特開 2023-160703 キャパシタ部品及びキャパシタ内蔵基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023160703

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】キャパシタ部品及びキャパシタ内蔵基板

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/32 20060101AFI20231026BHJP

【ＦＩ】

H01G4/32 521A

H01G4/32 530

H01G4/32 540

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125581

(22)【出願日】2022-08-05

(31)【優先権主張番号】10-2022-0049551

(32)【優先日】2022-04-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ－メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リー、サン ジョン

(72)【発明者】

【氏名】パク、ミン チョル

(72)【発明者】

【氏名】ジェオン、チ ヒョン

(72)【発明者】

【氏名】リー、セオン ファン

(72)【発明者】

【氏名】クワク、ヒュン サン

【テーマコード（参考）】

5E082

【Ｆターム（参考）】

5E082AB04

5E082EE03

5E082FF05

5E082FG26

(57)【要約】      （修正有）

【課題】一般的な立方体形状の積層セラミックキャパシタに比べて高容量が保障され、電気的連結性が向上したキャパシタ部品を提供する。
【解決手段】キャパシタ部品１００は、第１方向に対向する第１面及び第２面を含み、第１方向を巻軸として第１内部電極、第２内部電極、第１内部電極と第２内部電極の間に配置される第１誘電体層及び第２内部電極上に配置される第２誘電体層が巻回された本体１１０と、本体の第１面に配置されて第１内部電極と連結される第１外部電極１３１と、本体の第２面に配置されて第２内部電極と連結される第２外部電極１３２と、を含む。第１内部電極と第２内部電極とは、互いに異なる金属を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に対向する第１面及び第２面を含み、前記第１方向を巻軸として第１内部電極、第２内部電極、前記第１内部電極及び前記第２内部電極の間に配置される第１誘電体層、及び前記第２内部電極上に配置される第２誘電体層が巻回された本体と、
前記本体の第１面に配置されて前記第１内部電極と連結される第１外部電極と、
前記本体の第２面に配置されて前記第２内部電極と連結される第２外部電極と、を含み、
前記第１内部電極と前記第２内部電極は互いに異なる金属を含む、キャパシタ部品。

【請求項2】

前記第１内部電極は、前記本体の第１面から前記第１方向に突出した領域を含み、
前記第２内部電極は、前記本体の第２面から前記第１方向に突出した領域を含む、請求項１に記載のキャパシタ部品。

【請求項3】

前記第２内部電極の一端は前記本体の第１面と接し、前記第１内部電極の一端は前記本体の第２面と接し、
前記本体の第１面と接する前記第２内部電極の一端及び前記本体の第２面と接する前記第１内部電極の一端に短絡防止層が配置される、請求項２に記載のキャパシタ部品。

【請求項4】

前記第２内部電極は、前記本体の第１面と離隔して配置され、前記第１内部電極は、前記本体の第２面と離隔して配置される、請求項１に記載のキャパシタ部品。

【請求項5】

前記第１外部電極及び前記第２外部電極上にめっき層が配置される、請求項１に記載のキャパシタ部品。

【請求項6】

前記本体の側面にカバー層が配置される、請求項１に記載のキャパシタ部品。

【請求項7】

第１方向に対向する第１面及び第２面を含み、前記第１方向を巻軸として第１内部電極、第２内部電極、前記第１内部電極及び第２内部電極の間に配置される第１誘電体層、及び前記第２内部電極上に配置される第２誘電体層が巻回された本体、前記本体の第１面に配置されて前記第１内部電極と連結される第１外部電極、及び前記本体の第２面に配置される第２外部電極を含むキャパシタ部品と、
前記キャパシタ部品が内蔵された絶縁層と、
前記絶縁層において、前記第１方向に対向する第１側及び第２側にそれぞれ配置され、前記第１外部電極及び前記第２外部電極とそれぞれ連結された第１導電層及び第２導電層と、を含む、キャパシタ内蔵基板。

【請求項8】

前記第１外部電極は前記絶縁層の第１側と連結され、
前記第２外部電極は前記絶縁層の第２側と連結される、請求項７に記載のキャパシタ内蔵基板。

【請求項9】

前記絶縁層はビアホールを含み、
前記キャパシタ部品は前記ビアホールの内部に配置される、請求項７に記載のキャパシタ内蔵基板。

【請求項10】

前記第１方向に垂直な面において、前記ビアホールの断面積に対する前記キャパシタ部品の断面積の割合は６５％以上である、請求項９に記載のキャパシタ内蔵基板。

【請求項11】

前記第１外部電極は前記第１導電層と直接に接触し、前記第２外部電極は前記第２導電層と直接に接触する、請求項７に記載のキャパシタ内蔵基板。

【請求項12】

前記絶縁層の第１側及び第２側に配置された多数のビルドアップ層をさらに含む、請求項７に記載のキャパシタ内蔵基板。

【請求項13】

前記絶縁層は前記キャパシタ部品を多数含み、
前記多数のキャパシタ部品のうち少なくとも一つは、前記ビルドアップ層の少なくとも一つを貫通するように配置される、請求項１２に記載のキャパシタ内蔵基板。

