JPH08181514A - 高周波用セラミックス部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 グリーンシート１１ａ、１１ｂに内部電極用
の銀ペースト層１２を形成した後、グリーンシート１１
ａ、１１ｂを含む複数枚のグリーンシート１１ａ、１１
ｂ、１１ｃを積層圧着し、形成された積層体の少なくと
も上下面に銀ペースト層を形成した後、焼成する高周波
用セラミックス部品の製造方法。 【構成】 焼成の際に外部電極から誘電体ブロックの内
部に銀を拡散させ、誘電体ブロック内部の銀濃度を高く
することができるので、内部電極からの銀の拡散を抑制
することができ、内部電極の形状を良好に保つことがで
きる。その結果、従来から用いられているセラミック材
料を特に変更することなく、ファインパターンの内部電
極の形成が可能となり、強度が向上すると同時に、共振
特性及び信頼性に優れたセラミックス部品の製造が可能
になり、同時に特性のばらつきをおさえることも可能と
なる。また、歩留りも９８％と大きく向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波用セラミックス部
品の製造方法に関し、より詳細には自動車電話、携帯電
話、コードレス電話等の無線通信器用フィルタや発振
器、コンデンサ等、準マイクロ波より周波数の高い帯域
において用いられる高周波用セラミックス部品の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車電話、携帯電話、コードレ
ス電話等の発達に伴い、無線通信器用フィルタや発振器
等の研究及び開発が盛んに行われている。これら無線通
信器用フィルタや発振器は、一般に所定の共振周波数を
有するマイクロ波を高誘電率材料で形成された誘電体ブ
ロック内に閉じ込め、所定の効果が得られるように構成
されている。

【０００３】図５は、従来よりこのような用途に用いら
れている分布定数型のトリプレート線路を模式的に示し
た斜視図であり、このトリプレート線路はいわゆる貼り
合わせタイプと呼ばれるものである。

【０００４】直方体形状の誘電体ブロック４１の内部に
は平板形状の内部電極４２が形成され、誘電体ブロック
４１の表面には外部電極４３が形成されており、この誘
電体ブロック４１、内部電極４２及び外部電極４３によ
りトリプレート線路４０が構成されている。

【０００５】この貼り合わせタイプのトリプレート線路
４０は、誘電体ブロック４１ｂ上に厚膜技術あるいは薄
膜技術を用いて内部電極４２を形成し、その上に同じ材
質からなる誘電体ブロック４１ａを接着することにより
作製されている。

【０００６】しかしこのトリプレート線路４０は、二つ
の誘電体ブロック４１ａ、４１ｂが接着されて形成され
ているため、その強度あるいは信頼性等において問題が
あった。また、トリプレート線路４０の内部電極４２が
接着された部分では、内部電極４２が均一に誘電体ブロ
ック４１に囲まれておらず、トリプレート線路４０の比
誘電率などに不連続の部分が生じるので、設計段階にお
いて前記部分における誤差を補正しておく必要があり、
その設計は容易ではなかった。

【０００７】貼り合わせタイプのトリプレート線路４０
における上記のような問題点を解決するため、電極を形
成する金属の融点より低い温度で焼結が可能なセラミッ
ク誘電体材料を用い、前記材料を主成分とするグリーン
シート上に内部電極形成用の導体ペースト層を印刷、乾
燥させ、その上に他のグリーンシートを積層、圧着した
後、同時焼成する、いわゆる一体型のトリプレート線路
を製造する方法が提案され実用化されつつある。この場
合に使用されるグリーンシートは、通常積層コンデンサ
等を作製する場合に使用されるグリーンシートを作製す
る方法と同様の方法により作製される。

【０００８】準マイクロ波帯域より周波数が高い場合に
電極として用いられる導体材料は、銀などの低抵抗金属
でないと誘電損失が大きくなり使用に耐え得るＱ値を実
現できない。従って、前記セラミックス誘電体材料は、
それら低抵抗金属の融点より低い焼結温度を有し、かつ
マイクロ波特性に優れた材料が必要となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】実際にこのようなセラ
ミックス誘電体材料として、例えばＮｄ、Ｔｉ等を含有
する複合酸化物が用いられているが、前記材料を用いて
一体型のトリプレート線路を製造した場合、セラミック
ス誘電体の内部に形成した内部電極から銀がセラミック
ス誘電体に拡散するという現象が生じる。そのため、内
部電極の端部はこの拡散により消失して空隙が形成さ
れ、ファインパターンが要求される素子においては内部
電極の形状の変化による誤差が生じるという課題があっ
た。また、そのような内部電極の形状の変化を予測して
それを補正しても、得られる高周波用共振器の特性のば
らつきが大きくなるという課題があった。

