JP2011082301A - Wiring board, method of manufacturing the same, and electronic equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capacity element built-in type wiring board large in capacity value, small in occupation area, relatively low in height and free from terminal connection failure. <P>SOLUTION: A capacitor CAP is embedded in a board resin layer 6 in a wiring board. The capacitor CAP includes a first capacitive electrode 2, a dielectric film 3 and a second capacitive electrode 4. The first capacitive electrode 2 has a surface shaped with successive protruded steps such as protruded step members 23 or the like. The dielectric film 3 covers the surface and an electrode material of a reinforcing electrode member 42 (a part of the second capacitive electrode 4) with the dielectric film interposed between the protruded steps on the surface is filled. The reinforcing electrode member 42 also serves as a reinforcing member of maintaining and reinforcing the surface shape of the protruded steps. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、容量素子を基板樹脂層内に埋め込んでいる配線基板とその製造方法、並びに、当該配線基板を内蔵する電子機器に関する。   The present invention relates to a wiring board in which a capacitive element is embedded in a substrate resin layer, a method for manufacturing the wiring board, and an electronic device incorporating the wiring board.

半導体集積回路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、プリント配線基板等では、半導体集積回路とは別に、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コンデンサの容量値は、半導体の集積回路内に形成される容量素子(キャパシタ)の容量値よりも非常に大きいため、単体部品コンデンサを半導体集積回路内の容量素子に置き換えることは容易でない。   Capacitance elements formed in a semiconductor integrated circuit are required to be miniaturized and highly integrated in portable devices and the like simultaneously with high frequency and high speed. In addition, in a printed wiring board or the like, a single component that functions as a capacitor is used together with a semiconductor integrated circuit. Since the capacitance value of such a single component capacitor is much larger than the capacitance value of a capacitive element (capacitor) formed in a semiconductor integrated circuit, it is not possible to replace a single component capacitor with a capacitive element in a semiconductor integrated circuit. Not easy.

配線基板の表面に実装する単体部品の大容量コンデンサは、電子機器の薄型化を阻害する。そのため、近年では比較的大きな容量素子を配線基板内に取り込むための技術開発が進められている。例えば、配線基板内に単体部品コンデンサを埋め込む方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   A large-capacity capacitor that is a single component mounted on the surface of a wiring board hinders the thickness reduction of electronic devices. For this reason, in recent years, technological development for taking in a relatively large capacitive element into a wiring board has been advanced. For example, a method of embedding a single component capacitor in a wiring board has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

また、配線基板の内部において、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容量素子を形成する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。   Also, a technique is known in which two flat plate-like electrodes arranged in parallel inside a wiring board and a capacitor element in which a dielectric film is arranged between them are formed (see, for example, Patent Document 2).

特許文献2のように、配線基板内に容量素子を形成できれば、単体部品コンデンサと置き換えが可能であり、単体部品コンデンサ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。   If a capacitive element can be formed in the wiring board as in Patent Document 2, it can be replaced with a single component capacitor, the number of single component capacitors used can be reduced, and the mounting cost and the like can be reduced.

また、単体部品コンデンサを配線基板内に埋め込む場合、ある程度の高さを必要とするため、多層配線基板の複数の層にわたってスペース、特に高さ方向のスペースが必要になる。
これに対し、上記平行平板型の容量素子は高さ(厚さ)を小さくできることから、多層配線基板の1層(2つの配線層が基板樹脂層に挟まれた部分)に形成できる。
Further, when embedding a single component capacitor in a wiring board, a certain amount of height is required, so that a space, particularly a height direction space, is required across a plurality of layers of the multilayer wiring board.
On the other hand, since the parallel plate type capacitive element can be reduced in height (thickness), it can be formed in one layer of a multilayer wiring substrate (a portion where two wiring layers are sandwiched between substrate resin layers).

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

上記特許文献1には、単体部品コンデンサを(プリント)配線基板の貫通孔内に埋め込む実施形態が記載されている。   Patent Document 1 discloses an embodiment in which a single component capacitor is embedded in a through hole of a (printed) wiring board.

しかしながら、このような配線基板に比較的大きな貫通孔を予め形成すると配線基板の剛性が低くなる。なお、特許文献1には、単体部品コンデンサを貫通孔に実装した後、隙間を(充填材で)埋め込むとの記載があるが、それでも配線基板の剛性は不十分な場合もあり得る。   However, if a comparatively large through hole is formed in advance in such a wiring board, the rigidity of the wiring board is lowered. Although Patent Document 1 describes that after mounting a single component capacitor in a through hole, the gap is filled (with a filler), the rigidity of the wiring board may still be insufficient.

また、単体部品コンデンサを実装し、深い孔の底部で配線層とコンデンサとの電気的に接続をとるときの作業性が悪い。
特許文献1ではコンデンサ周囲の隙間を(充填材で)埋め込むとしているが、隙間が十分に埋め込まれないと処理液等の進入で信頼性を低下させる懸念がある。
Moreover, workability when mounting a single component capacitor and electrically connecting the wiring layer and the capacitor at the bottom of a deep hole is poor.
In Patent Document 1, the gap around the capacitor is embedded (with a filler). However, if the gap is not sufficiently filled, there is a concern that reliability may be lowered due to the entry of the processing liquid or the like.

なお、特許文献1には単体部品コンデンサを基板内部に埋め込む実施形態、基板側面に実装する実施形態も例示されている。   Patent Document 1 also exemplifies an embodiment in which a single component capacitor is embedded in a substrate and an embodiment in which the capacitor is mounted on a side surface of the substrate.

しかし、コンデンサを基板内部に埋め込む場合、導体層にコンデンサを電気的、機械的に接続した後に、コンデンサの周囲に樹脂を充填して配線基板を完成させる。そのため、流動性が高い樹脂が充填されるときの応力や完成後の外力によってコンデンサの端子接続不良が発生する懸念がある。
この接続端子不良は、単体部品コンデンサを別に作って、後から配線基板に実装する限りにおいては、表面実装、内部実装に関わらず発生する懸念がある。
However, when embedding the capacitor inside the substrate, the capacitor is electrically and mechanically connected to the conductor layer, and then the resin is filled around the capacitor to complete the wiring substrate. For this reason, there is a concern that the terminal connection failure of the capacitor may occur due to the stress when the resin having high fluidity is filled or the external force after completion.
This connection terminal failure may occur regardless of surface mounting or internal mounting as long as a single component capacitor is separately made and mounted on the wiring board later.

また、前述したように単体部品コンデンサの埋め込みは配線基板の厚みを制限してしまうという不利益を伴う。   Further, as described above, embedding the single component capacitor has a disadvantage that it limits the thickness of the wiring board.

一方、前述した特許文献2のように平行平板型の容量素子を配線基板内部に埋め込んで形成する場合、この形成は配線基板の厚さが薄くても可能である。   On the other hand, when the parallel plate type capacitive element is embedded in the wiring board as in Patent Document 2 described above, this formation is possible even if the wiring board is thin.

特許文献2のように、単体部品ではなく、配線基板と一体に容量素子が形成される場合、通常、樹脂を充填した後にレーザ照射等で素子電極引き出しのためのビアホールを形成する。そのため、樹脂等を介した応力で容量素子の端子接続不良が発生する懸念はない。   When the capacitive element is formed integrally with the wiring board instead of a single component as in Patent Document 2, a via hole for drawing out an element electrode is usually formed by laser irradiation after filling the resin. Therefore, there is no concern that the terminal connection failure of the capacitive element occurs due to the stress through the resin or the like.

しかしながら、上記特許文献2では、高い容量値を実現する場合、平行平板型の容量素子の占有面積が大きくなる。したがって、配線基板内に容量素子を含む素子を多数配置するような場合、配置スペースに限りがある。よって、大きい容量素子を配置しようとすると、配線基板のサイズ(面積)が大きくなるという不利益を伴う。   However, in Patent Document 2, when a high capacitance value is realized, the area occupied by the parallel plate type capacitive element is increased. Therefore, when many elements including capacitive elements are arranged in the wiring board, the arrangement space is limited. Therefore, when a large capacitive element is to be arranged, there is a disadvantage that the size (area) of the wiring board increases.

このように配線基板内に埋め込む容量素子は、単体部品の場合は占有面積が小さいものの高くなり、一方、平行平板型の場合は高さが低いものの占有面積が大きくなる。また、単体部品の場合は端子接続不良の懸念があり、平行平板型の場合は容量値を高くできない不利益もある。   As described above, the capacitive element embedded in the wiring board has a small occupied area in the case of a single component, but is high, whereas in the parallel plate type, the occupied area is increased in a small height. In addition, there is a concern of poor terminal connection in the case of a single component, and there is a disadvantage that the capacity value cannot be increased in the case of a parallel plate type.

本発明は、大きい容量値とする場合でも占有面積が小さく、高さも比較的小さくできる上、端子接続不良の懸念がなく信頼性が高い容量素子内蔵タイプの配線基板を提供するものである。また、本発明は、上記配線基板の製造方法を提供するものである。   The present invention provides a wiring board with a built-in capacitive element that has a small occupation area and a relatively small height even when a large capacitance value is set, and that has no fear of terminal connection failure and high reliability. Moreover, this invention provides the manufacturing method of the said wiring board.

本発明に関わる配線基板は、層間に基板樹脂層を挟んで配線層を複数積層させた基板内部の一の前記基板樹脂層に容量素子が埋め込まれている。前記容量素子が、第1容量電極と、誘電体膜と、第2容量電極とを有する。
前記第1容量電極は、一の前記配線層に支持され、複数の凸状段差が連続する形状の面を有する。
前記誘電体膜は、前記第1容量電極の前記面を被覆する。
前記第2容量電極は、前記第1容量電極の前記面の凸状段差間に前記誘電体膜を介在させた状態で充填される。これにより、第2容量電極は、前記凸状段差の面形状を維持し補強する補強部材を兼用する。
In the wiring substrate according to the present invention, a capacitive element is embedded in one of the substrate resin layers inside the substrate in which a plurality of wiring layers are laminated with a substrate resin layer interposed between layers. The capacitive element includes a first capacitive electrode, a dielectric film, and a second capacitive electrode.
The first capacitor electrode is supported by one wiring layer and has a surface in which a plurality of convex steps are continuous.
The dielectric film covers the surface of the first capacitor electrode.
The second capacitor electrode is filled with the dielectric film interposed between convex steps on the surface of the first capacitor electrode. Accordingly, the second capacitor electrode also serves as a reinforcing member that maintains and reinforces the surface shape of the convex step.

