TW201733010A - 電路基板及電路基板之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之電路基板具備有：基材；及電容器層，其具有被設置於上述基材上之第1金屬層、被設置於該第1金屬層上之介電體層、及被設置於該介電體層上之第2金屬層。上述第1金屬層具有連接有被設置於上述基材上並經由上述電容器層將電流供給至電路零件之電容器元件之第1端子且自上述介電體層露出之第1電極區域，上述第2金屬層具有連接有上述電容器元件之第2端子且該第2金屬層露出之第2電極區域。

Description

電路基板及電路基板之製造方法
本發明係關於電路基板及電路基板之製造方法。
於專利文獻1揭示有一種可補足電源電壓的變動之電容器內置基板。於該構成中，電容器係設置於基板之厚度方向之中央附近，並經由自該中央附近延伸之通孔與露出於基板之表面側及背面側之電源端子及接地端子相連接。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-310814號公報
本發明之至少一實施形態之目的，在於提供一種電路基板及其製造方法，該電路基板係於自電容器元件經由電容器層將電流供給至電路零件之構成中，將構成電容器層之金屬層作為電容器元件之電極而加以利用。
[1]根據本發明一觀點，提供一種電路基板，其具備有：基材；及電容器層，其具有被設置於上述基材上之第1金屬層、 被設置於該第1金屬層上之介電體層、及被設置於該介電體層上之第2金屬層；上述第1金屬層具有連接有被設置於上述基材上並經由上述電容器層將電流供給至電路零件之電容器元件之第1端子且自上述介電體層露出之第1電極區域，上述第2金屬層具有連接有上述電容器元件之第2端子且該第2金屬層露出之第2電極區域。
[2]於[1]所記載之電路基板中，上述第1金屬層可具有自上述介電體層之下表面之高度的位置朝向上述第1電極區域突出之突出部，並可於上述第1金屬層與上述突出部之間不形成界面。
[3]於[1]所記載之電路基板中，上述第1電極區域可於上述介電體層之上表面之高度的位置，或於較上述介電體層之上表面之高度更低之位置露出。
[4]於[1]所記載之電路基板中，上述第1電極區域可於上述介電體層之上表面之高度的位置露出。
[5]於[1]所記載之電路基板中，上述第1電極區域可於上述介電體層之下表面之高度的位置，或於較上述介電體層之下表面之高度更低之位置露出。
[6]於[5]所記載之電路基板中，上述第1電極區域可於上述介電體層之下表面之高度的位置露出。
[7]於[1]所記載之電路基板中，上述第2電極區域可於較上述介電體層之上表面之高度的位置更高之位置露出。
[8]於[1]至[7]中任一項所記載之電路基板中，上述第1金屬層可具有連接有上述電路零件所具有之電源電位用端子或基準電位用端子之一者且自上述介電體層露出之第3電極區域，上述 第2金屬層可具有連接有上述電源電位用端子或上述基準電位用端子之另一者且該第2金屬層露出之第4電極區域。
[9]於[8]所記載之電路基板中，可於上述第1電極區域及上述第2電極區域連接有上述電容器元件，並可於上述第3電極區域及上述第4電極區域作為上述電路零件連接有半導體積體電路。
[10][8]所記載之電路基板可具有：第1導電部，其自上述第1電極區域之附近朝向上述基材之內層側延伸，用以將上述第1金屬層連接於外部之電源電位或基準電位之一者；第2導電部，其自上述第2電極區域之附近朝向上述基材之內層側延伸，用以將上述第2金屬層連接於外部之電源電位或基準電位之另一者；第3導電部，其自上述第3電極區域之附近朝向上述基材之內層側延伸，用以將上述第1金屬層連接於外部之電源電位或基準電位之一者；及第4導電部，其自上述第4電極區域之附近朝向上述基材之內層側延伸，用以將上述第2金屬層連接於外部之電源電位或基準電位之另一者。
[11]於[10]所記載之電路基板中，上述第1至第4導電部中至少1個導電部可於自一面側穿透地視察上述基材之情形時，在與對應之上述電極區域重疊之位置，被連接於上述第1金屬層或上述第2金屬層。
[12]於[10]所記載之電路基板中，上述第1至第4導電部可於自一面側穿透地視察上述基材之情形時，在與上述第1至第4導電部所對應之上述電極區域重疊之位置，被連接於上述第1金屬層及上述第2金屬層。
[13]於[1]或[2]所記載之電路基板中，上述第1金屬層可具有連接有上述電路零件所具有之電源電位用端子或基準電位用端子之一者且自上述介電體層露出之第3電極區域，上述第2金屬層可具有連接有上述電源電位用端子或上述基準電位用端子之另一者且該第2金屬層露出之第4電極區域，上述第3電極區域可於較上述介電體層之上表面之高度的位置更高之位置露出，上述第1金屬層與上述第3電極區域可經由貫穿上述第1金屬層及上述介電體層且不具有界面之導電部所連接。
[14]於[8]所記載之電路基板中，上述基材可具有包含上述第3及第4電極區域之複數個表面側之電極區域、及經由上述基材之內部分別與該複數個表面側之電極區域電性連接之複數個背面側之電極區域，上述複數個表面側之電極區域間之距離可與上述複數個背面側之電極區域間之距離相等。
[15]於[8]所記載之電路基板中，上述基材可具有包含上述第3及第4電極區域之複數個表面側之電極區域、及經由上述基材之內部分別與該複數個表面側之電極區域電性連接之複數個背面側之電極區域，連接有上述電路零件之上述複數個表面側之電極區域之各者、及分別對應於該等電極區域之上述複數個背面側之電極區域可被設置於自一面側穿透上述基材而進行觀察之情形時重疊之位置。
[16]根據本發明另一觀點，提供一種電路基板之製造方法，該電路基板具備有具有第1金屬層、被設置於該第1金屬層上之介電體層、及被設置於該介電體層上之第2金屬層的電容器層，上述第1金屬層具有，連接有被設置於基材上並經由上述電容 器層將電流供給至電路零件之電容器元件之第1端子且自上述介電體層露出之第1電極區域，上述第2金屬層具有連接有上述電容器元件之第2端子且該第2金屬層露出之第2電極區域，如此之電路基板之製造方法；其具備有：於第1基材上形成上述介電體層之步驟；於上述介電體層上形成上述第1金屬層之步驟；以上述第1金屬層成為較上述介電體層更內層側之方式，將被形成於上述第1基材上之上述介電體層及上述第1金屬層移至第2基材上之步驟；及於移至上述第2基材上之上述介電體層上形成上述第2金屬層之步驟。
[17]於[16]所記載之電路基板之製造方法中，上述第1基材可為金屬。
[18]於[16]所記載之電路基板之製造方法中，上述第1基材之耐熱溫度可較上述第2基材之耐熱溫度更高。
[19]於[16]至[18]中任一項所記載之電路基板之製造方法中，將上述第1金屬層及上述介電體層移至上述第2基材上之步驟，可包含在以上述第1金屬層成為較上述介電體層更內層側之方式，將形成有上述第1金屬層及上述介電體層之上述第1基材貼附於第2基材後，去除上述第1基材之步驟。
[20]於[19]所記載之電路基板之製造方法中，去除上述第1基材之步驟，可包含藉由溶液去除上述第1基材之步驟。
[21]於[16]所記載之電路基板之製造方法中，上述第2基材之表面可在將被形成於上述第1基材上之上述介電體層及上述第1金屬層移至上述第2基材上之時間點具有柔軟性，形成上述第1金屬層之步驟，可包含將上述第1金屬層圖像化(patterning)之 步驟，在將被形成於上述第1基材上之上述介電體層及上述第1金屬層移至上述第2基材上之步驟中，可將上述經圖像化之第1金屬層之至少一部分埋入上述第2基材之表面。
[22]於[16]所記載之電路基板之製造方法中，形成上述介電體層之步驟，可包含將上述介電體層圖像化之步驟，形成上述第1金屬層之步驟，可包含在上述介電體層上及不存在上述介電體層之上述第1基材上形成上述第1金屬層之步驟。
[23]於[22]所記載之電路基板之製造方法中，形成上述第2金屬層之步驟，可包含有：以覆蓋上述介電體層及上述第1金屬層之方式形成上述第2金屬層，藉此連接上述第2金屬層與上述第1金屬層之步驟；及將上述第2金屬層分離成作為上述第1電極區域而發揮功能之金屬層、及作為上述第2電極區域而發揮功能之金屬層之步驟。
[24]於[16]所記載之電路基板之製造方法中，上述第1金屬層及上述介電體層可在被移至上述第2基材上之狀態下以上述第1金屬層之至少一部分區域自上述介電體層露出之方式被形成於上述第2基材上，上述第2金屬層可以保持上述第1金屬層之上述一部分區域自上述介電體層露出之方式被形成於上述介電體層上。
