JP4372471B2 - 電子部品内蔵基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品内蔵基板の製造方法に係り、特には、コンデンサを内蔵した電子部品内蔵基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、電子機器の性能向上や小型・薄型・軽量化は、半導体パッケージの小型・薄型・軽量化や、その表面実装に使用するプリント配線板に多層構造を採用することなどにより達成されてきた。しかしながら、これらの手法のみでは、今後、電子機器のさらなる性能向上や小型・薄型・軽量化が難しくなると考えられる。そこで、従来のプリント配線板と比較して以下の点で優れた電子部品内蔵基板が注目を集めている。
【０００３】
１．これまで表面実装していた電子部品をプリント配線板の内部に組み入れるため、それらの集積度を高めることができる。
２．表面実装すべき電子部品の数が減少するため、プリント配線板上における電子部品のレイアウトの自由度が向上する。
【０００４】
３．電子部品を三次元的に配置することができるなどの理由から、電子部品間の配線長を短縮して高周波特性やノイズ特性などの電気特性を改善することができる。
４．はんだ接続部が減少するため、接続信頼性が向上する。
５．小型化が可能となるとともに実装が容易になるため、コストを低減することができる。
【０００５】
ところで、基材としてセラミック基材を使用したセラミック系電子部品内蔵基板には、その製造プロセスに必須の高温焼成工程における基材の収縮が大きいという問題がある。すなわち、セラミック系電子部品内蔵基板は、寸法及び形状を高精度に制御することが難しく、高い歩留まりを実現することが困難である。また、セラミック基材には、本質的に割れ易いという問題がある。さらに、セラミック系電子部品内蔵基板には、内蔵可能な電子部品が受動素子に限られ、能動素子を内蔵することはできないという問題がある。
【０００６】
これに対し、基材として樹脂基材を使用した樹脂系電子部品内蔵基板には、セラミック系電子部品内蔵基板に関して上述した問題がない。そのため、電子部品内蔵基板のなかでも、特に、樹脂系電子部品内蔵基板の研究が盛んに行われている。
【０００７】
例えば、以下の特許文献１には、誘電体層を一対の電極導体で挟持してなるコンデンサを含んだ多層回路基板が記載されている。また、この文献には、樹脂中にセラミック誘電体粉末を分散させてなる分散液をガラス織布に含浸させて誘電体基板を形成することが記載されている。
【０００８】
しかしながら、このような方法で得られる誘電体基板は、ガラス織布によって厚さが制限される。そのため、上記の方法で得られる誘電体基板の厚さは、一般には５０μｍ乃至６０μｍ程度であり、最も薄く形成した場合であっても２０μｍ程度である。また、このような方法で得られる誘電体基板では、樹脂のバインダとしての役割や上記分散液の粘性などを考慮すると、誘電体基板に占めるセラミック誘電体粉末の体積比を高くすることができない。すなわち、誘電体基板の誘電率をセラミック誘電体粉末の誘電率と同程度にすることができない。そのため、特許文献１に記載の技術では、寸法が小さく且つ大容量のコンデンサを形成することができない。
【０００９】
また、以下の特許文献２には、導体ペーストを用いて可撓性金属基板上にアンダープリントを形成し、その上に誘電体ペーストを用いて誘電体層を形成し、その上に導体ペーストまたは熱硬化性厚膜導体を用いて導体層を形成し、それにより得られる積層体と接着剤層でコーティングされた有機層とを貼り合わせることが記載されている。また、この文献には、誘電体ペーストは、チタン酸バリウムまたは酸化チタンなどの粒子を可塑剤、分散剤、有機溶媒の混合物に溶かしたポリマー中に分散させたものからなることが記載されている。さらに、この文献には、アンダープリントを有する銅箔上に誘電体ペーストを印刷し、それを乾燥及び焼成することにより誘電体層を形成することが記載されている。
【００１０】
しかしながら、印刷法を利用する上記方法では、誘電体ペーストには比較的粘性が要求される。そのため、この方法は、膜厚均一性に優れた誘電体層を形成することや誘電体層の厚さを高精度に制御することが難しく、また、薄い誘電体層を形成することができない。すなわち、特許文献２に記載の技術でも、寸法が小さく且つ大容量のコンデンサを形成することができない。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−４８２７１号公報
【００１２】
【特許文献２】
特開２００１−１６０６７２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、寸法が小さく且つ大容量のコンデンサを内蔵した電子部品内蔵基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によると、樹脂基板とその一方の主面に設けられた積層体とを具備し、前記積層体は、前記樹脂基板の前記主面と対向した第１導体パターンと、前記樹脂基板と前記第１導体パターンとの間に介在した無機誘電体層と、前記樹脂基板と前記無機誘電体層との間に介在した第２導体パターンとを備えるとともに、その少なくとも一部はコンデンサを構成した電子部品内蔵基板の製造方法であって、ゾル−ゲル法により第１導体層上に前記無機誘電体層を形成する工程と、前記無機誘電体層と前記樹脂基板とをそれらの間に前記第２導体パターンを介在させて貼り合わせる工程と、前記無機誘電体層と前記樹脂基板とを貼り合わせる工程の後に前記第１導体層をパターニングして前記第１導体パターンを形成する工程とを含み、前記無機誘電体層を形成する工程は、金属アルコキシドの加水分解生成物が縮合することによって生じる誘電体が結晶粒子として分散媒中に分散している分散液を前記第１導体層上に塗布し、それにより得られる塗膜を乾燥させ、乾燥後の前記塗膜の焼成に先立って前記乾燥後の塗膜上に導電性ペーストを印刷し、前記塗膜と前記導電性ペーストとを焼成して前記無機誘電体層と前記第２導体パターンとをそれぞれ形成することを含んだことを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法が提供される。
【００１９】
上記無機誘電体層はペロブスカイト構造を有する化合物から実質的になるものであってもよい。
上記電子部品内蔵基板は、樹脂基板と積層体との間に介在した接着剤層をさらに具備していてもよい。
【００２３】
無機誘電体層を形成する工程において第１導体層の無機誘電体層を形成する面の裏面は第１導体層とは異なる材料からなる被覆層で被覆されていてもよい。この場合、上記方法は、無機誘電体層を形成する工程の後に第１導体層から被覆層を除去する工程をさらに含んでいてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において同様または類似の機能を発揮する構成部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１乃至図７は、参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図である。本参考例では、以下に説明する方法により電子部品内蔵基板を製造する。
【００２６】
まず、図１に示すように、ゾル−ゲル法により導体層１１ａ上に無機誘電体層１４ｂを形成する。この無機誘電体層１４ｂの形成方法については、後で詳述する。また、ここでは、導体層１１ａには、銅箔などの金属箔を使用する。
【００２７】
次に、図２に示すように、例えば、無電解めっき法やスパッタリング法またはそれらの少なくとも一方と電気めっき法との組み合わせなどを利用して、無機誘電体層１４ｂ上に金属層のような導体層１２ａを形成する。ここでは、一例として、導体層１２ａとして銅層を形成することとする。
【００２８】
続いて、図３に示すように、導体層１１ａ，１２ａの何れか一方を、例えば、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術などを用いてパターニングする。ここでは、一例として、導体層１２ａをパターニングして導体パターン１２ｂを形成することとする。
【００２９】
上記の方法で図３に示す積層体１０を形成する一方で、図４に示す積層体２０を形成する。なお、図４には、一例として、樹脂基板２１とその上に設けられた導体パターン２２とを備えた構造を示している。また、樹脂基板２１は、例えば、ポリイミドフィルムやガラス布に樹脂を含浸させてなるプリプレグであり、導体パターン２２の材料は、例えば、銅である。
【００３０】
次に、図５に示すように、導体パターン１２ｂと導体パターン２２とが対向するように、積層体１０と積層体２０とを接着剤層３０を介して貼り合わせる。続いて、例えば、エッチング法などを利用して、無機誘電体層１４ｂを形成する過程で生じた絶縁性の酸化物層を導体層１１ａの表面から除去する。
【００３１】
次いで、図６に示すように、積層体１０，２０及び接着剤層３０に対し、層間接続のための貫通孔を形成する。さらに、これら貫通孔の側壁上に、例えば、無電解めっき法などを利用して、接続用導体４０を形成する。なお、貫通孔の側壁を導体で被覆した後に電気めっきを行うことなどにより、接続用導体４０を厚膜化してもよい。この場合、貫通孔は、接続用導体４０でほぼ完全に埋め込んでもよい。また、貫通孔でなくても、層間接続が可能であればよい。
【００３２】
その後、図７に示すように、導体層１１ａをフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いてパターニングする。これにより、導体パターン１１ｂを形成する。以上のようにして、電子部品内蔵基板１を得る。なお、この電子部品内蔵基板１において、導体パターン１１ｂと導体パターン１２ｂとの重複部及びそれらの間に介在した無機誘電体層１４ｂは、コンデンサ５０を構成している。
【００３３】
さて、本参考例では、無機誘電体層１４ｂはゾル−ゲル法により形成する。
【００３４】
ゾル−ゲル法によると、無機誘電体が無機誘電体層１４ｂ中に占める割合を極めて高くすることができる。それゆえ、誘電率の高い無機誘電体層１４ｂを形成することができる。
【００３５】
また、通常、ゾル−ゲル法で使用する塗布液の粘性は極めて低い。しかも、この方法では、ガラス織布などは不要である。そのため、塗布液の塗布に例えばスピンコート法やスプレーコート法などを利用することができ、薄く且つ膜厚均一性に優れた無機誘電体層１４ｂを形成することができる。例えば、厚さが３００ｎｍ乃至１０μｍの範囲内にあり且つ膜厚均一性に優れた無機誘電体層１４ｂを形成することができる。
【００３６】
さらに、ゾル−ゲル法では、高価な真空装置は不要である。そのため、比較的低いコストで電子部品内蔵基板１の製造が可能となる。
