JPWO2012014648A1 - 基板内蔵用キャパシタ、これを備えたキャパシタ内蔵基板、及び基板内蔵用キャパシタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
基板内蔵用キャパシタは、所定方向に延びた第１電極と、前記第１電極に設けられた誘電体層と、前記誘電体層に設けられて、この誘電体層を介して前記第１電極と対向するとともに、前記誘電体層から前記所定方向において突出する端部を有する第２電極と、前記所定方向において前記第１電極から間隔を空けて設けられた電極層とを備え、前記所定方向における前記第２電極の端部が前記電極層に接続されるとともに、前記電極層の表面が、前記第１電極の表面と同一平面上に位置するように設けられていることを特徴とする。
Description
本願発明は、基板に内蔵される基板内蔵用キャパシタ、これを備えたキャパシタ内蔵基板、及び上記基板内蔵用キャパシタの製造方法に関する。
情報通信機器の小型化を背景に、プリント配線基板に搭載するキャパシタ（いわゆるコンデンサ）を、基板の表面に実装せずに、基板の内部に埋め込むことが提案されている。一般的に、基板に内蔵される基板内蔵用キャパシタは、金属−絶縁体−金属の順に積層された構造、即ち、絶縁体層を電極層により挟み込んだ構造を有している（例えば、特許文献１参照）。
上記特許文献１に記載されるキャパシタが基板に内蔵された状態においては、誘電体層を挟むことによりキャパシタを構成している電極が、それぞれ、１つのビアを介して配線（回路）に接続されている。具体的には、上記特許文献１の図５には、誘電体層の下側表面に設けられた下部電極が、この下部電極よりも下方に設けられる配線にビアを介して電気的に接続され、誘電体層の上側表面に設けられた上部電極が、この上部電極よりも上方に設けられる配線にビアを介して電気的に接続されることが記載されている。
しかしながら、上記特許文献１に記載されるキャパシタにおいては、同一の層、即ち同じ面に形成された配線が、キャパシタを構成する上部電極及び下部電極である第１電極及び第２電極に電気的に接続される構成ではない。
基板の一方の面に設けられた配線が、基板に内蔵されたキャパシタを構成する第１電極及び第２電極に接続される構造としては、例えば図１１に示す構造が考えられる。
図１１に示す基板１０９は、その内部に内蔵されたキャパシタ１０１を備え、キャパシタ１０１は、第１電極１１０と、第１電極１１０に設けられた誘電体層１３０と、誘電体層１３０を介して第１電極１１０と対向する第２電極１２０とを備えている。基板１０９が有する一方の面には、第１電極１１０に電気的に接続される配線１７１と、第２電極１２０に電気的に接続される配線１７２とが形成されている。
図１１に示す基板１０９は、その内部に内蔵されたキャパシタ１０１を備え、キャパシタ１０１は、第１電極１１０と、第１電極１１０に設けられた誘電体層１３０と、誘電体層１３０を介して第１電極１１０と対向する第２電極１２０とを備えている。基板１０９が有する一方の面には、第１電極１１０に電気的に接続される配線１７１と、第２電極１２０に電気的に接続される配線１７２とが形成されている。
キャパシタ１０１において、上部電極を構成する第２電極１２０は、１つのビア１６２を介して配線１７２に接続されている。これに対して、下部電極を構成する第１電極１１０は、ビア１６３を介して配線１７１と反対側の面に設けられた配線１７３に接続され、この配線１７３がビア１６１を介して配線１７１に接続されることによって、第１電極１１０が配線１７１に接続されている。
即ち、図１１に示すキャパシタ１０１が基板１０９に内蔵されたときには、基板１０９の一方の面に設けられた配線１７１を第１電極１１０に接続するために、基板１０９の一方の面から他方の面に至るビア１６１を形成して、さらにこの他方の面から第１電極１１０に至るビア１６３を形成する構成となる。このような構成においては、基板１０９の一方の面から第１電極１１０に至る導電経路が長い。高周波領域におけるキャパシタ内蔵基板のインピーダンス特性を向上するためには、配線が設けられる基板の一方の面から電極に至る導電経路を短くすることにより、キャパシタ内蔵基板に生じるインダクタンスを小さくすることが好ましい。
そこで、基板の一方の面に設けられた配線を、基板の一方の面から他方の面に至るビアを形成せずに、第１電極及び第２電極に接続可能とするキャパシタとして、例えば図１２に示すものが考えられる。
図１２に示す基板２０９に内蔵されたキャパシタ２０１は、誘電体層２３０及び第２電極２２０よりも寸法の大きい第１電極２１０を備え、上部電極を構成する第２電極２２０は、１つのビア２６２を介して配線２７２に接続され、下部電極を構成する第１電極２１０も、１つのビア２６１を介して配線２７１に接続されている。
しかしながら、図１２に示すように、第１電極２１０に接続されるビア２６１の長さと、第２電極２２０に接続されるビア２６２の長さが異なると、第１電極２１０及び第２電極２２０に接続されるビア２６１，２６２を適切に形成することが難しくなる。また、ビア２６１，２６２の長さが異なることに限らず、第１電極２１０と第２電極２２０を形成する材料が互いに異なることによっても、第１電極２１０及び第２電極２２０に接続されるビア２６１，２６２を適切に形成することが難しくなる。即ち、基板にビアを形成するときには、ビアの底面となる材料や形成すべきビアの長さ等に配慮する必要があり、第１電極及び第２電極のそれぞれに接続されるビアを形成するために、各ビアの形成に適したビア形成条件を確立する必要がある。このため図１２に示すビア２６１，２６２を適切に形成することは難しい。
