(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層と、
前記樹脂層の上方に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の上面又は下面に設けられた誘電体層と、
前記第１電極層及び前記誘電体層を貫通して前記樹脂層の内部に達する開口部と、
前記開口部の内面に設けられ、第１熱膨張率を有する導体ビアと、
前記導体ビアの内面に設けられ、前記第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有する材料と
を含むことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記導体ビア及び前記材料が設けられた前記開口部内に設けられ、前記第１熱膨張率よりも高い第３熱膨張率を有する部位を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記部位は、前記導体ビアよりも低い弾性率を有することを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記樹脂層の上方に設けられ、前記誘電体層を挟んで前記第１電極層と対向する第２電極層を更に含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配線基板。
【請求項５】
前記材料は、酸化シリコン、インバー又はコバールであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の配線基板。
【請求項６】
樹脂層と、前記樹脂層の上方に設けられた第１電極層と、前記第１電極層の上面又は下面に設けられた誘電体層と、前記第１電極層及び前記誘電体層を貫通して前記樹脂層の内部に達する開口部とを含む第１基板の、前記開口部の内面に、第１熱膨張率を有する導体ビアを形成する工程と、
前記導体ビアの内面に、前記第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有する材料を形成する工程と
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記導体ビア及び前記材料が設けられた前記開口部内に、前記第１熱膨張率よりも高い第３熱膨張率を有する部位を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
配線基板と、
前記配線基板上に実装された電子部品と
を含み、
前記配線基板は、
樹脂層と、
前記樹脂層の上方に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の上面又は下面に設けられた誘電体層と、
前記第１電極層及び前記誘電体層を貫通して前記樹脂層の内部に達する開口部と、
前記開口部の内面に設けられ、第１熱膨張率を有する導体ビアと、
前記導体ビアの内面に設けられ、前記第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有する材料と
を含むことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板、配線基板の製造方法及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板にキャパシタ（コンデンサ）を内蔵する技術が知られている。例えば、配線基板の絶縁部には樹脂材料が用いられ、導体部には銅（Ｃｕ）等の金属材料が用いられる。キャパシタは、所定材料を用いた誘電体層を一対の電極層で挟んだ構造とされる。
【０００３】
キャパシタを内蔵する配線基板に関し、キャパシタの層を貫通する導体ビアを形成して所定導体層間を導通させる技術、その導体ビアをフィルドビアとする技術が知られている。導体ビアとしては、フィルドビアのほか、コンフォーマルビアも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１０７７６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１８９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
キャパシタ及びその層を貫通する導体ビアを含む配線基板では、加熱及び冷却に伴い、その絶縁部に用いられる樹脂材料、導体部に用いられる金属材料及びキャパシタに用いられる誘電体材料の熱膨張係数の違いから、導体ビアとして設けられるフィルドビア或いはコンフォーマルビアに変形が生じ得る。導体ビアが変形し、導体ビアに接続されたキャパシタへの機械的負荷が増大すると、キャパシタの誘電体層に破壊が生じる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によれば、樹脂層と、前記樹脂層の上方に設けられた第１電極層と、前記第１電極層の上面又は下面に設けられた誘電体層と、前記第１電極層及び前記誘電体層を貫通して前記樹脂層の内部に達する開口部と、前記開口部の内面に設けられ、第１熱膨張率を有する導体ビアと、前記導体ビアの内面に設けられ、前記第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有する材料とを含む配線基板が提供される。
【０００７】
また、本発明の一観点によれば、樹脂層と、前記樹脂層の上方に設けられた第１電極層と、前記第１電極層の上面又は下面に設けられた誘電体層と、前記第１電極層及び前記誘電体層を貫通して前記樹脂層の内部に達する開口部とを含む第１基板の、前記開口部の内面に、第１熱膨張率を有する導体ビアを形成する工程と、前記導体ビアの内面に、前記第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有する材料を形成する工程とを含む配線基板の製造方法が提供される。
【０００８】
また、本発明の一観点によれば、上記のような配線基板上に電子部品が実装された電子装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
