JP2001332437A - コンデンサおよび多層プリント配線板 - Google Patents
コンデンサおよび多層プリント配線板Info
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Abstract
のに適したコンデンサを提供する。 【解決手段】 多層プリント配線板に収納または内蔵さ
せるコンデンサであって、その表面の少なくとも一部に
粗面が形成されていることを特徴とするコンデンサであ
って、該粗面の平均粗度(Rj)は0.01〜5μmで
あり、エンボス加工により形成されている。また、上記
コンデンサが内臓または収納されている基板上に、層間
樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、該コンデンサ
と導体回路および上下の導体回路がバイアホールを介し
て接続されてなることを特徴とする多層プリント配線
板。
Description
板に実装するコンデンサおよび多層プリント配線板に関
し、特に、多層プリント配線板に内蔵させるコンデン
サ、および、該コンデンサを内蔵した多層プリント配線
板に関する。
板では、電源からICチップの電源/アースまでのルー
プインダクタンスを低減するために、チップコンデンサ
を表面実装していた。即ち、伝送損失となるループイン
ダクタンスは、図15(a)に示すICチップ190の
電源端子192Pからプリント配線板300内の電源線
を介して電源までの配線長および電源からプリント配線
板300内のアース線を介してICチップ190のアー
ス端子192E間での配線長に比例する。このため、図
15(b)に示すように、プリント配線板300にチッ
プコンデンサ200を表面実装し、電源とICチップの
電源端子/アース端子との間にチップコンデンサを介在
させることで、ループインダクタンスを決定するループ
長を図中の実線で示すように、短縮することができる。
アクタンス分は周波数に依存するため、ICチップの駆
動周波数が増加するのに伴って、上述の多層プリント配
線板の表面にチップコンデンサを実装させても、ループ
インダクタンスを充分に低減することができなくなって
きた。
電源からICチップの電源/アースまでのループインダ
クタンスをより低減させるために、鋭意研究を行った結
果、多層プリント配線板にコンデンサを内蔵させれば良
いことを知見し、前に、コンデンサが内蔵または収納
(以下、両者をあわせて単に内蔵ともいう)されている
基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成さ
れ、前記電子部品と導体回路、および、上下の導体回路
がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント配
線板を提案した。このような多層プリント配線板では、
ICチップとコンデンサとの間の距離が、コンデンサを
表面実装する場合に比べて短く、高周波数で駆動するI
Cチップを実装した場合でも、ループインダクタンスが
充分に低い。
にザクリ(凹部)、貫通孔等のコンデンサを内蔵するた
めのキャビティが設けられ、該キャビティ内に接着剤を
介してコンデンサが取り付けられており、さらに、この
コンデンサが内蔵された基板の両面には、層間樹脂絶縁
層と導体回路とが形成され、コンデンサの接続端子と上
層の導体回路、及び、層間樹脂絶縁層を介した上下の導
体回路間は、バイアホールを介して接続されている。
実装用コンデンサは、表面実装を目的に製造されたもの
であり、通常、コンデンサの一面のみが多層プリント配
線板表面に接触するものであり、コンデンサを基板に内
蔵する使用形態が想定されたものではなかった。従っ
て、コンデンサの表面全体の状態は均一ではなく、その
ため、該コンデンサを基板に内蔵した際には、コンデン
サの表面状態が不均一であることに起因して、コンデン
サと接着剤との間で剥離が発生したり、該接着剤にクラ
ックが発生したりするという問題があった。この場合、
コンデンサの端子とバイアホールとの間の接続が遮断さ
れたり、層間樹脂絶縁層に膨れが生じたりし、これが、
多層プリント配線板の電気的接続性、信頼性を低下させ
る原因になっていた。
め込む従来技術として、特開平6−326472号公
報、特開平7−263619号公報、特開平11−45
955号公報、特開平11−126978号公報、特開
平1−312868号公報等がある。
スエポキシからなる樹脂基板にコンデンサを埋め込んだ
発明が記載されており、このように基板にコンデンサを
埋設することにより、電源のノイズが低減され、かつ、
チップコンデンサを実装するスペースが不要となり、基
板のサイズを小さくすることができるという効果が得ら
れることが記載されている。
は、セラミック、アルミナなどの基板にコンデンサを埋
め込み、このコンデンサを電源層と接地層との間で接続
した発明が記載されており、このように構成すること
で、配線の長さを短くすることができ、インダクタンス
を低減させることができるという効果が得られることが
記載されている。
コンデンサが埋設された基板においても、例えば、ヒー
トサイクルを1000回繰り返す信頼性試験を行うと、
電気特性の低下、基板や層間樹脂絶縁層におけるクラッ
クの発生、コンデンサと基板や層間樹脂絶縁層との間で
の剥離の発生等が起こるという問題があった。
鋭意研究を重ねた結果、コンデンサ表面の少なくとも一
部に粗面を形成することにより、コンデンサと接着剤と
の密着性が向上し、該コンデンサと接着剤との間で剥離
が発生したり、該接着剤にクラックが発生したりしにく
くなることを見出し本発明を完成した。
ト配線板に収納または内蔵させるコンデンサであって、
その表面の少なくとも一部に粗面が形成されていること
を特徴とする。
平均粗度(Rj)は、0.01〜5μmであることが望
ましい。また、上記粗面は、エンボス加工により形成さ
れていることが望ましい。
ンデンサが内蔵または収納されている基板上に、層間樹
脂絶縁層と導体回路とが順次形成され、上記コンデンサ
と導体回路、および、上下の導体回路がバイアホールを
介して接続されてなる多層プリント配線板であって、上
記コンデンサは、本発明のコンデンサであることを特徴
とする。
ント配線板に収納または内蔵されるコンデンサであっ
て、その表面の少なくとも一部に粗面が形成されている
ことを特徴とする。
少なくとも一部に粗面が形成されているため、このコン
デンサを多層プリント配線板の基板のキャビティ等に接
着剤を介して埋設した場合には、該接着剤との密着性に
優れ、コンデンサと接着剤との間で剥離が発生したり、
該接着剤にクラックが発生したりすることがない。従っ
て、本発明のコンデンサは、多層プリント配線板の内蔵
用として適したものである。
一部に粗面が形成されたものであり、具体例としては、
例えば、図1(a)、(b)、(c)または(d)に示
すようなチップコンデンサ等が挙げられる。なお、図1
(a)〜(d)は、本発明のコンデンサの一例を模式的
に示す断面図である。
ンサ20、120、220、320は、第1電極21と
第2電極22と、第1電極21、第2電極22に挟まれ
た誘電体23とからなり、誘電体23には、第1電極2
1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。また、第1電極21、第2電極22の周囲にはSn
等からなる金属層26、226が形成されていてもよ
い。金属層26、226を形成することにより、防錆
性、半田付き性等を向上させることができる。
は、第1電極21および第2電極22の周囲に金属層2
6が形成されており、金属層26の表面全体にのみ粗面
27が形成されている。(b)に示すコンデンサ120
では、コンデンサ20同様、第1電極21および第2電
極22の周囲に金属層26が形成されており、金属層2
6の表面、および、誘電体23の表面に粗面127が形
成されいる。また、(c)に示すコンデンサ220で
は、第1電極および第2電極22の上面を除いた部分に
金属層226が形成されており、金属層226の表面に
のみ粗面227が形成されている。また、(d)に示す
コンデンサ320では、誘電体23の表面にのみ粗面3
27が形成されている。このように、本発明のコンデン
サでは、表面の少なくとも一部に粗面が形成されていれ
ばよく、必ずしも、全体に粗面が形成されている必要は
ない。従って、図示していないが、電極の側面にのみ粗
面が形成されていてもよいし、誘電体の表面の一部にの
み粗面が形成されていてもよい。
平均粗度(Rj)は、0.01〜5μmであることが望
ましい。上記平均粗度が0.01μm未満では、コンデ
ンサ表面と接着剤との密着性が不充分なため、該コンデ
ンサと接着剤との間で剥離が発生したり、該接着剤にク
ラックが発生したりするのを充分に抑制することができ
ないことがあり、一方、粗面の平均粗度が5μmを超え
ると、使用時の熱膨張や熱収縮により接着剤に損傷が発
生してしまうことがあり、また、粗面を形成する際に、
