印刷电路板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种印刷电路板及其制造方法，该制造方法包括：电容元件形成步骤，在基板内的基板树脂层中埋设电容元件，该基板包括与插设在其间的基板树脂层层叠的多个配线层，该电容元件形成步骤包括采用多个配线层之一上的导电层或者采用多个配线层之一形成下电极；在基板树脂层的耐热温度以下且室温以上的温度下形成含结晶金属氧化物的电容器电介质膜；以及在电容器电介质膜的在与下电极相反的一侧的上表面上形成上电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，该印刷电路板包括埋设在基板内的基板树 脂层中的电容元件，该基板包括与插设在其间的基板树脂层层叠的多个配线层。
技术介绍
印刷配线板和柔性基板是结合在电子装置中的基板(在下文称为"印刷电路 板")的示例，该电子装置具有电子电路，该电子电路包括采用诸如印刷的技术形成的配 线。通常，这样的印刷电路板在基板形成期间通过安装诸如电容器和电感器的简单无源元 件部件而形成。因为某些简单部件电容器和电感器的电容和电感大于半导体集成电路(IC) 中形成的无源元件，所以不易于用半导体集成电路中的电容元件置换简单的无源元件部 件。为此，除了半导体集成电路外，大量的简单无源元件部件典型地安装在印刷电路 板上。然而，印刷板的安装面积需要随着不能集成到半导体集成电路(IC)的部件的数量的 增加而增加。不能提供为IC的很多这样的简单无源部件的高度超过半导体集成电路的安 装高度(垂直于安装面的尺寸)。由于这些原因，安装在印刷电路上的各种无源元件被看作妨碍电子装置小型化的 大障碍。电容器，代表性的无源元件，必须满足小型化和高频率两个要求。这已经导致在基 板中埋设分开生产的简单部件的技术的发展。也已经积极研究旨在实现在基板中集成电容ο这种电容器集成在基板中的已知示例是MIM (金属-绝缘体-金属)结构的薄电 容器，其中下电极采用印刷电路板内的多层配线结构的配线层形成，并且其中高的相对介 电常数的电介质膜和上电极层叠在下电极上(例如，见JP-A-2008-78M7(专利文件1))。通常，印刷电路板的基材，具体地，包括由有机化合物聚合体制造的基板层间树脂 层(在下文称为"基板树脂层")的基板组合物的基材不能承受高温。因此，重要的是通 过诸如低温溅射的低温沉积形成金属电极膜和电介质膜。此外，因为通过低温沉积来沉积 的电介质膜通常在沉积后没有立刻转换成晶体(原沉积状)，所以该膜具有低的相对介电 常数(例如，5或更小)。这就要求在沉积后对电介质膜进行热处理来改善相对介电常数。 通常采用400°C及更高的高温进行热处理。因此，即使可能也难以利用低耐热聚合物作为基 板组合物(印刷电路板)的基材。作为解决该问题的方案，已经提出了一种非晶材料，例如，BiZnNb非晶金属氧化 物，其甚至在低温沉积中也具有高的相对介电常数(例如，见JP-A-2007-13090(专利文件 2))。还提出了对向靶体溅射作为低温和高速沉积方法(例如，见日本专利 No. 2了16138(专利文件 3)) ο
技术实现思路
专利文件2中描述的电介质膜材料是非晶材料，并且很多这样的材料缺乏热稳定 性，并且具有沉积后在印刷电路板制造过程中由范围为约200°C至300°C的热历史而改变 其特性的可能性。在100°C至300°C的低温下具有结晶性，并且可以采用溶胶-凝胶法(sol-gel method)沉积的材料是适当的。然而，这样的沉积方法常常需要溶液处理和涂镀的多个步 骤和多回溶剂蒸发。此外，400°C或更高的加热温度可能另外被需要以获得高的相对介电常 数。从而，需要一种制造印刷电路板的方法，该印刷电路板包括甚至在存在基板树脂 层强制的加热上限的情况下也具有高的相对介电常数的热稳定的电容器电介质膜。还需要 一种印刷电路板，其包括热稳定的电容器电介质膜，该电介质膜甚至在该电容器通过在基 板叠层中被埋设而形成时也具有高的相对介电常数。根据本专利技术的实施例，提供一种制造印刷电路板的方法。该方法包括电容元件形 成步骤，其在基板内的基板树脂层中埋设电容元件，该基板包括与在其间的基板树脂层层 叠的多个配线层。该电容元件形成步骤包括采用多个配线层之一上的导电层或者采用多 个配线层之一形成下电极；在基板树脂层的耐热温度以下且室温以上的温度下形成包含结 晶金属氧化物的电容器电介质膜；在电容器电介质膜的在与下电极相反的一侧的上表面上 形成上电极。