JP2608289B2 - セラミツク及びこれを用いた回路基体と電子回路基体並びにセラミツクの製造方法 - Google Patents

セラミツク及びこれを用いた回路基体と電子回路基体並びにセラミツクの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は誘電体磁器基体等の電子材料として利用する
ことのできるセラミツク及びこのセラミツクを用いた回
路基体と電子回路基体、並びにセラミツクの製造方法に
関する。
〔従来の技術〕
従来、電子回路基体は、導体回路のみ、導体回路と抵
抗、もしくは導体回路と抵抗と限られた範囲のコンデン
サーを具備して構成され、その他の機能部分は、素子と
して分離して基体に装着されていた。
即ち、例えば、従来の磁器基板に於いては、導体と抵
抗体の内蔵基板が中心であり、コンデンサーはチツプ部
品等として半田付けにより装着されていた。この為、電
子回路の小型化には限界があった。第14図にその１例を
示す。111は磁器基板、112は導体回路、113は抵抗体、1
14はチツプコンデンサーである。
近年、同一の磁器基板内で誘電率を変化させる事によ
り、基板内に複数個のコンデンサーを内蔵させようとす
る試みがなされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来、同一基板内に異なった誘電体部
分を形成する方法が非常に難しく、例えば積層セラミツ
クコンデンサーを作製する場合の煩雑さを考えれば自明
である様に、複数個のコンデンサーを内蔵する基板は、
未だ実現乃至実用化されていないのが現状である。又、
高誘電率の部分を限られた構造スペースのなかで動作上
互いに影響を及ぼし合わない程度に素子機能部分として
十分に分離された状態にすることも、重要な技術的課題
となっていた。
更に、この様な電子部品乃至は回路基体にまつわる機
能部分の分離内蔵の問題点は、誘電体磁器に限らず、セ
ラミツク内に２つ以上の同種又は異種の機能部分を形成
しようとする場合に、普く顕現されていた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の第１の目的は、複数の機能部分を十分に分離
された状態で画成して内蔵し得るセラミツク及びその製
造方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、前述した様に複数の機能部分
を十分に分離された状態で画成して内蔵し得るセラミツ
クによって構成されることにより、互いに素子機能部分
として十分に分離された状態で複数の電子部品構成単位
を内蔵し得る回路基体並びに電子回路基体を提供するこ
とにある。
上記第１の目的は、TiO2 49.50〜54.00モル％およびS
rO 50.50〜46.00モル％から成る主成分100モル部に対
し、MnO2 0.50〜5.30モル部及びY2O3 0.02〜0.40モル部
が含有されている半導体磁器の結晶粒界に絶縁層を有す
る誘電体磁器から成る第１の領域と、該第１の領域の組
成に、前記主成分100モル部に対して0.40〜5.00モル部
のAl2O3及び0.05〜2.00モル部のSiO2が更に含有された
組成を有する誘電体磁器から成る第２の領域と、が同一
の基体中に画成されていることを特徴とするセラミツク
によって達成される。
また上記第１の目的は、TiO2 49.50〜54.00モル％及
びSrO 50.50〜46.00モル％から成る主成分100モル部に
対し、MnO2 0.50〜5.30モル部及びY2O3 0.02〜0.40モル
部が含有されている成形体の表面の一部に、Al2O3 60〜
98モル％及びSiO2 2〜40モル％有する混合物及び／また
は化合物を供給した後、前記Al2O3及びSiO2を前記成形
体の内部に拡散する工程を有することを特徴とするセラ
ミツクの製造方法によって達成される。
上記第２の目的は、TiO2 49.50〜54.00モル％及びSrO
50.50〜46.00モル％から成る主成分100モル部に対し、
MnO2 0.50〜5.30モル部及びY2O3 0.02〜0.40モル部が含
有されている半導体磁器の結晶粒界に絶縁層を有する誘
