mask is placed thereon, and 100 mJ / cm.2 Then, a plating resist 51 was provided by developing with 0.8% sodium carbonate aqueous solution.
Further, the substrate is washed and degreased with water at 50 ° C., washed with water at 25 ° C., washed with sulfuric acid, and then subjected to electrolytic copper plating under the following conditions. 45 was formed (see FIG. 8B).
[0167]
(Electrolytic plating aqueous solution)
Sulfuric acid 2.24 mol / l
Copper sulfate 0.26 mol / l
Additive 1.95 ml / l
(Manufactured by Atotech Japan, Kaparaside GL)
[Electrolytic plating conditions]
Current density 1 A / dm2
65 minutes
Temperature 22 ± 2 ° C
[0168]
(8) Next, after removing the plating resist 51 with 5% KOH, the electroless plating layer 44 under the plating resist 51 is removed by etching with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the interlayer resin insulation is removed. A conductive circuit 48 and a via hole 46 were formed in the layer 40, and a through hole 36 was formed in the substrate 30 (see FIG. 8C).
[0169]
(9) Next, the surfaces of the conductor circuit 48, the via hole 46, and the through hole 36 are etched using an etchant composed of an organic acid salt and a cupric complex, thereby roughening the surface. (Not shown) was formed.
Further, the substrate on which the conductor circuit 48 and the like are formed is immersed in a 70 ° C. solution containing 800 g / l of chromic acid for 3 minutes, and the surface of the interlayer resin insulation layer 40 between the conductor circuits located in the conductor circuit non-formation portion. Was etched by 1 μm to remove the palladium catalyst remaining on the surface.
[0170]
Furthermore, the resin filler layer 38 was formed by filling the through hole 36 with a resin filler using a squeegee and drying at 100 ° C. for 20 minutes.
The resin filler is 100 parts by weight of a bisphenol F-type epoxy monomer (manufactured by Yuka Shell Co., Ltd., molecular weight: 310, YL983U), the average particle diameter coated with a silane coupling agent is 1.6 μm, and the maximum SiO whose particle size is 15 μm or less2 72 parts by weight of spherical particles (manufactured by Adtech, CRS 1101-CE) and 1.5 parts by weight of a leveling agent (Perenol S4, manufactured by San Nopco) are placed in a container and mixed by stirring. The one prepared to 60 Pa · s was used. Here, 6.5 parts by weight of an imidazole curing agent (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd., 2E4MZ-CN) was used as the curing agent.
[0171]
Thereafter, the resin film 60α was attached to both surfaces of the substrate (see FIG. 9A). A resin film made of an epoxy resin was used as the resin film 60α.
[0172]
(10) By further repeating the steps (4) to (8) (excluding the step of forming a through hole for a through hole), an upper conductor circuit 68 (including a via hole 66) is formed, and then By etching the surface of the conductor circuit 66 to form a roughened surface (not shown), a multilayer wiring board having a conductor circuit formed on the outermost layer was obtained (FIGS. 9B to 10B). )reference).
[0173]
(11) Next, a photosensitizing agent obtained by acrylating 50% of an epoxy group of a cresol novolac type epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) dissolved in diethylene glycol dimethyl ether (DMDG) to a concentration of 60% by weight. 46.67 parts by weight of oligomer (molecular weight 4000), 80 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin dissolved in methyl ethyl ketone (manufactured by Yuka Shell, trade name: Epicoat 1001), 15 parts by weight of imidazole curing agent (manufactured by Shikoku Chemicals) , Trade name: 2E4MZ-CN) 1.6 parts by weight, polyfunctional acrylic monomer (manufactured by Kyoei Chemical Co., Ltd., trade name: R604) which is a photosensitive monomer, polyvalent acrylic monomer (manufactured by Kyoei Chemical Co., Ltd., product) Name: DPE6A) 1.5 parts by weight, dispersion antifoaming agent (manufactured by San Nopco, trade name: S-65) 0.7 A weight part is put into a container, and a mixed composition is prepared by stirring and mixing. 2.0 parts by weight of benzophenone (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) as a photoweight initiator and Michler's ketone as a photosensitizer for the mixed composition. (Kanto Chemical Co., Ltd.) 0.2 parts by weight was added to obtain a solder resist composition having a viscosity adjusted to 2.0 Pa · s at 25 ° C.
