(57)【要約】【課題】内蔵するコンデンサ素子の接続信頼性に優れたコンデンサ素子内蔵多層配線基板を提供すること。【解決手段】有機樹脂を含有する複数の絶縁層４を積層して成るとともに内部にコンデンサ素子収納用の空洞５を有する絶縁基体１と、この絶縁基体１の内部および表面に配設された配線導体２と、誘電体粉末を焼結した誘電体基体６の内部に複数の電極層７を配設して成るとともにその電極層７が配線導体２に電気的に接続されるようにして空洞５内に収容され、かつ誘電体基体６と絶縁基体１との間が絶縁層４の有機樹脂を介して接着されたコンデンサ素子３とを具備して成るコンデンサ素子内蔵多層配線基板であって、コンデンサ素子３は、誘電体基体６の表面に誘電体粉末が集合してなる多数の粉末塊により凹凸が形成されいるとともに、その粉末塊の表面に誘電体粉末が多数突出している。【選択図】  図２
2004241497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機樹脂を含有する複数の絶縁層を積層して成るとともに内部にコンデンサ素子収納用の空洞を有する絶縁基体と、該絶縁基体の内部および表面に配設された配線導体と、誘電体粉末を焼結した誘電体基体の内部に複数の電極層を配設して成るとともに該電極層が前記配線導体に電気的に接続されるようにして前記空洞内に収容され、かつ前記誘電体基体と前記絶縁基体との間が前記有機樹脂を介して接着されたコンデンサ素子とを具備して成るコンデンサ素子内蔵多層配線基板であって、前記コンデンサ素子は、前記誘電体基体の表面に前記誘電体粉末が集合してなる多数の粉末塊により凹凸が形成されいるとともに、前記粉末塊の表面に前記誘電体粉末が多数突出していることを特徴とするコンデンサ素子多層内蔵基板。
【請求項２】
前記粉末塊による前記凹凸の最大高さが１．５〜３．０μｍであることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ素子内蔵多層配線基板。
【請求項３】
前記誘電体粉末の粒径が０．３〜１．０μｍである請求項１または２記載のコンデンサ素子内蔵多層配線基板。
【請求項４】
前記粉末塊の前記誘電体粉末の最大突出高さが０．５〜１．０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコンデンサ素子内蔵多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種ＡＶ機器や家電機器・通信機器・コンピュータやその周辺機器等の電子機器に使用される配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配線基板は、アルミナ等のセラミック材料から成る絶縁層あるいはガラスエポキシ樹脂等の有機樹脂材料から成る絶縁層の内部および表面に複数の配線導体を形成し、上下に位置する配線導体間を絶縁層に形成した貫通導体を介して電気的に接続して成り、この配線基板の表面に半導体素子やコンデンサ・抵抗素子等の電子素子を搭載取着するとともにこれらの電極を各配線導体に接続することによって電子機器に使用される電子装置が形成されている。
【０００３】
しかしながら、近年、電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型・薄型・軽量化が要求されてきており、このような電子機器に搭載される配線基板も小型・高密度化が要求されるようになってきている。
【０００４】
