專利名稱：包括嵌入的陶瓷電容器的布線板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其中在基板內(nèi)層板中嵌入陶瓷電容器以及在其上安裝半導(dǎo)體集成電路元件的基板內(nèi)層板的表面上層疊組合(built-up)層的布線板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，用于計算機等中的CPU的半導(dǎo)體集成電路元件(IC芯片)在更高的速度下工作，以及與先前相比具有更高級的功能特點。隨著這些進展，端子的數(shù)目增加和端子間隔易于更小或更窄。一般而言，大量端子被致密地封裝在陣列中的IC芯片的底表面上，因此形成的接線端子通過常規(guī)的“倒裝芯片”連接被連接到母板側(cè)面的接線端子。但是，因為IC芯片側(cè)面的接線端子和母板側(cè)面的接線端子之間有大的間距差，直接將IC芯片連接到母板是困難的。因此，通常采用的連接方法是其中產(chǎn)生由IC芯片構(gòu)成的封裝，然后安裝在母板上的方法，該IC芯片被安裝在用于安裝IC芯片的布線板上。構(gòu)成這類封裝的這種布線板的例子包括其中在由聚合物材料構(gòu)成的內(nèi)層板基板中嵌入陶瓷芯片的布線板，以便形成內(nèi)層板部分，以及在內(nèi)層板部分的頂表面和背表面上都形成組合層(例如，參見日本專利申請?zhí)亻_(kokai)號2005-39243)。
最近，與僅僅包括一個微處理器的封裝相比能提供更高性能的系統(tǒng)的強烈需求增加。這種系統(tǒng)的一個例子是包括多個微處理器的封裝。這類封裝包括能夠執(zhí)行多個線程(任務(wù))、一個微處理器結(jié)構(gòu)不能執(zhí)行的事務(wù)的多微處理器結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致提高整個系統(tǒng)的處理能力。此外，與一個微處理器結(jié)構(gòu)相比較，多微處理器結(jié)構(gòu)具有提高的的抗故障性。
當實現(xiàn)具有多個微處理器結(jié)構(gòu)的封裝時，例如，對應(yīng)于上述-確定的參考文獻中公開封裝的布線板的陶瓷電容器尺寸被擴大，以及微處理器被安裝在擴大的陶瓷電容器的容納區(qū)內(nèi)的多個位置處。但是，利用該結(jié)構(gòu)，在用于形成導(dǎo)體部分如穿通孔和導(dǎo)電圖形的基板內(nèi)層板中減少可用的區(qū)域。因此，用于電連接內(nèi)層板部分的頂表面和背表面的導(dǎo)體部分的布線存在困難，因而布線板的總體尺寸不可能被減少，這一點是需要的。
此外，當用于微處理器的多個供電系統(tǒng)的需要可以由共享的供電系統(tǒng)滿足時，根據(jù)上述參考文獻的布線板可以被用作具有多微處理器結(jié)構(gòu)的封裝的零件。但是，當供電系統(tǒng)不能是共享系統(tǒng)時，因此需要為每個微處理器建立供電系統(tǒng)，以及即使布線板被用作整個封裝的零件，每個微處理器也不能完全工作。因此，不能完全實現(xiàn)多微處理器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。
在這類封裝中，因為微處理器的卡值也增加，使微處理器和布線板的熱膨脹系數(shù)匹配是非常重要的。在這方面，當微處理器和布線板的熱膨脹系數(shù)不相配時，將有顯著的熱應(yīng)力施加于相應(yīng)的微處理器，以及在微處理器中可能發(fā)生斷裂和有故障的連接。因此，必須采用可以減小這種熱應(yīng)力影響的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)其重要的方面，本發(fā)明解決上述問題，以及在這方面，本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠完全帶來結(jié)構(gòu)優(yōu)點的布線板，其中在布線板上安裝多個半導(dǎo)體集成電路元件，以及提供一種尺寸也被減小和相對于成本、性能和可靠性提供重要的優(yōu)點的布線板。
根據(jù)解決上述問題的一種方法，提供一布線板，包括包括內(nèi)層板主表面和內(nèi)層板背表面的基板內(nèi)層板；多個陶瓷電容器，每個包括電容器主表面和包括交替地層疊的結(jié)構(gòu)，其中第一內(nèi)部電極層和第二內(nèi)部電極層在其間夾入陶瓷介質(zhì)層，所述陶瓷電容器被嵌入所述基板內(nèi)層板并被定向，以致所述內(nèi)層板主表面和所述電容器主表面在公共方向上面對；以及具有層疊結(jié)構(gòu)的組合層，其中在所述內(nèi)層板主表面和所述電容器主表面上交替地層疊至少一個層間絕緣層和至少一個導(dǎo)體層，該組合層在所述組合層表面上的不同位置處包括多個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)，以及所述多個陶瓷電容器被布置在對應(yīng)于所述多個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的所述基板內(nèi)層板的區(qū)域中。
根據(jù)該實施例的布線板，在組合層中提供其上可以安裝半導(dǎo)體集成電路元件的多個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)，在基板內(nèi)層板中，在對應(yīng)于多個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的區(qū)域中分別布置多個陶瓷電容器。優(yōu)選，在相鄰陶瓷電容器之間的區(qū)域中形成導(dǎo)體部分，如穿通孔導(dǎo)體或?qū)w圖形等等。結(jié)果，即使采用用于安裝多個半導(dǎo)體集成電路元件而提供的結(jié)構(gòu)，為了在基板內(nèi)層板的頂表面和背表面之間建立電連接提供導(dǎo)體層，沒有布線板的總體尺寸的任何放大。
此外，即使用于多個半導(dǎo)體集成電路元件的供電系統(tǒng)不能被共享，每個半導(dǎo)體集成電路元件需要單個供電系統(tǒng)，每個半導(dǎo)體集成電路元件也可以完全地工作，因為多個陶瓷電容器分別電連接到半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)。因此，在采用用于安裝多個半導(dǎo)體集成電路元件的結(jié)構(gòu)中，可以完全實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。
此外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在各個陶瓷電容器上支撐每個半導(dǎo)體集成電路元件。因此，與其中在一個大的陶瓷電容器上支撐所有半導(dǎo)體集成電路元件的普通結(jié)構(gòu)相比，熱應(yīng)力的影響被減小，因為熱膨脹系數(shù)可以容易與半導(dǎo)體集成電路元件匹配。因此，可以防止由于高熱量應(yīng)力等級而導(dǎo)致的半導(dǎo)體集成電路元件的斷裂和有故障連接。
如上所述，在基板內(nèi)層板中，在對應(yīng)于多個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的區(qū)域中分別布置多個陶瓷電容器。這里使用的措詞“對應(yīng)于多個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的區(qū)域”意味著存在和對應(yīng)于多個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的內(nèi)部區(qū)域。更具體地，每個陶瓷電容器被分別布置在基本上直接位于相應(yīng)半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)下面的基板內(nèi)層板的內(nèi)部區(qū)域中。以此方式布置的每個陶瓷電容器被布置為部分或整個陶瓷電容器可以重疊半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)，當在電容器的厚度方向上觀察時。此外，在選擇在電容器的厚度方向上觀察的每個陶瓷電容器的尺寸和每個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸之間數(shù)量的相關(guān)性中，設(shè)計者有一定的慎重。但是，優(yōu)選前者尺寸等于或大于后者尺寸。
