JP2006073903A - セラミック多層基板 - Google Patents

Abstract

【課題】特許文献１のセラミック多層基板の場合には内部導体から内部抵抗体への銀の拡散を抑制する効果が確認されているが、実際には内部導体からだけではなく、セラミック基板のガラス成分が抵抗体中へ拡散すると共に抵抗体中のガラス成分がセラミック層中へ拡散するため、抵抗体と内部導体間の拡散を抑制するだけでは抵抗値の変動を防止し、安定させた高精度な抵抗体を得るには十分ではない。
【解決手段】本発明のセラミック多層基板１０は、ガラスＡを含む複数のセラミック層１１Ａからなる積層体１１と、上下のセラミック層１１Ａの層間に設けられ且つガラスＢを含む厚膜抵抗体１２と、厚膜抵抗体１２と上下のセラミック層１１Ａとの間に設けられ且つガラスＣを主成分とする拡散防止層１３、１４と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、セラミック多層基板に関し、更に詳しくは、高精度の抵抗体を内蔵するセラミックス多層基板に関する。

最近、半導体集積回路等の能動素子と抵抗体やコンデンサ等の受動素子とを複合化して、一つの基板で高機能化、多機能化を実現するハイブリッド集積回路の研究、開発が活発に行われている。半導体素子等の能動素子は急激に高集積化、高密度化が進み、これに伴って基板を含めた受動素子の高密度化、高機能化及び小型化が今後益々重要な課題になってきている。

セラミック多層基板は、ハイブリッド集積回路の受動機能を担い、その内部にコンデンサや抵抗体等の受動素子と、これらを電気的に接続する内部導体と、を備え、これに搭載される能動素子等と協働して電子部品としての多機能化、高機能化を実現している。

しかしながら、セラミック多層基板は焼成工程を経て製造されるため、例えば焼成時に抵抗体用材料と内部導体用材料との間で拡散現象が生じ、所定の抵抗値を有する抵抗体を得られないという、セラミック多層基板に特有の問題がある。そこで、例えば特許文献１には高精度な厚膜抵抗体を内蔵するセラミック多層基板が提案されている。このセラミック多層基板の場合には、厚膜抵抗体と接続する内部導体に銀系導体材料にパラジウムを添加し、銀−パラジウム合金からなる内部導体を用いることにより、銀の内部抵抗体中への拡散が抑えられ、抵抗体長と抵抗値の関係が比例関係となる高精度な厚膜抵抗体を得ている。

特開平０８−２９８３８２号公報

しかしながら、特許文献１のセラミック多層基板の場合には内部導体から内部抵抗体への銀の拡散を抑制する効果が確認されているが、実際には内部導体からだけではなく、セラミック基板のガラス成分が抵抗体中へ拡散すると共に抵抗体中のガラス成分がセラミック層中に拡散して、セラミック基板と抵抗体間でガラス成分が相互拡散する現象が生じるため、抵抗体と内部導体間の拡散を抑制するだけでは抵抗値の変動を防止し、安定させた高精度な抵抗体を得るには十分ではないという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、抵抗値のバラツキを抑制し、防止することができる高精度な厚膜抵抗体を有するセラミック多層基板及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に記載のセラミック多層基板は、ガラスＡを含む複数のセラミック層からなる積層体と、上記セラミック層の間に設けられ且つガラスＢを含む厚膜抵抗体と、上記厚膜抵抗体と上記セラミック層との間に設けられ且つガラスＣを主成分とする拡散防止層と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載のセラミック多層基板は、請求項１に記載の発明において、上記ガラスＣは結晶化ガラスであり、この結晶化ガラスは、少なくとも一部がガラスＡの軟化温度及びガラスＢの軟化温度で結晶化し得ることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に記載のセラミック基板は、請求項１に記載の発明において、上記ガラスＣは非晶質ガラスであり、この非晶質ガラスは、その軟化温度をＴｇ_Ｃとしたとき、Ｔｇ_Ａ＜Ｔｇ_Ｃ及びＴｇ_Ｂ＜Ｔｇ_Ｃ（但し、Ｔｇ_Ａはセラミック層中のガラスＡの軟化温度を表し、Ｔｇ_Ｂは厚膜抵抗体中のガラスＢの軟化温度を表す）の関係を満足することを特徴とするものである。