したがって、本参考例によると、寸法が小さく且つ大容量のコンデンサを内蔵した電子部品内蔵基板を低いコストで製造することが可能となる。
【００３７】
ゾル−ゲル法による無機誘電体層１４ｂの形成は、具体的には、例えば以下の方法により行うことができる。
【００３８】
まず、１種以上の金属アルコキシドを所定の溶媒中に溶解して前駆体溶液を調製する。ここで、前駆体溶液中の金属アルコキシド濃度は、例えば、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上とする。
【００３９】
次に、この前駆体溶液に含まれる金属アルコキシドの加水分解及び縮合反応を生じさせる。これにより、先の前駆体溶液をゲル化する。なお、ここで生じさせるゲルは、例えば、最終的に得られる無機誘電体層１４ｂと同様の結晶構造を有し且つ典型的には多くが５０ｎｍ以下の粒径を有する結晶粒子を含んだ単相の結晶性ゲルである。結晶性ゲルは、例えば、後述するように、先の前駆体溶液に対して低温での加水分解処理及びエージング処理などを施すことにより得ることができる。
【００４０】
次いで、このゲルを所定の溶媒中に投入し、結晶粒子を溶媒中で略均一に分散させる。このようにして、無機誘電体層１４ｂを形成するための塗布液を得る。
【００４１】
次に、スピンコート法やスプレーコート法などの溶液塗布法を用いて、上記塗布液を導体層１１ａ上に塗布し、これにより得られる塗膜を乾燥させる。なお、１回の塗布により得られる塗膜の厚さは極めて薄いため、通常、この塗布及び乾燥は複数回繰り返す。その後、塗膜を焼成することにより、無機誘電体層１４ｂを得る。
【００４２】
ところで、通常のゾル−ゲル法では、例えば、ペロブスカイト構造を有する化合物，すなわち、ペロブスカイト化合物，を主成分とした無機誘電体層１４ｂを形成する場合、十分な誘電特性を発現させるためには、８００℃以上の高温での焼成が必要である。しかしながら、そのような高温での焼成を行うと、無機誘電体層１４ｂの下地である導体層１１ａの変形や下地と無機誘電体層１４ｂとの界面で反応を生じるなどの問題を生じることがある。
【００４３】
これに対し、上記の方法では、先に説明した通り、金属アルコキシドの加水分解及び縮合反応生成物である結晶粒子を含んだ塗布液を使用する。すなわち、この方法では、金属アルコキシドの反応を塗布前に部分的に進行させる。そのため、通常のゾル−ゲル法では８００℃以上の高温での焼成が必要であるが、この方法では、比較的低い温度，例えば４５０℃以上の温度，で焼成を行うことができる。したがって、この方法によると、導体層１１ａの変形や導体層１１ａと無機誘電体層１４ｂとの界面での反応などを殆んど生じることなく、通常のゾル−ゲル法に比べて緻密であり且つ組成均一性に優れた無機誘電体層１４ｂを得ることができる。
【００４４】
上記の方法により得られる無機誘電体層１４ｂの材料は誘電体であれば特に制限はないが、無機誘電体層１４ｂには比誘電率の高い材料を使用することが有利である。そのような材料としては、例えば、一般式：ＡＢＯ3で表されるペロブスカイト化合物を挙げることができる。
【００４５】
なお、上記一般式において、「Ａ」は、例えば、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉなどのように、元素周期律表の第１Ｂ族、第２Ａ族、第２Ｂ族、第３Ａ族、第４Ｂ族、第５Ｂ族、及び第８族から選ばれる少なくとも１種の金属元素を示している。また、上記一般式において、「Ｂ」は、例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｎ、及びＳｂなどのように、元素周期律表の第４Ａ族、第４Ｂ族、及び第５Ｂ族から選ばれる少なくとも１種の金属元素を示している。
【００４６】
このペロブスカイト化合物では、金属元素Ａ及び／または金属元素Ｂの一部を他の金属元素と入れ換えることができる。例えば、ＢａＴｉＯ3の場合、Ｂａの一部をＢａ以外の金属元素Ａ，例えばＳｒ、Ｙ及びＬａの少なくとも１種で置換して、（Ｂａ1-xＳｒx）ＴｉＯ3や（Ｂａ1-x-y-zＳｒxＬａyＹz）ＴｉＯ3などとすることが可能である。
【００４７】
上記前駆体溶液に使用する金属アルコキシドは、無機誘電体層１４ｂが含む金属と同種の金属を含有している必要がある。但し、金属アルコキシドのアルコキシ基の種類に特に制限はない。
【００４８】
無機誘電体層１４ｂの材料としてペロブスカイト化合物を使用する場合、先の金属アルコキシドとしては、互いに金属元素の種類が異なる複数種の金属アルコキシドを混合してなるものを使用することができる。そのような混合物に使用可能な金属アルコキシドとしては、例えば、バリウムメトキシド、バリウムエトキシド、バリウムプロポキシド、バリウムブトキシド、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンプロポキシド、チタンブトキシド、トリエトキシイットリウム、トリイソプロポキシイットリウム、トリエトキシランタン、トリイソプロポキシランタン、ジエトキシストロンチウム、及びジイソプロポキシストロンチウムなどを挙げることができる。
【００４９】
また、無機誘電体層１４ｂの材料としてペロブスカイト化合物を使用する場合、先の金属アルコキシドとしては、互いに種類が異なる複数種の金属元素を含んだ金属アルコキシドを使用してもよい。そのような金属アルコキシドとしては、例えば、バリウムチタンメトキシド、バリウムチタンエトキシド、バリウムチタンプロポキシド、バリウムチタンブトキシド、ストロンチウムチタンメトキシド、ストロンチウムチタンエトキシド、ストロンチウムチタンプロポキシド、及びストロンチウムチタンブトキシドなどを使用することができる。
【００５０】
金属アルコキシドまたは金属アルコキシドの混合物が含む金属を適宜選択することにより、ＢｅＴｉＯ3、ＭｇＴｉＯ3、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3 、ＰｂＴｉＯ3、ＺｒＴｉＯ3、Ｂｉ2ＴｉＯ3、Ｌａ2ＴｉＯ3、ＣｅＴｉＯ3及びＺｒＴｉＯ3のようなチタン酸塩、ＢａＳｎＯ3、ＣａＳｎＯ3、ＳｒＳｎＯ3、ＭｇＳｎＯ3、ＰｂＳｎＯ3、ＣｏＳｎＯ3及びＮｉＳｎＯ3のような錫酸塩、ＢａＺｒＯ3、ＣａＺｒＯ3、ＳｒＺｒＯ3及びＭｇＺｒＯ3のようなジルコン酸塩、ＭｇＮｂＯ3、ＣａＮｂＯ3、ＳｒＮｂＯ3、ＢａＮｂＯ3及びＬｉＮｂＯ3のようなニオブ酸塩、ＬｉＴａＯ3、ＢａＴａＯ3、ＳｒＴａＯ3、ＣａＴａＯ3及びＭｇＴａＯ3のようなタンタル酸塩などの各種誘電体を含んだ無機誘電体層１４ｂを形成することができる。
【００５１】
前駆体溶液に使用する溶媒としては、金属アルコキシドを高濃度，例えば０．５ｍｏｌ／Ｌ以上の濃度，で溶解し得る溶媒であれば特に種類に制限はない。前駆体溶液の溶媒としては、例えば、メタノールやエタノールのようなアルコール類やメチルエチルケトンやアセトンのようなケトン類などの有機溶媒を単独で使用してもよく、或いは、相溶性のある溶媒同士を組み合わせてなる混合溶媒を使用してもよい。
【００５２】
前駆体溶液に含まれる金属アルコキシドの加水分解は、例えば、低温，典型的には−３０℃乃至０℃、より典型的には−２０℃乃至０℃，で加水分解剤を添加して行なうことができる。この加水分解剤としては、例えば、無機酸、有機酸、水酸化物、及び有機アミン類のような酸またはアルカリの水溶液や水などを使用することができる。
【００５３】
加水分解処理後のエージング処理は、例えば、０℃乃至６０℃の温度で１時間乃至４８０時間，典型的には２０℃乃至６０℃の温度で２４時間乃至１６８時間，行なう。エージング処理することで、前駆体の組成に対応した組成を有する物質の結晶粒子を含む結晶性ゲルを得ることができる。なお、先の条件のもとで得られる結晶性ゲルにおいて、多くの結晶粒子は、５０ｎｍ以下の粒径を有している。
【００５４】
エージング処理の条件を調整することにより、結晶粒子がゲルに占める割合などを変更することができる。すなわち、結晶粒子と非晶質相との比を調整することができ、したがって、塗膜の焼結性（緻密化と粒成長）を制御することができる。例えば、結晶粒子がゲルに占める割合が高い場合、結晶粒子間には少量の非晶質相しか存在しないため、焼成時における結晶粒子の成長は大きくはない。それゆえ、この場合、比較的低温及び／または短時間で焼結させることができるとともに、より緻密な無機誘電体層１４ｂが得られる。他方、結晶粒子がゲルに占める割合が低い場合、結晶粒子間には多量の非晶質相が存在することとなるため、焼成時における結晶粒子の成長が大きい。それゆえ、結晶粒子を成長させるためのエネルギーが必要となる。したがって、この場合、通常、十分に焼結させるために、より高温及び／または長時間の焼成を行う。
【００５５】
無機誘電体層１４ｂを形成するための塗布液は、上記の通り、先の結晶性ゲルを所定の溶媒中に投入し、結晶粒子を溶媒中で略均一に分散させることにより得られる。なお、結晶性ゲルは、加水分解の条件によってはスラリー状或いは塊状となる場合がある。このような場合、例えば、生成した結晶性ゲルを塗布液の調製に使用する溶媒中に投入し、機械的粉砕或いは超音波を利用した粉砕を行ないながら結晶粒子を溶媒中に分散させる。
【００５６】
塗布液に使用する溶媒は、結晶性ゲルの種類に応じて適宜選択して用いることができる。この溶媒としては、例えば、メタノール及びエタノールのようなアルコール類やメチルエチルケトン及びアセトンのようなケトン類などの有機溶媒や水などを使用することができる。また、微粉砕による結晶粒子の分散を容易にするために、この溶媒には、例えば、ポリエチレンイミン及びポリビニルピロリドンのような高分子系の分散剤や、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムのような低分子系の分散剤などを添加することもできる。使用する分散剤の種類及び添加量は、結晶性ゲルの種類と塗布液に使用する溶媒の種類などに応じて適宜設定することができる。
【００５７】
導体層１１ａ上への塗膜の形成には、上記の通り、スピンコート法やスプレーコート法を利用することができる。また、この塗膜の形成には、ディップコート法などの他の溶液塗布法や電気泳動電着法などの方法も利用することができる。この塗膜の形成には、先の方法を単独で使用してもよく、或いは、組み合わせて使用してもよい。
【００５８】
導体層１１ａ上に形成した塗膜には、その焼成前に乾燥処理を施して、塗膜中の溶媒を除去する。この乾燥処理は、例えば、導体層１１ａ及びその上に形成した塗膜を、酸素ガス気流中、７０℃乃至２００℃で０．５時間乃至５時間放置することにより行う。
【００５９】
