JPH0216005B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の属する分野の説明 本発明はコンデンサ、抵抗及び導体配線を有す
る複合セラミツク部品、特に誘電体、金属酸化物
抵抗体、絶縁体、導体を同時に焼成して複合化し
た積層セラミツク部品に関する。

(2) 従来の技術の説明 従来、電子回路における抵抗、コンデンサ、イ
ンダクタンス等の受動部品およびトランジスタ、
ダイオード等の能動部品はセラミツク等の基板に
プリント配線層を設け、半田付けして回路を作
り、それをユニツトとして用いることが行なわれ
ていた。この場合円板形またはチツプ型のコンデ
ンサやチツプ抵抗等を１個づつ取付けられねばな
らなかつた。

一方、第１図に示すようなアルミナ・グリーン
シートを用いたコンデンサ、抵抗を有する多層セ
ラミツク基板においては、コンデンサ部分を基体
材料の焼成と同時に形成し、その後抵抗体を焼付
けして形成するものである。しかし、この場合、
基体材料としてアルミナ・グリーンシート１を用
いているため焼成温度は1500℃以上と高温にしな
ければならず導体材料としてMo，Ｗ，Mn等の
電気伝導率の低い導体層２を用いて還元雰囲気中
で行なわなければならなかつた。またコンデンサ
形成部分３の誘電体層としてアルミナを用いてい
るため誘電率εも９程度と非常に低く、せいぜい
3pF／mm²程度の静電容量しか得ることが出来なか
つた。さらに抵抗部分を形成する工程において
は、焼成した基体上にスクリーン印刷等により抵
抗体４を印刷し、焼付けして形成するため、製造
工程が多くなることと、抵抗部分の数を増すに従
つて基体面積が大きくなり製品の小型化、高密度
化が困難になること等の欠点があつた。

また第２図〜第４図に示す構成のRC複合部品
も考えられている。各図には複合部品の模式的斜
視図ａと等価回路図ｂを示した。

第２図、第３図においては積層チツプコンデン
サ１２の外部電極１１，１１間に抵抗体４を接続
させて形成した構造をもつているが、複数個のコ
ンデンサおよび抵抗体の素子を１個の部品中に構
成することは困難であり、工程的にも多くの工程
が必要となり、熱サイクルも加わるためコストの
面でも、信頼性の面でも問題がある。第４図構成
のものは、積層構造中にコンデンサ形成部品３お
よび抵抗体４を有しているが、コンデンサ形成部
分３、絶縁体１３のセラミツクシートは同一物質
であり、ステアタイト、フオルステライト、チタ
ン酸バリウム等を用いているため焼結後のセラミ
ツクの機械的強度は低い。従つてチツプ部品とし
て利用するには十分な機械的強度はあるが種々の
チツプ部品を搭載し、実装に利用する基板部品に
は機械的強度が不十分で適用出来ない欠点があ
る。また焼成後に、外部電極１１を焼付けて完成
部品とするため製造工程を多く採らねばならず、
形状の大きな部品で、しかも多数個の抵抗体およ
びコンデンサの素子を構成することは困難であ
り、高密度化に対しても問題がある。

(3) 発明の目的 本発明の目的はこのような従来の欠点を除去
し、酸化性雰囲気中、低温で同時焼成して複数個
の抵抗体とコンデンサを構成するとともに、高誘
電率の誘電体を用いることにより大容量のコンデ
ンサを形成させた複合積層セラミツク部品を提供
することにある。

本発明によれば表面に電極パターンを有し、か
つ電極パターンと接続するバイアホールとを有す
る比誘電率か11以上の高誘電率誘電体層と、表面
に電極パターンを有し、かつ電極パターンと接続
するバイアホールとを設けた上記高誘電率誘電体
層と同一組成の高誘電率誘電体とアルミナ、ガラ
スとからなる混合層とが接して積層された構造を
含むことを特徴とする複合積層セラミツク部品が
得られる。

