CN101336461B - 多层陶瓷基板的内置电容器的电容值调整方法以及多层陶瓷基板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供对于多层陶瓷基板，不会使电容器电极间的绝缘电阻值和电容器的Q值大幅变化，可以高精度地对内置电容器的电容值进行激光微调的方法。对于在层叠多个陶瓷层(3～5)而成的陶瓷层叠体(6)内具有以第1电容器电极(7)、第2电容器电极(8)和电介质玻璃陶瓷层(4)形成的内置电容器(2)的多层陶瓷基板(1)，通过第1电容器电极(7)的激光微调来调整内置电容器(2)的电容值。该情况下，由含TiO2的电介质晶粒的含有比例为10～35体积％的TiO2类电介质玻璃陶瓷层构成电介质玻璃陶瓷层(4)。
Description
技术领域
本发明涉及内置于多层陶瓷基板中的电容器的电容值调整方法以及多层陶瓷基板及其制造方法，特别涉及内置电容器的采用激光微调的电容值调整方法。
背景技术
近年来，以移动通信终端和个人计算机等为代表的信息处理装置不断地实现信息处理速度的高速化、装置的小型化、多功能化等，这样的信息处理装置的性能提高主要通过VLSI、ULSI等半导体器件的高集成化、高速化、高功能化来实现。
然而，半导体器件即使高速化、高性能化，作为系统的运作有时也会因连接器件和器件的基板上的信号延迟和串扰、阻抗的失配、电源变动产生的噪声等而受到限制。
于是，作为高速且高性能的信息处理装置所用的电子元器件，将多个半导体器件安装于陶瓷基板上的所谓多芯片模块(MCM：Multi-Chip Module)被实用化。作为这样的模块的基板，将用于将各半导体器件电连接的布线图案立体地配置的多层陶瓷基板是有用的，这种多层陶瓷基板用的材料使用氧化铝。
使用氧化铝的多层陶瓷基板中，由于氧化铝粉末的烧结温度高达1500℃以上，因此作为内层布线图案用的材料，必须使用作为高熔点金属的钨或钼等。然而，由于这些高熔点金属的电阻率大，因此特别是高频波段的信号损失变大。
为了解决该问题，正在开发将多块玻璃陶瓷生片层叠并将其烧结而成的多层陶瓷基板。玻璃陶瓷生片是在陶瓷粉末和玻璃粉末中添加含粘合剂 和溶剂等的介质(vehicle)并混合而成的材料，由于其烧结温度在1050℃以下，因此可以与如银和铜等电阻率小的低熔点金属同时烧成，可以获得在高频波段信号的损失也少且具有良好的电气特性的多层陶瓷基板。
另一方面，近年来，尝试通过将原来作为表面安装元器件搭载于多层陶瓷基板上的电容器等无源元件纳入多层陶瓷基板内，从而将模块整体进一步小型化。
在这里，在多层陶瓷基板中内置这些元件的情况下，与原来搭载于基板表面的表面安装元器件的电气特性相比，如果内置的元件的电气特性劣化，则元件内置化的优势减半，因此要求内置元件具有与原来安装于基板上的元件同等或更好的特性。因此，作为成为基体的基板材料，通常选择使被内置的各元件的电气特性得到充分发挥的材料。
例如，日本专利特开平9-92983号公报(专利文献1)和日本专利特开2000-58381号公报(专利文献2)中揭示了具有内置电容器且在用于形成电容器的电容器电极间夹有高介电常数的电介质陶瓷层的结构的内置电容器的多层陶瓷基板。如果像这样在电容器电极间夹入高介电常数的电介质陶瓷层，则即使电容器电极的面积小，也可以形成电容大的内置电容器。
另外，内置于多层陶瓷基板的电容器的电容值会因为陶瓷生片的厚度的偏差、电容器电极的印刷面积的偏差、陶瓷生片的层叠时的层叠偏差、陶瓷生片的烧成收缩量的偏差等而每批次都不同。于是，为了实现内置电容器的电容值的高精度化，必须通过激光器等对电容器电极进行微调。即，必须通过激光微调切削电容器电极的面积，使内置电容器的电容值达到期望值。
然而，如果进行激光微调，则不仅是电容器电极，还削去夹于各电容器电极间的电介质陶瓷层的一部分，所以微调后，可能会出现电容器电极间的绝缘电阻值的下降或电容器的Q值的下降。
专利文献1：日本专利特开平9-92983号公报
专利文献2：日本专利特开2000-58381号公报
发明的揭示
本发明是鉴于上述的实际情况而完成的，其目的在于提供不会使绝缘电阻值和Q值在激光微调前后大幅变化，可以高精度地调整内置电容器的电容值的内置电容器的电容值调整方法。
本发明的另一目的在于提供使用该内置电容器的电容值调整方法而获得的多层陶瓷基板。
本发明的又另一目的在于提供使用该内置电容器的电容值调整方法所实施的多层陶瓷基板的制造方法。
