プリント配線板及びプリント配線板の製造方法
【課題】 ループインダクタンスを低減できると共に高い信頼性を有するプリント配線板を提供する。
【解決手段】 コンデンサ２０を収容するコア基板３０に樹脂絶縁層１４４，２４４と導体回路１５８，２５８とを積層してなるプリント配線板１０であって、コア基板３０は、コンデンサ２０を収容する通孔１１Ａの形成された第１のコア基板１１の上下に第２、第３のコア基板１２Ｕ，１３Ｄを積層してなり、第１、第２、第３のコア基板１１，１２Ｕ，１３Ｄは、芯材に樹脂を含浸してなり、樹脂絶縁層１４４，２４４は、芯材を有しない樹脂材料からなり、第２、第３のコア基板１２Ｕ、１３Ｄの少なくとも一方に、コンデンサ２０の電極２１，２２に接続するバイアホール６０を形成し、バイアホール６０とコンデンサ２０の電極２１，２２との間に電気的接続を取る。
【解決手段】 コンデンサ２０を収容するコア基板３０に樹脂絶縁層１４４，２４４と導体回路１５８，２５８とを積層してなるプリント配線板１０であって、コア基板３０は、コンデンサ２０を収容する通孔１１Ａの形成された第１のコア基板１１の上下に第２、第３のコア基板１２Ｕ，１３Ｄを積層してなり、第１、第２、第３のコア基板１１，１２Ｕ，１３Ｄは、芯材に樹脂を含浸してなり、樹脂絶縁層１４４，２４４は、芯材を有しない樹脂材料からなり、第２、第３のコア基板１２Ｕ、１３Ｄの少なくとも一方に、コンデンサ２０の電極２１，２２に接続するバイアホール６０を形成し、バイアホール６０とコンデンサ２０の電極２１，２２との間に電気的接続を取る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＩＣチップなどの電子部品を載置するプリント配線板に関し、特にコンデンサを内蔵するプリント配線板に関するのものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、コンピュータ内部においては、電源とＩＣチップ間の配線距離が長く、この配線部分のループインダクタンスは非常に大きいものとなっている。このため、高速動作時のＩＣ駆動電圧の変動も大きくなり、ＩＣの誤動作の原因となり得る。また、電源電圧を安定化させることも困難である。このため、電源供給の補助として、コンデンサをプリント配線板の表面に実装している。
【０００３】
即ち、電圧変動となるループインダクタンスは、図１９（Ａ）に示す電源からプリント配線板３００内の電源線を介してＩＣチップ２７０の電源端子２７２Ｐまでの配線長、及び、ＩＣチップ２７０のアース端子２７２Ｅから電源からプリント配線板３００内のアース線を介して電源までの配線長に依存する。また、逆方向の電流が流れる配線同志、例えば、電源線とアース線との間隔を狭くすることでループインダクタンスを低減できる。
このため、図１９（Ｂ）に示すように、プリント配線板３００にチップコンデンサ２９８を表面実装することで、ＩＣチップ２７０と電源供給源となるチップコンデンサ２９２とを結んでいるプリント配線板３００内の電源線とアース線との配線長を短くするとともに、配線間隔を狭くすることで、ループインダクタンスを低減することが行われていた。
【０００４】
しかしながら、ＩＣ駆動電圧変動の原因となる電圧降下の大きさは周波数に依存する。このため、ＩＣチップの駆動周波数の増加に伴い、図１９（Ｂ）を参照して上述したようにチップコンデンサを表面に実装させてもなおループインダクタンスを低減できず、ＩＣ駆動電圧の変動を十分に抑えることが難しくなった。
【０００５】
このため、本発明者は、プリント配線板内にチップコンデンサを収容するとの着想を持った。コンデンサを基板に埋め込む技術としては、特開平６−３２６４７２号、特開平７−２６３６１９号、特開平１０−２５６４２９号、特開平１１−４５９５５号、特開平１１−１２６９７８号、特開平１１−３１２８６８号等がある。
【０００６】
特開平６−３２６４７２号には、ガラスエポキシからなる樹脂基板に、コンデンサを埋め込む技術が開示されている。この構成により、電源ノイズを低減し、かつ、チップコンデンサを実装するスペースが不要になり、絶縁性基板を小型化できる。また、特開平７−２６３６１９号には、セラミック、アルミナなどの基板にコンデンサを埋め込む技術が開示されている。この構成により、電源層及び接地層の間に接続することで、配線長を短くし、配線のインダクタンスを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３２６４７２号公報
【特許文献２】特開平７−２６３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した技術は、ＩＣチップからコンデンサの距離をあまり短くできず、ＩＣチップの更なる高周波数領域においては、現在必要とされるようにインダクタンスを低減することができなかった。特に、樹脂製の多層ビルドアップ配線板においては、セラミックから成るコンデンサと、樹脂からなるコア基板及び層間樹脂絶縁層の熱膨張率の違いから、チップコンデンサの端子とバイアホールとの間に断線、チップコンデンサと層間樹脂絶縁層との間で剥離、層間樹脂絶縁層にクラックが発生し、長期に渡り高い信頼性を達成することができなかった。
【０００９】
本発明は上述した課題を解決するためなされたものであり、その目的とするところは、ループインダクタンスを低減できると共に高い信頼性を有するプリント配線板、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、請求項１では、コンデンサを収容するコア基板に樹脂絶縁層と導体回路とを積層してなるプリント配線板であって、前記コア基板は、前記コンデンサを収容する通孔の形成された第１のコア基板の上下に第２、第３のコア基板を積層してなり、前記第１、第２、第３のコア基板は、芯材に樹脂を含浸してなり、前記樹脂絶縁層は、芯材を有しない樹脂材料からなり、前記第２、第３のコア基板の少なくとも一方に、前記コンデンサの電極に接続するバイアホールを形成し、該バイアホールと前記コンデンサの電極との間に電気的接続を取ったことを技術的特徴とする。
【００１１】
請求項１では、プリント配線板内にコンデンサを配置するため、ＩＣチップとコンデンサとの距離が短くなり、ループインダクタンスを低減することができる。また、コア基板は、コンデンサを収容する第１のコア基板の上下に第２、第３のコア基板を積層してなるため、堅牢であり、セラミックからなり熱膨張率の小さいコンデンサを収容しても、コンデンサとコア基板との熱膨張率差による応力を層間樹脂絶縁層に与え導体回路にクラックが発生することがなく、高い信頼性を備えるプリント配線板を実現できる。また、コア基板は、表面を研磨して平坦化できるため、コア基板上層の層間樹脂絶縁層にうねりが生じず、層間樹脂絶縁層上に適正にバイアホール、導体回路を形成することができる。
更に、コア基板の両面の少なくとも一方にバイアホールを設けてあるため、ＩＣチップと基板内に収容したコンデンサとを、また、外部接続基板に配置された電源と基板内に収容したコンデンサとを最短の距離で接続できる。このため、電源からＩＣチップへ瞬時に電圧を補うことができ、速やかにＩＣ駆動電圧を安定させることができる。
【００１２】
コア基板の空隙には、樹脂を充填させることが望ましい。コンデンサ、コア基板間の空隙をなくすことによって、内蔵されたコンデンサが、挙動することが小さくなるし、コンデンサを起点とする応力が発生したとしても、該充填された樹脂により緩和することができる。また、該樹脂には、コンデンサとコア基板との接着やマイグレーションの低下させるという効果も有する。
【００１３】
充填させる樹脂としては、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、熱可塑性樹脂、あるいはそれらの複合体を用いる得る。これ以外にも、プリプレグなどの接着性のある樹脂シートを予め挟み込んでおいて、基板を圧着させるときにプリプレグからしみ出す樹脂で充填させてもよい。
【００１４】
また、チップコンデンサの表面に粗化処理を施すこともできる。これにより、セラミックから成るチップコンデンサと樹脂からなる接着剤、樹脂充填剤との密着性が高くなり、ヒートサイクル試験を実施しても界面での接着剤、樹脂充填剤の剥離が発生することがない。
【００１５】
また、第１、第２、第３コア基板は、芯材に樹脂を含浸させた樹脂基板からなるため、十分な強度を得ることができる。
【００１６】
請求項２では、コンデンサの電極の表面に導電ペーストを塗布してあるため、表面が完全にフラットになる。このため、第２、第３のコア基板にレーザで開口を穿設した際に、電極の表面に樹脂が残ることが無くなり、該電極とめっきによるバイアホールとの接続信頼性を高めることができる。
【００１７】
請求項３では、基板内に収容したコンデンサに加えて表面にコンデンサを配設してある。プリント配線板内にコンデンサが収容してあるために、ＩＣチップとコンデンサとの距離が短くなり、ループインダクタンスを低減し、瞬時に電源を供給することができ、一方、プリント配線板の表面にもコンデンサが配設してあるので、大容量のコンデンサを取り付けることができ、ＩＣチップに大電力を容易に供給することが可能となる。
【００１８】
請求項４では、表面のコンデンサの静電容量は、内層のコンデンサの静電容量以上であるため、高周波領域における電源供給の不足がなく、所望のＩＣチップの動作が確保される。
【００１９】
請求項５では、マトリクス状に電極が形成されたコンデンサを用いるので、大判のチップコンデンサをコア基板に収容することが容易になる。そのため、静電容量を大きくできるので、電気的な問題を解決することができる。さらに、コンデンサがコアとなり、種々の熱履歴などを経てもプリント配線板に反りが発生し難くなる。更に、複数の電極から配線を取り回すことが可能であるため、電源ライン、アースラインの数を増やすことで、電源ライン、アースラインのインダクタンス分を減らすことができ、高周波数性能を高めることが可能になる。更に、コンデンサの電極をスルーホールとして用いることが可能になる。
【００２０】
請求項６、７では、金属膜を形成したチップコンデンサの電極へめっきによりなるバイアホールで電気的接続を取ってある。ここで、チップコンデンサの電極は、メタライズからなり表面に凹凸があるが、金属膜により表面が平滑になり、バイアホールを形成するため、電極上に被覆された樹脂に通孔を形成した際に、樹脂残さが残らず、バイアホールと電極との接続信頼性を高めることができる。更に、めっきの形成された電極に、めっきによりバイアホールを形成するため、電極とバイアホールとの接続性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても、電極とバイアホール間の断線が生じることがない。
【００２１】
コンデンサの電極の金属膜には、銅、ニッケル、貴金属のいずれかの金属が配設されているものが望ましい。内蔵したコンデンサにスズや亜鉛などの層は、バイアホールとの接続部におけるマイグレーションを誘発しやすいからである。故に、マイグレーションの発生を防止することも出来る。
【００２２】
請求項８では、チップコンデンサの電極の少なくとも一部が露出したプリント配線板に収容し、被覆層から露出した電極に電気的接続を取ってある。このとき、露出した金属は、主成分がＣｕであることが望ましい。接続抵抗を低減することができるからである。
【００２３】
本発明では、層間樹脂絶縁層を熱硬化型樹脂シートを用いて形成することが好適である。熱硬化型樹脂シートには、難溶性樹脂、可溶性粒子、硬化剤、その他の成分が含有されている。それぞれについて以下に説明する。
【００２４】
本発明の製造方法において使用する熱硬化型樹脂シートは、酸または酸化剤に可溶性の粒子（以下、可溶性粒子という）が酸または酸化剤に難溶性の樹脂（以下、難溶性樹脂という）中に分散したものである。
なお、本発明で使用する「難溶性」「可溶性」という語は、同一の酸または酸化剤からなる溶液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」と呼び、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
【００２５】
上記可溶性粒子としては、例えば、酸または酸化剤に可溶性の樹脂粒子（以下、可溶性樹脂粒子）、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子（以下、可溶性無機粒子）、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子（以下、可溶性金属粒子）等が挙げられる。これらの可溶性粒子は、単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
【００２６】
上記可溶性粒子の形状は特に限定されず、球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができるからである。
【００２７】
上記可溶性粒子の平均粒径としては、０．１〜１０μｍが望ましい。この粒径の範囲であれば、２種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。すなわち、平均粒径が０．１〜０．５μｍの可溶性粒子と平均粒径が１〜３μｍの可溶性粒子とを含有する等である。これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、導体回路との密着性にも優れる。なお、本発明において、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分の長さである。
【００２８】
上記可溶性樹脂粒子としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸あるいは酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されない。
上記可溶性樹脂粒子の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等からなるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるものであってもよいし、２種以上の樹脂の混合物からなるものであってもよい。
【００２９】
また、上記可溶性樹脂粒子としては、ゴムからなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとしては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウレタン変性、（メタ）アクリロニトリル変性等の各種変性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した（メタ）アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられる。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン酸塩でも溶解することができる。また、クロム酸を用いた場合でも、低濃度で溶解することができる。そのため、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を付与する際に、触媒が付与されなたかったり、触媒が酸化されたりすることがない。
