JP6343529B2 - 電子部品、回路モジュール及び電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品、回路モジュール及び電子機器に関する。
近年、新しいタイプのコンデンサとしてポーラスコンデンサが開発されている。ポーラスコンデンサは、アルミニウム等の金属表面に形成される金属酸化物がポーラス（細孔）構造を形成する性質を利用してポーラス内に電極を形成し、金属酸化物を誘電体としてコンデンサとしたものである。
誘電体の表面及び裏面にはそれぞれ導電体が積層され、ポーラス内に形成された電極は表面の導電体と裏面の導電体のいずれか一方に接続される。これによりポーラス内に形成された電極は、誘電体を介して対向する対向電極として機能する。
今日では、基板等に実装する電子部品として、上記のようなコンデンサのほかに、端子ピッチが異なるＩＣ(Integrated Circuit)とメイン基板との間を中継するためのインターポーザも同一基板内に実装する構造が採用されている。ここで、一般的にインターポーザは、基板の表面と裏面とを接続する貫通電極を表裏面の導通経路として利用している。一方、ポーラスコンデンサには、貫通孔に形成された導電体を表裏面の導電経路として利用するものがある。
例えば、特許文献１に開示されたコンデンサは、貫通孔が形成された誘電体と、誘電体の表面及び裏面に形成された導電体とを有し、貫通孔に形成された複数の貫通電極が表面及び裏面の導電体を電気的に接続させる構成となっている。
しかしながら、特許文献１記載の電子部品では、静電容量を確保しつつ、表面の導電体と裏面の導電体との抵抗を低減させるためには、貫通電極を複数必要とするため、電子部品を大きくする必要がある。これにより、電子部品を基板等に実装させる際の実装面積が大きくなってしまい、実装性に劣るおそれがある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、小型化に適し、実装性に優れた電子部品、回路モジュール及び電子機器を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電子部品は、誘電体層と、第１の貫通孔と、第２の貫通孔と、第１の外部導体層と、第２の外部導体層と、第３の外部導体層と、第４の外部導体層と、第１の内部導体と、第２の内部導体と、第３の内部導体を具備する。
上記誘電体層は、金属の陽極酸化によって形成されている。
上記第１の貫通孔は、上記誘電体層の第１の面とその反対側の第２の面に連通する。
上記第２の貫通孔は、上記誘電体層の第１の面とその反対側の第２の面に連通し、上記第１の面及び上記第２の面に平行な断面による断面積が、上記第１の貫通孔の断面積の２倍以上である。
上記第１の外部導体層は、上記誘電体層の第１の面に設けられている。
上記第２の外部導体層は、上記誘電体層の第２の面に設けられている。
上記第３の外部導体層は、上記誘電体層の第１の面に設けられている。
上記第４の外部導体層は、上記誘電体層の第２の面に設けられている。
上記第１の内部導体は、上記第１の貫通孔の一部に収容され、上記第１の外部導体層に接続し、上記第２の外部導体層から離間する。
上記第２の内部導体は、上記第１の貫通孔の他の一部に収容され、上記第２の外部導体層に接続し、上記第１の外部導体層から離間する。
上記第３の内部導体は、上記第２の貫通孔に収容され、上記第３の外部導体層と上記第４の外部導体層に接続する。
上記誘電体層は、金属の陽極酸化によって形成されている。
上記第１の貫通孔は、上記誘電体層の第１の面とその反対側の第２の面に連通する。
上記第２の貫通孔は、上記誘電体層の第１の面とその反対側の第２の面に連通し、上記第１の面及び上記第２の面に平行な断面による断面積が、上記第１の貫通孔の断面積の２倍以上である。
上記第１の外部導体層は、上記誘電体層の第１の面に設けられている。
上記第２の外部導体層は、上記誘電体層の第２の面に設けられている。
上記第３の外部導体層は、上記誘電体層の第１の面に設けられている。
上記第４の外部導体層は、上記誘電体層の第２の面に設けられている。
上記第１の内部導体は、上記第１の貫通孔の一部に収容され、上記第１の外部導体層に接続し、上記第２の外部導体層から離間する。
上記第２の内部導体は、上記第１の貫通孔の他の一部に収容され、上記第２の外部導体層に接続し、上記第１の外部導体層から離間する。
上記第３の内部導体は、上記第２の貫通孔に収容され、上記第３の外部導体層と上記第４の外部導体層に接続する。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る回路モジュールは、上記電子部品を搭載する。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電子機器は、上記回路モジュールを搭載する。
本発明の一実施形態に係る電子部品は、誘電体層と、第１の貫通孔と、第２の貫通孔と、第１の外部導体層と、第２の外部導体層と、第３の外部導体層と、第４の外部導体層と、第１の内部導体と、第２の内部導体と、第３の内部導体を具備する。
上記誘電体層は、金属の陽極酸化によって形成されている。
上記第１の貫通孔は、上記誘電体層の第１の面とその反対側の第２の面に連通する。
上記第２の貫通孔は、上記誘電体層の第１の面とその反対側の第２の面に連通し、上記第１の面及び上記第２の面に平行な断面による断面積が、上記第１の貫通孔の断面積の２倍以上である。
上記第１の外部導体層は、上記誘電体層の第１の面に設けられている。
上記第２の外部導体層は、上記誘電体層の第２の面に設けられている。
上記第３の外部導体層は、上記誘電体層の第１の面に設けられている。
上記第４の外部導体層は、上記誘電体層の第２の面に設けられている。
上記第１の内部導体は、上記第１の貫通孔の一部に収容され、上記第１の外部導体層に接続し、上記第２の外部導体層から離間する。
