JP2003212648A - 絶縁体磁器、セラミック多層基板、セラミック電子部品、および積層セラミック電子部品 - Google Patents

絶縁体磁器、セラミック多層基板、セラミック電子部品、および積層セラミック電子部品

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JP2003212648A
JP2003212648A JP2002011612A JP2002011612A JP2003212648A JP 2003212648 A JP2003212648 A JP 2003212648A JP 2002011612 A JP2002011612 A JP 2002011612A JP 2002011612 A JP2002011612 A JP 2002011612A JP 2003212648 A JP2003212648 A JP 2003212648A
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Naoya Mori
直哉 森
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低誘電率で１０００℃以下の低温焼成が可能
であり、化学的安定性に優れ、高Ｑ値である絶縁体磁器
を提供する。 【解決手段】 ＭｇＡｌ2Ｏ4系セラミックと、リチウム
およびマグネシウムを含むホウケイ酸ガラスとからなる
絶縁体磁器において、ＭｇＡｌ2Ｏ4結晶相およびＬｉ2
ＭｇＳｉＯ4結晶相を析出させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層回路基板など
に用いられる絶縁体磁器に関し、詳しくは、各種回路素
子を搭載した複合多層回路基板などに適し、銅や銀など
の導体材料と同時焼成可能な高周波用絶縁体磁器、それ
を用いたセラミック多層基板、セラミック電子部品、お
よび積層セラミック電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロニクス分野における電
子部品の性能向上は著しく、特に、情報化社会を支える
移動通信端末、パーソナルコンピュータ等に代表される
情報処理装置では、情報処理速度の高速化が進められて
いる。このため、高速な情報処理を行う電子部品とし
て、ＬＳＩ等の半導体デバイスをセラミック多層基板上
に高密度実装した、いわゆるマルチチップモジュール
（ＭＣＭ）が実用化されている。
【０００３】このようなモジュールにおいては、微小な
高速信号を処理するために、各ＬＳＩ間における配線導
体の比抵抗ができるだけ低いことが望まれる。比抵抗の
低い導体としては銀や銅等が挙げられるが、これらの金
属は融点が低いため、基板用材料としては、これらの低
融点金属と同時焼成できる材料、具体的には１０００℃
以下で焼成可能な材料が要求されている。
【０００４】これを受けて、セラミック多層基板用材料
として、１０００℃以下で焼成可能なガラスセラミック
を用いることが提案されている。
【０００５】このガラスセラミックを用いる場合、ガラ
ス中にアルカリ金属酸化物を含有させてガラスの軟化点
を下げることにより、ガラスセラミックの焼成温度を下
げることがしばしば行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガラス中にア
ルカリ金属酸化物を含有させると、ガラスセラミックの
化学的安定性が低下してしまう。具体的には、ガラスの
網目構造がルーズとなり、耐湿性が低下してしまうとい
う問題があった。
【０００７】また、アルカリ金属のようにイオン半径の
大きい原子や、原子量の大きい原子は、一般的に誘電損
失が大きいため、ガラスセラミックの誘電損失が大きく
なってしまう（Ｑ値が低くなる）という問題があった。
【０００８】本発明は、上記の問題点を解決し、低誘電
率で１０００℃以下の低温焼成が可能であり、化学的安
定性に優れ、高Ｑ値である絶縁体磁器を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る絶縁体磁器
は、ＭｇＡｌ2Ｏ4系セラミックと、リチウムおよびマグ
