JP4980419B2 - 多層プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、多層プリント配線板及びその製造方法に関する。
絶縁層を介して複数積層された配線パターン同士を絶縁層内のバイアホールによって電気的に接続する多層プリント配線板が提案されている。
この種の多層プリント配線板では、実装される半導体素子が高速にオンオフするとスイッチングノイズが発生して電源ラインの電位が低下することがある。
そこで、このような電位の低下を抑えるため、電源ラインとグランドラインとの間にコンデンサ部を接続してデカップリングを可能とする多層プリント配線板が特許文献1に開示されている。
しかし、特許文献1の多層プリント配線板に設けられたコンデンサ部は、無機フィラーが配合された有機樹脂からなる誘電体層を採用している。そのため静電容量を十分大きくすることができず、十分なデカップリング効果を発揮することが困難である。
そこで、二つの電極でセラミック製の高誘電体層を挟んで形成し、電極の一方を半導体素子の電源ラインに、他方をグランドラインに接続して構成したコンデンサ部を有する多層プリント配線板が特許文献2に開示されている。
特許文献2に開示された多層プリント配線板に設けられたコンデンサ部は、まず、一方の電極上にゾルゲル溶液を配置し、これを焼成して高誘電体層を形成し、その後、他方の電極を形成することにより形成される。そのため、焼成により高誘電体層を形成する過程で、一方の電極が高熱に曝され、劣化し易いという問題がある。
そこで、特許文献3には、高誘電体層とともに加熱される電極を熱に強いニッケルで形成し、他方の電極を、抵抗率が低く、加工が容易な銅で形成する技術が提案されている。
しかし、上述の多層プリント配線板に設けられたコンデンサ部に直流電圧を印加すると、電極を形成する金属がマイグレーション現象を起こし、高誘電体層内に拡散し、高誘電体層の絶縁抵抗が小さくなるという問題がある。
特開2001−68858号公報 特開2005−191559号公報 WO07/043682
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、コンデンサ部の高誘電体層の絶縁抵抗の低下が起こりにくい多層プリント配線板及びその多層プリント配線板の製造方法を提供することを目的とするものである。また、本発明は、電極のマイグレーションの起こりにくいコンデンサ部を備える多層プリント配線板及びその多層プリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明の第1の観点に係る多層プリント配線板は、
コア基板と、
前記コア基板に積層された樹脂絶縁層と、
誘電体層と、前記誘電体層を挟んで対向する、負電荷を蓄積する第1電極と正電荷を蓄積する第2電極と、から形成されるコンデンサ部と、を有し、
前記第1電極を形成する金属のイオン化傾向は、前記第2電極を形成する金属のイオン化傾向よりも大きい、ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、この発明の第2の観点に係る多層プリント配線板の製造方法は、
コア基板を作成するコア基板作成工程と、
前記コア基板に樹脂絶縁層を積層する樹脂絶縁層積層工程と、
誘電体層を、負電荷を蓄積する第1電極と、前記第1電極を形成する金属のイオン化傾向よりも小さいイオン化傾向の金属から形成される、正電荷を蓄積する第2電極と、で挟んで形成されるコンデンサ部を設けるコンデンサ部作成工程と、を有する、ことを特徴とする。
本発明に係る多層プリント配線板は、コンデンサ部において、負極側の第1電極を形成する金属のイオン化傾向は、正極側の第2電極を形成する金属のイオン化傾向よりも大きい。従って、電極、特に正極側の第2電極を形成する金属のマイグレーション現象が起こりにくい。従って、コンデンサ部の絶縁抵抗の低下が起こりにくい。
実施形態1に係る多層プリント配線板の平面図である。 実施形態1に係る多層プリント配線板の要部断面図である。 実施形態1に係る多層プリント配線板内の薄膜コンデンサの斜視図である。 実施形態1に係る多層プリント配線板の製造工程の説明図である。 実施形態1に係る高誘電体シートの製造工程の説明図である。 実施形態1に係る多層プリント配線板の製造工程の説明図である。 実施形態1に係る多層プリント配線板の製造工程の説明図である。 実施形態1に係る多層プリント配線板の製造工程の説明図である。 導通チェックを説明するための多層プリント配線板の模式図である。 実施形態2に係る多層プリント配線板に使用される高誘電体シートを説明する図である。 実施形態3に係る多層プリント配線板の要部断面図である。 実施形態3に係る多層プリント配線板のコンデンサ部の近傍を拡大して説明する図である。 実施形態3に係る多層プリント配線板の製造工程の一部の説明図である。 高誘電体シートの別の形態を示す図である。
符号の説明
10 多層プリント配線板
20 コア基板
21 コア基板本体
22 導体層
22G 導体層
22P 導体層
24 スルーホール導体
26 コア基板上絶縁層
30 ビルドアップ部
32 BU導体層
34 BUビアホール導体
36 BU絶縁層
40 薄膜コンデンサ
41 下部電極
41a 通過孔
42 上部電極
42a 通過孔
43 高誘電体層
43a 第1スパッタ膜
43b ゾル−ゲル膜
43c 第2スパッタ膜
45 下部ビアホール導体
48 上部ビアホール導体
60 実装部
61 グランド用パッド
62 電源用パッド
63 シグナル用パッド
70 半導体素子
410 層間絶縁層
420 高誘電体シート
421 ニッケル箔
422 銅箔
423 高誘電体層
423a 第1スパッタ膜
423b ゾル−ゲル膜
423c 第2スパッタ膜
431 スルーホール
432 スルーホール
433 ホール内樹脂
434 ホール内樹脂
435 スルーホール
436 スルーホール
437 ビアホール導体
438 ビアホール導体
440 無電解銅めっき膜
441 レジスト
442 電解銅めっき膜
480 樹脂絶縁シート
482 ホール
(本発明の具体的一実施態様における配線基板の第1の実施の形態)
平面図である図1及び要部断面図である図2に、実施形態1に係る多層プリント配線板10が示される。また、多層プリント配線板10内の薄膜コンデンサ40が、図3に示される。
本実施形態の多層プリント配線板10は、図1に示すように表面に半導体素子70を実装する実装部60を備えている。この実装部60には、半導体素子70を接地するグランドライン73に接続されるパッド61と、半導体素子70に正の電源電位を供給する電源ライン71に接続される電源用パッド62と、半導体素子70に信号を入出力するシグナルライン72に接続されるシグナル用パッド63とが設けられている(図9参照)。
グランド用パッド61と電源用パッド62とが、中央付近に格子状又は千鳥状に配列される。そして、その周りにシグナル用パッド63が格子状又は千鳥状又はランダムに配列している。
グランド用パッド61は、電源ライン71やシグナルライン72とは独立して多層プリント配線板10の内部に形成されたグランドライン73を介して実装部60とは反対側の面に形成されたグランド用外部端子74(図9参照)に接続されている。
電源用パッド62は、グランドライン73やシグナルライン72とは独立して多層プリント配線板10の内部に形成された電源ライン71を介して実装部60とは反対側の面に形成された電源用外部端子75(図9参照)に接続されている。
