專利名稱：印刷配線板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷配線板及其制造方法，詳細(xì)而言本發(fā)明涉及內(nèi)置有將陶瓷制的高介電層夾持于上部電極和下部電極而成的電容器部的用于安裝半導(dǎo)體元件的印刷配線板及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往提出有多種具有通過(guò)絕緣層內(nèi)的導(dǎo)孔(via hole)來(lái)電連接經(jīng)由絕緣層層疊多層的配線圖形彼此而構(gòu)成的堆積部(build up portion)的印刷配線板的結(jié)構(gòu)。例如在這種印刷配線板中，所安裝的半導(dǎo)體元件如果高速開(kāi)關(guān)則會(huì)產(chǎn)生切換噪聲而有時(shí)電源線的電位會(huì)瞬間下降，而為抑制這種電位的瞬間下降，提出了在電源線和地線之間用電容器部連接來(lái)進(jìn)行解耦(decoupling)的方法。
例如，在日本特開(kāi)2004-87971號(hào)公報(bào)中，提出有在印刷配線板上內(nèi)置有薄膜的電容器部的技術(shù)(參照?qǐng)D21)。在該公報(bào)中，準(zhǔn)備了在硅片100上按照剝離層101、電極層102、介電層103、電極層104、絕緣層105的順序?qū)盈B的積層體106(參照?qǐng)D21(a))，在絕緣層105上形成2個(gè)塞孔(filled via)107、108，接著另外準(zhǔn)備具有接地電極111和電源電極112的基板110，并以將之前的塞孔107、108面向該基板110的各電極111、112的方式來(lái)使積層體106反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)進(jìn)行粘著(參照?qǐng)D21(b))。之后，將電容器部113(由電極層102、介電層103、電極層104這3層構(gòu)成的部分)構(gòu)圖(patterning)為規(guī)定形狀(參照?qǐng)D21(c))，形成覆蓋該電容器部113的聚酰亞胺層(polyimide layer)114，在從該聚酰亞胺層114的上表面開(kāi)孔到電極層102之后用導(dǎo)電性膏劑填充該孔作為塞孔115，另一方面同樣從聚酰亞胺層114的上表面開(kāi)孔到塞孔108之后用導(dǎo)電性膏劑填充該孔作為塞孔116(參照?qǐng)D21(d))。然后用外層圖形117連接塞孔115、116。由此，可從電源電極112向電容器部113的電極層102提供電荷。

發(fā)明內(nèi)容
但是在上述公報(bào)中，由于電容器部113的電極層104經(jīng)由向正下方延伸的塞孔107與接地電極111連接，所以無(wú)法在所堆積的過(guò)程中形成電容器部113，如圖21(a)到圖21(b)所示那樣，需要在獨(dú)立于所堆積的過(guò)程而制作積層體106之后將其反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)使基板110的電極111、112和塞孔107、108相對(duì)，從而具有制造工序變得繁瑣的問(wèn)題。
本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的之一在于提供在堆積的過(guò)程中可以形成電容器部的印刷配線板。另外，其目的之一在于提供適于制造這種印刷配線板的方法。
本發(fā)明為了達(dá)成上述目的中的至少一部分而采用了以下手段。
本發(fā)明的印刷配線板內(nèi)置有電容器部，并用于安裝半導(dǎo)體元件，該電容器部將陶瓷制的高介電層夾持于上部電極和下部電極之間而成，其中，上述印刷配線板具有上部電極連接部，其在與上述電容器部的上部電極和下部電極均不接觸的情況下沿上下方向貫穿該電容器部，且經(jīng)由設(shè)于該電容器部上方的導(dǎo)體層與上述電容器部的上部電極電連接；以及下部電極連接部，其以不與上述電容器部的上部電極接觸而與下部電極接觸的方式沿上下方向貫穿該電容器部。
在該印刷配線板中，與電容器部的上部電極連接的上部電極連接部不與電容器部連接而沿上下方向貫穿電容器部，經(jīng)過(guò)設(shè)于電容器部上方的導(dǎo)體層與上部電極連接。另外，連接在電容器部的下部電極的下部電極連接部雖然不與電容器部的上部電極接觸但與下部電極接觸。因此，在堆積的過(guò)程中，可以在用由2張金屬箔夾持高介電層而成為電容器部的高介電電容片(high dielectric capacitor sheet)覆蓋了全表面之后，也能形成上部電極連接部和下部電極連接部?；蛘?，在堆積的過(guò)程中，以按照金屬箔、陶瓷制的高介電層和金屬箔的順序覆蓋全表面的方式進(jìn)行了層疊后，可以形成上部電極連接部和下部電極連接部。這樣，根據(jù)本發(fā)明的印刷配線板，可以在堆積的過(guò)程中形成電容器部。
另外，本說(shuō)明書(shū)中描述為“上”和“下”，但這不過(guò)是用來(lái)較方便地表現(xiàn)相對(duì)的位置關(guān)系的說(shuō)法，例如也可以互換上下或者將上下?lián)Q為左右。
在本發(fā)明的印刷配線板中，優(yōu)選上述電容器部利用高介電電容片形成，該高介電電容片獨(dú)立制作成將上述高介電層夾持于上述上部電極和上述下部電極之間的結(jié)構(gòu)，且該高介電電容片具有覆蓋整個(gè)板面的大小。一般印刷配線板多為在200℃以下的溫度條件下來(lái)堆積，因此在堆積過(guò)程中難以將高介電材料用高溫(例如600℃-950℃)煅燒成陶瓷，所以優(yōu)選另外將高介電材料用高溫煅燒成陶瓷制的高介電層。
在本發(fā)明的印刷配線板中，優(yōu)選上述上部電極連接部與上述半導(dǎo)體元件的電源用端子或者接地用端子電連接，上述下部電極連接部與上述半導(dǎo)體元件的接地用端子或者電源用端子電連接。這樣，即使半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通截止頻率升高為從幾GHz到幾十GHz(例如從3GHz到20GHz)的易于發(fā)生電位的瞬間下降的狀況下也能獲得足夠的解耦效果。在該方式中，優(yōu)選上述上部電極連接部沿上下方向貫穿上述電容器部的部分的下端與電源用導(dǎo)體或者接地用導(dǎo)體電連接，上述下部電極連接部與上述半導(dǎo)體元件的接地用端子或者電源用端子電連接，并且沿上下方向貫穿上述電容器部的部分的下端與接地用導(dǎo)體或者電源用端子電連接。
在本發(fā)明的印刷配線板中，優(yōu)選上述高介電層是通過(guò)對(duì)包含從下述組中選擇的一種或兩種以上金屬氧化物而成的原料進(jìn)行煅燒而制成的，該組由下述部分構(gòu)成鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化鉭(TaO3、Ta2O5)、鋯鈦酸鉛(PZT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)、鋯鈦酸鉛鈮(PNZT)、鋯鈦酸鉛鈣(PCZT)和鋯鈦酸鉛鍶(PSZT)。這些原料由于介電率較高，所以電容器部的電容變大，易于得到足夠的解耦效果。
在本發(fā)明的印刷配線板中，優(yōu)選上述上部電極和上述下部電極形成為整片圖形。這樣，由于可以增大電容器部的上部電極和下部電極的面積，所以該電容器部的電容變大。另外，雖然優(yōu)選各整片圖形設(shè)置在配線板的板面的大致整面上，但也可以不是大致整面而是一部分。
