インダクタ内蔵プリント配線板の製造方法及びインダクタ内蔵プリント配線板
【課題】インダクタ配線層を厚くしても層間配線の抵抗を低減できるインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】インダクタ内蔵プリント配線板１の製造方法は、銅配線層３２を絶縁層３１に形成する工程を有するインダクタ用下層基材４を作製する工程と、磁性体層４１の上面に銅配線層４２を形成する工程と、磁性体層４１の下面に接着層４３を形成する工程と、磁性体層４１と接着層４３とを貫通するビアホール４５を形成する工程と、銅配線層４２に電気的に接続された層間配線４４をビアホール４５に形成する工程とを有するインダクタ用上層基材５を作製する工程と、基材４と基材５とを位置合わせ、積層し、大気圧よりも低い気圧中で押圧することにより、層間配線４４と銅配線層３２とを接続しつつ、銅配線３２、銅配線層４２および層間配線４４によりインダクタを形成する積層工程とを備えている。
【解決手段】インダクタ内蔵プリント配線板１の製造方法は、銅配線層３２を絶縁層３１に形成する工程を有するインダクタ用下層基材４を作製する工程と、磁性体層４１の上面に銅配線層４２を形成する工程と、磁性体層４１の下面に接着層４３を形成する工程と、磁性体層４１と接着層４３とを貫通するビアホール４５を形成する工程と、銅配線層４２に電気的に接続された層間配線４４をビアホール４５に形成する工程とを有するインダクタ用上層基材５を作製する工程と、基材４と基材５とを位置合わせ、積層し、大気圧よりも低い気圧中で押圧することにより、層間配線４４と銅配線層３２とを接続しつつ、銅配線３２、銅配線層４２および層間配線４４によりインダクタを形成する積層工程とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の配線層が積層された多層構造を有するインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法及びインダクタ内蔵プリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、携帯用情報機器、電子交換機等の電子機器は小型化が求められており、それに用いられる電子部品にも、小型、薄型軽量化及び低コスト化の要求が強まっている。しかし、電力を供給するための電源回路においては要求特性や発熱の問題から小型化、薄型化が遅れている。その理由として、ＩＣに外付けされる平滑用のチョークコイルや平滑コンデンサが比較的大きいことが挙げられている。
【０００３】
特許文献１には、ＤＣ−ＤＣコンバータモジュールにソレノイドインダクタを内蔵したプリント基板が開示されている。具体的には、スルーホールが形成されたプリント基板の回路配線を使用してソレノイドインダクタが形成されている。そして、ソレノイドインダクタの内部に磁性体を内包することにより、平滑化に必要なインダクタンス値を得ている。
【０００４】
また、特許文献２には、トロイダル形状のインダクタを内包させた配線回路板が開示されている。この配線回路板は、インダクタ配線層を含む複数の配線層を備えている。複数の配線層は、ビルドアップ法により積層されている。この配線回路板では、メッキ法によりビアホールに埋設されたフィルドビア（層間配線）により配線層と配線層との間を電気的に接続している。
【特許文献１】特開２００５−１２４２７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電源回路に使用するコイルには、高いインダクタンス値と低い直流抵抗値が要求される。ここで、直流抵抗を下げるために特許文献１及び２の技術において、インダクタ配線層を厚くした場合、それを埋め込む絶縁層を厚くしなければならず、ビアホールの直径を大きくしなければならない。これにより、フィルドビアと配線層との間の界面が大きくなるので、界面に形成されるボイドが増加する。この結果、フィルドビアと配線層との間の界面での抵抗が大きくなるといった課題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、インダクタ配線層を厚くしても層間配線の抵抗を低減できるインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法及びインダクタ内蔵プリント配線板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、第１配線形成層の一方の面に第１配線層を形成する工程を有する第１基材を作製する第１基材作製工程と、第２配線形成層の一方の面に第２配線層を形成する工程と、前記第２配線形成層の他方の面に接着層を形成する工程と、前記第２配線形成層と前記接着層とを貫通するビアホールを形成する工程と、前記第２配線層に接続された層間配線を前記ビアホールに形成する工程とを有する第２基材を作製する第２基材作製工程と、前記第１基材と前記第２基材とを位置合わせ、積層し、大気圧よりも低い気圧中で押圧することにより、前記層間配線と前記第１配線層とを電気的に接続しつつ、第１配線層、第２配線層及び層間配線によりインダクタを形成する積層工程とを備えたことを特徴とするインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、真空印刷法で、前記ビアホールに金属粒子を含む導電性ペーストを充填することにより、前記層間配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記第２基材作製工程は、 前記ビアホールと外部とを貫通する貫通穴を前記第２配線層に形成する工程と、前記貫通穴が形成された状態で、前記ビアホール側から導電性ペーストを充填する工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記積層工程は、加熱することによって、前記層間配線の導電性ペーストに含まれる金属粒子と前記第１配線層とを合金化する工程を含むことを特徴とする請求項２〜請求項３のいずれか１項に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法である。
【００１１】
請求項５に係る発明は、第３配線形成層に第３配線層が形成された１又は複数の第３基材を作製する第３基材作製工程を備え、前記積層工程では、前記第１基材と、前記第２基材と、前記１又は複数の第３基材とを一括して積層することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法である。
【００１２】
請求項６に係る発明は、第１配線形成層の一方の面に形成された第１配線層を有する第１基材と、第２配線形成層の一方の面に形成された第２配線層と、前記第２配線形成層の他方の面に形成され前記第１配線層よりも厚い接着層と、前記第２配線形成層と前記接着層とを貫通するビアホールに埋設され、前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続する層間配線とを有する第２基材とを備え、前記第１基材と前記第２基材は、大気圧よりも低い気圧中で押圧することにより積層され第１配線層、第２配線層及び層間配線によりインダクタを形成したことを特徴とするインダクタ内蔵プリント配線板である。
【００１３】
請求項７に係る発明は、前記第１配線形成層、又は第２配線形成層、又は接着層は、磁性体を含むことを特徴とする請求項６に記載のインダクタ内蔵プリント配線板である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大気圧よりも低い気圧中で、第１基材と第２基材とを積層するので、層間配線と配線層との間にボイドが形成されることを抑制できる。これにより、層間配線の抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明を電源回路等に適用されるトロイダル型のインダクタ内蔵プリント配線板に適用した第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板の断面図である。以下の説明において、図１の矢印で示す上下を上下方向とする。
【００１６】
図１に示すように、第１実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板１は、第１多層基板用基材２と、第２多層基板用基材３と、インダクタ用下層基材４と、インダクタ用上層基材５とを備えている。また、インダクタ内蔵プリント配線板１は、インダクタ用下層基材４とインダクタ用上層基材５とにわたって形成されたトロイダル型のインダクタ６を有する。尚、第１多層基板用基材２及び第２多層基板用基材３が、請求項に記載の第３基材に相当する。インダクタ用下層基材４が、請求項に記載の第１基材に相当する。インダクタ用上層基材５が、請求項に記載の第２基材に相当する。
【００１７】
