JP2002185147A

JP2002185147A - 複合積層セラミック電子部品及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002185147A
Application number: JP2000385564A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Sugimoto; 安隆杉本; Osamu Chikagawa; 修近川; Naoya Mori; 直哉森
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-06-28

Abstract

(57)【要約】【課題】実施材料の界面における剥離変形が生じ難
く、低温で焼成でき、しかも高周波用途に用いるのに適
した低い誘電損失を実現し得る複合積層セラミック電子
部品を提供する。【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）で示される主成分及び副添加物を含む高誘電
率材料からなり、比誘電率εｒが２０以上である高誘電
率層と、セラミックスとガラス組成物との複合体からな
る低誘電率材料からなり、比誘電率εｒが１０以下であ
る少なくとも１層の低誘電率層とが積層されている、複
合積層セラミック電子部品。

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
用共振器、フィルタまたは積層コンデンサなどを内部に
含む多層回路基板に適した複合積層セラミック電子部品
及びその製造方法に関し、より詳細には、高誘電率材料
からなる高誘電率層と、低誘電率材料からなる低誘電率
層とが積層された構造を有する複合積層セラミック電子
部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、軽量化及び薄
型化に伴って、電子機器に用いられる電子部品の小型化
が求められている。しかしながら、従来、共振器などの
電子部品は、それぞれ個別に構成されており、これらの
部品を小型化しただけでは、電子機器の小型化に限界が
あった。そこで、コンデンサや共振器などの電子部品素
子が基板内部に内蔵されているセラミック多層基板が種
々提案されている。

【０００３】また、セラミック多層基板のより一層の小
型化及び近年の高周波化の流れに対応するために、種々
の複合多層基板材料が検討されている。すなわち、配線
が形成されたり、半導体などが実装されたりする低誘電
率層の内部に、高誘電率でかつ低誘電損失の材料を形成
し、高誘電率部分において、コンデンサや共振器などを
構成してなる複合積層セラミック電子部品が種々検討さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような複合積層セラミック電子部品では、低誘電率材料
と高誘電率材料とを複合化しているため、低誘電率材料
と高誘電率材料の収縮強度や熱膨張係数の違いにより、
両者の界面での剥離や基板自体の変形が生じたりすると
いう問題があった。

【０００５】また、高い周波数領域では、電気抵抗が低
いＣｕやＡｇなどの低融点の導体を用いる必要がある。
従って、これらの低融点の導体をセラミックスと一体焼
成しなければならないため、セラミック材料の焼成温度
は１０００℃以下でなければならない。

【０００６】他方、マイクロ波やミリ波などの高周波用
に用いるには、基板材料に低い誘電損失が要求される。
ところが、焼成温度を１０００℃以下とするには、セラ
ミックスに対し、ガラスなどの焼結助剤を添加すること
が必要である。一般に、ガラスなどの焼結助剤は、基板
材料の誘電損失を高めるように作用する。従って、１０
００℃以下の低温で焼成することができ、かつ低い誘電
損失を実現することが非常に困難であった。

【０００７】本発明の目的は、上述した従来技術の現状
に鑑み、異種材料の界面における剥離や変形が生じ難
く、低温で焼成でき、しかも高周波用途に用いるのに適
した低い誘電損失を実現し得る、複合積層セラミック電
子部品及びその製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明に係る
複合積層セラミック電子部品は、組成式がＢａＯ−ｘ
｛（１−ｙ）ＴｉＯ₂・ｙＺｒＯ₂｝（但し、３．５≦ｘ
≦４．５かつ０≦ｙ≦０．２）で示される主成分及び副
添加物を含む高誘電率材料からなり、比誘電率εｒが２
０以上である高誘電率層と、セラミックスとガラス組成
物との複合体からなる低誘電率材料からなり、比誘電率
εｒが１０以下である少なくとも１層の低誘電率層とが
積層されていることを特徴とする。

【０００９】第１の発明の特定の局面では、上記主成分
１００重量部に対して、上記副添加物として、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（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、バナジウム含有化合物はＶ₂Ｏ₅換算で
０．１〜６重量部の配合の割合でこれらが添加されてい
る。

【００１０】第１の発明の別の特定の局面では、前記高
誘電率材料において、主成分１００重量部に対してマン
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。

【００１１】第１の発明のより限定的な局面では、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。第１の発明の別の特定の局面では、前記低誘電率材
料に含有されているセラミックスがスピネル（ＭｇＡｌ
₂Ｏ₄）であり、前記ガラス組成物が、酸化ケイ素をＳｉ
Ｏ₂換算で３０〜５０モル％、酸化ホウ素をＢ₂Ｏ₃換算
で０〜２０モル％、酸化マグネシウムをＭｇＯ換算で２
０〜５５モル％含む。

【００１２】第１の発明のさらに他の特定の局面では、
前記ガラス組成物が、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからな
る群から選択された少なくとも１種の酸化物を、該ガラ
ス組成物全体の３０モル％以下の割合でさらに含む。

【００１３】第１の発明のさらに別の特定の局面では、
前記ガラス組成物が、酸化アルミニウムをＡｌ₂Ｏ₃換
算で０〜１５モル％含有する。第１の発明のさらに他の
特定の局面では、前記ガラス組成物１００重量％に対
し、Ｌｉ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ及びＮａ₂Ｏからなる群から選択さ
れた少なくとも１種のアルカリ金属酸化物が１０重量％
以下の割合でガラス組成物に添加されている。

