JP3025379B2 - 積層コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層コンデンサの製造
方法、特に、絶縁層と導電層とが交互に積層された積層
コンデンサの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子を電源電圧の変動に起因する
電源ノイズから保護できる半導体素子収納用パッケージ
として、積層コンデンサを一体に有するものが知られて
いる。この種の半導体素子収納用パッケージは、半導体
素子を収納するための凹部及び半導体素子を接続するた
めの内部配線パターンを備えた収納部と、複数の絶縁層
と複数の導電層とが交互に積層されかつ収納部と一体に
形成された積層コンデンサ部とを主に備えている。

【０００３】このような半導体素子収納用パッケージの
積層コンデンサ部は、グリーンシート積層法により製造
されている。具体的には、絶縁層を構成するためのセラ
ミックグリーンシートを複数枚用意し、各セラミックグ
リーンシートの主面に導電層を形成するための導電ペー
ストを配置する。そして、各セラミックグリーンシート
を所定の順に積み重ねて一定の圧力及び温度で熱間プレ
スすることによりセラミックグリーンシート積層体を形
成する。ここでは、熱間プレス時の熱及び圧力によりセ
ラミックグリーンシートが塑性変形することにより導電
ペーストが隣接し合うセラミックグリーンシート内に埋
没し、これにより各セラミックグリーンシート相互が密
着する。次に、セラミックグリーンシート積層体を焼成
すると積層コンデンサが得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体素子
は、消費電力が大きなものとなってきており、それに伴
って上述の半導体素子収納用パッケージは、積層コンデ
ンサ部の容量の大きなものが求められるようになってい
る。積層コンデンサ部の容量を大きくするためには、一
般に、絶縁層の厚みを小さく設定する手段が採用される
が、絶縁層の厚みを小さくするためには、それを形成す
るためのセラミックグリーンシートの厚みを小さく設定
する必要がある。セラミックグリーンシートの厚みを小
さく設定すると、セラミックグリーンシート積層体の製
造時に、セラミックグリーンシートが塑性変形しにくく
なり、導電ペーストがセラミックグリーンシート内に埋
没しにくくなる。この結果、セラミックグリーンシート
同士の密着性が低下し、導電層が外部に露出する場合が
多い。露出した導電層は、空気中の水分等により腐食さ
れ易い。

【０００５】本発明の目的は、積層コンデンサの製造方
法に関し、導電層が外部に露出しにくくすることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、絶
縁層と導電層とが交互に積層された積層コンデンサの製
造方法である。この製造方法は、次の工程を含んでい
る。 ◎周縁部を除いて導電ペーストを配置した第１セラミッ
クグリーンシートと、第１セラミックグリーンシートの
周縁部に、導電ペーストを取り囲むように導電ペースト
より厚くセラミックペーストを配置した第２セラミック
グリーンシートとを用意する工程。 ◎第２セラミックグリーンシートを介在させながら、第
１セラミックグリーンシートの複数枚を積層して圧着
し、導電ペーストを周縁部の内側でセラミックグリーン
シート内に埋没させたグリーンシート積層体を形成する
工程。 ◎グリーンシート積層体を焼成する工程。

【０００７】

【作用】本発明に係る積層コンデンサの製造方法では、
グリーンシート積層体を形成する工程において、第１セ
ラミックグリーンシート間に介在された第２セラミック
グリーンシートのセラミックペーストが塑性変形し、各
セラミックグリーンシート間の密着性を高める。このた
め、第１セラミックグリーンシート及び第２セラミック
グリーンシートの厚みを小さく設定した場合でも、グリ
ーンシート積層体において各セラミックグリーンシート
間の積層不良が発生しにくい。よって、この製造方法に
より製造された積層コンデンサは、導電層が外部に露出
しにくい。

【０００８】

【実施例】図１に、本発明の一実施例を採用することに
より製造された半導体素子収納用パッケージ１を示す。
図において、半導体素子収納用パッケージ１は、半導体
素子を収納するための収納部２と、収納部２と一体に設
けられた積層コンデンサ部３とから主に構成されてい
る。

【０００９】収納部２は、アルミナセラミックス、ムラ
イトセラミックス、窒化アルミニウムセラミックス、炭
化ケイ素セラミックス等の電気絶縁材料からなる概ね正
方形の板状であり、上面の中央部に半導体素子を収納す
るための凹部４を有している。凹部４は、２段構造であ
り、階段状の段部４ａを有している。そして、底面が半
導体素子を固定するための固定面５となっている。

【００１０】収納部２内には、内部配線パターン６が設
けられている。内部配線パターン６は、一端が段部４ａ
の上面に露出している。段部４ａ上に露出する内部配線
パターン６には、ニッケルや金等の耐蝕性及び導電性の
良好なメッキ層（図示せず）が形成されている。このメ
ッキ層は、内部配線パターン６の腐食を防止するととも
に半導体素子を接続するためのボンディングワイヤーの
接合強度を高めるためのものである。なお、このメッキ
層の厚さは、１〜２０μｍに設定するのが好ましい。

