JP2001313469A - Capacitor including wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高周波領域における誘
電率εが高く、かつ、大気中にて1000℃以下で低温
焼成可能な誘電体磁器組成物を誘電体層に用いたコンデ
ンサ内蔵配線基板に関する。大気中にて1000℃以下
で焼成可能なため、Agを電極材料に用いて同時焼成に
よりICパッケージ等のコンデンサ内蔵パッケージや、
コンデンサ、カプラ、ローパスフィルタ、パワーアンプ
基板等のコンデンサ内蔵積層型電子部品を形成できる。
他の低誘電率絶縁体磁器組成物と共に積層、一体化し
て、コンデンサを内蔵したセラミックパッケージや電子
部品を形成するのに好適である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring board with a built-in capacitor using a dielectric ceramic composition for a dielectric layer, which has a high dielectric constant .epsilon. In a high frequency range and can be fired at a low temperature of 1000.degree. About. Since it can be fired at 1000 ° C or less in the atmosphere, Ag can be used as an electrode material and fired at the same time.
A multilayer electronic component with a built-in capacitor such as a capacitor, a coupler, a low-pass filter, and a power amplifier substrate can be formed.
It is suitable for laminating and integrating with other low dielectric constant insulator porcelain compositions to form a ceramic package or an electronic component having a built-in capacitor.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の信号処理速度の高速化や配線の高
密度化に対応するためには、コンデンサ等の受動回路素
子を配線基板内部に内蔵することが必要とされる。しか
も、配線基板としての電気信号の伝送損失を少しでも低
減するため、より低抵抗のAg、Cu等の低融点金属か
らなる配線と1000℃以下の焼成温度で同時焼成可能
であることが要求される。更には、絶縁層自体は誘電損
失を抑えるために、より誘電率の低いものが必要とされ
る。一方、誘電体層は高誘電率のものが必要とされる。
このような市場の要求に応えるために、特定結晶相を含
む低誘電損失ガラスセラミック組成物を絶縁体層に用
い、かつ、高誘電体層を積層したコンデンサを内蔵した
低温焼成配線基板が種々検討されている。2. Description of the Related Art In order to cope with recent increases in signal processing speed and wiring density, it is necessary to incorporate passive circuit elements such as capacitors inside a wiring board. In addition, in order to reduce the transmission loss of electric signals as a wiring board, it is required that the wiring can be simultaneously fired at a firing temperature of 1000 ° C. or lower with a wiring made of a low-resistance metal such as Ag or Cu having a lower resistance. You. Further, the insulating layer itself needs to have a lower dielectric constant in order to suppress dielectric loss. On the other hand, a dielectric layer having a high dielectric constant is required.
In order to respond to such market demands, various studies have been made on low-temperature fired wiring boards that use a low-dielectric-loss glass-ceramic composition containing a specific crystal phase for the insulator layer and incorporate a capacitor with a laminated high-dielectric layer. Have been.
【0003】絶縁体層がフォルステライト、モンチセラ
イト、アカーマナイト、エンスタタイト等の結晶相を含
み、誘電体層がチタン酸バリウムを主成分として含むコ
ンデンサ内蔵配線基板が、特開平2−305490号公
報、特開平3−241724号公報、特開平4−167
412号公報、特開平5−55079号公報に開示され
ている。かかるコンデンサ内蔵基板は、1200℃以上
(CuやAgの融点を越えている)の高温下で焼成して
得られる。したがって、配線材料に低抵抗金属であるC
uやAgを用いて電気信号の伝送損失を低減することは
できない。[0003] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-305490 discloses a capacitor-containing wiring board in which an insulator layer contains a crystal phase such as forsterite, monticelite, akermanite, and enstatite, and a dielectric layer contains barium titanate as a main component. JP-A-3-241724, JP-A-4-167
412 and JP-A-5-55079. Such a substrate with a built-in capacitor is obtained by firing at a high temperature of 1200 ° C. or more (exceeding the melting point of Cu or Ag). Therefore, the low-resistance metal C
The transmission loss of an electric signal cannot be reduced by using u or Ag.
【0004】一方、チタン酸バリウムを主成分とする誘
電体材料は、1300〜1500℃の高温下で焼成され
る。しかし、安価な貴金属であるAgを使用できる温度
(1000℃以下)で焼成可能な誘電体材料がより好ま
しい。そこで、低温焼成化と高誘電率化の両立を目標と
した誘電体材料の開発が種々検討されている。On the other hand, a dielectric material containing barium titanate as a main component is fired at a high temperature of 1300 to 1500 ° C. However, a dielectric material that can be fired at a temperature (1000 ° C. or lower) at which inexpensive noble metal Ag can be used is more preferable. Accordingly, various studies have been made on the development of dielectric materials aiming at achieving both low-temperature firing and high dielectric constant.
【0005】チタン酸バリウムに焼結を容易にしたり誘
電特性を改良する副成分を添加した誘電体材料が種々検
討されている。Cu系の共融混合物を添加した誘電体材
料が特開昭54−53300号公報に開示されている。
MgO、MnOを添加した誘電体材料が特開昭57−7
1866号公報に開示されている。ZnO、CdO、C
uOを添加した誘電体材料が特開昭61−251561
号公報に開示されている。ZnO、Mn2O3、CuOを
添加した誘電体材料が特開平1−192762号公報に
開示されている。所定のBa−B−Li−Si系ガラス
を添加した誘電体材料が特開平5−6710号公報、特
開平5−6711号公報に開示されている。SiO2、
Li2O、B2O3等を添加した誘電体材料が特開平4−
218207号公報、特開平4−264305号公報、
特開平4−264306号公報に開示されている。チタ
ン酸バリウムの相対的添加量を減らしてZnO、SiO
2、希土類元素等を添加して1000〜1050℃程度
で焼成可能な誘電体材料が特開昭57−170405号
公報、特開昭60−124306号公報、特開平2−4
4609号公報、特開平5−120915号公報に開示
されている。[0005] Various dielectric materials have been studied in which barium titanate is added with an auxiliary component for facilitating sintering or improving dielectric properties. A dielectric material to which a Cu-based eutectic mixture is added is disclosed in JP-A-54-53300.
A dielectric material to which MgO and MnO are added is disclosed in JP-A-57-7.
No. 1866. ZnO, CdO, C
A dielectric material to which uO is added is disclosed in JP-A-61-255161.
No. 6,086,045. A dielectric material to which ZnO, Mn 2 O 3 , and CuO are added is disclosed in JP-A-1-192762. JP-A-5-6710 and JP-A-5-6711 disclose a dielectric material to which a predetermined Ba-B-Li-Si-based glass is added. SiO 2 ,
A dielectric material to which Li 2 O, B 2 O 3 or the like is added is disclosed in
218207, JP-A-4-264305,
It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-264306. By reducing the relative addition amount of barium titanate, ZnO, SiO
2. Dielectric materials which can be fired at about 1000 to 1050 ° C. by adding a rare earth element or the like are disclosed in JP-A-57-170405, JP-A-60-124306, and JP-A-2-4.
No. 4,609, and JP-A-5-120915.
【0006】しかし、これらの焼成温度は1350〜1
000℃程度と比較的高温であるため、融点が1000
℃以下の安価な貴金属であるAgを使用できない。そこ
で、更なる低温焼成化を目標とした誘電体材料の開発が
種々検討されている。チタン酸バリウムにフッ化リチウ
ムを添加して1000℃以下で焼成可能な誘電体材料が
特開昭57−160963号公報に開示されている。し
かし、ハロゲンを含有するため、電極材料であるAgの
イオンマイグレーションを誘発するおそれがある。However, these firing temperatures are 1350-1.
Since the temperature is relatively high at about 000 ° C., the melting point is 1000
Ag, which is an inexpensive noble metal having a temperature of not more than ℃, cannot be used. Therefore, various studies have been made on the development of a dielectric material aiming at further low-temperature firing. Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-160963 discloses a dielectric material which can be sintered by adding lithium fluoride to barium titanate at 1000 ° C. or lower. However, since they contain halogen, they may induce ion migration of Ag which is an electrode material.
【0007】以上のように、チタン酸バリウムを用いて
1000℃以下で焼成可能な誘電体材料を得るのは困難
である。しかし、工業的に安定した原材料の供給を考慮
すると、できれば市販のチタン酸バリウムを用いて10
00℃以下で焼成可能な誘電体材料を得ることができる
のが好ましい。それが可能になれば、コンデンサ内蔵配
線基板の性能向上と価格低減の両立を図ることができ
る。As described above, it is difficult to obtain a dielectric material that can be fired at 1000 ° C. or lower using barium titanate. However, in view of industrially stable supply of raw materials, it is preferable to use commercially available barium titanate for 10
It is preferable that a dielectric material that can be fired at a temperature of 00 ° C. or lower can be obtained. If this becomes possible, it is possible to achieve both improvement in performance and reduction in price of the wiring board with a built-in capacitor.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、1000℃
以下の低温で緻密化可能で安定した低誘電率及び低誘電
損失を兼備した低温焼成磁器組成物を絶縁体層に用いる
とともに、大気中1000℃以下で焼成可能で優れた誘
電特性を有するチタン酸バリウムを主成分とする誘電体
磁器組成物を誘電体層に用いたコンデンサ内蔵配線基板
を提供することを目的とする。特には、Agを電極材料
として同時焼成が可能なコンデンサ内蔵パッケージ、コ
ンデンサ内蔵電子部品等に好適なコンデンサ内蔵配線基
板に関するものである。SUMMARY OF THE INVENTION
A low-temperature fired porcelain composition which can be densified at a low temperature and has both stable low dielectric constant and low dielectric loss is used for an insulator layer, and titanic acid which can be fired at 1,000 ° C or less in the atmosphere and has excellent dielectric properties An object of the present invention is to provide a wiring board with a built-in capacitor in which a dielectric ceramic composition containing barium as a main component is used for a dielectric layer. In particular, the present invention relates to a package with a built-in capacitor and a wiring board with a built-in capacitor suitable for an electronic component with a built-in capacitor that can be co-fired using Ag as an electrode material.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、誘電
体層が、チタン酸バリウム(BaTiO3)を主成分と
し、大気雰囲気中1000℃以下で焼成してなる誘電体
磁器組成物からなり、かつ、所定の要件を具備する誘電
体磁器組成物からなるコンデンサ内蔵配線基板を要旨と
する。以下に、各構成要件及び発明全体が奏する効果に
ついて説明する。According to a first aspect of the present invention, there is provided a dielectric ceramic composition comprising a dielectric layer containing barium titanate (BaTiO 3 ) as a main component and firing at 1000 ° C. or lower in an air atmosphere. The gist is a wiring board with a built-in capacitor made of a dielectric ceramic composition satisfying predetermined requirements. Hereinafter, each constituent feature and the effects achieved by the entire invention will be described.
