專利名稱：陶瓷組合物、陶瓷生片以及陶瓷電子部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷組合物、陶瓷生片以及陶瓷電子部件，更詳細(xì)而言，涉及具有高相對介電常數(shù)的低溫煅燒用的陶瓷組合物、使用該陶瓷組合物的陶瓷生片、以及使用該陶瓷組合物的陶瓷多層基板、復(fù)合LC部件等陶瓷電子部件。
背景技術(shù)：
高頻率用電介體磁器，近年來廣泛利用于例如電介體共振器和MIC用電介體基板等中。在該種類的高頻率用電介體磁器中，為了實現(xiàn)小型化，要求相對介電常數(shù)ει·和Q值大。另一方面，在高頻率用電介體磁器中，如果在導(dǎo)體材料中使用高熔點的鎢和鉬，則由于這些高熔點金屬的比電阻大，因此，特別是存在在陶瓷多層基板的高頻率特性上產(chǎn)生限界的缺點，而且價格高。因此，作為導(dǎo)體材料，要求使用Ag和Cu等低電阻并且廉價的低熔點金屬。但是，為了將導(dǎo)體材料和陶瓷材料同時煅燒而得到陶瓷燒結(jié)體，需要將陶瓷材料在比這些低熔點金屬的熔點低的溫度下進行煅燒。因此，正在積極進行作為陶瓷成分與玻璃成分的復(fù)合材料的低溫煅燒用陶瓷材料的研究，推進使用該材料的陶瓷多層基板的實用化。例如，在專利文獻1中，提出了一種陶瓷原料組合物，其中，包含10 45重量％ 的由xBa0-yTi02-zRe03/2(其中，x、y以及ζ表示摩爾％，8彡χ彡18、52. 5彡y彡65、以及 20彡ζ彡40，x+y+z = 100，Re為稀土元素)表示的BaO-TiO2-ReOv2類陶瓷組合物、5 40 重量％的氧化鋁、4 17. 5重量％的艮03、28 50重量％的Si02、0 20重量％的Al2O3 以及36 50重量％的]\ (其中，MO為選自CaO、MgO、SrO以及BaO中的至少一種)，包含 40 65重量％的硼硅酸玻璃組合物，并且所述BaO-TiO2-ReOv2類陶瓷組合物與所述氧化鋁的合計量為35重量％以上。在該專利文獻1中，通過使其含有硼硅酸玻璃組合物，可以抑制煅燒時的陶瓷的收縮行為，另外，由于玻璃粘度高，因此，可以抑制與其他低溫煅燒基板相互擴散。另外，通過使其含有上述陶瓷組合物，可以得到具有相對介電常數(shù)ε r約為15的高相對介電常數(shù)的陶瓷原料組合物。先行技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 國際公開第2006/046361號手冊

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題但是，上述專利文獻1的陶瓷原料組合物，雖然相對介電常數(shù)ε r比較高，約為15， 但為了應(yīng)對目前模塊商品等更小型化的要求，需要更高的相對介電常數(shù)ε r。
然而，為了提高相對介電常數(shù)ε r，需要降低玻璃組合物的含量，提高由填料組成的陶瓷粉末的含量。另一方面，玻璃組合物的含量降低時，由于玻璃組合物的流動性降低， 因此通過煅燒處理陶瓷燒結(jié)體變得容易收縮。因此，為了容易控制煅燒時的收縮行為，需要增加玻璃組合物的含量。即，存在難以實現(xiàn)煅燒時的陶瓷燒結(jié)體的收縮行為的控制和高相對介電常數(shù)的情況。本發(fā)明是鑒于上述情況而進行的，其目的在于提供可以在控制煅燒時的收縮行為的同時使介電特性與以往相比顯著提高、并且可以確?？煽啃缘奶沾山M合物、使用該陶瓷組合物的陶瓷生片、以及陶瓷電子部件。解決技術(shù)問題的手段本發(fā)明人為了實現(xiàn)上述目的而進行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除了特定組成的硼硅酸玻璃之外，在規(guī)定范圍內(nèi)添加相對介電常數(shù)ει·高的SrTiO3或CaTiO3,另外在規(guī)定量以下的范圍內(nèi)使其含有特定的燒結(jié)助劑成分，由此，容易抑制燒結(jié)時的陶瓷燒結(jié)體的收縮行為的同時，可以得到相對介電常數(shù)er為40以上、且Q值為750以上的具有良好介電特性的低溫煅燒用陶瓷組合物。