JP2002111219A

JP2002111219A - 電気素子内蔵型配線基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002111219A
Application number: JP2000294746A
Authority: JP
Inventors: Koyo Hiramatsu; 幸洋平松; Katsura Hayashi; 桂林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2002-04-12
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: JP4610067B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、絶縁基板の内部にコンデンサなどの
電気素子を内蔵して成る配線基板において、内蔵された
電気素子と配線基板に設けられた配線回路層との接続信
頼性に優れた電気素子内蔵型配線基板を得ることを目的
とする【解決手段】少なくとも熱硬化性樹脂を含有する絶縁基
板７と、該絶縁基板７の表面および／または内部に形成
された配線回路層９ａ、９ｂ、９ｃと、前記絶縁基板７
内部に形成され、金属粉末が充填されてなるビアホール
導体１１とを具備する配線基板Ａ内に、電気素子１５を
内蔵した電気素子内蔵型配線基板において、電気素子１
５が、電気素子本体１９と、該電気素子本体１９の一部
に設けられ、前記ビアホール導体１１と直接的に接続さ
れる外部電極１７ａ、１７ｂを具備するとともに、前記
電気素子本体１９の表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以上
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁基板の内部に
コンデンサなどの電気素子を内蔵することにより、ＬＳ
Ｉチップなどの能動素子を表面に実装可能であり、配線
基板の機能性を高め、小型、高密度化できる電気素子内
蔵型配線基板とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、携帯電話を始めとする携帯情報端末
の発達やコンピューターを持ち運んで操作するいわゆる
モバイルコンピューティングの普及によって、電子機器
の小型化がますます進んでおり、回路部品の高密度、高
機能化に対応した配線基板が要求されている。このよう
な配線基板としては、例えば、特開平１１−２２０２６
２号公報に開示されているようなものが知られている。

【０００３】この公報に開示された配線基板では、無機
フィラーと未硬化の熱硬化性樹脂とを含む混合物からな
る絶縁シートの内部にビアホール導体を、また、該絶縁
シートの主面に配線回路層を形成し、さらに、該配線シ
ート上に電気素子を実装して形成した配線シートを複数
積層した後、硬化することによって電気素子内蔵型配線
基板を作製することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１１−２２０２６２号公報では、半導体素子やチッ
プ状の電気素子を配線基板に内蔵する場合、配線回路層
やビアホール導体を形成した単層の配線シートに、はん
だや導電性接着剤を用いて実装するため、未硬化の絶縁
シートを高温で加熱する必要があり、熱による絶縁シー
トの収縮や変形が生じるという問題があった。

【０００５】一方、前記絶縁シートの収縮や変形が発生
しないような低い温度において、前記電気素子を前記配
線シートに実装した場合、その後のホットプレスによる
積層硬化において、前記電気素子がビアホール導体や配
線パターンの接続箇所からずれ、内蔵した電気素子と配
線基板の配線回路層との導通が得られなくなり、インダ
クタンスが大きくなるという問題があった。

【０００６】従って、本発明は、絶縁基板の内部にコン
デンサなどの電気素子を内蔵して成る配線基板におい
て、ずれに基づくインダクタンスの増大を防止し、内蔵
された電気素子と配線基板に設けられた配線回路層との
接続信頼性に優れた電気素子内蔵型配線基板と、それを
製造する方法を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電気素子内蔵型
配線基板は、少なくとも熱硬化性樹脂を含有する絶縁基
板と、該絶縁基板の表面および／または内部に形成され
た配線回路層と、前記絶縁基板内部に形成され、金属粉
末が充填されてなるビアホール導体とを具備する配線基
板内に、電気素子を内蔵した電気素子内蔵型配線基板に
おいて、前記電気素子が、電気素子本体と、該電気素子
本体の一部に設けられ、前記ビアホール導体と直接的に
接続される外部電極を具備するとともに、前記電気素子
本体の表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以上であることを
特徴とするものである。

【０００８】このような構成によれば、配線基板内に内
蔵される前記電気素子が、ホットプレス等による積層硬
化において、ビアホール導体や配線パターンとの接続箇
所からのずれを抑えることができ、内蔵した電気素子と
配線基板の絶縁層との密着性を高めるとともに、前記電
気素子と配線回路層との接続信頼性を高めることができ
る。

