JPH02230798A - 複合積層セラミック部品 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は複合積層セラミック部品に関する。

？従来の技術］ 従来、大容量のコンデンサを利用する電子回路に対して
は、アルミナなどの基板上にチップ形コンデンサを搭載
し、高集積化をはかってきた。

つまり、セラミック等の絶縁体基板上に印刷法などによ
り、抵抗体、電極および導体による配線パターンの形成
を行い、かつ同一面上にチップ形コンデンサおよび半導
体集積回路等を搭載する方法で混成集積回路を作製して
いた。また最近では、コンデンサを形成する誘電体を絶
縁体で挟み込んだ複合セラミック部品の開発が進み、混
成集積回路な■どへの応用が行われつつある。

ざらに、近年ではエレクトロニクスの急速な技術進歩に
伴い、各種エレクトロニクス部品は小型化へ移行しつつ
あり、低コスト化の点においても部品の軽薄短小化は必
須条件となってきている。

しかしながら、従来の混成集積回路等の複合部品では、
限られたセラミック等の絶縁体基板上に、抵抗体、電極
、配線パターンをより高密度に印刷すること、およびチ
ップ形コンデンサ、半導体集積回路等をより高集積に搭
載することは、ある程度の限界がある。

例えば、高密度の配線パターンを形成した場合には、品
質の低下あるいはコストの高騰を生じ、高集積な設計に
おいては、特に実装部品類の数量増加に伴う搭載スペー
スの問題および形状の制約などが問題となった。

そこで高密度、高集積化をはかるために、絶縁体基板中
に抵抗体やコンデンサを納めて積層した構造を持つ複合
積層セラミック部品が開発ざれつつある。

第２図は、この複合積層セラミック部品の一例を示す積
層形成前の基板の断面図である。

この例では、所定の誘電率をもつ３枚の誘電体層１のう
ちの２枚にコンデンサの電極を形成する電極層３を設け
、これらを積層してコンデンサとする。絶縁体層２の最
外層の１枚には外面に外部回路とのパッド電極６を設け
、絶縁体層２に他の部品、配線などと共に設けられた引
出し導体４および接続パターン配線５により、これら絶
縁体層２、誘電体層１を積層・圧着した時に外部パッド
電極６と電極層３とが接続する構造となっている。

これら誘電体材料、絶縁体材料は、互いに異なる性質を
有しており、このうち絶縁体材料としては通常、−酸化
アルミニウムとホウケイ酸鉛系ガラスの２成分組成物が
用いられている。

［発明が解決し゛ようとする課題］ 上述した従来の複合積層セラミック部品は積層された誘
電体層１、絶縁体層２が互いに異なる性質を有する誘電
体材料、絶縁体材料により形成ざれる構成となっている
ので、各材料の微妙な収縮率の差や熱膨張率の大きな相
違等により、絶縁体層２と誘電体層１との界面で剥離や
クラツタなどの現象が生じ易く、品質の安定性および信
頼性を阻害するという欠点があった。

本発明の目的は、絶縁体層と誘電体層の界面での剥離や
クラックの発生を防止し、品質の安定性、信頼性が向上
した複合積層セラミック部品を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、絶縁体層と、コンデンサを形成する内部電極
を設けた誘電体層と、該誘電体層のコンデンサを前記絶
縁体層の最上部に導く導体と、導体配線層とからなる複
合積層セラミック部品において、絶縁体層を形成する絶
縁体材料が酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび
ホウケイ酸鉛系ガラスの３成分組成物を主成分とし、か
つ誘電体層を形成する誘電体材料が鉛を含むペロブスカ
イト構造の化合物を主成分としてなり、前記絶縁体材料
と前記誘電体材料の熱膨張係数差が２．０×１０−６／
゜Ｃ以内であることを特徴とする複合積層セラミック部
品である。

従来の複合積層セラミック部品においては、絶縁体材料
と誘電体材料は熱的特性（熱膨張率）に差があるものが
用いられており、その差が焼結後のクラック発生を起こ
させる要因となっていた。

本発明においては、絶縁体材料および誘電体材料として
上記したものを用い、絶縁体層を形成する絶縁体材料と
誘電体層を形成する誘電体材料の熱膨張係数差を２　Ｘ
　１０−６　／゜Ｃ以内にコントロールする・ことによ
って両層の熱膨張率差を少なくし、クラックの発生を防
止する。

絶縁体材料を構成する各成分の割合は、酸化アルミニウ
ムが２０重量％以下、酸化マグネシウムが１５〜４０重
量％、ホウケイ酸鉛系ガラスが５２〜７５重量％の組成
範囲であることが好ましい。

酸化アルミニウムが２０重量％を超える範囲および酸化
マグネシウムが４０重量％を超える範囲では、ｉｏｏｏ
　’ｃ以下で焼結ざれず、また酸化マグネシウムが１５
重量％未溝の範囲では熱膨張率が小さくなる。ざらにホ
ウケイ酸鉛系ガラスにおいては、上記範囲外の場合には
ガラス安定性が得られず、発泡やガラス成分の流出が生
じやすい。

また、絶縁体材料と誘電体材料との焼結後の収縮差につ
いては、前述の熱膨張率の整合によって微妙な収縮差は
問題とならなくなるが、収縮差が問題となるような場合
は絶縁体の組成比をコントロールすることにより適当な
ものとすることが可能である。