コンデンサにクラックや割れが発生してしまうことがあ
る。
ては特に限定されず、該コンデンサの表面に所望の凹凸
を有する粗面を形成することができる方法であればよ
い。粗面形成方法としては、例えば、エンボス加工、研
磨処理、酸や酸化剤等による処理、めっき処理、酸化還
元処理、エッチング処理等が挙げられる。
デンサを製造する際に、誘電体となるセラミック材料の
最外面にエンボス加工により粗面を形成する方法が挙げ
られる。即ち、コンデンサの製造は、通常、誘電体とな
るセラミックス材料のグリーンシートに、導電膜となる
金属ペーストを印刷し、その後、この金属ペーストを印
刷したグリーンシートを複数枚積層し、さらに、外部電
極形成用ペーストを塗布した後、焼成することにより行
う。そこで、このグリーンシートを焼成する前に、エン
ボス加工により、積層した際に最外層となるグリーンシ
ートの外側の面に粗面を形成しておき、これを焼成する
ことにより、コンデンサの表面に粗面を形成することが
できる。また、エンボス加工以外の方法で、グリーンシ
ートに粗面を形成してもよい。
磨材を用いて、完成したコンデンサの表面を研磨処理す
る方法等が挙げられる。以下に示す粗面形成方法は、い
づれも完成したコンデンサの表面に施す処理である。
としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、ふっ酸、りん酸
等が挙げられる。また、酸化剤としては、例えば、過酸
化水素、過マンガン酸、クロム酸等が挙げられる。
(1〜40g/l)、硫酸ニッケル(0.1〜6.0g
/l)、クエン酸(10〜20g/l)、次亜リン酸ナ
トリウム(10〜100g/l)、ホウ酸(10〜40
g/l)および界面活性剤(日信化学工業社製、サーフ
ィノール465)(0.01〜10g/l)を含むpH
≒9の無電解めっき浴にて無電解めっきを施す方法等が
挙げられる。
機酸と第二銅錯体とを含むエッチング液を用いて行う方
法等が挙げられる。上記有機酸としては、例えば、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、
アクリル酸、クロトン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク
酸、グルタル酸、マレイン酸、安息香酸、グリコール
酸、乳酸、リンゴ酸、スルファミン酸等が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよ
い。
の含有量は、0.1〜30重量%が望ましい。酸化され
た銅の溶解性を維持し、かつ、触媒安定性を確保するこ
とができるからである。
二銅錯体が望ましい。このアゾール類の第二銅錯体は、
金属銅等を酸化する酸化剤として作用する。アゾール類
としては、例えば、ジアゾール、トリアゾール、テトラ
ゾール等が挙げられる。これらのなかでは、イミダゾー
ル、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾー
ル、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニ
ルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾールが望まし
い。上記エッチング液において、上記第二銅錯体の含有
量は、1〜15重量%が望ましい。溶解性および安定性
に優れ、また、触媒核を構成するPd等の貴金属をも溶
解させることができるからである。
ば、NaOH(10g/l)、NaClO2 (40g/
l)、Na3 PO4 (6g/l)、を含む水溶液を黒化
浴とする黒化処理、および、NaOH(10g/l)、
NaBH4 (6g/l)を含む水溶液を還元浴とする還
元処理を行う方法等が挙げられる。
いても良いし、2種以上併用してもよい。なお、上記し
た粗面を形成する方法は、電極や金属層の表面に粗面を
形成するのに適した方法と、誘電体の表面に粗面を形成
するのに適した方法とが混在している。具体的には、酸
や酸化剤等による処理、めっき処理、酸化還元処理、お
よび、エッチング処理は、電極や金属層の表面に粗面を
形成する方法として適しており、エンボス加工は、誘電
体の表面に粗面を形成する方法として適している。ま
た、研磨処理は両者に適している。
る際には、粗面を形成する部位を考慮して、形成方法を
適宜選択することが望ましく、コンデンサの全表面に粗
面を形成する場合には、複数の形成方法を組み合わせる
ことが望ましい。
の少なくとも一部に粗面を形成することにより、従来の
表面実装用コンデンサを多層プリント配線板に内蔵する
のに適したコンデンサとすることができる。
て説明する。本発明の多層プリント配線板は、コンデン
サが内蔵または収納されている基板上に、層間樹脂絶縁
層と導体回路とが順次形成され、上記コンデンサと導体
回路、および、上下の導体回路がバイアホールを介して
接続されてなる多層プリント配線板であって、上記コン
デンサは、本発明のコンデンサであることを特徴とす
る。
面の少なくとも一部に粗面が形成された本発明のコンデ
ンサが基板に内蔵されているため、コンデンサと接着剤
との間で剥離が発生したり、該接着剤にクラックが発生
したりすることがない。そのため、上記多層プリント配
線板は、コンデンサの端子とバイアホールとの間の接続
が遮断されたり、層間樹脂絶縁層に膨れが生じたりする
ことがなく、電気的接続性、信頼性に優れる。
デンサ周辺の樹脂に応力が発生し、伸縮するが、本発明
のコンデンサでは、その全面に粗化面が形成されてお
り、該コンデンサとその周囲の樹脂とが強力に接着され
ているため、その応力が樹脂の一部に集中することがな
い。その結果、本発明の多層プリント配線板では、周辺
樹脂にクラックやコンデンサからの剥離が発生せず、コ
ンデンサのずれも発生しない。
て図面を参照しながら説明する。まず、上記多層プリン
ト配線板の第一の実施形態について説明する。図2は、
本発明の多層プリント配線板の一例を模式的に示す断面
図であり、図3は、図2に示す多層プリント配線板にI
Cチップを実装し、ドータボードに取り付けた状態を模
式的に示す断面図である。
は、コンデンサ20と、コンデンサ20を内蔵する基板
30と、層間樹脂絶縁層40、60とからなる。層間樹
脂絶縁層40には、バイアホール46および導体回路4
8が形成され、層間樹脂絶縁層60には、バイアホール
66および導体回路68が形成されている。また、基板
30を介した上下の導体回路間を接続するために、スル
ーホール36が形成されている。
レジスト層70が配設されており、ソルダーレジスト層
70の開口部71下の導体回路68(バイアーホール6
6を含む)には、ドータボード、マザーボード等の外部
基板と接続するための半田バンプ76がニッケルめっき
層および金めっき層を介して設けられている。
コンデンサ20が接着剤32を介して内蔵され、コンデ
ンサ20の表面の少なくとも一部には粗面(図示せず)
が設けられている。このため、コンデンサ20と接着剤
32との密着性が高く、ヒートサイクル条件下において
も、コンデンサ20と接着剤32との接触面で剥離が発
生したり、接着剤にクラックが発生したりすることがな
い。従って、コンデンサの端子とバイアホールとの間の
接続が遮断されたり、層間樹脂絶縁層に膨れが生じたり
することがなく、多層プリント配線板10は、電気的接
続性、信頼性に優れる。
ば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
が実装され、ドータボードへ取り付けられた多層プリン
ト配線板では、上側のソルダーレジスト層70の開口部
71内に形成されたバンプ76と、ICチップ90のパ
ッド92S1、92S2、92P1、92P2とが接続
されている。また、下側のソルダーレジスト層70の開
口部71内に形成されたバンプ76は、ドータボード9
4のパッド96S1、96S2、96P1、96P2へ
接続されている。
用のパッド92S2は、バンプ76−導体回路68−バ
イアホール66−スルーホール36−バイアホール66
−バンプ76を介して、ドータボード94の信号用のパ
ッド96S2に接続されている。一方、ICチップ90
の信号用のパッド92S1は、バンプ76−バイアホー
ル66−スルーホール36−バイアホール66−バンプ
76を介して、ドータボード94の信号用のパッド96
S1に接続されている。
は、バンプ76−バイアホール66−導体回路48−バ
イアホール46を介してチップコンデンサ20の第1電
極21へ接続されている。一方、ドータボード94の電
源用パッド96P1は、バンプ76−バイアホール66
−スルーホール36−導体回路48−バイアホール46
を介してチップコンデンサ20の第1電極21へ接続さ
れている。
は、バンプ76−バイアホール66−導体回路48−バ
イアホール46を介してチップコンデンサ20の第2電
極22へ接続されている。一方、ドータボード94の電
源用パッド96P2は、バンプ76−バイアホール66
