WO2017085849A1 - 誘電体層を有するプリント配線板の製造方法 - Google Patents

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清水 俊行
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board having a dielectric layer.
  • a technique is known in which a capacitor structure is formed on the inner layer of a printed wiring board, particularly a multilayer printed wiring board, in the same manner as a circuit shape is formed using a copper clad laminate, and this is used as a built-in capacitor. Yes.
  • the capacitor structure in the inner layer portion of the multilayer printed wiring board, the capacitor disposed on the outer layer surface can be omitted, and the outer layer circuit can be miniaturized and the density can be increased. As a result, the number of surface-mounted components is reduced, and it becomes easy to manufacture a printed wiring board having a fine pitch circuit.
  • a multilayer printed wiring board having such a built-in capacitor is, for example, a double-sided copper-clad laminate comprising a pair of copper foil layers and a dielectric layer located between both copper foil layers as described in Patent Document 1 Is used to etch the copper foil layers on both sides into a capacitor electrode of a desired shape.
  • the double-sided copper-clad laminate described in the same document does not contain a reinforcing material such as glass cloth or resin film in the dielectric layer, so if the external force generated in the manufacturing process is excessively high, the dielectric layer Risk of damage.
  • the methods shown in FIGS. As a method for manufacturing a multilayer printed wiring board in which the dielectric layer is not damaged even when the dielectric layer does not contain a reinforcing material, for example, the methods shown in FIGS. As an example.
  • the support 100 is manufactured by laminating the carrier-attached copper foil 115 on each surface of the resin base material 121.
  • the copper foil with carrier 115 and the resin base material 121 are laminated so that the carrier 113 of the copper foil with carrier 115 faces the resin base material 121.
  • a copper foil 115 with a carrier having a dielectric layer 111 is laminated on each surface of the support 100 in this state.
  • the copper foil with carrier 115 is laminated with the support 100 such that the dielectric layer 111 faces the copper foil 112 of the support 100.
  • the dielectric layer 111 before lamination includes a thermosetting resin in a B stage state.
  • the carrier 113 of the carrier-attached copper foil 115 is peeled off to expose the copper foil 112 on the surface, and the exposed copper foil 112 is etched.
  • the conductor pattern 130 is formed as shown in FIG.
  • an insulating layer 135 is laminated on the formed conductor pattern 130, and a copper layer 137 is further laminated thereon.
  • peeling is performed between the copper foil 112 and the carrier 113 in the support 100.
  • a printed wiring board having a dielectric layer can be manufactured without damaging the dielectric layer 111.
  • the thermosetting resin contained in the dielectric layer 111 is in a B-stage state, which is caused by variations in the thickness of the support 100. Accordingly, the thickness of the dielectric layer 111 is likely to vary. Since the capacitance of the capacitor depends on the thickness of the dielectric layer, if the thickness of the dielectric layer 111 varies, the capacitance of the obtained capacitor also varies.
  • an object of the present invention is to improve a method for producing a printed wiring board having a dielectric layer, and more specifically, to provide a method for producing a printed wiring board in which variations in the thickness of the dielectric layer are unlikely to occur. .
  • the present invention is a method of manufacturing a printed wiring board having a dielectric layer having a thickness of 30 ⁇ m or less,
  • the first metal foil is laminated on one surface of the dielectric layer
  • the second metal foil is laminated on the other surface
  • the first carrier and the second metal foil are disposed on the first metal foil and the second metal foil via the release layer.
  • Prepare a metal-clad laminate in which the second carrier is laminated Using a pair of the metal-clad laminates, the metal-clad laminates and the resin substrates are placed on each surface of the resin substrate so that the first carrier in each metal-clad laminate faces the resin substrate.
  • Laminate to form a laminate Peeling the second carrier from the laminate to expose the second metal foil; Etching is performed on the exposed second metal foil to form a conductor pattern, While laminating an insulating layer on the formed conductor pattern, laminating a metal layer on the insulating layer, Thereafter, the laminate is peeled between the first carrier and the first metal foil,
  • the dielectric layer provides a method for manufacturing a printed wiring board having a dielectric layer, which does not include a fibrous material or a film-like material for reinforcing the dielectric layer.
  • the present invention also includes a resin base material, A first metal foil is laminated on one surface of a dielectric layer having a thickness of 30 ⁇ m or less, a second metal foil is laminated on the other surface, and a release layer is interposed between the first metal foil and the second metal foil.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a metal-clad laminate used in the production method of the present invention.
  • 2 (a) and 2 (b) are schematic views sequentially showing the manufacturing steps of the metal-clad laminate shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a laminate formed using the metal-clad laminate shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure in a state where the second carrier is peeled from the laminate shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure in a state in which a conductor pattern is formed on the laminate having the structure shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional structure in a state where an insulating layer and a metal layer are stacked on the stacked body illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a state in which the laminate shown in FIG. 6 is peeled between the first metal foil and the first carrier.
  • FIG. 8A to FIG. 8E are schematic views sequentially showing the manufacturing process of a printed wiring board with a built-in capacitor based on the prior art.
  • the present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings.
  • the production method of the present invention is roughly divided into the following first to sixth steps. Hereinafter, each process is explained in full detail.
  • First step> The first metal foil is laminated on one surface of the dielectric layer, the second metal foil is laminated on the other surface, and the first carrier and the second metal foil are disposed on the first metal foil and the second metal foil via the release layer.
  • a metal-clad laminate in which a second carrier is laminated is prepared.
  • ⁇ Second step> Using a pair of metal-clad laminates, a laminate is formed on each surface of the resin substrate so that the first carrier in each metal-clad laminate faces the resin substrate.
  • ⁇ Third step> The second carrier is peeled from the laminate to expose the second metal foil.
  • Etching is performed on the exposed second metal foil to form a conductor pattern.
  • An insulating layer is laminated on the formed conductor pattern, and a metal layer is laminated on the insulating layer.
  • ⁇ 6th process> The laminate is peeled between the first carrier and the first metal foil.
  • a metal-clad laminate 10 shown in FIG. 1 is prepared.