【請求項14】

前記多数のビルドアップ層は、前記ビルドアップ層の全部又は一部を貫通する多数のビアホールを含み、
前記ビルドアップ層の全部又は一部を貫通する多数のビアホールの内部に前記キャパシタ部品が配置される、請求項１２に記載のキャパシタ内蔵基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャパシタ部品及びキャパシタ内蔵基板に関するものである。

【背景技術】

【0002】

キャパシタ部品の一つである積層セラミックキャパシタ（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ、ＭＬＣＣ）は、小型でありながらも、高容量が保障されるという利点により、通信、コンピュータ、家電、自動車などの産業に使用される重要なチップ部品であり、特に、携帯電話、コンピュータ、デジタルテレビなど、各種の電気、電子、情報通信機器に使用される核心受動素子である。

【0003】

このような積層セラミックキャパシタは、小型でありながらも高容量が保障され、実装が容易であるという利点により、様々な電子装置の部品として使用されることができる。最近は、電子機器の小型化及び高性能化に伴い、積層セラミックキャパシタも小型化及び高容量化する傾向にある。

【0004】

電子回路の高密度化、高集積化に伴い、プリント回路基板に実装される受動素子の実装空間が不足し、これを解決するために基板に内蔵される部品、すなわち、埋め込み素子（ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）を実現しようとする努力が進んでいる。特に、容量性部品として使用されるキャパシタ部品を基板に内蔵する方案が様々に提示されている。

【0005】

キャパシタ部品が内蔵された基板の一例として、一般的な直方体形状のキャパシタ部品を基板の絶縁層に内蔵する場合がある。この場合、基板の配線とキャパシタ部品の外部電極とを連結するために、レーザを用いて絶縁層の上部及び下部にビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）を形成し、ビアホールの内部を導電性物質で充填しなければならない。このようなレーザ加工は、プリント回路基板の製造コストを増加させ、キャパシタ部品の外部電極の損傷を招くことがあり、基板に連結された能動素子との電気的連結経路が長くなるため、所望の信号伝達特性が得られ難いという問題がある。

【0006】

したがって、キャパシタ部品の外部電極と導電層とを連結するビアホールを形成せずとも基板に内蔵されることができ、高容量を確保することができるキャパシタ部品及びキャパシタ内蔵基板の構造に対する改善が必要な実情である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明のいくつかの目的の一つは、一般的な立方体形状の積層セラミックキャパシタに比べて高容量が保障され、電気的連結性が向上したキャパシタ部品を提供することである。

【0008】

本発明のいくつかの目的の一つは、キャパシタ部品の高容量を確保しながら、キャパシタと能動素子との短い連結長さを有するようにするキャパシタ内蔵基板を提供することである。

【0009】

但し、本発明の目的は上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解することができる。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一実施形態によるキャパシタ部品は、第１方向に対向する第１面及び第２面を含み、上記第１方向を巻軸として第１内部電極、第２内部電極、上記第１及び第２内部電極の間に配置される第１誘電体層、及び上記第２内部電極上に配置される第２誘電体層が巻回された本体と、上記本体の第１面に配置されて上記第１内部電極と連結される第１外部電極と、上記本体の第２面に配置されて上記第２内部電極と連結される第２外部電極と、を含み、上記第１内部電極と上記第２内部電極は互いに異なる金属を含む。

【0011】

本発明の一実施形態によるキャパシタ内蔵基板は、第１方向に対向する第１面及び第２面を含み、上記第１方向を巻軸として第１内部電極、第２内部電極、上記第１及び第２内部電極の間に配置される第１誘電体層、及び上記第２内部電極上に配置される第２誘電体層が巻回された本体と、上記本体の第１面に配置されて上記第１内部電極と連結される第１外部電極、及び上記本体の第２面に配置される上記第２外部電極を含むキャパシタ部品と、上記キャパシタ部品が内蔵された絶縁層と、上記絶縁層において、上記第１方向に対向する第１側及び第２側にそれぞれ配置され、上記第１及び第２外部電極とそれぞれ連結された第１及び第２導電層と、を含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明のいくつかの効果の一つは、キャパシタ部品の高容量を確保し、内部電極と外部電極との電気的連結性を向上させることである。

【0013】

本発明のいくつかの効果の一つは、キャパシタ部品と能動部品間の電気的連結経路を最小化し、キャパシタ内蔵基板のインピーダンスを減少させ、コア層に内蔵されるキャパシタ部品が占める比重を増加させることで、高集積化したキャパシタ内蔵基板を提供することである。

【0014】

但し、本発明の多様かつ有益な利点及び効果は、上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図である。

