TWI621386B - Method for manufacturing substrate with built-in capacitor - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種內建電容器之基板之製造方法，其特徵在於包含如下步驟：製作內建電容器之芯絕緣膜；及於內建電容器之芯絕緣膜之兩主面積層增層；上述內建電容器之芯絕緣膜包含第1金屬層及第2金屬層、絕緣層、以及電容器，第1金屬層及第2金屬層係以隔著絕緣層對向之方式配置，電容器係以貫通絕緣層，一電容器電極電性連接於第1金屬層，且另一電容器電極電性連接於第2金屬層之方式配置。
Description
本發明係關於一種內建電容器之基板之製造方法。
近年來，伴隨電子機器之高密度安裝化，而要求電子零件之小型化及複合化。然而，電子零件對基板之安裝通常係藉由於基板上進行表面安裝而進行，此種安裝方法因基板上之面積受限，而導致高密度安裝中存在極限。
對於上述問題，已知有藉由於基板內部內建電子零件，而於基板安裝更多電子零件之技術。例如，非專利文獻1係準備上部電路基板及下部電路基板，於該等之表面將半導體元件等電子零件進行表面安裝，使所得之上部電路基板及下部電路基板之零件安裝面成為內側，且於該等之間配置複合材料，藉由熱壓而將該等貼合，藉此，製造內建基板。
非專利文獻1：白石司等人，「內建零件之基板之實用化開發」，Matsushita Technical Journal, Vol. 54, No.1, PP.8-12, 2008
非專利文獻1中之內建基板之製造方法係包含如下步驟：(1)製作上部電路基板及下部電路基板；
(2)藉由表面安裝技術，而對上部電路基板及下部電路基板安裝電子零件；及(3)將上部及下部之電子零件安裝電路基板與複合材料重合進行熱壓接。上述方法係為製作1個內建基板，而需要對2片電路基板分別安裝電子零件之步驟。即，必須將步驟(1)與步驟(2)反覆進行2次，從而步驟變得煩雜。進而，步驟(1)及步驟(3)係基板製造步驟，且彼此聯繫良好之步驟，但其間之步驟(2)係電子零件之安裝步驟，設備與基板製造步驟完全不同，因此，作為製造方法整體之聯繫變差。因此，於非專利文獻1之方法中，製造所需之時間變長，又，製造所需之成本變高。
本發明之目的在於提供一種製造步驟之聯繫良好且簡便之內建電容器之基板之製造方法。
本發明者等人為消除上述問題而進行了銳意研究，結果發現：不將電容器表面安裝於各電路基板上，而另外製造內建電容器之絕緣膜，並將其與電路基板積層，藉此可簡便且製造步驟之聯繫良好地製作內建電容器之基板。
根據本發明之第1主旨而提供一種內建電容器之基板之製造方法，其特徵在於包含如下步驟：製作內建電容器之芯絕緣膜；及於內建電容器之芯絕緣膜之兩主面積層增層；上述內建電容器之芯絕緣膜包含：第1金屬層及第2金屬層、絕緣層、以及電容器，且第1金屬層及第2金屬層係以隔著絕緣層對向之方式配置，電容器係以貫通絕緣層，一電容器電極電性連接於第1金屬層，另一電容器電極電性連接於第2金屬層之方式配置。
根據本發明之第2主旨而提供一種內建電容器之基板之製造方法，其特徵在於包含如下步驟：製作內建電容器之層間絕緣膜；及於芯絕緣膜上，積層內建電容器之層間絕緣膜作為增層；上述內建電容器之層間絕緣膜係包含絕緣層及電容器，且電容器以貫通絕緣層，且電容器電極自絕緣層之兩主表面露出之方式配置。
根據本發明之第3主旨而提供一種內建電容器之芯絕緣膜，其包含第1金屬層及第2金屬層、絕緣層、以及電容器，第1金屬層及第2金屬層係以隔著絕緣層對向之方式配置，且電容器係以貫通絕緣層，一電容器電極電性連接於第1金屬層，且另一電容器電極電性連接於第2金屬層之方式配置。
根據本發明之第4主旨而提供一種膜製品，其係於上述內建電容器之芯絕緣膜之主面之兩者或一者具有保護膜或支持膜。
根據本發明之第5主旨而提供一種內建電容器之層間絕緣膜，其係包含絕緣層及電容器，且電容器係以貫通絕緣層，且電容器電極自絕緣層之兩主表面露出之方式配置。
根據本發明之第6主旨而提供一種膜製品，其係於上述內建電容器之層間絕緣膜之主面之兩者或一者具有保護膜或支持膜。
根據本發明，於內建電容器之基板之製造中，藉由製作內建有電容器之絕緣膜，並將其與電路基板貼合，而可更簡便且有效率地製造內建電容器之基板。
11‧‧‧內建電容器之芯絕緣膜
12‧‧‧第1金屬層
13‧‧‧第2金屬層
14‧‧‧絕緣層
15‧‧‧電容器
