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多層陶瓷基板的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法以及多層陶瓷基板及其制造方法

文檔序號:7225030閱讀:288來源:國知局

專利名稱::多層陶瓷基板的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法以及多層陶瓷基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及內(nèi)置于多層陶瓷基板中的電容器的電容值調(diào)整方法以及多層陶瓷基板及其制造方法,特別涉及內(nèi)置電容器的采用激光微調(diào)的電容值調(diào)整方法。
背景技術(shù)
:近年來,以移動通信終端和個(gè)人計(jì)算機(jī)等為代表的信息處理裝置不斷地實(shí)現(xiàn)信息處理速度的高速化、裝置的小型化、多功能化等,這樣的信息處理裝置的性能提高主要通過VLSI、ULSI等半導(dǎo)體器件的高集成化、高速化、高功能化來實(shí)現(xiàn)。然而,半導(dǎo)體器件即使高速化、高性能化,作為系統(tǒng)的運(yùn)作有時(shí)也會因連接器件和器件的基板上的信號延遲和串?dāng)_、阻抗的失配、電源變動產(chǎn)生的噪聲等而受到限制。于是,作為高速且高性能的信息處理裝置所用的電子元器件,將多個(gè)半導(dǎo)體器件安裝于陶瓷基板上的所謂多芯片模塊(MCM:Multi-ChipModule)被實(shí)用化。作為這樣的模塊的基板,將用于將各半導(dǎo)體器件電連接的布線圖案立體地配置的多層陶瓷基板是有用的,這種多層陶瓷基板用的材料使用氧化鋁。使用氧化鋁的多層陶瓷基板中,由于氧化鋁粉末的燒結(jié)溫度高達(dá)1500°。以上,因此作為內(nèi)層布線圖案用的材料,必須使用作為高熔點(diǎn)金屬的鎢或鉬等。然而,由于這些高熔點(diǎn)金屬的電阻率大,因此特別是高頻波段的信號損失變大。為了解決該問題,正在開發(fā)將多塊玻璃陶瓷生片層疊并將其燒結(jié)而成的多層陶瓷基板。玻璃陶瓷生片是在陶瓷粉末和玻璃粉末中添加含粘合劑和溶劑等的介質(zhì)(vehicle)并混合而成的材料,由于其燒結(jié)溫度在105(TC以下,因此可以與如銀和銅等電阻率小的低熔點(diǎn)金屬同時(shí)燒成,可以獲得在高頻波段信號的損失也少且具有良好的電氣特性的多層陶瓷基板。另一方面,近年來,嘗試通過將原來作為表面安裝元器件搭載于多層陶瓷基板上的電容器等無源元件納入多層陶瓷基板內(nèi),從而將模塊整體進(jìn)一步小型化。在這里,在多層陶瓷基板中內(nèi)置這些元件的情況下,與原來搭載于基板表面的表面安裝元器件的電氣特性相比,如果內(nèi)置的元件的電氣特性劣化,則元件內(nèi)置化的優(yōu)勢減半,因此要求內(nèi)置元件具有與原來安裝于基板上的元件同等或更好的特性。因此,作為成為基體的基板材料,通常選擇使被內(nèi)置的各元件的電氣特性得到充分發(fā)揮的材料。例如,日本專利特開平9-92983號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)和日本專利特開2000-58381號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中揭示了具有內(nèi)置電容器且在用于形成電容器的電容器電極間夾有高介電常數(shù)的電介質(zhì)陶瓷層的結(jié)構(gòu)的內(nèi)置電容器的多層陶瓷基板。如果像這樣在電容器電極間夾入高介電常數(shù)的電介質(zhì)陶瓷層,則即使電容器電極的面積小,也可以形成電容大的內(nèi)置電容器。另外,內(nèi)置于多層陶瓷基板的電容器的電容值會因?yàn)樘沾缮暮穸鹊钠睢㈦娙萜麟姌O的印刷面積的偏差、陶瓷生片的層疊時(shí)的層疊偏差、陶瓷生片的燒成收縮量的偏差等而每批次都不同。于是,為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)置電容器的電容值的高精度化,必須通過激光器等對電容器電極進(jìn)行微調(diào)。艮P,必須通過激光微調(diào)切削電容器電極的面積,使內(nèi)置電容器的電容值達(dá)到期望值。然而,如果進(jìn)行激光微調(diào),則不僅是電容器電極,還削去夾于各電容器電極間的電介質(zhì)陶瓷層的一部分,所以微調(diào)后,可能會出現(xiàn)電容器電極間的絕緣電阻值的下降或電容器的Q值的下降。專利文獻(xiàn)l:日本專利特開平9-92983號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2000-58381號公報(bào)發(fā)明的揭示本發(fā)明是鑒于上述的實(shí)際情況而完成的,其目的在于提供不會使絕緣電阻值和Q值在激光微調(diào)前后大幅變化,可以高精度地調(diào)整內(nèi)置電容器的電容值的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法。本發(fā)明的另一目的在于提供使用該內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法而獲得的多層陶瓷基板。