JP2007067369A - 配線基板及びその製造方法、埋め込み用セラミックチップ - Google Patents

配線基板及びその製造方法、埋め込み用セラミックチップ Download PDF

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Abstract

【課題】ビルドアップ層を構成する層間絶縁層と埋め込み用セラミックチップとの密着強度に優れた配線基板を提供すること。
【解決手段】本発明の配線基板10は、基板コア11、埋め込み用セラミックチップ101、ビルドアップ層31を備える。基板コア11はコア主面12にて開口する収容穴部91を有する。埋め込み用セラミックチップ101は、チップ主面102上に突設されたメタライズ層116からなる複数の端子電極111,112を有する。なお、チップ主面102上に存在する複数の端子電極111,112の占有面積は、チップ主面102の面積の約68%である。埋め込み用セラミックチップ101は、コア主面12とチップ主面102とを同じ側に向けた状態で収容穴部91内に収容される。ビルドアップ層31は、コア主面12及びチップ主面102の上に形成される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、基板コアの収容穴部内に埋め込み用セラミックチップを埋め込み、さらにその表面にビルドアップ層を積層形成した構造の配線基板及びその製造方法、埋め込み用セラミックチップに関するものである。
コンピュータのCPUなどに使用される半導体集積回路素子(ICチップ)は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。一般的にICチップの底面には多数の端子が密集してアレイ状に配置されており、このような端子群はマザーボード側の端子群に対してフリップチップの形態で接続される。ただし、ICチップ側の端子群とマザーボード側の端子群とでは端子間ピッチに大きな差があることから、ICチップをマザーボード上に直接的に接続することは困難である。そのため、通常はICチップをICチップ搭載用配線基板上に搭載し、そのICチップ搭載用配線基板をマザーボード上に搭載するという手法が採用される。この種のICチップ搭載用配線基板としては、例えば、高分子材料製のコア基板内にセラミックチップを埋め込んでコア部を構成し、そのコア部の表面及び裏面にビルドアップ層を形成したものが従来提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
上記従来のICチップ搭載用配線基板は、例えば以下のような手順で製造される。まず、コア表面及びコア裏面の両方にて開口する収容穴部を有する高分子材料製の基板コアを準備する。併せて、チップ表面及びチップ裏面にそれぞれ複数の端子電極を突設した埋め込み用セラミックチップを準備する。次に、コア裏面側に粘着テープを貼り付けるテーピング工程を行い、収容穴部のコア裏面側開口をあらかじめシールする。そして、収容穴部内に埋め込み用セラミックチップを収容する収容工程を行い、チップ裏面を粘着テープの粘着面に貼り付けて仮固定する。次に、収容穴部の内面と埋め込み用セラミックチップの側面との隙間を充填剤で埋めた後にそれを硬化させる固定工程を行い、基板コア内にて埋め込み用セラミックチップを固定する。この後、基板コア及び埋め込み用セラミックチップからなるコア部の表面及び裏面に対して、高分子材料を主体とする層間絶縁層の形成及び導体層の形成を交互に行うことで、ビルドアップ層を形成する。その結果、所望のICチップ搭載用配線基板が得られる。
特開2005−39217号公報 特開2005−39243号公報
ところで、上記従来技術の場合、コア部の表面においてはセラミックチップのチップ表面が露出し、コア部の裏面においてはセラミックチップのチップ裏面が露出している。そのため、ビルドアップ層を構成する層間絶縁層の一部は、基板コアの上ばかりでなくセラミックチップの上にも形成されることになる。しかしながら、上記従来のICチップ搭載用配線基板の場合、ビルドアップ層を構成する層間絶縁層とセラミックチップとの間に高い密着強度を確保することが困難である。従って、ビルドアップ層の浮きやデラミネーションが発生するおそれがあり、高い信頼性を付与できないという問題があった。特に最近ではICチップの高速化、高機能化に伴ってその発熱量も増大傾向にあり、それゆえビルドアップ層に与える熱応力の影響も増大傾向にあることから、ビルドアップ層の浮きやデラミネーションがいっそう発生しやすい状況にある。
また、上記従来技術の場合、複数の端子電極を突設しているため、セラミックチップの表面及び裏面には凹凸が生じている。しかし、このような凹凸があると、その凹凸の影響がビルドアップ層表面にまで波及して平坦性が低下し、ICチップを搭載しにくくなるという問題もあった。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ビルドアップ層を構成する層間絶縁層と埋め込み用セラミックチップとの密着強度に優れた配線基板及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、配線基板に使用するのに好適な埋め込み用セラミックチップを提供することにある。
そして上記課題を解決するための手段(手段1)としては、コア主面及びそのコア主面にて開口する収容穴部を有する基板コアと、チップ主面を有するセラミック焼結体、前記セラミック焼結体の内部に形成された内部導体、及び、前記チップ主面上に突設され前記内部導体に導通するメタライズ層からなる複数の端子電極を有し、前記コア主面と前記チップ主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部内に収容された埋め込み用セラミックチップと、層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記チップ主面の上にて交互に積層したビルドアップ層とを備え、前記チップ主面上に存在する前記複数の端子電極の占有面積が、前記チップ主面の面積の45%以上90%以下であることを特徴とする配線基板がある。
従って、手段1の配線基板によると、複数の端子電極の占有面積をチップ主面の面積の45%以上90%以下に設定した結果、ビルドアップ層を構成する層間絶縁層との接合界面における金属部分の割合が大きくなり、層間絶縁層との密着強度が向上する。仮に、50%未満であると、上記接合界面における金属部分の割合がそれほど大きくならないため、密着強度を十分に向上させることができない。一方、90%よりも大きいと、端子電極間のクリアランスが小さくなり過ぎるため、隣接する端子電極間で短絡する可能性が高くなる。また、チップ主面における凹凸もある程度解消されるため、ビルドアップ層表面の平坦性がよくなり、半導体集積回路素子を搭載しやすくなる。
上記配線基板を構成する基板コアは、配線基板におけるコア部の一部分をなすものであって、例えばコア主面及びその反対側に位置するコア裏面を有する板状に形成される。かかる基板コアは、埋め込み用セラミックチップを収容するための収容穴部を1つまたは2つ以上有している。この収容穴部は、コア主面のみにて開口する非貫通穴であってもよく、あるいはコア主面及びコア裏面の両方にて開口する貫通穴であってもよい。なお、埋め込み用セラミックチップは収容穴部内に完全に埋没するようにして収容されていてもよいが、その一部を突出させた状態で収容されていてもよい。
基板コアを形成する材料は特に限定されないが、好ましい基板コアは高分子材料を主体として形成される。基板コアを形成するための高分子材料の具体例としては、例えば、EP樹脂(エポキシ樹脂)、PI樹脂(ポリイミド樹脂)、BT樹脂(ビスマレイミド・トリアジン樹脂)、PPE樹脂(ポリフェニレンエーテル樹脂)などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維(ガラス織布やガラス不織布)やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を使用してもよい。
