专利名称：陶瓷电子部件和布线基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷电子部件和布线基板。本发明特别涉及可嵌入布线基板而适宜地使用的陶瓷电子部件和埋设有该部件的陶瓷电子部件嵌入型布线基板
背景技术：
近年来，随着移动电话机、移动音乐播放器等的电子机器的小型化、薄型化，电子机器中搭载的布线基板的小型化也一直在发展。作为将布线基板小型化的方法，例如，在下述的专利文献1中提出了，在布线基板的内部嵌入片状电容器，在位于布线基板的片状电容器之上的部分通过激光形成贯通孔， 通过对贯通孔内部实施镀敷，构成对片状电容器的布线的方法。根据该方法，可以减小布线基板的表面的部件的安装面积，能够将布线基板小型化。现有技术文献专利文献专利文献1日本特开2001-352141号公报然而，如专利文献1所述那样将片状电容器嵌入布线基板内部的情况下，作为基板整体，可靠性有时会降低。本发明人等进行了深入研究，结果发现，专利文献1所述的片状电容器嵌入型布线基板的可靠性之所以差是出于以下的原因。即，专利文献1所述的片状电容器嵌入型布线基板中，在衬底基板之上配置有片状电容器，衬底基板与片状电容器通过粘接剂进行粘接。这里，专利文献1中，由于外部电极的卷绕部(回込 部)整体与衬底基板接触，所以粘接剂没有很好地挤入外部电极和衬底基板之间，在外部电极与衬底基板之间，粘接剂的厚度过薄而粘接强度降低，有时部分处不存在粘接剂。其结果，使外部电极与衬底基板之间产生间隙。另一方面，形成连接片状电容器的布线时，通过激光形成贯通孔后，其产生的构成布线基板的树脂的残滓，有时通过进行去污处理、ri \ 7処理)来去除。可以认为，在去污处理中，布线基板会暴露于高锰酸钾等强碱性溶液，这时该溶液会浸入上述间隙而残留， 其会降低可靠性。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种能提高陶瓷电子部件嵌入型布线基板的可靠性的陶瓷电子部件。本发明的陶瓷电子部件具备立方体状的陶瓷素体、第一和第二内部电极、第一外部电极以及第二外部电极。陶瓷素体具有第一和第二主面、第一和第二侧面、以及第一和第二端面。第一和第二主面沿着长度方向和宽度方向延伸。第一和第二主面互相对置。第一和第二侧面沿长度方向和厚度方向延伸。第一和第二侧面互相对置。第一和第二端面沿着宽度方向和厚度方向延伸。第一和第二端面互相对置。第一和第二内部电极在陶瓷素体的内部以其至少一部分彼此在厚度方向对置的方式形成。第一外部电极在第一主面上的长度方向的一侧端部形成。第一外部电极与第一内部电极电连接。第二外部电极在第一主面上的长度方向的另一侧端部形成。第二外部电极与第二内部电极电连接。第一和第二外部电极的各自的一部分，与第一和第二内部电极在厚度方向上对置的部分，在厚度方向上对置。 第一和第二外部电极的各自一部分，比其他部分在厚度方向更加突出。第一外部电极的突出部设于第一外部电极的长度方向的一侧端部，并且第二外部电极的突出部设于第二外部电极的长度方向的另一侧端部，由此第一外部电极的突出部和第二外部电极的突出部之间形成有凹部。露出位于第一主面的第一外部电极与第二外部电极之间的部分。在本发明的陶瓷电子部件的某些特定的方面，第一和第二外部电极的各自的最外层由Cu、Al、Au和Ag中的一种金属或者以该金属为主体的合金构成。本发明的布线基板具备上述本发明的陶瓷电子部件、以及嵌入有陶瓷电子部件的布线基板主体。在本发明的布线基板的某些特定方面中，布线基板主体位于衬底基板和陶瓷电子部件之间的位置，且具有粘接陶瓷电子部件和衬底基板的粘接剂。在本发明的布线基板的其他特定的方面中，衬底基板上形成有朝向陶瓷电子部件的外部电极开口的贯通孔。本发明中，由于外部电极的一部分在厚度方向上比其他部分突出，所以使用粘接剂将陶瓷电子部件粘接于衬底基板之上时，可以确保外部电极与衬底基板之间的粘接剂的进入空间，由此，能够确实且高粘接强度地进行粘接。因此，能抑制处理液等浸入外部电极与衬底基板之间。因此，可以实现优良的可靠性。
