JPH09312457A - 容量素子付き回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁基板上に所定の静電容量値の容量素子を確
実に形成することができない。 【解決手段】絶縁基板１上に薄膜回路配線２と薄膜容量
素子３ａ、３ｂを形成して成る容量素子付き回路基板で
あって、前記薄膜容量素子３ａ、３ｂは下部電極層５
と、該下部電極層５の上面及び少なくとも一つの側面に
被着された誘電体層６と、該誘電体層６の表面に被着さ
れた上部電極層７とから成り、且つ誘電体層６と上部電
極層７との間で、下部電極層５の上面と側面との角部に
対向する領域に低誘電率の樹脂絶縁物９が介在されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話や衛星通信
等の通信機器に搭載される容量素子付き回路基板に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯電話や衛星通信等の通信機器
には電気信号の送受信回路を構成する部品の一部に容量
素子付き回路基板が使用されている。

【０００３】かかる容量素子付き回路基板は一般に上面
に所定パターンの回路配線を有する絶縁基板を準備し、
該絶縁基板上にチップ容量素子を載置するとともにその
端子を回路配線に半田等を介し電気的に接続させること
によって形成されている。

【０００４】しかしながら、近時、携帯電話や衛星通信
等の通信機器は小型、軽量化が急激に進み、従来の容量
素子付き回路基板では回路配線がＭｏーＭｎ法等の厚膜
形成技術により形成されており、各回路配線の幅及び隣
接する回路配線間の間隙が広いこと、チップ容量素子の
形状が大きく全体が大型となっていること等から使用す
ることができず、小型で軽量な新規の容量素子付き回路
基板が要求されるようになってきた。

【０００５】そこで新たに絶縁基板上に薄膜形成技術に
より回路配線と容量素子を被着し、該容量素子を回路配
線に電気的に接続することによって容量素子付き回路基
板を形成することが提案されている。

【０００６】かかる容量素子付き回路基板は回路配線及
び容量素子を薄膜形成技術により形成することから回路
配線の線幅及び隣接間隔を狭くし、かつ容量素子の形状
を小さく、全体を小型として小型、軽量化が急激に進む
携帯電話や衛星通信等の通信機器に使用が可能となる。

【０００７】尚、前記容量素子付き回路基板は、その回
路配線が酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料か
ら成る基板上にスパッタリング法や蒸着法等の薄膜形成
技術を採用することによってアルミニウム、タンタル、
タングステン、チタン、クロム等の金属材料を所定厚み
に被着し、次にこれをフォトリソグラフィー技術により
所定パターンに加工することによって形成され、また薄
膜容量素子はまず電気絶縁材料から成る基板上にスパッ
タリング法等の薄膜形成技術によりαータンタル（窒化
タンタル）を所定厚みに被着させて下部電極層を形成
し、次に前記下部電極層の上面及び少なくとも一つの側
面に酸窒化タンタル等から成る誘電物と、チタンー金や
ニクロムー金等の金属材料をスパッタリング法や蒸着法
等の薄膜形成技術により被着させ、最後にこれをエッチ
ング法により所定パターンに加工し、誘電体層及び上部
電極層とすることによって形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の容量素子付き回路基板においては、下部電極層の上
面及び少なくとも一つの側面に誘電物をスパッタリング
法等の薄膜形成技術により被着させる際、下部電極層の
上面と側面との角部に誘電物を所定厚みに被着させるこ
とができず、その結果、上部電極層と下部電極層とが電
気的に短絡し、容量素子としての機能の発揮させること
ができないという欠点を誘発した。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、その目的は所定の静電容量値の容量
素子が形成されて成る小型、軽量の容量素子付き回路基
板を提供することにある。

【００１０】本発明は、絶縁基板上に薄膜回路配線と薄
膜容量素子を形成して成る容量素子付き回路基板であっ
て、前記薄膜容量素子は下部電極層と、該下部電極層の
上面及び少なくとも一つの側面に被着された誘電体層
と、該誘電体層の表面に被着された上部電極層とから成
り、且つ誘電体層と上部電極層との間で、下部電極層の
上面と側面との角部に対向する領域に樹脂絶縁物が介在
されていることを特徴とするものである。

【００１１】本発明の容量素子付き回路基板によれば、
絶縁基板上に薄膜形成技術を採用することによって回路
配線及び容量素子を形成したことから回路配線の線幅及
び隣接間隔を狭くし、かつ容量素子の形状を小さく、全
体を小型として小型、軽量化が急激に進む携帯電話等の
通信機器に搭載が可能となる。

