WO2006046361A1

WO2006046361A1 - セラミック原料組成物、セラミック基板および非可逆回路素子

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Publication number: WO2006046361A1
Application number: PCT/JP2005/016900
Authority: WO
Inventors: Yasutaka Sugimoto; Satoshi Ohga; Takaki Murata
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2006-05-04
Also published as: JP4420025B2; US8455381B2; ATE515486T1; KR20060125854A; EP1829841A4; JPWO2006046361A1; US20070036996A1; CN1914134A; EP1829841B1; CN1914134B; KR100768662B1; EP1829841A1

Abstract

　アイソレータのような抵抗素子（８）を内蔵するセラミック基板（１）の材料として有利に用いられるセラミック原料組成物を提供する。　ｘＢａＯ－ｙＴｉＯ２－ｚＲｅＯ3/2（ｘ、ｙおよびｚはモル％を示し、８≦ｘ≦１８、５２．５≦ｙ≦６５、２０≦ｚ≦４０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００であり、Ｒｅは希土類元素である。）で表されるセラミック組成物を１０～４５重量％と、アルミナを５～４０重量％と、４～１７．５重量％のＢ２Ｏ３、２８～５０重量％のＳｉＯ２、０～２０重量％のＡｌ２Ｏ３および３６～５０重量％のＭＯ（ＭＯは、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの少なくとも１種である。）を含むガラス組成物を４０～６５重量％とを含み、セラミック組成物とアルミナとの合計量が３５重量％以上である、セラミック原料組成物。

Description

明細書

セラミック原料組成物、セラミック基板および非可逆回路素子

技術分野

[0001] この発明は、セラミック原料組成物、このセラミック原料組成物を用いて構成されるセラミック基板、およびこのセラミック基板を備える非可逆回路素子に関するもので、特に、セラミック原料組成物を焼結させて得られた焼結体の比誘電率を高めるための改良に関するものである。

背景技術

[0002] この発明にとって興味ある電子部品として、たとえばアイソレータまたはサーキユレータのような非可逆回路素子がある。非可逆回路素子についても、他の電子部品と同様、これを小型化することが求められている。非可逆回路素子の小型化は、そこに用いられるセラミック基板の大きさに大きく左右される。非可逆回路素子に備えるセラミック基板には、コンデンサ素子および抵抗素子が内蔵されている力たとえば 800 MHz〜l. 5GHz帯のような高周波領域で用いる場合には、コンデンサ素子の容量は lOOpF程度必要であり、この容量を維持したまま、小型化を実現するためには、セラミック基板を構成するセラミックの比誘電率を高めなければならない。

[0003] セラミック基板の材料となるセラミック原料糸且成物であって、上述のように高い比誘電率を実現し得るものとして、たとえば特開 2002— 97072号公報 (特許文献 1)に記載されたものがある。この特許文献 1では、 1000°C以下の低温で焼結させることができ、 Ag等の金属と共焼成することができ、また、比誘電率および Q値が高くかつ誘電特性の温度変化率の絶対値が小さい誘電体セラミックを得ることが可能なセラミック原料組成物が提案されて!ヽる。

[0004] すなわち、特許文献 1に記載されたセラミック原料組成物は、フイラ一としての BaO

-TiO -ReO (Reは希土類元素）系セラミック組成物と、 Li O— MO— ZnO—Al

2 3/2 2 2

O -B O -SiO (Mは、 Ba、 Sr、 Caおよび Mgのうちの少なくとも 1種）系ガラス組成

3 2 3 2

物とを含んでいる。

[0005] 上述した特許文献 1に記載のセラミック原料組成物では、フイラ一としての BaO— Ti O -ReO 系セラミック組成物力好ましくは、 65〜85重量％と比較的多く含まれて

2 3/2

いるため、焼結性が悪くなる傾向があり、この焼結性を高めるために、粘度の低いガラスを用いる必要がある。そのため、ガラス組成物には、前述したように、 Li Oが添加

2 され、これによつて、ガラスの粘度を低下させている。

[0006] し力しながら、特許文献 1に記載のようなセラミック原料組成物を用いて、前述した非可逆回路素子に備えるセラミック基板を作製すると、セラミック基板に内蔵される抵抗素子の抵抗特性が低下するという問題を招くことがわ力つた。そして、本件発明者による実験の結果、このような抵抗特性の低下は、セラミック原料組成物に含まれるガラス成分と抵抗素子を構成する抵抗体とが反応するためであることを見出した。特許文献 1：特開 2002 - 97072号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] そこで、この発明の目的は、上述のような問題を解決し得るセラミック原料組成物、このセラミック原料組成物を用いて構成されるセラミック基板、およびこのセラミック基板を備える非可逆回路素子を提供しょうとすることである。

課題を解決するための手段

[0008] この発明に係るセラミック原料組成物は、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴として、る。

[0009] すなわち、この発明に係るセラミック原料組成物は、まず、フイラ一として、 xBaO— yTiO— zReO (ただし、 x、 yおよび zはモル⁰ /₀を示し、 8≤x≤ 18、 52. 5≤v≤65

2 3/2

、 20≤z≤40であり、 x+y+z= 100であり、 Reは希土類元素である。）で表される、 BaO-TiO -ReO 系セラミック組成物と、アルミナとを含む。

2 3/2

[0010] また、この発明に係るセラミック原料組成物は、 4〜17. 5重量％の O 、 28〜50

2 3 重量％の SiO、 0〜20重量％の Al Oおよび 36〜50重量％の MO (ただし、 MOは

2 2 3

、 CaO、 MgO、 SrOおよび BaOから選ばれた少なくとも 1種である。）を含む、ホウケィ酸ガラス組成物を含む。

[0011] 上記の各成分の含有比率については、 BaO— TiO—ReO 系セラミック糸且成物が

2 3/2

10〜45重量％とされ、アルミナが 5〜40重量％とされ、ホウケィ酸ガラス糸且成物が 4 0〜65重量％とされる。そして、 BaO— TiO— ReO 系セラミック組成物とアルミナと

2 3/2

の合計量は 35重量％以上とされる。

[0012] この発明に係るセラミック原料組成物は、さらに、 CaTiOを 20重量％以下含んで

3

いてもよい。また、ホウケィ酸ガラス糸且成物は、 Li 0、 Na Oおよび Κ Οから選ばれた

2 2 2

少なくとも 1種を、 0. 5重量％未満であれば含んでいてもよい。また、 BaO— TiO—

2

ReO 系セラミック組成物とアルミナとホウケィ酸ガラス組成物との合計量 100重量

3/2

部に対して、 CeOを 3重量部以下含んでいてもよい。

2

[0013] この発明は、上述のこの発明に係るセラミック原料組成物を焼成して得られた焼結体力なるセラミック層を備える、セラミック基板にも向けられる。

[0014] この発明に係るセラミック基板は、積層された複数のセラミック層からなる多層構造を有していてもよい。この場合、セラミック層に関連して、 Agまたは Cuを主成分とする導体が設けられて、ても、抵抗素子が内蔵されて、てもよ、。