本発明の請求項４に記載のセラミック基板は、請求項３に記載の発明において、（Ｔｇ_Ｃ−Ｔｇ_Ａ）が２００℃以上であり、且つ、（Ｔｇ_Ｃ−Ｔｇ_Ｂ）が２００℃以上であることを特徴とするものである。

本発明の請求項５に記載のセラミック多層基板は、請求項３または請求項４に記載の発明において、Ｔｇ_Ｂ＜Ｔｇ_Ａであることを特徴とするものである。

本発明の請求項６に記載のセラミック多層基板は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、上記拡散防止層は、上記厚膜抵抗体の面積よりも大きく、且つ、上記厚膜抵抗体の全面を覆うように形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項７に記載のセラミック多層基板は、請求項６に記載の発明において、上記厚膜抵抗体は、その両端がそれぞれ配線導体と接続されており、上記拡散防止層は、上記配線導体をも覆うように形成されていることを特徴とするものである。

本発明の請求項８に記載のセラミック多層基板の製造方法は、ガラスＡを含む、若しくは焼成によってガラスＡが染み出す材料で形成されたセラミックグリーンシート上にガラスＢを含む抵抗体ペースト膜を形成する工程と、上記セラミックグリーンシートと他のセラミックグリーンシートを積層して抵抗体ペーストを含む生の積層体を形成する工程と、上記生の積層体を焼成する工程と、を有し、少なくとも一つの厚膜抵抗体を有するセラミック多層基板を製造する方法であって、上記抵抗体ペースト膜と上記セラミックグリーンシートとの間に上記抵抗体ペースト膜の少なくとも一部を覆うガラスＣを主成分とする絶縁体ペースト膜を形成する工程を有することを特徴とするものである。

本発明の請求項１〜請求項８に記載の発明によれば、抵抗値のバラツキを抑制し、防止することができる高精度な厚膜抵抗体を有するセラミック多層基板及びその製造方法を提供することができる。

以下、図１〜図３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のセラミック多層基板の一実施形態を示す断面図で、（ａ）は全体を示す図、（ｂ）は（ａ）の四角の枠内を拡大して示す図、図２は図１の（ｂ）に示す拡散防止層、厚膜抵抗体及び面内配線導体の関係を示す平面図、図３の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のセラミック多層基板の他の実施形態を示す断面図で、（ａ）は全体を示す図、（ｂ）はその要部を示す図、図４は図３に示すセラミック多層基板を製造する際の生の積層体を示す断面図である。

本実施形態のセラミック多層基板１０は、例えば図１、図２に示すように、複数のセラミック層１１Ａを積層してなる積層体１１と、積層体１１の最上層のセラミック層１１Ａとその下層のセラミック層１１Ａとの間に設けられた厚膜抵抗体１２と、厚膜抵抗体１２とその上下のセラミック層１１Ａ、１１Ａとの間にそれぞれ設けられた略同一の大きさの上下の拡散防止層１３、１４と、上下のセラミック層１１Ａ、１１Ａの間に適宜設けられた面内配線導体１５と、上下の面内配線導体１５、１５を電気的に接続するビア導体１６と、ビア導体１６を介して面内配線導体１５と接続され且つ積層体１１の上下両面に所定のパターンで設けられた外部端子電極１７、１８と、を有している。

図１、図２に示すように、厚膜抵抗体１２は左右両端部が面内配線導体１５、１５に接続されて導通するようになっている。厚膜抵抗体１２に接続された面内配線導体１５、１５は、図２に示すように、厚膜抵抗体１２の幅方向の全長に渡って接続された接続部１５Ａ、１５Ａと、それぞれの接続部１５Ａ、１５Ａから厚膜抵抗体１２の外方へ延びる引き出し部１５Ｂ、１５Ｂと、を有している。

