JP2004039908A

JP2004039908A - 回路基板及びその製造法

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Publication number: JP2004039908A
Application number: JP2002195838A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Matsuda; 松田　文彦
Original assignee: Nippon Mektron KK
Current assignee: Nippon Mektron KK
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】回路基板にコンデンサ−を内蔵させることにより、回路部品およびその実装コストを低減させ、また内蔵させたコンデンサ−の小型化及び平坦化により実装密度を向上できる回路基板及びその製造法を提供する。
【解決手段】コンデンサ−構造部１は、銅等のメッキ処理で形成された第一の電極２と、両面銅張り板の第二の面に位置する第二の導体層を加工して形成した第二の電極３と、これら両電極２、３間に介在する絶縁性基材５の一部からなる誘電体層４とから構成される。この回路基板は、第一の電極２の下面を含めて所要の配線を形成した導体層６を有し、また、ビアホ−ル７も形成することができ、更に、絶縁性基材５の一部からなる誘電体層４を形成する手段に代えて、別体の電着樹脂からなる誘電体層８で構成することもできる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路基板及びその製造法に関し、特には、コンデンサー構造を内蔵する回路基板及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
近年、携帯電話等の小型電子機器に向け、電子機器に搭載される電子部品の小型化の要求が高まっている。例えば、小型化が進んでいる携帯電話向けの電子部品の一つとしてコンデンサーが挙げられる。このような携帯電話向けの代表的な小型コンデンサーには通称０６０３（０．６×０．３×０．３ｍｍ）、１００５（１．０×０．５×０．５ｍｍ）等がある。
【０００３】
しかし、上記以下の大きさへの小型化が困難なこと、及び携帯電話１台につきコンデンサーが約２５０個搭載されていることから部品コストおよび実装コストがかかることが挙げられる。
【０００４】
また、多層回路基板においてはペースト状の誘電体を印刷することによりコンデンサーを有する回路基板を製造する手法が一部に採用されているが、ペーストと導体層の界面が熱衝撃に弱く、信頼性の高いコンデンサーを有する回路基板を安価にかつ安定的に製造することは困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題を好適に解決するため本発明では、絶縁性基材の所定の箇所に設けられた凹部と、該凹部の底面および壁面に設けられた第一の電極と、前記凹部の底面に位置する絶縁性基材を介し、前記第一の電極と対向して設けられた第二の電極からなるコンデンサー構造を内蔵する回路基板が提供される。
【０００６】
また、絶縁性基材の所定の箇所に設けられた孔と、該孔の底面に露出する様に設けられた第二の電極と、前記孔の底部に露出する面に設けられた、絶縁性基材とは別体の誘電体層を介し、前記第二の電極と対向するように、前記孔の壁面および前記誘電体層上に設けられた第一の電極からなるコンデンサー構造を内蔵する回路基板も採用される。
【０００７】
そして、上記回路基板の製造法としては、絶縁性基材の第一の面には第一の導電層を有し、第二の面には第二の導電層を有する両面銅張り板、又は、第一の導電層が最表層の導電層であると共に第二の導電層が多層回路基板の内層回路層である多層回路基板を用意し、前記第一の導電層の所要位置に開口を形成してマスク層とする工程、前記開口により露出する絶縁性基材をレーザー加工、プラズマエッチング加工又はウエットエッチング加工を施し前記絶縁性基材の第二の面側に該絶縁性基材の厚みの一部を残した凹部を形成する工程、該凹部の底面および壁面に対しメッキ処理を施し上記第一の電極を形成する工程を採用できる。
【０００８】
また、絶縁性基材の第一の面には第一の導電層を有し、第二の面には第二の導電層を有する両面銅張り板、又は、第一の導電層が最表層の導電層であると共に第二の導電層が多層回路基板の内層回路層である多層回路基板を用意し、前記第一の導電層の所要位置に開口を形成してマスク層とする工程、この開口によって露出される絶縁性基材をレーザー加工、プラズマエッチング加工又はウエットエッチング加工を施し、底部に第二の導電層が露出する様に孔を形成する工程、前記第二の導電層における孔の底面に露出する面に誘電体層を形成する工程、該誘電体上面、及び孔の壁面に対しメッキ処理を施し、第一の電極を形成する工程を有する回路基板の製造法も採用できる。
