容量素子具有配線板、容量素子具有配線板の製造方法
【課題】薄板化することが可能な容量素子具有配線板を提供すること。
【解決手段】第１の方向に厚みを有し、該第１の方向に直交しかつ互いに直交する第２、第３の方向に広がりを有する絶縁層と、絶縁層を貫通して形成された、絶縁層の横断面における形状が線状である第１の電極と、第１の電極に対向するように絶縁層内に埋設された、絶縁層の比誘電率より大きな比誘電率を有する誘電体と、この誘電体の第１の電極に対向する側とは反対の側に対向して位置するように絶縁層を貫通して形成された、絶縁層の横断面における形状が線状である第２の電極と、第１の電極に電気的に導通するように絶縁層上に設けられた第１の金属箔パターンと、第２の電極に電気的に導通するように絶縁層上に設けられた第２の金属箔パターンとを具備する。
【解決手段】第１の方向に厚みを有し、該第１の方向に直交しかつ互いに直交する第２、第３の方向に広がりを有する絶縁層と、絶縁層を貫通して形成された、絶縁層の横断面における形状が線状である第１の電極と、第１の電極に対向するように絶縁層内に埋設された、絶縁層の比誘電率より大きな比誘電率を有する誘電体と、この誘電体の第１の電極に対向する側とは反対の側に対向して位置するように絶縁層を貫通して形成された、絶縁層の横断面における形状が線状である第２の電極と、第１の電極に電気的に導通するように絶縁層上に設けられた第１の金属箔パターンと、第２の電極に電気的に導通するように絶縁層上に設けられた第２の金属箔パターンとを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁板中に容量素子が形成された容量素子具有配線板およびその製造方法に係り、特に、薄板化を目指した構成の容量素子具有配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁板中に容量素子部品を備えた配線板の例として、特開２００３−１９７８４９号公報に記載されたものがある。同文献に開示された配線板では、容量素子部品としてチップコンデンサ（チップキャパシタ）が埋設で絶縁板中に実装されている。
【０００３】
チップコンデンサのサイズは一般に規格化されており、例えば比較的小さい０６０３サイズや０４０２サイズの場合で、それぞれ、横０．６ｍｍ×縦０．３ｍｍ×厚さ０．３ｍｍ、横０．４ｍｍ×縦０．２ｍｍ×厚さ０．２ｍｍである。したがって、チップコンデンサを内蔵する配線板においては、この厚みに対応する厚さ方向の内蔵領域を少なくとも用意することが必須になる。この事情を半導体チップを内蔵する場合と比較すると、半導体チップはバックグラインドによって厚さを５０μｍ程度まで薄くすることが可能であることから、チップコンデンサ内蔵のほうがむしろ厚い領域確保を要する。すなわち、チップコンデンサを絶縁板中に埋設する配線板は、半導体チップを内蔵の場合より薄板化が制限されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９７８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、絶縁板中に容量素子が形成された容量素子具有配線板およびその製造方法において、薄板化することが可能な容量素子具有配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様である容量素子具有配線板は、第１の方向に厚みを有し、該第１の方向に直交しかつ互いに直交する第２、第３の方向に広がりを有する絶縁層と、前記絶縁層を貫通して形成された、前記絶縁層の横断面における形状が線状である第１の電極と、前記第１の電極に対向するように前記絶縁層内に埋設された、前記絶縁層の比誘電率より大きな比誘電率を有する誘電体と、前記誘電体の前記第１の電極に対向する側とは反対の側に対向して位置するように前記絶縁層を貫通して形成された、前記絶縁層の横断面における形状が線状である第２の電極と、前記第１の電極に電気的に導通するように前記絶縁層上に設けられた第１の金属箔パターンと、前記第２の電極に電気的に導通するように前記絶縁層上に設けられた第２の金属箔パターンとを具備することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、この配線板は、一の絶縁層の厚みの中に容量素子を作り込んでいる構成を有している。ここで、容量素子としての主要構成は、絶縁層を貫通して形成された、この絶縁層の横断面における形状が線状である第１の電極と、この第１の電極に対向するように絶縁層内に埋設された、絶縁層の比誘電率より大きな比誘電率を有する誘電体と、この誘電体の第１の電極に対向する側とは反対の側に対向して位置するように絶縁層を貫通して形成された、絶縁層の横断面における形状が線状である第２の電極とである。
【０００８】
第１の電極、誘電体、第２の電極により容量素子が構成されており、その厚さ方向のサイズは絶縁層の厚みに等しくできる。よって、配線板として通常用いられる絶縁層を使って容量素子を具有させることができ、薄板化可能な容量素子具有配線板となる。なお、この容量素子は、厚みを抑えているものの、平面方向には線状の形状に近く（＝細長い形状）、平面方向の面積をとらないように構成できる点も利点である。すなわち、配線板としてデッドスペースを活用できる。
【０００９】
また、本発明の別の態様である容量素子具有配線板の製造方法は、絶縁層を有し該絶縁層の両面に銅箔が張られた積層体に、貫通孔と、細長い横断面形状を有する貫通開口部とを形成する工程と、前記貫通孔の内壁面上および前記貫通開口部の内壁面上にそれぞれ第１、第２の導電体層を形成する工程と、前記絶縁層の前記両面上の前記銅箔をパターニングする工程と、前記貫通開口部の前記内壁面上に形成された前記第２の導電体層が互いに向かい合う、電気的に独立の２つの導電体層になるように加工する工程と、前記加工のあとに、前記絶縁層を貫通する前記貫通孔の、前記第１の導電体層を介した内部に前記絶縁層が有する比誘電率より大きな比誘電率を有するペースト状誘電体組成物を充填し、かつ、前記貫通開口部の、前記第２の導電体層を介した内部に、前記ペースト状誘電体組成物と同一組成のペースト状誘電体組成物を充填する工程と、前記ペースト状誘電体組成物の両者を硬化する工程とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のさらに別の態様である容量素子具有配線板の製造方法は、絶縁層を有し該絶縁層の両面に銅箔が張られた積層体に、貫通孔と、細長い横断面形状を有する貫通開口部とを形成する工程と、前記貫通孔の内壁面上および前記貫通開口部の内壁面上にそれぞれ第１、第２の導電体層を形成する工程と、前記貫通開口部の前記内壁面上に形成された前記第２の導電体層が互いに向かい合う、電気的に独立の２つの導電体層になるように該第２の導電体層をエッチングし、かつ前記絶縁層の前記両面上の前記銅箔を前記第２の導電体層のエッチングと同時のエッチングによりパターニングする工程と、前記エッチングのあとに、前記絶縁層を貫通する前記貫通孔の、前記第１の導電体層を介した内部に前記絶縁層が有する比誘電率より大きな比誘電率を有するペースト状誘電体組成物を充填し、かつ、前記貫通開口部の、前記第２の導電体層を介した内部に、前記ペースト状誘電体組成物と同一組成のペースト状誘電体組成物を充填する工程と、前記ペースト状誘電体組成物の両者を硬化する工程とを具備することを特徴とする。
【００１１】
これらの製造方法は、上記の配線板が有する主要部と同一の主要部を少なくとも有する配線板を製造するそれぞれひとつの方法である。これらの製造方法によれば、薄板化され得る容量素子具有配線板を製造できる。特に、配線板として必要な、貫通孔および貫通孔内壁に形成された導電体層による層間接続体の形成とほとんど同じ工程で同時に容量素子を形成できる利点がある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、絶縁板中に容量素子が形成された容量素子具有配線板およびその製造方法において、薄板化することが可能な容量素子具有配線板およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る容量素子具有配線板の構造を模式的に示す断面図および平面図。
