JPH06140737A - Circuit board - Google Patents
Circuit boardInfo
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- JPH06140737A JPH06140737A JP4291298A JP29129892A JPH06140737A JP H06140737 A JPH06140737 A JP H06140737A JP 4291298 A JP4291298 A JP 4291298A JP 29129892 A JP29129892 A JP 29129892A JP H06140737 A JPH06140737 A JP H06140737A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、回路基板、特に、コン
デンサ部を一体に有する回路基板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit board, and more particularly to a circuit board integrally having a capacitor section.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子機器用の混成集積回路等に用いられ
る回路基板として、半導体素子がノイズにより誤動作す
るのを防止するために、コンデンサを一体に備えたもの
が知られている。この種の回路基板として、特開平2−
270396号には、セラミック製の多層回路基板の内
部にコンデンサ部を形成したものが示されている。この
回路基板は、厚膜法により形成されたコンデンサ電極用
パターンを有するセラミックグリーンシートを含む多数
のセラミックグリーンシートを積層して一体焼成するこ
とにより製造される。2. Description of the Related Art As a circuit board used for a hybrid integrated circuit or the like for electronic equipment, there is known a circuit board integrally provided with a capacitor in order to prevent a semiconductor element from malfunctioning due to noise. As a circuit board of this type, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 270396 shows a ceramic multilayer circuit board having a capacitor portion formed inside. This circuit board is manufactured by stacking and integrally firing a number of ceramic green sheets including a ceramic green sheet having a capacitor electrode pattern formed by a thick film method.
【0003】また、特開平3−63237号は、セラミ
ック基板表面に、スパッタリング、真空蒸着等の薄膜法
により形成されたコンデンサ電極を含むコンデンサ部を
備えた回路基板が示されている。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 3-63237 discloses a circuit board having a capacitor portion including a capacitor electrode formed by a thin film method such as sputtering or vacuum deposition on the surface of a ceramic substrate.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前記従来の回路基板に
含まれるコンデンサ部は、所望の容量値に設定されにく
い。これは、特開平3−270396号の多層回路基板
では、厚膜法によりコンデンサ電極用パターンを精度よ
く形成するのが困難なこと、及び厚膜法によるコンデン
サ電極用パターンは焼成時の収縮率のばらつきが大きい
ことによるものと考えられている。一方、特開平3−6
3237号の回路基板では、表面が平滑でないセラミッ
ク基板上に薄膜法によりコンデンサ電極を形成している
ため、コンデンサ電極の厚みや誘電体層の厚みが不均一
になりやすいためと考えられている。The capacitor portion included in the conventional circuit board is difficult to set to a desired capacitance value. This is because it is difficult to accurately form a capacitor electrode pattern by the thick film method in the multilayer circuit board disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-270396, and the capacitor electrode pattern by the thick film method has a shrinkage factor during firing. It is believed that this is due to the large variation. On the other hand, JP-A-3-6
In the circuit board of No. 3237, it is considered that the thickness of the capacitor electrode and the thickness of the dielectric layer are likely to be non-uniform because the capacitor electrode is formed on the ceramic substrate whose surface is not smooth by the thin film method.
【0005】本発明の目的は、回路基板に一体に形成さ
れたコンデンサ部の容量精度を高めることにある。An object of the present invention is to improve the capacitance accuracy of the capacitor portion integrally formed on the circuit board.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る回路基板
は、絶縁基板と、絶縁基板上に形成された有機物絶縁層
と、コンデンサ部とを備えている。コンデンサ部は、有
機物絶縁層上に薄膜法により形成されたコンデンサ電極
を有している。A circuit board according to the present invention comprises an insulating substrate, an organic insulating layer formed on the insulating substrate, and a capacitor section. The capacitor section has a capacitor electrode formed on the organic insulating layer by a thin film method.
【0007】[0007]
【作用】本発明に係る回路基板では、表面が平滑な有機
物絶縁層上にコンデンサ部のコンデンサ電極が形成され
ている。このコンデンサ電極は、有機物絶縁層の表面が
平滑なために均一に形成され得るので、コンデンサ部は
容量精度が高い。In the circuit board according to the present invention, the capacitor electrode of the capacitor section is formed on the organic insulating layer having a smooth surface. This capacitor electrode can be uniformly formed because the surface of the organic insulating layer is smooth, so that the capacitor portion has high capacitance accuracy.