更に、絶縁性基材の一方の面に導電層を有する片面銅張り板、又は、一方の面の導電層が多層回路基板の内層回路層である多層回路基板を用意し、前記絶縁性基材の所要位置にレーザー加工を施し、前記絶縁性基材の導電層側に該絶縁性基材の厚みの一部を残した凹部を形成する工程、該凹部の底面および壁面に対しメッキ処理を施して第一の電極を形成する工程を有する回路基板の製造法も採用される。
【０００９】
そして、絶縁性基材の一方の面に導電層を有する片面銅張り板、又は、一方の面の導電層が多層回路基板の内層回路層である多層回路基板を用意し、前記絶縁性基材の所要位置にレーザー加工を施し、底部に前記導電層が露出する様に孔又は溝を形成する工程、前記導電層における孔又は溝の底面に露出する面に誘電体層を形成する工程、該誘電体上面及び前記孔又は溝の壁面に対しメッキ処理を施して第一の電極を形成する工程を有する回路基板の製造法も採用できる。
【００１０】
ここで、前記誘電体層を形成する為には、電着樹脂の電着により被着形成する方法も採用される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施例を参照しながら本発明をさらに説明する。図１は、本発明のコンデンサー構造を内蔵する回路基板の構造を示す概念的断面構成図である。
【００１２】
この実施例はポリイミド等の可撓性絶縁基材における第一の面と第二の面に、銅箔などの導体層を有する両面銅張り板を用いて製作されたコンデンサー構造を内蔵する両面可撓性回路基板を示している。
【００１３】
図１において、１はコンデンサー構造部であって、銅等のメッキ処理で形成された第一の電極２と、両面銅張り板の第二の面に位置する第二の導体層を加工して形成された第二の電極３と、これら両電極間に介在するポリイミド等の可撓性絶縁基材５の一部からなる誘電体層４とから構成されている。
【００１４】
ここで、６は、配線形成加工が施された第一の導体層を示し、また、７は層間接続用のビアホールを示しており、上記のコンデンサー構造部１と同時に作製が可能である。
【００１５】
図２は、本発明の他の実施例に従ったコンデンサー構造を内蔵する回路基板の構造を示す概念的断面構成図である。
【００１６】
図２において、１はコンデンサー構造部であって、銅等のメッキで形成された第一の電極２と、可撓性絶縁性基材５を有する両面銅張り板の第二の導体層を加工して形成された第二の電極３と、これら両電極間に電着ポリイミド等の電着樹脂からなる誘電体層８とから構成されている。
【００１７】
ここで、６は、配線形成加工が施された第一の導体層を示し、また、７は図１と同様に層間接続用のビアホールを示しており、上記のコンデンサー構造部１と同時に作製が可能である。
【００１８】
図３は、本発明の一実施例によるコンデンサーを内蔵する両面可撓性回路基板の製造工程図である。
【００１９】
先ず同図（１）に示すように、ポリイミドフィルム等の絶縁性基材５における第一の面には第一の導電層を有し、第二の面には第二の導電層１０を有する両面銅張り板を用意し、前記第一の導電層の所要位置に開口１１を形成してマスク層１２とする。
【００２０】
ここで、上記両面銅張板の銅箔裏面の凹凸がコンデンサー部の容量を精度よく形成する際の阻害要因となる事、誘電体を薄く形成した際の短絡発生原因になる事等を好適に防止する為にはスパッタや無電解めっき等の手法で平滑なポリイミドフィルム上に銅箔を形成したものを用いることも出来る。
【００２１】
次に同図（２）に示す様に、上記開口１１により露出された絶縁性基材５のビアホール形成部に位置する部分に対し、レーザー加工、プラズマエッチング加工、又はウエットエッチング加工を施し、絶縁性基材５の厚みの一部９を除去する。
【００２２】
次に、同図（３）に示す様に、マスク層１２を用いてビアホール形成部とコンデンサー形成部に対し、レーザー加工、プラズマエッチング加工又はウエットエッチング加工を施し、絶縁性基材５の第二の面側に該絶縁性基材５の厚みの一部を残した凹部１３を形成する。このとき、予めレーザー加工を施したビアホール形成部に位置する絶縁性基材５はその厚みの全てが除去されて貫通し、ビアホールを形成するための孔１４となり、レーザー加工を施していないコンデンサー構造部に位置する絶縁性基材５は底部に３μｍ程度が残り、これを絶縁性基材５からなる誘電体層４とする。
【００２３】