本发明首先针对调整多层陶瓷基板中的上述内置电容器的电容值的方法，所述多层陶瓷基板具备层叠多个陶瓷层而成的陶瓷层叠体以及用于构成上述内置电容器的介以特定的陶瓷层以相互对向的状态配置的第1和第2电容器电极。
本发明的内置电容器的电容值调整方法的其特征在于，具备对第1电容器电极进行激光微调的工序，同时位于第1和第2电容器电极间的特定的陶瓷层为含TiO2的电介质晶粒的含有比例为10～35体积％的TiO2类电介质玻璃陶瓷层。
本发明的内置电容器的电容值调整方法中，理想的是TiO2类电介质玻璃陶瓷层的层厚为12.5～50μm。
第1和第2电容器电极这两者可以内置于陶瓷层叠体中。
TiO2类电介质玻璃陶瓷层理想的是将如下的玻璃陶瓷组合物烧成而得：包含
(A)10～35体积％的以xBaO-yTiO2-zREO3/2表示的BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷，
(B)5～42体积％的氧化铝陶瓷，
(C)50～79体积％的含有4～17.5重量％的B2O3、28～50重量％的SiO2、0～20重量％的Al2O3和36～50重量％的MO的硼硅酸玻璃；
且上述BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷和上述氧化铝的总量在21体积％以上；
其中，x、y和z表示摩尔％，满足8≤x≤18、52.5≤y≤65和20≤z≤40，x+y+z＝100，RE为稀土类元素，MO为选自CaO、MgO、SrO和BaO的至少1种。
上述玻璃陶瓷组合物中，硼硅酸玻璃可以还含有不足0.5重量％的选自Li2O、Na2O和K2O的至少1种。
此外，本发明也针对多层陶瓷基板的制造方法，所述方法具备以下的工序：制作具有层叠多个陶瓷层而成的陶瓷层叠体以及用于构成内置电容器的介以特定的陶瓷层以相互对向的状态配置的第1和第2电容器电极的微调前的多层陶瓷基板的工序；为了调整内置电容器的电容值，对第1电容器电极进行激光微调的工序。
本发明的多层陶瓷基板的制造方法的特征在于，在制作上述微调前的多层陶瓷基板的工序中，由含TiO2的电介质晶粒的含有比例为10～35体积％的TiO2类电介质玻璃陶瓷层构成位于第1和第2电容器电极间的特定的陶瓷层。
另外，本发明也针对具有层叠多个陶瓷层而成的陶瓷层叠体以及用于构成内置电容器的介以特定的陶瓷层以相互对向的状态配置的第1和第2电容器电极的多层陶瓷基板。
本发明的多层陶瓷基板的特征在于，位于第1和第2电容器电极间的特定的陶瓷层是含TiO2的电介质晶粒的含有比例为10～35体积％的TiO2类电介质玻璃陶瓷层，第1电容器电极上残留有内置电容器的激光微调时所形成的微调痕迹。
如果采用本发明的内置电容器的电容值调整方法，则为了调整内置电容器的电容值而实施第1电容器电极的激光微调后，设于第1电容器电极和第2电容器电极之间的陶瓷层是含TiO2的电介质晶粒(以下也称“TiO2类电介质晶粒”)的所占比例为10～35体积％的TiO2类电介质玻璃陶瓷层，所以不会使电容器电极间的绝缘电阻值和电容器的Q值在激光微调前后大幅变化，可以高精度地调整内置电容器的电容值。
即，绝缘电阻值和Q值的变化由激光微调所产生的电容器电极间的电介质玻璃陶瓷层的特性变化、特别是电介质玻璃陶瓷层的TiO2类电介质晶粒的半导体化引起。因此，通过特定引起特性变化的TiO2类电介质晶粒的比例(体积比例)，几乎不会引起绝缘电阻值和Q值的劣化，可以高精度地调整内置电容器的电容值。
此外，如果采用本发明的多层陶瓷基板的制造方法，则通过利用本发明的内置电容器的电容值调整方法，可以再现性良好地制造具有绝缘电阻 值和Q值良好的内置电容器的多层陶瓷基板。
此外，本发明的多层陶瓷基板通过利用本发明的内置电容器的电容值调整方法而获得。因此，如果采用本发明的多层陶瓷基板，则对于其中所具备的内置电容器，可以使其成为电容值得到高精度的调整且绝缘电阻值和Q值良好的内置电容器。
附图的简单说明
图1为用于说明本发明的内置电容器的电容值调整方法，模式化表示多层陶瓷基板1的一部分的截面图。
图2为用于说明针对本发明的内置电容器的电容值调整方法的比较例的对应于图1的图。
图3为图解表示基于本发明的一种实施方式的多层陶瓷基板21的截面图。
图4为分解表示具备基于本发明的另一种实施方式的多层陶瓷基板44的不可逆电路元件的一例的集中常数型隔离器41的立体图。
图5为图4所示的集中常数型隔离器41的等效电路图。
图6为表示基于BaO-RE2O3-4TiO2类电介质陶瓷的含量(体积％)的绝缘电阻值的变化率和Q值的变化率的图。
