JP2860734B2 - 多層セラミック部品、その製造方法および内部導体ペースト - Google Patents
多層セラミック部品、その製造方法および内部導体ペーストInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多層セラミック部品と、
その製造方法と、それに用いる内部導体ペーストとに関
する。
その製造方法と、それに用いる内部導体ペーストとに関
する。
【０００２】
【従来の技術】低温焼成多層セラミック基板等の多層セ
ラミック部品として、銀の内部配線用導体を用いたもの
が知られている。この場合、銀だけでは、５００℃程度
以下で銀単体の焼結が始まってしまうので、内部導体ペ
ーストにガラスフリットを添加して、その焼結開始温度
を遅らせることが好ましい。
ラミック部品として、銀の内部配線用導体を用いたもの
が知られている。この場合、銀だけでは、５００℃程度
以下で銀単体の焼結が始まってしまうので、内部導体ペ
ーストにガラスフリットを添加して、その焼結開始温度
を遅らせることが好ましい。
【０００３】しかし銀粉としては、一般に０．５m2/g程
度より大きなものが使用されている。このような比表面
積の大きな銀粉をガラスフリットと混合し、これをペー
スト化し、導体パターンをセラミック−ガラスコンポジ
ットの低温焼成用素体のグリーンシート上に形成し、こ
れを積層スタックして焼成すると、素体−導体間や素体
内にデラミネーションが生じ、空隙が生じることが判明
した。
度より大きなものが使用されている。このような比表面
積の大きな銀粉をガラスフリットと混合し、これをペー
スト化し、導体パターンをセラミック−ガラスコンポジ
ットの低温焼成用素体のグリーンシート上に形成し、こ
れを積層スタックして焼成すると、素体−導体間や素体
内にデラミネーションが生じ、空隙が生じることが判明
した。
【０００４】この空隙が生じると、基板や部品の気密性
が損われ、例えば外部電極をめっきにより形成する際、
めっき液の浸透を許し、信頼性が損われてくる。また、
内部に形成した容量が不安定となったり、バラついたり
することもある。
が損われ、例えば外部電極をめっきにより形成する際、
めっき液の浸透を許し、信頼性が損われてくる。また、
内部に形成した容量が不安定となったり、バラついたり
することもある。
【０００５】このような不都合をなくすためには、銀粉
に５〜１５wt% 程度のＰｄを添加してＡｇ−Ｐｄ合金と
すること、あるいは銀ペースト内にセラミック粉末を添
加することが行われる。しかし、いずれの場合も導体抵
抗が高く、例えば３０MHz 以上の高周波用途には適さな
い。
に５〜１５wt% 程度のＰｄを添加してＡｇ−Ｐｄ合金と
すること、あるいは銀ペースト内にセラミック粉末を添
加することが行われる。しかし、いずれの場合も導体抵
抗が高く、例えば３０MHz 以上の高周波用途には適さな
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低抵
抗で、内部導体と基板素体との間に空隙のない多層セラ
ミック部品と、その製造方法と、それに用いる内部導体
ペーストを提供することにある。
抗で、内部導体と基板素体との間に空隙のない多層セラ
ミック部品と、その製造方法と、それに用いる内部導体
ペーストを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（７）の本発明により達成される。 （１）絶縁性の素体内に内部導体層を有し、前記内部導
体は、７０〜９０vol%の銀と、１０〜３０vol%のガラス
とを含有し、焼成後の内部導体層の銀の平均グレインサ
イズが３μm 以上である多層セラミック部品。
（１）〜（７）の本発明により達成される。 （１）絶縁性の素体内に内部導体層を有し、前記内部導
体は、７０〜９０vol%の銀と、１０〜３０vol%のガラス
とを含有し、焼成後の内部導体層の銀の平均グレインサ
イズが３μm 以上である多層セラミック部品。
【０００８】（２）前記銀が９９．９wt% 以上の銀を含
有する上記（１）の多層セラミック部品。
有する上記（１）の多層セラミック部品。
【０００９】（３）前記ガラスは、軟化点８００℃以上
のアルカリ土類金属酸化物−アルミナ−シリカガラスで
ある上記（１）または（２）の多層セラミック部品。
のアルカリ土類金属酸化物−アルミナ−シリカガラスで
ある上記（１）または（２）の多層セラミック部品。
【００１０】（４）前記素体は、アルミナとガラスとを
含有する上記（１）ないし（３）のいずれかの多層セラ
ミック部品。
含有する上記（１）ないし（３）のいずれかの多層セラ
ミック部品。
【００１１】（５）絶縁性の素体内に内部導体層を有す
る多層セラミック部品を製造する際に、前記内部導体層
を、比表面積０．１〜０．５m2/gの銀粉と、ガラスフリ
ットとを含有し、この銀粉とガラスフリットの総計に対
し、銀粉の含有量が７０〜９０vol%、ガラスフリットの
含有量が１０〜３０vol%である内部導体ペーストを用い
て形成する多層セラミック部品の製造方法。
る多層セラミック部品を製造する際に、前記内部導体層
を、比表面積０．１〜０．５m2/gの銀粉と、ガラスフリ
ットとを含有し、この銀粉とガラスフリットの総計に対
し、銀粉の含有量が７０〜９０vol%、ガラスフリットの
含有量が１０〜３０vol%である内部導体ペーストを用い
て形成する多層セラミック部品の製造方法。
【００１２】（６）前記ガラスは、軟化点８００℃以上
のアルカリ土類金属酸化物−アルミナ−シリカガラスで