此外，在此使用的“半導(dǎo)體集成電路元件”大體上意味著用作計算機的微處理器等等的半導(dǎo)體集成電路元件。半導(dǎo)體集成電路元件，例如，被倒裝連接到半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)。注意“半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)”主要意味著在組合層的表面上布置焊盤接線端子的區(qū)域。可以提供兩個以上的半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)(即，對應(yīng)于半導(dǎo)體集成電路元件的數(shù)目)。
上述布線板的基板內(nèi)層板是布線板中的內(nèi)層板的一部分，以及，在一個優(yōu)選實施例中，具有板形或具有內(nèi)層板主表面和與內(nèi)層板主表面相對的內(nèi)層板背表面的形狀?；鍍?nèi)層板可以包括用于容納陶瓷電容器的一個或多個外殼開口部分。該外殼開口部分可以是僅僅在內(nèi)層板主表面開口的“非穿通孔”，或可以是在內(nèi)層板主表面和內(nèi)層板背表面都開口的穿通孔。
盡管用于形成基板內(nèi)層板的材料不局限于下面的材料，但是優(yōu)選基板內(nèi)層板主要由聚合物材料構(gòu)成。形成基板內(nèi)層板適合的聚合物材料的例子包括EP樹脂(環(huán)氧樹脂)、PI樹脂(聚酰亞胺樹脂)、BT樹脂(雙馬來酰亞胺三嗪樹脂)、PPE樹脂(聚苯醚樹脂)等。此外，由這些樹脂和有機纖維如玻璃纖維(玻璃纖維布和非玻璃纖維布)或聚酰胺纖維構(gòu)成的復(fù)合材料也可以被采用。
上述布線板的陶瓷電容器包括電容器主表面和層疊結(jié)構(gòu)，在該層疊結(jié)構(gòu)中，通過在其間夾入陶瓷介質(zhì)層交替地層疊第一內(nèi)部電極層和第二內(nèi)部電極層。優(yōu)選，陶瓷電容器包括電容器主表面和位于電容器主表面的相對側(cè)面上的電容器背表面。這種陶瓷電容器可以包括形成的電容器，以便在基板(即，除了陶瓷基板之外的基板)上層疊由陶瓷材料構(gòu)成的薄膜層。在內(nèi)層板主表面和電容器主表面面對相同方向的取向中，在基板內(nèi)層板中嵌入陶瓷電容器。在此使用的術(shù)語“嵌入”覆蓋其中在基板內(nèi)層板的外殼開口部分中容納至少部分陶瓷電容器的條件和其中在基板內(nèi)層板的外殼開口部分中容納整個陶瓷電容器的條件。此外，陶瓷電容器優(yōu)選被填料固定，填料由例如，聚合物材料組成，以便陶瓷電容器被嵌入基板內(nèi)層板中。
盡管可以提供兩個或更多陶瓷電容器，但是優(yōu)選提供與半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的數(shù)目相同的電容器數(shù)目。利用該結(jié)構(gòu)，所有陶瓷電容器可以被電連接到所有半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)。此外，適合的陶瓷電容器的例子包括通孔陣列型的陶瓷電容器。這類陶瓷電容器包括電連接所述第一內(nèi)部電極層、用于電源供給的多個通孔導(dǎo)體和電連接第二內(nèi)部電極層、用于接地的多個通孔導(dǎo)體。用于電源供給的多個通孔導(dǎo)體和用于接地的多個通孔導(dǎo)體優(yōu)選用整體陣列形狀布置。在采用該結(jié)構(gòu)的情況下，可以實現(xiàn)陶瓷電容器的尺寸減少，導(dǎo)致布線板的總體尺寸減少。此外，盡管布線板有緊湊尺寸，但是可以較容易地保證高電容量，由此產(chǎn)生更穩(wěn)定的電源。
注意當該基板內(nèi)層板具有其中在內(nèi)層板主表面開口的多個外殼開口部分時，優(yōu)選在內(nèi)層板主表面和電容器主表面在相同方向上面對的取向上，在每個外殼開口部分中容納陶瓷電容器。利用該結(jié)構(gòu)，容易提供用于在相鄰?fù)鈿ら_口部分之間形成的區(qū)域中形成導(dǎo)體部分如穿通孔導(dǎo)體或?qū)w圖形的區(qū)域。結(jié)果，即使采用提供用于安裝多個半導(dǎo)體集成電路元件的結(jié)構(gòu)，用于電連接基板內(nèi)層板的頂表面和背表面的導(dǎo)體層的布線被簡化。在這方面，基板內(nèi)層板可以包括在相鄰?fù)鈿ら_口部分之間形成的區(qū)域中用于電連接內(nèi)層板主表面和內(nèi)層板背表面的上述導(dǎo)體部分。
另一方面，當基板內(nèi)層板在其中僅僅包括在內(nèi)層板主表面開口的一個外殼開口部分時，優(yōu)選在其中內(nèi)層板主表面和電容器主表面在同一方向上面對的取向上，在外殼開口部分中容納多個陶瓷電容器。利用該結(jié)構(gòu)，比較容易形成基板內(nèi)層板，因為當所有陶瓷電容器將被容納時，不必形成與陶瓷電容器相同數(shù)目的外殼開口部分，因此簡化布線板的形成。注意到基板內(nèi)層板在相鄰陶瓷電容器之間形成的區(qū)域中可以包括用于電連接內(nèi)層板主表面和內(nèi)層板背表面的上述導(dǎo)體部分。在此情況下，相鄰陶瓷電容器之間形成的區(qū)域被填料填充，以及在該填料中形成導(dǎo)體部分，該導(dǎo)體部分可以是穿通孔導(dǎo)體或?qū)w圖形。該填料優(yōu)選由具有絕緣性能的樹脂材料構(gòu)成。
如上所指出的上述導(dǎo)體部分可以是穿通孔導(dǎo)體或?qū)щ妶D形，優(yōu)選被電連接到例如布線板中的用于信號的導(dǎo)體層即，與接地層或電源層相對的信號層。在此情況下，在布線板上設(shè)計布線中提供改進的設(shè)計靈活性。另外，導(dǎo)體部分，如穿通孔導(dǎo)體或?qū)щ妶D形，優(yōu)選被電連接到，例如，用于地線的導(dǎo)體層。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因為可以獲得增加的屏蔽效果，陶瓷電容器之間的干擾可以被減小或防止，以及由干擾引起的噪聲可以被減小。當導(dǎo)體部分是穿通孔導(dǎo)體時，優(yōu)選按行布置多個穿通孔導(dǎo)體，以便可以實現(xiàn)更大的屏蔽。此外，導(dǎo)體部分可以是偽導(dǎo)體層，既不電連接到用于信號的導(dǎo)體層，也不電連接到用于電源的導(dǎo)體層或用于地線的導(dǎo)體層。
優(yōu)選采用高溫-烘烤陶瓷的燒結(jié)體，如氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化硅和氮化硅作為陶瓷介質(zhì)層。此外，優(yōu)選采用低溫-烘烤陶瓷的燒結(jié)體，如以無機陶瓷填料如氧化鋁被加到硼硅酸系玻璃或硼硅酸鉛系玻璃的這種方法形成的玻璃-陶瓷，作為陶瓷介質(zhì)層。在此情況下，根據(jù)特定的應(yīng)用，還優(yōu)選采用電介質(zhì)陶瓷的燒結(jié)體如鈦酸鋇、鈦酸鉛和鈦酸鍶。當采用電介質(zhì)陶瓷的燒結(jié)體時，可以預(yù)想具有大的靜電電容的陶瓷電容器。
盡管用于形成第一內(nèi)部電極層和第二內(nèi)部電極層的材料未特別局限于以下材料，但是可以與陶瓷同時燒結(jié)的金屬如鎳、鉬、鎢、鈦等等是適合的。此外，當采用低溫-烘烤陶瓷的燒結(jié)體用作陶瓷介質(zhì)層時，可以采用銅、銀等等作為用于形成第一內(nèi)部電極層和第二內(nèi)部電極層的材料。
陶瓷電容器可以包括由與構(gòu)成第一內(nèi)部電極層和所述第二內(nèi)部電極層的材料相比具有高阻抗值的材料構(gòu)成的電阻元件。利用該結(jié)構(gòu)，例如，在相同的陶瓷電容器內(nèi)可以建立各種電勢，由此便于引入高級特征到布線板中。當在陶瓷電容器中不形成電阻元件時，電阻元件必須被設(shè)置在與基板內(nèi)層板中的陶瓷電容器分開的位置，或設(shè)置在組合層側(cè)面，以及這使之更難以形成電阻元件。此外，用于形成電阻元件的材料可以是與第一內(nèi)部電極層和第二內(nèi)部電極層相比具有高阻抗值的導(dǎo)電材料。這種材料的例子包括金屬材料、陶瓷材料等等。
