JP3897472B2 - Passive component built-in multilayer wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサ、インダクタ、抵抗等の受動部品を内蔵した受動部品内蔵多層配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化の進展に伴って、半導体ＩＣやその他の部品を多層配線基板上に高密度に実装することが求められている。これに対応して、多層配線基板自体にも様々な要求が寄せられている。多層配線基板は、ガラスエポキシ等の有機系絶縁材料からなる基板層を使用した有機系基板と、アルミナ等のセラミックスやガラス等の無機系絶縁材料からなる基板層を使用した無機系基板とに大きく分類される。無機系基板の製造方法を簡単に説明すると、まず、基板層を構成する無機材料を含むシート状成形体を複数作製し、この成形体を、適宜、配線層およびビアを形成した後、積層する。次に、この積層体を、脱バインダ処理した後、高温で熱処理することにより焼成する。
【０００３】
また、コンデンサ、インダクタ、抵抗等の受動部品は、誘電体、磁性体、抵抗体などで構成される機能層と導体とを含むものであり、機能層には各種のセラミックスが使用されている。受動部品は、無機系多層配線基板と同様に、機能層を構成する各種無機材料を含む成形体を作製し、必要に応じてこの成形体表面または内部に導体を形成した後、焼成することにより作製することができる。
【０００４】
上記のように、無機系基板および受動部品の作製工程には、無機材料を含む成形体を焼成するという共通の操作が内包されている。従って、基板層成形体と配線層との積層体の内部に、受動部品を構成する機能層成形体および導体を予め形成して一体化し、これを同時焼成することにより、受動部品を内蔵した多層配線基板を作製することができる。
【０００５】
しかし、無機系基板を構成する基板層と、受動部品を構成する機能層とは互いに組成が相違するため、基板層と機能層とを接触させた状態で焼成すると、焼結の進行に伴って各層の成分が相互拡散するため、各層の焼結性や電気特性が変化するという問題があり、内蔵させる受動部品に所望の特性を付与することが困難であった。この問題を解消するため、基板層と機能層との間に相互拡散を防ぐための障壁となるバリア層を介在させる方法が提案されている。例えば、特開平９−９２９７８号公報には、バリア層として各種耐火物粉体（アルミナ、マグネシア、ジルコニア、チタニアまたはカルシア）を使用した、コンデンサ内蔵ガラスセラミック基板が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のコンデンサ内蔵ガラスセラミック基板よりも、更に確実に、内蔵される受動部品に所望の特性を付与し得るような受動部品内蔵多層配線基板が求められている。
【０００７】
本発明は、受動部品内蔵多層配線基板を構成する各層間での相互作用を利用して内蔵される受動部品の特性を向上させた、受動部品内蔵多層配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の受動部品内蔵多層配線基板は、無機材料の焼結体を主体とする絶縁体である少なくとも１層の基板層を含む多層配線基板に、無機材料の焼結体を主体とする誘電体、磁性体または抵抗体である機能層を含む受動部品が内蔵されてなる受動部品内蔵多層配線基板であって、前記機能層と前記基板層との間に、前記機能層と前記基板層とが接触しないように、酸化マグネシウムおよび酸化亜鉛を、その合計量で５０〜９５重量％含み、前記機能層を構成する無機材料に対する焼結助剤を５〜５０重量％含む中間層が介在することを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、基板層と機能層との間に特定の中間層が介在するため、受動部品と配線基板とを一体化して同時焼成して製造する場合において、基板層成分が機能層へ拡散することを効果的に抑制することができる。加えて、上記成分を含む中間層は、中間層成分の機能層への拡散が生じ難い。よって、本発明の受動部品内蔵多層配線基板は、良好な特性を有する受動部品内蔵多層配線基板であって、受動部品と配線基板とを同時焼成することによって製造することが可能である。
【００１０】
前記受動部品内蔵多層配線基板においては、前記中間層が、酸化マグネシウムおよび酸化亜鉛を含むことが好ましい。基板層成分および中間層成分の機能層への拡散を抑制できることに加えて、中間層に高い機械的強度を付与することができるからである。
【００１１】
また、前記受動部品内蔵多層配線基板においては、前記中間層が、酸化マグネシウム、酸化亜鉛および酸化カルシウムから選ばれる少なくとも１種の酸化物を、５０〜９５重量％含むことが好ましい。５０重量％未満であると、基板層成分および中間層成分の機能層への拡散を確実に抑制することが困難な場合があり、９５重量％を超えると、中間層に十分な機械的強度を付与することが困難だからである。
【００１２】
また、前記受動部品内蔵多層配線基板においては、前記中間層が、前記機能層を構成する無機材料に対する焼結助剤を含むことが好ましい。機能層の焼結性を向上させることができ、その結果、内蔵される受動部品を、より確実に良好な特性を有するものとすることができるからである。
【００１３】
また、前記中間層は、前記焼結助剤を５〜５０重量％含むことが好ましい。５重量％未満であると、機能層の焼結性を確実に向上させることが困難となり、５０重量％を超えると、基板層成分および中間層成分の機能層への拡散を確実に抑制することが困難な場合があるからである。
【００１４】
また、前記受動部品内蔵多層配線基板においては、前記中間層における前記焼結助剤の濃度が、前記基板層側よりも前記機能層側で高いことが好ましい。機能層の焼結性をより効果的に向上させることができるからである。
【００１５】
前記焼結助剤としては、前記機能層がＰｂ系ペロブスカイト化合物を主体とする層である場合、酸化鉛、酸化銅、酸化バナジウムおよび酸化ビスマスより選ばれる少なくとも１種の酸化物が使用できる。
【００１６】
特に、前記機能層がＰｂ系ペロブスカイト化合物を主体とする層である場合、前記中間層が、酸化マグネシウムおよび酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１種の酸化物を５０〜９５重量％と、酸化鉛および酸化銅から選ばれる少なくとも１種の酸化物を５〜５０重量％とを含み、且つ、前記中間層における酸化鉛の含有率は４０重量％以下、酸化銅の含有率は３０重量％以下であることが好ましい。この好ましい例によれば、内蔵される受動部品を、誘電率が高く、且つ、誘電損失が小さいという、優れた特性を有するコンデンサとすることができる。
【００１７】
また、前記機能層がＮｉＺｎ系スピネルフェライトまたはＮｉＺｎＣｕ系スピネルフェライトを主体とする層である場合、前記焼結助剤としては、酸化銅、酸化バナジウムおよび酸化銀より選ばれる少なくとも１種の酸化物が使用できる。
【００１８】
また、前記受動部品内蔵多層配線基板においては、前記中間層が、酸化珪素、酸化アルミニウムおよび酸化硼素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を含むことが好ましい。中間層の接着強度および機械的強度を向上させて、受動部品内蔵多層配線基板の強度を向上させることができるからである。また、前記中間層は、酸化珪素、酸化アルミニウムおよび酸化硼素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を、１〜５０重量％含むことが好ましい。
【００１９】
前記受動部品内蔵多層配線基板においては、前記中間層の層厚が、５〜３０μｍであることが好ましい。５μｍ未満であると、基板層成分が機能層へ拡散することを確実に抑制することが困難であり、３０μｍを超えると、受動部品内蔵多層配線基板の強度が低下するおそれがあるからである。
【００２０】
前記目的を達成するため、本発明の受動部品内蔵多層配線基板の製造方法は、無機材料の焼結体を主体とする絶縁体である少なくとも１層の基板層を含む多層配線基板に、無機材料の焼結体を主体とする誘電体、磁性体または抵抗体である機能層を含む受動部品が内蔵された受動部品内蔵多層配線基板の製造方法であって、前記基板層の未焼結体および前記機能層の未焼結体を含む積層体を形成する工程と、前記積層体を焼成する工程とを含み、前記積層体を形成する工程において、前記基板層の未焼結体と前記機能層の未焼結体との間に、前記機能層の未焼結体と前記基板層の未焼結体とが接触しないように、酸化マグネシウムおよび酸化亜鉛を少なくとも含む中間層を介在させることを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、基板層と機能層との間に特定の中間層を介在させた状態で焼成するため、焼成時に基板層成分が機能層へ拡散することを効果的に抑制できる。また、上記成分を含む中間層は、中間層成分の機能層への拡散が生じ難い。よって、内蔵される受動部品を良好な特性を有するものとすることができる。
【００２２】
前記製造方法においては、前記積層体を焼成する工程の前に、前記積層体の少なくとも片面に、前記積層体を焼成する工程を実施したときの収縮率が５％以下である最外層を積層する工程を実施し、前記積層体を焼成する工程の後に、前記最外層の少なくとも一部を除去する工程を実施することが好ましい。ここで、「収縮率」とは、焼成前の最外層の寸法をＬ1、焼成後の最外層の寸法をＬ2としたとき、下記式により算出できる値である。なお、各寸法は、最外層の面方向に測定した寸法である。
【００２３】
収縮率（％）＝（Ｌ1−Ｌ2）／Ｌ1×１００
この好ましい例によれば、焼成によって積層体の水平方向（積層体を構成する層の面方向）に生じる収縮を抑制し、受動部品内蔵多層配線基板に反り、歪み、クラックなどの欠陥が生じることを抑制できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の受動部品内蔵多層配線基板について、コンデンサを内蔵した多層配線基板を例に挙げて説明する。図１は、本実施形態に係るコンデンサ内蔵多層配線基板の構造を示す断面図である。
【００２５】
本実施形態に係るコンデンサ内蔵多層配線基板には、誘電体層２と、誘電体層２を介して対向する電極層４ａ、４ｂとによって構成されるコンデンサが内蔵されている。なお、コンデンサは、誘電体層と電極層とが交互に数層積層した積層コンデンサであってもよい。
【００２６】
誘電体層２は、無機材料の焼結体を主体とする層である。誘電体層を構成する無機材料は、特に限定するものではなく、従来からコンデンサ用誘電体として知られているものを使用することができ、焼結温度、誘電率、誘電正接、温度特性などに応じて適宜選択することができる。例えば、Ｐｂを含む複合ぺロブスカイト化合物系材料、チタン酸バリウム系材料などが挙げられる。特に、大きな誘電率を有し、焼結温度が比較的低温であることから、Ｐｂを含む複合ぺロブスカイト化合物系材料を使用することが好ましい。Ｐｂ系複合ぺロブスカイト化合物としては、Ｐｂ（Ｂ1Ｂ2）Ｏ3（但し、Ｂ1はＣｏ、Ｍｇ、ＭｎまたはＮｉであり、Ｂ2はＮｂ、ＴａまたはＷである。)で表される化合物およびこれらの化合物を組み合わせたものを例示することができ、例えば、Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3)Ｏ3−Ｐｂ（Ｎｉ1/2Ｗ1/2）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3などが挙げられる。また、誘電体層２の層厚は、特に限定するものではないが、通常、５〜５０μｍ程度である。
【００２７】
電極層４ａ、４ｂとしては、特に限定するものではないが、例えば、銅、銀、金、パラジウム、白金、ニッケル及びこれらの合金を使用することができる。特に、低抵抗であることから、銅、銀およびこれらの合金が好ましい。
【００２８】
上記コンデンサには、これを支持または挟持するように、少なくとも１層の基板層１ａ〜１ｄが積層されている。また、基板層には、その層間または表面に配線層５ａ〜５ｄが形成されており、この配線層間または配線層と電極層との間を電気的に接続するためのビア６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆが形成されている。なお、各層の層数は特に限定されるものではない。
【００２９】
基板層１ａ〜１ｄは、無機材料の焼結体を主体とする層である。基板層を構成する無機材料は特に限定されるものではなく、例えば、アルミナに代表されるセラミックス材料や、ガラス−セラミックス複合材料など、従来から多層配線基板の基板層として使用されている材料を使用することができる。特に、焼結温度が比較的低く、銅や銀などの低融点の金属を導体として使用できることから、ガラス−セラミックス複合材料を使用することが好ましい。ガラス−セラミックス複合材料を構成するガラス成分としては、酸化鉛、酸化亜鉛、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物などを含有するほう珪酸塩ガラスおよびほう珪酸ガラスなどの結晶質ガラス、並びに、アルミノ珪酸塩ガラスなどの非晶質ガラスが挙げられる。また、セラミックス成分としては、アルミナ、シリカ、ムライト、フォルステライトなどが挙げられる。なお、ガラス−セラミックス複合材料における各成分の組成比は、複合材料の焼結温度、比誘電率および機械的強度などを考慮して適宜調整することができる。また、基板層１ａ〜１ｄの層厚は、特に限定するものではないが、通常、３０〜３００μｍ程度である。
【００３０】
配線層５ａ〜５ｄには、電極層と同様の金属を使用することができる。また、ビア６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆに充填される導電性材料としては、電極層と同様の金属を使用することができる。
【００３１】
本発明に係るコンデンサ内蔵多層配線基板には、誘電体層２と、基板層１ｂおよび１ｃとの間に、誘電体層２と基板層１ｂ、１ｃとが接触しないように、中間層３ａ、３ｂが形成されている。また、中間層３ａ、３ｂには、配線層と電極層との間を電気的に接続するためのビア６ｃ、６ｄが形成されている。なお、ビア６ｃ、６ｄには、ビア６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆに充填される導電性材料と同様の金属を使用することができる。
【００３２】
中間層３ａ、３ｂを構成する無機材料は、酸化マグネシウム、酸化亜鉛および酸化カルシウムから選ばれる少なくとも1種の酸化物を含むものである。上記酸化物は、中間層の５０〜９５重量％、更には６０〜９０重量％を占めることが好ましい。
【００３３】
