JPS6235608A - 積層電気部品およびその製造法 - Google Patents
積層電気部品およびその製造法Info
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- JPS6235608A JPS6235608A JP61184373A JP18437386A JPS6235608A JP S6235608 A JPS6235608 A JP S6235608A JP 61184373 A JP61184373 A JP 61184373A JP 18437386 A JP18437386 A JP 18437386A JP S6235608 A JPS6235608 A JP S6235608A
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- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
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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。
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、積層電気部品およびその製造法に関し、かつ
さらに詳しくは、その全てがオルト硼酸マグネシウムを
含有するセラミック誘電体を使用する、ウェーハコンデ
ンサ、多層誘電体コンデンサ、および印刷回路アセンブ
リに関する。
さらに詳しくは、その全てがオルト硼酸マグネシウムを
含有するセラミック誘電体を使用する、ウェーハコンデ
ンサ、多層誘電体コンデンサ、および印刷回路アセンブ
リに関する。
従来の技術
セラミック!誘電体を製造するため、硼酸塩フラックス
を主量の高度焼成セラミックに混合して使用することは
公知であり、例えば、本出願人の出願に係る米国特許明
細書第3885941号および同第4027209号に
例示され;かつさらにバーン(Burn)の米国特許明
細書第4101952号および同第4308570号に
も例示されている。しかしながら、公知技術において焼
結助剤として使用される全ての硼酸塩フラックスは、本
出願人の出願に係る米国特許明細書第4533974号
を除き結晶質であるよりはむしろガラス質であり、かつ
これらが混合された高度焼成セラミックの固有最低焼結
温度を下廻る融点を有する。
を主量の高度焼成セラミックに混合して使用することは
公知であり、例えば、本出願人の出願に係る米国特許明
細書第3885941号および同第4027209号に
例示され;かつさらにバーン(Burn)の米国特許明
細書第4101952号および同第4308570号に
も例示されている。しかしながら、公知技術において焼
結助剤として使用される全ての硼酸塩フラックスは、本
出願人の出願に係る米国特許明細書第4533974号
を除き結晶質であるよりはむしろガラス質であり、かつ
これらが混合された高度焼成セラミックの固有最低焼結
温度を下廻る融点を有する。
これら公知の低融点ガラス質フラックスの添加が、液相
焼結機構にビヒクルを提供することにより、焼結に所要
の温度を低減させる。この挙動の唯一の公知の除去が、
本出願人の出願に係る米国特許明細書第4266265
号に記載された結晶性珪酸カドミウムにより得られる。
焼結機構にビヒクルを提供することにより、焼結に所要
の温度を低減させる。この挙動の唯一の公知の除去が、
本出願人の出願に係る米国特許明細書第4266265
号に記載された結晶性珪酸カドミウムにより得られる。
しかし明白に、このフラックスは硼酸塩ではなく、かつ
焼結助剤またはフラックスとして有用であるこのような
結晶性化合物が認められることのできる理論まだは示唆
が得られない。
焼結助剤またはフラックスとして有用であるこのような
結晶性化合物が認められることのできる理論まだは示唆
が得られない。
本出願人の出願に係る米国特許明細書
第4533974号において特許請求された種種の焼結
助剤の1つであったオルト硼酸マグネシウムが、積層電
気部品中でセラミック誘電体の主結晶成分として使用さ
れた場合、異常な誘電特性を生じることが発見されかつ
明細書に開示されている。
助剤の1つであったオルト硼酸マグネシウムが、積層電
気部品中でセラミック誘電体の主結晶成分として使用さ
れた場合、異常な誘電特性を生じることが発見されかつ
明細書に開示されている。
従ってこのものは、酸化バリウムのような高融点材料と
ともに゛溶融”されることが可能である。これは、”フ
ラックス”との制限された表面反応におけるオルト硼酸
マグネシウム中の硼素の反応であり、”フラックス”が
またはオルト硼酸マグネシウムの融点を十分に下廻る温
度で共融混合物を生じかつ液相焼結を誘導する。
