(57)【要約】      （修正有）【課題】大きな静電容量を有し、かつ長期信頼性の高い多層配線板内蔵用キャパシタを歩留まり良く、効率的に提供することが可能な多層配線板内蔵用キャパシタ形成材、当該キャパシタ形成材を用いてなる高信頼性かつ小型の多層配線板内蔵用キャパシタの製造方法、および当該キャパシタを備えるキャパシタ内蔵多層配線板を提供すること。【解決手段】第１の導電層１０８と、第２の導電層１０９と、前記第１の導電層１０８および前記第２の導電層１０９の間に形成された金属酸化物層１０５と、を備え、前記第１の導電層１０８および前記第２の導電層１０９の双方またはいずれか一方の導電層が銅以外の金属層１０３および該金属層１０３上に形成された銅パターン１０２からなり、隣接する前記銅パターン１０２およびこれら銅パターン間下部に位置する前記金属層１０３により過電流遮断素子を構成していることを特徴とする、多層配線板内蔵用キャパシタ形成材。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電層と、第２の導電層と、前記第１の導電層および前記第２の導電層の間に形成された金属酸化物層と、を備え、
前記第１の導電層および前記第２の導電層の双方またはいずれか一方の導電層が銅以外の金属層および該金属層上に形成された銅パターンからなり、隣接する前記銅パターンおよびこれら銅パターン間下部に位置する前記金属層により過電流遮断素子を構成していることを特徴とする、多層配線板内蔵用キャパシタ形成材。
【請求項２】
前記銅パターンが複数の独立パターンとして形成され、該複数の独立パターンは前記金属層を介して電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材。
【請求項３】
前記金属層がパターニングされていることを特徴とする、請求項１または２に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材。
【請求項４】
面上に、基板の外部端子もしくは層間接続導体と電気的に接続するための接続パッドをさらに備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材。
【請求項５】
前記金属層がニッケル、コバルトまたはこれらの合金からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材。
【請求項６】
前記金属層の厚みが０．０１〜５μｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材の、過電流遮断素子を構成する導電パターンに過電流を流して、コンデンサ容量をトリミングする工程、を少なくとも有する、多層配線板内蔵用キャパシタの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の製造方法により得られた多層配線板内蔵用キャパシタを用いてなる、キャパシタ内蔵多層配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線板内蔵用キャパシタ形成材、多層配線板内蔵用キャパシタの製造方法、およびキャパシタ内蔵多層配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板への各種部品の高密度実装化の要請からプリント配線板の多層化が進み、さらにその内層に回路要素（キャパシタ、インダクタ、抵抗）を内蔵した多層配線板の利用が高まっている。特に、クロック周波数の上昇やノイズ低減の観点から、内蔵用キャパシタの高容量化が強く望まれている。
【０００３】
所望の静電容量のキャパシタは、通常、絶縁樹脂に高誘電率セラミックス粒子を複合化させた絶縁樹脂層を誘電体とし、その上下に互いに対向するように電極を形成することで作製することができる（例えば、特許文献１参照）。一方、静電容量の大きいキャパシタは、高誘電率セラミックスを誘電体とし、その上下に互いに対向するように電極を形成することにより作製することができ（例えば、特許文献２参照）、更に高容量に対応するために、誘電体を薄層化し電極間の距離を短くする手法も採用されている。
【０００４】
また、特許文献３には、誘電体層の両面に位置する内層回路をキャパシタの上部電極及び下部電極として用いた内蔵キャパシタが開示されている。このような内蔵キャパシタを形成するには、両面銅張積層板と類似の第１導電層／誘電体層／第２導電層という層構成のキャパシタ形成材を用いるのが一般的であり、その導電層をエッチング加工してキャパシタ回路を形成し、基板に貼り合わせたり、キャパシタ形成材を内層基板に張り合わせた後に導電層をエッチング加工したり、種々の方法が採用されてきた。
【０００５】
また、特許文献４〜６には、キャパシタ形成材の欠陥が含まれるキャパシタ部を回路から切り離す方法が示されている。
【特許文献１】特開２００３−１１９３７９号公報
