JP2009152415A - セラミック部品の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】セラミック部品の外部電極上に突起状の導体を位置ズレがなく正確に形成することができるセラミック部品の製造方法を提供する。
【解決手段】フィルム設置工程において、感光性を有する厚さ200μmのフォトレジストフィルムをセラミック焼結体104上に設ける。直接露光工程において、直描露光機を用いてレーザ光を走査しながら照射してフォトレジストフィルムの露光を行う。現像工程において、露光されたフォトレジストフィルムを現像して、プレーン状電極111,112,121,122を露出させる開口部を有しためっきレジストを形成する。導体形成工程において、開口部を介して露出するプレーン状電極111,112,121,122に対してめっきを施すことにより、突起状導体50を形成する。
【選択図】図2

Description

本発明は、セラミック部品の外部電極上に導体を形成するセラミック部品の製造方法に関するものである。
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半導体集積回路素子(ICチップ)は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。一般的にICチップの底面には多数の端子が密集してアレイ状に配置されており、このような端子群はマザーボード側の端子群に対してフリップチップの形態で接続される。ただし、ICチップ側の端子群とマザーボード側の端子群とでは端子間ピッチに大きな差があることから、ICチップをマザーボード上に直接的に接続することは困難である。そのため、通常はICチップをICチップ搭載用配線基板上に搭載してなるパッケージを作製し、そのパッケージをマザーボード上に搭載するという手法が採用される。
この種のパッケージを構成するICチップ搭載用配線基板においては、ICチップのスイッチングノイズの低減や電源電圧の安定化を図るために、コンデンサ(「キャパシタ」とも言う)を設けることが提案されている。例えば、樹脂コア基板内にコンデンサを埋め込んだ配線基板(例えば特許文献1参照)や、樹脂コア基板の表面や裏面に形成されたビルドアップ層内にコンデンサを埋め込んだ配線基板が従来提案されている。
上記のコンデンサ内蔵配線基板に埋め込まれるコンデンサの場合、所定の目的で外部電極上に突起状の導体を形成することがあるが、このような突起状の導体は、めっきレジストを用いためっき法によって形成され、通常、このプロセス中の露光工程において、コンタクト露光法が用いられている。具体的には、コンデンサ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基板としたセラミック基板上にドライフィルムを貼着するとともに、そのドライフィルム上にガラスマスクを密着させ、この状態で露光処理を行う。続いて現像処理を行って不要部分を溶解除去することで、外部電極上に開口部を有する所定パターンのめっきレジストを形成する。
この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、前記めっきレジストを溶解除去し、さらに不要な無電解銅めっき層をエッチングで除去する。その結果、コンデンサの外部電極上に突設された導体を得ることができる。
特開2005−39243号公報(図4など)
ところが、セラミック基板は、その焼成時に寸法ばらつき(セラミック基板内の寸法ばらつきや、セラミック基板間の寸法ばらつき)や反りが発生する。この寸法ばらつきが大きくなると、コンタクト露光を行う際にガラスマスクの位置ズレが発生し、その結果、外部電極からずれた位置に突起状導体が形成されてしまう。ここで、セラミック基板の寸法ばらつきに応じた複数種類のガラスマスクを用意し、これを寸法ばらつきの程度に応じて適宜選択して使用すれば、突起状導体の位置精度は向上する。しかしながら、複数種類のガラスマスクを用意することは、コストが嵩むため、現実的には実施困難である。また、図17のように、セラミック基板400が反っている場合、ガラスマスク401のコンタクト時に機械的ストレスが部分的に集中するため、セラミック基板400やガラスマスク401に割れが生じることがある。さらに、セラミック基板400上のドライフィルム402とガラスマスク401との間に隙間が生じるため、コンタクト露光を適切に行うことができなくなる。
また一般に、上記セラミック基板400は、コンデンサ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構造の多数個取り用基板として製造され、この多数個取り用基板を分割することによって複数個のコンデンサが効率よく製造される。この多数個取り用基板によって得られるコンデンサの数(取り数)が多くなり、多数個取り用基板が大判となる場合、その基板の寸法ばらつきや反りが発生しやすくなるため、上述したコンタクト露光法によって突起状の導体を形成することが困難となる。
