JP2003063861A - 複合積層セラミック電子部品及びその製造方法 - Google Patents

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】 一般式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ₂−ｚＲｅＯ
_3/2（但し、ｘ，ｙ，ｚはモル％、８≦ｘ≦１８、５２
≦ｙ≦６５及び２０≦ｚ≦４０であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
００、Ｒｅは希土類元素）で表されるＢａＯ−ＴｉＯ₂
−ＲｅＯ_3/2系誘電体及び第１のガラス組成物を主成分
として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、セラミックスと第２のガラス
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曲線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、一般式ｘＢａＯ−ｙＴ
ｉＯ₂−ｚＲｅＯ_3/2（但し、ｘ，ｙ，ｚはモル％、８≦
ｘ≦１８、５２≦ｙ≦６５及び２０≦ｚ≦４０であり、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００、Ｒｅは希土類元素）で表されるＢ
ａＯ−ＴｉＯ₂−ＲｅＯ_3/2系誘電体及び第１のガラス組
成物を主成分として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
第２の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、前記高誘電
率材料に含有されている第１のガラス組成物が、１０〜
２５重量％のＳｉＯ₂ と、１０〜４０重量％のＢ₂Ｏ₃
と、２５〜５５重量％のＭｇＯと、０〜２０重量％のＺ
ｎＯと、０〜１５重量％のＡｌ₂Ｏ₃ と、０．５〜１０
重量％のＬｉ₂Ｏと、０〜１０重量％のＲＯ（但し、Ｒ
は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの内少なくとも１種）とを含む。

【００１０】第１の発明の他の特定の局面では、前記高
誘電率材料が、副成分として全体の３重量％以下のＣｕ
Ｏ及び全体の０．１〜１０重量％のＴｉＯ₂ をさらに含
有している。

【００１１】本発明の別の特定の局面では、ＢａＯ−Ｔ
ｉＯ₂−ＲｅＯ_3/2６５〜８５重量％に対して、第１のガ
ラス組成物は、１５〜３５重量％の割合で配合される。
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（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄
）であり、前記第２のガラス組成物が、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。

【００１２】第１の発明のさらに他の特定の局面では、
前記第２のガラス組成物が、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、
前記第２のガラス組成物が、酸化アルミニウムをＡｌ₂
Ｏ₃ 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、前記第２のガラス組成物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％以下の割合で第２の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、前記第２のガラス組
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、Ｍｇ₃Ｂ₂
Ｏ₆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、前記第２の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、ＭｇＡｌ
₂Ｏ₄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第
２の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。

【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。ここで、
高誘電率材料は、上述した一般式で表されるＢａＯ−Ｔ
ｉＯ₂−ＲｅＯ_3/2系誘電体を含む磁器組成物により構成
されており、高周波誘電特性に優れている。

【００２２】また、上記高誘電率層の比誘電率が２０以
上であり、従って、高誘電率層部分を用いてコンデンサ
や共振器等を構成することができる。高誘電率材料は、
上記一般式であらわされるＢａＯ−ＴｉＯ₂−ＲｅＯ_3/2
系誘電体と上記特定の組成の第１のガラス組成物とを主
成分材料として含み、それによって、後述の実施例から
明らかなように、１０００℃以下の低温で焼成でき、Ａ
ｇ、ＡｕあるいはＣｕなどの導電性に優れた金属と共焼
結することができる。

【００２３】しかも、高周波領域、特にマイクロ波やミ
リ波領域において比誘電率が２０以上と高く、温度安定
性に優れている。また、上記第１のガラス組成物からな
るガラス成分が結晶化し、または上記ＢａＯ−ＴｉＯ₂
−ＲｅＯ_3/2系誘電体と上記第１のガラス組成物とが反
応して結晶化し、Ｍｇ₂Ｂ₂Ｏ₅、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆、ＢａＴｉ
₄Ｏ₉、Ｂａ₂Ｔｉ₉Ｏ₂₀、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄、
ＺｎＡｌ₂Ｏ₄、ＺｎＴｉＯ₃、Ｚｎ₂ＴｉＯ₄、Ｚｎ₂Ｔｉ
₃Ｏ₈、ＬｉＡｌＳｉＯ₄などのＱ値の高い結晶が析出す
るので、Ｑ値が高くなる。

