JPH01102987A - 複数の機能部分を有する高誘電率基板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複数の機能部分を有する高誘電率基板の製造
法に関し、さらに詳しくは薬液を塗布することによって
低誘電率の領域を生成せしめ、高誘電率部分で構成され
るコンデンサー、その他の回路部品が他の領域の電気的
な影響を受けないようにして電子部品を内臓した、複数
の機能部分を有する高誘電率基板を製造する方法に関す
る。

［従来技術］ 従来から、導体回路、抵抗体（Ｒ）、コンデンサー（Ｃ
）等の電子部品をセラミックス基板に内蔵した電子回路
基板が製造されている。特に最近では、以下のような電
子回路基板が開示されている。

■　プレス成形したＢ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３−Ｄ　’Ｉ　
２０１−５ＬＯ２系誘電体基板に連通孔を開け、その孔
にＰｂ５ｉＯ，低誘電率粉体を二次焼成後充填し、三次
焼成（９００℃、１ｈｒ）を行ない、さらに導体部、抵
抗体部、絶縁体部分を形成することによりＣ，Ｒ内蔵基
板を得る（特開昭８２−１１１４０８）。

■　−次焼成したＢａＴｉ０ｉ　−Ｄ）’２０３−８ｉ
Ｏ２系半導体基板に高誘電体化のためのＭｎＯ２溶液の
塗布層を形成し、またこれら塗布層の間に低誘電率化の
ためのＭｇ　Ｔ　ｉ　０３　　（ＡＪ　２０３．５ｉ０
２）粉のペーストを印刷し塗布層を形成する。これを酸
化雰囲気中１２５０℃で２ｈｒ焼成して低誘電率の拡散
層を介在させた電子材料セラミックスを形成する（特開
昭６２−１３１４０９）。

■　半導体磁器基板をレーザー照射によりガラス相化あ
るいはガラス類似物を生成せしめて、低誘電率化を行な
い、Ｃ，Ｒ内蔵基板を得る方法（特開昭６２−１１１４
１０）。

■　成形金型内にプラスチック仕切板や金属製仕切板で
区画し、低誘電体化される部分に、ＭｇＴ　ｉＯ３Ｂ　
ａ　Ｔ　ｉＯ３、高誘電体化される部分にＢａＴｉ０．
系半導体を詰め、その後に仕切板をはずし、加圧成形し
、焼成することにより多数の機能部分を有する基板を製
造する方法（特開昭８２−１３１４１１）。

■　下記方法による多くの機能部分を有する基板の製造
法及びこれを用いた電子回路用基体、１）　プレス成形
−焼成（１３５０℃）→レーザー照射溶融法によるパタ
ーンニングー導体、抵抗体、絶縁体の形成→Ｃ，Ｒ内蔵
基板とする、２）　仕切板による成形−一次焼成一添加
剤塗布（Ｌａ２０３による高誘電率化、またその量を押
えである所は低誘電率化）−二次焼成−導体、抵抗体、
絶縁体の形成→Ｃ，Ｒ内蔵基板とする、３）　仕切板に
よる成形→−次焼成→添加剤塗布（Ｍ　ｎ　Ｏｚよる高
誘電率化、ＣｕＯによる低誘電率化）−二次焼成−導体
、抵抗体、絶縁体の形成−ＣＳＲ内蔵基板とする（特開
昭６２−１３３７０７）。

■　構成粒子の大きさの相違により誘電率の異なる領域
を生成せしめ、複数の機能を有する基板を製造する方法
（特開昭６２−１３６７０２）。

■　表層部分ないしは内部に構成物体の密度の相違によ
り誘電率の異なる領域が設けられ、互いに分離した２つ
以上の機能部分を存していることを特徴とするセラミッ
クスの製造法（特開昭６２−１３８７０３）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記したこれら従来の電子回路基板では
、仕切成形することなどは製造工程上手間が掛り、境界
のコントロールが難しく量産性に乏しい。また、孔を開
けて、この孔に低誘電率の粉体を充填することは、区画
の連続性が難しい。