このような要求に対応するために、特開平２００１−３３２４３７号公報には、配線基板の表面に搭載される電子素子の数を減らして配線基板を小型化する目的で、配線基板の内部にチップ状コンデンサ素子を実装することが提案されている。特開平２００１−３３２４３７号公報に示されるような配線基板にコンデンサ素子を内蔵した場合、コンデンサ素子表面に平均粗度が０．０１〜５μｍ程度の粗化処理を施すことによりコンデンサ素子と周囲の絶縁層との接着力を向上させている。なお、特開平２００１−３３２４３７号公報では、このような粗化処理を施す方法として、エンボス加工により誘電体の表面を粗化する方法や研磨処理により誘電体または電極や金属層の表面を粗化する方法、酸や酸化剤等による処理・めっき処理・酸化還元処理・エッチング処理により電極や金属層の表面を粗化する方法が例示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２００１−３３２４３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、誘電体の表面をエンボス加工により粗化する場合、誘電体用のグリーンシートは数μｍ〜数十μｍと薄く脆いため、エンボス加工により誘電体に破壊や変形が生じやすい。また、研磨処理により誘電体の表面を粗化する場合、誘電体にクラックや欠けが発生し易いとともに電極や金属層の表面に砥粒が食い込んで付着しやすい。誘電体の表面を酸や酸化剤等による処理やエッチング処理により粗化することも可能であるが、このような処理は電極や金属層の表面を粗化するのに適しており、誘電体の表面では良好な凹凸形状が得られずに絶縁層との接着力が弱く、コンデンサ素子と絶縁層との間で剥離が発生しコンデンサ素子の接続不良を起こすことがあった。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、コンデンサ素子の接続信頼性に優れた小型で軽量なコンデンサ素子内蔵多層配線基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板は、有機樹脂を含有する複数の絶縁層を積層して成るとともに内部にコンデンサ素子収納用の空洞を有する絶縁基体と、該絶縁基体の内部および表面に配設された配線導体と、誘電体粉末を焼結した誘電体基体の内部に複数の電極層を配設して成るとともに該電極層が前記配線導体に電気的に接続されるようにして前記空洞内に収容され、かつ前記誘電体基体と前記絶縁基体との間が前記有機樹脂を介して接着されたコンデンサ素子とを具備して成るコンデンサ素子内蔵多層配線基板であって、前記コンデンサ素子は、前記誘電体基体の表面に前記誘電体粉末が集合してなる多数の粉末塊により凹凸が形成されいるとともに、前記粉末塊の表面に前記誘電体粉末が多数突出していることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記粉末塊による前記凹凸の最大高さが１．５〜３．０μｍであることが好ましい。また、前記誘電体粉末の粒径が０．３〜１．０μｍであることが好ましい。また、前記粉末塊の前記誘電体粉末の突出高さが０．５〜１．０μｍであることが好ましい。
【００１０】
本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板によれば、コンデンサ素子は、その誘電体基体の表面に誘電体粉末が集合してなる多数の粉末塊により凹凸が形成されいるとともに、その粉末塊の表面に誘電体粉末が多数突出していることから、多数の粉末塊により形成された凹凸および粉末塊の表面に突出した誘電体粉末が誘電体基体と絶縁基体とを接着する有機樹脂に良好に食い込んで両者間のアンカー効果をより向上させることが可能となり、その結果、コンデンサ素子と絶縁基体との接着力が強く、コンデンサ素子の接続信頼性の高いコンデンサ素子内蔵多層配線基板とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、本例では、コンデンサ素子を１個内蔵した場合を示している。この図において、１は絶縁基体、２は配線導体、３はコンデンサ素子であり、主にこれらで本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板が構成されている。
【００１３】
絶縁基体１は、有機樹脂を含有する複数の絶縁層４が積層されて成り、配線導体２およびコンデンサ素子３を支持するための支持体として機能し、その内部にコンデンサ素子収納用の空洞５を有しているとともに、内部および表面に配線導体２が配設されている。そして、空洞５の内部にはコンデンサ素子３が収容されている。
【００１４】
