(57)【要約】【課題】コンデンサ素子内蔵多層配線基板において、コンデンサ素子の引き出し電極部と絶縁層に設けられた貫通導体との間で接続不良が発生する。【解決手段】多数の電極層１およびセラミック誘電体層２を交互に積層して成り、多数の電極層１に対して垂直方向に貫通する貫通孔３に導体が充填されて成る複数の引き出し電極部４を有するコンデンサ素子６であって、セラミック誘電体層２は、複数の引き出し電極部４が露出した表面に複数の引き出し電極部４を取り囲んで形成された凸部５を有している。【選択図】  図１
2004172412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の電極層およびセラミック誘電体層を交互に積層して成り、前記多数の電極層に対して垂直方向に貫通する貫通孔に導体が充填されて成る複数の引き出し電極部を有するコンデンサ素子であって、前記セラミック誘電体層は、前記複数の引き出し電極部が露出した表面に前記複数の引き出し電極部を取り囲んだ凸部を有していることを特徴とするコンデンサ素子。
【請求項２】
多数の電極層およびセラミック誘電体層を交互に積層して成り、前記多数の電極層に対して垂直方向に貫通する貫通孔に導体が充填されて成る複数の引き出し電極部を有するコンデンサ素子であって、前記セラミック誘電体層は、前記複数の引き出し電極部が露出した表面に前記引き出し電極部を個々に取り囲んだ凸部を有していることを特徴とするコンデンサ素子。
【請求項３】
有機材料から成る複数の絶縁層を積層するとともにこれら絶縁層の表面に配線導体を形成し、前記絶縁層を挟んで上下に位置する前記配線導体間を前記絶縁層に形成された貫通導体を介して電気的に接続して成り、上下の最外層に位置する前記配線導体の一部が外部電気回路と接続される接続パッドとされており、前記絶縁層の少なくとも一層に設けられた空洞部の内部に請求項１または請求項２記載のコンデンサ素子を内蔵するとともに、該コンデンサ素子の上下両主面において前記引き出し電極部が前記貫通導体を介して前記接続パッドに電気的に接続されていることを特徴とする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コンデンサ素子およびそれを内蔵したコンデンサ素子内蔵多層配線基板に関する。
【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と成る。
【０００３】
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。また、通信速度の高速化に伴い通信機器等の電子機器類は周波数が数１００ＭＨｚ以上の高周波領域で使用されるようになってきており、このような高周波領域での使用に対応するために、電子素子や配線基板の低インダクタンス化も要求されるようになってきている（特許文献１）。
【０００４】
このような要求に対応するために、本出願人は特願２００１−３３３２８１号において、多数の電極層およびセラミック誘電体層を交互に積層して成るとともに、これらの電極層に対して垂直方向に貫通する貫通孔に導体が充填されて成る引き出し電極部を有するコンデンサ素子を多層配線基板の内部に形成した空洞部に内蔵することを提案している。この多層配線基板は、有機材料から成る複数の絶縁層を積層するとともにこれら絶縁層の表面に配線導体を形成し、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体間を絶縁層に形成された貫通導体を介して電気的に接続して成り、絶縁層の少なくとも一層に設けられた空洞部の内部にコンデンサ素子を内蔵するとともにコンデンサ素子の上下両主面において引き出し電極部が貫通導体に接続されている。
【０００５】
このようにコンデンサ素子を多層配線基板の内部に内蔵することにより、多層配線基板の表面に搭載される電子素子の数を減らすことができ、多層配線基板を小型化することができる。また、コンデンサ素子の電極層の直上に最短距離で引き出し電極部を形成することができるので、コンデンサ素子内部で電極を引き回す必要がないため、インダクタンス成分を小さくすることが可能となり、高周波領域においても電源ノイズの小さい電気特性に優れたものとすることができる。
【０００６】
