JP2001247359A - 絶縁体磁器組成物 - Google Patents

絶縁体磁器組成物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 １０００℃以下の低温で焼成することがで
き、ＡｇやＣｕとの共焼結が可能であり、機械的強度に
優れ、Ｑ値が高く、高周波用途に適した焼結体を得るこ
とを可能とする絶縁体磁器組成物を得る。 【解決手段】 （Ａ）ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2Ｏ4 系セラミ
ック粉末と、（Ｂ）酸化ケイ素をＳｉＯ2 換算で１３〜
５０重量％、酸化ホウ素をＢ2Ｏ3換算で３〜６０重量
％、酸化アルミニウムをＡｌ2Ｏ3 換算で２０重量％以
下の割合でこれらを含むガラス粉末とを含む絶縁体磁器
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、例えば多層回路基
板に用いられる絶縁体磁器組成物に関し、より詳細に
は、半導体素子や各種電子部品を搭載するための複合多
層回路基板に好適に用いることができ、銅や銀などの導
体材料と同時焼成可能な絶縁体磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の高速化及び高周波化が
進んでいる。また、電子機器に搭載される電子部品にお
いても、高速化及び高集積化が求められており、さらに
高密度実装化が要求されている。上記のような要求に応
えるために、従来より、半導体素子や各種電子部品を搭
載するための基板として、多層回路基板が用いられてい
る。多層回路基板では、基板内に導体回路や電子部品機
能素子が内臓されており、電子機器の小型化を進めるこ
とができる。
【０００３】上記多層回路基板を構成する材料として
は、従来、アルミナが多用されている。アルミナの焼成
温度は１５００〜１６００℃と比較的高い。従って、ア
ルミナからなる多層回路基板に内蔵されている導体回路
材料としては、通常、Ｍｏ、Ｍｏ−Ｍｎ、Ｗなどの高融
点金属を用いなければならなかった。ところが、これら
の高融点金属は電気抵抗が高いという問題があった。
【０００４】従って、上記高融点金属よりも電気抵抗が
低く、かつ安価な金属、例えば銅などを導体材料として
用いることが強く求められている。銅を導体材料として
用いることを可能とするために、１０００℃以下の低温
で焼成され得るガラスセラミックスや結晶化ガラスなど
を用いることが提案されている（例えば、特開平５−２
３８７７４号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公知の低温焼成可能な基板材料は高い機械的強度、高
Ｑ値を共に満足するものが得られ難いという問題があっ
た。
【０００６】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消し、低温の焼成で得ることができ、銀や銅などの
比較的低融点の導体材料と同時に焼成でき、機械的強度
に優れ、Ｑ値が高く、高周波特性に優れた絶縁体磁器を
提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、上記絶縁体磁器を用
いて構成されており、機械的強度に優れ、Ｑ値が高く、
高周波特性に優れた、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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、本発明に係る絶縁体
磁器組成物は、（Ａ）ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2Ｏ4 系セラミ
ック粉末と、（Ｂ）酸化ケイ素をＳｉＯ2 換算で１３〜
５０重量％、酸化ホウ素をＢ2Ｏ3 換算で３〜６０重量
％、酸化アルミニウムをＡｌ2Ｏ3 換算で０〜２０重量
％の割合でこれらを含むガラス粉末とを含むことを特徴
とする。
【０００９】なお、上記ガラス粉末１００重量％におい
て、酸化ケイ素は、ＳｉＯ2 換算で、１３〜５０重量
％、好ましくは２０〜３０重量％を占める。酸化ケイ素
の含有量が１３重量％以下では、得られる焼結体の結晶
化度が低くなり、Ｑ値が低下する。逆に、酸化ケイ素の
含有量が５０重量％を超えると、ガラスの溶融温度が高
くなる。
【００１０】また、上記ガラス粉末１００重量％におい
て、酸化ホウ素はＢ2Ｏ3 換算で３〜６０重量％、好ま
しくは３０〜６０重量％を占める。酸化ホウ素は、主に
融剤として作用する。酸化ホウ素の含有量がＢ2Ｏ3 換
算で３重量％未満では、溶融温度が高くなり過ぎ、逆
に、６０重量％を超えると、得られる焼結体の耐湿性が
低下する。
【００１１】さらに、上記ガラス粉末１００重量％にお
いて、酸化アルミニウムは、Ａｌ2Ｏ3 換算で０〜２０
重量％を占める。なお、酸化アルミニウム含有量は、Ａ
ｌ2Ｏ3 換算で０重量％であってもよい。すなわち、酸
化アルミニウムは、必ずしも含まれずともよい。
【００１２】従って、酸化アルミニウムが含まれない本
発明に係る絶縁体磁器組成物は、上記（Ａ）ＭｇＯ−Ｍ
ｇＡｌ2Ｏ4 系セラミック粉末と、（Ｂ）酸化ケイ素を
ＳｉＯ2 換算で１３〜５０重量％、及び酸化ホウ素をＢ
2Ｏ3 換算で３〜６０重量％の割合で酸化ケイ素及び酸
化ホウ素を含むガラス粉末とを含む絶縁体磁器組成物と
表される。
【００１３】なお、上記酸化アルミニウムを含有させる