Viscosity measurement was performed using a B-type viscometer (DVL-B type, manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.). In the case of 4 or 6 rpm, the rotor No. 3 according.
[0174]
(12) Next, the above-mentioned solder resist composition is applied to a multilayer wiring board in a thickness of 20 μm and dried at 70 ° C. for 20 minutes and at 70 ° C. for 30 minutes. A photomask having a thickness of 5 mm on which the pattern of the portion is drawn is brought into close contact with the solder resist layer 70 to 1000 mJ / cm2 Were exposed to UV light and developed with DMTG solution to form openings 71 having a diameter of 200 μm (see FIG. 10C).
[0175]
(13) Next, the substrate on which the solder resist layer 70 is formed is nickel chloride (2.3 × 10-1mol / l), sodium hypophosphite (2.8 × 10-1mol / l), sodium citrate (1.6 × 10-1A nickel plating layer (not shown) having a thickness of 5 μm was formed in the opening 71 by immersing in an electroless nickel plating solution containing 0.5 mol / l) of pH = 4.5. Further, the substrate was made of potassium gold cyanide (7.6 × 10 6-3mol / l), ammonium chloride (1.9 × 10-1mol / l), sodium citrate (1.2 × 10-1mol / l), sodium hypophosphite (1.7 × 10-1mol / l) is immersed in an electroless plating solution at 80 ° C. for 7.5 minutes to form a gold plating layer (not shown) having a thickness of 0.03 μm on the nickel plating layer. Solder pads were formed on the circuit 68 and the like.
[0176]
(14) Thereafter, solder bumps 76 were formed by printing solder paste in the openings 71 of the solder resist layer 70 and reflowing at 200 ° C. As a result, the multilayer printed wiring board 10 including the capacitor 20 and having the solder bumps 76 was obtained (see FIG. 2).
[0177]
(Example 2)
(1) A laminate 30β obtained by laminating two prepregs 35 impregnated with an epoxy resin was used as a starting material. First, a capacitor 220 was attached to this laminate 30β with an adhesive (thermosetting resin) interposed (see FIG. 11A).
[0178]
As the capacitor 220, a capacitor in which a coupling agent layer was formed on the entire surface of a commercially available chip capacitor (Murata Manufacturing Co., Ltd., LL0612) by the following method was used. In addition, as a capacitor | condenser, the metal coating layer 26 which consists of Sn was formed only in the side surface and bottom face of an external electrode, and the external electrode used the copper plating layer on the upper surface (refer FIG.1 (c)). .
[0179]
The coupling agent layer was formed as follows. That is, a silane coupling agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., BKM573) was slowly added to an acetic acid aqueous solution previously adjusted to pH 4.0 at room temperature, and stirred for 1 hour.
After immersing the chip capacitor in the coupling agent solution for 1 minute, the coupling agent layer was formed by drying at 110 ° C. for 30 minutes.
[0180]
(2) Separately from the above, a laminated plate 30α is prepared by laminating four prepregs 35 and forming a through hole 37 for accommodating a capacitor, and the laminated plate 30α and the laminated plate 30β to which the capacitor 220 is attached are prepared. Laminating and pasting were performed to obtain a substrate 30 containing a capacitor 220 (see FIG. 11B). At this time, an adhesive was previously applied to the surface of the laminated plate 30β on which the capacitor was attached. As a result, the adhesive flowed when the laminated plate 30α and the laminated plate 30β were attached, and an adhesive layer was formed between the wall surface of the capacitor 220 and the wall surface of the through hole 37.
