JP3686219B2

JP3686219B2 - Thin film circuit board manufacturing method

Info

Publication number: JP3686219B2
Application number: JP15893497A
Authority: JP
Inventors: 建夫中島; 茂樹畠中; 正人平野; 一夫有末
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2017-06-16
Also published as: JPH118457A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッチングにより外部電極が形成された基板上に外部電極に接続して薄膜形成により薄膜回路を形成する薄膜回路基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、薄膜回路形成により基板上に電子部品を形成した従来例を示すもので、同図（ａ）は、外部接続のための第１、第２の各外部電極２１ａ、２１ｂをエッチングにより形成した基板２０上に、第１の外部電極２１ａと第２の外部電極２１ｂとの間を接続して電子部品２２を薄膜形成により形成した状態を示しており、薄膜形成による電子部品２２はシート状のキャパシタとして形成されている。
【０００３】
この電子部品２２を形成するための薄膜形成の方法は、同図（ｂ）にＢ−Ｂ線矢視断面として示すように、蒸着またはスパッタリングにより第１の外部電極２１ａに一部が重なるように第１の内部電極２３ａを形成し、この第１の内部電極２３ａの上に誘電体材料２４を形成する。次いで、誘電体材料２４と第２の外部電極２１ｂとを接続するように第２の内部電極２３ｂを形成する。
【０００４】
上記薄膜形成の手順により、第１の外部電極２１ａと第２の外部電極２１ｂとの間をつなぐ第１内部電極２３ａと第２の内部電極２３ｂとの間に誘電体材料２４を挟んだ電子部品（キャパシタ）２２を形成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、薄膜形成により形成される第１、第２の各内部電極２３ａ、２３ｂの膜厚は約０．１μｍｔ、エッチングにより形成された第１、第２の各外部電極２１ａ、２１ｂの膜厚は約１０μｍｔで、その膜厚比は約１：１００になるため、各内部電極２３ａ、２３ｂそれぞれの各外部電極２１ａ、２１ｂとの接続界面には図示する以上に大きな段差があり、その垂直面での薄膜形成厚が小さくなることからくびれが生じやすく、それに起因する亀裂や破断による不良発生率が多くなる問題点があった。
【０００６】
本発明の目的とするところは、膜厚差の大きな接続界面に接続不良を生じさせることなく薄膜形成を行うことができる薄膜回路基板の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、エッチングにより外部電極が形成された基板上に前記外部電極に接続して薄膜回路を形成する薄膜回路基板の製造方法において、前記基板上に外部電極を所定形状にエッチング処理するマスクパターンを、その前記薄膜回路との接続界面となる位置に、端辺から内方に向かう複数の凹部を有するように形成した後、エッチング処理し、形成された外部電極に接続して薄膜回路を形成することを特徴とする。
【０００８】
上記製造方法によれば、基板上に外部電極をエッチング処理により形成するためのマスクパターンの端辺に内方に向かう小面積の凹部を形成してエッチング処理を行うと、大きな面積部分がエッチングされる進行速度と、小さな面積部分がエッチングされる進行速度とに速度差が生じて、大きな面積部分の腐食が完了したときにも凹部内は内方に向かうほど腐食が遅れ、その結果、端辺から凹部内に向かう傾斜面が形成されることになる。このようにして薄膜回路接続側の端辺に傾斜面が形成された外部電極上に薄膜を形成すると、外部電極の接続界面となる端辺に大きな段差を作ることなく外部電極上に薄膜が形成され、接続界面に亀裂や破断を生じさせることがなく、信頼性の高い薄膜回路を形成することができる。
【０００９】
上記凹部は、複数の凹部を列設して外部電極の接続界面の形状を鋸歯状もしくは櫛歯状に形成することにより、薄膜回路接続側の端辺に複数の傾斜面が形成され、接続界面の接続安定性を高めることができる。
【００１０】
また、凹部の形状を曲線で形成することにより、傾斜面と外部電極表面との境界面をより滑らかに形成することができ、薄膜形成による接続が安定してなされる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
【００１４】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る薄膜回路基板の製造方法により基板５上にキャパシタを形成した状態を示す平面図である。図示するように基板５上にエッチングにより形成された第１の外部電極４ａと第２の外部電極４ｂとの間に、蒸着、スパッタリング等により第１の内部電極３ａ、第２の内部電極３ｂ及び誘電体材料６を形成することにより、第１の外部電極４ａと第２の外部電極４ｂとの間にキャパシタ１が形成される。
【００１５】
図１（ｂ）に示す断面図は、図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面で、第１、第２の各外部電極４ａ、４ｂそれぞれの第１、第２の各内部電極３ａ、３ｂとの接続界面は傾斜面に形成されているため、第１、第２の各内部電極３ａ、３ｂを薄膜形成するときに接続界面にくびれが生じないため、それに起因する亀裂や破断が生じず、信頼性の高い接続構造に形成することができる。
【００１６】
前記第１、第２の各外部電極４ａ、４ｂの接続界面に傾斜面を形成する方法について、図２〜４を参照して説明する。
【００１７】