絶縁基体１を構成する絶縁層４は、液晶ポリマー層４ａと、その上下面に被着形成されたポリフェニレンエーテル系有機物等の有機樹脂から成る被覆層４ｂとから構成されている。
【００１５】
なお、ここで液晶ポリマーとは、溶融時に液晶状態あるいは光学的に複屈折する性質を有するポリマーを指し、一般に溶液状態で液晶性を示すリオトロピック液晶ポリマーや溶融時に液晶性を示すサーモトロピック液晶ポリマー、あるいは、熱変形温度で分類される１型・２型・３型すべての液晶ポリマーを含むものであり、本発明に用いる液晶ポリマーとしては、温度サイクル信頼性・半田耐熱性・加工性の観点からは２００〜４００℃の温度、特に２５０〜３５０℃の温度に融点を有するものが好ましい。また、ポリフェニレンエーテル系有機物とは、ポリフェニレンエーテル樹脂やポリフェニレンエーテルに種々の官能基が結合した樹脂、あるいはこれらの誘導体・重合体を意味するものである。
【００１６】
液晶ポリマー層４ａは、層としての物性を損なわない範囲内で、熱安定性を改善するための酸化防止剤や耐光性を改善するための紫外線吸収剤等の光安定剤、難燃性を付加するためのハロゲン系もしくはリン酸系の難燃性剤、アンチモン系化合物やホウ酸亜鉛・メタホウ酸バリウム・酸化ジルコニウム等の難燃助剤、潤滑性を改善するための高級脂肪酸や高級脂肪酸エステル・高級脂肪酸金属塩・フルオロカーボン系界面活性剤等の滑剤、熱膨張係数を調整するため、および／または機械的強度を向上するための酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化チタン・酸化バリウム・酸化ストロンチウム・酸化ジルコニウム・酸化カルシウム・ゼオライト・窒化珪素・窒化アルミニウム・炭化珪素・チタン酸カリウム・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウム・チタン酸カルシウム・ホウ酸アルミニウム・スズ酸バリウム・ジルコン酸バリウム・ジルコン酸ストロンチウム等の充填材を含有してもよい。
【００１７】
なお、上記の充填材等の粒子形状は、略球状・針状・フレーク状等があり、充填性の観点からは略球状が好ましい。また、粒子径は、通常０．１〜１５μｍ程度であり、液晶ポリマー層４ａの厚みよりも小さい。
【００１８】
また、被覆層４ｂは、後述する配線導体２を被着形成する際の接着剤の機能を有するとともに、コンデンサ素子３を空洞５に内蔵した際にコンデンサ素子３を空洞５内部に固定させる接着剤としての役割を果たす。また、絶縁層４を用いてコンデンサ素子内蔵多層配線基板を形成する際に、絶縁層４同士を積層する際の接着剤の役目を果たす。
【００１９】
被覆層４ｂは、ポリフェニレンエーテル樹脂やその誘導体、または、これらのポリマーアロイ等のポリフェニレンエーテル系有機物を３０〜９０体積％含有しており、とりわけ熱サイクル信頼性や配線導体２を接着する際の位置精度の観点からは、アリル変性ポリフェニレンエーテル等の熱硬化性ポリフェニレンエーテルを含有することが好ましい。
【００２０】
なお、ポリフェニレンエーテル系有機物等の有機樹脂の含有量が３０体積％未満であると、後述する充填材との混練性が低下する傾向があり、また、９０体積％を超えると、液晶ポリマー層４ａ表面に被覆層４ｂを形成する際に、被覆層４ｂの厚みバラツキが大きくなる傾向がある。したがって、ポリフェニレンエーテル系有機物の含有量は、３０〜９０体積％の範囲が好ましい。
【００２１】
また、被覆層４ｂは、液晶ポリマー層４ａとの接着性や配線導体２との密着性を良好にするという観点からは、重合反応可能な官能基を２個以上有する多官能性モノマーあるいは多官能性重合体等の添加剤を含有することが好ましく、例えば、トリアリルイソシアヌレートやトリアリルシアヌレートおよびこれらの重合体等を含有することが好ましい。
【００２２】