【特許文献２】特表２００３−５２６８８０号公報
【特許文献３】特開２００３−１０５２０５号公報
【特許文献４】特許第３１５４５９４号公報
【特許文献５】特開平３−１３２０８６号公報
【特許文献６】特開平１１−３４６０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献４〜６に開示されているように、キャパシタ形成材の薄膜誘電体層は、膜となるゾルゲル液の塗布および焼成の工程やスパッタリング工程で形成されるが、その厚さが薄いため、ピンホールなどの欠陥が生じ易く、キャパシタ電極間でショートが発生し易い。従って、電極面積を大きくしたり、更なる薄膜化によって大きな静電容量を確保しようとするほどに製品の歩留まりが低下してしまうという課題があった。また、電極形成工程のばらつきや誘電体層の厚さのばらつきによって所望の静電容量にばらつきが生じてしまうという別の課題もあった。
【０００７】
特許文献４では、複数の小電極によって短絡状態を評価した後に、短絡していない電極を結線することで初期不良をなくすことが可能なキャパシタ内蔵多層配線板の製造方法が提案されている。しかしながら、この方法では、初期不良の検査や結線の工程が複雑であり、さらに、キャパシタ層形成後の多層化工程やはんだ実装工程などの機械的衝撃や熱衝撃による短絡や、使用時の劣化に伴う短絡を避けることが難しい。
【０００８】
特許文献５では、トリミング用の電極と配線を設け、配線用の電極の一部を溶断する電極で主コンデンサ電極と結線し、所望の容量となるようにトリミング用の電極を溶断するキャパシタ内蔵多層配線板の製造方法が提案されている。しかし、この方法では、容量のトリミングはできるものの、不特定の場所で発生する初期不良の修正を行うことは困難である。
【０００９】
特許文献６では、複数に分割したキャパシタを内蔵した回路基板を形成し、各コンデンサを直列にヒューズと接続する方法が提案されている。しかしながら、この方法では、多数のキャパシタ素子を内蔵し、それぞれにヒューズを精度良く形成する必要があり、製造が煩雑である。
【００１０】
上記を鑑み、本発明は、大きな静電容量を有し、かつ長期信頼性の高い多層配線板内蔵用キャパシタを歩留まり良く、効率的に提供することが可能な多層配線板内蔵用キャパシタ形成材、当該キャパシタ形成材を用いてなる高信頼性かつ小型の多層配線板内蔵用キャパシタの製造方法、および当該キャパシタを備えるキャパシタ内蔵多層配線板を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、初期不良箇所ならびに使用時劣化に伴う短絡箇所が回路から電気的に分離される多層配線板内蔵用キャパシタを提供することが可能な多層配線板内蔵用キャパシタ形成材、当該キャパシタ形成材を用いてなる多層配線板内蔵用キャパシタの製造方法、および当該キャパシタを備えるキャパシタ内蔵多層配線板を提供することである。
【００１２】
さらに、本発明の他の目的は、電極形成後の容量微調整を容易に行うことができる多層配線板内蔵用キャパシタを提供することが可能な多層配線板内蔵用キャパシタ形成材、当該キャパシタ形成材を用いてなる多層配線板内蔵用キャパシタの製造方法、および当該キャパシタを備えるキャパシタ内蔵多層配線板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明は、以下（１）〜（８）に記載の事項をその特徴とするものである。
【００１４】
本発明は、（１）第１の導電層と、第２の導電層と、前記第１の導電層および前記第２の導電層の間に形成された金属酸化物層と、を備え、
前記第１の導電層および前記第２の導電層の双方またはいずれか一方の導電層が銅以外の金属層および該金属層上に形成された銅パターンからなり、隣接する前記銅パターンおよびこれら銅パターン間下部に位置する前記金属層により過電流遮断素子を構成していることを特徴とする、多層配線板内蔵用キャパシタ形成材に関する。
【００１５】
また、本発明は、（２）前記銅パターンが複数の独立パターンとして形成され、該複数の独立パターンは前記金属層を介して電気的に接続されていることを特徴とする、前記（１）に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材に関する。
【００１６】
また、本発明は、（３）前記金属層がパターニングされていることを特徴とする、前記（１）または（２）に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材に関する。
【００１７】
また、本発明は、（４）面上に、基板の外部端子もしくは層間接続導体と電気的に接続するための接続パッドをさらに備えることを特徴とする、前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材に関する。
【００１８】