[0181]
(3) Next, the resin film 40α is laminated and pressed on the upper and lower sides of the substrate 30 containing the capacitor 220, and then heat-cured, and a cured layer 40β of resin film is formed on both surfaces of the substrate containing the capacitor 220. It formed (refer FIG.11 (c) and (d)).
As the resin film 40α, a resin film made of a thermosetting cycloolefin resin was used.
[0182]
(4) Next, through-holes 33 for through holes having a diameter of 100 μm were formed by drilling on the substrate 30 on which the cured layer 40β of the resin film was formed (see FIG. 12A).
[0183]
Subsequently, CO 2 having a wavelength of 10.4 μm is passed through a mask having a through-hole formed on the cured layer 40β of the resin film.2 For via holes with a diameter of 60 μm on the resin film cured layer 40β under the conditions of a gas laser with a beam diameter of 4.0 mm, a dopp-hat mode, a pulse width of 8.0 μs, a mask through-hole diameter of 1.0 mm, and two shots. An opening 43 was formed to form an interlayer resin insulation layer 40 (see FIG. 12B). Thereafter, desmear treatment was performed using oxygen plasma.
[0184]
(5) Next, plasma treatment was performed using SV-4540 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd., and a roughened surface (not shown) was formed on the surface of the interlayer resin insulation layer 40. At this time, argon gas was used as the inert gas, and plasma treatment was performed for 2 minutes under the conditions of power 200 W, gas pressure 0.6 Pa, and temperature 70 ° C.
[0185]
(6) Next, using the same apparatus and using the internal argon gas, sputtering with a Ni—Cu alloy as a target was performed under the conditions of atmospheric pressure 0.6 Pa, temperature 80 ° C., power 200 W, and time 5 minutes, A thin film conductor layer 44 made of a Ni—Cu alloy and having a thickness of 0.2 μm was formed on the surface of the interlayer resin insulation layer 40 and the through hole 33 (see FIG. 12C).
[0186]
(7) Next, a commercially available photosensitive dry film is attached to the electroless copper plating 44, and a mask is placed thereon, and 100 mJ / cm.2 Then, a plating resist 51 was provided by developing with a 0.8% aqueous sodium carbonate solution (see FIG. 13A).
Further, the substrate is washed and degreased with water at 50 ° C., washed with water at 25 ° C., washed with sulfuric acid, and then subjected to electrolytic copper plating under the following conditions. 45 was formed (see FIG. 13B).
[0187]
(Electrolytic plating aqueous solution)
Sulfuric acid 2.24 mol / l
Copper sulfate 0.26 mol / l
Additive 1.95 ml / l
(Manufactured by Atotech Japan, Kaparaside GL)
[Electrolytic plating conditions]
Current density 1 A / dm2
65 minutes
Temperature 22 ± 2 ° C
[0188]
(8) Next, after removing the plating resist 51 with 5% KOH, the electroless plating layer 44 under the plating resist 51 is removed by etching with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the interlayer resin insulation is removed. Conductor circuits 48 and via holes 46 were formed in the layer 40, and through holes 36 were formed in the substrate 30 (see FIG. 13C).
[0189]
(9) Next, the surfaces of the conductor circuit 48, the via hole 46, and the through hole 36 are etched using an etchant composed of an organic acid salt and a cupric complex, thereby roughening the surface. (Not shown) was formed.
Further, the substrate on which the conductor circuit 48 and the like are formed is immersed in a 70 ° C. solution containing 800 g / l of chromic acid for 3 minutes, and the surface of the interlayer resin insulation layer 40 between the conductor circuits located in the conductor circuit non-formation portion. Was etched by 1 μm to remove the palladium catalyst remaining on the surface.
[0190]
Further, the resin filler was filled in the through hole 36 using a squeegee and dried at 100 ° C. for 20 minutes to form a resin filler layer.