【0008】[0008]
【実施例】図1に、本発明の一実施例としての多層回路
基板1を示す。図において、多層回路基板1は、セラミ
ック基板2と、セラミック基板2上に形成された有機物
絶縁層3と、有機物絶縁層3内に設けられたコンデンサ
部4とから主に構成されている。1 shows a multilayer circuit board 1 as an embodiment of the present invention. In the figure, the multilayer circuit board 1 is mainly composed of a ceramic substrate 2, an organic insulating layer 3 formed on the ceramic substrate 2, and a capacitor section 4 provided in the organic insulating layer 3.
【0009】セラミック基板2は、酸化アルミニウム質
焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結
体、ガラスセラミックス焼結体等からなり、例えば、酸
化アルミニウム質焼結体からなる場合、アルミナ、シリ
カ、カルシア、マグネシア等の原料粉末に有機溶剤、溶
媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれをドクター
ブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成
形して複数枚のシート2a,2b,2cを得、しかる
後、各シート2a,2b,2cを上下に積層するととも
に高温(約1600℃)で焼成し、焼結一体化させるこ
とによって製作される。The ceramic substrate 2 is made of an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, an aluminum nitride sintered body, a glass ceramic sintered body, or the like. , Powders of silica, calcia, magnesia and the like are mixed with an organic solvent and a solvent to form a slurry, and the slurry is formed into a sheet by a doctor blade method, a calendar roll method or the like, and a plurality of sheets 2a, 2b, 2c is obtained, and thereafter, the respective sheets 2a, 2b, 2c are laminated on top of each other, fired at a high temperature (about 1600 ° C.), and sintered to be integrated.
【0010】セラミック基板2内には、内部配線層5が
形成されている。内部配線層5は、各シート2a,2
b,2c間に所定の内部配線パターン形状に形成されて
いる。なお、図2では、内部配線層5の一部のみ示し、
詳細は省略している。このような内部配線層5は、シー
ト2b,2cの厚み方向に貫通する導電性のスルーホー
ル5aにより互いに連結している。内部配線層5はタン
グステン、モリブデン、マンガン等の導体材料を用いて
構成されている。An internal wiring layer 5 is formed in the ceramic substrate 2. The internal wiring layer 5 includes the sheets 2a and 2
A predetermined internal wiring pattern shape is formed between b and 2c. 2 shows only a part of the internal wiring layer 5,
Details are omitted. Such internal wiring layers 5 are connected to each other by conductive through holes 5a penetrating the sheets 2b and 2c in the thickness direction. The internal wiring layer 5 is made of a conductive material such as tungsten, molybdenum, or manganese.
【0011】セラミック基板2表面には、第1薄膜配線
層6が所定のパターン形状に形成されている。この第1
薄膜配線層6は、シート2aの厚み方向に貫通する導電
性のスルーホール5bを介して内部配線層5に接続して
いる。有機物絶縁層3は、ポリイミド、ベンゾシクロブ
テンまたはテフロン等の樹脂からなる3層のシート3
a,3b,3cが一体化したものである。各シート3
a,3b,3c上には、第2薄膜配線層7、第3薄膜配
線層8及び第4薄膜配線層9が所定のパターン形状に形
成されている。各薄膜配線層7,8,9は、それが形成
されているシート3a,3b,3cを部分的に貫通して
おり、互いにかつ第1薄膜配線層6と接続している。な
お、上述の各薄膜配線層6,7,8,9は、銅からなる
基層と、基層の両主面に形成されたクロム層からなる3
層構造である。また、第3薄膜配線層8の一部には、そ
の上面に薄膜抵抗部10が形成されている。A first thin film wiring layer 6 is formed in a predetermined pattern on the surface of the ceramic substrate 2. This first
The thin film wiring layer 6 is connected to the internal wiring layer 5 via a conductive through hole 5b penetrating in the thickness direction of the sheet 2a. The organic insulating layer 3 is a three-layer sheet 3 made of a resin such as polyimide, benzocyclobutene or Teflon.
a, 3b, 3c are integrated. Each sheet 3
A second thin film wiring layer 7, a third thin film wiring layer 8 and a fourth thin film wiring layer 9 are formed in a predetermined pattern on a, 3b and 3c. Each of the thin film wiring layers 7, 8 and 9 partially penetrates the sheets 3a, 3b and 3c on which they are formed, and is connected to each other and to the first thin film wiring layer 6. Each of the above-mentioned thin film wiring layers 6, 7, 8 and 9 comprises a base layer made of copper and a chrome layer formed on both main surfaces of the base layer.
