JPS60249386A

JPS60249386A - 機能性基板及びこれを用いた電子回路基板

Info

Publication number: JPS60249386A
Application number: JP59103665A
Authority: JP
Inventors: 熊谷　元男
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1985-12-10
Also published as: US4654750A; JPH025019B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の分野］本発明は機能性基板及びこれを用いた電子回路基板に関
する。

［従来技術］従来、磁器を用いた電子回路用基板は、絶縁体基板に導
体回路と抵抗を装着したものが主であり、コンデンサー
等の電子部品は、チップ部品として絶縁体基板に装着す
ることが、主流であった。第１図は、この様な電子回路
用基板の例を示したものであり、■は磁器絶縁体基板、
２は導体回路、３は抵抗体、４はカバー用の絶縁層、５
はチップコンデンサーである。

しかしながら、第１図の例の様にコンデンサー等のチッ
プ部品を基板外部に装着すると、基板がかざばり、また
チップ部品の装着部位を確保するため、回路設計に自ず
と制約が加わるため、近年の電子回路の小型化要求に十
分対処することができない。

一方、磁器を用いた電子部品として、例えば、主として
チタン酸バリウム系焼結体磁器を用いて、これを不純物
と共に一次焼成して半導体化し４次いで金属又は金属醇
化物の拡散源を用いて二次焼成により誘電体化する固体
コンデンサーの製造技術が開発されたが、この様なコン
デンサ〜を応用する場合、チップとして用いる以外には
、複数のコンデンサーを回路基板に組込む技術が確立さ
れておらず、回路基板の小型化に十分寄与していないの
が現状である。

またこの類のコンデンサ一部品としては、近年、積層セ
ラミックコンデンサーの技術を拡大して、その表面に導
体回路、抵抗を装着し、抵抗・コンデンサー内蔵基板の
形態としている例がある。しかしながら、この基板にお
いては、内蔵でＳるコンデンサーの特性範囲は、基板を
構成する：Ｊｉ重体により制約を受ける。回路定数がこ
の制約の範囲内であれば、この基板を用いることは、電
子回路の小型化にとって、大変効果的である。

しかし、この基板にも大きな欠点がある。

まず、コストである。即わち、コンデンサーを形成する
手段が、セラミックの積層によるため。

製造設備が煩雑となり、多くの工程が必要となる。また
、比較的高価な電極材料を多量に使用する必要がある。

次に１回路構成上の問題がある。

同一基板内に複数のコンデンサー構成単位を形成する場
合、回路定数より、複数種の誘電体を組合せて積層する
ことのちにより構成しなくてはならない。このため、回
路の小型化の面及び回路設計の自由度の面で問題があり
、応用される回路分野が限られていた。

また、積層セラミックコンデンサーは、コンデンサー１
つに２つのスルホールが必要である。このため、このタ
イプのコンデンサー内蔵基板はスルホールの数がたいへ
ん多くなり、その分基板面積の増大につながるなどの欠
点も有している。

第２図にこのタイプの磁器基板を示す。１〜３は第１図
と同義であり、６．７は基板内に内蔵された積層型コン
デンサー構成単位を示し、８は基板に装着されるチップ
部品、９はスルホールを示している。

この様に、積層セラミックコンデンサーを改良して、基
板に複数のコンデンサーを内蔵させる場合にも、コスト
の面のみならず、回路小型化の面、回路設計の自由度の
面で重大な制約がある。

［発明の目的］本発明の第１の目的は、単一基板内に複数の電子部品構
成単位を内蔵し、かつ各電子部品構成単位の特性を広範
囲で選択することのできる機能性基板及びこれを用いた
電子回路基板を提供することにある。

本発明の第２の目的は、安価で、電子回路の小型化並び
に電子回路設計の自由度の拡張を達成することのできる
機能性基板及びこれを用いた電子回路基板を提供するこ
とにある。

北記目的を達成することのできる、本発明の機能性基板
は、−次焼成により半導体化した磁器基板の表面上に、
電子部品形成用拡散源の層を形成し、しかる後に二次焼
成することにより前記磁器基板に互いに分離した複数の
電子部品構成単位を形成してなることを特徴とするもの
であり、また、本発明の電子回路基板は前記特徴を有す
る機能性基板に、少なくとも前記電子部品構成単位用の
電極を装着してなることを特徴とするものである。