In addition, as a resin filler, the thing similar to the resin filler used in Example 1 was used.
[0191]
Thereafter, a resin film 60α was attached to both surfaces of the substrate. The resin film 60α is the same as the resin film 40α.
[0192]
(10) By repeating the steps (4) to (8) above, a further upper conductor circuit 68 (including the via hole 66) is formed, and then the surface of the conductor circuit 66 is etched to roughen the surface. By forming the conversion surface, a multilayer wiring board having a conductor circuit formed on the outermost layer was obtained.
[0193]
(11) In the same manner as (11) to (14) in Example 1, the multilayer printed wiring board 110 having the capacitor 120 and having the solder bumps 76 was obtained (see FIG. 4).
[0194]
(Example 3)
As the capacitor, a capacitor having a coupling agent layer formed on the entire surface of a commercially available chip capacitor (manufactured by Murata Manufacturing Co., Ltd., LL0612) in the same manner as in Example 2 is used. A multilayer printed wiring board was produced in the same manner as in Example 2 except that the following steps (1) to (2) were performed instead of the above step. In addition, as a capacitor | condenser, the whole surface of an external electrode used what consists of a copper plating layer (refer FIG.1 (b)).
[0195]
(1) Palladium catalyst (manufactured by Atotech) is applied to the surface of the interlayer resin insulation layer (including the opening for via holes and the inner wall surface of the through hole for through holes) to thereby form catalyst nuclei on the surface of interlayer resin insulation layer Was attached.
[0196]
(2) Next, the substrate is immersed in an electroless copper plating aqueous solution having the following composition, and a thin film having a thickness of 0.6 to 0.9 μm is formed on the entire surface of the interlayer resin insulating layer 40 and the through hole 33 for the through hole. A conductor layer (electroless copper plating layer) 44 was formed (see FIG. 8A).
[Electroless plating aqueous solution]
NiSOFour               0.003 mol / l
Tartaric acid 0.200 mol / l
Copper sulfate 0.030 mol / l
HCHO 0.050 mol / l
NaOH 0.100 mol / l
α, α'-bipyridyl 40 mg / l
Polyethylene glycol (PEG) 0.10 g / l
[Electroless plating conditions]
40 minutes at 35 ° C liquid temperature
[0197]
Example 4
In the process of Example 1 (2), multilayer printing is performed in the same manner as in Example 1 except that a capacitor in which the external electrode is formed in a matrix and the entire surface of the external electrode is made of copper is used. A wiring board was manufactured.
[0198]
(Comparative Example 1)
A multilayer printed wiring board was produced in the same manner as in Example 1 except that in the step (2) of Example 1, a capacitor having no coupling agent layer formed thereon was used.
[0199]
(Comparative Example 2)
A multilayer printed wiring board was produced in the same manner as in Example 2 except that in the step (2) of Example 2, a capacitor having no coupling agent layer formed thereon was used.
[0200]
For the multilayer printed wiring boards obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, after performing a heat cycle test under the following conditions, capacitors and adhesives or interlayer resin insulation layers were evaluated by the following evaluation methods. The presence or absence of delamination between them, the presence or absence of cracks in the adhesive or the interlayer resin insulation layer, the presence or absence of short circuit or disconnection, and the presence or absence of swelling of the interlayer resin insulation layer were evaluated. The results are shown in Table 1.
[0201]
Heat cycle test (reliability test)
The obtained multilayer printed wiring board was maintained in an atmosphere at 130 ° C. for 3 minutes, and then a cycle in which the multilayer printed wiring board was maintained in an atmosphere at −65 ° C. for 3 minutes was repeated 1000 times and 2000 times.
[0202]
Evaluation methods
(1) Presence or absence of peeling between the capacitor and the adhesive or interlayer resin insulation layer
The multilayer printed wiring board was cut with a cutter, and the cut section was observed with a microscope. Here, the multilayer printed wiring board was cut so as to cut the capacitor. The results are shown in Table 1 below.