−スルーホール36−導体回路48−バイアホール46
を介してチップコンデンサ20の第2電極22へ接続さ
れている。
は、図15(c)に示すように、コンデンサ20を基板
に内蔵することにより、ICチップ90の直下にコンデ
ンサ20が配置されることとなり、コンデンサを介した
電源とICチップ90の電源端子92E/アース端子9
2Pとの間の距離、即ち、ループインダクタンスを決定
するループ長が図15(c)中の実線で示すように、さ
らに短縮されている。その結果、高周波数で駆動するI
Cチップ90を実装した場合でも、ループインダクタン
スが充分に低く、また、電力を瞬時的にICチップ側へ
供給することが可能である。
ホール36を設けることにより、コンデンサを信号線が
通過しない構成にすることができる。そのため、コンデ
ンサを信号線が通過する構成にした場合に発生する高誘
電体によるインピーダンス不連続による反射、および、
高誘電体通過による信号伝搬遅延を防ぐことができる。
多層プリント配線板の製造方法(第一の多層プリント配
線板の製造方法)について、図4〜図8を参照しながら
説明する。
ィルム40αを出発材料とする(図4(a)参照)。樹
脂フィルム40αとしては、例えば、エポキシ樹脂、ビ
スマレイミド・トリアジン(BT)樹脂、ポリイミド樹
脂、オレフィン樹脂等の熱硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂
と熱可塑性樹脂との樹脂複合体からなるもの等が挙げら
れる。また、感光性樹脂を用いることもできる。
は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソ
ブチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、シクロオ
レフィン系樹脂、これらの樹脂の共重合体等が挙げられ
る。上記ポリオレフィン系樹脂の市販品としては、例え
ば、住友スリーエム社製の商品名:1592等が挙げら
れる。また、融点が200℃以上の熱可塑型ポリオレフ
ィン系樹脂の市販品としては、例えば、三井石油化学工
業社製の商品名:TPX(融点240℃)、出光石油化
学社製の商品名:SPS(融点270℃)等が挙げられ
る。
脂が望ましい。シクロオレフィン系樹脂は、誘電率が低
く、GHz帯域の高周波信号を用いた場合でも信号遅延
や信号エラーが起きにくいことに加え、機械的特性、特
に、剛性が高いため、しっかりとした層間樹脂絶縁層を
形成することができ、その結果、多層プリント配線板の
接続信頼性を充分に確保することができる。
体回路との密着性にも優れるため、層間樹脂絶縁層が導
体回路から剥離することを防止することができ、剥離に
起因する層間樹脂絶縁層でのクラックの発生等も防止す
ることができる。さらに、上記シクロオレフィン系樹脂
は、吸水率が小さいため、導体回路間の電気絶縁性が高
くなり、信頼性も向上する。
−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネンま
たはこれらの誘導体からなる単量体の単独重合体または
共重合体であることが望ましい。上記誘導体としては、
2−ノルボルネン等のシクロオレフィンに、架橋を形成
するためのアミノ基や無水マレイン酸残基あるいはマレ
イン酸変性したもの等が結合したもの等が挙げられる。
上記共重合体を合成する場合の単量体としては、例え
ば、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
樹脂の2種以上の混合物であってもよく、シクロオレフ
ィン系樹脂以外の樹脂を含むものであってもよい。ま
た、上記シクロオレフィン系樹脂が共重合体である場合
には、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重
合体であってもよい。
硬化性シクロオレフィン系樹脂であることが望ましい。
加熱を行って架橋を形成させることにより、より剛性が
高くなり、機械的特性が向上するからである。上記シク
ロオレフィン系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、13
0〜200℃であることが望ましい。
等を含まないものであってもよく、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、リン酸エステル等の難燃剤を
含むものであってもよい。
熱硬化性樹脂とを含むものである。上記熱可塑性樹脂と
しては、例えば、ポリスルフォン(PSF)、ポリエー
テルスルフォン(PES)、ポリフェニレンスルフォン
(PPS)、ポリフェニレンサルファイド(PPE
S)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエーテ
ルイミド(PI)、フェノキシ樹脂、フッ素樹脂等が挙
げられる。これらのなかでは、ポリスルフォン(PS
F)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリエーテ
ルイミド(PI)および/またはフェノキシ樹脂が望ま
しい。耐熱性、絶縁性に優れるとともに、高い靱性値を
有するため、耐クラック性、形状保持性に優れる層間樹
脂絶縁層を形成するのに特に適しているからである。
キシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げら
れる。また、上記熱硬化性樹脂は、感光化した樹脂であ
ってもよく、具体的には、例えば、メタクリル酸やアク
リル酸等と熱硬化基とをアクリル化反応させたもの等が
挙げられる。特に、エポキシ樹脂をアクリレート化した
ものが望ましい。これらのなかでは、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。
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。
硬化性樹脂との混合割合は、熱硬化性樹脂/熱可塑性樹
脂=95/5〜50/50が望ましい。耐熱性を損なう
ことなく、高い靱性値を確保することができるからであ
る。
ば、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)中に分散した粗化面形成用樹脂組成物等
が挙げられる。なお、上記「難溶性」および「可溶性」
という語は、同一の粗化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」とい
い、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と
呼ぶ。
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、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよ
い。
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。
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の可溶性粒子とのを含有する等であ
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、本明細書に
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。
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ず、そ
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、アミノ樹脂
(メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂)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。
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、触媒が付与されなかったり、触媒が酸化され
たりすることがない。
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。
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、例えば、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、例えば、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、例えば、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よいし、2種以上併
用してもよい。
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。