ある上記（５）の多層セラミック部品の製造方法。
のアルカリ土類金属酸化物−アルミナ−シリカガラスで
ある上記（５）の多層セラミック部品の製造方法。
【００１３】（７）比表面積０．１〜０．５m2/gの銀粉
と、ガラスフリットとを含有し、この銀粉とガラスフリ
ットの総計に対し、銀粉の含有量が７０〜９０vol%、ガ
ラスフリットの含有量が１０〜３０vol%である内部導体
ペースト。
と、ガラスフリットとを含有し、この銀粉とガラスフリ
ットの総計に対し、銀粉の含有量が７０〜９０vol%、ガ
ラスフリットの含有量が１０〜３０vol%である内部導体
ペースト。
【００１４】
【作用】従来の比表面積の大きな１００％銀粉をガラス
フリットと併用すると、焼結初期にセラミックガラスコ
ンポジットの素体内へのＡｇの拡散が生じる。これによ
り、内部導体パターン付近の素体の焼結温度が低下し、
まず、導体近傍の素体が焼結を開始する。その後、導体
の焼結、続いて素体の焼結が引き続き、この結果、特に
導体−素体間にデラミネーションが生じ、空隙が生じる
ことが判明した。
フリットと併用すると、焼結初期にセラミックガラスコ
ンポジットの素体内へのＡｇの拡散が生じる。これによ
り、内部導体パターン付近の素体の焼結温度が低下し、
まず、導体近傍の素体が焼結を開始する。その後、導体
の焼結、続いて素体の焼結が引き続き、この結果、特に
導体−素体間にデラミネーションが生じ、空隙が生じる
ことが判明した。
【００１５】本発明では、用いる銀粉の比表面積を規制
して、焼結後の銀のグレインサイズを規制することによ
り、上記の焼結挙動を制御して空隙の発生を防止するも
のである。
して、焼結後の銀のグレインサイズを規制することによ
り、上記の焼結挙動を制御して空隙の発生を防止するも
のである。
【００１６】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。本発明によって得られる多層セラミック基
板等の多層セラミック部品は、例えば絶縁材のグリーン
シート上に内部導体パターンを形成した後、このグリー
ンシートを積層して、熱プレスにて圧着してスタック
し、その後焼成して製造される。
に説明する。本発明によって得られる多層セラミック基
板等の多層セラミック部品は、例えば絶縁材のグリーン
シート上に内部導体パターンを形成した後、このグリー
ンシートを積層して、熱プレスにて圧着してスタック
し、その後焼成して製造される。
【００１７】本発明において、内部導体には、比抵抗の
小さい銀を用いる。この際、銀粉中の銀の含有量は、特
に純度９９．９wt% 〜１００wt% の純銀を用いることが
好ましい。このように、純銀を用いることにより基板の
抵抗をきわめて小さくすることができる。
小さい銀を用いる。この際、銀粉中の銀の含有量は、特
に純度９９．９wt% 〜１００wt% の純銀を用いることが
好ましい。このように、純銀を用いることにより基板の
抵抗をきわめて小さくすることができる。
【００１８】用いる銀粉のＢＥＴ比表面積は０．１〜
０．５m2/gである。０．１m2/g未満では印刷に適さな
い。また、０．５m2/gをこえると、デラミネーションが
臨界的に多発する。なお、銀粉の比表面積が上記内のも
のでも細粒のものが少ないほど好ましく、１．５μm 以
下の径のものが実質的に存在しないことが望ましい。ま
た、銀粉の形状等には特に制約はなく、球状でも、鱗片
状でもよい。
０．５m2/gである。０．１m2/g未満では印刷に適さな
い。また、０．５m2/gをこえると、デラミネーションが
臨界的に多発する。なお、銀粉の比表面積が上記内のも
のでも細粒のものが少ないほど好ましく、１．５μm 以
下の径のものが実質的に存在しないことが望ましい。ま
た、銀粉の形状等には特に制約はなく、球状でも、鱗片
状でもよい。
【００１９】内部導体ペーストは銀粉とガラスフリット
とを含有し、銀粉と、ガラスフリットの総計に対する銀
粉の含有量は、７０〜９０vol%とする。７０vol%未満と
なっても、９０vol%より大となっても、抵抗が増大し、
導体抵抗４ mΩ／□以上となり、高周波用途に適さな
い。特に、銀粉が９０vol%より大では、焼結温度を５０
０℃より高くすることが難しく、発泡や、フクレにより
導体抵抗が増大してしまう。
とを含有し、銀粉と、ガラスフリットの総計に対する銀
粉の含有量は、７０〜９０vol%とする。７０vol%未満と
なっても、９０vol%より大となっても、抵抗が増大し、
導体抵抗４ mΩ／□以上となり、高周波用途に適さな
い。特に、銀粉が９０vol%より大では、焼結温度を５０
０℃より高くすることが難しく、発泡や、フクレにより
導体抵抗が増大してしまう。
【００２０】内部導体ペーストに含有させるガラスフリ
ットは、８００℃以上、特に８００〜１０００℃に軟化
点を有するガラスを用いることが好ましい。
ットは、８００℃以上、特に８００〜１０００℃に軟化
点を有するガラスを用いることが好ましい。
【００２１】用いるガラスフリットの組成には特に制限
はないが、特に下記の組成のアルカリ土類金属酸化物−
アルミナ−シリカガラスが好ましい。
はないが、特に下記の組成のアルカリ土類金属酸化物−
アルミナ−シリカガラスが好ましい。
【００２２】 ＳｉＯ2 ：５５〜７５モル％、特に６５〜７０モル％ Ａｌ2 Ｏ3 ：１０〜３０モル％、特に１５〜２０モル％ アルカリ土類金属酸化物の１種以上：１０〜２０モル
％、特に５〜１５モル％、 ＺｒＯ2 ：０〜５モル％
％、特に５〜１５モル％、 ＺｒＯ2 ：０〜５モル％
【００２３】この場合、アルカリ土類金属酸化物として
