JP5367306B2 - セラミック部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板に内蔵または表面実装されるセラミック部品の製造方法に関するものである。

コンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される半導体集積回路素子（ＩＣチップ）は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。一般的にＩＣチップの底面には多数の端子が密集してアレイ状に配置されており、このような端子群はマザーボード側の端子群に対してフリップチップの形態で接続される。ただし、ＩＣチップ側の端子群とマザーボード側の端子群とでは端子間ピッチに大きな差があることから、ＩＣチップをマザーボード上に直接的に接続することは困難である。そのため、通常はＩＣチップをＩＣチップ搭載用配線基板上に搭載してなるパッケージを作製し、そのパッケージをマザーボード上に搭載するという手法が採用される。この種のパッケージを構成するＩＣチップ搭載用配線基板においては、ＩＣチップのスイッチングノイズの低減や電源電圧の安定化を図るために、コンデンサ（「キャパシタ」とも言う）を設けることが提案されている。例えば、ＩＣチップを搭載したＩＣ搭載面の裏面側にコンデンサを表面実装した配線基板や、より配線抵抗やインダクタンスを低減させるため樹脂コア基板内にコンデンサを埋め込んだ配線基板（例えば特許文献１参照）が従来提案されている。

上記の配線基板に内蔵または表面実装されるコンデンサとしては、低インダクタンスであるビアアレイタイプのセラミックコンデンサが提案されている。このセラミックコンデンサは、複数のセラミック誘電体層と複数の内部電極層とが交互に積層配置されたセラミック焼結体を備える。そして、このセラミック焼結体において、各セラミック誘電体層を貫通して各内部電極層と電気的に接続される複数のコンデンサ内ビア導体がアレイ状に配置されている。さらに、セラミック焼結体の表面及び裏面には、コンデンサ内ビア導体の端部に接続される外部電極が設けられている。
特開２００５−３９２４３号公報（図４など）

ところで、前記セラミックコンデンサは、セラミック焼結体からなるためその焼結時に反りが発生しやすく、その反りが大きくなると、配線基板との電気接続性が悪くなる。この対策として、外部電極上に複数の銅ポスト（突起状導体）を突設したセラミックコンデンサが開発されている。複数の銅ポストは、電解銅めっきまたは導電性ペーストの印刷等によって形成されている。銅ポストの形成時には、セラミック焼結体の反りに応じて中央部と周縁部とで銅ポストの高さバラツキが生じてしまう。このため、銅ポストの形成工程後に研磨工程を行うことによりその高さを揃えて、セラミックコンデンサの接続信頼性を高めることが考えられている。

ところが、銅ポストは外部電極上に突設されており、研磨時に加わる機械的なストレスに対して十分な強度を有していない。このため、銅ポストの頂部には研磨ダレが発生しやすく、頂部の高さを十分に揃えることが困難である。従ってこの場合には、銅ポストの頂部と他部品の導体部分とを接続しようとしても、好適な接続信頼性を得ることができない。また、研磨時に加わる機械的なストレスが大きいと、それにより銅ポストが折れてしまう可能性もあり、この場合には製品歩留まりが低下してしまう。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、セラミック部品を製造するのに好適なセラミック部品の製造方法を提供することにある。

そして上記課題を解決するための手段（手段１）としては、部品主面及び部品裏面を有するセラミック部品本体と、前記部品主面の上または前記部品主面及び前記部品裏面の上に配置された外部電極と、頂部を有し、前記外部電極上に突設された複数の突起状導体と、前記複数の突起状導体間の隙間を埋めるように設けられた樹脂層とを備えたセラミック部品であって、前記複数の突起状導体の頂部の高さバラツキが、前記部品主面の高さバラツキよりも小さくなるように設定されていることを特徴とするセラミック部品がある。

従って、手段１のセラミック部品によると、部品主面の高さバラツキがあったとしても、各突起状導体の頂部の高さバラツキのほうがそれよりも小さいことから、従来のものに比べて頂部の高さが揃っている。よって、配線基板のような他部品の導体部分との電気的な接続を確実なものとすることができる。また、各突起状導体間の隙間を埋めるように設けられた樹脂層により、いわば各突起状導体が補強されているため、突起状導体の研磨ダレや折れが発生しにくくなる。なお、突起状導体の折れの発生率が下がることにより製品歩留まりも向上しうるため、結果的に低コスト化を達成しやすくなる。

前記複数の突起状導体の頂部の表面と、前記樹脂層の表面とが面一となるよう形成されていることが好ましい。この場合、突起状導体の頂部の表面と樹脂層の表面とを同時に研磨することにより、各表面を面一とすることができ、突起状導体及び樹脂層の高さを容易に揃えることができる。

前記セラミック部品としては、チップコンデンサやセラミックコンデンサを挙げることができる。また、好適なセラミックコンデンサとしては、複数の内部電極がセラミック誘電体層を介して積層配置されたセラミック焼結体を前記セラミック部品本体として備え、前記複数の内部電極に接続される複数のコンデンサ内ビア導体が設けられ、前記外部電極が、前記複数のコンデンサ内ビア導体における前記部品主面側及び前記部品裏面側の少なくとも一方の端部に接続されたセラミックコンデンサなどを挙げることができる。なお、セラミックコンデンサは、前記複数のコンデンサ内ビア導体が全体としてアレイ状に配置されたビアアレイタイプのセラミックコンデンサであることが好ましい。このような構造であれば、コンデンサのインダクタンスの低減化が図られ、ノイズ吸収や電圧安定化が可能となる。また、コンデンサ全体の小型化が図りやすくなり、ひいては配線基板全体の小型化も図りやすくなる。しかも、小さい割りに高静電容量が達成しやすく、より安定した電源供給が可能となる。
また、外部電極はプレーン状電極であり、開口部によりその一部が部分的に露出していてもよい。さらに、プレーン状電極を構成する銅めっき層の表面は粗化されていてもよい。