[0203]
(2) Presence or absence of cracks in the adhesive or interlayer resin insulation layer
The multilayer printed wiring board was cut in the same manner as in (1) above, and the cross section was observed with a microscope. The results are shown in Table 1 below.
[0204]
(3) Presence or absence of short circuit or disconnection
After mounting the IC chip on the multilayer printed wiring board, a continuity test was performed, and the continuity state was evaluated from the results displayed on the monitor. The results are shown in Table 1 below.
(4) Interstitial resin insulation layer presence or absence of swelling
The multilayer printed wiring board was cut in the same manner as in (1) above, and the cross section was observed with a microscope. The results are shown in Table 1 below.
[0205]
(5) Capacitance measurement before and after reliability test
The capacitance of the capacitor was measured before and after the reliability test using a picoammeter. The results are shown in Table 2 below.
[0206]
[Table 1]
Figure 0004753470
[0207]
[Table 2]
Figure 0004753470
[0208]
As shown in Table 1, when the heat cycle test of 1000 cycles and 2000 cycles was performed for the multilayer printed wiring boards obtained in Examples 1 to 4, between the capacitor and the adhesive or the interlayer resin insulation layer No peeling occurred, and no cracks occurred in the adhesive or the interlayer resin insulation layer.
Further, no short circuit, disconnection, or swelling of the interlayer resin insulation layer occurred.
[0209]
On the other hand, in the multilayer printed wiring boards obtained in Comparative Examples 1 and 2, cracks and peeling occurred starting from the contact surface between the capacitor and the resin (adhesive layer or interlayer resin insulating layer).
[0210]
Furthermore, as shown in Table 2, the capacitors embedded in the substrates in Examples 1 to 4 have little change in capacitance before and after the reliability test, and the electrical connection is also made between the conductor circuit and the capacitor. There is almost no influence.
On the other hand, in the multilayer printed wiring boards obtained in Comparative Examples 1 and 2, the capacitance after the reliability test could not be measured, and it was revealed that disconnection occurred.
[0211]
【The invention's effect】
As described above, since the coupling agent layer is formed on at least a part of the surface of the capacitor of the present invention, the dielectric film made of ceramic, the external electrode made of metal, the adhesive, the interlayer resin insulating layer, Therefore, no separation occurs between the capacitor and the interlayer resin insulation layer or the adhesive, and no crack occurs in the interlayer resin insulation layer or the adhesive.
Therefore, the capacitor of the present invention is suitable for use in a multilayer printed wiring board.
[0212]
In the multilayer printed wiring board of the present invention, since the capacitor of the present invention is built in the substrate, peeling occurs between the capacitor and the interlayer resin insulation layer or the adhesive, No cracks occur in the agent. Therefore, the multilayer printed wiring board has excellent electrical connectivity and reliability without disconnecting the connection between the capacitor terminal and the via hole or causing cracks or swelling in the interlayer resin insulation layer. .
[0213]
In the first and second multilayer printed wiring board manufacturing methods, the multilayer printed wiring board of the present invention, that is, peeling occurs between the capacitor and the adhesive or interlayer resin insulating layer, or the adhesive or interlayer A multilayer printed wiring board in which no cracks are generated in the resin insulating layer can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views schematically showing an example of a capacitor of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a multilayer printed wiring board according to the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which an IC chip is mounted on the multilayer printed wiring board shown in FIG. 2 and attached to a daughter board.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a multilayer printed wiring board according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of the multilayer printed wiring board of the present invention.
6A to 6D are cross-sectional views schematically showing a part of the method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to the present invention.
7A to 7C are cross-sectional views schematically showing a part of the method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to the present invention.
8A to 8C are cross-sectional views schematically showing a part of the method for producing a multilayer printed wiring board according to the present invention.
9A to 9C are cross-sectional views schematically showing a part of the method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to the present invention.
10A to 10C are cross-sectional views schematically showing a part of the method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to the present invention.