【００１４】第１の発明のさらに別の特定の局面では、
前記低誘電率材料が、酸化銅をＣｕＯ換算で低誘電率材
料１００重量％中、３重量％以下の割合で含む。第１の
発明の他の特定の局面では、前記低誘電率材料中のセラ
ミックスがＭｇＡｌ₂Ｏ₄であり、前記ガラス組成物
が、硼珪酸系ガラスであり、前記低誘電率層では、主た
る結晶相として、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆
結晶相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の少なくとも１種の結晶
相とが析出している。

【００１５】第１の発明のさらに他の特定の局面では、
前記低誘電率材料中のセラミックスがＭｇＡｌ₂Ｏ₄で
あり、前記ガラス組成物が硼珪酸系ガラスであり、前記
低誘電率層が、主たる結晶相として、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶
相と、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及び
Ｍｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の少なくとも１種の結晶相とが析出
されている。

【００１６】第１の発明の別の特定の局面では、前記硼
珪酸系ガラスが、酸化ホウ素をＢ₂Ｏ₃換算で８〜６０重
量％、酸化ケイ素をＳｉＯ₂換算で１０〜５０重量％、
酸化マグネシウムをＭｇＯ換算で１０〜５５重量％含
む。

【００１７】第１の発明のさらに別の特定の局面では、
前記硼珪酸系ガラスが、アルカリ金属酸化物を酸化物換
算で０〜２０重量％含む。第１の発明の他の特定の局面
では、前記低誘電率層が、５〜８０重量％のＭｇＡｌ₂
Ｏ₄結晶相と、５〜７０重量％のＭｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及び
Ｍｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の少なくとも１種とが析出されてい
る。

【００１８】第１の発明の他の特定の局面では、前記低
誘電率層において、５〜８０重量％のＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶
相と、析出量の和が５〜７０重量％である、Ｍｇ₂Ｓｉ
Ｏ₄結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶
相の少なくとも１種とが析出されている。

【００１９】第１の発明のさらに別の特定の局面では、
前記低誘電率材料において、前記セラミックスと前記ガ
ラス組成物とが重量比で２０：８０〜８０：２０の割合
で含有されている。

【００２０】第１の発明のさらに他の特定の局面では、
前記低誘電率材料と前記高誘電率材料との熱膨張係数の
差が０．５ｐｐｍ／℃以下とされている。本願の第２の
発明は、第１の発明に係る複合積層セラミック電子部品
の製造方法であって、少なくとも１層の比誘電率が２０
以上の高誘電率層と、少なくとも１層の比誘電率が１０
以下の低誘電率層とが積層されている複合積層セラミッ
ク電子部品の製造方法であって、前記高誘電率層を構成
するための高誘電率材料用組成物を含む少なくとも１層
の第１のセラミックグリーンシートと、前記低誘電率層
を構成する低誘電率材料用組成物を含む少なくとも１層
の第２のセラミックグリーンシートとが積層されている
積層体を用意する工程と、前記積層体の上下面を、前記
低誘電率材料及び高誘電率材料のいずれの焼成温度より
も焼成温度が高いセラミックスを含む第３のセラミック
グリーンシートで圧着・挟持した状態で前記積層体を焼
成する工程とを備える。

【００２１】以下、本発明の詳細を説明する。第１の発
明に係る複合積層セラミック電子部品では、上記のよう
に特定の高誘電率材料からなる少なくとも１層の高誘電
率層と、上記特定の低誘電率材料からなる少なくとも１
層の低誘電率層とが積層された構造を有する。

【００２２】上記高誘電率材料では、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。

【００２３】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
複合積層セラミック電子部品の小型化も図り得る。

【００２４】高誘電率材料において、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が
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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】バナジウム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、バナジウ
ム含有化合物は、０．５〜３重量部の範囲で添加され
る。

【００３１】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。

【００３２】上記高誘電率材料では、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。

【００３３】また、高誘電率材料では、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。

【００３４】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、バナジウ
ム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。

【００３５】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。

【００３６】アルカリ金属含有化合物としては、Ｌｉ₂
Ｏ₃、Ｌｉ₂ＳＯ・４Ｈ₂Ｏ、Ｌｉ₃ＰＯ₄、ＬｉＮＯ₃、Ｌ
ｉ₂Ｃ₂Ｏ₄、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、Ｌｉ、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。

【００３７】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。バナジウム含有化合物としては、Ｖ₂Ｏ₅などを挙げ
ることができる。

【００３８】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、ＴａＣ
ｌ₅、Ｔａなどを挙げることができる。

【００３９】高誘電率材料は、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。

【００４０】上記のように、高誘電率材料では、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。

【００４１】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。上記低誘電率材料は、セラミック
スとガラス組成物とを含むが、このセラミックスとして
は、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄が用いられ得る。

【００４２】上記ガラス組成物としては、比誘電率εｒ
が１０以下である低誘電率層を実現し得る限り、種々の
ものを用いるが、好ましくは以下の第１，第２のタイプ
のガラス組成物がガラス組成物として用いられる。第１
のタイプのガラス組成物は、酸化ケイ素をＳｉＯ₂換算
で３０〜５０モル％、好ましくは３５〜４５モル％、酸
化ホウ素をＢ₂Ｏ₃換算で０〜２０モル％、好ましくは５
〜１５モル％、酸化マグネシウムをＭｇＯ換算で２０〜
５５モル％、好ましくは２５〜３５モル％とを含む。