S卩，玻璃組合物具有作為其自身生成液相而進行粒子之間的燒結(jié)的燒結(jié)助劑的作用，由于相對介電常數(shù)er低，因此含量增多時，即使添加相對介電常數(shù)ε r高的SrTiO3或 CaTiO3，也難以得到具有所期望的高相對介電常數(shù)的陶瓷組合物。但是，本發(fā)明人進行了深入的研究，結(jié)果得到如下啟示，如果作為燒結(jié)助劑添加Cu 氧化物以及Ca氧化物，進一步根據(jù)需要添加Mn、Co、ai的各氧化物，則助長玻璃組合物的液相燒結(jié)作用。另外，結(jié)果可知，通過添加51~1103或011103進行煅燒，可以得到即使進行低溫煅燒也容易控制煅燒時的收縮行為、同時各種介電特性以及可靠性優(yōu)良的陶瓷組合物。本發(fā)明是基于這樣的啟示而完成的，本發(fā)明的陶瓷組合物，其特征在于，含有 24 40重量％ WhO3-SiO2-Al2O3-MO類玻璃組合物(其中，M表示選自Ca、Mg、Sr以及Ba中的至少一種，B2O3 4 17. 5重量％、SiO2 28 50重量％、Al2O3 0 20重量％、M0 :36 50重量％ )，同時含有46 75. 4重量％的SrTiO3以及CaTiO3中的至少一種，并且含有以 CuO換算計為0. 1 5. 0重量％的Cu氧化物和以CaO換算計為0. 5 7. 0重量％的Ca氧化物，包含選自Mn、Zn、Co中的至少一種的金屬氧化物分別以MnO換算、ZnO換算、CoO換算計為10重量％以下(其中，包括0重量％ )。另外，本發(fā)明中的陶瓷生片，其特征在于，上述陶瓷組合物成形為片狀。另外，本發(fā)明中的陶瓷電子部件，其特征在于，具有由上述陶瓷組合物的燒結(jié)體構(gòu)成的第1陶瓷層。另外，本發(fā)明的陶瓷電子部件，其特征在于，層疊上述第1陶瓷層、和相對介電常數(shù)比該第1陶瓷層低的第2陶瓷層。另外，本發(fā)明的陶瓷電子部件，其特征在于，所述第2陶瓷層含有51 60重量％ 的陶瓷粉末，并且是含有40 49重量％的^O3-SiO2-Al2O3-MO類玻璃組合物(其中，M表示選自Ca,Mg,Sr以及Ba中的至少一種，B2O3 5 17. 5重量％、Si02 : 28 44重量％、A1203 0 20重量％、M0 :36 50重量％ )的陶瓷組合物的燒結(jié)體。所述本發(fā)明的陶瓷電子部件，其特征在于，所述陶瓷粉末為Al2O315另外，本發(fā)明的陶瓷電子部件，其特征在于，具有以Ag或Cu作為主要成分的導(dǎo)體
4圖案。發(fā)明效果根據(jù)上述陶瓷組合物，含有以規(guī)定比率配合的M 40重量％的 B2O3-SiO2-Al2O3-MO類玻璃組合物，含有46 75. 4重量％的SrTiO3以及CaTiO3中的至少一種，并且含有以CuO換算計為0. 1 5. 0重量％的Cu氧化物和以CaO換算計為0. 5 7. 0 重量％的Ca氧化物，包含選自Mn、Zn、Co中的至少一種的金屬氧化物分別以MnO換算、ZnO 換算、CoO換算計為10重量％以下(其中，包括0重量％)，因此，可以得到容易控制煅燒時的陶瓷燒結(jié)體的收縮行為的同時介電特性提高的陶瓷組合物，可以得到能夠同時實現(xiàn)上述收縮行為的控制和介電特性的陶瓷組合物。具體而言，可以得到具有相對介電常數(shù)ε r為40以上、Q值為750以上、絕緣電阻 IogIR為10以上的特性、并且容易控制煅燒時的收縮行為的燒結(jié)性良好的陶瓷組合物。因此，可以實現(xiàn)應(yīng)對目前模塊商品等更小型化的高品質(zhì)、且介電特性良好的陶瓷生片以及陶瓷電子部件。另外，本發(fā)明的陶瓷電子部件，由于層疊上述第1陶瓷層、和相對介電常數(shù)比該第 1陶瓷層低的第2陶瓷層，因此，例如通過在作為低介電常數(shù)層的第2陶瓷層上配置用于布線的導(dǎo)體，在作為高介電常數(shù)層的第1陶瓷層上配置電容器或過濾器這樣的元件，可以實現(xiàn)陶瓷基板的更小型化。另外，構(gòu)成第1陶瓷層的陶瓷組合物和構(gòu)成第2陶瓷層的陶瓷組合物，與玻璃組合物的成分組成類似，因此，難以產(chǎn)生由煅燒時的相互擴散引起的特性變動和特性偏差等，另外，熱膨脹系數(shù)也近似，因此，不容易產(chǎn)生分層等結(jié)構(gòu)缺陷。另外，第2陶瓷層不需要含有堿金屬元素，因此，可以避免導(dǎo)致由于與構(gòu)成電阻元件的電阻體的反應(yīng)而引起的電阻特性降低。