图1是第一实施方式中的陶瓷电子部件的示意性的立体图。图2是第一实施方式中的陶瓷电子部件的示意性的侧视图。图3是在图1的线III-III处的示意性的剖面图。图4是在图3的线IV-IV处的示意性的剖面图。图5是在图3的线V-V处的示意性的剖面图。图6是形成有导电图案的陶瓷生片的示意性的平面图。图7是母体层叠体的示意性的平面图。图8是用于说明在衬底基板涂布粘接剂的工序的示意性的剖面图。图9是用于说明在衬底基板上粘接陶瓷电子部件的工序的示意性的剖面图。图10是用于说明形成布线基板主体的工序的示意性的剖面图。图11是用于说明形成通孔的工序的示意性的剖面图。图12是布线基板的一部分的示意性的扩大剖面图。图13是第二实施方式的陶瓷电子部件的示意性的立体图。图14是在图13的线XIV-XIV处的示意性的剖面图。图15是第三实施方式的陶瓷电子部件的示意性的剖面图。符号的说明
1...陶瓷电子部件
la、lb··.凹部10...陶瓷素体10a···陶瓷素体的第一主面10b···陶瓷素体的第二主面10c···陶瓷素体的第一侧面IOd...陶瓷素体的第二侧面IOe...陶瓷素体的第一端面IOf...陶瓷素体的第二端面IOg...陶瓷层11···第一内部电极12···第二内部电极13···第一外部电极14...第二外部电极13a、14a. · ·突出部15···第一导电层16···第二导电层17···第三导电层18，19···通孔电极20...陶瓷生片21...导电图案22...母体层叠体23，24···导电图案30...衬底基板31...粘接剂32...粘接齐[J33...芯材34···片材35...布线基板主体36.·· Cu 层37...布线基板39...通孔
具体实施例方式(第一实施方式)以下，对于实施本发明的优选实施方式，举例图1示出的陶瓷电子部件1进行说明。但陶瓷电子部件1是简单的例示，本发明的陶瓷电子部件不限于陶瓷电子部件1。图1是第一实施方式中的陶瓷电子部件的示意性的立体图。图2是第一实施方式中的陶瓷电子部件的示意性的侧视图。图3是在图1的线III-III处的示意性的剖面图。图4是在图3的线IV-IV处的示意性的剖面图。图5是在图3的线V-V处的示意性的剖面图。首先，一边参照图1 图5，一边说明陶瓷电子部件1的构成。如图1 图5所示，陶瓷电子部件1具备陶瓷素体10。陶瓷素体10由与陶瓷电子部件1的功能相适应的陶瓷材料构成。具体而言，陶瓷电子部件1为电容器时，陶瓷素体10 可由电介质陶瓷材料来形成。作为电介质陶瓷材料的具体例，例如，可举出BaTi03、CaTi03、 SrTiO3^ CdrO3等。此外，陶瓷素体10中，根据所需的陶瓷电子部件1的特性，以上述陶瓷材料作为主成分，可适当添加例如Mn化合物、Mg化合物、Si化合物、Fe化合物、Cr化合物、 Co化合物、M化合物、稀土类化合物等副成分。陶瓷电子部件1为陶瓷压电元件时，陶瓷素体10可由压电陶瓷材料来形成。作为压电陶瓷材料的具体例，例如，可举出PZT(钛酸锆酸铅)系陶瓷材料等。陶瓷电子部件1为热敏电阻元件时，陶瓷素体10可由半导体陶瓷材料来形成。作为半导体陶瓷材料的具体例，例如，可举出尖晶石系陶瓷材料等。陶瓷电子部件1为电感元件时，陶瓷素体10可以由磁性体陶瓷材料来形成。作为磁性体陶瓷材料的具体例，例如，可举出铁素体陶瓷材料等。陶瓷素体10可形成为立方体状。