[0015] この発明に係るセラミック基板は、さらに、比誘電率が 10以下の第 2のセラミック層を備えていてもよい。

[0016] また、この発明に係るセラミック基板は、さらに、 CaO-Al O— B O— SiO系ガラ

2 3 2 3 2 ス組成物およびアルミナを、前者が 26〜65重量％および後者が 35〜74重量％となる割合で含むセラミック材料の焼結体力もなる第 2のセラミック層を備えて、てもよ、。

[0017] この発明は、さらに、永久磁石と、基体、基体に所定の交差角度で積み重ねて配置された複数の中心電極、および中心電極相互を電気的に絶縁するために中心電極間に配置された電気絶縁層を備え、永久磁石により直流磁界が印加される、中心電極組立体と、永久磁石および中心電極組立体を収容する、ケースと、中心電極組立体が実装される、コンデンサ素子および抵抗素子が設けられたセラミック基板とを備える、非可逆回路素子にも向けられる。

[0018] この発明に係る非可逆回路素子は、上述したセラミック基板が、この発明に係るセラミック基板をもって構成されることを特徴として、る。

発明の効果

[0019] この発明に係るセラミック原料組成物によれば、 1000°C以下の低温で焼結させることができ、したがって、 Agまたは Cuのような導電性に優れた金属と共焼成することができる。そのため、積層された複数のセラミック層からなる多層構造を有するセラミック基板において、内蔵される導体の材料として、上述のような金属を用いることができる

[0020] また、この発明に係るセラミック原料組成物を焼成して得られた焼結体によれば、比較的高い比誘電率を得ることができる。したがって、たとえばアイソレータについて言えば、そこに備えるセラミック基板を構成する材料として、この発明に係るセラミック原料組成物の焼結体を用いると、セラミック基板の面積を従来の 2Z3〜lZ2にまで小型化することが可能となる。

[0021] また、この発明に係るセラミック原料組成物によれば、ホウケィ酸ガラス組成物が Li などのアルカリ金属を含まなくてもよいため、抵抗素子を構成する抵抗体との反応による抵抗特性の低下という問題を回避することができる。したがって、抵抗素子が内蔵されているセラミック基板、より具体的には、アイソレータのような非可逆回路素子に備える、抵抗素子が設けられたセラミック基板の材料として、この発明に係るセラミック原料組成物を有利に用いることができる。

[0022] 上述した効果をより確実に達成するためには、ホウケィ酸ガラス組成物に、 Li 0、 N

2 a Oおよび K O力選ばれた少なくとも 1種が含まれるとしても、その含有量は 0. 5重

2 2

量％未満に抑えられることが好ましい。

[0023] この発明に係るセラミック基板力この発明に係るセラミック原料組成物の焼結体からなるセラミック層、すなわち第 1のセラミック層にカ卩えて、比誘電率が 10以下の第 2 のセラミック層を備えている場合、あるいは、 CaO— Al O -B O— SiO系ガラス組

2 3 2 3 2 成物およびアルミナを、前者が 26〜65重量％および後者が 35〜74重量％となる割合で含むセラミック材料の焼結体力もなる第 2のセラミック層を備えている場合には、次のような効果が奏される。

[0024] すなわち、まず、第 1のセラミック層が高誘電率層となり、第 2のセラミック層が低誘電率層となる。したがって、低誘電率層である第 2のセラミック層に関連して専ら配線のための導体を配置し、高誘電率層である第 1のセラミック層に関連してコンデンサやフィルタのような素子を構成するようにすれば、セラミック基板の小型化を行なうことができる。 [0025] また、上述のように、第 2のセラミック層が CaO—Al O—B O—SiO系ガラス組成

2 3 2 3 2

物を含む場合、第 1のセラミック層に含まれるホウケィ酸ガラス組成物と第 2のセラミツク層に含まれるガラス糸且成物とは、含有元素がほぼ同じであるため、焼成時の相互拡散による特性変動や特性ばらつき等が生じにくい。また、第 1のセラミック層と第 2のセラミック層との熱膨張係数が同じまたは近似しているので、デラミネーシヨン等の構造欠陥が生じにくい。また、第 2のセラミック層についても、アルカリ金属元素を含む必要がないため、抵抗素子を構成する抵抗体との反応による抵抗特性の低下という問題を回避することができる。

[0026] さらに、第 1および第 2のセラミック層は、ともにガラス成分を含んでいるため、比較的低温での焼結が可能である。したがって、第 1および第 2のセラミック層が焼結する温度では焼結しない無機材料を含む拘束層を生のセラミック基板の少なくとも一方主面上に形成した状態で、第 1および第 2のセラミック層が焼結する温度で焼成を実施すれば、拘束層によってセラミック層の主面方向での収縮を抑制することができる。その結果、寸法精度に優れたセラミック基板を作製することができる。

図面の簡単な説明

[0027] [図 1]図 1は、この発明の一実施形態によるセラミック基板 1を図解的に示す断面図である。

[図 2]図 2は、この発明の他の実施形態による非可逆回路素子の一例としての集中定数型アイソレータ 11を分解して示す斜視図である。

[図 3]図 3は、図 2に示した集中定数型アイソレータ 11が与える等価回路図である。

[図 4]図 4は、この発明のさらに他の実施形態によるセラミック基板 41を図解的に示す断面図である。

符号の説明

[0028] 1, 14, 41 セラミック基板

2, 42 セラミック層

3 導体

4, 44 外部導体膜

5, 45 内部導体膜 6, 46 ビアホール導体

7, 47, CI, C2, C3 コンデンサ素子

8, R 抵抗素子

11 集中定数型アイソレータ

12 永久磁石

13 中心電極組立体

15 上側ケース

16 下側ケース

28 基体

30, 31, 32 中心電極

33 電気絶縁層

43 第 2のセラミック層

発明を実施するための最良の形態

[0029] まず、この発明に係るセラミック原料組成物を用いて有利に構成されるセラミック基板について説明する。図 1は、この発明の一実施形態によるセラミック基板 1を図解的に示す断面図である。

[0030] 図 1を参照して、セラミック基板 1は、積層された複数のセラミック層 2からなる多層構造を有している。これらセラミック層 2に関連して、たとえば Agまたは Cuを主成分とする導体 3が設けられている。導体 3としては、セラミック基板 1の外表面上に形成されるいくつかの外部導体膜 4、セラミック層 2間の特定の界面に沿って形成されるいくつかの内部導体膜 5および特定のセラミック層 2を貫通するように設けられる、くつかのビァホーノレ導体 6がある。

[0031] これらの導体 3は、単なる配線のために設けられるもののほ力、たとえばコンデンサ素子やインダクタ素子のような受動素子をセラミック基板 1の内部に構成するために設けられるものもある。図 1において、セラミック基板 1の右部分に図示されている内部導体膜 5およびビアホール導体 6は、コンデンサ素子 7を構成している。このコンデンサ素子 7を構成する内部導体膜 5に挟まれるセラミック層 2を本発明に係るセラミツク原料組成物の焼結体力もなる第 1のセラミック層で構成し、コンデンサ素子 7を構成しな、セラミック層 2を比較的誘電率の低、原料組成物の焼結体力なる第 2のセラミック層で構成してもよい。

[0032] また、セラミック基板 1には、抵抗素子 8が内蔵されている。抵抗素子 8は、特定のセラミック層 2間の界面に沿って形成された抵抗体膜によって構成される。この抵抗体膜は、たとえば、 RuOを主成分とし、無機成分としてケィ酸系ガラスを含む抵抗体べ