【００４３】酸化ケイ素の含有量が３０モル％未満で
は、得られる低誘電率材料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モル％を
超えると、ガラスの溶融温度が高くなる。

【００４４】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２０モル％を超えると、得られる
低誘電率材料の耐湿性が低下する。また、ＭｇＯはガラ
ス作製時の熔融温度を下げるとともに、結晶化ガラス中
の結晶の構成成分である。特に、ＭｇＯ−Ｂ₂Ｏ₃化合物
はＱｆ値が数万ＧＨｚ以上を示し、高い高周波特性発現
の主要因となっている。ＭｇＯはその含有量が２０モル
％未満ではＱ値が低くなり、５５モル％を超えると結晶
の析出量が多くなり過ぎ、低誘電率材料の強度が低下し
てしまうことがある。

【００４５】さらに、第１のタイプのガラス組成物に
は、酸化アルミニウムが、Ａｌ₂Ｏ₃換算で０〜１５モル
％を占めるように添加されていてもよい。なお、酸化ア
ルミニウム含有量は、Ａｌ₂Ｏ₃換算で０モル％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。

【００４６】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１５モル％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モル％を超える範囲とな
る。

【００４７】第１のタイプのガラス組成物としては、Ｂ
ａＯ、ＳｒＯ及びＣａＯ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、上記ガラス組成
物全体の３０モル％以下を占めるようにさらに含むもの
が望ましい。

【００４８】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、かつガラスの
熱膨張係数を高くするようにも作用する。上記アルカリ
土類金属酸化物の含有割合が３０モル％を超えると、Ｑ
値が低下することがある。

【００４９】また、第１のタイプのガラス組成物は、Ｌ
ｉ₂Ｏ、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。

【００５０】第１のタイプのガラス組成物は、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１５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。

【００５１】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。第１のタイプのガラス組成物に
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。

【００５２】低誘電率材料における第２のタイプのガラ
ス組成物は、ホウ珪酸系ガラスを用いて構成されてい
る。この場合、低誘電率層では、主たる結晶相析出状態
として以下の第１，第２の結晶相析出状態が存在する。
第１の結晶相析出状態では、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相と、Ｍ
ｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の少なくとも１
種とが析出している。第２の結晶相析出状態では、主た
る結晶相として、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相と、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄
結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の
少なくとも１種とが析出されている。

【００５３】第１の結晶相析出状態または第２の結晶相
析出状態を示す各低誘電率層は、比誘電率が１０以下小
さく、高周波特性に優れた絶縁体層を構成し得る。第
１，第２の結晶相析出状態を示す低誘電率材料におい
て、好ましくは、上記硼珪酸系ガラスは、酸化ホウ素を
Ｂ₂Ｏ₃換算で８〜６０重量％、酸化ケイ素をＳｉＯ₂換
算で１０〜５０重量％、酸化マグネシウムをＭｇＯ換算
で１０〜５５重量％含むことが望ましい。

【００５４】上記ホウ珪酸系ガラスにおいて、酸化ホウ
素はＢ₂Ｏ₃換算で８〜６０重量％を占めることが望まし
い。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８重量％未満では、溶融温度が
高くなり過ぎることがあり、６０重量％を超えると耐湿
性が低下することがある。

【００５５】また、上記酸化ケイ素は、ＳｉＯ₂換算で
１０〜５０重量％を占めることが望ましい。さらに好ま
しくは１３〜３８重量％を占めることが望ましい。１０
重量％未満では、ホウ珪酸系ガラスの化学的安定性が低
下しがちとなり、５０重量％を超えると、ガラスの溶融
温度が高くなることがある。

【００５６】上記ホウ珪酸系ガラスにおいて、酸化マグ
ネシウムＭｇＯは、１０〜５５重量％を占めることが望
ましい。さらに好ましくは３５〜５３重量％を占めるこ
とが望ましい。ＭｇＯは、ガラス作製時の溶融温度を低
下するとともに、結晶化ガラス中の結晶の構成成分とも
なる。特に、ＭｇＯ−Ｂ₂Ｏ₃化合物は、Ｑｆ値（Ｑ値と
周波数ｆの積）が数万ＧＨｚ以上を示し、優れた高周波
特性を発現する主な要因となる。ＭｇＯの含有量が１０
重量％未満では、Ｑ値が低くなることがあり、５５重量
％を超えると、結晶析出量が多くなり過ぎ、強度が低下
することがある。

【００５７】上記第２のタイプのガラス組成物を用いた
場合、系に含まれる酸化マグネシウムと酸化ホウ素の比
を調整することにより、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相またはＭｇ₂
Ｂ₂Ｏ₅結晶相を選択的に析出させることができる。すな
わち、モル比に換算して、ＭｇＯ：Ｂ₂Ｏ₃＝３：１より
も酸化マグネシウムが過剰である場合には、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ
₆結晶相を析出させることができる。他方、ＭｇＯ：Ｂ₂
Ｏ₃＝３：１よりもＢ₂Ｏ₃が過剰である場合には、Ｍｇ₂
Ｂ₂Ｏ₅結晶相が選択的に析出され得る。また、ＭｇＯ：
Ｂ₂Ｏ₃＝３：１付近では、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及びＭｇ₂
Ｂ₂Ｏ₅結晶相が混在する。