なお、電源ライン71は薄膜コンデンサ40(図2参照)の上部電極42と接続されている。グランドライン73は薄膜コンデンサ40の下部電極41と接続されている。
シグナル用パッド63は、電源ライン71やグランドライン73とは独立して多層プリント配線板10の内部に形成されたシグナルライン72を介して実装部60とは反対側の面に形成されたシグナル用外部端子76(図9参照)に接続されている。なお、実装部60のパッド総数は、1000〜30000である。
また、多層プリント配線板10は、図2に示すように、コア基板20と、コア基板上絶縁層26と、薄膜コンデンサ40と、ビルドアップ部30と、実装部60と、を備えている。樹脂絶縁層であるコア基板上絶縁層26は、コア基板20の上側に設けられている。薄膜コンデンサ40は、コア基板上絶縁層26の上に設けられている。ビルドアップ部30は、薄膜コンデンサ40の上に設けられている。実装部60は、ビルドアップ部30の最上層に形成されている。
なお、実装部60の各パッド61,62,63はビルドアップ部30内に積層された配線パターンであるビルドアップ部内導体層(BU導体層)32と電気的に接続されている。
コア基板20は、コア基板本体21と、コア基板本体21の表裏両面に形成された銅からなる導体層22,22と、スルーホール導体24とを有している。コア基板本体21は、BT(ビスマレイミド−トリアジン)樹脂やガラスエポキシ基板等からなる。スルーホール導体24は、コア基板本体21の表裏を貫通するスルーホールの内周面に形成された銅からなる筒状体である。両導体層22,22はスルーホール導体24を介して電気的に接続されている。コア基板20の上面には、導体層22と並んで、アライメントマーク310が形成されている。
コンデンサ部としての薄膜コンデンサ40は、図2及び図3に示すように、セラミック系の高誘電体材料を高温で焼成した高誘電体層43と、高誘電体層43を挟む下部電極41と上部電極42とから構成されている。
下部電極41はニッケルから形成され、実装部60のグランド用パッド61に電気的に接続される。上部電極42はイオン化傾向がニッケルよりも小さい銅から形成され、実装部60の正電位が印加される電源用パッド62に電気的に接続される。このため、下部電極41及び上部電極42はそれぞれ実装部60に実装される半導体素子70のグランドライン73及び電源ライン71に接続される。
図9に示すように、電源PWから、グランドライン73にグランド電位、電源ライン71に正の電位が印加されると、下部電極41は負に帯電し、上部電極42は正に帯電する。このようにイオン化傾向の大きい(高い)金属を負電荷が蓄積する電極へ、イオン化傾向の小さい(低い)金属を正電荷が蓄積する電極へ配置すると、マイグレーション現象が起こりにくい。
電極を構成する金属としては例えば、下部電極41をスズで上部電極42を白金で形成できる。また、例えば下部電極41をニッケルで上部電極42を金で形成できる。また、例えば下部電極41をニッケルで上部電極42をスズで形成できる。その他にも、下部電極41を形成する金属のイオン化傾向が、上部電極42を形成する金属のイオン化傾向よりも大きくなる条件を充足するものであれば、銅、ニッケル、スズ、白金、金等の種々の金属を用いることができる。
下部電極41を形成する金属と、上部電極42を形成する金属の少なくとも一方は、融点が600℃以上2000℃以下であることが好ましく、より好適には融点が1100℃以上2000℃以下であることが好ましい。一方の電極を形成する金属上に、ゾルゲル法でゾルゲル膜を形成した後に高温で焼成するからである。
また、下部電極41は、高誘電体層43の下面に形成されたベタパターンである。下部電極41は、通過孔41aを有している。この通過孔41aを、第2のビアホール導体としての上部ビアホール導体48が、下部電極41と非接触で貫通する。上部ビアホール導体48は、コア基板20の導体層22のうち電源用の導体層22Pと上部電極42とを電気的に接続する。
なお、下部電極41は、各シグナルラインを非接触状態で上下に貫通する貫通孔を有していてもよいが、それよりも下部電極41の外側に各シグナルラインが形成されている方が好ましい(図9参照)。
一方、上部電極42は、高誘電体層43の上面に形成されたベタパターンである。上部電極42は、通過孔42aを有している。この通過孔42aを、第1のビアホール導体としての下部ビアホール導体45が、上部電極42と非接触で貫通する。下部ビアホール導体45は、コア基板20の導体層22のうちグランド用の導体層22Gと下部電極41とを電気的に接続する。
なお、上部電極42は、図示しないが、各シグナルラインを非接触状態で上下に貫通する貫通孔を有していてもよいが、それよりも上部電極42の外側に各シグナルラインが形成されている方が好ましい(図9参照)。
高誘電体層43は、トータルの厚さが0.4〜3μmである。高誘電体層43は、BaTiO、SrTiO、TaO、Ta、PZT、PLZT、PNZT、PCZT、PSZTからなる群より選ばれた1種又は2種以上の金属酸化物のセラミック膜を3層重ねて形成したものである。
これらのセラミック膜は、図3に示すように、下部電極41側から順に、スパッタリングにより形成された第1スパッタ膜43a、ゾル−ゲル法により形成されたゾル−ゲル膜43b、スパッタリングにより形成された第2スパッタ膜43cである。ここで、第1及び第2スパッタ膜43a,43cは厚さが0.1μm以上であり、ゾル−ゲル膜43bは厚さが第1及び第2スパッタ膜43a,43cよりも厚い。
ビルドアップ部30は、薄膜コンデンサ40の上側にビルドアップ部内絶縁層(BU絶縁層)36とBU導体層32とを交互に積層したものである。BU絶縁層36を挟んで上下に配置されたBU導体層32同士は、BUビアホール導体34を介して電気的に接続されている。また、BU導体層32と薄膜コンデンサ40の上部電極42とは、BUビアホール導体34を介して電気的に接続されている。
なお、ビルドアップ部30のファイン化を考慮して、BU導体層32の厚さは下部電極41よりも薄くなっている。また、ビルドアップ部30の最表層には実装部60が形成されている。このようなビルドアップ部30は、周知のサブトラクティブ法やアディティブ法(セミアディティブ法やフルアディティブ法を含む)により形成され、例えば以下のようにして形成される。即ち、まず、コア基板20の表裏両面にBU絶縁層36(常温でのヤング率が例えば2〜7GPa)となる樹脂シートを貼り付ける。この樹脂シートは、変成エポキシ系樹脂シート、ポリフェニレンエーテル系樹脂シート、ポリイミド系樹脂シート、シアノエステル系樹脂シートなどで形成され、その厚みは概ね20〜80μmである。かかる樹脂シートは、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の無機成分が分散されていてもよい。
次に、貼り付けた樹脂シートに炭酸ガスレーザやUVレーザ、YAGレーザ、エキシマレーザなどによりスルーホールを形成し、この樹脂シートの表面とスルーホールの内部に無電解銅めっきを施して導体層とする。この導体層上にめっきレジストを形成し、めっきレジスト非形成部に電解銅めっきを施した後、レジスト下の無電解銅めっきをエッチング液で除去することによりBU導体層32が形成される。なお、スルーホール内部の導体層がBUビアホール導体34となる。あとは、この手順を繰り返すことによりビルドアップ部30が形成される。本実施形態では、薄膜コンデンサ40の下部電極41はBU導体層32よりも厚く形成されている。