如图1 图3所示，陶瓷素体10具有沿着长度方向L和宽度方向W延伸的第一和第二主面10a、10b。如图1、图2、图4、图5所示，陶瓷素体10具有沿着厚度方向T和长度方向L延伸的第一和第二侧面10c、10d。另外，如图1 图5所示，具备沿着厚度方向T和宽度方向W延伸的第一和第二端面10e、10f。此外，在本说明书中，“立方体状”中，包括角部或棱线部为倒角状(面取>9 )或弧线状(R面取D )的立方体。即，所谓“立方体状”的部件，是具有指第一和第二主面、第一和第二侧面以及第一和第二端面的部件总体。另外，可在主面、侧面、端面的一部或全部上形成凹凸等。陶瓷素体10的尺寸没有特别的限制，但是将陶瓷素体10的厚度尺寸设为T，长度尺寸设为L，宽度尺寸设为W时，陶瓷素体10优选为满足T彡W < L，1/5W彡T彡1/2W, T ^ 0. 3mm的薄型尺寸。具体而言，优选满足0. Imm ^ T ^ 0. 4mm,0. 4mm ^ L ^ lmm, 0. 2mm ^ W ^ 0. 5mm。如图3所示，在陶瓷素体10的内部，大致矩形状的多个第一和第二内部电极11、 12沿着厚度方向T等间隔交替地配置。第一和第二内部电极11、12分别与第一和第二主面10a、10b平行。第一和第二内部电极11、12在厚度方向T上，隔着陶瓷层IOg而互相对置。第一和第二内部电极11、12分别都不露出于第一和第二主面10a、10b，第一和第二侧面 IOcUOd以及第一和第二端面10e、10f。此外，陶瓷层IOg的厚度没有特别的限制。陶瓷层IOg的厚度例如可以设计为 0.5μπι ΙΟμπι左右。第一和第二内部电极11、12各自的厚度也没有特别的限制。第一和第二内部电极11、12各自的厚度例如可设计为0. 3μπι 2μπι左右。第一和第二内部电极11、12可由适当的导电材料来形成。第一和第二内部电极 11、12例如可以由Ni、Cu、Ag、Pd、Au等的金属或Ag-Pd合金等的含有上述金属的一种以上的合金来形成。陶瓷素体10的第一和第二主面10a、IOb之上分别形成有第一和第二外部电极13、14。如图3所示，第一外部电极13经由通孔电极18与第一内部电极11电连接。第二内部电极12不与第一外部电极13电连接。另一方面，第二外部电极14经由通孔电极19与第二内部电极12电连接。第一内部电极11不与第二外部电极14电连接。 如图1 图3所示，第一外部电极13形成于第一、第二主面10a、10b的长度方向 L的Ll侧端部之上。另一方面，第二外部电极14形成于第一、第二主面10a、10b的长度方向L的L2侧端部之上。在第一、第二主面10a、10b的第一和第二外部电极13、14之间的部分是露出的。即，第一、第二主面10a、10b的第一和第二外部电极13、14之间的部分之上未形成任何东西。 第一和第二外部电极13、14各自沿着长度方向L的长度优选为230 μ m 330 μ m。第一和第二外部电极13、14通过第一 第三导电层15 17的层叠体来形成。第一导电层15形成于第一和第二主面10a、10b之上。第一导电层15在第一和第二主面10a、 IOb的宽度方向W上以从一侧端部开始遍及至另一侧端部的部分的方式形成。第二导电层 16形成于第一导电层15的一部分之上。具体而言，第二导电层16仅形成于第一导电层15 的长度方向L的Ll和L2侧端部之上。第二导电层16在第一和第二主面10a、10b的宽度方向W上以从一侧端部开始遍及至另一侧端部的部分的方式形成。第三导电层17形成第一和第二外部电极13、14的最外层，并且以被覆第一和第二导电层15、16的方式形成。因此，在本实施方式中，在第一和第二外部电极13、14各自的侧端部，形成有在厚度方向T上比其他部分突出的突出部13a、14a。