導体層１１ａ上に無機誘電体層１４ｂを形成するに際し、塗膜の形成及び乾燥は１回のみ行ってもよいが、通常、塗膜の形成及び乾燥を１回のみ行うことにより得られる無機誘電体層１４ｂは極めて薄い。したがって、典型的には、塗膜の形成及び乾燥は複数回行う。塗膜の形成及び乾燥を複数回行う場合、各塗膜の組成は同一であってもよく、或いは、異なっていてもよい。
【００６０】
上記の通り、先の方法では、塗膜を形成する前に塗布液中に結晶粒子を生じさせているため、焼成温度を比較的低温とすることができる。先の方法では、通常、焼成温度は、４５０℃以上であれば充分である。なお、焼成温度は、通常は１２００℃未満とし、典型的には８００℃以下とする。
【００６１】
上述したゾル−ゲル法により得られる無機誘電体層１４ｂには、他の方法で形成した無機誘電体層１４ｂには見られない特徴がある。
例えば、原料として金属アルコキシドを使用しているため、金属アルコキシドの加水分解及び縮合反応が完全に進行しない場合、無機誘電体層１４ｂからアルコキシ基やその分解生成物の存在を検出できることがある。したがって、無機誘電体層１４ｂの組成を調べることにより、その無機誘電体層１４ｂがゾル−ゲル法によって形成されたものであるか否かを判別できることがある。
【００６２】
また、塗膜を形成する前に塗布液中に結晶粒子を生じさせる方法では、焼成過程で結晶粒子の成長はあまり生じず、しかも、塗布液や焼成前の塗膜中における結晶粒子の多くは５０ｎｍ以下の粒径を有している。そのため、この方法で得られる無機誘電体層１４ｂでは、通常、結晶粒子の平均粒径は３０ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内となり、多くの場合、結晶粒子の粒径は３０ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内で分布する。
【００６３】
このように結晶粒子の粒径が小さな無機誘電体層１４ｂは、他の方法では得られない。例えば、樹脂と誘電体粉末との混合物を用いて無機誘電体層を形成する方法では、平均粒径が数百ｎｍ乃至数百μｍ程度の誘電体粉末を使用する。また、通常のゾル−ゲル法では、結晶粒子成長の殆んどは焼成過程で生じ且つ先の方法に比べてより高い温度で焼成を行うため、得られる無機誘電体層における結晶粒子の平均粒径は数百ｎｍ乃至数百μｍ程度となる。
【００６４】
したがって、無機誘電体層１４ｂに含まれる結晶粒子の平均粒径及び／または粒度分布から、その無機誘電体層１４ｂが先のゾル−ゲル法（塗膜を形成する前に塗布液中に結晶粒子を生じさせる方法）により形成したものであるか否かを判別することができる。
【００６５】
次に、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態は、導体パターン１２ｂの形成方法が異なること以外は、参考例と同様である。
【００６６】
図８乃至図１０は、本発明の第１の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図である。本実施形態では、以下に説明する方法により電子部品内蔵基板を製造する。
【００６７】
まず、図８に示すように、金属アルコキシド及び／またはその反応生成物と有機溶剤とを含有した塗布液を導体層１１ａ上に塗布し、それにより得られる塗膜１４ａを乾燥させる。この塗布及び乾燥は１回のみ行ってもよいが、通常は複数回繰り返す。また、ここでは、一例として、上記塗布液として、参考例で説明したもの（結晶粒子を生じさせた塗布液）を使用することとする。さらに、ここでは、導体層１１ａには、基材として利用可能な金属箔を使用することとする。
【００６８】
次に、図９に示すように、乾燥後の塗膜１４ａ上に、導電ペースト１２ｃを印刷する。ここでは、一例として、導電ペースト１２ｃとして銅ペーストを使用する。
【００６９】
次いで、塗膜１４ａ及び導電ペースト１２ｃを焼成する。これにより、図１０に示すように、無機誘電体層１４ｂ及び導体パターン１２ｂをそれぞれ得る。
【００７０】
以上のようにして図１０に示す積層体１０を形成する一方で、例えば、図４に示す積層体２０を形成する。その後、参考例において、図５乃至図７を参照しながら説明した工程を順次実施する。このようにして、図７に示す電子部品内蔵基板１を得る。
【００７１】
この方法によると、参考例で説明したのと同様の効果を得ることができる。また、この方法により得られる電子部品内蔵基板１には、無機誘電体層１４に参考例で説明した特徴が見られる。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、無機誘電体層１４を形成する際に導体層１１ａの無機誘電体層１４を形成する面の裏面を被覆層で被覆しておき、無機誘電体層１４を形成した後に導体層１１ａから被覆層を除去すること以外は、第１の実施形態と同様である。
【００７３】
図１１乃至図１４は、本発明の第２の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図である。本実施形態では、以下に説明する方法により電子部品内蔵基板を製造する。
【００７４】
まず、図１１に示すように、一方の主面が被覆層１５で被覆された導体層１１ａを準備する。次いで、被覆層１５の他方の主面に、第１の実施形態で説明したのと同様の方法により、無機誘電体層１４ｂ及び導体パターン１２ｂを形成する。
【００７５】
なお、ここでは、一例として、被覆層１５を、導体層１１ａとは材料が異なる第１被覆層１５１と、第１被覆層１５１とは材料が異なる第２被覆層１５２とで構成している。また、ここでは、一例として、導体層１１ａ及び第２被覆層１５２として厚さ１８μｍ程度の銅層を使用し、第１被覆層１５１として厚さ０．５μｍ乃至１μｍ程度のニッケル層を使用することとする。
【００７６】
以上のようにして図１１に示す積層体１０を形成する一方で、例えば、図４に示す積層体２０を形成する。その後、参考例において、図５を参照しながら説明した工程を実施する。すなわち、積層体１０と積層体２０とを、導体パターン１２ｂと導体パターン２２とが対向するように、接着剤層３０を介して貼り合わせる。これにより、図１２に示す構造を得る。
【００７７】
次に、図１３に示すように、エッチング法により、第１被覆層１５１から第２被覆層１５２を除去する。このエッチングには、第２被覆層１５２に対するエッチング速度が、第１被覆層１５１に対するエッチング速度よりも速いエッチャントを使用する。
【００７８】
続いて、図１４に示すように、エッチング法により、導体層１１ａから第１被覆層１５１を除去する。このエッチングには、第１被覆層１５１に対するエッチング速度が、導体層１１ａに対するエッチング速度よりも速いエッチャントを使用する。
【００７９】
その後、参考例において、図６及び図７を参照しながら説明した工程を順次実施する。以上のようにして、図７に示す電子部品内蔵基板１を得る。
【００８０】
この方法によると、参考例で説明したのと同様の効果を得ることができる。また、この方法により得られる電子部品内蔵基板１には、無機誘電体層１４に参考例で説明した特徴が見られる。
【００８１】
また、導体層１１ａの表面が酸化して酸化物層が生じた場合、それをエッチングにより除去すると、導体層１１ａの表面の平坦性は著しく低下する。これに対し、上記の方法によれば、無機誘電体層１４の形成は、導体層１１ａの無機誘電体層１４を形成する面の裏面を被覆層で被覆した状態で実施するため、無機誘電体層１４の形成工程において導体層１１ａの表面が酸化されることはない。しかも、導体層１１ａ及び第１被覆層１５１に十分に高いエッチング選択性が得られる材料を使用すれば、導体層１１ａから被覆層１５を除去するのに伴って導体層１１ａの表面が劣化することも防止することができる。したがって、この方法によると、導体パターン１１ｂの平坦性に優れた電子部品内蔵基板１を得ることができる。
【００８２】
さらに、この方法によれば、無機誘電体層１４を形成する基材としての役割は、導体層１１ａだけでなく被覆層１５にも担わせることができる。そのため、参考例及び第１の実施形態で説明した方法と比較して、導体層１１ａをより薄くすることができる。したがって、この方法によると、より薄型の電子部品内蔵基板１を得ることができる。
【００８３】
以上説明した第１及び第２の実施形態では、説明を簡略化するため、電子部品内蔵基板１に単純な構造を採用したが、より複雑な構造を採用することも可能である。
【００８４】
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板を概略的に示す断面図である。
【００８５】
図１５に示す電子部品内蔵基板１では、導体パターン１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの重複部とそれらの間に介在した無機誘電体層１４ｂとがコンデンサ５０を構成している。また、この電子部品内蔵基板１では、コンデンサ５０の上下に導体パターン２２を設けている。このように、電子部品内蔵基板１は多層基板とすることができる。
【００８６】
また、先の電子部品内蔵基板１には、さらなる変形が可能である。例えば、上記の電子部品内蔵基板１は、電子部品としてコンデンサのみを内蔵しているが、抵抗やインダクタなどの他の電子部品をさらに内蔵することもできる。また、上記の電子部品内蔵基板１は、さらに、半導体装置も内蔵することができる。
【００８７】
第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板１は、例えば、半導体チップや半導体パッケージの表面実装に使用するプリント配線板やインターポーザなどとして利用可能である。
【００８８】
図１６は、第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板をインターポーザとして用いた半導体パッケージを概略的に示す断面図である。また、図１７は、第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板をプリント配線板として用いた半導体モジュールを概略的に示す断面図である。
【００８９】
図１６に示す半導体パッケージ５では、第１乃至第３の実施形態の何れかに係る電子部品内蔵基板１をインターポーザとして用いており、半導体チップ２をフリップチップボンディングしている。なお、図中、参照符号３は金属バンプを示し、参照符号４はアンダーフィルなどの樹脂層を示している。
また、図１７に示す半導体モジュール７では、第１乃至第３の実施形態の何れかに係る電子部品内蔵基板１をプリント配線板として用いており、半導体チップ２や半導体パッケージ５を表面実装している。
【００９０】
このように、第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板１は、様々な用途に利用可能である。
【００９１】
【実施例】
（例１）
