JP3240873B2 - 低温焼成セラミック誘電体及び低温焼成セラミック多層回路基板 - Google Patents
低温焼成セラミック誘電体及び低温焼成セラミック多層回路基板Info
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- H05K3/4676—Single layer compositions
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１０００℃以下で焼成
された低温焼成セラミック誘電体及び低温焼成セラミッ
ク多層回路基板に関するものである。
された低温焼成セラミック誘電体及び低温焼成セラミッ
ク多層回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、セラミック基板として最も良
く使用されているアルミナ基板は、１５００℃以上の高
温で還元雰囲気中で焼成する必要があり、また、導体材
料としてＭｏ，Ｗ等のシート抵抗値の高い高融点金属を
使用せざるを得ない等の欠点があることから、近年、こ
れらの欠点を解決するために、１０００℃以下の低温度
で酸化雰囲気（空気）中で焼成できる低温焼成セラミッ
ク基板が開発されている。この低温焼成セラミック基板
は、多層化することによって、基板内層にコンデンサ、
抵抗体等を内蔵させることができ、一層の高密度実装化
・小型化が可能となる利点がある。
く使用されているアルミナ基板は、１５００℃以上の高
温で還元雰囲気中で焼成する必要があり、また、導体材
料としてＭｏ，Ｗ等のシート抵抗値の高い高融点金属を
使用せざるを得ない等の欠点があることから、近年、こ
れらの欠点を解決するために、１０００℃以下の低温度
で酸化雰囲気（空気）中で焼成できる低温焼成セラミッ
ク基板が開発されている。この低温焼成セラミック基板
は、多層化することによって、基板内層にコンデンサ、
抵抗体等を内蔵させることができ、一層の高密度実装化
・小型化が可能となる利点がある。
【０００３】このような低温焼成セラミック多層回路基
板にコンデンサを内蔵させる場合、コンデンサの容量を
大きくするために電極間の誘電体層の誘電率を高める必
要があることから、例えば特開平１−１６６５９９号公
報や特開昭６２−２６５７９５号公報等に示すように、
酸化鉛を主成分とする１０００℃以下で焼成可能なＰｂ
系ペロブスカイト型の強誘電体セラミック材料で作った
グリーンシートをコンデンサの誘電体層として基板内層
に積層して同時焼成するようにしている。
板にコンデンサを内蔵させる場合、コンデンサの容量を
大きくするために電極間の誘電体層の誘電率を高める必
要があることから、例えば特開平１−１６６５９９号公
報や特開昭６２−２６５７９５号公報等に示すように、
酸化鉛を主成分とする１０００℃以下で焼成可能なＰｂ
系ペロブスカイト型の強誘電体セラミック材料で作った
グリーンシートをコンデンサの誘電体層として基板内層
に積層して同時焼成するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、地球環境保護、
低公害性の社会的要求が益々強まり、有害物質である鉛
の使用もできるだけ廃止することが産業界全体の重要な
技術的課題となっている。従って、上述したように、内
層コンデンサの誘電体層として、酸化鉛を主成分とする
材料を使用することは、鉛不使用という社会的要求に反
する。しかも、Ｐｂ系ペロブスカイト型の強誘電体セラ
ミック材料は、製造コストも高くつくという欠点もあ
る。
低公害性の社会的要求が益々強まり、有害物質である鉛
の使用もできるだけ廃止することが産業界全体の重要な
技術的課題となっている。従って、上述したように、内
層コンデンサの誘電体層として、酸化鉛を主成分とする
材料を使用することは、鉛不使用という社会的要求に反
する。しかも、Ｐｂ系ペロブスカイト型の強誘電体セラ
ミック材料は、製造コストも高くつくという欠点もあ
る。
【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、鉛不使用という社会
的要求を満たしながら、製造工程を簡単化できて、低コ
スト化の要求も満たすことができる低温焼成セラミック
誘電体及び低温焼成セラミック多層回路基板を提供する
ことにある。
たものであり、従ってその目的は、鉛不使用という社会
的要求を満たしながら、製造工程を簡単化できて、低コ
スト化の要求も満たすことができる低温焼成セラミック
誘電体及び低温焼成セラミック多層回路基板を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の低温焼成セラミック誘電体は、ＣａＯ−Ｓ
ｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％
〜６５重量％とＡｌ2Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重量％
との混合物からなる低温焼成セラミック中に、誘電率を
高めるための金属粉体が５重量％〜３５重量％混入され
た構成となっている（請求項１）。
に、本発明の低温焼成セラミック誘電体は、ＣａＯ−Ｓ
ｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％
〜６５重量％とＡｌ2Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重量％
との混合物からなる低温焼成セラミック中に、誘電率を
高めるための金属粉体が５重量％〜３５重量％混入され
た構成となっている（請求項１）。
【０００７】また、低温焼成セラミック多層回路基板に
コンデンサを内蔵させる場合には、ＣａＯ−ＳｉＯ2 −
Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％〜６５重
量％とＡｌ2 Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重量％との混合
物からなる低温焼成セラミックで形成した絶縁体層と、
該低温焼成セラミックに誘電率を高めるための金属粉体
を５重量％〜３５重量％混入させてなる内層コンデンサ
を形成する誘電体層とを１０００℃以下で同時焼成した
構成とすると良い（請求項２）。
コンデンサを内蔵させる場合には、ＣａＯ−ＳｉＯ2 −
Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％〜６５重
量％とＡｌ2 Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重量％との混合
物からなる低温焼成セラミックで形成した絶縁体層と、
該低温焼成セラミックに誘電率を高めるための金属粉体
を５重量％〜３５重量％混入させてなる内層コンデンサ
を形成する誘電体層とを１０００℃以下で同時焼成した
構成とすると良い（請求項２）。
【０００８】
【作用】本発明の低温焼成セラミック誘電体は、ＣａＯ
−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2Ｏ3 系ガラス粉末５０重
量％〜６５重量％とＡｌ2 Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重
量％との混合物からなる低温焼成セラミック中に金属粉
体を５重量％〜３５重量％混入することで、誘電率を高
める（請求項１）。この誘電体は１０００℃以下で低温
焼成するため、金属粉体として例えばＡｇ、Ｐｄ、Ａ
ｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金等、比較的低融点の電
気的特性の良い金属を使用することができる。この場
合、金属粉体の混入量が５重量％未満であると誘電率の
上昇が不十分で、３５重量％以上であるとショートが発
生する。従って、金属粉体の混入量が５重量％〜３５重
量％であれば、ショートが発生しない範囲内で、誘電率
を効果的に高めることができる。
−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2Ｏ3 系ガラス粉末５０重
量％〜６５重量％とＡｌ2 Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重
量％との混合物からなる低温焼成セラミック中に金属粉
体を５重量％〜３５重量％混入することで、誘電率を高
める（請求項１）。この誘電体は１０００℃以下で低温
焼成するため、金属粉体として例えばＡｇ、Ｐｄ、Ａ
ｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金等、比較的低融点の電
気的特性の良い金属を使用することができる。この場
合、金属粉体の混入量が５重量％未満であると誘電率の
上昇が不十分で、３５重量％以上であるとショートが発
生する。従って、金属粉体の混入量が５重量％〜３５重
量％であれば、ショートが発生しない範囲内で、誘電率
を効果的に高めることができる。
【０００９】また、請求項２のように、低温焼成セラミ
ック多層回路基板の内層に、ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2
Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％〜６５重量％と
Ａｌ2 Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重量％との混合物から
なる低温焼成セラミックで形成した絶縁体層と同じ組成
の絶縁体に誘電率を高めるための金属粉体を５重量％〜
３５重量％混入させてなる内層コンデンサを形成する誘
電体層を１０００℃以下で同時焼成して、コンデンサを
内蔵する低温焼成セラミック多層回路基板を製造する
と、誘電体層とそれ以外の絶縁体層との組成の相違が金
属粉体の混入の有無のみとなり、製造が極めて容易であ
る。しかも、誘電体層と絶縁体層とは、金属粉体の混入
の有無を除き、同じ組成の絶縁体で形成されているた
め、焼成による層間の接合性も良い。
ック多層回路基板の内層に、ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2
Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％〜６５重量％と
