JPS60724A - コンデンサを含むセラミツク回路基板 - 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 本発明は高密度実装を必要とする電気回路に用いること
ができるセラミック回路基板である。

従来例の構成とその問題点 近年の半導体材料の著しい発達は、機器の小型化に対し
非常に大きなインパクトを与えた。これに伴い、機器の
構成要素である回路部品や回路基板などは小型化という
面で特に大きな変革をめられていた。その結果、抵抗や
コンデンサなどの受動素子はチップ化や基板への厚膜焼
付けによるハイブリッド化などによる高密度で実装コス
トの安い実装形態へと変ってきた。また、電気回路の相
互配線のだめの配線基板は、・配線のファインライン化
や多層化による高密度配線によって小型化を図ってきた
。しかし、さらに機器の小型化を図ろうとした時、これ
までのように回路部品や回路基板を個別に小型化するだ
けでは限界があり、回路部や回路基板を含めた全体的な
小型化を図らなければならない。

高密度配線基板の代表的なものにアルミナ配線基板があ
げられる。この配線基板は、配線導体材料としてタング
ステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）などのような高融点
金属を用いているため、基板材料であるアルミナ（Ａ１
２ｏ３）と同時に還元雰囲気中で焼結させる事ができる
。このため、アルミナ生シート上にアルミナ絶縁層と配
線導体層とを単にくり返し設けて同時焼成するだけで、
多層配線基板が容易に得られる。加えて、アルミナ焼結
体の熱的１機械的、電気的性質は回路基板として最も優
れている。このような特徴を生かし、アルミナ配線基板
は、ＩＣ，ＬＳＩなどの高密度配線基板として広く用い
られ、特に高速信号を取扱い、その配線数が多いディジ
タルＩＣの配線基板としてその威力を発揮している。

しかし、この様な大きな特徴を有するアルミナ配線基板
ではあるが、どうしても克服できない欠点が一つあった
。上記配線基板は、配線の高密度化だけにその特徴があ
り、アナログ回路のように抵抗やコンデンサを数多く必
要とする回路では基板全体の高密度化という面で大きな
効果が得られない。つまり、ディジタル回路とは異なり
アナログ回路では単に配線の高密度だけでは不充分であ
り、多くの抵抗やコンデンサを含めた回路基板全体の高
密度化が重要となるからである。ところが、アルミナ配
線基板に用いられる導体材料は酸化されやすい卑金属で
あるため、例えば基板の焼結後に抵抗やコンデンサを厚
膜として焼付けて形成しようとした時、その雰囲気は還
元性でなければならない。最近、抵抗材料として還元性
雰囲気で焼付可能な硅化物−ガラス系のグレーズ抵抗体
が実用に供されつつあるが、コンデンサ材料に関しては
皆無であった。このため、空気中で焼結されたチップ状
のコンデンサ部品を焼結された配線基板上にあとでマウ
ントするなど非常に繁雑でしかも高密度実装とは言えな
い方法をとらざるをえなかった。また、別の方法として
、導体層間のケルミナ絶縁層をコンデンサとして利用す
ることも考えられる。ところが、アルミナ焼結体の比誘
電率はせいぜい８〜１０程度であるため、絶縁層の厚み
を３０μｍとすれば対向電極間に得られる１−あたりの
容量はわずか３ＰＦ前後しかない。このため、大容量の
コンデンサを得るには、電極面積を大きくしたり、絶縁
層厚みをさらに薄くしたり、あるいは積層数を増すなど
しなければならない。

このような方法は、コスト、工程面から考えて決して得
策であるとは言えない。

以上説明してきたように、タングステンあるいはモリブ
デンを導体配線とした従来のアルミナ配線基板において
は、配線の高密度化されるが大容量のコンデンサを形成
できないため基板全体としての高密度実装化が難しく、
このため、その利用範囲が著しく限定されているのが実
情であった。