圖1是本發(fā)明的陶瓷生片的立體圖。圖2是表示作為本發(fā)明的陶瓷電子部件的一個實施方式(第1實施方式)的復(fù)合 LC部件的立體圖。圖3是表示圖2的等價電路的電路圖。圖4是用于說明圖2的制造方法的陶瓷燒結(jié)體的分解立體圖。圖5是作為本發(fā)明的陶瓷電子部件的第2實施方式的多層模塊的截面圖。
具體實施例方式以下，對本發(fā)明的實施方式進行詳細(xì)說明。本發(fā)明的陶瓷組合物，(1)含有M 40重量％的B2O3-SiO2-Al2O3-MO類玻璃組合物(硼硅酸玻璃組合物；以下，僅稱為“玻璃組合物”)，同時( 含有46 75. 4重量％的 SrTiO3以及CaTiO3中的至少一種，并且(3)含有以CuO換算計為0. 1 5. 0重量％的Cu氧化物和以CaO換算計為0. 5 7. 0重量％的Ca氧化物(以下，稱為“第1燒結(jié)助劑成分”)， (4)包含MruZruC0中的至少一種的氧化物(以下，稱為“第2燒結(jié)助劑成分”)為10重量％ 以下(其中，包括0重量％)。
另外，玻璃組合物中的元素M表示選自Ca、Mg、Sr以及Ba中的至少一種，其成分組成以達到B2O3 4 17. 5重量％、SiO2 28 50重量％、A1203 0 20重量％、M0 :36 50
重量％的方式進行配合。本發(fā)明的陶瓷組合物，通過具有上述成分組成，可以得到能夠容易地控制煅燒時的陶瓷燒結(jié)體的收縮行為、并且相對介電常數(shù)ε r和Q值高、即使在高溫高濕下也可長時間耐受的可靠性優(yōu)良的陶瓷組合物。具體而言，根據(jù)特別是使用后述的拘束層的方法，煅燒后的陶瓷燒結(jié)體相對于煅燒前的陶瓷成形體在X-Y方向上可以確保99%以上的尺寸精度，并且也可以得到相對介電常數(shù)ε r為40以上、Q值為750以上、并且即使在高溫高濕下長時間放置也具有10以上的絕緣電阻IogIR的可靠性優(yōu)良的陶瓷組合物。下面，對于在上述組成成分中配合陶瓷組合物的理由進行說明。(1)玻璃組合物通過在陶瓷組合物中含有上述玻璃組合物，可以進行1050°C以下、特別是900°C 左右的低溫下的煅燒，因此，玻璃組合物的含量需要至少為M重量％以上。即，如果使玻璃組合物的含量降低至不足M重量％，則煅燒時玻璃的流動性降低，因此，陶瓷燒結(jié)體容易收縮。并且，燒結(jié)性也降低，有可能難以在低溫下進行燒結(jié)。另一方面，如果玻璃組合物的含量超過40重量％，則相對介電常數(shù)低的玻璃組合物的含量過量，有可能陶瓷組合物整體的相對介電常數(shù)ε r降低。因此，在本實施方式中，以玻璃組合物的含量達到M 40重量％的方式配合組成成分。另外，將玻璃組合物中的構(gòu)成成分(B203、Si02、Al203、M0)限定在上述范圍內(nèi)，其理由如下。(a) B2O3B2O3是為了降低軟化溫度促進粘性流動而添加的，玻璃組合物中的化03的含量低于4重量％時，含量過少，因此，玻璃粘度增高，有可能導(dǎo)致燒結(jié)不良。另一方面，如果玻璃組合物中的B2O3的含量超過17. 5重量％，則玻璃組合物的化學(xué)穩(wěn)定性變差，其結(jié)果，在高溫高濕下長時間放置時，絕緣電阻IogIR降低，有可能損失可靠性。因此，本實施方式中，以玻璃組合物中的化03的含量達到4 17. 5重量％，優(yōu)選 5 10重量％的方式配合成分組成。(b)Si02SiO2有助于玻璃組合物的穩(wěn)定性，玻璃組合物中的S^2的含量低于28重量％時， 導(dǎo)致化學(xué)穩(wěn)定性變差，其結(jié)果，在高溫高濕下長時間放置時，絕緣電阻降低，有可能損失可靠性。