JPH0918149A - Multilayer ceramic board and production thereof - Google Patents

Multilayer ceramic board and production thereof

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JPH0918149A
JPH0918149A JP7166715A JP16671595A JPH0918149A JP H0918149 A JPH0918149 A JP H0918149A JP 7166715 A JP7166715 A JP 7166715A JP 16671595 A JP16671595 A JP 16671595A JP H0918149 A JPH0918149 A JP H0918149A
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capacitor
dielectric layer
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multilayer substrate
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俊博 中居
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順三 福田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent migration due to permeation of moisture into the dielectric layer of a built-in capacitor and to suppress deformation of board due to firing. SOLUTION: A wiring conductor 13 and a via hole conductor 14 are formed on an insulator layer 15 for forming a capacitor 12 along with a cavity 19 for mounting an IC chip or the like. A dielectric material identical to that of the dielectric layer of capacitor 12 is printed on the outside of the capacitor 12 except the wiring conductor 13 and the via hole conductor 14 to form a dielectric layer 20 on the outside of capacitor thus making uniform the firing shrinkage of the board entirely. In order to prevent delamination, the dielectric layer 20 on the outside of capacitor is printed while being set back by 0.2mm or more from the end of insulator layer 15. Furthermore, the dielectric layer 20 on the outside of capacitor is printed while being set back by 0.2mm or more from the wiring conductor 13 and the via hole conductor 14 in order to prevent delay of high frequency signal due to high permittivity.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサを印刷
法により内蔵するセラミック多層基板及びその製造方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic multilayer substrate having a capacitor built therein by a printing method and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、セラミック多層基板の分野では、
高密度実装・高集積化を図るため、基板内層にコンデン
サをグリーンシート積層法又は印刷法で内蔵させるよう
にしたものがある。グリーンシート積層法では、例えば
特公平5−13367号公報に示すように、基板内のコ
ンデンサを形成する層に誘電体グリーンシートを挟み込
み、この誘電体グリーンシートの一部(電極で挟まれた
部分)をコンデンサの誘電体層として利用するものであ
る。
2. Description of the Related Art Recently, in the field of ceramic multilayer substrates,
In order to achieve high-density mounting and high integration, there is a capacitor in which an inner layer of a substrate is incorporated by a green sheet laminating method or a printing method. In the green sheet laminating method, for example, as shown in Japanese Patent Publication No. 5 (1999) -13367, a dielectric green sheet is sandwiched between layers forming a capacitor in a substrate, and a part of the dielectric green sheet (portion sandwiched by electrodes). ) Is used as the dielectric layer of the capacitor.

【0003】この構造では、誘電体層(誘電体グリーン
シート)が基板端面に露出するため、誘電体層が緻密質
であること(つまり水分の浸透がないこと)が要求され
る。これは、コンデンサの誘電体層を挟む電極がAg、
Ag−Pd、Cu等の金属であり、これらの金属は水分
の存在下ではマイグレーションが進行して、誘電体層内
で短絡が発生するおそれがあるためである。しかし、誘
電体層の緻密化は現状では非常に困難であり、上述した
マイグレーションの問題が避けられない。
In this structure, since the dielectric layer (dielectric green sheet) is exposed on the end face of the substrate, it is required that the dielectric layer is dense (that is, moisture does not penetrate). This is because the electrodes that sandwich the dielectric layer of the capacitor are Ag,
This is because metals such as Ag-Pd and Cu are present, and migration of these metals in the presence of water may cause a short circuit in the dielectric layer. However, densification of the dielectric layer is very difficult at present, and the above-mentioned migration problem cannot be avoided.

【0004】これに対し、印刷法でコンデンサを内蔵さ
せる場合、コンデンサの誘電体層を基板内層に部分的に
印刷形成するこが可能であり、誘電体層が基板端面に露
出せずに済み、マイグレーションの問題は回避できる。
On the other hand, when the capacitor is built in by the printing method, the dielectric layer of the capacitor can be partially printed on the inner layer of the substrate, and the dielectric layer need not be exposed at the end face of the substrate. Migration problems can be avoided.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、印刷法
で基板内層に誘電体層を部分的に形成した場合、図4に
示すように、誘電体材料と基板材料であるセラミック材
料との焼成収縮率の相違により、基板の焼成収縮が不均
一となり、グリーンシート積層法よりも更に大きな基板
変形を生じてしまう欠点がある。
However, when the dielectric layer is partially formed on the inner layer of the substrate by the printing method, as shown in FIG. 4, the firing shrinkage ratio between the dielectric material and the ceramic material which is the substrate material. However, there is a drawback in that the shrinkage of the substrate becomes non-uniform due to the difference between the two, resulting in a larger substrate deformation than in the green sheet laminating method.