前記複数の突起状導体の頂部には、外部基板と接続するための電極パッドが形成されていることが好ましい。このように、突起状導体の頂部に電極パッドを形成することにより、外部基板に対してセラミック部品を確実に表面実装することが可能となる。

前記複数の突起状導体を構成する金属材料は、例えば、銅、銀、鉄、コバルト、ニッケルなどが挙げられる。特に、前記突起状導体は、銅を主体として形成されていることが好ましい。このようにすれば、突起状導体を他の材料を主体として形成する場合よりも、突起状導体の低抵抗化が図られるとともに、突起状導体の導電性が向上する。しかも、突起状導体が比較的柔らかい銅を主体として形成されるため、突起状導体の粗化が容易になる。

さらに、突起状導体は、めっきによって形成される。なお、突起状導体が銅を主体として形成される場合、前記突起状導体は、電解銅めっきによって円柱状に形成された円柱状導体であることが好ましい。このように電解銅めっきによって突起状導体を形成すれば、突起状導体を例えば導電性ペーストなどによって形成する場合に比べて、突起状導体の導電性が向上する。また、突起状導体の直径はプレーン状電極の幅よりも小さく、かつコンデンサ内ビア導体の直径よりも大きくてもよい。

前記樹脂層は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂層の形成材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる。

また、上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、前記セラミック部品が内蔵または表面実装されていることを特徴とする配線基板がある。

従って、手段２の配線基板によると、セラミック部品における複数の突起状導体の頂部の高さが揃っているので、セラミック部品との接続信頼性を高めることができる。

前記配線基板としては、樹脂材料、セラミック材料、金属材料などを主体として構成された基板を挙げることができる。樹脂材料を主体として構成された基板の具体例としては、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）基板、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）基板、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド・トリアジン樹脂）基板、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）基板などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料からなる基板を使用してもよい。あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料からなる基板等を使用してもよい。また、セラミック材料を主体として構成された基板の具体例としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、炭化珪素、窒化珪素などのセラミック材料からなる基板などがある。さらに、金属材料を主体として構成された基板の具体例としては、例えば、銅基板や銅合金基板、銅以外の金属単体からなる基板、銅以外の金属の合金からなる基板などがあるが、これらに限ることはない。

前記配線基板は、樹脂層間絶縁層と導体層とを積層してなるビルドアップ層を備え、前記樹脂層間絶縁層と前記セラミック部品の樹脂層とを同じ樹脂材料を用いて形成することが好ましい。このようにすると、樹脂層間絶縁層と樹脂層とがなじみやすく、セラミック部品の密着性を向上させることができ、配線基板の信頼性を高めることができる。

前記樹脂層間絶縁層は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂層間絶縁層の形成材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料、あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。

さらに、上記課題を解決するための別の手段（手段３）としては、部品主面及び部品裏面を有するセラミック部品本体と、前記部品主面の上または前記部品主面及び前記部品裏面の上に配置された外部電極と、頂部を有し、前記外部電極よりも厚くなるように前記外部電極上に突設された複数の突起状導体と、前記複数の突起状導体間の隙間を埋めるように設けられた樹脂層とを備え、前記複数の突起状導体の頂部の表面と、前記樹脂層の表面とが面一となっているセラミック部品の製造方法であって、前記セラミック部品を基板に搭載する前に、前記セラミック部品本体の周囲を絶縁性の樹脂で覆うことで前記樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記樹脂層において前記外部電極を部分的に露出させる開口部を形成する開口部形成工程と、前記開口部を介して露出する前記外部電極に対してめっきを施すことにより、前記突起状導体を形成する導体形成工程と、表面研磨処理を行うことにより、前記各突起状導体の頂部の表面と前記樹脂層の表面との高さを合わせる高さ合わせ工程とを含み、前記外部電極はプレーン状電極であり、前記開口部形成工程後かつ前記導体形成工程前において、前記開口部によりその一部が部分的に露出しており、前記プレーン状電極を構成する銅めっき層の表面は粗化されていることを特徴とするセラミック部品の製造方法がある。

従って、手段３のセラミック部品の製造方法によると、高さ合わせ工程において表面研磨処理を行うことにより、各突起状導体の頂部の表面と樹脂層の表面との高さが同じ高さに合わされる。ここで、表面研磨によって突起状導体の頂部に所定の機械的ストレスが加わるが、各突起状導体間の隙間を埋めるように設けられた樹脂層により、いわば各突起状導体が補強されている。このため、突起状導体の研磨ダレや折れの発生を回避しつつ、各突起状導体の高さを確実に揃えることができる。従って、セラミック部品を例えば配線基板に内蔵または表面実装する場合、突起状導体を介して配線基板との電気的接続を確実に行うことができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１に示されるように、本実施の形態の配線基板１０は、ＩＣチップ搭載用の配線基板である。配線基板１０は、樹脂コア基板１１と、樹脂コア基板１１のコア主面１２（図１では上面）上に形成される第１ビルドアップ層３１と、樹脂コア基板１１のコア裏面１３（図１では下面）上に形成される第２ビルドアップ層３２とからなる。

樹脂コア基板１１は、縦２５ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの平面視略矩形板状である。この樹脂コア基板１１における複数箇所にはスルーホール導体１６が形成されている。かかるスルーホール導体１６は、樹脂コア基板１１のコア主面１２側とコア裏面１３側とを接続導通している。なお、スルーホール導体１６の内部は、例えばエポキシ樹脂などの閉塞体１７で埋められている。また、樹脂コア基板１１のコア主面１２及びコア裏面１３には、銅からなる導体層４１がパターン形成されており、各導体層４１は、スルーホール導体１６に電気的に接続されている。

