JP2008078299A - キャパシタ、その製造方法、および電子基板 - Google Patents

Abstract

【課題】高価な製造設備を必要とせず、歩留まりの向上が可能な低コストのキャパシタ、その製造方法、およびそのキャパシタを備える電子基板を提供する。
【解決手段】基板１１と、基板１１上に形成された導電性微粒子を含む樹脂材料からなる下部電極１２と、下部電極１２上に、下部電極１２側の全面に亘って形成された酸化皮膜誘電体部１３および上部電極１４をこの順に有する弁金属シート１５と、弁金属シート１５を覆う保護膜１６と、下部電極１２および上部電極１４のそれぞれと電気的に接続され、保護膜１６を貫通して形成された電極端子２０，２１等から構成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、キャパシタ、その製造方法、およびそのキャパシタを備える電子基板に係り、特にデカップリングキャパシタに適するキャパシタ、その製造方法、およびそのキャパシタを備える電子基板に関する。

近時，マイクロプロセッサをはじめとする半導体集積回路素子において，動作速度の高速化と低消費電力化が進められている。半導体集積回路素子をＧＨｚ帯の高周波領域で，しかも低電圧で安定して動作させるためには，負荷インピーダンスの急激な変動等に起因して生ずる電源電圧変動を抑制するとともに，電源の高周波ノイズを除去することが極めて重要である。

従来の半導体パッケージ基板では，電源電圧変動や、電源ラインおよびグラウンドラインに重畳する高周波ノイズによる半導体集積回路素子の誤動作を防止するために，積層チップキャパシタのデカップリングキャパシタが半導体集積回路素子の近傍に実装されている。デカップリングキャパシタの要求特性として、静電容量の大容量化と高周波領域における低インダクタンス化の両立が望まれている。

図１に示すように、静電容量を増大するためにキャパシタの誘電体層１０３を薄膜化した薄膜キャパシタ１００が提案されている。薄膜キャパシタ１００は，真空装置を用いて，シリコンなどの支持基板１０１上に下部電極１０２、誘電体層１０３、上部電極１０４を堆積させる薄膜プロセスにより製造される。薄膜キャパシタ１００は，ドライエッチングによる微細加工が可能であるために下部電極および上部電極と端子１０５との配線長や端子間の距離を短小化可能であり，低インダクタンス構造のキャパシタを実現することができる（例えば、特許文献１参照。）。

一方，従来，固体電解コンデンサは大容量キャパシタとして利用されてきたが、固体電解コンデンサは、端子長や配線長が構造的に短小化し難く、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）が増大し、高周波領域でのデカップリング素子として十分に機能できなかった。ＥＳＲやＥＳＬの低減を目的とした固体電解コンデンサが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−２１４５８９号公報 特開２００５−１２０８４号公報

しかしながら、上記特許文献１のような薄膜キャパシタ１００では、下部および上部電極１０２，１０４や誘電体層１０３を形成するためにスパッタリング装置のような高価な真空薄膜形成装置が必須であり製造コストが増大する。また、下部および上部電極１０２，１０４が数百ｎｍの薄膜のため酸化し難いＰｔやＡｕ等の貴金属を使用するため、材料コストも増大してしまう。また、パーティクルのような異物混入により電気的な短絡が生じやすいため歩留まりも向上のための清浄化工程も必要な場合がある。これらの要因により薄膜キャパシタは低コスト化が困難であるという問題点がある。

また、上記特許文献２では、固体電解コンデンサの構造が複雑で使用材料も多種であるため、製造工程が煩雑となり、低コスト化が困難化するという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたのもので、本発明の目的は、新規でかつ有用なキャパシタ、その製造方法、およびそのキャパシタを備える電子基板を提供することである。より具体的な本発明の目的は、高価な製造設備を必要とせず、歩留まりの向上が可能な低コストのキャパシタ、その製造方法、およびそのキャパシタを備える電子基板を提供することである。

本発明の一観点によれば、基板と、基板上に設けられた導電性粒子を含む導電層と、前記導電層上に、該導電層側の面の全てに亘って誘電体部が形成された弁金属シートと、前記弁金属シートを覆う保護膜と、前記導電層に電気的に接触し、保護膜表面に取り出された第１の電極端子と、前記弁金属シートの、誘電体部が形成された面とは反対側の面に電気的に接触し、保護膜の外部に取り出された第２の電極端子と、を備え、前記誘電体部は、弁金属シートの金属材料の酸化物からなると共に導電層側に凹凸面が形成されてなり、その凹凸面に前記導電性粒子が接してなることを特徴とするキャパシタが提供される。

本発明によれば、弁金属シートの一方の面を酸化して形成された酸化皮膜を酸化皮膜誘電体部とし、他方の面を上部電極としている。下部電極の導電性粒子は酸化皮膜誘電体部の表面の凹凸に入り込み、下部電極と酸化皮膜誘電体部との接触が良好になる。その結果、構造が単純であり、貴金属のような高価な材料が不要となるので、低コストのキャパシタが実現できる。