【図2】図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図である。

【図3】一実施形態によるキャパシタ部品において、外部電極を除いた形状を示す斜視図である。

【図4】図３のＩＩ－ＩＩ'線に沿った断面図である。

【図5】図４のＡ領域の拡大図である。

【図6】図４のＢ領域の拡大図である。

【図7】一実施形態によるキャパシタ部品において、外部電極を除いた形状を示す斜視図である。

【図8】図７のＩＩＩ－ＩＩＩ'線に沿った断面図である。

【図9】図８のＡ'領域の拡大図である。

【図10】図８のＢ'領域の拡大図である。

【図11】本発明の一実施形態によるキャパシタ内蔵基板を概略的に示す断面図である。

【図12】本発明の一実施形態によるキャパシタ内蔵基板において、第１方向に垂直な面で切断したキャパシタ部品及びビアホールの形状を示す断面である。

【図13】一実施形態によるキャパシタ内蔵基板を概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下では、具体的な実施形態及び添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は、様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、通常の技術者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどは、より明確な説明のために誇張することができ、図面上の同じ符号で示される要素は同じ要素である。

【0017】

そして、図面において本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略し、図面に示された各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜上、任意に示しているため、本発明は必ずしも図示したものに限定されない。なお、同一の思想の範囲内の機能が同一である構成要素については、同一の参照符号を用いて説明する。さらに、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」と言うとき、これは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１のＩ－Ｉ'線に沿った断面図であり、図３は、一実施形態によるキャパシタ部品において、外部電極を除いた形状を示す斜視図である。

【0019】

以下では、図１～図３を参照して、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１００について説明する。本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１００は、第１方向に対向する第１面及び第２面１、２を含み、上記第１方向を巻軸として第１内部電極１２１、第２内部電極１２２、上記第１及び第２内部電極と接するように配置される第１誘電体層１１１、及び上記第２内部電極上に配置される第２誘電体層１１２が巻回された本体１１０と、上記本体の第１面に配置されて上記第１内部電極と連結される第１外部電極１３１と、上記本体の第２面に配置されて上記第２内部電極と連結される第２外部電極１３２と、を含み、上記第１内部電極と上記第２内部電極は互いに異なる金属を含む。

【0020】

本体１１０は、第１方向に対向する第１面及び第２面１、２を含み、第１方向を巻軸として第１内部電極１２１、第２内部電極１２２、上記第１及び第２内部電極と接するように配置される第１誘電体層１１１、上記内部電極と接するように配置される第２誘電体層１１２が巻回されて形成されることができる。焼成過程で本体１１０に含まれたセラミック粉末の収縮により、本体１１０は実質的に円筒形の形状を有することができる。

【0021】

上記本体１１０を巻回する方法は特に限定されない。例えば、第１内部電極１２１を最上面とし、第１誘電体層１１１、第２内部電極１２２、及び第２誘電体層１１２を順に配置した後、第１内部電極の一端の角を巻軸として巻回した後、焼成して形成することができる。このとき、巻軸となる本体１１０の中心軸１２０は、第１方向に沿って形成された第１内部電極からなることができるが、これに限定されるものではなく、別途の誘電体で形成された誘電体柱からなることもできる。

【0022】

図２を参照すると、第１誘電体層１１１は第１内部電極１２１と第２内部電極１２２との間に配置されることができ、第２誘電体層は第２内部電極上に配置されることができる。すなわち、第１内部電極１２１、第１誘電体層１１１、第２内部電極１２２及び第２誘電体層１１２は順に配置され、且つ第１内部電極１２１の一端を第１方向として巻回されて配置されることができる。このとき、巻軸は、上述したように本体の中心軸１２０であってもよく、上記中心軸１２０は第１内部電極の端からなるか、又は別途の誘電体柱が配置された形態であってもよい。これにより、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２は、巻回された状態でも第１及び第２誘電体層１１１、１１２によって絶縁されることができる。一方、第１及び第２内部電極１２１、１２２、第１及び第２誘電体層１１１、１１２を重ねた状態で巻回することが本体１１０を形成するのに容易であるが、これに限定されるものではない。

【0023】

本発明の一実施形態によると、上記第１及び第２誘電体層１１１、１１２を形成する原料は、十分な静電容量が得られる限り特に限定されない。例えば、チタン酸バリウム系材料、鉛複合ペロブスカイト系材料又はチタン酸ストロンチウム系材料などを使用することができる。上記チタン酸バリウム系材料は、ＢａＴｉＯ_３系セラミック粉末を含むことができ、上記セラミック粉末の例示として、ＢａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３にＣａ（カルシウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）等が一部固溶した（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）ＴｉＯ_３（０＜ｘ＜１）、Ｂａ（Ｔｉ_１－ｙＣａ_ｙ）Ｏ_３（０＜ｙ＜１）、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）又はＢａ（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３（０＜ｙ＜１）等が挙げられる。

【0024】

また、上記第１及び第２誘電体層１１１、１１２を形成する原料は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）等のパウダーに、本発明の目的に応じて多様なセラミック添加剤、有機溶剤、結合剤、分散剤等を添加することができる。

【0025】

第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２は、本体１１０の中心軸から螺旋状に延長されて配置されることができる。第１内部電極１２１の第１方向の一端は本体１１０の第１面１と接し、第２内部電極１２２の第１方向の一端は本体の第２面２と接することができる。これにより、第１内部電極１２１は後述する第１外部電極１３１と連結され、第２内部電極１２２は後述する第２外部電極１３２と連結されることができる。