樹脂コア基板１１のコア主面１２上に形成された第１ビルドアップ層３１は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる２層の樹脂層間絶縁層３３，３５と、銅からなる導体層４２とを交互に積層した構造を有している。また、第２層の樹脂層間絶縁層３５の表面上における複数箇所には、端子パッド４４がアレイ状に形成されている。さらに、樹脂層間絶縁層３５の表面は、ソルダーレジスト３７によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト３７の所定箇所には、端子パッド４４を露出させる開口部４６が形成されている。端子パッド４４の表面上には、複数のはんだバンプ４５が配設されている。各はんだバンプ４５は、矩形平板状をなすＩＣチップ２１の面接続端子２２に電気的に接続されている。なお、各端子パッド４４及び各はんだバンプ４５が形成されている領域は、ＩＣチップ２１を搭載可能なＩＣチップ搭載領域２３である。ＩＣチップ搭載領域２３は、第１ビルドアップ層３１の表面に設定されている。また、樹脂層間絶縁層３３，３５内には、それぞれビア導体４３，４７が設けられている。これらのビア導体４３，４７は、導体層４２及び端子パッド４４を相互に電気的に接続している。

樹脂コア基板１１のコア裏面１３上に形成された第２ビルドアップ層３２は、上述した第１ビルドアップ層３１と同様に、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる２層の樹脂層間絶縁層３４，３６と、導体層４２とを交互に積層した構造を有している。第２層の樹脂層間絶縁層３６の下面上における複数箇所には、ビア導体４３を介して導体層４２に電気的に接続されるＢＧＡ用パッド４８がアレイ状に形成されている。また、樹脂層間絶縁層３６の下面は、ソルダーレジスト３８によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト３８の所定箇所には、ＢＧＡ用パッド４８を露出させる開口部４０が形成されている。ＢＧＡ用パッド４８の表面上には、図示しないマザーボードとの電気的な接続を図るための複数のはんだバンプ４９が配設されている。そして、各はんだバンプ４９により、図１に示される配線基板１０は図示しないマザーボード上に実装される。

樹脂コア基板１１は、コア主面１２の中央部にて開口する平面視で矩形状の収容穴部９０を有している。すなわち、収容穴部９０は有底の凹部（非貫通穴部）である。収容穴部９０内には、セラミックコンデンサ１０１（セラミック部品）が、埋め込まれた状態で収容されている。本実施の形態のセラミックコンデンサ１０１は、縦１０．０ｍｍ×横１０．０ｍｍ×厚さ０．９ｍｍの矩形平板状である。また、収容穴部９０の内面とセラミックコンデンサ１０１の側面及び裏面との隙間は、高分子材料（本実施の形態では熱硬化性樹脂）からなる樹脂充填剤９２によって埋められている。この樹脂充填剤９２は、セラミックコンデンサ１０１を樹脂コア基板１１に固定するとともに、セラミックコンデンサ１０１及び樹脂コア基板１１の面方向や厚さ方向への変形を自身の弾性変形により吸収する機能を有している。

セラミックコンデンサ１０１は、樹脂コア基板１１においてＩＣチップ搭載領域２３の真下の領域に配置されている。なお、ＩＣチップ搭載領域２３の面積（ＩＣチップ２１において面接続端子２２が形成される面の面積）は、セラミックコンデンサ１０１のコンデンサ主面１０２の面積よりも小さくなるように設定されている。セラミックコンデンサ１０１の厚さ方向から見た場合、ＩＣチップ搭載領域２３は、セラミックコンデンサ１０１のコンデンサ主面１０２内に位置している。

図１及び図２に示されるように、本実施の形態のセラミックコンデンサ１０１は、いわゆるビアアレイタイプのコンデンサである。セラミックコンデンサ１０１を構成するセラミック焼結体１０４（セラミック部品本体）は、部品主面である１つのコンデンサ主面１０２（図１では上面）、部品裏面である１つのコンデンサ裏面１０３（図１では下面）、及び、４つのコンデンサ側面１０６（図１では左面、右面）を有する板状物である。

図２に示されるように、セラミック焼結体１０４は、セラミック誘電体層１０５を介して電源用内部電極層１４１（内部電極）とグランド用内部電極層１４２（内部電極）とを交互に積層配置した構造を有している。また、セラミック誘電体層１０５は、高誘電率セラミックの一種であるチタン酸バリウムの焼結体からなり、電源用内部電極層１４１及びグランド用内部電極層１４２間の誘電体（絶縁体）として機能する。電源用内部電極層１４１及びグランド用内部電極層１４２は、いずれもニッケルを主成分として形成された層であって、セラミック焼結体１０４の内部において一層おきに配置されている。

図１，図２等に示されるように、セラミック焼結体１０４には、多数のビアホール１３０が形成されている。これらのビアホール１３０は、セラミック焼結体１０４の厚さ方向に形成されるとともに、セラミック焼結体１０４の全面にわたって格子状（アレイ状）に配置されている。各ビアホール１３０内には、複数のコンデンサ内ビア導体１３１，１３２が、ニッケルを主材料として形成されている。なお本実施の形態において、ビアホール１３０の直径は約１００μｍに設定されているため、コンデンサ内ビア導体１３１，１３２の直径も約１００μｍに設定されている。各電源用コンデンサ内ビア導体１３１は、各電源用内部電極層１４１を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各グランド用コンデンサ内ビア導体１３２は、各グランド用内部電極層１４２を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各電源用コンデンサ内ビア導体１３１及び各グランド用コンデンサ内ビア導体１３２は、全体としてアレイ状に配置されている。

そして図２，図３等に示されるように、セラミック焼結体１０４のコンデンサ主面１０２上には、複数の主面側電源用プレーン状電極１１１（外部電極）と複数の主面側グランド用プレーン状電極１１２（外部電極）とが設けられている。各プレーン状電極１１１，１１２は、コンデンサ主面１０２において互いに平行に配置されており、幅３００μｍ×厚さ２５μｍの平面視略矩形状をなす帯状パターンである（図３参照）。主面側電源用プレーン状電極１１１は、複数の電源用コンデンサ内ビア導体１３１におけるコンデンサ主面１０２側の端面に対して直接接続されており、主面側グランド用プレーン状電極１１２は、複数のグランド用コンデンサ内ビア導体１３２におけるコンデンサ主面１０２側の端面に対して直接接続されている。