なお、このようなコンデンサ素子内蔵多層配線基板は、未硬化の熱硬化性樹脂を含有する絶縁層用の前駆体シートを複数枚準備し、次にそれらの前駆体シートに打ち抜き加工やレーザ穿孔加工等の方法により貫通導体を形成するための複数の貫通孔および空洞部を形成するための貫通穴を穿孔し、次にそれらの前駆体シートの貫通導体を形成するための貫通孔内に金属粉末と未硬化の熱硬化性樹脂とを含有する貫通導体用の導電性ペーストを充填し、次にそれらの前駆体シートの表面に銅箔から成る配線導体を転写法により転写し、次に空洞部を形成するための貫通穴内にコンデンサ素子を収容するとともにコンデンサ素子の引き出し電極部とこれに接続される貫通導体用の導電性ペーストとが接触するようにして前駆体シートおよびコンデンサ素子を積層し、最後にそれらを上下から加圧しながら加熱圧着して前駆体シート中の熱硬化性樹脂および導電性ペースト中の熱硬化性樹脂を硬化させることによって製作されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３４９２２５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなコンデンサ素子を多層配線基板に内蔵する場合、表面に配線導体および内部に貫通導体用の導電性ペーストを形成した絶縁層用の前駆体シートを積層するとともに、前駆体シートに設けた空洞部に、貫通導体用の導電性ペーストとコンデンサ素子の引き出し電極部とが接触するようにしてコンデンサ素子を収納し、その後これらを圧着・熱硬化する過程において、前駆体シートの成分である樹脂が圧着の際の圧力によってコンデンサ素子を収納した空洞部にはみだして貫通導体とコンデンサ素子の引き出し電極部との間に浸入し、貫通導体と引き出し電極部との間で接続不良が生じてしまい、配線基板の導通信頼性が低下してしまうという問題点を有していた。
【０００９】
また、空洞部にはみ出してくる樹脂を避けるために、コンデンサ素子の複数の引き出し電極部をコンデンサ素子の中央部に近接させて形成した場合、絶縁層用の前駆体シートに形成した貫通導体用の導電性ペーストとコンデンサ素子の引き出し電極部とが接触するようにしてコンデンサ素子を収納し、その後これらを圧着・熱硬化する過程において、貫通導体用の導電性ペーストがコンデンサ素子の表面にはみ出して近接する貫通導体や引き出し電極部に接触し、貫通導体間や引き出し電極部間で短絡してしまうという問題点を有していた。
【００１０】
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、配線基板の貫通導体とコンデンサ素子の引き出し電極部との導通信頼性に優れたコンデンサ素子およびこれを内蔵した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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のコンデンサ素子は、多数の電極層およびセラミック誘電体層を交互に積層して成り、多数の電極層に対して垂直方向に貫通する貫通孔に導体が充填されて成る複数の引き出し電極部を有するコンデンサ素子であって、セラミック誘電体層は、複数の引き出し電極部が露出した表面に複数の引き出し電極部を取り囲んだ凸部を有していることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第１のコンデンサ素子によれば、セラミック誘電体層が複数の引き出し電極部が露出した表面に複数の引き出し電極部を取り囲んで形成された凸部を有していることから、コンデンサ素子を多層配線基板に内蔵する際、表面に配線導体および内部に貫通導体用の導電性ペーストを形成した絶縁層用の前駆体シートを積層するとともに、前駆体シートに設けた空洞部に、貫通導体用の導電性ペーストとコンデンサ素子の引き出し電極部とが接触するようにコンデンサ素子を収納し、その後これらを圧着・熱硬化する過程において、絶縁層用の前駆体シートを構成する樹脂が圧着の際の圧力によってコンデンサ素子を収納した空洞部にはみだしてきたとしても、空洞部にはみだしてきた樹脂は複数の引き出し電極部を取り囲んで形成された凸部によって貫通導体と引き出し電極部との間に浸入することが有効に防止され、その結果、絶縁層の貫通導体と引き出し電極部とを良好に接続することが可能なコンデンサ素子とすることができる。
【００１３】
また、本発明の第２のコンデンサ素子は、多数の電極層およびセラミック誘電体層を交互に積層して成り、多数の電極層に対して垂直方向に貫通する貫通孔に導体が充填されて成る複数の引き出し電極部を有するコンデンサ素子であって、セラミック誘電体層は、複数の引き出し電極部が露出した表面に引き出し電極部を個々に取り囲んだ凸部を有していることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第２のコンデンサ素子によれば、セラミック誘電体層が複数の引き出し電極部が露出した表面に引き出し電極部を個々に取り囲んで形成された凸部を有していることから、絶縁層用の前駆体シートに形成した貫通導体用の導電性ペーストとコンデンサ素子の引き出し電極部とが接触するようにコンデンサ素子を収納し、その後これらを圧着・熱硬化する過程において、貫通導体用の導電性ペーストがコンデンサ素子の表面にはみ出してきたとしても、導電性ペーストは引き出し電極部を個々に取り囲んで形成された凸部によって近接する貫通導体用の導電性ペーストや引き出し電極と接触することが有効に防止され、その結果、貫通導体間や引き出し電極部間で短絡することのないコンデンサ素子とすることができる。