本發(fā)明的又另一目的在于提供使用該內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法所實(shí)施的多層陶瓷基板的制造方法。本發(fā)明首先針對調(diào)整多層陶瓷基板中的上述內(nèi)置電容器的電容值的方法,所述多層陶瓷基板具備層疊多個(gè)陶瓷層而成的陶瓷層疊體以及用于構(gòu)成上述內(nèi)置電容器的介以特定的陶瓷層以相互對向的狀態(tài)配置的第1和第2電容器電極。本發(fā)明的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法的其特征在于,具備對第l電容器電極進(jìn)行激光微調(diào)的工序,同時(shí)位于第1和第2電容器電極間的特定的陶瓷層為含Ti02的電介質(zhì)晶粒的含有比例為1035體積X的Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層。本發(fā)明的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法中,理想的是Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層的層厚為12.550"m。第1和第2電容器電極這兩者可以內(nèi)置于陶瓷層疊體中。Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層理想的是將如下的玻璃陶瓷組合物燒成而得包含(A)1035體積X的以xBa0-yTi02-zRe03/2表示的BaO-Ti02-Re03/2類陶瓷,(B)542體積X的氧化鋁陶瓷,(05079體積%的含有417.5重量%的8203、2850重量%的SiOs、020重量X的Al203和3650重量X的M0的硼硅酸玻璃;且上述BaO-Ti02-Re03,2類陶瓷和上述氧化鋁的總量在21體積^以上;其中,x、y和z表示摩爾X,滿足8^x^18、52.5^y^65和20^z^40,x+y+z=100,Re為稀土類元素,MO為選自CaO、MgO、SrO和BaO的至少l種。上述玻璃陶瓷組合物中,硼硅酸玻璃可以還含有不足O.5重量%的選自Li20、Na20和K20的至少l種。此外,本發(fā)明也針對多層陶瓷基板的制造方法,所述方法具備以下的工序制作具有層疊多個(gè)陶瓷層而成的陶瓷層疊體以及用于構(gòu)成內(nèi)置電容器的介以特定的陶瓷層以相互對向的狀態(tài)配置的第1和第2電容器電極的微調(diào)前的多層陶瓷基板的工序;為了調(diào)整內(nèi)置電容器的電容值,對第l電容器電極進(jìn)行激光微調(diào)的工序。本發(fā)明的多層陶瓷基板的制造方法的特征在于,在制作上述微調(diào)前的多層陶瓷基板的工序中,由含Ti02的電介質(zhì)晶粒的含有比例為1035體積X的Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層構(gòu)成位于第l和第2電容器電極間的特定的陶瓷層。另外,本發(fā)明也針對具有層疊多個(gè)陶瓷層而成的陶瓷層疊體以及用于構(gòu)成內(nèi)置電容器的介以特定的陶瓷層以相互對向的狀態(tài)配置的第1和第2電容器電極的多層陶瓷基板。本發(fā)明的多層陶瓷基板的特征在于,位于第1和第2電容器電極間的特定的陶瓷層是含TiO2的電介質(zhì)晶粒的含有比例為1035體積X的TiO2類電介質(zhì)玻璃陶瓷層,第l電容器電極上殘留有內(nèi)置電容器的激光微調(diào)時(shí)所形成的微調(diào)痕跡。如果采用本發(fā)明的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法,則為了調(diào)整內(nèi)置電容器的電容值而實(shí)施第l電容器電極的激光微調(diào)后,設(shè)于第l電容器電極和第2電容器電極之間的陶瓷層是含Ti02的電介質(zhì)晶粒(以下也稱"Ti02類電介質(zhì)晶粒")的所占比例為1035體積X的Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層,所以不會使電容器電極間的絕緣電阻值和電容器的Q值在激光微調(diào)前后大幅變化,可以高精度地調(diào)整內(nèi)置電容器的電容值。艮卩,絕緣電阻值和Q值的變化由激光微調(diào)所產(chǎn)生的電容器電極間的電介質(zhì)玻璃陶瓷層的特性變化、特別是電介質(zhì)玻璃陶瓷層的Ti02類電介質(zhì)晶粒的半導(dǎo)體化引起。因此,通過特定引起特性變化的Ti02類電介質(zhì)晶粒的比例(體積比例),幾乎不會引起絕緣電阻值和Q值的劣化,可以高精度地調(diào)整內(nèi)置電容器的電容值。此外,如果采用本發(fā)明的多層陶瓷基板的制造方法,則通過利用本發(fā)明的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法,可以再現(xiàn)性良好地制造具有絕緣電阻值和Q值良好的內(nèi)置電容器的多層陶瓷基板。此外,本發(fā)明的多層陶瓷基板通過利用本發(fā)明的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法而獲得。