JPH05327221A - 積層セラミック基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 セラミックのグリーンシート上に導体が形成
され、これに少なくとも一層のグリーンシートが積層さ
れ、グリーンシートと導体とを同時に焼成して得られる
積層セラミック基板において、積層セラミック基板の内
部導体の融点以上の温度で積層セラミック基板を焼成し
たときに、内部導体が積層セラミック基板から失われる
ことによる電気的特性の劣化を防止することができる積
層セラミック基板を提供することを目的とするものであ
る。 【構成】 積層セラミック基板３の内部パターンを構成
する内部導体である中心導体１０の材料の融点よりも、
内部導体と表面の回路パターン３１とを電気的に接続す
るヴィアホール２０の導体材料の融点を高くしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックのグリーン
シート上に導体を印刷等で形成し、これに他のグリーン
シートを積層し、グリーンシートと導体とを同時に焼成
して得られる積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。

【０００２】

【背景技術】従来の積層セラミック基板においては、そ
の焼成温度を内部導体の融点以下に設定することが常識
である。たとえば、その導体として銀を使用した場合、
銀の融点が９６０℃であるので、たとえば９００℃を焼
成温度に設定している。

【０００３】ところで、たとえば１００ＭＨｚを超える
ような超高周波部品、デバイスまたは超高速デジタル回
路用の基板においては、内部導体の融点以上の温度で焼
成温度を設定する積層セラミック基板の製造方法が、本
件出願人によって提案されている。このようにすること
によって、焼成中に内部導体が溶融されるので、その内
部導体が純金属に近づき、内部導体の導電率が向上し、
積層セラミック基板の高周波特性が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、積層セラミック
基板においては、内部導体の他に、内部導体を表面導体
に接続するヴィアホールが設けられており、このヴィア
ホールについても上記と同様に、その融点以上の温度で
焼成すると、焼成時にヴィアホールも溶融し、これによ
ってヴィアホールが表面に吹き出すことがある。この場
合、内部導体の一部が失われ、この結果、電気的特性が
著しく劣化するという問題がある。

【０００５】本発明は、積層セラミック基板の内部導体
の融点以上の温度で積層セラミック基板を焼成したとき
に、内部導体が積層セラミック基板から失われることに
よる電気的特性の劣化を防止することができる積層セラ
ミック基板を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、積層セラミッ
ク基板の内部パターンを構成する内部導体材料の融点よ
りも、内部導体と表面の回路パターンとを電気的に接続
するヴィアホール導体材料の融点を高くしたものであ
る。

【０００７】

【作用】本発明は、積層セラミック基板の内部パターン
を構成する内部導体材料の融点よりも、内部導体と表面
の回路パターンとを電気的に接続するヴィアホール導体
材料の融点を高くしたので、積層セラミック基板の内部
導体の融点以上の温度で焼成したときに、内部導体が積
層セラミック基板から失われることによる電気的特性の
劣化を防止することができる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例の説明図であ
り、図１（１）は、その全体を示す斜視図であり、図１
（２）は、上記実施例における中心導体１０とヴィアホ
ール導体２０との関係を示す斜視図である。

【０００９】この実施例は、トリプレート共振器を含
み、ＶＣＯ（電圧制御発振器）等の高周波回路を構成す
るための積層セラミック基板１であり、セラミックスで
形成されたグリーンシートＳ１の上に中心導体１０の材
料（たとえば１００％銀ペースト）が印刷され、その上
面に、他の内部導体としてグランド電極を形成したグリ
ーンシートＳ２が載置され、さらに、その上に、トリプ
レート共振器以外の回路を構成する単層または複数層か
らなるグリーンシートＳ３が載置された後、熱プレスに
よって圧着し、焼成し、その後、グランド電極４０、側
面電極Ｅ、表面回路パターン３１が印刷等の方法によっ
て積層セラミック基板１の底面、側面、上面に形成さ
れ、上面の表面回路パターン３１上に表面チップ部品３
０が取り付けられる。なお、グリーンシートＳ１、Ｓ２
の２層の誘電体および上下のグランド層で囲まれた部分
がトリプレート共振器にあたり、グリーンシートＳ１上
にその中心導体１０が形成されている。