基板内蔵用キャパシタを構成する第１電極及び第２電極に接続されるビアを適切に形成することができなければ、基板に形成されるビアと第１電極及び第２電極を良好に接続できなくなるという問題がある。
また、従来、基板に形成されるビアを第１電極及び第２電極に接続するために、第１電極及び第２電極の双方の厚みを確保する必要があるため、キャパシタの全体の厚みが大きくなってしまうという問題があった。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に形成されるビアと第１電極及び第２電極を良好に接続することができ、また、薄型化を図ることができる基板内蔵用キャパシタ、キャパシタ内蔵基板、及び基板内蔵用キャパシタの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の基板内蔵用キャパシタは、所定方向に延びた第１電極と、前記第１電極に設けられた誘電体層と、前記誘電体層に設けられて、この誘電体層を介して前記第１電極と対向するとともに、前記誘電体層から前記所定方向において突出する端部を有する第２電極と、前記所定方向において前記第１電極から間隔を空けて設けられた電極層とを備え、前記所定方向における前記第２電極の端部が前記電極層に接続されるとともに、前記電極層の表面が、前記第１電極の表面と同一平面上に位置するように設けられていることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明のキャパシタ内蔵基板は、基板内蔵用キャパシタが内蔵されているキャパシタ内蔵基板であって、前記基板内蔵用キャパシタは、所定方向に延びた第１電極と、前記第１電極に設けられた誘電体層と、前記誘電体層に設けられて、この誘電体層を介して前記第１電極と対向するとともに、前記誘電体層から前記所定方向において突出する端部を有する第２電極と、前記所定方向において前記第１電極から間隔を空けて設けられた電極層とを備え、前記第２電極の端部と前記電極層とが接続され、前記電極層と前記第１電極とが同一材料により形成されていることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の基板内蔵用キャパシタの製造方法は、第１電極層の上に誘電体層を形成する誘電体層形成工程と、前記誘電体層の上に、前記誘電体層を覆って前記第１電極層に接続される第２電極層を形成する電極層形成工程と、前記第１電極層に、前記誘電体層を介して第２電極層に対向する部位と、前記第２電極層が接続される部位とを電気的に分離する分離溝を形成する分離溝形成工程とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、基板に形成されるビアと第１電極及び第２電極を良好に接続することができ、基板内蔵用キャパシタの薄型化を図ることができ、基板の一方の面から第２電極に至る導電経路を短くすることができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本発明に係るキャパシタ１は、基板９に内蔵される基板内蔵用キャパシタである。図中の矢印Ｘは、所定の直線方向である面方向Ｘを示している。また、図中の矢印Ｙは、面方向Ｘに垂直な方向である厚み方向Ｙを示している。
図１に示すように、本発明に係るキャパシタ１は、基板９に内蔵される基板内蔵用キャパシタである。図中の矢印Ｘは、所定の直線方向である面方向Ｘを示している。また、図中の矢印Ｙは、面方向Ｘに垂直な方向である厚み方向Ｙを示している。
キャパシタ１は、第１電極１０と、第１電極１０に設けられた誘電体層３０と、誘電体層３０に設けられて、誘電体層３０を介して第１電極１０に対向する第２電極２０と、第２電極２０に接続されるととともに第１電極１０と同一平面上に位置する電極層４０とを備えている。
キャパシタ１の平面図である図２に示すように、本実施形態においては、第１電極１０、第２電極２０、及び誘電体層３０は、矩形状を有している。なお、図２において破線Ｈ１で示す箇所は、図１中に示すビア６１が接続される部位を示している。また、図２において破線Ｈ２で示す箇所は、図１中に示すビア６２が接続される部位を示している。
金属等の導電性材料からなる第１電極１０は、銅、ニッケル、アルミニウム、または白金等の金属からなる金属箔、またはこれらの金属を二種以上含む合金からなる金属箔等により形成されている。図１に示すように、薄い平板状の第１電極１０は、誘電体層３０が設けられる面１１と、ビア６１が接続される面１２とを有している。所定方向である面方向Ｘに延びた第１電極１０は、図１中においては、上部電極として誘電体層３０の上部を覆っている。