【0026】

第１及び第２内部電極１２１、１２２を形成する材料は特に限定されず、電気伝導性に優れた材料を使用することができる。例えば、内部電極１２１、１２２は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、錫（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、及びこれらの合金のうち一つ以上を含むことができる。

【0027】

また、第１及び第２内部電極１２１、１２２は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、錫（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）及びこれらの合金のうち一つ以上を含む内部電極用導電性ペーストをセラミックグリーンシートに印刷して形成することができる。上記内部電極用導電性ペーストの印刷方法としては、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法などを使用することができ、本発明はこれに限定されるものではない。

【0028】

外部電極１３１、１３２は、本体１１０の第１面１及び第２面２に配置されて内部電極１２１、１２２と連結されることができる。具体的に、第１外部電極１３１は第１面１に配置されて第１内部電極１２１と連結され、第２外部電極１３２は第２面２に配置されて第２内部電極１２２と連結されることができる。

【0029】

本実施形態では、積層型電子部品１００が２つの外部電極１３１、１３２を有する構造を説明しているが、外部電極１３１、１３２の個数や形状などは、内部電極１２１、１２２の形態やその他の目的に応じて変更することができる。なお、外部電極１３１、１３２は、金属などのように電気伝導性を有するものであれば、如何なる物質を使用して形成されてもよく、電気的特性、構造的安定性などを考慮して具体的な物質が決定されてもよい。

【0030】

一方、外部電極１３１、１３２は、単一層又は複数の層で形成されることができ、第１及び第２外部電極１３１、１３２上にめっき層が配置されることができる。

【0031】

外部電極１３１、１３２を本体１１０上に形成する方法は特に限定されず、物理的蒸着法（ＰＶＤ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、化学的蒸着法（ＣＶＤ、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、原子層蒸着法（ＡＬＤ、Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、めっき（Ｐｌａｔｉｎｇ）、浸漬（Ｄｉｐｐｉｎｇ）などの工程によって形成することができる。

【0032】

一方、外部電極１３１、１３２が蒸着法又はめっきで形成される場合、外部電極はガラス成分を含まなくてもよい。この場合、後述する基板内に内蔵されて導電層と外部電極１３１、１３２とを連結するためにレーザ加工によってビアを形成してもガラスの侵食が起こる懸念がなく、キャパシタ部品の信頼性を向上させることができる。

【0033】

めっき層は、キャパシタ部品が基板に実装される場合、実装特性を向上させる役割を果たすことができ、基板に内蔵される場合、電気的連結性を向上させる役割を果たすことができる。めっき層の種類は特に限定されず、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｄ及びこれらの合金のうち一つ以上を含むめっき層であってもよく、複数の層で形成されてもよい。

【0034】

めっき層に対するより具体的な例を挙げると、めっき層は、Ｎｉめっき層又はＳｎめっき層であってもよく、電極層上にＮｉめっき層及びＳｎめっき層が順次に形成された形態であってもよく、Ｓｎめっき層、Ｎｉめっき層及びＳｎめっき層が順次に形成された形態であってもよい。また、めっき層は、複数のＮｉめっき層及び／又は複数のＳｎめっき層を含むこともできる。

【0035】

本発明の一実施形態によると、上記第１内部電極１２１と上記第２内部電極は互いに異なる金属を含むことができる。本発明の一実施形態のように、第１内部電極１２１、第２内部電極１２２、第１誘電体層１１１、第２誘電体層１１２が重なるように巻回して本体１１０を形成する場合、第１内部電極と第２内部電極を互いに異なる極性を有する第１及び第２外部電極１３１、１３２にそれぞれ連結することが困難であるという問題点がある。具体的に、第１内部電極は第１面上に配置される第１外部電極と、第２内部電極は第２面上に配置される第２外部電極とのみ連結されなければならないが、第１及び第２内部電極、第１及び第２誘電体層が重なるように巻回されているため、第１及び第２内部電極ともに第１及び第２外部電極と連結される部分が形成されることができ、これにより静電容量の損失が発生するおそれがある。

【0036】

本発明の一実施形態のように、第１及び第２内部電極が互いに異なる金属元素を含む場合、後述する選択的エッチングによって第１内部電極と第２内部電極を互いに異なる極性の外部電極に連結することで、静電容量が確保できる構造をより容易に形成することができる。

【0037】

上記本体１１０上に第１及び第２外部電極１３１、１３２を配置して第１及び第２内部電極１２１、１２２との電気的導通を確保する場合、第１内部電極及び第２内部電極は、第１面１又は第２面２に接する部分のみが外部電極１３１、１３２にそれぞれ連結されるため、電気的連結性を確保し難い可能性がある。

【0038】

図３は、一実施形態によるキャパシタ部品１００において、外部電極を除いた形状を示す斜視図であり、図４は、図３のＩＩ－ＩＩ'線に沿った断面図であり、図５は、図４のＡ領域の拡大図であり、図６は、図４のＢ領域の拡大図である。