【００１２】また本発明の容量素子付き回路基板によれ
ば、絶縁基板上に形成される薄膜容量素子の誘電体層と
上部電極層との間で、下部電極層の上面と側面との角部
に対向する領域に樹脂絶縁物を介在させたことから下部
電極層の上面及び少なくとも一つの側面に誘電物をスパ
ッタリング法等の薄膜形成技術により被着させる際、下
部電極層の上面と側面との角部に誘電物が所定厚みに被
着さず、上部電極層と下部電極層とが電気的に短絡しよ
うとしてもその短絡は樹脂絶縁物によって有効に阻止さ
れ、その結果、薄膜容量素子に容量素子としての所定の
機能を発揮させることが可能となる。

【００１３】更に前記薄膜容量素子の誘電体層と上部電
極層との間に介在される樹脂絶縁物は低誘電率であるこ
とから、樹脂絶縁物によって薄膜容量素子の静電容量値
が大きくばらつくことはなく、薄膜容量素子の静電容量
値を所定の値となすことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１及び図２は本発明の容量素子付き
回路基板の一実施例を示し、１は絶縁基板、２は薄膜回
路配線、３ａ、３ｂは薄膜容量素子である。

【００１５】前記絶縁基板１は酸化アルミニウム質焼結
体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミ
ニウム質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶
縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体か
ら成る場合には、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マ
グネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機
溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれを
従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等
によりシート状に成形してセラミックグリーンシート
（セラミック生シート）を得、しかる後、前記セラミッ
クグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施し所定形状
となすとともに約１６００℃の温度で焼成することによ
って製作される。

【００１６】前記絶縁基板１は薄膜回路配線２及び薄膜
容量素子３ａ、３ｂ等を支持する支持部材として作用
し、その上面に所定パターンの薄膜回路配線２と所定静
電容量値の２つの薄膜容量素子３ａ、３ｂが被着形成さ
れている。

【００１７】前記絶縁基板１の上面に被着形成されてい
る薄膜回路配線２は薄膜容量素子３ａ、３ｂを絶縁基板
１の上面に実装されている他の電子部品、例えば、半導
体素子４等に接続する、或いは薄膜容量素子３ａ、３ｂ
や半導体素子４を外部の電気回路に電気的に接続する作
用を為す。

【００１８】尚、前記薄膜回路配線２は、例えばチタ
ン、クロム、ニッケル・クロム合金等から成る密着層
と、ニッケル、パラジウム、白金等から成るバリア層
と、金、銅等から成る主導体層の３層構造を有してお
り、絶縁基体１の上面に上記各金属を順次、イオンプレ
ーティング法やスパッタリング法、メッキ法、蒸着法等
の薄膜形成技術により層着し、しかる後、これら層着し
た各層をフォトリソグラフィ技術により所定パターンに
加工することによって絶縁基板１上に所定パターンに被
着形成される。

【００１９】また前記薄膜回路配線２は絶縁基板１上に
薄膜形成技術を採用することによって形成されることか
ら薄膜回路配線２の線幅及び隣接間隔を極めて狭いもの
として絶縁基板１に高密度に被着形成することが可能と
なり、その結果、薄膜回路配線２が被着形成される絶縁
基板１を小型化させることができる。

【００２０】更に前記絶縁基板１の上面には２つの薄膜
容量素子３ａ、３ｂが被着形成されており、該２つの薄
膜容量素子３ａ、３ｂは図２に示すように例えば、αー
タンタル（窒化タンタル）から成る下部電極層５と、該
下部電極層５の上面及び少なくとも一つの側面との被着
形成された酸窒化タンタル等から成る誘電体層６と、該
誘電体層６の表面に被着される上部電極層７とから成
り、下部電極層５と上部電極層７との間に誘電体層６の
比誘電率によって決定される一定の静電容量が形成され
るようになっている。

【００２１】前記２つの薄膜容量素子３ａ、３ｂはその
下部電極層５が例えば、薄膜回路配線２に接続され、上
部電極層７が半導体素子４の電極や他の薄膜回路配線２
にボンディングワイヤ８を介して接続され、これによっ
て所定の電気回路に接続されるようになっている。