ネシウムを含むホウケイ酸ガラスとからなり、Ｌｉ2Ｍ
ｇＳｉＯ4結晶相およびＭｇＡｌ2Ｏ4結晶相が析出して
いることを特徴とする。
【００１０】また、上記絶縁体磁器においては、Ｍｇ3
Ｂ2Ｏ6結晶相、Ｍｇ2Ｂ2Ｏ5結晶相のうち少なくとも一
つがさらに析出していることが好ましい。
【００１１】また、上記絶縁体磁器においては、Ｍｇ2
ＳｉＯ4結晶相がさらに析出していることが好ましい。
【００１２】また、上記ホウケイ酸ガラスは、酸化ホウ
素をＢ2Ｏ3換算で８〜５０重量％、酸化ケイ素をＳｉＯ
2換算で１３〜４０重量％、酸化リチウムをＬｉ2Ｏ換算
で３〜１５重量％、酸化マグネシウムをＭｇＯ換算で２
５〜５５重量％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で０〜２０重量
％、酸化銅をＣｕＯ換算で０〜１０重量％、酸化アルミ
ニウムをＡｌ2Ｏ2換算で０〜２０重量％、および酸化カ
ルシウムをＣａＯ換算で０〜２０重量％の割合で含有す
ることが好ましい。
【００１３】また、上記ＭｇＡｌ2Ｏ4系セラミックと上
記ホウケイ酸ガラスとの重量比は、２０：８０〜８０：
２０の範囲にあることが好ましい。
【００１４】また、本発明に係るセラミック多層基板
は、複数のセラミック層を積層してなり、セラミック層
の層間およびセラミック層の内部に導体を備えるセラミ
ック多層基板であって、セラミック層は、上記絶縁体磁
器からなる第１のセラミック層を含むことを特徴とす
る。
【００１５】また、上記セラミック層は、第１のセラミ
ック層の少なくとも片面に積層された、第１のセラミッ
ク層よりも誘電率が高い第２のセラミック層を含むこと
が好ましい。
【００１６】また、本発明に係るセラミック電子部品
は、上記セラミック多層基板と、上記セラミック多層基
板上に実装され、導体と電気的に接続された少なくとも
一つの回路素子とからなることを特徴とする。
【００１７】また、本発明に係る積層セラミック電子部
品は、上記絶縁体磁器からなるセラミック焼結体と、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、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。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明に係る絶縁体磁器は、Ｍｇ
Ａｌ2Ｏ4系セラミックと、リチウムおよびマグネシウム
を含むホウケイ酸ガラスとからなり、ＭｇＡｌ2Ｏ4結晶
相およびＬｉ 2ＭｇＳｉＯ4結晶相が析出している。
【００１９】上記絶縁体磁器は、上記ＭｇＡｌ2Ｏ4系セ
ラミックと、上記ホウケイ酸ガラスとを混合し、１００
０℃以下の温度で焼成することにより得られる低誘電率
の絶縁体磁器である。上記絶縁体磁器は、ＭｇＡｌ2Ｏ4
結晶相およびＬｉ2ＭｇＳｉＯ4結晶相が析出しているた
め、化学的安定性に優れるとともにＱ値が高い。
【００２０】なお、焼成時、上記ＭｇＡｌ2Ｏ4系セラミ
ックと上記ホウケイ酸ガラスとの間にはほとんど反応が
起こらない。すなわち、ＭｇＡｌ2Ｏ4結晶相は上記Ｍｇ
Ａｌ 2Ｏ4系セラミックから、Ｌｉ2ＭｇＳｉＯ4結晶相は
上記ホウケイ酸ガラスからそれぞれ析出する。ただし、
上記ホウケイ酸ガラスに、任意成分としての酸化アルミ
ニウムが含有される場合、ＭｇＡｌ2Ｏ4結晶相は上記ホ
ウケイ酸ガラスからも析出し得る。
【００２１】また、上記絶縁体磁器においては、Ｍｇ3
Ｂ2Ｏ6結晶相、Ｍｇ2Ｂ2Ｏ5結晶相のうち少なくとも一
つがさらに析出していることが好ましく、Ｍｇ2ＳｉＯ4
結晶相がさらに析出していることが好ましい。
【００２２】これらの結晶相が析出することにより、さ
らに高Ｑ値で、さらに化学的安定性に優れた絶縁体磁器
を得ることができる。
【００２３】なお、上記ホウケイ酸ガラスに含まれる酸
化マグネシウムおよび酸化ホウ素の含有量の比を調整す
ることにより、絶縁体磁器においてＭｇ3Ｂ2Ｏ6結晶相
およびＭｇ2Ｂ2Ｏ5結晶相の析出量を調整することがで
きる。すなわち、モル比に換算してＭｇＯ：Ｂ2Ｏ3＝
３：１の場合、Ｍｇ3Ｂ2Ｏ6結晶相およびＭｇ2Ｂ2Ｏ5結