さらに、被覆層４ｂは、弾性率を調整するためのゴム成分や熱安定性を改善するための酸化防止剤、耐光性を改善するための紫外線吸収剤等の光安定剤、難燃性を付加するためのハロゲン系もしくはリン酸系の難燃性剤、アンチモン系化合物やホウ酸亜鉛・メタホウ酸バリウム・酸化ジルコニウム等の難燃助剤、潤滑性を改善するための高級脂肪酸や高級脂肪酸エステルや高級脂肪酸金属塩・フルオロカーボン系界面活性剤等の滑剤、熱膨張係数を調整したり機械的強度を向上するための酸化アルミニウムや酸化珪素・酸化チタン・酸化バリウム・酸化ストロンチウム・酸化ジルコニウム・酸化カルシウム・ゼオライト・窒化珪素・窒化アルミニウム・炭化珪素・チタン酸カリウム・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウム・チタン酸カルシウム・ホウ酸アルミニウム・スズ酸バリウム・ジルコン酸バリウム・ジルコン酸ストロンチウム等の充填材、あるいは、充填材との親和性を高めこれらの接合性向上と機械的強度を高めるためのシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等のカップリング剤を含有してもよい。
【００２３】
特に絶縁層４を積層・加圧してコンデンサ素子内蔵多層配線基板を形成する際に、被覆層４ｂの流動性を抑制し、配線導体２の位置ずれや被覆層４ｂの厚みばらつきを防止するという観点からは、被覆層４ｂは充填材として１０体積％以上の無機絶縁粉末を含有することが好ましい。また、液晶ポリマー層４ａとの接着界面および配線導体２との接着界面での半田リフロー時の剥離を防止するという観点からは、充填材の含有量を７０体積％以下とすることが好ましい。したがって、ポリフェニレンエーテル系有機物等の有機樹脂から成る被覆層４ｂに、１０〜７０体積％の充填材を含有させておくことが好ましい。
【００２４】
なお、上記の充填材等の形状は、略球状・針状・フレーク状等があり、充填性の観点からは、略球状が好ましい。また、粒子径は、０．１〜１５μｍ程度であり、被覆層４ｂの厚みよりも小さい。
【００２５】
このような絶縁基体１は、例えば粒径が０．１〜１５μｍ程度の酸化珪素等の無機絶縁粉末に、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂と溶剤・可塑剤・分散剤等を添加して得た被覆層４ｂ用のペーストを、プラズマ処理によりトリアリルイソシアヌレートとの接触角が３〜５０°であって、かつ表面エネルギーが４５〜７０ｍＪ／ｍ２となるように表面処理した液晶ポリマー層４ａの上下表面に従来周知のドクターブレード法等のシート成型法を採用して塗布した後、あるいは上記のペースト中に液晶ポリマー層４ａを浸漬し垂直に引き上げることによって液晶ポリマー層４ａの表面に上記のペースト層を塗布した後、これを６０〜１００℃の温度で５分〜３時間加熱・乾燥することにより絶縁層４用の前駆体シートを製作し、それに空洞５を形成するため等に適当な穴あけ加工を施すとともに複数枚を上下に積層し、それを熱硬化させることにより形成される。ペーストは、好適には、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂と無機絶縁粉末の複合材料に、トルエン・酢酸ブチル・メチルエチルケトン・メタノール・メチルセロソルブアセテート・イソプロピルアルコール・メチルイソブチルケトン・ジメチルホルムアミド等の溶媒を添加してなる所定の粘度を有する流動体であり、その粘度は、シート成形法にもよるが１００〜３０００ポイズが好ましい。
【００２６】
なお、絶縁層４の厚みは絶縁信頼性を確保するという観点からは１０〜２００μｍであることが好ましく、また、高耐熱性・低吸湿性・高寸法安定性を確保するという観点からは液晶ポリマー層４ａの厚みを絶縁層４の厚みの４０〜９０％の範囲としておくことが好ましい。
【００２７】
また、絶縁基体１の内部に設けられた空洞５は、コンデンサ素子３を内蔵するための空所を提供するものであり、絶縁層４用の前駆体シートの一部にレーザ加工により貫通穴を設けておくことにより形成される。このような空洞５の大きさは、コンデンサ素子３の幅や長さよりも３〜３０μｍ程度大きいものとしておくことが好ましい。空洞５の大きさがコンデンサ素子３の幅や長さよりも３μｍ未満大きい場合には空洞５内にコンデンサ素子３を挿入しにくくなり、３０μｍを超えて大きい場合にはコンデンサ素子３と配線導体２との位置合わせが困難となる。
