JP4746423B2

JP4746423B2 - 配線基板内蔵用コンデンサの製造方法及び配線基板内蔵用コンデンサ

Info

Publication number: JP4746423B2
Application number: JP2005370947A
Authority: JP
Inventors: 元彦佐藤; 健二村上; 裕介海江田; 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: JP2007173627A

Description

本発明は、配線基板内蔵用コンデンサの製造方法及び配線基板内蔵用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）。

このような配線基板に内蔵されるコンデンサは、積層された複数の誘電体層と誘電体層間に配置された内部電極層とを有する積層体を形成し、この積層体を焼成することにより作製されるが、焼成の際に反りが発生してしまうことがある。このため、コンデンサの集合体を作製して、焼成後にコンデンサ毎に分割することが提案されている。

ところで、配線基板に内蔵されるコンデンサにおいては、配線基板に形成された配線に電気的に接続するための外部電極層を形成する必要があるが、この外部電極層上には外部電極層めっき膜がビルドアップ層の絶縁層との密着性を向上させるため、及び外部電極層の酸化防止のためにめっき膜を形成することがある。このめっき膜は、現在、無電解めっきにより形成されている。

しかしながら、無電解めっきによりめっき膜を形成した場合には、多大な時間を要する。また、外部電極層間の距離が１５０μｍと極めて狭い場合には、外部電極層間がめっき膜により繋がり、電気的に短絡してしまうことがある。

このようなことから、無電解めっきではなく、電解めっきによりめっき膜を形成することが提案されている。しかしながら、上記のようなコンデンサの集合体を作製する場合には、コンデンサ毎に分割するためのブレイク溝を集合体に形成する必要があるため、隣り合うコンデンサ間においては、外部電極層は、互いにブレイク溝を挟んで離間している。このため、電解めっきによりめっき膜を形成する際には、外部電極層毎に電極等を接触させなければならず、効率良く電解めっきによりめっき膜を形成することができない。

なお、プリント配線基板を作製する際に、配線パターンが形成された本体と捨板との境界にミシン目を形成し、その後配線パターンに電解めっき等を施す技術が開示されている（例えば、特許文献２）。しかしながら、この技術におけるミシン目は、本体と捨板とを分割するためだけのものであり、電解めっきとは何等関係がないものである。
特開２００５−３９２４３号公報特開昭６１−２７６３９６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、外部電極層上に効率良く電解めっきによりめっき膜を形成することが可能な配線基板内蔵用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配線基板内蔵用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、及び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を有するコンデンサ本体と、前記コンデンサ本体上に形成され互いに絶縁された第１の外部電極層及び第２の外部電極層を備える配線基板内蔵用コンデンサの製造方法であって、複数のコンデンサ形成領域を含み、積層され、かつ焼成されることにより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、前記各コンデンサ形成領域内かつ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、かつ焼成されることにより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積層体を形成する工程と、前記積層体の厚さ方向に位置する第一主面から前記第一主面と反対側の第二主面にかけて貫通するビアホールを形成し、焼成されることにより、前記各コンデンサ形成領域内において前記内部電極と電気的に接続されるビア導体となるビア導体ペーストを前記ビアホールに充填する工程と、焼成されることにより前記ビア導体と電気的に接続される前記第１の外部電極層となる第１の外部電極パターンを、前記第一主面上及び前記第二主面上に形成し、焼成されることにより前記ビア導体と電気的に接続される一方、前記第１の外部電極層とは電気的に絶縁された前記第２の外部電極層となる第２の外部電極パターンを、前記第二主面上及び第一主面上に形成する工程と、前記第１，第２の外部電極パターンが形成された前記積層体に、前記各コンデンサ形成領域の境界の少なくとも一部に沿って、複数の前記コンデンサ形成領域に跨って形成された前記第一主面上の第１の外部電極パターンと、複数の前記コンデンサ形成領域に跨って形成された前記第二主面上の第２の外部電極パターンと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１のブレイク溝を形成した後、前記第１，第２の外部電極パターンが形成された前記積層体を焼成する工程と、前記第１，第２の外部電極パターンが形成された前記積層体を焼成した後、前記第一主面上の第１の外部電極層と、前記第二主面上の第２外部電極層とに電流を供給して、電解めっきにより前記第１，第２の外部電極層上にめっき膜を形成する工程と、前記第１，第２の外部電極層上に前記めっき膜が形成された前記積層体を、前記第１のブレイク溝に沿って分割する工程とを具備することを特徴とする配線基板内蔵用コンデンサの製造方法が提供される。

