JPH0782041A - 多層セラミック部品の製造方法および多層セラミック部品 - Google Patents

多層セラミック部品の製造方法および多層セラミック部品

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JPH0782041A
JPH0782041A JP5187290A JP18729093A JPH0782041A JP H0782041 A JPH0782041 A JP H0782041A JP 5187290 A JP5187290 A JP 5187290A JP 18729093 A JP18729093 A JP 18729093A JP H0782041 A JPH0782041 A JP H0782041A
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conductor
particles
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multilayer ceramic
firing
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JP5187290A
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Keizo Kawamura
敬三 川村
Makoto Furubayashi
眞 古林
Akira Nakamura
晃 中村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波領域における回路の損失が低く、高い
Ｑ値が得られる多層セラミック部品とその製造方法とを
提供する。 【構成】 セラミック素体に挟まれた内部導体層を有す
る多層セラミック部品を製造するに際し、導体ペースト
に含まれる平均径１〜４μm の導体粒子を焼成により融
合一体化させて、大径化する。焼成後の導体粒子の平均
径は、内部導体層が結晶化したガラス粒子を含む場合に
は６μm 以上、非晶質のガラス粒子を含む場合には９μ
m 以上、ガラス粒子を含まない場合には１５μm 以上と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多層セラミック部品の製
造方法と多層セラミック部品とに関する。
【０００２】
【従来の技術】１００MHz 〜３GHz 程度の準マイクロ波
帯や高周波帯の機能ブロックを構成する方法として、多
層セラミック基板による集積回路方式が、機能部品の小
型化の要請や信頼性の向上を図る上で最も有効な方法と
して知られている。このような多層セラミック基板は多
層セラミック部品の１つであって、誘電体のグリーンシ
ートに内部導体ペーストを印刷し、このグリーンシート
を積層して、熱プレスにて圧着成形してスタックし、誘
電体と導体とを同時に焼成することにより作製される。
【０００３】多層セラミック基板を用いた集積回路方式
は種々の機能部品に利用されているが、この回路基板に
共振器機能を持たせ、特に周波数の高い準マイクロ波回
路に使用すると、低周波領域に比べ抵抗が著しく高くな
る。このため、回路の損失が増大し、共振器のＱ値が低
下する。これは、低周波領域ではさして問題とはならな
い内部導体の表皮効果により、高周波抵抗が高くなるた
めであると考えられる。高周波領域におけるこのような
問題は、各種の多層セラミック部品において共通の問題
であり、その解決が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高周波領域
における回路の損失が低く、高いＱ値が得られる多層セ
ラミック部品とその製造方法とを提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１３）の本発明により達成される。 （１）絶縁性のセラミック材料層上に、導体粉およびガ
ラス粉を含有する内部導体のパターンを形成し、前記内
部導体のパターン上に絶縁性のセラミック材料層を積層
した後、焼成する工程を有する多層セラミック部品の製
造方法であって、前記導体粉が平均径１〜４μm の導体
粒子から構成され、前記ガラス粉が非晶質のガラス粒子
から構成され、前記導体粉の融点未満の温度で焼成した
後に、導体粒子が融合一体化により平均径６μm 以上と
なっており、かつ、前記ガラス粒子が結晶化しているこ
とを特徴とする多層セラミック部品の製造方法。 （２）焼成により導体粒子の平均径が２倍以上となる上
記（１）の多層セラミック部品の製造方法。 （３）絶縁性のセラミック材料層上に、導体粉およびガ
ラス粉を含有する内部導体のパターンを形成し、前記内
部導体のパターン上に絶縁性のセラミック材料層を積層
した後、焼成する工程を有する多層セラミック部品の製
造方法であって、前記導体粉が平均径１〜４μm の導体
粒子から構成され、前記ガラス粉が非晶質のガラス粒子
から構成され、前記導体粉の融点未満の温度で焼成した
後に、導体粒子が融合一体化により平均径９μm 以上と
なっており、かつ、前記ガラス粒子が非晶質であること