上記第２の内部導体は、上記第１の貫通孔の他の一部に収容され、上記第２の外部導体層に接続し、上記第１の外部導体層から離間する。
上記第３の内部導体は、上記第２の貫通孔に収容され、上記第３の外部導体層と上記第４の外部導体層に接続する。
上記誘電体層は、金属の陽極酸化によって形成されている。
上記第１の貫通孔は、上記誘電体層の第１の面とその反対側の第２の面に連通する。
上記第２の貫通孔は、上記誘電体層の第１の面とその反対側の第２の面に連通し、上記第１の面及び上記第２の面に平行な断面による断面積が、上記第１の貫通孔の断面積の２倍以上である。
上記第１の外部導体層は、上記誘電体層の第１の面に設けられている。
上記第２の外部導体層は、上記誘電体層の第２の面に設けられている。
上記第３の外部導体層は、上記誘電体層の第１の面に設けられている。
上記第４の外部導体層は、上記誘電体層の第２の面に設けられている。
上記第１の内部導体は、上記第１の貫通孔の一部に収容され、上記第１の外部導体層に接続し、上記第２の外部導体層から離間する。
上記第２の内部導体は、上記第１の貫通孔の他の一部に収容され、上記第２の外部導体層に接続し、上記第１の外部導体層から離間する。
上記第３の内部導体は、上記第２の貫通孔に収容され、上記第３の外部導体層と上記第４の外部導体層に接続する。
この構成によれば、第１内部導体と第２内部導体は、誘電体層を介して対向し、コンデンサを構成する。一方、第３の内部導体は、第３の外部導体層と第４の外部導体層に接続し、導電経路を構成する。第１の内部導体及び第２の内部導体が形成される第１の貫通孔の断面積が大きすぎると、第１の内部導体と第２の内部導体の単位面積当たりの数が少なくなるため、第１の貫通孔の断面積は一定以下が好適である。一方、第３の内部導体が形成される第２の貫通孔は、断面積が大きい方が第３の内部導体の径が大きく、抵抗が小さくなり好適である。上記構成においては、第２の貫通孔の断面積は、上記断面による第１の貫通孔の断面積の２倍以上であるので、コンデンサの容量を確保しつつ第３の内部導体の抵抗を低減させることができる。
上記第１の貫通孔は、陽極酸化による自己組織化により形成され、上記第２の貫通孔は、上記第１の貫通孔が形成された誘電体層をウェットエッチングすることにより形成されてもよい。
第１の内部導体及び第２の内部導体が形成される第１の貫通孔は、陽極酸化の条件に応じて所定の孔径を有する。一方、第２の貫通孔は第１の貫通孔が形成された誘電体層をウェットエッチングによって形成されるものとすることにより、その断面積を任意に調整することができ、第２の貫通孔の断面積を第１の貫通孔の断面積の２倍以上とすることが可能である。また、予め陽極酸化が施された金属酸化物に対するウェットエッチングによって、金属地金から直接形成するよりも速く且つ容易に第２の貫通孔を形成することができる。
上記記第２の貫通孔は、上記第１の貫通孔に隣接してもよい。
この構成によれば、第３内部導体が第１内部導体及び第２内部導体に隣接する。これにより、内部導体が所定の間隔で離間している電子部品よりも小型化を図ることができ、基板等に実装させる際の実装性を向上させることが可能である。
第１の内部導体及び第２の内部導体はＮｉ材料からなり、第１の面及び第２の面に平行な断面による第２の貫通孔の断面積は７３μｍ２以上であってもよい。
この構成によれば、第１の内部導体及び第２の内部導体をＮｉ材料とし、第１の面及び第２の面に平行な断面による第２の貫通孔の断面積を７３μｍ２以上とすることによって、電子部品の表裏の抵抗値を１００ｍΩ以下とすることができる。
第１の内部導体及び第２の内部導体はＣｕ材料からなり、第１の面及び第２の面に平行な断面による第２の貫通孔の断面積は１８μｍ２以上であってもよい。
この構成によれば、第１の内部導体及び第２の内部導体をＣｕ材料とし、第１の面及び第２の面に平行な断面による第２の貫通孔の断面積を１８μｍ２以上とすることによって、電子部品の表裏の抵抗値を１００ｍΩ以下とすることができる。
上記誘電体層は、アルミニウムの陽極酸化により形成された酸化アルミニウムからなるものであってもよい。
アルミニウムを陽極酸化すると生じる酸化アルミニウムは、酸化の過程において自己組織化作用による貫通孔を生じる。即ち、アルミニウムを陽極酸化することによって、貫通孔を有する誘電体層を形成することが可能である。
本発明の一実施形態に係る回路モジュールは、上記電子部品を搭載する。
本発明の一実施形態に係る電子機器は、上記回路モジュールを搭載する。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
［電子部品の構成］
図１は本発明の一実施形態に係る電子部品１００の断面図である。同図に示すように、電子部品１００は、誘電体層１０１、第１外部導体層１０２、第２外部導体層１０３、第３外部導体層１０４、第４外部導体層１０５、第１内部導体１０６、第２内部導体１０７、第３内部導体１０８、第１保護層１０９、第２保護層１１０、第１端子１１１、第２端子１１２、第３端子１１３、第４端子１１４及び内部絶縁体１１５を有する。
図１は本発明の一実施形態に係る電子部品１００の断面図である。同図に示すように、電子部品１００は、誘電体層１０１、第１外部導体層１０２、第２外部導体層１０３、第３外部導体層１０４、第４外部導体層１０５、第１内部導体１０６、第２内部導体１０７、第３内部導体１０８、第１保護層１０９、第２保護層１１０、第１端子１１１、第２端子１１２、第３端子１１３、第４端子１１４及び内部絶縁体１１５を有する。
図２及び図３は電子部品１００の一部の構成の断面図である。図２は、第１端子１１１及、第２端子１１２、第３端子１１３及び第４端子１１４を除いた電子部品１００を示す断面図であり、図３は、さらに第１保護層１０９及び第２保護層１１０を除いた電子部品１００を示す断面図である。
