JP2006157031A - コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コンデンサ1100は、積層コンデンサ部1110とその上下の第1,第2ビア−ビア転換部1120,1130とに大別される。積層コンデンサ部の積層方向上下にそれぞれ位置する第1,第2転ビア−ビア転換部1120,1130は、接続対象部材の複数のコンデンサ接続端子CTC,WTCと面接続可能な複数の接続パッド1124,1134、及びこれと一対の共通電極層1104A,1104Bとをそれぞれ導通させる転換ビア導体1125,1126や転換電極層1123,1133を有する。
【選択図】 図19
Description
しかしながら、一般に、コンデンサ10は、一対の共通電極層4A,4Bを有するのみであるため、このコンデンサ10を直接ICチップ11の接続端子と直接接続させることはできない。そこで、このコンデンサ10の共通電極層4A,4BとICチップ11の接続端子との間を複雑な経路を通るコンデンサ接続配線14でそれぞれの接続端子と接続することとなる。さらに、他の配線等に制限されて、ICチップ11とチップコンデンサ10とを結ぶコンデンサ接続配線14の長さが長く、また細くなりやすいため、コンデンサ接続配線14自身の持つ抵抗やインダクタンスが大きくなりがちで、低抵抗、低インダクタンスの要請に十分に応えられない。
また、コンデンサ10の図中上方に、さらに他の電子部品を搭載し、さらにこれとコンデンサを接続することも困難である。
また、接続対象部材の接続端子には、例えばパッド、バンプ、ピン、ビア導体などが挙げられる。
また、コンデンサの接続パッドには、ハンダや導電性樹脂を盛り上げてバンプとしても良い。
なお、第1接続パッドを連結してなる複数接続パッドは、1つ即ち第1接続パッドすべてが互いに連結したパターンの複数接続パッドであっても良いし、複数の複数接続パッドからなっていても良い。
分離層で分離される複数の領域を等しい面積にすると、ハンダな導電静樹脂の濡れ拡がりによる高さを均一にできるので、より信頼性の高い接続ができる。
ソルダレジスト層に形成した透孔により複数の領域を形成する場合には、スクリーン印刷技術やフォトリソグラフィ技術やレーザ孔空け技術により透孔が容易に形成できる。また、接続対象部材との接続時にハンダがその周縁に拡がることを確実に防止できる。また、透孔内にハンダペーストを塗布しリフローすることでハンダバンプを容易に形成することができる。
しかも、転換部において、一対の共通電極層のいずれも複数の接続パッドのうちの少なくともいずれかと導通する。このため、転換部の接続パッドから、コンデンサの両極を取り出すことができる。従って、接続した接続対象部材(例えばICチップ)において、あるいは接続対象部材(たとえば配線基板)を通じて、コンデンサの2つの電極を利用することができる。このため、例えば、コンデンサの2つの電極の一方を電源電位に、他方を接地電位にすることで、コンデンサの両極(一対の共通電極層)を利用して、ノイズ除去の役割を果たさせることができる。特に、このコンデンサをICチップと接続させると、各所で電源電位や接地電位の必要なICチップにおいて、コンデンサから必要部位に各電位を供給することもできる。
つまり、第1転換部において、一対の共通電極層のいずれも第1転換部内の複数の接続パッドのうちの少なくとも1つと導通する。このため、第1転換部の接続パッドから、コンデンサの両極を取り出すことができる。
また、第2転換部においても、一対の共通電極層のいずれも第2転換部内の複数の接続パッドの少なくともいずれかと導通する。従って同様に、第2転換部の接続パッドから、コンデンサの両極を取り出すことができる。即ち、第1転換部と第2転換部の両側から、コンデンサの両極を取り出すことができる。
このため、例えば、ICチップ(第1の電子部品)と配線基板(第2の電子部品)との間にこのコンデンサを介在させることにより、配線基板からICチップへ電力を供給する電源配線及び接地配線の一部としての役割を果たさせると共に、電源配線と接地配線との間をこのコンデンサで結び、これらの配線に重畳されるノイズを除去する役割をも果たさせることができる。
フォトリソグラフィ技術を用いて側面経由転換配線を、また、フォトリソグラフィ技術あるいはレーザ孔空け技術を用いて転換ビア導体を形成すると、微細な側面経由転換配線や転換ビア導体を精度良く形成することができるので、多数の側面経由転換配線や転換ビア導体を確実に形成したコンデンサとすることができる。
本発明の配線基板等の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図1に平面図及び斜視断面図を示す本発明のコンデンサ100は、平面視略正方形板状で、大別して積層部110とビア−側面転換部120とを有する。
このうち積層部110は、高誘電体セラミック、具体的には、BaTiO3を主成分とする多数の誘電体層101とPdを主成分とする電極層102とを交互に積層した略正方形板状の積層体103を有する。さらに、この積層体103のうち積層方向(図中上下方向)に平行な側面103A,103Bには、各電極層102と1層おきに導通ししかも互いに絶縁された一対の共通電極層104A,104Bがそれぞれ形成されている。つまりこの積層部110は、共通電極層104A,104Bと、共通電極層104Aで互いに導通され一方の極をなす第1電極層102Aの群、及び、共通電極層104Bで互いに導通され他方の極をなす第2電極層102Bの群と、これらに挟まれた誘電体層101とを有し、上記した従来の積層セラミックコンデンサとほぼ同様の構造とされている。なお、この積層部110のうち積層方向最外側(図中上方)には、一方の共通電極層104Bと導通する最上第2電極層102BUが積層形成されている。
