JPH025019B2 - - Google Patents

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JPH025019B2
JPH025019B2 JP59103665A JP10366584A JPH025019B2 JP H025019 B2 JPH025019 B2 JP H025019B2 JP 59103665 A JP59103665 A JP 59103665A JP 10366584 A JP10366584 A JP 10366584A JP H025019 B2 JPH025019 B2 JP H025019B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は機能性基板及びこれを用いた電子回路
基板に関する。
[従来技術] 従来、磁器を用いた電子回路用基板は、絶縁体
基板に導体回路と抵抗を装着したものが主であ
り、コンデンサー等の電子部品は、チツプ部品と
して絶縁体基板に装着することが、主流であつ
た。第1図は、この様な電子回路用基板の例を示
したものであり、1は磁器絶縁体基板、2は導体
回路、3は抵抗体、4はカバー用の絶縁層、5は
チツプコンデンサーである。
しかしながら、第1図の例の様にコンデンサー
等のチツプ部品を基板外部に装着すると、基板が
かさばり、またチツプ部品の装着部位を確保する
ため、回路設計に自ずと制約が加わり、近年の電
子回路の小型化要求に十分対処することができな
い。
一方、磁器を用いた電子部品として、例えば、
主としてチタン酸バリウム系焼結体磁器を用い
て、これを不純物と共に一次焼成して半導体化
し、次いで金属又は金属酸化物の拡散源を用いて
二次焼成により誘電体化する固体コンデンサーの
製造技術が開発されたが、この様なコンデンサー
を応用する場合、チツプとして用いる以外には、
複数のコンデンサーを回路基板に組込む技術が確
立されておらず、回路基板の小型化に十分寄与し
ていないのが現状である。
またこの類のコンデンサー部品としては、近
年、積層セラミツクコンデンサーの技術を拡大し
て、その表面に導体回路、抵抗を装着し、抵抗・
コンデンサー内蔵基板の形態としている例があ
る。しかしながら、この基板においては、内蔵で
きるコンデンサーの特性範囲は、基板を構成する
誘電体により制約を受ける。回路定数がこの制約
の範囲内であれば、この基板を用いることは、電
子回路の小型化にとつて、大変効果的である。
しかし、この基板にも大きな欠点がある。
まず、コストである。即わち、コンデンサーを
形成する手段が、セラミツクの積層によるため、
製造設備が煩雑となり、多くの工程が必要とな
る。また、比較的高価な電極材料を多量に使用す
る必要がある。
次に、回路構成上の問題がある。
同一基板内に複数のコンデンサー構成単位を形
成する場合、回路定数より、複数種の誘電体を組
合せて積層することのみにより構成しなくてはな
らない。このため、回路の小型化の面及び回路設
計の自由度の面で問題があり、応用される回路分
野が限られていた。
また、積層セラミツクコンデンサーは、コンデ
ンサー1つに2つのスルホールが必要である。こ
のため、このタイプのコンデンサー内蔵基板はス
ルホールの数がたいへん多くなり、その分基板面
積の増大につながるなどの欠点も有している。
第2図にこのタイプの磁器基板を示す。1〜3
は第1図と同義であり、6,7は基板内に内蔵さ
れた積層型コンデンサー構成単位を示し、8は基
板に装置されるチツプ部品、9はスルホールを示
している。
この様に、積層セラミツクコンデンサーを改良
して、基板に複数のコンデンサーを内蔵させる場
合にも、コストの面のみならず、回路小型化の
面、回路設計の自由度の面で重大な制約がある。
[発明の目的] 本発明の第1の目的は、単一基板内に複数の電
子部品構成単位を内蔵し、かつ各電子部品構成単
位の特性を広範囲で選択することができる機能性
基板及びこれを用いた電子回路基板を提供するこ
とにある。
本発明の第2の目的は、安価で、電子回路の小
極化並びに電子回路設計の自由度の拡張を達成す
ることのできる機能性基板及びこれを用いた電子
回路基板を提供することにある。
上記目的を達成することのできる本発明の機能
性基板は、一次焼成により半導体化され、表面に
電子部品形成用拡散源の層が分離して複数設けら
れた磁器基板を二次焼成することにより形成され
た互いに分離されている複数の電子部品構成単位
を具備することを特徴とするものである。
また、上記目的を達成することのできる本発明
の電子回路基板、 一次焼成により半導体化され、表面に電子部品
形成用拡散源の層が分離して複数設けられた磁器
基板を二次焼成することにより形成された互いに
分離されている複数の電子部品構成単位を具備す
る機能性基板と、 前記電子部品構成単位に対応して前記機能性基
板に装着された電極と を具備することを特徴とするものである。
[実施態様] 本発明の機能性基板及び電子回路基板におい
て、磁器基板に形成される電子部品構成単位は、
例えばコンデンサー、抵抗、絶縁体等の広範な電
