JP6634696B2 - コンデンサを有するプリント基板の製造方法 - Google Patents

Description

本願は、コンデンサを有するプリント基板、電子機器および製造方法に関する。

電子機器には、電子部品を実装したプリント基板が内蔵されている。また、プリント基板には、例えば、信号のノイズをカットするためにコンデンサが実装されることがある。コンデンサには、例えば、セラミックの誘電体を用いた小型のチップ型コンデンサがある。

ところで、電子機器は、小型化の一途を辿っている。そこで、プリント基板に実装するコンデンサも小型化が望まれる。しかし、プリント基板に実装する部品を小型化すると、アセンブリ工場で用いるマウンタを高精度化することになる。そこで、近年では、例えば、コンデンサを埋め込んだプリント基板が提案されている（例えば、特許文献１−２を参照）。

特開２００８−２８１８８号公報 特開２０００−１８８４４８号公報

基板に設けられた穴の内周面に筒状に外側電極が形成され、外側電極の内側に誘電体となる材料が充填され、誘電体を貫通するように棒状の内側電極が形成されたコンデンサを設けたプリント基板では、例えば、プリント基板に実装される電子部品の端子が内側電極の端部に実装される。しかし、プリント基板に設けられたコンデンサへの信号の入出力経路が、例えば、内側電極の端部に設けられるランドのようなプリント基板の最外層からの場合、信号にノイズが入りやすい。また、多数の配線層を有するプリント基板にコンデンサが形成される場合に、コンデンサへの信号の入出力経路がプリント基板の最外層に限られると、所望の配線層の配線にコンデンサを繋ぐことができない。

そこで、本願は、多層配線基板として形成される場合であっても任意の配線層の配線と繋ぐことが可能なコンデンサを有するプリント基板、電子機器および製造方法を開示する。

本願は、次のようなコンデンサを有するプリント基板を開示する。すなわち、本願で開示するコンデンサを有するプリント基板は、基板に設けられた穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体である第１の電極と、第１の電極の内側を埋める誘電体と、少なくとも誘電体を貫通する穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体であり、第１の電極と中心軸が同心の第２の電極と、を備える。

また、本願は、上記のコンデンサを有するプリント基板を備えた電子機器を開示する。

また、本願は、次のようなコンデンサを有するプリント基板の製造方法を開示する。すなわち、本願で開示する製造方法は、基板に設けられた穴の内周面沿いに、筒状の電気伝導体である第１の電極を形成する工程と、第１の電極の内側を誘電体で埋める工程と、少
なくとも誘電体を貫通する穴の内周面沿いに、筒状の電気伝導体であって第１の電極と中心軸が同心の第２の電極を形成する工程と、を有する。

上記のコンデンサを有するプリント基板、電子機器および製造方法であれば、多層配線基板として形成される場合であっても任意の配線層の配線と繋ぐことが可能である。

図１は、第１実施形態に係るプリント基板の内部構造の一部を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。 図２は、第１実施形態に係るプリント基板の上面図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。 図３は、比較例に係るプリント基板の内部構造の一部を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。 図４は、第１実施形態のプリント基板の第１変形例を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。 図５は、第１実施形態のプリント基板の第２変形例を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。 図６は、第２実施形態に係るプリント基板の内部構造の一例を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。 図７は、第２実施形態のプリント基板の変形例を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。 図８は、第３実施形態に係るプリント基板の内部構造の一例を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。 図９Ａは、第１実施形態のプリント基板の製造方法を示す第１の図である。 図９Ｂは、第１実施形態のプリント基板の製造方法を示す第２の図である。 図９Ｃは、第１実施形態のプリント基板の製造方法を示す第３の図である。

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るプリント基板の内部構造の一部を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。また、図２は、第１実施形態に係るプリント基板の上面図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。

第１実施形態に係るプリント基板１０は、図１に示すように、８つの配線層（Ｌ１〜Ｌ８）を有する多層配線基板であり、各種の電子機器に内蔵される基板である。プリント基板１０は、４つの配線層（Ｌ１〜Ｌ４）を形成する多層配線基板である第１の基板１１と、４つの配線層（Ｌ５〜Ｌ８）を形成する多層配線基板である第２の基板１２とを樹脂で貼り合わせた基板である。よって、プリント基板１０には、配線層Ｌ４と配線層Ｌ５との間に樹脂層１３が備わっている。プリント基板１０が内蔵される電子機器としては、例えば、サーバシステムやネットワークシステム機器、ノート型パーソナルコンピュータ、スマートフォン、家庭用電気製品、医療機器、ゲーム機、車載機器、航空機器など、あらゆるエレクトロニクス製品が挙げられる。