第１多層基板用基材２は、絶縁層１１と、銅配線層１２とを備えている。絶縁層１１が、請求項に記載の第３配線形成層に相当する。銅配線層１２が、請求項に記載の第３配線層に相当する。
【００１８】
絶縁層１１は、エポキシ系樹脂をガラス布に含浸させたガラスエポキシからなる。絶縁層１１は、約２５μｍの厚みを有する。
【００１９】
銅配線層１２は、絶縁層１１の上面に形成されている。銅配線層１２は、所望の形状にパターニングされている。銅配線層１２は、約５μｍの厚みを有する。
【００２０】
第２多層基板用基材３は、絶縁層２１と、銅配線層２２と、接着層２３と、層間配線２４とを備えている。絶縁層２１と接着層２３には、両層を貫通するビアホール２５が形成されている。絶縁層２１が、請求項に記載の第３配線形成層に相当する。銅配線層２２が、請求項に記載の第３配線層に相当する。
【００２１】
絶縁層２１は、エポキシ系樹脂をガラス布に含浸させたガラスエポキシからなる。絶縁層２１は、約２５μｍの厚みを有する。
【００２２】
銅配線層２２は、絶縁層２１の上面に形成されている。銅配線層２２は、所望の形状にパターニングされている。銅配線層２２は、約５μｍの厚みを有する。
【００２３】
接着層２３は、絶縁層２１の下面に形成されている。接着層２３は、銅配線層１２を覆いつつ、絶縁層１１に接着されている。接着層２３は、熱硬化性エポキシを主成分とする接着剤からなる。
【００２４】
層間配線２４は、ビアホール２５に充填された導電性ペーストからなる。導電性ペーストは、電気抵抗の小さい金属粒子であるニッケル（Ｎｉ）と、低融点金属粒子である錫（Ｓｎ）と、エポキシ樹脂を主成分とするバインダとを含む。層間配線２４は、第２多層基板用基材３の銅配線層２２と第１多層基板用基材２の銅配線層１２とを電気的に接続する。
【００２５】
インダクタ用下層基材４は、絶縁層３１と、銅配線層３２と、接着層３３と、層間配線３４とを備えている。絶縁層３１と接着層３３には、両層３１、３３を貫通するビアホール３５が形成されている。尚、絶縁層３１が、請求項に記載の第１配線形成層に相当する。銅配線層３２が、請求項に記載の第１配線層に相当する。
【００２６】
絶縁層３１は、エポキシ系樹脂をガラス布に含浸させたガラスエポキシからなる。絶縁層３１は、磁性体を含む。絶縁層３１は、約２５μｍの厚みを有する。
【００２７】
銅配線層３２は、絶縁層３１の上面に形成されている。銅配線層３２は、約１００μｍの厚みを有する。即ち、銅配線層３２は、インダクタ６の抵抗を低減するために、銅配線層１２、２２よりも厚く形成されている。銅配線層３２は、所望の形状にパターニングされている。銅配線層３２は、インダクタ６の一部を構成するインダクタ下層配線層３２ａを含む。インダクタ下層配線層３２ａのＬ／Ｓ（ライン アンド スペース）は、４０μｍ／２０μｍである。銅配線層３２の下部は、シード層３２ｂを含む。シード層３２ｂは、クロム、ニッケル、銅、チタン、タングステン等から選択された金属単体または合金の薄膜からなる。尚、シード層３２ｂを構成する金属の薄膜は、１層でもよいが、２層以上が好ましい。
【００２８】
接着層３３は、絶縁層３１の下面に形成されている。接着層３３は、銅配線層２２を覆いつつ、絶縁層２１に接着されている。接着層３３は、熱硬化性エポキシを主成分とする接着剤からなる。
【００２９】
層間配線３４は、ビアホール３５に充填された導電性ペーストからなる。導電性ペーストは、電気抵抗の小さい金属粒子であるニッケル（Ｎｉ）と、低融点金属粒子である錫（Ｓｎ）と、エポキシ樹脂を主成分とするバインダとを含む。層間配線３４は、インダクタ用下層基材４の銅配線層３２と第２多層基板用基材３の銅配線層２２とを電気的に接続する。
【００３０】
インダクタ用上層基材５は、磁性体層４１と、銅配線層４２と、接着層４３と、層間配線４４とを備えている。磁性体層４１と接着層４３には、両層４１、４３を貫通するビアホール４５が形成されている。尚、磁性体層４１が、請求項に記載の第２配線形成層に相当する。銅配線層４２が、請求項に記載の第２配線層に相当する。接着層４３が、請求項に記載の接着層に相当する。層間配線４４が、請求項に記載の層間配線に相当する。ビアホール４５が、請求項に記載のビアホールに相当する。
【００３１】
磁性体層４１は、磁性体であるＮｉＺｎフェライトを含む薄板からなる。
【００３２】
銅配線層４２は、磁性体層４１の一方の面（以下、上面）に形成されている。銅配線層４２は、約１００μｍの厚みを有する。銅配線層４２は、所望の形状にパターニングされている。銅配線層４２は、インダクタ６の一部を構成するインダクタ上層配線層４２ａを含む。銅配線層４２の下部は、シード層４２ｂを含む。シード層４２ｂは、クロム、ニッケル、銅、チタン、タングステン等から選択された金属単体または合金の薄膜からなる。銅配線層４２には、外部からビアホール４５まで貫通した貫通穴４２ｃが形成されている。
【００３３】
接着層４３は、磁性体層４１の他方の面（以下、下面）に形成されている。接着層４３は、銅配線層３２を覆いつつ、絶縁層３１に接着されている。接着層４３は、磁性体を含む熱硬化性エポキシを主成分とする接着剤からなる。
【００３４】
層間配線４４は、ビアホール４５に埋設された導電性ペーストからなる。層間配線４４は、インダクタ用上層基材５の銅配線層４２とインダクタ用下層基材４の銅配線層３２とを電気的に接続する。ここで、層間配線４４の一部は、銅配線層４２のインダクタ上層配線層４２ａと銅配線層３２のインダクタ下層配線層３２ａとを一巻毎に電気的に接続する。インダクタ下層配線層３２ａと、インダクタ上層配線層４２ａと、層間配線４４とによってトロイダル型のインダクタ６が形成されている。
【００３５】
次に、図面を参照して、上述した第１実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板１の製造方法について説明する。図２〜図３は、第１多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。図４〜図７は、第２多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。図８〜図１３は、インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。図１４〜図１９は、インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。図２０は、基材を積層する積層工程を説明するための図である。
【００３６】
最初に、第１多層基板用基材２を作製する工程を説明する。
【００３７】
まず、図２に示すように、銅箔１２Ａが絶縁層１１に張り合わされた片面銅張積層板（以下、片面ＣＣＬという）６１を用意する。フォトリソグラフィー技術により、片面ＣＣＬ６１の銅箔１２Ａ上にレジスト膜６２を形成する。
【００３８】
次に、図３に示すように、銅箔１２Ａをパターニングして、銅配線層１２を形成する。この後、レジスト膜６２を除去する。これにより、第１多層基板用基材２が完成する。
【００３９】
次に、第２多層基板用基材３を作製する工程を説明する。
【００４０】
まず、図４に示すように、片面ＣＣＬを用いた第１多層基板用基材２と同様の製造工程によって、絶縁層２１上にパターニングされた銅配線層２２を形成する。
【００４１】
次に、図５に示すように、絶縁層２１の下面に接着層２３を８０℃〜１５０℃の温度で５秒〜６０秒加熱して仮貼りする。
【００４２】
次に、図６に示すように、レーザー加工により、絶縁層２１及び接着層２３の所定の位置にビアホール２５を形成する。レーザー加工には、ＵＶ−ＹＡＧレーザーまたはエキシマレーザー等のレーザーを用いることができる。この後、プラズマ処理によってビアホール２５内のスミアを除去する。
【００４３】
次に、図７に示すように、真空印刷法によって導電性ペーストをビアホール２５の内部に充填することにより層間配線２４を形成する。これにより、ビアホール２５と銅配線層２２との間の界面にボイドの発生を抑えることができ層間配線２４の抵抗を低減した第２多層基板用基材３が完成する。
【００４４】
次に、インダクタ用下層基材４を作製する工程を説明する。
【００４５】
まず、図８に示すように、０．１μｍ〜１μｍの厚みを有するシード層３２ｂが上面の全体に形成された絶縁層３１を用意する。フォトリソグラフィー技術により、シード層３２ｂ上にメッキ用レジスト膜６４を形成する。
【００４６】
次に、図９に示すように、シード層３２ｂ上に約１００μｍの厚みを有する銅をメッキする。これにより、インダクタ６の一部を構成するインダクタ下層配線層３２ａを含む銅配線層３２が、絶縁層３１の上面に形成される。
【００４７】
次に、図１０に示すように、メッキ用レジスト膜６４を剥離する。その後、露出しているシード層３２ｂをエッチングする。
【００４８】
次に、図１１に示すように、絶縁層３１の下面に接着層３３を８０℃〜１５０℃の温度で５秒〜６０秒加熱して仮貼りする。