(4) 発明の構成および作用の説明 以下、本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。

〔実施例〕

まず本発明で用いるガラス・セラミツクからな
る低誘電率誘電体生シート（以後ガラス・セラミ
ツク生シートと称す。）は酸化アルミニウム40〜
60重量％、結晶化ガラス60〜40重量％の組成範囲
で総量100％となるように選んだ混合粉末をバイ
ンダー、有機溶媒、可塑剤と共に泥漿化しドクタ
ーブレードを用いたスリツプキヤステイング製膜
により厚さ20μｍ〜300μｍの生シートをポリエス
テルフイルム上に成形し、剥離したのち、所望の
外形寸法にパンチングしてシートを得る。ここで
用いた結晶化ガラス粉末の組成は、酸化物換算表
記に従つたとき酸化鉛、酸化ホウ素、二酸化ケイ
素、族元素酸化物、族元素（但し炭素、ケイ
素、鉛は除く）酸化物をそれぞれ重量比３〜66
％、２〜50％、４〜65％、0.1〜50％、0.02〜20
％の組成範囲で総量100％となるように選んだ組
成物で構成されている。

比誘電率が50以上の高誘電率誘電体（以降高誘
電体と称す。）生シートの出発原料粉末としては、
Fe₂O₃，PbO，Nb₂O₅，WO₃粉末を所定量秤量
し、ボールミル混合して過乾燥後700〜800℃で
予焼を行なう。次にボールミル粉砕を行い、続い
てバインダー、有機溶媒、可塑剤と共に混合し泥
漿化する。次にこの泥漿をドクターブレードを用
いたスリツプキヤステイング製膜により厚さ10μ
ｍ〜200μｍの高誘電体生シートを得た。高誘電
体と結晶化ガラスの混合生シートの出発原料粉と
しては結晶化ガラスはガラス・セラミツク生シー
トに用いたものを使用した。また高誘電体粉末は
高誘電体生シートを作製する時に作られたものを
使用した。

結晶化ガラス粉末と高誘電体粉末を重量比で
５：95の割合で秤量し、ボールミル混合した混合
粉末にバインダー、有機溶媒及び可塑剤を混合し
泥漿化した。製膜はスリツプキヤステイング方法
により行い、厚み10μｍ〜50μｍの混合生シート
を得た。

また抵抗体ペーストは二酸化ルテニウム粉末と
絶縁体生シートに用いた結晶化ガラス粉末とをそ
れぞれ重量比10：90〜50：50の範囲で所望の抵抗
値が得られるように混合した。それにエチルセル
ローズ、α−テルピネオール、ケロシン、芳香族
炭化水素系溶剤を含んだ有機ビヒクルと共に三本
ロールを用いて混練し、ペーストを作製した。

電極層および信号線に用いる導体は、Au，
Ag，Pd，Pt等の金属の単体もしくは１つ以上含
んだ合金粉末をエチルセルローズ、α−テルピネ
オール、ケロシン、芳香族炭化水素系溶剤等の有
機ビヒクルと共に混練しペースト状にしたものを
使用した。

第５図〜第１１図は本発明の一実施例による複
合積層セラミツク部品を示したものである。これ
らの図でａは平面図、ｂは断面図である。製膜し
たガラス・セラミツク生シートを所望の外形寸法
にパンチングして第５図に示すガラス・セラミツ
ク生シート２０に上下面の導通をもたらすための
バイアホール２１を形成した。ここで形成するバ
イアホール２１径は最小100μｍまでが可能であ
つた。

次に、第６図に示すようにバイアホール２１を
設けたガラス・セラミツク生シート２０上に信号
線、シールド線に用いる導体層２をスクリーン印
刷法等により形成した。このとき同時にバイアホ
ール２１の部分に導体が埋め込まれた。導体とし
てはAu，Ag，Pd，Pt等の金属の単体もしくは
これらを１以上含んだ合金からなるペーストを使
用した。ガラス・セラミツク生シート２０のバイ
アホール２１の部分及びその近傍にのみ導体層２
を形成したものも作製した。

次にバイアホール２１部分とその近傍のみに導
体層２を形成したガラス・セラミツク生シート２
０に対して第７図に示す通り抵抗体ペースト２３
を印刷した。また図示しないが場合によつてはバ
イアホールを形成しないガラス・セラミツク生シ
ートにも同様に抵抗体ペーストを印刷する。