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上下の導体回路間の絶縁性を
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、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。
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よく、上記熱可塑性
樹脂と上記熱硬化性樹脂との混合物を用いることができ
る。
組成物を用いる場合、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、バ
イアホールを含む導体回路と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フィルムを用いてもよい。この
場合、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。
脂の固形分に対して5〜50重量%が望ましく、10〜
40重量%がさらに望ましい。可溶性粒子の混合重量比
が5重量%未満では、充分な粗さの粗化面を形成するこ
とができない場合があり、50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て粗化面を形成
する際に、層間樹脂絶縁層の深部まで溶解してしまい、
樹脂絶縁層を介した上下の導体回路間の絶縁性を確保す
ることができず、短絡の原因となる場合がある。
塑性樹脂および上記熱硬化性樹脂以外に、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。
組成物に対して、0.05〜10重量%であることが望
ましい。0.05重量%未満では、層間樹脂絶縁層を形
成する際に、樹脂複合体が充分に硬化せず、酸や酸化剤
を用いて層間樹脂絶縁層表面に粗化面を形成し、酸等が
樹脂フィルムに侵入する度合いが大きくなり、層間樹脂
絶縁層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成さ
せることがあり、信頼性の低下を招いてしまうことがあ
る。
面の形成に影響しない無機化合物や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り、熱膨張係数の整合や耐熱
性、耐薬品性の向上等を図り、多層プリント配線板の性
能をより向上させることができる。
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種以上併
用してもよい。
ングして所定の回路パターン42を形成する(図4
(b)参照)。続いて、樹脂フィルム40αの下面の回
路パターン42にコンデンサ20を半田、導電性ペース
ト等の接着材料34を介して接着する。なお、コンデン
サの表面に形成された粗面については、図示していな
い。この場合、コンデンサは、半田等の接着材料を介し
て回路パターン42に接続されるため、コンデンサの第
1および第2電極の周囲には、Snからなる金属層が形
成されていることが望ましい。
コンデンサ20を内蔵するキャビティ31を穿設した基
板30αを用意する。キャビティ31は、ザクリ、貫通
孔を形成したプリプレグと貫通孔を形成しないプリプレ
グとの接合や、射出成形等により形成する。基板30α
としては、一般的にプリント配線板で使用されるもので
あれば特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、BT樹
脂、フェノール樹脂等にガラスエポキシ樹脂等の補強材
や心材を含浸させた樹脂からなる基板や、エポキシ樹脂
を含浸させたプリプレグを積層した基板等が挙げられ
る。また、両面銅張積層板、片面板、金属膜を有さない
樹脂板、樹脂フィルム等を用いてもよい。
樹脂フィルム40αと、キャビティ31を設けた基板3
0αと、更に、もう1枚の樹脂フィルム40αとを積層
した後プレスし(図4(c)および(d)参照)、その
後、必要に応じて、加熱硬化させることにより、樹脂フ
ィルムの硬化層40βを形成する(図5(a)参照)。
このとき、予め、キャビティ31の内壁面および/また
はコンデンサに接着剤を塗布しておくことにより、コン
デンサをキャビティ31の内壁面に接着剤32を介して
接着させる。
にバイアホール用開口43を形成し、層間樹脂絶縁層4
0とする(図5(b)参照)。バイアホール用開口43
の形成は、レーザ処理により行う。このとき、使用する
レーザとしては、例えば、炭酸ガス(CO2 )レーザ、
紫外線レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。これら
のなかでは、エキシマレーザや短パルスの炭酸ガスレー
ザが望ましい。
バイアーホール用開口を形成する部分に貫通孔が形成さ
れたマスク等を用いることにより、一度に多数のバイア
ホール用開口を形成することができ、また、短パルスの
炭酸ガスレーザは、開口内の樹脂残りが少なく、レーザ
照射部位の周囲の樹脂に対するダメージが特に小さいか
らである。
ラム方式のエキシマレーザを用いることが望ましい。ホ
ログラム方式とは、レーザ光をホログラム、集光レン
ズ、レーザマスク、転写レンズ等を介して目的物に照射
する方式であり、この方式を用いることにより、一度の
照射で樹脂フィルム層に多数の開口を効率的に形成する
ことができる。
パルス間隔は、10-4〜10-8秒であることが望まし
い。また、開口を形成するためのレーザを照射する時間
は、10〜500μm秒であることが望ましい。また、
バイアホール用開口を形成する部分に貫通孔が形成され
たマスクの貫通孔は、レーザ光のスポット形状を真円に
するために、真円である必要があり、上記貫通孔の径
は、0.1〜2mm程度が望ましい。
レーザ光を照射することにより、一度に多数のバイアホ
ール用開口を形成することができる。光学系レンズとマ
スクとを介することにより、同一強度で、かつ、照射強
度が同一のレーザ光を複数の部分に照射することができ
るからである。
脂を用いた場合には、露光・現像処理によりバイアホー
ル用開口を形成してもよい。なお、この場合は、樹脂フ
ィルム40αを積層して、プレスした後、加熱硬化する
前に、露光・現像処理を施すことが望ましい。完全に硬
化した層は、露光・現像処理により開口を形成するのに
適さず、所望の形状の開口を形成することができないか
らである。
を行う。上記デスミア処理は、クロム酸、過マンガン酸
塩等の水溶液からなる酸化剤を使用して行うことができ
る。また、酸素プラズマ、CF4 と酸素との混合プラズ
マやコロナ放電等で処理してもよい。また、低圧水銀ラ
ンプを用いて紫外線照射することにより、表面改質する
こともできる。その後、ドリル加工またはレーザ処理に
よりスルホール用貫通孔33を形成する。スルホール用
貫通孔33の径としては、50〜500μmが望ましい
(図5(c)参照)。
後、層間樹脂絶縁層40表面(バイアホール用開口およ
びスルーホール用貫通孔の内壁面を含む)に粗化面を形
成してもよい。例えば、層間樹脂絶縁層40の材料とし
て、上記ポリオレフィン系樹脂を用いた場合には、プラ
ズマ処理により粗化面を形成することができ、上記粗化
面形成用樹脂組成物を用いた場合には、酸や酸化剤を用
いて粗化面を形成することができる。
グ等により層間樹脂絶縁層40表面(バイアホール用開
口およびスルーホール用貫通孔の内壁面を含む)に薄膜
導体層44を形成する(図6(a)参照)。薄膜導体層
44は、単層であってもよいし、2層以上からなるもの
であってもよい。なお、無電解めっきにより薄膜導体層
を形成する場合には、予め、層間樹脂絶縁層40表面に
パラジウム触媒等の触媒核を付与しておくことが望まし
い。
スズ、亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、タリウム、鉛等
が挙げられる。これらのなかでは、電気特性、経済性等
に優れる点から銅や銅およびニッケルからなるものが望
ましい。薄膜導体層44の厚さとしては、無電解めっき
により薄膜導体層を形成する場合には、0.6〜1.2
μmが望ましく、スパッタリングにより形成する場合に
は、0.1〜1.0μmが望ましい。
間樹脂絶縁層40上の一部にドライフィルムを用いてめ
っきレジスト51を形成し、その後、薄膜導体層44を
めっきリードとして電解めっきを行い、上記めっきレジ
スト非形成部に電解めっき層45を析出させる(図6
(b)参照)。上記電解めっきとしては、銅めっきが望
ましい。また、このとき、バイアホール用開口を電解め
っきにより充填してフィールドビア構造としてもよく、
バイアホール用開口に導電性ペーストを充填した後、そ
の上に蓋めっき層を形成してフィールドビア構造として
もよい。フィールドビア構造を形成することにより、バ
イアホールの直上にバイアホールを設けることができ
る。