根据本专利技术实施例的制造方法，包含结晶金属氧化物的电容器电介质膜在基板树 脂层的耐热温度以下的温度形成，该基板树脂层的耐热温度通常规定了加热该印刷电路板 的上限。因此，电容器电介质膜可以不需要退火或基板加热便具有大的相对介电常数，抑或 在基板树脂层的耐热温度以下的低温条件下也具有大的相对介电常数。此外，因为退火不 改变膜特性，所以所产生的电容器电介质膜是热稳定的。存在这样的情况，其中在电容器电介质膜的沉积期间由基板的加热改善相对介电常数。然而，本专利技术实施例的制造方法不需要加热基板，这是因为该方法容许在不加热 基板的情况下获得充分高的相对介电常数。根据本专利技术的另一个实施例，所提供的印刷电路板包括埋设在基板内的基板树脂 层中的电容元件，该基板包括与其间插设的基板树脂层层叠的多个配线层。电容元件包括下电极，采用多个配线层之一上的导电层或者采用该多个配线层 之一形成；以及电介质膜和上电极，层叠在下电极上，其中电介质膜包含结晶金属氧化物。本专利技术的实施例有利地提供制造印刷电路板的方法，该印刷电路板包括甚至存在 基板树脂层强制的加热上限的情况下也具有高的相对介电常数的热稳定的电容器电介质 膜。此外，本专利技术的实施例有利地提供印刷电路板，该印刷电路板包括甚至在电容器通过在 基板叠层中埋设而形成时也具有高的相对介电常数的热稳定的电容器电介质膜。附图说明图1是图解本专利技术实施例的印刷电路板中形成的薄膜电容器的基本结构的示意 性截面图。图2是图解图1的基本结构在制造期间的示意性截面图。图3是沉积图2的基本结构中的电介质膜后的示意性截面图。图4是示意性地图解本专利技术实施例中可用的对向靶体溅射设备的示意图。图5是表示根据第一示例的XRD结构分析的结果的图线。图6是典型的&02相图。图7是表示采用Cu代替Ni作为下层金属的根据第一示例的XRD结构分析的结果 的图线。图8是表示根据第二示例的XRD结构分析的结果的图线。图9是表示在不同的条件下根据第二示例的XRD结构分析的结果的图线。图10是表示根据第四示例的XRD结构分析的结果的图线。图11是表示根据第五示例的XRD结构分析的结果的图线。图12是表示根据第四示例的比较示例的XRD结构分析的结果的图线。具体实施例方式下面，主要针对于通过对向靶体溅射(facing targets sputtering)沉积膜 来描述本专利技术的实施例。参考附图以下面的顺序进行描述。1.实施例概述本专利技术实施例的概要2.第一示例在具体条件下的示例3.第二示例描述结晶和非晶临界状态的示例4.第三示例适合于改善泄漏特性的示例5.第一至第三示例结果的讨论6.第四示例采用Pt沉积基，而与第一至第三示例中采用的Ni和Cu相对。沉积 条件，包括气压，与第一至第三示例不同7.第五示例基板在第四示例的条件下加热8.第四和第五示例结果的讨论，以及比较示例利用这两个示例的结果讨论基板 加热的效果。还描述了比较示例，其中来自第四示例的样品被退火以证明高的热稳定性。<1.实施例概述〉图1是示意性地图解本专利技术实施例的印刷电路板中形成的薄膜电容器的基本结 构的截面图。该基本结构对下面描述的第一至第五示例以及比较示例是共同的。图1所示的印刷电路板1的基板结构包括多个配线层和插设在配线层的叠层中的 基板树脂层。在其最简单的形式中，基本基板结构是双层结构，两个配线层在厚度方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造印刷电路板的方法，所述方法包括：电容元件形成步骤，在基板内的基板树脂层中埋设所述电容元件，所述基板包括多个配线层，该多个配线层与插设在所述多个配线层之间的所述基板树脂层层叠，所述电容元件形成步骤包括：采用所述多个配线层之一上的导电层或者采用所述多个配线层之一形成下电极；在所述基板树脂层的耐热温度以下且室温以上的温度形成含结晶金属氧化物的电容器电介质膜；以及在所述电容器电介质膜的在与所述下电极相反的一侧的上表面上形成上电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：庄子光治，足立研，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]