JP2011066331A - Mounting substrate and method of manufacturing the same, and electronic apparatus - Google Patents

Mounting substrate and method of manufacturing the same, and electronic apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To downsize a mounting board in which an electrostatic capacitive element is built by limiting the size thereof. <P>SOLUTION: A through opening part (through-hole TH) is formed in resin substrates (10, 13 and 16), a lower electrode 20 is formed covering an internal wall of the through opening part of the resin substrates, a dielectric film 21 is formed as a layer on the lower electrode, an upper electrode 23 is formed as a layer on the dielectric film, and wiring (31, 32) is formed on the resin substrates. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は実装基板及びその製造方法並びに電子機器に関し、特に、静電容量素子を内蔵する実装基板及びその製造方法並びに電子機器に関する。   The present invention relates to a mounting substrate, a manufacturing method thereof, and an electronic device, and more particularly, to a mounting substrate incorporating a capacitive element, a manufacturing method thereof, and an electronic device.

半導体集積回路装置内に形成される容量素子は、高周波化、高速化と同時に、携帯機器等では小型化、高集積化が求められている。また実装基板(プリント配線板)などでは、半導体集積回路装置とは別に、静電容量素子(コンデンサ)として機能する単体部品が併用されている。このような単体部品の静電容量素子の容量値は、半導体の集積回路装置内に形成される容量素子の容量値よりも非常に大きいため、単体部品の静電容量素子を半導体集積回路装置内の容量素子に置き換えることは、実質不可能である。
そこで、近年では容量素子を実装基板内に取り込む技術の開発が進められている。
Capacitance elements formed in a semiconductor integrated circuit device are required to be miniaturized and highly integrated in portable devices and the like simultaneously with high frequency and high speed. In addition, a single component that functions as a capacitance element (capacitor) is used together with a mounting substrate (printed wiring board) or the like separately from the semiconductor integrated circuit device. Since the capacitance value of such a single component capacitance element is much larger than the capacitance value of the capacitance element formed in the semiconductor integrated circuit device, the single component capacitance element is placed in the semiconductor integrated circuit device. It is practically impossible to replace the capacitor element.
Therefore, in recent years, development of a technique for taking a capacitive element into a mounting substrate has been advanced.

例えば、従来は単体部品の静電容量素子を実装基板の表面に実装していたが、特許文献1に記載されているように、実装基板内に単体部品の静電容量素子を埋め込む方法が提案されている。   For example, in the past, a single component capacitive element has been mounted on the surface of a mounting board. However, as described in Patent Document 1, a method of embedding a single component capacitive element in a mounting board is proposed. Has been.

しかしながら、このような単体部品の静電容量素子の埋め込みは実装基板の厚みを制限してしまう問題がある。そこで次世代の容量素子とし、実装基板上に直接形成する技術が注目されてきている。   However, the embedding of such a single component capacitance element has a problem of limiting the thickness of the mounting substrate. Therefore, a technology for forming a next generation capacitor element directly on a mounting substrate has been attracting attention.

容量素子を有する実装基板の従来の容量素子構造には、例えば特許文献2に記載されているような、平行に配置された平板型の2枚の電極とこの間に誘電体膜を配する構造が知られている。
また従来、誘電体膜として誘電体シート等が使用されているが、このシートの厚さは数μmにもなり、大容量を確保することが困難であった。
これに対し、近年では誘電体膜の形成方法としてスパッタリングなどの薄膜形成技術を適応することが注目されている。
A conventional capacitive element structure of a mounting substrate having a capacitive element has a structure in which, for example, as described in Patent Document 2, two flat plate-like electrodes arranged in parallel and a dielectric film are disposed therebetween. Are known.
Conventionally, a dielectric sheet or the like has been used as the dielectric film, but the thickness of the sheet is several μm, and it has been difficult to ensure a large capacity.
On the other hand, in recent years, attention has been focused on applying a thin film forming technique such as sputtering as a method of forming a dielectric film.

容量素子の容量値は一般に下記式(1)のように表すことができる。Cは容量値、εは真空中の誘電率、εは使用する誘電体膜の比誘電率、Sは電極面積、Tは誘電体膜の膜厚である。 The capacitance value of the capacitive element can be generally expressed as the following formula (1). C is a capacitance value, ε 0 is a dielectric constant in vacuum, ε is a relative dielectric constant of a dielectric film to be used, S is an electrode area, and T is a film thickness of the dielectric film.

[数1]
C=ε・ε・S/T …(1)
[Equation 1]
C = ε 0 · ε · S / T (1)

この式からも明らかなように、実装基板上に形成される従来の前記平行平板型電極を持つ容量素子において、その容量値は電極面積に比例する。よって大容量素子を形成するためには、大きな占有面積が必要となる。   As is apparent from this equation, in the conventional capacitive element having the parallel plate type electrode formed on the mounting substrate, the capacitance value is proportional to the electrode area. Therefore, in order to form a large capacity element, a large occupied area is required.

特開2003−152303号公報JP 2003-152303 A 特開2008−78547号公報JP 2008-78547 A 特開2008−34694号公報JP 2008-34694 A

解決しようとする問題点は、実装基板に内蔵された従来の容量素子構造では、実装基板の大きさを制限し小型化することは困難であることである。   The problem to be solved is that it is difficult to reduce the size of the mounting substrate by limiting the size of the mounting substrate in the conventional capacitive element structure built in the mounting substrate.

本発明の実装基板は、貫通開口部が形成された樹脂基板と、前記樹脂基板の前記貫通開口部の内壁を被覆するように形成された下部電極と、前記下部電極の上層に形成された誘電体膜と、前記誘電体膜の上層に形成された上部電極と、前記樹脂基板上に形成された配線とを有する。   The mounting substrate of the present invention includes a resin substrate having a through opening, a lower electrode formed so as to cover an inner wall of the through opening of the resin substrate, and a dielectric formed on an upper layer of the lower electrode. A body film; an upper electrode formed on an upper layer of the dielectric film; and a wiring formed on the resin substrate.

上記の本発明の実装基板は、樹脂基板に貫通開口部が形成されており、樹脂基板の貫通開口部の内壁を被覆するように下部電極が形成されており、下部電極の上層に誘電体膜が形成されており、誘電体膜の上層に上部電極が形成されており、樹脂基板上に配線が形成されている。   In the mounting substrate of the present invention, a through opening is formed in a resin substrate, a lower electrode is formed so as to cover an inner wall of the through opening of the resin substrate, and a dielectric film is formed on an upper layer of the lower electrode. The upper electrode is formed on the upper layer of the dielectric film, and the wiring is formed on the resin substrate.

本発明の実装基板の製造方法は、樹脂基板に貫通開口部を形成する工程と、前記樹脂基板の前記貫通開口部の内壁を被覆するように下部電極を形成する工程と、前記下部電極の上層に誘電体膜を形成する工程と、前記誘電体膜の上層に上部電極を形成する工程と、前記樹脂基板上に配線を形成する工程とを有する。   The mounting substrate manufacturing method of the present invention includes a step of forming a through opening in a resin substrate, a step of forming a lower electrode so as to cover an inner wall of the through opening of the resin substrate, and an upper layer of the lower electrode Forming a dielectric film, forming an upper electrode on the dielectric film, and forming a wiring on the resin substrate.