Ａｌ2 Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重量％との混合物から
なる低温焼成セラミックで形成した絶縁体層と同じ組成
の絶縁体に誘電率を高めるための金属粉体を５重量％〜
３５重量％混入させてなる内層コンデンサを形成する誘
電体層を１０００℃以下で同時焼成して、コンデンサを
内蔵する低温焼成セラミック多層回路基板を製造する
と、誘電体層とそれ以外の絶縁体層との組成の相違が金
属粉体の混入の有無のみとなり、製造が極めて容易であ
る。しかも、誘電体層と絶縁体層とは、金属粉体の混入
の有無を除き、同じ組成の絶縁体で形成されているた
め、焼成による層間の接合性も良い。
【００１０】
【実施例】まず、図１に基づいて、低温焼成セラミック
多層回路基板１１の構成を説明する。低温焼成セラミッ
ク多層回路基板１１は、絶縁体層となる低誘電率グリー
ンシート１２と、内層コンデンサ１３の誘電体層となる
高誘電率グリーンシート１４とを複数枚積層して、１０
００℃以下で低温焼成して一体化したものであり、高誘
電率グリーンシート１４が内層側に積層されている。低
誘電率グリーンシート１２と高誘電率グリーンシート１
４とは、金属粉体の混入の有無を除き、同じ組成であ
り、共にガラス粉末とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物を用い
て形成されている。高誘電率グリーンシート１４は、例
えばＡｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金等
の金属粉体を混入して誘電率を高めると共に、薄く成形
して、内層コンデンサ１３の容量を増加させている。
多層回路基板１１の構成を説明する。低温焼成セラミッ
ク多層回路基板１１は、絶縁体層となる低誘電率グリー
ンシート１２と、内層コンデンサ１３の誘電体層となる
高誘電率グリーンシート１４とを複数枚積層して、１０
００℃以下で低温焼成して一体化したものであり、高誘
電率グリーンシート１４が内層側に積層されている。低
誘電率グリーンシート１２と高誘電率グリーンシート１
４とは、金属粉体の混入の有無を除き、同じ組成であ
り、共にガラス粉末とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物を用い
て形成されている。高誘電率グリーンシート１４は、例
えばＡｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金等
の金属粉体を混入して誘電率を高めると共に、薄く成形
して、内層コンデンサ１３の容量を増加させている。
【００１１】各層のグリーンシート１２，１４の所定位
置には、０．０５〜１．００ｍｍφ程度のビアホール１
５が打ち抜き形成され、層間を電気的に接続できるよう
に、各ビアホール１５にＡｇ，Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ等の導
体ペースト（ビア）１６が充填されている。表層及び内
層の各低誘電率グリーンシート１２にも、導体パターン
１７が導体ペーストでスクリーン印刷されている。一
方、高誘電率グリーンシート１４には、内層コンデンサ
１３の電極１８が上述と同じ導体ペーストでスクリーン
印刷されている。
置には、０．０５〜１．００ｍｍφ程度のビアホール１
５が打ち抜き形成され、層間を電気的に接続できるよう
に、各ビアホール１５にＡｇ，Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ等の導
体ペースト（ビア）１６が充填されている。表層及び内
層の各低誘電率グリーンシート１２にも、導体パターン
１７が導体ペーストでスクリーン印刷されている。一
方、高誘電率グリーンシート１４には、内層コンデンサ
１３の電極１８が上述と同じ導体ペーストでスクリーン
印刷されている。
【００１２】次に、上記構成の低温焼成セラミック多層
回路基板１１の製造方法を説明する。まず、ＣａＯ１
８．２重量％、Ａｌ2 Ｏ3 １８．２重量％、ＳｉＯ2 ５
４．５重量％及びＢ2 Ｏ3 ９．１重量％を含む混合物を
１４５０℃で溶融してガラス化した後、水中で急冷しこ
れを粉砕してＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3
系ガラス粉末を作製する。このガラス粉末６０重量％と
アルミナ粉末４０重量％とを混合した低温焼成セラミッ
ク原料に溶剤（例えばトルエン、キシレン、ブタノー
ル）、バインダー（例えばアクリル樹脂）及び可塑性
（例えばＤＯＰ）を加え、充分混練してスラリーを作製
し、通常のドクターブレード法を用いて低誘電率グリー
ンシート１２を作製する。
回路基板１１の製造方法を説明する。まず、ＣａＯ１
８．２重量％、Ａｌ2 Ｏ3 １８．２重量％、ＳｉＯ2 ５
４．５重量％及びＢ2 Ｏ3 ９．１重量％を含む混合物を
１４５０℃で溶融してガラス化した後、水中で急冷しこ
れを粉砕してＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3
系ガラス粉末を作製する。このガラス粉末６０重量％と
アルミナ粉末４０重量％とを混合した低温焼成セラミッ
ク原料に溶剤（例えばトルエン、キシレン、ブタノー