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、セラミック部品の外部電極上において導体を位置ズレがなく正確に形成することができるセラミック部品の製造方法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、基板主面及び基板裏面を有するセラミック基板と、前記基板主面及び前記基板裏面の少なくとも一方の上に配置された外部電極と、前記外部電極上に突設された導体とを備えたセラミック部品の製造方法であって、感光性を有する厚さ50μm以上のめっきレジスト用ドライフィルムを前記セラミック基板上に設けるフィルム設置工程と、被照射物に対してレーザ光を走査しながら照射する直描露光機を用いて前記ドライフィルムの露光を行う露光工程と、露光された前記ドライフィルムを現像して、前記外部電極を露出させる開口部を有しためっきレジストを形成する現像工程と、前記開口部を介して露出する前記外部電極に対してめっきを施すことにより、前記導体を所定のパターン状に形成する導体形成工程と、露光された前記ドライフィルムを除去する剥離工程とを含むことを特徴とするセラミック部品の製造方法がある。
従って、手段1のセラミック部品の製造方法によると、セラミック基板上に感光性を有する厚さ50μm以上のめっきレジスト用ドライフィルムが設けられ、直描露光機を用いてレーザ光を走査しながら照射することにより、めっきレジスト用ドライフィルムの露光が行われる。そして、そのドライフィルムを現像することにより、外部電極を露出させる開口部を有しためっきレジストが形成される。この場合、直描露光機を用いているので、セラミック基板の寸法ばらつきに応じてレーザ光の照射位置を制御することができ、めっきレジストの開口部を正確に形成することができる。そして、めっきレジストの開口部を介して露出する外部電極に対してめっきを施すことにより、外部電極上に50μm以上の導体を位置ズレがなく正確に設けることができる。また、コンタクト露光法のようにガラスマスクをセラミック基板に接触させる必要がなく、セラミック基板における割れの発生を防止できる。
前記セラミック部品は、配線基板に内蔵された状態で使用される配線基板内蔵用部品であることが好ましい。前記セラミック部品を内蔵する配線基板としては、樹脂材料を主体として構成された樹脂コア基板を挙げることができる。樹脂コア基板の具体例としては、EP樹脂(エポキシ樹脂)基板、PI樹脂(ポリイミド樹脂)基板、BT樹脂(ビスマレイミド・トリアジン樹脂)基板、PPE樹脂(ポリフェニレンエーテル樹脂)基板などがある。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からなる基板を使用してもよい。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−樹脂複合材料からなる基板等を使用してもよい。
前記導体は、電解銅めっきからなる直径50μm以上かつ高さ50μm以上の円柱状導体であることが好ましく、同一面内において50個以上存在していることがより好ましい。このようにすれば、セラミック部品が配線基板に内蔵される場合、配線基板を構成する導体層に各導体を介して外部電極を確実に接続することができる。また、配線基板を構成する絶縁樹脂層に対し、各導体が多くの点において噛み込むため、セラミック部品の位置ズレを防止することができる。なお、前記導体が直径50μm未満であると、例えば当該セラミック部品をコア基板の収容穴に配置したような場合に、コア基板と当該セラミック部品との厚さばらつきを十分に吸収できないおそれがある。また、前記導体が高さ50μm未満であると、配線基板との接続が困難になるおそれがある。
前記露光工程において、前記直描露光機の単位面積当りの露光量を100mJ/cm以上2000mJ/cm以下に設定して露光を行い、この露光量の範囲で硬化するドライフィルムを用いることが好ましい。単位面積当りの露光量が100mJ/cm未満で硬化するドライフィルムは、厚さが50μm以上になると、レーザ光の照射によってフィルム表面の硬化が急速に進み、フィルム底面側までレーザ光が届かなくなることがある。ゆえに、フィルム底面側が未硬化の状態となってしまうことがある。これに対して、本発明では、比較的感度が低いドライフィルムを用いているため、50μm以上の厚いドライフィルムを用いた場合でもその底面側までレーザ光が到達する。そのため、当該ドライフィルムを確実に硬化させることができる。なお、2000mJ/cmを超える露光量で硬化するさらに感度の低いドライフィルムを使用すると、照射時間が長くかかり、生産性が著しく低下してしまう。
前記直描露光機の光源は、波長が405nmのレーザ光を発することが好ましい。波長405nmのレーザ光は、一般的に使用される高圧水銀灯(ghi線共存)や波長365nmのレーザ光よりも、ドライフィルムレジストの透過性がよいことが知られており、よってレジストの開口部のエッジをよりシャープに形成することができる。その結果、テーパ形状の無いレジスト開口部が形成され、高さ方向に径のばらつきの無い導体を得ることができる。50μm以上の導体を形成する場合、めっき用レジストの開口部がテーパ形状になると、高さ方向の径のばらつきが大きくなり、高さによっては所望の導体径が得られない場合がある。
前記直描露光機は、前記レーザ光による露光パターンの倍率を前記被照射物の面方向(即ちX,Yの2方向)に沿って±0.1%以上変更しうる変倍機能を有することが好ましい。特にその設定可能な変倍率は±0.1%以上±0.5%以下であることが好ましい。このような変倍機能を有する直描露光機を用いることにより、セラミック基板において±0.1%以上の寸法ばらつきがあった場合でも、その寸法ばらつきに対応することができ、導体の位置ズレ不良を防止することができる。
