JP2005175504A - Multilayer ceramic electronic component, manufacturing method for same, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、積層型セラミック電子部品およびその製造方法、ならびにこのような積層型セラミック電子部品を備える電子装置に関するもので、特に、積層型セラミック電子部品に備えるビアホール導体の寸法面での改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE
この発明にとって興味ある積層型セラミック電子部品は、多層セラミック基板とも呼ばれるもので、複数のセラミック層をもって構成される積層構造を有する積層体を備えている。 The multilayer ceramic electronic component of interest to the present invention is also called a multilayer ceramic substrate, and includes a multilayer body having a multilayer structure composed of a plurality of ceramic layers.
この積層体に備えるセラミック層の特定のものに関連して配線導体が設けられ、これをもって所望の回路を構成するようにされている。配線導体としては、特定のセラミック層を貫通するように延びるビアホール導体やセラミック層の主面に沿って延びる導体膜等があり、導体膜としては、積層体の内部に形成される内部導体膜および積層体の外表面上に形成される外部導体膜がある。 A wiring conductor is provided in association with a specific one of the ceramic layers included in the laminate, and a desired circuit is configured with this wiring conductor. Examples of the wiring conductor include a via-hole conductor extending so as to penetrate a specific ceramic layer, a conductor film extending along the main surface of the ceramic layer, and the conductor film includes an internal conductor film formed inside the laminate and There is an outer conductor film formed on the outer surface of the laminate.
また、積層体の内部には、コンデンサ、インダクタ、トリプレート構造、および/またはマイクロストリップラインのような受動素子が内蔵されることがある。上述したビアホール導体の一部や内部導体膜の一部は、このような内蔵素子を構成するために用いられる。また、積層体の外部には、半導体ICチップのような能動素子や、必要に応じて受動素子の一部が搭載されることがある。上述した外部導体膜の一部は、このような搭載素子を電気的に接続するための端子として機能する。 In addition, a passive element such as a capacitor, an inductor, a triplate structure, and / or a microstrip line may be incorporated in the multilayer body. Part of the above-described via-hole conductor and part of the inner conductor film are used to configure such a built-in element. In addition, an active element such as a semiconductor IC chip or a part of a passive element may be mounted on the outside of the stacked body as necessary. Part of the external conductor film described above functions as a terminal for electrically connecting such a mounted element.
また、上述のように複合化された積層型セラミック電子部品は、適宜の配線基板上に実装され、所望の電子装置を構成するように用いられる。上述した外部導体膜の一部は、このように積層型セラミック電子部品を配線基板上に実装するにあたって、配線基板への電気的接続のための端子として機能する。 The multilayer ceramic electronic component combined as described above is mounted on an appropriate wiring board and used to configure a desired electronic device. A part of the external conductor film described above functions as a terminal for electrical connection to the wiring board when the multilayer ceramic electronic component is mounted on the wiring board in this way.
このような積層型セラミック電子部品は、たとえば、移動体通信端末機器の分野において、LCR複合化高周波部品として用いられたり、コンピュータの分野において、半導体ICチップのような能動素子とコンデンサやインダクタや抵抗のような受動素子とを複合化した部品として、あるいは単なる半導体ICパッケージとして用いられたりしている。 Such multilayer ceramic electronic components are used as, for example, LCR composite high-frequency components in the field of mobile communication terminal equipment, or active elements such as semiconductor IC chips, capacitors, inductors and resistors in the field of computers. It is used as a component in which passive elements such as these are combined, or as a simple semiconductor IC package.
より具体的には、積層型セラミック電子部品は、PAモジュール基板、RFダイオードスイッチ、フィルタ、チップアンテナ、各種パッケージ部品、複合デバイス等の種々の電子部品を構成するために広く用いられている。 More specifically, multilayer ceramic electronic components are widely used to configure various electronic components such as PA module substrates, RF diode switches, filters, chip antennas, various package components, and composite devices.
このような積層型セラミック電子部品において、高周波化の要求に応えるため、積層体に備えるセラミック層の材料として、低誘電率の誘電体を使用することが多い。また、複数のセラミック層は、互いに同じ誘電率を有する、すなわち互いに同じ組成のセラミックから構成することが、積層体を得るための一体焼成を容易にする点で好ましい。 In such a multilayer ceramic electronic component, in order to meet the demand for higher frequency, a dielectric material having a low dielectric constant is often used as a material for the ceramic layer provided in the multilayer body. Moreover, it is preferable that the plurality of ceramic layers have the same dielectric constant, that is, are composed of ceramics having the same composition, from the viewpoint of facilitating integral firing for obtaining a laminate.
このような背景の下、前述したように、受動素子を積層体の内部に内蔵しようとするとき、受動素子の種類に応じて、セラミック層の厚みを異ならせることが行なわれている。このことを、図4ないし図6を参照して説明する。 Under such a background, as described above, when a passive element is to be built in a laminated body, the thickness of the ceramic layer is varied depending on the type of the passive element. This will be described with reference to FIGS.
