JP2000235933A - 誘電体粉末及びその製造方法並びにコンデンサ付き回路基板 - Google Patents
誘電体粉末及びその製造方法並びにコンデンサ付き回路基板Info
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Abstract
高めることができる誘電体粉末及びその製造方法並びに
該誘電体粉末を用いたコンデンサ付き回路基板を提供す
る 【解決手段】 チタン,チタン合金またはチタン化合物
の導電性粉末11aの表面上に無電解式の水熱合成法に
よりPb(ZrTi)O3 からなる強誘電体膜11bを
形成して誘電体粉末11を作る。誘電体粉末11とバイ
ンダ13とを含む誘電体ペーストを下部電極3aに塗布
して誘電層7を形成する。
Description
の製造方法並びに該誘電体粉末を用いたコンデンサ付き
回路基板に関するものである。
らなる誘電体粉末を用いて厚みの薄い誘電層を形成する
コンデンサ付き回路基板が知られている。この種のコン
デンサ付き回路基板は、誘電体粉末とバインダとを混練
した誘電体ペーストを基板上の電極に塗布して誘電層を
形成する。
付き回路基板において静電容量を高めるには、誘電層の
厚みを薄くすることが考えられる。しかしながら、従来
のコンデンサ付き回路基板では、誘電層の厚みが誘電体
粉末の径寸法の数倍しかなく、誘電層の厚みを薄くして
誘電率を高めるには限界があった。
となく、静電容量を高めることができる誘電体粉末及び
その製造方法並びに該誘電体粉末を用いたコンデンサ付
き回路基板を提供することにある。
少なくとも表面部がチタン,チタン合金またはチタン化
合物によって形成された導電性粉末の表面上に水熱合成
法により形成された強誘電体膜を備えている。
厚み(t)とは、C=8.8854×10-12 εγS/
tの式に表すように反比例の関係を有している。そのた
め、前述したように、誘電層の厚みを薄くすると、コン
デンサの静電容量を高めることができる。本発明の誘電
体粉末を用いてコンデンサ付き回路基板を形成すると、
誘電層の厚み中に占める誘電物質のみに形成された誘電
部分の厚みは、誘電体粉末中の強誘電体膜の厚みが加算
されたものとなる。そのため、誘電層の実質的な誘電部
分の厚みtを小さくして、コンデンサの静電容量Cを高
めることができる。特に本発明では、導電性粉末の表面
上に水熱合成法により強誘電体膜を形成するので、低コ
ストで強誘電体膜を形成でき、強誘電体膜を導電性粉末
の表面上に強固に結着できる。
くは粒状のものを用いることができる。球状または粒状
の導電性粉末は、チタン、もしくはTiN,TiHまた
はTiCからなるチタン化合物により形成されたものが
知られている。
鉛[Pb(ZrTi)O3 ]、チタン酸ストロンチウム
[SrTiO3 ]、チタン酸バリウム[BaTiO3 ]
等により形成することができる。特にチタン酸ジルコン
酸鉛[Pb(ZrTi)O3]は、強誘電体膜の被形成
部材に通電を行わない無電解式の水熱合成法により強誘
電体膜を形成するので、強誘電体膜を簡単に形成でき
る。
とも表面部がチタン,チタン合金またはチタン化合物を
主成分とする導電性粉末の表面上に無電解式の水熱合成
法によりPb(ZrTi)O3 からなる強誘電体膜を形
成して作る。
き回路基板は、誘電体粉末とバインダとを含む誘電体ペ
ーストを基板上の電極に塗布して誘電層を形成して構成
する。
を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形
態の誘電体粉末を用いたコンデンサ付き回路基板の断面
図である。本図に示すように、コンデンサ付き回路基板
は、絶縁性基板1上に銅箔の回路パターン3及びコンデ
ンサ5が形成されて構成されている。絶縁性基板1は、
ガラス、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、
ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンオ
キサイド(PPO)等で形成されている。回路パターン
3は、絶縁性基板1の上に銅箔が積層された銅張積層板
の銅箔をエッチングすることにより形成されている。コ
ンデンサ5は、回路パターン3に含まれる下部電極3a
と誘電層7と上部電極9とを有している。
ており、図2の部分拡大図に示すように、誘電体粉末1
1…と、フェノール樹脂等からなるバインダ13とを含
む誘電体ペーストが下部電極3aに塗布されて形成され
ている。誘電体粉末11は、チタン,チタン合金、また
はTiN,TiC,TiH等のチタン化合物によって形
成された平均径10μmの球状または粒状の導電性粉末
11aの表面上に水熱合成法により形成された平均厚み
2μmのペロブスカイト型のチタン酸ジルコン酸鉛[P
b(ZrTi)O3 ](PZT)の強誘電体膜11bを
備えた構造を有している。この誘電層7は、厚みが約3
0μmである。水熱合成法による誘電層7の形成方法は
後に詳しく説明する。なお、本例では、回路パターン3
に含まれる下部電極3aを除く所定位置にソルダーレジ
スト13が印刷により形成されており、誘電層7の周縁
部からソルダーレジスト13に亘ってショート防止レジ
スト15が印刷により形成されている。
ン3に含まれる接続用電極3bに亘って形成されてい