次に、このように構成された多層プリント配線板10の使用例について説明する。まず、裏面に多数のはんだバンプが配列された半導体素子70を実装部60に載置する。このとき、半導体素子70のグランド用端子、電源用端子、シグナル用端子をそれぞれ実装部60のグランド用パッド61、電源用パッド62、シグナル用パッド63と接触させる。続いて、リフローにより各端子をはんだにより接合する。
その後、多層プリント配線板10をマザーボード等の他のプリント配線板に接合する。このとき、予め多層プリント配線板10の裏面に形成されたパッドにはんだバンプを形成しておき、他のプリント配線板上の対応するパッドと接触させた状態でリフローにより接合する。多層プリント配線板10に内蔵された薄膜コンデンサ40は、誘電率の高いセラミックからなる高誘電体層43を有していることや下部電極41及び上部電極42はベタパターン(一部開口を有している)であり面積が大きいことから静電容量が大きい。そのため、充分なデカップリング効果を奏することが可能となる。よって、実装部60に実装した半導体素子(IC)70のトランジスタが電源不足となりにくい。
しかも、電源PWからグランドラインにグランド電位、電源ラインに正の電位がそれぞれ印加されると、イオン化傾向の大きい金属で形成された下部電極41は負に帯電し、イオン化傾向の小さい金属で形成された上部電極42は正に帯電する。ここで、マイグレーション現象は上部電極42(正の電荷を蓄積する第2電極)に発生しやすい。そのため、下部電極41を形成する金属のイオン化傾向を上部電極42を形成する金属のイオン化傾向よりも大きくする。そうすると、特に上部電極42から誘電体層や絶縁層(高誘電体層)43へのマイグレーション現象が起こりにくい。よって、絶縁抵抗の低下を起こりにくくすることができ、漏れ電流を抑え、高誘電体層43の誘電率の低下を起こりにくくし、さらには多層プリント配線板の寿命の低下を緩やかにすることができる。なお、必要に応じて、多層プリント配線板10の実装部60の周囲にチップコンデンサを搭載してもよい。
次に、本実施例の多層プリント配線板10の製造手順について、図4〜図8に基づいて説明する。
まず、図4(a)に示すように、コア基板20を用意し、このコア基板20の上に真空ラミネータを用いて熱硬化性絶縁フィルム430(味の素社製のABF−45SH、図2のコア基板上絶縁層26となるもの)を温度50〜150℃、圧力0.5〜1.5MPaというラミネート条件下で貼り付ける。
続いて、ニッケル箔421と銅箔422とで高誘電体層423をサンドイッチにした構造の高誘電体シート420を熱硬化性絶縁フィルム430の上に真空ラミネータを用いて温度50〜150℃、圧力0.5〜1.5MPaというラミネート条件下で貼り付ける。その後150℃で1時間乾燥させる(図4(b)参照)。これにより、熱硬化性絶縁フィルム430は硬化して層間絶縁層410となる。この層間絶縁層410は、コア基板20の上に形成されているので、コア基板上絶縁層26である。ここで、ラミネートする際の高誘電体シート420のニッケル箔421及び銅箔422は、いずれも回路形成されていないベタ層である。但し、ニッケル箔421のうち将来不要となる箇所(例えば通過孔41aとなる箇所)を予めエッチングにより除去したものをラミネートしてもよい。
次に、高誘電体シート420の作製手順について図5に基づいて説明する。まず、膜厚が約100μmのニッケル箔421(電極)を用意し(図5(a)参照)、これを400〜700℃(ここでは550℃)で加熱処理する。この加熱処理は、ニッケル箔421上に形成される高誘電体層423の結晶性を向上させるためである。
続いて、ニッケル箔421の表面を研磨する。研磨後の膜厚は約90μmである。このニッケル箔421の表面に第1スパッタ膜423aを形成する(図5(b)参照)。即ち、マグネトロンスパッタ装置(アネルバ社製の型番L−332S−FH)に、BaTiOx(高純度化学社製)のターゲットを装着した後、直流又は交流電源を印加し、アルゴン及び酸素を主成分とする3〜10mTorrの気体にてスパッタリングを行う。なお、スパッタリング気体中の酸素の比率は10〜90容積%、特に45〜55容積%が好ましいが、本実施形態では50容積%とする。また、RFパワーを2〜5W/cmとしスパッタ圧力を0.5〜2Paとする。このようにして膜厚が0.25μmの第1スパッタ膜423aを形成する。この第1スパッタ膜423aは膜厚が薄いため、表面にピット450が発生したとしてもそのピット450は小さくて浅いものに過ぎない。
続いて、第1スパッタ膜423a上にゾル−ゲル膜423bを形成する(図5(c)参照)。即ち、まず乾燥窒素中において、濃度1.0モル/リットルとなるように秤量したジエトキシバリウムとビテトライソプロポキシドチタンを、脱水したメタノールと2−メトキシエタノールとの混合溶媒(体積比3:2)に溶解し、室温の窒素雰囲気下で3日間攪拌してバリウムとチタンのアルコキシド前駆体組成物溶液を調製する。次いで、この前駆体組成物溶液を0℃に保ちながら攪拌し、あらかじめ脱炭酸した水を0.5マイクロリットル/分の速度で窒素気流中で噴霧して加水分解し、ゾル−ゲル溶液とする。このゾル−ゲル溶液を、0.2ミクロンのフィルターを通し、析出物等をろ過する。このろ液を第1スパッタ膜423aの上に1500rpmで1分間スピンコートする。溶液をスピンコートした基板を150℃に保持されたホットプレート上に3分間置き乾燥させる。その後基板を850℃に保持された電気炉中に挿入し、15分間焼成を行う。焼成は600℃以上2000℃以下で行うことが可能であり、より好適には1100℃以上2000℃以下で行う。このように、焼成は、ニッケル箔421(後の下部電極)の上に第1スパッタ膜423aを形成し、さらにゾルゲル法でゾル−ゲル膜423bを形成した後に行われる。ゾル−ゲル溶液の粘度は、1回のスピンコート/乾燥/焼成で得られる膜厚が0.03μmとなるように、調整される。続いて、スピンコート/乾燥/焼成を10回繰り返し、膜厚が0.3μmのゾル−ゲル膜423bを形成する。なお、このゾル−ゲル膜423bを形成する際に、第1スパッタ膜423aの表面に発生したピット450はゾル−ゲル溶液により埋められた。
続いて、ゾル−ゲル膜423b上に第2スパッタ膜423cを形成する(図5(d)参照)。この第2スパッタ膜423cは、第1スパッタ膜423aと同様、マグネトロンスパッタ装置を用いて膜厚が0.15μmとなるように形成する。この結果、トータル膜厚が0.7μmの高誘電体層423がニッケル箔421上に形成される。ここで、第2スパッタ膜423cは膜厚が薄いため、表面にピット450が発生したとしてもそのピット450は小さくて浅いものに過ぎない。また、ゾル−ゲル膜423bは第1及び第2スパッタ膜423a,423cで挟み込まれた状態となる。
その後、高誘電体層423の上に無電解めっきにより銅層を形成し、更にこの銅層上に電解めっき等で銅を10μm程度足すことにより、銅からなる金属膜(銅箔)422(対向電極)を形成する(図5(e)参照)。このように、金属膜(銅箔)422は、ゾル−ゲル膜423bの上に、第2スパッタ膜423cを介して設けられる。