晶相が混在して析出する。一方、ＭｇＯ：Ｂ2Ｏ3＝３：
１のモル比よりもＭｇＯが過剰に含有される場合、Ｍｇ
3Ｂ2Ｏ6結晶相が析出する傾向が強くなる。他方、Ｍｇ
Ｏ：Ｂ2Ｏ3＝３：１のモル比よりもＢ2Ｏ3が過剰に含有
される場合、Ｍｇ 2Ｂ2Ｏ5結晶相が析出する傾向が強く
なる。
【００２４】次に、上記絶縁体磁器におけるホウケイ酸
ガラスの各成分の作用、および各成分の好ましい組成範
囲の臨界的意義を説明する。
【００２５】酸化ホウ素は、Ｂ2Ｏ3換算で８〜５０重量
％含有されることが好ましい。酸化ホウ素は、主に融剤
として作用するとともに、Ｍｇ3Ｂ2Ｏ6やＭｇ2Ｂ2Ｏ5な
どの高いＱ値を有する結晶相を析出する。Ｂ2Ｏ3の含有
量が８重量％未満である場合、ガラスの溶融温度が高く
なるため、絶縁体磁器の焼成温度が高くなることがあ
る。一方、Ｂ2Ｏ3の含有量が５０重量％を超える場合、
絶縁体磁器の化学的安定性が低下することがある。
【００２６】酸化ケイ素は、ＳｉＯ2換算で１３〜４０
重量％含有されることが好ましい。酸化ケイ素は、Ｌｉ
2ＭｇＳｉＯ4やＭｇ2ＳｉＯ4などの高いＱ値を有する結
晶相を析出する。ＳｉＯ2の含有量が１３重量％未満で
ある場合、絶縁体磁器の化学的安定性が低下することが
ある。一方、ＳｉＯ2の含有量が４０重量％を超える場
合、ガラスの溶融温度が高くなるとともに、絶縁体磁器
のＱ値が低下することがある。
【００２７】酸化リチウムは、Ｌｉ2Ｏ換算で３〜１５
重量％含有されることが好ましい。酸化リチウムは、高
いＱ値を有するＬｉ2ＭｇＳｉＯ4結晶相を析出する。Ｌ
ｉ2Ｏの含有量が３重量％未満である場合、絶縁体磁器
のＱ値が低下することがある。一方、Ｌｉ2Ｏの含有量
が１５重量％を超える場合、Ｑ値が低下したり、化学的
安定性が低下することがある。
【００２８】酸化マグネシウムは、ＭｇＯ換算で２５〜
５５重量％含有されることが好ましい。酸化マグネシウ
ムは、ガラスの溶融温度を下げるとともに、ＭｇＡｌ2
Ｏ4，Ｍｇ3Ｂ2Ｏ6，Ｍｇ2Ｂ2Ｏ5，Ｍｇ2ＳｉＯ4などの
高いＱ値を有する結晶相を析出する。ＭｇＯの含有量が
２５重量％未満である場合、絶縁体磁器のＱ値が低くな
ることがある。一方、ＭｇＯの含有量が５５重量％を超
える場合、ガラスの作製が困難になることがある。
【００２９】酸化亜鉛は、ＺｎＯ換算で０〜２０重量％
含有されることが好ましい。酸化亜鉛は、絶縁体磁器の
焼成温度を下げる作用を有する。酸化亜鉛は任意成分で
あるが、ＺｎＯの含有量が２０重量％を超える場合、絶
縁体磁器の化学的安定性が低下することがある。
【００３０】酸化銅は、ＣｕＯ換算で０〜１０重量％含
有されることが好ましい。酸化銅は、絶縁体磁器の焼成
温度を下げる作用を有する。酸化銅は任意成分である
が、ＣｕＯの含有量が１０重量％を超える場合、絶縁体
のＱ値が低下することがある。
【００３１】酸化アルミニウムは、Ａｌ2Ｏ3換算で０〜
２０重量％含有されることが好ましい。酸化アルミニウ
ムは、絶縁体磁器の化学的安定性を向上させる作用を有
する。酸化アルミニウムは任意成分であるが、Ａｌ2Ｏ3
の含有量が２０重量％を超えると、絶縁体磁器の焼結性
が低下することがある。
【００３２】酸化カルシウムは、ＣａＯ換算で０〜２０
重量％含有されることが好ましい。酸化カルシウムは、
絶縁体磁器の焼結性を向上させる作用を有する。酸化カ
ルシウムは任意成分であるが、ＣａＯの含有量が２０重
量％を超えると、絶縁体磁器のQ値が低下することがあ
る。
【００３３】また、上記ＭｇＡｌ2Ｏ4系セラミックと上
記ホウケイ酸ガラスとの重量比は、ｊ２０：８０〜８
０：２０の範囲にあることが好ましい。この範囲よりＭ
ｇＡｌ 2Ｏ4系セラミックの重量比が大きくなると、絶縁
体磁器の焼結性が低下することがある。一方、この範囲
よりホウケイ酸ガラスの重量比が大きくなると、絶縁体
磁器のＱ値が低下することがある。
【００３４】
【実験例】以下、本発明に係る絶縁体磁器の製造方法、
および得られた絶縁体磁器を評価した際の実験結果を記
載する。
【００３５】まず、原料粉末としてＭｇ（ＯＨ）2とＡ
ｌ2Ｏ3の粉末を用い、化学量論比組成でＭｇＡｌ2Ｏ4と
なるように秤量し、１６時間湿式混合した後、乾燥し、
この混合物を１３５０℃で２時間仮焼した後、粉砕して
