JPH10303068A - 複合積層セラミック部品 - Google Patents

複合積層セラミック部品

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JPH10303068A
JPH10303068A JP10878997A JP10878997A JPH10303068A JP H10303068 A JPH10303068 A JP H10303068A JP 10878997 A JP10878997 A JP 10878997A JP 10878997 A JP10878997 A JP 10878997A JP H10303068 A JPH10303068 A JP H10303068A
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dielectric constant
low dielectric
constant layer
multilayer ceramic
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JP10878997A
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Masahiro Hiraga
将浩 平賀
Hidenori Katsumura
英則 勝村
Shigeo Furukawa
成男 古川
Ryuichi Saito
隆一 斉藤
Ryo Kimura
涼 木村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/16Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4673Application methods or materials of intermediate insulating layers not specially adapted to any one of the previous methods of adding a circuit layer
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  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高誘電率層の端面に発生するクラックを抑制
し、電気的特性の信頼性を確保し、しかも、異種材料を
積層した場合の外観上の不良を少なくした複合積層セラ
ミック部品を提供することを目的とするものである。 【解決手段】 高誘電率層2,3と低誘電率層1,4を
積層し、この積層面には導体層を有する複合積層セラミ
ック積層体であって、積層体最上層の表層電極5には電
子部品17を搭載するための導体配線と回路を、最下層
には裏面電極13,14を配置し、かつ積層体内部には
前記最上層の導体配線、結合回路と最下層の裏面電極1
3,14とを電気的に接続させたビアホール導体11,
12と、積層体縁端面には最下層の裏面電極13,14
と電気的に接続され、かつ最下層の裏面電極13,14
から最上層の導体配線と回路へ届かないように形成され
たスルーホール導体14,16とを配置した構成により
クラックの発生を抑えた信頼性の高い複合積層セラミッ
ク部品を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は焼成挙動及び熱膨張
率の異なった異種の材料を積層・一体焼結したLC複合
積層セラミック部品あるいは高周波用バンドパスフィル
タ、ローパスフィルタ内蔵複合積層セラミック部品等に
用いられる複合積層セラミック部品に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、多機能化に伴
ってその内部に用いられる電子部品にも軽薄短小化が求
められている。そのため、限られた面積のセラミック基
板上に抵抗体や配線パターンなどをより高密度に印刷し
たり、あるいはチップ部品をより高密度に集積するとい
った方法を採っていた。
【0003】しかし、高密度化方法では部品の小型化及
び部品を実装する基板の小型化には限界がある。
【0004】さらに、高周波部品では配線パターンを緻
密にすることによってノイズやライン間の浮遊容量が発
生しやすくなり、ひいては品質の低下を招くといった問
題があった。
【0005】そこで、基板内部にコンデンサや共振器を
設けた構造をもつ新しい構造の複合積層セラミック部品
が開発されつつある。
【0006】その一例として、図7に示されるようにコ
ンデンサあるいは共振器形成用の高誘電率層2,3を配
線パターン形成用の低誘電率層1,4で挟み込み、表層
電極5、シールド電極6,8、共振器電極7、入出力電
