説明

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プリント配線板及びプリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】 プリント配線板10内にチップコンデンサ20Aを配置するため、ICチップ90とチップコンデンサ20A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、厚いコア基板30内にチップコンデンサ20A、チップ抵抗20Bを収容するためプリント配線板を厚くすることがない。コア基板30内にチップ抵抗20Bを収容するため、プリント配線板の高集積化を実現できる。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】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、特にコンデンサ及び抵抗を内蔵するプリント配線板に関するのもである。
【0002】
【従来の技術】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。即ち、電圧変動となるループインダクタンスは、図26(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26(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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】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26(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。
【0004】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プリント配線板及びプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【0005】また、本発明の目的とするところは、高集積化を達成できるプリント配線板及びプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1〜6のプリント配線板の製造方法では、コア基板内にチップコンデンサを収容することが可能となり、ループインダクタンスを低減させたプリント配線板を提供できる。また、コア基板内に抵抗を収容することが可能となり、プリント配線板の高集積化を実現できる。更に、コンデンサと抵抗との間の配線距離を短縮することが可能となる。
【0007】コア基板上に層間樹脂絶縁層を設けて、該層間樹脂絶縁層にバイアホールもしくはスルーホールを施して、導電層である導体回路を形成するビルドアップ法によって形成する回路を意味している。それらには、セミアディティブ法、フルアディティブ法のいずれかを用いることができる。
【0008】請求項7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、厚みの厚いコア基板内にコンデンサ及び抵抗を収容するためプリント配線板自体を厚くすることがない。
【0009】コア基板上に層間樹脂絶縁層を設けて、該層間樹脂絶縁層にバイアホールもしくはスルーホールを施して、導電層である導体回路を形成するビルドアップ法によって形成する回路を意味している。それらには、セミアディティブ法、フルアディティブ法のいずれかを用いることができる。
【0010】空隙には、樹脂を充填させることが望ましい。コンデンサもしくは抵抗、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もしくは抵抗が、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。
【0011】請求項8〜9では、チップコンデンサ及び抵抗の電極の被覆層から、少なくとも一部が露出してプリント配線板に収容し、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てある。このとき、被覆層から露出した金属は、主成分がCuであるものであることが望ましい。その理由としては露出した金属に、めっきで金属層を形成しても接続性が高くなり、接続抵抗を低減することができる。
【0012】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できる。
【0013】請求項10では、チップコンデンサ及び抵抗の電極にめっき膜を被覆して、プリント配線板に収容し、めっき膜を設けた電極にめっきにより電気的接続を取ってある。めっき膜を設けた電極にめっきにより電気的接続を取るため、密着性が高く、電極とバイアホールとの接続信頼性を高めることができる。また、マイグレーションの発生を防止することもできる。
【0014】
【発明の実施の形態】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7、図8を参照して説明する。図7は、プリント配線板10の断面を示し、図8は、図7に示すプリント配線板10にICチップ90を搭載し、ドータボード94側へ取り付けた状態を示している。
【0015】図7に示すようにプリント配線板10は、チップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bと、チップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bを収容するコア基板30と、ビルドアップ層80A、80Bを構成する層間樹脂絶縁層40、60とからなる。層間樹脂絶縁層40には、バイアホール46及び導体回路48が形成され、層間樹脂絶縁層60には、バイアホール66及び導体回路68が形成されている。
【0016】チップコンデンサ20Aは、図15(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、第2電極22の表面には、被覆層26が被覆されている。同様に、チップ抵抗20Bは、図15(B)に示すように第1電極21と第2電極22とが備えられ、第1電極21、第2電極22の表面には、被覆層26が被覆されている。
【0017】図8に示すように上側のビルドアップ層80Aのバイアホール66には、ICチップ90のパッド92S1、92S2、92P1,92P2へ接続するためのバンプ76が形成されている。一方、下側のビルドアップ層80Bのバイアホール66には、ドータボード94のパッド96S1、96S2、96P1、96P2へ接続するためのバンプ76が配設されている。コア基板30にはスルーホール36が形成されている。
【0018】ICチップ90の信号用のパッド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96S1に接続されている。