また、本発明は、（５）前記金属層がニッケル、コバルトまたはこれらの合金からなる、前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材に関する。
【００１９】
また、本発明は、（６）前記金属層の厚みが０．０１〜５μｍの範囲であることを特徴とする、前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材に関する。
【００２０】
また、本発明は、（７）前記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材の、過電流遮断素子を構成する導電パターンに過電流を流して、コンデンサ容量をトリミングする工程、を少なくとも有する、多層配線板内蔵用キャパシタの製造方法に関する。
【００２１】
また、本発明は、（８）前記（７）に記載の製造方法により得られた多層配線板内蔵用キャパシタを用いてなる、キャパシタ内蔵多層配線板に関する。
【００２２】
例えば、本発明の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材を用いて作製されたキャパシタの誘電体層（金属酸化物層）に欠陥があり、短絡が生じた場合には、複数の銅パターンのうち、短絡近傍に位置する銅パターンの周囲の導電層（隣接する銅パターン間下部に位置する導電層）に電流が集中し、過電流によるジュール熱によって当該導電層が溶断されるため、上記短絡近傍に位置する銅パターンとその下の導電層のみが回路（その他の銅パターンや導電層）から分離され、結果、キャパシタの欠陥箇所近傍のみが排除されることになる。つまり、本発明において、隣接する銅パターンとこれら銅パターン間下部に位置する導電層とで構成される複数の過電流遮断素子は、キャパシタ電極を複数の小電極の集まりとして扱うためのものであり、これにより、短絡箇所近傍で過電流を遮断し、キャパシタの欠陥箇所を小電極単位で排除することが可能となる。
【００２３】
また、多層配線板内蔵用キャパシタの製造過程においてキャパシタ容量の微調整を行う際には、例えば、過電流を複数の小電極単位の１つに流し、これを除去する操作を必要回数行うことで、キャパシタ電極面積を小さくしていくことで達成される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、大きな静電容量を有し、かつ長期信頼性の高い多層配線板内蔵用キャパシタを歩留まり良く、効率的に提供することが可能な多層配線板内蔵用キャパシタ形成材、当該キャパシタ形成材を用いてなる高信頼性かつ小型の多層配線板内蔵用キャパシタの製造方法、および当該キャパシタを備えるキャパシタ内蔵多層配線板を提供することが可能である。
【００２５】
また、初期不良箇所ならびに使用時劣化に伴う短絡箇所が回路から電気的に分離される多層配線板内蔵用キャパシタを提供することが可能な多層配線板内蔵用キャパシタ形成材、当該キャパシタ形成材を用いてなる多層配線板内蔵用キャパシタの製造方法、および当該キャパシタを備えるキャパシタ内蔵多層配線板を提供することも可能である。
【００２６】
さらに、電極形成後の容量微調整を容易に行うことができる多層配線板内蔵用キャパシタを提供することが可能な多層配線板内蔵用キャパシタ形成材、当該キャパシタ形成材を用いてなる多層配線板内蔵用キャパシタの製造方法、および当該キャパシタを備えるキャパシタ内蔵多層配線板を提供することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
＜キャパシタ形成材＞
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の多層配線板内蔵用キャパシタ形成材の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ’の断面図である。キャパシタ形成材１０１は、少なくとも、銅以外の金属層１０３と当該金属層１０３上に形成された複数の独立した銅パターン１０２とからなる第１の導電層（キャパシタ電極）１０８、金属酸化物層１０５（誘電体層）、および銅層１０７と当該銅層表面に形成された銅以外の金属層１０６とからなる第２の導電層（キャパシタ部電極）１０９により構成されており、隣接する銅パターンとこれら銅パターン間下部（パターン周囲）に位置する金属層（図２の１０４）とで複数の過電流遮断素子を構成することになる。なお、上記銅パターンは、第２の導電層に形成されていてもよく、また、第１の導電層および第２の導電層の双方に形成されていてもよい。また、導電層と共に過電流遮断素子を構成するには、隣接する銅パターン間距離を５〜５０μｍの範囲にすることが好ましい。
【００２９】
