JP2018110196A - 回路基板、回路基板の製造方法及び電子装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回路基板の、内蔵キャパシタの損傷による性能及び信頼性の低下を抑える。【解決手段】回路基板1は、誘電体層11と、誘電体層11の面11a上に設けられた電極層12aと、誘電体層11の面11b上に設けられた電極層12bとを有するキャパシタ10を含む。回路基板1は更に、キャパシタ10の面11a側に接着層20aで接着され、その接着層20aよりも弾性率が高い絶縁層30aと、キャパシタ10の面11b側に接着層20bで接着され、その接着層20bよりも弾性率が高い絶縁層30bとを含む。絶縁層30a及び絶縁層30bによって剛性、強度を高め、キャパシタ10の損傷、それによる回路基板1の性能及び信頼性の低下を抑える。【選択図】図1
Description
本発明は、回路基板、回路基板の製造方法及び電子装置に関する。
回路基板にキャパシタ(コンデンサ)を内蔵する技術が知られている。キャパシタは、所定材料を用いた誘電体層を、上部電極及び下部電極となる一対の導体層で挟んだ構造とされる。このようなキャパシタを絶縁樹脂で被覆すること、このように絶縁樹脂で被覆したキャパシタを基板に内蔵すること等が知られている。
回路基板若しくはそれを用いた電子装置の製造時や、回路基板若しくは電子装置の使用時等に、回路基板の剛性、強度が不足すると、内蔵されるキャパシタの誘電体層にクラックが発生したり、誘電体層と導体層との間にクラックや剥離が発生したりする恐れがある。このようなクラックや剥離といったキャパシタの損傷は、その静電容量を低下させ、キャパシタを内蔵する回路基板の性能及び信頼性を低下させる可能性がある。
一観点によれば、第1誘電体層と、前記第1誘電体層の第1面上に設けられた第1導体層と、前記第1誘電体層の前記第1面とは反対の第2面上に設けられた第2導体層とを有する第1キャパシタと、前記第1面側に第1接着層で接着され、前記第1接着層よりも弾性率が高い第1絶縁層と、前記第2面側に第2接着層で接着され、前記第2接着層よりも弾性率が高い第2絶縁層とを含む回路基板が提供される。
また、一観点によれば、上記のような回路基板の製造方法、上記のような回路基板を備える電子装置が提供される。
キャパシタの損傷が抑えられる、性能及び信頼性に優れた回路基板が実現される。また、そのような回路基板を備える電子装置が実現される。
半導体装置等の電子部品が搭載される回路基板に関し、電源ノイズを低減するための手法の1つとして、セラミック等を主成分とする誘電体層とそれを挟む一対の導体層(電極層)とを備えるキャパシタ(薄膜キャパシタとも称される)を回路基板に内蔵するものが知られている。キャパシタを内蔵する回路基板では、例えば、回路基板の形成時や、形成された回路基板への電子部品の実装時に加えられる熱、或いは、形成された回路基板若しくはそれを用いた電子装置の使用時や試験時に加えられる熱により、応力が発生し得る。発生した応力に対し、回路基板の剛性、強度が不足すると、内蔵されるキャパシタの誘電体層にクラックが発生したり、誘電体層と電極層との間にクラックや剥離が発生したりする等、キャパシタが損傷する恐れがある。キャパシタの性能を向上させるためにその誘電体層を薄くしていると、このようなクラックや剥離等のキャパシタの損傷がいっそう発生し易くなる。キャパシタの損傷は、その静電容量を低下させ、キャパシタを内蔵する回路基板の性能及び信頼性を低下させる可能性がある。
上記のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として示すような構成を採用し、回路基板に内蔵されるキャパシタの損傷を抑える。
まず、第1の実施の形態について説明する。
まず、第1の実施の形態について説明する。
図1は第1の実施の形態に係る回路基板の一例を示す図である。図1には、第1の実施の形態に係る回路基板の一例の要部断面を模式的に図示している。
図1に示す回路基板1は、キャパシタ10、接着層20a、接着層20b、絶縁層30a及び絶縁層30bを有する。
図1に示す回路基板1は、キャパシタ10、接着層20a、接着層20b、絶縁層30a及び絶縁層30bを有する。
キャパシタ10は、誘電体層11、誘電体層11の一方の面11aに設けられた電極層12a(導体層)、及び誘電体層11の他方の面11b(面11aとは反対の面)に設けられた電極層12b(導体層)を有する。
誘電体層11には、各種誘電体材料が用いられる。例えば、誘電体層11には、セラミック材料が用いられる。誘電体層11のセラミック材料としては、チタン酸バリウム(BaTiO3;BTO)等の各種高誘電体材料を用いることができる。誘電体層11のセラミック材料としては、BTOにストロンチウム(Sr)を添加したチタン酸バリウムストロンチウム(BaxSr1-xTiO3;BSTO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3;STO)、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O3;PZT)、ランタン(La)を添加したPZT(PLZT)等の高誘電体材料が用いられてもよい。
電極層12a及び電極層12bには、各種導体材料が用いられる。例えば、電極層12a及び電極層12bには、金属材料が用いられる。電極層12a及び電極層12bの金属材料としては、銅(Cu)、ニッケル(Ni)等を用いることができる。電極層12a及び電極層12bは、それぞれ所定形状にパターニングされる。例えば、電極層12aと電極層12bとが誘電体層11を介して重複(対向)する部位が形成されるように、電極層12a及び電極層12bにそれぞれ開口部12aa及び開口部12baが設けられる。電極層12aの開口部12aaは、電極層12a及び誘電体層11を貫通して電極層12bに接続する導体ビア(後述)を設けるために設けられる。電極層12bの開口部12baは、電極層12b及び誘電体層11を貫通して電極層12aに接続する導体ビア(後述)を設けるために設けられる。回路基板1は、その使用時等には、電極層12a及び電極層12bの一方が電源電位、他方がGND電位とされ、電極層12aと電極層12bとが誘電体層11を介して重複する部位が、コンデンサとして機能する。
このようなキャパシタ10の、誘電体層11の一方の面11a側に、接着層20aで絶縁層30aが接着され、誘電体層11の他方の面11b側に、接着層20bで絶縁層30bが接着される。図1に示す回路基板1では、誘電体層11の面11aに、その面11a上に設けられた電極層12aを覆うように接着層20aが設けられ、この接着層20aでキャパシタ10(その面11a)と絶縁層30aとが接着される。同様に、誘電体層11の面11bに、その面11b上に設けられた電極層12bを覆うように接着層20bが設けられ、この接着層20bでキャパシタ10(その面11b)と絶縁層30bとが接着される。
ここで、絶縁層30aには、これを接着する接着層20aよりも弾性率が高いもの、例えば剛性率やヤング率が高いものが用いられる。絶縁層30bには、これを接着する接着層20bよりも弾性率が高いもの、例えば剛性率やヤング率が高いものが用いられる。
接着層20a及び接着層20bには、それぞれ絶縁層30a及び絶縁層30bよりも弾性率が低くなる有機系又は無機系の各種接着材料が用いられる。例えば、接着層20a及び接着層20bには、エポキシ樹脂系の接着材料が用いられる。このほか、接着層20a及び接着層20bには、それぞれ絶縁層30a及び絶縁層30bよりも弾性率が低くなるものであれば、アクリル樹脂系、ポリエチレンテレフタレート樹脂系、フェノール樹脂系、シリコーンゴム系、シリケート系等の各種接着材料が用いられてもよい。また、接着層20a及び接着層20bの接着材料には、各種添加剤や、無機系又は有機系の表面絶縁性のフィラーが含有されてもよい。
絶縁層30a及び絶縁層30bには、それぞれ接着層20a及び接着層20bよりも弾性率が高くなる各種絶縁材料が用いられる。例えば、絶縁層30a及び絶縁層30bには、ガラス、又はガラスを含有する絶縁材料が用いられる。このほか、絶縁層30a及び絶縁層30bには、樹脂、又は樹脂を含有する絶縁材料、例えば、ポリイミド樹脂、又はポリイミド樹脂を含有する絶縁材料が用いられる。例えば、絶縁層30a及び絶縁層30bには、ガラス板、ガラスファイバーやガラスクロスを樹脂中に含浸させたシート、ポリイミド樹脂シート、ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂シート等が用いられる。
