JPWO2014156393A1 - 絶縁性セラミックペースト、セラミック電子部品およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
狭ピッチの端子電極間のはんだショートを防止することができ、かつ、焼成工程時において端子電極の一部を覆っている絶縁体に発生するクラックを抑えることができる絶縁性セラミックペースト、セラミック電子部品およびその製造方法を提供する。セラミック電子部品は、セラミック多層基板５０と、セラミック多層基板５０の表面に形成された端子電極３２ａ，３３ａと、セラミック多層基板５０の表面に形成され、かつ、端子電極３２ａ，３３ａの一部を覆うように配設された絶縁体セラミック膜３４とを備えている。絶縁体セラミック膜３４の表面露出部分（セルシアン結晶リッチ層）３４ａの熱膨張係数は、セラミック多層基板５０の熱膨張係数より小さい。
Description
本発明は、狭ピッチの端子電極の間の半田ショートを防止することができる絶縁性セラミックペースト、セラミック電子部品およびその製造方法に関する。
従来より、電子部品の小型化のニーズに対応するため、狭ピッチの端子電極を備えたセラミック電子部品が知られている。しかし、狭ピッチの端子電極を備えたセラミック電子部品は、印刷回路基板に実装される際に、端子電極同士がはんだを介してショートし易いという問題がある。
そこで、この対策として、特許文献１には、端子電極の間に深さ１０μｍの溝を設けたセラミックモジュール部品が提案されている。このセラミックモジュール部品は、溝によって端子電極間の沿面距離が長くなると、はんだを介した端子電極同士のショートを防止することができる。
また、特許文献２には、端子電極の端部が内層側に屈曲された状態で埋設されているセラミック多層基板が提案されている。このセラミック多層基板は、端子電極の端部が絶縁体で覆われているため、端子電極間の物理的距離が長くなり、はんだを介した端子電極同士のショートを防止することができる。
しかしながら、特許文献１のセラミックモジュール部品は、電子部品の更なる小型化に伴い、端子電極間のスペースが狭くなり、溝の形成が困難になるという問題がある。
また、特許文献２のセラミック多層基板は、焼成工程の冷却時に、端子電極の冷却収縮によって引っ張られる。このため、端子電極の端部を覆っている絶縁体の部分にクラックが発生し、そのクラックの影響により端子電極剥がれ等の問題が発生する。このクラックの発生を防止するために、端子電極の端部を覆っている絶縁体の厚みを厚くすると、セラミック多層基板の薄板化の妨げとなる。
それゆえに、本発明の目的は、狭ピッチの端子電極間のはんだショートを防止することができ、かつ、焼成工程時において端子電極の一部を覆っている絶縁体に発生するクラックを抑えることができる絶縁性セラミックペースト、セラミック電子部品およびその製造方法を提供することである。
本発明は、セラミック多層基板と、セラミック多層基板の表面に形成された複数の端子電極と、セラミック多層基板の表面に形成され、かつ、少なくとも端子電極の一部を覆うように配設された絶縁体セラミック膜と、を備え、絶縁体セラミック膜の表面露出部分の熱膨張係数が、セラミック多層基板の熱膨張係数より小さいこと、を特徴とする、セラミック電子部品である。
また、本発明では、絶縁体セラミック膜は、複数の端子電極の間に配設され、各端子電極の一部を被覆するように形成されることが好ましい。
本発明では、少なくとも端子電極の一部を覆うように絶縁体セラミック膜が配設されているため、端子電極間の物理的距離が長くなり、はんだを介した端子電極同士のショートを防止することができる。また、絶縁体セラミック膜が複数の端子電極の間に形成されると、より確実にはんだを介した端子電極同士のショートを防止することができる。
さらに、絶縁体セラミック膜の表面露出部分の熱膨張係数が、セラミック多層基板の熱膨張係数よりも小さいため、焼成工程の冷却時に、絶縁体セラミック膜の表面露出部分の収縮量が小さくなる。従って、絶縁体セラミック膜の表面露出部分に圧縮応力が作用する。この結果、絶縁体セラミック膜は、端子電極の冷却収縮によって引っ張られ難くなり、端子電極上の絶縁体セラミック膜の部分にクラックが発生し難くなる。
また、本発明は、絶縁体セラミック膜がセルシアン結晶を含み、絶縁体セラミック膜の表面露出部分のセルシアン結晶の量が、絶縁体セラミック膜がセラミック多層基板および端子電極に接する部分のセルシアン結晶の量と比較して多いことが好ましい。
本発明では、熱膨張係数が小さいセルシアン結晶が、絶縁体セラミック膜の表面露出部分に相対的に多く存在している場合、端子電極上の絶縁体セラミック膜の部分に、クラックが発生し難くなる。