11A to 11D are cross-sectional views schematically showing a part of the method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to the present invention.
12A to 12C are cross-sectional views schematically showing a part of the method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to the present invention.
FIGS. 13A to 13C are cross-sectional views schematically showing a part of the method for producing a multilayer printed wiring board according to the present invention.
14A and 14B are explanatory diagrams of loop inductance of a conventional multilayer printed wiring board, and FIG. 14C is an explanatory diagram of loop inductance of the multilayer printed wiring board of the present invention.
FIG. 15A shows a capacitor before cutting for multi-piece cutting, and FIG. 15B shows one of the capacitors of the present invention after cutting (a).
16 (a) shows a capacitor before cutting for multi-piece cutting, and FIG. 16 (b) shows one of the capacitors of the present invention after cutting (a).
FIG. 17 is a plan view schematically showing an example of the capacitor of the present invention.
FIG. 18A shows a capacitor before cutting for multi-piece cutting, and FIG. 18B shows one of the capacitors of the present invention after cutting (a).
[Explanation of symbols]
10, 110, 210 Multilayer printed wiring board
20, 120, 220, 320 capacitors
21 First electrode
22 Second electrode
23 Dielectric
24 First conductive film
25 Second conductive film
26, 226, 326 metal layer
27, 227, 327 Rough surface
30 substrates
40, 60 interlayer resin insulation layer
46, 66 Via hole
48, 68 conductor circuit
70 Solder resist layer
76 Solder bump
90 IC chip

Claims (10)

コンデンサが内蔵または収納された基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、前記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配線板であって、
前記コンデンサは、その全表面にカップリング剤層が形成されており、内部電極と誘電膜とが交互に積層された積層体に外部電極が形成されており、前記外部電極は少なくとも2層で構成され、最外層はめっき層であり、
前記コンデンサの全表面に形成されたカップリング剤層には、バイアホール用開口が形成されていることを特徴とする多層プリント配線板。
A multilayer printed wiring board in which an interlayer resin insulation layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is built-in or accommodated, and the capacitor, the conductor circuit, and the upper and lower conductor circuits are connected via via holes. Because
The capacitor has a coupling agent layer formed on the entire surface thereof, an external electrode is formed on a laminate in which internal electrodes and dielectric films are alternately laminated, and the external electrode is composed of at least two layers. The outermost layer is a plating layer,
A multilayer printed wiring board, wherein openings for via holes are formed in a coupling agent layer formed on the entire surface of the capacitor .
前記カップリング剤層は、エポキシシラン、および/または、イミドシランを用いて形成されている請求項1に記載の多層プリント配線板。The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the coupling agent layer is formed using epoxysilane and / or imidosilane. 前記外部電極は少なくとも銅からなる請求項1または2に記載の多層プリント配線板。The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the external electrode is made of at least copper. 前記外部電極の最内層は導電性ペースト層である請求項1〜3のいずれか1に記載の多層プリント配線板。The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the innermost layer of the external electrode is a conductive paste layer. 前記コンデンサは、前記積層体の両端面を含む部分に外部電極が形成されたコンデンサである請求項1〜4のいずれか1に記載の多層プリント配線板。The multilayer printed wiring board according to any one of claims 1 to 4, wherein the capacitor is a capacitor in which external electrodes are formed on portions including both end faces of the laminate. 前記外部電極はマトリックス状に形成されている請求項1〜4のいずれか1に記載の多層プリント配線板。The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the external electrodes are formed in a matrix. 前記めっき層は、銅めっき層である請求項1〜6のいずれか1に記載の多層プリント配線板。The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the plating layer is a copper plating layer. 前記外部電極の表面の少なくとも一部に金属被覆層が形成されている請求項1〜7のいずれか1に記載の多層プリント配線板。The multilayer printed wiring board of any one of Claims 1-7 in which the metal coating layer is formed in at least one part of the surface of the said external electrode. コンデンサが内蔵または収納された基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、前記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配線板の製造方法であって、
少なくとも下記(A)〜(D)の工程を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
(A)樹脂フィルムに請求項1〜8のいずれか1に記載の多層プリント配線板に用いられるコンデンサを取り付けるコンデンサ取り付け工程、
(B)凹部または貫通孔が形成された基板の前記凹部または前記貫通孔にコンデンサを収納するとともに、前記樹脂フィルムを前記基板に圧着する樹脂フィルム圧着工程、
(C)前記コンデンサ表面に形成されたカップリング剤層、及び、前記樹脂フィルムにバイアホール用開口を形成して層間樹脂絶縁層とする層間樹脂絶縁層形成工程、および、
(D)前記バイアホール用開口の壁面を含む層間樹脂絶縁層表面に導体回路を形成する導体回路形成工程。
A multilayer printed wiring board in which an interlayer resin insulation layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is built-in or accommodated, and the capacitor, the conductor circuit, and the upper and lower conductor circuits are connected via via holes. A manufacturing method of
The manufacturing method of the multilayer printed wiring board characterized by including the process of following (A)-(D) at least.