極9,10用の導体層を含み外部電極として22,23
のような端面電極構成をとったものがあげられる。な
お、17は表層電極5上に搭載された電子部品である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、異種積
層体を一体焼結することによって得られた図7のような
複合積層セラミック部品をプリント基板に実装し、熱衝
撃(125℃〜−40℃)による信頼性試験を行うと高
誘電率層縁端面の端子電極に多数のクラックが発生する
ため、外部電極が導通不良となり信号が得られなくなる
という問題があった。
【0008】また、図7のような構成の異種積層体は低
誘電率層と高誘電率層の焼成時の収縮や材料の熱膨張率
が異なるため、これらの材料を積層して一体焼結する
と、図10のように低誘電率層材料のめくれ上がりや剥
離が生じやすく、これを抑えるためには材料の熱的特性
(収縮率、膨張率)をできるだけ一致させる必要があっ
た。
【0009】しかし、熱的特性を完全一致させることは
困難であるため、ほぼ近い熱的特性値の材料を使いこな
す必要がある。特に、熱的特性の完全一致がなされてい
ない材料同士を積層すると、異種材料の界面に導体層を
形成した場合は一部分でめくれが生じやすく、しかもめ
くれが生じなかったにしても低誘電率層1上にうねりが
発生するという問題があった。
【0010】本発明では高誘電率層の端面に発生するク
ラックを抑制し、電気的特性の信頼性を確保し、しか
も、異種材料を積層した場合の外観上の不良を少なくし
た複合積層セラミック部品を提供することを目的とする
ものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題、特に外部電極
部に発生するクラック発生を解決するため、本発明は高
誘電率層と低誘電率層の少なくとも2層以上を積層し、
この積層面には導体層を有する複合積層セラミック積層
体であって、前記積層体最上層には部品を搭載するため
の導体配線と回路を、最下層には外部電極を配置し、か
つ前記積層体内部には前記最上層の導体配線、結合回路
と最下層の外部電極とを電気的に接続させたビアホール
導体と、前記積層体縁端面には最下層の外部電極と電気
的に接続され、かつ最下層の外部電極から最上層の導体
配線と回路へ届かないように形成されたスルーホール導
体とを配置した複合積層セラミック部品とするものであ
る。
【0012】外観上の不良を解決するため本発明は、複
合積層セラミック部品の内層導体を前記低誘電率層と高
誘電率層の積層界面より20μm以上離すことにより、
低誘電率層の表面うねり及び剥離を防止するものであ
る。
【0013】また、さらには高誘電率層をBi23−C
aO−Nb25系誘電体セラミック、低誘電率層をSi
2−BaO−La23系ガラスとフォルステライト粉
末からなるガラスセラミックとし、かつ高誘電率層と低
誘電率層との界面には高誘電率層のBi23−CaO−
Nb25系誘電体セラミックと低誘電率層のSiO2
BaO−La23系ガラスの混合層を設けた複合積層セ
ラミック部品とするものである。
【0014】この構成により、プリント基板実装後の熱
衝撃によるクラック発生を防止し、また、焼成による異
種材料の積層界面における低誘電率層表面のうねりや剥
離を抑えた複合積層セラミック部品を得ることができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明請求項1記載の発明は、高
誘電率層と低誘電率層の少なくとも2層以上を積層し、
この積層面には導体層を有する複合積層セラミック積層
体であって、前記積層体最上層には部品を搭載するため
の導体配線と回路を、最下層には外部電極を配置し、か
つ前記積層体内部には前記最上層の導体配線、結合回路
と最下層の外部電極とを電気的に接続させたビアホール
導体と、前記積層体縁端面には最下層の外部電極と電気
的に接続され、かつ最下層の外部電極から最上層の導体
配線と回路へ届かないように形成されたスルーホール導
体とを配置したものであり、この構成によりプリント基
板に実装したときの熱衝撃によるクラックの発生を防止
し、かつ信号の導通経路を2重にすることにより、仮に
クラックが発生しても信頼性を確保するという作用を有
する。
【0016】請求項2記載の発明は、高誘電率層内には
少なくともバンドパスフィルタを形成するための共振
器、入出力、2層のシールド導体を配置し、かつ最上層
には部品を搭載するためのランド電極と結合回路を形成
した低誘電率層と、最下層には外部電極を形成した低誘
電率層を配置したバンドパスフィルタ内蔵複合積層セラ
ミック部品であり、この構成によりプリント基板に実装
したときの熱衝撃によるクラックの発生を防止し、かつ