また、下側の拡散防止層１３は、図２に示すように厚膜抵抗体１２及び面内配線導体１５、１５の接続部１５Ａ、１５Ａそれぞれを覆う大きさに形成され、上側の拡散防止層１４とで厚膜抵抗体１２及び接続部１５Ａ、１５Ａ全面を挟み、これらを上下のセラミック層１１Ａ、１１Ａから遮断している。つまり、上下の拡散防止層１３、１４は、上下から厚膜抵抗体１２を挟むことによって、後述するようにセラミック多層基板１０としての焼成工程で厚膜抵抗体１２と上下のセラミック層１１Ａとの間におけるガラス成分の相互拡散を防止し、厚膜抵抗体１２の抵抗値のバラツキを抑制し、抵抗値の安定した高精度の抵抗体を得ることができる。拡散防止層１３、１４は、厚膜抵抗体１２の全面を覆っていることが好ましいが、厚膜抵抗体１２の少なくとも一部を覆っていれば、厚膜抵抗体１２と上下のセラミック層１１Ａとの間におけるガラス成分の相互拡散を抑制し、厚膜抵抗体１２の抵抗値のバラツキを抑制することができる。

また、図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、拡散防止層１３は、厚膜抵抗体１２の下側（一方の主面側）にのみ設けても良い。上側（他方の主面側）のセラミック層１１Ａ中のガラス成分の軟化温度が厚膜抵抗体１２中のガラス成分の軟化温度よりも高い場合には、後述のように厚膜抵抗体１２中のガラス成分が流動化しても上側のセラミック層１１Ａ中のガラス成分が軟化せず、厚膜抵抗体１２中のガラス成分が上側のセラミック層１１Ａ内に拡散せず、厚膜抵抗体１２のガラス成分の減少による抵抗値の変動を抑制し、防止することができる。尚、図３の（ａ）、（ｂ）に示すセラミック多層基板１０Ａは、拡散防止層１３を厚膜抵抗体１２の下側にのみ設けた以外は図１の（ａ）、（ｂ）に示したセラミック多層基板１０と同様に構成されている。

而して、上記セラミック層１１Ａは、ガラスＡを含むセラミック材料によって形成されたものであれば良く、セラミック材料自体は特に制限されない。しかし、セラミック材料としては、低温焼結セラミック材料を用いることが好ましい。低温焼結セラミック材料は、１０００℃以下の温度で焼成することができるセラミック材料のことを云う。低温焼結セラミック材料としては、例えば、アルミナやフォルステライト、コージェライト等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラス等のガラスを混合したガラス複合系材料、ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系セラミック粉末やＡｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_３系セラミック粉末等の非ガラス系材料（出発原料の段階ではガラスが含まれていないが、焼成が進むにつれてガラスが染み出す材料）等を用いることができる。低温焼結セラミック材料を用いることによって、面内配線導体、ビア導体及び外部端子電極等の配線パターンとして、ＡｇまたはＣｕ等の低抵抗で低融点をもつ金属材料を用いることができ、配線パターンと低温焼結セラミック材料との共焼成を行うことができる。

厚膜抵抗体１２は、例えば酸化ルテニウムを主成分とする導電性成分と、酸化ルテニウムの焼結を促進するガラスＢとを含んでいる。導電性成分は、抵抗体としての主成分である酸化ルテニウムに加え、導電性を付与するＡｇ等の導電性材料を含んでいても良い。ガラスＢは、厚膜抵抗体１２としての焼結を促進すると共に、低温焼結セラミック材料との同時焼成を可能にする成分である。ガラスＢとしては、特に制限されないが、例えばＢ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＰｂＯ−ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３等のガラス成分を好ましく用いることができる。導電性成分とガラスＢの配合比は、必要とする抵抗値によって適宜調整することができる。ガラスＢは、厚膜抵抗体１２の焼結時に軟化して流動化し、セラミック層等の隣接層との間で相互拡散して厚膜抵抗体１２の抵抗値が変動する虞がある。そこで、本実施形態では厚膜抵抗体１２と隣接するセラミック層１１Ａとの間に拡散防止層１３、１４が設けられている。