本例では、以下に説明する方法により、図７に示す電子部品内蔵基板１を作製した。
【００９２】
まず、室温のもと、Ｂａ（ＯＣ2Ｈ5）2、Ｓｒ（ＯＣ2Ｈ5）2、及びＴｉ（Ｏ−ｉＣ3Ｈ7）4を、１：１：２のモル比で含んだアルコール溶液を調製した。なお、ここでは、溶媒としてはメタノールと２−メトキシエタノールとを６：４の体積比で混合してなるものを使用し、溶液中のアルコキシド濃度は１．０ｍｏｌ／Ｌとした。
【００９３】
次に、この前駆体溶液を、０℃で水蒸気を用いて加水分解し、次いで５０℃で４８時間エージング処理した。これにより、多くが５０ｎｍ以下の粒径を有するチタン酸バリウムストロンチウムの結晶粒子を含んだ単相の結晶性ゲルを得た。
【００９４】
さらに、この結晶性ゲルを、２−メトキシエタノール中に投入し、超音波を用いて微粉砕しながら均一に分散させた。以上のようにして、薄膜形成用の塗布液を調製した。
【００９５】
この塗布液について、光散乱法により、塗布液中に分散している粒子の粒度分布を測定した。その結果、ほぼ８ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲内で分布しており、粗大粒子は存在していないことが確認できた。
【００９６】
次に、上記の塗布液を銅箔１１ａ上にスピンコートし、得られた塗膜を１５０℃の酸素気流中で０．５時間乾燥させた。この塗布と乾燥とを計５回繰り返した後、大気中、４５０℃の温度で１時間焼成した。このようにして、図１に示すように、無機誘電体層１４ｂとして、厚さ０．５μｍのチタン酸バリウムストロンチウム薄膜を形成した。
【００９７】
この無機誘電体層１４ｂについて透過電子顕微鏡を用いた観察を行った。その結果、この無機誘電体層１４ｂは主として結晶粒子で構成されており、それら粒子の粒径は３０ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内で分布していることを確認することができた。
【００９８】
次に、無機誘電体層１４ｂ上に、無電解めっき法により薄い銅層を形成した。続いて、電気めっき法により、上記銅層上に銅をさらに析出させた。このようにして、図２に示す銅層１２ａを得た。
【００９９】
次いで、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いて、この銅層１２ａをパターニングすることにより、図３に示す銅パターン１２ｂを形成した。なお、この銅パターン１２ｂは、キャパシタ１０の一方の電極及びそれらと同一面内に配置される配線に対応したパターンである。
【０１００】
上述した方法で図３の積層体１０を形成する一方で、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させてなるプリプレグ２１の一主面に設けられた銅層をパターニングし、配線パターンとして銅パターン２２を形成した。このようにして、図４に示す積層体２０を得た。
【０１０１】
その後、図５に示すように、積層体１０と積層体２０とを、それらの銅パターン１２ｂ，２２が向き合うように、接着剤層３０を介して貼り合せた。
【０１０２】
次に、図５の構造に対し、レーザを用いて貫通孔を形成した。続いて、図６に示すように、無電解めっき法及び電気めっき法により、貫通孔の側壁を銅層４０で被覆した。なお、この際、積層体２０の外面はドライフィルムフォトレジスト（以下、ドライフィルムという）で被覆しておいた。
【０１０３】
次いで、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いて、銅層１１ａをパターニングすることにより、図７に示す銅パターン１１ｂを得た。この銅パターン１１ｂは、キャパシタ１０の他方の電極及びそれらと同一面内に配置される配線や端子に対応したパターンである。
【０１０４】
以上の方法により、０．２５ｍｍ×０．２５ｍｍの寸法を有するコンデンサ５０を内蔵した電子素子内蔵基板１を得た。
【０１０５】
この電子素子内蔵基板１について、コンデンサ５０の容量を調べた。その結果、コンデンサ５０の容量は、平均で約５５ｐＦであり、ばらつきが極めて少ないことを確認することができた。
【０１０６】
（例２）
以下の塗布液を使用したこと以外は、例１で説明したのと同様の方法により、図７に示す電子素子内蔵基板１を作製した。
【０１０７】
すなわち、まず、室温のもと、Ｂａ（ＯＣ2Ｈ5）2及びＴｉ（Ｏ−ｉＣ3Ｈ7）4を、１：１のモル比で含んだアルコール溶液を調製した。なお、ここでは、溶媒としてはメタノールと２−メトキシエタノールとを６：４の体積比で混合してなるものを使用し、溶液中のアルコキシド濃度は１．０ｍｏｌ／Ｌとした。
【０１０８】
次に、この前駆体溶液を、０℃で水蒸気を用いて加水分解し、次いで２５℃で２４時間エージング処理した。これにより、多くが５０ｎｍ以下の粒径を有するチタン酸バリウムの結晶粒子を含んだ単相の結晶性ゲルを得た。
【０１０９】
さらに、この結晶性ゲルを、２−メトキシエタノール中に投入し、超音波を用いて微粉砕しながら均一に分散させた。以上のようにして、薄膜形成用の塗布液を調製した。
【０１１０】
この塗布液について、光散乱法により、塗布液中に分散している粒子の粒度分布を測定した。その結果、ほぼ８ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲内で分布しており、粗大粒子は存在していないことが確認できた。
【０１１１】
その後、この塗布液を用いたこと以外は実施例１で説明したのと同様の工程を順次実施した。このようにして、無機誘電体層１４ｂとして厚さ０．７μｍのチタン酸バリウム薄膜を備えた電子素子内蔵基板１を完成した。
【０１１２】
なお、本例でも、無機誘電体層１４ｂについて透過電子顕微鏡を用いた観察を行った。その結果、この無機誘電体層１４ｂは主として結晶粒子で構成されており、それら粒子の粒径は３０ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内で分布していることを確認することができた。
【０１１３】
また、この電子素子内蔵基板１について、コンデンサ５０の容量を調べた。その結果、コンデンサ５０の容量は、平均で約３０ｐＦであり、ばらつきが極めて少ないことを確認することができた。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、寸法が小さく且つ大容量のコンデンサを内蔵した電子部品内蔵基板、それを用いた半導体パッケージ、及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図２】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図３】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図４】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図５】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図６】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図７】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図８】 本発明の第１の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図９】 本発明の第１の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１０】 本発明の第１の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１１】 本発明の第２の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１２】 本発明の第２の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１３】 本発明の第２の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１４】 本発明の第２の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１５】 本発明の第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板を概略的に示す断面図。
【図１６】 第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板をインターポーザとして用いた半導体パッケージを概略的に示す断面図。
【図１７】 第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板をプリント配線板として用いた半導体モジュールを概略的に示す断面図。
【符号の説明】
１…電子部品内蔵基板、２…半導体チップ、３…金属バンプ、４…樹脂層、５…半導体パッケージ、７…半導体モジュール、１０…積層体、１１ａ…導体層、１１ｂ…導体パターン、１２ａ…導体層、１２ｂ…導体パターン、１２ｃ…導電ペースト、１３ｂ…導体パターン、塗膜１４ａ…、１４ｂ…無機誘電体層、１５…被覆層、２０…積層体、２１…樹脂基板、２２…導体パターン、３０…接着剤層、４０…接続用導体、５０…コンデンサ、１５１…第１被覆層、１５２…第２被覆層。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品内蔵基板の製造方法に係り、特には、コンデンサを内蔵した電子部品内蔵基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、電子機器の性能向上や小型・薄型・軽量化は、半導体パッケージの小型・薄型・軽量化や、その表面実装に使用するプリント配線板に多層構造を採用することなどにより達成されてきた。しかしながら、これらの手法のみでは、今後、電子機器のさらなる性能向上や小型・薄型・軽量化が難しくなると考えられる。そこで、従来のプリント配線板と比較して以下の点で優れた電子部品内蔵基板が注目を集めている。
【０００３】
１．これまで表面実装していた電子部品をプリント配線板の内部に組み入れるため、それらの集積度を高めることができる。
２．表面実装すべき電子部品の数が減少するため、プリント配線板上における電子部品のレイアウトの自由度が向上する。
【０００４】
３．電子部品を三次元的に配置することができるなどの理由から、電子部品間の配線長を短縮して高周波特性やノイズ特性などの電気特性を改善することができる。
４．はんだ接続部が減少するため、接続信頼性が向上する。