を特徴とする多層セラミック部品の製造方法。 （４）焼成により導体粒子の平均径が３倍以上となる上
記（３）の多層セラミック部品の製造方法。 （５）前記導体ペーストが、導体粉の３０体積％以下の
ガラス粉を含有する上記（１）ないし（４）のいずれか
の多層セラミック部品の製造方法。 （６）絶縁性のセラミック材料層上に、導体粉を含有す
る内部導体のパターンを形成し、前記内部導体のパター
ン上に絶縁性のセラミック材料層を積層した後、焼成す
る工程を有する多層セラミック部品の製造方法であっ
て、前記導体粉が平均径１〜４μm の導体粒子から構成
され、前記導体粉の融点未満の温度で焼成した後に、導
体粒子が融合一体化により平均径１５μm 以上となって
いることを特徴とする多層セラミック部品の製造方法。 （７）焼成により導体粒子の平均径が５倍以上となる上
記（６）の多層セラミック部品の製造方法。 （８）導体ペーストの印刷により前記内部導体のパター
ンを形成する上記（１）ないし（７）のいずれかの多層
セラミック部品の製造方法。 （９）前記導体粉の９０重量％以上が銀または銅である
上記（１）ないし（８）のいずれかの多層セラミック部
品の製造方法。 （１０）セラミック素体と、その内部に同時焼成により
形成された内部導体層とを有し、前記内部導体層が導体
粒子とガラス粒子とを含有する多層セラミック部品であ
って、前記導体粒子が、不定形であり、かつ平均径が６
μm 以上であり、かつ複数の導体粒子が融合一体化して
形成されたものであり、前記ガラス粒子が結晶化してい
ることを特徴とする多層セラミック部品。 （１１）セラミック素体と、その内部に同時焼成により
形成された内部導体層とを有し、前記内部導体層が導体
粒子とガラス粒子とを含有する多層セラミック部品であ
って、前記導体粒子が、不定形であり、かつ平均径が９
μm 以上であり、かつ複数の導体粒子が融合一体化して
形成されたものであり、前記ガラス粒子が非晶質である
ことを特徴とする多層セラミック部品。 （１２）セラミック素体と、その内部に同時焼成により
形成された内部導体層とを有し、前記内部導体層が導体
粒子を含有する多層セラミック部品であって、前記導体
粒子が、不定形であり、かつ平均径が１５μm 以上であ
り、かつ複数の導体粒子が融合一体化して形成されたも
のであることを特徴とする多層セラミック部品。 （１３）上記（１）ないし（９）のいずれかの方法によ
って製造された上記（10）ないし（12）のいずれかの多
層セラミック部品。
【０００６】
【作用および効果】本発明においては絶縁性の素体と内
部導体との同時焼成を、導体の融点未満の温度に長時間
保持することにより行なう。この焼成により複数の導体
粒子が融合して一体化し、粒界の数が著しく減少する。
このため、抵抗が低くなって回路の損失が低くなる。そ
して、例えば、内部導体によりトリプレート線路構造を
形成してこれを基板内部に内蔵させ、必要な配線を行な
うことにより、小型で高いＱ値をもつ共振器を内蔵する
多層セラミック基板等の多層セラミック部品を得ること
ができる。
【０００７】ところで、特開平３−２８４８９６号公報
には、平均粒径５〜２５μm の略球状の銀粉末と有機ビ
ヒクルとからなる導電性ペーストによって形成した内部
配線パターンを有する多層配線回路基板が記載されてい
る。同公報記載の銀粉末は、平均粒径が通常（１〜２μ
m ）の１０倍程度であり、本発明により製造される多層
セラミック部品の内部導体層の導体粒子の平均径と重な
る。しかし、同公報では、焼成により導体粒子を成長さ
せる本発明とは異なり、焼成前のペーストの段階でこの
ような大径の銀粉末を用いるので、特性のばらつきが生
じてしまう。すなわち、平均粒径が５μm 以上となる
と、有機ビヒクル中への導体粒子の分散性が極度に低下
するため、ペーストの印刷性が著しく低下する。このた
め均質な塗膜とすることが極めて困難となって特性のば
らつきが生じ、量産が殆ど不可能となってしまう。ま
た、大径の銀粉末は焼結性が悪いため、良好な電気的特
性が得られない。
【０００８】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
【０００９】本発明により製造される多層セラミック部
品は、例えば、１〜３GHz 程度の準マイクロ波帯域で使
用される共振器などに好適である。
【００１０】共振器などの多層セラミック部品は、絶縁
性のセラミック材料層上に、導体粉を含有する内部導体
のパターンを形成し、さらに絶縁性のセラミック材料層
と積層して、焼成することにより製造される。具体的に
は、シート法や印刷法を用いることが好ましい。シート
法では、誘電体のグリーンシート上に内部導体パターン
を形成した後、このグリーンシートを積層して、熱プレ
スにて圧着し、その後焼成する。一方、印刷法では、誘
電体のペーストと内部導体のペーストとを交互に積層し
た後、焼成する。
【００１１】内部導体パターンは導体粉を含有し、通
常、導体ペーストの印刷または転写により形成される。
【００１２】本発明では導体粉として、融点が９６０℃
付近の銀または融点が１０６０℃付近の銅を主体とする