上記配線基板を構成する埋め込み用セラミックチップは、チップ主面を有するセラミック焼結体であって、好ましくはチップ主面及びその反対側面に位置するチップ裏面を有する板状のセラミック焼結体である。埋め込み用セラミックチップは、コア主面とチップ主面とを同じ側に向けた状態で収容穴部内に収容されている。また、このような収容状態で、埋め込み用セラミックチップは例えば高分子材料製の充填剤により固定される。前記セラミック焼結体としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、炭化珪素、窒化珪素などといった高温焼成セラミックの焼結体が好適に使用されるほか、ホウケイ酸系ガラスやホウケイ酸鉛系ガラスにアルミナ等の無機セラミックフィラーを添加したガラスセラミックのような低温焼成セラミックの焼結体が好適に使用される。この場合、用途に応じて、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウムなどの誘電体セラミックの焼結体を使用することも好ましい。誘電体セラミックの焼結体を使用した場合、静電容量の大きなセラミックキャパシタを実現しやすくなる。
セラミック焼結体の内部には内部導体が形成されている。このような内部導体を形成する材料としては特に限定されないが、セラミックと同時に焼結しうる金属、例えば、ニッケル、モリブデン、タングステン、チタン等の使用が好適である。なお、低温焼成セラミックの焼結体を選択した場合、内部導体を形成する材料として、さらに銅や銀などの使用が可能となる。内部導体は、セラミック焼結体の厚さ方向に延びるビア導体であってもよく、セラミック焼結体の面方向に延びる内層導体層であってもよい。
セラミック焼結体のチップ主面上には、内部導体に導通するメタライズ層からなる複数の端子電極が突設されている。同様に、セラミック焼結体のチップ裏面上にも、内部導体に導通するメタライズ層からなる複数の端子電極が突設されていてもよい。これら複数の端子電極は、セラミックと同時に焼結しうるためメタライズに適した金属材料、例えば、ニッケル、モリブデン、タングステン、チタン等を用いて形成されている。
ここで埋め込み用セラミックチップは、セラミック誘電体層を介して第1内部電極層と第2内部電極層とが交互に積層配置された構造のセラミックキャパシタであってもよい。このようにキャパシタとしての機能を付与した埋め込み用セラミックチップを用いた場合、例えば半導体集積回路素子の近傍に配置されることで浮遊インダクタンスを確実に低下させることができるため、半導体集積回路素子を安定的に動作させることが可能となる。ここでいうセラミックキャパシタには、基板(セラミックに限らない基板)上にセラミック材料により薄膜を形成したキャパシタも含まれる。
上記配線基板を構成するビルドアップ層は、高分子材料を主体とする層間絶縁層及び導体層を交互に接続した構造を有している。ビルドアップ層はコア部の片面にのみ(即ちコア主面及び前記チップ主面の上にのみ)形成されていてもよく、コア部の両面に(即ちコア主面及び前記チップ主面の上、コア裏面及び前記チップ裏面の上)形成されていてもよい。なお、コア主面及び前記チップ主面の上に形成されたビルドアップ層については、その表面においてセラミックチップに対応した領域に半導体素子搭載部が設定される。このような半導体素子搭載部に半導体素子が搭載可能であるため、基板コアに半導体素子搭載部を設けた場合に比べて半導体素子との熱膨張係数差を小さくすることができる。従って、半導体素子に作用する熱応力の影響を軽減しやすい構造となっている。
複数の端子電極の厚さは特に限定されないが、例えば10μm以上100μm程度に設定されることがよい。即ち、この厚さが10μm未満であると、セラミックチップの表面及び裏面における凹凸の度合いが小さくなり、本発明の解決すべき課題の1つである「ビルドアップ層表面の平坦性低下」といった問題が生じにくくなる。また、この厚さが100μmを超えるような場合には、本発明の構成の採用により層間絶縁層と埋め込み用セラミックチップとの密着強度の向上は達成できるものの、ビルドアップ層表面の平坦性の向上を十分に達成できない可能性がある。
複数の端子電極の表面は、セラミック焼結体のチップ主面よりも粗くなっていることがよい。即ち、本発明の構成を採用した場合、層間絶縁層との接合界面においてセラミックチップ側が有する粗面の割合が大きくなることで、層間絶縁層との密着強度を従来に比べて向上できるからである。
また、前記複数の端子電極は、前記チップ主面方向から見たときの外形が、略矩形状、略円形状、略三角形状などのうちのいずれであってもよいが、例えば略矩形状であることが好ましい。このように構成すれば、複数の端子電極を互いに接近させて配置した際に端子電極間のクリアランスが小さくなるため、複数の端子電極の占有面積をチップ主面の面積に対して大きくしやすくなる。よって、ビルドアップ層を構成する層間絶縁層との接合界面における金属部分の割合がよりいっそう大きくなり、層間絶縁層との密着強度がよりいっそう向上する。
複数の端子電極の表面には、複数の端子電極を構成する金属よりも軟かい金属からなる金属層が形成されることが望ましい。その理由は以下のとおりである。即ち、メタライズ層からなる複数の端子電極は、焼結金属層であって比較的硬質であることから、エッチャント等を使用してその表面を直接粗化することが極めて困難である。従って、軟質金属層を形成しその層を表面粗化するようにすれば、所望の粗面を比較的簡単にかつ確実に得ることができるからである。ここで金属層の表面粗さRaは0.2μm以上であることがよく、特には0.2μm以上1.0μm以下であることがよい。金属層の表面粗さRaがこの程度以上でないと、その表面がセラミック焼結体のチップ主面の粗さとあまり変わらなくなり、複数の端子電極の占有面積をチップ主面の面積の45%以上90%以下としたとしても、密着強度の向上が十分に図れないからである。
この場合、金属層は複数の端子電極の種類に応じて適宜選択されるが、例えば、複数の端子電極がニッケルからなる場合には、金属層として銅層(特には銅めっき層)を選択することが好適である。このような組み合わせにすると、ニッケルを直接表面粗化するよりも簡単にかつ確実に粗面を形成できるからである。この場合の銅めっき層は、粗化処理による除去分を考慮して安全のために厚さ5μm以上に形成されることが好ましい。なお、軟質の金属層を形成する手法としては、上記のようなめっき法が、簡単かつ低コストという理由で好適である。しかし、めっき法以外にも、例えば、スパッタリング、CVD、真空蒸着などといった手法を採用することも可能である。
埋め込み用セラミックチップのチップ縁から複数の端子電極までの距離は特に限定されないが、例えば200μm以下であることがよい。この距離が200μmを超えるような場合、チップ主面におけるセラミック露出部分の面積が増し、接合界面における粗面の割合が小さくなってしまう。これに対し前記距離が200μm以下であれば、接合界面における粗面の割合がそれほど小さくならないので、セラミックチップと層間絶縁層との密着強度の向上に寄与できる。前記距離は小さければ小さいほどよいため、複数の端子電極はチップ縁まで形成されていてもよい。
また、隣接する複数の端子電極間の距離は特に限定されないが、例えば200μm以下であることが好ましい。この距離が200μmを超えるようになると、チップ主面におけるセラミック露出部分の面積が増し、接合界面における粗面の割合が小さくなってしまう。これに対し前記距離が200μm以下であれば、接合界面における粗面の割合がそれほど小さくならないので、セラミックチップと層間絶縁層との密着強度の向上に寄与できる。ただし、隣接する複数の端子電極間には、ショートを未然に防ぐために所定量のクリアランスを設けることが望ましく、具体的には前記距離を150μm以上に設定することが好ましい。
