(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の樹脂基板と第２の樹脂基板との間に挟み込まれた後に、前記第１の樹脂基板と前記第２の樹脂基板とが熱プレスにより圧着されることにより、前記第１の樹脂基板と前記第２の樹脂基板との間に挟み込むようにして埋め込まれ、金属箔である、または基板の上に金属電極層を有する支持基板を有する電子部品であって、
前記第１の樹脂基板に面し、全面で前記第１の樹脂基板と接触する実装面と、
前記実装面に対向し、前記第２の樹脂基板に面する対向面と、
前記実装面と前記対向面とに交差し、前記第２の樹脂基板に全面で接触する少なくとも１対のものであって、前記電子部品の内部を引き出すように設けられた取り出し電極を備えることのない側面と
を備え、
前記実装面と前記支持基板の前記側面とが、前記実装面と前記支持基板の前記側面との交線においてなす角度θが、０＜θ＜８９°である、電子部品。
【請求項２】
前記実装面と前記側面とが前記実装面と前記側面との交線においてなす角度θが、６０≦θ≦８５°である、請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記支持基板が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌの金属箔もしくは、それらの金属を少なくとも１種以上含む金属箔であるもの、またはＳｉあるいはセラミック基板の上にＣｕ、Ｎｉ、Ａｌもしくは貴金属、およびそれらの金属を少なくとも１種以上含む金属電極層を有する構造から構成されている、請求項１又は２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記実装面と前記対向面との間の厚みが１μｍ〜１０００μｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品が、前記第１の樹脂基板と前記第２の樹脂基板との間に挟み込むようにして埋め込まれている電子部品モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品及び電子部品モジュールに関し、特に、２枚の樹脂基板の間に挟み込むようにして埋め込まれる電子部品、及び当該電子部品が２枚の樹脂基板の間に挟み込むようにして埋め込まれている電子部品モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における配線基板（パッケージ基板）の小型化、薄型化、高密度実装化に対応するため、ＩＣ部品だけではなく、コンデンサ、抵抗等のチップ部品を基板内に内蔵することが提案されている。チップ部品等の電子部品を基板に埋め込むことで、考えられるメリットとして、基板実装面積が増えることと、それにより同じ厚み・大きさにて高付加価値な電子部品モジュール等の電子回路基板の作製が可能になることが挙げられる。また、コンデンサ等を埋め込むことで、他の能動素子との配線長を短くすることが可能になり、それにより不要な電磁波の発生の抑制、並びに信号及びパワー伝送速度の低下の抑制が可能となり、高パフォーマンスな電子回路基板が作製可能になる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、基板絶縁材上に形成された回路を有する回路基板が多層積層された積層体の内部に、半導体ＩＣなどの能動部品の少なくとも１種の部品が内蔵された部品内蔵多層基板であって、部品が接続される回路が形成された基板絶縁材を、１００℃から３５０℃における線膨張係数の平均値（ＣＴＥ）が−５（ｐｐｍ／℃）〜＋２０（ｐｐｍ／℃）の範囲にあるポリイミドフィルムとすることにより、異種材料の積層による歪みや部品の回路との剥がれを防止した部品内蔵多層基板が記載されている。
