(57)【要約】  セラミック誘電体の信頼性が高く、樹脂による埋め込みの方法で、配線基板などに内蔵させる場合における、容量形成用の電極層と樹脂との密着強度に優れた薄層コンデンサを効率よく製造することを可能にする。  ウエットエッチングを妨げる酸化膜が表面に形成されていない、卑金属を含有する電極層１２ａ，１２ｂと、電極層により挟まれたセラミック誘電体層１３とを備えた積層体１５を形成し、電極層をウエットエッチングによってパターニングして容量形成用の電極層１４ａ，１４ｂを形成した後、酸化性雰囲気中で熱処理することにより、容量形成用の電極の表面に酸化膜を形成する。  積層体形成工程を、金属粉末を含有し電極層となるべき導体グリーンシートと、セラミック誘電体層となるべき誘電体セラミックグリーンシートとを積層することにより未焼成積層体を得る工程と、未焼成積層体を焼成する工程とを備えた工程とする。
2008075504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック誘電体層を介して互いに対向するように容量形成用の電極層が配設された構造を有する薄層コンデンサの製造方法であって、
卑金属を含有し、表面にウエットエッチングを妨げるような酸化膜が形成されていない電極層と、前記電極層により挟まれたセラミック誘電体層とを備え、少なくとも一方の主面に前記電極層が露出している積層体を形成する積層体形成工程と、
前記積層体の主面に露出している電極層をウエットエッチングによってパターニングするパターニング工程と、
前記パターニング工程の後に、前記積層体を酸化性雰囲気中で熱処理して電極層の表面に酸化膜を形成する熱処理工程と
を具備することを特徴とする薄層コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記積層体形成工程が、卑金属粉末を含有し、前記電極層となるべき導体グリーンシートと、誘電体セラミック粉末を含有し、前記セラミック誘電体層となるべき誘電体セラミックグリーンシートとを積層することにより未焼成積層体を得る工程と、前記未焼成積層体を焼成する焼成工程とを備えた工程であることを特徴とする請求項１記載の薄層コンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記未焼成積層体を焼成する焼成工程を、ウエットエッチングを妨げるような酸化膜が表面に形成されていない電極層が得られるような非酸化性雰囲気で行うことを特徴とする請求項２記載の薄層コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記未焼成積層体を焼成する焼成工程を、前記電極層の表面の少なくとも一部に酸化膜が形成されるような酸化性雰囲気で行い、焼成後に、前記電極層の表面に形成された酸化膜を除去した後、前記パターニング工程を実施することを特徴とする請求項２記載の薄層コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記パターニング工程の後に、酸化性雰囲気中で実施される前記熱処理工程において、前記積層体の表面に露出した前記電極層の表面に、厚さ５ｎｍ以上の酸化膜が形成されるような条件で熱処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄層コンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記電極層が、Ｎｉを含有するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の薄層コンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記熱処理工程の後に、積層体をダイシングカットする工程と、ダイシングカットにより前記電極層に発生したバリをウエットエッチングによって除去する工程とを具備することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の薄層コンデンサの製造方法。
【請求項８】
セラミック誘電体層と、
前記セラミック誘電体層を介して互いに対向する容量形成用の電極層であって、ウエットエッチングの方法によりパターニングされ、かつ、表面に厚みが５ｎｍ以上の酸化膜を有する、卑金属含む電極層と
を具備することを特徴とする薄層コンデンサ。
【請求項９】
セラミック誘電体層と、
前記セラミック誘電体層の表裏両主面側に配設され、少なくとも一部が前記セラミック誘電体層を介して互いに対向する容量形成用の電極層であって、ウエットエッチングの方法によりパターニングされ、かつ、表面に厚みが５ｎｍ以上の酸化膜を有する、卑金属含む電極層と
を具備することを特徴とする薄層コンデンサ。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法で製造された薄層コンデンサを準備する工程と、