また、本発明は、外層用セラミックグリーンシートの表面に、導電性ペーストで端子電極を形成する工程と、内層用セラミックグリーンシートの表面に、導電性ペーストで内部電極を形成する工程と、外層用セラミックグリーンシートと内層用セラミックグリーンシートとを積み重ねて、複数の内層用セラミックグリーンシート同士の界面に内部電極が配設され、かつ、外層用セラミックグリーンシートの表面に端子電極が配設された構造を有する未焼成の積層体を形成する工程と、未焼成の積層体の表面に形成された端子電極の少なくとも一部を覆うように絶縁性セラミックペーストで絶縁体セラミック膜を形成する工程と、未焼成の積層体を焼成して焼結積層体を得る工程と、を備え、絶縁性セラミックペーストは、少なくとも骨材とＢａＯ成分含有ガラスとＡｌ成分含有無機物とを含み、かつ、ＢａＯ成分含有ガラスのＢａＯ含有量が２０〜３０ｍｏｌ％であり、骨材とＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスとの合計含有量を１００体積％としたとき、（ア）骨材の含有量ａが、５０．０体積％≦ａ≦７０．２体積％、（イ）Ａｌ成分含有無機物の含有量ｂが、３．０体積％≦ｂ≦１８．０体積％、（ウ）ＢａＯ成分含有ガラスの含有量ｃが、２５．０体積％≦ｃ≦３７．０体積％、を特徴とする、セラミック電子部品の製造方法である。
骨材の材料としては、フォルステライトを用いるのが好ましい。また、Ａｌ成分含有無機物の材料としては、例えばアルミナもしくはコージライトが用いられる。
骨材の材料としては、フォルステライトを用いるのが好ましい。また、Ａｌ成分含有無機物の材料としては、例えばアルミナもしくはコージライトが用いられる。
本発明では、焼成工程時に、絶縁体セラミック膜の表面露出部分のセルシアン結晶の量が、絶縁体セラミック膜がセラミック多層基板および端子電極に接する部分のセルシアン結晶の量と比較して多くなるように形成される。従って、絶縁体セラミック膜の表面露出部分の熱膨張係数が、セラミック多層基板の熱膨張係数よりも小さいセラミック電子部品を、量産性良く製造することができる。
また、本発明は、少なくとも骨材とＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスと溶媒とを含み、ＢａＯ成分含有ガラスのＢａＯ含有量が２０〜３０ｍｏｌ％であり、骨材とＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスとの合計含有量を１００体積％としたとき、（ア）骨材の含有量ａが、５０．０体積％≦ａ≦７０．２体積％、（イ）Ａｌ成分含有無機物の含有量ｂが、３．０体積％≦ｂ≦１８．０体積％、（ウ）ＢａＯ成分含有ガラスの含有量ｃが、２５．０体積％≦ｃ≦３７．０体積％、であること、を特徴とする、絶縁性セラミックペーストである。
骨材の材料としては、フォルステライトを用いるのが好ましい。また、Ａｌ成分含有無機物の材料としては、例えばアルミナもしくはコージライトが用いられる。
骨材の材料としては、フォルステライトを用いるのが好ましい。また、Ａｌ成分含有無機物の材料としては、例えばアルミナもしくはコージライトが用いられる。
本発明の絶縁性セラミックペーストが焼成されると、セルシアン結晶が表面露出部分に相対的に多く形成され、表面露出部分の熱膨張係数が小さい絶縁体セラミックが得られる。
本発明によれば、焼成工程時に、絶縁体セラミック膜に発生するクラックを抑制することができ、端子電極の剥がれを抑制しつつ、端子電極間のはんだショートを抑制することができる。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。
本発明に係る絶縁性セラミックペースト、セラミック電子部品およびその製造方法の実施の形態を説明する。
１．第１の実施の形態
図１は第１の実施の形態のセラミック電子部品１を示す平面図であり、図２はその垂直断面図である。セラミック電子部品１は、概略、セラミック多層基板２と、端子電極４，５と、絶縁体セラミック膜６と、ビアホール８，９とで構成されている。
図１は第１の実施の形態のセラミック電子部品１を示す平面図であり、図２はその垂直断面図である。セラミック電子部品１は、概略、セラミック多層基板２と、端子電極４，５と、絶縁体セラミック膜６と、ビアホール８，９とで構成されている。
端子電極４，５は、狭ピッチ（第１の実施の形態の場合、間隔Ｄは５０μｍ）で、セラミック多層基板２の表面（セラミック電子部品１の実装面）に形成されている。端子電極４，５は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、または、これら金属の合金などからなる。
絶縁体セラミック膜６は、セラミック多層基板２の表面に形成され、かつ、端子電極４，５の隣接している側の一部を覆うように、端子電極４，５の間に形成されている。ここで、セラミック多層基板２の材料として、フォルステライト粉およびガラス粉末が含まれており、絶縁体セラミック膜６の材料として、骨材としてフォルステライト粉、Ａｌ成分含有無機物およびＢａＯ成分含有ガラスが含まれている。そうすると、セラミック電子部品１の焼成工程において、絶縁体セラミック膜６は、セルシアン結晶を含むこととなるが、表面露出部分のセルシアン結晶の量が、セラミック多層基板２および端子電極４，５に接する部分のセルシアン結晶の量と比較して多くなる。従って、絶縁体セラミック膜６の表面露出部分の熱膨張係数は、セラミック多層基板２の熱膨張係数より小さい。第１の実施の形態の場合、絶縁体セラミック膜６の幅Ｗは、１５０μｍである。なお、骨材とは、セラミックの主成分となる材料である。
