JP2001247365A - 誘電体セラミック組成物、ならびに、電子部品、電子装置 - Google Patents
誘電体セラミック組成物、ならびに、電子部品、電子装置Info
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 1000℃以下の低温焼成で緻密な焼結体と
なり、高誘電率、高Q値、高絶縁性を有する誘電体セラ
ミック組成物を提供すること。 【解決手段】 一般式:{(Ba1-xCax)O}m(T
i1-yZry)O2(但し、0.02≦x≦0.22、
0.05≦y≦0.20、1.00≦m≦1.05)で
表される誘電体セラミック粉末に、Bi2O3−SiO2
系ガラス粉末を添加・混合し、これを焼成してなる誘電
体セラミック組成物。
なり、高誘電率、高Q値、高絶縁性を有する誘電体セラ
ミック組成物を提供すること。 【解決手段】 一般式:{(Ba1-xCax)O}m(T
i1-yZry)O2(但し、0.02≦x≦0.22、
0.05≦y≦0.20、1.00≦m≦1.05)で
表される誘電体セラミック粉末に、Bi2O3−SiO2
系ガラス粉末を添加・混合し、これを焼成してなる誘電
体セラミック組成物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い比誘電率を有
する誘電体セラミック組成物、および、それを用いた電
子部品ならびに電子装置に関するものである。
する誘電体セラミック組成物、および、それを用いた電
子部品ならびに電子装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、エレクトロニクス分野における各
種電子部品の性能向上は著しく、コンピュータ、移動体
通信端末等に代表される電子装置では、信号処理速度の
高速化、機器の小型化、多機能化が進められている。
種電子部品の性能向上は著しく、コンピュータ、移動体
通信端末等に代表される電子装置では、信号処理速度の
高速化、機器の小型化、多機能化が進められている。
【0003】これら電子装置の性能向上は、主として、
VLSI、ULSI等の半導体デバイスの高集積化、高
速化、高機能化によって実現されている。しかしなが
ら、半導体デバイスが高速化、高性能化しても、これを
実装する基板上で信号遅延やクロストーク等が発生して
は、システムとしての動作が制限され、半導体デバイス
の性能を十分に発揮することができない。
VLSI、ULSI等の半導体デバイスの高集積化、高
速化、高機能化によって実現されている。しかしなが
ら、半導体デバイスが高速化、高性能化しても、これを
実装する基板上で信号遅延やクロストーク等が発生して
は、システムとしての動作が制限され、半導体デバイス
の性能を十分に発揮することができない。
【0004】このため、高速かつ高性能な情報処理を行
う基板として、半導体デバイスやチップコンデンサ等を
実装でき、それらを電気的に接続する回路導体パターン
を3次元的に配したセラミック多層基板が開発されてお
り、このセラミック多層基板上に各種の実装部品を搭載
した電子部品が実用化されている。
う基板として、半導体デバイスやチップコンデンサ等を
実装でき、それらを電気的に接続する回路導体パターン
を3次元的に配したセラミック多層基板が開発されてお
り、このセラミック多層基板上に各種の実装部品を搭載
した電子部品が実用化されている。
【0005】こうした電子部品において、基板材料とし
ては従来からアルミナが多用されている。アルミナは焼
成温度が1500℃以上と高いため、配線パターンや電
極パターン等の導体層を内蔵する場合、高融点金属のタ
ングステンやモリブデン等の導体材料が必要である。す
なわち、アルミナを基板材料として電子部品において
は、これらの高融点金属が酸化され易いので、その焼成
を還元性雰囲気中で行う必要があり、また、これらの高
融点金属はその比抵抗が大きいため、特にその高周波特
性に限界がある。さらに、アルミナは、比誘電率が約1
0と大きく、半導体デバイスを高速で動作させたときの
信号遅延が問題になることがあり、さらに、半導体デバ
イスの基板材料であるシリコンに比べて熱膨張率が大き
いため、これをアルミナ基板上に実装した場合、熱サイ
クルによる信頼性の低下が生じることもあった。
ては従来からアルミナが多用されている。アルミナは焼
成温度が1500℃以上と高いため、配線パターンや電
極パターン等の導体層を内蔵する場合、高融点金属のタ
ングステンやモリブデン等の導体材料が必要である。す
なわち、アルミナを基板材料として電子部品において
は、これらの高融点金属が酸化され易いので、その焼成
を還元性雰囲気中で行う必要があり、また、これらの高
融点金属はその比抵抗が大きいため、特にその高周波特
性に限界がある。さらに、アルミナは、比誘電率が約1
0と大きく、半導体デバイスを高速で動作させたときの
信号遅延が問題になることがあり、さらに、半導体デバ
イスの基板材料であるシリコンに比べて熱膨張率が大き
いため、これをアルミナ基板上に実装した場合、熱サイ
クルによる信頼性の低下が生じることもあった。
【0006】そこで、これらの問題を解決するため、セ
ラミック成分とガラス成分との複合材料である低温焼結
セラミック材料の研究が活発に行われており、これを用
いたセラミック多層基板の実用化が進められている。低
温焼結セラミック材料は、母材となるセラミック成分に
ガラス成分を加えた材料であり、これによって、材料物
性や焼成温度に対する自由度を大幅に広げることが可能
となった。特に、低温焼結セラミック材料を用いる場
合、比抵抗の小さな銀系導体材料、銅系導体材料、金系
導体材料等の低融点金属との同時焼成可能なことから、
高周波特性に優れた電子部品を実現できる。
ラミック成分とガラス成分との複合材料である低温焼結
セラミック材料の研究が活発に行われており、これを用
いたセラミック多層基板の実用化が進められている。低
温焼結セラミック材料は、母材となるセラミック成分に
ガラス成分を加えた材料であり、これによって、材料物
性や焼成温度に対する自由度を大幅に広げることが可能
となった。特に、低温焼結セラミック材料を用いる場
合、比抵抗の小さな銀系導体材料、銅系導体材料、金系
導体材料等の低融点金属との同時焼成可能なことから、
高周波特性に優れた電子部品を実現できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】また、近年、表面実装
部品の一部構成素子であったコンデンサやコイル等の受
動素子がセラミック多層基板内に取り込まれた複合電子
部品が研究・開発されており、電子部品自体のさらなる
小型化が実現されつつある。
部品の一部構成素子であったコンデンサやコイル等の受
動素子がセラミック多層基板内に取り込まれた複合電子
部品が研究・開発されており、電子部品自体のさらなる
小型化が実現されつつある。
【0008】ここで、セラミック多層基板内に受動素子
を内蔵する場合、基板表面に搭載した受動素子の特性よ
りも内蔵した受動素子の特性が劣化したのでは、内蔵化
によるメリットが半減してしまうため、内蔵した受動素
子には、実装される素子と同等或いはそれ以上の特性を
有していることが求められている。
を内蔵する場合、基板表面に搭載した受動素子の特性よ
りも内蔵した受動素子の特性が劣化したのでは、内蔵化
によるメリットが半減してしまうため、内蔵した受動素
子には、実装される素子と同等或いはそれ以上の特性を
有していることが求められている。
【0009】このため、受動素子をセラミック多層基板
内に内蔵する場合、その特性が十分に発揮されるような
基板材料を選択しなければならない。例えば、コンデン
サパターンを形成する部分には高誘電率、低誘電損失の
誘電体セラミック層を、その他の部分には高絶縁性の絶
縁体セラミック層を設けることによって、コンデンサを
内蔵した小型、高性能のセラミック多層基板が得られ
る。
内に内蔵する場合、その特性が十分に発揮されるような
基板材料を選択しなければならない。例えば、コンデン
サパターンを形成する部分には高誘電率、低誘電損失の
誘電体セラミック層を、その他の部分には高絶縁性の絶
縁体セラミック層を設けることによって、コンデンサを
内蔵した小型、高性能のセラミック多層基板が得られ
る。
【0010】ところで、本出願人は、高誘電率、低誘電
損失の誘電体セラミック組成物として、特公昭56−4
6641号公報において、一般式:{(Ba1-xCax)
O} m(Ti1-yZry)O2(但し、0.02≦x≦0.