前記薄層コンデンサを、内部に配線層を有する樹脂基板に埋め込む工程と、
前記配線層と前記薄層コンデンサの容量形成用の電極層を電気的に接続する工程と
を具備することを特徴とするコンデンサ内蔵配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄層コンデンサの製造方法、薄層コンデンサおよび、前記薄層コンデンサを内蔵した、コンデンサ内蔵配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に広く使用される電子部品の一つにコンデンサがあり、電子機器の小型化にともなって、コンデンサに対しても小型化や薄型化が要求されている。【０００３】
そして、薄型のコンデンサの製造方法として、容量形成用の電極（金属電極）となるべき未焼結金属テープと、誘電体層となるべき未焼結誘電体シートを積層して焼成することにより、図７に示すように、誘電体層５１を介して容量形成用の電極５２ａ，５２ｂが互いに対向するように配設された３層構造を有する薄型のコンデンサを製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。【０００４】
さらに、特許文献１には、容量形成用の電極を構成する材料として、ＮｉやＣｕなどの卑金属を用いてもよいことが記載されている（段落００１３）。
また、焼成雰囲気に関しては、還元性雰囲気中、１２２０℃で焼成を行うことが示されている（段落００３７）。【０００５】
しかしながら、表面に電極（容量形成用電極）を有するコンデンサにおいて、電極の構成材料として安価なＮｉやＣｕなどの卑金属を用いた場合、酸化性雰囲気中での焼成や熱処理の工程で、電極の表面に酸化膜が形成される。その結果、電極をパターニングするためのエッチングが困難になり、所望のパターンを有する電極を形成することができなくなるという問題点がある。【０００６】
また、上記問題点を解消するためには、電極の表面に形成された酸化層を、例えば、レーザ照射、ドライエッチング、還元性雰囲気中での熱処理、酸化層用エッチング液浸漬などの方法で除去する方法が考えられる。しかしながら、この方法の場合、酸化層の除去プロセスは高コストであるばかりでなく、電極や誘電体層が特性の劣化を引き起こすという問題がある。【０００７】
また、電極構成材料が酸化されないように、焼成雰囲気中の酸素分圧を、電極材料の平衡酸素分圧よりも低い分圧に維持する（還元側で維持する）方法も考えられる。しかしながら、この方法の場合、焼成後にセラミック誘電体に十分な特性を付与することができない場合があり、誘電体としての信頼性が不十分になるという問題点がある。【０００８】
また、上記のような方法によりエッチング可能な電極表面を得た後、エッチングを行って電極のパターニングを行うようにした場合、パターニング後の容量形成用電極の表面は電極金属が露出した状態となる。そのため、得られたコンデンサを、例えば、樹脂による埋め込みの方法で、樹脂基板（配線基板）に内蔵させようとした場合、電極と樹脂との密着強度が低く、配線基板とコンデンサの間でデラミネーションが発生するという問題点がある。
【特許文献１】特開２００６−４９６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明は、上記課題を解決するものであり、容量形成用の電極をエッチングにより効率よくパターニングすることが可能で、かつ、誘電体の信頼性が高く、しかも、樹脂による埋め込みの方法で、配線基板などに内蔵させる場合に、電極と樹脂との密着強度に優れた信頼性の高いコンデンサ内蔵配線基板を得ることが可能な薄層コンデンサ、薄層コンデンサの製造方法および該薄層コンデンサを用いたコンデンサ内蔵配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本願発明にあっては、次の構成を採用している。
すなわち、本願請求項１の発明にかかる薄層コンデンサの製造方法は、
セラミック誘電体層を介して互いに対向するように容量形成用の電極層が配設された構造を有する薄層コンデンサの製造方法であって、
卑金属を含有し、表面にウエットエッチングを妨げるような酸化膜が形成されていない電極層と、前記電極層により挟まれたセラミック誘電体層とを備え、少なくとも一方の主面に前記電極層が露出している積層体を形成する積層体形成工程と、
前記積層体の主面に露出している電極層をウエットエッチングによってパターニングするパターニング工程と、
前記パターニング工程の後に、前記積層体を酸化性雰囲気中で熱処理して電極層の表面に酸化膜を形成する熱処理工程と
を具備することを特徴としている。【００１１】
また、請求項２の薄層コンデンサの製造方法は、請求項１の発明の構成において、前記積層体形成工程が、卑金属粉末を含有し前記電極層となるべき導体グリーンシートと、誘電体セラミック粉末を含有し前記セラミック誘電体層となるべき誘電体セラミックグリーンシートとを積層することにより未焼成積層体を得る工程と、前記未焼成積層体を焼成する焼成工程とを備えた工程であることを特徴としている。【００１２】