ル）、バインダー（例えばアクリル樹脂）及び可塑性
（例えばＤＯＰ）を加え、充分混練してスラリーを作製
し、通常のドクターブレード法を用いて低誘電率グリー
ンシート１２を作製する。
【００１３】一方、高誘電率グリーンシート１４を作製
するために、上述と同じ方法で作った低温焼成セラミッ
ク原料にＡｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合
金等の金属材料を一種又は複数種混合して、ボールミル
にて平均粒径ＤSO＝１．０〜３．０μｍになるように粉
砕する。この混合粉体に、溶剤（例えばトルエン、キシ
レン、ブタノール）、バインダー（例えばアクリル樹
脂）及び可塑性（例えばＤＯＰ）を加え、充分混練して
低粘度のスラリーを作製し、通常のドクターブレード法
を用いて、例えば厚さ１０〜８０μｍ程度の薄い高誘電
率グリーンシート１４を作製する。
するために、上述と同じ方法で作った低温焼成セラミッ
ク原料にＡｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合
金等の金属材料を一種又は複数種混合して、ボールミル
にて平均粒径ＤSO＝１．０〜３．０μｍになるように粉
砕する。この混合粉体に、溶剤（例えばトルエン、キシ
レン、ブタノール）、バインダー（例えばアクリル樹
脂）及び可塑性（例えばＤＯＰ）を加え、充分混練して
低粘度のスラリーを作製し、通常のドクターブレード法
を用いて、例えば厚さ１０〜８０μｍ程度の薄い高誘電
率グリーンシート１４を作製する。
【００１４】この後、打抜き型やパンチングマシーン等
を用いて、各グリーンシート１２，１４を例えば３０ｍ
ｍ角に切断すると共に、所定位置に例えば０．３ｍｍφ
のビアホール１５を打ち抜き形成する。次いで、Ａｇ、
Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ等の導体ペースト１６を上記ビ
アホール１５に充填し、表層及び内層の各低誘電率グリ
ーンシート１２には、配線用の導体パターン１７をスク
リーン印刷し、高誘電率グリーンシート１４には、内層
コンデンサ１３の電極１８をスクリーン印刷する。これ
ら各グリーンシート１２，１４を積層し、この積層体を
例えば８０〜１５０℃、５０〜２５０ｋｇ／ｃｍ2 の条
件で熱圧着して一体化する。この後、Ａｇ、Ａｇ−Ｐ
ｄ、Ａｕ等の酸化焼成の場合には、この積層体を通常の
電気式連続ベルト炉を使用して、８００〜１０００℃
（好ましくは９００℃）、２０分ホールドの条件で酸化
雰囲気（空気）中で焼成することで、内層コンデンサ１
３を内蔵した低温焼成セラミック多層回路基板１１を作
製する。尚、上記焼成の過程で、有機バインダーが分
解、飛散する温度までは酸化熱処理した後、還元焼成し
ても良い。また、表層導体については必ずしも同時焼成
する必要はなく、後焼成するようにしても良い。
を用いて、各グリーンシート１２，１４を例えば３０ｍ
ｍ角に切断すると共に、所定位置に例えば０．３ｍｍφ
のビアホール１５を打ち抜き形成する。次いで、Ａｇ、
Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ等の導体ペースト１６を上記ビ
アホール１５に充填し、表層及び内層の各低誘電率グリ
ーンシート１２には、配線用の導体パターン１７をスク
リーン印刷し、高誘電率グリーンシート１４には、内層
コンデンサ１３の電極１８をスクリーン印刷する。これ
ら各グリーンシート１２，１４を積層し、この積層体を
例えば８０〜１５０℃、５０〜２５０ｋｇ／ｃｍ2 の条
件で熱圧着して一体化する。この後、Ａｇ、Ａｇ−Ｐ
ｄ、Ａｕ等の酸化焼成の場合には、この積層体を通常の
電気式連続ベルト炉を使用して、８００〜１０００℃
（好ましくは９００℃）、２０分ホールドの条件で酸化
雰囲気（空気）中で焼成することで、内層コンデンサ１
３を内蔵した低温焼成セラミック多層回路基板１１を作
製する。尚、上記焼成の過程で、有機バインダーが分
解、飛散する温度までは酸化熱処理した後、還元焼成し
ても良い。また、表層導体については必ずしも同時焼成
する必要はなく、後焼成するようにしても良い。
【００１５】本発明者は、内層コンデンサ１３の誘電体
層となる高誘電率グリーンシート１４に混合する金属粉
体としてＡｇ−Ｐｄ合金（Ａｇ８０％−Ｐｄ２０％）を
用いた場合と、Ａｇを用いた場合について、金属混合量
と誘電率εとの関係を実験で調べたので、その試験結果
を下記の表１に示す。
層となる高誘電率グリーンシート１４に混合する金属粉
体としてＡｇ−Ｐｄ合金（Ａｇ８０％−Ｐｄ２０％）を
用いた場合と、Ａｇを用いた場合について、金属混合量
と誘電率εとの関係を実験で調べたので、その試験結果
を下記の表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】この試験結果によれば、低温焼成セラミッ
ク原料に金属を混合しない場合（試験Ｎｏ．７，１０）
は、誘電率εが７．８であり、金属混合量が５重量％未
満では誘電率εがほとんど上昇せず、金属添加の効果が
十分でなかったが、金属混合量が増えるに従って、誘電
率εが上昇し、金属を３０〜３５重量％程度混合すると
（試験Ｎｏ．３，４，９）、誘電率εを２０前後まで上
昇させることができる。但し、金属混合量が４０重量％