以上のようにして、高誘電体シート420を得る。この高誘電体シート420を、−55℃で5分放置したあと125℃で5分放置するという操作を1サイクルとし、これを20サイクル行ったあとに割れ等の不具合が発生しなかったものを次工程に使用する。このようにして得られた高誘電体シート420の誘電特性は、INPEDANCE/GAIN PHASE ANALYZER(ヒューレットパッカード社製、品名:4194A)を用い、周波数1kHz、温度25℃、OSCレベル1Vという条件で測定したところ、その比誘電率は、1300である。なお、高誘電体層をチタン酸バリウムとしたが、それ以外にチタン酸ストロンチウム(SrTiO)、酸化タンタル(TaO、Ta)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛(PLZT)、チタン酸ジルコン酸ニオブ鉛(PNZT)、チタン酸ジルコン酸カルシウム鉛(PCZT)及びチタン酸ジルコン酸ストロンチウム鉛(PSZT)のいずれかにすることも可能である。
図4に戻り、高誘電体シート420を積層した作製途中の基板の所定位置にレーザによりスルーホール431、432を形成する(図4(c)参照)。即ち、コア基板20のうちグランド用の導体層22Gに対向する位置に、銅箔422と高誘電体層423とを貫通しニッケル箔421の表面に達するスルーホール431を形成する。そして、コア基板20のうち電源用の導体層22Pに対向する位置に、高誘電体シート420及び層間絶縁層410を貫通しコア基板20のうち電源用の導体層22Pの表面に達するようにスルーホール432を形成する。ここで、スルーホールの形成は、まず深いスルーホール432を形成し、続いて浅いスルーホール431を形成する。深さの調整はレーザショット数を変更することにより行う。
具体的には、スルーホール432の作成は、日立ビアメカニクス(株)製のUVレーザ にて、出力3〜10W、周波数25〜60kHz、ショット数62という条件で行う。スルーホール431の作成は、ショット数22とした以外は、スルーホール432の作成と同条件で行である。
その後、スルーホール431,432内にスルーホール充填用樹脂を充填し、80℃で1時間、120℃で1時間、150℃で30分乾燥することにより、ホール内樹脂433,434を充填する(図4(d)参照)。ここで、スルーホール充填用樹脂は、以下のようにして作製される。ビスフェノールF型エポキシモノマー(油化シェル製、分子量:310、商品名:E−807)100重量部と、イミダゾール硬化剤(四国化成製、商品名:2E4MZ−CN)6重量部を混合し、さらに、この混合物に対し、平均粒径1.6μmのSiO球状粒子170重量部を混合し、3本ロールにて混練することによりその混合物の粘度を、23±1℃において45000〜49000cpsに調整して、スルーホール充填用樹脂を得る。
次いで、ホール内樹脂433,434にスルーホール435,436を形成し、過マンガン酸溶液に浸漬して粗化し、その後、170℃で3時間乾燥硬化し完全硬化する(図6(a)参照)。ここで、スルーホール435は、ホール内樹脂433よりも小径であり、ホール内樹脂433、ニッケル箔421及び層間絶縁層410を貫通し導体層22Gの表面に達するスルーホールとする。もう一方のスルーホール436は、ホール内樹脂434よりも小径であり、ホール内樹脂434を貫通し導体層22Pに達するスルーホールとする。
また、スルーホール435はUVレーザ にて周波数25kHz、出力3W、52ショットという条件で形成する。スルーホール436は、COレーザにてφ1.4mmのマスク径を介して2.0mjのエネルギー密度、20μsecのパルス幅、2ショットという条件で形成する。
その後、基板表面に無電解銅めっき用の触媒を付与し、以下の無電解銅めっき液に浸漬して基板表面に0.6〜3.0μmの無電解銅めっき膜440を形成する(図6(b)参照)。なお、無電解銅めっき水溶液は以下の組成のものを使用する。即ち、硫酸銅:0.03mol/L、EDTA:0.200mol/L、HCHO:0.1g/L、NaOH:0.1mol/L、α,α'−ビピリジル:100mg/L、ポリエチレングリコール(PEG)0.1g/Lのものを使用する。
続いて、無電解銅めっき膜440の上に市販のドライフィルムを貼り付け、露光・現像によりスルーホール435の開口を囲むドーナツ状のめっきレジスト441を形成する(図7(a)参照)。そして、めっきレジスト非形成部に無電解銅めっき膜440からの厚さが25μmの電解銅めっき膜442を形成する(図7(b)参照)。
この結果、スルーホール435,436内はそれぞれ銅めっきで充填されるビアホール導体437,438となる。なお、電解銅めっき液は以下の組成のものを用いる。即ち、硫酸:200g/L、硫酸銅:80g/L、添加剤:19.5 ml/L(アトテックジャパン社製、カパラシドGL)のものを使用する。
また、電解銅めっきは以下の条件で行う。即ち、電流密度1A/dm、時間115分、温度23±2℃である。続いて、めっきレジスト441を剥がす(図7(c)参照)。そのめっきレジスト441で覆われていた部分の無電解銅めっき膜440を硫酸−過酸化水素系のエッチング液でエッチング(クイックエッチング)することにより除去する(図7(d)参照)。これにより、ビアホール導体437は、銅箔422とは電気的に非接続な状態となる。
以上の工程を経ることで、コア基板20の上に、コンデンサ部としての薄膜コンデンサ40が形成される。つまり、ニッケル箔421が、第1電極としての下部電極41となる。高誘電体層423が高誘電体層43となる。銅箔422、無電解銅めっき膜440及び電解銅めっき膜442のうち高誘電体層423より上の部分が、一体となり、第2電極としての上部電極42となる。また、ビアホール導体437が下部ビアホール導体45となり、ビアホール導体438が上部ビアホール導体48となる。
なお、高誘電体シート420にスルーホール431,432,435,436を設ける場合、アライメントマーク310を目安とすることで、簡易かつ正確にスルーホール431,432,435,436を設けることができる。アライメントマーク310はコア基板20の導体層22と同時に形成される。アライメントマーク310は絶縁層で覆われていることが好ましい。
また、アライメントマーク310は、コンデンサ部が積層される樹脂絶縁層の一つ下の樹脂絶縁層の上部に形成されていることが好ましい。または、アライメントマーク310は、コンデンサ部が積層される樹脂絶縁層の一つ下のコア基板20の上部に形成されていることが好ましい。
次に、電解銅めっき膜442を形成した作製途中の基板に対して、NaOH(10g/L)、NaClO(40g/L)、NaPO(6g/L)を含む水溶液を黒化浴(酸化浴)とする黒化処理、および、NaOH(10g/L)、NaBH(6g/L)を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、電解銅めっき膜442の表面に粗化面を形成する(図示せず)。その後、粗化面の上に樹脂絶縁シート480を真空ラミネータで温度50〜150℃、圧力0.5〜1.5MPaというラミネート条件下で貼り付け、150℃で3時間硬化させる(図8(a)参照)。
この樹脂絶縁シート480は、変成エポキシ系樹脂シート、ポリフェニレンエーテル系樹脂シート、ポリイミド系樹脂シート、シアノエステル系樹脂シート又はイミド系樹脂シートである。また、樹脂絶縁シート480は、熱可塑性樹脂であるポリオレフィン系樹脂やポリイミド系樹脂、熱硬化性樹脂であるシリコーン樹脂やSBR、NBR、ウレタン等のゴム系樹脂を含有していてもよいし、また、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の無機系の繊維状、フィラー状、扁平状のものが分散していてもよい。