電体磁器から成る第１の領域と、該第１の領域の組成
に、前記主成分100モル部に対して0.40〜5.00モル部のA
l2O3及び0.05〜2.00モル部のSiO2が更に含有された組成
を有する誘電体磁器から成る第２の領域と、が同一の基
体中に画成されているセラミツクの内部乃至は周囲に電
極を有することを特徴とする回路基体、並びに、TiO2 4
9.50〜54.00モル％及びSrO 50.50〜46.00モル％から成
る主成分100モル部に対し、MnO2 0.50〜5.30モル部及び
Y2O3 0.02〜0.40モル部が含有されている半導体磁器の
結晶粒界に絶縁層を有する誘電体磁器から成る第１の領
域と、該第１の領域の組成に、前記主成分100モル部に
対して0.40〜5.00モル部のAl2O3及び0.05〜2.00モル部
のSiO2が更に含有された組成を有する誘電体磁器から成
る第２の領域と、が同一の基体中に画成されているセラ
ミツクの内部乃至は周囲に電極を有し、前記セラミツク
上に該電極に接続された電子回路部品が装着されている
ことを特徴とする電子回路基体によって達成される。
〔実施例〕
本発明のセラミツクを、例えば電子材料セラミツクと
して利用する場合、本発明のセラミツク内に形成し得る
前記機能部分として、例えばコンデンサーを構成する誘
電体、或いは導体、半導体、抵抗体、絶縁体、ダイオー
ド、トランジスター等の電子部品構成単位を例示するこ
とができる。本発明に於いてこれらの機能部分は、前記
第１の領域又は第２の領域に於いて形成可能であり、
又、これらの領域の組み合せ、これらの領域とこれらの
領域以外の領域の組合せ、或いはこれらの領域以外の領
域に於いても形成可能である。
又、例えば、前記第２の領域を介在させて２つ以上の
前記第１の領域を分離して配置したり、或いはその逆に
前記第１の領域を介在させて２つ以上の前記第２の領域
を分離して配置したりすれば、前記第１の領域或いは第
２の領域により構成される２つ以上の機能部分を十分に
分離された状態で形成することができる。又、第１の領
域と第２の領域を共に機能部分として使用することもで
きる。
本発明に係る第２の領域は、使用するAl2O3とSiO2の
夫々の量、及びこれらの比を自在に選択することにより
特性の異なる領域として利用することができ、所望に応
じて、各種機能部分として利用することもできるし、あ
るいは機能部分を分割するための領域等として利用する
こともできる。従って、セラミツク内にAl2O3及びSiO2
が存在する部分を１つ又は２つ以上形成することによ
り、１つ又は２つ以上の所望する個数の機能部分を十分
に分離された状態で画成し得る。
本発明のセラミツクを、例えば電子材料セラミツクと
して利用する場合、好ましくは第１の領域の機能部分と
して、例えば半導体、コンデンサーを構成するための誘
電体、導体、抵抗体、絶縁体、ダイオード、トランジス
ター等の電子部品構成単位を例示することができる。ま
た第１の領域の機能部分を分割する場合の第２の領域と
しては、好ましくは例えば、半導体、導体、抵抗体に対
する絶縁体、コンデンサーを構成するための高誘電体に
対する低誘電体などを挙げることができる。
例えば、機能部分としてコンデンサーを構成する誘電
体の領域を形成する場合、本発明によるAl2O3及びSiO2
が拡散等により存在する領域を、前記コンデンサーを構
成する誘電体の領域を分離するための領域として利用す
ることができる。
本発明方法のセラミツクの１例として、板状の誘電体
磁器基体について、前記コンデンサーを構成する誘電体
の領域（第１の領域）及びAl2O3及びSiO2が拡散等によ
り存在する部分を用いて形成される低誘電率の領域（第
２の領域）の形状例を第１図乃至第３図に示す。
第１図乃至第３図の例に於いて、１は板状誘電体磁器
基体、Ａは第１の領域、Ｂは第２の領域である。
第１図に於いては、板状誘電体磁器基体１の両主面に
到達する断面矩形の第２の領域Ｂが設けられ、この領域
Ｂを挟んで、２つの互いに分離された第１の領域A,Aが
設けられている。
第２図の例では、磁器１の両主面の夫々の表層部分に
断面矩形の第２の領域B,Bが設けられ、これらの領域B,B
を挟んで、２つの互いに分離された第１の領域A,Aが設
けられている。
