JPH038571B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は積層回路部品の製造方法に関し、高誘
電率を有した酸化チタン、チタン酸バリウム系コ
ンデンサーを用いた回路において集積度の高い電
気回路を構成しようとするものである。 一般に磁器コンデンサーは電子回路中に信頼性
高性能を利用して多く用いられている。特に最近
実装技術の進歩が著しく、チツプコンデンサーや
チツプ抵抗等リードレス部品が実用化され普及し
てきた。特にチツプコンデンサーはセラミツク製
造技術であるグリーンシート工法の発達に伴い積
層コンデンサーとして高容量のコンデンサーが得
られるために、小型化され電子機器の小型・高密
度化に重要な役割を果している。小型・高容量化
の要望から一般に用いられる磁器コンデンサーと
して誘電率の高い材料が用いられる。数多く用い
られる磁器コンデンサーを更に高密度実装を実現
するために複数個のコンデンサーを１つのチツプ
に構成すると実装密度が上るとともに接地端子が
内部電極で共通的に用いることができるため、端
子電極数は単機能チツプコンデンサーで構成する
ときより少なくても良い特長を有するようにな
る。更に次の段階として磁器コンデンサーの表面
を用いて機能回路を構成することが考えられる。
このときにコンデンサーが高誘電率であるために
電極間に分布容量が発生し、回路上問題があつ
た。この問題を解決する方法として誘電体素子の
必要な部分に再結晶性焼結型低温ガラス層よりな
る絶縁層を設け、この絶縁層上に抵抗を設ける方
法（特公昭43−18015号）、或いは誘電体素子上に
略全面的にこの誘電体素子と熱膨張が略等しい弱
誘電体の層を形成し、この弱誘電体層上に上記コ
ンデンサー自体に跨つてＲ、IC素子等の電気部
品を装着する方法（特公昭46−40129号）等の技
術が見られる。このことを第１図の概略図を用い
て説明する。第１図において１は誘電体層、２は
内部電極、３は配線電極、４は厚膜抵抗、５は半
導体素子、６は低誘電率層（ガラス）を示す。誘
電体層１上にガラス等の低誘電体層６を設けるこ
とによつて配線電極３、厚膜抵抗４、半導体素子
５が誘電体層１と直接に接触しない構成となつて
いる。この方法は平面回路のみ構成するときには
有効であるが、３次元的に構成する場合、例えば
誘電体層１の両面に回路実装するとき、或いは平
面回路を構成し誘電体層１の端部を通つてマザー
ボード（プリント基板）へ信号回路を構成すると
きが考えられる。何れの場合にも誘電体層１の端
部を配線経路に取る必要があり、このままでは分
布容量が発生する。そこでガラス等の低誘電率材
料を端部にも施こすことが考えられるが、通常塗
布、或いは印刷で行なう場合、誘電体層１のエツ
ジ部での処理が製造技術的に困難である。その理
由は誘電体素子の寸法ばらつきや焼結時の反りが
あるためである。エツジ部で配線電極３の下部に
必らず低誘電率層６が介在していなければいけな
いのであるが、端部４面にわたつて処理すること
は工数、歩留まりの点で問題がある。 本発明方法はこれらの問題点を解決するために
為されたもので、分布容量を電気回路として実用
できる領域まで下げ、３次元的に電気回路を構成
できるようにした積層回路部品を提供するもので
ある。この目的を達成するために本発明はアルミ
ニウム、ニツケル、クロム、銅、タングステンの
内少なくとも１種の金属を用いて積層型磁器コン
デンサーの表面に蒸着もしくはスパツタリング法
によつて皮膜を形成し、その後大気中或いは酸化
雰囲気中にて熱処理し、斯かる後磁器コンデンサ
ー上に電気部品を装着することを特徴とする。 以下本発明の一実施例について第２図、第３図
に基づき詳述する。図において１１は誘電体層、
１２は内部電極、１３は配線電極、１４は厚膜抵
抗、１５は半導体素子、１６はワイヤ、１７は拡
散層を示す。 ところでこのような積層回路部品の製造方法に
ついて説明すると、内部電極１２と強誘電体層１
１とを一層以上積層して少なくとも１個以上のコ
ンデンサーを有した積層型コンデンサーを構成す
る。通常その焼結は1000〜1400℃の温度で行なわ
れる。その後、この強誘電体基板の表面（チツプ
状のときでは六面）に一定厚みの強誘電体を構成
する以外の異積イオンを拡散させ、表層部のみ低
誘電率化しようとするもので、これが拡散層１７
である。拡散層１７の厚みを内部電極１２層まで
至らないようにするためには、グリーンシートの
積層を行なうときに予じめ厚く積層すると良い。
これは焼結のときの反り、或いは基板としての強
度を十分に確保する点でも有効である。一例とし
て基板厚みは１mm前後が最適である。断面方向で
内部電極１２が中心部に1/3の厚みで構成され、
上面に1/3、下面に1/3の電極層を持たない強誘電
体層（容量値に関与しない部分）を構成すること
が考えられる。この積層チツプ状強誘電体基板の
表面に一定厚みの元素を表面から拡散させる。そ
の元素としては熱拡散が起り易いことと低誘電率
化することに効果の大きいことが要求され、アル
ミニウム、ニツケル、クロム、銅、タングステン
の金属がこれらの要求に答え得る特性を示すこと