【0039】

図３～図６を参照すると、一実施形態において、第１内部電極１２１は、上記本体１１０の第１面１から上記第１方向に突出した領域１２１ｂを含むことができる。上記第２内部電極１２２は、上記本体１１０の第２面２から上記第１方向に突出した領域１２２ｂを含むことができる。すなわち、第１内部電極１２１は、上記本体の内部に配置された領域１２１ａ及び上記第１面１から上記第１方向に突出した領域１２１ｂを含み、第２内部電極１２２は、上記本体の内部に配置された領域１２２ａ及び上記第２面から上記第１方向に突出した領域１２２ｂを含むことができる。これにより、内部電極１２１、１２２と外部電極１３１、１３２との接触面積が増加し、キャパシタ部品１００の強度を向上させることができ、電気的連結性を向上させることができる。

【0040】

上記内部電極の突出した領域１２１ｂ、１２２ｂを形成する方法は特に限定されない。例えば、本体１１０の第１面１において第１内部電極１２１を残して第１方向に選択的エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）によって第２内部電極１２２、第１及び第２誘電体層１１１、１１２を一定の厚さ除去し、第２面２において第２内部電極１２２を残して第１方向に選択的エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）によって第１内部電極１２１、第１及び第２誘電体層１１１、１１２を一定の厚さ除去して形成することができる。

【0041】

一方、選択的エッチングによって第１及び第２内部電極の突出した領域１２１ａ、１２２ａを形成する場合、エッチング後の本体１１０の第１面１は第２内部電極の一端と接することができ、第２面２は、第１内部電極の一端と接することができる。したがって、第１外部電極及び第２外部電極をそれぞれ第１面及び第２面に配置する場合、外部電極１３１、１３２が内部電極１２１、１２２と同時に連結されて短絡が発生するおそれがある。一実施形態において、第２内部電極１２２の一端は上記本体１１０の第１面１と接し、上記第１内部電極１２１の一端は上記本体の第２面２と接する場合、上記本体の第１面と接する上記第２内部電極の一端及び上記本体の第２面と接する上記第１内部電極の一端に短絡防止層１４１、１４２が配置されるようにすることで、第１外部電極１３１と第２内部電極１２２との連結を防止し、第２外部電極１３２と第１内部電極１２１との連結を防止して短絡を防止することができる。上記短絡防止層１４１、１４２の種類は特に限定されず、第１及び第２誘電体層と同じ成分を含むことができる。

【0042】

図７は、一実施形態によるキャパシタ部品１０１において、外部電極を除いた形状を示す斜視図であり、図８は、図７のＩＩＩ－ＩＩＩ'線に沿った断面図であり、図９は、図８のＡ'領域の拡大図であり、図１０は、図９のＢ'領域の拡大図である。

【0043】

図７～図１０を参照すると、一実施形態によるキャパシタ部品１０１の上記第２内部電極１２２'は、上記本体１１０の第１面１と離隔して配置され、上記第１内部電極１２１'は、上記本体１１０の第２面と離隔して配置されることができる。これにより、第１外部電極１３１は、第１面１において第１内部電極１２１'と連結されることができ、第２外部電極１３２は、第２面２において第２内部電極１２２'と連結されることができる。

【0044】

一方、上記第２内部電極１２２'は、上記本体１１０の第１面１と離隔して配置され、上記第１内部電極１２１'は、上記本体１１０の第２面と離間して配置されるように形成する方法は特に限定されない。例えば、上記本体１１０の第１面１と接する第２内部電極１２２'を第１方向に選択的エッチングによって一定の厚さ除去し、第２面２と接する第１内部電極１２１'を第１方向に選択的エッチングによって一定の厚さ除去して形成することができる。

【0045】

カバー層１３０は、外部湿気からキャパシタ部品を保護し、物理的又は化学的ストレスによる内部電極の損傷を防止する役割を果たすことができる。上記カバー部は、本体の最外殻の側面に配置された誘電体層と巻回された本体の端に重なるように配置された第１及び第２内部電極を全て覆うように配置されることができる。

【0046】

上記カバー部は内部電極を含まず、第１及び第２誘電体層１１１、１１２と同じ材料を含むことができ、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）系セラミック材料を含むことができる。また、上記カバー部は、基板に実装又は内蔵される場合、振動、衝撃及び湿度に対する耐性を向上させるために、シリカ、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを含むＥＭＣ（Ｅｐｏｘｙ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を含むことができる。

【0047】

図１１は、本発明の一実施形態によるキャパシタ内蔵基板２００を概略的に示す断面図であり、図１２は、本発明の一実施形態によるキャパシタ内蔵基板２００において、第１方向に垂直な面で切断したキャパシタ部品１００'及びビアホールの形状を示す断面である。

【0048】

以下では、図１１及び図１２を参照して、本発明の一実施形態によるキャパシタ内蔵基板２００について説明するが、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１００と重複する説明は省略する。