誘電体層１０１は、電子部品１００の誘電体として機能する層である。誘電体層１０１は、後述する貫通孔を形成することが可能な誘電性材料、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなるものとすることができる。また、この他に誘電体層１０１は、弁金属（Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｗ、Ｓｂ）の酸化物からなるものとすることが可能である。誘電体層１０１の厚みは特に限定されないが、例えば、３μｍ〜１０００μｍとすることができる。
図４は誘電体層１０１を示す断面図である。図４に示すように、誘電体層１０１には、第１の貫通孔１０１ａと、第２の貫通孔１０１ｄが形成されている。誘電体層１０１の層面方向に平行な表面を第１の面１０１ｂとし、その反対側の面を第２の面１０１ｃとすると、第１の貫通孔１０１ａ及び第２の貫通孔１０１ｄは、第１の面１０１ｂ及び第２の面１０１ｃに垂直な方向（誘電体層１０１の厚み方向）に沿って形成され、第１の面１０１ｂ及び第２の面１０１ｃに連通するように形成されている。
第１の貫通孔１０１ａの形状（孔形状）は特に限定されず、例えば内径が１０ｎｍ〜１０００ｎｍの略円形であるものとすることができ、また、隣接する第１の貫通孔１０１ａ間の間隔も特に限定されず、例えば１０ｎｍ〜１０００ｎｍであるものとすることができる。
第２の貫通孔１０１ｄの形状（孔形状）も特に限定されず、例えば内径が１０ｎｍ〜１０００μｍの略円形であるものとすることができる。また、第１の貫通孔１０１ａと隣接する間隔も特に限定されず、例えば１０ｎｍ〜１０００ｎｍであるものとすることができる。第１の貫通孔１０１ａと第２の貫通孔１０１ｄの孔径の違いについては後述する。
第１外部導体層１０２は、図１に示すように、第１内部導体１０６と第１端子１１１とを電気的に接続する。第１外部導体層１０２は、図３に示すように、誘電体層１０１の第１の面１０１ｂの一部（部分的領域）に配設される。第１外部導体層１０２は導電性材料、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｌ、Ｔｉ等の純金属やこれらの合金であるものとすることができる。第１外部導体層１０２の厚さは例えば３ｎｍ〜１０μｍであるものとすることができる。また、第１外部導体層１０２は、複数層の導電性材料が積層されるように配設されたものとすることも可能である。
第２外部導体層１０３は、図１に示すように、第２内部導体１０７と第２端子１１２とを電気的に接続する。第２外部導体層１０３は、図３に示すように、誘電体層１０１の第２の面１０１ｃの一部（部分的領域）に配設される。第２外部導体層１０３の構成材料は、第１外部導体層１０２と同一でもよく異なっていてもよい。第２外部導体層１０３の厚さは、例えば３ｎｍ〜１０μｍであるものとすることができる。また、第２外部導体層１０３も、複数層の導電性材料が積層されるように配設されたものとすることが可能である。
第３外部導体層１０４は、図１に示すように、第３内部導体１０８と第３端子１１３とを電気的に接続する。第３外部導体層１０４は、図３に示すように、誘電体層１０１の第１の面１０１ｂの一部（部分的領域）に配設される。第３外部導体層１０４の構成材料は、第１外部導体層１０２及び第２外部導体層１０３と同一でもよく異なっていてもよい。第３外部導体層１０４の厚さは、例えば３ｎｍ〜１０μｍであるものとすることができる。また、第３外部導体層１０４も、複数層の導電性材料が積層されるように配設されたものとすることが可能である。
第４外部導体層１０５は、図１に示すように、第３内部導体１０８と第４端子１１４とを電気的に接続する。第４外部導体層１０５は、図３に示すように、誘電体層１０１の第２の面１０１ｃの一部（部分的領域）に配設される。第４外部導体層１０５の構成材料は、第１外部導体層１０２、第２外部導体層１０３及び第３外部導体層１０４と同一でもよく異なっていてもよい。第４外部導体層１０５の厚さは、例えば３ｎｍ〜１０μｍであるものとすることができる。また、第４外部導体層１０５も、複数層の導電性材料が積層されるように配設されたものとすることが可能である。
第１内部導体１０６は、電子部品１００の一方の対向電極として機能する。図３に示すように、第１内部導体１０６は、複数の第１の貫通孔１０１ａ（図４参照）の一部に収容され、第１外部導体層１０２に接続され、第２外部導体層１０３とは離間するように形成されている。第１内部導体１０６と第２外部導体層１０３の間には、絶縁性材料からなる内部絶縁体１１５が配置されるものとすることができるが、単に空間であってもよい。第１内部導体１０６は、導電性材料、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐｔ等の純金属やこれらの合金からなるものとすることができる。図１乃至図３には、数本の第１内部導体１０６を示すが、実際にはより多数の第１内部導体１０６が形成される。
第２内部導体１０７は、電子部品１００の他方の対向電極として機能する。図３に示すように、第２内部導体１０７は、複数の第１の貫通孔１０１ａ（図４参照）の他の一部（第１内部導体１０６が形成されていない第１の貫通孔１０１ａ）に収容され、第２外部導体層１０３に接続され、第１外部導体層１０２とは離間するように形成されている。第２内部導体１０７と第１外部導体層１０２の間には、絶縁性材料からなる内部絶縁体１１５が配置されるものとすることができるが、単に空間であってもよい。第２内部導体１０７は、第１内部導体１０６と同様の導電性材料からなるものとすることができ、第１内部導体１０６と同一の材料からなるものであってもよく、異なる材料からなるものであってもよい。図１乃至図３には、数本の第２内部導体１０７を示すが、実際にはより多数の第２内部導体１０７が形成される。