そして、樹脂絶縁シート480の所定位置にCOレーザにてホール482を形成する(図8(b)参照)。その後、粗化処理を施して、無電解銅めっきを行う。次に、めっきレジストを積層し、露光・現像によりめっきレジストにパターン形成し、電解銅めっきによるパターンめっきを行う。そして、めっきレジストを剥離したあとエッチングにより無電解銅めっき膜のうちめっきレジストで覆われていた部分を除去し、BU導体層32を形成する(図8(c)参照)。
図8(c)において、樹脂絶縁シート480がBU絶縁層36となり、ホール482内のめっきがBUビアホール導体34となる。そして、図8(a)〜(c)の操作を繰り返すことによりビルドアップ部30(図2参照)を完成させる。このようにして、ビルドアップ部30の最上層には各パッド61,62,63を形成し、図1及び図2に示す多層プリント配線板10を得る。
以上詳述した本実施形態によれば、薄膜コンデンサ40となる高誘電体シート420の製法において、第1スパッタ膜423aを形成したときにその表面にピット450が発生したとしても、ゾル−ゲル溶液がそのピット450に入り込みピット450が埋められる。そして、ゾル−ゲル膜423bの上に第2スパッタ膜423cが形成されるが、高誘電体層43をスパッタ膜だけで形成する場合に比べて第2スパッタ膜423cは薄くなるから、第2スパッタ膜423cにピット450が発生したとしてもそのピット450は小さくて浅いものとなる。つまり、高誘電体層423のうちニッケル箔431とは反対側の面にピット450が発生していたとしても、そのピット450は高誘電体層423をスパッタ膜だけで形成する場合に比べて小さくて浅いものとなる。このため、ピット450に異種材料(銅などの金属や樹脂等)が入り込んだとしてもその異種材料によって大きな影響を受けることはない。
一方、ゾル−ゲル膜423bは第1及び第2スパッタ膜423a,423cに挟まれた構造であり外部に露出されることはない。そのため、ゾル−ゲル膜423bにピンホールが空いていたとしても、銅箔422の形成工程で使用するめっき液がそのピンホールに入り込むことはない。従って、薄膜コンデンサ40の高誘電体層43にクラックが発生するのを防止すると共に下部電極41と上部電極42との間でショートするのも防止することができる。
また、高誘電体層423の厚さが0.4〜3μmと薄いことから、薄膜コンデンサ40の静電容量が大きくできる。そのため、多層プリント配線板10に実装される半導体素子70が高速にオンオフしたときの電源電位の瞬時低下を抑える効果が大きくなる。
更に、第1及び第2スパッタ膜423a,423cの厚さが0.1μm以上とすることで、第1及び第2スパッタ膜423a,423cに挟み込まれるゾル−ゲル膜423bを周囲から確実に隔離することができる。
また、ゾル−ゲル膜423bを第1及び第2スパッタ膜423a,423cよりも厚くなるように形成していることから、第1及び第2スパッタ膜423a,423cに発生するピット450は一層小さくて浅いものとなるため、ピット450による不具合の発生を一層抑制することができる。なお、上述した実施形態では、第2スパッタ膜423cを第1スパッタ膜423aよりも薄くなるように形成していることから、不具合の発生をより一層抑制することができる。
そして、作製した直後の高誘電体シート420に対し、低温処理と高温処理とを複数回繰り返し行ったあと不具合の発生しなかったものを選別して次工程に利用する。そのため、不具合が発生するおそれのある高誘電体シート420を多層プリント配線板10に組み入れる前に排除することができる。従って、多層プリント配線板10に組み入れてしまってから排除する場合に比べてコスト面で有利となる。
(本発明の具体的一実施態様における配線基板の第2の実施の形態)
上述の実施の形態では、高誘電体シート420を熱硬化性絶縁フィルム430の上に貼り付けた。
実施形態2に係る多層プリント配線板10では、実施形態1と異なり、高誘電体シート420のかわりに、図10に示すような高誘電体シート520を用いる。高誘電体シート520は、ニッケル箔521の上にスパッタ法で形成されるスパッタ膜524を設け、さらにスパッタ膜524の上にゾルゲル法でゾルゲル膜523を設け、さらにゾルゲル膜523の上に銅箔522を設けたものである。
スパッタ膜524もゾルゲル膜523もBaTiOで形成されている。スパッタ膜524の厚さは0.2〜0.3μmであることが好ましい。ゾルゲル膜523の厚さも0.2〜0.3μmであることが好ましい。
スパッタ膜524とゾルゲル膜523とで構成される誘電体層を、スパッタ膜524の側からはイオン化傾向の大きい金属で形成された第1電極と、ゾルゲル膜523の側からはイオン化傾向の小さい金属で形成された第2電極とで、それぞれ挟持して形成されるコンデンサを内蔵した多層プリント配線板に電源PWから電圧を印加する。電圧は、第1電極を負極に第2電極を正極に印加する場合でも、若しくは、第1電極を正極に第2電極を負極に印加する場合でも、電極を形成する金属のマイグレーションを防止してコンデンサを内蔵するプリント配線板の絶縁抵抗の低下を起こりにくくしていると推察される。
(本発明の具体的一実施態様における配線基板の第3の実施の形態)
上述の実施形態では、薄膜コンデンサ40はコア基板上絶縁層26の上に積層された。実施形態3に係る多層プリント配線板10では、薄膜コンデンサ40は、図11に示すように、コア基板上絶縁層26に内蔵される。
薄膜コンデンサ40付近の拡大図である図12に示すように、第2電極42は、金属膜である銅箔422と、銅めっき膜と、を積層して形成される。該銅めっき膜は、無電解銅めっき膜440と電解銅めっき膜442とからなる。
銅箔422の上面と、樹脂絶縁層であるコア基板上絶縁層26の上面とは面一である。したがって、コンデンサ部40がコア基板上絶縁層26に内蔵されるとは、図12に示すように、第2電極42の無電解銅めっき膜440より下が、コア基板上絶縁層26に内蔵されるということである。
実施形態3に係る多層プリント配線板10の製造方法は、以下に示す通りである。まず、図13(a)に示すように、コア基板20を用意し、このコア基板20の上に真空ラミネータを用いて熱硬化性絶縁フィルム(味の素社性のABF−45SH)430を温度50〜150℃、圧力0.5〜1.5MPaというラミネート条件下で貼り付ける。コア基板上絶縁層26の厚みを厚く形成し、コア基板上絶縁層26に薄膜コンデンサ40が内蔵されるように、熱硬化性絶縁フィルム430は2枚貼り付けられる。なお、熱硬化性絶縁フィルム430は3枚以上貼り付けることも可能である。
続いて、ニッケル箔421と銅箔422とで高誘電体層423をサンドイッチした構造の高誘電体シート420を、半硬化状態の熱硬化性絶縁フィルム430の上に位置合わせして積層する。両者の位置合わせは、コア基板20の上に設けられているアライメントマーク310を位置合わせのための目印としてカメラで認識して行うことができる。
なお、図14に示すように、高誘電体シート420にアライメントマーク320、330が設けられていてもよい。ニッケル箔421の図14右端部にはアライメントマーク330が形成されている。このアライメントマーク330は、予めニッケル箔421にパターニングされたものである。また、銅箔422の図14左端部にはアライメントマーク320が形成されている。このアライメントマーク320は、高誘電体層423の上に無電解めっき及び電解めっきを施す際にパターニングすることにより形成できる。