また、請求項３の薄層コンデンサの製造方法は、請求項２の発明の構成において、前記未焼成積層体を焼成する焼成工程を、ウエットエッチングを妨げるような酸化膜が表面に形成されていない電極層が得られるような非酸化性雰囲気で行うことを特徴としている。【００１３】
また、請求項４の薄層コンデンサの製造方法は、請求項２の発明の構成において、前記未焼成積層体を焼成する焼成工程を、前記電極層の表面の少なくとも一部に酸化膜が形成されるような酸化性雰囲気で行い、焼成後に、前記電極層の表面に形成された酸化膜を除去した後、前記パターニング工程を実施することを特徴としている。【００１４】
また、請求項５の薄層コンデンサの製造方法は、請求項１〜４のいずれかの発明の構成において、前記パターニング工程の後に、酸化性雰囲気中で実施される前記熱処理工程において、前記積層体の表面に露出した前記電極層の表面に、厚さ５ｎｍ以上の酸化膜が形成されるような条件で熱処理を行うことを特徴としている。【００１５】
また、請求項６の薄層コンデンサの製造方法は、請求項１〜５のいずれかの発明の構成において、前記電極層が、Ｎｉを含有するものであることを特徴としている。【００１６】
また、請求項７の薄層コンデンサの製造方法は、請求項１〜６のいずれかの発明の構成において、前記熱処理工程の後に、積層体をダイシングカットする工程と、ダイシングカットにより前記電極層に発生したバリをウエットエッチングによって除去する工程とを具備することを特徴としている。【００１７】
また、請求項８の薄層コンデンサは、
セラミック誘電体層と、
前記セラミック誘電体層を介して互いに対向する容量形成用の電極層であって、ウエットエッチングの方法によりパターニングされ、かつ、表面に厚みが５ｎｍ以上の酸化膜を有する、卑金属含む電極層と
を具備することを特徴としている。【００１８】
また、請求項９の薄層コンデンサは、
セラミック誘電体層と、
前記セラミック誘電体層の表裏両主面側に配設され、少なくとも一部が前記セラミック誘電体層を介して互いに対向する容量形成用の電極層であって、ウエットエッチングの方法によりパターニングされ、かつ、表面に厚みが５ｎｍ以上の酸化膜を有する、卑金属含む電極層と
を具備することを特徴としている。【００１９】
また、請求項１０のコンデンサ内蔵配線基板の製造方法は、
請求項１〜７のいずれかに記載の方法で製造された薄層コンデンサを準備する工程と、
前記薄層コンデンサを、内部に配線層を有する樹脂基板に埋め込む工程と、
前記配線層と前記薄層コンデンサの容量形成用の電極層を電気的に接続する工程と
を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本願請求項１の発明にかかる薄層コンデンサの製造方法は、ウエットエッチングを妨げるような酸化膜が表面に形成されていない、卑金属を含有する電極層と、電極層により挟まれたセラミック誘電体層とを備え、少なくとも一方の主面に電極層が露出している積層体を形成し、該積層体の主面に露出している電極層をウエットエッチングによってパターニングするようにしているので、パターニングを効率よく、しかも確実に行って、所望のパターンを有する容量形成用の電極を精度よく形成することが可能になる。【００２１】
また、電極層のパターニング後に積層体を酸化性雰囲気中で熱処理するようにしているので、セラミック誘電体層を構成するセラミック誘電体を十分に酸化して所望の特性を発揮させることが可能になるとともに、電極の表面に確実に酸化膜を形成して、樹脂による埋め込みの方法で、樹脂基板（配線基板）に内蔵させてコンデンサ内蔵配線基板を製造する場合に、電極と樹脂との密着強度に優れた信頼性の高いコンデンサ内蔵配線基板を得ることが可能な薄層コンデンサを効率よく製造することができる。【００２２】
なお、本願発明において、「ウエットエッチングを妨げるような酸化膜が表面に形成されていない、卑金属を含有する電極層」とは、電極層の表面に酸化膜がまったく形成されていない場合はもちろん、例えば、自然酸化により形成された極めて薄い酸化膜が電極層の表面に形成されている場合や、厚みの大きい酸化膜が、エッチングを妨げることがないような態様で、電極層の一部にのみ形成されている場合などを意味する広い概念である。【００２３】
また、請求項２の薄層コンデンサの製造方法のように、積層体形成工程を、卑金属粉末を含有し、電極層となるべき導体グリーンシートと、誘電体セラミック粉末を含有し、セラミック誘電体層となるべき誘電体セラミックグリーンシートとを積層することにより未焼成積層体を得る工程と、未焼成積層体を焼成する焼成工程とを備えた工程とすることにより、効率よく、しかも確実に積層体を形成することが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。【００２４】