【００５８】また、上記ホウ珪酸系ガラスは、アルカリ
金属酸化物を２０重量％以下の割合でさらに含有するこ
とが望ましい。アルカリ金属酸化物は、ガラス作製時の
溶融温度を下げる作用を有するが、含有量が２０重量％
を超えると、Ｑ値が低下する傾向がある。上記アルカリ
金属酸化物としては、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏなどを
挙げることができる。また、焼結温度を下げることがで
きる。

【００５９】また、上記ホウ珪酸系ガラス中におけるア
ルカリ金属酸化物量を調整することにより、熱膨張係数
の調整も可能である。上記ホウ珪酸系ガラスは、酸化亜
鉛をＺｎＯ換算で３０重量％以下の割合でさらに含むこ
とが望ましい。酸化亜鉛は、焼成温度を低下させるよう
に作用する。しかしながら、酸化亜鉛の含有割合が３０
重量％を超えると、ガラスの化学的安定性が低下するこ
とがある。

【００６０】さらに、上記ホウ珪酸系ガラスは、酸化銅
をＣｕＯ換算で１０重量％以下の割合で含有しているこ
とが望ましい。酸化銅は焼成温度を下げる働きを有する
が、含有量が１０重量％を超えると、Ｑ値が低下するこ
とがある。

【００６１】また、上記ホウ珪酸系ガラスでは、酸化ア
ルミニウムが、Ａｌ₂Ｏ₃換算で２０重量％以下の割合で
含有されていることが望ましい。酸化アルミニウムの添
加により化学的安定性を高めることができる。しかしな
がら、酸化アルミニウムの含有量が２０重量％を超える
と、緻密な焼結体の得られないことがある。

【００６２】また、第１の結晶相析出状態においては、
前記焼結体で、全結晶相の割合を１００重量％としたと
きに、５〜８０重量％のＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相、５〜７０
重量％のＭｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及び／またはＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結
晶相がそれぞれ析出していることが望ましい。このよう
な範囲であれば、高い信頼性、良好な焼結性、十分な機
械的強度、高いＱ値を得ることができる。ＭｇＡｌ₂Ｏ₄
結晶相の割合が５重量％未満の場合には、低誘電率材料
の強度が低くなることがあり、８０重量％を超えると、
１０００℃以下の焼成では緻密化しないことがある。

【００６３】ＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相が５重量％未満の場合
には、フィラー成分を減らすことになり、高価なガラス
の添加量を増やすこととなり、コストが高くつくことが
あり、８０重量％を超えると、１０００℃以下での緻密
化が困難となることがある。また、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆及び／
またはＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相が５重量％未満の場合には、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）と
の反応が十分に進まず、焼結性や信頼性が低下し、Ｑ値
が低くなることがあり、７０重量％よりも多く析出させ
るには、高価なガラスの添加量を増やす必要があり、コ
ストが高くつくことになる。

【００６４】また、第２の結晶相析出状態では、全結晶
相の割合を１００重量％としたときに、５〜８０重量％
のＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相と、析出量の和が５〜７０重量％
であるように、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結
晶相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の少なくとも１種類とが析
出していることが望ましい。このような範囲であれば、
良好な焼結性、十分な機械的強度、良好な高周波特性及
び高熱膨張係数を有する低誘電率材料を得ることができ
る。ＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相が５重量％未満の場合には、機
械的強度が低くなることがあり、８０重量％を超える
と、１０００℃以下で緻密化しないことがある。Ｍｇ₂
ＳｉＯ₄結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅
結晶相の少なくとも１種類との析出量の和が５重量％未
満の場合には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化ホウ
素（Ｂ₂Ｏ₃）との反応が十分に進まず、焼結性や信頼性
が低下し、Ｑ値が低くなることがあり、７０重量％より
も多い場合には、高価なガラスの添加量を増やすことに
なり、コストが高くつく。

【００６５】上記のように、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄セラミックス
と、上記特定のホウ珪酸系ガラスとを用いることによ
り、銅や銀などの低融点金属材料と共焼結することによ
り得ることができ、十分な機械的強度を有し、高周波特
性に優れかつ高熱膨張係数を有する低誘電率材料を得る
ことができる。

【００６６】また、本発明においては、得られる低誘電
率材料の測定周波数１５ＧＨｚにおけるＱ値は７００以
上であることが望ましい。１５ＧＨｚにおけるＱ値が７
００以上の場合には、高周波帯、例えば１ＧＨｚ以上の
周波数域で用いられる回路基板に好適に用いることがで
きる。

【００６７】なお、本発明においては、上記ガラス組成
物としては、ガラス組成物を７００〜１０００℃の温度
で仮焼することにより得られた混合物を用いてもよい。
また、上記低誘電率材料においては、好ましくは、上記
セラミックスと第２ガラス組成物とは、重量比で、セラ
ミックス：ガラス組成物＝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、
３０：７０〜５０：５０である。上記範囲よりもセラミ
ックス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組成物の配合割合
が高くなると、Ｑ値が小さくなることがある。

【００６８】また、本発明に係る複合積層セラミック電
子部品では、好ましくは、低誘電率層と高誘電率層との
熱膨張係数の差が０．５ｐｐｍ／℃以下とされ、それに
よって焼成時や実施用時の加熱等による基板の剥がれが
抑制される。