符号的说明
1、21、44：多层陶瓷基板，2、33：内置电容器，3～5、22、23：陶瓷层，6、24：陶瓷层叠体，7、26：第1电容器电极，8、27：第2电容器电极，9：TiO2类电介质晶粒，10：激光，11、34：微调痕迹。
实施发明的最佳方式
首先，参照图1对本发明的内置电容器的电容值调整方法进行具体说明。图1中，作为多层陶瓷基板1的一部分，以截面图模式化示出了构成有内置电容器2的部分。
如图1(A)所示，多层陶瓷基板1具备将多个陶瓷层3、4和5层叠而成的陶瓷层叠体6，陶瓷层叠体6内构成内置电容器2。内置电容器2由第1电容器 电极7、与第1电容器电极7对向配置的第2电容器电极8、设于第1和第2电容器电极7和8间的陶瓷层4构成。上述陶瓷层4为电介质玻璃陶瓷层，是含TiO2 类电介质晶粒9的电介质层，TiO2类电介质晶粒9的比例设为10～35体积％。
内置于多层陶瓷基板1中的电容器2的电容值会因为形成玻璃陶瓷层4的陶瓷生片的厚度的偏差、成为第1和第2电容器电极7和8的导体图案的印刷面积的偏差、陶瓷生片的层叠时的层叠偏差、陶瓷生片的烧成收缩量的偏差等而每批次都不同。于是，为了使内置电容器2的电容值达到期望值，如图1(B)所示，使用YAG(钇铝柘榴石，Yttrium Aluminium Garnet)激光器等向多层陶瓷基板1所具备的陶瓷层叠体6内的第1电容器电极7照射激光10。
于是，如图1(C)所示，通过所照射的激光10，第1电容器电极7与陶瓷层3一起被切削，形成加工孔(微调痕迹)11。其结果是，第1电容器电极7的一部分被削去，但这时加工孔11也达到电介质玻璃陶瓷层4的一部分，电介质玻璃陶瓷层4的一部分也被削去。
在这里，高介电常数的电介质玻璃陶瓷层4由例如钛酸钡、钛酸钙、钛酸锶等氧化钛类材料构成，分别以如BaTiO3结晶相、CaTiO3结晶相、SrTiO3 结晶相等氧化钛类的结晶相(TiO2类电介质晶粒)为主结晶相。此外，通过激光10的照射产生的热量瞬间达到2000℃，因此如果该热量施加于电介质玻璃陶瓷层4中的TiO2类电介质晶粒9，则构成TiO2类电介质晶粒9的4价钛被还原为3价钛(Ti4+→Ti3+)。
其结果是，电介质晶粒9中形成氧空穴，电介质晶粒9半导体化。即，通过激光微调，被激光10照射了的部分附近的TiO2类电介质晶粒9形成半导体化了的电介质晶粒9a。
关于上述的半导体化，如果采用本发明，则TiO2类电介质玻璃陶瓷层4中的TiO2类电介质晶粒9的比例低至10～35体积％，所以即使TiO2类电介质晶粒9半导体化，如图1(C)所示，半导体化了的电介质晶粒9a也不会在第1电容器电极7和第2电容器8之间形成连接，因此即使在激光微调后，也几乎不会发生绝缘电阻值和Q值的下降。
图2为用于说明针对本发明的内置电容器的电容值调整方法的比较例 的对应于图1的图。图2中，与图1中所示的要素相当的要素标记同样的参照符号，略去重复说明。
如果TiO2类电介质玻璃陶瓷层4中的TiO2类电介质晶粒9的比例超过35体积％，则TiO2类电介质晶粒9的比例过高，因此电介质晶粒9半导体化后，如图2所示，半导体化了的电介质晶粒9a在第1电容器电极7和第2电容器8之间形成连接。
其结果是，通过激光微调，第1电容器电极7和第2电容器8短路，绝缘电阻值大幅下降。并且，如果电介质玻璃陶瓷层4的绝缘性劣化，则因此产生焦耳热损失，电容器的Q值下降。还有，虽然半导体化了的电介质晶粒9a可以通过实施再氧化处理来复原，但需要再氧化处理这一另外的处理工序，而且通过再氧化处理，内置电容器2的绝缘电阻值和Q值再次变化，可能会出现偏差。
如上所述，如果采用本发明，TiO2类电介质玻璃陶瓷层4中，TiO2类电介质晶粒9的比例为10～35体积％，因此不会使电容器电极7和8间的绝缘电阻值和内置电容器2的Q值在激光微调前后大幅变化，而且即使不附加如再氧化处理等其它工序，也可以高精度地调整内置电容器2的电容值。
还有，TiO2类电介质玻璃陶瓷层4的相对介电常数主要依赖于存在于其中的TiO2类电介质晶粒9的比例，如果TiO2类电介质晶粒9的比例低于10体积％，则无法获得足以作为用于形成内置电容器2的电介质玻璃陶瓷层4的相对介电常数εr。由于这样的原因，TiO2类电介质晶粒9的体积比例必须为10～35％，但该范围内特别理想的是20～35％。此外，TiO2类电介质晶粒9的晶粒径(D50)较好是0.9～2.5μm，更好是1.0～1.5μm。