次にコンデンサ側の構造について説明する。

本実施例で用いた高誘電体のPb（Fe1/2Nb1/2）
O₃−Pb（Fe2/3 Ｗ1/3）O₃二元系複合ペロブス
カイト化合物（以降PNWと称す）は誘電率が約
15000と大きいが、ガラス・セラミツク生シート
と積層して焼成すると高誘電体とガラス・セラミ
ツクとの間に収縮率の差から生ずる大きな応力が
加わり、悪くすると剥離が発生する。

PNWとガラス・セラミツクとを別個に焼成し
た時の収縮率はほぼ等しいが、積層した境界に於
ける収縮率は小さくなつてしまう。

発明者の研究によりPNWの焼結を進める液相
成分がガラス・セラミツク層へ拡散するため、
PNWの表面層が焼結できず収縮率が小さいこと
が判つた。そこでガラス・セラミツク層にPNW
の成分の一部を混合させることにより、PNWの
ガラス・セラミツク層への拡散を防止できること
が判明した。

そこでコンデンサを形成するためにまずPNW
生シート２４を第８図に示すようにパンチングす
る。次にこのPNW生シート２４のバイアホール
２１部分とその近傍にのみ導体層２を形成したも
のに対しても第６図と同様な導体層２を形成す
る。次に混合生シート２５上に電極層となる導体
層２を第９図に示すように形成する。

次に第１１図に示すように第６図〜第９図のそ
れぞれのシートと、積層体の厚みを調整するため
の第１０図のガラス・セラミツク生シート２０
と、バイアホール２１とその近傍のみに導体層２
を形成したガラス・セラミツク生シート２０とを
温度100〜130℃、圧力200〜300Kg／cm²でプレス機
を用いて積層した。第１１図において誘電体シー
トとその上、下面に形成された導体層２は、焼結
後のコンデンサ形成部分３となり、バイアホール
２１と導体層２を経由して外部端子用の導体層２
６に接続している。

またRuO₂系の抵抗体ペースト２３も積層し、
焼成することにより抵抗体４が形成でき、バイア
ホール２１および配線用の導体層２により、外部
へ導かれている。

このように積層、熱圧着した積層体を所定の外
形寸法に切断し、そしてバインダーを分解し気化
するための脱バインダー工程と、焼成工程とを経
過して焼成体を製作した。

このように製作された複合積層セラミツク部品
に内蔵されたコンデンサは、誘電体単独で製作さ
れたコンデンサに比べて60％位の静電容量を得
た。本発明で内蔵されたコンデンサは、従来方法
に比べてみると、15倍もの静電容量が得られた。

(5) 効果の説明 以上、本発明には次の効果がある。

複合積層セラミツク部品に組込まれる誘電体の
液相成分がガラス・セラミツク内へ拡散すること
が防止されることにより所定の誘電率を有する誘
電体が得られ、その結果大容量のコンデンサとセ
ラミツク配線基板が一体形成される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は従来部品を示し、第１図、第
４図ａは断面図、第２図ａ、第３図ａは斜視図、
第２図ｂ、第３図ｂ、第４図ｂは等価回路図を示
す。第５図〜第１０図は本発明の実施例の複合積
層セラミツク部品の各製造工程を示し、各図のａ
は平面図、ｂは断面図を示す。第１１図は本実施
例の完成部品の模式的内部断面図である。 １……アルミナシート、２……導体層、３……
コンデンサ形成部分、４……抵抗体、１１……外
部電極、１２……積層チツプコンデンサ、１３…
…絶縁体、２０……ガラス・セラミツク生シー
ト、２１……バイアホール、２３……抵抗ペース
ト、２４……PNW生シート、２５……混合生シ
ート、２６……外部端子用の導体層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 表面にコンデンサ用電極と、一端が前記コン
   デンサ用電極に接続された配線用電極を有し、か
   つ前記配線用電極と接続するバイアホール内に充
   填された上下接続電極とを有する比誘電率が11以
   上の高誘電率誘電体層と、表面に抵抗体と、一端
   が前記抵抗体に接続された配線用電極を有し、か
   つ配線用電極と接続するバイアホール内に充填さ
   れた上下接続電極とを設けた前記高誘電率誘電体
   層と同一組成の高誘電率誘電体、アルミナ、ガラ
   スとからなる混合層とが接して積層された構造を
   含むことを特徴とする複合積層セラミツク部品。