  • the metal-clad laminate 10 has a dielectric layer 11.
  • a first metal foil 12 a is laminated on one of the two surfaces of the dielectric layer 11.
  • a second metal foil layer 12b is laminated on the other surface.
  • a first carrier 13a is laminated on a surface of the first metal foil 12a that does not face the dielectric layer 11.
  • the 2nd carrier 13b is laminated
  • a release layer 14 is provided between the first metal foil 12a and the first carrier 13a.
  • a release layer 14 is provided between the second metal foil 12b and the second carrier 13b.
  • the stored electricity is used as part of the power for power supply, leading to power saving.
  • the thickness of the dielectric layer 11 is determined at the stage of product design and circuit design. In consideration of the required level in the market, the thickness of the dielectric layer 11 is more preferably 16 ⁇ m or less, still more preferably 12 ⁇ m or less, particularly preferably. 10 ⁇ m or less.
  • the dielectric layer 11 preferably has a small variation in thickness measured at a plurality of arbitrary positions, provided that the dielectric layer 11 has a thickness in the above range. This is because variations in thickness are less likely to cause variations in the capacitance of the capacitor formed from the dielectric layer 11. From this viewpoint, the thickness of the dielectric layer 11 is preferably ⁇ 15% or less, more preferably ⁇ 10% or less, and further preferably ⁇ 8% or less.
  • the variation in the thickness of the dielectric layer 11 is obtained by magnifying the cross section in the thickness direction of the center of the dielectric layer 11 and its end portions (for example, four corners if the dielectric layer 11 is rectangular) (for example, magnification by 500 times or more).
  • the dielectric layer 11 may be formed by, for example, a method described later.
  • the dielectric layer 11 includes various insulating resins including a thermosetting resin.
  • the thermosetting resin referred to here is a resin after curing (crosslinking), and is not a thermosetting resin in a state of A stage or B stage.
  • the insulating resin is a thermosetting resin
  • the same thermosetting resin as that used so far in the technical field of printed wiring boards can be used.
  • the thermosetting resin include epoxy resin, polyimide resin, polyamide resin, polyphenylene ether resin, cyanate resin, bismaleimide resin, phenol resin, phenoxy resin, and styrene-butadiene resin.
  • the dielectric layer 11 does not include a fibrous material such as a glass woven fabric, a glass nonwoven fabric and paper for reinforcing the dielectric layer 11, or a film-like material composed of, for example, a polyimide resin, that is, a reinforcing material.
  • the reinforcing material is a useful material from the viewpoint of imparting strength to the dielectric layer 11.
  • the thickness of the dielectric layer 11 is increased by using the reinforcing material. An increase in the thickness of the dielectric layer 11 contributes to a decrease in the capacitance of the capacitor.
  • the dielectric layer 11 does not contain a reinforcing material in preference to the thickness reduction of the printed wiring board and the increase in capacity of the built-in capacitor over the strength improvement of the dielectric layer 11.
  • the disadvantage associated with the strength reduction of the dielectric layer 11 can be overcome by adopting the present manufacturing method.
  • the dielectric layer 11 preferably has a relative dielectric constant of 10 or more, more preferably 20 or more, and still more preferably 40 or more. By setting the relative dielectric constant to be equal to or higher than these values, it is possible to easily increase the capacitance while making the dielectric layer 11 thin.
  • the relative dielectric constant of the dielectric layer 11 is preferably as high as possible. However, in consideration of adhesion to the metal foil and the strength of the dielectric layer, it is preferably 300 or less, more preferably 200 or less, More preferably, it is 100 or less.
  • the relative permittivity mentioned here is a value measured by the split post dielectric resonance method (use frequency: 1 GHz).
  • the dielectric layer 11 preferably contains dielectric particles.
  • the dielectric particles those having a relative dielectric constant of 50 to 20000 are preferably used.
  • a composite oxide having a perovskite structure such as a ceramic based, a lead zirconate based ceramic, a barium zirconate based ceramic, or a calcium zirconate based ceramic can be used.
  • barium titanate-based ceramics are preferably used to obtain a high dielectric constant, but may be selected and used according to the design quality of the printed wiring board.
  • the dielectric particles preferably have a particle size of 0.01 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less because the dielectric constant of the dielectric layer 11 can be kept constant regardless of location.
  • the particle size referred to here is the volume cumulative particle size D 50 at a cumulative volume of 50% by volume measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measurement method.
  • the ratio of the dielectric particles contained in the dielectric layer 11 is preferably 60% by mass or more and 95% by mass or less from the viewpoint of balancing the improvement in capacitance and the strength of the dielectric layer 11, and 70 More preferably, it is at least 90% by mass.
  • the ratio of the dielectric particles contained in the dielectric layer 11 can be measured from the mass of the remaining particles by sublimating the resin component in the dielectric layer.
  • the thickness of the first metal foil 12a and the second metal foil 12b disposed adjacent to the dielectric layer 11 is not particularly limited, and may be thin or thick.
  • the thicknesses of these metal foils 12a and 12b are preferably set to 0.1 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less, for example.
  • the metal foils 12a and 12b may be any of rolled foil, electrolytic foil, and vapor phase foil.
  • the thickness and / or type of the metal foils 12a and 12b may be the same or different.
  • a copper foil is a typical example, but other metal foils may be used.
  • the surface facing the dielectric layer 11 among the surfaces of the first metal foil 12a and the second metal foil 12b is preferably low.
  • Rz ten-point average roughness
  • the first carrier 13a and the second carrier 13b are mainly used as a support for supporting the metal foils 12a and 12b in order to improve the handleability of the first metal foil 12a and the second metal foil 12b.
  • a resin film such as a polyethylene terephthalate film, a polyethylene naphthalate film, an aramid film, a polyimide film, a polyamide film, a liquid crystal polymer film, a copper foil, or a copper alloy foil
  • Aluminum foil, a composite metal foil in which a metal plating layer such as copper or zinc is provided on the surface of the aluminum foil, a stainless steel foil, or the like can be used.