高誘電体シート420とコア基板20、もしくは、熱硬化性絶縁フィルム430との位置合わせは、高誘電体シート420に形成されたアライメントマーク320、もしくは、アライメントマーク330とコア基板20上に形成されたアライメントマーク310を認識して行われる。アライメントマーク320とアライメントマーク310とを認識して行うこともできるし、また、アライメントマーク330とアライメントマーク310とを認識して行うこともできる。
その後、図13(b)に示すように、0.4MPa、170℃、2時間のプレス条件で真空プレスして、高誘電体シート420を半硬化状態の熱硬化性絶縁フィルム430に埋設させる。そして熱硬化性絶縁フィルム430を硬化させて層間絶縁層410とする。層間絶縁層410は、コア基板20の上に形成されるから、図11におけるコア基板上絶縁層26である。
後は、図4(c)から図8(c)まで、実施形態3に係る多層プリント配線板10の製造方法は実施形態1と同様である。
(その他の実施の形態)
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得る。
例えば、上述の実施の形態では、電源PWから、グランドライン73にグランド電位を、電源ライン71に正の電位をそれぞれ印加した。もっともこれに限定されない。電源PWから、グランドライン73に負の電位を印加し、電源ライン71に正の電位を印加する等してもよい。実施形態に係る発明の要点は、異なる金属から形成された電極を備えるコンデンサにおいて、イオン化傾向の大きい金属から構成された電極に相対的に低い電位を、イオン化傾向の小さい金属から構成された電極に相対的に高い電位を印加することにある。
また、例えば、上述した実施形態では、コア基板20の上に薄膜コンデンサ40を形成し該薄膜コンデンサ40の上にビルドアップ部30を形成した。もっともこれに限定されない。コア基板20の上にビルドアップ部30を形成し、該ビルドアップ部30の上に薄膜コンデンサ40を形成してもよい。
また、上述した実施形態では、下部電極41としてニッケルを用い、上部電極42として銅を用いた。もっともこれに限定されない。下部電極41に用いられる金属のイオン化傾向が、上部電極42に用いられる金属のイオン化傾向よりも大きいものであるかぎり、その他に白金、金、銀、スズ等の金属を用いてもよい。
さらには、上述の実施の形態では、下部電極41はニッケルの単層で、上部電極42は銅の単層で形成されている。もっともこれに限定されない。仮に下部電極41と上部電極42とが異なる種類の複数の金属からなる複数層で形成されている場合でも、イオン化傾向の大きい金属を負電荷が蓄積する電極へ、イオン化傾向の小さい金属を正電荷が蓄積する電極へ配置することで、マイグレーション現象を起こりにくくすることができる。
上述した実施形態では、マグネトロンスパッタ装置を用いてスパッタリングを行ったが、3極スパッタリング装置やイオンビームスパッタ装置を用いてもよい。
上述した実施形態では、BUビアホール導体34の断面形状をコップ状(いわゆるコンフォーマルビア)としたが、コップ内に金属や導電性樹脂を充填したいわゆるフィルドビアとしてもよい。
上述の実施の形態では、ゾルゲル法で形成した高誘電体層43をニッケル電極と銅電極とで挟持した構造を採用し、ニッケル電極に相対的に低い電圧、銅電極に相対的に高い電圧を印加することにより、電極のマイグレーションを防止したが、他のマイグレーション防止手法も可能である。
例えば、ゾルゲル法で形成した高誘電体層43の上にスパッタリングなどにより形成した相対的に緻密な薄い高誘電体膜を形成し、スパッタ膜側にイオン化傾向の大きい金属からなる電極(例えばニッケル電極)を、ゾルゲル膜側にイオン化傾向の小さい金属からなる電極(例えば銅電極)を配置する構成としてもよい。この手法では、印加電圧の極性にかかわらず、電極のマイグレーションを効果的に防止できる。
下部電極41をニッケルで形成し、上部電極42を銅で形成し、高誘電体層43としてはゾルゲル法で作成したゾルゲル膜を用いたコンデンサを有する多層プリント配線板に対して、電源PWからグランドライン73にグランド電位と、電源ライン71に正の電位とを印加して、コンデンサを内蔵するプリント配線板の絶縁抵抗値を測定した。
比較例1は、下部電極41を正極、上部電極42を負極として使用した。測定条件は印加電圧を2ボルト、印加時間は60秒であった。比較例1の絶縁抵抗値は10の1〜2乗オーダーであった。
実施例1では、下部電極41を負極、上部電極42を正極として使用した。測定条件は比較例1と同様である。実施例1の絶縁抵抗値は10の10乗オーダー以上の大変優れた絶縁抵抗値を測定できた。
なお、この実施例では、誘電体層43としてゾルゲル法で作成したゾルゲル膜を用いたが、誘電体層43としてスパッタ膜−ゾルゲル膜−スパッタ膜を用いた場合でも、実施例に係る絶縁抵抗値は10の10乗オーダー以上の大変優れた絶縁抵抗値を測定できた。
次に、下部電極41をニッケルで形成し、上部電極42を銅で形成し、誘電体層43としては、下部電極41側にはスパッタ膜を上部電極42側にはゾルゲル膜を用いてコンデンサを形成した。そして、そのようなコンデンサを有する多層プリント配線板に対して、電源PWからグランドライン73にグランド電位と、電源ライン71に正の電位とを印加して、コンデンサの絶縁抵抗値を測定した。測定条件は印加電圧を2ボルト、印加時間は60秒であった。
下部電極41を正極、上部電極を負極とする場合でも、下部電極41を負極、上部電極を正極とする場合でも、絶縁抵抗値は10の10乗オーダー以上の大変優れた絶縁抵抗値を測定できた。
本出願は、2007年4月18日にされた、日本国特許出願特願2007−109828に基づく。本明細書中に、その明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照して取り組むものとする。
本発明は、電極のマイグレーションの起こりにくいコンデンサ部を有する多層プリント配線板として利用できる。

Claims (19)

  1. コア基板と、
    前記コア基板に積層された樹脂絶縁層と、
    誘電体層と、前記誘電体層を挟んで対向する、負電荷を蓄積する第1電極と正電荷を蓄積する第2電極と、から形成されるコンデンサ部と、を有し、
    前記第1電極を形成する金属のイオン化傾向は、前記第2電極を形成する金属のイオン化傾向よりも大きい、
    ことを特徴とする多層プリント配線板。
  2. 前記コンデンサ部は、前記樹脂絶縁層の上に設けられる、
    ことを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線板。
  3. 前記第1電極を形成する金属は、ニッケルであり、
    前記第2電極を形成する金属は、銅である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の多層プリント配線板。
  4. 前記誘電体層は、スパッタリングによる第1スパッタ膜、ゾル−ゲル法によるゾル−ゲル膜、スパッタリングによる第2スパッタ膜を順次積層したものである、
    ことを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線板。
  5. 前記誘電体層は、前記第1電極側に形成されるスパッタリングによるスパッタ膜と、前記第2電極側に形成されるゾル−ゲル法によるゾル−ゲル膜と、からなる、
    ことを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線板。
