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発明の名称 配線板のキャパシタ構造及びキャパシタシート
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−217519(P2001−217519A)
公開日 平成13年8月10日(2001.8.10)
出願番号 特願2000−26224(P2000−26224)
出願日 平成12年2月3日(2000.2.3)
代理人 【識別番号】100105751
【弁理士】
【氏名又は名称】岡戸 昭佳 (外2名)
【テーマコード(参考)】
4E351
5E082
5E317
【Fターム(参考)】
4E351 BB03 BB22 BB31 BB35 CC07 DD04 GG06 
5E082 AB01 CC01 EE05 EE16 EE23 EE39 FF05 FG08 FG18 FG34 JJ11 JJ23 LL13
5E317 AA21 AA24 BB12 CC25 CC32 CD27 CD32
発明者 匂坂 克己
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 絶縁層と、前記絶縁層の裏表面に設けられた第1導体パターン及び第2導体パターンとを有し、前記絶縁層には、前記第1導体パターンがランドであり第2導体パターンがブランクである箇所に、第1導体パターンに接続された第1ビアが設けられており、前記第2導体パターンがランドであり第1導体パターンがブランクである箇所に、第2導体パターンに接続された第2ビアが設けられていることを特徴とする配線板のキャパシタ構造。
【請求項2】 絶縁層と、前記絶縁層の裏表面に設けられた第1導体パターン及び第2導体パターンとを有するキャパシタシートにおいて、前記絶縁層には、前記第1導体パターンがランドであり第2導体パターンがブランクである箇所に、第1導体パターンに接続された第1ビアが設けられており、前記第2導体パターンがランドであり第1導体パターンがブランクである箇所に、第2導体パターンに接続された第2ビアが設けられていることを特徴とするキャパシタシート。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部にキャパシタ層が設けられた配線板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、配線板においては、内部にキャパシタを形成することが行われている。個別の素子のキャパシタを実装する場合と比較して、コンパクト化や軽量化、半田付け数の減少、接触抵抗の減少などの利点があるからである。
【0003】このような目的における従来の技術として、特許2738590号公報に記載されたものがある。同号公報には概ね図26のようなものが記載されている。即ち、配線板101の内部に導電層102、103とそれらの間の誘電体層104とからなる積層体105を有するものである。これにより、積層体105をキャパシタとして用いることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の従来のキャパシタ構造には、以下のような問題点があった。一般的に、キャパシタの静電容量は、極板の対向面積にほぼ比例し、極間距離にほぼ反比例する。そこで、従来のキャパシタ構造で単位面積当たりの静電容量を稼ぐためには、誘電体層104をなるべく薄くすることとなる。ところが、誘電体層104を薄くすることには製造上の限界がある。このため従来のキャパシタ構造では、単位面積当たりの静電容量が大きいものが得られず、高集積化に対する障害となっていたのである。
【0005】本発明は上記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは、単位面積当たりの静電容量が大きい配線板のキャパシタ構造を得るところにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決することを目的をとしてなされた本発明に係る配線板のキャパシタ構造は、絶縁層と、絶縁層の裏表面に設けられた第1導体パターン及び第2導体パターンとを有し、絶縁層には、第1導体パターンがランドであり第2導体パターンがブランクである箇所に、第1導体パターンに接続された第1ビアが設けられており、第2導体パターンがランドであり第1導体パターンがブランクである箇所に、第2導体パターンに接続された第2ビアが設けられているものである。
【0007】この配線板のキャパシタ構造では、第1導体パターンと第1ビアとが一体的に1つの電極として機能する。また、第2導体パターンと第2ビアとも一体的に1つの電極として機能する。ここにおいて、第1ビア及び第2ビアの存在により、両電極の表面積が大きいものとなっている。また、電極間の平均距離は小さくなっている。このため、絶縁層を特に薄くしなくても、単位面積当たりの静電容量が大きい。