第１の導電層（キャパシタ電極）１０８を流れる電流は、銅パターン１０２を経由して流れるが、隣接する銅パターン間下部の金属層には、電流が集中することになるため、金属酸化物層（誘電体層）の欠陥に起因して過電流が流れた場合には、そこにより大きな電流が集中し、ジュール熱によって溶断される。つまり、過電流遮断素子として機能する。図３および図４には、図１および図２に示すキャパシタ形成材に過電流が流れ、一部の銅パターンおよびその周囲に位置する金属層が他の回路から電気的に分離、孤立した様子を示す。
【００３０】
隣接する銅パターン間下部の金属層が溶断するのに必要な電流は、例えば、金属層がニッケルリン合金である場合、遮断素子として機能する金属層の断面積あたり１０ｍＡ／μｍ２以上である。したがって、例えば、銅パターンとしてブロック状パターンを形成し、一つのパターンの一辺が１０μｍでニッケルリン合金からなる金属層の層厚が０．１μｍの場合、遮断素子として機能する金属層の断面積は４μｍ２であるから（（１０μｍ角の銅パターンの周囲＝４０μｍ）×（金属層の厚み＝０．１μｍ））、溶断に必要な電流は４０ｍＡとなる。Ｃ−ＭＯＳ系ＬＳＩでは数アンペアの直流電源を用いることから、遮断素子を切断するのに十分な電流が回路を流れていることになる。更に、例えば、図７に示すように、メッシュ状の金属層１１５と銅パターン１０２を組み合わせ、パターニングされた金属層１１４を有する遮断素子を構成することで、遮断素子として機能する金属層の断面積を減じることができ、遮断性能を効果的に向上させることが可能となる。
【００３１】
また、遮断素子はヒューズと同様の機能を持つことから、図８に示すように、キャパシタ形成材１０１を作製後に銅パターン１０２の所望箇所に直流電源１１７を接続し、所定の電流を流すことにより、隣接する銅パターン間下部の金属層を溶断し（図８の１１２）、当該箇所の銅パターンを電気的に孤立させることができ（図８の１１１）、これにより、静電容量値が微調整され、必要とする静電容量を実現することができる。
【００３２】
続いて本発明のキャパシタ形成材の各構成について、図２を参照しながら具体的に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
【００３３】
（銅層）
図２における銅層１０７は、特に限定されないが、入手のし易い銅箔を用いて形成されたものであることが好ましい。また、キャパシタ形成材の信頼性を確保するために、銅箔の粗さは、小さいことが望ましく、具体的には、１０点粗さ評価で１００ｎｍ以下が好適である。更には７０ｎｍ以下が最も好適である。また、銅箔の厚みは、特に限定されないが、９〜１００μｍであることが好ましく、１２〜７０μｍであることがより好ましい。この厚みが１２μｍ未満であると、取り扱い性が低下する傾向にあり、７０μｍを超えると、キャパシタの厚みが増大する。
【００３４】
（銅以外からなる金属層）
図２における第１の導電層１０８の金属層１０３および第２の導電層１０９の金属層１０６は、それぞれ、金属酸化物層１０５上もしくは銅層１０７上に、スパッタリング法などの乾式法、無電解めっきなどの湿式法、ゾルゲル法などの塗布法により形成することができる。金属酸化物層１０５上に金属層を形成する場合には、好ましくは低コストな湿式法を適用し、より好ましくは無電解めっきを適用する。無電解めっきの場合には、ニッケルリン、ニッケルリンホウ素、ニッケルホウ素、ニッケルすずリン、ニッケル鉄リン、ニッケル亜鉛リン、ニッケルタングステンリン、ニッケルモリブデンリンなどのニッケル合金やコバルトリン、コバルトホウ素などのコバルト合金、あるいは銅すず、銅亜鉛などの銅合金、銀、すず銀などの銀合金やこれらの混合物をめっきすることができる。これらの合金の場合、プリント板への内蔵プロセスで加えられる加熱プロセスにおける熱的安定性やバイアス印加時の長期安定性に優れるため好適である。また、金属酸化物層（誘電体）と第１の導電層（キャパシタ電極）間の密着性にも優れる。また、銅層１０７上に金属層を形成する場合には、上記乾式法、湿式法、塗布法のいずれを適用してもよいが、電気めっきを適用することが好ましく、この場合には、特に限定されないが、ニッケルリンやニッケル鉄などのニッケル合金や純ニッケルなどをめっきすることがより好ましい。
【００３５】
また、金属層１０３および金属層１０６の厚みは、特に限定されないが、上記銅層１０７や銅パターン１０２の厚みよりも薄いことが好ましく、具体的には、０．０１μｍ〜５μｍであることが好ましく、０．０２μｍ〜２．５μｍであることがより好ましい。この厚みが０．０１μｍ未満の場合、熱処理の際の銅の拡散を抑制することが困難となる。また、この厚みが５μｍを超える場合、結晶粒が大きく成長し、表面の粗さが大きくなってしまうため、さらには、析出時間が長くなり製造コストが高くなってしまう。
【００３６】
（金属酸化物層）