さらに、最上第2電極層102BUから転換絶縁層121を貫通して外表面121Tに延出し、第2接続パッド122Bにそれぞれ接続する転換ビア導体125を備える。したがって、転換ビア導体125及び最上第2電極層102BUを通じて、各々の第2接続パッド122Bと積層部110の他方の極をなす他方の共通電極層104B及び第2電極層102Bの群とがそれぞれ導通している。第2接続パッド122Bは、他の接続パッドとは連結しない独立の接続パッドである。
逆に言えば、多数の接続パッド122は、コンデンサ100のうち積層部110の2つの共通電極層104A,104Bのいずれかに接続している。しかも、上述のように、この共通電極層104A,104Bのいずれも複数の接続パッド122のうちの少なくともいずれか、具体的には共通電極層104Aは第1接続パッド122Aと、共通電極層104Bは第2接続パッド122Bと接続している。
このため、このコンデンサ100の図中上方から、接続パッド122を通じて、一対の共通電極層104A,104Bのいずれとも導通することができる。
この配線基板151は、その内部に配線層152を備えるとともに、その上面151Tには、ICチップCHの基板接続端子CTWと面接続可能な接続パッド153を多数備え、下面151Vには、マザーボードなど他の配線基板と面接続可能なLGAパッド154を多数備えている。さらに、この配線基板151の略中央には、コンデンサ100を収容可能な平面視略正方形の貫通孔151Hが形成されており、上述した基板接続端子CTWは、この貫通孔151Hの周縁近傍に形成されている。
貫通孔151H内に収容されたコンデンサ100の接続パッド122、及び配線基板151の接続パッド153は、それぞれ図中破線で示すICチップCHの接続端子CT、即ち、コンデンサ接続端子CTC及び基板接続端子CTWとそれぞれ面接続する。例えば、高温ハンダからなる球状バンプタイプの接続端子CTと、接続パッド122及び153とを、Ag−Snハンダ等によって接続するなど公知の手法により、ICチップCHをコンデンサ付属配線基板150(コンデンサ100及び配線基板151)にフリップチップ接続する。
さらに、ICチップCH内の電源電位や接地電位が必要な各所に、コンデンサ接続端子CTCを通じて、コンデンサ100から低抵抗、低インダクタンスで電源電位や接地電位を供給することができる。
なお、コンデンサ100の内部構造は、既に説明した(図1(b)参照)ので、本図では略記している。
まず、図3(a)に示すように、公知のグリーンシート製造技術により、BaTiO3粉末を主成分とする高誘電体セラミックグリーンシート(以下、単にシートともいう)181を多数製造する。
次いで、このシート181のうち1枚については、図3(b)に示すように、このシート181の所定位置に、Pdペーストからなり、表面181T及び裏面181V間を貫通する未焼成ビア導体183を形成する。さらに、表面181TにPdペーストからなる未焼成導体層184及び未焼成接続パッド185を形成する。このうち、未焼成接続パッド185は、それぞれ未焼成ビア導体183と接続する位置に形成する。
次いで、この積層体186を焼成(同時焼成)して、図1に示すコンデンサ100を形成する。コンデンサ100をこのようにして形成したので、焼成後、直ちにコンデンサとして使用することができる。なお、ICチップCHのコンデンサ接続端子CTC等との接続時のハンダ濡れ性改善のため、焼成後に、側面経由配線層123(第1接続パッド122A)や第2接続パッド122Bについて、Ni−Auメッキなどのメッキを施すようにしても良い。
このように、同時焼成によってコンデンサ100を形成すると、容易かつ安価にコンデンサ100を形成することができる。
上記実施形態1では、積層部110とビア−側面転換部120とを有するコンデンサ100を同時焼成によって形成した。しかし、先に積層部を形成した後にビア−側面転換部を形成して同様な構造のコンデンサとすることもできる。
本変形形態のコンデンサ200は、上記コンデンサ100とは製造方法や材質が異なるのみで、コンデンサの構造やICチップCH等と接続した場合の利点は変わらないので、同様の部分についての説明を省略あるいは簡略化する。
このシート281の半数については、実施形態1において図3(c)を参照して説明したのと同様に、その表面281TにPdペーストからなる未焼成第1電極層282Aを形成する(図4(b)参照)。また、残りの半数についても、図3(d)と同様に、その表面281TにPdペーストからなる未焼成第2電極層282Bを形成する(図4(b)参照)。これらの未焼成第1電極層282A及び未焼成第2電極層282Bはいずれも、シート281の表面281Tのほぼ全面を覆うが、未焼成第1電極層282Aはシート281の図中右端近傍、逆に未焼成第2電極層282Bはシート281の図中左端近傍を覆わないパターンとされている。
つまりこの積層部210は、共通電極層204A,204Bと、共通電極層204Aで互いに導通された第1電極層202Aの群及び共通電極層204Bで互いに導通された第2電極層202Bの群と、これらに挟まれた誘電体層201とを有し、上記した従来の積層セラミックコンデンサとほぼ同様の構造とされ、2つの共通電極層204A,204Bを持つコンデンサとして機能させることができる。
なお、この積層部210のうち積層方向最外側(図中上方)には、一方の共通電極層204Bと導通する最上第2電極層202BUが積層形成されている。
その後、図5(c)に示すように、貫通孔205H内、転換絶縁層205の上面205T、及び共通電極層204Aに近い転換絶縁層205の側面205Aに、Ag含有導電性樹脂ペーストを充填・塗布し、硬化させて、共通電極層204Aと接続する側面経由配線層206、転換ビア導体207、及び第2接続パッド208を形成してビア−側面転換部220とする。なお、転換経由配線層206のうち破線で示す部分は、第1接続パッド206Pの役割を果たす。