この構成によれば、容量素子の容量値が、第1容量電極と第2容量電極が誘電体膜を挟んで対向する部分の総面積で決まる。その部分は、複数の凸状段差が連続するように上下(高さ方向)で幾重にも折り返されている。そのため、容量素子全体の占有面積は、大きな容量値の割に比較的小さい。また、この容量素子は単体部品のようにパッケージされたものでなく、直接、配線基板内に埋め込まれている。そのため、大きな容量値の割に高さ(配線基板の厚さ)方向のサイズが比較的小さい。   According to this configuration, the capacitance value of the capacitive element is determined by the total area of the portion where the first capacitive electrode and the second capacitive electrode face each other with the dielectric film interposed therebetween. The portion is folded back and forth (in the height direction) several times so that a plurality of convex steps are continuous. Therefore, the occupied area of the entire capacitive element is relatively small for a large capacitance value. The capacitive element is not packaged like a single component, but is directly embedded in the wiring board. For this reason, the size in the height (wiring board thickness) direction is relatively small for a large capacitance value.

さらに、複数の凸状段差の形状を維持するために第2容量電極が、補強部材を兼用する。具体的には、第2容量電極が、凸状段差間の凹部を埋め込むように形成されている。そのため、容量素子が、あたかも1つの剛性が高い一体形成部品のようになっており、周囲に基板樹脂が充填されても、特に凸状段差の形状が変形して容量値が微妙に変化し、あるいは、応力で誘電体膜のリーク電流が増えることがない。   Furthermore, in order to maintain the shape of a plurality of convex steps, the second capacitor electrode also serves as a reinforcing member. Specifically, the second capacitor electrode is formed so as to embed a concave portion between the convex steps. For this reason, the capacitive element is as if it is one integral part with high rigidity, and even if the substrate resin is filled around, the shape of the convex step is deformed and the capacitance value changes slightly. Alternatively, the leakage current of the dielectric film does not increase due to stress.

また、2つの配線層の一方側と他方側に、第1容量電極と第2容量電極が面状に位置させることができる。そのため、その電極取り出し構造が容易に形成できて生産性が高い。さらに、各電極における電極取り出し時の寄生抵抗等を小さくでき、特に動作周波数が高い場合でも、所望の容量値を維持する高性能な容量素子が配線基板と一体に形成されている。   In addition, the first capacitor electrode and the second capacitor electrode can be positioned in a planar shape on one side and the other side of the two wiring layers. Therefore, the electrode take-out structure can be easily formed and the productivity is high. Furthermore, the parasitic resistance at the time of taking out the electrode in each electrode can be reduced, and a high-performance capacitive element that maintains a desired capacitance value is formed integrally with the wiring board even when the operating frequency is particularly high.

本発明に関わる配線基板の製造方法は、一の配線層に容量素子を形成する工程、当該容量素子を基板樹脂で埋め込む工程、および、他の配線層を前記容量素子が埋め込まれた前記基板樹脂の上にプレスして貼り合わせる工程を有する。前記容量素子の形成工程では、以下の4つのさらに細かな工程を含む。   The method of manufacturing a wiring board according to the present invention includes a step of forming a capacitive element in one wiring layer, a step of embedding the capacitive element with a substrate resin, and the substrate resin in which the capacitive element is embedded in another wiring layer A step of pressing and bonding to each other. The capacitor element forming step includes the following four more detailed steps.

(A)前記一の配線層の第1電極パターンとなる部分の上に、感光性樹脂を塗布して露光、現像することで互いに離間した複数の凸状段差部材を形成する。
(B)前記複数の凸状段差部材を被覆し、凸状段差部材間の前記第1電極パターンとなる部分に接続する第1電極膜を成膜することで第1容量電極を形成する。
(C)複数の凸状段差が連続する面を有する前記第1電極膜を誘電体膜で被覆する。
(D)下地の凸状段差の面形状を反映して前記誘電体膜が有する凹部を電極材料で充填することにより、凸状段差の面形状をプレス時に維持し補強する補強部材を兼用する第2容量電極を形成する。
(A) A plurality of convex step members separated from each other are formed by applying a photosensitive resin, exposing and developing on a portion to be the first electrode pattern of the one wiring layer.
(B) A first capacitor electrode is formed by forming a first electrode film that covers the plurality of convex stepped members and is connected to a portion that becomes the first electrode pattern between the convex stepped members.
(C) The first electrode film having a surface on which a plurality of convex steps are continuous is covered with a dielectric film.
(D) By filling the concave portion of the dielectric film with the electrode material reflecting the surface shape of the convex step of the base, the reinforcing member for maintaining and reinforcing the surface shape of the convex step at the time of pressing is also used. A two-capacitance electrode is formed.

以上の製法では、容量素子が形成された一の配線層を、基板樹脂を介して他の配線層と張り合わせるプレス時に、第2容量電極が補強部材として凸状段差の面形状を維持する働きがある。そのため、小面積で大容量の容量素子を形成した後も、その性能を維持したまま配線基板を完成させることができる。   In the above manufacturing method, the second capacitor electrode serves as a reinforcing member to maintain the surface shape of the convex step when pressing one wiring layer on which the capacitive element is formed with another wiring layer through the substrate resin. There is. Therefore, even after forming a large-capacity capacitive element with a small area, the wiring board can be completed while maintaining its performance.

本発明によれば、大きい容量値とする場合でも占有面積が小さく、高さも比較的小さくできる上、端子接続不良の懸念がなく信頼性が高い容量素子内蔵タイプの配線基板と、これを内蔵する電子機器とを実現できる。
また、本発明によれば、小面積で大容量という容量素子の性能や品質を損なうことなく容量素子内蔵タイプの配線基板を製造できる。
According to the present invention, even when the capacitance value is large, the occupation area can be small, the height can be relatively small, and there is no fear of poor terminal connection, and the wiring board of the built-in capacitor element with high reliability and the built-in circuit board. Can be realized with electronic devices.
Further, according to the present invention, a capacitive element built-in type wiring substrate can be manufactured without impairing the performance and quality of the capacitive element having a small area and a large capacity.

第1の実施形態に関わる容量素子を内蔵した配線基板の平面図と、異なる方向の2つの断面図である。FIG. 2 is a plan view of a wiring board incorporating a capacitive element according to the first embodiment and two cross-sectional views in different directions. 図1に示す配線基板の製造途中の断面図であり、MIM構造を保護するマスク層形成までを示すものである。It is sectional drawing in the middle of manufacture of the wiring board shown in FIG. 1, and shows even the mask layer formation which protects a MIM structure. 図2に続く配線基板の製造途中の断面図であり、第1電極加工のためのドライフィルム形成までを示すものである。It is sectional drawing in the middle of manufacture of the wiring board following FIG. 2, and shows to the dry film formation for 1st electrode processing. 図3に続く配線基板の製造途中の断面図であり、基板樹脂層および配線層の貼り合わせまでを示すものである。FIG. 4 is a cross-sectional view of the wiring substrate in the middle of the manufacturing process following FIG. 3 and shows the bonding of the substrate resin layer and the wiring layer. 図4に続く配線基板の製造途中の断面図であり、電極取出しのためのコンタクト開口までを示すものである。FIG. 5 is a cross-sectional view of the wiring board subsequent to FIG. 4 in the middle of manufacture, showing a contact opening for extracting an electrode. 第2の実施形態に関わる配線基板の製造途中の断面図と、完成後の断面図である。It is sectional drawing in the middle of manufacture of the wiring board in connection with 2nd Embodiment, and sectional drawing after completion. 第3の実施形態に関わる携帯電話の概観を示す図である。It is a figure which shows the general view of the mobile telephone in connection with 3rd Embodiment.

本発明の実施形態を、図面を参照して、以下の順で説明する。
1.第1の実施の形態:凸状段差を感光性樹脂等の非導電材料から形成する場合の実施形態で、第1変形例を含む。
2.第2の実施の形態:凸状段差を導電材料から形成する場合の実施形態で、第2変形例を含む。
3.第3変形例
4.第3の実施形態:電子機器の一例として携帯電話を示す。
Embodiments of the present invention will be described in the following order with reference to the drawings.
1. First Embodiment: An embodiment in which the convex step is formed from a non-conductive material such as a photosensitive resin, and includes a first modification.
2. Second embodiment: An embodiment in which a convex step is formed from a conductive material, and includes a second modification.
3. Third modification 4. Third Embodiment: A mobile phone is shown as an example of an electronic device.

第1の実施の形態>
[容量付きの配線基板構造]
図1に、本発明の第1の実施形態に関わる容量素子を内蔵した配線基板の構造を示す。図1(A)は平面図、図1(B)は図1(A)のA−A線に沿った断面図、図1(C)は図1(A)のB−B線に沿った断面図である。
First Embodiment>
[Wiring board structure with capacitance]
FIG. 1 shows the structure of a wiring board incorporating a capacitive element according to the first embodiment of the present invention. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A, and FIG. 1C is taken along line BB in FIG. It is sectional drawing.

図1に図解する配線基板1は、3層の配線層を、各層間に基板樹脂層を介して積層させた電子部品の実装基板である。図1には、最下層(裏面)の配線層7と中間の配線層(後述する符号“21”により示す導電層は、その一部)との間に基板樹脂層5が配置されている。基板樹脂層5と最上層(表面)の配線層(符号“8”により示す導電部は、その一部)との間に基板樹脂層6が配置されている。   A wiring board 1 illustrated in FIG. 1 is a mounting board for an electronic component in which three wiring layers are laminated between each layer via a board resin layer. In FIG. 1, a substrate resin layer 5 is disposed between a wiring layer 7 on the lowermost layer (back surface) and an intermediate wiring layer (a part of a conductive layer indicated by reference numeral “21” described later). A substrate resin layer 6 is disposed between the substrate resin layer 5 and the uppermost (surface) wiring layer (a part of the conductive portion indicated by reference numeral “8”).

なお、第1実施形態において本発明が適用される配線基板は、図1の3つの配線層、2つの基板樹脂層のタイプに限定されない。配線層は最低で2つ、基板樹脂層は最低で1つ有するが、それらの数に限定はない。   Note that the wiring board to which the present invention is applied in the first embodiment is not limited to the types of the three wiring layers and the two board resin layers in FIG. Although there are at least two wiring layers and at least one substrate resin layer, there is no limitation on the number thereof.