2

一ストを焼結させることによって形成される。

[0033] 次に、この発明に係るセラミック原料組成物を用いて有利に構成されるセラミック基板を備える非可逆回路素子について説明する。図 2は、非可逆回路素子の一例としての集中定数型アイソレータ 11を分解して示す斜視図である。

[0034] 図 2を参照して、集中定数型アイソレータ 11は、矩形板状の永久磁石 12と中心電極組立体 13と実装用のセラミック基板 14と金属ケースとしての上側ケース 15および下側ケース 16とを備えてヽる。

[0035] 上側ケース 15は、下方に向く開口を有する箱状をなしており、上壁部 17と 4つの側壁部 18〜21とを備えている。下側ケース 16は、互いに対向する 2つの立ち上がり壁

22および 23とこれら立ち上がり壁 22および 23間を連結する底壁部 24とを備えている。上側ケース 15および下側ケース 16は、好ましくは、強磁性体材料力も構成され、その表面に Agまたは Cuめっきが施される。

[0036] 図 3は、図 2に示した集中定数型アイソレータ 11が与える等価回路図である。以下

、図 2とともに、図 3を参照しながら、中心電極組立体 13およびセラミック基板 14の詳細について説明する。

[0037] セラミック基板 14は、その機械的構造については図示を省略するが、積層された複数のセラミック層からなる多層構造を有していて、図 3に示すような整合用コンデンサ素子 Cl、 C2および C3ならびに抵抗素子 Rを内蔵している。なお、これら整合用コンデンサ素子 C1〜C3ならびに抵抗素子 Rの内蔵構造については、図 1に示したセラミック基板 1におけるコンデンサ素子 7および抵抗素子 8の内蔵構造と実質的に同様である。

[0038] セラミック基板 14の上面には、ポート電極 Pl、 P2および P3ならびにアース電極 25 が露出している。セラミック基板 14の下面には、図 2では図示されないが、図 3に示すように、このアイソレータ 11を外部回路に電気的に接続する入力電極 26および出力電極 27が形成されている。

[0039] 中心電極組立体 13は、矩形板状のマイクロ波フェライトからなる基体 28を備えている。基体 28の上面には、 3つの中心電極 30、 31および 32が配置されている。これら中心電極 30〜32は、互いの間に電気絶縁層 33を介在させることにより、互いに電気的に絶縁されている。また、 3つの中心電極 30〜32は、略 120度毎に交差するように配置されている。

[0040] 中心電極 30〜32を配置する順序は任意である力図 2に示した実施形態では、下から、中心電極 32、電気絶縁層 33、中心電極 31、電気絶縁層 33、中心電極 30の順に配置されている。

[0041] これら中心電極 30〜32は、各々の一端が基体 28の側面 34に形成されている接続電極 35を介して基体 10の下面 36に形成されているアース電極 37に接続され、各々の他端が、側面 34に形成されている接続電極 35を介してセラミック基板 14のポート電極 P1〜P3に接続されている。

[0042] このようにして、中心電極 30〜32のアース側は、接続電極 35を介して共通のァース電極 37に接続されている。この共通のアース電極 37は、基体 28の下面 36と略同形状であり、セラミック基板 14に形成されているポート電極 P1〜P3との接触を避けるようにして下面 36の略全面を被覆している。また、アース電極 37は、セラミック基板 1 4のアース電極 25に接続される。

[0043] 以上のような構成部品をもって、集中定数型アイソレータ 11を組み立てるにあたつては、まず、下側ケース 16内にセラミック基板 14を組み込み、その上に中心電極糸且立体 13を載せ、所定の電気的接続を達成する。他方、永久磁石 12を、上側ケース 1 5の上壁部 17の下面側に配置する。そして、これらの状態を維持しながら、上側ケース 15と下側ケース 16とを接合し、一体的な金属ケースとする。

[0044] 上述のように組み立てられたとき、永久磁石 12は、中心電極組立体 13に直流磁界を印加する。このとき、上側ケース 15と下側ケース 16とからなる金属ケースは、磁気回路を構成し、ヨークとしても機能する。

[0045] 以上のような図 1に示したセラミック基板 1において、ならびに図 2および図 3を参照して説明した集中定数型アイソレータ 11に備えるセラミック基板 14において、この発明に係るセラミック原料組成物がセラミック層を構成するために有利に用いられる。

[0046] この発明に係るセラミック原料糸且成物は、前述したように、フイラ一として、 BaO—Ti O -ReO 系セラミック組成物とアルミナとを含み、さらに、 LiO等のアルカリ金属酸

2 3/2

化物の添加量が 0. 5重量％未満であるホウケィ酸ガラス組成物を含むことを特徴としている。このようなセラミック原料組成物によれば、その焼結体において比較的高い誘電率を得ることができ、また、抵抗素子を内蔵するセラミック基板を構成したとき、抵抗素子の抵抗特性を低下させることがな、。

[0047] より詳細には、前述した BaO— TiO— ReO 系セラミック組成物は、 xBaO— yTi

2 3/2

O— zReO (ただし、 x、 yおよび zはモル⁰ /₀を示し、 8≤x≤18, 52. 5≤y≤65,お

2 3/2

よび 20≤z≤40であり、 x+y+z= 100であり、 Reは希土類元素である。）で表されるものである。

[0048] また、前述したホウケィ酸ガラス組成物は、 4〜17. 5重量％の O、 28〜50重量

2 3

%の SiO、 0〜20重量％の Al Oおよび 36〜50重量％の MO (ただし、 MOは、 Ca

2 2 3

0、 MgO、 SrOおよび BaOから選ばれた少なくとも 1種である。）を含むものである。

[0049] また、この発明に係るセラミック原料組成物は、前述の BaO—TiO—ReO 系セラ

2 3/2 ミック組成物を 10〜45重量⁰ /₀と、アルミナを 5〜40重量⁰ /₀と、ホウケィ酸ガラス組成物を 40〜65重量％とを含むようにされる。そして、 BaO— TiO—ReO 系セラミック

2 3/2

組成物とアルミナとの合計量が 35重量％以上とされる。

[0050] この発明に係るセラミック原料組成物は、さらに、 CaTiOを 20重量％以下含んで

3

いてもよい。また、ホウケィ酸ガラス組成物は、 0. 5重量％未満であれば、 Li 0、 Na

2 2

Oおよび Κ Οから選ばれた少なくとも 1種を含んでいてもよい。また、 BaO— TiO— R

2 2 eO 系セラミック組成物とアルミナとホウケィ酸ガラス組成物との合計量 100重量部

3/2

に対して、さらに、 CeOを 3重量部以下含んでいてもよい。

2

[0051] また、この発明に係るセラミック原料組成物にぉヽて、 TiOおよび ZrOの少なくとも

2 2

一方が 1重量％以下の添加量をもって添加されていると、これを焼成して得られた焼結体の比誘電率の温度変化率の絶対値を小さくすることができる。

[0052] この発明に係るセラミック原料組成物は、図 4に示すようなセラミック基板 41においても用いることができる。図 4は、この発明のさらに他の実施形態によるセラミック基板 41を図解的に示す断面図である。

