JP6946745B2 - ガラス回路基板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
樹脂層とを交互に積層したビルドアップ層を備えたガラス回路基板において、
絶縁樹脂層を介して隣接する下側と上側の導体回路層の間にMIMキャパシタが備えられており、
MIMキャパシタは、下側の導体回路層の一部と、誘電体層と、上部電極層と、を備えており、
上部電極層は、平面視において前記誘電体層の内側に備えられており、
上部電極層は、絶縁樹脂層の上側に備えられた導体回路層と接続されており、
誘電体層の断面端部は、一部が順テーパー形状を備えていることを特徴とするガラス回路基板である。
絶縁樹脂層を介して隣接する下側と上側の導体回路層の間にMIMキャパシタが備えられており、
MIMキャパシタは、絶縁樹脂層の下側の導体回路層の一部と、誘電体層と、上部電極層と、を備えており、
上部電極層は、平面視において前記誘電体層の内側に備えられており、
上部電極層は、絶縁樹脂層の上側の導体回路層と接続されており、
誘電体層の断面端部は、その全てが順テーパー形状を備えていることを特徴とするガラス回路基板である。
下部密着層と上部密着層とは同一材料からなり、
前記上部電極層と前記上部密着層とは平面視同一形状であり、且つ前記下部密着層とその層に接する前記誘電体層の下面とは平面視同一形状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガラス回路基板である
ガラス基材に貫通孔を形成する工程と、
導体回路層を形成する工程と、絶縁樹脂層を形成する工程と、絶縁樹脂層にビアを形成する工程と、をこの順に必要な回数だけ繰り返す工程Aと、
工程Aの中で、導体回路層の一部にMIMキャパシタを形成する工程と、を備えており、
MIMキャパシタを形成する工程は、
MIMキャパシタを形成する導体回路層の部位に、下部密着層と誘電体層をこの順に形成する工程と、
誘電体層の上にレジストパターンAを形成する工程と、
そのレジストパターンAをエッチングマスクとして誘電体層を除去する工程と、
レジストパターンAを剥離する工程と、
上部密着層とシード金属層をこの順に形成する工程と、
シード金属層の上にレジストパターンBを形成する工程と、
シード金属層を電極として電解めっきによって上部電極層を形成する工程と、
レジストパターンBを剥離する工程と、
上部電極層をエッチングマスクとしてシード金属層を除去する工程と、
シード金属層をエッチングマスクとして上部密着層を除去し、更に誘電体層をエッチングマスクとして下部密着層を除去する工程と、を備えており、
誘電体層を除去する工程は、誘電体層の端部の形状が順テーパー形状となる誘電体層除去手段を使用することを特徴とするガラス回路基板の製造方法である。
本発明のキャパシタ内蔵ガラス回路基板は、絶縁樹脂層を介して隣接する下側と上側の導体回路層の間にMIMキャパシタが備えられていることが特徴である。
本発明のキャパシタ内蔵ガラス回路基板において、MIMキャパシタは、下側の導体回路層の一部と、誘電体層と、上部電極層と、を備えている。
上部電極層は、絶縁樹脂層の上側に備えられた導体回路層と接続されている。また、誘電体層の断面端部は、一部が順テーパー形状を備えている。
また、本発明のキャパシタ内蔵ガラス回路基板においては、誘電体層の断面端部の全部が順テーパー形状を備えていても良い。
図2は、図1のガラス回路基板上に形成された導体回路層の一部であるMIMキャパシタ形成部Aに、MIMキャパシタを形成する一連の製造工程を説明する説明図である。
図3〜図5は本発明におけるキャパシタ内蔵ガラス回路基板200、201、202の構成例を示した断面図である。
ォトレジストパターン103の形成方法について記載する。まずはシード金属層102上全面にフォトレジスト層を形成する。形成するフォトレジスト層はネガ型ドライフィルムレジスト、ネガ型液状レジスト、ポジ型液状レジストが挙げられるが、フォトレジスト層形成が簡便でかつ安価であるため、ネガ型フォトレジストであることが望ましい。レジスト層の形成方法としては、例えばネガ型ドライフィルムレジストであれば、ロールラミネート法、真空ラミネート法が挙げられる。液状ネガ型、あるいはポジ型レジストである場合はスリットコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、静電塗装、インクジェットコート、グラビアコート、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、スピンコート、ドクターコートより選定できる。これらレジスト層の形成方法は本発明により限定されない。
としてもよく、多層回路中の任意配線層上にMIMキャパシタを形成してもよい。