It is a layered structure. A thin film resistance portion 10 is formed on the upper surface of a part of the third thin film wiring layer 8.
【0012】コンデンサ部4は、図2に示すように、下
部電極11と、上部電極12と、両電極11,12間に
配置された五酸化タンタルからなる誘電体層13とから
主に構成されている。下部電極11は、第2薄膜配線層
7の一部であり、シート3a上に形成されている。この
下部電極11は、誘電体層13との当接面を除いて両面
にクロム層14が形成された銅製であり、第1薄膜配線
層6に接続している。上部電極12は、誘電体層13と
の当接面の反対側の面にクロム層14が形成された銅製
であり、第3薄膜配線層8に接続している。なお、クロ
ム層14は、下部電極11及び上部電極12とシート3
a及びシート3bとの密着性を高めるためのものであ
る。As shown in FIG. 2, the capacitor section 4 is mainly composed of a lower electrode 11, an upper electrode 12, and a dielectric layer 13 made of tantalum pentoxide arranged between the electrodes 11 and 12. ing. The lower electrode 11 is a part of the second thin film wiring layer 7, and is formed on the sheet 3a. The lower electrode 11 is made of copper having a chromium layer 14 formed on both surfaces except the contact surface with the dielectric layer 13, and is connected to the first thin film wiring layer 6. The upper electrode 12 is made of copper having a chromium layer 14 formed on the surface opposite to the contact surface with the dielectric layer 13, and is connected to the third thin film wiring layer 8. The chromium layer 14 is formed on the lower electrode 11, the upper electrode 12 and the sheet 3
It is for enhancing the adhesiveness between a and the sheet 3b.
【0013】次に、多層回路基板1の製造方法を説明す
る。まず、セラミック基板2を用意する。セラミック基
板2は、複数枚(本実施例では3枚)のセラミックグリ
ーンシートから形成される。セラミックグリーンシート
には、スルーホール5a,5bを形成するための貫通孔
を形成した後に、上述の導体材料からなるペーストをス
クリーン印刷法により所定の内部配線層5パターンに印
刷する。また、貫通孔にも同様のペーストを充填する。
次に、セラミックグリーンシートを所定の順に積層して
積層体を形成し、これを適当な温度で焼成する。これに
より、内部配線層5を含むセラミック基板2が得られ
る。Next, a method of manufacturing the multilayer circuit board 1 will be described. First, the ceramic substrate 2 is prepared. The ceramic substrate 2 is formed from a plurality of (three in this embodiment) ceramic green sheets. After forming through holes for forming the through holes 5a and 5b in the ceramic green sheet, a paste made of the above-mentioned conductor material is printed on a predetermined internal wiring layer 5 pattern by a screen printing method. The same paste is also filled in the through holes.
Next, the ceramic green sheets are laminated in a predetermined order to form a laminated body, which is fired at an appropriate temperature. As a result, the ceramic substrate 2 including the internal wiring layer 5 is obtained.
【0014】次に、セラミック基板2上に有機物絶縁層
3を形成する。ここでは、まず、セラミック基板2の上
面に蒸着、スパッタリング等の薄膜法によりクロム層及
び銅層をこの順に形成する。続いて、感光性レジストの
塗布、現像及びエッチングの一連の処理を施して、所望
のパターンの第1薄膜配線層6を形成する。次に、第1
薄膜配線層6が形成されたセラミック基板2上に感光性
ポリイミド等の感光性樹脂ペーストをスピンコート法に
より塗布し、ベーク、露光、現像及びベークの一連の処
理を施す。これを、さらに約400℃に設定された窒素
雰囲気の炉内で焼成し、シート3aの第1層30(図
2)を形成する。さらに、第1層30上に、感光性樹脂
ペーストをスピンコート法により塗布し、ベーク、露
光、現像及びベークの一連の処理を施す。これを同様の
炉内で焼成すると、シート3aの第2層31(図2)が
形成される。これにより、セラミック基板2上にシート
3aが形成される。このシート3aは、スピンコート法
により塗布された感光性樹脂ペーストからなるため表面
粗さが0.02〜0.05μmの範囲にあり、表面が平
滑である。このようなシート3aの製造工程では、第1
薄膜配線層6と第2薄膜配線層7との接続を確保するた
めに、第1層30には直径300μm程度のスルーホー
ルを、第2層31には直径200μm程度のスルーホー
ルを形成する。Next, the organic insulating layer 3 is formed on the ceramic substrate 2. Here, first, a chromium layer and a copper layer are formed in this order on the upper surface of the ceramic substrate 2 by a thin film method such as vapor deposition and sputtering. Subsequently, a series of processes of applying a photosensitive resist, developing and etching are performed to form the first thin film wiring layer 6 having a desired pattern. Then the first
A photosensitive resin paste such as photosensitive polyimide is applied on the ceramic substrate 2 on which the thin film wiring layer 6 is formed by a spin coating method, and a series of baking, exposing, developing and baking processes are performed. This is further fired in a furnace in a nitrogen atmosphere set to about 400 ° C. to form the first layer 30 (FIG. 2) of the sheet 3a. Further, a photosensitive resin paste is applied on the first layer 30 by a spin coating method, and a series of treatments of baking, exposure, development and baking are performed. When this is fired in the same furnace, the second layer 31 (FIG. 2) of the sheet 3a is formed. As a result, the sheet 3a is formed on the ceramic substrate 2. Since the sheet 3a is made of a photosensitive resin paste applied by the spin coating method, the surface roughness is in the range of 0.02 to 0.05 μm and the surface is smooth. In the manufacturing process of such a sheet 3a, the first
In order to secure the connection between the thin film wiring layer 6 and the second thin film wiring layer 7, a through hole having a diameter of about 300 μm is formed in the first layer 30, and a through hole having a diameter of about 200 μm is formed in the second layer 31.