ともに゛溶融”されることが可能である。これは、”フ
ラックス”との制限された表面反応におけるオルト硼酸
マグネシウム中の硼素の反応であり、”フラックス”が
またはオルト硼酸マグネシウムの融点を十分に下廻る温
度で共融混合物を生じかつ液相焼結を誘導する。
このことは、高度焼成誘電体がオルト硼酸マグネシウム
にほかならないので公知の事実である。
にほかならないので公知の事実である。
さらに、この場合中枢の重要な化合物であるオルト硼酸
マグネシウムは極めて不明瞭な物質である。これは、3
種の単相硼iマグネシウムの1つとして学問的に注目さ
れていることを除き、明白に用途がない。
マグネシウムは極めて不明瞭な物質である。これは、3
種の単相硼iマグネシウムの1つとして学問的に注目さ
れていることを除き、明白に用途がない。
発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は、もっばらオルト硼酸マグネシウムより
成るセラミック誘電体ブロックを有する有用な積層電気
部品を得ることである。他の目的は、ウェーハコンデン
サ、モノリシックコンデンサのような積層電気部品中の
誘電体、および印刷回路基板として、低い誘電率を有す
る極めて緊密な、大きいQおよび高周波用セラミックを
得ることである。他の目的は、セラミックおよび金属部
材の同時焼成を包含する工程により製造されることので
きる部品を得ることである。他の目的は、卑金属を組込
みかつ還元雰囲気中で焼結されることのできる部品を得
ることである。他の目的は、さらに、同時焼成後に亀裂
および層間剥離を示すことのない高度焼成セラミック材
料を含有する部品を得ることである。
成るセラミック誘電体ブロックを有する有用な積層電気
部品を得ることである。他の目的は、ウェーハコンデン
サ、モノリシックコンデンサのような積層電気部品中の
誘電体、および印刷回路基板として、低い誘電率を有す
る極めて緊密な、大きいQおよび高周波用セラミックを
得ることである。他の目的は、セラミックおよび金属部
材の同時焼成を包含する工程により製造されることので
きる部品を得ることである。他の目的は、卑金属を組込
みかつ還元雰囲気中で焼結されることのできる部品を得
ることである。他の目的は、さらに、同時焼成後に亀裂
および層間剥離を示すことのない高度焼成セラミック材
料を含有する部品を得ることである。
問題点を解決するだめの手段
本発明によれば、前記目的は、オルト硼酸マグネシウム
85〜100モル%より成る緊密に焼結された第1のセ
ラミック層;および前記1つの層に付着せる少くとも1
つの焼成された連続導電膜を有する積層電気部品により
達成される。
85〜100モル%より成る緊密に焼結された第1のセ
ラミック層;および前記1つの層に付着せる少くとも1
つの焼成された連続導電膜を有する積層電気部品により
達成される。
さらに本発明は、前記積層電気部品を製造するに当り、
a)オルト硼酸マグネシウム85〜100モ砿より成る
出発セラミック粉末を製造し;b)前記出発粉末に液体
ビヒクルを合して第1のスラリーを形成し; C)前記第1のスラリーより成る少くとも1つの第1の
層を形成しかつ前記スラリーを乾燥し;d) 1部分
の前記第1の層上に電極用インキより成る1つの膜を付
着させ; e)乾燥せる前記層を緊密なセラミック層へ焼結および
変換し;かつ f)電極用インキより成る前記膜を焼成および焼結して
前記第1のセラミック層に付着せる導電膜を形成するこ
とを特徴とする方法に関する。
出発セラミック粉末を製造し;b)前記出発粉末に液体
ビヒクルを合して第1のスラリーを形成し; C)前記第1のスラリーより成る少くとも1つの第1の
層を形成しかつ前記スラリーを乾燥し;d) 1部分
の前記第1の層上に電極用インキより成る1つの膜を付
着させ; e)乾燥せる前記層を緊密なセラミック層へ焼結および
変換し;かつ f)電極用インキより成る前記膜を焼成および焼結して
前記第1のセラミック層に付着せる導電膜を形成するこ
とを特徴とする方法に関する。
本発明てよる積層電気部品の製造法は、オルト硼酸マグ
ネシウム、Mg5B20685〜100モルチより成る
出発セラミック粉末を製造する工程を包含する。スラリ
ーが、この出発セラミック粉末を液体ビヒクル中に分散
することにより形成される。このスラリーの層がペース
上に流し込まれかつ乾燥される。電極用インキの膜が、
この乾燥せる層の1部分に配置される。この乾燥せるス
ラリ一層が、セラミックが緊密化しかつ熟成するまで焼
結される。電極用インキが、セラミックと接触する固体
導電膜に焼成および焼結される。
ネシウム、Mg5B20685〜100モルチより成る
出発セラミック粉末を製造する工程を包含する。スラリ
ーが、この出発セラミック粉末を液体ビヒクル中に分散
することにより形成される。このスラリーの層がペース
