CN205959773U - 复合电子部件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供具备薄膜电容器与薄膜电路元件且可减小作用于薄膜电容器的应力的复合电子部件。复合电子部件(1)具备：在一方主面形成有薄膜(3)的绝缘基板(2)；覆盖薄膜电容器(3)地层叠的绝缘保护层(4)；形成于绝缘保护层(4)并与薄膜电容器(3)连接的第1引出配线(7a)；层叠于绝缘保护层(4)的第1树脂层部(5a)；设置于第1树脂层部(5a)的第1、第2薄膜电阻(9a、9b)；形成为沿厚度方向贯通第1树脂层部(5a)并使第1引出配线(7a)可见的第3贯通孔(6c)；形成于第1树脂层部(5a)，且经由第2贯通孔(6c)与第1引出配线(7a)连接的第1再配线(8a)；层叠于第1树脂层部(5a)的第2树脂层部(5b)，在第3贯通孔(6c)内填充第2树脂层部(5b)的树脂，第3贯通孔(6c)形成于俯视观察相对于薄膜电容器(3)偏移的位置。
Description
技术领域
本实用新型涉及具备薄膜电容器以及与该薄膜电容器电连接的薄膜电路元件的复合电子部件。
背景技术
以往，已知有在绝缘基板的一方主面上形成有薄膜电容器的电子部件。例如，在专利文献1中公开了图5所示的电子部件。在专利文献1所记载的电子部件100中，在绝缘基板101经由密接层102形成薄膜电容器103，该绝缘基板101通过在Si层101a的一方主面形成SiO2膜101b而成。薄膜电容器103通过在密接层102上依次层叠下部导体103a、电介质薄膜103b、上部导体103c而成，设置屏蔽层104以覆盖该薄膜电容器103。屏蔽层104具有电介质屏蔽层104a与无机屏蔽层104b的多层结构，以使薄膜电容器103的上部导体103c的外部连接区域与下部导体103a的外部连接区域露出的状态覆盖薄膜电容器103。进而，形成树脂保护层105以覆盖屏蔽层104，贯通树脂保护层105并在上表面引出的电极片106a、106b与薄膜电容器103的上部导体103c以及下部导体103a中的任意一方的外部连接区域连接。
专利文献1：国际公开第2006/117912号(参照第0029～0031段，图1等)
然而，伴随着近年来的电子设备的小型·高功能化，针对搭载于该电子设备的电子部件的小型·高功能化的研发正在加速进行。例如，在以往的电子部件100内置其他的薄膜电路元件的基础上使薄膜电容器103与该其他的薄膜电路元件电连接，由此能够实现电子部件100的高功能化。此外，将电子部件100形成为多层结构，将上述其他的薄膜电路元件形成于与薄膜电容器103不同的层，由此能够减小绝缘基板101的主面的面积。在这些情况下，使用面内导体和层间连接导体使薄膜电容器103与上述其他的薄膜电路元件电连接，而在使用成膜技术的电子部件100中，使用成膜技术一并形成面内导体与层间连接导体非常有效。
但是，在上述那样的形成有薄膜电容器与其他的薄膜电路元件的复合电子部件中，在利用薄膜形成将薄膜电容器与其他的薄膜电路元件连接的配线电极(面内导体、层间连接导体)等的情况下，对于由于该配线图案的形成而引起的对薄膜电容器的应力未作任何研讨。
实用新型内容
本实用新型是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于提供一种在具备薄膜电容器以及与该薄膜电容器电连接的薄膜电路元件的复合电子部件中，减小由于与薄膜电容器连接的配线电极的形成而引起的对于薄膜电容器的应力。