【0049】

本発明の一実施形態によるキャパシタ内蔵基板２００は、第１方向に対向する第１面及び第２面を含み、上記第１方向を巻軸として第１内部電極、第２内部電極、上記第１及び第２内部電極と接するように配置される第１誘電体層、及び上記第２内部電極上に配置される第２誘電体層が巻回された本体、上記本体の第１面に配置されて上記第１内部電極と連結される第１外部電極、及び上記本体の第２面に配置される上記第２外部電極を含むキャパシタ部品１００'と、上記キャパシタ部品が内蔵された絶縁層と、上記絶縁層において、上記第１方向に対向する第１側及び第２側にそれぞれ配置され、上記第１及び第２外部電極とそれぞれ連結された第１及び第２導電層と、を含む。

【0050】

図１１を参照すると、本発明の一実施形態によるキャパシタ内蔵基板２００は、キャパシタ部品１００'、絶縁層２０１、第１及び第２導電層２１１、２１２を含む。絶縁層２０１は、層間絶縁及び導電層を保護し、キャパシタ部品を内蔵して保護する役割を果たすことができる。図１１では、キャパシタ内蔵基板２００が単一層の絶縁層２０１を含むものとして示されているが、後述する図１３のようにキャパシタ内蔵基板２００'は、多数のビルドアップ絶縁層２０２、２０３をさらに含むことができる。

【0051】

絶縁層２０１には、上記キャパシタ部品１００'が内蔵される。このとき、キャパシタ部品１００'が絶縁層２０１に内蔵されるというのは、キャパシタ部品１００'が絶縁層２０１の内部に含まれることを意味することができるが、これに限定されるものではなく、キャパシタ内蔵基板が図１３のように、多数のビルドアップ絶縁層２０２、２０３を含む場合、複数の絶縁層２０１、２０２、２０３にキャパシタ部品１００'が含まれることを意味することができる。

【0052】

上記絶縁層２０１の材質としては、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）のような熱硬化性樹脂や、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）のような熱可塑性樹脂を使用することができ、これらの樹脂にガラス繊維や無機フィラーなどの補強材が含浸されたプリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）を使用することもできる。

【0053】

絶縁層２０１の第１方向に対向する第１側Ｓ１及び第２側Ｓ２には、第１及び第２導電層２１１、２１２がそれぞれ配置されることができる。第１及び第２導電層２１１、２１２は、絶縁層２０１に内蔵されたキャパシタ部品１００'の外部電極１３１'、１３２'と連結されることができる。一方、上記第１及び第２導電層２１１、２１２は、導電性物質のみを含む必要はなく、導電性パターンと誘電体からなる層とを同時に含むことができる。

【0054】

上記第１及び第２導電層２１１、２１２は、用途に応じて接地領域を形成する接地配線と、電源供給の手段となる電源配線、並びに信号伝達機能を行う信号配線等に区分され、各層間の電気的接続はビアを介して行われることができる。本実施形態では、上記導電層２１１、２１２が１層で構成された基板を例示しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、上記導電層の層数は設計に応じて増加又は減少することができる。

【0055】

一方、一実施形態によるキャパシタ内蔵基板２００の絶縁層２０１に内蔵されたキャパシタ部品１００'は、第１方向に対向する第１面及び第２面を含み、上記第１方向を巻軸として第１内部電極、第２内部電極、上記第１及び第２内部電極と接するように配置される第１誘電体層、及び上記第２内部電極と接するように配置される第２誘電体層が巻回された本体１１０'、上記本体の第１面に配置されて上記第１内部電極と連結される第１外部電極１３１'、及び上記本体の第２面に配置される上記第２外部電極１３２'を含む。

【0056】

すなわち、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１００とは異なり、第１及び第２内部電極が必ずしも互いに異なる金属を含む必要はなく、これを除くと、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１００と同じ構成を含むことができる。

【0057】

一方、一実施形態では、一つのキャパシタ部品１００'が絶縁層に内蔵されたことを示しているが、これは一つの実施形態に過ぎず、その数が限定されるものではない。

【0058】

一般的な直方体形状を有する積層セラミックキャパシタを基板に内蔵する場合、積層セラミックキャパシタが絶縁層の一面に取り付けられて導電層と連結されるため、電気的連結経路が長くなることがあり、キャパシタ内蔵基板の信号伝達特性が劣化する可能性がある。

【0059】

本発明の一実施形態によると、絶縁層２０１に内蔵されるキャパシタ部品１００'は、第１方向に対向する第１面及び第２面を含み、上記第１方向を巻軸として第１内部電極、第２内部電極、上記第１及び第２内部電極と接するように配置される第１誘電体層、及び上記第２内部電極と接するように配置される第２誘電体層が巻回された本体１１０'、上記本体の第１面に配置されて上記第１内部電極と連結される第１外部電極１３１'、及び上記本体の第２面に配置される上記第２外部電極１３２'を含むため、第１及び第２導電層は、第１及び第２外部電極とそれぞれ連結されることができる。これにより、キャパシタ部品１００'は、絶縁層の第１側及び第２側と同時に連結されることができ、電気的連結経路を最小化することができるため、キャパシタ内蔵基板２００の信号伝達特性を改善することができる。