上に流し込まれかつ乾燥される。電極用インキの膜が、
この乾燥せる層の1部分に配置される。この乾燥せるス
ラリ一層が、セラミックが緊密化しかつ熟成するまで焼
結される。電極用インキが、セラミックと接触する固体
導電膜に焼成および焼結される。
このアセンブリは、セラミックウエーノ・コンデンサ、
モノリシックセラミックコンデンサのような無数の積層
電子部品の核′、および印刷回路板を形成することがで
きる。
モノリシックセラミックコンデンサのような無数の積層
電子部品の核′、および印刷回路板を形成することがで
きる。
さらに詳記せるように、オルト硼酸マグネシウムは、高
性能の電気部品が得られる特異な特性組合せを有する。
性能の電気部品が得られる特異な特性組合せを有する。
略述すれば、オルト硼酸マグネシウムの誘電率(7,2
>は極めて低く、これが小容量コンデンサの形成をわず
かな許容誤差で可能にし、かつ印刷回路基板の場合配線
間容量を低減させる。この利点が、極めて高い周波数に
おける高いQ(低いDF)、大きい密度および、隣接す
る異なる組成の同時焼成セラミックとの大きい結合力と
合せられ、多層印刷回路基板における構造の大きい融通
性が得られる。
>は極めて低く、これが小容量コンデンサの形成をわず
かな許容誤差で可能にし、かつ印刷回路基板の場合配線
間容量を低減させる。この利点が、極めて高い周波数に
おける高いQ(低いDF)、大きい密度および、隣接す
る異なる組成の同時焼成セラミックとの大きい結合力と
合せられ、多層印刷回路基板における構造の大きい融通
性が得られる。
またこのものは、空気中で焼成されることができるか、
または埋設された卑金属電極、例えば銅またはニッケル
と同時焼成されることができる。
または埋設された卑金属電極、例えば銅またはニッケル
と同時焼成されることができる。
実施例
以下に、本発明を図面実施例につき詳説する。
例1と表示される方法において、Mg5B206を、硼
酸および炭酸マグネシウムを微粉砕することにより製造
した。゛これら2つの化合物を、アセトン中で微粉砕し
かつ乾燥し、1200°Cで燗焼しかつ粉砕し、X線回
折分析により確認されたようなMg5B20sの粉末を
形成した。このものは、X線による理論的な極限密度3
.101/cm3を有するオルトホムビック(Or t
hohombi c )な結晶構造を有する。
酸および炭酸マグネシウムを微粉砕することにより製造
した。゛これら2つの化合物を、アセトン中で微粉砕し
かつ乾燥し、1200°Cで燗焼しかつ粉砕し、X線回
折分析により確認されたようなMg5B20sの粉末を
形成した。このものは、X線による理論的な極限密度3
.101/cm3を有するオルトホムビック(Or t
hohombi c )な結晶構造を有する。
多数の実験的なウェーハ形コンデンサを製造しかつ第1
図に示した。まず、このウェー−・ブロックを、出発粉
末を約2時間湿式微粉砕しかつ乾燥する常用の工程によ
り形成した。この実施例において、出発粉末が前述のM
g5B206より成る。これに引続き、中間粉砕および
ジェット微粉砕することにより、平均粒径約1〜1.5
ミクロンとした。この微粉末を有機ビヒクルに合し、か
つキャスト方形チップ(cast 5qure) (約
1crrL2)を約0.6朋厚に形成した。
図に示した。まず、このウェー−・ブロックを、出発粉
末を約2時間湿式微粉砕しかつ乾燥する常用の工程によ
り形成した。この実施例において、出発粉末が前述のM
g5B206より成る。これに引続き、中間粉砕および
ジェット微粉砕することにより、平均粒径約1〜1.5
ミクロンとした。この微粉末を有機ビヒクルに合し、か
つキャスト方形チップ(cast 5qure) (約
1crrL2)を約0.6朋厚に形成した。
これらキャスト方形チップの1群(例2)を空気中で1
200°Cで焼結するとともに、他の群(例3)を酸素
10−9気圧の酸素分圧を有する雰囲気中で1200.
’Oで焼結した。銀電極用ペーストを、それぞれの熟成
セラミックキャスト方形チップ、またはウェー・・02
つの主面に施こし、かつこれらウェーハを800°Cで
焼成ンデンサを形成した。
200°Cで焼結するとともに、他の群(例3)を酸素
10−9気圧の酸素分圧を有する雰囲気中で1200.
’Oで焼結した。銀電極用ペーストを、それぞれの熟成
セラミックキャスト方形チップ、またはウェー・・02
つの主面に施こし、かつこれらウェーハを800°Cで
焼成ンデンサを形成した。
例2および乙の群からのウェーハコンデンサは実質的に
同じであった:すなわちこれらは、乳白色であり、理論
的て可能な密度の97%の異常に高い密度、誘電率7.
2を示し、かつ1MHzおよび25°CでD F 0.
01%以下であった。
同じであった:すなわちこれらは、乳白色であり、理論
的て可能な密度の97%の異常に高い密度、誘電率7.
2を示し、かつ1MHzおよび25°CでD F 0.