５．小型化が可能となるとともに実装が容易になるため、コストを低減することができる。
【０００５】
ところで、基材としてセラミック基材を使用したセラミック系電子部品内蔵基板には、その製造プロセスに必須の高温焼成工程における基材の収縮が大きいという問題がある。すなわち、セラミック系電子部品内蔵基板は、寸法及び形状を高精度に制御することが難しく、高い歩留まりを実現することが困難である。また、セラミック基材には、本質的に割れ易いという問題がある。さらに、セラミック系電子部品内蔵基板には、内蔵可能な電子部品が受動素子に限られ、能動素子を内蔵することはできないという問題がある。
【０００６】
これに対し、基材として樹脂基材を使用した樹脂系電子部品内蔵基板には、セラミック系電子部品内蔵基板に関して上述した問題がない。そのため、電子部品内蔵基板のなかでも、特に、樹脂系電子部品内蔵基板の研究が盛んに行われている。
【０００７】
例えば、以下の特許文献１には、誘電体層を一対の電極導体で挟持してなるコンデンサを含んだ多層回路基板が記載されている。また、この文献には、樹脂中にセラミック誘電体粉末を分散させてなる分散液をガラス織布に含浸させて誘電体基板を形成することが記載されている。
【０００８】
しかしながら、このような方法で得られる誘電体基板は、ガラス織布によって厚さが制限される。そのため、上記の方法で得られる誘電体基板の厚さは、一般には５０μｍ乃至６０μｍ程度であり、最も薄く形成した場合であっても２０μｍ程度である。また、このような方法で得られる誘電体基板では、樹脂のバインダとしての役割や上記分散液の粘性などを考慮すると、誘電体基板に占めるセラミック誘電体粉末の体積比を高くすることができない。すなわち、誘電体基板の誘電率をセラミック誘電体粉末の誘電率と同程度にすることができない。そのため、特許文献１に記載の技術では、寸法が小さく且つ大容量のコンデンサを形成することができない。
【０００９】
また、以下の特許文献２には、導体ペーストを用いて可撓性金属基板上にアンダープリントを形成し、その上に誘電体ペーストを用いて誘電体層を形成し、その上に導体ペーストまたは熱硬化性厚膜導体を用いて導体層を形成し、それにより得られる積層体と接着剤層でコーティングされた有機層とを貼り合わせることが記載されている。また、この文献には、誘電体ペーストは、チタン酸バリウムまたは酸化チタンなどの粒子を可塑剤、分散剤、有機溶媒の混合物に溶かしたポリマー中に分散させたものからなることが記載されている。さらに、この文献には、アンダープリントを有する銅箔上に誘電体ペーストを印刷し、それを乾燥及び焼成することにより誘電体層を形成することが記載されている。
【００１０】
しかしながら、印刷法を利用する上記方法では、誘電体ペーストには比較的粘性が要求される。そのため、この方法は、膜厚均一性に優れた誘電体層を形成することや誘電体層の厚さを高精度に制御することが難しく、また、薄い誘電体層を形成することができない。すなわち、特許文献２に記載の技術でも、寸法が小さく且つ大容量のコンデンサを形成することができない。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−４８２７１号公報
【００１２】
【特許文献２】
特開２００１−１６０６７２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、寸法が小さく且つ大容量のコンデンサを内蔵した電子部品内蔵基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によると、樹脂基板とその一方の主面に設けられた積層体とを具備し、前記積層体は、前記樹脂基板の前記主面と対向した第１導体パターンと、前記樹脂基板と前記第１導体パターンとの間に介在した無機誘電体層と、前記樹脂基板と前記無機誘電体層との間に介在した第２導体パターンとを備えるとともに、その少なくとも一部はコンデンサを構成した電子部品内蔵基板の製造方法であって、ゾル−ゲル法により第１導体層上に前記無機誘電体層を形成する工程と、前記無機誘電体層と前記樹脂基板とをそれらの間に前記第２導体パターンを介在させて貼り合わせる工程と、前記無機誘電体層と前記樹脂基板とを貼り合わせる工程の後に前記第１導体層をパターニングして前記第１導体パターンを形成する工程とを含み、前記無機誘電体層を形成する工程は、金属アルコキシドの加水分解生成物が縮合することによって生じる誘電体が結晶粒子として分散媒中に分散している分散液を前記第１導体層上に塗布し、それにより得られる塗膜を乾燥させ、乾燥後の前記塗膜の焼成に先立って前記乾燥後の塗膜上に導電性ペーストを印刷し、前記塗膜と前記導電性ペーストとを焼成して前記無機誘電体層と前記第２導体パターンとをそれぞれ形成することを含んだことを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法が提供される。
【００１９】
上記無機誘電体層はペロブスカイト構造を有する化合物から実質的になるものであってもよい。
上記電子部品内蔵基板は、樹脂基板と積層体との間に介在した接着剤層をさらに具備していてもよい。
【００２３】
無機誘電体層を形成する工程において第１導体層の無機誘電体層を形成する面の裏面は第１導体層とは異なる材料からなる被覆層で被覆されていてもよい。この場合、上記方法は、無機誘電体層を形成する工程の後に第１導体層から被覆層を除去する工程をさらに含んでいてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において同様または類似の機能を発揮する構成部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１乃至図７は、参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図である。本参考例では、以下に説明する方法により電子部品内蔵基板を製造する。
【００２６】
まず、図１に示すように、ゾル−ゲル法により導体層１１ａ上に無機誘電体層１４ｂを形成する。この無機誘電体層１４ｂの形成方法については、後で詳述する。また、ここでは、導体層１１ａには、銅箔などの金属箔を使用する。
【００２７】
次に、図２に示すように、例えば、無電解めっき法やスパッタリング法またはそれらの少なくとも一方と電気めっき法との組み合わせなどを利用して、無機誘電体層１４ｂ上に金属層のような導体層１２ａを形成する。ここでは、一例として、導体層１２ａとして銅層を形成することとする。
【００２８】
続いて、図３に示すように、導体層１１ａ，１２ａの何れか一方を、例えば、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術などを用いてパターニングする。ここでは、一例として、導体層１２ａをパターニングして導体パターン１２ｂを形成することとする。
【００２９】
上記の方法で図３に示す積層体１０を形成する一方で、図４に示す積層体２０を形成する。なお、図４には、一例として、樹脂基板２１とその上に設けられた導体パターン２２とを備えた構造を示している。また、樹脂基板２１は、例えば、ポリイミドフィルムやガラス布に樹脂を含浸させてなるプリプレグであり、導体パターン２２の材料は、例えば、銅である。
【００３０】
次に、図５に示すように、導体パターン１２ｂと導体パターン２２とが対向するように、積層体１０と積層体２０とを接着剤層３０を介して貼り合わせる。続いて、例えば、エッチング法などを利用して、無機誘電体層１４ｂを形成する過程で生じた絶縁性の酸化物層を導体層１１ａの表面から除去する。
【００３１】
次いで、図６に示すように、積層体１０，２０及び接着剤層３０に対し、層間接続のための貫通孔を形成する。さらに、これら貫通孔の側壁上に、例えば、無電解めっき法などを利用して、接続用導体４０を形成する。なお、貫通孔の側壁を導体で被覆した後に電気めっきを行うことなどにより、接続用導体４０を厚膜化してもよい。この場合、貫通孔は、接続用導体４０でほぼ完全に埋め込んでもよい。また、貫通孔でなくても、層間接続が可能であればよい。
【００３２】
その後、図７に示すように、導体層１１ａをフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いてパターニングする。これにより、導体パターン１１ｂを形成する。以上のようにして、電子部品内蔵基板１を得る。なお、この電子部品内蔵基板１において、導体パターン１１ｂと導体パターン１２ｂとの重複部及びそれらの間に介在した無機誘電体層１４ｂは、コンデンサ５０を構成している。
【００３３】
さて、本参考例では、無機誘電体層１４ｂはゾル−ゲル法により形成する。
【００３４】
ゾル−ゲル法によると、無機誘電体が無機誘電体層１４ｂ中に占める割合を極めて高くすることができる。それゆえ、誘電率の高い無機誘電体層１４ｂを形成することができる。
【００３５】
また、通常、ゾル−ゲル法で使用する塗布液の粘性は極めて低い。しかも、この方法では、ガラス織布などは不要である。そのため、塗布液の塗布に例えばスピンコート法やスプレーコート法などを利用することができ、薄く且つ膜厚均一性に優れた無機誘電体層１４ｂを形成することができる。例えば、厚さが３００ｎｍ乃至１０μｍの範囲内にあり且つ膜厚均一性に優れた無機誘電体層１４ｂを形成することができる。
【００３６】
さらに、ゾル−ゲル法では、高価な真空装置は不要である。そのため、比較的低いコストで電子部品内蔵基板１の製造が可能となる。
したがって、本参考例によると、寸法が小さく且つ大容量のコンデンサを内蔵した電子部品内蔵基板を低いコストで製造することが可能となる。
【００３７】
ゾル−ゲル法による無機誘電体層１４ｂの形成は、具体的には、例えば以下の方法により行うことができる。
【００３８】
まず、１種以上の金属アルコキシドを所定の溶媒中に溶解して前駆体溶液を調製する。ここで、前駆体溶液中の金属アルコキシド濃度は、例えば、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上とする。
【００３９】
次に、この前駆体溶液に含まれる金属アルコキシドの加水分解及び縮合反応を生じさせる。これにより、先の前駆体溶液をゲル化する。なお、ここで生じさせるゲルは、例えば、最終的に得られる無機誘電体層１４ｂと同様の結晶構造を有し且つ典型的には多くが５０ｎｍ以下の粒径を有する結晶粒子を含んだ単相の結晶性ゲルである。結晶性ゲルは、例えば、後述するように、先の前駆体溶液に対して低温での加水分解処理及びエージング処理などを施すことにより得ることができる。
【００４０】
次いで、このゲルを所定の溶媒中に投入し、結晶粒子を溶媒中で略均一に分散させる。このようにして、無機誘電体層１４ｂを形成するための塗布液を得る。
【００４１】