金属等の導電性材料からなる第２電極２０は、銅、ニッケル、アルミニウム、または白金等の金属からなる金属膜、またはこれらの金属を二種以上含む合金からなる金属膜等により形成されている。薄膜状の第２電極２０は、厚み方向Ｙにおいて、第１電極１０とともに誘電体層３０を挟み込むように形成されている。第２電極２０は、面方向Ｘにおいて第１電極１０及び誘電体層３０に比べて大きい寸法を有している。面方向Ｘに延びる第２電極２０は、図１中においては、下部電極として誘電体層３０の下部を覆っている。さらに、第２電極２０は、誘電体層３０の両端部から面方向Ｘに突出して、面方向Ｘにおける誘電体層３０の両端面を覆っている。そして、面方向Ｘにおける第２電極２０の両端部が電極層４０に接続されている。即ち、第２電極２０は、誘電体層３０から面方向Ｘにおいて突出する端部を有するとともに、面方向Ｘにおける第２電極２０の端部が電極層４０に接続されている。
誘電体により形成される誘電体層３０は、例えば酸化物系のセラミックスにより形成されている。具体的には、例えば、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、タンタル酸リチウム、酸化亜鉛、酸化タンタル等の金属酸化物により誘電体層３０が形成される。なお、誘電体層３０には、上記の金属酸化物に加えて、誘電特性を向上させるための添加物が含まれていてもよい。第１電極１０の面１１に設けられた誘電体層３０は、面方向Ｘにおいて第１電極１０に比べて大きい寸法を有するとともに、第１電極１０の両端部から面方向Ｘに突出している。
金属等の導電性材料からなる電極層４０は、銅箔やニッケル箔等の金属箔により形成され、第１電極１０と同一材料により形成されている。薄い平板状の電極層４０は、第２電極２０が接続される面４１と、ビア６２が接続される面４２とを有している。面方向Ｘに延びる電極層４０は、厚み方向Ｙにおいて第２電極２０とともに誘電体層３０の両端部を挟み込むように形成されるとともに、面方向Ｘにおいて第１電極１０から間隔を空けて設けられている。
本実施形態においては、図１及び図２に示すように、第１電極１０と電極層４０との間に、四角枠形状の分離溝Ｄが設けられている。誘電体層３０の周縁を除く部位に設けられている分離溝Ｄは、第１電極１０と電極層４０とが対向する面方向Ｘにおける第１電極１０及び電極層４０の端面と、誘電体層３０の表面の一部とにより構成され、誘電体層３０の表面を底面とする溝である。
即ち、電極層４０の一部は、面方向Ｘにおける誘電体層３０の端部に設けられて、誘電体層３０を介して電極層４０の一部と第２電極２０とが対向している。そして、電極層４０と第１電極１０との間に、誘電体層３０の周縁を除く部位を底面として、第１電極１０と第２電極２０とを電気的に分離する分離溝Ｄが形成されている。
また、本実施形態においては、第１電極１０と電極層４０の厚み（厚み方向Ｙにおける寸法）は同じである。従って、第１電極１０の面１１と電極層４０の面４１とは同一平面上に位置するとともに、第１電極１０の面１２と電極層４０の面４２とは同一平面上に位置している。
基板９は、上記構成を備えたキャパシタ１を内蔵したキャパシタ内蔵基板である。基板９は、キャパシタ１と、キャパシタ１が内蔵される絶縁基板６０とを備え、絶縁基板６０には、第１電極１０に電気的に接続されるビア６１が形成されるとともに、第２電極２０に電気的に接続されるビア６２が形成されている。本実施形態においては、ビア６２は、電極層４０に接続されることによって、第２電極２０に電気的に接続されている。
絶縁基板６０の表面上には、第１電極１０に電気的に接続される配線７１と、第２電極２０に接続される配線７２とが形成されている。配線７１，７２は、基板９が有する一方の面に設けられている。
図３〜図６を参照しながら、キャパシタ１の製造方法の一例を説明する。なお、図３（ａ）、図４（ａ）、及び図６（ａ）は、それぞれ、図３（ｂ）、図４（ｂ）、及び図６（ｂ）における一点鎖線に沿った矢視断面図である。
まず、ハンドリングが容易であって、かつ、後述のアニール工程において変形が発生しにくい所定の厚みを有する第１電極層１０Ａを用意する。第１電極層１０Ａは金属箔であって、高い導電性を有し入手が容易な銅箔であることが好ましい。
次いで、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１電極層１０Ａが有する面１１Ａの一部に誘電体層３０を形成する。即ち、下地となる第１電極層１０Ａの上に誘電体層３０を形成する（誘電体層形成工程）。
誘電体層形成工程においては、粉末状の誘電体を噴射する粉末噴射コーティング法により誘電体層３０が形成される。粉末噴射コーティング法としては、例えば、エアロゾルデポジション法、パウダージェットデポジション法を用いることができる。常温大気圧環境下で誘電体層３０を容易に形成するためには、パウダージェットデポジション法を用いることが好ましい。
次いで、誘電体層３０の強誘電特性を向上させるために、誘電体層３０に対してアニール処理を施す（アニール工程）。アニール工程においては、例えば、誘電体層３０へのレーザ照射、マイクロ波加熱、アニール炉内における加熱等により、アニール処理が施される。