チップ主面におけるセラミックの露出部分の占有面積(即ちセラミックと層間絶縁層との密着部分)は、チップ主面の面積の10%以上55%以下であることが好ましく、20%以上45%以下であることが特に好ましい。当該面積をこの範囲内に設定することで、密着性向上が図りやすくなるからである。
チップ主面において複数の端子電極間にできる凹部は、層間絶縁層で埋められていることが好ましい。この構成によると、セラミックチップと層間絶縁層との接触面積が増えるため、セラミックチップと層間絶縁層との密着強度が向上しうるからである。
また、手段1の配線基板を製造するのに好適な方法(手段2)としては、上記手段1に記載の配線基板の製造方法であって、収容穴部を有する基板コアと、占有面積がチップ主面の面積の45%以上90%以下となるように設定された複数の端子電極上に金属層を形成した埋め込み用セラミックチップとを準備する準備工程と、前記収容穴部内に前記埋め込み用セラミックチップを収容し、この状態で前記収容穴部の内面と前記埋め込み用セラミックチップの側面との隙間を充填剤で埋めて、前記埋め込み用セラミックチップを固定する固定工程と、前記金属層の表面を粗化する粗化工程と、前記粗化工程の後、前記コア主面及び前記チップ主面の上にビルドアップ層を形成するビルドアップ層形成工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法がある。
従って、この製造方法によると、基板コア内に固定された埋め込み用セラミックチップに対する粗化処理によって、複数の端子電極の上に設けられた金属層の表面が粗化される。このような粗化の後、ビルドアップ層形成工程を行うことで、粗面となった金属層上にビルドアップ層の層間絶縁層を形成することができ、高い密着強度を得ることが可能となる。また、硬質の金属からなる複数の端子電極を直接粗化するのではなく、別の金属層を形成しその層を表面粗化するようにしているため、所望の粗面を比較的簡単にかつ確実に得ることができる。
以下、配線基板の製造方法について説明する。
準備工程では、収容穴部を有する基板コアと、複数の端子電極の上に金属層を形成した埋め込み用セラミックチップとを、それぞれ従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。
続く固定工程では、収容穴部内に埋め込み用セラミックチップを収容する。この場合において収容穴部が貫通穴部である場合には、収容穴部のコア裏面側開口を剥離可能な粘着テープでシールしてもよい。かかる粘着テープの粘着面には、埋め込み用セラミックチップを貼り付けて仮固定する。この状態で収容穴部の内面と埋め込み用セラミックチップの側面との隙間には、高分子材料製の充填剤が充填される。充填剤としては熱硬化性樹脂が好適であり、これを使用した場合には充填後に加熱処理が行われる。その結果、硬化した充填剤により埋め込み用セラミックチップが収容穴部内に固定される。粘着テープを使用した場合には、この時点でこれを剥離してもよい。
粗化工程では、複数の端子電極の上にある金属層の表面を粗化する。なお、粗化工程は固定工程の前後を問わず実施可能であるが、好ましくは固定工程の後に実施される。また、基板コアのコア主面に導体層が形成されているような場合には、その導体層の粗化とともに金属層の粗化を行うことが好ましい。その理由は、別個に粗化を行う場合に比べて工数が減り、生産性が向上するからである。
また、本発明の課題を解決するための別の手段(手段3)としては、高分子材料を主体として形成された基板コア内に埋め込まれた状態で使用されるセラミックチップであって、チップ主面を有する板状のセラミック焼結体と、前記セラミック焼結体の内部に形成された内部導体と、前記チップ主面上に突設され前記内部導体に導通するメタライズ層からなる複数の端子電極とを備え、前記チップ主面上に存在する前記複数の端子電極の占有面積が、前記チップ主面の面積の45%以上90%以下であることを特徴とする埋め込み用セラミックチップがある。
従って、手段3の埋め込み用セラミックチップによると、複数の端子電極の占有面積をチップ主面の45%以上90%以下に設定した結果、金属部分の割合が大きくなる。よって、例えばビルドアップ層を構成する層間絶縁層と接合するような場合であっても、層間絶縁層との密着強度が向上する。また、チップ主面における凹凸もある程度解消されるため、ビルドアップ層表面の平坦性がよくなり、半導体集積回路素子を搭載しやすくなる。
上記手段3のセラミックチップにおいて、前記複数の端子電極の表面は、前記セラミック焼結体の前記チップ主面よりも粗くてもよい。前記複数の端子電極の表面には、前記複数の端子電極を構成する金属よりも軟かい金属からなる金属層が形成されるとともに、その金属層の表面粗さRaが0.2μm以上であってもよい。特に前記金属層は銅めっき層であることがよい。また、前記複数の端子電極は、前記チップ主面方向から見たときの外形が略矩形状であってもよい。上記手段3のセラミックチップは、セラミック誘電体層を介して第1内部電極層と第2内部電極層とが交互に積層配置された構造のセラミックキャパシタであってもよい。また、チップ縁から前記複数の端子電極までの距離を200μm以下としてもよく、前記複数の端子電極間の距離を200μm以下としてもよい。前記チップ主面におけるセラミックの露出部分の占有面積を、前記チップ主面の面積の10%以上55%以下としてもよい。
[第1実施形態]
以下、本発明の配線基板を具体化した第1実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1に示されるように、本実施形態の配線基板10は、ICチップ搭載用の配線基板であって、ガラスエポキシからなる略矩形板状の基板コア11と、基板コア11の上面12(コア主面)上に形成されるビルドアップ層31と、基板コア11の下面13上に形成されるビルドアップ層32とからなる。基板コア11における複数箇所にはスルーホール導体16が形成されている。かかるスルーホール導体16は、基板コア11の上面12側と下面13側とを接続導通している。なお、スルーホール導体16の内部は、例えばエポキシ樹脂などの閉塞体17で埋められている。また、基板コア11の上面12及び下面13には、銅からなる導体層41がパターン形成されており、各導体層41は、スルーホール導体16に電気的に接続されている。
基板コア11の上面12上に形成されたビルドアップ層31は、エポキシ樹脂からなる2層の樹脂絶縁層33,35(いわゆる層間絶縁層)と、銅からなる導体層42とを交互に積層した構造を有している。第2層の樹脂絶縁層35の表面上における複数箇所には、端子パッド44がアレイ状に形成されている。また、樹脂絶縁層35の表面は、ソルダーレジスト37によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト37の所定箇所には、端子パッド44を露出させる開口部46が形成されている。端子パッド44の表面上には、複数のはんだバンプ45が配設されている。各はんだバンプ45は、ICチップ21(半導体集積回路素子)の面接続端子22に電気的に接続されている。なお、各端子パッド44及び各はんだバンプ45は、ビルドアップ層31においてセラミックキャパシタ101の真上の領域内に位置しており、この領域が半導体素子搭載部23となる。また、樹脂絶縁層33,35内には、それぞれビア導体43,47が設けられている。これらのビア導体43,47のほとんどは同軸上に配置されるとともに、それらを介して導体層41,42及び端子パッド44が相互に電気的に接続されている。