ビアホール８，９は、セラミック多層基板２の内部に形成されている。ビアホール８，９は、それぞれ、内部が導電材で充填されており、その上端部は端子電極４，５に電気的に接続されている。端子電極４，５は、ビアホール８，９を介して、内部電極（図示せず）に電気的に接続されている。
以上の構成からなるセラミック電子部品１は、絶縁体セラミック膜６が、端子電極４，５の一部を覆うように、端子電極４，５の間に形成されているため、端子電極４，５間の物理的距離が長くなり、はんだを介した端子電極４，５同士のショートを防止することができる。
さらに、絶縁体セラミック膜６の表面露出部分の熱膨張係数が、セラミック多層基板２の熱膨張係数よりも小さいため、焼成工程の冷却時に、絶縁体セラミック膜６の表面露出部分の収縮量が、セラミック多層基板２の収縮量よりも小さくなる。これによって、絶縁体セラミック膜６の表面露出部分に圧縮応力が作用して、端子電極４，５の収縮が抑制される。従って、絶縁体セラミック膜６は、端子電極４，５によって引っ張られ難くなり、端子電極４，５上の絶縁体セラミック膜６の部分にクラックが発生し難くなる。
２．第２の実施の形態
図３は第２の実施のセラミック電子部品１’を示す平面図である。セラミック電子部品１’は、概略、セラミック多層基板２と、端子電極４，５と、絶縁体セラミック膜６と、ビアホール８，９とで構成されている。
図３は第２の実施のセラミック電子部品１’を示す平面図である。セラミック電子部品１’は、概略、セラミック多層基板２と、端子電極４，５と、絶縁体セラミック膜６と、ビアホール８，９とで構成されている。
端子電極４，５は、狭ピッチ（第２の実施の形態の場合、間隔Ｄは５０μｍ）で、セラミック多層基板２の表面（セラミック電子部品１’の実装面）に、それぞれ対向して形成されている。
絶縁体セラミック膜６は、セラミック多層基板２の表面に形成され、かつ、対向して形成されている端子電極４，５のうちの一方の端子電極４の一部を覆うように形成されている。ここで、セラミック多層基板２の材料として、フォルステライト粉およびガラス粉末が含まれており、絶縁体セラミック膜６の材料として、フォルステライト粉、Ａｌ成分含有無機物およびＢａＯ成分含有ガラスが含まれている。そうすると、セラミック電子部品１’の焼成工程において、絶縁体セラミック膜６は、セルシアン結晶を含むこととなるが、表面露出部分のセルシアン結晶の量が、セラミック多層基板２および端子電極４，５に接する部分のセルシアン結晶の量と比較して多くなる。従って、絶縁体セラミック膜６の表面露出部分の熱膨張係数は、セラミック多層基板２の熱膨張係数より小さい。第２の実施の形態の場合、絶縁体セラミック膜６の幅Ｗは、１００μｍである。
ビアホール８，９は、セラミック多層基板２の内部に形成されている。ビアホール８，９は、それぞれ、内部が導電材で充填されており、その上端部は端子電極４，５に電気的に接続されている。端子電極４，５は、ビアホール８，９を介して、内部電極（図示せず）に電気的に接続されている。
以上の構成からなるセラミック電子部品１’は、前記第１の実施の形態のセラミック電子部品１と同様の作用効果を奏する。
３．第３の実施の形態
図４は第３の実施の形態のセラミック電子部品１１を示す平面図である。セラミック電子部品１１は、概略、セラミック多層基板１２と、端子電極１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｃと、絶縁体セラミック膜１６，１７と、ビアホール１８ａ〜１８ｃ，１９ａ〜１９ｃとで構成されている。
図４は第３の実施の形態のセラミック電子部品１１を示す平面図である。セラミック電子部品１１は、概略、セラミック多層基板１２と、端子電極１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｃと、絶縁体セラミック膜１６，１７と、ビアホール１８ａ〜１８ｃ，１９ａ〜１９ｃとで構成されている。
端子電極１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｃは、狭ピッチ（第３の実施の形態の場合、間隔Ｄは５０μｍ）で、セラミック多層基板１２の表面（セラミック電子部品１１の実装面）に形成されている。
絶縁体セラミック膜１６，１７は、セラミック多層基板１２の表面に形成され、かつ、端子電極１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｃの隣接している側の一部を覆うように、端子電極１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｃの間に形成されている。ここで、セラミック多層基板１２の材料として、フォルステライト粉およびガラス粉末が含まれており、絶縁体セラミック膜１６，１７の材料として、フォルステライト粉、Ａｌ成分含有無機物およびＢａＯ成分含有ガラスが含まれている。そうすると、セラミック電子部品１１の焼成工程において、絶縁体セラミック膜１６，１７は、セルシアン結晶を含むこととなるが、表面露出部分のセルシアン結晶の量が、セラミック多層基板１２および端子電極１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｃに接する部分のセルシアン結晶の量と比較して多くなる。従って、絶縁体セラミック膜１６，１７の表面露出部分の熱膨張係数は、セラミック多層基板１２の熱膨張係数より小さい。第３の実施の形態の場合、絶縁体セラミック膜１６，１７の幅Ｗは、１５０μｍである。