本発明の一の態様によれば、外部電極層が形成された積層体に、外部電極層を貫通するミシン目状の第１のブレイク溝を形成するので、外部電極層上に効率良く電解めっきによりめっき膜を形成することが可能な配線基板内蔵用コンデンサの製造方法を提供することができる。

本発明の他の態様によれば、配線基板内蔵用コンデンサの反り量が１００μｍ未満となっており、第１のめっき膜及び第２のめっき膜が第１の外部電極層と第２の外部電極層との間の距離が３０〜３００μｍとなっている部分において離間しているので、配線基板に内蔵するのに適した配線基板内蔵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）及び図２（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側面図である。図３（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３（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り、図４は本実施の形態に係る外部電極層付近の模式的な拡大図である。

図１（ａ）〜図３（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内部電極層）及び内部電極層５（第２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３（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３（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、３０〜３００μｍ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２ｂ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、図４に示されるように後述する絶縁層４４，４８やビア導体６１，６２等との密着性を向上させるためのめっき膜１０が形成されている。めっき膜１０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。めっき膜１０は電解めっきにより形成されたものである。めっき膜１０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。

外部電極層８，９とめっき膜１０との間には、外部電極層８，９とめっき膜１０との密着性の低下を抑制するためのめっき膜１１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とめっき膜１０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めっき膜１１が形成されている。めっき膜１１は電解めっきにより形成されたものである。

めっき膜１１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、上記めっき膜を形成させなくてもよい。ここで、めっき膜１１が形成されている場合には、めっき膜１０，１１の少なくともいずれかが電解めっきにより形成されていればよく、まためっき膜１１が形成されていない場合には、めっき膜１０が電解めっきにより形成されていればよい。

コンデンサ１の外観は、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、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるようにコンデンサ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２９ｃ，２９ｄ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、図２（ａ）に示されるように溝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、外部電極層８、及びめっき膜１０，１１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、図２（ｂ）に示されるように溝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、外部電極層９、及びめっき膜１０，１１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、面取り部１ｆの代わりに或いは面取り部１ｆとともに、曲率半径が０．６ｍｍ以上の丸み部がコンデンサ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、丸み部の曲率半径は、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。

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５（ａ）及び図５（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６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図１０、及び図１２（ｂ）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７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）、図９（ｂ）、図１１、図１２（ａ）、図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１４は本実施の形態に係る積層体の模式的な平面図である。図１５は本実施の形態に係る積層体を分割する際の様子を示した模式図である。

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５（ａ）及び図５（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としては例えば導体ペースト層等が挙げられる。また、セラミックグリーンシート２２，２４としては例えばセラミックグリーンシート等が挙げられる。

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６（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６（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６（ｂ））。

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７（ａ）及び図７（ｂ））。連通したビア導体ペースト２７及び連通したビア導体ペースト２８はビア導体６，７の焼成前のものである。

その後、積層体２９の第一主面２９ａ及び第一主面２９ａと反対側の第二主面２９ｂ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８（ａ）及び図８（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。

第一主面２９ａ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に跨るように形成され、第二主面２９ｂ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に跨るように形成される。本実施の形態では、第一主面２９ａ側における外部電極パターン３０は、第一主面２９ａ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、第二主面２９ｂ側における外部電極パターン３１は、第二主面２９ｂ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。