【0060】

一実施形態において、上記第１外部電極１３１'は上記絶縁層の第１側Ｓ１と連結され、上記第２外部電極１３２'は上記絶縁層の第２側Ｓ２と連結されることができる。すなわち、一般的な直方体形状を有するキャパシタを内蔵する場合、外部電極が第１側Ｓ１又は第２側Ｓ２のうちいずれか一側に全て連結されるのとは異なり、第１及び第２外部電極１３１'、１３２'を絶縁層の第１側及び第２側Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ連結することにより、キャパシタ内蔵基板２００の信号伝達特性をさらに改善することができる。

【0061】

一方、図１１を参照すると、絶縁層はビアホール２２０を含むことができる。上記ビアホール２２０は、絶縁層２０１の第１側Ｓ１から第２側Ｓ２まで第１方向に貫通する形態で形成されることができ、その方法は特に限定されない。例えば、絶縁層の表面にドリリング、レーザ加工法などの物理的貫通法や絶縁層上にパターンが形成された保護層を形成した後、化学的エッチングによって形成することができる。

【0062】

一実施形態において、上記絶縁層２０１はビアホール２２０を含み、上記キャパシタ部品１００'は上記ビアホールの内部に配置されることができる。これにより、一般的な直方体形状の積層セラミックキャパシタをビアホールに配置する場合よりも、ビアホール内部の空間を効率的に使用して、高容量のキャパシタ部品１００'が内蔵された基板２００を実現することができる。

【0063】

このとき、図１２を参照すると、高容量のキャパシタ部品１００'が内蔵された基板２００を実現するために、上記第１方向に垂直な面において、上記ビアホール２２０の断面積に対する上記キャパシタ部品１１０'の断面積の割合は６５％以上であることが好ましい。

【0064】

上記ビアホール２２０の断面積に対する上記キャパシタ部品１００'の断面積の割合の上限は特に限定されず、キャパシタ部品１００'のサイズと工法によって決定することができる。

【0065】

上記第１方向に垂直な面において、上記ビアホール及びキャパシタ部品の断面積を測定する方法は特に限定されない。例えば、キャパシタ内蔵部品２００の絶縁層を第１方向に等間隔である５個の地点で切断した断面を光学顕微鏡で観察した像を、ＩｍａｇｅＪプログラムによってイメージ化し、その平均面積を測定して測定することができる。

【0066】

一方、ビアホール２２０とキャパシタ部品１００'との間の空間には、追加絶縁層２３０が配置されることができる。上記追加絶縁層２３０は、ビアホール２２０の空き空間にキャパシタ部品１００'を安定して配置可能な役割を果たすことができる。上記追加絶縁層２３０の成分は特に限定されず、絶縁層２０１と実質的に同じ成分からなることができ、キャパシタ部品１００'から発生する熱を円滑に放出するために、金属成分をさらに含むことができる。

【0067】

一実施形態において、上記第１外部電極１３１'は上記第１導電層２１１と直接に接触し、上記第２外部電極１３２'は上記第２導電層２１２と直接に接触することができる。これにより、キャパシタ部品１００'と基板２００に実装可能な電子部品間の電気的連結経路が短縮してキャパシタ内蔵基板２００の信号伝達特性を改善することができる。

【0068】

また、キャパシタ部品１００'を絶縁層に内蔵した後、別途のビアを形成して導電層２１１、２１２とキャパシタ部品１００'の外部電極１３１'，１３２'とを連結する必要がなく、ビア加工によるキャパシタ部品１００'の損傷を防止することができ、キャパシタ内蔵基板２００の信頼性を向上させることができる。

【0069】

第１外部電極を第１導電層と、第２外部電極を第２導電層と直接に接触させる方法は特に限定されない。例えば、第１外部電極及び第２外部電極が絶縁層の第１側及び第２側上に突出する領域を有し、第１及び第２導電層が上記第１及び第２外部電極の突出領域を取り囲む形態で接触する構造によって実現することができる。

【0070】

図１３は、一実施形態によるキャパシタ内蔵基板２００'を概略的に示す断面図である。図１３を参照すると、一実施形態によるキャパシタ内蔵基板２００'は、上記絶縁層の第１側及び第２側Ｓ１、Ｓ２に配置された多数のビルドアップ層２６１、２６２をさらに含むことができる。

【0071】

上記多数のビルドアップ層２６１、２６２は別途の絶縁素材を積層し、ＹＡＧレーザ又はＣＯ２レーザを用いてビアホールを形成した後、ＳＡＰ（Ｓｅｍｉ－Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）又はＭＳＡＰ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｅｍｉ－Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）などを行ってビアを含む導電層を形成することにより完成することができる。一方、図１３は、第１導電層及び第２導電層の一面に一層がさらに形成された構造であるが、必ずしも３層構造である必要はなく、ビルドアップ層を２層以上積層して形成することができる。

【0072】

上記ビルドアップ層２６１、２６２は、それぞれビルドアップ絶縁層２０２、２０３及びビルドアップ導電層２２１、２２２を含むことができ、ビルドアップ絶縁層２０２、２０３上にビルドアップ導電層２２１、２２２が配置された形態を有することができる。また、上記ビルドアップ導電層２２１、２２２は、導電層２１１、２１２のように導電パターンを含むことができる。