  • the thickness and / or material of the carriers 13a and 13b may be the same or different. Moreover, you may set the thickness of carrier 13a, 13b independently of the thickness with metal foil 12a, 12b. In general, the carriers 13a and 13b are thicker than the metal foils 12a and 12b. However, when the carriers 13a and 13b are made of metal, the carriers 13a and 13b are more easily disposed than the metal foils 12a and 12b as necessary. It can also be made thinner.
  • the peeling layer 14 positioned between the first metal foil 12a and the first carrier 13a and the peeling layer 14 positioned between the second metal foil 12b and the second carrier 13b are formed of the metal foils 12a and 12b and the carrier 13a. , 13b is used to improve the peelability.
  • the release layer 14 may be either an organic release layer or an inorganic release layer. Examples of organic components used in the organic release layer include nitrogen-containing organic compounds, sulfur-containing organic compounds, and carboxylic acids. On the other hand, examples of inorganic components used in the inorganic release layer include Ni, Mo, Co, Cr, C, Al, Fe, Ti, W, P, Zn, and a chromate-treated film.
  • the metal-clad laminate 10 shown in FIG. 1 can be manufactured, for example, by the following method. That is, as shown in FIG. 2A, a resin solution containing dielectric particles is applied to the surface of the metal foil 12a of the metal foil with carrier 15a that has been manufactured in advance.
  • the resin solution contains, for example, dielectric particles, a thermosetting resin before curing, a curing agent, an organic solvent, and the like.
  • the dielectric layer 11 ′ in a semi-cured state that is, a B-stage state is formed.
  • the metal foil with carrier 15b has the same layer structure as the metal foil with carrier 15a.
  • the metal foil with carrier 15b may be exactly the same as the metal foil with carrier 15a, or the thickness of each layer may be different as long as the layer configuration is the same.
  • the dielectric layer 11 ′ in the metal foil with carrier 15a and the dielectric layer 11 ′ in the metal foil with carrier 15b face each other as shown in FIG. To be done.
  • the roughness of the metal foil 12b in the metal foil with carrier 15b is preferably low.
  • the reason for this is the same as that for reducing the roughness of the metal foil 12a.
  • the attached metal foil 15b (that is, the metal foil 12b and the carrier 13b laminated through the release layer 14) may be laminated.
  • the two layers are laminated so that the dielectric layer 11 ′ in the metal foil with carrier 15 a and the metal foil 12 b in the metal foil with carrier 15 b face each other.
  • the laminate 20 is formed by laminating the metal-clad laminate 10 and the resin base material 21 prepared in the first step.
  • the resin base material 21 is made by impregnating a fibrous material such as glass woven fabric, glass nonwoven fabric and paper with an insulating resin (epoxy resin, cyanate resin, bismaleimide triazine resin, polyphenylene ether resin, phenol resin, polyimide resin, etc.).
  • an insulating resin base material in which a necessary number of prepregs or the like are stacked may be used.
  • the insulating resin layer which consists of insulating resins, such as an epoxy resin, a polyimide resin, or a polyester resin, as a resin base material.
  • the resin substrate 21 is preferably in a B-stage state.
  • the thickness of the resin substrate is not particularly limited, but generally speaking, it is preferably 10 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, and more preferably 20 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less.
  • the metal-clad laminate 10 prepared in the first step is arranged on each surface of the resin base material 21. That is, a pair of metal-clad laminates 10 are used. Then, one carrier in each metal-clad laminate 10 is laminated to face each surface of the resin base material 21. Subsequently, by pressing under heating, the resin base material 21 in the B-stage state is cured, and the resin base material 21 and the pair of metal-clad laminates 10 are joined. The laminated body 20 is obtained by this joining. Therefore, in this laminate 20, the first metal foil 12a is laminated on one surface of the resin base material 21 and the dielectric layer 11, the second metal foil 12b is laminated on the other surface, and the first metal foil.
  • metal-clad laminate 10 in which a first carrier 13a and a second carrier 13b are laminated via a release layer 14, and the first carrier 13a in the metal-clad laminate 10 is provided.
  • the substrate 21 is laminated.
  • the metal-clad laminate 10 is produced by directly bonding a metal foil to a coated resin solution, there is little variation in the thickness of the dielectric layer 11. Moreover, since the dielectric layer 11 in the metal-clad laminate 10 has already been cured, there is very little possibility that the thickness of the dielectric layer 11 will change. Therefore, by manufacturing a printed wiring board using the metal-clad laminate 10 having the dielectric layer 11, variations in the capacitance of capacitors built in the printed wiring board are less likely to occur. In addition, since the dielectric layer 11 does not contain a reinforcing material that may increase the thickness of the dielectric layer 11, for example, a fibrous material or a film-like material, the dielectric layer 11 includes the reinforcing material.
  • the dielectric layer 111 is affected by variations in the thickness of the support 121.
  • each 2nd carrier 13b, 13b is peeled from the laminated body 20, and each 2nd metal foil 12b, 12b is exposed (3rd process).
  • the exposed second metal foils 12b, 12b are etched to form a conductor pattern 30 (fourth step).
  • the conductor pattern 30 can be a counter electrode of a capacitor. Further, it may be a signal line, a power supply line, or a ground line connected to the counter electrode.
  • the subtractive method used until now in the technical field of a printed wiring board can be used.
  • each exposed second metal foil 12b, 12b is leveled, and a dry film is laminated thereon to form an etching resist layer.
  • An electrical circuit including a capacitor circuit is exposed and developed on this etching resist layer to form an etching pattern.
  • circuit etching is performed with an etching solution to form a conductor pattern. Since the dielectric layer 11 is supported by the resin base material 21 and the first carriers 13a and 13a, the handling property in various processes performed until the circuit formation is good. Further, even when a shower pressure is applied during etching, the dielectric layer 11 is prevented from being broken.
  • insulating layers 35 and 35 and metal layers 37 and 37 are laminated on the exposed surface of the laminate 20 including the conductor pattern 30 formed in the fourth step, as shown in FIG.
