JP4746422B2

JP4746422B2 - コンデンサの製造方法及びコンデンサ

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Publication number: JP4746422B2
Application number: JP2005370946A
Authority: JP
Inventors: 元彦佐藤; 健二村上; 元信倉橋; 淳大塚; 学佐藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: JP2007173626A

Description

本発明は、コンデンサの製造方法及びコンデンサに関する。

近年、集積回路技術の進歩によりますます半導体チップの動作が高速化している。それに伴い、電源配線等にノイズが重畳されて、誤動作を引き起こすことがある。そこで、半導体チップを搭載する配線基板の上面或いは下面にコンデンサを搭載して、ノイズの除去を図っている。

しかしながら、上記の手法では、配線基板の完成後に、別途コンデンサを搭載する必要があるため、プロセス数が多くなってしまう。また、配線基板にコンデンサを搭載する領域を予め確保する必要があり、他の電子部品の自由度を低下させてしまう。さらに、他の配線等に制限されることによりコンデンサと半導体チップとの配線距離が長くなり、配線抵抗やインダクタンスが大きくなってしまう。このようなことから、配線基板にコンデンサを内蔵させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、半導体チップの動作時に発生する熱により配線基板におけるコア基板とコンデンサとの間に充填された樹脂充填材或いは配線基板におけるコンデンサ近傍の絶縁層に熱応力が集中してしまい、樹脂充填材或いは絶縁層にクラックが発生してしまうことがある。

このような問題に対し、コンデンサの側面と上下面との間にそれぞれ曲率半径が０．０１〜０．１ｍｍの丸み部を形成することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、コンデンサの焼成後に研磨により丸み部を形成しているので、焼成後の誘電体層に加工を施すこととなり、多大な加工時間及び多大なコストを要している。
特開２００５−３９２４３号公報特開２００４−１７２３０５号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、切欠部を形成する際における加工時間の短縮及び加工コストの低減を図ることが可能なコンデンサの製造方法、及び配線基板に内蔵するのに適したコンデンサを提供することを目的とする。

本発明の一の態様によれば、積層された複数の誘電体層と、互いに異なる前記誘電体層間に配置された複数の内部電極層とを備えるコンデンサの製造方法であって、積層され、かつ前記誘電体層となる複数のセラミックグリーンシートと、互いに異なる前記セラミックグリーンシート間に配置され、かつ前記内部電極層となる複数の内部電極パターンとを有する未焼成の積層体を形成する工程と、前記積層体表面の少なくとも一部に外部電極パターンを形成する工程と、前記コンデンサとなる部分の境界に沿ってレーザを照射し、前記外部電極パターンを貫通するブレイク溝を形成する工程と、前記ブレイク溝が形成された前記積層体にレーザを照射して、前記積層体における前記コンデンサとなる部分の外周面に切欠部を形成する工程と、前記切欠部が形成された前記積層体を焼成する工程とを具備することを特徴とするコンデンサの製造方法が提供される。

本発明の一の態様のコンデンサの製造方法によれば、積層体を焼成する前に積層体におけるコンデンサとなる部分の外周面に切欠部を形成するので、切欠部を形成する際における加工時間の短縮及び加工コストの低減を図ることができる。本発明の他の態様のコンデンサによれば、配線基板に内蔵するのに適したコンデンサを提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施の形態を説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は本実施の形態に係る配線基板内蔵用コンデンサの模式的な平面図であり、図２（ａ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線で切断したときの配線基板内蔵用コンデンサの模式的な縦断面図であり、図２（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断したときの配線基板内蔵用コンデンサの模式的な縦断面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は本実施の形態に係る他の配線基板内蔵用コンデンサの模式的な平面図である。

図１（ａ）〜図２（ｂ）に示される配線基板内蔵用コンデンサ１（以下、単に「コンデンサ」と称する。）は、直方体状に形成され、反り量が１００μｍ未満の積層コンデンサである。コンデンサ１の縦方向及び横方向の寸法は、それぞれ５．０ｍｍ以上とすることが好ましい。コンデンサ１をこのような寸法に形成することにより、半導体チップとほぼ同等の大きさになるので、効率良く半導体チップと後述する配線基板４０との熱膨張差を緩和することができる。

コンデンサ１は、コンデンサ１の中核を成すコンデンサ本体２を備えている。コンデンサ本体２は、上下方向に積層された複数の誘電体層３と、誘電体層３間に配置された複数の内部電極層４（第１の内部電極層）及び内部電極層５（第２の内部電極層）とから構成されている。

誘電体層３は、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウム等の誘電体セラミックから構成されている。その他、ホウケイ酸系ガラスやホウケイ酸鉛系ガラスにアルミナ等の無機セラミックフィラーを添加したガラスセラミックのような低温焼成セラミックからも構成することができ、要求特性に応じてアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、炭化珪素、窒化珪素などといった高温焼成セラミックからも構成することができる。

内部電極層４，５は、誘電体層３の積層方向において誘電体層３を介して交互に配置されている。内部電極層４と内部電極層５とは誘電体層３により電気的に絶縁されている。内部電極層４，５の総数は約１００層程度となっている。

内部電極層４，５は主にＮｉ等の導電性材料から構成されているが、誘電体層３を構成するセラミック材料と同様のセラミック材料を含有している。このようなセラミック材料をそれぞれ内部電極層４，５に含ませることにより、誘電体層３と内部電極層４，５との密着性を高めることができる。なお、内部電極層４，５にこのようなセラミック材料を含有させなくともよい。内部電極層４，５の厚さは例えば２μｍ以下となっている。