第３図の例では、磁器１の一方の主面の表層部分に断
面矩形の第２の領域Ｂが設けられ、この領域Ｂを挟ん
で、２つの互いに分離された第１の領域A,Aが設けられ
ている。
なお、第１図乃至第３図の例では、第２の領域Ｂを１
つ又は２つ設けているが、これに限定されず、所望する
機能部分（第１の領域）の数に応じて決めることがで
き、３つ以上の領域を設けてもよいことは、言うまでも
ない。
前記第１の領域を、コンデンサーを構成するための誘
電体の領域とする場合、第１の誘電体磁器は、高誘電率
であることが必要であるが、これと併せて誘電損失や容
量の温度変化率等、誘電体自体やコンデンサーを構成し
た場合の特性が実用上好ましいものであることが望まれ
る。
この場合、第１の誘電体磁器の誘電率としては、35,0
00以上であることが好ましい。これによって、セラミツ
クの形状的な条件を入れても、コンデンサー容量として
0.047μＦ程度まで形成し得ることになり、例えばビデ
オ回路等に応用した場合、汎用されているセラミツクチ
ツプコンデンサーのうちの約半数の種類のコンデンサー
をセラミツク内に形成し得ることになる。
又、この様に第１の領域を高誘電体領域として利用す
る場合、第１の誘電体磁器の誘電率が第２の誘電体磁器
の誘電率の10倍以上とされていることが好ましい。これ
は、機能部分相互の影響をなくすために要望される性能
であり、誘電率に10倍以上の差をつければ回路の小型化
の点で非常に有利となるためである。
前記第１の領域を高誘電体領域とする場合、第１の領
域を構成する磁器としては、第一に高い誘電率を有し、
第二にtanδ、温度特性等の性能が良好な組成が好まし
い。これらを満足するものとして結晶粒界を絶縁した半
導体磁器が知られている。
近年、この種の半導体磁器としては、チタン酸ストロ
ンチウムを主成分とするものが多用されている。
ここで、TiO2 49.50〜54.00モル％及びSrO 50.50〜4
6.00モル％からなる主成分100モル部に対し、MnO2 0.5
〜5.3モル部及びY2O3 0.02〜0.40モル部が含有されてい
る半導体磁器の結晶粒界をBi2O3等で絶縁したものは、 （１）誘電率＝35000〜140000 （２）tanδ≦２％ （３）誘電率の温度変化が−25℃〜＋85℃の範囲で±15
％以内 と良好な誘電特性を有している。
この半導体磁器に於いて主成分であるTiO2とSrOは、
固溶体等の複合酸化物、TiO2、SrO夫々の単独酸化物、
或いはこれらの混合物として組成物中に存在し得る。組
成物中に於けるTiO2とSrOの量比を、TiO2 49.50〜54.00
モル％に対しSrO 50.50〜46.00モル％としたのは、TiO2
の量が多くなると、即ちSrOの量が少なくなると、所望
する誘電体磁器の誘電率が低下し、誘電損失と誘電率の
温度変化が大きくなり、しかも磁器の絶縁抵抗が減少す
る。TiO2の量が少なくなると、即ちSrOの量が多くなる
と、所望する誘電体磁器の誘電率が低下し、誘電率の温
度変化が大きくなる。本発明組成物中に於けるTiO2とSr
Oの量比は、これらの誘電率、誘電損失、誘電率の温度
変化、磁器の絶縁抵抗、半導体化能といった所望特性を
バランス良く最適に発現させるために決定される。
本発明のセラミツクに於いてMnO2は磁器を形成するた
めの焼結助剤の役割を有するものであり、その使用量を
前記TiO2及びSrOから成る主成分100モル部に対して0.50
モル部以上に限定したのは、MnO2が0.50モル部未満であ
ると所望する誘電体磁器の誘電率が低下すると共に誘電
率の温度変化が大きくなるからである。前記TiO2及びSr
Oから成る主成分100モル部に対して5.3モル部以下に限
定したのは、MnO2が5.3モル部を越えると誘電損失の増
加が顕著となるためである。
次に、本発明のセラミツクに於いてY2O3は磁器の半導
体化に効果を有するものであり、その使用量を前記TiO2
及びSrOから成る主成分100モル部に対して0.02モル部以
上に限定したのは、Y2O3が0.02モル部未満であると磁器
の半導体化が不十分となり、誘電率が低下するためであ
る。前記TiO2及びSrOから成る主成分100モル部に対して