図４に示されるように、プレーン状電極１１１，１１２は、メタライズ導体層１５１と、めっき層１５２とからなっている。メタライズ導体層１５１は、前記コンデンサ主面１０２の上に配置されるとともに、ニッケルを主材料として形成されている。めっき層１５２は、ニッケルよりも導電性の高い銅からなり、メタライズ導体層１５１の表面を全体的に被覆している。さらに、めっき層１５２の表面は粗化されており、めっき層１５２の表面の算術平均粗さＲａは０．４μｍに設定されている。なお、「算術平均粗さＲａ」とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義されている算術平均粗さＲａである。算術平均粗さＲａの測定方法はＪＩＳ Ｂ０６５１に準じるものとする。

図１〜図４に示されるように、各プレーン状電極１１１，１１２上には、それぞれ突起状導体５０が突設されている。そして、突起状導体５０の数は、前記コンデンサ内ビア導体１３１，１３２の数と等しくなっており、本実施の形態では５０個以上となっている。また、各突起状導体５０は、銅めっきによって形成された円柱状導体（銅ポスト）である。即ち、突起状導体５０は、めっき層１５２と同じ金属材料である銅を主体として円柱状に形成されている。各突起状導体５０の直径は、プレーン状電極１１１，１１２の幅（約３００μｍ）よりも小さく、かつ、コンデンサ内ビア導体１３１，１３２の直径（約１００μｍ）よりも大きく設定されており、本実施の形態では約２５０μｍに設定されている。また、突起状導体５０の厚さは、１５０μｍ〜２００μｍに設定されている。

図２に示されるように、本実施の形態のセラミックコンデンサ１０１において、セラミック焼結体１０４は、中央部ほど高くなるようコンデンサ主面１０２側に反っている。そして、そのコンデンサ主面１０２の高さバラツキよりも各突起状導体５０の頂部５２の高さバラツキが小さくなるよう設定されている。具体的には、コンデンサ裏面１０３側を下に向けた状態で平坦な基準面にセラミックコンデンサ１０１を載置した場合、その基準面に対する各突起状導体５０の頂部５２の高さはほぼ一定に揃っている。一方、基準面に対するコンデンサ主面１０２の高さバラツキは５０μｍ〜６０μｍ程度である。また、各突起状導体５０の頂部５２の平坦度は、コンデンサ主面１０２の平坦度よりも小さくなるように（例えば０μｍ〜１０μｍ程度に）設定されている。

コンデンサ主面１０２上には、複数の突起状導体５０間の隙間を埋めるよう樹脂層５５が形成されている。樹脂層５５は、ビルドアップ層３１，３２を構成する樹脂層間絶縁層３３〜３６と同じ樹脂材料（即ち、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂）を用いて形成されている。プレーン状電極１１１，１１２上に突設された突起状導体５０の頂部５２の表面５３は、樹脂層５５の表面５６と同じ位置にある。つまり、各突起状導体５０の頂部５２の表面５３と樹脂層５５の表面５６とが面一となるよう形成されている。

図１に示されるように、プレーン状電極１１１，１１２上に突設された突起状導体５０は、樹脂層間絶縁層３３に形成されたビア導体４７に接続される。セラミックコンデンサ１０１のプレーン状電極１１１，１１２は、突起状導体５０、ビア導体４７、導体層４２、ビア導体４３、端子パッド４４、はんだバンプ４５及びＩＣチップ２１の面接続端子２２を介して、ＩＣチップ２１に電気的に接続されている。

次に、本実施の形態のセラミックコンデンサ１０１の製造方法について述べる。

まず、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料のグリーンシートを形成し、このグリーンシートに内部電極層用ニッケルペーストをスクリーン印刷して乾燥させる。これにより、後に電源用内部電極層１４１となる電源用内部電極部と、グランド用内部電極層１４２となるグランド用内部電極部とが形成される。次に、電源用内部電極部が形成されたグリーンシートとグランド用内部電極部が形成されたグリーンシートとを交互に積層し、シート積層方向に押圧力を付与することにより、各グリーンシートを一体化してグリーンシート積層体を形成する。

さらに、レーザ加工機を用いてグリーンシート積層体にビアホール１３０を多数個形成し、図示しないペースト圧入充填装置を用いて、ビア導体用ニッケルペーストを各ビアホール１３０内に充填する。次に、グリーンシート積層体の上面上に電極用ニッケルペーストを印刷し、グリーンシート積層体の上面側にて各導体部の上端面を覆うようにプレーン状電極１１１，１１２のメタライズ導体層１５１を形成する。

この後、グリーンシート積層体の乾燥を行い、各メタライズ金属層１５１をある程度固化させる。次に、グリーンシート積層体を脱脂し、さらに所定温度で所定時間焼成を行う。その結果、チタン酸バリウム及びペースト中のニッケルが同時焼結し、セラミック焼結体１０４となる。

次に、得られたセラミック焼結体１０４が有する各メタライズ金属層１５１に対して電解銅めっき（厚さ１５μｍ）を行う。その結果、各メタライズ金属層１５１の上に銅めっき層１５２が形成されることで、各プレーン状電極１１１，１１２が形成される。その後、プレーン状電極１１１，１１２を構成する銅めっき層１５２の表面が粗化される。