次に、スピンコート法やスプレーコート法などの溶液塗布法を用いて、上記塗布液を導体層１１ａ上に塗布し、これにより得られる塗膜を乾燥させる。なお、１回の塗布により得られる塗膜の厚さは極めて薄いため、通常、この塗布及び乾燥は複数回繰り返す。その後、塗膜を焼成することにより、無機誘電体層１４ｂを得る。
【００４２】
ところで、通常のゾル−ゲル法では、例えば、ペロブスカイト構造を有する化合物，すなわち、ペロブスカイト化合物，を主成分とした無機誘電体層１４ｂを形成する場合、十分な誘電特性を発現させるためには、８００℃以上の高温での焼成が必要である。しかしながら、そのような高温での焼成を行うと、無機誘電体層１４ｂの下地である導体層１１ａの変形や下地と無機誘電体層１４ｂとの界面で反応を生じるなどの問題を生じることがある。
【００４３】
これに対し、上記の方法では、先に説明した通り、金属アルコキシドの加水分解及び縮合反応生成物である結晶粒子を含んだ塗布液を使用する。すなわち、この方法では、金属アルコキシドの反応を塗布前に部分的に進行させる。そのため、通常のゾル−ゲル法では８００℃以上の高温での焼成が必要であるが、この方法では、比較的低い温度，例えば４５０℃以上の温度，で焼成を行うことができる。したがって、この方法によると、導体層１１ａの変形や導体層１１ａと無機誘電体層１４ｂとの界面での反応などを殆んど生じることなく、通常のゾル−ゲル法に比べて緻密であり且つ組成均一性に優れた無機誘電体層１４ｂを得ることができる。
【００４４】
上記の方法により得られる無機誘電体層１４ｂの材料は誘電体であれば特に制限はないが、無機誘電体層１４ｂには比誘電率の高い材料を使用することが有利である。そのような材料としては、例えば、一般式：ＡＢＯ3で表されるペロブスカイト化合物を挙げることができる。
【００４５】
なお、上記一般式において、「Ａ」は、例えば、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉなどのように、元素周期律表の第１Ｂ族、第２Ａ族、第２Ｂ族、第３Ａ族、第４Ｂ族、第５Ｂ族、及び第８族から選ばれる少なくとも１種の金属元素を示している。また、上記一般式において、「Ｂ」は、例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｎ、及びＳｂなどのように、元素周期律表の第４Ａ族、第４Ｂ族、及び第５Ｂ族から選ばれる少なくとも１種の金属元素を示している。
【００４６】
このペロブスカイト化合物では、金属元素Ａ及び／または金属元素Ｂの一部を他の金属元素と入れ換えることができる。例えば、ＢａＴｉＯ3の場合、Ｂａの一部をＢａ以外の金属元素Ａ，例えばＳｒ、Ｙ及びＬａの少なくとも１種で置換して、（Ｂａ1-xＳｒx）ＴｉＯ3や（Ｂａ1-x-y-zＳｒxＬａyＹz）ＴｉＯ3などとすることが可能である。
【００４７】
上記前駆体溶液に使用する金属アルコキシドは、無機誘電体層１４ｂが含む金属と同種の金属を含有している必要がある。但し、金属アルコキシドのアルコキシ基の種類に特に制限はない。
【００４８】
無機誘電体層１４ｂの材料としてペロブスカイト化合物を使用する場合、先の金属アルコキシドとしては、互いに金属元素の種類が異なる複数種の金属アルコキシドを混合してなるものを使用することができる。そのような混合物に使用可能な金属アルコキシドとしては、例えば、バリウムメトキシド、バリウムエトキシド、バリウムプロポキシド、バリウムブトキシド、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンプロポキシド、チタンブトキシド、トリエトキシイットリウム、トリイソプロポキシイットリウム、トリエトキシランタン、トリイソプロポキシランタン、ジエトキシストロンチウム、及びジイソプロポキシストロンチウムなどを挙げることができる。
【００４９】
また、無機誘電体層１４ｂの材料としてペロブスカイト化合物を使用する場合、先の金属アルコキシドとしては、互いに種類が異なる複数種の金属元素を含んだ金属アルコキシドを使用してもよい。そのような金属アルコキシドとしては、例えば、バリウムチタンメトキシド、バリウムチタンエトキシド、バリウムチタンプロポキシド、バリウムチタンブトキシド、ストロンチウムチタンメトキシド、ストロンチウムチタンエトキシド、ストロンチウムチタンプロポキシド、及びストロンチウムチタンブトキシドなどを使用することができる。
【００５０】
金属アルコキシドまたは金属アルコキシドの混合物が含む金属を適宜選択することにより、ＢｅＴｉＯ3、ＭｇＴｉＯ3、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3 、ＰｂＴｉＯ3、ＺｒＴｉＯ3、Ｂｉ2ＴｉＯ3、Ｌａ2ＴｉＯ3、ＣｅＴｉＯ3及びＺｒＴｉＯ3のようなチタン酸塩、ＢａＳｎＯ3、ＣａＳｎＯ3、ＳｒＳｎＯ3、ＭｇＳｎＯ3、ＰｂＳｎＯ3、ＣｏＳｎＯ3及びＮｉＳｎＯ3のような錫酸塩、ＢａＺｒＯ3、ＣａＺｒＯ3、ＳｒＺｒＯ3及びＭｇＺｒＯ3のようなジルコン酸塩、ＭｇＮｂＯ3、ＣａＮｂＯ3、ＳｒＮｂＯ3、ＢａＮｂＯ3及びＬｉＮｂＯ3のようなニオブ酸塩、ＬｉＴａＯ3、ＢａＴａＯ3、ＳｒＴａＯ3、ＣａＴａＯ3及びＭｇＴａＯ3のようなタンタル酸塩などの各種誘電体を含んだ無機誘電体層１４ｂを形成することができる。
【００５１】
前駆体溶液に使用する溶媒としては、金属アルコキシドを高濃度，例えば０．５ｍｏｌ／Ｌ以上の濃度，で溶解し得る溶媒であれば特に種類に制限はない。前駆体溶液の溶媒としては、例えば、メタノールやエタノールのようなアルコール類やメチルエチルケトンやアセトンのようなケトン類などの有機溶媒を単独で使用してもよく、或いは、相溶性のある溶媒同士を組み合わせてなる混合溶媒を使用してもよい。
【００５２】
前駆体溶液に含まれる金属アルコキシドの加水分解は、例えば、低温，典型的には−３０℃乃至０℃、より典型的には−２０℃乃至０℃，で加水分解剤を添加して行なうことができる。この加水分解剤としては、例えば、無機酸、有機酸、水酸化物、及び有機アミン類のような酸またはアルカリの水溶液や水などを使用することができる。
【００５３】
加水分解処理後のエージング処理は、例えば、０℃乃至６０℃の温度で１時間乃至４８０時間，典型的には２０℃乃至６０℃の温度で２４時間乃至１６８時間，行なう。エージング処理することで、前駆体の組成に対応した組成を有する物質の結晶粒子を含む結晶性ゲルを得ることができる。なお、先の条件のもとで得られる結晶性ゲルにおいて、多くの結晶粒子は、５０ｎｍ以下の粒径を有している。
【００５４】
エージング処理の条件を調整することにより、結晶粒子がゲルに占める割合などを変更することができる。すなわち、結晶粒子と非晶質相との比を調整することができ、したがって、塗膜の焼結性（緻密化と粒成長）を制御することができる。例えば、結晶粒子がゲルに占める割合が高い場合、結晶粒子間には少量の非晶質相しか存在しないため、焼成時における結晶粒子の成長は大きくはない。それゆえ、この場合、比較的低温及び／または短時間で焼結させることができるとともに、より緻密な無機誘電体層１４ｂが得られる。他方、結晶粒子がゲルに占める割合が低い場合、結晶粒子間には多量の非晶質相が存在することとなるため、焼成時における結晶粒子の成長が大きい。それゆえ、結晶粒子を成長させるためのエネルギーが必要となる。したがって、この場合、通常、十分に焼結させるために、より高温及び／または長時間の焼成を行う。
【００５５】
無機誘電体層１４ｂを形成するための塗布液は、上記の通り、先の結晶性ゲルを所定の溶媒中に投入し、結晶粒子を溶媒中で略均一に分散させることにより得られる。なお、結晶性ゲルは、加水分解の条件によってはスラリー状或いは塊状となる場合がある。このような場合、例えば、生成した結晶性ゲルを塗布液の調製に使用する溶媒中に投入し、機械的粉砕或いは超音波を利用した粉砕を行ないながら結晶粒子を溶媒中に分散させる。
【００５６】
塗布液に使用する溶媒は、結晶性ゲルの種類に応じて適宜選択して用いることができる。この溶媒としては、例えば、メタノール及びエタノールのようなアルコール類やメチルエチルケトン及びアセトンのようなケトン類などの有機溶媒や水などを使用することができる。また、微粉砕による結晶粒子の分散を容易にするために、この溶媒には、例えば、ポリエチレンイミン及びポリビニルピロリドンのような高分子系の分散剤や、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムのような低分子系の分散剤などを添加することもできる。使用する分散剤の種類及び添加量は、結晶性ゲルの種類と塗布液に使用する溶媒の種類などに応じて適宜設定することができる。
【００５７】
導体層１１ａ上への塗膜の形成には、上記の通り、スピンコート法やスプレーコート法を利用することができる。また、この塗膜の形成には、ディップコート法などの他の溶液塗布法や電気泳動電着法などの方法も利用することができる。この塗膜の形成には、先の方法を単独で使用してもよく、或いは、組み合わせて使用してもよい。
【００５８】
導体層１１ａ上に形成した塗膜には、その焼成前に乾燥処理を施して、塗膜中の溶媒を除去する。この乾燥処理は、例えば、導体層１１ａ及びその上に形成した塗膜を、酸素ガス気流中、７０℃乃至２００℃で０．５時間乃至５時間放置することにより行う。
【００５９】
導体層１１ａ上に無機誘電体層１４ｂを形成するに際し、塗膜の形成及び乾燥は１回のみ行ってもよいが、通常、塗膜の形成及び乾燥を１回のみ行うことにより得られる無機誘電体層１４ｂは極めて薄い。したがって、典型的には、塗膜の形成及び乾燥は複数回行う。塗膜の形成及び乾燥を複数回行う場合、各塗膜の組成は同一であってもよく、或いは、異なっていてもよい。
【００６０】
上記の通り、先の方法では、塗膜を形成する前に塗布液中に結晶粒子を生じさせているため、焼成温度を比較的低温とすることができる。先の方法では、通常、焼成温度は、４５０℃以上であれば充分である。なお、焼成温度は、通常は１２００℃未満とし、典型的には８００℃以下とする。
【００６１】
上述したゾル−ゲル法により得られる無機誘電体層１４ｂには、他の方法で形成した無機誘電体層１４ｂには見られない特徴がある。
例えば、原料として金属アルコキシドを使用しているため、金属アルコキシドの加水分解及び縮合反応が完全に進行しない場合、無機誘電体層１４ｂからアルコキシ基やその分解生成物の存在を検出できることがある。したがって、無機誘電体層１４ｂの組成を調べることにより、その無機誘電体層１４ｂがゾル−ゲル法によって形成されたものであるか否かを判別できることがある。
【００６２】