本発明の他の観点によれば、弁金属シートの第１の面の全てに亘って酸化して誘電体部を形成する工程と、前記誘電体部が形成された弁金属シートに貫通孔を形成する工程と、
基板の表面に接着性の導電性材料を塗布する工程と、前記貫通孔が形成された弁金属シートを第１の面が前記導電性材料に接するよう基板に貼り合わせる工程と、次いで、前記導電性材料を硬化させて導電性層を形成する工程と、前記弁金属シートの第１の面とは反対側の第２の面を覆う保護膜を形成する工程と、前記保護膜に前記貫通孔内の導電性層および弁金属シートの第２の面の一部を露出する開口部を形成する工程と、前記開口部内に他の導電性材料を充填して電極端子を形成工程とを含むキャパシタの製造方法が提供される。

本発明によれば、下部電極、酸化皮膜誘電体部、および上部電極を堆積する際に薄膜形成真空プロセスを使用していないので、背景技術の欄で説明した薄膜キャパシタより製造コストを低減でき、さらに、パーティクル等のコンタミネーションによる歩留まり低下も回避できるため、総合的なキャパシタのコストを低減できる。

本発明のその他の観点によれば、上記いずれかのキャパシタと、半導体装置と、前記キャパシタと半導体装置とを電気的に接続する配線基板と、を備える電子基板が提供される。本発明によれば、低コスト化が可能な電子基板を提供できる。

本発明によれば、高価な製造設備を必要とせず、歩留まりの向上が可能な低コストのキャパシタ、その製造方法、およびそのキャパシタを備える電子基板を提供できる。

以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るキャパシタの斜視図、図３は図２に示すキャパシタの平面図、図４は図３に示すＡ−Ａ線断面図である。

図２〜図４を参照するに、第１の実施の形態に係るキャパシタは、基板１１と、基板１１上に形成された下部電極１２と、下部電極１２上に接触して配置された酸化皮膜誘電体部１３および上部電極１４をこの順に有する弁金属シート１５と、弁金属シート１５を覆う保護膜１６と、下部電極１２および上部電極１４のそれぞれと電気的に接続され、保護膜を貫通して形成された電極端子２０，２１等から構成される。下部電極１２に接続された電極端子２１は、弁金属シート１５を厚さ方向に貫通する開口部内を通じて形成され、電極端子２０，２１は保護膜を貫通している。キャパシタ１０は、以下に説明するように簡単な構成の下部電極１２、酸化皮膜誘電体部１３、および上部電極１４からなるので、高価な製造設備を必要とせず、歩留まりの向上が可能である。

基板１１は、絶縁材料からなる板材であれば材料は特に限定されないが、例えばガラス基板、シリコン基板、ガラスエポキシ基板、ポリイミド等から選択され、基板１１がガラス基板の場合は、例えば厚さ３００μｍである。

下部電極１２は、例えば厚さ５０μｍの、導電性微粒子を含む樹脂材料からなる。導電性ペーストは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹種等の樹脂中に、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、グラファイト等の導電性の高い導電性粒子を分散させてなる。

図５は、キャパシタの要部拡大断面図であり、下部電極１２、酸化皮膜誘電体部１３、および上部電極１４の積層部分の断面を模式的に示している。

図５を図２〜４と共に参照するに、下部電極１２は、樹脂材料１２ｂ中に導電性粒子１２ａが分散してなり、導電性粒子１２ａの平均粒径は、下部電極１２が接する酸化皮膜誘電体部１３の表面に形成された多数の孔１３ｂの平均粒径よりも小さいことが好ましい。これにより、孔１３ｂに良好に導電性粒子１２ａが充填され、下部電極１２と酸化皮膜誘電体部１３が接する実質的な面積が増加して、キャパシタ１０の静電容量を増加できる。

導電性粒子１２ａの平均粒径は、酸化皮膜誘電体部１３の孔１３ｂにより良好に充填可能な点で２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。孔１３ｂに十分に導電性粒子が充填されることで、静電容量が増加すると共に、酸化皮膜誘電体部１３の孔の面密度や大きさに応じた所定の飽和値で安定するので、キャパシタの静電容量の設計が容易となる。

また、下部電極１２、すなわち導電性ペーストが硬化後の抵抗率は、キャパシタの抵抗が過度に増加しない点で１０μΩｃｍ以下が好ましい。なお、下部電極１２の抵抗率は小さい程好ましいが、下限はＡｕの抵抗率である、０．１μΩｃｍである。

弁金属シート１５は、弁金属材料からなり、下部電極１２側の表面に全面に亘って酸化皮膜誘電体部１３が形成されている。酸化皮膜誘電体部１３、が形成された面とは反対側の表面には弁金属材料が露出しており、上部電極１４として機能している。すなわち、酸化皮膜誘電体部１３と上部電極１４とは一体化されている。弁金属シート１５は、後ほどキャパタの製造方法において説明するが、弁金属材料の箔あるいは板の一方の面を例えば陽極酸化法により酸化皮膜を形成し、その酸化皮膜部分を酸化皮膜誘電体部１３、酸化されずに残った金属部分を上部電極１４としたものである。したがって、酸化皮膜誘電体部１３と上部電極１４とが一体化されてなるので、互いが密接に接触しているので、互いの剥離が回避される。