さらには、半導体化した一次焼成基板への粉体ペースト
の塗布では、熱処理工程において低誘電率化のための拡
散が遅いというような問題点があり、これら従来技術で
は必ずしも特性的にも、量産性の点からも満足できるも
のではない。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされた
もので、本発明の目的は、高誘電率基板用生板に容易に
任意のパターンを有する区画割りを行なうことができ、
製造工程を簡略化し、生産性および経済性に優れた複数
の機能部分を有する高誘電率基板の製造法を提供するこ
とにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は上記目的を達成するために種々検討した結
果、チタン酸ストロンチウムなどのセラミックス粉体を
プレス成形した高誘電率基板用生板に、誘電率を低下さ
せる薬液を塗布して生板に任意のパターンを描き、焼成
により薬液塗布領域に低誘電率化した区画割りを行なう
と、複数の機能部分を有する高誘電率基板が得られる本
発明を完成するに至った。

、すなわち、本発明はセラミックス高誘電率基板用生板
に誘゛電率を低下させる薬液を任意のパターンで塗布し
て区画割りを行なった後、−還元焼成、ドーピング、ペ
ースト塗布および焼付工程を順次行なうことを特徴とす
る複数の機能部分を有する高誘電率基板の製造法である
。

以下、本発明の製造法を図面に基づいて詳しく説明する
。

第１図は本発明の詳細な説明するための製造工程図であ
る。　　　　□ 本発明の製造法では、第１図のようにまずセラミックス
高誘電率基板用原料粉を所定の圧力でプレス成形して所
望形状の生板を得る。

ここでセラミックス高誘電率基板用原料粉としては、５
ｒＴｉ０３、ＢａＴｉ０．またはこれらの複合酸化物か
らなるセラミックス粉体などが好ましく用いられる。

このようにして得られたセラミックス高誘電率基板用生
板上に任意のパターンで誘電率低下用の薬液を塗布する
。

本発明における誘電率を低下させる薬液としては、硝酸
マグネシウム、酢酸マグネシウム、硝酸カルシウム、酢
酸カルシウム、硝酸ニッケルまたは硝酸ランタンの水溶
液またはそれらの混合水溶液が好適に用いられる。これ
らのものは水に対する溶解度が大きく、誘電率を低下さ
せる効果も大きく、水を用いるため火災の危険もなく、
かつ塗布量が多くても基板のそりや、曲りもなく、良好
な複数の機能部分を有する高誘電率基板を製造し得るも
のである。このように、薬剤塗布は一時焼成前の生板に
行なわれるので、拡散、低誘電率化がより容易になる。

従って、低誘電率化による区画割りが容易に行なわれる
。

次に、区画割りを行なった高誘電率基板生板は脱バイン
ダー処理を行なった後、還元性雰囲気下で焼成される。

脱バインダー処理としては、空気中５００〜９００℃の
温度で１〜４時間行なうのが好ましい。また還元性雰囲
気焼成としては、１３８０〜１４８０℃の温度で２〜４
時間焼成するのが好ましい。

ここで還元性雰囲気には、水素ガス含有窒素ガス等が好
適に用いられる。

このようにして焼成された基板に、さらに酸化ビスマス
（ＢｆｚＯｉ）を主成分とするドーピング剤を塗布し、
乾燥後１１００〜１３００℃の温度で０．５〜４時間ド
ーピングを行ない所ｍ　Ｇ　Ｂ　Ｂ　Ｌ　（Ｇｒａｌｎ
　Ｂｏｕｎｄａｒｙ　Ｂａｒｒｉｅｒ　Ｌａｙｅｒ）構
造を有する高誘電率基板とする。