また、前記直接露光工程の前に、前記セラミック基板の平面方向における寸法を測定する寸法測定工程と、前記寸法測定工程での測定の結果、許容範囲を超える寸法ばらつきがあると判定した場合に、その寸法ばらつきに応じてこれを補正するような変倍率を前記直描露光機に設定する変倍率設定工程とを実施することが好ましい。この場合、直接露光工程において、変倍率設定工程で設定された変倍率にて直描露光機が駆動されてレーザ光が照射されることにより、セラミック基板の寸法ばらつきに対応して露光を正確に行うことができる。この結果、導体の位置ズレ不良を確実に防止することができる。
前記セラミック基板は、セラミック部品となるべき製品領域が平面方向に沿って縦横に複数配列され、それら製品領域を分割するためのブレイク溝が形成された多数個取り用基板であることが好ましい。このようにすると、複数個のセラミック部品を効率よく製造することができる。また、この多数個取り用基板は、サイズが大きな大判の基板となるため、寸法ばらつきや反りが発生しやすくなるが、本発明では、前記直接露光法により露光を行うことにより、コンタクト露光法のようにガラスマスクをセラミック基板に接触させる必要がないため、基板がブレイク溝で誤って割れるといった問題を回避することができる。
なお、前記セラミック部品としては、チップコンデンサやセラミックコンデンサなどを挙げることができる。また、好適なセラミックコンデンサの例としては、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セラミック基板を備え、前記複数の内部電極層に接続される複数のコンデンサ内ビア導体が設けられ、前記外部電極が、前記複数のコンデンサ内ビア導体における前記基板主面側及び前記基板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、高容量化、小型化が図りやすく、内蔵用コンデンサに適するものとなる。また、このような構造であれば、コンデンサのインダクタンス成分の低減化も図られ、電源変動平滑化のための高速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、前記セラミック部品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。
前記セラミック部品を構成する前記外部電極は、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の金属層を有することが好ましい。前記第1の金属層としては特に限定されないが、例えばセラミック部品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、セラミック部品が配線基板に内蔵される場合、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、セラミック部品と絶縁樹脂層との密着性がよりいっそう向上する。
上記セラミック部品を構成する前記導体は、その表面が粗化されていることが好ましい。このようにすれば、前記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、セラミック部品と絶縁樹脂層との密着性がよりいっそう向上する。
前記導体は、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。その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、導体を他の材料を主体として形成する場合よりも、導体の低抵抗化が図られるとともに、導体の導電性が向上する。しかも、導体が比較的柔らかい銅を主体として形成されるため、導体の粗化が容易になる。
さらに、導体は、めっきによって形成される。なお、導体が銅を主体として形成される場合、前記導体は、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、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、導体の導電性が向上する。
以下、本発明を配線基板に具体化した一実施の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、本実施の形態の配線基板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。
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。
本実施の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(セラミック部品)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。本実施の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(本実施の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(本実施の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、本実施の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(セラミック基板)は、基板主面である1つのコンデンサ主面102(図1では上面)、基板裏面である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(内部電極)とグランド用内部電極層142(内部電極)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。なお本実施の形態において、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。