開示の技術によれば、導体ビアの変形、それによるキャパシタへの機械的負荷を抑え、その誘電体層の破壊を抑えることのできる、信頼性の高い配線基板が実現される。また、そのような配線基板を用いた、信頼性の高い電子装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係る配線基板の一例を示す図（その１）である。
【図２】第１の実施の形態に係る配線基板の一例を示す図（その２）である。
【図３】別形態に係る配線基板の第１構成例を示す図である。
【図４】別形態に係る配線基板の第２構成例を示す図である。
【図５】熱応力解析結果の一例を示す図である。
【図６】第２の実施の形態に係る配線基板の一例を示す図（その１）である。
【図７】第２の実施の形態に係る配線基板の一例を示す図（その２）である。
【図８】第３の実施の形態に係るキャパシタ部材準備工程の一例を示す図である。
【図９】第３の実施の形態に係るパターニング工程の一例を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る積層工程の一例を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る開口部形成工程の一例を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る導体ビア形成工程の一例を示す図である。
【図１３】第３の実施の形態に係る膜形成工程の一例を示す図である。
【図１４】第３の実施の形態に係る充填材形成工程の一例を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態に係るビルドアップ層形成工程の一例を示す図である。
【図１６】第３の実施の形態に係るビルドアップ層形成工程の別例を示す図である。
【図１７】第４の実施の形態に係る電子装置の一例を示す図である。
【図１８】電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１及び図２は第１の実施の形態に係る配線基板の一例を示す図である。図１には、第１の実施の形態に係る配線基板の一例の要部断面を模式的に図示している。図２には、図１のＸ部を拡大して図示している。
【００１２】
図１及び図２に示す配線基板１０は、樹脂層１、キャパシタ層２、導体ビア３及び材料４を含む。
樹脂層１は、配線基板１０の絶縁部として設けられる。樹脂層１には、各種樹脂材料が用いられる。例えば、樹脂層１には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等の樹脂材料を用いることができる。このような樹脂材料に、ガラス、炭素等の繊維やクロスが含有されてもよい。樹脂層１は、例えば、配線等の導体層５が形成される樹脂層１ｂと、キャパシタ層２や導体ビア３が形成される樹脂層１ａと、キャパシタ層２や導体ビア３の上方に積層される樹脂層１ｃとを含む。
【００１３】
キャパシタ層２は、樹脂層１内に設けられる。キャパシタ層２は、上層側の電極層２ａ及び下層側の電極層２ｂ、並びに、それらの間に介在される誘電体層２ｃを含む。誘電体層２ｃを挟んで対向する電極層２ａと電極層２ｂの部位（電極層２ａと電極層２ｂとが誘電体層２ｃを挟んでオーバーラップする部位）が、キャパシタ（コンデンサ）として機能する。例えば、キャパシタ層２には、このようなキャパシタとして機能する部位が、複数箇所、含まれる。
【００１４】
キャパシタ層２の電極層２ａ及び電極層２ｂには、各種導体材料が用いられる。例えば、電極層２ａ及び電極層２ｂには、金属材料が用いられる。電極層２ａ及び電極層２ｂに用いられる金属材料としては、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等がある。電極層２ａ及び電極層２ｂの厚さは、例えば、０．０３ｍｍ程度とされる。
【００１５】
キャパシタ層２の誘電体層２ｃには、各種誘電体材料が用いられる。例えば、誘電体層２ｃには、セラミック材料が用いられる。誘電体層２ｃのセラミック材料としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、チタン酸バリウムにストロンチウム（Ｓｒ）を添加したチタン酸バリウムストロンチウム（ＢａxＳｒ1-xＴｉＯ3）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3；ＰＺＴ）、ランタン（Ｌａ）を添加したＰＺＴ（ＰＬＺＴ）等、各種高誘電体材料を用いることができる。誘電体層２ｃの厚さは、例えば、０．００１ｍｍ程度とされる。
【００１６】
配線基板１０は、キャパシタ層２を貫通してその下の樹脂層１の内部（樹脂層１ａ）に達し、樹脂層１内（樹脂層１ｂ上）に設けられている配線等の導体層５に通じる開口部６を含む。この開口部６の内面に、導体ビア３が設けられる。図１には、２つの導体層５ａ及び導体層５ｂにそれぞれ通じる開口部６ａ及び開口部６ｂと、それらの内面にそれぞれ設けられた２つの導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂを例示している。導体層５ａ及び導体層５ｂは、配線基板１０の使用時には異電位に設定される。
【００１７】
導体ビア３は、開口部６の内面に沿って設けられたコンフォーマル形状を有し、フィルドビアのように開口部６の内部全体には充填されない。一方の開口部６ａの内面に設けられる導体ビア３ａの外面（側面）には、電極層２ａとその下面の誘電体層２ｃ、及び樹脂層１が接する。他方の開口部６ｂの内面に設けられる導体ビア３ｂの側面（外面）には、電極層２ｂとその上面の誘電体層２ｃ、及び樹脂層１が接する。
【００１８】
導体ビア３には、各種導体材料が用いられる。例えば、導体ビア３には、金属材料が用いられる。導体ビア３に用いられる金属材料としては、例えば、銅が挙げられる。このほか、ニッケル、アルミニウム、金、又は、銀等が用いられてもよい。導体ビア３は、例えば、径が０．０６ｍｍ程度、厚さが０．０５ｍｍ程度とされる。
【００１９】