より多くなると（試験Ｎｏ．５，６）、ショートが発生
するため、ショートが発生しない金属の最大混合量は３
５重量％程度であった。
ク原料に金属を混合しない場合（試験Ｎｏ．７，１０）
は、誘電率εが７．８であり、金属混合量が５重量％未
満では誘電率εがほとんど上昇せず、金属添加の効果が
十分でなかったが、金属混合量が増えるに従って、誘電
率εが上昇し、金属を３０〜３５重量％程度混合すると
（試験Ｎｏ．３，４，９）、誘電率εを２０前後まで上
昇させることができる。但し、金属混合量が４０重量％
より多くなると（試験Ｎｏ．５，６）、ショートが発生
するため、ショートが発生しない金属の最大混合量は３
５重量％程度であった。
【００１８】このように、低温焼成セラミックに金属粉
体を混合するだけで、極めて簡単に誘電体層を作ること
ができるため、従来の酸化鉛を主成分とするＰｂ系ペロ
ブスカイト型の強誘電体セラミック材料と比較して、製
造が極めて容易であり、低コスト化の要求を満たすこと
ができる。この場合、１０００℃以下で低温焼成するた
め、酸化雰囲気（空気）中で焼成可能であると共に、金
属粉体として例えばＡｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａ
ｇ−Ｐｄ合金等、比較的低融点の電気的特性の良い金属
を使用することができる利点もある。しかも、誘電体層
に全く酸化鉛を含まないため、鉛不使用という社会的要
求も満たすことができ、地球環境保護、低公害化にも貢
献することができる。
体を混合するだけで、極めて簡単に誘電体層を作ること
ができるため、従来の酸化鉛を主成分とするＰｂ系ペロ
ブスカイト型の強誘電体セラミック材料と比較して、製
造が極めて容易であり、低コスト化の要求を満たすこと
ができる。この場合、１０００℃以下で低温焼成するた
め、酸化雰囲気（空気）中で焼成可能であると共に、金
属粉体として例えばＡｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａ
ｇ−Ｐｄ合金等、比較的低融点の電気的特性の良い金属
を使用することができる利点もある。しかも、誘電体層
に全く酸化鉛を含まないため、鉛不使用という社会的要
求も満たすことができ、地球環境保護、低公害化にも貢
献することができる。
【００１９】更に、上記実施例では、低誘電率グリーン
シート１２と高誘電率グリーンシート１４とは、金属粉
体の混入の有無を除き、同じ組成の低温焼成セラミック
原料を用いるようにしたので、低誘電率グリーンシート
１２の作製が一層容易になると共に、焼成による低誘電
率グリーンシート１２と高誘電率グリーンシート１４と
の間の接合性も良くなる利点がある。
シート１２と高誘電率グリーンシート１４とは、金属粉
体の混入の有無を除き、同じ組成の低温焼成セラミック
原料を用いるようにしたので、低誘電率グリーンシート
１２の作製が一層容易になると共に、焼成による低誘電
率グリーンシート１２と高誘電率グリーンシート１４と
の間の接合性も良くなる利点がある。
【００２０】
【００２１】また、上記実施例では、低誘電率グリーン
シート１２と高誘電率グリーンシート１４とは、共に、
ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末
とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物からなる低温焼成セラミッ
ク原料を用いているが、この場合の好ましい組成は、Ｃ
ａＯ１０〜５５重量％、ＳｉＯ2 ４５〜７０重量％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ０〜３０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜２０重量％から
なるガラス粉末６５〜５０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 粉末５０
〜３５重量％である。このような組成のグリーンシート
１２，１４を用いると、焼成過程においてアノーサイト
若しくはアノーサイト＋ケイ酸カルシウムの部分結晶化
を起こさせて、酸化雰囲気（空気）中で８００〜１００
０℃の低温焼成を可能にするだけでなく、焼成過程にお
ける微細パターンのずれを上述した部分結晶化により抑
えることができて、ファインパターンの形成が容易であ
る。また、焼成時に３０〜５０℃／分という早いスピー
ドで昇温しても、７３０〜８５０℃までガラス層が全く
軟化せず、収縮もしない多孔質体を維持するため、クラ
ックが入ったり、カーボンをガラス層に封じ込めること
無く、バインダーを容易に除去でき、更に、８００〜１
０００℃の焼成温度付近で急速に収縮焼結するため、大
型の緻密なセラミック多層回路基板を短時間で焼成可能
である。
シート１２と高誘電率グリーンシート１４とは、共に、
ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末
とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物からなる低温焼成セラミッ
ク原料を用いているが、この場合の好ましい組成は、Ｃ