本発明の製造法においては、硝酸マグネシウム、酢酸マ
グネシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸ニ
ッケル或は硝酸ランタンの水溶液またはそれらの混合水
溶液を塗布した領域は、還元性雰囲気焼成で灰白色から
薄茶色になり、脱バインダー工程或はドーピング工程で
酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ニッケル或は
酸化ランタンになり、さらに基板原料と反応して低誘電
率体を生成する。

次に、この複数に区画された高誘電率基板に所望のパタ
ーンで導体用ペーストや抵抗体ペーストを塗布し、乾燥
後焼付を行なう。導体用ペーストとしては、銀などが好
適に用いられ、焼付温度としては、８００〜８５０℃で
０．５〜１時間程度が好ましい。また、抵抗体ペースト
としては、酸化ルテニウムなどが好適に用いられ、焼付
温度としては、８００〜８５０℃で０．５〜１時間程度
が好ましい。

以上説明したように、本発明では高誘電率基板を切断分
割することなく、誘電率を低下させる硝酸マグネシウム
等の水溶液を、高誘電率粉体のプレス成形品に塗布する
ことにより、任意のパターンを描き、これを加熱焼成す
ることにより、低誘電率の領域を生成せしめて複数の区
画に分割し、互いに電気的な影響を受けない複数の機能
部分を有する高誘電率基板が得られ、種々の電子回路用
基板として用いることが出来る。

次に、このように本発明の製造法により得られる高誘電
率基板を、一実施例に係る添付図面に基づいて説明する
。

第２図〜第７図は、本発明の製造法により得られた高誘
電率基板の一実施例に係る図である。

第２図〜第７図において、１はセラミックス高誘電率基
板、２は薬液を塗布しない部分、３は薬液塗布部分、４
は導体部分をそれぞれ示す。

このようなセラミック高誘電率基板１は、例えば、所望
の形状に成形されたセラミックス高誘電率基板生板の上
の薬液塗布部分３に任意のパターンで誘電率を低下させ
る薬液を塗布し、薬液を塗布しない部分２と区画する。

このように薬液を塗布した生板を脱バインダー処理した
後還元性雰囲気で焼成する。次に、この複数に区画され
た高誘電率基板１にドーピング処理、さらに所望のパタ
ーンで導体用ぺ・−ストおよび抵抗体ペーストを塗布し
、乾燥後焼付を行ない、導体部分４および図示されない
抵抗体部分を形成させ、複数の区画に分割された複数の
機能部分を有するセラミックス高誘電率基板１が得られ
る。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明する
。

実施ＰＪ１ ３．４ｃｍ角の大きさのチタン酸ストロンチウムを主成
分とする高誘電率基板生板に、薬剤塗布部分に硝酸ラン
タンの水溶液を塗布した。その量は有効成分力基板母材
１ｇ　当す１３．０ｍｇ　（５，５Ｘ　１０−３ｍｏｌ
　／母材ｍｏｌ）であった。

次に、これを乾燥後７００℃で２時間脱バインダー処理
をし、５容量％水素含有窒素ガス雰囲気中１４００℃で
４時間還元焼成した後、酸化ビスマスを主成分とするド
ーピング処理を１２００”ｃで２時間行なった。

最後に両端の中央部に１ｃ−角の銀ペーストを両面に塗
り　８００℃、０．５時間で焼付を行ない、第２図に示
されるような複数の機能部分を有する高誘電率基板を製
造した。

冷却後ＬＣＲメーターで静電容量（Ｐ　Ｆ）を測定して
その値から誘電率を計算し、薬液を塗布しなかった部分
と、塗布した部分の誘電率の比を求めたところ２３：ｌ
であった。

実施例２ 実施例１と同様に高誘電率基板生板上の薬液塗布部分に
硝酸カルシウムの水溶液を塗布した。そ　・の量は有効
成分が基板母材１ｇ当り１３．０ｍｇ　（１０，Ｏｘ　
ｌｏ−３ｍｏｌ　／母材ｌ１ｏｌ）であった。これに実
施例１と同様な処理を行ない、第２図に示されるような
複数の機能部分を有する高誘電率基板を製造した。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と、塗布
した部分の誘電率の比を求めたところ２２０：　　ｌで
あった。