【００３０】
上記可溶性無機粒子としては、例えば、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。
【００３１】
上記アルミニウム化合物としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物としては、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム化合物としては、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物としては、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
【００３２】
上記可溶性金属粒子としては、例えば、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
【００３３】
上記可溶性粒子を、２種以上混合して用いる場合、混合する２種の可溶性粒子の組み合わせとしては、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両者とも導電性が低くいため樹脂フィルムの絶縁性を確保することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張の調整が図りやすく、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路との間で剥離が発生しないからである。
【００３４】
上記難溶性樹脂としては、層間樹脂絶縁層に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持できるものであれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等が挙げられる。また、これらの樹脂に感光性を付与した感光性樹脂であってもよい。
【００３５】
上記難溶性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
さらには、１分子中に、２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより望ましい。前述の粗化面を形成することができるばかりでなく、耐熱性等にも優れてるため、ヒートサイクル条件下においても、金属層に応力の集中が発生せず、金属層の剥離などが起きにくいからである。
【００３６】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。
【００３７】
本発明で用いる樹脂フィルムにおいて、上記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散されていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができ、樹脂フィルムにビアやスルーホールを形成しても、その上に形成する導体回路の金属層の密着性を確保することができるからである。また、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を含有する樹脂フィルムを用いてもよい。それによって、樹脂フィルムの表層部以外は酸または酸化剤にさらされることがないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性が確実に保たれる。
【００３８】
上記樹脂フィルムにおいて、難溶性樹脂中に分散している可溶性粒子の配合量は、樹脂フィルムに対して、３〜４０重量％が望ましい。可溶性粒子の配合量が３重量％未満では、所望の凹凸を有する粗化面を形成することができない場合があり、４０重量％を超えると、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解した際に、樹脂フィルムの深部まで溶解してしまい、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性を維持できず、短絡の原因となる場合がある。
【００３９】
上記樹脂フィルムは、上記可溶性粒子、上記難溶性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有していることが望ましい。
上記硬化剤としては、例えば、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられる。
【００４０】
上記硬化剤の含有量は、樹脂フィルムに対して０．０５〜１０重量％であることが望ましい。０．０５重量％未満では、樹脂フィルムの硬化が不十分であるため、酸や酸化剤が樹脂フィルムに侵入する度合いが大きくなり、樹脂フィルムの絶縁性が損なわれることがある。一方、１０重量％を超えると、過剰な硬化剤成分が樹脂の組成を変性させることがあり、信頼性の低下を招いたりしてしまうことがある。
【００４１】
上記その他の成分としては、例えば、粗化面の形成に影響しない無機化合物あるいは樹脂等のフィラーが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらのフィラーを含有させることによって、熱膨脹係数の整合や耐熱性、耐薬品性の向上などを図りプリント配線板の性能を向上させることができる。
【００４２】
また、上記樹脂フィルムは、溶剤を含有していてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図１１】第１実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図１２】図１１のプリント配線板の拡大断面図である。
【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態のプリント配線板に収容されるチップコンデンサの断面図である。
【図１４】第１実施形態の改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図１５】ＩＣチップへの供給電圧と時間との変化を示すグラフである。
【図１６】第２実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図１７】（Ａ）は第２実施形態のプリント配線板に収容されるチップコンデンサの断面図であり、（Ｂ）は、平面図である。
【図１８】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態のプリント配線板に収容されるチップコンデンサの断面図である。
【図１９】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来技術に係るプリント配線板のループインダクタンスの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。
先ず、本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の構成について図１１、図１２を参照して説明する。図１１は、パッケージ基板１０の断面を示し、図１２は、図１１の一部を拡大して示す。図１１のパッケージ基板１０は、ＩＣチップ９０を搭載し、ドータボード９５側へ取り付けた状態を示している。
【００４５】
パッケージ基板１０は、チップコンデンサ２０と、チップコンデンサ２０を収容する積層コア基板３０と、ビルドアップ層８０Ａ、８０Ｂを構成する層間樹脂絶縁層１４４、２４４とからなる。積層コア基板３０は、コンデンサ２０を収容する通孔１１Ａの形成された第１コア基板１１と、該第１コア基板１１の上層に樹脂層１３Ｕを介して積層された第２コア基板１２Ｕと、第１コア基板１１の下層に樹脂層１３Ｄを介して積層された第３コア基板１２Ｄとから成る。第２コア基板１２Ｕ及び第３コア基板１２Ｄには、コンデンサ２０の電極２１、２２と接続するバイアホール６０及び導体回路５８が形成されている。積層コア基板３０には、ビルトアップ層８０Ａとビルトアップ層８０Ｂを接続するスルーホール３６が形成されている。ビルドアップ層８０Ａ、８０Ｂを構成する層間樹脂絶縁層１４４には、バイアホール１６０及び導体回路１５８が形成され、層間樹脂絶縁層２４４には、バイアホール２６０及び導体回路２５８が形成されている。
【００４６】
層間樹脂絶縁層２４４の上層には、ソルダーレジスト層７０が配設され、ソルダーレジスト層７０に形成された開口７１を介して、上側のバイアホール２６０及び導体回路２５８に、半田バンプ７６Ｕが形成され、該半田バンプ７６ＵによりＩＣチップ９０のパッド９２と接続されている。一方、下側の上側のバイアホール２６０及び導体回路２５８に、ＢＧＡ７６Ｄが形成され、該ＢＧＡ７６Ｄによりドータボード９５のパッド９６と接続されている。
【００４７】
チップコンデンサ２０は、図１３（Ａ）に示すように第１電極２１と第２電極２２と、該第１、第２電極に挟まれた誘電体２３とから成り、該誘電体２３には、第１電極２１側に接続された第１導電膜２４と、第２電極２２側に接続された第２導電膜２５とが複数枚対向配置されている。第１電極２１及び第２電極の表面には導電性ペースト２６が被せてある。
【００４８】
ここで、第１電極２１及び第２電極２２は、Ｎｉ、Ｐｂ、又は、Ａｇ金属のメタライズからなる。導電性ペースト２６は、Ｃｕ、Ｎｉ又はＡｇ等の金属粒子を含むペーストからなる。ここで、金属粒子の粒径は、０．１〜１０μｍが望ましく、とくに１〜５μｍが最適である。この導電性ペースト２６の厚みは、１〜３０μｍが望ましい。１μｍ未満では、電極表面の凹凸を無くすことができず、一方、３０μｍを越えても、特に効果が向上しないからである。ここで、５〜２０μｍの厚みが最も望ましい。なお、２種類以上の径の異なる粒子を配合したペーストを用いることもでき、更に、２種類以上の異なる金属ペーストを被覆することも可能である。
【００４９】
チップコンデンサの電極２１，２２は、メタライズからなり表面に凹凸がある。このため、金属層を剥き出した状態で用いると、第２コア基板１２Ｕ、第３コア基板１２Ｄにレーザで開口３４を穿設する工程において、該凹凸に樹脂が残ることがある。この際には、当該樹脂残さにより第１、第２電極２１，２２とバイアホール６０との接続不良が発生する。本実施形態においては、導電性ペースト２６によって第１、第２電極２１，２２の表面が平滑になり、電極上に被覆された開口３４を穿設した際に、樹脂残さが残らず、バイアホール６０を形成した際の電極２１，２２との接続信頼性を高めることができる。
【００５０】
更に、チップコンデンサ２０のセラミックから成る誘電体２３の表面には粗化層が設けられている。このため、セラミックから成るチップコンデンサ２０と樹脂からなる接着剤１５及び樹脂充填剤１４との密着性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても界面での接着剤１５及び樹脂充填剤１４の剥離が発生することがない。この粗化層は、焼成後に、チップコンデンサ２０の表面を研磨することにより、また、焼成前に、粗化処理を施すことにより形成できる。なお、第１実施形態では、コンデンサの表面に粗化処理を施し、樹脂との密着性を高めたが、この代わりに、コンデンサの表面にシランカップリング処理を施すことも可能である。また、予めプリイミド膜を形成しておくことで、表面濡れ性と樹脂との密着性とを高めることもできる。
【００５１】
一方、図１３（Ｂ）に示すように、導電性ペースト２６の上に、無電解めっき膜２８ａ及び電解めっき膜２８ｂからなる複合膜２８を形成することも好適である。複合膜２８の厚みは、０．１〜１０μｍが望ましく、１〜５μｍが最適である。複合膜２８を形成することで、第１、第２電極２１，２２の表面が完全に平滑になり、電極上に被覆された開口３４を穿設した際に、樹脂残さが残らず、バイアホール６０を形成した際の電極２１，２２との接続信頼性を高めることができる。更に、銅の複合膜２８の形成された電極２１、２２に、銅めっきによりバイアホール６０を形成するため、電極２１、２２とバイアホール６０との接続性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても、電極２１、２２とバイアホール６０との間で断線が生じることがない。複合膜の代わりに、１層の金属膜を形成することも可能である。
【００５２】
本実施形態のパッケージ基板１０では、ＩＣチップ９０の直下にチップコンデンサ２０を配置するため、ＩＣチップとコンデンサとの距離が短くなり、電力を瞬時的にＩＣチップ側へ供給することが可能になる。即ち、ループインダクタンスを決定するループ長さを短縮することができる。
【００５３】
更に、チップコンデンサ２０とチップコンデンサ２０との間にスルーホール３６を設け、チップコンデンサ２０を信号線が通過しない。このため、コンデンサを通過させた際に発生する高誘電体によるインピーダンス不連続による反射、及び、高誘電体通過による伝搬遅延を防ぐことができる。
【００５４】
また、プリント配線板の裏面側に接続される外部基板（ドータボード）９４とコンデンサ２０の第１電極２１，第２電極２２とは、ＩＣチップ側の第２コア基板１２Ｕに設けられたバイアホール６０及びドータボード側の第３コア基板１２Ｄに設けられたバイアホール６０を介して接続される。即ち、コンデンサ２０の端子２１，２２とＩＣチップ９０、ドータボード９５とを直接接続するため、配線長を短縮することができる。
【００５５】
ひき続き、図１１を参照して上述したプリント配線板の製造方法について、図１〜図１０を参照して説明する。
（１）先ず、厚さ０．０６mmのＢＴ（ビスマレイミドートリアジン）またはガラスエポキシからなる基材の片面に１２μｍの銅箔３１がラミネートされてなる銅貼積層基板（第２コア基板）１２Ｕを出発材料とする（図１（Ａ））。なお、ＦＲ４、ＦＲ５、ガラスエポキシ樹脂などの補強材が含浸された基材などを用いることができる。また、これ以外にも熱膨張率を整合させるためにＣＴＥを低くした樹脂材料を用いてもよい。ＣＴＥを低くするため、樹脂中にシリカ、アルミナなどの無機粒子を含有させてもよい。
【００５６】
（２）銅箔３１にエッチングを施し、後述する工程でコンフォマルマスクとするための開口３１ａを形成する。その後、チップコンデンサを固定するためのエポキシ等の熱硬化性接着剤１５を所定位置に塗布する（図１（Ｂ））。熱硬化性接着剤１５は、熱膨張率がコア基板よりも小さいものが望ましい。
【００５７】
（３）熱硬化性接着剤１５に図１３（Ａ）を参照して上述したチップコンデンサ２０を張り付け、加熱して熱硬化性接着剤１５を硬化させる（図１（Ｃ）。
【００５８】