場合、含有量がＡｌ2Ｏ3 換算で２０重量％を超える
と、緻密な焼結体が得られず、Ｑ値が小さくなる。ま
た、酸化アルミニウムを含有させる場合のその下限値に
ついては、Ａｌ2Ｏ3 換算で０重量％を超える範囲とな
る。
【００１４】本発明において、上記ガラス粉末として
は、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ及びＭｇＯからなる群から
選択した少なくとも１種のアルカリ土類金属酸化物を、
上記ガラス粉末全体の１０〜４０重量％を占めるように
さらに含むものが望ましい。より好ましくは、ガラス粉
末全体の２０〜３０重量％を占めるように上記アルカリ
土類金属酸化物が添加される。
【００１５】上記アルカリ土類金属酸化物は、ガラス作
製時の溶融温度を低下させる作用を有し、かつ結晶化ガ
ラス中の結晶構成成分としても作用する。上記アルカリ
土類金属酸化物の含有割合が１０重量％未満では、溶融
温度が高くなることがあり、４０重量％を超えると、結
晶の析出量が多くなり、基板強度が低下することがあ
る。
【００１６】また、本発明の他の局面では、上記ガラス
粉末は、Ｌｉ2Ｏ、Ｋ2Ｏ及びＮａ2Ｏからなる群から選
択した少なくとも１種のアルカリ金属酸化物をガラス粉
末全体の１０重量％以下の割合で、さらに好ましくは、
２〜５重量％の割合で含むことが望ましい。アルカリ金
属酸化物は、ガラス作製時の溶融温度を低下させる作用
を有する。アルカリ金属酸化物の含有割合が１０重量％
を超えると、Ｑ値が低下するおそれがある。
【００１７】本発明において、上記絶縁体磁器組成物
は、好ましくは、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１５重量％以
下、より好ましくは１０重量％以下の割合で含むことが
望ましい。酸化亜鉛は、焼成温度を低下させる作用を有
する。もっとも、酸化亜鉛の含有割合がＺｎＯ換算で１
５重量％を超えると、最終的に緻密な焼結体が得られな
いことがある。なお、上記酸化亜鉛は、ガラス成分とし
て含有されていてもよい。
【００１８】本発明においては、酸化銅がＣｕＯ換算で
全体の３重量％以下の割合で、より好ましくは、２重量
％以下の割合で添加されていることが望ましい。酸化銅
は、焼成温度を下げる作用を有する。もっとも、酸化銅
の含有割合が３重量％を超えると、Ｑ値を低下させるこ
とがある。
【００１９】本発明の特定の局面では、前記ＭｇＯ−Ｍ
ｇＡｌ2Ｏ4 系セラミック粉末の重量比組成式を、ｘＭ
ｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4 と表したとき、前記ｘ，ｙは、
１０≦ｘ≦９０、１０≦ｙ≦９０（但しｘ＋ｙ＝１０
０）をそれぞれ満足するように構成することが望まし
い。ＭｇＯの重量百分率を示すｘを１〜９０の範囲とし
たのは、ｘが９０より大きいと、ＭｇＯの耐湿性に問題
が生じることがあるためである。また、１０より小さい
と、１０００℃以下で焼成するためには、高価なガラス
の添加量が多くなるおそれがあるためである。
【００２０】また、本発明においては、好ましくは、上
記セラミック粉末とガラス粉末とは、重量比で、セラミ
ック粉末：ガラス粉末＝２０：８０〜８０：２０の割合
で配合されていることが望ましく、より好ましくは、４
０：６０〜６０：４０である。上記範囲よりもセラミッ
ク粉末の配合割合が高くなると、焼結体の密度が小さく
なることがあり、上記範囲よりガラス粉末の配合割合が
高くなると、Ｑ値が小さくなることがある。
【００２１】本発明の他の特定の局面では、本発明に係
る絶縁体磁器組成物を焼成することにより得られる絶縁
体磁器が提供される。この場合、上記絶縁体磁器組成物
を１０００℃以下の低温で焼成することにより上記絶縁
体磁器が得られるので、銅や銀などの低融点金属と共に
上記絶縁体磁器組成物を同時焼成することができる。従
って、これらの低融点金属からなる導体材料を用いたセ
ラミック多層基板などに本発明に係る絶縁体磁器を好適
に用いることができる。
【００２２】特に、セラミック粉末として高周波帯で高
いＱ（Ｑ×ｆ値≧７００００ＧＨｚａｔ１４ＧＨｚ）の
ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2Ｏ4 系材料が用いられているので、
ガラス粉末の添加量を少なくしたとしても、１０００℃
以下の温度で調製することができ、かつ高いＱ値を有す
る絶縁体磁器をえることができる。
【００２３】なお、本発明に係る絶縁体磁器は、測定周
波数１０ＧＨｚのＱ値が４００以上を満足することが望
ましい。Ｑ値が４００以上の場合には、近年における高
周波帯の回路素子基板として用いることができる。な
お、上記ガラス粉末としては、ガラス組成物を７００〜
１４００℃で仮焼したものを用いてもよい。
【００２４】本発明に係るセラミック多層基板は、本発
明に係る絶縁体磁器組成物からなる絶縁性セラミック層
を含むセラミック板と、該セラミック板の絶縁性セラミ
ック層内に形成された複数の内部電極とを備える。
【００２５】本発明に係るセラミック積層基板の特定の
局面では、前記絶縁性セラミック層の少なくとも片面
に、該絶縁性セラミック層よりも誘電率が高い第２のセ
ラミック層が積層されている。
【００２６】本発明に係るセラミック多層基板のさらに
特定の局面では、前記複数の内部電極が、前記絶縁性セ
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。