これによりコンデンサの機能を有する積層部210と、2つの共通電極層204A,204Bを面接続可能な第1接続パッド206P及び第2接続パッド208に転換するビア−側面転換部220とを有するコンデンサ200が形成される。このコンデンサ200は、前記コンデンサ100と同様に、ICチップCH等に直接面接続でき、ノイズ除去や各部への電位供給の役割を果たさせることができる。
上記変形形態では、Ag含有導電性樹脂ペーストを用いて転換経由配線層206等を形成したが、接続時に使用するハンダ材等を考慮して、その他の導電性樹脂ペーストを用いることもできる。
上記変形形態1では、積層部210上に転換絶縁層205を形成しレーザで穿孔したが、感光性樹脂層を用いることもできる。また、上記変形形態1では、Agペーストを用いて側面経由配線層206、転換ビア導体207、及び第2接続パッド208を形成したが、メッキ技術によってこれらを形成しても良い。
本変形形態では、上記変形形態1と同様にして積層部210を形成した後、図6(a)に示すように、最上第2電極層202BUの上面202BUT及び最上第2電極層202BUの直下に位置する最上誘電体層201Uの上面202UTのうち露出部分(図中左端部分)に、公知の手法によってエポキシ樹脂からなる未硬化の感光性樹脂絶縁層を形成する。具体的には、フィルム状の未硬化感光性樹脂を貼り付ける。その後、露光現像して所定位置に貫通孔を形成した後、硬化させて、貫通孔305Hを有する転換絶縁層305を形成する。
なお上記では、いわゆるセミアディティブ法を用いたが、サブトラクティブ法、フルアディティブ法など他の手法を用いることもできる。また、ICチップとの接続の際のハンダ濡れ性等を考慮して、Cuメッキの後にNiメッキ、あるいはNi及びAuメッキを施しても良い。
上記実施形態1等では、積層部の積層方向片側(図中上部)にビア−側面転換部を設け、このビア−側面転換部でICチップ等と面接続できるようにしたコンデンサを示したが、ビア−側面転換部は積層部の積層方向両側に設けても良い。即ち、図7に平面図及び斜視断面図を示す本発明のコンデンサ400は、平面視略正方形板状で、大別して積層部410と、この上下に2つの転換部、第1ビア−側面転換部420と第2ビア−側面転換部430とを有する。なお、このコンデンサ400は、転換部を2つ備える点を除き、実施形態1のコンデンサ100とほぼ同様であるので、同様な部分については、説明を省略あるいは簡略化する。
また、一方の共通電極層404Aから転換絶縁層421の側面421Aを経由して、外表面421Tのうち第2接続パッド422Bの周縁及び共通電極層404Bに近い右端近傍を除く部分に拡がる側面経由配線層423を備える。この側面経由配線層423は、そのうちの一部が上記した第1接続パッド422Aとなっている。つまり側面経由配線層423によって、第1接続パッド422Aと積層部410の一方の極をなす一方の共通電極層404A及び第1電極層402Aの群とが導通している。また、第1接続パッド422Aは互いに連結して複数接続パッドを構成している。また、この側面経由配線層423(複数接続パッド)は、多数の第1接続パッド422Aと同時に接続しており、形成容易で、側面経由配線層423(複数接続パッド)の持つ抵抗やインダクタンスを低く抑えることができる。
また、前記変形形態1,2と同様にして、予め積層部210を形成しておき、第2ビア−側面転換部430についても、樹脂絶縁層及び導体ペーストやメッキによって形成するようにしても良い。
なお、コンデンサ400の内部構造は、既に説明した(図7(b)参照)ので、本図では略記している。
上記コンデンサ400では、第1接続パッド422Aはいずれも側面経由配線層423の一部として形成され、第1接続パッド422Aは互いに連結して複数接続パッドを構成していた。一方、第2接続パッド422Bはいずれも他から独立し、それぞれ転換ビア導体425を通じて最上第2電極層402BUに接続していた。しかし、第2接続パッドについても、複数の第2接続パッドが連結した複数接続パッドとしても良い。
図10に示す本変形形態にかかるコンデンサ500では、上記実施形態3と同様の積層部410と第2ビア−側面転換部430を有する他、第2複数接続パッド524を備えた第1ビア−側面転換部520を有する。
第1ビア−側面転換部520は、積層部410の最上第2電極層402BUの積層方向外側(図中上方)に積層された転換絶縁層521を備え、この転換絶縁層521の外表面(図中上面)521Tには、図10(a)に破線で示す第1接続パッド522A、及び第2接続パッド522Bの2種類の接続パッド522が、格子状に多数形成されている。この接続パッド522は、前記実施形態3の場合と同様に、直接ICチップのコンデンサ接続端子とそれぞれ面接続させたり、コンデンサ付属配線基板に内蔵させた上で、ICチップなどの電子部品の接続端子と接続させることができる。
このように複数の連結第2接続パッド522BCを含む第2複数接続パッド524を形成すると、転換絶縁層521に形成する転換ビア導体525の数を、形成する第2接続パッド522Bの数より減少させることができ、コンデンサ500の形成が容易になる。
次いで、他の実施形態について説明する。上記実施形態では、コンデンサはいずれも積層部の他、ビア−側面転換部(第1,第2ビア−側面転換部)を有し、積層部側面に形成された共通電極層のうち一方は側面経由配線層により、他方は転換ビア導体により、面接続可能な第1,第2接続パッドなどに転換された。これに対し、本実施形態では、例えば、図11に示すように、共通電極層104A,104Bを、いずれも側面経由配線層によって面接続可能な接続パッドに変換する。