【0010】まず、大気雰囲気中1000℃以下で焼成
可能な誘電体磁器組成物を用いたコンデンサ内蔵配線基
板であることが必要である。大気雰囲気中で焼成するの
は、チタン酸バリウムの誘電特性を低下させないためで
ある。1000℃以下で焼成するのは、Au、Au/P
t、Au/Pd、Ag、Ag/Pt、Ag/Pd等の低
抵抗な電極材料との同時焼成を可能にするためである。
Agを用いる場合は、960℃以下がよい。好ましくは
950℃以下、特には900℃以下がよい。First, it is necessary that the wiring board has a built-in capacitor using a dielectric ceramic composition that can be fired at 1000 ° C. or lower in an air atmosphere. The firing in the air atmosphere is performed so as not to lower the dielectric properties of barium titanate. Firing at 1000 ° C. or less is performed using Au, Au / P
This is for enabling simultaneous firing with a low-resistance electrode material such as t, Au / Pd, Ag, Ag / Pt, and Ag / Pd.
When Ag is used, the temperature is preferably 960 ° C. or lower. Preferably it is 950 ° C or lower, particularly 900 ° C or lower.
【0011】尚、本発明のコンデンサ内蔵配線基板に用
いる電極材料の配線抵抗としては、電気信号の伝送損失
を低減するためにも、5mΩ/□以下が望ましい。した
がって、Ag、Au、Pt添加量が5質量%以下のAg
/Pt、Pd添加量が10質量%以下のAg/Pdを用
いるのがよい。特にはAg、Auを用いるのがよい。コ
ンデンサ内蔵配線基板としては、内層の配線導体にはA
gを用い、表層の配線導体にはAg/Pt、Ag/P
d、Auを用いるのがよい。表層の耐ハンダ性を確保し
ながら、電気信号の伝送損失の低減が可能だからであ
る。The wiring resistance of the electrode material used for the wiring board with a built-in capacitor of the present invention is desirably 5 mΩ / □ or less in order to reduce the transmission loss of electric signals. Therefore, the amount of Ag, Au, and Pt added is 5% by mass or less.
It is preferable to use Ag / Pd in which the added amount of / Pt and Pd is 10% by mass or less. In particular, Ag and Au are preferably used. For the wiring board with a built-in capacitor,
g, and Ag / Pt, Ag / P
d and Au are preferably used. This is because transmission loss of an electric signal can be reduced while ensuring the solder resistance of the surface layer.
【0012】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の誘電体
層を構成する誘電体磁器組成物は、ハロゲン元素を実質
的に含有しないことが重要である。ハロゲン元素として
は、F、Cl、Br、I等があるが、このいずれも好ま
しくない。ハロゲン元素(例えば、F)が存在すると、
湿度や印加電圧が加わった際に、電極材料に用いたAg
がイオンとしてイオンマイグレーション(移行)しやす
くなって、絶縁信頼性を低下させやすいからである。こ
こにいう「実質的に含有しない」とは、誘電体磁器組成
物100質量%に含まれるハロゲン元素の含有量が1質
量%以下であることをいう。好ましくは0.5質量%以
下、更には0.2質量%以下がよい。ここにいう「実質
的に含有しない」範囲であれば、ハロゲン元素を含んで
いてもよい。It is important that the dielectric ceramic composition constituting the dielectric layer of the wiring board with a built-in capacitor of the present invention does not substantially contain a halogen element. Examples of the halogen element include F, Cl, Br, and I, but none of these is preferable. When a halogen element (for example, F) is present,
Ag used for electrode material when humidity or applied voltage was applied
This is because ion migration (migration) is easily performed as ions, and insulation reliability is easily reduced. Here, "substantially not contained" means that the content of the halogen element contained in 100% by mass of the dielectric ceramic composition is 1% by mass or less. Preferably it is 0.5% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or less. The halogen element may be contained within the range of “substantially not containing” as used herein.
【0013】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の誘電体
層を構成する誘電体磁器組成物は、その主成分がペロブ
スカイト型のチタン酸バリウムであることが重要であ
る。ここにいう「ペロブスカイト型のチタン酸バリウ
ム」とは、BaとTiとOのモル比率が略1:1:3で
あるものをいう。「略1:1:3」としたのは、必ずし
も化学両論組成(1:1:3)の場合ばかりとはいえな
いからである。例えば、Ba/Tiのモル比が1ちょう
どでない場合(例:0.95〜1.05)である。ま
た、第三成分の添加により、Baサイトの一部をMg、
Sr、Ca等で置換したり、Tiサイトの一部をNb、
Zr、Sn等で置換した場合もある。It is important that the main component of the dielectric ceramic composition constituting the dielectric layer of the wiring board with a built-in capacitor of the present invention is perovskite-type barium titanate. Here, the “perovskite-type barium titanate” refers to a material in which the molar ratio of Ba, Ti, and O is approximately 1: 1: 3. The reason why “approximately 1: 1: 3” is used is that this is not necessarily the case of the stoichiometric composition (1: 1: 3). For example, the case where the molar ratio of Ba / Ti is not exactly 1 (eg, 0.95 to 1.05). Further, by adding the third component, part of the Ba site is Mg,
Substitution with Sr, Ca, etc., or partial Ti site with Nb,
In some cases, Zr, Sn or the like is substituted.
【0014】原料として用いるペロブスカイト型のチタ
ン酸バリウムには、Nb2O5を2質量%以下含むものを
用いるのがよい。更にCoOやNiOを0.15質量%
以下含むものを用いるのがよい。また、ZnOを0.5
質量%以下含むものを用いるのがよい。これらの成分が
少なくとも1種含まれているペロブスカイト型のチタン
酸バリウム原料粉末を用いるとよい。誘電特性の向上を
図ることができる。The perovskite-type barium titanate used as a raw material preferably contains Nb 2 O 5 at 2% by mass or less. 0.15% by mass of CoO or NiO
It is preferable to use the following. In addition, ZnO is 0.5
It is preferable to use one containing less than 10% by mass. It is preferable to use a perovskite-type barium titanate raw material powder containing at least one of these components. The dielectric characteristics can be improved.
【0015】電極材料との同時焼成時に熱拡散した金属
の影響で誘電特性や同時焼結性が不安定になる問題を回
避するためにも、原料段階から主成分がペロブスカイト
型のチタン酸バリウムを用いるのがよい。Ag等の電極
材料と同時焼成しても、安定した誘電特性や同時焼結性
が得られるからである。In order to avoid the problem that the dielectric properties and the simultaneous sinterability become unstable due to the effect of the metal diffused during the simultaneous firing with the electrode material, barium titanate whose main component is perovskite is used from the raw material stage. Good to use. This is because stable dielectric properties and simultaneous sinterability can be obtained even when firing is performed simultaneously with an electrode material such as Ag.
【0016】従来、ハロゲン元素を実質的に含有しない
チタン酸バリウムを80質量%以上含む誘電体磁器組成
物において、1000℃以下(特には960℃以下)の
焼成により誘電率ε1000以上が得られる場合は知ら
れていない。しかし、本発明のコンデンサ内蔵配線基板
の誘電体層を構成する誘電体磁器組成物は、ハロゲン元
素を実質的に含有しないにもかかわらず、1000℃以
下で焼成した場合においても1000以上の誘電率εを
得ることができるものである。したがって、本発明のコ
ンデンサ内蔵配線基板は、配線材料にAg系やAu系の
低融点かつ低抵抗な金属が使用可能であり、電気信号の
伝送損失の低減を図ることができる。Conventionally, in the case of a dielectric ceramic composition containing at least 80% by mass of barium titanate substantially containing no halogen element, a dielectric constant of ε1000 or more can be obtained by firing at 1000 ° C or less (especially 960 ° C or less). Is not known. However, the dielectric ceramic composition constituting the dielectric layer of the wiring board with a built-in capacitor of the present invention has a dielectric constant of 1000 or more even when baked at 1000 ° C. or less despite substantially not containing a halogen element. ε can be obtained. Therefore, the wiring board with a built-in capacitor of the present invention can use Ag-based or Au-based low melting point and low resistance metal as a wiring material, and can reduce transmission loss of an electric signal.
【0017】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の絶縁体
層を構成する低温焼成磁器組成物は、1000℃以下で
焼成可能であれば特に限定されないが、その誘電率εが
15以下、好ましくは10以下、更に好ましくは7以下
であるとよい。特には、アノーサイト、ガーナイト、フ
ォルステライト、コージェライト、ジオプサイト、Sr
2MgSi2O7、セルジアン、ムライト、スピネル、S
r−アノーサイト、エンスタタイト、石英、ウィレマイ
ト(Zr2SiO4)、ラブラドライト、ペタライト、ワ
ラストナイト、ジルコノライト等の特定結晶相を析出さ
せた低温焼成磁器組成物を用いるのがよい。特には、1
000℃以下での焼成において安定に存在することがで
きる特定結晶を含有するのが、誘電特性の安定性上よ
い。特定結晶を主結晶として含有することにより、高周
波領域において優れた誘電特性を発揮することができる
とともに、コンデンサ部への余剰のガラス成分の拡散を
抑えて、性能の安定したコンデンサ部を形成できる。The low-temperature fired porcelain composition constituting the insulator layer of the wiring board with a built-in capacitor of the present invention is not particularly limited as long as it can be fired at 1000 ° C. or less, but has a dielectric constant ε of 15 or less, preferably 10 or less. And more preferably 7 or less. In particular, anorthite, garnite, forsterite, cordierite, diopsite, Sr
2 MgSi 2 O 7 , Celsian, mullite, spinel, S
r- anorthite, enstatite, quartz, willemite (Zr 2 SiO 4), labradorite, petalite, wollastonite, it is preferable to use a low-temperature fired ceramic composition to precipitate a specific crystalline phase such Jirukonoraito. In particular, 1
The inclusion of the specific crystal which can be stably present at a temperature of 000 ° C. or less is good in terms of the stability of the dielectric properties. By containing the specific crystal as the main crystal, it is possible to exhibit excellent dielectric properties in a high frequency region, suppress the diffusion of the surplus glass component to the capacitor part, and form a capacitor part having stable performance.