互いの弾性率について所定の大小関係を満足するように、接着層20a及び接着層20bの材料、絶縁層30a及び絶縁層30bの材料、接着層20aと絶縁層30aとの材料の組合せ、接着層20bと絶縁層30bとの材料の組合せが設定される。
尚、接着層20aと接着層20bとは、必ずしも同じ接着材料を用いて形成されることを要しない。また、絶縁層30aと絶縁層30bとは、必ずしも同じ絶縁材料を用いて形成されることを要しない。
上記のように、回路基板1では、キャパシタ10が、接着層20a及び接着層20bを介して、それらよりもそれぞれ弾性率が高い絶縁層30a及び絶縁層30bによって挟まれる。これにより、回路基板1の剛性、強度が高められる。
回路基板1の剛性、強度が高められることで、これを基本構造とする回路基板の形成時や、形成された回路基板への電子部品の実装時、形成された回路基板又はそれを用いた電子装置の使用時や試験時等の熱に起因した応力によるキャパシタ10の損傷が抑えられる。即ち、回路基板1の剛性、強度が高められることで、誘電体層11に発生するクラック、誘電体層11と電極層12a又は電極層12bとの間に発生するクラックや剥離といったキャパシタ10の損傷が抑えられる。これにより、キャパシタ10の損傷による静電容量の低下が抑えられる。誘電体層11を薄くしてキャパシタ10の静電容量が高められている場合でも、回路基板1の剛性、強度が高められ、それによってキャパシタ10の損傷が抑えられることで、キャパシタ10の高い静電容量が維持される。
上記構成によれば、キャパシタ10を内蔵する回路基板1及びこれを基本構造とする回路基板の性能及び信頼性の低下を効果的に抑えることが可能になる。
尚、回路基板1では、比較的弾性率が高い絶縁層30a及び絶縁層30bをキャパシタ10と接着する接着層20a及び接着層20bとして、熱膨張率の低い材料又は硬化収縮率の低い材料を用いることができる。このような材料を用いると、接着層20a及び接着層20bの加熱時の膨張、及びその後の冷却時の収縮によってキャパシタ10に発生する応力を低減し、キャパシタ10の損傷を抑えることができる。接着層20a及び接着層20bに用いることのできる、熱膨張率の低い材料又は硬化収縮率の低い材料としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリエチレンテレフタレート樹脂系等の各種樹脂材料が挙げられる。また、各種樹脂材料(必ずしも熱膨張率の低い材料又は硬化収縮率の低い材料であることを要しない)に、シリカ等のフィラーを含有させ、相対的に樹脂成分の含有量を低減し、熱膨張又は硬化収縮を抑えるようにしてもよい。
尚、回路基板1では、比較的弾性率が高い絶縁層30a及び絶縁層30bをキャパシタ10と接着する接着層20a及び接着層20bとして、熱膨張率の低い材料又は硬化収縮率の低い材料を用いることができる。このような材料を用いると、接着層20a及び接着層20bの加熱時の膨張、及びその後の冷却時の収縮によってキャパシタ10に発生する応力を低減し、キャパシタ10の損傷を抑えることができる。接着層20a及び接着層20bに用いることのできる、熱膨張率の低い材料又は硬化収縮率の低い材料としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリエチレンテレフタレート樹脂系等の各種樹脂材料が挙げられる。また、各種樹脂材料(必ずしも熱膨張率の低い材料又は硬化収縮率の低い材料であることを要しない)に、シリカ等のフィラーを含有させ、相対的に樹脂成分の含有量を低減し、熱膨張又は硬化収縮を抑えるようにしてもよい。
次に、第2の実施の形態について説明する。
ここでは、上記第1の実施の形態で述べた回路基板1を基本構造とする回路基板の一例を、第2の実施の形態として説明する。
ここでは、上記第1の実施の形態で述べた回路基板1を基本構造とする回路基板の一例を、第2の実施の形態として説明する。
図2は第2の実施の形態に係る回路基板の第1の例を示す図である。図2には、第2の実施の形態に係る回路基板の、第1の例の要部断面を、模式的に図示している。
図2に示す回路基板1Aは、キャパシタ10の面11a上及び面11b上に設けられた電極層12a及び電極層12bの互いの非重複部位に接続された導体ビア40と、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に設けられ導体ビア40に接続された導体層50とを有する。
図2に示す回路基板1Aは、キャパシタ10の面11a上及び面11b上に設けられた電極層12a及び電極層12bの互いの非重複部位に接続された導体ビア40と、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に設けられ導体ビア40に接続された導体層50とを有する。
回路基板1Aは、電極層12aに接続される導体ビア40として、絶縁層30a及び接着層20aを貫通して電極層12aに接続された導体ビア41を含む。更に、回路基板1Aは、電極層12aに接続される導体ビア40として、絶縁層30b、接着層20b、電極層12bの開口部12ba及び誘電体層11を貫通して電極層12aに接続された導体ビア42を含む。また、回路基板1Aは、電極層12bに接続される導体ビア40として、絶縁層30a、接着層20a、電極層12aの開口部12aa及び誘電体層11を貫通して電極層12bに接続された導体ビア43を含む。更に、回路基板1Aは、電極層12bに接続される導体ビア40として、絶縁層30b及び接着層20bを貫通して電極層12bに接続された導体ビア44を含む。
回路基板1Aの導体層50は、これらの導体ビア41、導体ビア42、導体ビア43及び導体ビア44とそれぞれ接続されるように、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に設けられる。導体層50は、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、所定の配線パターン形状となるように形成される。
例えば、回路基板1Aの導体ビア40及び導体層50は、基本構造の回路基板1(図1)に対し、レーザー加工で電極層12a及び電極層12bに通じる孔を形成し、その孔内及び回路基板1の表面にめっきにより導体を形成し、その表面の導体をパターニングして得る。孔内に形成された導体が導体ビア40となり、表面のパターニングされた導体が導体層50となる。
尚、ここでは導体ビア40として、孔内に導体材料を充填したフィルドビアを例示するが、孔の内壁に形成されたコンフォーマルビアが形成されてもよい。この場合、孔の内壁に形成された導体ビア40の中央部に残る空洞には、エポキシ樹脂等の樹脂が充填されてもよい。
回路基板1Aの使用時や試験時には、導体層50及び導体ビア40を通じて、電極層12a及び電極層12bの一方が電源電位、他方がGND電位とされ、誘電体層11を介した電極層12aと電極層12bとの重複部位が、コンデンサとして機能する。
上記図1に示した回路基板1を基本構造として、例えばこの図2に示すような、導体ビア40及び導体層50を有する回路基板1Aが得られる。回路基板1Aでは、キャパシタ10が、接着層20a及び接着層20bを介して、絶縁層30a及び絶縁層30bで挟まれ、剛性、強度が高められていることで、キャパシタ10の損傷が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた回路基板1Aが実現される。
また、図3は第2の実施の形態に係る回路基板の第2の例を示す図である。図3には、第2の実施の形態に係る回路基板の、第2の例の要部断面を、模式的に図示している。
図3に示す回路基板1Bは、一方の絶縁層30aから他方の絶縁層30bまで貫通する導体ビア60と、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に設けられ導体ビア60に接続された導体層50とを有する。
図3に示す回路基板1Bは、一方の絶縁層30aから他方の絶縁層30bまで貫通する導体ビア60と、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に設けられ導体ビア60に接続された導体層50とを有する。
回路基板1Bは、導体ビア60として、電極層12a及び電極層12bの互いの非重複部位を貫通する導体ビア61及び導体ビア62と、電極層12a及び電極層12bがいずれも存在しない部位を貫通する導体ビア63と含む。