プリント基板１０は、外側電極１４（本願でいう「第１の電極」の一例である）を備える。外側電極１４は、第１の基板１１を貫通する穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体である。第１の基板１１には第２の基板１２が貼り合わされ、外側電極１４の下端が第２の基板１２で覆われているため、外側電極１４は、いわゆるＩＶＨ（Interstitial
Via Hole）ビアのような形態を呈している。

また、プリント基板１０は、外側電極１４の内側に誘電体１５を備える。誘電体１５は、外側電極１４の内側を埋めるように形成されている。誘電体１５は、適宜の誘電率を有する非導電性の材料で形成される。誘電体１５は、プリント基板の製造において用いられるドリルやレーザ等の加工装置類で穴を開けることが可能な材料であることが好ましい。

また、プリント基板１０は、内側電極１６（本願でいう「第２の電極」の一例である）を備える。内側電極１６は、誘電体１５の中心部と樹脂層１３と第２の基板１２とを貫通する穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体である。すなわち、内側電極１６は、プリント基板１０を貫通する穴の内周面に形成されている。よって、プリント基板１０を貫通する穴の内周面沿いに形成される内側電極１６は、いわゆるＴＳＶ（Through Silicon Via）のような形態を呈している。

上述した外側電極１４と内側電極１６と誘電体１５は、コンデンサ１７を形成する。すなわち、外側電極１４と内側電極１６との間に電位差が生じると、コンデンサ１７に電荷が蓄えられる。

本第１実施形態に係るプリント基板１０の効果を検証したので、検証結果を以下に示す。例えば、誘電率が４．３の材料を誘電体１５として用い、コンデンサ１７の容量を１ｐＦにする場合、外側電極１４の長さと直径、および内側電極１６の直径は以下のようになる。

図３は、比較例に係るプリント基板の内部構造の一部を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。

比較例に係るプリント基板１００は、図３に示すように、８つの配線層（Ｌ１〜Ｌ８）を有する多層配線基板であり、各種の電子機器に内蔵される基板である。プリント基板１００は、４つの配線層（Ｌ１〜Ｌ４）を形成する多層配線基板である第１の基板１０１と、４つの配線層（Ｌ５〜Ｌ８）を形成する多層配線基板である第２の基板１０２とを樹脂で貼り合わせた基板である。よって、プリント基板１００には、配線層Ｌ４と配線層Ｌ５との間に樹脂層１０３が備わっている。

本比較例に係るプリント基板１００は、第１の基板１０１の下面に形成される上側電極１０４と、第２の基板１０２の上面に形成される下側電極１０６とを、誘電体として機能する樹脂層１０３を挟んで対向配置している。上側電極１０４と下側電極１０６と樹脂層
１０３は、コンデンサ１０７を形成する。すなわち、上側電極１０４と下側電極１０６との間に電位差が生じると、コンデンサ１０７に電荷が蓄えられる。

本比較例に係るプリント基板１００において、誘電率が４．３の材料を樹脂層１０３として用い、容量が１ｐＦのコンデンサ１０７を実現する場合、上側電極１０４と下側電極１０６の各直径が２．６ｍｍ（上側電極１０４と下側電極１０６との隙間が０．２ｍｍの場合）になる。よって、１ｐＦのコンデンサを実現する場合、実施形態のコンデンサ１７がプリント基板１０において占める面積の、比較例のコンデンサ１０７がプリント基板１００において占める面積に対する比率は、以下のようになる。

上記の表に示すとおり、本第１実施形態のプリント基板１０は、比較例のプリント基板１００のコンデンサ１０７よりも極めて小さい面積で同容量のコンデンサ１７を実現できることが判る。

