TW561811B - Printed wiring board structure and manufacturing method therefor - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7___ 五、發明説明（1 ) 【發明的技術領域】 本發明是有關電容器內藏型的印刷配線基板構造及其 製造方法，尤其有關電氣特性及高密度化優異的印刷配線 基板構造及其製造方法。 【先行技術】 近年來隨著電子機器的高密度化、高速化，對印刷配 線基板構造能對應高密度化、對應高頻率的要求益愈升高 。爲期印刷配線基板構造的高密度化，零件的小型化雖有 進展，惟考量實裝生產率則目前的水準以上的小型化已接 近極限。又，由於必需實裝於I C端子近旁的旁路電容器 等的配置條件，印刷配線基板構造的實裝設計變爲非常困 難。 以往，電容器和電阻之類的被動電子零件，是以焊接 實裝連接於印刷基板，惟鑑於上述諸點，近年開始有了使 用高誘電率材料爲印刷基板的層間絕緣膜的層間電容器， 和局部充塡高誘電率材料作爲層間電容器使用的方法提出 專利申請案（例如特開2 0 0 1 — 1 5 9 2 8號公報和特 開平9 — 1 1 6 2 4 7號公報）。 【發明所欲解決的課題】 然而，前者因使用於層間的絕緣層的誘電率爲一定， 需要不同的電容器値時，必需調整面積，而對設計的自由 度和高密度化爲不利的工法，因此一般僅使用於大面積而 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） _. II II I 訂 I I I I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4 - 561811 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 不太需要精度的減低雜訊用的電容器。 後者的製程，如上述兩公報所揭露，在低誘電率材料 構成的層上，以二氧化碳雷射或照光（photo)來形成所需 容量的面積的開口部，在該開口部充塡高誘電率材料而形 成局部性的電容器。 然而，适種丨㈢形下，商誘電率材料硬化時的硬化收縮 和熱膨漲率的差異，會使低誘電率材料和高誘電率材料的 界面產生間隙，此間隙如果潛入導電體會使下部電極和上 部電極短路，而有失去電容器的功能的問題和缺乏信賴性 的課題。此情形下，提升低誘電體層和高誘電體層的界面 密接力的方法，雖有採用乾式（dry )工法（噴灑等）來形 成誘電體層的方法，但不利於生產性和成本面。 本發明著眼於上述的問題點，爲有效解決該等問題而 硏發創新，其目的在於提供機械性強度高、廉價、信賴性 、容量精度皆高的印刷配線基板構造及其製造方法。 【用以解決課題的手段】 申請專利第丨項所規範的發明爲，印刷配線基板構造 的製造方法是具備有：將下部電極予以式樣形成於基板上 需要形成電容器元件的部位的製程；將高誘電率糊狀材料 構成的電容器絕緣層選擇性形成於對應前述下部電極的位 置的製程；將低誘電率的層間絕緣膜形成於包含前述電容 器絕緣層的前述基板表面全部的製程；將前述層間絕緣膜 的表面硏磨平坦，使前述電容器絕緣層露出的製程；以及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~; I I n — 訂 11 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561811 A7 B7 五、發明説明（3 ) 將上部電極予以式樣形成於則述電谷器絕緣層的表面，而 形成電容器元件的製程爲特徵的印刷配線基板構造的製造 方法。 依此製造方法，可使機械性強度高、廉價、信賴性、 容量精度皆高。 此情形下，例如申請專利第2項所規範，也可以在前 述下部電極的周圍，形成有將其包圍著以阻止前述高誘電 率糊狀材料構成的電容器絕緣層流出的攔壩式樣（dam pattern) 〇 如此做法，由於攔壩式樣能夠阻止電容器絕緣層流出 ，尤其能更一層提升容量精度。 又，例如申請專利第3項所規範，也可以於形成前述 上部電極之際，在前述基板表面全部，用鎳合金-銅予以 式樣形成爲基膜，以留下需要形成薄膜電阻的部分的基膜 的狀態，將前述上部電極予以式樣形成，然後，需要形成 薄膜電阻的部分的基膜僅將銅選擇性蝕刻而形成鎳合金所 構成的薄膜電阻。 申請專利第4項的發明爲，由上述發明的方法所製造 的印刷配線基板構造。 【發明的實施形態】 以下，根據附圖詳細說明有關本發明的印刷配線基板 構造及其製造方法的一個實施例。 圖1爲本發明印刷配線基板構造的製造方法的製程圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------^------1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561811 A7 ____B7 五、發明説明U ) ，圖2爲下部電極和攔壩式樣之位置關係平面圖，圖3爲 說明攔壩式樣之作用的剖面圖。 