JP2784545B2 - 複合回路基板用誘電体磁器組成物 - Google Patents
複合回路基板用誘電体磁器組成物Info
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- JP2784545B2 JP2784545B2 JP1284134A JP28413489A JP2784545B2 JP 2784545 B2 JP2784545 B2 JP 2784545B2 JP 1284134 A JP1284134 A JP 1284134A JP 28413489 A JP28413489 A JP 28413489A JP 2784545 B2 JP2784545 B2 JP 2784545B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はコンデンサーを内蔵した複合回路基板を形成
する誘電体層に適用される複合回路基板用誘電体磁器組
成物に関するものである。
する誘電体層に適用される複合回路基板用誘電体磁器組
成物に関するものである。
［従来の技術］ 近年、各種の電子部品はIC及びLSI等の半導体集積回
路素子の利用で小型化・高密度実装化が急速に進めら
れ、それに伴い前記半導体集積回路素子等を搭載する絶
縁基板も小型化とともに、より高密度化が要求されてき
た。そこで、電気配線の微細化や多層化による高密度
化、および電子回路におけるコンデンサーや抵抗等の受
動部品のチップ化が進められ、更にそれら小型化された
受動部品を絶縁基板の両面に設けられた電気配線用導体
層に接続した両面実装化が実用化されてきた。
路素子の利用で小型化・高密度実装化が急速に進めら
れ、それに伴い前記半導体集積回路素子等を搭載する絶
縁基板も小型化とともに、より高密度化が要求されてき
た。そこで、電気配線の微細化や多層化による高密度
化、および電子回路におけるコンデンサーや抵抗等の受
動部品のチップ化が進められ、更にそれら小型化された
受動部品を絶縁基板の両面に設けられた電気配線用導体
層に接続した両面実装化が実用化されてきた。
しかし乍ら、半導体材料の著しい発達に伴って電子部
品は、より一層の小型化・高密度実装化が要求されるよ
うになり、前記受動部品の小型化等ではその要求を満足
することができなくなっていた。
品は、より一層の小型化・高密度実装化が要求されるよ
うになり、前記受動部品の小型化等ではその要求を満足
することができなくなっていた。
そこでかかる要求に応えるべく、絶縁基板上に誘電体
ペーストをスクリーン印刷法により厚膜印刷して受動素
子であるコンデンサー部を、また同様の厚膜印刷により
電極層及び内部配線用導体層を形成し、前記絶縁基体を
積層圧着して焼成した後、積層一体化された焼結体面上
に前記と同様の厚膜印刷により形成した電気配線用導体
層及び抵抗体層を焼付けてハイブリッド化し、広範囲の
優れた温度特性と大容量のコンデンサー回路を有する小
型化・高密度化された複合セラミック回路基板を得んと
する誘電体材料が提案されている。（特開昭63−224107
号公報参照） ［発明が解決しようとする課題］ しかし乍ら、この従来の複合セラミック回路基板はそ
の誘電体層の誘電率が100以上になるものの、1200℃乃
至1350℃の温度で同時に焼成一体化可能なMgO−SiO2−C
aO−Al2O3系を主成分とする絶縁基体とは40℃乃至800℃
の熱膨張率の差が10×10-7/℃を越え、焼成後のコンデ
ンサー部にクラックを生じるという問題がある他、誘電
率が1500以上を示す組成物の誘電体では該誘電体の温度
特性が、20℃における静電容量を基準として−55℃乃至
＋125℃における容量変化率が±15％を越えることか
ら、極めて限定された条件下でしか使用できないという
課題があった。
ペーストをスクリーン印刷法により厚膜印刷して受動素
子であるコンデンサー部を、また同様の厚膜印刷により
電極層及び内部配線用導体層を形成し、前記絶縁基体を
積層圧着して焼成した後、積層一体化された焼結体面上
に前記と同様の厚膜印刷により形成した電気配線用導体
層及び抵抗体層を焼付けてハイブリッド化し、広範囲の
優れた温度特性と大容量のコンデンサー回路を有する小
型化・高密度化された複合セラミック回路基板を得んと
する誘電体材料が提案されている。（特開昭63−224107
号公報参照） ［発明が解決しようとする課題］ しかし乍ら、この従来の複合セラミック回路基板はそ