は、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの１種〜３種が好まし
い。ガラスフリットの平均粒径は２μm 以下、特に０．
５〜２μm が望ましい。
は、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの１種〜３種が好まし
い。ガラスフリットの平均粒径は２μm 以下、特に０．
５〜２μm が望ましい。
【００２４】内部導体ペースト中のガラスフリットの含
有量は、銀粉とガラスフリットの総計に対し、１０〜３
０vol%である。この範囲で抵抗が減少する。また、デラ
ミネーションと空隙の発生が有効に防止される。より具
体的には、導体ペーストに従来使用されていた銀粉は一
般に、平均粒径が１μm 程度以下の微粉であり、これに
ガラスフリットを併用して同時焼成を行うと、絶縁材中
に銀が拡散し、前記のデラミネーションの原因となる。
これを防止するために、ガラスフリット併用系で銀粉の
比表面積を規制すると、銀の拡散に伴う焼結挙動が改善
され、デラミネーションの発生が防止される。
有量は、銀粉とガラスフリットの総計に対し、１０〜３
０vol%である。この範囲で抵抗が減少する。また、デラ
ミネーションと空隙の発生が有効に防止される。より具
体的には、導体ペーストに従来使用されていた銀粉は一
般に、平均粒径が１μm 程度以下の微粉であり、これに
ガラスフリットを併用して同時焼成を行うと、絶縁材中
に銀が拡散し、前記のデラミネーションの原因となる。
これを防止するために、ガラスフリット併用系で銀粉の
比表面積を規制すると、銀の拡散に伴う焼結挙動が改善
され、デラミネーションの発生が防止される。
【００２５】内部導体ペーストには、銀粉とガラスフリ
ットの他、ビヒクルが含まれる。ビヒクルとしては、エ
チルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル樹
脂、ブチルメタアクリレート等のバインダ、テルピネオ
ール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテ
ート、トルエン、アルコール、キシレン等の溶剤、その
他各種分散剤、活性剤、可塑剤等が挙げられ、これらの
うち任意のものが目的に応じて適宜選択される。ビヒク
ルの添加量は、ペースト中、１０〜２０wt% 程度とする
ことが好ましい。
ットの他、ビヒクルが含まれる。ビヒクルとしては、エ
チルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル樹
脂、ブチルメタアクリレート等のバインダ、テルピネオ
ール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテ
ート、トルエン、アルコール、キシレン等の溶剤、その
他各種分散剤、活性剤、可塑剤等が挙げられ、これらの
うち任意のものが目的に応じて適宜選択される。ビヒク
ルの添加量は、ペースト中、１０〜２０wt% 程度とする
ことが好ましい。
【００２６】このような内部導体ペーストは焼成後の厚
さが１０〜６０μm 程度、特に１０〜４０μm 程度とな
るように成膜することが好ましい。成膜方法は公知のス
クリーン印刷法、転写法などによればよい。
さが１０〜６０μm 程度、特に１０〜４０μm 程度とな
るように成膜することが好ましい。成膜方法は公知のス
クリーン印刷法、転写法などによればよい。
【００２７】内部導体ペーストのパターンを形成する絶
縁材のグリーンシートは、ガラスと酸化物骨材とを含有
する。酸化物骨材としては、例えばＡｌ2 Ｏ3 、石英、
ムライト、コーディェライト、Ｒ2 Ｔｉ2 Ｏ7 （Ｒはラ
ンタノイド元素の１種以上）、Ｃａ2 Ｎｂ2 Ｏ7 、Ｍｇ
ＴｉＯ3 、ＳｒＺｒＯ3 、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 ・ＴｉＯ
2 、ＺｒＴｉＯ4 、Ｂａ2 Ｔｉ9 Ｏ20、Ｓｒ2 Ｎｂ2 Ｏ
7 、ＣａＴｉＯ3 、ＳｒＴｉＯ3 、ＳｒＳｎＯ3 、Ｂａ
ＴｉＯ3 −Ｎｄ2 Ｏ3 等の１種ないし２種以上を挙げる
ことができる。この場合、用いる酸化物骨材は、化学量
論組成から多少偏倚した組成であってもよく、偏倚した
組成のものとの混合物、あるいは偏倚した組成のもの同
志の混合物であってもよい。また、さらに各種酸化物、
例えばＢｉ2 Ｏ3 、ＭｎＯ、ＣｕＯ等を添加したもので
あってもよい。ただし、これらの中では、空隙発生防止
の効果が最も大きい点で、アルミナが最も好適である。
縁材のグリーンシートは、ガラスと酸化物骨材とを含有
する。酸化物骨材としては、例えばＡｌ2 Ｏ3 、石英、
ムライト、コーディェライト、Ｒ2 Ｔｉ2 Ｏ7 （Ｒはラ
ンタノイド元素の１種以上）、Ｃａ2 Ｎｂ2 Ｏ7 、Ｍｇ
ＴｉＯ3 、ＳｒＺｒＯ3 、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 ・ＴｉＯ
2 、ＺｒＴｉＯ4 、Ｂａ2 Ｔｉ9 Ｏ20、Ｓｒ2 Ｎｂ2 Ｏ
7 、ＣａＴｉＯ3 、ＳｒＴｉＯ3 、ＳｒＳｎＯ3 、Ｂａ
ＴｉＯ3 −Ｎｄ2 Ｏ3 等の１種ないし２種以上を挙げる
ことができる。この場合、用いる酸化物骨材は、化学量
論組成から多少偏倚した組成であってもよく、偏倚した
組成のものとの混合物、あるいは偏倚した組成のもの同
志の混合物であってもよい。また、さらに各種酸化物、
例えばＢｉ2 Ｏ3 、ＭｎＯ、ＣｕＯ等を添加したもので
あってもよい。ただし、これらの中では、空隙発生防止