弁金属シート１５に適用可能な弁金属材料としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン等が挙げられる。弁金属シート１５として好適な材料は、入手し易い点でアルミニウム、タンタル、およびニオブである。弁金属材料は陽極酸化法によって弁金属材料の酸化皮膜が容易に形成され、この酸化皮膜が酸化皮膜誘電体部１３となる。

酸化皮膜誘電体部１３は、弁金属材料の酸化物からなり、誘電体である。酸化皮膜誘電体部１３は、下部電極１２側の表面に凹凸（凹凸面１３ａ）が形成されている。これは、弁金属シート１５の表面を酸化した際に形成されたものである。この凹凸面１３ａに下部電極１２の導電性粒子が接触しているので、酸化皮膜誘電体部１３と下部電極１２とが互い密接に接触し、接触面積が増加する。その結果、キャパシタの静電容量が増加する。

酸化皮膜誘電体部１３の凹凸面１３ａを多孔質状に形成してもよい。例えば、凹凸面１３ａに平均内径（直径）が１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の孔が多数配置された表面としてもよい。このような表面は、後ほど説明するが電解エッチング処理によって形成可能である。この場合、下部電極１２の導電性ペーストがこの孔に充填されることで酸化皮膜誘電体部１３と下部電極１２の接触面積が増加する。

上部電極１４は、例えば５０μｍの膜厚を有し、弁金属シート１５の金属部分からなる。金属部分は上述した弁金属材料からなる。

本発明の好適な保護膜としては、ベンゾシクロブテン樹脂，ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂，ビスマレイミド樹脂，マレイド樹脂，シアネート樹脂，ポリフェニレンエーテル樹脂，ポリフェニレンオキサイド樹脂，フッ素含有樹脂，液晶ポリマ，ポリエーテルイミド樹脂，または，ポリエーテルエーテルケトン樹脂が挙げられる。なお、保護膜は、保護膜に開口部を設ける際に余分のレジスト膜の形成およびエッチング工程を省略可能な点で、感光性樹脂であることが好ましい。

電極端子２０および電極端子２１は、Ｓｎ−Ａｇはんだ等の導電材料からなり、それぞれ上部電極１４および下部電極１２の表面に接触して電気的に接続されている。なお、電極端子２０および電極端子２１は、後ほど説明するがめっきシード層１８が電極端子を充填する下部電極１２、上部電極１４、および保護膜１６の開口部の表面に形成されている。下部電極１２に接続された電極端子２１は、酸化皮膜誘電体部１３および上部電極１４の開口部との接触を回避するために保護膜によって電気的に絶縁されている。

図３に示すように、電極端子２０，２１は格子状に配置される。さらに、下部電極１２に接続された電極端子２０と上部電極１４に接続された電極端子２１とはＸ軸方向およびＹ軸方向に交互に配置される。このように配置することで、電極端子２０と電極端子２１との間で、電極端子２０，２１に流れる電流によって発生する相互インダクタンスが打ち消し合うので、高周波、特に１ＧＨｚ以上の周波数領域でインピーダンスを低減できる。もちろん、Ｘ軸方向に同じ電極端子の列、つまり下部電極１２に接続された電極端子２０のみの列、および上部電極１４に接続された電極端子２１のみの列とし、Ｙ軸方向にそれらの列を交互に配置してもよい。もちろん、この配列はＸ軸方向とＹ軸方向を入れ換えた配列としてもよい。

以上説明したように、第１の実施の形態に係るキャパシタ１０は、弁金属シート１５がその一方の面の全面に亘って、弁金属材料を酸化した酸化皮膜誘電体部３１を有し、他方の面を上部電極１４としている。下部電極１２の導電性粒子は酸化皮膜誘電体部１３の表面の凹凸面１３ａに良好に接触する。その結果、キャパシタ１０は、構造が単純であり、貴金属のような高価な材料も不要であるのでコストを低減できる。

次に、図６Ａ〜図６Ｈを参照しつつ第１の実施の形態に係るキャパシタの製造方法を説明する。

図６Ａ〜図６Ｈは、第１の実施の形態に係るキャパシタの製造工程図である。

最初に、図６Ａの工程では、弁金属シート、例えばアルミニウム箔やアルミニウム板を用意し、一方の面を酸化して酸化皮膜誘電体部１３を形成する（酸化皮膜誘電体部形成工程）。弁金属シートの酸化処理としては、陽極酸化法、酸素プラズマエッチングが挙げられる。陽極酸化法の場合は、弁金属シート、例えばアルミニウム箔を、例えば硫酸浴、リン酸浴、シュウ酸浴、およびアジピン酸アンモニウム浴のいずれかに浸漬し、アルミニウム箔の一方の面をアノードとし、カーボンあるいは白金電極をカソードとして浴中に挿入して電圧を印加する。陽極酸化法を用いると、アルミニウム箔の一方の面がアモルファスアルミナに変換され酸化皮膜誘電体部１３となる。なお、酸化皮膜誘電体部１３が形成された面とは反対側の面には、弁金属シート１５Ａの弁金属自体からなる金属層１４が残る。