【００１１】内部配線パターン６は、収納部２内で分枝
しており、その一方が収納部２の図上面に、また他方が
積層コンデンサ部３方向に延びている。なお、内部配線
パターン６は、例えば、タングステン、モリブデン、マ
ンガン等の高融点金属製である。収納部２の図上面に延
びた内部配線パターン６は、電極６ａを形成している。
各電極６ａには、外部リード端子１０が固定されてい
る。外部リード端子１０は、Ｆｅ−Ｎｉ合金である４２
アロイやＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金であるコバール等の金属
からなるピン状であり、収納部２から突出している。外
部リード端子１０の表面には、ニッケルや金等の耐蝕性
及び導電性の良好なメッキ層が形成されている。このメ
ッキ層は、外部リード端子１０が腐食するのを防止する
とともに、外部リード端子１０と半導体素子収納用パッ
ケージ１を固定するための回路基板との接合強度を高め
るためのものである。なお、メッキ層の厚さは、１〜２
０μｍに設定するのが好ましい。

【００１２】積層コンデンサ部３は、複数の絶縁層７と
複数の導電層８とが交互に積層されかつ一体化されてお
り、容量成分を発生し得る。各絶縁層７は、例えば収納
部２と同じアルミナセラミックス製であり、厚さが通常
２ＭｉＬ以下である。各導電層８は、内部配線パターン
６と同様の材料から構成されており、厚さが約１ＭｉＬ
に設定されている。

【００１３】また、積層コンデンサ部３には、絶縁層７
と導電層８との積層方向に貫通する２本の導電性スルー
ホール９，９が形成されている。各導電性スルーホール
９は、収納部２側端部が内部配線パターン６に接続して
いる。各導電性スルーホール９は、同一の導電層８と接
続しないよう、１つ置きの導電層８と接続している。こ
れにより、各導電性スルーホール９は、積層コンデンサ
部３で生じた容量成分の入力部及び出力部となる。な
お、上述の導電性スルーホール９は、内部配線パターン
６と同様の高融点金属から構成されている。

【００１４】次に、本発明の一実施例が採用された、前
記半導体素子収納用パッケージ１の製造方法について説
明する。まず、積層コンデンサ部３を形成するための厚
みの小さなセラミックグリーンシートと、収納部２を形
成するための厚みの大きなセラミックグリーンシートと
を用意する。セラミックグリーンシートは、例えば、ア
ルミナ、シリカ、カルシア、マグネシア等の原料粉末に
適当なバインダー、有機溶剤及び溶媒を混合して泥漿状
とし、これをドクターブレード法やカレンダーロール法
等の周知の方法によりシート状に成形すると得られる。

【００１５】次に、導電性スルーホール９または内部配
線パターン６を形成するためのスルーホールを各セラミ
ックグリーンシートに設ける。スルーホールは、適当な
打ち抜き加工により形成できる。各セラミックグリーン
シートに設けたスルーホールには、導電性ペーストを充
填する。導電性ペーストは、例えば、タングステン、モ
リブデン、マンガン等の高融点金属粉末に適当なバイン
ダー、有機溶剤及び溶媒を加えて混合したものである。

【００１６】次に、図２に示すように、積層コンデンサ
部３を形成するための厚みの小さなセラミックグリーン
シート２０の表面に、その周縁部２０ａを除いて上述の
導電性ペースト２１を印刷する。印刷法としては、スク
リーン印刷等の周知の方法が採用され得る。次に、複数
枚用意された、導電性ペースト２１が積層された上述の
セラミックグリーンシート２０（第１セラミックグリー
ンシートの一例）のうちの数枚について、図３に示すよ
うに、周縁部２０ａ上にセラミックグリーンシート２０
を構成しているものと同様の材料からなるセラミックペ
ースト２２を配置する。これにより、図４に示すよう
な、導電性ペースト２１の外周部の厚みのみが大きなセ
ラミックグリーンシート２３（第２セラミックグリーン
シートの一例）が得られる。

【００１７】一方、収納部２を形成するための厚みの大
きなセラミックグリーンシートには、内部配線パターン
６に相当する形状に上述の導電性ペーストを印刷する。
この印刷法としても、スクリーン印刷等の周知の方法が
採用され得る。次に、導電性ペーストが印刷されたセラ
ミックグリーンシートを所定の順に積層する。ここで、
積層コンデンサ３を構成するためのセラミックグリーン
シート２０，２３は、図５に示すように、例えばセラミ
ックグリーンシート２０の２枚おきにセラミックグリー
ンシート２３が介在するように積層する。