【００６９】本発明に係る複合積層セラミック電子部品
の製造方法では、まず、高誘電率材料用組成物とバイン
ダー及び溶剤とを含むセラミックスラリーをシート成形
することにより第１のセラミックグリーンシートが用意
され、同様に低誘電率材料用組成物とバインダーと溶剤
とを混練することにより得られたスラリーから第２のセ
ラミックグリーンシートが用意される。そして、少なく
とも１枚の第１のセラミックグリーンシートと少なくと
も１枚の第２のセラミックグリーンシートが積層され、
積層体が得られる。このセラミックグリーンシートの製
造及び積層体を得る工程は、周知の積層コンデンサや積
層セラミック多層基板の製造方法に従って行い得る。

【００７０】次に、上記積層体の上面及び下面に第３の
セラミックグリーンシートをそれぞれ積層し、第３のセ
ラミックグリーンシートで積層体を圧着・挟持した状態
で焼成が行われる。この場合、第３のセラミックグリー
ンシートとしては、低誘電率材料及び高誘電率材料のい
ずれの焼成温度よりも高い焼成温度を有するセラミック
スを主体とするものが用いられる。従って、積層体が焼
成されて本発明に係る複合積層セラミック電子部品が得
られた場合においても、その温度では第３のセラミック
グリーンシートが焼成されていないので、積層体の上面
及び下面内における焼結収縮が抑制され、厚み方向にの
み焼結収縮されることになる。これによって、高誘電率
材料及び低誘電率材料の焼成収縮カーブが異なっている
場合でも、平坦性に優れた複合積層セラミック電子部品
を得ることができる。

【００７１】なお、上記第３のセラミックグリーンシー
トを構成するセラミック材料については、低誘電率材料
及び高誘電率材料の焼成温度より高ければ特に限定され
ないが、例えば１０００℃以下では焼結しないアルミナ
などのグリーンシートが用いられる。

【００７２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の複合セラミック電
子部品の具体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。

【００７３】［Ａ］第１の実験例（１）高誘電率材料の作成（磁器組成物の調製）原料として、ＢａＣＯ₃、Ｔｉ
Ｏ₂、ＺｒＯ₂を準備し、下記の表１，表２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、１２０
０℃で２時間仮焼し、主成分仮焼原料を得た。

【００７４】他方、副添加物原料として、ＺｎＯ、Ｌｉ
₂ＣＯ₃、ＳｉＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅及びＣｕＯを準備し、上記主
成分仮焼原料とこれらを下記の表１，表２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。

【００７５】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。

【００７６】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，表２に示す。

【００７７】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。

【００７８】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。絶縁抵抗が放置後に１０¹⁰Ω・ｃｍ
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，表２の備考欄に耐湿性不可と表し
た。

【００７９】なお、下記の表１，表２において、試料番
号に＊を付けたものは、本発明の範囲外または、本発明
には入るが、好ましい範囲外であることを示す。表１，
表２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，表２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。

【００８０】

【表１】

【００８１】

【表２】

【００８２】（２）低誘電率材料の作製原料粉末として、Ｍｇ（ＯＨ）₂とＡｌ₂Ｏ₃の各粉末を
用意し、化学量論比組成でＭｇＡｌ₂Ｏ₄となるように秤
量し、１６時間湿式混合した。得られた混合物を乾燥
し、１３５０℃の温度で２時間仮焼した後、粉砕した。
このようにして粉砕された組成物をセラミック粉末とし
て、２０〜８０重量％となるように秤量し、該セラミッ
ク粉末に対し、焼結助剤である下記の表３に示す組成の
ガラス粉末と、必要に応じてＣｕＯ粉末とを下記の表４
に示す割合で混合し、低誘電率材料用組成物を得た。こ
れにさらに適量のバインダを加え造粒し、得られた粒状
体を、２０００ｋｇ／ｃｍ²の圧力の下で成形し、直径
１２ｍｍ及び厚さ７ｍｍの円板状成形体を得た。この成
形体を大気中にて９００〜１０００℃で２時間焼成し、
円板状の絶縁体磁器試料を得た。この試料を用いて、両
端短絡型誘電体共振器法により１５ＧＨｚにおける比誘
電率及びＱ値を測定した。

【００８３】また、上記絶縁体磁器を用いてセラミック
スラリーを作成し、ドクターブレード法により厚み５０
μｍのシート状に成形して、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に、Ａｇにより
電極パターンを印刷し、このシートを複数枚積層して積
層体を得た。この積層体の外面にＡｇにより外部電極を
形成し、９００℃で３０分焼成して、直方体状の積層コ
ンデンサを構成した。該積層コンデンサに５０Ｖの電圧
を引加し、１２０℃、相対湿度９５％及び２気圧の条件
下で２００時間放置した後取り出し、絶縁抵抗の変化を
測定し、耐湿性を判断した。

【００８４】また上記絶縁体磁器の熱膨張係数を測定し
た。結果を下記の表４に示す。

【００８５】

【表３】

【００８６】

【表４】

【００８７】（３）複合積層セラミック電子部品の作製（１）及び（２）の評価に際して用意された高誘電率材
料用組成物及び低誘電率材料用組成物を用いて、それぞ
れ、第１，第２のセラミックグリーンシートを作製し
た。なお、高誘電率材料用第１のセラミックグリーンシ
ートについては、焼き上げ後の厚みが２５０μｍとなる
ようにし、低誘電率材料用の第２のセラミックグリーン
シートの厚みは、焼き上げ後に１２５μｍとなるように
設定した。第１のセラミックグリーンシート及び第２の
セラミックグリーンシートを、５ｃｍ×５ｃｍの矩形形
状を有するように切断した。しかる後、第１のセラミッ
クグリーンシートの上下に第２のセラミックグリーンシ
ートを積層し、圧着し、積層体を得た。この積層体を焼
成し、表５の接合体番号Ｔ２５〜Ｔ２７の複合積層セラ
ミック焼結体を得た。