図1に示されるように、基板コア11の下面13上に形成されたビルドアップ層32は、上述したビルドアップ層31とほぼ同じ構造を有している。即ち、ビルドアップ層32は、エポキシ樹脂からなる2層の樹脂絶縁層34,36と、導体層42とを交互に積層した構造を有している。第2層の樹脂絶縁層36の下面上における複数箇所には、ビア導体43を介して導体層42に電気的に接続されるBGA用パッド48が格子状に形成されている。また、樹脂絶縁層36の下面は、ソルダーレジスト38によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト38の所定箇所には、BGA用パッド48を露出させる開口部40が形成されている。BGA用パッド48の表面上には、図示しないマザーボードとの電気的な接続を図るための複数のはんだバンプ49が配設されている。そして、各はんだバンプ49により、図1に示される配線基板10は図示しないマザーボード上に実装される。
前記基板コア11は、上面12の中央部及び下面13の中央部にて開口する平面視で矩形状の収容穴部91を有している。即ち、収容穴部91は貫通穴部である。収容穴部91内には、図2,図3等に示すセラミックキャパシタ101(埋め込み用セラミックチップ)が、埋め込んだ状態で収容されている。なお、セラミックキャパシタ101は、上面102(チップ主面)を基板コア11の上面12と同じ側に向けた状態で収容されている。本実施形態のセラミックキャパシタ101は、縦12.0mm×横12.0mm×厚さ0.8mmの矩形平板状である。なお、セラミックキャパシタ101の厚さは、0.2mm以上1.0mm以下であることが好ましい。仮に、0.2mm未満であると、半導体素子搭載部23上のICチップ21をセラミックキャパシタ101によって確実に支持できなくなる。一方、1.0mmよりも大きいと、配線基板10が肉厚になってしまう。
また、収容穴部91の内面とセラミックキャパシタ101の側面106との隙間は、高分子材料(本実施形態では熱硬化性樹脂)からなる充填剤92によって埋められている。この充填剤92は、セラミックキャパシタ101を基板コア11に固定するとともに、セラミックキャパシタ101及び基板コア11の面方向や厚さ方向への変形を自身の弾性変形により吸収する機能を有している。なお、セラミックキャパシタ101は、平面視略正方形状をなしており、四隅に半径0.60mm以上のアール(または、C0.60以上のテーパ)を有している。これにより、温度変化に伴う充填剤92の変形時において、セラミックキャパシタ101の角部への応力集中を緩和できるため、充填剤92のクラックの発生を防止できる。
図1〜図3に示されるように、本実施形態のセラミックキャパシタ101は、いわゆるビアアレイタイプのセラミックキャパシタである。セラミックキャパシタ101を構成するセラミック焼結体104は、上面102及び下面103(チップ裏面)を有する板状物である。なお、セラミック焼結体104の上面102上には、前記ビルドアップ層31を構成する前記樹脂絶縁層33が形成され、セラミック焼結体104の下面103には、前記ビルドアップ層32を構成する前記樹脂絶縁層34が形成されている。セラミック焼結体104は、セラミック誘電体層105を介して第1内部電極層141(内部導体)と第2内部電極層142(内部導体)とを交互に積層配置した構造を有している。セラミック誘電体層105は、高誘電率セラミックの一種であるチタン酸バリウムの焼結体からなり、第1内部電極層141及び第2内部電極層142間の誘電体(絶縁体)として機能する。第1内部電極層141及び第2内部電極層142は、いずれもニッケルを主成分として形成された層であって、セラミック焼結体104の内部において一層おきに配置されている。
図2,図3に示されるように、セラミック焼結体104には多数のビアホール130が形成されている。これらのビアホール130は、セラミック焼結体104をその厚さ方向に貫通するとともに、全面にわたって格子状(アレイ状)に配置されている。各ビアホール130内には、セラミック焼結体104の上面102及び下面103間を貫通する複数のビア導体131,132(内部導体)が、ニッケルを主材料として形成されている。各第1ビア導体131は、各第1内部電極層141を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各第2ビア導体132は、各第2内部電極層142を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。
そして図2,図3に示されるように、セラミック焼結体104の上面102上には、複数の第1外部端子電極111,112(端子電極)が突設されている。これら第1外部端子電極111,112は、上面102全体にわたって格子状(アレイ状)に配置されている。複数の第1外部端子電極111,112の占有面積は、上面102の面積の約68%となっている。一方、セラミック焼結体104の下面103上には、複数の第2外部端子電極121,122が突設されている。これら第2外部端子電極121,122は、下面103全体にわたって格子状(アレイ状)に配置されている。複数の第2外部端子電極121,122の占有面積は、下面103の面積の約68%となっている。また、上面102側にある第1外部端子電極111,112は、前記ビア導体47に対して電気的に接続される。一方、下面103側にある第2外部端子電極121,122は、図示しないマザーボードが有する電極(接触子)に対して、ビア導体47、導体層42、ビア導体43、BGA用パッド48及びはんだバンプ49を介して電気的に接続される。また、第1外部端子電極111,112の底面略中央部は、ビア導体131,132の上面102側の端面に対して直接接続されており、第2外部端子電極121,122の底面略中央部は、ビア導体131,132の下面103側の端面に対して直接接続されている。よって、外部端子電極111,121はビア導体131及び第1内部電極層141に導通しており、外部端子電極112,122はビア導体132及び第2内部電極層142に導通している。
図2に示されるように、第1外部端子電極111,112は、ニッケルを主材料として形成されたメタライズ層116からなっている。メタライズ層116の表面は、銅めっき層117(金属層)によって全体的に被覆されている。同様に、第2外部端子電極121,122も、メタライズ層116からなるとともに、メタライズ層116の表面が銅めっき層117によって被覆されている。即ち、銅めっき層117は、メタライズ層116を構成する金属よりも軟かい金属からなっている。図9に示されるように、銅めっき層117の表面は粗化されているため、第1外部端子電極111,112の表面は、セラミック焼結体104の上面102よりも粗くなっている。同様に、第2外部端子電極121,122の表面も、セラミック焼結体104の下面103よりも粗くなっている。なお、本実施形態における銅めっき層117の表面粗さRaは、約0.5μmに設定されている。また、図3に示されるように、上面102に垂直な方向(チップ主面方向)から見たときの外部端子電極111,112,121,122の外形は正方形状である。なお本実施形態では、外部端子電極111,112,121,122の1辺の長さが約495μmに設定され、ピッチの最小長さが約500μmに設定されている。
また、図2,図3に示す本実施形態において、セラミックキャパシタ101のチップ縁から端子電極(第1端子電極111,112、第2端子電極121,122)までの距離L2は、200μm以下(具体的には150μm〜200μm程度)に設定されている。隣接する複数の端子電極(第1端子電極111,112、第2端子電極121,122)同士の距離L1は、200μm以下(具体的には150μm〜200μm程度)に設定されている。
