(57)【要約】【課題】絶縁基体の内部および／または表面にチタン酸バリウムから成る誘電体層を配し高容量で容量バラツキが少ないコンデンサが形成されたガラスセラミック多層配線基板を提供すること。【解決手段】ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体２の内部および／または表面に、上下面にそれぞれ導体層４ａ，４ｂが形成された誘電体層３が配設されているガラスセラミック多層配線基板１であって、誘電体層３が、平均粒径が０．０５乃至０．２μｍで、かつ擬立方晶構造のチタン酸バリウムの粉末を用いてガスデポジション法により形成されている。【選択図】  図１
2004152834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体の内部および／または表面に、上下面にそれぞれ導体層が形成された誘電体層が配設されているガラスセラミック多層配線基板であって、前記誘電体層が、平均粒径が０．０５乃至０．２μｍで、かつ擬立方晶構造のチタン酸バリウムの粉末を用いてガスデポジション法により形成されていることを特徴とするガラスセラミック多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体の内部および／または表面にコンデンサを内蔵してなるガラスセラミック多層配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミック多層配線基板は半導体素子用のパッケージ等の分野において絶縁基体がアルミナ等の焼結体（セラミックス）からなり、その配線導体はＭｏやＷ等の高融点金属からなるものが多用されてきた。
【０００３】
しかし近年、ＣｕやＡｇ等の導通抵抗の低い金属と同時焼成が可能なガラスセラミックス焼結体を絶縁基体とした多層配線基板が開発されてきており、電気的な特性が優れるため携帯電子機器や携帯情報端末等の基板として幅広く使われている。
【０００４】
また、携帯電子機器、携帯用情報端末の急速な普及に伴い、内蔵される電子部品の小型化が強く望まれている。しかし、例えば携帯電話等に用いられるパワーアンプ用回路用基板には抵抗体やコンデンサを基板表面に多数実装する必要があり、パワーアンプ用基板の小型化の妨げとなっている。そこで、このような課題を解決する方法として、多層配線基板内部に受動素子を内蔵する受動部品の集積化の流れが進んでいる。
【０００５】
例えば、ガラスセラミック多層配線基板にコンデンサを形成する場合、チタン酸バリウム等の粉末から成るグリーンシートをガラスセラミック・グリーンシートの間に介在させて同時焼成する方法や、あるいはチタン酸バリウム等の粉末からなるペーストをガラスセラミック・グリーンシート上にスクリーン印刷した後、同時焼成する方法がある。これらの方法で形成された高比誘電率のチタン酸バリウムから成る誘電体層をコンデンサの誘電体として使用することによりコンデンサを内蔵したガラスセラミック多層配線基板が形成される（例えば、下記の非特許文献１，２参照）。
【０００６】
【非特許文献１】
上田達也，「低温焼成多層基板、内蔵コンデンサ用高誘電率材料とその応用」ファインセラミックス・レポート（Ｆｉｎｅ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  Ｒｅｐｏｒｔ），社団法人日本ファインセラミックス協会，１９９６年，第１４巻，第８号，ｐ．２２０〜２２２
【非特許文献２】
亀原伸男、丹羽紘一，「複合基板」，ニューセラミックス，１９９５年，第１号，ｐ．３９〜４４
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来、積層セラミックコンデンサ等の誘電体材料として用いられてきたチタン酸バリウムの典型的な焼結温度は１２００〜１３００℃であり、これはガラスセラミック多層配線基板の焼成温度（約９００℃）より高く、チタン酸バリウムからなる誘電体層をガラスセラミック多層配線基板に形成するにはチタン酸バリウムの焼成温度の低温化が必要であった。一般に、低温焼成化の手段には液相焼結化、即ち、チタン酸バリウムより低い融点をもつガラスを添加し粒子間の接触面積や物質移動を容易にさせる手法やチタン酸バリウム粉末の微粒子化と粉体充填率の向上による粒子間の接触面積の増加により焼結を容易にするといった手段が考えられる。
【０００８】
しかし、焼結助剤として低融点のガラスを添加したとき、ガラスの比誘電率はチタン酸バリウムの比誘電率に比べ小さいため、ガラスを添加することにより得られたチタン酸バリウムの誘電体層の比誘電率は積層セラミックコンデンサの場合の比誘電率に比べ数十分の１であり、コンデンサとしては低容量のものしか形成できないという問題点があった。
【０００９】
また、チタン酸バリウム粉末を微粒子化したとき、それに伴い比表面積が粒径に反比例する形で増加するため、グリーンシート化やペースト化するのに必要なバインダ量は増加する。その結果、スクリーン印刷やグリーンシートで形成した誘電体層中の有機成分比率は増加するため粉体充填率の向上化に対して限界があることからスクリーン印刷やグリーンシートで形成した誘電体層の焼成温度を大幅に低下させることは困難であった。
【００１０】