[25]於[16]所記載之電路基板之製造方法中，上述第1基材可為鋁。
根據[1]之電路基板，於自電容器元件經由電容器層將電流供給至電路零件之構成中，可將構成電容器層之金屬層作為電 容器元件之電極而加以利用。
根據[2]之電路基板，可提供第1金屬層兼作為突出部之構造之電路基板。
根據[3]至[6]之電路基板，相較於第1電極區域在較介電體層更高之位置露出之構成，電容器元件之第1端子可在較近之位置連接於第1金屬層。
根據[7]之電路基板，可提供第2電極區域在較介電體層之上表面之高度的位置更高之位置露出之電路基板。
根據[8]、[9]之電路基板，電流可自電容器元件經由電容器層供給至電路零件。
根據[10]之電路基板可相較於僅第1及第2導電部、或第3及第4導電部之任一者連接之構成，減低在第1金屬層或第2金屬層中電阻之影響。
根據[11]之電路基板，可相較於所有第1至第4導電部皆未與電極區域重疊之情形，減低在第1金屬層或第2金屬層中電阻之影響。
根據[12]之電路基板，可相較於僅第1至第4導電部中之1個導電部與電極區域重疊之情形，減低在第1金屬層或第2金屬層中電阻之影響。
根據[13]之電路基板，可提供於藉由複數個步驟形成貫通第1金屬層之導電部之情形或於藉由不同步驟形成導電部與第3電極區域之情形時所產生之不具有界面之構造之電路基板。
根據[14]、[15]之電路基板，可使擴大所搭載之電路零件之電極間的間距之功能、與作為電容器層之功能分離。
根據[16]之電路基板之製造方法，於具備連接有電容器元件之電容器層之電路基板中，可相較於將介電體層直接成膜於作為電路基板之基材的第2基材之情形，使介電體層在較適於介電體之成膜之基材上成膜。
根據[17]之製造方法，介電體層可在與構成電路基板之基材不同之金屬基材上成膜。
根據[18]之製造方法，即便為需要以較作為電路基板之基材之第2基材的耐熱溫度更高之溫度來形成之介電體層，仍可於第2基材上形成。
根據[19]之製造方法，不需要將第1金屬層及介電體層自第1基材剝離再移至第2基材。
根據[20]之製造方法，不需伴隨著第1基材之機械性的去除，而可使第1金屬層及介電體層被移至第2基材上。
根據[21]之製造方法，於與將第1金屬層移至第2基材之同時，可使第1金屬層被埋入第2基材之表面。
根據[22]之製造方法，於將第1金屬層及介電體層移至第2基材上時，會成為第1金屬層之一部分自介電體層露出之狀態。
根據[23]之製造方法，可將構成電容器層之第2金屬層之一部分區域作為第1金屬層之第1電極區域而加以利用。
根據[24]之製造方法，可將第1金屬層之一部分區域作為第1電極區域而加以利用。
根據[25]之製造方法，相較於作為第1基材而使用特殊材料之情形，材料之取得較為容易。
10、10a、10b、10c‧‧‧電路基板
12、12a、12b、12c‧‧‧電容器層
14‧‧‧基板
16‧‧‧焊墊
18‧‧‧焊料凸塊
20‧‧‧層間絕緣層
22‧‧‧基板
24‧‧‧凸塊
26‧‧‧焊墊
27‧‧‧焊墊
28‧‧‧焊料凸塊
29‧‧‧焊墊
30‧‧‧基材
32‧‧‧介電體膜
34‧‧‧金屬膜
40‧‧‧基材
42、42a、42b‧‧‧金屬膜
44‧‧‧層間絕緣膜
46‧‧‧核心基板
48‧‧‧抗焊劑
50‧‧‧第1金屬層
52‧‧‧第2金屬層
54‧‧‧介電體層
56‧‧‧第1電極區域
58‧‧‧第2電極區域
59‧‧‧突出部
60‧‧‧基材
61‧‧‧介電體膜
64、64a‧‧‧金屬膜
66‧‧‧層間絕緣膜
69‧‧‧抗焊劑
70‧‧‧基材
71、71a‧‧‧金屬膜
72‧‧‧介電體膜
74‧‧‧金屬膜
76‧‧‧層間絕緣膜
77‧‧‧抗焊劑
78‧‧‧抗蝕劑
80‧‧‧基材
90‧‧‧基材
91‧‧‧金屬膜
92‧‧‧介電體膜
93‧‧‧抗蝕劑
94‧‧‧絕緣層
95‧‧‧抗蝕劑
96、96a‧‧‧金屬膜
97‧‧‧抗焊劑
100‧‧‧半導體元件
102‧‧‧電容器元件
104(104a、104b)‧‧‧焊料
106(106a、106b、106c)‧‧‧凸塊
130‧‧‧印刷基板
140‧‧‧電源電位層
141‧‧‧配線層
142‧‧‧接地層
144‧‧‧層間絕緣層
A、B‧‧‧連接
d‧‧‧距離
G‧‧‧接地
P‧‧‧電源
S‧‧‧信號
V、V1、V2、V3、V4、V5‧‧‧連通柱
VH1、VH2、VH3、VH4、VH5‧‧‧通孔
VDD‧‧‧電源
Zpg‧‧‧阻抗
圖1(a)係顯示第1實施形態之電路基板之構成之一例的俯視圖，圖1(b)係立體圖。
圖2係圖1(a)所示之電路基板之A-A縱剖視圖。
圖3係用以說明第1實施形態之電容器層之示意圖。
圖4(a)至圖4(d)係顯示第1實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖5(a)至圖5(d)係顯示第1實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖6(a)至圖6(c)係顯示第1實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖7(a)至圖7(c)係顯示第1實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖8(a)係用以說明實施形態之電路基板之配線阻抗的示意圖，圖8(b)係顯示配線阻抗的曲線圖。
圖9係顯示第2實施形態之電路基板之構成之一例的縱剖視圖。
圖10(a)至圖10(e)係顯示第2實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖11(a)至圖11(e)係顯示第2實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖12係用以說明第3實施形態之電容器層的示意圖。
圖13(a)至圖13(e)係顯示第3實施形態之電路基板之製造方法 之一例的縱剖視圖之一部分。
圖14(a)至圖14(d)係顯示第3實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖15(a)及圖15(b)係顯示第3實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖16係用以說明第4實施形態之電容器層的示意圖。
圖17(a)至圖17(e)係顯示第4實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖18(a)至圖18(d)係顯示第4實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖19(a)及圖19(b)係顯示第4實施形態之電路基板之製造方法之一例的縱剖視圖之一部分。
圖20(a)及圖20(b)係用以說明實施形態之電容器層之製造變異的示意圖。
以下，參照圖式，對用以實施本發明之形態詳細地進行說明。
[第1實施形態]
參照圖1至圖8，對本實施形態之電路基板及電路基板之製造方法進行說明。本實施形態之電路基板係於電路基板之一表面搭載LSI(Large Scale Integrated circuit；大型積體電路)等之半導體元件等，而於另一表面配置凸塊(bump)等之連接構件，而安裝於母板(motherboard)等之印刷電路基板之元件安裝用基板。作為如此之基 板之一例，存在有被使用於半導體封裝內，用以搭載半導體積體電路之半導體封裝基板。
圖1(a)係顯示本實施形態之電路基板10的俯視圖，圖1(b)係顯示電路基板10的立體圖，圖2係顯示圖1(a)之A-A線之電路基板10的剖視圖。
如圖1所示，作為一例，於電路基板10之一表面，具備有半導體元件搭載區域及電容器元件搭載區域，並搭載有半導體元件100、電容器元件102。
於本實施形態中，電容器元件102係用以將暫態電流(例如，於半導體元件100內之電路轉接時流動之交流電流)供給至半導體元件100而被設置之電容器，例如可使用低ESL(Equivalent Series Inductance；等效串聯電感)型之MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor；多層陶瓷電容器)等。電容器元件102具有作為正極側端子及負極側端子而發揮功能之第1端子及第2端子。第1端子及第2端子之數量分別既可為單數，亦可為複數。電容器元件102亦可為例如具有三端子、四端子、或八端子等之複數端子者。再者，被搭載於電路基板10之元件(電路零件)並不限定於半導體元件、電容器元件，亦存在搭載電感器元件、電阻元件等其他元件之情形。