如图2和图3所示，长度方向L上的突出部13a、1 之间形成有凹部la、lb。凹部la、lb是阶梯状的凹坑，其以露出的第一、第二主面10a、10b作为底面，以突出部13a、14a作为上段部，以突出部13a、14a以外的部分作为下段部。下段部的表面比较平坦，该部分成为激光照射区域。此外，第一和第二外部电极13、14的突出部13a、14a以外的部分的厚度例如优选为3μπι 20μπι左右。突出部13a、14a的最大厚度例如优选为2 10 μ m左右。第一和第二导电层15、16可以分别由适当的导电材料来形成。第一和第二导电层
15、16可以分别由例如Ni，Cu，Ag，Pd，Au等的金属或Ag-Pd合金等的含有上述的金属的一种以上的合金来形成。第一和第二导电层15、16各自的厚度例如可以为3 20 μ m左右。第一和第二导电层15、16分别含有无机结合材料。无机结合材料是用于提高对陶瓷素体10的密合强度的成分。第一和第二导电层15、16通过共烧成来形成时，无机结合材料也称为通用材料(共材、common material)，例如，可以为与陶瓷素体10所含的陶瓷材料同种的陶瓷材料。无机结合材料例如也可以是主成分与陶瓷素体10所含的陶瓷材料相同的陶瓷材料。另外，第一和第二导电层15、16通过后烧成来形成时，无机结合材料例如可以为玻璃成分。第一和第二导电层15、16中的无机结合材料的含量例如优选为40体积％ 60体积％的范围内。第三导电层17例如优选由选自Cu、Ni、Sn、Pb、Au、Ag、Pd、Bi和Zn中的1种的金属或含该金属的合金的镀层来形成。其中优选通过由Cu和Al中的一种金属或者含有Cu 和Al的至少一种的合金来形成。因此，本实施方式中，第一和第二外部电极13、14各自的最外层由Cu、Al、Au和Ag中的一种的金属或者以该金属为主体的合金来形成。由Cu、Al、 Au和Ag中的一种的金属或者以该金属为主体的合金形成第一和第二外部电极13、14是激光的反射率高的材料，例如，可以在将该陶瓷电子部件1嵌入于布线基板之后，在布线基板上使用激光形成在第一、第二外部电极13、14开口的通孔。第三导电层 17优选由镀层构成，厚度优选为Ιμπι 15 μπι左右。另外，第三导电层17优选以将第一和第二导电层15、16完全被覆的方式形成。进而，在第三导电层17和第一、第二导电层15、16之间，例如可以设置由镀层等构成的导电层。接着，对本实施方式的陶瓷电子部件1的制造方法进行说明。首先，准备含有用于构成陶瓷素体10的陶瓷材料的陶瓷生片20 (参照图6)。接下来，如图6所示，通过在该陶瓷生片20之上涂布导电性糊剂，形成导电图案21。需要说明的是，导电糊剂的涂布可以通过例如丝网印刷法等各种印刷法来进行。导电性糊剂除了导电性微粒子以外，还可以含有公知的粘结剂、溶剂。接下来，依次层叠没有形成导电图案21的多片陶瓷生片20，形成有与第一或第二内部电极11、12对应的形状的导电图案21的陶瓷生片20，和没有形成导电图案21的多片陶瓷生片20，在层叠方向上进行等静压挤压，由此制作图7所示母体层叠体(mother laminated body)220接下来，在母体层叠体22之上，通过丝网印刷法等的适当的印刷法形成用于形成第一和第二外部电极13、14的第一导电层15的导电图案23。进而，在导电图案23之上，通过丝网印刷法等适当的印刷法形成用于形成第二导电层16的导电图案24。接下来，沿着设想的切割线CL对母体层叠体22进行切割，由此，从母体层叠体22 制作多个生的陶瓷层叠体。此外，母体层叠体22的切割可以通过切割、剪切来进行。生的陶瓷层叠体作成后，也可以通过滚筒抛光(barrel polishing)等，进行生的陶瓷层叠体的棱线部和棱线部的倒角部或圆角部以及表层的研磨。