が分つた。拡散させる方法として上記金属を単独
或いは複数で用いて、蒸着機或いはスパツタリン
グ機により内部電極を有して焼結された積層誘電
体に一定厚みに成膜する。斯かる後に、この蒸着
された金属が金属イオンとして或いは金属酸化物
として積層誘電体基板へ拡散する温度で熱処理を
行なう。熱処理温度としては800〜1300℃が最適
である。800℃以下では熱拡散が十分に起らない
し、1300℃以上では拡散層が内部まで達し、誘電
体層の特性を劣化させる。熱処理するときの雰囲
気としては大気中或いは酸化雰囲気中にて行なう
ことが好ましい。このように本発明方法では金属
皮膜の構成、熱拡散という技術を用いることによ
つて表層部に均一に（エツジ部にも）低誘電体層
を構成できるために、分布容量を実用範囲内に下
げて３次元的に回路構成できる素子の製造が可能
になつた。この基板を用いて、一方に導体、抵抗
を厚膜、薄膜で構成し、片面には半導体素子を装
着して機能回路が得られ、他にCRモジユール、
LCモジユールとしても実現可能で用途は広いも
のがある。 以下具体例について説明する。 具体例 １ 誘電率9000の特性を有するチタン酸バリウムグ
リーンシートと内部電極材としてのパラジウムを
交互に積層し、12×12mm、厚み1.2mmのチツプ状
に切断する。このようにして積層した誘電体チツ
プを焼成温度1350℃、焼成時間２時間の焼成条件
にて焼結した。一体焼結された積層コンデンサー
は９×９mm、厚み0.9mmとなつた。内部電極層は
厚み方向に３等分した中央部に介在し、複数個の
コンデンサーを構成する電極パターンとなつてい
る。又、コンデンサー用内部電極の引出線は焼結
された積層体の周辺部に設けてある。このように
して得られた積層コンデンサーに第１表に示す金
属を蒸着し、薄膜を構成する。その後第１表に示
す熱処理温度、雰囲気で熱拡散を行なう。このよ
うにして処理された積層コンデンサーの拡散面に
Ag／Pd導体ペーストを用いて電極幅0.5mm、長さ
４mm、電極間隔0.4mmの電極パターンを印刷し、
850℃−10分で焼付けを行なう。このようにして
拡散面上に構成した電極間の容量をキヤパシタン
ブリツジを用いて測定した結果も第１表に示す。
この結果より拡散層が低誘電率化していることが
分る。又拡散層の厚みはＸ線マイクロアナライザ
ーにて0.15〜0.2mmの範囲で起つていることを確
認した。尚端子電極を設けている縁端部は50μｍ
程度研摩することによつて新しいパラジウム内部
電極が露出してくる。このように本発明方法にて
高誘電率の表層部に３次元的に均一な低誘電率層
を構成でき、コンデンサーを基板とした高密度回
路部品が得られた。

【表】 具体例 ２ 誘電率100の特性を有する酸化チタンを用いて
グリーンシートを作成し、内部電極として白金−
パラジウムを交互に積層し、11×11mm、厚み1.1
mmのチツプ状に切断する。このようにして切断さ
れた誘電体チツプを焼成温度1400℃、焼成時間２
時間の焼成条件にて焼結した。一体焼結された積
層コンデンサーは９×９mm、厚み0.9mmとなつた。
内部電極は厚み方向に３等分した中央部に介在
し、９個のコンデンサーを形成している。又コン
デンサー用内部電極の引出は具体例１と同じであ
る。このようにして得られた酸化チタン積層コン
デンサーに第２表に示すところの金属を用いてス
パツタリング法により薄膜を構成する。その後、
第２表に示す条件にて熱処理を行なつた。このよ
うにして処理された酸化チタン積層コンデンサー
の拡散面に具体例１で用いた電極パターンを構成
し、電極間容量を測定した。そのときの結果を第
２表に示す。又拡散層の確認Ｘ線マイクロアナラ
イザーによつて行ない、内部電極層まで達してい
ないことを確認した。

【表】 本発明は以上述べたように実施し得るものであ
り、酸化チタン、チタン酸バリウム系積層コンデ
ンサーの表層部を蒸着或いはスパツタリング法に
て成膜した後、熱拡散によつて低誘電率化し、そ
の上面に電極、抵抗を構成し、半導体素子を実装
できる高密度回路部品が実現できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す断面図、第２図は本発明
の一実施例を示す断面図、第３図は同平面図であ
る。 １１……誘電体層、１２……内部電極、１３…
…配線電極、１４……厚膜抵抗、１５……半導体
素子、１６……ワイヤー、１７……拡散層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム、ニツケル、クロム、銅、タン
   グステンの内少なくとも１種の金属を用いて積層
   型磁器コンデンサーの表面に蒸着もしくはスパツ
   タリング法によつて皮膜を形成し、その後大気中
   或いは酸化雰囲気中にて熱処理し、斯かる後磁器
   コンデンサー上に電気部品を装着する積層回路部
   品の製造方法。 ２ 磁器コンデンサーを酸化チタン及びチタン酸
   バリウム系磁器コンデンサーとした特許請求の範
   囲第１項記載の積層回路部品の製造方法。 ３ 熱処理温度を800〜1300℃とした特許請求の
   範囲第１項記載の積層回路部品の製造方法。