另一方面，玻璃組合物中的SiO2的含量超過50重量％時，含量變得過量，玻璃粘度增高，結(jié)果有可能導(dǎo)致燒結(jié)不良。因此，本實施方式中，以玻璃組合物中的SW2的含量達到28 50重量％，優(yōu)選 38 48重量％的方式配合成分組成。(C)Al2O3Al2O3是為了使玻璃組合物穩(wěn)定化而根據(jù)需要添加的，玻璃組合物中的Al2O3的含量超過20重量％時，難以進行結(jié)晶化，有可能導(dǎo)致Q值的降低。
因此，本實施方式中，在玻璃組合物中也可以不含有Al2O3，但含有Al2O3的情況下， 以達到20重量％以下、優(yōu)選4 10重量％的方式配合成分組成。(d)M0MO (Μ為Ca、Mg、Sr和/或Ba)與化03同樣是為了降低軟化溫度促進粘性流動而添加的，玻璃組合物中的MO的含量低于36重量％時，含量過少，因此，玻璃粘度增高，有可能導(dǎo)致燒結(jié)不良。另一方面，如果玻璃組合物中的MO的含量超過50重量％，則玻璃組合物的化學(xué)穩(wěn)定性變差，其結(jié)果，在高溫高濕下長時間放置時，絕緣電阻IogIR降低，有可能損失
可靠性。因此，本實施方式中，以玻璃組合物中的MO的含量達到36 50重量％、更優(yōu)選 40 46重量％的方式配合成分組成。這樣本實施方式中，通過將玻璃組合物整體的含量設(shè)定為M 40重量％，并且將該玻璃成分的構(gòu)成成分的組成范圍設(shè)為化03 4 17. 5重量％ (優(yōu)選5 10重量％ ) ,SiO2 28 50重量％ (優(yōu)選38 48重量％ ) ,Al2O3 0 20重量％ (優(yōu)選4 10重量％ )、M0 36 50重量％ (優(yōu)選40 46重量％ )，與其他添加物配合而得到所期望的作用效果。(2) SrTiO3 以及 CaTiO3SrTiO3的相對介電常數(shù)ε r為250，CaTiO3的相對介電常數(shù)ε r為170，相對介電常數(shù)ει*均高，因此，通過調(diào)節(jié)與玻璃組合物的配合量，在控制煅燒時的陶瓷燒結(jié)體的收縮行為的同時，有可能提高相對介電常數(shù)er。但是，SrTiO3以及CaTiO3的含量總計低于46重量％時，玻璃組合物的含量相對增多，因此，可以抑制煅燒收縮，有可能無法得到足夠高的所期望的相對介電常數(shù)ε r。另一方面，SrTiO3以及CaTiO3的含量總計超過75. 4重量％時，燒結(jié)性下降，即使在900°C左右的低溫下進行燒結(jié)，也不能充分地?zé)Y(jié)，有可能導(dǎo)致燒結(jié)不良。因此，本實施方式中，以SrTiO3以及CaTiO3的含量總計達到46 75. 4重量％的方式配合，由此，可以同時實現(xiàn)上述收縮行為的控制和介電特性的提高。(3)第1燒結(jié)助劑成分玻璃組合物具有其自身生成液相而促進粒子之間的燒結(jié)的作為燒結(jié)助劑的作用， 由于相對介電常數(shù)er低，因此含量增多時，即使添加相對介電常數(shù)er高的SrTiO3以及 CaTiO3，也難以得到具有所期望的高相對介電常數(shù)的陶瓷組合物。但是，在玻璃組合物中添加Cu氧化物以及Ca氧化物時，可以助長玻璃組合物的液相燒結(jié)作用，由此，即使將玻璃組合物的含量控制在40重量％以下，通過添加SrTiO3以及 CaTiO3,也可以得到能低溫煅燒的高相對介電常數(shù)的陶瓷組合物。因此，需要含有以CuO換算計0. 1重量％以上的Cu氧化物以及以CaO換算計0. 5重量％以上的Ca氧化物。另一方面，Cu氧化物以CuO換算計超過5. 0重量％或者Ca氧化物以CaO換算計超過7. 0重量％時，有可能導(dǎo)致Q值下降。因此，本實施方式中，以CuO換算計Cu氧化物的含量達到0. 1 5. 0重量％、Ca氧化物以CaO換算計達到0. 5 7. 0重量％的方式進行配合。(4)第2燒結(jié)助劑成分除了上述第1燒結(jié)助劑成分之外，作為第2燒結(jié)助劑成分，也可以通過添加含有選自Mn、Co、Zn中的至少一種的金屬氧化物，能夠進一步提高相對介電常數(shù)ε r。