接下来，进行生的陶瓷层叠体的烧成。烧成温度可以根据使用的陶瓷材料、导电性糊剂的种类来适当设定。烧成温度例如可以设为900°C 1300°C左右。最后，通过镀敷形成第三导电层17，由此可以完成陶瓷电子部件1。本实施方式的陶瓷电子部件1是可以嵌入布线基板而适宜地使用的部件。接下来，对于嵌入有陶瓷电子部件1的陶瓷电子部件嵌入型布线基板的制造方法，主要参照图 8 图12进行说明。首先，如图8所示，在衬底基板30之上涂布粘接剂31。衬底基板30没有特别的限制。衬底基板30例如可以由玻璃环氧树脂等的树脂基板等形成。另外，衬底基板30的厚度也没有特别的限制，例如，可以设为25 μ m 50 μ m左右。作为粘接剂31，例如可以使用环氧树脂系粘接剂。粘接剂31例如可以是热固化型的树脂粘接剂，也可以是光固化型的树脂粘接剂。接下来，在粘接剂31之上配置陶瓷电子部件1，使粘接剂31固化，如图9所示，通过形成粘接剂32，将陶瓷电子部件1粘接于衬底基板30。接下来，如图10所示，在未配置有陶瓷电子部件1的衬底基板30的部分之上，配置芯材33。然后，在芯材33和陶瓷电子部件1之上按压含有半固化状态的固化型树脂的片材34，在该状态下使片材34完全固化。由此，如图11所示，可以完成在包含衬底基板30、 芯材33和片材34的布线基板主体35内嵌入了陶瓷电子部件1而成的布线基板37。此外，芯材33例如可以由玻璃环氧树脂等树脂基板等形成。接下来，在衬底基板30之上，从图案化的Cu层36之上向布线基板37照射激光线(敷性掩模法，conformal mask method)。由此，在布线基板37形成在第一、第二外部电极13、14上开口的通孔39 (参照图12)。此外，通常由于激光线的点径为100 μ m左右， 所以在第一导电层15的第二导电层16上没有覆盖的部分的长度沿着方向L的长度优选为 170μπι 250 μ m 左右。随后，进行除去附着于通孔39的侧壁等的污垢的去污处理。具体而言，通过用高锰酸钾等的强碱性处理来将污垢除去，然后实施酸淋洗。此外，为了在通孔39内形成连接于第一、第二外部电极13、14的导体，可以再进行
非电解镀敷等镀敷。如以上说明那样，本实施方式中，突出部13a、Ha形成于第一、第二外部电极13、 14。因此，与没有形成突出部13a、14a的情况相比，可以将粘接剂32形成得较厚。特别是粘接剂32中，位于第一、第二外部电极13、14与衬底基板30之间的部分的厚度得以增大。 因此，可以确保粘接剂能进入外部电极与衬底基板之间的空间，可以将第一、第二外部电极 13、14和衬底基板30牢固地粘接。因此，第一、第二外部电极13、14和衬底基板30之间难以侵入水分等，可以有效地抑制第一、第二外部电极13、14发生劣化。另外，如上所述，由于通过粘接剂32将第一、第二外部电极13、14和衬底基板30牢固地粘接，因此在去污处理中使用的溶剂、镀敷液等难以浸入到第一、第二外部电极13、14和粘接剂32之间。因此，可以有效地抑制第一、第二外部电极13、14的劣化。结果，可实现高可靠性。以下，对本发明的优选实施方式的其他例进行说明。但是，在以下的说明中，对于具有与上述第一实施方式实质上共用的功能的部件标记相同的参照编号，省略说明。(第二和第三的实施方式)图13是第二实施方式的陶瓷电子部件的示意性的立体图。图14是在图13的线 XIV-XIV处的示意性的剖面图。图15是第三的实施方式的陶瓷电子部件的示意性的剖面图。上述第一实施方式中，对于在第一和第二主面10a、10b上分别形成有第一和第二外部电极13、14的例进行了说明。但是，本发明不限于该构成。本发明中也可以是至少一个外部电极形成于第一主面IOa之上。