ものを用いることが好ましく、銀あるいは銅の含有量が
９０重量％以上のもの、特に純度９９重量％以上、さら
には９９．９重量％以上の純銀または純銅を用いること
がより好ましい。このように、特に純銀ないし純銅を用
いることにより比抵抗と損失とをきわめて小さくするこ
とができ、共振器のＱ値を向上させることができる。
【００１３】導体ペーストにてパターンを形成する場
合、銀粉、銅粉等の導体粉を構成する導体粒子の平均径
（異方性をもつときは長軸径）は、１〜４μm 、好まし
くは２〜３μm とする。導体粒子の平均径が大きすぎる
とスクリーン印刷、転写法等によるパターンの形成が困
難となる。一方、導体粒子の平均径が小さすぎると分散
性が悪くなって導体ペースト中の導体粉の含有量を多く
することができず、また含有量を多くすると粘度が高く
なってしまい、緻密なパターンを形成できなくなってく
る。導体粒子の形状は特に制約されないが、一般に球状
とすることが好ましい。ただし、導体粒子の一部または
全部を鱗片状としてもよい。
【００１４】導体ペースト中の導体粉の含有量は、６０
〜９５重量％、特に７０〜９０重量％とすることが好ま
しい。含有量が少なすぎると比抵抗が減少し、Ｑ値が低
下し、焼成後のパターンの一部が断線したり、比抵抗や
Ｑ値がばらついたりしてくる。一方、含有量が多すぎる
とペーストの粘度が増大し、パターン形成が困難となっ
てくる。
【００１５】本発明では、ガラス粉を含む導体ペースト
を用いてもよい。ガラス粉は、導体ペーストの焼結モー
ドをセラミック材料層の焼結モードに近づける作用をは
たし、セラミック材料層のクラックや多層セラミック部
品の反りを防ぐ。また、ガラス粉は、内部導体材料の拡
散を防止する効果をもつ。ただし、ガラス粉を添加しな
い場合には、伝送線路の損失がさらに低減される。
【００１６】導体ペーストに用いるガラス粉には、銀等
の導体粉の融点付近、特に７００〜１１００℃に軟化点
を有するガラスを用いることが好ましい。より具体的に
は、銀粉を用いるときには、７００〜１０００℃、特に
８００〜９８０℃に軟化点を有するガラスを、銅粉を用
いる時には、８００〜１１００℃、特に１０００〜１０
８０℃に軟化点を有するガラスを用いればよい。このよ
うなガラス粉を添加することにより、導体粉の焼結開始
温度を高くすることが可能となり、内部導体層とセラミ
ック素体との収縮挙動をほぼ一致させることができる。
その結果、多層セラミック部品の反りやデラミネーショ
ンを抑制することができる。
【００１７】本発明では、焼成により結晶化するガラス
粒子からなるガラス粉を用いても、焼成時に結晶化しな
いガラス粒子からなるガラス粉を用いてもよい。焼成に
より結晶化するガラス粒子を用いた場合、焼成時にガラ
ス粒子が導体粒子間から逃げにくいので、導体粒子が比
較的融合一体化しにくい。一方、焼成時に結晶化しない
ガラス粒子は導体粒子間から逃げやすいので、導体粒子
が比較的融合一体化しやすく大径の導体粒子を得やす
い。しかし、結晶化しないガラス粒子は、焼成時にセラ
ミック材料層との界面付近に移動してセラミック材料層
に吸収されやすいため、内部導体層とセラミック素体と
の間に空隙が生じやすく、量産性が低下することがあ
る。
【００１８】用いるガラス粉の組成は特に限定されず、
焼成により結晶化可能な組成、あるいは焼成時に結晶化
しない組成を目的に応じて適宜選択すればよいが、具体
的には、例えば、ＳｉＯ2 ：５５〜７５モル％、Ａｌ2
Ｏ3 ：１０〜３０モル％、アルカリ土類金属酸化物の１
種以上：１０〜３０モル％、ＺｒＯ2 ：０〜５モル％を
含む組成範囲から選択することが好ましい。この場合、
アルカリ土類金属酸化物としては、ＳｒＯ、ＣａＯおよ
びＭｇＯの１種〜３種が好ましい。ガラス粉の平均径に
特に制限はないが、通常、０．５〜３．０μm 程度のも
のを用いる。
【００１９】ガラス粉を用いる場合、内部導体ペースト
中のガラス粉の含有量は、１０重量％以下、特に１〜１
０重量％、さらには３〜８重量％が好ましい。また、ガ
ラス粉は、導体粉に対して１０重量％以下、特に２〜１
０重量％、さらには４〜６重量％、体積比では３０体積
％以下、特に２〜３０体積％、さらには５〜１０体積％
含まれることが好ましい。前記のとおり、ガラス粉の量
が少ないと、上記した効果が不十分となる。なお、ガラ
ス粉の量が多すぎると、比抵抗が増大し、Ｑ値が減少す
る。
【００２０】内部導体ペーストには、銀粉等の導体粉と
必要に応じて添加されるガラス粉の他、ビヒクルが含ま
れる。ビヒクルはバインダおよび溶剤を含む。バインダ
としては、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、
メタクリル樹脂、ブチルメタアクリレート等が挙げら
れ、溶剤としては、テルピネオール、ブチルカルビトー
ル、ブチルカルビトールアセテート、トルエン、アルコ
ール、キシレン等が挙げられる。また、ビヒクル中に
は、これらの他、各種分散剤、活性剤、可塑剤等が、必
要に応じて添加される。ペースト中のビヒクルの含有量
は、１０〜２０重量％程度とすることが好ましい。
【００２１】このような内部導体ペーストは、焼成後の