【０００９】上記電気素子内蔵型配線基板では、電気素
子本体が、セラミック質からなり、その表面が焼き上げ
面からなることが望ましい。電気素子の表面に、例え
ば、誘電体セラミックスが焼結して形成された略球状の
セラミック粒子からなる凹凸や開気孔が形成されていれ
ば、内蔵する電気素子の表面粗さをより大きくすること
ができ、熱硬化性樹脂による電気素子表面へのアンカー
効果を高めることができる。

【００１０】上記電気素子内蔵型配線基板では、前記外
部電極が前記電気素子本体の少なくとも端面に形成され
ており、前記電気素子本体を含めた前記外部電極形成部
の厚さが外部電極非形成部の厚さよりも５μｍ以上厚い
ことが望ましい。このような構成によれば、電気素子本
体に部分的に形成された外部電極のために、電気素子の
表面に自ずと外部電極による凹凸が形成され、電気素子
の外部電極が、絶縁層に埋入し、前記電気素子のずれを
抑えることができる。

【００１１】さらに、外部電極が電気素子本体よりも凸
状を形成しているために、配線回路層との接続を強める
と同時に、配線基板のビアホール導体の直上に電気素子
の外部電極を配置した場合、ビアホール導体との接合並
びにビアホール導体自体の充填密度を高め、ビアホール
導体の導電性を高めることができる。

【００１２】上記電気素子内蔵型配線基板では、電気素
子が複数の正外部電極と複数の負外部電極とを有する積
層セラミックコンデンサであることが望ましい。例え
ば、電気素子として、多端子の積層セラミックコンデン
サを内蔵することにより、高容量、低インダクタンスの
特性を容易に配線基板に付与することができ、デカップ
リング機能を高めることができる。

【００１３】上記電気素子内蔵型配線基板では、絶縁基
板が、粒状あるいは繊維状フィラーを含有することが望
ましい。絶縁層中に粒状あるいは繊維状フィラーを含有
することにより、絶縁層の弾性率を高め、熱膨張係数を
低くできる。また、熱硬化性樹脂は、その高いガラス転
移温度のために、高温での処理を伴う他の電気素子の表
面実装や信頼性評価においても、高い寸法安定性を有す
ることができる。

【００１４】加えて、粒状あるいは繊維状フィラーを、
熱硬化性樹脂中に含むことにより、熱硬化性樹脂の粘性
流動に伴う絶縁層の横方向のずれを抑制できる。

【００１５】本発明の電気素子内蔵型配線基板の製造方
法は、未硬化の熱硬化性樹脂を含有する複数の絶縁シー
トの一部に所定の電気素子を内蔵するための空隙を加工
する工程と、前記絶縁シートに配線回路層およびビアホ
ール導体を形成する工程と、表面粗さ０．５μｍ以上の
電気素子本体と外部電極を具備する電気素子を前記絶縁
シートの空隙に配置して他の絶縁シートとともに複数積
層した仮積層体を形成する工程と、前記仮積層体を前記
未硬化の熱硬化性樹脂が溶融する温度において加熱加圧
する工程と、熱硬化性樹脂が完全に硬化する温度で加熱
加圧する工程とを含む製造である。

【００１６】この製法によれば、先ず、絶縁層中の前記
熱硬化性樹脂の溶融温度範囲において加熱加圧すること
により、前記電気素子の表面に形成された凹凸部に充分
に熱硬化性樹脂を浸入させることができ、次に、溶融加
圧温度よりも高い温度において、再度加熱加圧して熱硬
化性樹脂を硬化することにより、電気素子の表面に形成
された凹凸部と、熱硬化性樹脂との間で強固なアンカー
を形成し、電気素子と絶縁層との接着強度を高め、電気
素子を内蔵した配線基板を一括で積層硬化する場合に前
記電気素子の外部電極と配線基板の配線回路層とのずれ
を防止することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】（配線基板）本発明の配線基板の
一形態について、図１の概略断面図をもとに詳細に説明
する。本発明の配線基板Ａは、絶縁層１、３、５を３層
積層して構成された絶縁基板７の両表面に配線回路層９
ａ、９ｂを形成して構成されている。また、絶縁層１と
絶縁層３との間、および絶縁層１と絶縁層５の間には、
配線回路層９ｃが形成され、これらの絶縁層１、３、５
には、その厚み方向に金属粉末を充填されてなるビアホ
ール導体１１が形成されている。

