JP4578134B2 - コンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層の内部にコンデンサ部を内蔵したコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板に関するものである。

従来、携帯電子機器や携帯用情報端末等の分野では、半導体素子を実装した多層配線基板と共に、受動部品として抵抗体，コンデンサ，インダクタ等をプリント回路基板等の基板上に実装したモジュール基板が用いられてきた。

しかし近年、このような携帯電子機器や携帯用情報端末等に用いられる部品の小型化、複合化、高性能化が強く求められており、半導体素子を実装する多層配線基板の内部に受動部品に相当する機能を有する電子回路素子を内蔵させて、半導体素子等と受動部品とを高密度で実装した部品の集積化の流れが進んでいる。これらの受動部品を多層配線基板の内部に取り組むことは、多層配線基板の表面にこれら受動部品の実装スペースを確保する必要をなくし、また設計の自由度も増すため、多層配線基板の小型化に寄与できることとなる。

例えば、コンデンサを内蔵したガラスセラミック多層配線基板を形成する場合、絶縁層を形成するガラスセラミックグリーンシートに誘電体ペーストを部分的に塗工して誘電体層を形成し、その後、所望の導体パターンを形成したガラスセラミックグリーンシートと、誘電体層を形成したガラスセラミックグリーンシートとを積層して、誘電体層および導体パターンをガラスセラミックグリーンシートと同時に焼成することで形成することできる。

このようにして形成されたコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板（以下、コンデンサ内蔵基板ともいう）の構造は、図２に示すように絶縁層１の層間に配設されたコンデンサ部２を備えており、コンデンサ部２はＣｕ，Ａｇ粉末の焼結体からなる電極層３と、チタン酸バリウム粉末等の誘電体粉末の焼結体からなる誘電体層４から構成されている。

また、チタン酸バリウムは誘電率が高く、高誘電率系セラミックコンデンサの分野で主な材料として用いられている。チタン酸バリウムは１２０℃〜１３０℃にキュリー温度を有し、その誘電率はキュリー温度で急激に増大する。従って、低温から高温までコンデンサの電気的な容量の変化を抑える必要がある場合、キュリー温度における誘電率の増大を抑えるため、誘電体組成物に添加剤（ディプレッサー）を添加することが広く行われている。

しかし、図２の従来の構成においては、電極層３を介してガラスセラミックグリーンシートと誘電体層４を同時焼成する場合、焼成温度はＣｕ，Ａｇ粉末の融点以上に設定することができない。従って、ディプレッサーを誘電体層４の誘電体組成物に添加した場合、ディプレッサーが誘電体組成物の焼結を阻害して誘電体組成物の誘電率を低下させるという問題点があった。

また、ガラスセラミックグリーンシートの焼結温度が９００℃〜１０００℃程度と比較的低温であるため、ディプレッサーと誘電体組成物の反応が十分進まず、キュリー温度における誘電率の増大を十分に抑制することができなくなるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点を解決するために完成されたものであり、その目的は、温度によってコンデンサ部の容量変化の小さいコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板を提供することにある。

本発明のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板は、複数の絶縁層が積層された、ガラスおよびフィラーを含有するガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体の内部に、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体層および金属粉末の焼結体からなる電極層から構成されるコンデンサ部が形成されたコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板であ
って、前記誘電体層は互いにキュリー温度が異なる複数の誘電体層部から成り、前記コンデンサ部の上下面のそれぞれに
チタン酸バリウム粉末とガラス粉末との焼結体からなる誘電体拡散防止層が積層され、該誘電体拡散防止層と前記絶縁層との間に、金属粉末とガラス粉末との焼結体からなるメタライズ拡散防止層が介在していることを特徴とする。

また、本発明のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板は好ましくは、前記コンデンサ部が、チタン酸バリウム粉末９５〜１００質量部とチタン酸ストロンチウム粉末５質量部以下とを含む第１の強誘電体粉末に、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ前記第１の強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成る第１の誘電体層部と、チタン酸バリウム粉末８５〜９０質量部とチタン酸ストロンチウム粉末１０〜１５質量部とを含む第２の強誘電体粉末に、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ前記第２の強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成る第２の誘電体層部と、チタン酸バリウム粉末６５〜８０質量部とチタン酸ストロンチウム粉末２０〜３５質量部とを含む第３の強誘電体粉末に、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ前記第３の強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成る第３の誘電体層部とから成ることを特徴とする。