【００４９】
次に、図１２に示すように、レーザー加工によって、絶縁層３１及び接着層３３の所定の位置に、両層３１、３３を貫通して、銅配線層３２まで達するビアホール３５を形成する。この後、プラズマ処理によってビアホール３５内のスミアを除去する。
【００５０】
次に、図１３に示すように、真空印刷法によって導電性ペーストをビアホール３５の内部に充填することにより層間配線３４を形成する。これにより、ビアホール３５と銅配線層３２との間の界面にボイドの発生を抑えることができ層間配線３４の抵抗を低減したインダクタ用下層基材４が完成する。
【００５１】
次に、インダクタ用上層基材５を作製する工程を説明する。
【００５２】
まず、図１４に示すように、薄板状の磁性体層４１を用意する。次に、シード層４２ｂを磁性体層４１の上面全体に形成する。その後、フォトリソグラフィー技術によって、メッキ用レジスト膜６５を形成する。
【００５３】
次に、図１５に示すように、シード層４２ｂ上に約１００μｍの厚みを有する銅をメッキする。これにより、インダクタ６の一部を構成するインダクタ上層配線層４２ａを含む銅配線層４２が、磁性体層４１の上面に形成される。
【００５４】
次に、図１６に示すように、メッキ用レジスト膜６５及びシード層４２ｂを除去する。この後、磁性体層４１の下面に接着層４３を、８０℃〜１５０℃の温度で５秒〜６０秒加熱して仮貼りする。接着層４３は、銅配線層３２の厚みよりも厚い約１２０μｍの厚みを有する。これにより、後の積層工程において、接着層４３によって銅配線層３２を十分に覆うことができる。接着層４３は、磁性体を含む熱硬化性エポキシ系樹脂の接着剤からなる。
【００５５】
次に、図１７に示すように、レーザー加工によって、磁性体層４１及び接着層４３の所定の位置に、両層４１、４３を貫通して、銅配線層４２まで達するビアホール４５を形成する。
【００５６】
次に、図１８に示すように、レーザー加工によって、ビアホール４５と外部とを貫通する貫通穴４２ｃを銅配線層４２に形成する。この後、プラズマ処理によってビアホール４５内のスミアを除去する。
【００５７】
次に、図１９に示すように、真空印刷法によって、金属粒子を含む導電性ペーストをビアホール４５に充填する。ビアホール４５と銅配線層４２との間の界面にボイドの発生を抑えることができ、層間配線４４の抵抗を低減することができる。尚、導電性ペーストは、ビアホール４５側から充填される。これにより、銅配線層４２に接続された層間配線４４がビアホール４５内に形成される。ここで、銅配線層４２には貫通穴４２ｃが形成されているので、導電性ペーストを充填する際に、貫通穴４２ｃを通って空気が抜ける。このため、確実に導電性ペーストをビアホール４５に充填することができる。この結果、インダクタ用上層基材５が完成する。
【００５８】
次に、図２０に示すように、画像処理によって、互いに電気的に接続可能な位置に基材２〜５を位置合わせし積層する。この後、基材２〜５を１５０℃〜２５０℃に加熱し、且つ、基材２〜５の周りの気圧を大気圧よりも低い、１ｋＰａ以下に設定する。この状態で、真空プレス機またはキュアプレス機により、１ＭＰａ〜５ＭＰａの圧力で基材２〜５を押圧する。この状態を、３０分〜２時間継続することにより基材２〜５を一括で積層する。これにより、導電性ペーストの錫粒子と銅配線層１２、２２、３２とが合金化されつつ、各層間配線２４、３４、４４と各銅配線層１２、２２、３２とが電気的に接続される。合金化により、金属フィラー同士が接触し導通をとるペーストに比べて、上下の回路が電気的にも物理的にもより良好に接続し接着層が銅配線層と層間配線との界面に侵入することによって電気抵抗の増加を防ぐことができる。さらに耐湿熱性の向上にもつながる。また、各銅配線層１２、２２、３２が、各接着層２３、３３、４３に覆われる。
【００５９】
この結果、図１に示すインダクタ内蔵プリント配線板１が完成する。
【００６０】
上述したように、第１実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板１では、大気圧よりも低い気圧内で、各基材２〜５を押圧することによって一括積層している。これにより、層間配線４４と銅配線層３２との間にボイドが発生することを抑制できる。この結果、インダクタ下層配線層３２ａを含む銅配線層３２が厚くなっても、層間導通の歩留まりを向上させつつ、層間配線４４の抵抗を低減することができるとともに、長期信頼性を向上させることができる。
【００６１】
また、インダクタ内蔵プリント配線板１は、銅配線層３２と銅配線層４２とを接続する層間配線４４が、ビアホール４５に充填された導電性ペーストによって構成されている。このため、層間配線４４の抵抗率を低減することができるので、層間配線４４が形成されるビアホール４５の直径を小さくすることができる。この結果、インダクタ６の配線密度を上げることができるので、同じ配線長でも巻数を増加させることができる。従って、インダクタ６の直流抵抗値を増加させることなく、所望のインダクタンス値を得ることができる。
【００６２】
また、インダクタ内蔵プリント配線板１では、銅配線層４２にビアホール４５と外部とを貫通させる貫通穴４２ｃを形成している。これにより、層間配線４４を形成する工程において、ビアホール４５に導電性ペーストを容易に充填することができる。この結果、層間配線４４にボイドが発生することを抑制でき層間配線４４の抵抗を低減することができる。この効果は、層間配線４４のアスペクト比を高くした場合に、特に有効である。更に、この効果は、順次積層していくビルドアップ法では同様の貫通穴を形成することができないため、奏することが困難である。
【００６３】
また、インダクタ内蔵プリント配線板１では、絶縁層３１、磁性体層４１及び接着層４３が磁性体を含むので、インダクタンス値を向上させることができる。
【００６４】
（第２実施形態）
次に、上述した第１実施形態を部分的に変更した第２実施形態について説明する。図２１は、第２実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板の断面図である。図２２は、第２実施形態によるインダクタ配線の平面図である。尚、第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００６５】
図２１及び図２２に示すように、第２実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板１Ａは、スパイラル型のインダクタ７６を有する。
【００６６】
インダクタ内蔵プリント配線板１Ａは、第１多層基板用基材２と、第２多層基板用基材３と、インダクタ用基材７４と、外部配線基材７５とを備えている。
【００６７】
インダクタ用基材７４は、インダクタ形成層８１と、銅配線層８２と、接着層８３と、層間配線８４とを備えている。インダクタ形成層８１と接着層８３には、ビアホール８５が形成されている。
【００６８】
インダクタ形成層８１は、エポキシ樹脂をガラス布に含浸させたガラスエポキシからなる。
【００６９】
銅配線層８２は、インダクタ形成層８１の上面に形成されている。銅配線層８２は、約１００μｍの厚みを有する。銅配線層８２は、所望の形状にパターニングされている。銅配線層８２は、インダクタ配線層８２ａを含む。インダクタ配線層８２ａは、スパイラル型のインダクタ７６を構成する。銅配線層８２の下部は、シード層８２ｂを含む。シード層８２ｂは、クロム、ニッケル、銅、チタン、タングステン等から選択された金属単体または合金の薄膜からなる。
【００７０】
接着層８３は、インダクタ形成層８１の下面に形成されている。接着層８３は、熱硬化性エポキシを主成分とする接着剤からなる。
【００７１】
層間配線８４は、ビアホール８５に充填された導電性ペーストからなる。層間配線８４は、インダクタ用基材７４の銅配線層８２と第２多層基板用基材３の銅配線層２２とを電気的に接続する。
【００７２】
外部配線基材７５は、配線形成層９１と、銅配線層９２と、接着層９３と、層間配線９４とを備えている。
【００７３】
配線形成層９１は、エポキシ樹脂をガラス布に含浸させたガラスエポキシからなる。
【００７４】
銅配線層９２は、配線形成層９１の上面に形成されている。銅配線層９２は、外部の電源または回路等と接続される。
【００７５】
接着層９３は、配線形成層９１の下面に形成されている。接着層９３は、熱硬化性エポキシを主成分とする接着剤からなる。
【００７６】
層間配線９４は、ビアホール９５に充填された導電性ペーストからなる。層間配線９４は、外部配線基材７５の銅配線層９２とインダクタ用基材７４の銅配線層８２とを電気的に接続する。
【００７７】
第２実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板１Ａの製造方法を説明する。
【００７８】
まず、第１実施形態と同様の工程により、第１多層基板用基材２と、第２多層基板用基材３と、インダクタ用基材７４と、外部配線基材７５とを別々の工程で作製する。