信号の導通経路を2重にすることにより、仮にクラック
が発生しても確実に信頼性を確保するという作用を有す
る複合積層セラミック部品の応用構成例である。
【0017】請求項3の発明は高誘電率層内には少なく
ともバンドパスフィルタを形成するための共振器、入出
力、2層のシールド導体と、ローパスフィルタを形成す
るためのコンデンサ導体を配置し、かつ最上層には部品
を搭載するためのランド電極と結合回路を形成し、その
内部にはローパスフィルタを形成するためのインダク
タ、コンデンサ導体を形成した低誘電率層と、最下層に
は外部電極を形成した低誘電率層を配置したバンドパス
フィルタ・ローパスフィルタ内蔵複合積層セラミック部
品であり、この構成によりプリント基板に実装したとき
の熱衝撃によるクラックの発生を防止し、かつ信号の導
通経路を2重にすることにより、仮にクラックが発生し
ても確実に信頼性を確保するという作用を有する複合積
層セラミック部品の応用構成例である。
【0018】請求項4記載の発明は前記縁端面のスルー
ホール導体は前記高誘電率層内の共振器、入出力、2層
の上下面側のシールド導体の少なくともいずれかと電気
的に接続され、かつ前記外部電極を形成した低誘電率層
の外部電極と電気的に接続されたバンドパスフィルタ内
蔵複合積層セラミック部品及びバンドパスフィルタ・ロ
ーパスフィルタ内蔵複合積層セラミック部品であり、こ
の構成により、信号の確保をさらに確実に信頼性高く得
ることができるという作用を有する。
【0019】請求項5記載の発明は、複合積層セラミッ
ク部品の内層導体を低誘電率層と高誘電率層の積層界面
より20μm以上離すことにより、低誘電率層の表面う
ねり及び剥離を防止するという作用を有する。
【0020】請求項6記載の発明は高誘電体内に配接し
た2層のシールド層を前記高誘電体層の上面及び下面よ
り内側に20μm以上離すことにより、低誘電率層の表
面うねり及び層間剥離を防止する作用を有する複合積層
セラミック部品の応用構成例である。
【0021】請求項7記載の発明は高誘電率層がBi2
3−CaO−Nb25系誘電体セラミックであり、低
誘電率層がSiO2−BaO−La23系ガラスとフオ
ルステライト粉末からなり、かつ高誘電率層と低誘電率
層との界面には前記高誘電率層のBi23−CaO−N
25系誘電体セラミックと前記低誘電率層のSiO2
−BaO−La23系ガラスの混合層を設けた構成にす
ることにより、高誘電率層と低誘電率層との熱的特性
(収縮率、熱膨張率)の差を吸収し、確実に低誘電率層
の表面うねりや層間剥離を抑えるという作用を有する。
【0022】請求項8記載の発明は高誘電率層がBi2
3−CaO−Nb25系誘電体セラミックであり、低
誘電率層がSiO2−BaO−La23系ガラスとフォ
ルステライト粉末からなり、かつ高誘電率層と低誘電率
層との界面には前記高誘電率層のBi23−CaO−N
25系誘電体セラミックと前記低誘電率層のSiO2
−BaO−La23系ガラスの混合層と、前記混合層と
高誘電率層の界面及び前記混合層と低誘電率層の界面か
らそれぞれ高誘電率層側と低誘電率層側20μm以上離
れたところへシールド層を設けた構成にすることによ
り、高誘電率層と低誘電率層との熱的特製(収縮率、熱
膨張率)の差を吸収し、さらに確実に低誘電率層の表面
うねりや層間剥離を抑えるという作用を有する。
【0023】請求項9記載の発明は混合層の混合割合の
重量比(Bi23−CaO−Nb25系誘電体セラミッ
ク)/(SiO2−BaO−La23系ガラス)を0.
5以下にすることにより、高誘電率層と低誘電率層間の
接着性を強固にし、高誘電率層と低誘電率層との熱的特
性(収縮率、熱膨張率)の差を吸収し、より一層確実に
低誘電率層の表面うねりや層間剥離を抑えるという作用
を有する。
【0024】以下、本発明の一実施の形態について図面
を用いて説明する。図1は本発明の一実施の形態におけ
る複合積層セラミック部品を示す断面図であり、図1に
おいてはバンドパスフィルタ内蔵の複合積層セラミック
部品を一例として示した。
【0025】図1において、ガラスを主成分とする低誘
電率層4上には、シールド電極8が形成されると共にB
23−CaO−Nb25系誘電体セラミックスからな
る高誘電率層3が設けられている。この高誘電率層3上
にはバンドパスフィルタとしての共振記電極7と薄膜の
Bi23−CaO−Nb25系誘電体セラミックスから
なる高誘電率層2を介してバンドパスフィルタへの信号
入出力層である入出力電極9,10が形成されている。
この上に同じくBi23−CaO−Nb25系誘電体セ
ラミックスからなる高誘電率層2が設けられ、この高誘
電率層2の上面にはシールド電極6が形成されている。
【0026】シールド電極6を設けた高誘電率層2上に
はガラスを主成分とする低誘電率層1が設けられ、この