コンデンサ本体２内には、誘電体層３の積層方向に位置した第一主面２ａから第一主面２ａと反対側の第二主面２ｂにかけてコンデンサ本体２を貫通した複数のビア導体６（第１のビア導体）及びビア導体７（第２のビア導体）が形成されている。なお、ビア導体６，７は少なくとも１つの誘電体層３を誘電体層３の厚さ方向に貫通していればよく、必ずしもコンデンサ本体２を貫通していなくともよい。

ビア導体６は側面が内部電極層４に接続されており、ビア導体７は側面が内部電極層５に接続されている。ここで、図２（ａ）に示されるように内部電極層５にはビア導体６が貫通する領域にクリアランスホール５ａ（孔部）が形成されており、内部電極層５とビア導体６とは電気的に絶縁されている。また、同様に図２（ｂ）に示されるように内部電極層４にはビア導体７が貫通する領域にクリアランスホール４ａ（孔部）が形成されており、内部電極層４とビア導体７とは電気的に絶縁されている。なお、クリアランスホール４ａ，５ａ内における内部電極層４，５とビア導体６，７との間には、誘電体層３が介在している。

ビア導体６，７は、主にＮｉ，Ｃｕ等の導電性材料から構成されているが、誘電体層３を構成するセラミック材料と同様のセラミック材料を含有している。このようなセラミック材料をそれぞれビア導体６，７に含ませることにより、誘電体層３とビア導体６，７との密着性を高めることができる。なお、ビア導体６，７にこのようなセラミック材料を含有させなくともよい。

第一主面２ａ及び第二主面２ｂ上には、例えば電源供給用端子或いはグランド接続用端子として使用される外部電極層８（第１の外部電極層）及び外部電極層９（第２の外部電極層）がそれぞれ形成されている。なお、外部電極層８，７は、必ずしもコンデンサ本体２の第一主面２ａ及び第二主面２ｂの両方に形成されている必要はなく、第一主面２ａ及び第二主面２ｂのいずれか一方に形成されていてもよい。

第一主面２ａ側においては、図１（ａ）に示されるように外部電極層８は島状の複数の外部電極層９を取り囲むように形成されており、第二主面２ｂ側においては、図１（ｂ）に示されるように外部電極層９は島状の複数の外部電極層８を取り囲むように形成されている。

外部電極層８は、ビア導体６上に形成されており、ビア導体６と電気的に接続されている。一方、外部電極層９は、ビア導体７上に形成されており、ビア導体７と電気的に接続されている。

第一主面２ａ側及び第二主面２ｂ側のいずれにおいても、外部電極層８と外部電極層９とは離間しており、互いに電気的に絶縁されている。外部電極層８と外部電極層９との間の距離ｄ_１は、絶縁性が確保されていれば狭いほどよく、１５０μｍとなっている部分がある。

第一主面２ａ側において、外部電極層８，９の合計の表面積は、第一主面２ａの面積の４５％以上９０％以下となっており、第二主面２ｂ側において、外部電極層８，９の合計の表面積は、第二主面２ｂの面積の４５％以上９０％以下となっている。第一主面２ａ及び第二主面２ａの面積に対し外部電極層８，９の合計の表面積をこのような範囲とすることにより、コンデンサ１の第一主面１ａ及び第二主面１ｂにおける誘電体層３の露出面積を低減させることができる。これにより、コンデンサ１と後述する絶縁層４４，４８との密着性を向上させることができる。

外部電極層８，９は、主にＮｉ等の導電性材料から構成されているが、外部電極層８，９は誘電体層３を構成するセラミック材料と同様のセラミック材料を含有している。このようなセラミック材料をそれぞれ外部電極層８，９に含ませることにより、誘電体層３と外部電極層８，９との密着性を高めることができる。なお、外部電極層８，９にこのようなセラミック材料を含有させなくともよい。

外部電極層８，９の表面上には、後述する絶縁層４４，４８やビア導体６１，６２等との密着性を向上させるための第１のめっき膜（図示せず）が形成されている。第１のめっき膜は、外部電極層８，９の酸化防止という機能をも有している。第１のめっき膜は電解めっきにより形成されたものである。なお、第１のめっき膜は、無電解めっきにより形成されていてもよい。第１のめっき膜は例えばＡｕ、或いはＣｕ等の導電性材料から構成されていることが好ましいが、更に好ましくは後述する絶縁層４４との密着性を向上させるために、最表面はＣｕで構成されていることが好ましい。

外部電極層８，９と第１のめっき膜との間には、外部電極層８，９と第１のめっき膜との密着性の低下を抑制するための第２のめっき膜（図示せず）が形成されている。詳細に説明すると、上記のように外部電極層８，９にセラミック材料を含有させると、セラミック材料が外部電極層８，９の表面に露出してしまい、外部電極層８，９と第１のめっき膜との密着性が低下するおそれがある。このようなことを抑制するために第２のめっき膜が形成されている。第２のめっき膜は電解めっきにより形成されたものである。なお、第２のめっき膜は、めっき法により形成されていれば、無電解めっきにより形成されていてもよい。

