(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層および配線導体層を積層するとともに、前記誘電体層の一部を挟んで対向する容量素子電極層が形成されて成る容量素子内蔵配線基板において、前記容量素子電極層は、前記誘電体層の一部を挟んでそれぞれ異なる層間に配置され、一方の容量素子電極層の外周縁が他方の容量素子電極層の外周縁よりも外側に位置するようにして形成されるとともに、前記他方の容量素子電極層と同じ層間に前記一方の容量素子電極層と前記誘電体層を貫通する貫通導体を介して接続された枠状の補助容量素子電極層が、前記他方の容量素子電極層を取り囲み、かつ内周縁が前記一方の容量素子電極層の前記外周縁の内側に位置するようにして形成されていることを特徴とする容量素子内蔵配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として発振回路やフィルタ回路等を形成するための配線基板として使用される容量素子内蔵配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発振回路やフィルタ回路等を形成するための基板として使用される配線基板として、複数の誘電体層および配線導体層を積層するとともに、その誘電体層の一部を挟んで対向する容量素子電極層が形成されて成る容量素子内蔵配線基板が知られている。
【０００３】
この容量素子内蔵配線基板において、一般に、誘電体層は、ガラスセラミックス焼結体・酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料や、エポキシ樹脂をガラスクロスに含浸させた有機系材料や、セラミックフィラーを有機樹脂中に分散させた複合材料等により形成され、また配線導体層および電極層は、銅・銀・タングステン等の金属粉末メタライズや銅箔・銅めっき層等の金属材料により形成される。
【０００４】
また、このような容量素子内蔵配線基板は、例えば、誘電体層がガラスセラミックス焼結体から成る場合であれば、ホウ珪酸ガラス等のガラス粉末と酸化アルミニウム等のセラミック粉末とを有機溶剤・バインダとともにシート状に成形して成る複数のグリーンシートの表面に、銅・銀等の金属ペーストを所定の配線導体層および容量素子電極層のパターンに印刷塗布し、容量素子電極層となる金属ペーストが誘電体層となるグリーンシートを挟んで対向するようにしてグリーンシートを積層し、焼成することにより製作される。
【０００５】
そして、配線導体層の露出表面を外部電気回路基板の回路配線に半田等を介して接続することにより、容量素子内蔵配線基板が、外部電気回路において発振回路やフィルタ回路として作動することとなる。
【０００６】
従来、このような容量素子内蔵配線基板においては、複数の誘電体層および配線導体層を積層し、その誘電体層の一部を挟んで対向する容量素子電極層を形成する場合は、例えば、金属ペーストを印刷塗布したグリーンシートを積層する場合においては、いずれかの容量素子電極層が所定の位置からずれて積層される、いわゆる積層ずれを起こすと、この積層ずれにより対向する容量素子電極層の間に発生する静電容量値がばらつき、高精度の静電容量値が得られなくなるという問題があった。
【０００７】
従って、従来、一般的には、図２に要部断面図で示すように、面積が異なる容量素子電極層12および13を採用し、容量素子電極層12・13間に積層ずれが生じても、面積の小さい方の容量素子電極層13が、必ず面積の大きい方の容量素子電極層12の内側に収まるようにして、容量素子電極層12・13同士の対向する面積、つまり対向する容量素子電極層12・13の間の静電容量の変化を抑える手法がとられていた。なお、図２において11は誘電体層である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、容量素子内蔵配線基板においては小型化、特に低背化が強く要求されるようになってきているため、容量素子内蔵配線基板を形成する各誘電体層も、その厚みを非常に薄くすることが必要となってきている。これに対し、誘電体層を薄くした場合には、容量素子電極層の対向する面積の変化を抑えたとしても、面積の大きな容量素子電極層のうち面積の小さな容量素子電極層と対向していない外縁部分から面積の小さな容量素子電極層にかけて電気力線が回り込むことによって生じる余分な静電容量成分の影響が非常に大きくなり、静電容量値が所定の値からずれてしまうという問題が新たに発生するようになってきた。
【０００９】
