ところが、上記のコンデンサを樹脂コア基板やビルドアップ層に内蔵する場合、コンデンサの表面及び裏面には薄いプレーン状電極が存在するのみであって凹凸が少ないため、コンデンサが平面方向に位置ずれする可能性がある。また、コンデンサと、コンデンサの表面や裏面に接する絶縁樹脂層(例えば、ビルドアップ層を構成する樹脂層間絶縁層など)との密着性に問題が生じる場合がある。その結果、コンデンサと絶縁樹脂層との間にデラミネーションが発生して製造される配線基板が不良品となるため、配線基板の信頼性が低下するおそれがある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線基板に内蔵する際の位置ずれを防止でき、しかも、配線基板を構成する絶縁樹脂層との密着性低下を防止することにより信頼性を向上させることができる配線基板内蔵用部品及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記の配線基板内蔵用部品を内蔵した好適な配線基板を提供することにある。
そして上記課題を解決するための手段(手段1)としては、配線基板に内蔵される配線基板内蔵用部品であって、部品主面及び部品裏面を有する部品本体と、前記部品主面及び前記部品裏面の少なくとも一方の上に配置されるとともに第1の金属材料からなる第1の金属層、及び、前記第1の金属材料よりも導電性の高い第2の金属材料からなり前記第1の金属層の表面を覆う第2の金属層を有するプレーン状電極と、前記第2の金属材料と同じ金属材料を主体として形成され、前記プレーン状電極上の複数箇所に突設された突起状導体とを備えることを特徴とする配線基板内蔵用部品がある。
従って、手段1の配線基板内蔵用部品によると、プレーン状電極上に突起状導体が突設されているため、配線基板への内蔵時に、突起状導体が配線基板を構成する絶縁樹脂層に噛み込むようになる。従って、内蔵時における配線基板内蔵用部品の位置ずれを防止できる。しかも、突起状導体を形成することで、配線基板内蔵用部品と絶縁樹脂層との接触面積が大きくなるため、両者の密着性が向上する。従って、配線基板内蔵用部品と絶縁樹脂層との間でのデラミネーションの発生を防止でき、配線基板の信頼性が高くなる。
上記配線基板内蔵用部品は、部品主面及び部品裏面を有する部品本体を備えている。部品本体の形状は、任意に設定することが可能であるが、例えば、部品主面の面積が部品本体の側面の面積よりも大きい板状であることが好ましい。また、部品本体の平面視での形状としては、複数の辺を有する平面視多角形状であることが好ましい。平面視多角形状としては、例えば、平面視略矩形状、平面視略三角形状、平面視略六角形状などを挙げることができるが、特には、一般的な形状である平面視略矩形状であることが好ましい。ここで、「平面視略矩形状」とは、平面視で完全な矩形状のみをいうのではなく、角部が面取りされた形状や、辺の一部が曲線となっている形状も含むものとする。
なお、好適な前記配線基板内蔵用部品としては、コンデンサ、半導体集積回路素子(ICチップ)、半導体製造プロセスで製造されたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子などを挙げることができる。ここで、「半導体集積回路素子」とは、主としてコンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される素子をいう。
また、好適なコンデンサの例としては、チップコンデンサや、金属箔上に誘電体層及び電極層を積層してなるコンデンサや、セラミック誘電体層を介して複数の内部電極層が積層配置された構造を有し、前記複数の内部電極層に接続された複数のコンデンサ内ビア導体を備え、前記プレーン状電極が、前記複数のコンデンサ内ビア導体における前記部品主面側及び前記部品裏面側の少なくとも一方の端部に接続されたセラミックコンデンサなどを挙げることができる。なお、セラミックコンデンサは、前記複数のコンデンサ内ビア導体が全体としてアレイ状に配置されたビアアレイタイプのセラミックコンデンサであることが好ましい。このような構造であれば、コンデンサのインダクタンスの低減化が図られ、ノイズ吸収や電圧安定化が可能となる。また、コンデンサ全体の小型化が図りやすくなり、ひいては配線基板全体の小型化も図りやすくなる。しかも、小さい割りに高静電容量が達成しやすく、より安定した電源供給が可能となる。
前記セラミック誘電体層としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、炭化珪素、窒化珪素などといった高温焼成セラミックの焼結体が好適に使用されるほか、ホウケイ酸系ガラスやホウケイ酸鉛系ガラスにアルミナ等の無機セラミックフィラーを添加したガラスセラミックのような低温焼成セラミックの焼結体が好適に使用される。この場合、用途に応じて、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウムなどの誘電体セラミックの焼結体を使用することも好ましい。誘電体セラミックの焼結体を使用した場合、静電容量の大きなコンデンサを実現しやすくなる。
前記内部電極層及び前記コンデンサ内ビア導体としては特に限定されないが、例えばコンデンサがセラミックコンデンサである場合にはメタライズ導体であることが好ましい。なお、メタライズ導体は、金属粉末を含む導体ペーストを従来周知の手法、例えばメタライズ印刷法で塗布した後に焼成することにより、形成される。同時焼成法によってメタライズ導体及びセラミック誘電体層を形成する場合、メタライズ導体中の金属粉末は、セラミック誘電体層の焼成温度よりも高融点である必要がある。例えば、セラミック誘電体層がいわゆる高温焼成セラミック(例えばアルミナ等)からなる場合には、メタライズ導体中の金属粉末として、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)等やそれらの合金が選択可能である。セラミック誘電体層がいわゆる低温焼成セラミック(例えばガラスセラミック等)からなる場合には、メタライズ導体中の金属粉末として、銅(Cu)または銀(Ag)等やそれらの合金が選択可能である。
上記配線基板内蔵用部品を構成する前記プレーン状電極は、第1の金属材料からなる第1の金属層、及び、前記第1の金属材料よりも導電性の高い第2の金属材料からなり前記第1の金属層の表面を覆う第2の金属層を有する。前記第1の金属層としては特に限定されないが、例えばコンデンサがセラミックコンデンサである場合には前記メタライズ導体層であることが好ましい。なお、セラミック誘電体層がいわゆる高温焼成セラミック(例えばアルミナ等)からなる場合には、第1の金属層を構成する第1の金属材料(メタライズ導体層中の金属粉末)として、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)等やそれらの合金が選択可能である。セラミック誘電体層がいわゆる低温焼成セラミック(例えばガラスセラミック等)からなる場合には、第1の金属材料として、銅(Cu)または銀(Ag)等やそれらの合金が選択可能である。一方、第2の金属層を構成する第2の金属材料としては、例えば銅、銀、鉄、コバルト、ニッケルなどが挙げられる。なお、第1の金属材料が例えばニッケルである場合、第2の金属材料としては、ニッケルよりも導電性の高い銅などが挙げられる。なお、前記第2の金属層の表面は粗化されていることが好ましい。このようにすれば、第2の金属層と配線基板を構成する絶縁樹脂層との接触面積が大きくなるため、配線基板内蔵用部品と絶縁樹脂層との密着性がよりいっそう向上する。
上記配線基板内蔵用部品を構成する前記突起状導体は、前記プレーン状電極上の複数箇所に突設されている。ここで、前記突起状導体の表面は粗化されていることが好ましい。このようにすれば、突起状導体と配線基板を構成する絶縁樹脂層との接触面積が大きくなるため、配線基板内蔵用部品と絶縁樹脂層との密着性がよりいっそう向上する。