図２における金属酸化物層１０５は、特に限定されないが、チタン酸塩などの高誘電率を示す金属酸化物材料からなることが好ましい。チタン酸塩としては、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ランタン、チタン酸ビスマス、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛などが挙げられ、なかでもチタン酸バリウムが好ましい。また、金属酸化物層１０５は、異なる金属酸化物材料からなる複数の層から構成されても良い。
【００３７】
また、金属酸化物層１０５の内部構造は、特に限定されないが、結晶性構造を有する金属酸化物を含んでいると、比誘電率が高く、耐薬品性に優れる金属酸化物層を得ることができ、高容量のキャパシタ形成材を得ることができるため好ましい。また、非晶質構造を有する金属酸化物を含んでいると、漏れ電流を低減できる、高信頼のキャパシタ形成材を得ることができるため好ましい。したがって、金属酸化物層の構造は、非晶質構造の金属酸化物と結晶性構造の金属酸化物が混在していることが好ましい。
【００３８】
金属酸化物層１０５の形成方法は、特に限定されないが、非晶質構造の金属酸化物と結晶性構造の金属酸化物を混在させるためには、例えば、金属層（１０３または１０６）上に、結晶性の金属酸化物粒子を非晶質の金属酸化物中に分散させた分散液を用い、ゾル−ゲル法により金属酸化物層を形成することが望ましい。もちろん、スパッタ法や化学的気相堆積法（ＣＶＤ）等の公知の方法を用いてもよい。また、これら方法により金属酸化物層を塗布形成した後には、加熱処理を行うことが好ましく、そのときの温度は、塗工表面の酸化を抑制するために、４００℃以下であることが好ましく、３５０℃以下であることがより好ましい。また、上記結晶性の金属酸化物粒子の製造方法としては、例えば、仮焼粉砕法に代表される固相法、ゾル―ゲル法や蓚酸塩法に代表される液相法、炎中噴霧法に代表される気相法のいずれも好適に用いることができる。微粒子の２次凝集を生じにくいという観点から、液相法がより好ましいが、２次凝集を、例えば、剪断型ミルやジェットミル、ビーズミル、超音波ホモジナイザーなどで予め破壊しておくことで、固相法や気相法もまた好ましく適用することができる。また、上記結晶性の金属酸化物粒子の平均粒径は１０〜２００ｎｍの範囲であることが好ましく、１０〜１００ｎｍの範囲がより好ましい。平均粒径が１０ｎｍ未満の場合には、表面積増大による分散性の低下が生じる傾向があり、平均粒径が２００ｎｍを超えると、均一な厚さの薄膜が得られなかったり、欠陥が生じる恐れがある。
【００３９】
また、金属酸化物層の厚みは、特に限定されないが、絶縁性を保つために０．０５μｍ以上であることが好ましく、その上限は２μｍ以下であることが好ましい。より経済的に作製するためには、金属酸化物層の厚みを０．２〜１μｍの範囲とすることが好ましい。（銅パターン）
図２における銅パターンは、必ずしも同じ大きさ、形状、規則配列である必要はなく、不規則、無秩序な配列で様々な形状であってもよい。例えば、四角形状のパターンをブロック状に配置して形成してもよく、ブロック状パターンとこれらパターンを囲むように配置された配線とを組み合わせて形成してもよく（図５）、ブロック状パターンと、基板の外部端子もしくは層間接続導体と電気的に接続するための接続用パッド１１０とを組み合わせて形成してもよい（図６）。なお、図５では、銅パターンが４行５列の２０個形成されているが、パターン形成個数は特に限定されない。
【００４０】
また、銅パターンの形成方法は、特に限定されないが、セミアディティブ法、サブトラクティブ法などで形成することができる。セミアディティブ法の場合、例えば、めっきレジストを用いて露光現像し、パターンを形成することもできる。また、銅パターンはインクジェット法、コンタクトプリント法、スクリーン印刷法などや、自己組織化などのパターニング法を用いて形成しても良い。また、銅パターンは、配線パターンを含みうる。
【００４１】
＜キャパシタ＞
本発明の多層配線板内蔵用キャパシタは、上記本発明のキャパシタ形成材を用いてなるものであり、キャパシタ形成材の第１の導電層と第２の導電層がキャパシタ電極となり、金属酸化物が誘電体層となる。また、必要に応じて本発明のキャパシタ形成材に構成された過電流遮断素子の銅パターンの一部にあえて直流電流を流して、当該銅パターン部周囲の金属層を溶断し、これを小電極として孤立させる操作を必要回数繰り返すことで、コンデンサ容量のトリミングを行うことが可能であり、これにより所望のコンデンサ容量を有する多層配線板内蔵用キャパシタを容易に得ることができる。
【００４２】
＜キャパシタ内蔵多層配線板＞
本発明のキャパシタ内蔵多層配線板は、本発明のキャパシタ形成材もしくは本発明のキャパシタを用いてなることをその特徴とするものである。図９に、本発明のキャパシタ内蔵多層配線板の一実施形態を示す。
【００４３】