【００１８】このように積層されたセラミックグリーン
シートを圧着すると、図６に示すように、グリーンシー
ト積層体２４が得られる。なお、図６では、グリーンシ
ート積層体２４の一部のみを示している。このグリーン
シート積層体２４において、積層コンデンサ部３を構成
する部分では、セラミックグリーンシート２０，２３が
塑性変形し、導電性ペースト２１が隣接するセラミック
グリーンシート２０，２３内（セラミックグリーンシー
ト２３においては、それを構成しているセラミックグリ
ーンシート２０内）に埋没する。この際、セラミックグ
リーンシート２３のセラミックペースト２２も塑性変形
し、セラミックグリーンシート２０相互の密着性を高め
る。この結果、セラミックグリーンシート２０間には隙
間が生じにくい。

【００１９】最後に、グリーンシート積層体２４を焼成
すると、収納部２と積層コンデンサ部３とが一体化した
半導体素子収納用パッケージ１が得られる。この半導体
素子収納用パッケージ１では、上述のように積層コンデ
ンサ部３を形成するためのセラミックグリーンシート２
０相互の密着性が高いため、絶縁層７間には隙間が発生
しにくい。このため、導電層８は、外部に露出しないの
で、空気中の水分等により腐食されにくい。なお、半導
体素子収納用パッケージ１には、外部リード端子１０が
銀ロウ等のロウ材により固定される。

【００２０】次に、前記半導体素子収納用パッケージ１
の使用方法について説明する。収納部２に設けられた凹
部４の固定面５に、半導体素子３０を樹脂、ガラス又は
ロウ材等の接着剤を用いて固定する。そして、半導体素
子３０の各端子と段部４ａに露出する内部配線パターン
６とをボンディングワイヤー３１により接続する。この
際、半導体素子３０の電源端子及びグランド端子をそれ
ぞれ導電性スルーホール９に通じる内部配線パターン６
に接続する。半導体素子３０が収納された凹部４は、蓋
体３２を用いて封止する。蓋体３２は、金属やセラミッ
ク製であり、ガラス、樹脂、はんだ等の封止材により収
納部２に接着され、凹部４を気密に封止し得る。

【００２１】このように半導体素子３０が収納された電
子部品収納用パッケージ１は、外部リード端子１０によ
り所定の回路基板上に固定される。固定された半導体素
子収納用パッケージ１は、半導体素子３０の電源端子と
グランド端子との間に積層コンデンサ部３により生じる
容量が介在しているので、半導体素子３０を電源電圧の
変動に起因するノイズから保護できる。

【００２２】〔他の実施例〕 （ａ） 前記実施例では、セラミックグリーンシート２
０の２枚おきにセラミックグリーンシート２３を積層し
たが、セラミックグリーンシート２０の３枚以上毎にセ
ラミックグリーンシート２３を積層した場合、またはセ
ラミックグリーンシート２０とセラミックグリーンシー
ト２３とを交互に積層した場合も本発明を同様に実施で
きる。 （ｂ） 前記実施例では、本発明を半導体素子収納用パ
ッケージ１の積層コンデンサ部３を形成するために採用
したが、本発明はチップ状の積層コンデンサを製造する
ために採用することもできる。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係る積層コンデンサの製造方法
では、上述の第２セラミックグリーンシートを介在させ
ながら上述の第１セラミックグリーンシートの複数枚を
積層して圧着し、グリーンシート積層体を形成している
ので、導電層が外部に露出しにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例により製造された半導体素子
収納用パッケージの縦断面図。

【図２】前記実施例で用いられるセラミックグリーンシ
ートの斜視図。

【図３】前記実施例で用いられる他のセラミックグリー
ンシートの製造工程を示す斜視図。

【図４】前記実施例で用いられる他のセラミックグリー
ンシートの斜視図。

【図５】前記実施例の一工程の縦断面図。

【図６】前記実施例の他の一工程の縦断面図。

【符号の説明】

３ 積層コンデンサ部 ７ 絶縁層 ８ 導電層 ２０ セラミックグリーンシート ２０ａ 周縁部 ２１ 導電性ペースト ２３ セラミックグリーンシート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁層と導電層とが交互に積層された積層
   コンデンサの製造方法であって、 周縁部を除いて導電ペーストを配置した第１セラミック
   グリーンシートと、前記第１セラミックグリーンシート
   の前記周縁部に、前記導電ペーストを取り囲むように該
   導電ペーストより厚くセラミックペーストを配置した第
   ２セラミックグリーンシートとを用意する工程と、 前記第２セラミックグリーンシートを介在させながら、
   前記第１セラミックグリーンシートの複数枚を積層して
   圧着し、前記導電ペーストを前記周縁部の内側でセラミ
   ックグリーンシート内に埋没させたグリーンシート積層
   体を形成する工程と、 前記グリーンシート積層体を焼成する工程と、 を含む積層コンデンサの製造方法。