JP2001237371A - キャパシタを具える薄膜回路が設けられたモジュール - Google Patents

キャパシタを具える薄膜回路が設けられたモジュール

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JP2001237371A
JP2001237371A JP2000383649A JP2000383649A JP2001237371A JP 2001237371 A JP2001237371 A JP 2001237371A JP 2000383649 A JP2000383649 A JP 2000383649A JP 2000383649 A JP2000383649 A JP 2000383649A JP 2001237371 A JP2001237371 A JP 2001237371A
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conductive layer
capacitor
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Carlo Copetti
コペッティ カルロ
Martin Fleuster
フレスター マルティン
Franciscus Hubertus M Sanders
フベルタス マリー サンデルス フランシスカス
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Koninklijke Philips NV
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/255Means for correcting the capacitance value
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/16Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistors, capacitors or inductors
    • H05K1/162Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistors, capacitors or inductors incorporating printed capacitors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42Plated through-holes or plated via connections
    • H05K3/425Plated through-holes or plated via connections characterised by the sequence of steps for plating the through-holes or via connections in relation to the conductive pattern
    • H05K3/428Plated through-holes or plated via connections characterised by the sequence of steps for plating the through-holes or via connections in relation to the conductive pattern initial plating of through-holes in substrates having a metal pattern
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10D1/00Resistors, capacitors or inductors
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャパシタンス値を調整し得る少なくとも1
つのキャパシタを具える薄膜回路が設けられたモジュー
ルを提供することにある。 【解決手段】 本発明はトリミング可能なキャパシタを
具えた薄膜回路が設けられたモジュールに関する。キャ
パシタの少なくとも一つの導電層(2、4)が凹み又は
切り込みが設けられた構造化又はパターン化された表面
を有する。この櫛形設計の結果として、実際のキャパシ
タは並列に接続された数個のキャパシタからなる。総合
キャパシタンス値が確定した後に、総合キャパシタンス
値を導電層(2、4)の主表面からの櫛歯、即ちキャパ
シタの選択的切断によって微調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁材料の基板上