図4には、内蔵素子としてのコンデンサ1が図解的に断面図で示されている。コンデンサ1は、内部導体膜をもって構成されかつセラミック層2を介してそれぞれ対向する複数のコンデンサ電極3を備えている。このようなコンデンサ1を小型でありながら大容量のものとするため、セラミック層2の厚みT1およびT2は薄くされる。
FIG. 4 schematically shows a
図5には、内蔵素子としてのトリプレート構造4が図解的に断面図で示されている。トリプレート構造4は、内部導体膜をもって構成される中心導体5と、同じく内部導体膜をもって構成されかつセラミック層6を介して中心導体5を挟むように配置される1対の接地導体7および8とを備えている。このようなトリプレート構造4において、接地導体7および8の間の距離Sを長くするため、セラミック層6の厚みを厚くすることが行なわれる。
FIG. 5 schematically shows a triplate structure 4 as a built-in element in a sectional view. The triplate structure 4 includes a
図6には、内蔵素子としての2つのコンデンサ9および10が図解的に断面図で示されている。このような2つのコンデンサ9および10の各静電容量のカップリングを防止するため、コンデンサ9および10の間に位置するセラミック層11の厚みTを厚くすることが行なわれる。
FIG. 6 schematically shows two
このように、積層体に内蔵素子を内蔵する場合、内蔵素子の種類に応じて、内蔵素子に関連して配置されるセラミック層にとって最適な厚みが異なってくる。そのため、積層体には、厚みの互いに異なる複数種類のセラミック層を混在させなければならない。 As described above, when the built-in element is built in the laminate, the optimum thickness for the ceramic layer disposed in relation to the built-in element varies depending on the type of the built-in element. Therefore, a plurality of types of ceramic layers having different thicknesses must be mixed in the laminate.
他方、積層体に備える特定のセラミック層を貫通するように延びる複数のビアホール導体にあっては、各々の断面寸法が互いに同じとされるのが一般的である。断面寸法が互いに異なる複数のビアホール導体を形成しようとする場合、ビアホール導体の形成のための加工の能率が低下するためである。 On the other hand, in a plurality of via-hole conductors extending so as to penetrate a specific ceramic layer provided in the multilayer body, the cross-sectional dimensions of each are generally the same. This is because when a plurality of via-hole conductors having different cross-sectional dimensions are to be formed, the processing efficiency for forming the via-hole conductor is reduced.
ビアホール導体を形成するため、たとえば、図7に示すような方法が適用されている。 In order to form a via-hole conductor, for example, a method as shown in FIG. 7 is applied.
図7を参照して、積層型セラミック電子部品の積層体に備えるセラミック層となるべきセラミックグリーンシート12には、これを貫通するように貫通孔13が設けられる。そして、セラミックグリーンシート12は、吸引装置14上に配置される。
Referring to FIG. 7, a
吸引装置14は、真空チャンバ15を備え、この真空チャンバ15内には、矢印16で示すように、負圧が与えられる。真空チャンバ15の開口部は、多数の微細な空気通路(図示せず。)を形成している吸引プレート17によって閉じられる。
The
吸引プレート17の上面には、紙または他のフィルタ材料によって構成される多孔質シート18が配置される。この多孔質シート18に接するように、セラミックグリーンシート12が配置される。
On the upper surface of the
このような状態において、真空チャンバ15内に、矢印16で示すように、負圧が与えられたとき、この負圧は、吸引プレート17および多孔質シート18を介して、貫通孔13内に及ぼされる。
In such a state, when a negative pressure is applied to the
また、この状態において、スクリーン印刷を適用して、貫通孔13に導電性ペースト19を充填することが行なわれる。すなわち、スクリーン20上に導電性ペースト19が付与され、この導電性ペースト19は、スクリーン20に沿うスキージ21の移動に伴って、スクリーン20上で移動され、この移動の過程において、前述した負圧の作用に基づいて貫通孔13内に埋め込まれる。この貫通孔13内の導電性ペースト19は、ビアホール導体22を形成する。
In this state, screen printing is applied to fill the through
次に、セラミックグリーンシート12が多孔質シート18から剥離される。なお、この剥離の前または後に、ビアホール導体22のための導電性ペースト19が乾燥される。
Next, the ceramic
しかしながら、上述した剥離工程において、ビアホール導体22を形成するために貫通孔13に充填された導電性ペースト19の一部が、図8に示すように、多孔質シート18側に付着し、そのため、貫通孔13内の導電性ペースト19が不足することになる。そして、このような導電性ペースト19の充填後の欠落による充填不足は、ビアホール導体22と他のビアホール導体または導体膜といった他の配線導体との間での導通不良を引き起こす原因となる。
However, in the above-described peeling step, a part of the
ビアホール導体22を形成するため、図9に示すような方法が採用されることもある(たとえば、特許文献1参照)。図9において、図7に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
In order to form the via-
図9を参照して、セラミックグリーンシート12は、キャリアフィルム23によって裏打ちされた状態で取り扱われる。そして、貫通孔13は、これらセラミックグリーンシート12およびキャリアフィルム23を貫通するように設けられる。
Referring to FIG. 9, ceramic
また、吸引装置14の吸引プレート17の上面には、図7に示した場合と同様、多孔質シート18が配置される。上述したキャリアフィルム23によって裏打ちされたセラミックグリーンシート12は、多孔質シート18に接するように配置され、キャリアフィルム23は、このセラミックグリーンシート12の上面側に位置される。
Further, a
このような状態において、真空チャンバ15内に、矢印16で示すように、負圧が与えられ、この負圧が、吸引プレート17および多孔質シート18を介して、貫通孔13内に及ぼされるとともに、キャリアフィルム23の上面側には、導電性ペースト19が付与される。この導電性ペースト19は、キャリアフィルム23の上面に沿うスキージ24の移動に伴って、キャリアフィルム23上で移動され、この移動の過程において、前述した負圧の作用に基づいて貫通孔13内に埋め込まれる。
In such a state, a negative pressure is applied to the