マザーボード側から第2外部端子電極121,122を介して通電を行い、第1内部電極層141−第2内部電極層142間に電圧を加えると、第1内部電極層141に例えばプラスの電荷が蓄積し、第2内部電極層142に例えばマイナスの電荷が蓄積する。その結果、セラミックキャパシタ101がキャパシタとして機能する。また、このセラミックキャパシタ101では、第1ビア導体131及び第2ビア導体132がそれぞれ交互に隣接して配置され、かつ、第1ビア導体131及び第2ビア導体132を流れる電流の方向が互いに逆向きになるように設定されている。これにより、インダクタンス成分の低減化が図られている。
次に、本実施形態の配線基板10の製造方法について述べる。
準備工程では、基板コア11とセラミックキャパシタ101とを、それぞれ従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。
基板コア11は以下のように作製される。まず、縦400mm×横400mm×厚み0.8mmの基材の両面に銅箔が貼付された銅張積層板を準備する。なお、基材の厚みは、0.2mm以上1.0mm以下であることが好ましい。次に、銅張積層板に対してドリル機を用いて孔あけ加工を行い、スルーホール導体16を形成するための貫通孔(図示略)を所定位置にあらかじめ形成しておく。また、銅張積層板に対してルータを用いて孔あけ加工を行い、収容穴部91となる貫通孔を所定位置にあらかじめ形成しておく(図4参照)。なお、収容穴部91となる貫通孔は、一辺が14.0mmで、四隅に半径0.1〜0.2mm程度のアールを有する断面略正方形状の孔である。そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことでスルーホール導体16を形成する。さらに、銅張積層板の両面の銅箔のエッチングを行って導体層41を例えばサブトラクティブ法によってパターニングする。具体的には、無電解銅めっきの後、この無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施す。さらにドライフィルムをラミネートし、同ドライフィルムに対して露光及び現像を行うことにより、ドライフィルムを所定パターンに形成する。この状態で、不要な電解銅めっき層、無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その後、ドライフィルムを剥離することにより基板コア11を得る。
また、図2に示すセラミックキャパシタ101は以下のように作製される。即ち、セラミックのグリーンシートを形成し、このグリーンシートに内部電極層用ニッケルペーストをスクリーン印刷して乾燥させる。これにより、後に第1内部電極層141となる第1内部電極部と、第2内部電極層142となる第2内部電極部とが形成される。次に、第1内部電極部が形成されたグリーンシートと第2内部電極部が形成されたグリーンシートとを交互に積層し、シート積層方向に押圧力を付与することにより、各グリーンシートを一体化してグリーンシート積層体を形成する。
さらに、レーザー加工機を用いてグリーンシート積層体にビアホール130を多数個貫通形成し、図示しないペースト圧入充填装置を用いて、ビア導体用ニッケルペーストを各ビアホール130内に充填する。次に、グリーンシート積層体の上面上にペーストを印刷し、グリーンシート積層体の上面側にて各導体部の上端面を覆うように第1外部端子電極111,112のメタライズ層116を形成する。また、グリーンシート積層体の下面上にペーストを印刷し、グリーンシート積層体の下面側にて各導体部の下端面を覆うように第2外部端子電極121,122のメタライズ層116を形成する。
この後、グリーンシート積層体の乾燥を行い、表面端子部をある程度固化させる。次に、グリーンシート積層体を脱脂し、さらに所定温度で所定時間焼成を行う。その結果、チタン酸バリウム及びペースト中のニッケルが同時焼結し、セラミック焼結体104となる。
次に、得られたセラミック焼結体104が有する各外部端子電極111,112,121,122に対して無電解銅めっき(厚さ10μm程度)を行う。その結果、各外部端子電極111,112,121,122の上に銅めっき層117が形成され、セラミックキャパシタ101が完成する。なお、無電解銅めっきはやや厚めの10μm程度であるため、後の粗化工程を経た後でも銅の厚みを確保できる。なお、無電解銅めっきの代わりに電解銅めっきを行ってもよい。
続く固定工程では、マウント装置(ヤマハ発動機株式会社製)を用いて、収容穴部91内にセラミックキャパシタ101を収容する(図5参照)。なお、収容穴部91の下面13側開口は、テーピング工程において、剥離可能な粘着テープ152(株式会社 寺岡製作所製)でシールされている。この粘着テープ152は、支持台151によって支持されている。かかる粘着テープ152の粘着面153には、セラミックキャパシタ101が貼り付けられて仮固定されている。
そして、この状態において、収容穴部91の内面とセラミックキャパシタ101の側面106との隙間に、ディスペンサ装置(Asymtek社製)を用いて、熱硬化性樹脂製の充填剤92(株式会社ナミックス製 アンダーフィル材)を充填する(図6参照)。その後、加熱処理を行うと、充填剤92が硬化して、セラミックキャパシタ101が収容穴部91内に固定される。そして、この時点で、粘着テープ152を剥離する。
粗化工程では、外部端子電極111,112,121,122の上にある銅めっき層117の表面の粗化(CZ処理)を行う(図7,図9参照)。同時に、基板コア11の上面12及び下面13に形成された導体層41の表面の粗化も行う。そして、粗化工程が終了したら、洗浄工程を実施する。また、必要に応じて、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製)を用いて、基板コア11の上面12及び下面13に対してカップリング処理を行ってもよい。
洗浄工程の終了後、ビルドアップ層形成工程を実施する。ビルドアップ層形成工程では、従来周知の手法に基づいて上面12及び上面102の上にビルドアップ層31を形成するとともに、下面13及び下面103の上にビルドアップ層32を形成する(図8,図9参照)。なお、複数の第1外部端子電極111,112の占有面積が上面102の面積の約68%に設定され、複数の第2外部端子電極121,122の占有面積が下面103の面積の約68%に設定されている。このため、ビルドアップ層31を構成する樹脂絶縁層33との接合界面における粗化金属部分の割合が大きくなり、樹脂絶縁層33との密着強度が向上する。また、ビルドアップ層32を構成する樹脂絶縁層34との接合界面における粗化金属部分の割合が大きくなり、樹脂絶縁層34との密着強度が向上する。その結果、基板コア11及びビルドアップ層31,32からなる配線基板10が完成する。
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
(1)本実施形態の配線基板10によれば、ビルドアップ層31を構成する樹脂絶縁層33と基板コア11との密着強度が向上し、ビルドアップ層32を構成する樹脂絶縁層34と基板コア11との密着強度が向上する。また、上面102における凹凸もある程度解消されるため、ビルドアップ層31,32表面の平坦性がよくなり、ICチップ21を搭載しやすくなる。以上のことから、熱膨張などに起因したビルドアップ層31,32の浮きやデラミネーションの発生を防止できるため、高い信頼性を付与することができる。
(2)本実施形態では、硬質の金属からなる外部端子電極111,112,121,122を直接粗化するのではなく、それよりも軟かい銅めっき層117を形成しその層を表面粗化するようにしているため、所望の粗面を比較的簡単にかつ確実に得ることができる。