【００１５】
さらに、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板は、有機材料から成る複数の絶縁層を積層するとともにこれら絶縁層の表面に配線導体を形成し、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体間を絶縁層に形成された貫通導体を介して電気的に接続して成り、上下の最外層に位置する配線導体の一部が外部電気回路と接続される接続パッドとされており、絶縁層の少なくとも一層に設けられた空洞部の内部に上述のコンデンサ素子を内蔵するとともに、このコンデンサ素子の上下両主面において引き出し電極部が貫通導体を介して接続パッドに電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板によれば、第１のコンデンサ素子または第２のコンデンサ素子を多層配線基板内部に埋設していることから、コンデンサ素子の引き出し電極部と貫通導体との間に絶縁層の樹脂が流れ込んで断線を生じたり、近接する貫通導体間や引き出し電極間で短絡したりすることのない、接続信頼性に優れたコンデンサ素子内蔵多層配線基板とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明のコンデンサ素子および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。
図１は、本発明の請求項１に係る発明のコンデンサ素子（以下、第１のコンデンサ素子という）の実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は、図１の平面図である。また、図３は、本発明の請求項２に係る発明のコンデンサ素子（以下、第２のコンデンサ素子という）の実施の形態の一例を示す平面図である。さらに、図４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、この図では、コンデンサ素子を１個内蔵した場合の例を示している。
【００１８】
これらの図において、１は電極層、２はセラミック誘電体層、３は貫通孔、４は引き出し電極部、５ａは複数の引き出し電極部４を取り囲んだ凸部、５ｂは個々の引き出し電極部４を取り囲んだ凸部であり、電極層１、セラミック誘電体層２、貫通孔３、引き出し電極部４および凸部５ａで本発明の第１のコンデンサ素子６ａが構成され、電極層１、セラミック誘電体層２、貫通孔３、引き出し電極部４および凸部５ｂで本発明の第２のコンデンサ素子６ｂが構成される。なお、以下の説明において、第１のコンデンサ素子６ａおよび第２のコンデンサ素子６ｂに共通する部分については、コンデンサ素子６として説明する。
【００１９】
また、７は絶縁層、８は配線導体、９は貫通導体、１０は外部電気回路と接続される接続パッドで、主にこれらとコンデンサ素子６とで、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２が構成されている。
【００２０】
なお、本例のコンデンサ素子６は、セラミック誘電体層２を７層積層することにより構成されている。また、本例のコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２は、絶縁層７を４層積層することにより構成されているとともに、絶縁層７の少なくとも１層にはコンデンサ素子６を収容する空洞部１１が形成されている。
【００２１】
コンデンサ素子６は、縦・横・高さがそれぞれ０．３〜５ｍｍの直方体であり、図１にコンデンサ素子６の断面図で示すように、電極層１とセラミック誘電体層２とを交互に複数積層することにより形成されている。
【００２２】
このようなセラミック誘電体層２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。また、電極層１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。
【００２３】
さらに、コンデンサ素子６は、多数の電極層１に対して垂直方向に貫通する貫通孔３に導体が充填されて成る引き出し電極部４を有している。なお、図２および図３の平面図では、引き出し電極部４を格子状に配列した例を示している。
【００２４】
本発明のコンデンサ素子６によれば、コンデンサ素子６を多数の電極層１に対して垂直方向に貫通する貫通孔３に導体が充填されて成る引き出し電極部４を有するものとしたことから、コンデンサ素子６に端面電極や表面電極を印刷する必要がないために工程を簡単化することができるとともに、直径が数１０μｍという微細な引き出し電極部４を容易に形成することができ、コンデンサ素子６を小型化することができる。
【００２５】