上記の本発明の実装基板の製造方法は、樹脂基板に貫通開口部を形成し、樹脂基板の貫通開口部の内壁を被覆するように下部電極を形成し、下部電極の上層に誘電体膜を形成し、誘電体膜の上層に上部電極を形成し、樹脂基板上に配線を形成する。   In the manufacturing method of the mounting substrate of the present invention, a through opening is formed in a resin substrate, a lower electrode is formed so as to cover an inner wall of the through opening of the resin substrate, and a dielectric film is formed on an upper layer of the lower electrode. The upper electrode is formed on the upper layer of the dielectric film, and the wiring is formed on the resin substrate.

本発明の実装基板によれば、実装基板(プリント配線板)内に容量素子を有しており、単体部品の静電容量素子と置き換えることで、単体部品の静電容量素子の使用数を減らすことが可能となり、実装コストなどを削減することができる。さらに大容量の容量素子が形成できると、占有面積が縮小するので実装基板を小型化することができる。   According to the mounting board of the present invention, the mounting board (printed wiring board) has a capacitive element, and the number of single-piece capacitive elements used can be reduced by replacing the single-piece capacitive element. This makes it possible to reduce mounting costs. Further, if a large-capacity capacitive element can be formed, the occupied area is reduced, so that the mounting substrate can be reduced in size.

本発明の実装基板の製造方法によれば、実装基板(プリント配線板)内に容量素子を形成することができる。これにより、単体部品の静電容量素子と置き換えることで、単体部品の静電容量素子の使用数を減らすことが可能となり、実装コストなどを削減することができる。さらに大容量の容量素子が形成できると、占有面積が縮小するので実装基板を小型化することができる。   According to the method for manufacturing a mounting board of the present invention, a capacitive element can be formed in the mounting board (printed wiring board). As a result, by replacing with a single component capacitive element, the number of single component capacitive elements used can be reduced, and the mounting cost and the like can be reduced. Further, if a large-capacity capacitive element can be formed, the occupied area is reduced, so that the mounting substrate can be reduced in size.

図1(a)は本発明の第1実施形態に係る実装基板の模式断面図であり、図1(b)は静電容量素子の部分の平面図であり、図1(c)は静電容量素子の部分を拡大した模式断面図である。FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a mounting substrate according to the first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a plan view of a portion of a capacitive element, and FIG. It is the schematic cross section which expanded the part of the capacitive element. 図2(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係る実装基板の静電容量素子の形成方法を示す模式断面図である。2A to 2C are schematic cross-sectional views showing a method for forming a capacitive element of a mounting board according to the first embodiment of the present invention. 図3(a)及び(b)は本発明の第1実施形態に係る実装基板の静電容量素子の形成方法を示す模式断面図である。3A and 3B are schematic cross-sectional views illustrating a method for forming a capacitive element of a mounting board according to the first embodiment of the present invention. 図4(a)及び(b)は本発明の第1実施形態に係る実装基板の静電容量素子の形成方法を示す模式断面図である。4A and 4B are schematic cross-sectional views illustrating a method for forming a capacitive element of a mounting board according to the first embodiment of the present invention. 図5(a)及び(b)は本発明の第1実施形態に係る実装基板の静電容量素子の形成方法を示す模式断面図である。5A and 5B are schematic cross-sectional views illustrating a method for forming a capacitive element of a mounting board according to the first embodiment of the present invention. 図6(a)及び(b)は本発明の第1実施形態に係る実装基板の静電容量素子の形成方法を示す模式断面図である。6A and 6B are schematic cross-sectional views illustrating a method for forming a capacitive element of a mounting board according to the first embodiment of the present invention. 図7(a)及び(b)は本発明の第2実施形態に係る実装基板の静電容量素子の形成方法を示す模式断面図である。7A and 7B are schematic cross-sectional views illustrating a method for forming a capacitive element of a mounting board according to the second embodiment of the present invention. 図8(a)及び(b)は本発明の第2実施形態に係る実装基板の静電容量素子の形成方法を示す模式断面図である。8A and 8B are schematic cross-sectional views illustrating a method for forming a capacitive element of a mounting board according to the second embodiment of the present invention. 図9は本発明の第3実施形態に係る実装基板の静電容量素子の部分を拡大した模式断面図である。FIG. 9 is an enlarged schematic cross-sectional view of a capacitive element portion of a mounting board according to the third embodiment of the present invention.

以下に、本発明に係る実装基板及びその製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of a mounting substrate and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

尚、説明は以下の順序で行う。
1.第1実施形態(全体構成)
2.第2実施形態(リフトオフによる製造方法)
3.第3実施形態(上部電極から下部電極まで一括で加工する方法)
4.第4実施形態(上部電極から下部電極までALD法で形成する方法)
The description will be given in the following order.
1. First embodiment (overall configuration)
2. Second embodiment (manufacturing method by lift-off)
3. Third embodiment (a method of batch processing from the upper electrode to the lower electrode)
4). Fourth Embodiment (Method of forming by ALD method from upper electrode to lower electrode)

<第1実施形態>
[実装基板全体の構成]
図1(a)は本実施形態に係る実装基板の模式断面図である。
樹脂基板1は、例えば複数の樹脂層が積層して構成されており、内部に内部配線2及び配線間コンタクト3などが埋め込まれており、表面に表面配線4が形成されており、実装基板が構成されている。
本実施形態の実装基板は、例えば、図1(a)に示すように、半導体チップ5がバンプを介したフリップチップで実装されて用いられる。あるいは、その他の電子素子が実装されることができる。また、フリップチップ以外の方法で実装されることもできる。
ここで、本実施形態に係る実装基板には、静電容量素子6が形成されている。
<First Embodiment>
[Configuration of entire mounting board]
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a mounting substrate according to the present embodiment.
The resin substrate 1 is configured by, for example, laminating a plurality of resin layers, the internal wiring 2 and the inter-wiring contact 3 are embedded therein, the surface wiring 4 is formed on the surface, and the mounting substrate is It is configured.
For example, as shown in FIG. 1A, the mounting substrate of the present embodiment is used by mounting the semiconductor chip 5 on a flip chip via bumps. Alternatively, other electronic elements can be mounted. It can also be mounted by a method other than flip chip.
Here, the capacitive element 6 is formed on the mounting substrate according to the present embodiment.

[静電容量素子の構成]
図1(b)は、本実施形態に係る実装基板に形成された静電容量素子6の部分を拡大した平面図であり、図1(c)は模式断面図である。
例えば、第1樹脂層10の一方の面上に第1導電層11がパターン形成されており、他方の面上に第2導電層12がパターン形成されている。
また、第2樹脂層13の一方の面上に第3導電層14がパターン形成されており、他方の面上に第4導電層15がパターン形成されている。
上記の構成の第1樹脂層10と第2樹脂層13が、それぞれ第2導電層12及び第4導電層15側から第3樹脂層16を介して積層され、コアとなる樹脂基板(以下コア基板CSと称する)が形成されている。
例えば、第1樹脂層10、第2樹脂層13及び第3樹脂層16はそれぞれプリプレグなどからなる。また、第1導電層11、第2導電層12、第3導電層14及び第4導電層15は銅箔などの導電体がパターン加工されて形成されたものである。
[Configuration of capacitance element]
FIG. 1B is an enlarged plan view of a portion of the capacitive element 6 formed on the mounting substrate according to the present embodiment, and FIG. 1C is a schematic cross-sectional view.
For example, the first conductive layer 11 is patterned on one surface of the first resin layer 10, and the second conductive layer 12 is patterned on the other surface.
The third conductive layer 14 is patterned on one surface of the second resin layer 13, and the fourth conductive layer 15 is patterned on the other surface.
The first resin layer 10 and the second resin layer 13 having the above-described configuration are laminated via the third resin layer 16 from the second conductive layer 12 and the fourth conductive layer 15 side, respectively, and serve as a core (hereinafter referred to as a core). Substrate CS) is formed.
For example, the 1st resin layer 10, the 2nd resin layer 13, and the 3rd resin layer 16 consist of prepregs, respectively. The first conductive layer 11, the second conductive layer 12, the third conductive layer 14, and the fourth conductive layer 15 are formed by patterning a conductor such as a copper foil.