01%以下であった。
例4において、例1の■焼Mg 3 B 206の他の
1部分ヲ有機ビヒクルと合してスラリーを形成し、この
スラリーを5ミル(0,13mm)厚の層で繰返し付着
させだが、それぞれの層は、次のスラリ一層を付着させ
る前に乾燥しかつその上に10Ag/90 paより成
る電極用インキを付着させた。最後の6つのまたは最上
位のスラリ一層およびはじめの3つのスラリ一層は電極
用インキで被覆しなかった。6つの電極膜とそれらの間
の5つの有効誘電層とが存在する。このアセンブリを1
200°Cで2一時間゛で焼結し、全ての有機物質をこ
れら2つのインキおよびスラリ一層から駆出し、かつ金
属を、Mg5B206より成る焼結誘電ブロック20中
に埋設された10Ag/90 pa合金膜電極に合金す
る。この方法で、モノリシックセラミックコンデンサを
第2図に示すように形成したが、その場合左端に延びる
埋設電極21および右端に延びる埋設電極22が左端お
よび右端でそれぞれ銀端子25および26により接続さ
れている。
1部分ヲ有機ビヒクルと合してスラリーを形成し、この
スラリーを5ミル(0,13mm)厚の層で繰返し付着
させだが、それぞれの層は、次のスラリ一層を付着させ
る前に乾燥しかつその上に10Ag/90 paより成
る電極用インキを付着させた。最後の6つのまたは最上
位のスラリ一層およびはじめの3つのスラリ一層は電極
用インキで被覆しなかった。6つの電極膜とそれらの間
の5つの有効誘電層とが存在する。このアセンブリを1
200°Cで2一時間゛で焼結し、全ての有機物質をこ
れら2つのインキおよびスラリ一層から駆出し、かつ金
属を、Mg5B206より成る焼結誘電ブロック20中
に埋設された10Ag/90 pa合金膜電極に合金す
る。この方法で、モノリシックセラミックコンデンサを
第2図に示すように形成したが、その場合左端に延びる
埋設電極21および右端に延びる埋設電極22が左端お
よび右端でそれぞれ銀端子25および26により接続さ
れている。
このセラミックの密度が理論値の97.2%、かつ誘電
率が7.2であった。これらモノリシックコンデンサは
例2および6のウェーハコンデンサよりも大きいキャパ
シタンス(すなわち32 pF )を有し、従って1Q
KHzおよび100KHzにおけるDFを測定するこ
とが可能であった。100 KHzでDFが0.05%
であり、かつI MHzでこれが0.01%以下にとど
まった。キャパシタンスの温度係数は、−55°Cでプ
ラス100パーツ・パー・ミリオン(Pi口Oppm1
0c)、および+115°Cでp 150 ppm10
cであった。
率が7.2であった。これらモノリシックコンデンサは
例2および6のウェーハコンデンサよりも大きいキャパ
シタンス(すなわち32 pF )を有し、従って1Q
KHzおよび100KHzにおけるDFを測定するこ
とが可能であった。100 KHzでDFが0.05%
であり、かつI MHzでこれが0.01%以下にとど
まった。キャパシタンスの温度係数は、−55°Cでプ
ラス100パーツ・パー・ミリオン(Pi口Oppm1
0c)、および+115°Cでp 150 ppm10
cであった。
他の種々のウェー・・コンデンサを、前述の常法の工程
により、出発粉末として、わずかな量の他の1種または
2種の粉末化合物が添加された前記Mg5B206粉末
を使用し製造した。
により、出発粉末として、わずかな量の他の1種または
2種の粉末化合物が添加された前記Mg5B206粉末
を使用し製造した。
例5.7および9において、誘電体は、バリウムおよび
マンガンの炭酸塩より成る種々の添加物を含有し、かつ
減圧中で1100°Cで極めて緊密な熟成セラミックに
焼結された。誘電率が約10%増大した。例5において
、マンガン炭酸塩なしにバリウム3.7モルパーセント
を添加しほぼ最適な結果が得られ、すなわち焼結温度低
下が約50℃までであり、かつDFが極めてわずかにと
どまった。空気中で焼結されることを除きそれぞれ例5
.7および9と同じである例6.8および10の場合、
結果が極めて類似する。
マンガンの炭酸塩より成る種々の添加物を含有し、かつ
減圧中で1100°Cで極めて緊密な熟成セラミックに
焼結された。誘電率が約10%増大した。例5において
、マンガン炭酸塩なしにバリウム3.7モルパーセント
を添加しほぼ最適な結果が得られ、すなわち焼結温度低
下が約50℃までであり、かつDFが極めてわずかにと
どまった。空気中で焼結されることを除きそれぞれ例5
.7および9と同じである例6.8および10の場合、
結果が極めて類似する。
例11においで、添加物が硼酸亜鉛カドミウム2 Zn
O7Cd0−B2O3である(注記:この化合物表示は
酸化物成分のモルチである)。この物質は、他のセラミ
ック誘電体で焼結温度を低減するだめのフラックス添加
物として使用されている。しかしながらこの実施例の場
合、明白にバリウムのように十分ではない。DFが極め
て低いとはいえ、誘電体の密度が比較的低く、かつ焼結
温度が同じ添加量でわずかに低減される。
O7Cd0−B2O3である(注記:この化合物表示は