また、請求項３の薄層コンデンサの製造方法のように、未焼成積層体を焼成する焼成工程を、焼成後に実質的に酸化されていない電極層が形成されるような非酸化性雰囲気で実施することにより、電極層が卑金属を含有するものであっても、ウエットエッチングを妨げるような酸化膜が表面に形成されていない電極層を確実に形成することが可能になる。これにより、効率よく精度の高いパターニングを行うことが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。【００２５】
また、本願発明の薄層コンデンサの製造方法においては、請求項４の薄層コンデンサの製造方法のように、未焼成積層体の焼成工程を、電極層の表面の少なくとも一部に酸化膜が形成されるような酸化性雰囲気で行い、焼成後に、電極層の表面に形成された酸化膜を除去した後、パターニング工程を実施するように構成することも可能である。その場合にも、精度の高いパターニングを確実に行うことが可能になる。
なお、酸化膜の除去方法によっては、酸化膜の除去時に誘電体にダメージを与える場合もありうるが、請求項４の発明では、酸化膜の除去後に酸化性雰囲気中で熱処理を行うようにしていることから、誘電体のダメージを回復させて、所望の特性を得ることができる。【００２６】
また、請求項５の薄層コンデンサの製造方法のように、パターニング後の、酸化性雰囲気中で実施される熱処理工程において、積層体の表面に露出した電極層の表面に、厚さ５ｎｍ以上の酸化膜が形成されるような条件で熱処理を行うことにより、表面に酸化膜が形成され、樹脂による埋め込みの方法で、樹脂基板などに内蔵させてコンデンサ内蔵配線基板を製造する場合に、電極と樹脂との密着強度に優れた信頼性の高いコンデンサ内蔵配線基板を得ることが可能な薄層コンデンサを確実に得ることができる。【００２７】
なお、上述のように、厚さ５ｎｍ以上の酸化膜が形成されるような条件で熱処理することにより、セラミック誘電体層を構成するセラミック誘電体が十分に酸化されるため、セラミック誘電体の誘電特性を向上させることが可能になる。【００２８】
また、請求項６の薄層コンデンサの製造方法のように、電極層を、Ｎｉを含有するものとした場合、電極の材料コストを抑えつつ、所望の特性を備えた薄層コンデンサを効率よく確実に製造することが可能になる。【００２９】
また、請求項７の薄層コンデンサの製造方法のように、電極層をパターニングした後の、熱処理工程の後に、積層体をダイシングカットし、ダイシングカットにより電極層に発生したバリをウエットエッチングによって除去することにより、所望の寸法、形状を有し、容量形成用の電極にバリのない、信頼性の高い薄層コンデンサを効率よく製造することができる。【００３０】
また、請求項８の薄層コンデンサは、セラミック誘電体層と、セラミック誘電体層を介して互いに対向するように配設され、所望のパターンとなるようにウエットエッチングの方法によりパターニングされ、かつ、表面に厚みが５ｎｍ以上の酸化膜を有する、卑金属含む電極層とを備えた構造を有しているので、所望の特性を実現することが可能で、かつ、樹脂による埋め込みの方法で、樹脂基板などに内蔵させてコンデンサ内蔵配線基板を製造する場合に、電極と樹脂との密着強度に優れた信頼性の高いコンデンサ内蔵配線基板を得ることが可能な薄層コンデンサを提供することができる。
なお、この薄層コンデンサは、請求項１〜７のいずれかの方法により、効率よく製造することができる。【００３１】
また、請求項９のように構成することにより、セラミック誘電体層の表裏両主面側に、少なくとも一部がセラミック誘電体層を介して互いに対向する容量形成用の電極層を備えた薄型で信頼性の高い、薄層コンデンサを提供することができる。【００３２】
また、請求項１０のコンデンサ内蔵配線基板の製造方法は、請求項１〜７のいずれかに記載の方法で製造された薄層コンデンサを、内部に配線層を有する樹脂基板に埋め込み、配線層と薄層コンデンサの容量形成用の電極層を電気的に接続するようにしているので、信頼性の高いコンデンサ内蔵配線基板を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本願発明の一実施例にかかる薄層コンデンサの製造方法を示す図であって、焼成補助用グリーンシート、導体グリーンシート、および誘電体グリーンシートを積層して、圧着積層体を形成した状態を示す図である。
【図２】図１の圧着積層体を焼成することにより得た、電極層がセラミック誘電体層の両主面側に配設された構造を有する積層体（焼結積層体）を示す図である。
【図３】図２の積層体の電極層をパターニングすることにより得たコンデンサ素子（薄層コンデンサ）を示す図である。
【図４】本願発明の一実施例にかかるコンデンサ内蔵配線基板の製造方法の一工程で、薄層コンデンサを樹脂により埋め込んで配線基板と一体化した状態を示す図である。
【図５】本願発明の一実施例にかかるコンデンサ内蔵配線基板の製造方法の一工程で、埋め込み用の樹脂および薄層コンデンサを貫通するようにビアホールを形成した状態を示す図である。