第３内部導体１０８は、第３外部導体層１０４と第４外部導体層１０５を電気的に接続
する。図３に示すように、第３内部導体１０８は、第２の貫通孔１０１ｄに収容され、第３外部導体層１０４及び第４外部導体層１０５に接続されている。第３内部導体１０８は、第１内部導体１０６及び第２内部導体１０７と同様の導電性材料からなるものとすることができ、第１内部導体１０６及び第２内部導体１０７と同一の材料からなるものであってもよく、異なる材料からなるものであってもよい。図１乃至図３には、２本の第３内部導体１０８を示すが、一つ又は複数の第３内部導体１０８が形成されてもよい。
する。図３に示すように、第３内部導体１０８は、第２の貫通孔１０１ｄに収容され、第３外部導体層１０４及び第４外部導体層１０５に接続されている。第３内部導体１０８は、第１内部導体１０６及び第２内部導体１０７と同様の導電性材料からなるものとすることができ、第１内部導体１０６及び第２内部導体１０７と同一の材料からなるものであってもよく、異なる材料からなるものであってもよい。図１乃至図３には、２本の第３内部導体１０８を示すが、一つ又は複数の第３内部導体１０８が形成されてもよい。
図１乃至図３には、第３内部導体１０８が形成されている領域を除き、第１内部導体１０６と第２内部導体１０７が交互に配列するように示されているが、両者は必ずしも交互に配列されなくてもよく、ランダムに配列されるものであってもよい。なお、第１内部導体１０６と第２内部導体１０７の数的割合は特に限定されないが、各々が同程度の割合で誘電体層１０１を挟んで近接して対向しているほどコンデンサの高容量化を実現することができ、好適である。
第１保護層１０９は、図１及び図２に示すように第１外部導体層１０２及び第３外部導体層１０４を被覆し、これらを保護すると共に外部から絶縁する。第１保護層１０９は、合成樹脂等の絶縁性材料からなるものとすることができ、その厚さは３ｎｍ〜１０μｍであるものとすることができる。第１保護層１０９には、図２に示すように、第１保護層１０９が部分的に除去されることによって形成された第１開口１０９ａ及び第２開口１０９ｂが設けられている。第１開口１０９ａは第１外部導体層１０２上に形成され、第２開口１０９ｂは第３外部導体層１０４上に形成されている。
第２保護層１１０は、図１及び図２に示すように第２外部導体層１０３及び第４外部導体層１０５を被覆し、これらを保護すると共に外部から絶縁する。第２保護層１１０は、合成樹脂等の絶縁性材料からなるものとすることができ、その厚さは３ｎｍ〜１０μｍであるものとすることができる。第２保護層１１０には、図２に示すように、第２保護層１１０が部分的に除去されることによって形成された第３開口１１０ａ及び第４開口１１０ｂが設けられている。第３開口１１０ａは第２外部導体層１０３上に形成され、第４開口１１０ｂは第４外部導体層１０５上に形成されている。
第１端子１１１は、図１に示すように第１保護層１０９上に配設され、第１開口１０９ａ（図２参照）を介して第１外部導体層１０２と電気的に接続される。第１端子１１１は、第１開口１０９ａの直上に形成され、その一部が第１開口１０９ａ内に形成されると共に第１保護層１０９上の所定範囲に渡って形成されるものとすることができる。第１端子１１１の構成材料は導電性材料であればよく、特に限定されない。
第２端子１１２は、図１に示すように第２保護層１１０上に配設され、第３開口１１０ａ（図２参照）を介して第２外部導体層１０３と電気的に接続される。第２端子１１２は、第３開口１１０ａの直上に形成され、その一部が第３開口１１０ａ内に形成されると共に第２保護層１１０上に所定範囲に渡って形成されるものとすることができる。第２端子１１２の構成材料は導電性材料であればよく、特に限定されない。
第３端子１１３は、図１に示すように第１保護層１０９上に配設され、第２開口１０９ｂ（図２参照）を介して第３外部導体層１０４と電気的に接続される。第３端子１１３は、第２開口１０９ｂの直上に形成され、その一部が第２開口１０９ｂ内に形成されると共に第１保護層１０９上に所定範囲に渡って形成されるものとすることができる。第３端子１１３の構成材料は導電性材料であればよく、特に限定されない。
第４端子１１４は、図１に示すように第２保護層１１０上に配設され、第４開口１１０ｂ（図２参照）を介して第４外部導体層１０５と電気的に接続される。第４端子１１４は、第４開口１１０ｂの直上に形成され、その一部が第４開口１１０ｂ内に形成されると共に第２保護層１１０上に所定範囲に渡って形成されるものとすることができる。第４端子１１４の構成材料は導電性材料であればよく、特に限定されない。
電子部品１００は以上のような構成を有する。図１に示すように、第１内部導体１０６と第２内部導体１０７が誘電体層１０１を介して互いに対向しており、即ち第１内部導体１０６と第２内部導体１０７が電子部品１００の対向電極として機能する。第１内部導体１０６は第１外部導体層１０２を介して第１端子１１１に接続されており、第２内部導体１０７は第２外部導体層１０３を介して第２端子１１２に接続されている。即ち、第１端子１１１及び第２端子１１２は、電子部品１００の正極又は負極として機能する。また、第３端子１１３及び第４端子１１４は第３内部導体１０８を介して接続され、インターポーザの接続端子として機能する。
電子部品１００は以上のような構成を有する。なお、電子部品１００の構造は上述のものに限られない。図５は本実施形態の変形例に係る電子部品１００を示す模式図である。例えば、図５に示すように、第１外部導体層１０２と第３外部導体層１０４は、一体的に構成されていてもよい。この場合、第１内部導体１０６は、第１外部導体層１０２、第３外部導体層１０４、第３内部導体１０８及び第４外部導体層１０５を介して第４端子１１４に導通する。
［貫通孔の断面積について］