【0006】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、内蔵コンデンサの誘
電体層への水分浸透によるマイグレーションの問題を回
避できると共に、焼成による基板の変形を少なくするこ
とができるセラミック多層基板及びその製造方法を提供
することにある。
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and therefore an object thereof is to avoid the problem of migration due to water permeation into the dielectric layer of the built-in capacitor and to prevent the deformation of the substrate due to firing. It is an object of the present invention to provide a ceramic multilayer substrate that can be reduced in number and a manufacturing method thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1のセラミック多層基板は、絶縁体
層間にコンデンサを構成する誘電体層を印刷法で形成
し、前記コンデンサを形成する絶縁体層には、前記コン
デンサの外側にも配線導体を除く部分に前記誘電体層と
同一の誘電体材料を前記絶縁体層の端縁から0.2mm
以上控えて印刷してコンデンサ外誘電体層を形成したも
のである。
In order to achieve the above object, in the ceramic multilayer substrate according to claim 1 of the present invention, a dielectric layer constituting a capacitor is formed between insulating layers by a printing method to form the capacitor. As the insulating layer to be formed, the same dielectric material as that of the dielectric layer is applied to the outside of the capacitor except for the wiring conductors by 0.2 mm from the edge of the insulating layer.
The capacitor outer dielectric layer is formed by printing with care.

【0008】このように、コンデンサを形成する絶縁体
層には、コンデンサの外側にも誘電体層と同一の誘電体
材料を印刷してコンデンサ外誘電体層を形成すること
で、絶縁体層のほぼ全面に誘電体材料の印刷層を形成
し、基板全体の焼成収縮率を均一化する。更に、コンデ
ンサ外誘電体層を絶縁体層の端縁から0.2mm以上控
えて印刷することで、コンデンサ外誘電体層が基板端面
に露出することを防ぎ、誘電体層への水分透湿によるマ
イグレーションを防止する。この場合、絶縁体層の端縁
からのコンデンサ外誘電体層の控え量が0.2mm未満
であると、図5(b)に示すようにコンデンサ外誘電体
層をサンドイッチする絶縁体層の端縁が接合せずに隙間
が開く現象(デラミネーション)が発生し、誘電体層へ
水分が浸透してマイグレーションの問題が発生する。
As described above, the same dielectric material as the dielectric layer is printed on the outside of the capacitor in the insulator layer forming the capacitor to form the outside-capacitor dielectric layer. A printed layer of a dielectric material is formed on almost the entire surface to make the firing shrinkage of the entire substrate uniform. Further, by printing the outer capacitor dielectric layer by 0.2 mm or more from the edge of the insulator layer, it is possible to prevent the outer capacitor dielectric layer from being exposed at the end face of the substrate, and to prevent moisture permeation to the dielectric layer. Prevent migration. In this case, if the amount of the outer capacitor dielectric layer from the edge of the insulator layer is less than 0.2 mm, the end of the insulator layer sandwiching the outer capacitor dielectric layer as shown in FIG. A phenomenon (delamination) occurs in which the edges are not joined and the gap is opened, and moisture penetrates into the dielectric layer, causing a migration problem.

【0009】ところで、請求項1では、配線導体(ビア
ホール導体を含む)にはコンデンサ外誘電体層を印刷し
ないことで、コンデンサ形成層の上下の層をビアホール
導体で導通させることが可能となると共に、配線導体部
分の誘電率が高くなることを防ぎ、高周波信号の遅延の
問題を回避する。
By the way, according to the first aspect, by not printing the dielectric layer outside the capacitor on the wiring conductor (including the via-hole conductor), the layers above and below the capacitor forming layer can be electrically connected by the via-hole conductor. It is possible to prevent the dielectric constant of the wiring conductor portion from increasing and to avoid the problem of delay of high frequency signals.

【0010】更に、請求項2のように、コンデンサ外誘
電体層を配線導体から0.2mm以上控えて形成すれ
ば、コンデンサ外誘電体層による配線導体への影響が一
層少なくなって、配線導体周辺の誘電率が一層低くな
り、高周波信号処理特性が一層向上する。
Furthermore, when the outer capacitor dielectric layer is formed with a distance of 0.2 mm or more from the wiring conductor as in claim 2, the influence of the outer capacitor dielectric layer on the wiring conductor is further reduced, and the wiring conductor is reduced. The peripheral permittivity is further lowered, and the high frequency signal processing characteristics are further improved.

【0011】また、請求項3では、絶縁体層を1000
℃以下で焼成する低温焼成セラミックにより形成してい
る。これにより、配線導体やコンデンサの電極として例
えばAg、Pd、Au、Pt、Cu、Ag−Pd合金
等、比較的低融点の電気的特性の良い金属を使用するこ
とが可能となる。
In the third aspect, the insulating layer is 1000
It is formed of a low temperature fired ceramic that is fired at a temperature of ℃ or below. This makes it possible to use a metal having a relatively low melting point and good electrical characteristics, such as Ag, Pd, Au, Pt, Cu, or an Ag-Pd alloy, as the wiring conductor or the electrode of the capacitor.

【0012】また、請求項4では、誘電体層及びコンデ
ンサ外誘電体層を、Pb複合ペロブスカイトにより形成
している。Pb複合ペロブスカイトは、1000℃以下
で低温焼成セラミックと同時焼成可能であると共に、誘
電率が高く、コンデンサを作るのに適している。
Further, in the present invention, the dielectric layer and the capacitor outer dielectric layer are formed of Pb composite perovskite. The Pb composite perovskite can be co-fired with a low temperature firing ceramic at 1000 ° C. or lower, and has a high dielectric constant, which is suitable for making a capacitor.