次に、上述したようなキャパシタ内蔵ガラス回路基板200、201の構成とその製造方法を用いた場合の作用効果について、図2を参照にして説明する。
ー形状であれば上述の効果は得られ、また、平面視において誘電体層111の端部の少なくとも一部分が順テーパー形状であれば効果を得ることが可能である。しかしながら、形成工程の複雑化回避や、四角形やその他多角形若しくは円形などの、平面視における様々なキャパシタ形状に対応することを鑑みると、平面視における誘電体層111の外周部は全て順テーパー形状であることが好ましい。
本発明に係るガラス基材を有する多層配線基板をもとに、図1〜4を参照しながら、多層配線基板の製造方法を説明する。
続いて図1(b)に示すようにピコ秒レーザー加工機を用いて貫通孔101の径がトップ径80μm、ボトム径60μmで貫通孔101を形成した。
さらに図1(c)に記載するようにガラス基材100の表裏面にシード金属層102としてスパッタ法を用いてチタンを50nm、銅を300nm成膜した。さらにスルーホール内101内のシード金属層の増膜を目的として0.1μm厚みの無電解ニッケルめっき層を形成した。以上よりチタン、銅、ニッケルからなるシード金属層102を形成した。
続いて図1(d)に示すように25μm厚の感光性ドライフィルムレジストをガラス表層シード金属層102上にロールラミネートによって設け、フォトリソグラフィーによってレジストパターン103を形成した。
次に、図1(e)に示すように15μm厚みとなるように電解銅めっき層104を形成した後に、レジストパターン103をアルカリ溶液中で剥離することにより、図1(f)に示す基板を得た。さらにシード金属層102のNi層を硝酸−過酸化水素混合エッチング液、Cu層を硫酸−過酸化水素混合エッチング液、チタン層を水酸化カリウム−過酸化水素エッチング液を用いて順次溶解除去し、ガラスコア基板図1(g)を得た。
図2(a)に記載するガラス基材100上に形成された導体回路層105上全面に、図2(b)に示した様に、下部密着層110として、チタン/アルミナ層を50nm/300nmになるようにスパッタ法で成膜し、更にその上に誘電体層111をスパッタ法で成膜した。続いて誘電体層111の上部全面にドライフィルムレジストを真空ラミネートにてレジスト層(図示せず)を形成した。
続いて図2(c)〜(e)に記載するように、公知フォトリソグラフィー法によりレジストパターン103−1を形成した後に、ドライエッチング法で誘電体層111の端部が順テーパー形状になるにように形成し、さらにレジストパターン103−1をアルカリ水溶液で剥離除去した。
続いて図2(f)に記載するように、上部全面にチタン/Cu層を50nm/200nmになるように成膜した。続いて上部全面にドライフィルムレジストを真空ラミネートにてレジスト層を形成した(図示せず)。
続いて図2(g)に記載するように公知フォトリソグラフィー法によりレジストパターン103−2を形成した後に、図2(h)に示した様に、電解銅めっきによりMIMキャパシタの上部電極層114を厚さ10μmで形成した。さらに図2(i)に示した様に、レジストパターン103−2をアルカリ水溶液で剥離除去後、図2(j)に示した様に、MIMキャパシタ形成用のシード金属層113を硫酸−過酸化水素エッチング液で溶解除去した。最後に図2(k)に示した様に、上部密着層112と下部密着層110を水酸化カリウム−過酸化水素エッチング液を用いて上部密着層112と下部密着層110であるチタン層をエッチング除去することで、本発明であるMIMキャパシタを形成した。
比較例1として、図2(e)記載の誘電体層111の端部がガラス基材100面からガラス基材100から遠方面に向かい垂直の形状であるキャパシタ内蔵ガラスコア回路基板の作製を試みた。製造方法としては、図2(d)記載の誘電体層111の不要部を除去する方法以外、上述の実施例記載の方法と同方法である。この場合、誘電体層111の不要部分除去のドライエッチングの際、途中で導入ガス種を変更し、誘電体層111の露出面に変質層(ドライエッチングされるのを防止する層)が形成されるようにすることで横方向からのドライエッチングによる除去を防止し、垂直の形状を得た。
比較例2として、図2(d)記載の誘電体層111の端部が、ガラス基材100面から遠方面に向かい逆テーパー形状であるキャパシタ内蔵ガラスコア回路基板の作製を試みた。製造方法としては、図2(d)記載の誘電体層111の不要部を除去する方法以外、上述の実施例記載の方法と同方法である。この場合、誘電体層111の不要部分除去において、誘電体層111と密着性に優れるレジストパターン103−1、若しくは、誘電体層111と密着性に劣る下部密着層110を選択することにより、相対的に誘電体層111と下部密着層110の界面から除去が進行するように制御することで逆テーパー形状を得た。