  • a metal layer 37 such as an insulating layer 35 and a copper layer may be prepared separately and laminated on the exposed surface of the conductor pattern 30 in the laminate 20.
  • the insulating layer 35 the same type of resin base material 21 described above with respect to the second step is used, and this is laminated on the conductor pattern 30, and a metal layer 37 is laminated thereon.
  • the insulating layer 35 is preferably in a semi-cured B-stage state before being stacked with the stacked body 20, and the insulating layer 35 in this state is stacked with the stacked body 20 together with the metal layer 37 and heated. By pressing down, the insulating layer 35 is cured and the three are joined and integrated. Moreover, it may replace with preparing the insulating layer 35 and the metal layer 37 separately, and may laminate
  • the metal layer 37 various metal foils including a copper foil can be used.
  • rolled foil, electrolytic foil, vapor phase foil, and the like can be used.
  • the metal layer 37 may be formed using a metal foil with a carrier instead of the metal foil alone.
  • the laminate 20 in which the insulating layer 35 and the metal layer 37 are laminated in the fifth step is peeled between the first carrier 12a and the first metal foil 13a as shown in FIG. Thereafter, circuit formation is performed by a known method to obtain a multilayer printed wiring board having the dielectric layer 11.
  • the printed wiring board thus obtained may be used as it is or may be further processed such as lamination depending on the specific application.
  • the present manufacturing method is difficult to generate defects such as cracks in the dielectric layer in the manufacturing process of the printed wiring board even if the dielectric layer 11 does not contain a reinforcing material. This is very advantageous compared to the technique described in 1.
  • the printed wiring board is manufactured using the already hardened dielectric layer 11, the thickness of the dielectric layer 11 is difficult to change during the manufacturing process of the printed wiring board. Variations in the capacitance of the built-in capacitor are less likely to occur.
  • a printed wiring board with a built-in capacitor can be manufactured with the same number of steps as the conventional method or fewer.
  • the capacitance of the capacitor built in the printed wiring board is less likely to vary. Moreover, it is difficult for defects such as cracks to occur in the dielectric layer. Furthermore, a printed wiring board with a built-in capacitor can be manufactured with the same number of steps as the conventional method or fewer.

Abstract

厚さ30μm以下の誘電体層(11)の一面に第1金属箔(12a)が積層され、他面に第2金属箔(12b)が積層され、第1及び第2金属箔(12a,12b)に、剥離層(14)を介して第1及び第2キャリア(13a,13b)が積層されてなる金属張積層板(10)を用意し;一対の金属張積層板(10)を用い、樹脂基材(21)の各面に、金属張積層板(10)における第1キャリア(13a)が樹脂基材(21)と対向するように、金属張積層板(10)と樹脂基材(21)を積層して積層体(20)を形成し;該積層体から第2キャリア(13b)を剥離して第2金属箔(12b)を露出させ;第2金属箔(12b)をエッチングし導体パターン(30)を形成し;導体パターン(30)上に絶縁層(35)を積層し、絶縁層(35)上に金属層(37)を積層し;第1キャリア(13a)と第1金属箔(12a)との間で剥離する。誘電体層は補強材を含んでいない。