如圖2所示，電路基板10係藉由包含基板14及被設置於該基板14上之電容器層12之多層構造的基板所構成。
如圖2所示，電容器層12係構成為包含第1金屬層50、介電體層54、及第2金屬層52，且在第1金屬層50、介電體層54、及第2金屬層52之層積方向(圖2於前視時之上下方向。以下，將該方向稱為「厚度方向」)重疊之部分構成電容器(condenser， 電容)。在本實施形態中，將第1金屬層50設為電源電位層(連接有被搭載於電路基板10之各元件之電源端子)，將第2金屬層52設為基準電位層(連接有被搭載於電路基板10之各元件之基準電位端子)。換言之，第1金屬層50係作為電源電位層而發揮功能，第2金屬層52係作為基準電位層而發揮功能。然而，當然不限定於此，亦可將第1金屬層50設為基準電位層，將第2金屬層52設為電源電位層。再者，於下例示以「基準電位」作為地線(接地)之情形進行說明。
在本實施形態中，使用Cu(銅)作為構成第1金屬層50及第2金屬層52之金屬。然而，並不限定於此，亦可使用Au(金)、Al(鋁)等其他一般之配線用金屬。又，在本實施形態中，使用STO(鈦酸鍶：SrTiO3)作為構成介電體層54之介電體。STO係相對介電係數為300左右，且適合作為構成電容器之介電體之材料。又，亦可使用鈦酸鋇(BaTiO3)等之強介電體材料。然而，構成電容器層12之介電體並不限定於此，只要能作為電容器層而發揮功能之介電體材料即可。作為一例，可使用介電率較形成基板之層間絕緣層之材料更高之材料。
基板14係例如使用玻璃環氧基板之多層配線基板，在與設置有電容器層12之面的相反側具備有焊墊16及被形成於焊墊16上之焊料凸塊(焊料球)18。焊料凸塊18係用以將電路基板10安裝至母板等之未圖示之其他基板之突起狀的連接構件，在圖2所例示之電路基板10中具有電源P用、接地G用、及信號S用之焊料凸塊18。
焊料凸塊18係經由焊墊16、基板14內之連通柱V、 配線層141，而被連接於電容器層12之第1金屬層(電源電位層)50及第2金屬層(接地層)52、或半導體元件100之信號端子。另一方面，半導體元件100係藉由由Au等材料所構成之突起狀之作為連接構件的凸塊106(106a、106b、106c為具體之連接構件的一例)，而電容器元件102係藉由焊料104(104a、104b)，分別被連接於電容器層12。再者，焊料104係溶融而將電容器元件102之端子與電容器層12連接之連接構件的一例。
參照圖2，對半導體元件100及電容器元件102、與電容器層12之連接更詳細地進行說明。在圖2中，例示藉由半導體元件100之凸塊106a、凸塊106b及凸塊106c，使半導體元件100之接地端子、使半導體元件100之電源端子、並使半導體元件100之信號端子經由基板14之內層配線(配線層141、連通柱V)，分別被連接於電容器層12之第2金屬層52(接地層)、第1金屬層50(電源電位層)及焊料凸塊18(S)。另一方面，電容器元件102係顯示，一端子藉由焊料104a，而另一端子藉由焊料104b，分別被連接於第1金屬層50(電源電位層)與第2金屬層52(接地層)之例。又，第2金屬層52係以包圍搭載有凸塊106b與凸塊106c之區域或搭載有電容器元件102之一端子之區域的方式，被形成為連續之一片金屬層。再者，於半導體元件100為LSI等之半導體積體電路之情形時，接地端子、電源端子、及信號端子分別設置有複數個，對應於此，凸塊106a、凸塊106b、及凸塊106c亦設置有複數個。
在具有以上構成之電路基板10中，電容器層12係以包圍半導體元件100或電容器元件102之方式被構成為面狀。因此，電容器層12不僅成為對半導體元件100供給暫態電流之供給 源，亦具有將暫態電流自電容器元件102朝向半導體元件100供給之作為低阻抗之線路的功能。亦即，相較於單純經由配線來供給暫態電流之構成，成為電流自電容器元件102以低阻抗被供給之構成。又，如圖1所示，元件(在圖1之例示中為半導體元件100、電容器元件102)之搭載區域以外之表面區域，成為第2金屬層52即接地層。亦即，電路基板10之表面由接地層所覆蓋，而成為例如可抑制來自電路基板10外部之電磁雜訊之影響的構成，或在電路基板10之內部所產生之電磁雜訊不易漏出至外部之構成。
接著，參照圖3，對本實施形態之電容器層12之構成詳細地進行說明。本實施形態之電路基板10雖於一面具有搭載元件之電容器層12，但該電容器層12之構成之細節如以下之說明般具有各種之變化，可藉由搭載元件之種類、安裝方法等來選擇。
如圖3所示，本實施形態之電容器層12a係藉由第1金屬層50、介電體層54、及第2金屬層52依序層積於基板14上所構成。
如圖3所示，第1金屬層50具有突出部59，該突出部59係搭載半導體元件100、電容器元件102等元件之元件搭載區域，且具有露出於電路基板10表面之第1電極區域56。第2金屬層52係不具有如突出部59般突出之部位的元件搭載區域，且具有露出於電路基板10表面之第2電極區域58。亦即，第2金屬層52其本身兼作為第2電極區域58。第1電極區域56及第2電極區域58例如係藉由不具有被形成於元件之搭載區域以外之抗焊劑48的部分，而區分為第1金屬層50及第2金屬層52。然而，並不一定必須具有抗焊劑48，只要能分別將可搭載被設置於電路基板10之 複數個凸塊106之空間確保為第1電極區域56及第2電極區域58即可。
在本實施形態之電容器層12a中，第1電極區域56自第1金屬層50之表面(上表面)突出，換言之，本實施形態為在第1金屬層50上形成有第1電極區域56之形態。而且，第1電極區域56之表面在與第2電極區域58之表面實質相同之高度，露出於電路基板10之表面。如圖3所示，於第1電極區域56及第2電極區域58分別連接有半導體元件100之凸塊106、或電容器元件102之焊料104。
接著，參照圖4至圖7，對包含有電容器層12a之製造方法之電路基板10之製造方法進行說明。如前所述，本實施形態之電路基板10被大致分為電容器層12a與基板14。
最先，對電容器層12a之製造方法進行說明。首先，如圖4(a)所示，於基材30上形成介電體膜32。此處所謂「基材」，係用以形成層構造之作為基底的構件。作為基材30雖使用例如Al箔(鋁箔)，但亦可使用銅箔或鎳箔等其他之金屬箔。又，作為介電體膜32，可使用STO膜來作為一例。STO膜例如可使用CVD(Chemical Vapor Deposition；化學氣相沉積)法或PVD(Physical Vapor Deposition；物理氣相沉積)法等之乾式鍍覆法。具體而言，藉由電漿CVD法、氣溶膠(aerosol)CVD法、濺鍍(Sputtering)法、離子鍍膜(Ion plating)法、蒸鍍法等氣相沉積法，成膜為數百nm至數μm左右之厚度。作為一例，可藉由將STO膜成膜為500nm左右之厚度來形成介電體膜32。如此若藉由氣相沉積法來形成介電體膜32，由於可以相當薄之厚度來形成，因此即便相同面積，電容器 容量也會變大。再者，基材30只要為可形成STO膜等之介電體膜之材料，即可為Al以外之金屬，而不一定須為箔形狀。而且，亦可為金屬材料以外之其他材料。又，作為STO膜等介電體膜之形成方法，亦可不以氣相沉積而以塗佈溶液之溶液法、或以雖然會使厚度變厚但貼上薄膜狀之介電體膜等其他的形成方法來進行。
接著，如圖4(b)所示，使用光微影(Photolithography)、及蝕刻(etching)，將介電體膜32圖案化為預定之形狀。作為蝕刻，並無特別限定而可使用乾式蝕刻、濕式蝕刻等。又，亦可不使用蝕刻，而藉由遮罩蒸鍍或掀離(lift-off)等其他之形成方法來進行介電體膜之圖案化。
其次，如圖4(c)所示，形成金屬膜34。作為金屬膜34之材料，雖無特別限定而可使用Cu、Au、Al等，但在本實施形態中使用Cu。金屬膜34藉由CVD法或PVD法之乾式鍍覆法等，而形成例如1μm至20μm左右之厚度。此處，在圖4(b)之步驟之圖案化後介電體膜32被去除之區域，金屬膜34係以埋入介電體膜32之間之方式被直接層積於基材30上，而在殘留有介電體膜32之區域，金屬膜34被層積於介電體膜32上。其結果，介電體膜32之下表面側之位置與金屬膜34中填埋介電體膜32之間之區域之下表面側之位置，成為在基材30之表面位置上一致之狀態。