(3)本実施形態では、ビルドアップ層31の半導体素子搭載部23がセラミックキャパシタ101の真上の領域に位置しているため、半導体素子搭載部23は高剛性で熱膨張係数が小さいセラミックキャパシタ101によって支持される。よって、上記半導体素子搭載部23においては、ビルドアップ層31が変形しにくくなるため、半導体素子搭載部23に搭載されるICチップ21をより安定的に支持できる。ゆえに、ICチップ21として、発熱量が大きいために熱応力の影響が大きい10mm角以上の大型のICチップや、Low−k(低誘電率)のICチップを用いることができる。
さらに、本実施形態の配線基板10はセラミックキャパシタ101を有するため、セラミックキャパシタ101にてノイズを除去することでICチップ21へ良好な電源供給を行うことができる。しかも、ICチップ21が半導体素子搭載部23に搭載されるため、ICチップ21はセラミックキャパシタ101の真上に配置される。これにより、ICチップ21とセラミックキャパシタ101とをつなぐ配線(コンデンサ接続配線)が短縮される。ゆえに、ICチップ21とセラミックキャパシタ101との間で侵入するノイズを極めて小さく抑えることができ、誤作動等の不具合を生じることもなく高い信頼性を得ることができる。
(4)本実施形態では、粗化工程において、各銅めっき層117の表面の粗化と同時に、各導体層41の表面の粗化も行っている。その結果、上面12及び下面13での粗面の面積が大きくなるため、ビルドアップ層31(またはビルドアップ層32)との間でより高い密着強度を得ることができる。また、各導体層41の表面の粗化を各銅めっき層117の表面の粗化と別々に行わなくても済むため、配線基板10を効率良く製造できる。
[第2実施形態]
以下、本発明の配線基板を具体化した第2実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図10に示されるように、本実施形態の配線基板10Aには、前記第1実施形態に示すセラミックキャパシタ101の代わりに、キャパシタの機能を有しないセラミックチップ201が設けられている。セラミックチップ201には、上面202(チップ主面)及び下面203を貫通する複数のビア導体204がアレイ状に形成されている。上面202には、第1外部端子電極111,112のメタライズ層116が設けられ、下面203には、第2外部端子電極121,122のメタライズ層116が設けられている。なお、本実施形態のメタライズ層116は、モリブデンを主体として形成されている。また、メタライズ層116の表面には、ニッケルめっき層119及び銅めっき層117が順番に積層されている。従って、本実施形態においては、ビルドアップ層31,32を構成する樹脂絶縁層33,34とセラミックチップ201との密着強度に優れた配線基板10Aを提供することができる。
[第3実施形態]
以下、本発明の配線基板を具体化した第3実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図11に示されるように、本実施形態の配線基板10Bでは、基板コア11Bの収容穴部91が、基板コア11Bの上面12のみにて開口する有底の凹部(非貫通穴部)となっている。よって、ビルドアップ層32の樹脂絶縁層34は、全体が基板コア11Bの下面13に当接している。また、収容穴部91内には、前記第2実施形態と同様の構成を有するセラミックチップ201が設けられている。なお、樹脂絶縁層34及びセラミックチップ201は、収容穴部91の底面と基板コア11Bの下面13とを貫通する複数のビア導体162を介して互いに電気的に接続されている。これらビア導体162の内部は、導体ペースト161で埋められている。
なお、本発明の各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、粗化工程において、各銅めっき層117の表面の粗化と同時に、各導体層41の表面の粗化を行っていた。しかし、各導体層41の粗化を、各銅めっき層117の粗化とは別々に行ってもよい。
・上記各実施形態では、上面102に垂直な方向から見たときの外部端子電極111,112,121,122の外形は正方形状であった。しかし、外部端子電極111,112,121,122の外形は、正方形状以外の他の形状であってもよい。例えば、図12に示される別の実施形態のセラミックキャパシタ101Cのように、外部端子電極111,112,121,122の外形は、四隅にアール113を有する略正方形状であってもよい。このように構成すれば、ビルドアップ層31,32を構成する樹脂絶縁層33,34の変形時において、外部端子電極111,112,121,122の角部への応力集中を緩和できるため、樹脂絶縁層33,34のクラックの発生を防止でき、さらにクラックに起因した樹脂絶縁層33,34の剥れを防止できる。
・上記各実施形態では、各外部端子電極111,112,121,122の面積、形状は均一であったが、例えば図13に示される別の実施形態のセラミックキャパシタ101Dのように、各外部端子電極111,112,121,122の面積、形状は不均一であってもよい。
・上記各実施形態の充填剤92の代わりに、樹脂絶縁層33の一部を充填剤としてもよい。これは、第1ビルドアップ層31を構成する樹脂絶縁層33を形成する際に、流動性を有する樹脂フィルムを用いて加圧ラミネートすることにより可能となる。このようにすれば、収容穴部91の内面とセラミックキャパシタ101の側面106との隙間を充填剤92であらかじめ埋めなくても、樹脂フィルムの一部が隙間に入るため、樹脂フィルムの一部を充填剤として機能させることができる。また、上記実施形態では、隙間に対しディスペンサ装置を用いて充填剤92を充填したが、これに限定されるものではなく、例えば印刷装置を用いて充填剤92を印刷充填してもよい。
・上記各実施形態における外部端子電極111,112,121,122は、図2等に示すように上辺及び下辺の長さが等しい矩形状の断面を有していたが、これとは異なるものであってもよい。例えば、図14に示す別の実施形態のセラミックキャパシタ101Eにおいて、外部端子電極111,112,121,122は、下辺よりも上辺のほうが短い先細り形状の断面を有している。また、図15に示す別の実施形態のセラミックキャパシタ101Fにおいて、外部端子電極111,112,121,122は、表面が球面となった形状を有している。図14,図15のような電極形状であると、樹脂絶縁層33,34の樹脂が凹部に流れ込みやすくなり、密着性向上を達成しやすくなる。
・上記各実施形態では基板コア11の収容穴部91内にセラミックチップを収容したものを例示したが、セラミックを主成分とするチップ以外の被収容物、例えば複数の端子電極を有するチップ部品を収容した構成としてもよい。
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
(1)高分子材料を主体として板状に形成され、コア主面及びそのコア主面にて開口する収容穴部を有する基板コアと、チップ主面を有する板状のセラミック焼結体、前記セラミック焼結体の内部に形成された内部導体、及び、前記チップ主面上に突設され前記内部導体に導通するメタライズ層からなる複数の端子電極を有し、前記コア主面と前記チップ主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部内に収容された埋め込み用セラミックチップと、高分子材料を主体とする層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記チップ主面の上にて交互に積層した構造を有し、その表面に半導体素子搭載部が設定されたビルドアップ層とを備え、前記チップ主面上に存在する前記複数の端子電極の占有面積が、前記チップ主面の面積の45%以上90%以下であることを特徴とする配線基板。
(2)上記(1)において、前記複数の端子電極の表面には、前記複数の端子電極を構成する金属よりも軟かい金属からなる金属層が形成されており、前記金属層は厚さ5μm以上の銅めっき層であることを特徴とする配線基板。