即ち、本実施形態にかかるコンデンサ600は、実施形態1と同様の積層部110の他、側面−側面転換部620を有する。この側面−側面転換部620には、積層部110の最上第2電極層102BUの積層方向外側(図中上方)に積層された転換絶縁層621を備え、この転換絶縁層621の外表面(図中上方面)621Tには、図11に破線で示す第1接続パッド622A、及び第2接続パッド622Bの2種類の接続パッド622が、格子状に多数形成されている。この接続パッド622は、実施形態1と同様にICチップCHのコンデンサ接続端子CTCなどとそれぞれ接続するものである(図2参照)。
本実施形態においては、具体的には、5つの第1接続パッド622Aが一列に並んで、直線状に延びる形態の第1複数接続パッドをなしている。従って、第1側面経由配線層623には、5つの第1接続パッド622Aを有する第1複数接続パッドが3つ含まれている。同様に、5つの第2接続パッド622Bが一列に並んで、直線状に延びる形態の第2複数接続パッドをなしている。従って、第2側面経由配線層624にも、5つの第2接続パッド622Bを有する第2複数接続パッドが3つ含まれている。また、第1複数接続パッドと第2複数接続パッドとが交互に並んで配置されている。
また、この第1側面経由配線層623は、図11に破線で示すように、多数の第1接続パッド622Aを含む、つまり多数の第1接続パッド622Aと同時に接続している。第1接続パッド622A毎に、転換絶縁層621の側面621Aを経由する側面経由配線で共通電極層604Aと接続させると、形成すべき側面経由配線の数が多くなって各側面経由配線の幅が狭くなり、各側面経由配線の持つ抵抗やインダクタンスが高くなりがちである。しかし、本実施形態の側面経由配線層623(第1複数接続パッド)は、同時に多数の第1接続パッド622Aと接続している。具体的には、第1複数接続パッドは各々5ヶ、側面経由配線層623は合計15ヶの第1接続パッド622Aと接続しているので、形成容易で、側面経由配線層623(第1複数接続パッド)の持つ抵抗やインダクタンスを低く抑えることができる。第2側面経由配線層624(第2複数接続パッド)も第2接続パッド622Bとの関係について同様である。
次いで、このシート181のうち1枚について、図12(b)に示すように、このシート181の表面181の所定位置に、Pdペーストからなり互いにかみ合った櫛歯状パターン(図11参照)を有する未焼成導体層683,684を形成する。
次いで、この積層体186を焼成(同時焼成)して、図11に示すコンデンサ600を形成する。コンデンサ600をこのようにして形成したので、実施形態1と同様に焼成後、直ちにコンデンサとして使用することができる。なお、ICチップCHのコンデンサ接続端子CTC等との接続時のハンダ濡れ性改善のため、焼成後に、第1側面経由配線層623(第1接続パッド622A)や第2側面経由配線層624(第2接続パッド622B)について、Ni−Auメッキなどのメッキを施すようにしても良い。
このように、同時焼成によってコンデンサ600を形成すると、容易かつ安価にコンデンサ600を形成することができる。さらに、このコンデンサ600では、シート181に未焼成ビア導体183を形成する必要が無い(図3(b)参照)ので、実施形態1のコンデンサ100と比較しても、形成が容易になる。
次いで、積層部の積層方向両側(図中上下部)に側面−側面転換部を設け、この側面−側面転換部でICチップ等を面接続できるようにしたコンデンサを示す。即ち、図13に平面図及び斜視断面図を示す本発明のコンデンサ700は、平面視略正方形板状で、大別して実施形態2と同様の積層部410と、この上下に2つの転換部、第1側面−側面転換部720と第2側面−側面転換部730とを有する。なお、このコンデンサ700のうち、積層部410は実施形態4のコンデンサ400と同様であり、第1側面−側面転換部720は実施形態3のコンデンサ600の側面−側面転換部620と同様であるので、同様な部分については、説明を省略あるいは簡略化する。
具体的には、本実施形態においても、5つの第1接続パッド722Aが一列に並んで、直線状に延びる形態の第1複数接続パッドをなしている。従って、第1側面経由配線層723には、5つの第1接続パッド722Aを有する第1複数接続パッドが3つ含まれている。同様に、5つの第2接続パッド722Bが一列に並んで、直線状に延びる形態の第2複数接続パッドをなしている。従って、第2側面経由配線層724にも、5つの第2接続パッド722Bを有する第2複数接続パッドが3つ含まれている。また、第1複数接続パッドと第2複数接続パッドとが交互に並んで配置されている。
また、この第1側面経由配線層723(第1複数接続パッド)は、図13に破線で示すように、多数の第1接続パッド722Aを含み、多数の第1接続パッド722Aと同時に接続している。具体的には、第1複数接続パッドは各々5ヶ、側面経由配線層623は合計15ヶの第1接続パッド722Aと接続している。このように、第1側面経由配線層723(第1複数接続パッド)を同時に多数の第1接続パッド722Aと接続させると、形成容易で、第1側面経由配線層723(第1複数接続パッド)の持つ抵抗やインダクタンスを低く抑えることができる。第2側面経由配線層724(第2複数接続パッド)も第2接続パッド722Bとの関係について同様である。
具体的には、本実施形態においても、5つの第3接続パッド732Aが一列に並んで、直線状に延びる形態の第3複数接続パッドをなしている。従って、第3側面経由配線層733には、5つの第3接続パッド732Aを有する第3複数接続パッドが3つ含まれている。同様に、5つの第4接続パッド732Bが一列に並んで、直線状に延びる形態の第4複数接続パッドをなしている。従って、第4側面経由配線層734にも、5つの第4接続パッド732Bを有する第4複数接続パッドが3つ含まれている。また、第3複数接続パッドと第4複数接続パッドとが交互に並んで配置されている。