このようにして、図7に示したスクリーン20を用いずに、キャリアフィルム23をマスクとしながらキャリアフィルム23側から導電性ペースト19を貫通孔13内に充填することによって、貫通孔13内にビアホール導体22が形成される。
Thus, without using the screen 20 shown in FIG. 7, the
上述の図9に示した方法が適用される場合には、キャリアフィルム23によって裏打ちされた状態を維持したまま、セラミックグリーンシート12の外側に向く主面上に導電性ペーストを印刷することによって、導体膜となる導電性ペースト膜が形成される。
When the method shown in FIG. 9 is applied, by printing the conductive paste on the main surface facing the outside of the ceramic
このように、セラミックグリーンシート12がキャリアフィルム23によって裏打ちされた状態で取り扱われるのは、セラミックグリーンシート12は、軟弱であり、これを単独で取り扱うことが極めて困難であるためであり、キャリアフィルム23によって裏打ちされた状態で取り扱うことによって、セラミックグリーンシート12の取り扱いを容易にするとともに、各工程でのセラミックグリーンシート12の位置合わせを容易にし、また、ビアホール導体22および導電性ペースト膜を形成するための導電性ペーストの乾燥時に、セラミックグリーンシート12の収縮におけるばらつきを生じにくくすることができる。
Thus, the ceramic
しかしながら、目的とする積層型セラミック電子部品のための積層体を得るにあたっては、セラミックグリーンシート12を含む複数のセラミックグリーンシートを積層することが行なわれるが、この積層前には、キャリアフィルム23をセラミックグリーンシート12から剥離しなければならない。このとき、図10に示すように、貫通孔13に充填された導電性ペースト19の一部が、キャリアフィルム23に伴われて奪われ、そのため、貫通孔13内の導電性ペースト19が不足してしまうことがある。
However, in order to obtain a laminate for the target multilayer ceramic electronic component, a plurality of ceramic green sheets including the ceramic
もちろん、図9に示した方法を採用した場合であっても、図8に示すように、セラミックグリーンシート12を多孔質シート18から剥離する際、貫通孔13内の導電性ペースト19の一部が多孔質シート18側に付着して奪われることがある。
Of course, even when the method shown in FIG. 9 is adopted, as shown in FIG. 8, when the ceramic
なお、貫通孔13内での導電性ペースト19の充填不足は、図8または図10を参照して説明した原因によるだけでなく、以下のような場合にも生じることがある。
The insufficient filling of the
たとえば、セラミックグリーンシート12の厚みが比較的薄い場合、貫通孔13に充填される導電性ペースト19の形状保持強度が比較的低くなり、そのため、セラミックグリーンシート12の取り扱い時において、導電性ペースト19の少なくとも一部が抜け落ちることがある。
For example, when the thickness of the ceramic
また、前述したビアホール導体22の形成の後に、導体膜となる導電性ペースト膜が、スクリーン印刷によってセラミックグリーンシート12上に形成されることがある。この場合、スクリーン印刷において用いられるスクリーンの、セラミックグリーンシート12側に向く面には、エマルジョン膜が形成されており、スクリーンがスキージによって押し込まれたとき、このエマルジョン膜がスキージの先端の形状に沿ってセラミックグリーンシート12に接触し、次いで離れるように挙動する。このようなエマルジョン膜の挙動の結果、貫通孔13に充填された導電性ペースト19の一部は、エマルジョン膜に付着し、スクリーン側に奪われてしまうことがある。
In addition, after the formation of the via
なお、ビアホール導体22の形成のために用いられる導電性ペースト19は、電気的導通性が良好で緻密なビアホール導体22を形成することができるように、金属成分の含有率を、導体膜の形成のために用いる導電性ペーストの場合より高くすることが行なわれている。そのため、導電性ペースト19に含まれる樹脂成分が比較的少なくなり、その結果、導電性ペースト19の形状保持強度が低くなり、このことが、上述したような貫通孔13での導電性ペースト19の充填後の欠落による充填不足をより引き起こしやすくする原因となっている。
Note that the
上述のように、一旦、貫通孔13に充填された導電性ペースト19の一部が奪われてもたらされる充填不足は、貫通孔13の断面寸法がより大きくかつ高さ方向寸法がより小さくなるほど生じやすい。したがって、貫通孔13に充填された導電性ペースト19が奪われにくくするため、貫通孔13の断面寸法をより小さくかつ高さ方向寸法をより大きくすることが考えられる。しかしながら、貫通孔13の断面寸法をより小さくしたり、高さ方向寸法をより大きくしたりする対策は、単純に採用し得るものではない。
As described above, the insufficient filling caused once a part of the
すなわち、貫通孔13の断面寸法をたとえば小さくしたとき、図7に示すようなスクリーン印刷による導電性ペースト19を適用する場合には、スクリーン20とセラミックグリーンシート12との位置合わせに高い精度が要求されるばかりでなく、導電性ペースト19が貫通孔13内に入り込みにくくなり、このことが原因となって導電性ペースト19の充填不足が生じたり、導電性ペースト19の充填に長時間要したりするといった問題に遭遇することになる。特に、セラミックグリーンシート12の厚みが厚いとき、すなわち貫通孔13の高さ方向寸法が大きいとき、この問題はより顕著に現れる。
そこで、この発明の目的は、互いに厚みが異なる第1および第2のセラミック層を含む複数の積層されたセラミック層をもって構成される積層体を備える、積層型セラミック電子部品において、上述のようなビアホール導体のための導電性ペーストの充填不足が生じにくくするための対策が講じられた、積層型セラミック電子部品およびその製造方法を提供しようとすること、ならびに、この積層型セラミック電子部品を用いて構成される電子装置を提供しようとすることである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a via-hole as described above in a multilayer ceramic electronic component comprising a laminate composed of a plurality of laminated ceramic layers including first and second ceramic layers having different thicknesses. An object of the present invention is to provide a multilayer ceramic electronic component and a method of manufacturing the multilayer ceramic electronic component in which measures for preventing insufficient filling of the conductive paste for the conductor have been taken, and a configuration using the multilayer ceramic electronic component Is to provide an electronic device.