此外，TiO2类电介质玻璃陶瓷层4的层厚(元件厚)理想的是12.5～50μm。如果该层厚不足12.5μm，则即使将TiO2类电介质晶粒9的占有比例如上特定，绝缘电阻值和Q值也会在激光微调前后发生变化。此外，如果该层厚超过50μm，电容器电极7和8间的间隔变得过大，内置电容器2难以获得高的电容值。
关于第1和第2电容器电极7和8的位置，这两者可以如图1所示内置于陶瓷层叠体6中。如果作为微调对象的第1电容器电极7形成于陶瓷层叠体6内 部，则与其配置于陶瓷层叠体6的表面的情况相比，需要照射大功率的激光10，但即使使用大功率的激光10，只要TiO2类电介质玻璃陶瓷层4中的TiO2 类电介质晶粒9的占有比例如上特定，就不会使绝缘电阻值和Q值大幅变化，可以高精度地调整内置电容器2的电容值。
还有，上述的多层陶瓷基板1中，陶瓷层3和5可以由与TiO2类电介质玻璃陶瓷层4同样的材料构成，但理想的是使用相对介电常数小的其它陶瓷材料，例如低温烧结陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-fired Ceramic)材料。低温烧结陶瓷材料是指可在1050℃以下的温度下烧结且能够与电阻率小的银和铜等同时烧结的陶瓷材料。作为低温烧结陶瓷材料，具体可以例举在氧化铝或氧化锆、氧化镁、镁橄榄石等的陶瓷粉末中混合硼硅酸类玻璃而成的玻璃复合类LTCC材料，使用ZnO-MgO-Al2O3-SiO2类的结晶玻璃的结晶玻璃类LTCC材料，如BaO-Al2O3-SiO2类陶瓷粉末和Al2O3-CaO-SiO2-MgO-B2O3类陶瓷粉末等非玻璃类LTCC材料等。
TiO2类电介质玻璃陶瓷层4理想的是将如下的玻璃陶瓷组合物烧成而得：包含
(A)10～35体积％的以xBaO-yTiO2-zREO3/2表示的BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷，
(B)5～42体积％的氧化铝陶瓷，
(C)50～79体积％的含有4～17.5重量％的B2O3、28～50重量％的SiO2、0～20重量％的Al2O3和36～50重量％的MO的硼硅酸玻璃；
且BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷和氧化铝的总量在21体积％以上；
其中，x、y和z表示摩尔％，满足8≤x≤18、52.5≤y≤65和20≤z≤40，
x+y+z＝100，RE为稀土类元素，MO为选自CaO、MgO、SrO和BaO的至少1种。
这样的玻璃陶瓷组合物在其烧结体中可以获得较高的相对介电常数，而且构成内置阻抗元件的陶瓷基板后，不会使阻抗元件的阻抗特性下降。
还有，上述的玻璃陶瓷组合物中，以xBaO-yTiO2-zREO3/2表示的BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷在其烧成后成为TiO2类电介质晶粒9。该玻璃陶瓷组合物中，如果氧化铝陶瓷的比例不足5体积％，则存在烧成后的多层陶瓷基板1的弯曲强度降低的倾向；另一方面，如果超过42体积％，则BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷的比例相对变小，因此可能会无法获得作为内置电容器2所需的相对介电 常数。
此外，如果硼硅酸玻璃的比例不足50体积％，则多层陶瓷基板1的烧结性可能会不足；另一方面，如果超过79体积％，则BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷的比例相对变小，因此可能会无法获得作为内置电容器2所需的相对介电常数。
此外，如果BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷和氧化铝陶瓷的总量不足21体积％，则BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷的比例相对变小，因此存在无法获得作为内置电容器2所需的相对介电常数且弯曲强度也呈低值的倾向。