厚さが５〜６０μm 程度、特に１０〜３０μm 程度とな
るように成膜することが好ましい。成膜には、公知のス
クリーン印刷法や転写法などを用いればよい。
【００２２】絶縁性の誘電体のセラミック材料層は、通
常、ガラスと酸化物骨材とを含有する。酸化物骨材とし
ては、例えばＡｌ2 Ｏ3 、石英、ムライト、コージェラ
イト、Ｒ2 Ｔｉ2 Ｏ7 （Ｒはランタノイド元素の１種以
上）、Ｃａ2 Ｎｂ2 Ｏ7 、ＭｇＴｉＯ3 、ＳｒＺｒＯ
3 、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 ・ＴｉＯ2 、ＺｒＴｉＯ4 、Ｂ
ａ2 Ｔｉ9 Ｏ20、Ｓｒ2 Ｎｂ2 Ｏ7 、ＣａＴｉＯ3 、Ｓ
ｒＴｉＯ3 、ＳｒＳｎＯ3 、ＢａＯ・Ｒ2 Ｏ3 ・ｎＴｉ
Ｏ2 （Ｒはランタノイド元素の１種以上）系等の１種な
いし２種以上を挙げることができる。この場合、用いる
酸化物骨材は、化学量論組成から多少偏倚した組成であ
ってもよく、偏倚した組成のものとの混合物、あるいは
偏倚した組成のもの同士の混合物であってもよい。ま
た、さらに各種酸化物、例えばＢｉ2 Ｏ3 、ＭｎＯ、Ｃ
ｕＯ等を添加したものであってもよい。
【００２３】セラミック材料層は、グリーンシートであ
っても、スクリーン印刷等によって設けた層であっても
よい。ただし、セラミック材料層は内部導体ペーストの
導体粉の融点以下、好ましくは（融点−１００℃）〜融
点、特に、（融点−５０℃）〜融点にて、好ましくは理
論密度の９５％以上となるように緻密化していることが
好ましい。このため、上記の酸化物骨材とガラスとのコ
ンポジット材料の他、ガラスを含有しないセラミック材
料、例えばチップコンデンサや誘電体共振器等に使用さ
れている焼成温度が例えば８００〜１０００℃程度の各
種誘電体グリーンシート用材料などを用いてもよい。
【００２４】セラミック材料層にガラスコンポジット材
料を用いる場合、グリーンシート等のセラミック材料層
中の酸化物骨材の含有量は、酸化物骨材とガラスとの総
計に対し、２０〜９６体積％、特に２５〜９５体積％と
するのが好ましい。骨材が多いと焼結性が悪化すること
がある。また、少ないとセラミック素体の抗析強度が低
下してくる。また酸化物骨材の平均径は０．５〜３μm
程度が好ましい。平均径が小さすぎるとシート形成が困
難となり、また大きすぎるとセラミック素体の強度が不
足する傾向にある。
【００２５】セラミック材料層に用いるガラス粉として
は、内部導体層の導体粉として銀粉を用いるときには、
軟化点が７００〜９００℃程度、銅粉を用いるときに
は、軟化点が８００〜１０００℃程度のガラスを用いる
ことが好ましい。軟化点が高すぎると、好適温度での焼
成が困難となり、軟化点が低すぎると、シート成形時の
バインダーが抜けにくく、絶縁性に問題が出る。用いる
ガラス粉の組成に特に制限はないが、前記の範囲の焼成
温度で高強度のグリーンシートが得られ、内部導体の拡
散を抑制できる等の点から、ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル
％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モル％、アルカリ土類金属酸
化物の１種以上：２５〜４５モル％、Ｂ2 Ｏ3 ：０〜１
０モル％を含むものが好ましい。前記アルカリ土類金属
酸化物としては、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの１種以
上、特に前記３種を併用することが好ましく、３種を併
用する場合、ＳｒＯの含有量は１５〜３０モル％、Ｃａ
Ｏの含有量は１〜８モル％、ＭｇＯの含有量は１〜７モ
ル％が好ましい。
【００２６】また、ガラス粉の平均径にも特に制限はな
いが、通常、成形性等を考慮して１〜３μm 程度のもの
を用いる。グリーンシート中のガラス粉の含有量は４〜
８０体積％とするのが好ましい。含有量が少なすぎると
焼結性が悪化することがあり、多すぎるとセラミック素
体の抗析強度が低下してくる。
【００２７】セラミック材料層に用いる各種材料は、ビ
ヒクルを加えてスラリーとされる。ビヒクルには、導体
ペーストの説明において挙げたものを用いればよい。ビ
ヒクルの添加量は、酸化物骨材とガラスとの合計１００
重量部に対し、６５〜８５重量部程度とすることが好ま
しい。
【００２８】内部導体のパターンがセラミック材料層に
挟まれた状態で両者を同時に焼成することにより、セラ
ミック素体内部に内部導体層を有する多層セラミック部
品とするが、本発明ではこの焼成を導体の融点未満の温
度で長時間行なう。この場合の長時間とは、導体粒子の
融合一体化が所望の程度まで進む時間であり、通常、１
時間以上、好ましくは５時間以上、より好ましくは１０
〜４０時間である。焼成時間が短すぎると導体粒子の一
体化が不十分または全く生じなくなり、焼成時間が長す
ぎると誘電体層等のセラミック材料層中への銀や銅の拡
散が進んで特性が劣化してしまうことがある他、生産性
が著しく低くなってしまう。
【００２９】焼成完了後に融合一体化している導体粒子
