JPS6092697A - 複合積層セラミツク部品 - 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】 （１）　発明の属する分野の説明 本発明はコンデンサ、抵抗及び導体配線を有する複合セ
ラミック部品、特に誘電体、金属酸化物抵抗体、絶縁体
、導体を同時に焼成して複合化した積層セラミック部品
に関する。

（２）従来の技術の説明 従来、電子回路における抵抗、コンデンサ、インダクタ
ンス等の受動部品およびトランジスタ、ダイオード等の
能動部品はセラミック等の基板にプリント配線層を設け
、半田付けして回路を作シ、それをユニットとして用い
ることが行なわれていた。この場合円板形またはチップ
型のコンデンサやチップ抵抗等を１個づつ取゛付けられ
ねばならなかった。

一方、第１図に示すようなアルミナ・グリーンシートを
用いたコンデンサ、抵抗を有する多層セラミック基板に
おいては、コンデンサ部分を基体材料の焼成と同時に形
成し、その後抵抗体を焼付けして形成するものである。

しかし、この場合、基体材料としてアルミナ・グリーン
シート１を用いているため焼成温度は１５００℃以上と
高温にしなければならず導体材料としてＭｏ、　Ｗ、　
Ｍｎ等の電気伝導率の低い導体層２を用いて還元雰囲気
中で行なわなければならなかった。またコンデンサ形成
部与３の誘電体層としてアルミナを用いているため誘電
率Ｃも９程度と非常に低く、せいぜい３ｐＦ７−程度の
静電容蓋しか得ることが出来なかった。さらに抵抗部分
を形成する工程においては、焼成した基体上にスクリー
ン印刷等によシ抵抗体４を印刷し、焼付けして形成する
ため、製造工程が多くなることと、抵抗部分の数を増す
に従って基体面積が大きくなシ製品の小型化、高密度化
が困難になること等の欠点があった。

また第２図〜第４図に示す構成のＲＣ複合部品も考えら
れている。各図には複合部品の模式的斜視図（ａ）と等
価回路図（ｂ）を示した。

第２図、第３図においては積層チップコンデンサ１２の
外部電極１１．１１間に抵抗体４を接続させて形成した
構造をもっているが、複数個のコンデンサおよび抵抗体
の素子を１個の部品中に構成することは困難であシ、工
程的にも多くの工程が必要となシ、熱サイクルも加わる
ためコストの面でも、信頼性の面でも問題がある。第４
図構成のものは、積層構造中にコンデンサ形成部分３お
よび抵抗体４を有しているが、コンデンサ形成部分３、
絶縁体１３のセラミ、クシートは同一物質であシ、ステ
アタイト、フォリステライト、チタン酸バリウム等を用
いているため焼結後のセラミックの機械的強度は低い。

従ってチップ部品として利用するＫは十分な機械的強度
はあるが種々のチップ部品を搭載し、実装に利用する基
板部品には機械的強度が不十分で適用出来ない欠点があ
る。

また焼成後に、外部電極１１を焼付けて完成部品とする
ため製造工程を多く採らねばならず、形状の大きな部品
で、しかも多数個の抵抗体およびコンデンサの素子を構
成することは困難であり、高密度化に対しても問題があ
る。

（３）発明の目的 本発明の目的はこのような従来の欠点を除去し、酸化性
雰囲気中、低温で同時焼成して複数個の抵抗体とコンデ
ンサを構成するとともに、高誘電率の誘電体を用いるこ
とによシ大容量のコンデンサを形成させた複合積層セラ
ミック部品を提供することにある。

本発明によれば表面に電極パターンを有し、かつ電極パ
ターンと接続するパイ７ホールとを有する比誘電率か１
１以上の高誇電率誘電体層と、表面に電極パターンを有
し、かつ電極ノくターンと接続するバイアホールとを設
けた上記高銹電率誘電体層と同一組成の高置電率誘電体
とアルミナ、ガラスとからなる混合層とが接して積層さ
れた構造を含むことを特徴とする複合積層セラミック部
品が得られる。