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(外部電極)と複数の主面側グランド用プレーン状電極112(外部電極)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300μm×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(外部電極)と複数の裏面側グランド用プレーン状電極122(外部電極)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300μm×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。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おり、本実施の形態では50個以上となっている。また、各突起状導体50は、銅めっきによって形成された円柱状導体(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円柱状に形成されている。各突起状導体50の直径は、プレーン状電極111,112,121,122の幅(約300μm)よりも小さく、かつ、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おり、本実施の形態では約250μmに設定されている。また、突起状導体50の高さは、150μm〜200μmに設定されている。
各突起状導体50の高さ(厚さ)は、前記樹脂層間絶縁層33の厚さとほぼ等しくなっており、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、本実施の形態のセラミックコンデンサ101の製造方法について述べる。
先ず、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料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。なお、このセラミック焼結体104は、コンデンサとなるべき製品領域155が平面方向に沿って縦横に複数配列され、それら製品領域155を分割するためのブレイク溝156が形成された多数個取り用セラミック基板である(図5参照)。
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が形成されることで、各プレーン状電極111,112,121,122が形成される。
次に、図6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上及びコンデンサ裏面103上に、感光性を有する厚さ200μmのネガ型フォトレジストフィルム180(めっきレジスト用ドライフィルム)をラミネートする(フィルム設置工程)。ここでは、波長が405nmの光線に対して単位面積当りの露光量が100mJ/cm以上2000mJ/cm以下で硬化するドライフィルムを用いる。具体的には、日立化成工業株式会社製の品番HM−4056,4075、旭化成エレクトロニクス株式会社製の品番CX−8040、東京応化工業株式会社製の品番MP112などのドライフィルムが用いられる。
そして、図7に示す直描露光機201を用いて、フォトレジストフィルム180をラミネートしたセラミック焼結体104のコンデンサ主面102に対してレーザ光202を走査しながら照射し、フォトレジストフィルム180を露光する(直接露光工程)。また、セラミック焼結体104のコンデンサ裏面103に対しても同様に、レーザ光202を走査しながら照射し、フォトレジストフィルム180を露光する。
直描露光機201は、波長が405nmの青紫色レーザ光202を照射する光源203、被照射物としてのセラミック焼結体104を固定するためのX−Yステージ204、水平方向のX方向及びY方向にX−Yステージ204を移動させる駆動装置205、セラミック焼結体104の寸法ばらつきを検出するためのCCDカメラ206、そのCCDカメラ206や光源203、駆動装置205を制御するための制御装置207などを備える。本実施の形態の直描露光機201は、レーザ光202による露光パターンの倍率をセラミック焼結体104の面方向(即ちX方向及びY方向)に沿って、±0.5%の範囲で変更しうる変倍機能を有する。
制御装置207は、セラミック焼結体104の四隅に記されたマーキング158(図5参照)を撮像手段の一種であるCCDカメラ206で撮影し、それらマーキング158の位置を検出することによりセラミック焼結体104の平面方向における寸法をX方向、Y方向ごとに測定する(寸法測定工程)。次いで、判定手段でもある制御装置207が実測値データと基準値データ(即ち、設計値データ)との比較を行う。許容範囲を超える寸法ばらつきがあると判定した場合に、制御装置207は、セラミック焼結体104の寸法ばらつきに応じてこれを補正するような変倍率をX方向、Y方向ごとに設定する(変倍率設定工程)。