導体ビア61は、絶縁層30a、接着層20a、電極層12a、誘電体層11、電極層12bの開口部12ba、接着層20b及び絶縁層30bを貫通する。導体ビア62は、絶縁層30a、接着層20a、電極層12aの開口部12aa、誘電体層11、電極層12b、接着層20b及び絶縁層30bを貫通する。導体ビア61は、キャパシタ10の面11a上に設けられた電極層12aと接続され、導体ビア62は、キャパシタ10の面11b上に設けられた電極層12bと接続される。また、導体ビア63は、電極層12a及び電極層12bがいずれも存在しない部位の、絶縁層30a、接着層20a、誘電体層11、接着層20b及び絶縁層30bを貫通する。
回路基板1Bの導体層50は、これらの導体ビア61、導体ビア62及び導体ビア63とそれぞれ接続されるように、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に設けられる。導体層50は、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、所定の配線パターン形状となるように形成される。
例えば、回路基板1Bの導体ビア60及び導体層50は、基本構造の回路基板1(図1)に対し、ドリル加工で絶縁層30aから絶縁層30bまで貫通する孔を形成し、その孔の内壁及び回路基板1の表面にめっきで導体を形成し、その表面の導体をパターニングして得る。孔の内壁に形成された導体が導体ビア60となり、表面のパターニングされた導体が導体層50となる。
尚、内壁に導体ビア60が形成された孔の中央部には、空洞が残されてもよいし、エポキシ樹脂等の樹脂(図示せず)が充填されてもよい。樹脂で充填される場合は、充填後、孔内の導体ビア60上及びその内側の樹脂上に、更にめっきで導体が形成されてもよい(いわゆる蓋めっき)。また、ここでは導体ビア60として、孔の内壁に形成されたコンフォーマルビアを例示するが、孔内に導体材料を充填したフィルドビアが形成されてもよい。
回路基板1Bの使用時や試験時には、導体層50及び導体ビア60を通じて、電極層12a及び電極層12bの一方が電源電位、他方がGND電位とされ、誘電体層11を介した電極層12aと電極層12bとの重複部位が、コンデンサとして機能する。
上記図1に示した回路基板1を基本構造として、例えばこの図3に示すような、導体ビア60及び導体層50を有する回路基板1Bが得られる。回路基板1Bでは、キャパシタ10が、接着層20a及び接着層20bを介して、絶縁層30a及び絶縁層30bで挟まれ、剛性、強度が高められていることで、キャパシタ10の損傷が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた回路基板1Bが実現される。
尚、上記の回路基板1A及び回路基板1Bにおいて、接着層20a及び接着層20bには、導体層50が形成される絶縁層30a及び絶縁層30bに比べて、誘電率等の物性値が回路基板1A及び回路基板1Bの電気的特性に及ぼす影響が小さい。従って、接着層20a及び接着層20bには、接着性を有するものであれば各種接着材料を用いることができる。接着層20a及び接着層20bについては、電気的特性よりも接着性(接着力)をより重視して材料を選択してもよい。
次に、第3の実施の形態について説明する。
ここでは、上記第1の実施の形態で述べた回路基板1を基本構造とする回路基板の別の例を、第3の実施の形態として説明する。
ここでは、上記第1の実施の形態で述べた回路基板1を基本構造とする回路基板の別の例を、第3の実施の形態として説明する。
図4は第3の実施の形態に係る回路基板の一例を示す図である。図4には、第3の実施の形態に係る回路基板の一例の要部断面を模式的に図示している。
図4に示す回路基板1Cは、絶縁層30aと絶縁層30bとの間に設けられた2層のキャパシタ10及びキャパシタ10Cを有する。回路基板1Cは更に、一方の絶縁層30aから他方の絶縁層30bまで貫通する導体ビア60と、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に設けられ導体ビア60に接続された導体層50とを有する。
図4に示す回路基板1Cは、絶縁層30aと絶縁層30bとの間に設けられた2層のキャパシタ10及びキャパシタ10Cを有する。回路基板1Cは更に、一方の絶縁層30aから他方の絶縁層30bまで貫通する導体ビア60と、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に設けられ導体ビア60に接続された導体層50とを有する。
キャパシタ10Cは、キャパシタ10と同様に、誘電体層11、その一方の面11a及び他方の面11bにそれぞれ設けられた電極層12a及び電極層12bを有する。例えば、上記図1に示した回路基板1の、キャパシタ10とその面11a側に接着層20aで接着される絶縁層30aとの間に、もう1層のキャパシタ10Cが設けられる。このキャパシタ10C(その面11a)に、接着層20aで絶縁層30aが接着される。キャパシタ10C(その面11b)とキャパシタ10(その面11a)とは、それらの間に介在される接着層20cで接着される。接着層20cには、接着層20a及び接着層20bと同様に、有機系又は無機系の各種接着材料が用いられる。
回路基板1Cは、導体ビア60として、2層のキャパシタ10及びキャパシタ10Cの、電極層12a及び電極層12bの互いの非重複部位を貫通する導体ビア61及び導体ビア62と、電極層12a及び電極層12bがいずれも存在しない部位を貫通する導体ビア63と含む。導体ビア61は、キャパシタ10及びキャパシタ10Cの双方の電極層12aと接続され、導体ビア62は、キャパシタ10及びキャパシタ10Cの双方の電極層12bと接続される。
回路基板1Cの導体層50は、これらの導体ビア61、導体ビア62及び導体ビア63とそれぞれ接続されるように、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に設けられる。導体層50は、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、所定の配線パターン形状となるように形成される。
例えば、回路基板1Cの導体ビア60及び導体層50は、基本構造の回路基板1(図1)に上記キャパシタ10C及び接着層20cを付加したものに対し、ドリル加工による孔の形成、めっきによる導体の形成、及びそのパターニングによって得る。孔の内壁に形成された導体が導体ビア60となり、絶縁層30a上及び絶縁層30b上のパターニングされた導体が導体層50となる。
尚、内壁に導体ビア60が形成された孔の中央部には、空洞が残されてもよいし、エポキシ樹脂等の樹脂(図示せず)が充填されてもよい。樹脂で充填される場合は、充填後、孔内の導体ビア60上及びその内側の樹脂上に、更にめっきで導体が形成されてもよい(蓋めっき)。また、ここでは導体ビア60として、孔の内壁に形成されたコンフォーマルビアを例示するが、孔内に導体材料を充填したフィルドビアが形成されてもよい。
回路基板1Cの使用時や試験時には、導体層50及び導体ビア60を通じて、電極層12a及び電極層12bの一方が電源電位、他方がGND電位とされ、誘電体層11を介した電極層12aと電極層12bとの重複部位が、コンデンサとして機能する。
上記図1に示したキャパシタ10を有する回路基板1を基本構造として、例えばこの図4に示すような、もう1層のキャパシタ10C、並びに導体ビア60及び導体層50を有する回路基板1Cが得られる。回路基板1Cでは、接着層20cで接着されたキャパシタ10及びキャパシタ10Cが、接着層20a及び接着層20bを介して、絶縁層30a及び絶縁層30bで挟まれ、剛性、強度が高められていることで、キャパシタ10及びキャパシタ10Cの損傷が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた回路基板1Cが実現される。
尚、回路基板1Cにおいて、キャパシタ10とキャパシタ10Cとを接着する接着層20cには、接着層20a及び接着層20bと弾性率が同等のものを用いてもよいし、接着層20a及び接着層20bよりも弾性率が高いものを用いてもよい。また、接着層20cには、絶縁層30a及び絶縁層30bと弾性率が同等のものを用いてもよいし、絶縁層30a及び絶縁層30bよりも弾性率が高いものを用いてもよい。キャパシタ10とキャパシタ10Cとの間にこのような接着層20cを設けることで、回路基板1Cの剛性、強度の向上を図ることもできる。
次に、第4の実施の形態について説明する。