其次，如圖4(d)所示，使用光微影、及蝕刻，將金屬膜34圖案化為預定之形狀。作為蝕刻，並無特別限定而可使用乾式蝕刻、濕式蝕刻等。又，亦可不使用蝕刻，而藉由遮罩蒸鍍或掀離等其他之形成方法來進行金屬膜34之圖案化。藉由以上之步驟，於基材30上，介電體膜32與金屬膜34分別以被圖案化之狀態被 保持。
另一方面，基板14之製造以如下方法來進行。亦即，如圖5(a)所示，首先，於基材40形成通孔VH1後，形成金屬膜42。作為基材40，例如使用玻璃環氧樹脂。又，金屬膜42例如鍍覆Cu而成膜。
其次，如圖5(b)所示，利用金屬填埋通孔VH1而形成連通柱V1，並且進行利用金屬膜42a覆蓋基材40全體之鍍覆。作為金屬膜42a之材料例如使用Cu。包含前步驟之鍍覆，鍍覆例如使用乾式鍍覆法或電解鍍覆法來進行。
其次，如圖5(c)所示，使用光微影、及蝕刻，將金屬膜42a圖案化為預定之形狀。又，亦可不使用蝕刻而藉由遮罩蒸鍍或掀離等其他之形成方法來進行金屬膜42a之圖案化。
其次，如圖5(d)所示，於形成有金屬膜42a之基材40之兩側，在貼上層間絕緣膜44後，將圖4(d)所示之基材30對位(alignment)於基材40。作為層間絕緣膜44，可採用使用於一般之增層基板之薄膜狀之層間絕緣膜，且貼上係藉由層疊(laminate)來進行。層間絕緣膜44係熱硬化性樹脂，在施加預定之熱之前，至少具有於貼上形成有介電體膜32及金屬膜34之基材30之情形時可將介電體膜32或金屬膜34之一部分埋入層間絕緣膜44內之程度的柔軟性。
再者，作為與本實施形態不同之方法，亦可不使用Al箔等之基材30，而藉由氣相沉積法等將介電體膜32直接形成於基材40上之方法。若可採用該方法，便可將厚度較薄之介電體膜直接形成於基材40上。然而，於藉由氣相沉積法等來形成STO膜 等之電容器用之介電體材料之情形時，通常需要在高溫下進行處理，而由使用於一般電路基板之樹脂類材料(玻璃環氧樹脂等)所構成之基材40並無法承受此時之處理溫度。因此，難以將介電體膜32直接形成於作為一般電路基板材料之基材40上。
因此，在本實施形態中，於作為金屬材料之Al上先形成介電體膜，再如後所述，將其移至基材40側。亦即，作為本實施形態之一例，選擇耐熱溫度較層間絕緣膜44或基材40之耐熱溫度更高之材料來作為基材30。藉由如此之選擇，由於可在耐熱性較高之基材30上形成介電體膜32，因此即便為必須以較層間絕緣膜44或基材40之耐熱溫度更高之溫度來形成之介電體膜32，仍可被形成於層間絕緣膜44或基材40上。再者，此處所謂之「耐熱溫度」，意指在不受外力的狀態下可不變形地維持其材料之性質之最大溫度。
其次，如圖6(a)所示，對包含圖5(d)所示之基材30、基材40之構造體加熱，使層間絕緣膜44熱硬化。藉由本步驟，形成本實施形態之基板14之核心基板46，基材30上之金屬膜34及介電體膜32被移至核心基板46，而成為金屬膜34及介電體膜32之至少一部分被埋入之狀態。
其次，如圖6(b)所示，去除基材30。在本實施形態中，作為一例，以氫氧化鈉溶液溶解而去除作為Al箔之基材30。具體而言，在圖6(a)之狀態下浸漬於氫氧化鈉溶液中，藉由化學反應將Al箔完全溶解而進行去除。再者，雖亦可藉由研磨切削Al箔等而機械性地加以去除，但若藉由溶液去除可相較於機械性之去除減低對基材之機械性的應力。如此，作為基材30之材料，就作為用以 形成介電體膜之支撐基材之功能與利用溶液去除之容易程度之觀點而言可使用金屬，而且就利用溶液去除之容易程度之觀點而言基材30之厚度可使用箔形狀。又，就作為一般金屬之取得容易性之觀點而言，可如本實施形態般使用Al。再者，此處所謂「箔形狀」，係指厚度為300μm以下。
其次，如圖6(c)所示，於核心基板46之兩面所預定之部位，形成到達基材40之深度之通孔VH2。通孔VH2之形成例如使用雷射裝置來進行。當然，本實施形態之通孔VH2之形成並不限定於使用雷射裝置，亦可使用鑽孔機等來進行。
其次，藉由乾式鍍覆法等在包含通孔VH2之內部之核心基板46整體形成較薄之Cu膜(種晶層)(省略圖示)。此處，所謂種晶層係指在後續步驟中於鍍覆處理時成為導體之層。然後，藉由電解鍍覆等，埋填通孔VH2而成為連通柱V2，並且進行覆蓋核心基板46整體之金屬膜42b之成膜。亦即，同時地以相同之步驟進行金屬膜42b之形成與通孔VH2之埋入。作為金屬膜42b之材料，例如使用Cu。再者，金屬膜34中，於形成金屬膜42b時露出於核心基板46表面之部位(自介電體膜32露出之部位)，成為金屬膜42b與金屬膜34連接之狀態。又，藉由該步驟，金屬膜34與金屬膜42b成為經由貫穿金屬膜34及介電體膜32之作為不具有界面之導電部之一例的連通柱V2而連接之狀態。
然後，如圖7(a)所示，使用光微影及蝕刻，將金屬膜42b圖案化為所預定之形狀。亦即，於成為金屬膜42b與金屬膜34相連接之狀態之核心基板46，將金屬膜42b分別電性分離為電源電位用之圖案、基準電位用之圖案、及信號用之圖案。藉此，分別電 源電位用之圖案、基準電位用之圖案、及信號用之圖案分別以露出於相同高度之狀態來形成。再者，此處所謂「相同高度」並不是指完全相同高度，而包含例如以成為相同高度之方式製造後，結果因變異等使其高度偏移之範圍內的情形。
其次，如圖7(b)所示，使用光微影來形成在預定之部位(連接元件之端子之第1電極區域、第2電極區域等部位)具有開口且作為防護膜(絕緣膜)而發揮功能之抗焊劑48。藉由本步驟，形成包含焊墊16等之元件搭載區域。再者，並非一定設置抗焊劑48，亦可為未形成抗焊劑48之構成。藉由以上之製造步驟，來製造本實施形態之電路基板10。
藉由以上步驟所製造之電路基板10，金屬膜42b不僅作為基準電位層而發揮功能，且金屬膜42b一部分區域成為兼作為基準電位用之電極區域之構造。又，金屬膜42b另一部分區域係藉由金屬膜42b本身而與作為電源電位層來發揮功能之金屬膜34連接，並作為與金屬膜34電性連接之電源電位用之電極區域而發揮功能。
其次，如圖7(c)所示，於電路基板10之一面(於電容器層12上)搭載半導體元件100、電容器元件102等必要之元件，於電路基板10之另一面之焊墊16上形成焊料凸塊18。又，電路基板10之表面側視需要藉由樹脂來進行塑模(省略圖示)。藉由以上之步驟來製造本實施形態之電路基板10及使用電路基板10之半導體封裝。
其次，參照圖8，對電路基板10之厚度方向之連接(於圖2中，自焊料凸塊18，經由連通柱V、配線層141，至半導體元 件100、電容器元件102、或電容器層12之連接(以下，將該連接稱為「縱連接」))進行說明。
圖8(a)係示意性地顯示搭載電路基板10(半導體封裝)之母板之印刷基板130、電路基板10之電容器層12、及將該等經由焊料凸塊18加以連接之縱連接的圖。印刷基板130具有電源電位層140、接地層142、及被夾在電源電位層140與接地層142之間之層間絕緣層144。另一方面，電容器層12具有第1金屬層(電源電位層)50、第2金屬層(接地層)52(以下，存在將該兩者統稱為「金屬層」之情形)、及被夾在第1金屬層50與第2金屬層52之間之介電體層54。
如圖8(a)所示，於印刷基板130之電源電位層140與接地層142之間連接有電源VDD，而於電容器層12之第1金屬層50與第2金屬層52之間連接有半導體元件100及電容器元件102。印刷基板130之電源電位層140與電容器層12之第1金屬層50、以及印刷基板130之接地層142與電容器層12之第2金屬層52，分別經由縱連接而連接。
如圖8(a)所示，將該等縱連接中電容器元件102附近之縱連接稱為連接A，而將半導體元件100附近之縱連接稱為連接B。連接A及連接B各自之電源與接地之連接的組，就連接上，相當於圖2中符號「P」所示藉由焊料凸塊18之連接、與符號「G」所示藉由焊料凸塊18之連接的組。亦即，具體上本實施形態之「縱連接」係構成為包含連通柱V(導電部)、配線層141。
此處，在本實施形態之電容器層12中，藉由氣相沉積等而將金屬層以例如1μm~20μm左右之薄膜來形成。因此，金屬 層對於直流的片電阻(直流片電阻)容易變高。
此處，半導體元件100之電源-接地端子間之阻抗(以下，將該阻抗稱為「阻抗Zpg」)較佳為在所需之頻帶內盡可能地變小。阻抗Zpg係計算自半導體元件100之電源端子經由第1金屬層50、電源電位層140、電源VDD之正極、電源VDD之負極、接地層142、第2金屬層52而返回至半導體元件100之接地端子之、自半導體元件100之電源端子外側的阻抗。參照圖8(b)，對阻抗Zpg、金屬層之電阻、以及連接A和連接B之關係進行說明。圖8(b)係以頻率(Logf)為橫軸，以阻抗(LogZ)為縱軸，而將各部分之阻抗圖形化的圖。