る。この上部電極9は、銀・パラジウム合金、ニッケ
ル、銅等の導電性ペーストを用いて形成されている。ま
た、本例では、上部電極9,ショート防止レジスト15
等全体を覆うように樹脂のオーバーコート19が形成さ
れいる。
うにして製造した。最初に、誘電体ペーストを作った。
まず、チタン、もしくはTiN,TiC,TiH等のチ
タン化合物によって形成された平均粒径10μmの導電
性粉末11aを、Pb(NO3 )2 16mmol/l、
ZrOCl2 8mmol/l、TiCl4 0.08mm
ol/l及びKOH0.3mol/lの強アルカリの混
合水溶液中に浸漬する。そして、180℃、10気圧中
で12時間の無電解式の水熱処理を行い、導電性粉末1
1aの表面上にPb(ZrTi)O3 の結晶核を生成し
た。次にPb(NO3 )2 16mmol/l、ZrOC
l2 8.32mmol/l、TiCl47.68mmo
l/l及びKOH2.24mol/lの強アルカリの混
合水溶液(溶液合計640ml)中に結晶核を生成した
導電性粉末11aを浸漬し、160℃中で10時間の無
電解式の水熱処理を行ってKを含有する平均厚み2μm
のPb(ZrTi)O3 の膜からなる強誘電体膜11b
を形成した。その後、純水中で3分間の超音波洗浄を2
回行ってから、1mol/lの酢酸水溶液中で3分間の
超音波洗浄を2回行い、更に純水中で3分間の超音波洗
浄を2回行った。次にこれを100℃で12時間の乾燥
を行い強誘電体膜11bを備えた誘電体粉末11を作っ
た。次に誘電体粉末11と、該誘電体粉末11に対して
45重量%のフェノール樹脂からなるバインダ13とブ
チルカルビトールからなる溶媒とを混練して誘電体ペー
ストを作った。
た銅張積層板の銅箔をエッチングして回路パターン3を
形成する。そして、回路パターン3に含まれる下部電極
3aを除く所定位置にソルダーレジスト13を塗布す
る。次に、下部電極3aの表面をソフトエッチングして
から、前述の誘電体ペーストを下部電極3aの表面上に
塗布する。次に誘電体ペーストを約150℃で加熱して
硬化させて誘電層7を形成する。なお、誘電層7は必要
に応じて加熱中に厚み方向に加圧したり、硬化後に表面
を薄く研磨除去してもよい。
ジスト15を印刷し焼き付ける。次に、誘電層7上から
回路パターン3に含まれる接続用電極3bに亘って銀・
パラジウム合金、ニッケル、銅等の導電性ペーストを印
刷して上部電極9を形成する。この上部電極9は、スパ
ッタリングにより薄膜で形成することもできる。この場
合、銅、パラジウム、白金等を用いて形成する。次に、
上部電極9,ショート防止レジスト15等全体を覆うよ
うに樹脂のオーバーコート19を印刷して焼き付けて、
コンデンサ付き回路基板を完成する。
ウムからなる誘電体粉末を用い、その他は本実施例と同
じ条件で比較例のコンデンサ付き回路基板を作り、各コ
ンデンサ付き回路基板の単位面積あたりの静電容量及び
1kHzでのtanδを測定した。表1はその測定結果
を示している。
例のコンデンサ付き回路基板に比べてtanδを大きく
することなく、単位面積あたりの静電容量を3倍にでき
るのが分る。これは、比較例のコンデンサ付き回路基板
の誘電層においては、誘電部分の厚みが、誘電層そのも
のの寸法になるのに対して、本例のコンデンサ付き回路
基板の誘電層7においては、導電性粉末11aからなる
導電部の寸法(r1 +r2 )を除いた部分、即ち強誘電
体膜の厚みを加算した寸法(t1+t2 +t3 +t4 )
が誘電物質に形成された部分の厚みとなるため、誘電層
の実質的な誘電部分の厚みを小さくできるからである。
性粉末11aとして、球状または粒状の導電性粉末を用
いたが、図3の断面図に示すように、ウイスカ状の導電
性粉末21a等の他の形状のものを用いることができ
る。また、このような誘電体粉末21と、球状または粒
状の導電性粉末11aを有する誘電体粉末11とを混合
して用いても構わない。
電体膜11bを形成する際に用いるPb化合物,Zr化
合物,Ti化合物として無機化合物を用いたが、これら
の化合物として有機化合物を用いても構わない。
[Pb(ZrTi)O3 ](PZT)により強誘電体膜
を形成したが、チタン酸ストロンチウム[SrTi
O3 ](STO)、チタン酸バリウム[BaTiO3 ]
(BTO)等によっても強誘電体膜を形成できる。
付き回路基板を形成すると、誘電層の厚み中に占める誘
電物質のみに形成された部分の厚みは、誘電体粉末中の
強誘電体膜の厚みが加算されたものとなる。そのため、
誘電層の実質的な誘電部分の厚みを小さくして、コンデ
ンサの静電容量を高めることができる。特に本発明で
は、導電性粉末の表面上に水熱合成法により強誘電体膜
を形成するので、低コストで強誘電体膜を形成でき、強
誘電体膜を導電性粉末の表面上に強固に結着できる。
デンサ付き回路基板の断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも表面部がチタン,チタン合金
またはチタン化合物によって形成された導電性粉末の表
面上に水熱合成法により形成された強誘電体膜を備えて
いることを特徴とする誘電体粉末。 - 【請求項2】 前記導電性粉末がウイスカ状または球状
若しくは粒状であることを特徴とする請求項1に記載の
