JP2001139373A - 誘電体磁器組成物、セラミック多層基板、セラミック電子部品及び積層セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １０００℃以下の低温焼成により得ることが
でき、ＡｇやＣｕとの共焼結が可能であり、誘電率及び
Ｑ値が高く、誘電特性の温度変化が小さく、高周波用途
に適し、かつ耐環境信頼性に優れた誘電体磁器組成物を
提供する。 【解決手段】 組成式がＢａＯ−ｘ｛（１−ｙ）ＴｉＯ
₂ ・ｙＺｒＯ₂ ｝であり（３．５≦Ｘ≦４．５かつ０≦
ｙ≦０．２）で示される主成分１００重量部に対し、副
添加物として、亜鉛含有化合物がＺｎＯ換算で５〜３０
重量部、珪素含有化合物がＳｉＯ₂ 換算で０．５〜６重
量部、アルカリ金属含有化合物が酸化物換算（Ｒ₂Ｏ）
で０．１〜３重量部（但し、Ｒはアルカリ金属）、銅含
有化合物がＣｕＯ換算で０．１〜７重量部、ビスマス含
有化合物がＢｉ₂Ｏ₃ 換算で０．１〜６重量部の割合で
添加されている誘電体磁器組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマイクロ波
やミリ波などの高周波領域で用いるのに適した誘電体磁
器組成物、特に金属からなる電極と積層・共焼結して小
型化するのに適した誘電体磁器組成物、並びに該誘電体
磁器組成物を用いたセラミック多層基板、セラミック電
子部品及び積層セラミック電子部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高周波用誘電体磁器が、例えば誘
電体共振器やＭＩＣ用誘電体基板などに広く用いられて
いる。高周波用の誘電体磁器では、小型化を図るため
に、誘電率が大きいこと、Ｑ値が大きいこと、並びに誘
電率の温度依存性が小さいことが求められている。

【０００３】特開平６−３３３４２６号公報には、高い
比誘電率（ε_r ）と高いＱ値を有する誘電体磁器組成物
として、ＢａＯ−ｘ｛（１−ｙ）ＴｉＯ₂ ・ｙＺｒ
Ｏ₂ ）で表される主成分に対し、ＭｎＯ₂ 及びＴａ₂Ｏ
₅ を０．５重量％以下及び１．２重量％以下の割合でそ
れぞれ添加してなる組成物が開示されている。この誘電
体磁器組成物は、１３００℃以上の高温焼成により得ら
れ、比誘電率ε_r が３８以上、Ｑ値が７ＧＨｚで８００
０以上の特性が得られている。

【０００４】一般に、誘電体共振器などの高周波用途で
は、電極としてＡｇやＣｕなどの低抵抗でありかつ安価
な金属を用いることが必要である。従って、金属とセラ
ミックスとを共焼結するには、セラミックスをこれらの
金属の融点よりも低い温度で焼成する必要がある。

【０００５】しかしながら、上記のような金属の融点は
９６０〜１０６３℃と、上記誘電体磁器組成物の焼成温
度１３００℃に比べて著しく低い。従って、上記誘電体
磁器組成物は、高周波用に適しているものの、これらの
金属を内部電極材料として使用することができないとい
う問題があった。

【０００６】他方、特開平８−４５３４４号公報には、
ｘＢａＯ・ｙＴｉＯ₂ （ｘは０．１８〜０．２０、ｙは
０．８０〜０．８２で、ｘ＋ｙ＝１）で表される主成分
に対し、副成分としてＧｅＯ₂ 及びＣｕＯの少なくとも
１種をそれぞれ、０．１〜５重量％及び０．５〜５重量
％の割合で添加してなる誘電体磁器組成物が開示されて
いる。ここでは、ＣｕＯ及びＧｅＯ₂ の添加により、１
０００℃の低温で焼結できることが示されている。

【０００７】しかしながら、比較的高価でありかつ耐水
性に劣るＧｅＯ₂ を用いなければならなかった。また、
電気伝導率が最も低く、比較的安価であり、大気中で焼
成可能な電極材料として最適なＡｇの融点は９６２℃で
あるため、この先行技術に記載の誘電体磁器組成物はＡ
ｇからなる電極と共焼結することができなかった。

【０００８】他方、特開平５−３２５６４１号公報に
は、Ｂａ−ＴｉＯ₂ −ＺｒＯ₂ 系誘電体磁器組成物にお
いて、Ｂ₂Ｏ₃ を添加すれば、９００℃の低温で焼成で
きることが開示されている。しかしながら、Ｂ₂Ｏ₃ は
吸水しやすいという問題があった。また、ガラス成分の
１つとしてＢ₂Ｏ₃ を含むガラスを用いたとしても、Ｂ₂
Ｏ₃ が過剰なガラスでは、Ｂ₂Ｏ₃ の溶出が大きく、や
はり化学的安定性に問題があった。また、ガラスを用い
ると、コストが高くつくという問題もあった。加えて、
焼結性がやや低いため、原料粉末を平均粒径０．８μｍ
以下に微粉砕しなければならず、この点においてもコス
トが高くつかざるを得なかった。