【００１０】グリーンシートＳ１は、１枚のグリーンシ
ートで形成されていてもよく、複数枚のグリーンシート
が積層されたもので形成されていてもよい。グリーンシ
ートＳ２は、ヴィアホール導体２０の断面部分（実施例
では円形部分）が打ち抜かれた薄いグリーンシートにそ
の円形部分よりもやや大きな面積にヴィアホール導体２
０の材料（たとえばパラジウム５重量％を含む銀ーパラ
ジウムのペースト）を印刷し、その上に円形部分が打ち
抜かれた薄いグリーンシートを載せ、円形部分よりもや
や大きな面積にヴィアホール導体２０の材料を印刷し、
これらの動作を繰り返して所定の厚さになったときにグ
リーンシートＳ２が完成する。

【００１１】このときに、グリーンシートＳ２の最上層
には、ヴィアホール導体２０とともに中間グランド電極
５０が同時に形成される。同様の方法によってグリーン
シートＳ３が形成される。グリーンシートＳ３は場合に
よっては複数層で形成され、共振器以外の回路を構成す
るための他のヴィアホール、電極、配線等がその中に内
部導体として形成されることもあるが、ここでは説明を
簡略にするために省略する。なお、ヴィアホール導体２
０は、中心導体１０と積層セラミック基板１の表面の回
路３１のパターンとを電気的に接続する導体である。

【００１２】ところで、中心導体１０（内部導体材料）
の融点よりも、ヴィアホール導体２０の材料の融点を高
く設定し、しかも、焼成温度を、中心導体１０の材料の
融点よりも高く、ヴィアホール導体２０の材料の融点よ
りも低く設定してある。中心導体１０としてたとえば銀
が使用され、このときの中心導体１０の融点は約９６０
℃であり、ヴィアホール導体２０としてたとえば銀ーパ
ラジウム（パラジウム１０重量％）が使用され、このと
きのヴィアホール導体２０の融点は約１０７０℃であ
り、焼成温度はたとえば１０００℃である。

【００１３】なお、上記実施例においては、内部導体、
外部導体のうちで、トリプレート共振器の中心導体１０
のみに銀１００％（融点約９６０℃）を使用し、他の内
部導体（ヴィアホール、中間グランド電極）および外部
導体は全て銀−パラジウム（融点約１０７０℃）を使用
している。

【００１４】このようにすれば、積層セラミック基板１
を焼成したときに、ヴィアホール導体２０が溶融しない
ので、ヴィアホール導体２０がいわゆる栓の役目をし、
中心導体１０が積層セラミック基板１から失われること
がなく、中心導体１０が積層セラミック基板１から失わ
れることによる電気的特性の劣化を防止できる。

【００１５】図１において、中心導体１０の端部がグリ
ーンシートＳ１、Ｓ２、Ｓ３の端面に位置し、この状態
（ただし側面電極Ｅがない状態）で焼成すると、焼成温
度よりも融点の低い中心導体１０が溶融し、その溶融し
た材料が上記端面から吹き出してしまう。しかし、グリ
ーンシートＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、中心導体１０よりも大
きめに作られ、焼成前には中心導体１０が露出せず、し
たがって、焼成時に中心導体１０が吹き出す心配がな
い。焼成後は、グリーンシートＳ１、Ｓ２、Ｓ３の端部
をカットし、図１に示す状態に加工する。焼成温度より
も低い融点の材料を使用し、しかもその材料を焼成後に
積層セラミック基板の端面から露出させる場合は、以下
の他の実施例についても、上記と同様にして、焼成時の
吹き出しを阻止する。

【００１６】図１の実施例においては、中間グランド電
極５０として、焼成温度よりも融点が高い材料を使用し
ているが、中間グランド電極５０として、焼成温度より
も融点が低い材料を使用するようにしてもよい。

【００１７】図２は、本発明の第２実施例の説明図であ
る。

【００１８】この実施例におけるヴィアホールは、ヴィ
アホール本体２０ａと表面層側ヴィアホール２０ｂとで
構成され、ヴィアホール２０の代わりにヴィアホール本
体２０ａと表面層側ヴィアホール２０ｂとを使用した点
以外は、第１実施例と同様である。ヴィアホール本体２
０ａは、中心導体１０と同じ材料で構成されたものであ
り、表面層側ヴィアホール２０ｂは、ヴィアホール導体
材料の表面層側部分（表面回路パターン３１に接続され
る部分）を構成し、表面層側ヴィアホール２０ｂの融点
がヴィアホール本体２０ａの融点よりも高くなってい
る。