16‧‧‧介電層
17‧‧‧第1電容器電極
18‧‧‧第2電容器電極
21‧‧‧黏著材料
22‧‧‧支持膜
23‧‧‧焊料
24‧‧‧錫層
25‧‧‧助焊劑
26‧‧‧保護膜
31‧‧‧內建電容器之基板
31'‧‧‧內建電容器之基板
34‧‧‧增層
35‧‧‧通孔
36‧‧‧芯絕緣膜
37‧‧‧配線圖案
41‧‧‧內建電容器之層間絕緣膜
42‧‧‧絕緣層
43‧‧‧電容器
44‧‧‧介電層
45‧‧‧第1電容器電極
46‧‧‧第2電容器電極
51‧‧‧電容器
52‧‧‧高空隙率部
53‧‧‧低空隙率部
54‧‧‧導電性多孔基材
55‧‧‧介電層
56‧‧‧上部電極
57‧‧‧配線電極
58‧‧‧保護層
59‧‧‧第1電容器電極
60‧‧‧第2電容器電極
71‧‧‧電容器
72‧‧‧高空隙率部
73‧‧‧低空隙率部
74‧‧‧導電性多孔基材
75‧‧‧介電層
76‧‧‧上部電極
77‧‧‧支持部
79‧‧‧第1電容器電極
80‧‧‧第2電容器電極
圖1係本發明之一實施形態中之內建電容器之芯絕緣膜11之概略俯視圖。
圖2係圖1所示之內建電容器之芯絕緣膜11之沿x-x線之概略剖視圖。
圖3係本發明中使用之電容器51之概略立體圖。
圖4係模式性地表示圖3之電容器51之高空隙率部之放大圖之圖。
圖5係本發明中使用之電容器71之概略剖視圖。
圖6係模式性地表示圖5之電容器71之高空隙率部之放大圖之圖。
圖7(a)~(f)係用以對內建電容器之芯絕緣膜之製造方法進行說明之圖。
圖8(a)~(f)係用以對內建電容器之芯絕緣膜之另一製造方法進行說明之圖。
圖9(a)~(g)係用以對內建電容器之芯絕緣膜之另一製造方法進行說明之圖。
圖10(a)~(c)係用以對使用內建電容器之芯絕緣膜的本發明之內建電容器之基板之製造方法進行說明之圖。
圖11係本發明之一實施形態中之內建電容器之層間絕緣膜41之概略俯視圖。
圖12係圖10所示之內建電容器之層間絕緣膜41之沿x-x線之概略剖視圖。
圖13(a)~(d)係用以對內建電容器之層間絕緣膜之製造方法進行說明之圖。
圖14(a)~(d)係用以對使用內建電容器之層間絕緣膜的本發明之內建電容器之基板之製造方法進行說明之圖。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之內建電容器之基板之製造方法進行詳細說明。但，本實施形態之內建電容器之基板等之各構成要素之形狀及配置等並不限定於圖示之例。
本發明之第1之製造方法之特徵在於包含如下步驟：製作內建電容器之芯絕緣膜；及於內建電容器之芯絕緣膜之兩主面積層增層；上述內建電容器之芯絕緣膜係包含第1金屬層及第2金屬層、絕緣層、以及電容器，且第1金屬層及第2金屬層係以隔著絕緣層對向之方式配置，電容器係以貫通絕緣層，且一電容器電極電性連接於第1金屬層，另一電容器電極電性連接於第2金屬層之方式配置。
首先，對內建電容器之芯絕緣膜進行說明。
如圖1及圖2所示，概略而言，本實施形態中使用之內建電容器之芯絕緣膜11係包含第1金屬層12及第2金屬層13、絕緣層14、以及電容器15而成。第1金屬層12及第2金屬層13係以隔著絕緣層14對向之方式配置。包含介電層16、第1電容器電極17及第2電容器電極18之電容器15係以貫通絕緣層14，且一電容器電極(即第1電容器電極17)電性連接於第1金屬層12，另一電容器電極(即第2電容器電極18)電性連接於第2金屬層13之方式配置。
上述第1金屬層12及第2金屬層13係以將電容器15、與貼合於內建電容器之芯絕緣膜11之電路基板電性連接之方式發揮功能。第1金屬層12及第2金屬層13能夠以覆蓋絕緣層14之整面之方式存在，亦可僅存在於一部分，作為配線發揮功能。
作為構成第1金屬層12及第2金屬層13之材料，並無特別限定，例如可列舉Au、Pb、Pd、Ag、Sn、Ni、Cu等。構成第1金屬層12及
第2金屬層13之材料可相同亦可不同。構成第1金屬層12及第2金屬層13之材料較佳為Cu。
第1金屬層12及第2金屬層13之厚度並無特別限定，例如為1μm以上且100μm以下，較佳為5μm以上且50μm以下，例如可為10μm以上且30μm以下。
作為構成上述絕緣層14之材料，若為絕緣性則並無特別限定，可列舉環氧樹脂、聚醯亞胺系樹脂、氟系樹脂、各種玻璃材料、陶瓷材料等。於隨後將內建電容器之芯絕緣膜與電路基板熱壓接之情形時，較佳為具有耐熱性之樹脂。該等絕緣性材料亦可包含Si填料等填料。