  6. 前記コア基板には、スルーホール導体が形成されている、
    ことを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線板。
  7. 前記コンデンサ部の上に、複数のビルドアップ層が設けられる、
    ことを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線板。
  8. 前記コンデンサ部に、前記第1電極と電気的に接続されている第1のビアホール導体、及び、前記第2電極と電気的に接続されている第2のビアホール導体、を設けるとともに、
    前記コア基板上に形成され、前記第1のビアホール導体と電気的に接続している第1の導体層と、
    前記コア基板上に形成され、前記第2のビアホール導体と電気的に接続している第2の導体層と、を有する、
    ことを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線板。
  9. 前記コア基板の上に、前記前記第1のビアホール導体及び前記第2のビアホール導体を形成する際のアライメントマークが設けられている、
    ことを特徴とする請求項8記載の多層プリント配線板。
  10. 前記樹脂絶縁層は、前記コンデンサ部を内蔵する、
    ことを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線板。
  11. 前記第2電極は、前記誘電体層の上に形成される金属膜と前記金属膜上に形成されるめっき膜とからなり、
    前記金属膜の上面は、前記樹脂絶縁層の上面にあり、前記金属膜の上面と前記樹脂絶縁層の上面とが面一になっている、
    ことを特徴とする請求項10記載の多層プリント配線板。
  12. コア基板を作成するコア基板作成工程と、
    前記コア基板に樹脂絶縁層を積層する樹脂絶縁層積層工程と、
    誘電体層を、負電荷を蓄積する第1電極と、前記第1電極を形成する金属のイオン化傾向よりも小さいイオン化傾向の金属から形成される、正電荷を蓄積する第2電極と、で挟んで形成されるコンデンサ部を設けるコンデンサ部作成工程と、を有する、
    ことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
  13. 前記コンデンサ部は、前記樹脂絶縁層の上に積層される、
    ことを特徴とする請求項12記載の多層プリント配線板の製造方法。
  14. 前記コンデンサ部作成工程は、
    前記第1電極にゾルゲル法でゾルゲル膜を形成した後に、600℃以上2000℃以下で焼成する工程と、
    前記ゾルゲル膜の上にさらに第2電極を形成する工程と、を有する、
    ことを特徴とする請求項12記載の多層プリント配線板の製造方法。
  15. 前記第1電極を形成する金属は、ニッケルであり、
    前記第2電極を形成する金属は、銅である、
    ことを特徴とする請求項12に記載の多層プリント配線板の製造方法。
  16. 前記コンデンサ部作成工程は、
    スパッタリングにより前記第1電極側にスパッタ膜を形成するとともに、ゾル−ゲル法により前記第2電極側にゾル−ゲル膜を形成することで、前記スパッタ膜と前記ゾル−ゲル膜とで誘電体層を形成する、
    ことを特徴とする請求項12記載の多層プリント配線板の製造方法。
  17. 前記コンデンサ部は、前記樹脂絶縁層に内蔵される、
    ことを特徴とする請求項12記載の多層プリント配線板の製造方法。
  18. 前記第2電極は、前記誘電体層の上に、金属膜を積層し、前記金属膜の上にめっき膜を積層することにより形成され、
    前記金属膜の上面と前記樹脂絶縁層の上面とが面一になるように、前記コンデンサ部は、前記樹脂絶縁層に内蔵される、
    ことを特徴とする請求項17記載の多層プリント配線板の製造方法。
  19. 前記コア基板の上に、アライメントマークを形成し、
    前記アライメントマークを、前記コンデンサ部と前記樹脂絶縁層との位置合わせのための目印とし、前記コンデンサ部を前記樹脂絶縁層へ内蔵させる、
    ことを特徴とする請求項17記載の多層プリント配線板の製造方法。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8115113B2 (en) 2007-11-30 2012-02-14 Ibiden Co., Ltd. Multilayer printed wiring board with a built-in capacitor
US20110048775A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 Ibiden Co., Ltd. Printed wiring board and method for manufacturing the same
US20120055706A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Printed circuit board and method of manufacturing the same
JP2012195389A (ja) * 2011-03-15 2012-10-11 Fujitsu Ltd 配線基板、配線基板ユニット、電子装置、及び配線基板の製造方法
JP2012216611A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Sony Corp 薄膜キャパシタ、実装基板およびその製造方法
WO2013146931A1 (ja) * 2012-03-30 2013-10-03 日立化成株式会社 多層配線板
JP2015095587A (ja) * 2013-11-13 2015-05-18 日本特殊陶業株式会社 多層配線基板
CN106031316B (zh) * 2014-02-21 2019-06-28 三井金属矿业株式会社 内置电容器层形成用覆铜层压板、多层印刷线路板以及多层印刷线路板的制造方法
TWI612857B (zh) * 2016-07-05 2018-01-21 欣興電子股份有限公司 電路板元件
JP6750462B2 (ja) 2016-11-04 2020-09-02 Tdk株式会社 薄膜コンデンサ及び電子部品内蔵基板
KR102299069B1 (ko) 2017-09-06 2021-09-07 후지필름 가부시키가이샤 약액 수용체
US11011315B2 (en) * 2018-06-20 2021-05-18 Tdk Corporation Thin film capacitor, manufacturing method therefor, and multilayer circuit board embedded with thin film capacitor
JP7419738B2 (ja) * 2018-10-29 2024-01-23 Tdk株式会社 薄膜コンデンサ及びこれを内蔵する回路基板
CN109637981B (zh) * 2018-11-20 2021-10-12 奥特斯科技(重庆)有限公司 制造部件承载件的方法、部件承载件以及半制成产品

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0632613A (ja) * 1992-07-16 1994-02-08 Rohm Co Ltd 複合酸化物薄膜の製造方法