上記の構成のコア基板CSに、これを貫通するスルーホール(貫通開口部)THが形成されている。
例えば、スルーホールTHの内壁及び近傍の領域を被覆するように下部電極20が形成されており、下部電極20の上層に誘電体膜21が形成されており、誘電体膜21の上層に上部電極23が形成されている。即ち、スルーホールTH内においては、下部電極20、誘電体膜21及び上部電極23が円筒状に積層された形状となっている。
A through-hole (through opening) TH that penetrates the core substrate CS having the above-described configuration is formed.
For example, the lower electrode 20 is formed so as to cover the inner wall of the through hole TH and a nearby region, the dielectric film 21 is formed on the upper layer of the lower electrode 20, and the upper electrode is formed on the upper layer of the dielectric film 21. 23 is formed. That is, in the through hole TH, the lower electrode 20, the dielectric film 21, and the upper electrode 23 are stacked in a cylindrical shape.

スルーホールTHの外部であるスルーホールTHの近傍の領域においては、下部電極20、誘電体膜21及び上部電極23は下記の構成となっている。
図1(b)及び図1(c)に示すように、例えば、下部電極20が上部電極23より広く形成されている。即ち、下部電極20の形成領域が上部電極23の形成領域からはみ出した構成である。
また、例えば、誘電体膜21は、下部電極20より狭く、上部電極23より広く形成されている。即ち、誘電体膜21の形成領域は上部電極23の形成領域からはみ出しており、下部電極20の形成領域は誘電体膜21の形成領域からはみ出した構成である。
In a region in the vicinity of the through hole TH that is outside the through hole TH, the lower electrode 20, the dielectric film 21, and the upper electrode 23 have the following configuration.
As shown in FIGS. 1B and 1C, for example, the lower electrode 20 is formed wider than the upper electrode 23. That is, the formation region of the lower electrode 20 protrudes from the formation region of the upper electrode 23.
Further, for example, the dielectric film 21 is formed narrower than the lower electrode 20 and wider than the upper electrode 23. That is, the formation region of the dielectric film 21 protrudes from the formation region of the upper electrode 23, and the formation region of the lower electrode 20 protrudes from the formation region of the dielectric film 21.

上記の下部電極20は、スルーホールTHの内壁及び近傍の領域を被覆するように導電体が直接堆積されて形成された膜である。
上記の誘電体膜21は、下部電極20の表面を被覆するように誘電体が直接堆積されて形成された膜である。
上記の上部電極23は、誘電体膜21の表面を被覆するように導電体が直接堆積されて形成された膜である。
上記の構成により、下部電極20、誘電体膜21及び上部電極23が積層されてなる静電容量素子が構成されている。
下部電極20は第1導電層11及び第3導電層14に接続して形成されており、下部電極20、第1導電層11及び第3導電層14から下部電極が構成されているということもできる。これにより、下部電極20の寄生抵抗を低減することが可能であり、高周波回路用途に適した静電容量素子とすることができる。
The lower electrode 20 is a film formed by directly depositing a conductor so as to cover the inner wall of the through hole TH and a nearby region.
The dielectric film 21 is a film formed by directly depositing a dielectric so as to cover the surface of the lower electrode 20.
The upper electrode 23 is a film formed by directly depositing a conductor so as to cover the surface of the dielectric film 21.
With the above-described configuration, a capacitive element in which the lower electrode 20, the dielectric film 21, and the upper electrode 23 are laminated is configured.
The lower electrode 20 is formed to be connected to the first conductive layer 11 and the third conductive layer 14, and the lower electrode is constituted by the lower electrode 20, the first conductive layer 11 and the third conductive layer 14. it can. Thereby, the parasitic resistance of the lower electrode 20 can be reduced, and a capacitance element suitable for high-frequency circuit applications can be obtained.

誘電体膜21は、例えば、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法により形成された膜である。誘電体膜21は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミ、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、及びこれらの材料の積層または混合した材料、あるいは上記材料に別の元素を添加した材料を用いる。   The dielectric film 21 is a film formed by, for example, an atomic layer deposition (ALD) method. The dielectric film 21 is made of, for example, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, strontium titanate, barium titanate, barium strontium titanate, or a stacked or mixed material of these materials. Alternatively, a material obtained by adding another element to the above material is used.

下部電極20及び上部電極23は、例えば、それぞれ原子層堆積法により形成された膜である。下部電極20及び上部電極23は、例えば、それぞれRu、Mo、Ptなどの金属材料、あるいは誘電体膜21の誘電体材料に含まれる金属元素の窒化物、例えば、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化チタンなどの導電性窒化物が用いられる。導電性窒化物の場合、誘電体膜中の酸素が第1導電層11あるいは第3導電層14などに拡散することを防止することが可能となる。   The lower electrode 20 and the upper electrode 23 are, for example, films formed by an atomic layer deposition method, respectively. The lower electrode 20 and the upper electrode 23 are made of, for example, a metal material such as Ru, Mo, or Pt, or a nitride of a metal element contained in the dielectric material of the dielectric film 21, such as hafnium nitride, zirconium nitride, or tantalum nitride. Conductive nitrides such as titanium nitride are used. In the case of conductive nitride, it is possible to prevent oxygen in the dielectric film from diffusing into the first conductive layer 11 or the third conductive layer 14.

また、例えば、スルーホールHT内における上部電極23の内側の領域及びコア基板CSの上面及び下面に第4樹脂層30が形成されている。即ち、第1樹脂層10、第2樹脂層13及び第3樹脂層16が積層してなるコア基板CSの両面に第4樹脂層30が積層されて、図1(a)に示す樹脂基板1に相当し、樹脂層が積層してなる樹脂基板RSが構成されている。   Further, for example, the fourth resin layer 30 is formed in the region inside the upper electrode 23 in the through hole HT and the upper and lower surfaces of the core substrate CS. That is, the fourth resin layer 30 is laminated on both surfaces of the core substrate CS formed by laminating the first resin layer 10, the second resin layer 13, and the third resin layer 16, and the resin substrate 1 shown in FIG. The resin substrate RS formed by laminating resin layers is configured.

また、第4樹脂層30の一方の面上に第5導電層31及び第6導電層32が積層してパターン形成されており、図1(a)に示す表面配線4に相当する樹脂基板RSの表面の配線となる。また、第4樹脂層30の他方の面上には第5導電層31がパターン形成されており、図1(a)に示す表面配線4に相当する樹脂基板RSの表面の配線となる。
一方、第1導電層11、第2導電層12、第3導電層14及び第4導電層15は、図1(a)に示す内部配線2に相当する樹脂基板RSの内部の配線を構成する。
Further, a fifth conductive layer 31 and a sixth conductive layer 32 are laminated and patterned on one surface of the fourth resin layer 30, and the resin substrate RS corresponding to the surface wiring 4 shown in FIG. It becomes the wiring of the surface. Further, a fifth conductive layer 31 is patterned on the other surface of the fourth resin layer 30 and becomes a wiring on the surface of the resin substrate RS corresponding to the surface wiring 4 shown in FIG.
On the other hand, the 1st conductive layer 11, the 2nd conductive layer 12, the 3rd conductive layer 14, and the 4th conductive layer 15 comprise the wiring inside resin board RS equivalent to internal wiring 2 shown in Drawing 1 (a). .