【0018】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の絶縁体
層は、絶縁体層100質量%に対して特定結晶を30〜
99.7質量%(好ましくは40〜80重量%、より好
ましくは50〜70重量%)含有するとよい。絶縁体層
の誘電特性を向上できるからである。特には、Sr2M
gSi2O7結晶を、全特定結晶相のうち20〜100重
量%主結晶相として含有するとよい。特には、30〜7
0重量%含有するとよい。このSr2MgSi2O7結晶
は、高周波領域における誘電特性に優れ、熱膨張係数が
大きく、その融点は1560℃と高いため、1000℃
以下での焼成においては安定に存在することができる。The insulating layer of the wiring board with a built-in capacitor according to the present invention is characterized in that a specific crystal is contained in an amount of 30 to 100% by mass of the insulating layer.
It is good to contain 99.7 mass% (preferably 40-80 weight%, more preferably 50-70 weight%). This is because the dielectric properties of the insulator layer can be improved. In particular, Sr 2 M
The gSi 2 O 7 crystal may be contained as a main crystal phase in an amount of 20 to 100% by weight of all the specific crystal phases. In particular, 30-7
The content is preferably 0% by weight. The Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal has excellent dielectric properties in a high frequency range, a large coefficient of thermal expansion, and a high melting point of 1560 ° C.
It can be stably present in the following firing.
【0019】また、酸化物換算でセラミック成分を0.
1〜10重量%(好ましくは0.1〜5重量%、より好
ましくは0.1〜3重量%)、酸化物換算でホウ素成分
を0.1〜10重量%(好ましくは0.1〜5重量%、
より好ましくは0.1〜3重量%)、酸化物換算でアル
カリ金属成分を0.1〜10重量%(好ましくは0.1
〜5重量%、より好ましくは0.1〜3重量%)、各々
含有するとよい。特定結晶の結晶相の構造を損なうこと
なく低温焼成することができるからである。尚、これら
以外にも40重量%以下の他の成分を含有してもよいFurther, the ceramic component is reduced to 0.1 in terms of oxide.
1 to 10% by weight (preferably 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 3% by weight), and 0.1 to 10% by weight (preferably 0.1 to 5%) weight%,
The alkali metal component is more preferably 0.1 to 10% by weight (preferably 0.1 to 3% by weight),
-5% by weight, more preferably 0.1-3% by weight). This is because low-temperature firing can be performed without impairing the structure of the crystal phase of the specific crystal. In addition, other components may be contained in an amount of 40% by weight or less.
【0020】ここでは、出発原料にはガラス粉末を用い
ないで、特定結晶を含有する仮焼粉末を用いるのがよ
い。特定結晶を含有する仮焼粉末に焼結助剤を少量添加
或いはゾルゲル法によりコーティングすることにより、
結晶化ガラス粉末を用いた場合に発生する結晶化のバラ
ツキ等の問題を解決できる。焼結助剤には、B2O3やア
ルカリ金属酸化物(特にはLi2O)を用いるのがよ
い。その添加量としては、20質量%以下、好ましくは
10質量%以下がよい。「仮焼物」とは、所定の成分を
含有する原料粉末を1000〜1200℃(好ましくは
1000〜1150℃、より好ましくは1000〜11
00℃)で焼成し、急冷(1分間に20℃以上降温させ
ること)せずに室温まで冷却したものをいう。この仮焼
物の80重量%以上(更には90重量%以上、特に95
〜100重量%)は結晶であると誘電特性上好ましい。Here, it is preferable to use a calcined powder containing a specific crystal instead of using a glass powder as a starting material. By adding a small amount of sintering aid to the calcined powder containing specific crystals or coating by sol-gel method,
It is possible to solve problems such as crystallization variations that occur when using crystallized glass powder. It is preferable to use B 2 O 3 or an alkali metal oxide (particularly Li 2 O) as the sintering aid. The addition amount is 20% by mass or less, preferably 10% by mass or less. The term “calcined product” refers to a raw material powder containing a predetermined component at 1000 to 1200 ° C. (preferably 1000 to 1150 ° C., more preferably 1000 to 11 ° C.).
(00 ° C.) and cooled to room temperature without quenching (decreasing the temperature by 20 ° C. or more per minute). 80% by weight or more (more preferably 90% by weight or more, especially 95% by weight)
(To 100% by weight) is preferably crystalline in terms of dielectric properties.
【0021】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の絶縁体
層には、20μm以下の長径を有する特定結晶の粒子が
分散しているのがよい。好ましい長径は15μm以下、
より好ましい長径は10μm以下、更に好ましくは5μ
m以下である。下限値は0.1μm以上である。また、
この所定の粒径を有する結晶の含有量は、30〜99.
7重量%であることが好ましく、30〜70重量%であ
ることがより好ましい。粒径及び含有量が上記範囲であ
れば、低誘電率であり、誘電損失が小さく、且つ高熱膨
張である低温焼成磁器組成物となる。In the insulating layer of the wiring board with a built-in capacitor of the present invention, particles of a specific crystal having a long diameter of 20 μm or less are preferably dispersed. Preferred major axis is 15 μm or less,
A more preferred major axis is 10 μm or less, and still more preferably 5 μm.
m or less. The lower limit is 0.1 μm or more. Also,
The content of the crystal having the predetermined particle size is 30 to 99.
It is preferably 7% by weight, more preferably 30 to 70% by weight. When the particle size and the content are in the above ranges, a low-temperature fired porcelain composition having a low dielectric constant, a small dielectric loss, and a high thermal expansion is obtained.
【0022】長径の測定は、焼結体のラップ断面(いわ
ゆる鏡面研磨面)の組織観察するのがよい。例えば、倍
率2000倍のSEM像を撮影した写真を用いて確認す
るのが簡便でよい。長径は、一つの特定結晶粒子の最も
離れた2点間を直線で結び、その長さを採るのがよい。
上記のSEM像の写真1枚あたりから任意に10の特定
結晶粒子を抽出し、その平均値を採る。一つの試料につ
いては、少なくとも3個所以上の場所について同様の作
業を行い、その総合平均値を特定結晶粒子の長径として
採る。In measuring the major axis, it is preferable to observe the structure of the lap section (so-called mirror-polished surface) of the sintered body. For example, it is convenient and easy to confirm using a photograph of a SEM image of 2000 times magnification. It is preferable that the major axis be a straight line connecting the two most distant points of one specific crystal particle and take the length.
Ten specific crystal grains are arbitrarily extracted from each photograph of the SEM image, and the average value is taken. For one sample, the same operation is performed at least at three or more locations, and the overall average value is taken as the major axis of the specific crystal grain.
【0023】融点が1000℃を越える(1100〜1
500℃、特には1500〜1800℃)特定結晶を含
有する仮焼粉末を用いた絶縁体層を有する本発明のコン
デンサ内蔵配線基板は、1000℃以下の焼成では誘電
特性を効果的に安定して製造することができる。また、
絶縁体層中のガラス成分の含有量を少なくする(20質
量%以下、好ましくは10質量%以下)ことで、焼成中
のガラス成分の誘電体層への拡散によってコンデンサ特
性を劣化させることがない。The melting point exceeds 1000 ° C. (1100 to 1
(500 ° C., especially 1500 ° C. to 1800 ° C.) The wiring board with a built-in capacitor of the present invention having an insulator layer using a calcined powder containing a specific crystal can effectively and stably have dielectric characteristics when fired at 1000 ° C. or less. Can be manufactured. Also,
By reducing the content of the glass component in the insulator layer (20% by mass or less, preferably 10% by mass or less), the capacitor characteristics do not deteriorate due to the diffusion of the glass component into the dielectric layer during firing. .
【0024】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の絶縁体
層は、その誘電率εが7以下、好ましくは6.5以下、
特には6.0以下(通常、4以上)になるように調製す
ると、誘電損失による電気信号の伝送ロスを低減できる
のでよい。好ましくは、そのQ×f値(無負荷品質係数
と共振周波数の積)が3000GHz以上、好ましくは
5000GHz以上(通常、20000GHz以下)に
なるように調製するのがよい。具体的には、組成比に応
じて焼成条件や粉末の状態を適宜最適化することで実現
できる。通常、出発原料にはガラス粉末を用いた場合、
その誘電率εは7を越えてしまう。本発明では、出発原
料に主結晶として特定結晶を含有する仮焼粉末を用いる
ことで、その誘電率εを7以下に低減するとともに、3
000GHz以上の優れたQ×f値を実現できる。この
誘電率、無負荷品質係数及び共振周波数はJIS R
1627に従い測定することができ、Qu×fは無負荷
品質係数と共振周波数から算出することができる。The insulator layer of the wiring board with a built-in capacitor of the present invention has a dielectric constant ε of 7 or less, preferably 6.5 or less.
In particular, it is preferred that the transmission loss is adjusted to be 6.0 or less (usually 4 or more), because transmission loss of an electric signal due to dielectric loss can be reduced. Preferably, the Q × f value (the product of the no-load quality factor and the resonance frequency) is adjusted so as to be 3000 GHz or more, preferably 5000 GHz or more (usually 20,000 GHz or less). Specifically, it can be realized by appropriately optimizing the firing conditions and powder state according to the composition ratio. Usually, when glass powder is used as a starting material,
The dielectric constant ε exceeds 7. In the present invention, by using a calcined powder containing a specific crystal as a main crystal as a starting material, the dielectric constant ε is reduced to 7 or less, and
An excellent Q × f value of 000 GHz or more can be realized. The dielectric constant, the no-load quality factor and the resonance frequency are based on JIS R
1627, and Qu × f can be calculated from the no-load quality factor and the resonance frequency.