低誘電率層1の上面にはランド電極及びインダクタンス
を構成する表層電極5が形成されている。この表層電極
5の一部には低誘電率層1,4と高誘電率層2,3を貫
通し、低誘電率層4の裏面部に設けられた裏面電極1
3,14に達するようにビアホール導体11,12が設
けられ、入出力電極9,10にそれぞれ接続されてい
る。複合積層セラミック部品の縁端面部には、入出力電
極9,10と裏面電極13,14導体面と電気的に接続
しているスルーホール導体15,16が形成されてい
る。
【0027】このスルーホール導体15,16の役割
は、プリント基板に本実施の形態の複合積層セラミック
部品をはんだを介して実装したとき、はんだフィレット
がこのスルーホール導体15,16に確実に被覆されて
いるか外観確認するためのものである。また、もう一つ
の役割として、信号の経路を2経路設けることにより、
信頼性を確実にすることである。
【0028】これらの構成のものはグリーンシートを用
いて構成したものを一括焼成して形成されている。
【0029】ここではバンドパスフィルタ内蔵の複合積
層セラミック部品を例としたが、図3のように低誘電率
層1内にインダクタ18−L及びコンデンサ19−C
1、高誘電率層2,3内にコンデンサ19−C2〜19
−C5を形成することによりバンドパスフィルタとロー
パスフィルタを内蔵した複合積層セラミック部品を構成
することができ、低誘電率層と高誘電率層を交互に構成
することも可能である。
【0030】
【実施例】次に本発明の特徴とする高誘電率層と低誘電
率層の材料について、具体的な実施例を説明する。
【0031】(実施例1)高誘電率層2,3及び低誘電
率層1,4のグリーンシートをそれぞれ下記のように作
製した。高誘電率層2,3の作製に当たっては、特開平
5−225826号公報記載の誘電率58のBi23
CaO−Nb25(以下BCNと略記)系誘電体粉末5
00gをメチルエチルケトン200g中にジブチルフタ
レート10g、ポリビニルブチラール樹脂25gを溶か
した溶液中に加え、ボールミルで24時間混合した。得
られたスラリーからドクターブレード法により厚さ50
μmのBCN誘電体グリーンシートを作製した。
【0032】ここでBCN系誘電体材料を用いたのは、
その焼成開始温度が後で述べる低誘電率層材料の焼成時
の収縮開始温度に比較的近いためである。一方、例えば
チタン酸バリウムを高誘電率材料として用いた場合は、
その焼成温度を1200℃以上で行う必要があるが、こ
の温度は低誘電率層材料の焼成時の収縮開始温度よりも
高すぎるため、複合積層して焼成した後、得られる基板
は変形やクラックが生じやすいと同時に、内層及び表層
電極として用いられる導電率の高いAgやCuが溶融し
てしまうからである。
【0033】低誘電率層1,4のグリーンシートは以下
のように作製した。低誘電率層1,4に用いられるガラ
スはSiO2,H3BO3,Al(OH)3,CaCO3
BaCO3,SrCO3,La23等の原料を白金または
白金ロジウム坩堝中で溶融し、冷却後粉砕してガラス粉
末を作製した。得られたガラス粉末500gをメチルエ
チルケトン300g中にジブチルフタレート25g、ポ
リビニルブチラール樹脂50gを溶かした溶液中に加
え、ボールミルで24時間混合粉砕した。得られたスラ
リーから周知のドクターブレード法により厚さ50μm
のグリーンシートを作製した。
【0034】前述の方法で作製した高誘電率層シートを
積層し、60℃で熱圧着することにより600μm厚の
高誘電率層2,3と共振器電極7と入出力電極9,10
に介在させる50μm厚の高誘電率層2を作製した。同
様に低誘電率層シートを積層し、60℃で熱圧着するこ
とにより低誘電率層1,4(各200μm厚)を作製し
た。これらの1〜4層中に導体層間の導通を得るため、
ビアホール11,12を形成し、銀ペーストを充填し
た。また、入出力電極9,10から裏面電極13,14
へ達するスルーホール導体15,16を形成するため、
高誘電率層2の一部、高誘電率層3及び低誘電率層4に
スルーホール穴を形成した。その後、1〜4層上に銀ペ
ーストをスクリーン印刷法により所定の導体パターンに
印刷し、それぞれ表層電極5、シールド電極6,8、共
振器電極7、入出力電極9,10用の導体層とスルーホ
ール導体15,16を形成した。次いで各1〜4層を順
次位置決めして積層し、80℃で熱圧着した後、400
℃〜450℃で脱バインダーし、その後900℃〜95
0℃の温度で焼成し、複合積層セラミック部品を形成し
た。
【0035】次に、複合積層セラミック部品の裏面部に
プリント基板と接続するための裏面電極13,14を得
るため、スクリーン印刷法で銀ペーストを印刷・焼成し
て裏面電極13,14を形成した。ついでバレルメッキ
によりニッケル、はんだメッキ層を形成し、図1の複合