また、酸素プラズマエッチングを用いる場合は、酸素雰囲気中でプラズマを発生させ電離した酸素イオンに弁金属シート１５Ａの一方の面を曝露して酸化皮膜誘電体部１３を形成する。

なお、図６Ａの酸化皮膜誘電体部形成工程の前に、弁金属シート１５Ａの酸化皮膜誘電体部１３を形成する面を粗面化してもよい（粗面化工程）。粗面化工程としては、電解エッチング処理や化学エッチング処理を用いる。電解エッチング処理は、被処理表面を多孔質状に形成でき、表面積が極めて増加可能な点で好ましい。電解エッチング処理は、公知の具体的な処理条件を用いることができるが、例えば、電解エッチング液として８重量％塩酸および１重量％硫酸の混合溶液を使用して、エッチング温度５０℃、印加電圧として正弦波交流、周波数２０Ｈｚ、電流密度１８０ｍＡ／ｃｍ²、電解時間２７０秒に設定する。なお、電解エッチング処理を用いる場合は粗面化しない弁金属シートの面には予めレジスト膜等の保護膜を形成しておき、粗面化処理の後にその保護膜を除去する。

次いで図６Ｂの工程では、弁金属シートに後の工程で下部電極を貫通するための貫通孔を形成する（貫通孔形成工程）。貫通孔の形成は、弁金属シートに直径１００μｍ程度の貫通孔を形成可能な方法であれば特に限定されないが、例えばパンチング加工法やレーザ加工法が挙げられる。

なお、図６Ａの工程と図６Ｂの工程の順序を入れ換えてもよい。すなわち、酸化皮膜誘電体部形成工程、貫通孔形成工程の順に行ってもよく、貫通孔形成工程、酸化皮膜誘電体部形成工程の順に行ってもよい。

一方、図６Ｃの工程では、基板に接着性の導電材料を塗布する。接着性の導電材料としては例えば導電性ペーストを使用する。導電性ペーストとしては、上述したように、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹種等の樹脂中に、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、グラファイト等の導電性の高い導電性粒子を分散させてなる。導電性ペーストに含有される導電性粒子の平均粒径は、酸化皮膜誘電体部１３の孔１３ｂにより良好に充填可能な点で２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。また、導電性ペーストに含有される導電性粒子の含有量は導電率が良好な点で５０重量％〜８０重量％に設定されることが好ましい。また、導電性ペーストは良好な塗布性の点で、２５℃における粘度が４０Ｐａ・ｓ〜１２０Ｐａ・ｓであることが好ましい。

次いで、図６Ｄの工程では、図６Ｂの工程で準備した弁金属シート１５と、図６Ｃの工程で準備した導電性ペースト１２ａを塗布した基板１１とを貼り合わせる。その際、導電性ペーストと弁金属シート１５の酸化皮膜誘電体部１３が合わさるようする。

なお、弁金属シート１５と導電性ペースト１２ａを塗布した基板１１とを貼り合わせる前に、酸化皮膜誘電体部１３の表面を覆うように導電性高分子材料を塗布してもよい。これにより、酸化皮膜誘電体部１３の表面の凹凸を導電性高分子材料により充填して平滑な面を形成されるので、弁金属シート１５と酸化皮膜誘電体部１３の密着性を高められる。これと同時に、導電性高分子材料は導電性ペースト１２ａよりも酸化皮膜誘電体部１３の表面の凹部内により容易に侵入するので、酸化皮膜誘電体部１３と下部電極との接触面積が増加して静電容量を増加できる。導電性高分子材料の塗布は、上述した粗面化処理を行った場合に特に効果がある。

図６Ｄの工程ではさらに、導電性ペースト１２ａを硬化して下部電極１２を形成する。これにより、下部電極１２、酸化皮膜誘電体部１３、および上部電極１４が形成される。

次いで、図６Ｅの工程では、図６Ｄの構造体の表面に樹脂材料からなる保護膜を形成する。保護膜の形成は、感光性樹脂溶液、例えば、感光性ポリイミド樹脂や、感光性エポキシ樹脂を使用することが次の工程で開口部を形成し易く、余分なレジスト膜の形成やエッチング処理工程を省略できる点で好ましい。