因此,如果采用本發(fā)明的多層陶瓷基板,則對于其中所具備的內(nèi)置電容器,可以使其成為電容值得到高精度的調(diào)整且絕緣電阻值和Q值良好的內(nèi)置電容器。附圖的簡單說明圖l為用于說明本發(fā)明的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法,模式化表示多層陶瓷基板l的一部分的截面圖。圖2為用于說明針對本發(fā)明的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法的比較例的對應(yīng)于圖l的圖。圖3為圖解表示基于本發(fā)明的一種實(shí)施方式的多層陶瓷基板21的截面圖。圖4為分解表示具備基于本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的多層陶瓷基板44的不可逆電路元件的一例的集中常數(shù)型隔離器41的立體圖。圖5為圖4所示的集中常數(shù)型隔離器41的等效電路圖。圖6為表示基于Ba0-Re203-4Ti02類電介質(zhì)陶瓷的含量(體積X)的絕緣電阻值的變化率和Q值的變化率的圖。符號的說明1、21、44:多層陶瓷基板,2、33:內(nèi)置電容器,35、22、23:陶瓷層,6、24:陶瓷層疊體,7、26:第1電容器電極,8、27:第2電容器電極,9:Ti02類電介質(zhì)晶粒,IO:激光,11、34:微調(diào)痕跡。實(shí)施發(fā)明的最佳方式首先,參照圖l對本發(fā)明的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法進(jìn)行具體說明。圖1中,作為多層陶瓷基板l的一部分,以截面圖模式化示出了構(gòu)成有內(nèi)置電容器2的部分。如圖1(A)所示,多層陶瓷基板1具備將多個(gè)陶瓷層3、4和5層疊而成的陶瓷層疊體6,陶瓷層疊體6內(nèi)構(gòu)成內(nèi)置電容器2。內(nèi)置電容器2由第1電容器電極7、與第1電容器電極7對向配置的第2電容器電極8、設(shè)于第1和第2電容器電極7和8間的陶瓷層4構(gòu)成。上述陶瓷層4為電介質(zhì)玻璃陶瓷層,是含Ti0s類電介質(zhì)晶粒9的電介質(zhì)層,Ti02類電介質(zhì)晶粒9的比例設(shè)為1035體積X。內(nèi)置于多層陶瓷基板1中的電容器2的電容值會因?yàn)樾纬刹A沾蓪?的陶瓷生片的厚度的偏差、成為第1和第2電容器電極7和8的導(dǎo)體圖案的印刷面積的偏差、陶瓷生片的層疊時(shí)的層疊偏差、陶瓷生片的燒成收縮量的偏差等而每批次都不同。于是,為了使內(nèi)置電容器2的電容值達(dá)到期望值,如圖1(B)所示,使用YAG(釔鋁柘榴石,YttriumAluminiumGarnet)激光器等向多層陶瓷基板1所具備的陶瓷層疊體6內(nèi)的第1電容器電極7照射激光10。于是,如圖1(C)所示,通過所照射的激光IO,第1電容器電極7與陶瓷層3—起被切削,形成加工孔(微調(diào)痕跡)ll。其結(jié)果是,第1電容器電極7的一部分被削去,但這時(shí)加工孔11也達(dá)到電介質(zhì)玻璃陶瓷層4的一部分,電介質(zhì)玻璃陶瓷層4的一部分也被削去。在這里,高介電常數(shù)的電介質(zhì)玻璃陶瓷層4由例如鈦酸鋇、鈦酸鈣、鈦酸鍶等氧化鈦類材料構(gòu)成,分別以如BaTi03結(jié)晶相、CaTi03結(jié)晶相、SrTi03結(jié)晶相等氧化鈦類的結(jié)晶相(Ti02類電介質(zhì)晶粒)為主結(jié)晶相。此外,通過激光10的照射產(chǎn)生的熱量瞬間達(dá)到200(TC,因此如果該熱量施加于電介質(zhì)玻璃陶瓷層4中的Ti02類電介質(zhì)晶粒9,則構(gòu)成Ti02類電介質(zhì)晶粒9的4價(jià)鈦被還原為3價(jià)鈦(T廣一Ti3+)。其結(jié)果是,電介質(zhì)晶粒9中形成氧空穴,電介質(zhì)晶粒9半導(dǎo)體化。艮P,通過激光微調(diào),被激光10照射了的部分附近的Ti02類電介質(zhì)晶粒9形成半導(dǎo)體化了的電介質(zhì)晶粒9a。關(guān)于上述的半導(dǎo)體化,如果采用本發(fā)明,則Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層4中的Ti02類電介質(zhì)晶粒9的比例低至1035體積X,所以即使Ti02類電介質(zhì)晶粒9半導(dǎo)體化,如圖1(C)所示,半導(dǎo)體化了的電介質(zhì)晶粒9a也不會在第l電容器電極7和第2電容器8之間形成連接,因此即使在激光微調(diào)后,也幾乎不會發(fā)生絕緣電阻值和Q值的下降。圖2為用于說明針對本發(fā)明的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法的比較例的對應(yīng)于圖l的圖。圖2中,與圖l中所示的要素相當(dāng)?shù)囊貥?biāo)記同樣的參照符號,略去重復(fù)說明。如果Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層4中的Ti02類電介質(zhì)晶粒9的比例超過35體積%,則Ti02類電介質(zhì)晶粒9的比例過高,因此電介質(zhì)晶粒9半導(dǎo)體化后,如圖2所示,半導(dǎo)體化了的電介質(zhì)晶粒9a在第l電容器電極7和第2電容器8之間形成連接。