JP5644945B2 - 多層セラミック基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、多層セラミック基板およびその製造方法に関するもので、特に、抵抗膜を内蔵する多層セラミック基板およびその製造方法に関するものである。

たとえばバッテリー残量検出回路におけるバッテリー残量測定には、１００ｍΩ以下といった超低抵抗の電流検知用抵抗体が必要とされている。また、この電流検知用抵抗体には、たとえば１００ｐｐｍ／℃未満のＴＣＲ（抵抗温度係数）特性が求められる。

たとえば特開２００４−３５６３０６号公報（特許文献１）には、抵抗体ペーストを用いて、セラミック基板と同時焼成して形成される抵抗体付きセラミック基板が開示されている。この特許文献１では、抵抗体ペーストとして、たとえば酸化ルテニウムを主成分としたものが用いられている。しかし、酸化ルテニウム系の抵抗体ペーストであると、１００ｍΩ以下の超低抵抗を、優れたＴＣＲ特性をもって実現することができないという問題があった。

また、特許文献１に記載の技術のように、基板に抵抗膜を内蔵する場合、抵抗膜の両端に引出し電極として導体膜が接続される。しかし、この場合、抵抗膜と導体膜との接続部の面積が大きいと、接続部における合金化が無視できず、これがＴＣＲ特性に影響を及ぼすという問題があった。そのため、低抵抗でありながら、優れたＴＣＲ特性を実現するために、抵抗材料として、たとえばＮｉとＣｕとを含むものを選択したとしても、抵抗膜と導体膜との接続部における合金化により、ＴＣＲ特性が影響を受けてしまい、所望の特性を得ることが困難であった。

上記の問題を解決するため、抵抗膜をビア導体によって引き出すことが考えられる。これによれば、ビア導体の断面積は抵抗膜の面積より十分に小さいため、上述した抵抗膜と導体膜との接続部の面積に比べて、抵抗膜とビア導体との接続部の面積をより小さくすることができ、よって、接続部での合金化に起因するＴＣＲ特性への影響を低減することができる。たとえば特開２００９−１４７１５７号公報（特許文献２）には、多層セラミック基板に内蔵される内部配線にビア導体が接続された構造が開示され、また、内部配線と同様にして、抵抗を形成することも開示されている。

しかし、上記のように、優れたＴＣＲ特性を実現することを重視して、抵抗膜をビア導体によって引き出す構成を採用すると、接続部の面積が小さくなるので、今度は、抵抗膜とビア導体との接続信頼性が低下するという問題に遭遇する。

特開２００４−３５６３０６号公報 特開２００９−１４７１５７号公報

そこで、この発明の目的は、上述した問題を解決し得る、すなわち、１００ｍΩ以下の超低抵抗を、優れたＴＣＲ特性をもって実現することができ、しかも、抵抗膜をビア導体によって引き出す構成を採用しても、抵抗膜とビア導体との間で優れた接続信頼性を得ることができる、多層セラミック基板およびその製造方法を提供しようとすることである。

この発明は、まず、多層セラミック基板に向けられる。

この発明に係る多層セラミック基板は、積層された複数のセラミック層をもって構成されたセラミック素体と、セラミック層間に形成された抵抗膜を含む抵抗体と、セラミック層を厚み方向に貫通するように形成されかつ第１の端部が抵抗膜に接続された引出し用ビア導体とを備える。そして、上述した技術的課題を解決するため、抵抗膜および引出し用ビア導体は、ともに、合金系抵抗材料を構成する少なくとも第１金属成分と第２金属成分とを含み、引出し用ビア導体中の上記第２金属成分の濃度は、抵抗膜に接続された第１の端部において比較的高く、当該第１の端部から逆の第２の端部側に向かって次第に低くなる傾斜構造を有していることを特徴としている。

好ましくは、上記第１金属成分はＣｕであり、上記第２金属成分はＮｉである。

上記抵抗体は、複数のセラミック層間にそれぞれ形成された複数の抵抗膜と、複数の抵抗膜を並列接続するためのもので、セラミック層を厚み方向に貫通するように形成されかつ互いに異なる位置に配置された複数の並列接続用ビア導体とを含むことが好ましい。これによって、抵抗体における抵抗値のばらつきを低減することができる。抵抗値のばらつきをより低減することができる点で、抵抗体は３個以上の並列接続用ビア導体を含むことがより好ましい。

並列接続用ビア導体は、抵抗膜と同じ材料からなることが好ましい。これによって、抵抗膜と並列接続用ビア導体との間での各成分の拡散を生じにくくすることができる。その結果、抵抗値のばらつきを低減でき、また、優れたＴＣＲ特性を得ることができる。

セラミック層は、ＢａＯ、ＳｉＯ_２、およびＡｌ_２Ｏ_３を主成分とすることが好ましい。特に抵抗膜および引出し用ビア導体がＣｕを含む場合、ＢａＯ、ＳｉＯ_２、およびＡｌ_２Ｏ_３を主成分とするセラミック層は、これら抵抗膜およびビア導体と還元雰囲気中で同時焼成するのに適している。