【００７９】
次に、大気圧よりも低い気圧中で、第１多層基板用基材２と、第２多層基板用基材３と、インダクタ用基材７４と、外部配線基材７５とを積層する。
【００８０】
これによって、図２１に示すインダクタ内蔵プリント配線板１Ａが完成する。
【００８１】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００８２】
各構成の材料、厚みや幅等の数値、形状等は適宜変更可能である。
【００８３】
絶縁層は、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂を主体とする樹脂をガラス布に含浸させたものを適用してもよい。
【００８４】
配線層を構成する材料は、銅に限定されるものではないが、低抵抗率を有する金属が好ましい。
【００８５】
接着層は、熱可塑性ポリイミドを主成分とする接着剤により構成してもよい。
【００８６】
層間配線を構成する導電性ペーストに含まれる金属は適宜変更可能である。例えば、電気抵抗が小さい金属粒子には、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）から選択される少なくとも１種類の金属粒子を適用してもよい。また、低融点金属粒子には、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）から選択される少なくとも１種類の低融点金属粒子を適用してもよい。ここで、低融点金属粒子としては、銅配線層と合金化が可能な錫等が好ましい。これにより、金属フィラー同士が接触することによって導通させる導電性ペーストに比べて、各層間の回路が電気的にも物理的にもより良好に接続され、且つ、接着層が導電性ペーストと銅配線層との界面に侵入することによって電気抵抗の増加を抑制することができる。
【００８７】
また、層間配線２４、３４を形成する際には、層間配線４４と同様に貫通穴を設けてもよい。
【００８８】
磁性体層は、ＮｉＺｎフェライトからなる薄板に限定されるものではなく、抵抗率の高い磁性体材料を分散させた絶縁樹脂シートにより構成してもよい。
【００８９】
絶縁層、接着層及び磁性体層に含まれる磁性体は、適宜省略可能である。
【００９０】
インダクタを構成する銅配線の厚みは、適宜変更可能であるが、１００μｍ以上が好ましい。これにより、インダクタの直流抵抗を低減して、発熱を抑制できる。
【００９１】
また、上述した実施形態では、４層の基材を積層したインダクタ内蔵プリント配線板を例に説明したが、２層、３層及び５層以上の基材を積層したインダクタ内蔵プリント配線板に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】第１実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板の断面図である。
【図２】第１多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図３】第１多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図４】第２多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図５】第２多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図６】第２多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図７】第２多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図８】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図９】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１０】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１１】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１２】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１３】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１４】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１５】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１６】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１７】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１８】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１９】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図２０】基材を積層する積層工程を説明するための図である。
【図２１】第２実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板の断面図である。
【図２２】第２実施形態によるインダクタの平面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１、１Ａ インダクタ内蔵プリント配線板
２ 第１多層基板用基材
３ 第２多層基板用基材
４ インダクタ用下層基材
５ インダクタ用上層基材
６ インダクタ
１１、２１、３１ 絶縁層
１２、２２、３２、４２ 銅配線層
１２Ａ 銅箔
２３、３３、４３ 接着層
２４、３４、４４ 層間配線
２５、３５、４５ ビアホール
３２ａ インダクタ下層配線層
３２ｂ、４２ｂ シード層
４１ 磁性体層
４２ａ インダクタ上層配線層
４２ｃ 貫通穴
６２ レジスト膜
６４ メッキ用レジスト膜
６５ メッキ用レジスト膜
７４ インダクタ用基材
７５ 外部配線基材
７６ インダクタ
８１ インダクタ形成層
８２、９２ 銅配線層
８２ａ インダクタ配線層
８２ｂ シード層
８３、９３ 接着層
８４、９４ 層間配線
８５、９５ ビアホール
９１ 配線形成層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の配線層が積層された多層構造を有するインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法及びインダクタ内蔵プリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、携帯用情報機器、電子交換機等の電子機器は小型化が求められており、それに用いられる電子部品にも、小型、薄型軽量化及び低コスト化の要求が強まっている。しかし、電力を供給するための電源回路においては要求特性や発熱の問題から小型化、薄型化が遅れている。その理由として、ＩＣに外付けされる平滑用のチョークコイルや平滑コンデンサが比較的大きいことが挙げられている。
【０００３】
特許文献１には、ＤＣ−ＤＣコンバータモジュールにソレノイドインダクタを内蔵したプリント基板が開示されている。具体的には、スルーホールが形成されたプリント基板の回路配線を使用してソレノイドインダクタが形成されている。そして、ソレノイドインダクタの内部に磁性体を内包することにより、平滑化に必要なインダクタンス値を得ている。
【０００４】
また、特許文献２には、トロイダル形状のインダクタを内包させた配線回路板が開示されている。この配線回路板は、インダクタ配線層を含む複数の配線層を備えている。複数の配線層は、ビルドアップ法により積層されている。この配線回路板では、メッキ法によりビアホールに埋設されたフィルドビア（層間配線）により配線層と配線層との間を電気的に接続している。