更に、中間層を構成する無機材料は、以下に説明するような副成分を含むことが好ましい。副成分の添加は、中間層の主成分として酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムを使用する場合、特に有効である。中間層を酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムのみで構成すると、中間層の機械的強度が低くなるおそれがあるからである。尤も、中間層の主成分となる無機成分の種類を問わず、中間層に下記副成分を添加することは、良好な特性を有する受動部品内蔵多層配線基板とするうえで有効である。
【００３４】
第１の副成分は、誘電体層を構成する無機材料の焼結助剤として機能する成分である。このような成分は、その一部が焼成時に中間層から誘電体層へ拡散して、誘電体層の焼結性を向上させることができる。このような成分としては、誘電体層の組成に応じて、従来から焼結助剤として慣用されている成分を使用することができる。例えば、誘電体層がＰｂ系複合ペロブスカイト化合物で構成される場合、酸化鉛、酸化銅、酸化バナジウムおよび酸化ビスマスなどを例示することができる。また、焼結助剤として機能する成分の添加量は、中間層の５〜５０重量％、更には１０〜４０重量％とすることが好ましい。更に、この成分は、中間層の基板層側よりも誘電体層側において高濃度となるように添加されていることが好ましい。
【００３５】
第２の副成分は、中間層の接着強度および機械的強度を向上させる成分である。このような成分としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化ホウ素などが挙げられる。また、この成分の添加量は、中間層の１〜５０重量％、更には５〜３０重量％とすることが好ましい。
【００３６】
また、中間層の層厚は、５〜３０μｍ、更には１０〜３０μｍとすることが好ましい。
【００３７】
なお、図１では、誘電体層および中間層が基板層の全面に積層された構造を例示しているが、本発明の受動部品内蔵多層配線基板の構造は、誘電体層と基板層とが接触しないように両層の間に中間層が介在した構造であれば、これに限定されるものではない。例えば、図２に示すように、誘電体層が基板層面の一部に積層されており、中間層が誘電体層の周囲を囲い込むように基板層面の一部に形成された構造とすることができる。
【００３８】
以上、本発明に係る受動部品内蔵多層配線基板を、内蔵される受動部品がコンデンサである場合を例示に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、内蔵させる受動部品を、コンデンサに代えて、インダクタまたは抵抗体とすることができる。
【００３９】
本発明に係るインダクタ内蔵多層配線基板は、機能層が磁性体であり、電極の位置および形状が異なること以外は、上記コンデンサ内蔵多層配線基板と類似した構造を有するものである。磁性体層としては、特に限定するものではなく、従来からインダクタ用磁性体として知られているものを、焼結温度、透磁率、磁気損失、温度特性などに応じて適宜選択することができる。例えば、ＮｉＺｎＣｕ系、ＮｉＺｎ系、ＭｎＺｎ系、ＭｇＺｎ系等のスピネルフェライトやガーネットフェライトなどを例示することができる。特に、電気抵抗率が大きく、焼結温度が比較的低温であることから、ＮｉＺｎＣｕ系スピネルフェライトが有用である。また、電極は、上記コンデンサ内蔵多層配線基板の電極層と同様の材料を使用することができ、その形状は、線状、スパイラル状、ミアンダ状など用途に応じて選択することができる。
【００４０】
以上説明したような、本発明の受動部品内蔵多層配線基板によれば、受動部品と配線基板とを一体同時焼成して製造する場合において、基板層成分が機能層（誘電体層、磁性体層または抵抗体層）へ拡散することを抑制でき、且つ、中間層成分の機能層への拡散も生じ難い。よって、良好な特性の受動部品内蔵多層配線基板とすることができる。
【００４１】
次に、本実施形態に係るコンデンサ内蔵多層配線基板の製造方法の一例を説明する。本発明に係るコンデンサ内蔵多層配線基板は、基板層前駆体、誘電体層前駆体および中間層前駆体を、配線層および電極層（またはそれらの前駆体）とともに、所定の層構造となるように積層した後、この積層体を焼成することにより作製することができる。なお、前駆体とは、各層を構成する無機材料の未焼結体を意味する。
【００４２】
各層の前駆体として、基板層用グリーンシート、誘電体層用グリーンシートおよび中間層用グリーンシートを作製する。まず、各層を構成する無機材料の原料粉体と、有機バインダとを十分に混合してスラリーを調製する。
【００４３】
各層を構成する無機材料は、本発明に係るコンデンサ内蔵多層配線基板について前述した通りであり、その原料粉体としては、例えば、基板層用無機粉体としては、セラミックス粉体や、ガラス粉体とセラミックス原料粉体との混合物を使用することができる。また、誘電体層用無機粉体としては、Ｐｂ系複合ペロブスカイト化合物の原料粉体、チタン酸バリウムの原料粉体などを使用することができる。また、中間層用無機粉体としては、酸化マグネシウム、酸化亜鉛および酸化カルシウムから選ばれる少なくとも１種の金属酸化物を含む無機粉体を使用することができる。また、更に、誘電体層用無機粉体の焼結助剤となる成分（例えば、誘電体層用無機粉体がＰｂ系複合ペロブスカイト化合物の原料粉体である場合は、酸化鉛、酸化銅、酸化バナジウム、酸化ビスマス）、中間層の強度を向上させる成分（例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素）を含有することが好ましい。
【００４４】
また、有機バインダとしては、ブチラール系樹脂、アクリル系樹脂などを使用することができる。また、混練には、例えば、３本ロールミル、ボールミルなどの慣用の混練機を使用することができる。
【００４５】
上記スラリーを、ベースフィルム表面に塗布してシート状に成形した後、乾燥することによりグリーンシートが得られる。スラリーのベースフィルムへの塗布方法としては、例えば、ドクターブレード法、カレンダ法、ロールコーター法などが採用できる。また、ベースフィルムとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、紙などが使用できる。
【００４６】
次に、配線用および電極用導体ペースト、ビア用導体ペーストを作製する。各導体ペーストは、金属または金属前駆体の粉体、有機バインダおよび溶剤を十分に混合・混練することにより作製できる。金属としては、特に限定するものではなく、例えば、銅、銀、金、パラジウム、白金、ニッケルまたはそれらの合金など、多層配線基板の製造条件や使用条件に応じて適宜選択することができる。また、金属前駆体としては、前記金属の酸化物を使用することができるが、この場合、後工程としてメタライズ処理が必要となる。また、有機バインダとしては、例えば、エチルセルロース系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル系樹脂などが使用でき、溶剤としては、テルピネオールなどのアルコール類やケトン類などが使用できる。また、適宜、可塑剤や界面活性剤を添加してもよい。
【００４７】
次に、各層のグリーンシートを所定の層構造となるように積層してグリーンシート積層体を作製するが、各グリーンシートには、積層前または積層後に、適宜、配線層、電極層およびビアを形成する。電極層、配線層およびビアの形成は、上記グリーンシート積層体において、誘電体層用グリーンシート両面に電極層が、基板層用グリーンシート表面または層間に配線層が各々形成され、電極層と配線層との間および配線層同士の間がビアによって電気的に接続されるように実施される。配線層および電極層の形成は、配線用および電極用導体ペーストを用いた印刷により実施することができる。また、ビアの形成は、基板層用グリーンシートまたは中間層用グリーンシートの所定の箇所に、パンチング、ドリル、レーザーなどによってビア孔を形成し、このビア孔にビア用導体ペーストを充填することにより実施できる。
【００４８】
上記グリーンシート積層体は、前述した本発明に係るコンデンサ内蔵多層配線基板の構造に対応するような所定の層構造となるように作製される。すなわち、基板層用グリーンシートが１層の場合はその表面に、基板層用グリーンシートが２層以上存在する場合はその表面または層間に、誘電体層グリーンシートの両面に電極層が形成されてなるコンデンサが形成されており、誘電体層用グリーンシートと基板層用グリーンシートとの間には、両者が接触しないように中間層用グリーンシートが介在するような構造となるように作製される。
【００４９】
このような構造としては、例えば、図１の構造に対応するような、誘電体層用グリーンシートおよび中間層用グリーンシートが基板層用グリーンシートの全面に配置された構造や、図２の構造に対応するような、誘電体層用グリーンシートが基板層用グリーンシートの一部に配置されており、中間層用グリーンシートが誘電体層用グリーンシートの周囲を囲い込むように基板層用グリーンシートの一部に配置された構造が例示できる。
【００５０】
上記グリーンシート積層体の少なくとも片面には、最外層を形成することが好ましい。最外層は、後に実施される焼成工程における面方向の収縮率が５％以下の層である。最外層としては、後の焼成工程では実質的に焼結しない無機粉体を主体とする層、換言すれば、焼結温度が誘電体層、基板層および中間層の各層よりも高い無機粉体を主体とする層を使用することができる。その他には、既に焼結処理が為された層状の焼結体、金属箔体などを使用することができる。
【００５１】
各層を積層して熱圧着し、必要に応じて、脱バインダ処理およびメタライズ処理を実施した後、上記グリーンシート積層体を焼成する。焼成温度および焼成時間は、基板層および誘電体層を構成する各無機材料に応じて適宜設定される。例えば、基板層としてガラス−アルミナ複合材、誘電体層としてＰｂ系複合ペロブスカイト化合物を使用する場合、通常、焼成温度は８５０〜９５０℃、焼成時間は０．１〜１０．０時間に設定される。また、処理雰囲気は特に限定するものではなく、例えば、大気、窒素、水素、水蒸気、二酸化炭素またはそれらの混合ガスなどが使用できる。焼成後、必要に応じて最外層の一部または全部を取り除き、コンデンサ内蔵多層配線基板を得る。
【００５２】
なお、上記の説明においては、誘電体層前駆体および中間層前駆体としてグリーンシートを作製し、これを基板層用グリーンシートに積層する方法を例示しているが、本発明の製造方法はこのような方法に限定されるものではない。例えば、誘電体層前駆体および中間層前駆体として、各層の無機材料を含むペーストを作製し、これを基板層用グリーンシート表面などに印刷する方法を採用することができる。ペーストの調製は、金属粉体に代えて、各層を構成する無機材料の原料粉体を使用すること以外は、前述の配線用および電極用導体ペーストと実質的に同様にして実施することができる。
【００５３】
以上、本発明に係る受動部品内蔵多層配線基板の製造方法を、内蔵される受動部品がコンデンサである場合を例示に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５４】
例えば、上記製造方法において、誘電体層用グリーンシートに代えて、磁性体層用グリーンシートを作製し、これを用いてグリーンシート積層体を作製すれば、インダクタ内蔵多層配線基板とすることができる。なお、磁性体層用グリーンシートは、無機粉体として、例えば、ＮｉＺｎＣｕ系、ＮｉＺｎ系、ＭｎＺｎ系、ＭｇＺｎ系等のスピネルフェライトやガーネットフェライトなどの磁性体の原料粉体を使用すること以外は、誘電体層用グリーンシートと同様にして作製することができる。
【００５５】
以上説明したような、本発明の受動部品内蔵多層配線基板の製造方法によれば、基板層成分および中間層成分が誘電体層へ拡散することを効果的に抑制でき、良好な特性の受動部品内蔵多層配線基板を得ることができる。
【００５６】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、各実施例において作製した試料の特性は、下記の方法により測定および評価した。
（静電容量、比誘電率および誘電正接）
静電容量および誘電正接は、ＪＩＳ Ｃ ５１２０に記載の方法に準じ、ＬＣＲメーターにより周波数１ｋＨｚの条件で測定した。また、比誘電率は、試料を切断してその断面観察により誘電体層の層厚を測定し、前記静電容量と前記層厚とを用いて算出した。
（インダクタンス）
ＬＣＲメーターにより周波数１ＭＨｚの条件で測定した。
（破壊モード）
試料を三点曲げ破壊により機械的に破壊し、破壊後の試料の状態を観察した。主な破壊箇所が、機能層（誘電体層または磁性体層）と基板層との層間である状態を「層間剥離」として記録した。また、破壊が試料全体で生じており、主な破壊箇所を機能層と基板層との層間に特定できない状態を、「一体破壊」として記録した。
（収縮率）
焼成前の試料の寸法をＬ1、焼成後の試料の寸法をＬ2とし、下記式により算出した。なお、各寸法は、試料の水平方向（試料を構成する層の面方向）に測定した寸法である。
【００５７】
収縮率（％）＝（Ｌ1−Ｌ2）／Ｌ1×１００
（実施例１）
まず、導体材料として銀粉体８５重量部、融着用ガラス粉体５重量部、エチルセルロース系樹脂５重量部およびテルピネオール５重量部を、３本ロールで十分に混合混練し、配線および電極用導体ペーストを作製した。また、融着用ガラス粉体を１０重量部使用すること以外は同様にして、ビア用導体ペーストを作製した。
【００５８】
次に、ガラス−アルミナ混合粉体（焼結温度９００℃）５０重量部、バインダとしてブチラール系樹脂１０重量部、可塑剤としてベンジルブチルフタレート５重量部、および、溶剤としてブチルカルビトール３５重量部を、ボールミルで十分に混合混練した後、脱泡してスラリーを得た。前記スラリーを、離型処理を施したベースフィルム（ポリフェニルサルファイド）表面にドクターブレード法にて塗布してシート状に成形し、約２００μｍ厚の基板層用グリーンシートを作製した。
【００５９】
ガラス−アルミナ混合粉体に代えて、Ｐｂ系複合ペロブスカイト化合物の原料粉体（組成比Ｐｂ1.0Ｃａ0.03（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）0.8Ｔｉ0.14（Ｎｉ1/2Ｗ1/2)0.06Ｏ3.03；単独焼成時比誘電率１００００、焼結温度８００℃）を使用すること以外は前記基板層用グリーンシートと同様にして、誘電体層用グリーンシートを作製した。
【００６０】
ガラス−アルミナ混合粉体に代えて、表１に示す各種の無機材料を使用すること以外は前記基板層用グリーンシートと同様にして、中間層用グリーンシートを作製した。
【００６１】
また、ガラス−アルミナ混合粉体に代えて、アルミナ粉体を使用すること以外は前記基板層用グリーンシートと実質的に同様にして、ベースフィルム（ポリエチレンテレフタレート）表面に、約２００μｍ厚の最外層用アルミナシートを作製した。