第１の貫通孔１０１ａ及び第２の貫通孔１０１ｄの孔径について説明する。図６は、本実施形態に係る誘電体層１０１を第１の面１０１ｂ側から見た平面図である。なお、図６に示す第１の貫通孔１０１ａ及び第２の貫通孔１０１ｄの数や大きさは便宜的なものであり、実際のものはより小さく、多数である。図６に示すｒ１は、第２の貫通孔１０１ｄの半径を示し、ｒ２は、第１の貫通孔１０１ａの半径を示す。
第１の貫通孔１０１ａ及び第２の貫通孔１０１ｄの孔径について説明する。図６は、本実施形態に係る誘電体層１０１を第１の面１０１ｂ側から見た平面図である。なお、図６に示す第１の貫通孔１０１ａ及び第２の貫通孔１０１ｄの数や大きさは便宜的なものであり、実際のものはより小さく、多数である。図６に示すｒ１は、第２の貫通孔１０１ｄの半径を示し、ｒ２は、第１の貫通孔１０１ａの半径を示す。
電子部品１００において、第１の面１０１ｂ及び第２の面１０１ｃに平行な断面による第２の貫通孔１０１ｄの断面積（πｒ１２）は、当該断面による第１の貫通孔１０１ａの断面積（πｒ２２）より２倍以上となるように形成されている。
具体的には、誘電体層１０１の厚みが１００μｍで、第２の貫通孔１０１ｄに収容される第３内部導体１０８がＣｕ材料からなる場合、第２の貫通孔１０１ｄの直径（２ｒ１）は４．７μｍ以上、即ち断面積（πｒ１２）は１８μｍ２以上が好適である。第２の貫通孔１０１ｄの断面積（πｒ１２）が１８μｍ２以上の場合は、電子部品１００の表裏の抵抗値を１００ｍΩ以下とすることができる。また、第２の貫通孔１０１ｄの直径（２ｒ１）は１５μｍ以上、即ち断面積（πｒ１２）は１７０μｍ２以上がより好適である。第２の貫通孔１０１ｄの断面積（πｒ１２）が１７０μｍ２以上の場合は、電子部品１００の表裏の抵抗値を１０ｍΩ以下とすることができる。
また、誘電体層１０１の厚みが１００μｍで、第２の貫通孔１０１ｄに収容される第３内部導体１０８がＮｉ材料からなる場合、第２の貫通孔１０１ｄの直径（２ｒ１）は９．６μｍ以上、即ち断面積（πｒ１２）は７３μｍ２以上が好適である。第２の貫通孔１０１ｄの断面積（πｒ１２）が７３μｍ２以上の場合は、電子部品１００の表裏の抵抗値を１００ｍΩ以下とすることができる。また、第２の貫通孔１０１ｄの直径（２ｒ１）は３０μｍ以上、即ち断面積（πｒ１２）は７３０μｍ２以上がより好適である。第２の貫通孔１０１ｄの断面積（πｒ１２）が７３０μｍ２以上の場合は、電子部品１００の表裏の抵抗値を１０ｍΩ以下とすることができる。
第１の貫通孔１０１ａ及び第２の貫通孔１０１ｄは、円形の断面形状を有するものに限られない。両者の断面形状は正方形であってもよく、楕円形や長方形その他の異形形状でもよい。第２の貫通孔１０１ｄにおける正方形の断面形状の一辺の長さをＬ１とし、第１の貫通孔１０１ａにおける正方形の断面形状の一辺の長さをＬ２とすると、第１の面１０１ｂ及び第２の面１０１ｃに平行な断面による第２の貫通孔１０１ｄの断面積（Ｌ１２）は、当該断面による第１の貫通孔１０１ａの断面積（Ｌ２２）の２倍以上であるものとすることができる。
具体的には、誘電体層１０１の厚みが１００μｍで、第２の貫通孔１０１ｄに収容される第３内部導体１０８がＣｕ材料からなる場合、第２の貫通孔１０１ｄの一辺（Ｌ１）を４．２μｍ以上とすることにより、第２の貫通孔１０１ｄの断面積（Ｌ１２）を１８μｍ２以上とすることができる。また、第２の貫通孔１０１ｄの一辺（Ｌ１）を１３μｍ以上とすることにより、第２の貫通孔１０１ｄの断面積（Ｌ１２）を１７０μｍ２以上とすることができる。
また、誘電体層１０１の厚みが１００μｍで、第２の貫通孔１０１ｄに収容される第３内部導体１０８がＮｉ材料からなる場合は、第２の貫通孔１０１ｄの一辺（Ｌ１）を８．５μｍ以上とすることにより、第２の貫通孔１０１ｄの断面積（Ｌ１２）を７３μｍ２以上とすることができる。また、第２の貫通孔１０１ｄの一辺（Ｌ１）を２７μｍ以上とすることにより、第２の貫通孔１０１ｄの断面積（Ｌ１２）を７３０μｍ２以上とすることができる。
［電子部品の製造方法］
電子部品１００の製造方法について説明する。図７乃至図１４は電子部品１００の製造方法を示す模式図である。
電子部品１００の製造方法について説明する。図７乃至図１４は電子部品１００の製造方法を示す模式図である。
図７（ａ）は、誘電体層１０１の元となる基材３０１を示す。誘電体層１０１を金属酸化物（例えば酸化アルミニウム）とする場合、基材３０１はその酸化前の金属（例えばアルミニウム）である。なお、基材３０１の表面には、ピットを設けてもよい。ピットは、規則的に配列された凹状構造であり、後述する金属酸化物の成長の際に基点となるものである。ピットは、任意の方法によって形成することが可能であり、例えば基材３０１へのモールド（型）の押圧や、基材３０１表面のエッチングによって形成することができる。
次に、基材３０１を陽極として電解液溶液中で電圧を印加する。これにより、図７（ｂ）に示すように、基材３０１の金属表面が酸化（陽極酸化）され、基材酸化物３０２が生成する。この際、基材酸化物３０２の自己組織化作用によって、基材酸化物３０２に孔Ｈが形成される。孔Ｈは酸化の進行方向、即ち基材３０１の厚み方向に向かって形成される。
所定時間経過後、基材３０１に印加されている電圧を増加させる。自己組織化によって形成される孔Ｈのピッチは、印加電圧の大きさによって決定されるため、孔Ｈのピッチが拡大するように自己組織化が進行する。これにより、図７（ｃ）に示すように一部の孔Ｈについて孔の形成が継続すると共に、孔径が拡大する。一方で、孔Ｈのピッチが拡大したことによって、他の孔Ｈについては孔の形成が停止する。以下、孔の形成が停止した孔Ｈを孔Ｈ１とし、孔の形成が継続した（拡大した）孔Ｈを孔Ｈ２とする。
陽極酸化の条件は適宜設定可能であり、例えば、図７（ｂ）に示す１段階目の陽極酸化の印加電圧は数Ｖ〜数１００Ｖ、処理時間は数分〜数日に設定することができる。図７（ｃ）に示す２段階目の陽極酸化の印加電圧では、電圧値を１段階目の数倍とし、処理時間は数分〜数十分に設定することができる。