JPH07254764A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Toyota Motor Corp 配線基板のマイグレーション防止構造及び装置
JP2001177004A (ja) * 1999-12-17 2001-06-29 Shinko Electric Ind Co Ltd 多層配線基板、多層配線基板の製造方法、及び半導体装置
JP2006135036A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd キャパシタ層形成材及びそのキャパシタ層形成材を用いて得られる内蔵キャパシタ層を備えたプリント配線板
JP2006140454A (ja) * 2004-10-08 2006-06-01 Rohm & Haas Electronic Materials Llc コンデンサ構造
WO2006134977A1 (ja) * 2005-06-15 2006-12-21 Ibiden Co., Ltd. 多層プリント配線板

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5709979A (en) * 1994-10-21 1998-01-20 Sheldahl, Inc. Printed wiring board with photoimageable dielectric base substrate and method of manufacture therefor
JP3049214B2 (ja) * 1997-03-04 2000-06-05 イビデン株式会社 配線板の製造方法
US7038310B1 (en) * 1999-06-09 2006-05-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power module with improved heat dissipation
JP3976954B2 (ja) 1999-08-27 2007-09-19 新光電気工業株式会社 多層配線基板の製造方法及び半導体装置
KR101084525B1 (ko) * 1999-09-02 2011-11-18 이비덴 가부시키가이샤 프린트배선판 및 그 제조방법
US6775150B1 (en) * 2000-08-30 2004-08-10 Intel Corporation Electronic assembly comprising ceramic/organic hybrid substrate with embedded capacitors and methods of manufacture
JP2003152317A (ja) * 2000-12-25 2003-05-23 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板
JP2002314218A (ja) * 2001-04-18 2002-10-25 Hitachi Ltd ガラス基板を含む電気回路基板とその加工方法及び加工装置
US6610417B2 (en) * 2001-10-04 2003-08-26 Oak-Mitsui, Inc. Nickel coated copper as electrodes for embedded passive devices
JP3910908B2 (ja) * 2002-10-29 2007-04-25 新光電気工業株式会社 半導体装置用基板及びこの製造方法、並びに半導体装置
JP4700332B2 (ja) 2003-12-05 2011-06-15 イビデン株式会社 多層プリント配線板
CN100576979C (zh) 2004-06-25 2009-12-30 揖斐电株式会社 印刷配线板及其制造方法
US20060000542A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Yongki Min Metal oxide ceramic thin film on base metal electrode
JP4512497B2 (ja) * 2005-01-31 2010-07-28 イビデン株式会社 コンデンサ内蔵パッケージ基板及びその製法
US7539005B2 (en) * 2005-07-29 2009-05-26 Tdk Corporation Dielectric film production process and capacitor
TW200746940A (en) * 2005-10-14 2007-12-16 Ibiden Co Ltd Printed wiring board
TW200730042A (en) 2005-10-14 2007-08-01 Ibiden Co Ltd Method for manufacturing high-dielectric sheet
US7525140B2 (en) * 2005-12-14 2009-04-28 Intel Corporation Integrated thin film capacitors with adhesion holes for the improvement of adhesion strength
US7336501B2 (en) * 2006-06-26 2008-02-26 Ibiden Co., Ltd. Wiring board with built-in capacitor
US20080017407A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Ibiden Co., Ltd. Interposer and electronic device using the same
JP2010087499A (ja) 2008-09-30 2010-04-15 Ibiden Co Ltd コンデンサ装置の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0632613A (ja) * 1992-07-16 1994-02-08 Rohm Co Ltd 複合酸化物薄膜の製造方法
JPH07254764A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Toyota Motor Corp 配線基板のマイグレーション防止構造及び装置
JP2001177004A (ja) * 1999-12-17 2001-06-29 Shinko Electric Ind Co Ltd 多層配線基板、多層配線基板の製造方法、及び半導体装置
JP2006140454A (ja) * 2004-10-08 2006-06-01 Rohm & Haas Electronic Materials Llc コンデンサ構造
JP2006135036A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd キャパシタ層形成材及びそのキャパシタ層形成材を用いて得られる内蔵キャパシタ層を備えたプリント配線板
WO2006134977A1 (ja) * 2005-06-15 2006-12-21 Ibiden Co., Ltd. 多層プリント配線板

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