【図２Ａ】図１に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【図２Ｂ】図２Ａの続図であって、図１に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【図２Ｃ】図２Ｂの続図であって、図１に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【図２Ｄ】図２Ｃの続図であって、図１に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【図３】本発明の別の実施形態に係る容量素子具有配線板の構造を模式的に示す断面図および平面図。
【図４】図３に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【図５】本発明のさらに別の実施形態に係る容量素子具有配線板の構造を模式的に示す断面図。
【図６】図５に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一態様である容量素子具有配線板の実施態様として、前記絶縁層の一方の面を第１の面として、該第１の面上に設けられた第１の配線パターンと、前記絶縁層の前記第１の面に対向する面を第２の面として、該第２の面上に設けられた第２の配線パターンと、前記絶縁層を貫通する孔の内壁面上に設けられた、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に導通させる導電体層と、前記絶縁層を貫通する前記孔の、前記導電体層に囲まれる内部を充填するように設けられた孔埋め樹脂部とをさらに具備する、とすることができる。
【００１５】
これは、配線板として表裏面に配線パターンを有しており、それらの配線パターンがいわゆるスルーホール導電体により電気的導通し得る構成のものである。スルーホール内部が孔埋め樹脂部になっており、よって、この配線板を部材に用いて配線板として多層化する場合に空隙が必然的にできず信頼性劣化を防止できる。
【００１６】
ここで、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記導電体層とが、同じ材料である、とすることができる。この場合、製造過程において、これらの導電体を同じ工程で形成することができ、製造効率を向上する上で好ましい。
【００１７】
また、ここで、前記誘電体と、前記孔埋め樹脂部とが、同じ材料である、とすることができる。この場合、製造過程において、これらの部位を同じ工程で形成することができ、製造効率を向上する上で好ましい。
【００１８】
また、ここで、前記絶縁層の前記第１の面上に積層された第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層の、前記絶縁層に対向する側とは反対の側の面上に設けられた第３の配線パターンと、前記第２の絶縁層を貫通して、前記第１の配線パターンの面と前記第３のパターンの面との間に挟設された第１の層間接続体と、前記絶縁層の前記第２の面上に積層された第３の絶縁層と、前記第３の絶縁層の、前記絶縁層に対向する側とは反対の側の面上に設けられた第４の配線パターンと、前記第３の絶縁層を貫通して、前記第２の配線パターンの面と前記第４のパターンの面との間に挟設された第２の層間接続体とをさらに具備する、とすることができる。これは、配線板として多層化した構成である。このように、多層化する場合に対応できる。
【００１９】
ここで、前記第１の層間接続体および前記第２の層間接続体が、導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である、とすることができる。このような層間接続体は、例えば導電性組成物をスクリーン印刷して得られる導電性バンプを由来とするものであり、高効率に形成し、また高密度に形成できるので配線板としてファイン化する場合に向いている。
【００２０】
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る容量素子具有配線板の構造を模式的に示す断面図（図１（ａ））および平面図（図１（ｂ））である。図１（ａ）は、図１（ｂ）中のＡ−Ａａ位置での矢視方向の断面図である。
【００２１】
図１に示すように、この容量素子具有配線板１０は、絶縁層１１、配線層（配線パターン）２１、配線層（金属箔パターン、配線パターン）２２、内壁導電体層（スルーホール導電体）３１、電極３２ａ、同３２ｂ、孔埋め樹脂部４１、誘電体４２を有する。
【００２２】
絶縁層１１は、例えば、ガラスエポキシ樹脂の板であり、第１の方向に厚みを有し、この第１の方向に直交しかつ互いに直交する第２、第３の方向に広がりを有する。ガラスエポキシ樹脂のようなリジッドな材料だけでなく、例えば、ポリイミド樹脂のようなフレキシブルな材料も利用できる。配線層２１、２２は、それぞれ、絶縁層１１の上面、下面に設けられた金属箔を所定にパターニングして得られた導電パターンである。内壁導電体層３１は、絶縁層１１を貫通する貫通孔（丸穴）の内壁面上にめっきで形成された導電体層（スルーホール導電体）である。内壁導電体層３１により、配線層２１と同２２とは電気的に導通可能になっている。
【００２３】
電極３２ａ、３２ｂは、容量素子の両電極として機能する導電体層であり、絶縁層１１を貫通する、細長い横断面形状の貫通開口部の内壁面上にめっきで形成された導電体層を由来とする。電極３２ａ、３２ｂは、それぞれ、絶縁層１１上に設けられたパターン２２に電気的に導通する。孔埋め樹脂部４１は、内壁導電体層３１に囲まれる内部を充填するように設けられた樹脂部である。誘電体４２は、電極３２ａと同３２ｂとの間に挟設された、絶縁層１１の面内において線状に延長する形状の誘電材料である。誘電体４２の材料としては、具体的には、例えば、エポキシ樹脂中にチタン酸バリウムの微粉末を分散させた組成のものを使用できる。なお、孔埋め樹脂部４１は、誘電体４２と同じ材料とすることが可能である。
【００２４】
この配線板は、一の絶縁層１１の厚みの中に容量素子を作り込んでいる構成を有している。すなわち、容量素子としての主要構成は、絶縁層１１を貫通して形成された、この絶縁層１１の横断面における形状が線状である電極３２ａと、この電極３２ａに対向するように絶縁層１１内に埋設された、絶縁層１１の比誘電率より大きな比誘電率を有する誘電体４２と、この誘電体４２の電極３２ａに対向する側とは反対の側に対向して位置するように絶縁層１１を貫通して形成された、絶縁層１１の横断面における形状が線状である電極３２ｂとである。
【００２５】
電極３２ａ、誘電体４２、電極３２ｂにより容量素子が構成されており、その厚さ方向のサイズは絶縁層１１の厚みに等しくできる。よって、配線板として通常用いられる絶縁層１１を使って容量素子を具有させることができ、薄板化可能な容量素子具有配線板となる。なお、この容量素子は、厚みを抑えているものの、平面方向には線状の形状に近く（＝細長い形状）、平面方向の面積をとらないように構成できる。すなわち、配線板としてデッドスペースを活用し、図示するような一直線状、Ｕ字状のほか、Ｌ字状、コの字状、ジグザグ形状やスラローム形状など、配線板としてほかの要素が位置しないところを選んでレイアウト上、比較的自由に作り込むことができる。
【００２６】
次に、図１に示した容量素子具有配線板の製造過程について図２Ａないし図２Ｄを参照して説明する。図２Ａないし図２Ｄは、図１に示した容量素子具有配線板の製造過程を模式的断面で示す、一続きの工程図である。それぞれ、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図であり、これらの断面図と平面図との関係は、図１に準ずる。また、図２Ａないし図２Ｄにおいて、図１中に示した部位と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００２７】
まず、図２Ａに示すように、絶縁層１１（厚さは例えば薄くて１００μｍ）の両面に金属箔（銅箔；厚さは例えば１８μｍ）２１Ａ、２２Ａが張られた積層体に、貫通孔（丸穴；直径は例えば１００μｍ）３１０と、細長い横断面形状を有する貫通開口部（幅は例えば１００μｍ）３２０とを形成する。貫通孔３１０の形成には、例えば、ドリル加工やレーザ加工を利用することができる。貫通開口部３２０の形成には、例えば、ドリル加工に加えてルータを利用することができる。
【００２８】
次に、図２Ｂに示すように、貫通孔３１０の内壁面上、および貫通開口部３２０の内壁面上に、それぞれ、内壁導電体層３１、内壁導電体層３２を形成する（厚さ例えば１５μｍ）。内壁導電体層３１、３２の形成には、例えば、はじめに無電解めっきでこれらの内壁面上に銅のシード層を形成し、そのあとめっき液浴槽で、金属箔２１Ａ、２２Ａを給電路に用いてシード層上に電解めっきを行う。これにより、内壁導電体層３１、３２は、一度に、効率的に形成することができる。