この発明に係る多層セラミック基板は、セラミック層間に形成されかつ第１の位置において引出し用ビア導体の第２の端部に接続される接続導体膜と、第１の位置とは異なる第２の位置において接続導体膜に接続されかつセラミック層を厚み方向に貫通して当該多層セラミック基板の外表面上にまで引き出される端子用ビア導体を含む端子導体とをさらに備えることが好ましい。上述の接続導体膜が与える距離によって、抵抗膜中の第２金属成分が端子導体に達するほどに拡散することを防止することができ、したがって、特に第２金属成分がＮｉであるとき、Ｎｉが端子導体でのはんだ付け性を低下させることを防止することができる。

この発明に係る多層セラミック基板は、第１および第２のソース端子と第１および第２のセンス端子とをさらに備え、第１および第２の引出し用ビア導体が、それぞれ、第１および第２のセンス端子に電気的に接続され、第１および第２のソース端子は、抵抗膜における第１および第２の引出し用ビア導体の接続部を挟む位置にそれぞれ電気的に接続されている、といった完全４端子構造の抵抗素子を有利に構成することができる。

この発明は、また、上述したような構成を備える多層セラミック基板の製造方法にも向けられる。

この発明に係る多層セラミック基板の製造方法を実施するにあたっては、まず、複数のセラミックグリーンシートが用意されるとともに、第１金属成分と第２金属成分とを含む合金系抵抗材料を含む抵抗体ペースト、および少なくとも上記第１金属成分を主成分とする導体ペーストが用意される。そして、特定のセラミックグリーンシートに、導体ペーストを用いて、引出し用ビア導体が形成される。

また、抵抗体ペーストを用いて、引出し用ビア導体の端部に接続されるべき抵抗膜がセラミックグリーンシートの主面に形成される。この場合、抵抗膜は、引出し用ビア導体が形成されたセラミックグリーンシート上に形成されても、積層されたとき、引出し用ビア導体に接続される状態となるように、引出し用ビア導体が形成されたセラミックグリーンシートに隣接するセラミックグリーンシート上に形成されてもよい。

次に、複数のセラミックグリーンシートを積層することによって、積層体を作製する工程が実施され、その後、積層体を焼成する工程が実施される。

上述した焼成工程において、抵抗膜中に含まれる第２金属成分を、引出し用ビア導体中に拡散させることにより、引出し用ビア導体は第１金属成分と第２金属成分とを含み、前述したように、第１の端部から第２の端部側にかけて第２金属成分が次第に減る傾斜構造を形成する。

この発明に係る多層セラミック基板の製造方法では、上記導体ペーストが上記第２金属成分をさらに含み、上記導体ペーストを用意する工程において、第１金属成分と第２金属成分との含有比率の異なる複数種類の導体ペーストを準備し、上記引出し用ビア導体を形成する工程において、複数のセラミックグリーンシートの各々に、複数種類の導体ペーストのいずれかを用いて、引出し用ビア導体を形成することによって、引出し用ビア導体における第１金属成分と第２金属成分との含有比率が異ならされた複数種類のセラミックグリーンシートを得るようにし、上記積層体を作製する工程において、抵抗膜に接続される側において第２金属成分の含有量が最も多い引出し用ビア導体を形成したセラミックグリーンシートが位置し、抵抗膜から離れるに従って第２金属成分の含有量がより少ない引出し用ビア導体を形成したセラミックグリーンシートが位置するように、複数のセラミックグリーンシートを積層するようにされる。

この発明に係る多層セラミック基板の製造方法を上記のように実施すれば、予め、引出し用ビア導体に第２金属成分をその含有量が傾斜的になるように含有させているので、焼成時の抵抗膜中の第２金属成分の拡散が抑制され、抵抗特性を安定させることができる。また、第２金属成分の拡散が抑制されることで、引出し用ビア導体における抵抗膜とは反対側の第２の端部には第２金属成分が含まれにくくすることができる。このことは、第２金属成分がＮｉであるとき、有利に働く。すなわち、引出し用ビア導体の第２の端部を多層セラミック基板の表面に露出させて搭載部品の接続のための表面電極として用いるとき、Ｎｉがはんだ付け性を損なわせることが抑制される。

この発明によれば、抵抗体に備える抵抗膜が第１金属成分と第２金属成分とを含む合金系抵抗材料により構成されるので、１００ｍΩ以下の超低抵抗を、優れたＴＣＲ特性をもって実現することができる。

また、抵抗体を引き出すため、抵抗膜に引出し用ビア導体が接続され、しかも引出し用ビア導体は合金系抵抗材料を構成する第１金属成分を主成分とする導体ペーストから形成されるので、焼成時に、引出し用ビア導体から抵抗膜への不所望な成分の拡散が生じにくい。したがって、抵抗膜の優れたＴＣＲ特性といった優れた抵抗特性を安定に維持することができる。