22、0<y≦0.20、1.005≦m≦1.03)
で表される誘電体セラミック組成物を提案している。こ
の誘電体セラミック組成物は、1300〜1400℃の
還元性雰囲気中での焼成によって製造され、絶縁抵抗の
経時劣化が少ないうえ、高誘電率、低誘電損失(すなわ
ち高Q値)を有し、各種の電気特性に優れたセラミック
組成物である。
損失の誘電体セラミック組成物として、特公昭56−4
6641号公報において、一般式:{(Ba1-xCax)
O} m(Ti1-yZry)O2(但し、0.02≦x≦0.
22、0<y≦0.20、1.005≦m≦1.03)
で表される誘電体セラミック組成物を提案している。こ
の誘電体セラミック組成物は、1300〜1400℃の
還元性雰囲気中での焼成によって製造され、絶縁抵抗の
経時劣化が少ないうえ、高誘電率、低誘電損失(すなわ
ち高Q値)を有し、各種の電気特性に優れたセラミック
組成物である。
【0011】しかしながら、特公昭56−46641号
公報に記載の誘電体セラミック組成物は、焼結温度が1
420℃以上と高いため、銀や銅等の低融点金属との同
時焼成が不可能である。また、焼成温度を下げる目的で
焼結助剤を添加する場合、その種類や含有量によって
は、アルミナ基板等と比べて著しく基板強度が低くなる
ことがあり、或いは、基板強度が高くても電気特性や温
度特性が著しく劣化することがある。
公報に記載の誘電体セラミック組成物は、焼結温度が1
420℃以上と高いため、銀や銅等の低融点金属との同
時焼成が不可能である。また、焼成温度を下げる目的で
焼結助剤を添加する場合、その種類や含有量によって
は、アルミナ基板等と比べて著しく基板強度が低くなる
ことがあり、或いは、基板強度が高くても電気特性や温
度特性が著しく劣化することがある。
【0012】特に、基板強度を重視した場合、比誘電率
が小さくなって基板内に大きな容量を持つコンデンサを
内蔵することが難しくなり、また、内蔵できたとして
も、コンデンサ電極の占める面積が大きくなって、基板
の小型化、高密度実装化に対して不利になる。他方、電
気特性や温度特性を重視した場合、基板強度が低くなっ
てしまい、半導体デバイス等を搭載する基板として信頼
性に欠けるものになる。
が小さくなって基板内に大きな容量を持つコンデンサを
内蔵することが難しくなり、また、内蔵できたとして
も、コンデンサ電極の占める面積が大きくなって、基板
の小型化、高密度実装化に対して不利になる。他方、電
気特性や温度特性を重視した場合、基板強度が低くなっ
てしまい、半導体デバイス等を搭載する基板として信頼
性に欠けるものになる。
【0013】他方、特開平10−139539号公報に
は、{(Ba1-xCax)O}k(Ti1-yZry)O2(但
し、0.02≦x≦0.12、0.05≦y≦0.2
4、1.00≦k≦1.03)で表される主成分100
重量部に対して、Li2O−SiO2系ガラス成分を0.
15〜0.80重量部含有するとともに、ガラス成分中
のLi2Oを5〜70モル%とした誘電体セラミック組
成物が開示されている。この誘電体セラミック組成物
は、還元性雰囲気中1200℃以下での焼成が可能で、
高温負荷寿命が長く、高誘電率を有する誘電体セラミッ
ク組成物である。
は、{(Ba1-xCax)O}k(Ti1-yZry)O2(但
し、0.02≦x≦0.12、0.05≦y≦0.2
4、1.00≦k≦1.03)で表される主成分100
重量部に対して、Li2O−SiO2系ガラス成分を0.
15〜0.80重量部含有するとともに、ガラス成分中
のLi2Oを5〜70モル%とした誘電体セラミック組
成物が開示されている。この誘電体セラミック組成物
は、還元性雰囲気中1200℃以下での焼成が可能で、
高温負荷寿命が長く、高誘電率を有する誘電体セラミッ
ク組成物である。
【0014】ところが、特開平10−139539号公
報に記載された誘電体セラミック組成物は、比較的低温
で焼成することができるうえ、Ni等の卑金属電極材料
と同時焼成可能であるものの、焼成温度1000℃以下
では緻密な焼結体が得られ難く、したがって、Ag等の
低融点金属材料との同時焼成によって、高周波特性に優
れた電子部品を形成することは困難である。
報に記載された誘電体セラミック組成物は、比較的低温
で焼成することができるうえ、Ni等の卑金属電極材料
と同時焼成可能であるものの、焼成温度1000℃以下
では緻密な焼結体が得られ難く、したがって、Ag等の
低融点金属材料との同時焼成によって、高周波特性に優
れた電子部品を形成することは困難である。
【0015】本発明は、上述した従来の実情に鑑みてな
されたものであり、その目的は、1000℃以下の低温
焼成で緻密な焼結体を得ることができ、さらに各種の電
気特性に優れた誘電体セラミック組成物、並びに、それ
を用いた電子部品を提供することにある。
されたものであり、その目的は、1000℃以下の低温
焼成で緻密な焼結体を得ることができ、さらに各種の電
気特性に優れた誘電体セラミック組成物、並びに、それ
を用いた電子部品を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、一
般式:{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZry)O
2(但し、0.02≦x≦0.22、0.05≦y≦
0.20、1.00≦m≦1.05)で表される誘電体
セラミック成分に、Bi2O3−SiO2系ガラス成分を
混合し、これを焼成してなることを特徴とする誘電体セ
ラミック組成物に係るものである。
般式:{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZry)O
2(但し、0.02≦x≦0.22、0.05≦y≦
0.20、1.00≦m≦1.05)で表される誘電体
セラミック成分に、Bi2O3−SiO2系ガラス成分を
混合し、これを焼成してなることを特徴とする誘電体セ
ラミック組成物に係るものである。
【0017】本発明の誘電体セラミック組成物において
は、前記誘電体セラミック成分100重量部に対して、
前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分を5〜50重量部
混合することを特徴とする。
は、前記誘電体セラミック成分100重量部に対して、
前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分を5〜50重量部
混合することを特徴とする。
【0018】また、本発明の誘電体セラミック組成物に
おいて、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分は、少な
くとも、9〜49モル%のSiO2、5〜30モル%の
Bi2O3を含有することを特徴とする。
おいて、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分は、少な
くとも、9〜49モル%のSiO2、5〜30モル%の
Bi2O3を含有することを特徴とする。
【0019】また、本発明の誘電体セラミック組成物に
おいて、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分は、酸化
銅を、CuO換算で、10〜29モル%含有することを
特徴とする。
おいて、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分は、酸化
銅を、CuO換算で、10〜29モル%含有することを
特徴とする。
【0020】また、本発明の誘電体セラミック組成物に
おいて、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分は、アル
カリ土類金属酸化物を25〜45モル%含有することを
特徴とする。
おいて、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分は、アル
カリ土類金属酸化物を25〜45モル%含有することを
特徴とする。
【0021】また、本発明の誘電体セラミック組成物に
おいて、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分は、アル
カリ金属酸化物を2〜10モル%含有することを特徴と
する。
おいて、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分は、アル