子部品の構成単位のなかから選択することがで
き、また同一基板に対して2種類以上の電子部品
構成単位を形成してもよい。また、使用する磁器
基板も、形成する電子部品構成単位の種類に応じ
て、半導体化しうる広範な磁器基板のなかから、
適宜選択することができる。
以下、磁器基板に複数のコンデンサー構成単位
を形成した機能性基板及び電子回路基板につい
て、本発明の実施例を説明するが、本発明の実施
態様はこれに限定されない。
コンデンサー構成単位を形成する場合、基体と
なる磁器基板は、チタン酸バリウム、チタン酸ス
トロンチウム、又はこれらの複合酸化物で構成す
ることがができ、具体的には、BaTiO3
SrTiO3、(Ba、Sr)(Ti、Sn)O3系複合酸化物
(固溶体も含む)、(Ba、Sr)TiO3系複合酸化物
(固溶体も含む)、(Mg、Sr、Ca)TiO3系複合酸
化物(固溶体も含む)などからなる。これらの酸
化物あるいは複合酸化物を用いて、一次焼成によ
り半導体化した磁器基板を得るためには、従来公
知の方法を適用することができ、例えば、各成分
酸化物の粉末、並びに半導体化するのに用いる
Dy2O3、SiO2、CuO、BaCO3、Al2O3、SrO、
MnO等の不純物(微量添加物)を混合、成形し
た後、一次焼成を行なうことにより、通常は適宜
の粒子間結合度の焼結体とする。
第3図は、かくして得られる半導体化した磁器
基板の形状例を示したものであり、半導体化した
酸化物あるいは複合酸化物粒子11により基板1
2が構成されている。
かかる半導体化した磁器基板12を誘電体化す
るのに用いるコンデンサー構成単位形成用の拡散
源としては、金属又は金属化合物が用いられ、例
えば、Bi、CuO、MnO2、BaMnO4、KMnO4
Tl2O3、Fe2O3などが用いられる。本発明の機能
性基板を得るためには、例えばこれらの金属又は
金属化合物の塗付液を調製し、第3図及び第4図
に示した様に基板11の片方又は両方の主面に、
所望するコンデンサー構成単位の数に合せて、複
数のパターンを塗布形成するなどして、基板の表
面上に所望数の互いに分離した拡散源の層13,
14,15を形成する。第3図及び第4図におい
て、16はスルホール部を示している。
かくして拡散源の層が形成された磁器基板12
は、例えば、セラミツク磁器コンデンサーを製造
するための従来公知の方法により、通常酸化性雰
囲気中で二次焼成することにより、拡散源からの
粒界拡散により、粒子11の粒界に絶縁層17,
18が形成され、形成された拡散源の層の数に合
せた複数のコンデンサー構成単位19,20が形
成される。なお、使用すいる各拡散源の種類に特
に制限はなく、同一であつても異なつていてもよ
く、また、形成されるコンデンサー構成単位の数
にも特に制限はない。
例えば、Dy2O3、SiO2でドープしたBaTiO3
器基板を用い、第4図中、拡散源の層13,1
4,15として、それぞれCuO、MnO2、Tl2O3
を用い、空気中、1350℃、2時間焼成すると、形
成される各コンデンサー構成単位の誘電率(ε)
は、順に25000(1KHzにおける誘電率)、30000
(1KHzにおける誘電率)、40000(1KHzにおける誘
電率)となる。また、tanδ、固有抵抗もそれぞれ
の構成単位で異なつたものとなる。また、拡散源
の層13をKMnO4、拡散源14及び拡散源15
をBaMnO4とした場合、即ち、半導体化した磁
器基板12のパターン13以外の部分をマスクし
てKMnO4溶液に浸漬した後、パターン14,1
5にBaMnO4溶液を塗布し、1300℃、1時間焼
成すると、形成される各コンデンサー構成単位の
誘電率(ε)は、順に400000(1KHzにおける誘電
率)、35000(1KHzにおける誘電率)、35000(1KHz
における誘電率)となる。
なお、二次焼成に際しては、スルホール16の
部分を空気に触れない様にして、この部分での誘
電体の形成を防止する。
また、半導体化した磁器基板を調製するに際し
ては、電子回路基板として微細な電極あるいは他
の回路素子を装着する必要性から、表層部分の粒
子を小さくし、またコンデンサー構成単位のεを
高くするためには、基板内部の粒子を大きくする
ことが望ましい。更に、スルホール部あるいは抵
抗体として使用する部分の周囲は粒子を特に小さ
くする必要があるが、この様に部分的に粒径を小
さくする手段として、一次焼成時に部分的にレー
ザー光で加熱したり、あるいは一次焼成前に部分
的にパンチングを行なうことにより粒度を調整す
ることができる。
なお、第5図に示した機能性基板は、各コンデ
ンサー構成単位が、粒界拡散型(粒界セキ層型)
の誘電体で構成されているが、境界型(再酸化
型)等他の様式の誘電体としてもよい。
かくして得られる本発明の機能性基板を用い
て、電子回路基板を得るには、例えば、第5図に
示した機能性基板を用い、第6図に示した様に、
少なくとも各コンデンサー構成単位19,20用
の電極21,22を装着し、所望により導体2
3、絶縁体24、及び抵抗体25など他の回路素
子、スルホール導通用電極26などを厚膜で装着