【００２９】
続いて、図２Ｃに示すように、絶縁層１１の両面の金属箔２１Ａ、２２Ａをそれぞれ所定にパターニングして、これらを配線層２１、２２に加工する。このパターニング工程には、周知のフォトリソグラフィを利用できる。パターニングが終了した状態で、貫通孔３１０および貫通開口部３２０の両内壁面上に形成された内壁導電体層３１、３２は、すべてそのまま残る。また、内壁導電体層３１、３２が少なくとも、絶縁層１１上に設けられたパターン２２に電気的に導通するように、金属箔（配線）パターン２２はパターニングされている。
【００３０】
続いて、図２Ｄに示すように、貫通開口部３２０の両端の位置に、それぞれ追加加工孔３２１を例えばドリルを用いて明ける。この追加加工孔３２１により、貫通開口部３２０の内壁面上に形成された導電体層３２が、互いに向かい合う、電気的に独立の２つの導電体層（電極３２ａ、同３２ｂ）に分離される。そして、この加工のあとで、絶縁層１１を貫通する貫通孔３１０の、導電体層３１を介した内部に、孔埋め樹脂部４１とすべきペースト状誘電体組成物を充填し、かつ、貫通開口部３２０の、電極３２ａ、同３２ｂを介した内部に、誘電体４２とすべきペースト状誘電体組成物を充填する。これらの充填されたペースト状誘電体組成物を硬化することで、図１に示したような、容量素子具有配線板を得ることができる。
【００３１】
孔埋め樹脂部４１、誘電体４２の形成については、より具体的に、例えば、以下のようにすることができる。まず、ペースト状誘電体組成物を充填には、例えば、スクリーン印刷を用いることができる。これにより効率的な充填が可能である。このとき使用のスクリーンマスクには、充填すべき孔や溝の位置に対応してピットを設けておき、印刷対象である絶縁層１１の側は、例えば、上記孔や溝の位置に対応して凹部が設けられた支持板上に載置する。この凹部により、ペースト状誘電体組成物は、絶縁層１１の孔または溝を貫通し十分な充填がなされた状態になる。充填のあと例えば加熱してこれを硬化させる。そして、絶縁層１１の両面上にはみ出した硬化部分を除去し、整面する。
【００３２】
なお、変形例として、孔埋め樹脂部４１については、これを設けず中空のままとしてもよい。孔埋め樹脂部４１を設けてもこれを取り囲むように内壁導電体層３１が存在するため、孔埋め樹脂部４１は絶縁体であることを除けば電気的に何らの機能も有していない。ただし、後述するように、さらに多層の配線板のコア板として利用する場合には、孔埋め樹脂部４１を設けることで空隙が生じにくくなり信頼性向上に好ましい。
【００３３】
次に、本発明の別の実施形態に係る容量素子具有配線板について図３を参照して説明する。図３は、別の実施形態に係る容量素子具有配線板の構造を模式的に示す断面図（図３（ａ））および平面図（図３（ｂ））である。この断面図と平面図との関係は、図１に準ずる。また、図３において、図１中に示した部位と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部分については加えて説明する事項がない限り説明を省略する。
【００３４】
この実施形態の容量素子具有配線板１０Ａは、金属箔（配線）パターン２２を加工で得るときの方法が図１に示したものでの場合と多少異なることに由来して、各容量素子の両端での構成が図１に示したものと異なっている。すなわち、電極３２ａと同３２ｂとを電気的に分離、独立にするために、これらをつないでいた内壁導電体層３２（図２Ｂ参照）を貫通開口部３２０（図２Ａ参照）の両端の内壁面上から除去した構成になっている。この構成では、追加加工孔３２１（図２Ｄ参照）は形成されない。
【００３５】
図４は、図３に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図であり、上述した、先の実施形態における図２Ｃの段階に相当する過程を示している。なお、図２Ａ、図２Ｂに示した工程については、変わりない。この実施形態では、金属箔（配線）パターン２２を形成するためのエッチング工程において、貫通開口部３２０の両端の内壁面上の内壁導電体層３２を同時にエッチングし、内壁導電体層３２を電極３２ａと３２ｂとに分離、独立するようにしている。
【００３６】
このように貫通開口部３２０の内壁面上の内壁導電体層３２の一部を、金属箔２２Ａのエッチングと同時にエッチングするには、フォトリソグラフィのためのレジストとして、孔や溝の内壁面をも覆うタイプのものを使用し、露光には、光を散乱させ光が斜めに届く露光方法を採れば可能である。これによれば、追加加工孔３２１を形成する必要がなく、製造効率が向上できる。
【００３７】
次に、本発明のさらに別の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、さらに別の実施形態に係る容量素子具有配線板の構成を模式的に示す断面図である。この実施形態は、図１に示した配線板１０をコア板に用いて多層化した配線板の一構成例である。このように、図１に示した容量素子具有配線板１０は、さらに複雑な構成を備える多層配線板の素材として有用である。
【００３８】
図５に示すように、この多層配線板は、コア板である配線板１０のほか、絶縁層５１、同５２、同５４、同５５、配線層（配線パターン）６１、同６２、同６５、同６６、層間接続体７１、同７２、同７４、同７５、はんだレジスト８１、８２を有する。コア板である配線板１０についてはすでに説明しているので、以下ではこの部分を除いて構成を説明する。
【００３９】
配線層６１、６６は、多層配線板としての両主面上の配線層であり、その上に各種の部品（不図示）が実装され得る。実装ではんだ（不図示）が載るべき配線層６１、６６のランド部分を除いて両主面上には、はんだ接続時に溶融したはんだをランド部分に留めかつその後は保護層として機能するはんだレジスト８１、８２が形成されている（厚さはそれぞれ例えば２０μｍ程度）。ランド部分の表層には、耐腐食性の高いＮｉ／Ａｕのめっき層（不図示）を形成するようにしてもよい。
【００４０】
配線層６２、６５は、それぞれ、配線板１０の両主面上の配線層とともに内層の配線層であり、順に、配線層６１と配線層６２の間に絶縁層５１が、配線層６２と配線板１０の間に絶縁層５２が、配線板１０と配線層６５との間に絶縁層５４が、配線層６５と配線層６６との間に絶縁層５５が、それぞれ位置しこれらの配線層６１、６２、６５、６６、または配線板１０を隔てている。各配線層６１、６２、６５、６６は、例えばそれぞれ厚さ１８μｍの金属（銅）箔からなっている。
【００４１】
各絶縁層５１、５２、５４、５５は、例えばそれぞれ厚さ１００μｍで、それぞれ例えばガラスエポキシ樹脂からなるリジッドな素材である。
【００４２】
配線層６１と配線層６２とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層５１を貫通する層間接続体７１により導通し得る。同様に、配線層６２と配線板１０とは、それらの配線パターンの面の間に挟設されかつ絶縁層５２を貫通する層間接続体７２により導通し得る。配線板１０と配線層５４とは、それらの配線パターンの面の間に挟設されかつ絶縁層５４を貫通する層間絶縁体７４により導通し得る。配線層６５と配線層６６とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層５５を貫通する層間接続体７５により導通し得る。
【００４３】
層間接続体７１、７２、７４、７５は、それぞれ、導電性組成物のスクリーン印刷により形成される導電性バンプを由来とするものであり、その製造工程に依拠して軸方向（図１の図示で上下の積層方向）に径が変化している。その直径は、太い側で例えば２００μｍである。
【００４４】
図６は、図５に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図であり、図１に示した配線板１０を素材に用いて行う最終の積層工程を示している。図６において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００４５】
図６における配線板１０の下側に位置している素材と上側に位置している素材とは、同じ工程により形成されたものである。以下では、まず、下側のものについて概略的に形成工程を説明する。
【００４６】