【0013】一方、請求項5は、前記コンデンサ、前記
コンデンサ外誘電体層及び前記配線導体を内蔵したグリ
ーンシート積層体を焼成し、このグリーンシート積層体
からセラミック多層基板を形成する部分の外側を切除し
て請求項1乃至4のいずれかに記載のセラミック多層基
板を製造する方法であって、前記コンデンサの誘電体層
を形成するグリーンシートには、セラミック多層基板を
形成する部分の外側にも誘電体層と同一の誘電体材料を
印刷し、基板外誘電体層を形成する。これにより、グリ
ーンシート積層体全体の焼成収縮率が均一化され、製造
するセラミック多層基板の変形が一層少なくなる。
On the other hand, according to a fifth aspect of the present invention, a green sheet laminated body including the capacitor, the capacitor outer dielectric layer and the wiring conductor is fired, and the outside of a portion where the ceramic multilayer substrate is formed from the green sheet laminated body. A method for manufacturing a ceramic multilayer substrate according to any one of claims 1 to 4 by cutting, wherein the green sheet forming the dielectric layer of the capacitor is also formed outside the portion where the ceramic multilayer substrate is formed. The same dielectric material as the dielectric layer is printed to form the out-of-substrate dielectric layer. As a result, the firing shrinkage rate of the entire green sheet laminate is made uniform, and the deformation of the ceramic multilayer substrate to be manufactured is further reduced.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。まず、図1に基づいてセラミック
多層基板11の構造を説明する。図1はセラミック多層
基板11内層のコンデンサ12を形成する層の平面図を
示したものである。コンデンサ12を形成する絶縁体層
15には、Ag−Pd導体ペースト等により配線導体1
3がスクリーン印刷により形成され、また、ビアホール
導体14が上下の層と導通している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the structure of the ceramic multilayer substrate 11 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a plan view of the layers forming the capacitors 12 in the ceramic multilayer substrate 11. On the insulator layer 15 forming the capacitor 12, the wiring conductor 1 is made of Ag-Pd conductor paste or the like.
3 is formed by screen printing, and the via-hole conductor 14 is electrically connected to the upper and lower layers.

【0015】この実施形態では、絶縁体層15(後述す
るグリーンシート22)は、焼成温度1000℃以下で
焼成できる低温焼成セラミック材料であれば良く、例え
ば、CaO−SiO2 −Al2 3 −B2 3 系ガラス
とAl2 3 よりなる系、又はMgO−SiO2 −Al
2 3 −B2 3 系ガラスとAl2 3 よりなる系、或
は、PbO−SiO2 −B2 3 系ガラスとAl2 3
よりなる系、SiO2−B2 3 系ガラスとAl2 3
よりなる系、結晶化ガラスよりなる系などがある。この
中で最も好ましいのは、CaO−SiO2 −Al2 3
−B2 3 系ガラス粉末とAl2 3 粉末との混合物か
ら成る低温焼成セラミック材料であり、その好ましい組
成は、CaO10〜55重量%、SiO2 45〜70重
量%、Al2 3 0〜30重量%、B2 3 5〜20重
量%よりなるガラス粉末50〜65重量%と、Al2
3 粉末50〜35重量%である。
In this embodiment, the insulator layer 15 (green sheet 22 described later) may be any low temperature fired ceramic material that can be fired at a firing temperature of 1000 ° C. or lower, for example, CaO—SiO 2 —Al 2 O 3 —. B 2 O 3 system glass and from consisting systems Al 2 O 3, or MgO-SiO 2 -Al
2 O 3 -B 2 O 3 based glass and Al 2 O 3 based system, or PbO-SiO 2 -B 2 O 3 based glass and Al 2 O 3 based system
More made system, SiO 2 -B 2 O 3 based glass and Al 2 O 3
And a system made of crystallized glass. Most preferred among this, CaO-SiO 2 -Al 2 O 3
-B is a low-temperature co-fired ceramic material consisting of a mixture of 2 O 3 based glass powder and Al 2 O 3 powder, the preferred composition, CaO10~55 wt%, SiO 2 45 to 70 wt%, Al 2 O 3 0 ˜30 wt%, B 2 O 3 5-20 wt% glass powder 50-65 wt%, and Al 2 O
3 powder 50-35% by weight.

【0016】このような組成にすると、焼成過程におい
てアノーサイト若しくはアノーサイト+ケイ酸カルシウ
ムの部分結晶化を起こさせて、酸化雰囲気(空気)中で
800〜1000℃の低温焼成を可能にするだけでな
く、焼成過程における微細パターンのずれを上述した部
分結晶化により抑えることができて、ファインパターン
の形成が容易である。また、焼成時に30〜50℃/分
という早いスピードで昇温しても、730〜850℃ま
でガラス層が全く軟化せず、収縮もしない多孔質体を維
持するため、クラックが入ったり、カーボンをガラス層
に封じ込めること無く、バインダーを容易に除去でき、
更に、800〜1000℃の焼成温度付近で急速に収縮
焼結するため、大型の緻密なセラミック基板を短時間で
焼成可能である。
With such a composition, only partial crystallization of anorthite or anorthite + calcium silicate occurs in the firing process, and low temperature firing at 800 to 1000 ° C. is possible in an oxidizing atmosphere (air). Not only that, the deviation of the fine pattern in the firing process can be suppressed by the above-described partial crystallization, and the fine pattern can be easily formed. In addition, even if the temperature is raised at a high speed of 30 to 50 ° C./minute during firing, the glass layer does not soften to 730 to 850 ° C. at all and maintains a porous body that does not shrink, so that cracks or carbon are generated. The binder can be easily removed without enclosing the
Furthermore, since the shrinking sintering is performed rapidly near the firing temperature of 800 to 1000 ° C., a large dense ceramic substrate can be fired in a short time.