次いで、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、誘電体層３０の上に、誘電体層３０を覆って第１電極層１０Ａに接続される第２電極層２０Ａを形成する（電極層形成工程）。面方向Ｘにおいて誘電体層３０に比べて大きい寸法を有する第２電極層２０Ａは、誘電体層３０の表面上に設けられて、面方向Ｘにおける第２電極層２０Ａの端部が、誘電体層３０の両端面を覆って、誘電体層３０の周囲における第１電極層１０Ａの表面に設けられる。第２電極層２０Ａは、第１電極層１０Ａと同じ材料（即ち、銅）により形成されることが好ましいが、第１電極層１０Ａと異なる材料により形成されていてもよい。
電極層形成工程においては、例えば、スパッタリング、蒸着、導電性ペーストの印刷、めっき、またはこれらを組み合わせた成膜方法等により金属膜である第２電極層２０Ａが形成される。電極層形成工程における成膜方法は、第１電極層１０Ａ及び誘電体層３０と第２電極層２０Ａとの界面における密着性が高い方法を採用することが好ましい。
次いで、誘電体層３０及び第２電極層２０Ａが設けられた第１電極層１０Ａを反転する
（反転工程）。
次いで、図５に示すように、第１電極層１０Ａが有する面１１Ａに対して他方の面１２Ａ、即ち、誘電体層３０及び第２電極層２０Ａが設けられていない面１２Ａを研磨することにより、第１電極層１０Ａを薄くする（薄化工程）。即ち、厚み方向Ｙにおける第１電極層１０Ａの寸法を、面方向Ｘにおいて一様に小さくする。
（反転工程）。
次いで、図５に示すように、第１電極層１０Ａが有する面１１Ａに対して他方の面１２Ａ、即ち、誘電体層３０及び第２電極層２０Ａが設けられていない面１２Ａを研磨することにより、第１電極層１０Ａを薄くする（薄化工程）。即ち、厚み方向Ｙにおける第１電極層１０Ａの寸法を、面方向Ｘにおいて一様に小さくする。
本実施形態においては、薄化工程は、エッチングにより第１電極層１０Ａを薄くするエッチング工程である。エッチングは、金属を溶解する化学的反応を利用した化学的研磨である。エッチング工程におけるエッチングとしては、エッチングガスを用いたドライエッチング、または、エッチング液を用いたウェットエッチングを用いることができる。
そして、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１電極層１０Ａに、誘電体層３０の周縁を除く部位であって、誘電体層３０の表面を底面とする分離溝Ｄを形成する。即ち、第１電極層１０Ａに、誘電体層３０を介して第２電極層２０Ａに対向する部位と、第２電極層２０Ａが接続される部位とを電気的に分離する分離溝Ｄを形成する（分離溝形成工程）。
分離溝Ｄが形成されることによって、電気的に接続されていない第１電極１０と第２電極２０とが形成される。このようにして第１電極層１０Ａが分離されることにより、第１電極層１０Ａにおいて誘電体層３０を介して第２電極層２０Ａと対向する部位は第１電極１０となり、第２電極層２０Ａは第２電極２０となる。また、第１電極層１０Ａにおいて第２電極層２０Ａの両端部が接続される部位は、電極層４０となる。
即ち、分離溝形成工程は、分離溝Ｄを形成することによって第１電極１０と第２電極２０とを形成する電極形成工程である。従って、第１電極層１０Ａは第１電極１０及び電極層４０を構成するとともに、第２電極層２０Ａは第２電極２０を構成する。そして、第１電極層１０Ａの面１１Ａは、第１電極１０及び電極層４０の面１１，４１を構成するとともに、第１電極層１０Ａの面１２Ａは、第１電極１０及び電極層４０の面１２，４２を構成する。
以上のように、キャパシタ１の製造方法は、誘電体層形成工程、アニール工程、電極層形成工程、反転工程、薄化工程（エッチング工程）、分離溝形成工程を備えている。これらの工程を経て、キャパシタ１が製造される。
図７〜図９を参照しながら、キャパシタ１が内蔵される基板９の製造方法の一例を説明する。
図７に示すように、キャパシタ１を絶縁体５０の表面に積層する（キャパシタ積層工程）。絶縁体５０は、コア材と、このコア材を挟み込む一対のプリプレグにより構成されている。
図７に示すように、キャパシタ１を絶縁体５０の表面に積層する（キャパシタ積層工程）。絶縁体５０は、コア材と、このコア材を挟み込む一対のプリプレグにより構成されている。
キャパシタ積層工程においては、絶縁体５０を加熱及び加圧することにより、半硬化状態のプリプレグにキャパシタ１が圧着される。なお、絶縁体５０を予め用意しておいて、硬化しているプリプレグに接着剤層（不図示）を介してキャパシタ１を積層してもよい。
次いで、図８に示すように、電極層４０をエッチングすることにより、内部配線４０ａを形成する（内部配線形成工程）。即ち、キャパシタ１が備える電極層４０は、基板９内に設けられる内部配線４０ａを構成する。この内部配線４０ａは、キャパシタ１に接続されない配線であってもよく、電極層４０に接続される配線であってもよい。
次いで、上記キャパシタ積層工程と同じようにして、キャパシタ１が設けられた絶縁体５０に、他の絶縁体５０を加熱及び加圧して積層する（絶縁体積層層工程）。絶縁体積層工程を行うことにより、図９に示すように、積層された絶縁体５０によって絶縁基板６０が形成され、キャパシタ１が内蔵された基板９が得られる。
次いで、絶縁基板６０に貫通孔を設けてビア６１，６２を形成する（ビア形成工程）。そして、絶縁基板６０の一方の面に配線７１，７２を形成する（配線形成工程）。