【００１８】ビアホール導体１１は、絶縁基板７の表面
の配線回路層９ａ、９ｂと、絶縁基板７の内部の配線回
路層９ｃを電気的に接続し、さらに、絶縁基板７の両表
面の配線回路層９ａ、９ｂを電気的に接続している。

【００１９】絶縁層１には、キャビティ１３が形成され
ており、その内部には、電気素子１５が収容され埋設さ
れている。これらの絶縁層１、３、５は、１層当りの厚
みが、５０〜１５０μｍ程度であって、内蔵する電気素
子１５の大きさに応じて適宜所定の厚みに積層形成され
ている。

【００２０】絶縁層１中に内蔵される電気素子１５は、
配線基板中のビアホール導体１１と、直接接続できるこ
とから、端部に外部電極を具備するものが好適である。
特に、小型であるという理由から、積層型コンデンサが
好ましい。

【００２１】これらの電気素子１５は、キャビティ１３
の上下面の絶縁層３、５に狭持され、前記電気素子１５
の端部に形成された外部電極１７ａ、１７ｂを介して、
ビアホール導体１１と接続され、絶縁基板７の表面の配
線回路層９ａ、９ｂと電気的に接続されている。

【００２２】（絶縁層材料）本発明の配線基板Ａにおけ
る絶縁基板７の材質としては、焼成工程を必要としない
有機樹脂を含有する。絶縁層１、３、５の熱膨脹係数や
弾性率を容易に調整する上で、無機質の粒状フィラーと
有機樹脂からなる絶縁材料が、また、絶縁層１、３、５
の機械的強度を高める上で、例えば、ガラス繊維やアラ
ミド繊維などの繊維状フィラーと有機樹脂からなる絶縁
材料が望ましい。

【００２３】また、無機フィラーは、例えば、Ｓｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＢａＴｉＯ₃の群から選ばれる少なくと
も１種を好適に用いることができる。無機フィラーとし
て、ＳｉＯ₂を用いた場合は絶縁層の比誘電率を小さく
することができる。また、無機フィラーとして、Ａｌ₂
Ｏ₃を用いた場合には配線基板の熱伝導率を高めること
ができる。無機フィラーとして、ＢａＴｉＯ₃を用いた
場合には絶縁層の比誘電率を高めることができる。特
に、電子機器の小型化、高性能化を目的として、高速伝
送を行うためには、低誘電率のＳｉＯ₂を用いることが
望ましい。

【００２４】また、絶縁層１、３、５の少なくとも１層
を、無機フィラーの代わりにガラス繊維やアラミド繊維
を含有したいわゆるプリプレグを使用することもでき
る。

【００２５】上記の絶縁層１、３、５に含まれる熱硬化
性樹脂としては、ポリフェニレンエーテル（ＡＰＰＥ）
系樹脂、エポキシ系樹脂およびシアネート系樹脂の群か
ら選ばれる少なくとも１種が好ましい。ＡＰＰＥ系樹脂
は比誘電率が低く、誘電損失が低く、吸水率が低く、さ
らに、ガラス転移点が高いために、高耐熱性であること
から、特に好ましい。さらに、混合物はフィラーとのぬ
れ性を改善するために、分散剤やカップリング剤を含ん
でもよい。

【００２６】（電気素子）電気素子１５は、電気素子本
体１９と、少なくとも端面に外部電極１７ａ、１７ｂと
を具備するものであり、例えば、図２（ａ）に示すよう
な積層セラミックコンデンサを用いることができる。こ
の電気素子本体１９は、内部電極層２１ａ、２１ｂと誘
電体層２３とを交互に積層して構成されている。