絕緣層14之厚度可根據要內建之電容器之大小而適當設定。
上述電容器15並無特別限定，可使用各種類型之電容器。
於較佳之態樣中，電容器係包含導電性多孔基材、位於導電性多孔基材上之介電層、及位於介電層上之上部電極而成的電容器。此種電容器係於基材之表面積較大，可獲得較大之靜電電容之方面較為有利。
於一態樣中，上述電容器可為圖3及圖4所示之電容器51。圖3表示電容器51之概略剖視圖(但，為了簡化而未圖示介電層55及上部電極56)，圖4模式性地表示電容器51之高空隙率部之放大圖。如圖3及圖4所示，電容器51具有大致長方體形狀，且概略而言地包含：導電性多孔基材54，其係於中央部包含高空隙率部52，且於側面部包含低空隙率部53而成；介電層55，其形成於該導電性多孔基材54上；上部電極56，其形成於介電層55上；配線電極57，其係以與上部電極56電性連接之方式形成於該等之上；及保護層58，其進而形成於該等之上。於導電性多孔基材54之側面，以對向之方式設置有第1電容器電極59及第2電容器電極60。第1電容器電極59係電性連接於導電性多孔
基材54，第2電容器電極60係經由配線電極57電性連接於上部電極56。上部電極56與導電性多孔基材54之高空隙率部52係隔著介電層55而相向。當分別經由第1電容器電極59及第2電容器電極60對導電性多孔基材54及上部電極56通電時，可於介電層55中儲存電荷。
如圖4所示，此種電容器可於導電性多孔基材之兩主面具有多孔部(高空隙率部)，因此可獲得更大之靜電電容。
於另一態樣中，上述電容器可為圖5及圖6所示之電容器71。圖5表示電容器71之概略剖視圖(但，為了簡化而未圖示細孔)，圖6模式性地表示電容器71之高空隙率部之放大圖。如圖5及圖6所示，電容器71具有大致長方體形狀，且概略而言地包含導電性多孔基材74、形成於導電性多孔基材74上之介電層75、及形成於介電層75上之上部電極76而成。導電性多孔基材74係於一主面側包含空隙率相對較高之高空隙率部72、及空隙率相對較低之低空隙率部73。高空隙率部72位於導電性多孔基材74之第1主面(圖式上側之主面)之中央部，低空隙率部73位於其周圍。即，低空隙率部73包圍高空隙率部72。高空隙率部72具有多孔結構，即為多孔部。又，導電性多孔基材74係於另一主面(第2主面；圖式下側之主面)側包含支持部77。即，高空隙率部72及低空隙率部73構成導電性多孔基材74之第1主面，支持部77構成導電性多孔基材74之第2主面。於圖5中，第1主面為導電性多孔基材74之上表面，第2主面為導電性多孔基材74之下表面。於電容器71之末端部，於介電層75與上部電極76之間存在絕緣部82。電容器71於上部電極76上包含第1電容器電極79，且於導電性多孔基材74之支持部77側之主面上包含第2電容器電極80。於電容器71中，第1電容器電極79與上部電極76電性連接，且第2電容器電極80電性連接於導電性多孔基材74之第2主面。上部電極76與導電性多孔基材74之高空隙率部72係隔著介電層75而相向，且當對上部電極76與導電性多孔基材74通電
時，可於介電層75中儲存電荷。
電容器71係於電容器之上主面及下主面包含電容器電極，因此於膜中進行內建時，可與膜相同方向(即，使膜之主面與電容器之主面平行地)地配置，因此，根據低背化之觀點較為有利。
上述導電性多孔基材若具有多孔結構，且表面為導電性，則其材料及構成並無限定。例如，作為導電性多孔基材，可列舉多孔質金屬基材、或於多孔質氧化矽材料、多孔質碳材料或多孔質陶瓷燒結體之表面形成有導電性之層的基材等。於較佳之態樣中，導電性多孔基材為多孔質金屬基材。
作為構成上述多孔質金屬基材之金屬，例如可列舉鋁、鉭、鎳、銅、鈦、鈮及鐵等金屬、以及不鏽鋼、杜拉鋁等合金等。較佳為，多孔質金屬基材為鋁多孔基材。
上述導電性多孔基材包含高空隙率部(即多孔部)，亦可更包含低空隙率部及支持部。
於本說明書中，「空隙率」係指空隙於導電性多孔基材中所占之比率。該空隙率可利用下述方式測定。再者，上述多孔部之空隙於製作電容器之製程中，最終可由介電層及上部電極等填充，但上述「空隙率」係不考慮如此填充之物質，將被填充之部位亦視為空隙進行計算。
首先，以FIB(聚焦離子束：Focused Ion Beam)微量取樣法對多孔金屬基材進行加工，且加工成厚度為60nm以下之薄片試樣。對該薄片試樣之特定區域(3μm×3μm)，藉由STEM(掃描透過型電子顯微鏡：Scanning Transmission Electron Microscope)-EDS(能量分散型X射線分析：Energy dispersive X-ray spectrometry)映像分析進行測定。於映像測定視野內，求出多孔金屬基材之金屬所存在之面積。繼而，可根據下述等式計算空隙率。於任意3個部位進行該測定，將測定值之