して、回路基板を構成する。
[発明の効果] 本発明の機能性基板及びこれを用いた電子回路
基板によれば、単一基板内に互いに分離した複数
の電子部品構成単位を内蔵することができ、かつ
コンデンサー構成単位の場合はε、tanδ、固有抵
抗など各電子部品構成単位の特性を広範囲で選択
することができる。
また、従来の積層セラミツクコンデンサーにお
いては、誘電体層が連続し、隣接する回路間で信
号もれ等の事故を起す場合があつたが、本発明の
機能性基板及びこれを用いた電子回路基板によれ
ば、各コンデンサー構成単位が互いに良好に分離
されるため、この様な事故が発生しにくい構造と
なるなどの利点がある。
しかも、従来の積層セラミツクコンデンサーな
どと比べて、電子部品構成単位を複数形成して
も、製造が安価にでき、電子回路の小型化、また
電子回路設計上の自由度の拡張に資するところ大
である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、従来の回路基板の構成を
示した図であり、第3図及び第4図は本発明の機
能性基板の製造例を説明するための図であり、第
5図はこの製造例で得られる本発明の機能性基板
の構成を示した断面図であり、第6図は第5図の
機能性基板を用いた電子回路基板の断面図であ
る。 1……磁器基板、2……導体回路、3……抵抗
体、5……チツプコンデンサー、6,7……コン
デンサー構成単位、9……チツプコンデンサー、
12……半導体化された磁器基板、13,14,
15……拡散源の層、16……スルホール、1
9,20……コンデンサー構成単位、21,2
2,26……電極、23……導体、24……絶縁
体、25……抵抗体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一次焼成により半導体化され、表面に電子部
    品形成用拡散源の層が分離して複数設けられた磁
    器基板を二次焼成することにより形成された互い
    に分離されている複数の電子部品構成単位を具備
    することを特徴とする機能性基板。 2 前記拡散源が金属である特許請求の範囲第1
    項記載の機能性基板。 3 前記金属がBiである特許請求の範囲第2項
    記載の機能性基板。 4 前記拡散源が金属酸化物である特許請求の範
    囲第1項記載の機能性基板。 5 前記金属酸化物がCuOである特許請求の範囲
    第4項記載の機能性基板。 6 前記金属酸化物がMnO2である特許請求の範
    囲第4項記載の機能性基板。 7 前記金属酸化物がBaMnO4である特許請求
    の範囲第4項記載の機能性基板。 8 前記金属酸化物がKMnO4である特許請求の
    範囲第4項記載の機能性基板。 9 前記金属酸化物がTl2O3である特許請求の範
    囲第4項記載の機能性基板。 10 前記金属酸化物がFe2O3である特許請求の
    範囲第4項記載の機能性基板。 11 前記電子部品が絶縁体である特許請求の範
    囲第1項記載の機能性基板。 12 一次焼成により半導体化され、表面に電子
    部品形成用拡散源の層が分離して複数設けられた
    磁器基板を二次焼成することにより形成された互
    いに分離されている複数の電子部品構成単位を具
    備する機能性基板と、 前記電子部品構成単位に対応して前記機能性基
    板に装着された電極と を具備することを特徴とする電子回路基板。 13 前記拡散源が金属である特許請求の範囲第
    12項記載の電子回路基板。 14 前記金属がBiである特許請求の範囲第1
    3項記載の電子回路基板。 15 前記拡散源が金属酸化物である特許請求の
    範囲第12項記載の電子回路基板。 16 前記金属酸化物がCuOである特許請求の範
    囲第15項記載の電子回路基板。 17 前記金属酸化物がMnO2である特許請求の
    範囲第15項記載の電子回路基板。 18 前記金属酸化物がBaMnO4である特許請
    求の範囲第15項記載の電子回路基板。 19 前記金属酸化物がKMnO4である特許請求
    の範囲第15項記載の電子回路基板。 20 前記金属酸化物がTl2O3である特許請求の
    範囲第15項記載の電子回路基板。 21 前記金属酸化物がFe2O3である特許請求の
    範囲第15項記載の電子回路基板。 22 前記電子部品がコンデンサーである特許請
    求の範囲第12項記載の電子回路基板。 23 前記電子部品が抵抗である特許請求の範囲
    第12項記載の電子回路基板。 24 前記電子回路基板の表面に導体が装着され
    ている特許請求の範囲第12項記載の電子回路基
    板。 25 前記電子回路基板の表面に絶縁体が装着さ
    れている特許請求の範囲第12項記載の電子回路
    基板。 26 前記電子回路基板の表面に抵抗体が装着さ
    れている特許請求の範囲第12項記載の電子回路
    基板。
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