【００２７】本発明の別の特定の局面では、複数の内部
電極が、前記絶縁性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が備えられる。
【００２８】本発明のセラミック電子部品は、本発明に
係るセラミック多層基板と、該セラミック多層基板上に
実装されており、上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つの電子部品とを備える。
【００２９】本発明に係るセラミック電子部品の特定の
局面では、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がさらに備えられ
る。該キャップとしては、好ましくは導電性キャップが
用いられる。
【００３０】本発明に係るセラミック電子部品の特定の
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。
【００３１】本発明に係る積層セラミック電子部品は、
本発明に係る絶縁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。
【００３２】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、それによってコ
ンデンサユニットが構成されている。
【００３３】本発明に係る積層セラミック電子部品のさ
らに特定の局面では、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。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、先ず、本発明に係る絶縁体
磁器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。
【００３５】原料粉末としてＭｇ（ＯＨ）2 粉末と、Ａ
ｌ2Ｏ3 粉末とを用い、最終的に得られる焼結体が重量
比組成でｘＭｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4 と表されるときの
ｘ及びｙが、１０≦ｘ≦９０かつ１０≦ｙ≦９０（但
し、ｘ＋ｙ＝１００）を満足するように上記両粉末を秤
量し、１６時間湿式混合した後、乾燥した。乾燥された
混合物を１４００℃で２時間仮焼した後粉砕した。
【００３６】次に、下記の表２に示すように、上記のよ
うにして仮焼された原料２０〜８０重量％と、下記の表
１に示す組成のガラス粉末（焼結助剤）と、ＺｎＯ及び
ＣｕＯを下記の表２に示すように適宜の割合で配合し、
適量のバインダを加えて造粒した。造粒された試料番号
１〜５２の各混合物を、２００ＭＰａの圧力の下で成形
し、直径１２ｍｍ×厚さ７ｍｍの円柱状成形体を得た。
【００３７】上記成形体を大気中で９００〜１０００℃
の温度で２時間焼成し、表２及び表３の試料番号１〜５
２の円柱状の各絶縁体磁器を得た。上記のようにして得
た各円柱状絶縁体磁器を用い、両端短絡型誘電体共振法
により共振周波数（１０ＧＨｚ）における比誘電率
εr 、及びＱ値を測定した。結果を下記の表２，表３に
示す。
【００３８】また、上記円柱状絶縁体磁器について、Ｊ
ＩＳ Ｒ１６０１に準じて３点曲げ試験を行い、抗折強
度を評価した。試料番号２〜７，９〜２９，３９〜４
０，４２〜５２の試料では、相対密度が９８％以上であ
り、２００ＭＰａの高い抗折強度を示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】試料番号１では、ＭｇＯを含まないため、
また、試料番号８では、ＭｇＡｌ2Ｏ4 を含まないた
め、いずれの場合においても相対密度が９６％と低く、
かつＱ値も３５０と低かった。
【００４３】試料番号３０〜３２では、表１のガラスＧ
を用いたため、相対密度が９７％以下であり、Ｑ値が３
８０以下であった。同様に、試料番号３３，３４及び試
料番号３５〜３７、試料番号３８及び試料番号４１で
は、それぞれ、表１のガラスＨ，Ｉ，Ｊ，Ｌを用いたた
め、相対密度が９７％以下と低く、かつＱ値が３８０以
下と低かった。
【００４４】すなわち、本発明の範囲外の試料の絶縁体
磁器では、１０００℃以下の低温で焼成した場合、相対
密度が９７％以下と低く、かつＱ値が３８０以下と低か
った。
【００４５】これに対して、本発明に属する絶縁体磁器
では、１０００℃以下の低温で焼成した場合であって
も、相対密度が９８％以上と高く、すなわち機械的強度
に優れており（２００ＭＰａ以上）、さらに比誘電率が
小さく、しかも測定周波数１０ＧＨｚにおけるＱ値は４
００以上と高い値を示した。従って、高周波用電子部品
に最適な低温で焼成し得る絶縁体磁器組成物を提供し得
ることがわかる。
【００４６】次に、本発明に係る絶縁体磁器を用いたセ
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。
【００４７】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では、本発明に係る絶縁体磁器組成物からなる絶
縁性セラミック層３ａ，３ｂ間に、例えばチタン酸バリ
ウムにガラスを加えてなる相対的に誘電率の高い誘電性
セラミック層４が挟まれている。
【００４８】誘電性セラミック層４内には、複数の内部
電極５が誘電性セラミック層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。また、絶縁性セラミ