此外，具体记载于本发明人所写的国际公开第2006/046361号文本中，以xBaO-yTiO2-zREO3/2表示的BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷中，如果x的值不足8，则除了相对介电常数和Q值呈低值之外，相对介电常数的温度系数(TCC)的绝对值也有可能呈高值；另一方面，如果超过18，除了Q值呈低值之外，存在TCC的绝对值也呈高值的倾向。此外，如果y的值不足52.5，则相对介电常数可能会呈低值；另一方面，如果超过65，则存在TCC的绝对值呈高值的倾向。此外，如果z的值不足20，则TCC的绝对值可能会呈高值；另一方面，如果超过40，则除了TCC的绝对值呈高值之外，存在相对介电常数也呈低值的倾向。此外，作为RE(稀土类元素)，可以使用Nd、Pr、Sm等。
硼硅酸玻璃中，如果B2O3的含量不足4重量％，则烧结性可能会不足；另一方面，如果超过17.5重量％，则耐湿性下降，因此PCT(压力锅试验，Pressure Cooker Test)可靠性下降，可能会绝缘击穿。此外，如果SiO2的含量不足28重量％，则同样耐湿性下降，因此PCT可靠性下降，可能会绝缘击穿；另一方面，如果超过50重量％，则存在烧结性不足的倾向。
此外，硼硅酸玻璃中可以不含Al2O3，但含有时耐湿性提高，是理想的。但是，如果Al2O3的含量超过20重量％，则存在Q值呈低值的倾向。
此外，硼硅酸玻璃中，如果MO的含量不足36重量％，则烧结性可能会不足；另一方面，如果超过50重量％，则耐湿性下降，因此PCT可靠性下降，可能会绝缘击穿。还有，作为MO，可以使用选自CaO、MgO、SrO和BaO的至少1种，由于可以在电介质玻璃陶瓷层4中获得高Q值，特别理想的是使用CaO。
此外，理想的是硼硅酸玻璃还含有不足0.5重量％的选自Li2O、Na2O和K2O的至少1种。如果在该范围内含有这些碱金属氧化物，则可以获得高相对介电常数。还有，如果碱金属氧化物的含量超过0.5重量％，则存在耐湿性下降的倾向。
上述的玻璃陶瓷组合物可以还含有20重量％以下的CaTiO3。如果在该范围内含有CaTiO3，则可以获得高相对介电常数。还有，如果CaTiO3的含量超过20重量％，则存在TCC的绝对值变大的倾向。
此外，玻璃陶瓷组合物可以相对于总量100重量份的BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷、氧化铝陶瓷和硼硅酸玻璃还含有3重量份以下的CeO2。如果在该范围内含有CeO2，电极材料使用Ag时，可以抑制作为电极材料的Ag的胶体化引起的电极周边部的基板变色。还有，如果CeO2的含量超过3重量％，则存在电介质玻璃陶瓷层的Q下降的倾向。
此外，如果玻璃陶瓷组合物中以1重量％以下的添加量添加有TiO2和ZrO2的至少一种，则可以减小将其烧成而得的烧结体中的相对介电常数的温度变化率的绝对值。还有，该TiO2在烧成后包含于TiO2类电介质玻璃陶瓷层4中的TiO2类电介质晶粒9，所以必须算入基于该TiO2的晶粒的比例，在前述的范围内调整TiO2类电介质晶粒9的量。
以下，对本发明的多层陶瓷基板的具体结构及其制造方法进行说明。
如图3所示，多层陶瓷基板21具有层叠多个的陶瓷层22和23而成的陶瓷层叠体24。陶瓷层22是以上述的低温烧结陶瓷材料形成的陶瓷层，陶瓷层23是上述的TiO2类电介质玻璃陶瓷层。
对于这些陶瓷层22和23，设有例如以Ag或Cu为主要成分的导体图案。作为导体图案，有形成于多层陶瓷基板21的外表面上的若干个外部导体25、沿陶瓷层22和23间的界面形成的若干个内部面内导体26～31以及以贯穿陶瓷层22和23的特定的层的状态设置的若干个导通孔导体32。
这些导体图案25～32除了为单纯的布线而设置的导体之外，还有用于在多层陶瓷基板21的内部构成如电容器或电感器等无源元件而设置的导体。例如，内部面内导体26～30将成为电容器电极。通过这些电容器电极26～30与配置于各电极间的陶瓷层23，构成内置电容器33。由此可知，内 置电容器不仅可由2个电容器电极，还可以由3个以上的电容器电极形成。电容器电极26～30的至少1个可以兼作接地电极。
该多层陶瓷基板21上残留有基于上述的内置电容器33的电容值调整方法而形成的微调痕迹34。该微调痕迹34通过对于基于通常的片层叠法或厚膜印刷层叠法而获得的多层陶瓷基板21从其一个主面侧对电容器电极26进行激光微调而形成。还有，微调痕迹34中可以为了防止电容调整后电容发生变化而填充玻璃或树脂等。
此外，多层陶瓷基板21中内置厚膜电阻体35。厚膜电阻体35由沿陶瓷层22和23间的界面形成的电阻体膜构成。该电阻体膜例如通过使含有作为主要成分的RuO2、作为辅助成分的硅酸类玻璃的电阻体糊料烧结而形成。还有，对该厚膜电阻体35进行激光微调来调整其电阻值时，即使陶瓷层23的一部分被削去，因为陶瓷层23由上述的TiO2类电介质玻璃陶瓷层形成，所以微调前后的特性变化也少。