発明の目的 本発明の目的は、焼結と同時に大容量のコンデンサを形
成した高密度実装を可能とするセラミック回路基板を提
供することにある。

発明の構成 本発明のセラミック回路基板は、セラミック絶縁性基板
と、配線材料としてタングステンあるいはモリブデンか
らなる導体層とクロム酸ネオジウム（Ｎ　ｄ　Ｃｒ　Ｏ
ｓ　）からなるコンデンサ層とで構成されることを特徴
としている。

実施例の説明 本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する
。

図面は本発明の一実施例におけるコンデンサを含むセラ
ミック回路基板の断面図を示すものである。同図におい
て、１はセラミック基板、２および４はタングステンあ
るいはモリブデンからなる導体層、３はＮ　ｄ　Ｃｒ　
Ｏ３からなるコンデンサ層を示す。Ｎ　ｄ　Ｃｒ　Ｏ３
の粉体に１Ｑｗｔ％のエチル・セルロースを溶解したテ
レピン油を加えよく練り、コンデンサ・ペーストした。

セラミック絶縁性基板として、酸化アルミニウム（Ａ１
２ｏ３）を主成分とした無機組成物にポリ・ビニール・
ブチラール樹脂を結合剤として加え、厚さ１ｍｍのアル
ミナ生シートの小片１を用意した。この生シート小片の
片面に、粒径が１μｍ前後のタングステンあるいはモリ
ブデンからなる導体ペーストを印刷し、導体層２を設け
た。この導体層２の上に前記コンデンサ・ペーストを印
刷し、コンデンサ層３を設け、さらに前記導体ペースト
を重ねて印刷し導体層４を設けた。この印刷された生シ
ート小片を、水素と窒素の混合ガスに僅かな水蒸気を含
む還元性の雰囲気で、１４００〜１６００’（：の高温
にて焼成した。焼結後のコンデンサ層の厚みは３０μｍ
で、導体層２，４間の対向面積は２６叫であった。

下表に本実施例で得られた回路基板のコンデンサの代表
的な特性を示す。表から、本実施例の回路基板は優れた
コンデンサ特性を有する大容量のコンデンサを備えた回
路基板でおることがわかる。

また、導体層材料の違いによるコンデンサ特性の違いも
認められない。

これは、本実施例のコンデンサ部のＮ　ｄ　Ｃｒ　Ｏｓ
自身の誘電率が高く、且つ還元性雰囲気の高温度でも安
定なペロプスガイド型構造の化合物であるためであると
考えられる。

なお、実施例ではセラミック基板として酸化アルミニウ
ムを主成分とするいわゆるアルミナ基板を用いたが、こ
れに限らず、焼結後に絶縁性基板として満足できるもの
であればよい。また、実施例ではコンデンサ層を基板上
の片面に一層のみ設けたが、印刷時にコンデンサ層と導
体層とを交互に繰シ返し積層化してコンデンサの容量値
を増加できる。

さらに、コンデンサ層は、Ｎ　ｄ　Ｃｒ　Ｏｓ焼結層で
構成されて−るが、コンデンサ特性を向上させるため、
他の添加物を付加させても構わない。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明はクロム酸ネオ
ジウム（Ｎ　ｄ　Ｃｒ　Ｏ３）から成るコンデンサ層を
セラミック基板に形成させる゛ことにより、大容量のコ
ンデンサを含む回路基板を基板の焼結と同時に作製する
ものであり、これにより、従来では配線機能のみが重視
されてきた配線基板に対し、コンデンサ機能を含む、回
路構成上非常に有利な回路基板が提供できる利点があり
、実用上の価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のアルミナ回路基板の一実施例を示、す断
面図である。 １・・・・・・アルミナ基板、２・・・・・・電極、３
・・・・・・コンデンサ層、４・・・・・・電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミック絶縁性基板と、タングステンあるいはモリブ
   デンからなる導体配線層と、クロム酸ネオジウム（Ｎｄ
   Ｃｒ○３）からなるコンデンサ層とを備えてなるコンデ
   ンサを含むセラミック回路基板。