材料４は、導体ビア３の内面に設けられる。図１には、導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂの内面にそれぞれ設けられた材料４ａ及び材料４ｂを例示している。尚、材料４は、導体ビア３が設けられた開口部６の内部全体には充填されない。材料４には、導体ビア３に用いられる材料が有する熱膨張率よりも低い熱膨張率を有する材料が用いられる。材料４には、絶縁材料又は導体材料が用いられる。材料４には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、インバー（Ｆｅ−Ｎｉ合金）、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）等が用いられる。材料４は、スパッタ技術等の成膜技術を用いて成膜可能な厚さで設けられる。但し、材料４は、一定の厚さ以下に抑えることが望ましい。この点については更に後述する。材料４は、例えば、導体ビア３よりも薄く形成される。材料４の厚さは、例えば、０．００１ｍｍ程度とされる。
【００２０】
内面に導体ビア３が設けられ、更にその内面に材料４が設けられた開口部６の内部には、例えば、充填材７が設けられる。充填材７には、樹脂材料、例えば、樹脂層１と同様に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等の樹脂材料が用いられる。この例では、充填材７は、樹脂層１の一部（キャパシタ層２の上方に積層され、開口部６に充填された一部の樹脂層１ｃ）としている。例えばこのように、導体ビア３及び材料４が設けられた開口部６の内部には、導体ビア３及び材料４よりも熱膨張率の高い材料で、また、導体ビア３及び材料４よりも弾性率の低い材料が充填される。この点については更に後述する。
【００２１】
上記のように、配線基板１０では、キャパシタ層２を貫通する開口部６の内面に、導体ビア３が設けられ、更にその導体ビア３の内面に、導体ビア３よりも低熱膨張率を有する材料４が設けられる。これにより、配線基板１０では、その加熱及び冷却時の導体ビア３の変形を抑え、その導体ビア３に一部が接している誘電体層２ｃの破壊を抑えることが可能になっている。例えば、誘電体層２ｃのクラックの発生、発生したクラックの延伸、電極層２ａ又は電極層２ｂとの剥離等の破壊を抑え、そのような破壊で生じる隙間への導体材料（導体ビア３、電極層２ａ，２ｂ等の導体材料）や絶縁材料（樹脂層１の樹脂材料）、水分の拡散等を抑えることが可能になっている。
【００２２】
ここで、比較のため、別形態に係る配線基板について述べる。
図３は別形態に係る配線基板の第１構成例を示す図である。図３には、別形態に係る第１構成例の配線基板の要部断面を模式的に図示している。
【００２３】
図３に示す配線基板１００ａは、開口部６の内部に銅等の導体材料を充填したフィルドビア１３０ａ（導体ビア）が設けられている点で、上記第１の実施の形態に係る配線基板１０と相違する。
【００２４】
このように配線基板１００ａでは、開口部６内にフィルドビア１３０ａが設けられ、開口部６内の導体材料の体積が比較的大きくなっている。そのため、配線基板１００ａの加熱及び冷却の際、例えば、配線基板１００ａの製造時、配線基板１００ａを用いた電子装置の製造時やその動作時の加熱及び冷却の際に、フィルドビア１３０ａの膨張及び収縮が比較的大きくなる。フィルドビア１３０ａの膨張及び収縮が大きくなり、それによってフィルドビア１３０ａに一部が接している誘電体層２ｃへの機械的負荷が増大すると、誘電体層２ｃが破壊されてしまう可能性がある。セラミック材料を用いて形成された薄い誘電体層２ｃでは、このような破壊が生じる可能性が高くなる。
【００２５】
配線基板１００ａの加熱及び冷却の際には、フィルドビア１３０ａの周囲の樹脂層１も膨張及び収縮し得る。但し、樹脂層１に用いられている樹脂材料は、フィルドビア１３０ａに用いられている銅等の導体材料や、電極層２ａ（及び電極層２ｂ）に用いられているニッケル等の導体材料に比べて、弾性率が低い。そのため、樹脂層１の、加熱及び冷却時のフィルドビア１３０ａ側への変形は、フィルドビア１３０ａによって抑えられる。誘電体層２ｃの破壊には、樹脂層１よりも高い弾性率を有しているフィルドビア１３０ａの変形の方が、大きく影響する。
【００２６】
図４は別形態に係る配線基板の第２構成例を示す図である。図４には、別形態に係る第２構成例の配線基板の要部断面を模式的に図示している。
図４に示す配線基板１００ｂは、開口部６を埋めずに、その内面に沿って銅等の導体材料を形成したコンフォーマルビア１３０ｂ（導体ビア）が設けられている点で、上記第１の実施の形態に係る配線基板１０と相違する。この配線基板１００ｂでは、コンフォーマルビア１３０ｂの内側に、上記のような材料４を介在させずに、樹脂材料の充填材７（この例では開口部６に充填された一部の樹脂層１ｃ）が設けられる。
【００２７】
このように配線基板１００ｂでは、開口部６内に、上記図３に示した配線基板１００ａのフィルドビア１３０ａに比べて体積の小さいコンフォーマルビア１３０ｂが設けられる。コンフォーマルビア１３０ｂでは、フィルドビア１３０ａよりも体積が減少することで、加熱及び冷却時の膨張及び収縮が、フィルドビア１３０ａに比べて抑えられるようになる。
【００２８】
しかし、この配線基板１００ｂのようなコンフォーマルビア１３０ｂでは、体積の減少に伴って導体ビアの厚みが薄くなった分、比較的高熱膨張率を有する樹脂材料が用いられる外側の樹脂層１や内側の充填材７の膨張及び収縮による影響を受けて、変形が生じる恐れがある。そのため、コンフォーマルビア１３０ｂに一部が接している誘電体層２ｃへの機械的負荷が増大して誘電体層２ｃが破壊されてしまう可能性は、依然として残る。
【００２９】
これに対し、第１の実施の形態に係る配線基板１０（図１及び図２）では、開口部６の内面に、導体ビア３を設け、更にその導体ビア３の内面に、導体ビア３よりも低熱膨張率を有する材料４を設ける。
【００３０】
上記コンフォーマルビア１３０ｂ（図４）と同様に、開口部６の内面に沿ってコンフォーマル形状の導体ビア３を設けることで、上記フィルドビア１３０ａ（図３）に比べて体積を減少させ、配線基板１０の加熱及び冷却時の、導体ビア３そのものの膨張及び収縮を抑える。このように体積の低減によって導体ビア３の膨張及び収縮を抑えることで、導体ビア３の変形を抑え、導体ビア３に一部が接している誘電体層２ｃへの機械的負荷を抑えて、誘電体層２ｃの破壊を抑える。
【００３１】
更に、このような導体ビア３の内面に、低熱膨張率を有する材料４を設けることで、導体ビア３そのものの膨張及び収縮を抑えるほか、体積減少に伴って薄くなった導体ビア３に対する、その外側の樹脂層１や内側の充填材７の膨張及び収縮の影響を抑える。このように導体ビア３の膨張及び収縮、及び導体ビア３への樹脂層１や充填材７の膨張及び収縮の影響を、材料４で抑えることで、導体ビア３の変形を抑え、導体ビア３に一部が接している誘電体層２ｃへの機械的負荷を抑えて、誘電体層２ｃの破壊を抑える。