Description

誘電体層を有するプリント配線板の製造方法
 本発明は、誘電体層を有するプリント配線板の製造方法に関する。
 プリント配線板、特に多層プリント配線板の内層部分に、銅張積層板を用いて回路形状を形成するのと同様の方法でキャパシタ構造を形成し、これを内蔵キャパシタとして使用する技術が知られている。多層プリント配線板の内層部分にキャパシタ構造を形成することで、外層面に配していたキャパシタを省略することが可能となり、外層回路の微細化、及び高密度化が可能となる。その結果、表面実装部品数が減少し、ファインピッチ回路を備えたプリント配線板の製造が容易となる。
 このような内蔵キャパシタを有する多層プリント配線板は、例えば特許文献1に記載されているとおり、一対の銅箔層と両銅箔層の間に位置する誘電体層とからなる両面銅張積層板を用い、両面の銅箔層を所望の形状のキャパシタ電極にエッチング加工することで製造される。しかし同文献に記載の両面銅張積層板は、誘電体層にガラスクロスや樹脂フィルム等の補強材が含まれていないので、製造過程で生じる外力が過度に高い場合には、誘電体層が損傷を受けるおそれがある。
 誘電体層に補強材が含まれていない場合であっても、誘電体層が損傷を受けないような多層プリント配線板の製造方法として、例えば図8(a)ないし(f)に示す方法が一例として挙げられる。同図に示す方法においては、まず図8(a)に示すとおり、樹脂基材121の各面にキャリア付銅箔115を積層して支持体100を製造する。キャリア付銅箔115と樹脂基材121とは、キャリア付銅箔115のキャリア113が樹脂基材121と対向するように積層される。
 次に図8(b)に示すとおり、この状態の支持体100の各面に、誘電体層111を有するキャリア付銅箔115を積層する。このキャリア付銅箔115は、その誘電体層111が、支持体100における銅箔112と対向するように、該支持体100と積層される。これによって積層体120が得られる。積層前の誘電体層111はBステージ状態の熱硬化性樹脂を含んでいる。
 得られた積層体120においては、図8(c)に示すとおり、キャリア付銅箔115のキャリア113が剥離されて銅箔112が表面に露出し、露出した銅箔112に対してエッチングを行うことで、同図に示すとおり導体パターン130が形成される。次に、図8(d)に示すとおり、形成された導体パターン130上に絶縁層135が積層され、更にその上に銅層137が積層される。然る後、図8(e)に示すとおり、支持体100における銅箔112とキャリア113との間で剥離を行う。
特開2003-292733号公報
 図8(a)ないし(e)に示す方法によれば、誘電体層111に損傷を与えることなく誘電体層を有するプリント配線板を製造することができる。しかし、この方法では、誘電体層111を支持体100に積層する時点で、該誘電体層111に含まれる熱硬化性樹脂はBステージの状態であるため、支持体100の厚みのばらつきに起因して該誘電体層111に厚みのばらつきが生じやすい。キャパシタの静電容量は誘電体層の厚みに依存するので、誘電体層111の厚みにばらつきが生じると、得られるキャパシタの静電容量にもばらつきが生じてしまう。
 したがって本発明の課題は、誘電体層を有するプリント配線板の製造方法の改良にあり、更に詳細には、誘電体層の厚みにばらつきが生じにくいプリント配線板の製造方法を提供することにある。
 本発明は、厚さ30μm以下の誘電体層を有するプリント配線板の製造方法であって、
 誘電体層の一方の面に第1金属箔が積層されるとともに他方の面に第2金属箔が積層され、且つ第1金属箔及び第2金属箔に、剥離層を介して第1キャリア及び第2キャリアが積層されてなる金属張積層板を用意し、
 一対の前記金属張積層板を用い、樹脂基材の各面に、各金属張積層板における第1キャリアが該樹脂基材と対向するように、各金属張積層板と該樹脂基材とを積層して積層体を形成し、
 前記積層体から第2キャリアを剥離して第2金属箔を露出させ、
 露出した第2金属箔に対してエッチングを行って導体パターンを形成し、
 形成された前記導体パターン上に絶縁層を積層するとともに、該絶縁層上に金属層を積層し、
 然る後、前記積層体を第1キャリアと第1金属箔との間で剥離する、工程を有し、
 前記誘電体層は、該誘電体層を補強するための繊維状材料又はフィルム状材料を含んでいない、誘電体層を有するプリント配線板の製造方法を提供するものである。
 また本発明は、樹脂基材と、
 厚さ30μm以下の誘電体層の一方の面に第1金属箔が積層されるとともに他方の面に第2金属箔が積層され、且つ第1金属箔及び第2金属箔に剥離層を介して第1キャリア及び第2キャリアが積層されてなる一対の金属張積層板と、
を具備し、
 前記樹脂基材の各面に、各金属張積層板における第1キャリアが該樹脂基材と対向するように、各金属張積層板と該樹脂基材とが積層されてなる積層体を提供するものである。
図1は、本発明の製造方法に用いられる金属張積層板の断面構造を模式的に示す図である。 図2(a)及び図2(b)は、図1に示す金属張積層板の製造工程を順次示す模式図である。 図3は、図1に示す金属張積層板を用いて形成された積層体の断面構造を模式的に示す図である。 図4は、図3に示す積層体から第2キャリアを剥離した状態での断面構造を模式的に示す図である。 図5は、図4に示す構造の積層体に導体パターンを形成した状態での断面構造を模式的に示す図である。 図6は、図5に示す積層体に、絶縁層及び金属層を積層した状態での断面構造を模式的に示す図である。 図7は、図6に示す積層体を、第1金属箔と第1キャリアとの間で剥離した状態を模式的に示す図である。 図8(a)ないし図8(e)は、従来技術に基づく、キャパシタ内蔵のプリント配線板の製造工程を順次示す模式図である。
 以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。本発明の製造方法は、以下の第1工程-第6工程に大別される。以下、それぞれの工程について詳述する。
<第1工程>
 誘電体層の一方の面に第1金属箔が積層されるとともに他方の面に第2金属箔が積層され、且つ第1金属箔及び第2金属箔に、剥離層を介して第1キャリア及び第2キャリアが積層されてなる金属張積層板を用意する。
<第2工程>
 一対の金属張積層板を用い、樹脂基材の各面に、該各金属張積層板における第1キャリアが該樹脂基材と対向するように積層して積層体を形成する。
<第3工程>
 積層体から第2キャリアを剥離して第2金属箔を露出させる。
<第4工程>
 露出した第2金属箔に対してエッチングを行って導体パターンを形成する。
<第5工程>
 形成された導体パターン上に絶縁層を積層するとともに、該絶縁層上に金属層を積層する。
<第6工程>
 積層体を第1キャリアと第1金属箔との間で剥離する。
<第1工程>