ａＯ１０〜５５重量％、ＳｉＯ2 ４５〜７０重量％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ０〜３０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜２０重量％から
なるガラス粉末６５〜５０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 粉末５０
〜３５重量％である。このような組成のグリーンシート
１２，１４を用いると、焼成過程においてアノーサイト
若しくはアノーサイト＋ケイ酸カルシウムの部分結晶化
を起こさせて、酸化雰囲気（空気）中で８００〜１００
０℃の低温焼成を可能にするだけでなく、焼成過程にお
ける微細パターンのずれを上述した部分結晶化により抑
えることができて、ファインパターンの形成が容易であ
る。また、焼成時に３０〜５０℃／分という早いスピー
ドで昇温しても、７３０〜８５０℃までガラス層が全く
軟化せず、収縮もしない多孔質体を維持するため、クラ
ックが入ったり、カーボンをガラス層に封じ込めること
無く、バインダーを容易に除去でき、更に、８００〜１
０００℃の焼成温度付近で急速に収縮焼結するため、大
型の緻密なセラミック多層回路基板を短時間で焼成可能
である。
【００２２】
【００２３】尚、図１の積層例では、高誘電率グリーン
シート１４を２枚積層したが、１枚でも良く、勿論、３
枚以上積層して内層コンデンサ１３の容量を増大させる
ようにしても良い。
シート１４を２枚積層したが、１枚でも良く、勿論、３
枚以上積層して内層コンデンサ１３の容量を増大させる
ようにしても良い。
【００２４】また、低温焼成セラミックに混入する金属
粉体は、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合
金等の比較的低融点の金属に限定されず、高融点金属
等、他の金属を用いても良い。
粉体は、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合
金等の比較的低融点の金属に限定されず、高融点金属
等、他の金属を用いても良い。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の低温焼成セラミック誘電体によれば、ＣａＯ−ＳｉＯ
2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％〜６
５重量％とＡｌ2 Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重量％との
混合物からなる低温焼成セラミックに、誘電率を高める
ための金属粉体を５重量％〜３５重量％混合するだけ
で、１０００℃以下で極めて簡単に誘電体を焼成するこ
とができるため、製造工程を簡単化できて、低コスト化
の要求を満たすことができると共に、鉛不使用という社
会的要求も満たすことができ、地球環境保護、低公害化
にも貢献することができる（請求項１）。
の低温焼成セラミック誘電体によれば、ＣａＯ−ＳｉＯ
2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％〜６
５重量％とＡｌ2 Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重量％との
混合物からなる低温焼成セラミックに、誘電率を高める
ための金属粉体を５重量％〜３５重量％混合するだけ
で、１０００℃以下で極めて簡単に誘電体を焼成するこ
とができるため、製造工程を簡単化できて、低コスト化
の要求を満たすことができると共に、鉛不使用という社
会的要求も満たすことができ、地球環境保護、低公害化
にも貢献することができる（請求項１）。
【００２６】更に、本発明の低温焼成セラミック多層回
路基板は、内層にＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2
Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％〜６５重量％とＡｌ2 Ｏ3
粉末５０重量％〜３５重量％との混合物からなる低温焼
成セラミックで形成した絶縁体層と同じ組成の絶縁体に
誘電率を高めるための金属粉体を５重量％〜３５重量％
混入させてなる内層コンデンサを形成する誘電体層を１
０００℃以下で同時焼成するようにしたので、誘電体層
とそれ以外の絶縁体層との組成の相違が金属粉体の混入
の有無のみとなり、従来に比して、コンデンサ内蔵セラ
ミック多層回路基板の製造を極めて容易に行い得ると共
に、焼成による層間の接合性も向上させることができる
（請求項２）。
路基板は、内層にＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2
Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％〜６５重量％とＡｌ2 Ｏ3
粉末５０重量％〜３５重量％との混合物からなる低温焼
成セラミックで形成した絶縁体層と同じ組成の絶縁体に
誘電率を高めるための金属粉体を５重量％〜３５重量％
混入させてなる内層コンデンサを形成する誘電体層を１