実施例３ 実施例１と同様に高誘電率基板生板上の薬液塗布部分に
硝酸マグネシウムの水溶液を塗布した。

その量は有効成分が基板母材ｔｇ当りＩＬＯｍｇ（９，
３Ｘ　１０”−３ｍｏｌ　／母材ｍｏｌ）であった。こ
れに実施例１と同様な処理を行ない、第２図に示される
ような複数の機能部分を有する高誘電率基板を製造した
。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と、塗布
した部分の誘電率の比を求めたところｔ、ｓ：　　１で
あった。

実施例４ 実施例１と同様に高誘電率基板生板上の薬液塗布部分に
硝酸マグネシウムの水溶液を塗布した。

その量は有効成分が基板母材１ｇ当り４０．０ａ＋ｇ（
２Ｂ、７　Ｘ　ｌＮ５ｉｏ１　／母材ｍｏｌ）であった
。これに実施例１と同様な処理を行ない、第２図に示さ
れるような複数の機能部分を有する高誘電率基板を製造
した。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と、塗布
した部分の誘電率の比を求めたところ３８：ｌであった
。

実施例５ 実施例１と同様に高誘電率基板生板上の薬液塗布部分に
硝酸マグネシウムの水溶液を塗布した。

その量は有効成分が基板母材ｔｒ当り８７．１ｍｇ（４
８，ｌＸ　１Ｇ−３ｍｏｌ　／母材５ｏｌ）であった。

これに実施例１と同様な処理を行ない、第２図に示され
るような複数の機能部分を有する高誘電率基板を製造し
た。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と、塗布
した部分の誘電率の比を求めたところ３５５：　　ｌで
あった。

実施例６ 、　３．４ｃｍ角の大きさのチタン酸ストロンチウムを
主成分とした高誘電率基板生板上の右側上方と左側下方
部の薬液塗布部分に硝酸ニッケルの水溶液を塗布した。

その量は有効成分が基板母材ｔｇ当り１３．ｈｇ　（８
，２Ｘ　１０−３ｇｏｌ　／母材ｍｏｌ）であった。

これに実施例１と同様な処理を行ない、第３図に示され
るような複数の機能部分を有する高誘電率基板を製造し
た。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と、塗布
した部分の誘電率の比を求めたところ１．４：　　ｌで
あった。

実施例７ ３．４ｃｍ角の大きさのチタン酸ストロンチウムを主成
分とする高調電率粉体のプレス成形品（基板生板）上に
格子状に互い違いに１６分割領域８個の薬液塗布部分に
硝酸ニッケルの水溶液を塗布した。

その量は有効成分が基板母材ｉｆ当り４Ｇ、ｈｇ（２５
，３Ｘ　１０−３ｇｏｌ　／母材ｓ＋ｏｌ）であった。

これに実施例１と同様な処理を行ない、第４図に示され
るような複数の機能部分を有する高誘電率基板を製造し
た。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなった部分と、塗布し
た部分の誘電率の比を求めたところ４．０：１であった
。

実施例８ ３．４ｃｏ＋角の大きさのチタン酸ストロンチウムを主
成分とする高誘電率基板生板上の薬液塗布部分に、マグ
ネシウムとニッケルの重量比が１．ｌである５０ｖｔ％
硝酸塩水溶液を８０■、１３０ｍｇ、　　２００ｍｇ塗
布し、これを乾燥後実施例１と同様な方法で処理し、第
２図に示されるような複数の機能部分を有する高誘電率
基板を製造した。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と塗布し
た部分の誘電率の比を求めたところ、それぞれ１０：１
．１９：　　ｌ、　３４：　　１であった。