【００２４】上記ＢａＯ−ＴｉＯ₂−ＲｅＯ_3/2系誘電体
において用いられる希土類元素Ｒｅとしては特に限定さ
れず、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ
及びＬｕなどを挙げることができ、これらの一種または
二種以上を適宜用いることができる。

【００２５】ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ₂−ｚＲｅＯ_3/2で表さ
れる組成を用いるのは、以下の理由による。図１は、Ｂ
ａＯ−ＴｉＯ₂−ＲｅＯ_3/2系磁器組成物の三元組成図で
ある。この三元組成図において、実線Ｐで囲まれている
領域が、上記ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ₂−ｚＲｅＯ_3/2で表さ
れる組成に相当する。

【００２６】ＢａＯ−ＴｉＯ₂−ＲｅＯ_3/2系磁器組成物
として、図１にＡで示す領域、すなわちｘが１８以上の
場合には、焼結が困難となり、１４００℃の温度でも多
孔質の磁器しか得られない。Ｂ領域、すなわちｙが６５
を超え、ｚが２０未満では、温度特性が劣化する。すな
わちコンデンサを内蔵した基板を構成した場合、該コン
デンサの静電容量温度変化率がマイナス側に大きくなり
すぎる。Ｃ領域、すなわちｘが８未満の場合には、得ら
れる誘電例えばセラミックの比誘電率が小さくなりす
ぎ、焼結性も不安定になる。さらに、Ｄ領域、すなわち
ｚが４０を超え、ｙが５２未満では、静電容量の温度変
化率がプラス側に大きくなり、比誘電率も低下する。

【００２７】上記第１のガラス組成物は、ＳｉＯ₂を１
０〜２５重量％、Ｂ₂Ｏ₃を１０〜４０重量％、ＭｇＯを
２５〜５５重量％、ＺｎＯを０〜２０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃
を０〜１５重量％、Ｌｉ₂Ｏを０．５〜１０重量％、及
びＲＯ（但し、Ｒは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの内少なくとも
１種）を０〜１０重量％の割合でこれらを含む。なお、
この場合、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃及びＲＯは含有されていな
くともよい。

【００２８】上記Ｂ₂Ｏ₃はガラス粘度を低下させる作用
を有し、高誘電率材料用の誘電体磁器組成物の焼結を促
す。また、Ｂ₂Ｏ₃は、Ｍｇ₂Ｂ₂Ｏ₅またはＭｇ₃Ｂ₂Ｏ₆な
どの高いＱ値を持つ結晶を析出する。しかしながら、Ｂ
₂Ｏ₃の含有割合が４０重量％を超えると耐湿性が低下
し、１０重量％未満では１０００℃以下で焼結すること
ができなくなる。上記ＳｉＯ₂は、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄、Ｌｉ
ＡｌＳｉＯ₄などの高いＱ値を有する結晶を析出する。
ＳｉＯ₂の含有割合が２５重量％を超えると、ガラスの
軟化温度が高くなりすぎ、誘電体磁器組成物の焼結性が
損なわれ、１０重量％未満では耐湿性に問題が生じる。

【００２９】ＭｇＯはＢａＯ−ＴｉＯ₂−ＲｅＯ_3/2系磁
器組成物とガラス組成物との反応を促進させ、ガラス組
成物の軟化点を低下する作用を有する。また、ＭｇＯ
は、Ｍｇ₂Ｂ₂Ｏ₅、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄またはＭ
ｇ₂ＳｉＯ₄などの高いＱ値を持つ結晶を析出する。

【００３０】ＭｇＯの含有割合が２５重量％未満では、
焼結性が低下し１０００℃以下での焼結が困難となり、
５５重量％を超えると耐湿性に問題が生ずると共にガラ
ス化が困難になる。

【００３１】Ｌｉ₂Ｏはガラスの軟化点を低下する作用
を有する。Ｌｉ₂Ｏの含有割合が１０重量％を超えると
耐湿性に問題が生じ、０．５重量％未満では軟化点が高
くなりすぎ、焼結しなくなる。

