(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属箔（１）の表面の所定の位置に、鉛−ニオブ−タングステン系酸化物、チタン−ビスマス系酸化物、鉛−チタン−ジルコニア系酸化物からなる群から選択される１種の金属酸化物からなる誘電体を含むペースト（２）を塗布した後、該ペースト（２）を非酸化雰囲気中で焼成して誘電体層（３）を形成する工程と、
前記誘電体層（３）上に導電ペーストを塗布し、乾燥して、該誘電体層（３）を被覆する第１の導電体層（４ａ）を形成すると共に、該第１の導電体層（４ａ）を前記第１の金属箔（１）に接続する接続部（４ｂ）を形成する工程と、
前記第１の金属箔（１）の前記誘電体層（３）が形成された面に、該誘電体層（３）よりも誘電率の低い第１の絶縁体層（６）を介して第２の導電体層（８ａ，８ｂ）を積層し、該第１の金属箔（１）と該第１の絶縁体層（６）と該第２の導電体層（８ａ，８ｂ）とを一体化する工程と、
前記第１の金属箔（１）と前記第２の導電体層（８ａ，８ｂ）とを接続する層間接続（５，１６）を形成する工程と、
前記第１の金属箔（１）をエッチングすることにより、前記誘電体層（３）を被覆する被覆部（１１ａ）と、該被覆部（１１ａ）から分離し前記接続部（４ｂ）を介して前記誘電体層（３）に接続する配線部（１１ｂ）とを含む、所定の第１の配線パターン（１０ａ，１０ｂ）を形成する工程とを備え、
前記被覆部（１１ａ）と前記第１の導電体層（４ａ）との間に前記誘電体層（３）が挟持されてなる内蔵コンデンサ素子（１２）を形成するときに、
前記層間接続（５，１６）は、前記第１の金属箔（１）の前記誘電体層（３）が形成された面の所定の位置にバンプ（５）を形成した後、前記第１の絶縁体層（６）を積層すると共に、該バンプ（５）の先端を該第１の絶縁体層（６）に貫通、露出せしめ、次いで該第１の絶縁体層（６）に前記第２の導電体層（８ａ，８ｂ）を積層して該第１の絶縁体層（６）から露出した該バンプ（５）の先端を該第２の導電体層（８ａ，８ｂ）に圧着せしめることにより形成するか、または、
前記第１の金属箔（１）をエッチングして所定の第１の配線パターン（１０ａ，１０ｂ）を形成した後、前記第１の金属箔（１）と前記第１の絶縁体層（６）とを貫通して前記第２の導電体層（８ａ，８ｂ）に達する穴部（１４）を形成し、該穴部（１４）の内面を導電体のめっき層（１５）により被覆することにより形成することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の配線パターンに能動部品を実装する工程と、
前記第１の配線パターンに、該能動部品を収容する凹部を備える第２の絶縁体層を介して、第２の金属箔を積層して、該第１の配線パターンと、第２の絶縁体層と、第２の金属箔とを一体化する工程と、
前記第２の金属箔と前記第１の配線パターンとを接続する第２の層間接続を形成する工程と、
前記第２の金属箔をエッチングして所定の第２の配線パターンを形成する工程とを備えることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多層配線基板として、コアとなるベース基板の両面に、プリプレグ等の絶縁層を介して金属箔を積層した後、前記ベース基板の配線層と前記金属箔とを接続する層間接続を形成し、さらに前記金属箔にエッチングを施すことにより所定の配線パターンを形成したものが知られている。前記従来の多層配線基板では、コンデンサ素子を組み込もうとするときには、ＢＧＡ、ＣＳＰ等の半導体パッケージ等の電子部品の場合と同様に、該多層配線基板の表面に実装されている。
【０００３】
一方、近年の電子情報技術の急激な発達に伴い、前記電子部品を電気的に接続する多層配線基板は、大きさを縮小し、厚さを薄くすると共に、配線を高密度化することが要求されている。ところが、前記のようにコンデンサ素子を前記多層配線基板の表面に実装したのでは、設計の自由度が制限され、配線の高密度化が難しい。