以上のように、基板９の製造方法は、キャパシタ積層工程、内部配線形成工程、絶縁体積層工程、ビア形成工程、配線形成工程を備えている。これらの工程を経て、図１に示す基板９が製造される。
以上のように、基板９の製造方法は、キャパシタ積層工程、内部配線形成工程、絶縁体積層工程、ビア形成工程、配線形成工程を備えている。これらの工程を経て、図１に示す基板９が製造される。
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）キャパシタ１は、第１電極１０と、誘電体層３０と、誘電体層３０を介して第１電極１０と対向するとともに、誘電体層３０から面方向Ｘにおいて突出する端部を有する第２電極２０と、面方向Ｘにおいて第１電極１０から間隔を空けて設けられた電極層４０とを備えている。そして、面方向Ｘにおける第２電極２０の端部が電極層４０に接続されるとともに、電極層４０の表面である面４２が、第１電極１０の表面である面１２と同一平面上に位置するように設けられている。このような構成のキャパシタ１が基板９に内蔵された場合には、基板９の一方の面に設けられた配線７１，７２を第１電極１０及び第２電極２０に接続するために、基板９の一方の面から電極層４０の表面及び第１電極１０の表面に至るビア６１，６２が基板９に形成される。そして、電極層４０にビア６２が接続されることにより、基板９の一方の面に設けられた配線７２と第２電極２０とが接続され、第１電極１０にビア６１が直接接続されることにより、基板９の一方の面に設けられた配線７１と第１電極１０とが接続される構成となる。このとき、上記構成によれば、第２電極２０に接続された電極層４０が有する面４２が、第１電極１０が有する面１２と同一平面上に位置するように設けられているため、第１電極１０に電気的に接続されるビア６１の長さと、第２電極２０に電気的に接続されるビア６２の長さが同じとなるようにすることができる。従って、キャパシタ１が基板９に内蔵されて、基板９に形成されたビア６１，６２を介して基板９の一方の面に設けられた配線７１，７２が第１電極１０及び第２電極２０に接続されるときに、ビア６１，６２の各々の長さが異なっている場合に比べて、第１電極１０及び第２電極２０に接続されるビア６１，６２を容易に形成することができる。その結果、基板９に形成されるビア６１，６２と第１電極１０及び第２電極２０を良好に接続することができる。また、上記構成のキャパシタ１が基板９に内蔵された場合には、第２電極２０の表面を底面とするビアを形成する必要はなく、電極層４０の表面及び第１電極１０の表面を底面とするビア６１，６２を形成すればよい。このため、ビア６１，６２の形成に備えて第２電極２０の厚みを確保する必要が無く、第２電極２０の厚みが大きくなることを抑制することができる。従って、キャパシタ１の薄型化を図ることができる。
（１）キャパシタ１は、第１電極１０と、誘電体層３０と、誘電体層３０を介して第１電極１０と対向するとともに、誘電体層３０から面方向Ｘにおいて突出する端部を有する第２電極２０と、面方向Ｘにおいて第１電極１０から間隔を空けて設けられた電極層４０とを備えている。そして、面方向Ｘにおける第２電極２０の端部が電極層４０に接続されるとともに、電極層４０の表面である面４２が、第１電極１０の表面である面１２と同一平面上に位置するように設けられている。このような構成のキャパシタ１が基板９に内蔵された場合には、基板９の一方の面に設けられた配線７１，７２を第１電極１０及び第２電極２０に接続するために、基板９の一方の面から電極層４０の表面及び第１電極１０の表面に至るビア６１，６２が基板９に形成される。そして、電極層４０にビア６２が接続されることにより、基板９の一方の面に設けられた配線７２と第２電極２０とが接続され、第１電極１０にビア６１が直接接続されることにより、基板９の一方の面に設けられた配線７１と第１電極１０とが接続される構成となる。このとき、上記構成によれば、第２電極２０に接続された電極層４０が有する面４２が、第１電極１０が有する面１２と同一平面上に位置するように設けられているため、第１電極１０に電気的に接続されるビア６１の長さと、第２電極２０に電気的に接続されるビア６２の長さが同じとなるようにすることができる。従って、キャパシタ１が基板９に内蔵されて、基板９に形成されたビア６１，６２を介して基板９の一方の面に設けられた配線７１，７２が第１電極１０及び第２電極２０に接続されるときに、ビア６１，６２の各々の長さが異なっている場合に比べて、第１電極１０及び第２電極２０に接続されるビア６１，６２を容易に形成することができる。その結果、基板９に形成されるビア６１，６２と第１電極１０及び第２電極２０を良好に接続することができる。また、上記構成のキャパシタ１が基板９に内蔵された場合には、第２電極２０の表面を底面とするビアを形成する必要はなく、電極層４０の表面及び第１電極１０の表面を底面とするビア６１，６２を形成すればよい。このため、ビア６１，６２の形成に備えて第２電極２０の厚みを確保する必要が無く、第２電極２０の厚みが大きくなることを抑制することができる。従って、キャパシタ１の薄型化を図ることができる。