（４）発明の構成および作用の説明 以下、本発明を実施例ｔｉｃよって詳細に説明する。

〔実施例〕

まず本発明で用いるガラス・セラミックからなる低誘電
率誘電体生シート（以後ガラス・セラミ、り生シートと
称す。）は酸化アルミニウム４０〜６０１１：ｉｔチ、
結晶化ガラス６０〜４０重量−の組成範囲で総量１００
％となるように選んだ混合粉末をバインダー、有機溶媒
、可塑剤と共に泥漿化しドクターブレードを用いたスリ
ップキャスティング製膜によシ厚さ２０μｍ〜３００μ
ｍの生シートをポリエステルフィルム上に成形し、剥離
したのち、所望の外形寸法にパンチングしてシートを得
る。ζこで用いた結晶化ガラス粉末の組成は、酸化物換
算表記に従ったとき酸化鉛、酸化ホウ累、二酸化ケイ素
、Ｉｌ族元六酸化セク、■族元素（但し炭素、ケイ素、
鉛は除く）酸化物をそれぞれ重址比３〜６６条、２〜５
０％、４〜６５％ｌ０１１〜５（１，０，０，２〜２０
％の組成範囲で総量ｉｏｏ％となるように選んだ組成物
で構成されている。

比誘電率が５０以上の商杓電率紡電体（以降高誘電体と
称す。）生シートの出発原料粉末としては、Ｆ、、　Ｏ
ｓ、　ＰｂＯ，Ｎｂ２Ｏ，、ＷＯ３粉末を所定量秤量し
、ボールミル混合して濾過乾燥稜７００〜ｓｏｏ’ａで
予焼を行なう。次にボールミル粉砕を行い、続いてバイ
ンダー、有機溶媒、可塑剤と共に混合し泥漿化する。欠
如この泥漿をドクターブレードを用いたスリ、プキャス
ティング製膜によシ厚さ１０５ｍ〜２００μｍの高銹電
体生シートを得た。

高誘電体と結晶化ガラスの混合生シートの出発原料粉と
しては結晶化ガラスはガラス・七ラミック生シートに用
いたものを使用した。また高誘電体粉末は高誘電体生シ
ートを作製する時に作られたものを使用した。

結晶化ガラス粉末と高誘電体粉末を重量比で５＝９５の
割合で秤量し、ボールミル混合した混合粉末にバインダ
ー、有機溶媒及び可塑剤を混合し泥漿化した。製膜はス
リ、プキャスティング方法によシ行い、厚み１０μｍ〜
５０μｍの混合生シートを得た。

また抵抗体ペーストは二酸化ルテニウム粉末と絶縁体生
シー）Ｋ用いた結晶化ガラス粉末とをそれぞれ重量比１
０：９０〜５０：５０の範囲で所望の抵抗値が得られる
ように混合した。それにエチルセルローズ、α−テルピ
ネオール、ケロシン、芳香族炭化水素系溶剤を含んだ有
機ビヒクルと共に三本ロールを用いて混練し、ペースト
を作製した。

電極層および信号線に用いる導体は、Ａｕ、　Ａｇ。

Ｐｄ、Ｐｉ等の金属の単体もしくは１つ以上含んだ合金
粉末をエチルセルローズ、α−テルピネオール、ケロシ
ン、芳香族炭化水素系溶剤等の有機ビヒクルと共に混練
しペースト状にしたものを使用した。

第５図〜第１１図は本発明の一実施例による複合積層セ
ラミック部品を示したものである。これらの図で（ａ）
は平面図、（ｂ）は断面図である。製膜したガラス・セ
ラミ、り生シートを所望の外形寸法にパンチングして第
５図に示すガラス・セラミック生シート２０に上下面の
導通をもたらすためのバイアホール２１を形成した。こ
こで形成するバイアホール２１径は最小１００μｍまで
が可能であった。

次に１第６図に示すようにバイアホール２１を設けたガ
ラス・セラミック生シー）２０上に信号線、シールド線
に用いる導体層２をスクリーン印刷法等によ多形成した
。このきき同時にバイ７ホール２１の部分に導体が埋め
込まれた。導体としてはＡｕ　、　Ａｇ　、　Ｐ　ｄ　
、　Ｐ　を等の金属の単体もしくはこれらを１以上含ん
だ合金からなるペーストを使用した。ガラス・セラミ、
り生シート２ｏのパイ７ホール２１０部分及びその近傍
にのみ導体層２を形成したものも作製した。

次にバイアホール２１部分とその近傍のみに導体層２を
形成したガラス−セラミック生シート２゜に対して第７
図に示す通シ抵抗体ペースト２３を印刷した。また図示
しないが場合によってはバイアホールを形成しないガラ
ス・セラミ、り生シートにも同様に抵抗体ペーストを印
刷する。