【００２７】焼結したセラミック質材料で構成される電
気素子本体１９の表面粗さ（Ｒａ）は、セラミックの素
原料の粒子径や焼結による粒子成長度によって、前記表
面粗さ（Ｒａ）を制御することができ、その表面粗さ
（Ｒａ）は、絶縁層１、３、５に用いている熱硬化性樹
脂の浸入によるアンカー効果を高めるために、０．５μ
ｍ以上が重要である。一方、表面粗さ（Ｒａ）が０．５
μｍより小さいと、熱硬化性樹脂の侵入によるアンカー
効果が低下してしまう。そして、電気素子１５と絶縁層
１、３、５との密着性をさらに高め、同時に、電気素子
本体１９に対する外部電極１７ａ、１７ｂの接合力を高
め、外部電極１７ａ、１７ｂの導電性を高める上で、特
に、０．８〜３μｍが望ましい。

【００２８】このような表面粗さ（Ｒａ）を有する電気
素子本体１９は、例えば、図３（ａ）に示すように、セ
ラミック本体をセラミック粉末を焼成した焼き上げ面に
よって形成される観察面の長軸径が０．１〜１μｍの略
球状粒子２６からなる凹凸面によって構成される。或い
は、セラミックからなる電気素子本体１９を研磨によっ
て、図３（ｂ）に示しているように、最大径が１〜３μ
ｍの開気孔２８が形成されたセラミック焼結体の表面に
よって構成することもできる。

【００２９】本発明によれば、このような電気素子１５
において、電気素子本体１９に外部電極１７ａ、１７ｂ
を形成していない外部電極非形成部の厚さをｔ１、一
方、電気素子本体１９外部電極形成部の厚さをｔ２とし
た場合、ｔ１＜ｔ２であることが望ましく、特に、ｔ１
とｔ２の差が５μｍ以上であれば、電気素子１５の外部
電極１７ａ、１７ｂが絶縁層１、３、５に埋入し、電気
素子１５のずれを効果的に抑えることができる。

【００３０】この外部電極１７ａ、１７ｂは、例えば、
下地金属として、平均粒子径が０．５〜３μｍの略球状
粒子の金属やガラス成分を混合して調製したペーストを
使用しているために、下地金属からなる外部電極１７
ａ、１７ｂの表面粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以上であ
る。この外部電極には、さらに、配線基板に形成してい
るビアホール導体に用いている金属の種類によって、例
えば、順にＮｉメッキ層、Ｓｎメッキ層もしくはＳｎ−
Ｐｂ合金メッキ層を形成することも可能である。

【００３１】このようにして構成された配線基板Ａの上
面には、半導体素子２９がハンダ３１により、絶縁基板
７の上面の配線回路層９ａに接続されている。

【００３２】尚、本発明では、絶縁基板７内に電気素子
１５を内蔵した例について説明したが、配線基板Ａの表
層に電気素子１５を挿入できる凹部を設け、電気素子１
５を内蔵しない場合であってもよい。その場合、その電
気素子１５が絶縁層と接する下面の表面粗さ（Ｒａ）を
０．５μｍ以上とすれば良い。

【００３３】また、電気素子１５としてコンデンサを用
いたが、コンデンサ以外のインダクタ、ＬＣ部品等を内
蔵してもよい。

【００３４】次に、本発明の配線基板Ａに内蔵される本
体の表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以上の電気素子１５
として、積層セラミックコンデンサを例にして、その製
法を説明する。

【００３５】先ず、誘電体層２３となる厚さ１．５〜１
２μｍの誘電体グリーンシートを、スリップキャスト法
を用いて作製する。誘電体材料としては、具体的には、
ＢａＴｉＯ₃−ＭｎＯ−ＭｇＯ−Ｙ₂Ｏ₃等の誘電体粉末
と焼結助剤が好適に使用でき、主原料のＢａＴｉＯ₃粉
末の合成法は粒度分布が狭く、結晶性が高いという理由
から水熱合成法が望ましい。そして、ＢａＴｉＯ₃粉末
の平均粒子径は０．２〜０．５μｍが好ましい。