ここでは、回路基板の形成方法の一例を、第4の実施の形態として説明する。
図5〜図7は第4の実施の形態に係る回路基板の形成方法の一例を示す図である。図5(A)〜図5(C)、図6(A)〜図6(C)、及び図7(A)〜図7(C)にはそれぞれ、第4の実施の形態に係る回路基板形成の一例の、各工程の要部断面を、模式的に図示している。
ここでは、回路基板の形成方法の一例を、第4の実施の形態として説明する。
図5〜図7は第4の実施の形態に係る回路基板の形成方法の一例を示す図である。図5(A)〜図5(C)、図6(A)〜図6(C)、及び図7(A)〜図7(C)にはそれぞれ、第4の実施の形態に係る回路基板形成の一例の、各工程の要部断面を、模式的に図示している。
まず、図5(A)に示すような、誘電体層11が電極層12a及び電極層12bで挟まれたキャパシタ10が準備される。
例えば、Ni若しくはCu、又はNi若しくはCuを主成分とする一方の電極層12a上に、BTO、又はBTOを主成分とする誘電体層11を焼結形成し、その上に、Cu、又はCuを主成分とする他方の電極層12bを被覆形成する。このような方法により、図5(A)に示すようなキャパシタ10が得られる。キャパシタ10の誘電体層11の厚さは、例えば0.5μm〜2μmとされる。電極層12a及び電極層12bの厚さは、それぞれ例えば10μm〜30μmとされる。
例えば、Ni若しくはCu、又はNi若しくはCuを主成分とする一方の電極層12a上に、BTO、又はBTOを主成分とする誘電体層11を焼結形成し、その上に、Cu、又はCuを主成分とする他方の電極層12bを被覆形成する。このような方法により、図5(A)に示すようなキャパシタ10が得られる。キャパシタ10の誘電体層11の厚さは、例えば0.5μm〜2μmとされる。電極層12a及び電極層12bの厚さは、それぞれ例えば10μm〜30μmとされる。
準備されたキャパシタ10は、例えば、図5(B)に示すように、ベース基板2に、一方の電極層12aをベース基板2側に向けて貼付され、他方の電極層12bがエッチング等によりパターニングされる。このパターニングにより、所定部位に開口部12baが設けられた電極層12bが形成される。
尚、電極層12bのパターニングは、ベース基板2に貼付せずに行ってもよい。また、図5(A)のキャパシタ10を得る際に、ベース基板2上に電極層12aを形成し、その上に誘電体層11を形成し、更にその上に電極層12bを形成して、図5(B)のように電極層12bをパターニングするようにしてもよい。
電極層12bのパターニング後、図5(C)に示すように、キャパシタ10(その面11b)上に、パターニングされた電極層12bを覆うように、接着層20bが形成される。接着層20bには、エポキシ樹脂等、前述のような各種接着材料が用いられる。接着層20bは、例えば、液状若しくはペースト状の接着材料をキャパシタ10上に塗布する、或いはシート状の接着材料をキャパシタ10上に貼付することで、形成される。
接着層20bの形成後、図5(C)に示すように、接着層20b上に、それよりも弾性率が高い絶縁層30bが形成される。絶縁層30bには、ガラス、ポリイミド樹脂等、前述のような各種絶縁材料が用いられる。絶縁層30bは、例えば、シート状の絶縁材料を、加圧及び加熱によって接着層20b上に貼付することで、形成される。
これにより、絶縁層30bが、接着層20bでキャパシタ10に接着される。接着層20bの厚さは、例えば50μm〜100μmとされる。絶縁層30bの厚さは、例えば50μm〜100μmとされる。
接着層20bによる絶縁層30bの接着後、図6(A)に示すように、ベース基板2が剥離される。
ベース基板2の剥離後、図6(B)に示すように、キャパシタ10の他方の電極層12aが、エッチング等によりパターニングされる。このパターニングにより、所定部位に開口部12aaが設けられた電極層12aが形成される。この電極層12aのパターニングは、図6(A)の工程後、キャパシタ10を再度ベース基板にその電極層12bをそのベース基板側に向けて貼付してから行われてもよい。
ベース基板2の剥離後、図6(B)に示すように、キャパシタ10の他方の電極層12aが、エッチング等によりパターニングされる。このパターニングにより、所定部位に開口部12aaが設けられた電極層12aが形成される。この電極層12aのパターニングは、図6(A)の工程後、キャパシタ10を再度ベース基板にその電極層12bをそのベース基板側に向けて貼付してから行われてもよい。
電極層12aのパターニング後、図6(C)に示すように、キャパシタ10(その面11a)上に、パターニングされた電極層12aを覆うように、接着層20aが形成される。接着層20aには、エポキシ樹脂等、前述のような各種接着材料が用いられる。接着層20aは、例えば、液状若しくはペースト状の接着材料をキャパシタ10上に塗布する、或いはシート状の接着材料をキャパシタ10上に貼付することで、形成される。
接着層20aの形成後、図6(C)に示すように、接着層20a上に、それよりも弾性率が高い絶縁層30aが形成される。絶縁層30aには、ガラス、ポリイミド樹脂等、前述のような各種絶縁材料が用いられる。絶縁層30aは、例えば、シート状の絶縁材料を、加圧及び加熱によって接着層20a上に貼付することで、形成される。
これにより、絶縁層30aが、接着層20aでキャパシタ10に接着される。接着層20aの厚さは、例えば50μm〜100μmとされる。絶縁層30aの厚さは、例えば50μm〜100μmとされる。
図5(A)〜図5(C)及び図6(A)〜図6(C)に示すような工程により、上記第1の実施の形態で述べたような回路基板1(図1)が得られる。
このようにして得られた回路基板1が用いられ、それを基本構造とする回路基板が形成される。
このようにして得られた回路基板1が用いられ、それを基本構造とする回路基板が形成される。
例えば、図7(A)に示すように、電極層12a及び電極層12bの互いの非重複部位に接続された導体ビア40、及び導体ビア40に接続された導体層50が形成される。
図7(A)に示す導体ビア40及び導体層50は、例えば次のようにして形成される。まず、基本構造の回路基板1(図1)に対し、レーザー加工によって電極層12a及び電極層12bに通じる孔が形成される。孔の径は、例えば50μm〜250μmとされる。次いで、無電解めっき又は電解めっきが施され、形成された孔内、並びに回路基板1の表面の絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、導体が形成される。そして、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に形成された導体が、エッチング等によって所定の配線パターン形状にパターニングされる。これにより、回路基板1の孔内に、電極層12a及び電極層12bに接続される導体ビア40が形成され、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、導体ビア40に接続される導体層50(配線)が形成される。
図7(A)に示す導体ビア40及び導体層50は、例えば次のようにして形成される。まず、基本構造の回路基板1(図1)に対し、レーザー加工によって電極層12a及び電極層12bに通じる孔が形成される。孔の径は、例えば50μm〜250μmとされる。次いで、無電解めっき又は電解めっきが施され、形成された孔内、並びに回路基板1の表面の絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、導体が形成される。そして、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に形成された導体が、エッチング等によって所定の配線パターン形状にパターニングされる。これにより、回路基板1の孔内に、電極層12a及び電極層12bに接続される導体ビア40が形成され、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、導体ビア40に接続される導体層50(配線)が形成される。
図7(A)に示すような工程により、上記第2の実施の形態で述べたような回路基板1A(図2)が得られる。
導体ビア40及び導体層50の形成後、例えば、更に図7(B)に示すように、絶縁層70a及び絶縁層70bが形成され、そこに、図7(C)に示すように、導体ビア80及び導体層90が形成されてもよい。
導体ビア40及び導体層50の形成後、例えば、更に図7(B)に示すように、絶縁層70a及び絶縁層70bが形成され、そこに、図7(C)に示すように、導体ビア80及び導体層90が形成されてもよい。