また、この第3側面経由配線層733(第1複数接続パッド)は、図13(b)に破線で示すように、多数の第3接続パッド732Aを含み、多数の第3接続パッド732Aと同時に接続している。具体的には、第3複数接続パッドは各々5ヶ、側面経由配線層733は合計15ヶの第3接続パッド732Aと接続している。このように、第3側面経由配線層733(第3複数接続パッド)を同時に多数の第3接続パッド732Aと接続させると、形成容易で、第3側面経由配線層733(第3複数接続パッド)の持つ抵抗やインダクタンスを低く抑えることができる。第4側面経由配線層734(第4複数接続パッド)も第4接続パッドとの関係について同様である。
従って、配線基板の内部配線を介することなく、低抵抗、低インダクタンスでICチップCHに電源電位及び接地電位を供給することができる。しかも、この電位間に生じるノイズをICチップCHのごく近くにおいてコンデンサ700によって確実に除去することもできる。
あるいは、実施形態2と同様に、コンデンサ700を内蔵固着したコンデンサ付属配線基板を形成し、コンデンサ700の接続端子722,732を、樹脂絶縁層やコア基板等の形成した内部配線を経由して、ICチップCHやマザーボードWB等に接続させることもできる。このようにしても、コンデンサ700を介して、低抵抗、低インダクタンスで、マザーボードWBからICチップCHに電源電位や接地電位を供給することができる。また、コンデンサ700によってICチップCHのごく近傍でこれらの間のノイズも除去することができる。
なお、このコンデンサ700は、実施形態3のコンデンサ600と同様にして容易に形成することができ、未焼成転換ビア導体を形成する必要がない点でも特に形成が容易である。
上記実施形態4では、Pdからなり上面が平坦な第1側面経由配線層723及びそのうちの第1複数接続パッド、第2側面経由配線層724及びそのうちの第2複数接続パッド、第3側面経由配線層733及びそのうちの第3複数接続パッド、第4側面経由配線層734及びそのうちの第4複数接続パッドの一部をそれぞれ接続パッド722,732として用いたが、例えば、ICチップCHのコンデンサ端子CTCとの接続の際、ハンダが濡れ拡がって接続に寄与するハンダ量が不安定になったり、隣接する接続パッド間でハンダが接触してハンダ量が偏る場合がある。
そこで、例えば本変形形態のコンデンサ800のように、ICチップや配線基板など他の電子部品との接続の際、ハンダの濡れ拡がりを防止し、隣接する接続パッド間を分離する分離層(ソルダーレジスト層)を形成すると良い。
即ち、図14に示すコンデンサ800は、上記実施形態4のコンデンサ700の上下に、各接続パッド722,732に対応した位置に透孔821H,831Hを形成したソルダーレジスト層821,831をそれぞれ形成したものである。
このうち、第1側面−側面転換部820は、実施形態4と同じく積層部410の最上第2電極層402BUの積層方向外側(図中上方)に積層された転換絶縁層721を備え、この転換絶縁層721の外表面721Tには、図14に破線で示す第1接続パッド722A及び第2接続パッド722Bの2種類の接続パッド722が、格子状に多数形成されている。さらに2つの共通電極層404A,404Bから、それぞれ転換絶縁層721の側面721A,721Bを経由して外表面721Tに拡がり、互いに絶縁されながらも互いにかみ合った櫛歯状パターンの第1側面経由配線層723及び第2側面経由配線層724を備える。これらは、そのうちの一部がそれぞれ上記した第1接続パッド722A及び第2接続パッド722Bとなっている。本変形形態においても、5つの第1接続パッド722Aが一列に並んで、直線状に延びる形態の第1複数接続パッドをなしている。同様に、5つの第2接続パッド722Bが一列に並んで、直線状に延びる形態の第2複数接続パッドをなしている。また、第1複数接続パッドと第2複数接続パッドとが交互に並んで配置されている。
このため、例えば、第1接続パッド722Aや第2接続パッド722Bと、ICチップCHのコンデンサ接続端子CTCとの接続に際して(図8参照)、ハンダが第1接続パッド722A等以外の第1側面経由配線層723(第1複数接続パッド)や第2側面経由配線層724(第2複数接続パッド)上に濡れ拡がることが無くなる。
従って、このコンデンサ800の第1接続パッド722A及び第2接続パッド722Bと他の電子部品との接続に与るハンダ量が安定し、確実に接続することができる。
このため、例えば、第3接続パッド732Aや第4接続パッドと、マザーボードWBのコンデンサ接続端子WTWとの接続に際して(図8参照)、ハンダが第3接続パッド732A等以外の第3側面経由配線層733(第3複数接続パッド)や第4側面経由配線層734(第4複数接続パッド)上に濡れ拡がることが無くなる。
従って、このコンデンサ800の第3接続パッド732A及び第4接続パッドと他の電子部品との接続に与るハンダ量が安定し、確実に接続することができる。
また、上記変形形態では、ソルダーレジスト層821,831を、円形の透孔821H,831Hの部分を除き、コンデンサ700の上下の略全面に形成したが、ソルダーレジスト層は、ハンダの濡れ拡がりを防止し、隣接する接続パッド間を分離できれば良く、略全面に形成する必要はない。また、透孔の形状も円形とは限らず、正方形状等適宜の形状とすることができる。但し、個々の接続パッド722等に対応する開口の面積を互いに等しくするのが好ましい。ハンダの濡れ拡がる面積を一定にすることで、接続に与るハンダ量を均一にできるからである。
次いで、第1の参考形態について説明する。上記実施形態及び変形形態では、コンデンサはいずれも積層部の他、ビア−側面転換部あるいは側面−側面転換部を有していた。接続パッドが連結した複数接続パッドを備えていた。これに対し、本参考形態では、例えば、図15に示すように、共通電極層904A,904Bを、いずれも転換ビア導体によって面接続可能な接続パッドに変換する。即ち、本参考形態にかかるコンデンサ900は、積層部910の他、ビア−ビア転換部920を有する。さらに、各々の接続パッドが、他の接続パッドとは連結しない独立の接続パッドとなっている。