【００３６】また、この誘電体層のセラミックグリーン
シートの厚みは、１２μｍ以下が好ましく、特に、小
型、大容量化という理由から２．５〜４．５μｍの範囲
が望ましい。

【００３７】次に、この誘電体層のセラミックグリーン
シートの表面に、スクリーン印刷法などにより内部電極
パターンを形成する。内部電極パターンの厚みは、コン
デンサの小型、高信頼性化という点から２．４μｍ以
下、特には０．６〜１．２μｍの範囲であることが望ま
しい。

【００３８】そして、内部電極パターンが形成された誘
電体層のセラミックグリーンシートを複数枚積層圧着し
た後、粗さ０．５〜１μｍのダイヤモンド砥粒をコート
したダイシングソーを用いて切断し、電子部品本体成形
体を得る。

【００３９】次に、この電気素子本体成形体を大気中２
５０〜３００℃または酸素分圧０．１〜１Ｐａの低酸素
雰囲気中５００〜８００℃で脱バイした後、非酸化性雰
囲気で１１００〜１３００℃で２〜３時間焼成し、電気
素子本体１９を作製する。

【００４０】さらに、所望の誘電特性を得るために、酸
素分圧が０．１〜１０^-4Ｐａ程度の低酸素分圧下、９０
０〜１１００℃で３〜１０時間熱処理を施すこともあ
る。

【００４１】ここで、必要によっては、得られた電気素
子本体１９を平均粒子径０．５〜３ｍｍのアルミナボー
ルを用いて、ボールミリング方式のバレル研磨機によ
り、電気素子本体１９の表面の研磨を行う。研磨の程度
は、アルミナボールの粒子径と研磨時間によって調整す
ることができる。

【００４２】最後に、得られた電気素子本体１９に対
し、各端面に非金属あるいは貴金属ペーストを塗布し、
６００〜９００℃の温度で焼き付けを行い、内部電極層
２１ａ、２１ｂと電気的に接続された外部電極１７ａ、
１７ｂを形成して積層セラミックコンデンサを作製す
る。さらに、Ｎｉ／Ｓｎメッキを行うこともできる。

【００４３】上記の製法によれば、電気素子本体１９の
表面粗さ（Ｒａ）は、特に、焼き上げ面によって構成す
る場合は、原料の粒子径と焼成条件によって制御でき、
研磨面によって構成する場合は、バレル研磨に用いるア
ルミナボール径と研磨時間によって制御できる。

【００４４】（製法）次に、本発明の電気素子を内蔵し
て配線基板の製造方法について説明する。

【００４５】先ず、絶縁層形成用として、ポリフェニレ
ンエーテル系樹脂、エポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂
と、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などの不定形の無機質フィラー
との混合材料からなる厚さ８０〜１５０μｍの未硬化状
態の絶縁シートをドクターブレード法により作製する。

【００４６】そして、図４（ａ）、（ｃ）に示すよう
に、絶縁層３、５となる絶縁シート４１、４５にビアホ
ール４７を炭酸ガスレーザーやパンチングなどによって
形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、上記絶縁層
１となる絶縁シート４９に対して、電気素子１５を内蔵
するキャビティ５１、およびビアホール４７を形成す
る。

【００４７】次に、図４（ｄ）に示すように、絶縁シー
ト４１、４５、４９のビアホール４７に、Ｃｕ粉末を含
有する導電性ペーストを充填して、ビアホール導体５１
を形成する。

【００４８】その後、この絶縁シート４１、４５、４９
の表面に、配線回路層５３を形成する。これらの配線回
路層５３は、例えば、銅箔、Ａｌ箔などの金属箔を絶縁
シート４１、４５、４９の表面に転写した後、レジスト
塗布、露光、現像、エッチング、レジスト除去の工程に
よって、所定のパターンの導体層を形成する方法、また
は、あらかじめ、樹脂フィルムの表面に前記絶縁シート
の表面に転写する方法がある。このうち、後者の方法
は、絶縁シートがエッチング液などにさらされることが
なく、絶縁シートが劣化することがない点で後者の方が
好適である。