【0015】次に、シート3a上に厚み0.1μmのク
ロム薄膜層と厚み約2μmの銅薄膜層とをスパッタリン
グ法によりこの順に成膜し、これに感光性レジスト塗
布、現像及びエッチングの一連の処理を施して、第2薄
膜配線層7及び下部電極11を形成する。ここで、下部
電極11は、表面が平滑なシート3a上に形成されるた
めに、膜厚が均一になる。Next, a chromium thin film layer having a thickness of 0.1 μm and a copper thin film layer having a thickness of about 2 μm are formed in this order on the sheet 3a by a sputtering method, and a series of photosensitive resist coating, development and etching are performed on the film. By performing the processing, the second thin film wiring layer 7 and the lower electrode 11 are formed. Here, since the lower electrode 11 is formed on the sheet 3a having a smooth surface, the film thickness becomes uniform.
【0016】次に、シート3a上にスパッタリング法に
より厚み約0.1μmの五酸化タンタル層を形成する。
続いて、五酸化タンタル層上に感光性レジスト膜を形成
し、イオンミリングにより下部電極11上の五酸化タン
タル層を除いて五酸化タンタル層をエッチングする。こ
れにより、下部電極11上に誘電体層13が形成され
る。Next, a tantalum pentoxide layer having a thickness of about 0.1 μm is formed on the sheet 3a by a sputtering method.
Then, a photosensitive resist film is formed on the tantalum pentoxide layer, and the tantalum pentoxide layer except the tantalum pentoxide layer on the lower electrode 11 is etched by ion milling. As a result, the dielectric layer 13 is formed on the lower electrode 11.
【0017】次に、スパッタリング法により、厚み約2
μmの銅薄膜層及び厚み0.1μmのクロム薄膜層をこ
の順に成膜する。そして、誘電体層13上の成膜層を感
光性レジスト膜により保護し、他の成膜層をフェリシア
ン化カリウム系のエッチング液と過硫酸アンモニウム系
のエッチング液とをこの順に用いて除去する。これによ
り、誘電体層13上に上部電極12が形成され、コンデ
ンサ部4が形成される。Next, the thickness is about 2 by the sputtering method.
A copper thin film layer having a thickness of μm and a chromium thin film layer having a thickness of 0.1 μm are formed in this order. Then, the film forming layer on the dielectric layer 13 is protected by a photosensitive resist film, and the other film forming layers are removed using a potassium ferricyanide-based etching solution and an ammonium persulfate-based etching solution in this order. As a result, the upper electrode 12 is formed on the dielectric layer 13 and the capacitor section 4 is formed.
【0018】有機物絶縁層3のシート3b,3c、第3
薄膜配線層8及び第4薄膜配線層9は、上述の方法と同
様の方法で形成される。薄膜抵抗部10は、スパッタリ
ング法により厚み約0.1μmのタンタル−シリコン薄
膜を第3薄膜配線層8上に成膜すると形成される。第4
薄膜配線層9上には、無電解メッキ法によりニッケルメ
ッキ層と金メッキ層とをこの順に形成する。これによ
り、半導体素子が表面実装可能な多層回路基板1が完成
する。Sheets 3b, 3c of the organic insulating layer 3 and the third
The thin film wiring layer 8 and the fourth thin film wiring layer 9 are formed by the same method as described above. The thin film resistance portion 10 is formed by forming a tantalum-silicon thin film having a thickness of about 0.1 μm on the third thin film wiring layer 8 by a sputtering method. Fourth
A nickel plating layer and a gold plating layer are formed in this order on the thin film wiring layer 9 by an electroless plating method. As a result, the multilayer circuit board 1 on which the semiconductor element can be surface-mounted is completed.