【0017】一方、図2に示すように、コンデンサ12
は絶縁体層15(グリーンシート)上にAg−Pd導体
ペースト等により電極16をスクリーン印刷し、その上
からPb複合ペロブスカイト等の誘電体材料により誘電
体層17をスクリーン印刷し、更にその上から電極18
をスクリーン印刷して構成したものである。1000℃
以下で焼成する場合には、配線導体13や電極16,1
8を形成する金属としては、Ag−Pdの他、Ag、P
d、Au、Pt、Cu等、比較的低融点の電気的特性の
良い金属を用いても良い。また、誘電体層17を形成す
る誘電体材料としては、Pb複合ペロブスカイトの他、
SrTiO3 系化合物、BaTiO3 系化合物、CaT
iO3 系化合物を用いても良く、これらはいずれも10
00℃以下で絶縁体層15と同時焼成可能である。
On the other hand, as shown in FIG.
Screen-prints the electrode 16 on the insulator layer 15 (green sheet) with Ag-Pd conductor paste or the like, and then screen-prints the dielectric layer 17 with a dielectric material such as Pb composite perovskite from the above. Electrode 18
Is screen-printed. 1000 ° C
When firing below, the wiring conductor 13 and the electrodes 16, 1
As a metal forming 8, Ag-Pd, Ag, P
A metal having a relatively low melting point and good electrical characteristics, such as d, Au, Pt, or Cu, may be used. Further, as the dielectric material forming the dielectric layer 17, in addition to Pb composite perovskite,
SrTiO 3 compound, BaTiO 3 compound, CaT
An iO 3 -based compound may be used, and all of these are 10
It can be co-fired with the insulator layer 15 at a temperature of 00 ° C. or lower.

【0018】この実施形態では、図1に示すように、セ
ラミック多層基板11の所定位置にキャビティ19が形
成され、このキャビティ19内にICチップ、水晶振動
子等の電子部品を実装できるようになっている。但し、
キャビティ19は無くても良く、また、コンデンサ12
を形成する絶縁体層15に、RuO2 系の抵抗体も印刷
法によって形成するようにしても良い。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a cavity 19 is formed at a predetermined position of the ceramic multi-layer substrate 11, and electronic parts such as an IC chip and a crystal oscillator can be mounted in the cavity 19. ing. However,
The cavity 19 may be omitted, and the capacitor 12
A RuO 2 -based resistor may also be formed on the insulating layer 15 forming the by a printing method.

【0019】上述したコンデンサ12を形成する絶縁体
層15には、コンデンサ12の外側にも、配線導体13
とビアホール導体14を除く部分に誘電体層17と同一
の誘電体材料を印刷してコンデンサ外誘電体層20(図
1の斜線で示す部分)を形成している。このコンデンサ
外誘電体層20は、デラミネーションが発生しないよう
に、絶縁体層15の端縁から0.2mm以上控えて印刷
されている。ここで、絶縁体層15の端縁とは、セラミ
ック多層基板11の外端縁とキャビティ19側の内端縁
との双方を意味し、これら両者の端縁からコンデンサ外
誘電体層20が0.2mm以上控えて印刷されている。
更に、このコンデンサ外誘電体層20は高誘電率化によ
る高周波信号の遅延を防ぐために、配線導体13とビア
ホール導体14から0.2mm以上控えて印刷されてい
る。
In the insulating layer 15 forming the above-mentioned capacitor 12, the wiring conductor 13 is provided outside the capacitor 12 as well.
A dielectric material identical to that of the dielectric layer 17 is printed on a portion excluding the via hole conductor 14 to form a capacitor outer dielectric layer 20 (a portion indicated by hatching in FIG. 1). The capacitor outer dielectric layer 20 is printed with a distance of 0.2 mm or more from the edge of the insulator layer 15 so that delamination does not occur. Here, the edge of the insulator layer 15 means both the outer edge of the ceramic multilayer substrate 11 and the inner edge on the side of the cavity 19, and the outer dielectric layer 20 of the capacitor is 0 from both edges. It is printed with 2 mm or more reserved.
Further, the capacitor outer dielectric layer 20 is printed with a distance of 0.2 mm or more from the wiring conductor 13 and the via-hole conductor 14 in order to prevent the delay of the high frequency signal due to the high dielectric constant.

【0020】このコンデンサ外誘電体層20は、コンデ
ンサ12の誘電体層17を印刷する際に同時にスクリー
ン印刷することができ、生産性を低下させることはな
い。また、コンデンサ外誘電体層20は、コンデンサ1
2の誘電体層17に連続して形成しても良いし、分離し
ても良い。いずれの場合でも、両誘電体層17,20を
同時に印刷できるので、生産性を低下させることはな
い。
The outer capacitor dielectric layer 20 can be screen-printed at the same time when the dielectric layer 17 of the capacitor 12 is printed, and the productivity is not reduced. In addition, the capacitor outer dielectric layer 20 corresponds to the capacitor 1
The two dielectric layers 17 may be formed continuously or separated. In either case, since both dielectric layers 17 and 20 can be printed at the same time, productivity is not reduced.