例えば、１段階目の印加電圧を４０Ｖとすることにより孔径が１００ｎｍの孔Ｈ（孔Ｈ１及び孔Ｈ２）が形成され、２段階目の印加電圧を８０Ｖとすることにより孔Ｈ２の孔径が２００ｎｍに拡大される。２段階目の電圧値を上述した範囲内とすることにより、孔Ｈ１と孔Ｈ２の数を概ね同等とすることが可能である。また、２段階目の電圧印加の処理時間を上述の範囲内とすることにより、孔Ｈ２のピッチ拡大が十分に完了しつつ、２段階目の電圧印加によって形成される基材酸化物３０２の厚さを小さくすることができる。２段階目の電圧印加で形成される基材酸化物３０２は、後の工程で除去されるため、できるだけ薄いことが好ましい。なお、陽極酸化に用いる溶液は、例えば１５℃〜２０℃に調整されたシュウ酸（０．１ｍｏｌ／ｌ）とすることができる。
続いて、図８（ａ）に示すように、酸化されていない基材３０１を除去する。基材３０１の除去は、例えばウェットエッチングによってすることができる。以降、基材酸化物３０２の孔Ｈ１及び孔Ｈ２が形成された側の面を表面３０２ａとし、その反対側の面を裏面３０２ｂとする。
続いて、図８（ｂ）に示すように、基材酸化物３０２の表面３０２ａに導電性材料からなる第１導体層３０３を形成する。第１導体層３０３は、スパッタ法、真空蒸着法等、任意の方法によって形成することが可能である。
続いて、図８（ｃ）に示すように、基材酸化物３０２の裏面３０２ｂに部分的にレジスト３０４を形成する。レジスト３０４が形成されない部分を、開口３０４ａとする。
続いて、図９（ａ）に示すように、基材酸化物３０２を裏面３０２ｂ側から表面３０２ａまで除去する。これはウェットエッチング（湿式エッチング）によってすることができる。以下、この除去工程によって形成された表面３０２ａ及び裏面３０２ｂに連通する貫通孔を孔Ｈ３とする。孔Ｈ３は、同図に示すように、予め孔Ｈ１及び孔Ｈ２が形成されている基材酸化物３０２を加工することによって、基材３０１から形成するよりも速く且つ容易に形成することができる。なお、ウェットエッチングは、例えば、基材酸化物３０２を３０℃に調整されたリン酸溶液（３０ｗｔ％）に３時間浸漬させることによってすることができる。
続いて、図９（ｂ）に示すように、レジスト３０４を除去し、再度、基材酸化物３０２を裏面３０２ｂ側から所定の厚さで除去する。これは、例えば反応性イオンエッチングによってすることができる。この際、孔Ｈ２が裏面３０２ｂに連通する程度の厚さで、基材酸化物３０２を除去する。
続いて、第１導体層３０３をシード層として基材酸化物３０２に電解めっきを施す。これにより、図９（ｃ）に示すように、孔Ｈ２及び孔Ｈ３内に所定の厚さ（長さ）のめっき導体Ｍ１が形成される。孔Ｈ１にはめっき液が侵入しないため、孔Ｈ１内にはめっき導体Ｍ１は形成されない。
続いて、図１０（ａ）に示すように、再度、基材酸化物３０２を裏面３０２ｂ側から所定の厚さで除去する。これは、例えば反応性イオンエッチングによってすることができる。この際、孔Ｈ１が裏面３０２ｂに連通する程度の厚さで、基材酸化物３０２を除去する。
続いて、第１導体層３０３をシード層として再度、基材酸化物３０２に電解めっきを施す。これにより、図１０（ｂ）に示すように、孔Ｈ１、孔Ｈ２及び孔Ｈ３内に所定の厚さ（長さ）のめっき導体Ｍ２が形成される。めっき導体Ｍ２の厚さは、孔Ｈ２及び孔Ｈ３の大部分を充填できる程度の厚さとする。孔Ｈ１においてはめっき導体Ｍ１が形成されていないので、孔Ｈ１に充填されためっき導体Ｍ２と孔Ｈ２及び孔Ｈ３に充填されためっき導体Ｍ２ではその先端位置が異なる。なお、めっき導体Ｍ２はめっき導体Ｍ１と同種の金属材料であってもよく、異種の金属材料であってもよい。
以降の説明において、孔Ｈ１に充填されためっき導体Ｍ２を第１内部導体３０５とし、孔Ｈ２に充填されためっき導体Ｍ１及びめっき導体Ｍ２を第２内部導体３０６とし、孔Ｈ３に充填されためっき導体Ｍ１及びめっき導体Ｍ２を第３内部導体３０７とする（図１０（ｃ）参照）。
続いて、基材酸化物３０２に裏面３０２ｂ側から絶縁材料を供給する。これにより、図１０（ｃ）に示すように、孔Ｈ１、孔Ｈ２及び孔Ｈ３の空隙に絶縁材料が充填され、内部絶縁体３０８が形成される。絶縁材料は、基材酸化物３０２と同様の金属酸化物、電着可能な樹脂材料（例えばポリイミド、エポキシ、アクリル等）、ＳｉＯ等とすることができる。
続いて、裏面３０２ｂを機械研磨する。研磨の程度は、図１１（ａ）に示すように第２内部導体３０６及び第３内部導体３０７が裏面３０２ｂに露出し、第１内部導体３０５は裏面３０２ｂに露出しない程度とする。これにより、孔Ｈ２及び孔Ｈ３に充填されていた内部絶縁体３０８は除去される。
続いて、図１１（ｂ）に示すように、裏面３０２ｂに導電性材料からなる第２導体層３０９を形成する。第２導体層３０９はスパッタ法、真空蒸着法等、任意の方法によって形成することが可能である。
続いて、図１１（ｃ）に示すように第１導体層３０３を除去する。第１導体層３０３の
除去は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、イオンミリング法、ＣＭＰ（Chem
ical Mechanical Polishing)法等によってすることができる。
除去は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、イオンミリング法、ＣＭＰ（Chem
ical Mechanical Polishing)法等によってすることができる。
続いて、図１２（ａ）に示すように、表面３０２ａ上にレジスト３１０を形成する。レジスト３１０は、表面３０２ａのうち第３内部導体３０７が形成されている領域に形成さ
れる。
れる。