カリ金属酸化物を2〜10モル%含有することを特徴と
する。
【0022】さらに、本発明の誘電体セラミック組成物
において、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分は、酸
化チタンを、TiO2換算で、2〜10モル%含有する
ことを特徴とする。
において、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分は、酸
化チタンを、TiO2換算で、2〜10モル%含有する
ことを特徴とする。
【0023】また、本発明は、本発明の誘電体セラミッ
ク組成物を誘電体層として備えたことを特徴とする電子
部品を提供するものである。
ク組成物を誘電体層として備えたことを特徴とする電子
部品を提供するものである。
【0024】本発明の電子部品において、前記誘電体層
は所定の導体パターンを備えていることを特徴とする。
は所定の導体パターンを備えていることを特徴とする。
【0025】また、本発明の電子部品においては、前記
誘電体層と導体層とを備えた基板上に、実装部品を搭載
してなることを特徴とする。
誘電体層と導体層とを備えた基板上に、実装部品を搭載
してなることを特徴とする。
【0026】さらに、本発明は、本発明の記載の電子部
品を備えることを特徴とする電子装置を提供するもので
ある。
品を備えることを特徴とする電子装置を提供するもので
ある。
【0027】本発明の誘電体セラミック組成物によれ
ば、その原料組成物中に、低軟化点を有し、誘電体セラ
ミック成分の特性に影響を及ぼし難いBi2O3−SiO
2系ガラス成分を含有しているので、比較的低温で焼結
することができ、高絶縁性、高比誘電率、高Q値を有す
る誘電体セラミック組成物を実現できる。
ば、その原料組成物中に、低軟化点を有し、誘電体セラ
ミック成分の特性に影響を及ぼし難いBi2O3−SiO
2系ガラス成分を含有しているので、比較的低温で焼結
することができ、高絶縁性、高比誘電率、高Q値を有す
る誘電体セラミック組成物を実現できる。
【0028】本発明の電子部品によれば、本発明の誘電
体セラミック組成物を誘電体層として備えているので、
比抵抗の小さなAg系導体材料、Cu系導体材料または
Au系導体材料等と同時に焼成することができ、したが
って、高周波特性に優れた電子部品を実現することがで
きる。また、その誘電体層は各種の電気特性に優れるの
で、小型化、高密度化、高機能化を達成した電子部品に
なる。さらに、本発明の電子装置は、本発明の電子部品
を備えているので、小型化を達成し、信頼性の高い電子
装置となる。
体セラミック組成物を誘電体層として備えているので、
比抵抗の小さなAg系導体材料、Cu系導体材料または
Au系導体材料等と同時に焼成することができ、したが
って、高周波特性に優れた電子部品を実現することがで
きる。また、その誘電体層は各種の電気特性に優れるの
で、小型化、高密度化、高機能化を達成した電子部品に
なる。さらに、本発明の電子装置は、本発明の電子部品
を備えているので、小型化を達成し、信頼性の高い電子
装置となる。
【0029】
【発明の実施の形態】本発明において、前記誘電体セラ
ミック組成物の原料成分には、前記誘電体セラミック成
分100重量部に対して、前記Bi2O3−SiO2系ガ
ラス成分を5〜50重量部混合していることが望まし
い。Bi2O3−SiO2系ガラス成分の混合量が5重量
部未満であると、誘電体セラミック組成物の混合原料
を、低融点金属との同時焼成可能な温度(特に1000
℃以下)で緻密に焼結させることが困難になる。他方、
その混合量が50重量部を超えると、同時焼成したAg
系導体材料等と反応してしまい、各種の電気特性を劣化
させることがある。なお、Bi2O3−SiO2系ガラス
成分は、前記誘電体セラミック成分100重量部に対し
て15〜25重量部がさらに望ましい。
ミック組成物の原料成分には、前記誘電体セラミック成
分100重量部に対して、前記Bi2O3−SiO2系ガ
ラス成分を5〜50重量部混合していることが望まし
い。Bi2O3−SiO2系ガラス成分の混合量が5重量
部未満であると、誘電体セラミック組成物の混合原料
を、低融点金属との同時焼成可能な温度(特に1000
℃以下)で緻密に焼結させることが困難になる。他方、
その混合量が50重量部を超えると、同時焼成したAg
系導体材料等と反応してしまい、各種の電気特性を劣化
させることがある。なお、Bi2O3−SiO2系ガラス
成分は、前記誘電体セラミック成分100重量部に対し
て15〜25重量部がさらに望ましい。
【0030】また、本発明において、前記Bi2O3−S
iO2系ガラス成分は、少なくとも、9〜49モル%の
SiO2、5〜30モル%のBi2O3を含んでいること
が望ましい。SiO2の含有率が9モル%未満である
と、誘電体セラミック組成物が焼結する際に、その収縮
率ばらつきが大きくなることがあり、他方、49モル%
を超えると、添加したBi2O3−SiO2系ガラス成分
のガラス化温度が高くなりすぎて、1000℃以下での
焼成が困難になることがある。また、Bi2O3の含有率
が5モル%未満であると、1000℃以下の焼成が困難
となることがあり、30モル%を超えると、Bi2O3が
内蔵したAg系導体材料等と反応してしまうことがあ
る。なお、Bi2O3−SiO2系ガラス成分において
は、少なくとも、SiO2を20〜30モル%、Bi2O
3を15〜20モル%含有することがさらに望ましい。
iO2系ガラス成分は、少なくとも、9〜49モル%の
SiO2、5〜30モル%のBi2O3を含んでいること
が望ましい。SiO2の含有率が9モル%未満である
と、誘電体セラミック組成物が焼結する際に、その収縮
率ばらつきが大きくなることがあり、他方、49モル%
を超えると、添加したBi2O3−SiO2系ガラス成分
のガラス化温度が高くなりすぎて、1000℃以下での
焼成が困難になることがある。また、Bi2O3の含有率
が5モル%未満であると、1000℃以下の焼成が困難
となることがあり、30モル%を超えると、Bi2O3が
内蔵したAg系導体材料等と反応してしまうことがあ
る。なお、Bi2O3−SiO2系ガラス成分において
は、少なくとも、SiO2を20〜30モル%、Bi2O
3を15〜20モル%含有することがさらに望ましい。
【0031】また、本発明においては、前記ガラス成分
は、酸化銅を、CuO換算で、10〜29モル%含有し
ていることが望ましい。酸化銅は、誘電体セラミック組
成物の焼結性を向上させる働きを有すると共に、その比
誘電率を高める作用も有する。酸化銅の混合量が、Cu
O換算で、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分の10
モル%未満であると、誘電体セラミック組成物の緻密化
が不足することがあり、他方、29モル%を超えると、
誘電体セラミック組成物の誘電損失が劣化することがあ
る。なお、前記酸化銅の含有率は、CuO換算で、10
〜20モル%がさらに望ましい。
は、酸化銅を、CuO換算で、10〜29モル%含有し
ていることが望ましい。酸化銅は、誘電体セラミック組
成物の焼結性を向上させる働きを有すると共に、その比
誘電率を高める作用も有する。酸化銅の混合量が、Cu
O換算で、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分の10
モル%未満であると、誘電体セラミック組成物の緻密化
が不足することがあり、他方、29モル%を超えると、
誘電体セラミック組成物の誘電損失が劣化することがあ
る。なお、前記酸化銅の含有率は、CuO換算で、10
〜20モル%がさらに望ましい。
【0032】また、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成
分中には、BaO、CaO、SrO、MgO等のアルカ
リ土類金属酸化物を、25〜45モル%含有しているこ
とが望ましい。これらのアルカリ土類金属酸化物は、誘
電体セラミック成分とBi2O3−SiO2系ガラス成分
との反応を促進させる作用を有する。但し、Bi2O3−
SiO2系ガラス成分中、その含有量が25モル%未満
であると、誘電体セラミック成分とBi2O3−SiO2
系ガラス成分との反応が十分に進まず、1000℃以下
での焼成が困難となり、他方、45モル%を超えると、
焼結による緻密化が十分に進行せず、誘電損失が低下す
ることがある。なお、前記アルカリ土類金属酸化物の含