はじめに、厚さ例えば１８μｍの、配線層６２とすべき金属箔（電解銅箔）上に例えばスクリーン印刷により、層間接続体７１となるペースト状の導電性組成物をほぼ円錐形のバンプ状（底面径例えば２００μｍ、高さ例えば１６０μｍ）に形成する。導電性組成物の導電性バンプをスクリーン印刷で形成することにより、ごく小さな領域内に収まる導電性バンプを生産性よく効率的に形成することができる。このような小さな領域に収まる導電性バンプは、配線板としてのパターンの高密度化に向いている。この導電性組成物は、ペースト状の樹脂中に銀、金、銅などの金属微細粒または炭素微細粒を分散させたものである。
【００４７】
次に、上記金属箔上に厚さ例えば公称１００μｍのＦＲ−４の、絶縁層５１とすべきプリプレグを積層して層間接続体７１を貫通させ、その頭部が露出するようにする。露出に際してあるいはその後その先端を塑性変形でつぶしてもよい。続いて、上記プリプレグ上に金属箔（電解銅箔）６１Ａを積層配置して加圧・加熱し全体を一体化する。このとき、金属箔６１Ａは層間接続体７１と電気的導通状態となり、上記プリプレグは完全に硬化して絶縁層５１になる。
【００４８】
次に、片側の金属箔に例えば周知のフォトリソグラフィによるパターニングを施し、これを、配線層６２に加工する。そして、この配線層６２上の所定の位置に層間接続体７２となる導電性バンプ（底面径例えば２００μｍ、高さ例えば１６０μｍ）をペースト状導電性組成物のスクリーン印刷により形成する。続いて、絶縁層５２とすべきＦＲ−４のプリプレグ５２Ａ（公称厚さ例えば１００μｍ）を配線層６２側にプレス機を用い積層する。この積層工程では、層間接続体７２の頭部をプリプレグ５２Ａに貫通させる。なお、図６における層間接続体７２の頭部の破線は、この段階でその頭部を塑性変形させてつぶしておく場合と塑性変形させない場合の両者あり得ることを示す。
【００４９】
以上により、図６に示す配線板１０の下側に位置する素材が形成できる。上側の素材については、金属箔（電解銅箔）６６Ａ、絶縁層５５、層間接続体７５、配線層６５、プリプレグ５４Ａ、層間接続体７４が、それぞれ、下側の素材の、金属箔６１Ａ、絶縁層５１、層間接続体７１、配線層６２、プリプレグ５２Ａ、層間接続体７２に相当していて、形成方法は上記説明したとおりである。
【００５０】
そして、図６に示すような配置で各配線板の素材を積層配置してプレス機で加圧・加熱する。これにより、プリプレグ５２Ａ、５４Ａが完全に硬化し全体が積層・一体化する。このとき、配線板１０の両主面上の配線層は、層間接続体７２、７４にそれぞれ電気的に接続される。ここで、配線板１０に孔埋め樹脂部４１（図１参照）があることにより、積層時に空隙が生じにくくなっており、信頼性劣化を防止できる。図６に示す積層工程の後、上下両面の金属箔６１Ａ、６６Ａを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングし、さらにはんだレジスト８１、８２の層を形成することにより、図５に示したような容量素子具有配線板を得ることができる。
【００５１】
図５、図６に示したような、配線板の多層化は一例であり、容量素子具有配線板１０をコア板に用いて、公知の種々の多層化方法を採用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０，１０Ａ…容量素子具有配線板、１１…絶縁層、２１…配線層（配線パターン）、２１Ａ…金属箔（銅箔）、２２…配線層（金属箔パターン、配線パターン）、２２Ａ…金属箔（銅箔）、３１…内壁導電体層（スルーホール導電体）、３２…内壁導電体層、３２ａ…電極、３２ｂ…電極、４１…孔埋め樹脂部、４２…誘電体、５１，５２，５４，５５…絶縁層、５２Ａ，５４Ａ…プリプレグ、６１，６２，６５，６６…配線層（配線パターン）、６１Ａ，６６Ａ…金属箔（銅箔）、７１，７２，７４，７５…層間接続体（導電性組成物印刷による導電性バンプ）、８１，８２…はんだレジスト、３１０…貫通孔、３２０…貫通開口部、３２１…追加加工孔。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁板中に容量素子が形成された容量素子具有配線板およびその製造方法に係り、特に、薄板化を目指した構成の容量素子具有配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁板中に容量素子部品を備えた配線板の例として、特開２００３−１９７８４９号公報に記載されたものがある。同文献に開示された配線板では、容量素子部品としてチップコンデンサ（チップキャパシタ）が埋設で絶縁板中に実装されている。
【０００３】
チップコンデンサのサイズは一般に規格化されており、例えば比較的小さい０６０３サイズや０４０２サイズの場合で、それぞれ、横０．６ｍｍ×縦０．３ｍｍ×厚さ０．３ｍｍ、横０．４ｍｍ×縦０．２ｍｍ×厚さ０．２ｍｍである。したがって、チップコンデンサを内蔵する配線板においては、この厚みに対応する厚さ方向の内蔵領域を少なくとも用意することが必須になる。この事情を半導体チップを内蔵する場合と比較すると、半導体チップはバックグラインドによって厚さを５０μｍ程度まで薄くすることが可能であることから、チップコンデンサ内蔵のほうがむしろ厚い領域確保を要する。すなわち、チップコンデンサを絶縁板中に埋設する配線板は、半導体チップを内蔵の場合より薄板化が制限されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９７８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、絶縁板中に容量素子が形成された容量素子具有配線板およびその製造方法において、薄板化することが可能な容量素子具有配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様である容量素子具有配線板は、第１の方向に厚みを有し、該第１の方向に直交しかつ互いに直交する第２、第３の方向に広がりを有する絶縁層と、前記絶縁層を貫通して形成された、前記絶縁層の横断面における形状が線状である第１の電極と、前記第１の電極に対向するように前記絶縁層内に埋設された、前記絶縁層の比誘電率より大きな比誘電率を有する誘電体と、前記誘電体の前記第１の電極に対向する側とは反対の側に対向して位置するように前記絶縁層を貫通して形成された、前記絶縁層の横断面における形状が線状である第２の電極と、前記第１の電極に電気的に導通するように前記絶縁層上に設けられた第１の金属箔パターンと、前記第２の電極に電気的に導通するように前記絶縁層上に設けられた第２の金属箔パターンとを具備することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、この配線板は、一の絶縁層の厚みの中に容量素子を作り込んでいる構成を有している。ここで、容量素子としての主要構成は、絶縁層を貫通して形成された、この絶縁層の横断面における形状が線状である第１の電極と、この第１の電極に対向するように絶縁層内に埋設された、絶縁層の比誘電率より大きな比誘電率を有する誘電体と、この誘電体の第１の電極に対向する側とは反対の側に対向して位置するように絶縁層を貫通して形成された、絶縁層の横断面における形状が線状である第２の電極とである。
【０００８】
第１の電極、誘電体、第２の電極により容量素子が構成されており、その厚さ方向のサイズは絶縁層の厚みに等しくできる。よって、配線板として通常用いられる絶縁層を使って容量素子を具有させることができ、薄板化可能な容量素子具有配線板となる。なお、この容量素子は、厚みを抑えているものの、平面方向には線状の形状に近く（＝細長い形状）、平面方向の面積をとらないように構成できる点も利点である。すなわち、配線板としてデッドスペースを活用できる。
【０００９】