また、引出し用ビア導体を形成するための導体ペーストと抵抗膜とが共通して合金系抵抗材料を構成する第１金属成分を含むので、抵抗膜に含まれる第２金属成分が引出し用ビア導体に拡散しやすく、そのため、この引出し用ビア導体中の第２金属成分の濃度は、抵抗膜に接続された第１の端部において比較的高く、第１の端部から第２の端部側にかけて第２金属成分が次第に減る傾斜構造を有するようにされるので、狭い接続面積であっても、強固な接続強度を得ることができる。

この発明の第１の実施形態による多層セラミック基板１を示す断面図である。 この発明の第２の実施形態による多層セラミック基板２１を示す断面図である。 この発明の第３の実施形態による多層セラミック基板４１を示す断面図である。 実験例１において作製した試料１の未焼成段階での積層構造を示す断面図である。 図４に示した試料１の抵抗膜６０と引出し用ビア導体５８との平面的な配置状態を示す図である。 実験例１において作製した試料２の未焼成段階での積層構造を示す断面図である。 実験例１において作製した試料３の未焼成段階での積層構造を示す断面図である。 図７に示した試料３の抵抗膜７１と引出し用導体膜７３と引出し用ビア導体６９との平面的な配置状態を示す図である。 実験例２において作製した試料１１の断面構造を示す図である。 実験例２において作製した試料１２の断面構造を示す図である。 実験例２において作製した試料１３の断面構造を示す図である。 実験例２において作製した試料１１〜１３の抵抗値のばらつきを示す図である。 実験例３において作製した試料２１の抵抗膜９２と並列接続用ビア導体９３および９４との平面的な配置状態を示す図である。 実験例３において作製した試料２２の抵抗膜９２と並列接続用ビア導体９３〜９６との平面的な配置状態を示す図である。 実験例３において作製した試料２３の抵抗膜９２と並列接続用ビア導体９３〜９８との平面的な配置状態を示す図である。 実験例３において作製した試料２１〜２３の抵抗値のばらつきを示す図である。

図１を参照して、この発明の第１の実施形態による多層セラミック基板１について説明する。

多層セラミック基板１は、積層された複数のセラミック層２をもって構成されたセラミック素体３を備えている。セラミック素体３の内部には、抵抗体４が配置されている。

抵抗体４は、複数のセラミック層２間にそれぞれ形成された複数の、たとえば２層の抵抗膜５および６と、これら抵抗膜５および６を並列接続するためのもので、セラミック層２を厚み方向に貫通するように形成されかつ互いに異なる位置に配置された複数の、たとえば２個の並列接続用ビア導体７および８とを含む。並列接続用ビア導体７および８は、抵抗膜５および６と同じ材料からなることが好ましい。これによって、抵抗膜５および６と並列接続用ビア導体７および８との間での各成分の拡散を生じにくくすることができる。その結果、抵抗値のばらつきを低減でき、また、優れたＴＣＲ特性を得ることができる。

上述した抵抗値のばらつきの低減の点からは、並列接続用ビア導体７および８の各々は、その数が多い方が好ましい（図１３〜図１６参照）。一方の並列接続用ビア導体７について言えば、それが１個だけ設けられる場合に比べて、たとえば２個の並列接続用ビア導体７が図１紙面と直交する方向に並んで設けられる方が好ましい。したがって、並列接続用ビア導体７および８は、これらの合計で３個以上設けられることが、少なくとも１個ずつ設けられる場合に比べて、抵抗値のばらつきをより低減できるということができる。

また、セラミック素体３の内部には、抵抗体４を他の回路要素にまで引き出すための引出し用ビア導体９および１０が設けられている。引出し用ビア導体９および１０は、セラミック層２を厚み方向に貫通するように形成されかつ各々の第１の端部１１および１２が抵抗膜５に接続される。

この発明の特徴的構成として、この実施形態では、抵抗膜５および６ならびに引出し用ビア導体９および１０は、ともに、合金系抵抗材料を構成する、たとえばＮｉとＣｕとを含み、引出し用ビア導体９および１０中のＮｉ成分の濃度は、抵抗膜５に接続された第１の端部１１および１２において比較的高く、当該第１の端部１１および１２から逆の第２の端部１３および１４側に向かって次第に低くなる傾斜構造を有している。

以上のような構成によれば、抵抗体４において、後述する実験例からわかるように、１００ｍΩ以下の超低抵抗を、優れたＴＣＲ特性をもって実現することができ、また、引出し用ビア導体９および１０と抵抗膜５とが狭い接続面積で接続されていても、強固な接続強度を得ることができる。

また、複数の抵抗膜５および６が並列接続用ビア導体７および８によって並列接続されているので、後述する実験例からわかるように、抵抗体４における抵抗値のばらつきを低減することができる。

多層セラミック基板１は、セラミック層２間に形成されかつ第１の位置において引出し用ビア導体９および１０の第２の端部１３および１４にそれぞれ接続される接続導体膜１５および１６をさらに備えている。また、多層セラミック基板１は、上記第１の位置とは異なる第２の位置において接続導体膜１５および１６にそれぞれ接続されかつセラミック層２を厚み方向に貫通して当該多層セラミック基板１の外表面上にまで引き出される端子用ビア導体１７および１８と、端子用ビア導体１７および１８にそれぞれ接続されかつ多層セラミック基板１の主面上に形成される端子電極１９および２０とをもって与えられる端子導体をさらに備えている。