【００４９】そして、絶縁シート４９のキャビティ５１
内に電気素子１５を設置し、この絶縁シート４９の上下
に、前記絶縁シート４１、４５を積層する。その後、こ
の積層物を前記絶縁シート中の熱硬化性樹脂が溶融する
温度範囲よりも、低い温度８０〜１１０℃、圧力２〜１
０ｋｇ／ｃｍ²で一旦加熱加圧を行い、電気素子１５の
表面に形成された凹凸部に絶縁層１、３、５を形成して
いる熱硬化性樹脂を十分に含浸させる。

【００５０】その後、熱硬化性樹脂の溶融温度よりも高
い温度１７０〜２４０℃において、圧力１２〜４０ｋｇ
／ｃｍ²で加熱加圧を行い、内蔵した電気素子１５と絶
縁層１、３、５の界面を強固に接着するとともに、絶縁
層１、３、５どうしを積層密着して配線基板Ａを作製す
る。

【００５１】このように、無機フィラーと熱硬化性樹脂
との混合材料からなる未硬化の絶縁シート４１、４５、
４９にビアホール導体５１や配線回路層５３を形成した
後、積層して配線基板Ａを作製することから、高密度実
装用の配線基板Ａを作製することができる。

【００５２】また、このような配線基板Ａは絶縁層１、
３、５の少なくとも一層に、プリプレグを用いる場合に
おいても、上記の形態と同様の製法で作製できる。

【００５３】

【実施例】先ず、内蔵する電気素子として、例えば、積
層セラミックコンデンサを次のように作製した。ＢａＴ
ｉＯ₃系の複数のセラミック誘電体シートの表面に、Ｎ
ｉの金属ペーストを用いて図２（ｂ）、（ｃ）に示した
ような内部電極パターンをスクリーン印刷した。その
後、それらのシートを温度５５℃、圧力１５０ｋｇ／ｃ
ｍ²下で積層密着して積層体を作製し、所定の粗さのダ
イヤモンド砥粒をコートしたダイシングソーを用いて切
断して電気素子本体成形体を得た。次に、この電気素子
本体成形体を大気中２５０℃、０．１Ｐａの低酸素雰囲
気中７００℃の条件で、脱バイを行った。その後、非酸
化性雰囲気下１２５０℃の温度において焼成し、更に、
低酸素分圧下１１００℃において酸化処理を行い、電気
素子本体１９となる厚さ０．２ｍｍのコンデンサ素体を
作製した。

【００５４】次に、このコンデンサ素体の表面を平均の
直径が２ｍｍのアルミナボールを用いたボールミリング
法によりバレル研磨を行い、表１に示すように、バレル
研磨の時間を変更することによって、コンデンサ素体の
表面粗さ（Ｒａ）を調整した。試料数は、各バレル条件
に対して、ｎ＝１００とした。また、コンデンサ素体の
表面粗さ（Ｒａ）は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用い
て測定した。測定個数は各バレル条件に対して、試料数
＝５とし、１サンプルについて、測定領域を１ｍｍ²と
し、各試料を３箇所測定した。

【００５５】次に、このコンデンサ素体の表面に、Ｃｕ
／Ｎｉのペーストを外部電極形成部に塗布して温度８５
０℃で焼付け、図２（ａ）に示したようなセラミックコ
ンデンサを作製した。なお、このコンデンサは、その寸
法が１．６ｍｍ×１．２ｍｍ×０．３ｍｍ、静電容量が
１０ｎＦ、自己インダクタンスが５４０ｐＨであった。

【００５６】次に、図１に示すような電気素子内蔵型配
線基板を作製した。

【００５７】また、Ｃｕ／Ｎｉペーストの塗布量を制御
して外部電極形成部の厚みｔ２が異なる種々のコンデン
サを作製した。

【００５８】先ず、ＡＰＰＥ樹脂に対し、不定形のシリ
カ粉末を所定量の割合となるように、ワニス状態の樹脂
と粉末を混合し、ドクターブレード法により、厚さ１２
０μｍの絶縁シートを作製し、それらの絶縁シートに、
炭酸ガスレーザーにより、ビアホール（直径０．１ｍ
ｍ）を形成し、そのビアホールに、Ｃｕ粉末を含有する
導電性ペーストを充填してビアホール導体を形成し、図
１の絶縁層３、５となる絶縁シート４１、４５を作製し
た。