为了达成上述的目的，本实用新型的复合电子部件，其特征在于，上述复合电子部件具备：绝缘基板；薄膜电容器，其具有多个导体层与电介质薄膜，并形成在上述绝缘基板的一方主面上；绝缘保护层，其覆盖上述薄膜电容器地层叠于绝缘基板的一方主面；引出用贯通孔，其形成为在俯视视角中与上述薄膜电容器重叠的位置沿厚度方向贯通上述绝缘保护层，使得上述薄膜电容器可见；引出用电极膜，其沿着上述引出用贯通孔的内壁面延伸地形成于上述绝缘保护层的一方主面，并与上述薄膜电容器的上述导体层连接；再配线层，其层叠于上述绝缘保护层；以及至少一个薄膜电路元件，其设置在上述再配线层内，并与上述薄膜电容器电连接，上述再配线层具备：第1树脂层部，其覆盖上述引出用电极膜地层叠于上述绝缘保护层的一方主面；第2树脂层部，其层叠于上述第1树脂层部；再配线用贯通孔，其形成为在俯视视角中与上述引出用电极膜重叠的位置沿厚度方向贯通上述第1树脂层部，使得上述引出用电极膜可见；以及再配线用电极膜，其沿着上述再配线用贯通孔的内壁面延伸地形成于上述第1树脂层部的一方主面，并与上述引出用电极膜连接，在上述再配线用贯通孔内填充有形成上述第2树脂层部的树脂，上述再配线用贯通孔形成于在从上述厚度方向观察的俯视视角中相对于上述薄膜电容器偏移的位置。
根据该结构，在再配线用贯通孔内填充第2树脂层部的树脂，因此，存在在高湿度、高温的环境下再配线用贯通孔内的树脂膨胀的情况。此处，再配线用电极膜中的沿再配线用贯通孔的内壁面延伸的部分为薄膜，因此，当再配线用贯通孔内的树脂膨胀时容易变形。此时，伴随着该变形而产生的应力朝再配线用贯通孔的周围传播，如果在再配线用贯通孔的附近配置薄膜电容器，则会对薄膜电容器作用应力。但是，在本实用新型中，通过将再配线用贯通孔形成在从再配线层的厚度方向观察的俯视视角中相对于薄膜电容器偏移的位置，能够拉开再配线用贯通孔与薄膜电容器的距离，能够减小作用于薄膜电容器的应力。
此外，也可以构成为，上述复合电子部件具备：第1外部端子，上述薄膜电容器的一端与该第1外部端子连接；第2外部端子，上述薄膜电容器的另一端与该第2外部端子连接；第3外部端子，作为上述薄膜电路元件的第1薄膜电阻的一端与该第3外部端子连接；以及第4外部端子，作为上述薄膜电路元件的第2薄膜电阻的一端与该第4外部端子连接，上述薄膜电容器的上述一端与上述第1薄膜电阻的另一端连接，上述薄膜电容器的上述另一端与上述第2薄膜电阻的另一端连接。在该情况下，能够将复合电子部件作为减小作用于薄膜电容器的应力且利用偏置电压的效果的电容元件加以使用。
根据本实用新型，通过将再配线用贯通孔形成在从再配线层的厚度方向观察的俯视视角中相对于薄膜电容器偏移的位置，能够拉开再配线用贯通孔与薄膜电容器的距离，因此能够减小作用于薄膜电容器的应力。
附图说明
图1是本实用新型的一实施方式所涉及的复合电子部件的截面图。
图2是用于对图1的薄膜电容器与再配线用贯通孔的配置关系进行说明的图。
图3是图1的复合电子部件的电路结构图。
图4是用于对作用于再配线用贯通孔的周围的应力进行说明的图。
图5是以往的电子部件的截面图。
具体实施方式
参照图1～图3对本实用新型的一实施方式所涉及的复合电子部件1进行说明。另外，图1是复合电子部件1的截面图，图2是用于对薄膜电容器3与再配线用贯通孔6c的配置关系进行说明的图，图3是复合电子部件1的电路结构图。