の効果が最も大きい点で、アルミナが最も好適である。
【００２８】グリーンシート中の酸化物骨材の含有量は
２０〜５０vol%、特に２５〜３５vol%とするのが好まし
い。骨材が少なすぎると強度が低下してくる。また、多
すぎると絶縁材の焼結性が低下してくる。また酸化物骨
材の平均粒径は０．５〜３μm 程度が好ましい。平均粒
径が小さすぎると、シート形成が困難となり、また大き
すぎると基板の強度不足となってくる。
２０〜５０vol%、特に２５〜３５vol%とするのが好まし
い。骨材が少なすぎると強度が低下してくる。また、多
すぎると絶縁材の焼結性が低下してくる。また酸化物骨
材の平均粒径は０．５〜３μm 程度が好ましい。平均粒
径が小さすぎると、シート形成が困難となり、また大き
すぎると基板の強度不足となってくる。
【００２９】ガラスフリットとしては、軟化点が７００
〜９００℃程度のガラスを用いることが好ましい。軟化
点が高すぎると、好適温度での焼成が困難となり、軟化
点が低すぎると、シート成形時のバインダーが抜けにく
く、絶縁性に問題が出る。
〜９００℃程度のガラスを用いることが好ましい。軟化
点が高すぎると、好適温度での焼成が困難となり、軟化
点が低すぎると、シート成形時のバインダーが抜けにく
く、絶縁性に問題が出る。
【００３０】用いるガラスフリットの組成に特に制限は
ないが、前記の範囲の焼成温度で高強度のグリーンシー
トが得られ、内部導体の拡散を抑制できる等の点から下
記の組成のアルイカリ土類金属酸化物−アルミナ−シリ
カガラスが好ましい。
ないが、前記の範囲の焼成温度で高強度のグリーンシー
トが得られ、内部導体の拡散を抑制できる等の点から下
記の組成のアルイカリ土類金属酸化物−アルミナ−シリ
カガラスが好ましい。
【００３１】 ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％ Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モル％ アルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５モル％ Ｂ2 Ｏ3 ：０〜１０モル％
【００３２】前記アルカリ土類金属酸化物としては、Ｓ
ｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの１種以上、特に前記３種を
併用することが好ましく、３種を併用する場合ＳｒＯの
含有量は１５〜３０モル％、ＣａＯの含有量は１〜８モ
ル％、ＭｇＯの含有量は１〜７モル％が好ましい。
ｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの１種以上、特に前記３種を
併用することが好ましく、３種を併用する場合ＳｒＯの
含有量は１５〜３０モル％、ＣａＯの含有量は１〜８モ
ル％、ＭｇＯの含有量は１〜７モル％が好ましい。
【００３３】また、ガラスの平均粒径にも特に制限はな
いが通常成形性等を考慮して１〜３μm 程度のものを用
いる。グリーンシート中のガラスの含有量は５０〜７０
vol%とするのが好ましい。含有量が少なすぎると焼結性
が悪化し、多すぎると基板の抗析強度が低下してくる。
いが通常成形性等を考慮して１〜３μm 程度のものを用
いる。グリーンシート中のガラスの含有量は５０〜７０
vol%とするのが好ましい。含有量が少なすぎると焼結性
が悪化し、多すぎると基板の抗析強度が低下してくる。
【００３４】このような誘電体材料は、焼結前にビヒク
ルを加えてスラリーとされる。ビヒクルとしては、エチ
ルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル樹
脂、ブチルメタアクリレート等のバインダ、テルピネオ
ール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテ
ート、アセテート、トルエン、アルコール、キシレン等
の溶剤、その他各種分散剤、活性剤、可塑剤等が挙げら
れ、これらのうち任意のものが目的に応じて適宜選択さ
れる。ビヒクルの添加量は、酸化物骨材とガラスの合計
量１００重量部に対し、６５〜８５重量％程度とするこ
とが好ましい。
ルを加えてスラリーとされる。ビヒクルとしては、エチ
ルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル樹
脂、ブチルメタアクリレート等のバインダ、テルピネオ
ール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテ
ート、アセテート、トルエン、アルコール、キシレン等
の溶剤、その他各種分散剤、活性剤、可塑剤等が挙げら
れ、これらのうち任意のものが目的に応じて適宜選択さ
れる。ビヒクルの添加量は、酸化物骨材とガラスの合計
量１００重量部に対し、６５〜８５重量％程度とするこ
とが好ましい。
【００３５】本発明の多層セラミック部品は、このよう
な絶縁材素体間に、配線層として内部導体が形成され
る。この場合、内部導体は、例えば、コイルの導体、コ
ンデンサの電極、トリプレート線路等種々の目的や用途
に応じて所望のパターンに形成される。さらに、絶縁材
層間や絶縁材層上にはグランドプレーン等が形成されて
いてもよい。また、積層体上には外部導体が形成され、
この外部導体と、内部導体とがそれぞれスルホール内の
導体を介して電気的に接続される。
な絶縁材素体間に、配線層として内部導体が形成され
る。この場合、内部導体は、例えば、コイルの導体、コ
ンデンサの電極、トリプレート線路等種々の目的や用途