【００８８】また、上記とは別に、上記第１のセラミッ
クグリーンシートの上下に第２のセラミックグリーンシ
ートを積層した後、焼成後の厚みが２００μｍとなる厚
みのアルミナグリーンシートを積層し、厚み方向に加圧
することにより圧着した。このようにして、アルミナ含
有第３のセラミックグリーンシートで上下から圧着直挟
持された積層体を第３のセラミックグリーンシートが焼
成しない焼成温度で焼成し、しかる後、第３のセラミッ
クグリーンシートを除去することにより、表５の接合体
番号Ｔ１〜Ｔ２４，Ｔ２８，T ２９の複合積層セラミッ
ク焼結体を得た。

【００８９】上記のようにして得た複合積層セラミック
焼結体について、高誘電率層と低誘電率層との接合界面
を顕微鏡観察し、クラックやハガレ等が生じていないも
のについて、接合性が良好であるとし、下記の表５にお
いて○印を付した。また、上記クラックやハガレが生じ
ているものについては、接合性不良とし、下記の表５に
おいて×印を付した。

【００９０】また、上記のようにして得られた複合積層
セラミック焼結体において、セラミックグリーンシート
の面内方向における収縮率が１％以下であり、複合積層
セラミック焼結体にわれ、かけ、ハガレが生じないもの
について、無収縮焼成が良好であるとし、下記の表５に
○印を付した。結果を下記の表５に示す。

【００９１】

【表５】

【００９２】［Ｂ］第２の実験例第２の実験例では、低誘電率材料を以下のようにして調
製したことを除いては、第１の実験例と同様とした。

【００９３】低誘電率材料の調製…原料粉末として、Ｍ
ｇ（ＯＨ）₂とＡｌ₂Ｏ₃の各粉末を用意し、化学量論比
組成でＭｇＡｌ₂Ｏ₄となるように秤量し、１６時間湿式
混合した。得られた混合物を乾燥し、１３５０℃の温度
で２時間仮焼した後、粉砕した。このようにして粉砕さ
れた組成物をセラミック粉末として、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄が全
体の２０〜８０重量％となるように秤量し、このセラミ
ック粉末に、焼結助剤として下記の表６に示す組成のガ
ラス組成物を混合し、適量のバインダを加え低誘電率材
料用組成物を得た。この組成物を造粒し、得られた粒状
体を２００ＭＰａの圧力のもとで成形し、直径１２ｍｍ
×厚さ７ｍｍの円板状の成形体を得た。

【００９４】この円板状の成形体を大気中にて８５０〜
１０００℃で２時間焼成し、絶縁体磁器試料を得た。こ
の絶縁体磁器試料を用い、誘電体共振器法により、１５
ＧＨｚにおける比誘電率ε及びＱ値を測定した。結果を
下記の表７に示す。

【００９５】また、上記のようにして得られた円板状試
料を粉砕し、ＸＲＤスペクトルにより分析し、ＭｇＡｌ
₂Ｏ₄、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆、Ｍｇ₂Ｂ₂Ｏ₅及びＭｇ₂ＳｉＯ₄の各
結晶相の存在を調べた。結果を下記の表７に示す。な
お、表７において、ＳＰはＭｇＡｌ₂Ｏ₄、ＫＯはＭｇ₃
Ｂ₂Ｏ₆、ＳＵはＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅、ＦＯはＭｇ₂ＳｉＯ₄を示
す。

【００９６】また、上記のようにして得られた低誘電率
材料からなる絶縁体磁器を適当な寸法に切り出し、熱膨
張係数を測定した。室温から６００℃までにおける結果
を下記の表７において熱膨張係数として示す。

【００９７】

【表６】

【００９８】

【表７】

【００９９】上記のようにして評価された低誘電率材料
を得るのに用意された低誘電率材料用組成物を用いたこ
とを除いては、第１の実験例の場合と同様にして、複合
積層セラミック焼結体を作製し、第１の実験例の場合と
同様にして評価した。なお、第２の実験例においても、
アルミナ含有第３のセラミックグリーンシートを用いず
に焼成を行って得られた複合セラミック焼結体（表８の
Ｔ５６〜Ｔ５９）と、アルミナ含有第３のセラミックグ
リーンシートで積層体を挟持して焼成することにより得
られた複合積層セラミック焼結体（表８の接合体番号Ｔ
３１〜Ｔ５５）について評価を行った。結果を下記の表
８に示す。なお、表８において、1)は接合界面に大きな
ポアがみられることを示す。

【０１００】

【表８】

【０１０１】次に、本発明に係る複合積層セラミック電
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複合積層セ
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。

【０１０２】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、低誘電率層としての絶縁性セラミック層３
ａ，３ｂ間に高誘電率層としてのセラミック層４が挟ま
れている。

【０１０３】セラミック層４内には、複数の内部電極５
がセラミック層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，Ｃ
２が構成されている。