また、例えば、第5導電層31及び第4樹脂層30に対して上部電極23に達する開口部CT1が形成されており、上部電極23に接続する取り出し電極33が形成されている。
さらに、例えば、第5導電層31及び第4樹脂層30に対して下部電極20に達する開口部CT2が形成されており、下部電極20に接続する取り出し電極34が形成されている。
Further, for example, an opening CT1 reaching the upper electrode 23 is formed in the fifth conductive layer 31 and the fourth resin layer 30, and an extraction electrode 33 connected to the upper electrode 23 is formed.
Further, for example, an opening CT2 reaching the lower electrode 20 is formed in the fifth conductive layer 31 and the fourth resin layer 30, and an extraction electrode 34 connected to the lower electrode 20 is formed.

上記のように、スルーホールTHの内壁表面における部分と、スルーホールTHの外部の第4樹脂層30の上層において、誘電体膜21を介して下部電極20と上部電極23が対向して、本実施形態に係る実装基板の静電容量素子が構成されている。   As described above, in the portion on the inner wall surface of the through hole TH and the upper layer of the fourth resin layer 30 outside the through hole TH, the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other with the dielectric film 21 interposed therebetween. The capacitive element of the mounting substrate according to the embodiment is configured.

本実施形態の実装基板に形成された静電容量素子の容量値は、スルーホールTHの内壁表面における部分と、スルーホールTHの外部の第4樹脂層30の上層において、誘電体膜21を介して下部電極20と上部電極23が対向する面積に依存する。
スルーホールの内壁表面においては、下部電極20と上部電極23が対向する面積として従来の静電容量素子と比較して大きな面積を確保できる。これにより、静電容量素子の占有面積に対し実行的な電極面積が大きくすることができ、小さい占有面積で大容量の素子とすることが可能となる。
The capacitance value of the capacitive element formed on the mounting substrate of the present embodiment is determined through the dielectric film 21 between the portion of the inner wall surface of the through hole TH and the upper layer of the fourth resin layer 30 outside the through hole TH. Depending on the area where the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other.
On the inner wall surface of the through hole, a large area can be ensured as an area where the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other as compared with the conventional capacitance element. As a result, the effective electrode area can be increased with respect to the occupied area of the capacitive element, and a large-capacity element can be obtained with a small occupied area.

[静電容量素子の形成方法]
図2〜6は、本実施形態に係る実装基板の静電容量素子の形成方法を示す模式断面図である。
まず、図2(a)に示すように、例えば、プリプレグからなる第1樹脂層10の両面上に第1導電層11及び第2導電層12を形成する。また、第1導電層11及び第2導電層12は、第1樹脂層10に貼り合わされた銅箔などの導電体である。
[Method of forming electrostatic capacitance element]
2 to 6 are schematic cross-sectional views illustrating a method for forming a capacitive element of a mounting board according to the present embodiment.
First, as shown in FIG. 2A, for example, the first conductive layer 11 and the second conductive layer 12 are formed on both surfaces of the first resin layer 10 made of prepreg. The first conductive layer 11 and the second conductive layer 12 are conductors such as a copper foil bonded to the first resin layer 10.

次に、図2(b)に示すように、例えば、第1導電層11及び第2導電層12の上層に所望の領域を開口したドライフィルムなどをパターン形成して第1導電層11及び第2導電層12をパターンエッチングする。図面上は第2導電層12のみがエッチングされていることを示しているが、第1導電層11は図面外の領域で所望のパターンに加工されていてもよい。   Next, as shown in FIG. 2B, for example, a dry film having a desired region opened on the first conductive layer 11 and the second conductive layer 12 is patterned to form the first conductive layer 11 and the first conductive layer 11. The pattern of the two conductive layers 12 is etched. Although the drawing shows that only the second conductive layer 12 is etched, the first conductive layer 11 may be processed into a desired pattern in a region outside the drawing.

次に、図2(c)に示すように、上記と同様にして、プリプレグからなる第2樹脂層13の両面上に第3導電層14及び第4導電層15をパターン形成する。
さらに、プリプレグからなる貼り合わせ用の第3樹脂層16を準備する。
Next, as shown in FIG. 2C, the third conductive layer 14 and the fourth conductive layer 15 are pattern-formed on both surfaces of the second resin layer 13 made of prepreg in the same manner as described above.
Furthermore, the 3rd resin layer 16 for bonding which consists of prepregs is prepared.

次に、図3(a)に示すように、上記の構成の第1樹脂層10と第2樹脂層13を、それぞれ第2導電層12及び第4導電層15側から第3樹脂層16を介して積層して、プレス加工することによって、コア基板CSを形成する。   Next, as shown in FIG. 3A, the first resin layer 10 and the second resin layer 13 having the above-described configuration are connected to the third resin layer 16 from the second conductive layer 12 and the fourth conductive layer 15 side, respectively. The core substrate CS is formed by stacking and pressing.

次に、図3(b)に示すように、例えば、ドリルを用いてコア基板CSにスルーホールTHを形成する。   Next, as shown in FIG. 3B, through holes TH are formed in the core substrate CS using, for example, a drill.

次に、図4(a)に示すように、例えば、パラジウム触媒などを用いた無電解メッキ法などによりスルーホールTHの側壁を含む全表面に導電体を直接堆積して、下部電極20となる導電層を形成する。この工程は、既存の貫通ビア配線を形成する工程と兼用することが可能である。   Next, as shown in FIG. 4A, for example, a conductor is directly deposited on the entire surface including the side wall of the through-hole TH by an electroless plating method using a palladium catalyst or the like to form the lower electrode 20. A conductive layer is formed. This step can also be used as a step of forming an existing through via wiring.

下部電極20は第1導電層11及び第3導電層14に接続して形成しており、下部電極20、第1導電層11及び第3導電層14から下部電極が構成されているということもできる。これにより、下部電極20の寄生抵抗を低減することが可能であり、高周波回路用途に適した静電容量素子を形成することができる。   The lower electrode 20 is formed to be connected to the first conductive layer 11 and the third conductive layer 14, and the lower electrode is constituted by the lower electrode 20, the first conductive layer 11 and the third conductive layer 14. it can. Thereby, the parasitic resistance of the lower electrode 20 can be reduced, and a capacitance element suitable for high-frequency circuit applications can be formed.

次に、図4(b)に示すように、例えば、下部電極20の表面を被覆するように誘電体を直接堆積して誘電体膜21を形成する。   Next, as shown in FIG. 4B, for example, a dielectric film 21 is formed by directly depositing a dielectric so as to cover the surface of the lower electrode 20.