[0053] 図 4に示したセラミック基板 41は、高誘電率層と低誘電率層との複合構造を有している。より詳細には、セラミック基板 41は、積層された複数の第 1のセラミック層 42および積層された複数の第 2のセラミック層 43からなる複合積層構造を有して、る。この実施形態では、複数の第 1のセラミック層 42は、複数の第 2のセラミック層 43によつて挟まれるように位置していて、第 1のセラミック層 42の特定のものは、第 2のセラミツク層 43の特定のものに接している。

[0054] 第 1のセラミック層 42は、この発明に係るセラミック原料組成物の焼結体から構成されるもので、比較的高い比誘電率、たとえば 10を超える比誘電率を有している。他方、第 2のセラミック層 43は、 CaO-Al O— B O— SiO系ガラス組成物およびアルミ

2 3 2 3 2

ナを、前者が 26〜65重量％および後者が 35〜74重量％となる割合で含むセラミツク材料の焼結体力も構成されるもので、比較的低い誘電率、たとえば 10以下の比誘電率を有している。

[0055] セラミック基板 41は、セラミック層 42および 43の各々に関連して設けられる種々の導体を備えている。導体は、たとえば Agまたは Cuを主成分としている。導体としては、典型的には、セラミック基板 41の外表面に形成されるいくつかの外部導体膜 44、セラミック層 42および 43の各々間の特定の界面に沿って形成されるいくつかの内部導体膜 45、ならびにセラミック層 42および 43の特定のものを貫通するように延びるいくつかのビアホール導体 46がある。

[0056] 上述の内部導体膜 45およびビアホール導体 46のうち、第 1のセラミック層 42に関連して設けられるもののいくつかは、静電容量を与えるように配置され、それによつて、コンデンサ素子 47を構成している。

[0057] また、内部導体膜 45およびビアホール導体 46のうち、第 2のセラミック層 43に関連して設けられるもの力専ら配線のために用いられるとき、第 2のセラミック層 43は比較的低、比誘電率を有して、るので、電気信号の遅延やライン間のクロストーク等を低減することができる。

[0058] このようなことから、図 4に示したような複合構造のセラミック基板 41によれば、その小型化を図ることが可能となる。また、第 1のセラミック層 42に含まれるガラス成分と第 2のセラミック層 43に含まれるガラス成分とは、ほぼ同じ元素を含有しているので、後述する実験例からわ力るように、相互拡散による特性の変動やばらつき等を生じさせに《することができる。また、第 1のセラミック層 42と第 2のセラミック層 43とは、同じまたは近似した熱膨張係数を有しているので、後述する実験例力わ力るように、デラミネーシヨン等の構造欠陥を生じさせに《することができる。

[0059] 図 4では抵抗素子を図示していないが、セラミック基板 41は、抵抗素子を内蔵していてもよい。この場合、第 1のセラミック層 42だけでなぐ第 2のセラミック層 43についても、アルカリ金属を含有させる必要がないため、抵抗素子を構成する抵抗体との反応による抵抗特性の低下という問題を回避することができる。

[0060] また、第 1および第 2のセラミック層 42および 43の各々を構成するセラミック材料は、ともに、たとえば 1000°C以下といった比較的低温で焼結させることができる。したがつて、セラミック基板 41を製造するにあたって、この焼結温度では焼結しない無機材料を含む拘束層を、生の状態のセラミック基板 41の少なくとも一方の主面上に配置し、その状態で、第 1および第 2のセラミック層 42および 43に含まれるセラミック材料が焼結する温度で焼成すれば、拘束層によって第 1および第 2のセラミック層 42および 43の主面方向での収縮が抑制され、その結果、セラミック基板 41において高い寸法精度を得ることができるとともに、セラミック基板 41に反りが生じに《することができる

[0061] 図 4に示したセラミック基板 41の上面には、図示しないが、半導体デバイス、積層コンデンサまたはインダクタ等を構成するヽくつかのチップ部品が、上面に形成された外部導体膜 44の特定のものに電気的に接続された状態で実装される。また、これらチップ部品を覆うように、金属ケースがセラミック基板 41の上面上に装着されることもある。また、セラミック基板 41は、その下面上に形成された外部導体膜 44の特定のものを接続用端子として、図示しないマザ一ボード上に実装される。

[0062] 次に、この発明に係るセラミック原料組成物の組成範囲を求める根拠となった実験例について説明する。

[0063] [実験例 1] 1.セラミック組成物の作製

BaO-TiO— ReO 系セラミック組成物を作製するため、 BaO、 TiO、 ReO 等

2 3/2 2 3/2 力表 1に示すような各比率となるように、 BaCO、 TiO、 Nd O、 Pr Oおよび Sm O

3 2 2 3 2 3 2

3の各粉末を秤量し、かつ混合した。次いで、混合された原料粉末を、 1150°Cの温度で 1時間仮焼した後、仮焼物を粉砕した。

[0064] このようにして、表 1に示されているセラミック組成物 S1〜S 10を得た。

[0065] [表 1]

(単位：モル％)

[0066] 2.ガラス組成物の作製

ホウケィ酸ガラス組成物を作製するため、 CaO、 MgO、 SrO、 BaO、 Al O、 B O、

2 3 2 3

SiO、 Li 0、 Na 0、 K Oおよび PbOの各粉末を、表 2に示すような各比率となるよう

2 2 2 2

に秤量し、かつ十分に混合した。次いで、混合された原料粉末を、 1100〜1400°C の温度で溶融させ、次いで、水中へ投入して急冷した後、湿式粉砕した。

[0067] このようにして、表 2に示されているガラス組成物 G1〜G27を得た。

[0068] [表 2] 力"ラス種類 CaO gO SrO BaO Al₂0₃ B₂0₃ Si0₂ その他

G1 45 - - - 5 5 45 -

G2 30 - - - 5 5 60 -

G3 36 - - - 7 7 50 -

G4 50 - - - 5 5 40 -

G5 60 - 一 - 5 5 30 -

G6 45 - - - 0 5 50 -

G7 45 - - - 20 5 30 -

G8 35 - - - 30 5 30 -

G9 45 - - - 5 2 48 -

G10 45 - 一 5 4 46 -

G11 45 一 - 5 17.5 32.5 -

G12 45 - - 5 20 30 -

G13 45 - - 15 15 25 -

G14 45 - - - 15 12 28 -

G15 - 45 - 5 5 45 -

G16 - - 45 5 5 45 -

G17 - - 一 45 5 5 45 -

G18 447 - - - 5 5 45 Li₂O:0.3

G19 44.5 - - - 5 5 45 Li₂O:0.5

G20 45 - - ― 5 5 45 ϋ₂0： 1

G21 44.7 一 - - 5 5 45 Na₂O:0.3

G22 44.5 - - - 5 5 45 Na₂O:0.5

G23 44.7 - - - 5 5 45 K₂0： 0.3

G24 44.5 - - - 5 5 45 Κ₂Ο:0.5

G25 25 - 一 - 5 5 45 PbO:20

G26 15 - - - 5 5 45 PbO:30

G27 - - ― 30 5 5 45 PbO:15

(単位:重量％) 3.セラミック原料組成物および焼結体の作製

上述のようにして得られたセラミック組成物 S1〜S10のいずれかおよぴガラス組成物 G1〜G18、 21、 23および 25〜27のいずれかを用いながら、表 3に示す組成比となるように、これら特定のセラミック組成物および特定のガラス組成物の各粉末を秤量するとともに、アルミナおよび CeO の各粉末を秤量し、次いで、これらの粉末を十分に混合した。