に少なくとも一つの受動素子を具える薄膜回路が設けら
れたモジュール、並びに前記受動素子のキャパシタンス
値を微調整する方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】多くの電子デバイスの開発は、小型化、高
信頼度、機能向上価額据え置き又は低減の方向で行われ
ている。多くのコンシューマ電子機器、例えばテレビジ
ョン装置又はビデオレコーダ内に実際に存在する受動素
子の数は全構成素子の70%に昇ることが確かめられて
いる。携帯電話の分野における激しい開発競争、コード
レス電話機器のたゆまない小型化及び高周波数の使用は
個々の構成素子に高い要件が課されることになる。特に
たゆまない小型化は、受動電気素子の基本材料及び製造
プロセスの変動が最終電気仕様にかなり強い影響を与え
る結果を生ずる。
【0003】このことは、特に、単層キャパシタの場合
には、有効電極面積と誘電率との積を誘電体層の厚さで
割算することにより与えられるキャパシタンス値に対し
真実である。
【0004】キャパシタ、抵抗、インダクタのような個
別受動電気素子に広範囲の仕様を持たせ、後の修正処理
(微調整)によって所望の最終仕様を得ることにより製造
コストをできるだけ低く維持することが可能となる。
【0005】しかし、小型化の前進が個別受動素子の製
造、取扱い及び取付けをますます困難にしている。この
問題は、集積受動素子(IPC)を使用することにより
解決することができる。この技術では、例えば抵抗
(R)、キャパシタ(C)又はインダクタ(L)のよう
な受動素子を集積基本回路及びシステム内に組み込む。
薄膜技術の分野では、所謂薄膜回路は絶縁材料の支持板
上にマスクを用いて得られ、これらの回路は印刷回路を
極めて強く縮小したものとなる。薄膜回路の製造は既知
であり、一般に種々の連続的なコーティング及び構造化
(パターン化)処理によって達成される。
【0006】種々の層の堆積には気相成長法やスパッタ
リング法が使用される。これらの方法では、層の厚さの
変化が受動素子の小さな横方向寸法と共同して主要な影
響を及ぼす。例えば、キャパシタのキャパシタンス値は
有効電極面積と誘電体層の厚さにより決まる。受動素子
の製造におけるプロセス制御をより良好にすることは高
い製造コストを導くことになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、キャ
パシタンス値を調整し得る少なくとも1つのキャパシタ
を具える薄膜回路が設けられたモジュールを提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による絶縁材料の基板上に薄膜回路が設けら
れたモジュールは、前記薄膜回路が、少なくとも第1及
び第2導電層と誘電体を有し、少なくとも一つの導電層
が凹み又は切り込みが設けられた構造化又はパターン化
された表面を有している少なくとも一つの受動素子と、
保護層と、モジュールを貫通する少なくとも一つの接点
孔と、モジュールと接点孔を覆うパターン化された金属
層と、を具えることを特徴とする。
【0009】第1又は第2導電層、又は両導電層が凹み
又は切り込みが設けられた構造化又はパターン化された
表面を有する結果として受動素子は並列に接続された数
個のキャパシタからなる。したがって、受動素子のキャ
パシタンス値は並列キャパシタのキャパシタンス値の和
に等しくなる。総合キャパシタンス値は1つ又は数個の
小さい並列キャパシタを除去することにより微調整する
ことができる。
【0010】凹みは異なる幅を有するものとするのが特
に好ましい。更に、凹みは異なる相互間隔を有するもの
とするのが好ましい。
【0011】キャパシタンス値を調整し得る精度は導電
層の設計に依存する。凹みは導電層を櫛形設計にする。
異なる幅の櫛歯を導電層に多く設ければ設けるほど、一
層精密にキャパシタンス値を調整することができる。
【0012】更に、第1及び第2導電層はCu、Al、
Cuが添加されたAl、Mgが添加されたAl、Siが
添加されたAl、又はSiとCuが添加されたAlで構
成するのが好適である。
【0013】これらの材料からなる導電層は集束レーザ
放射によってこれに伴なう加熱効果により局部的に非導
電性状態に変換することができる。これらの材料を使用
すると、加熱効果により導電層の部分が蒸発される。
【0014】本発明は薄膜回路が設けられたモジュール
内の受動素子のキャパシタンス値を微調整する方法にも
関するものであり、本発明では、絶縁材料の基板上に薄
膜回路と、保護層と、モジュールを貫通する少なくとも
一つの接点孔と、モジュールと接点孔を覆う構造化又は
パターン化された金属層が設けられたモジュール内の、
少なくとも第1及び第2導電層と誘電体を具え、少なく
とも一つの導電層が凹み又は切り込みが設けられた構造