【0025】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の絶縁体
層や誘電体層は、その吸水率が0.1質量%以下になる
ように調製するのがよい。更には、0.05%以下とす
るのがよい。AgやCu等の低抵抗金属材料を配線に用
いた場合においても、イオンマイグレーション等の不具
合の発生を効果的に抑えることができるからである。こ
の吸水率は、JIS C 2141に従い測定すること
ができる。「熱膨張係数」は、8〜15ppm/℃とす
るのがよい。更には、10〜15ppm/℃とするのが
よい。コンデンサ内蔵配線基板のプリント配線板との実
装接続の信頼性を向上できるからである。この熱膨張係
数は、示差膨張式熱機械分析装置等により測定すること
ができる。The insulating layer and the dielectric layer of the wiring board with a built-in capacitor of the present invention are preferably prepared so that the water absorption is 0.1% by mass or less. Further, the content is preferably set to 0.05% or less. This is because, even when a low-resistance metal material such as Ag or Cu is used for the wiring, the occurrence of problems such as ion migration can be effectively suppressed. This water absorption can be measured according to JIS C 2141. The “thermal expansion coefficient” is preferably set to 8 to 15 ppm / ° C. Furthermore, it is good to be 10-15 ppm / degreeC. This is because the reliability of mounting connection between the wiring board with a built-in capacitor and the printed wiring board can be improved. This coefficient of thermal expansion can be measured by a differential expansion type thermomechanical analyzer or the like.
【0026】また、絶縁体層の抗折強度が150MPa
以上になるように調製するのがよい。実装等において配
線の密着強度を確保したり、基板自体の強度を確保する
ためには、180MPa以上がよい。組成比に応じて焼
成条件や粉末の状態を適宜最適化して吸水率や抗折強度
をも調整することで、配線基板にした際の信頼性を効果
的に高めることができる。この抗折強度は、JIS R
1601に従い測定することができる。The insulating layer has a flexural strength of 150 MPa.
It is better to prepare it as described above. In order to ensure the adhesion strength of the wiring and the strength of the substrate itself in mounting and the like, the pressure is preferably 180 MPa or more. By appropriately optimizing the sintering conditions and the state of the powder in accordance with the composition ratio and also adjusting the water absorption and the bending strength, it is possible to effectively increase the reliability of the wiring board. This flexural strength is measured according to JIS R
1601 can be measured.
【0027】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の絶縁体
層は、Sr2MgSi2O7結晶等の特定結晶以外の結晶
を副結晶として含んでもよい。副結晶としては、SiO
2系結晶(特にはα−石英、クリストバライト)がよ
い。更に、Li2Si2O5結晶が含まれているとよい。The insulator layer of the wiring board with a built-in capacitor according to the present invention may contain a crystal other than a specific crystal such as a Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal as an auxiliary crystal. As the sub-crystal, SiO
A 2- system crystal (especially α-quartz, cristobalite) is preferred. Further, it is preferable that Li 2 Si 2 O 5 crystal is included.
【0028】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の絶縁体
層は、セラミック成分と、ホウ素成分と、アルカリ金属
成分とを副成分として含有するのがよい。セラミック成
分としては、アルミナ、ジルコニア、スピネル、ガーナ
イト、アノーサイト、フォルステライトがよい。配線基
板の強度の向上、誘電特性の安定化を図ることができ
る。特には、アルミナを用いるのがよい。ホウ素成分
は、焼成温度の低温化、緻密化に寄与するものである。
焼成過程で酸化物になるものであればよいが、特にはB
2O3がよい。1000℃以下で分解してB2O3を放出す
るBや金属ホウ化物を用いることができる。The insulator layer of the wiring board with a built-in capacitor according to the present invention preferably contains a ceramic component, a boron component, and an alkali metal component as subcomponents. As the ceramic component, alumina, zirconia, spinel, garnite, anorthite, and forsterite are preferable. It is possible to improve the strength of the wiring board and stabilize the dielectric characteristics. In particular, alumina is preferably used. The boron component contributes to lowering the firing temperature and increasing the density.
Any material can be used as long as it becomes an oxide during the firing process.
2 O 3 is preferred. B or a metal boride that decomposes at 1000 ° C. or lower to release B 2 O 3 can be used.
【0029】アルカリ金属成分は、焼結体の低温焼成に
おける緻密化を促進する効果がある。特にはLi成分が
有効である。仮焼粉末の組成比がSiO2リッチな組成
の場合に効果的である。焼成過程で酸化物になるもので
あればよいが、特にはLi2Oがよい。他に、有機酸リ
チウムを用いることができる。このアルカリ金属成分
は、結晶相として含有されているのがよいが、粒界等に
ガラス相として含有されていると尚よい。The alkali metal component has the effect of promoting the densification of the sintered body during low-temperature firing. In particular, the Li component is effective. This is effective when the composition ratio of the calcined powder is SiO 2 rich. Any material may be used as long as it becomes an oxide during the firing process, and particularly, Li 2 O is preferable. Alternatively, lithium organic acid can be used. The alkali metal component is preferably contained as a crystal phase, but is more preferably contained as a glass phase at a grain boundary or the like.
【0030】Li以外には、Na成分、K成分を用いる
とよい。焼成過程で酸化物になるものであればよいが、
特にはNa2O、K2Oがよい。他に、有機酸塩を用いる
ことができる。特には、これらをLi成分と併用するの
が最も効果的である。より少ない添加量で焼結体を緻密
化できるため、配線材料たるAg等の金属イオンのマイ
グレーションを一層低減することができ、また、誘電損
失も低下できる。Other than Li, it is preferable to use a Na component and a K component. Any material that can be converted into an oxide during the firing process may be used.
Particularly, Na 2 O and K 2 O are preferable. Alternatively, an organic acid salt can be used. In particular, it is most effective to use these together with the Li component. Since the sintered body can be densified with a smaller addition amount, migration of metal ions such as Ag as a wiring material can be further reduced, and dielectric loss can be reduced.
【0031】Sr2MgSi2O7結晶等の特定結晶の含
有量は、30〜99.7質量%(好ましくは40〜80
質量%、より好ましくは50〜70質量%)がよい。誘
電特性、コンデンサ特性、強度、同時焼結性に優れたコ
ンデンサ内蔵配線基板を得ることができる。特定結晶の
含有量が30質量%未満になると、誘電特性が低下して
いく。また、99.7質量%を越えると、1000℃以
下での焼成が困難になるため、配線材料たるAg等の低
抵抗配線との同時焼成が難しくなる。The content of specific crystals such as Sr 2 MgSi 2 O 7 crystals is 30 to 99.7% by mass (preferably 40 to 80% by mass).
%, More preferably 50 to 70% by mass). It is possible to obtain a wiring board with a built-in capacitor excellent in dielectric characteristics, capacitor characteristics, strength, and simultaneous sinterability. When the content of the specific crystal is less than 30% by mass, the dielectric properties decrease. On the other hand, if the content exceeds 99.7% by mass, baking at 1000 ° C. or lower becomes difficult, so that simultaneous baking with low-resistance wiring such as Ag, which is a wiring material, becomes difficult.
【0032】前記副結晶の含有量は、69.7質量%以
下(好ましくは20〜60質量%、より好ましくは30
〜50質量%)がよい。副結晶の含有量が0.1質量%
未満になると、誘電率が7付近と高めになりがちであ
る。また、69.7質量%を越えると、1000℃以下
での焼成が困難になるため、配線材料たるAg等の低抵
抗配線との同時焼成が難しくなる。The content of the subcrystal is 69.7% by mass or less (preferably 20 to 60% by mass, more preferably 30% by mass).
To 50% by mass). The content of sub-crystals is 0.1% by mass
If it is less than 7, the dielectric constant tends to be as high as around 7. On the other hand, if the content exceeds 69.7% by mass, it is difficult to bake at 1000 ° C. or lower, so that simultaneous baking with a low-resistance wiring such as Ag, which is a wiring material, becomes difficult.
【0033】セラミック成分の酸化物換算における含有
量は、0.1〜10質量%がよい。配線基板の誘電特性
の安定化を促進できる。セラミック成分としては、アル
ミナ、ジルコニア、スピネル等がよい。特にはアルミナ
がよい。この含有量が0.1質量%未満の場合、誘電特
性の安定化を効果的には促進できなくなる。また、この
含有量が10質量%を越えると、他の結晶相が析出しや
すくなり、誘電損失が大きくなっていく。より好ましい
範囲は0.1〜5質量%である。更に好ましくは0.1
〜3質量%である。The content of the ceramic component in terms of oxide is preferably 0.1 to 10% by mass. Stabilization of the dielectric properties of the wiring board can be promoted. As the ceramic component, alumina, zirconia, spinel and the like are preferable. In particular, alumina is preferred. When the content is less than 0.1% by mass, the stabilization of the dielectric properties cannot be effectively promoted. On the other hand, if the content exceeds 10% by mass, another crystal phase tends to precipitate, and the dielectric loss increases. A more preferred range is from 0.1 to 5% by mass. More preferably 0.1
33% by mass.
【0034】ホウ素成分の酸化物換算における含有量
は、0.1〜10質量%がよい。焼成温度の低温化、緻
密化を効果的に図ることができる。特にはB2O3がよ
い。この含有量が0.1質量%未満の場合、絶縁体層の
緻密化を効果的には促進できない。また、この含有量が
10質量%を越えると、誘電特性(特には、誘電損失)
が大きくなるとともに、コンデンサ特性を低下させる。
より好ましい範囲は0.1〜4質量%である。更に好ま
しくは0.1〜3質量%である。The content of the boron component in terms of oxide is preferably 0.1 to 10% by mass. The firing temperature can be lowered and densification can be effectively achieved. Particularly, B 2 O 3 is preferable. If this content is less than 0.1% by mass, the densification of the insulator layer cannot be effectively promoted. If the content exceeds 10% by mass, the dielectric properties (particularly, dielectric loss)
And the capacitor characteristics deteriorate.
A more preferred range is from 0.1 to 4% by mass. More preferably, the content is 0.1 to 3% by mass.
【0035】アルカリ金属成分の酸化物換算における含
有量は、0.1〜10質量%がよい。焼成温度の低温
化、緻密化を効果的に図ることができる。特には、Li
2Oを必須にするのがよい。この含有量が0.1質量%
未満の場合、絶縁体層の緻密化を効果的には促進できな
い。また、この含有量が10質量%を越えると、配線基
板を作製した際にイオンマイグレーションが発生しやす
くなるとともに、コンデンサ特性を低下させる。より好
ましい範囲は0.1〜5質量%である。更に好ましくは
0.1〜3質量%である。The content of the alkali metal component in terms of oxide is preferably 0.1 to 10% by mass. The firing temperature can be lowered and densification can be effectively achieved. In particular, Li
It is better to make 2O mandatory. This content is 0.1% by mass
If it is less than 1, the densification of the insulator layer cannot be effectively promoted. On the other hand, when the content exceeds 10% by mass, ion migration is likely to occur when a wiring board is manufactured, and the capacitor characteristics are deteriorated. A more preferred range is from 0.1 to 5% by mass. More preferably, the content is 0.1 to 3% by mass.