このようなコンデンサ素子６に形成される貫通孔３は、電極層１とセラミック誘電体層２とから成る積層体に、パンチングによる打ち抜き加工やＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ・炭酸ガスレーザ等によるレーザ穿設加工等の方法により形成され、特に微細な貫通孔３とするためには、レーザにより穿設加工されることが好ましい。また、貫通孔３の径は数１０μｍ〜数ｍｍであり、コンデンサ素子６の大きさに合わせて適宜決められる。なお、貫通孔３は、内部に充填される導体と電極層１との電気的接続を良好にするために、打ち抜き加工やレーザ穿設加工後に超音波洗浄処理やデスミア処理等を施しても良い。
【００２６】
また、貫通孔３に充填される導体としては、ＰｄやＡｇ・Ｐｔ・Ｎｉ・Ｃｕ・Ｐｂ等の金属やそれらの合金が用いられ、特に電極層１との電気的接続を良好にするという観点からは、電極層１と同じ材質のものを含有することが好ましい。
【００２７】
このような貫通孔３に充填される導体は、有機溶剤に有機バインダ樹脂を溶解させた有機ビヒクル中に金属粉末を分散させて成る導電ペーストを貫通孔３にスクリーン印刷法等の方法で充填することにより形成される。なお、ビヒクル中に、これらの他、各種分散剤・活性剤・可塑剤などが必要に応じて添加しても良い。
【００２８】
また、導電ペーストに用いられる有機バインダ樹脂は、金属粉末を均質に分散させるとともに貫通孔３への埋め込みに適正な粘度とレオロジーを与える役割をもっており、例えば、アクリル樹脂やフェノール樹脂・アルキッド樹脂・ロジンエステル・エチルセルロース・メチルセルロース・ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）・ポリビニルブチラート等が挙げられる。特に、金属粉末の分散性を良くするという観点からは、アクリル樹脂を用いることが好ましい。
【００２９】
さらに、導電ペーストに用いられる有機溶剤は、有機バインダ樹脂を溶解して金属粉末粒子を分散させ、このような混合系全体をペースト状にする役割をなし、例えば、α−テルピネオールやベンジルアルコール等のアルコール系や炭化水素系・エーテル系・ＢＣＡ（ブチルカルビトールアセテート）等のエステル系・ナフサ等が用いられ、特に、金属粉末の分散性を良くするという観点からは、α−テルピネオール等のアルコール系溶剤を用いることが好ましい。
【００３０】
さらにまた、導電ペーストは、埋め込み・焼成後のコンデンサ磁器への接着強度を上げるために、ガラスフリットやセラミックフリットを加えたペーストとすることができる。この場合のガラスフリットやセラミックフリットとしては特に限定されるものではなく、例えば、ホウ珪酸塩系やホウ珪酸亜鉛系のガラス、あるいはチタニア・チタン酸バリウムなどのチタン系酸化物などを適宜用いることができる。
【００３１】
また、本発明の第１のコンデンサ素子６ａにおいては、セラミック誘電体層２の複数の引き出し電極部４が露出した表面に複数の引き出し電極部４を取り囲む凸部５ａが、さらに本発明の第２のコンデンサ素子６ｂにおいては、セラミック誘電体層２の複数の引き出し電極部４が露出した表面に引き出し電極部４を個々に取り囲む凸部５ｂが、例えば凸部５ａ・５ｂとなる部分以外をＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ・炭酸ガスレーザ等により除去する等の方法により形成されている。そして、本発明ではこのことが重要である。
【００３２】
本発明の第１のコンデンサ素子６ａによれば、セラミック誘電体層２が複数の引き出し電極部４が露出した表面に複数の引き出し電極部４を取り囲んだ凸部５ａを有していることから、後述するように第１のコンデンサ素子６ａを多層配線基板１２に内蔵する際、表面に配線導体８および内部に貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐを形成した絶縁層７用の前駆体シート７Ｐを積層するとともに、前駆体シート７Ｐに設けた空洞部１１用の貫通穴１１Ｐに、絶縁層７用の前駆体シート７Ｐに形成した貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐと第１のコンデンサ素子６ａの引き出し電極部４とが接触するように第１のコンデンサ素子６ａを収納し、その後これらを圧着・熱硬化する過程において、絶縁層７用の前駆体シート７Ｐを構成する樹脂が圧着の際の圧力によって第１のコンデンサ素子６ａを収納した空洞部１１にはみだしてきたとしても、空洞部１１にはみだしてきた樹脂が複数の引き出し電極部４を取り囲んで形成された凸部５ａによって貫通導体９と引き出し電極部４との間に浸入することが有効に防止され、その結果、絶縁層７の貫通導体９と引き出し電極部４とを良好に接続することが可能なコンデンサ素子とすることができる。
【００３３】