図1において、中間の配線層と最上層(表面)の配線層との間の基板樹脂層6に容量素子(キャパシタCAP)が埋め込まれている。キャパシタCAPは、配線層7と中間の配線層との間の基板樹脂層5に埋め込む形態もあり得る。
いずれにしても、キャパシタCAPは、下層側の配線層の一部である第1電極パターン21を含む第1容量電極2と、誘電体膜3と、第2容量電極4とを有する。
In FIG. 1, a capacitive element (capacitor CAP) is embedded in a substrate resin layer 6 between an intermediate wiring layer and the uppermost (surface) wiring layer. The capacitor CAP may be embedded in the substrate resin layer 5 between the wiring layer 7 and the intermediate wiring layer.
In any case, the capacitor CAP includes the first capacitor electrode 2 including the first electrode pattern 21 that is a part of the lower wiring layer, the dielectric film 3, and the second capacitor electrode 4.

第1電極パターン21は、中間の配線層と一括形成される導電層であり、キャパシタCAPの下部支持体として十分な厚さや強度をもっている。また、第1容量電極として十分な導電性を有している。
第1容量電極2は、比較的厚い第1電極パターン21と、比較的薄い第1電極膜22とを有する。
The first electrode pattern 21 is a conductive layer formed together with an intermediate wiring layer, and has sufficient thickness and strength as a lower support of the capacitor CAP. Moreover, it has sufficient conductivity as the first capacitor electrode.
The first capacitor electrode 2 includes a relatively thick first electrode pattern 21 and a relatively thin first electrode film 22.

第1電極パターン21の上面に、複数(ここでは5つ)の凸状段差部材23が、互いに離間して配置されている。凸状段差部材23は、例えば、ソルダーレジスト等の感光性樹脂で形成されている。5つの凸状段差部材23は、それぞれが立設長壁形状を有し、互いに並行配置されている。   On the upper surface of the first electrode pattern 21, a plurality (here, five) of convex step members 23 are arranged apart from each other. The convex step member 23 is made of, for example, a photosensitive resin such as a solder resist. The five convex step members 23 each have a standing long wall shape and are arranged in parallel to each other.

5つの凸状段差部材23の表面(凸状段差面)を被覆するように第1電極膜22が成膜されている。これにより、第1電極膜22の表面(上面)が、複数の凸状段差が連続する形状の面となっている。
第1電極膜22は、近接する凸状段差部材23間の部分で、下地の第1電極パターン21に低抵抗で接触している。
The first electrode film 22 is formed so as to cover the surfaces (convex step surfaces) of the five convex step members 23. Thereby, the surface (upper surface) of the first electrode film 22 is a surface in which a plurality of convex steps are continuous.
The first electrode film 22 is in contact with the underlying first electrode pattern 21 with low resistance at a portion between the adjacent convex step members 23.

誘電体膜3は、第1電極膜22の凸状段差面を被覆している。
誘電体膜3の誘電体材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、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等を用い得る。誘電体膜3は、これらの誘電体材料の一つで形成してもよいし、これらの誘電体材料の薄膜を積層あるいは混合した材料、または、上記誘電体材料に別の元素を添加した材料を用いて形成してもよい。
The dielectric film 3 covers the convex stepped surface of the first electrode film 22.
As a dielectric material of the dielectric film 3, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, strontium titanate, barium titanate, barium strontium titanate, or the like can be used. The dielectric film 3 may be formed of one of these dielectric materials, a material obtained by laminating or mixing thin films of these dielectric materials, or a material obtained by adding another element to the dielectric material. You may form using.

誘電体膜3の凸状段差が連続する形状の面を被覆して、第2容量電極4の一部である第2電極膜41が成膜されている。
第2電極膜41および前記第1電極膜22の導電材料としては、Ru,Mo,Ptなどの金属材料、または、前記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得る。これらの材料で電極膜を形成すると、誘電体膜中の酸素が、第1,第2電極膜22,41の一方または双方に拡散することを防止するのに有効である。
A second electrode film 41, which is a part of the second capacitor electrode 4, is formed so as to cover the surface of the dielectric film 3 where the convex steps are continuous.
As the conductive material of the second electrode film 41 and the first electrode film 22, a metal material such as Ru, Mo, Pt, or a nitride of a metal element contained in the dielectric material, for example, hafnium nitride, zirconium nitride Conductive nitride materials such as tantalum nitride and titanium nitride can be used. Forming an electrode film with these materials is effective in preventing oxygen in the dielectric film from diffusing into one or both of the first and second electrode films 22 and 41.

第1電極膜22、誘電体膜3、第2電極膜41は、カバレッジ特性に優れたALD(Atomic Layer Deposition :原子層堆積)法にて成膜することが望ましい。なお、凸状段差部材23の離間幅が比較的大きく、あるいは、凸状段差部材23の高さが比較的小さいなどの理由によって、さほど高いカバレッジ特性が必要でない場合等にあっては、CVDやスパッタ法などのその他の成膜方法で、これらの膜を成膜してもよい。   The first electrode film 22, the dielectric film 3, and the second electrode film 41 are preferably formed by an ALD (Atomic Layer Deposition) method having excellent coverage characteristics. In the case where a relatively high coverage characteristic is not required due to a relatively large separation width of the convex step member 23 or a relatively small height of the convex step member 23, etc., CVD or These films may be formed by other film forming methods such as sputtering.

第2電極膜41の表面(上面)は、その下地形状を反映して凸状段差の面形状を有している。つまり、凸状段差部材23の離間部分に対応して、第2電極膜41の表面には複数(ここでは4つ)の凹部が形成されている。
第2電極膜41上には、これらの凹部を充填する補強電極部材42が、第2電極膜41と低抵抗で接触して形成されている。
The surface (upper surface) of the second electrode film 41 has a convex stepped surface shape reflecting its base shape. That is, a plurality (four in this case) of concave portions are formed on the surface of the second electrode film 41 in correspondence with the separated portions of the convex stepped member 23.
On the second electrode film 41, a reinforcing electrode member 42 filling these recesses is formed in contact with the second electrode film 41 with low resistance.

ここで各凸状段差部材23の長手方向が図1(A)のA−A線に沿った方向であり、図1(C)は、その1つの凸状段差部材23の側壁面に形成された第1電極パターン21部分の断面図である。   Here, the longitudinal direction of each convex step member 23 is the direction along the line AA in FIG. 1A, and FIG. 1C is formed on the side wall surface of the one convex step member 23. It is sectional drawing of the 1st electrode pattern 21 part.

図1(C)に図示されているように、凸状段差部材23の長手方向の一方側で、第1電極パターン21の上面に達する深いコンタクトホール6Aが、基板樹脂層6に形成されている。
また、補強電極部材42の上面に達する浅いコンタクトホール6Bが、基板樹脂層6に形成されている。
As shown in FIG. 1C, a deep contact hole 6 </ b> A that reaches the upper surface of the first electrode pattern 21 is formed in the substrate resin layer 6 on one side in the longitudinal direction of the convex stepped member 23. .
A shallow contact hole 6 </ b> B reaching the upper surface of the reinforcing electrode member 42 is formed in the substrate resin layer 6.

図1(C)に示されるように、深いコンタクトホール6Aを導電材料で埋め込むようにして、第1取出電極24が形成されている。第1取出電極24は、深いコンタクトホール6Aと連通して上層の配線層8に形成された孔にも埋め込まれ、この孔部分で配線層8と接触することで、配線との接続がなされている。   As shown in FIG. 1C, the first extraction electrode 24 is formed so as to fill the deep contact hole 6A with a conductive material. The first extraction electrode 24 is embedded in a hole formed in the upper wiring layer 8 so as to communicate with the deep contact hole 6A, and is connected to the wiring by contacting the wiring layer 8 in this hole portion. Yes.

同様に、浅いコンタクトホール6Bを導電材料で埋め込むようにして、第2取出電極43が形成されている。第2取出電極43は、浅いコンタクトホール6Bと連通して上層の他の配線層8に形成された孔にも埋め込まれ、この孔部分で、配線との接続がなされている。   Similarly, the second extraction electrode 43 is formed so as to bury the shallow contact hole 6B with a conductive material. The second extraction electrode 43 communicates with the shallow contact hole 6B and is buried in a hole formed in the other wiring layer 8 above, and is connected to the wiring in this hole portion.

このようにして、キャパシタCAPの2つの電極の取出部(第1電極取出部と第2電極取出部)が構成されている。
図1(A)において、第1取出電極24の部分の配線層8と、第2取出電極43の部分の他の配線層8は、矩形の孤立パターンとして示されている。但し、これらの配線層8は、配線として所望の向きのパターンを有するようにしてよい。
In this way, the two electrode extraction portions (first electrode extraction portion and second electrode extraction portion) of the capacitor CAP are configured.
In FIG. 1A, the wiring layer 8 in the portion of the first extraction electrode 24 and the other wiring layer 8 in the portion of the second extraction electrode 43 are shown as rectangular isolated patterns. However, these wiring layers 8 may have a pattern in a desired direction as a wiring.

以上の本実施形態に関わる配線基板1の内部に埋め込まれたキャパシタCAPは、複数(5つ)の凸状段差部材23が上下に幾重にも折り返すMIM(Metal-Insulator-Metal)構造を形成している。このため、占有面積(図1(A)の平面で見た面積)が小さい割に、大きな容量値を有している。また、配線基板内に上記MIM構造が一体形成されているため、大きな容量値の割には高さ(厚さ)が小さい。   The capacitor CAP embedded in the inside of the wiring board 1 according to this embodiment forms an MIM (Metal-Insulator-Metal) structure in which a plurality (five) of convex step members 23 are folded up and down several times. ing. For this reason, it has a large capacitance value for a small occupation area (area seen in the plane of FIG. 1A). Further, since the MIM structure is integrally formed in the wiring board, the height (thickness) is small for a large capacitance value.

また、第1電極パターン21と補強電極部材4のように、面状の電極部分に対し、2つのコンタクト孔を介した電極取出構造が形成されている。これらの電極部材の導電率を十分高くすれば低抵抗での電極取出しが可能である。このときの寄生抵抗値は、電子部品を配線基板内に埋め込む場合の端子接続より十分低くなる。また、寄生容量値や寄生インダクタンスも、十分小さい。したがって、本CAP構造は、特に周波数が高い領域でも所望の特性が得られる。   Further, like the first electrode pattern 21 and the reinforcing electrode member 4, an electrode extraction structure is formed on the planar electrode portion through two contact holes. If the conductivity of these electrode members is sufficiently high, it is possible to take out the electrode with low resistance. The parasitic resistance value at this time is sufficiently lower than the terminal connection when the electronic component is embedded in the wiring board. Also, the parasitic capacitance value and the parasitic inductance are sufficiently small. Therefore, this CAP structure can obtain desired characteristics even in a region where the frequency is particularly high.