た後、そのめっきレジスト51下に存在する薄膜導体層
44をエッチングにて溶解除去し、薄膜導体層44と電
解めっき層45とからなる導体回路48、バイアホール
46およびスルーホール36を形成する(図6(c)参
照)。なお、触媒を付着させた後、無電解めっきにより
薄膜導体層44を形成した場合は、酸、または、酸化剤
を用いて層間樹脂絶縁層40上の触媒を除去してもよ
い。触媒を除去することにより、電気特性の低減を防止
することができる。
8、バイアホール46およびスルーホール36の表面に
粗化面を形成する。該粗化面は、エッチング処理、黒化
還元処理、めっき処理等により形成することができる。
第二銅錯体とを含むエッチング液を用いて行うことがで
きる。上記有機酸としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロ
ピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、アクリル酸、ク
ロトン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル
酸、マレイン酸、安息香酸、グリコール酸、乳酸、リン
ゴ酸、スルファミン酸等が挙げられる。これらは、単独
で用いてもよく、2種以上併用してもよい。上記混合溶
液において、上記有機酸の含有量は、0.1〜30重量
%が望ましい。酸化された銅の溶解性を維持し、かつ、
触媒安定性を確保することができるからである。
二銅錯体が望ましい。このアゾール類の第二銅錯体は、
金属銅等を酸化する酸化剤として作用する。アゾール類
としては、例えば、ジアゾール、トリアゾール、テトラ
ゾール等が挙げられる。これらのなかでは、イミダゾー
ル、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾー
ル、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニ
ルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾールが望まし
い。上記エッチング液において、上記第二銅錯体の含有
量は、1〜15重量%が望ましい。溶解性および安定性
に優れ、また、触媒核を構成するPd等の貴金属をも溶
解させることができるからである。
は、NaOH(10g/l)、NaClO2 (40g/
l)、Na3 PO4 (6g/l)、を含む水溶液を黒化
浴とする黒化処理、および、NaOH(10g/l)、
NaBH4 (6g/l)を含む水溶液を還元浴とする還
元処理を行う方法等が挙げられる。
硫酸銅(1〜40g/l)、硫酸ニッケル(0.1〜
6.0g/l)、クエン酸(10〜20g/l)、次亜
リン酸ナトリウム(10〜100g/l)、ホウ酸(1
0〜40g/l)および界面活性剤(日信化学工業社
製、サーフィノール465)(0.01〜10g/l)
を含むpH=9の無電解めっき浴にて無電解めっきを施
す方法等が挙げられる。
填材を用いて充填し、その後、導体回路48を形成した
基板30の両面に樹脂フィルム60αを張り付ける(図
7(a)参照)。上記樹脂充填材としては、エポキシ樹
脂等の樹脂を主成分とする導電性を有さない樹脂や、銅
等の金属ペーストを含有させた導電性樹脂等を用いるこ
とができる。また、熱硬化性エポキシ樹脂に、シリカ等
の無機フィラーを配合して熱膨張率を層間樹脂絶縁層と
整合させた樹脂充填材を用いてもよい。また、樹脂フィ
ルム60αとしては、樹脂フィルム40αと同様のもの
を用いることができる。
ムを硬化させた後、上記(5)〜(10)の工程(スル
ーホール用貫通孔の形成工程を除く)を繰り返すことに
より、更に上層の層間樹脂絶縁層60および導体回路6
6(バイアホール68)を形成する(図7(b)〜図8
(b)参照)。
む基板面に開口部71を有するソルダーレジスト層70
を形成する。上記ソルダーレジスト層としては、例え
ば、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオレフィン系樹
脂、フッ素系樹脂、熱可塑性エラストマー、ソルダーレ
ジスト樹脂組成物等からなるものが挙げられる。上記ソ
ルダーレジスト層は、未硬化の樹脂(樹脂組成物)をロ
ールコータ法等により塗布したり、未硬化の樹脂フィル
ムを熱圧着したりした後、レーザ処理、露光・現像処理
等により開口処理を行い、さらに、硬化処理等を行うこ
とにより形成する。
は、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂の(メタ)アク
リレート、イミダゾール硬化剤、2官能性(メタ)アク
リル酸エステルモノマー、分子量500〜5000程度
の(メタ)アクリル酸エステルの重合体、ビスフェノー
ル型エポキシ樹脂等からなる熱硬化性樹脂、多価アクリ
ル系モノマー等の感光性モノマー、グリコールエーテル
系溶剤などを含むペースト状の流動体等が挙げられ、そ
の粘度は25℃で1〜10Pa・sに調製されているこ
とが望ましい。
アクリレートとしては、例えば、フェノールノボラック
やクレゾールノボラックのグリシジルエーテルをアクリ
ル酸やメタクリル酸等と反応させたエポキシ樹脂等が挙
げられる。また、上記2官能性(メタ)アクリル酸エス
テルモノマーとしては特に限定されず、例えば、各種ジ
オール類やアクリル酸やメタクリル酸のエステル等が挙
げられる。また、開口部71は、露光・現像処理、レー
ザ処理等により形成する。
の開口部71内の導体回路68上にニッケルめっき層7
2、金めっき層74等を形成することにより、半田パッ
ドを設け、該半田パッド上に、はんだペーストを印刷し
て、200℃でリフローすることにより、半田バンプ7
6を形成する。これにより、ICチップ20が基板に内
蔵され、半田バンプを有する多層プリント配線板を得る
ことができる(図2参照)。また、上記ソルダーレジス
ト層の開口部に、はんだペーストを印刷した後、開口部
に導電性ピンを載置し、200℃でリフローすることに
より、外部端子と接続するためのPGA(Pin Grid Arra
y)が配設された多層プリント配線板としてもよい。
板について図9を参照しながら説明する。図9は、本発
明の多層プリント配線板の一例を模式的に示す断面図で
ある。図9に示した第二の実施形態の多層プリント配線
板110は、第一の実施形態の多層プリント配線板とほ
ぼ同様である。ただし、多層プリント配線板110で
は、コンデンサの内蔵方法が異なる。即ち、第一の実施
形態では、コンデンサの第1、第2電極21、22とバ
イアホール46との間は、半田や導電性ペースト等の接
着材料34を用いて電気的に接続していたが、第二の実
施形態の多層プリント配線板では、第1および第2電極
にめっきを施すことにより、バイアホールとの間を電気
的に接続する。そのため、それぞれの内蔵方法に適した
コンデンサを使用している。
るコンデンサについて説明する。第一の実施形態で用い
るコンデンサ20は、図1(a)、(b)に示すよう
に、第1電極21および第2電極22の外周にSn等か
らなる金属層26が形成されている。これは、Sn等か
らなる金属層26を有する場合、半田付け性が向上する
とともに、防錆効果を有するからである。従って、金属
層26表面に形成する粗面が金属層26と同様の材質の
ものから形成されている場合、即ち、エンボス加工、酸
や酸化剤による処理、研磨処理やエッチング処理等によ
り形成されている場合は、半田付け部分に粗面が形成さ
れていてもよいが、粗面が金属層26と異なる材質のも
のから形成されている場合、即ち、めっき処理、酸化還
元処理等により形成されている場合は、半田付け部分に
は粗面が形成されていない方が好ましい。
220は、図1(c)に示すように、第1電極21およ
び第2電極22の上面が露出するように金属層226が
形成されている。そのため、めっきを用いて、電極とバ
イアホールとを接続するのに適している。なお、めっき
により、電極とバイアホールとを接続した場合には、接
続抵抗を低減させることができる。
製造方法(第二の多層プリント配線板の製造方法)につ
いて、図10〜図12を参照しながら説明する。
(BT樹脂)板35に、コンデンサ内蔵用の貫通孔を形
成し、これを4枚積層した積層板30αと、貫通孔を形
成しないBT樹脂板35を2枚積層した積層板30βと
を出発材料とする(図10(a)参照)。積層板30
α、30βとしては、上記BT樹脂からなる積層板以外
に、例えば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂からなるも
の、または、ガラスクロス等の強化材を含有したもの等
を用いることができる。
孔37にコンデンサ220を内蔵する。なお、コンデン
サ220は、接着剤32を介して貫通孔37内に取り付
ける。その後、積層板30αと積層板30βとを積層し
た後、圧着することによりコンデンサ内蔵基板30とす
る(図10(b)参照)。上記接着剤としては、第一の