【特許文献１】特開２００７−２４２８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような基板に埋め込まれる電子部品は、基板に埋め込まれるため、低背なもの、もしくは非常に薄い箔上のものである。そのためコンデンサ等の電子部品の側面の密着部分の面積は小さく、電子部品の側面と基板との密着性には問題がある。また、電子部品を樹脂等に埋め込む場合、電子部品の側面と樹脂との間に隙間が開いてしまうことがある。このような隙間は、例えば、ハンダリフロー等にて基板上にＩＣを実装する場合、基板には熱履歴が加わり、基板は膨張・伸縮をしてしまうので、このような空隙に異状な応力が集中することがあり、強度及び信頼性にも問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板との密着性を改善し、２枚の樹脂基板の間に埋め込んだ際に強度及び信頼性を高めることが可能な電子部品及び電子部品モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１の樹脂基板と第２の樹脂基板との間に挟み込むようにして埋め込まれる電子部品であって、第１の樹脂基板に面する実装面と、実装面に対向し、第２の樹脂基板に面する対向面と、実装面と対向面とに交差する少なくとも１対の側面とを備え、実装面及び対向面のいずれかと側面の少なくとも一部とがなす角度θが、０＜θ＜８９°及び９１°＜θ＜１８０°のいずれかであることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、実装面及び対向面のいずれかと側面の少なくとも一部とがなす角度θが０＜θ＜８９°及び９１°＜θ＜１８０°のいずれかと、８９°≦θ≦９１°以外の角度となるため、電子部品の側面と、第１及び第２樹脂基板との接触面積が大きくなり、樹脂基板との密着性を改善し、２枚の樹脂基板の間に埋め込んだ際に強度及び信頼性を高めることが可能となる。
【０００８】
この場合、実装面及び対向面のいずれかと側面の少なくとも一部とがなす角度θが、６０≦θ≦８５°及び９５°≦θ≦１２０°のいずれかであることが好適である。
【０００９】
この構成によれば、さらに、電子部品の側面と、第１及び第２樹脂基板との接触面積が大きくなるため、電子部品の側面と樹脂基板との密着性をより改善することができる。
【００１０】
また、電子部品は支持基板を有し、支持基板がＣｕ、Ｎｉ、Ａｌの金属箔もしくは、それらの金属を少なくとも１種以上含む金属箔であるもの、またはＳｉあるいはセラミック基板の上にＣｕ、Ｎｉ、Ａｌもしくは貴金属、およびそれらの金属を少なくとも１種以上含む金属電極層を有する構造から構成されているものとできる。
【００１１】
本発明は、電子部品の側面と樹脂基板との密着性を高めることが可能となるため、電子部品が樹脂との熱膨張率の差が大きいＣｕ、Ｎｉ、Ａｌの金属箔もしくは、それらの金属を少なくとも１種以上含む金属箔であるもの、またはＳｉあるいはセラミック基板の上にＣｕ、Ｎｉ、Ａｌもしくは貴金属、およびそれらの金属を少なくとも１種以上含む金属電極層を有する構造から構成されている場合に特に効力を発揮するものである。
【００１２】
さらに、実装面と対向面との間の厚みが１μｍ〜１０００μｍであることが好適である。
【００１３】
この構成によれば、電子部品の厚みが１μｍ〜１０００μｍと薄いため、本発明の電子部品を埋め込んだ電子部品モジュールの低背化及び高集積化を図ることが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、本発明の電子部品が、第１の樹脂基板と第２の樹脂基板との間に挟み込むようにして埋め込まれている電子部品モジュールである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電子部品及び電子部品モジュールによれば、基板との密着性を改善し、２枚の樹脂基板の間に埋め込んだ際に強度及び信頼性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る電子部品及び電子部品モジュールについて添付図面を参照して説明する。
【００１７】
以下、本発明の電子部品を誘電体素子として構成した例について説明する。図１は、本実施形態に係る誘電体素子１ａの構造を示す概略断面図である。図１に示す誘電体素子１ａは、後述するガラスエポキシ樹脂基板（第１の樹脂基板）と絶縁性機材（第２の樹脂基板）との間に挟み込むようにして埋め込まれる薄膜コンデンサとして構成され、全体として４辺形の薄膜形状をなしている。
【００１８】
図１に示すように、誘電体素子１ａは、下部金属層としてのＮｉ箔２と、Ｎｉ箔２の表面２Ｆ’に設けられた誘電体膜３と、誘電体膜３の上面に設けられたＣｕ電極４と、誘電体膜３を貫通してＮｉ箔２の表面２Ｆ’に直接設けられたもう一つのＣｕ電極４とを有している。Ｃｕ電極４の上面には、ポリイミド層５が設けられている。Ｃｕ電極４をポリイミド層５から引き出すように、Ｃｕ電極４の上面の一部には、ポリイミド層５を貫通してＣｕ取り出し電極６が設けられている。