【００３２】
図５は熱応力解析結果の一例を示す図である。
図５（Ａ）には、フィルドビア１３０ａを設けた配線基板１００ａ（図３）の熱応力解析結果の一例を示している。図５（Ｂ）には、コンフォーマルビア１３０ｂを設けた配線基板１００ｂ（図４）の熱応力解析結果の一例を示している。図５（Ｃ）には、コンフォーマル形状の導体ビア３の内面に、導体ビア３よりも低熱膨張率を有する材料４を設けた配線基板１０（図２）の熱応力解析結果の一例を示している。
【００３３】
図５（Ａ）に示すように、配線基板１００ａでは、フィルドビア１３０ａと誘電体層２ｃとの接触部位Ｃ１の応力が、９４７ＭＰａとなる。図５（Ｂ）に示すように、配線基板１００ｂでは、コンフォーマルビア１３０ｂと誘電体層２ｃとの接触部位Ｃ２の応力が、４７２ＭＰａとなる。フィルドビア１３０ａからコンフォーマルビア１３０ｂへと導体ビアの体積を減少させることで、一定の応力低減効果が得られるようになる。
【００３４】
一方、図５（Ｃ）に示すように、コンフォーマル形状の導体ビア３の内面に、導体ビア３よりも低熱膨張率を有する材料４を設けた配線基板１０では、導体ビア３と誘電体層２ｃとの接触部位Ｃ３の応力が、２３２ＭＰａとなる。配線基板１０のように、導体ビア３の内面に材料４を設けることで、材料４を設けないコンフォーマルビア１３０ｂを用いた配線基板１００ｂに比べて、より一層の応力低減効果が得られるようになる。
【００３５】
第１の実施の形態に係る配線基板１０によれば、開口部６の内面に導体ビア３を設け、その内面に、より低熱膨張率を有する材料４を設けた構成を採用することで、導体ビア３に一部が接している誘電体層２ｃの破壊を効果的に抑えることが可能になる。例えば、誘電体層２ｃのクラックの発生、電極層２ａ又は電極層２ｂとの剥離等の破壊を抑え、そのような破壊で生じる隙間への導体材料や絶縁材料、水分の拡散等を効果的に抑えることが可能になる。これにより、信頼性の高い配線基板１０が実現される。
【００３６】
上記配線基板１０について更に述べる。
配線基板１０の材料４は、前述のように、導体ビア３の内面に、一定の厚さ以下で設けることが望ましい。例えば、材料４として例示した酸化シリコンはヤング率が７３ＧＰａ、インバーはヤング率が１５０ＧＰａ、コバールはヤング率が１５９ＧＰａである。これらの材料はいずれも、樹脂層１や充填材７に用いられるヤング率５ＧＰａ前後の樹脂材料よりも高いヤング率を有している。そのため、酸化シリコン、インバー、コバールといった材料４は、樹脂層１や充填材７に用いられる樹脂材料に比べ、僅かに変形するだけでも大きな内部応力が生じ易い。材料４は、前述のように、導体ビア３に対する、樹脂層１や充填材７の樹脂材料の膨張及び収縮の影響を抑えて、導体ビア３の変形を抑える役割を果たす。材料４を一定以下の厚さにすると、樹脂層１や充填材７の樹脂材料よりも、材料４そのものが導体ビア３の変形に寄与しない。このような観点から、材料４の厚みは、加熱及び冷却の際に導体ビア３の変形に寄与しない程度の厚さ、例えば０．０１ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００３７】
また、配線基板１０の開口部６に設ける充填材７には、前述のように、導体ビア３及び材料４よりも低弾性率を有する材料を用いることが望ましい。これは、充填材７に高弾性率の材料を用いると、配線基板１０の加熱及び冷却時に、材料４及び導体ビア３に対する影響が大きい充填材７の変形が生じて、導体ビア３の変形を招き易くなる恐れがあるためである。
【００３８】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図６及び図７は第２の実施の形態に係る配線基板の一例を示す図である。図６には、第２の実施の形態に係る配線基板の一例の要部断面を模式的に図示している。図７には、図６のＹ部を拡大して図示している。
【００３９】
図６及び図７に示す配線基板１０ａは、開口部６に設けられる材料４の内側を空洞８としている点で、上記第１の実施の形態に係る配線基板１０と相違する。この配線基板１０ａのように、材料４の内側には上記充填材７のような材料を設けず、材料４の内側に空洞８を残すようにしてもよい。このような配線基板１０ａによっても、上記配線基板１０と同様の効果が得られる。
【００４０】
即ち、この配線基板１０ａにおいても、開口部６の内面に、コンフォーマル形状の導体ビア３を設け、その導体ビア３の内面に、導体ビア３よりも低熱膨張率を有する材料４を設ける。導体ビア３の体積減少及び材料４の存在によって導体ビア３の膨張及び収縮を抑え、更に、材料４によって導体ビア３への樹脂層１の膨張及び収縮の影響を抑える。これにより、導体ビア３の変形を抑え、導体ビア３に一部が接している誘電体層２ｃの機械的負荷を抑えて、誘電体層２ｃの破壊を抑えることができる。導体ビア３の変形による誘電体層２ｃの破壊が抑えられる、信頼性の高い配線基板１０ａが実現される。
【００４１】
次に、第３の実施の形態について説明する。
ここでは、上記のような構成を有する配線基板の形成方法の一例を、第３の実施の形態として説明する。以下、配線基板の形成方法の一例について、図８〜図１６を参照して説明する。
【００４２】
図８は第３の実施の形態に係るキャパシタ部材準備工程の一例を示す図である。図８には、キャパシタ部材準備工程の要部断面を模式的に図示している。
図８に示すような、電極箔２１と電極箔２２との間に誘電体層２３が介在された構造を有するキャパシタ部材２０（基板）を準備する。このキャパシタ部材２０の電極箔２１及び電極箔２２には、例えば、ニッケル、銅等の金属箔を用いることができる。電極箔２１及び電極箔２２の厚さは、例えば、０．０３ｍｍとされる。キャパシタ部材２０の誘電体層２３には、例えば、チタン酸バリウム等の高誘電体セラミックを用いることができる。誘電体層２３の厚さは、例えば、０．００１ｍｍとされる。
【００４３】
図９は第３の実施の形態に係るパターニング工程の一例を示す図である。図９には、パターニング工程の要部断面を模式的に図示している。