【0019】ICチップ90の電源用パッド92P1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20A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20Aの第1電極21へ接続されている。
【0020】ICチップ90の電源用パッド92P2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20A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20Aの第2電極22へ接続されている。
【0021】本実施形態のプリント配線板10では、ICチップ90の直下にチップコンデンサ20A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。
【0022】更に、チップコンデンサ20Aを避けてスルーホール36を設けてある。このため、コンデンサに信号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。
【0023】更に、コア基板30内にチップ抵抗20Bを収容することが可能となり、プリント配線板の高集積化を実現できる。そして、コンデンサと抵抗との間の配線距離を短縮することが可能となり、配線の電送速度を高めることができる。また、厚さの厚いコア基板30内にチップコンデンサ20A、チップ抵抗20Bを収容するため、プリント配線板の厚さを薄く形成することができる。
【0024】なお、コア基板にセラミックや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。
【0025】ひき続き、図7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6を参照して説明する。片面に金属膜41を積層した樹脂フィルム40αを用意する(図1(A))。この樹脂フィルム40αとしては、エポキシ、BT、ポリイミド、オレフィン等の熱硬化性樹脂、又は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合物を用いることができる。この金属膜41をパターンエッチングして所定の回路パターン42を形成する(図1(B))。次に、樹脂フィルム40αの下面の回路パターン42にチップコンデンサ20A及びチップ抵抗20B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(図1(C))。
【0026】一方、チップコンデンサ、チップ抵抗を収容するキャビティ31を穿設したコア基板用積層板30αを用意する(図1(C))。キャビティ31は、ザグリ、通孔を形成したプリプレグと通孔を形成していないプリプレグとの接合、又は、射出成形により形成する。このコア基板用積層板30αとしては、エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを積層してなる積層板を用いることができる。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心材を有しない樹脂基板を用いることもできる。そして、チップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bを取り付けた樹脂フィルム40α、コア基板用樹脂積層板30α、更に、もう1枚の樹脂フィルム40αを積層してからプレスする(図1(D))。
【0027】なお、この際に、コンデンサ20、チップ抵抗20Bと樹脂フィルム40αとの間の隙間は、樹脂フィルム40αからしみ出る樹脂により充填される。ここで、この隙間が十分に充填し得ない際には、図2(A)に示すように樹脂フィルム40α側の回路パターン42間に充填材32αを配設し、図2(B)に示すように充填することも、また、図2(C)に示すように、コンデンサ20A及びチップ抵抗20B側に充填材32αを配置し、図3(D)に示すように充填することも可能である。
【0028】その後、加熱して硬化させることで、チップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bを収容するコア基板30及び層間樹脂絶縁層40を形成する(図3(A))。なお、コア基板のキャビティ31内に樹脂充填剤32を充填して、気密性を高めることが好適である。また、ここでは、樹脂フィルム40αには、金属層のないものを用いて積層させているが、片面に金属層を配設した樹脂フィルム(RCC)を用いてもよい。即ち、両面板、片面板、金属膜を有しない樹脂板、樹脂フィルムを用いることができる。
【0029】次に、CO2レーザ、YAGレーザ、エキシマレーザあるいはUVレーザにより上面側の層間樹脂絶縁層40に非貫通孔43からなるバイアホールを穿設する(図3(B))。また、必要に応じて、バイアホール内のスミアを酸素、窒素などの気体プラズマ処理、コロナ処理などのドライ処理によって、あるいは、過マンガン酸などの酸化剤による浸積による処理によって行ってもよい。引き続き、層間絶縁層40、コア基板30及び層間樹脂絶縁層40に対して、ドリル、又は、レーザでスルーホール用の通孔33を50〜500μmで穿設する(図3(C))。
【0030】パラジウム触媒を付与してから、無電解めっき液にコア基板30を浸漬し、均一に無電解銅めっき膜44を析出させる(図4(A))。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。
【0031】その後、無電解めっき膜44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、所定パターンのレジスト51を形成する。そして、電解めっき液にコア基板30を浸漬し、無電解めっき膜44を介して電流を流し電解銅めっき膜45を析出させる(図4(B))。レジスト50及びレジスト51を5%のKOH で剥離した後、レジスト51下の無電解めっき膜44を硫酸と過酸化水素混合液でエッチングして除去し、層間樹脂絶縁層40にバイアホール46及び導体回路48を、一方、コア基板30の通孔33にスルーホール36を形成する(図4(C))。
【0032】導体回路48、バイアホール46及びスルーホール36の導体層の表面に粗化層を設ける。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。
【0033】引き続き、スルーホール36内に樹脂層38を充填させる。樹脂層としては、エポキシ樹脂等の樹脂を主成分として導電性のない樹脂、銅などの金属ペーストを含有させた導電性樹脂のどちらでもよい。この場合は、熱硬化性エポキシ樹脂に、シリカなどの熱膨張率を整合させるために含有させたものを樹脂充填材として充填させる。スルーホール36への樹脂38の充填後、樹脂フィルム60αを貼り付ける(図5(A))。なお、樹脂フィルムを貼り付ける代わりに、樹脂を塗布することも可能である。樹脂フィルム60αを貼り付けた後、フォト、レーザにより、絶縁層60αに開口径20〜250μmであるバイアホール63を形成してから熱硬化させる(図5(B))。その後、コア基板に触媒付与し、無電解めっきへ浸積して、層間樹脂絶縁層60の表面に均一に厚さ0.9μmの無電解めっき膜64を析出させ、その後、所定のパターンをレジスト70で形成させる(図5(C))。