【０００４】
そこで、前記コンデンサ素子を内蔵する多層配線基板の開発が望まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、コンデンサ素子を内蔵することにより設計の自由度を向上させ、配線を高密度化することができる多層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明の多層配線基板の製造方法は、第１の金属箔の表面の所定の位置に、鉛−ニオブ−タングステン系酸化物、チタン−ビスマス系酸化物、鉛−チタン−ジルコニア系酸化物からなる群から選択される１種の金属酸化物からなる誘電体を含むペーストを塗布した後、該ペーストを非酸化雰囲気中で焼成して誘電体層を形成する工程と、前記誘電体層上に導電ペーストを塗布し、乾燥して、該誘電体層を被覆する第１の導電体層を形成すると共に、該第１の導電体層を前記第１の金属箔に接続する接続部を形成する工程と、前記第１の金属箔の前記誘電体層が形成された面に、該誘電体層よりも誘電率の低い第１の絶縁体層を介して第２の導電体層を積層し、該第１の金属箔と該第１の絶縁体層と該第２の導電体層とを一体化する工程と、前記第１の金属箔と前記第２の導電体層とを接続する層間接続を形成する工程と、前記第１の金属箔をエッチングすることにより、前記誘電体層を被覆する被覆部と、該被覆部から分離し前記接続部を介して前記誘電体層に接続する配線部とを含む、所定の第１の配線パターンを形成する工程とを備え、前記被覆部と前記第１の導電体層との間に前記誘電体層が挟持されてなる内蔵コンデンサ素子を形成するときに、前記層間接続は、前記第１の金属箔の前記誘電体層が形成された面の所定の位置にバンプを形成した後、前記第１の絶縁体層を積層すると共に、該バンプの先端を該第１の絶縁体層に貫通、露出せしめ、次いで該第１の絶縁体層に前記第２の導電体層を積層して該第１の絶縁体層から露出した該バンプの先端を該第２の導電体層に圧着せしめることにより形成するか、または、前記第１の金属箔をエッチングして所定の第１の配線パターンを形成した後、前記第１の金属箔と前記第１の絶縁体層とを貫通して前記第２の導電体層に達する穴部を形成し、該穴部の内面を導電体のめっき層により被覆することにより形成することを特徴とする。
【０００７】
本発明の製造方法では、まず、銅箔等の第１の金属箔の表面の所定の位置に、鉛−ニオブ−タングステン系酸化物、チタン−ビスマス系酸化物、鉛−チタン−ジルコニア系酸化物からなる群から選択される１種の金属酸化物からなる誘電体を含むペーストを塗布する。前記ペーストとしては、前記金属酸化物からなる誘電体の粒子と、ガラス等の結合剤とを溶剤に分散したものを挙げることができる。また、前記ペーストの塗布は、前記ペーストを前記金属箔の表面にスクリーン印刷すること等により行うことができる。
【０００８】
前記ペーストは、前記第１の金属箔に塗布された後、焼成することにより誘電体層を形成する。ここで、前記金属酸化物からなる誘電体を含むペーストの焼成は、７００℃以上の温度で行う必要があるが、前記範囲の温度では前記第１の金属箔が酸化される虞がある。そこで、本発明の製造方法では、前記ペーストの焼成を非酸化雰囲気中で行う。前記非酸化雰囲気は、窒素等の不活性ガス雰囲気でもよく、所定濃度の水素を含む還元雰囲気であってもよい。
【０００９】
次に、前記誘電体層上に、銅ペースト、銀ペースト等の導電ペーストを、スクリーン印刷等により塗布し、乾燥して、該誘電体層を被覆する第１の導電体層を形成すると共に、該第１の導電体層を前記第１の金属箔に接続する配線を形成する。
【００１０】