このうち積層部910は、実施形態1の積層部110とほぼ同様の構造を有し、多数の誘電体層901と電極層902とが交互に積層した略正方形板状の積層セラミックコンデンサ構造の積層体903を有する。さらに、この積層体903のうち積層方向(図中上下方向)に平行な側面903A,903Bには、各電極層902と1層おきに導通ししかも互いに絶縁された一対の共通電極層904A,904Bがそれぞれ形成されている。つまりこの積層部910も、従来の積層セラミックコンデンサとほぼ同様の構造とされている。なお、この積層部910のうち積層方向最外側(図中上方)には、一方の共通電極層904Aと導通する最上第1電極層902AUが積層形成されている。
さらに、第1接続パッド924Aは、第1転換絶縁層921及び第2転換絶縁層922を貫通する第1転換ビア導体925によって、最上第1電極層902AUを通じて一方の共通電極層904Aに接続している。また、第2接続パッド923Bは、第2転換絶縁層922を貫通する第2転換ビア導体926によって転換電極層923に接続しており、この転換電極層923は、他方の共通電極層904Bがビア−ビア転換部920に延出した延在電極層927に接続している。つまり、第2接続パッド923Bは、他方の共通電極層904Bと導通している。
しかし、格子状に配置した接続パッド924が、第1転換ビア導体925及び第2転換ビア導体と交互に接続するように配置すると良い。即ち、第1転換ビア導体925に接続する第1接続パッド924Aと、第2転換ビア導体926に接続する第2接続パッド924Bとが、格子上の各点に交互に並ぶように、第1転換ビア導体925及び第2転換ビア導体926を形成すると良い。
このようにすると、図16(c)に矢印で示すように、第1転換ビア導体925から流れ出る電流I1と、第2転換ビア導体926に流れ込む電流I2の向きがちょうど逆向きとなるため、この電流によって第1転換ビア導体925と第2転換ビア導体926の周りに発生する磁界が打ち消しあう。このため、第1転換ビア導体925及び第2転換ビア導体926に生じるインダクタンスが低減され、ひいては、コンデンサ900のインダクタンスを低減させることができる。従って、このように配置したコンデンサ900では、更に低インダクタンスとなって、ノイズを有効に除去することができる。
次いで、このシート181のうち1枚については、図17(b)に示すように、このシート181の所定位置に、Pdペーストからなり、表面181T及び裏面181V間を貫通する第1未焼成ビア導体981及び第2未焼成ビア導体982を形成する。さらに、表面181Tのうちこれらの未焼成ビア導体981,982に接続する位置に、Pdペーストからなる第1未焼成接続パッド983及び第2未焼成接続パッド984を形成する。
また、このシート181のうち他の1枚については、図17(c)に示すように、このシート181のうち上記第1未焼成ビア導体981に対応する位置に、Pdペーストからなり、表面181T及び裏面181V間を貫通する第3未焼成ビア導体985を形成する。さらに、表面181Tのうち、この第3未焼成ビア導体985に接続する位置にPdペーストからなる未焼成カバーパッド986を、また、その余の部分に未焼成転換電極層987を形成する。この未焼成カバーパッド986は、上記した第1未焼成ビア導体981と第3未焼成ビア導体985と間に介在して両者間を確実に接続するための役割を有する。
次いで、この積層体988を焼成(同時焼成)して、図15に示すコンデンサ900を形成する。コンデンサ900をこのようにして形成したので、コンデンサ100と同様、焼成後、直ちにコンデンサとして使用することができる。なお、ハンダ濡れ性改善のため、焼成後に、第1接続パッド924A及び第2接続パッド924Bについて、Ni−Auメッキなどのメッキを施すようにしても良い。
このように、同時焼成によって形成すると、容易かつ安価にコンデンサ900を形成することができる。
上記参考形態1では、積層部910とビア−ビア転換部920とを有するコンデンサ900を同時焼成によって形成した。しかし、先に積層部を形成した後にビア−ビア転換部を形成して同様な構造のコンデンサとすることもできる。
本参考形態のコンデンサ1000は、上記コンデンサ900とは製造方法が異なり、前記変形形態1と同様にレーザを用いるが、コンデンサの構造やICチップCH等と接続した場合の利点は変わらないので、同様の部分についての説明を省略あるいは簡略化する。
続いて、この積層部1010上にビア−ビア転換部1020を形成する。まず図18(a)に示すように、最上第1電極層1002AUの上面1002AUT及びこの最上第1電極層1002AUの直下に位置する最上誘電体層1001Uの上面1001UTのうち露出部分(図中右端部分)に、公知の手法によってエポキシ樹脂からなる第1転換絶縁層1021を形成する。具体的には、フィルム状の未硬化樹脂を貼り付け、硬化させて形成する。
その後、図18(c)に示すように、貫通孔1021H内、第1転換絶縁層1021の上面1021T、及び共通電極層1004Bに近い第1転換絶縁層1021の側面1021Bに、Ag含有導電性樹脂ペーストを充填・塗布し硬化させて、第3転換ビア導体1022、延在電極層1023Bを含む転換電極層1023、及びカバーパッド1024を形成する。
この第2転換絶縁層1025のうち転換電極層1023及びカバーパッド1024に対応する所定位置に、図18(e)に示すように、同じくレーザにより貫通孔1025Hを穿孔する。
さらに、貫通孔1025H内及び転換絶縁層1025の上面1025Tに、Ag含有導電性樹脂ペーストを充填・塗布し硬化させて、第1転換ビア導体1026、第2転換ビア導体1027、第1接続パッド1028A、及び第2接続パッド1028Bを形成してビア−ビア転換部1020とする。