【0034】電解めっき液に浸漬し、無電解めっき膜64を介して電流を流してレジスト70の非形成部に電解銅めっき膜65を形成する(図6(A))。レジスト70を剥離除去した後、めっきレジスト下の無電解めっき膜64を溶解除去し、無電解めっき膜64及び電解銅めっき膜65からなるの導体回路68及びバイアホール66を得る(図6(B))。
【0035】クロム酸に3分間浸漬して、表面のパラジウム触媒を除去する。更に、第2銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液により、導体回路68及びバイアホール66の表面に粗化面(図示せず)を形成し、さらにその表面にSn置換を行う。
【0036】上述したプリント配線板にはんだバンプを形成する。基板の両面に、ソルダーレジスト組成物を塗布し、乾燥処理を行った後、円パターン(マスクパターン)が描画されたフォトマスクフィルム(図示せず)を密着させて載置し、紫外線で露光し、現像処理する。そしてさらに、加熱処理し、はんだパッド部分(バイアホールとそのランド部分を含む)の開口部72aを有するソルダーレジスト層(厚み20μm)72を形成する(図6(C))。
【0037】そして、ソルダーレジスト層72の開口部72aに、半田ペーストを充填する(図示せず)。その後、開口部72aに充填された半田を 200℃でリフローすることにより、半田バンプ(半田体)76を形成する(図7参照)。なお、耐食性を向上させるため、開口部72aにNi、Au、Ag、Pdなどの金属層をめっき、スパッタにより形成することも可能である。
【0038】次に、該プリント配線板へのICチップの載置及び、ドータボードへの取り付けについて、図8を参照して説明する。完成したプリント配線板10の半田バンプ76にICチップ90の半田パッド92S1、92S2、92P1、92P2が対応するように、ICチップ90を載置し、リフローを行うことで、ICチップ90の取り付けを行う。同様に、プリント配線板10の半田バンプ76にドータボード94のパッド96S1、96S2、96P1、96P2をリフローすることで、ドータボード94へプリント配線板10を取り付ける。
【0039】引き続き、本発明の第1実施形態の第1改変例に係るプリント配線板について、図9を参照して説明する。第1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1改変例のプリント配線板では、導電性ピン84が配設され、該導電性ピン84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。また、図1(A)を参照して上述した実施形態では、片面に金属膜41を積層した樹脂フィルム40αを用いたが、この第1改変例では、両面に金属膜を積層した樹脂フィルムを用いてICチップ90側の層間樹脂絶縁層60を製造してある。即ち、上面の金属膜をパターンエッチングして回路パターン42を形成してある。更に、該回路パターン42の開口42aをコンフォマルマスクとして用い、レーザにより非貫通孔43を穿設しバイアホール46を形成してある。
【0040】また、上述した第1実施形態では、コア基板30に収容されるチップコンデンサ20Aのみを備えていたが、第1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。
【0041】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20A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25を参照して説明する。
【0042】図25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7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、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9を参照して上述したコア基板内のチップコンデンサ20Aを、また表面に大容量のチップコンデンサ86を実装する第1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20Aを、また、大容量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。
【0043】引き続き、本発明の第1実施形態の第2改変例に係るプリント配線板について、図10を参照して説明する。第2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、チップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bの第1電極21と第2電極22とが、ICチップ90の電源用パッド92P1、92P2とバンプ76を介して直接接続されている。この第2改変例では、ICチップとチップコンデンサ、ICチップとチップ抵抗との距離を更に短縮させることができる。
【0044】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14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、コア基板30へのチップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bの収容方法が異なる。即ち、第1実施形態では、チップコンデンサ20A、チップ抵抗20Bの第1、第2電極に半田付けして接続を取ったが、第2実施形態では、第1電極21及び第2電極22にめっきを施しバイアホール46を形成して接続を取る。
【0045】この実施形態で用いるチップコンデンサについて、先ず図15を参照して説明する。図15(A)は、第1実施形態のプリント配線板にて用いたチップコンデンサを示している。このチップコンデンサの第1電極及び第2電極22は、銅を主成分としている金属を焼成してなるメタライズ層により形成され、外周の被覆層26はSnによって形成させている。その理由としては、防錆および半田付け性の向上である。第2実施形態では、図15(C)に示すように、第1電極21および第2電極22の上面の被覆層26から金属層を露出させている。また、図14中に示すように、チップ抵抗20Bの第1電極21および第2電極22の上面の被覆層26から金属層を露出させている。このため、めっきからなるバイアホールとの接続性が高くなる。また、接続抵抗を低減することができる。