また、本発明の第２のコンデンサ素子６ｂによれば、セラミック誘電体層２が複数の引き出し電極部４が露出した表面に引き出し電極部４を個々に取り囲んだ凸部５ｂを有していることから、後述するように絶縁層７用の前駆体シート７Ｐに形成した貫通導体９ａ用の導電性ペースト９Ｐと第２のコンデンサ素子６ｂの引き出し電極部４とが接触するように第２のコンデンサ素子６ｂを収納し、その後これらを圧着・熱硬化する過程において、貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐが第２のコンデンサ素子６ｂの表面にはみ出してきたとしても、導電性ペースト９Ｐは引き出し電極部４を個々に取り囲んで形成された凸部５ｂによって近接する貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐや引き出し電極４と接触することが有効に防止され、その結果、貫通導体９ａ間や引き出し電極部４間で短絡することのないコンデンサ素子とすることができる。
【００３４】
このような引き出し電極部４を取り囲む凸部５ａ・５ｂは、その幅方向の断面形状が半円や略半円状、長方形や略長方形状、あるいは三角形や略三角形状であり、凸部５ａ・５ｂの高さは、凸部５ａ・５ｂの高さをｔ１としコンデンサ素子６の厚みをｔ２としたときに、コンデンサ素子内蔵多層配線基板１２を製作する際に、絶縁層７用の前駆体シート７Ｐ中の樹脂や貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐが引き出し電極部４上へ流れ込むのを良好に防止するという観点からはｔ１／ｔ２が０．１以上であること好ましく、コンデンサ素子６の強度の観点からはｔ１／ｔ２が０．３以下であることが好ましい。
【００３５】
また、凸部５ａ・５ｂの幅は、絶縁層７用の前駆体シート７Ｐ中の樹脂や貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐが引き出し電極部４上へ流れ込むのを防止するという観点からは５μｍ以上であることが好ましく、絶縁層７用の前駆体シート７Ｐを積層する際に、凸部５ａ・５ｂの隅にボイドが生じてしまうのを防止するという観点からは、１００μｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
なお、凸部５ａは、図２に平面図で示すようにコンデンサ素子６上面の引き出し電極部４を１つの凸部５ａで取り囲むように形成されていることが必要であるが、凸部５ａの内側の領域で引き出し電極４間にさらに凸部を形成してもよい。
【００３７】
このようなコンデンサ素子６は、次に述べる方法により製作される。
まず、周知のシート成形法により作成されたセラミック誘電体層２と成る、例えばＢａＴｉＯ３誘電体セラミックグリーンシート表面に、周知のペースト作成法により作成したＮｉ金属ペーストをスクリーン印刷法により所定形状と成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。そして、この積層体にレーザにより所定の位置に複数の貫通孔３を形成後、超音波洗浄により貫通孔３を水洗し、この貫通孔３に例えばＮｉ金属粉末とアクリル樹脂とα−テルピネオールとから成る導電ペーストをスクリーン印刷法により充填する。しかる後、これらを８００〜１６００℃の温度で焼成することにより製作される。
なお貫通孔３に充填された導体は、焼成後有機バインダ樹脂や溶剤が除去され、引き出し電極部４と成る。
【００３８】
さらに、絶縁層２の表面に露出した複数の引き出し電極部４を取り囲む凸部５ａを、この凸部５ａとなる部分以外をＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ・炭酸ガスレーザ等により除去して形成することにより、本発明の第１のコンデンサ素子６ａが完成し、絶縁層２の表面に露出した個々の引き出し電極部４を取り囲む凸部５ｂを、この凸部５ｂとなる部分以外をＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ・炭酸ガスレーザ等により除去して形成することにより、本発明の第２のコンデンサ素子６ｂが完成する。
【００３９】
なお、絶縁層２と同一のペーストを、あらかじめコンデンサ素子６の最外層となる誘電体セラミックグリーンシート表面の所定位置にスクリーン印刷法を採用して印刷塗布し、絶縁層２と同時に焼成することによって凸部５ａ・５ｂを形成してもよい。また、凸部５ａ・５ｂを最外層の絶縁層２表面に感光性樹脂を塗布し、その後フォトレジスト加工等の方法によって形成してもよい。
【００４０】
次に、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２を図４および図５に基づいて詳細に説明する。なお、図５は、図４のコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２を製作するための工程毎の断面図である。
【００４１】