平均值設為空隙率。
空隙率(%)=((測定面積-基材之金屬所存在之面積)/測定面積)×100
於本說明書中，「高空隙率部」係指空隙率高於導電性多孔基材之支持部及低空隙率部的部分。
上述高空隙率部具有多孔結構。具有多孔結構之高空隙率部使導電性多孔基材之比表面積變大，從而使電容器之靜電電容更大。
根據使比表面積變大，從而使電容器之靜電電容更大之觀點，高空隙率部之空隙率可較佳為20%以上，更佳為30%以上，進而更佳為35%以上。又，根據確保機械強度之觀點，較佳為90%以下，更佳為80%以下。
高空隙率部並無特別限定，較佳為具有30倍以上且10,000倍以下、更佳為50倍以上且5,000倍以下、例如200倍以上600倍以下之擴面率。此處，所謂擴面率係指每一單位投影面積之表面積。每一單位投影面積之表面積係使用BET(Brunauer-Emmett-Teller，布厄特)比表面積測定裝置，根據液態氮溫度下之氮之吸附量求出。
又，擴面率亦可藉由以下方法求出。以寬度X遍及厚度(高度)T方向整體地拍攝(於無法一次拍攝之情形時，亦可連結複數個圖像)上述試樣之截面(沿厚度方向切斷所得之截面)之STEM(掃描透過型電子顯微鏡)圖像。測定所得之寬X高T之截面之細孔表面之總路徑長度L(細孔表面之合計長度)。此處，將上述寬X高T之截面設為一個側面且將多孔基材表面設為一個底面的正四角柱區域中的細孔表面之總路徑長度成為LX。又，該正四角柱之底面積成為X2。因此，可求出擴面率為LX/X2=L/X。
於本說明書中，所謂「低空隙率部」係指與高空隙率部相比空隙率更低之部分。較佳為，低空隙率部之空隙率低於高空隙率部之空
隙率，且為支持部之空隙率以上。
低空隙率部之空隙率較佳為20%以下，更佳為10%以下。又，低空隙率部之空隙率亦可為0%。即，低空隙率部可具有或不具有多孔結構。低空隙率部之空隙率越低，則電容器之機械強度越高。
再者，低空隙率部於本發明中並非必須之構成要素，亦可不存在。
於本發明中，導電性多孔基材之高空隙率部及低空隙率部之存在位置、設置數量、大小、形狀、兩者之比率等並無特別限定。例如，導電性多孔基材之一主面亦可僅由高空隙率部構成。又，可藉由調整高空隙率部與低空隙率部之比率，而控制電容器之靜電電容。
上述高空隙率部之厚度並無特別限定，可視目的而適當選擇，例如亦可為10μm以上，較佳為30μm以上，且較佳為1000μm以下，更佳為300μm以下，進而較佳為50μm以下。
為發揮作為支持體之功能，導電性多孔基材之支持部之空隙率較佳為更小，具體而言較佳為10%以下，更佳為實質上不存在空隙。
上述支持部之厚度並無特別限定，但為提昇電容器之機械強度，而較佳為10μm以上，例如可為30μm以上、50μm以上或100μm以上。又，根據電容器之低背化之觀點，較佳為1000μm以下，例如可為500μm以下或100μm以下。
上述導電性多孔基材之厚度並無特別限定，可視目的而適當選擇，亦可為例如20μm以上，較佳為30μm以上，且例如為1000μm以下，較佳為100μm以下，更佳為70μm以下，進而較佳為50μm以下。
導電性多孔基材之製造方法並無特別限定。例如，導電性多孔基材可藉由利用形成多孔結構之方法、毀壞(填埋)多孔結構之方法、或去除多孔結構部分之方法、或者組合該等之方法將適當之金屬材料
進行處理而製造。
用以製造導電性多孔基材之金屬材料可為多孔質金屬材料(例如蝕刻箔)、或不具有多孔結構之金屬材料(例如金屬箔)、或者將該等材料組合而成之材料。組合之方法並無特別限定，例如可列舉藉由熔接或導電性接著劑等進行貼合之方法。
作為形成多孔結構之方法，並無特別限定，較佳為蝕刻處理，例如可列舉直流或交流蝕刻處理。
作為毀壞(填埋)多孔結構之方法，並無特別限定，例如可列舉藉由雷射照射等而使金屬熔融使孔毀壞之方法、或者藉由模具加工、加壓加工而進行壓縮使孔毀壞之方法。作為上述雷射，並無特別限定，可列舉CO2雷射、YAG雷射、準分子雷射、以及飛秒雷射、微微秒雷射及奈秒雷射等全固體脈衝雷射。由於可更精細地控制形狀及空隙率，因此較佳為飛秒雷射、微微秒雷射及奈秒雷射等全固體脈衝雷射。
作為去除多孔結構部分之方法，並無特別限定，例如可列舉切片機加工或剝蝕加工。