如圖8(a)所示，若將半導體元件100與電容器元件102之距離設為d，便因為前述之金屬層之片電阻，而於半導體元件100與電容器元件102之間產生對應於距離d之直流電阻。在圖8(b)中，將該電阻標示為「Plane DCR」。Plane DCR係與頻率無關地顯示固定的值。另一方面，將阻抗Zpg之目標特性顯示為「阻抗要求」。
首先，在電路基板10僅具有連接A，而欠缺連接B之情形時，阻抗Zpg顯示圖8(b)中被標示為「僅連接A」之特性。亦即，低頻區域之未滿足阻抗要求。原因在於，即便被搭載於電路基板10之LSI等之半導體元件100多為需要大電流者，仍必須自連接A之位置經由薄金屬層供給大電流。相對於此，於具有連接A及連接B雙方之情形時，阻抗Zpg顯示圖8(b)中標示為「連接A、B雙方」之特性。亦即，低頻區域之阻抗特性滿足阻抗要求。原因在於，高頻之電流主要經由連接B而流動至電容器元件102或電容器層12，另一方面，低頻之電流主要經由連接B進行流動。
另一方面，於電路基板10僅具有連接B而欠缺連接A之情形時，必須使將電容器元件102所釋放出之電荷進行再充電之電流，經由距離d之金屬層及連接B，流動至電容器元件102。然而，如前所述，距離d之金屬層，由於厚度較薄而呈現較高之電阻，因此會發生該電阻之電力損失與發熱。
如上述，在本實施形態之電路基板10中，更佳為具備有連接A及連接B雙方。然而，連接A或是連接B，由於只要為根據半導體元件100與電容器元件102之距離d、作為目標之阻抗Zpg之特性等來設置者即可，當然，亦可為設置連接A與連接B之任一者之形態。
具體而言，如下述般構成。亦即，構成為連接A及連接B雙方分別被連接於構成電容器層12之金屬層中連接有半導體元件100之電極區域附近及連接有電容器元件102之電極區域附近。根據如此之構成，相較於僅連接有連接A及連接B中之一者的構成，由於流動於金屬層之電流量減少，因此可減低金屬層之電阻的影響。再者，於本實施形態中，所謂連接有半導體元件100之電極區域之「附近」，係指包含電極區域本身，相較於將該對象之電極區域與搭載有電容器元件102之電極區域之距離均分後所得之距離更靠近對象之電極區域之區域。又，所謂連接有電容器元件102之電極區域之「附近」，係指相較於搭載有半導體元件100之電極區域附近之區域更靠近對象之電極區域之區域。作為一例，連接有半導體元件100之電極區域附近，亦可為於俯視時與半導體元件100重疊之區域，而且，連接有電容器元件102之電極區域附近，亦可為於俯視時與電容器元件102重疊之區域。
又，連接A及連接B分別包含電源連接與接地連接之2個縱連接，連接A及連接B共包含4個縱連接。因此，關於4個縱連接中之至少一個縱連接，於自一面側穿透地觀察電路基板之情形時，亦可在與被設置於構成電容器層12之金屬層之電極區域重疊之位置，連接於該金屬層。只要如上述般構成，流動於在重疊位置連接之縱連接之電流，便不會朝橫向流動於金屬層地被供給至半導體元件100或電容器元件102。因此，可減低金屬層之電阻的影響。
此外，關於如前所述之4個所有的縱連接於自一面側穿透地觀察電路基板之情形時，亦可在與被設置於構成電容器層12之金屬層之電極區域重疊之位置，連接於該金屬層。只要如上述般構成，流動於在重疊位置連接之縱連接之電流，便不會朝橫向流動於金屬層地被供給至半導體元件100或電容器元件102。因此，可減低金屬層之電阻的影響。
[第2實施形態]
參照圖9至圖11，對本實施形態之電路基板10a及電路基板10a之製造方法進行說明。本實施形態係於前述之實施形態之電路基板10中，將電容器層12與基板14分離之形態。
如圖9所示，電路基板10a係構成為包含電容器層12及被設置於電容器層12之下部之層間絕緣層20。電容器層12係構成為包含第1金屬層50、介電體層54、及第2金屬層52。
於電路基板10a之表面(元件搭載面、電容器層12之表面)側，經由凸塊106連接有半導體元件100，且經由焊料104連 接有電容器元件102。又，於電路基板10a之背面(層間絕緣層20之表面)側，經由被設置於電路基板10a之內部之VIA等導電部，設置有分別被連接於半導體元件100、電容器元件102、或電容器層12之複數個焊墊27。再者，在圖9中，電路基板10a之第1金屬層50、介電體層54、及第2金屬層52各層之構成，以及與半導體元件100、電容器元件102之連接，顯示與圖2所示之電容器層12相同之例。
又，電路基板10a之表面側之電極區域之各個間距(距離)，與背面側之複數個焊墊27之各個間距相同。作為一例，於自一面側穿透地觀察電路基板10a之情形時，表面側之電極區域與背面側之複數個焊墊27成為各自重疊之位置關係。
另一方面，基板22例如為使用玻璃環氧基板之多層配線基板。於基板22之表面(電容器層12之搭載面)側設置有複數個焊墊29，而於基板22之背面(與電容器層12之搭載面成相反側之面)設置有複數個焊墊26。本實施形態之基板22具有將電路基板10a之焊墊27連接所形成的間距，變更(擴大)為基板22之焊墊26連接所形成的間距之中介層(Interposer)的功能。換言之，於圖9所示之構成中，電路基板10a不具有將與半導體元件100之連接間距(凸塊106之間距)擴大之功能，而電路基板10a背面的焊墊27與半導體元件100之凸塊106之間距相同。
焊墊29係經由凸塊24而與電路基板10a之焊墊27相連接。複數個焊墊26分別具備有被形成於焊墊26上之焊料凸塊(焊料球)28。焊料凸塊28係用以將搭載有電路基板10a之基板22安裝於母板等未圖示之其他基板之連接部。圖9所例示之基板22， 具有電源P、接地G、及信號S之焊料凸塊28。再者，圖9對於基板22內層之配線、及與電路基板10a(電容器層12)之連接，顯示與圖2相同之例。因此，符號P、G、S所示之各個焊料凸塊28、與半導體元件100、電容器元件102、電容器層12之連接，與圖2相同。
電路基板10a(電容器層12)之構成並無特別限定。在本實施形態中雖設為與圖3同樣之構成，但亦可為後述之圖12或圖16等之構成。
其次，參照圖10及圖11，對電路基板10a之製造方法進行說明。雖於許多步驟中可使用與第1實施形態相同之方法，但將一例顯示如下。
首先，如圖10(a)所示，將介電體膜62形成於基材60。作為基材60，例如使用Al箔。又，作為介電體膜62，作為一例使用STO膜。STO膜例如藉由CVD法、PVD法等，來形成為500nm左右之厚度。
其次，如圖10(b)所示，使用光微影及蝕刻將介電體膜62圖案化為預定之形狀。作為蝕刻，並無特別限定而可使用乾式蝕刻、濕式蝕刻等。
其次，如圖10(c)所示，形成金屬膜64。作為金屬膜64之材料，雖無特別限定而可使用Cu、Au、Al等，但在本實施形態中則使用Cu。金屬膜64藉由濺鍍法、蒸鍍法、或鍍覆法等，來形成為1μm~20μm左右之厚度。
其次，如圖10(d)所示，使用光微影及蝕刻，將金屬膜64圖案化為預定之形狀。作為蝕刻，並無特別限定而可使用乾 式蝕刻、濕式蝕刻等。
其次，如圖10(e)所示，將層間絕緣膜66層疊於形成有金屬膜64之基材60，使該層間絕緣膜66熱硬化。作為層間絕緣膜66，可採用使用於一般增層基板之層間絕緣膜。藉由本步驟，使基材60上之金屬膜64及介電體膜62，被移至層間絕緣膜66。
其次，如圖11(a)所示，去除基材60。在本實施形態中，本去除步驟藉由氫氧化鈉溶液，將由Al所形成之基材60溶解而加以去除。
其次，如圖11(b)所示，於圖11(a)所示之構造體之層間絕緣膜66之預定部位，形成通孔VH3。通孔VH3之形成例如使用雷射裝置來進行。當然，本實施形態之通孔VH3之形成並不限定於使用雷射裝置，亦可使用鑽孔機來進行。
其次，如圖11(c)所示，於圖11(b)所示之構造體之兩面形成金屬膜64a，並且以金屬膜64a填埋通孔VH3而成為連通柱V3。作為金屬膜64a之材料，例如使用Cu，而成膜例如使用乾式鍍覆法或電解鍍覆法來進行。
然後，如圖11(d)所示，使用光微影及蝕刻，將圖11(c)所示之構造體之兩面之金屬膜64a圖案化為預定之形狀。藉由本步驟，於圖11(d)所示之構造體之背面，形成焊墊27(參照圖9)。
其次，如圖11(e)所示，使用光微影形成在所預定之部位(連接元件之端子之電極區域等部位)具有開口且作為防護膜(絕緣膜)而發揮功能之抗焊劑69。藉由本步驟，本實施形態之電路基板10a之製造便完成。在圖11(e)所示之電路基板10a中，層間絕緣膜66成為圖9所示之層間絕緣層20，而金屬膜64a中較介電體 膜62更靠層間絕緣膜66側之部分成為圖9所示之第1金屬層50，金屬膜64a中較介電體膜62更靠與層間絕緣膜66相反側之部分則成為圖9所示之第2金屬層52。