本発明のキャパシタ内蔵多層配線板を製造する方法は、特に制限されないが、例えば、本発明のキャパシタならびに銅箔、プリプレグおよび内層回路基板などを適宜重ね、加熱加圧して積層一体化して得ることができる。また、必要に応じて、ビアホールや外層回路などを形成したり、公知の絶縁層形成工程や回路形成工程により、さらに多層化することも可能である。なお、上記内層回路基板は、一般的なプリント基板の製造プロセスにより作製されたものを用いることができる。また、上記加熱加圧は、一般的な貼り付けに用いる熱圧着装置を用いることができ、その条件は特に限定されないが、８０〜１５０℃、０．１〜２ＭＰａで５〜６０秒程度であることが好ましい。
【００４４】
また、本発明のキャパシタ形成材の第１の導電層もしくは第２の導電層表面に、熱硬化性の接着層を形成してもよく（図９の接着層２１５）、この場合、加熱加圧前、当該キャパシタを基板等に仮固定することが出来る。このような接着層を構成する熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンオキシド樹脂、シアネート樹脂などを用いることが好ましく、さらに、フィルム化のために官能基を有するゴム系やイミド系などの樹脂を併用してもよい。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
図１０および図１１に示す工程により、多層配線板内蔵用キャパシタ形成材、多層配線板内蔵用キャパシタおよびキャパシタ内蔵多層配線板を製造した。以下、順にその詳細を説明する。
【００４７】
＜キャパシタ形成材の作製＞
図１０（ａ）は厚み３５μｍの銅箔２０１である。この銅箔２０１の片面に、市販の電気ニッケルめっき液（日本化学産業株式会社製、ワット浴）を用い、めっき温度６０℃、めっき時間４分、電流密度０．０３Ａ／ｃｍ２の条件にて厚み０．８μｍのニッケル層（第２の導電層を構成する金属層）を形成した（図１０（ｂ））。
【００４８】
次に、以下に示すゾル−ゲル法により上記ニッケル層２０２上に金属酸化物層２０３を形成した（図１０（ｃ））。すなわち、金属バリウム５．４ｇを、２−メトキシエタノール１８０ｇと酢酸２ｇの混合液に完全に溶解した後、テトラエトキシチタン９ｇを加えて、スターラーを用いて３０分間撹拌することで、０．２Ｍのチタン酸バリウム（以下、ＢＴＯ）前駆体溶液２００ｍｌを調製し、ついで、当該ＢＴＯ前駆体溶液を上記ニッケル層２０２上にスピンコートし、３５０℃のホットプレート上で１０分間乾燥後、さらに当該ＢＴＯ前駆体溶液をスピンコートし乾燥する操作を４回繰り返し、基板上にて当該ＢＴＯ前駆体溶液をゲル化させた。ここで、スピンコートは１５００回転で３０秒の条件で行った。その後、３５０℃のホットプレート上で２時間熱処理し、厚み０．１５μｍの金属酸化物層２０３を形成した。
【００４９】
次に、上記金属酸化物層２０３の表面に無電解ＮｉＰめっきによって第１の導電層を構成する金属層２０４を形成した。すなわち、金属酸化物層２０３の表面をクリーナー溶液（アトテックジャパン株式会社製セキュリガント９０２）に５０℃において５分間浸漬させ表面を調整し、純水で十分に洗浄した後、触媒液の汚染を防止する目的で、プレディップ溶液（アトテックジャパン株式会社製ネオガントＢ）に室温（２５℃）で１分間浸漬し、さらに、触媒溶液（アトテックジャパン株式会社製ネオガント８３４）液に５０℃において５分間浸漬することにより、当該表面にパラジウムを付与した。ここで用いた触媒はパラジウム錯体分子が溶液中に溶解したタイプである。パラジウム触媒付与後、純水に浸漬することにより洗浄し、アトテックジャパン株式会社製ネオガントＷ液を用いて付与したパラジウムを核として活性化した。最後に、純水で洗浄することにより、金属酸化物層２０３の表面に分子性触媒層を付与した複合材料を得た。次に、この複合材料を無電解ニッケルめっき液に浸漬することにより、金属酸化物層２０３表面に厚み０．２μｍの無電解ＮｉＰめっき層２０４を析出させた。ここで用いた無電解ニッケルめっき液の組成およびめっき条件を表１に示す。
【表１】
2008283159.tif 000003
【００５０】
次に、遮断素子を形成する目的で、上記無電解ＮｉＰめっき層２０４上に、複数の銅パターンを形成した。すなわち、上記無電解ＮｉＰめっき層２０４上に、めっきレジストインク（東京応化工業株式会社製、ＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ）をスピンコート法で塗布し、乾燥させて膜厚１０μｍのめっきレジスト層を形成した後、１０００ｍＪ／ｃｍ２の条件で露光し、ＰＭＥＲ現像液Ｐ−７Ｇを用いて２３℃で６分間浸漬揺動し、レジストパターン２０５を形成した（図１０（ｄ））。形成したレジストパターンは、１０μｍ角の開口部を有する格子状パターンとした。次に、レジスト開口部に、下記表２に示す硫酸銅めっき液およびめっき条件で厚み５μｍの電気銅めっきを施した（図１０（ｅ））後、メチルエチルケトンに室温（２５℃）で１分間浸漬してめっきレジストを剥離することで、銅パターン２０６を形成した（図１０（ｆ））。この表面にドライフィルムレジスト（日立化成株式会社製、Ｈ−９３３０）をラミネートし、所望のネガパターンを露光して炭酸ナトリウム水溶液にて現像し、エッチングレジストを形成した。次に、キャパシタ形成材の不要な銅箔部およびニッケル層（第２の導電層）を塩化第二鉄水溶液を用いてエッチング除去し、第１の導電層を形成した（図１０（ｇ））。