【0046】第2実施形態のプリント配線板の製造工程について、図11〜図13を参照して説明する。先ず、エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ35を4枚積層してなる積層板30αにチップコンデンサ、チップ抵抗収容用の通孔37を形成し、一方、プリプレグ35を2枚積層してなる積層板30βを用意する(図11(A))。ここで、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たものを用い得る。次に、積層板30αと積層板30βとを重ね、通孔37内に、上述した第1、第2電極21,22の上面の被覆26を剥いだチップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bを収容させる(図11(B))。ここで、該通孔37とチップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bとの間に接着剤32を介在させることが好適である。
【0047】次に、樹脂フィルム40α、上記チップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bを収容する積層板30α、プリプレグ35を2枚積層してなる積層板30β、更に、樹脂フィルム40αを積層させる(図11(C))。その後、圧着し、加熱して硬化させることで、チップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bを収容するコア基板30及び層間樹脂絶縁層40を形成する(図11(D))。なお、コア基板30の通孔37内に樹脂充填剤32を充填して、気密性を高めることが好適である。
【0048】次に、層間樹脂絶縁層40、コア基板及び層間樹脂絶縁層40に対して、ドリルでスルーホール用の300〜500μmの通孔33を穿設する(図12(A))。そして、CO2レーザ、YAGレーザ、エキシマレーザ又はUVレーザにより上面側の層間樹脂絶縁層40にチップコンデンサ20Aの第1電極21及び第2電極22へ至る非貫通孔43を穿設する(図12(B))。その後、デスミヤ処理を施す。引き続き、表面のパラジウム触媒を付与した後、無電解めっき液にコア基板30を浸漬し、均一に無電解銅めっき膜44を析出させる(図12(C))。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、ニッケル等の金属膜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、樹脂との密着性を改善できる利点がある。無電解銅めっき膜44の表面に粗化層を形成することができる。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。
【0049】そして、無電解めっき膜44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、所定パターンのレジスト51を形成する(図13(A))。そして、電解めっき液にコア基板30を浸漬し、無電解めっき膜44を介して電流を流し電解銅めっき膜45を析出させる(図13(B))。そして、レジスト51を5%のKOH で剥離した後、レジスト51下の無電解めっき膜44を硫酸と過酸化水素混合液でエッチングして除去し、層間樹脂絶縁層40の非貫通孔43にバイアホール46、層間樹脂絶縁層40の表面に導体回路48を、コア基板30の通孔33にスルーホール36を形成する(図13(C))。以降の工程は、図5〜図7を参照して上述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
【0050】引き続き、本発明の第2実施形態の第1改変例に係るプリント配線板について、図16を参照して説明する。第1改変例のプリント配線板10は、上述した第2実施形態とほぼ同様である。但し、この第1改変例のプリント配線板では、チップコンデンサ20Aとチップ抵抗20Bは、図15(D)、図15(E)に示すように第1電極21と第2電極22から被覆層26を剥いだ後、銅めっき膜27が形成されている。
【0051】第1改変例では、チップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bの電極21、22に銅めっき膜27を被覆し、めっき膜27を設けた電極21、22に銅めっきよりなるバイアホール46で電気的接続を取る。このため、電極21、22とバイアホール46との密着性が高く、高い接続信頼性を達成している。
【0052】引き続き、本発明の第2実施形態の第2改変例に係るプリント配線板について、図17を参照して説明する。第2改変例のプリント配線板10は、上述した第2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84が配設され、該導電性ピン84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。
【0053】また、上述した第2実施形態では、コア基板30に収容されるチップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bのみを備えていたが、第2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。このため、図25を参照して上述したように、ICチップの直下にチップコンデンサ20Aを、また、大容量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れる。
【0054】引き続き、本発明の第3実施形態に係るプリント配線板の構成について図19を参照して説明する。この第3実施形態のプリント配線板の構成は、上述した第2実施形態とほぼ同様である。但し、コア基板30へのチップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bの収容方法が異なる。即ち、第2実施形態では、第1電極21及び第2電極22へICチップ側からのみ接続を取ったが、第3実施形態では、第1電極21及び第2電極22へICチップ側及びドータボード側の両面から接続を取ってある。この構成では、コンデンサ、チップ抵抗の外部電極が、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。
【0055】第3実施形態のプリント配線板の製造工程について、図18を参照して説明する。先ず、エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを積層してなる積層板30αにチップコンデンサ、チップ抵抗収容用の通孔37を形成する(図18(A))。ここで、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。次に、通孔37内に第1、第2電極21,22の表面の被覆を剥いだチップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bを収容させる(図18(B))。ここで、該通孔37とチップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bとの間に接着剤32を介在させることが好適である。