然後，與圖7(c)同樣地，於電路基板10a之表面(電容器層12側之面)上搭載半導體元件100、電容器元件102等必要之元件，並於電路基板10a之背面視需要形成凸塊24(以上，省略圖示)。
在以上之第2實施形態中，電路基板10a不具有將與半導體元件100之連接間距(凸塊106之間距)擴大之功能，且電路基板10a之背面的焊墊27與凸塊106之間距相同。另一方面，基板22具有將連接間距擴大之中介層之功能。亦即，成為將作為電容器層之功能與作為中介層之功能分離之構成。藉由如此之構成，即便不需大幅地變更例如未具有電容器層12而僅具有中介層功能之習知之封裝基板(相當於基板22)之層構造的設計，仍可成為設有電容器層12之新的封裝基板。
[第3實施形態]
參照圖12至圖15，對本實施形態之電路基板10b及電路基板10b之製造方法進行說明。本實施形態係變更圖9所示之電路基板10a之電容器層12之構成的形態。
如圖12所示，本實施形態之電容器層12b係藉由於層間絕緣層20上依序層積第1金屬層50、介電體層54、及第2金屬層52所構成。本實施形態之電容器層12b係第1金屬層50之表面之厚度方向之位置與介電體層54之表面(上表面)之厚度方向之 位置為一致之形態。
第1金屬層50具有突出部59，該突出部59具有搭載半導體元件100、電容器元件102等元件之作為元件搭載區域之第1電極區域56。第2金屬層52不具有如突出部59般突出之部位，第2金屬層52本身兼作為元件搭載區域之第2電極區域58。在本實施形態之電容器層12b中，第1電極區域56自第1金屬層50之上表面突出。換言之，本實施形態係於第1金屬層50上形成第1電極區域56之形態。而且，第1電極區域56之表面與介電體層54之表面(上表面)之位置在相同高度露出於基板之表面。而且，半導體元件100之凸塊106、或電容器元件102之焊料104以直接接觸之狀態，分別被連接於第1電極區域56及第2電極區域58。再者，此處所謂「相同高度」並不是指兩者完全相同高度，而是包含例如以成為相同高度之方式製造後，結果因變異等使其高度偏移之範圍內的情形。
其次，參照圖13至圖15，對電路基板10b之製造方法之一例進行說明。在電路基板10b之製造方法中，第1金屬層50與突出部59(第1電極區域56)係作為連續之金屬層而藉由相同的步驟同時地形成。其結果，成為於第1金屬層50與突出部59之間未形成界面之構造。
首先，如圖13(a)所示，於基材70形成介電體膜72之後，使用光微影及蝕刻，將介電體膜72圖案化為預定之形狀。作為基材70，例如使用Al箔。又，作為介電體膜72，使用STO膜來作為一例。STO膜例如藉由CVD法、PVD法等，形成500nm左右之厚度。作為蝕刻，並無特別限定而可使用乾式蝕刻、濕式蝕 刻等。
其次，如圖13(b)所示，形成金屬膜74。作為金屬膜74之材料，雖無特別限定而可使用Cu、Au、Al等，但在本實施形態中使用Cu。金屬膜74藉由例如CVD法或PVD法等之乾式鍍覆法等，形成為1μm~20μm左右之厚度。此處，在圖13(a)之步驟之圖案化後介電體膜72被去除之區域中，金屬膜74係以填埋介電體膜72之間之方式被直接層積於基材70上，而在殘留有介電體膜72之區域中，金屬膜74係層積於介電體膜72上。其結果，介電體膜72之下表面側之位置與金屬膜74中填埋介電體膜72之間之區域之下表面側之位置，成為於基材70之表面位置一致之狀態。
其次，如圖13(c)所示，使用光微影及蝕刻，將金屬膜74圖案化為預定之形狀。作為蝕刻，並無特別限定而可使用乾式蝕刻、濕式蝕刻等。
其次，如圖13(d)所示，將形成有金屬膜74之基材70貼附於構成電路基板10b之基材(層間絕緣膜76)，並使該層間絕緣膜76熱硬化。作為層間絕緣膜76，例如可採用使用於一般增層基板之層間絕緣膜。再者，在本實施形態中，作為構成電路基板10b之基材雖使用層間絕緣膜76，但作為基材並非一定要僅以單一膜形成，亦可組合層間絕緣膜76與其他基材而作為構成電路基板10b之基材而發揮功能。
其次，如圖13(e)所示，去除基材70。藉由本步驟，基材70上之金屬膜74及介電體膜72，被移至層間絕緣膜76。作為一例，本實施形態之本去除步驟係藉由氫氧化鈉溶液溶解由Al所形成之基材70而加以去除。此處，在前面之圖13(b)之步驟中， 成為介電體膜72之下表面側之位置與金屬膜74中埋填介電體膜72之間之區域之下表面側之位置一致之狀態。因此，若以成為較金屬膜74更靠內層側之方式將介電體膜72貼附於層間絕緣膜76並去除基材70，便會成為介電體膜72之上表面之位置與金屬膜74中埋填介電體膜72之間之區域(自金屬膜74突出之區域)之上表面之位置於厚度方向上一致之狀態。如上述，圖13(a)至(e)之步驟係藉由與第1實施形態相同之步驟來進行。
其次，如圖14(a)所示，於自層間絕緣膜76之背面側將通孔VH4形成於圖13(e)所示之構造體之層間絕緣膜76後，於該構造體之兩面形成作為種晶層之金屬膜71。通孔VH4之形成例如使用雷射裝置或是鑽孔機來進行。金屬膜71之形成，作為材料例如使用Cu，而作為一例可藉由CVD法或PVD法等之乾式鍍覆法來進行。此時，於通孔VH4之內部亦形成作為種晶層之金屬膜71(省略圖示)。
其次，如圖14(b)所示，使用光微影及蝕刻，於後續步驟中未進行電解鍍覆之區域(即，未形成金屬膜71a之區域)將抗蝕劑78圖案化。
其次，如圖14(c)所示，進行電解鍍覆來形成金屬膜71a。藉由本步驟亦埋填通孔VH4，而形成連通柱V4。作為金屬膜71a之材料，雖無特別限定而可使用Cu、Au、Al等，但在本實施形態則設為Cu。又，作為一例，金屬膜71a之厚度設為1μm~20μm左右。本步驟之金屬膜71a藉由後續步驟，來形成電容器層12之第2金屬層52、及層間絕緣層20之焊墊27。
其次，如圖14(d)所示，去除抗蝕劑78。在該狀態下， 還殘留有金屬膜71(種晶層)，而成為圖14(d)所示之構造體之兩面整體由Cu所覆蓋之狀態。
其次，如圖15(a)所示，以僅削除至少金屬膜71(種晶層)之厚度部分的金屬膜之方式，對圖14(d)所示之構造體之整面進行蝕刻。藉由本步驟，電容器層12之第1金屬層50與第2金屬層52被電性分離，而且，於基材70之背面側，焊墊27(參照圖9)被分離為個別的焊墊。再者，根據金屬膜71(種晶層)之蝕刻量，亦存在如圖20(a)或圖20(b)之構造般，第1電極區域56表面之位置變得較介電體層54表面(上表面)之位置低之情形。
其次，使用光微影、蝕刻，形成在預定之部位(連接元件之端子之電極區域等部位)具有開口且作為防護膜(絕緣膜)而發揮功能之抗焊劑77。藉由本步驟，本實施形態之電路基板10b之製造便完成。
接著如圖15(b)所示，於電路基板10b之表面(電容器層12側之面)上搭載半導體元件100、電容器元件102等必要之元件，並於電路基板10b之背面視需要形成凸塊24(省略圖示)。圖15(b)之金屬膜74、介電體膜72、金屬膜71a、及層間絕緣膜76，分別成為圖12所示之第1金屬層50、介電體層54、第2金屬層52、及層間絕緣層20。
[第4實施形態]
參照圖16至圖19，對本實施形態之電路基板10c及電路基板10c之製造方法進行說明。本實施形態係變更圖2所示之電路基板10之電容器層12之構成之形態。
如圖16所示，本實施形態之電容器層12c係藉由在基板14上被依序層積之第1金屬層50、介電體層54、及第2金屬層52所構成。電容器層12c其第1金屬層50表面之厚度方向之位置，於介電體層54下表面之厚度方向之位置露出於基板之表面。換言之，成為第1電極區域56不朝上方突出且第1金屬層50之表面兼作為第1電極區域56之形態。如此，本實施形態係包含在較介電體層54上表面之位置更低之位置使第1金屬層50露出於基板之表面之形態者，第1電極區域56係在較介電體層54上表面之厚度方向之位置更低之位置露出於基板之表面之形態的一例。而且，半導體元件100之凸塊106、或電容器元件102之焊料104係以直接接觸之狀態，被分別連接於第1電極區域56及第2電極區域58。再者，第1金屬層50表面之厚度方向之位置並不須一定與介電體層54下表面之厚度方向之位置完全一致，例如亦可包含因製造變異等使其位置偏移之範圍。
參照圖17至圖19，對電路基板10c之製造方法之一例進行說明。於本實施形態之電路基板10c之製造方法中，第1金屬層50與第1電極區域56係作為連續之金屬層而以相同之步驟被同時地形成。