積層セラミック部品とした。このときの焼成後のスルー
ホールの穴径はφ3、スルーホールの長さ(入出力から
裏面電極までの距離)は焼成後で675μmであった。
ちなみに複合積層セラミック部品の焼成後の厚みは13
00μmであった。
【0036】本実施例においてはその一例としてスルー
ホール導体15,16が、入出力電極9,10と裏面電
極13,14と接続されている場合について述べたが、
スルーホールは複合セラミック部品の縁端面部にいくら
でも形成することが可能であり、図示されていない箇所
でスルーホール導体は共振器電極7、シールド電極8、
裏面電極13,14と接続されている。
【0037】また同様に、ビアホールについても図示さ
れていない箇所で表層電極5、シールド電極6,8、共
振器電極7、裏面電極13,14と接続されている。
【0038】なお、本実施例においては、内層電極(共
振器電極、シールド電極、出力電極)とスルーホール導
体とが複合積層セラミック部品の縁端面で接続されてい
る場合について述べたが、この構成の応用例として内層
電極とスルーホール導体とが縁端面で接続されていない
構成も本発明の範疇に入ることはいうまでもない。
【0039】(実施例2)実施例1と同様な方法で複合
積層セラミック部品を形成した。このときスルーホール
導体15,16は図2に示すようにシールド電極6から
裏面電極13,14に達するように形成した。焼成後の
スルーホールの穴径はφ3、長さは1150μmであっ
た。複合積層セラミック部品の厚みは実施例1と同様1
300μmである。
【0040】(比較例1)実施例1と同様な方法で作製
した高誘電率層2,3および低誘電率層1,4ブロック
上に表層電極5、シールド電極6,8、共振器電極7、
入出力電極9,10用の導体層をスクリーン印刷法で形
成し、各ブロックを積層・熱圧着した後、400℃〜4
50℃で脱バインダーし、その後900℃〜950℃の
温度で焼成し、図7のような複合積層セラミック部品を
形成した。
【0041】次に、複合積層セラミック部品の縁端面部
にプリント基板と接続するための端子電極を得るため、
スクリーン印刷法で銀ペーストを印刷・焼成して、端面
電極22,23を形成した。ついでパレルメッキにより
ニッケル、はんだメッキ層を形成し、図7の複合積層セ
ラミック部品とした。このときの端面電極の幅は焼成後
で800μmであった。
【0042】(比較例2)実施例1と同様な方法で図8
のような複合積層セラミック部品を形成した。このとき
スルーホール導体15,16は表層電極5から裏面電極
13,14に達するように形成した。焼成後のスルーホ
ールの穴径はφ3、長さは1300μmであった。複合
積層セラミック部品の厚みは実施例1と同様1300μ
mである。
【0043】以上の実施例1、実施例2、比較例1およ
び比較例2の複合積層セラミック部品をプリント基板に
はんだ層を介して実装し、熱衝撃試験片とした。これら
の試験片を熱衝撃試験器(−40℃〜125℃、各温度
30分間保持)に入れ、何サイクルで試験片にクラック
が発生するか評価を行った(300サイクルまで確
認)。その結果を(表1)に示す。
【0044】
【表1】
【0045】以上(表1)に示されたように、本実施例
の構成はいずれも熱衝撃によるクラック発生を200サ
イクル以上に抑えることができた。一般的に積層セラミ
ック部品の熱衝撃信頼性試験において、品質保証サイク
ル数は200サイクル以上あれば問題なしと考えられる
ので、本実施例の構成によれば熱衝撃の信頼性を大幅に
向上できる。好ましくは、(スルーホール長さ)/(複
合積層セラミック部品厚み)が0.89以下がよい。
【0046】(実施例3)実施例1と同様な方法で図4
のような複合積層セラミック部品を形成した。低誘電率
層1とシールド電極6および低誘電率層4とシールド電
極8の間には高誘電率層2A,3Aと全く同一組成のB
CN系誘電体セラミック2B,3B(焼成後厚み:20
μm)が介在している。このときの複合積層セラミック
部品の焼成後厚みは1340μmである。焼成後のスル
ーホール系はφ3、長さは695μmである。
【0047】(実施例4)実施例1と同様な方法で図4
のような複合積層セラミック部品を形成した。低誘電率
層1とシールド電極6及び低誘電率層4とシールド電極
8の間には高誘電率層2A,3Aと全く同一組成のBC
N系誘電体セラミック2B,3B(焼成後厚み:40μ
m)が介在している。このときの複合積層セラミック部
品の焼成後厚みは1380μmである。焼成後のスルー
ホール系はφ3、長さは715μmである。
【0048】(実施例5)実施例1と同様な方法で図5
のような複合積層セラミック部品を形成した。低誘電率
層1とシールド電極6及び低誘電率層4とシールド電極