於一方法中，導電性多孔基材可藉由準備多孔質金屬材料，將該多孔質金屬基材之與支持部及低空隙率部對應之部位之孔毀壞(填埋)而製造。
支持部及低空隙率部無須同時形成，亦可單獨地形成。例如亦可首先對多孔金屬基材之與支持部對應之部位進行處理，形成支持部，繼而，對與低空隙率部對應之部位進行處理，形成低空隙率部。
於另一方法中，導電性多孔基材可藉由對不具有多孔結構之金屬基材(例如金屬箔)之與高空隙率部對應之部位進行處理，形成多孔結構而製造。
於又一方法中，不包含低空隙率部之導電性多孔基材可藉由使
多孔質金屬材料之與支持部對應之部位之孔毀壞，繼而去除與低空隙率部對應之部位而製造。
於本發明中使用之電容器中，於高空隙率部上形成有介電層。
形成上述介電層之材料只要為絕緣性則並無特別限定，較佳為可列舉AlOx(例如Al2O3)、SiOx(例如SiO2)、AlTiOx、SiTiOx、HfOx、TaOx、ZrOx、HfSiOx、ZrSiOx、TiZrOx、TiZrWOx、TiOx、SrTiOx、PbTiOx、BaTiOx、BaSrTiOx、BaCaTiOx、SiAlOx等金屬氧化物；AlNx、SiNx、AlScNx等金屬氮化物；或AlOxNy、SiOxNy、HfSiOxNy、SiCxOyNz等金屬氮氧化物，較佳為AlOx、SiOx、SiOxNy、HfSiOx。再者，上述式僅表現材料之構成，並不限定組成。即，O及N上所標註之x、y及z可為大於0之任意值，且包含金屬元素之各元素之存在比率任意。
介電層之厚度並無特別限定，例如較佳為5nm以上且100nm以下，更佳為10nm以上且50nm以下。藉由將介電層之厚度設為5nm以上，而可提昇絕緣性，從而可使洩漏電流變小。又，藉由將介電層之厚度設為100nm以下，而可獲得更大之靜電電容。
上述介電層較佳為藉由氣相法、例如真空蒸鍍法、化學蒸鍍(CVD：Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)法、濺鍍法、原子層沈積(ALD：Atomic Layer Deposition)法、脈衝雷射沈積(PLD：Pulsed Laser Deposition)法等形成。即便於多孔部材之細孔之細部亦可形成更均質且緻密之膜，因此更佳為ALD法。
於一態樣中(例如於電容器71中)，於介電層之末端部設置有絕緣部。藉由設置絕緣部，而可防止設置於其上之上部電極與導電性多孔基材間之短路(short)。
再者，於電容器71中，絕緣部存在於低空隙率部上之整體，但並不限定於此，可僅存在於低空隙率部之一部分，又，亦可超過低空
隙率部更存在於高空隙率部上。
又，於電容器71中，絕緣部位於介電層與上部電極之間，但並不限定於此。絕緣部只要位於導電性多孔基材與上部電極之間即可，例如亦可位於低空隙率部與介電層之間。
形成絕緣部之材料只要為絕緣性則並無特別限定，於隨後利用原子層沈積法之情形時，較佳為具有耐熱性之樹脂。作為形成絕緣部之絕緣性材料，較佳為各種玻璃材料、陶瓷材料、聚醯亞胺系樹脂、氟系樹脂。
絕緣部之厚度並無特別限定，但根據更確實地防止端面放電之觀點，較佳為1μm以上，例如可為5μm以上或10μm以上。又，根據電容器之低背化之觀點，較佳為100μm以下，例如可為50μm以下或20μm以下。
再者，於本發明中使用之電容器中，絕緣部並非必須要素，亦可不存在。
於上述介電層上形成有上部電極。
構成上述上部電極之材料只要為導電性則並無特別限定，可列舉Ni、Cu、Al、W、Ti、Ag、Au、Pt、Zn、Sn、Pb、Fe、Cr、Mo、Ru、Pd、Ta及其等之合金、例如CuNi、AuNi、AuSn、以及TiN、TiAlN、TiON、TiAlON、TaN等金屬氮化物、金屬氮氧化物、導電性高分子(例如PEDOT(聚(3,4-伸乙二氧基噻吩))、聚吡咯、聚苯胺)等，較佳為TiN、TiON。
上部電極之厚度並無特別限定，例如較佳為3nm以上，更佳為10nm以上。藉由將上部電極之厚度設為3nm以上，而可使上部電極自身之電阻變小。
上部電極亦可藉由ALD法形成。藉由使用ALD法，而可使電容器之靜電電容變得更大。作為其他方法，亦可藉由可被覆介電層實質上
填埋多孔金屬基材之細孔的化學蒸鍍(CVD：Chemrcal Vapor Deposition)法、鍍敷、偏壓濺鍍、Sol-Gel(溶膠凝膠)法、導電性高分子填充等方法形成上部電極。較佳為，亦可藉由ALD法於介電層上形成導電性膜，且自其上藉由其他方法而以導電性材料、較佳為電阻更小之物質填充細孔形成上部電極。藉由設為此種構成，而可有效率地獲得更高之靜電電容密度及更低之等效串聯電阻(ESR：Equivalent Series Resistance)。