首先，如圖17(a)所示，於基材90貼上薄片狀之金屬膜91及介電體膜92。作為一例，使用玻璃環氧基板來作為基材90。又，作為金屬膜91之材料，雖無特別限定而可使用Cu、Au、Al等，在本實施形態中使用Cu。再者，金屬膜91及介電體膜92亦可使用如第1實施形態所揭示之其他方法而形成於基材90上。
作為介電體膜92，可使用例如聚醯亞胺等之樹脂薄 膜，甚至使用作為埋入電容器專用而市售之其他材料。膜厚例如為1μm~10μm左右。又，亦可與第1實施形態同樣地使用STO膜。
其次，如圖17(b)所示，使用光微影及蝕刻，將介電體膜92圖案化為預定之形狀。作為蝕刻，並無特別限定而可使用乾式蝕刻、濕式蝕刻等。
其次，於塗佈用以將金屬膜91圖案化之抗蝕劑93後，如圖17(c)所示，使用光微影及蝕刻，去除對應於作為配線層而殘留之金屬膜91之區域以外之區域的抗蝕劑93，並形成遮罩。
其次，如圖17(d)所示，使用上述遮罩對金屬膜91進行蝕刻。其後，去除該遮罩(抗蝕劑93)。
其次，如圖17(e)所示，於金屬膜91與後述之金屬膜96連接之部位，使用光微影及蝕刻來形成絕緣層94。
其次，如圖18(a)所示，在圖17(e)所示之構造體之基材90自背面側形成通孔VH5之後，於該構造體之兩面形成作為種晶層之金屬膜96。通孔VH5之形成例如使用雷射裝置、或鑽孔機來進行。金屬膜96之形成例如使用Cu來作為材料，作為一例，可藉由CVD法或PVD法等之乾式鍍覆法來進行。此時，於通孔VH5之內部亦形成有作為種晶層之金屬膜96(省略圖示)。
其次，如圖18(b)所示，使用光微影及蝕刻，於在後續步驟不進行電解鍍覆之區域(亦即，不形成金屬膜96a之區域)，將抗蝕劑95圖案化。
其次，如圖18(c)所示，進行電解鍍覆來形成金屬膜96a。藉由本步驟亦填埋通孔VH5，來形成連通柱V5。作為金屬膜96a之材料，雖無特別限定而可使用Cu、Au、Al等，但在本實施 形態中設為Cu。又，作為一例，金屬膜96a之厚度係設為1μm~20μm左右。本步驟之金屬膜96a，藉由後續步驟來形成電容器層12之第2金屬層52、及基板14之焊墊16(參照圖2)。
其次，如圖18(d)所示，去除抗蝕劑95。在該狀態下，還殘留有金屬膜96(種晶層)，而成為圖18(d)所示之構造體之兩面由Cu所覆蓋之狀態。
其次，如圖19(a)所示，以僅削除至少金屬膜96(種晶層)之厚度部分的金屬膜之方式，對圖18(d)所示之構造體之整面進行蝕刻。藉由本步驟，形成電路基板10c兩面之配線層，即電容器層12之第2金屬層52、及基板14之焊墊16。再者，根據金屬膜96(種晶層)之蝕刻量，亦存在如圖20(b)之構造般，第1電極區域56表面之位置變得較介電體層54底面(下表面)之位置低之情況。
其次，使用光微影、蝕刻、形成於預定之部位(連接元件之端子之電極區域等之部位)具有開口且作為防護膜(絕緣膜)而發揮功能之抗焊劑97。藉由本步驟，本實施形態之電路基板10c之製造便完成。
接著如圖19(b)所示，於電路基板10c之表面(電容器層12側之面)上搭載半導體元件100、電容器元件102等必要之元件，並於電路基板10c之背面視需要形成焊料凸塊18(省略圖示)。圖19(b)之金屬膜91、介電體膜92、金屬膜96a、及基材90成為圖16所示之第1金屬層50、介電體層54、第2金屬層52、及基板14。
如上述，在第3及第4實施形態中，與第1及第2實施形態不同，在第2金屬層52與第1電極區域56之間會產生段差(參照圖12、圖16等)。藉此，相較於第1電極區域56之表面露出 於較介電體層54高之位置之第1及第2實施形態，電容器元件102之端子與所搭載之電路零件之端子在較構成電容器層之第1金屬層50更近之位置連接。
又，在第3及第4實施形態中，第1金屬層50之一部分構成第1電極區域56，第1金屬層50與第1電極區域56係作為連續之金屬層而以相同之步驟被同時地形成。另一方面，於第1及第2實施形態中，在形成第1金屬層50之後，於第1金屬層50上藉由另一步驟構成第1電極區域56。而且，在第3及第4實施形態中，由於第1金屬層50與第1電極區域56係以相同之步驟被同時地形成，因此成為於第1金屬層50與第1電極區域56之間不存在界面之狀態。藉此，相較於以另一步驟形成第1金屬層50與第1電極區域56而產生界面之構成，可使自第1金屬層50至第1電極區域56之阻抗變得更小。
再者，圖12之第2金屬層52之厚度越厚，或者，圖16之第2金屬層52及介電體層54之厚度越厚，第2金屬層52與第1電極區域56之間之段差便越大。此處，凸塊106之材料例如由Au所構成，連接前之凸塊高度例如為15~50μm左右。另一方面，第2金屬層52即使為1~2μm左右之厚度，在功能上亦充足，而且，介電體層54可藉由氣相沉積法等來形成1μm以下之膜。亦即，第3及第4實施形態之段差，可以相對於凸塊106之高度不必太大之方式構成。因此，即便被設置於半導體元件100之複數個凸塊106為相同之高度，段差也不會在安裝半導體元件100等時成為大的障礙。換言之，以如下方式進行設計：於將具有相同高度之複數個凸塊之半導體元件安裝於電路基板時，成為在連接上不產生障礙之段 差大小(層之厚度)與凸塊高度之關係。
再者，如圖3所示，在前述之第1實施形態已例示被形成於第1金屬層50上之第1電極區域56上表面之位置與第2金屬層52上表面之位置一致之形態並進行說明。又，如圖12所示，前述之第3實施形態已例示被形成於第1金屬層50上之第1電極區域56上表面之位置與介電體層54上表面之位置一致之形態並進行說明。又，如圖16所示，前述之第4實施形態已例示作為第1金屬層50之一部分之第1電極區域56上表面之位置與介電體層54下表面之位置一致之形態並進行說明。然而，第1電極區域56厚度方向之位置與介電體層54厚度方向之位置之關係並不限定於此。例如，亦存在有因第1金屬層50、第2金屬層52、介電體層54等之製造變異、設計或製造上之限制等，而使各實施形態之第1電極區域56與介電體層54及第2電極區域58之位置關係變化之情形。
亦即，例如，圖12所示之第1電極區域56之上表面，存在有因前述之各層之製造變異、設計或製造上之限制等，而如圖20(a)所示般位於介電體層54之厚度方向之範圍(介電體層54之上表面與下表面之間)之情形。此外，如圖20(b)所示，亦存在位於第1金屬層50之厚度方向之範圍(較第1金屬層50之上表面低，且較基材80之上表面高之範圍)之情形。又，亦存在圖16所示之第1電極區域之上表面因前述之各層之製造變異等，而如圖20(b)所示，位於第1金屬層50之厚度方向之範圍(較第1金屬層50之上表面低，且較基材80之上表面高之範圍)之情形。因此，各實施形態包含如此之位置之變異者。
以上，雖已對本發明之實施形態進行詳述，但本發明並非限定於特定之實施形態者，在申請範圍所記載之本案發明主旨之範圍內，可進行各種變形、變更。亦即，例如某實施形態所記載之構造、材料、處理等，只要不存在技術上之矛盾，皆可應用於其他實施形態。作為一例，第2實施形態之電容器層亦可為藉由第3及第4實施形態所製造者。
又，包含各實施形態之金屬層與介電體層之電容器層、亦可不被形成為在電路基板上擴大至半導體元件之周圍，而可僅被形成於電路基板上之一部分的部位。作為一例，包含金屬層與介電體層之電容器層，亦可形成為較一般配線寬度更加夠寬之500μm以上之寬度之配線，而於沒有空間之情形時等，亦可以未滿500μm之寬度之配線來構成。又，第1金屬層50與第2金屬層52之一者亦可為500μm以上之寬度之面狀之金屬面，而另一者為未滿500μm之寬度之金屬面。
又，各實施形態之電源電位層與基準電位層亦可分別被分割為複數個區域，而且，亦可僅電源電位層與基準電位層之一者被分割為複數個區域。
又，構成電容器層之各金屬層亦可不必一定被形成為單一層。例如，亦可於成為母體之單一金屬層之表面或背面，層積由較該金屬層薄之厚度之其他金屬所構成的功能層。
又，於第1實施形態中，第1電極區域56上表面之位置亦可不必一定為與第2電極區域58上表面之位置相同之位置。亦即，第1電極區域56及第2電極區域58雙方只要位於較介電體層54上表面之位置更高之位置即可。又，各實施形態之「上 表面」，係指於假設以使電容器層12相對於基板14位於上側之方式配置之情形時之上表面。