そして、制御装置207は、単位面積当りの露光量が100mJ/cm以上2000mJ/cm以下(本実施の形態では、例えば500mJ/cm)となるよう光源203のレーザ出力及び走査速度を設定する。その後、制御装置207は、セラミック焼結体104の寸法ばらつきに応じた変倍率で駆動装置205を駆動してX−Yステージ204を移動させる。これにより、レーザ光202の照射エリアが走査され露光が行われる。なお、X−Yステージ駆動方式以外の走査方式、例えば、レーザ光自体を移動させる方法を採用しても勿論よい。
さらに、図8に示されるように、直接露光工程によって露光されたフォトレジストフィルム180を現像して、プレーン状電極111,112,121,122を露出させる開口部182(内径250μm)を有するめっきレジスト181(厚さ200μm)を形成する(現像工程)。
そして、図9に示されるように、めっきレジスト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(導体形成工程)。さらに、めっきレジスト181を除去する(剥離工程)。その結果、図10に示されるように、プレーン状電極111,112,121,122上に、高さ150μm以上200μm以下の突起状導体50が形成される。さらに、セラミック焼結体104のブレイク溝156で各製品領域155を分割することにより、複数個のセラミックコンデンサ101が完成する。
次に、本実施の形態の配線基板10の製造方法について述べる。
先ず、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11参照)。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。
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12参照)。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13参照)。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14参照)。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。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レーザまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザ孔あけ加工を行い、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。
上記の方法で製造した配線基板10について、熱サイクル試験や熱衝撃試験等の信頼性評価を行った。その結果、配線基板10は製品としての十分な信頼性が確保されていることが確認された。
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
(1)本実施の形態の場合、セラミックコンデンサ101の製造時において、直描露光機201を用いてレーザ光202を走査しながら照射することにより、フォトレジストフィルム180の露光が行われる。そして、そのフォトレジストフィルム180を現像することにより、プレーン状電極111,112,121,122を露出させる開口部182を有しためっきレジスト181が形成される。この場合、コンタクト露光法のようにガラスマスクをセラミック焼結体104に接触させる必要がなく、セラミック焼結体104における割れの発生を防止できる。また、直描露光機201を用いているので、セラミック焼結体104の寸法ばらつきに応じてレーザ光202の照射位置を制御することができ、めっきレジスト181の開口部182を正確に形成することができる。そして、めっきレジスト181の開口部182を介して露出するプレーン状電極111,112,121,122に対して電解銅めっきを施すことにより、プレーン状電極111,112,121,122上に突起状導体50を位置ズレがなく正確に設けることができる。
因みに、本発明者は、ガラスマスクを使用した従来のコンタクト露光法によって、直径250μm、高さ150μm〜200μmの円柱状導体を形成した従来のセラミックコンデンサを比較例として作製し、円柱状導体の位置ズレ不良率を確認した。位置ズレ不良率は、プレーン状電極111,112,121,122からの円柱状導体のはみ出しがあるか否かで判定し、比較例の場合の位置ズレ不良率は50%であった。これに対して、本実施の形態のセラミックコンデンサ101では、位置ズレ不良率を5%未満に抑えることができた。
(2)本実施の形態のセラミックコンデンサ101では、突起状導体50は、電解銅めっきからなる直径250μm、高さ150μm〜200μmの円柱状導体であるため、配線基板10の導体層42やビア導体47にプレーン状電極111,112,121,122を確実に接続することができる。また、突起状導体50は、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)本実施の形態の場合、一般的に直描露光法専用で用いられる超高感度ドライフィルムよりも感度が低くて、コンタクト露光法等で用いられる通常感度のドライフィルム(フォトレジストフィルム180)を用いている。そして、直描露光機201の単位面積当りの露光量を100mJ/cm以上2000mJ/cm以下に設定して露光を行い、この露光量の範囲で当該ドライフィルム(フォトレジストフィルム180)を硬化させている。つまり、比較的感度が低いドライフィルムをあえて用いたことにより、50μm以上の厚いドライフィルムを用いた場合でもその底面側までレーザ光202を到達させることができる。そのため、当該ドライフィルムを確実に硬化させることができる。しかも、この露光量の範囲で硬化する当該ドライフィルムを使用した場合、照射時間がそれほど長くかかることもなく、生産性の低下を回避できる。