また、容量素子電極層の積層ずれにより、配線導体層の容量素子電極層への投影面積が変化する。この変化によっても、内蔵容量素子の静電容量値のばらつきが引き起こされることになり、特に小面積の容量素子電極層の面積が小さくなるにつれて、静電容量値のばらつきも大きくなるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、特に小型化・低背化の著しい近年の容量素子内蔵配線基板において、容量素子電極層の積層ずれが生じても、静電容量値のばらつきが小さい容量素子内蔵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】
本発明の容量素子内蔵配線基板は、複数の誘電体層および配線導体層を積層するとともに、前記誘電体層の一部を挟んで対向する容量素子電極層が形成されて成る容量素子内蔵配線基板において、前記容量素子電極層は、前記誘電体層の一部を挟んでそれぞれ異なる層間に配置され、一方の容量素子電極層の外周縁が他方の容量素子電極層の外周縁よりも外側に位置するようにして形成されるとともに、前記他方の容量素子電極層と同じ層間に前記一方の容量素子電極層と前記誘電体層を貫通する貫通導体を介して接続された枠状の補助容量素子電極層が、前記他方の容量素子電極層を取り囲み、かつ内周縁が前記一方の容量素子電極層の前記外周縁の内側に位置するようにして形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の容量素子内蔵配線基板によれば、容量素子電極層は、前記誘電体層の一部を挟んでそれぞれ異なる層間に配置され、一方の容量素子電極層の外周縁が他方の容量素子電極層の外周縁よりも外側に位置するようにして形成されるとともに、前記他方の容量素子電極層と同じ層間に前記一方の容量素子電極層と前記誘電体層を貫通する貫通導体を介して接続された枠状の補助容量素子電極層が、前記他方の容量素子電極層を取り囲み、かつ内周縁が前記一方の容量素子電極層の前記外周縁の内側に位置するようにして形成されていることから、一方の容量素子電極層と他方の容量素子電極層との対向する面積を常に一定に保つことができるとともに、積層ずれを生じたとしても、補助容量素子電極層と他方の容量素子電極層とは同じ層間にあることから両者の位置関係がずれることはなく、この間隔は変動しないため、他方の容量素子電極層と補助容量素子電極層との間に確実に一定の静電容量を生じさせることができ、内蔵容量素子全体として静電容量の値を常に一定に維持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図1は、本発明の容量素子内蔵配線基板の実施の形態の一例を示す要部断面図である。図１において、１は誘電体層、２は一方の容量素子電極層、３は一方の容量素子電極層２に対向する他方の容量素子電極層、４は補助容量素子電極層、５は貫通導体、６は配線導体層であり、これらの誘電体層１・一方の容量素子電極層２・他方の容量素子電極層３・補助容量素子電極層４・貫通導体５および配線導体層６により容量素子内蔵配線基板が形成される。なお、一方の容量素子電極層２と補助容量素子電極層４とは、貫通導体５により電気的に接続され同電位となる。
【００１５】
誘電体層１は、ガラスセラミックス焼結体・酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料や、エポキシ樹脂をガラスクロスに含浸させた有機系材料や、セラミックフィラーを有機樹脂中に分散させた複合材料等により形成される。
【００１６】
誘電体層１は、例えばガラスセラミックス焼結体から成る場合であれば、ホウ珪酸ガラス等のガラス粉末と酸化アルミニウム等のセラミック粉末とを有機溶剤・バインダとともにシート状に成形し複数枚のグリーンシートを得て、これに適当な孔あけ加工を施すとともに上下に積層し、約1000℃で焼成することにより製作される。
【００１７】
一方の容量素子電極層２および他方の容量素子電極層３は、配線基板の内蔵容量素子を形成するための対向電極として機能し、銅・銀・タングステン等の金属粉末メタライズや、銅箔・銅めっき層等の金属材料により形成され、例えば、誘電体層１がガラスセラミックス焼結体から成る場合であれば、銅・銀等の金属粉末に有機溶剤・バインダを添加して得た金属ペーストを誘電体層１となるグリーンシートの表面に所定パターンに印刷塗布しておくことにより形成される。
【００１８】
この場合、一方の容量素子電極層２の外周縁を他方の容量素子電極層３の外周縁よりも外側に位置するようにして形成する。
【００１９】
一方の容量素子電極層２の外周縁が他方の容量素子電極層３の外周縁よりも外側に位置することにより、いずれかの容量素子電極層に積層ずれを生じたとしても、一方の容量素子電極層２と他方の容量素子電極層３との対向する面積を常に一定とすることができ、この対向する面積に応じて生じる静電容量の値を一定に維持することができる。