本発明の製造方法では、次に、前記第１の金属箔の前記誘電体層が形成された面の所定の位置にバンプを形成した後、前記第１の金属箔の前記誘電体層とバンプとが形成された面に、前記誘電体層よりも誘電率の低いプリプレグ等の第１の絶縁体層を積層すると共に、該バンプの先端を該第１の絶縁体層に貫通、露出せしめる。次いで該第１の絶縁体層に前記第２の導電体層を積層して該第１の金属箔と、第１の絶縁体層と、第２の導電体層とを真空プレス等により一体化する。そして、前記第１の絶縁体層から露出した該バンプの先端を該第２の導電体層に圧着せしめることにより、前記第１の金属箔と第２の導電体層とを接続する層間接続を形成した後、前記第１の金属箔をエッチングして所定の第１の配線パターンを形成する。
【００１１】
または、本発明の製造方法では、前記第１の金属箔の前記誘電体層が形成された面に前記第１の絶縁体層を介して前記第２の導電体層を積層して、該第１の金属箔と、第１の絶縁体層と、第２の導電体層とを真空プレス等により一体化し、前記第１の金属箔をエッチングして所定の第１の配線パターンを形成した後、前記第１の金属箔と、第１の絶縁体層とを貫通して前記第２の導電体層に達する穴部を形成し、該穴部の内面を導電体のめっき層により被覆することにより、前記第１の金属箔と第２の導電体層とを接続する層間接続を形成する。
【００１２】
前記第２の導電体層は、銅箔等の金属箔であってもよく、コアとなるベース基板上に形成された所定の配線パターンであってもよい。前記第２の導電体層が前記金属箔である場合には、前記誘電体層が形成された第１の金属箔と同様に、エッチングにより所定の配線パターンが形成される。
【００１３】
本発明の製造方法において、前記第１の金属箔のエッチングは、前記誘電体層を被覆する被覆部と、該被覆部から分離して形成され前記接続部を介して前記誘電体層に接続する配線部とを含む配線パターンが形成されるように行う。この結果、前記被覆部と、該被覆部から分離して形成された配線部に接続される前記第１の導電体層とが対向配置され、該被覆部と第１の導電体層との間に前記誘電体層が挟持されたコンデンサ素子が形成される。
【００１４】
従って、本発明の製造方法によれば、前記コンデンサ素子を内蔵する多層配線基板を製造することができる。
【００１５】
また、本発明の製造方法では、さらに、前記第１の配線パターンに能動部品を実装する工程と、前記第１の配線パターンに、該能動部品を収容する凹部を備える第２の絶縁体層を介して、第２の金属箔を積層して、該第１の配線パターンと、第２の絶縁体層と、第２の金属箔とを一体化する工程と、前記第２の金属箔と前記第１の配線パターンとを接続する第２の層間接続を形成する工程と、前記第２の金属箔をエッチングして所定の第２の配線パターンを形成する工程とを備えていてもよい。
【００１６】
前記製造方法では、まず、内部に前記コンデンサ素子が形成された前記多層配線基板の前記第１の配線パターンに半導体素子等の能動部品を実装する。
【００１７】
次に、前記第２の金属箔の所定の位置にバンプを形成した後、前記第２の金属箔の前記バンプが形成された面に、前記能動部品を収容する凹部を備える第２の絶縁体層を積層すると共に、該バンプの先端を該第２の絶縁体層に貫通、露出せしめる。次いで前記第２の絶縁体層に、前記能動部品が実装された第１の配線パターンを積層し、前記第２の金属箔と、第２の絶縁体層と、第１の配線パターンとを真空プレス等により一体化する。そして、前記第２の絶縁体層から露出した該バンプの先端を第１の配線パターンに圧着せしめることにより、前記第２の金属箔と第１の配線パターンとを接続する第２の層間接続を形成した後、前記第２の金属箔をエッチングして所定の第２の配線パターンを形成する。
【００１８】
また、前記製造方法では、前記能動部品が実装された第１の配線パターンに、前記能動部品を収容する凹部を備える第２の絶縁体層を積層し、第２の絶縁体層の上に前記第２の金属箔を積層して、第１の配線パターンと、第２の絶縁体層と、第２の金属箔とを真空プレス等により一体化した後、前記第２の金属箔をエッチングして所定の第２の配線パターンを形成するようにしてもよい。この場合には、前記第２の配線パターンが形成された第２の金属箔と、第２の絶縁体層とを貫通して前記第１の配線パターンに達する穴部を形成し、該穴部の内面を導電体のめっき層により被覆することにより、前記第２の金属箔と、第１の配線パターンとを接続する第２の層間接続を形成する。