【００１０】前記課題を解決するための一つの手段とし
ては、セラミックス誘電体の内部電極に用いられている
金属（銀）の融点と、セラミックス誘電体の融点との温
度差が十分に大きく、かつ焼成時に銀の拡散速度が十分
小さくなるような低温での焼成が可能なセラミックス誘
電体材料を開発することが挙げられる。しかし、マイク
ロ波帯域における電気的な諸特性を良好に保ったまま、
焼成温度のみをさらに低くした材料を開発することは容
易なことではない。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
課題に鑑み、セラミックス誘電体ブロックの内部に銀か
らなる形状精度の高い内部電極を形成することが可能な
高周波用セラミックス部品の製造方法を提供することを
目的として検討を行った結果、焼成時のセラミックス誘
電体ブロック内部の銀濃度を高めることにより、内部電
極からの銀の拡散を抑制でき、焼成後も誘電体ブロック
内の内部電極の形状が当初の状態に保たれることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【００１２】すなわち本発明に係る高周波用セラミック
ス部品の製造方法は、グリーンシートに内部電極用の銀
ペースト層を形成した後、前記グリーンシートを含む複
数枚のグリーンシートを積層圧着し、形成された積層体
の少なくとも上下面に銀ペースト層を形成した後、焼成
することを特徴としている（１）。

【００１３】また本発明に係る高周波用セラミックス部
品の製造方法は、グリーンシートに内部電極用の銀ペー
スト層、及び前記内部電極と接触しない銀ペースト層
（以下、付設銀ペースト層と記す）を形成した後、前記
グリーンシートを含む複数枚のグリーンシートを積層圧
着し、形成された積層体の少なくとも上下面に銀ペース
ト層を形成した後、焼成することを特徴としている
（２）。

【００１４】本発明の対象となる上記（１）又は（２）
記載の高周波用セラミックス部品は誘電体ブロックの内
部に内部電極が形成されているタイプのものであれば、
その型式は特に制限されるものでなく、例えば図４に示
したトリプレート線路の他、同様の型式で平板状の内部
電極が厚さ方向に２層又は３層にわたって埋設されたも
の等が挙げられ、その他に誘電体ブロックの内部の同一
平面内に平板状の内部電極が並列的に埋設されたフィル
タ等であってもよい。従ってその用途により、内部電極
は外部電極に接続されている場合もあり、外部電極に接
続されずに孤立している場合もある。

【００１５】上記（１）記載の高周波用セラミックス部
品の製造方法においては、通常積層コンデンサ等を製造
する場合と同様の方法をとることができる。すなわち、
セラミックス原料粉末及び有機バインダ等を含有するス
ラリを用いてドクターブレード法等により作製したグリ
ーンシート上に、銀ペーストを用いてスクリーン印刷法
により所定形状のパターンを印刷、乾燥し、前記グリー
ンシートを含む複数枚のグリーンシートを積層、圧着し
て積層体を作製する。

【００１６】次に、前記積層体に外部電極を印刷する
が、前記積層体の少なくとも上下面に銀ペースト層を形
成すればよく、焼成前に必要な外部電極を全て形成して
おかなくてもよい。従って、全ての外部電極が形成され
ていない場合は、焼成後に必要により焼結体の切削加工
等を行った後、他の外部電極を形成すればよい。

【００１７】上記（２）記載の高周波用セラミックス部
品の製造方法においても、同様にグリーンシートの積層
体を作製するが、焼成時における誘電体ブロックの銀濃
度をさらに高めるために、グリーンシート上に内部電極
用銀ペースト層の他に、付設銀ペースト層を形成する。
この付設銀ペースト層は、グリーンシートの積層体を焼
成後に切削加工することにより削除してもよい。この場
合、最終的な高周波用セラミックス部品を作製する際に
削除することができるような場所に銀ペースト層を形成
しておく必要がある。また製造する高周波用セラミック
ス部品の内部電極が外部電極に接続された構成となって
いる場合は、前記内部電極や外部電極と接触しないよう
な形状で銀ペースト層を形成しておけば、焼成後にその
まま誘電体ブロック内に残すこともできる。具体的に
は、例えば内部電極と並行させて、内部電極の幅より１
／５〜１／１０程度小さい幅の線状銀ペースト層を形成
すればよい。