また、本発明の別の態様である容量素子具有配線板の製造方法は、絶縁層を有し該絶縁層の両面に銅箔が張られた積層体に、貫通孔と、細長い横断面形状を有する貫通開口部とを形成する工程と、前記貫通孔の内壁面上および前記貫通開口部の内壁面上にそれぞれ第１、第２の導電体層を形成する工程と、前記絶縁層の前記両面上の前記銅箔をパターニングする工程と、前記貫通開口部の前記内壁面上に形成された前記第２の導電体層が互いに向かい合う、電気的に独立の２つの導電体層になるように加工する工程と、前記加工のあとに、前記絶縁層を貫通する前記貫通孔の、前記第１の導電体層を介した内部に前記絶縁層が有する比誘電率より大きな比誘電率を有するペースト状誘電体組成物を充填し、かつ、前記貫通開口部の、前記第２の導電体層を介した内部に、前記ペースト状誘電体組成物と同一組成のペースト状誘電体組成物を充填する工程と、前記ペースト状誘電体組成物の両者を硬化する工程とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のさらに別の態様である容量素子具有配線板の製造方法は、絶縁層を有し該絶縁層の両面に銅箔が張られた積層体に、貫通孔と、細長い横断面形状を有する貫通開口部とを形成する工程と、前記貫通孔の内壁面上および前記貫通開口部の内壁面上にそれぞれ第１、第２の導電体層を形成する工程と、前記貫通開口部の前記内壁面上に形成された前記第２の導電体層が互いに向かい合う、電気的に独立の２つの導電体層になるように該第２の導電体層をエッチングし、かつ前記絶縁層の前記両面上の前記銅箔を前記第２の導電体層のエッチングと同時のエッチングによりパターニングする工程と、前記エッチングのあとに、前記絶縁層を貫通する前記貫通孔の、前記第１の導電体層を介した内部に前記絶縁層が有する比誘電率より大きな比誘電率を有するペースト状誘電体組成物を充填し、かつ、前記貫通開口部の、前記第２の導電体層を介した内部に、前記ペースト状誘電体組成物と同一組成のペースト状誘電体組成物を充填する工程と、前記ペースト状誘電体組成物の両者を硬化する工程とを具備することを特徴とする。
【００１１】
これらの製造方法は、上記の配線板が有する主要部と同一の主要部を少なくとも有する配線板を製造するそれぞれひとつの方法である。これらの製造方法によれば、薄板化され得る容量素子具有配線板を製造できる。特に、配線板として必要な、貫通孔および貫通孔内壁に形成された導電体層による層間接続体の形成とほとんど同じ工程で同時に容量素子を形成できる利点がある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、絶縁板中に容量素子が形成された容量素子具有配線板およびその製造方法において、薄板化することが可能な容量素子具有配線板およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る容量素子具有配線板の構造を模式的に示す断面図および平面図。
【図２Ａ】図１に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【図２Ｂ】図２Ａの続図であって、図１に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【図２Ｃ】図２Ｂの続図であって、図１に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【図２Ｄ】図２Ｃの続図であって、図１に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【図３】本発明の別の実施形態に係る容量素子具有配線板の構造を模式的に示す断面図および平面図。
【図４】図３に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【図５】本発明のさらに別の実施形態に係る容量素子具有配線板の構造を模式的に示す断面図。
【図６】図５に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一態様である容量素子具有配線板の実施態様として、前記絶縁層の一方の面を第１の面として、該第１の面上に設けられた第１の配線パターンと、前記絶縁層の前記第１の面に対向する面を第２の面として、該第２の面上に設けられた第２の配線パターンと、前記絶縁層を貫通する孔の内壁面上に設けられた、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に導通させる導電体層と、前記絶縁層を貫通する前記孔の、前記導電体層に囲まれる内部を充填するように設けられた孔埋め樹脂部とをさらに具備する、とすることができる。
【００１５】
これは、配線板として表裏面に配線パターンを有しており、それらの配線パターンがいわゆるスルーホール導電体により電気的導通し得る構成のものである。スルーホール内部が孔埋め樹脂部になっており、よって、この配線板を部材に用いて配線板として多層化する場合に空隙が必然的にできず信頼性劣化を防止できる。
【００１６】
ここで、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記導電体層とが、同じ材料である、とすることができる。この場合、製造過程において、これらの導電体を同じ工程で形成することができ、製造効率を向上する上で好ましい。
【００１７】
また、ここで、前記誘電体と、前記孔埋め樹脂部とが、同じ材料である、とすることができる。この場合、製造過程において、これらの部位を同じ工程で形成することができ、製造効率を向上する上で好ましい。
【００１８】
また、ここで、前記絶縁層の前記第１の面上に積層された第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層の、前記絶縁層に対向する側とは反対の側の面上に設けられた第３の配線パターンと、前記第２の絶縁層を貫通して、前記第１の配線パターンの面と前記第３のパターンの面との間に挟設された第１の層間接続体と、前記絶縁層の前記第２の面上に積層された第３の絶縁層と、前記第３の絶縁層の、前記絶縁層に対向する側とは反対の側の面上に設けられた第４の配線パターンと、前記第３の絶縁層を貫通して、前記第２の配線パターンの面と前記第４のパターンの面との間に挟設された第２の層間接続体とをさらに具備する、とすることができる。これは、配線板として多層化した構成である。このように、多層化する場合に対応できる。
【００１９】
ここで、前記第１の層間接続体および前記第２の層間接続体が、導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である、とすることができる。このような層間接続体は、例えば導電性組成物をスクリーン印刷して得られる導電性バンプを由来とするものであり、高効率に形成し、また高密度に形成できるので配線板としてファイン化する場合に向いている。
【００２０】
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る容量素子具有配線板の構造を模式的に示す断面図（図１（ａ））および平面図（図１（ｂ））である。図１（ａ）は、図１（ｂ）中のＡ−Ａａ位置での矢視方向の断面図である。
【００２１】
図１に示すように、この容量素子具有配線板１０は、絶縁層１１、配線層（配線パターン）２１、配線層（金属箔パターン、配線パターン）２２、内壁導電体層（スルーホール導電体）３１、電極３２ａ、同３２ｂ、孔埋め樹脂部４１、誘電体４２を有する。
【００２２】
絶縁層１１は、例えば、ガラスエポキシ樹脂の板であり、第１の方向に厚みを有し、この第１の方向に直交しかつ互いに直交する第２、第３の方向に広がりを有する。ガラスエポキシ樹脂のようなリジッドな材料だけでなく、例えば、ポリイミド樹脂のようなフレキシブルな材料も利用できる。配線層２１、２２は、それぞれ、絶縁層１１の上面、下面に設けられた金属箔を所定にパターニングして得られた導電パターンである。内壁導電体層３１は、絶縁層１１を貫通する貫通孔（丸穴）の内壁面上にめっきで形成された導電体層（スルーホール導電体）である。内壁導電体層３１により、配線層２１と同２２とは電気的に導通可能になっている。
【００２３】
電極３２ａ、３２ｂは、容量素子の両電極として機能する導電体層であり、絶縁層１１を貫通する、細長い横断面形状の貫通開口部の内壁面上にめっきで形成された導電体層を由来とする。電極３２ａ、３２ｂは、それぞれ、絶縁層１１上に設けられたパターン２２に電気的に導通する。孔埋め樹脂部４１は、内壁導電体層３１に囲まれる内部を充填するように設けられた樹脂部である。誘電体４２は、電極３２ａと同３２ｂとの間に挟設された、絶縁層１１の面内において線状に延長する形状の誘電材料である。誘電体４２の材料としては、具体的には、例えば、エポキシ樹脂中にチタン酸バリウムの微粉末を分散させた組成のものを使用できる。なお、孔埋め樹脂部４１は、誘電体４２と同じ材料とすることが可能である。
【００２４】
この配線板は、一の絶縁層１１の厚みの中に容量素子を作り込んでいる構成を有している。すなわち、容量素子としての主要構成は、絶縁層１１を貫通して形成された、この絶縁層１１の横断面における形状が線状である電極３２ａと、この電極３２ａに対向するように絶縁層１１内に埋設された、絶縁層１１の比誘電率より大きな比誘電率を有する誘電体４２と、この誘電体４２の電極３２ａに対向する側とは反対の側に対向して位置するように絶縁層１１を貫通して形成された、絶縁層１１の横断面における形状が線状である電極３２ｂとである。