多層セラミック基板１は、たとえば、以下のようにして製造される。なお、以下の製造方法は、導体ペーストとして、第１金属成分であるＣｕを含むが、第２金属成分を含まないものが用いられる点で、この発明の範囲外の参考例となるべきものである。この発明の範囲内の製造方法については、当該参考例となるべき製造方法の説明の後に説明する。

まず、セラミック層２となるべき複数のセラミックグリーンシートが用意される。より具体的には、ＰＥＴフィルムなどからなるキャリアフィルム上に、ＢａＯ、ＳｉＯ_２、およびＡｌ_２Ｏ_３を主成分とするセラミックスラリーをコーティングし、乾燥することにより得られた、厚みが２５〜１００μｍ程度のセラミックグリーンシートが用意される。ここで、セラミック層２を、ＢａＯ、ＳｉＯ_２、およびＡｌ_２Ｏ_３を主成分とすることにより、Ｃｕを含む抵抗膜５および６ならびに引出し用ビア導体９および１０と還元雰囲気中で同時焼成するのに適したものとすることができる。

また、抵抗膜５および６を形成するため、ＣｕおよびＮｉを含む抵抗体ペーストが用意される。より具体的には、Ｃｕ粉末を４５〜８５重量％、Ｎｉ粉末を５５〜１５重量％それぞれ含む金属粉末と、樹脂と、有機溶剤とを混練してなる抵抗体ペーストが用意される。そして、この抵抗体ペーストを、特定のセラミックグリーンシート上に印刷することによって、抵抗膜５および６が形成される。抵抗膜５および６の各厚みは、乾燥膜厚で１０〜３０μｍとされる。

上述の抵抗体ペーストに含まれる金属粉末として、Ｃｕ−Ｎｉの合金粉末を用いることもできる。

また、上述の抵抗体ペーストを用いて、特定のセラミックグリーンシートに並列接続用ビア導体７および８が形成される。

他方、Ｃｕを主成分とする導体ペーストが用意される。より具体的は、Ｃｕ粉末、樹脂および有機溶剤を混練してなる導体ペーストが用意される。

特定のセラミックグリーンシートには貫通孔が形成される。貫通孔の形成には、金型で打ち抜く方法やレーザー加工による方法など、公知の種々の方法を適用することができる。そして、貫通孔内に、前述の導体ペーストを充填し、乾燥することによって、引出し用ビア導体９および１０が形成される。

また、特定のセラミックグリーンシートに、Ｃｕを主成分とする導体ペーストを用いて、接続導体膜１５および１６、端子用ビア導体１７および１８、ならびに端子電極１９および２０が形成される。

次に、複数のセラミックグリーンシートを所定の順序で積層することによって、積層体が作製される。このとき、抵抗膜５に引出し用ビア導体９および１０が接続されるように積層される。

次に、積層体を還元性雰囲気にて焼成する工程が実施される。より具体的には、焼成工程は、Ｎ_２中、１０００℃前後の温度で実施される。この焼成工程において、抵抗膜５中に含まれるＮｉは引出し用ビア導体９および１０中に拡散する。この結果、引出し用ビア導体９および１０はＣｕとＮｉとを含み、第１の端部１１および１２から第２の端部１３および１４にかけてＮｉ成分が次第に減る傾斜構造が形成される。

接続導体膜１５および１６は、これら各々が与える距離によって、抵抗膜５中のＮｉが端子用ビア導体１７および１８を通して端子電極１９および２０にまで達するほどに拡散することを防止し、その結果、Ｎｉが端子電極１９および２０でのはんだ付け性を低下させることを防止するように作用する。

なお、焼成工程に付される積層体の両主面あるいは一方主面に、積層体の焼成温度では実質的に焼結しない難焼結性材料を主成分とする収縮抑制層を配置して焼成を行なう、いわゆる拘束焼成方法を適用して、上記の焼成工程を実施するようにしてもよい。

次に、必要に応じて、端子電極１９および２０に、たとえば、無電解Ｎｉめっきおよび無電解Ａｕめっきとが順に実施され、Ｎｉめっき膜とそれを覆うＡｕめっき膜とが形成される。

以上のようにして、多層セラミック基板１が完成される。

上述の参考例としての製造方法に代えて、この発明では、引出し用ビア導体９および１０におけるＮｉ成分の傾斜構造を得るため、以下のような方法が採用される。

引出し用ビア導体９および１０を形成するための導体ペーストとして、ＣｕとＮｉとの含有比率の異なる複数種類の導体ペーストが用意される。たとえば、Ｃｕ：８０重量％、Ｎｉ：２０重量％の第１の導体ペースト、Ｃｕ：９０重量％、Ｎｉ：１０重量％の第２の導体ペースト、およびＣｕ：１００重量％、Ｎｉ：０重量％の第３の導体ペーストが準備される。