【0056】次に、樹脂フィルム40α、上記チップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bを収容する積層板30α、更に、樹脂フィルム40αを積層させる(図18(C))。その後、圧着し、加熱して硬化させることで、チップコンデンサ20A及びチップ抵抗20Bを収容するコア基板30及び層間樹脂絶縁層40を形成する(図18(D))。なお、コア基板30の通孔37内に樹脂充填剤32を充填して、気密性を高めることが好適である。以降の工程は、図12、図13を参照した第2実施形態、及び、図5〜図7を参照して上述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
【0057】図20は、第3実施形態のプリント配線板の別例を示している。図20中に示すようにチップコンデンサ20A、チップ抵抗20Bの第1電極21,第2電極22とバイアホール46とを接着材料34を介して接続することもできる。
【0058】引き続き、本発明の第3実施形態の第1改変例に係るプリント配線板について、図21を参照して説明する。第1改変例のプリント配線板10は、上述した第3実施形態とほぼ同様である。但し、この改変例のプリント配線板では、導電性ピン84が配設され、該導電性ピン84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。
【0059】また、上述した第3実施形態では、コア基板30に収容されるチップコンデンサ20Aのみを備えていたが、第1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。このため、図25を参照して上述したように、ICチップの直下にチップコンデンサ20Aを、また、大容量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れる。
【0060】本発明の第3実施形態の第2改変例に係るプリント配線板について、図22を参照して説明する。第2改変例のプリント配線板10は、上述した第3実施形態とほぼ同様である。但し、この改変例のプリント配線板では、チップコンデンサ20Aの第1電極21,第2電極22上にフィルドビア46が形成され、フィルドビア66を介してICチップ90のバンプ92と接続されている。
【0061】本発明の第3実施形態の第3改変例に係るプリント配線板について、図23を参照して説明する。第3改変例のプリント配線板10は、上述した第3実施形態とほぼ同様である。但し、この改変例のプリント配線板では、チップコンデンサ20A、チップ抵抗20Bの第1電極21、第2電極22にフィルドビア46が形成され、該フィルドビア46の直上に形成されたフィルドビア66を介してICチップ90のバンプ92P1、92P2と接続されている。この第3改変例では、ICチップとチップコンデンサ、チップ抵抗との距離を更に縮めることができる。
【0062】本発明の第3実施形態の第4改変例に係るプリント配線板について、図24を参照して説明する。第4改変例のプリント配線板10は、上述した第3実施形態とほぼ同様である。但し、この改変例のプリント配線板では、チップコンデンサ20A、チップ抵抗20Bの第1電極21,第1電極22を介して、ICチップ90側のパッドとドータボード94側のパッド96とが接続されている。
【0063】なお、上述した実施形態では、1つのキャビティ又は通孔に、1つのチップコンデンサ20A、チップ抵抗20Bを収容したが、複数個収容することも可能である。これにより、より高集積化をはかることができる。
【0064】
【発明の効果】本願発明の構造により、インダクタンスを起因とする電気特性の低下することはない。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、コンデンサの電極を銅によって被覆している場合にも、マイグレーションの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【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】第1実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図8】第1実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図9】第1実施形態の第1改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図10】第1実施形態の第2改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図11】本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図12】本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図13】本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図14】本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図15】(A)、(B)、(C)、(D)、(E)は、チップコンデンサ、チップ抵抗の断面図である。
【図16】第2実施形態の第1改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図17】第2実施形態の第2改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図18】本発明の第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図19】本発明の第3実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図20】本発明の第3実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【図21】本発明の第3実施形態の第1改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図22】本発明の第3実施形態の第2改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図23】本発明の第3実施形態の第3改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図24】本発明の第3実施形態の第4改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図25】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26】(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。