0.4モル部以下に限定したのは、Y2O3が0.4モル部を越え
ると誘電率が低下し、誘電損失が大きくなるためであ
る。
本発明の特徴の１つは、第２の領域を構成する誘電体
磁器をAl2O3及びSiO2の存在により第１の領域とは誘電
率の異なる磁器とすることにある。
第１及び第２の領域の誘電体磁器を一体の構造物とし
てのセラミツク中に存在させるためには、その界面に於
いて反応性を有することが必要であると共に、逆に接合
部で変形したり、強度分布が大幅に変化したり、応力が
内包されたりしない様反応性を余り大きくしない様にす
ることが望ましい。
本発明は磁器の電気的特性がAl2O3及びSiO2の存在に
よって大幅に変り得るという性質を利用したものであ
り、これによってセラミツク内に於ける機能部分の分離
を可能ならしめた。たとえば後記参考例に於いても詳し
く述べられているように、Al2O3及びSiO2の添加量を微
量変化させた場合に於いて、誘電率は数百から数万のオ
ーダーの間で極めて著しく変化することが確認された。
従って、磁器の組成を大幅に変えることなしに誘電率の
異なる領域を画成して同一セラミツク内に内蔵させるこ
とができる。
本発明のセラミツクを製造する方法の１例を以下に説
明する。なお、ここでは、前記第１の領域の半導体磁器
を構成する磁器形成組成物をC1及び前記第２の領域を構
成する磁器形成組成物をC2とする。
この製造例は、第６図に示される様な金型を用いる方
法によって行うことができる。
即ち、第４図に示す金型11に取り去る事の可能な仕切
板12を設け、13,14にC1を充填し、15にC2を充填し仕切
板を取り去る。そして加圧成型を行う。ここで成形体の
両端部は各々C1、中央部はC2の各粒子群で充填されてい
る。第５図（ｂ）に於いて、例えば、ａ＝3mm、ｂ＝2m
m、ｃ＝3mm、ｄ＝10mm、ｅ（厚さ）＝0.55mとした。こ
の成形体を１次焼成して半導体化し、次いで例えば、か
くして得られた半導体磁器の表面に結晶粒界への拡散成
分となる添加剤を塗布して２次焼成して半導体磁器の結
晶粒界に絶縁層を形成して誘電体磁器化する。
本発明のセラミツクの一形状例を第７図（ａ）（平面
図）、第７図（ｂ）（第７図（ａ）のＡ−Ａ断面図）に
示した。
第７図（ａ），（ｂ）に示したセラミツクは、板状の
誘電体磁器１の内部に複数の高誘電率の領域71,71,71,
…が画成されており、これらの領域が低誘電率の領域7
2,72,72,…によって互いに分離された状態になってい
る。
次に、本発明の回路基体は、本発明のセラミツクの内
部乃至は周囲に少なくとも電極を有し、且つ必要に応じ
て導体、抵抗体及び絶縁体等のうち少なくとも１種類の
機能部分を有していることを特徴としている。
本発明の回路基体の構成例として、同一要素を同一符
号で表わすと、第８図に示した回路基体は、第７図
（ａ），（ｂ）に示したセラミツクの夫々の高誘電率の
領域の両主面に例えは銀ペースト等の厚膜導電ペースト
などにより構成された一対の電極群81,81a,81,81a,81,8
1a,を有している。
又、第９図に示した回路基体の例は、第８図に示した
回路基体に、更に例えばガラス等の絶縁体ペーストのス
クリーン印刷などにより必要に応じて設けられるビアホ
ール部分91を残して形成された絶縁層92,92a、ビアホー
ル91内及び絶縁層上に印刷された導体回路部分93、及び
抵抗体部分94を備えている。
更に、本発明の電子回路基体は、本発明のセラミツク
の内部乃至は周囲に電極を有し、且つ必要に応じて導
体、抵抗体及び絶縁体等のうち少なくとも１種類の機能
部分が存在し、且つこのセラミツク上に電子回路部品が
装着されていることを特徴としている。
同一要素を同一符号で表わすと、例えば第10図に示し
た電子回路基体は、導体回路部分93に接続されたフラツ
トパツケージIC101及びチツプ部品102を装着している。
以下に参考例、実施例を示して本発明を更に詳しく説
明する。
第１表に示す組成比率の半導体磁器が得られるよう
に、TiO2,SrO,MnO2,Y2O3の各原料を秤取し、湿式ボール
ミルで12時間粉砕混合を行った。このものを乾燥後少量
のポリビニルアルコールをバインダーとして加え24〜80
メツシユに造粒し油圧プレスによって直径20mm、厚さ0.