拡散防止層１３、１４は、厚膜抵抗体１２と上下のセラミック層１１Ａとの間でそれぞれのガラス成分であるガラスＡとガラスＢとが相互拡散することを防止する機能を有している。この相互拡散は、ガラスＡの軟化温度Ｔｇ_ＡとガラスＢの軟化温度Ｔｇ_Ｂとが近い場合に顕著になる。拡散防止層１３、１４は、ガラスＣを含むセラミック材料によって形成されている。セラミック材料としては、セラミック層と同様に低温焼結セラミック材料を好ましく用いることができる。ガラスＣとしては、結晶化ガラス、非晶質ガラスのいずれも用いることができる。ここで、非晶質ガラスとは、アモルファスなガラスで、溶融加熱、冷却に対して可逆的な性質を示すものを云い、結晶化ガラスとは、加熱、冷却によりガラス中に核が形成され、その核を基に結晶を成長、析出させた失透ガラスで、冷却温度や時間により核成長が変化するものを云う。

ガラスＣとして結晶化ガラスを用いる場合には、結晶化ガラスとしては、ガラスＡの軟化温度Ｔｇ_Ａ及びガラスＢの軟化温度Ｔｇ_Ｂで少なくとも一部が結晶化し得るものが好ましい。ガラスＣとしてこのような結晶化ガラスを用いることによって、セラミック層中のガラスＡ及び厚膜抵抗体１２のガラスＢがそれぞれ軟化する時点で、ガラスＣの少なくとも一部が結晶化しているため、この結晶化部分が障壁となってガラスＡ、Ｂの相互拡散を抑制して、厚膜抵抗体１２の抵抗値の変動を最小限に抑制し、防止することができる。結晶化ガラスとしては、特に制限されないが、例えばＢ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＣａＯ系ガラス、Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラス等が用いられる。

また、ガラスＣとして非晶質ガラスを用いる場合には、非晶質ガラスとしては、ガラスＡ、Ｂそれぞれの軟化温度Ｔｇ_Ａ、Ｔｇ_Ｂより高い軟化温度Ｔｇ_Ｃを有することが好ましい。即ち、Ｔｇ_Ｃは、Ｔｇ_Ａ＜Ｔｇ_Ｃ及びＴｇ_Ｂ＜Ｔｇ_Ｃの関係を満足することが好ましい。この関係を満足することによって、セラミック層１１Ａ中のガラスＡ及び厚膜抵抗体１２中のガラスＢが軟化し、流動化しても拡散防止層１３、１４中のガラスＣは軟化しないため、ガラスＣによってガラスＡ、Ｂの相互拡散を確実に防止することができ、厚膜抵抗体１２の抵抗値の変動を抑制し、防止することができる。換言すれば、軟化温度Ｔｇ_Ｃが軟化温度Ｔｇ_Ａ及び軟化温度Ｔｇ_Ｂの双方より低い場合には、焼成時に、拡散防止層１３、１４中のガラスＣが他のガラスＡ、Ｂより先に軟化、流動化し、セラミック層中のガラスＡと厚膜抵抗体中のガラスＣとがガラスＣを介して相互拡散し、もって厚膜抵抗体１２の抵抗値が変動することがある。非晶質ガラスとしては、特に制限されないが、例えばＢ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラス、Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系ガラス等が用いられる。

また、ガラスＡ、Ｂ、Ｃそれぞれの軟化温度は、（Ｔｇ_Ｃ−Ｔｇ_Ａ）が２００℃以上で、（Ｔｇ_Ｃ−Ｔｇ_Ｂ）が２００℃以上の関係を満足することが好ましい。この関係を満足することによって、焼成時に拡散防止層１３、１４のガラスが軟化することなく、ガラスＡ、Ｂ間の相互拡散をより確実に防止できる。