【図６】本願発明の一実施例にかかるコンデンサ内蔵配線基板の製造方法の一工程で、ビアホールに導体を充填することにより形成したコンデンサ内蔵配線基板を示す図である。
【図７】誘電体層を介して容量形成用の電極が互いに対向するように配設された３層構造を有する従来の薄型コンデンサを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ａ，１ｂ        焼成補助用グリーンシート
２ａ，２ｂ        導体グリーンシート
３                誘電体グリーンシート
４                埋め込み樹脂
５                ビアホール
５ａ              ビアホール形成予定領域
６                接続導体
１０              積層体（圧着積層体）
１２ａ，１２ｂ    電極層（導体層）
１３              セラミック誘電体層
１４ａ，１４ｂ    容量形成用の電極層
１５              積層焼結体  
１６              コンデンサ素子
２０              薄層コンデンサ
２１            配線基板
２２，２３      配線パターン
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本願発明の実施例を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００３６】
[グリーンシートの作製］
ＢａＴｉＯ3を主成分とする平均粒径０．２μｍの誘電体セラミック粉末と、ポリビニルブチラールを主成分とするバインダと、トルエンとエタノールとを体積比１：１の割合で混合した溶媒とを混合、分散することにより、誘電体セラミックスラリーを作製した。なお、誘電体セラミック粉末とバインダと溶媒の混合比率は、体積比で１０：１０：８０とした。ここで、誘電体セラミック粉末の体積は、重量を測定して理論密度で除することで算出した（以下、粉末の体積は同じ方法で算出した）。
それから、ドクターブレード法によって誘電体セラミックスラリーをシート状に成形し、誘電体グリーンシートを得た。誘電体グリーンシートの厚みは、焼成後に１．２μｍとなるように調整した。【００３７】
また、平均粒径０．５μｍのＮｉ粉末と、ポリビニルブチラールを主成分とするバインダと、トルエンとエタノールとを体積比１：１の割合で混合した溶媒とを混合、分散することにより、Ｎｉ粉末を導電成分とする導体スラリーを作製した。Ｎｉ粉末とバインダと溶媒の混合比率は体積比で１０：１０：８０とした。
それから、ドクターブレード法によって導体スラリーをシート状に成形し、導体グリーンシートを得た。導体グリーンシートの厚みは、焼成後に７．５μｍとなるように調整した。【００３８】
さらにまた、酸化物無機材料として平均粒径１．０μｍのＡｌ2Ｏ3（アルミナ）粉末を用意し、このアルミナ粉末と、ポリビニルブチラールを主成分とするバインダと、トルエンとエタノールとを体積比１：１の割合で混合した溶媒とを混合、分散することにより、焼成補助用セラミックスラリーを作製した。アルミナ粉末とバインダと溶媒の混合比率は体積比で１０：１０：８０とした。
それから、ドクターブレード法によって焼成補助用セラミックスラリーをシート状に成形し、厚さ１００μｍの焼成補助用グリーンシートを得た。【００３９】
なお、この焼成補助用グリーンシートは、上述の誘電体グリーンシートおよび導体グリーンシートの焼結温度では焼結せず、後述の焼成工程において、誘電体グリーンシートの平面方向への収縮を抑制する収縮抑制層としての機能を果たすものである。【００４０】
［積層工程］
上述のようにして作製した各グリーンシートを、図１に示すように、焼成補助用グリーンシート１ａ、導体グリーンシート２ａ、誘電体グリーンシート３、導体グリーンシート２ｂ、焼成補助用グリーンシート１ｂの順になるように積層した。そして、積層後に５０℃、２００ＭＰａの条件で３０秒間の圧着を行い、未焼結の圧着積層体１０を得た。【００４１】
［焼成工程］
上述のようにして得た未焼結の圧着積層体１０を、窒素雰囲気中３００℃、５時間の条件で熱処理して脱脂した。さらに、還元性雰囲気中１１５０℃で２時間保持し、その後、常温にまで降温した。ここで還元性雰囲気とは、Ｎｉの酸化還元平衡酸素分圧を基準とし、これより酸素分圧が低い状態を還元性雰囲気とした。なお、具体的な還元性雰囲気としては、上述のような窒素などの不活性ガスに水素を加えた雰囲気などが例示されるが、これに限られるものではない。
また、脱脂後の焼成工程では、電極層の表面にウエットエッチングを妨げるような酸化膜が形成されない程度の、酸化性ではない雰囲気、すなわち「非酸化性雰囲気」中で焼成することが可能であるが、通常は、上述のような還元性雰囲気中で焼成が行われることになる。
なお、焼成中に一時的に酸化性雰囲気になることがあっても、焼成後に、電極層の表面にウエットエッチングを妨げるような酸化膜が形成されていなければ、