準備されたキャパシタ部材２０（図８）に対し、図９に示すようなパターニングを行う。パターニングは、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、キャパシタ部材２０の電極箔２１及び電極箔２２について行う。その際は、電極箔２１及び電極箔２２を除去すべき領域に開口部を設けたレジストパターンを形成し、これをマスクにして、当該開口部に露出する電極箔２１及び電極箔２２を、ウェットエッチング又はドライエッチングにより除去する。除去後、レジストパターンは剥離する。
【００４４】
このようなパターニングにより、パターニング後の電極箔２１及び電極箔２２、並びにそれらの間に介在される誘電体層２３を、それぞれ上記の電極層２ａ及び電極層２ｂ、並びに誘電体層２ｃとして含む、キャパシタ層２を形成する。電極層２ａ（電極箔２１）と電極層２ｂ（電極箔２２）とが誘電体層２ｃ（誘電体層２３）を挟んでオーバーラップする部位が、キャパシタとして機能する。
【００４５】
図１０は第３の実施の形態に係る積層工程の一例を示す図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）には、積層工程の一例の要部断面を模式的に図示している。図１０（Ａ）には、積層前の状態の一例を図示し、図１０（Ｂ）には、積層後の状態の一例を図示している。
【００４６】
形成されたキャパシタ層２を、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、配線等の導体層５、この例では導体層５ａ及び導体層５ｂが設けられたビルドアップ基板３１と、樹脂層１（上記樹脂層１ａに相当）を介在させて、積層する。
【００４７】
例えば、樹脂やセラミックのコア基板の表面に貼付された銅箔を、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてパターニングすることで、図１０（Ａ）に示すような、所定パターンの導体層５ａ及び導体層５ｂを含むビルドアップ基板３１を得る。尚、ここでは図示を省略するが、コア基板の表裏面に所定パターンの導体層を設け、表裏面の導体層間を貫通ビアで電気的に接続する構成としてもよい。
【００４８】
また、ビルドアップ基板３１は、表面又は表裏面に所定パターンの導体層を設けたコア基板の上に、プリプレグ等の樹脂層を熱圧着して積層し、当該樹脂層に貫通ビアを形成し、当該樹脂層の表面に所定パターンの導体層５ａ及び導体層５ｂを設けたものでもよい。或いは、ビルドアップ基板３１は、コア基板の上に、貫通ビア及び導体層が設けられた樹脂層が複数層積層された多層構造を有するものであってもよい。この場合、樹脂層に対する貫通ビア形成は、レーザー等による穴あけ加工技術及びメッキ等の導体形成技術を用いて行うことができ、導体層の形成は、導体形成技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて行うことができる。
【００４９】
図１０（Ａ）に示すように、ビルドアップ基板３１とキャパシタ層２との間に、樹脂層１としてプリプレグ等の樹脂材料を設け、これらビルドアップ基板３１、樹脂層１及びキャパシタ層２を熱圧着する。これにより、図１０（Ｂ）に示すような、ビルドアップ基板３１、樹脂層１及びキャパシタ層２が積層された基板３０を得る。
【００５０】
基板３０の樹脂層１、及びビルドアップ基板３１の樹脂層には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等の樹脂材料、又はこのような樹脂材料にガラス等の繊維やクロスが含有されたものを用いることができる。ビルドアップ基板３１の導体層５ａ及び導体層５ｂには、銅のほか、アルミニウム、ニッケル、金、銀等の導体材料を用いることもできる。
【００５１】
尚、上記図９の工程では、電極層２ａ（電極箔２１）及び電極層２ｂ（電極箔２２）のうち、樹脂層１と接着される側の電極層２ｂのパターニングのみを行っておき、それを図１０の例に従って樹脂層１と接着した後、電極層２ａのパターニングを行ってもよい。
【００５２】
図１１は第３の実施の形態に係る開口部形成工程の一例を示す図である。図１１には、貫通孔形成工程の要部断面を模式的に図示している。
上記のようにして形成された基板３０に、図１１に示すように、キャパシタ層２及び樹脂層１を貫通し導体層５に通じる開口部６、この例では導体層５ａ及び導体層５ｂにそれぞれ通じる開口部６ａ及び開口部６ｂを形成する。開口部６ａ及び開口部６ｂは、例えば、レーザーを用いて形成することができる。開口部６の形成に用いるレーザーとしては、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、ＵＶ（Ultra Violet）レーザー、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザー等がある。
【００５３】
基板３０の、キャパシタ層２の電極層２ａ及び電極層２ｂが除去されている領域に対し、所定種類のレーザーを、所定条件で照射し、誘電体層２ｃ、更に樹脂層１を貫通して、導体層５ａ及び導体層５ｂにそれぞれ通じる開口部６ａ及び開口部６ｂを形成する。例えば、形成される一方の開口部６ａの内面には、電極層２ａ、誘電体層２ｃ、樹脂層１及び導体層５ａが露出する。形成される他方の開口部６ｂの内面には、誘電体層２ｃ、電極層２ｂ、樹脂層１及び導体層５ｂが露出する。
【００５４】
図１２は第３の実施の形態に係る導体ビア形成工程の一例を示す図である。図１２には、導体ビア形成工程の要部断面を模式的に図示している。
基板３０に開口部６を形成した後、導体ビア３の形成を行う。この例では、図１２に示すように、開口部６ａ及び開口部６ｂにそれぞれ、導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂを形成する。例えば、無電解メッキ法、又は無電解メッキ法と電解メッキ法を用いて、銅等の導体材料を形成し、導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂを形成する。尚、メッキ法を用いてアルミニウム、ニッケル、金、銀等の導体材料を形成し、導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂを形成することもできる。導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂは、例えば、径が０．０６ｍｍとされ、厚さが０．０５ｍｍとされる。