化又はパターン化された表面を有している少なくとも一
つの受動素子のキャパシタ値を微調整するために、前記
少なくとも一つの導電層を集束レーザ放射によって加熱
し、該導電層を部分的に蒸発させる。
【0015】少なくとも一つのキャパシタを具える薄膜
回路が設けられたモジュールを製造した後、キャパシタ
のキャパシタンス値が決まる。キャパシタンス値は少な
くとも一つの導電層の構造化表面に設けられた凹みの結
果として小さな数個の並列キャパシタのキャパシタンス
値の和である。次に集束レーザ放射により適当数の並列
キャパシタを除去して所望のキャパシタンス値を得る。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明を図面を参照して実施例に
つき詳細に説明する。図1において、薄膜回路が設けら
れたモジュールは基板1を有する。この基板1は、例え
ばセラミック材料、ガラス-セラミック材料、ガラス材
料、又はガラス又は有機材料の平坦化層が設けられたセ
ラミック材料からなる。好ましくは、この基板1はAl
、ガラス、又はガラス、ポリイミド又はポリベン
ゾシクロブテンの平坦化層が設けられたAlから
なる。この基板1の上に、凹み又は切り込みが設けられ
た構造化又はパターン化された表面を有する第1導電層
2を設ける。この構造化又はパターン化された第1導電
層2の上にこれを覆う誘電体層3を設ける。この誘電体
層3は一般に基板1の全表面を覆い、所定の区域のみで
除去して下側の第1導電層2へのバイア(接続孔)を形
成する。誘電体層3は、例えばSi、SiO
Si(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦
1)、又はTaからなるものとすることができ
る。第2導電層4を誘電体3の上に堆積し、構造化又は
パターン化する。第1導電層2及び第2導電層4は、例
えばCu、Al、数%のCuが添加されたAl、数%の
Mgが添加されたAl、数%のSiが添加されたAl、
又は数%のSi及びCuが添加されたAlからなるもの
とすることができる。例えばSiO、Si、S
(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)
のような無機材料の保護層を基板1の全域を覆うように
設ける。あるいはまた、例えばポリイミドまたはポリベ
ンゾシクロブテンのような有機材料を用いることもでき
る。更に、モジュール全体は少なくとも1つの接点孔6
を有する。モジュールと接点孔6を少なくとも一つのベ
ース層7を具える構造化又はパターン化された金属化層
で覆う。ベース層7の上にカバー層8を設けるのが好ま
しい。この場合には、例えばCr/Cuからなるベース
層7はカバー層8の電気化学堆積用の核形成層として作
用する。カバー層8は、例えばCu/Ni/Auとする。
【0017】或いは又、第1及び第2導電層2及び4
を、又は第2導電層4のみを、堆積後に、凹み又は切り
込みを有するように構造化又はパターン化することもで
きる。
【0018】更に、基板1の上に、例えばSi
らなる障壁層を設けることができる。基板1又は障壁層
の上に抵抗層を堆積し、構造化又はパターン化すること
もできる。この構造化又はパターン化抵抗層は、例えば
NiCrAl(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z
≦1)、SiCr(0≦x≦1,0≦y≦1,
0≦z≦1)、SiCr(0≦x≦1,0≦y
≦1,0≦z≦1)、CuNi(0≦x≦1,0≦
y≦1)、又はTi(0≦x≦1,0≦y≦1)
とすることができる。
【0019】更に、給電接点をモジュールの互いに対向
する表面に設けることができる。給電接点はCr/C
u、Ni/Sn、又はCr/Cu、Cu/Ni/Sn、又は
Cr/Ni、Pb/Snの電気めっきSMDエンド接点、
バンプエンド接点、Cr/Cu、Cu/Ni/Auのキャ
ストレーション、Sn又はPbSn合金のボールを具え
るCr/Cu/Niからなるボールグリッドアレイ、又は
Cr/Cuのランドグリッドアレイとすることができ
る。
【0020】図2は凹み又は切り込みが設けられた導電
層2を示す。凹み又は切り込みの幅及び間隔は所望の如
く選択することができる。導電層2は凹み又は切り込み
のために櫛形に設計されている。導電層2において異な
る幅の櫛歯を多くすればするほど、キャパシタンス値を
一層精密に調整することができる。レーザカッティング
ライン9も示されている。1乃至数個の櫛歯をこの位置
で導電層2の主要部分から集束レーザ放射により切断す
る。薄膜回路はこの領域には金属化層を有しない。
【0021】本発明をどのように実現することができる
か、一実施例につき以下に説明する。 実施例1:4%のCuがドープされたAlの第1導電層