誘電体膜21の成膜方法として、例えば、樹脂基板がダメージを受ける温度より低い温度で成膜する、低温成膜により形成することが好ましい。ここで、樹脂基板の耐熱温度は例えば150℃であり、低温成膜の温度としては100〜130℃程度とする。
低温成膜を実現する方法として、例えば、酸化源として酸素あるいはオゾンなど、また窒化源として窒素あるいはアンモニアなどを用い、プラズマ反応により酸化または窒化を行なうプラズマALD法を用いることができる。また酸化膜の場合、シリコンや金属を含む有機材料と、低温でもHOとの反応が進行する加水分解を利用した熱ALD法を用いることができる。
あるいは、ECR(Electron Cyclotron Resonance)などの高密度プラズマ源を用いた低温でのプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法や、あるいは加水分解を利用した低温での熱CVD法を用いて誘電体膜の形成を行なってもよい。
As a method of forming the dielectric film 21, for example, it is preferable to form the dielectric film 21 by low-temperature film formation in which the resin substrate is formed at a temperature lower than the temperature at which the resin substrate is damaged. Here, the heat resistant temperature of the resin substrate is, for example, 150 ° C., and the temperature for low-temperature film formation is about 100 to 130 ° C.
As a method for realizing low-temperature film formation, for example, a plasma ALD method in which oxidation or nitridation is performed by a plasma reaction using oxygen or ozone as an oxidation source, nitrogen or ammonia as a nitridation source, and the like can be used. In the case of an oxide film, a thermal ALD method using hydrolysis in which a reaction between an organic material containing silicon or metal and H 2 O proceeds even at a low temperature can be used.
Alternatively, the dielectric film is formed by using a low temperature plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method using a high density plasma source such as ECR (Electron Cyclotron Resonance) or a low temperature thermal CVD method using hydrolysis. May be performed.

例えば、ステップカバレッジが良好なALD法を用いることが好ましい。誘電体膜21を構成する誘電体材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミ、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、及びこれらの材料の積層または混合した材料、あるいは上記材料に別の元素を添加した材料を用いることができる。   For example, it is preferable to use an ALD method with good step coverage. Examples of the dielectric material constituting the dielectric film 21 include silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, strontium titanate, barium titanate, barium strontium titanate, and these materials. A material obtained by stacking or mixing these materials, or a material obtained by adding another element to the above materials can be used.

次に、図5(a)に示すように、静電容量素子の領域を開口するようにしてドライフィルム22をパターン形成する。
次に、パラジウム触媒などを用いた無電解メッキ法などにより、誘電体膜21の表面を被覆するように導電体を直接堆積して上部電極23を形成する。
Next, as shown in FIG. 5A, the dry film 22 is patterned so as to open the area of the capacitive element.
Next, an upper electrode 23 is formed by directly depositing a conductor so as to cover the surface of the dielectric film 21 by an electroless plating method using a palladium catalyst or the like.

下部電極20及び上部電極23の成膜は、無電解メッキ法の他、ステップカバレッジが良好なALD法を用いることが好ましい。
例えば、ALD法により、上記の下部電極20、誘電体膜21及び上部電極23を連続的に成膜することができる。
また導電材料としては、Ru、Mo、Ptなどの金属材料、または誘電体膜21の誘電体材料に含まれる金属元素の窒化物、例えば、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化チタンなどの導電性窒化材料を用いる。これは、誘電体膜中の酸素が第1導電層11あるいは第3導電層14などに拡散することを防止するのに有効である。
上記のALD法により、下部電極20、誘電体膜21及び上部電極23を連続的に成膜することができる。
In forming the lower electrode 20 and the upper electrode 23, it is preferable to use an ALD method with good step coverage in addition to the electroless plating method.
For example, the lower electrode 20, the dielectric film 21, and the upper electrode 23 can be continuously formed by the ALD method.
As the conductive material, a conductive material such as a metal material such as Ru, Mo, Pt, or a nitride of a metal element contained in the dielectric material of the dielectric film 21, such as hafnium nitride, zirconium nitride, tantalum nitride, or titanium nitride. A reactive nitride material is used. This is effective in preventing oxygen in the dielectric film from diffusing into the first conductive layer 11 or the third conductive layer 14.
By the above ALD method, the lower electrode 20, the dielectric film 21, and the upper electrode 23 can be continuously formed.

次に、図5(b)に示すように、例えば、上記のドライフィルム22を除去することで、リフトオフにより上部電極23をパターン加工する。
次に、上部電極23の上層に所望の領域を開口するようにしてドライフィルム24をパターン形成する。ここでは、誘電体膜21の形成領域を保護するようにして形成する。
次に、ドライフィルム24をマスクとしてウェットエッチングあるいはドライエッチングなどのエッチング処理を行い、誘電体膜21をパターン加工する。
Next, as shown in FIG. 5B, for example, the upper film 23 is patterned by lift-off by removing the dry film 22 described above.
Next, the dry film 24 is patterned so as to open a desired region in the upper layer of the upper electrode 23. Here, the dielectric film 21 is formed so as to protect the formation region.
Next, an etching process such as wet etching or dry etching is performed using the dry film 24 as a mask to pattern the dielectric film 21.

次に、図6(a)に示すように、例えば、上記のドライフィルム24を除去し、上部電極23及び誘電体膜21の上層に所望の領域を開口するようにしてドライフィルム25をパターン形成する。ここでは、下部電極20の形成領域を保護するようにして形成する。
次に、ドライフィルム25をマスクとしてドライエッチングなどのエッチング処理を行い、下部電極20及び第1導電層11をパターン加工する。
上記の工程において、図面外の領域で第1導電層11及び下部電極20となる導電層を所望のパターンに加工して内部配線としてもよい。
Next, as shown in FIG. 6A, for example, the dry film 24 is removed, and the dry film 25 is patterned so that a desired region is opened in the upper layer of the upper electrode 23 and the dielectric film 21. To do. Here, it is formed so as to protect the formation region of the lower electrode 20.
Next, an etching process such as dry etching is performed using the dry film 25 as a mask to pattern the lower electrode 20 and the first conductive layer 11.
In the above process, the conductive layer to be the first conductive layer 11 and the lower electrode 20 in a region outside the drawing may be processed into a desired pattern to form an internal wiring.

次に、ドライフィルム25を除去し、図6(b)に示すように、例えば、静電容量素子の領域を被覆してコア基板CSの両面に全面に第4樹脂層30を形成し、その上層に第5導電層31を形成する。例えば第5導電層31が形成された第4樹脂層30をコア基板CSの両面にプレス加工により貼り合わせることなどにより形成することができる。
上記のプレス加工により、第4樹脂層30がスルーホールTH内における上部電極23の内側の領域にまで埋め込まれて形成される。
Next, the dry film 25 is removed, and, as shown in FIG. 6B, for example, the fourth resin layer 30 is formed on the entire surface of the core substrate CS so as to cover the area of the capacitive element. A fifth conductive layer 31 is formed on the upper layer. For example, the fourth resin layer 30 on which the fifth conductive layer 31 is formed can be formed by bonding the both sides of the core substrate CS to each other by pressing.
By the above pressing, the fourth resin layer 30 is formed so as to be embedded in the region inside the upper electrode 23 in the through hole TH.

