JPS62131411A - セラミックの製造方法、及びセラミック基板の製造方法 - Google Patents

セラミックの製造方法、及びセラミック基板の製造方法

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JPS62131411A
JPS62131411A JP27109585A JP27109585A JPS62131411A JP S62131411 A JPS62131411 A JP S62131411A JP 27109585 A JP27109585 A JP 27109585A JP 27109585 A JP27109585 A JP 27109585A JP S62131411 A JPS62131411 A JP S62131411A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミックの製造法、特に磁器コンデンサー等
の電子部品基材乃至はコンデンサー内蔵磁器基板等の電
子部品内蔵電子回路用基体など電子材料として利用し得
る電子材料セラミックの製造法に関する。
〔従来の技術〕
従来、電子回路用基体は、導体回路のみ、導体回路と抵
抗、もしくは導体回路と抵抗と限られた範囲のコンデン
サーを具備して構成され、その他の機能部分は、素子と
して分離して基体に装着されていた。
即ち、例えば、従来の磁器基板においては、導体と抵抗
体の内蔵基板が中心であり、コンデンサーはチップ部品
等としてはんだ付により装着していた。この為、電子回
路の小型化には限界があった。第11図にその1例を示
す、111は磁器基板、112は導体回路、113は抵
抗体、■14はチップコンデンサーである。
例えば、半導体磁器を:A誘電体化て得られる誘゛屯体
磁器について、近年、同一の磁器基板内で誘電率を変化
させる事により、基板内に複数個のコンデンサーを内蔵
させようとする試みがなされている。つまり第12図に
示すように、高誘電率ε1の部分121,123と低誘
電率ε2の部分122を分離する事により同一基板上に
複数個のコンデンサーを形成させようとする試みである
しかしながら、従来、同一基板内に異なった誘電体部分
を形成する方法が非常に難しく、例えば積層セラミック
コンデンサーを作製する場合の煩雑さを考えれば自明で
ある様に、複数個のコンデンサーを内蔵する基板は、未
だ実現乃至実用化されていないのが現状である。また、
高誘電率の部分121.123を限られた構造スペー、
スのなかで動作上圧いに影響を及ぼし合わない程度に素
子機能部分として十分に分離された状態にすることも、
重要な技術的課題となっていた。
また、この様な電子部品乃至は電子回路用基体にまつわ
る問題点は、誘電体磁器に限らず、前述した半導体磁器
を利用する電子部品乃至は゛・を子回路用基体の製造の
分野においても昔〈顕現されていた。
〔発明の目的及び概要〕
本発明の第1の目的は、従来の問題点を解決し、を導体
を利用する機能部分を十分に分離された状態で画成し得
るセラミックの製造法を提供すべくなされたものである
本発明の第2の目的は、前記第1の目的のうち特にA8
主体を機能部分として十分に分離された状態で画成し得
るセラミックの製造法を提供すべくなされたものである
上記第1の目的は、2挿具りの異種の半導体形成粒子群
を互いに区画して充填して得られる成形体を用いて互い
に分離した2つ以上の半導体部分を画成した焼成体を得
ることを特徴とする本願の第1の発明のセラミックの製
造法によってX!!!成される。
上記第2の目的は、2種以上の異種の半導体形成粒子群
を互いに区画して充填して得られる成形体を用いて互い
に分離した2つ以上の半導体部分を画成した焼成体を得
、しかる後に前記半導体部分の夫々を誘電体化して前記
焼成体内で誘電率の異なる2つ以上の誘電体部分を画成
せしめることを特徴とする本願の第2の発明のセラミッ
クの製造法によって達成される。
この様に、本願の第2の発明のセラミックの製造法によ
り得られるセラミックは、誘電体を機能部分として十分
に分離された状態で画成し得るため、例えば半導体磁器
を誘電体化して得られる誘電体磁器について、セラミッ
ク内に複数の高誘電体部分を互いに離隔して形成するこ
とにより、複数のコンデンサー機能部分を備えた磁器コ
ンデンサーやコンデンサー内蔵基板とすることができる