ＭｇＡｌ2Ｏ4粉末を作製した。
【００３６】一方、下記の表１に示す組成比を有するよ
うに、Ｂ2Ｏ3，ＳｉＯ2，Ｌｉ2Ｏ，ＭｇＯ，ＺｎＯ，Ｃ
ｕＯ，Ａｌ2Ｏ3，ＣａＯをそれぞれ秤量し、十分混合し
た。混合物を１１００℃〜１６００℃の温度で溶融して
急冷した後、湿式粉砕し、下記の表１に示すガラス粉末
Ｇ１〜Ｇ２６を作製した。
【００３７】
【表１】
【００３８】なお、表１に示すガラス粉末のうち、Ｇ１
９およびＧ２６については、上記の溶融温度ではガラス
化できなかった。
【００３９】次に、下記の表２に示す重量比となるよう
に、ＭｇＡｌ2Ｏ4粉末およびガラス粉末Ｇ１〜Ｇ２６を
秤量して混合し、適当量のバインダを加えて造粒し、こ
れを２０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力の下で成形して直径１
２ｍｍ厚さ６ｍｍの成形体を得た。この成形体を８５０
℃〜１０００℃で２時間焼成して、下記の表２に示す絶
縁体磁器試料１〜２６を得た。
【００４０】次に、絶縁体磁器試料１〜２６について、
誘電体共振器法によって１５ＧＨｚにおける比誘電率お
よびＱ値を測定した。また、これらの試料を粉砕して、
ＸＲＤ（Ｘ線回折法）により分析し、Ｌｉ2ＭｇＳｉ
Ｏ4，ＭｇＡｌ2Ｏ4，Ｍｇ3Ｂ2Ｏ 6，Ｍｇ2Ｂ2Ｏ5，Ｍｇ2
ＳｉＯ4，ＣａＳｉＯ3の各結晶相の存在を調べた。その
結果を表２に示す。なお、表中において、ＬＭＳはＬｉ
2ＭｇＳｉＯ4、ＳＰはＭｇＡｌ2Ｏ4、ＫＯはＭｇ3Ｂ2Ｏ
6、ＳＵはＭｇ2Ｂ2Ｏ5、ＦＯはＭｇ2ＳｉＯ4、ＣＳはＣ
ａＳｉＯ3の各結晶相を示す。また、表中の※印がつい
た試料は、本発明の請求範囲外である。
【００４１】一方、上記絶縁体磁器試料１〜２６と同じ
重量比となるように、ＭｇＡｌ2Ｏ4粉末およびガラス粉
末Ｇ１〜Ｇ２６を秤量して混合し、適当量のバインダを
加えてセラミックスラリーを作製した。次に、このセラ
ミックスラリーをドクターブレード法によってシート状
に成形して乾燥させ、適当な大きさにカットして厚さ５
０μｍのセラミックグリーンシートシートを作製した。
次に、このセラミックグリーンシートシート上にＣｕペ
ーストをスクリーン印刷によって印刷し、Ｃｕペースト
が印刷されたセラミックグリーンシートを８枚、その上
下にＣｕペーストが印刷されていないセラミックグリー
ンシートを６枚、計２０枚のセラミックグリーンシート
を積層して圧着し、積層体を得た。なお、Ｃｕペースト
が印刷されたセラミックグリーンシートを積層するにあ
たっては、Ｃｕペーストからなる電極パターンが積層体
の両端面に交互に引き出されるように積層した。次に、
この積層体を８５０〜１０００℃の還元雰囲気中で２時
間焼成した。次に、得られた焼結体の両端面にＣｕから
なる外部電極を形成して、積層コンデンサの試料を作製
した。
【００４２】次に、これらの積層コンデンサの試料を、
１２０℃、９５％ＲＨ、２気圧、ＤＣ５０Ｖ印加という
条件で１００時間、プレッシャークッカーテストを行っ
た。このテストでは、各試料の容量の変化、絶縁抵抗の
劣化の有無、誘電損失の変化を測定し、これらを化学的
安定性の指標とした。具体的には、上記テスト前後で、
容量の変化率が±１．０％以内、誘電損失の変化が±１
０％以内にあるもの、およびテスト後の絶縁抵抗ｌｏｇ
ＩＲの値が１０以上のものを、化学的安定性〇と評価
し、それ以外を×と評価した。その結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】表２から明らかなように、本発明の実施例
である、絶縁体磁器試料１〜１５，１７，１８，２４に
ついては、８５０℃〜１０００℃の低温焼成が可能であ
り、比誘電率が約７と低く、Ｑ値が高く、化学的安定性
に優れている。なお、絶縁体磁器試料１６，２５におい
ては、緻密な焼結体が得られなかった。
【００４５】また、図１において、表２中の絶縁体磁器
試料１３のＸＲＤによる分析結果を示す。図１におい
て、●印はＬｉ2ＭｇＳｉＯ4結晶相に基づくピーク、○
印はＭｇＡｌ2Ｏ4結晶相に基づくピーク、△印はＭｇ3
Ｂ2Ｏ6結晶相に基づくピーク、×印はＭｇ2Ｂ2Ｏ5結晶
相に基づくピーク、▽印はＭｇ2ＳｉＯ4結晶相に基づく