全体として焼成雰囲気が非酸化性雰囲気であるといえる。【００４２】
このような還元性雰囲気中で焼成することにより、図２に示すように、電極層（導体層）１２ａ，１２ｂがセラミック誘電体層１３の両主面側に配設された構造を有する積層体（焼結積層体）１５を得た。【００４３】
なお、焼成補助用グリーンシート１ａ，１ｂ（図１）は、焼成工程で電極層１２ａ，１２ｂから自然剥離していた。これは、電極層１２ａ，１２ｂを構成する金属と、焼成補助用グリーンシート１ａ，１ｂ（図１）を構成するアルミナとの焼成中の収縮挙動が異なることから、焼成中の導体グリーンシート２ａ，２ｂ（図１）と焼成補助用グリーンシート１ａ，１ｂ（図１）との間に応力が生じ、自然剥離したものである。【００４４】
［パターニング工程］
次に、積層体１５を構成する電極層１２ａ，１２ｂの所定の領域にフォトレジストを塗布して露光・現像を行い、さらにウエットエッチングを行って電極層の一部を除去することによって、電極層１２ａ、１２ｂをパターニングした。これにより、図３に示すように、セラミック誘電体層１３の両主面側に、セラミック誘電体層１３を介して互いに対向するように容量形成用の電極層１４ａ，１４ｂを備えた構造を有するコンデンサ素子１６を得た。【００４５】
［電極層の表面酸化膜の形成工程］
上述のようにして作製した、電極層のパターニングが行われた後のコンデンサ素子１６を、７００℃で、所定の酸化性雰囲気下に熱処理を行った。なお、ここでは電極層を構成する金属の平衡酸素分圧より、０．５桁酸化性雰囲気で熱処理を行った。ここで０．５桁とは、常用対数をとったときに差が０．５になるという意味である。【００４６】
この熱処理工程において、金属光沢を持った電極層の表面は酸化されて黒色化した。サンプルを切断し、断面を観察することにより表面の酸化膜の厚みを測定したところ、酸化膜の膜厚は約２００ｎｍであった。【００４７】
［カット工程およびバリ除去工程］
熱処理を行って電極層の表面に酸化膜を形成した実施例のサンプルと、熱処理を行っていない、電極層の表面に酸化膜の形成されていない比較例のサンプル、および電極層の表面に自然酸化膜のみを有するサンプルをダイサーにより所定の寸法にカットして薄層コンデンサ（サンプル）２０を得た。なお、自然酸化膜は、空気中で１ヶ月放置することにより形成した。電極層の表面の自然酸化膜の厚みは、通常１ｎｍ以下である。【００４８】
実施例のサンプルと、比較例のサンプルのいずれにも、カットの際にダイサーの刃に引き伸ばされるように電極層に伸び（バリ）が発生した。
次に、このバリを除去した。なお、バリの除去は電極層のパターニング時に用いたエッチング溶液にサンプルを浸漬し、バリを溶解させることにより行った。【００４９】
電極層の表面に酸化膜が形成された実施例のサンプルの場合、電極層のパターンに影響を与えずにバリのみを除去することが可能であった。
これは、電極層の表面に酸化膜が形成されている場合、電極層のカット端部にのみ電極層を構成する金属の表面が露出するため、電極層の表面に酸化膜が形成された実施例のサンプルにおいては、バリの除去とエッチング液からの保護を両立させることができたものと考えられる。【００５０】
一方、電極層の表面に酸化膜を形成していない比較例のサンプルおよび電極層の表面に自然酸化膜のみを有するサンプルの場合、バリの除去とともに、電極パターンの形状崩れが認められた。【００５１】
また、上述のようにして作製した薄層コンデンサ２０について、高温で電圧を印加する高温試験（１５０℃、１０Ｖ）を行い、耐久性を調べた。その結果、平均寿命が、電極層の表面に酸化膜を形成していない、もしくは自然酸化膜のみを有するコンデンサの約５倍に延びることが確認された。【００５２】
［薄層コンデンサの配線基板への埋め込み］
次に、上述のようにして作製した、薄層コンデンサ２０を、図４に示すように、配線パターン２２，２３が配設された樹脂製の配線基板２１上に、厚み５０μmのエポキシ樹脂シート（埋め込み樹脂）４を用いて埋め込んだ。その際、樹脂製の配線基板２１に予め形成されている配線パターン２２，２３と、ビアホール形成予定領域５ａとが一致するように位置合わせを行った。それから、エポキシ樹脂を、１７０℃、５時間の条件で硬化させた。さらに、薄層コンデンサ２０の上に厚み５０μmのエポキシ樹脂シートを貼り付け、１７０℃、５時間の条件でエポキシ樹脂を硬化させた。【００５３】
これにより、図４に示すように、薄層コンデンサ２０が埋め込み樹脂４内に埋め込まれるとともに、樹脂製の配線基板２１に固着されて一体化された構造体が得られる。なお、図４〜６においては、電極層表面の酸化膜は図示を省略している。【００５４】
［ビアホールの形成］
各ビアホール形成予定領域５ａ内を通過するようにレーザビーム（ＣＯ2レーザ）を照射することにより、図５に示すように、セラミック誘電体層１３を貫通し、樹脂製の配線基板２１に形成されている配線パターン２２，２３に達するビアホール５を形成した。なお、この実施例ではＣＯ2レーザを用いてビアホールを形成するようにしているが、レーザの種類はこれに限定されるものではなく、微細加工が可能なＴＨＧ−ＹＡＧレーザなどを使用することも可能である。【００５５】