ビアホール１８ａ〜１８ｃ，１９ａ〜１９ｃは、セラミック多層基板１２の内部に形成されている。ビアホール１８ａ〜１８ｃ，１９ａ〜１９ｃは、それぞれ、内部が導電材で充填されており、その上端部は端子電極１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｃに電気的に接続されている。
以上の構成からなるセラミック電子部品１１は、前記第１の実施の形態のセラミック電子部品１と同様の作用効果を奏する。
４．第４の実施の形態
（セラミック電子部品）
図５は第４の実施の形態のセラミック電子部品５１を示す平面図である。セラミック電子部品５１は、概略、セラミック多層基板５０と、端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂと、絶縁体セラミック膜３４と、内部電極２２ａ，２３ａ（図６参照）とで構成されている。
（セラミック電子部品）
図５は第４の実施の形態のセラミック電子部品５１を示す平面図である。セラミック電子部品５１は、概略、セラミック多層基板５０と、端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂと、絶縁体セラミック膜３４と、内部電極２２ａ，２３ａ（図６参照）とで構成されている。
端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂは、狭ピッチ（第４の実施の形態の場合、間隔Ｄは５０μｍ）で、セラミック多層基板５０の表面（セラミック電子部品５１の実装面）に形成されている。
絶縁体セラミック膜３４は、セラミック多層基板５０の表面に形成され、かつ、端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの隣接している側の一部を覆うように、端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの間に形成されている。ここで、セラミック多層基板５０の材料として、フォルステライト粉およびガラス粉末を含まれており、絶縁体セラミック膜３４の材料として、フォルステライト粉、Ａｌ成分含有無機物およびＢａＯ成分含有ガラスを含まれている。そうすると、セラミック電子部品５１の焼成工程において、絶縁体セラミック膜３４は、セルシアン結晶を含むこととなるが、表面露出部分のセルシアン結晶の量が、セラミック多層基板５０および端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂに接する部分のセルシアン結晶の量と比較して多くなる。従って、絶縁体セラミック膜３４の表面露出部分の熱膨張係数は、セラミック多層基板５０の熱膨張係数より小さい。第４の実施の形態の場合、絶縁体セラミック膜３４の幅Ｗは、１５０μｍである。
以上の構成からなるセラミック電子部品５１は、前記第１の実施の形態のセラミック電子部品１と同様の作用効果を奏する。
（セラミック電子部品の製造方法）
次に、セラミック電子部品５１の製造方法が図６を参照して説明される。
次に、セラミック電子部品５１の製造方法が図６を参照して説明される。
（セラミックグリーンシートの作製）
外層用セラミックグリーンシート３０と内層用セラミックグリーンシート２０，４０には、同じ材料を使用する。ただし、両者に異なる材料を使用してもよいことは言うまでもない。
外層用セラミックグリーンシート３０と内層用セラミックグリーンシート２０，４０には、同じ材料を使用する。ただし、両者に異なる材料を使用してもよいことは言うまでもない。
まず、主成分粉末として、フォルステライト粉及びガラス粉末が準備される。
次に、この主成分粉末に、ブチラール樹脂、ＤＯＰ（可塑剤）が加えられた後、これらはボールミルによって湿式混合され、セラミックスラリーが作製される。セラミックスラリーは、ドクターブレード法によってシート状に成形され、乾燥されて外層用セラミックグリーンシート３０および内層用セラミックグリーンシート２０，４０とされる。
（絶縁性セラミックペーストの作製）
骨材としてのフォルステライト粉とＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスと溶剤とエトセル樹脂とを使用して、絶縁性セラミックペーストが作製された。ここで、ＢａＯ成分含有ガラスのＢａＯ含有量は、２０〜３０ｍｏｌ％であるように調合された。
骨材としてのフォルステライト粉とＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスと溶剤とエトセル樹脂とを使用して、絶縁性セラミックペーストが作製された。ここで、ＢａＯ成分含有ガラスのＢａＯ含有量は、２０〜３０ｍｏｌ％であるように調合された。
さらに、フォルステライトとＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスとの合計含有量を１００体積％としたとき、