第一主面２９ａ及び第二主面２９ｂ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２９ｃ（第１のブレイク溝）及び連続線状のブレイク溝２９ｄ（第２のブレイク溝）をそれぞれ形成する（図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０、及び図１１）。

第一主面２９ａ側においては、ブレイク溝２９ｃはコンデンサ形成領域Ｒにおける第一主面２９ａの短手方向に沿った境界に形成され、ブレイク溝２９ｄはコンデンサ形成領域Ｒにおける第二主面２９ｂの長手方向に沿った境界に形成される。

第二主面２９ｂ側においては、ブレイク溝２９ｃはコンデンサ形成領域Ｒにおける第二主面２９ｂの長手方向に沿った境界に形成され、ブレイク溝２９ｄはコンデンサ形成領域Ｒにおける第二主面２９ｂの短手方向に沿った境界に形成される。

ブレイク溝２９ｄは、それぞの第一主面２９ａ及び第二主面２９ｂ側において、ブレイク溝２９ｃに対して直交するように形成される。ここで、第二主面２９ｂ側に形成されるブレイク溝２９ｃは第一主面２９ａ側に形成されるブレイク溝２９ｄと対応する位置にかつ第一主面２９ａ側に形成されるブレイク溝２９ｄに沿って形成される。また、第二主面２９ｂ側に形成されるブレイク溝２９ｄは第一主面２９ａ側に形成されるブレイク溝２９ｃと対応する位置に第一主面２９ａ側に形成されるブレイク溝２９ｃに沿って形成される。

ブレイク溝２９ｃの深さは、積層体２９の厚さの２０％以上７０％以下であることが望ましい。このような範囲が望ましいとしたのは、２０％以上とすれば、積層体２９を分割する際にブレイク溝２９ｃに沿って容易に分割することができるからであり、７０％以下とすれば、ブレイク溝２９ｃ形成後における脱脂、焼成、搬送等において、ブレイク溝２９ｃでの割れ、或いは欠けを低減することができるからである。

ブレイク溝２９ｃが円筒状の場合、ブレイク溝２９ｃの半径ｒは、３０〜７５μｍが好ましい。この範囲が好ましいとしたのは、３０μｍ未満であると、めっき液がブレイク溝２９ｃに侵入した場合、その後の洗浄でめっき液を除去できなくなるからであり、また７５μｍを超えると、内部電極層４，５の面積が小さくなってしまい容量低下の一因となるからである。

ブレイク溝２９ｃ間の距離ｄ_２は、１５０−２×半径ｒ（μｍ）を超え５００−２×半径ｒ（μｍ）未満が好ましい。この範囲が好ましいとしたのは、１５０−２×半径ｒ（μｍ）以下であると、後述するめっき膜１０，１１を形成する際にめっき厚みのばらつきが生じてしまうためであり、また５００−２×半径ｒ（μｍ）以上であると、積層体２９をコンデンサ形成領域Ｒ毎に分割する際に分割し難くなるからである。

積層体２９にブレイク溝２９ｃ，２９ｄを形成した後、例えばレーザ等により、コンデンサ形成領域Ｒの角部の境界に沿って、積層体２９を厚さ方向に貫通する矩形状の孔部２９ｅを形成する（図１２（ａ））。孔部２９ｅを形成することにより、コンデンサ１に面取り部１ｆが形成される。なお、本実施の形態では、ブレイク溝２ｃ，２ｄを形成した後に孔部２９ｅを形成しているが、孔部２９ｅを形成した後にブレイク溝２９ｃ，２９ｄを形成してもよい。

積層体２９に孔部２９ｅ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１２（ｂ））。

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めっき膜１０，１１を形成する。ここで、第一主面２９ａ側にはブレイク溝２９ｃが形成されているが、ブレイク溝２９ｃはミシン目状に形成されているので、第一主面２９ａ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、第一主面２９ａ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（図１３（ａ））、第一主面２９ａ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めっき膜１０，１１を形成することができる。また、第二主面２９ｂ側においても同様であるが、第二主面２９ｂ側においては、第二主面２９ｂ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（図１３（ｂ））。なお、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）の図中の矢印は、電流の流れる方向を示している。