【0021】次に、コンデンサ外誘電体層20を絶縁体
層15の端縁(以下「基板端」という)から0.2mm
以上控えて印刷する理由を説明する。誘電体はポーラス
な材料であるため、図5(a)に示すように、コンデン
サ外誘電体層20が基板端面やキャビティ端面に露出し
ていると、水分が誘電体層20,17に浸透し、コンデ
ンサ12の電極16,18にマイグレーションが発生し
て、誘電体層17内で短絡が発生するおそれがある。
Next, the dielectric layer 20 outside the capacitor is 0.2 mm from the edge of the insulator layer 15 (hereinafter referred to as "substrate edge").
The reason why printing is made with reference to the above will be described. Since the dielectric is a porous material, as shown in FIG. 5A, when the external capacitor dielectric layer 20 is exposed at the end face of the substrate or the end face of the cavity, moisture permeates into the dielectric layers 20 and 17. Therefore, migration may occur in the electrodes 16 and 18 of the capacitor 12 and a short circuit may occur in the dielectric layer 17.

【0022】また、基板端からのコンデンサ外誘電体層
20の控え量が0.2mm未満であると、図5(b)に
示すようにコンデンサ外誘電体層20をサンドイッチす
る絶縁体層15の端縁が接合せずに隙間が開くデラミネ
ーションが発生し、誘電体層20へ水分が浸透してマイ
グレーションの問題が発生する。
If the amount of the outer capacitor dielectric layer 20 from the substrate edge is less than 0.2 mm, the insulator layer 15 sandwiching the outer capacitor dielectric layer 20 is sandwiched as shown in FIG. 5B. Delamination occurs in which the edges are not joined and a gap is opened, and moisture penetrates into the dielectric layer 20 to cause a migration problem.

【0023】これに対し、本発明らの試験結果によれ
ば、基板端からのコンデンサ外誘電体層20の控え量が
0.2mm以上であると、図5(c)に示すようにコン
デンサ外誘電体層20をサンドイッチする絶縁体層15
の端縁部分が密着して完全に接合し、コンデンサ外誘電
体層20全体を絶縁体層15で完全に密封した状態とな
る。このため、コンデンサ外誘電体層20への水分の浸
透が防がれ、マイグレーションが防止される。しかも、
コンデンサ12を形成する絶縁体層15のほぼ全面に誘
電体層17,20を形成することで、セラミック多層基
板11全体の焼成収縮率が均一化され、焼成によるセラ
ミック多層基板11の変形が従来より著しく少なくな
る。
On the other hand, according to the test results of the present invention, if the amount of the outer capacitor dielectric layer 20 from the substrate end is 0.2 mm or more, as shown in FIG. Insulator layer 15 sandwiching the dielectric layer 20
The edge portions of the capacitor are in close contact with each other and completely bonded, and the entire dielectric layer 20 outside the capacitor is completely sealed by the insulating layer 15. Therefore, permeation of moisture into the capacitor outer dielectric layer 20 is prevented, and migration is prevented. Moreover,
By forming the dielectric layers 17 and 20 on substantially the entire surface of the insulating layer 15 forming the capacitor 12, the firing shrinkage rate of the entire ceramic multilayer substrate 11 is made uniform, and the ceramic multilayer substrate 11 is deformed by firing more than before. Remarkably less.

【0024】以上のように構成されたセラミック多層基
板11は、例えば次のようにして製造される。図3は、
1つのグリーンシート積層体21から複数個のセラミッ
ク多層基板11を製造する場合の例であり、セラミック
多層基板11内層のコンデンサ12を形成するグリーン
シート22の平面図を示したものである。コンデンサ1
2の誘電体層17を形成するグリーンシート22には、
セラミック多層基板11を形成する部分の外側にも誘電
体層17と同一の誘電体材料をスクリーン印刷し、基板
外誘電体層23(図3の斜線で示す部分)を形成する。
この基板外誘電体層23は、各セラミック多層基板11
のコンデンサ外誘電体層20を印刷する際に同時にスク
リーン印刷することができ、生産性を低下させることは
ない。
The ceramic multi-layer substrate 11 having the above structure is manufactured, for example, as follows. FIG.
It is an example of a case where a plurality of ceramic multilayer substrates 11 are manufactured from one green sheet laminated body 21, and is a plan view of a green sheet 22 forming a capacitor 12 of an inner layer of the ceramic multilayer substrate 11. Capacitor 1
The green sheet 22 forming the second dielectric layer 17 includes
The same dielectric material as the dielectric layer 17 is screen-printed on the outside of the portion where the ceramic multilayer substrate 11 is formed, and the outside-substrate dielectric layer 23 (the portion shown by the diagonal lines in FIG. 3) is formed.
The dielectric layer 23 outside the substrate is used for each ceramic multilayer substrate 11
The outer capacitor dielectric layer 20 can be screen-printed at the same time, and the productivity is not reduced.