【特許文献１】特開２００５−１２４２７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電源回路に使用するコイルには、高いインダクタンス値と低い直流抵抗値が要求される。ここで、直流抵抗を下げるために特許文献１及び２の技術において、インダクタ配線層を厚くした場合、それを埋め込む絶縁層を厚くしなければならず、ビアホールの直径を大きくしなければならない。これにより、フィルドビアと配線層との間の界面が大きくなるので、界面に形成されるボイドが増加する。この結果、フィルドビアと配線層との間の界面での抵抗が大きくなるといった課題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、インダクタ配線層を厚くしても層間配線の抵抗を低減できるインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法及びインダクタ内蔵プリント配線板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、第１配線形成層の一方の面に第１配線層を形成する工程を有する第１基材を作製する第１基材作製工程と、第２配線形成層の一方の面に第２配線層を形成する工程と、前記第２配線形成層の他方の面に接着層を形成する工程と、前記第２配線形成層と前記接着層とを貫通するビアホールを形成する工程と、前記第２配線層に接続された層間配線を前記ビアホールに形成する工程とを有する第２基材を作製する第２基材作製工程と、前記第１基材と前記第２基材とを位置合わせ、積層し、大気圧よりも低い気圧中で押圧することにより、前記層間配線と前記第１配線層とを電気的に接続しつつ、第１配線層、第２配線層及び層間配線によりインダクタを形成する積層工程とを備えたことを特徴とするインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、真空印刷法で、前記ビアホールに金属粒子を含む導電性ペーストを充填することにより、前記層間配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記第２基材作製工程は、 前記ビアホールと外部とを貫通する貫通穴を前記第２配線層に形成する工程と、前記貫通穴が形成された状態で、前記ビアホール側から導電性ペーストを充填する工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記積層工程は、加熱することによって、前記層間配線の導電性ペーストに含まれる金属粒子と前記第１配線層とを合金化する工程を含むことを特徴とする請求項２〜請求項３のいずれか１項に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法である。
【００１１】
請求項５に係る発明は、第３配線形成層に第３配線層が形成された１又は複数の第３基材を作製する第３基材作製工程を備え、前記積層工程では、前記第１基材と、前記第２基材と、前記１又は複数の第３基材とを一括して積層することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法である。
【００１２】
請求項６に係る発明は、第１配線形成層の一方の面に形成された第１配線層を有する第１基材と、第２配線形成層の一方の面に形成された第２配線層と、前記第２配線形成層の他方の面に形成され前記第１配線層よりも厚い接着層と、前記第２配線形成層と前記接着層とを貫通するビアホールに埋設され、前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続する層間配線とを有する第２基材とを備え、前記第１基材と前記第２基材は、大気圧よりも低い気圧中で押圧することにより積層され第１配線層、第２配線層及び層間配線によりインダクタを形成したことを特徴とするインダクタ内蔵プリント配線板である。
【００１３】
請求項７に係る発明は、前記第１配線形成層、又は第２配線形成層、又は接着層は、磁性体を含むことを特徴とする請求項６に記載のインダクタ内蔵プリント配線板である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大気圧よりも低い気圧中で、第１基材と第２基材とを積層するので、層間配線と配線層との間にボイドが形成されることを抑制できる。これにより、層間配線の抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明を電源回路等に適用されるトロイダル型のインダクタ内蔵プリント配線板に適用した第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板の断面図である。以下の説明において、図１の矢印で示す上下を上下方向とする。
【００１６】
図１に示すように、第１実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板１は、第１多層基板用基材２と、第２多層基板用基材３と、インダクタ用下層基材４と、インダクタ用上層基材５とを備えている。また、インダクタ内蔵プリント配線板１は、インダクタ用下層基材４とインダクタ用上層基材５とにわたって形成されたトロイダル型のインダクタ６を有する。尚、第１多層基板用基材２及び第２多層基板用基材３が、請求項に記載の第３基材に相当する。インダクタ用下層基材４が、請求項に記載の第１基材に相当する。インダクタ用上層基材５が、請求項に記載の第２基材に相当する。
【００１７】
第１多層基板用基材２は、絶縁層１１と、銅配線層１２とを備えている。絶縁層１１が、請求項に記載の第３配線形成層に相当する。銅配線層１２が、請求項に記載の第３配線層に相当する。
【００１８】
絶縁層１１は、エポキシ系樹脂をガラス布に含浸させたガラスエポキシからなる。絶縁層１１は、約２５μｍの厚みを有する。
【００１９】
銅配線層１２は、絶縁層１１の上面に形成されている。銅配線層１２は、所望の形状にパターニングされている。銅配線層１２は、約５μｍの厚みを有する。
【００２０】
第２多層基板用基材３は、絶縁層２１と、銅配線層２２と、接着層２３と、層間配線２４とを備えている。絶縁層２１と接着層２３には、両層を貫通するビアホール２５が形成されている。絶縁層２１が、請求項に記載の第３配線形成層に相当する。銅配線層２２が、請求項に記載の第３配線層に相当する。
【００２１】
絶縁層２１は、エポキシ系樹脂をガラス布に含浸させたガラスエポキシからなる。絶縁層２１は、約２５μｍの厚みを有する。
【００２２】
銅配線層２２は、絶縁層２１の上面に形成されている。銅配線層２２は、所望の形状にパターニングされている。銅配線層２２は、約５μｍの厚みを有する。
【００２３】
接着層２３は、絶縁層２１の下面に形成されている。接着層２３は、銅配線層１２を覆いつつ、絶縁層１１に接着されている。接着層２３は、熱硬化性エポキシを主成分とする接着剤からなる。
【００２４】
層間配線２４は、ビアホール２５に充填された導電性ペーストからなる。導電性ペーストは、電気抵抗の小さい金属粒子であるニッケル（Ｎｉ）と、低融点金属粒子である錫（Ｓｎ）と、エポキシ樹脂を主成分とするバインダとを含む。層間配線２４は、第２多層基板用基材３の銅配線層２２と第１多層基板用基材２の銅配線層１２とを電気的に接続する。
【００２５】
インダクタ用下層基材４は、絶縁層３１と、銅配線層３２と、接着層３３と、層間配線３４とを備えている。絶縁層３１と接着層３３には、両層３１、３３を貫通するビアホール３５が形成されている。尚、絶縁層３１が、請求項に記載の第１配線形成層に相当する。銅配線層３２が、請求項に記載の第１配線層に相当する。
【００２６】
絶縁層３１は、エポキシ系樹脂をガラス布に含浸させたガラスエポキシからなる。絶縁層３１は、磁性体を含む。絶縁層３１は、約２５μｍの厚みを有する。
【００２７】
銅配線層３２は、絶縁層３１の上面に形成されている。銅配線層３２は、約１００μｍの厚みを有する。即ち、銅配線層３２は、インダクタ６の抵抗を低減するために、銅配線層１２、２２よりも厚く形成されている。銅配線層３２は、所望の形状にパターニングされている。銅配線層３２は、インダクタ６の一部を構成するインダクタ下層配線層３２ａを含む。インダクタ下層配線層３２ａのＬ／Ｓ（ライン アンド スペース）は、４０μｍ／２０μｍである。銅配線層３２の下部は、シード層３２ｂを含む。シード層３２ｂは、クロム、ニッケル、銅、チタン、タングステン等から選択された金属単体または合金の薄膜からなる。尚、シード層３２ｂを構成する金属の薄膜は、１層でもよいが、２層以上が好ましい。
【００２８】
接着層３３は、絶縁層３１の下面に形成されている。接着層３３は、銅配線層２２を覆いつつ、絶縁層２１に接着されている。接着層３３は、熱硬化性エポキシを主成分とする接着剤からなる。
【００２９】
層間配線３４は、ビアホール３５に充填された導電性ペーストからなる。導電性ペーストは、電気抵抗の小さい金属粒子であるニッケル（Ｎｉ）と、低融点金属粒子である錫（Ｓｎ）と、エポキシ樹脂を主成分とするバインダとを含む。層間配線３４は、インダクタ用下層基材４の銅配線層３２と第２多層基板用基材３の銅配線層２２とを電気的に接続する。
【００３０】
インダクタ用上層基材５は、磁性体層４１と、銅配線層４２と、接着層４３と、層間配線４４とを備えている。磁性体層４１と接着層４３には、両層４１、４３を貫通するビアホール４５が形成されている。尚、磁性体層４１が、請求項に記載の第２配線形成層に相当する。銅配線層４２が、請求項に記載の第２配線層に相当する。接着層４３が、請求項に記載の接着層に相当する。層間配線４４が、請求項に記載の層間配線に相当する。ビアホール４５が、請求項に記載のビアホールに相当する。