【００３２】ＺｎＯは、Ｑ値を高める効果を有し、Ｚｎ
Ｏの含有割合が２０重量％を超えると焼結性が低下す
る。また、ＺｎＯは、ＺｎＡｌ₂Ｏ₄、ＺｎＴｉＯ₃、Ｚ
ｎ₂ＴｉＯ₄、Ｚｎ₂Ｔｉ₃Ｏ₈などの高いＱ値を持つ結晶
を析出する。Ａｌ₂Ｏ₃は耐湿性を高める効果を有する
が、含有割合が１０重量％を超えると焼結性が低下す
る。

【００３３】ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯは焼結性を高める
効果を有するが、含有割合が１０重量％を超えるとＱ値
が低下する。ＢａＯは、ＢａＴｉ₄Ｏ₉、Ｂａ₂Ｔｉ₉Ｏ₂₀
などの高いＱ値を持つ結晶を析出する。

【００３４】上記高誘電率材料では、好ましくは、副成
分としてＣｕＯが全体の３重量％以下配合される。この
副成分としてのＣｕＯは焼結助材として機能する。もっ
とも、ＣｕＯ添加割合が３重量％を超えると、Ｑ値が低
下し、静電容量の温度係数がプラス側に大きくなること
がある。また、上記主成分に対し副成分としてＴｉＯ ₂
が全体の０．１〜１０重量％含有されてもよく、ＴｉＯ
₂はガラスの結晶化を促進する作用を有する。もっと
も、ＴｉＯ₂の添加割合が誘電体磁器組成物全体の１０
重量％を超えると焼結性が低下することがある。

【００３５】また、上記高誘電率材料では、第１のガラ
ス組成物の量が全体の１５重量％未満の場合には、焼結
が困難となることがあり、３５重量％を超えると、耐湿
性が低下したり、比誘電率が低下したりするおそれがあ
る。従って、好ましくは、上記ＢａＯ−ＴｉＯ₂−Ｒｅ
Ｏ_3/2系誘電体６５〜８５重量％に対し、第１のガラス
組成物が１５〜３５重量％の割合で含有されている。

【００３６】上記低誘電率材料は、セラミックスと第２
の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。上記第２のガラス
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第２の
ガラス組成物として用いられる。第１のタイプの第２の
ガラス組成物は、酸化ケイ素をＳｉＯ₂換算で３０〜５
０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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】さらに、第１のタイプの第２のガラス組成
物には、酸化アルミニウムが、Ａｌ ₂Ｏ₃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。

【００４０】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。

【００４１】第１のタイプの第２のガラス組成物として
は、ＢａＯ、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。

【００４２】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。

【００４３】また、第１のタイプの第２のガラス組成物
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。

【００４４】第１のタイプの第２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。

【００４５】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のタイプの第２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。

【００４６】低誘電率材料における第２のタイプの第２
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、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆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、Ｍｇ
₂ＳｉＯ₄結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相及びＭｇ₂Ｂ ₂Ｏ₅
結晶相の少なくとも１種とが析出されている。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】上記第２のタイプの第２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Ｍｇ₂Ｂ₂Ｏ₅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、
Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆結晶相を析出させることができる。他方、
ＭｇＯ：Ｂ₂Ｏ₃＝３：１よりもＢ₂Ｏ₃が過剰である場合
には、Ｍｇ₂Ｂ₂Ｏ₅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Ｍｇ₂Ｂ₂Ｏ₅結晶相が混在する。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】なお、本発明においては、上記第２のガラ
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。

【００６２】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＝２０：８０〜８
０：２０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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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
ずれの焼結温度よりも高い焼結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。

【００６６】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結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。

【００６７】

【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。

【００６８】［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）まず、ＢａＯ、ＴｉＯ₂及びＲｅ
Ｏ_3/2（希土類酸化物）のモル比が下記の表１に示す組
成比となるようにＢａＣＯ₃、ＴｉＯ₂、Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｓｍ
₂Ｏ₃を秤量し、十分に混合した。次に、混合物を１１５
０℃で１時間仮焼し、得られた仮焼物を粉砕し、下記の
表１に示す磁器組成物Ｓ１〜Ｓ１０を調製した。

