JP2003078061A - コンデンサ内蔵配線基板 - Google Patents

コンデンサ内蔵配線基板

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JP2003078061A
JP2003078061A JP2001263115A JP2001263115A JP2003078061A JP 2003078061 A JP2003078061 A JP 2003078061A JP 2001263115 A JP2001263115 A JP 2001263115A JP 2001263115 A JP2001263115 A JP 2001263115A JP 2003078061 A JP2003078061 A JP 2003078061A
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capacitor
wiring board
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capacitor electrode
dielectric layer
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JP2001263115A
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English (en)
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Kozo Matsukawa
宏三 松川
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Kyocera Corp
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線基板にコンデンサを内蔵し、低インダク
タンスとしつつ単位面積当りの容量を上げることであ
る。 【解決手段】 複数の誘電体層1および配線導体2を積
層するとともに、誘電体層1の一部1aを挟んで対向す
るコンデンサ電極層3が形成されてなるコンデンサ内蔵
配線基板であって、コンデンサ電極層3は、対向する表
面に互いにかみ合う凹凸パターンが形成されているもの
である。誘電体層1の一部1aを挟んで対向するコンデ
ンサ電極層3に、対向する表面に互いにかみ合う凹凸パ
ターンを形成したことから、コンデンサ電極層3自体を
大型化することなく電極同士が対向する面積を凹凸パタ
ーンにより大幅に面積を増加させることができるため、
配線基板を大型化することなく、高容量でかつ低インダ
クタンスなコンデンサを内蔵したコンデンサ内蔵配線基
板を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、半導体LSI・チ
ップ部品等を搭載し、それらを相互配線するための配線
基板に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、携帯用端末等の電子機器の小型化
や使用される周波数帯域の高周波化に伴い、電子機器に
組み込まれる配線基板にも小型化・高周波対応が要求さ
れ、バイパスコンデンサ等を低インダクタンスで実装す
ることや、配線基板を小型化するために単位面積当りの
静電容量を上げていくことが検討されている。 【0003】このため、配線基板にコンデンサを内蔵し
た配線基板、例えばセラミック誘電体をシートの状態で
配線基板内部のコンデンサ電極層間に挟み込んで積層し
内蔵させた配線基板が採用されている。 【0004】しかしながら、この配線基板では構造的に
低インダクタンスなコンデンサを内蔵できるが、さらに
単位面積当りの容量を向上させるには、誘電体シートの
誘電率を大きくすることや、誘電体シートの厚みを薄く
する等の工夫が必要となり、例えばセラミック誘電体か
ら成る誘電体シートを挟み込んで、この誘電体シートの
誘電率を大きくする方法では、異なるセラミック誘電体
材料から成る基板シートと誘電体シートとの相互拡散に
よる特性劣化や、焼結挙動の不一致によるクラック等が
生じるという問題点があった。また、誘電体シートの厚
みを薄くする方法では、製造工程における取扱いが困難
となり、生産性が著しく低下するといった問題点があっ
た。 【0005】そのため、特開平11−87918号公報に記載
されているように、予め焼結した、または未焼結のチッ
プ型セラミック受動部品(コンデンサ・インダクタ等)
を多層セラミック配線基板の積層体内部に組み込む方法
などが提案され始めている。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開平11−87918号公報に記載された配線基板では、焼結
した、または未焼結のチップ型セラミック受動部品をセ
ラミック・グリーンシート積層体の内部に組み込んで焼
成する必要性があり、受動部品とセラミック・グリーン
シートとの間の収縮差によるクラックや変形を抑制する