多層プリント配線板の製造方法で用いた接着剤と同様の
ものを用いることができる。
面に、樹脂フィルム40αを積層した後、圧着し、その
後、必要に応じて、加熱硬化させることにより樹脂フィ
ルムの硬化層40βを形成する(図10(c)および
(d)参照)。樹脂フィルム40αとしては、第一の多
層プリント配線板の製造方法で用いるものと同様のも
の、即ち、エポキシ樹脂、BT樹脂、ポリイミド樹脂、
オレフィン樹脂等の熱硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂と熱
可塑性樹脂との混合物等を用いることができる。
いて、スルホール用開口33を形成する(図11(a)
参照)。スルホール用開口33の径としては、50〜5
00μmが望ましい。次に、基板の両面に形成した樹脂
フィルムの硬化層40βにバイアホール用開口43を形
成し、層間樹脂絶縁層40とする(図5(b)参照)。
バイアホール用開口43の形成は、レーザ処理により行
う。このとき、使用するレーザとしては、第一の多層プ
リント配線板の製造方法と同様のものを用いることがで
きる。なお、樹脂フィルム40αとして感光性樹脂を用
いた場合には、露光・現像処理によりバイアホール用開
口を形成してもよい。
を行う。特に、炭酸ガスレーザを用いて、バイアホール
用開口を形成した場合には、デスミア処理を行うことが
望ましい。上記デスミア処理は、第一の多層プリント配
線板の製造方法と同様の方法で行うことができる。ま
た、デスミア処理終了後、必要に応じて、層間樹脂絶縁
層40表面(バイアホール用開口43およびスルーホー
ル用貫通孔33の内壁面を含む)に粗化面を形成しても
よい。
グ等により層間樹脂絶縁層40表面(バイアホール用開
口43およびスルーホール用貫通孔33の内壁面を含
む)に薄膜導体層44を形成する(図11(c)参
照)。薄膜導体層44は、単層であってもよいし、2層
以上からなるものであってもよい。なお、無電解めっき
により薄膜導体層を形成する場合には、予め、層間樹脂
絶縁層40表面にパラジウム触媒等の触媒核を付与して
おくことが望ましい。薄膜導体層44の材質および厚さ
としては、第一の多層プリント配線板の製造方法と同様
のものが望ましい。
間樹脂絶縁層40上の一部にドライフィルムを用いてめ
っきレジスト51を形成し(図12(a)参照)、その
後、薄膜導体層44をめっきリードとして電解めっきを
行い、上記めっきレジスト非形成部に電解めっき層45
を析出させる(図12(b)参照)。なお、めっきレジ
スト51の形成、および、電解めっき層45の析出は、
第一の多層プリント配線板の製造方法と同様の方法によ
り行うことができる。
た後、そのめっきレジスト51下に存在する薄膜導体層
44をエッチングにて溶解除去し、薄膜導体層44と電
解めっき層45とからなる導体回路48、バイアホール
46およびスルーホール36を形成する(図12(c)
参照)。なお、触媒を付着させた後、無電解めっきによ
り薄膜導体層44を形成した場合は、酸、または、酸化
剤を用いて層間樹脂絶縁層40上の触媒を除去してもよ
い。触媒として用いたパラジウムを除去することによ
り、電気特性の低減を防止することができる。
(a)〜図8(c)に図示した方法と同様の方法であ
る。 (9)次に、必要に応じて、導体回路48、バイアホー
ル46およびスルーホール36の表面に粗化面を形成す
る。該粗化面は、第一の製造方法と同様、エッチング処
理、黒化還元処理、めっき処理等により形成することが
できる。
填材を用いて充填する。上記樹脂充填材としては、第一
の多層プリント配線板の製造方法と同様のものを用いる
ことができる。
(10)の工程(スルーホール用貫通孔の形成工程を除
く)を繰り返すことにより、更に上層の層間樹脂絶縁層
60および導体回路68(バイアホール66を含む)を
形成する。
板の製造方法(13)および(14)の工程と同様にし
て、ソルダーレジスト層および半田バンプを形成し、コ
ンデンサの内蔵された多層プリント配線板とする(図9
参照)。
板について図13を参照しながら説明する。図13は、
本発明の多層プリント配線板の一例を模式的に示す断面
図である。図13に示した第三の実施形態の多層プリン
ト配線板210は、第二の実施形態の多層プリント配線
板とほぼ同様である。ただし、多層プリント配線板21
0では、コンデンサの内蔵方法が異なる。即ち、第二の
実施形態では、第1電極21および第2電極22のIC
チップ側(上側)のみ、電気的に接続していたが、本実
施形態では、第1電極21および第2電極22のICチ
ップ側(上側)およびドータボード側(下側)の両側を
それぞれ電気的に接続している。従って、コンデンサの
外部電極がいわゆるスルーホールの機能を備えており、
パッケージ構造を簡単にできるので、高周波のICチッ
プに対応することができる。
サとしては、図1(d)に示すような第1電極21、第
2電極22の周囲に金属層が形成されておらず、誘電体
膜23の表面にのみ粗面が形成されているコンデンサが
望ましい。上述したように、第三の実施形態では、コン
デンサの外部電極がいわゆるスルホールの機能を備えて
いるため、該外部電極の表面に粗面を形成した場合に
は、この粗面に起因した表皮効果等により、多層プリン
ト配線板の電気特性が低下することがあるからである。
の製造方法(第三の多層プリント配線板の製造方法)に
ついて、図14を参照しながら説明する。 (1)まず、ビスマレイミド・トリアジン樹脂(BT樹
脂)板を積層してなる積層板30αにコンデンサを内蔵
する貫通孔37を形成する(図14(a)参照)。積層
板30αとしては、上記BT樹脂からなる積層板以外
に、例えば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂からなるも
の、または、ガラスクロス等の強化材を含有したもの等
を用いることができる。
コンデンサ320を内蔵させる(図14(b)参照)。
なお、貫通孔37の内壁面には、予め、接着剤を塗布し
ておき、接着剤を介して貫通孔37の内壁面に、コンデ
ンサを接着する。
320を内蔵する積層板30αと、樹脂フィルム40α
とを積層して、圧着し、その後、加熱硬化させることで
コンデンサ320を内蔵する基板30および樹脂フィル
ムの硬化40βを形成する(図14(c)および(d)
参照)。 (3)その後、第二の製造方法の工程(4)〜(12)
と同様にして、コンデンサ内蔵基板130の両面に、層
間樹脂絶縁層および導体回路を順次形成し、さらに、最
外層にソルダーレジスト層を形成することによりコンデ
ンサ内蔵多層プリント配線板を製造する(図13参
照)。
形態は、上記第一〜第三の実施形態に限定されず、例え
ば、多数のコンデンサが一つのキャビティに並列に内蔵
された形態であっても良い。このような実施形態の多層
プリント配線板では、電源電圧の不足分を補うことがで
き、ICの誤動作がなくすことができる。従って、この
ような多層プリント配線板は、フリップチップ用として
最適である。
にコンデンサ内蔵されているため、ICチップを実装し
た際に、該ICチップとコンデンサとの距離が短く、高
周波数で駆動するICチップを実装した場合でも、ルー
プインダクタンスが充分に低い。また、基板に内蔵する
コンデンサは、その表面の少なくどせ一部に粗面が形成
されているため、コンデンサと接着剤との密着性が高
く、ヒートサイクル条件下においても、コンデンサと接
着剤との接触面で剥離が発生したり、接着剤にクラック
が発生したりすることがない。従って、コンデンサの端
子とバイアホールとの間の接続が遮断されたり、層間樹
脂絶縁層に膨れが生じたりすることがなく、電気的接続
性、信頼性に優れる。
樹脂フィルム40αを出発材料とする(図4(a)参
照)。まず、金属膜41をパターンエッチングすること
により、所定の回路パターン42を形成した(図4
(b)参照)。
た回路パターン42に、半田34を介してコンデンサ2
0を取り付けた(図4(c)参照)。コンデンサ20と
しては、市販のチップコンデンサ(村田製作所社製、G
PM33)の金属層26表面に、研磨材として、砥粒を
用いた研磨処理により、平均粗度(Rj)=0.5〜
1.0μmの粗面を形成したものを用いた(図1(b)
参照)。
平均粗度は、以下の方法を用いて測定した。即ち、JI
S94に準じた方法により、表面粗さ形状測定機(東京
精密社製、サーフコム130A/480A)を用いて、
粗面の平均粗度を測定した。
蔵するためのキャビティ31を穿設した基板30αを用
意する。次に、キャビティ31の内壁に接着剤を塗布し
た後、コンデンサ20を取り付けた樹脂フィルム40α
と、キャビティ31を穿設した基板30αと、もう1枚
の樹脂フィルム40αとを積層してプレスした(図4
(c)および(d)参照)。なお、接着剤としては、エ
ポキシ系樹脂を用いた。
ンサ20を内蔵する基板30と、樹脂フィルムの硬化層
40βを形成した(図5(a)参照)。続いて、樹脂フ
ィルムの硬化層40β上に、貫通孔が形成されたマスク
を介して、波長10.4μmのCO2 ガスレーザにて、