なお、キャパシタCAPを形成して基板樹脂層6等をキャパシタCAP周囲に充填してから、この電極取出構造が形成される。そのため、樹脂充填時の応力で抵抗値が変化することがない。また、複数の凸状段差部材23が形成する凸状段差面の凹部を埋め込むように補強電極部材42が形成されていることも、本CAP構造の特徴の一つである。
但し、構造がもたらす、これらの効果は製造時に発揮されるため、これらの効果については詳細を後述する。
Note that this electrode extraction structure is formed after the capacitor CAP is formed and the substrate resin layer 6 or the like is filled around the capacitor CAP. Therefore, the resistance value does not change due to the stress during resin filling. Further, one of the features of the present CAP structure is that the reinforcing electrode member 42 is formed so as to embed the concave portions of the convex step surfaces formed by the plurality of convex step members 23.
However, since these effects brought about by the structure are exhibited at the time of manufacture, details of these effects will be described later.

設計においては、例えば以下のようにサイズが決められる。
埋め込む配線層間の離間高さが規定されているため、その離間高さにあわせて各凸状段差部材23の高さを決める。そして、所望の容量値が得られるように凸状段差部材23の数、幅、離間幅、長さを決定する。このように、本実施形態のCAPは、埋め込む対象の2つの配線層間の離間高さに応じて柔軟に所望の容量値を得るためのサイズ決定が可能である。
In the design, for example, the size is determined as follows.
Since the separation height between the embedded wiring layers is defined, the height of each convex step member 23 is determined in accordance with the separation height. Then, the number, width, separation width, and length of the convex step member 23 are determined so that a desired capacitance value is obtained. As described above, the CAP according to the present embodiment can flexibly determine a size for obtaining a desired capacitance value in accordance with the separation height between two wiring layers to be embedded.

[容量付き配線基板の製造方法]
図2(A)〜図5(C)は、第1の実施形態の製造方法を説明するための製造途中の図(主に、図1(B)に対応する断面図)である。
[Method of manufacturing wiring board with capacitance]
FIG. 2A to FIG. 5C are views during manufacturing (mainly cross-sectional views corresponding to FIG. 1B) for explaining the manufacturing method of the first embodiment.

まず、図2(A)に示すように、配線基板1の一部であるコア基板を形成する。ここでコア基板とは、キャパシタCAP(図1)を形成するベースとなる基板部分であり、配線層7と第1電極パターン21(図1)を含む配線層21Aとを基板樹脂層5で挟んだ構造を有する。
コア基板は、例えば、基板樹脂層5となる樹脂シートの両面に所望の配線パターンを有する2つの配線層を貼る、または、金属層を貼った後にパターニングする等の方法で形成される。
First, as shown in FIG. 2A, a core substrate which is a part of the wiring substrate 1 is formed. Here, the core substrate is a substrate portion serving as a base for forming the capacitor CAP (FIG. 1), and the wiring layer 7 and the wiring layer 21A including the first electrode pattern 21 (FIG. 1) are sandwiched between the substrate resin layers 5. It has a structure.
The core substrate is formed by, for example, a method of attaching two wiring layers having a desired wiring pattern on both surfaces of a resin sheet to be the substrate resin layer 5 or patterning after attaching a metal layer.

その後、コア基板の配線層21Aの表面に、感光性樹脂23Aを所定の厚さで塗布し、熱処理等を行う。感光性樹脂23Aは、例えばソルダーレジストを用い得る。   Thereafter, a photosensitive resin 23A is applied to the surface of the wiring layer 21A of the core substrate with a predetermined thickness, and heat treatment or the like is performed. For example, a solder resist may be used as the photosensitive resin 23A.

図2(B)の工程では、露光及び薬液処理(現像およびリンス)にて前記感光性樹脂23Aのパターニングを行い、複数(ここでは5つ)の凸状段差部材23を、配線層21Aの上に形成する。   In the step of FIG. 2B, the photosensitive resin 23A is patterned by exposure and chemical treatment (development and rinsing), and a plurality of (here, five) convex step members 23 are formed on the wiring layer 21A. To form.

図2(C)の工程では、配線層21A及び凸状段差部材23の上に、第1電極膜22、誘電体膜3、第2電極膜41を順次、形成する。   In the step of FIG. 2C, the first electrode film 22, the dielectric film 3, and the second electrode film 41 are sequentially formed on the wiring layer 21A and the convex stepped member 23.

この時、誘電体膜3の成膜方法として、ステップカバレッジが良好なALD法を用いることが望ましい。また、誘電体材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、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等を用い得る。誘電体膜3は、これらの誘電体材料の一つで形成してもよいし、これらの誘電体材料の薄膜を積層あるいは混合した材料、または、上記誘電体材料に別の元素を添加した材料を用いて形成してもよい。   At this time, it is desirable to use an ALD method with good step coverage as a method of forming the dielectric film 3. As the dielectric material, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, strontium titanate, barium titanate, barium strontium titanate, or the like can be used. The dielectric film 3 may be formed of one of these dielectric materials, a material obtained by laminating or mixing thin films of these dielectric materials, or a material obtained by adding another element to the dielectric material. You may form using.

低温成膜を実現する方法として、一つには、酸化源として酸素、オゾンなど、また窒化源として窒素、アンモニアなどを用い、プラズマ反応により酸化又は窒化を行なうプラズマALD法を用いることもできる。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法を用いてもよい。 As a method for realizing low-temperature film formation, for example, a plasma ALD method in which oxidation or nitridation is performed by plasma reaction using oxygen, ozone, or the like as an oxidization source, nitrogen, ammonia, or the like as a nitridation source 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 may be used.

さらに、例えば近年開発が進んでいる、ECRなどの高密度プラズマ源を用いた低温でのプラズマCVD法、或いは、加水分解を利用した低温での熱CVD法を用いて誘電体膜3の形成を行なってもよい。   Furthermore, for example, the dielectric film 3 is formed using a low-temperature plasma CVD method using a high-density plasma source such as ECR, or a low-temperature thermal CVD method using hydrolysis, which has been developed recently. You may do it.

第1電極膜22および第2電極膜41の成膜も、ステップカバレッジが良好なALD法を用いることが望ましい。
また、第1電極膜22および第2電極膜41の導電材料としては、Ru,Mo,Ptなどの金属材料を用いてよい。または、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て第1電極膜22及び/又は第2電極膜41を形成することもできる。
これは、誘電体膜中の酸素が、第1、第2の導電層21、22に拡散することを防止するのに有効である。
It is desirable that the first electrode film 22 and the second electrode film 41 are formed using the ALD method with good step coverage.
Further, as the conductive material of the first electrode film 22 and the second electrode film 41, a metal material such as Ru, Mo, Pt may be used. Alternatively, the first electrode film 22 and / or the second electrode film 41 may be formed using a conductive nitride material such as a nitride of a metal element contained in the dielectric material, for example, hafnium nitride, zirconium nitride, tantalum nitride, or titanium nitride. It can also be formed.
This is effective in preventing oxygen in the dielectric film from diffusing into the first and second conductive layers 21 and 22.

次に、図2(D)に示すように、例えばドライフィルム等のマスク層44を、凸状段差部材23の形成箇所より一回り大きく形成する。これにより、凸状段差部材23およびその上のMIM構造(第1電極膜22、誘電体膜3および第2電極膜41)が保護される。   Next, as shown in FIG. 2D, for example, a mask layer 44 such as a dry film is formed slightly larger than the position where the convex step member 23 is formed. Thereby, the convex stepped member 23 and the MIM structure (the first electrode film 22, the dielectric film 3, and the second electrode film 41) thereon are protected.

続いて、マスク層44を保護層として、その周囲の第2電極膜41、誘電体膜3および第1電極膜22を順次、薬液処理またはドライエッチングなどの方法で除去する。   Subsequently, using the mask layer 44 as a protective layer, the surrounding second electrode film 41, dielectric film 3 and first electrode film 22 are sequentially removed by a method such as chemical treatment or dry etching.

次に、図3(A1)に示すように、例えばソルダーレジストR1を塗布し、露光と薬液処理を行う。これにより、凸状段差部材23により形成された第2電極膜41の凹部を露出させる開口部R1aを持つパターンを、上記ソルダーレジストR1に解像させる。   Next, as shown in FIG. 3A1, for example, a solder resist R1 is applied, and exposure and chemical treatment are performed. Thereby, the pattern having the opening R1a exposing the concave portion of the second electrode film 41 formed by the convex stepped member 23 is resolved in the solder resist R1.

なお、このとき図3(A2)のようにソルダーレジストR1の開口部R1aが、凸状段差部材23の外側に有ってもよい。開口部R1aの位置と大きさは、少なくとも4つの凹部(全ての凹部)が露出するものであればよい。以下、図3(A1)のような大きさの開口部R1aが形成される場合を前提とする。   At this time, the opening R1a of the solder resist R1 may be outside the convex step member 23 as shown in FIG. The position and size of the opening R1a may be any as long as at least four recesses (all recesses) are exposed. Hereinafter, it is assumed that an opening R1a having a size as shown in FIG.

次に、図3(B)に示すように、形成したソルダーレジストR1の開口部R1aに、例えば、パラジウム触媒などを用いた無電解メッキ法にて補強電極部材42を形成する。これにより、第1電極パターン21上に形成された複数の凸状段差部材23を覆うMIM構造(21,3,41)とその上の補強電極部材42からキャパシタCAPが形成される。   Next, as shown in FIG. 3B, the reinforcing electrode member 42 is formed in the opening R1a of the formed solder resist R1 by, for example, an electroless plating method using a palladium catalyst or the like. Thereby, the capacitor CAP is formed from the MIM structure (21, 3, 41) covering the plurality of convex step members 23 formed on the first electrode pattern 21 and the reinforcing electrode member 42 thereon.

このようにメッキ法を用いると導電材料の充填性がよく、補強電極部材42は、凸状段差部材23の形状を反映して第2電極膜41の表面に形成される凹部間に隙間なく充填される。また、メッキ法では補強電極部材42が比較的厚く形成されるので、後述する基板樹脂層6(図1)を開口する工程において、薄い第2電極膜41のみでは不十分である誘電体膜3への損傷を防止するのに有効である。   When the plating method is used in this way, the filling property of the conductive material is good, and the reinforcing electrode member 42 is filled with no gap between the concave portions formed on the surface of the second electrode film 41 reflecting the shape of the convex stepped member 23. Is done. Further, since the reinforcing electrode member 42 is formed relatively thick in the plating method, the dielectric film 3 in which the thin second electrode film 41 alone is not sufficient in the step of opening the substrate resin layer 6 (FIG. 1) described later. It is effective in preventing damage to the skin.