【００６９】

【表１】

【００７０】（第１のガラス組成物の調製）下記の表２
に示す組成比を有するように、Ｂ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｚｎ
Ｏ、ＭｇＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＢａＯ、ＣａＯ及び
ＳｒＯをそれぞれ秤量し、十分混合した。混合物を１１
００℃〜１４００℃の温度で溶融し、水中に投入して急
冷した後、湿式粉砕し、下記の表２に示すガラス組成物
Ｇ１〜Ｇ２４をそれぞれ調製した。

【００７１】

【表２】

【００７２】（高誘電率相を構成する誘電体磁器の作
製）上記のようにして得られた磁器組成物Ｓ１に、下記
の表３に示す組成比となるように、それぞれ、Ｇ１〜Ｇ
１５の第１のガラス組成物を加え、（磁器組成物）＋
（ガラス組成物）＋（ＣｕＯ）＋（ＴｉＯ₂）＝１００
重量％となるように混合した。また、上記のようにして
得られた磁器組成物Ｓ１〜Ｓ１０に、下記の表４に示す
組成となるように、それぞれ、Ｇ１、及びＧ１６〜Ｇ２
４の第１のガラス組成物を加え、混合した。これらの混
合物に、副成分として、下記の表３及び表４に示す割合
で、ＣｕＯ粉末及びＴｉＯ₂粉末を加え、十分に混合
し、高誘電率材料用組成物を得た。しかる後、高誘電率
材料用組成物に対し、適当量のバインダ、可塑材及び溶
剤を加え、混練し、スラリーを得た。

【００７３】上記のようにして得られたスラリーを、ド
クターブレード法により厚さ５０μｍのシート状に成形
した。得られたセラミックグリーンシートを、縦３０ｍ
ｍ×横１０ｍｍの矩形形状のセラミックグリーンシート
に切断した。この矩形のセラミックグリーンシートを複
数枚積層し、圧着することにより、０．５ｍｍの厚みの
積層体を得た。しかる後、得られた積層体を８００〜１
１００℃の温度で１時間焼成し、下記の表３に示す試料
番号Ｋ１〜Ｋ２５の板状の各誘電体磁器及び表４に示す
試料番号Ｋ２６〜Ｋ４３の各誘電体磁器を得た。

【００７４】上記のようにして得られた板状の各誘電体
磁器について、比誘電率（εｒ）、Ｑ値、及び熱膨張係
数αまたは静電容量温度変化率β（ｐｐｍ／℃）を測定
した。なお、比誘電率は１ＭＨｚで測定した。また、Ｑ
値は誘電体共振器法により測定した。結果を下記の表３
及び表４に示す。

【００７５】

【表３】

【００７６】

【表４】

【００７７】表４から明らかなように、試料番号３７，
４０及び４３では、Ｑ値が２０００以下と低かった。

【００７８】（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５に示す組成の
第２ガラス粉末組成物Ａ〜Ｑと、必要に応じてＣｕＯ粉
末とを下記の表６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１５Ｇ
Ｈｚにおける比誘電率及びＱ値を測定した。

【００７９】また、別途、上記絶縁体磁器原料を用いて
セラミックスラリーを形成し、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。この焼結体に外部
電極を形成して、積層コンデンサを構成し、該積層コン
デンサに５０Ｖの電圧を引加し、１２０℃、相対湿度９
５％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。

【００８０】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６に示す。

【００８１】

【表５】

【００８２】

【表６】

【００８３】（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７の接合体番号Ｔ１１の複合積層セラミック焼
結体を得た。

【００８４】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７の接合体
番号Ｔ１〜１０，１２〜１５，１７〜２３の複合積層セ
ラミック焼結体を得た。

【００８５】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７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７に
おいて×印を付した。

【００８６】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７に
○印を付した。

【００８７】結果を下記の表７に示す。

【００８８】

【表７】

【００８９】［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。

【００９０】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８に示す組成の第
２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１
２ｍｍ×厚さ７ｍｍの円板状の成形体を得た。