なお、突起状導体は、前記第2の金属材料と同じ金属材料を主体として形成される。突起状導体を構成する金属材料としては、例えば銅、銀、鉄、コバルト、ニッケルなどが挙げられるが、特に、前記突起状導体は、銅を主体として形成されていることが好ましい。このようにすれば、突起状導体を他の材料を主体として形成する場合よりも、突起状導体の低抵抗化が図られるとともに、突起状導体の導電性が向上する。しかも、突起状導体が比較的柔らかい銅を主体として形成されるため、突起状導体の粗化が容易になる。
さらに、突起状導体の形成方法としては、めっきによって突起状導体を形成する方法などが挙げられる。なお、突起状導体が銅を主体として形成される場合、前記突起状導体は、銅めっきによって形成されていることが好ましい。このようにすれば、突起状導体を例えば導電性ペーストなどによって形成する場合に比べて、突起状導体の導電性が向上する。また、突起状導体の他の形成方法としては、プレーン状電極上に金属ペーストを印刷して突起状導体を形成する方法や、金属箔を貼付する工程のみを行って突起状導体を形成する方法や、突起状導体よりも大きい金属箔を貼付した後、金属箔に対するエッチングを行って突起状導体を形成する方法などが挙げられる。さらに、別の突起状導体の形成方法としては、突起状導体の焼成を、前記セラミック誘電体層や前記セラミックコンデンサを構成する導体(前記内部電極層、前記コンデンサ内ビア導体、前記プレーン状電極)の焼成と同時に行う同時焼成法などが挙げられる。また、セラミック誘電体層や上記のセラミックコンデンサを構成する導体の焼成を行った後で、突起状導体の焼成を行う後焼成法などを採用することもできる。なお、同時焼成法によって突起状導体を形成すれば、セラミックコンデンサの製造に必要な工数が減るため、セラミックコンデンサを容易にかつ低コストで形成できる。
また、前記突起状導体の厚さは、前記プレーン状電極の厚さよりも大きいことが好ましい。仮に、突起状導体の厚さがプレーン状電極の厚さよりも小さいと、突起状導体の厚さが、配線基板に内蔵した際に部品主面上や部品裏面上に位置する絶縁樹脂層の厚さよりも小さくなる可能性が高いため、突起状導体の頂部を絶縁樹脂層の表面に位置する導体層に接続することが困難になる。さらに、前記突起状導体の底部の最小幅は、前記プレーン状電極の最小幅よりも小さいことが好ましい。このようにすれば、隣接するプレーン状電極上に突設された突起状導体同士が必ず隙間を有した状態で配置されるため、突起状導体同士の接触による短絡を防止できる。
なお、前記突起状導体は、底部から頂部に行くに従って細くなっていることが好ましい。このような構成であれば、突起状導体の頂部の表面の面積が小さくなるため、配線基板への内蔵時において、突起状導体が配線基板を構成する絶縁樹脂層によりいっそう噛み込みやすくなる。その結果、突起状導体が絶縁樹脂層によりいっそう噛み込みやすくなるため、内蔵時における配線基板内蔵用部品の位置ずれをより確実に防止できる。また、仮に突起状導体が底部から頂部に行くに従って太くなっていれば、突起状導体を絶縁樹脂層に噛み込ませた際に底部付近にボイドが発生する可能性が高い。しかし上記のように、突起状導体が底部から頂部に行くに従って細くなっていれば、底部が絶縁樹脂層に確実に密着するため、上記のボイドの発生を防止できる。
また、前記突起状導体の底部は、前記プレーン状電極との接続部分において最も直径が大きくなっていることが好ましく、例えば、前記突起状導体の底部の断面形状は、前記プレーン状電極との接続部分に行くに従って徐々に幅広になるテーパ状をなしていることが好ましい。このような構成であれば、突起状導体の底部とプレーン状電極との接続部分が補強されるため、突起状導体とプレーン状電極との接続状態を確実に確保できる。ゆえに、配線基板内蔵用部品の信頼性がよりいっそう向上する。
さらに、前記突起状導体の頂面は、前記部品主面及び前記部品裏面と平行であることが好ましい。このようにすれば、突起状導体と、配線基板に内蔵した際に部品主面上や部品裏面上に位置する絶縁樹脂層の表面に位置する導体層との接触面積が大きくなる。このため、突起状導体と導体層との接続信頼性を高めることができ、ひいては、配線基板の信頼性をよりいっそう高めることができる。
また、本発明の課題を解決するための別の手段(手段2)としては、上記手段1に記載の配線基板内蔵用部品が、コア主面及びコア裏面を有する樹脂コア基板内、または、樹脂層間絶縁層及び導体層を積層した構造を有する配線積層部内に収容されることを特徴とする配線基板がある。
従って、手段2によると、プレーン状電極上に突起状導体が樹脂層間絶縁層などに噛み込むようになるため、配線基板内蔵用部品の位置ずれを防止できる。しかも、突起状導体を形成することで、配線基板内蔵用部品と樹脂層間絶縁層との接触面積が大きくなるため、両者の密着性が向上する。従って、配線基板内蔵用部品と樹脂層間絶縁層との間でのデラミネーションの発生を防止でき、配線基板の信頼性が高くなる。
上記配線基板を構成する樹脂コア基板は、例えばコア主面及びその反対側に位置するコア裏面を有する板状に形成されている。樹脂コア基板を形成するための高分子材料の具体例としては、例えば、EP樹脂(エポキシ樹脂)、PI樹脂(ポリイミド樹脂)、BT樹脂(ビスマレイミド・トリアジン樹脂)、PPE樹脂(ポリフェニレンエーテル樹脂)などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維(ガラス織布やガラス不織布)やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を使用してもよい。
上記配線基板を構成する配線積層部は、高分子材料を主体とする樹脂層間絶縁層及び導体層を積層した構造を有している。なお、配線積層部は、前記コア主面上及び前記コア裏面上のいずれか一方にのみ形成されていてもよいし、前記コア主面上及び前記コア裏面上の両方に形成されていてもよいが、前記コア主面上及び前記コア裏面上の両方に形成されることが好ましい。このように構成すれば、コア主面上に形成された配線積層部とコア裏面上に形成された配線積層部との両方に電気回路を形成できるため、配線基板のよりいっそうの高機能化を図ることができる。
樹脂層間絶縁層は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂層間絶縁層を形成するための高分子材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維(ガラス織布やガラス不織布)やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料、あるいは、連続多孔質PTFE等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。
また、本発明の課題を解決するための別の手段(手段3)としては、上記手段1に記載の配線基板内蔵用部品を多数個取りの手法で製造する方法であって、平面方向に沿って配置された複数の製品形成領域を備え、前記複数の製品形成領域を個片化する際の切断予定線に沿ってブレーク溝が形成され、前記ブレーク溝に対応した箇所の内層部に前記複数の製品形成領域間をまたぐダミー内部電極層が形成された多数個取り用のセラミック焼結体製連結基板を作製する連結基板作製工程と、前記セラミック焼結体製連結基板の基板主面上にめっきレジスト用ドライフィルム材を貼着し、前記プレーン状電極を露出させる開口部を複数箇所に有するめっきレジストを形成するレジスト形成工程と、めっきを行って前記開口部内に前記突起状導体を形成する突起状導体形成工程と、前記めっきレジストを剥離するレジスト剥離工程と、前記レジスト剥離工程後、前記セラミック焼結体製連結基板を前記ブレーク溝に沿って切断し、複数の配線基板内蔵用部品を個片化するブレーク工程とを含むことを特徴とする配線基板内蔵用部品の製造方法、がある。