有量は、Bi2O3−SiO2系ガラス成分中、30〜4
0モル%がさらに望ましい。
分中には、BaO、CaO、SrO、MgO等のアルカ
リ土類金属酸化物を、25〜45モル%含有しているこ
とが望ましい。これらのアルカリ土類金属酸化物は、誘
電体セラミック成分とBi2O3−SiO2系ガラス成分
との反応を促進させる作用を有する。但し、Bi2O3−
SiO2系ガラス成分中、その含有量が25モル%未満
であると、誘電体セラミック成分とBi2O3−SiO2
系ガラス成分との反応が十分に進まず、1000℃以下
での焼成が困難となり、他方、45モル%を超えると、
焼結による緻密化が十分に進行せず、誘電損失が低下す
ることがある。なお、前記アルカリ土類金属酸化物の含
有量は、Bi2O3−SiO2系ガラス成分中、30〜4
0モル%がさらに望ましい。
【0033】また、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成
分中には、Li2O、Na2O、K2O等のアルカリ金属
酸化物を2〜10モル%含有していることが望ましい。
これらアルカリ金属酸化物は、ガラス成分の融解粘度を
低下させる働きを有する。なかでも、Li2Oは、ガラ
ス成分の粘性を低下させ、誘電体セラミック成分とBi
2O3−SiO2系ガラス成分との濡れ性を向上させるの
で特に望ましい。但し、Bi2O3−SiO2系ガラス成
分中、アルカリ金属酸化物の含有量が2モル%未満であ
ると、誘電体セラミック組成物が緻密化不足になること
があり、他方、10モル%を超えると、Li+イオン等
の影響で、得られる誘電体セラミック組成物の耐湿性が
低下することがある。なお、前記アルカリ金属酸化物
は、Bi2O3−SiO2系ガラス成分中、5〜8モル%
がさらに望ましい。
分中には、Li2O、Na2O、K2O等のアルカリ金属
酸化物を2〜10モル%含有していることが望ましい。
これらアルカリ金属酸化物は、ガラス成分の融解粘度を
低下させる働きを有する。なかでも、Li2Oは、ガラ
ス成分の粘性を低下させ、誘電体セラミック成分とBi
2O3−SiO2系ガラス成分との濡れ性を向上させるの
で特に望ましい。但し、Bi2O3−SiO2系ガラス成
分中、アルカリ金属酸化物の含有量が2モル%未満であ
ると、誘電体セラミック組成物が緻密化不足になること
があり、他方、10モル%を超えると、Li+イオン等
の影響で、得られる誘電体セラミック組成物の耐湿性が
低下することがある。なお、前記アルカリ金属酸化物
は、Bi2O3−SiO2系ガラス成分中、5〜8モル%
がさらに望ましい。
【0034】さらに、前記ガBi2O3−SiO2系ラス
成分中には、酸化チタンを、TiO2換算で、2〜10
モル%含有していることが望ましい。酸化チタンは、誘
電体セラミック成分とBi2O3−SiO2系ガラス成分
との反応を促進させ、誘電体セラミック組成物の比誘電
率を高める働きを有する。但し、Bi2O3−SiO2系
ガラス成分における酸化チタンの含有量が、TiO2換
算で、2モル%未満であると、誘電体セラミック組成物
が緻密不足となることがあり、他方、10モル%を超え
ると、Bi2O3−SiO2系ガラス成分の溶融温度が高
くなり、1000℃以下の焼成が困難となることがあ
る。なお、酸化チタンの混合量は、Bi2O3−SiO2
系ガラス成分中、TiO2換算で、5〜8モル%がさら
に望ましい。
成分中には、酸化チタンを、TiO2換算で、2〜10
モル%含有していることが望ましい。酸化チタンは、誘
電体セラミック成分とBi2O3−SiO2系ガラス成分
との反応を促進させ、誘電体セラミック組成物の比誘電
率を高める働きを有する。但し、Bi2O3−SiO2系
ガラス成分における酸化チタンの含有量が、TiO2換
算で、2モル%未満であると、誘電体セラミック組成物
が緻密不足となることがあり、他方、10モル%を超え
ると、Bi2O3−SiO2系ガラス成分の溶融温度が高
くなり、1000℃以下の焼成が困難となることがあ
る。なお、酸化チタンの混合量は、Bi2O3−SiO2
系ガラス成分中、TiO2換算で、5〜8モル%がさら
に望ましい。
【0035】また、前記Bi2O3−SiO2系ガラス成
分の粉末状態であるガラス粉末の平均粒径は0.4〜
1.2μmが望ましい。その平均粒径が0.4μm未満
であると、ガラス成分同士の凝集が強くなり、誘電体セ
ラミック成分との均一な混合が困難になる。他方、その
平均粒径が1.2μmを超えると、誘電体セラミック成
分との反応が十分に促進されず、得られる誘電体セラミ
ック組成物の焼結性が低下することがある。
分の粉末状態であるガラス粉末の平均粒径は0.4〜
1.2μmが望ましい。その平均粒径が0.4μm未満
であると、ガラス成分同士の凝集が強くなり、誘電体セ
ラミック成分との均一な混合が困難になる。他方、その
平均粒径が1.2μmを超えると、誘電体セラミック成
分との反応が十分に促進されず、得られる誘電体セラミ
ック組成物の焼結性が低下することがある。
【0036】また、一般式:{(Ba1-xCax)O}m
(Ti1-yZry)O2で表される前記誘電体セラミック
成分においては、x、y、zを、それぞれ、0.02≦
x≦0.22、0.05≦y≦0.20、1.00≦m
≦1.05とすることが必要である。前記誘電体セラミ
ック成分において、xが0.02未満であると、焼成条
件に対する安定化(特に粒成長の均一化)効果が低下し
て、誘電損失が大きくなる。他方、xが0.22を超え
ると、得られる誘電体セラミック組成物の誘電率が低く
なる。また、前記誘電体セラミック成分において、yが
上述した値の範囲外であると、誘電体セラミック組成物
の焼結性が低下し、誘電率が低くなる。また、温度特性
の変動が大きくなることもある。さらに、前記誘電体セ
ラミック成分において、mが1.00未満であると、粒
成長に異常が生じて誘電体セラミック組成物の信頼性が
低下し、他方、mが1.05を超えると、誘電体セラミ
ック組成物の焼結性が低下したり、誘電率が低下する。
(Ti1-yZry)O2で表される前記誘電体セラミック
成分においては、x、y、zを、それぞれ、0.02≦
x≦0.22、0.05≦y≦0.20、1.00≦m
≦1.05とすることが必要である。前記誘電体セラミ
ック成分において、xが0.02未満であると、焼成条
件に対する安定化(特に粒成長の均一化)効果が低下し
て、誘電損失が大きくなる。他方、xが0.22を超え
ると、得られる誘電体セラミック組成物の誘電率が低く
なる。また、前記誘電体セラミック成分において、yが
上述した値の範囲外であると、誘電体セラミック組成物
の焼結性が低下し、誘電率が低くなる。また、温度特性
の変動が大きくなることもある。さらに、前記誘電体セ
ラミック成分において、mが1.00未満であると、粒
成長に異常が生じて誘電体セラミック組成物の信頼性が
低下し、他方、mが1.05を超えると、誘電体セラミ
ック組成物の焼結性が低下したり、誘電率が低下する。
【0037】また、前記誘電体セラミック成分の粉末状
態での平均粒径は0.68〜1.16μmが望ましい。
その平均粒径が上述した値の範囲外であると、各種の電
気特性等への影響は少ないものの、収縮率やシート性状
等が不安定になり、加工処理上の問題が発生することが
ある。
態での平均粒径は0.68〜1.16μmが望ましい。
その平均粒径が上述した値の範囲外であると、各種の電
気特性等への影響は少ないものの、収縮率やシート性状
等が不安定になり、加工処理上の問題が発生することが
ある。
【0038】次に、本発明の電子部品を望ましい実施の
形態に基づいて説明する。第1の実施の形態 本実施の形態による電子部品は、図1に示すように、セ
ラミック多層基板2を基体とし、このセラミック多層基
板2上に、半導体デバイスやチップコンデンサ等の実装
部品11、12および13を搭載したセラミック多層モ
ジュール1である。
形態に基づいて説明する。第1の実施の形態 本実施の形態による電子部品は、図1に示すように、セ
ラミック多層基板2を基体とし、このセラミック多層基
板2上に、半導体デバイスやチップコンデンサ等の実装
部品11、12および13を搭載したセラミック多層モ
ジュール1である。
【0039】ここで、セラミック多層基板2は、絶縁体
層3a−絶縁体層3bの間に、本発明の誘電体セラミッ
ク組成物による誘電体層4が挟み込まれた多層構造を有
しており、誘電体層4には、導体層としての内部電極
8、9によってキャパシタC1、C2がそれぞれ形成さ