絶縁層70a及び絶縁層70bには、多層回路基板の配線層間の絶縁層(層間絶縁膜)として用いられる各種絶縁材料が用いられる。例えば、絶縁層70a及び絶縁層70bには、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等の樹脂材料が用いられる。このような材料が用いられた絶縁層70a及び絶縁層70bが、図7(B)に示すように、導体ビア40及び導体層50の形成まで行われた絶縁層30a上及び絶縁層30b上に形成される。絶縁層70a及び絶縁層70bの厚さは、例えば30μm〜100μmとされる。
そして、形成された絶縁層70a及び絶縁層70bに、図7(C)に示すような導体ビア80及び導体層90が形成される。
図7(C)に示す導体ビア80及び導体層90は、例えば次のようにして形成される。まず、形成された絶縁層70a及び絶縁層70bに対し、レーザー加工によって導体層50に通じる孔が形成される。孔の径は、例えば50μm〜250μmとされる。次いで、無電解めっき又は電解めっきが施され、形成された孔内、並びに絶縁層70a上及び絶縁層70b上に、導体が形成される。そして、絶縁層70a上及び絶縁層70b上に形成された導体が、エッチング等によって所定の配線パターン形状にパターニングされる。これにより、絶縁層70a及び絶縁層70bの孔内に、下層側の導体層50(下層配線)に接続される導体ビア80が形成され、絶縁層70a上及び絶縁層70b上に、導体ビア80に接続される上層側の導体層90(上層配線)が形成される。
図7(C)に示す導体ビア80及び導体層90は、例えば次のようにして形成される。まず、形成された絶縁層70a及び絶縁層70bに対し、レーザー加工によって導体層50に通じる孔が形成される。孔の径は、例えば50μm〜250μmとされる。次いで、無電解めっき又は電解めっきが施され、形成された孔内、並びに絶縁層70a上及び絶縁層70b上に、導体が形成される。そして、絶縁層70a上及び絶縁層70b上に形成された導体が、エッチング等によって所定の配線パターン形状にパターニングされる。これにより、絶縁層70a及び絶縁層70bの孔内に、下層側の導体層50(下層配線)に接続される導体ビア80が形成され、絶縁層70a上及び絶縁層70b上に、導体ビア80に接続される上層側の導体層90(上層配線)が形成される。
図7(B)及び図7(C)に示すような工程により、キャパシタ10のほか、複数の配線層(導体層50,90)を含む、多層の回路基板1Dを得てもよい。
尚、図7(B)及び図7(C)に示すような工程を複数回繰り返して実施することで、所望の配線層数の回路基板1Dを得ることができる。
尚、図7(B)及び図7(C)に示すような工程を複数回繰り返して実施することで、所望の配線層数の回路基板1Dを得ることができる。
例えば、多層の回路基板1Dにおいて、絶縁層30a及び絶縁層30bの絶縁材料には、その上層に設けられる絶縁層70a及び絶縁層70b等に用いられる絶縁材料よりも弾性率が高いもの、例えば剛性率やヤング率が高いものが用いられる。このような絶縁材料を用いた絶縁層30a及び絶縁層30bを、絶縁層70a及び絶縁層70b等とキャパシタ10との間に介在させることで、回路基板1Dの剛性、強度が高められ、キャパシタ10の損傷が効果的に抑えられるようになる。回路基板1Dでは、絶縁層30a及び絶縁層30bによって剛性、強度が高められるため、その上層に設ける絶縁層70a及び絶縁層70b等については、その剛性等の機械的特性よりも誘電率等の電気的特性をより重視して材料を選択してもよい。
また、図8〜図10は第4の実施の形態に係る回路基板の形成方法の別例を示す図である。図8(A)及び図8(B)、図9(A)及び図9(B)、並びに図10(A)及び図10(B)にはそれぞれ、第4の実施の形態に係る回路基板形成の別例の、各工程の要部断面を、模式的に図示している。
例えば、上記図6(C)の工程後、図8(A)に示すように、電極層12a及び電極層12bの互いの非重複部位を貫通する導体ビア60、並びに電極層12a及び電極層12bがいずれも存在しない部位を貫通する導体ビア60が形成される。
この場合は、例えば、それらの各部位を貫通する孔がドリル加工によって形成され、無電解めっき又は電解めっきが施され、形成された孔の内壁、並びに絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、導体が形成される。そして、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に形成された導体が、エッチング等によって所定の配線パターン形状にパターニングされる。これにより、絶縁層30aから絶縁層30bまで貫通する導体ビア60、並びにそれらに接続される導体層50を含む、上記第2の実施の形態で述べたような回路基板1B(図3)が得られる。
回路基板1Bの形成において、ドリル加工による孔の形成、無電解めっき又は電解めっきによる導体の形成後、孔に残る空洞部への樹脂の充填及び蓋めっきを行い、その後、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に形成された導体のパターニングを行ってもよい。このような方法によれば、図8(B)に示すような、導体ビア60の内側が樹脂100で充填された回路基板1Bが得られる。
このほか、例えば、図9(A)及び図9(B)に示すような回路基板1E、図10(A)及び図10(B)に示すような回路基板1Fを得ることもできる。
例えば、図9(A)及び図9(B)に示すような回路基板1Eを得る場合には、次のような方法が用いられる。上記図7(A)の工程において、まず、電極層12a及び電極層12bに通じる孔がレーザー加工で形成され、その孔に導体ビア40が形成される。次いで、ドリル加工により、図9(A)に示すように、絶縁層30aから絶縁層30bまで貫通する孔が、電極層12a及び電極層12bがいずれも存在しない部位に形成される。続いて、無電解めっき又は電解めっきが施され、形成された孔の内壁、並びに絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、導体が形成される。そして、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に形成された導体が、エッチング等によって所定の配線パターン形状にパターニングされる。これにより、電極層12a及び電極層12bに接続される導体ビア40、電極層12a及び電極層12bに接続されずに絶縁層30aから絶縁層30bまで貫通する導体ビア60(導体ビア63)、並びにそれらに接続される導体層50を含む、図9(A)に示すような回路基板1Eが得られる。
例えば、図9(A)及び図9(B)に示すような回路基板1Eを得る場合には、次のような方法が用いられる。上記図7(A)の工程において、まず、電極層12a及び電極層12bに通じる孔がレーザー加工で形成され、その孔に導体ビア40が形成される。次いで、ドリル加工により、図9(A)に示すように、絶縁層30aから絶縁層30bまで貫通する孔が、電極層12a及び電極層12bがいずれも存在しない部位に形成される。続いて、無電解めっき又は電解めっきが施され、形成された孔の内壁、並びに絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、導体が形成される。そして、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に形成された導体が、エッチング等によって所定の配線パターン形状にパターニングされる。これにより、電極層12a及び電極層12bに接続される導体ビア40、電極層12a及び電極層12bに接続されずに絶縁層30aから絶縁層30bまで貫通する導体ビア60(導体ビア63)、並びにそれらに接続される導体層50を含む、図9(A)に示すような回路基板1Eが得られる。
回路基板1Eの形成においては、ドリル加工による孔の形成、無電解めっき又は電解めっきによる導体の形成後、孔に残る空洞部への樹脂の充填及び蓋めっきを行い、その後、絶縁層30a上及び絶縁層30b上に形成された導体のパターニングを行ってもよい。このような方法によれば、図9(B)に示すような、電極層12a及び電極層12bに接続されずに絶縁層30aから絶縁層30bまで貫通する導体ビア63の内側が樹脂100で充填された回路基板1Eが得られる。