【００２８】
また、絶縁基体１の内部および表面に配設された配線導体２は、各絶縁層４の表面に被着された銅・金・銀・アルミニウム等の金属箔から成る導体層２ａを各絶縁層４の上面から下面にかけて設けられた導電性樹脂から成る貫通導体２ｂにより電気的に接続することにより形成されており、絶縁層４を挟んで上下に位置する導体層２ａ同士が貫通導体２ｂを介して電気的に接続することにより立体的な高密度配線を可能としている。
【００２９】
なお、本実施例では、導体層２ａの形成は転写法によって行なわれており、具体的には次に述べる方法により形成される。まず、離型シートの表面にめっき法などによって製作され、銅・金・銀・アルミニウム等から選ばれる１種または２種以上の合金からなる厚さ１〜３５μｍの電解金属箔を接着し、その表面に所望の配線パターンの鏡像パターンとなるようにレジスト層を形成した後、エッチング・レジスト除去によって離型シート上に所定の配線パターンの鏡像の導体層２ａが形成された転写シートを準備する。次に、表面に導体層２ａが形成された転写シートを絶縁層４用の前駆体シートの表面および／または裏面へ重ね合わせ、しかる後、圧力が０．５〜１０ＭＰａ、温度が６０〜１５０℃の条件で加圧加熱した後、離型シートを剥がすことにより、導体層２ａを絶縁層４用の前駆体シート上に転写する。そして、前駆体シートを熱硬化させることにより絶縁層４の表面に被着される。
【００３０】
離型シートとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート・ポリイミド・ポリフェニレンサルファイド・塩化ビニル・ポリプロピレン等公知のものが使用できる。離型シートの厚みは１０〜１００μｍが適当であり、望ましくは２５〜５０μｍが良い。離型シートの厚みが１０μｍ未満であると離型シートの変形や折れ曲がりにより形成した導体層２ａが断線し易くなり、厚みが１００μｍを超えると離型シートの柔軟性がなくなって、前駆体シートからの離型シートの剥離が困難となる傾向がある。また、離型シート表面に電解金属箔を接着するために、アクリル系やゴム系・シリコン系・エポキシ系等公知の接着剤を使用してもよい。
【００３１】
また、貫通導体２ｂは、絶縁層４を挟んで上下に位置する導体層２ａ同士および導体層２ａとコンデンサ素子３の後述する引き出し電極部８とを電気的に接続するための接続導体として機能し、絶縁層４用の前駆体シートに貫通導体２ｂ形成用の貫通孔をレーザ加工により穿孔するとともに、その貫通孔内に銅・銀・金・半田等の金属粉末とエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂・液晶ポリマー樹脂等の有機樹脂材料とにトルエン・酢酸ブチル・メチルエチルケトン・メタノール・メチルセロソルブアセテート・イソプロピルアルコール・メチルイソブチルケトン・ジメチルホルムアミド等の溶媒を添加混合して成る貫通導体２ｂ用の導電性ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等を採用して充填し、それを前駆体シートとともに熱硬化させることにより形成される。
【００３２】
他方、絶縁基体１の空洞５に収容されるコンデンサ素子３は、縦・横・高さがそれぞれ１〜５ｍｍ程度の直方体であり、誘電体粉末を焼結して成る複数の誘電体層６ａを積層した誘電体基体６の内部に各誘電体層６ａを挟んで電極層７を配置して成り、誘電体基体６の両端部には電極層７に接続された引き出し電極部８が被着形成されている。そして、空洞５の内部に引き出し電極部８と配線導体２の貫通導体２ｂとが接触するようにして収容されるとともに、誘電体基体６の表面と絶縁基体１との間が絶縁層４に含有される有機樹脂を介して接着固定されている。
【００３３】