図６Ｅの工程ではさらに、保護膜１６の所定の位置に開口部１６ａ，１６ｂを形成する。開口部１６ａ，１６ｂは、下部電極１２および上部電極１４の表面が露出するようにし、図３に示す電極端子が形成されるように格子状に形成する。なお、この工程において、上部電極１４の表面、すなわち、弁金属シート１５の表面に酸化膜（例えば陽極酸化処理の際に形成された酸化膜）が形成されている場合は、ドライエッチング処理により酸化膜を除去する。

次いで、図６Ｆの工程では、図６Ｅの保護膜の表面および開口部の内面（内壁面および下部電極および上部電極の表面に）めっきシード層１８ａを形成する。具体的には、スパッタ法や、真空蒸着法、無電解めっき法によりめっきシード層１８ａ、例えばＴｉ膜、Ｃｕ膜、Ｎｉ膜を順次形成する。

次いで、図６Ｇの工程では、図６Ｆの表面を覆うレジスト膜２５を形成し、さらに、そのレジスト膜２５に次の工程で電極端子を形成する領域に開口部１６ａ，１６ｂ，２５ａ，２５ｂを有するパターンを形成する。

図６Ｇの工程ではさらに、電気メッキ法により、めっきシード層１８ａを給電層として、開口部１６ａ，１６ｂ，２５ａ，２５ｂに導電材料、例えばＳｎ−Ａｇはんだを充填する。

次いで、図６Ｈの工程では、図６Ｆに示すレジスト膜２５を除去し、さらにリフロー処理により図６Ｈに示すはんだボールを形成する。さらに、ドライエッチング法により余分なめっきシード層を除去する。以上により、キャパシタが形成される。

第１の実施の形態に係るキャパシタの製造方法によれば、下部電極１２、酸化皮膜誘電体部１３、および上部電極１４を形成する際に真空プロセスを使用していないので、背景技術の欄で説明した薄膜キャパシタより製造コストを低減でき、さらに、パーティクル等のコンタミネーションによる歩留まり低下も回避できるため、総合的なキャパシタのコストを低減できる。

次に、第１の実施の形態に係るキャパシタの実施例について説明する。

［実施例１および２］
図７および図８は、それぞれ実施例１、実施例２のキャパシタの平面図であり、電極端子側から視た平面図である。

図７を参照するに、実施例１のキャパシタ３０は、第１の実施の形態に係るキャパシタと同様の構成を有し、長辺が１．８ｍｍ、短辺が１．６ｍｍの矩形で、電極端子３１，３２の配列は紙面縦方向４個×横方向４個の格子状とした。上部電極に接続された電極端子３１と下部電極に接続された電極端子３２とによりそれぞれ列を形成し、それぞれの列を交互に配置した電極端子の配列を有する。電極端子の直径を１８０μｍ、電極端子の縦方向および横方向の間隔を４００μｍとした。電極端子は
また、図８を参照するに、実施例２のキャパシタ４０は、第１の実施の形態に係るキャパシタと同様の構成を有し、長辺が１．８ｍｍ、短辺が１．６ｍｍの矩形で、電極端子４１，４２の配列は紙面縦方向７個×横方向７個の格子状とした。上部電極に接続された電極端子４１と下部電極に接続された電極端子４２とを紙面縦方向および横方向のいずれにも交互に配置した電極端子の配列を有する。電極端子の直径を１００μｍ、電極端子の縦方向および横方向の間隔を２００μｍとした。

図９は、実施例１および２のキャパシタのインピーダンス特性図である。縦軸はインピーダンスを示し、横軸は周波数を示し、いずれも対数目盛である。

図９を参照するに、実施例１に対して実施例２はより高周波までインピーダンスが低くなっており、等価直列抵抗および等価直列インダクタンスのいずれもが低くなっていることが分かる。等価直列インダクタンスは実施例１が３４ｐＨに対して実施例２は０．３ｐＨである。これは、実施例２が、実施例１に対して、縮小した電極端子を密に配列した点に加えて、上部電極に接続された電極端子４１と下部電極に接続された電極端子４２とを紙面縦方向および横方向のいずれにも交互に配置した電極端子配列を有するためである。

なお、本願発明者等の別の検討によれば、実施例２の電極端子の直径および間隔で、上部電極に接続された電極端子と下部電極に接続された電極端子との配列を実施例１のようにした場合、インピーダンスが最小となる周波数は実施例２の１／１０程度であることが分かっている。すなわち、実施例２の電極端子の配列、すなわち、上部電極に接続された電極端子４１と下部電極に接続された電極端子４２とを紙面縦方向および横方向のいずれにも交互に配置することで、高周波までインダクタンスをより低減できることが確認できた。

［実施例３］
第１の実施の形態に係る実施例３のキャパシタを以下のようにして作製した。

最初に厚さ０．２ｍｍのアルミニウム箔にレーザ加工法により穴あけ加工を行い、貫通孔（直径１２０μｍ）を形成した。貫通孔の配置は、先の図３に示す下部電極と接続された電極端子２１の配置と同様とした。