但是，第2燒結(jié)助劑成分的各成分分別以MnO換算、CoO換算、ZnO換算計超過10 重量％時，有可能導(dǎo)致Q值降低或高溫高濕下長時間放置時絕緣電阻IogIR的降低。因此，即使不含有第2燒結(jié)助劑成分，也可以得到所期望的相對介電常數(shù)er ’為了得到更加高的相對介電常數(shù)而添加第2燒結(jié)助劑成分時，分別在MnO、CoO, ZnO換算計為 10重量％以下的范圍內(nèi)，可以含有這些第2燒結(jié)助劑成分(Mn氧化物、Co氧化物和/或Si 氧化物)。下面，對本發(fā)明的陶瓷生片進行說明。圖1是使用上述陶瓷組合物而得到的陶瓷生片1的立體圖。該陶瓷生片1可以如下容易地制造。即，準(zhǔn)備B2O3> SiO2, A1203、MO (CaO, BaO、SrO, MgO 中的至少任一種)、SrTiO3 以及 CaTiO3中的至少任一種、第1燒結(jié)助劑成分、以及根據(jù)需要的第2燒結(jié)助劑成分，稱量所規(guī)定的成分組成。另外，將該稱量物與PSZ (部分穩(wěn)定化氧化鋯)球等粉碎介質(zhì)一起投入到球磨機中，以濕式混合規(guī)定的時間進行粉碎。然后，使該粉碎物蒸發(fā)干燥后，在規(guī)定溫度下預(yù)煅燒2小時，得到預(yù)煅燒粉末(陶瓷組合物)。接著，在該預(yù)煅燒粉末中添加適量的粘合劑(〃 4 >夕')、溶劑以及增塑劑，進行濕式粉碎，形成漿料狀后，使用刮刀法等成形加工法進行成形加工，由此，可以制作成形為規(guī)定厚度的陶瓷生片。因此，可以使用該陶瓷生片得到各種陶瓷電子部件。圖2是陶瓷電子部件的一個實施方式(第1實施方式)表示的層疊LC部件20的立體圖。該層疊LC部件20在陶瓷燒結(jié)體2的內(nèi)部形成構(gòu)成電感L以及靜電容量C的電路。這樣，在陶瓷燒結(jié)體2的兩端部形成外部電極3a、3b的同時，在大致中央部形成外部電極^、4b，由此，在層疊LC部件20的內(nèi)部形成如圖3所示的等價電路的LC共振電路。接著，參照圖4對該層疊LC部件20的制造方法進行說明。首先，準(zhǔn)備通過上述方法制造的矩形的陶瓷生片fe 5m。接著，以陶瓷生片5c 證之間可電連接的方式使用激光加工機，在這些陶瓷生片 5c 證的固定部位形成導(dǎo)通孔6a 6d。接著，將以Ag或Cu作為主成分的導(dǎo)電性糊進行絲網(wǎng)印刷，形成電容器用導(dǎo)體圖案7a 7c、以及線圈用導(dǎo)體圖案8a 8d。這樣，在導(dǎo)通孔6a 6d中填充導(dǎo)電性糊后，層疊陶瓷生片5c 5k，由此，線圈用導(dǎo)體圖案8a 8d電連接成線圈狀而形成線圈導(dǎo)體，同時通過電容器用導(dǎo)體圖案7a 7c 和陶瓷生片5f 證而形成靜電容量部。接著，用沒有形成導(dǎo)體圖案的陶瓷生片fe、5b以及陶瓷生片51、5m進行夾持，加壓，從而制作陶瓷層疊體。接著，在至少一個主面上配置含有在陶瓷層疊體的燒結(jié)溫度(例如，900°C )下不燒結(jié)的無機材料的拘束層(例如，以熔點為1500°C以上的氧化鋁作為主成分的陶瓷生片 (氧化鋁生片))，煅燒后，除去拘束層。這樣，由此制造陶瓷燒結(jié)體2。即，陶瓷組合物成形為片的陶瓷生片fe 5m進行燒結(jié)，分別形成高相對介電常數(shù)的陶瓷層，同時，電容器用導(dǎo)體圖案7a 7c、以及線圈用導(dǎo)體圖案8a 8d、貫通孔6a 6d與陶瓷生片 5m同時進行煅燒，從而形成內(nèi)部電極、即電容器用內(nèi)部電極以及線圈導(dǎo)體。