【００２５】
電極３２ａ、誘電体４２、電極３２ｂにより容量素子が構成されており、その厚さ方向のサイズは絶縁層１１の厚みに等しくできる。よって、配線板として通常用いられる絶縁層１１を使って容量素子を具有させることができ、薄板化可能な容量素子具有配線板となる。なお、この容量素子は、厚みを抑えているものの、平面方向には線状の形状に近く（＝細長い形状）、平面方向の面積をとらないように構成できる。すなわち、配線板としてデッドスペースを活用し、図示するような一直線状、Ｕ字状のほか、Ｌ字状、コの字状、ジグザグ形状やスラローム形状など、配線板としてほかの要素が位置しないところを選んでレイアウト上、比較的自由に作り込むことができる。
【００２６】
次に、図１に示した容量素子具有配線板の製造過程について図２Ａないし図２Ｄを参照して説明する。図２Ａないし図２Ｄは、図１に示した容量素子具有配線板の製造過程を模式的断面で示す、一続きの工程図である。それぞれ、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図であり、これらの断面図と平面図との関係は、図１に準ずる。また、図２Ａないし図２Ｄにおいて、図１中に示した部位と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００２７】
まず、図２Ａに示すように、絶縁層１１（厚さは例えば薄くて１００μｍ）の両面に金属箔（銅箔；厚さは例えば１８μｍ）２１Ａ、２２Ａが張られた積層体に、貫通孔（丸穴；直径は例えば１００μｍ）３１０と、細長い横断面形状を有する貫通開口部（幅は例えば１００μｍ）３２０とを形成する。貫通孔３１０の形成には、例えば、ドリル加工やレーザ加工を利用することができる。貫通開口部３２０の形成には、例えば、ドリル加工に加えてルータを利用することができる。
【００２８】
次に、図２Ｂに示すように、貫通孔３１０の内壁面上、および貫通開口部３２０の内壁面上に、それぞれ、内壁導電体層３１、内壁導電体層３２を形成する（厚さ例えば１５μｍ）。内壁導電体層３１、３２の形成には、例えば、はじめに無電解めっきでこれらの内壁面上に銅のシード層を形成し、そのあとめっき液浴槽で、金属箔２１Ａ、２２Ａを給電路に用いてシード層上に電解めっきを行う。これにより、内壁導電体層３１、３２は、一度に、効率的に形成することができる。
【００２９】
続いて、図２Ｃに示すように、絶縁層１１の両面の金属箔２１Ａ、２２Ａをそれぞれ所定にパターニングして、これらを配線層２１、２２に加工する。このパターニング工程には、周知のフォトリソグラフィを利用できる。パターニングが終了した状態で、貫通孔３１０および貫通開口部３２０の両内壁面上に形成された内壁導電体層３１、３２は、すべてそのまま残る。また、内壁導電体層３１、３２が少なくとも、絶縁層１１上に設けられたパターン２２に電気的に導通するように、金属箔（配線）パターン２２はパターニングされている。
【００３０】
続いて、図２Ｄに示すように、貫通開口部３２０の両端の位置に、それぞれ追加加工孔３２１を例えばドリルを用いて明ける。この追加加工孔３２１により、貫通開口部３２０の内壁面上に形成された導電体層３２が、互いに向かい合う、電気的に独立の２つの導電体層（電極３２ａ、同３２ｂ）に分離される。そして、この加工のあとで、絶縁層１１を貫通する貫通孔３１０の、導電体層３１を介した内部に、孔埋め樹脂部４１とすべきペースト状誘電体組成物を充填し、かつ、貫通開口部３２０の、電極３２ａ、同３２ｂを介した内部に、誘電体４２とすべきペースト状誘電体組成物を充填する。これらの充填されたペースト状誘電体組成物を硬化することで、図１に示したような、容量素子具有配線板を得ることができる。
【００３１】
孔埋め樹脂部４１、誘電体４２の形成については、より具体的に、例えば、以下のようにすることができる。まず、ペースト状誘電体組成物を充填には、例えば、スクリーン印刷を用いることができる。これにより効率的な充填が可能である。このとき使用のスクリーンマスクには、充填すべき孔や溝の位置に対応してピットを設けておき、印刷対象である絶縁層１１の側は、例えば、上記孔や溝の位置に対応して凹部が設けられた支持板上に載置する。この凹部により、ペースト状誘電体組成物は、絶縁層１１の孔または溝を貫通し十分な充填がなされた状態になる。充填のあと例えば加熱してこれを硬化させる。そして、絶縁層１１の両面上にはみ出した硬化部分を除去し、整面する。
【００３２】
なお、変形例として、孔埋め樹脂部４１については、これを設けず中空のままとしてもよい。孔埋め樹脂部４１を設けてもこれを取り囲むように内壁導電体層３１が存在するため、孔埋め樹脂部４１は絶縁体であることを除けば電気的に何らの機能も有していない。ただし、後述するように、さらに多層の配線板のコア板として利用する場合には、孔埋め樹脂部４１を設けることで空隙が生じにくくなり信頼性向上に好ましい。
【００３３】
次に、本発明の別の実施形態に係る容量素子具有配線板について図３を参照して説明する。図３は、別の実施形態に係る容量素子具有配線板の構造を模式的に示す断面図（図３（ａ））および平面図（図３（ｂ））である。この断面図と平面図との関係は、図１に準ずる。また、図３において、図１中に示した部位と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部分については加えて説明する事項がない限り説明を省略する。
【００３４】
この実施形態の容量素子具有配線板１０Ａは、金属箔（配線）パターン２２を加工で得るときの方法が図１に示したものでの場合と多少異なることに由来して、各容量素子の両端での構成が図１に示したものと異なっている。すなわち、電極３２ａと同３２ｂとを電気的に分離、独立にするために、これらをつないでいた内壁導電体層３２（図２Ｂ参照）を貫通開口部３２０（図２Ａ参照）の両端の内壁面上から除去した構成になっている。この構成では、追加加工孔３２１（図２Ｄ参照）は形成されない。
【００３５】
図４は、図３に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図であり、上述した、先の実施形態における図２Ｃの段階に相当する過程を示している。なお、図２Ａ、図２Ｂに示した工程については、変わりない。この実施形態では、金属箔（配線）パターン２２を形成するためのエッチング工程において、貫通開口部３２０の両端の内壁面上の内壁導電体層３２を同時にエッチングし、内壁導電体層３２を電極３２ａと３２ｂとに分離、独立するようにしている。
【００３６】
このように貫通開口部３２０の内壁面上の内壁導電体層３２の一部を、金属箔２２Ａのエッチングと同時にエッチングするには、フォトリソグラフィのためのレジストとして、孔や溝の内壁面をも覆うタイプのものを使用し、露光には、光を散乱させ光が斜めに届く露光方法を採れば可能である。これによれば、追加加工孔３２１を形成する必要がなく、製造効率が向上できる。
【００３７】
次に、本発明のさらに別の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、さらに別の実施形態に係る容量素子具有配線板の構成を模式的に示す断面図である。この実施形態は、図１に示した配線板１０をコア板に用いて多層化した配線板の一構成例である。このように、図１に示した容量素子具有配線板１０は、さらに複雑な構成を備える多層配線板の素材として有用である。
【００３８】
図５に示すように、この多層配線板は、コア板である配線板１０のほか、絶縁層５１、同５２、同５４、同５５、配線層（配線パターン）６１、同６２、同６５、同６６、層間接続体７１、同７２、同７４、同７５、はんだレジスト８１、８２を有する。コア板である配線板１０についてはすでに説明しているので、以下ではこの部分を除いて構成を説明する。
【００３９】
配線層６１、６６は、多層配線板としての両主面上の配線層であり、その上に各種の部品（不図示）が実装され得る。実装ではんだ（不図示）が載るべき配線層６１、６６のランド部分を除いて両主面上には、はんだ接続時に溶融したはんだをランド部分に留めかつその後は保護層として機能するはんだレジスト８１、８２が形成されている（厚さはそれぞれ例えば２０μｍ程度）。ランド部分の表層には、耐腐食性の高いＮｉ／Ａｕのめっき層（不図示）を形成するようにしてもよい。