構(gòu)成布線板的組合層優(yōu)選具有層疊結(jié)構(gòu)，其中交替地層疊包括主要是聚合物材料的層間絕緣層和導(dǎo)體層。盡管可以僅僅在內(nèi)層板主表面和電容器主表面上形成組合層(第一組合層)，但是可以在內(nèi)層板背表面和電容器背表面形成第二組合層，該第二組合層具有交替地層疊層間絕緣層和導(dǎo)體層的類似層疊結(jié)構(gòu)。利用該結(jié)構(gòu)，不僅可以在第一組合層中形成電路，而且可以在第二組合層中形成，由此便于引入更多高級特征到布線板中。
注意到在內(nèi)層板主表面和電容器主表面上形成的組合層(第一組合層)包括在組合層表面中的各個不同位置中的多個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)。由于半導(dǎo)體元件可以被安裝在這種半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)上，因此與在基板內(nèi)層板上形成半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的情況相比較，相對于半導(dǎo)體集成電路元件的熱膨脹系數(shù)差異可以被減小。因此，該結(jié)構(gòu)允許減小施加于半導(dǎo)體集成電路元件的熱應(yīng)力的影響。
此外，半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸優(yōu)選等于或小于相應(yīng)陶瓷電容器的電容器主表面的相應(yīng)尺寸。半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)優(yōu)選位于相應(yīng)陶瓷電容器的電容器主表面內(nèi)，當在陶瓷電容器的厚度方向上觀察時。利用該結(jié)構(gòu)，由于半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)位于直接在陶瓷電容器之上的區(qū)域，半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)上安裝的半導(dǎo)體集成電路元件被具有高剛性和小熱膨脹系數(shù)的陶瓷電容器支撐。因此，在半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)中組合層不可能變形，以及由此能穩(wěn)定地支撐半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)上安裝的半導(dǎo)體集成電路元件。
如上所述，半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸優(yōu)選小于相應(yīng)陶瓷電容器的電容器主表面。優(yōu)選，半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸是電容器主表面尺寸的90％以下，最優(yōu)選在約50％和90％之間。當半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸是90％以下時，半導(dǎo)體集成電路元件可以被容易地和穩(wěn)定地支撐。此外，當半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸是50％以上時，半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸將不太小。
此外，在其優(yōu)選實施例的詳細描述中將闡述或由其優(yōu)選實施例的詳細描述將明白本發(fā)明的更多的特點和優(yōu)點。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的布線板的示意性剖面圖；圖2是陶瓷電容器的示意性剖面圖；圖3示出了陶瓷電容器的內(nèi)層中的連接的示意性橫向剖面圖；圖4是類似于圖3的視圖，也示出了陶瓷電容器的內(nèi)層中的連接；
圖5描繪了說明布線板的制造方法中使用的側(cè)視圖；圖6是說明布線板的制造方法中使用的剖面圖；圖7是說明布線板的制造方法中使用的更多剖面圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的陶瓷電容器的剖面圖；圖9示出了根據(jù)另一實施例的陶瓷電容器的示意性剖面圖；圖10是部分放棄的陶瓷電容器的示意性平面圖，示出了根據(jù)另一實施例的電阻附近的區(qū)域；圖11是部分放棄的陶瓷電容器的示意性剖面圖，示出了電阻附近的區(qū)域；圖12是部分放棄的陶瓷電容器的示意性剖面圖，示出了電阻附近的區(qū)域；圖13示出了根據(jù)另一實施例的布線板的示意性剖面圖；以及圖14是部分放棄的陶瓷電容器的示意性平面圖，示出了根據(jù)另一實施例的電容器部分附近的區(qū)域。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細描述用于進行本發(fā)明的布線板的第一實施例。
如圖1所示，根據(jù)第一實施例的布線板10是用于安裝IC芯片的布線板，包括由玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)成和通常為矩形形狀的基板內(nèi)層板11；形成在基板內(nèi)層板11的上表面12(也稱為內(nèi)層板主表面)上的第一組合層31(稱為組合層)；以及形成在基板內(nèi)層板11的下表面13(內(nèi)層板背表面)上的第二組合層32。在基板內(nèi)層板11中的多個位置的每一個中形成穿通孔導(dǎo)體16。每個穿通孔16在基板內(nèi)層板11的上表面12和下表面13之間提供電連接。此外，每個穿通孔導(dǎo)體16的內(nèi)部用例如栓塞體17如環(huán)氧樹脂填充。此外，在基板內(nèi)層板11的上表面12和下表面13上用圖形形成由銅構(gòu)成的導(dǎo)體層41，以便每個導(dǎo)體層41可以被電連接到穿通孔導(dǎo)體16。
形成在基板內(nèi)層板11的上表面12上的第一組合層31具有層疊結(jié)構(gòu)，其中交替地層疊由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的樹脂絕緣層33，35(以下每個稱為層間絕緣層)和由銅構(gòu)成的導(dǎo)體層。在該實施例中，第一組合層31的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選約為30-40ppm/℃，以及更優(yōu)選約35ppm/℃。第一組合層31的熱膨脹系數(shù)被定義為30℃和玻璃-轉(zhuǎn)變溫度(Tg)之間的測量值的平均值。
形成在樹脂絕緣層33的表面上并用作第一層的部分導(dǎo)體層42被電連接到關(guān)聯(lián)的穿通孔導(dǎo)體16的上端。在第二樹脂絕緣層35的表面上的多個位置處用陣列形式形成端子焊盤44。此外，樹脂絕緣層35的表面幾乎完全被抗焊劑層37覆蓋。
在抗焊劑層37的預(yù)定位置處形成露出端子焊盤44的開口46。在關(guān)聯(lián)的端子焊盤44的表面上分別布置多個焊料凸塊45。每個焊料凸塊45分別被電連接到IC芯片21，22(半導(dǎo)體集成電路元件)的平面連接端子22。根據(jù)該實施例的IC芯片20，21具有矩形板狀形狀，并由具有約3.5ppm/℃的熱膨脹系數(shù)的硅構(gòu)成。
此外，在第一組合層31中，每個端子焊盤44和每個焊料凸塊45位于直接在各個陶瓷電容器100，101之上的區(qū)域內(nèi)。每個區(qū)域用作IC芯片安裝區(qū)，通常表示23和24(也稱為半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū))。在第一組合層31的頂表面上的兩個分開的位置中形成IC芯片安裝區(qū)23，24。此外，樹脂絕緣層33，35每個分別包括通孔導(dǎo)體43，47。這些通孔導(dǎo)體43，47中大多數(shù)被布置在公共軸上，以及導(dǎo)體層41，42和端子焊盤44通過導(dǎo)體43，47電連接。
如圖1所示，在基板內(nèi)層板11的下表面13上形成的第二組合層32，具有與第一組合層31幾乎相同的結(jié)構(gòu)。在這方面，第二組合層32具有約30-40ppm/℃的熱膨脹系數(shù)以及具有層疊結(jié)構(gòu)，在該層疊結(jié)構(gòu)中交替地層疊由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的樹脂絕緣層34，36(以下稱為層間絕緣層)和導(dǎo)體層42。
