JPH0745468A - セラミックコンデンサおよびセラミックコンデンサを取り付けた半導体装置 - Google Patents

セラミックコンデンサおよびセラミックコンデンサを取り付けた半導体装置

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JPH0745468A
JPH0745468A JP5159179A JP15917993A JPH0745468A JP H0745468 A JPH0745468 A JP H0745468A JP 5159179 A JP5159179 A JP 5159179A JP 15917993 A JP15917993 A JP 15917993A JP H0745468 A JPH0745468 A JP H0745468A
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capacitor
ceramic
ceramic capacitor
semiconductor element
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Yasuyuki Naito
康行 内藤
Yukio Sakabe
行雄 坂部
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高密度実装が可能で、しかもインダクタンス
成分が少なく高速デジタル回路でも十分なノイズ除去機
能を有する、ICやLSI等の半導体部品に用いるバイ
パス用のセラミックコンデンサおよびそのコンデンサを
取り付けた半導体装置を提供する。 【構成】 コンデンサは、セラミック誘電体基板1の一
方の面に、この面より小さい面積の一方の容量電極3a
が形成され、セラミック誘電体基板の他方の面の全面に
他方の容量電極3bが形成されており、この他方の容量
電極は前記一方の容量電極とはギャップを置き、かつ囲
むようにセラミック誘電体基板の一方の面周縁に形成さ
れた導出電極3cと接続されている。また、上記コンデ
ンサは、半導体素子に絶縁層4bを介して載置され、コ
ンデンサの容量電極および導出電極と半導体素子の電極
端子がワイヤーボンディングにより接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はICやLSI等の半導体
素子に用いるバイパス用のセラミックコンデンサおよび
セラミックコンデンサを取り付けた半導体装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型、高速デジタル化
の動きはとどまるところがない。これにともない、これ
ら電子機器に用いる電子部品の小型高密度実装化が益々
要望されている。従来、この電子機器の小型、高速デジ
タル化の基となっているICやLSI等の半導体素子に
用いるバイパス用のコンデンサは、回路基板上のICや
LSI等の半導体素子の周囲に実装されていた。このた
め、このバイパス用のコンデンサについては、積層化、
チップ化等によって小型化して基板の占有面積を小さく
する工夫が行われてきた。その結果、これら用途にはチ
ップタイプの積層セラミックコンデンサが主として用い
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
回路基板上のICやLSI等の半導体素子の周囲にバイ
パス用のコンデンサを実装するという方法では、いくら
バイパス用のコンデンサの小型化が進んでも、ICやL
SI等の半導体素子の周囲にバイパス用のコンデンサ自
体とその配線のための実装スペースが必要であり、回路
基板としての小型化に限界があった。
【0004】また、ICやLSI等の半導体素子からバ
イパス用のコンデンサまでの配線部に生じるインダクタ
ンス成分が無視できず、高速化した回路ではノイズを除
去しきれないという問題点があった。
【0005】そこで、本発明の目的は、回路基板上に実
装スペースや配線スペースの必要がなく、しかもコンデ
ンサ本体および配線のインダクタンスが少なく高速デジ
タル回路でも十分なノイズ除去機能を有する、ICやL
SI等の半導体素子に用いるバイパス用のコンデンサお
よびそのコンデンサを取り付けた半導体装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第1
の発明であるセラミックコンデンサは、セラミック誘電
体基板の一方の主面に、この主面より小さい面積の一方
の容量電極が形成され、前記セラミック誘電体基板の他
方の主面の全面に他方の容量電極が形成されており、こ
の他方の容量電極は前記一方の容量電極とはギャップを
置き、かつ囲むようにセラミック誘電体基板の一方の主
面周縁に形成された導出電極と接続されていることを特
徴とする。
【0007】また、セラミック誘電体基板として、Sr
TiO3 系の粒界絶縁型半導体コンデンサ用の基板を用
いることにより、大容量かつ周波数特性に優れたセラミ
ックコンデンサを得ることができる。
【0008】また、セラミック誘電体基板の一方の主面
に形成する容量電極および導出電極の表面の少なくとも
一部には、ワイヤーボンディング性を良好にするため、
Au,Pt,Pdのうち少なくとも一種類を主成分とす
る外層電極を形成するのが好ましい。
【0009】さらに、本発明の第2の発明であるセラミ
ックコンデンサを取り付けた半導体装置は、第1の発明