【０００９】特開平１０−１６７８１７号公報には、Ｂ
ａＯ・ｘ（Ｔｉ_1-a Ｚｒ_a ）Ｏ₂ で示される主成分（但
し、３．５≦ｘ≦４．５かつ０≦ａ≦０．２０）１００
重量部に対し、亜鉛含有化合物ＺｎＯ換算で４〜３０重
量部、硼素含有化合物をＢ₂Ｏ₃ 換算で１〜２０重量
部、アルカリ金属含有化合物をアルカリ金属炭酸塩換算
で１〜１０重量部、銅含有化合物をＣｕＯ換算で０．０
１〜７重量部含有する誘電体磁器組成物が開示されてい
る。ここでは、これらの副成分の添加により、９００℃
で焼成することができるとされている。

【００１０】しかしながら、やはり、硼素含有化合物が
用いられており、Ｂ₂Ｏ₃ の化学的安定性が十分でない
ため、特に、高温高湿度環境下において、絶縁抵抗の劣
化等が生じるという問題があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した先行技術の欠点を解消し、１０００℃以下の低温焼
成により得ることができ、ＡｇやＣｕなどの低抵抗の電
極と共焼結することができ、しかも誘電率及びＱ値が高
く、誘電特性の温度変化率が小さく、優れた高周波特性
を発揮し、かつ高温高湿度下などの環境における信頼性
に優れた誘電体磁器組成物を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、上記誘電体磁器組成
物を用いて構成されており、優れた高周波特性を発揮
し、かつ高温高湿度下等の環境における信頼性に優れた
セラミック多層基板、セラミック電子部品及び積層セラ
ミック電子部品を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の広い局面によれ
ば、組成式がＢａＯ−ｘ｛（１−ｙ）ＴｉＯ₂ ・ｙＺｒ
Ｏ₂ ｝であり（３．５≦Ｘ≦４．５かつ０≦ｙ≦０．
２）で示される主成分１００重量部に対し、副添加物と
して、亜鉛含有化合物がＺｎＯ換算で５〜３０重量部、
珪素含有化合物がＳｉＯ₂ 換算で０．５〜６重量部、ア
ルカリ金属含有化合物が酸化物換算（Ｒ₂Ｏ）で０．１
〜３重量部（但し、Ｒはアルカリ金属）、銅含有化合物
がＣｕＯ換算で０．１〜７重量部、ビスマス含有化合物
がＢｉ₂Ｏ₃ 換算で０．１〜６重量部の割合で添加されて
いることを特徴とする、誘電体磁器組成物が提供され
る。

【００１４】上記誘電体磁器組成物では、上記特定の主
成分１００重量部に対し、副成分として上記各化合物が
上記特定の割合でそれぞれ添加されているので、９００
℃以下で焼成することができる。また、誘電率が約３０
以上と高く、Ｑ値についても、８ＧＨｚで約２０００以
上と高い。

【００１５】さらに、Ｂ₂Ｏ₃ を含まないので、高温高
湿度下等における耐環境特性も高められる。また、上記
のように低温で焼成できるので、ＡｇやＣｕなどの低抵
抗でありかつ安価な金属と共焼結することができ、従っ
て例えば積層セラミック電子部品とすることにより小型
化も図り得る。

【００１６】本発明に係る誘電体磁器組成物において、
上記組成を限定したのは、以下の理由による。上記組成
式においてｘ＜３．５未満、あるいは４．５を超える場
合には、共振周波数の温度係数τｆがプラス側に大きく
なりすぎ、誘電率の温度依存性が大きくなる。

【００１７】また、ＺｒＯ₂ の一部をＴｉＯ₂ で置換す
ることにより、共振周波数の温度係数はマイナス側に変
化するが、その割合ｙが０．２を超えると、誘電率εや
Ｑ値が低下する。

【００１８】さらに、好ましくは、ｘは、４．３０≦ｘ
≦４．４５かつ０＜ｙ≦０．１とされ、その場合には、
Ｂａ₂Ｔｉ₉Ｏ₂₀の単相となり、より高いＱ値が得られる
ため望ましい。

【００１９】また、亜鉛含有化合物の添加により、Ｑ値
及び低温焼結性が高められる。もっとも、亜鉛含有化合
物の添加割合が５重量部を下回ると、上記効果が得られ
ず、３０重量部を上回ると、誘電率εが低下する。好ま
しくは、亜鉛含有化合物は、６〜１３重量部の範囲で添
加される。

【００２０】珪素含有化合物の添加割合が０．５重量部
未満では、耐湿性が劣化し、６重量部を超えると焼結性
が悪くなり、１０００℃以下では焼結しなくなる。好ま
しくは、珪素含有化合物は、１〜４重量部の範囲で添加
される。

【００２１】アルカリ金属含有化合物は低温焼結性を高
めるために添加されているが、その配合割合が３０重量
部を超えると耐湿性が低下し、逆に０．１重量部を下回
ると低温焼結化効果が発現しなくなる。好ましくは、ア
ルカリ金属含有化合物は、０．５〜２重量部の範囲で添
加される。

【００２２】ビスマス含有化合物を添加することにより
低温焼結性が高められるが、この配合割合が６重量部を
超えると耐湿性が低下し、逆に０．１重量部を下回ると
低温焼結化効果が発現しない。好ましくは、ビスマス含
有化合物は、０．５〜３重量部の範囲で添加される。