（ア）フォルステライトの含有量ａが、５０．０体積％≦ａ≦７０．２体積％
（イ）Ａｌ成分含有無機物の含有量ｂが、３．０体積％≦ｂ≦１８．０体積％
（ウ）ＢａＯ成分含有ガラスの含有量ｃが、２５．０体積％≦ｃ≦３７．０体積％
となるように調合された。
（ア）フォルステライトの含有量ａが、５０．０体積％≦ａ≦７０．２体積％
（イ）Ａｌ成分含有無機物の含有量ｂが、３．０体積％≦ｂ≦１８．０体積％
（ウ）ＢａＯ成分含有ガラスの含有量ｃが、２５．０体積％≦ｃ≦３７．０体積％
となるように調合された。
なお、骨材の材料として、本実施の形態においてはフォルステライトを用いているが、特にフォルステライトに限定されるものではなく、例えばジルコン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウム等を用いてもよい。また、Ａｌ成分含有無機物の材料としては、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）もしくはコージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2）が用いられる。
（セラミック電子部品の作製）
図６は、図５に示したセラミック電子部品の製造方法を説明するための断面図である。
まず、図６（Ａ）に示すように、内層用セラミックグリーンシート２０の表面に、導電性ペースト（例えば、Ｃｕペースト）がスクリーン印刷され、内部電極用導電性ペースト膜２２ａ’，２３ａ’が形成される。
図６は、図５に示したセラミック電子部品の製造方法を説明するための断面図である。
まず、図６（Ａ）に示すように、内層用セラミックグリーンシート２０の表面に、導電性ペースト（例えば、Ｃｕペースト）がスクリーン印刷され、内部電極用導電性ペースト膜２２ａ’，２３ａ’が形成される。
次に、図６（Ｂ）に示すように、外層用セラミックグリーンシート３０の表面に、導電性ペースト（例えば、Ｃｕペースト）がスクリーン印刷され、端子電極用導電性ペースト膜３２ａ’，３２ｂ’，３３ａ’，３３ｂ’が形成される。なお、図６は、図５に示したセラミック電子部品の製造方法を示しているが、セラミック電子部品５１の製造方法を断面図により示しているため、図６において、端子電極３２ｂ，３３ｂおよび端子電極３２ｂ，３３ｂとなる端子電極用導電性ペースト３２ｂ’，３３ｂ’は図示されていない点に留意されたい。
次に、外層用セラミックグリーンシート３０と内層用セラミックグリーンシート２０とが、厚み調整のための内層用セラミックグリーンシート４０を間に挟んで、積み重ねられて熱圧着される。こうして、積層された内層用セラミックグリーンシート２０，４０同士の界面に内部電極用導電性ペースト膜２２ａ’，２３ａ’が配設され、かつ、外層用セラミックグリーンシート３０の表面に端子電極用導電性ペースト膜３２ａ’，３２ｂ’，３３ａ’，３３ｂ’が配設された構造を有する未焼成のセラミック多層基板５０が形成される。
次に、図６（Ｃ）に示すように、未焼成のセラミック多層基板５０の表面に形成された端子電極用導電性ペースト膜３２ａ’，３２ｂ’，３３ａ’，３３ｂ’の隣接している側の一部を覆うように、端子電極用導電性ペースト膜３２ａ’，３２ｂ’，３３ａ’，３３ｂ’の間に、絶縁性セラミックペーストがスクリーン印刷され、絶縁性セラミックペースト膜３４’が形成される。
次に、未焼成のセラミック多層基板５０は、所定の製品サイズ（縦が０．６５ｍｍ、横が０．４５ｍｍの矩形）に切り分けられる。切り分けられた未焼成のセラミック多層基板５０は、Ｎ2−Ｈ2−Ｈ2Ｏガスからなる還元性雰囲気中で焼成され、焼結したセラミック多層基板５０とされる。
図６（Ｄ）に示すように、セラミックグリーンシート２０，３０，４０と導電性ペースト膜２２ａ’，２３ａ’，３２ａ’，３２ｂ’，３３ａ’，３３ｂ’と絶縁性セラミックペースト膜３４’とは同時焼成される。内層用セラミックグリーンシート２０，４０は内層セラミック層となり、外層用セラミックグリーンシート３０は外層セラミック層となり、内部電極用導電性ペースト膜２２ａ’，２３ａ’は内部電極２２ａ，２３ａとなり、端子電極用導電性ペースト膜３２ａ’，３２ｂ’，３３ａ’，３３ｂ’は端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂとなる。
また、絶縁性セラミックペースト膜３４’は、セルシアン結晶を含んでいる絶縁体セラミック膜３４となる。この絶縁体セラミック膜３４は、露出表面部分に、セルシアン結晶リッチ層３４ａが形成されている。セルシアン結晶リッチ層３４ａのセルシアン結晶の量は、絶縁体セラミック膜３４がセラミック多層基板５０および端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂに接している部分のセルシアン結晶の量よりも多い。
以上説明した製造方法は、絶縁体セラミック膜３４の表面露出部分（セルシアン結晶リッチ層３４ａ）の熱膨張係数が、セラミック多層基板５０の熱膨張係数よりも小さいセラミック電子部品５１を、量産性良く製造することができる。
１．実施例