の平均径は、導体ペースト中のガラス粒子の有無および
ガラス粒子の種類によって限定範囲が異なる。導体ペー
ストがガラス粒子を含み、かつ焼成によりガラス粒子が
結晶化している場合には、焼成後の導体粒子の平均径は
６μm 以上とし、焼成後もガラス粒子が非晶質である場
合には９μm 以上とする。一方、導体ペーストがガラス
粒子を含有しない場合には、焼成後の導体粒子の平均径
は１５μm 以上とする。なお、焼成後の導体粒子の平均
径は、焼成条件が同じであっても内部導体層の厚さ等に
よって異なるので、その上限は特にないが、通常、５０
μm 以下となる。
【００３０】焼成後の内部導体層中における導体粒子の
平均径は、以下のようにして求める。まず、多層セラミ
ック部品を内部導体層に垂直な方向に切断する。切断端
面に現われた内部導体層をエッチングし、そのエッチン
グ面における各導体粒子の断面積を走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）により測定し、その断面積をもつ円の直径を
各導体粒子の径とする。そして、この測定を２０個以上
の導体粒子について行なって平均を求め、導体粒子の平
均径とする。エッチングに際しては、濃アンモニア水５
０体積％と３％過酸化水素水５０体積％との混合液をエ
ッチング液として用い、切断面を樹脂埋めした後、鏡面
仕上げして試料をエッチングすればよい。エッチング時
間は３０〜１２０秒とすればよく、常温で行なえばよ
い。
【００３１】なお、本発明では、焼成前の導体粒子の平
均径に対し、上述した方法により算出される焼成後の導
体粒子の平均径が、内部導体層が結晶化したガラス粒子
を含む場合には２倍以上、非晶質のガラス粒子を含む場
合には３倍以上、ガラス粒子を含まない場合には５倍以
上となるように焼成することが好ましい。
【００３２】上記エッチング面に現われる導体粒子は、
複数の導体粒子が一体化したものである。一体化してい
るとは粒界が実質的に消滅していることを意味し、粒界
が存在しないことはＳＥＭにより確認できる。この場合
の粒界とは隣接する導体粒子との境界を意味し、結晶粒
界のことではない。なお、一体化により大径化した導体
粒子は多結晶体であり、また、一体化前の小径の導体粒
子も多結晶体であることが多いので、一体化により形成
された大径の導体粒子内には、結晶配向の違いに起因す
る濃淡などが観察されることがある。本発明では、セラ
ミック材料層で挟まれた内部導体パターン中において焼
成時に導体粒子が一体化するので、焼成後の導体粒子は
不定形となる。
【００３３】焼成温度は導体粉の融点（ｍp ）未満とす
る。具体的には、導体粒子の材質に応じて適宜決定すれ
ばよいが、好ましくは（ｍp −１００）℃〜（ｍp −２
０）℃とすることが好ましい。焼成温度が融点以上であ
ると、導体粒子が溶融して表面張力により粒子状に分断
されることがあり、高いＱ値が得られない傾向にある。
また、焼成温度が融点に近すぎると、量産時の安定性に
問題が生じることがある。焼成温度が低すぎると、導体
粒子の一体化が遅くなって焼成に要する時間が著しく長
くなるか、あるいは一体化が不可能となる。
【００３４】焼成は、銀の場合には、通常、空気中で行
なえばよく、銅の場合には、通常、酸素分圧（Ｐｏ2 ）
を１０-6atm 以下に制御して行なう。なお、焼成は複数
回行なってもよい。
【００３５】次に、本発明の多層セラミック部品のう
ち、多層セラミック基板を共振器とした例について、図
１に示される好適例に従って説明する。図１に示される
共振器は、トリプレート線路を有する多層セラミック基
板であって、電圧制御発振器（ＶＣＯ）を構成してい
る。このものは、誘電体層２１、２３、２５、２７を積
層一体化した積層体２を有し、少なくともこの積層体２
の誘電体層２３、２５間にストリップ線路３を有する。
ストリップ線路の形状、寸法、数等には特に制限がな
く、目的等に応じて適宜決定すればよい。
【００３６】また、誘電体層２３、２５間には、必要に
応じて内部導体７が形成される。この場合、内部導体７
は、例えば、コイルの導体、コンデンサの電極等種々の
目的や用途に応じて所望のパターンに形成される。さら
に、誘電体層２３、２１間および誘電体層２７の外面に
はグランドプレーン４が形成されている。この場合、グ
ランドプレーン４、４間にストリップ線路３を位置させ
て、トリプレート線路が形成される。また、積層体２上
には外部導体６が形成され、この外部導体６と、前記ス
トリップ線路３、グランドプレーン４および内部導体７
とがそれぞれスルホール５内の導体を介して電気的に接
続されている。
【００３７】このような共振器は、例えば以下のように
して製造する。まず、外部導体用ペーストおよび前述の
内部導体用ペーストをそれぞれ調製する。外部導体用ペ
ーストは、導体粉と、導体粉に対し、０〜１０重量％程
度のガラス粉や酸化物粉と、ビヒクルとを含有する。同
時に、誘電体層材料となるグリーンシートを作製する。
この場合、例えば前述のセラミック材料層用のスラリー
を用い、例えばドクターブレード法により所定枚数作製
する。次いで、パンチングマシーンや金型プレスを用い