如图1所示，该实施方式所涉及的复合电子部件1具备：绝缘基板2、形成在该绝缘基板2的一方主面上的薄膜电容器3、覆盖薄膜电容器3地被层叠在绝缘基板2的一方主面的绝缘保护层4、层叠于该绝缘层的再配线层5、以及设置在再配线层5内的薄膜电路元件9a、9b(薄膜电路元件9b未图示)，薄膜电容器3与薄膜电路元件9a、9b电连接。
绝缘基板2例如是Si基板，上表面(相当于本实用新型的“一方主面”)被表面氧化而形成SiO2膜。
薄膜电容器3通过在绝缘基板2的一方主面依次层叠下部电极膜3a、电介质膜3b、上部电极膜3c而成。在该实施方式中，下部电极膜3a以及上部电极膜3c分别由Pt膜形成，电介质膜3b由钛酸锶钡((Ba、Sr)TiO3；以下称作“BST”)形成。此处，下部电极膜3a以及上部电极膜3c分别相当于本实用新型的“导体层”。此外，电介质膜3b相当于本实用新型的“电介质膜”。另外，形成电介质膜3b的材料并不限定于BST，能够使用BaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、SiO2电介质等的各种电介质材料。此外，下部电极膜3a以及上部电极膜3c也可以根据电介质材料的种类使用例如Cu膜、Al膜、Ti膜。
绝缘保护层4通过在绝缘基板2的一方主面依次层叠由SiO2形成的无机保护层4a、感光性聚酰亚胺系树脂保护层4b而成。此外，在绝缘保护层4，在俯视视角中与薄膜电容器3的上部电极膜3c重叠的位置处，沿厚度方向贯通绝缘保护层4地形成第1贯通孔6a(相当于本实用新型的“引出用贯通孔”)，使得上部电极膜3c可见。此外，在俯视视角中与下部电极膜3a重叠的位置处，沿厚度方向贯通绝缘保护层4地形成第2贯通孔6b(相当于本实用新型的“引出用贯通孔”)，使得下部电极膜3a可见。
在绝缘保护层4的上表面形成有与薄膜电容器3的上部电极膜3c连接的第1引出配线7a(相当于本实用新型的“引出用电极膜”)，并且形成有与下部电极膜3a连接的第2引出配线7b(相当于本实用新型的“引出用电极膜”)。例如，第1引出配线7a形成为从绝缘保护层4的上表面朝第1贯通孔6a的内壁面延伸。并且，第1引出配线7a延伸的部分在第1贯通孔6a内覆盖上部电极膜3c的从第1贯通孔6a可见的区域以及第1贯通孔6a的内壁面，由此第1引出配线7a与上部电极膜3c连接。此处，第1引出配线7a的在绝缘保护层4的一方主面形成的部分以及在第1贯通孔6a的内壁面形成的部分通过溅射等的成膜技术而一并形成。另外，第2引出配线7b也形成为与第1引出配线7a相同的结构。
再配线层5具备：覆盖第1、第2引出配线7a、7b地层叠于绝缘保护层4的上表面的第1树脂层部5a；以及层叠于该第1树脂层部5a的第2树脂层部5b。第1树脂层部5a以及第2树脂层部5b分别通过由酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺等形成的树脂层的单层或者多层结构形成。
在第1树脂层部5a的一方主面与第1、第2引出配线7a、7b相同地使用成膜技术形成第1、第2、第3再配线8a、8b、8c。以第1再配线8a(相当于本实用新型的“再配线用电极膜”)为例进行说明，在第1树脂层部5a，在俯视视角中与第1引出配线7a重叠的位置处，沿厚度方向贯通第1树脂层部5a地形成第3贯通孔6c(相当于本实用新型的“再配线用贯通孔”)，使得第1引出配线7a可见。第1再配线8a沿着第3贯通孔6c的内壁面延伸地形成于第1树脂层部5a的一方主面。具体而言，第1第配线8a延伸的部分形成为在第3贯通孔6c内覆盖第1引出配线7a的从第3贯通孔6c可见的区域以及第3贯通孔6c的内壁面，由此，第1再配线8a与第1引出配线7a连接。此外，第3再配线8c与第1再配线8a相同与第2引出配线7b连接。