これによりコンデンサの機能を有する積層部1010と、2つの共通電極層1004A,1004Bを面接続可能な第1接続パッド1028A及び第2接続パッド1028Bに転換するビア−ビア転換部1020とを有するコンデンサ1000が形成される。このコンデンサ1000は、前記コンデンサ900と同様に、ICチップCH等に直接面接続でき、ノイズ除去や各部への電位供給の役割を果たさせることができる。
また、前記変形形態2と同様に、フォトリソグラフィ技術を用いて貫通孔を有する転換絶縁層を形成したり、メッキ技術によって転換ビア導体や接続パッド等を形成することもできる。
上記参考形態1及び参考形態2では、積層部の積層方向片側(図中上部)にビア−ビア転換部を設け、このビア−ビア転換部でICチップ等を面接続できるようにしたコンデンサを示したが、ビア−ビア転換部は積層部の積層方向両側に設けても良い。即ち、図19に平面図及び斜視断面図を示す本発明のコンデンサ1100は、平面視略正方形板状で、大別して積層部1110と、この上下に2つの転換部、第1ビア−ビア転換部1120と第2ビア−ビア転換部1130とを有する。なお、このコンデンサ1100は、転換部を2つ備える点を除き、参考形態1のコンデンサ900とほぼ同様であるので、同様な部分については、説明を省略あるいは簡略化する。
さらに、第1接続パッド1124Aは、第1転換絶縁層1121及び第2転換絶縁層1122を貫通する第1転換ビア導体1125によって、最上第1電極層1102AUを通じて一方の共通電極層1104Aに接続している。また、第2接続パッド1124Bは、第2転換絶縁層1122を貫通する第2転換ビア導体1126によって第1転換電極層1123に接続し、さらに上部延在電極層1127によって他方の共通電極層1104Bに接続している。
さらに、第3接続パッド1134Aは、第3転換絶縁層1131及び第4転換絶縁層1132を貫通する第3転換ビア導体1135によって、最下第1電極層1102ASを通じて一方の共通電極層1104Aに接続している。また、第4接続パッド1134Bは、第4転換絶縁層1132を貫通する第4転換ビア導体1136によって第2転換電極層1133に接続し、さらに下部延在電極層1137によって他方の共通電極層1104Bに接続している。
従って、配線基板の内部配線を介することなく、低抵抗、低インダクタンスでICチップCHに電源電位及び接地電位を供給することができる。しかも、この電位間に生じるノイズをICチップCHのごく近くにおいてコンデンサ1100によって確実に除去することもできる。
なお、このコンデンサ1100は、参考形態1のコンデンサ900と同様に同時焼成により、あるいは、参考形態2のコンデンサ1000と同様にして樹脂製の転換絶縁層を形成しレーザによって穿孔するなどの手法により形成することができる。
コンデンサ1100では、側面経由配線層を形成せず、各接続パッド1124,1134と共通電極層1104A,1104Bと転換ビア導体1125等を介して接続するので、ICチップやマザーボード等の接続端子の位置に合わせて接続パッド1124,1134を容易に形成できる。
例えば、上記実施形態等では、誘電体層101等にBaTiO3を主成分とする高誘電体セラミックを用いたが、誘電体層の材質はこれに限定されず、例えば、PbTiO3,PbZrO3,TiO2,SrTiO3,CaTiO3,MgTiO3,KNbO3,NaTiO3,KTaO3,RbTaO3,(Na1/2Bi1/2)TiO3,Pb(Mg1/2W1/2)O3,(K1/2Bi1/2)TiO3などが挙げられ、要求されるコンデンサの静電容量その他に応じて適宜選択すればよい。
また、電極層102等や共通電極層104等、側面経由配線層123等、転換ビア導体125等に、Pdを用いたが、誘電体層の材質等との適合性を考慮して選択すれば良く、例えば、Pt,Ag,Ag−Pt,Ag−Pd,Cu,Au,Ni等が挙げられる。
また、側面経由配線層206、転換ビア導体207、第2接続パッド208等を、Ag含有導電性樹脂ペーストを充填塗布して形成したが、他の材質の導電性ペーストを用いて形成しても良い。
また、変形形態2等では、側面経由配線層306、転換ビア導体307、第2接続パッド308等を無電解Cuメッキ及び電解Cuメッキによって形成したが、その他の材質、例えば、Ni、Ni−Au等によって形成しても良い。
110,210,310,410,510,610,710,810,910,1010,1110 積層部(積層コンデンサ部)
120,220,320,420,430,520 ビア−側面転換部
620,720,730,820,830 側面−側面転換部
920,1020,1120,1130 ビア−ビア転換部
101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001,1101 誘電体層
102,202,402,902,1021,1102 電極層
103,203,403,903,1103 積層体
104,204,304,404,504,604,704,804,904,1004,1104 共通電極層
121,205,305,421,431,521,621,721,731,921,922,1021,1025,1121,1122,1131,1132 転換絶縁層
122,208,306P,308,422,432,522,524,622,722,732,924,1028、1124,1134 接続パッド
125,207,307,525,925,926,1022,1026,1027,1125,1126,1135,1136 転換ビア導体
CH ICチップ(接続対象部材)
CTC コンデンサ接続端子
150 コンデンサ付属配線基板
WB マザーボード(接続対象部材)