【００１８】

【作用】本発明に係る高周波用セラミックス部品の製造
方法（１）によれば、グリーンシートに内部電極用の銀
ペースト層を形成した後、前記グリーンシートを含む複
数枚のグリーンシートを積層圧着し、形成された積層体
の少なくとも上下面に銀ペースト層を形成した後、焼成
するので、焼成の際に前記外部電極から誘電体ブロック
の内部に銀が拡散し、誘電体ブロック内部の銀濃度が高
くなって内部電極からの銀の拡散が抑制され、その結果
内部電極の形状が良好に保たれる。

【００１９】また本発明に係る高周波用セラミックス部
品の製造方法（２）によれば、グリーンシートに内部電
極用の銀ペースト層、及び前記内部電極と接触しない付
設銀ペースト層を形成した後、前記グリーンシートを含
む複数枚のグリーンシートを積層圧着し、形成された積
層体の少なくとも上下面に銀ペースト層を形成した後、
焼成するので、焼成の際に前記外部電極から、及び前記
付設銀ペースト層から誘電体ブロックの内部に銀が拡散
し、誘電体ブロック内部の銀濃度がさらに高くなって内
部電極からの銀の拡散が抑制され、その結果内部電極の
形状がさらに良好に保たれる。

【００２０】

【実施例及び比較例】以下、本発明に係る高周波用セラ
ミックス部品の製造方法の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２１】まず、工業用グレードの原料粉末として、
ＢａＣＯ₃ 、Ｎｄ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂、Ｂ₂ Ｏ₃ 、Ｐｂ₂
Ｏ₃ 、Ｂｉ₂ Ｏ₃ 、ＧｅＯ₂ 、ＣｕＯ、ＺｎＯをそれぞ
れ秤量し、ポットミルで湿式混合した。次に、この混合
物を乾燥させた後、空気中、８００〜１２００℃で仮焼
し、この仮焼合成体をポットミルで湿式粉砕し、有機バ
インダ、溶剤及び可塑剤を添加してスラリを調製した。

【００２２】次に、このスラリを用い、ドクターブレー
ド法によりシート状に形成し、乾燥させることによりグ
リーンシートを作製し、所定の長さに切断した。

【００２３】次に、前記グリーンシートの所定の箇所に
内部電極を形成するため、スクリーン印刷により銀ペー
ストを塗布し、所定のパターンを形成した。

【００２４】図１は、銀ペーストが塗布された、積層前
の３枚のグリーンシートを示した斜視図である。

【００２５】一番下に位置するグリーンシート１１ａは
その上面に内部電極用の銀ペースト層１２が印刷、乾燥
により形成され、真ん中に位置するグリーンシート１１
ｂにもその上面に内部電極用の銀ペースト層１２が形成
されている。一方、一番上に位置するグリーンシート１
１ｃには銀ペーストは塗布されていない。通常、グリー
ンシート１１ａ、１１ｂ、１１ｃの厚さは、約２０〜２
００μｍであり、銀ペースト層１２の厚さは約５〜３０
μｍである。

【００２６】図１に示した順序で、これらの３枚のグリ
ーンシート１１ａ・・・ を積層し、２０〜１５０℃、６０
〜２００ｋｇ／ｃｍ² 程度で熱圧着した。

【００２７】次に、この積層体の上下面全体に前記方法
と同様にして銀ペースト層を形成した後、大気中、９０
０℃で焼成した。

【００２８】なお比較例として、図１に示した順序でグ
リーンシート１１ａ・・・ を積層した後、積層体の上下面
に銀ペースト層を形成しなかった他は、実施例の場合と
同様にして積層体の焼成を行い、その後切削加工等を施
した後に外部電極用の銀ペーストを印刷し、焼き付けを
行って高周波用セラミックス部品を製造した。

【００２９】図２は実施例に係る高周波用セラミックス
部品を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真に基づいて示し
た断面図であり、図１に示したグリーンシートを積層、
焼成した後のＡ−Ａ線断面を示している。また、図３は
比較例に係る高周波用セラミックス部品の同様の断面部
分を示したものである。図２及び図３中、２３及び３３
は外部電極を示している。

【００３０】図２より、実施例に係る高周波用セラミッ
クス部品においては、誘電体ブロック２１の内部に形成
された内部電極２２の端部付近は、少し円形になっては
いるものの空隙は見られず、ほぼ初めの形状を維持して
いることが観察される。一方、図３より、比較例に係る
高周波用セラミックス部品においては、内部電極３２の
端部から銀が誘電体ブロック３１中に拡散してしまった
ため、内部電極３２の端部に空隙３４が形成されてお
り、内部電極３２の幅自体も短くなっている。