次に、引出し用ビア導体９および１０を形成するにあたっては、複数のセラミックグリーンシートの各々に、上記複数種類の導体ペーストのいずれかを用いて、引出し用ビア導体９および１０を形成することによって、引出し用ビア導体９および１０におけるＣｕとＮｉとの含有比率が異ならされた複数種類のセラミックグリーンシートを得るようにされる。

たとえば、図１に示すように、引出し用ビア導体９および１０が３層のセラミック層２にわたって延びるように形成されるとすれば、３枚のセラミックグリーンシートが選ばれ、引出し用ビア導体９および１０を形成するため、第１のセラミックグリーンシートでは上記第１の導体ペーストが用いられ、第２のセラミックグリーンシートでは上記第２の導体ペーストが用いられ、第３のセラミックグリーンシートでは上記第３の導体ペーストが用いられる。

次に、積層体を作製するにあたっては、抵抗膜５に接続される側においてＮｉ含有量が最も多い引出し用ビア導体９および１０を形成したセラミックグリーンシートが位置し、抵抗膜５から離れるに従ってＮｉ含有量がより少ない引出し用ビア導体９および１０を形成したセラミックグリーンシートが位置するように、複数のセラミックグリーンシートが積層される。

より具体的には、図１において、抵抗膜５に接するセラミック層２（Ａ)となるセラミックグリーンシートとしては、前述の第１の導体ペーストを用いて引出し用ビア導体９および１０を形成した第１のセラミックグリーンシートが用いられる。次に、セラミック層２（Ａ）上に位置するセラミック層２（Ｂ）となるセラミックグリーンシートとしては、前述の第２の導体ペーストを用いて引出し用ビア導体９および１０を形成した第２のセラミックグリーンシートが用いられる。次に、セラミック層２（Ｂ）上に位置するセラミック層２（Ｃ）となるセラミックグリーンシートとしては、前述の第３の導体ペーストを用いて引出し用ビア導体９および１０を形成した第３のセラミックグリーンシートが用いられる。

以上のようにして、予め、引出し用ビア導体９および１０にＮｉ成分をその含有量が傾斜的になるように含有させている、積層体が得られる。このような積層体を焼成すると、焼成時の抵抗膜５中のＮｉの拡散が抑制され、抵抗特性を安定させることができる。また、Ｎｉの拡散が抑制されることで、引出し用ビア導体９および１０における抵抗膜５とは反対側の第２の端部１３および１４にはＮｉが含まれにくくすることができるため、接続導体膜１５および１６を省略しても、端子電極１９および２０のはんだ付け性を損なわせることがない。

図２を参照して、この発明の第２の実施形態による多層セラミック基板２１について説明する。図２において、図１に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図２に示した多層セラミック基板２１は、完全４端子構造の抵抗素子を構成するもので、セラミック素体３の主面上に形成された、第１および第２のソース端子２２および２３と第１および第２のセンス端子２４および２５と備えている。

図１に示した多層セラミック基板１における端子電極１９および２０が、それぞれ、第１および第２のセンス端子２４および２５に相当する。したがって、第１および第２の引出し用ビア導体９および１０は、それぞれ、第１および第２のセンス端子２４および２５に電気的に接続される。

抵抗膜５における第１および第２の引出し用ビア導体９および１０の接続部を挟む位置には、第１および第２の引出し用導体膜２６および２７が、抵抗膜５と接するように形成される。抵抗膜６における第１および第２の並列接続用ビア導体７および８の接続部を挟む位置には、第３および第４の引出し用導体膜２８および２９が、抵抗膜６と接するように形成される。

第１および第３の引出し用導体膜２６および２８は、並列接続用ビア導体３０によって互いに並列接続されるとともに、第１の端子用ビア導体３２を介して、第１のソース端子２２に接続される。第２および第４の引出し用導体膜２７および２９は、並列接続用ビア導体３１によって互いに並列接続されるとともに、第２の端子用ビア導体３３を介して、第２のソース端子２３に接続される。

この多層セラミック基板２１によれば、抵抗体４を通して第１および第２のソース端子２２および２３間に流れる電流を、第１および第２のセンス端子２４および２５間の電圧を測定することによって検知することができる。

図３を参照して、この発明の第３の実施形態による多層セラミック基板４１について説明する。図３に示した多層セラミック基板４１は、図２に示した多層セラミック基板２１の変形例である。よって、図３において、図２に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図３に示した多層セラミック基板４１は、引出し用導体膜２６および２７に代えて、引出し用ビア導体４２および４３が設けられる。この引出し用ビア導体４２および４３は、引出し用ビア導体９および１０と同様、Ｎｉ成分の傾斜構造を有していることが好ましい。引出し用ビア導体４２および４３には、それぞれ、接続導体膜４４および４５を介して、端子用ビア導体４６および４７が接続される。接続導体膜４４および４５は、接続導体膜１５および１６と同様、Ｎｉの拡散を抑制するように作用する。

また、図３に示した多層セラミック基板４１では、第１および第２のソース端子２２および２３が、それぞれ、第１および第２の端子用ビア導体４６および４７の露出する端面によって与えられる。同様に、第１および第２のセンス端子２４および２５が、それぞれ、第１および第２の端子用ビア導体１７および１８の露出する端面によって与えられる。