また、ガラスＡ、Ｂそれぞれの軟化温度は、Ｔｇ_Ｂ＜Ｔｇ_Ａの関係を満足することが好ましい。ガラスＡの軟化温度Ｔｇ_ＡがガラスＢの軟化温度Ｔｇ_Ｂよりも高いと、厚膜抵抗体１２中にセラミック層１１Ａ中のガラスＡが拡散することをより確実に防止することができる。換言すれば、セラミック層１１Ａ中のガラスＡの軟化温度Ｔｇ_Ａが厚膜抵抗体１２中のガラスＢの軟化温度Ｔｇ_Ｂよりも低いと、セラミック層１１Ａ中のガラスＡが未焼結状態の厚膜抵抗体１２中に入り込み、厚膜抵抗体１２の抵抗値の変動を引き起こし易い。

また、拡散防止層１３、１４は、厚膜抵抗体１２の面積よりも大きく、且つ、厚膜抵抗体１２の全面を覆うように形成されていることが好ましい。拡散防止層１３、１４が厚膜抵抗体１２の全面を覆うことによって、厚膜抵抗体１２とセラミック層１１Ａとの間のガラスＡ、Ｂの相互拡散をより確実に防止することができる。更に、厚膜抵抗体１２の両端には面内配線導体１５、１５がそれぞれと接続されている。そして、拡散防止層１３、１４は、面内配線導体１５、１５の接続部をも覆うように形成されていることが好ましい。拡散防止層１３、１４が厚膜抵抗体１２の全面は勿論のこと、面内配線導体１５、１５の接続部をも覆っているため、拡散防止層１３、１４によって厚膜抵抗体１２とセラミック層１１Ａとの間のガラスＡ、Ｂの相互拡散をより確実に防止することができる。

以下、具体的な実施例に基づいて本発明のセラミック多層基板について説明する。

実施例１
本実施例では、下記組成を有する、抵抗ペースト、セラミックグリーンシートＡ、Ｂ及び絶縁体ガラスペーストを用いて図１に示すセラミック多層基板１０を作製した。

（１）抵抗ペースト（厚膜抵抗体用）の組成
ａ）導電性成分；ＲｕＯ_２＋Ａｇ（但し、ＲｕＯ_２が９９重量％以上）
ｂ）非晶質ガラス成分；Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＰｂＯ−ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系ガラス
ｃ）導電性成分：非晶質ガラス成分（重量比）＝３５：６５
ｄ）非晶質ガラスの軟化温度Ｔｇ_Ｂ＝４８０℃

（２）セラミックグリーンシートＡの組成
ａ）セラミック成分；Ａｌ_２Ｏ_３
ｂ）結晶化ガラス成分；Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＣａＯ系ガラス
但し、Ｂ_２Ｏ_３＝５重量％、ＳｉＯ_２＝５０重量％、ＣａＯ＝４５重量％
ｃ）セラミック成分：結晶化ガラス成分（重量比）＝１：１
ｄ）結晶化ガラスの軟化温度Ｔｇ_Ａ＝８０５℃

（３）セラミックグリーンシートＢの組成
ａ）セラミック成分；ＴｉＯ_２−ＣａＴｉＳｉＯ_５
ｂ）非晶質ガラス成分；ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ−ＣａＯ系ガラス
但し、ＳｉＯ_２＝８重量％、Ｂ_２Ｏ_３＝３５重量％、ＺｎＯ＝４１重量％、ＣａＯ＝１６重量％
ｃ）セラミック成分：非晶質ガラス成分（重量比）＝７：３
ｄ）結晶化ガラスの軟化温度Ｔｇ_Ａ＝５００℃

（４）絶縁体ガラスペースト（拡散防止層用）の組成
ａ）セラミック成分；Ａｌ_２Ｏ_３
ｂ）結晶化ガラス成分；Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＣａＯ系ガラス
但し、Ｂ_２Ｏ_３＝１０重量％、ＳｉＯ_２＝４５重量％、ＣａＯ＝４５重量％
ｃ）セラミック成分：結晶化ガラス成分（重量比）＝１：１
ｄ）結晶化ガラスの軟化温度Ｔｇ＝８７０℃
結晶化開始温度＝４６０℃