本発明のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板によれば、コンデンサ部を成すチタン酸バリウムを主成分とする誘電体層は互いにキュリー温度が異なる複数の誘電体層部から成ることから、コンデンサ部の温度に対する容量変化は、複数のキュリー温度を持つ各誘電体層部によって相互補完され均等化することから、誘電体層が単一の誘電体材料で成る場合に比べ、所望の温度領域におけるコンデンサ部の容量変化量を小さく抑えることができる。その結果、温度に対する容量変化率の小さいコンデンサ部を内蔵したコンデンサ内蔵基板とすることができる。

例えば、コンデンサ部の誘電体層が１２５℃にキュリー温度をもつ単一の誘電体材料で形成されている場合、室温（２５℃）に対する−４０℃〜１２０℃の温度領域におけるコンデンサ部の容量変化は−１８％〜４０％となるのに対して、コンデンサ部の誘電体層が８０℃，１５℃にそれぞれキュリー温度を有するように調整された２種の誘電体層部から誘電体層を形成した場合、室温に対する−４０℃〜１２５℃の温度領域におけるコンデンサ部の容量変化は−１０％〜１５％とすることができる。

また、本発明のコンデンサ内蔵基板によれば、コンデンサ部の上下面に誘電体拡散防止層とメタライズ拡散防止層とを順次積層していることから、同時焼成時に発生していた絶縁体層と誘電体層との間の相互拡散現象を、絶縁層と誘電体拡散防止層との間の相互拡散現象に置き換えることができる。従って、コンデンサ部の誘電体層の誘電体成分（ガラス成分）が絶縁層および電極層に流出して誘電体層の焼結不足が発生したり、絶縁体層のガラス成分が誘電体層中に侵入して誘電体層のガラス成分が過剰となったりすることを抑制することができる。その結果、コンデンサ内蔵基板内に形成したコンデンサ部の容量低下やその容量値のバラツキを大幅に抑制することができる。

また、誘電体拡散防止層とガラスセラミック焼結体からなる絶縁層間にメタライズ拡散防止層を介在させることにより、誘電体拡散防止層と絶縁層との間の誘電体成分（ガラス成分）の過剰な相互拡散を抑制することができる。その結果、誘電体拡散防止層と絶縁層とに発生するボイドを無くし、また誘電体拡散防止層と絶縁層との間の熱膨張係数の差による残留応力を緩和して、誘電体拡散防止層と絶縁層とにクラックが発生するのを防止し、信頼性の高いコンデンサ内蔵基板とすることができる。

また、本発明のコンデンサ内蔵基板において好ましくは、コンデンサ部を、チタン酸バリウム粉末９５〜１００質量部とチタン酸ストロンチウム粉末を５質量部以下添加してなる第１の強誘電体粉末にＢ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ第１の強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体と、チタン酸バリウム粉末８５〜９０質量部とチタン酸ストロンチウム粉末を１０〜１５質量部とを含む第２の強誘電体粉末にＢ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体と、チタン酸バリウム粉末６５〜８０質量部とチタン酸ストロンチウム粉末を２０〜３５質量部とを含む第３の強誘電体粉末にＢ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体との３つの異なる誘電体材料から成るものとした場合、各誘電体材料はそれぞれ１００℃〜１２５℃、６０〜８５℃、１０℃〜４５℃にキュリー温度をもつため、−４０℃〜１２０℃の幅広く実用的な使用温度領域において、誘電率が高く、温度変化による誘電率の変化量も小さいコンデンサ内蔵基板とすることができる。

本発明のコンデンサ内蔵基板を以下に詳細に説明する。図１は、本発明のコンデンサ内蔵基板の実施の形態の一例を示す断面図である。本発明のコンデンサ内蔵基板１０は、複数の絶縁層１１ａ，１１ｂ，１１ｃを積層して成る絶縁基体１１と、誘電体層部１２a，１２ｂ，１２ｃおよびその上下に配設されたメタライズ層から成る一対の電極層１３ａ〜１３ｄからなるコンデンサ部１４と貫通導体１５ａ〜１５ｄと、配線層1６ａ，１６ｂとを有している。