図３に示した多層セラミック基板４１によれば、図２に示した多層セラミック基板２１よりも小型化を図ることができる。

以上説明した実施形態では、抵抗体ペーストとして、ＣｕとＮｉとを含むものを用いたが、ＣｕとＭｎとを含むものや、ＣｕとＺｎとを含むものであってもよい。さらに、Ｃｒ、ＭｎおよびＦｅの少なくとも１種を副成分として含むものを用いてもよい。これらの副成分によれば、抵抗値を上げる効果を期待できる。また、Ｍｎに関しては、微量添加により、引出し用ビア導体９および１０と抵抗膜５との接続部の熱起電効果（熱電対効果）を抑制し、抵抗値を安定化することができる。また、ＡｇとＰｄとを含む抵抗体ペーストを用い、引出し用ビア導体はＡｇとＰｄとを含み、Ｐｄの濃度が傾斜構造を有していてもよい。

また、引出し用ビア導体９および１０と並列接続用ビア導体７および８とは、同一軸線上に整列されたが、互いに異なる位置にずらされてもよい。

以下に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。

［実験例１］
実験例１では、図４に示した試料１、図６に示した試料２、および図７に示した試料３を作製し、特にＴＣＲ特性を比較した。

〈試料１〉
ＢａＯ、ＳｉＯ_２、およびＡｌ_２Ｏ_３を主成分とするセラミック材料を用いて、図４に示すように、厚み５０μｍの７枚のセラミックグリーンシート５１〜５７を作製した。

次に、４枚のセラミックグリーンシート５１〜５４に、径１００μｍの貫通孔を２箇所形成した。

次に、貫通孔を形成したセラミックグリーンシート５１〜５４のうち、３枚のセラミックグリーンシート５１〜５３の貫通孔には、Ｃｕ粉末：１００重量％の金属粉末と、樹脂と、有機溶剤とを混練してなる導体ペーストを充填し、引出し用ビア導体５８を形成した。

他方、セラミックグリーンシート５４の貫通孔には、Ｃｕ粉末：７０重量％およびＮｉ粉末：３０重量％の金属粉末と、樹脂と、有機溶剤とを混練してなる抵抗体ペーストを充填し、並列接続用ビア導体５９を形成した。

また、セラミックグリーンシート５４および５５の各々上に、上記抵抗体ペーストを用いて、乾燥膜厚で２０μｍの抵抗膜６０および６１を形成した。抵抗膜６０と引出し用ビア導体５８との平面的な配置状態が図５に示されている。

次に、上記セラミックグリーンシート５１〜５７を、図４に示す順序で積層し、圧着して、積層体６２を得た。

次に、積層体６２をＮ_２中、約１０００℃の温度で焼成し、試料１に係る多層セラミック基板を得た。

〈試料２〉
試料１の場合と同様に、図６に示すように、厚み５０μｍの７枚のセラミックグリーンシート５１〜５７を作製した。

次に、試料１の場合と同様に、４枚のセラミックグリーンシート５１〜５４に、径１００μｍの貫通孔を２箇所形成した。

次に、貫通孔を形成したセラミックグリーンシート５１〜５４のうち、セラミックグリーンシート５１の貫通孔には、Ｃｕ粉末：１００重量％の金属粉末と、樹脂と、有機溶剤とを混練してなる導体ペーストを充填し、引出し用ビア導体６４を形成し、セラミックグリーンシート５２の貫通孔には、Ｃｕ粉末：９０重量％およびＮｉ粉末：１０重量％の金属粉末と、樹脂と、有機溶剤とを混練してなる導体ペーストを充填し、引出し用ビア導体６５を形成し、セラミックグリーンシート５３の貫通孔には、Ｃｕ粉末：８０重量％およびＮｉ粉末：２０重量％の金属粉末と、樹脂と、有機溶剤とを混練してなる導体ペーストを充填し、引出し用ビア導体６６を形成した。

他方、セラミックグリーンシート５４の貫通孔には、Ｃｕ粉末：７０重量％およびＮｉ粉末：３０重量％の金属粉末と、樹脂と、有機溶剤とを混練してなる抵抗体ペーストを充填し、並列接続用ビア導体５９を形成した。

また、セラミックグリーンシート５４および５５の各々上に、試料１の場合と同様に、抵抗膜６０および６１を形成した。

その後、試料１の場合と同様の操作を経て、試料２に係る積層体６７を得、試料１の場合と同様の条件にて焼成し、試料２に係る多層セラミック基板を得た。

〈試料３〉
試料１の場合と同様に、図７に示すように、厚み５０μｍの７枚のセラミックグリーンシート５１〜５７を作製した。

次に、試料１の場合と同様に、４枚のセラミックグリーンシート５１〜５４に、径１００μｍの貫通孔を２箇所形成した。

次に、セラミックグリーンシート５１〜５４の各貫通孔には、Ｃｕ粉末：１００重量％の金属粉末と、樹脂と、有機溶剤とを混練してなる導体ペーストを充填し、引出し用ビア導体６９および並列接続用ビア導体７０を形成した。

