JP2006222189A - 部品内蔵基板用コンデンサの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 誘電体層として、誘電体フィラーと樹脂からなる絶縁樹脂を使用した構成であっても、高容量のコンデンサを得ることが可能な形成方法を提供する。
【解決手段】 絶縁基板に設けた下電極上に、誘電体フィラーと絶縁樹脂が混合されているペースト状あるいはフィルム状の誘電体から構成された誘電体層設け、予めレーザーにより処理した後、上電極を形成することで、従来のコンデンサよりもコンデンサの容量値をアップしたコンデンサを形成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品内蔵基板に配置するコンデンサの形成方法に関するものである。

基板内部にコンデンサを埋め込む場合、多層配線基板の絶縁樹脂の層間にコンデンサを形成するため、コンデンサの厚みを薄くする必要がある。このため、配線基板の技術で形成した電極を下電極とし、該下電極上に誘電体をスクリーン印刷などでコーティングし、誘電体層を設け、さらに、導電性ペーストなどで上部電極を形成する手法が採られてきた（特許文献１、２参照）。
特開平８−８８３１８号公報 特開平６−６９６６３号公報

基板内部に内蔵するコンデンサの形成する誘電体層として、誘電体フィラーと樹脂からなる絶縁樹脂を使用すると、誘電体フィラーの誘電率が高くても絶縁樹脂の誘電率が低いため、誘電体の誘電率が予想以上に低くなる傾向にあり、高容量のコンデンサが形成できないという問題がある。
本発明の目的は、前記誘電体層として、誘電体フィラーと樹脂からなる絶縁樹脂を使用した構成であっても、高容量のコンデンサを得ることが可能な形成方法を提供することである。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、コンデンサを次の方法で形成している。
（１）配線基板の形成工程で、絶縁基板上に形成した銅配線層をフォトリソグラフィ工程とエッチングによって形成する工程で、下電極を形成する工程、
（２）前記下電極上に、誘電体フィラーと絶縁樹脂が混合されているペースト状あるいはフィルム状の誘電体からなる誘電体層を形成する工程、
（３）レーザー加工によって、前記誘電体層をスキャンする工程、
（４）前記誘電体層上にコンデンサの上電極を形成する工程、
以上の工程を有することを特徴とするコンデンサの形成方法である。
また、前記誘電体層の上部に導電性高分子層を設け、さらに、上電極を設け構成としたコンデンサの形成方法である。

請求項２記載の発明は、前記誘電体層の上部に導電性高分子層を設け、さらに、上電極を設け構成としたことを特徴とするコンデンサの形成方法である。

請求項３記載の発明は、前記レーザーが、YAGレーザー、UV-YAGレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーのいずれかを用いたことを特徴とする請求項１または２記載のコンデンサの形成方法である。

請求項４記載の発明は、前記上電極が、銀ペーストあるいは銅ペーストを用いてスクリーン印刷によって形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコンデンサの形成方法である。

請求項５記載の発明は、前記誘電体層が、チタン酸バリウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、PZTのいずれかを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコンデンサの形成方法である。

請求項６記載の発明は、前記コンデンサが、配線基板の内部に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサの形成方法である。

請求項１の形成方法により、誘電体層が、誘電体フィラーと絶縁樹脂が混合されているペースト状あるいはフィルム状の誘電体から構成されていても、この誘電体層を予めレーザーにより処理することで、従来のコンデンサよりもコンデンサの容量値をアップすることができた。
ここで、使用するレーザーは、YAGレーザー、UV-YAGレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーのいずれかを用いることができるが、誘電体フィラーを損失しないように紫外線を用いたUV-YAGレーザーあるいはエキシマレーザーが好ましい。

また、請求項２の形成方法により、このように、誘電体層の上部に上電極を形成する場合に、前記誘電体層表面が、レーザー加工によって凹凸の発生した状態となっているが、前記誘電体表面に、導電性高分子層を設け、上電極を設けたので、コンデンサの電極面積を広くすることができ、より容量の高いコンデンサを形成することができる。

また、前記上電極は、導電性ペーストで形成することが好ましく、この導電性ペーストとして、具体的に、銀ペーストや銅ペーストを利用することができる。そして、電極の形成は、前記導電性ペーストを、スクリーン印刷等により、誘電体層上に部分的に印刷形成すればよい。
前記誘電体層に用いる誘電体フィラーは、チタン酸バリウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、PZTのいずれかを含む材料からなる。また、前記材料以外でも、誘電率の高い材料であれば使用応用が可能である。

本発明の配線基板構造を図１から図２を用いて説明する。
部品内蔵用のコンデンサは、図1の工程によって形成されている。
まず、図１（ａ）に示すように、配線基板の配線を作る工程と同時に、絶縁基板１にコンデンサの下電極１０を形成し、次に、図１（ｂ）に示すように、前記下電極１０上に、誘電体ペーストをスクリーン印刷等によりコーティングし、誘電体層２０を形成する。
そして、図１（ｃ）に示すように、誘電体層２０表面を、レーザービームを照射することにより処理を行う。
そして、図１（ｄ）に示すように、レーザービームを照射することにより処理された誘電体層２０上に、電極配線層１５と接続するように、導電性ペーストにより上電極３０を形成する。
前記レーザー処理するレーザービームのエネルギーは、誘電体層に含まれる樹脂を加工でき、誘電体フィラーを加工しない出力に設定する。
そして、使用するレーザーは、YAGレーザー、UV-YAGレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーのいずれかを用いることができるが、誘電体フィラーを損失しないように紫外線を用いたUV-YAGレーザーあるいはエキシマレーザーが好ましい。