（５）セラミック多層基板の作製
予め調製されたセラミックグリーンシートＢ上にスクリーン印刷によって絶縁体ガラスペースト、抵抗ペースト及びＡｇ系の導電性ペーストの順にそれぞれ印刷し、乾燥させた。抵抗ペースト膜１２’の乾燥膜厚は１３μｍ、絶縁体ガラスペースト膜１３’の乾燥膜厚は１０μｍであった。また、絶縁体ガラスペースト膜１３’は、抵抗ペースト膜１２’の１５０％の面積を有し、抵抗ペースト膜１２’を完全に覆っている。即ち、抵抗ペースト膜１２’の下側にのみ拡散防止層となる絶縁体ガラスペースト膜１３’を印刷した。また、セラミックグリーンシートＡ、Ｂには所定のパターンで面内配線導体用の導電性ペースト１５’を印刷すると共に所定のパターンで形成されたビアホール内に導電性ペースト１６’を充填した。尚、図４では焼成前は生の積層体を１１’として示し、図３の（ａ）では焼成後は積層体１１として示す。

次いで、図４に示すように、複数のセラミックグリーンシートＡとセラミックグリーンシートＢとを、セラミックグリーンシートＢを所定の位置に含むように積層して複数のセラミックグリーンシート層１１Ａ’からなる生の積層体１１’を得た。この生の積層体１１’は抵抗ペースト膜１２’、絶縁体ガラスペースト膜１３’、面内配線導体用の導電性ペースト膜１５’及びビア導体用の導電性ペースト１６’を内蔵している。そして、この生の積層体１１’の上下にその焼結温度では焼結しない、Ａｌ_２Ｏ_３を主成分とするセラミックグリーンシートを拘束層１１Ｂ’として配置した。この拘束層１１Ｂ’によって生の積層体１１’は、その焼成時にその平面方向には実質的に収縮しない。

次いで、６０℃の水槽内で１７８Ｍｐａの圧力で生の積層体１１’の静水圧プレスを行った。その後、バッチ炉において生の積層体１１’をピーク温度８７０℃、キープ時間１０分間で焼成し、焼成後に上下の拘束層１１Ｂ’を取り除き、表１に示すシート抵抗値を有する厚膜抵抗体１２（図３の（ａ）、（ｂ）参照）を内蔵するセラミック多層基板（試料Ｎｏ．１〜４）を得た。このセラミック多層基板は、図３の（ａ）、（ｂ）にセラミック多層基板１０として示した。

（６）試料の評価
試料Ｎｏ.１〜４のセラミック多層基板それぞれの厚膜抵抗体１２について四端子法による抵抗値の測定を行い、その結果を表１に示した。また、試料Ｎｏ.１〜４のセラミック多層基板それぞれの波長分散型Ｘ線分析法（ＷＤＸ）によって、厚膜抵抗体にのみ含まれるガラス成分Ｐｂの分析を行うことによってセラミック層１１Ａへのガラス成分の拡散度合いを調べた。

表１に示す結果によれば、試料Ｎｏ．１〜４のセラミック多層基板の場合には、所定のシート抵抗値を得ることができ、また、同一製造ロット内での抵抗値のバラツキも最大でも１２％と小さく、良好な厚膜抵抗体１２が得られることが判った。また、ＷＤＸ分析の結果によれば、厚膜抵抗体１２中のガラスＢがセラミック層１１Ａに拡散していないことが観察された。これらのことから、厚膜抵抗体１２と下側のセラミック層１１Ａとの間に拡散防止層１３を設けることによって厚膜抵抗体１２から下側のセラミック層１１ＡへのガラスＢの拡散が観察されず、ガラスＢの拡散を抑制し、あるいは防止することができ、安定した抵抗値を高精度で得られることが判った。厚膜抵抗体１２と上側のセラミック層１１Ａとの間には拡散防止層を設けなかったが、厚膜抵抗体１２から上側のセラミック層１１ＡへのガラスＢの成分Ｐｂの拡散は観察されなかった。これは、上側のセラミック層１１Ａ中のガラスＡと厚膜抵抗体１２中のガラスＢとの軟化温度に大きな差があるため、厚膜抵抗体１２中のガラスＢの成分Ｐｂが上側のセラミック層１１Ａに入り込まなかったものと考えられる。