また、図10(A)及び図10(B)に示すような回路基板1Fを得る場合には、次のような方法が用いられる。上記図7(C)の工程において、まず、絶縁層70a及び絶縁層70bに対し、導体層50に通じる孔がレーザー加工で形成され、その孔に導体ビア80が形成される。次いで、ドリル加工により、図10(A)に示すように、絶縁層70aから絶縁層70bまで貫通する孔が、電極層12a及び電極層12bがいずれも存在しない部位に形成される。続いて、無電解めっき又は電解めっきが施され、形成された孔の内壁、並びに絶縁層70a上及び絶縁層70b上に、導体が形成される。そして、絶縁層70a上及び絶縁層70b上に形成された導体が、エッチング等によって所定の配線パターン形状にパターニングされる。これにより、導体層50に接続される導体ビア80、電極層12a及び電極層12bに接続されずに絶縁層70aから絶縁層70bまで貫通する導体ビア60(導体ビア64)、並びにそれらに接続される導体層90を含む、図10(A)に示すような回路基板1Fが得られる。
回路基板1Fの形成においては、ドリル加工による孔の形成、無電解めっき又は電解めっきによる導体の形成後、孔に残る空洞部への樹脂の充填及び蓋めっきを行い、その後、絶縁層70a上及び絶縁層70b上に形成された導体のパターニングを行ってもよい。このような方法によれば、図10(B)に示すような、電極層12a及び電極層12bに接続されずに絶縁層70aから絶縁層70bまで貫通する導体ビア64の内側が樹脂100で充填された回路基板1Fが得られる。
また、上記図4に示したような回路基板1Cは、次のような方法を用いて得ることができる。図6(C)に示した接着層20aによる絶縁層30aの接着前に、キャパシタ10上に、別途準備されたキャパシタ10Cを接着層20cで接着し、このキャパシタ10C上に接着層20aで絶縁層30aを接着する。これにより、接着層20cで接着されたキャパシタ10及びキャパシタ10Cが、接着層20a及び接着層20bを介して、絶縁層30a及び絶縁層30bで挟まれた構造が得られる。この構造に対し、上記の例に従い、ドリル加工による孔の形成、導体の形成及びパターニング等を行うことで、上記第3の実施の形態で述べたような回路基板1C(図4)が得られる。
次に、第5の実施の形態について説明する。
図11は第5の実施の形態に係る回路基板の第1の例を示す図である。図11には、第5の実施の形態に係る回路基板の、第1の例の要部断面を、模式的に図示している。
図11は第5の実施の形態に係る回路基板の第1の例を示す図である。図11には、第5の実施の形態に係る回路基板の、第1の例の要部断面を、模式的に図示している。
図11に示す回路基板1Eaは、キャパシタ10が接着層20a及び接着層20bを介してそれらよりも弾性率が高い絶縁層30a及び絶縁層30bで挟まれた回路基板1(図1)を基本構造とする回路基板の一例である。
回路基板1Eaは、電極層12a及び電極層12bに接続される導体ビア40と、電極層12a及び電極層12bに接続されずに絶縁層30aから絶縁層30bまで貫通する導体ビア60と、それらに接続される導体層50とを含む。図11では、電極層12a及び電極層12bに接続される導体ビア40として、導体ビア41、導体ビア42、導体ビア43及び導体ビア44を図示し、電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア60として、導体ビア63を図示している。導体ビア63の内側には、上記図9(B)の例に従い、樹脂100が充填されてもよい。
回路基板1Eaでは、電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア63の径d1が、電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア41〜44の径d2よりも大きな値とされる。
このように電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア41〜44の径d2を比較的小さくすることで、電極層12aに接続される導体ビア42、及び電極層12bに接続される導体ビア43が、誘電体層11を貫通する部位が大きくなるのを抑える。更に、導体ビア42を形成するために電極層12bに設ける開口部12baのサイズ、及び導体ビア43を形成するために電極層12aに設ける開口部12aaのサイズが大きくなるのを抑える。これにより、コンデンサとして機能する部位(誘電体層11が電極層12aと電極層12bとで挟まれた部位)をキャパシタ10内に多く残し、導体ビア41〜44を設けることによる静電容量の低減を抑えることが可能になる。
一方、電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア63については、その径d1を大きくすることで、めっき時の孔内への導体の形成を容易にし、その形成不良(導体の未形成部位や極薄部位の発生等)を抑える。これにより、表裏面間の導通の確保、大電流化への対応等が可能になる。
キャパシタ10に接着層20a及び接着層20bでそれぞれ接着される高弾性率の絶縁層30a及び絶縁層30b、径d2が調整された導体ビア41〜44、並びに径d1が調整された導体ビア63により、性能及び信頼性に優れた回路基板1Eaが実現される。
図12は第5の実施の形態に係る回路基板の第2の例を示す図である。図12には、第5の実施の形態に係る回路基板の、第2の例の要部断面を、模式的に図示している。
図12に示す回路基板1Baは、キャパシタ10が接着層20a及び接着層20bを介してそれらよりも高弾性率の絶縁層30a及び絶縁層30bで挟まれた回路基板1(図1)を基本構造とする回路基板の一例である。
図12に示す回路基板1Baは、キャパシタ10が接着層20a及び接着層20bを介してそれらよりも高弾性率の絶縁層30a及び絶縁層30bで挟まれた回路基板1(図1)を基本構造とする回路基板の一例である。
回路基板1Baは、電極層12a及び電極層12bの互いの非重複部位を貫通する導体ビア60と、電極層12a及び電極層12bがいずれも存在しない部位を貫通する導体ビア60と、それらに接続される導体層50とを含む。図12では、電極層12a及び電極層12bの互いの非重複部位を貫通する導体ビア60として、導体ビア61及び導体ビア62を図示し、電極層12a及び電極層12bがいずれも存在しない部位を貫通する導体ビア60として、導体ビア63を図示している。導体ビア63の内側には、上記図8(B)の例に従い、樹脂100が充填されてもよい。
回路基板1Baでは、電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア63の径d1が、電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア61及び導体ビア62の径d3よりも大きな値とされる。
このように電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア61及び導体ビア62の径d3を比較的小さくすることで、導体ビア61及び導体ビア62が誘電体層11を貫通する部位が大きくなるのを抑える。更に、導体ビア61を形成するために電極層12bに設ける開口部12baのサイズ、及び導体ビア62を形成するために電極層12aに設ける開口部12aaのサイズが大きくなるのを抑える。これにより、コンデンサとして機能する部位(誘電体層11が電極層12aと電極層12bとで挟まれた部位)をキャパシタ10内に多く残し、導体ビア61及び導体ビア62を設けることによる静電容量の低減を抑えることが可能になる。
一方、電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア63については、その径d1を大きくすることで、めっき時の孔内への導体の形成を容易にし、その形成不良(導体の未形成部位や極薄部位の発生等)を抑える。これにより、表裏面間の導通の確保、大電流化への対応等が可能になる。
キャパシタ10に接着層20a及び接着層20bでそれぞれ接着される高弾性率の絶縁層30a及び絶縁層30b、径d3が調整された導体ビア61,62、並びに径d1が調整された導体ビア63により、性能及び信頼性に優れた回路基板1Baが実現される。
図13は第5の実施の形態に係る回路基板の第3の例を示す図である。図13には、第5の実施の形態に係る回路基板の、第3の例の要部断面を、模式的に図示している。
図13に示す回路基板1Faは、上記図11に示した回路基板1Eaの絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、それぞれ絶縁層70a及び絶縁層70bが設けられ、それらにそれぞれ導体ビア80及び導体層90が設けられた構造を有する。