(3)高分子材料を主体として板状に形成され、コア主面、コア裏面、及び、前記コア主面及び前記コア裏面の両方にて開口する収容穴部を有する基板コアと、チップ主面及びチップ裏面を有する板状のセラミック焼結体、前記セラミック焼結体の内部に形成された内部導体、前記チップ主面上に突設され前記内部導体に導通するメタライズ層からなる複数の第1端子電極、及び、前記チップ裏面上に突設され前記内部導体に導通するメタライズ層からなる複数の第2端子電極を有し、前記コア主面と前記チップ主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部内に収容された埋め込み用セラミックチップと、高分子材料を主体とする層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記チップ主面の上にて交互に積層した構造を有し、その表面に半導体素子搭載部が設定された第1のビルドアップ層と、高分子材料を主体とする層間絶縁層及び導体層を前記コア裏面及び前記チップ裏面の上にて交互に積層した構造を有する第2のビルドアップ層とを備え、前記チップ主面上に存在する前記複数の端子電極の占有面積が、前記チップ主面の面積の45%以上90%以下であることを特徴とする配線基板。
(4)コア主面及びそのコア主面にて開口する収容穴部を有する基板コアと、チップ主面を有するセラミック焼結体、前記セラミック焼結体の内部に形成された内部導体、及び、前記チップ主面上に突設され前記内部導体に導通するメタライズ層からなる複数の端子電極を有し、前記コア主面と前記チップ主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部内に収容された埋め込み用セラミックチップと、層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記チップ主面の上にて交互に積層したビルドアップ層とを備え、前記埋め込み用セラミックチップは、セラミック誘電体層を介して第1内部電極層と第2内部電極層とが交互に積層配置された構造のセラミックキャパシタであり、前記複数の端子電極は、前記第1内部電極層に導通する第1端子電極群と、前記第2内部電極層に導通する第2端子電極群とからなり、前記チップ主面上に存在する前記第1端子電極群の占有面積と、前記チップ主面上に存在する前記第2端子電極群の占有面積とが等しくなっており、前記チップ主面上に存在する前記第1端子電極群及び前記第2端子電極群の占有面積が、前記チップ主面の面積の45%以上90%以下であることを特徴とする配線基板。
(5)コア主面及びそのコア主面にて開口する収容穴部を有する基板コアと、占有面積がチップ主面の面積の45%以上90%以下となるように設定された複数の端子電極上に金属層を形成した埋め込み用セラミックチップとを準備する準備工程と、前記収容穴部内に前記埋め込み用セラミックチップを収容し、この状態で前記収容穴部の内面と前記埋め込み用セラミックチップの側面との隙間を充填剤で埋めて、前記埋め込み用セラミックチップを固定する固定工程と、前記金属層の表面を粗化する粗化工程と、前記粗化工程の後、前記コア主面及び前記チップ主面の上にビルドアップ層を形成するビルドアップ層形成工程とを含み、前記粗化工程において前記金属層は、前記固定工程の後、前記基板コアの前記コア主面に形成された導体層とともに粗化されることを特徴とする配線基板の製造方法。
(6)高分子材料を主体として形成された基板コア内に埋め込まれた状態で使用されるチップ部品であって、チップ主面を有する板状の部品本体と、前記部品本体の内部に形成された内部導体と、前記チップ主面上に突設され前記内部導体に導通する複数の端子電極とを備え、前記チップ主面上に存在する前記複数の端子電極の占有面積が、前記チップ主面の面積の45%以上90%以下であることを特徴とする埋め込み用チップ部品。
本発明を具体化した第1実施形態の配線基板を示す概略断面図。 同じく、セラミックキャパシタを示す概略断面図。 同じく、セラミックキャパシタを示す概略上面図。 同じく、配線基板の製造方法の説明図。 同じく、配線基板の製造方法の説明図。 同じく、配線基板の製造方法の説明図。 同じく、配線基板の製造方法の説明図。 同じく、配線基板の製造方法の説明図。 同じく、配線基板の要部断面図。 第2実施形態の配線基板を示す概略断面図。 第3実施形態の配線基板を示す概略断面図。 他の実施形態のセラミックキャパシタを示す概略上面図。 他の実施形態のセラミックキャパシタを示す概略上面図。 他の実施形態のセラミックキャパシタを示す概略断面図。 他の実施形態のセラミックキャパシタを示す概略断面図。
符号の説明
10,10A,11B…配線基板
11,11B…基板コア
12…コア主面としての上面
31…ビルドアップ層
33,35…層間絶縁層としての樹脂絶縁層
42…導体層
91…収容穴部
92…充填剤
101,101C,101D,101E,101F…埋め込み用セラミックチップとしてのセラミックキャパシタ
102,202…チップ主面としての上面
104…セラミック焼結体
105…セラミック誘電体層
106…埋め込み用セラミックチップの側面
111,112…端子電極としての第1外部端子電極
116…メタライズ層
117…金属層としての銅めっき層
131,132…内部導体としてのビア導体
141…内部導体としての第1内部電極層
142…内部導体としての第2内部電極層
201…埋め込み用セラミックチップとしてのセラミックチップ
L1…(複数の端子電極間の)距離
L2…(チップ縁から複数の端子電極までの)距離

Claims (20)

  1. コア主面及びそのコア主面にて開口する収容穴部を有する基板コアと、
    チップ主面を有するセラミック焼結体、前記セラミック焼結体の内部に形成された内部導体、及び、前記チップ主面上に突設され前記内部導体に導通するメタライズ層からなる複数の端子電極を有し、前記コア主面と前記チップ主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部内に収容された埋め込み用セラミックチップと、
    層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記チップ主面の上にて交互に積層したビルドアップ層と
    を備え、前記チップ主面上に存在する前記複数の端子電極の占有面積が、前記チップ主面の面積の45%以上90%以下であることを特徴とする配線基板。
  2. 前記複数の端子電極の表面は、前記セラミック焼結体の前記チップ主面よりも粗いことを特徴とする請求項1に記載の配線基板。
  3. 前記複数の端子電極の表面には、前記複数の端子電極を構成する金属よりも軟かい金属からなる金属層が形成されるとともに、その金属層の表面粗さRaが0.2μm以上であることを特徴とする請求項2に記載の配線基板。
  4. 前記金属層は銅めっき層であることを特徴とする請求項3に記載の配線基板。
  5. 前記複数の端子電極は、前記チップ主面方向から見たときの外形が略矩形状であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の配線基板。
  6. 前記埋め込み用セラミックチップは、セラミック誘電体層を介して第1内部電極層と第2内部電極層とが交互に積層配置された構造のセラミックキャパシタであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の配線基板。
  7. 前記埋め込み用セラミックチップのチップ縁から前記複数の端子電極までの距離が200μm以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の配線基板。
  8. 前記複数の端子電極間の距離が200μm以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の配線基板。