[0070] なお、表 3にお!/、て、セラミック組成物、ガラス組成物およびアルミナにつ、ては、その組成比が重量％で示され、 CeOについては、セラミック組成物とガラス組成物とァ

2

ルミナとの合計量 100重量部に対する重量部で示されている。

[0071] [表 3]

試料セラミック組成物アルミナ Ce0₂ 力'ラス組成物番号種類量 [重量"/。] [重量％] [重量部] 種類量 [重量％]

1 S1 34.0 18.0 0.3 G1 48.0

2 S2 34.0 18.0 0.3 G1 48.0

3 S3 34.0 18.0 0.3 G1 48.0

4 S4 34.0 18.0 0.3 G1 48.0

5 S5 34.0 1 8.0 0.3 G1 48.0

6 S6 34.0 1 8.0 0.3 G1 48.0

7 S7 34.0 18.0 0.3 G1 48.0

8 S8 34.0 18.0 0.3 G1 48.0

9 S9 34.0 18.0 0.3 G1 48.0

10 S10 34.0 1 8.0 0.3 G1 48.0

1 1 S1 34.0 1 8.0 0.3 G2 48.0

12 S1 34.0 18.0 0.3 G3 48.0

13 S1 34.0 18.0 0.3 G4 48.0

14 S1 34.0 18.0 0.3 G5 48.0

15 S1 34.0 18.0 0.3 G6 48.0

1 6 S1 34.0 18.0 0.3 G7 48.0

1 7 S1 34.0 18.0 0.3 G8 48.0

18 S1 34.0 18.0 0.3 G9 48.0

19 S1 34.0 18.0 0.3 G10 48.0

20 S1 34.0 18.0 0.3 G1 1 48.0

21 S1 34.0 18.0 0.3 G12 48.0

22 S1 34.0 1 8.0 0.3 G1 3 48.0

23 S1 34.0 18.0 0.3 G14 48.0

24 S1 34.0 1 8.0 0.3 G1 5 48.0

25 S1 34.0 18.0 0.3 G16 48.0

26 S1 34.0 18.0 0.3 G1 7 48.0

27 S1 34.0 18.0 0.3 G18 48.0

28 S1 34.0 18.0 0.3 G21 48.0

29 S1 34.0 18.0 0.3 G23 48.0

30 S1 34.0 18.0 0.3 G25 48.0

31 S1 34.0 18.0 0.3 G26 48.0

32 S1 34.0 18.0 0.3 G27 48.0 次に、上記のようにして得られた混合粉末に対して、適当量のバインダ、可塑剤および溶剤を加え、混練し、スラリーを得た。 [0073] 次に、このスラリーを、ドクターブレード法により厚さ 50 μ mのシート状に成形した。得られたセラミックグリーンシートを、 30mm X 10mmの平面寸法の矩形状に切断した。次に、これら矩形状のセラミックグリーンシートを複数枚積層し、圧着した後、厚さ 0. 5mmの積層体を得た。

[0074] 次に、上記積層体を、 870°Cの温度で 1時間焼成し、試料 1〜32の各々に係る板状の焼結体を得た。

[0075] 4.評価

上記のようにして得られた焼結体について、比誘電率、 Q値、静電容量の温度変化率および PCT信頼性を評価した。これらの結果力表 4に示されている。

[0076] なお、比誘電率および Q値につ!、ては、振動法により、 3GHzで測定した。また、 P CT信頼性については、 PCT (プレツシャタッカーテスト）により、温度 120°C、 2気圧および湿度 95%の条件下に、試料を 100時間投入した後の絶縁破壊強度を評価したもので、絶縁破壊が生じていないものを、表 4において「〇」とした。

[0077] また、表 4の「備考」欄には、実験においてもたらされた好ましくない現象が簡潔に記載されている。

[0078] [表 4]

試料比誘電率 Qf 温度変化率（TCC) PCT信頼性備考

番号 (ε) [GHz] [ppm/°C]

1 15.5 3500 5 〇

2 18.0 900 - 110 〇 Q低 -TCC大

3 11.5 1100 -150 〇 TCG大

4 9.9 900 10 〇 ε低 'Q低

5 9.8 1200 50 〇 ε低

6 15.8 2900 -20 〇

7 15.9 2400 -25 〇

8 14.0 2200 7 〇

9 15.0 3400 10 〇

10 15.3 3000 2 〇

11 - - - - 未焼結

12 14.8 2900 12 〇

13 15.9 3100 10 〇

14 16.4 2500 12 X 絶縁破壊

15 15.3 3300 6 〇

16 15.0 2500 8 〇

17 14.8 900 15 〇 Q低

18 - ― - - 未焼結

19 14.9 2200 0 〇

20 16.2 2900 - 5 〇

21 16.3 2800 -10 X 絶縁破壊

22 16.0 2300 20 X 絶縁破壊

23 15.7 2800 10 〇

24 15.0 2300 2 〇

25 15.6 2100 7 〇

26 15.8 1800 10 〇

27 16.0 2400 5 〇

28 16.1 2000 12 〇

29 16.2 1800 9 〇

30 9.8 1700 60 〇 ε低

31 9.7 1400 70 〇 ε低

32 8.9 1200 90 〇 ε低試料 1〜32は、表 3からわかるように、セラミック組成物、アルミナ、 CeOおよびガラ

2

ス組成物の各々の含有量がすべて同じであり、セラミック組成物またはガラス組成物の種類が異なるのみである。より具体的には、セラミック組成物の種類について言えば、試料 1および 11〜32において、セラミック組成物 S1が用いられ、試料 2〜10において、セラミック組成物 S1以外のものが用いられている。他方、ガラス組成物の種類について言えば、試料 1〜10において、ガラス組成物 G1が用いられ、試料 11〜3 2において、ガラス糸且成物 G 1以外のものが用いられて、る。

[0080] 試料 1〜32のうち、表 4【こ示すよう【こ、試料 1、 6〜10、 12、 13、 15、 16、 19、 20および 23〜29にお!/、て、好まし!/、結果が得られて!/、る。

[0081] これらの試料は、セラミック組成物が 10〜45重量⁰ /₀、アルミナが 5〜40重量⁰ /₀、およびガラス組成物が 40〜65重量％であり、セラミック組成物とアルミナとの合計量が 35重量％以上であるという条件をまず満たしている。また、 CeO力 ¾重量部以下で

2

あると、う条件も満たして、る。

[0082] そして、セラミック糸且成物については、表 1に示したセラミック糸且成物 S1および S6〜 S10のいずれかが用いられ、これらは、 xBaO-yTiO— zReO において、 8≤x≤

2 3/2

18、 52. 5≤y≤65,および 20≤z≤40、ならびに、 x+y+z= 100の条件を満たしている。

[0083] また、ガラス組成物については、表 2に示した Gl、 G3、 G4、 G6、 G7、 G10、 Gi l 、 G14〜G18、 G21および G23のいずれかが用いられ、これらは、 B O力〜17. 5