の誘電体層の誘電率が100以上になるものの、1200℃乃
至1350℃の温度で同時に焼成一体化可能なMgO−SiO2−C
aO−Al2O3系を主成分とする絶縁基体とは40℃乃至800℃
の熱膨張率の差が10×10-7/℃を越え、焼成後のコンデ
ンサー部にクラックを生じるという問題がある他、誘電
率が1500以上を示す組成物の誘電体では該誘電体の温度
特性が、20℃における静電容量を基準として−55℃乃至
＋125℃における容量変化率が±15％を越えることか
ら、極めて限定された条件下でしか使用できないという
課題があった。
［発明の目的］ 本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的
は高周波絶縁性に優れた絶縁体層と誘電体層を同時に焼
成し、広範囲にわたる優れた温度特性と大容量を有する
コンデンサー部を内蔵した信頼性の高いコンデンサー内
蔵複合回路基板が得られる複合回路基板用誘電体磁器組
成物を提供することにある。
は高周波絶縁性に優れた絶縁体層と誘電体層を同時に焼
成し、広範囲にわたる優れた温度特性と大容量を有する
コンデンサー部を内蔵した信頼性の高いコンデンサー内
蔵複合回路基板が得られる複合回路基板用誘電体磁器組
成物を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る複合回路基板用誘電体磁器組成物は、誘
電体層の上下面に電極層を設けて形成したコンデンサー
部を、絶縁体層で挾持したコンデンサー内蔵複合回路基
板において、誘電体層の組成式が （100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCaZrO3 ・yNb2O5・zZnO 但し、ｘ、ｙ、ｚはモル％を表わし 5.0≦ｘ≦14.0 1.0≦ｙ≦ 3.0 0.5≦ｚ≦ 3.0 もしくは （100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCaZrO3 ・yNb2O5・zCo2O3 但し、ｘ、ｙ、ｚはモル％を表わし 5.0 ≦ｘ≦14.0 1.0 ≦ｙ≦ 3.0 0.25≦ｚ≦ 1.5 から成ることを特徴とするものである。
電体層の上下面に電極層を設けて形成したコンデンサー
部を、絶縁体層で挾持したコンデンサー内蔵複合回路基
板において、誘電体層の組成式が （100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCaZrO3 ・yNb2O5・zZnO 但し、ｘ、ｙ、ｚはモル％を表わし 5.0≦ｘ≦14.0 1.0≦ｙ≦ 3.0 0.5≦ｚ≦ 3.0 もしくは （100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCaZrO3 ・yNb2O5・zCo2O3 但し、ｘ、ｙ、ｚはモル％を表わし 5.0 ≦ｘ≦14.0 1.0 ≦ｙ≦ 3.0 0.25≦ｚ≦ 1.5 から成ることを特徴とするものである。
即ち、前記誘電体層の組成式中、ｘの値が5.0モル％
未満の場合には、いずれも誘電体層の前記熱膨張率が12
2×10-7/℃以上となり、前記絶縁基体とは同時に焼成一
体化すると誘電体層にクラックを生じ、所期の絶縁抵抗
や絶縁破壊電圧等の誘電体特性が得られない。他方、1
4.0モル％を越えるといずれも誘電率が1500以下に低下
し、かつ温度特性が劣化する。
未満の場合には、いずれも誘電体層の前記熱膨張率が12
2×10-7/℃以上となり、前記絶縁基体とは同時に焼成一
体化すると誘電体層にクラックを生じ、所期の絶縁抵抗
や絶縁破壊電圧等の誘電体特性が得られない。他方、1
4.0モル％を越えるといずれも誘電率が1500以下に低下
し、かつ温度特性が劣化する。
また、ｙの値が1.0モル％未満の場合には、いずれも
−55℃乃至＋125℃の温度範囲の高温側で容量変化率が
±15％の範囲からはずれる。他方、ｙの値が3.0モル％
を越えるといずれも−55℃乃至＋125℃の温度範囲全域
で容量変化率が±15％の範囲からはずれる。
−55℃乃至＋125℃の温度範囲の高温側で容量変化率が
±15％の範囲からはずれる。他方、ｙの値が3.0モル％
を越えるといずれも−55℃乃至＋125℃の温度範囲全域
で容量変化率が±15％の範囲からはずれる。