のセラミックコンデンサが半導体素子に絶縁層を介して
載置され、前記セラミックコンデンサの容量電極および
導出電極と前記半導体素子の電極がワイヤーボンディン
グにより接続されていることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明のセラミックコンデンサは、容量電極お
よび導出電極を有する面を上にして、ICやLSI等の
半導体素子の上面に重ねて固定した後、容量電極および
導出電極と半導体素子の電極とをワイヤーボンディング
により接続することにより実装される。したがって、コ
ンデンサの実装時に特別の実装スペースや配線スペース
を必要としない。
【0011】また、本発明のセラミックコンデンサは、
平板のセラミック誘電体に対向電極を設けた構造となっ
ており、コンデンサの内部インダクタンスはほとんど無
視できる。さらにICやLSI等の半導体素子との結線
においても、ICやLSI等の半導体素子の電極と本発
明のセラミックコンデンサの電極をワイヤーボンディン
グで接続すれば、配線によるインダクタンス成分の増加
が極小に押さえられる。
【0012】
【実施例】以下、本発明のセラミックコンデンサの実施
例を図面に基づき説明する。図1は、第1の実施例を示
す斜視図、図2は図1のX−X線に沿う断面図、図3は
製造過程を示す断面図である。
【0013】図1において、1はSrTiO3 系の粒界
絶縁型半導体コンデンサ用のセラミック誘電体基板、4
aは耐溶剤・絶縁性を有するマスキング層、5a,5b
はそれぞれAuからなる外層電極である。
【0014】図2において、3aはセラミック誘電体基
板1の一方の主面に形成されたCuからなる一方の容量
電極、3bはセラミック誘電体基板1の他方の主面に形
成されたCuからなる他方の容量電極である。3cは容
量電極3aを囲むようにセラミック誘電体基板1の周縁
に形成されたCuからなる導出電極であり、容量電極3
bに接続されている。4bは4aと同様に耐溶剤・絶縁
性を有するマスキング層である。その他の部分は、図1
と同一であるので、同一番号を付して説明は省略する。
【0015】次に、本発明のセラミックコンデンサの製
造方法を図3に基づき説明する。まず、10mm角、
0.4mm厚みのSrTiO3 系の粒界絶縁型半導体コ
ンデンサ用のセラミック誘電体基板1を、従来より公知
の方法で準備した。そのセラミック誘電体基板1の一方
の主面に有機溶剤に溶解しメッキ液には溶解しないピッ
チ系のレジストインクを印刷し乾燥させて、表面から見
て口の字状のレジスト層2を形成した。その後、レジス
ト層2を形成したセラミック誘電体基板1に、前処理と
して感受性付与および活性化処理をしたのち無電解Cu
メッキを施し、セラミック誘電体基板1の全面にCuか
らなる内層電極3を形成した。次に、内層電極3を形成
したセラミック誘電体基板1の両面に、乾燥後は絶縁性
を有し有機溶剤に溶解しないマスキングペーストを印刷
し乾燥させて、先にレジスト層2を形成した一方の主面
の中央部にはマスキング層4aを形成し、また他方の主
面には全面にマスキング層4bを形成した。その後、通
常の無電解Auメッキ工法で、内層電極3の表面に露出
している部分にAuからなる外層電極5を形成した。最
後に、以上処理したセラミック誘電体基板1を有機溶剤
中に浸漬してレジスト層2を溶解させて、内層電極3を
容量電極3aと導出電極3cを有する容量電極3bに分
離し、外層電極5を外層電極5aと外層電極5bに分離
して対向電極を形成し、図1および図2に示すセラミッ
クコンデンサを得た。
【0016】図4に、このようにして得られたセラミッ
クコンデンサの実装例を示す。本発明のセラミックコン
デンサ11をマスキング層4bからなる絶縁層を介して
半導体素子12の上に載せて接着剤13で固定した後、
セラミックコンデンサ11のAuからなる外層電極5
a,5bと半導体素子12の電極(図示せず)の間をワ
イヤーボンディングにより金線14で接続した。
【0017】上記実装方法を採用したことにより、回路
基板上にセラミックコンデンサを実装し配線するための
特別のスペースは不要となり、一方で、十分なノイズ除
去効果が認められた。
【0018】また、セラミックコンデンサの静電容量を
変えてノイズ除去特性を試験したところ、従来のように
半導体素子の周囲の基板上にセラミックコンデンサを実
装した場合と比べて、約20%小さい静電容量で従来と
同等のノイズ除去効果が得られた。これは、構造が単純
なセラミックコンデンサ11を半導体素子12に載置
し、双方をワイヤーボンディングにより接続して配線の
引き回しを短くしたことにより、セラミックコンデンサ
11の実装によるインダクタンスの増加が押さえられた
ためである。
【0019】なお、上記実施例において、セラミック誘
電体基板の材質としてSrTiO3系の粒界絶縁型半導
体コンデンサ用のセラミックスを用いているが、これに
限定されることはなく、例えばBaTiO3 系のセラミ
ックス等の種々のものを用いることができる。
【0020】また、上記実施例において、容量電極の材
料としてCuを、外層電極の材料としてAuを用いてい
るが、これに限定されるものではない。例えば、容量電
極としてはCu以外にセラミックコンデンサの電極とし
て公知のAg,Pd,Ni等を単独あるいは組み合わせ
て、あるいはAg−Ni,Cu−Ni等に多層化したも
のを適宜用いることができる。また、外層電極としても
Au以外にワイヤーボンディング性の良いPt,Pd等