酸化物成分のモルチである)。この物質は、他のセラミ
ック誘電体で焼結温度を低減するだめのフラックス添加
物として使用されている。しかしながらこの実施例の場
合、明白にバリウムのように十分ではない。DFが極め
て低いとはいえ、誘電体の密度が比較的低く、かつ焼結
温度が同じ添加量でわずかに低減される。
例12〜17において、種々の(モル)量の酸化リチウ
ムを硼酸マグネシウムに添加した。
ムを硼酸マグネシウムに添加した。
実際に、リチウムを炭酸り、チウムとして添加した。そ
れぞれの組成の若干のウェー・・を50°C間隔の温度
で焼結することにより、それぞれの組成の最低焼結温度
を測定した。
れぞれの組成の若干のウェー・・を50°C間隔の温度
で焼結することにより、それぞれの組成の最低焼結温度
を測定した。
例13において、リチウム添加剤の焼結温度低減効果が
3モルチレベルで最大である。焼結を部分的酸素雰囲気
中で行ない、DFを若干犠牲にすることによりほぼ同じ
密度が得られる例14の場合を除き、DFが実質的に不
変なままである。
3モルチレベルで最大である。焼結を部分的酸素雰囲気
中で行ない、DFを若干犠牲にすることによりほぼ同じ
密度が得られる例14の場合を除き、DFが実質的に不
変なままである。
例18において、例16および14と同じLi2O3モ
ルチ組成物を使用し、5つの埋設電極、4つの”有効な
”6ミル(0,15mm)厚誘電層、および総キャパシ
タンス32ピコファラッドを有するモノリシックセラミ
ックコンデンサを形成した。埋設電極は、工業規格によ
る電極合金70 Ag/30 paであった。誘電率が
7.2であり、I MHzにおけるDFが0.01%以
下であシ、キャパシタンスの温度係数が一55°C〜+
125°Cを平均して75 ppm / ’Cであり、
かつ絶縁抵抗率が200ボルトおよび150°Cで10
6メグオーム以上である。
ルチ組成物を使用し、5つの埋設電極、4つの”有効な
”6ミル(0,15mm)厚誘電層、および総キャパシ
タンス32ピコファラッドを有するモノリシックセラミ
ックコンデンサを形成した。埋設電極は、工業規格によ
る電極合金70 Ag/30 paであった。誘電率が
7.2であり、I MHzにおけるDFが0.01%以
下であシ、キャパシタンスの温度係数が一55°C〜+
125°Cを平均して75 ppm / ’Cであり、
かつ絶縁抵抗率が200ボルトおよび150°Cで10
6メグオーム以上である。
Qの付加的条件を伝送線法(transmission
−11ne method)により形成した。200
MHzでQが150であシ:および400 MHzで
Qが約100と実測されたが、これはD F 0.01
に相応する。
−11ne method)により形成した。200
MHzでQが150であシ:および400 MHzで
Qが約100と実測されたが、これはD F 0.01
に相応する。
例19において、70 Ag/30 pa金合金代シに
95 Ag15 Pd(重量単位)の銀に富む合金を使
用することを除き、例18のモノリシックコンデンサと
正確に同じ方法だより、もう1つのモノリシックコンデ
ンサを製造した。このコンデンサで、Qが200 MH
zで4000であシ、かつ400 MHzで350であ
った。このことは、高周波において、埋設電極の抵抗率
、およびこれと異なる誘電体が容量損失を生じる大きい
要因になる傾向があることを表わす。
95 Ag15 Pd(重量単位)の銀に富む合金を使
用することを除き、例18のモノリシックコンデンサと
正確に同じ方法だより、もう1つのモノリシックコンデ
ンサを製造した。このコンデンサで、Qが200 MH
zで4000であシ、かつ400 MHzで350であ
った。このことは、高周波において、埋設電極の抵抗率
、およびこれと異なる誘電体が容量損失を生じる大きい
要因になる傾向があることを表わす。
測定を、フラックス(酸化リチウム3%)を含有するお
よび含有せざるオルト硼酸マグネシウムの若干の材料特
性につき行なった;これらセラミックは、空気中で12
00°Cおよび1050°Cでそれぞれ焼結されていた
。
よび含有せざるオルト硼酸マグネシウムの若干の材料特
性につき行なった;これらセラミックは、空気中で12
00°Cおよび1050°Cでそれぞれ焼結されていた
。
若干のこれら特性は、印刷回路基板および多層回路板と
して使用される高密度アルミナグロックの特性と類似す
る。例えば、熱膨張係数が容量の温度係数とほぼ同じで
ある。しかしながら本発明の硼酸マグネシウムは、これ
ら用途に顕著な利点を提供する特性を有する。
して使用される高密度アルミナグロックの特性と類似す
る。例えば、熱膨張係数が容量の温度係数とほぼ同じで
ある。しかしながら本発明の硼酸マグネシウムは、これ
ら用途に顕著な利点を提供する特性を有する。
オルト硼酸マグネシウム誘電体の焼結温度は、アルミナ
の最低焼結温度、すなわち1450’Cを実質的に下延
る。この利点が、セラミックと同時焼成する際に溶融し
ない材料の数を増大させ、かつ多種多様な電極または抵
抗体材料がセラミック多層回路板中に埋設されることが