7mmの円板に成型した。次いで、この成型円板を大気中9
50℃で１時間仮焼してバインダーを燃焼させた。これを
室温まで冷却後、水素10容量％、窒素90容量％からなる
還元雰囲気中で1400℃で４時間焼成した。
こうして得られた半導体磁器に、重量比がエチルアル
コールBi2O3又はNa2O＝10:1となる懸濁液にドブ浸け
後、1250℃、0.5時間、酸化雰囲気にて焼成して結晶粒
界に絶縁層を形成した。
かくして得られた誘電体磁器の円板（試料No.1〜25）
の両面に銀ペーストを塗布し、850℃、30分焼付して電
極を形成しコンデンサを作製した。
こうして得られたコンデンサーを構成する誘電体磁器
の誘電率（ε）、誘電損失（tan δ）、絶縁抵抗（IR）
および誘電率の温度変性（25℃を基準とする−25℃，＋
85℃に於ける温度変化率）を測定し、その結果を第１表
に示した。測定条件は25℃、周波数1kHzである。なお第
１表中の＊は、本発明の範囲外である試料である。
また、この高誘電率組成（以下C1と呼ぶ）にAl2O3を
添加した場合、Al2O3の添加量の増加とともに磁器結晶
粒径は減少し、半導体磁器の体積抵抗率は増大し、その
結果、誘電体磁器化した際の誘電率は顕著に低下する。
本発明において、Al2O3とともに添加されるSiO2は、
特に第２の領域の機械的強度と第１の領域と第２の領域
との接合界面の機械的強度とを向上させる効果を有す
る。
Al2O3の添加効果と、Al2O3およびSiO2の添加効果とを
第２表に例示する。
C1に於いて、その主成分（TiO 49.50〜54.00モル％お
よびSrO 50.50〜46.00モル％）100モル部に対するAl2O3
の添加量が0.40モル部未満では誘電率の低下分が少な
く、およそ1.5モル部の添加で誘電率は500を下回るまで
に低下する。更に添加量を増した場合、誘電率は減少す
るがその傾向は鈍く、５モル部を超えた時点からは焼結
性が低下し機械的強度（曲げ強度で代表する）が低下し
好ましくない。
従ってAl2O3の添加に際しては、５モル部以下で所望
する誘電率が得られる量が実験より求められるが、第１
の領域の誘電率ε１と第２の領域の誘電率ε２との比率
ε1/ε２が前述のように10以上であるように設計するに
は0.40〜5.00モル部の添加が必要となる。
第２表から明らかな様に、Al2O3の添加量を変えるこ
とにより、誘電率が極めて大きな変化を示すことが分か
る。
また第２表から、SiO2の添加量をC1の主成分100モル
部に対して0.05〜2.00モル部とすることにより、第２の
領域の機械的強度を向上させることができることがわか
る。
Al2O3及びSiO2の更なる添加効果を第３表に例示す
る。
第11図に示すセラミツクを得るため金型内中央に仕切
板を立て、それによって分割された空隙の各々に第３表
に示された所定の組成粉を充填しプレス成型をした後、
以下に記した工程に従って誘電体磁器を作成した。
第１表に示す各試料の原料を秤取し、湿式ボールミル
で12時間粉砕混合を行った。このものを乾燥後少量のポ
リビニルアルコールをバインダーとして加え24〜80メツ
シユに造粒し油圧プレスによって直径20mm、厚さ0.7mm
の円板に成型した。次いでこの成型円盤を大気中950℃
で１時間仮焼してバインダーを燃焼させた。これを室温
まで冷却後、水素10容量％、窒素90容量％からなる還元
雰囲気中で1400℃で４時間焼成した。
こうして得られた半導体磁器に、重量比がエチルアル
コールBi2O3又はNa2O＝10:1となる懸濁液にドブ浸け
後、1250℃、0.5時間、酸化雰囲気にて焼成して結晶粒
界に絶縁層を形成した。
こうして得られたセラミツク接合体の曲げ強度を第11
図に示す方法を用いて計測した。その結果を第３表に示
す。
C1の主成分100mol部に対するSiO2の添加量が0.05mol
部未満または2mol部を超えた場合示されるように第１の
領域との接合界面の機械的強度の向上効果が認められな
い。
ここでAl2O3単独およびAl2O3とSiO2との混合物につい
て各々エチルセルロースをバインダーとして加え、ペー
スト状にしたものを厚さ0.80mmのC1（試料No.4の組成を
使用）の成型体の両表面全域に塗布し、これを半導体の
ための焼成過程（1420℃、4hr、N2/H2＝90/10）で熱拡
散させた場合の磁器内部（ここでは表面より0.1mm、0.3