第２のめっき膜は、例えば、外部電極層８，９の主成分である導電性材料と同一の導電性材料から構成されていることが好ましい。なお、セラミック材料を添加した外部電極層８，９に直接めっき処理ができ、密着強度も高い場合には、上記第２のめっき膜を形成させなくてもよい。

コンデンサ本体１の外観は、主に、第一主面１ａ、第一主面１ａの反対側に位置する第二主面１ｂ、及び第一主面１ａと第二主面１ｂとの間に位置する外周面１ｃ等から構成されており、外周面１ｃは、主に第１の側面１ｃ_１、側面１ｃ_１の反対側に位置する（対向する）第２の側面１ｃ_２、側面１ｃ_１及び側面１ｃ_２にほぼ隣接する第３の側面１ｃ_３、及び側面１ｃ_３の反対側に位置する（対向する）第４の側面１ｃ_４等から構成されている。

側面１ｃ_１〜１ｃ_３には、それぞれ、コンデンサ１の厚さ方向に延びた半円筒状の溝１ｄと、コンデンサ１の外周方向に延びた溝１ｅが形成されている。本実施の形態では、溝１ｄ，１ｅは後述するブレイク溝２９ｄ，２９ｅに沿って積層体２９を分割したことにより形成されたものである。なお、本実施の形態においては、側面１ｃ_４には溝１ｄ，１ｅは形成されていないが、側面１ｃ_４にも溝１ｄ，１ｅが形成されていてもよい。

溝１ｄは、コンデンサ１の外周に沿って所定の間隔をおいて複数形成されている。なお、溝１ｄは半円筒状でなくともよい。溝１ｅは、側面１ｃ_１〜１ｃ_３のそれぞれの一方の端縁から他方の端縁まで形成されている。例えば、側面１ｃ_３の溝１ｅについては側面１ｃ_１側の端縁から側面１ｃ_２側の端縁まで形成されている。つまり、側面１ｃ_１側の端縁から側面１ｃ_２側の端縁の方向（外周方向）に延びて形成されている。

側面１ｃ_１においては、溝１ｄは第一主面１ａ側（第一主面１ａより）に形成されており、溝１ｅは第二主面１ｂ側に形成されている。更に詳細に説明すると、側面１ｃ_１においては、溝１ｄの側面は、誘電体層３及び外部電極層８等から構成されており、溝１ｅの側面は、誘電体層３から構成されている。側面１ｃ_２は、図示されていないが側面１ｃ_１と同様となっている。

側面１ｃ_３においては、溝１ｄは第二主面１ｂ側（第二主面１ｂより）に形成されており、溝１ｅは第一主面１ａ側に形成されている。更に詳細に説明すると、側面１ｃ_３においては、溝１ｄの側面は、誘電体層３及び外部電極層９等から構成されており、溝１ｅの側面は、誘電体層３から構成されている。

コンデンサ１の外周面１ｃの４箇所の角部（側面１ｃ_１と側面１ｃ_３との間、側面１ｃ_１と側面１ｃ_４との間、側面１ｃ_２と側面１ｃ_３との間、側面１ｃ_２と側面１ｃ_４との間）には、図１（ａ）に示されるように面取り寸法Ｃ_１が０．６ｍｍ以上の平面状の面取り部１ｆが形成されている。面取り寸法Ｃ_１とは、図１（ａ）に示される長さである。面取り寸法Ｃ_１は、実際に測定してもよいが、Ｃ面長Ｃ_２から求めることも可能である。Ｃ面長Ｃ_２とは図１（ａ）に示されるような線分の長さであり、Ｃ面長Ｃ_２を√２で割った値が面取り寸法Ｃ_１である。

面取り部１ｆは、コンデンサ１の外周面１ｃの少なくとも１箇所の角部に形成されていればよいが、後述する樹脂充填材４２等のクラックを抑制することを考慮すると、面取り部１ｆは全ての角部に形成されている方が好ましい。

コンデンサ１には、４箇所に存在する面取り部１ｆのうち、１箇所だけ面取り寸法Ｃ_１が異なった面取り部１ｆが形成されていてもよい。また１箇所だけ面取り寸法Ｃ_１を変える代わりに１箇所だけ面取り部１ｆの形状を変えてもよい。

面取り寸法Ｃ_１は、コンデンサ製作上の観点から０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが望ましい。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、面取り部１ｆの代わりに或いは面取り部１ｆとともに、曲率半径Ｒ_１が０．６ｍｍ以上の丸み部１ｇがコンデンサ１の外周面１ｃの少なくとも１箇所の角部に形成されていてもよい。この場合、丸み部１ｇの曲率半径Ｒ_１は、コンデンサ製作上の観点から０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが望ましい。また、面取り部１ｆと同様に複数の丸み部１ｇのうち１箇所だけ他の丸み部１ｇと曲率半径Ｒ_１が異なる丸み部１ｇを形成してもよい。

１箇所の面取り部１ｆ或いは丸み部１ｆの誘電体層３のチッピング量は長さ、幅、深さ共に０．５ｍｍ以下となっていることが望ましい。

コンデンサ１は、例えば、以下の手順により作製することが可能である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は本実施の形態に係る内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートの模式的な平面図であり、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）、及び図１０（ａ）は本実施の形態に係る積層体の模式的な縦断面図である。図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）、図９（ｂ）、及び図１０（ｂ）は本実施の形態に係る積層体の模式的な平面図である。