なお、直径２．６ｍｍの円の大きさは、プリント基板の表面に実装される標準的な１００５サイズ（１ｍｍ×０．５ｍｍ）のセラミックコンデンサより大きい。よって、上側電極１０４や下側電極１０６の面積を１００５サイズのセラミックコンデンサより小さくするには、上側電極１０４と下側電極１０６との隙間を縮めることが考えられるが、例えば、上側電極１０４と下側電極１０６を直径１．１２ｍｍにして１００５サイズのセラミックコンデンサの大きさの範囲内に収めるには、上側電極１０４と下側電極１０６との隙間を３７μｍに以下にすることが求められる（誘電率が４．３の場合）。しかし、上側電極１０４と下側電極１０６との隙間が３７μｍに以下になると、誘電体である樹脂が薄すぎて両電極間の絶縁が保たれない。また、誘電体の材料を変更して、上側電極１０４と下側電極１０６との隙間を０．２ｍｍのままで保つには、誘電率が２３の誘電体を形成することが求められるが、プリント基板の材料として採用される樹脂でこのような誘電率のものは存在しない。また、樹脂層１０３は、コンデンサ１０７の形成が主目的ではない。すなわち、プリント基板１００は、強度や信頼性の向上を図るために第１の基板１０１と第２の基板１０２とを貼り合わせた構造が採用されているのであり、誘電率の向上を目的とする樹脂層１０３の材料の変更は難しい。

一方、本第１実施形態のプリント基板１０は、特殊な製造プロセスや材料を用いずに、従来から用いられている製造手法等を用いて製造できる。そして、本第１実施形態のプリント基板１０は、省スペースのコンデンサ１７を使って、プリント基板１０の配線を流れる交流信号のノイズをカットすることができる。本第１実施形態のプリント基板１０は、コンデンサ１７の外側電極１４や内側電極１６を任意の配線層に繋ぐことができるので、ノイズの影響を受けにくい中間の配線層の配線に流す高速伝送のノイズカットに好適である。

また、本第１実施形態のプリント基板１０は、セラミックコンデンサの代わりにコンデンサ１７が設けられているので、セラミックコンデンサの部品代を削減できる。また、プ
リント基板１０は、セラミックコンデンサの代わりにコンデンサ１７が設けられているので、セラミックコンデンサをマウンタで基板表面に実装する工程が不要であり、ＳＭＴ（Surface mount technology）実装に要する時間を短縮できる。また、プリント基板１０は、セラミックコンデンサをマウンタで基板表面に実装する工程が不要なので、例えば、セラミックコンデンサが立ち上がったような状態で実装されるいわゆるマンハッタン現象のような不具合も生じず、不具合を直すリペア作業の抑制を図ることができる。また、プリント基板１０のコンデンサ１７の容量は、外側電極１４や内側電極１６が形成される穴の径を増減したり、誘電体１５の材料を誘電率の異なるものに置き換えたりすれば、適宜変更できる。よって、様々な容量のセラミックコンデンサを調達しなくても、試作後や量産開始前といった適宜のタイミングで容量の設計変更が容易に可能であり、調達した部品の買い直し等が不要である。また、プリント基板１０は、コンデンサ１７が配線にはんだを介して繋がっていないので、セラミックコンデンサの実装に用いられるはんだや導電性接着剤の接合寿命が電子機器に及ぼす影響を無視できる。また、プリント基板１０は、コンデンサ１７を基板の内部に形成しているので、基板の表面に実装されたセラミックコンデンサを破損させ得る取扱い（基板の曲げや落下による撓み）を前提とする製品を実現できる。

なお、図１に示すように、本第１実施形態では外側電極１４が第１の基板１１の配線層Ｌ１の配線に繋がっているが、外側電極１４は、第１の基板１１に形成されている４つの配線層（Ｌ１〜Ｌ４）のうち何れかの配線層の配線に繋がっていればよく、例えば、配線層Ｌ１に代えて配線層Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の何れかの配線層の配線に繋がっていてもよい。図４は、第１実施形態のプリント基板１０の第１変形例を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。第１実施形態のプリント基板１０は、例えば、図４に示す第１変形例のプリント基板１０’のように、外側電極１４に配線層Ｌ１ではなく配線層Ｌ２の配線が繋がっていてもよい。

また、図１に示すように、本第１実施形態では内側電極１６が第２の基板１２の配線層Ｌ７の配線に繋がっているが、内側電極１６は、第２の基板１２に形成されている４つの配線層（Ｌ５〜Ｌ８）のうち何れかの配線層の配線に繋がっていればよく、例えば、配線層Ｌ７に代えて配線層Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８の何れかの配線層の配線に繋がっていてもよい。

また、本第１実施形態では、第１の基板１１と第２の基板１２とを樹脂で貼り合わせてプリント基板１０を形成しているが、プリント基板１０は、２つの基板を樹脂で貼り合わせたものに限定されるものではない。プリント基板１０は、３つ以上の基板を貼り合わせたものであってもよい。

