專利名稱：印刷布線基板構(gòu)造及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電容內(nèi)置式的印刷布線基板構(gòu)造及其制造方法，特別涉及電氣特性、高密度化良好的印刷布線基板構(gòu)造及其制造方法。
以往，電容和電阻這樣的無源電子部件通過釬焊封裝而與印刷電路板連接，但鑒于上述方面，近年來，已經(jīng)提出將介電常數(shù)高的材料用于印刷電路板的層間絕緣膜的層間電容和局部填充介電常數(shù)高的材料來用作層間電容的方法(例如，(日本)特開2001-15928號(hào)公報(bào)和特開平9-116247號(hào)公報(bào))。
但是，前者在層間使用的絕緣層的介電常數(shù)固定，所以在需要不同的電容值的情況下，需要用面積進(jìn)行調(diào)整，就設(shè)計(jì)的自由度和高密度化來說，是不好的方法，因此一般只不過作為用大面積不大要求精度的用于降低噪聲的電容。
在后者的處理中，如上述兩個(gè)公報(bào)中所披露的那樣，在由介電常數(shù)低的材料組成的層中，用CO2激光或光致(photo)來形成需要容量的面積的開口部，在該開口部中填充介電常數(shù)高的材料來形成局部的電容。
但是，在該情況下，因介電常數(shù)高的材料固化時(shí)的固化收縮和熱膨脹率的不同，在介電常數(shù)低的材料和介電常數(shù)高的材料的界面上產(chǎn)生間隙，存在導(dǎo)電體潛入在該間隙中使下部電極和上部電極短路而不具有電容功能這樣的問題和缺乏可靠性的課題。這種情況下，作為實(shí)現(xiàn)低電介質(zhì)層和高電介質(zhì)層的界面的粘結(jié)力的方法，還有使用干式加工法(濺射等)來形成電介質(zhì)層的方法，但不利于生產(chǎn)率和成本。
方案1中規(guī)定的發(fā)明是一種印刷布線基板構(gòu)造的制造方法，其特征在于包括在基板上，在待形成電容元件的部分構(gòu)圖形成下部電極的工序；在與所述下部電極對(duì)應(yīng)的位置有選擇地形成由介電常數(shù)高的膏材料構(gòu)成的電容絕緣層的工序；包含所述電容絕緣層并在所述基板的整個(gè)表面上形成介電常數(shù)低的層間絕緣膜的工序；將所述層間絕緣膜的表面研磨平坦并使所述電容絕緣層露出的工序；以及通過在所述電容絕緣層的表面上構(gòu)圖形成上部電極來形成電容元件的工序。
由此，機(jī)械強(qiáng)度高、價(jià)格便宜，而且還可提高可靠性、電容精度。
這種情況下，例如在方案2中規(guī)定的那樣，最好在所述下部電極的周圍，以包圍該下部電極來形成用于阻止由所述介電常數(shù)高的膏材料構(gòu)成的電容絕緣層的流出的擋料圈圖形。
由此，可以通過擋料圈圖形阻止電容絕緣層的流出，能夠進(jìn)一步提高電容精度。
此外，例如在方案3中規(guī)定的那樣，最好在形成所述上部電極時(shí)，在所述基板的整個(gè)表面上通過Ni合金-銅來構(gòu)圖形成襯底膜，在殘留待形成薄膜電阻部分的襯底膜的狀態(tài)下構(gòu)圖形成所述上部電極，然后，通過有僅選擇地腐蝕待形成薄膜電阻部分的襯底膜的銅來形成由Ni合金構(gòu)成的薄膜電阻。
方案4的發(fā)明是通過上述發(fā)明方法制造出的印刷布線基板構(gòu)造。
圖2是表示下部電極和擋料圈圖形的位置關(guān)系的平面圖。
圖3是說明擋料圈圖形的作用的剖面圖。
圖4是表示同時(shí)形成電容元件和薄膜電阻時(shí)的工序的工序圖。


圖1是表示本發(fā)明的印刷布線基板構(gòu)造的制造方法的工序圖，圖2是表示下部電極和擋料圈圖形的位置關(guān)系的平面圖，圖3是說明擋料圈圖形的作用的剖面圖。
首先，本發(fā)明在印刷布線基板構(gòu)造的制造方法中包括在基板上，在待形成電容元件的部分構(gòu)圖形成下部電極的工序；在與下部電極對(duì)應(yīng)的位置有選擇地形成由介電常數(shù)高的膏材料構(gòu)成的電容絕緣層的工序；包含電容絕緣層并在基板的整個(gè)表面上形成介電常數(shù)低的層間絕緣膜的工序；將層間絕緣膜的表面研磨平坦并使電容絕緣層露出的工序；以及通過在電容絕緣層的表面上構(gòu)圖形成上部電極來形成電容元件的工序。