首先，本發明的印刷配線基板構造的製造方法具備有 :將下部電極予以式樣形成於基板上需要形成電容器元件 的部位的製程；將高誘電率糊狀材料構成的電容器絕緣層 選擇性形成於對應於前述下部電極的位置的製程；將低誘 電率的層間絕緣膜形成於包含前述電容器絕緣層的前述基 板表面全部的製程；將前述層間絕緣膜的表面硏磨平坦， 使前述電容器絕緣層露出的製程；以及將上部電極予以式 樣形成於前述電容器絕緣層的表面，而形成電容器元件的 製程。 關於低誘電率的層間絕緣膜和高誘電率糊狀材料所構 成的電容器絕緣層之間的密接力不足而產生間隙的問題， 可先將高誘電率糊狀材料印刷，然後將低誘電率絕緣膜覆 蓋著高誘電率材料予以層疊，即可改善密接力這個以往的 課題。對於在高誘電率糊狀材料上將低誘電率的層間絕緣 膜層疊所產生的起伏或凹凸，則以壓力、溫度、多段熨平 等的層疊條件盡力做成平坦爲宜。又，使用整平性優異的 拋光輪（buff)，將低誘電率的層間絕緣膜和高誘電率的電 容器絕緣層一起硏磨，直到高誘電率糊狀材料露出而且達 到需要的容量値爲止，控制厚度即可減低容量値的分散不 均。 又，只要是包含薄膜電阻的式樣構造，則應用上述所 使用的拋光輪的表面粗糙度，可獲得與其配合的薄膜電阻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —- 批衣 訂 I線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -7- 561811 A7 B7 五、發明説明（5 ) 〇 又，將高誘電率糊狀材料印刷成比下部電極大，由於 印刷淌流會使周圍的厚度變薄，而可抑制容量値的分散不 均。又，形成內層式樣時，在下部電極周圍形成防止高誘 電率糊狀材料流出的攔壩式樣，則可控制糊狀材料的厚度 〇 再者，將糊狀材料印刷成圓形，則印刷形狀均勻，而 且與角形比較，由於應力集中，對硏磨時糊狀材料的缺損 和間隙也有利。 由於以上方法，能夠提供廉價、信賴性、容量精度優 異的內藏電容器元件的印刷配線基板構造。 以下參照圖1至圖3說明具體的製造方法。 首先，圖1 ( A )中印刷配線基板2是由玻璃環氧樹 脂的層疊板或單純絕緣板所構成，在其表面以式樣蝕刻來 形成例如銅膜作成的預定的內層式樣4。然後，在上面側 ，於必需形成電容器元件的部分，形成作爲內層式樣的圖 2所示的圓形下部電極4 a，圍著該下部電極4 a形成有 環狀的攔壩式樣4 b。 圖1中，說明了在印刷配線基板兩側面形成內層式樣 4的情形，惟僅將其形成於任意一邊的面也可以。 在此等各內層式樣4的表面，爲了提升與後續製程要 層疊的樹脂的密接強度，而使用例如Μ E C公司製的C Z - 8 1 0 0 (商品明）等，施予微蝕刻以進行表面粗化。 其次，如圖1 ( Β )所示，在對應上述下部電極4 a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公瘦） I--------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 561811 A7 B7 五、發明説明（6 ) 的位置，選擇性形成高誘電率糊狀材料構成的電容器絕緣 層6。該形成方式爲，使用例如1 8 0目篩網，將含有鈦 酸鋇等高誘電率塡料的高誘電率糊狀材料印刷成3 0 # m 厚度，使其完全硬化予以形成。此時電容器絕緣層6的形 狀爲圓形，其直徑爲0 · 3〜0 · 5 m m程度。又，在此 設有防止流出用的攔壩式樣4 b，因此如圖3的放大所示 ，也可使用低粘度的糊狀材料，而能夠以噴液瓶供給糊狀 材料。再者，此攔壩式樣4 b，如糊狀材料無流出之虞時 ，當然可以不必設置。 其次，如圖1 (C)所示，在包含上述電容器絕緣層 6的此印刷配線基板2的表面全面，形成低誘電率的層間 絕緣膜8。在基板2的下面側也形成有層間絕緣膜8。 此層間絕緣膜8是以低誘電率絕緣材料，例如環氧樹 脂或聚烯烴樹脂等，全面層疊爲4 0 m m程度。此時也可 以採用2階段熨壓予以平坦化。 其次，如圖1 C D )所示，將上述層間絕緣膜8的表 面硏磨平坦，使上述電容器絕緣層6露出。此時，硏磨使 用不織布拋光輪（例如：Jabro公司的Surface 800M) 1 0 ,同時硏磨層間絕緣膜8及露出後的電容器絕緣層6 ,將 其設定爲所需容量的厚度。基板2下面側的間絕緣膜8也 隨需要予以硏磨。 其次，如圖1 ( E )所示，對應著內層式樣4的需要 位置，使用二氧化碳雷射或鑽機等來形成層間連接用的盲 孔（blind via hole ) 1 2。必要時則形成貫通孔。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I n 11 n I 11 I 訂 n 11111 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 561811 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（7 ) 其次，如圖1 ( F )所示，爲了要將層間絕緣膜8的 表面及電容器絕緣層6的表面活性化以及微鈾刻而以氬或 氧等予以電漿蝕刻。