また、塗膜を形成する前に塗布液中に結晶粒子を生じさせる方法では、焼成過程で結晶粒子の成長はあまり生じず、しかも、塗布液や焼成前の塗膜中における結晶粒子の多くは５０ｎｍ以下の粒径を有している。そのため、この方法で得られる無機誘電体層１４ｂでは、通常、結晶粒子の平均粒径は３０ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内となり、多くの場合、結晶粒子の粒径は３０ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内で分布する。
【００６３】
このように結晶粒子の粒径が小さな無機誘電体層１４ｂは、他の方法では得られない。例えば、樹脂と誘電体粉末との混合物を用いて無機誘電体層を形成する方法では、平均粒径が数百ｎｍ乃至数百μｍ程度の誘電体粉末を使用する。また、通常のゾル−ゲル法では、結晶粒子成長の殆んどは焼成過程で生じ且つ先の方法に比べてより高い温度で焼成を行うため、得られる無機誘電体層における結晶粒子の平均粒径は数百ｎｍ乃至数百μｍ程度となる。
【００６４】
したがって、無機誘電体層１４ｂに含まれる結晶粒子の平均粒径及び／または粒度分布から、その無機誘電体層１４ｂが先のゾル−ゲル法（塗膜を形成する前に塗布液中に結晶粒子を生じさせる方法）により形成したものであるか否かを判別することができる。
【００６５】
次に、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態は、導体パターン１２ｂの形成方法が異なること以外は、参考例と同様である。
【００６６】
図８乃至図１０は、本発明の第１の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図である。本実施形態では、以下に説明する方法により電子部品内蔵基板を製造する。
【００６７】
まず、図８に示すように、金属アルコキシド及び／またはその反応生成物と有機溶剤とを含有した塗布液を導体層１１ａ上に塗布し、それにより得られる塗膜１４ａを乾燥させる。この塗布及び乾燥は１回のみ行ってもよいが、通常は複数回繰り返す。また、ここでは、一例として、上記塗布液として、参考例で説明したもの（結晶粒子を生じさせた塗布液）を使用することとする。さらに、ここでは、導体層１１ａには、基材として利用可能な金属箔を使用することとする。
【００６８】
次に、図９に示すように、乾燥後の塗膜１４ａ上に、導電ペースト１２ｃを印刷する。ここでは、一例として、導電ペースト１２ｃとして銅ペーストを使用する。
【００６９】
次いで、塗膜１４ａ及び導電ペースト１２ｃを焼成する。これにより、図１０に示すように、無機誘電体層１４ｂ及び導体パターン１２ｂをそれぞれ得る。
【００７０】
以上のようにして図１０に示す積層体１０を形成する一方で、例えば、図４に示す積層体２０を形成する。その後、参考例において、図５乃至図７を参照しながら説明した工程を順次実施する。このようにして、図７に示す電子部品内蔵基板１を得る。
【００７１】
この方法によると、参考例で説明したのと同様の効果を得ることができる。また、この方法により得られる電子部品内蔵基板１には、無機誘電体層１４に参考例で説明した特徴が見られる。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、無機誘電体層１４を形成する際に導体層１１ａの無機誘電体層１４を形成する面の裏面を被覆層で被覆しておき、無機誘電体層１４を形成した後に導体層１１ａから被覆層を除去すること以外は、第１の実施形態と同様である。
【００７３】
図１１乃至図１４は、本発明の第２の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図である。本実施形態では、以下に説明する方法により電子部品内蔵基板を製造する。
【００７４】
まず、図１１に示すように、一方の主面が被覆層１５で被覆された導体層１１ａを準備する。次いで、被覆層１５の他方の主面に、第１の実施形態で説明したのと同様の方法により、無機誘電体層１４ｂ及び導体パターン１２ｂを形成する。
【００７５】
なお、ここでは、一例として、被覆層１５を、導体層１１ａとは材料が異なる第１被覆層１５１と、第１被覆層１５１とは材料が異なる第２被覆層１５２とで構成している。また、ここでは、一例として、導体層１１ａ及び第２被覆層１５２として厚さ１８μｍ程度の銅層を使用し、第１被覆層１５１として厚さ０．５μｍ乃至１μｍ程度のニッケル層を使用することとする。
【００７６】
以上のようにして図１１に示す積層体１０を形成する一方で、例えば、図４に示す積層体２０を形成する。その後、参考例において、図５を参照しながら説明した工程を実施する。すなわち、積層体１０と積層体２０とを、導体パターン１２ｂと導体パターン２２とが対向するように、接着剤層３０を介して貼り合わせる。これにより、図１２に示す構造を得る。
【００７７】
次に、図１３に示すように、エッチング法により、第１被覆層１５１から第２被覆層１５２を除去する。このエッチングには、第２被覆層１５２に対するエッチング速度が、第１被覆層１５１に対するエッチング速度よりも速いエッチャントを使用する。
【００７８】
続いて、図１４に示すように、エッチング法により、導体層１１ａから第１被覆層１５１を除去する。このエッチングには、第１被覆層１５１に対するエッチング速度が、導体層１１ａに対するエッチング速度よりも速いエッチャントを使用する。
【００７９】
その後、参考例において、図６及び図７を参照しながら説明した工程を順次実施する。以上のようにして、図７に示す電子部品内蔵基板１を得る。
【００８０】
この方法によると、参考例で説明したのと同様の効果を得ることができる。また、この方法により得られる電子部品内蔵基板１には、無機誘電体層１４に参考例で説明した特徴が見られる。
【００８１】
また、導体層１１ａの表面が酸化して酸化物層が生じた場合、それをエッチングにより除去すると、導体層１１ａの表面の平坦性は著しく低下する。これに対し、上記の方法によれば、無機誘電体層１４の形成は、導体層１１ａの無機誘電体層１４を形成する面の裏面を被覆層で被覆した状態で実施するため、無機誘電体層１４の形成工程において導体層１１ａの表面が酸化されることはない。しかも、導体層１１ａ及び第１被覆層１５１に十分に高いエッチング選択性が得られる材料を使用すれば、導体層１１ａから被覆層１５を除去するのに伴って導体層１１ａの表面が劣化することも防止することができる。したがって、この方法によると、導体パターン１１ｂの平坦性に優れた電子部品内蔵基板１を得ることができる。
【００８２】
さらに、この方法によれば、無機誘電体層１４を形成する基材としての役割は、導体層１１ａだけでなく被覆層１５にも担わせることができる。そのため、参考例及び第１の実施形態で説明した方法と比較して、導体層１１ａをより薄くすることができる。したがって、この方法によると、より薄型の電子部品内蔵基板１を得ることができる。
【００８３】
以上説明した第１及び第２の実施形態では、説明を簡略化するため、電子部品内蔵基板１に単純な構造を採用したが、より複雑な構造を採用することも可能である。
【００８４】
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板を概略的に示す断面図である。
【００８５】
図１５に示す電子部品内蔵基板１では、導体パターン１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの重複部とそれらの間に介在した無機誘電体層１４ｂとがコンデンサ５０を構成している。また、この電子部品内蔵基板１では、コンデンサ５０の上下に導体パターン２２を設けている。このように、電子部品内蔵基板１は多層基板とすることができる。
【００８６】
また、先の電子部品内蔵基板１には、さらなる変形が可能である。例えば、上記の電子部品内蔵基板１は、電子部品としてコンデンサのみを内蔵しているが、抵抗やインダクタなどの他の電子部品をさらに内蔵することもできる。また、上記の電子部品内蔵基板１は、さらに、半導体装置も内蔵することができる。
【００８７】
第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板１は、例えば、半導体チップや半導体パッケージの表面実装に使用するプリント配線板やインターポーザなどとして利用可能である。
【００８８】
図１６は、第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板をインターポーザとして用いた半導体パッケージを概略的に示す断面図である。また、図１７は、第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板をプリント配線板として用いた半導体モジュールを概略的に示す断面図である。
【００８９】
図１６に示す半導体パッケージ５では、第１乃至第３の実施形態の何れかに係る電子部品内蔵基板１をインターポーザとして用いており、半導体チップ２をフリップチップボンディングしている。なお、図中、参照符号３は金属バンプを示し、参照符号４はアンダーフィルなどの樹脂層を示している。
また、図１７に示す半導体モジュール７では、第１乃至第３の実施形態の何れかに係る電子部品内蔵基板１をプリント配線板として用いており、半導体チップ２や半導体パッケージ５を表面実装している。
【００９０】
このように、第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板１は、様々な用途に利用可能である。
【００９１】
【実施例】
（例１）
本例では、以下に説明する方法により、図７に示す電子部品内蔵基板１を作製した。
【００９２】
まず、室温のもと、Ｂａ（ＯＣ2Ｈ5）2、Ｓｒ（ＯＣ2Ｈ5）2、及びＴｉ（Ｏ−ｉＣ3Ｈ7）4を、１：１：２のモル比で含んだアルコール溶液を調製した。なお、ここでは、溶媒としてはメタノールと２−メトキシエタノールとを６：４の体積比で混合してなるものを使用し、溶液中のアルコキシド濃度は１．０ｍｏｌ／Ｌとした。
【００９３】
次に、この前駆体溶液を、０℃で水蒸気を用いて加水分解し、次いで５０℃で４８時間エージング処理した。これにより、多くが５０ｎｍ以下の粒径を有するチタン酸バリウムストロンチウムの結晶粒子を含んだ単相の結晶性ゲルを得た。
【００９４】
さらに、この結晶性ゲルを、２−メトキシエタノール中に投入し、超音波を用いて微粉砕しながら均一に分散させた。以上のようにして、薄膜形成用の塗布液を調製した。
【００９５】
この塗布液について、光散乱法により、塗布液中に分散している粒子の粒度分布を測定した。その結果、ほぼ８ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲内で分布しており、粗大粒子は存在していないことが確認できた。
【００９６】