ソルダーレジストR1を除去した後に、図3(C)に示すように、ドライフィルムDF1等を、少なくともMIM構造より大きな所望のパターンが得られるように形成して、MIM構造を保護する。ドライフィルムDF1は、所望のパターンが予め形成されたものを貼り付けてもよいし、フィルムを貼って、これを所望のパターンに加工してもよい。   After removing the solder resist R1, as shown in FIG. 3C, a dry film DF1 or the like is formed so as to obtain a desired pattern larger than at least the MIM structure, thereby protecting the MIM structure. As the dry film DF1, a film in which a desired pattern is formed in advance may be pasted, or a film may be pasted and processed into a desired pattern.

続いて、ドライフィルムDF1をマスク層として、その周囲の配線層21Aをエッチングにより除去する。この時に用いるマスク層(図3(C)の“ドライフィルムDF1”で示す部分)は、MIM構造を保護し、かつ、図1に示す第1取出電極24のコンタクト領域を確保する大きさを有する。また、このエッチング時に、キャパシタCAP部以外の配線層21Aの部分には、図示しない回路パターンが形成される。   Subsequently, using the dry film DF1 as a mask layer, the surrounding wiring layer 21A is removed by etching. The mask layer used at this time (the portion indicated by “dry film DF1” in FIG. 3C) has a size that protects the MIM structure and secures the contact region of the first extraction electrode 24 shown in FIG. . In this etching, a circuit pattern (not shown) is formed on the wiring layer 21A other than the capacitor CAP.

引き続き、図4に示すように、キャパシタCAPを埋め込む基板樹脂層6と、その上の導電層8Aを、プレス加工で貼り付ける。この時、コア基板11の裏面にも図示しない絶縁層と導電層を一緒にプレス加工することで、更なる多層化を行ってもよい。   Subsequently, as shown in FIG. 4, the substrate resin layer 6 in which the capacitor CAP is embedded and the conductive layer 8A thereon are pasted by press working. At this time, further multilayering may be performed by pressing together an insulating layer and a conductive layer (not shown) on the back surface of the core substrate 11.

このプレス加工では、基板樹脂層6の流動により、複数の凸状段差部材23に横方向の応力がかかる。そこで、近接する凸状段差部材23の間が補強電極部材42により充填されている。凸状段差部材23にかかる応力による影響を抑えるためには、この段差部材の間を絶縁物で充填してもよいが、本実施形態では無電解メッキによる補強電極部材42で充填している。補強電極部材42は比較的柔らかい材料であっても、複数の凸状段差部材23と一体となって高い剛性が確保されているため、基板樹脂層6の流動による応力では、凸状段差部材23およびその上のMIM構造が変形しない。そのため、キャパシタのリークが増大するようなことがない。   In this press working, a stress in the lateral direction is applied to the plurality of convex stepped members 23 due to the flow of the substrate resin layer 6. Therefore, the space between the adjacent convex step members 23 is filled with the reinforcing electrode member 42. In order to suppress the influence due to the stress applied to the convex stepped member 23, the space between the stepped members may be filled with an insulating material, but in this embodiment, the reinforcing electrode member 42 is filled with electroless plating. Even if the reinforcing electrode member 42 is made of a relatively soft material, high rigidity is secured integrally with the plurality of convex stepped members 23, so that the convex stepped member 23 is caused by the stress caused by the flow of the substrate resin layer 6. And the MIM structure on it does not deform. Therefore, there is no increase in capacitor leakage.

次に、図5に示すように、第1電極パターン21の端部付近(第1電極取出部に相当)に開口部(深いコンタクトホール6A)を形成し、また、補強電極部材42の上面の一部を含む開口部(浅いコンタクトホール6B)を形成する。深いコンタクトホール6Aの形成では、その部分の配線層8Aをレーザで除去し、続いて基板樹脂層6を第1電極パターン21が露出するまでレーザで掘り進む。浅いコンタクトホール6Bの形成では、その部分の配線層8Aをレーザで除去し、続いて補強電極部材42上の基板樹脂層6をレーザで除去する。   Next, as shown in FIG. 5, an opening (deep contact hole 6A) is formed near the end of the first electrode pattern 21 (corresponding to the first electrode extraction portion), and the top surface of the reinforcing electrode member 42 is An opening including a part (shallow contact hole 6B) is formed. In the formation of the deep contact hole 6A, the wiring layer 8A at that portion is removed with a laser, and then the substrate resin layer 6 is dug with the laser until the first electrode pattern 21 is exposed. In the formation of the shallow contact hole 6B, the wiring layer 8A in that portion is removed with a laser, and then the substrate resin layer 6 on the reinforcing electrode member 42 is removed with a laser.

なお、深いコンタクトホール6Aのサイズ(直径)は、これを必要以上に大きくすると、第1電極パターン21の占有面積が増大するため、コンタクト抵抗との兼ね合いで必要なサイズにする。一方、浅いコンタクトホール6Bのサイズは、補強電極部材42の上面で最大限、大きくすることが望ましい。   Note that if the size (diameter) of the deep contact hole 6A is increased more than necessary, the occupied area of the first electrode pattern 21 increases, so that the size of the deep contact hole 6A is set to a necessary size in consideration of the contact resistance. On the other hand, it is desirable that the size of the shallow contact hole 6 </ b> B is maximized on the upper surface of the reinforcing electrode member 42.

なお、寄生抵抗の低減に注目すると、互いに並行配置された立設壁状の凸状段差部材23の長手方向の向きは、深いコンタクトホール6Aの配置に対して図5(A)および図5(C)に示す向きとすることが望ましい。つまり、凸状段差部材23の長手方向の一方側(両側でもよい)に深いコンタクトホール6Aが配置されることが望ましい。   When attention is paid to the reduction of parasitic resistance, the longitudinal direction of the protruding wall-like stepped members 23 arranged in parallel to each other is different from that of the deep contact hole 6A in FIGS. The orientation shown in C) is desirable. That is, it is desirable that the deep contact hole 6 </ b> A is disposed on one side (or both sides) in the longitudinal direction of the convex step member 23.

これは、以下の理由に拠る。
凸状段差部材23の離間領域で第1電極パターン21と接触する第1電極膜22の部分(4本の並行ライン部分)が、その両側の凸状段差部材23に乗り上げる部分よりも、深いコンタクトホール6Aからみた抵抗値が小さい。
仮に、この4本の並行ライン部分の幅方向の一方に深いコンタクトホール6Aが設けられているとすると、4本の並行ライン部分で、深いコンタクトホール6Aから見た抵抗値が均一でなくなる。つまり、遠い並行ライン部分ほど抵抗値が高くなる。また、深いコンタクトホール6Aに最も近い凸状段差部材23が低抵抗化を邪魔する。つまり、電流経路が、この最も近い凸状段差部材23を乗り越えるか迂回するように形成されるため、平均的な電流経路長がそれだけ長くなり、このことが全体の低抵抗化を阻害する。
本実施形態では、並行配置された凸状段差部材23の長手方向の一方に深いコンタクトホール6Aが配置されていることから、第1容量電極の寄生抵抗が比較的小さい構造となっている。
This is based on the following reason.
A portion of the first electrode film 22 in contact with the first electrode pattern 21 in the separation region of the convex step member 23 (four parallel line portions) has a deeper contact than a portion on the convex step member 23 on both sides thereof. The resistance value seen from the hole 6A is small.
If a deep contact hole 6A is provided in one of the four parallel line portions in the width direction, the resistance value viewed from the deep contact hole 6A is not uniform in the four parallel line portions. That is, the resistance value increases as the distance between the parallel lines increases. Further, the convex stepped member 23 closest to the deep contact hole 6A hinders the reduction in resistance. In other words, since the current path is formed so as to get over or bypass the nearest convex stepped member 23, the average current path length is increased accordingly, which hinders the overall resistance reduction.
In the present embodiment, since the deep contact hole 6A is arranged on one side in the longitudinal direction of the convex stepped members 23 arranged in parallel, the parasitic resistance of the first capacitor electrode is relatively small.

このように、凸状段差部材23の配置と、深いコンタクトホール6Aの位置との関係は、キャパシタCAPの下部電極の寄生抵抗を低減するために非常に重要で、特に高周波用途のキャパシタCAPには不可欠である。
また、特に高周波用途のキャパシタCAPには上部電極の低抵抗化も重要な要素である。このため、本実施形態のキャパシタCAPでは、上部電極(第2電極膜41および補強電極部材42)の取出しにおける寄生抵抗を低減するために、補強電極部材42の上の浅いコンタクトホール6Bを可能な限り広くしている。
As described above, the relationship between the arrangement of the convex step member 23 and the position of the deep contact hole 6A is very important for reducing the parasitic resistance of the lower electrode of the capacitor CAP. It is essential.
In addition, lowering the resistance of the upper electrode is an important factor particularly for the capacitor CAP for high frequency applications. For this reason, in the capacitor CAP of this embodiment, a shallow contact hole 6B on the reinforcing electrode member 42 is possible in order to reduce parasitic resistance in taking out the upper electrode (the second electrode film 41 and the reinforcing electrode member 42). As wide as possible.

その後、図1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によって、深いコンタクトホール6Aと浅いコンタクトホール6Bを埋め込む導電層を形成する。このとき、全面にメッキ層を形成して、その後にフォトリソグラフィでメッキ層をパターニングして、第1取出電極24と第2取出電極43に分離してもよい。あるいは、先に深いコンタクトホール6Aと浅いコンタクトホール6Bよりそれぞれ1回り大きな開口部を有する層を、例えばレジスト等で形成してからメッキを行ってもよい。   Thereafter, as shown in FIG. 1, a conductive layer is formed to fill the deep contact hole 6A and the shallow contact hole 6B, for example, by electroless plating using a palladium catalyst or the like. At this time, a plating layer may be formed on the entire surface, and then the plating layer may be patterned by photolithography to separate the first extraction electrode 24 and the second extraction electrode 43. Alternatively, plating may be performed after a layer having an opening that is one size larger than the deep contact hole 6A and the shallow contact hole 6B is formed of, for example, a resist.