在本發(fā)明的印刷配線板中，優(yōu)選上述電容器部的在上述上部電極和上述下部電極之間的距離被設(shè)定為10μm以下而且實(shí)質(zhì)上不會(huì)出現(xiàn)短接的距離。這樣，由于電容器部的電極間距離足夠小，所以可以增大該電容器部的電容。
本發(fā)明的印刷配線板的制造方法具有如下步驟(a)將高介電電容片貼附于第1電絕緣層上，該高介電電容片獨(dú)立制作成用2張金屬箔夾持陶瓷制的高介電層的結(jié)構(gòu)；(b)形成沿上下方向貫穿上述高介電電容片的上部電極用片的通孔和下部電極用片的通孔；(c)形成填充上述兩個(gè)片的通孔而且覆蓋上述高介電電容片的上表面的第2電絕緣層；(d)形成如下的孔從上述第2電絕緣層開(kāi)口到上述上部電極的上部電極連接用第1孔；從上述第2電絕緣層中的上述上部電極用片的通孔的正上方開(kāi)口到上述第1電絕緣層、且使上述上部電極、上述高介電層和上述下部電極均不露出于內(nèi)壁的上部電極連接用第2孔；和從上述第2電絕緣層中的上述下部電極用片的通孔的正上方開(kāi)口到上述第1電絕緣層、且不使上述上部電極露出于內(nèi)壁而使上述下部電極露出于內(nèi)壁的下部電極連接用孔；以及(e)用導(dǎo)體材料填充上述上部電極連接用第1孔和上述上部電極連接用第2孔，之后將兩者在上述第2絕緣層的上方連接起來(lái)作為上部電極連接部，同時(shí)用導(dǎo)體材料填充上述下部電極連接用孔來(lái)作為下部電極連接部。
在該印刷配線板的制造方法中，將高介電電容片貼附于第1電絕緣層上之后，從該高介電電容片的上方形成上部電極用片通孔和下部電極用片通孔，形成填充各片通孔而且覆蓋高介電電容片的上表面的第2電絕緣層，從該第2電絕緣層形成上部電極連接用第1和第2孔、下部電極連接用孔，用導(dǎo)體材料填充上部電極連接用第1和第2孔，連接兩者作為上部電極連接部，并且用導(dǎo)體材料填充下部電極連接用孔作為下部電極連接部。而且，最后可以得到內(nèi)置有將高介電層夾持于上部電極和下部電極之間而成的電容器部的印刷配線板，這樣，在堆積過(guò)程中即使在用高介電電容片覆蓋了全表面之后，也能形成上部電極連接部和下部電極連接部。
在本發(fā)明的印刷配線板的制造方法中，優(yōu)選在上述(b)步驟中，在形成上述下部電極用片的通孔時(shí)，形成為通過(guò)上述上部電極的部分的孔直徑大于通過(guò)上述下部電極的部分的孔直徑。這樣，經(jīng)過(guò)上述(c)步驟在上述(d)步驟中形成下部電極連接用孔時(shí)，容易具體實(shí)現(xiàn)不使上部電極露出于該下部電極連接用孔的內(nèi)壁而使下部電極露出的結(jié)構(gòu)。另外，可以例如在通過(guò)蝕刻等將上部電極去除了規(guī)定面積之后，進(jìn)行蝕刻等將存在于該規(guī)定面積部分的高介電層和下部電極去除小于規(guī)定面積的面積，從而形成這種下部電極用片通孔。
在本發(fā)明的印刷配線板的制造方法中，優(yōu)選在上述(d)步驟中，將上述上部電極連接用第2孔從上述第2電絕緣層中的上述上部電極用片的通孔的正上方開(kāi)口到上述第1電絕緣層內(nèi)的電源用導(dǎo)體或者接地用導(dǎo)體，將上述下部電極連接用孔從上述第2電絕緣層中的上述下部電極用片的通孔的正上方開(kāi)口到上述第1電絕緣層內(nèi)的接地用端子或者電源用導(dǎo)體。另外，優(yōu)選在上述(e)步驟之后，將上述上部電極連接部與安裝于上述印刷配線板的半導(dǎo)體元件的電源用端子或者接地用端子電連接，將上述下部電極連接部與上述半導(dǎo)體元件的接地用端子或者電源用端子電連接。這樣，即使半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通截止頻率升高為從幾GHz到幾十GHz的易于發(fā)生電位的瞬間下降的狀況下也能獲得足夠的解耦效果。
在本發(fā)明的印刷配線板的制造方法中，優(yōu)選上述高介電層是通過(guò)對(duì)包含從下述組中選擇的一種或兩種以上金屬氧化物而成的原料進(jìn)行煅燒而制成的，該組由下述部分構(gòu)成鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化鉭(TaO3、Ta2O5)、鋯鈦酸鉛(PZT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)、鋯鈦酸鉛鈮(PNZT)、鋯鈦酸鉛鈣(PCZT)和鋯鈦酸鉛鍶(PSZT)。這些原料由于介電率較高，所以電容器部的電容變大，易于得到足夠的解耦效果。
在本發(fā)明的印刷配線板的制造方法中，優(yōu)選上述電容器部的在上述上部電極和上述下部電極之間的距離被設(shè)定為10μm以下而且實(shí)質(zhì)上不會(huì)出現(xiàn)短接的距離。這樣，由于可以電容器部的電極間距離足夠小，所以可使該電容器部的電容變大。


圖1是表示印刷配線板10的概要結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之1)。
圖3是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之2)。
圖4是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之3)。
圖5是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之4)。
圖6是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之5)。
圖7是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之6)。
圖8是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之7)。
圖9是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之8)。
圖10是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之9)。
圖11是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之10)。
圖12是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之11)。
圖13是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之12)。
圖14是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之13)。
圖15是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之14)。
圖16是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之15)。
圖17是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之16)。
圖18是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之17)。
圖19是表示印刷配線板10的制作步驟的剖面圖(之18)。
