JPS58225628A - 積層回路部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、チタン酸バリウふ系コンデンサーを用
いた回路において集積度の高−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冒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、チップコンデンサーやチップ抵抗等リードレ
ス部品が実用化され普及してキタ。特にチップコンデン
サーはセラミック製造技術であるグリーンシート工法の
発達に伴−積層コンデンサーとして高容量のコンデンサ
ーカ得られるために、小型化され電子機器の小型中高密
度化に重要な役割を果している。小型９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１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ｔ−１つのチッ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ップコンデンサーで構成
すあ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ｔｉｃ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１回路上問題があった。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ｉ弱
部電体の層を形成し、この弱部電体層上に上層コンデン
サー自体に跨ってＲ，ＩＣ素子等の電気部品を装着する
方法（特公昭４６−４０１２Ｑ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、（ωは内部電極。

（印は配線電極、１４）は厚膜抵抗、（６）は半導体素
子。

（６）は低誘電率層（ガラス）ｒｉ：示す。誘電体層α
）上にガラス等の低誘電体層（６１を設けることによっ
て配線室ｆＭ　（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っ
ている。この方法は平面回路のみ構成すると亀にμ有効
であるが、３次元的に構成する場合、例えば誘電体ＨＥ
　（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）の端部を通ってマザーボード（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ｐｌ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上端部にも施こすことが考えら
れるが１通常塗布、或いは印刷で行なう場合、誘電体Ｍ
Ｏ）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
おろが、端部４面にわたって処理することは工数、歩留
ま９０点で問題がある。

本発明方法はこれらの間早点を解決するために為された
もので、分布容ｉ６：ｔｍ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
積層回路部品と提供するもので・１ ある。この目的を達成するために本発明はア／ｌ／ミニ
ウム、ニッケル、りμム、銅、タングステンの内部なく
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ッタリング機によって皮膜を形成し
、その後大気中成いは酸化雰囲気中にて熱処理し、斯か
る後磁器コＶデ／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１図において（１１）は誘電体層、（１埴は内
部電極、鵠は配線電極、　（１４）は厚膜抵抗ｓ　Ｄ’
は半導体素子、　（ＩＩｉはワイヤ、（ｌη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りで説
明すると、内部電極０″Ａと強誘電体層（１１）と七一
層以上積Ｊ彌して少なくとも１個以上のコンデンサーを
有した積ｍ捜コシデＶ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（チップ状のときでは
大面）に一定厚みの強誘電体ｔ−構成する以外の異積イ
オンを拡散させ１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Ｏηでおる。

拡散層（ｌ？）の厚みを内部電極（１２１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。−例として基板厚みは１１前後が最適であ
る。断面方向で内部電極（Ｉ２１が中心部ＶＣ１／３の
厚みで構成され、上面に１７３．下面ＶＣ１／ａの電極
層を持たない強誘電体層（容量値に関与しな一部分）を
構成することが考えられる。

この積層チップ状強誘電伴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、ニッケμ、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
示すことが分った。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、蒸着機或いはスパッタリング機
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８
００〜１３００℃が最適である。８００℃以下では熱拡
散が十分に起らな？Ｌ、　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って表層部に均一（（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
可能になった。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□Ｒモジューｌｖ、ＬＣモジュー
μ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Ｖ酸バリウムグリー
ンＶ−）と内部電極材としてのパラジウムを交互に積層
し、　　１２Ｘ１２關、厚み１２１ｇのチップ状に切断
する。このようにして積層した誘電体チップを焼成温度
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＝は９Ｘ９１１１１．厚
みα９朋となった。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
パターンとなっている。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である。この
ようにして得られた積層コンデンサーに第１表に示す合
端を蒸着し、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ｒして処理
された積層コンデンサーの拡散面にＡｔ／Ｐ　ｄ導体ペ
ーストを用いて電極幅０５關、長さ４ｎ１電極間隔α４
１１ｍの電極パターンを印刷し、８５０℃−１紛で焼付
を行なう、このようにして拡散面上に構成した電極間の
容量をキャパＶタンブリッ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０１５〜０２ｍ＋１１の範囲で起っていることを
確認した。尚端子電極を設けている縁端部は５０μ鱒程
度研摩することによっ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
サー七基析とした高密度回路部品が得られた。

第１表 〔具体例２〕 誘電率１００の特性を有する酸化チタンを用ｉてグリー
ンＶ−１−を作成し、内部電極として白金−バフジウム
を交互ＶＣ積層し、　１１刈１篇へ厚ミＬｌ闘のチップ
状に切断する。このようにして切断された誘電体チップ
上焼成温度１４００’ｃ、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テンサー１−ｊ　
９Ｘ９凝Ｍ、厚みα９Ｂとなつ７’ｃ　＊　内ｍ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ｒ示すところの金属を
用いてスパッ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った。このように
して処理された酸化チタン積層コンテンサーの拡散面に
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。

又拡散層の確認はＸ線マイクロアナライザーによって行
ない、内部電極層まで達していないことを確認した。

第２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１Ｖデンサーの表層部
を蒸着或いはスパッタリング法ニて成膜した後、熱拡散
によって低誘電率化し、その上面に電極、抵抗ｔ−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
ｆｃ。

【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。 輔・・・誘電体層、Ｏり・・・内部電極、　Ｑｌ・・・
配線電極、−・・・厚膜抵抗、幀・・・半導体素子、　
（ｌ匈・・・ワイヤー。 （ｌ？１・・・拡散層 代理人　　森　本　義　弘 第ｆ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　ア／Ｉ／！ニウム、ニッケμ、クロム、銅、タング
   ステンの内部なくとも１種の合端を用いて積層型磁器１
   ンデンサーの表面に蒸着もしくはスパッタリング法によ
   って皮膜を形成し、その後大気中成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ｉＰｌ：請求の範囲第１
   項記載の積層回路部品の製造方法。 ａ　熱処理温度ｔ″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。