（２）また、基板９の一方の面に設けられた配線７２を第２電極２０に接続するためには、基板９の一方の面から電極層４０の表面に延びるビア６２を形成する構成となる。このため、基板９の一方の面から他方の面に至るビアを形成して、さらにこの他方の面から第２電極２０に至るビアを形成する構成と比べて、基板９の一方の面から第２電極２０に至る導電経路を短くすることができる。従って、ビア６１，６２は、それぞれ、配線７１，７２が設けられた基板９の面とキャパシタ１との最短距離の寸法である。その結果、基板９に生じるインダクタンスが小さくなり、高周波領域における基板９のインピーダンス特性が向上する。
（３）電極層４０の一部は、誘電体層３０の端部に設けられて、誘電体層３０を介して電極層４０の一部と第２電極２０とが対向し、電極層４０と第１電極１０との間に、誘電体層３０の周縁を除く部位を底面として、第１電極１０と第２電極２０とを電気的に分離する分離溝Ｄが設けられている。このため、誘電体層３０の端部は、電極層４０の一部と第２電極２０とにより挟まれるため、誘電体層３０が第１電極１０及び電極層４０から剥離することを抑制することができる。
（４）キャパシタ１が基板９に内蔵された場合には、基板９の一方の面から電極層４０の面４２及び第１電極１０の面１２に至るビア６１，６２が形成され、電極層４０にビア６２が接続されることにより、第２電極２０とビア６２とが接続され、第１電極１０にビア６１が直接接続されることにより、第１電極１０とビア６１とが接続される構成となる。従って、電極層４０と第１電極１０とが同一材料により形成されていることにより、ビア６１，６２の接続対象が異質材料によって形成されている場合に比べて、第１電極１０及び第２電極２０に接続されるビア６１，６２を容易に形成することができ、ビア６１，６２と第１電極１０及び第２電極２０を良好に接続することができる。即ち、電極層４０の面４２と第１電極１０の面１２とが同一平面上に完全に位置していない場合であっても、第１電極１０及び第２電極２０に接続されるビア６１，６２を容易に形成することができる。
（５）基板９には上記構成を有するキャパシタ１が内蔵されているため、電子機器（図示略）に内蔵される部品として、薄型の基板９を利用することができる。なお、上記（４）に記載したように、基板９にキャパシタ１が内蔵された状態においては、電極層４０の面４２は、第１電極１０の面１２と同一平面上に完全に位置していなくてもよい。
（６）キャパシタ１の製造方法は、誘電体層３０を形成する誘電体層形成工程、誘電体層３０を覆って第１電極層１０Ａに接続される第２電極層２０Ａを形成する電極層形成工程、第１電極層１０Ａに、第２電極層２０Ａに対向する部位と、第２電極層２０Ａが接続される部位とを電気的に分離する分離溝Ｄを形成する分離溝形成工程を含む。上記構成によれば、誘電体層３０を覆う第２電極層２０Ａが接続されている第１電極層１０Ａに分離溝Ｄが形成されることにより、第１電極層１０Ａにおいて誘電体層３０を介して第２電極層２０Ａに対向する部位が第１電極１０となり、第２電極層２０Ａが第２電極２０となる。また、第１電極層１０Ａにおいて第２電極層２０Ａが接続される部位は、第１電極１０から間隔を空けて設けられた電極層４０となる。このとき、上記構成によれば、分離溝形成工程を経て形成される電極層４０は、分離溝形成工程前において第１電極層１０Ａの一部であって、電極層４０は第１電極１０と同様にして設けられている。即ち、第１電極１０に接続された電極層４０が有する面４２が、第１電極１０が有する面１２と同一平面上に位置するように設けられ、電極層４０と第１電極１０とが同一材料により形成されている。このため、上記（１）、（２）、及び（４）に準じた効果を得ることができる。
（７）分離溝形成工程において、分離溝Ｄが、誘電体層３０の周縁を除く部位であって誘電体層３０の一部が底面となる部位に形成される。従って、電極層４０の一部は、誘電体層３０の端部に設けられて、誘電体層３０を介して電極層４０の一部と第２電極２０とが対向し、誘電体層３０の端部は、電極層４０の一部と第２電極２０とにより挟まれる。このため、上記（３）に準じた効果を得ることができる。
（８）キャパシタ１の製造方法は、誘電体層形成工程後において第１電極層１０Ａを薄くする薄化工程を備える。このため、誘電体層３０が形成される時を含めて誘電体層３０が形成されるまでの第１電極層１０Ａのハンドリングが容易となる。また、薄化工程において第１電極層１０Ａが薄くなるため、キャパシタ１の薄型化（いわゆる低背化）を図ることができる。
（９）キャパシタ１の製造方法は、誘電体層形成工程後に誘電体層３０に対してアニール処理を施すアニール工程を備える。このため、誘電体層３０の強誘電特性を向上することができる。また、アニール工程後において上記薄化工程が行われれば、アニール処理に起因して第１電極層１０Ａに形成された酸化膜を、薄化工程において除去することが可能となる。その結果、酸化膜の形成を抑制するために低く設定されていたアニール処理における加熱の最高温度を上げることが可能となる。また、アニール工程後に薄化工程が行われれば、アニール工程においては第１電極層１０Ａの厚みを確保することができる。その結果、アニール処理に起因する第１電極層１０Ａの変形を抑制しながらも、キャパシタ１の低背化を図ることができる。