次に、例えば、第5導電層31及び第4樹脂層30に対して上部電極23に達する開口部CT1を形成する。例えば、上部電極23に対するコンタクト領域を開口したドライフィルムなどをパターン形成し、第5導電層31をパターンエッチングして開口し、次に、例えばレーザー加工などで第4樹脂層30を開口して形成する。
また、上記と同様に、第5導電層31及び第4樹脂層30に対して下部電極20に達する開口部CT2を形成する。例えば、下部電極に対するコンタクト領域を開口したドライフィルムなどをパターン形成し、第5導電層31をパターンエッチングして開口し、次に、例えばレーザー加工などで第4樹脂層30を開口して形成する。
Next, for example, the opening CT <b> 1 reaching the upper electrode 23 is formed in the fifth conductive layer 31 and the fourth resin layer 30. For example, a dry film having a contact region with respect to the upper electrode 23 is patterned, the fifth conductive layer 31 is patterned and opened, and then the fourth resin layer 30 is opened by, for example, laser processing. To do.
Similarly to the above, an opening CT2 reaching the lower electrode 20 is formed in the fifth conductive layer 31 and the fourth resin layer 30. For example, a dry film having a contact region with respect to the lower electrode is patterned, the fifth conductive layer 31 is opened by pattern etching, and then the fourth resin layer 30 is opened by, for example, laser processing. .

次に、例えば、パラジウム触媒などを用いた無電解メッキ法などにより開口部CT1内を埋め込んで導電層を形成し、上部電極23に接続する取り出し電極33を形成する。
また、上記と同時に、例えば、開口部CT2内を埋め込んで導電層を形成し、下部電極20に接続する取り出し電極34を形成する。
Next, for example, a conductive layer is formed by embedding the inside of the opening CT1 by an electroless plating method using a palladium catalyst or the like, and an extraction electrode 33 connected to the upper electrode 23 is formed.
At the same time as described above, for example, a conductive layer is formed by filling the opening CT <b> 2, and the extraction electrode 34 connected to the lower electrode 20 is formed.

本実施形態の実装基板の製造方法により形成される静電容量素子の容量値は、スルーホールTHの内壁表面における部分と、スルーホールTHの外部の第4樹脂層30の上層において、誘電体膜21を介して下部電極20と上部電極23が対向する面積に依存する。
スルーホールの内壁表面においては、下部電極20と上部電極23が対向する面積として従来の静電容量素子と比較して大きな面積を確保できる。これにより、静電容量素子の占有面積に対し実行的な電極面積が大きくすることができ、小さい占有面積に大容量の素子とすることが可能となる。
The capacitance value of the capacitive element formed by the mounting substrate manufacturing method of the present embodiment is a dielectric film between the portion on the inner wall surface of the through hole TH and the upper layer of the fourth resin layer 30 outside the through hole TH. 21, depending on the area where the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other.
On the inner wall surface of the through hole, a large area can be ensured as an area where the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other as compared with the conventional capacitance element. As a result, the effective electrode area can be increased with respect to the occupied area of the capacitive element, and a large-capacity element can be formed in a small occupied area.

本実施形態の実装基板の製造方法において、樹脂基板を構成する樹脂層の層数に制限はない。樹脂層を多層積層してもドリルなどで容易に貫通開口することが可能であり、多層になるほどさらに大きい容量値が得られる。   In the mounting substrate manufacturing method of the present embodiment, the number of resin layers constituting the resin substrate is not limited. Even if a plurality of resin layers are laminated, it is possible to easily open through with a drill or the like, and a larger capacity value can be obtained as the number of layers increases.

<第2実施形態>
[静電容量素子の形成方法]
本実施形態の係る実装基板の静電容量素子は、実質的に第1実施形態と同様である。
本実施形態の係る実装基板の製造方法は、第1実施形態の図4(a)に示す工程までは第1実施形態と同様に行う。
次に、図7(a)に示すように、静電容量素子の領域を開口するようにしてドライフィルム26をパターン形成する。
次に、ステップカバレッジが良好なALD法により、下部電極20及びドライフィルム26の表面を被覆するように誘電体を直接堆積して誘電体膜21を形成する。
Second Embodiment
[Method of forming electrostatic capacitance element]
The capacitive element of the mounting board according to the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment.
The mounting substrate manufacturing method according to this embodiment is performed in the same manner as in the first embodiment up to the step shown in FIG. 4A of the first embodiment.
Next, as shown in FIG. 7A, the dry film 26 is patterned so as to open the region of the capacitance element.
Next, the dielectric film 21 is formed by directly depositing a dielectric so as to cover the surfaces of the lower electrode 20 and the dry film 26 by an ALD method with good step coverage.

次に、図7(b)に示すように、例えば、上記のドライフィルム26を除去することで、リフトオフにより誘電体膜21をパターン加工する。   Next, as shown in FIG. 7B, for example, by removing the dry film 26, the dielectric film 21 is patterned by lift-off.

次に、図8(a)に示すように、静電容量素子の領域を開口するようにしてドライフィルム27をパターン形成する。
次に、パラジウム触媒を用いた無電解メッキ法あるいはステップカバレッジが良好なALD法を用いて誘電体膜21及びドライフィルム27の表面を被覆するように導電体を直接堆積して上部電極23を形成する。
Next, as shown in FIG. 8A, the dry film 27 is patterned so as to open the area of the capacitive element.
Next, a conductor is directly deposited so as to cover the surfaces of the dielectric film 21 and the dry film 27 by using an electroless plating method using a palladium catalyst or an ALD method with good step coverage to form the upper electrode 23. To do.

次に、図8(b)に示すように、例えば、上記のドライフィルム27を除去することで、リフトオフにより上部電極23をパターン加工する。
以降の工程は第1実施形態と同様に行うことができる。
このような製造方法を取ることで、誘電体膜21を加工する際のオーバーエッチングによる下地である下部電極へのダメージや膜厚減りを回避することが可能となる。
Next, as shown in FIG. 8B, for example, the upper film 23 is patterned by lift-off by removing the dry film 27 described above.
The subsequent steps can be performed in the same manner as in the first embodiment.
By adopting such a manufacturing method, it is possible to avoid damage to the lower electrode, which is a base, and a reduction in film thickness due to over-etching when the dielectric film 21 is processed.

本実施形態の実装基板の製造方法により形成される静電容量素子の容量値は、スルーホールTHの内壁表面における部分と、スルーホールTHの外部の第4樹脂層30の上層において、誘電体膜21を介して下部電極20と上部電極23が対向する面積に依存する。
スルーホールTHの内壁表面においては、下部電極20と上部電極23が対向する面積として従来の静電容量素子と比較して大きな面積を確保できる。これにより、静電容量素子の占有面積に対し実行的な電極面積が大きくすることができ、小さい占有面積で大容量の素子とすることが可能となる。
The capacitance value of the capacitive element formed by the mounting substrate manufacturing method of the present embodiment is a dielectric film between the portion on the inner wall surface of the through hole TH and the upper layer of the fourth resin layer 30 outside the through hole TH. 21, depending on the area where the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other.
On the inner wall surface of the through-hole TH, a larger area can be secured as an area where the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other as compared with a conventional electrostatic capacitance element. As a result, the effective electrode area can be increased with respect to the occupied area of the capacitive element, and a large-capacity element can be obtained with a small occupied area.

<第3実施形態>
[静電容量素子の構成及び形成方法]
第1実施形態及び第2実施形態の実装基板の製造方法においては、誘電体膜21のパターン加工のために誘電体膜21のエッチング加工またはリフトオフによるパターン加工を行っているが、必ずしもこの工程は必要でない。
図9は本実施形態に係る実装基板の静電容量素子の部分を拡大した模式断面図である。
<Third Embodiment>
[Configuration and Forming Method of Capacitance Element]
In the mounting substrate manufacturing method according to the first embodiment and the second embodiment, the dielectric film 21 is processed by etching or lift-off for pattern processing of the dielectric film 21, but this process is not necessarily performed. Not necessary.
FIG. 9 is an enlarged schematic cross-sectional view of the capacitive element portion of the mounting board according to the present embodiment.