此处，为了减小对薄膜电容器3的应力，如图2所示，第3贯通孔6c形成于从第1树脂层部5a的厚度方向观察的俯视视角中不与薄膜电容器3重叠的位置。另外，图2是用于对薄膜电容器3与再配线用贯通孔6c的配置关系进行说明的图，严格地说，并不与图1的长度、大小等对应。
在第1树脂层部5a还设置有第1、第2薄膜电阻9a、9b(分别相当于本实用新型的“薄膜电路元件”)。例如，如图1所示，第1薄膜电阻9a插入第1再配线8a与第2再配线8b之间并与两者串联连接。
第2树脂层部5b被覆盖第1、第2、第3再配线8a、8b、8c地层叠于第1树脂层部5a。此处，设置有用于使第2再配线8b的一部分(形成于第1树脂层部5a的上表面的部分的一部分)与第3再配线8c的一部分(形成于第1树脂层部5a的上表面的部分的一部分)分别露出的开口部10a、10b。并且，在从开口部10a露出的第2再配线8b上通过镀Ni/Au而形成外部电极11a(相当于本实用新型的“第3外部端子”，以下，称作第3外部端子11a)，在从开口部10b露出的第3再配线8c上通过镀Ni/Au而形成外部电极11b(相当于本实用新型的“第2外部端子”，以下，称作第2外部端子11b)。另外，在第2树脂层部5b，通过与第2、第3外部端子11a、11b相同的结构形成后述的第1、第4外部端子。
如此构成的复合电子部件1作为将第1、第2外部端子11b、11c设为输入输出端子，利用偏置电压的效果的电容元件加以使用。具体而言，如图3所示，能够作为通过调整第3、第4外部端子11a、11d间的电压，任意调整经由第1、第2薄膜电阻9a、9b施加于薄膜电容器3的两端的电压，来对薄膜电容器3的电容进行调整的可变电容元件加以使用。
(复合电子部件的制造方法)
接着，对复合电子部件1的制造方法的一例进行说明。首先，在通过表面氧化而形成SiO2膜的绝缘基板2的一方主面，通过溅射对形成薄膜电容器3的下部电极膜3a的Pt膜进行成膜。接着，为了形成电介质膜3b，将在有机溶剂中溶解有Ba、Sr、Ti的各有机金属盐或者金属醇盐的溶液涂布在Pt膜上之后，进行煅烧而形成电介质层。接着，在电介质层上通过溅射对形成上部电极膜3c的Pt膜进行成膜。接着，为了获得薄膜电容器3的所希望的电容，将依次层叠了Pt膜、电介质层、Pt膜的层叠体成形为预定的尺寸。具体而言，在这些层叠体上涂布光致抗蚀剂，利用预定的光掩模进行曝光·显影而形成抗蚀剂图案，之后，通过反应离子蚀刻进行加工，由此形成具有所希望的电容的薄膜电容器3。之后，通过热处理进行晶粒生长，由此能够发挥电介质膜3b的特性。另外，电介质层除了上述之外还可以通过溅射法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法形成。
接着，在绝缘基板2的一方主面形成绝缘保护层4以便覆盖薄膜电容器3。在该情况下，按照无机保护层4a、树脂保护层4b的顺序进行层叠。
接着，在绝缘保护层4的预定位置形成第1、第2贯通孔6a、6b。例如，在利用预定的光掩模对使用了感光性树脂的树脂保护层4b进行曝光·显影而在树脂保护层4b形成第1、第2贯通孔6a、6b之后，将树脂保护层4b作为抗蚀剂对无机保护层4a进行反应离子蚀刻，由此能够在无机保护层4a也形成第1、第2贯通孔6a、6b。