8の間にはBCN系誘電体セラミックと低誘電率層1,
4に用いられるガラス成分SiO2−BaO−La23
系ガラスの混合層20,21(焼成後厚み:20μm)
が介在している。この混合層のBCN系誘電体セラミッ
クとSiO2−BaO−La23系ガラスの混合割合
は、BCN系誘電体セラミック100重量部に対して、
SiO 2−BaO−La23系ガラス3重量部である。
この時の混合層の(SiO2−BaO−La23系ガラ
ス)/(BCN系誘電体セラミック)比は0.03であ
る。
【0049】また、複合積層セラミック部品の焼成後厚
みは1340μmである。焼成後のスルーホール系はφ
3、長さは695μmである。
【0050】(実施例6)実施例1と同様な方法で図5
のような複合積層セラミック部品を形成した。低誘電率
層1とシールド電極6及び低誘電率層4とシールド電極
8の間にはBCN系誘電体セラミックと低誘電率層1,
4に用いられるガラス成分SiO2−BaO−La23
系ガラスの混合層20,21(焼成後厚み:20μm)
が介在している。この混合層のBCN系誘電体セラミッ
クとSiO2−BaO−La23系ガラスの混合割合
は、BCN系誘電体セラミック100重量部に対してS
iO2−BaO−La23系ガラス5重量部である。こ
の時の混合層の(SiO2−BaO−La23系ガラ
ス)/(BCN系誘電体セラミック)比は0.05であ
る。また、複合積層セラミック部品の焼成後厚みは13
40μmである。焼成後のスルーホール系はφ3、長さ
は695μmである。
【0051】(実施例7)実施例1と同様な方法で図5
のような複合積層セラミック部品を形成した。低誘電率
層1とシールド電極6及び低誘電率層4とシールド電極
8の間にはBCN系誘電体セラミックと低誘電率層1,
4に用いられるガラス成分SiO2−BaO−La23
系ガラスの混合層20,21(焼成後厚み:20μm)
が介在している。この混合層のBCN系誘電体セラミッ
クとSiO2−BaO−La23系ガラスの混合割合
は、BCN系誘電体セラミック100重量部に対してS
iO2−BaO−La23系ガラス20重量部である。
この時の混合層の(SiO2−BaO−La23系ガラ
ス)/(BCN系誘電体セラミック)比は0.2であ
る。また、複合積層セラミック部品の焼成後厚みは13
40μmである。焼成後のスルーホール系はφ3、長さ
は695μmである。
【0052】(実施例8)実施例1と同様な方法で図5
のような複合積層セラミック部品を形成した。低誘電率
層1とシールド電極6及び低誘電率層4とシールド電極
8の間にはBCN系誘電体セラミックと低誘電率層1,
4に用いられるガラス成分SiO2−BaO−La23
系ガラスの混合層20,21(焼成後厚み:20μm)
が介在している。この混合層のBCN系誘電体セラミッ
クとSiO2−BaO−La23系ガラスの混合割合
は、BCN系誘電体セラミック100重量部に対してS
iO2−BaO−La23系ガラス50重量部である。
この時の混合層の(SiO2−BaO−La23系ガラ
ス)/(BCN系誘電体セラミック)比は0.5であ
る。また、複合積層セラミック部品の焼成後厚みは13
40μmである。焼成後のスルーホール系はφ3、長さ
は695μmである。
【0053】(実施例9)実施例1と同様な方法で図6
のような複合積層セラミック部品を形成した。低誘電率
層1とシールド電極6及び低誘電率層4とシールド電極
8の間にはBCN系誘電体セラミックと低誘電率層1,
4に用いられるガラス成分SiO2−BaO−La23
系ガラスの混合層20,21(焼成後厚み:20μm)
と高誘電率層2,3と全く同一成分のBCN系誘電体セ
ラミック層2B,3B((焼成後厚み:20μm)が介
在している。混合層のBCN系誘電体セラミックとSi
2−BaO−La23系ガラスの混合割合は、BCN
系誘電体セラミック100重量部に対してSiO2−B
aO−La23系ガラス20重量部である。この時の混
合層の(SiO2−BaO−La23系ガラス)/(B
CN系誘電体セラミック)比は0.2である。また、複
合積層セラミック部品の焼成後厚みは1380μmであ
る。焼成後のスルーホール系はφ3、長さは715μm
である。
【0054】(比較例3)実施例1と同様な方法で図5
のような複合積層セラミック部品を形成した。低誘電率
層1とシールド電極6及び低誘電率層4とシールド電極
8の間にはBCN系誘電体セラミックと低誘電率層1,
4に用いられるガラス成分SiO2−BaO−La23
系ガラスの混合層20,21(焼成後厚み:20μm)
が介在している。混合層のBCN系誘電体セラミックと
SiO2−BaO−La23系ガラスの混合割合は、B
CN系誘電体セラミック100重量部に対してSiO2
−BaO−La23系ガラス60重量部である。この時