ここで、配線基板内蔵用部品を多数個取りの手法で製造する場合、多数個取り用の連結基板における複数の製品形成領域を個片化する際の切断予定線に沿って、あらかじめブレーク溝を形成しておくことがある。しかしながら、多数個取り用の連結基板が脆弱なセラミック焼結体製であると、製造過程において連結基板を流動する際に、ブレーク溝の箇所で割れたり、ブレーク溝を起点としてクラックが発生したりすることがある。しかも、連結基板の基板主面上にめっきレジスト用ドライフィルム材を貼着するラミネート工程を行う場合には、ラミネート時に受ける押圧力により特に割れやクラックが発生しやすくなり、製品歩留まりを低下させてしまう。また、このような割れやクラックの発生を回避するためには、製造時において連結基板の流動などを慎重に行う必要性が生じ、製造が煩雑なものとなってしまう。
その点、手段3に記載の製造方法によれば、ブレーク溝に対応した箇所の内層部に複数の製品形成領域間をまたぐダミー内部電極層に形成しておくため、他の部分に比べて厚さの薄くなったブレーク溝の形成部分が補強される。よって、この状態で連結基板を流動して押圧力の加わるレジスト形成工程などを行ったとしても、連結基板における割れやクラックの発生を抑制することができ、製品歩留まりを向上させることができる。また、手段3の製造方法によれば、連結基板の製造の煩雑さを軽減することができる。
前記ブレーク溝及び前記ダミー内部電極層は、前記セラミック焼結体製連結基板が未焼成のときに形成されることがよい。この段階であれば、連結基板がまだ硬化していない未焼結体であるため、比較的容易にブレーク溝を加工形成することができるからである。
以下、本発明を配線基板に具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1に示されるように、本実施形態の配線基板10は、ICチップ搭載用の配線基板である。配線基板10は、略矩形板状の樹脂コア基板11と、樹脂コア基板11のコア主面12(図1では上面)上に形成される第1ビルドアップ層31(配線積層部)と、樹脂コア基板11のコア裏面13(図1では下面)上に形成される第2ビルドアップ層32(配線積層部)とからなる。
樹脂コア基板11のコア主面12上に形成された第1ビルドアップ層31は、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)からなる2層の樹脂層間絶縁層33,35と、銅からなる導体層42とを交互に積層した構造を有している。第2層の樹脂層間絶縁層35の表面上における複数箇所には、端子パッド44がアレイ状に形成されている。さらに、樹脂層間絶縁層35の表面は、ソルダーレジスト37によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト37の所定箇所には、端子パッド44を露出させる開口部46が形成されている。端子パッド44の表面上には、複数のはんだバンプ45が配設されている。各はんだバンプ45は、矩形平板状をなすICチップ21の面接続端子22に電気的に接続されている。なお、各端子パッド44及び各はんだバンプ45からなる領域は、ICチップ21を搭載可能なICチップ搭載領域23である。ICチップ搭載領域23は、第1ビルドアップ層31の表面39に設定されている。また、第2層の樹脂層間絶縁層35内における複数箇所にはビア導体43が形成されている。各ビア導体43の下端となる箇所は、樹脂層間絶縁層33の表面上に形成された導体層42に接続されており、各ビア導体43の上端となる箇所は、樹脂層間絶縁層35の表面上に形成された導体層42、または、端子パッド44に接続されている。このビア導体43は、導体層42及び端子パッド44を相互に電気的に接続している。
図1に示されるように、樹脂コア基板11のコア裏面13上に形成された第2ビルドアップ層32は、上述した第1ビルドアップ層31とほぼ同じ構造を有している。即ち、第2ビルドアップ層32は、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)からなる2層の樹脂層間絶縁層34,36と、導体層42とを交互に積層した構造を有している。第1層の樹脂層間絶縁層34内における複数箇所にはビア導体47が形成されている。各ビア導体47の下端となる箇所は、樹脂層間絶縁層34の表面上に形成された導体層42に接続されている。第2層の樹脂層間絶縁層36内における複数箇所にはビア導体43が形成されており、樹脂層間絶縁層36の下面上において各ビア導体43の下端となる箇所には、ビア導体43を介して導体層42に電気的に接続されるBGA用パッド48が格子状に形成されている。また、樹脂層間絶縁層36の下面は、ソルダーレジスト38によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト38の所定箇所には、BGA用パッド48を露出させる開口部40が形成されている。BGA用パッド48の表面上には、図示しないマザーボードに対して電気的に接続可能な複数のはんだバンプ49が配設されている。そして、各はんだバンプ49により、図1に示される配線基板10は図示しないマザーボード上に実装される。
図1に示されるように、本実施形態の樹脂コア基板11は、縦25mm×横25mm×厚さ0.90mmの平面視略矩形板状である。樹脂コア基板11は、ガラスエポキシからなる基材161と、基材161の上面及び下面に形成され、シリカフィラーなどの無機フィラーを添加したエポキシ樹脂からなるサブ基材164と、同じく基材161の上面及び下面に形成され、銅からなる導体層163とによって構成されている。また、樹脂コア基板11には、複数のスルーホール導体16がコア主面12、コア裏面13及び導体層163を貫通するように形成されている。かかるスルーホール導体16は、樹脂コア基板11のコア主面12側とコア裏面13側とを接続導通するとともに、導体層163に電気的に接続している。なお、スルーホール導体16の内部は、例えばエポキシ樹脂などの閉塞体17で埋められている。スルーホール導体16の上端は、樹脂層間絶縁層33の表面上にある導体層42の一部に電気的に接続されており、スルーホール導体16の下端は、樹脂層間絶縁層34の下面上にある導体層42の一部に電気的に接続されている。また、樹脂コア基板11のコア主面12及びコア裏面13には、銅からなる導体層41がパターン形成されており、各導体層41は、スルーホール導体16に電気的に接続されている。さらに、樹脂コア基板11は、コア主面12の中央部及びコア裏面13の中央部にて開口する平面視で矩形状の収容穴部90を1つ有している。即ち、収容穴部90は貫通穴である。なお、収容穴部90は、四隅に面取り寸法0.1mm以上2.0mm以下の面取り部を有している。
そして、収容穴部90内には、図2,図3等に示すセラミックコンデンサ101(配線基板内蔵用部品)が、埋め込まれた状態で収容されている。なお、セラミックコンデンサ101は、コンデンサ主面102をコア主面12と同じ側に向け、かつ、コンデンサ裏面103をコア裏面13と同じ側に向けた状態で収容されている。本実施形態のセラミックコンデンサ101は、縦12.0mm×横12.0mm×厚さ0.74mmの平面視略矩形板状である。セラミックコンデンサ101は、樹脂コア基板11において前記ICチップ搭載領域23の真下の領域に配置されている。なお、ICチップ搭載領域23の面積(ICチップ21において面接続端子22が形成される面の面積)は、セラミックコンデンサ101のコンデンサ主面102の面積よりも小さくなるように設定されている。セラミックコンデンサ101の厚さ方向から見た場合、ICチップ搭載領域23は、セラミックコンデンサ101のコンデンサ主面102内に位置している。