Claims (9)
- 高誘電率セラミックからなる誘電体層と電極層とが交互に積層され、それぞれ上記電極層と1層おきに導通し互いに絶縁された一対の共通電極層を備える積層コンデンサ部と、
上記積層コンデンサ部の積層方向両外側のいずれかに位置する転換部と、
を備え、
上記転換部は、
それぞれ接続対象部材の複数の接続端子と面接続可能な複数の接続パッドと、
上記接続パッドと上記一対の共通電極層のうちのいずれかとをそれぞれ導通させる複数の転換配線であって、上記一対の共通電極層のいずれも上記複数の接続パッドの少なくともいずれかと導通させる複数の転換配線と、
を有する
ことを特徴とするコンデンサ。 - 高誘電率セラミックからなる誘電体層と電極層とが交互に積層され、それぞれ上記電極層と1層おきに導通し互いに絶縁された一対の共通電極層を備える積層コンデンサ部と、
上記積層コンデンサ部の積層方向両外側にそれぞれ位置する第1転換部及び第2転換部と、
を備え、
上記第1転換部及び第2転換部はいずれも、
それぞれ接続対象部材の複数の接続端子と面接続可能な複数の接続パッドと、
上記接続パッドと上記一対の共通電極層のうちのいずれかとをそれぞれ導通させる複数の転換配線であって、上記一対の共通電極層のいずれも上記複数の接続パッドの少なくともいずれかと導通させる複数の転換配線と、
を有する
ことを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1または請求項2に記載のコンデンサであって、
前記転換部、または前記第1転換部または第2転換部のうち少なくともいずれかの転換部は、
前記積層コンデンサ部の積層方向外側に積層された転換絶縁層を備えると共に、
この転換部に属する前記複数の接続パッドは、上記転換絶縁層の積層方向外側の外表面に形成され、
この転換部に属する前記複数の転換配線は、
前記一対の共通電極層のうちの一方から、上記転換絶縁層の周方向側面及び外表面を経由して、上記接続パッドに接続する第1側面経由転換配線と、
前記一対の共通電極層のうちの他方から、上記転換絶縁層の周方向側面及び外表面を経由して、上記接続パッドに接続する第2側面経由転換配線と、
を有する
側面−側面転換部であることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1または請求項2に記載のコンデンサであって、
前記積層コンデンサ部は、前記電極層のうち積層方向最外側に積層され、前記一対の共通電極層のうちの一方と導通する最外側電極層を備え、
前記転換部、または前記第1転換部または第2転換部のうち少なくともいずれかの転換部は、
上記最外側電極層の積層方向外側に積層された転換絶縁層を備えると共に、
この転換部に属する前記複数の接続パッドは、上記転換絶縁層の積層方向外側の外表面に形成され、
この転換部に属する前記複数の転換配線は、
上記最外側電極層から上記転換絶縁層を貫通して上記外表面に延出し、上記接続パッドのいずれかに接続する転換ビア導体と、
前記一対の共通電極層のうちの他方から、上記転換絶縁層の周方向側面及び上記外表面を経由して、上記接続パッドのいずれかに接続する側面経由転換配線と、
を有する
ビア−側面転換部であることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1または請求項2に記載のコンデンサであって、
前記積層コンデンサ部は、前記電極層のうち積層方向最外側に積層され、前記一対の共通電極層のうちの一方と導通する最外側電極層を備え、
前記転換部、または前記第1転換部または第2転換部のうち少なくともいずれかの転換部は、
上記最外側電極層の積層方向外側に積層された第1転換絶縁層と、
上記第1転換絶縁層の積層方向外側に積層された第2転換絶縁層と、
上記第1転換絶縁層と第2転換絶縁層との層間に形成され、前記一対の共通電極層のうちの他方と接続する転換電極層と、
を備えると共に、
この転換部に属する前記複数の接続パッドは、上記第2転換絶縁層の積層方向外側の外表面に形成され、
この転換部に属する前記複数の転換配線歯、
上記最外側電極層から上記第1転換絶縁層及び第2転換絶縁層を貫通して第2転換絶縁層の外表面に延出し、上記接続パッドのいずれかに接続する複数の第1転換ビア導体と、
上記転換電極層から上記第2転換絶縁層を貫通してその外表面に延出し、上記接続パッドのいずれかに接続する複数の第2転換ビア導体と、
を有する
ビア−ビア転換部であることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項5に記載のコンデンサであって、
前記複数の接続パッドは、略格子状に配置され、
前記複数の第1転換ビア導体及び複数の第2転換ビア導体は、上記複数の接続パッドにそれぞれ交互に接続していることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1〜請求項5のいずれかに記載のコンデンサであって、
前記接続パッドのうち少なくともいずれかは、接続させる前記接続対象部材の接続端子のうち複数の接続端子と面接続可能な複数接続パッドであること
を特徴とするコンデンサ。 - 請求項3または請求項4に記載のコンデンサであって、
前記側面経由転換配線に接続する前記接続パッドのいずれもが、接続させる前記接続対象部材の接続端子のうち複数の接続端子と接続可能な複数接続パッドであること
を特徴とするコンデンサ。 - 請求項7または請求項8に記載のコンデンサであって、
少なくとも前記複数接続パッドの表面上には、この複数接続パッドの表面を、この複数接続パッドに接続させる前記接続対象部材の複数の接続端子がそれぞれ1つずつ接続可能な複数の領域に分離する分離層を備えること
を特徴とするコンデンサ。
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