れている。また、絶縁体層3aおよび3bには導体層と
しての内部配線6、7が形成されており、内部配線6、
7は実装部品11〜13、キャパシタC1、C2、外部
端子等を電気的に接続している。
層3a−絶縁体層3bの間に、本発明の誘電体セラミッ
ク組成物による誘電体層4が挟み込まれた多層構造を有
しており、誘電体層4には、導体層としての内部電極
8、9によってキャパシタC1、C2がそれぞれ形成さ
れている。また、絶縁体層3aおよび3bには導体層と
しての内部配線6、7が形成されており、内部配線6、
7は実装部品11〜13、キャパシタC1、C2、外部
端子等を電気的に接続している。
【0040】次に、図1に示したセラミック多層モジュ
ール1の作製方法例を説明する。
ール1の作製方法例を説明する。
【0041】まず、絶縁体層3aおよび絶縁体層3bの
材料として、例えば、アルミナセラミック粉末と、Ca
O−Al2O3−SiO2を主原料とするガラス粉末とを
用意した後、アルミナセラミック粉末100重量部に対
してガラス粉末20〜30重量部を添加し、これを混合
する。そして、得られた混合粉末に有機バインダ、分散
剤、可塑剤、有機溶媒等を適量添加し、これらを混合す
ることによって、絶縁体層用セラミックスラリーを調製
する。その後、絶縁体層用セラミックスラリーをドクタ
ーブレード法等によってシート状に成形して、絶縁体層
用セラミックグリーンシートを得る。
材料として、例えば、アルミナセラミック粉末と、Ca
O−Al2O3−SiO2を主原料とするガラス粉末とを
用意した後、アルミナセラミック粉末100重量部に対
してガラス粉末20〜30重量部を添加し、これを混合
する。そして、得られた混合粉末に有機バインダ、分散
剤、可塑剤、有機溶媒等を適量添加し、これらを混合す
ることによって、絶縁体層用セラミックスラリーを調製
する。その後、絶縁体層用セラミックスラリーをドクタ
ーブレード法等によってシート状に成形して、絶縁体層
用セラミックグリーンシートを得る。
【0042】これとは別に、誘電体層4の材料として、
前記誘電体セラミック成分を主体とする誘電体セラミッ
ク粉末を調製した後、1000℃で1時間以上仮焼す
る。引き続いて、得られた仮焼原料を粉砕した後、この
仮焼原料にBi2O3−SiO2系ガラス粉末を添加、混
合してガラスセラミック混合原料を作製し、さらに、有
機ビヒクル、分散剤、可塑剤、有機溶媒等を添加、混合
することによって、誘電体層用セラミックスラリーを調
製する。そして、誘電体層用セラミックスラリーをドク
ターブレード法等によってシート状に成形して、誘電体
層用セラミックグリーンシートを得る。
前記誘電体セラミック成分を主体とする誘電体セラミッ
ク粉末を調製した後、1000℃で1時間以上仮焼す
る。引き続いて、得られた仮焼原料を粉砕した後、この
仮焼原料にBi2O3−SiO2系ガラス粉末を添加、混
合してガラスセラミック混合原料を作製し、さらに、有
機ビヒクル、分散剤、可塑剤、有機溶媒等を添加、混合
することによって、誘電体層用セラミックスラリーを調
製する。そして、誘電体層用セラミックスラリーをドク
ターブレード法等によってシート状に成形して、誘電体
層用セラミックグリーンシートを得る。
【0043】このようにして得られた絶縁体層用セラミ
ックグリーンシート、誘電体層用セラミックグリーンシ
ートに必要に応じてビアホール用孔を開け、その孔に導
体ペーストや導体粉を充填してビアホールを形成する。
また、誘電体層用セラミックグリーンシートには、キャ
パシタC1、C2となる導体ペーストを印刷し、絶縁体
層用セラミックグリーンシートにも必要な導体パターン
を形成した後、誘電体層用セラミックグリーンシート、
絶縁体層用セラミックグリーンシートをそれぞれ所定枚
数、所定の順に積み重ねる。
ックグリーンシート、誘電体層用セラミックグリーンシ
ートに必要に応じてビアホール用孔を開け、その孔に導
体ペーストや導体粉を充填してビアホールを形成する。
また、誘電体層用セラミックグリーンシートには、キャ
パシタC1、C2となる導体ペーストを印刷し、絶縁体
層用セラミックグリーンシートにも必要な導体パターン
を形成した後、誘電体層用セラミックグリーンシート、
絶縁体層用セラミックグリーンシートをそれぞれ所定枚
数、所定の順に積み重ねる。
【0044】この後、積み重ねたセラミックグリーンシ
ートをプレスし、積層体ブロックを形成する。必要に応
じて、作製したブロックを適当な大きさに切断したり、
溝を形成したりしてもよい。そして、このブロックを1
000℃以下で焼成することにより、図1に示したよう
なキャパシタC1、C2等を内蔵したセラミック多層基
板2を得る。そして、半導体デバイスやチップコンデン
サ等の実装部品11〜13を搭載することにより、セラ
ミック多層モジュールを完成する。
ートをプレスし、積層体ブロックを形成する。必要に応
じて、作製したブロックを適当な大きさに切断したり、
溝を形成したりしてもよい。そして、このブロックを1
000℃以下で焼成することにより、図1に示したよう
なキャパシタC1、C2等を内蔵したセラミック多層基
板2を得る。そして、半導体デバイスやチップコンデン
サ等の実装部品11〜13を搭載することにより、セラ
ミック多層モジュールを完成する。
【0045】なお、誘電体層4は、前記誘電体セラミッ
ク粉末に、Bi2O3−SiO2系ガラス粉末を混合して
なるガラスセラミック混合粉末を、有機バインダ、有機
溶剤、可塑剤等に分散させることによってペースト化
し、得られた誘電体セラミックペーストを所定部分にス
クリーン印刷等することによって形成してもよい。この
場合も、誘電体層の形成後に、グリーンシート積み重
ね、プレス、カット、焼成等の工程を経てセラミック多
層基板を作製できる。
ク粉末に、Bi2O3−SiO2系ガラス粉末を混合して
なるガラスセラミック混合粉末を、有機バインダ、有機
溶剤、可塑剤等に分散させることによってペースト化
し、得られた誘電体セラミックペーストを所定部分にス
クリーン印刷等することによって形成してもよい。この
場合も、誘電体層の形成後に、グリーンシート積み重
ね、プレス、カット、焼成等の工程を経てセラミック多
層基板を作製できる。
【0046】以上、本実施の形態によるセラミック多層
モジュール1においては、セラミック多層基板2の内部
にキャパシタC1、C2が形成されているので、セラミ
ック多層基板2、さらにはセラミック多層モジュール1
の小型化、高密度化が達成されており、また、コンデン
サC1、C2を形成する電極間には、本発明の誘電体セ
ラミック組成物による誘電体層4が設けられているの
で、比較的小さな電極パターンで大容量のコンデンサC
1、C2が形成される。
モジュール1においては、セラミック多層基板2の内部
にキャパシタC1、C2が形成されているので、セラミ
ック多層基板2、さらにはセラミック多層モジュール1
の小型化、高密度化が達成されており、また、コンデン
サC1、C2を形成する電極間には、本発明の誘電体セ
ラミック組成物による誘電体層4が設けられているの
で、比較的小さな電極パターンで大容量のコンデンサC
1、C2が形成される。
【0047】さらに、誘電体層4は、本発明の誘電体セ
ラミック組成物で形成されているので、誘電体セラミッ
ク成分の、高誘電率、高Q値等の優れた特性が保持さ
れ、各種の電気特性に優れたセラミック多層基板2が形
成される。なお、絶縁体層3aおよび絶縁体層3bに誘
電体層4を構成するBi2O3−SiO2系ガラス成分と
ほぼ同組成のガラス成分を含有させれば、絶縁体層3a
および絶縁体層3bと誘電体層4との接合性がさらに向
上する。第2の実施の形態 本実施の形態による電子部品は、図2〜図3に示すよう
に、本発明の誘電体セラミック組成物による誘電体層2
2内に、導体層としてのコイルパターン26a、26
b、26cおよび26d、コンデンサパターン27a、
27bおよび27cを有するLCフィルタ21である。
ラミック組成物で形成されているので、誘電体セラミッ
ク成分の、高誘電率、高Q値等の優れた特性が保持さ
れ、各種の電気特性に優れたセラミック多層基板2が形
成される。なお、絶縁体層3aおよび絶縁体層3bに誘
電体層4を構成するBi2O3−SiO2系ガラス成分と
ほぼ同組成のガラス成分を含有させれば、絶縁体層3a
および絶縁体層3bと誘電体層4との接合性がさらに向
上する。第2の実施の形態 本実施の形態による電子部品は、図2〜図3に示すよう
に、本発明の誘電体セラミック組成物による誘電体層2