できる。乾燥せるエマルジョンを焼成する技術を使用す
る他のオルト硼酸マグネシウム製造法は、極めて微細で
あシかつ低温でフラックスなしに焼結する傾向があり、
かつ丈夫な低焼成基板が製造できると期待される粉末が
得られる。まだこのものは、マグネシウムおよび硼素酸
化物先駆体が吸湿性であるが、オルト硼酸マグネシウム
がそうではなく、誘電体セラミックの極めて重要な利点
であると判明した。
の最低焼結温度、すなわち1450’Cを実質的に下延
る。この利点が、セラミックと同時焼成する際に溶融し
ない材料の数を増大させ、かつ多種多様な電極または抵
抗体材料がセラミック多層回路板中に埋設されることが
できる。乾燥せるエマルジョンを焼成する技術を使用す
る他のオルト硼酸マグネシウム製造法は、極めて微細で
あシかつ低温でフラックスなしに焼結する傾向があり、
かつ丈夫な低焼成基板が製造できると期待される粉末が
得られる。まだこのものは、マグネシウムおよび硼素酸
化物先駆体が吸湿性であるが、オルト硼酸マグネシウム
がそうではなく、誘電体セラミックの極めて重要な利点
であると判明した。
アルミナの誘電率は9であり、オルト硼酸セラミックよ
りも約26チ大である。このこと75ζオルト硼酸マグ
ネシウムを使用し製造された同じ寸法の印刷回路基板お
よび多層回路板の配線間容量の相応する低減を生じる。
りも約26チ大である。このこと75ζオルト硼酸マグ
ネシウムを使用し製造された同じ寸法の印刷回路基板お
よび多層回路板の配線間容量の相応する低減を生じる。
選択的に後者は、配線間容量が常用のアルミナ対応品に
より示された価に達しない程度に小形に製造されること
ができる。
より示された価に達しない程度に小形に製造されること
ができる。
第6図において、オルト硼酸マグネシウム材料より成る
印刷回路基板3oは、その上にスクリーン印刷により形
成された複数の導電膜32゜33.34,35.36お
よび37を有する。
印刷回路基板3oは、その上にスクリーン印刷により形
成された複数の導電膜32゜33.34,35.36お
よび37を有する。
これら導電体は、セラミック基板を焼結する前またはそ
の後に付着されることができる。高抵抗率の膜39は、
例えば米国特許明細書第3989874号に記載された
ものであればよい。第2図のものと類似するモノリシッ
クセラミックコンデンサ40が、導電体33および34
に半田取付けして示されている。
の後に付着されることができる。高抵抗率の膜39は、
例えば米国特許明細書第3989874号に記載された
ものであればよい。第2図のものと類似するモノリシッ
クセラミックコンデンサ40が、導電体33および34
に半田取付けして示されている。
第4図において、多層セラミック印刷回路板が、オルト
硼酸材料範囲、例えば、ハツチングなしの範囲42.4
3および44;金属導電体、例えば46,47,48,
49,50.51および52;高抵抗率のレジスタ膜5
5;および高誘電率セラミック材料59、例えば本出願
人に係る米国特許明細書第4324750号に記載され
た鉛・バリウム・ランタニウム・ジルコネート・チタネ
ートから形成されている。前記米国特許明細書の例7の
材料が使用されかつ誘導率1800以上を有し、導電体
46および51間の大きいキャパシタンス価を有する埋
設コンデンサを形成する。他の導電体、例えば51およ
び49間の配線間キャパシタンスが極めて低い価を有す
る。導電バイアス、例えば54が、生型のセラミック層
に孔を打抜きかつこれに金属を充填する標準的方法によ
り製造されることができる。シリコン集積回路チップ6
0が、導電体;例えば49.50および52に直接に面
結合されて示されている。この面結合は、半田突起が基
板導電体に再流動半田結合するまで加熱するような常法
によるか、まだはこのアセンブリを超音波加熱すること
により実施されることができる。
硼酸材料範囲、例えば、ハツチングなしの範囲42.4
3および44;金属導電体、例えば46,47,48,
49,50.51および52;高抵抗率のレジスタ膜5
5;および高誘電率セラミック材料59、例えば本出願
人に係る米国特許明細書第4324750号に記載され
た鉛・バリウム・ランタニウム・ジルコネート・チタネ
ートから形成されている。前記米国特許明細書の例7の
材料が使用されかつ誘導率1800以上を有し、導電体
46および51間の大きいキャパシタンス価を有する埋
設コンデンサを形成する。他の導電体、例えば51およ
び49間の配線間キャパシタンスが極めて低い価を有す
る。導電バイアス、例えば54が、生型のセラミック層
に孔を打抜きかつこれに金属を充填する標準的方法によ
り製造されることができる。シリコン集積回路チップ6
0が、導電体;例えば49.50および52に直接に面
結合されて示されている。この面結合は、半田突起が基
板導電体に再流動半田結合するまで加熱するような常法
によるか、まだはこのアセンブリを超音波加熱すること
により実施されることができる。
例20において、例18のモノリシックセラミックコン
デンサの製造に使用された硼酸マグネンウムスラリーを