（４）チップコンデンサ２０を収容するための通孔１１Ａの形成された第１コア基板１１と、上記第２コア基板１２Ｕと同様に、銅箔３１に開口３１ａを形成した第３コア基板１２Ｄとを、開口１３Ａの形成されたプリプレグ１３Ｕ、１３Ｄを介して積層させる（図２（Ａ））。第１コア基板１１は、第２コア基板１２Ｕと同じ材質で、厚み０．４mmに形成されている。第３コア基板は、第２コア基板１２Ｕと同様に形成されている。プリプレグ１３Ｕ、１３Ｄは、ガラスクロス等の芯材にエポキシ樹脂を含浸させ厚み０．１mmに形成されているが、プリプレグとして、エポキシ以外でも、ＢＴ、フェノール樹脂あるいはガラスクロスなどの強化材を含有しているもの等、一般的にプリント配線板で使用されるものを用い得る。なお、ガラスクロスなどの芯材を有しない樹脂基板を用いることもできる。なお、コア基板をセラミックやＡＩＮなどの基板を用いることはできなかった。該基板は外形加工性が悪く、コンデンサを収容することができないことがあり、樹脂で充填させても空隙が生じてしまうためである。
【００５９】
（５）上記積層した第２コア基板１２Ｕ、第１コア基板１１、第３コア基板１２Ｄを、ステンレス製のプレス板１００Ａ、１００Ｂで両面からプレスし、プリプレグ１３Ｕ、１３Ｄからしみ出す樹脂充填剤（エポキシ）１４により、第１コア基板１１の通孔１１Ａ、プリプレグ１３Ｕ、１３Ｄの開口１３Ａを充填する。この加圧は、コア基板内での気泡の発生を防ぐため、減圧して行うことが望ましい。その後、加熱して硬化させることで、チップコンデンサ２０を収容する積層コア基板３０を完成する（図２（Ｂ））。
【００６０】
（６）積層コア基板３０の所定位置にドリルでスルーホールとなる貫通孔３３を穿設する（図２（Ｃ））。
【００６１】
（７）ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザあるいはＵＶレーザにより銅箔３１に形成した開口３１ａをコンフォマルマスクとして用いて、チップコンデンサ２０の第１、第２電極２１，２２へ至るバイアホールとなる開口３４を穿設する（図３（Ａ））。この開口３４を形成する際に、上述したように第１、第２電極２１、２２の表面に導電性ペースト２６が塗布され表面が平滑化されているため、第１、第２電極２１、２２の表面に樹脂残滓が残ることがない。
【００６２】
（８）積層コア基板３０の表層、バイアホール用非貫通孔（開口）３４及びスルーホール用貫通孔３３内に金属膜１６を形成させる（図３（Ｂ））。このために、接続層４０の表面にパラジウム触媒を付与してから、無電解めっき液に積層コア基板３０を浸漬し、均一に無電解銅めっき膜１６を析出させる。ここでは、無電解めっきを用いているが、スパッタにより、銅、ニッケル等の金属層を形成することも可能である。スパッタはコスト的には不利であるが、樹脂層との密着性を改善できる利点がある。また、場合によってはスパッタで形成した後に、無電解めっき膜を形成させてもよい。樹脂によっては、触媒付与が安定しないものには有効であるし、無電解めっき膜と形成させた方が電解めっきの析出性が安定するからである。金属膜１６は、０．１〜３mmの範囲で形成することが望ましい。上述したように、チップコンデンサ２０の第１、第２電極２１、２２の表面に樹脂が残っていないため、無電解めき膜１６により第１、第２電極２１、２２へ適正に接続を取ることができる。
【００６３】
（９）その後、金属膜１６の表面に感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、露光・現像処理し、所定パターンのめっきレジスト１７を形成する（図３（Ｃ））。
【００６４】
（１０）そして、電解めっき液に積層コア基板３０を浸漬し、無電解めっき膜１６を介して電流を流し電解銅めっき膜１８を析出させる（図４（Ａ））。
【００６５】
（１１）めっきレジスト１７を５％のKOH で剥離した後、レジスト１７下の無電解めっき膜１６及び銅箔３１を硫酸と過酸化水素混合液でエッチングして除去し、バイアホール６０、導体回路５８及びスルーホール３６を形成する（図４（Ｂ））。
【００６６】
（１２）導体回路５８、バイアホール６０及びスルーホール３６の導体層の表面に粗化層５８α、粗化層６０α、粗化層３６αを設ける。酸化（黒化）−還元処理、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐからなる合金などの無電解めっき膜、あるいは、第二銅錯体と有機酸塩からなるエッチング液などのエッチング処理によって粗化層を施す。粗化層はＲａ（平均粗度高さ）＝０．０１〜５μｍである。特に望ましいのは、０．５〜３μｍの範囲である。なお、ここでは粗化層を形成しているが、粗化層を形成せず後述するように直接樹脂を充填、樹脂フィルムを貼り付けることも可能である。
【００６７】
（１３）下記組成の樹脂充填剤を用意する。
〔熱硬化性樹脂１〕
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 、YL983U） 100重量部。
〔硬化剤２〕
イミダゾール硬化剤（四国化成製、2E4MZ-CN）6.5 重量部。
〔無機粒子３〕
シリカ（アドマテック製、CRS 1101−CE、ここで、使用するシリカは表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径 1.6μｍのSiＯ2 球状粒子、最大粒子の大きさは後述する内層銅パターンの厚み（15μｍ）以下とする） 170重量部。第１実施形態では、樹脂充填剤に添加する無機粒子は、上述したように１０〜８０vol％、ここでは、５０vol％にする。
上記ビスフェノールＦ型エポキシモノマー、イミダゾール硬化剤、シリカにレベリング剤（サンノプコ製、ペレノールＳ４）1.5 重量部を攪拌混合することにより、その混合物の粘度を23±１℃で５〜３０Ｐａ．Ｓに調整する。第１実施形態では、粘度５Ｐａ．Ｓに調整して得たものを用いる。
【００６８】
（１４）積層コア基板３０の表面及びスルーホール３６内部に、上記調整した樹脂充填剤３７を印刷で充填させる（図５（Ａ））。スルーホール３６に上記Ａで調整した樹脂充填剤３９を充填することで、クラックの発生を防止して、電気的接続性、信頼性を向上させる。ここで、従来の充填剤（熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、もしくはその樹脂複合体）をベースにして、有機樹脂フィラー、無機フィラー、金属フィラーなどを配合してコア基板と内層充填剤との熱膨張の整合を行ってもよい。この際、フィラーの配合量は、１０〜８０ｖｏｌ％であることが望ましい。８０℃、３０分で樹脂充填剤を半硬化させた。半硬化させたのは、研磨し易くするためである。
【００６９】
（１５）上記（１３）の処理を終えた積層コア基板３０の片面をベルト研磨紙（三共理化学社製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路５８の表面やスルーホール３６のランド３６ａ表面に樹脂充填剤３９が残らないように研磨を行う。ついで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行う。この工程を基板の他方の面についても同様に行う。そして、充填した樹脂充填剤３７を加熱硬化させる（図５（Ｂ））。本実施形態では、積層コア基板３０の表面に第２コア基板１２Ｕ、第３コア基板１２Ｄを配設するため堅牢であり、表面を研磨して平滑にすることができる。これにより、後述する工程で形成する層間樹脂絶縁層１４４にうねりが発生せず、高い信頼性で導体回路１５８、バイアホール１６０を形成することができる。
【００７０】
（１６）次に、上記（１５）の処理を終えた積層コア基板３０の両面に、上記（４）と同様に一旦平坦化された下層導体回路５８の表面と、スルーホール３６のランド３６ａ表面とをエッチングを施すことにより、下層導体回路５８の表面及びスルーホール３６のランド３６ａ表面に、粗化面５８β、粗化面３８βを形成する（図５（Ｃ））。エッチング液は、第１二銅錯体と有機酸塩からなるものがある。無電解めっきや酸化還元処理を用いて粗化面を形成することもできる。
【００７１】
（１７）上記（１６）工程を終えた積層コア基板３０の両面に、厚さ５０μｍの可溶性フィラーを含む熱硬化型樹脂シートを温度５０〜１５０℃まで昇温しながら圧力５ｋｇ／ｃｍ2で真空圧着ラミネートし、層間樹脂絶縁層１４４を設ける（図６（Ａ））。層間樹脂絶縁層としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂からなる樹脂あるいは、それらに感光性を有する基を置換した樹脂でもよい。具体例として、エポキシ樹脂、ポリフェノール樹脂、ポリイミド樹脂等のプリント配線板に使用されている樹脂がある。また、高周波領域において低誘電率である樹脂を用いてもよい。樹脂の真空圧着時の真空度は、１０ｍｍＨｇである。なお、ここでは樹脂フィルムを貼り付けて層間絶縁層を形成したが、印刷機を用いて、樹脂を塗布することにより層間絶縁層を形成してもよい。
【００７２】
（１８）次に、層間樹脂絶縁層１４４に開口４５ａの形成されたマスク４５を載置し、バイアホールとなる開口１４６を形成する（図６（Ｂ））。ここでは、炭酸（ＣＯ2）ガスレーザにて、ビーム径５ｍｍ、パルス幅１５μ秒、マスクの穴径０．８ｍｍ、１ショットの条件で層間樹脂絶縁層１４４に直径８０μｍのバイアホール用開口４６を設ける。
【００７３】
（１９）次に、クロム酸、過マンガン酸塩などの酸化剤等に浸漬させることによって、層間樹脂絶縁層１４４の粗化面１４４αを設ける（図６（Ｃ）参照）。該粗化面１４４αは、０．１〜５μｍの範囲で形成されることがよい。その一例として、過マンガン酸ナトリウム溶液５０ｇ／ｌ、温度６０℃中に５〜２５分間浸漬させることによって、２〜３μｍの粗化面１４４αを設ける。上記以外には、層間樹脂絶縁層１４４にプラズマ処理を行い、層間樹脂絶縁層１４４の表層を粗化し、粗化面１４４αを形成する。この際には、不活性ガスとしてアルゴンガスを使用し、電力２００Ｗ、ガス圧０．６Ｐａ、温度７０℃の条件で（プラズマ装置日本真空技術株式会社製 ＳＶ−４５４０）、２分間プラズマ処理を実施する。
【００７４】
（２０）層間樹脂絶縁層１４４の表層にスパッタリングでＣｕ（又はＮｉ、Ｐ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｗ）の合金をターゲットした金属層５２を形成する（図７（Ａ））。形成条件として、気圧０．６Ｐａ、温度８０℃、電力２００Ｗ、時間５分（プラズマ装置日本真空技術株式会社製 ＳＶ−４５４０）で実施する。これにより、層間樹脂絶縁層１４４の表層に合金層を形成させることができる。このときの金属層５２の厚みは、０．２μｍである。金属層５２の厚みとしては、０．１〜２μｍがよい。スパッタ以外には、蒸着、スパッタなどを行わないで、めっき層を形成させてもよい。あるいは、これらの複合体でもよい。
【００７５】
めっきの一例を説明する。積層コア基板３０をコンディショニングし、アルカリ触媒液中で触媒付与を５分間行う。積層コア基板３０を活性化処理し、ロッシェル塩タイプの化学銅めっき浴で厚さ０．６μmの無電解めっき膜５２を付ける。
化学銅メッキのメッキ条件：
ＣｕＳＯ4 ・５Ｈ2Ｏ 10ｇ／ｌ
ＨＣＨＯ ８ｇ／ｌ
ＮａＯＨ 5ｇ／ｌ
ロッシェル塩 45ｇ／ｌ
添加剤 30ｍｌ／ｌ
温度 30℃
メッキ時間 18分
【００７６】
（２１）金属膜５２上に、厚さ２５μｍの感光性フィルム（ドライフィルム）を貼り付けて、マスクを載置して、100 mJ／cm2 で露光、0.8 ％炭酸ナトリウムで現像処理し、めっきレジスト５４を設ける。次に、無電解めっき膜５２上のめっきレジスト５４の非形成部に下記条件で電解めっきを施し、電解めっき膜５６を形成する（図７（Ｂ））。電解めっき膜５６の厚みとしては、５〜２０μｍがよい。
【００７７】
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ2
時間 ６５ 分
温度 ２２±２ ℃
【００７８】
（２２）次いで、５０℃、４０ｇ／ｌのＮａＯＨ水溶液中でめっきレジスト５４を剥離除去する。その後、硫酸―過酸化水素水溶液を用い、エッチングにより、めっきレジスト５４下の無電解めっき膜５２を除去して、層間樹脂絶縁層１４４上に導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を形成する。その後、導体回路１５８及びバイアホール１６０の表面に粗化処理を施す（図８（Ａ））。
【００７９】
（２３）上記（１７）〜（２２）の工程を繰り返し、層間樹脂絶縁層１４４の上に、バイアホール２６０及び導体回路２５８を備える層間樹脂絶縁層２４４を形成する（図９（Ａ））。
【００８０】
（２４）一方、ＤＭＤＧに溶解させた60重量％のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬製）のエポキシ基50％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量4000）を 46.67ｇ、メチルエチルケトンに溶解させた80重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル製、エピコート1001）15.0ｇ、イミダゾール硬化剤（四国化成製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）16ｇ、感光性モノマーである多価アクリルモノマー（日本化薬製、Ｒ604 ）３ｇ、同じく多価アクリルモノマー（共栄社化学製、DPE6A ） 1.5ｇ、に分散系消泡剤（サンノプコ社製、Ｓ−65）0.71ｇを混合し、さらにこの混合物に対して光開始剤としてのベンゾフェノン（関東化学製）を２ｇ、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学製）を 0.2ｇ加えて、粘度を25℃で 2.0Pa・ｓに調整したソルダーレジスト組成物を得る。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器、 DVL-B型）で 60rpmの場合はローターNo.4、６rpm の場合はローターNo.3による。
【００８１】
（２５）前述（２４）で得られたパッケージ基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物を20μｍの厚さで塗布する。次いで、70℃で20分間、70℃で30分間の乾燥処理を行った後、円パターン（マスクパターン）が描画された厚さ５mmのフォトマスクフィルムを密着させて載置し、1000mJ／cm2 の紫外線で露光し、DMTG現像処理する。そしてさらに、80℃で１時間、 100℃で１時間、 120℃で１時間、 150℃で３時間の条件で加熱処理し、半田パッド部分（バイアホールとそのランド部分を含む）に開口７１を有するソルダーレジスト層７０（厚み20μｍ）を形成する（図９（Ｂ））。ＩＣチップ接続の半田バンプを形成させる半田パッドは、開口径１００〜１７０μｍで開口させるのがよい。また外部端子接続のためＢＧＡ／ＰＧＡを配設させる半田パッドは開口径３００〜６５０μｍで開口させるのがよい。
【００８２】