【００５９】次に、上記絶縁シート４１、４５と同等の
試料厚の絶縁シート４９に、炭酸ガスレーザーによるト
レパン加工により、収納するコンデンサの大きさよりも
わずかに大きいキャビティ用貫通孔と、同じく、炭酸ガ
スレーザーにより、ビアホール（直径０．１ｍｍ）を形
成し、そのビアホールに、Ｃｕ粉末を含有する導電性ペ
ーストを充填してビアホール導体を形成し、図１の絶縁
層１となる絶縁シート４９を作製した。

【００６０】次に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）樹脂からなる転写シートの表面に接着剤を塗布し、
厚さ１２μｍ、表面粗さ０．８μｍの銅箔を一面に接着
した。そして、ドライフィルムレジストを貼り、露光、
現像を行った後、これを塩化第二鉄溶液を用いたスプレ
ー式エッチング装置を用いて、非パターン部をエッチン
グ除去して、銅箔からなる導体層を形成した転写シート
を作製した。

【００６１】そして、ビアホール導体を含む絶縁シート
４１、４５、４９の表面に、転写シートの導体層側を１
３０℃、２０ｋｇ／ｃｍ²の条件で圧着した後、転写シ
ートを剥がして、導体層を絶縁シート４１、４５、４９
に転写した。

【００６２】次に、キャビティ用貫通孔、およびビアホ
ール導体を形成した絶縁シート４９のキャビティ内に積
層セラミックコンデンサを仮設置した。

【００６３】そして、その絶縁シート４９の表面および
裏面に、上記の工程を経て作製された導体層およびビア
ホール導体を有する絶縁シート４１、４５を仮積層し
た。

【００６４】そして、この積層物を真空ホットプレス装
置内に置き、圧力１０ｋｇ／ｃｍ²、昇温速度７℃／ｍ
ｉｎ．で加熱し、１００℃に到達したところで、３０分
間の保持を行い、積層セラミックコンデンサを絶縁層に
固着した。その後、同じ昇温速度で、圧力４０ｋｇ／ｃ
ｍ²で、２２０℃まで昇温し、最高温度２２０℃で、１
時間加熱して、完全硬化させて、絶縁層１、３、５の厚
みが０．１ｍｍの図１に示した電気素子内蔵型配線基板
を作製した。そして、作製した電気素子内蔵配線基板に
対して、以下の検討を行った。

【００６５】内蔵した電気素子１５の配線基板Ａ内部で
のずれ量は、配線基板Ａのクロスセクション試料を作製
し、デジタルマイクロスコープを用いて、倍率５０〜１
００倍にて、観察により求めた。

【００６６】配線基板Ａのインダクタンスは、インピー
ダンスアナライザを用いて、周波数１．０ＭＨｚ〜１．
８ＭＨｚにおいて、まず、インピーダンスの周波数特性
を測定し、同時に、１ＭＨｚでのコンデンサの静電容量
を測定し、そして、ｆ₀＝１／（２π（Ｌ／Ｃ）^1/2）
（式中、ｆ₀：共振周波数（Ｈｚ）、Ｃ：静電容量
（Ｆ）、Ｌ：インダクタンス（Ｈ））に基づいて、共振
周波数からインダクタンスを計算で求めた（Ｌ（室
温））。なお、この測定は熱衝撃試験を１００サイクル
行った後にも測定し、（Ｌ（ＴＳ後））、試験前と比較
した。尚、熱衝撃試験の条件は、温度範囲が−５５〜１
２５℃、最高最低温度での保持時間は各５分とした。

【００６７】

【表１】

【００６８】表１の結果から明らかなように、本発明に
基づき作製した配線基板Ａにおいて、電気素子１５の表
面粗さ（Ｒａ）を０．５μｍ以上に調整した試料Ｎｏ．
１〜８では、配線基板Ａ内でのビアホール導体１１から
の電気素子１５のずれ量を、６５μｍ以下と小さくで
き、電気素子１５を内蔵した配線基板Ａのインダクタン
スが安定し、室温と熱衝撃試験後のインダクタンスの差
を７０ｐＨ以下に低減できた。一方、バレル研磨時間を
５０分まで長くして、表面粗さ（Ｒａ）を０．１μｍと
した試料Ｎｏ．９では、ずれ量が大きく、室温と熱衝撃
試験後のインダクタンスの差が増大した。また、ｔ２−
ｔ１≧５μｍとすることにより、ずれ量を小さくできる
ことがわかった。