まず、内部電極パターン２１が形成されたセラミックグリーンシート２２と、内部電極パターン２３が形成されたセラミックグリーンシート２４とを複数枚用意する（図４（ａ）及び図４（ｂ））。なお、内部電極パターン２１，２３は内部電極層４，５の焼成前のものであり、セラミックグリーンシート２２，２４は誘電体層３の焼成前のものである。

内部電極パターン２１，２３は、それぞれコンデンサ形成領域Ｒ内に形成されている。コンデンサ形成領域Ｒとは、コンデンサ１を形成するための領域であり、誘電体層３に複数存在している。なお、図面においては、コンデンサ形成領域Ｒの境界は二点鎖線で示されている。内部電極パターン２１，２３は例えば導体ペースト等から構成されている。

内部電極パターン２１，２３は、例えばスクリーン印刷によりコンデンサ形成領域Ｒ内に形成される。また、内部電極パターン２１，２３は、焼成後クリアランスホール４ａ，５ａとなるクリアランスホール２１ａ，２３ａ（孔部）を有するものである。

また、図５（ａ）に示される２つのカバー層２５を用意する。カバー層２５は、内部電極パターン２１，２３等が形成されていない所定枚の誘電体層を積層して、作製される。

セラミックグリーンシート２２，２４とカバー層２５を用意した後、カバー層２５上にセラミックグリーンシート２２とセラミックグリーンシート２４とを交互に積層し、さらにその上にカバー層２５を積層する。その後、これらを加圧して、積層体２６を形成する（図５（ａ））。

積層体２６を形成した後、積層体２６の主面２６ａから主面２６ｂにかけて貫通するビアホールを形成し、ビアホールに導電性ペーストを圧入して、ビア導体ペースト２７，２８を形成する（図５（ｂ））。なお、ビア導体ペースト２７及びビア導体ペースト２８はビア導体６，７の焼成前のものである。

次いで、ビア導体ペースト２７，２８が形成された積層体２６上に、同様の手順により形成された積層体２６をビア導体ペースト２７同士及びビア導体ペースト２８同士が連通するように重ねて、加圧して、積層体２９を形成する（図６（ａ）及び図６（ｂ））。ここで、積層体２９におけるコンデンサ形成領域Ｒで囲まれる部分が、コンデンサ１となる部分２９ａである。本実施の形態では、図６（ａ）に示されるように積層体２９にはコンデンサ１となる部分２９ａが複数存在している。

その後、積層体２９の主面２９ｂ（第１の主面）及び主面２９ｂと反対側の主面２９ｃ（第２の主面）に、例えばスクリーン印刷等により、コンデンサ形成領域Ｒ内においてビア導体ペースト２７に接続された外部電極パターン３０と、コンデンサ形成領域Ｒ内においてビア導体ペースト２８に接続された外部電極パターン３１とをそれぞれ形成する（図７（ａ）及び図７（ｂ））。なお、外部電極パターン３０，３１は外部電極層８，９の焼成前のものである。

主面２９ｂ側における外部電極パターン３０は、複数のコンデンサ形成領域Ｒ（コンデンサ１となる部分２９ａ）に跨るように形成され、主面２９ｃ側における外部電極パターン３１は、複数のコンデンサ形成領域Ｒ（コンデンサ１となる部分２９ａ）に跨るように形成される。本実施の形態では、主面２９ｂ側における外部電極パターン３０は、主面２９ｂの長手方向に並んだ複数のコンデンサ形成領域Ｒに跨るように形成され、主面２９ｃ側における外部電極パターン３１は、主面２９ｃの短手方向に並んだ複数のコンデンサ形成領域Ｒに跨るように形成される。

主面２９ｂ，２９ｃに外部電極パターン３０，３１を形成した後、積層体２９に、例えばレーザ等により、コンデンサ形成領域Ｒ（コンデンサ１となる部分２９ａ）の境界に沿って、外部電極パターン３０，３１を貫通するミシン目状のブレイク溝２９ｄ（第１のブレイク溝）及び連続線状のブレイク溝２９ｅ（第２のブレイク溝）をそれぞれ形成する（図８（ａ）及び図８（ｂ））。

主面２９ｂ側においては、ブレイク溝２９ｄはコンデンサ形成領域Ｒにおける主面２９ｂの短手方向に沿った境界に形成され、ブレイク溝２９ｅはコンデンサ形成領域Ｒにおける主面２９ｃの長手方向に沿った境界に形成される。

主面２９ｃ側においては、ブレイク溝２９ｄはコンデンサ形成領域Ｒにおける主面２９ｃの長手方向に沿った境界に形成され、ブレイク溝２９ｅはコンデンサ形成領域Ｒにおける主面２９ｃの短手方向に沿った境界に形成される。

ブレイク溝２９ｅは、それぞれの主面２９ｂ，２９ｃ側において、ブレイク溝２９ｄに対して直交するように形成される。ここで、主面２９ｃ側に形成されるブレイク溝２９ｄは主面２９ｂ側に形成されるブレイク溝２９ｅと対応する位置にかつ主面２９ｂ側に形成されるブレイク溝２９ｅに沿って形成される。また、主面２９ｃ側に形成されるブレイク溝２９ｅは主面２９ｂ側に形成されるブレイク溝２９ｄと対応する位置に主面２９ｂ側に形成されるブレイク溝２９ｄに沿って形成される。