貫通孔を形成したアルミニウム箔をフッ硝酸および蒸留水で洗浄した後に、純水１Ｌに対してアジピン酸アンモニウムを１５０ｇ溶解させた溶液中で陽極酸化処理を行ない、アルミニウム箔の片面にアルミ酸化皮膜を形成した。陽極酸化処理の溶液の温度を８５℃，化成電圧を１００Ｖ、電流を０．３Ａに設定し、電圧印加時間を２０分とした。

次いで、ガラス基板の表面に銀ナノペーストを１０μｍの膜厚で塗布し、さらに、アルミ酸化皮膜が形成されたアルミニウム箔を、アルミ酸化皮膜が形成された面を銀ナノペーストが塗布された面に合わせ接着した。

次いで、アルミニウム箔を接着したガラス基板を大気中２００℃、１時間の加熱処理を行い、銀ナノペーストを硬化させた。

次いで、アルミニウム箔の表面に感光性エポキシ樹脂を塗布して感光性エポキシ樹脂層を形成した。具体的には、エポキシワニスをスピンコート法により回転数２０００ｒｐｍ、塗布時間３０秒に設定して膜厚１０μｍの感光性エポキシ樹脂層を形成した。

さらに、感光性エポキシ樹脂層をプリベーク処理（加熱温度６０℃）した後に、露光および現像工程により、上部電極および下部電極の表面を露出する開口部を格子状に形成した（先の図３に電極端子の配置と同様とした。）。さらに、本ベーク処理（加熱温度２００℃）を行い、エポキシ樹脂層を硬化させ、最終的に５μｍ厚のエポキシ樹脂層の保護膜が形成された。

次いで、エポキシ樹脂層の開口部および表面にＴｉ膜（膜厚３００ｎｍ）およびＣｕ膜（膜厚２００ｎｍ）をスパッタ法により形成し、さらに、無電解メッキ法によりＮｉめっき膜（膜厚５μｍ）を形成して、Ｔｉ膜、Ｃｕ膜、Ｎｉめっき膜からなるアンダーバンプメタル（ＵＢＭ）層が形成された。

次いで、ＵＢＭ層の表面に、上記の保護膜の開口部が露出する開口部を有するレジスト膜を形成し、電気めっき法によりＳｎ−Ａｇはんだめっき膜を形成し、さらに、レジスト膜を除去し、さらにリフロー処理によってＳｎ−Ａｇはんだめっきのはんだバンプを形成した。さらに、ドライエッチング法により不要なＵＢＭ層を除去した。以上により、実施例３のキャパシタを形成した。種々の特性のアルミニウム箔を用いて上記条件でキャパシタを作製したところ、静電容量が０．２μＦ／ｃｍ²〜４μＦ／ｃｍ²、耐電圧２０Ｖ〜１００Ｖのキャパシタが得られた。

［実施例４］
第１の実施の形態に係る実施例４のキャパシタを以下のようにして作製した。

最初に、実施例３と同様のアルミニウム箔を用いて、アルミ酸化皮膜を形成しない面にレジスト膜を形成した。

アルミニウム箔のレジスト膜を形成していない面を電解エッチング処理によって多孔質構造を形成した。電解エッチング液として８重量％塩酸および１重量％硫酸の混合溶液を使用して、エッチング温度５０℃、印加電圧として正弦波交流、周波数２０Ｈｚ、電流密度１８０ｍＡ／ｃｍ²、電解時間２７０秒に設定した。

次いで、アルミニウム箔のレジストを剥離除去した後に，実施例１と同様の条件で陽極酸化処理を行ない、多孔質構造の表面にアルミ酸化皮膜を形成した。

次いで、アルミ酸化皮膜の表面に，ポリエチレンジオキシチオフェンおよびスチレンスルホン酸を含む溶液を塗布し乾燥させた。この塗布および乾燥を５回繰り返した。

以後の工程は実施例３と同様に行い、実施例４のキャパシタを作製した。実施例１と同様の種々の特性のアルミニウム箔を用いて上記条件でキャパシタを作製したところ、静電容量が１０μＦ／ｃｍ²〜５０μＦ／ｃｍ²、耐電圧３Ｖ〜５０Ｖのキャパシタが得られた。

［実施例５］
第１の実施の形態に係る実施例５のキャパシタを以下のようにして作製した。

最初に厚さ０．１５ｍｍのニオブ箔にパンチング加工法により穴あけ加工を行い、貫通孔（直径１５０μｍ）を形成した。貫通孔の配置は、先の図３に示す下部電極と接続された電極端子２１の配置と同様とした。

貫通孔を形成したニオブ箔をフッ硝酸および蒸留水で洗浄した後に、リン酸溶液中で陽極酸化処理を行ない、ニオブ箔の片面にニオブ酸化皮膜を形成した。陽極酸化処理の溶液の温度を９０℃、化成電圧を１５０Ｖ、電流を０．６Ａに設定し、電圧印加時間を１０分とした。