（２６）その後、塩化ニッケル2.3 ×10-1ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム2.8 ×10-1ｍｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム1.6 ×10-1ｍｏｌ／ｌ、からなるｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に、20分間浸漬して、開口部７１に厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。その後、表層には、シアン化金カリウム7.6 ×10-3ｍｏｌ／ｌ、塩化アンモニウム1.9 ×10-1ｍｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム1.2 ×10-1ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム1.7 ×10-1ｍｏｌ／ｌからなる無電解金めっき液に80℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に厚さ0.03μｍの金めっき層７４を形成する（図１０（Ａ））。
【００８３】
（２７）そして、ソルダーレジスト層７０の開口部７１へＳｎ／Ａｇ（Ｓｎ／Ａｇ／ＣｕまたはＳｎ／Ｓｂ）からなる低融点金属のペーストを充填する。この低融点金属は、Ｐｂを含まない合金を用いているため、環境に悪影響を与えることがない。低融点金属のペーストをリフローして、半田バンプ７６Ｕ、ＢＧＡ７６Ｄを形成する（図１０（Ｂ））。
【００８４】
完成したパッケージ基板１０の半田バンプ７６Ｕに、ＩＣチップ９０のパッド９２が対応するように載置し、リフローを行いＩＣチップ９０を搭載する。このＩＣチップ９０を搭載したパッケージ基板１０を、ドータボード９５側のパッド９６に対応するように載置してリフローを行い、ドータボード９５へ取り付ける（図１１参照）。ここでは、ドータボードとの接続側にＢＧＡ７６Ｄを形成したが、この代わりに半田バンプを配設することも可能である。
【００８５】
引き続き、本発明の第１実施形態の改変例に係るプリント配線板について、図１４を参照して説明する。改変例のプリント配線板は、上述した第１実施形態とほぼ同様である。但し、この第２改変例のプリント配線板では、導電性ピン９７が配設され、該導電性ピン９７を介してドータボードとの接続を取るように形成されている。
【００８６】
また、上述した第１実施形態では、積層コア基板３０に収容されるチップコンデンサ２０のみを備えていたが、改変例では、表面及び裏面に大容量のチップコンデンサ８６が実装されている。
【００８７】
ＩＣチップは、瞬時的に大電力を消費して複雑な演算処理を行う。ここで、ＩＣチップ側に大電力を供給するために、本実施形態では、プリント配線板に電源用のチップコンデンサ２０及びチップコンデンサ８６を備えてある。このチップコンデンサによる効果について、図１５を参照して説明する。
【００８８】
図１５は、縦軸にＩＣチップへ供給される電圧を、横軸に時間を取ってある。ここで、二点鎖線Ｃは、電源用コンデンサを備えないプリント配線板の電圧変動を示している。電源用コンデンサを備えない場合には、大きく電圧が減衰する。破線Ａは、表面にチップコンデンサを実装したプリント配線板の電圧変動を示している。上記二点鎖線Ｃと比較して電圧は大きく落ち込まないが、ループ長さが長くなるので、律速の電源供給が十分に行えていない。即ち、電力の供給開始時に電圧が降下している。また、二点鎖線Ｂは、図１１を参照して上述したチップコンデンサを内蔵するプリント配線板の電圧降下を示している。ループ長さは短縮できているが、積層コア基板３０に容量の大きなチップコンデンサを収容することができないため、電圧が変動している。ここで、実線Ｅは、図１４を参照して上述したコア基板内のチップコンデンサ２０を、また表面に大容量のチップコンデンサ８６を実装する改変例のプリント配線板の電圧変動を示している。ＩＣチップの近傍にチップコンデンサ２０を、また、大容量（及び相対的に大きなインダクタンス）のチップコンデンサ８６を備えることで、電圧変動を最小に押さえている。
【００８９】
引き続き、本発明の第２実施形態に係るプリント配線板の構成について図１６及び図１７を参照して説明する。
この第２実施形態のプリント配線板の構成は、上述した第１実施形態とほぼ同様である。但し、積層コア基板３０への収容されるチップコンデンサが異なる。図１７（Ａ）はチップコンデンサ１２０の平面を、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＢ−Ｂ断面を示している。上述した第１実施形態では、複数個の小容量のチップコンデンサをコア基板に収容したが、第２実施形態では、大容量の大判のチップコンデンサ１２０をコア基板に収容してある。ここで、チップコンデンサ１２０は、マトリクス状に多数配設された第１電極１２１と第２電極１２２と、誘電体２３と、第１電極１２１へ接続された第１導電膜２４と、第２電極１２２側に接続された第２導電膜２５と、第１導電膜２４及び第２導電膜２５へ接続されていないチップコンデンサの上下面の接続用の電極１２７とから成る。この電極１２７を介してＩＣチップ側とドータボード側とが接続されている。電極１２１，１２２、１２７の表面には、第１実施形態と同様に導電性ペースト２６が塗布され表面の平滑化がはかられている。
【００９０】
この改変例のプリント配線板では、大判のチップコンデンサ２０を用いるため、容量の大きなチップコンデンサを用いることができる。また、大判のチップコンデンサ２０を用いるため、ヒートサイクルを繰り返してもプリント配線板に反りが発生することがない。更に、複数の電極から配線を取り回すことが可能であるため、電源ライン、アースラインの数を増やすことで、電源ライン、アースラインのインダクタンス分を減らすことができ、高周波数性能を高めることが可能になる。更に、コンデンサの電極１２７をスルーホールとして用いることが可能になる。なお、第２実施形態でも、第１実施形態の改変例と同様に表面に大容量のコンデンサを実装することが好適である。
【００９１】
また、第１、第２実施形態のプリント配線板では、チップコンデンサ２０を図１８（Ａ）に示すように第１、第２電極２１，２２の被覆層（図示せず）を完全に剥離した後、銅めっき膜２９により被覆することもできる。そして、銅めっき膜２９で被覆した第１、第２電極２１，２２に銅めっきよりなるバイアホール６０で電気的接続を取ってある。ここで、チップコンデンサの電極２１，２２は、メタライズからなり表面に凹凸がある。このため、金属層を剥き出した状態で用いると、第２コア基板１２Ｕ、第３コア基板１２Ｄにレーザで開口３４を穿設する工程において、該凹凸に樹脂が残ることがある。この際には、当該樹脂残さにより第１、第２電極２１，２２とバイアホール６０との接続不良が発生する。これに対して、銅めっき膜２９によって被覆することで、第１、第２電極２１，２２の表面が平滑になり、第２コア基板１２Ｕ、第３コア基板１２Ｄにレーザで開口３４を穿設した際に、樹脂残さが残らず、バイアホール６０を形成した際の電極２１，２２との接続信頼性を高めることができる。
【００９２】
更に、銅めっき膜２９の形成された電極２１、２２に、めっきによりバイアホール６０を形成するため、電極２１、２２とバイアホール６０との接続性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても、電極２１、２２とバイアホール６０との間で断線が生じることがない。マイグレーションの発生もなく、コンデンサのバイアホールの接続部での不都合を引き起こさなかった。
【００９３】
なお、上記銅めっき膜２９は、チップコンデンサの製造段階で金属層２６の表面に被覆されたニッケル／スズ層（被覆層）を、プリント配線板への搭載の段階で剥離してから設ける。この代わりに、チップコンデンサ２０の製造段階で、金属層２６の上に直接銅めっき膜２９を被覆することも可能である。即ち、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、レーザにて電極の銅めっき膜２９へ至る開口を設けた後、デスミヤ処理等を行い、バイアホールを銅めっきにより形成する。従って、銅めっき膜２９の表面に酸化膜が形成されていても、上記レーザ及びデスミヤ処理で酸化膜を除去できるため、適正に接続を取ることができる。
【００９４】
また、図１８（Ｂ）に示すようにチップコンデンサ２０のメタライズからなる第１電極２１、第２電極２２を露出させてプリント配線板に収容し、露出した第１電極２１、第２電極２２に電気的接続を取ることもできる。このとき、第１電極２１、第２電極２２は、主成分がＣｕであることが望ましい。接続抵抗を低減することができるからである。
【００９５】
ここで、第１実施形態のプリント配線板について、コア基板内に埋め込んだチップコンデンサ２０のインダクタンスと、プリント配線板の裏面（ドータボード側の面）に実装したチップコンデンサのインダクタンスとを測定した値を示す。
コンデンサ単体の場合
埋め込み形 １３７pH
裏面実装形 ２８７pH
コンデンサを８個並列に接続した場合
埋め込み形 ６０pH
裏面実装形 ７２pH
以上のように、コンデンサを単体で用いても、容量を増大させるため並列に接続した場合にも、チップコンデンサを内蔵することでインダクタンスを低減できる。
【００９６】
次に、信頼性試験を行った結果について説明する。ここでは、第１実施形態のプリント配線板において、１個のチップコンデンサの静電容量の変化率を測定した。
静電容量変化率
（測定周波数100Hz） （測定周波数1kHz）
Steam 168時間: 0.3% 0.4%
HAST 100時間: -0.9% -0.9%
TS 1000cycles: 1.1% 1.3%
【００９７】
Steam試験は、蒸気に当て湿度１００％に保った。また、ＨＡＳＴ試験では、相対湿度１００％、印加電圧１．３Ｖ、温度１２１℃で１００時間放置した。ＴＳ試験では、−１２５℃で３０分、５５℃で３０分放置する試験を１０００回線り返した。
【００９８】
上記信頼性試験において、チップコンデンサを内蔵するプリント配線板においても、既存のコンデンサ表面実装形と同等の信頼性が達成できていることが分かった。また、上述したように、ＴＳ試験において、セラミックから成るコンデンサと、樹脂からなるコア基板及び層間樹脂絶縁層の熱膨張率の違いから、内部応力が発生しても、チップコンデンサの端子とバイアホールとの間に断線、チップコンデンサと層間樹脂絶縁層との間で剥離、層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、長期に渡り高い信頼性を達成できることが判明した。
【００９９】
本願発明では、上述したようにプリント配線板内にコンデンサを配置するため、ＩＣチップとコンデンサとの距離が短くなり、ループインダクタンスを低減することができる。また、コア基板は、コンデンサを収容する第１のコア基板の上下に第２、第３のコア基板を積層してなるため、堅牢であり、セラミックからなり熱膨張率の小さいコンデンサを収容しても、コンデンサとコア基板との熱膨張率差による応力を層間樹脂絶縁層に与え導体回路にクラックが発生することがなく、高い信頼性を備えるプリント配線板を実現できる。また、コア基板は、表面を研磨して平坦化できるため、コア基板上層の層間樹脂絶縁層にうねりが生じず、層間樹脂絶縁層上に適正にバイアホール、導体回路を形成することができる。
【０１００】
コンデンサの下部からも接続することが可能となるので、ループインダクタンスの距離を短くし、配設する自由度を増す構造であるといえる。
また、コア基板とコンデンサの間に樹脂が充填されているので、コンデンサなどが起因する応力が発生しても緩和されるし、マイグレーションの発生がない。そのために、コンデンサの電極とバイアホールの接続部への剥離や溶解などの影響がない。
そのために、信頼性試験を実施しても所望の性能を保つことができるのである。また、コンデンサを銅によって被覆されている場合にも、マイグレーションの発生を防止することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ プリント配線板
１１ 第１コア基板
１１Ａ 通孔
１２Ａ 通孔
１２Ｕ 第２コア基板
１２Ｄ 第３コア基板
１３Ｕ プリプレグ
１３Ｄ プリプレグ
１４ 樹脂充填剤
１５ 接着剤
２０ チップコンデンサ
２１ 第１電極
２２ 第２電極
２６ 導電性ペースト
３０ 積層コア基板
３１ 導体回路（コンフォマルマスク）
３１ａ 開口
３６ スルーホール
３７ 樹脂充填剤
５８ 導体回路
６０ バイアホール
７０ ソルダーレジスト
７６Ｕ 半田バンプ
７６Ｄ ＢＧＡ
８６ コンデンサ
９０ ＩＣチップ
９４ ドータボード
９７ 導電性接続ピン
１４４ 層間樹脂絶縁層
１５８ 導体回路
１６０ バイアホール
２５８ 導体回路
２６０ バイアホール
【技術分野】
【０００１】
ＩＣチップなどの電子部品を載置するプリント配線板に関し、特にコンデンサを内蔵するプリント配線板に関するのものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、コンピュータ内部においては、電源とＩＣチップ間の配線距離が長く、この配線部分のループインダクタンスは非常に大きいものとなっている。このため、高速動作時のＩＣ駆動電圧の変動も大きくなり、ＩＣの誤動作の原因となり得る。また、電源電圧を安定化させることも困難である。このため、電源供給の補助として、コンデンサをプリント配線板の表面に実装している。
【０００３】
即ち、電圧変動となるループインダクタンスは、図１９（Ａ）に示す電源からプリント配線板３００内の電源線を介してＩＣチップ２７０の電源端子２７２Ｐまでの配線長、及び、ＩＣチップ２７０のアース端子２７２Ｅから電源からプリント配線板３００内のアース線を介して電源までの配線長に依存する。また、逆方向の電流が流れる配線同志、例えば、電源線とアース線との間隔を狭くすることでループインダクタンスを低減できる。
このため、図１９（Ｂ）に示すように、プリント配線板３００にチップコンデンサ２９８を表面実装することで、ＩＣチップ２７０と電源供給源となるチップコンデンサ２９２とを結んでいるプリント配線板３００内の電源線とアース線との配線長を短くするとともに、配線間隔を狭くすることで、ループインダクタンスを低減することが行われていた。
【０００４】
しかしながら、ＩＣ駆動電圧変動の原因となる電圧降下の大きさは周波数に依存する。このため、ＩＣチップの駆動周波数の増加に伴い、図１９（Ｂ）を参照して上述したようにチップコンデンサを表面に実装させてもなおループインダクタンスを低減できず、ＩＣ駆動電圧の変動を十分に抑えることが難しくなった。
【０００５】
このため、本発明者は、プリント配線板内にチップコンデンサを収容するとの着想を持った。コンデンサを基板に埋め込む技術としては、特開平６−３２６４７２号、特開平７−２６３６１９号、特開平１０−２５６４２９号、特開平１１−４５９５５号、特開平１１−１２６９７８号、特開平１１−３１２８６８号等がある。
【０００６】
特開平６−３２６４７２号には、ガラスエポキシからなる樹脂基板に、コンデンサを埋め込む技術が開示されている。この構成により、電源ノイズを低減し、かつ、チップコンデンサを実装するスペースが不要になり、絶縁性基板を小型化できる。また、特開平７−２６３６１９号には、セラミック、アルミナなどの基板にコンデンサを埋め込む技術が開示されている。この構成により、電源層及び接地層の間に接続することで、配線長を短くし、配線のインダクタンスを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３２６４７２号公報