 第1工程においては、図1に示す金属張積層板10を用意する。金属張積層板10は誘電体層11を有する。誘電体層11の2つの面のうち、一方の面には、第1金属箔12aが積層されている。他方の面には、第2金属箔層12bが積層されている。第1金属箔12aの面のうち、誘電体層11と対向していない面には、第1キャリア13aが積層されている。一方、第2金属箔12bの面のうち、誘電体層11と対向していない面には、第2キャリア13bが積層されている。第1金属箔12aと第1キャリア13aとの間には剥離層14が設けられている。同様に、第2金属箔12bと第2キャリア13bとの間にも剥離層14が設けられている。
 誘電体層11は、その厚さが薄いほど、電気容量は大きく、蓄電量も大きなものとなる。蓄電した電気は、電源用電力の一部として用いられ、省電力化に繋がるものとなる。誘電体層11の厚さは、製品設計、回路設計の段階で決められるものであり、市場における要求レベルを考慮して、本発明においてより好ましくは16μm以下、更に好ましくは12μm以下、特に好ましくは10μm以下とする。誘電体層11の厚さの下限に限定はなく、第1金属層12aと第2金属層12bとがショートしない厚さであればよい。例えば0.1μm以上が好ましく、より確実に上述のショートを防止するためには、0.5μm以上がより好ましい。
 誘電体層11は、上述の範囲の厚みを有することを条件として、任意の複数の位置で測定された厚みにばらつきが少ないことが好ましい。厚みのばらつきが少ないことで、該誘電体層11から形成されるキャパシタの静電容量にばらつきが生じにくくなるからである。この観点から、誘電体層11は、その厚みのばらつきが±15%以下であることが好ましく、±10%以下であることが更に好ましく、±8%以下であることが一層好ましい。誘電体層11の厚みのばらつきは、誘電体層11の中心とその端部(例えば誘電体層11が矩形であれば四隅)の厚み方向の断面を拡大観察(例えば500倍以上に拡大)することで測定し、その平均値を求め、その平均値からの最大のばらつき値〔(最大のばらつき値-平均値)/平均値×100〕によって定義される値である。誘電体層11の厚みのばらつきを小さくするためには、例えば後述する方法によって誘電体層11を形成すればよい。
 誘電体層11は、熱硬化性樹脂をはじめとする各種の絶縁樹脂を含んでいる。ここで言う熱硬化性樹脂とは、硬化(架橋)後の樹脂のことであり、AステージやBステージの状態にある熱硬化性樹脂のことではない。絶縁樹脂が熱硬化性樹脂である場合、熱硬化性樹脂としては、プリント配線板の技術分野においてこれまで用いられてきたものと同様のものを用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、スチレン-ブタジエン樹脂等が挙げられる。
 誘電体層11は、該誘電体層11を補強するためのガラス織布、ガラス不織布及び紙等の繊維状材料、又は例えばポリイミド樹脂等から構成されるフィルム状材料、つまり補強材を含んでいない。補強材は誘電体層11に強度を付与する観点から有用な材料である。しかしその反面、補強材を用いることで誘電体層11の厚みが増してしまうという欠点がある。誘電体層11の厚みの増加は、キャパシタの静電容量の低下の一因となる。そこで本発明においては、誘電体層11の強度向上よりも、プリント配線板の薄型化及び内蔵キャパシタの高容量化を優先させて、誘電体層11には補強材を非含有とした。誘電体層11の強度低下に伴う不都合は、本製造方法を採用することによって克服することができる。
 誘電体層11は、その比誘電率が10以上であることが好ましく、20以上であることが更に好ましく、40以上であることが一層好ましい。比誘電率をこれらの値以上とすることで、誘電体層11を薄くしつつ、静電容量を容易に高めることが可能となる。誘電体層11の比誘電率は高ければ高いほど好ましいが、金属箔との密着性や、誘電体層の強度を考慮すると、300以下であることが好ましく、200以下であることが更に好ましく、100以下であることが一層好ましい。ここで言う比誘電率とは、スプリットポスト誘電体共振法(使用周波数:1GHz)によって測定される値のことである。
 誘電体層11が、上述の比誘電率を満たすようにするための一手段として、該誘電体層11は誘電体粒子を含むことが好ましい。誘電体粒子としては、比誘電率が50以上20000以下のものを用いることが好ましく、例えばチタン酸バリウム系セラミック、チタン酸カルシウム系セラミック、チタン酸マグネシウム系セラミック、チタン酸ビスマス系セラミック、チタン酸ストロンチウム系セラミック、ジルコン酸鉛系セラミック、ジルコン酸バリウム系セラミック、ジルコン酸カルシウム系セラミック等のペロブスカイト構造を持つ複合酸化物を用いることができる。これらペロブスカイト構造を持つ複合酸化物のうち、高い誘電率を得ようとする場合にはチタン酸バリウム系セラミックを用いることが好ましいが、プリント配線板の設計品質に応じて選択使用すればよい。
 誘電体粒子は、その粒径が0.01μm以上1.0μm以下であることが、誘電体層11の誘電率を、場所によらず一定に保ち得る点から好ましい。ここで言う粒径とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積50容量%における体積累積粒径D50のことである。
 誘電体層11に含まれる誘電体の粒子の割合は、静電容量の向上と誘電体層11の強度とのバランスを図る観点から、60質量%以上95質量%以下であることが好ましく、70質量%以上90質量%以下であることが更に好ましい。誘電体層11に含まれる誘電体の粒子の割合は、誘電体層中の樹脂分を昇華させ、残存した粒子の質量から測定することができる。
 誘電体層11に隣接して配置される第1金属箔12a及び第2金属箔12bはその厚みに特に制限はなく、薄くてもよく、あるいは厚くてもよい。これらの金属箔12a,12bの厚みは例えば0.1μm以上70μm以下に設定することが好ましい。金属箔12a,12bは、圧延箔、電解箔、気相箔のいずれであってもよい。金属箔12a,12bはその厚み及び/又は種類が同じでもよく、あるいは異なっていてもよい。金属箔12a,12bとしては例えば銅箔が代表的なものとして挙げられるが、それ以外の金属の箔を用いてもよい。
 誘電体層11の厚みを十分に確保して、静電容量を十分に高いものとする観点から、第1金属箔12a及び第2金属箔12bの面のうち、誘電体層11と対向する面の粗度は低いことが好ましい。この観点から、第1金属箔12a及び第2金属箔12bにおける誘電体層11の対向面の表面粗さを十点平均粗さRz(JIS B0601-1994)で表したとき、Rzが1.5μm以下であることが好ましく、1.0μm以下であることが更に好ましく、粗化処理がされていないことが一層好ましい。これによって、誘電体層11の厚みを均一にすることが容易となる。