積層体２９にブレイク溝２９ｄ，２９ｅを形成した後、例えばレーザ等により、コンデンサ１となる部分２９ａの外周面、具体的には、コンデンサ１となる部分２９ａにおけるコンデンサ１の外周面１ｃの角部となる部分２９ａ_１（コンデンサ形成領域Ｒの角部）に、積層体２９を厚さ方向に貫通する孔部２９ｆ及び厚さ方向に沿って延びる溝２９ｇを形成する（図９（ａ））。溝２９ｇは、積層体２９の外周面に形成される。孔部２９ｆ及び溝２９ｇを形成することにより、積層体２９にコンデンサ１の面取り部１ｆとなる面取り部２９ｈ（切欠部）が形成される。面取り部２９ｈの代わりに或いは面取り部２９ｈとともに積層体２９にコンデンサ１の丸み部１ｇとなる丸み部２９ｉ（切欠部）を形成する場合も同様の方法により形成することができる（図９（ｂ））。面取り部２９ｈ及び丸み部２９ｉは、積層体２９の分割後に面取り部１ｆ及び丸み部１ｇとなる部分である。なお、面取り部２９ｈの面取り寸法は、面取り部１ｆの面取り寸法Ｃ_１と同様となっており、また丸み部２９ｉの曲率半径は、丸み部１ｇの曲率半径Ｒ_１と同様となっている。

積層体２９に面取り部２９ｈを形成した後、外部電極層８，９が形成された積層体２９を脱脂し、さらに所定温度で所定時間焼成する。この焼成により、内部電極パターン２１，２３、セラミックグリーンシート２２，２４、ビア導体ペースト２７，２８、外部電極パターン３０，３１が焼結して、内部電極層４，５、誘電体層３、ビア導体６，７、外部電極層８，９が形成される（図１０（ａ））。

その後、焼成により外部電極層８，９の表面に形成された酸化膜を例えばジェットブラスト等の研磨により取り除いた後、外部電極層８，９に電流を流し、外部電極層８，９上に電解めっきにより第１及び第２のめっき膜を形成する。ここで、主面２９ｂ側にはブレイク溝２９ｅが形成されているが、ブレイク溝２９ｄはミシン目状に形成されているので、主面２９ｂの長手方向においては外部電極層８は互いに電気的に繋がっている。これにより、主面２９ｂの長手方向の一端に位置するコンデンサ形成領域Ｒの外部電極層８から他端に位置するコンデンサ形成領域Ｒの外部電極層８にかけて電流が流れ、主面２９ｂの長手方向において一括して外部電極層８上に電解めっきにより第１及び第２のめっき膜を形成することができる。それ故、外部電極層８上に効率良く第１及び第２のめっき膜を形成することができる。また、主面２９ｃ側においても同様であるが、主面２９ｃ側においては、主面２９ｃの短手方向の一端に位置するコンデンサ形成領域Ｒの外部電極層８から他端に位置するコンデンサ形成領域Ｒの外部電極層８にかけて電流が流れる。

そして、最後に、ブレイク溝２９ｄ，２９ｅに沿って、コンデンサ１となる部分２９ａ毎に積層体２９を分割して、図１に示される外周面１ｃの角部に面取り部１ｆが形成されたコンデンサ１等を作製する（図１０（ｂ））。ここで、積層体２９の厚さ方向には、ブレイク溝２９ｄと対応する位置にブレイク溝２９ｅが形成されているが、積層体２９は、ブレイク溝２９ｄ付近の部分がブレイク溝２９ｅ付近の部分よりも先に切り離されるように分割されることが望ましい。これは、ブレイク溝２９ｄ間には外部電極層８等が存在しているため、ブレイク溝２９ｅ付近の部分がブレイク溝２９ｄ付近の部分よりも先に切り離されると、ブレイク溝２９ｅ付近の外部電極層８及びめっき膜等がブレイク溝２９ｄに沿って切断されないおそれがあるからである。

コンデンサ１は、配線基板に内蔵されて使用される。以下、コンデンサ１を内蔵した配線基板について説明する。図１１は本実施の形態に係る配線基板内蔵用コンデンサが内蔵された配線基板の模式的な縦断面図であり、図１２は本実施の形態に係る配線基板内蔵用コンデンサが内蔵された配線基板の模式的な横断面図である。

図１１及び図１２に示される配線基板４０は、直方体状に形成されたオーガニック基板である。配線基板４０は、例えばセラミック粒子或いは繊維をフィラーとして強化された高分子材料を主体に構成されている。

配線基板４０は、配線基板４０の中核を成す配線基板本体としての例えばコア基板４１を備えている。コア基板４１は、例えばガラス−エポキシ樹脂複合材料等から形成されたコア材４１ａ、及びコア材４１ａの両面に形成され、所望のパターンを有する例えばＣｕ等の配線層４１ｂ等から構成されている。

コア基板４１には、コア基板４１の上下方向に貫通した複数のスルーホールが形成されており、スルーホールには配線層４１ｂに電気的に接続されたスルーホール導体４１ｃが形成されている。

コア基板４１の中央部には、コンデンサ１を収容するためのコンデンサ収容部としての例えば開口４１ｄが形成されている。開口４１ｄは、コンデンサ１より大きな例えば直方体状に形成されており、開口４１ｄ内にはコンデンサ１が収容されている。なお、コア基板４１のコンデンサ収容部は、開口４１ｄに限らず、凹部であってもよい。