【００２０】
また、本発明の容量素子内蔵配線基板においては、他方の容量素子電極層３と同じ層間に、一方の容量素子電極層２と誘電体層１の一部を挟んで異なる層間に配置され、誘電体層１を貫通する貫通導体５を介して接続された枠状の補助容量素子電極層４を、他方の容量素子電極層３を取り囲み、かつその内周縁が一方の容量素子電極層２の外周縁の内側に位置するようにして形成しておくことが重要である。
【００２１】
この補助容量素子電極層４は、他方の容量素子電極層３との間で一定の静電容量を形成する機能を有している。
【００２２】
本発明によれば、この場合、一方の容量素子電極層２と補助容量素子電極層４とが誘電体層１の一部を挟んで異なる層間に配置され、誘電体層１を貫通する貫通導体５を介して接続され同電位であることから、他方の容量素子電極層３の外周部と補助容量素子電極層４の内周部とで電気力線を結び静電容量を得ることができる。よって、一方の容量素子電極層２のうち他方の容量素子電極層３と対向していない部位と他方の容量素子電極層３とが誘電体層１を介して最短距離で結ばれることがなくなり、積層ずれによる最短距離の変動がなく、一方の容量素子電極層２と他方の容量素子電極層３との間で余分な静電容量成分が生じることを効果的に防ぐことができ、静電容量の変動が生じないものとすることができる。
【００２３】
また同時に、この補助容量素子電極層４は、他方の容量素子電極層３と同じ層間に形成され、後述するように他方の容量素子電極層３と同時に印刷すること等により形成することができるため、他方の容量素子電極層３との間で位置ずれを生じることはなく、その内周縁と他方の容量素子電極層３の外周縁との間の距離、つまり補助容量素子電極層４と他方の容量素子電極層３との間で生じる静電容量は確実に一定の静電容量値とすることができる。
【００２４】
なお、補助容量素子電極層４は、他方の容量素子電極層３を取り囲むようにして枠状に形成しておく必要がある。これは、積層ずれの方向性に関わらず静電容量値を安定させるためである。
【００２５】
また補助容量素子電極層４は、その内周縁が一方の容量素子電極層２の外周縁の内側に位置するようにして形成する必要がある。これは、補助容量素子電極層４と他方の容量素子電極層３との間で効果的に静電容量を生じさせるためであり、補助容量素子電極層４の内周縁が一方の容量素子電極層２の外周縁と同じ位置またはそれよりも外側に位置するようになると、補助容量素子電極層４と他方の容量素子電極層３との間の距離が大きくなりすぎ、それらの間で効果的に静電容量を得ることができなくなり、一方の容量素子電極層２と他方の容量素子電極層３との間で余分な静電容量成分が生じるのを防止することができなくなるためである。
【００２６】
このような補助容量素子電極層４は、一方の容量素子電極層２や他方の容量素子電極層３と同様に、銅・銀・タングステン等の金属粉末メタライズや、銅箔・銅めっき層等の金属材料により形成され、例えば、銅・銀等の金属粉末に有機溶剤・バインダを添加して得た金属ペーストを誘電体層１となるグリーンシートのうち他方の容量素子電極層３となる金属ペーストが印刷されるグリーンシートの表面に、他方の容量素子電極層３を枠状に囲むようにして印刷塗布しておくことにより形成される。この場合、他方の容量素子電極層３となる金属ペーストと補助容量素子電極層４となる金属ペーストとは、同じものを用いることができるため一つの製版で同時に印刷塗布することができ、両者間に位置ずれを生じることはない。
【００２７】
これらの一方の容量素子電極層２と補助容量素子電極層４との電気的接続は、例えば、誘電体層１に形成した貫通導体５を介して行なわれる。
【００２８】
この貫通導体５は、誘電体層１となるグリーンシートにあらかじめ孔あけ加工を施すとともに、各容量素子電極層２・３と同様の金属ペーストを印刷充填しておくことにより形成される。
【００２９】
このように一方の容量素子電極層２と補助容量素子電極層４との電気的接続を貫通導体５を介して行なう場合は、貫通導体５は枠状の補助容量素子電極層４の全周にわたって、ほぼ等間隔となるようにして複数設けておくことが好ましい。これにより一方の容量素子電極層２と補助容量素子電極層４とをより一層確実に同電位とすることができ、補助容量素子電極層４と他方の容量素子電極層３との間に生じる静電容量値をより一層確実に一定の値とすることができる。
【００３０】
なお、他方の容量素子電極層３の外周縁と補助容量素子電極層４の内周縁との間の距離は、各容量素子電極層２・３の全周にわたって等距離となるようにしておくことが好ましい。これは、等距離にすることで、その間に生じる静電容量値を位置に寄らず一定にすることができるため、内蔵容量素子全体の静電容量値を安定することができるためである。
【００３１】