【００６２】
上記の基板層用グリーンシート、誘電体層用グリーンシートおよび中間層用グリーンシートを、適宜、電極層、配線層およびビアを形成しながら積層し、誘電体層グリーンシート両面に電極層が形成されてなるコンデンサ前駆体を１０個含むグリーンシート積層体を作製した。このとき、前記グリーンシート積層体は、各コンデンサ前駆体が、基板層用グリーンシートで挟持され、且つ、誘電体層用グリーンシートと基板層用グリーンシートとの間には中間層用グリーンシートが介在するように作製した。なお、電極層および配線層の形成は、各々、電極用および配線用ペーストを用いた印刷により実施した。また、ビアの形成は、基板層用グリーンシートおよび中間層用グリーンシートの所定の箇所に、直径０．２ｍｍのビア孔をパンチングにより穿孔し、このビア孔にビア用導体ペーストを充填することにより実施した。
【００６３】
更に、上記グリーンシート積層体両面に最外層用アルミナシートを積層した後、８０℃で熱圧着してコンデンサ内蔵多層配線基板の前駆体を得た。この前駆体を、加熱炉にて大気中６００℃の条件で脱バインダ処理した後、９００℃で０．２時間焼成した。焼成後、最外層用アルミナシートを水洗により除去した。
【００６４】
上記の製造方法により、中間層を構成する無機材料を種々変化させて、１２種のコンデンサ内蔵多層配線基板を得た（試料Ｎｏ．１〜１２）。なお、各試料の誘電体層の層厚は、約１０μｍであった。各試料について、比誘電率および誘電正接を測定した結果を、中間層を構成する無機材料の種類とともに、表１に示す。
【００６５】
【表１】

Figure 0003897472
【００６６】
表１より明らかなように、中間層を形成しない場合、比誘電率が極端に低く、容量がほとんど得られなかった（試料Ｎｏ．１）。また、中間層として、ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＣａＯ以外の各種材料を使用した場合も、比誘電率は極めて小さかった（試料Ｎｏ．２〜９）。
【００６７】
これに対して、中間層として、ＭｇＯ、ＺｎＯまたはＣａＯを使用した場合、２００以上という高い比誘電率が得られた（試料Ｎｏ．１０〜１１）。
【００６８】
（実施例２）
中間層の組成を種々変化させること以外は実施例１と同様の操作により、１２種のコンデンサ内蔵多層配線基板を作製した（試料Ｎｏ．１３〜２４）。なお、中間層の層厚は１５μｍとなるように調整した。各試料の比誘電率および誘電正接を測定した結果を、中間層の組成とともに、表２に示す。
【００６９】
【表２】
Figure 0003897472
【００７０】
表２より明らかなように、ＰｂＯおよびＣｕＯの少なくとも1種を加えた場合（試料Ｎｏ．１４〜２４）、これらの成分を添加しない場合（試料Ｎｏ．1３）に比べて、高い比誘電率が得られた。但し、ＰｂＯ量またはＣｕＯ量が多すぎる場合（試料Ｎｏ．１７および２１）や、ＭｇＯ量が少なすぎる場合（試料Ｎｏ．２４）、誘電正接（誘電損失）が若干大きくなった。
【００７１】
ＰｂＯおよびＣｕＯは、誘電体層に使用したＰｂ系複合ペロブスカイト化合物の焼結助剤として機能すると考えられる成分である。以上の結果より、中間層が、誘電体層を構成する無機材料の焼結助剤として機能する成分を含む場合、良好な比誘電率が得られることが確認できた。特に、中間層が下記の組成を有する場合（試料Ｎｏ．２２および２３）、比誘電率を高く、且つ、誘電損失を小さくすることができ、最良の特性が得られることが確認できた。
【００７２】
５０重量％≦ＭｇＯ≦９５重量％
５重量％≦（ＰｂＯ＋ＣｕＯ）≦５０重量％
但し、ＰｂＯおよびＣｕＯは、各々、０重量％≦ＰｂＯ≦４０重量％、０重量％≦ＣｕＯ≦３０重量％の範囲である。
【００７３】
また、ＭｇＯに代えてＺｎＯを用いること以外は同様にして試料を作製し、その特性を評価したところ、ＭｇＯに比べて比誘電率が若干小さくはなるものの、ほぼ同様の傾向が確認できた。
【００７４】
（実施例３）
中間層の組成および層厚を種々変化させること以外は、実施例１と同様の操作により、１２種のコンデンサ内蔵多層配線基板を作製した（試料Ｎｏ．２５〜３６）。各試料について、比誘電率および誘電正接の測定と、破壊モードの観察を行った。結果を、中間層の組成および層厚とともに、表３に示す。
【００７５】
【表３】
Figure 0003897472
【００７６】
表３より明らかなように、中間層がＺｎＯを含まない場合、高い比誘電率が得られるものの、誘電体層と基板層との層間剥離が生じており、中間層の機械的強度が低くなった（試料Ｎｏ．２５および３０）。
【００７７】
それに対して、中間層がＺｎＯを含む場合、誘電体層と基板層との層間剥離を生じておらず、中間層の機械的強度が向上し、多層配線基板の強度が向上することが確認できた（試料Ｎｏ．２６〜２９および試料Ｎｏ．３１〜３４）。特に、中間層がＭｇＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯおよびＣｕＯを同時に含む場合、比誘電率、強度ともに良好であった（試料Ｎｏ．３１〜３４）。
【００７８】
また、試料Ｎｏ．３１〜３５の比較から明らかなように、中間層の層厚が大きくなるほど高い比誘電率が得られた。但し、層厚が３０μｍを超えると、強度の低下が見られた（試料Ｎｏ．３５および３６）。
【００７９】
（実施例４）
中間層の組成を種々変化させること以外は、実施例１と同様の操作により、１２種のコンデンサ内蔵多層配線基板を作製した（試料Ｎｏ．３７〜４８）。各試料について、比誘電率および誘電正接の測定と、破壊モードの観察を行った。結果を、中間層の組成とともに、表４に示す。なお、表４においては、中間層の主成分（ＭｇＯ）を第１成分として表示し、誘電体層の焼結助剤として機能する成分（ＰｂＯ、ＣｕＯ、Ｂｉ2Ｏ3およびＶ2Ｏ5）を第２成分として表示し、中間層の強度を向上させる成分（ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3およびＢ2Ｏ3）を第３成分として表示した。
【００８０】
【表４】
Figure 0003897472
【００８１】
表４に示すように、中間層に、誘電体層の焼結助剤として機能する成分を添加した場合（試料Ｎｏ．３８〜４１および試料Ｎｏ．４５〜４８）、高い比誘電率が得られた。また、中間層に、中間層の強度を向上させる成分を添加した場合（試料Ｎｏ．４２〜４８）は、試料の強度が向上した。また、両者を同時に含む場合（試料Ｎｏ．４５〜４８）は、高い比誘電率と高い強度が得られ、特に良好な試料が得られた。
【００８２】
（実施例５）
中間層の原料粉体として、ＭｇＯ：ＰｂＯ＝８０：２０（重量比）の混合粉体を使用した。前記混合粉体５０重量部、ブチラール系樹脂１５重量部、ベンジルブチルフタレート５重量部およびブチルカルビトール３０重量部を十分に混合混練してスラリーを調製した。前記スラリーを、離型処理を施したベースフィルム表面にドクターブレード法にて塗布し、４０℃の温度条件で乾燥して、厚さ約２０μｍの中間層用グリーンシートＡを作製した。また、乾燥温度を１０℃とすること以外は同様にして、中間層用グリーンシートＢを作製した。各中間層用グリーンシートの組成を分析したところ、中間層用グリーンシートＡは、その表裏面でＰｂＯ濃度に実質的な相違はなかった。一方、中間層用グリーンシートＢは、表面におけるＰｂＯ濃度が、裏面におけるＰｂＯ濃度よりも高かった。
【００８３】
上記の中間層グリーンシートを用いること以外は、実施例１と同様にして、３種の試料を作製した。試料Ａは、中間層用グリーンシートＡを使用して作製した。また、試料Ｂ−１は、中間層用グリーンシートＢを使用し、シート表面（ＰｂＯ濃度の高い面）が基板層側、シート裏面（ＰｂＯ濃度の低い面）が誘電体層側となるように作製した。試料Ｂ−２は、中間層用グリーンシートＢを使用し、シート表面（ＰｂＯ濃度の高い面）が誘電体層側、シート裏面（ＰｂＯ濃度の低い面）が基板層側となるように作製した。
【００８４】
各試料について、コンデンサ部の比誘電率を測定したところ、試料Ｂ−２が比誘電率１００８０と最も高く、次いで試料Ａが比誘電率８３２０とこれに続き、試料Ｂ−１が比誘電率６５３０と最も低かった。
【００８５】
以上の結果から、中間層において、誘電体層の焼結助剤となる成分の平均濃度が同等である場合、前記成分の濃度に勾配があり、誘電体層側に誘電体層の焼結助剤となる成分が多い方が、良好な特性が得られることが確認できた。
【００８６】
（実施例６）
ＮｉＺｎＣｕ系フェライト原料粉体５０重量部、ブチラール系樹脂１５重量部、ベンジルブチルフタレート５重量部およびブチルカルビトール３０重量部を、ボールミルで十分に混合混練した後、脱泡してスラリーを得た。前記スラリーを、離型処理を施したベースフィルム（ポリフェニルサルファイド）表面にドクターブレード法にて塗布してシート状に成形し、磁性体層用グリーンシートを作製した。なお、ＮｉＺｎＣｕ系フェライト原料粉体としては、ＮｉＯ＝７．５ｍｏｌ％、ＺｎＯ＝３２．５ｍｏｌ％、ＣｕＯ＝１１．０ｍｏｌ％、Ｆｅ2Ｏ3＝９．０ｍｏｌ％を配合したもの（仮焼温度７００℃、焼結温度９００℃）を用いた。
【００８７】
次に、ＮｉＺｎＣｕ系フェライト原料粉体に代えて、表５に示す各無機粉体を使用すること以外は前記磁性体層用グリーンシートと同様にして、中間層用グリーンシートを作製した。
【００８８】
また、実施例1と同様にして、基板層用グリーンシート、最外層用アルミナシートおよび導体ペーストを作製した。
【００８９】
上記の基板層用グリーンシート、磁性体層用グリーンシートおよび中間層用グリーンシートを、適宜、配線層およびビアを形成しながら積層し、配線層が磁性体層用グリーンシートに挟持されてなるインダクタ前駆体を含むグリーンシート積層体を作製した。このとき、前記グリーンシート積層体は、磁性体層用グリーンシートと基板層用グリーンシートとの間に中間層用グリーンシートが介在するように作製した。なお、配線層およびのビアの形成は、実施例１と実質的に同様にして実施した。
【００９０】
更に、上記グリーンシート積層体両面に最外層用アルミナシートを積層した後、８０℃で熱圧着してインダクタ内蔵多層配線基板の前駆体を得た。この前駆体を、加熱炉にて大気中６００℃の条件で脱バインダ処理した後、９２０℃で０．５時間焼成した。焼成後、最外層用アルミナシートを水洗により除去した。
【００９１】
上記の製造方法により、中間層の組成を種々変化させて、１２種のインダクタ内蔵多層配線基板を得た（試料Ｎｏ．４９〜６０）。各試料について、インダクタンスの測定および破壊モードの観察を行った。結果を、中間層の組成とともに、表５に示す。
【００９２】
【表５】
Figure 0003897472
【００９３】
表５より明らかなように、中間層を形成しない場合、インダクタンスが極めて小さかった。（試料Ｎｏ．４９）。また、中間層として、焼結温度が磁性体層と同温である材料を使用した場合も、インダクタンスは極めて小さかった（試料Ｎｏ．５０）。
【００９４】
これに対して、中間層として、ＭｇＯを含む無機材料を使用した場合、高いインダクタンスが得られた（試料Ｎｏ．５１〜６０）。特に、中間層が磁性体層の焼結助剤として機能する成分（ＣｕＯ、Ａｇ2ＯまたはＶ2Ｏ5）を含む場合、良好なインダクタンスが得られた（試料Ｎｏ．５２〜５４、５９および６０）。また、中間層の強度を向上させる成分（ＺｎＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3またはＢ2Ｏ3）を含む場合、試料の強度が向上した（試料Ｎｏ．５５〜６０）。特に、両者を含む場合、インダクタンスおよび強度の両特性において、良好な結果が得られた（試料Ｎｏ．５９および６０）。
【００９５】
（実施例７）
抵抗体原料粉体としてＲｕＯ2粉体８０重量部、融着用ガラス粉体５重量部、エチルセルロース系樹脂８重量部およびテルピネオール７重量部を、３本ロールで十分に混合混練し、抵抗体用ペーストを作製した。
【００９６】
また、ＭｇＯ：ＺｎＯ＝６０：４０（重量比）の混合粉体を使用すること以外は実施例1と同様にして、中間層用グリーンシートを作製した。また、実施例1と同様にして、基板層用グリーンシート、最外層用アルミナシートおよび導体ペーストを作製した。
【００９７】
上記の基板層用グリーンシートおよび中間層用グリーンシートを、適宜、抵抗体層前駆体、配線層およびビアを形成しながら積層し、抵抗体層前駆体に配線層が形成されてなる抵抗体前駆体を含む積層体を作製した。このとき、前記積層体は、抵抗体層前駆体と基板層用グリーンシートとの間に中間層用グリーンシートが介在するように作製した。なお、抵抗体層前駆体の形成は、抵抗体層用ペーストを用いた印刷により実施した。また、配線層およびビアの形成は、実施例１と実質的に同様にして実施した。
【００９８】
更に、上記グリーンシート積層体両面に最外層用アルミナシートを積層した後、８０℃で熱圧着して抵抗体内蔵多層配線基板の前駆体を得た。この前駆体を、加熱炉にて大気中６００℃の条件で脱バインダ処理した後、９００℃で０．２時間焼成した。焼成後、最外層用アルミナシートを水洗により除去し、抵抗体内蔵多層配線基板を得た（試料Ｃ）。
【００９９】
比較例として、中間層を形成しないこと以外は同様にして、基板層と抵抗体層とが直接接触した構造の抵抗体内蔵多層配線基板を作製した（試料Ｄ）。また、白金板上に、同一形状の抵抗体層および配線層を形成し、これを大気中６００℃の条件で脱バインダ処理した後、９００℃で０．２時間焼成して抵抗体を作製した。
【０１００】
各試料について、抵抗体の電気抵抗を測定したところ、中間層を備えた試料Ｃに内蔵された抵抗体の抵抗値は、白金板上に形成した抵抗体と実質的に同等であり、所望の抵抗値が得られた。一方、中間層を備えていない試料Ｄに内蔵された抵抗体の抵抗値は、白金板上に形成した抵抗体の３倍程度高い値であり、所望の抵抗値が得られなかった。
【０１０１】
（実施例８）
導体材料（または前駆体）として銀、銅または酸化銅を使用すること以外は実施例１と同様にして、配線用および電極用導体ペーストおよびビア用ペーストを、各々３種作製した。
【０１０２】
次に、ＭｇＯ：ＺｎＯ：ＰｂＯ：ＣｕＯ＝５０：３０：２０：１０（重量比）の混合粉体を使用すること以外は実施例1と同様にして、中間層用グリーンシートを作製した。また、前記混合粉体７５重量部、エチルセルロース系樹脂１５重量部およびテルピネオール１０重量部を十分に混合混練して、中間層用ペーストを作製した。
【０１０３】
また、バインダとしてアクリル系樹脂を使用すること以外は実施例1と同様にして、基板層用グリーンシート、誘電体層用グリーンシートを作製した。なお、各グリーンシートの厚さは約２００μｍとした。
【０１０４】
実施例１と同様にして、約２００μｍ厚の最外層用アルミナシートを作製した。また、アルミナ粉体に代えて銅粉体を使用すること以外は同様にして、約１００μｍ厚の最外層用銅シートを作製した。更に、表面粗化処理をした約５０μｍ厚の最外層用銅箔を用意した。