(A) Capacitor attaching step for attaching a capacitor used in the multilayer printed wiring board according to any one of claims 1 to 8 to the resin film,
(B) A resin film crimping step of accommodating a capacitor in the recess or the through hole of the substrate in which the recess or the through hole is formed, and crimping the resin film to the substrate;
(C) a coupling agent layer formed on the capacitor surface, an interlayer resin insulation layer forming step of forming an opening for a via hole in the resin film to form an interlayer resin insulation layer, and
(D) A conductor circuit forming step of forming a conductor circuit on the surface of the interlayer resin insulating layer including the wall surface of the via hole opening.
コンデンサが内蔵または収納された基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、前記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配線板の製造方法であって、
少なくとも下記(a)〜(e)の工程を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
(a)請求項1〜8のいずれか1に記載の多層プリント配線板に用いられるコンデンサを基板Aに取り付けるコンデンサ取り付け工程、
(b)貫通孔が形成された基板Bの前記貫通孔にコンデンサを収納するとともに、前記コンデンサを取り付けた基板Aに前記貫通孔が形成された基板Bを積層する基板積層工程、
(c)前記貫通孔が形成された基板Bのコンデンサが露出している側に樹脂フィルムを圧着する樹脂フィルム圧着工程、
(d)前記コンデンサ表面に形成されたカップリング剤層、及び、前記樹脂フィルムにバイアホール用開口を形成して層間樹脂絶縁層とする層間樹脂絶縁層形成工程、および、
(e)前記バイアホール用開口の壁面を含む層間樹脂絶縁層表面に導体回路を形成する導体回路形成工程。
A multilayer printed wiring board in which an interlayer resin insulation layer and a conductor circuit are sequentially formed on a substrate in which a capacitor is built-in or accommodated, and the capacitor, the conductor circuit, and the upper and lower conductor circuits are connected via via holes. A manufacturing method of
The manufacturing method of the multilayer printed wiring board characterized by including the process of following (a)-(e) at least.
(A) a capacitor attaching step for attaching the capacitor used in the multilayer printed wiring board according to any one of claims 1 to 8 to the substrate A;
(B) A substrate stacking step of storing a capacitor in the through hole of the substrate B in which the through hole is formed, and stacking the substrate B in which the through hole is formed on the substrate A to which the capacitor is attached,
(C) a resin film crimping step of crimping a resin film on the side of the substrate B on which the through hole is formed, the capacitor being exposed;
(D) a coupling agent layer formed on the capacitor surface, and an interlayer resin insulation layer forming step of forming an opening for a via hole in the resin film to form an interlayer resin insulation layer; and
(E) A conductor circuit forming step of forming a conductor circuit on the surface of the interlayer resin insulating layer including the wall surface of the via hole opening.
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