第１、第２の各外部電極４ａ、４ｂの形成は、第１、第２の各外部電極４ａ、４ｂを形成するための材料膜（銅箔等）が貼着された基板材料８をエッチング処理することにより形成される。図２（ａ）に示すように、第１、第２の各外部電極４ａ、４ｂそれぞれを形成するための各マスクパターン７ａ、７ｂは、第１、第２の各内部電極３ａ、３ｂとの接続界面側に複数の凹部９を鋸歯状に設けたパターンに塗布される。このようなマスクパターン７ａ、７ｂが施された基板材料８をエッチング処理すると、エッチングの進行速度は凹部９の小さな面積部分が遅くなるため、凹部９を除く他の部分のエッチングが完了したときにも、凹部９の内方側に向かうほどエッチングに遅れが生じて、結果的には図２（ｂ）に示すように、凹部９内にエッチングしきれなかった面がエッチング速度に対応する傾斜面として残ることになる。従って、基板材料８からエッチング処理により第１、第２の各外部電極４ａ、４ｂとして残す部分以外をエッチングにより除去すると、接続界面側の端辺に複数に形成した凹部９の位置にそれぞれ傾斜面が形成され、図２（ｃ）の断面図に示すような傾斜面が接続界面側に複数に形成された第１、第２の各外部電極４ａ、４ｂが基板５上に形成される。
【００１８】
このように第１、第２の各外部電極４ａ、４ｂが形成された基板５上に、図１（ｂ）に示すように、第１、第２の各外部電極４ａ、４ｂに接続して第１、第２の各内部電極３ａ、３ｂを薄膜形成すると、各外部電極４ａ、４ｂとの接続界面は傾斜面で接続されるので、厚さ比による大きな段差がなくなるため形成される薄膜にくびれが生じず、亀裂や破断のない薄膜形成を行うことができる。
【００１９】
上記各マスクパターン７ａ、７ｂによる凹部９の形成は、図３に示すように矩形の凹部９ａを列設した櫛歯状に形成したマスクパターン７ｃ、７ｄでマスキングしてエッチング処理することもでき、この場合にも凹部９ａの内方ほどエッチングの進行速度が遅くなるため、凹部９ａ内に傾斜面が形成され、これが列設されているので、複数の傾斜面を接続界面として利用することができる。また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、凹部９ｂ、９ｃの角部を曲線に形成したマスクパターン７ｅ、７ｆを用いてエッチング処理することにより、接続界面の角や傾斜面を滑らかに形成することができ、接続界面を角部の少ない形状に形成でき、各内部電極３ａ、３ｂとの接続をより安定させることができる。
【００２０】
次に、本発明の参考例に係る薄膜回路の製造方法について説明する。
【００２１】
図５は、本参考例の薄膜回路基板の製造方法により基板１５上にキャパシタ２を形成した状態を示す断面図である。
【００２２】
この薄膜形成によるキャパシタ２の製造手順は、まず、第１、第２の各外部電極１０ａ、１０ｂが形成された基板１５に対し、各外部電極１０ａ、１０ｂそれぞれの接続界面位置にポリイミド等の樹脂による傾斜面形成材１１ａ、１１ｂを塗布することにより、その表面張力により図示するように傾斜面が形成される。
【００２３】
次に、第１の外部電極１０ａから傾斜面形成材１１ａ、基板１５にわたって第１の内部電極１２ａをスパッタリング、蒸着等の薄膜形成手段により形成する。この内部電極１２ａの基板１５上の位置に誘電体材料１３を薄膜形成し、この誘電体材料１３から基板１５、傾斜面形成材１１ｂ、第２の外部電極１０ｂにいたる表面に第２の内部電極１２ｂを薄膜形成する。この薄膜形成により、第１内部電極１２ａと第２の内部電極１２ｂとの間に誘電体材料１３を挟んでキャパシタ２が形成され、各内部電極１２ａ、１２ｂがそれぞれ各外部電極１０ａ、１０ｂに接続されることにより、基板１５上に薄膜形成によりキャパシタ２を形成することができる。
【００２４】
上記構成によっても、第１、第２の各内部電極１２ａ、１２ｂと第１、第２の各外部電極１０ａ、１０ｂとのそれぞれの接続界面は各傾斜面形成材１１ａ、１１ｂにより傾斜面が形成されているので、厚さ比による急激な段差がなくなり、薄膜形成の括れが生じにくいので、それに起因する亀裂や破断のない薄膜形成を行うことができる。
【００２５】
以上説明した実施形態では、薄膜形成により基板上にキャパシタ回路を形成する方法について説明したが、半田付けにより外部接続するための外部電極が形成されている基板上に薄膜回路を形成するような場合に同様の方法を用いて薄膜回路基板を製造することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、基板上に形成された外部電極の薄膜回路接続の接続界面に傾斜面が形成されているので、外部電極の接続界面に大きな段差を作ることなく外部電極に接続して薄膜回路が形成できるため、形成される薄膜に亀裂や破断を生じさせることがなく、信頼性の高い薄膜回路を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る製造方法により製造された薄膜回路の例（ａ）とそのＡ−Ａ線矢視断面の薄膜形成状態（ｂ）を示す断面図。
【図２】外部電極をエッチング処理するマスクパターン（ａ）の例とエッチング処理後の凹部形状（ｂ）の斜視図と断面状態（ｃ）を示す断面図。
【図３】接続界面に傾斜面を形成する別マスクパターン（ａ）を示す平面図と形成された凹部形状（ｂ）を示す斜視図。
【図４】接続界面に傾斜面を形成する別マスクパターン例（ａ）（ｂ）を示す平面図。
【図５】本発明の参考例に係る製造方法により製造された薄膜回路の形成状態を示す断面図。
【図６】従来の製造方法により形成された薄膜回路を示す平面図（ａ）とその断面（ｂ）を示す断面図。
【符号の説明】
１、２キャパシタ（薄膜回路）
３ａ、３ｂ、１２ａ、１２ｂ内部電極
４ａ、４ｂ、１０ａ、１０ｂ外部電極
５、１５基板
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆマスクパターン
９、９ａ、９ｂ、９ｃ凹部