【００２３】さらに、銅含有化合物の添加により低温焼
結性が高められると共に誘電率εも高められる。もっと
も、銅含有化合物の割合が０．１重量部未満では、上記
効果が得られず、７重量部を超えると、Ｑ値が低下す
る。好ましくは、銅含有化合物は、２〜６重量部の割合
で添加される。

【００２４】本発明に係る誘電体磁器組成物では、好ま
しくは、副添加物として、さらに、マンガン含有化合物
がＭｎＯ₂ 換算で０．５重量部以下、より好ましくは、
０．３重量部以下の割合で、かつタンタル含有化合物が
Ｔａ₂Ｏ₅ 換算で１．２重量部以下、より好ましくは、
１重量部以下の割合でさらに添加される。マンガン含有
化合物及びタンタル含有化合物の添加により、Ｑ値がさ
らに高められ好ましい。しかしながら、マンガン含有化
合物の添加割合が０．５重量部を超える場合あるいはタ
ンタル含有化合物の添加割合が１．２重量部を超える場
合には、逆にＱ値が低下する。

【００２５】また、本発明に係る誘電体磁器組成物で
は、上述した亜鉛含有化合物、珪素含有化合物、アルカ
リ金属含有化合物、銅含有化合物及びビスマス含有化合
物の少なくとも１種が、ガラス化されて添加され、それ
によって、主成分との反応性がさらに高められるので、
より一層低温で焼成可能となる。

【００２６】なお、上記亜鉛含有化合物、珪素含有化合
物、アルカリ金属含有化合物、銅含有化合物、ビスマス
含有化合物並びに好ましく用いられるマンガン含有化合
物及びタンタル含有化合物としては、これらの金属を含
む適宜の化合物を用いることができ、特に限定されるも
のではないが、以下のようなものを例示することができ
る。

【００２７】亜鉛含有化合物としては、ＺｎＯ、ＺｎＣ
ｌ₂ 、ＺｎＳ、Ｚｎ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄ 、Ｂａ₃Ｔｉ₁₂Ｚｎ₇
Ｏ₃₄などを挙げることができる。また、珪素含有化合物
としては、ＳｉＯ₂ 、Ｎａ₄ＳｉＯ₄ 、Ｓｉなどを挙げ
ることができる。

【００２８】アルカリ金属含有化合物としては、Ｌｉ₂
Ｏ₃ 、Ｌｉ₂ＳＯ・４Ｈ₂Ｏ、Ｌｉ₃ＰＯ₄ 、ＬｉＮ
Ｏ₃ 、Ｌｉ₂Ｃ₂Ｏ₄ 、Ｌｉ₂ＣＯ₃ などを挙げることが
できる。なお、アルカリ金属含有化合物におけるアルカ
リ金属としては、特に限定されるわけではないが、Ｌ
ｉ、ＮａまたはＫなどを挙げることができ、中でもＬｉ
が好ましく用いられる。

【００２９】銅含有化合物としては、ＣｕＯ、Ｃｕ、Ｃ
ｕＳＯ₄ 、Ｃｕ₂Ｏ、ＣｕＣｌなどを挙げることができ
る。ビスマス含有化合物としては、Ｂｉ₂Ｏ₃ 、ＢｉＣ
ｌ₃ 、Ｂｉ、ＢｉＣ₆Ｈ₅Ｏ₇ などを挙げることができ
る。

【００３０】マンガン含有化合物としては、ＭｎＯ₂ 、
ＭｎＣＯ₃ 、ＭｎＣｌ₂・４Ｈ₂Ｏなどを挙げることがで
きる。タンタル含有化合物としては、Ｔａ₂Ｏ₅ 、Ｔａ
Ｃｌ₅ 、Ｔａなどを挙げることができる。

【００３１】本発明に係る誘電体磁器組成物は、上記主
成分及び副添加物からなるが、実際の誘電体磁器を得る
にあたっては、これらの成分を構成するための原料粉末
を上記組成物比となるように秤量し、粉砕混合し、仮焼
した後、再度粉砕し、仮焼粉末を得る。しかる後、この
仮焼粉末を、所定の形状に成形し、焼成すればよい。

【００３２】上記のように、本発明に係る誘電体磁器組
成物では、上記特定の組成を有するので、大気中または
酸素雰囲気下において、低温、すなわち９００℃以下の
温度で焼成することにより得られる。なお、上記原料粉
末としては、焼成により酸化物を生成する、水酸化物、
炭酸塩、硝酸塩などの金属塩を用いてもよい。

【００３３】本発明の他の広い局面によれば、本発明に
係る上記誘電体磁器組成物からなる誘電体セラミック層
を含むセラミック基板と、該セラミック基板の上記誘電
体誘電体セラミック層内に形成された複数の内部電極と
を備えるセラミック多層基板が提供される。このセラミ
ック多層基板では、本発明に係る誘電体磁器組成物から
なる誘電体セラミック層が形成されており、該誘電体セ
ラミック層内に複数の内部電極が形成されているので、
１０００℃以下の低温で焼成でき、しかも誘電率が高
く、Ｑ値が高く、誘電特性の温度変化率が小さい。

【００３４】本発明に係るセラミック多層基板の特定の
局面では、上記誘電体セラミック層の少なくとも片面
に、該誘電体セラミック層よりも低誘電率の第２のセラ
ミック層が積層される。