圖20是表示針對(duì)IC芯片的每個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率、對(duì)電容器部的電容和IC芯片的電壓下降之間的關(guān)系進(jìn)行仿真的結(jié)果的曲線圖。
圖21是現(xiàn)有示例的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的印刷配線板10的概要結(jié)構(gòu)的剖面圖。
本實(shí)施方式的印刷配線板10是所謂的堆積多層印刷配線板，內(nèi)置有將陶瓷制的高介電層43夾持于下部電極41和上部電極42之間而成的電容器部40，在形成于安裝面60上的接地用焊墊(pad)62和電源用焊墊64上，經(jīng)由焊錫凸塊76、78有以幾GHz到幾十GHz的頻率工作的半導(dǎo)體元件(IC芯片)70的接地用端子72和電源用端子74與其電連接。
電容器部40形成于在堆積部20的上部形成的第1電絕緣層31上，在該電容器部40的上部形成有第2電絕緣層32。此處，堆積部20是在核心基板(core board)上形成了絕緣層之后，一邊進(jìn)行層間連接一邊堆積導(dǎo)體層(例如厚度超過(guò)10μm且不足20μm)而進(jìn)行了多層化的部分，但由于在本技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)公知，所以在此省略其說(shuō)明。其中，在本實(shí)施方式中，堆積部20具有在絕緣層23內(nèi)沿上下方向延伸、在絕緣層23上表面具有接地用焊盤(1and)21a的接地用導(dǎo)體21和在絕緣層23內(nèi)沿上下方向延伸、在絕緣層23上表面具有電源用焊盤22a的電源用導(dǎo)體22。
電容器部40中的下部電極41是銅箔制(例如厚度為20-50μm)的整片圖形，雖然局部被蝕刻等而去除，但覆蓋第1電絕緣層31的上表面的大致整面。該下部電極41與下部電極連接部51電連接。下部電極連接部51以不與電容器部40的上部電極42接觸而與下部電極41接觸的方式從第2電絕緣層32的上表面沿上下方向貫穿電容器部40，到達(dá)形成在堆積部20的上方的接地用導(dǎo)體21的接地用焊盤21a。該下部電極連接部51的上端側(cè)為配線圖形51a，該配線圖形51a形成于第2電絕緣層32的上表面，與設(shè)于安裝面60上的接地用焊墊62電連接。這樣，下部電極41經(jīng)由下部電極連接部51與接地用導(dǎo)體21和接地用焊墊62連接。
此處，下部電極連接部51不必一定形成為與接地用焊墊62相同的數(shù)量。這是因?yàn)槿绻麑⒔拥赜煤笁|62彼此在上部電極42的上方的導(dǎo)體層中相互電連接起來(lái)，只要與接地用焊墊62連接的下部電極連接部51至少存在一個(gè)，所有的接地用焊墊62經(jīng)由該下部電極連接部51就都可與接地用導(dǎo)體21電連接。由此，上部電極42的孔(下部電極連接部51不接觸上部電極42而貫穿上部電極42用的孔)的數(shù)量減少，因此可以增大上部電極42的面積。
電容器部40中的上部電極42是銅箔制的整片圖形，雖然局部被蝕刻等去除，但仍形成為與下部電極41大致同等的面積。該上部電極42與上部電極連接部52電連接。該上部電極連接部52由上部電極連接部第1-第3部52a-52c構(gòu)成。而且，上部電極連接部第1部52a以與電容器部40的下部電極41和上部電極42均不接觸的方式形成為從第2電絕緣層32的上表面沿上下方向貫穿電容器部40，到達(dá)形成于堆積部20的上方的電源用導(dǎo)體22的電源用焊盤22a。另外，上部電極連接部第2部52b形成為從第2電絕緣層32的上表面到達(dá)電容器部40的上部電極42。進(jìn)而，上部電極連接部第3部52c形成為在第2電絕緣層32的上表面電連接上部電極連接部第1部52a與上部電極連接部第2部52b。此處，上部電極連接部第3部52c形成為配線圖形。另外，上部電極連接部52的上部電極連接部第3部52c與在安裝面60上設(shè)有的電源用焊墊64電連接，上部電極連接部第1部52a的下端與形成在堆積部20的電源用導(dǎo)體22電連接。這樣，上部電極42經(jīng)由上部電極連接部52與電源用導(dǎo)體22和電源用焊墊64連接。
此處，上部電極連接部第1部52a不必一定形成為與電源用焊墊64同樣的數(shù)量。這是因?yàn)槿绻麑㈦娫从煤笁|64彼此在上部電極42的上方的導(dǎo)體層中相互電連接起來(lái)，只要與電源用焊墊64連接的上部電極連接部第1部52a至少存在一個(gè)，所有的電源用焊墊64經(jīng)由該上部電極連接部第1部52a就都可與電源用導(dǎo)體22電連接。由此，下部電極41和上部電極42的孔(上部電極連接部第1部52a不接觸兩電極41、42而貫穿兩電極41、42用的孔)的數(shù)量減少，因此可以增大兩電極41、42的面積。
電容器部40中的高介電層43是將高介電材料用高溫(例如600℃-950℃)煅燒的陶瓷制，具體而言，是將包含從下述部分構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上金屬氧化物而成的高介電材料形成為0.1-10μm的薄膜狀之后進(jìn)行煅燒來(lái)制成陶瓷的，該組由BaTiO3、SrTiO3、TaO3、Ta2O5、PZT、PLZT、PNZT、PCZT和PSZT構(gòu)成。該高介電層43與下部電極連接部51接觸，但不與上部電極連接部52接觸。
接地用焊墊62形成為露出于安裝面60，與形成于第2電絕緣層32的上方的在絕緣層33內(nèi)沿上下方向延伸的導(dǎo)孔61電連接。該接地用焊墊62經(jīng)由焊錫凸塊76與形成于半導(dǎo)體元件70的里面的接地用端子72電連接。另外，導(dǎo)孔61形成為將下部電極連接部51和接地用焊墊62以層間方式進(jìn)行連接。
電源用焊墊64形成為露出于安裝面60，與形成于第2電絕緣層32的上方的在絕緣層33內(nèi)沿上下方向延伸的導(dǎo)孔63電連接。該電源用焊墊64經(jīng)由焊錫凸塊78與形成于半導(dǎo)體元件70的里面的電源用端子74電連接。另外，導(dǎo)孔63形成為將上部電極連接部52和電源用焊墊64以層間方式進(jìn)行連接。
另外，也可以構(gòu)成為在安裝面60上形成阻焊層(solder resist layer)，接地用焊墊62和電源用焊墊64從該阻焊層露出到外部。
下面說(shuō)明這樣構(gòu)成的印刷配線板10的使用例。首先，將背面排列有多個(gè)焊錫凸塊76、78的半導(dǎo)體元件70安裝在印刷配線板10的安裝面60上。此時(shí)，安裝成半導(dǎo)體元件70的接地用端子72、電源用端子74和信號(hào)用端子(未圖示)分別與安裝面60的接地用焊墊62、電源用焊墊64和信號(hào)用焊墊(未圖示)對(duì)應(yīng)。接下來(lái)，通過(guò)回流焊使各端子經(jīng)由焊錫凸塊與各焊墊接合。之后，將印刷配線板10與母板等其他印刷配線板接合。此時(shí)，在預(yù)先于印刷配線板10的背面形成的焊墊上形成焊錫凸塊，通過(guò)回流焊在與其他的印刷配線板上的對(duì)應(yīng)的焊墊接觸的狀態(tài)下進(jìn)行接合。