ために、面方向と厚み方向すべての収縮挙動を厳しく制
御する必要性があり、使用できる材料が限定されるとい
う問題点を有していた。 【0007】本発明は上記問題点に鑑み完成されたもの
で、その目的は、配線基板の誘電体層および内蔵コンデ
ンサの誘電体となる誘電体層に使用できる材料を限定す
ることなく、高容量でかつ低インダクタンスなコンデン
サを内蔵することができるコンデンサ内蔵配線基板を提
供することにある。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明のコンデンサ内蔵
配線基板は、複数の誘電体層および配線導体を積層する
とともに前記誘電体層の一部を挟んで対向するコンデン
サ電極層が形成されてなるコンデンサ内蔵配線基板であ
って、前記コンデンサ電極層は、対向する表面に互いに
かみ合う凹凸パターンが形成されていることを特徴とす
るものである。 【0009】本発明のコンデンサ内蔵配線基板によれ
ば、誘電体層の一部を挟んで対向して内蔵コンデンサを
構成するコンデンサ電極層に、対向する表面に互いにか
み合う凹凸パターンを形成したことから、コンデンサ電
極層自体を大型化することなく電極同士が対向する面積
を凹凸パターンにより大幅に増加させることができるた
め、配線基板を大型化することなく、高容量でかつ低イ
ンダクタンスなコンデンサを内蔵したコンデンサ内蔵配
線基板を得ることができる。 【0010】 【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。 【0011】図1は、本発明のコンデンサ内蔵配線基板
の実施の形態の一例を示す断面図であり、1は誘電体
層、2は配線導体、3はコンデンサ電極層であり、1a
は誘電体層1の一部であってコンデンサ電極層3に挟ま
れた誘電体層である。 【0012】誘電体層1は、ガラスセラミックス焼結体
・酸化アルミニウム質焼結体・窒化アルミニウム質焼結
体等のセラミック材料や、エポキシ樹脂・ポリフェニレ
ンエーテル樹脂等の有機樹脂をガラスクロスに含浸させ
たり、フィラー分散系複合材料のマトリックスを用いた
有機材料で形成されている。 【0013】誘電体層1は、例えばガラスセラミックス
焼結体で形成されている場合であれば、次のように製作
される。 【0014】まず、ガラス・フィラー等の原料粉末と、
適当な有機バインダ・可塑剤・溶剤を添加混合してスラ
リーとするとともに、そのスラリーを従来周知のドクタ
ーブレード法やカレンダロール法を採用することによっ
て、グリーンシート状の誘電体層を成形する。 【0015】このグリーンシート状の誘電体層1の所定
の表面には、配線導体2となる導体パターンと、誘電体
層1aを挟み込むようにして互いに対向し、その対向す
る表面が凹凸パターン形状とされたコンデンサ電極層3
が形成されている。 【0016】配線導体2は、金・銀・銅等の金属粉末に
適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤を混合してペースト
化したものをスクリーン印刷などで所定形状の導体パタ
ーンに塗布する方法や、所定形状の金属箔から成る導体
パターンを転写する方法等により形成することができ
る。 【0017】コンデンサ電極層3は、金・銀・銅等の金
属粉末に適当な光感光性バインダ・溶剤・可塑剤を混合
してペースト化したものをスクリーン印刷法やグラビア
印刷法やスロットダイコート法やリバースコート法等に
よりグリーンシート状の誘電体層1に塗工した後に、所
定のパターンマスクを用いて露光することにより必要部
分の導体ペースト中の光感光性バインダーを架橋させ、
不要部分をアルカリ溶液で現像して削除することによっ
て、対向する表面に互いにかみ合う凹凸パターンが形成
された、誘電体層1の間にその一部の誘電体層1aを挟
んで対向するものとして形成することができる。 【0018】コンデンサ電極層3の対向する表面に形成
される互いにかみ合う凹凸パターンの形状としては、角
柱状・円柱状・円錐状等の凹凸を平面方向の縦横に等配
置間隔に配列したものや、断面形状が波板状や四角等の
溝を等配置間隔に配列したものを採用することができ
る。 【0019】コンデンサ電極層3の凹凸パターンの高さ
は、5〜100μmが望ましい。凹凸パターンの高さが5
μm未満では、このコンデンサ電極層3を形成するため
の導体ペースト中の金属粉末の粒径を微細化する必要が
あり、導体ペーストの粘度が高くなるために均一な形状
の凹凸パターンを形成しにくくなる傾向がある。他方、
凹凸パターンの高さが100μmを超えると、コンデンサ
内蔵配線基板の総厚みが必要以上に厚くなる傾向があ
り、コンデンサ内蔵配線基板の薄型化の要求を満足しに
くくなる傾向がある。 【0020】コンデンサ電極層3に挟まれた誘電体層1
aは、他の誘電体層1と同一の材料、または他の誘電体
層1に比べて誘電率の高い材料からなり、例えば、誘電
体層1と同様の原料粉末に適当な有機バインダ・可塑剤
・溶剤を添加混合した誘電体ペーストをスクリーン印刷
法・グラビア印刷法・スロットダイコート法・リバース