この発明は、第1のセラミック層およびこの第1のセラミック層より厚みの薄い第2のセラミック層を含む複数の積層されたセラミック層をもって構成される積層体を備え、セラミック層の特定のものに関連して配線導体が設けられ、配線導体は、特定のセラミック層を貫通する貫通孔への導電性ペーストの充填によって形成されるビアホール導体とセラミック層の主面に沿って延びる導体膜とを備える、積層型セラミック電子部品にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。 The present invention includes a laminate composed of a plurality of laminated ceramic layers including a first ceramic layer and a second ceramic layer having a thickness smaller than that of the first ceramic layer. A wiring conductor is provided in association with the wiring conductor, and the wiring conductor includes a via-hole conductor formed by filling a through hole penetrating a specific ceramic layer and a conductor film extending along the main surface of the ceramic layer. First, it is directed to a multilayer ceramic electronic component, and is characterized by having the following configuration in order to solve the technical problem described above.
すなわち、ビアホール導体は、断面寸法が互いに異なる第1および第2のビアホール導体を含み、第1のビアホール導体の断面寸法は、第2のビアホール導体の断面寸法より大きくされる。そして、第1のビアホール導体は、第1のセラミック層を貫通するように延び、第2のビアホール導体は、第2のセラミック層を貫通するように延びるようにされる。 That is, the via-hole conductor includes first and second via-hole conductors having different cross-sectional dimensions, and the cross-sectional dimension of the first via-hole conductor is larger than the cross-sectional dimension of the second via-hole conductor. The first via-hole conductor extends so as to penetrate the first ceramic layer, and the second via-hole conductor extends so as to penetrate the second ceramic layer.
また、第2のセラミック層にはコンデンサが設けられており、かつ、第2のセラミック層は、積層体の内部に配置されている。 The second ceramic layer is provided with a capacitor, and the second ceramic layer is disposed inside the multilayer body.
この発明に係る積層型セラミック電子部品において、好ましくは、すべてのビアホール導体について、厚みのより厚いセラミック層を貫通するように延びるビアホール導体の断面寸法は、厚みのより薄いセラミック層を貫通するように延びるビアホール導体の断面寸法より大きくなるように設定される。 In the multilayer ceramic electronic component according to the present invention, preferably, for all via-hole conductors, the cross-sectional dimension of the via-hole conductor extending so as to penetrate the thicker ceramic layer passes through the thinner ceramic layer. It is set to be larger than the cross-sectional dimension of the extending via-hole conductor.
また、この発明に係る積層型セラミック電子部品において、同じセラミック層を貫通するように延びる複数のビアホール導体については、互いに同じ断面寸法を有するようにされることが好ましい。 In the multilayer ceramic electronic component according to the present invention, it is preferable that a plurality of via-hole conductors extending so as to penetrate the same ceramic layer have the same cross-sectional dimensions.
また、この発明に係る積層型セラミック電子部品において、ビアホール導体の高さ方向寸法をH、同じく径方向寸法をDとしたとき、H/Dで表わされるアスペクト比は、0.1〜3.0となるように選ばれることが好ましい。なお、ビアホール導体の径方向寸法とは、ビアホール導体の断面形状が円形であるとき、円の直径の長さを言い、断面形状が正方形であるとき、正方形の辺の長さを言い、断面形状が長方形であるとき、長辺の長さを言う。 In the multilayer ceramic electronic component according to the present invention, when the height dimension of the via-hole conductor is H and the radial dimension is D, the aspect ratio represented by H / D is 0.1 to 3.0. It is preferable that it is chosen so that. The radial dimension of the via-hole conductor refers to the length of the diameter of the circle when the cross-sectional shape of the via-hole conductor is circular, and when the cross-sectional shape is square, it refers to the length of the side of the square. When is a rectangle, it says the length of the long side.
また、この発明は、複数のセラミック層が、互いに同じ誘電率を有するとき、すなわち互いに同じ組成を有するとき、特に有利に適用される。 The present invention is particularly advantageously applied when a plurality of ceramic layers have the same dielectric constant, that is, have the same composition.
この発明は、また、上述したような積層型セラミック電子部品を製造する方法にも向けられる。 The present invention is also directed to a method of manufacturing a multilayer ceramic electronic component as described above.
この発明に係る積層型セラミック電子部品の製造方法は、第1のセラミックグリーンシートおよびこの第1のセラミックグリーンシートより厚みの薄い第2のセラミックグリーンシートを含む複数のセラミックグリーンシートを用意する工程と、少なくとも第1および第2のセラミックグリーンシートの各々を貫通するように貫通孔を設ける工程と、貫通孔内にビアホール導体を形成するため、導電性ペーストを貫通孔に充填する工程と、第1および第2のセラミックグリーンシートを含む複数のセラミックグリーンシートを積層することによって生の積層体を得る工程と、この生の積層体を焼成する工程とを備え、貫通孔を設ける工程において、第1のセラミックグリーンシートに設けられる第1の貫通孔の断面寸法は、第2のセラミックグリーンシートに設けられる第2の貫通孔の断面寸法より大きくされ、また、複数のセラミックグリーンシートを積層することによって生の積層体を得る工程において、第2のセラミック層が生の積層体の内部に配置され、かつ、第2のセラミック層にコンデンサが設けられるように、複数のセラミックグリーンシートが積層されることを特徴としている。 The method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to the present invention includes a step of preparing a plurality of ceramic green sheets including a first ceramic green sheet and a second ceramic green sheet having a thickness smaller than that of the first ceramic green sheet; A step of providing a through hole so as to penetrate at least each of the first and second ceramic green sheets, a step of filling the through hole with a conductive paste to form a via-hole conductor in the through hole, And a step of obtaining a raw laminate by laminating a plurality of ceramic green sheets including the second ceramic green sheet and a step of firing the raw laminate, and providing a through-hole, The cross-sectional dimension of the first through hole provided in the ceramic green sheet is the second ceramic In the step of obtaining a raw laminate by laminating a plurality of ceramic green sheets, the second ceramic layer is larger than the cross-sectional dimension of the second through-hole provided in the lean sheet. And a plurality of ceramic green sheets are laminated so that a capacitor is provided in the second ceramic layer.