【００３５】本発明の他の特定の局面では、上記複数の
内部電極が、上記誘電体セラミック層の一部を介して積
層されて積層コンデンサが構成されている。本発明のよ
り特定の局面では、上記複数の内部電極が、積層コンデ
ンサを構成している複数のコンデンサ用内部電極と、互
いに接続されて積層インダクタを構成している複数のコ
イル導体を含む。

【００３６】また、本発明の別の局面では、上記セラミ
ック多層基板と、セラミック多層基板上に実装されてお
り、複数の内部電極と共に回路を構成している少なくと
も１つの電子部品素子とを備えるセラミック電子部品が
提供される。

【００３７】好ましくは、上記電子部品素子を囲繞する
ように、セラミック多層基板にキャップが固定される。
より好ましくは、キャップとして導電性キャップが用い
られる。

【００３８】また、本発明に係るセラミック電子部品の
より特定の局面では、前記セラミック多層基板の下面に
のみ形成された複数の外部電極と、前記外部電極に電気
的に接続されており、かつ前記内部電極または電子部品
素子に電気的に接続された複数のスルーホール導体がさ
らに備えられる。

【００３９】さらに、本発明の他の広い局面によれば、
本発明に係る誘電体磁器組成物からなるセラミック焼結
体と、該セラミック焼結体内に配置された複数の内部電
極と、セラミック焼結体の外表面に形成されておりかつ
いずれかの内部電極に電気的に接続された複数の外部電
極とを備える積層セラミック電子部品が提供される。

【００４０】本発明に係る積層セラミック電子部品の特
定の局面では、前記複数の内部電極がセラミック層を介
して重なり合うように配置されており、それによって積
層コンデンサユニットが構成されている。

【００４１】また、本発明に係る積層セラミック電子部
品のさらに他の特定の局面では、前記複数の内部電極
が、前記積層コンデンサユニットを構成している内部電
極に加えて、互いに接続されて積層インダクタユニット
を構成している複数のコイル導体を有する。

【００４２】

【実施例】以下、まず、本発明に係る誘電体磁器組成物
についての具体的な実施例を説明し、さらに、本発明に
係るセラミック多層基板、セラミック電子部品及び積層
セラミック電子部品の構造的な実施例を説明することに
より、本発明を明らかにする。

【００４３】原料として、ＢａＣＯ₃ 、ＴｉＯ₂ 、Ｚｒ
Ｏ₂ を準備し、下記の表１〜３に示す割合で調合し、調
合原料を得た。この調合原料をボールミルを用いて１６
時間湿式混合し、次に脱水、乾燥し、１２００℃で２時
間仮焼し、主成分仮焼原料を得た。

【００４４】他方、副添加物原料として、ＺｎＯ、Ｌｉ
₂ＣＯ₃ 、ＳｉＯ₂ 、Ｂｉ₂Ｏ₃ 、ＣｕＯ、Ｔａ₂Ｏ₅ 及
びＭｎＣＯ₃ を準備し、上記主成分仮焼原料とこれらを
下記の表１〜３に示す組成比に従って調合し、混合原料
を得た。この混合原料に、バインダを加え、ボールミル
を用いて１６時間、湿式混合することによりセラミック
スラリーを得た。

【００４５】上記セラミックスラリーを乾燥して得た調
整粉末を２００ＭＰａの圧力で、焼成後の寸法が直径１
０ｍｍ×厚さ５ｍｍとである円板となるようにプレス成
形した。このようにして得られた円板状成形体を９００
℃で２時間焼成し、円板状の焼結体を得た。

【００４６】上記のようにして得た円板状セラミック焼
結体を用い、両端短絡型誘電体共振法により共振周波数
（約８ＧＨｚ）における比誘電率ε_r 、Ｑ値及び上記共
振周波数の温度係数τｆを測定した。結果を下記の表１
〜３に示す。

【００４７】また、別途、上記セラミックスラリーを用
い、ドクターブレード法により厚み５０μｍのシート状
に成形し、セラミックグリーンシートを得た。このセラ
ミックグリーンシート上に、Ａｇにより電極パターンを
印刷し、積層コンデンサ用積層体を得た。この積層体を
９００℃で３０分間焼成し、直方体状のセラミック焼結
体を得た。

【００４８】また、上記のようにして得た直方体状の積
層コンデンサに５０Ｖの電圧を印加しつつ、１２０℃、
相対湿度９５％及び２ａｔｍの条件で２００時間放置
し、しかる後上記放置前後の絶縁抵抗の変化を測定し、
耐湿性を判断した。絶縁比抵抗が放置後に１０¹⁰Ω・ｃ
ｍ以下に低下したものを耐湿性不良とした。耐湿性不良
の場合、下記の表１〜３の備考欄に耐湿性不可と表し
た。

【００４９】なお、下記の表１〜３において、試料番号
に＊を付けたものは、本発明の範囲外であることを示
す。表１〜３から明らかなように、本発明に係る誘電体
磁器組成物は、１０００℃以下の低温焼成により得ら
れ、Ｑ値が約８ＧＨｚで１２００以上と高く、比誘電率
も約２５以上と高いことがわかる。なお、表１〜３にお
いて、副成分の添加割合は、主成分１００重量部に対す
る割合（重量部）であり、ｙについてはｙ×１００の値
が示される。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】なお、試料番号４５では、副添加物として
Ｌｉ₂Ｏ−ＣｕＯ−ＺｎＯ−ＳｉＯ₂−Ｂｉ₂Ｏ₃ をガラ
ス化して添加した。上記のように、本発明に係る誘電体
磁器組成物を用いれば、低温で焼成できるので、Ａｇや
Ｃｕなどの低抵抗で安価な金属を用いて共焼結でき、積
層により小型の高周波用共振器などを構成することがで
きる。