誘電体粉末。 - 【請求項3】 前記強誘電体膜がPb(ZrTi)O3
からなることを特徴とする請求項1に記載の誘電体粉
末。 - 【請求項4】 前記チタン合金が、TiN,TiHまた
はTiCであることを特徴とする請求項1に記載の誘電
体粉末。 - 【請求項5】 少なくとも表面部がチタン,チタン合金
またはチタン化合物を主成分とする導電性粉末の表面上
に無電解式の水熱合成法によりPb(ZrTi)O3 か
らなる強誘電体膜を形成して作ることを特徴とする誘電
体粉末の製造方法。 - 【請求項6】 誘電体粉末とバインダとを含む誘電体ペ
ーストが基板上の電極に塗布されて形成された誘電層を
有するコンデンサ付き回路基板において、 前記誘電体粉末が、少なくとも表面部がチタン,チタン
合金またはチタン化合物によって形成された導電性粉末
の表面上に水熱合成法により形成された強誘電体膜を備
えていることを特徴とするコンデンサ付き回路基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11038235A JP2000235933A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 誘電体粉末及びその製造方法並びにコンデンサ付き回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP11038235A JP2000235933A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 誘電体粉末及びその製造方法並びにコンデンサ付き回路基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000235933A true JP2000235933A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=12519646
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP11038235A Pending JP2000235933A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 誘電体粉末及びその製造方法並びにコンデンサ付き回路基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000235933A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002061765A1 (fr) * | 2001-01-29 | 2002-08-08 | Jsr Corporation | Particule composite pour dielectriques, particule de resine composite ultra-microparticulaire, composition pour realiser des dielectriques et leur utilisation |
JP2005203699A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電子部品内蔵基板の製造方法 |
JP2010123631A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Fujitsu Ltd | 構造体、キャパシタ、及びキャパシタの製造方法 |
-
1999
- 1999-02-17 JP JP11038235A patent/JP2000235933A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2002061765A1 (fr) * | 2001-01-29 | 2002-08-08 | Jsr Corporation | Particule composite pour dielectriques, particule de resine composite ultra-microparticulaire, composition pour realiser des dielectriques et leur utilisation |
US7169327B2 (en) | 2001-01-29 | 2007-01-30 | Jsr Corporation | Composite particle for dielectrics, ultramicroparticulate composite resin particle, composition for forming dielectrics and use thereof |
JP2005203699A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電子部品内蔵基板の製造方法 |
JP2010123631A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Fujitsu Ltd | 構造体、キャパシタ、及びキャパシタの製造方法 |
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