そして、最後に、ブレイク溝２９ｃ，２９ｄに沿って、コンデンサ形成領域Ｒ毎に積層体２９を分割して、図１に示されるコンデンサ１等を作製する（図１４）。ここで、積層体２９の厚さ方向には、ブレイク溝２９ｃと対応する位置にブレイク溝２９ｄが形成されているが、積層体２９は、ブレイク溝２９ｃ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ように分割されることが望ましい（図１５）。これは、ブレイク溝２９ｃ間には外部電極層８及びめっき膜１０，１１が存在しているため、ブレイク溝２９ｄ付近の部分がブレイク溝２９ｃ付近の部分よりも先に切り離されると、ブレイク溝２９ｃ付近の外部電極層８及びめっき膜１０，１１がブレイク溝２９ｃに沿って切断されないおそれがあるからである。

具体的には、まず、第一主面２９ａ側のブレイク溝２９ｃ付近の部分が第二主面２９ｂ側のブレイク溝２９ｄ付近の部分よりも先に切り離されるように１列毎分割し、その後、第二主面２９ｂ側のブレイク溝２９ｃ付近の部分が第一主面２９ａ側のブレイク溝２９ｄ付近の部分よりも先に切り離されるようにそれぞれ分割する。なお、第二主面２９ｂ側のブレイク溝２９ｃ付近の部分が第一主面２９ａ側のブレイク溝２９ｄ付近の部分よりも先に切り離されるように１列毎分割し、その後、第一主面２９ａ側のブレイク溝２９ｃ付近の部分が第二主面２９ｂ側のブレイク溝２９ｄ付近の部分よりも先に切り離されるようにそれぞれ分割してもよい。

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１６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１６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の内側面４箇所の隅部には、曲率半径が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の丸み部或いは面取り寸法が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の面取り部が形成されている。

コア基板４１とコンデンサ１との間の隙間には、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、第一主面２９ａ側において積層体２９に外部電極層８を貫通するミシン目状のブレイク溝２９ｃを形成しているので、第一主面２９ａ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、電解めっきにより第一主面２９ａの長手方向において一括してめっき膜１０，１１を形成することができるので、効率良くめっき膜１０，１１を形成することができる。なお、第二主面２９ｂ側にもブレイク溝２９ｃを形成しているので、上記と同様の効果が得られる。

本実施の形態では、電解めっきによりめっき膜１０，１１を形成するので、外部電極層８，９上に正確にめっき膜１０，１１を形成することができる。これにより、外部電極層８と外部電極層９との間の距離ｄ_１が３０〜３００μｍのように狭い場合であっても、外部電極層８と外部電極層９とがめっき膜１０，１１により繋がり難くなるので、電気的な短絡を抑制することができる。

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、めっき膜１０，１１は外部電極層８と外部電極層９との間の距離ｄ_１が３０〜３００μｍと比較的狭くなっていても精度よく析出させることができ、また、製品の集合体の状態でめっき処理を施すことが可能であり、しかも集合体全体に均一にめっき処理をすることができる。

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。

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や丸み部が形成されているので、面取り部１ｆや丸み部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。

（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１７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１７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上にめっき膜１０，１１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。