１１ａ、１１ｂ傾斜面形成材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a thin film circuit substrate, in which a thin film circuit is formed by forming a thin film by connecting to the external electrode on a substrate having an external electrode formed by etching.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows a conventional example in which an electronic component is formed on a substrate by forming a thin film circuit. FIG. 6A shows the first and second external electrodes 21a and 21b for external connection by etching. The electronic component 22 is formed by forming a thin film by connecting the first external electrode 21a and the second external electrode 21b on the formed substrate 20, and the electronic component 22 formed by forming the thin film is a sheet. It is formed as a capacitor.
[0003]
The thin film forming method for forming the electronic component 22 is such that the first external electrode 21a partially overlaps by vapor deposition or sputtering, as shown in FIG. A first internal electrode 23a is formed, and a dielectric material 24 is formed on the first internal electrode 23a. Next, a second internal electrode 23b is formed so as to connect the dielectric material 24 and the second external electrode 21b.
[0004]
An electronic component in which a dielectric material 24 is sandwiched between a first internal electrode 23a and a second internal electrode 23b that connect the first external electrode 21a and the second external electrode 21b by the above-described thin film formation procedure. A (capacitor) 22 can be formed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the film thickness of each of the first and second internal electrodes 23a and 23b formed by thin film formation is about 0.1 μmt, and the film thickness of each of the first and second external electrodes 21a and 21b formed by etching is Since the film thickness ratio is about 1: 100 at about 10 μmt, there is a larger step than shown in the connection interface between each internal electrode 23a, 23b and each external electrode 21a, 21b. Since the thickness of the thin film formed becomes small, constriction is likely to occur, and there is a problem that the defect occurrence rate due to cracks and fractures increases.
[0006]
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film circuit board capable of forming a thin film without causing a connection failure at a connection interface having a large film thickness difference.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a thin film circuit substrate in which a thin film circuit is formed by connecting to the external electrode on a substrate on which an external electrode is formed by etching. A mask pattern to be etched into a shape is formed at a position serving as a connection interface with the thin film circuit so as to have a plurality of recesses directed inward from the end sides, and then etched to form the external electrode. A thin film circuit is formed by connection.