てグリーンシートにスルーホール５を形成し、その後、
内部導体用ペーストを各グリーンシート上に、例えばス
クリーン印刷法により印刷し、所定のパターンの内部導
体７、ストリップ線路３、グランドプレーン４を形成す
るとともにスルーホール５内に充填する。
【００３８】次いで、各グリーンシートを重ね合せ、熱
プレス（約４０〜１２０℃、５０〜１０００Kgf/cm2)し
てグリーンシートの積層体とし、必要に応じて脱バイン
ダー処理、切断用溝の形成等を行なう。この後、グリー
ンシートの積層体を前記温度範囲で、通常、空気中にお
いて焼成して一体化し、誘電体層２３、２５間にストリ
ップ線路３が形成された共振器を得る。そして、外部導
体用ペーストをスクリーン印刷法等により印刷し、焼成
して外部導体６を形成する。この場合、好ましくは、こ
れら外部導体６を誘電体層２１、２３、２５、２７と一
体同時焼成する。次いで、図２に示すように、バラクタ
ダイオードや、デカップリングキャパシタンス等の所定
の表面実装部品８を外部導体６に半田付けし、必要に応
じ、絶縁被覆層を形成して電圧制御発振器（ＶＣＯ）１
を得る。
【００３９】以上の他、前記のとおり、セラミック層と
内部導体層とを交互に印刷積層する公知の印刷積層法を
用いてもよい。
【００４０】本発明の多層セラミック部品のうち、共振
器は、少なくとも誘電体層間にＴＥＭ線路等のストリッ
プ線路を有するハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、
バンドパスフィルタ、バンドエリミネーションフィルタ
等の各種フィルタ、これらのフィルタを組み合わせた分
波フィルタ、デュプレクサ、電圧制御発振器等に応用が
可能である。このほか、１００MHz 〜３GHz の帯域で使
用される各種多層セラミック基板、コンデンサやインダ
クタの一方あるいは両方を内蔵する多層セラミック基
板、さらにはコンデンサ（Ｃ）チップ、チップインダク
タ（Ｌ）、ＬＣチップ等の多層セラミック部品にも本発
明は適用することができる。
【００４１】このような多層セラミック基板による集積
回路に組み込まれる共振器に必要なＱ値は、構成される
回路により異なるが、例えば前述の電圧制御型発振器
（ＶＣＯ）では２００以上が必要となるが、本発明では
これを十分満足できる。
【００４２】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明する。平均径３．０μm の球状の粒
子からなる銀粉（純度９９．９％以上）、または、この
銀粉とガラス粉とを、らいかい機によりビヒクル中に分
散した。得られた混合物にさらにビヒクルを添加し、３
本ロールで混練して内部導体ペーストとした。ビヒクル
には、バインダとしてアクリル樹脂、溶剤としてテルピ
ネオールを用いた。
【００４３】各成分の混合比率は、 銀粉＋ガラス粉 ９０重量％、 有機バインダ ２．５重量％、 有機溶剤 ７．５重量％ とした。ガラス粉添加量｛ガラス粉／（銀粉＋ガラス
粉）｝（体積％）を、表１に示す。表１にＡおよびＢと
して示すガラス粉は、以下のものである。
【００４４】ガラス粉Ａ 平均径：２．０μm 軟化点：８９０℃ ＳｉＯ2 ：６６．０モル％ Ａｌ2 Ｏ3 ：１６．０モル％ ＳｒＯ ：１５．０モル％ ＺｒＯ2 ： ３．０モル％
【００４５】ガラス粉Ｂ 平均径：２．０μm 軟化点：８６０℃ ＳｉＯ2 ：６２．０モル％ Ａｌ2 Ｏ3 ：１２．０モル％ ＳｒＯ ：２６．０モル％
【００４６】これとは別に、平均径１．９μm のガラス
粒子７０体積％と、平均径１．５μm のＡｌ2 Ｏ3 粒子
１５体積％と、平均径１．０μm のＴｉＯ2 粒子１５体
積％とを含有する誘電体材料を作製した。そしてこの誘
電体材料１００重量部に対しビヒクルを７３重量部添加
し、ボールミルで混合してスラリー化した。ビヒクルに
は、バインダとしてアクリル系樹脂、溶剤としてエチル
アルコールおよびトルエン、可塑剤としてフタル酸エス
テルを用いた。ガラス粒子の組成は、ＳｉＯ2：６２モ
ル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：８モル％、Ｂ2 Ｏ3 ：３モル％、Ｓ
ｒＯ：２０モル％、ＣａＯ：４モル％、ＭｇＯ：３モル
％であり、軟化点は８１５℃であった。
【００４７】この誘電体材料のスラリーを用いて、ドク
ターブレード法により厚さ０．２５mmのグリーンシート
を作製した。次いで各グリーンシートに、前記内部導体
ペーストをスクリーン印刷法により印刷してストリップ
線路およびグランドプレーンを形成した後、熱プレスに
より積層してグリーンシート積層体を得た。そして、こ
の積層体を脱脂後、空気中において焼成した。焼成温度
および温度保持時間を表１に示す。
【００４８】次いで、所定寸法に切断後、内部導体ペー
ストをスクリーン印刷法により焼成体外面に印刷してグ
ランドプレーンとし、空気中において８５０℃で１０分
間焼成して、共振周波数約２．５GHz のトリプレート線
路共振器を得た。寸法は１０mm×１１．７mm×２mmとし
た。
【００４９】このようにして作製した共振器の無負荷Ｑ
値（Ｑｕ）の測定結果を表１に示す。測定数は各試料に