形成在樹脂絕緣層34的下表面上并用作第一層的部分導(dǎo)體層42被電連接到關(guān)聯(lián)的穿通孔導(dǎo)體16的下端。在第二樹脂絕緣層36的下表面上的多個位置處，用網(wǎng)格圖形形成通過通孔導(dǎo)體43電連接到導(dǎo)體層42的BGA焊盤48。此外，用抗焊劑層38幾乎完全覆蓋樹脂絕緣層的下表面。在抗焊劑層38的預(yù)定位置中形成露出BGA焊盤48的開口40。在BGA焊盤48的表面上分別布置用于提供電連接到母板(未圖示)的多個焊料凸塊49。在母板(未圖示)上通過每個焊料凸塊49安裝布線板10。
在平面方向(XY方向)上，基板內(nèi)層板11的熱膨脹系數(shù)約為10-15ppm/℃?；鍍?nèi)層板11的熱膨脹系數(shù)被定義為30℃和玻璃-轉(zhuǎn)變溫度(Tg)之間的測量值的平均值?；鍍?nèi)層板11具有矩形形狀的外殼開口部分90，當在平面圖中觀察時該開口部分90是矩形，以及在上表面12和下表面13的每個中心部分開口。換句話說，該實施例中的外殼開口部分90是穿通孔部分。
在外殼開口部分90中容納一對陶瓷電容器100，101，例如，如圖2至4所示，以便被嵌入其中。此外，陶瓷電容器100，101被互相貼緊容納并被定向，以便每個表面的上表面102(電容器主表面)在與基板內(nèi)層板的上表面12相同的方向中。
根據(jù)該實施例的陶瓷電容器100，101具有矩形板形狀，具有12.0mm(垂直)×12.0mm(橫向)×0.8mm(厚度)的尺寸。此外，陶瓷電容器100，101的厚度優(yōu)選在約0.2mm和1.0mm之間。當其厚度約小于0.2mm時，陶瓷電容器100，101不能減小在IC芯片安裝區(qū)23，24上安裝IC芯片20，21時所產(chǎn)生的應(yīng)力，且因此不有效地用作支撐件。另一方面，當陶瓷電容器的厚度大于約1.0mm時，布線板10的厚度太大。更優(yōu)選，陶瓷電容器100，101的厚度在約0.4mm和0.8mm之間。
在基板內(nèi)層板11中，陶瓷電容器100被布置在直接在IC芯片安裝區(qū)23下面的區(qū)域中，以及陶瓷電容器101被布置在直接在IC芯片安裝區(qū)24下面的區(qū)域中。IC芯片安裝區(qū)23的尺寸(也稱為形成IC芯片20的平面連接端子22的表面區(qū)域)小于相應(yīng)陶瓷電容器100的上表面區(qū)域102。類似地，IC芯片安裝區(qū)24的尺寸(也稱為形成IC芯片21的平面連接端子22的表面區(qū)域)也小于相應(yīng)陶瓷電容器101的上表面區(qū)域102。當在陶瓷電容器100，101的厚度方向上觀察時，在相應(yīng)陶瓷電容器100的上表面102內(nèi)包圍IC芯片安裝區(qū)23，以及在相應(yīng)陶瓷電容器101的上表面102內(nèi)包圍IC芯片安裝區(qū)24。
如圖1所示，用填料92填充外殼開口部分90的內(nèi)表面和陶瓷電容器100，101的側(cè)面106之間形成的間隙。填料92優(yōu)選由聚合物材料(在該實施例中，熱固性樹脂，如環(huán)氧樹脂)構(gòu)成。填料92將每個陶瓷電容器100，101固定到基板內(nèi)層板11，以及起吸收陶瓷電容器100，101和基板內(nèi)層板11的平面方向、厚度方向中的形變的作用，由于其自己的彈性形變。此外，每個陶瓷電容器100，101具有在平面圖中觀察的時通常為正方形形狀以及包括在其四個拐角的每一個處具有C 0.6的漸變部分。因此，當填料92由于溫度變化變形時，應(yīng)力容易在每個陶瓷電容器100的拐角集中，由此防止填料92的斷裂。
如圖1-4所示，根據(jù)該實施例的每個陶瓷電容器100，101是所謂的“通孔陣列型陶瓷電容器”。包括陶瓷電容器100，101的陶瓷燒結(jié)體104優(yōu)選具有等于IC芯片20，21和組合層31，32的熱膨脹系數(shù)的平均值的熱膨脹系數(shù)。更優(yōu)選，該值接近IC芯片20，21的熱膨脹系數(shù)。在該實施例中，陶瓷燒結(jié)體104的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選約8-12ppm/℃，以及更優(yōu)選約9.5ppm/℃。陶瓷燒結(jié)體104的熱膨脹系數(shù)被定義為30℃和250度℃之間的測量值的平均值。
陶瓷燒結(jié)體104是具有上表面102和下表面103(電容器背表面)的板狀部件。此外，在陶瓷燒結(jié)體的上表面102上形成構(gòu)成第一組合層31的樹脂絕緣層33，以及在陶瓷燒結(jié)體104的下表面103上形成構(gòu)成第二組合層32的樹脂絕緣層34。陶瓷燒結(jié)體104具有層疊結(jié)構(gòu)，在該層疊結(jié)構(gòu)中通過在其間夾入陶瓷介質(zhì)層105交替地層疊第一內(nèi)部電極層141和第二內(nèi)部電極層142。陶瓷介質(zhì)層105由鈦酸鋇的燒結(jié)體構(gòu)成，鈦酸鋇是大量適合的高介電常數(shù)陶瓷之一，并用作第一內(nèi)部電極層141和第二內(nèi)部電極層142之間的介質(zhì)(絕緣體)。第一內(nèi)部電極層141和第二內(nèi)部電極層142主要由鎳構(gòu)成并交替地布置在陶瓷燒結(jié)體104中。
如圖2-4所示，在陶瓷電容器100的陶瓷燒結(jié)體104中形成多個通孔130。這些通孔130在厚度方向上貫穿陶瓷燒結(jié)體104并用網(wǎng)格圖形(陣列形狀)布置在整個表面之上。在每個通孔130中，形成主要由鎳構(gòu)成的多個通孔導(dǎo)體131，132，以便在陶瓷燒結(jié)體104的上表面102和下表面103之間連通。用于供電連接的每個第一通孔導(dǎo)體貫穿每個第一內(nèi)部電極層141，以便第一內(nèi)部電極層141可以被互相電連接。用于接地連接的每個第一通孔導(dǎo)體132貫穿每個第二內(nèi)部電極層142，以便第二內(nèi)部電極層142可以被互相電連接。用于供電的每個第一通孔導(dǎo)體131和用于接地的每個第一通孔導(dǎo)體用總體陣列形狀布置。注意到，盡管用于說明性的目的，通孔導(dǎo)體131，132的陣列被顯示為按行是3×3陣列(或按行是5×5陣列)，實際陣列具有更多行。
如圖2-4所示，在陶瓷電容器100的陶瓷燒結(jié)體104的上表面102上形成用于供電的多個第一電極端子111和用于接地的多個第一電極端子112，以便從上表面突出。此外，在陶瓷電容器100的陶瓷燒結(jié)體104的下表面103上形成用于供電的多個第一電極端子121和用于接地的多個第一電極端子122，以便從下表面突出。
在上表面?zhèn)让娌贾玫碾姌O端子111，112被電連接到通孔導(dǎo)體47。另一方面，布置在下表面?zhèn)让娴碾姌O端子121，122通過通孔導(dǎo)體47、導(dǎo)體層42、通孔導(dǎo)體43、BGA焊盤48和焊料凸塊49電連接到母板(未圖示)的電極(端子)。
此外，電極端子111，112的底表面的通常位于中心的部分被直接連接到通孔導(dǎo)體131，132的端面，在上表面?zhèn)让嫣?。電極端子121，122的底表面的通常位于中心的部分被直接連接到通孔導(dǎo)體131，132的端面，在下表面?zhèn)让嫣?。因此，用于供電的電極端子111，121被電連接到用于供電的第一通孔導(dǎo)體131與第一內(nèi)部電極層141，以及用于接地的電極端子112，122分別被電連接到用于接地的第一通孔導(dǎo)體132和第二內(nèi)部電極層142。
類似地，在陶瓷電容器101的陶瓷燒結(jié)體104中形成多個通孔130，如圖2-4所示。主要由鎳構(gòu)成的多個通孔導(dǎo)體133，134形成在每個通孔130的內(nèi)部，以便在陶瓷燒結(jié)體104的上表面102和下表面103之間連通。
用于供電的每個第二通孔導(dǎo)體133貫穿每個第一內(nèi)部電極層141，以便第一內(nèi)部電極層141可以互相電連接。用于接地連接的每個第二通孔導(dǎo)體134貫穿每個第二內(nèi)部電極層142，以便第二內(nèi)部電極層142可以被互相電連接。用于供電的每個第二通孔導(dǎo)體133和用于接地的每個第二通孔導(dǎo)體134被布置在整個陣列中。注意到，盡管用于說明性的目的，通孔導(dǎo)體133，134的陣列被顯示為3×3陣列，(或5×5陣列)，實際上，實際陣列具有更多行。