本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２は、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から成る複数の絶縁層７を積層するとともにこれら絶縁層７の表面に銅箔から成る配線導体８が形成されている。また、絶縁層７を挟んで上下に位置する配線導体８間を絶縁層７に形成された貫通導体９を介して電気的に接続して成り、上下の最外層に位置する配線導体８の一部が外部電気回路と接続される接続パッド１０とされている。そして、絶縁層７の少なくとも一層に設けられた空洞部１１の内部に前述のコンデンサ素子６を内蔵するとともに、そのコンデンサ素子６の上下両主面において引き出し電極部４が貫通導体９を介して接続パッド１０に電気的に接続されている。
【００４２】
このようなコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２は、以下に述べる方法により製作される。
まず、図５（ａ）に断面図で示すように、絶縁層７と成る未硬化の前駆体シート７Ｐを準備し、この前駆体シートにレーザ加工により所望の個所に直径が１７〜１５０μｍ程度の貫通孔１３を穿設する。
【００４３】
このような絶縁層７と成る未硬化の前駆体シート７Ｐは、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から成り、機械的強度を向上させるためのシラン系やチタネート系等のカップリング剤、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、難燃性を改善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させ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・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、あるいは繊維状ガラスを布状に織り込んだガラスクロス等や耐熱性有機樹脂繊維から成る不織布等の基材を含有させてもよい。
【００４４】
このような前駆体シート７Ｐは、例えば、絶縁材料として熱硬化性樹脂と無機絶縁粉末との複合材料を用いる場合、以下の方法によって製作される。まず、前述した無機絶縁粉末に熱硬化性樹脂を無機絶縁粉末量が１７〜８０体積％となるように溶媒とともに加えた混合物を得、この混合物を混練機（ニーダ）や３本ロール等の手段によって混合してペーストを製作する。そして、このペーストを圧延法や押し出し法・射出法・ドクターブレード法などのシート成形法を採用してシート状に成形した後、熱硬化性樹脂が完全硬化しない温度に加熱して乾燥することにより絶縁層７となる前駆体シート７Ｐが製作される。なお、ペーストは、好適には、熱硬化性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。
【００４５】
次に、図５（ｂ）に断面図で示すように、貫通孔１３内に銅・銀・金・半田等から成る貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐを従来周知のスクリーン印刷法等を採用して充填する。
【００４６】
次に、図５（ｃ）に断面図で示すように、前駆体シート７Ｐの表面と裏面とに被着する配線導体８を準備する。そして、図５（ｄ）に断面図で示すように、配線導体８を前駆体シート７Ｐの表面および裏面に、所望の配線導体８と貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐとが接触するように重ね合わせて転写する。なお、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２においては、最外層に位置する絶縁層７の表面に、外部電気回路（図示せず）と電気的に接続する接続パッド１０を配線導体８の一部を用いて形成する。
【００４７】
なお、本実施例では、配線導体８の形成を転写法によって行なっており、このような配線導体８は、次に述べる方法により形成される。まず、離型シート等の支持体１４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所定の配線パターンの鏡像の配線導体８を形成する。次に、配線導体８の絶縁層７と成る前駆体シート７Ｐの表面および裏面への被着は、配線導体８が形成された支持体１４を前駆体シートの表面および裏面へ重ね合わせ、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、支持体１４を剥がすことにより、図５（ｅ）に断面図に示すように配線導体８が絶縁層７用の前駆体シート７Ｐに被着される。なお、この時、貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐは、完全に硬化していない未硬化状態としておくことが重要である。
【００４８】