０００℃以下で同時焼成するようにしたので、誘電体層
とそれ以外の絶縁体層との組成の相違が金属粉体の混入
の有無のみとなり、従来に比して、コンデンサ内蔵セラ
ミック多層回路基板の製造を極めて容易に行い得ると共
に、焼成による層間の接合性も向上させることができる
（請求項２）。
【図１】本発明の一実施例を示す低温焼成セラミック多
層回路基板の拡大縦断面図である。
層回路基板の拡大縦断面図である。
１１…低温焼成セラミック多層回路基板、１２…低誘電
率グリーンシート（低温焼成セラミック絶縁体層）、１
３…内層コンデンサ、１４…高誘電率グリーンシート
（低温焼成セラミック誘電体層）、１５…ビアホール、
１６…ビア、１７…導体パターン、１８…電極。
率グリーンシート（低温焼成セラミック絶縁体層）、１
３…内層コンデンサ、１４…高誘電率グリーンシート
（低温焼成セラミック誘電体層）、１５…ビアホール、
１６…ビア、１７…導体パターン、１８…電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 絹夫 山口県美祢市大嶺町東分字岩倉2701番１ 株式会社住友金属セラミックス内 (56)参考文献 特開 平３−151613（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−265795（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 4/12
Claims (2)
- 【請求項１】 １０００℃以下で焼成された低温焼成セ
ラミックからなる低温焼成セラミック誘電体であって、
前記低温焼成セラミックは、ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2
Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末５０重量％〜６５重量％と
Ａｌ2 Ｏ3 粉末５０重量％〜３５重量％との混合物から
なり、該低温焼成セラミック中に、誘電率を高めるため
の金属粉体が５重量％〜３５重量％混入されていること
を特徴とする低温焼成セラミック誘電体。 - 【請求項２】 ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ
3 系ガラス粉末５０重量％〜６５重量％とＡｌ2 Ｏ3 粉
末５０重量％〜３５重量％との混合物からなる低温焼成
セラミックで形成した絶縁体層と、該低温焼成セラミッ
クに誘電率を高めるための金属粉体を５重量％〜３５重
量％混入させてなる内層コンデンサを形成する誘電体層
が１０００℃以下で同時焼成されていることを特徴とす
る低温焼成セラミック多層回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06420195A JP3240873B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 低温焼成セラミック誘電体及び低温焼成セラミック多層回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06420195A JP3240873B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 低温焼成セラミック誘電体及び低温焼成セラミック多層回路基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264370A JPH08264370A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3240873B2 true JP3240873B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=13251226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06420195A Expired - Lifetime JP3240873B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 低温焼成セラミック誘電体及び低温焼成セラミック多層回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3240873B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8885322B2 (en) * | 2010-10-12 | 2014-11-11 | Apricot Materials Technologies, LLC | Ceramic capacitor and methods of manufacture |
-
1995
- 1995-03-23 JP JP06420195A patent/JP3240873B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08264370A (ja) | 1996-10-11 |
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