在陶瓷電容器101的陶瓷燒結(jié)體104的上表面102上形成用于供電的多個第二電極端子113和用于接地的多個第二電極端子114，以便從上表面突出。此外，在陶瓷電容器101的陶瓷燒結(jié)體104的下表面103上形成用于供電的多個第二電極端子123和用于接地的多個第二電極端子124，以便從下表面突出。
在上表面?zhèn)让娌贾玫碾姌O端子113，114被電連接到通孔導(dǎo)體47。另一方面，布置在下表面?zhèn)让娴碾姌O端子123，124通過通孔導(dǎo)體47、導(dǎo)體層42、通孔導(dǎo)體43、BGA焊盤48和焊料凸塊49電連接到母板(未圖示)的電極(端子)。
此外，電極端子113，114的底表面的通常位于中心的部分被直接連接到通孔導(dǎo)體133，134的端面，在上表面?zhèn)让嫣?。電極端子123，124的底表面的通常位于中心的部分被直接連接到通孔導(dǎo)體133，134的端面，在下表面?zhèn)让嫣帯Ｒ虼?，用于供電的電極端子113，123被電連接到用于供電的第一通孔導(dǎo)體133和第一內(nèi)部電極層141，以及用于接地的電極端子114，124分別被電連接到用于接地的第一通孔導(dǎo)體134和第二內(nèi)部電極層142。
電極端子111，112，113，114主要由鎳構(gòu)成，以及用鍍銅層(未圖示)完全覆蓋其表面。類似地，電極端子121，122，123，124主要由鎳構(gòu)成，以及其表面覆有鍍銅層(未圖示)。在該實施例中，電極端子111-114，121-124的直徑約為500μm，以及電極端子之間的最小節(jié)距約為580μm。
當電壓從母板側(cè)面通過電極端子121，122(或電極端子123，124)施加到第一內(nèi)部電極層141和第二內(nèi)部電極層142時，在例如，第一內(nèi)部電極層141中將產(chǎn)生正電荷，以及在例如，第二內(nèi)部電極層142中將產(chǎn)生負電荷。結(jié)果，陶瓷電容器100，101都用作電容器。而且，在陶瓷電容器100中，用于供電的第一通孔131和用于接地的第一通孔導(dǎo)體132被交替鄰近布置，以便流過用于供電的第一通孔導(dǎo)體131和用于接地的第一通孔導(dǎo)體132的電流方向可以相互反向。類似地，在陶瓷電容器101中，用于供電的第二通孔133和用于接地的第二通孔導(dǎo)體134被交替鄰近布置，以便流過用于供電的第二通孔導(dǎo)體133和用于接地的第二通孔導(dǎo)體134的電流方向可以相互反向。結(jié)果，實現(xiàn)電感減小。
此外，用于供電的每個第一通孔導(dǎo)體131的一部分通過由用于供電的第一電極端子111形成的第一供電導(dǎo)電路徑電連接到IC芯片20的平面連接端子22、通孔導(dǎo)體47、導(dǎo)體層42、通孔導(dǎo)體43、端子焊盤44以及焊料凸塊45。類似地，用于接地的第一通孔導(dǎo)體132的一部分通過由用于接地的第一電極端子112形成的第一接地導(dǎo)電路徑電連接到IC芯片20的平面連接端子22、通孔導(dǎo)體47、導(dǎo)體層42、通孔導(dǎo)體43、端子焊盤44以及焊料凸塊45。由此，提供從陶瓷電容器100至IC芯片20的供電連接。
類似地，用于供電的每個第二通孔導(dǎo)體133的一部分通過由用于供電的第二電極端子113形成的第二供電導(dǎo)電路徑電連接到IC芯片21的平面連接端子22、通孔導(dǎo)體47、導(dǎo)體層42、通孔導(dǎo)體43、端子焊盤44以及焊料凸塊45。用于接地的第二通孔導(dǎo)體134的一部分通過由用于接地的第二電極端子114形成的第二接地導(dǎo)電路徑電連接到IC芯片21的平面連接端子22、通孔導(dǎo)體47、導(dǎo)體層42、通孔導(dǎo)體43、端子焊盤44以及焊料凸塊45。由此，提供從陶瓷電容器101至IC芯片21的供電連接。
因此，在根據(jù)該實施例的布線板10中，IC芯片20，21每個具有單個供電系統(tǒng)。因此，每個陶瓷電容器100，101不僅物理上獨立，而且也與其他電容器電獨立。
接下來，將描述用于制造根據(jù)第一實施例的布線板的方法。在準備步驟中，通過使用通常已知的方法，預(yù)先分別制造基板內(nèi)層板11和陶瓷電容器100，101。
基板內(nèi)層板11如下制造。首先，制備敷銅疊層板，其中在具有400mm(長度)×400mm(寬度)×0.8mm(厚度)尺寸的基板表面上層疊銅箔。通常，基板的厚度優(yōu)選是0.2mm以上至1.0mm以下。接下來，使用鉆孔機對敷銅疊層執(zhí)行鉆孔操作，以在預(yù)定位置預(yù)先形成穿通孔，該穿通孔用作外殼開口部分90(參考圖5)。用作外殼開口部分90的穿通孔具有通常為矩形形狀的截面，在四個拐角處有14.0mm(縱向)×30.0mm(交叉)和1.5mm半徑R的尺寸。然后，在敷銅疊層板的表面上層疊的銅箔被刻蝕，以通過相減法形成導(dǎo)體層41的圖形。更具體地說，在執(zhí)行無電鍍銅之后，在其處應(yīng)用電解銅電鍍，采用無電鍍銅層作為公共電極。接著，在因此電鍍的表面上層疊干膜并經(jīng)受曝光和顯影操作，以由此形成預(yù)定圖形。在該工序中，通過刻蝕除去電解銅電鍍層、無電鍍銅層以及銅箔的任意不必要的部分。然后，剝落干膜，以完成基板內(nèi)層板11。
陶瓷電容器100，101優(yōu)選如下制造。制造由陶瓷構(gòu)成的陶瓷生薄片，然后在生薄片上篩網(wǎng)印刷用于內(nèi)部電極層的鎳糊劑，并干燥，以此方式，形成用作第一內(nèi)部電極層141的第一內(nèi)部電極部分和用作第二內(nèi)部電極層142的第二內(nèi)部電極部分。接下來，交替地層疊其中形成第一內(nèi)部電極部分的生薄片和形成第二內(nèi)部電極部分的生薄片并在疊層的方向按壓，由此集成生薄片。結(jié)果，形成生薄片層疊體。
然后使用激光加工機器在生薄片層疊體中形成多個通孔130，以及使用壓配填充設(shè)備(未圖示)在每個通孔130中填充用于通孔導(dǎo)體的鎳糊劑。接下來，在生薄片層疊體的上表面上印刷糊劑，以形成用于供電的第一電極端子111和用于接地的第一電極端子112(或用于供電的第二電極端子113和用于接地的第二電極端子114)以便覆蓋生薄片層疊體的上側(cè)面的每個導(dǎo)體部分的上端面。此外，在生薄片層疊體的下表面上印刷糊劑，以形成用于供電的第一電極端子121和用于接地的第一電極端子122(或用于供電的第二電極端子123和用于接地的第二電極端子124)，以便覆蓋生薄片層疊體的下側(cè)面的每個導(dǎo)體部分的下端面。
接著，干燥生薄片層疊體，以便表面端子部分可以被固化到一定程度。接下來，生薄片層疊體在預(yù)定溫度下被脫脂和經(jīng)受烘烤預(yù)定時間。結(jié)果，糊劑中包含的鈦酸鋇和鎳被同時燒結(jié)，由此形成陶瓷燒結(jié)1本104。
接下來，無電鍍銅(約10厚度)被應(yīng)用于陶瓷燒結(jié)體104中包括的每個電極端子111，112，121，122(或每個電極端子113，114，123，124)。結(jié)果，在每個電極端子111，112，121，122(或每個電極端子113，114，123，124)上形成鍍銅層，由此完成陶瓷電容器100(或陶瓷電容器101)。此外，代替應(yīng)用無電鍍銅，可以應(yīng)用電解銅電鍍。
在隨后的固定步驟中，使用安裝裝置(如由Yamaha Motor Co.，Ltd制成)，在外殼開口部分90中容納形成陶瓷電容器100，101的兩個零件或部件(參考圖6)。此時，采用粘合帶152密封外殼開口部分90的下表面?zhèn)乳_口，粘合帶152可以被剝落。粘合帶152由支撐板151支撐。每個陶瓷電容器100，101被粘貼，即粘附到，將被臨時地固定在其處的粘合帶152的粘合劑表面153上。
在該狀態(tài)下，使用適合的分配器裝置(如由Asymtek制成)，用由熱固性樹脂(例如，由NamixCo.，Ltd制成的底填充材料)構(gòu)成的填料92填充外殼開口部分90的內(nèi)表面和陶瓷電容器100，101的側(cè)面106之間的間隙和相鄰陶瓷電容器100之間的區(qū)域。然后，使用熱處理硬化填料92，以將陶瓷電容器100，101固定到外殼開口部分90。此時粘合帶152被剝離。