 第1キャリア13a及び第2キャリア13bは、第1金属箔12a及び第2金属箔12bの取り扱い性を向上させるために、金属箔12a,12bを支持する支持体として主として用いられる。キャリア13a,13bを構成する材料に特に限定はないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、アラミドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム、液晶ポリマー フィルム等の樹脂フィルムや、銅箔、銅合金箔、アルミニウム箔、アルミニウム箔の表面に銅あるいは亜鉛等の金属めっき層が設けられた複合金属箔、ステンレス箔等を用いることができる。キャリア13a,13bはその厚み及び/又は材質が同じでもよく、あるいは異なっていてもよい。また、キャリア13a,13bの厚みは、金属箔12a,12bとの厚みとは独立に設定してもよい。一般には、金属箔12a,12bよりもキャリア13a,13bの方が厚いが、キャリア13a,13bが金属からなる場合には、必要に応じ、金属箔12a,12bよりもキャリア13a,13bの方を薄くすることもできる。
 第1金属箔12aと第1キャリア13aとの間に位置する剥離層14、及び第2金属箔12bと第2キャリア13bとの間に位置する剥離層14は、金属箔12a,12bとキャリア13a,13bとの間での剥離性を良好にするために用いられるものである。剥離層14としては、キャリア付金属箔の技術分野においてこれまで用いられてきたものと同様のものを特に制限なく用いることができる。剥離層14は、有機剥離層及び無機剥離層のいずれであってもよい。有機剥離層に用いられる有機成分の例としては、窒素含有有機化合物、硫黄含有有機化合物及びカルボン酸等が挙げられる。一方、無機剥離層に用いられる無機成分の例としては、Ni、Mo、Co、Cr、C、Al、Fe、Ti、W、P、Zn、クロメート処理膜等が挙げられる。
 図1に示す金属張積層板10は、例えば次に述べる方法で製造することができる。すなわち、図2(a)に示すとおり、予め製造しておいたキャリア付金属箔15aにおける金属箔12aの表面に、誘電体の粒子を含む樹脂溶液を塗布する。樹脂溶液は、例えば誘電体の粒子、硬化前の熱硬化性樹脂、硬化剤及び有機溶剤等を含むものである。樹脂溶液の塗布によって形成された塗膜を乾燥させることで半硬化状態、すなわちBステージの状態の誘電体層11’が形成される。乾燥には、単なる風乾、加熱乾燥若しくはこれらを組みあわせて用いる等の手法を採用することが可能であり、乾燥雰囲気も大気乾燥、減圧乾燥等を工程に合わせて任意に採用することが可能である。
 次いで図2(b)に示すとおり、Bステージの状態の誘電体層11’が形成されたキャリア付金属箔15aと、該誘電体層11’が形成された別のキャリア付金属箔15bとを積層する。キャリア付金属箔15bは、キャリア付金属箔15aと同様の層構成を有している。キャリア付金属箔15bは、キャリア付金属箔15aと全く同一のものであってもよく、あるいは層構成が同一である範囲において、各層の厚み等が異なっていてもよい。キャリア付金属箔15aとキャリア付金属箔15bとの積層は、同図に示すとおり、キャリア付金属箔15aにおける誘電体層11’と、キャリア付金属箔15bにおける誘電体層11’とが対向するように行われる。この場合、キャリア付金属箔15bにおける金属箔12bの粗度は低いことが好ましい。この理由は金属箔12aの粗度を低くすることと同様である。両キャリア付金属箔15a,15bが積層された後、加熱下にプレスすることで誘電体層11’が硬化して両キャリア付金属箔15a,15bが接合される。それによって図1に示す金属張積層板10が得られる。
 なお、金属張積層板10の製造においては、前記の積層方法に代えて、Bステージの状態の誘電体層11’が形成されたキャリア付金属箔15aと、別途用意しておいた別のキャリア付金属箔15b(すなわち、金属箔12bとキャリア13bとが剥離層14を介して積層されたもの)とを積層してもよい。この場合、両者の積層は、キャリア付金属箔15aにおける誘電体層11’と、キャリア付金属箔15bにおける金属箔12bとが対向するように行われる。
<第2工程>
 本工程においては、図3に示すとおり、第1工程で用意した金属張積層板10と樹脂基材21とを積層して積層体20を形成する。樹脂基材21は、例えばガラス織布、ガラス不織布及び紙等の繊維状材料に絶縁性樹脂(エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール 樹脂、ポリイミド樹脂等)を含浸させたプリプレグ等を必要枚数重ねた絶縁樹脂基材であってもよい。あるいは、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はポリエステル樹脂等の絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層を樹脂基材として用いてももよい。いずれの樹脂基材21を用いる場合であっても、該樹脂基材21はBステージの状態のものであることが好ましい。樹脂基材はその厚みに特段の制限はないが、一般的に言って10μm以上1000μm以下であることが好ましく、20μm以上400μm以下であることが更に好ましい。
 図3に示すとおり、第1工程で用意した金属張積層板10は樹脂基材21の各面に配される。つまり金属張積層板10は一対用いられる。そして、各金属張積層板10における一方のキャリアを樹脂基材21の各面に対向させて積層する。引き続き、加熱下にプレスすることで、Bステージの状態にある樹脂基材21が硬化して、樹脂基材21及び一対の金属張積層板10が接合される。この接合によって積層体20が得られる。したがってこの積層体20は、樹脂基材21と、誘電体層11の一方の面に第1金属箔12aが積層されるとともに他方の面に第2金属箔12bが積層され、且つ第1金属箔12a及び第2金属箔12bに剥離層14を介して第1キャリア13a及び第2キャリア13bが積層されてなる金属張積層板10とを具備しており、金属張積層板10における第1キャリア13aが樹脂基材21と対向するように、金属張積層板10と樹脂基材21とを積層してなるものである。更に詳細には、樹脂基材21の各面に、各金属張積層板10,10における第1キャリア13a,13aが樹脂基材21と対向するように、各金属張積層板10,10と樹脂基材21とを積層してなるものである。
 金属張積層板10は、塗工した樹脂溶液に直接金属箔を貼り合わせて作製したものなので、誘電体層11の厚みのばらつきが少ない。しかも金属張積層板10における誘電体層11は、既に硬化した状態になっているので、該誘電体層11の厚みに変化が生じるおそれは非常に低い。したがって、この誘電体層11を有する金属張積層板10を用いてプリント配線板を製造することで、プリント配線板に内蔵されたキャパシタの静電容量にばらつきが生じにくくなる。その上、誘電体層11は、該誘電体層11の厚みを増す可能性のある材料である補強材、例えば繊維状材料やフィルム状材料を非含有なので、該誘電体層11は、該補強材の存在による厚みの制約を受けない。その結果、キャパシタの静電容量を容易に高めることが可能となる。これとは対照的に、背景技術の項で述べた図8に示す技術では、誘電体層111が、支持体121の厚みのばらつきの影響を受けてしまう。