以下，参照图4和图5对使用本发明的多层陶瓷基板构成的电子器件的一例进行说明。图4中以立体图分解表示作为不可逆电路元件的一例的集中常数型隔离器41，图5中示出集中常数型隔离器41给出的等效电路图。
如图4所示，集中常数型隔离器41具备矩形板状的永久磁铁42、中心电极组装体43、安装用的多层陶瓷基板44以及作为金属盒的上侧盒45和下侧盒46。
上侧盒45呈具有向下方的开口的箱状，具备上壁部47和4个侧壁部48～51。下侧盒46具备相互对向的2个立壁52和53以及将这些立壁52和53间连结的底壁部54。上侧盒45和下侧盒46由铁磁性材料构成，其表面施以镀Ag或镀Cu。
以下，参照图4和图5的同时，对中心电极组装体43和多层陶瓷基板44的详细情况进行说明。
多层陶瓷基板44的机械结构略去图示，具有由层叠的多个陶瓷层形成的多层结构，内置有如图5所示的匹配用电容器元件C1、C2和C3以及电阻元件R。还有，对于这些匹配用电容器元件C1～C3以及电阻元件R的内置结构，实质上分别与图3所示的多层陶瓷基板21中的内置电容器33和厚膜电阻体 35的内置结构相同。此外，虽然未图示，但多层陶瓷基板44上残留有这些无源元件的微调痕迹。
在多层陶瓷基板44的上表面露出通道电极P1、P2和P3以及接地电极55。虽然图4中未图示，但如图5所示，在多层陶瓷基板44的下表面形成有将该隔离器41与外部电路电连接的输入电极56和输出电极57。
中心电极组装体43具备矩形板状的由微波铁氧体形成的基体58。在基体58的上表面59配置有3个中心电极60、61和62。这些中心电极60～62通过在相互之间介以电绝缘层63而相互电绝缘。此外，3个中心电极60～62以各自呈大致120℃交叉的状态配置。
配置中心电极60～62的顺序是任意的，在图4所示的实施方式中，自下方起以中心电极62、电绝缘层63、中心电极61、电绝缘层63、中心电极60的顺序配置。这些中心电极60～62的各自的一端介以形成于基体58的侧面64的连接电极65连接形成于基体58的下表面66的接地电极67，各自的另一端介以形成于侧面64的连接电极65连接多层陶瓷基板44的通道电极P1～P3。
由此，中心电极60～62的接地侧介以连接电极65连接共通的接地电极67。该共通的接地电极67为与基体58的下表面大致相同的形状，被覆下表面66的几乎整面，从而避免与形成于多层陶瓷基板44的通道电极P1～P3的接触。此外，接地电极67连接多层陶瓷基板44的接地电极55。
以如上的构成元器件组装集中常数型隔离器41时，首先将多层陶瓷基板44装入下侧盒46内，在其上放置中心电极组装体43，实现规定的电连接。另一方面，将永久磁铁42配置于上侧盒45的上壁部47的下表面侧。接着，在维持它们的状态的同时，将上侧盒45和下侧盒46接合，制成一体的金属盒。
如上所述组装后，永久磁铁42对中心电极组装体43施加直流磁场。这时，由上侧盒45和下侧盒46构成的金属盒构成磁回路，也起到磁轭的作用。
如上所述，本发明的多层陶瓷基板及其制造方法也可以适用于不可逆电路元件及其制造方法，所述不可逆电路元件具备以下的构成：永久磁铁；具有基体、以规定的交叉角度重叠配置于基体的多个中心电极和用于将中 心电极相互电绝缘而配置于中心电极间的电绝缘层，通过永久磁铁施加直流磁场的中心电极组装体；收纳永久磁铁和中心电极组装体的盒；安装中心电极组装体，设有电容器元件和电阻元件的多层陶瓷基板。
本发明的多层陶瓷基板及其制造方法除了不可逆电路元件及其制造方法以外，还可以适用于各种模块用陶瓷基板及其制造方法。
还有，本发明中，采用激光微调的电容调整并不局限于通过切削第1电容器电极的一部分、即减小电极面积来进行电容调整，例如可以通过将1个第1电容器电极分割成2个以上的部分来进行电容调整。此外，还可以在第1电容器电极的激光微调的同时，对第2电容器电极进行微调。
以下，基于具体的实验例对本发明进行说明。但是，本发明并不局限于以下的实验例。
<实验例1>
首先，为了制作BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷粉末，将BaCO3、TiO2、Nd2O3、Sm2O3的各粉末分别以13摩尔％、58摩尔％、10摩尔％、19摩尔％的比例混合。接着，将经混合的原料粉末在1150℃的温度下预烧1小时后，粉碎预烧物，获得BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷粉末(以下也称“BRT粉末”或“BaO-RE2O3-4TiO2类电介质陶瓷粉末”)。