接著，進行組合層形成步驟。在組合層形成步驟中，使用常規(guī)的已知方法，在上表面12和上表面102上形成第一組合層31，以及在下表面13和下表面103上形成第二組合層32。結(jié)果，完成由基板內(nèi)層板11和組合層31，32構(gòu)成的布線板10。更具體地說，在上表面12和上表面102上層疊光敏環(huán)氧樹脂的同時，在下表面13和下表面103上也層疊該光敏環(huán)氧樹脂。然后，在因此形成的上下表面上執(zhí)行曝光和顯影操作，以分別制造第一層的樹脂絕緣層33，34。樹脂絕緣層33，34每個包括在形成通孔導(dǎo)體47的位置中的封閉通孔。此外，使用YAG激光器或二氧化碳激光器執(zhí)行處理，以形成貫穿基板內(nèi)層板11和樹脂絕緣層33，34的穿通孔。然后，根據(jù)常規(guī)已知的方法，通過執(zhí)行無電鍍銅和電解銅電鍍形成穿通孔導(dǎo)體16之后，在穿通孔導(dǎo)體16中填充栓塞體17。接著，根據(jù)常規(guī)已知的方法(例如，半添加法)執(zhí)行電解銅電鍍，以便在封閉通孔的內(nèi)部形成通孔導(dǎo)體47，以及在用作第一層的樹脂絕緣層33，34上形成用作第二層的導(dǎo)體層42。
接下來，在用作第一層的樹脂絕緣層33，34上層疊光敏環(huán)氧樹脂，并執(zhí)行曝光和顯影操作，以形成第二層的樹脂絕緣層35，36，該樹脂絕緣層35，36在形成通孔導(dǎo)體43的位置處具有封閉通孔。然后，根據(jù)常規(guī)已知的方法應(yīng)用電解銅電鍍，以便在封閉通孔的內(nèi)部形成通孔導(dǎo)體43，以及在用作第二層的樹脂絕緣層35上形成端子焊盤44以及在用作第二層的樹脂絕緣層36上形成用于BGA的焊盤48。
接著，通過涂敷光敏的環(huán)氧樹脂并提供其固化，在用作第二層的樹脂絕緣層35，36上分別形成抗焊劑層37，38。接下來，執(zhí)行曝光和顯影操作，以便提供預(yù)定的掩模，以在抗焊劑層37，38上圖形印刷開口40，46。此外，在端子焊盤44上形成焊料凸塊45，以及在用于BGA的焊盤48上形成焊料凸塊49。這些完成由基板內(nèi)層板11和組合層31，32構(gòu)成的布線板10。
根據(jù)該實施例，可以實現(xiàn)以下效果和優(yōu)點。
在根據(jù)該實施例的布線板10中，在組合層31中和在基板內(nèi)層板11中提供用于IC芯片安裝區(qū)23，24的兩個位置，在對應(yīng)于IC芯片安裝區(qū)23，24的每個區(qū)域中分別布置陶瓷電容器100，101的兩個零件。因此，例如，在陶瓷電容器100，101之間形成的區(qū)域中可以形成導(dǎo)體，如穿通孔導(dǎo)體16B(參考圖9)，由此導(dǎo)致布線板10的內(nèi)部區(qū)域的有效率和有效的使用。此外，即使在安裝IC芯片20，21的兩個零件的地點布線板10具有所謂的“多微處理器”結(jié)構(gòu)，也可以形成用于電連接基板內(nèi)層板11的頂表面和背表面的導(dǎo)體層，由此增加設(shè)計靈活性。結(jié)果，可以實現(xiàn)布線板10的總體尺寸減小和其成本減小。
此外，即使在每個IC芯片20，21的供電系統(tǒng)不能被共享且每個IC芯片20，21需要單個供電系統(tǒng)的情況下，每個IC芯片20，21也完全工作，因為陶瓷電容器100，101的兩個零件分別被電連接到IC芯片安裝區(qū)23，24。因此，當采用類似于該實施例的多微處理器結(jié)構(gòu)時，可以完全實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。
在該實施例中，由于第一組合層31中的IC芯片安裝區(qū)23，24分別直接位于相應(yīng)的陶瓷電容器100，101上，每個IC芯片安裝區(qū)23，24被相應(yīng)的陶瓷電容器100，101支撐，陶瓷電容器100，101擁有高和小的熱膨脹系數(shù)。因此，在IC芯片安裝區(qū)23，24中，分別安裝在IC芯片安裝區(qū)23，24上的IC芯片20，21被更穩(wěn)定地支撐，因為第一組合層31不可能變形。因此，可以防止源于熱應(yīng)力的IC芯片20，21的斷裂和有故障電連接。因此，可以采用大規(guī)模IC芯片或低-k(較低的介電常數(shù))的IC芯片作為IC芯片20，21，大規(guī)模IC芯片具有10mm×10mm以上的尺寸，通常易于大大地受熱應(yīng)力影響并具有高卡值，低-k IC芯片易毀壞和也易于大大地受熱應(yīng)力影響。
此外，由于根據(jù)本實施例的布線板10具有陶瓷電容器100，101的兩個零件，因此每個IC芯片20，21可以成功地實現(xiàn)供電，同時除去每個陶瓷電容器100，101的噪聲。此外，每個IC芯片20，21分別被安裝在每個IC芯片安裝區(qū)23，24上，并直接布置在每個陶瓷電容器100，101之上。由此，電連接每個IC芯片20，21和每個陶瓷電容器100，101的電連接路徑的長度(即，電容器連接線的長度)可以被最小化。因此，有效地執(zhí)行提供電源到每個IC芯片20，21。結(jié)果，IC芯片20，21和每個陶瓷電容器100，101之間上升的噪聲可以被顯著地減小，以及實現(xiàn)高可靠性，而不產(chǎn)生任何缺陷或故障。
日本專利申請?zhí)亻_(kokai)號2002-43754公開了其中在基板內(nèi)層板中嵌入多個芯片電容器的布置。但是，即使設(shè)置多個芯片電容器，利用該參考文獻中公開的結(jié)構(gòu)不可能獲得由供電的穩(wěn)定實現(xiàn)的特點和優(yōu)點等等。此外，由于芯片電容器的上表面區(qū)域更加小于IC芯片安裝區(qū)，芯片電容器不能用作相應(yīng)IC芯片的支撐體。
相反，因為在上述發(fā)明的實施例中具有大電容量的通孔陣列型陶瓷電容器(電容器100，101)代替僅僅的芯片電容器，實現(xiàn)重要的特點和優(yōu)點。在該實施例中，IC芯片安裝區(qū)23，24的尺寸小于相應(yīng)陶瓷電容器100，101的上表面102的尺寸。換句話說，使用與IC芯片安裝區(qū)23，24相比具有大面積的陶瓷電容器100，101。此外，當在厚度方向觀察時，IC芯片安裝區(qū)23，24位于陶瓷電容器100，101的上表面102中。因此，陶瓷電容器100，101可以用作IC芯片20，21的支撐體。
注意到芯片電容器可以使用來代替陶瓷電容器100，101，以及可以被布置在布線板10中的IC芯片20，21的后側(cè)(即，第二組合層32的頂表面?zhèn)然蛲獗砻鎮(zhèn)?。在一個例子中，芯片電容器的電感是7.2pH，連接芯片電容器和IC芯片20，21的電子路徑的電感是2.8pH。因此，總電感是10.0pH，這是比較大的值。
另一方面，與本優(yōu)選實施例中使用的芯片電容器相比陶瓷電容器(對應(yīng)于電容器100，101)具有較低的電感(1.2pH)。因為陶瓷電容器100，101被嵌入基板內(nèi)層板11中，連接陶瓷電容器100，101和IC芯片20，21的電路徑的長度與用于連接上面例子的芯片電容器和IC芯片20，21的電子路徑的長度相比更短。在這方面，電子路徑的電感低到0.6pH。因此，與使用芯片電容器的情況相比較，總電感是1.8ph和電感成分可以被減小。因此，電源提供是平滑的，以及噪聲產(chǎn)生可以被防止。
最后，在根據(jù)該第一實施例的陶瓷電容器100中，用總體陣列形式布置用于供電的多個第一通孔導(dǎo)體131和用于接地的多個第一通孔導(dǎo)體132。類似地，在根據(jù)該實施例的陶瓷電容器101中，用總體陣列形式布置用于供電的多個第二通孔導(dǎo)體133和用于接地的多個第通孔導(dǎo)體134。換句話說，陶瓷電容器100，101是通孔-陣列型電容器。結(jié)果，可以減小陶瓷電容器100，101的尺寸，因此導(dǎo)致布線板10的總體尺寸減小。此外，盡管它的緊湊尺寸，但是可以比較容易地實現(xiàn)大的電容量，由此產(chǎn)生更穩(wěn)定的供電。
接下來，將參考附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的布線板的再一實施例。