[0008]
According to the above manufacturing method, when the etching process is performed by forming the concave portion having a small area inwardly on the edge of the mask pattern for forming the external electrode on the substrate by the etching process, a large area portion is etched. When the corrosion of the large area portion is completed, the recess is further inwardly directed toward the inner side, and as a result, the edge side is etched. Therefore, an inclined surface is formed from the inside toward the inside of the recess. In this way, when a thin film is formed on the external electrode having an inclined surface formed on the edge on the thin film circuit connection side, the thin film is formed on the external electrode without creating a large step on the edge serving as the connection interface of the external electrode. In addition, a highly reliable thin film circuit can be formed without causing cracks or breakage at the connection interface.
[0009]
The concave portion is formed by arranging a plurality of concave portions and forming a connection interface shape of the external electrode in a sawtooth shape or a comb-tooth shape, thereby forming a plurality of inclined surfaces on the end side on the thin film circuit connection side. Can improve the connection stability.
[0010]
Further, by forming the shape of the concave portion with a curve, the boundary surface between the inclined surface and the external electrode surface can be formed more smoothly, and the connection by the thin film formation can be made stably.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
[0014]
Figure 1 (a) is a plan view showing a state of forming a capacitor on the substrate 5 by the method of manufacturing the thin film circuit substrate according to the implementation embodiments of the present invention. As shown in the figure, between the first external electrode 4a and the second external electrode 4b formed on the substrate 5 by etching, the first internal electrode 3a, the second internal electrode 3b, and the like by vapor deposition, sputtering, etc. By forming the dielectric material 6, the capacitor 1 is formed between the first external electrode 4a and the second external electrode 4b.
[0015]
The cross-sectional view shown in FIG. 1 (b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (a), and the first and second internal electrodes 3a of the first and second external electrodes 4a and 4b, respectively. 3b is formed on an inclined surface, so that when the first and second internal electrodes 3a and 3b are formed into a thin film, the connection interface is not constricted. It does not occur and can be formed into a highly reliable connection structure.
[0016]
A method of forming an inclined surface at the connection interface between the first and second external electrodes 4a and 4b will be described with reference to FIGS.
[0017]
The first and second external electrodes 4a and 4b are formed by etching the substrate material 8 to which a material film (copper foil or the like) for forming the first and second external electrodes 4a and 4b is attached. It is formed by processing. As shown in FIG. 2A, the mask patterns 7a and 7b for forming the first and second external electrodes 4a and 4b are respectively connected to the first and second internal electrodes 3a and 3b. A plurality of recesses 9 are applied in a sawtooth pattern on the connection interface side. When the substrate material 8 to which such mask patterns 7a and 7b are applied is etched, the etching progress rate is slow in the small area portion of the concave portion 9, so that the etching of the other portions excluding the concave portion 9 is completed. However, the etching is delayed toward the inner side of the concave portion 9, and as a result, as shown in FIG. 2B, the surface that could not be etched into the concave portion 9 is an inclined surface corresponding to the etching rate. Will remain as. Accordingly, when the substrate material 8 is removed by etching other than the portions left as the first and second external electrodes 4a and 4b by the etching process, the inclined surfaces are respectively formed at the positions of the plurality of recesses 9 formed on the end side on the connection interface side. The first and second external electrodes 4a and 4b having a plurality of inclined surfaces on the connection interface side as shown in the cross-sectional view of FIG. 2C are formed on the substrate 5.
[0018]
On the substrate 5 on which the first and second external electrodes 4a and 4b are formed in this manner, as shown in FIG. 1B, the first and second external electrodes 4a and 4b are connected. When the first and second internal electrodes 3a and 3b are formed as a thin film, the connection interface with each external electrode 4a and 4b is connected by an inclined surface. Necking does not occur, and a thin film can be formed without cracks or breakage.
[0019]
The formation of the recesses 9 by the mask patterns 7a and 7b can be performed by masking and etching with mask patterns 7c and 7d formed in a comb-like shape in which rectangular recesses 9a are arranged as shown in FIG. Also in this case, since the etching progress rate becomes slower toward the inside of the recess 9a, an inclined surface is formed in the recess 9a, and these are arranged in a row, so that a plurality of inclined surfaces can be used as connection interfaces. . Also, as shown in FIGS. 4A and 4B, the corners and inclined surfaces of the connection interface are smoothed by etching using mask patterns 7e and 7f in which the corners of the recesses 9b and 9c are curved. The connection interface can be formed in a shape with few corners, and the connection with each internal electrode 3a, 3b can be made more stable.