比較例１
本比較例では、拡散防止層を設けないこと以外は実施例１と同一要領でセラミック基板（試料Ｎｏ．１’〜４’）を作製し、実施例１と同様に抵抗値を測定し、その結果を表２に示した。また、試料Ｎｏ．１’〜４’のセラミック多層基板についてＷＤＸ分析を行って厚膜抵抗体のガラスＢの拡散について観察した。

表２に示す結果によれば、厚膜抵抗体の抵抗値は所定のシート抵抗値に対して小さく、シート抵抗値が１ｋΩ／□の試料３’、１０ｋΩ／□の試料４’では１００Ω／□の試料２’と同程度の抵抗値であることが判った。また、ＷＤＸ分析の結果によれば、厚膜抵抗体中のガラスＢの成分Ｐｂが下側のセラミック層に拡散していることが観察された。これらのことから、厚膜抵抗体中に含まれるガラスＢ（Ｔｇ_Ｂ＝４８０℃）が６００℃以上で流動的になり下側のセラミック層へ拡散し、高シート抵抗を有する抵抗ペーストほどペースト中に占めるガラスＢの割合が高いため、拡散の影響を顕著に受け、抵抗値が大幅に低下することが判った。また、製造ロット内における厚膜抵抗体の抵抗値は、ガラス成分Ｐｂの拡散のバラツキの影響を受け、抵抗値のバラツキが大きくなったものと推定される。また、ＷＤＸ分析の結果、上側のセラミック層全体へのガラス成分Ｐｂの拡散は観察されなかった。これは、上側のセラミック層中のガラス成分の軟化温度Ｔｇ_Ａ（８０５℃）が、厚膜抵抗体中のガラス成分の軟化温度Ｔｇ_Ｂ（４８０℃）と大きく離れているためである。

実施例２
本実施例では、図１の（ａ）、（ｂ）に示すように拡散防止層１３、１４を厚膜抵抗体１２の上下両面に設けたこと以外は実施例１と同様のセラミック多層基板１０を作製した。即ち、実施例１と同様に、セラミックグリーンシートＢ上にスクリーン印刷によって絶縁体ガラスペースト、抵抗ペースト及びＡｇ系の導電性ペーストの順に印刷し、更に導電性ペースト上に絶縁体ガラスペースト印刷し、実施例１と同一要領でセラミックグリーンシートを積層、圧着し、焼成することによって、上下の拡散防止層で厚膜抵抗体が挟まれた、図１に示すセラミック多層基板を得た。

本実施例によれば、厚膜抵抗体１２からのガラス成分Ｐｂの拡散をより確実に防止することができ、抵抗値のバラツキがなく安定した厚膜抵抗体１２をセラミック多層基板１０内に内蔵させることができる。

実施例３
本実施例では、実施例１における拡散防止層１３を形成する絶縁体ガラスペーストの結晶化ガラスに代えて下記組成を有する非晶質ガラスを用いた以外は、実施例１と同一の要領で試料Ｎｏ．５〜８のセラミック多層基板を作製した。

（１）絶縁体ガラスペーストの組成
ａ）セラミック成分；Ａｌ_２Ｏ_３
ｂ）非晶質ガラス成分；Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラス
但し、Ｂ_２Ｏ_３＝３０重量％、ＳｉＯ_２＝４０重量％、ＺｎＯ＝３０重量％
ｃ）セラミック成分：非晶質ガラス成分（重量比）＝１：１
ｄ）非晶質ガラスの軟化温度Ｔｇ＝８７０℃

表３に示す結果によれば、拡散防止層１３中のガラスＣとして結晶化ガラスに代えて非晶質ガラス用いても、拡散防止層１３によってセラミック層１１Ａと厚膜抵抗体１２との間のガラス成分の相互拡散を防止し、実施例１に準じた抵抗値を有し、抵抗値のバラツキの小さく、安定した厚膜抵抗体１２を得られることが判った