mmの位置）での粒径を第12図に示す。なお、磁器の厚み
は、0.63mm,またAl2O3とSiO2の混合物の塗布量は各試
料、表，裏面それぞれ4.0〜4.5mg/cm2となるように調整
した。
次に厚さ0.50mmのC1成型体の表面（片面のみ）Ｋ全域
に上記ペーストを塗布して上記と同様に焼成したものに
空気中1250℃,30分でBi2O3を結晶粒界中に拡散させ、粒
界を絶縁した後、一定の形状のAg電極を焼きつけて各々
の誘電率を測定した。その結果を第13図に記した。
第12図及び第13図より、Al2O3単独では拡散が十分に
進行せず、Al2O3とSiO2とをmol％で各々60〜98,40〜２
とした混合物（及び／または化合物）で粒径、誘電率が
顕著に低下し拡散の促進効果が認められる。つまりSiO2
はAl2O3の拡散を助長する成分として本発明において必
要不可欠に併用される。
ここでAl2O3 60〜98mol％およびSiO2 40〜2mol％から
なる混合物の層を成型体表面へ形成する際の供給量につ
いて記述する。この場合供給量は成型体の厚さにより変
化し、厚さが増すほど供給量も増加するが、通常多用さ
れている回路基板の厚さはせいぜい1.6mmまでであるこ
とより、この範囲内で考えれば、その関係は第４表のよ
うに例示される。
なお、第４表は成型体の厚さと焼成条件を除き、第12
図のデータを得るために作成したセラミツクと同様にし
て作成した試料を用いて得たものである。
第４表より、Al2O3およびSiO2の成型体への供給量が
増すに従い誘電率は低下し、一方で曲げ強度が低下する
傾向を示すことがわかる。従って誘電率と強度とをバラ
ンスさせたところで供給量を決定することが肝要となる
が、Al2O3及びSiO2の供給量が0.3mg/cm2未満では、誘電
率が20000を超える程度に大きくなり、また25mg/cm2を
超えた場合には、曲げ強度が大幅に低下する点より好ま
しくない。以上より供給量は0.3mg/cm2以上、25mg/cm2
以下が実用上適当である。
次は順を追って第５図に示したセラミツクの製造工程
の１実施態様を第６図を参照しながら記述する。
（１）C1の組成となる原料を秤量後、湿式ボールミルで
混合し乾燥する。
（２）この粉末にポリビニルアルコール等のバインダー
を加えプレス成型、押出し成型等により所定の形状の成
型体を得る。
（３）次いで、この成型体（第５図（ａ）に符号51とし
て示した）の表面（好ましくは表、裏の対峙する両面）
の所定部分に、Al2O3/SiO2＝98/2〜60/40（mol比）とし
た混合粉とエチルセルロース等のバインダーからなるペ
ースト（第５図（ａ）に符号52として示した）を0.5mm
幅に塗布する。
（４）成型体中および塗布ペースト中のバインダー成分
を除くため大気中600〜1200℃で仮焼する。
（５）この仮焼体を水素と窒素の混合ガス、水素とアル
ゴンの混合ガス等の還元雰囲気或いは、窒素、アルゴン
等の中性雰囲気中において1320〜1450℃で焼成して半導
体磁器を得る。またこの過程で塗布したAl2O3とSiO2は
内部へ拡散する。
（６）この半導体磁器の結晶粒界を絶縁するため例え
ば、重量比がエチルアルコール:Bi2O3またはNa2O＝10:1
となる懸濁液にドブ浸け後、大気中にて1100〜1300℃で
焼成する。
（７）必要とする機能素子部分に当る領域にAg電極（第
５図（ｂ）に符号50として示した）を焼きつけた（符号
50′はセラミック）。
尚、電極はAgに限らずAu,Al,Ni,Cu,Zn等でも良い。
また、第５図（ｂ）において、ａ＝3mm,b＝1mm,c＝3m
m,d＝10mm,e＝0.55mmのものと、ｅ＝1.6mm（ａ〜ｄは同
じ）のものとを作成した。
この様にして作成した回路基体のコンデンサーとして
の機能部分の容量とその分離の状態を示す容量とを第５
表に示した。
コンデンサーとしての機能部分の容量は、誘電体磁器
基板をその厚み方向に平行にはさむ電極間の容量として
測定し、その分離の状態を示す容量は同一平面の電極間
の容量でもって、クロス容量として示した。
以上より、C1の成型体の表面の所定部分にAl2O3およ
びSiO2の混合物からなる層を形成した後、成型体内へ拡
散させることが可能ならば、工程上容易に誘電率の大幅
に異なる領域（第２の領域）を形成させ得ることにな
る。