【００５４】次に、本発明に係る誘電体磁器組成物を用
いたセラミック多層基板、セラミック電子部品及び積層
セラミック電子部品の構造的な実施例を説明する。図１
は、本発明の一実施例としてのセラミック多層基板を含
むセラミック電子部品としてのセラミック多層モジュー
ルを示す断面図であり、図２はその分解斜視図である。

【００５５】セラミック多層モジュール１は、セラミッ
ク多層基板２を用いて構成されている。セラミック多層
基板２は、絶縁性セラミック層３ａ，３ｂ間に本発明に
係る誘電体磁器組成物からなる相対的に誘電率の高い誘
電体セラミック層４が挟まれている。

【００５６】なお、絶縁性セラミック層３ａ，３ｂを構
成するセラミック材料については、誘電体セラミック層
４よりも誘電率が低い限り特に限定されず、例えばアル
ミナ、クォーツなどにより構成することができる。

【００５７】誘電体セラミック層４内には、複数の内部
電極５が誘電体セラミック層４の一を介して隣り合うよ
うに配置されており、それによって積層コンデンサユニ
ットＣ１，Ｃ２が構成されている。

【００５８】また、絶縁性セラミック層３ａ，３ｂ及び
誘電体セラミック層４には、複数のビアホール電極６，
６ａや内部配線が形成されている。他方、セラミック多
層基板２の上面には、電子部品素子９〜１１が実装され
ている。電子部品素子９〜１１としては、半導体デバイ
ス、チップ型積層コンデンサなどの適宜の電子部品素子
を用いることができる。上記ビアホール電極６及び内部
配線により、これらの電子部品素子９〜１１と、コンデ
ンサユニットＣ１，Ｃ２とが電気的に接続されて本実施
例に係るセラミック多層モジュール１の回路を構成して
いる。

【００５９】また、上記セラミック多層基板２の上面に
は、導電性キャップ８が固定されている。導電性キャッ
プ８は、セラミック多層基板２を上面から下面に向かっ
て貫いているビアホール電極６に電気的に接続されてい
る。また、セラミック多層基板２の下面に外部電極７，
７が形成されており、外部電極７，７が上記ビアホール
電極６，６ａに電気的に接続されている。また、他の外
部電極については図示を省略しているが、上記外部電極
７と同様に、セラミック多層基板２の下面にのみ形成さ
れている。また、他の外部電極は、上述した内部配線を
介して、電子部品素子９〜１１やコンデンサユニットＣ
１，Ｃ２と電気的に接続されている。

【００６０】このように、セラミック多層基板２の下面
にのみ外部と接続するための外部電極７を形成すること
により、セラミック積層モジュールを、下面側を利用し
てプリント回路基板などに容易に表面実装することがで
きる。

【００６１】また、本実施例では、キャップ８が導電性
材料からなり、外部電極７にビアホール電極６ａを介し
て電気的に接続されているので、電子部品素子９〜１１
を導電性キャップ８により電磁シールドすることができ
る。もっとも、キャップ８は、必ずしも導電性材料で構
成されている必要はない。

【００６２】本実施例のセラミック多層モジュール１で
は、上記のようにセラミック多層基板２において、本発
明に係る誘電体磁器組成物を用いて積層コンデンサユニ
ットＣ１，Ｃ２が構成されているので、内部電極５や外
部配線構成用電極及びビアホール電極６，６ａを、Ａｇ
やＣｕなどの低抵抗で安価な金属を用いて構成すること
ができ、かつこれらと共焼結できる。従って、一体焼結
型のセラミック多層基板２を用いてコンデンサユニット
Ｃ１，Ｃ２を構成することができるので、小型化を図る
ことができる。加えて、上記誘電体セラミック層４が、
本発明に係る誘電体磁器組成物を用いているので誘電率
が高く、かつＱ値も高いので、高周波用途に適したセラ
ミック多層モジュール１を提供することができる。

【００６３】なお、上記セラミック多層基板２は、周知
のセラミック積層一体焼成技術を用いて容易に得ること
ができる。すなわち、先ず、本発明に係る誘電体磁器組
成物材料を主体とするセラミックグリーンシートを用意
し、内部電極５、外部配線及びビアホール電極６，６ａ
などを構成するための電極パターンを印刷し、積層す
る。さらに、上下に絶縁性セラミック層３ａ，３ｂを形
成するためのセラミックグリーンシート上に外部配線及
びビアホール電極６，６ａを構成するための電極パター
ンを形成したものを適宜の枚数積層し、厚み方向に加圧
する。このようにして得られた積層体を焼成することに
より、容易にセラミック多層基板２を得ることができ
る。

【００６４】積層コンデンサユニットＣ１，Ｃ２では、
静電容量を取り出すための厚み方向に隣り合う内部電極
５，５間に高誘電率の誘電体セラミック層が配置されて
いることになるので、比較的小さな面積の内部電極で大
きな静電容量を得ることができ、それによっても小型化
を進めることができる。