一方、センサ材料やアクチュエータ材料に用いるセラミック誘電体膜を形成する方法としてガスデポジション法が提案されている。ガスデポジション法ではキャリアガス中に浮遊させた微粒子（エアロゾル）を搬送し、これを微小径ノズルより基材に噴射させることで基材状に膜形成を行なうため、形成された膜は微粒子でかつ粉体充填率の高い膜となる。その結果、ガスデポジション法で形成されたチタン酸バリウム層から成る膜は、４００℃〜９００℃の熱処理を施すことで安定した緻密な誘電体層となる。
【００１１】
しかし、このようなガスデポジション法を用いて形成したチタン酸バリウム粉末から成る誘電体層をコンデンサとして用いた場合、その誘電体層は１２５℃付近にキュリー温度をもつため形成したコンデンサの静電容量が使用温度で変化し、静電容量のバラツキが発生するといった問題点があった。
【００１２】
従って、本発明は上記の従来の技術における問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、ガラスセラミック多層配線基板の内部および／または表面に高容量でかつ容量バラツキが少ないコンデンサが形成されたガラスセラミック多層配線基板を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のガラスセラミック多層配線基板は、ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体の内部および／または表面に、上下面にそれぞれ導体層が形成された誘電体層が配設されているガラスセラミック多層配線基板であって、前記誘電体層が、平均粒径が０．０５乃至０．２μｍで、かつ擬立方晶構造のチタン酸バリウムの粉末を用いてガスデポジション法により形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明のガラスセラミック多層配線基板によれば、誘電体層を平均粒径が０．０５乃至０．２μｍのチタン酸バリウムの粉末を用いてガスデポジション法で形成したことから、形成された誘電体層は微粒子でかつ平均粒径が均一な粒子でのみ形成された層より構成されることとなる。即ち、粉体充填率の高い誘電体層を形成することが可能となるとともに、粒子の持つ運動エネルギーを膜形成のエネルギーに効率的に変換できることから、より一層粉体充填率の高い膜を形成することができる。よって、形成された誘電体層の粒子間の接触面積を大幅に増加して空隙率を効果的に減少させることができ、誘電体層の熱処理温度（焼成温度）を大幅に低下させることが可能となる。その結果、ガラスセラミック・グリーンシートとの同時焼成により内部および／または表面に高容量のコンデンサが形成されたガラスセラミック多層配線基板とすることができる。
【００１５】
また、誘電体層を擬立方晶構造のチタン酸バリウムの粉末を用いてガスデポジション法により形成したことから、形成された誘電体層は明確なキュリー温度を持たず、温度変化に対し比誘電率の変化が小さいものとなる。また、擬立方晶構造のチタン酸バリウムは、正方晶構造のチタン酸バリウムとは異なり、単一粒子種で誘電体層を形成することができることにより、比誘電率の調整剤の添加が必要ない。そのため、調合比のズレから発生する誘電体層の静電容量のバラツキの発生を効果的に抑えることも可能となる。
【００１６】
以上より、本発明のガラスセラミック多層配線基板によれば、高容量でかつ比誘電率の変化の小さな誘電体層をガラスセラミック・グリーンシートとの同時焼成により作製することが可能となり、ガラスセラミック多層配線基板の内部および／または表面に高容量でかつ容量バラツキが少ないコンデンサが形成されたガラスセラミック多層配線基板を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のガラスセラミック多層配線基板を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明のガラスセラミック多層配線基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、ガラスセラミック多層配線基板１は、ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体２、絶縁基体２の内部および／または表面に配設された誘電体層３、上部導体層４ａ、下部導体層４ｂ、配線導体５、貫通導体６を具備する。
【００１９】
絶縁基体２は、複数のガラスセラミック層が積層されて構成されており、その内部および／または表面に、上下面にそれぞれ導体層が形成された誘電体層３が配設されている。また、配線導体５はガラスセラミック層の内部および／または表面に配設されており貫通導体６は上部導体層４ａや下部導体層４ｂ，配線導体５を層間で電気的に接続するように形成されている。
【００２０】
また、絶縁基体２はガラスセラミックス焼結体から成り、ガラス（ガラス粉末）およびセラミックスのフィラー（セラミックス粉末）、さらに有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によってガラスセラミック・グリーンシートを製作し、このガラスセラミック・グリーンシートを複数積層した後、大気中または加湿窒素雰囲気中にて、８００〜１０００℃の温度で焼成して作製される。
【００２１】
ガラスとしては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。
【００２２】