【0036】本発明のコンデンサ内蔵配線基板の絶縁体
層は、特定結晶を含む仮焼粉末70〜99.7重量%
と、前記セラミック成分0.1〜10重量%(酸化物換
算)と、前記ホウ素成分0.1〜10質量%(酸化物換
算)及び前記アルカリ金属成分0.1〜10質量%(酸
化物換算)を混合、成形してなるグリーンシートまたは
その積層体を、850〜1000℃の範囲で焼成すると
よい。絶縁体層中の仮焼粉末量及び酸化物換算における
各添加物の量を特定することで、絶縁体層の低誘電率化
と誘電体層のコンデンサ特性の一層の向上を図るととも
に、Ag等の配線材料のイオンマイグレーションをより
効果的に抑えることができる。この仮焼粉末としては、
Sr2MgSi2O7結晶、SrSiO3結晶及びMgSi
O3結晶のうちの少なくとも1種を主成分とする仮焼粉
末を用いるのがよい。The insulator layer of the wiring board with a built-in capacitor according to the present invention comprises 70 to 99.7% by weight of a calcined powder containing a specific crystal.
0.1 to 10% by weight (calculated as oxide) of the ceramic component, 0.1 to 10% by mass (calculated as oxide) of the boron component, and 0.1 to 10% by mass (calculated as oxide) of the alkali metal component. ) May be fired in the range of 850 to 1000 ° C. By specifying the amount of the calcined powder in the insulator layer and the amount of each additive in terms of oxide, the dielectric constant of the insulator layer can be reduced and the capacitor characteristics of the dielectric layer can be further improved, and Ag and the like can be improved. The ion migration of the wiring material can be suppressed more effectively. As this calcined powder,
Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal, SrSiO 3 crystal and MgSi
It is preferable to use a calcined powder containing at least one of O 3 crystals as a main component.
【0037】結晶化ガラスを用いる従来の場合と異な
り、特定結晶(例えば、主結晶としてSr2MgSi2O
7結晶)を含有する仮焼粉末を焼結助剤で焼結させる方
法を用いて絶縁体層を形成するため、拡散金属による結
晶化のバラツキが抑制できる。その結果、メタライズ面
とその他の部分との焼結度合いに差が出ないため、基板
の反りの問題がない利点がある。また、絶縁体層中のガ
ラス成分の含有量が少ないため、焼成中のガラス成分の
誘電体層への拡散によってコンデンサ特性を劣化させる
ことがない。Unlike the conventional case using crystallized glass, a specific crystal (for example, Sr 2 MgSi 2 O as a main crystal)
Since the insulator layer is formed using a method of sintering the calcined powder containing ( 7 crystals) with a sintering aid, variation in crystallization due to the diffusion metal can be suppressed. As a result, there is no difference in the degree of sintering between the metallized surface and the other portions, and there is an advantage that there is no problem of substrate warpage. In addition, since the content of the glass component in the insulator layer is small, the capacitor characteristics do not deteriorate due to the diffusion of the glass component into the dielectric layer during firing.
【0038】請求項2の発明は、特に副成分としてSi
成分、B成分、アルカリ金属成分のうち少なくとも1種
を含有する誘電体磁器組成物を用いた誘電体層を有する
コンデンサ内蔵配線基板を要旨とする。ハロゲン元素を
実質的に含有しないペロブスカイト型のチタン酸バリウ
ムを主成分とする誘電体磁器組成物からなる誘電体層を
有するコンデンサ内蔵配線基板を大気雰囲気中1000
℃以下で焼成可能とし、かつ、その誘電率εを1000
以上にするのには、これらの副成分の添加が効果的であ
る。The invention according to claim 2 is characterized in that, in particular, Si
The gist is a wiring board with a built-in capacitor having a dielectric layer using a dielectric porcelain composition containing at least one of the component, the B component, and the alkali metal component. A wiring board with a built-in capacitor having a dielectric layer made of a dielectric ceramic composition containing a perovskite-type barium titanate as a main component substantially free of a halogen element is exposed to air at 1000
℃ or less and the dielectric constant ε is 1000
To achieve the above, the addition of these subcomponents is effective.
【0039】これらの副成分は、各成分を酸化物、炭酸
塩、有機金属、有機酸塩、ホウ化物、ケイ化物等の形態
で添加する。酸化物、炭酸塩、有機酸塩での添加が好ま
しい。特には、酸化物、炭酸塩である。基本的には、大
気雰囲気中の焼成により、酸化物になる形態で添加すれ
ばよい。ただし、焼結助剤としての効果が得られれば、
必ずしも酸化物である必要はない。また、あらかじめB
成分やSi成分と共にガラス化して、ガラス成分の一部
として添加するか、副成分をゾルゲル法によりチタン酸
バリウム表面にコーティングしてもよい。These subcomponents are added in the form of oxides, carbonates, organic metals, organic acid salts, borides, silicides and the like. Preference is given to adding oxides, carbonates and organic acid salts. Particularly, they are oxides and carbonates. Basically, it may be added in the form of an oxide by firing in an air atmosphere. However, if the effect as a sintering aid is obtained,
It need not necessarily be an oxide. In addition, B
Vitrification may be carried out together with the components and the Si component and added as a part of the glass component, or the subcomponent may be coated on the barium titanate surface by a sol-gel method.
【0040】副成分の好ましい組合わせとしては、B成
分を主体とする組成系(B成分が酸化物換算で4割以上
占める系)がよい。具体的には、B成分系、(B成分+
アルカリ金属成分)系、(B成分+アルカリ金属成分+
Si成分)系である。アルカリ金属は、Li、K、Na
がよい。特にはLiである。Li成分を主体としてK、
Naを複合添加するのもよい。As a preferred combination of the subcomponents, a composition system mainly composed of the B component (a system in which the B component occupies 40% or more in terms of oxide) is preferable. Specifically, B component system, (B component +
Alkali metal component), (B component + alkali metal component +
Si component) system. Alkali metals are Li, K, Na
Is good. Particularly, it is Li. K mainly with Li component,
Na may be added in combination.
【0041】副成分について最も好ましくは、B成分を
副成分の必須成分にするのがよい。すなわち、B成分を
必須とする副成分を含有するとともに、該副成分が更に
Si成分、アルカリ金属成分のうち少なくとも1種を含
有するのが特によい。より低温下での焼成が可能とな
る。用いる絶縁体層及び他の構成については、請求項1
の発明と同様のため、ここでは省略する。It is most preferable that the component B is an essential component of the component. That is, it is particularly preferable that the B component contains a subcomponent that is essential and the subcomponent further contains at least one of a Si component and an alkali metal component. Firing at a lower temperature becomes possible. Regarding the insulator layer to be used and other constitutions, claim 1
Since it is the same as the invention of the above, the description is omitted here.
【0042】請求項3は、更に、副成分としてアルカリ
土類金属成分、Bi成分、Zn成分、Cu成分、Pb成
分のうち少なくとも1種を含有する誘電体磁器組成物か
らなる誘電体層を含むコンデンサ内蔵配線基板を要旨と
する。すなわち、請求項1の発明に対しては、副成分と
してアルカリ土類金属成分、Bi成分、Zn成分、Cu
成分、Pb成分のうち少なくとも1種を含有することに
なり、請求項2の発明に対しては、副成分としてSi成
分、B成分、アルカリ金属成分のうち少なくとも1種
と、更に、アルカリ土類金属成分、Bi成分、Zn成
分、Cu成分、Pb成分のうち少なくとも1種を含有す
ることになる。A third aspect of the present invention further includes a dielectric layer made of a dielectric ceramic composition containing at least one of an alkaline earth metal component, a Bi component, a Zn component, a Cu component, and a Pb component as subcomponents. The gist is a wiring board with a built-in capacitor. That is, with respect to the invention of claim 1, the alkaline earth metal component, Bi component, Zn component, Cu
And at least one of the Pb component. According to the invention of claim 2, at least one of the Si component, the B component, and the alkali metal component as a sub-component, and further, an alkaline earth component It contains at least one of a metal component, a Bi component, a Zn component, a Cu component, and a Pb component.
【0043】これらの副成分を含有させることにより、
誘電体層を構成する誘電体磁器組成物の低温焼成化及び
誘電特性の更なる向上を図ることができる。アルカリ土
類金属成分としては、Mg成分、Ca成分、Sr成分が
よい。これらの成分がチタン酸バリウムのBaサイトの
一部を置換することにより、誘電体磁器組成物の特性向
上を促進するものと推察される。Bi成分、Zn成分、
Cu成分、Pb成分の添加によっても、誘電特性の向上
を図ることができる。By including these subcomponents,
Low-temperature baking of the dielectric ceramic composition constituting the dielectric layer and further improvement of the dielectric characteristics can be achieved. As the alkaline earth metal component, a Mg component, a Ca component, and a Sr component are preferable. It is presumed that these components promote a property improvement of the dielectric ceramic composition by substituting a part of the Ba site of barium titanate. Bi component, Zn component,
The addition of the Cu component and the Pb component can also improve the dielectric properties.
【0044】これらの副成分は、各成分を酸化物、炭酸
塩、有機金属、有機酸塩、ホウ化物、ケイ化物等の形態
で添加する。酸化物、炭酸塩、有機酸塩での添加が好ま
しい。特には、酸化物、炭酸塩である。基本的には、大
気雰囲気中の焼成により、酸化物になる形態で添加すれ
ばよい。ただし、焼結助剤としての効果が得られれば、
必ずしも酸化物である必要はない。また、あらかじめB
成分やSi成分と共にガラス化して、ガラス成分の一部
として添加するか、副成分をゾルゲル法によりチタン酸
バリウム表面にコーティングしてもよい。These subcomponents are added in the form of oxides, carbonates, organic metals, organic acid salts, borides, silicides and the like. Preference is given to adding oxides, carbonates and organic acid salts. Particularly, they are oxides and carbonates. Basically, it may be added in the form of an oxide by firing in an air atmosphere. However, if the effect as a sintering aid is obtained,
It need not necessarily be an oxide. In addition, B
Vitrification may be carried out together with the components and the Si component and added as a part of the glass component, or the subcomponent may be coated on the barium titanate surface by a sol-gel method.