【特許文献２】特開平７−２６３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した技術は、ＩＣチップからコンデンサの距離をあまり短くできず、ＩＣチップの更なる高周波数領域においては、現在必要とされるようにインダクタンスを低減することができなかった。特に、樹脂製の多層ビルドアップ配線板においては、セラミックから成るコンデンサと、樹脂からなるコア基板及び層間樹脂絶縁層の熱膨張率の違いから、チップコンデンサの端子とバイアホールとの間に断線、チップコンデンサと層間樹脂絶縁層との間で剥離、層間樹脂絶縁層にクラックが発生し、長期に渡り高い信頼性を達成することができなかった。
【０００９】
本発明は上述した課題を解決するためなされたものであり、その目的とするところは、ループインダクタンスを低減できると共に高い信頼性を有するプリント配線板、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、請求項１では、コンデンサを収容するコア基板に樹脂絶縁層と導体回路とを積層してなるプリント配線板であって、前記コア基板は、前記コンデンサを収容する通孔の形成された第１のコア基板の上下に第２、第３のコア基板を積層してなり、前記第１、第２、第３のコア基板は、芯材に樹脂を含浸してなり、前記樹脂絶縁層は、芯材を有しない樹脂材料からなり、前記第２、第３のコア基板の少なくとも一方に、前記コンデンサの電極に接続するバイアホールを形成し、該バイアホールと前記コンデンサの電極との間に電気的接続を取ったことを技術的特徴とする。
【００１１】
請求項１では、プリント配線板内にコンデンサを配置するため、ＩＣチップとコンデンサとの距離が短くなり、ループインダクタンスを低減することができる。また、コア基板は、コンデンサを収容する第１のコア基板の上下に第２、第３のコア基板を積層してなるため、堅牢であり、セラミックからなり熱膨張率の小さいコンデンサを収容しても、コンデンサとコア基板との熱膨張率差による応力を層間樹脂絶縁層に与え導体回路にクラックが発生することがなく、高い信頼性を備えるプリント配線板を実現できる。また、コア基板は、表面を研磨して平坦化できるため、コア基板上層の層間樹脂絶縁層にうねりが生じず、層間樹脂絶縁層上に適正にバイアホール、導体回路を形成することができる。
更に、コア基板の両面の少なくとも一方にバイアホールを設けてあるため、ＩＣチップと基板内に収容したコンデンサとを、また、外部接続基板に配置された電源と基板内に収容したコンデンサとを最短の距離で接続できる。このため、電源からＩＣチップへ瞬時に電圧を補うことができ、速やかにＩＣ駆動電圧を安定させることができる。
【００１２】
コア基板の空隙には、樹脂を充填させることが望ましい。コンデンサ、コア基板間の空隙をなくすことによって、内蔵されたコンデンサが、挙動することが小さくなるし、コンデンサを起点とする応力が発生したとしても、該充填された樹脂により緩和することができる。また、該樹脂には、コンデンサとコア基板との接着やマイグレーションの低下させるという効果も有する。
【００１３】
充填させる樹脂としては、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、熱可塑性樹脂、あるいはそれらの複合体を用いる得る。これ以外にも、プリプレグなどの接着性のある樹脂シートを予め挟み込んでおいて、基板を圧着させるときにプリプレグからしみ出す樹脂で充填させてもよい。
【００１４】
また、チップコンデンサの表面に粗化処理を施すこともできる。これにより、セラミックから成るチップコンデンサと樹脂からなる接着剤、樹脂充填剤との密着性が高くなり、ヒートサイクル試験を実施しても界面での接着剤、樹脂充填剤の剥離が発生することがない。
【００１５】
また、第１、第２、第３コア基板は、芯材に樹脂を含浸させた樹脂基板からなるため、十分な強度を得ることができる。
【００１６】
請求項２では、コンデンサの電極の表面に導電ペーストを塗布してあるため、表面が完全にフラットになる。このため、第２、第３のコア基板にレーザで開口を穿設した際に、電極の表面に樹脂が残ることが無くなり、該電極とめっきによるバイアホールとの接続信頼性を高めることができる。
【００１７】
請求項３では、基板内に収容したコンデンサに加えて表面にコンデンサを配設してある。プリント配線板内にコンデンサが収容してあるために、ＩＣチップとコンデンサとの距離が短くなり、ループインダクタンスを低減し、瞬時に電源を供給することができ、一方、プリント配線板の表面にもコンデンサが配設してあるので、大容量のコンデンサを取り付けることができ、ＩＣチップに大電力を容易に供給することが可能となる。
【００１８】
請求項４では、表面のコンデンサの静電容量は、内層のコンデンサの静電容量以上であるため、高周波領域における電源供給の不足がなく、所望のＩＣチップの動作が確保される。
【００１９】
請求項５では、マトリクス状に電極が形成されたコンデンサを用いるので、大判のチップコンデンサをコア基板に収容することが容易になる。そのため、静電容量を大きくできるので、電気的な問題を解決することができる。さらに、コンデンサがコアとなり、種々の熱履歴などを経てもプリント配線板に反りが発生し難くなる。更に、複数の電極から配線を取り回すことが可能であるため、電源ライン、アースラインの数を増やすことで、電源ライン、アースラインのインダクタンス分を減らすことができ、高周波数性能を高めることが可能になる。更に、コンデンサの電極をスルーホールとして用いることが可能になる。
【００２０】
請求項６、７では、金属膜を形成したチップコンデンサの電極へめっきによりなるバイアホールで電気的接続を取ってある。ここで、チップコンデンサの電極は、メタライズからなり表面に凹凸があるが、金属膜により表面が平滑になり、バイアホールを形成するため、電極上に被覆された樹脂に通孔を形成した際に、樹脂残さが残らず、バイアホールと電極との接続信頼性を高めることができる。更に、めっきの形成された電極に、めっきによりバイアホールを形成するため、電極とバイアホールとの接続性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても、電極とバイアホール間の断線が生じることがない。
【００２１】
コンデンサの電極の金属膜には、銅、ニッケル、貴金属のいずれかの金属が配設されているものが望ましい。内蔵したコンデンサにスズや亜鉛などの層は、バイアホールとの接続部におけるマイグレーションを誘発しやすいからである。故に、マイグレーションの発生を防止することも出来る。
【００２２】
請求項８では、チップコンデンサの電極の少なくとも一部が露出したプリント配線板に収容し、被覆層から露出した電極に電気的接続を取ってある。このとき、露出した金属は、主成分がＣｕであることが望ましい。接続抵抗を低減することができるからである。
【００２３】
本発明では、層間樹脂絶縁層を熱硬化型樹脂シートを用いて形成することが好適である。熱硬化型樹脂シートには、難溶性樹脂、可溶性粒子、硬化剤、その他の成分が含有されている。それぞれについて以下に説明する。
【００２４】
本発明の製造方法において使用する熱硬化型樹脂シートは、酸または酸化剤に可溶性の粒子（以下、可溶性粒子という）が酸または酸化剤に難溶性の樹脂（以下、難溶性樹脂という）中に分散したものである。
なお、本発明で使用する「難溶性」「可溶性」という語は、同一の酸または酸化剤からなる溶液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」と呼び、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
【００２５】
上記可溶性粒子としては、例えば、酸または酸化剤に可溶性の樹脂粒子（以下、可溶性樹脂粒子）、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子（以下、可溶性無機粒子）、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子（以下、可溶性金属粒子）等が挙げられる。これらの可溶性粒子は、単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
【００２６】
上記可溶性粒子の形状は特に限定されず、球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができるからである。
【００２７】
上記可溶性粒子の平均粒径としては、０．１〜１０μｍが望ましい。この粒径の範囲であれば、２種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。すなわち、平均粒径が０．１〜０．５μｍの可溶性粒子と平均粒径が１〜３μｍの可溶性粒子とを含有する等である。これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、導体回路との密着性にも優れる。なお、本発明において、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分の長さである。
【００２８】
上記可溶性樹脂粒子としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸あるいは酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されない。
上記可溶性樹脂粒子の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等からなるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるものであってもよいし、２種以上の樹脂の混合物からなるものであってもよい。
【００２９】
また、上記可溶性樹脂粒子としては、ゴムからなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとしては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウレタン変性、（メタ）アクリロニトリル変性等の各種変性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した（メタ）アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられる。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン酸塩でも溶解することができる。また、クロム酸を用いた場合でも、低濃度で溶解することができる。そのため、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を付与する際に、触媒が付与されなたかったり、触媒が酸化されたりすることがない。
【００３０】
上記可溶性無機粒子としては、例えば、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。
【００３１】
上記アルミニウム化合物としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物としては、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム化合物としては、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物としては、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
【００３２】
上記可溶性金属粒子としては、例えば、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
【００３３】
上記可溶性粒子を、２種以上混合して用いる場合、混合する２種の可溶性粒子の組み合わせとしては、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両者とも導電性が低くいため樹脂フィルムの絶縁性を確保することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張の調整が図りやすく、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路との間で剥離が発生しないからである。
【００３４】
上記難溶性樹脂としては、層間樹脂絶縁層に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持できるものであれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等が挙げられる。また、これらの樹脂に感光性を付与した感光性樹脂であってもよい。
【００３５】
上記難溶性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
さらには、１分子中に、２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより望ましい。前述の粗化面を形成することができるばかりでなく、耐熱性等にも優れてるため、ヒートサイクル条件下においても、金属層に応力の集中が発生せず、金属層の剥離などが起きにくいからである。
【００３６】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。
【００３７】
本発明で用いる樹脂フィルムにおいて、上記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散されていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができ、樹脂フィルムにビアやスルーホールを形成しても、その上に形成する導体回路の金属層の密着性を確保することができるからである。また、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を含有する樹脂フィルムを用いてもよい。それによって、樹脂フィルムの表層部以外は酸または酸化剤にさらされることがないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性が確実に保たれる。
【００３８】
上記樹脂フィルムにおいて、難溶性樹脂中に分散している可溶性粒子の配合量は、樹脂フィルムに対して、３〜４０重量％が望ましい。可溶性粒子の配合量が３重量％未満では、所望の凹凸を有する粗化面を形成することができない場合があり、４０重量％を超えると、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解した際に、樹脂フィルムの深部まで溶解してしまい、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性を維持できず、短絡の原因となる場合がある。