【００６５】図３〜図５は、本発明の第２の構造的な実
施例としての積層セラミック電子部品を説明するための
分解斜視図、外観斜視図及び回路図である。図４に示す
この積層セラミック電子部品２０は、ＬＣフィルタであ
る。セラミック焼結体２１内に、後述のようにインダク
タンスＬ及び静電容量Ｃを構成する回路が構成されてい
る。セラミック焼結体２１が、本発明に係る高周波用の
誘電体磁器組成物を用いて構成されている。また、セラ
ミック焼結体２１の外表面には、外部電極２３ａ，２３
ｂ，２４ａ，２４ｂが形成されており、外部電極２３
ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ間には、図５に示すＬＣ共
振回路が構成されている。

【００６６】次に、上記セラミック焼結体２１内の構成
を、図３を参照しつつ製造方法を説明することにより明
らかにする。まず、本発明に係る誘電体磁器組成物材料
に、有機ビヒクルを添加し、セラミックスラリーを得
る。このセラミックスラリーを、適宜のシート成形法に
より形成し、セラミックグリーンシートを得る。このよ
うにして得られたセラミックグリーンシートを乾燥した
後所定の大きさに打ち抜き、矩形のセラミックグリーン
シート２１ａ〜２１ｍを用意する。

【００６７】次に、セラミックグリーンシート２１ａ〜
２１ｍに、ビアホール電極２８を構成するための貫通孔
を必要に応じて形成する。さらに、導電ペーストをスク
リーン印刷することにより、コイル導体２６ａ，２６
ｂ、コンデンサ用内部電極２７ａ〜２７ｃ、コイル導体
２６ｃ，２６ｄを形成すると共に、上記ビアホール２８
用貫通孔に導電ペーストを充填し、ビアホール電極２８
を形成する。

【００６８】しかる後、セラミックグリーンシート２１
ａ〜２１ｍを図示の向きに積層し、厚み方向に加圧し積
層体を得る。得られた積層体を焼成し、セラミック焼結
体２１を得る。

【００６９】上記のようにして得られたセラミック焼結
体２１に、図４に示したように外部電極２３ａ〜２４ｂ
を、導電ペーストの塗布・焼き付け、蒸着、メッキもし
くはスパッタリングなどの薄膜形成法等により形成す
る。このようにして、積層セラミック電子部品２０を得
ることができる。

【００７０】図３から明らかなように、コイル導体２６
ａ，２６ｂにより、図５に示すインダクタンスユニット
Ｌ１が、コイル導体２６ｃ，２６ｄによりインダクタン
スユニットＬ２が構成され、内部電極２７ａ〜２７ｃに
よりコンデンサＣが構成される。

【００７１】本実施例の積層セラミック電子部品２０で
は、上記のようにＬＣフィルタが構成されているが、セ
ラミック焼結体２１が本発明に係る誘電体磁器組成物を
用いて構成されているので、第１の実施例のセラミック
多層基板２と同様に、低温焼成により得ることができ、
従って内部電極としての上記コイル導体２６ａ〜２６ｃ
やコンデンサ用内部電極２７ａ〜２７ｃとして、銅、
銀、金などの低融点金属を用いてセラミックスと一体焼
成することができる。加えて、比誘電率が高く、かつ高
周波におけるＱ値が高く、共振周波数の温度係数τｆの
変化が小さく、高周波用途に適したＬＣフィルタを構成
することができる。

【００７２】なお、上記第１，第２の構造的実施例で
は、セラミック多層モジュール１及びＬＣフィルタを構
成する積層セラミック電子部品２０を例にとり説明した
が、本発明に係るセラミック電子部品及び積層セラミッ
ク電子部品はこれらの構造に限定されるものではない。
すなわち、マルチチップモジュール用セラミック多層基
板、ハイブリッドＩＣ用セラミック多層基板などの各種
セラミック多層基板、あるいはこれらのセラミック多層
基板に電子部品素子を搭載した様々なセラミック電子部
品、さらに、チップ型積層コンデンサやチップ型積層誘
電体アンテナなどの様々なチップ型積層電子部品に適用
することができる。

【００７３】

【発明の効果】本発明に係る誘電体磁器組成物では、上
記特定の主成分に対し、上記特定の副添加物が上記特定
の割合で添加されているので、１０００℃以下の低温焼
成により得られ、従ってＡｇやＣｕなどの低抵抗であり
かつ安価な金属を共焼結することができる。よって、例
えばセラミック多層基板や積層型セラミック電子部品に
おいて、内部電極材料としてこれらの金属を用いること
ができ、セラミック多層基板や積層セラミック電子部品
の小型化を図ることができる。

【００７４】加えて、誘電率が約３０以上と高く、Ｑ値
が８ＧＨｚで２０００以上と高く、さらに共振周波数の
温度依存性が小さいので、高周波用途において、コンデ
ンサやＬＣ共振回路を構成するのに好適に用いられる。

【００７５】加えて、Ｂ₂Ｏ₃ を副添加物として用いな
いので、耐湿性の点においても優れており、信頼性に優
れた高周波電子部品を提供することができる。特に、マ
ンガン含有化合物及びタンタル含有化合物を、上記特定
の割合でさらに添加した場合には、より一層Ｑ値を高め
ることができる。