に応じて所望のパターンに形成される。さらに、絶縁材
層間や絶縁材層上にはグランドプレーン等が形成されて
いてもよい。また、積層体上には外部導体が形成され、
この外部導体と、内部導体とがそれぞれスルホール内の
導体を介して電気的に接続される。
【００３６】本発明の多層セラミック基板等の多層セラ
ミック部品は、例えば以下のようにして製造される。ま
ず、前述の内部導体ペーストと、さらに外部導体ペース
トをそれぞれ作製する。外部導体のペーストは、導体粉
と、導体粉に対し、２〜１０wt% 程度のガラスフリット
や酸化物粉末と、ビヒクルとを含有する。同時に、絶縁
体層材料となるグリーンシートを作製する。この場合に
は、前述の絶縁材料のスラリーを用い、例えばドクター
ブレード法により所定枚数作製する。次いで、グリーン
シート上にパンチングマシーンや金型プレスを用いてス
ルーホールを形成し、その後、内部導体ペーストを各グ
リーンシート上に、例えばスクリーン印刷法により印刷
し、所定のパターンの内部導体を形成するとともにスル
ーホール内に充填する。
ミック部品は、例えば以下のようにして製造される。ま
ず、前述の内部導体ペーストと、さらに外部導体ペース
トをそれぞれ作製する。外部導体のペーストは、導体粉
と、導体粉に対し、２〜１０wt% 程度のガラスフリット
や酸化物粉末と、ビヒクルとを含有する。同時に、絶縁
体層材料となるグリーンシートを作製する。この場合に
は、前述の絶縁材料のスラリーを用い、例えばドクター
ブレード法により所定枚数作製する。次いで、グリーン
シート上にパンチングマシーンや金型プレスを用いてス
ルーホールを形成し、その後、内部導体ペーストを各グ
リーンシート上に、例えばスクリーン印刷法により印刷
し、所定のパターンの内部導体を形成するとともにスル
ーホール内に充填する。
【００３７】次いで、各グリーンシートを重ね合せ、熱
プレス（約４０〜１２０℃、５０〜１０００Kgf/cm2)を
加えてグリーンシートの積層体とし、必要に応じて脱バ
インダ処理、切断用溝の形成等を行なう。この後、グリ
ーンシートの積層体を通常空気中で、８５０〜１０００
℃の温度で焼成する。そして、外部導体用ペーストをス
クリーン印刷法等により印刷し、焼成して外部導体を形
成する。この場合、好ましくは、これら外部導体を絶縁
体層と一体同時焼成して形成する。
プレス（約４０〜１２０℃、５０〜１０００Kgf/cm2)を
加えてグリーンシートの積層体とし、必要に応じて脱バ
インダ処理、切断用溝の形成等を行なう。この後、グリ
ーンシートの積層体を通常空気中で、８５０〜１０００
℃の温度で焼成する。そして、外部導体用ペーストをス
クリーン印刷法等により印刷し、焼成して外部導体を形
成する。この場合、好ましくは、これら外部導体を絶縁
体層と一体同時焼成して形成する。
【００３８】以上のようにして同時焼成された内部導体
は緻密な連続構造をもち、導体−素体間や、素体内部に
デラミネーションに基づく空隙の発生が防止されてい
る。この場合、内部導体層は、前記のペースト含有量に
応じて７０〜９０vol%の銀と、１０〜３０vol%のガラス
とから構成されている。
は緻密な連続構造をもち、導体−素体間や、素体内部に
デラミネーションに基づく空隙の発生が防止されてい
る。この場合、内部導体層は、前記のペースト含有量に
応じて７０〜９０vol%の銀と、１０〜３０vol%のガラス
とから構成されている。
【００３９】このような場合、内部導体層中の銀の平均
グレインサイズ（異方性のあるときには長軸径）は、３
μm 以上、特に３．５〜７μm に規制される。この平均
グレインサイズは、基板を垂直に切断して、切断端面に
表われる内部導体をエッチングし、そのエッチング面を
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で１０００〜３０００倍の
倍率で観察して算出すればよい。
グレインサイズ（異方性のあるときには長軸径）は、３
μm 以上、特に３．５〜７μm に規制される。この平均
グレインサイズは、基板を垂直に切断して、切断端面に
表われる内部導体をエッチングし、そのエッチング面を
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で１０００〜３０００倍の
倍率で観察して算出すればよい。
【００４０】ＳＥＭの観察に際しては常法に従えばよい
が、エッチングは、濃アンモニア水５０体積％と、３％
過酸化水素水５０体積％の混合液をエッチング液とし、
切断面を樹脂埋めした後、鏡面仕上げして試料をエッチ
ングすればよい。エッチング時間は２０〜１２０秒、常
温で従えばよい。このエッチングの量は、厚さで０．１
〜１μm 程度である。なお、デラミネーションの発生の
観察には５００倍の金属顕微鏡による観察とＳＥＭ顕微
鏡を併用すればよい。
が、エッチングは、濃アンモニア水５０体積％と、３％
過酸化水素水５０体積％の混合液をエッチング液とし、
切断面を樹脂埋めした後、鏡面仕上げして試料をエッチ
ングすればよい。エッチング時間は２０〜１２０秒、常
温で従えばよい。このエッチングの量は、厚さで０．１
〜１μm 程度である。なお、デラミネーションの発生の
観察には５００倍の金属顕微鏡による観察とＳＥＭ顕微
鏡を併用すればよい。
【００４１】本発明の多層セラミック部品は、３０MHz
以上の帯域で使用される各種多層配線セラミック基板、
あるいはコンデンサやインダクタの一方あるいは両方を
内蔵する多層セラミック基板、さらにはコンデンサ
（Ｃ）チップ、チップインダクタ（Ｌ）、ＬＣチップ等