ック層３ａ，３ｂ及び誘電性セラミック層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。
【００４９】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。
【００５０】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。
【００５１】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。
【００５２】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。
【００５３】本実施例のセラミック多層モジュール１で
は、上記絶縁性セラミック層３ａ，３ｂが本発明に係る
絶縁体磁器を用いているので誘電率が低く、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。加えて、上記絶縁性セラ
ミック層３ａ，３ｂが機械的強度に優れているので、機
械的強度においても優れたセラミック多層モジュール１
を構成することができる。
【００５４】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、本発明に係る絶縁体磁器材
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。
【００５５】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、本発明に係る絶縁体磁器
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，２３ｂ，２４ａ，２４
ｂが形成されており、外部電極２３ａ，２３ｂ，２４
ａ，２４ｂ間には、図５に示すＬＣ共振回路が構成され
ている。
【００５６】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、本発明に係る絶縁体磁器材料に、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２
１ａ〜２１ｍを用意する。
【００５７】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。
【００５８】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。
【００５９】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。
【００６０】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。
【００６１】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が本発明に係る絶縁体磁器を用いて
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、高周波におけるＱ値が高く、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。
また、上記絶縁体磁器の機械的強度が高いため、機械的
強度においても優れたＬＣフィルタを提供することがで
きる。
【００６２】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。
【００６３】
【発明の効果】本発明に係る絶縁体磁器では、ＭｇＯ−
ＭｇＡｌ2Ｏ4 系セラミックス粉末と上記特定の組成の
ガラス粉末とを含むので、１０００℃以下の低温で焼成
することができる。従って、銅や銀などの低融点金属か
らなる導体材料と同時に焼成することができるので、こ
れらの導体材料を内部電極等に用いることができるの
で、低温焼成により得ることができるセラミック多層基
板に好適に本発明に係る絶縁体磁器組成物を用いること
ができ、かつ多層基板などのコストを低減することがで
きる。加えて、本発明に係る絶縁体磁器組成物を焼成す
ることにより得られた絶縁体磁器は、高周波帯において
高いＱ値を示すので、高いＱ値を有する高周波用多層基
板などを提供することができる。
【００６４】本発明において、前記ガラス粉末が、Ｂａ
Ｏ、ＳｒＯ、ＣａＯ及びＭｇＯからなる群から選択した
少なくとも１種のアルカリ土類金属酸化物を、前記ガラ
ス粉末成分１００重量部に対し、１０〜４０重量部の割
合でさらに含む場合は、ガラス粉末作製時の溶融温度を
低下させることができ、本発明に係る絶縁体磁器組成物
の調製コストを低減することができる。
【００６５】また、前記ガラス粉末が、Ｌｉ2Ｏ、Ｋ2Ｏ
及びＮａ2Ｏからなる群から選択した少なくとも１種の
アルカリ金属酸化物を、ガラス粉末全体の１０重量％以
下の割合で含む場合には、同じくガラス粉末作製時の溶
融温度を低下させることができ、ガラス粉末調製コスト
を低減することができると共に、Ｑ値の低下を抑制する
ことができる。
【００６６】さらに、前記絶縁体磁器組成物が、酸化亜
鉛をＺｎＯ換算で１５重量％以下の割合で含む場合に
は、絶縁体磁器組成物の焼成温度を低下させることがで
きると共に、緻密て焼結体を得ることを可能とする。
【００６７】また、酸化銅をＣｕＯ換算で全体の３重量
％以下の割合で含有する場合には、同じく焼成温度を低
下させることができ、かつＱ値の高い絶縁体磁器を得る
ことができる。