【００２２】前記２つの薄膜容量素子３ａ、３ｂの絶縁
基板１上面への被着形成は、まず絶縁基板１上に下部電
極層５を被着形成する。この下部電極層５は例えば、α
ータンタル（窒化タンタル）から成り、該αータンタル
を絶縁基板１上にスパッタリング法やイオンプレーティ
ング法等の薄膜形成技術を採用することによって所定厚
み（２５０オングストローム〜１００００オングストロ
ーム）に被着させ、しかる後、これをフォトリソグラフ
ィ技術により所定パターンに加工することによって絶縁
基板１上に形成される。

【００２３】尚、前記αータンタルから成る下部電極層
５はその厚みが２５０オングストローム未満であると下
部電極層５を絶縁基板１に強固に接合させることが困難
となり、また１００００オングストロームを越えると下
部電極層５を絶縁基板１上に被着させる際に下部電極層
５内部に大きな応力が内在し、該内在応力によって下部
電極層５が絶縁基板１より剥離し易くなる傾向にある。
従って、前記αータンタルから成る下部電極層５はその
厚みを２５０オングストローム〜１００００オングスト
ロームの範囲としておくことが好ましい。

【００２４】次に、前記下部電極層５の上面及び少なく
とも一つの側面に例えば、酸窒化タンタル等から成る誘
電物をスパッタリング等の薄膜形成技術により所定厚み
に被着させるとともにフォトリソグラフィー技術により
所定パターンに加工して誘電体層６を形成する。この誘
電体層６は下部電極層５と上部電極層７との間に所定の
静電容量を形成する作用を為し、下部電極層５の上面及
び少なくとも一つの側面に２０００オングストローム〜
１００００オングストロームの厚みに被着される。

【００２５】そして最後に、前記誘電体層６の表面に上
部電極層７を被着し、上部電極層７と前述の下部電極層
５との間に誘電体層６を位置させることによって所定の
静電容量値を有する薄膜容量素子３ａ、３ｂが絶縁基板
１上の所定位置に被着形成されることとなる。

【００２６】前記上部電極層７は例えば、チタン層と金
層、ニクロム層と金層等の金属材料を２層に積層したも
ので形成され、従来周知の蒸着法やスパッタリング法等
の薄膜形成技術及びフォトリソグラフィー技術を採用す
ることによって誘電体層６の表面に被着される。

【００２７】尚、前記上部電極層７は例えば、チタン層
と金層の２層で形成する場合、チタン層は上部電極層７
を誘電体層６上に強固に被着させる作用を為し、その厚
みが２５０オングストローム未満であると上部電極層７
を誘電体層６上に強固に被着させるのが困難となり、ま
た１００００オングストロームを越えると誘電体層６上
に上部電極層７を被着させる際、上部電極層７の内部に
大きな応力が内在し、該内在応力によって薄膜容量素子
３ａ、３ｂの絶縁特性、耐電圧特性が劣化する傾向にあ
る。従って、前記上部電極層７はその厚みを２５０オン
グストローム乃至１００００オングストロームの範囲と
しておくことが好ましい。

【００２８】また前記上部電極層７の金層は、上部電極
層７の主導体層として作用し、その厚みが０．３μｍ未
満であると後述する上部電極層７と薄膜回路配線２とを
ボンディングワイヤ８を介して接続する際、上部電極層
７とボンディングワイヤ８との電気的接続の信頼性が低
くなる傾向にあり、また５μｍを越えると金層を形成す
る際に内部に大きな応力が内在し、該内在応力によって
薄膜容量素子３ａ、３ｂの絶縁特性、耐電圧特性が劣化
する傾向にある。従って、前記金層はその厚みを０．３
μｍ乃至５μｍの範囲としておくことが好ましい。

【００２９】前記薄膜容量素子３ａ、３ｂはそれを構成
する下部電極層５、誘電体層６及び上部電極層７のいず
れもが薄膜形成技術より形成されていることから全体の
形状が小さく、小型、軽量化が急激に進む携帯電話等の
通信機器に搭載が可能となる。

【００３０】上述した薄膜容量素子３ａ、３ｂはまた図
２に示す如く、その各々の誘電体層６と上部電極層７と
の間で、下部電極層５の上面と側面との角部に対向する
領域に低誘電率の樹脂絶縁物９が介在しており、該樹脂
絶縁物９によって下部電極層５の上面及び少なくとも一
つの側面に誘電物をスパッタリング法等の薄膜形成技術
により被着させ誘電体層６を形成する際、下部電極層５
の上面と側面との角部に誘電物が所定厚みに被着せず、
上部電極層７と下部電極層５とが電気的に短絡しようと
してもその短絡が有効に阻止され、その結果、薄膜容量
素子３ａ、３ｂの各々に容量素子としての所定の機能を
発揮させることができる。