【0045】請求項4の発明は、誘電体層を構成する誘
電体磁器組成物に含まれる前記副成分の含有量を規定し
たコンデンサ内蔵配線基板を要旨とする。誘電体磁器組
成物に含まれるチタン酸バリウムの含有量を100質量
%に対して、副成分を酸化物換算にて20質量%以下含
有するものである。酸化物換算であるから、Si成分は
SiO2、B成分はB2O3、アルカリ金属成分はM2O
(但し、Mはアルカリ金属元素)、アルカリ土類金属成
分はRO(但し、Rはアルカリ土類金属元素)、Bi成
分はBi2O3、Zn成分はZnO、Cu成分はCuO、
Pb成分はPbOとして換算する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a wiring board with a built-in capacitor, wherein the content of the subcomponent contained in the dielectric ceramic composition constituting the dielectric layer is specified. With respect to the content of barium titanate contained in the dielectric porcelain composition being 100% by mass, the subcomponent is contained in an amount of 20% by mass or less in terms of oxide. In terms of oxide conversion, the Si component is SiO 2 , the B component is B 2 O 3 , and the alkali metal component is M 2 O.
(Where M is an alkali metal element), the alkaline earth metal component is RO (where R is an alkaline earth metal element), the Bi component is Bi 2 O 3 , the Zn component is ZnO, the Cu component is CuO,
The Pb component is converted as PbO.
【0046】前記副成分の酸化物換算における含有量
は、含まれる各成分の合計量を示す。副成分の酸化物換
算における含有量の上限値を20質量%以下に規定した
理由は、副成分の含有量が20質量%を越えると、誘電
率εが1000未満に下がってしまうからである。この
含有量はより少ない方が、誘電率εの低下を最小限に抑
えることができる。好ましくは15質量%以下、より好
ましくは10質量%以下である。The content of the subcomponents in terms of oxide indicates the total amount of each component contained. The reason why the upper limit of the content of the subcomponent in terms of oxide is specified to be 20% by mass or less is that when the content of the subcomponent exceeds 20% by mass, the dielectric constant ε drops to less than 1000. The smaller the content, the more the decrease in the dielectric constant ε can be suppressed. It is preferably at most 15% by mass, more preferably at most 10% by mass.
【0047】Si成分を必須にする副成分については、
Si成分の含有量の好ましい範囲は、5質量%以下であ
る。より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質
量%以下である。Si成分の含有量が5質量%を越える
と、所望する特性の一つであるtanδが劣化したり、
焼成温度が高くなってしまうので好ましくない。Regarding the sub-component which makes the Si component essential,
The preferable range of the content of the Si component is 5% by mass or less. It is more preferably at most 3% by mass, still more preferably at most 1% by mass. When the content of the Si component exceeds 5% by mass, tan δ which is one of the desired characteristics is deteriorated,
It is not preferable because the firing temperature becomes high.
【0048】B成分を必須にする副成分については、B
成分の含有量の好ましい範囲としては、10質量%以下
がよい。より好ましくは6.5質量%以下、更に好まし
くは4質量%以下である。B成分の含有量が10質量%
を越えると、焼結助剤成分が発泡を起こす等、焼結が不
安定になるので好ましくない。As for the sub-component which makes the B component essential,
A preferable range of the content of the component is 10% by mass or less. More preferably, it is 6.5% by mass or less, still more preferably 4% by mass or less. The content of the component B is 10% by mass.
Exceeding the range is not preferable because sintering becomes unstable due to foaming of the sintering aid component.
【0049】アルカリ金属成分を必須にする副成分につ
いては、アルカリ金属成分の好ましい含有量の範囲とし
ては、10質量%以下がよい。より好ましくは5質量%
以下、更に好ましくは3質量%以下である。アルカリ金
属成分の含有量が10質量%を越えると、誘電率εが低
下するので好ましくない。[0049] As for the auxiliary component which essentially contains an alkali metal component, the preferable range of the content of the alkali metal component is 10% by mass or less. More preferably 5% by mass
Or less, more preferably 3% by mass or less. If the content of the alkali metal component exceeds 10% by mass, the dielectric constant ε decreases, which is not preferable.
【0050】副成分の添加形態については、既に説明し
た内容と同様のため、ここでは省略する。The mode of addition of the subcomponent is the same as that already described, and therefore will not be described here.
【0051】請求項5の発明は、Si成分、B成分及び
アルカリ金属成分を必須成分として特定量含有する誘電
体磁器組成物からなる誘電体層を有するコンデンサ内蔵
配線基板を要旨とする。各必須成分の含有量を規定する
ことで、950℃以下での低温焼結性及び誘電特性をバ
ランスよく両立することができる。酸化物換算であるか
ら、Si成分はSiO2、B成分はB2O3、アルカリ金
属成分はM2O(但し、Mはアルカリ金属元素)として
換算する。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a wiring board with a built-in capacitor having a dielectric layer comprising a dielectric ceramic composition containing specific amounts of a Si component, a B component and an alkali metal component as essential components. By defining the content of each essential component, low-temperature sintering at 950 ° C. or lower and dielectric properties can be achieved in a well-balanced manner. Since the conversion is in terms of oxide, the Si component is converted as SiO 2 , the B component as B 2 O 3 , and the alkali metal component as M 2 O (where M is an alkali metal element).
【0052】副成分全体としての酸化物換算における含
有量の上限値は20質量%以下である。この理由は前述
したように、副成分の含有量が20質量%を越えると、
誘電率εが1000未満に下がってしまうからである。
好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%
以下である。The upper limit of the content of the subcomponent in terms of oxide is 20% by mass or less. This is because, as described above, when the content of the subcomponent exceeds 20% by mass,
This is because the dielectric constant ε drops to less than 1000.
Preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass
It is as follows.
【0053】Si成分の含有量の好ましい範囲は、5質
量%以下である。より好ましくは3質量%以下、更に好
ましくは1質量%以下である。Si成分の含有量が5質
量%を越えると、所望する特性の一つであるtanδが
劣化したり、焼成温度が高くなってしまうので好ましく
ない。The preferred range of the content of the Si component is 5% by mass or less. It is more preferably at most 3% by mass, still more preferably at most 1% by mass. If the content of the Si component exceeds 5% by mass, tan δ, which is one of the desired characteristics, is degraded and the firing temperature is undesirably increased.
【0054】B成分の含有量の好ましい範囲としては、
10質量%以下がよい。より好ましくは6.5質量%以
下、更に好ましくは4質量%以下である。B成分の含有
量が10質量%を越えると、焼結助剤成分が発泡を起こ
す等、焼結が不安定になるので好ましくない。The preferred range of the content of the component B is as follows:
It is preferably 10% by mass or less. More preferably, it is 6.5% by mass or less, still more preferably 4% by mass or less. If the content of the component B exceeds 10% by mass, sintering becomes unstable, such as foaming of the sintering aid component, which is not preferable.
【0055】アルカリ金属成分の好ましい含有量の範囲
としては、10質量%以下がよい。より好ましくは5質
量%以下、更に好ましくは3質量%以下である。アルカ
リ金属成分の含有量が10質量%を越えると、誘電率ε
が低下するので好ましくない。The preferred range of the content of the alkali metal component is preferably 10% by mass or less. It is more preferably at most 5% by mass, further preferably at most 3% by mass. When the content of the alkali metal component exceeds 10% by mass, the dielectric constant ε
Is undesirably reduced.
【0056】副成分の添加形態については、既に説明し
た内容と同様のため、ここでは省略する。The mode of addition of the subcomponent is the same as that described above, and will not be described here.
【0057】[0057]
【実施例】以下に本発明のコンデンサ内蔵配線基板を、
特性評価用基板(実施例1)及び図1に示す実施例(実
施例2)を用いて説明する。図1は、本発明のコンデン
サ内蔵配線基板(1)の一実施例を示す断面図である。
2は絶縁体層、3はコンデンサ部、4は配線層、5はビ
アホール導体、6は誘電体層、7はコンデンサ用電極で
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a wiring board with a built-in capacitor of the present invention will be described.
A description will be given using the substrate for characteristic evaluation (Example 1) and the example (Example 2) shown in FIG. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a wiring board (1) with a built-in capacitor according to the present invention.
2 is an insulator layer, 3 is a capacitor part, 4 is a wiring layer, 5 is a via hole conductor, 6 is a dielectric layer, and 7 is a capacitor electrode.
【0058】(実施例1) (1)誘電体の作製及び評価 本発明の誘電体層単体での特性評価を行う。市販のBa
TiO3粉末、B2O3粉末、Li2CO3粉末(ただし、
Li2O換算)を表1に示す組成になるように混合す
る。この混合粉末に樹脂バインダーとエタノールを加え
てポットミルを用いて混合してスラリを得る。このスラ
リを噴霧乾燥して造粒粉末を得る。Example 1 (1) Production and Evaluation of Dielectric A characteristic evaluation of the dielectric layer alone of the present invention is performed. Commercial Ba
TiO 3 powder, B 2 O 3 powder, Li 2 CO 3 powder (however,
(In terms of Li 2 O). A resin binder and ethanol are added to the mixed powder and mixed using a pot mill to obtain a slurry. The slurry is spray-dried to obtain a granulated powder.
【0059】この造粒粉末をプレス機を用いて80MP
aの圧力で板状に成形する。この成形板を150MPa
の圧力でCIP法(冷間静水圧プレス法)を用いて成形
体を得る。この成形体を表2に示す焼成条件(1000
℃以下)で焼成し、目的とする焼結体を得る。This granulated powder was subjected to 80MP using a pressing machine.
Form into a plate at the pressure of a. This molded plate is 150 MPa
A molded product is obtained by a CIP method (cold isostatic pressing method) at a pressure of. This molded body was fired under the firing conditions (1000
(° C. or lower) to obtain a target sintered body.
【0060】この焼結体を以下のように評価する。ま
ず、焼結体を58mm角の板状試料にする。その表面に
φ38mmの円板状電極及びその周りにφ40mmのリ
ング状のガード電極を形成し、一方、その裏面の全面に
も電極を形成する。インピーダンスアナライザー(ヒュ
ーレットパッカード社製 HP4194A)及びテスト
治具(ヒューレットパッカード社製 HP16451)
を用いて、周波数1MHz、基準温度25℃にて静電容
量を測定する。得られた静電容量及び試料寸法から誘電
率εを算出する。結果を表2に示す。This sintered body is evaluated as follows. First, the sintered body is made into a 58 mm square plate-shaped sample. A disc-shaped electrode having a diameter of 38 mm and a ring-shaped guard electrode having a diameter of 40 mm are formed on the surface of the electrode, and the electrode is also formed on the entire back surface. Impedance analyzer (HP4194A manufactured by Hewlett-Packard) and test jig (HP16451 manufactured by Hewlett-Packard)
Is used to measure the capacitance at a frequency of 1 MHz and a reference temperature of 25 ° C. The dielectric constant ε is calculated from the obtained capacitance and the sample size. Table 2 shows the results.