また、本第１実施形態では、第１の基板１１に外側電極１４が形成されているが、外側電極１４は、第１の基板１１ではなく第２の基板１２に形成されていてもよい。外側電極１４が第２の基板１２に形成されたプリント基板は、図１に示すプリント基板１０の上下が逆転した形態を採ることになる。

また、本第１実施形態では、内側電極１６の内側が空間になっていたが、内側電極１６の内側には、銅等の導電体が充填されていてもよいし、樹脂等の非導電体が充填されていてもよい。

また、本第１実施形態では、４つの配線層（Ｌ１〜Ｌ４）を有する第１の基板１１と、４つの配線層（Ｌ５〜Ｌ８）を有する第２の基板１２とを貼り合わせてプリント基板１０を形成しているが、プリント基板１０は、適宜の層数の配線層を有する基板同士を貼り合わせたものであってもよい。また、プリント基板１０は、配線層数の相違する基板同士を貼り合わせたものであってもよい。図５は、第１実施形態のプリント基板１０の第２変形
例を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。第１実施形態のプリント基板１０は、例えば、図５に示す第２変形例のプリント基板１０”のように、第１の基板１１に３つの配線層（Ｌ１〜Ｌ３）が形成されており、第２の基板１２に５つの配線層（Ｌ４〜Ｌ８）が形成されている。そして、第２変形例のプリント基板１０”の内側電極１６には配線層Ｌ４の配線が繋がっている。適宜の層数の配線層を有する基板同士を貼り合わせてプリント基板１０を形成すれば、内側電極１６を電気的に繋ぐことができる配線層の選択の自由度が広がる。

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態に係るプリント基板の内部構造の一例を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。

第２実施形態に係るプリント基板２０は、図６に示すように、８つの配線層（Ｌ１〜Ｌ８）を有する多層配線基板であり、各種の電子機器に内蔵される基板である。

プリント基板２０は、外側電極２４（本願でいう「第１の電極」の一例である）を備える。外側電極２４は、プリント基板２０を貫通する穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体である。また、プリント基板２０は、外側電極２４の内側に誘電体２５を備える。誘電体２５は、外側電極２４の内側を埋めるように形成されている。また、プリント基板２０は、内側電極２６（本願でいう「第２の電極」の一例である）を備える。内側電極２６は、誘電体２５の中心部を貫通する穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体である。外側電極２４および内側電極２６は、何れもプリント基板２０を貫通する穴の内周面に形成される。よって、プリント基板２０を貫通する穴の内周面沿いに形成される外側電極２４および内側電極２６は、いわゆるＴＳＶのような形態を呈している。

プリント基板２０は、筒状の内側電極２６の内側に挿入される導電性のピンであり、端部がＵ字状に形成されてプリント基板２０の配線層Ｌ８の配線と電気的に繋がるピン２８ａを備える。内側電極２６の内周面とピン２８ａとの隙間には、導電性材料であるはんだ２８ｂが充填されている。

上述した外側電極２４と内側電極２６と誘電体２５は、コンデンサ２７を形成する。すなわち、外側電極２４と内側電極２６との間に電位差が生じると、コンデンサ２７に電荷が蓄えられる。

本第２実施形態のプリント基板２０は、外側電極２４がプリント基板２０の一方の表面から他方の表面へ至るまで形成されているため、第１実施形態のプリント基板１０のコンデンサ１７よりも容量の大きいコンデンサ２７を容易に形成することができる。

また、本第２実施形態のプリント基板２０は、外側電極２４をプリント基板２０の任意の配線層の配線に繋ぐことができる。すなわち、本第２実施形態では、図６に示すように、外側電極２４がプリント基板２０の配線層Ｌ１の配線に繋がっているが、外側電極２４は、プリント基板２０に形成されている８つの配線層（Ｌ１〜Ｌ８）のうち何れかの配線層の配線に繋がっていればよく、例えば、配線層Ｌ１に代えて配線層Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４、Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８の何れかの配線層の配線に繋がっていてもよい。

また、本第２実施形態では、８つの配線層（Ｌ１〜Ｌ８）を１つに積層した積層体であるプリント基板２０を形成しているが、プリント基板２０は、適宜の層数の配線層を有する基板同士を樹脂で貼り合わせたものであってもよい。

ところで、内側電極２６に挿入される導電性のピン２８ａは、プリント基板２０の配線
層Ｌ８の配線と繋がっていたが、プリント基板２０の配線層Ｌ８以外の配線層（Ｌ１〜Ｌ７）の配線と繋がっていてもよい。図７は、第２実施形態のプリント基板２０の変形例を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。