2 3

重量％、 SiO力 ¾8〜50重量％、 Al O力^〜 20重量％、ならびに CaO、 MgO、 Sr

2 2 3

Oおよび BaO力も選ばれた少なくとも 1種が 36〜50重量％であるという条件を満たしている。

[0084] これらに対して、試料 2では、表 4に示すように、温度変化率の絶対値が大きぐまた、 Qfが小さい。これは、表 3に示すようにセラミック組成物 S2が用いられたためである。セラミック組成物 S2は、表 1に示すように、 BaOを 18モル⁰ /₀より多い 25モル⁰ /₀も含んでいる。

[0085] 試料 3では、表 4に示すように、温度変化率の絶対値が大きい。これは、表 3に示すように、セラミック組成物 S3が用いられたためである。セラミック組成物 S3は、表 1に示すように、 BaOを 8モル％より少ない 5モル％しか含まず、また、 TiOを 65モル⁰ /₀よ

2

り多、75モル⁰ /₀も含んで!/、る。 [0086] 試料 4では、表 4に示すように、比誘電率が低ぐまた、 Qfが小さい。これは、表 3に示すように、セラミック組成物 S4が用いられたためである。セラミック組成物 S4は、表 1に示すように、 BaOを 8モル⁰ /₀より少な!/、2モル⁰ /₀しか含んで!/、な!/、。

[0087] 試料 5では、表 4に示すように、比誘電率が低い。これは、表 3に示すように、セラミック組成物 S5が用いられたためである。セラミック組成物 S5は、表 1に示すように、 Ti Oを 52. 5モル％より少ない 50モル％しか含んでいない。

2

[0088] 試料 11は、 870°Cの焼成温度では、表 4に示すように、焼結していない。これは、表 3に示すように、ガラス組成物 G2が用いられたためである。ガラス組成物 G2は、表 2に示すように、 CaOを 36重量⁰ /₀より少ない 30重量⁰ /₀しか含まず、また、 SiOを 50

2 重量％より多い 60重量％も含んでいる。

[0089] 試料 14では、表 4に示すように、 PCT信頼性に関して絶縁破壊が生じている。これは、表 3に示すように、ガラス組成物 G5が用いられたためである。ガラス組成物 G5は、表 2に示すように、 CaOを 50重量⁰ /₀より多い 60重量⁰ /₀も含んでいる。

[0090] 試料 17では、表 4に示すように、 Qfが小さい。これは、表 3〖こ示すよう〖こ、ガラス組成物 G8が用いられたためである。ガラス組成物 G8は、表 2に示すように、 CaOを 36 重量％より少ない 35重量％しか含まず、また、 Al Oを 20重量％より多い 30重量％

2 3

も含んでいる。

[0091] 試料 18は、 870°Cの焼成温度では、表 4に示すように、焼結していない。これは、表 3に示すように、ガラス組成物 G9が用いられたためである。ガラス組成物 G9は、表 2に示すように、 B Oを 4重量％より少ない 2重量％しか含んでいない。

2 3

[0092] 試料 21では、表 4に示すように、 PCT信頼性に関して絶縁破壊が生じている。これは、表 3に示すように、ガラス組成物 G12が用いられたためである。ガラス組成物 G1 2は、表 2に示すように、 B Oを 17. 5重量⁰ /₀より多い 20重量⁰ /₀も含んでいる。

2 3

[0093] 試料 22では、表 4に示すように、 PCT信頼性に関して絶縁破壊が生じている。これは、表 3に示すように、ガラス組成物 G13が用いられたためである。ガラス組成物 G1 3は、表 2に示すように、 SiOを 28重量％より少ない 25重量％しか含んでいない。

2

[0094] 試料 30〜32では、表 4に示すように、比誘電率が低い。これは、表 3に示すように、ガラス組成物 G25〜G27がそれぞれ用いられたためである。ガラス組成物 G25〜G 27は、表 2に示すように、 Li Oなどのアルカリ金属酸ィ匕物を含んでいないが、前述し

2

たように、比誘電率を高くすることができない。他方、ガラス糸且成物 G25〜G27は、表 2に示すように、焼結性を向上させるための PbOを含んでいる。上述のように、比誘電率が低くなつたのは、この PbOがフイラ一としてのセラミック糸且成物および Zまたはアルミナと反応したためであると考えられる。このことから、ガラス組成物については、単にアルカリ金属を除去すればょ、と、うものではなく、フィラーと相性の良、ガラス組成物を選ぶ必要があることがわかる。

[0095] [実験例 2]

実験例 2では、実験例 1において作製した、表 1のセラミック糸且成物 S1および表 2のガラス組成物 G1を用いながら、表 5に示すように、セラミック組成物、アルミナおよびガラス組成物の各々の含有量を異ならせたことを除いて、実験例 1と同様の操作を経て、セラミック原料組成物を作製し、その焼結体を作製した。

[0096] [表 5]

[0097] 次に、表 5に示した各試料につき、実験例 1の場合と同様の方法により、比誘電率、 Q値、静電容量の温度変化率および PCT信頼性を評価した。さらに、実験例 2では、絶縁抵抗も評価した。絶縁抵抗については、温度 25°Cにおいて、試料に直流電圧 5 OVを 30秒間印加し、絶縁抵抗値を測定し、その結果を対数値 (loglR)で示したものである。これらの結果が表 6に示されている。

[表 6]

[0099] 試料 33〜44のうち、表 6【こ示すよう【こ、試料 34、 35、 37、 38、 39、 42および 43【こおいて、好ましい結果が得られている。

[0100] これらの試料は、セラミック組成物が 10〜45重量⁰ /₀、アルミナが 5〜40重量⁰ /₀、およびガラス組成物が 40〜65重量％であり、セラミック組成物とアルミナとの合計量が 35重量％以上であるという条件を満たしている。また、 CeO力^重量部以下であると

2

いう条件も満たしている。

[0101] これらに対して、試料 33では、表 6に示すように、比誘電率が低ぐまた、温度変化率の絶対値が大きい。これは表 5に示すように、セラミック組成物 S1の含有量が 10重量％未満の 5. 0重量％であるためである。

[0102] 試料 36では、表 6に示すように、温度変化率の絶対値が大きぐまた、絶縁抵抗の劣化が生じている。これは、表 5に示すように、セラミック組成物 S1の含有量が 45重量％を超える 55. 0重量％もあり、また、アルミナの含有量力 5重量％未満の 0重量

%であるためである。

[0103] 試料 40では、表 6に示すように、比誘電率が低ぐまた、温度変化率の絶対値が大きい。これは、表 5に示すように、アルミナの含有量力 0重量％を超える 50. 0重量 %であるためである。

[0104] 試料 41は、表 6に示すように、 870°Cの焼成温度では焼結していない。これは、表 5に示すように、ガラス糸且成物 G1の含有量力 0重量⁰ /₀未満の 30. 0重量⁰ /₀であるためである。

[0105] 試料 44では、表 6に示すように、比誘電率が低い。これは、表 5に示すように、セラミック組成物 S1とアルミナの合計量が 35重量％未満の 30. 0重量％であり、また、ガラス糸且成物 G1の含有量が 65重量％を超える 70. 0重量％であるためである。