【0025】このようなグリーンシート22を積層して
1000℃以下で同時焼成し、このグリーンシート積層
体21からセラミック多層基板11を形成する部分の外
側を切除して、個々のセラミック多層基板11に分断す
る。この切断は、予め焼成前にグリーンシート積層体2
1の表面に図3に点線で示すようにスナップライン(切
断線)を入れておき、焼成後にスナップラインに沿って
切断すれば良い。
Such green sheets 22 are laminated and co-fired at a temperature of 1000 ° C. or lower, and the outside of the portion forming the ceramic multilayer substrate 11 is cut off from the green sheet laminate 21 to obtain individual ceramic multilayer substrates 11. Divide. This cutting is performed in advance by firing the green sheet laminated body 2 before firing.
A snap line (cutting line) may be provided on the surface of No. 1 as shown by a dotted line in FIG. 3, and the firing line may be cut along the snap line after firing.

【0026】この実施形態のように、コンデンサ12の
誘電体層17を形成するグリーンシート22には、セラ
ミック多層基板11を形成する部分の外側にも誘電体層
17と同一の誘電体材料により基板外誘電体層23を印
刷形成すれば、グリーンシート積層体21全体の焼成収
縮率が均一化され、製造するセラミック多層基板11の
変形が一層少なくなる。
As in this embodiment, the green sheet 22 forming the dielectric layer 17 of the capacitor 12 is made of the same dielectric material as the dielectric layer 17 outside the portion where the ceramic multilayer substrate 11 is formed. If the outer dielectric layer 23 is formed by printing, the firing shrinkage of the entire green sheet laminate 21 is made uniform, and the ceramic multilayer substrate 11 to be manufactured is less deformed.

【0027】本発明者らは、コンデンサ外誘電体層2
0、基板外誘電体層23によるセラミック多層基板11
の変形防止効果を試験1,2により確認したので、その
試験結果を説明する。
The inventors of the present invention have found that the capacitor outer dielectric layer 2
0, the ceramic multilayer substrate 11 with the dielectric layer 23 outside the substrate
Since the deformation prevention effect of No. 2 was confirmed by tests 1 and 2, the test results will be described.

【0028】[試験1]低温焼成セラミック材料とし
て、CaO−SiO2 −Al2 3 −B2 3 系ガラス
粉末60重量%とAl2 3 粉末40重量%との混合粉
末に、バインダー、可塑剤、溶剤を加えて混練してスラ
リーを作製し、通常のドクターブレード法により厚み
0.2mmのグリーンシートを作製する。このグリーン
シートにコンデンサを印刷法により形成する。コンデン
サの電極としてはAg−Pd導体ペーストを用い、誘電
体材料としてPb複合ペロブスカイトを用いる。
[Test 1] As a low temperature fired ceramic material, a mixed powder of 60% by weight of CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 based glass powder and 40% by weight of Al 2 O 3 powder was added with a binder, A plasticizer and a solvent are added and kneaded to prepare a slurry, and a 0.2 mm-thick green sheet is prepared by an ordinary doctor blade method. A capacitor is formed on this green sheet by a printing method. Ag-Pd conductor paste is used as the capacitor electrode, and Pb composite perovskite is used as the dielectric material.

【0029】図6(a)に示すように、この試験1で用
いたサンプルのグリーンシートの大きさは、横10.0
mm×縦7.5mmであり、このグリーンシートの上半
部に形成されたコンデンサの大きさは、横8.5mm×
縦2.5mmである。比較例は、試験サンプルにコンデ
ンサ外誘電体層を形成せずに焼成した例であり、実施例
は、試験サンプルのコンデンサの外側にコンデンサ外誘
電体層を印刷形成して焼成した例である。比較例と実施
例は共に4枚のグリーンシートを積層したサンプルを用
いている。
As shown in FIG. 6 (a), the size of the green sheet of the sample used in this test 1 is 10.0 horizontal.
mm × length 7.5 mm, the size of the capacitor formed in the upper half of this green sheet is 8.5 mm wide ×
The length is 2.5 mm. The comparative example is an example in which the test sample was fired without forming the capacitor outer dielectric layer, and the example is an example in which the capacitor outer dielectric layer was formed by printing on the outside of the capacitor of the test sample and fired. Both the comparative example and the example use a sample in which four green sheets are laminated.

【0030】比較例では、誘電体材料とグリーンシート
との焼成収縮率の相違により、基板全体の焼成収縮率が
不均一となり、焼成による変形量が0.23mmにもな
ってしまう。
In the comparative example, due to the difference in firing shrinkage between the dielectric material and the green sheet, the firing shrinkage of the entire substrate becomes non-uniform, and the amount of deformation due to firing reaches 0.23 mm.

【0031】これに対し、実施例では、コンデンサの外
側にコンデンサ外誘電体層を印刷形成することで、基板
全体の焼成収縮率が均一化され、焼成による変形量が
0.03mmまで減少し、比較例と比べて変形量が著し
く少なくなる。
On the other hand, in the embodiment, by printing the outer capacitor dielectric layer on the outside of the capacitor, the firing shrinkage rate of the entire substrate is made uniform, and the amount of deformation due to firing is reduced to 0.03 mm. The deformation amount is significantly smaller than that of the comparative example.