また、拡散防止層１３中のガラスＣの軟化温度Ｔｇ_Ｃ（８７０℃）が厚膜抵抗体１２中のガラスＢの軟化温度Ｔｇ_Ｂ（４８０℃）と比較して２００℃以上高いことから、焼成時に拡散防止層１３内のガラスＣが軟化することなく、結晶状態でバリアの役割を果たし、セラミック層１１Ａと厚膜抵抗体１２との間のガラス成分Ｐｂの相互拡散を防止し、抑制することができる。

尚、本発明は上記各実施例に何等制限されるものではなく、本発明の趣旨に反しない限り、本発明に包含される。

本発明は、例えば電子機器等に用いられるセラミック多層基板として好適に用いることができる。

（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のセラミック多層基板の一実施形態を示す断面図で、（ａ）は全体を示す図、（ｂ）はその要部を示す図である。 図１の（ｂ）に示す拡散防止層、厚膜抵抗体及び面内配線導体の関係を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のセラミック多層基板の他の実施形態を示す断面図で、（ａ）は全体を示す図、（ｂ）はその要部を示す図である。 図３に示すセラミック多層基板を製造する際の生の積層体を示す断面図である。

符号の説明

１０ セラミック多層基板
１１ 積層体
１１Ａ セラミック層
１２ 厚膜抵抗体
１３ 拡散防止層

Claims (8)

1. ガラスＡを含む複数のセラミック層からなる積層体と、
   上記複数のセラミック層の層間に設けられ且つガラスＢを含む厚膜抵抗体と、
   上記厚膜抵抗体と上記セラミック層との間に設けられ且つガラスＣを主成分とする拡散防止層と、
   を有することを特徴とするセラミック多層基板。
2. 上記ガラスＣは結晶化ガラスであり、この結晶化ガラスは、少なくとも一部がガラスＡの軟化温度及びガラスＢの軟化温度で結晶化し得ることを特徴とする請求項１に記載のセラミック多層基板。
3. 上記ガラスＣは非晶質ガラスであり、この非晶質ガラスは、その軟化温度をＴｇ_Ｃとしたとき、Ｔｇ_Ａ＜Ｔｇ_Ｃ及びＴｇ_Ｂ＜Ｔｇ_Ｃ（但し、Ｔｇ_Ａはセラミック層中のガラスＡの軟化温度を表し、Ｔｇ_Ｂは厚膜抵抗体中のガラスＢの軟化温度を表す）の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載のセラミック多層基板。
4. （Ｔｇ_Ｃ−Ｔｇ_Ａ）が２００℃以上であり、且つ、（Ｔｇ_Ｃ−Ｔｇ_Ｂ）が２００℃以上であることを特徴とする請求項３に記載のセラミック多層基板。
5. Ｔｇ_Ｂ＜Ｔｇ_Ａであることを特徴とする請求項３または４に記載のセラミック多層基板。
6. 上記拡散防止層は、上記厚膜抵抗体の面積よりも大きく、且つ、上記厚膜抵抗体の全面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のセラミック多層基板。
7. 上記厚膜抵抗体は、その両端がそれぞれ配線導体と接続されており、上記拡散防止層は、上記配線導体をも覆うように形成されている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. ガラスＡを含む、若しくは焼成によってガラスＡが染み出す材料で形成されたセラミックグリーンシート上にガラスＢを含む抵抗体ペースト膜を形成する工程と、上記セラミックグリーンシートと他のセラミックグリーンシートを積層して抵抗体ペーストを含む生の積層体を形成する工程と、上記生の積層体を焼成する工程と、を有し、少なくとも一つの厚膜抵抗体を有するセラミック多層基板を製造する方法であって、
   上記抵抗体ペースト膜と上記セラミックグリーンシートとの間に上記抵抗体ペースト膜の少なくとも一部を覆うガラスＣを主成分とする絶縁体ペースト膜を形成する工程を有することを特徴とするセラミック多層基板の製造方法。

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