【０１０４】また、セラミック層３ａ，３ｂ及びセラミ
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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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、高誘
電率層としてのセラミック５４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、上記セラミック層４が、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。

【０１０９】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。

【０１１０】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間に高誘電率層としての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。

【０１１１】

【発明の効果】以上のように、本願の第１の発明にかか
る複合積層セラミック電子部品では、上記特定の組成式
で表される主成分及び副添加物を含む高誘電率材料から
なり、比誘電率εｒが２０以上である高誘電率層と、セ
ラミックスとガラス組成物との複合体からなる低誘電率
材料からなり、比誘電率εｒが１０以下である少なくと
も１層の低誘電率層とが積層されている。従って、上記
高誘電率層において該高誘電率を利用して、コンデンサ
や共振器とを構成することができる。さらに、該高誘電
率材料は、ガラス成分の結晶化により、高周波域、特に
マイクロ波領域やミリ波領域において小さな誘電損失を
発現するので、高周波特性に優れたコンデンサや共振器
などを構成することができる。また、上記高誘電率材料
は、１０００℃以下の低温で焼成することができる。従
って、導体として、比抵抗の小さな金、銀または銅など
を主成分とするものを用いることができる。

【０１１２】他方、上記低誘電率層は、比誘電率εｒが
１０以下と小さいため、該低誘電率層において絶縁体を
構成することができる。従って、本発明によれば、上記
高誘電率層と低誘電率層とを組み合わせることにより、
高周波特性に優れた共振器やコンデンサを内蔵した複合
積層セラミック電子部品を構成することが可能となる。

【０１１３】また、上記低誘電率材料が、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄
と酸化硅素、酸化ホウ素及び酸化マグネシウムを上記特
定の割合で含むガラス組成物からなる場合、並びに上記
低誘電率材料が、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄とホウ硅酸系ガラスから
なり、主たる結晶相として、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相と、Ｍ
ｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅の結晶相の少なくと
も１種の結晶相とが析出している状態、あるいはＭｇＡ
ｌ₂Ｏ₄結晶相と、Ｍｇ ₂ＳｉＯ₄結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆
結晶相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の少なくとも１種の結晶
相とが析出している場合には、低誘電率材料を１０００
℃以下の低温で焼成することができる。従って、高誘電
率層と低誘電率層とを１０００℃以下の低温で一体焼成
することができ、比抵抗の小さな金、銀又は銅などを主
成分とする導体をさらに共焼結することができる。ま
た、この低誘電率材料もまた、上記高誘電率材料と同様
に、ガラス成分の結晶化により、マイクロ波領域やミリ
波領域などの高周波領域における誘電損失が小さいた
め、より一層高周波特性に優れた複合積層セラミック電
子部品を提供することができる。

【０１１４】本願の第２の発明にかかる複合積層セラミ
ック電子部品の製造方法では、高誘電率材料用組成物を
含む少なくとも１層の第１のセラミックグリーンシート
と、低誘電率用組成物を含む少なくとも１層の第２のセ
ラミックグリーンシートが積層された積層体が、その上
下面を低誘電率材料及び高誘電率材料のいずれの焼成温
度よりも焼成温度が高いセラミックスを含む第３のセラ
ミックグリーンシートで圧着・挟持された状態で焼成が
行われる。従って、上記積層体の上面及び下面の平面方
向における収縮を抑制することができ、寸法精度に優れ
た複合積層セラミック電子部品を提供することができ
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。