この発明は、さらに、上述したような積層型セラミック電子部品をもって構成される電子装置にも向けられる。この発明に係る電子装置は、積層型セラミック電子部品と、この積層型セラミック電子部品を実装する配線基板とを備えることを特徴としている。 The present invention is further directed to an electronic device including the multilayer ceramic electronic component as described above. An electronic device according to the present invention includes a multilayer ceramic electronic component and a wiring board on which the multilayer ceramic electronic component is mounted.
以上のように、この発明によれば、より厚い第1のセラミック層を貫通するように延びる第1のビアホール導体の断面寸法が、より薄い第2のセラミック層を貫通するように延びる第2のビアホール導体の断面寸法より大きくされるので、ビアホール導体を形成するための貫通孔への導電性ペーストの充填を能率的にしかつ充填後の欠落を防止するといった観点から最適なビアホール導体の断面寸法とすることができ、そのため、導電性ペーストの充填不足を生じにくくすることができ、その結果、電気的導通に対する信頼性を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the cross-sectional dimension of the first via-hole conductor extending so as to penetrate the thicker first ceramic layer has the second dimension extending so as to penetrate the thinner second ceramic layer. Since it is made larger than the cross-sectional dimension of the via-hole conductor, the optimal cross-sectional dimension of the via-hole conductor from the viewpoint of efficiently filling the through-hole for forming the via-hole conductor and preventing omission after filling. Therefore, insufficient filling of the conductive paste can be made difficult to occur, and as a result, the reliability with respect to electrical conduction can be improved.
また、上述したような導電性ペーストの充填後の欠落が生じた場合には、この欠落を引き起こした導電性ペーストが不所望な部分に付着して、電気的短絡の問題を引き起こしたり、搭載部品の接続不良を引き起こしたりする可能性があるが、この発明によれば、導電性ペーストの充填後の欠落を生じにくくすることができるので、これらの不都合に遭遇しにくくすることができる。 In addition, in the case where a gap after filling with the conductive paste as described above occurs, the conductive paste that caused the gap may adhere to an undesired portion, causing a problem of electrical short circuit, or mounting components. However, according to the present invention, it is possible to make it difficult to cause omission after filling with the conductive paste, so that it is difficult to encounter these disadvantages.
また、ビアホール導体のための導電性ペーストの充填不足が生じやすい場合には、このような充填不足の有無の検査を綿密に行なわなければならないが、この発明によれば、このような充填不足が生じにくいので、充填不足の有無の検査を省略または簡略化することができる。 In addition, in the case where insufficient filling of the conductive paste for the via-hole conductor is likely to occur, such a lack of filling must be inspected carefully. Since it does not easily occur, the inspection for the presence or absence of insufficient filling can be omitted or simplified.
また、この発明によれば、第1のセラミック層より薄い第2のセラミック層を積層体の内部に配置しながら、そこにコンデンサを設けているので、複数のセラミック層を、互いに同じ誘電率を有する誘電体から構成しても、このコンデンサを小型で高い静電容量のものとすることが容易である。 In addition, according to the present invention, the second ceramic layer thinner than the first ceramic layer is disposed in the laminated body, and the capacitor is provided therein, so that the plurality of ceramic layers have the same dielectric constant. Even if it is comprised from the dielectric material which has, it is easy to make this capacitor | condenser small and the thing of a high electrostatic capacitance.
この発明において、すべてのビアホール導体について、厚みのより厚いセラミック層を貫通するように延びるビアホール導体の断面寸法が、厚みのより薄いセラミック層を貫通するように延びるビアホール導体の断面寸法より大きくなるようにされると、ビアホール導体の高さ方向寸法と径方向寸法との関係を決定するにあたって、前述した導電性ペーストの充填不足をより生じにくくするといった観点から、この関係を決定することが容易になり、したがって、導電性ペーストの充填不足をより確実に防止できるようになる。 In this invention, for all the via-hole conductors, the cross-sectional dimension of the via-hole conductor extending so as to penetrate the thicker ceramic layer is larger than the cross-sectional dimension of the via-hole conductor extending so as to penetrate the thinner ceramic layer. When determining the relationship between the height direction dimension and the radial direction dimension of the via-hole conductor, it is easy to determine this relationship from the viewpoint of making the above-mentioned insufficient filling of the conductive paste less likely to occur. Therefore, insufficient filling of the conductive paste can be more reliably prevented.
また、ビアホール導体の高さ方向寸法をH、同じく径方向寸法をDとしたとき、H/Dで表わされるアスペクト比が、0.1〜3.0となるように選ばれると、上述した導電性ペーストの充填不足の防止をより確実なものとすることができる。 Further, when the height dimension of the via-hole conductor is H and the radial dimension is D, when the aspect ratio represented by H / D is selected to be 0.1 to 3.0, the above-described conductivity The prevention of insufficient filling of the conductive paste can be made more reliable.
また、この発明において、複数のセラミック層が、互いに同じ誘電率を有していると、すなわち互いに同じ組成を有していると、誘電率が互いに異なる複数のセラミック層を混在させる必要がないため、セラミック層を構成する材料の選択が容易になるとともに、積層型セラミック電子部品に備える積層体を得るための焼成工程での条件管理を簡易なものとすることができる。 In the present invention, if a plurality of ceramic layers have the same dielectric constant, that is, if they have the same composition, it is not necessary to mix a plurality of ceramic layers having different dielectric constants. In addition to facilitating selection of the material constituting the ceramic layer, it is possible to simplify the condition management in the firing step for obtaining a laminate provided in the multilayer ceramic electronic component.