【００１９】
前記第２の絶縁体層は、たとえば、前記能動部品を収容する窓部を備える第３の絶縁体層と、前記窓部が形成されていない第４の絶縁体層とを積層し、第３の絶縁体層の窓部を第４の絶縁体層で閉塞して、該能動部品を収容する凹部とすることにより形成することができる。第３、第４の各絶縁体層は、プリプレグ等を用いることができる。
【００２０】
この結果、本発明の製造方法によれば、前記基板に、前記第１の配線パターンに接続された前記コンデンサ素子と、前記能動部品とを内蔵させることができる。
【００２１】
前記能動部品は、前記基板に内蔵されており、しかも前記コンデンサ素子を形成することにより高密度化された配線が電磁波シールドとして働くので、外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくなる。また、前記能動部品は、前記基板に内蔵されることにより配線長が短縮されるので、ＧＨｚ級の信号に対しても誤作動を低減することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１乃至図７は本発明の製造方法の第１の実施形態を示す説明的断面図であり、図８乃至図１１は本発明の製造方法の第２の実施形態を示す説明的断面図である。また、図１２乃至図１５は本発明の製造方法の第２の実施形態を示す説明的断面図である。
【００２３】
次に、本発明の第１の実施形態について、説明する。
【００２４】
第１の実施形態の製造方法では、まず、図１示のように、銅箔１の所定の位置に金属酸化物からなる誘電体を含むペースト２を塗布する。前記ペースト２は、鉛−ニオブ−タングステン系金属酸化物等の金属酸化物からなる誘電体の粒子と、ガラス、粘土、フェノール系樹脂、アルキッド系樹脂等の結合剤とを溶剤に分散してインク状にしたもの（例えば、デュポン社製品）で、スクリーン印刷等により銅箔１の所定の位置に塗布する。
【００２５】
次に、前記ペースト２が塗布された銅箔１を図示しない加熱炉中、７００〜１０８０℃の範囲、例えば９００℃の温度で焼成し、図２示のように、厚さ２０〜３０μｍの誘電体層３を形成する。前記焼成は、銅箔１が酸化されることを防止するために、窒素等の不活性ガス雰囲気または所定濃度の水素を含む還元雰囲気下に行う。
【００２６】
次に、図３示のように、誘電体層３の上に銅ペーストまたは銀ペーストをスクリーン印刷し、乾燥させることにより、誘電体層３を被覆する導電体層４ａと、導電体層４ａと銅箔１とを接続する接続部４ｂとを形成する。導電体層４ａと接続部４ｂとは、例えば２０〜３０μｍの厚さに形成される。
【００２７】
次に、図４示のように、誘電体層３が形成された銅箔１の所定の位置に、銀ペーストをスクリーン印刷し、乾燥させることにより、複数のバンプ５を形成する。次に、図５示のように誘電体層３とバンプ５とが形成された銅箔１に、誘電体層３よりも誘電率の低いプリプレグからなる絶縁体層６を積層すると共に、バンプ５の先端を絶縁体層６に貫通させ、露出せしめる。
【００２８】
次に、図６示のように、コアとなるベース基板７の両面に備えられた所定の配線パターン８ａ，８ｂに、絶縁体層６を介して銅箔１を積層し、真空プレスにより、銅箔１と、絶縁体層６と、ベース基板７とを一体化する。この結果、絶縁体層６から露出したバンプ５の先端が、ベース基板７の配線パターン８ａ，８ｂに圧着せしめられ、バンプ５により銅箔１と配線パターン８ａ，８ｂとを接続する層間接続が形成される。
【００２９】
尚、ベース基板７はガラスエポキシ基板またはＢＴレジン、ポリイミド等からなる基板であり、配線パターン８ａ，８ｂはインターステイシアルビアホール９を介して接続されている。
【００３０】