比較例1…上部電極層114は2〜5%程度の未形成箇所が確認され、厚みも狙いが10μmに対して、7μm±5μmでバラつきが大きかった。
比較例2…上部電極層114が形成されていたのは10〜15%の箇所であった。
101…貫通孔(スルーホール)
102…シード金属層
103…レジストパターン
104…電解めっき層
105…導体回路層
110…下部密着層
111…誘電体層
112…上部密着層
113…シード金属層(MIMキャパシター部)
114…上部電極層
130…ビアホール
131…絶縁樹脂層(ソルダーレジスト層)
132…MIMキャパシタ
133…はんだボール
134…外部接続端子
135…半導体チップ
136…チップ部品
200、201、202…キャパシタ内蔵ガラス回路基板
A…MIMキャパシタ形成部
Claims (8)
- 貫通孔を介して表裏導通可能なガラス基材の少なくとも一方の面に、導体回路層と絶縁樹脂層とを交互に積層したビルドアップ層を備えたガラス回路基板において、
絶縁樹脂層を介して隣接する下側と上側の導体回路層の間にMIMキャパシタが備えられており、
MIMキャパシタは、下側の導体回路層の一部と、誘電体層と、上部電極層と、を備えており、
上部電極層は、平面視において前記誘電体層の内側に備えられており、
上部電極層は、絶縁樹脂層の上側に備えられた導体回路層と接続されており、
誘電体層の断面端部は、一部が順テーパー形状を備えていることを特徴とするガラス回路基板。 - 貫通孔を介して表裏導通可能なガラス基材の少なくとも一方の面に、導体回路層と絶縁樹脂層とを交互に積層したビルドアップ層を備えたガラス回路基板において、
絶縁樹脂層を介して隣接する下側と上側の導体回路層の間にMIMキャパシタが備えられており、
MIMキャパシタは、絶縁樹脂層の下側の導体回路層の一部と、誘電体層と、上部電極層と、を備えており、
上部電極層は、平面視において前記誘電体層の内側に備えられており、
上部電極層は、絶縁樹脂層の上側の導体回路層と接続されており、
誘電体層の断面端部は、その全てが順テーパー形状を備えていることを特徴とするガラス回路基板。 - 前記誘電体層は、平面視において前記下側の導体回路層の内側に備えられていることを
特徴とする請求項1または2に記載のガラス回路基板。 - 前記下側の導体回路層と前記誘電体層の間に下部密着層を有し、前記上側の導体回路層と前記誘電体層の間に上部密着層を有する前記MIMキャパシタにおいて、
下部密着層と上部密着層とは同一材料からなり、
前記上部電極層と前記上部密着層とは平面視同一形状であり、且つ前記下部密着層とその層に接する前記誘電体層の下面とは平面視同一形状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガラス回路基板。 - MIMキャパシタを内蔵したガラス回路基板の製造方法であって、
ガラス基材に貫通孔を形成する工程と、
導体回路層を形成する工程と、絶縁樹脂層を形成する工程と、絶縁樹脂層にビアを形成する工程と、をこの順に必要な回数だけ繰り返す工程Aと、
工程Aの中で、導体回路層の一部にMIMキャパシタを形成する工程と、を備えており、
MIMキャパシタを形成する工程は、
MIMキャパシタを形成する導体回路層の部位に、下部密着層と誘電体層をこの順に形成する工程と、
誘電体層の上にレジストパターンAを形成する工程と、
そのレジストパターンAをエッチングマスクとして誘電体層を除去する工程と、
レジストパターンAを剥離する工程と、
上部密着層とシード金属層をこの順に形成する工程と、
シード金属層の上にレジストパターンBを形成する工程と、
シード金属層を電極として電解めっきによって上部電極層を形成する工程と、
レジストパターンBを剥離する工程と、
上部電極層をエッチングマスクとしてシード金属層を除去する工程と、
シード金属層をエッチングマスクとして上部密着層を除去し、更に誘電体層をエッチングマスクとして下部密着層を除去する工程と、を備えており、
誘電体層を除去する工程は、誘電体層の端部の形状が順テーパー形状となる誘電体層除去手段を使用することを特徴とするガラス回路基板の製造方法。 - 前記上部密着層と前記下部密着層に同一材料を使用したことを特徴とする請求項5に記載のガラス回路基板の製造方法。
- 前記上部電極層が、平面視において前記誘電体層の内側に形成されるように前記レジストパターンAを形成することを特徴とする請求項5または6に記載のガラス回路基板の製造方法。
- 前記誘電体層が、平面視において前記MIMキャパシタを形成する導体回路層の内側に
形成されるように前記レジストパターンBを形成することを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のガラス回路基板の製造方法。
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