コート法等により塗工した後に、約80℃で1時間乾燥す
ることによりレベリングした後に、コンデンサ電極層3
の対向する表面の凹凸パターンに沿って形成される。 【0021】コンデンサ電極層3の互いにかみ合う凹凸
パターン間に挟まれた誘電体層1aを形成するための誘
電体ペースト中の溶剤含有率は、20〜80体積%にしてお
くことが、均一な厚みの誘電体層1aを形成することが
できる点で好ましい。誘電体ペースト中の溶剤含有率が
20体積%未満の場合には、ペースト粘度が高くなりやす
く、塗工後にレベリングしにくくなって、均一な厚みの
誘電体層1aが形成されにくい傾向がある。他方、溶剤
含有率が80体積%を超えると、塗工後の乾燥時にグリー
ンシート状の他の誘電体層1がこの誘電体ペースト中の
溶剤により膨潤し、クラックが発生したり、寸法が変化
したりする不具合が発生しやすい傾向がある。 【0022】コンデンサ電極層3に挟まれた誘電体層1
aの厚みは、1〜100μmにすることが絶縁性や静電容
量の制御の点で好ましい。誘電体層1aの厚みが1μm
未満では絶縁破壊やショートが発生しやすくなる傾向が
あり、他方、100μmを超えると静電容量を上げる効果
が小さくなる傾向にある。 【0023】表面に、対向する表面が互いにかみ合う形
状の凹凸パターンとされたコンデンサ電極層3が形成さ
れ、さらにその凹凸パターンに沿って誘電体層1aが形
成されたグリーンシート状の誘電体層1と、その凹凸パ
ターンと互いにかみあうように同様の凹凸パターンが形
成されたコンデンサ電極層3および誘電体層1aが形成
されたグリーンシート状の誘電体層1とを、コンデンサ
電極層3の対向する表面の凹凸パターンが互いにかみ合
うように位置合わせを行ない、5〜20MPaの圧力およ
び20〜80℃の温度で熱圧着して積層体を得て、その後、
約1000℃の高温で焼成することによりコンデンサ内蔵配
線基板が得られる。 【0024】以上により得られたコンデンサ内蔵配線基
板は、コンデンサ電極層3の対向する表面に互いにかみ
合う凹凸パターンが形成されていない従来のコンデンサ
内蔵配線基板に比べて、数倍から数十倍の静電容量を持
つコンデンサを内蔵したコンデンサ内蔵配線基板とする
ことができる。 【0025】なお、本発明は上述の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
であれば種々の変更は可能である。 【0026】例えば、上述の実施の形態の例では誘電体
層1にガラスセラミック材料を用いたコンデンサ内蔵配
線基板としたが、これを誘電体層1にエポキシ樹脂やポ
リフェニレンエーテル樹脂等からなる有機材料を用い、
誘電体層1に金属箔を貼り付けた後にエッチング法によ
り所定パターンの配線導体2を形成し、対向する表面に
互いにかみ合う凹凸パターンを有するコンデンサ電極層
3をめっき法等により形成して、コンデンサ内蔵配線基
板を構成してもよい。 【0027】さらに、上述の実施の形態の例では光感光
性バインダを用いた導体ペーストを塗布して露光するこ
とにより凹凸パターンを有するコンデンサ電極層3を形
成したが、金属粉末ペーストを塗工した後に所望の凹凸
パターン形状の金型でプレスすることにより、対向する
表面に互いにかみ合う形状の凹凸パターンが形成された
コンデンサ電極層を形成してもよい。 【0028】 【発明の効果】本発明のコンデンサ内蔵配線基板によれ
ば、誘電体層の一部を挟んで対向して内蔵コンデンサを
構成するコンデンサ電極層に、対向する表面に互いにか
み合う凹凸パターンを形成したことから、コンデンサ電
極層自体を大型化することなく電極同士が対向する面積
を凹凸パターンにより大幅に増加させることができるた
め、配線基板を大型化することなく、高容量でかつ低イ
ンダクタンスなコンデンサを内蔵したコンデンサ内蔵配
線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の実施の形態
の一例を示す断面図である。 【符号の説明】 1・・・誘電体層 1a・・コンデンサ電極層に挟まれた誘電体層(誘電体
層の一部) 2・・・配線導体 3・・・コンデンサ電極層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数の誘電体層および配線導体を積層す
    るとともに前記誘電体層の一部を挟んで対向するコンデ
    ンサ電極層が形成されてなるコンデンサ内蔵配線基板で
    あって、前記コンデンサ電極層は、対向する表面に互い
    にかみ合う凹凸パターンが形成されていることを特徴と
    するコンデンサ内蔵配線基板。
JP2001263115A 2001-08-31 2001-08-31 コンデンサ内蔵配線基板 Pending JP2003078061A (ja)

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Cited By (4)

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