コア基板４１の開口径ｄ_２は、１３．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下が好ましい。開口径ｄ_２とは、開口４１ｄの１辺の長さをいうものであり、具体的には図１２に示される長さである。コア基板４１の開口径ｄ_２を１３．０ｍｍ以上としたのは、開口４１ｄにコンデンサ１を収容するため、コンデンサ１の大きさより大きくする必要があるからである。なお、コンデンサ１の縦方向および横方向の寸法の少なくともいずれかが１３．０ｍｍである場合には、コア基板４１の開口径ｄ_２を１３．０ｍｍより大きくすることは当然のことである。また、コア基板４１の開口径ｄ_２を１５．０ｍｍ以下としたのは、開口４１ｄが大き過ぎると、配線基板４０内の配線の引き回しが困難となるからである。

図１２に示されるコア基板４１とコンデンサ１との間の隙間ｓは、狭過ぎると後述する樹脂充填材４２の充填が困難になり、また広過ぎるとコア基板４１の配線スペースが少なくなるので、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。

また、図１２に示されるように、コア基板４１の内側面４箇所の隅部には、曲率半径Ｒ_２が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の丸み部４１ｅが形成されている。なお、丸み部４１ｅは形成されていなくともよく、また丸み部４１ｅを形成する場合には丸み部４１ｅはコア基板４１の内側面の少なくとも１箇所の隅部に形成されていればよい。丸み部４１ｅの代わりに或いは丸み部４１ｅとともに、面取り寸法が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の面取り部をコア基板４１の内側面の隅部に形成してもよい。

コア基板４１とコンデンサ１との間の隙間ｓには、充填材としての例えば高分子材料等からなる樹脂充填材４２が充填されており、この樹脂充填材４２を介してコンデンサ１がコア基板４１に対して固定されている。

ここで、コア基板４１とコンデンサ１との間の隙間への樹脂充填材４２の充填は、例えば、コア基板４１の裏面に粘着テープを貼り付けるとともに、コンデンサ１の裏面が粘着テープに貼り付けられるようにコア基板４１の開口４１ｄ内にコンデンサ１を配置して、粘着テープによりコア基板４１に対するコンデンサ１の位置を固定した状態で、行われる。なお、樹脂充填材４２は、コア基板４１とコンデンサ１との面内方向及び厚さ方向の熱膨張差を自身の弾性変形により吸収する作用をも有する。

コア基板４１及びコンデンサ１の第一主面１ａの上方、及びコア基板４１及びコンデンサ１の第二主面１ｂの下方には、ビルドアップ配線層４３が形成されている。ビルドアップ配線層４３は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から構成された絶縁層４４〜５０を備えている。絶縁層４４，４５間等には、例えばＣｕ等の導電性材料から構成された配線層５１〜５６が形成されている。

絶縁層４７の上面及び絶縁層５０の下面は、例えば感光性樹脂組成物等からなるソルダーレジスト５７，５８により覆われている。ソルダーレジスト５７，５８には開口が形成されており、開口から半導体チップ（図示せず）に電気的に接続するための端子５９及び例えば主基板（図示せず）等に接続するための端子６０が露出している。端子５９にはビア導体６１等を介して外部電極層８，９及び配線層４１ｂ等が電気的に接続されており、端子６０にはビア導体６２を介して外部電極層８，９及び配線層４１ｂ等が電気的に接続されている。

本実施の形態では、焼成前の積層体２９に面取り部２９ｈ或いは丸み部２９ｉを形成するので、誘電体層３よりも軟らかく加工し易いセラミックグリーンシート２２，２４等に面取り加工或いは丸み加工を施すこととなる。これにより、面取り部或いは丸み部を形成する際における加工時間を短縮させることができるとともに加工コストを低減させることができる。

焼成後の積層体２９に面取り部２９ｈ或いは丸み部２９ｉを形成した場合には、加工精度に劣るため、面取り加工或いは丸み加工の際に誘電体層３にチッピングが生じ易いが、本実施の形態では、焼成前の積層体２９に面取り部２９ｈ或いは丸み部２９ｉを形成するので、加工精度を向上させることができる。これにより、面取り加工或いは丸み加工の際の誘電体層３のチッピング量を低減させることができ、製品間のバラツキを低減させることができる。

本実施の形態では、積層体２９に孔部２９ｆ及び溝２９ｇを形成して、面取り部２９ｈ或いは丸み部２９ｉを形成するので、複数の面取り部２９ｈ或いは丸み部２９ｉを一度に形成することができる。

セラミックグリーンシート２２，２４等は誘電体層３よりは軟らかいが比較的硬いので、パンチングにより面取り部２９ｈ或いは丸み部２９ｉを形成した場合には、面取り加工或いは丸み加工の際にセラミックグリーンシート２２，２４等にチッピングが生じるおそれがある。これに対し、本実施の形態では、レーザにより面取り部２９ｈ或いは丸み部２９ｉを形成するので、加工精度をより向上させることができる。これにより、セラミックグリーンシート２２，２４に生じるチッピングをより低減させることができる。

コンデンサ１となる部分２９ａを個々に焼成した場合には、コンデンサ１の反り量が大きくなるおそれがある。これに対し、本実施の形態では、コンデンサ１となる部分２９ａが複数存在している積層体２９の状態で焼成するので、コンデンサ１の反り量を低減させることができる。