其結(jié)果是,通過激光微調(diào),第1電容器電極7和第2電容器8短路,絕緣電阻值大幅下降。并且,如果電介質(zhì)玻璃陶瓷層4的絕緣性劣化,則因此產(chǎn)生焦耳熱損失,電容器的Q值下降。還有,雖然半導(dǎo)體化了的電介質(zhì)晶粒9a可以通過實(shí)施再氧化處理來復(fù)原,但需要再氧化處理這一另外的處理工序,而且通過再氧化處理,內(nèi)置電容器2的絕緣電阻值和Q值再次變化,可能會出現(xiàn)偏差。如上所述,如果采用本發(fā)明,Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層4中,Ti02類電介質(zhì)晶粒9的比例為1035體積%,因此不會使電容器電極7和8間的絕緣電阻值和內(nèi)置電容器2的Q值在激光微調(diào)前后大幅變化,而且即使不附加如再氧化處理等其它工序,也可以高精度地調(diào)整內(nèi)置電容器2的電容值。還有,Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層4的相對介電常數(shù)主要依賴于存在于其中的Ti02類電介質(zhì)晶粒9的比例,如果Ti02類電介質(zhì)晶粒9的比例低于10體積%,則無法獲得足以作為用于形成內(nèi)置電容器2的電介質(zhì)玻璃陶瓷層4的相對介電常數(shù)e"由于這樣的原因,Ti02類電介質(zhì)晶粒9的體積比例必須為1035%,但該范圍內(nèi)特別理想的是2035%。此外,Ti02類電介質(zhì)晶粒9的晶粒徑(D50)較好是0.92.5um,更好是l.01.5um。此外,Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層4的層厚(元件厚)理想的是12.550um。如果該層厚不足12.5ura,則即使將Ti02類電介質(zhì)晶粒9的占有比例如上特定,絕緣電阻值和Q值也會在激光微調(diào)前后發(fā)生變化。此外,如果該層厚超過50um,電容器電極7和8間的間隔變得過大,內(nèi)置電容器2難以獲得高的電容值。關(guān)于第1和第2電容器電極7和8的位置,這兩者可以如圖l所示內(nèi)置于陶瓷層疊體6中。如果作為微調(diào)對象的第1電容器電極7形成于陶瓷層疊體6內(nèi)部,則與其配置于陶瓷層疊體6的表面的情況相比,需要照射大功率的激光10,但即使使用大功率的激光IO,只要Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層4中的Ti02類電介質(zhì)晶粒9的占有比例如上特定,就不會使絕緣電阻值和Q值大幅變化,可以高精度地調(diào)整內(nèi)置電容器2的電容值。還有,上述的多層陶瓷基板l中,陶瓷層3和5可以由與Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層4同樣的材料構(gòu)成,但理想的是使用相對介電常數(shù)小的其它陶瓷材料,例如低溫?zé)Y(jié)陶瓷(LTCC:LowTemperatureCo-firedCeramic)材料。低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料是指可在105(TC以下的溫度下燒結(jié)且能夠與電阻率小的銀和銅等同時(shí)燒結(jié)的陶瓷材料。作為低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料,具體可以例舉在氧化鋁或氧化鋯、氧化鎂、鎂橄欖石等的陶瓷粉末中混合硼硅酸類玻璃而成的玻璃復(fù)合類LTCC材料,使用Zn0-Mg0-Al203-Si02類的結(jié)晶玻璃的結(jié)晶玻璃類LTCC材料,如Ba0-A1203-Si02類陶瓷粉末和Al20fCaO-SiO廠MgO-B203類陶瓷粉末等非玻璃類LTCC材料等。Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層4理想的是將如下的玻璃陶瓷組合物燒成而得包含(A)1035體積%的以xBaO-yTi02-zRe03,2表示的Ba0-Ti02-Re03,2類陶瓷,(B)542體積X的氧化鋁陶瓷,(C)5079體積。/。的含有417.5重量%的8203、2850重量%的Si02、020重量X的Al2O3和3650重量X的M0的硼硅酸玻璃;且Ba0-Ti02-Re03/2類陶瓷和氧化鋁的總量在21體積X以上;其中,x、y和z表示摩爾X,滿足8^x^18、52.5iy^65和20^z^40,x+y+z=100,Re為稀土類元素,MO為選自CaO、MgO、SrO和BaO的至少l種。這樣的玻璃陶瓷組合物在其燒結(jié)體中可以獲得較高的相對介電常數(shù),而且構(gòu)成內(nèi)置阻抗元件的陶瓷基板后,不會使阻抗元件的阻抗特性下降。還有,上述的玻璃陶瓷組合物中,以xBaO-yTi02-zRe03,2表示的BaO-Ti02-Re03/2類陶瓷在其燒成后成為Ti02類電介質(zhì)晶粒9。該玻璃陶瓷組合物中,如果氧化鋁陶瓷的比例不足5體積%,則存在燒成后的多層陶瓷基板l的彎曲強(qiáng)度降低的傾向;另一方面,如果超過42體積%,貝ljBa0-Ti02-ReOw類陶瓷的比例相對變小,因此可能會無法獲得作為內(nèi)置電容器2所需的相對介電常數(shù)。