なお、支持体１４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。支持体１４の厚みは１０〜１００μｍが適当であり、望ましくは２５〜５０μｍが良い。支持体１４の厚みが１０μｍ未満であると支持体１４の変形や折れ曲がりにより形成した配線導体８が断線し易くなり、厚みが１００μｍを超えると支持体１４の柔軟性がなくなって、前駆体シート７Ｐからの支持体１４の剥離が困難となる傾向がある。また、支持体１４表面に電解金属箔を形成するために、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。
【００４９】
そして、図５（ｆ）に断面図で示すように、上記（ａ）〜（ｅ）の工程を経て製作した絶縁層７と成る複数の前駆体シート７Ｐと、前述したコンデンサ素子６とを準備する。なお、絶縁層７用の前駆体シート７Ｐの少なくとも１層にはコンデンサ素子６を収容するための空洞部１１を形成するための貫通穴１１Ｐをレーザ加工や打ち抜き加工により形成しておく。
【００５０】
そして最後に、図５（ｇ）に断面図で示すように、前駆体シート７Ｐとコンデンサ素子６とをコンデンサ素子６の引き出し電極部４と貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐとが接触するようにして位置合わせを行ない積層し、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７Ｐおよび導電性ペースト９Ｐを完全硬化させることによって、図４に示したようにコンデンサ素子６の上下両主面において引き出し電極部４が貫通導体９を介して接続パッド１０に電気的に接続されたコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２が完成する。
【００５１】
このとき、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２によれば、内蔵されるコンデンサ素子６が第１のコンデンサ素子６ａの場合、セラミック誘電体層２の複数の引き出し電極部４が露出した表面に複数の引き出し電極部４を取り囲んで形成された凸部５ａを有していることから、第１のコンデンサ素子６ａを多層配線基板に内蔵する際、表面に配線導体８および内部に貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐを形成した絶縁層７用の前駆体シート７Ｐを積層するとともに、前駆体シート７Ｐに設けた空洞部１１に、絶縁層７用の前駆体シート７Ｐに形成した貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐと第１のコンデンサ素子６ａの引き出し電極部４とが接触するように第１のコンデンサ素子６ａを収納し、その後これらを圧着・熱硬化する過程において、絶縁層７用の前駆体シート７Ｐを構成する樹脂が圧着の際の圧力によって第１のコンデンサ素子６ａを収納した空洞部１１にはみ出してきとしても、空洞部１１にはみ出してきた樹脂が引き出し電極部４を取り囲んで形成された凸部５ａによって貫通導体９と引き出し電極部４との間に浸入することが有効に防止され、その結果、絶縁層７の貫通導体９ａと引き出し電極部４とを良好に接続することが可能でき、接続信頼性に優れたコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２とすることができる。
【００５２】
また、コンデンサ素子６として第２のコンデンサ素子６ｂを内蔵した場合、上記第１のコンデンサ素子６ａを内蔵した場合の効果に加え、絶縁層７用の前駆体シート７Ｐに形成した貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐと第２のコンデンサ素子６ｂの引き出し電極部４とが接触するように第２のコンデンサ素子６ｂを収納し、その後これらを圧着・熱硬化する過程において、貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐが第２のコンデンサ素子６ｂの表面にはみ出してきたとしても、導電性ペースト９Ｐは引き出し電極部４を個々に取り囲んで形成された凸部５ｂによって近接する貫通導体９用の導電性ペースト９Ｐや引き出し電極４と接触することが有効に防止され、その結果、貫通導体９間や引き出し電極部４間で短絡することのない、接続信頼性に優れたコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２とすることができる。
【００５３】
かくして、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２によれば、上記構成のコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２の上面に形成した配線導体２の一部から成る接続パッド１０の上に形成された半田等の導体バンプ（図示せず）を介して半導体素子等の電子部品（図示せず）に電気的に接続することにより、配線密度が高く電気特性に優れるとともに接続信頼性に優れた小型の混成集積回路とすることができる。