  9. 前記チップ主面におけるセラミックの露出部分の占有面積が、前記チップ主面の面積の10%以上55%以下であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の配線基板。
  10. 前記チップ主面において前記複数の端子電極間にできる凹部が、前記層間絶縁層で埋められていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の配線基板。
  11. 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法であって、
    収容穴部を有する基板コアと、占有面積がチップ主面の面積の45%以上90%以下となるように設定された複数の端子電極上に金属層を形成した埋め込み用セラミックチップとを準備する準備工程と、
    前記収容穴部内に前記埋め込み用セラミックチップを収容し、この状態で前記収容穴部の内面と前記埋め込み用セラミックチップの側面との隙間を充填剤で埋めて、前記埋め込み用セラミックチップを固定する固定工程と、
    前記金属層の表面を粗化する粗化工程と、
    前記粗化工程の後、前記コア主面及び前記チップ主面の上にビルドアップ層を形成するビルドアップ層形成工程と
    を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
  12. 高分子材料を主体として形成された基板コア内に埋め込まれた状態で使用されるセラミックチップであって、
    チップ主面を有する板状のセラミック焼結体と、
    前記セラミック焼結体の内部に形成された内部導体と、
    前記チップ主面上に突設され前記内部導体に導通するメタライズ層からなる複数の端子電極と
    を備え、前記チップ主面上に存在する前記複数の端子電極の占有面積が、前記チップ主面の面積の45%以上90%以下であることを特徴とする埋め込み用セラミックチップ。
  13. 前記複数の端子電極の表面は、前記セラミック焼結体の前記チップ主面よりも粗いことを特徴とする請求項12に記載の埋め込み用セラミックチップ。
  14. 前記複数の端子電極の表面には、前記複数の端子電極を構成する金属よりも軟かい金属からなる金属層が形成されるとともに、その金属層の表面粗さRaが0.2μm以上であることを特徴とする請求項13に記載の埋め込み用セラミックチップ。
  15. 前記金属層は銅めっき層であることを特徴とする請求項14に記載の埋め込み用セラミックチップ。
  16. 前記複数の端子電極は、前記チップ主面方向から見たときの外形が略矩形状であることを特徴とする請求項12乃至15のいずれか1項に記載の埋め込み用セラミックチップ。
  17. セラミック誘電体層を介して第1内部電極層と第2内部電極層とが交互に積層配置された構造のセラミックキャパシタであることを特徴とする請求項12乃至16のいずれか1項に記載の埋め込み用セラミックチップ。
  18. チップ縁から前記複数の端子電極までの距離が200μm以下であることを特徴とする請求項12乃至17のいずれか1項に記載の埋め込み用セラミックチップ。
  19. 前記複数の端子電極間の距離が200μm以下であることを特徴とする請求項12乃至18のいずれか1項に記載の埋め込み用セラミックチップ。
  20. 前記チップ主面におけるセラミックの露出部分の占有面積が、前記チップ主面の面積の10%以上55%以下であることを特徴とする請求項12乃至19のいずれか1項に記載の埋め込み用セラミックチップ。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008270776A (ja) * 2007-03-22 2008-11-06 Ngk Spark Plug Co Ltd 部品内蔵配線基板及びその製造方法、配線基板内蔵用コンデンサ
JP2008270777A (ja) * 2007-03-22 2008-11-06 Ngk Spark Plug Co Ltd 部品内蔵配線基板の製造方法
WO2009119875A1 (ja) * 2008-03-24 2009-10-01 日本特殊陶業株式会社 部品内蔵配線基板
WO2010061752A1 (ja) * 2008-11-28 2010-06-03 イビデン株式会社 配線板及びその製造方法
US8072769B2 (en) 2007-05-02 2011-12-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. Component-embedded module and manufacturing method thereof
JP5059950B2 (ja) * 2008-12-08 2012-10-31 イビデン株式会社 配線板及びその製造方法
JP2013021269A (ja) * 2011-07-14 2013-01-31 Ngk Spark Plug Co Ltd 部品内蔵配線基板

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101659146B1 (ko) * 2013-10-22 2016-09-22 삼성전기주식회사 기판 내장용 적층 세라믹 전자부품 및 적층 세라믹 전자부품 내장형 인쇄회로기판
US9786434B2 (en) 2013-10-22 2017-10-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Multilayer ceramic electronic component and printed circuit board having the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008270776A (ja) * 2007-03-22 2008-11-06 Ngk Spark Plug Co Ltd 部品内蔵配線基板及びその製造方法、配線基板内蔵用コンデンサ
JP2008270777A (ja) * 2007-03-22 2008-11-06 Ngk Spark Plug Co Ltd 部品内蔵配線基板の製造方法
US8072769B2 (en) 2007-05-02 2011-12-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. Component-embedded module and manufacturing method thereof
WO2009119875A1 (ja) * 2008-03-24 2009-10-01 日本特殊陶業株式会社 部品内蔵配線基板
JP5203451B2 (ja) * 2008-03-24 2013-06-05 日本特殊陶業株式会社 部品内蔵配線基板
WO2010061752A1 (ja) * 2008-11-28 2010-06-03 イビデン株式会社 配線板及びその製造方法
JPWO2010061752A1 (ja) * 2008-11-28 2012-04-26 イビデン株式会社 配線板及びその製造方法
US8921705B2 (en) 2008-11-28 2014-12-30 Ibiden Co., Ltd. Wiring board and fabrication method therefor
JP5059950B2 (ja) * 2008-12-08 2012-10-31 イビデン株式会社 配線板及びその製造方法
JP2013021269A (ja) * 2011-07-14 2013-01-31 Ngk Spark Plug Co Ltd 部品内蔵配線基板

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