そして、図５に示されるように、セラミック焼結体１０４のコンデンサ主面１０２側に、樹脂層５５であるエポキシ樹脂製のフィルム（絶縁性の樹脂）をラミネートする（樹脂層形成工程）。その後、ＹＡＧレーザまたは炭酸ガスレーザを用いて樹脂層５５にレーザ加工を行い、図６に示されるように、各プレーン状電極１１１，１１２を部分的に露出させる開口部６０を形成する（開口部形成工程）。なお、このレーザ加工時において、開口部６０の底面に樹脂残りが懸念される場合、レーザ加工後にプラズマ処理やＵＶクリーニング処理を実施して、その底面の樹脂を除去する。

次に、めっきレジストとして機能する樹脂層５５を介して各プレーン状電極１１１，１１２上に対する電解銅めっきを行う。これにより、図７に示されるように、各プレーン状電極１１１，１１２上に突起状導体５０を形成する（導体形成工程）。この後、熱処理（例えば、１１０℃、１時間のアニール）を施すことにより、銅めっき層からなる突起状導体５０を硬化させる。

さらに、表面研磨処理を行うことにより、図４に示されるように、突起状導体５０の頂部５２の表面５３と樹脂層５５の表面５６との高さを合わせる（高さ合わせ工程）。なお、上記製造工程では、セラミックコンデンサ１０１となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した多数個取り用の中間製品として製造される。そして、その多数個取り用の中間製品を分割すると、個々の製品であるセラミックコンデンサ１０１が多数個同時に得られる。

次に、本実施の形態の配線基板１０の製造方法について述べる。

まず、図８に示すように、収容穴部９０を有する樹脂コア基板１１を従来周知の手法により作製して準備する。樹脂コア基板１１は以下のように作製される。樹脂基材１６０の両面に銅箔１６１が貼付された銅張積層板１６２（図９参照）を用意し、その銅張積層板１６２に対してドリル機を用いて孔あけ加工を行い、スルーホール導体１６を形成するための貫通孔（図示略）を所定位置にあらかじめ形成しておく。また、銅張積層板１６２に対してルータを用いて孔あけ加工を行い、収容穴部９０となる非貫通穴を所定位置にあらかじめ形成しておく。

そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことでスルーホール導体１６を形成する。さらに、銅張積層板１６２の両面の銅箔１６１のエッチングを行って導体層４１を例えばサブトラクティブ法によってパターニングする。具体的には、無電解銅めっきの後、この無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施す。さらにドライフィルムをラミネートし、同ドライフィルムに対して露光及び現像を行うことにより、ドライフィルムを所定パターンに形成する。この状態で、不要な電解銅めっき層、無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その後、ドライフィルムを剥離することにより樹脂コア基板１１を得る。

そして、図８の樹脂コア基板１１の収容穴部９０内にセラミックコンデンサ１０１を収容し、その収容穴部９０の内面とセラミックコンデンサ１０１の側面及び裏面との隙間に、ディスペンサ装置（Ａｓｙｍｔｅｋ社製）を用いて、熱硬化性樹脂製の樹脂充填剤９２（株式会社ナミックス製）を充填する。その後、加熱処理を行うと、樹脂充填剤９２が硬化して、セラミックコンデンサ１０１が収容穴部９０内に固定される（図１０参照）。

その後、研磨工程を行い、セラミックコンデンサ１０１における突起状導体５０の頂部５２の表面５３と、樹脂コア基板１１におけるコア主面１２上の導体層４１の表面とを同じ高さに合わせる。具体的に言うと、ベルトサンダー装置を用い、導体層４１の表面よりも上方に位置している頂部５２の表面５３を研磨して突起状導体５０を低くすると同時に、樹脂層５５の表面５６を研磨する。

さらに、従来周知の手法に基づいて樹脂コア基板１１のコア主面１２及びセラミックコンデンサ１０１の上面の上にビルドアップ層３１を形成するとともに、樹脂コア基板１１のコア裏面１３及びセラミックコンデンサ１０１の下面の上にビルドアップ層３２を形成する。具体的に言うと、まず、コア主面１２及びコンデンサ１０１の上面の上に樹脂層間絶縁層３３を形成するとともに、コア裏面１３及びコンデンサ１０１の下面の上に樹脂層間絶縁層３４を形成する（図１１参照）。ここで、セラミックコンデンサ１０１の上部では、各突起状導体５０の頂部５２の表面５３と樹脂層５５の表面５６とが面一となっており各表面５３，５６の高さが揃っているので、均一な厚さの樹脂層間絶縁層３３が形成される。

さらに、ＹＡＧレーザまたは炭酸ガスレーザを用いてレーザ孔あけ加工を行い、ビア導体４７が形成されるべき位置にビア孔１７１を形成する（図１２参照）。具体的には、樹脂層間絶縁層３３を貫通するビア孔１７１を形成し、プレーン状電極１１１，１１２上に突設された突起状導体５０の頂部５２の表面５３を露出させるとともに、導体層４１の表面を露出させる。また、樹脂層間絶縁層３４を貫通するビア孔１７１を形成し、導体層４１の表面を露出させる。ここで、セラミックコンデンサ１０１の上面において、その中央部と周縁部とでは突起状導体５０の高さが揃っておりそれら表面５３上に形成される樹脂層間絶縁層３３の厚さが一定であるため、各ビア孔１７１が精度良く形成される。

そして、樹脂層間絶縁層３３，３４の表面上、及び、ビア孔１７１の内面に対する無電解銅めっきを行った後にエッチングレジストを形成し、次いで電解銅めっきを行う。さらに、エッチングレジストを除去してソフトエッチングを行う。これにより、図１３に示されるように、樹脂層間絶縁層３３上に導体層４２が形成されるとともに、樹脂層間絶縁層３４上に導体層４２が形成される。これと同時に、ビア孔１７１の内部にビア導体４７が形成される。