本発明のセラミック配線基板１０における絶縁層１１ａ〜１１ｃは、ガラス成分とセラミック粉末（セラミックフィラー）との焼結体から成る。このガラス成分としては、例えばＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１およびＭ^２は同じかまたは異なっていて、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１およびＭ^２は上記と同じである），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。

また、セラミック粉末としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＺｒＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，ＴｉＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。

この絶縁層１１ａ〜１１ｃの焼成前の生シートであるグリーンシートは、ガラス粉末およびセラミック粉末と、有機バインダ，有機溶剤，可塑剤等とを添加混合してスラリーとするとともに、そのスラリーにドクターブレード法やカレンダロール法を採用することによって成形する。

このガラス粉末およびセラミック粉末に添加混合される有機バインダとしては、従来からセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体,メタクリル酸エステル共重合体,アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラール系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。

グリーンシートを成形するためのスラリーに用いられる有機溶剤としては、その有機溶剤とガラス粉末とセラミック粉末と有機バインダとを混練してグリーンシート成形に適した粘度のスラリーが得られるように、例えば炭化水素類，エーテル類，エステル類，ケトン類，アルコール類等から成るものが挙げられる。

以上のようにして作製したグリーンシートに、必要に応じて金型加工やレーザ加工，マイクロドリルやパンチング等の機械的加工により貫通孔を形成する。この貫通孔に、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ等の金属粉末とガラス粉末とに適当な有機バインダ，溶剤を添加混合した貫通導体用ペーストを、スクリーン印刷等により充填して、貫通導体１７を形成する。

また、これらのグリーンシートの表面に、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ等の金属粉末とガラス粉末に適当な有機バインダ，溶剤を添加混合した配線導体用ペーストを、スクリーン印刷等により塗布し、配線層１６ａ，１６ｂを形成してもよい。

電極層１３ａ〜１３ｄは、グリーンシート上あるいは誘電体層部１２ａ〜１２ｃ上にＡｇ、Ｃｕ，Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ等のＡｇ−Ｐｄ等の金属粉末とガラス粉末に適当な有機バインダ，溶剤を添加混合した電極用ペーストを、スクリーン印刷法等によって塗布して形成することができる。この電極層１３ａ〜１３ｄに含まれるガラス添加量は１０質量部以下とするのが良い。これにより、電極層１３ａ〜１３ｄを緻密な金属焼結体とすることができる。その結果、誘電体層部１２ａ〜１２ｃと絶縁層１１との間の相互拡散を小さくすることができる。

誘電体層部１２ａ〜１２ｃは電極層１３ａ〜１３ｄ上に、チタン酸バリウム粉末とチタン酸ストロンチウム粉末を適量添加した強誘電体粉末にガラス粉末と適当な有機バインダ，溶剤を添加混合した誘電体ペーストをスクリーン印刷法等で塗布して形成することができる。誘電体層部１２ａ〜１２ｃは、それぞれ異なるキュリー温度を持つよう調整されたチタン酸バリウムを主成分とする複数の誘電体材料をコンデンサ内蔵基板１０の厚み方向に３層積層されて形成されている。

そして、誘電体層は、チタン酸バリウム粉末９５〜１００質量部とチタン酸ストロンチウム粉末を５質量部以下添加してなる第１の強誘電体粉末にＢ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ第１の強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成る第１の誘電体層部１２ａと、チタン酸バリウム粉末８５〜９０質量部とチタン酸ストロンチウム粉末を１０〜１５質量部添加してなる第２の強誘電体粉末にＢ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ第２の強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成る第２の誘電体層部１２ｂと、チタン酸バリウム粉末６５〜８０質量部とチタン酸ストロンチウム粉末を２０〜３５質量部添加してなる第３の強誘電体粉末にＢ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれの第３の強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体３から成る第３の誘電体層部１２ｃとからなることが好ましい。