【0032】[試験2]試験2は、1つのグリーンシー
ト積層体から4個のセラミック多層基板を製造する場合
の基板変形試験であり、サンプル組成は試験1と同じで
ある。比較例は、コンデンサを形成するグリーンシート
に基板外誘電体層を形成せずに焼成した例であり、グリ
ーンシート外形変形量が1.2mmにもなり、その影響
で、製造するセラミック多層基板の外形も大きく変形し
てしまう。
[Test 2] Test 2 is a substrate deformation test in the case of manufacturing four ceramic multilayer substrates from one green sheet laminate, and the sample composition is the same as that of test 1. The comparative example is an example in which the green sheet forming the capacitor is fired without forming the dielectric layer outside the substrate, and the external deformation amount of the green sheet is as large as 1.2 mm. The outer shape is also greatly deformed.

【0033】これに対し、実施例では、コンデンサを形
成するグリーンシートに基板外誘電体層を印刷すること
で、グリーンシート積層体全体の焼成収縮率が均一化さ
れ、焼成によるグリーンシート外形変形量が0.35m
mまで減少し、比較例と比べて変形量が著しく少なくな
る。
On the other hand, in the embodiment, by printing the dielectric layer outside the substrate on the green sheet forming the capacitor, the firing shrinkage rate of the entire green sheet laminated body is made uniform, and the outer deformation amount of the green sheet due to the firing. Is 0.35 m
The amount of deformation is significantly smaller than that of the comparative example.

【0034】尚、上記実施形態では、焼成後にグリーン
シート積層体21からセラミック多層基板11を切断す
るようにしたが、焼成前にグリーンシート積層体21か
らセラミック多層基板11を切断した後に焼成する場合
には、基板外誘電体層23は形成する必要はない。ま
た、上記実施形態は、本発明を低温焼成セラミック基板
に適用した例であるが、アルミナ多層基板に適用しても
良いことは言うまでもない。
In the above embodiment, the ceramic multilayer substrate 11 is cut from the green sheet laminate 21 after firing. However, when the ceramic multilayer substrate 11 is cut from the green sheet laminate 21 before firing and fired. In this case, it is not necessary to form the dielectric layer 23 outside the substrate. Further, although the above embodiment is an example in which the present invention is applied to a low temperature fired ceramic substrate, it goes without saying that it may be applied to an alumina multilayer substrate.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項1のセラミック多層基板によれば、コンデンサ
を形成する絶縁体層には、コンデンサの外側にも該誘電
体層と同一の誘電体材料を絶縁体層の端縁から0.2m
m以上控えて印刷するようにしたので、誘電体層が基板
端面に露出せず、誘電体層への水分浸透によるマイグレ
ーションを防止することができると共に、基板全体の焼
成収縮率を均一化することができて、焼成による基板の
変形を少なくすることができる。
As is apparent from the above description, according to the ceramic multilayer substrate of the first aspect of the present invention, the insulating layer forming the capacitor is the same as the dielectric layer outside the capacitor. Dielectric material 0.2m from the edge of the insulator layer
Since the printing is performed with a distance of m or less, the dielectric layer is not exposed on the end face of the substrate, migration due to water permeation into the dielectric layer can be prevented, and the shrinkage rate of baking of the entire substrate is made uniform. As a result, deformation of the substrate due to firing can be reduced.

【0036】更に、請求項2では、コンデンサ外誘電体
層を配線導体から0.2mm以上控えて形成しているの
で、配線導体周辺の誘電率を低くすることができて、高
周波信号の遅延を防ぐことができる。
Further, according to the second aspect, since the capacitor outer dielectric layer is formed with a distance of 0.2 mm or more from the wiring conductor, the dielectric constant in the periphery of the wiring conductor can be lowered and the delay of the high frequency signal can be reduced. Can be prevented.

【0037】また、請求項3では、絶縁体層を1000
℃以下で焼成する低温焼成セラミックにより形成してい
るので、配線導体やコンデンサの電極として比較的低融
点の電気的特性の良い金属を使用することができ、高周
波信号処理特性を向上することができる。
In the third aspect, the insulating layer is 1000
Since it is made of low-temperature fired ceramic that is fired at a temperature of ℃ or below, it is possible to use a metal with a relatively low melting point and good electrical characteristics as the wiring conductor and the electrode of the capacitor, and it is possible to improve high-frequency signal processing characteristics .

【0038】また、請求項4では、誘電体層及びコンデ
ンサ外誘電体層を、Pb複合ペロブスカイトにより形成
しているので、1000℃以下で低温焼成セラミック
(絶縁体層)と同時焼成できると共に、高い誘電率を確
保することができ、コンデンサ容量増大に貢献すること
ができる。
Further, in the present invention, since the dielectric layer and the capacitor outer dielectric layer are formed of Pb composite perovskite, it is possible to co-fire with the low temperature firing ceramic (insulator layer) at 1000 ° C. or less and it is high. The permittivity can be secured, and it can contribute to the increase of the capacitance of the capacitor.

【0039】更に、請求項5では、コンデンサの誘電体
層を形成するグリーンシートには、セラミック多層基板
を形成する部分の外側にも誘電体層と同一の誘電体材料
を印刷したので、グリーンシート積層体全体の焼成収縮
率を均一化することができ、製造するセラミック多層基
板の変形を一層少なくすることができる。
Furthermore, in the present invention, the green sheet forming the dielectric layer of the capacitor is printed with the same dielectric material as the dielectric layer on the outside of the portion forming the ceramic multilayer substrate. The firing shrinkage rate of the entire laminate can be made uniform, and the ceramic multilayer substrate to be manufactured can be further reduced in deformation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示すコンデンサ形成層の
平面図
FIG. 1 is a plan view of a capacitor forming layer showing an embodiment of the present invention.