此處，從堆積部20的電源用導(dǎo)體22經(jīng)由上部電極連接部52、導(dǎo)孔63、電源用焊墊64和焊錫凸塊78向半導(dǎo)體元件70的電源用端子74提供電源。另外，從上部電極連接部52向電容器部40的上部電極42提供電荷。另一方面，半導(dǎo)體元件70的接地用端子72經(jīng)由焊錫凸塊76、接地用焊墊62、導(dǎo)孔61、下部電極連接部51和堆積部20的接地用導(dǎo)體21而接地。另外，電容器部40的下部電極41也經(jīng)由下部電極連接部51接地。因此，電容器部40的上部電極42中積蓄了正電荷，下部電極41中積蓄了負(fù)電荷。而且，電容器部40的電容C可用C＝εS/d(ε高介電層43的介電率、S電極面積，d電極間距離)表示，但在本實(shí)施方式中高介電層43的介電率ε由于是鈦酸鋇等的陶瓷而其值較大，由于兩電極41、42為整片圖形，電極面積S大小為占配線板的板面的大致整面左右，電極間距離d很小，為1μm，所以電容C取足夠大的值。進(jìn)而，由于電容器部40內(nèi)置于半導(dǎo)體元件70的大致正下方，所以電容器部40和半導(dǎo)體元件70的配線的環(huán)繞距離短于片型電容器(一般配置于安裝面670中的半導(dǎo)體元件70的附近)和半導(dǎo)體元件70的配線的環(huán)繞距離。
下面根據(jù)圖2到圖19說(shuō)明本實(shí)施方式的印刷配線板10的制造例。圖2到圖19是表示電容器部的制作步驟的說(shuō)明圖。此處，如圖4所示使用了在一面上形成有堆積部20的核心基板，但由于堆積部20的制作步驟屬于公知技術(shù)(例如參照2000年6月20日日刊工業(yè)新聞社發(fā)行的「ビルドアツプ多 プリント配線板技術(shù)」(高木清著))，所以此處省略其制作步驟的說(shuō)明，以電容器部的制作步驟為中心進(jìn)行說(shuō)明。
首先，如圖2所示，準(zhǔn)備了用2張銅箔410、420夾持高介電層430的高介電電容片400。如下制作該高介電電容片400。即，在厚度為30-100μm的銅箔410上，使用輥涂機(jī)(roll coater)、刮墨刀(doctor blade)等的印刷機(jī)，將包含從由BaTiO3、SrTiO3、TaO3、Ta2O5、PZT、PLZT、PNZT、PCZT和PSZT構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上金屬氧化物而成的高介電材料，印刷為厚度為0.1-10μm(此處為1μm)的薄膜狀，作為未煅燒層。在印刷之后，將該未煅燒層在真空中或者在N2氣體等的非氧化環(huán)境中在600℃-950℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行煅燒，形成高介電層430。之后，使用濺射器等的真空蒸鍍裝置在高介電層430上形成銅層，再在該銅層上用電鍍等使銅滿足10μm左右，從而形成銅箔420。
下面說(shuō)明高介電電容片400的制作步驟的其他例子。
(1)在干燥氮中，使稱量為濃度1.0摩爾/升的B a(O C2H5)2和ビテトライソプロポキツドチタン(bitetra isopropoxide titan)溶解于經(jīng)脫水后的甲醇和2-甲氧基乙醇的混合溶劑(體積比為3∶2)中，在室溫的氮環(huán)境下攪拌3天的時(shí)間而調(diào)制鋇和鈦的烴氧基金屬前體組成物溶液。接下來(lái)，將該前體組成物溶液一邊保持為0℃一邊攪拌，將事先脫碳氧化的水以0.5微升/分的速度在氮?dú)庵袊婌F來(lái)進(jìn)行加水分解。
(2)將這樣制作的溶凝膠(Sol-Gel)溶液通過(guò)0.2微米的過(guò)濾器過(guò)濾出析出物等。
(3)將在上述(2)中制作的過(guò)濾液以1500rpm在厚度為30-100μm的銅箔410(之后成為下部電極41)上進(jìn)行1分鐘的旋轉(zhuǎn)涂布。將旋轉(zhuǎn)涂布了溶液的基板放置在保持于150℃的熱板上進(jìn)行3分鐘干燥。之后將基板插入保持于850℃的電爐中進(jìn)行15分鐘的煅燒。此處，調(diào)整溶凝膠(Sol-Gel)溶液的粘稠度以使1次旋轉(zhuǎn)涂布/干燥/煅燒所得到的膜厚為0.03μm。而且，作為下部電極141，也可以使用銅之外的鎳、鉑、金、銀等。
(4)重復(fù)40次旋轉(zhuǎn)涂布/干燥/煅燒得到1.2μm的高介電層430。(5)之后，使用濺射器等的真空蒸鍍裝置在高介電層430上形成銅層，再在該銅層上用電鍍等使銅滿足10μm左右，從而形成銅箔420(之后構(gòu)成上部電極42)。這樣得到高介電電容片400。關(guān)于介電特性，在使用INPEDANCE/GAIN PHASE ANALYZER(ヒユ一レツトパツカ一ド社製、品名4194A)，以頻率1kHz、溫度25℃、OSC電平1V這樣的條件進(jìn)行測(cè)定時(shí)，其比介電率為1.850。另外，真空蒸鍍除銅之外還可以形成鉑、金等的金屬層，電鍍也可以在銅之外形成鎳、錫等的金屬層。另外，高介電層使用了鈦酸鋇，但也可以通過(guò)使用其他的溶凝膠(Sol-Gel)溶液，使高介電層為鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化鉭(TaO3、Ta2O5)、鋯鈦酸鉛(PZT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)、鋯鈦酸鉛鈮(PNZT)、鋯鈦酸鉛鈣(PCZT)和鋯鈦酸鉛鍶(PSZT)中的任意一個(gè)。
另外，作為高介電電容片400的其他制作方法，還有下面的方法。即，將鈦酸鋇粉末(富士チタン工業(yè)株式會(huì)社製、HPBTシリ一ズ)分散到對(duì)于鈦酸鋇粉末的總重量，以聚乙烯醇5重量部、純水50重量部和作為溶劑類可塑劑的鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二(甲)酸二丁脂1重量部的比例混合的粘合劑溶液中，使用輥涂機(jī)、刮墨刀、α涂料器等的印刷機(jī)，在厚度為30-100μm的銅箔410(之后成為下部電極41)上印刷成厚度為5-7μm左右的薄膜狀，在60℃下為1小時(shí)，在80℃下為3小時(shí)，在100℃下為1小時(shí)，在120℃下為1小時(shí)，在150℃下為3小時(shí)進(jìn)行干燥，作為未煅燒層。也可以使用輥涂機(jī)、刮墨刀等的印刷機(jī)，將除BaTiO3之外包含從由SrTiO3、TaO3、Ta2O5、PZT、PLZT、PNZT、PCZT和PSZT構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上金屬氧化物而成的糊劑印刷為0.1-10μm厚度的薄膜狀進(jìn)行干燥，作為未煅燒層。印刷之后，將該未煅燒層在600℃-950℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行煅燒，作為高介電層430。之后，使用濺射器等的真空蒸鍍裝置在高介電層430上形成銅層，再在該銅層上用電鍍等使銅滿足10μm左右，從而形成銅箔420(之后構(gòu)成上部電極42)。而且，真空蒸鍍也可以在銅之外形成鉑、金等的金屬層，電鍍也可以在銅之外形成鎳、錫等的金屬層。另外，也可以使用以鈦酸鋇為目標(biāo)的濺射法。
將這樣得到的高介電電容片400的一側(cè)的銅箔410通過(guò)蝕刻變成薄膜，厚度為20-50μm，將蝕刻后的銅箔410的表面(下表面)粗糙化(參照?qǐng)D3)。
接下來(lái)，準(zhǔn)備形成有堆積部20的核心基板(未圖示)，以覆蓋堆積部20的整個(gè)上表面的方式層疊B臺(tái)(未硬化)的熱硬化性樹(shù)脂片310，之后將先前的高介電電容片400(51mm×51mm)中的施以了表面粗糙化的銅箔410貼在熱硬化性樹(shù)脂片310上，之后使熱硬化性樹(shù)脂片310完全熱硬化(參照?qǐng)D4)。另外，堆積部20具有在絕緣層23內(nèi)沿上下方向延伸設(shè)置的接地用導(dǎo)體21和電源用導(dǎo)體22、形成在堆積部20的上方且與接地用導(dǎo)體21電連接的接地用焊盤21a和形成在堆積部20的上方且與電源用導(dǎo)體22電連接的電源用焊盤22a。