第１の誘電体層部１２ａ〜１２ｃは、それぞれ１００℃〜１２５℃、６０〜８５℃、１０℃〜４５℃にキュリー温度をもつことから、−４０℃〜１２０℃の幅広い温度領域において誘電率が高くかつ温度による容量変化量も小さいコンデンサ内蔵基板１０とすることができる。

また、コンデンサ部１４の上下面にはそれぞれに順次積層された誘電体拡散防止層およびメタライズ拡散防止層を設ける。誘電体拡散防止層、メタライズ拡散防止層を設けることにより、より好適に誘電体層と絶縁層１１との間の相互拡散を抑え、誘電体層を緻密な焼結体とすることができる。

さらに、絶縁層１１a，１１ｂ，１１ｃとなる各グリーンシートを３〜２０ＭＰａの圧力と５０〜８０℃の温度で加熱圧着して積層体を作製する。

その後、例えば配線層１６ａ，１６ｂ等の金属粉末がＡｇ粉末である場合は大気中で９００〜１０００℃の温度で、配線層１６ａ，１６ｂ等の金属粉末がＣｕ粉末である場合は窒素雰囲気下で積層体を焼成することにより、本発明のコンデンサ内蔵基板１０が得られる。

また、積層体を焼成する際に、グリーンシートが焼結する温度では実質的に焼結収縮しない無機成分、例えばアルミナから成る拘束グリーンシートを積層体の両面に積層して焼成すると、この拘束グリーンシートによって積層体の主面方向の焼成時の収縮が拘束されて抑制されるために、グリーンシートとチタン酸バリウムを主成分とする誘電体層となる誘電体ペーストの塗布層等との焼結収縮挙動の差によるコンデンサ内蔵基板１０の反り等を抑制することができる。

さらに、コンデンサ内蔵基板１０の表面に位置する配線層１６ａ，１６ｂには、その表面に電子部品を実装する際の半田濡れ性の向上や配線層１６ａ，１６ｂの腐食防止のために、ニッケル，銅，金等のめっき層を施してもよい。

なお、以上の実施の形態においては、それぞれ異なるキュリー温度を持つよう調整されたチタン酸バリウムを主成分とする複数の誘電体材料からなる誘電体層部１２ａ〜１２ｃがコンデンサ内蔵基板１０の厚み方向に３層積層されたものについて説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、例えば、誘電体層部１２ａ〜１２ｃは面方向に並んで形成されていたり、または誘電体層部１２ａを誘電体層部１２ｂが取り囲み、さらに誘電体層部１２ｃが誘電体層部１２ｂを取り囲んだような形態であっても構わない。

本発明のコンデンサ内蔵基板の実施例について以下に説明する。

コンデンサ内蔵基板の絶縁体層となるグリーンシートを得るために、ガラスとしてＳｉＯ_２−ＣａＯ−ＭｇＯ系ガラス粉末５０質量部と、セラミックフィラーとしてＡｌ_２Ｏ_３粉末５０質量部とを混合し、このガラス粉末およびセラミックフィラーから成る無機粉末１００質量部に、有機バインダとしてアクリル系樹脂１２質量部，フタル酸系可塑剤６質量部および溶剤としてトルエン３０質量部を加え、ボールミル法により混合しスラリーとした。このスラリーを用いて、ドクターブレード法により厚さ２００μｍのガラスセラミックグリーンシートを成形した。

また、コンデンサ内蔵基板の第１の誘電体層部となるグリーンシートを得るために、チタン酸バリウム粉末１００質量部から成る第１の強誘電体粉末に、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ第１の強誘電体粉末１００質量部に対して５質量部添加した第１の無機粉末１００質量部に、有機バインダとしてアクリル系樹脂１２質量部、フタル酸系可塑剤６質量部および溶剤としてトルエン３０質量部を加え、ボールミル法により混合し第１のスラリーを作製した。第１のスラリーを用いて、ドクターブレード法により厚さ３０μｍの第１のグリーンシートを成形した。