【００１９】
Ｎｉ箔２は、他の安価で低抵抗な卑金属金属箔であっても良く、例えば、Ｃｕ、Ａｌの金属箔もしくは、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌの金属を少なくとも１種以上含む金属箔であってもよい。また、Ｓｉあるいはセラミック基板の上にＣｕ、Ｎｉ、Ａｌもしくは貴金属、およびそれらの金属を少なくとも１種以上含む金属電極層を有する構造から構成することができる。また、誘電体膜３は、Ｂｉ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ及びＮｂの一種以上を含んでいる物質から構成されているものとでき、例えば、ＢａＴｉＯ３からなるものとできる。
【００２０】
図１に示すように、誘電体素子１ａは全体として、ガラスエポキシ樹脂基板に面する表面（実装面）２Ｆと、絶縁性機材に面する裏面（対向面）２Ｂとを有している。裏面と表面との間の厚みは、１μｍ〜１０００μｍであり、より好ましくは、１μｍ〜５００μｍである。誘電体素子１ａは、裏面２Ｂと表面２Ｆとに交差する２対の側面２Ｅを備えている。図１の例では、誘電体素子１ａのＮｉ箔２の表面２Ｆ’と側面２Ｅとがなす角度θ、すなわち、Ｎｉ箔２の表面２Ｆ’に対して平行な表面２Ｆと側面２Ｅとがなす角度θは、０＜θ＜８９°であり、より好ましくは６０≦θ≦８５°である。
【００２１】
図２に実施形態に係る誘電体素子の別の構造を示す。図２の例では、ガラスエポキシ樹脂基板（第１の樹脂基板）に面するのは裏面（実装面）２Ｂであり、絶縁性機材（第２の樹脂基板）に面するのは表面（対向面）２Ｆである。図２に示すように、誘電体素子１ｂの裏面２Ｂと側面２Ｅとがなす角度θは、０＜θ＜８９°であり、より好ましくは６０°≦θ≦８５°である。
【００２２】
以下、誘電体素子１ａ，１ｂの製造方法を説明する。図３（ａ）〜（ｊ）は、実施形態に係る誘電体素子の製造方法を示す工程図である。以下、誘電体膜３の形成方法として、溶液法による製造方法について説明する。
【００２３】
溶液法では、出発原料としてＭＯＤ原料溶液を使用する。ＭＯＤとはMetal  Organic  Decompositionの略で、塗布熱分解法で薄膜を形成するものである。ＭＯＤ原料溶液は一般に金属有機酸塩がアルコール等の溶媒に溶けたものを使用する。例えば、ＭＯＤ原料溶液としては、Ｂａオクチル酸、Ｓｒオクチル酸、及びＴｉオクチル酸がブタノール溶媒に溶解し、誘電体の組成である、Ｂａ０．７Ｓｒ０．３ＴｉＯ３のペロブスカイト型のものを用意する。
【００２４】
上記のようなＭＯＤ原料溶液を例えば０．１ｍｏｌ／Ｋｇの濃度に調整し、準備をした１００ｍｍ×１００ｍｍのＮｉ基板に塗布する。塗布方法としてはスピンコーター、ダイコーター、スリットコーター、印刷法、スプレーコーター等の塗布方法を使用することができる。
【００２５】
ＭＯＤ原料溶液の塗布の後、塗布膜を例えば空気中４００℃にて１０ｍｉｎ間熱分解させる。この工程を仮焼きと呼ぶ。またここで出来た膜を仮焼き膜と呼ぶ。この仮焼き膜は通常アモルファスの状態で、結晶化しておらず、誘電率が非常に小さい膜である。この仮焼き膜を結晶化させるために例えば８００℃にて３０ｍｉｎ真空中にてアニールすることで結晶化させる。
【００２６】
以上の塗布及び仮焼きを数回繰り返し、最後に結晶化アニールを１回施すことで、図３（ａ）に示すように、誘電体膜３が目的の厚さである例えば２００ｎｍになるようにする。
【００２７】
図３（ｂ）に示すように、誘電体膜３の面にパターニングを施す。パターニングは、例えば、硝酸過酸化水素溶液を使用したＷｅｔエッチングにより行なうことができる。図３（ｃ）に示すように、Ｃｕ電極４として、Ｃｕ層をスパッタ法にて例えば１ｕｍ成膜する。図３（ｄ）に示すように、形成したＣｕ層をパターニングする。パターニングには過硫酸アンモニウム水溶液を使用することができる。
【００２８】
図３（ｅ）に示すようにポリイミド層５を形成した後、図３（ｆ）に示すようにポリイミド層５にスルーホールを形成する。図３（ｇ）に示すように、Ｃｕ取り出し電極６を形成する。その後、図３（ｈ）に示すように、各々のコンデンサをダイシングすることで、例えば１００５サイズ（１ｍｍ×０．５ｍｍ）の個片のコンデンサを得ることができる。
【００２９】