【００４０】
配線層６２、６５は、それぞれ、配線板１０の両主面上の配線層とともに内層の配線層であり、順に、配線層６１と配線層６２の間に絶縁層５１が、配線層６２と配線板１０の間に絶縁層５２が、配線板１０と配線層６５との間に絶縁層５４が、配線層６５と配線層６６との間に絶縁層５５が、それぞれ位置しこれらの配線層６１、６２、６５、６６、または配線板１０を隔てている。各配線層６１、６２、６５、６６は、例えばそれぞれ厚さ１８μｍの金属（銅）箔からなっている。
【００４１】
各絶縁層５１、５２、５４、５５は、例えばそれぞれ厚さ１００μｍで、それぞれ例えばガラスエポキシ樹脂からなるリジッドな素材である。
【００４２】
配線層６１と配線層６２とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層５１を貫通する層間接続体７１により導通し得る。同様に、配線層６２と配線板１０とは、それらの配線パターンの面の間に挟設されかつ絶縁層５２を貫通する層間接続体７２により導通し得る。配線板１０と配線層５４とは、それらの配線パターンの面の間に挟設されかつ絶縁層５４を貫通する層間絶縁体７４により導通し得る。配線層６５と配線層６６とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層５５を貫通する層間接続体７５により導通し得る。
【００４３】
層間接続体７１、７２、７４、７５は、それぞれ、導電性組成物のスクリーン印刷により形成される導電性バンプを由来とするものであり、その製造工程に依拠して軸方向（図１の図示で上下の積層方向）に径が変化している。その直径は、太い側で例えば２００μｍである。
【００４４】
図６は、図５に示した容量素子具有配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図であり、図１に示した配線板１０を素材に用いて行う最終の積層工程を示している。図６において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００４５】
図６における配線板１０の下側に位置している素材と上側に位置している素材とは、同じ工程により形成されたものである。以下では、まず、下側のものについて概略的に形成工程を説明する。
【００４６】
はじめに、厚さ例えば１８μｍの、配線層６２とすべき金属箔（電解銅箔）上に例えばスクリーン印刷により、層間接続体７１となるペースト状の導電性組成物をほぼ円錐形のバンプ状（底面径例えば２００μｍ、高さ例えば１６０μｍ）に形成する。導電性組成物の導電性バンプをスクリーン印刷で形成することにより、ごく小さな領域内に収まる導電性バンプを生産性よく効率的に形成することができる。このような小さな領域に収まる導電性バンプは、配線板としてのパターンの高密度化に向いている。この導電性組成物は、ペースト状の樹脂中に銀、金、銅などの金属微細粒または炭素微細粒を分散させたものである。
【００４７】
次に、上記金属箔上に厚さ例えば公称１００μｍのＦＲ−４の、絶縁層５１とすべきプリプレグを積層して層間接続体７１を貫通させ、その頭部が露出するようにする。露出に際してあるいはその後その先端を塑性変形でつぶしてもよい。続いて、上記プリプレグ上に金属箔（電解銅箔）６１Ａを積層配置して加圧・加熱し全体を一体化する。このとき、金属箔６１Ａは層間接続体７１と電気的導通状態となり、上記プリプレグは完全に硬化して絶縁層５１になる。
【００４８】
次に、片側の金属箔に例えば周知のフォトリソグラフィによるパターニングを施し、これを、配線層６２に加工する。そして、この配線層６２上の所定の位置に層間接続体７２となる導電性バンプ（底面径例えば２００μｍ、高さ例えば１６０μｍ）をペースト状導電性組成物のスクリーン印刷により形成する。続いて、絶縁層５２とすべきＦＲ−４のプリプレグ５２Ａ（公称厚さ例えば１００μｍ）を配線層６２側にプレス機を用い積層する。この積層工程では、層間接続体７２の頭部をプリプレグ５２Ａに貫通させる。なお、図６における層間接続体７２の頭部の破線は、この段階でその頭部を塑性変形させてつぶしておく場合と塑性変形させない場合の両者あり得ることを示す。
【００４９】
以上により、図６に示す配線板１０の下側に位置する素材が形成できる。上側の素材については、金属箔（電解銅箔）６６Ａ、絶縁層５５、層間接続体７５、配線層６５、プリプレグ５４Ａ、層間接続体７４が、それぞれ、下側の素材の、金属箔６１Ａ、絶縁層５１、層間接続体７１、配線層６２、プリプレグ５２Ａ、層間接続体７２に相当していて、形成方法は上記説明したとおりである。
【００５０】
そして、図６に示すような配置で各配線板の素材を積層配置してプレス機で加圧・加熱する。これにより、プリプレグ５２Ａ、５４Ａが完全に硬化し全体が積層・一体化する。このとき、配線板１０の両主面上の配線層は、層間接続体７２、７４にそれぞれ電気的に接続される。ここで、配線板１０に孔埋め樹脂部４１（図１参照）があることにより、積層時に空隙が生じにくくなっており、信頼性劣化を防止できる。図６に示す積層工程の後、上下両面の金属箔６１Ａ、６６Ａを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングし、さらにはんだレジスト８１、８２の層を形成することにより、図５に示したような容量素子具有配線板を得ることができる。
【００５１】
図５、図６に示したような、配線板の多層化は一例であり、容量素子具有配線板１０をコア板に用いて、公知の種々の多層化方法を採用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０，１０Ａ…容量素子具有配線板、１１…絶縁層、２１…配線層（配線パターン）、２１Ａ…金属箔（銅箔）、２２…配線層（金属箔パターン、配線パターン）、２２Ａ…金属箔（銅箔）、３１…内壁導電体層（スルーホール導電体）、３２…内壁導電体層、３２ａ…電極、３２ｂ…電極、４１…孔埋め樹脂部、４２…誘電体、５１，５２，５４，５５…絶縁層、５２Ａ，５４Ａ…プリプレグ、６１，６２，６５，６６…配線層（配線パターン）、６１Ａ，６６Ａ…金属箔（銅箔）、７１，７２，７４，７５…層間接続体（導電性組成物印刷による導電性バンプ）、８１，８２…はんだレジスト、３１０…貫通孔、３２０…貫通開口部、３２１…追加加工孔。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に厚みを有し、該第１の方向に直交しかつ互いに直交する第２、第３の方向に広がりを有する絶縁層と、
前記絶縁層を貫通して形成された、前記絶縁層の横断面における形状が線状である第１の電極と、
前記第１の電極に対向するように前記絶縁層内に埋設された、前記絶縁層の比誘電率より大きな比誘電率を有する誘電体と、
前記誘電体の前記第１の電極に対向する側とは反対の側に対向して位置するように前記絶縁層を貫通して形成された、前記絶縁層の横断面における形状が線状である第２の電極と、
前記第１の電極に電気的に導通するように前記絶縁層上に設けられた第１の金属箔パターンと、
前記第２の電極に電気的に導通するように前記絶縁層上に設けられた第２の金属箔パターンと
を具備することを特徴とする容量素子具有配線板。
【請求項２】
前記絶縁層の一方の面を第１の面として、該第１の面上に設けられた第１の配線パターンと、
前記絶縁層の前記第１の面に対向する面を第２の面として、該第２の面上に設けられた第２の配線パターンと、
前記絶縁層を貫通する孔の内壁面上に設けられた、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に導通させる導電体層と、
前記絶縁層を貫通する前記孔の、前記導電体層に囲まれる内部を充填するように設けられた孔埋め樹脂部と
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の容量素子具有配線板。
【請求項３】
前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記導電体層とが、同じ材料であることを特徴とする請求項２記載の容量素子具有配線板。
【請求項４】
前記誘電体と、前記孔埋め樹脂部とが、同じ材料であることを特徴とする請求項２記載の容量素子具有配線板。
【請求項５】
前記絶縁層の前記第１の面上に積層された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層の、前記絶縁層に対向する側とは反対の側の面上に設けられた第３の配線パターンと、