また、第２の誘電体層部となるグリーンシートを得るために、チタン酸バリウム粉末８７．５質量部とチタン酸ストロンチウム粉末を１２．５質量部添加した第２の強誘電体粉末に、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ第２の強誘電体粉末１００質量部に対して５質量部添加した第２の無機粉末１００質量部に、有機バインダとしてアクリル系樹脂１２質量部、フタル酸系可塑剤６質量部および溶剤としてトルエン３０質量部を加え、ボールミル法により混合し第２のスラリーを作製した。第２のスラリーを用いて、ドクターブレード法により厚さ３０μｍの第２のグリーンシートを成形した。

また、第３の誘電体層部となるグリーンシートを得るために、チタン酸バリウム粉末７０質量部とチタン酸ストロンチウム粉末を３０質量部を含む第３の強誘電体粉末に、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ第３の強誘電体粉末１００質量部に対して５質量部添加した第３の無機粉末１００質量部に、有機バインダとしてアクリル系樹脂１２質量部、フタル酸系可塑剤６質量部および溶剤としてトルエン３０質量部を加え、ボールミル法により混合し第３のスラリーとした。第３のスラリーを用いて、ドクターブレード法により厚さ３０μｍの第３のグリーンシートを成形した。

絶縁層となるガラスセラミックグリーンシートに、メタライズ拡散防止層用ペーストをスクリーン印刷法で塗布し、７０℃で３０分乾燥して、メタライズ拡散防止層用ペーストのパターンを形成した。なお、上記のメタライズ拡散防止層用ペーストは、Ａｇ粉末とガラス粉末との混合物からなり、Ａｇ粉末とガラス粉末とを１００質量部としたとき、これにアクリル樹脂１２質量部と有機溶剤としてα−テルピネオール６質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合したものを用いた。

また、メタライズ拡散防止層用ペースト層上に、誘電体拡散防止層用ペーストをスクリーン印刷法で塗布し、７０℃で３０分乾燥して、誘電体焼拡散防止層用ペーストのパターンを形成した。誘電体拡散防止層用ペーストは、チタン酸バリウム粉末とガラス粉末との混合物からなり、チタン酸バリウム粉末とガラス粉末とを１００質量部としたとき、これにアクリル樹脂１２質量部と有機溶剤としてα−テルピネオール８質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールで十分に混練したものを用いた。

次に、メタライズ拡散防止層用ペースト層と誘電体拡散防止層用ペースト層のパターンを形成したガラスセラミックグリーンシートに、パンチングマシーンを用いて所定位置に貫通孔を形成し、この貫通孔にスクリーン印刷法で貫通導体用ペーストを充填した。貫通導体用ペーストとしては、Ａｇ粉末（平均粒径３μｍ）１００質量部に対してガラス粉末１０質量部を加え、さらにバインダ成分として所定量のアクリル系樹脂およびテルピネオールを加えて、攪拌脱泡機により十分に混合したものを用いた。

次に、第１〜第３のグリーンシートに、パンチングマシーンを用いて所定位置に貫通孔を形成し、この貫通孔にスクリーン印刷法で貫通導体用ペーストを充填した。さらに第１〜第３のグリーンシート上に電極層用ペーストをスクリーン印刷法で塗布し、７０℃で３０分乾燥して、電極層用ペースト層のパターンを形成した。電極層用ペーストとしては、メタライズ拡散防止層用ペーストと同じものを用いた。

さらに、電極層用ペースト層のパターンを形成した第１〜第３のグリーンシートを積層したグリーンシート積層体を形成した。このとき、第２のグリーンシートを３層積層したグリーンシート積層体をグリーンシート積層体Ａとし、第１〜第３のグリーンシートを積層したグリーンシート積層体をグリーンシート積層体Ｂとした。