を同様に用いることができる。
【0021】また、絶縁性を有するマスキング層は必須
ではない。性能的には、実装時に本発明のセラミックコ
ンデンサを載置するICあるいはLSI等の半導体素子
の面が絶縁処理してあれば、特に必要はない。
【0022】さらに、本発明のセラミックコンデンサの
製造方法についても、上記実施例に限定されることな
く、例えば、Auからなる外層電極を形成する前にレジ
スト層を溶剤で溶解して剥離しても良い。また、レジス
トインクを用いずに、あらかじめ全面に直接電極を形成
した後、酸エッチングにて電極の一部を溶解除去してコ
ンデンサ形成用の対向電極に分離させることも可能であ
る。また、電極の形成方法も無電解メッキに限定される
ことなく、蒸着等の薄膜工法あるいはスクリーン印刷等
の厚膜工法で形成させることができる。
【0023】また、コンデンサの形状は電極形状を含め
て本実施例に限られるものではない。以下に、他の実施
例を示す。図5は第2の実施例を示し、セラミック誘電
体基板1の一方の主面の中央部分に形成した外層電極を
5aaと5abの2つに分割し、同一セラミックコンデ
ンサ中で2種類の異なる静電容量が得られるようにした
ものである。その他の部分は、第1の実施例である図1
および図2と同一であるので、同一番号を付して説明は
省略する。
【0024】図6は第3の実施例を示し、セラミック誘
電体基板1の一方の主面の周縁に形成した導出電極と他
方の主面に形成した容量電極とを、セラミック誘電体基
板1の端面で接続するのではなく、スルーホール6によ
り接続したものである。その他の部分は、第1の実施例
である図1および図2と同一であるので、同一番号を付
し説明は省略する。
【0025】図7は第4の実施例を示し、セラミック誘
電体基板の一方の主面の周縁に形成した外層電極5bに
凸部7を設けて面積を広げ、金線14をワイヤーボンデ
ィングしやすいようにしたものである。その他の部分
は、第1の実施例である図1および図2と同一であるの
で、同一番号を付し説明は省略する。
【0026】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
セラミックコンデンサは、回路基板上のICやLSI等
の半導体素子の上面に重ねて実装することができる。し
たがって、実装に伴なって特別の実装スペースや配線ス
ペースを必要とせず、高密度実装が可能となる。
【0027】また、本発明のセラミックコンデンサは、
平板の誘電体に対向電極を設けた単純な構造となってお
り、コンデンサの内部インダクタンスはほとんど無視で
きる。その上に、ICやLSI等の半導体素子との接続
においても、半導体素子とワイヤーボンディングで接続
することにより、配線によるインダクタンスの増加を極
小に押さえることができる。したがって、高速デジタル
回路においても十分なノイズ除去効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセラミックコンデンサの第1の実施例
を示す斜視図である。
【図2】図1のX−X線に沿う断面図である。
【図3】本発明のセラミックコンデンサの製造過程を示
す断面図である。
【図4】本発明のセラミックコンデンサを取り付けた半
導体装置を示す断面図である。
【図5】本発明のセラミックコンデンサの第2の実施例
を示す斜視図である。
【図6】本発明のセラミックコンデンサの第3の実施例
を示す斜視図である。
【図7】本発明のセラミックコンデンサの第4の実施例
を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 セラミック誘電体基板 2 レジスト層 3 内層電極 3a,3b 容量電極 3c 導出電極 4a,4b 耐溶剤・絶縁性を有するマスキング層 5,5a,5b 外層電極 6 スルーホール 11 セラミックコンデンサ 12 半導体素子 13 接着剤 14 金線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック誘電体基板の一方の主面に、
    この主面より小さい面積の一方の容量電極が形成され、
    前記セラミック誘電体基板の他方の主面の全面に他方の
    容量電極が形成されており、この他方の容量電極は前記
    一方の容量電極とはギャップを置き、かつ囲むようにセ
    ラミック誘電体基板の一方の主面周縁に形成された導出
    電極と接続されているセラミックコンデンサ。
  2. 【請求項2】 セラミック誘電体基板はSrTiO3
    の粒界絶縁型半導体コンデンサ用基板である請求項1記
    載のセラミックコンデンサ。
  3. 【請求項3】 セラミック基板の一方の主面に形成され
    た容量電極および導出電極の表面の少なくとも一部に
    は、Au,Pt,Pdのうち少なくとも一種類を主成分
    とする外層電極が形成されている請求項1または2記載
    のセラミックコンデンサ。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のセラミックコンデンサ
    が半導体素子に絶縁層を介して載置され、前記セラミッ
    クコンデンサの容量電極および導出電極と前記半導体素
    子の電極がワイヤーボンディングにより接続されている
    半導体装置。
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