【表２】
2008283159.tif 000004
【００５１】
※トップルチナＳＦ；奥野製薬工業株式会社製  硫酸銅めっき液
＜キャパシタの作製＞
作製したキャパシタ形成材２０７を任意の大きさ（０．０１ｃｍ２、０．２５ｃｍ２、４ｃｍ２、１０ｃｍ２の長方形）に切断し、さらに隣接した銅パターン間に２０Ｖの負荷を加えたところ、４ｃｍ２、１０ｃｍ２の下部電極を有するキャパシタ部では初期不良が存在し、瞬間的に短絡が発生したが、いずれも絶縁性が回復してキャパシタ２１６を得ることができた（図１０（ｈ））。図１０（ｈ）に示すように、短絡が生じた近傍の電極は、上部電極のニッケルリン層が部分的に溶断され、電気的に孤立していることがわかった。
【００５２】
＜キャパシタ内蔵多層配線板の作製＞
（１）内層回路２１２を有する基板（図１１（ａ））、（２）厚み１５μｍの接着層２１５（日立化成工業株式会社製、ＨＳ−２３０）、（３）上記で作製したキャパシタ２１６、（４）厚み１００μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグから成る絶縁層２１１（日立化成工業株式会社製、ＧＥＡ−６７９Ｆ）、および（５）厚み１２μｍの銅箔２０８（古河サーキットフォイル株式会社製、Ｆ３−ＷＳ）を順に重ね、温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した（図１１（ｂ））。このとき、キャパシタの銅箔（２０１）の面に接着フィルムを重ね積層した。
【００５３】
その後、基板表面の銅箔の所望の箇所に直径０．１５ｍｍの窓穴を形成した。ついで、この窓穴の箇所に日立ビア株式会社製ＬＣ−Ｇ型炭酸ガスレーザを用いて、レーザ穴２０９の穴明けを行った（図１１（ｃ））。なお銅箔（第２の導電層）に接続する穴は、銅パターン（第１の導電層）に接しない箇所であれば良い。その後、超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸処理後、公知の方法により洗浄、触媒付与、密着促進後無電解銅めっきを行い、レーザ穴内壁と基板表面に厚み約２０μｍの無電解銅めっき層を形成した。さらに、必要な箇所にエッチングレジストを形成し、不要な銅箔をエッチング除去して、銅箔及びめっき銅から形成された外層回路２１３を形成した（図１１（ｄ））。その後、当該外層回路２１３上にソルダーレジスト（太陽インキ製造株式会社製、ＰＳＲ−４０００  ＡＵＳ５）をロールコータで３０μｍ塗布、乾燥し、露光・現像して所望の箇所にソルダーレジスト層２１４を形成して、キャパシタ内蔵多層配線板を得た（図１１（ｅ））。
【００５４】
＜キャパシタ内蔵多層配線板の評価＞
上記で作製したキャパシタ内蔵多層配線板のキャパシタの漏れ電流を測定した結果、７０ｎＡ／ｃｍ２であり、十分な絶縁性が確保されていることが分かった。次に、寿命試験として２０Ｖの電圧を１０００時間印加した結果、４ｃｍ２、１０ｃｍ２の大面積の電極では数回の漏れ電流の増大が短時間生じたが、その後いずれも絶縁性が回復し、長期信頼性に優れることが分かった。また、溶断して孤立した小電極の断面を観察した結果、いずれも金属酸化物層にピンホールなどの点欠陥が存在し、短絡を引き起こしていたことが分かった。
【００５５】
（比較例１）
銅パターン２０６を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、キャパシタ形成材、キャパシタおよびキャパシタ内蔵多層配線板を作製した。
【００５６】
また、実施例１と同様にして、キャパシタに８Ｖの負荷を与えたところ、４ｃｍ２、１０ｃｍ２の下部電極を有するキャパシタ部において、短絡が発生し、その後キャパシタ内蔵多層配線板を作製してもキャパシタが機能することはなかった。評価した多層配線板断面を観察した結果、短絡が生じた電極にはいずれも金属酸化物層にピンホールなどの点欠陥が存在しており、短絡を引き起こしていたことが分かった。
【００５７】
（実施例２）