一方、ｚの値は、組成式が（100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO
3・xCaZrO3・yNb2O5・zZnOで示され0.5モル％未満の場
合、もしくは組成式が（100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCa
ZrO3・yNb2O5・zCo2O3で示され0.25モル％未満の場合に
は、いずれも−55℃乃至＋125℃の温度範囲の高温側で
容量変化率が±15％の範囲からはずれる。他方、組成式
が（100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCaZrO3・yNb2O5・zZnO
で示されｚの値が3.0モル％を越える場合、もしくは組
成式が（100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCaZrO3・yNb2O5・
zCo2O3で示されｚの値が1.5モル％を越える場合には、
いずれも−55℃乃至＋125℃の温度範囲全域で容量変化
率が±15％の範囲からはずれる。
3・xCaZrO3・yNb2O5・zZnOで示され0.5モル％未満の場
合、もしくは組成式が（100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCa
ZrO3・yNb2O5・zCo2O3で示され0.25モル％未満の場合に
は、いずれも−55℃乃至＋125℃の温度範囲の高温側で
容量変化率が±15％の範囲からはずれる。他方、組成式
が（100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCaZrO3・yNb2O5・zZnO
で示されｚの値が3.0モル％を越える場合、もしくは組
成式が（100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCaZrO3・yNb2O5・
zCo2O3で示されｚの値が1.5モル％を越える場合には、
いずれも−55℃乃至＋125℃の温度範囲全域で容量変化
率が±15％の範囲からはずれる。
故に、前記誘電体層の組成式中のｘ、ｙ及びｚの値は
夫々前記範囲に特定される。
夫々前記範囲に特定される。
［作用］ コンデンサー内蔵複合回路基板用の誘電体層としてBa
TiO3を主成分とする誘電体材料にNb2O5とZnOまたはCo2O
3のいずれかを固溶させることにより、広範囲の温度領
域での容量変化率は±15％以内と極めて小さくなる。
TiO3を主成分とする誘電体材料にNb2O5とZnOまたはCo2O
3のいずれかを固溶させることにより、広範囲の温度領
域での容量変化率は±15％以内と極めて小さくなる。
更に、前記Nb2O5とZnOまたはCo2O3のいずれかと熱膨
張張率が極めて小なるCaZrO3の双方を固溶させることに
より、誘電体層の容量変化率へ影響を与えずに、誘電体
層の熱膨張張率を121×10-7/℃以下に低く制御すること
が可能となる。
張張率が極めて小なるCaZrO3の双方を固溶させることに
より、誘電体層の容量変化率へ影響を与えずに、誘電体
層の熱膨張張率を121×10-7/℃以下に低く制御すること
が可能となる。
［実施例］ 次に本発明の複合回路基板用誘電体磁器組成物を実施
例に基づき詳細に説明する。
例に基づき詳細に説明する。
コンデンサー部は該コンデンサー部を構成する誘電体
層が第１表に示す組成となる様にBaTiO3を主成分とし、
CaZrO3、Nb2O5とZnOまたはCo2O3から成る誘電体材料の
原料粉末に適当な有機バインダー、分散剤、可塑剤及び
溶剤を添加してボールミルにて混合し、泥漿を調製す
る。得られた泥漿物を例えば従来周知の引上げ法により
コンデンサー容量設定のため厚さ25μｍ乃至55μｍのグ
リーンシートに打ち抜き加工を施し、170mm角の誘電体
シートを得た。
層が第１表に示す組成となる様にBaTiO3を主成分とし、
CaZrO3、Nb2O5とZnOまたはCo2O3から成る誘電体材料の
原料粉末に適当な有機バインダー、分散剤、可塑剤及び
溶剤を添加してボールミルにて混合し、泥漿を調製す
る。得られた泥漿物を例えば従来周知の引上げ法により
コンデンサー容量設定のため厚さ25μｍ乃至55μｍのグ
リーンシートに打ち抜き加工を施し、170mm角の誘電体
シートを得た。
次いで前記誘電体シート上面に銀・パラジウム（Ag−