【００３１】実施例の場合と比較例の場合とで、形成さ
れた内部電極２２、３２の形状にこのような差が出たの
は、実施例の場合にはグリーンシートと銀ペースト層と
を同時焼成する際に、予め外部電極用の銀ペースト層を
形成していたため、焼成中に外部電極より銀が誘電体ブ
ロック内に拡散し、銀濃度が高くなったために内部電極
３２の銀の拡散が抑制されたものと考えられる。

【００３２】次に、別の実施例に係る高周波用セラミッ
クス部品について説明する。

【００３３】まず、一番下のグリーンシートに形成する
銀ペースト層として、中央に帯状のものを形成し、その
右側に一定の距離を離して狭い帯状のもの（付設の銀ペ
ースト層）を形成した他は、上記実施例の場合と同様に
して高周波用セラミックス部品の製造を行った。

【００３４】図４は、前記方法により製造された別の実
施例に係る高周波用セラミックス部品を模式的に示した
斜視図である。

【００３５】この高周波用セラミックス部品２０’にお
いては、誘電体ブロック２１’の内部に２層からなる内
部電極２２’が、誘電体ブロック２１’の周囲には外部
電極２３’が形成され、その他に、誘電体ブロック２
１’の内部に内部電極２２’及び外部電極２３’と接触
しない付設の銀の導体層２５が形成されている。これは
付設の銀のペースト層の焼成により形成されたものであ
るが、グリーンシート積層体の焼成時に、外部電極から
誘電体ブロック内に銀が拡散すると共に付設の銀ペース
ト層からも誘電体ブロックの内部に銀が拡散するため、
誘電体ブロック内部の銀濃度をさらに高くすることがで
きる。このため、内部電極からの銀の拡散をより抑制す
ることができ、さらに内部電極の形状を良好に保つこと
ができる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る高周波
用セラミックス部品の製造方法にあっては、グリーンシ
ートに内部電極用の銀ペースト層を形成した後、前記グ
リーンシートを含む複数枚のグリーンシートを積層圧着
し、形成された積層体の少なくとも上下面に銀ペースト
層を形成した後、焼成するので、焼成の際に前記外部電
極から誘電体ブロックの内部に銀を拡散させ、誘電体ブ
ロック内部の銀濃度を高くすることができる。従って、
内部電極からの銀の拡散を抑制することができ、内部電
極の形状を良好に保つことができる。

【００３７】その結果、従来から用いられているセラミ
ック材料を特に変更することなく、ファインパターンの
内部電極の形成が可能となり、共振特性及び信頼性に優
れたセラミックス部品の製造が可能になり、同時に特性
のばらつきをおさえることも可能となる。またセラミッ
ク内部に空隙がなくなるため強度も向上する。

【００３８】さらに、歩留りについても従来の方法では
７０％程度であったものが、本発明の方法を採用するこ
とにより９８％にまで向上する。

【００３９】また本発明に係る高周波用セラミックス部
品の製造方法によれば、グリーンシートに内部電極用の
銀ペースト層、及び前記内部電極と接触しない付設銀ペ
ースト層を形成した後、前記グリーンシートを含む複数
枚のグリーンシートを積層圧着し、形成された積層体の
少なくとも上下面に銀ペースト層を形成した後、焼成す
るので、焼成の際に前記外部電極から、及び前記付設銀
ペースト層から誘電体ブロックの内部に銀を拡散させ、
誘電体ブロック内部の銀濃度をさらに高くすることがで
きる。従って、内部電極からの銀の拡散を抑制すること
ができ、内部電極の形状をさらに良好に保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る高周波用セラミックス部
品の製造において、積層前のグリーンシートの形状を模
式的に示した斜視図である。

【図２】実施例に係る高周波用セラミックス部品を模式
的に示した断面図である。

【図３】比較例に係る高周波用セラミックス部品を模式
的に示した断面図である。

【図４】別の実施例に係る高周波用セラミックス部品を
模式的に示した斜視図である。

【図５】従来のトリプレート型線路を模式的に示した斜
視図である。

【符号の説明】

１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ） グリーンシート １２ 銀ペースト層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グリーンシートに内部電極用の銀ペース
   ト層を形成した後、前記グリーンシートを含む複数枚の
   グリーンシートを積層圧着し、形成された積層体の少な
   くとも上下面に銀ペースト層を形成した後、焼成するこ
   とを特徴とする高周波用セラミックス部品の製造方法。
2. 【請求項２】 グリーンシートに内部電極用の銀ペース
   ト層、及び前記内部電極と接触しない銀ペースト層を形
   成した後、前記グリーンシートを含む複数枚のグリーン
   シートを積層圧着し、形成された積層体の少なくとも上
   下面に銀ペースト層を形成した後、焼成することを特徴
   とする高周波用セラミックス部品の製造方法。