<第1変形例>
本実施形態のように、補強電極部材42を導電性物質で形成する場合、第2電極膜41は省略可能である。本実施形態では、埋め込み特性を考慮して第2電極膜41をALD法で形成しているが、厚い補強電極部材42をALD法で作ると時間やコストの面で不利となる。そこで、本実施形態では、第2容量電極4を第2電極膜41と補強電極部材42の2層構造としている。ALD法以外の埋め込み特性がよい導電層形成手法があれば、第2電極膜41は必須な構成ではない。
<First Modification>
When the reinforcing electrode member 42 is formed of a conductive material as in the present embodiment, the second electrode film 41 can be omitted. In the present embodiment, the second electrode film 41 is formed by the ALD method in consideration of the embedding characteristics. However, when the thick reinforcing electrode member 42 is formed by the ALD method, it is disadvantageous in terms of time and cost. Therefore, in the present embodiment, the second capacitor electrode 4 has a two-layer structure of the second electrode film 41 and the reinforcing electrode member 42. If there is a conductive layer forming method with good embedding characteristics other than the ALD method, the second electrode film 41 is not an essential configuration.

なお、凸状段差部材23を非導電性物質で形成する本実施形態のような場合、第1容量電極2の一部を構成する第1電極膜22は必須である。また、この第1電極膜22は、埋め込み特性が高いALD法などの成膜法が望ましい。   In the case of the present embodiment in which the convex stepped member 23 is formed of a nonconductive material, the first electrode film 22 that constitutes a part of the first capacitor electrode 2 is essential. The first electrode film 22 is preferably formed by a film forming method such as an ALD method having high embedding characteristics.

[第1の実施形態の効果]
最初に、平行平板型のキャパシタとの対比において、本実施形態のキャパシタCAPの利点を述べる。
[Effect of the first embodiment]
First, advantages of the capacitor CAP of the present embodiment will be described in comparison with a parallel plate type capacitor.

容量素子(キャパシタやコンデンサ)の容量値は、一般に式(1)のように表すことができる。ここで記号“C”は容量値、“ε0”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”は誘電体膜の膜厚を、それぞれ表す。   The capacitance value of the capacitive element (capacitor or capacitor) can generally be expressed as in equation (1). Here, the symbol “C” is the capacitance value, “ε0” is the dielectric constant in vacuum, “ε” is the relative dielectric constant of the dielectric film used, “S” is the electrode area, and “T” is the film of the dielectric film. Each thickness is represented.

C=ε0*ε*(S/T)…(1) C = ε0 * ε * (S / T) (1)

この式からも明らかなように、配線基板内または配線基板上に形成される、従来の平行平板型電極を持つキャパシタにおいて、その容量値は電極面積に比例する。よって大きい容量のキャパシタCAPを形成するためには、大きな占有面積が必要となる。
そのため、配線基板に内蔵された従来のキャパシタ構造では、容量値を大きくしようとすると、それだけ配線基板におけるキャパシタ占有面積が大きくなり、この制限によって配線基板の小型化が困難である。
As is clear from this equation, in a conventional capacitor having a parallel plate type electrode formed in or on the wiring board, the capacitance value is proportional to the electrode area. Therefore, in order to form a capacitor CAP having a large capacity, a large occupied area is required.
Therefore, in the conventional capacitor structure built in the wiring board, if the capacitance value is increased, the area occupied by the capacitor in the wiring board increases accordingly, and this limitation makes it difficult to reduce the size of the wiring board.

前述した本実施形態における配線基板の構造とその製造方法は、以下の利点がある。   The structure of the wiring board and the manufacturing method thereof according to this embodiment described above have the following advantages.

第1に、複数の凸状段差部材23がフォトリソグラフィ技術を用いて形成するため、微細加工により高密度に形成することができ、非常に精度よく形成することが可能である。これにより、キャパシタCAPの実効的な電極面積のバラツキを抑えることができ、高密度(すなわち単位占有面積当たりの容量値が大きい)キャパシタCAPが実現できる。   First, since the plurality of convex step members 23 are formed using a photolithography technique, they can be formed with a high density by fine processing, and can be formed with very high accuracy. As a result, variations in the effective electrode area of the capacitor CAP can be suppressed, and a high-capacity capacitor CAP (that is, a capacitance value per unit occupation area is large) can be realized.

単位占有面積当たりの容量値を上げるには、誘電体膜3を薄膜化し、高い比誘電率の材料で形成することが望ましい。
第2の利点として、本実施形態では、さらに誘電体膜3をALD法で形成することにより、高密度のキャパシタCAPを内蔵した配線基板が形成できる。
In order to increase the capacitance value per unit occupation area, it is desirable that the dielectric film 3 be made thin and formed of a material having a high relative dielectric constant.
As a second advantage, in the present embodiment, by further forming the dielectric film 3 by the ALD method, a wiring board having a built-in high-density capacitor CAP can be formed.

この第2の利点と関係するが、従来、誘電体膜として誘電体シート等が使用されている。しかし、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る。   Although related to the second advantage, a dielectric sheet or the like has been conventionally used as the dielectric film. However, the thickness of the sheet is several [μm], and it is difficult to secure a large capacity.

本実施形態では、誘電体膜3を半導体プロセスで確立した成膜法でありALD法を用いて形成するため、埋め込み特性がよく高い非誘電率の誘電体膜を薄く形成して、キャパシタの高密度化を実現できる。   In the present embodiment, since the dielectric film 3 is formed using the ALD method, which is a film formation method established by a semiconductor process, a dielectric film having a good embedding characteristic and a high non-dielectric constant is formed thinly, Densification can be realized.

さらに、第3の利点として、前述したように第1容量電極側、第2容量電極側の双方で電極取出し時の寄生抵抗、寄生インダクタンス等が極力低減できる構造となっている。そのため、今まで外付け部品(実装部品)が用いられていた帯域通過フィルタやデカップリング向け等の、特に高周波用途の大容量コンデンサを、配線基板内に予め形成しておいた当該CAPで置き換えることが容易となる。このような寄生素子が小さいキャパシタCAPは、高周波アナログ用途だけでなく高速なデジタル用途にも適している。   Furthermore, as a third advantage, as described above, the parasitic resistance, parasitic inductance, and the like during electrode extraction can be reduced as much as possible on both the first capacitor electrode side and the second capacitor electrode side. Therefore, replace high-capacity capacitors for high-frequency applications, such as those for band-pass filters and decoupling that have been used with external parts (mounting parts), with the CAPs already formed in the wiring board. Becomes easy. Such a capacitor CAP having a small parasitic element is suitable not only for high-frequency analog applications but also for high-speed digital applications.

<2.第2の実施形態>
[容量付きの配線基板構造]
図6(C)に、第2の実施形態に関わる配線基板の断面構造を示す。図6は、第1の実施形態に関わる図1(B)に対応し、その他の部分、特に平面図や他の向きの断面図は図1(A)および図1(C)と共通する。
<2. Second Embodiment>
[Wiring board structure with capacitance]
FIG. 6C shows a cross-sectional structure of the wiring board according to the second embodiment. FIG. 6 corresponds to FIG. 1B related to the first embodiment, and other portions, particularly a plan view and a cross-sectional view in another direction, are common to FIG. 1A and FIG.

図6(C)に図解する配線基板1は、図1(B)では感光性樹脂等の非導電性材料から形成されている凸状段差部材23に変えて、導電性材料からなる導電性凸状段差部材25を有することである。導電性凸状段差部材25は、図6(C)では3つと、図1(B)の凸状段差部材23より少ないが、複数あればその数は任意である。なお、導電性凸状段差部材25の形成を、後述するようにメッキ法で行う場合、フォトリソグラフィで形成した凸状段差部材23より凸状段差部材の幅は、通常太くなる。   The wiring board 1 illustrated in FIG. 6C is a conductive convex made of a conductive material in place of the convex stepped member 23 formed of a nonconductive material such as a photosensitive resin in FIG. 1B. A step-like step member 25. There are three conductive convex step members 25 in FIG. 6C and fewer than the convex step members 23 in FIG. 1B, but the number is arbitrary as long as there are a plurality. When the conductive convex step member 25 is formed by plating as will be described later, the width of the convex step member is usually larger than that of the convex step member 23 formed by photolithography.

その他のキャパシタ構成、すなわち下地の第1電極パターン21、複数の導電性凸状段差部材25を被覆するMIM構造の多層膜(22,3,41)、第2電極膜41の凹部を埋め込む補強電極部材42の材質、形状は、第1の実施形態(図1)と同様である。また、補強電極部材42に接続された第2取出電極43ならびに不図示の第1取出電極24(図1参照)も、第1および第2の実施形態で同様である。   Other capacitor configurations, that is, the underlying first electrode pattern 21, the MIM structure multilayer film (22, 3, 41) that covers the plurality of conductive convex step members 25, and the reinforcing electrode that fills the concave portion of the second electrode film 41 The material and shape of the member 42 are the same as those in the first embodiment (FIG. 1). Further, the second extraction electrode 43 connected to the reinforcing electrode member 42 and the first extraction electrode 24 (not shown) (see FIG. 1) are the same in the first and second embodiments.

[容量付き配線基板の製造方法]
図6(A)と図6(B)は、第1の実施形態に関わる図2(A)と図2(B)の工程に代わる、本製造方法の製造途中の基板断面図である。
[Method of manufacturing wiring board with capacitance]
6 (A) and 6 (B) are cross-sectional views of the substrate in the middle of the manufacturing method in place of the steps of FIGS. 2 (A) and 2 (B) according to the first embodiment.

第1の実施形態と同様に、コア基板を、例えば、基板樹脂層5となる樹脂シートの両面に所望の配線パターンを有する2つの配線層を貼る、または、金属層を貼った後にパターニングする等の方法で形成する。
続いて、図6(A)に示すように、コア基板の基板樹脂層5の表面に形成された配線層21Aの上に、例えば感光性のレジストR2等を塗布し、そのパターニングを行う。より詳細には、露光及び薬液処理(現像およびリンス)にてレジストR2のパターニングを行い、複数(ここでは3つ)の開口部R2aを形成する。
As in the first embodiment, the core substrate is patterned, for example, by pasting two wiring layers having a desired wiring pattern on both surfaces of the resin sheet to be the substrate resin layer 5, or by pasting a metal layer, etc. It is formed by the method.
Subsequently, as shown in FIG. 6A, for example, a photosensitive resist R2 is applied on the wiring layer 21A formed on the surface of the substrate resin layer 5 of the core substrate, and the patterning is performed. More specifically, the resist R2 is patterned by exposure and chemical treatment (development and rinsing) to form a plurality (here, three) of openings R2a.

次に、図6(B)に示すように、例えばパラジウム触媒を用いた無電解メッキ法によって、レジストR2の各開口部R2aの内部に導電性凸状段差部材25を形成する。   Next, as shown in FIG. 6B, a conductive convex step member 25 is formed inside each opening R2a of the resist R2 by, for example, an electroless plating method using a palladium catalyst.