前記第４の実施の形態のセラミック電子部品５１が、前記の製造方法によって作製され、特性評価が行われた。その際、絶縁性セラミックペーストは、フォルステライト粉とＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスと溶剤とエトセル樹脂とが、表１に示す組成になるように秤量されて作製された。表１に記載のＢａＯ成分含有ガラスの「Ｇ１」〜「Ｇ４」は、表２に示されているように、ＢａＯが１０〜４０ｍｏｌ％含有されたものである。
前記第４の実施の形態のセラミック電子部品５１が、前記の製造方法によって作製され、特性評価が行われた。その際、絶縁性セラミックペーストは、フォルステライト粉とＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスと溶剤とエトセル樹脂とが、表１に示す組成になるように秤量されて作製された。表１に記載のＢａＯ成分含有ガラスの「Ｇ１」〜「Ｇ４」は、表２に示されているように、ＢａＯが１０〜４０ｍｏｌ％含有されたものである。
２．実施例における特性評価および評価方法
各試料に対して、以下の特性評価が行なわれた。
各試料に対して、以下の特性評価が行なわれた。
（絶縁体セラミック膜のクラックの評価）
セラミック電子部品５１の絶縁体セラミック膜３４が、目視検査で観察されて、絶縁体セラミック膜３４のクラックの有無が確認された。さらに、セラミック電子部品５１が、印刷回路基板（プリント基板）に、はんだで実装され、１８０ｃｍの高さから３回自由落下試験が実施された後、絶縁体セラミック膜３４が、目視検査で観察されて、絶縁体セラミック膜３４のクラックの有無が確認された。クラックが絶縁体セラミック膜３４に発生していない場合は、「○」とした。クラックが発生している場合は、「×」とした。
セラミック電子部品５１の絶縁体セラミック膜３４が、目視検査で観察されて、絶縁体セラミック膜３４のクラックの有無が確認された。さらに、セラミック電子部品５１が、印刷回路基板（プリント基板）に、はんだで実装され、１８０ｃｍの高さから３回自由落下試験が実施された後、絶縁体セラミック膜３４が、目視検査で観察されて、絶縁体セラミック膜３４のクラックの有無が確認された。クラックが絶縁体セラミック膜３４に発生していない場合は、「○」とした。クラックが発生している場合は、「×」とした。
（絶縁体セラミック膜のセルシアン結晶の評価）
セラミック電子部品５１の垂直断面が研磨して露出され、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して、絶縁体セラミック膜３４のセルシアン結晶が観察された。絶縁体セラミック膜３４の表面露出部分（セルシアン結晶リッチ層３４ａ）のセルシアン結晶の量が、絶縁体セラミック膜３４がセラミック多層基板５０および端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂに接する部分のセルシアン結晶の量よりも多い場合は、「○」とした。同等もしくは少ない場合は、「×」とした。
セラミック電子部品５１の垂直断面が研磨して露出され、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して、絶縁体セラミック膜３４のセルシアン結晶が観察された。絶縁体セラミック膜３４の表面露出部分（セルシアン結晶リッチ層３４ａ）のセルシアン結晶の量が、絶縁体セラミック膜３４がセラミック多層基板５０および端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂに接する部分のセルシアン結晶の量よりも多い場合は、「○」とした。同等もしくは少ない場合は、「×」とした。
（コプラナリティの評価）
コプラナリティは、印刷回路基板の表面に対する、セラミック電子部品５１の実装面に配設されている端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂや絶縁体セラミック膜３４の凹凸量を意味する。コプラナリティが２０μｍ未満の場合は、コプラナリティが良いと判断して「○」とした。コプラナリティが２０μｍ以上の場合は、コプラナリティが悪いと判断して「×」とした。
コプラナリティは、印刷回路基板の表面に対する、セラミック電子部品５１の実装面に配設されている端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂや絶縁体セラミック膜３４の凹凸量を意味する。コプラナリティが２０μｍ未満の場合は、コプラナリティが良いと判断して「○」とした。コプラナリティが２０μｍ以上の場合は、コプラナリティが悪いと判断して「×」とした。
３．実施例の特性評価結果
表３は実施例の特性評価の結果を示す。
表３は実施例の特性評価の結果を示す。
本発明の範囲外である試料番号９，１０の場合（絶縁性セラミックペーストの作製の際に、Ａｌ成分含有無機物が混合されなかった場合）は、絶縁体セラミック膜３４にセルシアン結晶が生成されなかった。そのため、クラックが絶縁体セラミック膜３４に発生した。また、ＢａＯ成分含有ガラスの量が多過ぎるため、フォルステライトの焼結が進み過ぎてコプラナリティが悪かった。