接下來(lái)通過(guò)蝕刻使銅箔420變成薄膜，厚度為20-30μm(參照?qǐng)D5)，在該銅箔420上對(duì)作為感光保護(hù)層的干膜進(jìn)行分層之后通過(guò)圖形掩模進(jìn)行曝光、顯影，從而形成圖形化的保護(hù)層312(參照?qǐng)D6)。該圖形化去除堆積部20的接地用導(dǎo)體21的正上方所抵接的部分和電源用導(dǎo)體22的正上方所抵接的部分，其結(jié)果，在接地用焊盤21a的正上方形成保護(hù)層開(kāi)口部312-1，在電源用焊盤22a的正上方形成保護(hù)層開(kāi)口部312-2。之后，通過(guò)蝕刻去除保護(hù)層開(kāi)口部312-1、312-2內(nèi)的銅箔420(參照?qǐng)D7)。該蝕刻以只去除露出于外部的銅箔420而不去除正下方的高介電層430的方式，使用硫酸和過(guò)氧化氫的混合液作為蝕刻液。而且，此處也使用干膜作為感光保護(hù)層，但也可以用液狀保護(hù)層。
接下來(lái)去除保護(hù)層312(參照?qǐng)D8)，再對(duì)作為感光保護(hù)層的干膜進(jìn)行分層之后通過(guò)圖形掩模進(jìn)行曝光、顯影，從而形成圖形化的保護(hù)層314(參照?qǐng)D9)。該圖形化以不用干膜覆蓋露出于外部的高介電層430中的內(nèi)周區(qū)域Ain且用干膜覆蓋外周區(qū)域Aex的方式進(jìn)行，其結(jié)果，在接地用焊盤21a的正上方形成保護(hù)層開(kāi)口部314-1，在電源用焊盤22a的正上方形成保護(hù)層開(kāi)口部314-2。之后，通過(guò)蝕刻去除保護(hù)層開(kāi)口部314-1、314-2內(nèi)的高介電層430(參照?qǐng)D10)。該蝕刻以只去除高介電層430而不去除正下方的銅箔410的方式，使用鹽酸作為蝕刻液。接下來(lái)，通過(guò)蝕刻去除保護(hù)層開(kāi)口部314-1、314-2內(nèi)的銅箔410(參照?qǐng)D11)。該蝕刻使用氯化銅蝕刻液作為蝕刻液。而且，此處也使用干膜作為感光保護(hù)層，但也可以用液狀保護(hù)層。另外，也可以同時(shí)蝕刻圖9中的保護(hù)層開(kāi)口部314-1、314-2內(nèi)的高介電層430和銅箔410。
之后，去除保護(hù)層314(參照?qǐng)D12)。由此，在高介電電容片400中的接地用導(dǎo)體21和電源用導(dǎo)體22的正上方分別形成片通孔401、402。其中，接地用導(dǎo)體21的正上方的片通孔401形成為貫穿銅箔410和高介電層430的部分直徑較小，貫穿銅箔420的部分直徑較大，電源用導(dǎo)體22的正上方的片通孔402形成為貫穿銅箔410和高介電層430的部分直徑較大，貫穿銅箔420的部分直徑更大(下部電極連接部51的直徑＜上部電極連接部第1部52a的直徑)。
接下來(lái)，以覆蓋制作之中的基板的整個(gè)上表面的方式對(duì)B臺(tái)(未硬化)的熱硬化性樹(shù)脂片320(例如味の素社製の ABF-45SH)層疊之后使之完全熱硬化(參照?qǐng)D13)。然后，在該熱硬化性樹(shù)脂片320的表面的規(guī)定位置上通過(guò)碳酸氣激光器、UV激光器、YAG激光器和準(zhǔn)分子激光器等進(jìn)行開(kāi)孔(參照?qǐng)D14)。此處進(jìn)行下部電極連接用孔501、上部電極連接用第1孔502和上部電極連接用第2孔503的開(kāi)孔。具體而言，在接地用導(dǎo)體21的正上方使下部電極連接用孔501貫穿設(shè)置到達(dá)接地用焊盤21a，以不使銅箔420露出于該孔501的內(nèi)壁而使銅箔410露出于該孔501的內(nèi)壁。此時(shí)，預(yù)先對(duì)片通孔401通過(guò)銅箔420的部分的孔直徑形成得大于通過(guò)銅箔410的部分的孔直徑，所以易于使銅箔420不露出于下部電極連接用孔501的內(nèi)壁而使銅箔410露出。另外，在電源用導(dǎo)體22的正上方貫穿設(shè)置上部電極連接用第1孔502到達(dá)電源用焊盤22a，以使銅箔410、420均不露出于該孔502的內(nèi)壁。此時(shí)，由于事先將片通孔402的孔直徑形成得較大，所以易于使銅箔410、420均不露出于上部電極連接用第1孔502的內(nèi)壁。進(jìn)而，在銅箔420的正上方貫穿設(shè)置上部電極連接用第2孔503到達(dá)銅箔420。這樣地進(jìn)行了開(kāi)孔之后，為去除各孔501-503內(nèi)的傷痕等而實(shí)施去痕處理。而且，通過(guò)去痕處理使熱硬化性樹(shù)脂片320的表面粗糙化。
另外，下部電極連接部51、上部電極連接部第1部52a的數(shù)量可以通過(guò)圖6中的保護(hù)層開(kāi)口部312-1、312-2的數(shù)量來(lái)調(diào)整。例如如果將保護(hù)層開(kāi)口部312-1、312-2的數(shù)量設(shè)定得小于IC芯片70的端子總數(shù)，則由于下部電極41和上部電極42的開(kāi)孔較少，所以相應(yīng)地各電極的面積增大，電容器部40的電容增大。另外，下部電極41的面積和上部電極42的面積、下部電極連接部51和銅箔420之間的空間、上部電極連接部第1部52a與銅箔410、420之間的空間可以通過(guò)保護(hù)層開(kāi)口部312-1、312-2、314-1、314-2的數(shù)量來(lái)調(diào)整。該保護(hù)層開(kāi)口部312-1、312-2、314-1、314-2的大小可以看作與下部電極41和上部電極42的開(kāi)孔大小同樣，所以可以看作為調(diào)整各電極的大小及電容器部40的電容的因素。
接下來(lái)，在對(duì)熱硬化性樹(shù)脂片320中露出于外部的部分(包含各孔501-503的內(nèi)壁)施以無(wú)電鍍催化后，通過(guò)在無(wú)電解鍍銅水溶液中浸泡，形成厚度為0.6-3.0μm的無(wú)電解鍍銅膜505(參照?qǐng)D15)。接著，在該無(wú)電解鍍銅膜505的整面對(duì)作為感光保護(hù)層的干膜進(jìn)行分層之后通過(guò)圖形掩模來(lái)進(jìn)行曝光、顯影，從而形成圖像化的保護(hù)層506(參照?qǐng)D16)。然后，在無(wú)電解鍍銅膜505中的露出于外部的部分(包含各孔501-503的內(nèi)壁)上形成電解鍍銅膜507(參照?qǐng)D17)，之后去除圖形化的保護(hù)層506(參照?qǐng)D18)，通過(guò)蝕刻去除無(wú)電解鍍銅膜505中的露出于表面的部分(參照?qǐng)D19)。由此，各孔501-503被銅填充，并且在熱硬化性樹(shù)脂片320中露出的部分上形成了銅配線圖形。
而且，在圖19中，熱硬化性樹(shù)脂片310、320(例如味の素社製のABF-45SH)分別相當(dāng)于第1電絕緣層31和第2電絕緣層32，高介電電容片400的銅箔410、銅箔420和高介電層430分別相當(dāng)于電容器部40的下部電極41、上部電極42和高介電層43，下部電極連接用孔501內(nèi)填充的銅和與之連接的第2電絕緣層32上的銅配線圖形分別相當(dāng)于下部電極連接部51和配線圖形51a，上部電極連接用第1孔502內(nèi)填充的銅、上部電極連接用第2孔503內(nèi)填充的銅和與它們連接的第2電絕緣層32上的銅配線圖形分別相當(dāng)于上部電極連接部第1部52a-52c。