本変形例に係るプリント基板２０’は、図７に示すように、プリント基板２０’のうち外側電極２４’とは異なる位置に設けられた他の穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体であり、プリント基板２０’の配線層Ｌ５の配線および内側電極２６’と電気的に繋がる導体２９’（本願でいう「他穴の導体」の一例である）を備える。導体２９’には、一端が内側電極２６’に挿入されたＵ字状のピン２８ａ’の他端が挿入され、導体２９’の内周面とピン２８ａ’との隙間には、導電性材料であるはんだ２８ｂ’が充填されている。

本変形例に係るプリント基板２０’は、外側電極２４’を任意の配線層の配線と繋ぐことができるのみならず、内側電極２６’も任意の配線層の配線と繋ぐことができる。

＜第３実施形態＞
図８は、第３実施形態に係るプリント基板の内部構造の一例を示した図であり、主にコンデンサの部分を示した図である。

本第３実施形態に係るプリント基板３０は、図８に示すように、８つの配線層（Ｌ１〜Ｌ８）を有する多層配線基板であり、各種の電子機器に内蔵される基板である。プリント基板３０は、６つの配線層（Ｌ２〜Ｌ７）を形成する多層配線基板である基板３１に、基板３１の上面に積層されて配線層Ｌ１を形成する上側ビルドアップ層３２Ｕと、基板３１の下面に積層されて配線層Ｌ８を形成する下側ビルドアップ層３２Ｌとを更に設けた基板である。

プリント基板３０は、外側電極３４（本願でいう「第１の電極」の一例である）を備える。外側電極３４は、プリント基板３０を貫通する穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体である。また、プリント基板３０は、外側電極３４の内側に誘電体３５を備える。誘電体３５は、外側電極３４の内側を埋めるように形成されている。また、プリント基板３０は、内側電極３６（本願でいう「第２の電極」の一例である）を備える。内側電極３６は、誘電体３５の中心部を貫通する穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体である。外側電極３４および内側電極３６は、何れもプリント基板３０を貫通する穴の内周面に形成される。そして、外側電極３４と誘電体３５と内側電極３６がコンデンサ３７を実現する。

また、プリント基板３０は、プリント基板３０のうち外側電極３４とは異なる位置に設けられた他の穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体であり、プリント基板３０の配線層Ｌ５の配線および内側電極３６と電気的に繋がる導体３９（本願でいう「他穴の導体」の一例である）を備える。導体３９および内側電極３６は、下側ビルドアップ層３２Ｌに形成されている配線層Ｌ８の配線３２ＬＨを介して電気的に繋がっている。

本第３実施形態に係るプリント基板３０は、コンデンサ３７を形成する外側電極３４のみならず、コンデンサ３７を形成する内側電極３６についてもプリント基板３０の任意の配線層と電気的に繋ぐことができる。

なお、上記各実施形態のプリント基板１０，２０，３０は、如何なる方法で製造されるものであってもよい。例えば、本第１実施形態のプリント基板１０は、以下のような方法により製造可能である。

図９Ａは、第１実施形態のプリント基板１０の製造方法を示す第１の図である。プリント基板１０の製造においては、第１の基板１１となる板状の第１の部材１１Ｓが用意される（図９Ａ（Ａ）を参照）。なお、第１の部材１１Ｓには、配線層Ｌ１，Ｌ４に相当する銅箔Ｄ１，Ｄ４が表面に形成されており、また、配線層Ｌ２，Ｌ３に相当する配線が既に形成されている。第１の部材１１Ｓが用意された後は、第１の部材１１Ｓを厚み方向に沿って貫通する第１の穴１１Ｈが形成される（図９Ａ（Ｂ）を参照）。第１の穴１１Ｈが形成された後は、第１の部材１１Ｓにめっきが施される。第１の部材１１Ｓにめっきが施されると、第１の穴１１Ｈの内周面沿いに筒状の電気伝導体である外側電極１４が形成される（図９Ａ（Ｃ）を参照）。第１の穴１１Ｈに外側電極１４が形成された後は、外側電極１４の内側に誘電体１５となる樹脂１５Ｓが充填される（図９Ａ（Ｄ）を参照）。