図３（ｉ）（ｊ）に示すように、図１の誘電体素子１ａの側面２Ｅの角度θは、通常のテーパー角が付けられていないダイシングブレード５０ａにてダイシングを行なった後、切断面のみにエッチングを行なうことにより形成することができる。切断面のみエッチャントに浸漬させるためには、例えば、ダイシング中およびダイシング後もダイシングカバーテープをつけたままにすることにより、行なうことができる。また、エッチャントには、例えば、塩化鉄溶液を使用することができる。エッチングは、例えばバブルエッチャーを使用して行うことができる。誘電体素子１ａの側面２Ｅの角度θの調整は、エッチングの時間を変更することにより、行なうことができる。
【００３０】
また、図２の誘電体素子１ｂの側面２Ｅの角度θは、テーパー角が付けられているダイシングブレード５０ｂにてダイシングを行なうことにより、形成することができる。誘電体素子１ｂの側面２Ｅの角度θの調整は、ダイシングブレード５０ｂのテーパー角を変更することにより、行なうことができる。
【００３１】
なお、Ｎｉ箔２だけでは、薄すぎて実装時に十分な強度が取れないような場合は、図３（ｇ）及び（ｈ）の間の工程において、Ｎｉ箔２の裏面２Ｂに樹脂膜を裏張りすることにより、誘電体素子１ａ，１ｂに必要な強度を与えることができる。この場合、図３（ｉ）及び（ｊ）において、Ｎｉ箔２の裏面２Ｂに例えば樹脂膜等を裏張りされた誘電体素子１ａ，１ｂにも、同様にダイシング及びエッチングを行なうことにより、角度θが形成され、本実施形態の効果を有するものとなる。
【００３２】
図４（ａ）〜（ｅ）は、実施形態に係る誘電体素子を基板に埋め込む工程を示す工程図である。図４（ａ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂基板（第１の樹脂基板）１０を用意し、図４（ｂ）に示すように、Ｂステージ（室内では未硬化固体状態で加熱により熱硬化する状態）のエポキシ樹脂等の未硬化状態樹脂２０を形成する。図４（ｃ）に示すように、未硬化状態樹脂２０上に裏面２Ｂが面するように誘電体素子１ｂを搭載する。図４（ｄ）に示すように、表面２Ｆに絶縁性機材３０が面するように、誘電体素子１ｂをガラスエポキシ樹脂基板１０と絶縁性機材３０との間に挟み込む。図４（ｅ）に示すように、未硬化状態樹脂２０を加熱硬化させ、ガラスエポキシ樹脂基板１０と絶縁性機材３０とを熱プレスにより圧着させ、誘電体素子１ｂを埋め込む。
【００３３】
なお、図１に示す誘電体素子１ａを埋め込む場合には、図４（ｃ）の工程において、ガラスエポキシ樹脂基板１０の未硬化状態樹脂２０上に表面２Ｆが面するように誘電体素子１ａを搭載し、図４（ｄ）の工程において、裏面２Ｂに絶縁性機材３０が面するように、誘電体素子１ａをガラスエポキシ樹脂基板１０と絶縁性機材３０との間に挟み込む。
【００３４】
本実施形態によれば、表面２Ｆ及び裏面２Ｂのいずれかと側面２Ｅとがなす角度θが０＜θ＜８９°及び９１°＜θ＜１８０°のいずれかと、８９°≦θ≦９１°以外の角度となるため、誘電体素子１ａ，１ｂの側面と、ガラスエポキシ樹脂基板１０と絶縁性機材３０との接触面積が大きくなり、樹脂基板との密着性を改善し、２枚の樹脂基板の間に埋め込んだ際に強度及び信頼性を高めることが可能となる。
【００３５】
特に本実施形態によれば、表面２Ｆ及び裏面２Ｂのいずれかと側面２Ｅとがなす角度θが６０≦θ≦８５°及び９５°≦θ≦１２０°のいずれかとすることにより、さらに、誘電体素子１ａ，１ｂの側面と、ガラスエポキシ樹脂基板１０と絶縁性機材３０との接触面積が大きくなるため、電子部品の側面と樹脂基板との密着性をより改善することができる。
【００３６】
一方、本実施形態では、電子部品の側面と樹脂基板との密着性を高めることが可能となるため、誘電体素子１ａ，１ｂの金属箔の部分が樹脂との熱膨張率の差が大きいＣｕ、Ｎｉ、Ａｌの金属箔もしくは、それらの金属を少なくとも１種以上含む金属箔であるもの、またはＳｉあるいはセラミック基板の上にＣｕ、Ｎｉ、Ａｌもしくは貴金属、およびそれらの金属を少なくとも１種以上含む金属電極層を有する構造から構成されている場合に特に効力を発揮するものである。
【００３７】
加えて、本実施形態では、誘電体素子１ａ，１ｂの厚みを１μｍ〜１０００μｍと薄くすることにより、誘電体素子１ａ，１ｂを埋め込んだ電子部品モジュールの低背化及び高集積化を図ることが可能となる。
【００３８】