その後は、特に図示しないが、第1の実施形態と同様な工程で、キャパシタCAPを完成させる。
つまり、レジストR2を除去した後に、第1電極膜22、誘電体膜3、第2電極膜41の成膜と加工、及び補強電極部材42の形成を経て、図6(C)に示すキャパシタCAP構造を形成する。
Thereafter, although not particularly shown, the capacitor CAP is completed by the same process as in the first embodiment.
That is, after removing the resist R2, the first electrode film 22, the dielectric film 3, and the second electrode film 41 are formed and processed, and the reinforcing electrode member 42 is formed. Then, the capacitor CAP shown in FIG. Form a structure.

この時、上部電極(第2容量電極)の寄生抵抗等を低減するためには、導電性段差構造32の間隔を広げ、例えば無電解メッキで形成する補強電極部材42であって、第2電極膜41の凹部に充填される導電部材を厚くすることが有効である。   At this time, in order to reduce the parasitic resistance or the like of the upper electrode (second capacitor electrode), the interval between the conductive step structures 32 is widened, for example, a reinforcing electrode member 42 formed by electroless plating, It is effective to increase the thickness of the conductive member filled in the concave portion of the film 41.

その後、第1の実施形態と同様に、基板樹脂層6と配線層8を形成した後、レーザ等を用いて第1および第2の容量電極の取出し構造を形成して、配線基板1を完成させる。   Thereafter, as in the first embodiment, after the substrate resin layer 6 and the wiring layer 8 are formed, the lead-out structure of the first and second capacitor electrodes is formed using a laser or the like to complete the wiring substrate 1. Let

<第2変形例>
上記第2の実施形態では、第1電極膜22と第2電極膜41の少なくとも一方を省略可能である。
<Second Modification>
In the second embodiment, at least one of the first electrode film 22 and the second electrode film 41 can be omitted.

第1電極膜22を省略できる理由は、導電性凸状段差部材25が導電性を有することと関係する。つまり、第1電極パターン21と、その上に互いに離間して形成された複数の導電性凸状段差部材25とからなる第1容量電極は、その表面が複数の凸状段差が連続する形状の面となることから、この意味で第1電極膜22の省略が可能である。
なお、第2電極膜41を省略可能な理由は、第1の実施形態における第1変形例で述べた通りである。
The reason why the first electrode film 22 can be omitted is related to the fact that the conductive convex step member 25 has conductivity. That is, the first capacitor electrode composed of the first electrode pattern 21 and the plurality of conductive convex step members 25 formed on the first electrode pattern 21 so as to be spaced apart from each other has a shape in which a plurality of convex steps are continuous on the surface. In this sense, the first electrode film 22 can be omitted because it becomes a surface.
The reason why the second electrode film 41 can be omitted is as described in the first modification of the first embodiment.

但し、メッキ法で導電性凸状段差部材25を形成する場合、第1電極膜22は存在したほうが望ましい。メッキ途中等で形成した導電性凸状段差部材25の表面が酸化されると、金属から酸化金属、誘電体膜3の絶縁物という界面構造となり、電荷障壁電位の変化が急峻でなくなるためリークが増大する懸念がある。
これに対し、導電性凸状段差部材25の表面に、より酸化しにくい導電材料からなる第1電極膜22を形成する場合を考える。この場合、第1電極膜22上に誘電体膜3を成膜すると、導電性部材(第1電極膜22)と非導電性部材(誘電体膜3)との界面が、電荷障壁電位の変化が急峻となるためリークしにくい界面構造が得られる。
However, when the conductive convex stepped member 25 is formed by plating, it is desirable that the first electrode film 22 exists. When the surface of the conductive convex step member 25 formed during the plating is oxidized, an interface structure is formed from metal to metal oxide and the insulator of the dielectric film 3, and the charge barrier potential change is not steep, so that leakage occurs. There are growing concerns.
On the other hand, consider a case where the first electrode film 22 made of a conductive material that is less likely to be oxidized is formed on the surface of the conductive convex stepped member 25. In this case, when the dielectric film 3 is formed on the first electrode film 22, the interface between the conductive member (first electrode film 22) and the non-conductive member (dielectric film 3) changes the charge barrier potential. As a result, the interface structure is less likely to leak.

なお、導電性凸状段差部材25が酸化しにくい材料ならば、この意味での第1電極膜22の必要性は必ずしもない。但し、第1電極膜22の成膜によって導電性凸状段差部材25表面の凹凸が緩和されるのであれば、このこともリーク低減に有効であるため、やはり第1電極膜22を介在させることが望まれしい。   Note that the first electrode film 22 in this sense is not necessarily required if the conductive convex stepped member 25 is a material that is difficult to oxidize. However, if the irregularities on the surface of the conductive convex step member 25 are alleviated by the formation of the first electrode film 22, this is also effective in reducing the leakage, so that the first electrode film 22 is also interposed. Is desirable.

<3.第3変形例>
これまでに記載した実施の形態では、凸状段差部材23または導電性凸状段差部材25は、一つ乃至複数の立設壁形状を有するとした。
しかし、凸状段差部材23または導電性凸状段差部材25の形状は、これに限定されない。例えば孤立した柱状の段差をマトリクスまたは市松状に配置することで、単位占有面積当たりの容量値がより高くなるのであれば、そのような形状でもよい。
<3. Third Modification>
In the embodiment described so far, the convex step member 23 or the conductive convex step member 25 has one or more standing wall shapes.
However, the shape of the convex stepped member 23 or the conductive convex stepped member 25 is not limited to this. For example, if the isolated columnar steps are arranged in a matrix or checkered pattern and the capacitance value per unit occupied area is higher, such a shape may be used.

なお、上記第1および第2の実施形態が提案するキャパシタCAPは、その性質上、配線基板内で形成する配線層を規定するものとは限らない。つまり、第1電極パターン21を中間配線層で形成するとしたが、第1電極パターン21を配線層とは別に設けてもよい。また、第1取出電極24や補強電極部材42は、最上層の配線層でなく、基板内部の配線層によって形成し、さらに基板の表面あるいは裏面側に電極を取り出す構造を設けてもよい。   Note that the capacitor CAP proposed by the first and second embodiments does not always define a wiring layer formed in the wiring board due to its nature. That is, although the first electrode pattern 21 is formed of the intermediate wiring layer, the first electrode pattern 21 may be provided separately from the wiring layer. Further, the first extraction electrode 24 and the reinforcing electrode member 42 may be formed not by the uppermost wiring layer but by a wiring layer inside the substrate, and a structure in which the electrode is taken out on the front surface or back surface side of the substrate may be provided.

図解する基本構造のキャパシタCAPを基板内で複数重ねる等、配置や数に限定はない。
さらに、電極取出構造をレーザ加工による穴あけによって得たが他の加工法、例えばドリル法によっても穴あけ加工が可能である。
There is no limitation on the arrangement and the number of capacitors CAP having the basic structure shown in the figure, such as by stacking a plurality of capacitors in the substrate.
Furthermore, although the electrode extraction structure was obtained by drilling by laser processing, drilling can also be performed by other processing methods such as a drill method.

<4.第3の実施の形態>
以上説明した第1および第2の実施形態および第1〜第3の変形例に係る配線基板は種々の電子機器、特に高周波を扱う小型の電子機器への搭載に適している。このような小型の電子機器としては、例えばノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、PDA等がある。以下、一例として携帯電話を説明する。
<4. Third Embodiment>
The wiring boards according to the first and second embodiments and the first to third modifications described above are suitable for mounting on various electronic devices, particularly small electronic devices that handle high frequencies. Examples of such small electronic devices include notebook personal computers, mobile phones, and PDAs. Hereinafter, a mobile phone will be described as an example.

図7は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、(A)は開いた状態での正面図、(B)はその側面図、(C)は閉じた状態での正面図、(D)は左側面図、(E)は右側面図、(F)は上面図、(G)は下面図である。
本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体141、下側筐体142、連結部(ここではヒンジ部)143、ディスプレイ144、サブディスプレイ145、ピクチャーライト146、カメラ147等を含む。ディスプレイ144やサブディスプレイ145として第1および第2の本実施形態、並びに、第1〜第3変形例に係る配線基板を用いることができる。
7A and 7B are diagrams showing a mobile terminal device to which the present invention is applied, for example, a mobile phone, in which FIG. 7A is a front view in an opened state, FIG. 7B is a side view thereof, and FIG. (D) is a left side view, (E) is a right side view, (F) is a top view, and (G) is a bottom view.
The mobile phone according to this application example includes an upper casing 141, a lower casing 142, a connecting portion (here, a hinge portion) 143, a display 144, a sub-display 145, a picture light 146, a camera 147, and the like. As the display 144 and the sub-display 145, the first and second embodiments and the wiring boards according to the first to third modifications can be used.

以上述べてきたように、本発明の実施の形態およびその変形例によれば、平行平板型電極構造のキャパシタCAPで大容量を形成すると、その占有面積が大きくなってしまうことの弊害は回避できる。つまり、これを改善するために電極構造を立体的に形成し、具体的には、線基板内の既存の導電層上に段差構造を形成し、この上にキャパシタのMIM構造を形成する。これにより、占有面積を制御しつつ大容量のキャパシタCAPを実現し、配線基板の小型化を実現することが可能となる。   As described above, according to the embodiment of the present invention and the modification thereof, when a large capacity is formed by the capacitor CAP having the parallel plate type electrode structure, the adverse effect of increasing the occupied area can be avoided. . That is, in order to improve this, the electrode structure is three-dimensionally formed. Specifically, a step structure is formed on an existing conductive layer in the line substrate, and a capacitor MIM structure is formed thereon. As a result, a large-capacity capacitor CAP can be realized while controlling the occupied area, and the wiring board can be reduced in size.

また、電子部品のキャパシタ(コンデンサ部品)を基板内部に埋め込む場合に比較すると、同じ容量値を得る場合でも、特に高さ(基板厚さ)方向のサイズを低減できる。また、キャパシタCAP内部の導電層接続や、キャパシタCAPの電極を取り出す構造における導電層接続が、大きな面接触でとられる。さらに、電極取出構造は、基板樹脂層でキャパシタCAPを埋め込んだ後に行われるので、流動性が高い基板樹脂の充填(被膜)とその後の導電層の貼合わせ時に応力が電極取出構造にかからない。そのため、電子部品を基板内部で接続してから樹脂を充填する場合に比べて、端子接続不良の発生の懸念がないため信頼性を高くできる。   Further, as compared with the case of embedding a capacitor (capacitor component) of an electronic component inside the substrate, the size in the height (substrate thickness) direction can be reduced even when the same capacitance value is obtained. In addition, the conductive layer connection inside the capacitor CAP and the conductive layer connection in the structure in which the electrode of the capacitor CAP is taken out can be made with large surface contact. Furthermore, since the electrode extraction structure is performed after embedding the capacitor CAP with the substrate resin layer, stress is not applied to the electrode extraction structure during filling (coating) of the highly fluid substrate resin and subsequent bonding of the conductive layer. Therefore, compared with the case where the resin is filled after the electronic component is connected inside the substrate, the reliability can be increased because there is no concern about the occurrence of defective terminal connection.