【符号の説明】
10 プリント配線板
20A チップコンデンサ
20B チップ抵抗
21 第1電極
22 第2電極
27 銅めっき膜
30 コア基板
31 キャビティ
33 通孔
36 スルーホール
40 層間樹脂絶縁層
42 回路パターン
43 非貫通孔
46 バイアホール
60 層間樹脂絶縁層
66 バイアホール
68 導体回路
84 導電性ピン
90 ICチップ
94 ドータボード

【特許請求の範囲】
【請求項1】 少なくとも以下(a)〜(c)の工程を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法:(a)片面あるいは両面に回路パターンを形成した樹脂板に、接着材料を介して前記回路パターンにコンデンサ及び抵抗を接続する工程(b)前記樹脂板に、前記コンデンサ及び前記抵抗を収容するキャビティを形成した樹脂基板を貼り付け、コア基板を形成する工程(c)前記樹脂板に前記コンデンサ及び前記抵抗の電極へ至る開口を設けてバイアホールを形成する工程
【請求項2】 前記(c)工程の前後に、前記樹脂板に前記樹脂基板を貼り付けてなる前記コア基板に、通孔を穿設してスルーホールとする工程を経ることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項3】 少なくとも以下(a)〜(e)の工程を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法:(a)心材となる樹脂を含有させてなる樹脂材料にコンデンサ及び抵抗収容用の通孔を形成する工程(b)前記通孔を形成した樹脂材料に、樹脂材料を貼り付けて、コンデンサ及び抵抗収容部を有するコア基板を形成する工程(c)前記コア基板にコンデンサ及び抵抗を収容する工程(d)前記コア基板に樹脂フィルムを貼り付ける工程(e)前記樹脂フィルムに前記コンデンサ及び前記抵抗の電極へ至る開口を設けてバイアホールを形成する工程
【請求項4】 前記(e)工程の前あるいは後に、前記樹脂板に前記樹脂基板を貼り付けてなる前記コア基板に、通孔を穿設してスルーホールとする工程を経ることを特徴とする請求項3に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項5】 少なくとも以下(a)〜(d)の工程を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法:(a)コア基板にコンデンサ及び抵抗収容用の通孔を形成する工程(b)前記コア基板にコンデンサ及び抵抗を収容する工程(c)前記コア基板に樹脂材料を貼り付け、コア基板を形成する工程(d)前記コア基板の表面側の樹脂フィルムに前記コンデンサ及び前記抵抗の電極へ至る開口を設けてバイアホールを形成する工程
【請求項6】 前記(d)工程の前あるいは後に、前記コア基板に、通孔を穿設してスルーホールとする工程を経ることを特徴とする請求項5に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項7】 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、前記コア基板内にコンデンサ及び抵抗を収容させたことを特徴とするプリント配線板。
【請求項8】 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、チップコンデンサ及び抵抗の電極の被覆層を少なくとも一部を露出させて、前記プリント配線板に収容し、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プリント配線板。
【請求項9】 前記チップコンデンサ及び抵抗から露出した電極は、主成分がCuである金属であることを特徴とする請求項8に記載のプリント配線板。
【請求項10】 前記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、チップコンデンサ及び抵抗の電極にめっき膜を被覆して、前記プリント配線板に収容し、前記めっき膜を設け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プリント配線板。

【図1】
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【図7】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図10】
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【図6】
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【図8】
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【図9】
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【図11】
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【図12】
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【図22】
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【図13】
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【図14】
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【図16】
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【図15】
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【図17】
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【図26】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【公開番号】特開2002−43754(P2002−43754A)
【公開日】平成14年2月8日(2002.2.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2000−221347(P2000−221347)
【出願日】平成12年7月21日(2000.7.21)
【出願人】(000000158)イビデン株式会社 (856)
【Fターム(参考)】