2内に、導体層としてのコイルパターン26a、26
b、26cおよび26d、コンデンサパターン27a、
27bおよび27cを有するLCフィルタ21である。
【0048】このLCフィルタ21は例えば次の手順で
作製することができる。
作製することができる。
【0049】まず、前記誘電体セラミック成分を主体と
する誘電体セラミック成分粉末に、Bi2O3−SiO2
系ガラス粉末を混合してガラスセラミック混合粉末を作
製し、さらに、このガラスセラミック混合粉末に有機バ
インダ、有機溶剤、可塑剤等を加えて、スラリー状組成
物を調製する。
する誘電体セラミック成分粉末に、Bi2O3−SiO2
系ガラス粉末を混合してガラスセラミック混合粉末を作
製し、さらに、このガラスセラミック混合粉末に有機バ
インダ、有機溶剤、可塑剤等を加えて、スラリー状組成
物を調製する。
【0050】そして、このスラリー状組成物を用い、キ
ャスティング法等にしたがって例えば40μm厚のセラ
ミックグリーンシートを作製する。次いで、これを乾燥
した後、所定の大きさに打ち抜き、誘電体層用セラミッ
クグリーンシート22a〜22mを作製する。
ャスティング法等にしたがって例えば40μm厚のセラ
ミックグリーンシートを作製する。次いで、これを乾燥
した後、所定の大きさに打ち抜き、誘電体層用セラミッ
クグリーンシート22a〜22mを作製する。
【0051】次いで、図2に示すように、誘電体層用セ
ラミックグリーンシート22a〜22mに、必要に応じ
てビアホール28を形成し、引き続いて、導体ペースト
を用いてコイルL1用パターン26a〜26b、コンデ
ンサC用パターン27a〜27c、並びに、コイルL2
用パターン26c〜26dをスクリーン印刷した後、積
層、圧着して積層体ブロックを形成する。
ラミックグリーンシート22a〜22mに、必要に応じ
てビアホール28を形成し、引き続いて、導体ペースト
を用いてコイルL1用パターン26a〜26b、コンデ
ンサC用パターン27a〜27c、並びに、コイルL2
用パターン26c〜26dをスクリーン印刷した後、積
層、圧着して積層体ブロックを形成する。
【0052】そして、この積層体ブロックを、例えば1
000℃以下、2時間で焼成する。そして得られた積層
体ブロック22の端面に、外部電極23a、23b、2
4aおよび24bを形成して、図2および図3に示すよ
うに、コンデンサC、コイルL1およびL2を内蔵した
LCフィルタ21を完成する。なお、このLCフィルタ
21は、図4に示すような等価回路を有している。
000℃以下、2時間で焼成する。そして得られた積層
体ブロック22の端面に、外部電極23a、23b、2
4aおよび24bを形成して、図2および図3に示すよ
うに、コンデンサC、コイルL1およびL2を内蔵した
LCフィルタ21を完成する。なお、このLCフィルタ
21は、図4に示すような等価回路を有している。
【0053】本実施の形態によるLCフィルタ21は、
積層体ブロック22が本発明の誘電体セラミック組成物
で形成されており、この誘電体セラミック組成物は、高
い比誘電率、高Q値を有しているので、各種の電気特性
に優れた高性能のLCフィルタである。そして、コンデ
ンサパターンやコイルパターンを銀系導体材料等の低融
点金属で形成すれば、高周波特性にも優れたLCフィル
タとなる。
積層体ブロック22が本発明の誘電体セラミック組成物
で形成されており、この誘電体セラミック組成物は、高
い比誘電率、高Q値を有しているので、各種の電気特性
に優れた高性能のLCフィルタである。そして、コンデ
ンサパターンやコイルパターンを銀系導体材料等の低融
点金属で形成すれば、高周波特性にも優れたLCフィル
タとなる。
【0054】以上、本発明の電子部品をセラミック多層
モジュールやLCフィルタに基づいて説明したが、本発
明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。
モジュールやLCフィルタに基づいて説明したが、本発
明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。
【0055】例えば、本発明の電子部品は、マルチチッ
プモジュール用基板やハイブリッドIC用基板等のセラ
ミック多層基板、或いはそれにチップコンデンサやチッ
プインダクタ、さらには半導体チップ等の実装部品を搭
載したセラミック多層モジュールであってもよいし、チ
ップコンデンサ、チップコイル、チップアンテナ等のチ
ップ状部品であってもよい。
プモジュール用基板やハイブリッドIC用基板等のセラ
ミック多層基板、或いはそれにチップコンデンサやチッ
プインダクタ、さらには半導体チップ等の実装部品を搭
載したセラミック多層モジュールであってもよいし、チ
ップコンデンサ、チップコイル、チップアンテナ等のチ
ップ状部品であってもよい。
【0056】さらに、本発明の電子装置は、前述のセラ
ミック多層基板、セラミック多層モジュール、チップ状
部品等を備えた、移動体通信機器、コンピュータ等の電
子装置であってよい。
ミック多層基板、セラミック多層モジュール、チップ状
部品等を備えた、移動体通信機器、コンピュータ等の電
子装置であってよい。
【0057】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。
明する。
【0058】まず、純度99%以上のBaCO3、Ca
CO3、TiO2、ZrO2を出発原料として、組成式
{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZry)O2に対して
それぞれ下記表1〜2で規定したx、y、mの値になる
ように、これらの出発原料を所定量配合した。次に、得
られた配合原料を湿式混合し、粉砕したのち乾燥させ、
1000℃〜1050℃で2時間程度、自然雰囲気中で
仮焼して、仮焼済み誘電体セラミック原料粉末を作製し
た。
CO3、TiO2、ZrO2を出発原料として、組成式
{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZry)O2に対して
それぞれ下記表1〜2で規定したx、y、mの値になる
ように、これらの出発原料を所定量配合した。次に、得
られた配合原料を湿式混合し、粉砕したのち乾燥させ、
1000℃〜1050℃で2時間程度、自然雰囲気中で
仮焼して、仮焼済み誘電体セラミック原料粉末を作製し
た。
【0059】他方、純度99%以上のSiO2、Bi2O
3、Li2CO3、BaCO3、CaCO3、SrCO3、M
gCO3、CuO、TiO2を出発原料とし、下記表1〜
2で規定した値となるように、これらを所定量配合し
た。次に、得られた配合原料を乾式混合し、1500〜
1600℃で溶融した後、急冷して、ガラスを作成し
た。次いで、これを湿式粉砕した後、乾燥して、Bi2
O3−SiO2系ガラス粉末を作製した。
3、Li2CO3、BaCO3、CaCO3、SrCO3、M
gCO3、CuO、TiO2を出発原料とし、下記表1〜
2で規定した値となるように、これらを所定量配合し
た。次に、得られた配合原料を乾式混合し、1500〜
1600℃で溶融した後、急冷して、ガラスを作成し
た。次いで、これを湿式粉砕した後、乾燥して、Bi2
O3−SiO2系ガラス粉末を作製した。
【0060】そして、前述の仮焼済み誘電体セラミック
原料粉末に対して、下記表1〜2に示す割合となるよう
に、Bi2O3−SiO2系ガラス粉末を添加、混合し、
得られた混合粉末をボ−ルミルで湿式混合した。次い
で、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を加えて攪拌し、ガ
ラスセラミックスラリ−を調整した。さらに、得られた
ガラスセラミックスラリ−を脱泡後、ドクタ−ブレ−ド
法により厚み50〜55μmのセラミックグリーンシー
トを作製した。
原料粉末に対して、下記表1〜2に示す割合となるよう
に、Bi2O3−SiO2系ガラス粉末を添加、混合し、
得られた混合粉末をボ−ルミルで湿式混合した。次い
で、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を加えて攪拌し、ガ
ラスセラミックスラリ−を調整した。さらに、得られた
ガラスセラミックスラリ−を脱泡後、ドクタ−ブレ−ド
法により厚み50〜55μmのセラミックグリーンシー
トを作製した。
【0061】
【表1】
【0062】
【表2】
【0063】そして、このセラミックグリーンシートに