【００７６】また、主成分として、主成分の組成式にお
けるｘが４．３０〜４．４５の範囲、ｙが０．１以下の
場合には、Ｑ値をより一層高くすることができる。ま
た、亜鉛含有化合物、珪素含有化合物、アルカリ金属含
有化合物、銅含有化合物及びビスマス含有化合物の１種
または２種以上をガラス化して添加された場合には、よ
り一層低温で焼成することができる。

【００７７】本発明に係るセラミック多層基板は、本発
明に係る誘電体磁器組成物からなる誘電体セラミック層
を含むセラミック基板内に複数の内部電極が形成されて
いる構造を有するので、低温で焼成でき、内部電極構成
材料としてＡｇやＣｕなどの低抵抗でありかつ安価な金
属を用いることができる。しかも、誘電体セラミック層
においては、誘電率が高く、Ｑ値が高く、さらに共振周
波数の温度依存性が小さいので、高周波用途に適したセ
ラミック多層基板を提供し得る。加えて、上記誘電体セ
ラミック層がＢ₂Ｏ₃ を副添加物として使用していない
ので、耐湿性においても優れてり、耐環境特性も高めら
れる。

【００７８】セラミック多層基板において、誘電体セラ
ミック層の少なくとも片面に、該誘電体セラミック層よ
りも低誘電率の第２のセラミック層が積層されている場
合には、第２のセラミック層の組成及び積層形態を工夫
することにより、強度や耐環境特性を、要求に応じて適
宜調整することができる。

【００７９】複数の内部電極が誘電体セラミック層の少
なくとも一部を介して積層されて積層コンデンサが構成
されている場合には、本発明に係る誘電体磁器組成物の
誘電率が高く、Ｑ値が高いので、高周波用途に適してお
り、大きな静電容量を容易に形成することができる。ま
た、誘電率が高いので、外部電極の対向面積を小さくす
ることができ、それによってコンデンサ部分の寸法を小
さくすることも可能となる。

【００８０】複数の内部電極が積層コンデンサを構成す
る複数の内部電極と、互いに接続されて積層インダクタ
を構成する複数のコイル導体とを有する場合には、本発
明に係る誘電体磁器組成物が上記のように誘電率が高
く、高周波で高いＱ値を有し、共振周波数の温度依存性
が小さいので、高周波用途に適した小型のＬＣ共振回路
を容易に構成することができる。

【００８１】本発明に係るセラミック多層基板上に少な
くとも１つの電子部品素子が積層された本発明に係るセ
ラミック電子部品では、上記電子部品素子とセラミック
多層基板内の回路構成とを利用して、高周波用途に適し
た、小型の様々なセラミック電子部品を提供することが
できる。

【００８２】電子部品素子を囲繞するようにセラミック
多層基板にキャップが固定されている場合には、キャッ
プにより電子部品素子を保護することができ、耐湿性等
に優れたセラミック電子部品を提供することができる。

【００８３】キャップとして導電性キャップを用いた場
合には、囲繞されている電子部品素子を電磁シールドす
ることができる。セラミック多層基板の下面にのみ外部
電極が形成されている場合には、プリント回路基板など
にセラミック多層基板の下面側から容易に表面実装する
ことができる。

【００８４】本発明に係る積層セラミック電子部品で
は、本発明に係る誘電体磁器組成物内に複数の内部電極
が形成されているので、低温で焼成でき、内部電極構成
材料としてＡｇやＣｕなどの低抵抗でありかつ安価な金
属を用いることができる。しかも、誘電体磁器組成物に
おいては、誘電率が高く、Ｑ値が高く、さらに共振周波
数の温度依存性が小さいので、高周波用途に適した積層
コンデンサを提供し得る。加えて、上記誘電体セラミッ
ク層がＢ₂Ｏ₃ を副添加物として使用していないので、
耐湿性においても優れてり、耐環境特性も高められる。

【００８５】本発明に係る積層セラミック電子部品にお
いて、複数の内部電極が積層コンデンサを構成している
場合には、本発明に係る誘電体磁器組成物の誘電率が高
く、Ｑ値が高いので、高周波用途に適しており、大きな
静電容量を容易に形成することができる。また、誘電率
が高いので、外部電極の対向面積を小さくすることがで
き、それによってコンデンサ部分の寸法を小さくするこ
とも可能となる。

【００８６】本発明に係る積層セラミック電子部品にお
いて、複数の内部電極が、積層コンデンサを構成してい
る内部電極と、積層インダクタを構成しているコイル導
体とを有する場合には、本発明に係る誘電体磁器組成物
が上記のように誘電率が高く、高周波で高いＱ値を有
し、共振周波数の温度依存性が小さいので、高周波用途
に適した小型のＬＣ共振回路を容易に構成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのセラミック多層基板
を用いたセラミック電子部品としてのセラミック積層モ
ジュールを示す縦断面図。

【図２】図１に示したセラミック多層モジュールの分解
斜視図。

【図３】本発明の第２の実施例の積層セラミック電子部
品を製造するのに用いられたセラミックグリーンシート
及びその上に形成されている電極パターンを説明するた
めの分解斜視図。