【００３１】
磁性体層４１は、磁性体であるＮｉＺｎフェライトを含む薄板からなる。
【００３２】
銅配線層４２は、磁性体層４１の一方の面（以下、上面）に形成されている。銅配線層４２は、約１００μｍの厚みを有する。銅配線層４２は、所望の形状にパターニングされている。銅配線層４２は、インダクタ６の一部を構成するインダクタ上層配線層４２ａを含む。銅配線層４２の下部は、シード層４２ｂを含む。シード層４２ｂは、クロム、ニッケル、銅、チタン、タングステン等から選択された金属単体または合金の薄膜からなる。銅配線層４２には、外部からビアホール４５まで貫通した貫通穴４２ｃが形成されている。
【００３３】
接着層４３は、磁性体層４１の他方の面（以下、下面）に形成されている。接着層４３は、銅配線層３２を覆いつつ、絶縁層３１に接着されている。接着層４３は、磁性体を含む熱硬化性エポキシを主成分とする接着剤からなる。
【００３４】
層間配線４４は、ビアホール４５に埋設された導電性ペーストからなる。層間配線４４は、インダクタ用上層基材５の銅配線層４２とインダクタ用下層基材４の銅配線層３２とを電気的に接続する。ここで、層間配線４４の一部は、銅配線層４２のインダクタ上層配線層４２ａと銅配線層３２のインダクタ下層配線層３２ａとを一巻毎に電気的に接続する。インダクタ下層配線層３２ａと、インダクタ上層配線層４２ａと、層間配線４４とによってトロイダル型のインダクタ６が形成されている。
【００３５】
次に、図面を参照して、上述した第１実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板１の製造方法について説明する。図２〜図３は、第１多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。図４〜図７は、第２多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。図８〜図１３は、インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。図１４〜図１９は、インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。図２０は、基材を積層する積層工程を説明するための図である。
【００３６】
最初に、第１多層基板用基材２を作製する工程を説明する。
【００３７】
まず、図２に示すように、銅箔１２Ａが絶縁層１１に張り合わされた片面銅張積層板（以下、片面ＣＣＬという）６１を用意する。フォトリソグラフィー技術により、片面ＣＣＬ６１の銅箔１２Ａ上にレジスト膜６２を形成する。
【００３８】
次に、図３に示すように、銅箔１２Ａをパターニングして、銅配線層１２を形成する。この後、レジスト膜６２を除去する。これにより、第１多層基板用基材２が完成する。
【００３９】
次に、第２多層基板用基材３を作製する工程を説明する。
【００４０】
まず、図４に示すように、片面ＣＣＬを用いた第１多層基板用基材２と同様の製造工程によって、絶縁層２１上にパターニングされた銅配線層２２を形成する。
【００４１】
次に、図５に示すように、絶縁層２１の下面に接着層２３を８０℃〜１５０℃の温度で５秒〜６０秒加熱して仮貼りする。
【００４２】
次に、図６に示すように、レーザー加工により、絶縁層２１及び接着層２３の所定の位置にビアホール２５を形成する。レーザー加工には、ＵＶ−ＹＡＧレーザーまたはエキシマレーザー等のレーザーを用いることができる。この後、プラズマ処理によってビアホール２５内のスミアを除去する。
【００４３】
次に、図７に示すように、真空印刷法によって導電性ペーストをビアホール２５の内部に充填することにより層間配線２４を形成する。これにより、ビアホール２５と銅配線層２２との間の界面にボイドの発生を抑えることができ層間配線２４の抵抗を低減した第２多層基板用基材３が完成する。
【００４４】
次に、インダクタ用下層基材４を作製する工程を説明する。
【００４５】
まず、図８に示すように、０．１μｍ〜１μｍの厚みを有するシード層３２ｂが上面の全体に形成された絶縁層３１を用意する。フォトリソグラフィー技術により、シード層３２ｂ上にメッキ用レジスト膜６４を形成する。
【００４６】
次に、図９に示すように、シード層３２ｂ上に約１００μｍの厚みを有する銅をメッキする。これにより、インダクタ６の一部を構成するインダクタ下層配線層３２ａを含む銅配線層３２が、絶縁層３１の上面に形成される。
【００４７】
次に、図１０に示すように、メッキ用レジスト膜６４を剥離する。その後、露出しているシード層３２ｂをエッチングする。
【００４８】
次に、図１１に示すように、絶縁層３１の下面に接着層３３を８０℃〜１５０℃の温度で５秒〜６０秒加熱して仮貼りする。
【００４９】
次に、図１２に示すように、レーザー加工によって、絶縁層３１及び接着層３３の所定の位置に、両層３１、３３を貫通して、銅配線層３２まで達するビアホール３５を形成する。この後、プラズマ処理によってビアホール３５内のスミアを除去する。
【００５０】
次に、図１３に示すように、真空印刷法によって導電性ペーストをビアホール３５の内部に充填することにより層間配線３４を形成する。これにより、ビアホール３５と銅配線層３２との間の界面にボイドの発生を抑えることができ層間配線３４の抵抗を低減したインダクタ用下層基材４が完成する。
【００５１】
次に、インダクタ用上層基材５を作製する工程を説明する。
【００５２】
まず、図１４に示すように、薄板状の磁性体層４１を用意する。次に、シード層４２ｂを磁性体層４１の上面全体に形成する。その後、フォトリソグラフィー技術によって、メッキ用レジスト膜６５を形成する。
【００５３】
次に、図１５に示すように、シード層４２ｂ上に約１００μｍの厚みを有する銅をメッキする。これにより、インダクタ６の一部を構成するインダクタ上層配線層４２ａを含む銅配線層４２が、磁性体層４１の上面に形成される。
【００５４】
次に、図１６に示すように、メッキ用レジスト膜６５及びシード層４２ｂを除去する。この後、磁性体層４１の下面に接着層４３を、８０℃〜１５０℃の温度で５秒〜６０秒加熱して仮貼りする。接着層４３は、銅配線層３２の厚みよりも厚い約１２０μｍの厚みを有する。これにより、後の積層工程において、接着層４３によって銅配線層３２を十分に覆うことができる。接着層４３は、磁性体を含む熱硬化性エポキシ系樹脂の接着剤からなる。
【００５５】
次に、図１７に示すように、レーザー加工によって、磁性体層４１及び接着層４３の所定の位置に、両層４１、４３を貫通して、銅配線層４２まで達するビアホール４５を形成する。
【００５６】
次に、図１８に示すように、レーザー加工によって、ビアホール４５と外部とを貫通する貫通穴４２ｃを銅配線層４２に形成する。この後、プラズマ処理によってビアホール４５内のスミアを除去する。
【００５７】
次に、図１９に示すように、真空印刷法によって、金属粒子を含む導電性ペーストをビアホール４５に充填する。ビアホール４５と銅配線層４２との間の界面にボイドの発生を抑えることができ、層間配線４４の抵抗を低減することができる。尚、導電性ペーストは、ビアホール４５側から充填される。これにより、銅配線層４２に接続された層間配線４４がビアホール４５内に形成される。ここで、銅配線層４２には貫通穴４２ｃが形成されているので、導電性ペーストを充填する際に、貫通穴４２ｃを通って空気が抜ける。このため、確実に導電性ペーストをビアホール４５に充填することができる。この結果、インダクタ用上層基材５が完成する。
【００５８】
次に、図２０に示すように、画像処理によって、互いに電気的に接続可能な位置に基材２〜５を位置合わせし積層する。この後、基材２〜５を１５０℃〜２５０℃に加熱し、且つ、基材２〜５の周りの気圧を大気圧よりも低い、１ｋＰａ以下に設定する。この状態で、真空プレス機またはキュアプレス機により、１ＭＰａ〜５ＭＰａの圧力で基材２〜５を押圧する。この状態を、３０分〜２時間継続することにより基材２〜５を一括で積層する。これにより、導電性ペーストの錫粒子と銅配線層１２、２２、３２とが合金化されつつ、各層間配線２４、３４、４４と各銅配線層１２、２２、３２とが電気的に接続される。合金化により、金属フィラー同士が接触し導通をとるペーストに比べて、上下の回路が電気的にも物理的にもより良好に接続し接着層が銅配線層と層間配線との界面に侵入することによって電気抵抗の増加を防ぐことができる。さらに耐湿熱性の向上にもつながる。また、各銅配線層１２、２２、３２が、各接着層２３、３３、４３に覆われる。
【００５９】
この結果、図１に示すインダクタ内蔵プリント配線板１が完成する。
【００６０】