この発明に係る積層型セラミック電子部品が電子装置を構成するために用いられたときには、積層型セラミック電子部品が有する高信頼性が、電子装置に対しても反映され、電子装置の信頼性を高めることができる。 When the multilayer ceramic electronic component according to the present invention is used to configure an electronic device, the high reliability of the multilayer ceramic electronic component is reflected in the electronic device, and the reliability of the electronic device is increased. be able to.
図1は、この発明の一実施形態による積層型セラミック電子部品31を図解的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a multilayer ceramic
積層型セラミック電子部品31は、積層された複数のセラミック層32、33、34、35および36をもって構成される積層体37を備えている。この積層体37において、セラミック層32〜36の各厚みは互いに同じではなく、セラミック層32および35の各厚みが最も厚く、セラミック層36は中間的な厚みを有し、セラミック層33および34の各厚みは最も薄い。最も薄いセラミック層33および34は、積層体37の内部に配置されている。
The multilayer ceramic
また、セラミック層32〜36の特定のものに関連して種々の配線導体が設けられている。図1において図示した断面上に現れる配線導体としては、セラミック層32を貫通するように延びるビアホール導体38および39と、セラミック層33を貫通するように延びるビアホール導体40および41と、セラミック層34を貫通するように延びるビアホール導体42および43と、セラミック層35を貫通するように延びるビアホール導体44および45と、セラミック層36を貫通するように延びるビアホール導体46および47とがある。
In addition, various wiring conductors are provided in connection with specific ones of the
また、配線導体として、セラミック層32〜36の主面に沿って延びる導体膜があり、導体膜としては、積層体37の内部に形成されるいくつかの内部導体膜48と、積層体37の外表面上に形成されるいくつかの外部導体膜49とがある。
In addition, as a wiring conductor, there is a conductor film extending along the main surfaces of the
また、明確には図示しないが、最も薄いセラミック層33および34には、コンデンサが設けられる。
Although not clearly shown, capacitors are provided in the thinnest
また、積層体37上には、たとえばチップコンデンサのようなチップ状電子部品50が搭載される。チップ状電子部品50は、端子電極51を備え、端子電極51をたとえば半田52によって外部導体膜49に接合することによって、チップ状電子部品50が積層体37上に表面実装される。なお、バンプ電極を介しての接続、あるいはワイヤボンディングを介しての接続による電子部品が、積層体37上に搭載されてもよい。
On the
また、積層型セラミック電子部品31は、想像線で示す配線基板53上に実装され、所望の電子装置を構成するように用いられる。この配線基板53への実装のため、外部導体膜49を介しての電気的接続が適用される。
The multilayer ceramic
この実施形態に係る積層型セラミック電子部品31は、ビアホール導体38〜47の各々の断面寸法が互いに同じでないことを特徴としている。すなわち、最も厚いセラミック層32および35において設けられるビアホール導体38、39、44および45の各断面寸法が最も大きく、中間的な厚みを有するセラミック層36に設けられるビアホール導体46および47の各断面寸法は中間的な大きさを有し、最も薄いセラミック層33および34に設けられるビアホール導体40、41、42および43の各断面寸法は最も小さい。
The multilayer ceramic
このような断面寸法の大きさの関係は、前述の図8または図10を参照して説明したように、貫通孔13の断面寸法がより大きくかつ高さ方向寸法がより小さくなるほど、導電性ペースト19の充填不足が生じやすく、この充填不足を生じにくくするためには、貫通孔13の断面寸法をより小さくかつ高さ方向寸法をより大きくすることが有利である、との知見に基づいて決定されたものである。
As described with reference to FIG. 8 or FIG. 10 described above, the relationship of the size of the cross-sectional dimension is that the conductive paste becomes larger as the cross-sectional dimension of the through-
図2には、1つのセラミック層54を貫通するように設けられたビアホール導体55が断面図で示されている。
FIG. 2 is a sectional view showing a via-
図2を参照して、ビアホール導体55の高さ方向寸法をH、径方向寸法をDとしたとき、H/Dで表わされるアスペクト比が大きいほど、上述した導電性ペーストの充填後の欠落をより効果的に防止できる。しかし、ビアホール導体55の高さ方向寸法Hを大きくすることによって、アスペクト比H/Dを大きくすると、ビアホール導体55の形成のための貫通孔内への導電性ペーストの充填が困難になる。そのため、ビアホール導体55の高さ方向寸法Hが小さいものについて、径方向寸法Dを小さくすることによって、アスペクト比H/Dを大きくしようとすることが好ましい。図1に示したビアホール導体38〜47の各々の寸法は、このような思想の下で設計されたものである。
Referring to FIG. 2, when the height dimension of the via-
上述したビアホール導体55の径方向寸法Dは、ビアホール導体55の断面形状が円形である場合には、この円の直径の長さを指すものであるが、ビアホール導体55の断面形状が正方形である場合には、この正方形の辺の長さを指し、ビアホール導体55の断面形状が長方形である場合には、この長方形の長辺の長さを指すものである。
The above-mentioned radial dimension D of the via-
また、図1において、ビアホール導体38〜47の各々の断面寸法は、導電性ペーストの充填後の欠落を防止するとともに、導電性ペーストの充填を困難にしないようにする観点から選ばれたものであるので、同じセラミック層を貫通するように延びる複数のビアホール導体は、互いに同じ断面寸法を有するように設計される。たとえば、セラミック層32に設けられるビアホール導体38とビアホール導体39とは互いに同じ断面寸法を有し、以下同様に、ビアホール導体40とビアホール導体41、ビアホール導体42とビアホール導体43、ビアホール導体44とビアホール導体45、ならびにビアホール導体46とビアホール導体47は、それぞれ、互いに同じ断面寸法を有している。
Further, in FIG. 1, the cross-sectional dimensions of each of the via-
前述したアスペクト比H/Dの適正範囲に関して、導電性ペーストの充填後の欠落の防止および導電性ペーストの充填の容易性を考慮しながら調査した結果、このアスペクト比H/Dは、0.1〜3.0の範囲内に選ばれることが好ましい。 As a result of investigating the appropriate range of the aspect ratio H / D described above in consideration of prevention of missing after filling of the conductive paste and ease of filling of the conductive paste, the aspect ratio H / D is 0.1. It is preferably selected within the range of -3.0.