此外,如果硼硅酸玻璃的比例不足50體積%,則多層陶瓷基板l的燒結(jié)性可能會不足;另一方面,如果超過79體積%,則Ba0-Ti02-Re03,2類陶瓷的比例相對變小,因此可能會無法獲得作為內(nèi)置電容器2所需的相對介電常數(shù)。此外,如果BaO-Ti02-1^03/2類陶瓷和氧化鋁陶瓷的總量不足21體積%,則Ba0-TiO廠Re03/2類陶瓷的比例相對變小,因此存在無法獲得作為內(nèi)置電容器2所需的相對介電常數(shù)且彎曲強(qiáng)度也呈低值的傾向。此外,具體記載于本發(fā)明人所寫的國際公開第2006/046361號文本中,以xBa0-yTiO廠zRe03,2表示的Ba0-TiO廠Re03,2類陶瓷中,如果x的值不足8,則除了相對介電常數(shù)和Q值呈低值之外,相對介電常數(shù)的溫度系數(shù)(TCC)的絕對值也有可能呈高值;另一方面,如果超過18,除了Q值呈低值之外,存在TCC的絕對值也呈高值的傾向。此外,如果y的值不足52.5,則相對介電常數(shù)可能會呈低值;另一方面,如果超過65,則存在TCC的絕對值呈高值的傾向。此外,如果z的值不足20,貝I」TCC的絕對值可能會呈高值;另一方面,如果超過40,則除了TCC的絕對值呈高值之外,存在相對介電常數(shù)也呈低值的傾向。此外,作為Re(稀土類元素),可以使用Nd、Pr、Sm等。硼硅酸玻璃中,如果8203的含量不足4重量%,則燒結(jié)性可能會不足;另一方面,如果超過17.5重量%,則耐濕性下降,因此PCT(壓力鍋試驗(yàn),PressureCookerTest)可靠性下降,可能會絕緣擊穿。此外,如果Si02的含量不足28重量%,則同樣耐濕性下降,因此PCT可靠性下降,可能會絕緣擊穿;另一方面,如果超過50重量%,則存在燒結(jié)性不足的傾向。此外,硼硅酸玻璃中可以不含Al203,但含有時(shí)耐濕性提高,是理想的。但是,如果八1203的含量超過20重量%,則存在Q值呈低值的傾向。此外,硼硅酸玻璃中,如果M0的含量不足36重量X,則燒結(jié)性可能會不足;另一方面,如果超過50重量%,則耐濕性下降,因此PCT可靠性下降,可能會絕緣擊穿。還有,作為M0,可以使用選自CaO、Mg0、Sr0和Ba0的至少1種,由于可以在電介質(zhì)玻璃陶瓷層4中獲得高Q值,特別理想的是使用Ca0。此外,理想的是硼硅酸玻璃還含有不足0.5重量%的選自1^20、化20和K20的至少l種。如果在該范圍內(nèi)含有這些堿金屬氧化物,則可以獲得高相對介電常數(shù)。還有,如果堿金屬氧化物的含量超過0.5重量%,則存在耐濕性下降的傾向。上述的玻璃陶瓷組合物可以還含有20重量X以下的CaTi03。如果在該范圍內(nèi)含有CaTi03,則可以獲得高相對介電常數(shù)。還有,如果CaTi03的含量超過20重量%,則存在TCC的絕對值變大的傾向。此外,玻璃陶瓷組合物可以相對于總量100重量份的Ba0-Ti02-ReOv2類陶瓷、氧化鋁陶瓷和硼硅酸玻璃還含有3重量份以下的Ce02。如果在該范圍內(nèi)含有CeO"電極材料使用Ag時(shí),可以抑制作為電極材料的Ag的膠體化引起的電極周邊部的基板變色。還有,如果"02的含量超過3重量%,則存在電介質(zhì)玻璃陶瓷層的Q下降的傾向。此外,如果玻璃陶瓷組合物中以l重量X以下的添加量添加有Ti02和Zr02的至少一種,則可以減小將其燒成而得的燒結(jié)體中的相對介電常數(shù)的溫度變化率的絕對值。還有,該Ti02在燒成后包含于Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層4中的Ti02類電介質(zhì)晶粒9,所以必須算入基于該Ti02的晶粒的比例,在前述的范圍內(nèi)調(diào)整Ti02類電介質(zhì)晶粒9的量。以下,對本發(fā)明的多層陶瓷基板的具體結(jié)構(gòu)及其制造方法進(jìn)行說明。如圖3所示,多層陶瓷基板21具有層疊多個(gè)的陶瓷層22和23而成的陶瓷層疊體24。陶瓷層22是以上述的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料形成的陶瓷層,陶瓷層23是上述的Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層。對于這些陶瓷層22和23,設(shè)有例如以Ag或Cu為主要成分的導(dǎo)體圖案。作為導(dǎo)體圖案,有形成于多層陶瓷基板21的外表面上的若干個(gè)外部導(dǎo)體25、沿陶瓷層22和23間的界面形成的若干個(gè)內(nèi)部面內(nèi)導(dǎo)體2631以及以貫穿陶瓷層22和23的特定的層的狀態(tài)設(shè)置的若干個(gè)導(dǎo)通孔導(dǎo)體32。這些導(dǎo)體圖案2532除了為單純的布線而設(shè)置的導(dǎo)體之外,還有用于在多層陶瓷基板21的內(nèi)部構(gòu)成如電容器或電感器等無源元件而設(shè)置的導(dǎo)體。例如,內(nèi)部面內(nèi)導(dǎo)體2630將成為電容器電極。通過這些電容器電極2630與配置于各電極間的陶瓷層23,構(gòu)成內(nèi)置電容器33。由此可知,內(nèi)置電容器不僅可由2個(gè)電容器電極,還可以由3個(gè)以上的電容器電極形成。