［実施態様］本発明の機能性基板及び電子回路基板において、磁器基
板に形成される電子部品構成単位は、例えばコンデンサ
ー、抵抗、絶縁体、ダイオード、トランジスター等の広
範な電子部品の構成中位のなかから選択することができ
、また同一基板に対して２種類以上の電子部品構成単位
を形成してもよい。また、使用する磁器基板も、形成す
る電子部品構成単位の種類に応じて、半導体化しうる広
範な磁器基板のなかから、適宜選択することができる。

以下、磁器基板に複数のコンデンサー構成単位を形成し
た機能性基板及び電子回路基板について、本発明の詳細
な説明するが、本発明の実施態様はこれに限定されない
。

コンデンサー構成単位を形成する場合、基体となる磁器
基板は、チタン酸バリウム、チタン酸ストロノチウム、
又はこれらの複合酸化物で構成することかでき、具体的
には、ＢａＴｉＯ３、Ｓ　ｒＴｉ０３、（Ｂａ　、　Ｓ
　ｒ）　（Ｔｉ　、　Ｓｎ）　０３系複合酸化物（固溶
体も含む）、（Ｂａ、５ｒ）Ｔ　ｉ　Ｏ３系複合酸化物
（固溶体も含む）、（Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ）ＴｉＯ３系複
合酸化物（固溶体も含む）などからなる。これらの酸化
物あるいは重合酸化物を用いて、−次焼成により半導体
化した磁器基板を得るためには、従来公知の方法を適用
することができ、例えば、各成分酸化物の粉末、並びに
半導体化するのに用いるＤＶｚＯ：＋、５ｉｎ２．Ｃｕ
ｂ、ＢａＣＯ３，Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ，ＭｎＯ等の不純
物（微量添加物）を混合、成形した後、−次焼成を行な
うことにより、通常は適宜の粒子間結合度の焼結体とす
る。

第３図は、かくして得られる半導体化した磁器に板の形
状例を示したものであり、半導体化した酸化物あるいは
複合酸化物粒子１．１により基板１２が構成されている
。

かかる半導体化した磁器基板１２を誘電体化するのに用
いるコンデンサー構成単位形成用の拡散源としては、金
属又は金属化合物が用いられ、例えば、Ｂｉ、ＣｕＯｌ
ＭｎＯ２、ＢａＭｎＯ４。

ＫＭｎＯ４、Ｔ　Ｉ２０３　、Ｆｅ２ｏ３などが用いら
れる。本発明の機能性基板を得るためには、例えばこれ
らの金属又は金属化合物の塗付液を調製し、第３図及び
第４図に示した様に基板１１の片方又は両方の主面に、
所望するコンデンサー構成単位の数に合せて、複数のパ
ターンを塗布形成するなどして、基板の表面上に所望数
の互いに分離した拡散源の層１３．１４．１５を形成す
る。第３図及び第４図において、１６はスルホール部を
示している。

かくして拡散源の層が形成された磁器基板１２は、例え
ば、セラミック磁器コンデンサーを製造するための従来
公知の方法により、通常酸化性雰囲気中で二次焼成する
ことにより、拡散源からの粒界拡散により、粒子ｉｉの
粒界に絶縁層１７゜１８が形成され、形成された拡散源
の層の数に合せた複数のコンデンサー構成単位１９．２
ｏが形成５れる。なお、使用すいる各拡散源の種類に特
に制限はなく、同一であっても異なっていてもよく、ま
た、形成されるコンデンサー構成単位の数にも特に制限
はない。

例えば、Ｄｙ２０３．５ｉ０２でドープしたＢａＴｉＯ
３磁器基板を用い、第４図中、拡散源の層１３．１４．
１５として、それぞれＣｕＯｌＭｎＯ２、Ｔ　１２０３
を用い、空気中、１３５゜’０．２Ｉｈ間焼成すると、
形成される各コンデンサー構成単位の誘電率（ε）は、
順に２５，０００（ＫＨｚ）、３０．０００　（ＫＨｚ
）、４ｏ　、０００　（ＫＨｚ）となる。また、ｔａｒ
ｌδ、固有抵抗もそれぞれの構成単位で異なったものと
なる。また、拡散源の層１３をＫＭｎＯ４、拡散源１４
及び拡散源１５をＢ　ａ　Ｍ　ｎ　０４とした場合、即
ち、半導体化した磁器基板１２のパターン１３以外の部
分をマスクしてＫ　Ｍ　ｎ　０４溶液に浸漬した後、パ
ターン１４．１５にＢａ　Ｍ　ｎ　Ｏ４溶液を塗布し、
１３００’０．１時間焼成すると、形成される各コンデ
ンサー構成単位の誘電率（ε）は、順に４ｏＯ，ｏｏｏ
（ＫＷｚ）、３５．０００　（ＫＨｚ）　、３５．００
０（ＫＨｚ）となる。