再者，於形成上部電極後，上部電極不具有作為電容器電極之充分之導電性之情形時，亦可藉由濺鍍、蒸鍍、鍍敷等方法於上部電極之表面追加地形成包含Al、Cu、Ni等之引出電極層。
於一態樣中，亦可以與上部電極電性連接之方式形成第1電容器電極，且以與導電性多孔基材電性連接之方式形成第2電容器電極。
構成上述電容器電極之材料並無特別限定，例如可列舉Au、Pb、Pd、Ag、Sn、Ni、Cu等金屬及合金、以及導電性高分子等。第1電容器電極之形成方法並無特別限定，例如可使用CVD法、電鍍、無電電鍍、蒸鍍、濺鍍、導電性膏之燒付等，較佳為電鍍、無電電鍍、蒸鍍、濺鍍等。
再者，上述電容器電極之設置部位、大小等並無特別限定，可以任意之形狀及大小僅設置於各面之一部分。又，上述第1電容器電極及第2電容器電極並非必須要素，亦可不存在。於該情形時，上部電極亦可作為第1電容器電極發揮功能，且導電性基材亦可作為第2電容器電極發揮功能。即，上部電極與導電性多孔基材亦可作為一對電極發揮功能。於該情形時，上部電極亦可作為陽極發揮功能，且導電性多孔基材亦可作為陰極發揮功能。或者，上部電極亦可作為陰極發揮功能，且導電性多孔基材亦可作為陽極發揮功能。
上述電容器51及電容器71為大致長方體形狀，但本發明所使用
之電容器並不限定於此。電容器可設為任意形狀，例如平面形狀為圓狀、橢圓狀、或圓角之四邊形等。
又，本發明所使用之電容器可進行各種改變。
例如，亦可於各層之間包含用以提昇層間之密接性之層、或用以防止各層間之成分之擴散之緩衝層等。又，亦可於電容器之側面等包含保護層。
其次，對內建電容器之芯絕緣膜之製造方法進行說明。
於一態樣中，內建電容器之芯絕緣膜11可藉由如下方式製造：準備於表面塗佈有黏著材料21之支持膜22，以第2電容器電極18與黏著材料相接之方式將電容器15配置於黏著材料上(圖7(a))，以電容器15完全被絕緣性材料(絕緣層14)填埋之方式對膜上供給絕緣性材料，繼而使其硬化(圖7(b))，對絕緣層14之表面進行研磨，使電容器15之第1電容器電極17自絕緣層14之上表面(圖中上方之面)露出(圖7(c))，於絕緣層14之上表面及第1電容器電極17之露出面上，形成第1金屬層12(圖7(d))，去除黏著材料21及支持膜22(圖7(e))，於絕緣層14之下表面(圖中下方之面)形成第2金屬層13(圖7(f))。
上述黏著材料21只要可隨後去除則並無特別限定，較佳為感溫性黏著材料(例如Intelimer(註冊商標)Tape)。
上述支持膜22並無特別限定，較佳為樹脂膜，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜等。
絕緣層用絕緣性材料之供給並無特別限定，但使用分注器、網版印刷、噴墨等進行。
第1金屬層12及第2金屬層13之形成方法並無特別限定，例如可
使用電鍍、無電電鍍、CVD法、蒸鍍、濺鍍、導電性膏之燒付等，較佳為電鍍或無電電鍍。又，作為其他方法，亦可另外形成金屬箔，並使用接著劑、例如導電性接著劑、或者藉由壓接等而將其貼附於絕緣層。
於另一態樣中，內建電容器之芯絕緣膜11可藉由如下方式製造：準備於表面塗佈有黏著材料21之支持膜22，於黏著材料21上形成第2金屬層13，於第2金屬層13上塗佈焊料23(圖8(a))，於焊料23上，以第2電容器電極18與焊料23相接之方式配置電容器15，進行回焊處理(圖8(b))，以電容器15完全被絕緣性材料(絕緣層14)填埋之方式對膜上供給絕緣性材料，繼而使其硬化(圖8(c))，對絕緣層14之表面進行研磨，使電容器15之第1電容器電極17自絕緣層14之上表面(圖中上方之面)露出(圖8(d))，於絕緣層14之上表面及第1電容器電極17之露出面上，形成第1金屬層12(圖8(e))，去除黏著材料21及支持膜22(圖8(f))。
作為於黏著材料21上形成第2金屬層13之方法，並無特別限定，例如可使用電鍍、無電電鍍、CVD法、蒸鍍、濺鍍、導電性膏之燒付等。又，作為其他方法，亦可另外形成金屬箔，並使用導電性接著劑、或者藉由壓接等而將其貼附於絕緣層。
作為焊料材料，並無特別限定，可列舉SnAg系、SnCu系、SnSb系、SnBi系等無Pb焊料，或Sn-37Pb等加Pb焊料。