誘電体膜21を下部電極20上に全面に形成した後、誘電体膜21のみをパターン加工することなく、下部電極20のパターン加工用のドライフィルムなどを用いて、下部電極20のパターン加工と同時に誘電体膜21のパターン加工を行う。これは、上記のドライフィルムをマスクとして、エッチングなどの条件を変更することで、誘電体膜21と下部電極20を連続的にパターン加工することができる。
その後、下部電極20に対する開口部CT2を形成するときに、この誘電体膜21を除去することで、開口部CT2を形成することが可能である。
上記の製造方法によれば、誘電体膜を加工するパターニング加工工程を省略して工程数を減らすことができ、コスト低減を実現する。
After the dielectric film 21 is formed on the entire surface of the lower electrode 20, patterning of the lower electrode 20 is performed using a dry film or the like for patterning the lower electrode 20 without patterning only the dielectric film 21. At the same time, patterning of the dielectric film 21 is performed. This is because the dielectric film 21 and the lower electrode 20 can be patterned continuously by changing the conditions such as etching using the dry film as a mask.
Thereafter, when forming the opening CT2 for the lower electrode 20, the opening CT2 can be formed by removing the dielectric film 21.
According to said manufacturing method, the patterning process process which processes a dielectric film can be abbreviate | omitted, the number of processes can be reduced, and cost reduction is implement | achieved.

本実施形態の実装基板の製造方法により形成される静電容量素子の容量値は、スルーホールTHの内壁表面における部分と、スルーホールTHの外部の第4樹脂層30の上層において、誘電体膜21を介して下部電極20と上部電極23が対向する面積に依存する。
スルーホールTHの内壁表面においては、下部電極20と上部電極23が対向する面積として従来の静電容量素子と比較して大きな面積を確保できる。これにより、静電容量素子の占有面積に対し実行的な電極面積が大きくすることができ、小さい占有面積に大容量の素子とすることが可能となる。
The capacitance value of the capacitive element formed by the mounting substrate manufacturing method of the present embodiment is a dielectric film between the portion on the inner wall surface of the through hole TH and the upper layer of the fourth resin layer 30 outside the through hole TH. 21, depending on the area where the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other.
On the inner wall surface of the through-hole TH, a larger area can be secured as an area where the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other as compared with a conventional electrostatic capacitance element. As a result, the effective electrode area can be increased with respect to the occupied area of the capacitive element, and a large-capacity element can be formed in a small occupied area.

<第4実施形態>
本実施形態では、スルーホールTH内の下部電極の全部または一部をALD法で形成する。このことにより、下部電極表面の細かい凹凸が緩和され、容量素子の信頼性が向上する。
あるいは、上部電極の全部または一部をALD法で形成する。このことにより、カバレッジに優れた電極を形成することが可能となる。
このALD法で形成する電極材料としては、TiNなどが有るが、さらには誘電体膜21に含まれる金属元素を窒化した導電窒化物で形成することが望ましい。
もちろん、下部電極20と上部電極23の全部または一部をALD法で形成することも可能である。誘電体膜21と連続で形成することで、清浄な界面が得られ、トラップなどに起因するリーク電流の発生を抑制し、高信頼性を得ることが出来る。
上記を除いて、第1〜第3実施形態の実装基板の製造方法と同様に形成することができる。
<Fourth embodiment>
In the present embodiment, all or part of the lower electrode in the through hole TH is formed by the ALD method. As a result, fine irregularities on the surface of the lower electrode are alleviated, and the reliability of the capacitive element is improved.
Alternatively, all or part of the upper electrode is formed by the ALD method. This makes it possible to form an electrode with excellent coverage.
The electrode material formed by the ALD method includes TiN and the like, but is preferably formed of a conductive nitride obtained by nitriding a metal element contained in the dielectric film 21.
Of course, all or part of the lower electrode 20 and the upper electrode 23 can be formed by the ALD method. By forming continuously with the dielectric film 21, a clean interface can be obtained, and the occurrence of leakage current due to traps and the like can be suppressed, and high reliability can be obtained.
Except for the above, it can be formed in the same manner as the manufacturing method of the mounting substrate of the first to third embodiments.

本実施形態の実装基板の製造方法により形成される静電容量素子の容量値は、スルーホールTHの内壁表面における部分と、スルーホールTHの外部の第4樹脂層30の上層において、誘電体膜21を介して下部電極20と上部電極23が対向する面積に依存する。
スルーホールTHの内壁表面においては、下部電極20と上部電極23が対向する面積として従来の静電容量素子と比較して大きな面積を確保できる。これにより、静電容量素子の占有面積に対し実行的な電極面積が大きくすることができ、小さい占有面積に大容量の素子とすることが可能となる。
The capacitance value of the capacitive element formed by the mounting substrate manufacturing method of the present embodiment is a dielectric film between the portion on the inner wall surface of the through hole TH and the upper layer of the fourth resin layer 30 outside the through hole TH. 21, depending on the area where the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other.
On the inner wall surface of the through-hole TH, a larger area can be secured as an area where the lower electrode 20 and the upper electrode 23 face each other as compared with a conventional electrostatic capacitance element. As a result, the effective electrode area can be increased with respect to the occupied area of the capacitive element, and a large-capacity element can be formed in a small occupied area.

本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、上記実施形態では、3層の樹脂層及び4層の導電層を積層した後に、静電容量素子となるスルーホールTHを形成し、静電容量素子を形成したが、本発明が提案する容量素子構造は、これに限定するものではない。例えば、4層以上の樹脂層と6層以上の導電層などを積層した後に、スルーホールTHを形成し、静電容量素子することも可能である。また、1層または2層の樹脂層と2層の導電層を積層した後にスルーホールTHを形成し、静電容量素子とすることも可能である。
スルーホールTHは円筒状に限定するものでもなく、方形、3角形などの形状でも効果が得られる。上面から見て単位面積当たりにしめる壁面の面積が大きいほど好ましい。
さらに、上記実施形態では、一つの容量素子に一つのスルーホールTHを用いていたが、複数のスルーホールTHに接続するように上部電極及び下部電極を形成し、一つの静電容量素子とすることで、より大きい容量値を効率よく形成することが可能となる。
また、本発明は、上記の実装基板に対して半導体チップあるいは各種電子部品などを搭載した電子機器に適用できる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above description.
For example, in the above-described embodiment, after laminating three resin layers and four conductive layers, the through hole TH to be a capacitive element is formed to form the capacitive element, but the present invention proposes. The capacitive element structure is not limited to this. For example, it is also possible to form a through-hole TH after laminating four or more resin layers and six or more conductive layers, thereby forming a capacitive element. It is also possible to form a through-hole TH after laminating one or two resin layers and two conductive layers to form a capacitive element.
The through-hole TH is not limited to a cylindrical shape, and an effect can be obtained even in a shape such as a square or a triangle. The larger the area of the wall surface per unit area as viewed from above, the more preferable.
Furthermore, in the above embodiment, one through hole TH is used for one capacitive element. However, an upper electrode and a lower electrode are formed so as to be connected to a plurality of through holes TH, thereby forming one capacitive element. Thus, it is possible to efficiently form a larger capacitance value.
Further, the present invention can be applied to an electronic device in which a semiconductor chip or various electronic components are mounted on the mounting board.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1…樹脂基板、2…内部配線、3…配線間コンタクト、4…表面配線、5…半導体チップ、6…静電容量素子、10…第1樹脂層、11…第1導電層、12…第2導電層、13…第2樹脂層、14…第3導電層、15…第4導電層、16…第3樹脂層、20…下部電極、21…誘電体膜、22,24,25,26,27…ドライフィルム、23…上部電極、30…第4樹脂層、31…第5導電層、32…第6導電層、33,34…取り出し電極、CT1,CT2…開口部、TH…スルーホール   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resin substrate, 2 ... Internal wiring, 3 ... Contact between wiring, 4 ... Surface wiring, 5 ... Semiconductor chip, 6 ... Electrostatic capacitance element, 10 ... 1st resin layer, 11 ... 1st conductive layer, 12 ... 1st 2 conductive layers, 13 ... 2nd resin layer, 14 ... 3rd conductive layer, 15 ... 4th conductive layer, 16 ... 3rd resin layer, 20 ... lower electrode, 21 ... dielectric material film, 22, 24, 25, 26 , 27 ... dry film, 23 ... upper electrode, 30 ... fourth resin layer, 31 ... fifth conductive layer, 32 ... sixth conductive layer, 33, 34 ... take-out electrode, CT1, CT2 ... opening, TH ... through hole