また、セラミックグリーンシート５４および５５の各々上に、Ｃｕ粉末：７０重量％およびＮｉ粉末：３０重量％の金属粉末と、樹脂と、有機溶剤とを混練してなる抵抗体ペーストを用いて、乾燥膜厚で２０μｍの抵抗膜７１および７２を形成した。

次に、抵抗膜７１および７２の各々の両端を覆うように、Ｃｕ粉末：１００重量％の金属粉末と、樹脂と、有機溶剤とを混練してなる導体ペーストを用いて、引出し用導体膜７３および７４を形成した。図８には、抵抗膜７１と引出し用導体膜７３と引出し用ビア導体６９との平面的な配置状態が示されている。

次に、上記セラミックグリーンシート５１〜５７を、図７に示す順序で積層し、圧着して、積層体７５を得た。

次に、積層体７５を試料１の場合と同様の条件にて焼成し、試料３に係る多層セラミック基板を得た。

〈評価〉
以上のようにして得られた試料１〜３に係る多層セラミック基板について、抵抗膜によって与えられる抵抗体のＴＣＲ特性を評価したところ、各試料１０個の平均で、試料３では４００ｐｐｍ／℃であったが、試料１では１００ｐｐｍ／℃、試料２では５０ｐｐｍ／℃と良好な結果が得られた。

［実験例２］
実験例２では、抵抗膜の層数を変えた、図９に示した試料１１、図１０に示した試料１２、および図１１に示した試料１３を作製し、抵抗値のばらつきを比較した。

実験例２では、実験例１における試料１の場合と同様の材料および厚みのセラミックグリーンシートを用い、同様の材料および厚みの抵抗膜を形成し、同様の材料および寸法の引出し用ビア導体および並列接続用ビア導体を形成し、同様の条件で焼成することによって、試料１１〜１３を作製した。

〈試料１１〉
試料１１は、図９に示すように、セラミック素体８１中に１層の抵抗膜８２を形成し、引出し用ビア導体８５によって引き出した、多層セラミック基板である。

〈試料１２〉
試料１２は、図１０に示すように、セラミック素体８１中に２層の抵抗膜８２および８３を形成し、これらを並列接続用ビア導体８６で互いに並列接続し、引出し用ビア導体８５によって引き出した、多層セラミック基板である。

〈試料１３〉
試料１３は、図１１に示すように、セラミック素体８１中に３層の抵抗膜８２、８３および８４を形成し、これらを並列接続用ビア導体８６および８７で互いに並列接続し、引出し用ビア導体８５によって引き出した、多層セラミック基板である。

〈評価〉
図１２に、試料１１〜１３の抵抗値のばらつきが示されている。図１２からわかるように、複数の抵抗膜が並列接続された試料１２および１３によれば、単に１層の抵抗膜を備える試料１１に比べて、抵抗値のばらつきを低減することができた。なお、２層の抵抗膜が並列接続された試料１２と３層の抵抗膜が並列接続された試料１３との間では、有意な差が認められなかった。

［実験例３］
実験例３では、２層の抵抗膜を形成し、これらを並列接続する並列接続用ビア導体の数を変えた、図１３に示した試料２１、図１４に示した試料２２、および図１５に示した試料２３を作製し、抵抗値のばらつきを比較した。

実験例３では、実験例１における試料１の場合と同様の材料および厚みのセラミックグリーンシートを用い、同様の材料および厚みの抵抗膜を形成し、同様の材料および寸法の引出し用ビア導体および並列接続用ビア導体を形成し、同様の条件で焼成することによって、試料２１〜２３を作製した。

〈試料２１〉
試料２１は、図１３に示すように、セラミック素体９１中において、２層の抵抗膜９２を各端部１個ずつ、合計２個の並列接続用ビア導体９３および９４で接続した、多層セラミック基板である。

〈試料２２〉
試料２２は、図１４に示すように、セラミック素体９１中において、２層の抵抗膜９２を各端部２個ずつ、合計４個の並列接続用ビア導体９３〜９６で接続した、多層セラミック基板である。

〈試料２３〉
試料２３は、図１５に示すように、セラミック素体９１中において、２層の抵抗膜９２を各端部３個ずつ、合計６個の並列接続用ビア導体９３〜９８で接続した、多層セラミック基板である。

〈評価〉
図１６に、試料２１〜２３の抵抗値のばらつきが示されている。図１６からわかるように、試料２１、試料２２、試料２３というように、並列接続用ビア導体の数が増えるほど、抵抗値のばらつきを低減することができた。

この発明に係る多層セラミック基板に備える抵抗体は、たとえば、バッテリー残量検出回路、ＣＰＵ駆動電流制御回路、カーエアコン／ファンモータコントロールユニットの過電流検出回路、スイッチング用トランジスタの過電流検出回路、ＣＰＵ電源用コンバータの電流検出回路、などで使用される電流検出用超低抵抗として用いることができる。