なお、空洞５の内部にコンデンサ素子３を収容するには、絶縁層４用の前駆体シートに設けた貫通穴内にコンデンサ素子３を挿入するとともに、コンデンサ素子３の引き出し電極部８に対応する位置に貫通導体２ｂ用の導電性ペーストが充填された他の絶縁層４用の前駆体シートをその上下に積層し、それらを温度が１５０〜３００℃、圧力が０．５〜１０ＭＰａの条件で３０分〜２４時間ホットプレスして前駆体シートおよび導電性ペーストを熱硬化させる方法が採用される。これによりコンデンサ素子３が空洞５内に収納されるとともにコンデンサ素子３の引き出し電極部８とその上下の絶縁層４に設けた貫通導体２ａとが電気的に接続される。また同時に被覆層４ｂを構成する有機樹脂によりコンデンサ素子３と絶縁基体１とが接着される。
【００３４】
このようなコンデンサ素子３における誘電体層６ａの材料としては、種々の誘電体セラミック材料を用いることができ、例えば、ＢａＴｉＯ３やＬａＴｉＯ３・ＣａＴｉＯ３・ＳｒＴｉＯ３等のセラミック組成物、あるいは、ＢａＴｉＯ３の構成元素であるＢａをＣａで、ＴｉをＺｒやＳｎで部分的に置換した固溶体等のチタン酸バリウム系材料や、鉛系ペロブスカイト型構造化合物等が挙げられる。
【００３５】
また、電極層７や引き出し電極部８を形成する材料としては、例えばＰｄやＡｇ・Ｐｔ・Ｎｉ・Ｃｕ・Ｐｂ等の金属やそれらの合金が用いられる。
【００３６】
このようなコンデンサ素子３は、次の方法により製作される。
【００３７】
まず、例えばＢａＴｉＯ３誘電体粉末を含有する誘電体層６ａとなるセラミックグリーンシートの表面に、電極層７となるＮｉペーストを所定形状となるように印刷して未焼成電極層を形成し、続いてこれらを所定順序に積層し、圧着して積層体を得るとともにこの積層体の両端部に引き出し電極部８となるＮｉペーストを塗布して未焼成電極部を形成し、そしてこれを８００〜１６００℃の温度で焼成することにより製作される。
【００３８】
なお、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板においては、図２に走査電子顕微鏡写真で示すように、コンデンサ素子３の誘電体基体６の表面に誘電体粉末が集合して成る多数の粉末塊により凹凸が形成されているとともに、それらの粉末塊の表面に誘電体粉末が多数突出しており、そのことが重要である。このようにコンデンサ素子３の誘電体基体６の表面に誘電体粉末が集合して成る多数の粉末塊により凹凸が形成されているとともに、それらの粉末塊の表面に誘電体粉末が多数突出していることから、これらの多数の粉末塊により形成された凹凸および粉末塊の表面に突出した誘電体粉末が誘電体基体６と絶縁基体１とを接着する有機樹脂に良好に食い込んで両者間のアンカー効果をより向上させることが可能となり、その結果、コンデンサ素子３と絶縁基体１との接着力が強く、コンデンサ素子３の接続信頼性の高いコンデンサ素子内蔵多層配線基板とすることができる。
【００３９】
このようにコンデンサ素子３の誘電体基体６の表面に誘電体粉末が集合して成る多数の粉末塊により凹凸を形成するとともに、それらの粉末塊の表面に誘電体粉末を多数突出させるには、例えば、コンデンサ素子３を酢酸とフッ酸と硝酸と過酸化水素とを含有する水溶液から成る処理液中に浸漬して誘電体基体６の表面を処理する方法が採用される。このような処理によりコンデンサ素子３の誘電体基体６の表面を誘電体粉末が集合して成る多数の粉末塊により凹凸が形成されるとともに、それらの粉末塊の表面に誘電体粉末が多数突出するようにエッチングして粗化することができる。
【００４０】
なお、コンデンサ素子３の表面に誘電体粉末が集合して成る多数の粉末塊により形成される凹凸の最大高さが１．５μｍ未満であると、コンデンサ素子３の誘電体基体６とこれに接着する有機樹脂との接着力が小さくなる傾向にあり、３μｍを超えると、コンデンサ素子３に割れや欠けが発生しやすくなる傾向にある。したがって、コンデンサ素子３の表面に誘電体粉末が集合してなる多数の粉末塊により形成される凹凸の最大高さは、１．５〜３μｍの範囲が好ましい。
【００４１】
また、コンデンサ素子３の誘電体基体６を形成する誘電体粉末の粒径が０．３μｍ未満であると、誘電体層６ａとなるセラミックグリーンシート中の誘電体粉末の凝集が激しく誘電体基体６中の粉末の分散が均一にならず電気特性がばらつく傾向にあり、他方１．０μｍを超えると、誘電体層６ａの厚みが厚くなりコンデンサ素子３の容量が低下する傾向にある。したがって、コンデンサ素子３の誘電体基体６を形成する誘電体粉末は、その粒径が０．３〜１．０μｍの範囲が好ましい。