Pb）合金等の金属粉末に適当な溶剤、溶媒を添加混合し
て成る導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の
厚膜印刷法により、約2mm乃至9mm角の電極パターンを必
要とする静電容量に応じて印刷形成した。
Pb）合金等の金属粉末に適当な溶剤、溶媒を添加混合し
て成る導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の
厚膜印刷法により、約2mm乃至9mm角の電極パターンを必
要とする静電容量に応じて印刷形成した。
一方、絶縁体層はMgO、SiO2、CaO及びAl2O3から成る
混合物の仮焼物粉末に有機バインダー、分散剤、可塑剤
及び溶媒を添加混合して泥漿を調製し、従来周知のドク
ターブレード法等により厚さ200μｍのグリーンシート
を成形し、しかる後、該グリーンシートに打ち抜き加工
を施し、170mm角の絶縁体シートを得るとともに、コン
デンサー部及び絶縁体層の上下面の導通をはかるためス
ルホール部を形成し、更に該スルホール部にも前記導電
ペーストを充填した。
混合物の仮焼物粉末に有機バインダー、分散剤、可塑剤
及び溶媒を添加混合して泥漿を調製し、従来周知のドク
ターブレード法等により厚さ200μｍのグリーンシート
を成形し、しかる後、該グリーンシートに打ち抜き加工
を施し、170mm角の絶縁体シートを得るとともに、コン
デンサー部及び絶縁体層の上下面の導通をはかるためス
ルホール部を形成し、更に該スルホール部にも前記導電
ペーストを充填した。
次いで前記複数枚の絶縁体シートの間に、前記チタン
酸バリウムから成る誘電体シートを複数枚積層したもの
を挾み込み、熱圧着し、得られた積層体を大気中、200
℃乃至400℃の温度で脱バインダーし、続いて1240℃〜1
340℃の温度にて大気中で焼成して一体化し、コンデン
サー部を内蔵した絶縁基板を得る。
酸バリウムから成る誘電体シートを複数枚積層したもの
を挾み込み、熱圧着し、得られた積層体を大気中、200
℃乃至400℃の温度で脱バインダーし、続いて1240℃〜1
340℃の温度にて大気中で焼成して一体化し、コンデン
サー部を内蔵した絶縁基板を得る。
かくして前記焼成一体化後の絶縁基板にスクリーン印
刷法によりAg−Pb系合金ペーストを使用して電気配線用
導体パターンを形成し、電極を焼付けた。
刷法によりAg−Pb系合金ペーストを使用して電気配線用
導体パターンを形成し、電極を焼付けた。
上記評価試料によりLCRメーターを使用してコンデン
サー部の電極層間の短絡の有無を確認した後、JIS C 51
02の規定に準じて周波数1KHz、入力信号レベル1.0Vrms
の測定条件にてコンデンサー部の静電容量を測定し、該
静電容量から比誘電率（εｒ）を算出し、一方、前記コ
ンデンサー部の−55℃乃至＋125℃における静電容量を
測定し、＋25℃での静電容量を基準として、容量変化率
を温度特性（TCC）として算出した。
サー部の電極層間の短絡の有無を確認した後、JIS C 51
02の規定に準じて周波数1KHz、入力信号レベル1.0Vrms
の測定条件にてコンデンサー部の静電容量を測定し、該
静電容量から比誘電率（εｒ）を算出し、一方、前記コ
ンデンサー部の−55℃乃至＋125℃における静電容量を
測定し、＋25℃での静電容量を基準として、容量変化率
を温度特性（TCC）として算出した。
また、誘電体層及び絶縁体層の熱膨張率は、それぞれ
前記評価試料と同一組成である縦3mm、横3mm、長さ40mm
の角柱状試験片を前記評価試料の焼成と同時に焼成し、
40℃乃至800℃の温度範囲における平均熱膨張率を測定
した。
前記評価試料と同一組成である縦3mm、横3mm、長さ40mm
の角柱状試験片を前記評価試料の焼成と同時に焼成し、
40℃乃至800℃の温度範囲における平均熱膨張率を測定
した。
以上の結果を第１表に示す。
［発明の効果］ 本発明の複合回路基板用誘電体磁器組成物によれば、
高周波絶縁性に優れた絶縁体層と高い誘電率を有する誘
電体層とが互いに反応することなく、低温度で同時に焼
成一体化することが可能でありかつ前記絶縁体層と誘電
体層の熱膨張率を互いに極めて近似したものとすること
ができることから、誘電体層にクラック層の欠陥を生ぜ
ず、広範囲にわたる優れた温度特性と大容量を有するコ
ンデンサー部を同時に内蔵することができ、その結果、