【００６８】前記ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2Ｏ4 系セラミック
粉末の重量比組成式を、ｘＭｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4 と
表したとき、前記ｘ，ｙは、１０≦ｘ≦９０、１０≦ｙ
≦９０（但しｘ＋ｙ＝１００）をそれぞれ満足する場合
には、低温で焼成して、緻密な焼結体を得ることがで
き、かつ低温で焼成した場合であっても、ガラス粉末使
用量を低減することができ、低い誘電率及び高周波帯に
おけるＱ値の高い絶縁体磁器を確実に得ることができ
る。
【００６９】前記セラミック粉末と前記ガラス粉末と
が、重量比で、セラミック粉末：ガラス粉末＝２０：８
０〜８０：２０の割合で含む場合には、より緻密な絶縁
体磁器を得ることができ、かつガラス粉末の使用により
Ｑ値の低下を抑制することができる。
【００７０】本発明に係る絶縁体磁器は、本発明に係る
絶縁体磁器組成物を焼成することにより得られるので、
低温の焼成で得られ、従って、絶縁体磁器のコストを低
減することができる。加えて、本発明に係る絶縁体磁器
は、機械的強度に優れ、かつ高いＱ値及び低い誘電率を
示す。従って、例えばセラミック基板やセラミック多層
基板に用いた場合、機械的強度に優れ、Ｑ値の高いセラ
ミック基板やセラミック多層基板を提供することができ
る。
【００７１】本発明に係るセラミック多層基板は、本発
明に係る絶縁体磁器からなる絶縁性セラミック層を含む
セラミック板を備えるので、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、該絶縁性セラ
ミック層は、機械的強度が高く、かつ誘電率が低く、Ｑ
値が高いので、高周波用途に適したセラミック多層基板
を提供し得る。
【００７２】セラミック多層基板において、絶縁性セラ
ミック層の少なくとも片面に、該絶縁性セラミック層よ
りも高誘電率の第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。
【００７３】複数の内部電極が絶縁性セラミック層の少
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、本発明に係る絶縁体磁器の誘電率
が低く、Ｑ値が高いので、高周波用途に適している。
【００７４】さらに、本発明に係る絶縁体磁器は機械的
強度が高いので、機械的強度に優れた積層コンデンサを
構成することができる。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、本発明に係る絶縁体磁器が、誘電率が低く、高周
波で高いＱ値を有し、機械的強度が高いので、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。
【００７５】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。
【００７６】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。
【００７７】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。
【００７８】本発明に係る積層セラミック電子部品で
は、本発明に係る絶縁体磁器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、絶縁体磁器においては、誘
電率が低く、Ｑ値が高いので、高周波用途に適した積層
コンデンサを提供し得る。また、上記絶縁体磁器は機械
的強度が高いので、機械的強度に優れた積層コンデンサ
を構成することができる。
【００７９】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、本発明に係る絶縁体磁器の誘電率が低く、Ｑ
値が高いので、高周波用途に適している。
【００８０】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、本発明に係る絶縁体磁器が、機
械的強度に優れており、上記のように誘電率が低く、高
周波で高いＱ値を有するので、機械的強度が高く、高周
波用途に適した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…絶縁性セラミック層 ４…第２のセラミック層としての誘電性セラミック層 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 (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｇ 4/40 Ｃ０４Ｂ 35/44 １０１ ５Ｇ３０３ Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０１Ｇ 4/40 ３２１Ａ Ｆターム(参考） 4G031 AA01 AA03 AA04 AA05 AA06 AA25 AA26 AA28 AA29 AA30 BA12 CA08 5E001 AB03 AD04 AE02 AE03 AZ00 5E070 AA05 AB06 AB10 CB03 CB13 CB17 CB20 DB08 EA01 5E082 AA01 AB03 BB01 BC31 DD07 DD11 DD15 EE35 FF05 FF13 FF20 FG25 FG26 FG54 GG10 5E346 AA42 AA43 CC16 EE05 EE22 FF45 GG09 HH06 HH31 5G303 AA01 AA05 AA07 AB06 AB08 AB12 AB15 AB16 BA12 CA03 CB01 CB02 CB03 CB06 CB11 CB14 CB16 CB17 CB20 CB30 CB32 CB38