実施例９ ３．４ｃｍ角の大きさのチタン酸ストロンチウムを主成
分とする高誘電率基板生板上の薬液塗布部分に、ニッケ
ルとマグネシウムとカルシウムの［１比が５：　　４：
　　１である５０ｖｔ％硝酸塩水溶液を１００■、２０
０ｍｇ、　　３００ｍｇ塗布し、これを乾燥後実施例１
と同様な方法で処理し、第２図に示されるような複数の
機能部分を有する高誘電率基板を製造した。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と塗布し
た部分の誘電率の比を求めたところ、それぞれ４４：１
．４８：１．２７：１であった。

実施例１０ ３．４ｃｍ角の大きさのチタン酸ストロンチウムを主成
分とする高誘電率基板生板上の薬液塗布部分に、ニッケ
ルとマグネシウムとカルシウムの重量比が４：　　３：
　　ａである５０ｖｔ％硝酸塩水溶液を２００１１１ｇ
塗布し、これを乾燥後実施例１と同様な方法で処理し、
第２図に示されるような複数の機能部分を有する高誘電
率基板を製造した。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と塗布し
た部分の誘電率の比を求めたところ３８２：１であった
。

実施例１１ ３．４ａｎ角の大きさのチタン酸ストロンチウムを主成
分とする高誘電率基板生板上の薬液塗布部分に、硝酸マ
グネシウム５０ｗｔ％水溶液を各２００ｙａｇを塗布し
、これを乾燥後、実施例１と同様な方法で処理し、第５
図（ａ）〜（Ｃ）に示されるような複数の機能部分を有
する高誘電率基板をそれぞれ製造した。

これら高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と塗布
した部分の誘電率の比を求めたところ、それぞれ同図（
ａ）では７（：　　ｌ、　　（ｂ）では７５：１％（Ｃ
）では７０：１であった。

実施例１２ ３．４ｃｍ角の大きさのチタン酸ストロンチウムを主成
分とする高誘電率基板生板に０．６ｃｏ＋巾の十字型に
５．００ｖｔ％酢酸マグネシウム水溶液を塗布し、乾燥
後脱バインダー、還元焼成、酸化ビスマスを主成分とす
るドーピング処理を行ない、最後に一隅１．：　ｌｅｄ
角のスペースと辺の中央部に０．３０−の長方形に銀ペ
ーストを塗り、８００℃、０．５ｈｒで焼付を行ない、
第６図に示されるような複数の機能部分を有する高誘電
率基板を製造した。

冷却後ＬＣＲメーターで静電容量（ＰＦ）をｉｌｌ定し
その値から誘電率を計算し、薬液を塗布しなかった部分
と、塗布した部分の誘電率の比を求めたところ４．２：
　　１であった。

実施例１３ 実施例１２と同様な方法で８．０９ｖｔ％酢酸マグネシ
ウム水溶液を用いて塗布し、これを乾燥後実施例１２と
同様な方法で処理し、第６図に示されるような複数の機
能部分を有する高誘電率基板を製造した。

こめ高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と、塗布
した部分の誘電率の比を求めたところ１５．２：　　ｌ
であった。

実施例１４ 実施例１２と同様な方法で８．０９ｖｔ％酢酸マグネシ
ウム水溶液を用いて３回塗布し、これを乾燥後実施例１
２と同様な方法で処理し、第６図に示されるような複数
の機能部分を有する高誘電率基板を製造した。　　。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と、塗布
した部分の誘電率の比を求めたところ１０７．２　：　
　ｌであった。

実施例１５ ３．４ｃｍ角の大きさのチタン酸ストロンチウムを主成
分とする高誘電率粉体のプレス成形品（基板生板）に、
格子状に互い違いにＩＢ分割領域の８個の薬液塗布部分
に２０．１ｖｔ％酢酸カルシウム水溶液を２回塗布し、
その後実施例１２と同様な処理を行ない、第４図に示さ
れるような複数の機能部分を有する高誘電率基板を製造
した。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と、塗布
した部分の誘電率の比を求めたところ８ｇ、５：　　１
であった。