本発明の範囲外である試料番号１１の場合（絶縁性セラミックペーストの作製の際に、ＢａＯ成分含有ガラスの量が多く混合された場合）は、フォルステライトの焼結が進み過ぎてコプラナリティが悪かった。また、セルシアン結晶が、絶縁体セラミック膜３４の全体に一様に生成されていた。また、クラックが、落下試験後の絶縁体セラミック膜３４に発生していた。
本発明の範囲外である試料番号１２の場合（絶縁性セラミックペーストの作製の際に、Ａｌ成分含有無機物の量が多く混合された場合）は、セルシアン結晶が、絶縁体セラミック膜３４の全体に一様に生成されていた。また、クラックが、落下試験後の絶縁体セラミック膜３４に発生していた。
本発明の範囲外である試料番号１３の場合（絶縁性セラミックペーストの作製の際に、Ａｌ成分含有無機物およびＢａＯ成分含有ガラスの量が少なく混合された場合）は、絶縁体セラミック膜３４に生成されるセルシアン結晶が少なかった。そのため、クラックが、落下試験後の絶縁体セラミック膜３４に発生していた。
本発明の範囲外である試料番号１４の場合（絶縁性セラミックペーストの作製の際に、ＢａＯ含有量が１０ｍｏｌ％のＢａＯ成分含有ガラスが混合された場合）は、ＢａＯ比率が少な過ぎて、絶縁体セラミック膜３４に生成されるセルシアン結晶が少なかった。そのため、クラックが、落下試験後の絶縁体セラミック膜３４に発生していた。
本発明の範囲外である試料番号１６の場合（絶縁性セラミックペーストの作製の際に、ＢａＯ含有量が４０ｍｏｌ％のＢａＯ成分含有ガラスが混合された場合）は、ＢａＯ比率が多過ぎて、セルシアン結晶が、絶縁体セラミック膜３４の全体に一様に生成されていた。また、クラックが、落下試験後の絶縁体セラミック膜３４に発生していた。
これに対して、本発明の範囲内である試料番号１〜８，１５，１７〜２１の場合は、ＢａＯ成分含有ガラスとＡｌ成分含有無機物とが、良好に反応して、効果的に絶縁体セラミック膜３４にセルシアン結晶が生成された。すなわち、セルシアン結晶は、絶縁体セラミック膜３４の表面露出部分（セルシアン結晶リッチ層３４ａ）のセルシアン結晶の量が、絶縁体セラミック膜３４がセラミック多層基板５０および端子電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂに接する部分のセルシアン結晶の量と比較して多くなるように生成されていた。そのため、クラックが、絶縁体セラミック膜３４に発生し難くなり、落下試験後の絶縁体セラミック膜３４にも発生しなかった。
そして、試料番号８，１４，１５，１６から、本発明は、ＢａＯ成分含有ガラスのＢａＯ含有量が、２０〜３０ｍｏｌ％になるように調合されることが認められる。
また、表４は、本発明の範囲内である試料番号１〜８，１７〜２１、および、本発明の範囲外である試料番号９〜１３に対して、フォルステライトとＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスの３成分の合計含有量を１００体積％としたときの、フォルステライト、Ａｌ成分含有無機物、ＢａＯ成分含有ガラスのそれぞれの含有量を算出した結果である。
また、図７は、Ａｌ成分含有無機物としてアルミナを用いた試料番号１〜８，９〜１３のフォルステライトとアルミナとＢａＯ成分含有ガラスの３成分含有量の相関関係を示す三角グラフ図である。図８は、Ａｌ成分含有無機物としてコージライトを用いた試料番号１７〜２１のフォルステライトとコージライトとＢａＯ成分含有ガラスの３成分含有量の相関関係を示す三角グラフ図である。それぞれのグラフ図において、多角形で囲まれた範囲が、本発明の適用範囲である。
そして、図７および図８から、本発明は、絶縁性セラミックペーストの作製の際には、フォルステライトとＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスの合計含有量を１００体積％としたとき、
（ア）フォルステライトの含有量ａが、５０．０体積％≦ａ≦７０．２体積％
（イ）Ａｌ成分含有無機物の含有量ｂが、３．０体積％≦ｂ≦１８．０体積％
（ウ）ＢａＯ成分含有ガラスの含有量ｃが、２５．０体積％≦ｃ≦３７．０体積％
となるように、フォルステライト粉とＢａＯ成分含有ガラスとＡｌ成分含有無機物が調合されることが認められる。
（ア）フォルステライトの含有量ａが、５０．０体積％≦ａ≦７０．２体積％
（イ）Ａｌ成分含有無機物の含有量ｂが、３．０体積％≦ｂ≦１８．０体積％
（ウ）ＢａＯ成分含有ガラスの含有量ｃが、２５．０体積％≦ｃ≦３７．０体積％
となるように、フォルステライト粉とＢａＯ成分含有ガラスとＡｌ成分含有無機物が調合されることが認められる。
なお、この発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。
すなわち、たとえば、上記の実施の形態においては、セラミック多層基板２，１２，５０の材料として、主に、フォルステライト粉およびガラス粉末が含まれており、絶縁体セラミック膜６，１６，１７，３４の材料として、フォルステライト粉、Ａｌ成分含有無機物およびＢａＯ成分含有ガラスが含まれているが、絶縁体セラミック膜がセラミック多層基板の熱膨張係数よりも小さくなるように、それぞれの材料が変更されていたとしても、同様の効果を得ることが可能となる。