次に、樹脂層間絶縁層３３，３４上に、ビア導体４３が形成されるべき位置にビア孔（図示略）を有する樹脂層間絶縁層３５，３６を形成する。次に、従来公知の手法に従って電解銅めっきを行い、前記ビア孔の内部にビア導体４３を形成するとともに、樹脂層間絶縁層３５上に端子パッド４４を形成し、樹脂層間絶縁層３６上にＢＧＡ用パッド４８を形成する（図１４参照）。

次に、樹脂層間絶縁層３５，３６上に感光性エポキシ樹脂を塗布して硬化させることにより、ソルダーレジスト３７，３８を形成する。その後、所定のマスクを配置した状態で露光及び現像を行い、ソルダーレジスト３７，３８に開口部４０，４６をパターニングする（図１５参照）。さらに、端子パッド４４上にはんだバンプ４５を形成し、かつ、ＢＧＡ用パッド４８上にはんだバンプ４９を形成する。なお、この状態のものは、配線基板１０となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した多数個取り用配線基板であると把握することができる。さらに、多数個取り用配線基板を分割すると、個々の製品である配線基板１０が多数個同時に得られる。

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施の形態のセラミックコンデンサ１０１では、コンデンサ主面１０２の高さバラツキがあったとしても、各突起状導体５０の頂部５２の高さバラツキのほうがそれよりも小さいことから、従来のものに比べて頂部５２の高さが揃っている。よって、配線基板１０のような他部品の導体部分との電気的な接続を図る場合においても、その接続を確実なものとすることができる。また、各突起状導体５０間の隙間を埋めるように設けられた樹脂層５５により、いわば各突起状導体５０が補強されており、例えば横方向からの機械的ストレスなどに強くなっている。そのため、突起状導体５０の研磨ダレや折れが発生しにくくなる。なお、突起状導体５０の折れの発生率が下がることにより製品歩留まりも向上しうるため、結果的に低コスト化を達成しやすくなる。

また、セラミックコンデンサ１０１を配線基板１０に内蔵する場合において、セラミックコンデンサ１０１の上部に、均一な厚さの樹脂層間絶縁層３３を形成することができる。これにより、レーザ孔あけ加工によって樹脂層間絶縁層３３に形成されるビア孔１７１の形状バラツキを抑制することができ、ビア導体４７の高抵抗化や未接続といった電気的な不具合を防止することができる。従って、セラミックコンデンサ１０１との接続信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。

また、セラミック焼結体１０４のコンデンサ主面１０２やコンデンサ裏面１０３に反りがあり、セラミックコンデンサ１０１全体としての外形形状にバラツキがあるような場合、セラミックコンデンサ１０１のハンドリング性が低下し、配線基板１０における正確な位置に設置することが困難なることが考えられる。これに対し、本実施形態のセラミックコンデンサ１０１では、各突起状導体５０の頂部５２の高さを揃えかつ樹脂層５５で各突起状導体５０間の隙間を埋めているため、セラミックコンデンサ１０１全体としての外形形状をある程度揃えることができる。よって、反りなどのような形状的なバラツキのあるセラミック焼結体１０４を使用した場合であっても、ハンドリング性に優れたセラミックコンデンサ１０１とすることができる。しかも、従来使用不可であった、大きな反りの生じたセラミック焼結体１０４についても、廃棄せずにある程度使用できるようになるため、製品歩留まりが向上し、結果的に低コストを達成しやすくなる。

（２）本実施の形態のセラミックコンデンサ１０１の場合、各突起状導体５０の頂部５２の表面５３と樹脂層５５の表面５６とを同時に表面研磨することにより、各表面５３，５６を面一とすることができ、突起状導体５０及び樹脂層５５の高さを容易に揃えることができる。またこの場合、樹脂コア基板１１の収容穴部９０へのセラミックコンデンサ１０１の収容固定後に、突起状導体５０の頂部５２の表面５３とコア主面１２上の導体層４１の表面とを同じ高さに合わせるための研磨処理を容易に行うことができ、その処理負荷を軽減することができる。

（３）本実施の形態のセラミックコンデンサ１０１では、各突起状導体５０は、銅めっきによって形成されているので、突起状導体５０を例えば導電性ペーストなどによって形成する場合に比べて、突起状導体５０の導電性を向上させることができる。

（４）本実施の形態の配線基板１０では、第１ビルドアップ層３１の樹脂層間絶縁層３３とセラミックコンデンサ１０１の樹脂層５５とを同じ樹脂材料（熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂）を用いて形成した。この場合、樹脂層間絶縁層３３と樹脂層５５とがなじみやすく、セラミックコンデンサ１０１の密着性を向上させることができ、配線基板１０の信頼性を高めることができる。

（５）本実施の形態のセラミックコンデンサ１０１では、複数のビア導体１３１，１３２が全体としてアレイ状に配置されているので、セラミックコンデンサ１０１のインダクタンスの低減化が図られ、ノイズ吸収や電源変動平滑化のための高速電源供給が可能となる。また、セラミックコンデンサ１０１全体の小型化が図りやすくなり、ひいては配線基板全体の小型化も図りやすくなる。しかも、小さい割りに高静電容量が達成しやすく、ＩＣチップ２１に対してより安定した電源供給が可能となる。

なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施の形態では、セラミックコンデンサ１０１を内蔵した配線基板１０に具体化するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図１６に示す配線基板１０Ａのように、セラミックコンデンサ１０１を表面実装してもよい。詳しくは、配線基板１０Ａは、樹脂層間絶縁層１８１と導体層１８２とを交互に積層してなる多層配線基板であって、上面１２側には、ＩＣチップ２１を搭載するための端子パッド１８４がアレイ状に形成されている。配線基板１０Ａの下面１３側には、セラミックコンデンサ１０１を表面実装するための端子パッド１８５がアレイ状に形成されている。また、樹脂層間絶縁層１８１内には、複数のビア導体１８７が設けられており、これらビア導体１８７は、端子パッド１８４、端子パッド１８５及び導体層１８２を相互に電気的に接続している。