Ag系導体材料を主成分とする導電ペ−ストを用いて、
コンデンサ電極をスクリーン印刷し、その後、コンデン
サ電極を有した成したセラミックグリーンシートを複数
枚積層し、これを熱圧着して、積層体ブロックを作製し
た。次いで、この積層ブロックをアルミナ質サヤに入
れ、400℃まで自然雰囲気中で加熱して有機成分を燃
焼させた後、同じく自然雰囲気中、900℃で2時間焼
成した。そして、焼成後の積層体ブロックにAg導体材
料からなる外部電極を焼き付け、試料番号1〜41に示
される組成の誘電体セラミック組成物からなる特性評価
用積層コンデンサを作製した。
Ag系導体材料を主成分とする導電ペ−ストを用いて、
コンデンサ電極をスクリーン印刷し、その後、コンデン
サ電極を有した成したセラミックグリーンシートを複数
枚積層し、これを熱圧着して、積層体ブロックを作製し
た。次いで、この積層ブロックをアルミナ質サヤに入
れ、400℃まで自然雰囲気中で加熱して有機成分を燃
焼させた後、同じく自然雰囲気中、900℃で2時間焼
成した。そして、焼成後の積層体ブロックにAg導体材
料からなる外部電極を焼き付け、試料番号1〜41に示
される組成の誘電体セラミック組成物からなる特性評価
用積層コンデンサを作製した。
【0064】得られた特性評価用積層コンデンサを用
い、室温25℃、1MHzの条件で比誘電率、誘電損失
を測定した。また、併せて、DC50Vを1分間印加す
ることにより、絶縁抵抗を測定した。また、焼結性の評
価として、浸透液を用いた浸透試験を実施した(JIS
−Z−2343およびMIL−STD−6866)。以
上の特性評価の結果を下記表2に示す。表2において、
「焼結性」は、浸透液が全く浸透しないものを「○」、
浸透液が試料全体に浸透してしまうものを「×」とし、
特性に影響が無い程度にわずかながら浸透してしまうも
のを「△」と表記した。
い、室温25℃、1MHzの条件で比誘電率、誘電損失
を測定した。また、併せて、DC50Vを1分間印加す
ることにより、絶縁抵抗を測定した。また、焼結性の評
価として、浸透液を用いた浸透試験を実施した(JIS
−Z−2343およびMIL−STD−6866)。以
上の特性評価の結果を下記表2に示す。表2において、
「焼結性」は、浸透液が全く浸透しないものを「○」、
浸透液が試料全体に浸透してしまうものを「×」とし、
特性に影響が無い程度にわずかながら浸透してしまうも
のを「△」と表記した。
【0065】
【表3】
【0066】表1〜3から、試料番号1、3〜4、7〜
8、11〜12、14〜41のように、一般式:{(B
a1-xCax)O}m(Ti1-yZry)O2(但し、0.0
2≦x≦0.22、0.05≦y≦0.20、1.00
≦m≦1.05)で表される誘電体セラミック成分に、
Bi2O3−SiO2系ガラス成分を混合、焼成してなる
積層コンデンサは、焼結温度が900℃以下で、比誘電
率が800以上、誘電損失は1.5%以下、絶縁抵抗は
106MΩcm以上の各種電気抵抗に優れたものとなっ
た。
8、11〜12、14〜41のように、一般式:{(B
a1-xCax)O}m(Ti1-yZry)O2(但し、0.0
2≦x≦0.22、0.05≦y≦0.20、1.00
≦m≦1.05)で表される誘電体セラミック成分に、
Bi2O3−SiO2系ガラス成分を混合、焼成してなる
積層コンデンサは、焼結温度が900℃以下で、比誘電
率が800以上、誘電損失は1.5%以下、絶縁抵抗は
106MΩcm以上の各種電気抵抗に優れたものとなっ
た。
【0067】これに対して、試料番号2の誘電体セラミ
ック組成物は、{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZr
y)O2で表される誘電体セラミック成分におけるxが小
さすぎるので、誘電損失が大きくなってしまい、他方、
試料番号5の誘電体セラミック組成物は、{(Ba1-x
Cax)O}m(Ti1-yZry)O2で表される誘電体セ
ラミック成分におけるxが大きすぎるので、比誘電率が
小さくなってしまった。
ック組成物は、{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZr
y)O2で表される誘電体セラミック成分におけるxが小
さすぎるので、誘電損失が大きくなってしまい、他方、
試料番号5の誘電体セラミック組成物は、{(Ba1-x
Cax)O}m(Ti1-yZry)O2で表される誘電体セ
ラミック成分におけるxが大きすぎるので、比誘電率が
小さくなってしまった。
【0068】また、試料番号6の誘電体セラミック組成
物は、{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZry)O2で
表される誘電体セラミック成分におけるyが小さすぎる
ので、比誘電率が小さくなってしまい、他方、試料番号
9の誘電体セラミック組成物は、{(Ba1-xCax)
O}m(Ti1-yZry)O2で表される誘電体セラミック
成分におけるyが大きすぎるので、焼結性が低下し、比
誘電率が小さくなってしまった。
物は、{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZry)O2で
表される誘電体セラミック成分におけるyが小さすぎる
ので、比誘電率が小さくなってしまい、他方、試料番号
9の誘電体セラミック組成物は、{(Ba1-xCax)
O}m(Ti1-yZry)O2で表される誘電体セラミック
成分におけるyが大きすぎるので、焼結性が低下し、比
誘電率が小さくなってしまった。
【0069】さらに、試料番号10の誘電体セラミック
組成物は、{(Ba1-xCax)O} m(Ti1-yZry)
O2で表される誘電体セラミック成分におけるmが小さ
すぎるので、粒成長に異常が発生し、誘電損失が大きく
なってしまい、他方、試料番号13の誘電体セラミック
組成物は、{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZry)
O2で表される誘電体セラミック成分におけるmが大き
すぎるので、焼結性が低下し、比誘電率が小さくなって
しまった。
組成物は、{(Ba1-xCax)O} m(Ti1-yZry)
O2で表される誘電体セラミック成分におけるmが小さ
すぎるので、粒成長に異常が発生し、誘電損失が大きく
なってしまい、他方、試料番号13の誘電体セラミック
組成物は、{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZry)
O2で表される誘電体セラミック成分におけるmが大き
すぎるので、焼結性が低下し、比誘電率が小さくなって
しまった。
【0070】また、特に、試料番号1、3〜4、7〜
8、11〜12、15〜16、19〜20、22〜2
4、27〜28、31〜32、34〜36、39〜40
で表される誘電体セラミック組成物からなる積層コンデ
ンサは、一般式:{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZ
ry)O2(但し、0.02≦x≦0.22、0.05≦
y≦0.20、1.00≦m≦1.05)で表される誘
電体セラミック成分に、下記(1)〜(6)の要件をす
べて満たすので、焼結温度が900℃以下で、比誘電率
が1000以上、誘電損失は1.0%以下、絶縁抵抗は
106MΩcm以上であって、焼結性の優れたものとな
った。 (1)誘電体セラミック成分100重量部に対して、B
i2O3−SiO2系ガラス成分を5〜50重量部混合し
たもの。 (2)少なくとも、9〜49モル%のSiO2、5〜3
0モル%のBi2O3を含有するBi2O3−SiO2系ガ
ラス成分を混合したもの。 (3)CuOを10〜29モル%含有するBi2O3−S
iO2系ガラス成分を混合したもの。 (4)BaO、CaO、SrO、MgOを25〜45モ
ル%含有するBi2O3−SiO2系ガラス成分を混合し
たもの。 (5)Li2Oを2〜10モル%含有するBi2O3−S
iO2系ガラス成分を混合したもの。 (6)TiO2を2〜10モル%含有するBi2O3−S
iO2系ガラス成分を混合したもの。
8、11〜12、15〜16、19〜20、22〜2
4、27〜28、31〜32、34〜36、39〜40
で表される誘電体セラミック組成物からなる積層コンデ
ンサは、一般式:{(Ba1-xCax)O}m(Ti1-yZ
ry)O2(但し、0.02≦x≦0.22、0.05≦
y≦0.20、1.00≦m≦1.05)で表される誘