電容器電極2630的至少1個(gè)可以兼作接地電極。該多層陶瓷基板21上殘留有基于上述的內(nèi)置電容器33的電容值調(diào)整方法而形成的微調(diào)痕跡34。該微調(diào)痕跡34通過對于基于通常的片層疊法或厚膜印刷層疊法而獲得的多層陶瓷基板21從其一個(gè)主面?zhèn)葘﹄娙萜麟姌O26進(jìn)行激光微調(diào)而形成。還有,微調(diào)痕跡34中可以為了防止電容調(diào)整后電容發(fā)生變化而填充玻璃或樹脂等。此外,多層陶瓷基板21中內(nèi)置厚膜電阻體35。厚膜電阻體35由沿陶瓷層22和23間的界面形成的電阻體膜構(gòu)成。該電阻體膜例如通過使含有作為主要成分的Ru02、作為輔助成分的硅酸類玻璃的電阻體糊料燒結(jié)而形成。還有,對該厚膜電阻體35進(jìn)行激光微調(diào)來調(diào)整其電阻值時(shí),即使陶瓷層23的一部分被削去,因?yàn)樘沾蓪?3由上述的Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層形成,所以微調(diào)前后的特性變化也少。以下,參照圖4和圖5對使用本發(fā)明的多層陶瓷基板構(gòu)成的電子器件的一例進(jìn)行說明。圖4中以立體圖分解表示作為不可逆電路元件的一例的集中常數(shù)型隔離器41,圖5中示出集中常數(shù)型隔離器41給出的等效電路圖。如圖4所示,集中常數(shù)型隔離器41具備矩形板狀的永久磁鐵42、中心電極組裝體43、安裝用的多層陶瓷基板44以及作為金屬盒的上側(cè)盒45和下側(cè)盒46?!蟼?cè)盒45呈具有向下方的開口的箱狀,具備上壁部47和4個(gè)側(cè)壁部4851。下側(cè)盒46具備相互對向的2個(gè)立壁52和53以及將這些立壁52和53間連結(jié)的底壁部54。上側(cè)盒45和下側(cè)盒46由鐵磁性材料構(gòu)成,其表面施以鍍Ag或鍍Cu。以下,參照圖4和圖5的同時(shí),對中心電極組裝體43和多層陶瓷基板44的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。多層陶瓷基板44的機(jī)械結(jié)構(gòu)略去圖示,具有由層疊的多個(gè)陶瓷層形成的多層結(jié)構(gòu),內(nèi)置有如圖5所示的匹配用電容器元件C1、C2和C3以及電阻元件R。還有,對于這些匹配用電容器元件C1C3以及電阻元件R的內(nèi)置結(jié)構(gòu),實(shí)質(zhì)上分別與圖3所示的多層陶瓷基板21中的內(nèi)置電容器33和厚膜電阻體35的內(nèi)置結(jié)構(gòu)相同。此外,雖然未圖示,但多層陶瓷基板44上殘留有這些無源元件的微調(diào)痕跡。在多層陶瓷基板44的上表面露出通道電極P1、P2和P3以及接地電極55。雖然圖4中未圖示,但如圖5所示,在多層陶瓷基板44的下表面形成有將該隔離器41與外部電路電連接的輸入電極56和輸出電極57。中心電極組裝體43具備矩形板狀的由微波鐵氧體形成的基體58。在基體58的上表面59配置有3個(gè)中心電極60、61和62。這些中心電極6062通過在相互之間介以電絕緣層63而相互電絕緣。此外,3個(gè)中心電極6062以各自呈大致12(TC交叉的狀態(tài)配置。配置中心電極6062的順序是任意的,在圖4所示的實(shí)施方式中,自下方起以中心電極62、電絕緣層63、中心電極61、電絕緣層63、中心電極60的順序配置。這些中心電極6062的各自的一端介以形成于基體58的側(cè)面64的連接電極65連接形成于基體58的下表面66的接地電極67,各自的另一端介以形成于側(cè)面64的連接電極65連接多層陶瓷基板44的通道電極P1P3。由此,中心電極6062的接地側(cè)介以連接電極65連接共通的接地電極67。該共通的接地電極67為與基體58的下表面大致相同的形狀,被覆下表面66的幾乎整面,從而避免與形成于多層陶瓷基板44的通道電極P1P3的接觸。此外,接地電極67連接多層陶瓷基板44的接地電極55。以如上的構(gòu)成元器件組裝集中常數(shù)型隔離器41時(shí),首先將多層陶瓷基板44裝入下側(cè)盒46內(nèi),在其上放置中心電極組裝體43,實(shí)現(xiàn)規(guī)定的電連接。另一方面,將永久磁鐵42配置于上側(cè)盒45的上壁部47的下表面?zhèn)?。接著,在維持它們的狀態(tài)的同時(shí),將上側(cè)盒45和下側(cè)盒46接合,制成一體的金屬如上所述組裝后,永久磁鐵42對中心電極組裝體43施加直流磁場。這時(shí),由上側(cè)盒45和下側(cè)盒46構(gòu)成的金屬盒構(gòu)成磁回路,也起到磁軛的作用。如上所述,本發(fā)明的多層陶瓷基板及其制造方法也可以適用于不可逆電路元件及其制造方法,所述不可逆電路元件具備以下的構(gòu)成永久磁鐵;具有基體、以規(guī)定的交叉角度重疊配置于基體的多個(gè)中心電極和用于將中心電極相互電絕緣而配置于中心電極間的電絕緣層,通過永久磁鐵施加直流磁場的中心電極組裝體;收納永久磁鐵和中心電極組裝體的盒;安裝中心電極組裝體,設(shè)有電容器元件和電阻元件的多層陶瓷基板。本發(fā)明的多層陶瓷基板及其制造方法除了不可逆電路元件及其制造方法以外,還可以適用于各種模塊用陶瓷基板及其制造方法。