このような利点を有するため、特に小型の電子機器への本配線基板の搭載が好適である。これにより電子機器の小型化、薄型化に本発明が大きく貢献する。   Since it has such advantages, it is particularly preferable to mount this wiring board on a small electronic device. As a result, the present invention greatly contributes to the reduction in size and thickness of electronic devices.

1…配線基板、2…第1容量電極、3…誘電体膜、4…第2容量電極、5,6…基板樹脂層、6A,6B…コンタクトホール、7,8…配線層、21…第1電極パターン、22…第1電極膜、23…凸状段差部材、24…第1取出電極、25…導電性凸状段差部材、41…第2電極膜、42…補強電極部材、43…第2取出電極、CAP…キャパシタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wiring board, 2 ... 1st capacity electrode, 3 ... Dielectric film, 4 ... 2nd capacity electrode, 5, 6 ... Substrate resin layer, 6A, 6B ... Contact hole, 7, 8 ... Wiring layer, 21 ... First 1 electrode pattern, 22 ... first electrode film, 23 ... convex step member, 24 ... first extraction electrode, 25 ... conductive convex step member, 41 ... second electrode film, 42 ... reinforcing electrode member, 43 ... first 2 extraction electrode, CAP ... capacitor.

Claims (17)

層間に基板樹脂層を挟んで配線層を複数積層させた基板内部の一の前記基板樹脂層に容量素子が埋め込まれており、
前記容量素子が、
一の前記配線層に支持され、複数の凸状段差が連続する形状の面を有する第1容量電極と、
前記第1容量電極の前記面を被覆する誘電体膜と、
前記第1容量電極の前記面の凸状段差間に前記誘電体膜を介在させた状態で充填されることで、前記凸状段差の面形状を維持し補強する補強部材を兼用する第2容量電極と、
を有する配線基板。
A capacitor element is embedded in one of the substrate resin layers inside the substrate in which a plurality of wiring layers are stacked with the substrate resin layer interposed between the layers,
The capacitive element is
A first capacitive electrode supported by one of the wiring layers and having a surface in which a plurality of convex steps are continuous;
A dielectric film covering the surface of the first capacitor electrode;
A second capacitor that also serves as a reinforcing member that maintains and reinforces the surface shape of the convex step by being filled with the dielectric film interposed between the convex steps of the surface of the first capacitor electrode. Electrodes,
A wiring board having:
互いに離間して形成された複数の凸状段差部材を有し、
前記第1容量電極が、前記誘電体膜を介して前記複数の凸状段差部材の表面を覆っていることで、前記複数の凸状段差が電極面に形成されている
請求項1に記載の配線基板。
Having a plurality of convex step members formed apart from each other;
2. The plurality of convex steps are formed on the electrode surface by covering the surfaces of the plurality of convex step members with the first capacitive electrode through the dielectric film. Wiring board.
前記凸状段差部材は感光性樹脂からなる
請求項2に記載の配線基板。
The wiring board according to claim 2, wherein the convex stepped member is made of a photosensitive resin.
前記第1容量電極は、
第1電極パターンと、
前記第1電極パターンに互いに離間して形成された複数の凸状段差部材の表面を覆い、近接する凸状段差部材の離間部分で前記第1電極パターンに接する第1電極膜と、
を含む請求項3に記載の配線基板。
The first capacitance electrode is
A first electrode pattern;
A first electrode film that covers a surface of the plurality of convex step members formed on the first electrode pattern so as to be spaced apart from each other, and is in contact with the first electrode pattern at a separated portion of the adjacent convex step members;
The wiring board according to claim 3, comprising:
前記複数の凸状段差部材の各々は、互いに並行配置された立設長壁形状を有し、
前記凸状段差部材の長手方向の少なくとも一方の側に、前記第1電極パターンの電極取出部が設けられている
請求項4に記載の配線基板。
Each of the plurality of convex step members has a standing long wall shape arranged in parallel with each other,
The wiring board according to claim 4, wherein an electrode extraction portion of the first electrode pattern is provided on at least one side in the longitudinal direction of the convex stepped member.
前記第2容量電極は、
下地の前記第1容量電極の凸状段差の面形状を反映して前記誘電体膜が有する凸状段差面を被覆する第2電極膜と、
第2電極膜の凹部に充填された補強電極部材と、
を有する請求項2に記載の配線基板。
The second capacitance electrode is
A second electrode film covering the convex step surface of the dielectric film reflecting the surface shape of the convex step of the first capacitor electrode as a base;
A reinforcing electrode member filled in the recess of the second electrode film;
The wiring board according to claim 2, comprising:
前記補強電極部材の上面より一回り小さい大きさで前記基板樹脂層の開口部が形成されており、当該開口部に第2容量電極の電極取出部が設けられている
請求項6に記載の配線基板。
The wiring according to claim 6, wherein an opening of the substrate resin layer is formed with a size slightly smaller than an upper surface of the reinforcing electrode member, and an electrode extraction portion of the second capacitor electrode is provided in the opening. substrate.
前記第1容量電極は、
前記一の配線層の一部として形成された第1電極パターンと、
前記第1電極パターンに互いに離間して形成され、凸状段差面をそれぞれが有する複数の電極部材と、
を含む請求項1に記載の配線基板。
The first capacitance electrode is
A first electrode pattern formed as part of the one wiring layer;
A plurality of electrode members formed on the first electrode pattern and spaced apart from each other, each having a convex step surface;
The wiring board according to claim 1, comprising:
前記複数の電極部材の各々が金属メッキ層からなる
請求項8に記載の配線基板。
The wiring board according to claim 8, wherein each of the plurality of electrode members includes a metal plating layer.
前記第1容量電極は、前記第1電極部材の金属より酸化されにくい導電材料から形成されて前記複数の第1電極部材を被覆し、第1電極部材間の前記第1電極パターンの部分に接する第1電極膜を、
さらに有する請求項9に記載の配線基板。
The first capacitor electrode is formed of a conductive material that is less oxidized than the metal of the first electrode member, covers the plurality of first electrode members, and is in contact with the portion of the first electrode pattern between the first electrode members. The first electrode film,
The wiring board according to claim 9, further comprising:
前記複数の凸状段差部材の各々は、互いに並行配置された立設長壁形状を有し、
前記凸状段差部材の長手方向の少なくとも一方の側に、前記第1電極パターンの電極取出部が設けられている
請求項8に記載の配線基板。
Each of the plurality of convex step members has a standing long wall shape arranged in parallel with each other,
The wiring board according to claim 8, wherein an electrode extraction portion of the first electrode pattern is provided on at least one side in the longitudinal direction of the convex stepped member.
前記第2容量電極は、
下地の前記第1容量電極の前記凸状段差面の形状を反映して前記誘電体膜が有する凸状段差面を被覆する第2電極膜と、
第2電極膜の凹部に充填された補強電極部材と、
を有する請求項11に記載の配線基板。
The second capacitance electrode is
A second electrode film covering the convex stepped surface of the dielectric film reflecting the shape of the convex stepped surface of the first capacitor electrode as a base;
A reinforcing electrode member filled in the recess of the second electrode film;
The wiring board according to claim 11, comprising:
前記補強電極部材の上面より一回り小さい大きさで前記基板樹脂層の開口部が形成されており、当該開口部に第2容量電極の電極取出部が設けられている
請求項12に記載の配線基板。
The wiring according to claim 12, wherein an opening of the substrate resin layer is formed with a size slightly smaller than an upper surface of the reinforcing electrode member, and an electrode extraction portion of the second capacitor electrode is provided in the opening. substrate.
一の配線層に容量素子を形成する工程、当該容量素子を基板樹脂で埋め込む工程、および、他の配線層を前記容量素子が埋め込まれた前記基板樹脂の上にプレスして貼り合わせる工程を有し、
前記容量素子の形成工程では、
前記一の配線層の第1電極パターンとなる部分の上に、感光性樹脂を塗布して露光、現像することで互いに離間した複数の凸状段差部材を形成し、
前記複数の凸状段差部材を被覆し、凸状段差部材間の前記第1電極パターンとなる部分に接続する第1電極膜を成膜することで第1容量電極を形成し、
複数の凸状段差が連続する面を有する前記第1電極膜を誘電体膜で被覆し、
下地の凸状段差の面形状を反映して前記誘電体膜が有する凹部を電極材料で充填することにより、凸状段差の面形状をプレス時に維持し補強する補強部材を兼用する第2容量電極を形成する
配線基板の製造方法。
Forming a capacitive element in one wiring layer, embedding the capacitive element with a substrate resin, and pressing and bonding another wiring layer on the substrate resin in which the capacitive element is embedded. And
In the step of forming the capacitive element,
Forming a plurality of convex stepped members separated from each other by applying a photosensitive resin, exposing and developing on a portion to be the first electrode pattern of the one wiring layer,
Forming a first capacitor electrode by forming a first electrode film that covers the plurality of convex stepped members and is connected to a portion to be the first electrode pattern between the convex stepped members;
Covering the first electrode film having a surface on which a plurality of convex steps are continuous with a dielectric film;
A second capacitor electrode that also serves as a reinforcing member that maintains and reinforces the surface shape of the convex step at the time of pressing by filling the concave portion of the dielectric film with an electrode material reflecting the surface shape of the convex step of the base A method of manufacturing a wiring board.
前記第1電極膜および前記誘電体膜を原子層堆積法で成膜する
請求項14に記載の配線基板の製造方法。
The method for manufacturing a wiring board according to claim 14, wherein the first electrode film and the dielectric film are formed by an atomic layer deposition method.
第2容量電極を形成する際に、前記誘電体膜を皮膜する第2電極膜を原子層堆積法で成膜した後、前記電極材料による凹部の充填を行う
請求項15に記載の配線基板の製造方法。
The wiring board according to claim 15, wherein when forming the second capacitor electrode, the second electrode film that coats the dielectric film is formed by atomic layer deposition, and then the recess is filled with the electrode material. Production method.
請求項1から13の何れか一に記載の配線基板を搭載している
電子機器。
An electronic device on which the wiring board according to any one of claims 1 to 13 is mounted.
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