<第3工程及び第4工程>
 本工程においては、図4に示すとおり積層体20から各第2キャリア13b,13bを剥離して、各第2金属箔12b,12bを露出させる(第3工程)。引き続き、図5に示すとおり、露出した各第2金属箔12b,12bに対してエッチングを行って導体パターン30を形成する(第4工程)。この導体パターン30は、キャパシタの対向電極であり得る。また、該対向電極に接続する信号線、電源線、あるいはグラウンド線であり得る。導体パターン30の形成方法に特に制限はなく、例えばプリント配線板の技術分野においてこれまで用いられてきたサブトラクティブ法を用いることができる。一例として、露出した各第2金属箔12b,12bを整面し、その上にドライフィルムを張り合わせてエッチングレジスト層を形成する。このエッチングレジスト層に、キャパシタ回路を含む電気回路を露光現像し、エッチングパターンを形成する。その後、例えばエッチング液で回路エッチングを行い、導体パターンが形成される。誘電体層11は、樹脂基材21及び第1キャリア13a,13aによって支持されているので、回路形成までに行われる様々な工程でのハンドリング性が良好である。また、エッチング時にシャワー圧が加わっても誘電体層11の破壊が抑制される。
<第5工程>
 本工程においては、第4工程において形成された導体パターン30を含む、積層体20の露出面上に、図6に示すとおり、絶縁層35,35及び金属層37,37を積層する。絶縁層35及び金属層37の積層方法に、特に制限はない。例えば絶縁層35及び銅層等の金属層37を別途用意しておき、それらを積層体20における導体パターン30の露出面に積層することもできる。例えば絶縁層35として、先に第2工程に関して説明した樹脂基材21と同種のものを用い、これを導体パターン30上に積層するとともに、その上に金属層37を積層する。絶縁層35は、積層体20との積層前の状態においては、半硬化のBステージ状態のものであることが好ましく、その状態の絶縁層35を金属層37とともに積層体20と積層し、加熱下にプレスすることで絶縁層35が硬化してこれら三者が接合一体化される。また、絶縁層35及び金属層37を別途用意することに代えて、これらの積層を樹脂付金属箔によって行ってもよい。金属箔の厚みは、目的とするプリント配線板の具体的な用途に応じて適切な値が選択される。
 前記の金属層37としては、銅箔をはじめとする各種の金属箔を用いることができる。例えば圧延箔、電解箔、及び気相箔などを用いることができる。金属層37が薄い場合には、金属箔単独ではなく、キャリア付金属箔を用いて該金属層37を形成してもよい。
<第6工程>
 本工程においては、第5工程において絶縁層35及び金属層37が積層された積層体20を、図7に示すとおり、第1キャリア12aと第1金属箔13aとの間で剥離する。この後、公知の方法によって回路形成を行うことで、誘電体層11を有する多層プリント配線板が得られる。このようにして得られたプリント配線板は、その具体的な用途に応じ、このまま用いてもよく、あるいは更に積層等の加工が施されてもよい。
 以上のとおり、本製造方法は、誘電体層11に補強材が含まれていなくても、プリント配線板の製造過程において、誘電体層に割れ等の欠陥が発生しづらい点で、例えば特許文献1に記載の技術にくらべて非常に有利である。また、既に硬化した状態の誘電体層11を用いてプリント配線板を製造するので、プリント配線板の製造過程において誘電体層11の厚みが変化しづらく、そのことに起因してプリント配線板に内蔵されるキャパシタの静電容量にばらつきが生じにくくなる。しかも本製造方法によれば、従来法と同等又はそれよりも少ない工程数でキャパシタ内蔵のプリント配線板を製造できる。
 以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。
 以上、詳述したとおり、本発明の製造方法によれば、プリント配線板に内蔵されたキャパシタの静電容量にばらつきが生じにくくなる。また誘電体層に割れ等の欠陥が発生しづらい。更に、従来法と同等又はそれよりも少ない工程数でキャパシタ内蔵のプリント配線板を製造できる。

Claims (10)

  1.  厚さ30μm以下の誘電体層を有するプリント配線板の製造方法であって、
     誘電体層の一方の面に第1金属箔が積層されるとともに他方の面に第2金属箔が積層され、且つ第1金属箔及び第2金属箔に、剥離層を介して第1キャリア及び第2キャリアが積層されてなる金属張積層板を用意し、
     一対の前記金属張積層板を用い、樹脂基材の各面に、各金属張積層板における第1キャリアが該樹脂基材と対向するように、各金属張積層板と該樹脂基材とを積層して積層体を形成し、
     前記積層体から第2キャリアを剥離して第2金属箔を露出させ、
     露出した第2金属箔に対してエッチングを行って導体パターンを形成し、
     形成された前記導体パターン上に絶縁層を積層するとともに、該絶縁層上に金属層を積層し、
     然る後、前記積層体を第1キャリアと第1金属箔との間で剥離する、工程を有し、
     前記誘電体層は、該誘電体層を補強するための繊維状材料又はフィルム状材料を含んでいない、誘電体層を有するプリント配線板の製造方法。
  2.  前記誘電体層として、厚みのばらつきが±15%以下であるものを用いる請求項1に記載の製造方法。
  3.  前記誘電体層として、その比誘電率が10以上であるものを用いる請求項1又は2に記載の製造方法。
  4.  前記誘電体層として、誘電体層中に誘電体粒子を含むものを用いる請求項1ないし3のいずれか一項に記載の製造方法。
  5.  前記誘電体層として、誘電体層中に誘電体粒子を60質量%以上、95%以下含むものを用いる請求項1ないし4のいずれか一項に記載の製造方法。
  6.  樹脂基材と、
     厚さ30μm以下の誘電体層の一方の面に第1金属箔が積層されるとともに他方の面に第2金属箔が積層され、且つ第1金属箔及び第2金属箔に剥離層を介して第1キャリア及び第2キャリアが積層されてなる一対の金属張積層板と、
    を具備し、
     前記樹脂基材の各面に、各金属張積層板における第1キャリアが該樹脂基材と対向するように、各金属張積層板と該樹脂基材とが積層されてなる積層体。
  7.  前記誘電体層は、その厚みのばらつきが±15%以下である請求項6に記載の積層体。
  8.  前記誘電体層はその比誘電率が10以上である請求項6又は7に記載の積層体。
  9.  前記誘電体層は、該誘電体層中に誘電体粒子を含んでいる請求項6ないし8のいずれか一項に記載の積層体。
  10.  前記誘電体層は、該誘電体層中に誘電体粒子を60質量%以上、95%以下含んでいる請求項6ないし9のいずれか一項に記載の積層体。
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