［接続導体の形成］
それから、金属めっき処理を施して、図６に示すように、各ビアホール５内にＮｉなどの接続導体６を充填した。これにより、薄層コンデンサ２０の各容量形成用の電極層１４ａ，１４ｂが接続導体６を介して樹脂製の配線基板２１の所定の配線パターン２２，２３に電気的に接続され、コンデンサ内蔵配線基板３０が形成される。【００５６】
［エポキシ樹脂と電極層の密着強度および電極層のパターニング形状］
電極層の表面に形成された酸化膜の厚みと、電極層のパターニング形状の崩れの関係、および、埋め込み樹脂であるエポキシ樹脂と電極層との密着強度（剥離強度）との関係を調べた。その結果を、表１に示す。【００５７】
なお、密着強度（剥離強度）は、上記コンデンサ内蔵基板の製造に用いたものと同じエポキシ樹脂を用い、エポキシ樹脂と電極層を熱圧着した後、剥離試験機により剥離強度を測定し、密着強度とした。なお、剥離試験は、剥離角度９０°、剥離速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で行った。
また、パターニング形状の崩れは、エッチング液として塩化第二鉄溶液を用い、室温（２５℃）で、２ｍｉｎ浸漬の条件で評価用のエッチングを行い、エッチング後のパターン形状を確認することにより調べた。【００５８】
【表１】
2008075504.tif 000003
【００５９】
表１に示すように、厚みが１ｎｍ以下の自然酸化膜のみが形成された電極層の場合、パターニング形状に崩れが認められ、かつ、密着強度（剥離強度）も２００ｇｆ／cmと小さいことが確認された。【００６０】
一方、電極層の表面に酸化膜を形成した場合、酸化膜の厚みが５ｎｍのときにも、パターニング形状に崩れが認められず、密着強度（剥離強度）も、３００ｇｆ／cmと、自然酸化の場合よりも向上することが確認された。そして、表面の酸化膜の厚みが５０ｎｍ以上になると、パターニング形状に崩れが認められず、しかも、密着強度（剥離強度）が５００ｇｆ／cmと十分に大きくなることが確認された。
これは酸化処理を行うことによって表面に微細な酸化物粒子が形成されて表面積が増大するため、埋め込み樹脂であるエポキシ樹脂との結合力が向上したことによるものと考えられる。
なお、酸化処理後の容量形成用電極の表面をＳＥＭで観察したところ、表面に微細なＮｉＯ粒子が形成されていることが確認された。【００６１】
上記の結果より、表１に示すように、バリ取りを目的としたエッチング液浸漬時の、電極層のパターン形状の崩れ抑制、および剥離強度の向上のためには、表面の酸化膜の厚みを５ｎｍ以上とすることが望ましいことが確認された。【００６２】
［信頼性］
また、上述のようにして作製した薄層コンデンサ（図３参照）について、高温で電圧を印加する高温試験（１５０℃、１０Ｖ）を行い、薄層コンデンサの寿命を調べた。その結果は表１に併せて示している。【００６３】
表１において、自然酸化膜（厚み１ｎｍ以下）が形成された容量形成用の電極層を備えた薄層コンデンサの場合、高温試験での寿命がおよそ２０時間と短く、信頼性は不十分であった（表１では×と評価）。【００６４】
これに対し、表面の酸化膜の厚みが５０ｎｍ以上となるように酸化性雰囲気で熱処理した薄層コンデンサの場合、高温試験での寿命が１００時間以上と長く、信頼性は良好であった（表１では○と評価）。【００６５】
［カット時に生じたバリの除去への対応性］
上述のように、電極層の表面に、自然酸化膜の厚みを超える膜厚を有する酸化膜を形成することにより、電極層のパターン形状を維持したまま、ダイサーカット時に生じたバリを除去することが可能であることが確認された。【００６６】
このカット時のバリは、電極層のカット端部で発生するが、バリの表面には電極を構成する金属の表面が露出しているため、バリ自体はエッチング液に可溶である。一方、電極層の表面に形成された酸化膜はエッチング液に溶解しない。その結果、表面に酸化膜が形成された電極層の場合、パターニング形状を崩すことなく、エッチングによりバリを除去することができる。
なお、表面の酸化膜は、エッチング液などからの保護膜としての機能を果たすことから、バリを除去する工程だけではなく、配線基板への埋め込みの際などにおけるめっき後のエッチングプロセスなどにおいても保護膜としての機能を果たすものと考えられる。
【実施例２】
【００６７】
以下に、本願発明の他の実施例（実施例２）について説明する。
[グリーンシートの作製］
上記実施例１の場合と同じ方法で、実施例１と同一の誘電体グリーンシート、導体グリーンシート、および焼成補助用グリーンシートを作製した。【００６８】
［積層工程］
上述のようにして作製した各グリーンシートを、実施例１と同一の方法および条件で積層、圧着し、実施例１の場合と同じ未焼結の圧着積層体を得た。【００６９】
［焼成工程］