そこで、同図（４）に示す様に、ビアホール７を形成する孔１４の底面と壁面、コンデンサー形成部１を形成する凹部１３の底面と壁面、更には、マスク層１２の上面に対し導電化処理とメッキ処理を施し、メッキ皮膜１５を形成する。
【００２４】
次に、同図（５）に示すようにメッキ皮膜１５及びマスク層１２と、第二の導体層１０に対し、エッチング手法により配線形成加工を行い、コンデンサー構造部１を内蔵する両面可撓性回路基板を得る。
【００２５】
上記実施例のコンデンサーの設計例として、厚さ３μｍで直径０．２ｍｍのポリイミド膜を第二の導体層上に残した場合の静電容量はおよそ０．３ｐＦとなる。
【００２６】
そして、コンデンサーの数、ポリイミドの厚さ、面積を変更することにより、基板上の静電容量の値を任意に制御可能である。例えば携帯電話等に用いられる高周波用小容量コンデンサーの静電容量は０．１￣１ｐＦ程度であるから、実施例のように０６０３（０．６×０．３×０．３ｍｍ）以下の大きさに製造することが可能である。
【００２７】
また、ポリイミドの絶縁破壊電圧は、例えば宇部興産（株）製のユーピレックスの場合で２００ｋＶ／ｍｍであるので、厚さ３μｍに加工した場合に６００Ｖ／３μｍなり、様々な電子機器への使用が可能である。
【００２８】
図４は、本発明の他の実施例によるコンデンサーを内蔵する両面可撓性回路基板の製造工程図である。
【００２９】
先ず同図（１）に示すように、ポリイミドフィルム等の絶縁性基材５における第一の面には第一の導電層を有し、第二の面には第二の導電層１０を有する両面銅張り板を用意し、前記第一の導電層の所要位置に開口１１を形成してマスク層１２とする。
【００３０】
次に、同図（２）に示す様に、上記開口１１により露出された絶縁性基材５に対し、レーザー加工、プラズマエッチング加工またはウエットエッチング加工を施し、コンデンサーを形成するための孔１６と、ビアホールを形成するための孔１４を形成する。この際、これらの孔の底部を必要に応じてソフトエッチング手法により裏面処理の除去および底面の平坦化を行うと良い。
【００３１】
次に、同図（３）に示す様に、ビアホールを形成するための孔１４の底面に電着ポリイミドが電着しないようにマスクテープによる保護層を形成するなどして、コンデンサーを形成するための孔１６の穴底のみに選択的に電着樹脂８を電着する。この電着樹脂８として電着ポリイミドが好適である。この実施例における電着ポリイミドの厚みは３μｍ程度である。
【００３２】
そこで、同図（４）に示すように、ビアホール７の孔１４の底面と壁面、コンデンサー構造部１を形成する孔１６の底面と壁面、更には、マスク層１２の上面に対し導電化処理とメッキ処理を施し、メッキ皮膜１５を形成する。
【００３３】
更に、同図（５）に示すように、メッキ皮膜１５及びマスク層１２と、第二の導体層１０に対し、エッチング手法により第二の電極３を含む配線形成加工を行い、コンデンサー構造部１を内蔵する両面可撓性回路基板を得る。
【００３４】
図示しないが、上記実施例により得られたコンデンサーを内蔵する回路基板を積層して多層基板に適用することによりコンデンサーを内蔵する多層回路基板を得ることも可能である。
【００３５】
図５は、本発明の更に他の実施例によるコンデンサーを内蔵する多層回路基板の製造工程図である。
【００３６】
先ず、同図（１）に示すように、ポリイミドフィルム等の絶縁性基材５における一方の面に第一の導電層を有する片面型銅張り板を用意し、前記第一の導電層の所要位置に開口を形成してマスク層１２とする。
【００３７】
そして、上記開口により露出された絶縁性基材５に対し、レーザー加工、プラズマエッチング加工又はウエットエッチング加工を施し、コンデンサーを形成するための穴１７及び凹部１８を形成する。
【００３８】
次に、同図（２）に示すように、多層回路基板の為の内層回路基板として、絶縁性基材５の両面であって上記凹部１８に対応する位置にも配線及び電極３を有し、且つ上記穴１７と一致する他の穴１７を形成する。
【００３９】
次いで、同図（３）に示すように、ポリイミドフィルム等の絶縁性基材５における一方の面に第二の導電層１０を有する片面型銅張り板を用意し、上記穴１７と一致する所要の位置に対し、レーザー加工を施し、絶縁性基材５の第二の面側に該絶縁性基材５の厚みの一部を残したコンデンサーを形成するための凹部１９を形成する。
【００４０】
次に、同図（４）に示すように、同図（１）〜（３）に示した内層および外層回路基板をプレスで圧着し、コンデンサー構造部１を形成する凹部１８及び１９の底面と壁面、更には、穴１７の壁面及びマスク層１２の上面に対し導電化処理とメッキ処理を施し、メッキ皮膜１５を形成する。
【００４１】