以下、本実施形態に係る誘電体素子１ａ，１ｂの実験例について説明する。図１及び２に示す誘電体素子１ａ，１ｂを上記図３に示す方法で製造した。条件は以下の通りである。
・試料金属箔：１００ｍｍ×１００ｍｍＮｉ基板
・ＭＯＤ原料溶液：Ｂａ０．７Ｓｒ０．３ＴｉＯ３，ブタノール溶媒，濃度０．１ｍｏｌ／ｋｇ
・ＭＯＤ原料溶液塗布方法：スピンコーター
・仮焼き：空気中４００℃にて熱分解
・仮焼き膜結晶化：真空中８００℃×３０ｍｉｎアニール
・誘電体膜厚：２００ｎｍ
・誘電体膜パターンニング：硝酸過酸化水素水によるＷｅｔエッチング
・Ｃｕ電極形成：Ｃｕ層をスパッタ法により１μｍ形成後、過硫酸アンモニウム水溶液によるパターンニング
・個片コンデンササイズ：１ｍｍ×０．５ｍｍ
【００３９】
表面２Ｆと側面２Ｅとがなす角度θが０〜９０°未満のものは、ダイシング後に側面２Ｅのみエッチャントにてエッチングすることで作製した。側面２Ｅのみエッチャントに浸漬させるために、ダイシング中およびダイシング後もダイシングカバーテープをつけたままとした。エッチャントには塩化鉄溶液を使用した。エッチングはバブルエッチャーを使用し、個片化した誘電体素子１ａ，１ｂのサンプルを浸漬することで行った。表面２Ｆと側面２Ｅとがなす角度θは、誘電体膜３の面を基準とし、誘電体膜３の面と側面２Ｅとがなす角度を、表面２Ｆと側面２Ｅとがなす角度θとして光学顕微鏡にて測定した。側面２Ｅの角度θの調整は、エッチングの時間を変更することにより行なった。比較のため、表面２Ｆと側面２Ｅとがなす角度θが、８９°≦θ≦９１°である誘電体素子も製造した。
【００４０】
上記のようにして作製した１０個の誘電体素子のサンプルを、図４に示すようにガラスエポキシ樹脂基板１０と絶縁性機材３０との間に挟みこむようにして埋め込んだ。
【００４１】
上記のようにして作製した１００個の評価サンプルを熱サイクル試験にて評価した。試験条件は−６５℃と１２５℃の間を１０００サイクル加熱、冷却を行い、信頼性評価を行った。試験後のガラスエポキシ樹脂基板１０と絶縁性機材３０とを内蔵した誘電体素子が通るように切断し、その断面を光学顕微鏡で観察し、素子の歪みや剥がれを観察した。素子に歪みや剥がれが観られないものを良好、観られるものを剥離ありとして評価した。結果を図５に示す。
【００４２】
図５に示すように、表面２Ｆと側面２Ｅとがなす角度θが、θ≦８７°のものは剥離がほとんど発見されなかった。特に、表面２Ｆと側面２Ｅとがなす角度θが、６０°≦θ≦８５°及び１００°≦θ≦１２０°のものは、剥離が全く発見されず、１００個中０個の割合であった。このことから、テーパーの角度の対称性を考慮すると、６０°≦θ≦８５°及び９５°≦θ≦１２０°のものであれば、まったく剥離のないものが作製できることが分かる。また１４０°，４０°，８７°にて作製されたサンプルでは、１００個中３個以下の確率で剥離が存在するが、おおむねテーパーの効果が確認できた範囲である。一方、表面２Ｆと側面２Ｅとがなす角度θが、８９°≦θ≦９１°であるものには１００固中半数以上に剥離が発見された。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態に係る誘電体素子の構造を示す概略断面図である。
【図２】実施形態に係る誘電体素子の別の構造を示す概略断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｊ）は、実施形態に係る誘電体素子の製造方法を示す工程図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、実施形態に係る誘電体素子を基板に埋め込む工程を示す工程図である。
【図５】実験例に係る誘電体素子のテーパー角と信頼性試験結果とを示す表である。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ，１ｂ…誘電体素子、２…Ｎｉ箔、２Ｆ…表面、２Ｂ…裏面、２Ｅ…側面、３…誘電体膜、４…Ｃｕ電極、５…ポリイミド層、６…Ｃｕ取り出し電極、１０…ガラスエポキシ樹脂基板、２０…未硬化状態樹脂、３０…絶縁性機材、５０ａ，５０ｂ…ダイシングブレード。
【図１】
0005005599.tif 000002
【図２】
0005005599.tif 000003
【図３】
0005005599.tif 000004
【図４】
0005005599.tif 000005
【図５】
0005005599.tif 000006