【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

───────────────────────────────────────────────────── 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 4/12 ３４９Ｈ０１Ｇ 4/12 ３５８３５８Ｈ０１Ｐ 7/08 4/40 11/00 ＧＨ０１Ｐ 7/08 Ｃ０４Ｂ 35/44 １０１ 11/00 Ｈ０１Ｇ 4/40 Ａ (72)発明者森直哉京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内Ｆターム(参考） 4G031 AA01 AA03 AA06 AA11 AA12 AA13 AA15 AA19 AA25 AA26 AA28 AA29 AA30 BA09 CA01 5E001 AB03 AE00 AE02 AE03 AE04 5E082 AB03 BB05 BC30 BC32 CC03 DD11 DD13 FG26 5E346 AA12 AA13 AA23 AA24 AA33 AA43 BB02 CC02 CC16 CC17 CC32 CC38 CC39 EE24 EE27 FF01 FF07 GG03 GG04 GG06 GG08 HH06 HH11 5J006 HC07 PB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】組成式がＢａＯ−ｘ｛（１−ｙ）ＴｉＯ
₂・ｙＺｒＯ₂｝（ただし、３．５≦ｘ≦４．５かつ０≦
ｙ≦０．２）で示される主成分及び副添加物を含む高誘
電率材料からなり、比誘電率εｒが２０以上である高誘
電率層と、セラミックスとガラス組成物との複合体から
なる低誘電率材料からなり、比誘電率εｒが１０以下で
ある少なくとも１層の低誘電率層とが積層されているこ
とを特徴とする、複合積層セラミック電子部品。
【請求項２】前記主成分１００重量部に対して、前記
副添加物として、亜鉛含有化合物がＺｎＯ換算で５〜３
０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（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、バナジウム含
有化合物がＶ₂Ｏ₅換算で０．１〜６重量部の割合を添加
されていることを特徴とする、請求項１に記載の複合積
層セラミック電子部品。
【請求項３】前記高誘電率材料において、主成分１０
０重量部に対して、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または２に記載の複合積層セ
ラミック電子部品。
【請求項４】組成式ＢａＯ−ｘ｛（１−ｙ）ＴｉＯ₂
・ｙＺｒＯ₂｝において、４．３０≦ｘ≦４．４５かつ
０≦ｙ≦０．１であることを特徴とする、請求項１ない
し３に記載の複合積層セラミック電子部品。
【請求項５】前記低誘電率材料に含有されているセラ
ミックスがＭｇＡｌ ₂Ｏ₄であり、前記ガラス組成物
が、酸化ケイ素をＳｉＯ₂換算で３０〜５０モル％、酸
化ホウ素をＢ₂Ｏ₃換算で０〜２０モル％、酸化マグネ
シウムをＭｇＯ換算で２０〜５５モル％含む、請求項１
〜４のいずれかに記載の複合積層セラミック電子部品。
【請求項６】前記ガラス組成物が、ＣａＯ、ＳｒＯ及
びＢａＯからなる群から選択された少なくとも１種の酸
化物を、該ガラス組成物全体の３０モル％以下の割合で
さらに含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか
に記載の複合積層セラミック電子部品。
【請求項７】前記ガラス組成物が、酸化アルミニウム
をＡｌ₂Ｏ₃換算で０〜１５モル％含有することを特徴
とする、請求項１〜６のいずれかに記載の複合積層セラ
ミック電子部品。
【請求項８】前記ガラス組成物１００重量％に対し、
Ｌｉ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ及びＮａ₂Ｏからなる群から選択された
少なくとも１種のアルカリ金属酸化物が１０重量％以下
の割合でガラス組成物に添加されている、請求項１〜７
のいずれかに記載の複合積層セラミック電子部品。
【請求項９】前記低誘電率材料が、酸化銅をＣｕＯ換
算で低誘電率材料１００重量％中、３重量％以下の割合
で含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記
載の複合積層セラミック電子部品。
【請求項１０】前記低誘電率材料中のセラミックスが
ＭｇＡｌ₂Ｏ₄であり、前記ガラス組成物が、硼珪酸系
ガラスであり、前記低誘電率層では、主たる結晶相とし
て、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及びＭ
ｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の少なくとも１種の結晶相とが析出し
ていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記
載の複合積層セラミック電子部品。
【請求項１１】前記低誘電率材料中のセラミックスが
ＭｇＡｌ₂Ｏ₄であり、前記ガラス組成物が硼珪酸系ガ
ラスであり、前記低誘電率層が、主たる結晶相として、
ＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相と、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄結晶相と、Ｍｇ₃
Ｂ₂Ｏ₆結晶相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の少なくとも１種
の結晶相とが析出されていることを特徴とする、請求項
１〜４のいずれかに記載の複合積層セラミック電子部
品。
【請求項１２】前記硼珪酸系ガラスが、酸化ホウ素を
Ｂ₂Ｏ₃換算で８〜６０重量％、酸化ケイ素をＳｉＯ₂換
算で１０〜５０重量％、酸化マグネシウムをＭｇＯ換算
で１０〜５５重量％含むことを特徴とする、請求項１０
または１１に記載の複合積層セラミック電子部品。
【請求項１３】前記硼珪酸系ガラスが、アルカリ金属
酸化物を酸化物換算で０〜２０重量％含む、請求項１０
〜１２のいずれかに記載の複合積層セラミック電子部
品。
【請求項１４】前記低誘電率層が、５〜８０重量％の
ＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相と、５〜７０重量％のＭｇ₃Ｂ₂Ｏ₆
結晶相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の少なくとも１種とが析
出されている、請求項１０，１２または１３のいずれか
に記載の複合積層セラミック電子部品。
【請求項１５】前記低誘電率層において、５〜８０重
量％のＭｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相と、析出量の和が５〜７０重
量％である、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶
相及びＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相の少なくとも１種とが析出さ
れている、請求項１１〜１３のいずれかに記載の複合積
層セラミック電子部品。
【請求項１６】前記低誘電率材料において、前記セラ
ミックスと前記ガラス組成物とが重量比で２０：８０〜
８０：２０の割合で含有されている、請求項１〜１５の
いずれかに記載の複合積層セラミック電子部品。
【請求項１７】前記低誘電率材料と前記高誘電率材料
との熱膨張係数の差が０．５ｐｐｍ／℃以下である、請
求項１〜１６のいずれかに記載の複合積層セラミック電
子部品。
【請求項１８】少なくとも１層の比誘電率が２０以上
の高誘電率層と、少なくとも１層の比誘電率が１０以下
の低誘電率層とが積層されている複合積層セラミック電
子部品の製造方法であって、前記高誘電率層を構成するための高誘電率材料用組成物
を含む少なくとも１層の第１のセラミックグリーンシー
トと、前記低誘電率層を構成する低誘電率材料用組成物
を含む少なくとも１層の第２のセラミックグリーンシー
トとが積層されている積層体を用意する工程と、前記積層体の上下面を、前記低誘電率材料及び高誘電率
材料のいずれの焼結温度よりも焼結温度が高いセラミッ
クスを含む第３のセラミックグリーンシートで圧着・挟
持した状態で前記積層体を焼成する工程とを備えること
を特徴とする、請求項１〜１７のいずれかに記載の複合
積層セラミック電子部品の製造方法。