【００５５】
導体ビア３ａは、開口部６ａの内壁、即ち、電極層２ａ、誘電体層２ｃ及び樹脂層１の内面に沿って、形成される。導体ビア３ｂは、開口部６ｂの内壁、即ち、誘電体層２ｃ、電極層２ｂ及び樹脂層１の内面に沿って、形成される。開口部６ａに形成される導体ビア３ａは、開口部６ａ内の電極層２ａ及び導体層５ａに接し、これにより、電極層２ａと導体層５ａとが、導体ビア３ａを通じて電気的に接続される。開口部６ｂに形成される導体ビア３ｂは、開口部６ｂ内の電極層２ｂ及び導体層５ｂに接し、これにより、電極層２ｂと導体層５ｂとが、導体ビア３ｂを通じて電気的に接続される。
【００５６】
尚、導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂを形成する際の導体材料は、開口部６ａ内の導体層５ａの上面及び開口部６ｂ内の導体層５ｂの上面や、基板３０の上面に形成されてもよい。また、導体層５ａ及び導体層５ｂの上面や基板３０の上面に形成された導体材料は、エッチング等の手法を用いて除去することもできる。或いはまた、導体層５ａ及び導体層５ｂの上面や基板３０の上面をレジスト等でマスクしたうえで、導体材料を形成し、導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂを形成することもできる。
【００５７】
図１３は第３の実施の形態に係る膜形成工程の一例を示す図である。図１３には、膜形成工程の要部断面を模式的に図示している。
導体ビア３の形成後、材料４の形成を行う。この例では、図１３に示すように、導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂの内面に沿ってそれぞれ、材料４ａ及び材料４ｂを形成する。材料４ａ及び材料４ｂには、導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂよりも低熱膨張率を有する材料、例えば、酸化シリコン、インバー、コバール等の材料を用いる。材料４ａ及び材料４ｂは、例えば、スパッタ技術を用いて、導体ビア３ａ及び導体ビア３ｂの内面に形成する。材料４ａ及び材料４ｂは、例えば、厚さ０．００１ｍｍ程度の薄膜で形成する。
【００５８】
尚、材料４ａ及び材料４ｂの形成には、スパッタ技術のほか、それらの材料の種類に応じた各種成膜技術、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）技術、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）技術、メッキ技術、コーティング技術等、熱処理技術等を用いることができる。
【００５９】
また、材料４ａ及び材料４ｂを形成する際の材料は、配線基板１０Ａの上面に形成されてもよい。また、配線基板１０Ａの上面に形成された材料４ａ及び材料４ｂは、エッチング等の手法を用いて除去することもできる。或いはまた、上記基板３０の上面をレジスト等でマスクしたうえで、材料４ａ及び材料４ｂを形成することもできる。
【００６０】
以上述べた図８〜図１３の工程により、開口部６に空洞８を残した配線基板１０Ａを得ることができる。
図１４は第３の実施の形態に係る充填材形成工程の一例を示す図である。図１４には、充填材形成工程の要部断面を模式的に図示している。
【００６１】
材料４の形成後は、更にその内側に充填材を設けてもよい。この例では、図１４に示すように、材料４ａ及び材料４ｂの内側にそれぞれ、充填材７ａ及び充填材７ｂを形成する。充填材７ａ及び充填材７ｂには、導体ビア３及び材料４よりも高熱膨張率及び低弾性率を有する材料、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料を用いる。このような樹脂材料を、導体ビア３ａ及び材料４ａを形成した開口部６ａ内、並びに導体ビア３ｂ及び材料４ｂを形成した開口部６ｂ内にそれぞれ充填し、樹脂材料の種類に応じた所定条件で硬化することで、充填材７ａ及び充填材７ｂを形成する。尚、充填材７ａ及び充填材７ｂの樹脂材料には、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂を用いることができる。
【００６２】
上記図８〜図１３の工程後、このように開口部６ａ及び開口部６ｂにそれぞれ充填材７ａ及び充填材７ｂを更に形成することで、開口部６の空洞８（図１３）を埋め、図１４に示すような配線基板１０Ｂを得ることもできる。
【００６３】
以上のような配線基板１０Ａ（図１３）及び配線基板１０Ｂ（図１４）の上には、更にビルドアップ層を形成することができる。
図１５は第３の実施の形態に係るビルドアップ層形成工程の一例を示す図である。図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）には、ビルドアップ層形成工程の一例の要部断面を模式的に図示している。図１５（Ａ）には、樹脂層積層工程の一例を図示し、図１５（Ｂ）には、導体ビア及び導体層形成工程の一例を図示している。
【００６４】
例えば、図１５（Ａ）に示すように、上記図８〜図１３の工程で得られた配線基板１０Ａの上に、プリプレグ等の樹脂層４１を熱圧着して積層する。樹脂層４１には、上記樹脂層１と同様に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等の樹脂材料、又はこのような樹脂材料にガラス等の繊維やクロスが含有されたものを用いることができる。このように配線基板１０Ａ上に樹脂層４１を熱圧着して積層した時には、配線基板１０Ａの開口部６ａ及び開口部６ｂ（開口部６）に存在する空洞８が樹脂層４１の一部で埋められる。空洞８を埋める樹脂層４１の一部が、上記の充填材７ａ及び充填材７ｂ又は充填材７に相当する役割を果たす。
【００６５】
樹脂層４１を積層した後、図１５（Ｂ）に示すように、樹脂層４１を貫通し、キャパシタ層２、一例としてその電極層２ａに電気的に接続される導体ビア４２を形成し、樹脂層４１の上面に、導体ビア４２に電気的に接続される配線等の導体層４３を形成する。導体ビア４２は、例えば、樹脂層４１にレーザーを用いてキャパシタ層２の電極層２ａに通じる開口部を形成し、この開口部を銅等の導体材料で埋め込むことで、フィルドビアとして形成する。導体層４３は、樹脂層４１の上面に形成された銅等の導体材料をパターニングすることで、形成する。