図1等に示されるように、収容穴部90の内面と、セラミックコンデンサ101のコンデンサ側面106との隙間は、高分子材料(本実施形態ではエポキシ等の熱硬化性樹脂)からなる樹脂充填部92によって埋められている。この樹脂充填部92は、セラミックコンデンサ101を樹脂コア基板11に固定する機能を有している。なお、セラミックコンデンサ101は、平面視略正方形状をなしており、四隅に面取り寸法0.55mm以上(本実施形態では面取り寸法0.6mm)の面取り部を有している。これにより、セラミックコンデンサ101を配線基板10に内蔵するときや、温度変化に伴う樹脂充填部92の変形時において、セラミックコンデンサ101の角部への応力集中を緩和できるため、樹脂充填部92のクラックの発生を防止できる。
図1〜図3等に示されるように、本実施形態のセラミックコンデンサ101は、いわゆるビアアレイタイプのセラミックコンデンサである。セラミックコンデンサ101を構成するセラミック焼結体104(部品本体)は、部品主面である1つのコンデンサ主面102(図1では上面)、部品裏面である1つのコンデンサ裏面103(図1では下面)、及び、4つのコンデンサ側面106(図1では左面、右面)を有する板状物である。
図2に示されるように、セラミック焼結体104は、セラミック誘電体層105を介して電源用内部電極層141とグランド用内部電極層142とを交互に積層配置した構造を有している。また、セラミック誘電体層105は、高誘電率セラミックの一種であるチタン酸バリウムの焼結体からなり、電源用内部電極層141及びグランド用内部電極層142間の誘電体(絶縁体)として機能する。電源用内部電極層141及びグランド用内部電極層142は、いずれもニッケルを主成分として形成された層であって、セラミック焼結体104の内部において一層おきに配置されている。
図1,図2等に示されるように、セラミック焼結体104には、多数のビアホール130が形成されている。これらのビアホール130は、セラミック焼結体104をその厚さ方向に貫通するとともに、セラミック焼結体104の全面にわたって格子状(アレイ状)に配置されている。各ビアホール130内には、セラミック焼結体104のコンデンサ主面102及びコンデンサ裏面103間を連通する複数のコンデンサ内ビア導体131,132が、ニッケルを主材料として形成されている。なお本実施形態において、ビアホール130の直径は約100μmに設定されているため、コンデンサ内ビア導体131,132の直径も約100μmに設定されている。各電源用コンデンサ内ビア導体131は、各電源用内部電極層141を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各グランド用コンデンサ内ビア導体132は、各グランド用内部電極層142を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各電源用コンデンサ内ビア導体131及び各グランド用コンデンサ内ビア導体132は、全体としてアレイ状に配置されている。本実施形態では、説明の便宜上、コンデンサ内ビア導体131,132を5列×5列で図示したが、実際にはさらに多くの列が存在している。
そして図2,図3等に示されるように、セラミック焼結体104のコンデンサ主面102上には、複数の主面側電源用プレーン状電極111(プレーン状電極)と複数の主面側グランド用プレーン状電極112(プレーン状電極)とが設けられている。各プレーン状電極111,112は、コンデンサ主面102において互いに平行に配置されており、幅350μm×厚さ25μmの平面視略矩形状をなす帯状パターンである(図3参照)。主面側電源用プレーン状電極111は、複数の電源用コンデンサ内ビア導体131におけるコンデンサ主面102側の端面に対して直接接続されており、主面側グランド用プレーン状電極112は、複数のグランド用コンデンサ内ビア導体132におけるコンデンサ主面102側の端面に対して直接接続されている。
また、図2等に示されるように、セラミック焼結体104のコンデンサ裏面103上には、複数の裏面側電源用プレーン状電極121(プレーン状電極)と複数の裏面側グランド用プレーン状電極122(プレーン状電極)とが設けられている。各プレーン状電極121,122は、コンデンサ裏面103において互いに平行に配置されており、幅350μm×厚さ25μmの平面視略矩形状をなす帯状パターンである。裏面側電源用プレーン状電極121は、複数の電源用コンデンサ内ビア導体131におけるコンデンサ裏面103側の端面に対して直接接続されており、裏面側グランド用プレーン状電極122は、複数のグランド用コンデンサ内ビア導体132におけるコンデンサ裏面103側の端面に対して直接接続されている。よって、電源用プレーン状電極111,121は電源用コンデンサ内ビア導体131及び電源用内部電極層141に導通しており、グランド用プレーン状電極112,122はグランド用コンデンサ内ビア導体132及びグランド用内部電極層142に導通している。
図4に示されるように、プレーン状電極111,112,121,122は、第1の金属層であるメタライズ導体層151と、第2の金属層であるめっき層152とからなっている。メタライズ導体層151は、前記コンデンサ主面102及びコンデンサ裏面103の上に配置されるとともに、ニッケル(第1の金属材料)を主材料として形成されている。めっき層152は、ニッケルよりも導電性の高い銅(第2の金属材料)からなり、メタライズ導体層151の表面を全体的に被覆している。さらに、めっき層152の表面は粗化されており、めっき層152の表面の算術平均粗さRaは0.4μmに設定されている。なお、「算術平均粗さRa」とは、JIS B0601で定義されている算術平均粗さRaである。算術平均粗さRaの測定方法はJIS B0651に準じるものとする。
図1〜図4に示されるように、各プレーン状電極111,112,121,122上には、それぞれ突起状導体50が突設されている。各突起状導体50は、1つのプレーン状電極に対して複数箇所ずつ配置されている。そして、突起状導体50の数は、前記コンデンサ内ビア導体131,132の数と等しくなっている。本実施形態の突起状導体50は、銅めっきによって形成された導体(銅ポスト)である。即ち、突起状導体50は、めっき層152と同じ金属材料である銅を主体として形成されている。
また、各突起状導体50は、断面円形状であって、底部51から頂部52に行くに従って細くなっている。詳述すると、各突起状導体50の底部51は、プレーン状電極111,112,121,122との接続部分において最も直径が大きくなっている。換言すると、各突起状導体50の底部51の断面形状は、プレーン状電極111,112,121,122との接続部分に行くに従って徐々に幅広になるテーパ状をなしている。また、各突起状導体50の頂部52の表面は、円形状をなしており、頂部52の表面は前記コンデンサ主面102及び前記コンデンサ裏面103とほぼ平行になっている。なお本実施形態において、各突起状導体50の中心軸線はプレーン状電極111,112,121,122の中心と一致しているが、一致していなくてもよい。