（１０）誘電体層形成工程において、粉末噴射コーティング法により誘電体層３０が形成される。このため、エアロゾルデポジション法やパウダージェットデポジション法等により、常温で誘電体層３０を形成することができる。その結果、下地となる第１電極層１０Ａとして、融点の低い金属を使用することができる。
（１１）薄化工程は、エッチングにより第１電極層１０Ａを薄くするエッチング工程である。このため、化学的研磨により第１電極層１０Ａを所望の厚みに薄くすることができる。
（１２）基板９の製造方法は、電極層４０をエッチングすることにより、内部配線４０ａを形成する内部配線形成工程を備えている。従って、キャパシタ１が備える電極層４０を、基板９内に設けられる内部配線４０ａに利用することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の設計変更をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更してもよく、以下の変更を組み合わせて実施してもよい。
（第１変形例）
・キャパシタ積層工程において、第１電極層１０Ａに分離溝Ｄが形成されていなくてもよい。即ち、基板９の製造工程にキャパシタ１の製造工程が含まれていてもよい。この場合のキャパシタ１及び基板９の製造工程を以下に説明する。
・キャパシタ積層工程において、第１電極層１０Ａに分離溝Ｄが形成されていなくてもよい。即ち、基板９の製造工程にキャパシタ１の製造工程が含まれていてもよい。この場合のキャパシタ１及び基板９の製造工程を以下に説明する。
誘電体層形成工程、アニール工程、電極層形成工程、反転工程、薄化工程を経て得られた第１電極層１０Ａを、コア材及びプリプレグにより構成される絶縁体５０の表面に積層する（電極層積層工程）。
電極層積層工程においては、絶縁体５０を加熱及び加圧することにより、半硬化状態のプリプレグに第２電極層２０Ａ及び第１電極層１０Ａが圧着される。電極層積層工程を行うことにより、分離溝Ｄが形成されていない露出した第１電極層１０Ａが設けられている絶縁体５０が得られる。
次いで、上記分離溝形成工程と同様にして、絶縁体５０に設けられた第１電極層１０Ａに分離溝Ｄを形成する（分離溝形成工程）。次いで、内部配線形成工程及び絶縁体積層工程を行うことにより、図９に示す基板９が得られる。そして、ビア形成工程、配線形成工程を経て、図１に示す基板９を製造することができる。
即ち、本変形例においては、第１電極層１０Ａを絶縁体５０に設けた後（電極層積層工程後）に、電極形成工程である分離溝形成工程を行っている。
キャパシタ１の静電容量は第１電極１０と第２電極２０とが対向する部位の面積に依存するため、分離溝Ｄの形成位置はキャパシタ１の静電容量と関連する。従って、電極層積層工程後に分離溝形成工程を行うことにより、基板９の製造時に所望の静電容量を有するキャパシタ１を得ることができる。
キャパシタ１の静電容量は第１電極１０と第２電極２０とが対向する部位の面積に依存するため、分離溝Ｄの形成位置はキャパシタ１の静電容量と関連する。従って、電極層積層工程後に分離溝形成工程を行うことにより、基板９の製造時に所望の静電容量を有するキャパシタ１を得ることができる。
（第２変形例）
・キャパシタ１が備える電極層４０を、基板９内に設けられる内部配線４０ａに利用しなくてもよい。即ち、例えば図１０に示すように、上記実施形態における電極層４０に比べて面方向Ｘにおいて寸法の小さい電極層４０を用いてもよい。
・キャパシタ１が備える電極層４０を、基板９内に設けられる内部配線４０ａに利用しなくてもよい。即ち、例えば図１０に示すように、上記実施形態における電極層４０に比べて面方向Ｘにおいて寸法の小さい電極層４０を用いてもよい。
本変形例においては、上記キャパシタ積層工程と同様にして、キャパシタ１を絶縁体５０の表面に積層して、内部配線形成工程を経ずに、絶縁体積層工程、ビア形成工程、配線形成工程を経て、図１０に示すように、内部配線４０ａを備えない基板９が製造される。
・１つの第１電極層１０Ａの上に複数の誘電体層３０を形成してもよい。この場合、複数の誘電体層３０を形成した後に、誘電体層３０の形状に合わせて第１電極層１０Ａを裁断することにより、１つの第１電極層１０Ａから複数のキャパシタ１を製造してもよい。
・第２電極２０が、銅、ニッケル、アルミニウム、または白金等の金属からなる金属箔、またはこれらの金属を二種以上含む合金からなる金属箔等により形成されていてもよい。即ち、第２電極層２０Ａが金属箔により構成されてもよく、この場合には、電極層形成工程において、金属箔を第１電極層１０Ａ及び誘電体層３０に張り付けることにより、第２電極層２０Ａが形成される。
・第１電極層１０Ａを構成する金属箔にめっきが施されていてもよい。また、上述のごとく第２電極層２０Ａが金属箔により構成される場合には、この金属箔にめっきが施されていてもよい。
・電極層形成工程前に薄化工程を行うことも可能である。また、分離溝形成工程後に薄化工程を行うことも可能である。
・誘電体層形成工程において、粉末噴射コーティング法以外の方法により誘電体層３０を形成してもよい。例えば、スパッタリング、蒸着、ゾル−ゲル法等により誘電体層３０を形成してもよい。
・誘電体層形成工程において、粉末噴射コーティング法以外の方法により誘電体層３０を形成してもよい。例えば、スパッタリング、蒸着、ゾル−ゲル法等により誘電体層３０を形成してもよい。