。また、これらを含めて、本願の第1の発明のセラミッ
クの製造法により得られる電子材料セラミックは、半導
体を利用する機能部分を十分に分離された状態で画成し
得るため、例えば半導体を利用して形成される導体部分
(導通部分)、バリスター素子などを内蔵させることも
可能であり。
また複数の半導体素子機能部分を備えるデ/へイスを作
製することも可能となる。
〔発明の詳細な説明及び実施例〕
本発明で使用する前記半導体形成粒子群とは、例えば半
導体化に必要な成分を含む金属酸化物類の粒子群等を意
味するが、粒子群の一部乃至は全部を半導体の粒子群で
構成してもよい0本発明に係る成形体を構成する2種以
上の異種の半導体形成粒子群は、組成の異なる異種の半
導体形成粒子群のなかから選ばれる2種以上の粒子群で
あり、本発明方法で製造される電子材料セラミックの用
途に応じて所望される特性に合せて適宜選択される。
1つの例として、粒界絶縁型の高誘電体で構成される磁
器基板は、通常例えばBaTiO3゜5rTi03 、
MgTiO3、(Ba、5r)(Ti、5n)03系複
合酸化物(固溶体も含む)、(Ba 、S r)Ti0
3系複合酸化物(固溶体も含む)、(Mg、Sr、Ca
)TiO3系複合酸化物(固溶体も含む)、(Sr、P
b)Ti03系複合酸化物(固溶体も含む)、(S r
 Ca) T i 03系複合酸化物(固溶体も含む)
、Fe203 、ZnOなどの誘電体成分に、半導体化
に必要な成分としてLa、Dy、Nd、Y、Nb、Ta
、Er、Gd、Ho、Ce等の酸化物などを添加し混合
した後、圧粉状の成形体を得、−次焼成して半導体化し
、次いで焼成体表面に金属又は金属酸化物(例えばCu
、Cub。
MnO2、T 1203 、PbO、P20S 。
Bi703  、Nb20.ZnO等)を塗布し、二次
焼成して粒界絶縁層を形成せしめることにより得られる
。この例において本発明を実施する場合、例えば前記圧
粉状の成形体を、2種以上の異種の半導体形成粒子群を
互いに区画して充填した状態で構成する。
例えば、磁器基板となすための板状の成形体を形成する
場合、異種の半導体形成粒子群の区画状態としては、第
1図乃至第3図の例を挙げることができる。
第1図の例では、2種類の異種の半導体形成粒子群A、
Bを用い、成形体の厚み方向に平面状の2つの区切り1
1.12を設け、中央の区画13に粒子群A、その両側
の区画14.15に粒子群Bを充填している。
第2図の例では、同様に粒子群C,Dを用い、成形体の
1つの主面の表層部に断面コ字形の区切り21を設け、
断面矩形の区画22内に粒子群C1残余の区画23内に
粒子群りを充填している。
第3図の例では、同様に粒子群E、Fを用い、成形体の
2つの主面のそれぞれの表層部に断面コ字形の区切り3
1.32を設け、断面矩形の区画33.34内に粒子群
E、残余の区画35内に粒子群Fを充填している。
異種の半導体形成粒子群を互いに区画して充填する方法
としては、例えば、常温圧縮成形において用いる金型内
を有機樹脂等焼成による加熱により分解やへ発等で揮散
し得る物質から成る仕切材で区画し、各区画内に各々所
望の異種の半導体形成粒子群を充填し、その後の焼成な
どの加熱により仕切材を揮散させる。あるいは、前記仕
切材として、金型内に異種物質を詰めた後に容易に取外
すことのできるものを用い、異種物質を詰め、仕切材を
取外して加圧成形する方法などがある。
なお、第1図乃至第3図には、2乃至3の区画内に2取
類の粒子群を充填した場合の例を示したが、区画の数及
び粒子群の種類の数はこれに限定されない。
例えば第1図乃至第3図に示した例で、粒子群B、D、
Fを高誘電体化するための半導体形成粒子一群、A、C
,Eを低誘電体化するための半導体形成粒子群とするこ
とにより、低誘電体部分13.22,33.34で分離
された2つの高誘電体部分を形成せしめることができる
なお、成形体内の区画の数を増やすことにより、誘電体
部分を所望の数に増やすことができる。
本発明方法により例えば誘電体磁器を形成する場合、前
述した誘電体成分や半導体化に必要な成分の種類や量を
適宜変更して2種類以上の異種の゛ト導体形成粒子群を
構成することができる。あるいは、111述したBaT
iO3等の誘電体成分を用いて高1誘電体化し得る粒子
群と組合せて例えばPbS i03 、BS i03.