【0061】[0061]
【表1】 [Table 1]
【0062】[0062]
【表2】 [Table 2]
【0063】いずれの試料も、静電容量が5000pF
以上、誘電率εが1000以上と良好な結果である。吸
水率をJIS C 2141により測定したが、全て
0.1%未満であった。副成分を20質量%含有する試
料番号13では、静電容量が5071pF、誘電率εが
1010である。したがって、副成分の含有量としては
20質量%以下が好ましいことがわかる。また、Si成
分の含有量がSiO2換算にて5質量%含む実施例(試
料番号7)、B成分をB2O3換算にて10質量%含む実
施例(試料番号4、試料番号12)、アルカリ金属成分
の含有量がM2O換算にて10質量%含む実施例(試料
番号21)等の結果を見ると、いずれの試料も、静電容
量が5000〜6000pF程度、誘電率εが1000
〜1300程度である。したがって、Si成分の含有量
はSiO2換算にて5質量%以下、B成分の含有量はB2
O3換算にて10質量%以下、アルカリ金属成分の含有
量はM2O換算にて10質量%以下であるとよいことが
わかる。Each sample had a capacitance of 5000 pF.
As described above, the dielectric constant ε is a good result of 1000 or more. The water absorption was measured according to JIS C 2141, and all were less than 0.1%. Sample No. 13 containing 20% by mass of the subcomponent has a capacitance of 5071 pF and a dielectric constant ε of 1010. Therefore, it is understood that the content of the subcomponent is preferably 20% by mass or less. Examples in which the content of the Si component was 5% by mass in terms of SiO 2 (sample number 7), and examples in which the B component was 10% by mass in terms of B 2 O 3 (sample numbers 4, 12) According to the results of Examples (Sample No. 21) in which the content of the alkali metal component is 10% by mass in terms of M 2 O, all the samples have a capacitance of about 5000 to 6000 pF and a dielectric constant ε of about 5000 to 6000 pF. 1000
About 1300. Therefore, the content of the Si component is 5% by mass or less in terms of SiO 2 , and the content of the B component is B 2
It is understood that the content is preferably 10% by mass or less in terms of O 3 and the content of the alkali metal component is preferably 10% by mass or less in terms of M 2 O.
【0064】(2)絶縁体が誘電体に及ぼす影響の調査 まず、絶縁体層に用いる仮焼粉末を作成する。表3に示
す割合で、シリカ粉末、マグネシア粉末、酸化ストロン
チウム粉末を混合する。この粉末を表4に示す仮焼温度
において2時間仮焼する。(2) Investigation of Influence of Insulator on Dielectric First, calcined powder used for the insulator layer is prepared. The silica powder, magnesia powder, and strontium oxide powder are mixed at the ratios shown in Table 3. This powder is calcined at the calcining temperature shown in Table 4 for 2 hours.
【0065】得られた仮焼物は粉末状であり、CuKα
線を用いてX線回折測定したところ仮焼物A、B及びD
は、Sr2MgSi2O7結晶、SrSiO3結晶、α-石
英結晶を含有することが分かった。また、仮焼物C及び
Eは、Sr2MgSi2O7結晶、MgSiO3結晶、Mg
3SiO4結晶、α‐石英結晶を含有することが分かっ
た。The calcined product obtained was in the form of a powder and contained CuKα.
X-ray diffraction measurement using X-rays revealed that calcined products A, B and D
Was found to contain Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal, SrSiO 3 crystal and α-quartz crystal. Further, the calcined products C and E are made of Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal, MgSiO 3 crystal, Mg
It was found to contain 3 SiO 4 crystal and α-quartz crystal.
【0066】仮焼物A〜Eに表4に示す割合で、アルミ
ナ粉末(Al2O3)、酸化ホウ素粉末(B2O3)、酸化
リチウム粉末(Li2O)、酸化ナトリウム粉末(Na2
O)及び酸化カリウム粉末(K2O)を混合し、更に、
バインダ、エタノールを加えた後、造粒し、80MPa
で加圧し成形する。その後、150MPaで等方静水圧
プレス(CIP)処理を行い、次いで、大気雰囲気にお
いて表4に示す焼成温度で焼成する。The alumina powder (Al 2 O 3 ), boron oxide powder (B 2 O 3 ), lithium oxide powder (Li 2 O), sodium oxide powder (Na 2
O) and potassium oxide powder (K 2 O).
After adding the binder and ethanol, granulate and 80MPa
Press to form. Thereafter, isotropic isostatic pressing (CIP) treatment is performed at 150 MPa, and then firing is performed at a firing temperature shown in Table 4 in an air atmosphere.
【0067】得られた試料番号37〜試料番号41につ
いて、吸水率、熱膨張係数、抗折強度、比誘電率及び無
負荷品質係数と共振周波数の積の5つの特性を以下のよ
うにして測定する。この結果を表5に示す。 吸水率:JIS C 2141により測定する。 熱膨張係数:得られた焼結体を直径4mm、長さ20m
mに加工し、30〜400℃において示差膨張式熱機械
分析装置(株式会社リガク社製、型式「TMA8140
C」)を用いて測定する。 抗折強度:得られた焼結体を長さ40mm、厚さ3m
m、幅4mmに研削し、JIS R 1601に準ずる
3点曲げ強さにより測定する。 誘電特性:JIS R 1627に準ずる平行導体板型
誘電体共振器法のTE 011モードにより共振周波数8〜
9GHzにおいて測定する。Sample Nos. 37 to 41 obtained
Water absorption, thermal expansion coefficient, flexural strength, dielectric constant,
The five characteristics of the product of the load quality factor and the resonance frequency are as follows.
And measure. Table 5 shows the results. Water absorption: Measured according to JIS C 2141. Thermal expansion coefficient: The obtained sintered body has a diameter of 4 mm and a length of 20 m
m, and at 30-400 ° C., a differential expansion type thermal machine
Analytical equipment (Model “TMA8140” manufactured by Rigaku Corporation)
C "). Flexural strength: The obtained sintered body is 40 mm long and 3 m thick
m, grinding to 4 mm width, according to JIS R 1601
Measured by three-point bending strength. Dielectric properties: Parallel conductor plate type according to JIS R 1627
TE of dielectric resonator method 011Resonant frequency 8 ~ depending on the mode
Measured at 9 GHz.
【0068】各焼結体の表面を鏡面研磨し、走査型電子
顕微鏡によりその表面を観察したところ、0.5〜5μ
mのSr2MgSi2O7結晶粒子が認められた。The surface of each sintered body was mirror-polished, and the surface was observed with a scanning electron microscope.
m Sr 2 MgSi 2 O 7 crystal particles were observed.
【0069】次に、誘電体層を絶縁体層で挟着した状態
で焼成した場合の誘電体層のコンデンサ特性への影響の
有無を評価する。絶縁体層と誘電体層の組合わせは、表
6に示す通りである。表6の試料番号42〜試料番号4
6の組合わせとなる各組成比の混合粉末にアクリル系バ
インダ、可塑剤、分散剤、トルエン、メチルエチルケト
ンを添加してスラリを調製する。このスラリを公知のド
クターブレード法を用いて厚み300μmのグリーンシ
ートに成形する。Next, it is evaluated whether or not the dielectric layer has any effect on the capacitor characteristics when firing is performed with the dielectric layer sandwiched between the insulator layers. Combinations of the insulator layer and the dielectric layer are as shown in Table 6. Sample No. 42 to Sample No. 4 in Table 6
A slurry is prepared by adding an acrylic binder, a plasticizer, a dispersant, toluene, and methyl ethyl ketone to the mixed powders having the respective composition ratios, which is a combination of No. 6. This slurry is formed into a green sheet having a thickness of 300 μm using a known doctor blade method.
【0070】誘電体層のグリーンシートを、焼成後に厚
み3.4〜4mmの範囲になるように積層して積層体を
形成する。この積層体の両面に、同じく焼成後に厚み
3.4〜4mmの範囲になる絶縁体層のグリーンシート
を積層する。250℃にて大気雰囲気下で脱バインダ処
理を行う。その後大気窒素雰囲気下900〜950℃
(2時間保持)で焼成する。その後、誘電体層を残して
絶縁体層を研磨除去して、目的とする特性評価用基板を
得る。The green sheets of the dielectric layer are laminated so as to have a thickness of 3.4 to 4 mm after firing to form a laminate. A green sheet of an insulator layer having a thickness of 3.4 to 4 mm after firing is also laminated on both surfaces of the laminate. A binder removal treatment is performed at 250 ° C. in an air atmosphere. Then 900-950 ° C under nitrogen atmosphere
(Hold for 2 hours). Thereafter, the insulator layer is polished and removed while leaving the dielectric layer, to obtain a target substrate for property evaluation.
【0071】この特性評価用基板を以下のように評価す
る。まず、焼結体を58mm角の板状試料にする。その
表面にφ38mmの円板状電極及びその周りにφ40m
mのリング状のガード電極を形成し、一方、その裏面の
全面にも電極を形成する。インピーダンスアナライザー
(ヒューレットパッカード社製 HP4194A)及び
テスト治具(ヒューレットパッカード社製 HP164
51)を用いて、周波数1MHz、基準温度25℃にて
静電容量を測定する。得られた静電容量及び試料寸法か
ら誘電率εを算出する。結果を表6に示す。表6の結果
より、絶縁体層を挟着して焼成した場合においても、誘
電体層のコンデンサ特性は殆ど影響を受けていないこと
がわかる。The substrate for characteristic evaluation is evaluated as follows. First, the sintered body is made into a 58 mm square plate-shaped sample. Φ38mm disk-shaped electrode on its surface and φ40m around it
An m-shaped guard electrode is formed, and an electrode is also formed on the entire back surface. Impedance analyzer (HP4194A, Hewlett-Packard) and test jig (HP164, Hewlett-Packard)
51), the capacitance is measured at a frequency of 1 MHz and a reference temperature of 25 ° C. The dielectric constant ε is calculated from the obtained capacitance and the sample size. Table 6 shows the results. From the results in Table 6, it can be seen that even when the insulating layer was sandwiched and fired, the capacitor characteristics of the dielectric layer were hardly affected.