であってもよい。また、少なくとも絶縁体層間にＴＥＭ
線路等のストリップ線路を有するハイパスフィルタ、ロ
ーパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドエリミネ
ーションフィルタ等の各種フィルタ、これらのフィルタ
を組み合わせた分波フィルタ、デュプレクサ、電圧制御
発振器等の共振器等に応用が可能である。
以上の帯域で使用される各種多層配線セラミック基板、
あるいはコンデンサやインダクタの一方あるいは両方を
内蔵する多層セラミック基板、さらにはコンデンサ
（Ｃ）チップ、チップインダクタ（Ｌ）、ＬＣチップ等
であってもよい。また、少なくとも絶縁体層間にＴＥＭ
線路等のストリップ線路を有するハイパスフィルタ、ロ
ーパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドエリミネ
ーションフィルタ等の各種フィルタ、これらのフィルタ
を組み合わせた分波フィルタ、デュプレクサ、電圧制御
発振器等の共振器等に応用が可能である。
【００４２】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。 実施例１ 純度９９．９％以上の銀粉およびガラスフリットおよび
ビヒクルを三本ロールにより混合分散した。銀粉として
は、 （１）比表面積 ０．１５m2/g （２）比表面積 ０．３５m2/g （３）比表面積 ０．５５m2/g （４）比表面積 ０．６５m2/g の４種の球状のものを用いた。
をさらに詳細に説明する。 実施例１ 純度９９．９％以上の銀粉およびガラスフリットおよび
ビヒクルを三本ロールにより混合分散した。銀粉として
は、 （１）比表面積 ０．１５m2/g （２）比表面積 ０．３５m2/g （３）比表面積 ０．５５m2/g （４）比表面積 ０．６５m2/g の４種の球状のものを用いた。
【００４３】また、ガラスフリットとしては、 軟化点９６０℃ ＳｉＯ2 ：６６．０モル％ ＳｒＯ：１５．０モル％ Ａｌ2 Ｏ3 ：１６．０モル％ ＺｒＯ2 ：３．０モル％ の組成の平均粒径１．０μm のものを用いた。
【００４４】混合物にビヒクルを添加し、３本ロールで
混練して内部導体ペーストとした。ビヒクルには、バイ
ンダとしてアクリル樹脂、溶剤としてターピネオールを
用いた。各成分の混合比率は、 銀粉＋ガラスフリット ８０重量％ 有機バインダ ５重量％ 有機溶剤 １５重量％ であり、銀粉＋ガラスフリット量中の銀粉含有量は８０
vol%、フリット含有量は２０vol%とした。
混練して内部導体ペーストとした。ビヒクルには、バイ
ンダとしてアクリル樹脂、溶剤としてターピネオールを
用いた。各成分の混合比率は、 銀粉＋ガラスフリット ８０重量％ 有機バインダ ５重量％ 有機溶剤 １５重量％ であり、銀粉＋ガラスフリット量中の銀粉含有量は８０
vol%、フリット含有量は２０vol%とした。
【００４５】これとは別に平均粒径２μm のガラス粒
子：７０vol%と、平均粒径１．５μmのＡｌ2 Ｏ3 粒
子：３０vol%とを含有する絶縁体材料を作製した。そし
てこの誘電体材料１００重量部に対し、ビヒクルを７３
重量部添加し、ボールミルで混合してスラリー化し、ス
ラリーを得た。ビヒクルには、バインダとしてアクリル
系樹脂、溶剤としてエチルアルコールおよびトルエン、
可塑剤としてジブチルフタレートを用いた。また、ガラ
ス粒子の組成は、ＳｉＯ2 ：６２モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：
８モル％、Ｂ2 Ｏ3 ：３モル％、ＳｒＯ：２０モル％、
ＣａＯ：４モル％、ＭｇＯ：３モル％であり、軟化点は
８１５℃であった。
子：７０vol%と、平均粒径１．５μmのＡｌ2 Ｏ3 粒
子：３０vol%とを含有する絶縁体材料を作製した。そし
てこの誘電体材料１００重量部に対し、ビヒクルを７３
重量部添加し、ボールミルで混合してスラリー化し、ス
ラリーを得た。ビヒクルには、バインダとしてアクリル
系樹脂、溶剤としてエチルアルコールおよびトルエン、
可塑剤としてジブチルフタレートを用いた。また、ガラ
ス粒子の組成は、ＳｉＯ2 ：６２モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：
８モル％、Ｂ2 Ｏ3 ：３モル％、ＳｒＯ：２０モル％、
ＣａＯ：４モル％、ＭｇＯ：３モル％であり、軟化点は
８１５℃であった。
【００４６】この高周波誘電体材料のペーストを用い、
ドクターブレード法により厚さ０．２５mmのグリーンシ
ートを作製した。次いで、スルーホール用の孔をパンチ
ングした４枚のグリーンシートに、前記Ａｇ内部導体ペ
ーストをスクリーン印刷法により所定のパターン印刷し
（線幅２００μm ）、熱プレスにより積層してグリーン
シート積層体を得た。そして、この積層体を脱脂後、空
気中で９００℃にて１０分間同時焼成した。内部導体の
厚さは１５μm であった。
ドクターブレード法により厚さ０．２５mmのグリーンシ
ートを作製した。次いで、スルーホール用の孔をパンチ
ングした４枚のグリーンシートに、前記Ａｇ内部導体ペ
ーストをスクリーン印刷法により所定のパターン印刷し
（線幅２００μm ）、熱プレスにより積層してグリーン
シート積層体を得た。そして、この積層体を脱脂後、空
気中で９００℃にて１０分間同時焼成した。内部導体の
厚さは１５μm であった。
【００４７】次いで、外部電極用Ａｇペーストをスクリ
ーン印刷法により印刷し、空気中で温度８５０℃で１０
分間焼成して配線基板を得た。寸法は５０×６０×１mm