【図2】セラミック多層基板の積層前の状態を示す分解
FIG. 2 is an exploded view showing a state before lamination of the ceramic multilayer substrate.

【図3】1つのグリーンシート積層体から複数のセラミ
ック多層基板を製造する場合のコンデンサ形成層の平面
FIG. 3 is a plan view of a capacitor forming layer when manufacturing a plurality of ceramic multilayer substrates from one green sheet laminate.

【図4】誘電体材料とセラミック材料との焼成収縮率の
相違を説明する図
FIG. 4 is a diagram for explaining a difference in firing shrinkage between a dielectric material and a ceramic material.

【図5】基板端からのコンデンサ外誘電体層の控え量を
0.2mm以上にする理由を説明する図
FIG. 5 is a diagram for explaining the reason why the amount of the dielectric layer outside the capacitor from the substrate edge is set to 0.2 mm or more.

【図6】試験1における比較例と実施例のセラミック多
層基板の外形変形量を説明する図
FIG. 6 is a diagram for explaining the amount of external deformation of the ceramic multilayer substrates of Comparative Example and Example in Test 1.

【図7】試験2における比較例と実施例のグリーンシー
ト積層体の外形変形量を説明する図
FIG. 7 is a diagram illustrating the amount of outer shape deformation of the green sheet laminates of Comparative Example and Example in Test 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…セラミック多層基板、12…コンデンサ、13…
配線導体、14…ビアホール導体、15…絶縁体層、1
6…電極、17…誘電体層、18…電極、19…キャビ
ティ、20…コンデンサ外誘電体層、21…グリーンシ
ート積層体、22…グリーンシート、23…基板外誘電
体層。
11 ... Ceramic multilayer substrate, 12 ... Capacitor, 13 ...
Wiring conductor, 14 ... Via hole conductor, 15 ... Insulator layer, 1
6 ... Electrode, 17 ... Dielectric layer, 18 ... Electrode, 19 ... Cavity, 20 ... Capacitor outside dielectric layer, 21 ... Green sheet laminated body, 22 ... Green sheet, 23 ... Outside substrate dielectric layer.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンデンサを内蔵するセラミック多層基
板において、 絶縁体層間に前記コンデンサを構成する誘電体層を印刷
法で形成し、前記コンデンサを形成する絶縁体層には、
前記コンデンサの外側にも配線導体を除く部分に前記誘
電体層と同一の誘電体材料を前記絶縁体層の端縁から
0.2mm以上控えて印刷してコンデンサ外誘電体層を
形成したことを特徴とするセラミック多層基板。
1. In a ceramic multi-layer substrate containing a capacitor, a dielectric layer constituting the capacitor is formed by a printing method between insulator layers, and the insulator layer forming the capacitor comprises:
The outer dielectric layer of the capacitor may be formed by printing the same dielectric material as the dielectric layer on the outside of the capacitor except the wiring conductor for 0.2 mm or more from the edge of the insulating layer. Characteristic ceramic multilayer substrate.
【請求項2】 前記コンデンサ外誘電体層は、前記配線
導体から0.2mm以上控えて形成されていることを特
徴とする請求項1に記載のセラミック多層基板。
2. The ceramic multilayer substrate according to claim 1, wherein the capacitor outer dielectric layer is formed with a distance of 0.2 mm or more from the wiring conductor.
【請求項3】 前記絶縁体層は、1000℃以下で焼成
する低温焼成セラミックにより形成されていることを特
徴とする請求項1又は2に記載のセラミック多層基板。
3. The ceramic multilayer substrate according to claim 1, wherein the insulator layer is formed of a low temperature fired ceramic fired at 1000 ° C. or lower.
【請求項4】 前記誘電体層及び前記コンデンサ外誘電
体層は、Pb複合ペロブスカイトにより形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載のセラミック多層基
板。
4. The ceramic multilayer substrate according to claim 3, wherein the dielectric layer and the capacitor outer dielectric layer are made of Pb composite perovskite.
【請求項5】 前記コンデンサ、前記コンデンサ外誘電
体層及び前記配線導体を内蔵したグリーンシート積層体
を焼成し、このグリーンシート積層体からセラミック多
層基板を形成する部分の外側を切除して請求項1乃至4
のいずれかに記載のセラミック多層基板を製造する方法
であって、 前記コンデンサの誘電体層を形成するグリーンシートに
は、前記セラミック多層基板を形成する部分の外側にも
前記誘電体層と同一の誘電体材料を印刷し、基板外誘電
体層を形成したことを特徴とするセラミック多層基板の
製造方法。
5. A green sheet laminated body containing the capacitor, the capacitor outer dielectric layer and the wiring conductor is fired, and the outside of the portion forming the ceramic multilayer substrate is cut off from the green sheet laminated body. 1 to 4
The method for manufacturing a ceramic multilayer substrate according to any one of 1, wherein the green sheet forming the dielectric layer of the capacitor is the same as the dielectric layer outside a portion where the ceramic multilayer substrate is formed. A method for manufacturing a ceramic multilayer substrate, comprising printing a dielectric material to form an external dielectric layer.
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