［実施例］ 次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示す積層成形前の基板の断
面図でおる。第１図の基板断面図の主要構成部分は第２
図におけるものと同様でおるので、同一構成部分につい
てはその説明を省略する。この実施例が第２図に示す従
来の複合積層セラミック部品と異なる点は、従来は絶縁
体層２を形成ヰる絶縁体材料は酸化アルミニウムとホウ
ケイ酸鉛系ガラスの２成分組成物であるのに対し、本実
施例では絶縁体材料を酸化アルミニウム、酸化マグネシ
ウム、ホウケイ酸鉛系ガラスの３成分組成物にし、誘電
体材料との熱膨張係数の差を２Ｘ１０−６／℃以内にコ
ントロールしたことにある。

次に、この実施例の製造方法について説明する。

誘電体層および絶縁体層のセラミックグリーンシートを
得るには、まず粉末原料を秤量し、ボールミル等により
混合おるいは粉砕を行う。次に混合粉末原料を電気炉等
を用いて仮焼し、予焼粉末材料を作製する。仮焼して得
た予焼粉末材料を有機溶剤および有機物バインダと混合
しスラリーを得る。このスラリーをドクターブレード法
等のキャスティング装置を用い、ポリエチレンフィルム
上にグリーンシ一ト化し、セラミックグリーンシ一トを
得る。

前記方法により、絶縁体のセラミックグリーンシ一ト、
誘電体のセラミックグリーンシ一トを作製し、それぞれ
所定の形状に切断し、各セラミックグリーンシ一ト片を
作製する。

なお、ここで用いる誘電体材料は、鉛を含むペロブスカ
イト構造の化合物であり、この誘電体材料の誘電率は、
構成する元素の組成比により変化するが、ほぼ５００〜
２００００の範囲で制御できる。

従って、大容量のコンデンサを形成するためには、極め
て有利である。

また、ここで用いる絶縁体材料としては、アルミナ、マ
グネシア、ホウケイｖＬ鉛系ガラスの複合材料をはじめ
、コーディライト系セラミックス、カルシライト系セラ
ミックス等の材料も熱膨張率をコントロールすることで
適合可能で、これらの絶縁体材料の誘電率は５〜１０程
度である。

一方、金属体としてはＡｕ，ＡＱ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，
Ｎ＋等の１種以上を含む組成からなるものを用いる。

次に誘電体のセラミックグリーンシ一ト片にはＡｇ−Ｐ
ｄペーストを用い、コンデンサの電極層３を印刷し、ざ
らにスルーホールが必要な各セラミックグリーンシ一ト
片にはスルーホールを開け、その後スルーホールにＡｑ
−Ｐｄペーストを詰め、導体４を形成する。同様にして
最外層の絶縁体層２どなるセラミックグリーンシ一ト片
に外部パッド電極６を形成し、導体４と外部パッド電極
６とを接続する導体配線層５を絶縁体層２となるセラミ
ックグリーンシ一ト片に形成する。

次に第１図のような構造になるように積層し、プレス型
に投入後、熱圧着プレスを行う。プレス圧着ざれた生積
層セラミック体をナイフ刃等により所定の形状に切断後
、脱バインダ処理を５００’Ｃ前後の温度で行う。その
後、８５０〜１０００　’Ｃ位の温度で焼結することに
よりコンデンサ内蔵の複合積層セラミック部品が得られ
る。

第１表は絶縁体層の材料組成として同表に記載の各成分
量を用いて複合積層セラミック部品を製造した時の、・
絶縁体材料と誘電体材料の熱膨張係数差および部品のク
ラック発生の有無を示したものである。

同表からわかるように、本発明の複合積層セラミック部
品は、絶縁体層と誘電体層との熱膨張率差がコントロー
ルざれ、熱ストレスによる応力が制御ざれることでクラ
ックの発生が防止される。

（以下余白〉 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の複合積層セラミック部品
は、絶縁体層と誘電体層の材料として所定のものを用い
ることにより、両層の熱膨張率差がコントロールざれ、
熱ストレスによる応力が制御されるため、クラックの発
生がなく、かつ異質材料間の微妙な収縮差によるデラミ
ネーションも抑制することができ、品質の安定性、信頼
性の向上をはかることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す積層成形前の基板の断
面図、第２図は従来の複合積層セラミック部品の一例を
示す積層成形前の基板の断面図である。 １・・・誘電体層　　　　　　２・・・絶縁体層３・・
・コンデンサの電極層 ４・・・導体　　　　　　　　５，・・・導体配線層６
・・・外部パッド電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁体層と、コンデンサを形成する内部電極を設
   けた誘電体層と、該誘電体層のコンデンサを前記絶縁体
   層の最上部に導く導体と、導体配線層とからなる複合積
   層セラミック部品において、絶縁体層を形成する絶縁体
   材料が酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよびホウ
   ケイ酸鉛系ガラスの３成分組成物を主成分とし、かつ誘
   電体層を形成する誘電体材料が鉛を含むペロブスカイト
   構造の化合物を主成分としてなり、前記絶縁体材料と前
   記誘電体材料の熱膨張係数差が２．０×１０＾−＾６／
   ℃以内であることを特徴とする複合積層セラミック部品
   。