実施例１８ 実施例１２と同様な方法で１５．５ｗｔ９６酢酸カルシ
ウム水溶液を用いて３回塗布し、これを乾燥後実施例１
２と同様な方法で処理を行ない、第４図に示されるよう
な複数の機能部分を有する高誘電率基板を製造した。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と塗布し
た部分の誘電率の比を求めたところ１１９．８　：　　
ｌであった。

実施例Ｉ７ 実施例１２と同様な方法で１８．７ｖｔ％（酢酸マグネ
シウム、酢酸力ルレウム等重量）の混合水溶液を用いて
塗布し、これを乾燥後実施ｆ１１２と同様な方法で処理
を行ない、第４図に示されるような複数の機能部分を有
する高誘電率基板を製造した。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と塗布し
た部分の誘電率の比を求めたところ７．２＝１であった
。

実施例１８ 実施例１２と同様な方法で１８．７ｖｔ％（酢酸マグネ
シウム、酢酸カルシウム等重量）の混合水溶液を用いて
２回塗布し、これを乾燥後実施例１２と同様な方法で処
理を行ない、第４図に示されるような複数の機能部分を
有する高誘電率基板を製造した。

この高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と塗布し
た部分の誘電率の比を求めたところ３２Ｊ：ｌであった
。

実施例１９ ３．４１角の大きさのチタン酸ストロンチウムを主成分
とする高誘電率基板生板に、各種パターンを２５．８ｗ
ｔ％の酢酸マグネシウムの水溶液にて２回塗布し、その
後実施例１２と同様な処理を行ない、第７図（ａ）〜（
Ｃ）に示されるような複数の機能部分を有する高誘電率
基板をそれぞれ製造した。

これら高誘電率基板の薬液を塗布しなかった部分と塗布
した部分の誘電率の比を求めたところ、それぞれ同図（
ａ）では７３．８　：　　１．　　（ｂ　）では７８．
４：　　１、（ｃ）では７５．３：　　ｌであった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば以下のような効果
が得られる。

■誘電率を低下させる硝酸マグネシウム等の薬液をセラ
ミックス高誘電率基板生板に塗布することにより、容易
に任意のパターンを有する区画割りを行なうことができ
、切断や研磨や組み込みなどの手間のかかる工程を省略
することができるので、生産性に優れる。

■水溶液を用いた塗布であるので火災の危険がなく安全
性が高い。

■薬液塗布工程以外は通常の高誘電率基板用の製造設備
を併用出来る。従って大きな設備投資をすることなく、
各種の基板を併産出来るようになるので基板の経済性が
高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するための製造工程図、 第２図〜第７図は、本発明の製造法により得られた高誘
電率基板の一実施例に係る図。 １・・・セラミックス高誘電率基板、 ２・・・薬液を塗布しない部分、　３・・・薬液を塗布
した部分、　４・・・導体部分。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．セラミックス高誘電率基板用生板に誘電率を低下さ
   せる薬液を任意のパターンで塗布して区画割りを行なっ
   た後、還元焼成、ドーピング、ペースト塗布および焼付
   工程を順次行なうことを特徴とする複数の機能部分を有
   する高誘電率基板の製造法。
2. ２．前記誘電率を低下させる薬液が硝酸マグネシウム、
   酢酸マグネシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、
   硝酸ニッケルまたは硝酸ランタンから選ばれる少なくと
   も１種の水溶液である、特許請求の範囲第１項に記載の
   前記製造法。
3. ３．前記セラミックス高誘電率基板用生板がＳｒＴｉＯ
   ＿３、ＢａＴｉＯ＿３またはこれらの複合酸化物から選
   ばれる生板である、特許請求の範囲第１項に記載の前記
   製造法。