ついて７〜８とし、その平均値を表１に示した。
【００５０】また、各試料のストリップ線路断面の走査
型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を撮影し、これから前述し
た方法により導体粒子の平均径を求めた。この際のエッ
チングは、前述した条件で６０秒間行なった。結果を表
１に示す。なお、ストリップ線路の厚さは、１５〜３０
μm であった。
【００５１】
【表１】
【００５２】表１から、焼成時に導体粒子を一体化させ
て大径化することにより、Ｑｕが著しく向上することが
わかる。
【００５３】なお、ガラス粉Ａは焼成後も非晶質であ
り、ガラス粉Ｂは焼成により結晶化した。結晶化の有無
は、これらと同じ組成のガラスに表１に示す焼成条件で
熱処理を加え、その結果から判断した。
【００５４】図３〜図１２に、表１に示す試料の一部に
ついて、ストリップ線路（内部導体層）断面の走査型電
子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。ＳＥＭでは、二次電子
像で融合一体化の確認（粒界の有無の確認）を行なっ
た。そして、組成像ではガラス粒子と導体粒子との区別
が明瞭であるため、導体粒子の輪郭は組成像により確認
した。図示する試料の一部については、二次電子像の他
に組成像も示した。これらの写真から、導体粒子が融合
一体化して大径化していることがわかる。
【００５５】なお、導体粉として銅粉を用いた場合に
も、焼成後の導体粒子の平均径に依存して、銀粉と同様
な結果が得られた。
【００５６】以上の結果から、本発明の効果が明らかで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層セラミック基板を共振器としたと
きの一例が示される部分断面図である。
【図２】本発明の多層セラミック基板を共振器として用
いた電圧制御発振器が示される斜視図である。
【図３】粒子構造を示す図面代用写真であって、表１の
試料No. １の内部導体層切断面のエッチング後の走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（二次電子像）である。
【図４】粒子構造を示す図面代用写真であって、表１の
試料No. ２の内部導体層切断面のエッチング後の走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（二次電子像）である。
【図５】粒子構造を示す図面代用写真であって、表１の
試料No. ３の内部導体層切断面のエッチング後の走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（二次電子像）である。
【図６】粒子構造を示す図面代用写真であって、表１の
試料No. ４の内部導体層切断面のエッチング後の走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（二次電子像）である。
【図７】粒子構造を示す図面代用写真であって、表１の
試料No. ５の内部導体層切断面のエッチング後の走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（二次電子像）である。
【図８】粒子構造を示す図面代用写真であって、表１の
試料No. ７の内部導体層切断面のエッチング後の走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（二次電子像）である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は粒子構造を示す図面代用
写真であって、表１の試料No.８の内部導体層切断面の
エッチング後の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真
｛（ａ）は二次電子像、（ｂ）は組成像｝である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は粒子構造を示す図面代
用写真であって、表１の試料No.１２の内部導体層切断
面のエッチング後の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真
｛（ａ）は二次電子像、（ｂ）は組成像｝である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は粒子構造を示す図面代
用写真であって、表１の試料No.１４の内部導体層切断
面のエッチング後の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真
｛（ａ）は二次電子像、（ｂ）は組成像｝である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は粒子構造を示す図面代
用写真であって、表１の試料No.１５の内部導体層切断
面のエッチング後の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真