前記誘電体層２０は、誘電体フィラーと樹脂からなる誘電体ペーストからなり、前記誘電体フィラーは、チタン酸バリウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、PZTのいずれかを含む材料からなる。また、前記材料以外でも、誘電率の高い材料であれば使用応用が可能である。

また、図２に示すように、図１（ｃ）の工程で、誘電体層２０の表面をレーザーで処理した後、この表面に導電性高分子層３１を設け、さらに前記上電極３０を設けた構成としたコンデンサの形成方法である。
前記誘電体層表面が、レーザー加工によって凹凸の発生した状態となっているが、前記誘電体表面に、導電性高分子層を設け、上電極を設けたので、コンデンサの電極面積を広くすることができ、より容量の高いコンデンサを形成することができる。

絶縁樹脂基板の両面に１２μｍの厚さの銅箔が形成されたＢＴレジン基板の、前記銅箔上に、ドライフィルムレジスト（日立化成工業製 商品名ＲＹ３３１５）を、１１０℃、３Ｍｐの条件でラミネートした。
次に、配線層と下電極を形成するため、前記ドライフィルム上に、配線パターンのマスクを載せて、ＵＶ露光機で、６０ｍＪ/ｃｍ２の条件で露光した。そして、露光後、１％炭酸ソーダ溶液でドライフィルムの現像を行い、塩化第二鉄液を用い、露出した銅箔をエッチングし、配線パターンとコンデンサの下電極を形成した。
エッチング後、ドライフィルムは、５％の苛性ソーダ溶液で剥離可能である。下電極を形成後、基板を１２０℃のオーブンで１時間乾燥し、基板が、室温に戻った段階で、誘電体フィラーとしてチタン酸バリウムを８０％含んだエポキシ系絶縁樹脂からなる誘電体ペーストをスクリーン印刷により、前記下電極上に誘電体層を形成した。
印刷後、８０℃のオーブンで乾燥し、１６０℃のオーブンで１時間ベーキングし、完全硬化させた。硬化し、基板が室温に戻った後、エキシマレーザー加工機を用いて、前記誘電体層にレーザー照射を行った。
エキシマレーザーの照射は、スキャニングしながら表面全体に照射する。そして、出力は、トリミングされない低いエネルギーとする。
このレーザー照射により、樹脂部分が除去され、誘電体フィラーが露出した状態となる。前記誘電体層表面に、銅ペーストをスクリーン印刷により、配線パターンと接続するように印刷後、１５０℃、３０分加熱硬化し、上電極を形成することでコンデンサが形成できた。
形成されたコンデンサは、誘電体層の表面に、上電極が入り込んだ状態となり、容量の大きいコンデンサが得られた。

実施例１において、誘電体層をレーザーにより処理した後、導電性高分子を塗布し、導電性高分子層を形成後、実施例１と同様に上電極を形成し、コンデンサを形成した。
上電極を形成する前に、導電性高分子を塗布した導電性高分子層を形成したので、より高容量のコンデンサが得られた。

本発明の形成方法の一例を示す説明図。 本発明のコンデンサの一例を示す説明図。

符号の説明

１・・・・・・・・・ 絶縁基板
１０・・・・・・・・・ 下基板
１５・・・・・・・・・ 電極配線
２０・・・・・・・・・ 誘電体層
３０・・・・・・・・・ 上電極
３１・・・・・・・・・ 導電性高分子層

Claims (6)

1. （１）配線基板の形成工程で、絶縁基板上に形成した銅配線層をフォトリソグラフィ工程とエッチングによって形成する工程で、下電極を形成する工程、
   （２）前記下電極上に、誘電体フィラーと絶縁樹脂が混合されているペースト状あるいはフィルム状の誘電体からなる誘電体層を形成する工程、
   （３）レーザー加工によって、前記誘電体層をスキャンする工程、
   （４）前記誘電体層上にコンデンサの上電極を形成する工程、
   以上の工程を有することを特徴とするコンデンサの形成方法。
2. 前記誘電体層の上部に導電性高分子層を設け、さらに、上電極を設け構成としたことを特徴とするコンデンサの形成方法。
3. 前記レーザーが、YAGレーザー、UV-YAGレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーのいずれかを用いたことを特徴とする請求項１または２記載のコンデンサの形成方法。
4. 前記上電極が、銀ペーストあるいは銅ペーストを用いてスクリーン印刷によって形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコンデンサの形成方法。
5. 前記誘電体層が、チタン酸バリウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、PZTのいずれかを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコンデンサの形成方法。
6. 前記コンデンサが、配線基板の内部に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサの形成方法。

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