【0008】なお、第1ビア及び第2ビアは、内部を導電性の材料で充填したものでもよい。また、充填物としては絶縁物を用い、界面に導電性の薄膜を有するものであってもよい。
【0009】また、本発明のキャパシタシートは、絶縁層と、絶縁層の裏表面に設けられた第1導体パターン及び第2導体パターンとを有し、絶縁層には、第1導体パターンがランドであり第2導体パターンがブランクである箇所に、第1導体パターンに接続された第1ビアが設けられており、第2導体パターンがランドであり第1導体パターンがブランクである箇所に、第2導体パターンに接続された第2ビアが設けられているものである。このキャパシタシートを予め製造しておき、基板に積層プレスすることによって、容易に上記構成のキャパシタ構造を有する配線板を製造することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0011】(第1の形態)本形態のキャパシタ構造は、キャパシタシートを使用するものである。まず、本形態に使用するキャパシタシートについて説明する。キャパシタシート1は、図1に示されるように、絶縁層2の上側に第1パターン3を有し、下側には第2パターン4を有している。また、絶縁層2には第1ビア5及び第2ビア6が設けられている。さらに、第1ビア5及び第2ビア6の壁面にはめっきが施されており、第1ビア5及び第2ビア6の内部は充填材7、8で充填されている。そして、第1ビア5が設けられた箇所では、第1パターン3はランドであり、第2パターン4はブランクになっている。また、第2ビア6が設けられた箇所では、第2パターン4はランドであり、第1パターン3はブランクになっている。
【0012】上記構成のキャパシタシート1では、第1ビア5のめっき層9は、第1パターン3に接続されている。このため、第1パターン3とめっき層9とが一体的に1つの電極として機能する。また、第2ビア6のめっき層10は第2パターン4に接続されている。このため、第2ビア6とめっき層10とが一体的に1つの電極として機能する。これによりキャパシタシート1はキャパシタとして機能する。ここにおいて、第1ビア5及び第2ビア6の存在により、両電極の表面積が大きいものとなっている。また、電極間の平均距離は小さくなっている。これにより、上記構成のキャパシタシート1は絶縁層2を特に薄くしなくても静電容量が大きいものとなっている。
【0013】本形態で使用されるキャパシタシート1の製造方法について図面を参照しつつ説明する。まず、絶縁層2の材料となるものとして熱硬化されたエポキシ基板を用意する(図2)。そして、絶縁層2に穴20、21を形成する(図3)。この穴20、21の形成は次のようしてに行う。即ち、まず、この絶縁層2の上側に第1ビア5のパターンに沿ってレジストを形成し、絶縁層2の下側に第2ビア6のパターンに沿ってレジストを形成する。そして、この絶縁層2を両面からエッチングするのである。
【0014】次に、絶縁層2の全面に銅めっきを施す。すると、絶縁層2の表面及び穴20、21の壁面にめっき層22が形成される(図4)。そして、穴20、21にそれぞれ充填材7、8を充填する(図5)。なお、充填材7、8のはみ出た部分は取り除いておく。この状態で、穴20が第1ビア5になっており、穴21が第2ビア6になっている。そして、さらに全面に銅めっきを施す(図6)。ここで、図6中上側のめっき層23と、めっき層22のうち上側の部分とを第1導体層25とする。同様に、図6中下側のめっき層24と、めっき層22のうち下側の部分とを第2導体層26とする。
【0015】次に、第1パターン3が残るように第1導体層25をパターニングする。また、第2パターン4が残るよう第2導体層26をパターニングする。このとき、第1パターン3は第1ビア5が設けらている箇所がランドとなるようにし、第2パターン4は、第2ビア6が設けられている箇所がランドになるようにする。さらに、第1パターン3と第2ビア6のめっき層22とが接触しないようにし、第2パターン4と第1ビア5のめっき層22とが接触しないようにする。かくして、図1に示されるキャパシタシート1が完成する。なお、めっき層22のうち第1ビア5の壁面の部分はめっき層9となっており、めっき層22のうち第2ビア6の壁面の部分はめっき層10となっている。
【0016】本形態のキャパシタシート1を使用して、キャパシタ層を有する配線板を製造する場合には、次のようにする。即ち、上記構成のキャパシタシート1と、下層導体層17が形成された基板18と、プリプレグ16とを用意し、これらを図7に示すように配置してプレスする。すると、キャパシタ層15は、プリプレグ16を介して基板18に積層される(図8)。即ち、上記のようなキャパシタシート1を予め製造しておくことによって、容易に配線板にキャパシタ層15を形成することができるのである。