たとえば、セラミック層(あるいはセラミックグリーンシート)の厚みが15μmとすると、ビアホール導体の高さ方向寸法Hは同じく15μmとなるが、ビアホール導体の径方向寸法Dは150μm以下に選ぶことが好ましく、セラミック層(あるいはセラミックグリーンシート)の厚みが10μmとすると、ビアホール導体の径方向寸法Dは100μm以下にすることが好ましい。 For example, if the thickness of the ceramic layer (or ceramic green sheet) is 15 μm, the height dimension H of the via hole conductor is also 15 μm, but the radial dimension D of the via hole conductor is preferably selected to be 150 μm or less. When the thickness of the (or ceramic green sheet) is 10 μm, the radial dimension D of the via-hole conductor is preferably 100 μm or less.
逆に言うと、ビアホール導体の径方向寸法Dを200μmとすると、ビアホール導体の高さ方向寸法Hすなわちセラミック層(あるいはセラミックグリーンシート)の厚みは20〜600μmにすることが好ましい。 Conversely, when the radial dimension D of the via-hole conductor is 200 μm, the height-direction dimension H of the via-hole conductor, that is, the thickness of the ceramic layer (or ceramic green sheet) is preferably 20 to 600 μm.
なお、アスペクト比H/Dは、その適正値に関して、上述したように、ある幅を有しているので、すべてのセラミック層に関して、各厚み毎にビアホール導体の径方向寸法Dを変える必要はなく、ビアホール導体の変更は必要最小限に留める方が実用的である。 As described above, the aspect ratio H / D has a certain width with respect to the appropriate value, and therefore it is not necessary to change the radial dimension D of the via-hole conductor for each thickness for all the ceramic layers. It is more practical to keep the via hole conductors to a minimum.
図1に示した積層型セラミック電子部品31は、たとえば、次のようにして製造することができる。
The multilayer ceramic
まず、キャリアフィルム上で、セラミック層32〜36の各々となるべきセラミックグリーンシートが成形される。これらセラミックグリーンシートは、それぞれ、セラミック層32〜36の各厚みに対応する厚みを有している。次に、各セラミックグリーンシートに、貫通孔が、ドリル、パンチまたはレーザ等を適用して設けられる。貫通孔は、それぞれ、ビアホール導体38〜47を形成するためのものであり、その断面寸法は、ビアホール導体38〜47の各々の断面寸法に対応している。
First, a ceramic green sheet to be each of the
なお、次に実施される導電性ペーストを貫通孔に充填する工程において、図7に示した方法が適用される場合には、上述の貫通孔を設ける工程の前または後にキャリアフィルムをセラミックグリーンシートから剥離する工程が実施され、図9に示した方法が適用される場合には、セラミックグリーンシートは、キャリアフィルムによって裏打ちされたままの状態で取り扱われる。 When the method shown in FIG. 7 is applied in the next step of filling the conductive paste into the through hole, the carrier film is formed before or after the step of providing the through hole. When the step of peeling from the substrate is carried out and the method shown in FIG. 9 is applied, the ceramic green sheet is handled while being backed by the carrier film.
次に、図7に示した方法または図9に示した方法を適用して、貫通孔に導電性ペーストが充填され乾燥される。これによって、各貫通孔内にビアホール導体38〜47がそれぞれ形成される。
Next, by applying the method shown in FIG. 7 or the method shown in FIG. 9, the through-hole is filled with a conductive paste and dried. As a result, via-
次に、セラミックグリーンシートの主面上に、導電性ペーストを所望のパターンで付与し乾燥することによって、導電性ペースト膜が形成される。導電性ペースト膜は、内部導体膜48または外部導体膜49となるものである。
Next, a conductive paste film is formed on the main surface of the ceramic green sheet by applying and drying the conductive paste in a desired pattern. The conductive paste film becomes the
次に、上述した複数のセラミックグリーンシートを積層することによって、生の積層体が作製される。この生の積層体は、積層型セラミック電子部品31における積層体37となるものである。したがって、この積層工程において、前述したように、最も薄いセラミック層33および34となるべきセラミックグリーンシートが生の積層体の内部に配置され、かつ、これら最も薄いセラミック層33および34にコンデンサが設けられるように、複数のセラミックグリーンシートが積層される。
Next, a raw laminated body is produced by laminating the plurality of ceramic green sheets described above. This raw laminated body becomes the
なお、上述した貫通孔への導電性ペーストの充填工程において図9に示した方法が適用される場合には、このセラミックグリーンシートを積層する前の段階で、キャリアフィルムをセラミックグリーンシートから剥離することが行なわれる。 When the method shown in FIG. 9 is applied in the above-described filling process of the conductive paste into the through holes, the carrier film is peeled off from the ceramic green sheet before the ceramic green sheet is laminated. Is done.