ハイブリッド基板等に最適な小型化・高密度化されたコ
ンデンサー内蔵複合回路基板を得ることができる。
高周波絶縁性に優れた絶縁体層と高い誘電率を有する誘
電体層とが互いに反応することなく、低温度で同時に焼
成一体化することが可能でありかつ前記絶縁体層と誘電
体層の熱膨張率を互いに極めて近似したものとすること
ができることから、誘電体層にクラック層の欠陥を生ぜ
ず、広範囲にわたる優れた温度特性と大容量を有するコ
ンデンサー部を同時に内蔵することができ、その結果、
ハイブリッド基板等に最適な小型化・高密度化されたコ
ンデンサー内蔵複合回路基板を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 大工原 大二 (56)参考文献 特開 平２−239152（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/46 H01B 3/12
Claims (2)
- 【請求項１】組成式が （100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCaZrO3 ・yNb2O5・zZnO 但し、ｘ、ｙ、ｚはモル％を表わし 5.0≦ｘ≦14.0 1.0≦ｙ≦ 3.0 0.5≦ｚ≦ 3.0 から成る複合回路基板用誘電体磁器組成物。
- 【請求項２】組成式が （100−ｘ−ｙ−ｚ）BaTiO3・xCaZrO3 ・yNb2O5・zCo2O3 但し、ｘ、ｙ、ｚはモル％を表わし 5.0 ≦ｘ≦14.0 1.0 ≦ｙ≦ 3.0 0.25≦ｚ≦ 1.5 から成る複合回路基板用誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284134A JP2784545B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 複合回路基板用誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284134A JP2784545B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 複合回路基板用誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146466A JPH03146466A (ja) | 1991-06-21 |
| JP2784545B2 true JP2784545B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17674609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1284134A Expired - Fee Related JP2784545B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 複合回路基板用誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2784545B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2969237B2 (ja) * | 1992-07-06 | 1999-11-02 | 日本特殊陶業株式会社 | コンデンサー内蔵基板及びその製造方法 |
| EP0865052A3 (en) * | 1997-02-25 | 2000-01-05 | TDK Corporation | High dielectric-constant ceramic composition, and its fabrication process |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1284134A patent/JP2784545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03146466A (ja) | 1991-06-21 |
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|---|---|---|---|
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