【００３１】更に前記樹脂絶縁物９はその比誘電率が低
く、そのため薄膜容量素子３ａ、３ｂの静電容量値が前
記樹脂絶縁物の比誘電率によって大きくばらつくことは
なく、薄膜容量素子３ａ、３ｂの静電容量値を所定の値
となすことが可能となる。

【００３２】前記樹脂絶縁物９としては例えば、ふっ素
樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等の比誘電率が３
（室温１ＭＨｚ）以下の電気絶縁性の有機樹脂が好適に
使用され、ふっ素樹脂等の樹脂前駆体を下部電極層５の
上面と側面との角部に対向する領域に塗布し、しかる
後、これを所定温度で熱硬化させることによって誘電体
層６と上部電極層７との間に形成される。

【００３３】かくして本発明の容量素子付き回路基板に
よれば、絶縁基板１上に設けた薄膜回路配線２に半導体
素子４やその他の抵抗器を搭載接続するとともに薄膜容
量素子３ａ、３ｂの下部電極層５及び上部電極層７を所
定の薄膜回路配線２や半導体素子５の電極に、直接、或
いはボンディングワイヤ８を介して接続すれば、携帯電
話や衛星通信等の通信機器に実装される電気回路基板と
なる。

【００３４】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能であり、例えば上述の実施例では絶縁基
板１の上面に２つの薄膜容量素子３ａ、３ｂを形成した
がこれを３個以上設けてもよく、また各薄膜容量素子３
ａ、３ｂの下部電極層５、誘電体層６及び上部電極層７
を他の材料で形成してもよく、更に各薄膜容量素子３
ａ、３ｂの下部電極層５を薄膜回路配線２と同じ材料で
形成してもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明の容量素子付き回路基板によれ
ば、絶縁基板上に薄膜形成技術を採用することによって
回路配線及び容量素子を形成したことから回路配線の線
幅及び隣接間隔を狭くし、かつ容量素子の形状を小さ
く、全体を小型として小型、軽量化が急激に進む携帯電
話等の通信機器に搭載が可能となる。

【００３６】また本発明の容量素子付き回路基板によれ
ば、絶縁基板上に形成される薄膜容量素子の誘電体層と
上部電極層との間で、下部電極層の上面と側面との角部
に対向する領域に樹脂絶縁物を介在させたことから下部
電極層の上面及び少なくとも一つの側面に誘電物をスパ
ッタリング法等の薄膜形成技術により被着させる際、下
部電極層の上面と側面との角部に誘電物が所定厚みに被
着せず、上部電極層と下部電極層とが電気的に短絡しよ
うとしてもその短絡は樹脂絶縁物によって有効に阻止さ
れ、その結果、薄膜容量素子に容量素子としての所定の
機能を発揮させることが可能となる。

【００３７】更に前記薄膜容量素子の誘電体層と上部電
極層との間に介在される樹脂絶縁物は低誘電率であるこ
とから、樹脂絶縁物によって薄膜容量素子の静電容量値
が大きくばらつくことはなく、薄膜容量素子の静電容量
値を所定の値となすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の容量素子付き回路基板の一実施例を示
す断面図である。

【図２】図１に示す薄膜容量素子を説明するための拡大
断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・絶縁基板 ２・・・・・・薄膜回路配線 ３ａ、３ｂ・・薄膜容量素子 ５・・・・・・下部電極層 ６・・・・・・酸窒化タンタル層 ７・・・・・・上部電極層 ９・・・・・・樹脂絶縁物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板上に薄膜回路配線と薄膜容量素子
   を形成して成る容量素子付き回路基板であって、前記薄
   膜容量素子は下部電極層と、該下部電極層の上面及び少
   なくとも一つの側面に被着された誘電体層と、該誘電体
   層の表面に被着された上部電極層とから成り、且つ誘電
   体層と上部電極層との間で、下部電極層の上面と側面と
   の角部に対向する領域に低誘電率の樹脂絶縁物が介在さ
   れていることを特徴とする容量素子付き回路基板。