【図４】本発明の第２の実施例に係る積層セラミック電
子部品を示す斜視図。

【図５】図４に示した積層セラミック電子部品の回路構
成を示す図。

【符号の説明】

１…セラミック積層モジュール ２…セラミック多層基板 ３ａ，３ｂ…第２のセラミック層としての絶縁性セラミ
ック層 ４…誘電体セラミック層 ５，５…内部電極 ６，６ａ…ビアホール電極 ７…外部電極 ８…導電性キャップ ９〜１１…電子部品素子 ２０…積層セラミック電子部品 ２１…セラミック焼結体 ２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ…外部電極 ２６ａ〜２６ｄ…コイル導体 ２７ａ〜２７ｃ…コンデンサ用内部電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G031 AA01 AA06 AA11 AA12 AA15 AA19 AA25 AA26 AA30 AA35 BA09 CA03 5E001 AB03 AC09 AD04 AE00 AE02 AE03 AE04 AF06 AH01 AH05 AH09 AJ01 AJ02 AZ01 5G303 AA02 AA05 AA10 AB06 AB08 AB11 AB15 BA12 CA01 CB03 CB05 CB11 CB14 CB16 CB18 CB20 CB30 CB33 CB35 CB38 CB39

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 組成式がＢａＯ−ｘ｛（１−ｙ）ＴｉＯ
   ₂ ・ｙＺｒＯ₂ ｝であり（３．５≦Ｘ≦４．５かつ０≦
   ｙ≦０．２）で示される主成分１００重量部に対し、副
   添加物として、亜鉛含有化合物がＺｎＯ換算で５〜３０
   重量部、珪素含有化合物がＳｉＯ₂ 換算で０．５〜６重
   量部、アルカリ金属含有化合物が酸化物換算（Ｒ₂Ｏ）
   で０．１〜３重量部（但し、Ｒはアルカリ金属）、銅含
   有化合物がＣｕＯ換算で０．１〜７重量部、ビスマス含
   有化合物がＢｉ₂Ｏ₃ 換算で０．１〜６重量部の割合で
   添加されていることを特徴とする、誘電体磁器組成物。
2. 【請求項２】 マンガン含有化合物がＭｎＯ₂ 換算で
   ０．５重量部以下、タンタル含有化合物がＴａ₂Ｏ₅ 換
   算で１．２重量部以下の割合でさらに添加されているこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
3. 【請求項３】 組成式ＢａＯ−ｘ｛（１−ｙ）ＴｉＯ₂
   ・ｙＺｒＯ₂ ｝において、４．３０≦Ｘ≦４．４５かつ
   ０＜ｙ≦０．１である、請求項１または２に記載の誘電
   体磁器組成物。
4. 【請求項４】 副添加物の少なくとも１種がガラス化さ
   れて添加されている、請求項１〜３のいずれかに記載の
   誘電体磁器組成物。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体
   磁器組成物からなる誘電体セラミック層を含むセラミッ
   ク基板と、 前記セラミック基板の前記誘電体セラミック層内に形成
   された複数の内部電極とを備えることを特徴とする、セ
   ラミック多層基板。
6. 【請求項６】 前記誘電体セラミック層の少なくとも片
   面に該誘電体セラミック層よりも低誘電率の第２のセラ
   ミック層が積層されている、請求項５に記載のセラミッ
   ク多層基板。
7. 【請求項７】 前記複数の内部電極が、前記誘電体セラ
   ミック層の少なくとも一部を介して積層されて積層コン
   デンサを構成している、請求項５または６に記載のセラ
   ミック多層基板。
8. 【請求項８】 複数の内部電極が、前記誘電体セラミッ
   ク層の少なくとも一部を介して積層されてコンデンサを
   構成しているコンデンサ用内部電極と、互いに接続され
   て積層インダクタを構成しているコイル導体とを備え
   る、請求項５または６に記載のセラミック多層基板。
9. 【請求項９】 請求項５〜８のいずれかに記載のセラミ
   ック多層基板と、 前記セラミック多層基板上に実装されており、前記複数
   の内部電極と共に回路を構成している少なくとも１つの
   電子部品素子とを備えることを特徴とする、セラミック
   電子部品。
10. 【請求項１０】 前記電子部品素子を囲繞するように前
    記セラミック多層基板に固定されたキャップをさらに備
    える、請求項９に記載のセラミック電子部品。
11. 【請求項１１】 前記キャップが導電性キャップであ
    る、請求項１０に記載のセラミック電子部品。
12. 【請求項１２】 前記セラミック多層基板の下面にのみ
    形成された複数の外部電極と、 前記外部電極に電気的に接続されており、かつ前記内部
    電極または電子部品素子に電気的に接続された複数のス
    ルーホール導体をさらに備えることを特徴とする、請求
    項９〜１１のいずれかに記載の電子部品。
13. 【請求項１３】 請求項１〜４のいずれかに記載の誘電
    体磁器組成物からなるセラミック焼結体と、 前記セラミック焼結体内に配置された複数の内部電極
    と、 前記セラミック焼結体の外表面に形成されており、いず
    れかの内部電極に電気的に接続されている複数の外部電
    極とを備えることを特徴とする、積層セラミック電子部
    品。
14. 【請求項１４】 前記複数の内部電極がセラミック層を
    介して重なり合うように配置されており、それによって
    コンデンサユニットが構成されている、請求項１３に記
    載の積層セラミック電子部品。
15. 【請求項１５】 前記複数の内部電極が、前記コンデン
    サユニットを構成している内部電極に加えて、互いに接
    続されて積層インダクタユニットを構成している複数の
    コイル導体を有する、積層セラミック電子部品。