2を、ガラス平坦化層が設けられたAlの基板1
の上に堆積し、凹み又は切り込みを形成して櫛形に構造
化又はパターン化した。その結果として第1導電層2は
異なる幅の5つの櫛歯を有するものとした。次の工程
で、Siの誘電体層3を基板1の全表面の上に堆
積した。4%のCuがドープされたAlの第2導電層4
を誘電体層3の上に堆積し、構造化又はパターン化し
た。得られた薄膜回路全体にSiの保護層5を設
けた。次に保護層5及び誘電体層3に第1導電層2の電
気接点用のバイアをエッチングした。モジュールを完全
に貫通する数個の接点孔6もレーザにより形成した。C
r/Cuのベース層7とCu/Ni/Auのカバー層8か
らなる構造化又はパターン化された金属層をモジュール
の周囲及び接点孔6内に設ける。更に、Cr/Cu/Ni
の層の上にSnボールが設けられたボールグリッドアレ
イを給電接点として作用するようモジュールの両表面上
に設けた。
【0022】次に、5つの小さな並列キャパシタからな
るキャパシタの総合キャパシタンス値を決定した。これ
らの5つのキャパシタ又は櫛歯のうち、1つの櫛歯が7
0%、2つの櫛歯が10%、及び2つの櫛歯が5%、そ
れぞれ総合キャパシタンス値に寄与する。したがって、
総合キャパシタンスの値は30%まで微調整することが
できる。最大公差は±2.5%であった。このキャパシ
タのキャパシタンス値の微調整は、導電層2から該当す
る数の櫛歯を切除することにより達成した。このプロセ
スでは導電層2の一部分をアルゴンレーザの集束ビーム
によりレーザカッティングライン9に沿って蒸発させ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】 キャパシタを具える薄膜回路が設けられたモ
ジュールの断面構造を概略的に示す図である。
【図2】 凹み又は切り込みが設けられた導電層を示す
図である。
【符号の説明】
1 基板 2 第1導電層 3 誘電体層 4 第2導電層 5 保護層 6 接点孔 7 ベース層 8 カバー層 9 カッティングライン
フロントページの続き (71)出願人 590000248 Groenewoudseweg 1, 5621 BA Eindhoven, Th e Netherlands (72)発明者 マルティン フレスター ドイツ国 52072 アーヘン ティッター ス フェルト74 (72)発明者 フランシスカス フベルタス マリー サ ンデルス オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁材料の基板上に薄膜回路が設けられ
    たモジュールであって、前記薄膜回路が、 少なくとも第1及び第2導電層と誘電体を有し、少なく
    とも一つの導電層が凹み又は切り込みが設けられた構造
    化又はパターン化された表面を有している少なくとも一
    つの受動素子と、 保護層と、 モジュールを貫通する少なくとも一つの接点孔と、 モジュールと接点孔を覆うパターン化された金属層と、
    を具えることを特徴とする薄膜回路が設けられたモジュ
    ール。
  2. 【請求項2】 前記凹みが異なる幅を有していることを
    特徴とする請求項1記載の薄膜回路が設けられたモジュ
    ール。
  3. 【請求項3】 前記凹みが異なる間隔を有していること
    を特徴とする請求項1記載の薄膜回路が設けられたモジ
    ュール。
  4. 【請求項4】 前記第1及び第2導電層がCu、Al、
    Cuが添加されたAl、Mgが添加されたAl、Siが
    添加されたAl、又はSiとCuが添加されたAlから
    なることを特徴とする請求項1記載の薄膜回路が設けら
    れたモジュール。
  5. 【請求項5】 絶縁材料の基板上に薄膜回路と、保護層
    と、モジュールを貫通する少なくとも一つの接点孔と、
    モジュールと接点孔を覆う構造化又はパターン化された
    金属層が設けられ、前記薄膜回路が、少なくとも第1及
    び第2導電層と誘電体を具え、少なくとも一つの導電層
    が凹み又は切り込みが設けられた構造化又はパターン化
    された表面を有している少なくとも一つの受動素子を具
    えているモジュールにおいて、 前記少なくとも一つの導電層を集束レーザ放射によって
    加熱し、該導電層を部分的に蒸発させることによって前
    記受動素子のキャパシタンス値を微調整することを特徴
    とする受動素子のキャパシタ値の調整方法。
JP2000383649A 1999-12-21 2000-12-18 キャパシタを具える薄膜回路が設けられたモジュール Pending JP2001237371A (ja)

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