[0106] [実験例 3]

実験例 3では、実験例 1において作製した、表 1のセラミック糸且成物 S1および表 2のガラス組成物 G1を用いながら、表 7に示すように、セラミック組成物 S1および CeOの

2 各々の含有量を異ならせるとともに、特定の試料については、 CaTiO

3を添カ卩したことを除いて、実験例 1の場合と同様の操作を経て、セラミック原料組成物およびその焼結体を作製した。

[0107] [表 7]

[0108] 次に、表 7に示した各試料について、実験例 1の場合と同様の方法により、比誘電率、 Q値、静電容量の温度変化率および PCT信頼性を評価した。これらの結果が表 8に示されている。

[0109] [表 8] 試料比誘電率 Qf 温度変化率 PCT信頼性備考

番号 ( ε ) (TCC)

[GHz] [ppm/°C]

45 15.4 2800 5 〇

46 1 5.3 1800 4 〇

47 1 5.2 800 0 〇 Q低

48 1 6.1 3200 -20 〇

49 1 7.2 2100 -100 〇 TGG大

50 18.0 2300 -190 〇 TCG大

[0110] 試料 45〜50のうち、試料 45、 46および 48〖こおいて、好ましい結果が得られている

[0111] これらの試料は、セラミック組成物が 10〜45重量⁰ /₀、アルミナが 5〜40重量⁰ /₀、およびガラス組成物が 40〜65重量％であり、セラミック組成物とアルミナとの合計量が 35重量％以上であるという条件を満たしている。また、 CeO力^重量部以下であり、

2

かつ CaTiOが 20重量％以下であると、う条件も満たして、る。

3

[0112] これらに対して、試料 47では、表 8に示すように、 Q値が低い。これは表 7に示すように、 CeOを、 3重量部を超える 5. 0重量部含む力もである。

2

[0113] 試料 49では、表 8に示すように、温度変化率の絶対値が大きい。これは、表 7に示すように、セラミック組成物 S1とアルミナとの合計量が 35重量％未満の 32. 0重量％であるためである。

[0114] 試料 50では、表 8に示すように、温度変化率の絶対値が大きい。これは、表 7に示すように、セラミック組成物 S1とアルミナとの合計量が 35重量％未満の 22. 0重量％であり、また、 CaTiOの含有量が 20重量％を超える 30. 0重量％であるためである。

3

[0115] [実験例 4]

実験例 4では、表 9に示すように、実験例 1において作製した試料 1および 27ならびに実験例 2において作製した試料 34を再度取り上げるとともに、ガラス組成物として、表 2のガラス組成物 G 19および G20をそれぞれ用いた試料 51および 52となるセラミック原料組成物およびその焼結体、ならびに表 2のガラス組成物 G19、 G20、 G22および G 24をそれぞれ用いた試料 53、 54、 55および 56となるセラミック原料組成物およびその焼結体を作製した。 [0116] [表 9]

[0117] 表 9に示すように、試料 1、 27、 51および 52の間では、セラミック組成物およびアルミナの各含有率が共通しており、同様に、試料 34、 53、 54、 55および 56の間においても、セラミック組成物およびアルミナの各含有率が共通している。そして、試料 1、 2 7、 51および 52のグループと試料 34、 53、 54、 55および 56のグループとの間では、セラミック組成物およびアルミナの各含有率が異なって、る。

[0118] 次【こ、表 9【こ示した試料 1、 27、 51および 52ならび【こ試料 34、 53、 54、 55および 56について、実験例 1の場合と同様の方法により、表 10に示すように、比誘電率、 Q 値、静電容量の温度変化率および PCT信頼性を評価するとともに、さらに、抵抗特性を評価した。

[0119] なお、抵抗特性は、焼成に際しての抵抗素子とセラミックとの反応による抵抗素子への影響を評価するためのものである。すなわち、 RuOを主成分とし、無機成分とし

2

てケィ酸鉛ガラスを含む抵抗体ペーストを用意した。この抵抗体ペーストは、これを用いて、 0. 5mm角で厚さ 20 mの抵抗体膜を形成したとき、 100 Ωの抵抗値を示すものである。この抵抗体ペーストを用いて、前述したように作製された積層体を構成するセラミックグリーンシート間の界面に沿って、 0. 5mm角で厚さ 20 mの抵抗体膜となるべき抵抗体ペースト膜を形成し、このように抵抗体ペースト膜が内蔵された積層体を、前述した条件にて焼成した。そして、焼成後において、焼結した抵抗体膜の抵抗値を測定した。この結果が、表 10の「抵抗特性」の欄に示されている。この抵抗特性に関して、それが 20 Ω以下となるとき、「備考」欄に「抵抗特性 X」と記載した [0120] [表 10]

[0121] 表 10に示すように、試料 51、 52、 53、 54、 55および 56にお!/ヽて、抵抗特' 14力大きく劣化している。これは、表 9に示すように、ガラス組成物 G19、 G20、 G22または G 24が用いられたためである。

[0122] 表 2に示すように、ガラス組成物 G19は、 Li Oを 0. 5重量％含み、ガラス組成物 G

2

20は、 Li Oを 1重量⁰ /₀含み、ガラス糸且成物 G22は、 Na Oを 0. 5重量⁰ /₀含み、ガラス

2 2

組成物 G24は、 K Oを 0. 5重量％含んでいる。

2

[0123] このように、 Li 0、 Na Oまたは Κ Οのようなアルカリ金属酸化物が 0. 5重量％以上

2 2 2

含まれていると、セラミック組成物の含有率に関わらず、アルカリ金属と抵抗体ペーストに含まれる鉛とが反応して、抵抗特性を劣化させるものと考えられる。

[0124] [実験例 5]

実験例 5では、表 11に示すように、実験例 1において作製した試料 1、 12および 13 を再度取り上げるとともに、表 1に示した BaO— TiO -ReO 系セラミック組成物を

2 3/2

含まず、アルミナ、 CeOならびに表 2のガラス組成物 Gl、 G15、 G16、 G17および G

2

20のヽずれかを含む、試料 57〜65となるセラミック材料およびその焼結体を作製した。

[0125] 上述のガラス組成物 Gl、 G15、 G16、 G17および G20に関して、ガラス組成物 G1 は、 CaO-Al O— B O— SiO系であるが、ガラス組成物 G15、 G16、 G17および G20は、 CaO-Al O— B O— SiO系ではない。

2 3 2 3 2

[0126] [表 11]

[0127] 次に、表 11に示した試料 1、 12、 13および 57〜65について、実験例 1の場合と同様の方法により、図 12に示すように、比誘電率、 Q値、静電容量の温度変化率および PCT信頼性を評価するとともに、さらに、熱膨張係数を評価した。

[0128] [表 12]

比誘電率 Qf 温度変化率 PCT信頼性熱膨張係数備考

( ε ) (TCC) ( Of )

[GHz] [ppm/°C] [ppm/°C]