還有,本發(fā)明中,采用激光微調(diào)的電容調(diào)整并不局限于通過切削第l電容器電極的一部分、即減小電極面積來進(jìn)行電容調(diào)整,例如可以通過將l個(gè)第1電容器電極分割成2個(gè)以上的部分來進(jìn)行電容調(diào)整。此外,還可以在第l電容器電極的激光微調(diào)的同時(shí),對第2電容器電極進(jìn)行微調(diào)。以下,基于具體的實(shí)驗(yàn)例對本發(fā)明進(jìn)行說明。但是,本發(fā)明并不局限于以下的實(shí)驗(yàn)例?!磳?shí)驗(yàn)例1〉首先,為了制作Ba0-Ti02-Re0v2類陶瓷粉末,將BaC。3、Ti02、NdA、Sm203的各粉末分別以13摩爾%、58摩爾%、10摩爾%、19摩爾%的比例混合。接著,將經(jīng)混合的原料粉末在115(TC的溫度下預(yù)燒1小時(shí)后,粉碎預(yù)燒物,獲得Ba0-Ti02-Re0,v2類陶瓷粉末(以下也稱"BRT粉末"或"BaO-Re203-4Ti02類電介質(zhì)陶瓷粉末")。接著,為了制作硼硅酸玻璃粉末,將CaO、A1203、B203、Si02的各粉末分別以45重量%、5重量%、5重量%、45重量%的比例混合。接著,使經(jīng)混合的原料粉末在1100140(TC的溫度下熔融,再投入水中急冷后,濕法粉碎,獲得硼硅酸玻璃粉末。接著,使用Ba0-Ti02-ReOw類陶瓷粉末、A1A陶瓷粉末和硼硅酸玻璃粉末的同時(shí),以燒成后的組成比例達(dá)到下述表l的"玻璃陶瓷組成"的欄中所示的體積比的條件,稱量這些特定的陶瓷粉末和玻璃粉末,將這些粉末充分混合。接著,對于如上得到的混合粉末,加入適量的粘合劑、增塑劑和溶劑,混勻,獲得漿料。接著,將該漿料通過刮刀法成形為厚50pm的片狀。將所得的陶瓷生片切斷成30mmX10mm的平面尺寸的矩形。接著,將多塊這些矩形的陶瓷生片層疊,壓接后,獲得厚0.51.0mm的層疊體。還有,在上述層疊工序前的陶瓷生片上使用Ag糊料預(yù)先形成導(dǎo)體膜,使得在該層疊體的內(nèi)部,于距離表層O.05mm的位置形成成為第l電容器電極的平面尺寸lmmXlmm的電容器電極圖案,于距離表層O.10mm的位置形成成為第2電容器電極的平面尺寸l腿Xlmm的電容器電極圖案。接著,將所得的層疊體在87(TC的溫度下進(jìn)行燒成1小時(shí),分別獲得試樣125的板狀的燒結(jié)體。接著,對于如上得到的燒結(jié)體,使用YAG激光器以輸出2kHz、掃描次數(shù)7次的激光微調(diào)的條件對第1電容器電極照射激光,對第l電容器電極進(jìn)行微調(diào),使初始的20pF的電容器電容達(dá)到10pF。另外,在微調(diào)前后分別測定絕緣電阻值(logIR),并通過LCR計(jì)在微調(diào)前后分別測定lMHz時(shí)的Q值。另外,在通過LCR計(jì)測定微調(diào)后的電介質(zhì)玻璃陶瓷層的相對介電常數(shù)er的同時(shí),測定微調(diào)后的電介質(zhì)玻璃陶瓷層的彎曲強(qiáng)度(MPa)。通過各測定所得的結(jié)果示于下述表l。還有,表l的"微調(diào)特性判定"欄中,"G"表示微調(diào)前和微調(diào)后的絕緣電阻值和0值的變化率在30%以內(nèi),"NG"表示微調(diào)前和微調(diào)后的絕緣電阻值和0值的變化率超過30%。此外,圖6中示出表示基于BaO-Re20f4Ti02類電介質(zhì)陶瓷的含量(體積^)的絕緣電阻值的變化率和Q值的變化率的圖。由表1和圖6可知,Ba0-Re203-4Ti02類電介質(zhì)陶瓷的含量為1035體積%的試樣222中,盡管具有較高的相對介電常數(shù),但微調(diào)前后的絕緣電阻值和0值的變化率大致為100%,在微調(diào)前后絕緣電阻值和Q值幾乎未變化。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>與之相對,試樣1中,由于Ba0-ReA-4Ti02類電介質(zhì)陶瓷的含量過少,因此雖然在微調(diào)前后絕緣電阻值和Q值幾乎未變化,但無法獲得足以作為電介質(zhì)玻璃陶瓷層的相對介電常數(shù)。此外,試樣2325中,由于不含Al203陶瓷且BaO-Re203-4Ti02類電介質(zhì)陶瓷的含量過多,因此雖然獲得足以作為電介質(zhì)玻璃陶瓷層的相對介電常數(shù),但彎曲強(qiáng)度下降,而且在微調(diào)前后絕緣電阻值和Q值大幅變化。其次,確認(rèn)在試樣222中,如果像試樣2那樣BaO-Re203-4Ti02類電介質(zhì)陶瓷和A:U03陶瓷的總含量少而硼硅酸玻璃的含量多,則存在相對介電常數(shù)下降的傾向。此外,雖然表l中未記載,但確認(rèn)如果像試樣6那樣Al203陶瓷的含量多而硼硅酸玻璃的含量少,則存在在該燒成溫度下無法充分燒結(jié)的傾向。此外,確認(rèn)像試樣IO、15、18和20那樣未加入Al203陶瓷或其含量少的情況下,存在彎曲強(qiáng)度下降的傾向。此外,確認(rèn)如果像試樣14和22那樣硼硅酸玻璃的含量少,則存在在該燒成溫度下無法充分燒結(jié)的傾向。<實(shí)驗(yàn)例2>接著,使用實(shí)驗(yàn)例1的試樣9的組成的同時(shí),如下述表2所示,改變各電容器電極間的電介質(zhì)玻璃陶瓷層的厚度(元件厚度),與實(shí)驗(yàn)例l同樣地操作,分別測定微調(diào)前后的絕緣電阻值和微調(diào)前后的Q值。