JP4154913B2

JP4154913B2 - 電子部品およびその製造方法

Info

Publication number: JP4154913B2
Application number: JP2002098925A
Authority: JP
Inventors: 孝至林; 和裕井上; 与之戸波
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2022-04-01
Also published as: JP2003298200A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電材料が充填されたスルーホールを有する電子部品、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スルーホールは主に回路基板もしくはＬＳＩに代表される電子部品の小型化の為に使用されている。高周波用電子部品においてはスルーホール導通抵抗が特性に大きな影響を与える。特にミリ波などに使われる高周波用電子部品では基板両面の電極間で１０ｍΩが特性上の上限と考えられている。スルーホール導通抵抗を小さくするため、次のような製造方法が特開平６−２１６４７号公報に開示されている。
【０００３】
この製造方法は図４に示すように、両面に導電層を有する絶縁体基板３１に貫通孔３１ａを形成する。そして、両面の導電層の所定部分をエッチング除去することによって配線パターン３４、３５を形成する。次いで、配線パターン３４、３５がこの貫通孔３１ａの周辺で露出するようにレジストパターン３６を形成する。このレジストパターン３６をマスクとして、貫通孔を含む貫通部に熱硬化性導電樹脂を充填して８０℃で硬化させ、スルーホール３２を形成するという方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法で得られるスルーホール導通抵抗は、スルーホールの直径を０．７ｍｍと大きくして１０ｍΩ以下が得られる程度であり、小型化には不充分であった。また、エッチングを用いて表面電極（配線パターン）を形成しているため、表面電極の微細化はまだ不充分であった。
【０００５】
そこで、本発明者はスルーホール導通抵抗をさらに下げるため、スルーホールの充填材として低抵抗な導電材料である、焼成タイプの例えば銀ペーストを使うことを考えた。また、微細な表面電極を形成するために、リフトオフ法を用いることを考えた。充填材として焼成タイプの導電材料を使う場合においては、スルーホール形成時に８００℃以上で焼成を行なう必要がある。このため、まず絶縁体基板にスルーホールを形成し、その後、絶縁体基板に微細な表面電極を形成するという２ステップの製造工程を踏む必要がある。このとき、次のような問題が生じる。微細な表面電極を形成するためにリフトオフ法を用いるとスルーホールの端面を直にレジストが覆うようになるため、現像後洗浄をしてもスルーホールの端面に絶縁物のレジストが一部残ってしまう。これは、充填材に含まれていた樹脂や溶剤などが焼成によって除去され、スルーホールがポーラス（多孔質）となるため、レジストがスルーホールに入り込んで取れにくくなるためである。これにより、スルーホール導通抵抗が大きくなってしまう。このため小型化と微細な表面電極の形成とを両立出来ないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、この問題を解決し、小型化と微細な表面電極の形成とを両立させた電子部品、およびその製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の電子部品は、基体と、前記基体に形成され、焼成タイプの導電材料が充填されたスルーホールと、前記基体の一方主面に形成された、前記スルーホールの端面を覆う導電保護膜と、前記基体の他方主面に形成され、前記スルーホールに接続された裏面電極と、前記基体の一方主面にリフトオフ法を用いて形成された、表面電極と、からなることを特徴とする。
【０００８】
また、前記表面電極が、前記導電保護膜を覆うように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記基体が、絶縁体基板、半導体基板もしくは絶縁膜であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の電子部品の製造方法は、基体に貫通孔を形成し、当該貫通孔に導電材料を充填、焼成することによってスルーホールを形成する、スルーホール形成工程と、前記基体の一方主面に金属膜を成膜した後エッチングして、前記スルーホールの端面を覆うように導電保護膜を形成する、導電保護膜形成工程と、前記基体の他方主面に、裏面電極を前記スルーホールに接続して形成する、裏面電極形成工程と、前記基体の一方主面に、リフトオフ法を用いて表面電極を形成する、表面電極形成工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、前記表面電極形成工程において、前記表面電極を、前記導電保護膜を覆うように形成することを特徴とする。