図９Ｂは、第１実施形態のプリント基板１０の製造方法を示す第２の図である。外側電極１４の内側に樹脂１５Ｓが充填された後は、第１の部材１１Ｓに貼り合わされる他の部材であり、第２の基板１２となる板状の第２の部材１２Ｓが用意される。なお、第２の部材１２Ｓには、配線層Ｌ５，Ｌ８に相当する銅箔Ｄ５，Ｄ８が表面に形成されており、また、配線層Ｌ６，Ｌ７に相当する配線が既に形成されているものとする。そして、第１の部材１１Ｓと第２の部材１２Ｓの各貼り合わせ面の銅箔Ｄ４，Ｄ５に対し、パターニングが施される（図９Ｂ（Ａ）を参照）。銅箔Ｄ４，Ｄ５にパターニングが施された後は、第１の部材１１Ｓと第２の部材１２Ｓが、樹脂層１３となる樹脂製の板材１３Ｓを挟んで積み重なれる（図９Ｂ（Ｂ）を参照）。第１の部材１１Ｓと第２の部材１２Ｓが板材１３Ｓを挟んで積み重なれた後は、加熱された状態でプレスされ、第１の部材１１Ｓと第２の部材１２Ｓが板材１３Ｓを挟んで互いに圧着された状態になり、プリント基板１０となる積層体１０Ｓが形成される（図９Ｂ（Ｃ）を参照）。第１の部材１１Ｓと第２の部材１２Ｓがプレスされて積層体１０Ｓが形成された後は、外側電極１４の内側に充填されている樹脂１５Ｓの中心部と板材１３Ｓと第２の部材１２Ｓとを貫通する第２の穴１２Ｈが形成される（図９（Ｄ）を参照）。

ところで、第２の穴１２Ｈの位置や大きさは、コンデンサ１７の容量を左右する。よって、第２の穴１２Ｈの中心は、第１の穴１１Ｈの中心に一致することが望まれる。そこで、第２の穴１２Ｈを形成する際は、例えば、画像処理機能付きの加工設備を用いて外側電極１４の内周面の輪郭を円として捉え、その円の中心を狙ってドリルやレーザ光の位置決めを行うか、または、プリント基板１０に設けられる位置決め用の標識（基準穴や位置認識マーク）をコンデンサ１７から離れた位置（基板の隅等）ではなく、コンデンサ１７の近傍に設けて加工時の誤差を抑制することが望ましい。

図９Ｃは、第１実施形態のプリント基板１０の製造方法を示す第３の図である。第２の穴１２Ｈが形成された後は、積層体１０Ｓにめっきが施される。積層体１０Ｓにめっきが施されると、第２の穴１２Ｈの内周面沿いに筒状の電気伝導体である内側電極１６が形成される（図９Ｃ（Ａ）を参照）。積層体１０Ｓにめっきが施されると、内側電極１６と銅箔Ｄ１とが電気的に繋がった状態になっている。そこで、積層体１０Ｓにめっきが施された後は、積層体１０Ｓの表面（配線層Ｌ１側の面）が研磨される（図９Ｃ（Ｂ）を参照）。積層体１０Ｓの表面が研磨された後は、第１の部材１１Ｓの銅箔Ｄ１と第２の部材１２Ｓの銅箔Ｄ８に対し、パターニングが施され、プリント基板１０の完成に至る（図９Ｃ（Ｃ）を参照）。なお、積層体１０Ｓの表面が研磨される際の研磨量のばらつきを勘案すると、第１の部材１１Ｓの銅箔Ｄ１は厚いものの方が薄いものより研磨量のばらつきの影響を受けにくい。

コンデンサ１７，２７，３７は、以下のような容量の計算式にしたがって設計することが可能である。

なお、上記の数式において、ａは内側電極１６，２６，３６の半径に相当し、ｂは外側電極１４，２４，３４の半径に相当し、ｌは外側電極１４，２４，３４の長さに相当し、ε_０は誘電体１５，２５，３５の誘電率に相当する。

よって、例えば、サーバや通信装置などの大型機器に内蔵されるプリント基板に上記各実施形態のプリント基板１０，２０，３０を適用した場合、プリント基板に形成されるコンデンサ１７，２７，３７としては、例えば、以下のような容量のものを製造することができる。

また、例えば、小型の電子機器に内蔵されるプリント基板に上記各実施形態のプリント基板１０，２０，３０を適用した場合、プリント基板に形成されるコンデンサ１７，２７，３７としては、例えば、以下のような容量のものを製造することができる。