【０１０５】
上記の各種グリーンシートおよび各種ペーストを用いて、誘電体層グリーンシート両面に電極層が形成されてなるコンデンサ前駆体を含み、且つ、誘電体層用グリーンシートと基板層用グリーンシートとの間には中間層前駆体が介在する積層体を作製した。なお、コンデンサの内蔵形態としては、下記のような２種の形態（形態Ｉおよび形態II）を採用した。
【０１０６】
形態Ｉは、図１に対応するような形態であり、コンデンサ前駆体および中間層前駆体が、基板層グリーンシートの全面に配置された形態である。すなわち、誘電体層用グリーンシートおよび中間層前駆体の面積を、基板層用グリーンシートの面積と同等とした形態である。この場合、積層体の形成方法は、実施例１と実質的に同様であり、中間層前駆体として中間層用グリーンシートを使用し、これと基板層用グリーンシートおよび誘電体層用グリーンシートとを、適宜、電極層、配線層およびビアを形成し、積層した。
【０１０７】
形態IIは、図２に対応するような形態であり、コンデンサ前駆体および中間層前駆体が、基板層グリーンシートの一部に配置された形態である。すなわち、誘電体層用グリーンシートの面積を基板層用グリーンシートの面積よりも小さくなるように調整し、中間層前駆体を誘電体層用グリーンシートの周囲を囲むように形成した形態である。この場合、積層体の形成方法は、適宜、電極層、配線層およびビアを形成しながら、基板層用グリーンシートの一部に、下記の要領で中間層前駆体および誘電体層用前駆体を形成する方法を採用した。中間層前駆体の形成は、中間層用ペーストを基板層用グリーンシート表面に印刷することにより実施した。また、誘電体層前駆体は、誘電体層用グリーンシートを、所定の面積となるように一部をベースフィルムから除去した状態で、積層体の所定の位置（中間層前駆体を形成した位置）に積層した後、ベースフィルムを剥がして転写することにより実施した。なお、中間層前駆体および誘電体層前駆体の層厚は、焼成後の各層の層厚が、中間層が１０μｍ、誘電体層が８μｍとなるように各々調整した。
【０１０８】
なお、いずれの形態を採用する場合においても、電極層、配線層およびビアの形成は、導体ペーストを上記３種から選択して使用すること以外は、実施例１と実質的に同様にして実施した。
【０１０９】
また、最外層を用いる場合は、最外層を上記３種から選択し、これを積層体の両面に積層した。
【０１１０】
作製した積層体を８０℃で熱圧着した後、脱バインダ処理した。脱バインダ処理は、導体ペーストとして、銀系または酸化銅系導体ペーストを使用した試料については、大気中６００℃の条件で実施し、銅系導体ペーストを使用した試料については、酸素５０ｐｐｍを含む窒素中７００℃の条件で実施した。また、導体ペーストとして酸化銅系導体ペーストを使用した試料については、脱バインダ処理後、１０％の水素を含む窒素中で３００℃の条件で、メタライズ処理を施した。
【０１１１】
次いで、上記積層体を、窒素中９００℃の条件で０．１５時間焼成し、コンデンサ内蔵多層配線基板を得た。また、最外層を用いた試料については、焼成後、最外層の少なくとも一部を除去した。最外層の除去は、最外層用シートとしてアルミナシートを使用した試料は洗浄により全てを除去し、銅シートまたは銅箔を使用した試料はエッチングにより一部を除去した。
【０１１２】
上記製造方法において、製造条件（コンデンサの内蔵形態、最外層の有無および種類、導体ペーストの種類）を種々変化させて、１０種のコンデンサ内蔵多層配線基板を作製した（試料Ｎｏ．６１から７０）。各試料について、面方向の収縮率の測定および外観の観察を行なった。また、各試料に内蔵されたコンデンサの静電容量および誘電正接を測定した。結果を、各試料の製造条件とともに、表６に示す。なお、コンデンサの内蔵形態については、図１に対応するような、コンデンサが基板層全面に配置された形態を「Ｉ」と表示し、図２に対応するような、コンデンサが基板層の一部に配置された形態を「II」と表示した。
【０１１３】
【表６】
Figure 0003897472
【０１１４】
表６より明らかなように、中間層を設けない場合（試料Ｎｏ．６１および７０）、最外層の有無にかかわらず、静電容量が得られなかった。
【０１１５】
これに対して、中間層を設けた場合（試料Ｎｏ．６２〜６９）は静電容量が得られた。特に、最外層を設けた場合（試料Ｎｏ．６２〜６６）、焼成による水平方向の収縮率が小さく、静電容量および誘電正接といった電気的特性についても良好であった。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の受動部品内蔵多層配線基板によれば、無機材料の焼結体を主体とする絶縁体である少なくとも１層の基板層を含む多層配線基板に、無機材料の焼結体を主体とする誘電体、磁性体または抵抗体である機能層を含む受動部品が内蔵されてなる受動部品内蔵多層配線基板であって、前記機能層と前記基板層との間に、前記機能層と前記基板層とが接触しないように、酸化マグネシウム、酸化亜鉛および酸化カルシウムから選ばれる少なくとも１種の酸化物を含む中間層が介在するため、基板層成分が機能層へ拡散することを抑制することが可能な、良好な特性を有する受動部品内蔵多層配線基板とすることができる。
【０１１７】
また、本発明の受動部品内蔵多層配線基板の製造方法によれば、無機材料の焼結体を主体とする絶縁体である少なくとも１層の基板層を含む多層配線基板に、無機材料の焼結体を主体とする誘電体、磁性体または抵抗体である機能層を含む受動部品が内蔵された受動部品内蔵多層配線基板の製造方法であって、前記基板層の未焼結体および前記機能層の未焼結体を含む積層体を形成する工程と、前記積層体を焼成する工程とを含み、前記積層体を形成する工程において、前記基板層の未焼結体と前記機能層の未焼結体との間に、前記機能層の未焼結体と前記基板層の未焼結体とが接触しないように、酸化マグネシウム、酸化亜鉛および酸化カルシウムから選ばれる少なくとも１種の酸化物を含む中間層を介在させるため、焼成時に基板層成分が機能層へ拡散することを抑制し、良好な特性を有する受動部品内蔵多層配線基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る受動部品内蔵基板の構造の一例を示す断面図である。
【図２】 本発明に係る受動部品内蔵基板の構造の別の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 基板層
２ 誘電体層
３、３ａ、３ｂ 中間層
４ａ、４ｂ 電極層
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 配線層
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ ビア
７ａ、７ｂ 最外層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer wiring board with built-in passive components including passive components such as capacitors, inductors and resistors.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the progress of miniaturization of electronic devices, it has been required to mount semiconductor ICs and other components on a multilayer wiring board with high density. Corresponding to this, various demands are placed on the multilayer wiring board itself. Multi-layer wiring boards are largely divided into organic substrates using a substrate layer made of an organic insulating material such as glass epoxy and inorganic substrates using a substrate layer made of an inorganic insulating material such as ceramics such as alumina or glass. being classified. The manufacturing method of the inorganic substrate will be briefly described. First, a plurality of sheet-like molded bodies containing an inorganic material constituting the substrate layer are produced, and the molded bodies are laminated after appropriately forming a wiring layer and a via. . Next, this laminate is subjected to binder removal treatment and then fired by heat treatment at high temperature.
[0003]
Passive components such as capacitors, inductors, resistors, and the like include a functional layer composed of a dielectric, a magnetic material, a resistor, and a conductor, and various ceramics are used for the functional layer. Passive components are manufactured by forming a molded body containing various inorganic materials constituting the functional layer, and forming a conductor on the surface or inside of the molded body as necessary, followed by firing, as with an inorganic multilayer wiring board. Can be produced.
[0004]
As described above, a common operation of firing a molded body containing an inorganic material is included in the steps of manufacturing the inorganic substrate and the passive component. Therefore, the multilayered structure including the passive component is formed by previously forming and integrating the functional layer molded body and the conductor constituting the passive component inside the laminated body of the substrate layer molded body and the wiring layer, and simultaneously firing them. A wiring board can be manufactured.
[0005]
However, since the composition of the substrate layer constituting the inorganic substrate and the functional layer constituting the passive component is different from each other, firing with the substrate layer and the functional layer in contact with each other proceeds with the progress of sintering. Since the components of each layer mutually diffuse, there is a problem that the sinterability and electrical characteristics of each layer change, and it is difficult to impart desired characteristics to the built-in passive component. In order to solve this problem, a method has been proposed in which a barrier layer serving as a barrier for preventing mutual diffusion is interposed between the substrate layer and the functional layer. For example, JP-A-9-92978 discloses a glass ceramic substrate with a built-in capacitor using various refractory powders (alumina, magnesia, zirconia, titania or calcia) as a barrier layer.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a need for a passive component built-in multilayer wiring board that can impart desired characteristics to the built-in passive component more reliably than the conventional glass ceramic substrate with a built-in capacitor.