【００６６】
この図１５に示すような方法により、配線基板１０Ａ上に更にビルドアップ層４０（樹脂層４１、導体ビア４２及び導体層４３を含む）を形成した配線基板１０Ｃを得ることができる。
【００６７】
ここでは図示を省略するが、配線基板１０Ｃの表面には、これに実装される電子部品の端子と対応する位置に配線基板１０Ｃの端子（外部接続端子）が形成されるように、ソルダレジスト等の保護膜が設けられてもよい。
【００６８】
図１６は第３の実施の形態に係るビルドアップ層形成工程の別例を示す図である。図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）には、ビルドアップ層形成工程の別例の要部断面を模式的に図示している。図１６（Ａ）には、樹脂層積層工程の別例を図示し、図１６（Ｂ）には、導体ビア及び導体層形成工程の別例を図示している。
【００６９】
この例では、図１６（Ａ）に示すように、上記図８〜図１４の工程で得られた配線基板１０Ｂの上に、プリプレグ等の樹脂層４１を熱圧着して積層する。尚、配線基板１０Ｂでは、開口部６ａ及び開口部６ｂがそれぞれ充填材７ａ及び充填材７ｂで埋められているため、樹脂層４１は、開口部６ａ及び開口部６ｂには充填されない。樹脂層４１を積層した後は、上記図１５（Ｂ）で述べたのと同様にして、図１６（Ｂ）に示すように、導体ビア４２及び導体層４３を形成する。
【００７０】
この図１６に示すような方法により、配線基板１０Ｂ上に更にビルドアップ層４０（樹脂層４１、導体ビア４２及び導体層４３を含む）を形成した配線基板１０Ｄを得ることができる。
【００７１】
ここでは図示を省略するが、配線基板１０Ｄの表面には、これに実装される電子部品の端子と対応する位置に配線基板１０Ｄの端子（外部接続端子）が形成されるように、ソルダレジスト等の保護膜が設けられてもよい。
【００７２】
次に、第４の実施の形態について説明する。
ここでは、上記のような構成を有する配線基板を用いた電子装置の一例を、第４の実施の形態として説明する。
【００７３】
図１７は第４の実施の形態に係る電子装置の一例を示す図である。図１７には、第４の実施の形態に係る電子装置の一例の要部断面を模式的に図示している。
図１７に示す電子装置６０は、配線基板の一例として配線基板１０Ｃ、及び配線基板１０Ｃに実装された電子部品５０を含む。
【００７４】
配線基板１０Ｃは、ビルドアップ基板３１、樹脂層１及びキャパシタ層２を含む配線基板１０Ａ（図１３）の上に、更にビルドアップ層４０（樹脂層４１、導体ビア４２及び導体層４３を含む）が積層された構造を有する（図１５）。この配線基板１０Ｃ内のビルドアップ基板３１は、導体層５、それに電気的に接続される導体ビア３２（フィルドビア）等の導体部３３、及び樹脂層３４を含む。配線基板１０Ｃ（そのビルドアップ層４０）の表面には、ソルダレジスト等の保護膜４４が設けられ、保護膜４４から露出する、ビルドアップ層４０の導体層４３の一部が、配線基板１０Ｃの端子１１（外部接続端子）として用いられる。
【００７５】
電子部品５０には、各種電子部品が用いられる。例えば、電子部品５０には、ＩＣ（Integrated Circuit）等の半導体素子（半導体チップ）や、半導体素子を配線基板（パッケージ基板）に実装した半導体装置（半導体パッケージ）等を用いることができる。電子部品５０は、配線基板１０Ｃの端子１１と対応する位置に、電極５２、及び電極５２上に設けられた半田バンプ等の端子５１を有する。
【００７６】
このような電子部品５０が、配線基板１０Ｃ上に実装される。その際は、電子部品５０の端子５１が、配線基板１０Ｃの端子１１に接合され、電子部品５０と配線基板１０Ｃとが電気的に接続される。これにより、配線基板１０Ｃ上に電子部品５０が実装された、図１７に示すような電子装置６０が得られる。
【００７７】
電子装置６０では、電子部品５０が実装される配線基板１０Ｃの、開口部６の内面に導体ビア３が設けられ、その導体ビア３の内面に、導体ビア３よりも低熱膨張率を有する材料４が設けられる。これにより、導体ビア３の変形が抑えられ、導体ビア３に一部が接している誘電体層２ｃの破壊が抑えられる。このような配線基板１０Ｃが用いられ、信頼性の高い電子装置６０が実現される。
【００７８】
尚、配線基板１０Ｃ上に実装される電子部品５０は、半導体素子や半導体装置のほか、チップコンデンサ等のチップ部品、別の配線基板等であってもよい。
ここでは配線基板１０Ｃを例にしたが、同様に、配線基板１０Ｄ（図１６）に電子部品５０等の各種電子部品を実装した電子装置を得ることもできる。
【００７９】
配線基板１０Ｃを用いた電子装置６０、或いは配線基板１０Ｄを用いた電子装置では、配線基板１０Ｃ、配線基板１０Ｄにキャパシタが内蔵されることで、別途チップコンデンサを実装するものに比べて、部品接合点の削減、配線長の短縮が可能になる。これにより、配線基板１０Ｃを用いた電子装置６０、或いは配線基板１０Ｄを用いた電子装置の、信頼性の向上、寄生容量の低減による電気特性の向上等を図ることができる。
【００８０】
また、配線基板１０Ｃ、配線基板１０Ｄの誘電体層２ｃに高誘電体材料を用いると、高静電容量の実現、ＩＣ等の電子部品と内蔵キャパシタとの間の距離の短縮を図ることができる。
【００８１】
以上説明した配線基板１０，１０ａ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ及び電子装置６０等は、各種電子機器（電子装置とも称する）に用いることができる。例えば、コンピュータ（パーソナルコンピュータ、スーパーコンピュータ、サーバ等）、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、センサ、カメラ、オーディオ機器、測定装置、検査装置、製造装置といった、各種電子機器に用いることができる。
【００８２】
図１８は電子機器の一例を示す図である。図１８には、電子機器の一例を模式的に図示している。
図１８に示すように、例えば上記のような電子装置６０が、電子機器７０に搭載（内蔵）される。電子装置６０に用いられる配線基板１０Ｃでは、導体ビア３の変形が抑えられ、誘電体層２ｃの破壊が抑えられる。これにより、信頼性の高い電子装置６０が実現され、そのような電子装置６０を搭載する、信頼性の高い電子機器７０が実現される。