の混合層の(SiO2−BaO−La23系ガラス)/
(BCN系誘電体セラミック)比は0.6である。ま
た、複合積層セラミック部品の焼成後厚みは1340μ
mである。焼成後のスルーホール系はφ3、長さは69
5μmである。
【0055】以上実施例3,4,5,9,7,8,比較
例1,3の複合積層セラミック部品の表層電極層5を形
成する低誘電率層1の表面うねりを表面粗さ計で測定し
た。また、複合積層セラミック部品の外観を調べ、共振
器のQを測定した。特に外観は複合積層セラミック部品
の縁端面の凹み長さDをデジタルマイクロスコープによ
り測定し、Qはネットワークアナライザで測定した。凹
み部分の測定箇所は図9に示す通りである。
【0056】以上の結果を(表2)に示す。
【0057】
【表2】
【0058】実施例3,4のようにシールド電極6,8
を低誘電率層と高誘電体層の積層界面より高誘電率層側
に20μm以上離すことにより、従来例である比較例1
より表面のうねりを半分以下の値に抑えることができ、
しかもその効果は離せば離すほど大きくなることがわか
った。
【0059】しかしながら、複合積層セラミック部品の
縁端面の凹みは、従来例(比較例1)と同じ値であっ
た。以上のことより実施例3,4の構成は、表面うねり
を低く抑える効果はあるが、凹みの改善にはつながらな
いことが分かった。
【0060】実施例5から実施例8は、低誘電率層1,
4とシールド電極6,8間にBCN系誘電体セラミック
とSiO2−BaO−La23系ガラスの混合層を介在
させたものである。いずれの場合も表面うねりは実施例
3と同程度の値であり、比較例1よりは大幅に向上して
いる。縁端面の凹みについては、混合層介在の効果は大
きく、特に実施例7の配合組成が最も小さい値を示して
いる。
【0061】しかしながら、比較例3のように混合層の
ガラス成分が多くなってくると、表面うねり、凹みとも
大きくなってくる。また、ガスラ成分が多くなってくる
と、誘電体材料中へのガラス成分の拡散が激しくなり、
材料のQ値、誘電率とも低下してくるので、比較例3の
使用は困難である。
【0062】以上の結果より、複合積層セラミック基板
の表面のうねり、剥離、縁端面の凹みを抑える最適な混
合範囲としては0.03〜0.5が好ましい。また、こ
こでは具体例として挙げなかったが、BCN系誘電体セ
ラミックとガラスの混合比0.03〜0の範囲でも表面
のうねり、剥離は抑えられる。故に縁端面部の凹みを考
慮に入れなければ、0〜0.5の範囲で使用可能であ
る。
【0063】実施例9は図6のように、低誘電率層とシ
ールド電極間にBCN系誘電体セラミック(焼成後厚
み:20μm)と実施例6の配合組成の混合層(焼成厚
み:20μm)を介在させたものである。この構成が最
も表面うねりが小さく、凹みも最も小さい値を示してい
た。
【0064】
【発明の効果】以上の結果から、本発明によれば、熱衝
撃試験によるクラックの発生を抑止し、さらには信号の
経路を2重に設けた構造により、より信頼性は向上す
る。また、シールド電極形成位置及び混合層の介在によ
り、外観上の変形の少ない複合積層セラミック部品の形
成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すバンドパスフィル
タ内蔵複合積層セラミック部品の断面図
【図2】本発明の一実施の形態を示すバンドパスフィル
タ内蔵複合積層セラミック部品の断面図
【図3】本発明の一実施の形態を示すバンドパスフィル
タ内蔵複合積層セラミック部品の断面図
【図4】本発明の一実施の形態を示すバンドパスフィル
タ・ローパスフィルタ内蔵複合積層セラミック部品の断
面図
【図5】本発明の一実施の形態を示すバンドパスフィル
タ内蔵複合積層セラミック部品の断面図
【図6】本発明の一実施の形態を示すバンドパスフィル
タ内蔵複合積層セラミック部品の断面図
【図7】従来例の形態を示すバンドパスフィルタ内蔵複
合積層セラミック部品の断面図
【図8】比較例2に示すバンドパスフィルタ内蔵複合積
層セラミック部品の断面図
【図9】複合積層セラミック部品縁端面部の凹みの状態
を示す断面図
【図10】従来の複合積層セラミック部品のめくれ(剥
離)の状態を示す断面図
【符号の説明】
1,4 低誘電率層 2,2A,2B,3,3A,3B 高誘電率層 5 表層電極 6,8 シールド電極 7 共振器電極 9,10 入出力電極 11,12 ビアホール導体 13,14 裏面電極 15,16 スルーホール導体 17 電子部品 18−L 内層インダクタ 19−C1,19−C2,19−C3,19−C4,1
9−C5 内層コンデンサ 20,21 混合層 22,23 端面電極 D 凹み長さ