[0007]
The present invention provides a multilayer wiring board with a built-in passive component and a method for manufacturing the same, which improve the characteristics of the built-in passive component by utilizing the interaction between the layers constituting the multilayer wiring board with a built-in passive component. Objective.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a multilayer wiring board with built-in passive components according to the present invention is formed by sintering an inorganic material on a multilayer wiring board including at least one board layer that is an insulator mainly composed of a sintered body of an inorganic material. A passive component built-in multilayer wiring board in which a passive component including a functional layer that is a dielectric body, a magnetic body, or a resistor, which is mainly a body, is embedded, and the function is provided between the functional layer and the substrate layer. Magnesium oxide and zinc oxide so that the layer does not contact the substrate layer In a total amount of 50 to 95% by weight, and 5 to 50% by weight of a sintering aid for the inorganic material constituting the functional layer. An intermediate layer is interposed.
[0009]
According to such a configuration, since a specific intermediate layer is interposed between the substrate layer and the functional layer, the substrate layer component functions when the passive component and the wiring substrate are integrated and manufactured by simultaneous firing. Diffusion to the layer can be effectively suppressed. In addition, in the intermediate layer containing the above components, diffusion of the intermediate layer component into the functional layer is difficult to occur. Therefore, the passive component built-in multilayer wiring board of the present invention is a passive component built-in multilayer wiring board having good characteristics, and can be manufactured by simultaneously firing the passive component and the wiring substrate.
[0010]
In the passive component built-in multilayer wiring board, the intermediate layer preferably contains magnesium oxide and zinc oxide. This is because, in addition to suppressing diffusion of the substrate layer component and the intermediate layer component into the functional layer, high mechanical strength can be imparted to the intermediate layer.
[0011]
In the multilayer wiring board with built-in passive components, the intermediate layer preferably contains 50 to 95% by weight of at least one oxide selected from magnesium oxide, zinc oxide, and calcium oxide. If it is less than 50% by weight, it may be difficult to reliably suppress the diffusion of the substrate layer component and the intermediate layer component into the functional layer. If it exceeds 95% by weight, sufficient mechanical strength is provided to the intermediate layer. This is because it is difficult to grant.
[0012]
In the passive component built-in multilayer wiring board, it is preferable that the intermediate layer includes a sintering aid for the inorganic material constituting the functional layer. This is because the sinterability of the functional layer can be improved, and as a result, the built-in passive component can more reliably have good characteristics.
[0013]
The intermediate layer preferably contains 5 to 50% by weight of the sintering aid. If it is less than 5% by weight, it is difficult to reliably improve the sinterability of the functional layer. If it exceeds 50% by weight, diffusion of the substrate layer component and the intermediate layer component to the functional layer is surely suppressed. This is because it may be difficult.
[0014]
In the passive component built-in multilayer wiring board, it is preferable that the concentration of the sintering aid in the intermediate layer is higher on the functional layer side than on the substrate layer side. This is because the sinterability of the functional layer can be improved more effectively.
[0015]
As the sintering aid, when the functional layer is a layer mainly composed of a Pb-based perovskite compound, at least one oxide selected from lead oxide, copper oxide, vanadium oxide, and bismuth oxide can be used.
[0016]
In particular, when the functional layer is a layer mainly composed of a Pb-based perovskite compound, the intermediate layer contains 50 to 95% by weight of at least one oxide selected from magnesium oxide and zinc oxide, lead oxide and oxide. 5 to 50% by weight of at least one oxide selected from copper, and the content of lead oxide in the intermediate layer is 40% by weight or less and the content of copper oxide is 30% by weight or less. Is preferred. According to this preferable example, the built-in passive component can be a capacitor having excellent characteristics such as high dielectric constant and low dielectric loss.
[0017]
Further, when the functional layer is a layer mainly composed of NiZn-based spinel ferrite or NiZnCu-based spinel ferrite, the sintering aid is at least one oxide selected from copper oxide, vanadium oxide and silver oxide. Can be used.
[0018]
In the passive component built-in multilayer wiring board, it is preferable that the intermediate layer includes at least one oxide selected from silicon oxide, aluminum oxide, and boron oxide. This is because the strength of the multilayer wiring board with a built-in passive component can be improved by improving the adhesive strength and mechanical strength of the intermediate layer. The intermediate layer preferably contains 1 to 50% by weight of at least one oxide selected from silicon oxide, aluminum oxide, and boron oxide.
[0019]
In the passive component built-in multilayer wiring board, the intermediate layer preferably has a thickness of 5 to 30 μm. This is because if it is less than 5 μm, it is difficult to reliably suppress the diffusion of the substrate layer component into the functional layer, and if it exceeds 30 μm, the strength of the multilayer wiring board with built-in passive components may be reduced.
[0020]
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a multilayer wiring board with built-in passive components according to the present invention provides an inorganic material on a multilayer wiring board including at least one board layer that is an insulator mainly composed of a sintered body of an inorganic material. A passive component built-in multilayer wiring board in which a passive component including a functional layer that is a dielectric, a magnetic body or a resistor mainly composed of a sintered body is built-in, comprising: an unsintered body of the substrate layer; A step of forming a laminate including the unsintered body of the functional layer; and a step of firing the laminate, and in the step of forming the laminate, the unsintered body of the substrate layer and the functional layer So that the green body of the functional layer and the green body of the substrate layer are not in contact with each other. and Zinc oxide The It is characterized by interposing at least an intermediate layer.
[0021]
According to such a configuration, since the firing is performed with the specific intermediate layer interposed between the substrate layer and the functional layer, it is possible to effectively suppress the diffusion of the substrate layer component into the functional layer during firing. Further, in the intermediate layer containing the above components, diffusion of the intermediate layer component into the functional layer is difficult to occur. Therefore, the built-in passive component can have good characteristics.
[0022]
In the manufacturing method, before the step of firing the laminate, an outermost layer having a shrinkage rate of 5% or less is laminated on at least one side of the laminate. It is preferable to perform a step of removing at least a part of the outermost layer after performing the step and firing the laminate. Here, “shrinkage ratio” means the dimension of the outermost layer before firing as L 1 , The dimension of the outermost layer after firing is L 2 Is a value that can be calculated by the following formula. In addition, each dimension is a dimension measured in the surface direction of the outermost layer.
[0023]
Shrinkage rate (%) = (L 1 -L 2 ) / L 1 × 100
According to this preferable example, the shrinkage that occurs in the horizontal direction of the laminated body (the surface direction of the layers constituting the laminated body) due to firing is suppressed, and the multilayer wiring board with built-in passive components warps, and defects such as distortion and cracks are generated. Can be suppressed.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The multilayer wiring board with built-in passive component of the present invention will be described by taking a multilayer wiring board with a built-in capacitor as an example. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a capacitor built-in multilayer wiring board according to the present embodiment.
[0025]
The multilayer wiring board with a built-in capacitor according to the present embodiment has a built-in capacitor composed of a dielectric layer 2 and electrode layers 4 a and 4 b facing each other with the dielectric layer 2 interposed therebetween. The capacitor may be a multilayer capacitor in which several dielectric layers and electrode layers are alternately stacked.
[0026]
The dielectric layer 2 is a layer mainly composed of a sintered body of an inorganic material. The inorganic material constituting the dielectric layer is not particularly limited, and those conventionally known as capacitor dielectrics can be used, and the sintering temperature, dielectric constant, dielectric loss tangent, temperature characteristics, etc. can be used. It can be appropriately selected depending on the case. For example, a composite perovskite compound-based material containing Pb, a barium titanate-based material, and the like can be given. In particular, it is preferable to use a composite perovskite compound-based material containing Pb because it has a large dielectric constant and the sintering temperature is relatively low. Pb-based composite perovskite compounds include Pb (B 1 B 2 ) O Three (B 1 Is Co, Mg, Mn or Ni and B 2 Is Nb, Ta or W. ) And a combination of these compounds, for example, Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O Three -Pb (Ni 1/2 W 1/2 ) O Three -PbTiO Three Etc. The layer thickness of the dielectric layer 2 is not particularly limited, but is usually about 5 to 50 μm.
[0027]
Although it does not specifically limit as electrode layer 4a, 4b, For example, copper, silver, gold | metal | money, palladium, platinum, nickel, and these alloys can be used. In particular, copper, silver, and alloys thereof are preferable because of their low resistance.
[0028]
The capacitor is laminated with at least one substrate layer 1a to 1d so as to support or sandwich the capacitor. Further, wiring layers 5a to 5d are formed in the interlayer or on the surface of the substrate layer, and vias 6a, 6b, 6e for electrically connecting the wiring layer or between the wiring layer and the electrode layer, 6f is formed. The number of layers in each layer is not particularly limited.
[0029]
The substrate layers 1a to 1d are layers mainly composed of a sintered body of an inorganic material. The inorganic material constituting the substrate layer is not particularly limited. For example, a material conventionally used as a substrate layer of a multilayer wiring substrate such as a ceramic material typified by alumina or a glass-ceramic composite material is used. can do. In particular, since a sintering temperature is relatively low and a low melting point metal such as copper or silver can be used as a conductor, it is preferable to use a glass-ceramic composite material. As glass components constituting the glass-ceramic composite material, crystalline glass such as borosilicate glass and borosilicate glass containing lead oxide, zinc oxide, alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, etc., and Amorphous glass such as aluminosilicate glass can be mentioned. Examples of the ceramic component include alumina, silica, mullite, forsterite and the like. In addition, the composition ratio of each component in the glass-ceramic composite material can be appropriately adjusted in consideration of the sintering temperature, relative dielectric constant, mechanical strength, and the like of the composite material. The layer thickness of the substrate layers 1a to 1d is not particularly limited, but is usually about 30 to 300 μm.
[0030]
For the wiring layers 5a to 5d, the same metal as the electrode layer can be used. Further, as the conductive material filled in the vias 6a, 6b, 6e, and 6f, the same metal as the electrode layer can be used.
[0031]
In the multilayer wiring board with a built-in capacitor according to the present invention, the intermediate layers 3a, 3b are provided so that the dielectric layer 2 and the substrate layers 1b, 1c do not contact each other between the dielectric layer 2 and the substrate layers 1b and 1c. Is formed. The intermediate layers 3a and 3b are formed with vias 6c and 6d for electrically connecting the wiring layer and the electrode layer. For the vias 6c and 6d, the same metal as the conductive material filled in the vias 6a, 6b, 6e, and 6f can be used.
[0032]
The inorganic material constituting the intermediate layers 3a and 3b contains at least one oxide selected from magnesium oxide, zinc oxide and calcium oxide. The oxide preferably accounts for 50 to 95% by weight, more preferably 60 to 90% by weight of the intermediate layer.
[0033]
Furthermore, the inorganic material constituting the intermediate layer preferably contains subcomponents as described below. The addition of the subcomponent is particularly effective when magnesium oxide or calcium oxide is used as the main component of the intermediate layer. This is because if the intermediate layer is composed only of magnesium oxide or calcium oxide, the mechanical strength of the intermediate layer may be lowered. However, it is effective to add the following subcomponents to the intermediate layer regardless of the type of the inorganic component that is the main component of the intermediate layer, in order to obtain a passive component built-in multilayer wiring board having good characteristics.
[0034]
The first subcomponent is a component that functions as a sintering aid for the inorganic material constituting the dielectric layer. A part of such a component can diffuse from the intermediate layer to the dielectric layer during firing to improve the sinterability of the dielectric layer. As such a component, a component conventionally used as a sintering aid can be used according to the composition of the dielectric layer. For example, when the dielectric layer is composed of a Pb-based composite perovskite compound, examples include lead oxide, copper oxide, vanadium oxide, and bismuth oxide. The amount of the component that functions as a sintering aid is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight of the intermediate layer. Further, this component is preferably added so as to have a higher concentration on the dielectric layer side than on the substrate layer side of the intermediate layer.
[0035]
The second subcomponent is a component that improves the adhesive strength and mechanical strength of the intermediate layer. Examples of such components include silicon oxide, aluminum oxide, and boron oxide. Moreover, it is preferable that the addition amount of this component shall be 1-50 weight% of an intermediate | middle layer, and also 5-30 weight%.
[0036]
The intermediate layer has a thickness of 5 to 30 μm, more preferably 10 to 30 μm.
[0037]
1 illustrates a structure in which the dielectric layer and the intermediate layer are laminated on the entire surface of the substrate layer. However, the structure of the multilayer wiring substrate with a built-in passive component according to the present invention includes a dielectric layer and a substrate layer. The structure is not limited to this as long as an intermediate layer is interposed between both layers so as not to contact each other. For example, as shown in FIG. 2, the dielectric layer is laminated on a part of the substrate layer surface, and the intermediate layer is formed on a part of the substrate layer surface so as to surround the periphery of the dielectric layer. Can do.
[0038]
As described above, the case where the passive component built-in multilayer wiring board according to the present invention is described as an example where the built-in passive component is a capacitor, but the present invention is not limited to this. For example, the passive component to be incorporated can be an inductor or a resistor instead of the capacitor.