本実施の形態では、コンデンサ１の外周面１ｃの角部に面取り寸法Ｃ_１が０．６ｍｍ以上の面取り部１ｆが形成されているので、樹脂充填材４２のコンデンサ１側の隅部に熱応力が集中し難く、樹脂充填材４２のコンデンサ１側の隅部におけるクラックの発生を抑制することができる。なお、コンデンサ１の外周面１ｃの角部に曲率半径が０．６ｍｍ以上の丸み部１ｇが形成されている場合であっても、面取り部１ｆと同様の効果が得られる。

本実施の形態では、コンデンサ１の外周面１ｃの角部に面取り部１ｆや丸み部１ｇが形成されているので、面取り部１ｆや丸み部１ｇが形成されていない場合に比べて、コンデンサ１の角部付近に存在する信号線から誘電体層３までの距離が大きくなる。これにより、コンデンサ１の角部付近に存在する信号線の信号遅延を低減させることができる。

反り量が１００μｍ以上のコンデンサを配線基板４０に内蔵しようとすると、配線基板４０への内蔵が困難であるとともに、コンデンサを構成している誘電体層にクラックが生じるおそれがある。これに対し、本実施の形態では、コンデンサ１の反り量が１００μｍ未満となっているので、配線基板４０への内蔵が容易であるとともにコンデンサ１を配線基板４０に内蔵する際に誘電体層３にクラックが生じ難い。

本実施の形態では、コンデンサ１の側面１ｃ_１〜１ｃ_３に溝１ｄが形成されているので、コンデンサ１を配線基板４０に内蔵する際に、樹脂充填材４２が溝１ｄ内に入り込む。これにより、コンデンサ１と樹脂充填材４２との密着性を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態では、コンデンサをコア基板上の絶縁層の層間に配置させた例について説明する。なお、本実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号が付してあるとともに、第１の実施の形態で説明した内容と重複する内容は省略することがある。図１３は本実施の形態に係る配線基板内蔵用コンデンサが内蔵された配線基板の模式的な縦断面図である。

図１３に示されるように、コア基板４１には開口４１ｄが形成されておらず、コンデンサ１はコア基板４１上の絶縁層４４，４５の層間に配置されている。本実施の形態のコンデンサ１は内部電極層４，５の総数が約１０層程度となっており、第１の実施の形態で説明したコンデンサ１の厚さより薄くなっている。

コンデンサ１は、例えば以下の手順により、絶縁層４４，４５の層間に配置することが可能である。まず、コア基板４１上に形成された絶縁層４４上に、外部電極層８，９が形成されたコンデンサ本体２を配置する。その後、コンデンサ本体２上に絶縁層４５を載置し、これらを加熱しながら加圧する。これにより、コンデンサ本２上の絶縁層４５がコンデンサ本体２の側方に流動して、絶縁層４４，４５の層間にコンデンサ本体２が配置される。さらにその後、絶縁層４４，４５及びコンデンサ本体２を貫通したビアホールを形成し、このビアホール内に配線層４１ｂに接続されたビア導体６，７を形成して、コンデンサ１を完成させる。

本実施の形態では、コア基板４１上に形成された絶縁層４４，４５の層間にコンデンサ１を配置しているので、コンデンサ１と半導体チップとの距離をより短くすることができる。これにより、配線抵抗やインダクタンスをより低減させることができる。

（実験例）
以下、本発明の実験例について説明する。本実験例では、コンデンサの外周面の角部における面取り部の面取り寸法と樹脂充填材のクラックとの相関関係について調べた。

実験条件について説明する。まず、コア基板におけるコンデンサ収容部の開口径とコア基板の内側面隅部に形成された丸み部の曲率半径が異なる複数のコア基板を複数用意した。

具体的には、コア基板としては、開口径が１３．５ｍｍ及び曲率半径が０．５ｍｍのもの、開口径が１３．５ｍｍ及び曲率半径が１．５ｍｍのもの、開口径が１４．０ｍｍ及び曲率半径が０．５ｍｍのもの、開口径が１４．０ｍｍ及び曲率半径が１．５ｍｍのものをそれぞれ複数用意した。そして、これらのコア基板の開口にそれぞれ面取り寸法が異なるコンデンサを収容するとともにコア基板とコンデンサとの間の隙間に樹脂充填材を充填させた。コンデンサは縦方向及び横方向の寸法がそれぞれ１２ｍｍのものであり、コンデンサの面取り部は切削機で削り取られることにより形成された。このような配線基板について樹脂充填材にクラックが発生するか否かを評価した。

実験結果について述べる。

表１及び表２に示されるように、コンデンサの面取り部の面取り寸法が０．６ｍｍ未満では、樹脂充填材にクラックが発生することがあった。これに対し、コンデンサの面取り部の面取り寸法が０．６ｍｍ以上では、全ての樹脂充填材にクラックは発生しなかった。この結果から、コンデンサの外周面の角部に面取り寸法が０．６ｍｍ以上の面取り部を形成した場合には、樹脂充填材におけるクラックの発生を抑制できることが確認された。なお、コンデンサの外周面の角部に曲率半径が０．６ｍｍ以上の丸み部を形成した場合も同様の効果が得られると考えられる。