【００９１】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９に示す。

【００９２】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９に示す。な
お、表９において、ＳＰはＭｇＡｌ₂Ｏ₄、ＫＯはＭｇ₃
Ｂ₂Ｏ₆、ＳＵはＭｇ₂Ｂ₂Ｏ₅、ＦＯはＭｇ₂ＳｉＯ₄を示
す。

【００９３】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９において熱膨張係数として示す。

【００９４】

【表８】

【００９５】

【表９】

【００９６】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１０のＴ３３，
Ｔ４０，Ｔ４３，Ｔ４８）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１０の接
合体番号Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３４〜Ｔ３９，Ｔ４１，Ｔ
４２，Ｔ４４〜Ｔ４６，Ｔ４７，Ｔ４９〜Ｔ５９）につ
いて評価を行った。結果を下記の表１０に示す。

【００９７】なお、表１０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。

【００９８】

【表１０】

【００９９】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２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３はその分解斜視図である。

【０１００】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。

【０１０１】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の一部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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】

【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、上記特定の一般式
で表される誘電体及び第１のガラス組成物を主成分とし
て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、セラミックスと第２のガラス組成
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。

【０１１０】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。

【０１１１】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
定の割合で含む第２の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、Ｍｇ₃Ｂ₂Ｏ₆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Ｍ
ｇＡｌ₂Ｏ₄結晶相と、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄結晶相と、Ｍｇ₃Ｂ₂
Ｏ₆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１００
０℃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。

【０１１２】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】本発明に係る誘電体磁器組成物に用いられるＢ
ａＯ−ＴｉＯ₂−ＲｅＯ_3/2系の磁器組成物の三元組成
図。

【図２】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３】図２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） Ｈ０１Ｐ 7/10 Ｈ０１Ｇ 4/38 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 AA04 AA05 AA06 AA07 AA11 AA25 AA26 AA28 AA29 AA30 BA09 CA01 CA03 CA08 5E082 AB03 CC02 CC05 EE35 FF05 5J006 HC07 5J011 CA11

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ₂−ｚＲｅＯ
   _3/2（但し、ｘ，ｙ，ｚはモル％、８≦ｘ≦１８、５２
   ≦ｙ≦６５及び２０≦ｚ≦４０であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
   ００、Ｒｅは希土類元素）で表されるＢａＯ−ＴｉＯ₂
   −ＲｅＯ_3/2系誘電体及び第１のガラス組成物を主成分
   として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、セラミックスと第２のガラス
   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。
2. 【請求項２】 前記高誘電率材料に含有されている第１
   のガラス組成物が、１０〜２５重量％のＳｉＯ₂ と、１
   ０〜４０重量％のＢ₂Ｏ₃ と、２５〜５５重量％のＭｇ
   Ｏと、０〜２０重量％のＺｎＯと、０〜１５重量％のＡ
   ｌ₂Ｏ₃と、０．５〜１０重量％のＬｉ₂Ｏと、０〜１０
   重量％のＲＯ（但し、Ｒは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの内少な
   くとも１種）とを含むことを特徴とする、請求項１に記
   載の複合積層セラミック電子部品。
3. 【請求項３】 前記高誘電率材料が、副成分として全体
   の３重量％以下のＣｕＯ及び全体の０．１〜１０重量％
   のＴｉＯ₂ をさらに含有し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。
4. 【請求項４】 前記高誘電率材料において、ＢａＯ−Ｔ
   ｉＯ₂−ＲｅＯ_3/2６５〜８５重量％に対して、第１のガ
   ラス組成物が１５〜３５重量％配合されている、請求項
   １〜３のいずれかに記載の複合積層セラミック電子部
   品。
5. 【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、前記第２のガラス組
   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。
6. 【請求項６】 前記第２のガラス組成物が、ＣａＯ、Ｓ
   ｒＯ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。
7. 【請求項７】 前記第２のガラス組成物が、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。
8. 【請求項８】 前記第２のガラス組成物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
   ％以下の割合で第２の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。
9. 【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。
10. 【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、前記第２のガラス組成物が、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。
11. 【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、前記第２の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。
12. 【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。
13. 【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。
14. 【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。
15. 【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。
16. 【請求項１６】 前記低誘電率材料において、前記セラ
    ミックスと前記第２の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。
17. 【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。
18. 【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。