上述したように、第１実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板１では、大気圧よりも低い気圧内で、各基材２〜５を押圧することによって一括積層している。これにより、層間配線４４と銅配線層３２との間にボイドが発生することを抑制できる。この結果、インダクタ下層配線層３２ａを含む銅配線層３２が厚くなっても、層間導通の歩留まりを向上させつつ、層間配線４４の抵抗を低減することができるとともに、長期信頼性を向上させることができる。
【００６１】
また、インダクタ内蔵プリント配線板１は、銅配線層３２と銅配線層４２とを接続する層間配線４４が、ビアホール４５に充填された導電性ペーストによって構成されている。このため、層間配線４４の抵抗率を低減することができるので、層間配線４４が形成されるビアホール４５の直径を小さくすることができる。この結果、インダクタ６の配線密度を上げることができるので、同じ配線長でも巻数を増加させることができる。従って、インダクタ６の直流抵抗値を増加させることなく、所望のインダクタンス値を得ることができる。
【００６２】
また、インダクタ内蔵プリント配線板１では、銅配線層４２にビアホール４５と外部とを貫通させる貫通穴４２ｃを形成している。これにより、層間配線４４を形成する工程において、ビアホール４５に導電性ペーストを容易に充填することができる。この結果、層間配線４４にボイドが発生することを抑制でき層間配線４４の抵抗を低減することができる。この効果は、層間配線４４のアスペクト比を高くした場合に、特に有効である。更に、この効果は、順次積層していくビルドアップ法では同様の貫通穴を形成することができないため、奏することが困難である。
【００６３】
また、インダクタ内蔵プリント配線板１では、絶縁層３１、磁性体層４１及び接着層４３が磁性体を含むので、インダクタンス値を向上させることができる。
【００６４】
（第２実施形態）
次に、上述した第１実施形態を部分的に変更した第２実施形態について説明する。図２１は、第２実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板の断面図である。図２２は、第２実施形態によるインダクタ配線の平面図である。尚、第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００６５】
図２１及び図２２に示すように、第２実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板１Ａは、スパイラル型のインダクタ７６を有する。
【００６６】
インダクタ内蔵プリント配線板１Ａは、第１多層基板用基材２と、第２多層基板用基材３と、インダクタ用基材７４と、外部配線基材７５とを備えている。
【００６７】
インダクタ用基材７４は、インダクタ形成層８１と、銅配線層８２と、接着層８３と、層間配線８４とを備えている。インダクタ形成層８１と接着層８３には、ビアホール８５が形成されている。
【００６８】
インダクタ形成層８１は、エポキシ樹脂をガラス布に含浸させたガラスエポキシからなる。
【００６９】
銅配線層８２は、インダクタ形成層８１の上面に形成されている。銅配線層８２は、約１００μｍの厚みを有する。銅配線層８２は、所望の形状にパターニングされている。銅配線層８２は、インダクタ配線層８２ａを含む。インダクタ配線層８２ａは、スパイラル型のインダクタ７６を構成する。銅配線層８２の下部は、シード層８２ｂを含む。シード層８２ｂは、クロム、ニッケル、銅、チタン、タングステン等から選択された金属単体または合金の薄膜からなる。
【００７０】
接着層８３は、インダクタ形成層８１の下面に形成されている。接着層８３は、熱硬化性エポキシを主成分とする接着剤からなる。
【００７１】
層間配線８４は、ビアホール８５に充填された導電性ペーストからなる。層間配線８４は、インダクタ用基材７４の銅配線層８２と第２多層基板用基材３の銅配線層２２とを電気的に接続する。
【００７２】
外部配線基材７５は、配線形成層９１と、銅配線層９２と、接着層９３と、層間配線９４とを備えている。
【００７３】
配線形成層９１は、エポキシ樹脂をガラス布に含浸させたガラスエポキシからなる。
【００７４】
銅配線層９２は、配線形成層９１の上面に形成されている。銅配線層９２は、外部の電源または回路等と接続される。
【００７５】
接着層９３は、配線形成層９１の下面に形成されている。接着層９３は、熱硬化性エポキシを主成分とする接着剤からなる。
【００７６】
層間配線９４は、ビアホール９５に充填された導電性ペーストからなる。層間配線９４は、外部配線基材７５の銅配線層９２とインダクタ用基材７４の銅配線層８２とを電気的に接続する。
【００７７】
第２実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板１Ａの製造方法を説明する。
【００７８】
まず、第１実施形態と同様の工程により、第１多層基板用基材２と、第２多層基板用基材３と、インダクタ用基材７４と、外部配線基材７５とを別々の工程で作製する。
【００７９】
次に、大気圧よりも低い気圧中で、第１多層基板用基材２と、第２多層基板用基材３と、インダクタ用基材７４と、外部配線基材７５とを積層する。
【００８０】
これによって、図２１に示すインダクタ内蔵プリント配線板１Ａが完成する。
【００８１】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００８２】
各構成の材料、厚みや幅等の数値、形状等は適宜変更可能である。
【００８３】
絶縁層は、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂を主体とする樹脂をガラス布に含浸させたものを適用してもよい。
【００８４】
配線層を構成する材料は、銅に限定されるものではないが、低抵抗率を有する金属が好ましい。
【００８５】
接着層は、熱可塑性ポリイミドを主成分とする接着剤により構成してもよい。
【００８６】
層間配線を構成する導電性ペーストに含まれる金属は適宜変更可能である。例えば、電気抵抗が小さい金属粒子には、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）から選択される少なくとも１種類の金属粒子を適用してもよい。また、低融点金属粒子には、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）から選択される少なくとも１種類の低融点金属粒子を適用してもよい。ここで、低融点金属粒子としては、銅配線層と合金化が可能な錫等が好ましい。これにより、金属フィラー同士が接触することによって導通させる導電性ペーストに比べて、各層間の回路が電気的にも物理的にもより良好に接続され、且つ、接着層が導電性ペーストと銅配線層との界面に侵入することによって電気抵抗の増加を抑制することができる。
【００８７】
また、層間配線２４、３４を形成する際には、層間配線４４と同様に貫通穴を設けてもよい。
【００８８】
磁性体層は、ＮｉＺｎフェライトからなる薄板に限定されるものではなく、抵抗率の高い磁性体材料を分散させた絶縁樹脂シートにより構成してもよい。
【００８９】
絶縁層、接着層及び磁性体層に含まれる磁性体は、適宜省略可能である。
【００９０】
インダクタを構成する銅配線の厚みは、適宜変更可能であるが、１００μｍ以上が好ましい。これにより、インダクタの直流抵抗を低減して、発熱を抑制できる。
【００９１】
また、上述した実施形態では、４層の基材を積層したインダクタ内蔵プリント配線板を例に説明したが、２層、３層及び５層以上の基材を積層したインダクタ内蔵プリント配線板に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】第１実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板の断面図である。
【図２】第１多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図３】第１多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図４】第２多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図５】第２多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図６】第２多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図７】第２多層基板用基材の製造工程を説明するための図である。