如圖8所示，根據(jù)該實施例的布線板10a包括在基板內(nèi)層板11的上表面12開口的兩個外殼開口部分91。每個陶瓷電容器100，101被分別容納在每個外殼開口部分91中并定向，以便在相同的方向上，上表面12和上表面102在相同的側(cè)面面對。除結(jié)合第一實施例描述的穿通孔導(dǎo)體16之外，基板內(nèi)層板11包括布置在相鄰?fù)鈿ら_口部分91之間形成的區(qū)域中布置的穿通孔導(dǎo)體16A(導(dǎo)體部分)。此外，每個穿通孔導(dǎo)體16、16A的內(nèi)部用例如栓塞體17如環(huán)氧樹脂填充。穿通孔導(dǎo)體16，16A的上端被電連接到形成在第一組合層31的樹脂絕緣層33上的導(dǎo)體層42，以及穿通孔導(dǎo)體16，16A的下端被電連接到形成在第二組合層32的樹脂絕緣層上的導(dǎo)體層42。因此，穿通孔導(dǎo)體16，16A起電連接第一組合層31和第二組合層32的作用。使用與第一實施例的穿通孔導(dǎo)體16相同的方法，與其他穿通孔導(dǎo)體16同時形成相鄰?fù)鈿ら_口部分之間形成的穿通孔導(dǎo)體16A。
由于該實施例的結(jié)構(gòu)，在相鄰陶瓷電容器100，101之間形成的區(qū)域中可以容易地獲得或提供用于形成穿通孔導(dǎo)體16A的空間。由此，即使采用其中安裝IC芯片20，21的兩個零件或部件的多微處理器結(jié)構(gòu)，也可以容易地形成或進行電連接基板內(nèi)層板11的頂表面和背表面中使用的導(dǎo)體層的布線。
此外，通過在相鄰陶瓷電容器100，101之間形成的區(qū)域中形成穿通孔導(dǎo)體16A，沒有必要為在陶瓷電容器100，101中或基板內(nèi)層板11中形成為信號而提供的任意導(dǎo)體。因此，可以便于陶瓷電容器100，101和/或基板內(nèi)層板11的小型化。此外，陶瓷電容器100，101的小型化有助于穿通孔導(dǎo)體16A的容易形成，因為為形成穿通孔導(dǎo)體16A提供足夠的空間。
注意到如上所述的本發(fā)明的每個實施例可以被如下修改。
在第一實施例中，在填充相鄰陶瓷電容器100，101之間形成的區(qū)域的填料92中，可以形成導(dǎo)體部分，如穿通孔導(dǎo)體16B(參見圖9中的布線板10B)。該結(jié)構(gòu)便于用于電連接基板內(nèi)層板11的背表面和頂表面的導(dǎo)體層的布線。填料92中的穿通孔導(dǎo)體16B優(yōu)選如下形成。在該實施方式中，使用激光打孔工藝同時形成貫穿基板內(nèi)層板11和樹脂絕緣層33，34的穿通孔以及貫穿填料92的穿通孔。然后，通過常規(guī)已知的方法應(yīng)用無電鍍銅和電解銅電鍍，以便在填充陶瓷電容器100，101之間形成的區(qū)域的填料92中形成穿通孔導(dǎo)體16B。
如上所述的每個實施例的外殼開口部分90，91是在基板內(nèi)層板11的上表面12和下表面開口的穿通孔部分。但是，外殼開口部分90可以被代替是具有底部的凹入部分(即，非穿通孔部分)，該凹入部分僅僅在基板內(nèi)層板11的上表面12處開口。
根據(jù)如上所述的每個實施例，可以在基板內(nèi)層板11中形成布線圖形(即，內(nèi)層圖形)。利用該結(jié)構(gòu)，在布線板10的內(nèi)部形成復(fù)雜的電路，由此便于布線板10提供更加高級的特點。此外，可以用在內(nèi)層板上層疊薄絕緣層的這種方法形成基板內(nèi)層板11。
如圖10-12所示，在陶瓷電容器200或201的上表面102等等上可以形成電阻元件161。例如，電阻元件161可用于電連接用于供電的第一電極端子111(用于供電的第二電極113)和用于供電的第一電極端子111(用于供電的第二電極端子113)。優(yōu)選，電阻元件161由具有比構(gòu)成用于供電的電極端子111，113、第一內(nèi)部電極層141和第二內(nèi)部電極層142的材料更高電阻的陶瓷構(gòu)成。電阻元件161優(yōu)選通過，其中例如在完成陶瓷電容器200，201之后，陶瓷糊劑被涂敷到上表面?zhèn)让?上表面102的側(cè)面)和烘烤預(yù)定持續(xù)時間，然后通過除去部分糊劑調(diào)整阻抗值等等，以提供希望值的方法來形成。
利用該結(jié)構(gòu)，可以在例如相同的陶瓷電容器200或201中建立不同的電位，由此便于布線板10的高級特點。當在陶瓷電容器200，201中不形成電阻元件時，電阻元件必須被嵌入除陶瓷電容器200，201之外的基板內(nèi)層板11中的位置中，或形成在各個組合層31，32的側(cè)面。
在陶瓷電容器100，101之間可以布置多個“偽-通孔”電極(也稱為接地通孔電極)。利用該結(jié)構(gòu)，可以更加減小由陶瓷電容器100和陶瓷電容器101之間的干擾引起的噪聲。特別地，當陶瓷電容器100，101包含大電容量部分和其容量小于大電容量部分的小電容量部分時，優(yōu)選在大電容量部分和小電容量部分之間提供多個偽-通孔電極(接地通孔電極)。結(jié)果，可以減小該小電容量部分中產(chǎn)生的噪聲，小電容量部分對來自大電容量部分的干擾敏感。此外，為了提供熱散逸，可以在圍繞陶瓷電容器100，101的位置中布置多個偽-通孔電極(接地通孔電極)。
類似地，在根據(jù)圖13所示的另一實施例的布線板10C中，在除陶瓷電容器100C，101C的上表面102和下表面103之外的表面(即，側(cè)面106)中可以形成側(cè)面?zhèn)坞姌O151，152。類似于上述實施例，該結(jié)構(gòu)也有助于減小由陶瓷電容器100C，101C之間的干擾引起的噪聲。圖13所示的側(cè)面?zhèn)?51，152可以是不被電連接到任意導(dǎo)體的導(dǎo)體。但是，優(yōu)選，側(cè)面?zhèn)坞姌O151，152被電連接到，例如，組合層31，32中用于接地的導(dǎo)體層。利用該結(jié)構(gòu)，可以提高屏蔽效率。注意到這種側(cè)面?zhèn)坞姌O151，152優(yōu)選由，例如，與陶瓷電容器100C，101C中提供的電極端子相同的金屬材料構(gòu)成。
如圖14所示，在部分陶瓷電容器300，301中可以形成除用于IC芯片20，21之外分開系統(tǒng)的電容器部分162(用于供電到I/O等等)。該結(jié)構(gòu)允許布線板10具有更高級的特征。
盡管上面相對于其優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的條件下，在這些優(yōu)選實施例中可以實行改變和改進。
權(quán)利要求
1.一種布線板，包括包括內(nèi)層板主表面和內(nèi)層板背表面的基板內(nèi)層板；多個陶瓷電容器，每個包括電容器主表面，以及包括交替層疊的結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括在其間夾入陶瓷介質(zhì)層的第一內(nèi)部電極層和第二內(nèi)部電極層，所述陶瓷電容器被嵌入所述基板內(nèi)層板中并被定向，以便所述內(nèi)層板主表面和所述電容器主表面面向公共的方向；以及具有層疊結(jié)構(gòu)的組合層，其中，在所述內(nèi)層板主表面和所述電容器主表面上交替地層疊至少一個層間絕緣層和至少一個導(dǎo)體層，所述組合層在所述組合層的表面上的不同位置處包括多個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)，以及所述多個陶瓷電容器被布置在對應(yīng)于所述多個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的所述基板內(nèi)層板的區(qū)域中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的布線板，其中所述基板內(nèi)層板在其中具有在所述內(nèi)層板主表面開口的多個外殼開口部分，以及其中所述陶瓷電容器分別被容納在所述多個外殼開口部分中并被定向，以便所述內(nèi)層板主表面和所述電容器主表面面向公共的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的布線板，其中所述基板內(nèi)層板包括電連接所述內(nèi)層板主表面?zhèn)群退鰞?nèi)層板背表面?zhèn)炔⒉贾迷谒鱿噜復(fù)鈿ら_口部分之間形成的區(qū)域中的導(dǎo)體部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的布線板，其中所述基板內(nèi)層板在其中包括在所述內(nèi)層板主表面開口的外殼開口部