次に、生の積層体が焼成され、それによって、積層型セラミック電子部品31のための積層体37が得られる。
Next, the raw laminate is fired, whereby a laminate 37 for the multilayer ceramic
なお、図1に示した積層体37の上面上に位置する外部導体膜49および下面上に位置する外部導体膜49のいずれか一方は、生の積層体を作製した後、または焼結後の積層体37を得た後に形成されてもよい。
Note that either one of the
また、積層体37を得た後、必要に応じて、積層体37の外表面上に、印刷抵抗、電気絶縁膜およびレジスト膜等が形成され、また、外部導体膜49上に、めっきが施される。
In addition, after obtaining the
次に、積層体37の上面上に、チップ状電子部品50が実装される。そして、このようにして得られた積層型セラミック電子部品31は、配線基板53上に実装され、所望の電子装置を構成するように用いられる。
Next, the chip-shaped
図3は、この発明の他の実施形態による積層型セラミック電子部品31aを図解的に示す断面図である。図3において、図1に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a multilayer ceramic
図3に示した積層型セラミック電子部品31aは、以下の点を除いて、図1に示した積層体37と実質的に同様の構造を有する積層体37aを備えている。すなわち、積層体37aにおいては、その上面に外部導体膜が形成されておらず、ビアホール導体38および39の各々の露出する端面が、そのまま、搭載部品としてのチップ状電子部品56との接続のための端子として用いられる。
A multilayer ceramic
チップ状電子部品56は、バンプ電極57を備え、これらバンプ電極57がビアホール導体38および39にそれぞれ接触した状態で電気的接続が達成される。
The chip-shaped
上述のように、ビアホール導体38および39の各々の露出する端面を、それぞれ、接続用端子として用いるにあたっては、ビアホール導体38および39の各断面寸法が大きい方が、バンプ電極57との間での位置合わせが容易になるという点で好ましい。この実施形態では、最も厚いセラミック層32に設けられるビアホール導体38および39が最も大きい断面寸法を有していることになるので、ビアホール導体38および39の各端面を接続用端子として用いるのに適していると言うことができる。
As described above, when the exposed end surfaces of the via-
なお、図3に示したチップ状電子部品56に代えて、あるいは、これに加えて、図1に示したチップ状電子部品50のように半田付けによって表面実装される電子部品が、ビアホール導体38および39の露出する各端面を接続用端子としながら、積層体37a上に搭載されても、あるいはワイヤボンディングを介して接続される電子部品が、ビアホール導体38および39の露出する各端面を接続用端子すなわちワイヤボンディング用パッドとしながら、積層体37上に搭載されてもよい。
In place of or in addition to the chip-shaped
31,31a 積層型セラミック電子部品
32〜36,54 セラミック層
37,37a 積層体
38〜47,55 ビアホール導体
31, 31a Multilayer ceramic electronic component 32-36, 54
Claims (7)
前記ビアホール導体は、断面寸法が互いに異なる第1および第2のビアホール導体を含み、前記第1のビアホール導体の断面寸法は、前記第2のビアホール導体の断面寸法より大きく、
前記第1のビアホール導体は、前記第1のセラミック層を貫通するように延び、前記第2のビアホール導体は、前記第2のセラミック層を貫通するように延び、
前記第2のセラミック層にはコンデンサが設けられており、かつ、前記第2のセラミック層は、前記積層体の内部に配置されている、
積層型セラミック電子部品。 A laminate comprising a plurality of laminated ceramic layers including a first ceramic layer and a second ceramic layer having a thickness less than the first ceramic layer, and relating to a particular one of the ceramic layers A wiring conductor is provided, and the wiring conductor includes a via-hole conductor formed by filling a through hole penetrating the specific ceramic layer and a conductor film extending along a main surface of the ceramic layer. A multilayer ceramic electronic component,
The via-hole conductor includes first and second via-hole conductors having different cross-sectional dimensions, and the cross-sectional dimension of the first via-hole conductor is larger than the cross-sectional dimension of the second via-hole conductor,
The first via-hole conductor extends through the first ceramic layer, the second via-hole conductor extends through the second ceramic layer;
The second ceramic layer is provided with a capacitor, and the second ceramic layer is disposed inside the laminate.
Multilayer ceramic electronic components.
少なくとも前記第1および第2のセラミックグリーンシートの各々を貫通するように貫通孔を設ける工程と、
前記貫通孔内にビアホール導体を形成するため、導電性ペーストを前記貫通孔に充填する工程と、
前記第1および第2のセラミックグリーンシートを含む複数のセラミックグリーンシートを積層することによって生の積層体を得る工程と、
前記生の積層体を焼成する工程と
を備え、
前記貫通孔を設ける工程において、前記第1のセラミックグリーンシートに設けられる第1の貫通孔の断面寸法は、前記第2のセラミックグリーンシートに設けられる第2の貫通孔の断面寸法より大きくされ、
前記複数のセラミックグリーンシートを積層することによって生の積層体を得る工程において、前記第2のセラミック層が前記生の積層体の内部に配置され、かつ、前記第2のセラミック層にコンデンサが設けられるように、複数の前記セラミックグリーンシートが積層される、
積層型セラミック電子部品の製造方法。 Preparing a plurality of ceramic green sheets including a first ceramic green sheet and a second ceramic green sheet having a thickness smaller than that of the first ceramic green sheet;
Providing a through hole so as to penetrate at least each of the first and second ceramic green sheets;
Filling the through-hole with a conductive paste to form a via-hole conductor in the through-hole;
Obtaining a raw laminate by laminating a plurality of ceramic green sheets including the first and second ceramic green sheets;
And firing the raw laminate.
In the step of providing the through-hole, a cross-sectional dimension of the first through-hole provided in the first ceramic green sheet is made larger than a cross-sectional dimension of the second through-hole provided in the second ceramic green sheet,
In the step of obtaining a raw laminated body by laminating the plurality of ceramic green sheets, the second ceramic layer is disposed inside the raw laminated body, and a capacitor is provided in the second ceramic layer. A plurality of the ceramic green sheets are laminated,
Manufacturing method of multilayer ceramic electronic component.
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JPWO2007083811A1 (en) * | 2006-01-23 | 2009-06-18 | 日立金属株式会社 | Conductive paste, multilayer ceramic substrate, and method for producing multilayer ceramic substrate |
-
2005
- 2005-01-06 JP JP2005001251A patent/JP2005175504A/en active Pending
Cited By (2)
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