[0039]
The multilayer wiring board with a built-in inductor according to the present invention has a structure similar to that of the above-mentioned multilayer wiring board with a built-in capacitor except that the functional layer is a magnetic material and the positions and shapes of the electrodes are different. The magnetic layer is not particularly limited, and a conventionally known magnetic body for inductors can be appropriately selected according to the sintering temperature, magnetic permeability, magnetic loss, temperature characteristics, and the like. For example, NiZnCu-based, NiZn-based, MnZn-based, MgZn-based spinel ferrite, garnet ferrite, and the like can be exemplified. In particular, NiZnCu-based spinel ferrite is useful because of its high electrical resistivity and relatively low sintering temperature. Moreover, the electrode can use the material similar to the electrode layer of the said multilayer wiring board with a built-in capacitor | condenser, The shape can be selected according to uses, such as linear form, spiral form, and meander form.
[0040]
As described above, according to the multilayer wiring board with built-in passive component of the present invention, when the passive component and the wiring board are manufactured by integrally firing, the substrate layer component is a functional layer (dielectric layer, magnetic layer). Alternatively, diffusion to the resistor layer) can be suppressed, and diffusion of the intermediate layer component to the functional layer hardly occurs. Therefore, it is possible to obtain a passive component built-in multilayer wiring board with good characteristics.
[0041]
Next, an example of a method for manufacturing a capacitor built-in multilayer wiring board according to the present embodiment will be described. The multilayer wiring board with a built-in capacitor according to the present invention has a substrate layer precursor, a dielectric layer precursor, and an intermediate layer precursor together with a wiring layer and an electrode layer (or their precursors) so as to have a predetermined layer structure. After lamination, the laminate can be produced by firing. In addition, a precursor means the unsintered body of the inorganic material which comprises each layer.
[0042]
As a precursor of each layer, a substrate layer green sheet, a dielectric layer green sheet, and an intermediate layer green sheet are prepared. First, a raw material powder of an inorganic material constituting each layer and an organic binder are sufficiently mixed to prepare a slurry.
[0043]
The inorganic material constituting each layer is as described above for the multilayer wiring board with a built-in capacitor according to the present invention. Examples of the raw material powder include ceramic powder and glass powder as the inorganic powder for the substrate layer. And a mixture of ceramic raw material powder can be used. As the inorganic powder for the dielectric layer, a raw material powder of a Pb-based composite perovskite compound, a raw material powder of barium titanate, or the like can be used. Further, as the intermediate layer inorganic powder, an inorganic powder containing at least one metal oxide selected from magnesium oxide, zinc oxide and calcium oxide can be used. Furthermore, a component that serves as a sintering aid for the inorganic powder for the dielectric layer (for example, when the inorganic powder for the dielectric layer is a raw material powder of a Pb-based composite perovskite compound, lead oxide, copper oxide, Vanadium oxide, bismuth oxide) and components for improving the strength of the intermediate layer (for example, silicon oxide, aluminum oxide, boron oxide) are preferably contained.
[0044]
Further, as the organic binder, butyral resin, acrylic resin, or the like can be used. For kneading, for example, a conventional kneader such as a three-roll mill or a ball mill can be used.
[0045]
The slurry is applied to the surface of the base film, formed into a sheet, and then dried to obtain a green sheet. As a method for applying the slurry to the base film, for example, a doctor blade method, a calendar method, a roll coater method, or the like can be employed. Moreover, as a base film, a polyethylene-type resin, a polyester-type resin, paper etc. can be used, for example.
[0046]
Next, a conductor paste for wiring and electrodes and a conductor paste for vias are prepared. Each conductor paste can be prepared by sufficiently mixing and kneading a metal or metal precursor powder, an organic binder, and a solvent. The metal is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the manufacturing conditions and usage conditions of the multilayer wiring board, such as copper, silver, gold, palladium, platinum, nickel, or alloys thereof. Further, as the metal precursor, an oxide of the metal can be used, but in this case, a metallization treatment is required as a post process. As the organic binder, for example, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral resin, polyacrylic resin, and the like can be used. As the solvent, alcohols such as terpineol, ketones, and the like can be used. Moreover, you may add a plasticizer and surfactant suitably.
[0047]
Next, green sheets of each layer are laminated so as to have a predetermined layer structure to produce a green sheet laminate. Each green sheet is appropriately provided with a wiring layer, an electrode layer, and a via before or after lamination. Form. The electrode layers, wiring layers and vias are formed by forming electrode layers on both surfaces of the dielectric layer green sheet and wiring layers on the surface of the substrate layer green sheet or between layers in the green sheet laminate. It is implemented so that the layers and the wiring layers are electrically connected by vias. The wiring layer and the electrode layer can be formed by printing using a wiring paste and an electrode conductive paste. In addition, the via is formed by forming a via hole by punching, drilling, laser, or the like at a predetermined position of the green sheet for the substrate layer or the green sheet for the intermediate layer, and filling the via hole with the via conductor paste. Can be implemented.
[0048]
The green sheet laminate is manufactured to have a predetermined layer structure corresponding to the structure of the multilayer wiring board with a built-in capacitor according to the present invention described above. That is, the electrode layer is formed on the surface when the green sheet for the substrate layer is one layer, on the surface or between the layers when there are two or more layers for the green sheet for the substrate layer, and on both surfaces of the dielectric layer green sheet. The capacitor is formed, and the intermediate layer green sheet is interposed between the dielectric layer green sheet and the substrate layer green sheet so that they do not contact each other. .
[0049]
As such a structure, for example, a structure in which the dielectric layer green sheet and the intermediate layer green sheet are arranged on the entire surface of the substrate layer green sheet, corresponding to the structure in FIG. 1, or the structure in FIG. The green sheet for the dielectric layer is arranged in a part of the green sheet for the substrate layer and the green sheet for the intermediate layer surrounds the periphery of the green sheet for the dielectric layer. The structure arrange | positioned at a part of sheet | seat can be illustrated.
[0050]
It is preferable to form an outermost layer on at least one surface of the green sheet laminate. The outermost layer is a layer having a shrinkage ratio in the plane direction of 5% or less in a firing step to be performed later. As the outermost layer, a layer mainly composed of an inorganic powder that is not substantially sintered in the subsequent firing step, in other words, an inorganic powder whose sintering temperature is higher than that of each of the dielectric layer, the substrate layer, and the intermediate layer. A layer mainly composed of can be used. In addition, a layered sintered body, a metal foil body or the like that has already been subjected to a sintering process can be used.
[0051]
Each layer is laminated and thermocompression bonded, and after the binder removal treatment and metallization treatment as necessary, the green sheet laminate is fired. The firing temperature and firing time are appropriately set according to each inorganic material constituting the substrate layer and the dielectric layer. For example, when a glass-alumina composite material is used as the substrate layer and a Pb-based composite perovskite compound is used as the dielectric layer, the firing temperature is usually set to 850 to 950 ° C., and the firing time is set to 0.1 to 10.0 hours. . Further, the treatment atmosphere is not particularly limited, and for example, air, nitrogen, hydrogen, water vapor, carbon dioxide, or a mixed gas thereof can be used. After firing, part or all of the outermost layer is removed as necessary to obtain a multilayer wiring board with a built-in capacitor.
[0052]
In the above description, a method of producing a green sheet as a dielectric layer precursor and an intermediate layer precursor and laminating it on a green sheet for a substrate layer is illustrated. It is not limited to such a method. For example, it is possible to employ a method in which a paste containing an inorganic material of each layer is produced as a dielectric layer precursor and an intermediate layer precursor, and this is printed on the surface of a green sheet for a substrate layer. The paste can be prepared in substantially the same manner as the above-described conductor paste for wiring and electrodes, except that instead of metal powder, raw material powder of an inorganic material constituting each layer is used. .
[0053]
As described above, the method for manufacturing a multilayer wiring board with built-in passive components according to the present invention has been described by way of example in which the built-in passive component is a capacitor, but the present invention is not limited to this.
[0054]
For example, in the above manufacturing method, instead of the dielectric layer green sheet, a magnetic layer green sheet is produced and a green sheet laminate is produced using the magnetic layer green sheet, whereby a multilayer wiring board with a built-in inductor can be obtained. . The green sheet for the magnetic layer, except that, for example, a raw material powder of magnetic material such as spinel ferrite or garnet ferrite such as NiZnCu, NiZn, MnZn, and MgZn is used as the inorganic powder. It can be produced in the same manner as the dielectric layer green sheet.
[0055]
As described above, according to the method for manufacturing a multilayer wiring substrate with built-in passive component of the present invention, it is possible to effectively suppress the diffusion of the substrate layer component and the intermediate layer component into the dielectric layer, and the passive component having good characteristics. A built-in multilayer wiring board can be obtained.
[0056]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. The characteristics of the samples prepared in each example were measured and evaluated by the following methods.
(Capacitance, dielectric constant and dielectric loss tangent)
Capacitance and dielectric loss tangent were measured under conditions of a frequency of 1 kHz using an LCR meter according to the method described in JIS C5120. The relative dielectric constant was calculated by measuring the thickness of the dielectric layer by observing the cross section of the sample and measuring the thickness of the dielectric layer.
(Inductance)
The measurement was performed under the condition of a frequency of 1 MHz with an LCR meter.
(Destruction mode)
The sample was mechanically destroyed by three-point bending failure, and the state of the sample after the failure was observed. The state where the main breakage point was between the functional layer (dielectric layer or magnetic layer) and the substrate layer was recorded as “delamination”. In addition, a state in which the destruction occurred in the entire sample and a main destruction portion could not be specified between the functional layer and the substrate layer was recorded as “integrated destruction”.
(Shrinkage factor)
The dimension of the sample before firing is L 1 The dimension of the sample after firing is L 2 And calculated by the following formula. In addition, each dimension is a dimension measured in the horizontal direction (surface direction of the layer which comprises a sample) of a sample.
[0057]
Shrinkage rate (%) = (L 1 -L 2 ) / L 1 × 100
Example 1
First, 85 parts by weight of silver powder, 5 parts by weight of glass powder for fusing, 5 parts by weight of ethyl cellulose resin and 5 parts by weight of terpineol are sufficiently mixed and kneaded by three rolls as a conductor material, and a conductor paste for wiring and electrodes. Was made. Also, a via conductor paste was prepared in the same manner except that 10 parts by weight of the fused glass powder was used.
[0058]
Next, 50 parts by weight of a glass-alumina mixed powder (sintering temperature 900 ° C.), 10 parts by weight of a butyral resin as a binder, 5 parts by weight of benzyl butyl phthalate as a plasticizer, and 35 parts by weight of butyl carbitol as a solvent After sufficiently mixing and kneading with a ball mill, deaeration was performed to obtain a slurry. The slurry was applied to the surface of a release base film (polyphenyl sulfide) by a doctor blade method to form a sheet, and a green sheet for a substrate layer having a thickness of about 200 μm was produced.
[0059]
Instead of glass-alumina mixed powder, raw material powder of Pb-based composite perovskite compound (composition ratio Pb 1.0 Ca 0.03 (Mg 1/3 Nb 2/3 ) 0.8 Ti 0.14 (Ni 1/2 W 1/2 ) 0.06 O 3.03 A dielectric layer green sheet was prepared in the same manner as the substrate layer green sheet except that a single firing relative dielectric constant of 10,000 and a sintering temperature of 800 ° C. were used.
[0060]
An intermediate layer green sheet was prepared in the same manner as the substrate layer green sheet except that various inorganic materials shown in Table 1 were used instead of the glass-alumina mixed powder.
[0061]
Further, an outermost layer having a thickness of about 200 μm is formed on the surface of the base film (polyethylene terephthalate) in substantially the same manner as the green sheet for substrate layer except that alumina powder is used instead of the glass-alumina mixed powder. An alumina sheet was prepared.
[0062]
The substrate layer green sheet, dielectric layer green sheet, and intermediate layer green sheet are laminated while appropriately forming electrode layers, wiring layers, and vias, and electrode layers are formed on both sides of the dielectric layer green sheet. A green sheet laminate including 10 capacitor precursors was prepared. At this time, in the green sheet laminate, each capacitor precursor is sandwiched between the substrate layer green sheets, and the intermediate layer green sheet is interposed between the dielectric layer green sheet and the substrate layer green sheet. It was made to intervene. The electrode layer and the wiring layer were formed by printing using an electrode paste and a wiring paste, respectively. In addition, vias are formed by punching via holes having a diameter of 0.2 mm at predetermined locations on the substrate layer green sheet and the intermediate layer green sheet, and filling the via holes with via conductor paste. Carried out.
[0063]
Further, an alumina sheet for outermost layer was laminated on both surfaces of the green sheet laminate, and then thermocompression bonded at 80 ° C. to obtain a capacitor wiring multilayer substrate precursor. This precursor was treated to remove the binder in a heating furnace at 600 ° C. in the atmosphere, and then calcined at 900 ° C. for 0.2 hours. After firing, the outermost layer alumina sheet was removed by washing with water.
[0064]
The inorganic material constituting the intermediate layer was variously changed by the above manufacturing method to obtain 12 types of multilayer wiring boards with built-in capacitors (Sample Nos. 1 to 12). The thickness of the dielectric layer of each sample was about 10 μm. Table 1 shows the results of measuring the relative dielectric constant and dielectric loss tangent of each sample together with the types of inorganic materials constituting the intermediate layer.