Claims (15)

貫通開口部が形成された樹脂基板と、
前記樹脂基板の少なくとも前記貫通開口部の内壁を被覆するように形成された下部電極と、
前記下部電極の上層に形成された誘電体膜と、
前記誘電体膜の上層に形成された上部電極と、
前記樹脂基板上に形成された配線と
を有する実装基板。
A resin substrate having a through opening formed thereon;
A lower electrode formed to cover at least the inner wall of the through-opening of the resin substrate;
A dielectric film formed on an upper layer of the lower electrode;
An upper electrode formed in an upper layer of the dielectric film;
And a wiring board formed on the resin substrate.
前記貫通開口部内における前記上部電極の内側の領域及び前記樹脂基板の上面及び下面に樹脂層が形成されており、
前記配線が前記樹脂層上に形成されている
請求項1に記載の実装基板。
A resin layer is formed on the inner region of the upper electrode in the through-opening and on the upper and lower surfaces of the resin substrate,
The mounting board according to claim 1, wherein the wiring is formed on the resin layer.
前記樹脂層に前記下部電極に達する開口部及び前記上部電極に達する開口部がそれぞれ形成されており、
前記下部電極に達する開口部及び前記上部電極に達する開口部内に前記下部電極及び前記上部電極にそれぞれ接続する取り出し電極がそれぞれ形成されている
請求項2に記載の実装基板。
An opening reaching the lower electrode and an opening reaching the upper electrode are formed in the resin layer,
The mounting substrate according to claim 2, wherein extraction electrodes connected to the lower electrode and the upper electrode are respectively formed in the opening reaching the lower electrode and the opening reaching the upper electrode.
前記誘電体膜が前記下部電極の上層に直接堆積されて形成された膜である
請求項1に記載の実装基板。
The mounting substrate according to claim 1, wherein the dielectric film is a film formed by directly depositing on an upper layer of the lower electrode.
前記誘電体膜が原子層堆積により形成された膜である
請求項4に記載の実装基板。
The mounting substrate according to claim 4, wherein the dielectric film is a film formed by atomic layer deposition.
前記下部電極が前記樹脂基板の前記貫通開口部の内壁及び近傍部を被覆するように直接堆積されて形成された膜であり、
前記上部電極が前記誘電体膜の上層に直接堆積されて形成された膜である
請求項4に記載の実装基板。
The lower electrode is a film formed by directly depositing so as to cover the inner wall and the vicinity of the through opening of the resin substrate,
The mounting substrate according to claim 4, wherein the upper electrode is a film formed by being directly deposited on an upper layer of the dielectric film.
前記下部電極及び前記上部電極がそれぞれ原子層堆積により形成された膜である
請求項6に記載の実装基板。
The mounting substrate according to claim 6, wherein each of the lower electrode and the upper electrode is a film formed by atomic layer deposition.
樹脂基板に貫通開口部を形成する工程と、
前記樹脂基板の少なくとも前記貫通開口部の内壁を被覆するように下部電極を形成する工程と、
前記下部電極の上層に誘電体膜を形成する工程と、
前記誘電体膜の上層に上部電極を形成する工程と、
前記樹脂基板上に配線を形成する工程と
を有する実装基板の製造方法。
Forming a through opening in the resin substrate;
Forming a lower electrode so as to cover at least an inner wall of the through opening of the resin substrate;
Forming a dielectric film on the upper layer of the lower electrode;
Forming an upper electrode on an upper layer of the dielectric film;
Forming a wiring on the resin substrate.
前記貫通開口部内における前記上部電極の内側の領域及び前記樹脂基板の上面及び下面に樹脂層を形成する工程をさらに有し、
前記配線を形成する工程において、前記樹脂層上に配線を形成する
請求項8に記載の実装基板の製造方法。
Further comprising a step of forming a resin layer on the inner region of the upper electrode in the through-opening and on the upper and lower surfaces of the resin substrate;
The method for manufacturing a mounting substrate according to claim 8, wherein in the step of forming the wiring, the wiring is formed on the resin layer.
前記樹脂層を形成する工程の後に、
前記樹脂層に前記下部電極に達する開口部及び前記上部電極に達する開口部をそれぞれ形成する工程と、
前記下部電極に達する開口部及び前記上部電極に達する開口部内に前記下部電極及び前記上部電極にそれぞれ接続する取り出し電極を形成する工程と
をさらに有する請求項9に記載の実装基板の製造方法。
After the step of forming the resin layer,
Forming an opening reaching the lower electrode and an opening reaching the upper electrode in the resin layer, and
The method of manufacturing a mounting substrate according to claim 9, further comprising: forming an extraction electrode connected to each of the lower electrode and the upper electrode in an opening reaching the lower electrode and an opening reaching the upper electrode.
前記誘電体膜を形成する工程において前記誘電体膜を前記下部電極の上層に直接堆積して形成する
請求項8に記載の実装基板の製造方法。
The method for manufacturing a mounting substrate according to claim 8, wherein in the step of forming the dielectric film, the dielectric film is directly deposited on an upper layer of the lower electrode.
前記誘電体膜を形成する工程において原子層堆積により形成する
請求項11に記載の実装基板の製造方法。
The method for manufacturing a mounting substrate according to claim 11, wherein the dielectric film is formed by atomic layer deposition in the step of forming the dielectric film.
前記下部電極を形成する工程において前記樹脂基板の前記貫通開口部の内壁及び近傍部を被覆するように導電体を直接堆積して形成し、
前記上部電極を形成する工程において前記誘電体膜の上層に導電体を直接堆積して形成する
請求項11に記載の実装基板の製造方法。
In the step of forming the lower electrode, a conductor is directly deposited so as to cover the inner wall and the vicinity of the through opening of the resin substrate,
The method for manufacturing a mounting substrate according to claim 11, wherein in the step of forming the upper electrode, a conductor is directly deposited on an upper layer of the dielectric film.
前記下部電極を形成する工程及び前記上部電極を形成する工程において原子層堆積により形成する
請求項13に記載の実装基板の製造方法。
The method for manufacturing a mounting substrate according to claim 13, wherein the formation is performed by atomic layer deposition in the step of forming the lower electrode and the step of forming the upper electrode.
請求項1から14記載の実装基板を搭載した電子機器。   The electronic device carrying the mounting substrate of Claim 1-14.
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