【図８】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図９】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１０】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１１】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１２】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１３】インダクタ用下層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１４】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１５】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１６】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１７】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１８】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図１９】インダクタ用上層基材の製造工程を説明するための図である。
【図２０】基材を積層する積層工程を説明するための図である。
【図２１】第２実施形態によるインダクタ内蔵プリント配線板の断面図である。
【図２２】第２実施形態によるインダクタの平面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１、１Ａ インダクタ内蔵プリント配線板
２ 第１多層基板用基材
３ 第２多層基板用基材
４ インダクタ用下層基材
５ インダクタ用上層基材
６ インダクタ
１１、２１、３１ 絶縁層
１２、２２、３２、４２ 銅配線層
１２Ａ 銅箔
２３、３３、４３ 接着層
２４、３４、４４ 層間配線
２５、３５、４５ ビアホール
３２ａ インダクタ下層配線層
３２ｂ、４２ｂ シード層
４１ 磁性体層
４２ａ インダクタ上層配線層
４２ｃ 貫通穴
６２ レジスト膜
６４ メッキ用レジスト膜
６５ メッキ用レジスト膜
７４ インダクタ用基材
７５ 外部配線基材
７６ インダクタ
８１ インダクタ形成層
８２、９２ 銅配線層
８２ａ インダクタ配線層
８２ｂ シード層
８３、９３ 接着層
８４、９４ 層間配線
８５、９５ ビアホール
９１ 配線形成層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１配線形成層の一方の面に第１配線層を形成する工程を有する第１基材を作製する第１基材作製工程と、
第２配線形成層の一方の面に第２配線層を形成する工程と、前記第２配線形成層の他方の面に接着層を形成する工程と、前記第２配線形成層と前記接着層とを貫通するビアホールを形成する工程と、前記第２配線層に接続された層間配線を前記ビアホールに形成する工程とを有する第２基材を作製する第２基材作製工程と、
前記第１基材と前記第２基材とを位置合わせ、積層し、大気圧よりも低い気圧中で押圧することにより、前記層間配線と前記第１配線層とを電気的に接続しつつ、第１配線層、第２配線層および層間配線によりインダクタを形成する積層工程とを備えたことを特徴とするインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法。
【請求項２】
真空印刷法で、前記ビアホールに金属粒子を含む導電性ペーストを充填することにより、前記層間配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記第２基材作製工程は、
前記ビアホールと外部とを貫通する貫通穴を前記第２配線層に形成する工程と、
前記貫通穴が形成された状態で、前記ビアホール側から導電性ペーストを充填する工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記積層工程は、
加熱することによって、前記層間配線の導電性ペーストに含まれる金属粒子と前記第１配線層とを合金化する工程を含むことを特徴とする請求項２〜請求項３のいずれか１項に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法。
【請求項５】
第３配線形成層に第３配線層が形成された１又は複数の第３基材を作製する第３基材作製工程を備え、
前記積層工程では、前記第１基材と、前記第２基材と、前記１又は複数の第３基材とを一括して積層することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法。
【請求項６】
第１配線形成層の一方の面に形成された第１配線層を有する第１基材と、
第２配線形成層の一方の面に形成された第２配線層と、前記第２配線形成層の他方の面に形成され前記第１配線層よりも厚い接着層と、前記第２配線形成層と前記接着層とを貫通するビアホールに埋設され、前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続する層間配線とを有する第２基材とを備え、
前記第１基材と前記第２基材は、大気圧よりも低い気圧中で押圧することにより積層され第１配線層、第２配線層および層間配線によりインダクタを形成したことを特徴とするインダクタ内蔵プリント配線板。
【請求項７】
前記第１配線形成層、又は第２配線形成層、又は接着層は、磁性体を含むことを特徴とする請求項６に記載のインダクタ内蔵プリント配線板。
【請求項１】
第１配線形成層の一方の面に第１配線層を形成する工程を有する第１基材を作製する第１基材作製工程と、
第２配線形成層の一方の面に第２配線層を形成する工程と、前記第２配線形成層の他方の面に接着層を形成する工程と、前記第２配線形成層と前記接着層とを貫通するビアホールを形成する工程と、前記第２配線層に接続された層間配線を前記ビアホールに形成する工程とを有する第２基材を作製する第２基材作製工程と、
前記第１基材と前記第２基材とを位置合わせ、積層し、大気圧よりも低い気圧中で押圧することにより、前記層間配線と前記第１配線層とを電気的に接続しつつ、第１配線層、第２配線層および層間配線によりインダクタを形成する積層工程とを備えたことを特徴とするインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法。
【請求項２】
真空印刷法で、前記ビアホールに金属粒子を含む導電性ペーストを充填することにより、前記層間配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記第２基材作製工程は、
前記ビアホールと外部とを貫通する貫通穴を前記第２配線層に形成する工程と、
前記貫通穴が形成された状態で、前記ビアホール側から導電性ペーストを充填する工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記積層工程は、
加熱することによって、前記層間配線の導電性ペーストに含まれる金属粒子と前記第１配線層とを合金化する工程を含むことを特徴とする請求項２〜請求項３のいずれか１項に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法。
【請求項５】
第３配線形成層に第３配線層が形成された１又は複数の第３基材を作製する第３基材作製工程を備え、
前記積層工程では、前記第１基材と、前記第２基材と、前記１又は複数の第３基材とを一括して積層することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のインダクタ内蔵プリント配線板の製造方法。
【請求項６】
第１配線形成層の一方の面に形成された第１配線層を有する第１基材と、
第２配線形成層の一方の面に形成された第２配線層と、前記第２配線形成層の他方の面に形成され前記第１配線層よりも厚い接着層と、前記第２配線形成層と前記接着層とを貫通するビアホールに埋設され、前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続する層間配線とを有する第２基材とを備え、
前記第１基材と前記第２基材は、大気圧よりも低い気圧中で押圧することにより積層され第１配線層、第２配線層および層間配線によりインダクタを形成したことを特徴とするインダクタ内蔵プリント配線板。
【請求項７】
前記第１配線形成層、又は第２配線形成層、又は接着層は、磁性体を含むことを特徴とする請求項６に記載のインダクタ内蔵プリント配線板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１０−６２４６４（Ｐ２０１０−６２４６４Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２８８０６（Ｐ２００８−２２８８０６）
【出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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