【００３９】
上記樹脂フィルムは、上記可溶性粒子、上記難溶性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有していることが望ましい。
上記硬化剤としては、例えば、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられる。
【００４０】
上記硬化剤の含有量は、樹脂フィルムに対して０．０５〜１０重量％であることが望ましい。０．０５重量％未満では、樹脂フィルムの硬化が不十分であるため、酸や酸化剤が樹脂フィルムに侵入する度合いが大きくなり、樹脂フィルムの絶縁性が損なわれることがある。一方、１０重量％を超えると、過剰な硬化剤成分が樹脂の組成を変性させることがあり、信頼性の低下を招いたりしてしまうことがある。
【００４１】
上記その他の成分としては、例えば、粗化面の形成に影響しない無機化合物あるいは樹脂等のフィラーが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらのフィラーを含有させることによって、熱膨脹係数の整合や耐熱性、耐薬品性の向上などを図りプリント配線板の性能を向上させることができる。
【００４２】
また、上記樹脂フィルムは、溶剤を含有していてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図１１】第１実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図１２】図１１のプリント配線板の拡大断面図である。
【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態のプリント配線板に収容されるチップコンデンサの断面図である。
【図１４】第１実施形態の改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図１５】ＩＣチップへの供給電圧と時間との変化を示すグラフである。
【図１６】第２実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図１７】（Ａ）は第２実施形態のプリント配線板に収容されるチップコンデンサの断面図であり、（Ｂ）は、平面図である。
【図１８】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態のプリント配線板に収容されるチップコンデンサの断面図である。
【図１９】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来技術に係るプリント配線板のループインダクタンスの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。
先ず、本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の構成について図１１、図１２を参照して説明する。図１１は、パッケージ基板１０の断面を示し、図１２は、図１１の一部を拡大して示す。図１１のパッケージ基板１０は、ＩＣチップ９０を搭載し、ドータボード９５側へ取り付けた状態を示している。
【００４５】
パッケージ基板１０は、チップコンデンサ２０と、チップコンデンサ２０を収容する積層コア基板３０と、ビルドアップ層８０Ａ、８０Ｂを構成する層間樹脂絶縁層１４４、２４４とからなる。積層コア基板３０は、コンデンサ２０を収容する通孔１１Ａの形成された第１コア基板１１と、該第１コア基板１１の上層に樹脂層１３Ｕを介して積層された第２コア基板１２Ｕと、第１コア基板１１の下層に樹脂層１３Ｄを介して積層された第３コア基板１２Ｄとから成る。第２コア基板１２Ｕ及び第３コア基板１２Ｄには、コンデンサ２０の電極２１、２２と接続するバイアホール６０及び導体回路５８が形成されている。積層コア基板３０には、ビルトアップ層８０Ａとビルトアップ層８０Ｂを接続するスルーホール３６が形成されている。ビルドアップ層８０Ａ、８０Ｂを構成する層間樹脂絶縁層１４４には、バイアホール１６０及び導体回路１５８が形成され、層間樹脂絶縁層２４４には、バイアホール２６０及び導体回路２５８が形成されている。
【００４６】
層間樹脂絶縁層２４４の上層には、ソルダーレジスト層７０が配設され、ソルダーレジスト層７０に形成された開口７１を介して、上側のバイアホール２６０及び導体回路２５８に、半田バンプ７６Ｕが形成され、該半田バンプ７６ＵによりＩＣチップ９０のパッド９２と接続されている。一方、下側の上側のバイアホール２６０及び導体回路２５８に、ＢＧＡ７６Ｄが形成され、該ＢＧＡ７６Ｄによりドータボード９５のパッド９６と接続されている。
【００４７】
チップコンデンサ２０は、図１３（Ａ）に示すように第１電極２１と第２電極２２と、該第１、第２電極に挟まれた誘電体２３とから成り、該誘電体２３には、第１電極２１側に接続された第１導電膜２４と、第２電極２２側に接続された第２導電膜２５とが複数枚対向配置されている。第１電極２１及び第２電極の表面には導電性ペースト２６が被せてある。
【００４８】
ここで、第１電極２１及び第２電極２２は、Ｎｉ、Ｐｂ、又は、Ａｇ金属のメタライズからなる。導電性ペースト２６は、Ｃｕ、Ｎｉ又はＡｇ等の金属粒子を含むペーストからなる。ここで、金属粒子の粒径は、０．１〜１０μｍが望ましく、とくに１〜５μｍが最適である。この導電性ペースト２６の厚みは、１〜３０μｍが望ましい。１μｍ未満では、電極表面の凹凸を無くすことができず、一方、３０μｍを越えても、特に効果が向上しないからである。ここで、５〜２０μｍの厚みが最も望ましい。なお、２種類以上の径の異なる粒子を配合したペーストを用いることもでき、更に、２種類以上の異なる金属ペーストを被覆することも可能である。
【００４９】
チップコンデンサの電極２１，２２は、メタライズからなり表面に凹凸がある。このため、金属層を剥き出した状態で用いると、第２コア基板１２Ｕ、第３コア基板１２Ｄにレーザで開口３４を穿設する工程において、該凹凸に樹脂が残ることがある。この際には、当該樹脂残さにより第１、第２電極２１，２２とバイアホール６０との接続不良が発生する。本実施形態においては、導電性ペースト２６によって第１、第２電極２１，２２の表面が平滑になり、電極上に被覆された開口３４を穿設した際に、樹脂残さが残らず、バイアホール６０を形成した際の電極２１，２２との接続信頼性を高めることができる。
【００５０】
更に、チップコンデンサ２０のセラミックから成る誘電体２３の表面には粗化層が設けられている。このため、セラミックから成るチップコンデンサ２０と樹脂からなる接着剤１５及び樹脂充填剤１４との密着性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても界面での接着剤１５及び樹脂充填剤１４の剥離が発生することがない。この粗化層は、焼成後に、チップコンデンサ２０の表面を研磨することにより、また、焼成前に、粗化処理を施すことにより形成できる。なお、第１実施形態では、コンデンサの表面に粗化処理を施し、樹脂との密着性を高めたが、この代わりに、コンデンサの表面にシランカップリング処理を施すことも可能である。また、予めプリイミド膜を形成しておくことで、表面濡れ性と樹脂との密着性とを高めることもできる。
【００５１】
一方、図１３（Ｂ）に示すように、導電性ペースト２６の上に、無電解めっき膜２８ａ及び電解めっき膜２８ｂからなる複合膜２８を形成することも好適である。複合膜２８の厚みは、０．１〜１０μｍが望ましく、１〜５μｍが最適である。複合膜２８を形成することで、第１、第２電極２１，２２の表面が完全に平滑になり、電極上に被覆された開口３４を穿設した際に、樹脂残さが残らず、バイアホール６０を形成した際の電極２１，２２との接続信頼性を高めることができる。更に、銅の複合膜２８の形成された電極２１、２２に、銅めっきによりバイアホール６０を形成するため、電極２１、２２とバイアホール６０との接続性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても、電極２１、２２とバイアホール６０との間で断線が生じることがない。複合膜の代わりに、１層の金属膜を形成することも可能である。
【００５２】
本実施形態のパッケージ基板１０では、ＩＣチップ９０の直下にチップコンデンサ２０を配置するため、ＩＣチップとコンデンサとの距離が短くなり、電力を瞬時的にＩＣチップ側へ供給することが可能になる。即ち、ループインダクタンスを決定するループ長さを短縮することができる。
【００５３】
更に、チップコンデンサ２０とチップコンデンサ２０との間にスルーホール３６を設け、チップコンデンサ２０を信号線が通過しない。このため、コンデンサを通過させた際に発生する高誘電体によるインピーダンス不連続による反射、及び、高誘電体通過による伝搬遅延を防ぐことができる。
【００５４】
また、プリント配線板の裏面側に接続される外部基板（ドータボード）９４とコンデンサ２０の第１電極２１，第２電極２２とは、ＩＣチップ側の第２コア基板１２Ｕに設けられたバイアホール６０及びドータボード側の第３コア基板１２Ｄに設けられたバイアホール６０を介して接続される。即ち、コンデンサ２０の端子２１，２２とＩＣチップ９０、ドータボード９５とを直接接続するため、配線長を短縮することができる。
【００５５】
ひき続き、図１１を参照して上述したプリント配線板の製造方法について、図１〜図１０を参照して説明する。
（１）先ず、厚さ０．０６mmのＢＴ（ビスマレイミドートリアジン）またはガラスエポキシからなる基材の片面に１２μｍの銅箔３１がラミネートされてなる銅貼積層基板（第２コア基板）１２Ｕを出発材料とする（図１（Ａ））。なお、ＦＲ４、ＦＲ５、ガラスエポキシ樹脂などの補強材が含浸された基材などを用いることができる。また、これ以外にも熱膨張率を整合させるためにＣＴＥを低くした樹脂材料を用いてもよい。ＣＴＥを低くするため、樹脂中にシリカ、アルミナなどの無機粒子を含有させてもよい。
【００５６】
（２）銅箔３１にエッチングを施し、後述する工程でコンフォマルマスクとするための開口３１ａを形成する。その後、チップコンデンサを固定するためのエポキシ等の熱硬化性接着剤１５を所定位置に塗布する（図１（Ｂ））。熱硬化性接着剤１５は、熱膨張率がコア基板よりも小さいものが望ましい。
【００５７】
（３）熱硬化性接着剤１５に図１３（Ａ）を参照して上述したチップコンデンサ２０を張り付け、加熱して熱硬化性接着剤１５を硬化させる（図１（Ｃ）。
【００５８】
（４）チップコンデンサ２０を収容するための通孔１１Ａの形成された第１コア基板１１と、上記第２コア基板１２Ｕと同様に、銅箔３１に開口３１ａを形成した第３コア基板１２Ｄとを、開口１３Ａの形成されたプリプレグ１３Ｕ、１３Ｄを介して積層させる（図２（Ａ））。第１コア基板１１は、第２コア基板１２Ｕと同じ材質で、厚み０．４mmに形成されている。第３コア基板は、第２コア基板１２Ｕと同様に形成されている。プリプレグ１３Ｕ、１３Ｄは、ガラスクロス等の芯材にエポキシ樹脂を含浸させ厚み０．１mmに形成されているが、プリプレグとして、エポキシ以外でも、ＢＴ、フェノール樹脂あるいはガラスクロスなどの強化材を含有しているもの等、一般的にプリント配線板で使用されるものを用い得る。なお、ガラスクロスなどの芯材を有しない樹脂基板を用いることもできる。なお、コア基板をセラミックやＡＩＮなどの基板を用いることはできなかった。該基板は外形加工性が悪く、コンデンサを収容することができないことがあり、樹脂で充填させても空隙が生じてしまうためである。
【００５９】
（５）上記積層した第２コア基板１２Ｕ、第１コア基板１１、第３コア基板１２Ｄを、ステンレス製のプレス板１００Ａ、１００Ｂで両面からプレスし、プリプレグ１３Ｕ、１３Ｄからしみ出す樹脂充填剤（エポキシ）１４により、第１コア基板１１の通孔１１Ａ、プリプレグ１３Ｕ、１３Ｄの開口１３Ａを充填する。この加圧は、コア基板内での気泡の発生を防ぐため、減圧して行うことが望ましい。その後、加熱して硬化させることで、チップコンデンサ２０を収容する積層コア基板３０を完成する（図２（Ｂ））。
【００６０】
（６）積層コア基板３０の所定位置にドリルでスルーホールとなる貫通孔３３を穿設する（図２（Ｃ））。
【００６１】
（７）ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザあるいはＵＶレーザにより銅箔３１に形成した開口３１ａをコンフォマルマスクとして用いて、チップコンデンサ２０の第１、第２電極２１，２２へ至るバイアホールとなる開口３４を穿設する（図３（Ａ））。この開口３４を形成する際に、上述したように第１、第２電極２１、２２の表面に導電性ペースト２６が塗布され表面が平滑化されているため、第１、第２電極２１、２２の表面に樹脂残滓が残ることがない。
【００６２】
（８）積層コア基板３０の表層、バイアホール用非貫通孔（開口）３４及びスルーホール用貫通孔３３内に金属膜１６を形成させる（図３（Ｂ））。このために、接続層４０の表面にパラジウム触媒を付与してから、無電解めっき液に積層コア基板３０を浸漬し、均一に無電解銅めっき膜１６を析出させる。ここでは、無電解めっきを用いているが、スパッタにより、銅、ニッケル等の金属層を形成することも可能である。スパッタはコスト的には不利であるが、樹脂層との密着性を改善できる利点がある。また、場合によってはスパッタで形成した後に、無電解めっき膜を形成させてもよい。樹脂によっては、触媒付与が安定しないものには有効であるし、無電解めっき膜と形成させた方が電解めっきの析出性が安定するからである。金属膜１６は、０．１〜３mmの範囲で形成することが望ましい。上述したように、チップコンデンサ２０の第１、第２電極２１、２２の表面に樹脂が残っていないため、無電解めき膜１６により第１、第２電極２１、２２へ適正に接続を取ることができる。
【００６３】
（９）その後、金属膜１６の表面に感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、露光・現像処理し、所定パターンのめっきレジスト１７を形成する（図３（Ｃ））。
【００６４】
（１０）そして、電解めっき液に積層コア基板３０を浸漬し、無電解めっき膜１６を介して電流を流し電解銅めっき膜１８を析出させる（図４（Ａ））。
【００６５】
（１１）めっきレジスト１７を５％のKOH で剥離した後、レジスト１７下の無電解めっき膜１６及び銅箔３１を硫酸と過酸化水素混合液でエッチングして除去し、バイアホール６０、導体回路５８及びスルーホール３６を形成する（図４（Ｂ））。
【００６６】
（１２）導体回路５８、バイアホール６０及びスルーホール３６の導体層の表面に粗化層５８α、粗化層６０α、粗化層３６αを設ける。酸化（黒化）−還元処理、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐからなる合金などの無電解めっき膜、あるいは、第二銅錯体と有機酸塩からなるエッチング液などのエッチング処理によって粗化層を施す。粗化層はＲａ（平均粗度高さ）＝０．０１〜５μｍである。特に望ましいのは、０．５〜３μｍの範囲である。なお、ここでは粗化層を形成しているが、粗化層を形成せず後述するように直接樹脂を充填、樹脂フィルムを貼り付けることも可能である。