1 15.5 3500 5 〇 7.7

1 2 14.8 2900 12 〇 8.1

1 3 15.9 3100 10 〇 7.9

57 9.2 1500 120 X 7 絶縁破壊

58 9.1 1600 120 〇 7.6

59 8.8 1800 1 1 5 〇 7.8

60 8.6 2000 100 〇 8.1

61 8.4 2000 90 〇 9.2 ひ大

62 7.3 1 800 1 16 〇 6.8

63 9.4 1 700 140 〇 8.9

64 9.8 1600 150 〇 9.9 ひ大

65 16.0 3000 5 〇 7.7

[0129] 表 12の「備考」欄には、実験においてもたらされた好ましくない現象が簡潔に記載されている。ここで、「絶縁破壊」は、表 4の場合と同様、 PCT信頼性に関して絶縁破壊が生じたことを示している。また、「ひ大」は、熱膨張係数（ひ）について、試料 1 2または 13との差が大きくなつて!/、ることを示して!/、る。

[0130] 表 12に示すように、試料 57では、 PCT信頼性に関して絶縁破壊が生じている。これは、表 11に示すように、アルミナを 35重量⁰ /₀未満の 30. 0重量⁰ /₀し力含まず、また、ガラス糸且成物 G1を 65重量％より多い 70. 0重量％も含んでいるためである。

[0131] 試料 61では、表 12に示すように、熱膨張係数 )が大きくなつている。これは、表 11に示すように、アルミナを 74重量％より多い 75. 0重量％も含み、また、ガラス組成物 G1を 26重量％より少な!/、25. 0重量％しか含んで!/ヽな、ためである。

[0132] また、試料 64についても、表 12に示すように、熱膨張係数（α )が大きくなつている。これは、表 11に示すように、ガラス組成物として、 G17を用いたためであると考えられる。

[0133] 次に、表 11に示した試料 1、 12および 13のいずれかである高誘電率材料と、試料 57〜65のいずれかである低誘電率材料とを組み合わせた複合構造のセラミック基板について評価した。 [0134] すなわち、表 11に示した試料 1、 12、 13および 57〜65の各々を含むスラリーを作製し、各スラリーに対して、ドクターブレード法を適用することによって、厚さ 50 /z mのセラミックグリーンシートを作製し、ここから、 30mm X I Ommの平面寸法を有する矩形状のセラミックグリーンシートを切り出した。

[0135] 次に、表 13の「複合構造の組み合わせ」の欄に示した試料の組み合わせをもって、各試料に係るセラミックグリーンシートを 1枚ずつ積層し、圧着した後、 870°Cの温度で 1時間焼成して、焼結後の複合構造のセラミック基板を得た。

[0136] 次に、得られた各試料に係るセラミック基板について、デラミネーシヨンの発生の有無を評価した。この結果が表 13の「デラミネーシヨン」の欄に示されている。

[0137] また、複合構造のセラミック基板から、低誘電率層としての試料 57〜65の各々に係るセラミック層を除去した後、残された高誘電率層である試料 1、 12および 13の各々に係るセラミック層の比誘電率を振動法により 3GHzで測定した。そして、このようにして求められた比誘電率と、表 12に示した試料 1、 12および 13の各々の比誘電率、すなわち単独で焼成して得られた焼結体の比誘電率とを比較して、比誘電率がどの程度低下しているかを算出した。この結果が表 13の「誘電率低下率」の欄に示されている。

[0138] [表 13]

[0139] 表 13からわ力るように、複合構造が試料 1と試料 62〜65との組み合わせによって与えられたものについては、比誘電率が比較的大きく低下している。これは、表 11に示すように、試料 62〜65では、ガラス組成物として、 CaO— Al O— B O— SiO系

2 3 2 3 2 ガラス糸且成物以外のガラス糸且成物、すなわち G15、 G16、 G17および G20のいずれかを用 V、たことに起因しており、高誘電率層と低誘電率層との間で相互拡散反応が生じ、界面近傍での比誘電率が低下したためであると考えられる。

また、複合構造が試料 1と試料 61との組み合わせによって与えられたもの、ならびに試料 1と試料 64との組み合わせによって与えられたものについては、表 12に示すように、熱膨張係数（α )の差が大きぐそのため、表 13に示すように、デラミネーションが発生している。

Claims

請求の範囲

[1] xBaO-yTiO— zReO (ただし、 x、 yおよび zはモル⁰ /₀を示し、 8≤x≤ 18、 52.

2 3/2

5≤y≤65,および 20≤z≤40であり、 x+y+z= 100であり、 Reは希土類元素である。）で表される、 BaO— TiO — ReO 系セラミック糸且成物を 10〜45重量％と、

2 3/2

アルミナを 5〜40重量％と、

4〜17. 5重量。/。の O、 28〜50重量％の SiO、 0〜20重量％の Al Oおよび 3

2 3 2 2 3

6〜50重量⁰ /₀の MO (ただし、 MOは、 CaO、 MgO、 SrOおよび BaOから選ばれた少なくとも 1種である。）を含む、ホウケィ酸ガラス組成物を 40〜65重量％とを含み、かつ、

前記 BaO— TiO -ReO 系セラミック組成物と前記アルミナとの合計量が 35重量

2 3/2

%以上である、

セラミック原料組成物。

[2] さらに、 CaTiOを 20重量％以下含む、請求項 1に記載のセラミック原料組成物。

3

[3] 前記ホウケィ酸ガラス組成物は、さらに、 Li 0、 Na Oおよび Κ Ο力も選ばれた少な

2 2 2

くとも 1種を 0. 5重量％未満含む、請求項 1に記載のセラミック原料組成物。

[4] 前記 BaO— TiO -ReO 系セラミック組成物と前記アルミナと前記ホウケィ酸ガラ

2 3/2

ス組成物との合計量 100重量部に対して、さらに、 CeOを 3重量部以下含む、請求

2

項 1に記載のセラミック原料組成物。

[5] 請求項 1な、し 4の、ずれかに記載のセラミック原料組成物の焼結体力なるセラミック層を備える、セラミック基板。

[6] 積層された複数の前記セラミック層からなる多層構造を有する、請求項 5に記載のセラミック基板。

[7] 前記セラミック層に関連して、 Agまたは Cuを主成分とする導体が設けられて、る、請求項 6に記載のセラミック基板。

[8] 抵抗素子が内蔵されている、請求項 6に記載のセラミック基板。

[9] さらに、比誘電率が 10以下の第 2のセラミック層を備える、請求項 5に記載のセラミック板。

[10] さらに、 CaO—Al O—B O—SiO系ガラス組成物およびアルミナを、前者が 26 〜65重量％および後者が 35〜74重量％となる割合で含むセラミック材料の焼結体力もなる第 2のセラミック層を備える、請求項 5に記載のセラミック基板。

[11] 永久磁石と、

基体、前記基体に所定の交差角度で積み重ねて配置された複数の中心電極、および前記中心電極相互を電気的に絶縁するために前記中心電極間に配置された電気絶縁層を備え、前記永久磁石により直流磁界が印加される、中心電極組立体と、前記永久磁石および前記中心電極組立体を収容する、金属ケースと、前記中心電極組立体が実装される、コンデンサ素子および抵抗素子が設けられたセラミック基板と

を備える、非可逆回路素子であって、

前記セラミック基板が、請求項 5な、し 10の、ずれかに記載のセラミック基板をもつて構成されている、非可逆回路素子。