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。

（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）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側面図である。（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。第１の実施の形態に係る外部電極層付近の模式的な拡大図である。（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）及び（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積層体の模式的な縦断面図である。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。（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）及び（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積層体を分割する際の様子を示した模式図である。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、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、１０，１１…めっき膜、２１，２３…内部電極パターン、２２，２４…セラミックグリーンシート、２６，２９…積層体、２９ａ…第一主面、２９ｂ…第二主面、２９ｃ，２９ｄ…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、及び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を有するコンデンサ本体と、前記コンデンサ本体上に形成され互いに絶縁された第１の外部電極層及び第２の外部電極層を備える配線基板内蔵用コンデンサの製造方法であって、
複数のコンデンサ形成領域を含み、積層され、かつ焼成されることにより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、前記各コンデンサ形成領域内かつ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、かつ焼成されることにより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積層体を形成する工程と、
前記積層体の厚さ方向に位置する第一主面から前記第一主面と反対側の第二主面にかけて貫通するビアホールを形成し、焼成されることにより、前記各コンデンサ形成領域内において前記内部電極と電気的に接続されるビア導体となるビア導体ペーストを前記ビアホールに充填する工程と、
焼成されることにより前記ビア導体と電気的に接続される前記第１の外部電極層となる第１の外部電極パターンを、前記第一主面上及び前記第二主面上に形成し、焼成されることにより前記ビア導体と電気的に接続される一方、前記第１の外部電極層とは電気的に絶縁された前記第２の外部電極層となる第２の外部電極パターンを、前記第二主面上及び第一主面上に形成する工程と、
前記第１，第２の外部電極パターンが形成された前記積層体に、前記各コンデンサ形成領域の境界の少なくとも一部に沿って、複数の前記コンデンサ形成領域に跨って形成された前記第一主面上の第１の外部電極パターンと、複数の前記コンデンサ形成領域に跨って形成された前記第二主面上の第２の外部電極パターンと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１のブレイク溝を形成した後、前記第１，第２の外部電極パターンが形成された前記積層体を焼成する工程と、
前記第１，第２の外部電極パターンが形成された前記積層体を焼成した後、前記第一主面上の第１の外部電極層と、前記第二主面上の第２外部電極層とに電流を供給して、電解めっきにより前記第１，第２の外部電極層上にめっき膜を形成する工程と、
前記第１，第２の外部電極層上に前記めっき膜が形成された前記積層体を、前記第１のブレイク溝に沿って分割する工程と
を具備することを特徴とする配線基板内蔵用コンデンサの製造方法。
前記第一主面上の第２の外部電極パターンは、島状に形成されており、前記第一主面上の第１の外部電極パターンは、前記第一主面上の第２の外部電極パターンを取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板内蔵用コンデンサの製造方法。
前記第二主面上の第１の外部電極パターンは、島状に形成されており、前記第二主面上の第２の外部電極パターンは、前記第二主面上の第１の外部電極パターンを取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の配線基板内蔵用コンデンサの製造方法。
前記第１のブレイク溝は、前記積層体における前記第一主面側及び前記第二主面側の部分にそれぞれ形成され、
前記第１，第２の外部電極パターンを形成した後かつ前記第１，第２の外部電極パターンが形成された前記積層体を焼成する前に、前記積層体における前記第一主面側及び前記第二主面側の部分に、前記境界の一部に沿って、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、
前記めっき膜を形成した後、前記第１，第２の外部電極層上に前記めっき膜が形成された前記積層体を前記第２のブレイク溝に沿って分割する工程と
をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線基板内蔵用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、
前記積層体は、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分割されることを特徴とする請求項４に記載の配線基板内蔵用コンデンサの製造方法。
前記内部電極パターンは、第１の内部電極パターンと、前記セラミックグリーンシートの積層方向において前記第１の内部電極パターンと前記セラミックグリーンシートを介して交互に配置された第２の内部電極パターンとから構成され、
前記第一主面上の第１の外部電極パターン及び第二主面上の第１の外部電極パターンは、前記第１の内部電極パターンに電気的に接続され、前記第一主面上の第２の外部電極パターン及び第二主面上の第２の外部電極パターンは、前記第２の内部電極パターンに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配線基板内蔵用コンデンサの製造方法。
前記第１のブレイク溝の深さは、前記積層体の厚さの２０％以上７０％以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配線基板内蔵用コンデンサの製造方法。