上述のようにして作製した未焼結の圧着積層体を、窒素雰囲気（還元性雰囲気）中３００℃、５時間の条件で熱処理して、脱脂した。
それから、１１５０℃で２時間キープして未焼結積層体を焼成し、その後降温した。
なお、この実施例２では、焼成工程において、雰囲気を水素／窒素雰囲気（還元性雰囲気）から酸化性雰囲気（酸素分圧１０-8ＭＰａの雰囲気）に変化させて積層体の焼成を行った。
その結果、誘電体セラミックは、酸素欠陥などを生じることなく十分に焼成される一方、電極層の表面には、Ｎｉが酸化されて生成した酸化膜が形成された。【００７０】
［電極層の表面の酸化膜の除去］
焼成工程で形成された電極層の表面の酸化膜を、酸化膜除去用のエッチング液により除去した。この実施例２では、エッチング液として塩酸を用いた。【００７１】
この実施例２では、ウエットエッチングにより導体膜の表面に形成された酸化膜を除去するようにしているが、その他にも、例えば、
(１)ドライエッチングにより酸化膜を除去する方法、
(２)焼成後に電極層を構成する金属の平衡酸素分圧よりも還元性の雰囲気中で熱処理して酸化膜を除去する方法
のいずれかの方法により酸化膜を除去することも可能である。【００７２】
［パターニング工程］
次に、表面の酸化膜が除去された電極層の所定の領域にフォトレジストを塗布して露光・現像した後、ウエットエッチングを行って電極層の一部を除去することにより、電極層をパターニングした。これにより、実施例１の場合と同様に、セラミック誘電体層の両主面側に、セラミック誘電体層を介して互いに対向するように容量形成用の電極層を備えた構造を有するコンデンサ素子を得た（図３参照）。【００７３】
［電極層の表面酸化膜の形成工程］
得られたパターニング済みコンデンサ素子を７００℃で電極金属の平衡酸素分圧より０．５桁酸素雰囲気中で熱処理を行った。この工程で、金属光沢を持った電極層の表面に、黒色の酸化膜が形成された。酸化膜の厚みをサンプル断面の観察により測定したところ、酸化膜の厚みは約２００ｎｍであった。
その後、上記実施例１の場合と同様の方法により、カット工程およびバリ除去工程を実施して、上記実施例１の場合と同様の薄層コンデンサを得た。【００７４】
この薄層コンデンサについて信頼性を調べたところ、上記実施例１の場合と同様に、平均寿命が、電極層の表面に酸化膜を形成していない、もしくは自然酸化膜のみを有するコンデンサの約５倍に延びることが確認された。なお、熱処理前の試料、および、自然酸化膜のみを有する試料の寿命は、いずれも約２０時間であることが、信頼性試験により確認されている。
また、この実施例２の方法により得られる薄層コンデンサの場合にも、電極層の表面には酸化膜が形成されているため、ダイサーカット時に生じたバリを電極層のパターン形状を維持したまま除去することができた。
さらに、上記実施例１の場合と同様にして、薄層コンデンサの配線基板への埋め込み、ビアホールの形成、接続導体の形成などの工程を経て、コンデンサ内蔵配線基板を作製した。【００７５】
そして、得られたコンデンサ内蔵配線基板について、上記実施例１と同様の方法で評価を行った。その結果、電極層の表面に酸化膜が形成されるため、エポキシ樹脂との密着強度が大きく、上記実施例１の場合と同様の特性、信頼性を備えたコンデンサ内蔵配線基板が得られることが確認された。【００７６】
ただし、この実施例２の方法の場合、焼成工程で形成された、電極層の表面の酸化膜を除去してから電極層のパターニングを行うことが必要で、実施例１の方法よりもプロセスが複雑化する。そのため、工程を簡略化して生産性を向上させる見地からは実施例１の方法の方が望ましい。【００７７】
なお、本願発明は上記実施例に限定されるものではなく、本願発明の範囲内において、種々の変形や応用を加えることが可能である。
例えば、上記実施例では、薄層コンデンサが配設される対象が配線パターンを備えた配線基板である場合を例にとって説明したが、薄層コンデンサが配設される対象はこれに限られるものではない。例えば、配設対象が基板以外の、配線パターンを備えた電子部品である場合などにも本願発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
上述のように、本願発明によれば、セラミック誘電体層を構成するセラミック誘電体が十分に酸化されて所望の誘電特性を発揮し、かつ、卑金属を含む容量形成用の電極層の表面に酸化膜が形成されており、樹脂による埋め込みの方法で、配線基板などに内蔵させることにより、電極と樹脂との密着強度に優れた信頼性の高いコンデンサ内蔵配線基板を得ることが可能な薄層コンデンサを効率よく製造することができる。
したがって、本願発明は、薄層コンデンサ、およびそれを用いたコンデンサ内蔵配線基板などの技術分野に広く適用することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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