ピークを示す。
【００４６】他方、上述の積層コンデンサを作製すると
きと同様の方法で、ＭｇＡｌ2Ｏ4粉末およびガラス粉末
の重量比が表２中の絶縁体磁器１８と同じになるよう
に、セラミックグリーンシートを作製した。次に、この
セラミックグリーンシートを複数枚圧着、積層して、９
２０℃で０．５時間焼成し、焼結体を作製した。この焼
結体について、ＪＩＳ Ｃ ２１４１に準じて３点曲げ
試験を行い、抗折強度を評価した結果、２８０ＭＰａと
いう高い強度を示した。
【００４７】
【実施例】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、および積層セラ
ミック電子部品の構造的な実施例を説明する。
【００４８】（実施例１）図２は、本発明に係るセラミ
ック多層基板、およびセラミック電子部品の一実施例と
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。
【００４９】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からなる絶縁体セ
ラミック層３ａ，３ｂの間に、例えばチタン酸バリウム
にガラスを加えてなる誘電体セラミック層４が挟まれて
いる。この誘電体セラミック層４は、絶縁体セラミック
層３ａ，３ｂより誘電率が高い。
【００５０】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を挟んで対向するように
配置されることにより、積層コンデンサユニットＣ１，
Ｃ２が形成されている。
【００５１】また、絶縁体セラミック層３ａ，３ｂ、お
よ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。
【００５２】他方、セラミック多層基板２の上面には、
回路素子９〜１１が実装されている。回路素子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
どの回路素子を用いることができる。上記ビアホール電
極６、および内部配線により、これらの回路素子９〜１
１と、コンデンサユニットＣ１，Ｃ２とが電気的に接続
されてセラミック多層モジュール１の回路を構成してい
る。
【００５３】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、回路素子９〜１１やコンデンサユニットＣ１，Ｃ２
と電気的に接続されている。
【００５４】このように、セラミック多層基板２の下面
に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、セラミック多層モジュール１を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。
【００５５】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、回路素子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。
【００５６】セラミック多層モジュール１では、絶縁体
セラミック層３ａ，３ｂが、本発明に係る絶縁体磁器に
より構成されているため、誘電率が低く、Ｑ値が高いと
いう高周波用途に適したセラミック多層モジュールを提
供することができる。さらに、上記絶縁体セラミック層
３ａ，３ｂは化学的安定性に優れ、機械的強度に優れて
いるため、様々な環境に耐え得るセラミック多層モジュ
ールを提供することができる。
【００５７】なお、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。また、誘電体セラミック層４内でコンデンサユニ
ットＣ１、Ｃ２が形成されているため、基板上にチップ
コンデンサを実装する必要がないとともに、内部電極
５，５の面積が比較的小さくても大きな静電容量を得る
ことができるため、基板の小型化を図ることができる。
【００５８】（実施例２）図４〜図６は、本発明に係る
積層セラミック電子部品の一実施例を示す分解斜視図、
外観斜視図、および回路図である。
【００５９】図５に示すこの積層セラミック電子部品２