接着，在形成了第1、第2贯通孔6a、6b的绝缘保护层4的上表面通过溅射对Cu/Ti膜进行成膜，通过蚀刻将该Cu/Ti膜形成所希望的图案，由此形成第1引出配线7a、第2引出配线7b。由此，一并形成例如第1引出配线7a的在绝缘保护层4的一方主面上的部分(面内导体部分)与向第1贯通孔6a的内壁面延伸的部分(层间连接部分)。
接着，在绝缘保护层4的一方主面层叠第1树脂层部5a，以便覆盖第1、第2引出配线7a、7b。此时，第1树脂层部5a通过层叠多个树脂层而形成，而在该层叠过程中形成第1、第2薄膜电阻9a、9b。另外，第1、第2薄膜电阻9a、9b例如能够通过蒸镀剥离形成。此处，第1、第2引出配线7a、7b由薄膜形成，因此与一般的通过导体不同，不在第1、第2贯通孔6a、6b填充导体。因此，在形成第1树脂层部5a时，该第1树脂层部5a的树脂进入第1、第2贯通孔6a、6b内。
接着，以与第1、第2贯通孔6a、6b相同的方式形成第3贯通孔6c，并且，以与第1、第2引出配线7a、7b相同的方式形成第1、第2、第3再配线8a、8b、8c。此时，将第3贯通孔6c形成在从第1树脂层部5a的厚度方向观察的俯视视角中不与薄膜电容器3重叠的位置。
接着，在第1树脂层部5a的一方主面层叠第2树脂层部5b以便覆盖第1、第2、第3再配线8a、8b、8c。此时，层叠成使预定的配线(例如，第2、第3再配线8b、8c)的形成第1、第2、第3、第4外部端子11a、11b、11c、11d的部分露出。另外，即便在该情况下也与第1、第2贯通孔6a、6b相同，形成第2树脂层部5b的树脂进入第3贯通孔6c内。
最后，对这些露出的部分实施镀Ni/Au而形成第1、第2、第3、第4外部端子11a、11b、11c、11d，完成复合电子部件1。
另外，在如上述那样通过薄膜形成第1、第2、第3再配线8a、8b、8c的情况下，一直以来存在薄膜电容器的绝缘电阻降低的问题。因此，本实用新型申请人发现通过将形成于第1树脂层部5a的贯通孔6c形成在俯视视角中不与薄膜电容器3重叠的位置，能够改善薄膜电容器3的绝缘电阻的降低。认为这是缘于以下的理由。
即，如图4所示，例如，如第1再配线8a那样，在通过溅射一并形成面内导体部分(形成在第1树脂层部5a的一方主面上的部分)与层间连接部分(形成于第3贯通孔6c的部分)的情况下，第1再配线8a的覆盖在第3贯通孔6c可见的第1引出配线7a的部分(引出覆盖部分)与覆盖第3贯通孔6c的内壁面的部分(内壁覆盖部分)相比，膜厚更厚。
并且，在完成复合电子部件1的状态下，第2树脂层部5b的树脂进入第3贯通孔6c内将第3贯通孔6c填充。根据这样的结构，例如在复合电子部件1暴露于高温、高湿的环境下的情况下，进入到第3贯通孔6c的树脂膨胀。此处，第1再配线8a的引出覆盖部分的膜厚比内壁覆盖部分的膜厚厚，因此，当第3贯通孔6c内的树脂膨胀时，如图4所示，由于该膨胀力致使第1再配线8a的内壁覆盖部分扩展，与此相伴，第1再配线8a的引出覆盖部分变形被朝上方顶起。因此，例如当薄膜电容器3位于第3贯通孔6c的正下方时，伴随着第1再配线8a的上述变形而对薄膜电容器3朝上方作用拉伸应力。这样的拉伸应力会导致薄膜电容器3的上部电极膜3c与电介质膜3b的密接或者下部电极膜3c与电介质膜3b的密接降低。于是，下部或者上部电极膜3a、3c产生未与电介质膜3b充分接触的状态从而显现为薄膜电容器3的绝缘电阻降低。另外，根据本实用新型申请人的实验，确认了通过将第3贯通孔6c配置在俯视视角中不与薄膜电容器3重叠的位置可改善薄膜电容器3的绝缘电阻的降低。另外，图4是用于对作用于第3贯通孔6c的周围的应力进行说明的图。