此時，依樹脂材料也可用過錳酸鉀等 濕法製程進行表面粗化。 其次，如圖1 ( G )所示，在上述表面經活性化或粗 糙化的層間絕緣膜8表面及電容器絕緣層6表面，以非電 解電鍍或噴灑法形成鎳或鎳合金的導電體，再於其上面施 予電氣銅電鍍以形成基膜1 3於全表面。 其次，如圖1 ( Η )所示，對應著包括上述下部電極 4 a的內層式樣4，將外層式樣1 4予以式樣形成。此外 層式樣1 4也包括上部電極1 4 a。如此就形成了電容器 元件1 6。此時，上述基膜1 3也一起式樣化。 此外層及基膜1 3的式樣化，可使用乾膜防蝕劑或 E D防蝕劑，以氯化銅溶液來進行式樣形成。 然後，隨著需要，進行焊接階段用的焊錫防染、絲質 印刷或表面處理（鍍金或耐熱纖維等）。 上述實施例，僅以形成電容器元件1 6的情形爲例予 以說明，但也可加上薄膜電阻同時形成。 圖4表示電容器元件和薄膜電阻同時形成時的製程圖 〇 自圖1 (A)至圖1 (G)同樣進行，替代圖1 (H )進行圖4所示的製程。亦即，如圖1 ( G )所示，形成 了鎳合金-銅構成的基膜1 3後，以留下需要形成薄膜電 阻的部分的狀態，來形成包括上部電極1 4 a的外層式樣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561811 A7 B7_ 五、發明説明（8 ) 1 4 °然後，以使用部分防蝕劑的部分蝕刻，僅將_要形 成上述薄膜電阻的部分的基膜1 3的銅以蝕刻去除，如此 能夠形成鎳合金構成的薄膜電阻1 8。 再者，圖示之例，雖說明了將電容器元件1 6及薄膜 電阻1 8分別形成於單面側的例子，但將其分別形成於兩 面側當然也可以。 【發明的效果】 如以上所說明，依照本發明的印刷配線基板構造及其 製造方法，能夠發揮下列優異的作用效果。 依照本發明，能提高機械性強度、信賴性、容量精度 、而且價廉。 又，形成攔壩式樣，由此攔壩式樣可阻止電容器絕緣 層的流出，因而尤能更一層提升容量精度。 【圖面的簡單說明】 圖1 :本發明印刷配線基板構造的製造方法的製程圖 〇 圖2 :下部電極和攔壩式樣之位置關係平面圖。 圖3 :說明攔壩式樣之作用的剖面圖。 圖4 :電容器元件與薄膜電阻同時形成時的製程圖。 【圖號說明】 2 印刷配線基板 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（公釐） ♦ _ I· 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 561811 A7 B7 五、發明説明（9 ) 4 內 層 式 樣 4 a 下部 電 極 4 b 攔 壩 式 樣 6 電 容 器 絕 緣層 8 層 間 絕 緣 膜 1 〇 拋 光 輪 1 4 外 層 式 樣 1 4 a 上 部 電 極 1 6 電 容 器 元 件 1 8 薄 膜 電 阻 _· I· 批衣 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12-

Claims (1)

1. 561811 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍1 附件2: 第91 1 1 2668號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國92年7月24日修正 1 . 一種印刷配線基板構造的製造方法，其特徵爲具 備有：將下部電極予以式樣形成於基板上需要形成電容器 元件的部位的製程；將高誘電率糊狀材料構成的電容器絕 緣層選擇性形成於對應前述下部電極的位置的製程；將低 誘電率的層間絕緣膜形成於包含前述電容器絕緣層的前述 基板表面全部的製程；將前述層間絕緣膜的表面硏磨平坦 ，使前述電容器絕緣層露出的製程；以及將上部電極予以 式樣形成於前述電容器絕緣層的表面，而形成電容器元件 的製程。 2 ·如申請專利範圍第1項之印刷配線基板構造的製 造方法，其中前述下部電極的周圍，形成有將其包圍著以 阻止前述高誘電率糊狀材料構成的電容器絕緣層流出的攔 壩式樣。 經滴部智慈財產局員工消費合作社印製 3 _如申請專利範圍第1或2項之印刷配線基板構造 的製造方法，其中於形成前述上部電極之際，在前述基板 表面全部，用鎳合金-銅予以式樣形成爲基膜，以留下需 要形成薄膜電阻的部分的基膜的狀態，將前述上部電極予 以式樣形成，然後，需要形成薄膜電阻的部分的基膜僅將 銅選擇性蝕刻而形成鎳合金所構成的薄膜電阻。 4 · 一種印刷配線基板構造，係由申請專利範圍第1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 561811 A8 B8 C8 D8 2 申請專利範圍 或2項之方法所形成 種印刷配線基板構造，係由申請專利範圍第3 項之方法所形成。 經濟部智慧財產局员工峭費#^«1印輦