【００６７】
（１３）下記組成の樹脂充填剤を用意する。
〔熱硬化性樹脂１〕
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 、YL983U） 100重量部。
〔硬化剤２〕
イミダゾール硬化剤（四国化成製、2E4MZ-CN）6.5 重量部。
〔無機粒子３〕
シリカ（アドマテック製、CRS 1101−CE、ここで、使用するシリカは表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径 1.6μｍのSiＯ2 球状粒子、最大粒子の大きさは後述する内層銅パターンの厚み（15μｍ）以下とする） 170重量部。第１実施形態では、樹脂充填剤に添加する無機粒子は、上述したように１０〜８０vol％、ここでは、５０vol％にする。
上記ビスフェノールＦ型エポキシモノマー、イミダゾール硬化剤、シリカにレベリング剤（サンノプコ製、ペレノールＳ４）1.5 重量部を攪拌混合することにより、その混合物の粘度を23±１℃で５〜３０Ｐａ．Ｓに調整する。第１実施形態では、粘度５Ｐａ．Ｓに調整して得たものを用いる。
【００６８】
（１４）積層コア基板３０の表面及びスルーホール３６内部に、上記調整した樹脂充填剤３７を印刷で充填させる（図５（Ａ））。スルーホール３６に上記Ａで調整した樹脂充填剤３９を充填することで、クラックの発生を防止して、電気的接続性、信頼性を向上させる。ここで、従来の充填剤（熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、もしくはその樹脂複合体）をベースにして、有機樹脂フィラー、無機フィラー、金属フィラーなどを配合してコア基板と内層充填剤との熱膨張の整合を行ってもよい。この際、フィラーの配合量は、１０〜８０ｖｏｌ％であることが望ましい。８０℃、３０分で樹脂充填剤を半硬化させた。半硬化させたのは、研磨し易くするためである。
【００６９】
（１５）上記（１３）の処理を終えた積層コア基板３０の片面をベルト研磨紙（三共理化学社製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路５８の表面やスルーホール３６のランド３６ａ表面に樹脂充填剤３９が残らないように研磨を行う。ついで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行う。この工程を基板の他方の面についても同様に行う。そして、充填した樹脂充填剤３７を加熱硬化させる（図５（Ｂ））。本実施形態では、積層コア基板３０の表面に第２コア基板１２Ｕ、第３コア基板１２Ｄを配設するため堅牢であり、表面を研磨して平滑にすることができる。これにより、後述する工程で形成する層間樹脂絶縁層１４４にうねりが発生せず、高い信頼性で導体回路１５８、バイアホール１６０を形成することができる。
【００７０】
（１６）次に、上記（１５）の処理を終えた積層コア基板３０の両面に、上記（４）と同様に一旦平坦化された下層導体回路５８の表面と、スルーホール３６のランド３６ａ表面とをエッチングを施すことにより、下層導体回路５８の表面及びスルーホール３６のランド３６ａ表面に、粗化面５８β、粗化面３８βを形成する（図５（Ｃ））。エッチング液は、第１二銅錯体と有機酸塩からなるものがある。無電解めっきや酸化還元処理を用いて粗化面を形成することもできる。
【００７１】
（１７）上記（１６）工程を終えた積層コア基板３０の両面に、厚さ５０μｍの可溶性フィラーを含む熱硬化型樹脂シートを温度５０〜１５０℃まで昇温しながら圧力５ｋｇ／ｃｍ2で真空圧着ラミネートし、層間樹脂絶縁層１４４を設ける（図６（Ａ））。層間樹脂絶縁層としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂からなる樹脂あるいは、それらに感光性を有する基を置換した樹脂でもよい。具体例として、エポキシ樹脂、ポリフェノール樹脂、ポリイミド樹脂等のプリント配線板に使用されている樹脂がある。また、高周波領域において低誘電率である樹脂を用いてもよい。樹脂の真空圧着時の真空度は、１０ｍｍＨｇである。なお、ここでは樹脂フィルムを貼り付けて層間絶縁層を形成したが、印刷機を用いて、樹脂を塗布することにより層間絶縁層を形成してもよい。
【００７２】
（１８）次に、層間樹脂絶縁層１４４に開口４５ａの形成されたマスク４５を載置し、バイアホールとなる開口１４６を形成する（図６（Ｂ））。ここでは、炭酸（ＣＯ2）ガスレーザにて、ビーム径５ｍｍ、パルス幅１５μ秒、マスクの穴径０．８ｍｍ、１ショットの条件で層間樹脂絶縁層１４４に直径８０μｍのバイアホール用開口４６を設ける。
【００７３】
（１９）次に、クロム酸、過マンガン酸塩などの酸化剤等に浸漬させることによって、層間樹脂絶縁層１４４の粗化面１４４αを設ける（図６（Ｃ）参照）。該粗化面１４４αは、０．１〜５μｍの範囲で形成されることがよい。その一例として、過マンガン酸ナトリウム溶液５０ｇ／ｌ、温度６０℃中に５〜２５分間浸漬させることによって、２〜３μｍの粗化面１４４αを設ける。上記以外には、層間樹脂絶縁層１４４にプラズマ処理を行い、層間樹脂絶縁層１４４の表層を粗化し、粗化面１４４αを形成する。この際には、不活性ガスとしてアルゴンガスを使用し、電力２００Ｗ、ガス圧０．６Ｐａ、温度７０℃の条件で（プラズマ装置日本真空技術株式会社製 ＳＶ−４５４０）、２分間プラズマ処理を実施する。
【００７４】
（２０）層間樹脂絶縁層１４４の表層にスパッタリングでＣｕ（又はＮｉ、Ｐ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｗ）の合金をターゲットした金属層５２を形成する（図７（Ａ））。形成条件として、気圧０．６Ｐａ、温度８０℃、電力２００Ｗ、時間５分（プラズマ装置日本真空技術株式会社製 ＳＶ−４５４０）で実施する。これにより、層間樹脂絶縁層１４４の表層に合金層を形成させることができる。このときの金属層５２の厚みは、０．２μｍである。金属層５２の厚みとしては、０．１〜２μｍがよい。スパッタ以外には、蒸着、スパッタなどを行わないで、めっき層を形成させてもよい。あるいは、これらの複合体でもよい。
【００７５】
めっきの一例を説明する。積層コア基板３０をコンディショニングし、アルカリ触媒液中で触媒付与を５分間行う。積層コア基板３０を活性化処理し、ロッシェル塩タイプの化学銅めっき浴で厚さ０．６μmの無電解めっき膜５２を付ける。
化学銅メッキのメッキ条件：
ＣｕＳＯ4 ・５Ｈ2Ｏ 10ｇ／ｌ
ＨＣＨＯ ８ｇ／ｌ
ＮａＯＨ 5ｇ／ｌ
ロッシェル塩 45ｇ／ｌ
添加剤 30ｍｌ／ｌ
温度 30℃
メッキ時間 18分
【００７６】
（２１）金属膜５２上に、厚さ２５μｍの感光性フィルム（ドライフィルム）を貼り付けて、マスクを載置して、100 mJ／cm2 で露光、0.8 ％炭酸ナトリウムで現像処理し、めっきレジスト５４を設ける。次に、無電解めっき膜５２上のめっきレジスト５４の非形成部に下記条件で電解めっきを施し、電解めっき膜５６を形成する（図７（Ｂ））。電解めっき膜５６の厚みとしては、５〜２０μｍがよい。
【００７７】
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ2
時間 ６５ 分
温度 ２２±２ ℃
【００７８】
（２２）次いで、５０℃、４０ｇ／ｌのＮａＯＨ水溶液中でめっきレジスト５４を剥離除去する。その後、硫酸―過酸化水素水溶液を用い、エッチングにより、めっきレジスト５４下の無電解めっき膜５２を除去して、層間樹脂絶縁層１４４上に導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を形成する。その後、導体回路１５８及びバイアホール１６０の表面に粗化処理を施す（図８（Ａ））。
【００７９】
（２３）上記（１７）〜（２２）の工程を繰り返し、層間樹脂絶縁層１４４の上に、バイアホール２６０及び導体回路２５８を備える層間樹脂絶縁層２４４を形成する（図９（Ａ））。
【００８０】
（２４）一方、ＤＭＤＧに溶解させた60重量％のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬製）のエポキシ基50％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量4000）を 46.67ｇ、メチルエチルケトンに溶解させた80重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル製、エピコート1001）15.0ｇ、イミダゾール硬化剤（四国化成製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）16ｇ、感光性モノマーである多価アクリルモノマー（日本化薬製、Ｒ604 ）３ｇ、同じく多価アクリルモノマー（共栄社化学製、DPE6A ） 1.5ｇ、に分散系消泡剤（サンノプコ社製、Ｓ−65）0.71ｇを混合し、さらにこの混合物に対して光開始剤としてのベンゾフェノン（関東化学製）を２ｇ、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学製）を 0.2ｇ加えて、粘度を25℃で 2.0Pa・ｓに調整したソルダーレジスト組成物を得る。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器、 DVL-B型）で 60rpmの場合はローターNo.4、６rpm の場合はローターNo.3による。
【００８１】
（２５）前述（２４）で得られたパッケージ基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物を20μｍの厚さで塗布する。次いで、70℃で20分間、70℃で30分間の乾燥処理を行った後、円パターン（マスクパターン）が描画された厚さ５mmのフォトマスクフィルムを密着させて載置し、1000mJ／cm2 の紫外線で露光し、DMTG現像処理する。そしてさらに、80℃で１時間、 100℃で１時間、 120℃で１時間、 150℃で３時間の条件で加熱処理し、半田パッド部分（バイアホールとそのランド部分を含む）に開口７１を有するソルダーレジスト層７０（厚み20μｍ）を形成する（図９（Ｂ））。ＩＣチップ接続の半田バンプを形成させる半田パッドは、開口径１００〜１７０μｍで開口させるのがよい。また外部端子接続のためＢＧＡ／ＰＧＡを配設させる半田パッドは開口径３００〜６５０μｍで開口させるのがよい。
【００８２】
（２６）その後、塩化ニッケル2.3 ×10-1ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム2.8 ×10-1ｍｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム1.6 ×10-1ｍｏｌ／ｌ、からなるｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に、20分間浸漬して、開口部７１に厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。その後、表層には、シアン化金カリウム7.6 ×10-3ｍｏｌ／ｌ、塩化アンモニウム1.9 ×10-1ｍｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム1.2 ×10-1ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム1.7 ×10-1ｍｏｌ／ｌからなる無電解金めっき液に80℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に厚さ0.03μｍの金めっき層７４を形成する（図１０（Ａ））。
【００８３】
（２７）そして、ソルダーレジスト層７０の開口部７１へＳｎ／Ａｇ（Ｓｎ／Ａｇ／ＣｕまたはＳｎ／Ｓｂ）からなる低融点金属のペーストを充填する。この低融点金属は、Ｐｂを含まない合金を用いているため、環境に悪影響を与えることがない。低融点金属のペーストをリフローして、半田バンプ７６Ｕ、ＢＧＡ７６Ｄを形成する（図１０（Ｂ））。
【００８４】
完成したパッケージ基板１０の半田バンプ７６Ｕに、ＩＣチップ９０のパッド９２が対応するように載置し、リフローを行いＩＣチップ９０を搭載する。このＩＣチップ９０を搭載したパッケージ基板１０を、ドータボード９５側のパッド９６に対応するように載置してリフローを行い、ドータボード９５へ取り付ける（図１１参照）。ここでは、ドータボードとの接続側にＢＧＡ７６Ｄを形成したが、この代わりに半田バンプを配設することも可能である。
【００８５】
引き続き、本発明の第１実施形態の改変例に係るプリント配線板について、図１４を参照して説明する。改変例のプリント配線板は、上述した第１実施形態とほぼ同様である。但し、この第２改変例のプリント配線板では、導電性ピン９７が配設され、該導電性ピン９７を介してドータボードとの接続を取るように形成されている。
【００８６】
また、上述した第１実施形態では、積層コア基板３０に収容されるチップコンデンサ２０のみを備えていたが、改変例では、表面及び裏面に大容量のチップコンデンサ８６が実装されている。
【００８７】
ＩＣチップは、瞬時的に大電力を消費して複雑な演算処理を行う。ここで、ＩＣチップ側に大電力を供給するために、本実施形態では、プリント配線板に電源用のチップコンデンサ２０及びチップコンデンサ８６を備えてある。このチップコンデンサによる効果について、図１５を参照して説明する。
【００８８】
図１５は、縦軸にＩＣチップへ供給される電圧を、横軸に時間を取ってある。ここで、二点鎖線Ｃは、電源用コンデンサを備えないプリント配線板の電圧変動を示している。電源用コンデンサを備えない場合には、大きく電圧が減衰する。破線Ａは、表面にチップコンデンサを実装したプリント配線板の電圧変動を示している。上記二点鎖線Ｃと比較して電圧は大きく落ち込まないが、ループ長さが長くなるので、律速の電源供給が十分に行えていない。即ち、電力の供給開始時に電圧が降下している。また、二点鎖線Ｂは、図１１を参照して上述したチップコンデンサを内蔵するプリント配線板の電圧降下を示している。ループ長さは短縮できているが、積層コア基板３０に容量の大きなチップコンデンサを収容することができないため、電圧が変動している。ここで、実線Ｅは、図１４を参照して上述したコア基板内のチップコンデンサ２０を、また表面に大容量のチップコンデンサ８６を実装する改変例のプリント配線板の電圧変動を示している。ＩＣチップの近傍にチップコンデンサ２０を、また、大容量（及び相対的に大きなインダクタンス）のチップコンデンサ８６を備えることで、電圧変動を最小に押さえている。
【００８９】
引き続き、本発明の第２実施形態に係るプリント配線板の構成について図１６及び図１７を参照して説明する。