図13に示す回路基板1Faは、上記図11に示した回路基板1Eaの絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、それぞれ絶縁層70a及び絶縁層70bが設けられ、それらにそれぞれ導体ビア80及び導体層90が設けられた構造を有する。
回路基板1Faでは、絶縁層70a及び絶縁層70bに設けられる導体ビア80の径d4が、電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア60(導体ビア63)の径d1よりも大きな値とされる。更に、回路基板1Faでは、絶縁層70a及び絶縁層70bに設けられる導体ビア80の径d4が、電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア40(導体ビア41〜44)の径d2よりも大きな値とされる。電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア63の径d1は、電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア41〜44の径d2より大きくてもよいし、径d2と同じでもよい。
電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア41〜44の径d2を比較的小さくすることで、コンデンサとして機能する部位(誘電体層11が電極層12aと電極層12bとで挟まれた部位)をキャパシタ10内に多く残す。これにより、導体ビア41〜44を設けることによる静電容量の低減を抑えることが可能になる。
更に、比較的小さい径d1の導体ビア63上、及び比較的小さい径d2の導体ビア41〜44上に、比較的大きい径d4の導体ビア80を接続することで、電気接続の確保、機械的強度の向上等を図ることが可能になる。特に、内側に樹脂100が充填される導体ビア63では、樹脂100の熱膨張を、比較的大きい径d4の導体ビア80で押え込み、導体ビア63上の導体層50の剥離や断線を抑えることが可能になる。
キャパシタ10に接着層20a及び接着層20bでそれぞれ接着される高弾性率の絶縁層30a及び絶縁層30b、径d4が調整された導体ビア80、径d1,d2が調整された導体ビア63,41〜44により、性能及び信頼性に優れた回路基板1Faが実現される。
尚、上記図12に示した回路基板1Baの絶縁層30a上及び絶縁層30b上に、それぞれ絶縁層70a及び絶縁層70bを設け、それらにそれぞれ導体ビア80及び導体層90を設けた回路基板でも、同様の構成とすることができる。即ち、絶縁層70a及び絶縁層70bに設けられる導体ビア80の径d4が、電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア63の径d1よりも大きな値とされる。更に、絶縁層70a及び絶縁層70bに設けられる導体ビア80の径d4が、電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア61及び導体ビア62の径d3よりも大きな値とされる。比較的小さい径d3の導体ビア61及び導体ビア62を設けることで、キャパシタ10の静電容量の低減が抑えられ、比較的大きい径d4の導体ビア80を設けることで、電気接続の確保、機械的強度の向上等が図られる。特に、内側に樹脂100が充填される導体ビア61〜63では、樹脂100の熱膨張が、比較的大きい径d4の導体ビア80で押え込まれ、導体ビア61〜63上の導体層50の剥離や断線が抑えられる。
図14は第5の実施の形態に係る回路基板の第4の例を示す図である。図14には、第5の実施の形態に係る回路基板の、第4の例の要部断面を、模式的に図示している。
図14に示す回路基板1Fbでは、導体層50に接続される導体ビア80の径d4が、電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア40(導体ビア41〜44)の径d2よりも大きな値とされる。更に、回路基板1Fbでは、導体層50に接続される導体ビア80の径d4が、電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア60(導体ビア64)の径d5よりも大きな値とされる。電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア64の径d5は、電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア41〜44の径d2より大きくてもよいし、径d2と同じでもよい。導体ビア64の内側には、上記図10(B)の例に従い、樹脂100が充填されてもよい。
図14に示す回路基板1Fbでは、導体層50に接続される導体ビア80の径d4が、電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア40(導体ビア41〜44)の径d2よりも大きな値とされる。更に、回路基板1Fbでは、導体層50に接続される導体ビア80の径d4が、電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア60(導体ビア64)の径d5よりも大きな値とされる。電極層12a及び電極層12bに接続されない導体ビア64の径d5は、電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア41〜44の径d2より大きくてもよいし、径d2と同じでもよい。導体ビア64の内側には、上記図10(B)の例に従い、樹脂100が充填されてもよい。
電極層12a及び電極層12bに接続される各導体ビア41〜44の径d2を比較的小さくすることで、コンデンサとして機能する部位(誘電体層11が電極層12aと電極層12bとで挟まれた部位)をキャパシタ10内に多く残す。これにより、導体ビア41〜44を設けることによる静電容量の低減を抑えることが可能になる。
キャパシタ10に接着層20a及び接着層20bでそれぞれ接着される高弾性率の絶縁層30a及び絶縁層30b、径d4が調整された導体ビア80、径d2,d5が調整された導体ビア41〜44,64により、性能及び信頼性に優れた回路基板1Fbが実現される。
次に、第6の実施の形態について説明する。
上記第1〜第5の実施の形態で述べたような回路基板の上には、半導体チップや半導体パッケージ等の半導体装置をはじめ、各種電子部品を搭載することができる。
上記第1〜第5の実施の形態で述べたような回路基板の上には、半導体チップや半導体パッケージ等の半導体装置をはじめ、各種電子部品を搭載することができる。
図15は第6の実施の形態に係る電子装置の一例を示す図である。図15には第5の実施の形態に係る電子装置の一例の要部断面を模式的に図示している。
ここでは、上記第4の実施の形態で述べた回路基板1Dを例にする。図15に示す電子装置200は、回路基板1Dと、回路基板1D上に搭載された電子部品210とを含む。電子装置200は、電子部品210を搭載する回路基板1Dが、更に回路基板220上に搭載された構成を有する。
ここでは、上記第4の実施の形態で述べた回路基板1Dを例にする。図15に示す電子装置200は、回路基板1Dと、回路基板1D上に搭載された電子部品210とを含む。電子装置200は、電子部品210を搭載する回路基板1Dが、更に回路基板220上に搭載された構成を有する。
電子部品210は、例えば、半導体チップ、又は半導体チップを含む半導体パッケージである。このような電子部品210が、回路基板1D上に搭載される。回路基板1Dの、電子部品210の搭載面側に設けられた導体層90(端子)と、電子部品210に設けられた導体層211(端子)とが、半田等を用いたバンプ230を介して接合される。これにより、電子部品210と回路基板1Dとが電気的に接続される。
このように電子部品210が搭載された回路基板1Dが、更に回路基板220上に搭載される。回路基板220は、例えばプリント基板である。回路基板1Dの、回路基板220側に設けられた導体層90(端子)と、回路基板220に設けられた導体層221(端子)とが、半田等を用いたバンプ240を介して接合される。これにより、電子部品210が搭載された回路基板1Dと、回路基板220とが、電気的に接続される。