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這樣，本實施方式中，由于在上述陶瓷層疊體的至少一個主面上配置拘束層，因此，通過該拘束層控制陶瓷層疊體的主面方向(XY方向)的收縮行為，結(jié)果，可以得到高尺寸精度和難以產(chǎn)生翹曲的陶瓷燒結(jié)體2。之后，通過導(dǎo)電糊的涂布/煅燒、蒸鍍、鍍覆或者濺射等薄膜形成法等而形成外部電極3a 4b。由此，制造層疊LC部件20。這樣，在本第1實施方式中，陶瓷燒結(jié)體2由上述陶瓷組合物形成，因此，即使使用作為內(nèi)部電極材料的Ag和Cu作為主成分的低熔點金屬，也可以在低溫下同時煅燒來制作。 這樣，可以得到控制陶瓷燒結(jié)體2的收縮行為、并且相對介電常數(shù)er和Q值大、具有良好的介電特性的可靠性也優(yōu)良的層疊LC部件20。圖5是示意地表示本發(fā)明中的陶瓷電子部件的第2實施方式的陶瓷多層模塊30 的截面圖。該陶瓷多層模塊30在陶瓷多層基板10上配置電子部件元件19 21。另外，作為電子部件元件19 21，可以列舉半導(dǎo)體器件、芯片型層疊電容器等。該陶瓷多層基板10，在由上述陶瓷組合物的燒結(jié)體構(gòu)成的第1陶瓷層組11的雙面上設(shè)置相對介電常數(shù)ε r比該第1陶瓷層組11低的第2陶瓷層組12a、12b。第1陶瓷層組11層疊多個陶瓷層而構(gòu)成，并且在各陶瓷層的層間設(shè)置內(nèi)部電極 13,14,由此形成電容器單元Cl、C2。另外，在第2陶瓷層組12a、12b以及第1陶瓷層組11中，根據(jù)需要可以適當(dāng)形成貫通孔17,18和內(nèi)部配線15、16。這樣，通過上述貫通孔17、18以及內(nèi)部配線15、16，上述電子部件元件19 21和電容器單元Cl、C2電連接，從而形成陶瓷多層模塊30。在本第2實施方式中，第1陶瓷層組11由上述具有高相對介電常數(shù)的陶瓷組合物 (以下，稱為“第1陶瓷組合物”)形成，同時，第2陶瓷層組12a、12b由相對介電常數(shù)ε r比上述第1陶瓷組合物低的第2陶瓷組合物形成。這樣，第2陶瓷組合物具有與第1陶瓷組合物類似的成分組成。具體而言，第2陶瓷組合物含有51 60重量％的陶瓷粉末，并且含有40 49重量％的IO3-SiO2-Al2O3-MO類玻璃組合物(以下，稱為“第2玻璃組合物”)。在此，將第2玻璃組合物的含量設(shè)為40 49重量％的理由如下。第2玻璃組合物的含量超過49重量％時，玻璃的結(jié)晶化過度進行，有可能在煅燒后的第2陶瓷層組12a、12b中產(chǎn)生變形。另一方面，第2玻璃組合物的含量低于40重量％ 時，無法使相對介電常數(shù)ει·充分地降低。因此，本實施方式中，第2陶瓷組合物以第2玻璃組合物為40 49重量％、余量由陶瓷粉末構(gòu)成的方式進行配合。另外，第2玻璃組合物的各成分組成，除了將化03的下限值設(shè)為5重量％、SW2的上限值設(shè)為44重量％以外，與第1陶瓷組合物的玻璃組合物相同。在此，將化03的下限值設(shè)為5重量％是為了避免第2陶瓷層組12a、12b的Q值降低，將SW2的上限值設(shè)為44重量％是由于燒結(jié)性過度提高而相對介電常數(shù)ε r變得過高。另外，作為陶瓷粉末，優(yōu)選為A1203。這樣，通過由與第1陶瓷組合物類似的第2陶瓷組合物形成相對介電常數(shù)ε r比第1陶瓷層組12低的第2陶瓷層組lla、llb，難以產(chǎn)生由于煅燒時的相互擴散而引起的特性變動和特性偏差等。另外，在第1陶瓷組合物和第2陶瓷組合物中，熱膨脹系數(shù)也近似， 因此，難以產(chǎn)生分層等結(jié)構(gòu)缺陷。另外，第2陶瓷層組IlaUlb不需要含有堿金屬，因此，例如在具有電阻元件的情況下，可以避免由于與構(gòu)成電阻元件的電阻體的反應(yīng)而導(dǎo)致電阻特性降低。這樣，在陶瓷多層基板的下表面形成用于與外部連接的外部電極，陶瓷層疊模塊 30利用下表面一側(cè)可以在印刷電路基板等上容易地進行表面安裝。另外，該第2實施方式中，由于使用適合低溫煅燒的第1以及第2陶瓷組合物，因此，內(nèi)部電極13、14和內(nèi)部配線15、16以及貫通孔17、18，可以使用Ag和Cu等低電阻且廉價的低熔點金屬同時進行煅燒。