続いて、第２導体層３０９をシード層として、第２内部導体３０６に電解エッチングを施す。第２内部導体３０６は第２導体層３０９に導通しているため、図１２（ｂ）に示すよう電解エッチングによりエッチングされる。一方、第１内部導体３０５は第２導体層３０９に導通していないため、電解エッチングによりエッチングされない。また、第３内部導体３０７はレジスト３１０によって被覆されているため、エッチングされない。
続いて、レジスト３１０を除去し、基材酸化物３０２に表面３０２ａ側から絶縁材料を供給する。これにより、図１２（ｃ）に示すように、孔Ｈ２の空隙に絶縁材料が充填され、内部絶縁体３０８が形成される。絶縁材料は、基材酸化物３０２と同様の金属酸化物、電着可能な樹脂材料（例えばポリイミド、エポキシ、アクリル等）、ＳｉＯ等とすることができる。
続いて、図１３（ａ）に示すように、表面３０２ａに導電性材料からなる第３導体層３１１を形成する。第３導体層３１１はスパッタ法、真空蒸着法等、任意の方法によって形成することが可能である。
続いて、図１３（ｂ）に示すように、第２導体層３０９上及び第３導体層３１１上に、部分的に所定の間隔を空けてレジスト３１２を形成し、第２導体層３０９及び第３導体層３１１をエッチングすることにより、第２導体層３０９及び第３導体層３１１をパターニングする。これにより、これにより、第２導体層３０９は、孔Ｈ１及び孔Ｈ２上に位置する第１領域３０９ａと、孔Ｈ３上に位置する第２領域３０９ｂに分離される。また、第３導体層３１１も、孔Ｈ１及び孔Ｈ２上に位置する第３領域３１１ａと、孔Ｈ３上に位置する第４領域３１１ｂに分離される。
続いて、レジスト３１２を除去し、図１３（ｃ）に示すように、表面３０２ａ、第３領域３１１ａ及び第４領域３１１ｂを絶縁材料によって被覆し、第１保護層３１３を形成する。また、裏面３０２ｂ、第１領域３０９ａ及び第２領域３０９ｂも絶縁材料によって被覆し、第２保護層３１４を形成する。第１保護層３１３及び第２保護層３１４の形成は、任意の方法、例えば塗布によってすることが可能である。
続いて、図１４（ａ）に示すように、第１保護層３１３及び第２保護層３１４の一部を除去し、第１開口３１３ａ、第２開口３１３ｂ、第３開口３１４ａ及び第４開口３１４ｂを形成する。第１開口３１３ａは、第３領域３１１ａの直上に形成し、第２開口３１３ｂは、第４領域３１１ｂの直上に形成する。第３開口３１４ａは、第１領域３０９ａの直上に形成し、第４開口３１４ｂは、第２領域３０９ｂの直上に形成する。第１開口３１３ａ、第２開口３１３ｂ、第３開口３１４ａ及び第４開口３１４ｂの形成は、任意の方法、例えばエッチングによってすることが可能である。
続いて、図１４（ｂ）に示すように、第１保護層３１３上に第１端子３１５及び第３端子３１７を形成し、第２保護層３１４上に第２端子３１６及び第４端子３１８をそれぞれ形成する。第１端子３１５は、第１開口３１３ａの直上に、第１開口３１３ａを介して第３領域３１１ａに接続するように形成し、第２端子３１６は第３開口３１４ａを介して第１領域３０９ａに接続するように形成する。第３端子３１７は第２開口３１３ｂの直上に、第２開口３１３ｂを介して第４領域３１１ｂに接続するように形成し、第４端子３１８は第４開口３１４ｂの直上に、第４開口３１４ｂを介して第２領域３０９ｂに接続するように形成する。
第１端子３１５、第２端子３１６、第３端子３１７及び第４端子３１８の形成方法は特に限定されず、予め形成されたものを第１開口３１３ａ、第２開口３１３ｂ、第３開口３１４ａ及び第４開口３１４ｂに嵌挿してもよく、第１保護層３１３及び第２保護層３１４上に成膜プロセスによって形成してもよい。
なお、基材酸化物３０２は誘電体層１０１に、第３領域３１１ａは第１外部導体層１０２に、第１領域３０９ａは第２外部導体層１０３に、第４領域３１１ｂは第３外部導体層１０４に、第２領域３０９ｂは第４外部導体層１０５にそれぞれ対応する。また、第１内部導体３０５は第１内部導体１０６に、第２内部導体３０６は第２内部導体１０７に、第３内部導体３０７は第３内部導体１０８にそれぞれ対応する。第１保護層３１３は第１保護層１０９に、第２保護層３１４は第２保護層１１０に、第１端子３１５は第１端子１１１に、第２端子３１６は第２端子１１２に、第３端子３１７は第３端子１１３に、第４端子３１８は第４端子１１４に、内部絶縁体３０８は内部絶縁体１１５にそれぞれ対応する。
以上のようにして、電子部品１００を製造することが可能である。なお、電子部品１００の製造方法は上述のものに限られず、異なる製造方法によって電子部品１００を製造することも可能である。
［電子部品の効果］
電子部品１００の効果について、比較例を用いて説明する。図１５は、比較例に係る電子部品２００の断面図である。同図に示すように、電子部品２００は、誘電体層２０１、第１外部導体層２０２、第２外部導体層２０３、第３外部導体層２０４、第１内部導体２０５、第２内部導体２０６、第３内部導体２０７、第１端子２０８及び第２端子２０９を有する。
電子部品１００の効果について、比較例を用いて説明する。図１５は、比較例に係る電子部品２００の断面図である。同図に示すように、電子部品２００は、誘電体層２０１、第１外部導体層２０２、第２外部導体層２０３、第３外部導体層２０４、第１内部導体２０５、第２内部導体２０６、第３内部導体２０７、第１端子２０８及び第２端子２０９を有する。
誘電体層２０１には、同図に示すように誘電体層２０１の表裏面に連通する複数の貫通孔２０１ａが設けられている。第１内部導体２０５は貫通孔２０１ａ内に形成され、第１外部導体層２０２に接続されている。第２内部導体２０６は貫通孔２０１ａ内に形成され、第２外部導体層２０３に接続されている。第３内部導体２０７は貫通孔２０１ａ内に形成され、第２外部導体層２０３及び第３外部導体層２０４に接続されている。第１内部導体２０５は第１外部導体層２０２を介して第１端子２０８に電気的に接続され、第２内部導体２０６は、第２外部導体層２０３、第３内部導体２０７及び第３外部導体層２０４を介して第２端子２０９に電気的に接続されている。即ち、第３内部導体２０７は、誘電体層２０１の表裏間での導電経路を構成している。