また、一方の容量素子電極層２および他方の容量素子電極層３は、通常、ほぼ四角形状のいわゆるベタ塗りパターンであるが、その角部に、容量素子電極層２および３の幅の５％〜10％程度の長さを持つ曲率半径の丸みを設けておくと、誘電体層１に対する被着強度を向上させることができ、容量素子内蔵配線基板としての信頼性をより一層優れたものとすることができるので、好ましい。
【００３２】
配線導体層６は、内蔵した容量素子の電極を外部に導出・接続する導電路として機能し、通常、一方の容量素子電極層２や他方の容量素子電極層３と同様の材料から成り、例えば、銅・銀・タングステン等の金属粉末メタライズや、銅箔・銅めっき層等の金属材料により形成され、例えば、銅・銀等の金属粉末に有機溶剤・バインダを添加して得た金属ペーストを誘電体層１となるグリーンシートの表面に所定の回路状パターンに印刷塗布しておくことにより形成される。
【００３３】
これらの一方の容量素子電極層２・他方の容量素子電極層３・補助容量素子電極層４および配線導体層６は、その露出する表面にニッケル・金等の耐食性の良好な金属から成るめっき層を、例えば、厚みが１μｍ〜10μｍ程度のニッケルめっき層／厚みが0.03μｍ〜３μｍ程度の金めっき層の順に被着させておくことが好ましい。
【００３４】
以上により本発明の容量素子内蔵配線基板が形成され、配線導体層６の露出表面の一部に半導体素子等の電子部品を接続することにより外部電気回路に半田等を介して接続することによって、内蔵した容量素子と外部電気回路とが電気的に接続され、容量素子内蔵配線基板が外部電気回路とともに発振回路やフィルタ回路として作動することとなる。
【００３５】
なお、本発明の容量素子内蔵基板は以上の実施の形態の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内で種々に変形することができる。特に、枠状の補助容量素子電極層４の形状は、上記の要件を満たしているものであれば任意の形状を採用することができる。
【００３６】
また、一方の容量素子電極層２・他方の容量素子電極層３および補助容量素子電極層４は、これら全部が積層された誘電体層１の内部に位置するようにして形成される必要はなく、一方の容量素子電極層２が、または他方の容量素子電極層３および補助容量素子電極層４が外表面に露出するようにして形成されてもよい。
【００３７】
また、一方の容量素子電極層２と補助容量素子電極層４との導通は、貫通導体５で行なうものに限らず、誘電体層１の外表面の側面にいわゆるキャスタレーション導体等の側面導体層を形成し、この側面導体層と配線導体層６とを介して導通させるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の容量素子内蔵配線基板によれば、容量素子電極層は、前記誘電体層の一部を挟んでそれぞれ異なる層間に配置され、一方の容量素子電極層の外周縁が他方の容量素子電極層の外周縁よりも外側に位置するようにして形成されるとともに、前記他方の容量素子電極層と同じ層間に前記一方の容量素子電極層と前記誘電体層を貫通する貫通導体を介して接続された枠状の補助容量素子電極層が、前記他方の容量素子電極層を取り囲み、かつ内周縁が前記一方の容量素子電極層の前記外周縁の内側に位置するようにして形成されていることから、一方の容量素子電極層と他方の容量素子電極層との対向する面積を常に一定に保つことができるとともに、積層ずれを生じたとしても、補助容量素子電極層と他方の容量素子電極層とは同じ層間にあることから両者の位置関係がずれることはなく、この間隔は変動しないため、他方の容量素子電極層の外周縁と補助容量素子電極層の内周縁との間に生じる静電容量は変動しないため、他方の容量素子電極層と補助容量素子電極層との間に確実に一定の静電容量を生じさせることができ、内蔵容量素子全体として静電容量の値を常に一定に維持することができる。
【００３９】
以上により、本発明によれば、小型化・低背化の著しい近年の容量素子内蔵配線基板において、容量素子電極層の積層ずれが生じても、静電容量値のばらつきが小さい容量素子内蔵配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の容量素子内蔵配線基板の実施の形態の一例を示す要部断面図である。
【図２】従来の容量素子内蔵配線基板の一例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１・・・誘電体層
２・・・一方の容量素子電極層
３・・・他方の容量素子電極層
４・・・補助容量素子電極層
５・・・貫通導体
６・・・配線導体層
【図１】
0003940582.tif 000002
【図２】
0003940582.tif 000003