なお、二次焼成に際しては、スルホール１６の部分を空
気に触れない様にして、この部分での誘電体の形成を防
止する。

また、半導体化した磁器基板を調製するに際しては、電
子回路基板として微細な電極あるいは他の回路素子を装
着する必要性から、表層部分の粒子を小さくし、またコ
ンデンサー構成単位のεを高くするためには、基板内部
の粒子を大きくすることが望ましい。皿に、スルホール
部あるいは抵抗体として使用する部分の周囲は粒子を特
に小さくする必要があるが、この様に部分的に粒径を小
さくする手段として、−次焼成時に部分的にレーザー光
で加熱したり、あるいは一次焼成前に部分的にパンチン
グを行なうことにより粒度を調整することができる。

なお、第５図に示した機能性基板は、各コンデンサー構
成単位が、粒曜拡散型（粒界セキ層型）の誘電体で構成
されているが、境界型（再酸化型）等信の様式の誘電体
としてもよい。

かくして得られる本発明の機能性基板を用いて、電子回
路基板を得るには、例えば、第５図に示した機能性基板
を用い、第６図に司した様に、少なくとも各コンデンサ
ー構成単位１９．２０用の電極２１．２２を装着し、所
望により導体２３、絶縁体２４、及び抵抗体２５など他
の回路素子、スルホール導通用電極２６などを厚膜で装
着して、回路基板を構成する。

［発明の効果］本発明の機能性基板及びこ炸を用いた電子回路基板によ
れば、単一基板内に互いに分離した複数の電子部品構成
単位を内蔵することができ、かつコンデンサー構成単位
の場合はε、ｔａｎδ、固有抵抗など各電子部品構成単
位の特性を広範囲で選択することができる。

また、従来の積層セラミックコンデンサーにおいては、
誘電体層が連続し、隣接する回路間で信号もれ等の事故
を起す場合があったが１本発明の機能性基板及びこれを
用いた電子回路基板によれば、各コンデンサー構成単位
が互いに良好に分離されるため、この様な事故が発成し
にくい構造となるなどの利点がある。

しかも、従来の積層セラミックコンデンサーなどと比べ
て、電子部品構成単位を複数形成しても、製造が安価に
でき、電子回路の小型化、また電子回路設計上の自由度
の拡張に資するところ大　□である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、従来の回路基板の構成を示した図
であり、第３図及Ｕ第４図は本発明の機能性基板の製造
例を説明するための図であり、第５図はこの製造例で得
られる本発明の機能性基板の構成を示した断面図であり
、第６図は第５図の機能性基板を用いた電子回路基板の
断面図である。ｌ・・・磁器基板、２・・・導体回路。３・拳・抵抗体、５１１・・チップコンデンサー、６．
７・・・コンデンサー構成栄位、９・・Φチップコンデ
ンサー、１２・・・半導体化された磁器基板、１３．１４．１５・争
・拡散源の層、１６・１１＠スルホ〜／Ｌ／、１９．２
０Φ・・コンデンサー構成単位、２１．２２．２６・會
◆電極、２３・・・導体、２４・・・絶縁体、２５・・
・抵抗体。箪　１　図１１２　図第　３　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　一次焼成により半導体化した磁器基板の表面上
に、電子部品形成用拡散源の層を形成し、しかる後に二
次焼成することにより前記磁器基板に互いに分離した複
数の電子部品構成単位を形成してなることを特徴とする
機能性基板。
（２）　−次焼成により半導体化した磁器基板の表面上
に、電子部品形成用拡散源の層を形成し、しかる後に二
次焼成することにより前記ｍ蓋基板に互いに分離した複
数の電子部品構成単位を形成してなる機能性基板に少な
くとも前記電子部品構成単位用の電極を装着してなるこ
とを特徴とする電子回路基板。