分，以及其中所述陶瓷電容器分別被容納在所述多個外殼開口部分中并被定向，以便所述內(nèi)層板主表面和所述電容器主表面面向公共的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的布線板，還包括填充相鄰陶瓷電容器之間形成的區(qū)域的填料，以及在所述填料中形成用于電連接所述內(nèi)層板主表面?zhèn)群退鰞?nèi)層板背表面?zhèn)鹊膶?dǎo)體部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的布線板，其中所述半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)具有一尺寸，該尺寸不大于相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面的相應(yīng)尺寸，以及其中當在所述陶瓷電容器的厚度方向上觀察時，所述至少一個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)位于相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的布線板，其中至少一個所述半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸在相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面尺寸的約50％和90％之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的布線板，其中所述組合層包括第一組合層，以及其中所述布線板包括具有交替層疊結(jié)構(gòu)的第二組合層，其中，在所述內(nèi)層板背表面和所述電容器背表面上交替地層疊至少一個層間絕緣層和至少一個導(dǎo)體層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的布線板，其中所述陶瓷電容器的至少一個包括面對所述多個陶瓷電容器的相鄰陶瓷電容器的側(cè)面?zhèn)坞姌O。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的布線板，還包括在組合層中用作地線的導(dǎo)體層，以及其中所述側(cè)面?zhèn)坞姌O被電連接到所述導(dǎo)體層。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的布線板，其中所述半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)具有一尺寸，該尺寸不大于相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面的相應(yīng)尺寸，以及其中當在所述陶瓷電容器的厚度方向上觀察時，所述至少一個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)位于相應(yīng)陶瓷電容器的電容器主表面內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求3的布線板，其中所述半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)具有一尺寸，該尺寸不大于相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面的相應(yīng)尺寸，以及其中當在所述陶瓷電容器的厚度方向上觀察時，所述至少一個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)位于相應(yīng)陶瓷電容器的電容器主表面內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求4的布線板，其中所述半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)具有一尺寸，該尺寸不大于相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面的相應(yīng)尺寸，以及其中當在所述陶瓷電容器的厚度方向上觀察時，所述至少一個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)位于相應(yīng)陶瓷電容器的電容器主表面內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求5的布線板，其中所述半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)具有一尺寸，該尺寸不大于相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面的相應(yīng)尺寸，以及其中當在所述陶瓷電容器的厚度方向上觀察時，所述至少一個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)位于相應(yīng)陶瓷電容器的電容器主表面內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的布線板，其中至少一個所述半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸在相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面尺寸的約50％和90％之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求3的布線板，其中至少一個所述半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸在相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面尺寸的約50％和90％之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求4的布線板，其中至少一個所述半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸在相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面尺寸的約50％和90％之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求5的布線板，其中至少一個所述半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的尺寸在相應(yīng)陶瓷電容器的所述電容器主表面尺寸的約50％和90％之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求2的布線板，其中所述組合層包括第一組合層，以及其中所述布線板包括具有交替層疊結(jié)構(gòu)的第二組合層，其中，在所述內(nèi)層板背表面和所述電容器背表面上交替地層疊至少一個層間絕緣層和至少一個導(dǎo)體層。
20.根據(jù)權(quán)利要求2的布線板，其中所述陶瓷電容器的至少一個包括面對所述多個陶瓷電容器的相鄰陶瓷電容器的側(cè)面?zhèn)坞姌O。
全文摘要
一種布線板包括基板內(nèi)層板、陶瓷電容器和組合層。該基板內(nèi)層板在其中具有在內(nèi)層板主表面開口的外殼開口部分。該陶瓷電容器被容納在該外殼開口部分中并定向，以便該內(nèi)層板主表面和每個電容器的電容器主表面面對相同的方向。組合層包括在其表面上的各個位置的半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)。在基板內(nèi)層板中，每個陶瓷電容器分別被布置在對應(yīng)于每個半導(dǎo)體集成電路元件安裝區(qū)的區(qū)域中。
文檔編號H01L23/32GK1925722SQ20061012807
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者浦島和浩, 由利伸治, 佐藤學(xué), 大塚淳 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社