這里，對(duì)于由介電常數(shù)低的層間絕緣膜和介電常數(shù)高的膏材料組成的電容絕緣層之間的粘結(jié)力不足、間隙來說，通過印刷介電常數(shù)高的材料，然后層積低介電常數(shù)絕緣膜以覆蓋介電常數(shù)高的材料，可以改善成為至今課題的粘結(jié)力。通過在介電常數(shù)高的膏材料上層積介電常數(shù)低的層間絕緣膜，對(duì)于產(chǎn)生的彎曲和凹凸，最好在壓力和溫度、多級(jí)沖壓等的層積(或?qū)訅?條件下盡量平坦。此外，使用調(diào)平性良好的拋光輪(buff)，使介電常數(shù)高的膏材料露出，并且在達(dá)到需要的電容值前，將介電常數(shù)低的層間絕緣膜和介電常數(shù)高的電容絕緣層一起研磨，通過控制厚度可以降低電容值的偏差。
此外，如果是包含薄膜電阻的圖形構(gòu)造，則應(yīng)用上述使用的拋光輪的表面粗糙度，可以獲得與該粗糙度一致的薄片電阻。
此外，通過印刷比下部電極大的介電常數(shù)高的膏材料，印刷塌邊(角)造成的周圍厚度薄，所以可以抑制電容值的偏差。此外，在內(nèi)層圖形形成時(shí)，如果預(yù)先形成用于防止在下部電極的周圍流出介電常數(shù)高的膏材料的擋料圈圖形，則可以控制膏材料的厚度。
而且，通過將膏材料印刷成圓形來使印刷形狀均勻，并且與長(zhǎng)方形狀相比，對(duì)于由應(yīng)力集中所造成的研磨時(shí)的膏材料欠缺或間隙也有利。
通過以上處理，可以提供價(jià)格便宜、并且可靠性、電容量精度良好的電容元件內(nèi)置式的印刷布線基板構(gòu)造。
下面，參照?qǐng)D1至圖3來說明具體的制造方法。
首先，在圖1(A)中，印刷布線基板2例如由玻璃環(huán)氧樹脂組成的層積板、或單一的絕緣性板構(gòu)成，在其表面上，通過構(gòu)圖腐蝕形成例如由銅膜構(gòu)成的規(guī)定的內(nèi)層圖形4。然后，在上表面?zhèn)?，在待形成電容元件的部分作為?nèi)層圖形以如圖2所示的圓形狀來形成下部電極4a，形成環(huán)狀的擋料圈圖形4b來包圍該下部電極4a的周圍。
在圖1中，說明了在印刷布線基板的兩側(cè)面上形成內(nèi)層圖形4的情況，但也可以僅在一個(gè)表面上形成內(nèi)層圖形。
在這些各內(nèi)層圖形4的表面上，為了提高與后工序中層積的樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度，例如使用メツク社制的CZ-8100(商品名)等實(shí)施微腐蝕，進(jìn)行表面粗糙化。
接著，如圖1(B)所示，在與上述下部電極4a對(duì)應(yīng)的位置上有選擇地形成由介電常數(shù)高的膏材料構(gòu)成的電容絕緣層6。該形成方法使用例如180目濾網(wǎng)，印刷30μm厚度的含有鈦酸鋇等的介電常數(shù)高的填料的介電常數(shù)高的膏材料，通過完全固化而形成。此時(shí)的電容絕緣層6的形狀是圓形，其直徑例如為0.3～0.5mm左右。此外，這里設(shè)置防止流出的擋料圈圖形4b，所以如圖3放大所示，也可以使用低粘度(低觸變性)的膏材料，所以也可以通過分配器供給膏材料。再有，在不擔(dān)心流出膏材料的情況下，當(dāng)然也可以不設(shè)置該擋料圈圖形4b。
接著，如圖1(C)所示，在包含上述電容絕緣層6的該印刷布線基板2的整個(gè)表面上形成介電常數(shù)低的層間絕緣膜8。這里，在基板2的下表面?zhèn)纫残纬蓪娱g絕緣膜8。
作為該層間絕緣膜8，在整個(gè)表面上層積厚度例如40μm左右的例如環(huán)氧樹脂或聚烯樹脂等。此時(shí)，也可以按2步?jīng)_壓進(jìn)行平坦化等。
接著，如圖1(D)所示，將上述層間絕緣膜8的表面研磨平坦，使上述電容絕緣層6露出。這種情況下，在研磨中使用非織布拋光輪(例ジヤブロ社的サ一フエイス 800M)10，同時(shí)研磨層間絕緣膜8和露出后的電容絕緣層6，設(shè)定為所需的電容量的厚度。再有，按照需要，也可研磨基板2的下表面?zhèn)鹊膶娱g絕緣膜8。
接著，如圖1(E)所示，對(duì)應(yīng)于內(nèi)層圖形4的必要的場(chǎng)所，使用CO2激光或鉆頭等來形成層間連接的暗通孔(blind via hole)12。此外，在必要的情況下，形成貫通孔。
接著，如圖1(F)所示，為了對(duì)層間絕緣膜8的表面和電容絕緣層6的表面進(jìn)行激活和微腐蝕，用氬和氧等進(jìn)行等離子體腐蝕。這種情況下，也可以由樹脂材料通過高錳酸鉀等濕式處理來進(jìn)行表面粗糙化。
接著，如圖1(G)所示，在上述表面激活或粗糙化后的層間絕緣膜8的表面及電容絕緣層6的表面上，以無電解電鍍或?yàn)R射法來形成鎳或鎳合金的導(dǎo)電體，而且在其上實(shí)施電鍍銅，將襯底膜13形成在整個(gè)表面上。