０は、ＬＣフィルタの完成図である。セラミック焼結体
２１内部には、後述するようにインダクタンスＬおよび
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，２４ｂが形成さ
れており、外部電極２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ間
には、図６に示すＬＣ共振回路が構成されている。
【００６０】次に、セラミック焼結体２１内部の構成
を、図４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。
【００６１】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作製する。
このセラミックスラリーを、ドクターブレード法により
成形し、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。
【００６２】次に、セラミックグリーンシート２１ｃ〜
２１ｊに貫通孔を形成し、ビアホール電極２８を構成で
きるようにする。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，２６ｂ、コンデ
ンサ用内部電極２７ａ〜２７ｃ、コイル導体２６ｃ，２
６ｄを形成するとともに、貫通孔に導電ペーストを充填
してビアホール電極２８を形成する。
【００６３】しかる後、セラミックグリーンシート２１
ａ〜２１ｍを図４に示すように積層し、厚み方向に加圧
し積層体を得る。つぎに、得られた積層体を焼成し、セ
ラミック焼結体２１を得る。
【００６４】上記のようにして得られたセラミック焼結
体２１に、図５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などにより形成す
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。
【００６５】図４から明らかなように、コイル導体２６
ａ，２６ｂにより、図６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。
【００６６】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
構成されているため、実施例１で示したセラミック多層
基板２と同様に、低温焼成により得ることができ、した
がって内部電極としてのコイル導体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と一体焼成するこ
とができる。さらに、比誘電率が高く、かつ高周波域に
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、上記絶縁体磁器は化学的
安定性に優れ、機械的強度が高いため、様々な環境に耐
え得るＬＣフィルタを提供することができる。
【００６７】
【発明の効果】本発明に係る絶縁体磁器は、低誘電率
で、１０００℃以下の低温焼成が可能であるとともに、
ＭｇＡｌ2Ｏ4結晶相およびＬｉ2ＭｇＳｉＯ4結晶相が析
出しているため、Ｑ値が高いとともに化学的安定性に優
れている。したがって、銅や銀などの低融点の金属との
焼結が可能で高周波用途に適した絶縁体磁器を得ること
ができる。
【００６８】また、Ｍｇ3Ｂ2Ｏ6結晶相、Ｍｇ2Ｂ2Ｏ5結
晶相のうち少なくとも一つがさらに析出することによ
り、あるいはＭｇ2ＳｉＯ4結晶相がさらに析出すること
により、さらにＱ値の高い絶縁体磁器を得ることができ
る。
【００６９】また、上記ホウケイ酸ガラスが、酸化ホウ
素をＢ2Ｏ3換算で８〜５０重量％、酸化ケイ素をＳｉＯ
2換算で１３〜４０重量％、酸化リチウムをＬｉ2Ｏ換算
で３〜１５重量％、酸化マグネシウムをＭｇＯ換算で２
５〜５５重量％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で０〜２０重量
％、酸化銅をＣｕＯ換算で０〜１０重量％、酸化アルミ
ニウムをＡｌ2Ｏ2換算で０〜２０重量％、および酸化カ
ルシウムをＣａＯ換算で０〜２０重量％の割合で含有す
る場合、Ｑ値および化学的安定性の面で特に好ましい絶