次に、コンデンサ部となるグリーンシート積層体Ａ，Ｂをそれぞれ所定の大きさ（３ｍｍ角）にカットし、これらを絶縁層となるガラスセラミックグリーンシート上の誘電体拡散防止層上にセットし、５ＭＰａの圧力と５０℃の温度で真空加圧して、コンデンサ部となるグリーンシート積層体Ａ，Ｂが部分的に積層されたガラスセラミックグリーンシートを得た。さらに、コンデンサ部となるグリーンシート積層体Ａ，Ｂを部分的に積層したことによって生じる厚みを吸収するために、コンデンサ部となるグリーンシート積層体Ａ，Ｂを覆うようにガラスセラミックグリーンシートと同じ材料から成り焼結後に絶縁層となるガラスセラミックペーストをスクリーン印刷法で塗布した。このガラスセラミックペーストは、ガラスとしてＳｉＯ_２−ＣａＯ−ＭｇＯ系ガラス粉末を５０質量部、セラミックフィラーとしてＡｌ_２Ｏ_３粉末を５０質量部混合し、この無機粉末１００質量部に有機バインダとしてアクリル樹脂１２質量部と有機溶剤としてα−テルピネオール８質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールで十分に混練したものを用いた。

次に、コンデンサ部となるグリーンシート積層体Ａ，Ｂが積層されたガラスセラミックグリーンシートと、表面に測定用パッドを形成し、裏面にコンデンサ部の上方の拡散を抑制するメタライズ拡散防止層のパターンおよび誘電体拡散防止層のパターンを形成したガラスセラミックグリーンシートとを５ＭＰａの圧力と５０℃の温度で真空加熱圧着してコンデンサ内蔵基板用のグリーンシート積層体を作製した。このグリーンシート積層体を、５００℃で３時間のバインダの燃焼行程と、９００℃で１時間のセラミックスの焼結工程とからなる焼成工程で焼成し、緻密なガラスセラミックス焼結体から成る絶縁層の内部に同時焼成により誘電体層を配設して成るコンデンサ内蔵基板を得た。ここで、グリーンシート積層体Ａの焼結体を内蔵したコンデンサ内蔵基板をサンプル１、グリーンシート積層体Ｂの焼結体を内蔵したコンデンサ内蔵基板をサンプル２とした。

得られたコンデンサ内蔵基板について、そのコンデンサ部（容量素子）の電気的な容量を−４０℃〜１３０℃の温度領域で測定した。容量の測定は、測定周波数１ＭＨｚ、測定温度２５℃の条件で、インピーダンス測定器（「４２９４Ａプレシジョン インピーダンス アナライザ」アジレントテクノロジー（株）製、測定精度±０．０８％）を用いて測定した。測定結果を表１に示す。なお、表１は室温（２５℃）に対する各温度での容量比率を示したものである。

表１より、−４０℃〜１２０℃の温度領域で、サンプル２はサンプル１に比べて、温度に関する容量変化率が小さいことが判明した。

なお、本発明は上記の実施の形態および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何ら差し支えない。

本発明のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板の実施の形態の１例を示す断面図である。 従来のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板の１例を示す断面図である。

符号の説明

１０：コンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板
１１：絶縁基体
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ：絶縁層
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ：第１，第２，第３の誘電体層部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ：電極層
１４：コンデンサ部
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ：貫通導体
１６ａ，１６ｂ：配線層

Claims (2)

1. 複数の絶縁層が積層された、ガラスおよびフィラーを含有するガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体の内部に、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体層および金属粉末の焼結体からなる電極層から構成されるコンデンサ部が形成されたコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板であって、前記誘電体層は互いにキュリー温度が異なる複数の誘電体層部から成り、前記コンデンサ部の上下面のそれぞれにチタン酸バリウム粉末とガラス粉末との焼結体からなる誘電体拡散防止層が積層され、該誘電体拡散防止層と前記絶縁層との間に、金属粉末とガラス粉末との焼結体からなるメタライズ拡散防止層が介在していることを特徴とするコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板。
2. 前記コンデンサ部は、チタン酸バリウム粉末９５〜１００質量部とチタン酸ストロンチウム粉末５質量部以下とを含む第１の強誘電体粉末に、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ前記第１の強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成る第１の誘電体層部と、チタン酸バリウム粉末８５〜９０質量部とチタン酸ストロンチウム粉末１０〜１５質量部とを含む第２の強誘電体粉末に、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ前記第２の強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成る第２の誘電体層部と、チタン酸バリウム粉末６５〜８０質量部とチタン酸ストロンチウム粉末２０〜３５質量部とを含む第３の強誘電体粉末に、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれ前記第３の強誘電体粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成る第３の誘電体層部とから成ることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板。

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