この第２実施形態のプリント配線板の構成は、上述した第１実施形態とほぼ同様である。但し、積層コア基板３０への収容されるチップコンデンサが異なる。図１７（Ａ）はチップコンデンサ１２０の平面を、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＢ−Ｂ断面を示している。上述した第１実施形態では、複数個の小容量のチップコンデンサをコア基板に収容したが、第２実施形態では、大容量の大判のチップコンデンサ１２０をコア基板に収容してある。ここで、チップコンデンサ１２０は、マトリクス状に多数配設された第１電極１２１と第２電極１２２と、誘電体２３と、第１電極１２１へ接続された第１導電膜２４と、第２電極１２２側に接続された第２導電膜２５と、第１導電膜２４及び第２導電膜２５へ接続されていないチップコンデンサの上下面の接続用の電極１２７とから成る。この電極１２７を介してＩＣチップ側とドータボード側とが接続されている。電極１２１，１２２、１２７の表面には、第１実施形態と同様に導電性ペースト２６が塗布され表面の平滑化がはかられている。
【００９０】
この改変例のプリント配線板では、大判のチップコンデンサ２０を用いるため、容量の大きなチップコンデンサを用いることができる。また、大判のチップコンデンサ２０を用いるため、ヒートサイクルを繰り返してもプリント配線板に反りが発生することがない。更に、複数の電極から配線を取り回すことが可能であるため、電源ライン、アースラインの数を増やすことで、電源ライン、アースラインのインダクタンス分を減らすことができ、高周波数性能を高めることが可能になる。更に、コンデンサの電極１２７をスルーホールとして用いることが可能になる。なお、第２実施形態でも、第１実施形態の改変例と同様に表面に大容量のコンデンサを実装することが好適である。
【００９１】
また、第１、第２実施形態のプリント配線板では、チップコンデンサ２０を図１８（Ａ）に示すように第１、第２電極２１，２２の被覆層（図示せず）を完全に剥離した後、銅めっき膜２９により被覆することもできる。そして、銅めっき膜２９で被覆した第１、第２電極２１，２２に銅めっきよりなるバイアホール６０で電気的接続を取ってある。ここで、チップコンデンサの電極２１，２２は、メタライズからなり表面に凹凸がある。このため、金属層を剥き出した状態で用いると、第２コア基板１２Ｕ、第３コア基板１２Ｄにレーザで開口３４を穿設する工程において、該凹凸に樹脂が残ることがある。この際には、当該樹脂残さにより第１、第２電極２１，２２とバイアホール６０との接続不良が発生する。これに対して、銅めっき膜２９によって被覆することで、第１、第２電極２１，２２の表面が平滑になり、第２コア基板１２Ｕ、第３コア基板１２Ｄにレーザで開口３４を穿設した際に、樹脂残さが残らず、バイアホール６０を形成した際の電極２１，２２との接続信頼性を高めることができる。
【００９２】
更に、銅めっき膜２９の形成された電極２１、２２に、めっきによりバイアホール６０を形成するため、電極２１、２２とバイアホール６０との接続性が高く、ヒートサイクル試験を実施しても、電極２１、２２とバイアホール６０との間で断線が生じることがない。マイグレーションの発生もなく、コンデンサのバイアホールの接続部での不都合を引き起こさなかった。
【００９３】
なお、上記銅めっき膜２９は、チップコンデンサの製造段階で金属層２６の表面に被覆されたニッケル／スズ層（被覆層）を、プリント配線板への搭載の段階で剥離してから設ける。この代わりに、チップコンデンサ２０の製造段階で、金属層２６の上に直接銅めっき膜２９を被覆することも可能である。即ち、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、レーザにて電極の銅めっき膜２９へ至る開口を設けた後、デスミヤ処理等を行い、バイアホールを銅めっきにより形成する。従って、銅めっき膜２９の表面に酸化膜が形成されていても、上記レーザ及びデスミヤ処理で酸化膜を除去できるため、適正に接続を取ることができる。
【００９４】
また、図１８（Ｂ）に示すようにチップコンデンサ２０のメタライズからなる第１電極２１、第２電極２２を露出させてプリント配線板に収容し、露出した第１電極２１、第２電極２２に電気的接続を取ることもできる。このとき、第１電極２１、第２電極２２は、主成分がＣｕであることが望ましい。接続抵抗を低減することができるからである。
【００９５】
ここで、第１実施形態のプリント配線板について、コア基板内に埋め込んだチップコンデンサ２０のインダクタンスと、プリント配線板の裏面（ドータボード側の面）に実装したチップコンデンサのインダクタンスとを測定した値を示す。
コンデンサ単体の場合
埋め込み形 １３７pH
裏面実装形 ２８７pH
コンデンサを８個並列に接続した場合
埋め込み形 ６０pH
裏面実装形 ７２pH
以上のように、コンデンサを単体で用いても、容量を増大させるため並列に接続した場合にも、チップコンデンサを内蔵することでインダクタンスを低減できる。
【００９６】
次に、信頼性試験を行った結果について説明する。ここでは、第１実施形態のプリント配線板において、１個のチップコンデンサの静電容量の変化率を測定した。
静電容量変化率
（測定周波数100Hz） （測定周波数1kHz）
Steam 168時間: 0.3% 0.4%
HAST 100時間: -0.9% -0.9%
TS 1000cycles: 1.1% 1.3%
【００９７】
Steam試験は、蒸気に当て湿度１００％に保った。また、ＨＡＳＴ試験では、相対湿度１００％、印加電圧１．３Ｖ、温度１２１℃で１００時間放置した。ＴＳ試験では、−１２５℃で３０分、５５℃で３０分放置する試験を１０００回線り返した。
【００９８】
上記信頼性試験において、チップコンデンサを内蔵するプリント配線板においても、既存のコンデンサ表面実装形と同等の信頼性が達成できていることが分かった。また、上述したように、ＴＳ試験において、セラミックから成るコンデンサと、樹脂からなるコア基板及び層間樹脂絶縁層の熱膨張率の違いから、内部応力が発生しても、チップコンデンサの端子とバイアホールとの間に断線、チップコンデンサと層間樹脂絶縁層との間で剥離、層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、長期に渡り高い信頼性を達成できることが判明した。
【００９９】
本願発明では、上述したようにプリント配線板内にコンデンサを配置するため、ＩＣチップとコンデンサとの距離が短くなり、ループインダクタンスを低減することができる。また、コア基板は、コンデンサを収容する第１のコア基板の上下に第２、第３のコア基板を積層してなるため、堅牢であり、セラミックからなり熱膨張率の小さいコンデンサを収容しても、コンデンサとコア基板との熱膨張率差による応力を層間樹脂絶縁層に与え導体回路にクラックが発生することがなく、高い信頼性を備えるプリント配線板を実現できる。また、コア基板は、表面を研磨して平坦化できるため、コア基板上層の層間樹脂絶縁層にうねりが生じず、層間樹脂絶縁層上に適正にバイアホール、導体回路を形成することができる。
【０１００】
コンデンサの下部からも接続することが可能となるので、ループインダクタンスの距離を短くし、配設する自由度を増す構造であるといえる。
また、コア基板とコンデンサの間に樹脂が充填されているので、コンデンサなどが起因する応力が発生しても緩和されるし、マイグレーションの発生がない。そのために、コンデンサの電極とバイアホールの接続部への剥離や溶解などの影響がない。
そのために、信頼性試験を実施しても所望の性能を保つことができるのである。また、コンデンサを銅によって被覆されている場合にも、マイグレーションの発生を防止することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ プリント配線板
１１ 第１コア基板
１１Ａ 通孔
１２Ａ 通孔
１２Ｕ 第２コア基板
１２Ｄ 第３コア基板
１３Ｕ プリプレグ
１３Ｄ プリプレグ
１４ 樹脂充填剤
１５ 接着剤
２０ チップコンデンサ
２１ 第１電極
２２ 第２電極
２６ 導電性ペースト
３０ 積層コア基板
３１ 導体回路（コンフォマルマスク）
３１ａ 開口
３６ スルーホール
３７ 樹脂充填剤
５８ 導体回路
６０ バイアホール
７０ ソルダーレジスト
７６Ｕ 半田バンプ
７６Ｄ ＢＧＡ
８６ コンデンサ
９０ ＩＣチップ
９４ ドータボード
９７ 導電性接続ピン
１４４ 層間樹脂絶縁層
１５８ 導体回路
１６０ バイアホール
２５８ 導体回路
２６０ バイアホール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサを収容するコア基板に樹脂絶縁層と導体回路とを積層してなるプリント配線板であって、
前記コア基板は、前記コンデンサを収容する通孔の形成された第１のコア基板の上下に第２、第３のコア基板を積層してなり、
前記第１、第２、第３のコア基板は、芯材に樹脂を含浸してなり、
前記樹脂絶縁層は、芯材を有しない樹脂材料からなり、
前記第２および第３のコア基板の少なくとも一方に、前記コンデンサの電極に接続するバイアホールを形成し、該バイアホールと前記コンデンサの電極との間に電気的接続を取ったことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記コンデンサの電極に、導電性ペーストを塗布したことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記プリント配線板の表面にコンデンサを実装したことを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記表面のチップコンデンサの静電容量は、内層のチップコンデンサの静電容量以上であることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記コンデンサとして、マトリクス状に電極が形成されたチップコンデンサを用いたことを特徴とする請求項１〜請求項４の内１に記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記コンデンサの電極に金属膜を形成し、前記金属膜を形成させた電極へめっきにより電気的接続を取ったことを特徴とする請求項１〜請求項５の内１に記載のプリント配線板。
【請求項７】
前記コンデンサの電極に形成した金属膜は、銅を主とするめっき膜であることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線板。
【請求項８】
前記コンデンサの電極の被覆層を少なくとも一部を露出させて、前記被覆層から露出した電極にめっきにより電気的接続を取ったことを特徴とする請求項１〜請求項５の内１に記載のプリント配線板。
【請求項９】
前記導体回路は、前記コア基板の両面にそれぞれ形成され、
前記コア基板には、該コア基板の両面にそれぞれ形成された前記導体回路同士を電気的に接続するスルーホールが形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項８の内１に記載のプリント配線板。
【請求項１０】
前記コア基板の両面にそれぞれ形成された前記導体回路は、銅箔と、該銅箔に積層された無電解銅めっき膜と、該無電解銅めっき膜に積層された電解めっき膜と、からなり、
前記樹脂絶縁層上に形成される導体回路は、無電解銅めっき膜、および該無電解銅めっき膜に積層された電解めっき膜からなることを特徴とする請求項９に記載のプリント配線板。
【請求項１】
コンデンサを収容するコア基板に樹脂絶縁層と導体回路とを積層してなるプリント配線板であって、
前記コア基板は、前記コンデンサを収容する通孔の形成された第１のコア基板の上下に第２、第３のコア基板を積層してなり、
前記第１、第２、第３のコア基板は、芯材に樹脂を含浸してなり、
前記樹脂絶縁層は、芯材を有しない樹脂材料からなり、
前記第２および第３のコア基板の少なくとも一方に、前記コンデンサの電極に接続するバイアホールを形成し、該バイアホールと前記コンデンサの電極との間に電気的接続を取ったことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記コンデンサの電極に、導電性ペーストを塗布したことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記プリント配線板の表面にコンデンサを実装したことを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記表面のチップコンデンサの静電容量は、内層のチップコンデンサの静電容量以上であることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記コンデンサとして、マトリクス状に電極が形成されたチップコンデンサを用いたことを特徴とする請求項１〜請求項４の内１に記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記コンデンサの電極に金属膜を形成し、前記金属膜を形成させた電極へめっきにより電気的接続を取ったことを特徴とする請求項１〜請求項５の内１に記載のプリント配線板。
【請求項７】
前記コンデンサの電極に形成した金属膜は、銅を主とするめっき膜であることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線板。
【請求項８】
前記コンデンサの電極の被覆層を少なくとも一部を露出させて、前記被覆層から露出した電極にめっきにより電気的接続を取ったことを特徴とする請求項１〜請求項５の内１に記載のプリント配線板。
【請求項９】
前記導体回路は、前記コア基板の両面にそれぞれ形成され、
前記コア基板には、該コア基板の両面にそれぞれ形成された前記導体回路同士を電気的に接続するスルーホールが形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項８の内１に記載のプリント配線板。
【請求項１０】
前記コア基板の両面にそれぞれ形成された前記導体回路は、銅箔と、該銅箔に積層された無電解銅めっき膜と、該無電解銅めっき膜に積層された電解めっき膜と、からなり、
前記樹脂絶縁層上に形成される導体回路は、無電解銅めっき膜、および該無電解銅めっき膜に積層された電解めっき膜からなることを特徴とする請求項９に記載のプリント配線板。
【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】
【公開番号】特開２０１２−３３９４９（Ｐ２０１２−３３９４９Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４９８２（Ｐ２０１１−２１４９８２）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【分割の表示】特願２００１−２３１０３（Ｐ２００１−２３１０３）の分割
【原出願日】平成１３年１月３１日（２００１．１．３１）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【分割の表示】特願２００１−２３１０３（Ｐ２００１−２３１０３）の分割
【原出願日】平成１３年１月３１日（２００１．１．３１）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
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