根據(jù)上面詳細(xì)說(shuō)明的印刷配線板10，在所堆積的過(guò)程中，即使用具有以2張銅箔410、420夾持高介電層430的結(jié)構(gòu)、之后成為電容器部40的高介電電容片400覆蓋了配線板的板面的大致全表面之后，也能形成下部電極連接部51和上部電極連接部52。
另外，由于一般印刷配線板大多在200℃以下的溫度條件下進(jìn)行堆積，所以難以在所堆積的過(guò)程中用高溫(例如600℃-950℃)煅燒高介電材料使之成為陶瓷，因此如上述實(shí)施方式那樣，優(yōu)選使用以2張銅箔410、420夾持另外煅燒完畢的高介電層430的結(jié)構(gòu)的高介電電容片400來(lái)形成電容器部40。
進(jìn)而，上部電極連接部52與半導(dǎo)體元件70的電源用端子74電連接，下部電極連接部51與半導(dǎo)體元件70的接地用端子72電連接，所以半導(dǎo)體元件70的導(dǎo)通截止頻率即使升高為幾GHz到幾十GHz的易于發(fā)生電位的瞬間下降的狀況下也能獲得足夠的解耦效果。
進(jìn)而，由于電容器部40的高介電層43是煅燒介電率較大的鈦酸鋇等制作的、電容器部40的上部電極42和下部電極41作為整片圖形具有覆蓋板面的大致整面的面積、兩電極41、42的間隔很小，為0.1-10μm，所以電容器部40的電容增大，可以易于得到足夠的解耦效果。
再有，相比于在半導(dǎo)體元件70的周圍設(shè)置片型電容器的情況，由于電容器部40配置于半導(dǎo)體元件70的大致正下方，所以配線的環(huán)繞距離縮短，可以抑制噪聲的產(chǎn)生。
另外，本發(fā)明不受上述實(shí)施方式的任何限定，毋庸置疑，只要在屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)就可以用各種方式進(jìn)行實(shí)施。
例如在上述實(shí)施方式中使用高介電電容片400形成電容器部40，但也可以代替高介電電容片400，在形成于堆積部20的上方的第1電絕緣層31上按照金屬箔、陶瓷制的高介電層和金屬箔的順序都以覆蓋整個(gè)表面的方式進(jìn)行層疊之后，與上述實(shí)施方式同樣地形成上部電極連接部52和下部電極連接部51。此時(shí)，也能在堆積的過(guò)程中形成電容器部40。
另外，在上述實(shí)施方式中將電容器部40的下部電極41與半導(dǎo)體元件70的接地用端子72和堆積部20的接地用導(dǎo)體21連接，將上部電極42與電源用端子74和電源用導(dǎo)體22連接，但也可以相反地將下部電極41與電源用端子74和電源用導(dǎo)體22連接，將上部電極42與接地用端子72和接地用導(dǎo)體21連接。
還有，在上述實(shí)施方式中對(duì)內(nèi)置電容器部40的印刷配線板10進(jìn)行了說(shuō)明，但除了所內(nèi)置的電容器部40之外，還可以在安裝面60上安裝片型電容器。這樣，可以在僅憑借電容器部40而導(dǎo)致電容不足的情況等時(shí)通過(guò)在安裝面60上安裝的片型電容器進(jìn)行補(bǔ)充。此時(shí)，如果將片型電容器的正端子與電容器部40的電源用電極連接，片型電容器的負(fù)端子與電容器部的接地用電極連接，由于從片型電容器到IC芯片的路徑的阻抗減小，所以功率損失較小而成為優(yōu)選方案。
實(shí)施例(實(shí)施例1-9)按照上述實(shí)施方式，制作了如表1所示的實(shí)施例。具體而言，在圖6所示的步驟中，形成為使接地用焊墊62的數(shù)量和保護(hù)層開(kāi)口部312-1(下部電極連接部51)的數(shù)量之比為1∶0.1，電源用焊墊64的數(shù)量和保護(hù)層開(kāi)口部312-2(上部電極連接部第1部52a)的數(shù)量之比為1∶0.1。進(jìn)而，調(diào)整圖6、圖9所示的開(kāi)口部312-1、312-2、314-1、314-2的大小，將下部電極41和上部電極42相對(duì)的面積調(diào)整為3.22×10-5m2-1.83×10-3m2。其結(jié)果，電容器部的電容成為0.44×10-6F-25×10-6F。此時(shí)1個(gè)下部電極連接部51與IC芯片70的多個(gè)接地用端子72電連接，1個(gè)上部電極連接部第1部52a與IC芯片70的多個(gè)電源用端子74電連接。
(實(shí)施例10)在上述實(shí)施方式中，設(shè)高介電電容片400的大小為49.5mm×43mm，形成為接地用焊墊62的數(shù)量和下部電極連接部51的數(shù)量之比為1∶1，電源用焊墊64的數(shù)量和上部電極連接部第1部52a的數(shù)量之比也為1∶1。而且，接地用焊墊62的數(shù)量和電源用焊墊64的數(shù)量分別為11000個(gè)。另外，各開(kāi)口部312-1、312-2的大小在300-400μmφ的范圍內(nèi)。其結(jié)果，電容器部的電容為0.18×10-6F。
(實(shí)施例11)在實(shí)施例10中，形成為接地用焊墊62的數(shù)量和下部電極連接部51的數(shù)量之比為1∶0.7，電源用焊墊64的數(shù)量和上部電極連接部第1部52a的數(shù)量之比也為1∶0.7。其結(jié)果，電容器部的電容為8.8×10-6F。
(實(shí)施例12)在實(shí)施例10中，形成為接地用焊墊62的數(shù)量和下部電極連接部51的數(shù)量之比為1∶0.5，電源用焊墊64的數(shù)量和上部電極連接部第1部52a的數(shù)量之比也為1∶0.5。其結(jié)果，電容器部的電容為15×10-6F。
(實(shí)施例13)在實(shí)施例10中，形成為接地用焊墊62的數(shù)量和下部電極連接部51的數(shù)量之比為1∶0.1，電源用焊墊64的數(shù)量和上部電極連接部第1部52a的數(shù)量之比也為1∶0.1。其結(jié)果，電容器部的電容為26×10-6F。
(實(shí)施例14)在實(shí)施例10中，形成為接地用焊墊62的數(shù)量和下部電極連接部51的數(shù)量之比為1∶0.05，電源用焊墊64的數(shù)量和上部電極連接部第1部52a的數(shù)量之比也為1∶0.05。其結(jié)果，電容器部的電容為27.5×10-6F。
(實(shí)施例15)在實(shí)施例10中，形成為接地用焊墊62的數(shù)量和下部電極連接部51的數(shù)量之比為1∶0.03，電源用焊墊64的數(shù)量和上部電極連接部第1部52a的數(shù)量之比也為1∶0.03。其結(jié)果，電容器部的電容為28×10-6F。
(實(shí)施例16)在實(shí)施例10中，形成為接地用焊墊62的數(shù)量和下部電極連接部51的數(shù)量之比為1∶0.01，電源用焊墊64的數(shù)量和上部電極連接部第1部52a的數(shù)量之比也為1∶0.01。其結(jié)果，電容器部的電容為29×10-6F。
(實(shí)施例17)按照實(shí)施例6進(jìn)行了制作。具體而言，在高介電電容片400的制作中，將旋轉(zhuǎn)涂布/干燥/煅燒的重復(fù)次數(shù)設(shè)為1次。其結(jié)果，高介電層430的厚度為0.03μm。
(實(shí)施例18)按照實(shí)施例6進(jìn)行了制作。具體而言，在高介電電容片400的制作中，將旋轉(zhuǎn)涂布/干燥/煅燒的重復(fù)次數(shù)設(shè)為4次。其結(jié)果，高介電層430的厚度為0.12μm。