、ドクターブレード法を使用し板上に流延しかつ乾燥し
た。70 Ag/30Pd電極用インキを乾燥スラリ一
層の面に印刷した。引続き、前記鉛・バリウム・ランタ
ニウム・ジルコネート・チタネートの1ミル(0,02
5朋)スラリ一層を、同じ方法により印刷面上に形成し
、かつ乾燥した。再び、印刷された電極用インキ層を形
成し、かつ硼酸マグネシウムスラリーより成る最上層を
付着させ、2面電極チタネート層周りにサンドインチを
形成した。このアセンブリを1050℃で空気中で焼結
した。
デンサの製造に使用された硼酸マグネンウムスラリーを
、ドクターブレード法を使用し板上に流延しかつ乾燥し
た。70 Ag/30Pd電極用インキを乾燥スラリ一
層の面に印刷した。引続き、前記鉛・バリウム・ランタ
ニウム・ジルコネート・チタネートの1ミル(0,02
5朋)スラリ一層を、同じ方法により印刷面上に形成し
、かつ乾燥した。再び、印刷された電極用インキ層を形
成し、かつ硼酸マグネシウムスラリーより成る最上層を
付着させ、2面電極チタネート層周りにサンドインチを
形成した。このアセンブリを1050℃で空気中で焼結
した。
この焼結サンドイッチを切断しかつ顕微鏡下で検査した
。隣接する層の完全な結合が得られ、全ての位置で分離
または層間剥離が認められなかった。
。隣接する層の完全な結合が得られ、全ての位置で分離
または層間剥離が認められなかった。
例20は、オルト硼酸マグネシウムが他のセラミック材
料と同時焼成されかつそれと十分に結合しうろことを示
す。従ってこの例は、第4図のような多層回路の基本的
な可能性を示す。
料と同時焼成されかつそれと十分に結合しうろことを示
す。従ってこの例は、第4図のような多層回路の基本的
な可能性を示す。
第1図〜第4図はそれぞれ本発明による装置の1実施例
の構造を示すもので、第1図はウェー・・コンデンサの
断面図、第2図はモノリシックセラミックコンデンサの
断面図、第3図は第2図と類似のコンデンサを取付けだ
印刷回路基板の断面図、および第4図は多層セラミック
印刷回路アセンブリの断面図である。 10・・・ウェーハブロック、11,12・・・電極、
20・・・焼結誘電ブロック、21.22・・・埋設電
極、25.26・・・鎖端子、30・・・印刷回路基板
、32〜37・・・導電膜、39・・・高抵抗膜、40
・・・モノリシックセラミックコンデンサ、42〜44
・・・オルト硼酸マグネシウム部、46〜52・・・金
属導電体、55・・・高抵抗膜、59・・・高誘電率セ
ラミック材料、60・・・シリコン集積回路チップ
の構造を示すもので、第1図はウェー・・コンデンサの
断面図、第2図はモノリシックセラミックコンデンサの
断面図、第3図は第2図と類似のコンデンサを取付けだ
印刷回路基板の断面図、および第4図は多層セラミック
印刷回路アセンブリの断面図である。 10・・・ウェーハブロック、11,12・・・電極、
20・・・焼結誘電ブロック、21.22・・・埋設電
極、25.26・・・鎖端子、30・・・印刷回路基板
、32〜37・・・導電膜、39・・・高抵抗膜、40
・・・モノリシックセラミックコンデンサ、42〜44
・・・オルト硼酸マグネシウム部、46〜52・・・金
属導電体、55・・・高抵抗膜、59・・・高誘電率セ
ラミック材料、60・・・シリコン集積回路チップ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、オルト硼酸マグネシウム85〜100モル%より成
る緊密に焼結された第1のセラミック層(10、20)
;および前記1つの層に付着せる少くとも1つの焼成さ
れた連続導電膜(11、12、21、22)を有する積
層電気部品。 2、付加的に、前記1つの層を被覆しかつ前記連続導電
膜を埋設するもう1つの焼結セラミック層より成り、こ
れらセラミック層が同時焼結されて単一のセラミック体
を形成していることを特徴とする、特許請求の範囲第1
項記載の積層電気部品。 3、前記第2のセラミック層が表面導電膜を有してコン
デンサを形成し、このコンデンサ中で前記第2のセラミ
ック層が有効誘電体として役立つことを特徴とする、特
許請求の範囲第2項記載の積層電気部品。 4、前記1方およびもう1つの導電膜がそれぞれ前記単
一セラミック体の対向終端部に延びるにすぎないことを
特徴とする、特許請求の範囲第3項記載の積層電気部品
。 5、前記1つの埋設導電膜が銅であることを特徴とする
、特許請求の範囲第2項記載の積層電気部品。 6、前記第2のセラミック層が、前記第1の層よりも大
きい誘電率を有することを特徴とする、特許請求の範囲
第2項記載の積層電気部品。 7、前記第2のセラミック層の組成が、前記第1のセラ
ミック層と同じであることを特徴とする、特許請求の範
囲第2項記載の積層電気部品。 8、前記緊密に焼結されたセラミック層が、オルト硼酸
マグネシウム85〜100モル%および焼結助剤0〜1
5モル%より成ることを特徴とする、特許請求の範囲第
1項記載の積層電気部品。 9、前記焼結助剤がBaOであることを特徴とする、特
許請求の範囲第8項記載の積層電気部品。 10、前記焼結助剤がLi_2Oであることを特徴とす