すなわち、たとえば、上記の実施の形態においては、セラミック多層基板２，１２，５０の材料として、主に、フォルステライト粉およびガラス粉末が含まれており、絶縁体セラミック膜６，１６，１７，３４の材料として、フォルステライト粉、Ａｌ成分含有無機物およびＢａＯ成分含有ガラスが含まれているが、絶縁体セラミック膜がセラミック多層基板の熱膨張係数よりも小さくなるように、それぞれの材料が変更されていたとしても、同様の効果を得ることが可能となる。
１，１’，１１，５１ セラミック電子部品
２，１２，５０ セラミック多層基板
４，５，１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｃ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ 端子電極
６，１６，１７，３４ 絶縁体セラミック膜
２０ 内層用セラミックグリーンシート
２２ａ，２３ａ 内部電極
３０ 外層用セラミックグリーンシート
３４ａ セルシアン結晶リッチ層
２，１２，５０ セラミック多層基板
４，５，１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｃ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ 端子電極
６，１６，１７，３４ 絶縁体セラミック膜
２０ 内層用セラミックグリーンシート
２２ａ，２３ａ 内部電極
３０ 外層用セラミックグリーンシート
３４ａ セルシアン結晶リッチ層
Claims (9)
- セラミック多層基板と、
前記セラミック多層基板の表面に形成された複数の端子電極と、
前記セラミック多層基板の表面に形成され、かつ、少なくとも前記端子電極の一部を覆うように配設された絶縁体セラミック膜と、を備え、
前記絶縁体セラミック膜の表面露出部分の熱膨張係数が、前記セラミック多層基板の熱膨張係数より小さいこと、
を特徴とする、セラミック電子部品。 - 前記絶縁体セラミック膜は、複数の前記端子電極の間に形成されること、を特徴とする、請求項１に記載のセラミック電子部品。
- 前記絶縁体セラミック膜がセルシアン結晶を含み、前記絶縁体セラミック膜の表面露出部分のセルシアン結晶の量が、前記絶縁体セラミック膜が前記セラミック多層基板および前記端子電極に接する部分のセルシアン結晶の量と比較して多いこと、を特徴とする、請求項１または請求項２に記載のセラミック電子部品。
- 外層用セラミックグリーンシートの表面に、導電性ペーストで端子電極を形成する工程と、
内層用セラミックグリーンシートの表面に、導電性ペーストで内部電極を形成する工程と、
前記外層用セラミックグリーンシートと前記内層用セラミックグリーンシートとを積み重ねて、複数の前記内層用セラミックグリーンシート同士の界面に前記内部電極が配設され、かつ、前記外層用セラミックグリーンシートの表面に前記端子電極が配設された構造を有する未焼成の積層体を形成する工程と、
前記未焼成の積層体の表面に形成された前記端子電極の少なくとも一部を覆うように、複数の前記端子電極の間に、絶縁性セラミックペーストで絶縁体セラミック膜を形成する工程と、
前記未焼成の積層体を焼成して焼結積層体を得る工程と、を備え、
前記絶縁性セラミックペーストは、少なくとも骨材とＢａＯ成分含有ガラスとＡｌ成分含有無機物とを含み、かつ、前記ＢａＯ成分含有ガラスのＢａＯ含有量が２０〜３０ｍｏｌ％であり、
前記骨材と前記Ａｌ成分含有無機物と前記ＢａＯ成分含有ガラスとの合計含有量を１００体積％としたとき、
（ア）前記骨材の含有量ａが、５０．０体積％≦ａ≦７０．２体積％
（イ）前記Ａｌ成分含有無機物の含有量ｂが、３．０体積％≦ｂ≦１８．０体積％
（ウ）前記ＢａＯ成分含有ガラスの含有量ｃが、２５．０体積％≦ｃ≦３７．０体積％
であること、
を特徴とする、セラミック電子部品の製造方法。 - 前記骨材がフォルステライトであること、を特徴とする、請求項４に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 前記Ａｌ成分含有無機物がアルミナもしくはコージライトであること、を特徴とする、請求項４または請求項５に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 少なくとも骨材とＡｌ成分含有無機物とＢａＯ成分含有ガラスと溶媒とを含み、
前記ＢａＯ成分含有ガラスのＢａＯ含有量が２０〜３０ｍｏｌ％であり、
前記フォルステライトと前記Ａｌ成分含有無機物と前記ＢａＯ成分含有ガラスとの合計含有量を１００体積％としたとき、
（ア）前記骨材の含有量ａが、５０．０体積％≦ａ≦７０．２体積％
（イ）前記Ａｌ成分含有無機物の含有量ｂが、３．０体積％≦ｂ≦１８．０体積％
（ウ）前記ＢａＯ成分含有ガラスの含有量ｃが、２５．０体積％≦ｃ≦３７．０体積％
であること、
を特徴とする、絶縁性セラミックペースト。 - 前記骨材がフォルステライトであること、を特徴とする、請求項７に記載の絶縁性ペースト。
- 前記Ａｌ成分含有無機物がアルミナもしくはコージライトであること、を特徴とする、請求項７または請求項８に記載の絶縁性セラミックペースト。
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