セラミックコンデンサ１０１は、上記実施の形態と同じコンデンサであり、各突起状導体５０は、各頂部５２の高さバラツキが小さくほぼ一定に揃っている。このように、各突起状導体５０の頂部５２の高さが揃っているので、配線基板１０Ａにセラミックコンデンサ１０１を確実に表面実装することができ、接続信頼性の高い配線基板１０Ａを得ることができる。また、図１７に示すセラミックコンデンサ１０１Ａのように、各突起状導体５０の頂部５２に電極パッド５４を形成してもよい。このセラミックコンデンサ１０１Ａにおいて、複数の電極パッド５４の高さバラツキが、セラミックコンデンサ１０１Ａのコンデンサ主面１０２の高さバラツキよりも小さくなるように設定されている。このようにすれば、配線基板１０Ａに対してセラミックコンデンサ１０１Ａを確実に表面実装することができる。

・上記実施の形態のセラミックコンデンサ１０１，１０１Ａでは、コンデンサ主面１０２上のみに樹脂層５５が形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、図１８に示されるセラミックコンデンサ１０１Ｂのように、セラミック焼結体１０４の周囲を覆うように樹脂層５５を形成してもよい。このように、コンデンサ主面１０２上に加え、コンデンサ側面１０６及びコンデンサ裏面１０３上にも樹脂層５５を形成することにより、セラミック焼結体１０４の反りによるサイズバラツキを調整することができ、所定の規格サイズに合わせたセラミックコンデンサ１０１Ｂを確実に製造することができる。また、図１９に示されるセラミックコンデンサ１０１Ｃのように、セラミック焼結体１０４におけるコンデンサ側面１０６及びコンデンサ裏面１０３の表面に銅めっき５７を施してもよい。この銅めっき５７の表面は粗化されており、セラミック焼結体１０４と樹脂層５５との密着性が高められている。このようにすれば、セラミックコンデンサ１０１Ｃの製品信頼性を高めることができる。

・上記実施の形態のセラミックコンデンサ１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃでは、コンデンサ主面１０２上に形成されたプレーン状電極１１１，１１２に突起状導体５０を形成するものであったが、これに限定されるものではない。図２０に示されるセラミックコンデンサ１０１Ｄのように、セラミック焼結体１０４のコンデンサ裏面１０３上にプレーン状電極１２１，１２２（外部電極）を形成し、各プレーン状電極１２１，１２２にも突起状導体５０を形成してもよい。なお、各プレーン状電極１２１，１２２は、コンデンサ裏面１０３において互いに平行に配置されており、幅３００μｍ×厚さ２５μｍの平面視略矩形状をなす帯状パターンである。また、プレーン状電極１２１は、複数の電源用コンデンサ内ビア導体１３１におけるコンデンサ裏面１０３側の端面に対して直接接続されており、プレーン状電極１２２は、複数のグランド用コンデンサ内ビア導体１３２におけるコンデンサ裏面１０３側の端面に対して直接接続されている。このセラミックコンデンサ１０１Ｄにおいて、コンデンサ裏面１０３側に形成される各突起状導体５０は、コンデンサ主面１０２側の突起状導体５０と同様に、頂部５２の高さがほぼ一定に揃っている。従って、セラミックコンデンサ１０１Ｄを配線基板に内蔵した場合、各突起状導体５０を介して配線基板との電気的接続を確実に行うことができる。

・上記実施の形態の配線基板１０では、樹脂コア基板１１に有底の収容穴部９０を形成してその収容穴部９０にセラミックコンデンサ１０１を収容していたが、これに限定されるものではない。例えば、図２０のセラミックコンデンサ１０１Ｄを配線基板１０に内蔵する場合には、樹脂コア基板１１においてコア主面１２及びコア裏面１３にて開口する収容穴部（貫通穴）を形成し、その収容穴部にセラミックコンデンサ１０１Ｄを収容するように構成してもよい。

・上記実施の形態のセラミックコンデンサ１０１，１０１Ａ〜１０１Ｄにおいて、各突起状導体５０は、銅めっきによって形成されていたが、これ以外に、導電性ペーストの印刷等によって形成されるものでもよい。

・上記実施の形態の配線基板１０,１０Ａは、樹脂材料からなるオーガニックタイプの多層配線基板であるが、セラミック材料や金属材料などからなる配線基板に本発明を適用してもよい。

・上記実施の形態のセラミックコンデンサ１０１では、セラミック焼結体１０４のコンデンサ主面１０２上に、外部電極としてプレーン状電極１１１，１１２（図３参照）を設けるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図２１に示すセラミックコンデンサ１０１Ｅのように、セラミック焼結体１０４のコンデンサ主面１０２上に、円形状の外部電極１１１Ａ,１１２Ａをアレイ状に設けてもよい。具体的には、外部電極１１１Ａは、電源用外部電極であり、電源用コンデンサ内ビア導体１３１におけるコンデンサ主面１０２側の端面に対して直接接続されている。また、外部電極１１２Ａは、グランド用外部電極であり、グランド用コンデンサ内ビア導体１３２におけるコンデンサ主面１０２側の端面に対して直接接続されている。そして、各外部電極１１１Ａ,１１２Ａ上に突起状導体５０が個別に突設されている。このセラミックコンデンサ１０１Ｅにおいても、各突起状導体５０間の隙間を埋めるように樹脂層５５が形成されており、各突起状導体５０が補強されている。

次に、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）部品主面及び部品裏面を有するセラミック部品本体と、前記部品主面の上または前記部品主面及び前記部品裏面の上に配置された外部電極と、頂部を有し、前記外部電極上に突設された複数の突起状導体と、前記複数の突起状導体間の隙間を埋めるように設けられた樹脂層とを備えたセラミック部品であって、前記複数の突起状導体は、電解銅めっきからなる円柱状導体であり、各頂部の高さバラツキが、前記部品主面の高さバラツキよりも小さくなるように設定されていることを特徴とするセラミック部品。