また、コンデンサ１７，２７，３７の容量を大きくしたい場合、例えば、誘電体１５，２５，３５の誘電率を上げることが考えられる。誘電体１５，２５，３５に適用する材料としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。

また、近年では、上記の樹脂の他に、誘電率が７〜８程度の樹脂も開発されている。容量を大きくするために、誘電率の高い誘電体セラミックなどを使用する場合、プリント基板１０，２０，３０の樹脂との相性やコンデンサ１７，２７，３７としての信頼性の検証を行うことが望ましい。また、上記のチタン酸バリウムは、ノイズカットのために数ｐＦ程度の容量が求められるような場合（例えば、バイパスコンデンサ（パスコンとも呼ばれる）の代替として使いたい場合）などには、誘電体１５，２５，３５として適用することを検討する価値がある材料である。また、チタン酸バリウムをフィラーとして樹脂に含有させたものを誘電体１５，２５，３５として適用し、誘電率を上げてノイズカット用のコンデンサ１７，２７，３７として用いることも考えられる。

表５に紹介したフェノール樹脂を誘電体１５，２５，３５として用いる場合、コンデンサ１７，２７，３７としては、例えば、以下のような容量のものを製造することができる。

すなわち、フェノール樹脂を誘電体１５，２５，３５として用いる場合、表４と表６とを見比べると明らかなように、各部のサイズが同じでありながら、容量が２倍以上あるコンデンサ１７，２７，３７を実現できることが判る。

また、コンデンサ１７の容量を大きくしたい場合、例えば、第１の基板１１を厚くすることが考えられる。高密度実装の製品を想定する場合、ドリルによって開けられる穴の長さは１．０ｍｍ程度だが、高密度の実装が要求されない場合は１．６ｍｍ程度の長さの穴を開けることも可能である。そこで、第１の基板１１の厚さを１．０ｍｍから１．６ｍｍへ変更した場合、コンデンサ１７としては、例えば、以下のような容量のものを製造することができる。

また、コンデンサ１７，２７，３７の容量を大きくしたい場合、例えば、誘電体１５，２５，３５を薄くすることが考えられる。誘電体１５，２５，３５として実現可能な薄さは、外側電極１４，２４，３４を作る際の穴と内側電極１６，２６，３６を作る際の穴の穴開け加工位置精度によって決まる。通常のプリント基板製造時に用いられるドリルマシーンだと、±０．１ｍｍの芯ブレがあり得るが、穴開け速度の調整や位置認識方式の変更などによるチューニングを行えば、±０．０５ｍｍ程度の芯ブレに収めることができる。また、高精度なドリルマシーンを開発すれば±０．０２５ｍｍ程度の芯ブレに収めることもできる。例えば、誘電体１５，２５，３５の厚さを０．１ｍｍから０．０５ｍｍへ変更した場合（内側穴径をΦ０．１５ｍｍからΦ０．２５ｍｍへ変更した場合）、コンデンサ１７，２７，３７としては、例えば、以下のような容量のものを製造することができる。

なお、フェノール樹脂を誘電体１５として用い、第１の基板１１の厚さを１．６ｍｍとし、誘電体１５の厚さを０．０５ｍｍにすると、コンデンサ１７としては、例えば、以下のような容量のものを製造することができる。