【００６９】

【発明の効果】上述した通り、本発明によれば、配線基
板に内蔵する電気素子の表面粗さ（Ｒａ）を０．５μｍ
以上とすることにより、前記凹凸部に絶縁層を構成する
熱硬化性樹脂を浸入させ、熱硬化性樹脂によるアンカー
効果を高めることにより、内蔵した電気素子を固定し、
配線基板のビアホール導体と電気素子の接続端子間との
接続を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気素子内蔵型配線基板の概略断面図
である。

【図２】本発明で用いられる電気素子（コンデンサ素
子）を説明するためのものであって、（ａ）は全体斜視
図、（ｂ）、（ｃ）は内部電極のパターン図である。

【図３】本発明で用いられる電気素子（コンデンサ素
子）を説明するものであって、（ａ）は焼き上げ面の略
球状粒子の模式図、（ｂ）は研磨した断面の開気孔の模
式図である。

【図４】本発明の電気素子内蔵型配線基板の工程図であ
る。

【符号の説明】

Ａ配線基板７絶縁基板９ａ、９ｂ、９ｃ配線回路層１１ビアホール導体１３キャビティ１５電気素子１７ａ、１７ｂ外部電極１９電気素子本体２６略球状粒子２８開気孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｇ 1/035 ＥＦターム(参考） 5E346 AA02 AA04 AA12 AA15 AA29 AA32 AA43 BB20 CC04 CC05 CC08 CC32 CC34 CC53 EE09 EE12 EE13 EE14 EE19 EE20 FF01 FF18 FF22 FF27 GG15 HH07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも熱硬化性樹脂を含有する絶縁基
板と、該絶縁基板の表面および／または内部に形成され
た配線回路層と、前記絶縁基板内部に形成され、金属粉
末が充填されてなるビアホール導体とを具備する配線基
板内に、電気素子を内蔵した電気素子内蔵型配線基板に
おいて、前記電気素子が、電気素子本体と、該電気素子
本体の一部に設けられ、前記ビアホール導体と直接的に
接続される外部電極を具備するとともに、前記電気素子
本体の表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以上であることを
特徴とする電気素子内蔵型配線基板。
【請求項２】電気素子本体が、セラミック質からなり、
その表面が焼き上げ面からなることを特徴とする請求項
１記載の電気素子内蔵型配線基板。
【請求項３】前記外部電極が、前記電気素子本体の少な
くとも端面に形成されており、前記電気素子本体を含め
た前記外部電極形成部の厚さが外部電極非形成部の厚さ
よりも５μｍ以上厚いことを特徴とする請求項１または
２記載の電気素子内蔵型配線基板。
【請求項４】電気素子が複数の正外部電極と複数の負外
部電極を有する積層セラミックコンデンサであることを
特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の電気
素子内蔵型配線基板。
【請求項５】絶縁基板が、粒状あるいは繊維状フィラー
を含有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいず
れかに記載の電気素子内蔵型配線基板。
【請求項６】未硬化の熱硬化性樹脂を含有する複数の絶
縁シートの一部に所定の電気素子を内蔵するための空隙
を加工する工程と、前記絶縁シートに配線回路層および
ビアホール導体を形成する工程と、表面粗さ０．５μｍ
以上の電気素子本体と外部電極を具備する電気素子を前
記絶縁シートの空隙に配置して他の絶縁シートとともに
複数積層した仮積層体を形成する工程と、前記仮積層体
を前記未硬化の熱硬化性樹脂が溶融する温度において、
加熱加圧する工程と、熱硬化性樹脂が完全に硬化する温
度で加熱加圧する工程とを具備することを特徴とする電
気素子内蔵型配線基板の製造方法。