図1〜図4に示されるように、各突起状導体50の底部51の最小幅である直径は、プレーン状電極111,112,121,122の最小幅である横の長さ(350μm)よりも小さく設定されており、本実施形態では200μmに設定されている。また、各突起状導体50の頂部52の直径は、底部51の直径よりも小さく設定されており、本実施形態では190μmに設定されている。即ち、各突起状導体50の底部51及び頂部52の直径は、前記コンデンサ内ビア導体131,132の直径(約100μm)よりも大きく設定されている。また、各突起状導体50の厚さは、本実施形態では120μmに設定されている。即ち、突起状導体50の厚さを突起状導体50の底部51の直径で割った値で定義されるアスペクト比は、0.6となる。また、各突起状導体50の厚さは、プレーン状電極111,112,121,122の厚さ(25μm)よりも大きく、前記樹脂層間絶縁層33の厚さと等しくなっている。このため、プレーン状電極111,112上に突設された突起状導体50の頂部52の表面は、樹脂層間絶縁層33の表面と同じ位置にある。さらに、各突起状導体50の表面は粗化されている。突起状導体50の表面の算術平均粗さRaは、前記めっき層152の表面の算術平均粗さRaと等しく、具体的には0.4μmに設定されている。そして、プレーン状電極111,112上に突設された突起状導体50は、樹脂層間絶縁層33の表面上に形成された導体層42に接続される。一方、プレーン状電極121,122上に突設された突起状導体50は、前記樹脂層間絶縁層34内における複数箇所に形成されたビア導体47に接続される。
図1に示されるように、コンデンサ主面102側にあるプレーン状電極111,112は、突起状導体50、導体層42、ビア導体43、端子パッド44、はんだバンプ45及びICチップ21の面接続端子22を介して、ICチップ21に電気的に接続される。一方、コンデンサ裏面103側にあるプレーン状電極121,122は、突起状導体50、ビア導体47、導体層42、ビア導体43、BGA用パッド48及びはんだバンプ49を介して、図示しないマザーボードが有する電極に対して電気的に接続される。
例えば、マザーボード側からプレーン状電極121,122を介して通電を行い、電源用内部電極層141−グランド用内部電極層142間に電圧を加えると、電源用内部電極層141に例えばプラスの電荷が蓄積し、グランド用内部電極層142に例えばマイナスの電荷が蓄積する。その結果、セラミックコンデンサ101がコンデンサとして機能する。また、セラミックコンデンサ101では、電源用コンデンサ内ビア導体131及びグランド用コンデンサ内ビア導体132がそれぞれ交互に隣接して配置され、かつ、電源用コンデンサ内ビア導体131及びグランド用コンデンサ内ビア導体132を流れる電流の方向が互いに逆向きになるように設定されている。これにより、インダクタンス成分の低減化が図られている。
次に、本実施形態の配線基板10の製造方法について述べる。
コア基板準備工程では、樹脂コア基板11の中間製品を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。
樹脂コア基板11の中間製品は以下のように作製される。まず、縦400mm×横400mm×厚さ0.65mmの基材161の両面に銅箔が貼付された銅張積層板(図示略)を準備する。次に、銅張積層板の両面の銅箔のエッチングを行って導体層163を例えばサブトラクティブ法によってパターニングする。具体的には、無電解銅めっきの後、この無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施す。さらにドライフィルムをラミネートし、同ドライフィルムに対して露光及び現像を行うことにより、ドライフィルムを所定パターンに形成する。この状態で、不要な電解銅めっき層、無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その後、ドライフィルムを剥離する。次に、基材161の上面及び下面と導体層163とを粗化した後、基材161の上面及び下面に、無機フィラーが添加されたエポキシ樹脂フィルム(厚さ80μm)を熱圧着により貼付し、サブ基材164を形成する。
次に、上側のサブ基材164の上面及び下側のサブ基材164の下面に導体層41(厚さ50μm)をパターン形成する。具体的には、上側のサブ基材164の上面及び下側のサブ基材164の下面に対する無電解銅めっきを行った後にエッチングレジストを形成し、次いで電解銅めっきを行う。さらに、エッチングレジストを除去してソフトエッチングを行う。次に、基材161及びサブ基材164からなる積層体に対してルータを用いて孔あけ加工を行い、収容穴部90となる貫通孔を所定位置に形成し、樹脂コア基板11の中間製品を得る(図5参照)。なお、樹脂コア基板11の中間製品とは、樹脂コア基板11となるべき領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した構造の多数個取り用コア基板である。
また、コンデンサ準備工程では、突起状導体50を有するセラミックコンデンサ101を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。
セラミックコンデンサ101は以下のように作製される。即ち、セラミックのグリーンシートを形成し、このグリーンシートに内部電極層用ニッケルペーストをスクリーン印刷して乾燥させる。これにより、後に電源用内部電極層141となる電源用内部電極部と、グランド用内部電極層142となるグランド用内部電極部とが形成される。次に、電源用内部電極部が形成されたグリーンシートとグランド用内部電極部が形成されたグリーンシートとを交互に積層し、シート積層方向に押圧力を付与することにより、各グリーンシートを一体化してグリーンシート積層体を形成する。
さらに、レーザー加工機を用いてグリーンシート積層体にビアホール130を多数個貫通形成し、図示しないペースト圧入充填装置を用いて、ビア導体用ニッケルペーストを各ビアホール130内に充填する。次に、グリーンシート積層体の上面上に電極用ニッケルペーストを印刷し、グリーンシート積層体の上面側にて各導体部の上端面を覆うようにプレーン状電極111,112のメタライズ導体層151を形成する。また、グリーンシート積層体の下面上に電極用ニッケルペーストを印刷し、グリーンシート積層体の下面側にて各導体部の下端面を覆うようにプレーン状電極121,122のメタライズ導体層151を形成する。
この後、グリーンシート積層体の乾燥を行い、各メタライズ導体層151をある程度固化させる。次に、グリーンシート積層体を脱脂し、さらに所定温度で所定時間焼成を行う。その結果、チタン酸バリウム及びペースト中のニッケルが同時焼結し、セラミック焼結体104となる。
次に、得られたセラミック焼結体104が有する各メタライズ導体層151に対して無電解銅めっき(厚さ15μm)を行う。その結果、各メタライズ導体層151の上にめっき層152が形成される。
次に、セラミック焼結体104のコンデンサ主面102上及びコンデンサ裏面103上に、所定箇所に開口部182(内径200μm)を有するフォトレジスト材181(厚さ200μm)をラミネートする(図6参照)。これらの開口部182は、露光及び現像によって形成されており、プレーン状電極111,112,121,122の表面の一部を露出させている。なお、セラミック焼結体104のコンデンサ主面102上及びコンデンサ裏面103上にメタルマスク(厚さ200μm)を積層配置し、ドリルを用いた孔あけ加工などをメタルマスクに対して行うことにより、開口部182を有するメタルマスクを形成してもよい。そして、フォトレジスト材181を介してプレーン状電極111,112,121,122上に対する電解銅めっきを行う。さらに、フォトレジスト材181を除去する。その結果、プレーン状電極111,112,121,122上に、厚さ100μm以上200μm以下(本実施形態では120μm)の突起状導体50が形成され、セラミックコンデンサ101が完成する。
続く収容工程では、マウント装置(ヤマハ発動機株式会社製)を用いて、コア主面12とコンデンサ主面102と同じ側に向け、かつ、コア裏面13とコンデンサ裏面103とを同じ側に向けた状態で収容穴部90内にセラミックコンデンサ101を収容する(図7参照)。この状態において、コンデンサ主面102側の突起状導体50の頂部52の表面は、導体層41の表面よりも上方に位置している。なお、収容穴部90のコア裏面13側開口は、剥離可能な粘着テープ171でシールされている。この粘着テープ171は、支持台(図示略)によって支持されている。かかる粘着テープ171の粘着面には、セラミックコンデンサ101が貼り付けられて仮固定されている。