とした。
ーン印刷法により印刷し、空気中で温度８５０℃で１０
分間焼成して配線基板を得た。寸法は５０×６０×１mm
とした。
【００４８】図１〜図４には、サンプルの断面の金属顕
微鏡写真が示される。このうち、図１、図２が、本発明
の比表面積０．１５m2/g、０．３５m2/gのときの写真、
また、図３、図４が比較用の比表面積０．５５m2/g、
０．６m2/gのときの写真である。
微鏡写真が示される。このうち、図１、図２が、本発明
の比表面積０．１５m2/g、０．３５m2/gのときの写真、
また、図３、図４が比較用の比表面積０．５５m2/g、
０．６m2/gのときの写真である。
【００４９】これらから、本発明における内部導体と素
体間には、デラミネーションによる空隙が存在せず、比
表面積を０．５m2/g以下に規制すると臨界的に空隙の発
生が防止されることがわかる。
体間には、デラミネーションによる空隙が存在せず、比
表面積を０．５m2/g以下に規制すると臨界的に空隙の発
生が防止されることがわかる。
【００５０】なお、ＳＥＭ観察から、内部導体の銀の平
均グレインサイズは、下記のとおりであった。
均グレインサイズは、下記のとおりであった。
【００５１】
【００５２】次に、このような空隙の発生の原因を調べ
るために実験を行った。まず、内部導体からの銀の拡散
距離と、銀粉の比表面積との関係を調べた。この場合に
は、前記ＳＥＭ観察を行った各試料をＥＰＭＡ測定し、
Ａｇ拡散距離を測定した。結果を図５に示す。
るために実験を行った。まず、内部導体からの銀の拡散
距離と、銀粉の比表面積との関係を調べた。この場合に
は、前記ＳＥＭ観察を行った各試料をＥＰＭＡ測定し、
Ａｇ拡散距離を測定した。結果を図５に示す。
【００５３】次いで、このＥＰＭＡの分析結果による量
の銀を前記内部導体ペーストに添加し、３×１２×０．
２mmのシートを作製し、熱圧着後これをＴＭＡ分析し、
収縮開始温度を求め、これを内部導体近傍の素体の焼結
温度とした。結果を図６に示す。
の銀を前記内部導体ペーストに添加し、３×１２×０．
２mmのシートを作製し、熱圧着後これをＴＭＡ分析し、
収縮開始温度を求め、これを内部導体近傍の素体の焼結
温度とした。結果を図６に示す。
【００５４】図６に示される結果から、銀粉の比表面積
を０．５m2/g以下に規制すると、内部導体近傍の素体の
焼結温度の低下を３０℃以下に押さえることができ、こ
れにより臨界的に導体−素体間の空隙の発生が防止され
るのであると考えられた。
を０．５m2/g以下に規制すると、内部導体近傍の素体の
焼結温度の低下を３０℃以下に押さえることができ、こ
れにより臨界的に導体−素体間の空隙の発生が防止され
るのであると考えられた。
【００５５】実施例２ 実施例１の０．１５ｍ２／ｇの銀粉を使用し、銀粉＋ガ
ラスフリット量中のフリット含有量をかえた他は、実施
例１と同様にして配線基板を得た。このものの導体抵抗
を図７に示す。なお、図７には、銀粉組成をＡｇ９９ｗ
ｔ％、Ｐｄ１ｗｔ％にかえた場合の結果を比較用に併記
する。
ラスフリット量中のフリット含有量をかえた他は、実施
例１と同様にして配線基板を得た。このものの導体抵抗
を図７に示す。なお、図７には、銀粉組成をＡｇ９９ｗ
ｔ％、Ｐｄ１ｗｔ％にかえた場合の結果を比較用に併記
する。
【００５６】この結果から、純銀を用い、ガラスフリッ
ト量を１０〜３０vol%に規制するときの抵抗低減効果が
あきらかである。
ト量を１０〜３０vol%に規制するときの抵抗低減効果が
あきらかである。
【００５７】実施例３ 実施例１の０．１５m2/gの銀粉を使用し、ガラスフリッ
トを 軟化点７９０℃ ＳｉＯ2 ：６０モル％ ＳｒＯ：２０モル％ Ａｌ2 Ｏ3 ：６モル％ Ｂ2 Ｏ3 ：４モル％ にかえた他は実施例１と全く同様にして配線基板を得
た。この際、内部導体と実施例１の内部導体とのＴＭＡ
分析を行い、導体の焼結温度を測定した。結果を図８に
示す。
トを 軟化点７９０℃ ＳｉＯ2 ：６０モル％ ＳｒＯ：２０モル％ Ａｌ2 Ｏ3 ：６モル％ Ｂ2 Ｏ3 ：４モル％ にかえた他は実施例１と全く同様にして配線基板を得
た。この際、内部導体と実施例１の内部導体とのＴＭＡ
分析を行い、導体の焼結温度を測定した。結果を図８に
示す。
【００５８】この結果から、ガラスフリットの軟化温度
を８００℃以上に規制し、比表面積の小さな銀粉を使用
すれば焼結開始温度と導体の焼結開始温度の差をすきま
の発生しない３０℃以下に押さえることが可能なことが
わかる。
を８００℃以上に規制し、比表面積の小さな銀粉を使用
すれば焼結開始温度と導体の焼結開始温度の差をすきま
の発生しない３０℃以下に押さえることが可能なことが
わかる。
【００５９】
【発明の効果】本発明によれば、低抵抗で、基板素体と
の間に空隙のない内部導体を有する多層セラミック部品
が得られる。
の間に空隙のない内部導体を有する多層セラミック部品
が得られる。
【図１】結晶構造および空隙の発生状況を示す図面代用
写真であって、本発明による試料切断面の金属顕微鏡写
真である。
写真であって、本発明による試料切断面の金属顕微鏡写
真である。
【図２】結晶構造および空隙の発生状況を示す図面代用
写真であって、本発明による試料切断面の金属顕微鏡写
真である。
写真であって、本発明による試料切断面の金属顕微鏡写
真である。
【図３】結晶構造および空隙の発生状況を示す図面代用
写真であって、比較用の試料の切断面の金属顕微鏡写真
である。
写真であって、比較用の試料の切断面の金属顕微鏡写真
である。
【図４】結晶構造および空隙の発生状況を示す図面代用