【００１２】
これにより、小型化と微細な表面電極の形成とを両立させた、電子部品を提供することができる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の電子部品は、基体と、前記基体に形成され、焼成タイプの導電材料が充填されたスルーホールと、前記基体の一方主面に成膜された金属膜をエッチングすることにより形成された、前記スルーホールの端面を覆う導電保護膜と、前記基体の他方主面に形成され、前記スルーホールに接続された裏面電極と、前記基体の一方主面にリフトオフ法を用いて形成された、表面電極と、からなることを特徴とする。
【００１４】
図１に示すように、電子部品１０は、セラミック基板などの絶縁体基板１に貫通孔１ａを形成し、この貫通孔１ａに導電材料を充填してスルーホール２が形成されている。スルーホール２の端面が絶縁体基板１の一方主面で導電保護膜３ａに覆われ、他方主面で裏面電極４に覆われている。そして、微細な表面電極７ａが、リフトオフ法を用いて導電保護膜３ａを覆うように形成された構成となっている。
【００１５】
ここで、導電保護膜３ａ、表面電極７ａおよび裏面電極４の厚さは例えばそれぞれ５００ｎｍ、５μｍ、１μｍであり、いずれもＴｉ層とＡｇ層の２層で成膜されている。スルーホール２の充填材は焼成タイプの導電材料であり、例えば銀ペーストである。充填材は焼成によって、充填材に含まれていた樹脂や溶剤などが除去され、ポーラス（多孔質）となっている。また絶縁体基板１の厚さは例えば０．７ｍｍ、スルーホール２の直径は例えば２００μｍである。
【００１６】
図２に、本発明の実施例におけるスルーホール導通抵抗の度数分布を示す特性図を示す。図２にはまた、比較例の特性も示している。比較例は導電保護膜を形成せずに、充填されたスルーホールの端面に直接表面電極をリフトオフ法によって形成した点が実施例と異なる。なお、スルーホール導通抵抗は表面電極と裏面電極間で測定した値であり、サンプルは各１００個である。
【００１７】
図２より解るように、比較例の場合にはスルーホール導通抵抗が０〜１０（０以上、１０未満を表わす。以下同様である。）ｍΩに６０％、１０〜１００ｍΩに３０％、１００ｍ〜１Ωに４％、１Ω〜に５％のサンプルが分布している。これに対して、本実施例の場合にはスルーホール導通抵抗が０〜１０ｍΩにほとんどのサンプルが分布しており、１０〜１００ｍΩに数個分布している。１００ｍΩ以上には一つも分布していない。比較例は実施例と比べてスルーホール導通抵抗が高く、しかも広範囲に分布していることがわかる。このようにスルーホール導通抵抗に差が発生したのは、次の理由のためである。比較例の場合にはスルーホールがポーラスとなっているため、レジスト塗布時のレジストがスルーホールに入り込んで取れにくくなり、露光および現像後にもスルーホールの端面に絶縁物のレジストが一部残ってしまったためである。これに対して、実施例の場合にはポーラスとなっているスルーホールの端面を表面が緻密な導電保護膜で覆っているため、絶縁物のレジストが付着しても容易に取り除くことができたためである。
【００１８】
本発明における実施例の構成をとれば、焼成タイプの導電材料が充填されたスルーホールと導電保護膜が設けられているため、小径のスルーホールでも小さいスルーホール導通抵抗が得られる。この結果、小型の電子部品を提供することができる。
【００１９】
［上記実施例の製造方法、図３］
以下、上記実施例である電子部品の製造方法を、図３（ａ）ないし（ｉ）の各製造工程を示す断面図に基づいて説明する。
【００２０】
まず、絶縁体基板１を用意し、この絶縁体基板にレーザー加工などを行なって、直径が例えば２００μｍの貫通孔１ａを形成する。そして図３（ａ）に示すように、貫通孔１ａに焼成タイプの例えば銀ペーストを充填して８００℃以上で焼成し、スルーホール２を形成する。
【００２１】
スルーホール２を形成後、図３（ｂ）に示すように、電子ビーム蒸着法によって、Ｔｉ層とＡｇ層の２層からなる導電保護膜用金属膜３を絶縁体基板１の一方主面に例えば５００ｎｍの厚さで成膜する。同様にして、Ｔｉ層とＡｇ層の２層からなる裏面電極４を絶縁体基板１の他方主面に例えば１μｍの厚さで成膜する。
【００２２】
次に、図３（ｃ）に示すように、レジスト５を導電保護膜用金属膜３上に塗布する。そして、図３（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いて、レジストをスルーホール２部分とその周辺部分を残して除去し、残ったレジストをレジストマスク５ａとして機能させる。