電子装置200では、回路基板220から、バンプ240、回路基板1D及びバンプ230を介して、電子部品210に電源が供給される。回路基板220から電子部品210への電源供給ライン上に、回路基板1Dに内蔵されたキャパシタ10が、その電極層12a及び電極層12bの一方が電源電位、他方(例えば電極層12b)がGND電位とされて、挿入される。電源供給ライン上にキャパシタ10が挿入されることで、電源インピーダンスの低減、電源電圧の変動、高周波ノイズの発生が抑えられ、電子部品210の安定な動作が実現される。
回路基板1Dでは、キャパシタ10が接着層20a及び接着層20bを介して絶縁層30a及び絶縁層30bで挟まれて剛性、強度が高められている。これにより、形成時、使用時、試験時等の熱に起因した応力によるキャパシタ10の損傷が抑えられ、性能及び信頼性に優れた回路基板1Dが実現される。このような回路基板1Dが用いられることで、熱に対する性能及び信頼性に優れた電子装置200が実現される。
ここでは、上記第4の実施の形態で述べた回路基板1Dを用いた電子装置200を例示した。このほか、上記第1〜第5の実施の形態で述べた他の回路基板1,1A,1B,1Ba,1C,1E,1Ea,1F,1Fa,1Fb等を用いた電子装置も同様に実現可能である。
次に、第7の実施の形態について説明する。
上記第1〜第5の実施の形態で述べたような回路基板、又はそのような回路基板を用いて得られる電子装置は、各種電子機器に搭載することができる。例えば、コンピュータ(パーソナルコンピュータ、スーパーコンピュータ、サーバ等)、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、センサ、カメラ、オーディオ機器、測定装置、検査装置、製造装置といった、各種電子機器に搭載することができる。
上記第1〜第5の実施の形態で述べたような回路基板、又はそのような回路基板を用いて得られる電子装置は、各種電子機器に搭載することができる。例えば、コンピュータ(パーソナルコンピュータ、スーパーコンピュータ、サーバ等)、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、センサ、カメラ、オーディオ機器、測定装置、検査装置、製造装置といった、各種電子機器に搭載することができる。
図16は第7の実施の形態に係る電子機器の説明図である。図16には、電子機器の一例を模式的に図示している。
図16に示すように、例えば上記第6の実施の形態で述べたような電子装置200(図15)が各種電子機器300に搭載(内蔵)される。
図16に示すように、例えば上記第6の実施の形態で述べたような電子装置200(図15)が各種電子機器300に搭載(内蔵)される。
電子装置200では、回路基板1Dのキャパシタ10が接着層20a及び接着層20bを介して絶縁層30a及び絶縁層30bで挟まれて剛性、強度が高められていることで、キャパシタ10の損傷が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた電子装置200が実現され、そのような電子装置200を搭載する、信頼性及び性能に優れた電子機器300が実現される。
ここでは、上記第6の実施の形態で述べた、回路基板1Dを用いた電子装置200を搭載する電子機器300を例示した。このほか、上記第1〜第5の実施の形態で述べた他の回路基板1,1A,1B,1Ba,1C,1E,1Ea,1F,1Fa,1Fb等を用いた電子装置も同様に、各種電子機器に搭載することが可能である。
1,1A,1B,1Ba,1C,1D,1E,1Ea,1F,1Fa,1Fb,220 回路基板
2 ベース基板
10,10C キャパシタ
11 誘電体層
11a,11b 面
12a,12b 電極層
12aa,12ba 開口部
20a,20b,20c 接着層
30a,30b,70a,70b 絶縁層
40,41,42,43,44,60,61,62,63,64,80 導体ビア
50,90,211,221 導体層
100 樹脂
200 電子装置
210 電子部品
230,240 バンプ
300 電子機器
d1,d2,d3,d4,d5 径
2 ベース基板
10,10C キャパシタ
11 誘電体層
11a,11b 面
12a,12b 電極層
12aa,12ba 開口部
20a,20b,20c 接着層
30a,30b,70a,70b 絶縁層
40,41,42,43,44,60,61,62,63,64,80 導体ビア
50,90,211,221 導体層
100 樹脂
200 電子装置
210 電子部品
230,240 バンプ
300 電子機器
d1,d2,d3,d4,d5 径
Claims (11)
- 第1誘電体層と、前記第1誘電体層の第1面上に設けられた第1導体層と、前記第1誘電体層の前記第1面とは反対の第2面上に設けられた第2導体層とを有する第1キャパシタと、
前記第1面側に第1接着層で接着され、前記第1接着層よりも弾性率が高い第1絶縁層と、
前記第2面側に第2接着層で接着され、前記第2接着層よりも弾性率が高い第2絶縁層と
を含むことを特徴とする回路基板。 - 前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層にガラスが用いられることを特徴とする請求項1に記載の回路基板。
- 前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層にポリイミド樹脂が用いられることを特徴とする請求項1に記載の回路基板。
- 前記第1接着層及び前記第2接着層にエポキシ樹脂が用いられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の回路基板。
- 前記第1接着層は、前記第1絶縁層と前記第1キャパシタとを接着し、
前記第2接着層は、前記第2絶縁層と前記第1キャパシタとを接着することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の回路基板。 - 前記第1キャパシタと前記第1接着層との間に設けられ、第2誘電体層と、前記第2誘電体層の第3面上に設けられた第3導体層と、前記第2誘電体層の前記第3面とは反対の第4面上に設けられた第4導体層とを有する第2キャパシタと、
前記第1キャパシタと前記第2キャパシタとを接着する第3接着層と
を更に含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の回路基板。 - 前記第1絶縁層上に設けられ、前記第1絶縁層よりも弾性率が低い第3絶縁層と、
前記第2絶縁層上に設けられ、前記第2絶縁層よりも弾性率が低い第4絶縁層と
を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の回路基板。 - 前記第1導体層又は前記第2導体層と接続された第1導体ビアと、
前記第1導体層及び前記第2導体層と非接続であって、前記第1導体ビアよりも大きな径を有する第2導体ビアと
を更に含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の回路基板。 - 前記第1導体層又は前記第2導体層と接続された第1導体ビアと、
前記第1絶縁層上に設けられた第5絶縁層と、
前記第5絶縁層内に設けられ、前記第1導体ビアよりも大きな径を有する第3導体ビアと
を更に含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の回路基板。 - 誘電体層と、前記誘電体層の第1面上に設けられた第1導体層と、前記誘電体層の前記第1面とは反対の第2面上に設けられた第2導体層とを有するキャパシタの、前記第1面側に、第1接着層で、前記第1接着層よりも弾性率が高い第1絶縁層を接着する工程と、
前記第2面側に、第2接着層で、前記第2接着層よりも弾性率が高い第2絶縁層を接着する工程と
を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。 - 回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子部品と
を備え、
前記回路基板は、
誘電体層と、前記誘電体層の第1面上に設けられた第1導体層と、前記誘電体層の前記第1面とは反対の第2面上に設けられた第2導体層とを有するキャパシタと、
前記第1面側に第1接着層で接着され、前記第1接着層よりも弾性率が高い第1絶縁層と、
前記第2面側に第2接着層で接着され、前記第2接着層よりも弾性率が高い第2絶縁層と
を含むことを特徴とする電子装置。
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