縁体磁器を得ることができる。
【００７０】また、上記ＭｇＡｌ2Ｏ4系セラミックと上
記ホウケイ酸ガラスとの重量比は、２０：８０〜８０：
２０の範囲にある場合、Ｑ値が高く焼結性が高い絶縁体
磁器を得ることができる。
【００７１】また、本発明に係る絶縁体磁器を用いるこ
とにより、耐環境特性に優れ高周波用途に適したセラミ
ック多層基板、セラミック電子部品、および積層セラミ
ック電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における絶縁体磁器試料１３の
ＸＲＤスペクトルを示す図である。
【図２】本発明に係るセラミック多層基板、およびセラ
ミック電子部品の一実施例としてのセラミック多層モジ
ュールを示す断面図である。
【図３】図２に示したセラミック多層モジュールの分解
斜視図である。
【図４】本発明に係る積層セラミック電子部品の一実施
例を示す分解斜視図である。
【図５】本発明に係る積層セラミック電子部品の一実施
例を示す斜視図である。
【図６】図５に示した積層セラミック電子部品の回路構
成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ セラミック多層モジュール ２ セラミック多層基板 ３ａ，３ｂ 絶縁体セラミック層 ４ 誘電体セラミック層 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 回路素子 ２０ 積層セラミック電子部品 ２１ セラミック焼結体 ２３ａ，２３ｂ 外部電極 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） Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｔ Ｃ０４Ｂ 35/44 １０１ Ｆターム(参考） 4G031 AA01 AA03 AA04 AA25 AA26 AA28 AA29 AA30 BA12 CA01 CA03 4G062 AA08 AA09 AA11 BB05 DA04 DA05 DB01 DB02 DB03 DB04 DC03 DC04 DC05 DD01 DE01 DE02 DE03 DE04 DF01 EA03 EA04 EB01 EC01 ED04 ED05 ED06 EE01 EE02 EE03 EE04 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH04 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM10 MM28 NN32 NN34 PP09 QQ08 5E001 AB03 AE00 AF06 5E346 AA12 AA13 AA36 CC18 CC21 HH06 5G303 AA05 AB05 AB16 BA09 CA03 CB01 CB02 CB16 CB17 CB30

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＭｇＡｌ2Ｏ4系セラミックと、リチウム
    およびマグネシウムを含むホウケイ酸ガラスとからな
    り、ＭｇＡｌ2Ｏ4結晶相およびＬｉ2ＭｇＳｉＯ4結晶相
    が析出していることを特徴とする絶縁体磁器。
  2. 【請求項２】 Ｍｇ3Ｂ2Ｏ6結晶相、Ｍｇ2Ｂ2Ｏ5結晶相
    のうち少なくとも一つがさらに析出していることを特徴
    とする、請求項１に記載の絶縁体磁器。
  3. 【請求項３】 Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶相がさらに析出してい
    ることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の
    絶縁体磁器。
  4. 【請求項４】 前記ホウケイ酸ガラスは、酸化ホウ素を
    Ｂ2Ｏ3換算で８〜５０重量％、酸化ケイ素をＳｉＯ2換
    算で１３〜４０重量％、酸化リチウムをＬｉ2Ｏ換算で
    ３〜１５重量％、酸化マグネシウムをＭｇＯ換算で２５