電体セラミック成分に、下記(1)〜(6)の要件をす
べて満たすので、焼結温度が900℃以下で、比誘電率
が1000以上、誘電損失は1.0%以下、絶縁抵抗は
106MΩcm以上であって、焼結性の優れたものとな
った。 (1)誘電体セラミック成分100重量部に対して、B
i2O3−SiO2系ガラス成分を5〜50重量部混合し
たもの。 (2)少なくとも、9〜49モル%のSiO2、5〜3
0モル%のBi2O3を含有するBi2O3−SiO2系ガ
ラス成分を混合したもの。 (3)CuOを10〜29モル%含有するBi2O3−S
iO2系ガラス成分を混合したもの。 (4)BaO、CaO、SrO、MgOを25〜45モ
ル%含有するBi2O3−SiO2系ガラス成分を混合し
たもの。 (5)Li2Oを2〜10モル%含有するBi2O3−S
iO2系ガラス成分を混合したもの。 (6)TiO2を2〜10モル%含有するBi2O3−S
iO2系ガラス成分を混合したもの。
【0071】これに対して、Bi2O3−SiO2系ガラ
ス成分の添加量の多い試料番号17では、焼結性は良い
ものの絶縁抵抗が低くなった。また、Bi2O3含有量の
多すぎるBi2O3−SiO2系ガラス成分を添加した試
料番号21では、焼結性は良いが、内部導体とBiとの
反応によるものと思われる絶縁抵抗の低下が見られた。
さらに、CuOの含有量が多いガラスを添加した試料番
号29では、焼結性は良いものの誘電損失が劣化する傾
向があった。
ス成分の添加量の多い試料番号17では、焼結性は良い
ものの絶縁抵抗が低くなった。また、Bi2O3含有量の
多すぎるBi2O3−SiO2系ガラス成分を添加した試
料番号21では、焼結性は良いが、内部導体とBiとの
反応によるものと思われる絶縁抵抗の低下が見られた。
さらに、CuOの含有量が多いガラスを添加した試料番
号29では、焼結性は良いものの誘電損失が劣化する傾
向があった。
【0072】
【発明の効果】本発明の誘電体セラミック組成物によれ
ば、その原料組成物中に、低軟化点を有し、{(Ba
1-xCax)O}m(Ti1-yZry)O2系誘電体セラミッ
ク成分の特性に影響を及ぼし難いBi2O3−SiO2系
ガラス成分を含有しているので、比較的低温で焼結可能
であって、高絶縁性、高誘電率、高Q値を有する誘電体
セラミック組成物を実現できる。
ば、その原料組成物中に、低軟化点を有し、{(Ba
1-xCax)O}m(Ti1-yZry)O2系誘電体セラミッ
ク成分の特性に影響を及ぼし難いBi2O3−SiO2系
ガラス成分を含有しているので、比較的低温で焼結可能
であって、高絶縁性、高誘電率、高Q値を有する誘電体
セラミック組成物を実現できる。
【0073】本発明の電子部品によれば、本発明の誘電
体セラミック組成物を誘電体層として備えているので、
比抵抗の小さなAg系導体材料、Cu系導体材料または
Au系導体材料等と同時に焼成することができ、したが
って、高周波特性に優れた電子部品を実現することがで
きる。また、その誘電体層は各種の電気特性に優れるの
で、小型化、高密度化、高機能化を達成した電子部品に
なる。さらに、本発明の電子装置は、本発明の電子部品
を備えているので、小型化を達成し、信頼性の高い電子
装置となる。
体セラミック組成物を誘電体層として備えているので、
比抵抗の小さなAg系導体材料、Cu系導体材料または
Au系導体材料等と同時に焼成することができ、したが
って、高周波特性に優れた電子部品を実現することがで
きる。また、その誘電体層は各種の電気特性に優れるの
で、小型化、高密度化、高機能化を達成した電子部品に
なる。さらに、本発明の電子装置は、本発明の電子部品
を備えているので、小型化を達成し、信頼性の高い電子
装置となる。
【図1】本発明の第1の実施形態によるセラミック多層
モジュールの概略断面図である。
モジュールの概略断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態によるLCフィルタの
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図3】同、第2の実施形態によるLCフィルタの概略
斜視図である。
斜視図である。
【図4】同、第2の実施形態によるLCフィルタの等価
回路図である。
回路図である。
1…セラミック多層モジュール 2…セラミック多層基板 3a、3b…絶縁体層 4…誘電体層 6、7…内部配線 8、9…内部電極 11、12、13…実装部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01G 2/06 H01G 4/20 4/20 1/035 E 4/40 4/40 321A Fターム(参考) 4G031 AA01 AA02 AA03 AA04 AA05 AA06 AA11 AA12 AA25 AA30 AA35 BA09 CA08 5E082 AB03 BB01 DD08 FG22 FG26 KK01 PP03 5G303 AA07 AB01 AB06 AB08 AB15 BA12 CA03 CB03 CB05 CB06 CB30 CB35 CB39
Claims (11)
- 【請求項1】 一般式:{(Ba1-xCax)O}m(T
i1-yZry)O2(但し、0.02≦x≦0.22、
0.05≦y≦0.20、1.00≦m≦1.05)で
表される誘電体セラミック成分に、Bi2O3−SiO2
系ガラス成分を混合し、これを焼成してなることを特徴
とする、誘電体セラミック組成物。 - 【請求項2】 前記誘電体セラミック成分100重量部
に対して、前記Bi 2O3−SiO2系ガラス成分を5〜
50重量部混合することを特徴とする、請求項1に記載
の誘電体セラミック組成物。 - 【請求項3】 前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分
は、少なくとも、9〜49モル%のSiO2、5〜30
モル%のBi2O3を含有することを特徴とする、請求項
1または2に記載の誘電体セラミック組成物。 - 【請求項4】 前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分
は、酸化銅を、CuO換算で、10〜29モル%含有す
ることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載
の誘電体セラミック組成物。 - 【請求項5】 前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分
は、アルカリ土類金属酸化物を25〜45モル%含有す
ることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載
の誘電体セラミック組成物。 - 【請求項6】 前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分
は、アルカリ金属酸化物を2〜10モル%含有すること
を特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の誘電
体セラミック組成物。 - 【請求項7】 前記Bi2O3−SiO2系ガラス成分
は、酸化チタンを、TiO2換算で、2〜10モル%含
有することを特徴とする、請求項1乃至6のいずれかに
記載の誘電体セラミック組成物。 - 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかに記載の誘電
体セラミック組成物を誘電体層として備えたことを特徴
とする、電子部品。 - 【請求項9】 前記誘電体層は所定の導体パターンを備
えていることを特徴とする、請求項8に記載の電子部
品。 - 【請求項10】 前記誘電体層と導体層とを備えた基板
上に、実装部品を搭載してなることを特徴とする、請求
項8または9に記載の電子部品。 - 【請求項11】 請求項8乃至10のいずれかに記載の
電子部品を備えることを特徴とする、電子装置。
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JP2000057472A JP2001247365A (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 誘電体セラミック組成物、ならびに、電子部品、電子装置 |
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