そして、この状態において、収容穴部90の内面とセラミックコンデンサ101のコンデンサ側面106との隙間に、ディスペンサ装置(Asymtek社製)を用いて、熱硬化性樹脂製の樹脂充填部92(株式会社ナミックス製)を充填する。その後、加熱処理を行うと、樹脂充填部92が硬化して、セラミックコンデンサ101が収容穴部90内に固定される(図8参照)。そして、この時点で、粘着テープ171を剥離する。
その後、プレーン状電極111,112,121,122を構成するめっき層152の表面と、突起状導体50の表面とを粗化する(図4参照)。なお、めっき層152の表面と突起状導体50の表面とが同時に粗化されるため、めっき層152の表面の一部(突起状導体50との接続部分)が粗化されることはない。
次に、従来周知の手法に基づいてコア主面12の上に第1ビルドアップ層31を形成するとともに、コア裏面13の上に第2ビルドアップ層32を形成する。具体的に言うと、まず、コア主面12及びコンデンサ主面102上に感光性エポキシ樹脂を被着して露光及び現像を行うことにより、樹脂層間絶縁層33を形成する(図9参照)。このとき、セラミックコンデンサ101の各突起状導体50が樹脂層間絶縁層33に噛み込むことにより、セラミックコンデンサ101の位置決めが図られる。また、コア裏面13及びコンデンサ裏面103に感光性エポキシ樹脂を被着し、露光及び現像を行うことにより、樹脂層間絶縁層34を形成する(図9参照)。なお、感光性エポキシ樹脂を被着する代わりに、絶縁樹脂や液晶ポリマー(LCP:Liquid Crystalline Polymer)を被着してもよい。
さらに、YAGレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー孔あけ加工を行い、ビア導体47が形成されるべき位置にビア孔を形成する。具体的には、樹脂層間絶縁層34を貫通するビア孔を形成し、プレーン状電極121,122上に突設された突起状導体50の頂部52の表面を露出させる。
さらに、ドリル機を用いて孔あけ加工を行い、樹脂コア基板11及び樹脂層間絶縁層33,34を貫通する貫通孔(図示略)を所定位置にあらかじめ形成しておく。そして、樹脂層間絶縁層33,34の表面上、ビア孔の内面、及び、貫通孔の内面に対する無電解銅めっきを行った後にエッチングレジストを形成し、次いで電解銅めっきを行う。さらに、エッチングレジストを除去してソフトエッチングを行う。これにより、樹脂層間絶縁層33上に導体層42が形成されるとともに、樹脂層間絶縁層34上に導体層42がパターン形成される。これと同時に、貫通孔内にスルーホール導体16が形成されるとともに、各ビア孔の内部にビア導体47が形成される。その後、スルーホール導体16の空洞部を絶縁樹脂材料(エポキシ樹脂)で穴埋めし、閉塞体17を形成する。
次に、樹脂層間絶縁層33,34上に感光性エポキシ樹脂を被着し、露光及び現像を行うことにより、ビア導体43が形成されるべき位置にビア孔(図示略)を有する樹脂層間絶縁層35,36を形成する。なお、感光性エポキシ樹脂を被着する代わりに、絶縁樹脂や液晶ポリマーを被着してもよい。この場合、レーザー加工機などにより、ビア導体43が形成されるべき位置にビア孔が形成される。次に、従来公知の手法に従って電解銅めっきを行い、前記ビア孔の内部にビア導体43を形成するとともに、樹脂層間絶縁層35上に端子パッド44を形成し、樹脂層間絶縁層36上にBGA用パッド48を形成する。
次に、樹脂層間絶縁層35,36上に感光性エポキシ樹脂を塗布して硬化させることにより、ソルダーレジスト37,38を形成する。次に、所定のマスクを配置した状態で露光及び現像を行い、ソルダーレジスト37,38に開口部40,46をパターニングする。さらに、端子パッド44上にはんだバンプ45を形成し、かつ、BGA用パッド48上にはんだバンプ49を形成する。なお、この状態のものは、配線基板10となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した多数個取り用配線基板であると把握することができる。さらに、多数個取り用配線基板を分割すると、個々の製品である配線基板10が多数個同時に得られる。
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
(1)本実施形態の配線基板10によれば、セラミックコンデンサ101のプレーン状電極111,112,121,122上に突起状導体50が突設されているため、配線基板10への内蔵時に、突起状導体50が樹脂層間絶縁層33に噛み込むようになる。従って、内蔵時におけるセラミックコンデンサ101の位置ずれを防止できる。しかも、突起状導体50を形成することで、セラミックコンデンサ101と樹脂層間絶縁層33との接触面積が大きくなるため、両者の密着性が向上する。従って、セラミックコンデンサ101と樹脂層間絶縁層33との間でのデラミネーションの発生を防止でき、配線基板10の信頼性が高くなる。また、突起状導体50がプレーン状電極111,112,121,122上の複数箇所に突設されるため、プレーン状電極111,112,121,122の面積が大きくなる。これにより、セラミックコンデンサ101がプレーン状電極111,112,121,122によって補強されるため、セラミックコンデンサ101の信頼性が向上する。
(2)特開2003−249414号公報では、コンデンサ内ビア導体をコンデンサ主面及びコンデンサ裏面から突出させたコンデンサを、配線基板に内蔵する従来技術が提案されている。この場合、コンデンサ内ビア導体が絶縁樹脂層に噛み込むことによってコンデンサの位置ずれを防止できるものの、コンデンサ内ビア導体は、一般的に表面粗化が困難なニッケルからなるため、コンデンサと絶縁樹脂層との密着性を高めることができない。
一方、本実施形態のセラミックコンデンサ101は、コンデンサ内ビア導体とは別に、プレーン状電極111,112,121,122及び突起状導体50を有している。ここで、突起状導体50は、ニッケルよりも表面粗化に適した銅からなるため、粗化を行うことにより、セラミックコンデンサ101と絶縁樹脂層(樹脂層間絶縁層33)との密着性を向上させることができる。しかも、各プレーン状電極111,112,121,122は、複数の突起状導体50が突設されているために比較的面積が大きく、しかも表面が粗化されている。従って、セラミックコンデンサ101と絶縁樹脂層(樹脂層間絶縁層33)との密着性がよりいっそう向上する。
(3)特開2003−249414号公報では、コンデンサ内ビア導体をコンデンサ主面及びコンデンサ裏面から突出させたコンデンサを、配線基板に内蔵する従来技術が提案されている。この場合、コンデンサ内ビア導体の位置、数、形に大きな制約を受けてしまう。一方、本実施形態では、突起状導体50の中心軸線をプレーン状電極111,112,121,122の中心と一致させないようにして、各突起状導体50を配置することができる。よって、プレーン状電極111,112,121,122上に突設される突起状導体50の数をコンデンサ内ビア導体131,132の数よりも多くすることができ、しかも、各突起状導体50の配置の自由度が向上する。
(4)本実施形態では、プレーン状電極111,112上に突設された突起状導体50の頂部52の表面が、樹脂層間絶縁層33の表面と同じ位置にある。これにより、樹脂層間絶縁層33の表面が面一になるため、樹脂層間絶縁層33の上層側に樹脂層間絶縁層35及び導体層42を積層して第1ビルドアップ層31を形成した場合に、第1ビルドアップ層31の表面39に凹凸が生じにくくなる。よって、寸法精度の高い配線基板10を得ることができる。