【0017】(第2の形態)次に、第2の形態ついて説明する。本形態もキャパシタシートを使用するものである。まず、本形態のキャパシタシートの構成について説明する。キャパシタシート31は、図9に示されるように、絶縁層32の上側に第1パターン33を有し、絶縁層32の下側に第2パターン34有している。絶縁層32には第1ビア35及び第2ビア36が設けられ、第1ビア35及び第2ビア36は円柱状である。第1ビア35及び第2ビア36の内部は銅ペースト37、38で充填されている。そして、第1ビア35が設けられた箇所では、第1パターン33はランドであり、第2パターン34はブランクになっている。また、第2ビア36が設けられた箇所では、第2パターン34はランドであり、第1パターン33はブランクになっている。
【0018】上記のキャパシタシート31では、図9に示されるように、第1ビア35の銅ペースト37は第1パターン33に接続されている。このため、第1パターン33と第1ビア35の銅ペースト37とが一体的に1つの電極として機能する。また、第2ビア36の銅ペースト38は第2パターン34に接続されている。このため、第2パターン34と第2ビア36の銅ペースト38とも一体的に1つの電極として機能する。これにより、キャパシタシート31はキャパシタとして機能する。ここにおいて、第1ビア35及び第2ビア36の存在により、両電極の表面積が大きいものとなっている。また、電極間の平均距離は小さくなっている。これにより、上記構成のキャパシタシート31は絶縁層2を特に薄くしなくても静電容量が大きいものとなっている。
【0019】次に、上記構成のキャパシタシート31の製造方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、絶縁層32の材料となるものとして熱硬化されたエポキシ基板を用意する。そして、絶縁層32にレーザで穴40、41を形成する(図10)。このとき、穴40、41の両方とも、絶縁層32の一面側から形成してよい。次に、穴40、41に銅ペースト37、38を充填する(図11)。なお、はみ出た部分の銅ペースト37、38は取り除いておく。この状態で、穴40が第1ビア35になっており、穴41が第2ビア36になっている。そして、絶縁層2の全面に銅めっきを施す。ここで、図12中上側のめっき層を第1導体層43、図12中下側のめっき層を第2導体層44とする(図12)。その後、第1の形態と同様に第1パターン35及び第2パターン34が残るように第1導体層43及び第2導体層44をパターニングする。このとき、第1パターン33と第2ビア36の銅ペースト38とが接触しないようにし、そして、第2パターン34と第1ビア35の銅ペースト37とが接触しないようにする。かくして、キャパシタシート31が完成する。
【0020】尚、本形態によって形成されたキャパシタシート31は第1形態と同様にしてキャパシタ層を有する配線板の製造に供することができる。
【0021】(第3の形態)次に第3の形態として、ビルドアップ法によって形成された配線板のキャパシタ層について説明する。まず、本形態における配線板の構成について説明する。本形態の配線板には、図13に示されるように、基板50に第1パターン53が積層されている。そして、第1パターン53及び基板50の上には絶縁層54がビルドアップされ、絶縁層54には第1ビア55、第2ビア56が設けられている。ここで、第1パターン53は第1ビア55の直下に位置しており、第2ビアの下はブランクになっている。そして、第1ビア55及び第2ビア56にはめっきが施されている。ここで、そのめっき層のうち、第1ビア55の壁面の部分をめっき層57とし、第2ビア56の壁面の部分をめっき層58とする。そして、めっき層57、58の上からエポキシ樹脂の充填材59、60が充填されている。絶縁層54の上には、第2パターン62が積層されている。ここで、第2パターン62は第1ビア55の上ではブランクになっており、第2ビア56の上でランドになっている。
【0022】上記のキャパシタ層51では、第1ビア55のめっき層57は第1パターン53に接続されている。このため、第1パターン53と、第1ビア55のめっき層57とが一体的に1つの電極として機能する。また、第2ビア56のめっき層58は第2パターン62に接続されている。このため、第2パターン62と第2ビア56のめっき層58とが一体的に1つの電極として機能する。これにより、キャパシタ層51はキャパシタとして機能する。ここにおいて、第1ビア55及び第2ビア56の存在により、両電極の表面積が大きいものとなっている。また、電極間の平均距離は小さくなっている。これにより、上記構成のキャパシタ層51は絶縁層54を特に薄くしなくても静電容量が大きいものとなっている。
【0023】次に本形態のキャパシタ層51の製造方法について説明する。まず、導体層が積層された基板50を用意し、第1パターン53が残るように導体層をパターン加工する(図14)。次に、第1パターン53を有する基板50の上に絶縁層54をラミネートする(図15)。ここで、絶縁層54として、感光性樹脂を使用する。