即，可以使用同時煅燒型的陶瓷多層基板構(gòu)成電容器單元 Cl、C2，從而實現(xiàn)模塊的小型化。另外，上述第1陶瓷層組11由于使用上述第1陶瓷組合物，因此，可以得到相對介電常數(shù)ε r和Q值高、且可靠性優(yōu)良的燒結(jié)性良好的陶瓷多層模塊30。另外，上述陶瓷多層基板10根據(jù)與第1實施方式同樣的方法，在第2陶瓷層組 12a、12b的至少任一個主面上配置拘束層，進行煅燒，由此，可以容易地制造控制煅燒時的收縮行為的陶瓷燒結(jié)體。另外，在電容器單元Cl、C2中，由于用于取出靜電容量的厚度方向上相鄰的內(nèi)部電極13、14埋設(shè)在第1陶瓷層組11中，因此可以用比較小面積的內(nèi)部電極得到大的靜電容量，由此，可以進行小型化。即，在作為低介電常數(shù)層的第2陶瓷層組Ila上配置用于布線的導(dǎo)體，在作為高介電常數(shù)層的第1陶瓷層組上配置電容器或過濾器這樣的元件，由此，可以實現(xiàn)陶瓷基板的更小型化。另外，上述第1以及第2實施方式中，對層疊LC部件20以及陶瓷多層模塊30進行了說明，但這些是一個例子，本發(fā)明并不限定于這些。即，可以應(yīng)用于多芯片模塊用陶瓷多層基板、混合IC用陶瓷多層基板等各種陶瓷多層基板、或者這些陶瓷多層基板上搭載有電子部件元件的各種陶瓷電子部件、以及芯片型層疊電容器和芯片型層疊電介體天線等各種芯片型層疊電子部件。下面，對本發(fā)明的實施例進行具體地說明。實施例1在該實施例1中，將玻璃組合物、SrTiO3以及第1燒結(jié)助劑成分(CuO以及CaO)的各含量設(shè)為一定，制作玻璃組合物的成分組成不同的試樣，對特性進行評價。[試樣的制作][白基板的制作]首先，作為玻璃類原料，準(zhǔn)備CaO、BaO, SrO、MgOai2O3> Si02、B203。這樣，玻璃組合物以表1所示的含量，稱量上述玻璃類原料。接著，準(zhǔn)備SrTi03、CuO、CaCO30稱量玻璃組合物、SrTiO3> CuO, CaCO3，使玻璃組合物的含量為36重量％、SrTiO3的含量為56重量％、CuO的含量為3. 0重量％、CaCO3的含量以CaO換算計為5.0重量％。接著，將這些稱量物與氧化鋯粉碎介質(zhì)一起投入到球磨機中，以濕式混合16小時，制作煅燒粉末(陶瓷組合物)。
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然后，在該陶瓷組合物中添加適量的粘合劑、溶劑以及增塑劑，在球磨機內(nèi)以濕式混合粉碎2小時，形成漿料狀后，使用刮刀法進行成形加工，由此，得到厚度為25 μ m的試樣編號1 19的陶瓷生片。接著，層疊陶瓷生片，制作陶瓷層疊體，再將氧化鋁生片的拘束層配置在陶瓷層疊體的雙面上，壓接，制作縱向55mm、橫向75mm、厚度Imm的壓接體。之后，在大氣氛圍下、870°C的煅燒溫度下進行煅燒處理10分鐘，接著，除去拘束層，制作厚度為0. 65mm的試樣編號1 19的陶瓷燒結(jié)體(白基板)。[層疊陶瓷電容器的制作]首先，準(zhǔn)備以Ag作為主成分的Ag糊。接著，在上述陶瓷生片的表面上絲網(wǎng)印刷Ag 糊，形成導(dǎo)體圖案。然后，以能夠獲得靜電容量的方式層疊形成了導(dǎo)體圖案的陶瓷生片，再用未形成導(dǎo)體圖案的陶瓷生片夾持，制作陶瓷層疊體。接著，在陶瓷層疊體的雙面上配置拘束層，制作壓接體。然后，將該壓接體在大氣氛圍下、煅燒溫度870°C下進行煅燒處理10分鐘，然后， 除去拘束層，制作埋設(shè)有內(nèi)部電極的陶瓷燒結(jié)體。接著，準(zhǔn)備以Ag作為主成分的Ag糊，在上述陶瓷燒結(jié)體的兩端部涂布Ag糊，在 800°C的溫度下進行燒結(jié)，形成外部電極，制作試樣編號1 19的層疊陶瓷電容器。制作的層疊陶瓷電容器的外形尺寸為縱向8mm、橫向6mm、厚度0. 5mm，有效層疊數(shù)為3，有效電極面積為4mm2。