(5)本実施形態では、セラミックコンデンサ101がICチップ搭載領域23に搭載されたICチップ21の直下に配置されるため、セラミックコンデンサ101とICチップ21とをつなぐ配線が短くなり、配線のインダクタンス成分の増加が防止される。従って、セラミックコンデンサ101によるICチップ21のスイッチングノイズを確実に低減できるとともに、電源電圧の確実な安定化を図ることができる。また、ICチップ21とセラミックコンデンサ101との間で侵入するノイズを極めて小さく抑えることができるため、誤動作等の不具合を生じることもなく高い信頼性を得ることができる。
(6)本実施形態では、ICチップ搭載領域23がセラミックコンデンサ101の真上の領域内に位置しているため、ICチップ搭載領域23に搭載されるICチップ21は高剛性で熱膨張率が小さいセラミックコンデンサ101によって支持される。よって、上記ICチップ搭載領域23においては、第1ビルドアップ層31が変形しにくくなるため、ICチップ搭載領域23に搭載されるICチップ21をより安定的に支持できる。従って、大きな熱応力に起因するICチップ21のクラックや接続不良を防止することができる。ゆえに、ICチップ21として、熱膨張差による応力(歪)が大きくなり熱応力の影響が大きく、かつ発熱量が大きく使用時の熱衝撃が厳しい10mm角以上の大型のICチップや、脆いとされるLow−k(低誘電率)のICチップを用いることができる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態のセラミックコンデンサ101は樹脂コア基板11内に収容されていた。しかし、上記実施形態のセラミックコンデンサ101などよりも薄いセラミックコンデンサ303(厚さ0.08mm)を形成し、そのセラミックコンデンサ303を第1ビルドアップ層310内(例えば図10参照)に収容してもよい。
この場合、樹脂コア基板11のコア主面12上に樹脂シート(未硬化状態の樹脂層間絶縁層30)をラミネートし、樹脂シートが硬化する前に、マウント装置(ヤマハ発動機株式会社製)を用いて、突起状導体50を形成したセラミックコンデンサ303を樹脂シート上に配置する。このとき、加圧しながらセラミックコンデンサ303の一部(コンデンサ裏面103側のプレーン状電極121,122及び突起状導体50)を樹脂シート内に潜り込ませるようにする。これにより、突起状導体50が樹脂シートに噛み込むため、セラミックコンデンサ303が位置決めされる。その後、樹脂シートを硬化させて樹脂層間絶縁層30とする。さらに、樹脂層間絶縁層30及び導体層42を交互に形成すれば、第1ビルドアップ層310が完成する。
このようにすれば、セラミックコンデンサが樹脂コア基板11内に収容される場合に比べて、ICチップ21とセラミックコンデンサとを電気的に接続する導通経路(コンデンサ接続配線)が短くなる。これにより、配線のインダクタンス成分の増加が防止されるため、セラミックコンデンサ303によりICチップ21のスイッチングノイズを確実に低減できるとともに、電源電圧の確実な安定化を図ることができる。また、ICチップ21とセラミックコンデンサとの間で侵入するノイズを極めて小さく抑えることができるため、誤動作等の不具合を生じることもなく高い信頼性を得ることができる。なお、薄くしたセラミックコンデンサ303を用いたとしてもセラミックコンデンサ303自体は厚いため、図10では、ビルドアップ層を、上記実施形態よりも肉厚の樹脂層間絶縁層(樹脂層間絶縁層30)からなる第1ビルドアップ層310に具体化している。なお、上記実施形態のセラミックコンデンサ101を、上記実施形態と同じ第1ビルドアップ層31内に収容してもよい。
・上記実施形態では、セラミック焼結体104のコンデンサ主面102上に配置されたプレーン状電極111,112上、及び、セラミック焼結体104のコンデンサ裏面103上に配置されたプレーン状電極121,122上に、それぞれ突起状導体50が突設されていた。しかし、プレーン状電極111,112上及びプレーン状電極121,122上のいずれか一方のみに突起状導体50が突設されていてもよい。この場合、ICチップ21が搭載されるために高い精度が要求される第1ビルドアップ層31側のプレーン状電極111,112上のみに、突起状導体50が突設されることが好ましい。このような構成であれば、突起状導体50の数が減るため、配線基板10の製造コスト低減を図ることができる。しかし、より高い信頼性を得るためには、プレーン状電極111,112上及びプレーン状電極121,122上の両方に突起状導体50を突設することが好ましい。
・上記実施形態では、プレーン状電極111,112,121,122上に突起状導体50を突設した後で、プレーン状電極111,112,121,122を構成するめっき層152の表面と、突起状導体50の表面とを同時に粗化していた。しかし、プレーン状電極111,112,121,122を形成した時点で一度粗化した後、突起状導体50を形成した時点で再度粗化するようにしてもよい。このようにすれば、めっき層152と突起状導体50との接続部分も粗化されるため、両者の密着性が向上する(図11参照)。
・上記実施形態の各突起状導体50は、断面円形状であって、底部51から頂部52に行くに従って細くなっていた。しかし、底部51の直径と頂部52の直径とが等しい略円筒状の突起状導体250であってもよい(図12参照)。さらに、底部51の断面形状が、プレーン状電極111,112,121,122との接続部分に行くに従って幅広になる突起状導体251であってもよい(図13参照)。
・上記実施形態の突起状導体50は、銅めっきによって形成された導体(銅ポスト)であったが、銅ペーストを印刷することによって形成された導体であってもよい。
・上記実施形態のセラミックコンデンサ101の構造を変更してもよい。例えば図14に示される別の実施形態のセラミックコンデンサ101Aのように、コンデンサ主面102上に主面側電源用電極211と複数の主面側グランド用プレーン状電極112とを設けるとともに、コンデンサ裏面103上に複数の裏面側電源用プレーン状電極121と裏面側グランド用電極(図示略)とを設けてもよい。詳述すると、主面側電源用電極211は、コンデンサ主面102の略全体を覆うプレーン状電極であり、主面側グランド用プレーン状電極112を避けるための孔を複数有している。同様に、裏面側グランド用電極は、コンデンサ裏面103の略全体を覆うプレーン状電極であり、裏面側電源用プレーン状電極121を避けるための孔を複数有している。
また図15に示される別の実施形態のセラミックコンデンサ101Bのように、コンデンサ主面102上に主面側電源用電極213と複数の主面側グランド用電極214とを設けるとともに、コンデンサ裏面103上に複数の裏面側電源用電極(図示略)と裏面側グランド用電極(図示略)とを設けてもよい。詳述すると、主面側電源用電極213は、コンデンサ主面102の略全体を覆うプレーン状電極であり、主面側グランド用電極214を避けるための孔を複数有している。同様に、裏面側グランド用電極は、コンデンサ裏面103の略全体を覆うプレーン状電極であり、裏面側電源用電極を避けるための孔を複数有している。また、主面側グランド用電極214及び裏面側電源用電極は、直径350μm×厚さ25μmの平面視円形状をなす浮島状のパターンである。
さらに、図16に示される別の実施形態のセラミックコンデンサ101Cのように、コンデンサ主面102上に複数の主面側電源用電極212と複数の裏面側電源用プレーン状電極121とを設けるとともに、コンデンサ裏面103上に複数の裏面側電源用プレーン状電極121と複数の裏面側グランド用電極(図示略)とを設けてもよい。詳述すると、主面側電源用電極212及び裏面側グランド用電極は、直径350μm×厚さ25μmの平面視円形状をなす浮島状のパターンである。