次に、ベース基板７の両面に積層された銅箔１に常法によりエッチングを施して、図７示のように所定の配線パターン１０ａ，１０ｂを形成する。配線パターン１０ａ，１０ｂは、誘電体層３が形成された部分では、誘電体層３を被覆する被覆部１１ａと、被覆部１１ａから分離して形成され接続部４ｂを介して導電体層４ａに接続する配線部１１ｂとを備えている。この結果、対向配置された被覆部１１ａと、導電体層４ａとの間に誘電体層３が挟持されたコンデンサ素子１２が形成され、コンデンサ素子１２を内蔵する多層配線基板１３ａを得ることができる。
【００３１】
尚、本実施形態の製造方法では、ベース基板７として多層配線基板１３ａを用い、図１乃至図７の各工程を繰返すことにより、さらに多層構造の配線基板を製造することができる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００３３】
第２の実施形態の製造方法では、図３示の誘電体層３、導電体層４ａ、接続部４ｂが形成された銅箔１を、図８示のようにコアとなるベース基板７の両面に備えられた所定の配線パターン８ａ，８ｂに、絶縁体層６を介して積層し、真空プレスにより、銅箔１と、絶縁体層６と、ベース基板７とを一体化する。次いで、ベース基板７の両面に積層された銅箔１に常法によりエッチングを施して、図９示のように所定の配線パターン１０ａ，１０ｂを形成する。配線パターン１０ａ，１０ｂは、誘電体層３が形成された部分では、誘電体層３を被覆する被覆部１１ａと、被覆部１１ａから分離して形成され接続部４ｂを介して導電体層４ａに接続する配線部１１ｂとを備えている。この結果、対向配置された被覆部１１ａと、導電体層４ａとの間に誘電体層３が挟持されたコンデンサ素子１２が形成される。
【００３４】
次に、配線パターン１０ａ，１０ｂの所定の位置にレーザー光を照射することにより、図１０示のように、配線パターン１０ａ，１０ｂと絶縁体層６とを貫通して、ベース基板７の配線パターン８ａ，８ｂに達する穴部１４を形成する。そして、図１１示のように、穴部１４の内面を銅めっき層１５により被覆して、配線パターン１０ａ，１０ｂと、ベース基板７の配線パターン８ａ，８ｂとを接続するレーザービア１６を形成することにより、コンデンサ素子１２を内蔵する多層配線基板１３ｂを得ることができる。
【００３５】
尚、本実施形態の製造方法では、ベース基板７として多層配線基板１３ｂを用い、図８乃至図１１の各工程を繰返すことにより、さらに多層構造の配線基板を製造することができる。また、このとき、レーザービア１６を導電ペーストまたは銅めっきで埋設することにより、該レーザービア１６の直上に新しいレーザービア１６を積層することができる。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００３７】
第３の実施形態の製造方法では、まず図１２示のように、内蔵コンデンサ素子１２を備える多層配線基板１３ｂの配線パターン１１ａに、半導体素子等の能動部品１７を実装する。能動部品１７の実装は、半田付け等の通常の方法により行うことができる。
【００３８】
次に、図１３示のように、多層配線基板１３ｂのレーザービア１６を、導電ペースト（または銅めっき）１８により埋設する。そして、能動部品１７が実装された多層配線基板１３ｂにプリプレグ等の絶縁体層を積層する。このとき、多層配線基板１３ｂの表面には能動部品１７が突出しているので、能動部品１７を収容する部分を刳り抜いて窓部１９を形成した絶縁体層２０ａを多層配線基板１３ｂ上に積層し、次いで窓部１９が形成されていない絶縁体層２０ｂを絶縁体層２０ａ上に積層する。
【００３９】
次に、絶縁体層２０ｂ上に銅箔２１を積層し、真空プレスする。この結果、図１４示のように、多層配線基板１３ｂ、絶縁体層２０ａ，２０ｂ、銅箔２１が一体化された多層配線基板２２が得られる。
【００４０】
次に、図１５示のように、銅箔２１に常法によりエッチングを施して、所定の配線パターン２１ａを形成し、配線パターン２１ａの所定の位置にレーザー光を照射して形成された穴部の内面を銅めっき層２３により被覆することによりレーザービア２４を形成する。前記穴部は、配線パターン２１ａと、絶縁体層２０ａ，２０ｂとを貫通して、配線パターン１１ａに達しており、レーザービア２４により、配線パターン１１ａと配線パターン２１ａとを接続する層間接続が形成される。