次にコンデンサ側の構造について説明する。

本実施例で用いた高誘電体のＰｂ（Ｆｓ　ｘｉｚＮｂｘ
／ｘ）０、−Ｐｂ（Ｆ’ｅ　２Ｊ’＋　Ｗｌ／８　）０
３二元系複合ペロプスカイト化合物（以降ＰＮＷと称す
）は誘電率が約１５．０００と大きいが、ガラス・セラ
ミ、り生シートと積層して焼成すると高誘電体とガラス
・セラミックとの間に収縮率の差から生ずる大きな応力
が加わシ、悪くすると剥離が発生する。

ＰＮＷとガラス・セラミックとを別個に焼成した時の収
縮率は＃よは等しいが、積層した境界に於ける収縮率は
小さくなってしまう。

発明者の研究によｊＵＰＮＷの焼結を進める液相成分が
ガラス・セラミック層へ拡散するため、ＰＮＷの表面層
が焼結できず収縮率が小さいことが判った。そこでガラ
ス・セラミック層にＰＮＷの成分の一部を混合させるこ
とによ、ｊ）、ＰＮＷのガラス・セラミック層への拡散
を防止できることが判明した。

そこでコンデンサを形成するためにまずＰＮＷ生シート
２４を第８図に示すようにパンチングする。次にこのＰ
ＮＷ生シート２４のバイアホール２１部分とその近傍に
のみ導体層２を形成したものに対しても第６図と同様な
導体層２を形成する。

次に混合生シート２５上に電極層となる導体層２を第９
図に示すように形成する。

次に第１１図に示すように第６図〜第９図のそれぞれの
シートと、積層体の厚みを調整するための第１０図のガ
ラス・セラミック生シート２０と、バイアホール２１と
その近傍のみに導体層２を形成したガラス・セラミ、り
生シート２０とを温度１００〜１３０℃、圧力２００〜
３００＃／ｄでプレス機を用いて積層した。第１１図に
おいて銹電体シートとその上、下面に形成された導体層
２は、焼結後のコンデンサ形成部分３となり、バイアホ
ール２１と導体層２を経由して外部端子用の導体層２６
に接続している。

また几ｕ０１系の抵抗体ペースト２３も積層し、焼成す
ることによシ抵抗体４が形成でき、バイアホール２１お
よび配線用の導体層２により、外部へ導かれている。

このように積層、熱圧着した積層体を所定の外形寸法に
切断し、そしてバインダーを分解し気化するための脱バ
インダ一工程と、焼成工程とを経過して焼成体を製作し
た。

このように製作された複合積層セラミ、り部品に内蔵さ
れたコンデンサは、誘電体単独で製作されたコンデンサ
に比べて６０５Ｊ位の静電容量を得た。本発明で内蔵さ
れたコンデンサは、従来方法に比べてみると、１５倍も
の静電容量が得られた。

（５）効果の説明 以上、本発明には次の効果がある。

複合積層セラミック部品に組込まれる誘電体の液相成分
がガラス・セラミック内へ拡散することか防止されるこ
とにより所定の誘電率を有す、る誘電体が得られ、その
結果大容量のコンデンサとセラミック配線基板が一体形
成される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は従来部品を示し、第１図、第４図（ａ
）は断面図、第２図（ａ）、第４図（ａ）は斜視図、第
２図（ｂ）、第３図（ｂ）、第４図（ｂｌは等価回路図
を示すく 第５図〜第１０図は本発萌の実施例の複合積層セラミッ
ク部品の各製造工程を示し、各図の（ａ）は平面図、（
ｂ）は断面図を示す。 第ｉｉ図は本実施例の完成部品の４が式的内部断面図で
ｂる・ ｌ・・・・・・アルミナシート、２・・・・・・導体層
、計・・・・・コンデンサ形成部分、４・・・・・・抵
抗体、１１・・・・・・外部電極、１２・・・・・・積
層チップコンデンサ、１３・・・・・・絶縁体、２０・
・・・・・ガラス・セラミック生シート、２１・・・・
・・バイアホール、２３・・・・・・抵抗ペースト、２
４・・・・・・ＰＮＷ生シート、２５・・・・・・混合
生シート、２６・・・・・・外部端子用の導体層。 千３図 ｃの）、（ｂ） ／Ｚ 第４図 （Ｗ）　（ｂ　） 第５図　第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面に電極パターンを有し、かつ電極パターンと接続す
   るバイアホールとを有する比誘電率か１１以上の高誘電
   率誘電体層と、表面に電極パターンを有し、かつ電極パ
   ターンと接続するバイアホールとを設けた前記高誘電率
   誘電体層と同一組成の高誘電率防電体とアルミナ、ガラ
   スとからなる混合層とが接して積層された構造を含むこ
   とを特徴とする複合積層セラミ、り部品。