【００８３】
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  樹脂層と、
前記樹脂層の上方に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の上面又は下面に設けられた誘電体層と、
前記第１電極層及び前記誘電体層を貫通して前記樹脂層の内部に達する開口部と、
前記開口部の内面に設けられ、第１熱膨張率を有する導体ビアと、
前記導体ビアの内面に設けられ、前記第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有する材料と
を含むことを特徴とする配線基板。
【００８４】
（付記２）  前記誘電体層は、前記導体ビアの外面に接することを特徴とする付記１に記載の配線基板。
（付記３）  前記材料は、前記導体ビアよりも薄いことを特徴とする付記１又は２に記載の配線基板。
【００８５】
（付記４）  前記導体ビア及び前記材料が設けられた前記開口部内に設けられ、前記第１熱膨張率よりも高い第３熱膨張率を有する部位を更に含むことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の配線基板。
【００８６】
（付記５）  前記部位は、前記導体ビアよりも低い弾性率を有することを特徴とする付記４に記載の配線基板。
（付記６）  前記部位は、前記材料よりも低い弾性率を有することを特徴とする付記４又は５に記載の配線基板。
【００８７】
（付記７）  前記樹脂層の上方に設けられ、前記誘電体層を挟んで前記第１電極層と対向する第２電極層を更に含むことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の配線基板。
【００８８】
（付記８）  前記材料は、酸化シリコン、インバー又はコバールであることを特徴とする付記１乃至７のいずれかに記載の配線基板。
（付記９）  樹脂層と、前記樹脂層の上方に設けられた第１電極層と、前記第１電極層の上面又は下面に設けられた誘電体層と、前記第１電極層及び前記誘電体層を貫通して前記樹脂層の内部に達する開口部とを含む第１基板の、前記開口部の内面に、第１熱膨張率を有する導体ビアを形成する工程と、
前記導体ビアの内面に、前記第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有する材料を形成する工程と
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【００８９】
（付記１０）  前記導体ビア及び前記材料が設けられた前記開口部内に、前記第１熱膨張率よりも高い第３熱膨張率を有する部位を形成する工程を更に含むことを特徴とする付記９に記載の配線基板の製造方法。
【００９０】
（付記１１）  前記導体ビアの形成前に、
前記第１電極層及び前記誘電体層を含む第２基板を形成する工程と、
形成された前記第２基板を前記樹脂層に積層する工程と
積層された前記第２基板の前記第１電極層及び前記誘電体層を貫通して前記樹脂層の内部に達する前記開口部を形成する工程と
を含むことを特徴とする付記９又は１０に記載の配線基板の製造方法。
【００９１】
（付記１２）  前記第２基板は、前記誘電体層を挟んで前記第１電極層と対向する第２電極層を更に含むことを特徴とする付記９乃至１１のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
【００９２】
（付記１３）  配線基板と、
前記配線基板上に実装された電子部品と
を含み、
前記配線基板は、
樹脂層と、
前記樹脂層の上方に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の上面又は下面に設けられた誘電体層と、
前記第１電極層及び前記誘電体層を貫通して前記樹脂層の内部に達する開口部と、
前記開口部の内面に設けられ、第１熱膨張率を有する導体ビアと、
前記導体ビアの内面に設けられ、前記第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有する材料と
を含むことを特徴とする電子装置。
【符号の説明】
【００９３】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，３４，４１  樹脂層
２  キャパシタ層
２ａ，２ｂ  電極層
２ｃ  誘電体層
３，３ａ，３ｂ，３２，４２  導体ビア
４，４ａ，４ｂ  材料
５，５ａ，５ｂ，４３  導体層
６，６ａ，６ｂ  開口部
７，７ａ，７ｂ  充填材
８  空洞
１０，１０ａ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１００ａ，１００ｂ  配線基板
１１，５１  端子
２０  キャパシタ部材
２１，２２  電極箔
２３  誘電体層
３０  基板
３１  ビルドアップ基板
３３  導体部
４０  ビルドアップ層
４４  保護膜
５０  電子部品
５２  電極
６０  電子装置
７０  電子機器
１３０ａ  フィルドビア
１３０ｂ  コンフォーマルビア
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  接触部位
【図１】
0006551212.tif 000002
【図２】
0006551212.tif 000003
【図３】
0006551212.tif 000004
【図４】
0006551212.tif 000005
【図５】
0006551212.tif 000006
【図６】
0006551212.tif 000007
【図７】
0006551212.tif 000008
【図８】
0006551212.tif 000009
【図９】
0006551212.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006551212.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0006551212.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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