接著，如圖1(H)所示，對(duì)應(yīng)于包含上述下部電極4a的內(nèi)層圖形4，構(gòu)圖形成外層圖形14。在該外層圖形14中還包含上部電極14a。由此形成電容元件16。此時(shí)，上述襯底膜13也一起進(jìn)行構(gòu)圖。
在該外層及襯底膜13的構(gòu)圖中，可以使用干膜抗蝕劑和ED抗蝕劑，用氯化銅溶液進(jìn)行圖形形成。
然后，按照需要，進(jìn)行釬焊焊盤用的焊料抗蝕劑和絲網(wǎng)印刷、表面處理(鍍金和耐熱焊劑等)。
在上述實(shí)施例中，通過實(shí)例說明了僅形成電容元件的情況，但在此基礎(chǔ)上，也可以同時(shí)形成薄膜電阻。
圖4表示同時(shí)形成電容元件和薄膜電阻時(shí)的工序圖。
在圖1(A)～圖1(G)相同地進(jìn)行，取代圖1(H)而進(jìn)行圖4所示的工序。即，如圖1(G)所示，如果形成了由Ni合金-銅組成的襯底膜13，則在殘留待形成薄膜電阻部分的襯底膜的狀態(tài)下形成包含上部電極14a的外層圖形14。然后，通過使用了部分抗蝕劑的局部腐蝕，通過腐蝕僅除去待形成上述薄膜電阻部分的襯底膜13的銅，由此可以形成由Ni合金組成的薄膜電阻18。
再有，在附圖示例中，通過實(shí)例說明了將電容元件16和薄膜電阻18分別形成在單面?zhèn)鹊那闆r，但不用說，也可以將它們分別形成在兩面?zhèn)取?br> 如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的印刷布線基板構(gòu)造及其制造方法，可以發(fā)揮以下的良好作用效果。
根據(jù)本發(fā)明，機(jī)械強(qiáng)度高、價(jià)格便宜，而且還可提高可靠性、電容精度。
此外，如果形成擋料圈圖形，則通過該擋料圈圖形可以阻止電容絕緣層的流出，能夠進(jìn)一步提高電容精度。
權(quán)利要求
1.一種印刷布線基板構(gòu)造的制造方法，其特征在于包括在基板上，在待形成電容元件的部分構(gòu)圖形成下部電極的工序；在與所述下部電極對(duì)應(yīng)的位置有選擇地形成由介電常數(shù)高的膏材料構(gòu)成的電容絕緣層的工序；包含所述電容絕緣層并在所述基板的整個(gè)表面上形成介電常數(shù)低的層間絕緣膜的工序；將所述層間絕緣膜的表面研磨平坦并使所述電容絕緣層露出的工序；以及通過在所述電容絕緣層的表面上構(gòu)圖形成上部電極來形成電容元件的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的印刷布線基板構(gòu)造的制造方法，其特征在于，在所述下部電極的周圍，以包圍該下部電極來形成用于阻止由所述介電常數(shù)高的膏材料構(gòu)成的電容絕緣層的流出的擋料圈圖形。
3.如權(quán)利要求1或2所述的印刷布線基板構(gòu)造的制造方法，其特征在于，在形成所述上部電極時(shí)，在所述基板的整個(gè)表面上通過Ni合金-銅來構(gòu)圖形成襯底膜，在殘留待形成薄膜電阻部分的襯底膜的狀態(tài)下構(gòu)圖形成所述上部電極，然后，通過有選擇地腐蝕待形成薄膜電阻部分的襯底膜的銅來形成由Ni合金構(gòu)成的薄膜電阻。
4.一種印刷布線基板構(gòu)造，由權(quán)利要求1至3的任何一項(xiàng)所述的方法所形成。
全文摘要
提供機(jī)械強(qiáng)度高、價(jià)格便宜、并且可靠性、電容精度高的印刷布線基板構(gòu)造。在印刷布線基板構(gòu)造的制造方法中，其特征在于包括在基板(2)上，在待形成電容元件(16)的部分構(gòu)圖形成下部電極(4a)的工序；在與所述下部電極對(duì)應(yīng)的位置有選擇地形成由介電常數(shù)高的膏材料構(gòu)成的電容絕緣層(6)的工序；在包含所述電容絕緣層并在所述基板的整個(gè)表面上形成介電常數(shù)低的層間絕緣膜(8)的工序；將所述層間絕緣膜的表面研磨平坦并使所述電容絕緣層露出的工序；以及通過在所述電容絕緣層的表面上構(gòu)圖形成上部電極來形成電容元件的工序。由此，機(jī)械強(qiáng)度高，價(jià)格便宜，而且還提高可靠性、電容精度。
文檔編號(hào)H05K3/46GK1411330SQ0212859
公開日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2002年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月1日
發(fā)明者神山孝一, 吉水久典, 道脅茂 申請(qǐng)人:日本勝利株式會(huì)社