[0065]
[Table 1]
Figure 0003897472
[0066]
As is clear from Table 1, when the intermediate layer was not formed, the relative dielectric constant was extremely low, and almost no capacity was obtained (Sample No. 1). Also, when various materials other than MgO, ZnO and CaO were used as the intermediate layer, the relative dielectric constant was extremely small (Sample Nos. 2 to 9).
[0067]
On the other hand, when MgO, ZnO, or CaO was used as the intermediate layer, a high relative dielectric constant of 200 or more was obtained (Sample Nos. 10 to 11).
[0068]
(Example 2)
Twelve types of multilayer wiring boards with built-in capacitors were prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of the intermediate layer was variously changed (Sample Nos. 13 to 24). Note that the thickness of the intermediate layer was adjusted to 15 μm. Table 2 shows the results of measuring the relative dielectric constant and dielectric loss tangent of each sample together with the composition of the intermediate layer.
[0069]
[Table 2]
Figure 0003897472
[0070]
As is clear from Table 2, when at least one of PbO and CuO is added (Sample Nos. 14 to 24), the relative dielectric constant is higher than when these components are not added (Sample No. 13). Obtained. However, when the amount of PbO or CuO was too large (sample Nos. 17 and 21) or when the amount of MgO was too small (sample No. 24), the dielectric loss tangent (dielectric loss) was slightly increased.
[0071]
PbO and CuO are components that are considered to function as sintering aids for the Pb-based composite perovskite compound used in the dielectric layer. From the above results, it was confirmed that when the intermediate layer contains a component that functions as a sintering aid for the inorganic material constituting the dielectric layer, a good relative dielectric constant can be obtained. In particular, when the intermediate layer has the following composition (Sample Nos. 22 and 23), it was confirmed that the relative dielectric constant was high and the dielectric loss was reduced, and the best characteristics were obtained.
[0072]
50% by weight ≦ MgO ≦ 95% by weight
5 wt% ≦ (PbO + CuO) ≦ 50 wt%
However, PbO and CuO are in the ranges of 0 wt% ≦ PbO ≦ 40 wt% and 0 wt% ≦ CuO ≦ 30 wt%, respectively.
[0073]
A sample was prepared in the same manner except that ZnO was used instead of MgO, and its characteristics were evaluated. As a result, although the relative permittivity was slightly smaller than that of MgO, a similar tendency was confirmed.
[0074]
(Example 3)
Twelve types of multilayer wiring boards with built-in capacitors were prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition and thickness of the intermediate layer were variously changed (Sample Nos. 25 to 36). For each sample, the relative dielectric constant and dielectric loss tangent were measured, and the destruction mode was observed. The results are shown in Table 3 together with the composition of the intermediate layer and the layer thickness.
[0075]
[Table 3]
Figure 0003897472
[0076]
As is apparent from Table 3, when the intermediate layer does not contain ZnO, a high dielectric constant is obtained, but delamination between the dielectric layer and the substrate layer occurs, and the mechanical strength of the intermediate layer is reduced. (Sample Nos. 25 and 30).
[0077]
On the other hand, when the intermediate layer contains ZnO, delamination between the dielectric layer and the substrate layer does not occur, and it can be confirmed that the mechanical strength of the intermediate layer is improved and the strength of the multilayer wiring board is improved. (Sample No. 26-29 and Sample No. 31-34). In particular, when the intermediate layer contains MgO, ZnO, PbO and CuO at the same time, both the dielectric constant and strength were good (Sample Nos. 31 to 34).
[0078]
Sample No. As is clear from the comparison of 31 to 35, a higher relative dielectric constant was obtained as the thickness of the intermediate layer increased. However, when the layer thickness exceeded 30 μm, a decrease in strength was observed (Sample Nos. 35 and 36).
[0079]
Example 4
Twelve types of multilayer wiring boards with built-in capacitors were prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of the intermediate layer was variously changed (Sample Nos. 37 to 48). For each sample, the relative dielectric constant and dielectric loss tangent were measured, and the breakdown mode was observed. The results are shown in Table 4 together with the composition of the intermediate layer. In Table 4, the main component (MgO) of the intermediate layer is displayed as the first component, and the components (PbO, CuO, Bi) functioning as a sintering aid for the dielectric layer. 2 O Three And V 2 O Five ) As a second component, and a component (SiO 2 , Al 2 O Three And B 2 O Three ) As the third component.
[0080]
[Table 4]
Figure 0003897472
[0081]
As shown in Table 4, when a component that functions as a sintering aid for the dielectric layer is added to the intermediate layer (Sample No. 38 to 41 and Sample No. 45 to 48), a high relative dielectric constant is obtained. It was. Moreover, when the component which improves the intensity | strength of an intermediate | middle layer was added to the intermediate | middle layer (sample No. 42-48), the intensity | strength of the sample improved. Moreover, when both were included simultaneously (sample Nos. 45-48), a high relative dielectric constant and high strength were obtained, and a particularly good sample was obtained.
[0082]
(Example 5)
As the raw material powder for the intermediate layer, a mixed powder of MgO: PbO = 80: 20 (weight ratio) was used. A slurry was prepared by sufficiently mixing and kneading 50 parts by weight of the mixed powder, 15 parts by weight of a butyral resin, 5 parts by weight of benzyl butyl phthalate and 30 parts by weight of butyl carbitol. The slurry was applied to the surface of the base film subjected to the mold release treatment by a doctor blade method and dried under a temperature condition of 40 ° C. to produce a green sheet A for intermediate layer having a thickness of about 20 μm. Moreover, the green sheet B for intermediate | middle layers was produced similarly except having made drying temperature into 10 degreeC. When the composition of each intermediate layer green sheet was analyzed, there was no substantial difference in the PbO concentration between the front and back surfaces of the intermediate layer green sheet A. On the other hand, in the green sheet B for intermediate layer, the PbO concentration on the front surface was higher than the PbO concentration on the back surface.
[0083]
Three types of samples were prepared in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer green sheet was used. Sample A was produced using the green sheet A for intermediate layers. Sample B-1 uses the green sheet B for the intermediate layer so that the sheet surface (surface with high PbO concentration) is on the substrate layer side and the sheet back surface (surface with low PbO concentration) is on the dielectric layer side. Produced. Sample B-2 was prepared using an intermediate layer green sheet B so that the sheet surface (surface with high PbO concentration) was on the dielectric layer side and the sheet back surface (surface with low PbO concentration) was on the substrate layer side. .
[0084]
For each sample, the relative dielectric constant of the capacitor portion was measured. Sample B-2 had the highest relative dielectric constant of 10080, sample A followed by relative dielectric constant of 8320, and sample B-1 had a relative dielectric constant of 6530. And the lowest.
[0085]
From the above results, in the intermediate layer, when the average concentration of the component serving as the sintering aid for the dielectric layer is the same, the concentration of the component has a gradient, and the dielectric layer sintering aid is present on the dielectric layer side. It has been confirmed that better properties can be obtained when there are more components to be the agent.
[0086]
(Example 6)
50 parts by weight of NiZnCu ferrite raw material powder, 15 parts by weight of butyral resin, 5 parts by weight of benzyl butyl phthalate and 30 parts by weight of butyl carbitol were sufficiently mixed and kneaded by a ball mill, and then defoamed to obtain a slurry. The slurry was applied to the surface of a release-treated base film (polyphenyl sulfide) by a doctor blade method to form a sheet, thereby producing a magnetic layer green sheet. As the NiZnCu ferrite raw material powder, NiO = 7.5 mol%, ZnO = 32.5 mol%, CuO = 11.0 mol%, Fe 2 O Three = 9.0 mol% (calcination temperature 700 ° C, sintering temperature 900 ° C) was used.
[0087]
Next, an intermediate layer green sheet was produced in the same manner as the magnetic layer green sheet except that each inorganic powder shown in Table 5 was used instead of the NiZnCu ferrite raw material powder.
[0088]
In the same manner as in Example 1, a substrate layer green sheet, an outermost layer alumina sheet, and a conductor paste were prepared.
[0089]
An inductor in which the green sheet for a substrate layer, the green sheet for a magnetic layer, and the green sheet for an intermediate layer are laminated while appropriately forming a wiring layer and a via, and the wiring layer is sandwiched between the green sheets for the magnetic layer A green sheet laminate including the precursor was prepared. At this time, the green sheet laminate was produced such that the intermediate layer green sheet was interposed between the magnetic layer green sheet and the substrate layer green sheet. The formation of the wiring layer and the via was performed in substantially the same manner as in Example 1.
[0090]
Further, an alumina sheet for outermost layer was laminated on both sides of the green sheet laminate, and then thermocompression bonded at 80 ° C. to obtain a precursor of a multilayer wiring board with a built-in inductor. This precursor was treated to remove the binder in a heating furnace at 600 ° C. in the atmosphere, and then calcined at 920 ° C. for 0.5 hours. After firing, the outermost layer alumina sheet was removed by washing with water.
[0091]
Twelve types of multilayer wiring boards with built-in inductors were obtained by changing the composition of the intermediate layer by the above manufacturing method (Sample Nos. 49 to 60). For each sample, the inductance was measured and the breakdown mode was observed. The results are shown in Table 5 together with the composition of the intermediate layer.
[0092]
[Table 5]
Figure 0003897472
[0093]
As apparent from Table 5, when the intermediate layer was not formed, the inductance was extremely small. (Sample No. 49). In addition, when a material having a sintering temperature equal to that of the magnetic layer was used as the intermediate layer, the inductance was extremely small (Sample No. 50).
[0094]
In contrast, when an inorganic material containing MgO was used as the intermediate layer, high inductance was obtained (Sample Nos. 51 to 60). In particular, the component (CuO, Ag) in which the intermediate layer functions as a sintering aid for the magnetic layer. 2 O or V 2 O Five ), Good inductance was obtained (Sample Nos. 52 to 54, 59 and 60). In addition, components that improve the strength of the intermediate layer (ZnO, SiO 2 , Al 2 O Three Or B 2 O Three ), The strength of the sample was improved (Sample No. 55-60). In particular, when both were included, good results were obtained in both the inductance and strength characteristics (Sample Nos. 59 and 60).
[0095]
(Example 7)
RuO as a resistor material powder 2 80 parts by weight of powder, 5 parts by weight of glass powder for fusing, 8 parts by weight of ethylcellulose-based resin and 7 parts by weight of terpineol were sufficiently mixed and kneaded with three rolls to prepare a resistor paste.
[0096]
Further, a green sheet for an intermediate layer was produced in the same manner as in Example 1 except that a mixed powder of MgO: ZnO = 60: 40 (weight ratio) was used. In the same manner as in Example 1, a substrate layer green sheet, an outermost layer alumina sheet, and a conductor paste were prepared.
[0097]
The above-described green sheet for substrate layer and green sheet for intermediate layer are appropriately laminated while forming a resistor layer precursor, a wiring layer and a via, and a resistor precursor in which a wiring layer is formed on the resistor layer precursor The laminated body containing a body was produced. At this time, the laminate was prepared such that the intermediate layer green sheet was interposed between the resistor layer precursor and the substrate layer green sheet. The resistor layer precursor was formed by printing using a resistor layer paste. The formation of the wiring layer and the via was performed in substantially the same manner as in Example 1.
[0098]
Further, an alumina sheet for outermost layer was laminated on both surfaces of the green sheet laminate, and then thermocompression bonded at 80 ° C. to obtain a resistor-embedded multilayer wiring board precursor. This precursor was treated to remove the binder in a heating furnace at 600 ° C. in the atmosphere, and then calcined at 900 ° C. for 0.2 hours. After firing, the outermost layer alumina sheet was removed by washing with water to obtain a multilayer wiring board with a built-in resistor (sample C).
[0099]
As a comparative example, a resistor built-in multilayer wiring board having a structure in which the substrate layer and the resistor layer were in direct contact with each other except that no intermediate layer was formed (Sample D). In addition, a resistor layer and a wiring layer having the same shape were formed on a platinum plate, and this was subjected to binder removal treatment in the atmosphere at 600 ° C., and then fired at 900 ° C. for 0.2 hours to produce a resistor. .
[0100]
When the electric resistance of the resistor was measured for each sample, the resistance value of the resistor incorporated in the sample C provided with the intermediate layer was substantially equal to the resistor formed on the platinum plate, and the desired value was obtained. A resistance value was obtained. On the other hand, the resistance value of the resistor built in the sample D not provided with the intermediate layer was about three times higher than that of the resistor formed on the platinum plate, and a desired resistance value could not be obtained.
[0101]
(Example 8)
Three types of conductor pastes for wiring and electrodes and pastes for vias were produced in the same manner as in Example 1 except that silver, copper or copper oxide was used as the conductor material (or precursor).
[0102]
Next, a green sheet for an intermediate layer was produced in the same manner as in Example 1 except that a mixed powder of MgO: ZnO: PbO: CuO = 50: 30: 20: 10 (weight ratio) was used. Further, 75 parts by weight of the mixed powder, 15 parts by weight of ethyl cellulose resin and 10 parts by weight of terpineol were sufficiently mixed and kneaded to prepare an intermediate layer paste.