【0073】

一実施形態において、絶縁層２０１、２０２、２０３は、絶縁層２０１とビルドアップ絶縁層２０２、２０３とを含むことができる。この場合、絶縁層２０１、２０２、２０３にキャパシタ部品１００'が内蔵されるというのは、絶縁層２０１、２０２、２０３のうち一つの絶縁層にキャパシタ部品１００'が含まれることを意味することができるが、これに限定されるものではなく、絶縁層２０１、２０２、２０３のうち複数の絶縁層にキャパシタ部品１００'が含まれることを意味することができる。

【0074】

一実施形態によると、上記絶縁層２０１は上記キャパシタ部品１００'を多数含み、上記多数のキャパシタ部品１００'のうち少なくとも一つは、上記ビルドアップ層２６１、２６２の少なくとも一つを貫通するように配置されることができる。これにより、キャパシタ部品１００'と電子部品２５０との間の電気的連結経路を最小化し、キャパシタ内蔵基板２００'の信号伝達特性をさらに改善することができる。

【0075】

このとき、上記多数のビルドアップ層２６１、２６２は、上記ビルドアップ層の全部又は一部を貫通する多数のビアホール２２０'を含み、上記ビルドアップ層の全部又は一部を貫通する多数のビアホール２２０'の内部に上記キャパシタ部品１１０'が配置されることができる。多数のビルドアップ層２６１、２６２の内部の空間を効率的に使用して高容量のキャパシタ部品１００'を内蔵することができ、キャパシタ内蔵基板２００'の信号伝達特性を改善することができる。

【0076】

同様に、多数のビアホール２２０'とキャパシタ部品１１０'との間には、追加絶縁層を含むことができ、その機能及び成分は追加絶縁層２３０と実質的に同一であることができる。

【0077】

キャパシタ内蔵基板２００'の最外層に位置したビルドアップ導電層２２１、２２２の上部には半田レジスト層２３１、２３２が積層される。上記半田レジスト層は、最外層のビルドアップ導電層２２１、２２２を外部の汚染及び接触から保護するための層であって、感光性の樹脂組成物を含むことができる。

【0078】

上記半田レジスト層２３１、２３２には、第１及び第２外部電極の表面やビア電極の表面を外部に露出させるキャビティが形成されることができ、上記キャビティに半田ボール２７０が備えられる。一方、電子部品２５０は、その下部面が上記半田ボール２７０にボンディングされて基板の表面に実装される。このとき、電子部品２５０の種類は特に限定されず、接着層２５１を介して半田ボール２７０に連結され、堅固に取り付けられることができる。

【0079】

上記半田レジスト層２３１、２３２は、液状の形態でコーティングしたり、乾状の樹脂フィルムを積層した後、マスクを取り付けて露光し、光によって硬化していない部分を現像して第１及び第２外部電極やビア電極の表面を外部に露出させるキャビティを形成する。その後、キャビティ内に導電性ペーストを充填して半田ボールを形成し、上記半田ボール上に電子部品を実装してキャパシタ内蔵基板２００'を完成させることができる。

【0080】

一方、キャパシタ部品１００'が最上層又は最下層のビルドアップ導電層２３１、２３２まで形成される場合、キャパシタ部品１００'の第１及び第２外部電極と半田ボールとの間には電極パッド２４０が形成されることができる。これにより、キャパシタ部品１００'と半田ボール２７０との連結性を向上させることができる。

【0081】

以上のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって限定されるものとする。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で、当該技術分野における通常の知識を有する者によって様々な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属すると言える。

【0082】

また、本発明で使用された「一実施形態」という表現は、互いに同じ実施形態を意味するものではなく、それぞれ互いに異なる固有の特徴を強調して説明するために提供されたものである。しかし、上記に提示された一実施形態は、他の一実施形態の特徴と結合して実現されることを排除しない。例えば、特定の一実施形態で説明された事項が他の一実施形態に説明されていなかったとしても、他の一実施形態においてその事項と反対又は矛盾する説明がない限り、他の一実施形態に係る説明として理解されることができる。

【0083】

本発明で使用された用語は、単に一実施形態を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。このとき、単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。

【符号の説明】

【0084】

１００、１０１、１００'：キャパシタ部品
１１０、１１０'：本体
１１１、１１２：第１及び第２誘電体層
１２０：中心軸
１２１、１２２：第１及び第２内部電極
１３１、１３２、１３１'、１３２'：第１及び第２外部電極
１３０：カバー層
１４１、１４２：短絡防止層
２００、２００'：キャパシタ内蔵基板
２０１：絶縁層
２１１、２１２：第１及び第２導電層
２２０、２２０'：ビアホール
２３０：追加絶縁層
２０２、２０３：ビルドアップ絶縁層
２２１、２２２：ビルドアップ導電層
２３１、２３２：半田レジスト層
２４０： 電極パッド
２５０：電子部品
２５１：接着層
２６１、２６２：ビルドアップ層
２７０：半田ボール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】