前記第２の絶縁層を貫通して、前記第１の配線パターンの面と前記第３のパターンの面との間に挟設された第１の層間接続体と、
前記絶縁層の前記第２の面上に積層された第３の絶縁層と、
前記第３の絶縁層の、前記絶縁層に対向する側とは反対の側の面上に設けられた第４の配線パターンと、
前記第３の絶縁層を貫通して、前記第２の配線パターンの面と前記第４のパターンの面との間に挟設された第２の層間接続体と
をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の容量素子具有配線板。
【請求項６】
前記第１の層間接続体および前記第２の層間接続体が、導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状であることを特徴とする請求項５記載の容量素子具有配線板。
【請求項７】
絶縁層を有し該絶縁層の両面に銅箔が張られた積層体に、貫通孔と、細長い横断面形状を有する貫通開口部とを形成する工程と、
前記貫通孔の内壁面上および前記貫通開口部の内壁面上にそれぞれ第１、第２の導電体層を形成する工程と、
前記絶縁層の前記両面上の前記銅箔をパターニングする工程と、
前記貫通開口部の前記内壁面上に形成された前記第２の導電体層が互いに向かい合う、電気的に独立の２つの導電体層になるように加工する工程と、
前記加工のあとに、前記絶縁層を貫通する前記貫通孔の、前記第１の導電体層を介した内部に前記絶縁層が有する比誘電率より大きな比誘電率を有するペースト状誘電体組成物を充填し、かつ、前記貫通開口部の、前記第２の導電体層を介した内部に、前記ペースト状誘電体組成物と同一組成のペースト状誘電体組成物を充填する工程と、
前記ペースト状誘電体組成物の両者を硬化する工程と
を具備することを特徴とする容量素子具有配線板の製造方法。
【請求項８】
絶縁層を有し該絶縁層の両面に銅箔が張られた積層体に、貫通孔と、細長い横断面形状を有する貫通開口部とを形成する工程と、
前記貫通孔の内壁面上および前記貫通開口部の内壁面上にそれぞれ第１、第２の導電体層を形成する工程と、
前記貫通開口部の前記内壁面上に形成された前記第２の導電体層が互いに向かい合う、電気的に独立の２つの導電体層になるように該第２の導電体層をエッチングし、かつ前記絶縁層の前記両面上の前記銅箔を前記第２の導電体層のエッチングと同時のエッチングによりパターニングする工程と、
前記エッチングのあとに、前記絶縁層を貫通する前記貫通孔の、前記第１の導電体層を介した内部に前記絶縁層が有する比誘電率より大きな比誘電率を有するペースト状誘電体組成物を充填し、かつ、前記貫通開口部の、前記第２の導電体層を介した内部に、前記ペースト状誘電体組成物と同一組成のペースト状誘電体組成物を充填する工程と、
前記ペースト状誘電体組成物の両者を硬化する工程と
を具備することを特徴とする容量素子具有配線板の製造方法。
【請求項１】
第１の方向に厚みを有し、該第１の方向に直交しかつ互いに直交する第２、第３の方向に広がりを有する絶縁層と、
前記絶縁層を貫通して形成された、前記絶縁層の横断面における形状が線状である第１の電極と、
前記第１の電極に対向するように前記絶縁層内に埋設された、前記絶縁層の比誘電率より大きな比誘電率を有する誘電体と、
前記誘電体の前記第１の電極に対向する側とは反対の側に対向して位置するように前記絶縁層を貫通して形成された、前記絶縁層の横断面における形状が線状である第２の電極と、
前記第１の電極に電気的に導通するように前記絶縁層上に設けられた第１の金属箔パターンと、
前記第２の電極に電気的に導通するように前記絶縁層上に設けられた第２の金属箔パターンと
を具備することを特徴とする容量素子具有配線板。
【請求項２】
前記絶縁層の一方の面を第１の面として、該第１の面上に設けられた第１の配線パターンと、
前記絶縁層の前記第１の面に対向する面を第２の面として、該第２の面上に設けられた第２の配線パターンと、
前記絶縁層を貫通する孔の内壁面上に設けられた、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に導通させる導電体層と、
前記絶縁層を貫通する前記孔の、前記導電体層に囲まれる内部を充填するように設けられた孔埋め樹脂部と
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の容量素子具有配線板。
【請求項３】
前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記導電体層とが、同じ材料であることを特徴とする請求項２記載の容量素子具有配線板。
【請求項４】
前記誘電体と、前記孔埋め樹脂部とが、同じ材料であることを特徴とする請求項２記載の容量素子具有配線板。
【請求項５】
前記絶縁層の前記第１の面上に積層された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層の、前記絶縁層に対向する側とは反対の側の面上に設けられた第３の配線パターンと、
前記第２の絶縁層を貫通して、前記第１の配線パターンの面と前記第３のパターンの面との間に挟設された第１の層間接続体と、
前記絶縁層の前記第２の面上に積層された第３の絶縁層と、
前記第３の絶縁層の、前記絶縁層に対向する側とは反対の側の面上に設けられた第４の配線パターンと、
前記第３の絶縁層を貫通して、前記第２の配線パターンの面と前記第４のパターンの面との間に挟設された第２の層間接続体と
をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の容量素子具有配線板。
【請求項６】
前記第１の層間接続体および前記第２の層間接続体が、導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状であることを特徴とする請求項５記載の容量素子具有配線板。
【請求項７】
絶縁層を有し該絶縁層の両面に銅箔が張られた積層体に、貫通孔と、細長い横断面形状を有する貫通開口部とを形成する工程と、
前記貫通孔の内壁面上および前記貫通開口部の内壁面上にそれぞれ第１、第２の導電体層を形成する工程と、
前記絶縁層の前記両面上の前記銅箔をパターニングする工程と、
前記貫通開口部の前記内壁面上に形成された前記第２の導電体層が互いに向かい合う、電気的に独立の２つの導電体層になるように加工する工程と、
前記加工のあとに、前記絶縁層を貫通する前記貫通孔の、前記第１の導電体層を介した内部に前記絶縁層が有する比誘電率より大きな比誘電率を有するペースト状誘電体組成物を充填し、かつ、前記貫通開口部の、前記第２の導電体層を介した内部に、前記ペースト状誘電体組成物と同一組成のペースト状誘電体組成物を充填する工程と、
前記ペースト状誘電体組成物の両者を硬化する工程と
を具備することを特徴とする容量素子具有配線板の製造方法。
【請求項８】
絶縁層を有し該絶縁層の両面に銅箔が張られた積層体に、貫通孔と、細長い横断面形状を有する貫通開口部とを形成する工程と、
前記貫通孔の内壁面上および前記貫通開口部の内壁面上にそれぞれ第１、第２の導電体層を形成する工程と、
前記貫通開口部の前記内壁面上に形成された前記第２の導電体層が互いに向かい合う、電気的に独立の２つの導電体層になるように該第２の導電体層をエッチングし、かつ前記絶縁層の前記両面上の前記銅箔を前記第２の導電体層のエッチングと同時のエッチングによりパターニングする工程と、
前記エッチングのあとに、前記絶縁層を貫通する前記貫通孔の、前記第１の導電体層を介した内部に前記絶縁層が有する比誘電率より大きな比誘電率を有するペースト状誘電体組成物を充填し、かつ、前記貫通開口部の、前記第２の導電体層を介した内部に、前記ペースト状誘電体組成物と同一組成のペースト状誘電体組成物を充填する工程と、
前記ペースト状誘電体組成物の両者を硬化する工程と
を具備することを特徴とする容量素子具有配線板の製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−４９２５５（Ｐ２０１１−４９２５５Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９４７４３（Ｐ２００９−１９４７４３）
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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