【００１９】この実施例において、ヴィアホール本体２
０ａの融点よりも高い温度であり、しかも表面層側ヴィ
アホール２０ｂの融点よりも低い温度で焼成すると、こ
の焼成時に、表面層側ヴィアホール２０ｂが溶融しない
ので、表面層側ヴィアホール２０ｂがいわゆる栓の役目
をし、中心導体１０が積層セラミック基板１から失われ
ることがなく、中心導体１０が積層セラミック基板１か
ら失われることによる電気的特性の劣化を防止できる。
なお、第１実施例と比較すると、ヴィアホール本体２０
ａがヴィアホールの大部分を占め、この部分の導電率が
第１実施例よりも向上するので、第１実施例の場合より
も電気的特性が向上する。

【００２０】図３は、本発明の第３実施例の説明図であ
る。

【００２１】この実施例におけるヴィアホール２０は、
図１に示す実施例と同じであるが、中心導体１０の材料
のうちで、ヴィアホール導体２０と接触する接触部１１
がヴィアホール２０と同じ材料で構成され、したがっ
て、ヴィアホール２０と接触部１１との融点が、接触部
１１以外の中心導体１０の融点よりも高い。

【００２２】この実施例において、接触部１１以外の中
心導体１０の融点よりも高い温度であって、ヴィアホー
ル２０の融点よりも低い温度で焼成すると、中心導体１
０が積層セラミック基板１から失われることによる電気
的特性の劣化を防止できる。さらに、第３実施例におい
ては、中心導体１０の溶融時に溶融導体の吹き出し圧力
がさらに押えられるので、より安定して焼成される。

【００２３】図４は、本発明の第４実施例の説明図であ
り、図４（１）は、その主要部の斜視図であり、図４
（２）は、全体の正面図である。

【００２４】この実施例において、ヴィアホール導体
は、表面回路パターン３１に接続される表面層側ヴィア
ホール２０ｄと、中心導体１０に接続されるヴィアホー
ル本体２０ａとが、内部層２０ｃでオフセットされ（ヴ
ィアホール本体２０ａの延長と表面層側ヴィアホール２
０ｄの延長とが交わらず、ヴィアホール本体２０ａと表
面層側ヴィアホール２０ｄとが内部層２０ｃによって接
続されている）、ヴィアホール本体２０ａが中心導体１
０と同じ材料で構成され、表面層側ヴィアホール２０ｄ
と内部層２０ｃとがヴィアホール２０と同じ材料で構成
されている。第４実施例において、ヴィアホール２０の
代わりにヴィアホール本体２０ａ、内部層２０ｃ、表面
層側ヴィアホール２０ｄを設けた点以外は、第１実施例
と同様である。

【００２５】この実施例において、中心導体１０の融点
よりも高い温度であって、表面層側ヴィアホール２０
ｄ、内部層２０ｃの融点よりも低い温度で焼成すると、
中心導体１０が積層セラミック基板１から失われること
による電気的特性の劣化を防止できる。さらに、第４実
施例においては、中心導体１０の溶融時に溶融導体の吹
き出し圧力が一旦、内部層２０ｃで受けられるので、吹
き出し圧力をより強く押えることが可能である。

【００２６】図５は、本発明の第５実施例の説明図であ
る。

【００２７】この実施例である積層セラミック基板２
は、上記実施例における下面グランド電極がグリーンシ
ートＳ０の上面に形成され、すなわち、この多層基板の
もう１つの内部電極として基板内部に形成され、対向グ
ランド電極４０の導体の融点よりも、ヴィアホール導体
２０の材料の融点を高くしてある。この場合、第５実施
例において、グリーンシートＳ１の下に、グリーンシー
トＳ０を設け、このグリーンシートＳ０の上に、対向グ
ランド電極４０を印刷し、この上にグリーンシートＳ１
を載せる。第５実施例においては、対向グランド電極４
０も導電率が向上し、より良質なグランド電位が得られ
るので、共振器性能がさらに向上する。