次に、上記の塗布液を銅箔１１ａ上にスピンコートし、得られた塗膜を１５０℃の酸素気流中で０．５時間乾燥させた。この塗布と乾燥とを計５回繰り返した後、大気中、４５０℃の温度で１時間焼成した。このようにして、図１に示すように、無機誘電体層１４ｂとして、厚さ０．５μｍのチタン酸バリウムストロンチウム薄膜を形成した。
【００９７】
この無機誘電体層１４ｂについて透過電子顕微鏡を用いた観察を行った。その結果、この無機誘電体層１４ｂは主として結晶粒子で構成されており、それら粒子の粒径は３０ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内で分布していることを確認することができた。
【００９８】
次に、無機誘電体層１４ｂ上に、無電解めっき法により薄い銅層を形成した。続いて、電気めっき法により、上記銅層上に銅をさらに析出させた。このようにして、図２に示す銅層１２ａを得た。
【００９９】
次いで、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いて、この銅層１２ａをパターニングすることにより、図３に示す銅パターン１２ｂを形成した。なお、この銅パターン１２ｂは、キャパシタ１０の一方の電極及びそれらと同一面内に配置される配線に対応したパターンである。
【０１００】
上述した方法で図３の積層体１０を形成する一方で、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させてなるプリプレグ２１の一主面に設けられた銅層をパターニングし、配線パターンとして銅パターン２２を形成した。このようにして、図４に示す積層体２０を得た。
【０１０１】
その後、図５に示すように、積層体１０と積層体２０とを、それらの銅パターン１２ｂ，２２が向き合うように、接着剤層３０を介して貼り合せた。
【０１０２】
次に、図５の構造に対し、レーザを用いて貫通孔を形成した。続いて、図６に示すように、無電解めっき法及び電気めっき法により、貫通孔の側壁を銅層４０で被覆した。なお、この際、積層体２０の外面はドライフィルムフォトレジスト（以下、ドライフィルムという）で被覆しておいた。
【０１０３】
次いで、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いて、銅層１１ａをパターニングすることにより、図７に示す銅パターン１１ｂを得た。この銅パターン１１ｂは、キャパシタ１０の他方の電極及びそれらと同一面内に配置される配線や端子に対応したパターンである。
【０１０４】
以上の方法により、０．２５ｍｍ×０．２５ｍｍの寸法を有するコンデンサ５０を内蔵した電子素子内蔵基板１を得た。
【０１０５】
この電子素子内蔵基板１について、コンデンサ５０の容量を調べた。その結果、コンデンサ５０の容量は、平均で約５５ｐＦであり、ばらつきが極めて少ないことを確認することができた。
【０１０６】
（例２）
以下の塗布液を使用したこと以外は、例１で説明したのと同様の方法により、図７に示す電子素子内蔵基板１を作製した。
【０１０７】
すなわち、まず、室温のもと、Ｂａ（ＯＣ2Ｈ5）2及びＴｉ（Ｏ−ｉＣ3Ｈ7）4を、１：１のモル比で含んだアルコール溶液を調製した。なお、ここでは、溶媒としてはメタノールと２−メトキシエタノールとを６：４の体積比で混合してなるものを使用し、溶液中のアルコキシド濃度は１．０ｍｏｌ／Ｌとした。
【０１０８】
次に、この前駆体溶液を、０℃で水蒸気を用いて加水分解し、次いで２５℃で２４時間エージング処理した。これにより、多くが５０ｎｍ以下の粒径を有するチタン酸バリウムの結晶粒子を含んだ単相の結晶性ゲルを得た。
【０１０９】
さらに、この結晶性ゲルを、２−メトキシエタノール中に投入し、超音波を用いて微粉砕しながら均一に分散させた。以上のようにして、薄膜形成用の塗布液を調製した。
【０１１０】
この塗布液について、光散乱法により、塗布液中に分散している粒子の粒度分布を測定した。その結果、ほぼ８ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲内で分布しており、粗大粒子は存在していないことが確認できた。
【０１１１】
その後、この塗布液を用いたこと以外は実施例１で説明したのと同様の工程を順次実施した。このようにして、無機誘電体層１４ｂとして厚さ０．７μｍのチタン酸バリウム薄膜を備えた電子素子内蔵基板１を完成した。
【０１１２】
なお、本例でも、無機誘電体層１４ｂについて透過電子顕微鏡を用いた観察を行った。その結果、この無機誘電体層１４ｂは主として結晶粒子で構成されており、それら粒子の粒径は３０ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内で分布していることを確認することができた。
【０１１３】
また、この電子素子内蔵基板１について、コンデンサ５０の容量を調べた。その結果、コンデンサ５０の容量は、平均で約３０ｐＦであり、ばらつきが極めて少ないことを確認することができた。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、寸法が小さく且つ大容量のコンデンサを内蔵した電子部品内蔵基板、それを用いた半導体パッケージ、及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図２】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図３】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図４】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図５】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図６】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図７】 参考例に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図８】 本発明の第１の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図９】 本発明の第１の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１０】 本発明の第１の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１１】 本発明の第２の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１２】 本発明の第２の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１３】 本発明の第２の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１４】 本発明の第２の実施形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１５】 本発明の第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板を概略的に示す断面図。
【図１６】 第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板をインターポーザとして用いた半導体パッケージを概略的に示す断面図。
【図１７】 第１乃至第３の実施形態に係る電子部品内蔵基板をプリント配線板として用いた半導体モジュールを概略的に示す断面図。
【符号の説明】
１…電子部品内蔵基板、２…半導体チップ、３…金属バンプ、４…樹脂層、５…半導体パッケージ、７…半導体モジュール、１０…積層体、１１ａ…導体層、１１ｂ…導体パターン、１２ａ…導体層、１２ｂ…導体パターン、１２ｃ…導電ペースト、１３ｂ…導体パターン、塗膜１４ａ…、１４ｂ…無機誘電体層、１５…被覆層、２０…積層体、２１…樹脂基板、２２…導体パターン、３０…接着剤層、４０…接続用導体、５０…コンデンサ、１５１…第１被覆層、１５２…第２被覆層。
Claims (4)
- 樹脂基板とその一方の主面に設けられた積層体とを具備し、前記積層体は、前記樹脂基板の前記主面と対向した第１導体パターンと、前記樹脂基板と前記第１導体パターンとの間に介在した無機誘電体層と、前記樹脂基板と前記無機誘電体層との間に介在した第２導体パターンとを備えるとともに、その少なくとも一部はコンデンサを構成した電子部品内蔵基板の製造方法であって、
ゾル−ゲル法により第１導体層上に前記無機誘電体層を形成する工程と、
前記無機誘電体層と前記樹脂基板とをそれらの間に前記第２導体パターンを介在させて貼り合わせる工程と、
前記無機誘電体層と前記樹脂基板とを貼り合わせる工程の後に前記第１導体層をパターニングして前記第１導体パターンを形成する工程と
を含み、
前記無機誘電体層を形成する工程は、金属アルコキシドの加水分解生成物が縮合することによって生じる誘電体が結晶粒子として分散媒中に分散している分散液を前記第１導体層上に塗布し、それにより得られる塗膜を乾燥させ、乾燥後の前記塗膜の焼成に先立って前記乾燥後の塗膜上に導電性ペーストを印刷し、前記塗膜と前記導電性ペーストとを焼成して前記無機誘電体層と前記第２導体パターンとをそれぞれ形成することを含んだことを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法。 - 前記無機誘電体層を形成する工程において前記第１導体層の前記無機誘電体層を形成する面の裏面は前記第１導体層とは異なる材料からなる被覆層で被覆されており、
前記無機誘電体層を形成する工程の後に前記第１導体層から前記被覆層を除去する工程をさらに含んだことを特徴とする請求項１に記載の電子部品内蔵基板の製造方法。 - 前記分散液として、金属アルコキシドを含んだ前駆体溶液に−３０℃乃至０℃で加水分解剤を添加して前記金属アルコキシドを加水分解させ、次いで、加水分解処理後の前記前駆体溶液を０℃乃至６０℃の温度で１時間乃至４８０時間のエージング処理に供することによってゲルを生成し、前記ゲルを溶媒中に投入して前記ゲルが含んでいる結晶粒子を前記溶媒中に分散させることにより得られたものを使用することを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品内蔵基板の製造方法。
- 前記塗膜と前記導電性ペーストとを４５０℃乃至８００℃の焼成温度で焼成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電子部品内蔵基板の製造方法。
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