於又一態樣中，內建電容器之芯絕緣膜11可藉由如下方式製造：準備於表面塗佈有黏著材料21之支持膜22，於黏著材料21上形成第2金屬層13，進而於其上形成錫層(Sn層或
Sn與Ag、Bi、Cu或In之合金層)24(圖9(a))，於錫層24上塗佈助焊劑25(圖9(b))，於助焊劑層25上，以第2電容器電極18與助焊劑層25相接之方式配置電容器15，進行回焊處理(圖9(c))，以電容器15完全被絕緣性材料(絕緣層14)填埋之方式對膜上供給絕緣性材料，繼而使其硬化(圖9(d))，對絕緣層14之表面進行研磨，使電容器15之第1電容器電極17自絕緣層14之上表面(圖中上方之面)露出(圖9(e))，於絕緣層14之上表面及第1電容器電極17之露出面上形成第1金屬層12(圖9(f))，去除黏著材料21及支持膜22(圖9(g))。
助焊劑只要為熔接用助焊劑則並無特別限定，較佳為使用松脂系助焊劑等。助焊劑之塗佈並無特別限定，但使用分注器、網版印刷、噴墨等進行。
於本發明之內建電容器之基板之製造方法中，獲得內建電容器之芯絕緣膜後，於內建電容器之芯絕緣膜之兩主面積層增層。
例如，如圖10(a)~(b)所示，準備內建電容器之芯絕緣膜11及增層34。於內建電容器之芯絕緣膜11之各主面上積層增層34。繼而，使增層34熱硬化，藉由雷射等而形成導電孔，對導電孔藉由鍍敷(電鍍或無電電鍍)等而填埋導電孔，適當形成通孔35。繼而，於增層34上，藉由減成法、半加成法等而形成配線圖案37。藉由反覆進行此種增層之積層步驟，而可獲得如圖10(c)所示之本發明之內建電容器之基板。
上述增層係指用以積層於內建電容器之芯絕緣膜之層，只要為絕緣性則並無特別限定，典型而言，可列舉樹脂基板，例如環氧樹脂、聚醯亞胺系樹脂、氟系樹脂等。亦可於增層預先配備用以確保對
內建電容器之導通之通孔。
所使用之內建電容器之芯絕緣膜及增層之數及配置並不限定於圖示之例，可視目的而適當設定。
作為內建電容器之芯絕緣膜與增層之接著方法，並無特別限定，可列舉使用接著劑之方法、壓接、典型地利用熱壓接之方法等。
亦可於積層內建電容器之芯絕緣膜與增層後，形成用以確保與內建電容器或內部之配線之導通之通孔。
本發明之第2製造方法之特徵在於：其係內建電容器之基板之製造方法，且包含如下步驟：製作內建電容器之層間絕緣膜；及於芯絕緣膜上，積層內建電容器之層間絕緣膜作為增層；上述內建電容器之層間絕緣膜係包含絕緣層及電容器，且電容器係以貫通絕緣層，且電容器電極自絕緣層之兩主表面露出之方式配置。
首先，對內建電容器之層間絕緣膜進行說明。
如圖11及圖12所示，概略而言，本實施形態所使用之內建電容器之層間絕緣膜41係包含絕緣層42及電容器43而成。包含介電層44、第1電容器電極45及第2電容器電極46之電容器43係以貫通絕緣層42，且電容器電極(即第1電容器電極45及第2電容器電極46)自絕緣層42露出之方式配置。
絕緣層42及被內建之電容器43可使用與上述第1製造方法中說明之絕緣層及電容器相同者。
其次，對內建電容器之層間絕緣膜之製造方法進行說明。
於一態樣中，內建電容器之層間絕緣膜41可藉由如下方式製造：
準備於表面塗佈有黏著材料21之支持膜22，於黏著材料上，以第2電容器電極46與黏著材料相接之方式配置電容器43(圖13(a))，以電容器43完全被絕緣性材料(絕緣層42)填埋之方式對膜上供給絕緣性材料，繼而使其硬化(圖13(b))，對絕緣層42之表面進行研磨，使電容器43之第1電容器電極45自絕緣層42之上表面(圖中上方之面)露出(圖13(c))。
亦可根據期望，進而於內建電容器之層間絕緣膜41上形成保護膜26。再者，黏著材料21、支持膜22及保護膜26係於使用前去除。
作為上述黏著材料21及支持膜22，可使用上述第1製造方法中說明者。
作為保護膜26，並無特別限定，但較佳為樹脂膜、例如聚丙烯膜、具體而言延伸聚丙烯(OPP)膜等。
於本發明之內建電容器之基板之第2製造方法中，獲得內建電容器之層間絕緣膜後，於芯絕緣膜上積層內建電容器之層間絕緣膜。此時，亦可進而積層增層。
例如，如圖14(a)~(c)所示，準備內建電容器之層間絕緣膜41、增層34、及芯絕緣膜36。於芯絕緣膜36之一或兩主面上，藉由減成法、半加成法等而形成配線圖案37。繼而，於一主面上積層已剝離支持膜之內建電容器之層間絕緣膜41，於另一主面上積層增層34。使增層硬化，繼而，藉由雷射等而形成導電孔，對導電孔藉由鍍敷(電鍍或無電電鍍)等而填埋導電孔，適當形成通孔35。藉由反覆進行此種積層步驟，而可獲得如圖14(d)所示之本發明之內建電容器之基板。