｛（ａ）は二次電子像、（ｂ）は組成像｝である。
【符号の説明】
１ 電圧制御発振器 ２ 積層体 ２１、２３、２５、２７ 誘電体層 ３ ストリップ線路 ４ グランドプレーン ５ スルーホール ６ 外部導体 ７ 内部導体 ８ 表面実装部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｓ 6921−4Ｅ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁性のセラミック材料層上に、導体粉
    およびガラス粉を含有する内部導体のパターンを形成
    し、前記内部導体のパターン上に絶縁性のセラミック材
    料層を積層した後、焼成する工程を有する多層セラミッ
    ク部品の製造方法であって、 前記導体粉が平均径１〜４μm の導体粒子から構成さ
    れ、前記ガラス粉が非晶質のガラス粒子から構成され、 前記導体粉の融点未満の温度で焼成した後に、導体粒子
    が融合一体化により平均径６μm 以上となっており、か
    つ、前記ガラス粒子が結晶化していることを特徴とする
    多層セラミック部品の製造方法。
  2. 【請求項２】 焼成により導体粒子の平均径が２倍以上
    となる請求項１の多層セラミック部品の製造方法。
  3. 【請求項３】 絶縁性のセラミック材料層上に、導体粉
    およびガラス粉を含有する内部導体のパターンを形成
    し、前記内部導体のパターン上に絶縁性のセラミック材
    料層を積層した後、焼成する工程を有する多層セラミッ
    ク部品の製造方法であって、 前記導体粉が平均径１〜４μm の導体粒子から構成さ
    れ、前記ガラス粉が非晶質のガラス粒子から構成され、 前記導体粉の融点未満の温度で焼成した後に、導体粒子
    が融合一体化により平均径９μm 以上となっており、か
    つ、前記ガラス粒子が非晶質であることを特徴とする多
    層セラミック部品の製造方法。
  4. 【請求項４】 焼成により導体粒子の平均径が３倍以上
    となる請求項３の多層セラミック部品の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記導体ペーストが、導体粉の３０体積
    ％以下のガラス粉を含有する請求項１ないし４のいずれ
    かの多層セラミック部品の製造方法。
  6. 【請求項６】 絶縁性のセラミック材料層上に、導体粉
    を含有する内部導体のパターンを形成し、前記内部導体
    のパターン上に絶縁性のセラミック材料層を積層した
    後、焼成する工程を有する多層セラミック部品の製造方
    法であって、 前記導体粉が平均径１〜４μm の導体粒子から構成さ
    れ、 前記導体粉の融点未満の温度で焼成した後に、導体粒子
    が融合一体化により平均径１５μm 以上となっているこ
    とを特徴とする多層セラミック部品の製造方法。
  7. 【請求項７】 焼成により導体粒子の平均径が５倍以上
    となる請求項６の多層セラミック部品の製造方法。
  8. 【請求項８】 導体ペーストの印刷により前記内部導体
    のパターンを形成する請求項１ないし７のいずれかの多
    層セラミック部品の製造方法。
  9. 【請求項９】 前記導体粉の９０重量％以上が銀または
    銅である請求項１ないし８のいずれかの多層セラミック
    部品の製造方法。
  10. 【請求項１０】 セラミック素体と、その内部に同時焼
    成により形成された内部導体層とを有し、前記内部導体
    層が導体粒子とガラス粒子とを含有する多層セラミック
    部品であって、 前記導体粒子が、不定形であり、かつ平均径が６μm 以
    上であり、かつ複数の導体粒子が融合一体化して形成さ
    れたものであり、 前記ガラス粒子が結晶化していることを特徴とする多層
    セラミック部品。
  11. 【請求項１１】 セラミック素体と、その内部に同時焼
    成により形成された内部導体層とを有し、前記内部導体
    層が導体粒子とガラス粒子とを含有する多層セラミック
    部品であって、 前記導体粒子が、不定形であり、かつ平均径が９μm 以
    上であり、かつ複数の導体粒子が融合一体化して形成さ
    れたものであり、 前記ガラス粒子が非晶質であることを特徴とする多層セ
    ラミック部品。
  12. 【請求項１２】 セラミック素体と、その内部に同時焼
    成により形成された内部導体層とを有し、前記内部導体
    層が導体粒子を含有する多層セラミック部品であって、 前記導体粒子が、不定形であり、かつ平均径が１５μm
    以上であり、かつ複数の導体粒子が融合一体化して形成
    されたものであることを特徴とする多層セラミック部
    品。
  13. 【請求項１３】 請求項１ないし９のいずれかの方法に
    よって製造された請求項１０ないし１２のいずれかの多
    層セラミック部品。
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