【００４２】
さらに、コンデンサ素子３の誘電体基体６の表面に形成された粉末塊における誘電体粉末の最大突出高さが０．５μｍ未満であると、コンデンサ素子３の誘電体基体６とこれに接着する有機樹脂との接着力が小さくなる傾向にあり、他方、１．０μｍを超えると誘電体粉末が粉末塊から取れてしまい、そのため誘電体基体６とこれに接着する有機樹脂との接着力が小さくなる傾向がある。したがって、コンデンサ素子３の誘電体基体６の表面に形成された粉末塊における誘電体粉末の最大突出高さは０．５〜１．０μｍの範囲が好ましい。
【００４３】
かくして、本発明の本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板によれば、コンデンサ素子の接続信頼性に優れたものとすることができる。
【００４４】
なお、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例では４層の絶縁層４を積層することによって絶縁基体１を製作したが、３層や５層以上の絶縁層４を積層して絶縁基体１を製作してもよい。
【００４５】
【実施例】
次に本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板を、以下の試料を製作して評価した。
【００４６】
（実験例）
先ず、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂に平均粒径が０．６μｍの球状溶融シリカをその含有量が４０体積％となるように加え、これに溶剤としてトルエン、さらに有機樹脂の硬化を促進させるための触媒を添加し、１時間混合してワニスを調整した。厚みが５０μｍの液晶ポリマー層を用意し、この表面を、真空プラズマ装置を用いて、電圧を２７ｋＶ、雰囲気をＯ２およびＣＦ４（ガス流量がそれぞれ８０ｃｍ３／分）とし、片面１５分×２回の条件でプラズマ処理して、トリアリルイソシアヌレートとの接触角が３５°で、かつ表面エネルギーが６０ｍＪ／ｍ２、中心線表面粗さＲａが０．１４μｍとなるようにし、この液晶ポリマー層の上面に上記ワニスをドクターブレード法により塗布し、厚さ約２５μｍの熱硬化性ポリフェニレンエーテル被覆層を成形した。そして、この液晶ポリマー層の下面にも同様に熱硬化性ポリフェニレンエーテル被覆層を成形し絶縁層を製作した。
【００４７】
次に、この絶縁層の一部に、ＵＶ−ＹＡＧレーザによりコンデンサ素子を内蔵するための貫通穴を形成した。
【００４８】
さらに、この絶縁層に、ＵＶ−ＹＡＧレーザにより直径５０μｍの貫通孔を形成し、この貫通孔に銅粉末と有機バインダを含有する導体ペーストをスクリーン印刷により埋め込むことにより貫通導体を形成した。
【００４９】
次に、離型シート上に厚みが１２μｍで、回路状に形成した銅箔が付いた転写シートと、貫通導体が形成された絶縁層とを位置合わせして真空積層機により３ＭＰａの圧力で３０秒加圧した後、離型シートを剥離して配線導体を絶縁層上に埋設した。
【００５０】
また、誘電体基体として粒径が０．３〜１．０μｍのチタン酸バリウム粉末を焼結して成る未処理コンデンサ素子を準備するとともに、この未処理コンデンサ素子を酢酸が１６％、フッ酸が４％、過酸化水素４％、硝酸１２％を含有する水溶液から成る温度が２５℃の処理液中に５秒〜１０分間浸漬して処理することにより誘電体基体の表面に誘電体粉末が集合して成る多数の粉末塊により凹凸を形成するとともに粉末塊の表面に誘電体粉末を突出させて本発明評価用の処理済コンデンサ素子を得た。なお、これらの本発明評価用の処理済コンデンサ素子の誘電体基体の表面に多数の粉末塊により形成された凹凸の最大高さは１〜３．５μｍとなり、粉末塊の表面に突出した誘電体粉末の最大突出高さは０．５〜１μｍとなった。また、上述の未処理コデンサ素子と同様の未処理コンデンサ素子を３％のフッ化水素アンモニウム水溶液から成る温度が２５℃の処理液中に３０分間浸漬して処理することにより比較のための処理済コンデンサ素子を得た。比較のための処理済コンデンサ素子では、誘電体基体の表面にガラス質が露出して最大高さが１．５μｍの凹凸が形成されたものの、誘電体粉末が集合して成る粉末塊による凹凸は形成されずに、また誘電体粉末も表面から突出することはなかった。