例如，图13和图14所示，第一和第二外部电极13、14也可以以被覆第一和第二端面10e、10f和第一和第二主面10a、10b的Ll和L2侧部分的方式形成。此时，第二导电层 16优选以不仅被覆第一导电层15的Ll和L2侧端部而且还被覆第一和第二端面10e、10f 的方式形成。由此，可以将由镀层构成的第三导电层17形成于第一和第二端面10e、10f之上。这样的第二导电层16例如可以通过丝网印刷法等来形成，也可以通过将陶瓷素体10 的端部浸渍与导电糊剂中的所谓浸渍涂敷法来形成。另外，例如，如图15所示，也可以以将第一主面IOa的Ll和L2侧端部和第一和第二端面10e、10f被覆的方式来形成第一和第二外部电极13、14，该第一和第二外部电极13、 14不形成在第二主面IOb之上。另外，外部电极的一部份可以嵌入陶瓷素体中。这时，第一导电层优选从陶瓷素体突出2 ΙΟμ 。
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权利要求
1.一种陶瓷电子部件，其具备陶瓷素体，其具有沿着长度方向和宽度方向延伸的互相对置的第一和第二主面、沿着长度方向和厚度方向延伸的互相对置的第一和第二侧面和沿着宽度方向和厚度方向延伸的互相对置的第一和第二端面并为立方体状，第一和第二内部电极，在所述陶瓷素体的内部，以其至少一部分彼此在厚度方向上对置的方式形成的，第一外部电极，其形成于所述第一主面上的长度方向的一侧端部并与所述第一内部电极电连接，以及第二外部电极，其形成于所述第一主面上的长度方向的另一侧端部并与所述第二内部电极电连接；所述第一和第二外部电极的各自的一部分与所述第一和第二内部电极在厚度方向上对置的部分在厚度方向上对置，且所述第一和第二外部电极的各自一部分，比其他部分在厚度方向更加突出，所述第一外部电极的所述突出部设于第一外部电极的长度方向的一侧端部，并且所述第二外部电极的所述突出部设于第二外部电极的长度方向的另一侧端部，由此所述第一外部电极的所述突出部和所述第二外部电极的所述突出部之间形成有凹部，并且，露出所述第一主面的位于所述第一外部电极与所述第二外部电极之间的部分。
2.如权利要求1所述的陶瓷电子部件，其中，所述第一和第二外部电极各自的最外层由Cu，Al，Au和Ag中的一种金属或者以该金属为主体的合金形成。
3.—种布线基板，其具备权利要求1或2所述的陶瓷电子部件和嵌入有所述陶瓷电子部件的布线基板主体。
4.如权利要求3所述的布线基板，其中，所述布线基板主体具有位于衬底基板和所述陶瓷电子部件之间并将所述陶瓷电子部件和所述衬底基板粘接的粘接剂。
5.如权利要求4所述的布线基板，其中，朝向所述陶瓷电子部件的所述外部电极开口的贯通孔形成于所述衬底基板。
全文摘要
本发明提供能够提高陶瓷电子部件嵌入型布线基板的可靠性的陶瓷电子部件。本发明的陶瓷电子部件(1)具备立方体状的陶瓷素体(10)和第一和第二外部电极(13)、(14)。第一和第二外部电极(13)、(14)形成于第一主面(10a)之上。第一和第二外部电极(13)、(14)的一部分在厚度方向上比其他部分更突出。第一外部电极(13)的突出部(13a)设于第一外部电极(13)的长度方向L的一侧端部，并且第二外部电极(14)的突出部(14a)设于第二外部电极(14)的长度方向L的另一侧端部，由此突出部(13a)和突出部(14a)之间形成有凹部(1a)，并且，位于第一主面(10a)的第一外部电极(13)和第二外部电极(14)之间的部分露出。
文档编号H01L23/64GK102347315SQ20111020488
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者佐藤浩司, 真田幸雄, 西坂康弘 申请人:株式会社村田制作所