本発明において使用する前記成型体は、通常は磁器を
形成するための前駆体である成型体（圧粉体や該圧粉体
の仮焼物等）であるが、既に磁器化された成型体や、磁
器を粉砕して再度圧粉体状に成型された成型体を使用し
てもよい。
本発明において、Al2O3およびSiO2の拡散は、通常は
焼成する熱拡散により行われる。従って、前記磁器を形
成するための前駆体である成型体を用いれば、焼成によ
る熱拡散と磁器化が同時に行い得ることになり工業的に
非常に有利である。
本発明は、磁器の電気的特性がAl2O3およびSiO2の微
量の添加によって、大幅に変り得るという性質を利用し
たものであり、これによってセラミツク内における機能
部分の分離を可能ならしめた。
即ち、Al2O3及びSiO2を拡散等によって磁器内部に存
在させることにより、例えば誘電率は著しく変化する。
従って磁器の組成を大幅に変えることなしに誘電率の異
なる領域を画成して同一セラミツク内に内蔵させること
ができる。
Al2O3,SiO2層の磁器表面への形成は、例えば印刷、ス
プレー、化学的気相堆積法（Chemical Vapor Depositio
n）、蒸着、浸漬等によって行うことができる。
〔発明の効果〕 本発明のセラミツク及びその製造方法によれば、複数
の機能部分を十分に離れた状態で内蔵し得る。
又、本発明の回路基体並びに電子回路基体によれば、
前述した様に複数の機能部分を充分に分離された状態で
画成して内蔵し得るセラミツクによって構成されること
により、互いに素子機能部分として充分に分離された状
態で複数の電子部品構成単位を内蔵し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第３図は、夫々本発明のセラミツクに於ける
第１の領域及び第２の領域の形状例を示した模式的断面
図である。 第４図は、実施例で使用した、本発明のセラミツクを製
造するための金型の模式的斜視図であり、第５図（ａ）
及び（ｂ）は夫々アルミナ等のペーストが塗布された成
形体（ａ）及び電極が設けられたセラミック（ｂ）の模
式的斜視図であり、第６図は第５図（ａ）の成形体を焼
成して高誘電率相と低誘電率相とを混在させたセラミッ
クを得る製造工程説明図である。 第７図（ａ）は、本発明のセラミツクの構成例を示した
平面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）中Ａ−Ａ断面図で
ある。 第８図及び第９図は、夫々本発明の回路基体の構成例を
示した模式的断面図であり、第10図は本発明の電子回路
基体の構成例を示した模式的断面図である。 第11図は、セラミツク成型体の曲げ強度の計測方法を示
す模式的断面図である。 第12図及び第13図は、夫々Al2O3とSiO2との混合比に対
する磁器内部の粒径及び誘電率の変化を示すグラフであ
る。 第14図は、従来の磁器基板の模式的断面図である。 Ａ……第１の領域、 Ｂ……第２の領域、 71,71,71……高誘電率部分、 72,72,72……低誘電率部分、 81,81a……電極、 91……ビアホール、 92……絶縁体、 93……導体回路、 94……抵抗体、 101……フラツトパツケージIC、 102……チツプ部品。
フロントページの続き (72)発明者 坂口 道明 美唄市光珠内549 日本油脂株式会社美 唄工場内 (56)参考文献 特開 昭61−131501（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−160961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−54025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−78493（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】TiO2 49.50〜54.00モル％及びSrO 50.50〜
    46.00モル％から成る主成分100モル部に対し、MnO2 0.5
    0〜5.30モル部及びY2O3 0.02〜0.40モル部が含有されて
    いる半導体磁器の結晶粒界に絶縁層を有する誘電体磁器
    から成る第１の領域と、該第１の領域の組成に、前記主
    成分100モル部に対して0.40〜5.00モル部のAl2O3及び0.