[試樣的評價]對于試樣編號1 19的各試樣(白基板)，評價燒結(jié)性以及煅燒時的收縮行為。具體而言，關(guān)于燒結(jié)性，將紅色油墨滴到試樣上，將產(chǎn)生紅色油墨的染色的試樣判斷為燒結(jié)不良。收縮行為如下計算收縮率并進行評價。即，測定煅燒前的陶瓷層疊體的縱向以及橫向的長度、和燒結(jié)后的陶瓷燒結(jié)體的縱向以及橫向的長度，根據(jù)下述算式(1)、O)，計算縱向收縮率以及橫向收縮率，接著，根據(jù)算式C3)計算收縮率?？v向收縮率=(燒結(jié)后的縱向的長度/燒結(jié)前的縱向的長度)X 100…(1)橫向收縮率=(燒結(jié)后的橫向的長度/燒結(jié)前的橫向的長度)X 100…(2)收縮率=(縱向收縮率+橫向收縮率)/2…⑶另外，在共振頻率6GHz下測定相對介電常數(shù)以及Q值。另外，將相對介電常數(shù)er為40以上、Q值為750以上判斷為良品。另外，進行PCT (壓力鍋試驗)，評價可靠性。即，在溫度120°C、相對濕度85%下施加IOV的直流電壓，放置192小時，之后，用電阻計測定絕緣電阻IogIR，將該絕緣電阻為10 以上判斷為良品。表1表示各試樣的玻璃組合物的成分組成，表2表示各試樣的陶瓷組合物和測定結(jié)果。[表1]
權(quán)利要求
1.一種陶瓷組合物，其特征在于，含有M 40重量％的IO3-SiO2-Al2O3-MO類玻璃組合物，其中，M表示選自Ca、Mg、Sr 以及Ba中的至少一種，B2O3 :4 17. 5重量％、Si02 : 28 50重量％、A1203 :0 20重量％、 MO 36 50重量％，同時含有46 75. 4重量％的SrTiO3以及CaTiO3中的至少一種，且含有以CuO換算計為0. 1 5. 0重量％的Cu氧化物和以CaO換算計為0. 5 7. 0 重量％的Ca氧化物，包含選自Mn、Zn、Co中的至少一種的金屬氧化物以MnO換算、ZnO換算、CoO換算計分別為10重量％以下，其中，包括0重量％。
2.一種陶瓷生片，其特征在于，權(quán)利要求1所述的陶瓷組合物成形為片狀。
3.—種陶瓷電子部件，其特征在于，具有由權(quán)利要求1所述的陶瓷組合物的燒結(jié)體構(gòu)成的第1陶瓷層。
4.如權(quán)利要求3所述的陶瓷電子部件，其特征在于，層疊有所述第1陶瓷層和相對介電常數(shù)比該第1陶瓷層低的第2陶瓷層。
5.如權(quán)利要求4所述的陶瓷電子部件，其特征在于，所述第2陶瓷層是含有51 60 重量％的陶瓷粉末并且含有40 49重量％的&03-Si02-Al203-M0類玻璃組合物的陶瓷組合物的燒結(jié)體，其中，M表示選自Ca、Mg、Sr以及Ba中的至少一種，化03 :5 17. 5重量％、 SiO2 28 44 重量％、Al2O3 0 20 重量％、M0 :36 50 重量％。
6.如權(quán)利要求5所述的陶瓷電子部件，其特征在于，所述陶瓷粉末為Al2O315
7.如權(quán)利要求3 6中任一項所述的陶瓷電子部件，其特征在于，具有以Ag或Cu作為主成分的導(dǎo)體圖案。
全文摘要
制備成B2O3-SiO2-Al2O3-MO類玻璃組合物(M為Ca、Mg、Sr和/或Ba，B2O34～17.5重量％、SiO228～50重量％、Al2O30～20重量％、MO36～50重量％)24～40重量％，SrTiO3和/或CaTiO346～75.4重量％，CuO0.1～5.0重量％，CaO0.5～7.0重量％，MnO、ZnO和/或CoO10重量％以下(其中，包括0重量％)。對該陶瓷組合物進行煅燒，制作陶瓷燒結(jié)體2，從而得到具有該陶瓷燒結(jié)體2的復(fù)合LC部件20。由此，抑制煅燒時的收縮行為，可以使該介電特性與以往相比顯著提高，并且可以確?？煽啃?。
文檔編號H01B3/12GK102216238SQ200980146060
公開日2011年10月12日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者大賀聰, 金子和廣 申請人:株式會社村田制作所