【００５４】
なお、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２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７を積層することによってコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２を作製したが、２層や３層あるいは５層以上の絶縁層７を積層してコンデンサ素子内蔵多層配線基板１２を積層してもよい。また、上述の実施例ではコンデンサ素子６を含む絶縁層７を１層としたが、２層（連続層を含む）以上としてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の第１のコンデンサ素子によれば、セラミック誘電体層が複数の引き出し電極部が露出した表面に複数の引き出し電極部を取り囲んで形成された凸部を有していることから、コンデンサ素子を多層配線基板に内蔵する際、表面に配線導体および内部に貫通導体用の導電性ペーストを形成した絶縁層用の前駆体シートを積層するとともに、前駆体シートに設けた空洞部に、貫通導体用の導電性ペーストとコンデンサ素子の引き出し電極部とが接触するようにコンデンサ素子を収納し、その後これらを圧着・熱硬化する過程において、絶縁層用の前駆体シートを構成する樹脂が圧着の際の圧力によってコンデンサ素子を収納した空洞部にはみだしてきたとしても、空洞部にはみだしてきた樹脂は複数の引き出し電極部を取り囲んで形成された凸部によって貫通導体と引き出し電極部との間に浸入することが有効に防止され、その結果、絶縁層の貫通導体と引き出し電極部とを良好に接続することが可能なコンデンサ素子とすることができる。
【００５６】
また、本発明の第２のコンデンサ素子によれば、セラミック誘電体層が複数の引き出し電極部が露出した表面に引き出し電極部を個々に取り囲んで形成された凸部を有していることから、絶縁層用の前駆体シートに形成した貫通導体用の導電性ペーストとコンデンサ素子の引き出し電極部とが接触するようにコンデンサ素子を収納し、その後これらを圧着・熱硬化する過程において、貫通導体用の導電性ペーストがコンデンサ素子の表面にはみ出してきたとしても、導電性ペーストは引き出し電極部を個々に取り囲んで形成された凸部によって近接する貫通導体用の導電性ペーストや引き出し電極と接触することが有効に防止され、その結果、貫通導体間や引き出し電極部間で短絡することのないコンデンサ素子とすることができる。
【００５７】
また、本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板によれば、上記のコンデンサ素子を多層配線基板内部に埋設していることから、コンデンサ素子の引き出し電極部と貫通導体との間に絶縁層の樹脂が流れ込んで断線を生じたり、近接する貫通導体間や引き出し電極間で短絡したりすることのない、接続信頼性に優れた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】本発明の第１のコンデンサ素子の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す第１のコンデンサ素子の平面図である。
【図３】本発明の第２のコンデンサ素子の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図４】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る。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ本発明のコンデンサ素子内蔵多層配線基板の製造方法を説明するための工程毎の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・電極層
２・・・・・・・・・セラミック誘電体層
３・・・・・・・・・貫通孔
４・・・・・・・・・引き出し電極部
５・・・・・・・・・凸部
５ａ・・・・・・・・複数の引き出し電極部を取り囲んだ凸部
５ｂ・・・・・・・・個々の引き出し電極部を取り囲んだ凸部
６・・・・・・・・・コンデンサ素子
６ａ・・・・・・・・第１のコンデンサ素子
６ｂ・・・・・・・・第２のコンデンサ素子
７・・・・・・・・・絶縁層
８・・・・・・・・・配線導体
９・・・・・・・・・貫通導体
１０・・・・・・・・・接続パッド
１１・・・・・・・・・空洞部
１２・・・・・・・・・コンデンサ素子内蔵多層配線基板
【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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