(實(shí)施例19)按照實(shí)施例6進(jìn)行了制作。具體而言，在高介電電容片400的制作中，將旋轉(zhuǎn)涂布/干燥/煅燒的重復(fù)次數(shù)設(shè)為15次。其結(jié)果，高介電層430的厚度為0.45μm。
(實(shí)施例20)按照實(shí)施例6進(jìn)行了制作。具體而言，在高介電電容片400的制作中，將旋轉(zhuǎn)涂布/干燥/煅燒的重復(fù)次數(shù)設(shè)為200次。其結(jié)果，高介電層430的厚度為6μm。
(實(shí)施例21)按照實(shí)施例6進(jìn)行了制作。具體而言，在高介電電容片400的制作中，將旋轉(zhuǎn)涂布/干燥/煅燒的重復(fù)次數(shù)設(shè)為330次。其結(jié)果，高介電層430的厚度為9.9μm。
(實(shí)施例22)按照實(shí)施例6進(jìn)行了制作。具體而言，在高介電電容片400的制作中，將旋轉(zhuǎn)涂布/干燥/煅燒的重復(fù)次數(shù)設(shè)為500次。其結(jié)果，高介電層430的厚度為15μm。
(實(shí)施例23)
在實(shí)施例1的印刷配線板的表面實(shí)施片型電容器，通過(guò)內(nèi)置于印刷配線板的電容器部40進(jìn)行片型電容器和IC芯片的接地用端子、電源用端子之間的連接。
(比較例)比較例的高介電電容片是根據(jù)實(shí)施方式中描述的高介電電容片的另外的方式的制作步驟制作的。其中，未經(jīng)煅燒在干燥后的未煅燒層上形成了電極。其結(jié)果，印模正下方的靜電電容小于0.001μF。
(評(píng)價(jià)試驗(yàn)1)在實(shí)施例1-16、23和比較例的印刷配線板安裝下面的IC芯片，同時(shí)重復(fù)100次切換，使用脈沖圖形振蕩器/錯(cuò)誤探測(cè)器(アドバンテスト社製、商品名D3186/3286)確認(rèn)了有無(wú)錯(cuò)誤動(dòng)作。將沒(méi)有錯(cuò)誤動(dòng)作的情況作為良品“○”，將出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作的情況作為不良“×”。
①時(shí)鐘頻率1.3GHz、FSB400MHz②時(shí)鐘頻率2.4GHz、FSB533MHz③時(shí)鐘頻率3.0GHz、FSB800MHz④時(shí)鐘頻率3.73GHz、FSB1066MHz根據(jù)上述①的安裝了IC芯片的各實(shí)施例和比較例的評(píng)價(jià)結(jié)果的比較，可知由于內(nèi)置陶瓷制的介電層所構(gòu)成的電容器部，難以產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。另外，根據(jù)上述②-④的安裝了IC芯片的評(píng)價(jià)結(jié)果，可知電容器電容越大越難產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作，如果為0.8μF以上，則即使安裝了3.0GHz以上的頻率的IC芯片也不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。
另外，在各實(shí)施例的印刷配線板中，將可以測(cè)定IC芯片的電壓的電路設(shè)置在印刷配線板上，同時(shí)測(cè)定切換時(shí)的IC芯片的電壓下降。然后，按照每個(gè)IC芯片的驅(qū)動(dòng)頻率仿真了電容器部的電容和IC芯片的電壓下降之間的關(guān)系。將該結(jié)果顯示在圖20。橫軸是電容器部的電容器電容，縱軸是各驅(qū)動(dòng)電壓的電壓下降量(％)。根據(jù)該仿真結(jié)果顯示了如果電壓下降量超過(guò)了10％，則有可能產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。
(評(píng)價(jià)試驗(yàn)2)對(duì)實(shí)施例4、17-22的印刷配線板，將-55℃×5分鐘、125℃×5分鐘作為1個(gè)周期，重復(fù)了1000個(gè)周期。從IC芯片安裝面的相反側(cè)的端子經(jīng)過(guò)IC，再次對(duì)與IC芯片安裝面的相反側(cè)的端子(和之前的相反側(cè)的端子不同的其他端子)連接的特定電路的連接電阻在熱循環(huán)試驗(yàn)前的第500周期、第1000周期進(jìn)行測(cè)定，求出了下述算式的電阻變化率。然后，如果電阻變化率在±10％以內(nèi)為合格“○”，超過(guò)±10％為不良“×”，在表1中總結(jié)出了該結(jié)果。
根據(jù)該試驗(yàn)結(jié)果可知，電容器部的高介電層的厚度過(guò)薄或過(guò)厚都易于使連接可靠性下降。其原因雖然沒(méi)有定論，但可以推斷為如果高介電層過(guò)薄(即為0.03μm以下)，則陶瓷制的高介電層由于印刷配線板的熱收縮而出現(xiàn)裂紋，印刷配線板的配線出現(xiàn)斷線。另一方面，推斷為，如果電容器部的高介電層過(guò)厚(即超過(guò)9.9μm時(shí))，則由于陶瓷制的高介電層和上部電極/下部電極的熱膨脹系數(shù)不同，所以在印刷配線板的水平方向上高介電層和上部電極/下部電極的收縮/膨脹量的差異增大，在電容器部和印刷配線板之間產(chǎn)生剝離，印刷配線板的配線出現(xiàn)斷線。
(評(píng)價(jià)試驗(yàn)3)對(duì)實(shí)施例10-16的印刷配線板進(jìn)行了500周期、1000周期的與評(píng)價(jià)試驗(yàn)2同樣的熱循環(huán)試驗(yàn)。在熱循環(huán)之后，安裝IC芯片(時(shí)鐘頻率3.73GHz、FSB1066MHz)，與評(píng)價(jià)試驗(yàn)1同樣地確認(rèn)了有無(wú)錯(cuò)誤動(dòng)作。其結(jié)果顯示在表1。
根據(jù)該試驗(yàn)結(jié)果可知，電極連接部數(shù)量相對(duì)于焊墊數(shù)量的比即電極連接部數(shù)量/焊墊數(shù)量過(guò)小或過(guò)大都易于產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。該原因雖然沒(méi)有定論，但可以推斷為該比過(guò)小(即小于0.03時(shí))，則電極連接部(下部電極連接部51和上部電極連接部第1部52a)的數(shù)量過(guò)少，所以在它們的電連接狀態(tài)惡化時(shí)，其他的電極連接部無(wú)法解決掉該影響，從而易于產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。另一方面，該比過(guò)大(即超過(guò)0.7時(shí))，則在下部電極41和上部電極42中的各電極連接部以非接觸狀態(tài)通過(guò)的部位增多，由于該部位所填充的樹(shù)脂和高介電層43的熱膨脹差而使陶瓷制的脆的高介電層43易于產(chǎn)生收縮/膨脹，其結(jié)果為高介電層43中產(chǎn)生裂紋。
表1

本發(fā)明以2004年6月25日申請(qǐng)的日本特許申請(qǐng)2004-188855號(hào)為優(yōu)先權(quán)主張的基礎(chǔ)，涵蓋了其全部?jī)?nèi)容。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的印刷配線板用于安裝IC芯片等的半導(dǎo)體元件，例如可用于電子相關(guān)產(chǎn)業(yè)和通信相關(guān)產(chǎn)業(yè)等。