【0019】本実施例では、コンデンサ部4の下部電極
11が均一に形成されているため、コンデンサ部4の容
量を所望の値に設定しやすい。また、下部電極11の厚
みが均一なために誘電体層13の厚み(電極間距離)が
0.01〜1.0μmと小さく設定できるので、コンデ
ンサ部4は、電極面積を小さくしても必要な容量に設定
しやすい。In this embodiment, since the lower electrode 11 of the capacitor section 4 is formed uniformly, it is easy to set the capacitance of the capacitor section 4 to a desired value. Moreover, since the thickness of the dielectric layer 13 (distance between electrodes) can be set as small as 0.01 to 1.0 μm because the thickness of the lower electrode 11 is uniform, the capacitor unit 4 is required even if the electrode area is reduced. It is easy to set a large capacity.
【0020】〔他の実施例〕 (a) 前記実施例ではコンデンサ部4を有機物絶縁層
3内に設けたが、コンデンサ部4を有機物絶縁層3の最
上面に設けた場合も本発明を同様に実施できる。 (b) 前記実施例ではコンデンサ部4の下部電極11
及び上部電極12を両端にクロム薄膜層を有する銅薄膜
層により形成したが、これらの電極11,12は、他の
材料を用いて形成してもよい。たとえば、アルミニウ
ム、タングステン、ニッケル、ニッケル−クロム等の金
属の単層もしくは多層の薄膜導体層としてもよい。ま
た、コンデンサ部4の誘電体層13に五酸化タンタルを
用いたが、五酸化タンタルに代えて比誘電率の大きいバ
リウム、鉛、ジルコニウム、チタン及びタングステン等
から選んだ少なくとも2種類の元素からなる複合酸化物
を成分として含む誘電体材料を用いてもよい。[Other Embodiments] (a) Although the capacitor section 4 is provided in the organic insulating layer 3 in the above-described embodiment, the present invention is the same when the capacitor section 4 is provided on the uppermost surface of the organic insulating layer 3. Can be carried out. (B) In the above embodiment, the lower electrode 11 of the capacitor unit 4
The upper electrode 12 and the upper electrode 12 are formed of a copper thin film layer having a chromium thin film layer on both ends, but these electrodes 11 and 12 may be formed using other materials. For example, it may be a single-layer or multi-layer thin film conductor layer of a metal such as aluminum, tungsten, nickel or nickel-chromium. Further, although tantalum pentoxide was used for the dielectric layer 13 of the capacitor part 4, it is composed of at least two kinds of elements selected from barium, lead, zirconium, titanium, tungsten and the like having a large relative permittivity instead of tantalum pentoxide. You may use the dielectric material which contains a complex oxide as a component.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明に係る回路基板では、表面が平滑
な有機物絶縁層上にコンデンサ部のコンデンサ電極が形
成されているので、コンデンサ部の容量精度が高い。In the circuit board according to the present invention, since the capacitor electrode of the capacitor section is formed on the organic insulating layer having a smooth surface, the capacitance accuracy of the capacitor section is high.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の一実施例としての多層回路基板の縦断
面図。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a multilayer circuit board according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の拡大部分図。FIG. 2 is an enlarged partial view of FIG.
1 多層回路基板 2 セラミック基板 3 有機物絶縁層 3a シート 4 コンデンサ部 11 下部電極 1 Multilayer Circuit Board 2 Ceramic Substrate 3 Organic Insulation Layer 3a Sheet 4 Capacitor Section 11 Lower Electrode
Claims (1)
サ電極を有するコンデンサ部と、 を備えた回路基板。1. A circuit board comprising: an insulating substrate; an organic insulating layer formed on the insulating substrate; and a capacitor section having a capacitor electrode formed on the organic insulating layer by a thin film method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4291298A JP2749489B2 (en) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Circuit board |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06140737A true JPH06140737A (en) | 1994-05-20 |
JP2749489B2 JP2749489B2 (en) | 1998-05-13 |
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