【0024】次に、絶縁層54に穴63、64を露光及び現像によって形成する(図16)。このとき、第1パターン53がランドである場所の上に穴63を設け、さらに、第1パターン53がブランクになっている場所の上に穴64を設ける。次に、絶縁層54にめっきを施す(図17)。すると、絶縁層54の表面及び穴63、64の壁面にめっき層65が形成される。この状態で、穴63は、第1ビア55となり、穴64は第2ビア56となっている。そして、第1ビア55及び第2ビア56に充填材59、60を充填する(図18)。次に、めっき層65の上をさらにめっきする(図19)。ここで、図19おいて、めっき層66と、めっき層65のうち絶縁層54の上に積層された部分とを導体層68とする。
【0025】最後に、導体層68をパターニングする。このとき、第2ビア56の真上に第2パターン62が残るようにする。さらに、第2パターン62と第1ビア55のめっき層65とが接触しないようにする。かくして、図13に示されるキャパシタ層51が基板50の上に積層される。ここで、めっき層65のうち第1ビア55の壁面の部分はめっき層57となっており、めっき層65のうち第2ビア56の壁面の部分はめっき層58となっている。
【0026】(第4の形態)次に第4の形態として、ビルドアップ法によって形成された配線板のキャパシタ層について説明する。まず、本形態のキャパシタ層71の構成について説明する。本形態の配線板には、図20に示すように基板70に第1パターン73が積層されている。そして、第1パターン73及び基板70の上には絶縁層74がビルドアップされ、絶縁層74には第1ビア75、第2ビア76が設けられている。ここで、第1パターン73は第1ビア75の直下に位置しており、さらに、第2ビア76の下はブランクになっている。そして、第1ビア75、第2ビア76には銅ペースト87、88が充填されている。絶縁層74の上には第2パターン82が積層され、第2パターン82は、第1ビア75の上でブランクになっており、第2ビア76の上でランドになっている。
【0027】上記構成のキャパシタ層71では、第1ビア75の銅ペースト87は第1パターン73に接続されている。このため、第1パターン73と第1ビア75の銅ペースト87とが一体的に1つの電極として機能する。また、第2ビア76の銅ペースト88は第2パターン82に接続されている。このため、第2パターン82と第2ビア76の銅ペースト88とも一体的に1つの電極として機能する。これにより、キャパシタ層71はキャパシタとして機能する。ここにおいて、第1ビア75及び第2ビア76の存在により、両電極の表面積が大きいものとなっている。また、電極間の平均距離は小さくなっている。これにより、上記構成のキャパシタ層71は絶縁層74を特に薄くしなくても静電容量が大きいものとなっている。
【0028】次に、上記構成のキャパシタ層71の製造方法について説明する。基板70に導体層が積層された銅貼り積層板を用意する。本形態では、基板70としてガラスエポキシ板を使用する。次に、第1パターン73が残るようにこの導体層をパターン加工する(図21)。そして、エポキシ樹脂で形成された絶縁層74をラミネートし、熱硬化する(図22)。次に、絶縁層74にレーザで穴あけを行うことによって第1ビア75、第2ビア76を形成する。このとき、第1パターン73がランドになっている場所の上に第1ビア75を設け、さらに、第1パターン73がブランクになっている場所の上に第2ビア76を設ける(図23)。そして、第1ビア75、第2ビア76の内部に銅ペースト87、88を充填する(図24)。そして、絶縁層74にめっきを施す(図25)。ここで、絶縁層79の上に積層されためっき層を導体層89とする。最後に、導体層89をパターニングする。このとき、第2ビア76の真上に第2パターン82が残るようにし、第2パターン82と第1ビア75の銅ペースト88とが接触しないようにする。かくして、図20に示される配線板にキャパシタ層71が形成される。
【0029】以上、詳細に説明した通り、本実施の形態のキャパシタ層は、両電極の表面積が大きく、また、電極間の平均距離が小さいものとなっているので、絶縁層を特に薄くしなくても、単位面積当たりの静電容量が大きいものとなっている。さらに、第1及び第2の形態に示されるキャパシタシートを予め製造しておくことによって容易にキャパシタ層を形成することができる。
【0030】なお、本実施の形態は、単なる例示にすぎず本発明を何ら限定するものではない。従って、本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内での種々の変形、改良が可能である。例えば、使用する各部の材料は目的に沿うものであれば別のものでも良い。また、本形態のキャパシタ構造の製造方法は本形態に限らず適用することができる。さらに、本実施の形態では第1ビア及び第2ビアは銅ペースト又は樹脂の充填材で充填しているが、銅めっきによって充填しても良い。
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明によれば,単位面積当たりの静電容量が大きい配線板のキャパシタ構造が得られている。




 

 


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