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2Ｏ4 系セラミ
    ック粉末と、 （Ｂ）酸化ケイ素をＳｉＯ2 換算で１３〜５０重量％、
    酸化ホウ素をＢ2Ｏ3換算で３〜６０重量％、酸化アルミ
    ニウムをＡｌ2Ｏ3 換算で０〜２０重量％の割合でこれ
    らを含むガラス粉末とを含む絶縁体磁器組成物。
  2. 【請求項２】 前記ガラス粉末が、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｃ
    ａＯ及びＭｇＯからなる群から選択した少なくとも１種
    のアルカリ土類金属酸化物を、前記ガラス粉末全体の１
    ０〜４０重量％の割合で含む、請求項１に記載の絶縁体
    磁器組成物。
  3. 【請求項３】 前記ガラス粉末が、Ｌｉ2Ｏ、Ｋ2Ｏ及び
    Ｎａ2Ｏからなる群から選択した少なくとも１種のアル
    カリ金属酸化物を、ガラス粉末全体の１０重量％以下の
    割合で含む、請求項１または２に記載の絶縁体磁器組成
    物。
  4. 【請求項４】 酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１５重量％以下
    の割合で含むことを特徴とする、請求項１〜３に記載の
    絶縁体磁器組成物。
  5. 【請求項５】 酸化銅をＣｕＯ換算で全体の３重量％以
    下の割合で含有する、請求項１〜４のいずれかに記載の
    絶縁体磁器組成物。
  6. 【請求項６】 前記ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2Ｏ4 系セラミッ
    ク粉末の重量比組成式を、 ｘＭｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4 と表したとき、前記ｘ，ｙは、１０≦ｘ≦９０、１０≦
    ｙ≦９０（但しｘ＋ｙ＝１００）をそれぞれ満足する、
    請求項１〜５に記載の絶縁体磁器組成物。
  7. 【請求項７】 前記セラミック粉末と前記ガラス粉末と
    が、重量比で、セラミック粉末：ガラス粉末＝２０：８
    ０〜８０：２０の割合で含まれている、請求項１〜６の
    いずれかに記載の絶縁体磁器組成物。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の絶縁体
    磁器組成物を焼成することにより得られる、絶縁体磁
    器。
  9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の絶縁体
    磁器組成物からなる絶縁性セラミック層を含むセラミッ
    ク板と、 前記セラミック板の絶縁性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。
  10. 【請求項１０】 前記絶縁性セラミック層の少なくとも
    片面に、該絶縁性セラミック層よりも誘電率が高い第２
    のセラミック層が積層されている、請求項９に記載のセ
    ラミック多層基板。
  11. 【請求項１１】 前記複数の内部電極が、前記絶縁性セ
    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、請求項９または１０に記載
    のセラミック多層基板。
  12. 【請求項１２】 複数の内部電極が、前記絶縁性セラミ
    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１０または１１に記載のセラミック多層基
    板。
  13. 【請求項１３】 請求項１０〜１２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。
  14. 【請求項１４】 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１３に記載のセラミック電子部品。
  15. 【請求項１５】 前記キャップが導電性キャップであ
    る、請求項１４に記載のセラミック電子部品。
  16. 【請求項１６】 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１３〜１５のいずれかに記載の電子部品。
  17. 【請求項１７】 請求項１〜８のいずれかに記載の絶縁
    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。
  18. 【請求項１８】 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１７に記
    載の積層セラミック電子部品。
  19. 【請求項１９】 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、請求項１８に記載の積層セラミッ
    ク電子部品。
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