【００２３】
次に、このレジストマスク５ａをマスクとして導電保護膜用金属膜をエッチング除去した後、レジストマスクを除去することによって、図３（ｅ）に示すように、導電保護膜３ａをスルーホール２の端面を覆うように形成する。なお、導電保護膜３ａは、保護を確実に行なうため、１００ｎｍ以上必要であり、加工性と配線抵抗から２００〜５００ｎｍが望ましい。
【００２４】
次に、リフトオフ法を用いて表面電極を形成する。まず、図３（ｆ）に示すように、レジスト６を絶縁体基板１の一方主面側全面に塗布する。次に、図３（ｇ）に示すように、導電保護膜３ａ部分とその周辺部分のレジストを除去して、レジスト６ａを残す。その後、一方主面側全面に金属膜を成膜して、図３（ｈ）に示すように、表面電極用金属膜７を形成する。これは、電子ビーム蒸着法によって、Ｔｉ層とＡｇ層の２層からなる金属膜を例えば５μｍの厚さで成膜して形成する。成膜後、レジスト６ａの除去とともに表面電極となる部分以外の金属膜を除去して、図３（ｉ）に示すように、微細な表面電極７ａを形成する。
【００２５】
本発明における実施例の製造方法をとれば、ポーラスとなっているスルーホールの端面を表面が緻密な導電保護膜で覆うことによって、それ以降の工程で絶縁物のレジストが付着しても容易に取り除くことができる。その結果、スルーホール導通抵抗が小さいスルーホールを形成することができる。さらに、表面電極の形成にリフトオフ法を用いているため、微細な表面電極を形成することができる。
【００２６】
なお、本発明においては、基体はセラミック基板などの絶縁体基板に限定されるものではなく、シリコン基板などの半導体基板、もしくは窒化シリコンなどの絶縁膜であってもよい。
【００２７】
また、実施例では、表面電極、裏面電極および導電保護膜がＴｉ層とＡｇ層で構成された例を示したが、これに限定されるものではなく、Ａｕ層、Ａｌ層，またはＣｕ層などでもよい。
【００２８】
さらに、成膜方法は、電子ビーム蒸着法に限定されるものではなく、スパッタリング法など他の方法を用いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、焼成タイプの導電材料が充填されたスルーホールと導電保護膜を設けているため、小さいスルーホール導通抵抗が得られる。また、表面電極の形成にリフトオフ法を用いているため、微細な表面電極を形成することができる。その結果、小型化と微細な表面電極の形成とを両立させた電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である電子部品の構成を示す断面図である。
【図２】上記実施例のスルーホール導通抵抗の度数分布を示す特性図である。
【図３】上記実施例の各製造工程を示す断面図である。
【図４】従来の電子部品の製造工程の一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ----- 絶縁体基板
２ ----- スルーホール
３ａ ----- 導電保護膜
４ ----- 裏面電極
７ａ ----- 表面電極

Claims

基体と、
前記基体に形成され、焼成タイプの導電材料が充填されたスルーホールと、
前記基体の一方主面に成膜された金属膜をエッチングすることにより形成された、前記スルーホールの端面を覆う導電保護膜と、
前記基体の他方主面に形成され、前記スルーホールに接続された裏面電極と、
前記基体の一方主面にリフトオフ法を用いて形成された、表面電極と、からなることを特徴とする電子部品。
前記表面電極が、前記導電保護膜を覆うように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品。
前記基体が、絶縁体基板、半導体基板もしくは絶縁膜であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電子部品。
基体に貫通孔を形成し、当該貫通孔に導電材料を充填、焼成することによってスルーホールを形成する、スルーホール形成工程と、
前記基体の一方主面に金属膜を成膜した後エッチングして、前記スルーホールの端面を覆うように導電保護膜を形成する、導電保護膜形成工程と、
前記基体の他方主面に、裏面電極を前記スルーホールに接続して形成する、裏面電極形成工程と、
前記基体の一方主面に、リフトオフ法を用いて表面電極を形成する、表面電極形成工程とを含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
前記表面電極形成工程において、前記表面電極を、前記導電保護膜を覆うように形成することを特徴とする、請求項４に記載の電子部品の製造方法。