Li5i03 、各種結晶化ガラス等の低誘電体化し得
る物質の粒子群を用いることもできる。
誘電体磁器を構成する場合には、次いで、この様に構成
された成形体に、その後の磁器基板を得るための1程を
経させて、例えば高誘電体部分を複数画成した磁器基板
を得る0画成される高誘電体部分の誘゛屯率は互いに同
じであっても腎なっていてもよい。
かくして得られる磁器基板には、各々の高誘電体部分の
表面ヒに導体部分(電極、引出し部等)を設けることに
より、複数個のコンデンサーを内蔵させることができる
。また更に、磁器基板の内部乃至は燗囲に、導体部分、
抵抗体乃至は絶縁体部分(例えば通常の薄膜乃至は厚膜
形成法により形成される)を形成して、多くの機能部分
を備えた基板とすることができる。
なお1本願の第1の発明のセラミックの製造法は、前述
した誘゛市体磁器の前駆体である半導体磁器を製造する
場合に利用できるほか、前述した様に、導体部分やバリ
スター素子などの半導体を利用して形成される機部部分
を備えるデバイスの基材となるセラミックの製造にも利
用できる。
以下、具体的実施例を示して、本発明を更に詳しく説明
するが、本発明の実施の態様はこれにより限定されない
実施例1 第4図に本発明の実施例である磁器基板の製造1程を示
す。未実施例においては、第5図に示すように、成形金
型内を例えば多孔質ポリビニルアルコールの仕切板52
.52で3つの部分に区画し、中央の空隙55に低誘電
体化されるM g T 103−BaTi03系半導体
形成粒子群、その両側の空隙53.54に高誘電体化さ
れるBaTiO3系半導体形成粒子群を詰め、加圧成形
して成形体を得た。この成形体を、第4図の工程に従っ
て順次焼成することにより、第6図に示した様に、61
.62c7)BaTi03系ゝV゛導体形成粒子群から
の高誘電体部分が63のMgTi0.、−B a T 
i 03糸許導体形成粒子群からの低a ’、tt体部
分で隔離された磁器基板を得た。更に夫々の誘゛屯体部
分に銀゛電極を焼付は誘電率を測定した。
F記第1表に、磁器基板の高誘電体部分及び低誘電体部
分のそれぞれの誘′It率ε値を示した。
第1表 なお、本実施例に使用し得る半導体形成粒子群の組成及
び拡散源の種類は次の通りである。
(高(化?導体形成粒子群) 例1 例2 (低ε化半導体形成粒子群) 例1 (拡散源) Cu 、Mo 、Bi 、Tl、Mn、あるいはこれら
の酸化物 実施例2 実施例1において、第5図の金型の仕切板52の代りに
第7図に示した様に半導体形成粒子群充填後容易に取外
し可能な超鋼製仕切板52′を用いた以外は、実施例1
と同様にして第6図に示した様な磁器基板を得た。
実施例3 実施例2において、半導体形成粒子群の金型への充填を
、第8図(a)乃至(C)に示した様な法で行ない、第
9図に示した様な断面構造の磁器基板を作製した。
即ち、第8図に示した様に、取る去る・hが可能な仕切
板82で仕切られた金型81内の3つの区画のうち83
.84は高誘電体となる原料、85は低誘電体となる原
料(夫々実施例2と同じ)を所定部充填する。次に第8
図(b)に示す様に高話′Iヒ体となる原料86を層8
5の一ヒに所定賃充填する0次に第8図(c)に示す様
に、低誘゛市体となる原料87を所定か充填し仕切板を
取り去る。
この成形体を第4図の工程に従って焼成する!I¥番、
・より、第9図の様な焼成体が得られる。ここで91は