【００５１】
次に貫通穴と貫通導体が形成された絶縁層をそれらの貫通穴が上下に一致するようにして２枚重ね合わせ、その貫通穴内に上述の処理済コンデンサ素子の埋め込みをそれぞれ実施した。
【００５２】
最後に、貫通穴内に処理済コンデンサ素子が埋め込まれた絶縁層を配線導体が形成された絶縁層６枚で挟み重ね合わせ、３ＭＰａの圧力下で２００℃の温度で５時間加熱処理して完全硬化させて本発明による試料と比較のための試料とを得た。
【００５３】
なお、密着性の評価は、これらの試料を２６０℃の半田浴に２０秒間浸漬し、これを数回繰り返した後、試料をクロスセクションしてその外観を観察することにより密着性の評価を実施した。
表１に密着性の評価結果を示す。なお、表１において、試料番号１〜５は本発明による試料であり試料番号６は本発明の範囲外の比較のための試料である。
【００５４】
【表１】
2004241497.tif 000003
【００５５】
表１からは、本発明による試料（試料番号１〜５）では、いずれも半田浴への浸漬を５回繰り返しても多層配線基板の外観に変化は無く、多層配線基板内にクラックも発生しなかったことから密着性において優れていることがわかった。但し、処理済コンデンサ素子の誘電体基体表面に粉末塊により形成された凹凸の最大高さが１．５μｍよりも小さい試料（試料番号１）では、半田浴への浸漬を１０回繰り返した時点で、コンデンサ素子の表面と絶縁層間で剥がれを生じることにより試料にクラックが発生した。また、処理済コンデンサ素子の誘電体基体表面に粉末塊により形成された凹凸の最大高さが３．０μｍよりも大きい試料（試料番号５）では、半田浴への浸漬を１０回繰り返した後にコンデンサ素子表面にクラックが発生した。但し、実際のコンデンサ素子内蔵多層配線基板においては、このような過酷な半田浸漬が為されることはなく、せいぜい２〜３回程度半田付けの温度に曝される程度である。したがって、実使用上は何ら問題のないレベルである。これに対し、比較のための試料（試料番号６）においては、処理済コンデンサ素子の誘電体基体の表面に形成された凹凸の最大高さは１．５μｍ程度であるにもかかわらず、半田浴への浸漬を１回行なっただけでコンデンサ素子と絶縁層との間で剥がれが生じて試料にクラックが発生した。
【００５６】
【発明の効果】
本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板によれば、コンデンサ素子は、その誘電体基体の表面に誘電体粉末が集合してなる多数の粉末塊により凹凸が形成されいるとともに、その粉末塊の表面に誘電体粉末が多数突出していることから、多数の粉末塊により形成された凹凸および粉末塊の表面に突出した誘電体粉末が誘電体基体と絶縁基体とを接着する有機樹脂に良好に食い込んで両者間のアンカー効果をより向上させることが可能となり、その結果、コンデンサ素子と絶縁基体との接着力が強く、コンデンサ素子の接続信頼性の高いコンデンサ素子内蔵多層配線基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板の断面図である。
【図２】本発明のコンデンサ内蔵多層配線基板に内蔵されたコンデンサ素子の誘電体基体表面の走査電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・絶縁基体
２・・・・・・・・・配線導体
３・・・・・・・・・コンデンサ素子
４・・・・・・・・・絶縁層
４ａ・・・・・・・・液晶ポリマー層
４ｂ・・・・・・・・被覆層
５・・・・・・・・・空洞
６・・・・・・・・・誘電体基体
７・・・・・・・・・電極層
【図１】
2004241497.tif 000004
【図２】
2004241497.tif 000005