[0020]
Next, a method for manufacturing a thin film circuit according to a reference example of the present invention will be described.
[0021]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the capacitor 2 is formed on the substrate 15 by the method of manufacturing the thin film circuit substrate of the present reference example .
[0022]
The manufacturing procedure of the capacitor 2 by this thin film formation is as follows. First, a resin such as polyimide is provided at the connection interface position of each external electrode 10a, 10b with respect to the substrate 15 on which the first and second external electrodes 10a, 10b are formed. By applying the inclined surface forming materials 11a and 11b, an inclined surface is formed as illustrated by the surface tension.
[0023]
Next, the first internal electrode 12a is formed from the first external electrode 10a to the inclined surface forming material 11a and the substrate 15 by thin film forming means such as sputtering or vapor deposition. A dielectric material 13 is formed in a thin film at a position on the substrate 15 of the internal electrode 12a, and a second internal electrode is formed on the surface from the dielectric material 13 to the substrate 15, the inclined surface forming material 11b, and the second external electrode 10b. 12b is formed into a thin film. By this thin film formation, the capacitor 2 is formed with the dielectric material 13 sandwiched between the first internal electrode 12a and the second internal electrode 12b, and the internal electrodes 12a and 12b are connected to the external electrodes 10a and 10b, respectively. As a result, the capacitor 2 can be formed on the substrate 15 by forming a thin film.
[0024]
Even with the above-described configuration, the connection surfaces between the first and second internal electrodes 12a and 12b and the first and second external electrodes 10a and 10b are formed with inclined surfaces by the inclined surface forming members 11a and 11b. Therefore, there is no steep step due to the thickness ratio, and the formation of the thin film is less likely to occur, so that it is possible to form the thin film without cracks or breakage due to it.
[0025]
In the above implementation embodiment described, has been described a process for forming a capacitor circuit on the substrate by a thin film formation, so as to form a thin film circuit on a substrate in which external electrodes are formed for external connection by soldering In such a case, a thin film circuit board can be manufactured using the same method.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention , since the inclined surface is formed at the connection interface of the thin film circuit connection of the external electrode formed on the substrate, the external electrode can be formed without creating a large step at the connection interface of the external electrode. Since a thin film circuit can be formed by connecting to a thin film circuit, a highly reliable thin film circuit can be formed without causing cracks or breakage in the formed thin film.
[Brief description of the drawings]
Figure 1 is a sectional view showing an example (a) a thin film formation condition of the A-A sectional view taken along line (b) of the thin-film circuit manufactured by the manufacturing method according to the implementation embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a mask pattern (a) for etching an external electrode, a perspective view of a concave shape (b) after the etching process, and a cross-sectional state (c).
FIG. 3 is a plan view showing another mask pattern (a) for forming an inclined surface on a connection interface, and a perspective view showing a formed recess shape (b).
FIG. 4 is a plan view showing another mask pattern examples (a) and (b) for forming an inclined surface on a connection interface.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a formation state of a thin film circuit manufactured by a manufacturing method according to a reference example of the present invention.
6A is a plan view showing a thin film circuit formed by a conventional manufacturing method, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing a cross section of the thin film circuit.
[Explanation of symbols]
1, 2 Capacitor (thin film circuit)
3a, 3b, 12a, 12b Internal electrode 4a, 4b, 10a, 10b External electrode 5, 15 Substrate 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f Mask pattern 9, 9a, 9b, 9c Recessed part 11a, 11b Inclined surface forming material

Claims

In the method of manufacturing a thin film circuit substrate, wherein a thin film circuit is formed by connecting to the external electrode on the substrate on which the external electrode is formed by etching,
A mask pattern for etching an external electrode in a predetermined shape is formed on the substrate so as to have a plurality of recesses directed inward from the end side at a position serving as a connection interface with the thin film circuit, and then an etching process. And forming a thin film circuit by connecting to the formed external electrode.

2. The method of manufacturing a thin film circuit board according to claim 1, wherein the shape of the connection interface of the external electrode is formed in a sawtooth shape or a comb tooth shape by arranging a plurality of recesses.

3. The method of manufacturing a thin film circuit board according to claim 1, wherein the shape of the concave portion is a curve.