高:A主体部分であり、92は低誘電体部分である。
なお、第10図に例えば前記実施例1に示した様な方法
により得られる磁器基板の例を示す。第10図(a)及
び(b)は、それぞれ磁器基板の平面図及び断面図であ
り、101が高誘電体部分、102が低誘電体部分であ
る。また第10図(c)は、更に導体部分103、抵抗
体部分104、及び絶縁体部分105を形成した磁器基
板を示している。
〔発明の効果〕
未発明方法により得られるの電子材料セラミックは、誘
電率の異なる誘電体等半導体を利用した機能部分を複数
画成し得る。従って、これを用いて構成される電子部品
や電子回路用基体等は、各種古漬のコンデンサー等の半
導体を利用した素子機能部分を複数内蔵することができ
、また例えば前記基体に導体、抵抗体、絶縁体等の各種
機能部分を形成することにより、多くの機能部分を備え
、しかも小型化され安価な電子回路用基体等となる。ま
た、この様に基体内でのコンデンサー、抵抗等の設計の
自由度を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は、それぞれ本発明に係る成形体の断
面図である。 第4図は、本発明の1実施例である磁器基板の製造上程
を説明するための工程説明図であり、第5図はこのとき
に使用する成形金型の斜視図、第6図はかくして得られ
る磁器基板の斜視図を示している。 第7図は、本発明の他の1つの実施例で使用する成形金
型の斜視図である。 第8図(a)乃至(c)は、本発明の他のもう1つの実
施例における成形金型へのや導体形成粒子群の充填の方
法を説明するための説明図であり、第9図はこの実施例
により得られる磁器基板の断面図である。 第1O図の(a)は、本発明の1実施例である磁器基板
のY面図、(b)は(a)中A−A断面図であり、(c
)は更にこの磁器基板に導体、抵抗体、絶縁体等の機能
部分を形成したR、C内蔵の磁器基板の断面図である。 第11図は、従来の磁器基板の断面図である。 第12図は、従来試みられている方法による複数の高誘
電体部分を有する磁器基板の断面図である。 61.62.91・・・高誘電体部分。 63.92φ・φ低誘電体部分。 101・・・誘電体磁器。 103−−−導体。 104串拳・抵抗体。 105・・・絶縁体。 代理人  弁理士 山  下  穣  乎第1図 第8図 (b) 第9図 第1o図 (G) (C)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2種以上の異種の半導体形成粒子群を互いに区画
    して充填して得られる成形体を用 いて互いに分離した2つ以上の半導体部分 を画成した焼成体を得ることを特徴とする セラミックの製造法。
  2. (2)2種以上の異種の半導体形成粒子群を互いに区画
    して充填して得られる成形体を用 いて互いに分離した2つ以上の半導体部分 を画成した焼成体を得、しかる後に前記半 導体部分の夫々を誘電体化して前記焼成体 内で誘電率の異なる2つ以上の誘電体部分 を画成せしめることを特徴とするセラミッ クの製造法。
  3. (3)低誘電体の部分を挟んで互いに離隔した2つ以上
    の高誘電体部分を形成せしめる特 許請求の範囲第(2)項記載のセラミック の製造法。
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