１，２１，４１ 多層セラミック基板
２ セラミック層
３，８１，９１ セラミック素体
４ 抵抗体
５，６，６０，６１，７１，７２，８２〜８４，９２ 抵抗膜
７，８，３０，３１，５９，７０，８６，８７，９３〜９８ 並列接続用ビア導体
９，１０，４２，４３，５８，６４〜６６，６９，８５ 引出し用ビア導体
１１，１２ 第１の端部
１３，１４ 第２の端部
１５，１６，４４，４５ 接続導体膜
１７，１８，３２，３３，４６，４７ 端子用ビア導体
１９，２０ 端子電極
２２，２３ ソース端子
２４，２５ センス端子
２６〜２９，７３，７４ 引出し用導体膜
５１〜５７ セラミックグリーンシート
６２，６７，７５ 積層体

Claims (10)

1. 積層された複数のセラミック層をもって構成されたセラミック素体と、前記セラミック層間に形成された抵抗膜を含む抵抗体と、前記セラミック層を厚み方向に貫通するように形成されかつ第１の端部が前記抵抗膜に接続された引出し用ビア導体とを備え、
   前記抵抗膜および前記引出し用ビア導体は、ともに、合金系抵抗材料を構成する少なくとも第１金属成分と第２金属成分とを含み、
   前記引出し用ビア導体中の前記第２金属成分の濃度は、前記抵抗膜に接続された前記第１の端部において比較的高く、当該第１の端部から逆の第２の端部側に向かって次第に低くなる傾斜構造を有している、
   多層セラミック基板。
2. 前記第１金属成分はＣｕであり、前記第２金属成分はＮｉである、請求項１に記載の多層セラミック基板。
3. 前記抵抗体は、複数の前記セラミック層間にそれぞれ形成された複数の前記抵抗膜と、複数の前記抵抗膜を並列接続するためのもので、前記セラミック層を厚み方向に貫通するように形成されかつ互いに異なる位置に配置された複数の並列接続用ビア導体とを含む、請求項１または２に記載の多層セラミック基板。
4. 前記抵抗体は、３個以上の前記並列接続用ビア導体を含む、請求項３に記載の多層セラミック基板。
5. 前記並列接続用ビア導体は、前記抵抗膜と同じ材料からなる、請求項３または４に記載の多層セラミック基板。
6. 前記セラミック層は、ＢａＯ、ＳｉＯ_２、およびＡｌ_２Ｏ_３を主成分とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の多層セラミック基板。
7. 前記セラミック層間に形成されかつ第１の位置において前記引出し用ビア導体の前記第２の端部に接続される接続導体膜と、前記第１の位置とは異なる第２の位置において前記接続導体膜に接続されかつ前記セラミック層を厚み方向に貫通して当該多層セラミック基板の外表面上にまで引き出される端子用ビア導体を含む端子導体とをさらに備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の多層セラミック基板。
8. 第１および第２のソース端子と第１および第２のセンス端子とをさらに備え、
   第１および第２の前記引出し用ビア導体が、それぞれ、前記第１および第２のセンス端子に電気的に接続され、
   前記第１および第２のソース端子は、前記抵抗膜における前記第１および第２の引出し用ビア導体の接続部を挟む位置にそれぞれ電気的に接続されている、
   請求項１ないし７のいずれかに記載の多層セラミック基板。
9. 複数のセラミックグリーンシートを用意する工程と、
   第１金属成分と第２金属成分とを含む合金系抵抗材料を含む抵抗体ペースト、および少なくとも前記第１金属成分を主成分とする導体ペーストを用意する工程と、
   特定の前記セラミックグリーンシートに、前記導体ペーストを用いて、引出し用ビア導体を形成する工程と、
   前記抵抗体ペーストを用いて、前記引出し用ビア導体の端部に接続されるべき抵抗膜を前記セラミックグリーンシートの主面に形成する工程と、
   前記複数のセラミックグリーンシートを積層することによって、積層体を作製する工程と、
   前記積層体を焼成する工程と
   を備え、
   前記導体ペーストは前記第２金属成分をさらに含み、前記導体ペーストを用意する工程は、前記第１金属成分と前記第２金属成分との含有比率の異なる複数種類の導体ペーストを準備する工程を含み、
   前記引出し用ビア導体を形成する工程は、複数の前記セラミックグリーンシートの各々に、前記複数種類の導体ペーストのいずれかを用いて、前記引出し用ビア導体を形成することによって、前記引出し用ビア導体における前記第１金属成分と前記第２金属成分との含有比率が異ならされた複数種類の前記セラミックグリーンシートを得る工程を含み、
   前記積層体を作製する工程は、前記抵抗膜に接続される側において前記第２金属の含有量が最も多い前記引出し用ビア導体を形成した前記セラミックグリーンシートが位置し、前記抵抗膜から離れるに従って前記第２金属の含有量がより少ない前記引出し用ビア導体を形成した前記セラミックグリーンシートが位置するように、前記複数のセラミックグリーンシートを積層する工程を含む、
   多層セラミック基板の製造方法。
10. 前記第１金属成分はＣｕであり、前記第２金属成分はＮｉである、請求項９に記載の多層セラミック基板の製造方法。

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