(4)本実施の形態の場合、直描露光機201は、レーザ光202による露光パターンの倍率をセラミック焼結体104の面方向に沿って±0.1%以上変更しうる変倍機能を有するので、セラミック焼結体104において±0.1%以上の寸法ばらつきがあった場合でも、その寸法ばらつきを考慮して露光を行うことができる。具体的には、直接露光工程の前に、セラミック焼結体104の平面方向における寸法が測定され、その測定結果に基づいてセラミック焼結体104の寸法ばらつきが判定される。そして、その寸法ばらつきに応じた変倍率が直描露光機201に設定され、その変倍率にて直描露光機が駆動されてレーザ光202が照射されることにより、セラミック焼結体104の寸法ばらつきに対応して露光を正確に行うことができる。この結果、プレーン状電極111,112,121,122上に突起状導体50を位置ズレがなく正確に設けることができるため、セラミックコンデンサ101における突起状導体50の位置ズレ不良を防止することができる。
(5)本実施の形態の場合、セラミック焼結体104は、コンデンサとなるべき製品領域155が平面方向に沿って縦横に複数配列され、それら製品領域155を分割するためのブレイク溝156が形成された多数個取り用基板であるので、複数個のセラミックコンデンサ101を効率よく製造することができる。また、セラミック焼結体104は、サイズが大きな大判のセラミック基板となるため、寸法ばらつきや反りが発生しやすくなるが、本実施の形態では、コンタクト露光法のようにガラスマスクを接触させる必要がないため、直接露光工程において、セラミック焼結体104がブレイク溝156で誤って割れるといった問題を回避することができる。
(6)本実施の形態の配線基板10では、セラミック部品としてビアアレイタイプのセラミックコンデンサ101が収容穴部90に収納されている。このセラミックコンデンサ101では、複数のビア導体131,132が全体としてアレイ状に配置されているので、セラミックコンデンサ101のインダクタンスの低減化が図られ、電源変動平滑化のための高速電源供給が可能となる。また、セラミックコンデンサ101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、ICチップ21に対してより安定した電源供給が可能となる。
(7)本実施の形態の配線基板10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とを接続する導通経路が短くなり、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。
(8)本実施の形態の配線基板10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、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施の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、上記実施の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15参照)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101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303とを接続する導通経路が短くなる。これにより、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。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15では、ビルドアップ層を、上記実施の形態よりも肉厚の樹脂層間絶縁層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、上記実施の形態のセラミックコンデンサ101を、上記実施の形態と同じ第1ビルドアップ層31内に収容してもよい。
・上記実施の形態では、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。
・上記実施の形態では、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16参照)。
・上記実施の形態では、プレーン状電極111,112,121,122上に形成される突起状導体50は円柱形状であったが、これに限定されるものではなく、三角柱形状、四角柱形状などの他の形状であってもよい。また、突起状導体50は、頂部の径と底部の径とが等しい柱形状であったが、頂部の径と底部の径とが異なる台形状導体としてもよい。
・上記実施の形態において、直描露光機201は、波長が405nmのレーザ光202を出力する光源203を用いたが、他の紫外線、例えば365nmの光線を出力する光源を用いてもよい。なおこの場合、365nmの光線に対して単位面積当りの露光量を100mJ/cm以上2000mJ/cm以下の範囲で設定し、この範囲で硬化するフォトレジストフィルムを用いて露光を行うようにする。