又，作為本發明之實施形態之變形例，亦可將第2實施形態所揭示之將表面背面之電極間距設為相同之構成之電路基板10a，應用於第1至4實施形態所揭示之電容器層以外之構成。亦即，作為第2實施形態所揭示之電路基板10a，亦可應用於並非在表面而在內層具有電容器層之電路基板、或取代電容器層而於內層具有電容器元件之電路基板。
又，於各實施形態中信號用之電極之高度位置雖為任意，但若使信號用之電極之高度位置配合電源電位用之電極或基準電位用之電極之任一者的高度，則相較於高度不同之情況，可使製造步驟簡化。
再者，各圖式之比例尺或形狀，存在有為了容易理解而將發明之特徵加以強調之情形，應注意實際之基板與各層之比例尺或形狀並不一定相同。
本案係基於2016年11月26日提出申請之日本專利申請案(特願2016-239093)者，並將該等之內容(作為參照)而放入本說明書中。
10‧‧‧電路基板
12‧‧‧電容器層
14‧‧‧基板
16‧‧‧焊墊
18‧‧‧焊料凸塊
50‧‧‧第1金屬層
52‧‧‧第2金屬層
54‧‧‧介電體層
100‧‧‧半導體元件
102‧‧‧電容器元件
104a‧‧‧焊料
104b‧‧‧焊料
106a‧‧‧凸塊
106b‧‧‧凸塊
106c‧‧‧凸塊
141‧‧‧配線層
G‧‧‧接地
P‧‧‧電源
S‧‧‧信號
V‧‧‧連通柱

Claims (25)

  1. 一種電路基板，其具備有：基材；及電容器層，其具有被設置於上述基材上之第1金屬層、被設置於該第1金屬層上之介電體層、及被設置於該介電體層上之第2金屬層；上述第1金屬層具有連接有被設置於上述基材上並經由上述電容器層將電流供給至電路零件之電容器元件之第1端子且自上述介電體層露出之第1電極區域，上述第2金屬層具有連接有上述電容器元件之第2端子且該第2金屬層露出之第2電極區域。
  2. 如請求項1之電路基板，其中，上述第1金屬層具有自上述介電體層之下表面之高度的位置朝向上述第1電極區域突出之突出部，於上述第1金屬層與上述突出部之間不形成界面。
  3. 如請求項1之電路基板，其中，上述第1電極區域於上述介電體層之上表面之高度的位置，或於較上述介電體層之上表面之高度更低之位置露出。
  4. 如請求項1之電路基板，其中，上述第1電極區域於上述介電體層之上表面之高度的位置露出。
  5. 如請求項1之電路基板，其中，上述第1電極區域於上述介電體層之下表面之高度的位置，或於較上述介電體層之下表面之高度更低之位置露出。
  6. 如請求項5之電路基板，其中，上述第1電極區域於上述介電 體層之下表面之高度的位置露出。
  7. 如請求項1之電路基板，其中，上述第2電極區域於較上述介電體層之上表面之高度的位置更高之位置露出。
  8. 如請求項1至7中任一項之電路基板，其中，上述第1金屬層具有連接有上述電路零件所具有之電源電位用端子或基準電位用端子之一者且自上述介電體層露出之第3電極區域，上述第2金屬層具有連接有上述電源電位用端子或上述基準電位用端子之另一者且該第2金屬層露出之第4電極區域。
  9. 如請求項8之電路基板，其中，於上述第1電極區域及上述第2電極區域連接有上述電容器元件，於上述第3電極區域及上述第4電極區域作為上述電路零件連接有半導體積體電路。
  10. 如請求項8之電路基板，其中，其具有：第1導電部，其自上述第1電極區域之附近朝向上述基材之內層側延伸，用以將上述第1金屬層連接於外部之電源電位或基準電位之一者；第2導電部，其自上述第2電極區域之附近朝向上述基材之內層側延伸，用以將上述第2金屬層連接於外部之電源電位或基準電位之另一者；第3導電部，其自上述第3電極區域之附近朝向上述基材之內層側延伸，用以將上述第1金屬層連接於外部之電源電位或基準電位之一者；及第4導電部，其自上述第4電極區域之附近朝向上述基材之內層側延伸，用以將上述第2金屬層連接於外部之電源電位或基準電位 之另一者。
  11. 如請求項10之電路基板，其中，上述第1至第4導電部中至少1個導電部係於自一面側穿透上述基材而進行觀察之情形時，在與對應之上述電極區域重疊之位置，被連接於上述第1金屬層或上述第2金屬層。
  12. 如請求項10之電路基板，其中，上述第1至第4導電部係於自一面側穿透上述基材而進行觀察之情形時，在與上述第1至第4導電部所分別對應之上述電極區域重疊之位置，被連接於上述第1金屬層及上述第2金屬層。
  13. 如請求項1或2之電路基板，其中，上述第1金屬層具有連接有上述電路零件所具有之電源電位用端子或基準電位用端子之一者且自上述介電體層露出之第3電極區域，上述第2金屬層具有連接有上述電源電位用端子或上述基準電位用端子之另一者且該第2金屬層露出之第4電極區域，上述第3電極區域於較上述介電體層之上表面之高度的位置更高之位置露出，上述第1金屬層與上述第3電極區域係經由貫穿上述第1金屬層及上述介電體層且不具有界面之導電部所連接。
  14. 如請求項8之電路基板，其中，上述基材具有包含上述第3及第4電極區域之複數個表面側之電極區域、及經由上述基材之內部分別與該複數個表面側之電極區域電性連接之複數個背面側之電極區域，上述複數個表面側之電極區域間之距離與上述複數個背面側之電極區域間之距離相等。
  15. 如請求項8之電路基板，其中，上述基材具有包含上述第3及第4電極區域之複數個表面側之電極區域、及經由上述基材之內部分別與該複數個表面側之電極區域電性連接之複數個背面側之電極區域，連接有上述電路零件之上述複數個表面側之電極區域之各者、及分別對應於該等電極區域之上述複數個背面側之電極區域係設置於自一面側穿透上述基材而進行觀察之情形時重疊之位置。
  16. 一種電路基板之製造方法，該電路基板具備有具有第1金屬層、被設置於該第1金屬層上之介電體層、及被設置於該介電體層上之第2金屬層的電容器層，上述第1金屬層具有連接有被設置於基材上並經由上述電容器層將電流供給至電路零件之電容器元件之第1端子且自上述介電體層露出之第1電極區域，上述第2金屬層具有連接有上述電容器元件之第2端子且該第2金屬層露出之第2電極區域，如此之電路基板之製造方法；其具備有：於第1基材上形成上述介電體層之步驟；於上述介電體層上形成上述第1金屬層之步驟；以上述第1金屬層成為較上述介電體層更內層側之方式，將被形成於上述第1基材上之上述介電體層及上述第1金屬層移至第2基材上之步驟；及於移至上述第2基材上之上述介電體層上形成上述第2金屬層之步驟。
  17. 如請求項16之電路基板之製造方法，其中，上述第1基材為 金屬。
  18. 如請求項16之電路基板之製造方法，其中，上述第1基材之耐熱溫度較上述第2基材之耐熱溫度更高。
  19. 如請求項16至18中任一項之電路基板之製造方法，其中，將上述第1金屬層及上述介電體層移至上述第2基材上之步驟，包含在以上述第1金屬層成為較上述介電體層更內層側之方式，將形成有上述第1金屬層及上述介電體層之上述第1基材貼附於第2基材後，去除上述第1基材之步驟。
  20. 如請求項19之電路基板之製造方法，其中，去除上述第1基材之步驟，包含藉由溶液去除上述第1基材之步驟。
  21. 如請求項16之電路基板之製造方法，其中，上述第2基材之表面在將被形成於上述第1基材上之上述介電體層及上述第1金屬層移至上述第2基材上之時間點具有柔軟性，形成上述第1金屬層之步驟，包含將上述第1金屬層圖像化之步驟，在將被形成於上述第1基材上之上述介電體層及上述第1金屬層移至上述第2基材上之步驟中，將上述經圖像化之第1金屬層之至少一部分埋入上述第2基材之表面。
  22. 如請求項16之電路基板之製造方法，其中，形成上述介電體層之步驟，包含將上述介電體層圖像化之步驟，形成上述第1金屬層之步驟，包含在上述介電體層上及不存在上述介電體層之上述第1基材上形成上述第1金屬層之步驟。
  23. 如請求項22之電路基板之製造方法，其中，形成上述第2金屬層之步驟包含有： 以覆蓋上述介電體層及上述第1金屬層之方式形成上述第2金屬層，藉此連接上述第2金屬層與上述第1金屬層之步驟；及將上述第2金屬層分離成作為上述第1電極區域而發揮功能之金屬層、及作為上述第2電極區域而發揮功能之金屬層之步驟。
  24. 如請求項16之電路基板之製造方法，其中，上述第1金屬層及上述介電體層係在被移至上述第2基材上之狀態下以上述第1金屬層之至少一部分區域自上述介電體層露出之方式被形成於上述第2基材上，上述第2金屬層係以成為上述第1金屬層之上述一部分區域自上述介電體層露出之狀態之方式，被形成於上述介電體層上。
  25. 如請求項16之電路基板之製造方法，其中，上述第1基材為鋁。
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