写真であって、比較用の試料の切断面の金属顕微鏡写真
である。
写真であって、比較用の試料の切断面の金属顕微鏡写真
である。
【図５】銀粉の比表面積と、内部導体からの銀の拡散距
離との関係を示すグラフである。
離との関係を示すグラフである。
【図６】銀粉の比表面積と、内部導体近傍の素体の焼結
温度との関係を示すグラフである。
温度との関係を示すグラフである。
【図７】ガラスフリット量と、内部導体の導体抵抗との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図８】銀の比表面積およびガラスフリットの軟化点
と、導体の焼結温度との関係を示すグラフである。
と、導体の焼結温度との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 1/09 Ｈ０５Ｋ 1/09 Ｚ
Claims (7)
- 【請求項１】 絶縁性の素体内に内部導体層を有し、 前記内部導体は、７０〜９０vol%の銀と、１０〜３０vo
l%のガラスとを含有し、 焼成後の内部導体層の銀の平均グレインサイズが３μm
以上である多層セラミック部品。 - 【請求項２】 前記銀が９９．９wt% 以上の銀を含有す
る請求項１の多層セラミック部品。 - 【請求項３】 前記ガラスは、軟化点８００℃以上のア
ルカリ土類金属酸化物−アルミナ−シリカガラスである
請求項１または２の多層セラミック部品。 - 【請求項４】 前記素体は、アルミナとガラスとを含有
する請求項１ないし３のいずれかの多層セラミック部
品。 - 【請求項５】 絶縁性の素体内に内部導体層を有する多
層セラミック部品を製造する際に、 前記内部導体層を、比表面積０．１〜０．５m2/gの銀粉
と、ガラスフリットとを含有し、この銀粉とガラスフリ
ットの総計に対し、銀粉の含有量が７０〜９０vol%、ガ
ラスフリットの含有量が１０〜３０vol%である内部導体
ペーストを用いて形成する多層セラミック部品の製造方
法。 - 【請求項６】 前記ガラスは、軟化点８００℃以上のア
ルカリ土類金属酸化物−アルミナ−シリカガラスである
請求項５の多層セラミック部品の製造方法。 - 【請求項７】 比表面積０．１〜０．５m2/gの銀粉と、
ガラスフリットとを含有し、この銀粉とガラスフリット
の総計に対し、銀粉の含有量が７０〜９０vol%、ガラス
フリットの含有量が１０〜３０vol%である内部導体ペー
スト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13165092A JP2860734B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 多層セラミック部品、その製造方法および内部導体ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13165092A JP2860734B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 多層セラミック部品、その製造方法および内部導体ペースト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05304368A JPH05304368A (ja) | 1993-11-16 |
| JP2860734B2 true JP2860734B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=15063021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13165092A Expired - Lifetime JP2860734B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 多層セラミック部品、その製造方法および内部導体ペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2860734B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007235082A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-09-13 | E I Du Pont De Nemours & Co | 太陽電池電極用ペースト |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4416346B2 (ja) * | 2001-03-22 | 2010-02-17 | 京セラ株式会社 | 回路基板の製造方法 |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP13165092A patent/JP2860734B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007235082A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-09-13 | E I Du Pont De Nemours & Co | 太陽電池電極用ペースト |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05304368A (ja) | 1993-11-16 |
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