權(quán)利要求
1.一種印刷配線板，該印刷配線板內(nèi)置有電容器部，并用于安裝半導(dǎo)體元件，該電容器部將陶瓷制的高介電層夾持于上部電極和下部電極之間而成，其中，上述印刷配線板具有上部電極連接部，其在與上述電容器部的上部電極和下部電極均不接觸的情況下沿上下方向貫穿該電容器部，且經(jīng)由設(shè)于該電容器部上方的導(dǎo)體層與上述電容器部的上部電極電連接；以及下部電極連接部，其以不與上述電容器部的上部電極接觸而與下部電極接觸的方式沿上下方向貫穿該電容器部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷配線板，其中，上述電容器部利用高介電電容片形成，該高介電電容片獨(dú)立制作成將上述高介電層夾持于上述上部電極和上述下部電極之間的結(jié)構(gòu)，且該高介電電容片具有覆蓋整個(gè)板面的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷配線板，其中，上述上部電極連接部與上述半導(dǎo)體元件的電源用端子或者接地用端子連接，上述下部電極連接部與上述半導(dǎo)體元件的接地用端子或者電源用端子連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的印刷配線板，其中，上述上部電極連接部的沿上下方向貫穿上述電容器部的部分的下端與電源用導(dǎo)體或者接地用導(dǎo)體連接，上述下部電極連接部與上述半導(dǎo)體元件的接地用端子或者電源用端子連接、并且其沿上下方向貫穿上述電容器部的部分的下端與接地用導(dǎo)體或者電源用端子連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的印刷配線板，其中，上述高介電層是通過(guò)對(duì)包含從下述組中選擇的一種或兩種以上金屬定化物而成的原料進(jìn)行煅燒而制成的，該組由下述部分構(gòu)成鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化鉭(TaO3、Ta2O5)、鋯鈦酸鉛(PZT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)、鋯鈦酸鉛鈮(PNZT)、鋯鈦酸鉛鈣(PCZT)和鋯鈦酸鉛鍶(PSZT)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的印刷配線板，其中，上述上部電極和上述下部電極形成為整片圖形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的印刷配線板，其中，上述電容器部的上述上部電極和上述下部電極之間的距離被設(shè)定為10μm以下而且實(shí)質(zhì)上不會(huì)出現(xiàn)短接的距離。
8.一種印刷配線板的制造方法，該印刷配線板的制造方法具有如下步驟(a)將高介電電容片貼附于第1電絕緣層上，該高介電電容片獨(dú)立制作成用2張金屬箔夾持陶瓷制的高介電層的結(jié)構(gòu)；(b)形成沿上下方向貫穿上述高介電電容片的上部電極用片的通孔和下部電極用片的通孔；(c)形成填充上述兩個(gè)片的通孔而且覆蓋上述高介電電容片的上表面的第2電絕緣層；(d)形成如下的孔從上述第2電絕緣層開(kāi)口到上述上部電極的上部電極連接用第1孔；從上述第2電絕緣層中的上述上部電極用片的通孔的正上方開(kāi)口到上述第1電絕緣層、且使上述上部電極、上述高介電層和上述下部電極均不露出于內(nèi)壁的上部電極連接用第2孔；和從上述第2電絕緣層中的上述下部電極用片的通孔的正上方開(kāi)口到上述第1電絕緣層、且不使上述上部電極露出于內(nèi)壁而使上述下部電極露出于內(nèi)壁的下部電極連接用孔；以及(e)用導(dǎo)體材料填充上述上部電極連接用第1孔和上述上部電極連接用第2孔，之后將兩者在上述第2絕緣層的上方連接起來(lái)作為上部電極連接部，同時(shí)用導(dǎo)體材料填充上述下部電極連接用孔來(lái)作為下部電極連接部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的印刷配線板的制造方法，其中，在上述(b)步驟中，在形成上述下部電極用片的通孔時(shí)，形成為通過(guò)上述上部電極的部分的孔直徑大于通過(guò)上述下部電極的部分的孔直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的印刷配線板的制造方法，其中，在上述(d)步驟中，將上述上部電極連接用第2孔從上述第2電絕緣層中的上述上部電極用片的通孔的正上方開(kāi)口到上述第1電絕緣層內(nèi)的電源用導(dǎo)體或者接地用導(dǎo)體，將上述下部電極連接用孔從上述第2電絕緣層中的上述下部電極用片的通孔的正上方開(kāi)口到上述第1電絕緣層內(nèi)的接地用端子或者電源用導(dǎo)體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的印刷配線板的制造方法，其中，在上述(e)步驟之后，將上述上部電極連接部與安裝于上述印刷配線板的半導(dǎo)體元件的電源用端子或者接地用端子連接，將上述下部電極連接部與上述半導(dǎo)體元件的接地用端子或者電源用端子連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任一項(xiàng)所述的印刷配線板的制造方法，其中，上述高介電層是通過(guò)對(duì)包含從下述組中選擇的一種或兩種以上金屬氧化物而成的原料進(jìn)行煅燒而制成的，該組由下述部分構(gòu)成鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化鉭(TaO3、Ta2O5)、鋯鈦酸鉛(PZT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)、鋯鈦酸鉛鈮(PNZT)、鋯鈦酸鉛鈣(PCZT)和鋯鈦酸鉛鍶(PSZT)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中的任一項(xiàng)所述的印刷配線板的制造方法，其中，上述電容器部的上述上部電極和上述下部電極之間的距離被設(shè)定為10μm以下而且實(shí)質(zhì)上不會(huì)出現(xiàn)短接的距離。
全文摘要
本發(fā)明提供一種印刷配線板及其制造方法。在本發(fā)明的印刷配線板(10)中，上部電極連接部(52)的上部電極連接部第1部(52a)不與電容器部(40)接觸地沿上下方向貫穿電容器部(40)，上部電極連接部(52)從上部電極連接部第2部(52b)經(jīng)由設(shè)于電容器部(40)的上方的上部電極連接部第3部(52c)與上部電極(42)連接。另外，下部電極連接部(51)以不與電容器部(40)的上部電極(42)接觸但與下部電極(41)接觸的方式沿上下方向貫穿電容器部(40)。因此，在所堆積的過(guò)程中，即使用具有以2張金屬箔夾持高介電層的結(jié)構(gòu)以后成為電容器部(40)的高介電電容片覆蓋了全表面之后，也能形成上部電極連接部(52)和下部電極連接部(51)。
文檔編號(hào)H01L23/12GK1973590SQ20058002102
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者苅谷隆, 持田晶良 申請(qǐng)人:揖斐電株式會(huì)社