（２）部品主面及び部品裏面を有するセラミック部品本体と、前記部品主面の上または前記部品主面及び前記部品裏面の上に配置された外部電極と、頂部を有し、前記外部電極上に突設された複数の突起状導体と、前記複数の突起状導体間の隙間を埋めるように設けられた樹脂層とを備えたセラミック部品であって、前記複数の突起状導体の頂部の平坦度が、前記部品主面の平坦度よりも小さくなるように設定されていることを特徴とするセラミック部品。

（３）技術的思想（１）または(２)において、前記複数の突起状導体の頂部には、外部基板と接続するための電極パッドが形成されており、複数の前記電極パッドの高さバラツキが、前記部品主面の高さバラツキよりも小さくなるように設定されていることを特徴とするセラミック部品。

（４）技術的思想（１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記セラミック部品本体における前記突起状導体が設けられていない部品裏面及び部品側面の少なくも一方の表面に銅めっきが施されるとともに、その銅めっきの表面が粗化されていることを特徴とする配線基板。

（５）技術的思想（１）乃至（４)のいずれかに記載のセラミック部品が内蔵または表面実装された配線基板において、樹脂層間絶縁層と導体層とを積層してなるビルドアップ層を備え、前記セラミック部品の樹脂層と、前記樹脂層間絶縁層とを同じ樹脂材料を用いて形成したことを特徴とする配線基板。

本発明を具体化した一実施の形態の配線基板を示す概略断面図。 セラミックコンデンサを示す概略断面図。 セラミックコンデンサを示す上面図。 セラミックコンデンサの要部を示す概略断面図。 セラミックコンデンサの製造方法の説明図。 セラミックコンデンサの製造方法の説明図。 セラミックコンデンサの製造方法の説明図。 樹脂コア基板を示す断面図。 配線基板の製造方法の説明図。 配線基板の製造方法の説明図。 配線基板の製造方法の説明図。 配線基板の製造方法の説明図。 配線基板の製造方法の説明図。 配線基板の製造方法の説明図。 配線基板の製造方法の説明図。 別の実施の形態の配線基板を示す概略断面図。 別の実施の形態のセラミックコンデンサを示す概略断面図。 別の実施の形態のセラミックコンデンサを示す概略断面図。 別の実施の形態のセラミックコンデンサを示す概略断面図。 別の実施の形態のセラミックコンデンサを示す概略断面図。 別の実施の形態のセラミックコンデンサを示す上面図。

符号の説明

１０,１０Ａ…配線基板
１１…樹脂コア基板
５０…突起状導体
５２…頂部
５３…頂部の表面
５４…電極パッド
５５…樹脂層
５６…樹脂層の表面
６０…開口部
１０１,１０１Ａ〜１０１Ｅ…セラミック部品としてのセラミックコンデンサ
１０２…部品主面としてのコンデンサ主面
１０３…部品裏面としてのコンデンサ裏面
１０４…セラミック焼結体
１０５…セラミック誘電体層
１１１…外部電極としての主面側電源用プレーン状電極
１１１Ａ，１１２Ａ…外部電極
１１２…外部電極としての主面側グランド用プレーン状電極
１２１,１２２…外部電極としてのプレーン状電極
１３１…コンデンサ内ビア導体としての電源用コンデンサ内ビア導体
１３２…コンデンサ内ビア導体としてのグランド用コンデンサ内ビア導体
１４１…内部電極としての電源用内部電極層
１４２…内部電極としてのグランド用内部電極層

Claims (5)

1. 部品主面及び部品裏面を有するセラミック部品本体と、
   前記部品主面の上または前記部品主面及び前記部品裏面の上に配置された外部電極と、
   頂部を有し、前記外部電極よりも厚くなるように前記外部電極上に突設された複数の突起状導体と、
   前記複数の突起状導体間の隙間を埋めるように設けられた樹脂層と
   を備え、前記複数の突起状導体の頂部の表面と、前記樹脂層の表面とが面一となっているセラミック部品の製造方法であって、
   前記セラミック部品を基板に搭載する前に、前記セラミック部品本体の周囲を絶縁性の樹脂で覆うことで前記樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
   前記樹脂層において前記外部電極を部分的に露出させる開口部を形成する開口部形成工程と、
   前記開口部を介して露出する前記外部電極に対してめっきを施すことにより、前記突起状導体を形成する導体形成工程と、
   表面研磨処理を行うことにより、前記各突起状導体の頂部の表面と前記樹脂層の表面との高さを合わせる高さ合わせ工程と
   を含み、
   前記外部電極はプレーン状電極であり、前記開口部形成工程後かつ前記導体形成工程前において、前記開口部によりその一部が部分的に露出しており、
   前記プレーン状電極を構成する銅めっき層の表面は粗化されている
   ことを特徴とするセラミック部品の製造方法。
2. 前記セラミック部品本体は、
   複数の内部電極がセラミック誘電体層を介して積層配置されたセラミック焼結体であって、
   前記複数の内部電極に接続される複数のコンデンサ内ビア導体が設けられ、
   前記外部電極が、前記複数のコンデンサ内ビア導体における前記部品主面側及び前記部品裏面側の少なくとも一方の端部に接続され、
   前記複数のコンデンサ内ビア導体が全体としてアレイ状に配置された
   ビアアレイタイプのセラミックコンデンサであることを特徴とする請求項１に記載のセラミック部品の製造方法。
3. 前記複数の突起状導体は、銅を主体として形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック部品の製造方法。
4. 前記突起状導体の直径はプレーン状電極の幅よりも小さく、かつ前記コンデンサ内ビア導体の直径よりも大きいことを特徴とする請求項２または３に記載のセラミック部品の製造方法。
5. 前記突起状導体は円柱状導体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のセラミック部品の製造方法。

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