【0072】[0072]
【表3】 [Table 3]
【0073】[0073]
【表4】 [Table 4]
【0074】[0074]
【表5】 [Table 5]
【0075】[0075]
【表6】 [Table 6]
【0076】(実施例2)表6の試料番号42〜試料番
号46の組合わせの組成比の混合粉末にアクリル系バイ
ンダ、可塑剤、分散剤、トルエン、メチルエチルケトン
を添加してスラリを調製する。このスラリを公知のドク
ターブレード法を用いてグリーンシートに成形する。絶
縁体層の厚みは120μm、誘電体層の厚みは60μm
とする。(Example 2) An acrylic binder, a plasticizer, a dispersant, toluene, and methyl ethyl ketone are added to a mixed powder having a composition ratio of a combination of Sample Nos. 42 to 46 in Table 6 to prepare a slurry. This slurry is formed into a green sheet using a known doctor blade method. The thickness of the insulator layer is 120 μm and the thickness of the dielectric layer is 60 μm
And
【0077】これらのグリーンシートの所定の位置に金
型を用いて直径250μmのビアホールを形成する。ビ
アホール内にAgペーストを充填印刷して、ビアホール
導体を形成する。その後、グリーンシート上に公知のス
クリーン印刷法を用いてAgペーストを所定のパターン
に印刷して、配線層及びコンデンサ電極を形成する。印
刷厚みは20μmである。印刷済のグリーンシートを図
1に示す構成になるように、表6の組合わせに従って圧
着、積層して、積層体を形成する。250℃にて大気雰
囲気下で脱バインダ処理を行う。その後大気雰囲気下9
00〜950℃(2時間保持)で焼成して、目的とする
基板を得る。A via hole having a diameter of 250 μm is formed at a predetermined position of these green sheets using a mold. An Ag paste is filled in the via hole and printed to form a via hole conductor. Thereafter, an Ag paste is printed in a predetermined pattern on the green sheet using a known screen printing method to form a wiring layer and a capacitor electrode. The printing thickness is 20 μm. The printed green sheets are pressure-bonded and laminated according to the combinations shown in Table 6 so as to have the configuration shown in FIG. 1 to form a laminate. A binder removal treatment is performed at 250 ° C. in an air atmosphere. Then under the air atmosphere 9
Baking at 00 to 950 ° C. (holding for 2 hours) to obtain a target substrate.
【0078】得られた各基板の反り量(基板の基準面か
らの盛り上がり量の最大値;図2を参照。)を表面粗度
計を用いて測定する。反り量はいずれも50μm以下で
良好な結果であった。The amount of warpage of each of the obtained substrates (the maximum value of the amount of protrusion from the reference surface of the substrate; see FIG. 2) is measured using a surface roughness meter. Each of the warpage amounts was 50 μm or less, which was a good result.
【0079】[0079]
【発明の効果】本発明によれば、ペロブスカイト型のチ
タン酸バリウムを用いて大気中1000℃以下で焼成可
能で、かつ、優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物
からなる誘電体層を有するコンデンサ内蔵配線基板を提
供することができる。1000℃以下、特には950℃
以下で焼成可能なため、融点が961℃のAgを電極材
料として同時焼成が可能である。そのため、他の大気中
1000℃以下で焼成可能な低温焼成磁器組成物からな
る絶縁体層を有する配線基板にコンデンサ層として内蔵
できる。また、積層コンデンサ等の電子部品を形成でき
る。According to the present invention, there is provided a dielectric layer comprising a dielectric porcelain composition which can be fired at 1000 ° C. or less in the atmosphere using perovskite-type barium titanate and has excellent dielectric properties. A wiring board with a built-in capacitor can be provided. 1000 ° C or less, especially 950 ° C
Since firing is possible below, simultaneous firing is possible using Ag having a melting point of 961 ° C. as an electrode material. Therefore, it can be incorporated as a capacitor layer in another wiring board having an insulator layer made of a low-temperature fired ceramic composition that can be fired at 1000 ° C. or lower in the atmosphere. Further, an electronic component such as a multilayer capacitor can be formed.
【図1】本発明の実施例で用いたコンデンサ内蔵配線基
板の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a wiring board with a built-in capacitor used in an embodiment of the present invention.
【図2】コンデンサ内蔵配線基板の反り量の測定方法の
説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for measuring the amount of warpage of a wiring board with a built-in capacitor.
1 コンデンサ内蔵配線基板 2 絶縁体層 3 コンデンサ部 4 配線層 5 ビアホール導体 6 誘電体層 7 コンデンサ用電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Built-in capacitor wiring board 2 Insulator layer 3 Capacitor part 4 Wiring layer 5 Via hole conductor 6 Dielectric layer 7 Electrode for capacitor
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) H01L 23/12 N (72)発明者 水谷 秀俊 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 境 努 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 鈴村 真司 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 飯尾 聡 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Fターム(参考) 5E001 AB03 AE02 AE03 AE04 5E346 AA02 AA05 AA12 AA15 AA22 AA32 BB20 CC16 CC21 CC39 DD07 DD13 DD34 EE24 EE27 EE29 FF45 GG04 GG06 GG08 GG09 HH06 HH31 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 23/12 N (72) Inventor Hidetoshi Mizutani 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Japan (72) Inventor Tsutomu Sakai 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Japan Inside (72) Inventor Shinji Suzumura 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Japan (72) Inventor Satoshi Iio 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term (reference) 5E001 AB03 AE02 AE03 AE04 5E346 AA02 AA05 AA12 AA15 AA22 AA32 BB20 CC16 CC21 CC39 DD07 DD13 DD34 EE24 EE27 EE29 FF45 GG04 GG06 GG08 GG09 HH06 HH31
Claims (5)
されてコンデンサを構成するコンデンサ電極とからなる
コンデンサ部と、 誘電体層及びコンデンサ部を挟着するように形成された
絶縁体層とを含むコンデンサ内蔵配線基板において、 該誘電体層が、チタン酸バリウム(BaTiO3)を主
成分とし、大気雰囲気中1000℃以下で焼成してなる
誘電体磁器組成物であって、以下の(a)及び(b)の
要件を具備する誘電体磁器組成物からなることを特徴と
するコンデンサ内蔵配線基板。 (a)該誘電体磁器組成物の主結晶がペロブスカイト型
である。 (b)その誘電率εが1000以上である。1. A capacitor section comprising a dielectric layer, capacitor electrodes formed on the upper and lower surfaces of the dielectric layer to form a capacitor, and an insulation formed to sandwich the dielectric layer and the capacitor section. A wiring board with a built-in capacitor including a body layer, wherein the dielectric layer is a dielectric porcelain composition containing barium titanate (BaTiO 3 ) as a main component and fired at 1000 ° C. or lower in an air atmosphere. A wiring board with a built-in capacitor, comprising a dielectric ceramic composition satisfying the requirements (a) and (b). (A) The main crystal of the dielectric ceramic composition is a perovskite type. (B) The dielectric constant ε is 1000 or more.
されてコンデンサを構成するコンデンサ電極とからなる
コンデンサ部と、 誘電体層及びコンデンサ部を挟着するように形成された
絶縁体層とを含むコンデンサ内蔵配線基板において、 該誘電体層が、チタン酸バリウム(BaTiO3)を主
成分とし、大気雰囲気中1000℃以下で焼成してなる
誘電体磁器組成物であって、以下の(a)乃至(c)の
要件を具備する誘電体磁器組成物からなることを特徴と
するコンデンサ内蔵配線基板。 (a)該誘電体磁器組成物の主結晶がペロブスカイト型
である。 (b)その誘電率εが1000以上である。 (c)副成分としてSi成分、B成分、アルカリ金属成
分のうち少なくとも1種を含有する。2. A capacitor portion comprising a dielectric layer, capacitor electrodes formed on the upper and lower surfaces of the dielectric layer to form a capacitor, and an insulation formed so as to sandwich the dielectric layer and the capacitor portion. A wiring board with a built-in capacitor including a body layer, wherein the dielectric layer is a dielectric porcelain composition containing barium titanate (BaTiO 3 ) as a main component and fired at 1000 ° C. or lower in an air atmosphere. A wiring board with a built-in capacitor, comprising a dielectric ceramic composition satisfying the requirements (a) to (c). (A) The main crystal of the dielectric ceramic composition is a perovskite type. (B) The dielectric constant ε is 1000 or more. (C) As a sub component, at least one of a Si component, a B component, and an alkali metal component is contained.
ルカリ土類金属成分、Bi成分、Zn成分、Cu成分、
Pb成分のうち少なくとも1種を含有することを特徴と
する請求項1又は請求項2に記載のコンデンサ内蔵配線
基板。3. The dielectric layer further comprises an alkaline earth metal component, a Bi component, a Zn component, a Cu component as subcomponents,
The wiring board with a built-in capacitor according to claim 1 or 2, wherein the wiring board contains at least one of Pb components.
100質量%に対して、前記副成分を酸化物換算にて2
0質量%以下含有することを特徴とする請求項2又は請
求項3に記載のコンデンサ内蔵配線基板。4. The dielectric layer according to claim 2, wherein said subcomponent is 2% in terms of oxide with respect to 100% by mass of said barium titanate.
4. The wiring board with a built-in capacitor according to claim 2, wherein the wiring board contains 0% by mass or less. 5.
化物換算における含有量が、以下の(d)乃至(f)の
要件を具備することを特徴とする請求項2乃至請求項4
のいずれかに記載のコンデンサ内蔵配線基板。但し、
(d)乃至(f)がすべて0になる場合は除く。 (d)前記Si成分の含有量がSiO2換算にて5質量
%以下。 (e)前記B成分の含有量がB2O3換算にて10質量%
以下。 (f)前記アルカリ金属成分の含有量がM2O換算にて
10質量%以下。ただし、Mはアルカリ金属元素を示
す。5. The content of the subcomponent contained in the dielectric layer in terms of oxide, which satisfies the following requirements (d) to (f).
The wiring board with a built-in capacitor according to any one of the above. However,
The case where (d) to (f) all become 0 is excluded. (D) The content of the Si component is 5% by mass or less in terms of SiO 2 . (E) The content of the component B is 10% by mass in terms of B 2 O 3.
Less than. (F) The content of the alkali metal component is 10% by mass or less in terms of M 2 O. Here, M represents an alkali metal element.
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