    05〜2.00モル部のSiO2が更に含有された組成を有する誘
    電体磁器から成る第２の領域と、が同一の基体中に画成
    されていることを特徴とするセラミック。
  2. 【請求項２】前記第１の領域の誘電体磁器の誘電率が前
    記第２の領域の誘電体磁器の誘電率の10倍以上である、
    特許請求の範囲第（１）項に記載のセラミック。
  3. 【請求項３】TiO2 49.50〜54.00モル％及びSrO 50.50〜
    46.00モル％から成る主成分100モル部に対し、MnO2 0.5
    0〜5.30モル部及びY2O3 0.02〜0.40モル部が含有されて
    いる半導体磁器の結晶粒界に絶縁層を有する誘電体磁器
    から成る第１の領域と、該第１の領域の組成に、前記主
    成分100モル部に対して0.40〜5.00モル部のAl2O3及び0.
    05〜2.00モル部のSiO2が更に含有された組成を有する誘
    電体磁器から成る第２の領域と、が同一の基体中に画成
    されているセラミックの内部乃至は周囲に電極を有する
    ことを特徴とする回路基体。
  4. 【請求項４】前記第１の領域の誘電体磁器の誘電率が前
    記第２の領域の誘電体磁器の誘電率の10倍以上である、
    特許請求の範囲第（３）項に記載の回路基体。
  5. 【請求項５】TiO2 49.50〜54.00モル％及びSrO 50.50〜
    46.00モル％から成る主成分100モル部に対し、MnO2 0.5
    0〜5.30モル部及びY2O3 0.02〜0.40モル部が含有されて
    いる半導体磁器の結晶粒界に絶縁層を有する誘電体磁器
    から成る第１の領域と、該第１の領域の組成に、前記主
    成分100モル部に対して0.40〜5.00モル部のAl2O3及び0.
    05〜2.00モル部のSiO2が更に含有された組成を有する誘
    電体磁器から成る第２の領域と、が同一の基体中に画成
    されているセラミックの内部乃至は周囲に電極を有し、
    前記セラミック上に該電極に接続された電子回路部品が
    装着されていることを特徴とする電子回路基体。
  6. 【請求項６】前記第１の領域の誘電体磁器の誘電率が前
    記第２の領域の誘電体磁器の誘電率の10倍以上である、
    特許請求の範囲第（５）項に記載の電子回路基体。
  7. 【請求項７】TiO2 49.50〜54.00モル％及びSrO 50.50〜
    46.00モル％から成る主成分100モル部に対し、MnO2 0.5
    0〜5.30モル部及びY2O3 0.02〜0.40モル部が含有されて
    いる成形体の表面の一部に、Al2O3 60〜98モル％及びSi
    O2 2〜40モル％有する混合物及び／または化合物を供給
    した後、前記Al2O3及びSiO2を前記成形体の内部に拡散
    する工程を有することを特徴とするセラミックの製造方
    法。
  8. 【請求項８】前記拡散が焼結による、特許請求の範囲第
    （７）項に記載のセラミックの製造方法。
  9. 【請求項９】前記拡散が、中性または還元雰囲気中でな
    される、特許請求の範囲第（７）項に記載のセラミック
    の製造方法。
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