[0103]
A green sheet for a substrate layer and a green sheet for a dielectric layer were produced in the same manner as in Example 1 except that an acrylic resin was used as the binder. The thickness of each green sheet was about 200 μm.
[0104]
In the same manner as in Example 1, an alumina sheet for outermost layer having a thickness of about 200 μm was produced. In addition, an outermost layer copper sheet having a thickness of about 100 μm was produced in the same manner except that copper powder was used instead of alumina powder. Further, an outermost layer copper foil having a surface roughness treatment of about 50 μm thickness was prepared.
[0105]
Using the above various green sheets and various pastes, including a capacitor precursor in which electrode layers are formed on both surfaces of the dielectric layer green sheet, and between the dielectric layer green sheet and the substrate layer green sheet Produced a laminate in which an intermediate layer precursor was interposed. In addition, as the built-in form of the capacitor, the following two forms (form I and form II) were adopted.
[0106]
Form I is a form corresponding to FIG. 1, in which the capacitor precursor and the intermediate layer precursor are disposed on the entire surface of the substrate layer green sheet. That is, the area of the dielectric layer green sheet and the intermediate layer precursor is equal to the area of the substrate layer green sheet. In this case, the method for forming the laminate is substantially the same as in Example 1, and an intermediate layer green sheet is used as the intermediate layer precursor, and this is combined with the substrate layer green sheet and the dielectric layer green sheet. As appropriate, an electrode layer, a wiring layer, and a via were formed and laminated.
[0107]
Form II is a form corresponding to FIG. 2, in which the capacitor precursor and the intermediate layer precursor are arranged on a part of the substrate layer green sheet. That is, the area of the dielectric layer green sheet is adjusted to be smaller than the area of the substrate layer green sheet, and the intermediate layer precursor is formed to surround the dielectric layer green sheet. In this case, the laminate is formed by appropriately forming the intermediate layer precursor and the dielectric layer precursor in a part of the green sheet for the substrate layer in the following manner while forming the electrode layer, the wiring layer and the via. The method of forming was adopted. The intermediate layer precursor was formed by printing the intermediate layer paste on the surface of the substrate layer green sheet. In addition, the dielectric layer precursor is a predetermined position of the laminate (position where the intermediate layer precursor is formed) in a state where a part of the dielectric layer green sheet is removed from the base film so as to have a predetermined area. ) And then the base film was peeled off and transferred. The layer thicknesses of the intermediate layer precursor and the dielectric layer precursor were adjusted so that the thickness of each layer after firing was 10 μm for the intermediate layer and 8 μm for the dielectric layer.
[0108]
In either case, the electrode layer, the wiring layer, and the via are formed in substantially the same manner as in Example 1 except that the conductive paste is selected from the above three types. did.
[0109]
Moreover, when using the outermost layer, the outermost layer was selected from the above three types and laminated on both surfaces of the laminate.
[0110]
The produced laminate was subjected to thermocompression bonding at 80 ° C. and then subjected to binder removal treatment. The binder removal treatment is carried out under the condition of 600 ° C. in the atmosphere for a sample using a silver-based or copper oxide-based conductor paste as a conductor paste, and nitrogen containing 50 ppm of oxygen for a sample using a copper-based conductor paste. It carried out on condition of inside 700 degreeC. Moreover, about the sample which used the copper oxide type-conductor paste as a conductor paste, the metallization process was performed on 300 degreeC conditions in the nitrogen containing 10% hydrogen after a binder removal process.
[0111]
Next, the laminate was fired in nitrogen at 900 ° C. for 0.15 hours to obtain a multilayer wiring board with a built-in capacitor. Moreover, about the sample using outermost layer, at least one part of outermost layer was removed after baking. The outermost layer was removed by removing all of the sample using the alumina sheet as the outermost layer sheet by washing, and partially removing the sample using the copper sheet or copper foil by etching.
[0112]
In the above manufacturing method, manufacturing conditions (capacitor built-in form, presence / absence and type of outermost layer, and type of conductor paste) were variously changed to produce 10 types of multilayer wiring boards with built-in capacitors (Sample Nos. 61 to 70). . Each sample was measured for shrinkage in the surface direction and observed for appearance. Moreover, the electrostatic capacitance and dielectric loss tangent of the capacitor built in each sample were measured. The results are shown in Table 6 together with the production conditions for each sample. As for the built-in form of the capacitor, the form in which the capacitor is arranged on the entire surface of the substrate layer as shown in FIG. 1 is indicated as “I”, and the capacitor as shown in FIG. The form placed in is labeled “II”.
[0113]
[Table 6]
Figure 0003897472
[0114]
As is apparent from Table 6, when no intermediate layer was provided (Sample Nos. 61 and 70), no capacitance was obtained regardless of the presence or absence of the outermost layer.
[0115]
On the other hand, when the intermediate layer was provided (Sample Nos. 62 to 69), electrostatic capacity was obtained. In particular, when the outermost layer was provided (Sample Nos. 62 to 66), the horizontal shrinkage due to firing was small, and the electrical characteristics such as capacitance and dielectric loss tangent were also good.
[0116]
【The invention's effect】
As described above, according to the multilayer wiring board with a built-in passive component of the present invention, an inorganic material is burned onto a multilayer wiring board including at least one board layer that is an insulator mainly composed of a sintered body of an inorganic material. A passive component built-in multilayer wiring board in which a passive component including a functional layer that is a dielectric body, a magnetic body, or a resistor, which is mainly a bonded body, is embedded between the functional layer and the substrate layer. Since the intermediate layer containing at least one oxide selected from magnesium oxide, zinc oxide and calcium oxide is interposed so that the functional layer and the substrate layer do not contact with each other, the substrate layer component diffuses into the functional layer. A passive component built-in multilayer wiring board having good characteristics that can be suppressed can be obtained.
[0117]
Further, according to the method for manufacturing a multilayer wiring board with built-in passive components of the present invention, the inorganic material is sintered on the multilayer wiring board including at least one board layer that is an insulator mainly composed of a sintered body of the inorganic material. A passive component built-in multilayer wiring board in which a passive component including a functional layer that is a dielectric body, a magnetic body, or a resistor body is built, the green body of the substrate layer and the functional layer In the step of forming the laminate, the step of forming the laminate including the green body, and the step of firing the laminate, the unsintered body of the substrate layer and the functional layer It contains at least one oxide selected from magnesium oxide, zinc oxide and calcium oxide so that the unsintered body of the functional layer and the unsintered body of the substrate layer are in contact with each other. Since the intermediate layer is interposed, the substrate layer component during firing Suppressing the diffusion of the functional layer, it is possible to manufacture a passive component built multilayer wiring board having excellent characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a structure of a passive component built-in substrate according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the passive component built-in substrate according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1a, 1b, 1c, 1d substrate layer
2 Dielectric layer
3, 3a, 3b Intermediate layer
4a, 4b electrode layer
5a, 5b, 5c, 5d Wiring layer
6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f Via
7a, 7b outermost layer

Claims (9)

無機材料の焼結体を主体とする絶縁体である少なくとも１層の基板層を含む多層配線基板に、無機材料の焼結体を主体とする誘電体、磁性体または抵抗体である機能層を含む受動部品が内蔵されてなる受動部品内蔵多層配線基板であって、前記機能層と前記基板層との間に、前記機能層と前記基板層とが接触しないように、酸化マグネシウムおよび酸化亜鉛を、その合計量で５０〜９５重量％含み、前記機能層を構成する無機材料に対する焼結助剤を５〜５０重量％含む中間層が介在することを特徴とする受動部品内蔵多層配線基板。A multilayer wiring board including at least one substrate layer that is an insulator mainly composed of an inorganic material sintered body is provided with a functional layer mainly composed of a dielectric body, magnetic body, or resistor, mainly composed of an inorganic material sintered body. a passive component built multilayer wiring board passive component is built including, between the functional layer and the substrate layer, such as the functional layer and the substrate layer are not in contact, magnesium oxide and zinc oxide A passive component built-in multilayer wiring board comprising an intermediate layer containing 50 to 95 wt% of the total amount, and an intermediate layer containing 5 to 50 wt% of a sintering aid for the inorganic material constituting the functional layer . 前記中間層における前記焼結助剤の濃度が、前記基板層側よりも前記機能層側で高い請求項１に記載の受動部品内蔵多層配線基板。The density of the sintering aid in the intermediate layer, the passive component built multilayer wiring board according to high claim 1 wherein the functional layer side of the substrate layer side. 前記機能層がＰｂ系ペロブスカイト化合物を主体とする層であり、前記焼結助剤が、酸化鉛、酸化銅、酸化バナジウムおよび酸化ビスマスより選ばれる少なくとも１種の酸化物である請求項１または２に記載の受動部品内蔵多層配線基板。The functional layer is a layer mainly composed of Pb-based perovskite compounds, the sintering aid, lead oxide, copper oxide, at least one oxide selected from vanadium oxide and bismuth oxide according to claim 1 or 2 Passive component built-in multilayer wiring board as described in 1. 前記機能層がＰｂ系ペロブスカイト化合物を主体とする層であり、前記中間層が、酸化マグネシウムおよび酸化亜鉛からなる酸化物を５０〜９５重量％と、酸化鉛および酸化銅から選ばれる少なくとも１種の酸化物を５〜５０重量％とを含み、且つ、前記中間層における酸化鉛の含有率が４０重量％以下であり、酸化銅の含有率が３０重量％以下である請求項１〜３のいずれかに記載の受動部品内蔵多層配線基板。The functional layer is a layer mainly composed of a Pb-based perovskite compound, and the intermediate layer includes 50 to 95% by weight of an oxide composed of magnesium oxide and zinc oxide, and at least one selected from lead oxide and copper oxide. and a oxide 5-50 wt%, and wherein it is the content of lead oxide in the intermediate layer is 40 wt% or less, more of claims 1 to 3 content of copper oxide is 30 wt% or less A multilayer wiring board with built-in passive components. 前記機能層がＮｉＺｎ系スピネルフェライトまたはＮｉＺｎＣｕ系スピネルフェライトを主体とする層であり、前記焼結助剤が、酸化銅、酸化バナジウムおよび酸化銀より選ばれる少なくとも１種の酸化物である請求項１または２に記載の受動部品内蔵多層配線基板。A layer the functional layer is mainly composed of NiZn-based spinel ferrite or NiZnCu spinel ferrite, the sintering aid, copper oxide, claim 1 is at least one oxide selected from vanadium oxide and silver oxide Or the passive component built-in multilayer wiring board of 2. 前記中間層が、酸化珪素、酸化アルミニウムおよび酸化硼素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を、１〜５０重量％含む請求項１〜５のいずれかに記載の受動部品内蔵多層配線基板。The multilayer wiring board with a built-in passive component according to any one of claims 1 to 5, wherein the intermediate layer contains 1 to 50% by weight of at least one oxide selected from silicon oxide, aluminum oxide, and boron oxide. 前記中間層の層厚が、５〜３０μｍである請求項１〜６のいずれかに記載の受動部品内蔵多層配線基板。The layer thickness of the intermediate layer, the passive component built multilayer wiring board according to a is any of claims 1 to 6 5 to 30 [mu] m. 無機材料の焼結体を主体とする絶縁体である少なくとも１層の基板層を含む多層配線基板に、無機材料の焼結体を主体とする誘電体、磁性体または抵抗体である機能層を含む受動部品が内蔵された受動部品内蔵多層配線基板の製造方法であって、前記基板層の未焼結体および前記機能層の未焼結体を含む積層体を形成する工程と、前記積層体を焼成する工程とを含み、前記積層体を形成する工程において、前記基板層の未焼結体と前記機能層の未焼結体との間に、前記機能層の未焼結体と前記基板層の未焼結体とが接触しないように、酸化マグネシウムおよび酸化亜鉛を少なくとも含む中間層を介在させることを特徴とする受動部品内蔵多層配線基板の製造方法。A multilayer wiring board including at least one substrate layer that is an insulator mainly composed of an inorganic material sintered body is provided with a functional layer mainly composed of a dielectric body, magnetic body, or resistor, mainly composed of an inorganic material sintered body. A method of manufacturing a multilayer wiring board with a built-in passive component including the passive component, the step of forming a laminate including the green body of the substrate layer and the green body of the functional layer, and the multilayer body In the step of forming the laminate, the unsintered body of the functional layer and the substrate between the unsintered body of the substrate layer and the unsintered body of the functional layer. so that the green body layer not in contact, the production method of the passive component built multilayer wiring board, characterized in that the intermediate layer is interposed comprising at least magnesium oxide and zinc oxide. 前記積層体を焼成する工程の前に、前記積層体の少なくとも片面に、前記積層体を焼成する工程を実施したときの収縮率が５％以下である最外層を積層する工程を実施し、前記積層体を焼成する工程の後に、前記最外層の少なくとも一部を除去する工程を実施する請求項８に記載の受動部品内蔵多層配線基板の製造方法。Before the step of firing the laminate, at least one surface of the laminate is subjected to a step of laminating an outermost layer having a shrinkage rate of 5% or less when the step of firing the laminate is performed, The manufacturing method of the multilayer wiring board with a built-in passive component according to claim 8 , wherein a step of removing at least a part of the outermost layer is performed after the step of firing the laminated body.
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