【００２８】図６は、本発明の第６実施例の説明図であ
り、図６（１）は、その全体の斜視図であり、図６
（２）は、その正面図である。

【００２９】この実施例である積層セラミック基板３
は、第５実施例において側面電極Ｅの代わりに、中心導
体１０のグランド電位側、対向グランド電極４０、中間
グランド電極５０を接続する第２のヴィアホール導体２
１が設けられ、第２のヴィアホール導体２１の材料の融
点よりも、ヴィアホール導体材料２０の融点を高くして
ある。

【００３０】このようにすれば、上下のグランド層を接
続する電極として、側面電極Ｅではなく、溶融した銀で
形成されるヴィアホールを使用できるので、より良質な
グランド電位が得られ、共振器性能がさらに向上する。
なお、焼成時にヴィアホール導体２１が溶融しても、グ
リーンシートＳ０によってヴィアホール導体２１の吹き
出しが阻止される。

【００３１】上記実施例は、セラミックのグリーンシー
ト上に導体が印刷され、これに複数層のグリーンシート
が積層された場合の例であるが、セラミックのグリーン
シート上に導体が印刷され、少なくとも一層のグリーン
シートが積層された場合も上記と同様である。また、上
記実施例は、グリーンシート上に導体材料が印刷される
場合についてのものであるが、印刷以外の手法によって
グリーンシート上に導体材料が形成されるようにしても
よい。、上記実施例では、融点の異なる導体として銀
と、銀−パラジウム合金とを使用しているが、これらの
代わりに、またはこれらに付加して銅（融点１０８４
℃）、金（融点１０６４℃）、アルミニウム（融点６６
０℃）、タングステン（融点３３８７℃）等の他の導体
を使用するようにしてもよい。

【００３２】上記実施例の積層セラミック基板は共振器
を構成しているが、共振器の代わりに、インダクタ、キ
ャパシタ等、他の回路機能や伝送線路を構成するように
してもよい。また、上記説明では高周波部品を例にとっ
て説明したが、低周波回路においても、その利点を生か
すことができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、積層セラミック基板の
内部導体の融点以上の温度で焼成したときに、内部導体
が積層セラミック基板から失われることによる電気的特
性の劣化を防止することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の説明図である。

【図２】本発明の第２実施例の説明図である。

【図３】本発明の第３実施例の説明図である。

【図４】本発明の第４実施例の説明図である。

【図５】本発明の第５実施例を示す斜視図である。

【図６】本発明の第６実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１、２、３…積層セラミック基板、 １０…中心導体、 １１…接触部、 ２０…ヴィアホール導体、 ２０ａ…ヴィアホール本体、 ２０ｂ、２０ｄ…表面層側ヴィアホール、 ２０ｃ…内部層、 ２１…第２のヴィアホール、 ３０…表面チップ部品、 ３１…表面回路パターン、 ４０…対向グランド電極、 ５０…中間グランド電極、 Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…グリーンシート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古林 真 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 藤井 忠雄 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックのグリーンシート上に導体が
   形成され、これに少なくとも一層の上記グリーンシート
   が積層され、上記グリーンシートと上記導体とを同時に
   焼成して得られる積層セラミック基板の製造方法におい
   て、 上記積層セラミック基板の内部パターンを構成する内部
   導体材料の融点よりも、上記内部導体と表面の回路パタ
   ーンとを電気的に接続するヴィアホール導体材料の融点
   を高く設定し、しかも、上記焼成の温度を、上記内部導
   体材料の融点よりも高く、上記ヴィアホール導体材料の
   融点よりも低く設定したことを特徴とする積層セラミッ
   ク基板の製造方法。
2. 【請求項２】 セラミックのグリーンシート上に導体が
   形成され、これに少なくとも一層の上記グリーンシート
   が積層され、上記グリーンシートと上記導体とを同時に
   焼成して得られる積層セラミック基板において、 上記積層セラミック基板の内部パターンを構成する内部
   導体材料の融点よりも、上記内部導体と表面の回路パタ
   ーンとを電気的に接続するヴィアホール導体材料の融点
   が高いことを特徴とする積層セラミック基板。