そして、同図（５）に示すようにメッキ皮膜１５及びマスク層１２と、第二の導体層１０に対し、エッチング手法により配線及び電極２、３の形成加工を行い、これにより、１、２層間でのコンデンサー構造部１および１、３層間でのコンデンサー構造部１を内蔵する多層回路基板を得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明による回路基板は、可撓性回路基板等にもコンデンサーを内蔵できるので、従来の回路基板に対して部品及びその実装コストを低減させ、コンデンサーの小型化・平坦化により実装密度を向上させることが可能である。
【００４３】
また、ペースト状の誘電体を用いた回路基板のコンデンサーでは達成することが困難であった誘電体と導体界面の高い信頼性も確保できるので、従来の製造法では困難であった信頼性の高いコンデンサーを内蔵する可撓性回路基板等を安価かつ安定的に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に従ったコンデンサー構造を内蔵する回路基板の構造を示す概念的断面構成図。
【図２】本発明の他の実施例によるコンデンサー構造を内蔵する回路基板の構造を示す概念的断面構成図。
【図３】本発明の一実施例によるコンデンサーを内蔵する両面可撓性回路基板の製造工程図。
【図４】本発明の他の実施例によるコンデンサーを内蔵する両面可撓性回路基板の製造工程図。
【図５】本発明の更に他の実施例によるコンデンサーを内蔵する多層回路基板の製造工程図。
【符号の説明】
１　コンデンサー構造部
２　第一の電極
３　第二の電極
４　絶縁性基材からなる誘電体層
５　絶縁性基材
６　配線加工された第一の導体層
７　ビアホール
８　電着ポリイミドからなる誘電体層

Claims

絶縁性基材の所定の箇所に設けられた凹部と、該凹部の底面および壁面に設けられた第一の電極と、前記凹部の底面に位置する絶縁性基材を介し、前記第一の電極と対向して設けられた第二の電極からなるコンデンサー構造を内蔵する回路基板。
絶縁性基材の所定の箇所に設けられた孔又は溝と、該孔又は溝の底面に露出する様に設けられた第二の電極と、前記孔又は溝の底部に露出する面に設けられた、前記絶縁性基材とは別体の誘電体層を介し、前記第二の電極と対向するように、前記孔又は溝の壁面および前記誘電体層上に設けられた第一の電極からなるコンデンサー構造を内蔵する回路基板。
絶縁性基材の第一の面には第一の導電層を有し、第二の面には第二の導電層を有する両面銅張り板、又は、第一の導電層が最表層の導電層であると共に第二の導電層が多層回路基板の内層回路層である多層回路基板を用意し、前記第一の導電層の所要位置に開口を形成してマスク層とする工程、前記開口により露出される絶縁性基材をレーザー加工、プラズマエッチング加工又はウエットエッチング加工を施し前記絶縁性基材の第二の面側に該絶縁性基材の厚みの一部を残した凹部を形成する工程、該凹部の底面および壁面に対しメッキ処理を施し第一の電極を形成する工程を有するコンデンサー構造を内蔵する回路基板の製造法。
絶縁性基材の第一の面には第一の導電層を有し、第二の面には第二の導電層を有する両面銅張り板、又は、第一の導電層が最表層の導電層であると共に第二の導電層が多層回路基板の内層回路層である多層回路基板を用意し、前記第一の導電層の所要位置に開口を形成してマスク層とする工程、この開口によって露出される絶縁性基材をレーザー加工、プラズマエッチング加工又はウエットエッチング加工を施し、底部に第二の導電層が露出する様に孔又は溝を形成する工程、前記第二の導電層における孔又は溝の底面に露出する面に誘電体層を形成する工程、該誘電体層の上面及び前記孔又は溝の壁面に対しメッキ処理を施し第一の電極を形成する工程を有するコンデンサー構造を内蔵する回路基板の製造法。
絶縁性基材の一方の面に導電層を有する片面銅張り板、又は、一方の面の導電層が多層回路基板の内層回路層である多層回路基板を用意し、前記絶縁性基材の所要位置にレーザー加工を施し、前記絶縁性基材の導電層側に該絶縁性基材の厚みの一部を残した凹部を形成する工程、該凹部の底面および壁面に対しメッキ処理を施し第一の電極を形成する工程を有するコンデンサー構造を内蔵する回路基板の製造法。
絶縁性基材の一方の面に導電層を有する片面銅張り板、又は、一方の面の導電層が多層回路基板の内層回路層である多層回路基板を用意し、前記絶縁性基材の所要位置にレーザー加工を施し、底部に前記導電層が露出する様に孔又は溝を形成する工程、前記導電層における孔又は溝の底面に露出する面に誘電体層を形成する工程、該誘電体層の上面及び前記孔又は溝の壁面に対しメッキ処理を施し第一の電極を形成する工程を有するコンデンサー構造を内蔵する回路基板の製造法。
前記誘電体層を形成する工程は、電着樹脂の電着によって被着形成する請求項４及び６に記載の回路基板の製造法。