・配線基板内蔵用部品であるセラミックコンデンサ101を多数個取りの手法で製造する場合、多数個取り用の連結基板401Bにおける複数の製品形成領域R1を個片化する際の切断予定線に沿って、あらかじめブレーク溝402,403を形成しておくことがある(図17参照)。しかしながら、多数個取り用の連結基板401Bが脆弱なセラミック焼結体製であると、製造過程において連結基板401Bを流動する際に、ブレーク溝402,403の箇所で割れたり、ブレーク溝402,403を起点としてクラック405が発生したりすることがある。しかも、連結基板401Bの基板主面408上にめっきレジスト用ドライフィルム材を貼着するラミネート工程を行う場合には、ラミネート時に受ける押圧力により特に割れやクラック405が発生しやすくなり、製品歩留まりを低下させてしまう。また、このような割れやクラック405の発生を回避するためには、製造時において連結基板401Bの流動などを慎重に行う必要性が生じ、製造が煩雑なものとなってしまう。そこで、以下に示す別の実施形態の製造方法では、そのための対策を講じている。
この製造方法では、まず、大判のセラミックのグリーンシート404を複数枚形成し、このグリーンシート404に内部電極層用ニッケルペーストをスクリーン印刷して乾燥させる。これにより、グリーンシート404における複数の製品形成領域R1には、後に電源用内部電極層141となる電源用内部電極部441と、グランド用内部電極層142となるグランド用内部電極部442とが形成される。また、グリーンシート404における非製品形成領域、言い換えると隣接する2つの製品形成領域R1,R1間にあるブレーク溝形成領域R2には、後にダミー内部電極層452となるダミー内部電極層形成部451が形成される(図18参照)。ダミー内部電極層形成部451は複数層にわたり形成されることが好ましい。この場合、ダミー内部電極層形成部451の形成は、共通のニッケルペーストを用いて電源用内部電極部441やグランド用内部電極部442の形成と同時に行われることがよい。次に、電源用内部電極部441が形成されたグリーンシート404とグランド用内部電極部442が形成されたグリーンシート404とを交互に積層し、シート積層方向に押圧力を付与することにより、各グリーンシート404を一体化してグリーンシート積層体401Aを形成する。
さらに、レーザー加工機を用いてグリーンシート積層体401Aにビアホールを多数個貫通形成する。次に、図示しないペースト圧入充填装置を用いて、ビア導体用ニッケルペーストを各ビアホール内に充填し、後にビア導体131,132となるビア導体形成部431を形成する。次に、グリーンシート積層体401Aの上面上に電極用ニッケルペーストを印刷し、グリーンシート積層体401Aの上面側にて各導体部の上端面を覆うようにプレーン状電極111,112のメタライズ導体層411を形成する。また、グリーンシート積層体401Aの下面上に電極用ニッケルペーストを印刷し、グリーンシート積層体401Aの下面側にて各導体部の下端面を覆うようにプレーン状電極121,122のメタライズ導体層411を形成する。
その後、グリーンシート積層体401Aの乾燥を行い、各メタライズ導体層411をある程度固化させる。この段階で従来周知のブレード装置を用いたブレーク溝形成工程を行い、製品形成領域R1の外形線に沿って(つまり個片化する際の切断予定線に沿って)、グリーンシート積層体401Aの上面及び下面にブレーク溝402,403を格子状に形成する(図19参照)。図19において具体的には、積層体上面側に断面コ字状のブレーク溝402を形成し、積層体下面側にブレーク溝402よりも浅く断面V字状のブレーク溝403を形成している。なお、ブレーク溝402,403の断面形状は特に限定されず適宜変更しても構わない。また、ブレーク溝402,403は平面方向に沿って連続して形成されていてもよいほか、断続的に(即ちミシン目状に)形成されていてもよい。次に、グリーンシート積層体401Aを脱脂し、さらに所定温度で所定時間焼成を行う。その結果、チタン酸バリウム及びペースト中のニッケルが同時焼結し、セラミック焼結体製連結基板401となる。図20は、グリーンシート積層体401Aを焼結して得たセラミック焼結体製連結基板401を示している。この連結基板401は、ブレーク溝402,403に対応した箇所の内層部に、複数の製品形成領域R1,R1間をまたぐダミー内部電極層452を備えたものとなる。そのため、他の部分に比べて厚さの薄くなったブレーク溝402,403の形成部分が補強された状態となる。なお、ダミー内部電極層452は、電源用内部電極部441、グランド用内部電極層142及びビア導体131,132と連結されておらず、電気的にアイソレートされている。
もっとも、ブレーク溝形成工程は、上記のように焼結工程前に行われてもよいほか、焼結工程後に行われてもよい。ただし、セラミック焼結体製連結基板401が未焼成の段階であれば、連結基板401がまだ硬化していない未焼結体であるため、比較的容易にブレーク溝402,403を加工形成することができるというメリットがある。
次に、以上のような連結基板作製工程を経て得られた連結基板401が有する各メタライズ導体層411に対し、無電解銅めっき(厚さ15μm)を行い、プレーン状電極111,112,121,122を形成する。
次に、連結基板401の基板主面408上に、めっきレジスト用ドライフィルム材481(厚さ200μm)を貼着し、プレーン状電極111,112,121,122を露出させる開口部482を複数箇所に有するめっきレジスト483を形成する(図21参照、レジスト形成工程)。次に、電解銅めっきを行って開口部482内に銅めっきを析出させ、プレーン状電極111,112,121,122上に厚さ120μmの所望形状の突起状導体50を形成する(図22参照、突起状導体形成工程)。この後、不要になっためっきレジストを専用の剥離液で剥離する(図23参照、レジスト剥離工程)。そして、図23に示す連結基板401をブレーク溝402,403に沿って切断する(ブレーク工程)。以上の結果、連結状態にあった複数のセラミックコンデンサ101が個片化されるようになっている。
そして、本実施形態の製造方法によれば、上述したように、他の部分に比べて厚さの薄くなったブレーク溝402,403の形成部分が、ダミー内部電極層452によって補強されている。よって、この状態で連結基板401を流動して押圧力の加わるレジスト形成工程などを行ったとしても、連結基板401における割れやクラックの発生を抑制することができ、製品歩留まりを向上させることができる。また、この製造方法によれば、連結基板401の製造の煩雑さを軽減することができ、ひいてはセラミックコンデンサ101の製造効率を向上させることができる。
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
(1)配線基板に内蔵される配線基板内蔵用部品であって、部品主面及び部品裏面を有する部品本体と、前記部品主面及び前記部品裏面の少なくとも一方の上に配置されるとともに第1の金属材料からなる第1の金属層、及び、前記第1の金属材料よりも導電性の高い第2の金属材料からなり前記第1の金属層の表面を覆う第2の金属層を有するプレーン状電極と、前記第2の金属材料と同じ金属材料を主体として形成され、前記プレーン状電極上の複数箇所に突設された突起状導体とを備え、前記突起状導体の厚さは、前記プレーン状電極の厚さよりも大きいことを特徴とする配線基板内蔵用部品。
(2)配線基板に内蔵される配線基板内蔵用部品であって、部品主面及び部品裏面を有する部品本体と、前記部品主面及び前記部品裏面の少なくとも一方の上に配置されるとともに第1の金属材料からなる第1の金属層、及び、前記第1の金属材料よりも導電性の高い第2の金属材料からなり前記第1の金属層の表面を覆う第2の金属層を有するプレーン状電極と、前記第2の金属材料と同じ金属材料を主体として形成され、前記プレーン状電極上の複数箇所に突設された突起状導体とを備え、前記突起状導体の底部の最小幅は、前記プレーン状電極の最小幅よりも小さいことを特徴とする配線基板内蔵用部品。