因而，根据上述的实施方式，通过将第3用贯通孔6c形成在从第1树脂层部5a的厚度方向观察的俯视视角中相对于薄膜电容器3偏移的位置(不重叠的位置)，由此能够拉开第3贯通孔6c与薄膜电容器3的距离，因此能够减小作用于薄膜电容器3的应力。此外，作用于薄膜电容器3的层叠方向的拉伸应力减小，由此确保薄膜电容器3的上部电极膜3c与电介质膜3b的密接或者下部电极膜3c与电介质膜3b的密接，从而能够防止薄膜电容器3的绝缘电阻的降低。
另外，本实用新型并不限定于上述的各实施方式，只要不脱离其主旨，除了上述之外还能够进行各种变更。例如，在上述的实施方式中，对将第1、第2薄膜电阻9a、9b形成于再配线层5的第1树脂层部5a的情况进行了说明，但只要将第1、第2薄膜电阻9a、9b形成于第1树脂层部5a以及第2树脂层部5b的任一个即可。
关于薄膜电路元件，并不限定于上述的第1、第2薄膜电阻9a、9b，例如也可以是由薄膜形成的电感器。
产业上的利用可能性
此外，本实用新型能够广泛应用于具备薄膜电容器以及与该薄膜电容器电连接的薄膜电路元件的各种复合电子部件。
其中，附图标记说明如下：
1：复合电子部件；2：绝缘基板；3：薄膜电容器；4：绝缘保护层；5：再配线层；5a：第1树脂层部；5b：第2树脂层部；6a：第1贯通孔(引出用贯通孔)；6c：第3贯通孔(再配线用贯通孔)；9a：第1薄膜电阻；9b：第2薄膜电阻；11a：外部电极(第3外部端子)；11b：外部电极(第2外部端子)；11c：第1外部端子；11d：第4外部端子。
Claims (2)
1.一种复合电子部件，其特征在于，
所述复合电子部件具备：
绝缘基板；
薄膜电容器，其具有多个导体层与电介质薄膜，并形成在所述绝缘基板的一方主面上；
绝缘保护层，其覆盖所述薄膜电容器地层叠于绝缘基板的一方主面；
引出用贯通孔，其形成为在俯视视角中与所述薄膜电容器重叠的位置沿厚度方向贯通所述绝缘保护层，使得所述薄膜电容器可见；
引出用电极膜，其沿着所述引出用贯通孔的内壁面延伸地形成于所述绝缘保护层的一方主面，并与所述薄膜电容器的所述导体层连接；
再配线层，其层叠于所述绝缘保护层；以及
至少一个薄膜电路元件，其设置在所述再配线层内，并与所述薄膜电容器电连接，
所述再配线层具备：
第1树脂层部，其覆盖所述引出用电极膜地层叠于所述绝缘保护层的一方主面；
第2树脂层部，其层叠于所述第1树脂层部；
再配线用贯通孔，其形成为在俯视视角中与所述引出用电极膜重叠的位置沿厚度方向贯通所述第1树脂层部，使得所述引出用电极膜可见；以及
再配线用电极膜，其沿着所述再配线用贯通孔的内壁面延伸地形成于所述第1树脂层部的一方主面，并与所述引出用电极膜连接，
在所述再配线用贯通孔内填充有形成所述第2树脂层部的树脂，
所述再配线用贯通孔形成于在从所述厚度方向观察的俯视视角中相对于所述薄膜电容器偏移的位置。
2.根据权利要求1所述的复合电子部件，其特征在于，
所述复合电子部件具备：
第1外部端子，所述薄膜电容器的一端与该第1外部端子连接；
第2外部端子，所述薄膜电容器的另一端与该第2外部端子连接；
第3外部端子，作为所述薄膜电路元件的第1薄膜电阻的一端与该第3外部端子连接；以及
第4外部端子，作为所述薄膜电路元件的第2薄膜电阻的一端与该第4外部端子连接，
所述薄膜电容器的所述一端与所述第1薄膜电阻的另一端连接，
所述薄膜电容器的所述另一端与所述第2薄膜电阻的另一端连接。
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