る、特許請求の範囲第8項記載の積層電気部品。 11、オルト硼酸マグネシウム85〜100モル%より
成る緊密に焼結された第1のセラミック層;および前記
1つの層に付着せる少くとも1つの焼成された連続導電
膜を有する装置を製造するに当り; a)オルト硼酸マグネシウム85〜100モル%より成
る出発セラミック粉末を製造し;b)前記出発粉末に液
体ビヒクルを合して第1のスラリーを形成し; c)前記第1のスラリーより成る少くとも1つの第1の
層を形成しかつ前記スラリーを乾燥し; d)1部分の前記第1の層上に電極用インキより成る1
つの膜を付着させ; e)乾燥せる前記層を緊密なセラミック層へ焼結および
変換し;かつ f)電極用インキより成る前記膜を焼成および焼結して
前記第1のセラミック層に付着せる導電膜を形成するこ
とを特徴とする積層電気部品の製造法。 12、前記第1の層および前記1つの電極膜が、粉末誘
電体材料および液体キャリヤの混合物より成るスラリー
より成る第2の被覆層を有し、かつ前記第2の被覆層が
乾燥され、前記焼結および焼成が同時に実施され、その
中に埋設電極を有する単一の緊密なセラミック体を形成
することを特徴とする、特許請求の範囲第11項記載の
積層電気部品の製造法。 13、前記粉末誘電材料が前記出発粉末と実質的に同じ
組成を有し、かつ前記キャリヤの組成が前記ビヒクルと
実質的に同じであり、従つてこれら層の組成が実質的に
相互に同じであることを特徴とする、特許請求の範囲第
12項記載の積層電気部品の製造法。 14、前記焼結が、電極用インキより成るもう1つの膜
を前記第2の層の外部に付着させることにより、前記第
2の層と前記1方の電極膜とにわたる容量関係が得られ
るように行なわれることを特徴とする、特許請求の範囲
第12項記載の積層電気部品の製造法。 15、前記付着が、前記電極膜相互の配置を、前記2つ
の層のアセンブリのそれぞれ対向終端部に延びかつそこ
で露出されるように実施し、その結果前記焼成後にモノ
リシツクセラミツクコンデンサが形成されることを特徴
とする、特許請求の範囲第14項記載の積層電気部品の
製造法。 16、前記電極用インキが実質的にビヒクル中の卑金属
より成り、かつ焼成が、前記卑金属の酸化/還元特性を
下廻る低い酸素分圧雰囲気中で実施されることを特徴と
する、特許請求の範囲第12項記載の積層電気部品の製
造法。 17、前記卑金属が銅であることを特徴とする、特許請
求の範囲第16項記載の積層電気部品の製造法。 18、前記焼成後、前記第2の層が前記第1の層よりも
実質的に大きい誘電率を有することを特徴とする、特許
請求の範囲第12項記載の積層電気部品の製造法。 19、前記配合物が、前記出発粉末と、もう1つのセラ
ミックコンパウンドの先駆体を含有するもう1つの粉末
との混合物を含有することを特徴とする、特許請求の範
囲第11項記載の積層電気部品の製造法。 20、前記もう1つのコンパウンドが、1150℃を上
廻る最低焼結温度特性を有するセラミックであることを
特徴とする、特許請求の範囲第19項記載の積層電気部
品の製造法。 21、前記出発粉末の量が、前記出発粉末および前記も
う1つの粉末の総量の10重量パーセントを下廻り、か
つ前記焼結が、1150℃と等しいかまたはそれを下廻
る温度で実施されることを特徴とする、特許請求の範囲
第19項記載の積層電気部品の製造法。 22、前記1方の膜の付着が、前記焼成後に導電性パッ
チとなる、前記1方の膜より成る複数のパッチを形成し
;かつ付加的に、前記焼成されたセラミックに、その片
面から延びる導電突起を有する集積回路チツプを、前記
導電突起を前記導電膜上に位置決めしかつ電圧印加する
ことにより取付け、それらの間に永久的な導電接続を形
成することを包含することを特徴とする、特許請求の範
囲第11項記載の積層電気部品の製造法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/763,388 US4633366A (en) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | Laminar electrical component with magnesium orthoborate |
US763388 | 1985-08-07 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6235608A true JPS6235608A (ja) | 1987-02-16 |
JPH0713933B2 JPH0713933B2 (ja) | 1995-02-15 |
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- 1986-08-07 JP JP61184373A patent/JPH0713933B2/ja not_active Expired - Fee Related
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