ビーム径4.0mm、ドップハットモード、パルス幅
8.0μ秒、マスクの貫通孔の径1.0mm、2ショッ
トの条件で樹脂フィルムの硬化層40βに、直径60μ
mのバイアホール用開口43を形成し、層間樹脂絶縁層
40とした(図5(b)参照)。この後、酸素プラズマ
を用いてデスミア処理を行った。
た基板30に、ドリル加工により、直径300μmのス
ルーホール用貫通孔33を形成した(図5(c)参
照)。さらに、層間樹脂絶縁層40の表面(バイアホー
ル用開口43およびスルーホール用貫通孔33の内壁面
を含む)に、パラジウム触媒(アトテック社製)を付与
することにより、層間樹脂絶縁層40の表面に触媒核を
付着させた。
水溶液中に基板を浸漬して、層間樹脂絶縁層40および
スルーホール用貫通孔33の表面全体に厚さ0.6〜
0.9μmの薄膜導体層(無電解銅めっき層)44を形
成した(図6(a)参照)。 〔無電解めっき水溶液〕 NiSO4 0.003 mol/l 酒石酸 0.200 mol/l 硫酸銅 0.030 mol/l HCHO 0.050 mol/l NaOH 0.100 mol/l α、α′−ビピリジル 40 mg/l ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l 〔無電解めっき条件〕 35℃の液温度で40分
を無電解銅めっき44に張り付け、マスクを載置して、
100mJ/cm2 で露光し、0.8%炭酸ナトリウム
水溶液で現像処理することにより、めっきレジスト51
を設けた。さらに、基板を50℃の水で洗浄して脱脂
し、25℃の水で水洗後、硫酸で洗浄してから、以下の
条件で電解銅めっきを施し、めっきレジスト非形成部に
電解銅めっき層45を形成した(図6(b)参照)。
OHで剥離除去した後、そのめっきレジスト51下の無
電解めっき層44を硫酸と過酸化水素との混合液でエッ
チングして除去し、層間樹脂絶縁層40には導体回路4
8とバイアホール46を形成し、基板30にはスルーホ
ール36を形成した(図6(c)参照)。
46およびスルーホール36の表面を、有機酸塩と第二
銅錯体とからなるエッチング液を用いて、エッチング処
理することにより、該表面に粗化面(図示せず)を形成
した。さらに、導体回路48等を形成した基板を、80
0g/lのクロム酸を含む70℃の溶液に3分間浸漬し
て、導体回路非形成部分に位置する導体回路間の層間樹
脂絶縁層40の表面を1μmエッチングし、その表面に
残存するパラジウム触媒を除去した。
いて樹脂充填剤を充填し、100℃で20分間乾燥させ
ることにより、樹脂充填剤層38を形成した。なお、樹
脂充填剤としては、ビスフェノールF型エポキシモノマ
ー(油化シェル社製、分子量:310、YL983U)
100重量部、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が1.6μmで、最大粒子の粒径が
15μm以下のSiO2 球状粒子(アドテック社製、C
RS 1101−CE)170重量部およびレベリング
剤(サンノプコ社製 ペレノールS4)1.5重量部を
容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度を23
±1℃で45〜49Pa・sに調製したものを使用し
た。ここで、硬化剤としては、イミダゾール硬化剤(四
国化成社製、2E4MZ−CN)6.5重量部を用い
た。
を張り付けた(図7(a)参照)。なお、樹脂フィルム
60αとしては、エポキシ樹脂からなる樹脂フィルムを
用いた。
ーホール用貫通孔の形成工程を除く)を繰り返すことに
より、さらに上層の導体回路68(バイアホール66を
含む)を形成し、その後、導体回路66の表面をエッチ
ング処理することにより、粗化面(図示せず)を形成す
ることにより、最外層に導体回路の形成された多層配線
板を得た(図7(b)〜図8(b)参照)。
チルエーテル(DMDG)に60重量%の濃度になるよ
うに溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬社製)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)46.67
重量部、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(油化シェル社製、商
品名:エピコート1001)15重量部、イミダゾール
硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−CN)
1.6重量部、感光性モノマーである多官能アクリルモ
ノマー(共栄化学社製、商品名:R604)3重量部、
同じく多価アクリルモノマー(共栄化学社製、商品名:
DPE6A)1.5重量部、分散系消泡剤(サンノプコ
社製、商品名:S−65)0.71重量部を容器にと
り、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成
物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン(関東化
学社製)2.0重量部、光増感剤としてのミヒラーケト
ン(関東化学社製)0.2重量部を加えて、粘度を25
℃で2.0Pa・sに調整したソルダーレジスト組成物
を得た。なお、粘度測定は、B型粘度計(東京計器社
製、DVL−B型)で60rpmの場合はローターN
o.4、6rpmの場合はローターNo.3によった。
ーレジスト組成物を20μmの厚さで塗布し、70℃で
20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行った
後、ソルダーレジストレジスト開口部のパターンが描画
された厚さ5mmのフォトマスクをソルダーレジスト層
70に密着させて1000mJ/cm2 の紫外線で露光
し、DMTG溶液で現像処理し、200μmの直径の開
口71を形成した(図8(c)参照)。
形成した基板を、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)を含むpH=4.5の無電解ニッケルめっき液に2
0分間浸漬して、開口部71に厚さ5μmのニッケルめ
っき層(図示せず)を形成した。さらに、その基板を、
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)を含む無電
解めっき液に80℃の条件で7.5分間浸漬して、ニッ
ケルめっき層上に厚さ0.03μmの金めっき層(図示
せず)を形成することで、導体回路68およびに半田パ
ッドを形成した。
の開口部71に、はんだペーストを印刷して、200℃
でリフローすることにより、半田バンプ76を形成し
た。これにより、コンデンサ20を内蔵し、半田バンプ
76を有する多層プリント配線板10を得た(図2参
照)。
の表面に粗面が形成されたコンデンサに、さらに、研磨
材として、砥粒を用いて、誘電体23の表面に研磨処理
を施すことにより、平均粗度(Rj)=0.5〜1.0
μmの粗面を形成したコンデンサ(図1(b)参照)を
用いた以外は、実施例1と同様にして多層プリント配線
板を製造した。
ップコンデンサ(村田製作所社製、GPM33)の金属
層の表面に、有機酸塩と第二銅錯体とからなるエッチン
グ液を用いたエッチング処理を施すことにより、平均粗
度(Rj)=1.0〜1.5μmの粗面を形成したもの
を用いた以外は、実施例1と同様にして多層プリント配
線板を製造した。
積層し、コンデンサを内蔵するための貫通孔を形成した
積層板30αと、プリプレグ35を2枚積層した積層板
30βとを出発材料とした(図10(a)参照)。
孔に、接着剤(熱硬化性樹脂)を介在させてコンデンサ
220を取り付け、さらに、積層板30αと積層板30
βと積層して張り付け、コンデンサ220を内蔵する基
板30を得た(図10(b)参照)。なお、コンデンサ
220の底面と積層板30βとの間にも上記接着剤を介
在させた。
ンサ(村田製作所社製、GPM33)の第1電極および
第2電極22の上面には金属層を形成せず露出させてお
き、金属層226の表面に、下記の無電解めっき液を用
いためっき処理を施すことにより、平均粗度(Rj)=
1.0〜2.0μmの粗面を形成したものを用いた(図
1(c)参照)。
l)、硫酸ニッケル(0.6g/l)、クエン酸(15
g/l)、次亜リン酸ナトリウム(29g/l)、ホウ
酸(31g/l)および界面活性剤(日信化学工業社
製、サーフィノール465)(0.1g/l)を含むp
H=9の無電解めっき液を使用した。
基板30の上下に樹脂フィルム40αを積層してプレス
し、その後、加熱硬化処理を施し、コンデンサ220を
内蔵した基板の両面に樹脂フィルムの硬化層40βを形
成した(図10(c)および(d)参照)。なお、樹脂
フィルム40αとしては、熱硬化性シクロオレフィン系
樹脂からなる樹脂フィルムを使用した。
を形成した基板30に、ドリル加工により、直径300
μmのスルーホール用貫通孔33を形成した(図11