フロントページの続き (72)発明者 斉藤 隆一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 木村 涼 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高誘電率層と低誘電率層の少なくとも2
    層以上を積層し、この積層面には導体層を有する複合積
    層セラミック積層体であって、前記積層体最上層には部
    品を搭載するための導体配線と回路を、最下層には外部
    電極を配置し、かつ前記積層体内部には前記最上層の導
    体配線、結合回路と最下層の外部電極とを電気的に接続
    させたビアホール導体と、前記積層体縁端面には最下層
    の外部電極と電気的に接続され、かつ最下層の外部電極
    から最上層の導体配線と回路へ届かないように形成され
    たスルーホール導体とを配置したことを特徴とする複合
    積層セラミック部品。
  2. 【請求項2】 高誘電率層内には少なくともバンドパス
    フィルタを形成するための共振器、入出力、2層のシー
    ルド導体を配置し、かつ前記最上層には部品を搭載する
    ためのランド電極と結合回路を形成した低誘電率層と、
    最下層には外部電極を形成した低誘電率層を配置したこ
    とを特徴とする請求項1記載の複合積層セラミック部
    品。
  3. 【請求項3】 高誘電率層内には少なくともバンドパス
    フィルタを形成するための共振器、入出力、2層のシー
    ルド導体と、ローパスフィルタを形成するためのコンデ
    ンサ導体を配置し、かつ最上層には部品を搭載するため
    のランド電極と結合回路を形成し、その内部にはローパ
    スフィルタを形成するためのインダクタ、コンデンサ導
    体を形成した低誘電率層と、最下層には外部電極を形成
    した低誘電率層を配置したことを特徴とする請求項1記
    載の複合積層セラミック部品。
  4. 【請求項4】 縁端面のスルーホール導体は高誘電率層
    内の共振器、入出力、2層の上下面側のシールド導体の
    少なくともいずれかと電気的に接続され、かつ外部電極
    を形成した低誘電率層の外部電極と電気的に接続された
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載
    の複合積層セラミック部品。
  5. 【請求項5】 複合積層セラミック部品の内層導体を低
    誘電率層と高誘電率層の積層界面より20μm以上離す
    ことにより、低誘電率層の表面うねり及び剥離を防止し
    たことを特徴とする請求項1記載の複合積層セラミック
    部品。
  6. 【請求項6】 高誘電体内に配接した2層のシールド層
    を前記高誘電体層の上面及び下面より内側に20μm以
    上離すことにより、低誘電率層の表面うねり及び剥離を
    防止したことを特徴とする請求項2または請求項3記載
    の複合積層セラミック部品。
  7. 【請求項7】 高誘電率層がBi23−CaO−Nb2
    5系誘電体セラミックであり、低誘電率層がSiO2
    BaO−La23系ガラスとフォルステライト粉末から
    なり、かつ高誘電率層と低誘電率層との界面には前記高
    誘電率層のBi 23−CaO−Nb25系誘電体セラミ
    ックと前記低誘電率層のSiO2−BaO−La23
    ガラスの混合層を設けたことを特徴とする請求項1記載
    の複合積層セラミック部品。
  8. 【請求項8】 高誘電率層がBi23−CaO−Nb2
    5系誘電体セラミックであり、低誘電率層がSiO2
    BaO−La23系ガラスとフォルステライト粉末から
    なり、かつ高誘電率層と低誘電率層との界面には前記高
    誘電率層のBi 23−CaO−Nb25系誘電体セラミ
    ックと前記低誘電率層のSiO2−BaO−La23
    の混合層と、前記混合層と高誘電率層の界面及び前記混
    合層と低誘電率層の界面からそれぞれ高誘電率層側と低
    誘電率層側へ20μm以上離れたところへシールド層を
    設けたことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つ
    に記載の複合積層セラミック部品。
  9. 【請求項9】 前項混合層の混合割合の重量比が、Bi
    23−CaO−Nb25系誘電体セラミック/SiO2
    −BaO−La23系ガラス比が0.5以下であること
    を特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の複
    合積層セラミック部品。
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