・所望の強誘電特性を得ることができるのであれば、アニール工程を省いてもよい。
・薄化工程において、エッチング以外の方法により第１電極層１０Ａを薄くしてもよい。即ち、第１電極層１０Ａを薄くするための方法は化学的研磨に限定されず、例えば機械研磨や化学機械研磨により第１電極層１０Ａを薄くしてもよい。
・薄化工程において、エッチング以外の方法により第１電極層１０Ａを薄くしてもよい。即ち、第１電極層１０Ａを薄くするための方法は化学的研磨に限定されず、例えば機械研磨や化学機械研磨により第１電極層１０Ａを薄くしてもよい。
Ｄ…分離溝、Ｘ…面方向、Ｙ…厚み方向、１…基板内蔵用キャパシタ、９…キャパシタ内蔵基板、１０…第１電極、１１，１２…面、１０Ａ…第１電極層、１１Ａ，１２Ａ…面、２０…第２電極、２０Ａ…第２電極層、３０…誘電体層、４０…電極層、４０ａ…内部配線、４１，４２…面、５０…絶縁体、６０…絶縁基板、６１，６２…ビア、７１，７２…配線。
Claims (14)
- 所定方向に延びた第１電極と、
前記第１電極に設けられた誘電体層と、
前記誘電体層に設けられて、この誘電体層を介して前記第１電極と対向するとともに、前記誘電体層から前記所定方向において突出する端部を有する第２電極と、
前記所定方向において前記第１電極から間隔を空けて設けられた電極層とを備え、
前記所定方向における前記第２電極の端部が前記電極層に接続されるとともに、前記電極層の表面が、前記第１電極の表面と同一平面上に位置するように設けられている
ことを特徴とする基板内蔵用キャパシタ。 - 前記電極層の一部は、前記誘電体層の端部に設けられて、前記誘電体層を介して前記電極層の一部と前記第２電極とが対向し、
前記電極層と前記第１電極との間に、前記誘電体層の周縁を除く部位を底面として、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に分離する分離溝が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の基板内蔵用キャパシタ。 - 前記電極層と前記第１電極とが同一材料により形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の基板内蔵用キャパシタ。 - 前記電極層と前記第１電極とが同一材料により形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の基板内蔵用キャパシタ。 - 請求項１に記載の基板内蔵用キャパシタが内蔵されていることを特徴とするキャパシタ内蔵基板。
- 基板内蔵用キャパシタが内蔵されているキャパシタ内蔵基板であって、
前記基板内蔵用キャパシタは、所定方向に延びた第１電極と、前記第１電極に設けられた誘電体層と、前記誘電体層に設けられて、この誘電体層を介して前記第１電極と対向するとともに、前記誘電体層から前記所定方向において突出する端部を有する第２電極と、前記所定方向において前記第１電極から間隔を空けて設けられた電極層とを備え、
前記第２電極の端部と前記電極層とが接続され、前記電極層と前記第１電極とが同一材料により形成されている
ことを特徴とするキャパシタ内蔵基板。 - 第１電極層の上に誘電体層を形成する誘電体層形成工程と、
前記誘電体層の上に、前記誘電体層を覆って前記第１電極層に接続される第２電極層を形成する電極層形成工程と、
前記第１電極層に、前記誘電体層を介して第２電極層に対向する部位と、前記第２電極層が接続される部位とを電気的に分離する分離溝を形成する分離溝形成工程とを含む
ことを特徴とする基板内蔵用キャパシタの製造方法。 - 前記分離溝形成工程において、前記分離溝を、前記誘電体層の周縁を除く部位であって前記誘電体層の一部が底面となる部位に形成する
ことを特徴とする請求項７に記載の基板内蔵用キャパシタの製造方法。 - 前記誘電体層形成工程後において前記第１電極層を薄くする薄化工程を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の基板内蔵用キャパシタの製造方法。 - 前記誘電体層形成工程後において前記第１電極層を薄くする薄化工程を含む
ことを特徴とする請求項８に記載の基板内蔵用キャパシタの製造方法。 - 前記誘電体層形成工程後に前記誘電体層に対してアニール処理を施すアニール工程を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の基板内蔵用キャパシタの製造方法。 - 前記誘電体層形成工程後に前記誘電体層に対してアニール処理を施すアニール工程を含む
ことを特徴とする請求項１０に記載の基板内蔵用キャパシタの製造方法。 - 前記誘電体層形成工程において、粉末噴射コーティング法により前記誘電体層を形成する
ことを特徴とする請求項７に記載の基板内蔵用キャパシタの製造方法。 - 前記誘電体層形成工程において、粉末噴射コーティング法により前記誘電体層を形成する
ことを特徴とする請求項１２に記載の基板内蔵用キャパシタの製造方法。
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