接着，为了制作硼硅酸玻璃粉末，将CaO、Al2O3、B2O3、SiO2的各粉末分别以45重量％、5重量％、5重量％、45重量％的比例混合。接着，使经混合的原料粉末在1100～1400℃的温度下熔融，再投入水中急冷后，湿法粉碎，获得硼硅酸玻璃粉末。
接着，使用BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷粉末、Al2O3陶瓷粉末和硼硅酸玻璃粉末的同时，以烧成后的组成比例达到下述表1的“玻璃陶瓷组成”的栏中所示的体积比的条件，称量这些特定的陶瓷粉末和玻璃粉末，将这些粉末充分混合。
接着，对于如上得到的混合粉末，加入适量的粘合剂、增塑剂和溶剂，混匀，获得浆料。接着，将该浆料通过刮刀法成形为厚50μm的片状。将所得的陶瓷生片切断成30mm×10mm的平面尺寸的矩形。接着，将多块这些矩形的陶瓷生片层叠，压接后，获得厚0.5～1.0mm的层叠体。
还有，在上述层叠工序前的陶瓷生片上使用Ag糊料预先形成导体膜，使得在该层叠体的内部，于距离表层0.05mm的位置形成成为第1电容器电极的平面尺寸1mm×1mm的电容器电极图案，于距离表层0.10mm的位置形成成为第2电容器电极的平面尺寸1mm×1mm的电容器电极图案。
接着，将所得的层叠体在870℃的温度下进行烧成1小时，分别获得试样1～25的板状的烧结体。
接着，对于如上得到的烧结体，使用YAG激光器以输出2kHz、扫描次数7次的激光微调的条件对第1电容器电极照射激光，对第1电容器电极进行微调，使初始的20pF的电容器电容达到10pF。
另外，在微调前后分别测定绝缘电阻值(logIR)，并通过LCR计在微调前后分别测定1MHz时的Q值。另外，在通过LCR计测定微调后的电介质玻璃陶瓷层的相对介电常数εr的同时，测定微调后的电介质玻璃陶瓷层的弯曲强度(MPa)。
通过各测定所得的结果示于下述表1。还有，表1的“微调特性判定”栏中，“G”表示微调前和微调后的绝缘电阻值和Q值的变化率在30％以内，“NG”表示微调前和微调后的绝缘电阻值和Q值的变化率超过30％。此外，图6中示出表示基于BaO-RE2O3-4TiO2类电介质陶瓷的含量(体积％)的绝缘电阻值的变化率和Q值的变化率的图。
[表1]
由表1和图6可知，BaO-RE2O3-4TiO2类电介质陶瓷的含量为10～35体积％的试样2～22中，尽管具有较高的相对介电常数，但微调前后的绝缘电阻值和Q值的变化率大致为100％，在微调前后绝缘电阻值和Q值几乎未变化。
与之相对，试样1中，由于BaO-RE2O3-4TiO2类电介质陶瓷的含量过少，因此虽然在微调前后绝缘电阻值和Q值几乎未变化，但无法获得足以作为电介质玻璃陶瓷层的相对介电常数。此外，试样23～25中，由于不含Al2O3陶瓷且BaO-RE2O3-4TiO2类电介质陶瓷的含量过多，因此虽然获得足以作为电介质玻璃陶瓷层的相对介电常数，但弯曲强度下降，而且在微调前后绝缘电阻值和Q值大幅变化。
其次，确认在试样2～22中，如果像试样2那样BaO-RE2O3-4TiO2类电介质陶瓷和Al2O3陶瓷的总含量少而硼硅酸玻璃的含量多，则存在相对介电常数下降的倾向。此外，虽然表1中未记载，但确认如果像试样6那样Al2O3陶瓷的含量多而硼硅酸玻璃的含量少，则存在在该烧成温度下无法充分烧结的倾向。此外，确认像试样10、15、18和20那样未加入Al2O3陶瓷或其含量少的情况下，存在弯曲强度下降的倾向。此外，确认如果像试样14和22那样硼硅酸玻璃的含量少，则存在在该烧成温度下无法充分烧结的倾向。
<实验例2>
接着，使用实验例1的试样9的组成的同时，如下述表2所示，改变各电容器电极间的电介质玻璃陶瓷层的厚度(元件厚度)，与实验例1同样地操作，分别测定微调前后的绝缘电阻值和微调前后的Q值。通过各测定所得的结果示于下述表2。
[表2]
由表2可知，如果元件厚度变薄，则存在微调前后的绝缘电阻值和Q值的变化率变大的倾向，特别是如果元件厚度低于12.5μm，则微调前后的绝缘电阻值和Q值的变化率变得相当大。
Claims (5)
1.内置电容器的电容值调整方法，它是调整多层陶瓷基板中的内置电容器的电容值的方法，所述多层陶瓷基板具备层叠多个陶瓷层而成的陶瓷层叠体以及用于构成所述内置电容器的介以特定的所述陶瓷层以相互对向的状态配置的第1和第2电容器电极，其特征在于，