レジストパターン２０５を形成せずに、無電解ＮｉＰめっき層２０４の全面に電気銅めっき層を形成した後、銅箔２０１にエッチングレジストを形成して塩化第二鉄水溶液で当該銅箔をパターニングして、その後エッチングレジストを剥離して複数の独立した銅パターンを形成し、遮断素子を形成した以外は実施例１と同様にキャパシタ形成材を作製した。尚、上記銅パターンの１つのパターンは５０μｍ角の正方形とした。このキャパシタ形成材を用いて実施例１と同様にしてキャパシタを作製し、その電極ごとに２０Ｖの負荷を与えたところ、実施例１と同様に初期不良部が瞬間的に短絡し、その後絶縁性が回復した。また、このキャパシタを用い、実施例１と同様にして、キャパシタ内蔵多層配線板を作製した。なお、キャパシタ内蔵多層配線板の積層工程では、キャパシタの全面に電気銅めっきを施し、当該銅めっき面に接着フィルムを重ね積層した。ここで作製したキャパシタ内蔵多層配線板のキャパシタの漏れ電流を測定した結果、漏れ電流は十分に小さいことがわかった。また、電極を形成したキャパシタ形成材の密着性について調べるために、テープ剥離テストを実施したところ、剥離は観測されず、電極と金属酸化物層の密着性が良いことが分かった。さらに、実施例１と同様にして、寿命試験を行った結果、４ｃｍ２、１０ｃｍ２の大面積の電極では数回漏れ電流の増大が短時間生じたが、その後いずれも絶縁性が回復し、長期信頼性に優れていることが分かった。
【００５８】
（実施例３）
キャパシタ作製後、第１の導電層表面に形成した銅パターン２０６の一部をトリミングした以外は、実施例１と同様にしてキャパシタ形成材、キャパシタおよびキャパシタ内蔵多層配線板を作製した。
【００５９】
より詳細には、キャパシタ作製後に、キャパシタの容量を測定したところ１．０６ｎＦを示し、所望の容量よりも５％以上大きい値であった。そこで、コンタクトプローブを銅パターンの一部に接触させ、直流電源によって直流電流を印加したところ、遮断素子が機能し、当該銅パターンの一部が孤立した小電極が形成された。その後、再度、キャパシタの容量を測定したところ１．００ｎＦを示し、所望の容量とすることができた。その後、実施例１と同様に積層などを行い、キャパシタ内蔵多層配線板を作製した。
【００６０】
以上より、遮断素子として機能する電極構造を形成することで、キャパシタの不良部近傍のみを当該遮断素子によって回路から切り離すことができる、高い容量と低い漏れ電流特性および優れた長期信頼性を有するキャパシタ内蔵多層配線板を提供することが可能であることがわかった。また、遮断素子を利用して容量トリミングすることで、大容量のキャパシタ材を容量精度良く内蔵させることが可能であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のキャパシタ形成材の一実施形態を示した斜視図である。
【図２】図１のキャパシタ形成材のＡ−Ａ’断面構造図である。
【図３】電気的に孤立した小電極が発生したキャパシタ形成材を示した斜視図である
【図４】図３のキャパシタ形成材のＡ−Ａ’断面構造図である。
【図５】本発明のキャパシタ形成材における銅パターンの一例を示す平面図である。
【図６】本発明のキャパシタ形成材における銅パターンと接続パッドの一例を示す平面図である。
【図７】パターニングされた金属層が形成された本発明のキャパシタ形成材の一実施形態を示す平面図である。
【図８】直流電流の印加により容量トリミングされた本発明のキャパシタ形成材の一実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明のキャパシタ内蔵多層配線板の一実施形態を示した断面構造図である
【図１０】実施例におけるキャパシタ形成材およびキャパシタの製造過程を示す断面図である。
【図１１】実施例におけるキャパシタ内蔵多層配線板の製造過程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０１  キャパシタ形成材
１０２  銅パターン
１０３  金属層
１０４  隣接する銅パターン間下部の金属層
１０５  金属酸化物層（誘電体層）
１０６  金属層
１０７  銅層
１０８  第１の導電層
１０９  第２の導電層
１１０  接続用パッド
１１１  孤立した銅パターン（小電極）
１１２  金属層の溶断部
１１３  金属酸化物層の欠陥部
１１４  パターニングされた金属層（銅パターン間）
１１５  パターニングされた金属層
１１６  金属酸化物層
１１７  直流電源
２０１  銅箔
２０２  ニッケル層（金属層）
２０３  金属酸化物層
２０４  無電解ＮｉＰめっき層（金属層）
２０５  レジストパターン
２０６  銅パターン
２０７  キャパシタ形成材
２０８  銅箔
２０９  レーザ穴
２１１  絶縁層
２１２  内層回路
２１３  外層回路
２１４  ソルダーレジスト
２１５  接着層
２１６  キャパシタ
【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】
2008283159.tif 000009
【図６】
2008283159.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
2008283159.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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