(a)参照)。
に、貫通孔が形成されたマスクを介して、波長10.4
μmのCO2 ガスレーザにて、ビーム径4.0mm、ド
ップハットモード、パルス幅8.0μ秒、マスクの貫通
孔の径1.0mm、2ショットの条件で樹脂フィルムの
硬化層40βに、直径60μmのバイアホール用開口4
3を形成し、層間樹脂絶縁層40とした(図11(b)
参照)。この後、酸素プラズマを用いてデスミア処理を
行った。
V−4540を用いてプラズマ処理を行い、層間樹脂絶
縁層40の表面に粗化面(図示せず)を形成した。この
際、不活性ガスとしは、アルゴンガスを使用し、電力2
00W、ガス圧0.6Pa、温度70℃の条件で2分間
プラズマ処理を実施した。
ンガスを使用した後、Ni−Cu合金をターゲットにし
たスパッタリングを、気圧0.6Pa、温度80℃、電
力200W、時間5分間の条件で行い、Ni−Cu合金
からなる厚さ0.2μmの薄膜導体層44を層間樹脂絶
縁層40および貫通孔33の表面に形成した(図11
(c)参照)。
を無電解銅めっき44に張り付け、マスクを載置して、
100mJ/cm2 で露光し、0.8%炭酸ナトリウム
水溶液で現像処理することにより、めっきレジスト51
を設けた(図12(a)参照)。さらに、基板を50℃
の水で洗浄して脱脂し、25℃の水で水洗後、硫酸で洗
浄してから、以下の条件で電解銅めっきを施し、めっき
レジスト非形成部に電解銅めっき層45を形成した(図
12(b)参照)。
OHで剥離除去した後、そのめっきレジスト51下の無
電解めっき層44を硫酸と過酸化水素との混合液でエッ
チングして除去し、層間樹脂絶縁層40に導体回路48
とバイアホール46を、基板30にスルーホール36を
形成した(図12(c)参照)。
46およびスルーホール36の表面を、有機酸塩と第二
銅錯体とからなるエッチング液を用いて、エッチング処
理することにより、該表面に粗化面(図示せず)を形成
した。さらに、導体回路48等を形成した基板を、80
0g/lのクロム酸を含む70℃の溶液に3分間浸漬し
て、導体回路非形成部分に位置する導体回路間の層間樹
脂絶縁層40の表面を1μmエッチングし、その表面に
残存するパラジウム触媒を除去した。
いて樹脂充填剤を充填し、100℃で20分間乾燥させ
ることにより、樹脂充填剤層38を形成した。なお、樹
脂充填剤としては、実施例1で用いた樹脂充填剤と同様
のものを用いた。
を張り付けた。なお、樹脂フィルム60αとしては、樹
脂フィルム40αと同様のものを用いた。
返すことにより、さらに上層の導体回路68(バイアホ
ール66を含む)を形成し、その後、導体回路66の表
面をエッチング処理することにより、粗化面(図示せ
ず)を形成することにより、最外層に導体回路の形成さ
れた多層配線板を得た。
同様にして、コンデンサ220を内蔵し、半田バンプ7
6を有する多層プリント配線板110を得た(図9参
照)。
たビスマレイミド・トリアジン(BT)樹脂板30αを
出発材料とした(図14(a)参照)。
孔に、接着剤(熱硬化性樹脂)を介在させてコンデンサ
320を取り付け、コンデンサ320を内蔵する基板3
0を得た(図14(b)参照)。コンデンサ320とし
ては、製造時に誘電体の表面に平均粗度(Rj)=0.
5〜1.0μmの粗面を形成したものを用いた(図1
(d)参照)。
基板30の上下に樹脂フィルム40αを積層してプレス
し、その後、加熱硬化処理を施し、コンデンサ220を
内蔵した基板の両面に樹脂フィルムの硬化層40βを形
成した(図14(c)および(d)参照)。なお、樹脂
フィルム40αとしては、熱硬化性シクロオレフィン系
樹脂からなる樹脂フィルムを使用した。
と同様の方法を用いて、コンデンサ320を内蔵し、半
田バンプ76を有する多層プリント配線板210を得た
(図13参照)。なお、実施例4では、コンデンサ22
0の第1、第2電極21、22の上面のみをバイアホー
ルと接続するように、多層プリント配線板を製造した
が、本実施例では、コンデンサ320の第1、第2電極
21、22と上面と下面のそれぞれをバイアホールと接
続するように多層プリント配線板を製造した。
板について、下記の条件でヒートサイクル試験を行った
後、下記の評価方法により、コンデンサと接着剤と間で
の剥離の発生の有無、接着剤中でのクラックの発生の有
無、短絡または断線の発生の有無、層間樹脂絶縁層の膨
れの有無を評価した。結果を表1に示した。
3分間維持した後、−65℃の雰囲気下に3分間維持す
るサイクルを、1000回および2000回繰り返し
た。
を顕微鏡で観察した。なお、ここでは、コンデンサを切
断するように、多層プリント配線板を切断した。 (2)接着剤中でのクラックの発生の有無 上記(1)と同様にして多層プリント配線板を切断し、
その断面を顕微鏡で観察した。
験を行い、モニターに表示される結果から導通状態を評
価した。 (4)層間樹脂絶縁層の膨れの有無 上記(1)と同様にして多層プリント配線板を切断し、
その断面を顕微鏡で観察した。 (5)信頼性試験前後における静電容量の測定 ピコアンメータを用い、上記信頼性試験の前後におい
て、コンデンサの静電容量を測定した。その結果を下記
の表2に示した。
れた多層プリント配線板について、1000サイクルの
ヒートサイクル試験を行った場合、コンデンサと接着剤
と間での剥離は発生しておらず、接着剤中にもクラック
は発生していなかった。また、短絡や断線、層間樹脂絶
縁層の膨れも発生していなかった。
試験を行った場合には、実施例1、3、4および5で得
られた多層プリント配線板では、粗面を形成していない
部分の一部で、コンデンサと接着剤と間での剥離が発生
しており、接着剤中にもわずかにクラックが発生してい
たが、製品に影響を与える程のものではなく、短絡や断
線、層間樹脂絶縁層の膨れは発生していなかった。ま
た、実施例2で得られた多層プリント配線板では、コン
デンサと接着剤と間での剥離は発生しておらず、接着剤
中にもクラックは発生していなかった。また、この場合
でも、短絡や断線、層間樹脂絶縁層の膨れも発生してい
なかった。
5で基板に埋設したコンデンサは、信頼性試験の前後で
静電容量に変化が少なく、導体回路−コンデンサの間に
おいても、電気的接続による影響が殆どない。
は、その表面の少なくとも一部に粗面が形成されている
ため、多層プリント配線板の基板に接着剤を介して内蔵
された場合に、該接着剤との密着性に高く、コンデンサ
と接着剤との間で剥離が発生したり、該接着剤にクラッ
クが発生したりすることがなく、多層プリント配線板に
内蔵するコンデンサとして好適である。
ンデンサが内蔵されているため、ICチップとコンデン
サとの距離が短く、高周波数で駆動するICチップを実
装した場合でもループインダクタンスが充分低い。さら
に、内蔵されるコンデンサは、表面の少なくとも一部に
粗面が形成された本発明のコンデンサであるため、コン
デンサと接着剤との間で剥離が発生したり、該接着剤に
クラックが発生したりすることがない。そのため、上記
多層プリント配線板は、コンデンサの端子とバイアホー
ルとの間の接続が遮断されたり、層間樹脂絶縁層に膨れ
が生じたりすることがなく、電気的接続性、信頼性に優
れる。
模式的に示す断面図である。
示す断面図である。
実装し、ドータボードに取り付けた状態を模式的に示す
断面図である。
板の製造工程を模式的に示す断面図である。
板の製造工程を模式的に示す断面図である。
板の製造工程を模式的に示す断面図である。
板の製造工程を模式的に示す断面図である。
板の製造工程を模式的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
線板の製造工程を模式的に示す断面図である。
線板の製造工程を模式的に示す断面図である。
線板の製造工程を模式的に示す断面図である。
を模式的に示す断面図である。
線板の製造工程を模式的に示す断面図である。
板のループインダクタンスの説明図であり、(c)は、
本発明の多層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。
Claims (4)
- 【請求項1】 多層プリント配線板に収納または内蔵さ
せるコンデンサであって、その表面の少なくとも一部に
粗面が形成されていることを特徴とするコンデンサ。 - 【請求項2】 前記粗面の平均粗度(Rj)は、0.0
1〜5μmである請求項1に記載のコンデンサ。 - 【請求項3】 前記粗面は、エンボス加工により形成さ
れている請求項1または2に記載のコンデンサ。 - 【請求項4】 コンデンサが内蔵または収納されている
基板上に、層間樹脂絶縁層と導体回路とが順次形成さ
れ、前記コンデンサと導体回路、および、上下の導体回
路がバイアホールを介して接続されてなる多層プリント
配線板であって、前記コンデンサは、請求項1〜3のい
ずれか1に記載のコンデンサであることを特徴とする多
層プリント配線板。
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