しかしながら、電子部品２００の構成では、静電容量を確保しつつ、電子部品２００の表裏の抵抗を低減させるためには、第３内部導体２０７を複数必要とするため、電子部品２００が大型化してしまう。これにより、電子部品２００を基板等に実装させる際の実装面積が大きくなってしまい、実装性に劣るおそれがある。
一方、本実施形態に係る電子部品１００では、第３外部導体層１０４と第４外部導体層１０５とを電気的に接続する第３内部導体１０８は、第１の貫通孔１０１ａより断面籍が２倍以上ある第２の貫通孔１０１ｄに収容されている。したがって、同スケールの比較例に係る電子部品２００より、電子部品の表裏の導通性が高くなるので、外部導体層間の抵抗を低減させることが可能である。これにより、抵抗を低減させるために電子部品を大きくする必要がなく、電子部品２００より実装性を向上させることができる。また、本実施形態に係る電子部品１００は、第３内部導体１０８が第１内部導体１０６及び第２内部導体１０７に隣接する構成である。したがって、内部導体が所定の間隔で離間している電子部品よりも小型化を図り、実装性を向上させることも可能である。
本実施形態に係る電子部品１００は、回路基板等の実装対象物に搭載され、回路モジュールを構成するものとすることができる。また、電子部品１００を搭載する回路モジュールは他の電子部品と共に電子機器を構成するものとすることができる。
上記実施形態において説明した電子部品を作製し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮像した。図１６乃至図１９は、実施例に係る電子部品１００のＳＥＭ像である。図１６は、第２の貫通孔１０１ｄを第１の面１０１ｂ側から見た画像であり、図１７は図１６の拡大図である。第２の貫通孔１０１ｄの縁には、図１７の点線枠内に示すように、ポーラス痕の凹凸が形成される。
図１８は、ウェットエッチングにより形成された第２の貫通孔１０１ｄの内壁を第１の面１０１ｂ側から見た画像である。同図に示すように、第２の貫通孔１０１ｄの内壁面には、筋状の第１の貫通孔１０１ａが観察される。図１９はウェットエッチングによる第２の貫通孔１０１ｄの形成途中の断面図である。同図に示すように、本実施形態に係る誘電体層１０１においては、予め陽極酸化によって第１の貫通孔１０１ａが形成された基材酸化物３０２をウェットエッチングして第２の貫通孔１０１ｄを形成するため、断面からみたときに先細り形状とならず、アスペクト比の高い第２の貫通孔１０１ｄが形成されている。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１００・・・電子部品
１０１・・・誘電体層
１０２・・・第１外部導体層
１０３・・・第２外部導体層
１０４・・・第３外部導体層
１０５・・・第４外部導体層
１０６・・・第１内部導体
１０７・・・第２内部導体
１０８・・・第３内部導体
１０９・・・第１保護層
１１０・・・第２保護層
１１１・・・第１端子
１１２・・・第２端子
１１３・・・第３端子
１１４・・・第４端子
１１５・・・内部絶縁体
１０１・・・誘電体層
１０２・・・第１外部導体層
１０３・・・第２外部導体層
１０４・・・第３外部導体層
１０５・・・第４外部導体層
１０６・・・第１内部導体
１０７・・・第２内部導体
１０８・・・第３内部導体
１０９・・・第１保護層
１１０・・・第２保護層
１１１・・・第１端子
１１２・・・第２端子
１１３・・・第３端子
１１４・・・第４端子
１１５・・・内部絶縁体
Claims (8)
- 金属の陽極酸化によって形成された誘電体層と、
前記誘電体層の第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面に連通する複数の第１の貫通孔と、
前記誘電体層の第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面に連通し、前記第１の面及び前記第２の面に平行な断面による断面積が前記第１の貫通孔の断面積の２倍以上である第２の貫通孔と、
前記誘電体層の第１の面に設けられた第１の外部導体層と、
前記誘電体層の第２の面に設けられた第２の外部導体層と、
前記誘電体層の第１の面に設けられた第３の外部導体層と、
前記誘電体層の第２の面に設けられた第４の外部導体層と、
前記第１の貫通孔の一部に収容され、前記第１の外部導体層に接続し、前記第２の外部導体層から離間する第１の内部導体と、
前記第１の貫通孔の他の一部に収容され、前記第２の外部導体層に接続し、前記第１の外部導体層から離間する第２の内部導体と、
前記第２の貫通孔に収容され、前記第３の外部導体層と前記第４の外部導体層に接続する第３の内部導体と
を具備する電子部品。 - 請求項１に記載の電子部品であって、
前記第１の貫通孔は、陽極酸化による自己組織化により形成され、
前記第２の貫通孔は、前記第１の貫通孔が形成された前記誘電体層をウェットエッチングすることにより形成される
電子部品。 - 請求項１又は２に記載の電子部品であって、
前記第２の貫通孔は、前記第１の貫通孔に隣接する
電子部品。 - 請求項３に記載の電子部品であって、
前記第１の内部導体及び前記第２の内部導体はＮｉ材料からなり、前記第２の貫通孔の断面積は７３μｍ２以上である
電子部品。 - 請求項３に記載の電子部品であって、
前記第１の内部導体及び前記第２の内部導体はＣｕ材料からなり、前記第２の貫通孔の断面積は１８μｍ２以上である
電子部品。 - 請求項５に記載の電子部品であって、
前記誘電体層は、アルミニウムの陽極酸化により形成された酸化アルミニウムからなる
電子部品。 - 請求項１に記載の電子部品を搭載した回路モジュール。
- 請求項７に記載の回路モジュールを搭載した電子機器。
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