本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。上記実施の形態では、コンデンサ１となる部分２９ａを複数備えた積層体２９を用いて説明しているが、積層体２９はコンデンサ１となる部分２９ａを１以上備えていればよい。また、切欠部として、面取り部２９ｈ或いは丸み部２９ｉを用いて説明しているが、切欠部は面取り部２９ｈ或いは丸み部２９ｉのみならず、四角形以外の多角形状等、所望の形状であってもよい。この場合においても、第１及び第２の実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

（ａ）及び（ｂ）は第１の実施の形態に係る配線基板内蔵用コンデンサの模式的な平面図である。（ａ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線で切断したときの配線基板内蔵用コンデンサの模式的な縦断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断したときの配線基板内蔵用コンデンサの模式的な縦断面図である。（ａ）及び（ｂ）は第１の実施の形態に係る他の配線基板内蔵用コンデンサの模式的な平面図である。（ａ）及び（ｂ）は第１の実施の形態に係る内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートの模式的な平面図である。（ａ）及び（ｂ）は第１の実施の形態に係る積層体の模式的な縦断面図である。（ａ）は第１の実施の形態に係る積層体の模式的な平面図であり、（ｂ）は第１の実施の形態に係る積層体の模式的な縦断面図である。（ａ）は第１の実施の形態に係る積層体の模式的な平面図であり、（ｂ）は第１の実施の形態に係る積層体の模式的な縦断面図である。（ａ）は第１の実施の形態に係る積層体の模式的な平面図であり、（ｂ）は第１の実施の形態に係る積層体の模式的な縦断面図である。（ａ）は第１の実施の形態に係る積層体の模式的な平面図であり、（ｂ）は第１の実施の形態に係る他の積層体の模式的な平面図である。（ａ）は第１の実施の形態に係る積層体の模式的な縦断面図であり、（ｂ）は第１の実施の形態に係る積層体の模式的な平面図である。第１の実施の形態に係る配線基板内蔵用コンデンサが内蔵された配線基板の模式的な縦断面図である。第１の実施の形態に係る配線基板内蔵用コンデンサが内蔵された配線基板の模式的な横断面図である。第２の実施の形態に係る配線基板内蔵用コンデンサが内蔵された配線基板の模式的な縦断面図である。

符号の説明

１…コンデンサ、１ｃ…外周面、１ｆ，２９ｈ…面取り部、１ｇ，２９ｉ…丸み部、２…コンデンサ本体、３…誘電体層、４，５…内部電極層、８，９…外部電極層、２６，２９…積層体、２１，２３…内部電極パターン、２２，２４…セラミックグリーンシート、２６ａ，２６ｂ，２９ｂ，２９ｃ…主面、２９ａ…コンデンサとなる部分、２９ａ_１…コンデンサの外周面の角部となる部分、２９ｄ，２９ｅ…ブレイク溝、３０，３１…外部電極パターン、４０…配線基板、４１…コア基板、４３…ビルドアップ層。

Claims

積層された複数の誘電体層と、互いに異なる前記誘電体層間に配置された複数の内部電極層とを備えるコンデンサの製造方法であって、
積層され、かつ前記誘電体層となる複数のセラミックグリーンシートと、互いに異なる前記セラミックグリーンシート間に配置され、かつ前記内部電極層となる複数の内部電極パターンとを有する未焼成の積層体を形成する工程と、
前記積層体表面の少なくとも一部に外部電極パターンを形成する工程と、
前記コンデンサとなる部分の境界に沿ってレーザを照射し、前記外部電極パターンを貫通するブレイク溝を形成する工程と、
前記ブレイク溝が形成された前記積層体にレーザを照射して、前記積層体における前記コンデンサとなる部分の外周面に切欠部を形成する工程と、
前記切欠部が形成された前記積層体を焼成する工程と
を具備することを特徴とするコンデンサの製造方法。
前記切欠部の形成は、前記積層体に前記積層体の厚さ方向に貫通する孔部及び前記積層体の外周面に前記厚さ方向に延びる溝の少なくともいずれかを形成することにより行われることを特徴とする請求項１記載のコンデンサの製造方法。
前記切欠部は、面取り部及び丸み部の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１又は２記載のコンデンサの製造方法。
前記ブレイク溝を形成する工程は、
前記積層体の厚さ方向に位置する第一主面側及び前記第一主面と反対側の第二主面側に、前記境界の少なくとも一部に沿って前記外部電極パターンを貫通するミシン目状の第１のブレイク溝を形成する工程と、
前記第一主面側及び前記第二主面側に、前記境界の少なくとも一部に沿って前記第１のブレイク溝とほぼ直交する連続線状の第２のブレイク溝を形成する工程と、
からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンデンサの製造方法。
前記第二主面側に形成される前記第１のブレイク溝は、前記第一主面側に形成される前記第２のブレイク溝と対応する位置にかつ前記第一主面側に形成される前記第２のブレイク溝に沿って形成され、前記第二主面側に形成される前記第２のブレイク溝は、前記第一主面側に形成される前記第１のブレイク溝と対応する位置にかつ前記第一主面側に形成される前記第１のブレイク溝に沿って形成されていることを特徴とする請求項４に記載のコンデンサの製造方法。
前記積層体を焼成した後に前記積層体を前記積層体の厚さ方向において前記第１のブレイク溝付近の部分が前記第２のブレイク溝付近の部分よりも先に切り離されるように前記コンデンサとなる部分毎に分割する工程をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のコンデンサの製造方法。