所使用之內建電容器之層間絕緣膜及增層之數及配置並不限定於圖示之例，可視目的而適當設定。
作為內建電容器之層間絕緣膜、芯絕緣膜及增層之接著方法，
並無特別限定，可列舉使用接著劑之方法、壓接、典型地利用熱壓接之方法等。
亦可於積層內建電容器之層間絕緣膜、芯絕緣膜及增層後，形成用以確保與內建電容器或內部之配線之導通之通孔。
根據本發明之方法，無需電容器對基板之表面安裝步驟，便可連續地進行基板製造步驟與基板積層步驟，因此製造整體之步驟之聯繫良好，又，製造步驟變短。因此，可實現低成本化及製品之高品質化。又，根據使用內建電容器之層間絕緣膜之第2製造方法，可將電容器配置於基板表面附近，因此與安裝於內建電容器之基板之表面之IC(Integrated Circuit，積體電路)零件的配線長度變短，從而電子機器之電特性提昇。
上述第1內建電容器之基板製造方法及第2內建電容器之基板製造方法係分別藉由使用內建電容器之芯絕緣膜及內建電容器之層間絕緣膜而達成。
因此，本發明亦提供一種內建電容器之芯絕緣膜，其係包含第1金屬層及第2金屬層、絕緣層、以及電容器，且第1金屬層及第2金屬層係以隔著絕緣層對向之方式配置，電容器係以貫通絕緣層，且一電容器電極電性連接於第1金屬層，另一電容器電極電性連接於第2金屬層之方式配置。
進而，本發明亦提供一種內建電容器之層間絕緣膜，其係包含絕緣層及電容器，且電容器係以貫通絕緣層，且電容器電極自絕緣層之兩主表面露出之方式配置。
上述內建電容器之芯絕緣膜及內建電容器之層間絕緣膜為較薄之膜狀，因此為提昇操作及耐久性，亦可於主面之兩者或一者具有保護膜或支持膜。
因此，本發明亦提供一種膜製品，其包含：內建電容器之芯絕緣膜，其包含第1金屬層及第2金屬層、絕緣層、及電容器，且第1金屬層及第2金屬層係以隔著絕緣層對向之方式配置，電容器係以貫通絕緣層，且一電容器電極電性連接於第1金屬層，另一電容器電極電性連接於第2金屬層之方式配置；及於內建電容器之芯絕緣膜之主面之兩者或一者具有保護膜或支持膜。
進而，本發明亦提供一種膜製品，其包含：內建電容器之層間絕緣膜，其包含絕緣層及電容器，且電容器係以貫通絕緣層，且電容器電極自絕緣層之兩主表面露出之方式配置；及於內建電容器之層間絕緣膜之主面之兩者或一者具有保護膜或支持膜。
本發明之內建電容器之基板之製造方法之各步驟之聯繫良好，可短時間、低成本地製造內建電容器之基板，因此可較佳用於各種電子機器用基板之製造中。
Claims (6)
- 一種內建電容器之基板之製造方法，其特徵在於包含如下步驟：製作內建電容器之芯絕緣膜；及於內建電容器之芯絕緣膜之兩主面積層增層；上述內建電容器之芯絕緣膜係包含第1金屬層及第2金屬層、絕緣層、以及電容器，且第1金屬層及第2金屬層係以隔著絕緣層對向之方式配置，電容器係以貫通絕緣層，且一電容器電極電性連接於第1金屬層，另一電容器電極電性連接於第2金屬層之方式配置。
- 一種內建電容器之基板之製造方法，其特徵在於包含如下步驟：製作內建電容器之層間絕緣膜；及於芯絕緣膜上，積層內建電容器之層間絕緣膜作為增層；上述內建電容器之層間絕緣膜係包含絕緣層及電容器，且電容器係以貫通絕緣層，且電容器電極自絕緣層之兩主表面露出之方式配置。
- 如請求項1或2之內建電容器之基板之製造方法，其中被內建之電容器係包含導電性多孔基材、位於導電性多孔基材上之介電層、及位於介電層上之上部電極而成的電容器。
- 一種內建電容器之芯絕緣膜，其係包含第1金屬層及第2金屬層、絕緣層、以及電容器，且第1金屬層及第2金屬層係以隔著絕緣層對向之方式配置，電容器係以貫通絕緣層，且一電容器電極電性連接於第1金屬層，另一電容器電極電性連接於第2金屬層之方式配置，被內建之電容器係包含導電性多孔基材、位於導電性多孔基 材上之介電層、及位於介電層上之上部電極而成的電容器。
- 一種內建電容器之層間絕緣膜，其係包含絕緣層及電容器，且電容器係以貫通絕緣層，且電容器電極自絕緣層之兩主表面露出之方式配置，被內建之電容器係包含導電性多孔基材、位於導電性多孔基材上之介電層、及位於介電層上之上部電極而成的電容器。
- 一種膜製品，其係於如請求項4之內建電容器之芯絕緣膜、或如請求項5之內建電容器之層間絕緣膜之主面之兩者或一者具有保護膜或支持膜。
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