以下の工程は実施例３と同様に行い、実施例５のキャパシタを作製した。種々の特性のニオブ箔を用いて上記条件でキャパシタを作製したところ、静電容量が１μＦ／ｃｍ²〜２５μＦ／ｃｍ²、耐電圧３Ｖ〜５０Ｖのキャパシタが得られた。ニオブ酸化皮膜の比誘電率は約４２であり，アルミニウム酸化皮膜の比誘電率（約８）に比べて大きく、実施例３のキャパシタに対して実施例５のキャパシタの静電容量を大幅に増加できた。

（第２の実施の形態）
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る電子基板の概略断面図である。

図１０を参照するに、電子基板５０は、配線基板５１と、配線基板５１上に実装されたＬＳＩチップ５２とデカップリングキャパシタ５３から構成される。

配線基板５１は、その基板中あるいは表面に配線層５４を有し特に限定されないが、例えば多層配線基板である。ＬＳＩチップ５２は半導体集積回路が形成されて、例えば用途別集積回路（ＡＳＩＣ）や読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）等である。デカップリングキャパシタ５３は第１の実施の形態に係るキャパシタと同様の構成を有する。

電子基板は、デカップリングキャパシタ５３がＬＳＩチップ５２と配線層により電気的に接続され、電源線と接地線との間にデカップリングキャパシタ５３が電気的に挿入される。

デカップリングキャパシタ５３はコストが低減されているので、電子基板５０のコストも低減できる。図示を省略しているが、ＬＳＩチップ５２には多数のデカップリングキャパシタ５３が必要とされるため、デカップリングキャパシタ５３の低コスト化は電子基板５０の低コスト化の大きく寄与する。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示する。
（付記１）
基板と、
基板上に設けられた導電性粒子を含む導電層と、
前記導電層上に、該導電層側の面の全てに亘って誘電体部が形成された弁金属シートと、
前記弁金属シートを覆う保護膜と、
前記導電層に電気的に接触し、保護膜表面に取り出された第１の電極端子と、
前記弁金属シートの、誘電体部が形成された面とは反対側の面に電気的に接触し、保護膜の外部に取り出された第２の電極端子と、を備え、
前記誘電体部は、弁金属シートの金属材料の酸化物からなると共に導電層側に凹凸面が形成されてなり、その凹凸面に前記導電性粒子が接してなることを特徴とするキャパシタ。
（付記２）
前記誘電体部は、前記凹凸面が多孔質状であり、その孔中に前記導電性微粒子が充填されてなることを特徴とする付記１記載のキャパシタ。
（付記３）
前記誘電体部は、弁金属シートの金属材料の陽極酸化皮膜であることを特徴とする付記１記載のキャパシタ。
（付記４）
前記弁金属シートは箔あるいは板状であることを特徴とする付記１記載のキャパシタ。
（付記５）
前記弁金属シートの金属材料は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、およびアンチモンからなる群のうちいずれか１種から選択されてなることを特徴とする付記１記載のキャパシタ。
（付記６）
前記導電性微粒子は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、およびグラファイトから選択されてなることを特徴とする付記１記載のキャパシタ。
（付記７）
前記第１の電極端子は、弁金属シートの厚さ方向に形成された貫通孔内に形成されなり、第１の電極端子と貫通孔の内面との間に前記保護膜が充填されてなることを特徴とする付記１記載のキャパシタ。
（付記８）
前記第１および第２の電極端子は保護膜表面に第１の方向と該第１の方向に直交する第２の方向に格子状に配置されてなり、
前記第１および第２の方向おそれぞれに沿って、第１の電極端子と第２の電極端子とが交互に配置されてなることを特徴とする付記１記載のキャパシタ。
（付記９）
弁金属シートの第１の面の全てに亘って酸化して誘電体部を形成する工程と、
前記誘電体部が形成された弁金属シートに貫通孔を形成する工程と、
基板の表面に接着性の導電性材料を塗布する工程と、
前記貫通孔が形成された弁金属シートを第１の面が前記導電性材料に接するよう基板に貼り合わせる工程と、
次いで、前記導電性材料を硬化させて導電性層を形成する工程と、
前記弁金属シートの第１の面とは反対側の第２の面を覆う保護膜を形成する工程と、
前記保護膜に前記貫通孔内の導電性層および弁金属シートの第２の面の一部を露出する開口部を形成する工程と、
前記開口部内に他の導電性材料を充填して電極端子を形成工程とを含むキャパシタの製造方法。
（付記１０）
前記誘電体部を形成する工程は、陽極酸化法により弁金属シートの第１の面に酸化皮膜を形成することを特徴とする付記９記載のキャパシタの製造方法。
（付記１１）
前記誘電体部を形成する工程は、酸素ガスを含むプラズマエッチングにより弁金属シートの第１の面に酸化皮膜を形成することを特徴とする付記９記載のキャパシタの製造方法。
（付記１２）
前記誘電体部を形成する工程の前に、弁金属シートの第１の面に電解エッチング処理を行い、多孔質状の表面を形成する工程をさらに備えることを特徴とする付記９記載のキャパシタの製造方法。
（付記１３）
前記誘電体部を形成する工程の後に、誘電体部の表面に導電性高分子材料を塗布する工程をさらに備えることを特徴とする付記１２記載のキャパシタの製造方法。
（付記１４）
前記接着性の導電性材料は、導電性ペーストであることを特徴とする付記９記載のキャパシタの製造方法。
（付記１５）
付記１〜８のうち、いずれか一項記載のキャパシタと、
半導体装置と、
前記キャパシタと半導体装置とを電気的に接続する配線基板と、を備える電子基板。