    〜５５重量％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で０〜２０重量
    ％、酸化銅をＣｕＯ換算で０〜１０重量％、酸化アルミ
    ニウムをＡｌ2Ｏ2換算で０〜２０重量％、および酸化カ
    ルシウムをＣａＯ換算で０〜２０重量％の割合で含有す
    ることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか
    に記載の絶縁体磁器。
  5. 【請求項５】 前記ＭｇＡｌ2Ｏ4系セラミックと前記ホ
    ウケイ酸ガラスとの重量比は、２０：８０〜８０：２０
    の範囲にあることを特徴とする、請求項１から請求項４
    のいずれかに記載の絶縁体磁器。
  6. 【請求項６】 複数のセラミック層を積層してなり、前
    記セラミック層の層間および前記セラミック層の内部に
    導体を備えるセラミック多層基板であって、前記セラミ
    ック層は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の絶
    縁体磁器からなる第１のセラミック層を含むことを特徴
    とするセラミック多層基板。
  7. 【請求項７】 前記セラミック層は、前記第１のセラミ
    ック層の少なくとも片面に積層された、前記第１のセラ
    ミック層よりも誘電率が高い第２のセラミック層を含む
    ことを特徴とする、請求項６に記載のセラミック多層基
    板。
  8. 【請求項８】 請求項６または請求項７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、前記セラミック
    層内部の導体と電気的に接続された少なくとも一つの回
    路素子とからなることを特徴とするセラミック電子部
    品。
  9. 【請求項９】 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の
    絶縁体磁器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、前記
    複数の内部電極のいずれか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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009128269A1 (ja) * 2008-04-18 2009-10-22 三井金属鉱業株式会社 スピネル焼結体
WO2010041589A1 (ja) * 2008-10-08 2010-04-15 株式会社村田製作所 複合モジュール
CN107954704A (zh) * 2017-12-13 2018-04-24 谢琦 一种瓷绝缘子及其制备方法
CN112592160A (zh) * 2020-12-23 2021-04-02 嘉兴佳利电子有限公司 一种复相低温共烧陶瓷材料及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009128269A1 (ja) * 2008-04-18 2009-10-22 三井金属鉱業株式会社 スピネル焼結体
WO2010041589A1 (ja) * 2008-10-08 2010-04-15 株式会社村田製作所 複合モジュール
US8461463B2 (en) 2008-10-08 2013-06-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Composite module
CN107954704A (zh) * 2017-12-13 2018-04-24 谢琦 一种瓷绝缘子及其制备方法
CN112592160A (zh) * 2020-12-23 2021-04-02 嘉兴佳利电子有限公司 一种复相低温共烧陶瓷材料及其制备方法
CN112592160B (zh) * 2020-12-23 2022-05-24 嘉兴佳利电子有限公司 一种复相低温共烧陶瓷材料及其制备方法

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