本発明を具体化した一実施形態の配線基板を示す概略断面図。 セラミックコンデンサを示す概略断面図。 セラミックコンデンサを示す上面図。 セラミックコンデンサの要部を示す概略断面図。 セラミック焼結体を示す上面図。 セラミックコンデンサの製造方法の説明図。 直描露光機を示す構成図。 セラミックコンデンサの製造方法の説明図。 セラミックコンデンサの製造方法の説明図。 セラミックコンデンサの製造方法の説明図。 配線基板の製造方法の説明図。 配線基板の製造方法の説明図。 配線基板の製造方法の説明図。 配線基板の製造方法の説明図。 他の実施形態における配線基板を示す概略断面図。 他の実施形態におけるセラミックコンデンサの要部を示す概略断面図。 従来のセラミックコンデンサの製造方法の説明図。
符号の説明
10…配線基板
50…導体としての突起状導体
101…セラミック部品としてのセラミックコンデンサ
102…基板主面としてのコンデンサ主面
103…基板裏面としてのコンデンサ裏面
104…セラミック基板としてのセラミック焼結体
105…セラミック誘電体層
111…外部電極としての主面側電源用プレーン状電極
112…外部電極としての主面側グランド用プレーン状電極
121…外部電極としての裏面側電源用プレーン状電極
122…外部電極としての裏面側グランド用プレーン状電極
131…コンデンサ内ビア導体としての電源用コンデンサ内ビア導体
132…コンデンサ内ビア導体としてのグランド用コンデンサ内ビア導体
141…内部電極としての電源用内部電極層
142…内部電極としてのグランド用内部電極層
155…製品領域
156…ブレイク溝
180…めっきレジスト用ドライフィルムとしてのフォトレジストフィルム
181…めっきレジスト
182…開口部
201…直描露光機
202…レーザ光

Claims (9)

  1. 基板主面及び基板裏面を有するセラミック基板と、前記基板主面及び前記基板裏面の少なくとも一方の上に配置された外部電極と、前記外部電極上に突設された導体とを備えたセラミック部品の製造方法であって、
    感光性を有する厚さ50μm以上のめっきレジスト用ドライフィルムを前記セラミック基板上に設けるフィルム設置工程と、
    被照射物に対してレーザ光を走査しながら照射する直描露光機を用いて前記ドライフィルムの露光を行う露光工程と、
    露光された前記ドライフィルムを現像して、前記外部電極を露出させる開口部を有しためっきレジストを形成する現像工程と、
    前記開口部を介して露出する前記外部電極に対してめっきを施すことにより、前記導体を所定のパターン状に形成する導体形成工程と、
    露光された前記ドライフィルムを除去する剥離工程と
    を含むことを特徴とするセラミック部品の製造方法。
  2. 前記セラミック部品は、
    前記セラミック基板内において複数の内部電極がセラミック誘電体層を介して積層配置され、
    前記複数の内部電極に接続される複数のコンデンサ内ビア導体が設けられ、
    前記外部電極が、前記複数のコンデンサ内ビア導体における前記基板主面側及び前記基板裏面側の少なくとも一方の端部に接続され、
    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を特徴とする請求項1に記載のセラミック部品の製造方法。
  3. 前記導体は、電解銅めっきからなる直径50μm以上かつ高さ50μm以上の円柱状導体であることを特徴とする請求項1または2に記載のセラミック部品の製造方法。
  4. 前記導体は、同一面内において50個以上存在していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のセラミック部品の製造方法。
  5. 前記露光工程において、前記直描露光機の単位面積当りの露光量を100mJ/cm以上2000mJ/cm以下に設定して露光を行うようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のセラミック部品の製造方法。
  6. 前記露光工程において、前記直描露光機の光源は、波長が405nmのレーザ光を発することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のセラミック部品の製造方法。
  7. 前記直描露光機は、前記レーザ光による露光パターンの倍率を前記被照射物の面方向に沿って±0.1%以上変更しうる変倍機能を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のセラミック部品の製造方法。
  8. 前記直接露光工程の前に、
    前記セラミック基板の平面方向における寸法を測定する寸法測定工程と、
    前記寸法測定工程での測定の結果、許容範囲を超える寸法ばらつきがあると判定した場合に、その寸法ばらつきに応じてこれを補正するような変倍率を前記直描露光機に設定する変倍率設定工程と
    を実施し、その設定された変倍率にて前記直描露光機を駆動して前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項7に記載のセラミック部品の製造方法。
  9. 前記セラミック基板は、セラミック部品となるべき製品領域が平面方向に沿って縦横に複数配列され、それら製品領域を分割するためのブレイク溝が形成された多数個取り用基板であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のセラミック部品の製造方法。
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