従来の薄膜キャパシタの断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るキャパシタの斜視図である。 図２に示すキャパシタの平面図である。 図３に示すＡ−Ａ線断面図である。 キャパシタの要部拡大断面図である。 第１の実施の形態に係るキャパシタの製造工程図（その１）である。 第１の実施の形態に係るキャパシタの製造工程図（その２）である。 第１の実施の形態に係るキャパシタの製造工程図（その３）である。 第１の実施の形態に係るキャパシタの製造工程図（その４）である。 第１の実施の形態に係るキャパシタの製造工程図（その５）である。 第１の実施の形態に係るキャパシタの製造工程図（その６）である。 第１の実施の形態に係るキャパシタの製造工程図（その７）である。 第１の実施の形態に係るキャパシタの製造工程図（その８）である。 実施例１のキャパシタの平面図である。 実施例２のキャパシタの平面図である。 実施例１および２のキャパシタのインピーダンス特性図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電子基板の概略断面図である。

符号の説明

１０，３０ キャパシタ
１１ 基板
１２ 下部電極
１２ａ 導電性粒子
１３ 酸化皮膜誘電体層
１３ａ 凹凸面
１３ｂ 孔
１４ 上部電極（金属層）
１５ 弁金属シート
１５ａ 開口部
１６ 保護膜
１６ａ，１６ｂ 開口部
１８，１８ａ めっきシード層
１９ 導電材料
２０，２１，３１，３２ 電極端子
２５ レジスト膜
５０ 電子基板
５１ 配線基板
５２ ＬＳＩチップ
５３ デカップリングキャパシタ
５４ 配線層

Claims (9)

1. 基板と、
   基板上に設けられた導電性粒子を含む導電層と、
   前記導電層上に、該導電層側の面の全てに亘って誘電体部が形成された弁金属シートと、
   前記弁金属シートを覆う保護膜と、
   前記導電層に電気的に接触し、保護膜表面に取り出された第１の電極端子と、
   前記弁金属シートの、誘電体部が形成された面とは反対側の面に電気的に接触し、保護膜の外部に取り出された第２の電極端子と、を備え、
   前記誘電体部は、弁金属シートの金属材料の酸化物からなると共に導電層側に凹凸面が形成されてなり、その凹凸面に前記導電性粒子が接してなることを特徴とするキャパシタ。
2. 前記誘電体部は、前記凹凸面が多孔質状であり、その孔中に前記導電性微粒子が充填されてなることを特徴とする請求項１記載のキャパシタ。
3. 前記誘電体部は、弁金属シートの金属材料の陽極酸化皮膜であることを特徴とする請求項１または２記載のキャパシタ。
4. 前記導電性微粒子は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、およびグラファイトから選択されてなることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載のキャパシタ。
5. 前記第１および第２の電極端子は保護膜表面に第１の方向と該第１の方向に直交する第２の方向に格子状に配置されてなり、
   前記第１および第２の方向おそれぞれに沿って、第１の電極端子と第２の電極端子とが交互に配置されてなることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載のキャパシタ。
6. 弁金属シートの第１の面の全てに亘って酸化して誘電体部を形成する工程と、
   前記誘電体部が形成された弁金属シートに貫通孔を形成する工程と、
   基板の表面に接着性の導電性材料を塗布する工程と、
   前記貫通孔が形成された弁金属シートを第１の面が前記導電性材料に接するよう基板に貼り合わせる工程と、
   次いで、前記導電性材料を硬化させて導電性層を形成する工程と、
   前記弁金属シートの第１の面とは反対側の第２の面を覆う保護膜を形成する工程と、
   前記保護膜に前記貫通孔内の導電性層および弁金属シートの第２の面の一部を露出する開口部を形成する工程と、
   前記開口部内に他の導電性材料を充填して電極端子を形成工程とを含むキャパシタの製造方法。
7. 前記誘電体部を形成する工程は、陽極酸化法により弁金属シートの第１の面に酸化皮膜を形成することを特徴とする請求項６記載のキャパシタの製造方法。
8. 前記誘電体部を形成する工程の前に、弁金属シートの第１の面に電解エッチング処理を行い、多孔質状の表面を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項６記載のキャパシタの製造方法。
9. 請求項１〜５のうち、いずれか一項記載のキャパシタと、
   半導体装置と、
   前記キャパシタと半導体装置とを電気的に接続する配線基板と、を備える電子基板。

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