具备对所述第1电容器电极进行激光微调的工序，
位于所述第1和第2电容器电极间的所述特定的陶瓷层为含TiO2的电介质晶粒的含有比例为10～35体积％的TiO2类电介质玻璃陶瓷层；所述TiO2类电介质玻璃陶瓷层的层厚为12.5～50μm；
所述TiO2类电介质玻璃陶瓷层是将如下的玻璃陶瓷组合物烧成而得：
包含
(A)10～35体积％的以xBaO-yTiO2-zREO3/2表示的BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷，
(B)5～42体积％的氧化铝陶瓷，
(C)50～79体积％的含有4～17.5重量％的B2O3、28～50重量％的SiO2、0～20重量％的Al2O3和36～50重量％的MO的硼硅酸玻璃；
且所述BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷和所述氧化铝陶瓷的总量在21体积％以上；
其中，x、y和z表示摩尔％，满足8≤x≤18、52.5≤y≤65和20≤z≤40，x+y+z＝100，RE为稀土类元素，MO为选自CaO、MgO、SrO和BaO的至少1种。
2.如权利要求1所述的内置电容器的电容值调整方法，其特征在于，所述第1和第2电容器电极这两者内置于所述陶瓷层叠体中。
3.如权利要求1或者2所述的内置电容器的电容值调整方法，其特征在于，所述硼硅酸玻璃还含有不足0.5重量％的选自Li2O、Na2O和K2O的至少1种。
4.多层陶瓷基板的制造方法，所述方法具备制作具有层叠多个陶瓷层而成的陶瓷层叠体以及用于构成内置电容器的介以特定的所述陶瓷层以相互对向的状态配置的第1和第2电容器电极的微调前的多层陶瓷基板的工序、为了调整所述内置电容器的电容值而对所述第1电容器电极进行激光微调的工序，其特征在于，
在制作所述微调前的多层陶瓷基板的工序中，由含TiO2的电介质晶粒的含有比例为10～35体积％的TiO2类电介质玻璃陶瓷层构成位于所述第1和第2电容器电极间的所述特定的陶瓷层；所述TiO2类电介质玻璃陶瓷层的层厚为12.5～50μm；
所述TiO2类电介质玻璃陶瓷层是将如下的玻璃陶瓷组合物烧成而得：
包含
(A)10～35体积％的以xBaO-yTiO2-zREO3/2表示的BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷，
(B)5～42体积％的氧化铝陶瓷，
(C)50～79体积％的含有4～17.5重量％的B2O3、28～50重量％的SiO2、0～20重量％的Al2O3和36～50重量％的MO的硼硅酸玻璃；
且所述BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷和所述氧化铝陶瓷的总量在21体积％以上；
其中，x、y和z表示摩尔％，满足8≤x≤18、52.5≤y≤65和20≤z≤40，x+y+z＝100，RE为稀土类元素，MO为选自CaO、MgO、SrO和BaO的至少1种。
5.多层陶瓷基板，所述基板具有层叠多个陶瓷层而成的陶瓷层叠体以及用于构成内置电容器的介以特定的所述陶瓷层以相互对向的状态配置的第1和第2电容器电极，其特征在于，
位于所述第1和第2电容器电极间的所述特定的陶瓷层是含TiO2的电介质晶粒的含有比例为10～35体积％的TiO2类电介质玻璃陶瓷层，
所述第1电容器电极上残留有所述内置电容器的激光微调时所形成的微调痕迹；所述TiO2类电介质玻璃陶瓷层的层厚为12.5～50μm；
所述TiO2类电介质玻璃陶瓷层是将如下的玻璃陶瓷组合物烧成而得：
包含
(A)10～35体积％的以xBaO-yTiO2-zREO3/2表示的BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷，
(B)5～42体积％的氧化铝陶瓷，
(C)50～79体积％的含有4～17.5重量％的B2O3、28～50重量％的SiO2、0～20重量％的Al2O3和36～50重量％的MO的硼硅酸玻璃；
且所述BaO-TiO2-REO3/2类陶瓷和所述氧化铝陶瓷的总量在21体积％以上；
其中，x、y和z表示摩尔％，满足8≤x≤18、52.5≤y≤65和20≤z≤40，x+y+z＝100，RE为稀土类元素，MO为选自CaO、MgO、SrO和BaO的至少1种。
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