通過各測定所得的結(jié)果示于下述表2。[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>由表2可知,如果元件厚度變薄,則存在微調(diào)前后的絕緣電阻值和Q值的變化率變大的傾向,特別是如果元件厚度低于12.5nm,則微調(diào)前后的絕緣電阻值和Q值的變化率變得相當(dāng)大。權(quán)利要求1.內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法,它是調(diào)整多層陶瓷基板中的內(nèi)置電容器的電容值的方法,所述多層陶瓷基板具備層疊多個(gè)陶瓷層而成的陶瓷層疊體以及用于構(gòu)成所述內(nèi)置電容器的介以特定的所述陶瓷層以相互對向的狀態(tài)配置的第1和第2電容器電極,其特征在于,具備對所述第1電容器電極進(jìn)行激光微調(diào)的工序,位于所述第1和第2電容器電極間的所述特定的陶瓷層為含TiO2的電介質(zhì)晶粒的含有比例為10~35體積%的TiO2類電介質(zhì)玻璃陶瓷層。2.如權(quán)利要求l所述的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法,其特征在于,所述Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層的層厚為12.550um。3.如權(quán)利要求l所述的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法,其特征在于,所述第1和第2電容器電極這兩者內(nèi)置于所述陶瓷層疊體中。4.如權(quán)利要求l所述的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法,其特征在于,所述Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層是將如下的玻璃陶瓷組合物燒成而得包含(A)1035體積o^的以xBa0-yTiO廠zRe03,2表示的Ba0-TiO廠Re03/2類陶瓷,(B)542體積X的氧化鋁陶瓷,(05079體積%的含有417.5重量Q/^的B203、2850重量%的Si02、020重量X的Al203和3650重量X的M0的硼硅酸玻璃;且所述Ba0-Ti02-Re03"類陶瓷和所述氧化鋁陶瓷的總量在21體積^以上;其中,x、y和z表示摩爾X,滿足8^x^18、52.5^y^65和20^z芻40,x+y+z=100,Re為稀土類元素,MO為選自CaO、MgO、SrO和BaO的至少l種。5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)置電容器的電容值調(diào)整方法,其特征在于,所述硼硅酸玻璃還含有不足O.5重量%的選自1^20、Na20和K20的至少l種。6.多層陶瓷基板的制造方法,所述方法具備制作具有層疊多個(gè)陶瓷層而成的陶瓷層疊體以及用于構(gòu)成內(nèi)置電容器的介以特定的所述陶瓷層以相互對向的狀態(tài)配置的第1和第2電容器電極的微調(diào)前的多層陶瓷基板的工序、為了調(diào)整所述內(nèi)置電容器的電容值而對所述第l電容器電極進(jìn)行激光微調(diào)的工序,其特征在于,在制作所述微調(diào)前的多層陶瓷基板的工序中,由含Ti02的電介質(zhì)晶粒的含有比例為1035體積X的Ti02類電介質(zhì)玻璃陶瓷層構(gòu)成位于所述第l和第2電容器電極間的所述特定的陶瓷層。7.多層陶瓷基板,所述基板具有層疊多個(gè)陶瓷層而成的陶瓷層疊體以及用于構(gòu)成內(nèi)置電容器的介以特定的所述陶瓷層以相互對向的狀態(tài)配置的第1和第2電容器電極,其特征在于,位于所述第l和第2電容器電極間的所述特定的陶瓷層是含Ti02的電介質(zhì)晶粒的含有比例為1035體積X的TiO2類電介質(zhì)玻璃陶瓷層,所述第l電容器電極上殘留有所述內(nèi)置電容器的激光微調(diào)時(shí)所形成的微調(diào)痕跡。全文摘要本發(fā)明提供對于多層陶瓷基板,不會使電容器電極間的絕緣電阻值和電容器的Q值大幅變化,可以高精度地對內(nèi)置電容器的電容值進(jìn)行激光微調(diào)的方法。對于在層疊多個(gè)陶瓷層(3~5)而成的陶瓷層疊體(6)內(nèi)具有以第1電容器電極(7)、第2電容器電極(8)和電介質(zhì)玻璃陶瓷層(4)形成的內(nèi)置電容器(2)的多層陶瓷基板(1),通過第1電容器電極(7)的激光微調(diào)來調(diào)整內(nèi)置電容器(2)的電容值。該情況下,由含TiO<sub>2</sub>的電介質(zhì)晶粒的含有比例為10~35體積%的TiO<sub>2</sub>類電介質(zhì)玻璃陶瓷層構(gòu)成電介質(zhì)玻璃陶瓷層(4)。文檔編號H01G4/30GK101336461SQ20068005199公開日2008年12月31日申請日期2006年11月21日優(yōu)先權(quán)日2006年1月30日發(fā)明者大賀聰,杉本安隆申請人:株式會社村田制作所
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