なお、本願は、以下の付記的事項を含む。
（付記１）
基板に設けられた穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体である第１の電極と、
前記第１の電極の内側を埋める誘電体と、
少なくとも前記誘電体を貫通する穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体であり、前記第１の電極と中心軸が同心の第２の電極と、を備える
コンデンサを有するプリント基板。
（付記２）
前記第１の電極は、第１の基板に設けられた穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体であり、
前記第２の電極は、前記第１の基板に貼り合わされる第２の基板と前記誘電体とを貫通する穴の内周面沿いに形成される筒状の電気伝導体である、
付記１に記載のコンデンサを有するプリント基板。
（付記３）
前記第１の基板および前記第２の基板は、何れも多層配線基板であり、
前記第１の電極は、前記第１の基板の何れかの配線層の配線と電気的に繋がり、
前記第２の電極は、前記第２の基板の何れかの配線層の配線と電気的に繋がる、
付記２に記載のコンデンサを有するプリント基板。
（付記４）
前記基板は、多層配線基板であり、
前記プリント基板は、前記基板のうち前記第１の電極とは異なる位置に設けられた他の穴に形成される電気伝導体であり、前記基板の何れかの配線層の配線および前記第２の電極と電気的に繋がる他穴の導体を更に備える、
付記１に記載のコンデンサを有するプリント基板。
（付記５）
前記第２の電極に挿入される導電性のピンであり、端部が前記基板の配線と電気的に繋がるピンと、
前記第２の電極の内周面と前記ピンとの隙間に充填される導電性材料と、を更に備える、
付記１または４に記載のコンデンサを有するプリント基板。
（付記６）
前記基板に更に積層される層であり、前記第２の電極の端部および前記他穴の導体の端部と電気的に繋がる配線を有する配線層と、を更に備える
付記４に記載のコンデンサを有するプリント基板。
（付記７）
付記１から６の何れか一項に記載のプリント基板を備えた電子機器。
（付記８）
基板に設けられた穴の内周面沿いに、筒状の電気伝導体である第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極の内側を誘電体で埋める工程と、
少なくとも前記誘電体を貫通する穴の内周面沿いに、筒状の電気伝導体であって前記第１の電極と中心軸が同心の第２の電極を形成する工程と、を有する
コンデンサを有するプリント基板の製造方法。
（付記９）
前記第１の電極を形成する工程では、第１の基板に設けられた穴の内周面沿いに前記第１の電極が形成され、
前記第２の電極を形成する工程では、前記第１の基板に貼り合わされる第２の基板と前記誘電体とを貫通する穴の内周面沿いに前記第２の電極が形成される、
付記８に記載のコンデンサを有するプリント基板の製造方法。
（付記１０）
前記第１の基板および前記第２の基板は、何れも多層配線基板であり、
前記第１の電極は、前記第１の基板の何れかの配線層の配線と電気的に繋がり、
前記第２の電極は、前記第２の基板の何れかの配線層の配線と電気的に繋がる、
付記９に記載のコンデンサを有するプリント基板の製造方法。
（付記１１）
前記基板は、多層配線基板であり、
前記プリント基板の、前記基板のうち前記第１の電極とは異なる位置に設けられた他の穴に、前記基板の何れかの配線層の配線および前記第２の電極と電気的に繋がる他穴の導体を形成する工程を更に有する、
付記８に記載のコンデンサを有するプリント基板の製造方法。
（付記１２）
前記第２の電極に、端部が前記基板の配線と電気的に繋がる導電性のピンを挿入する工程と、
前記第２の電極の内周面と前記ピンとの隙間に導電性材料を充填する工程と、を更に有する、
付記８または１１に記載のコンデンサを有するプリント基板。
（付記１３）
前記基板に更に積層される層であり、前記第２の電極の端部および前記他穴の導体の端部と電気的に繋がる配線を有する配線層を形成する工程を更に有する
付記１１に記載のコンデンサを有するプリント基板。

１０，２０，３０，１００・・プリント基板
１０Ｓ・・積層体
１１，１０１・・第１の基板
１１Ｓ・・第１の部材
１１Ｈ・・第１の穴
１２，１０２・・第２の基板
１２Ｓ・・第２の部材
１２Ｈ・・第２の穴
１３，１０３・・樹脂層
１３Ｓ・・板材
１４，２４，３４・・外側電極
１０４・・上側電極
１５，２５，３５・・誘電体
１５Ｓ・・樹脂
１６，２６，３６・・内側電極
１０６・・下側電極
１７，２７，３７，１０７・・コンデンサ
２８ａ・・ピン
２８ｂ・・はんだ
２９’，３９・・導体
３１・・基板
３２Ｕ・・上側ビルドアップ層
３２Ｌ・・下側ビルドアップ層
３２ＬＨ・・配線
Ｌ１〜Ｌ８・・配線層
Ｄ１〜Ｄ８・・銅箔

Claims (1)

1. 基板に設けられた穴の内周面沿いに、筒状の電気伝導体である第１の電極を形成する工程と、
   前記第１の電極の内側を誘電体で埋める工程と、
   少なくとも前記誘電体を貫通する穴の内周面沿いに、筒状の電気伝導体であって前記第１の電極と中心軸が同心の第２の電極を形成する工程と、を有し、
   前記第１の電極を形成する工程では、第１の基板に設けられた所定の内径の穴の内周面沿いに筒状の電気伝導体を形成し、
   前記第２の電極を形成する工程では、第２の基板が前記第１の基板に貼り合わされた状態で前記第２の基板と前記誘電体とを貫通することによって形成されており、前記所定の内径より小径の穴の内周面沿いに筒状の電気伝導体を形成する、
   コンデンサを有するプリント基板の製造方法。

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