【００４１】
この結果、内蔵コンデンサ素子１２を備え、さらに能動部品１７が内蔵された多層配線基板２５を得ることができる。多層配線基板２５において、能動部品１７は絶縁体層２０ａ，２０ｂにより形成される凹部１９に収容されている。
【００４２】
尚、本実施形態では、配線パターン１１ａと配線パターン２１ａとを接続する層間接続としてレーザービア２４を形成しているが、バンプにより形成してもよい。配線パターン１１ａと配線パターン２１ａとの層間接続をバンプにより行う場合には、まず、銅箔２１の所定の位置にバンプを形成し、銅箔２１に絶縁体層２０ｂ，２０ａを積層して、該バンプの先端を絶縁体層２０ｂ，２０ａに貫通、露出せしめる。次いで絶縁体層２０ａに、能動部品１７が実装された多層配線基板１３ｂを積層し、銅箔２１、絶縁体層２０ｂ，２０ａ、多層配線基板１３ｂを真空プレス等により一体化する。そして、絶縁体層２０ｂ，２０ａから露出した前記バンプの先端を配線パターン１１ａに圧着せしめた後、銅箔２１をエッチングして配線パターン２１ａを形成する。
【００４３】
また、本実施形態では、第２の実施形態で得られた多層配線基板１３ｂに能動部品１７を実装しているが、第１の実施形態で得られた多層配線基板１３ａに能動部品１７を実装するようにしてもよい。多層配線基板１３ａに能動部品１７を実装する場合にも、配線パターン１１ａと配線パターン２１ａとを接続する層間接続は、レーザービア２４であってもよく、前記バンプであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明的断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す説明的断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態を示す説明的断面図。
【図４】本発明の第１の実施形態を示す説明的断面図。
【図５】本発明の第１の実施形態を示す説明的断面図。
【図６】本発明の第１の実施形態を示す説明的断面図。
【図７】本発明の第１の実施形態を示す説明的断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態を示す説明的断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態を示す説明的断面図。
【図１０】本発明の第２の実施形態を示す説明的断面図。
【図１１】本発明の第２の実施形態を示す説明的断面図。
【図１２】本発明の第３の実施形態を示す説明的断面図。
【図１３】本発明の第３の実施形態を示す説明的断面図。
【図１４】本発明の第３の実施形態を示す説明的断面図。
【図１５】本発明の第３の実施形態を示す説明的断面図。
【符号の説明】
１…第１の金属箔、  ２…誘電体を含むぺースト、  ３…誘電体層、  ４ａ…第１の導電体層、  ４ｂ…接続部、  ５…バンプ（層間接続）、  ６…第１の絶縁体層、  ８ａ，８ｂ…第２の導電体層、  １０ａ，１０ｂ…第１の配線パターン、  １１ａ…被覆部、  １１ｂ…配線部、  １２…コンデンサ素子、  １３ａ，１３ｂ…多層配線基板、  １４…穴部、  １６…層間接続、  １７…能動素子、  １９…凹部、  ２０ａ，２０ｂ…第２の絶縁体層、  ２１…第２の金属箔、２４…層間接続、  ２５…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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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