また、セラミックスのフィラーとしては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物の複合酸化物や、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２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）等を用いることができる。
【００２３】
下部導体層４ｂは、誘電体層３と絶縁基体２との間に形成されておりＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ合金，Ａｇ−Ｐｔ合金等の金属粉末の少なくとも１種を含有し、これらの金属粉末に、絶縁基体２に含有されるガラスと同じガラスおよび適切な有機バインダ、溶剤を添加し混練して作製したメタライズペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミック・グリーンシート上に塗布し、ガラスセラミック・グリーンシートの焼成時に同時に焼成されることにより形成される。そして、この下部導体層４ｂ上に誘電体層３が形成される。
【００２４】
また、上部導体層４ａは、下部導体層４ｂと同様にメタライズペーストを従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミック・グリーンシート上に塗布し、この上部導体層４ａを誘電体層３が形成された別のセラミック・グリーンシートの誘電体層３の位置と位置合わせを行なった後、これらのセラミック・グリーンシートを積層し焼成することにより形成される。あるいは、下部導体層４ｂの上に形成された誘電体層３上にメタライズペーストを直接塗布することにより形成してもよい。
【００２５】
また、このメタライズペーストに添加する有機バインダについても特に限定されるものではなく、例えばエチルセルロース樹脂，ポリビニルアルコール，アクリル系樹脂等を用いればよい。
【００２６】
さらに、その溶剤についても特に限定されるものではなく、例えばテルピネオール，各種グリコール類，各種セロソルブ類，酢酸エステル類等を用いればよく、樹脂の種類や塗布方法等により、適宜選択して用いることができる。
【００２７】
誘電体層３は所定の位置に開口部を有するマスクをセラミック・グリーンシート上に配置し、例えばヘリウムガス等のキャリアガスとともにチタン酸バリウムの粉末を搬送し、微小径ノズルからガラスセラミック・グリーンシートの所定の位置（マスクの開口部）にチタン酸バリウムの粉末を噴射して誘電体層３を形成することができる。
【００２８】
配線導体５は絶縁基体２の内部および／または表面に配設されておりＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金等の金属粉末の少なくとも１種を含有し、これらの金属粉末に、絶縁基体２に含有されるガラスと同じガラスおよび適切な有機バインダ、溶剤を添加し混練して作製したメタライズペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミック・グリーンシートの表面に塗布し、ガラスセラミック・グリーンシートの焼成時に同時に焼成されることで形成される。また、配線導体５は上部導体層４ａ、下部導体層４ｂと同一組成のものを使用しても構わない。
【００２９】
貫通導体６は異なる層に配設された、配線導体５同士、配線導体５と上部導体層４ａあるいは配線導体５と下部導体層４ｂとを電気的に接続するように配設されており、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金，Ａｇ−Ｐｔ合金等の金属粉末の少なくとも１種を含有し、これらの金属粉末に、絶縁基体２に含有されるガラスと同じガラスおよび適切な有機バインダ、溶剤を添加し混練して作製したメタライズペーストを、ガラスセラミック・グリーンシートの貫通孔に、従来周知のスクリーン印刷法やプレス埋め込み法により埋め込み、これをガラスセラミック・グリーンシートの焼成時に同時焼成されることにより形成される。
【００３０】
なお、セラミック・グリーンシートの貫通孔は、従来周知のレーザやマイクロドリル，パンチング等により形成される。
【００３１】
本発明のガラスセラミック多層配線基板１は、ガラスセラミックス焼結体からなる絶縁基体２の内部および／または表面に誘電体層３が配設されており、誘電体層３は、平均粒径が０．０５乃至０．２μｍで、かつ擬立方晶構造（周知のＸ線回折法で判定）のチタン酸バリウムの粉末を用いてガスデポジション法により形成されている。
【００３２】
この擬立方晶構造のチタン酸バリウムとは、チタン酸バリウムの結晶構造が擬立方晶をとるため常誘電体であるチタン酸バリウムのことをいい、水熱合成法により製造される。また、正方晶構造のチタン酸バリウムとは、チタン酸バリウムの結晶構造が正方晶をとるため強誘電体であるチタン酸バリウムのことをいい水熱合成法や固相反応法により製造される。
【００３３】
この構成により、形成された誘電体層３は微粒子でかつ平均粒径が均一な粒子でのみ形成された層より構成されることとなる。即ち、粉体充填率の高い誘電体層３を形成することが可能となるとともに、粒子の持つ運動エネルギーを膜形成のエネルギーに効率的に変換できることから、より一層粉体充填率の高い膜を形成することができる。よって、形成された誘電体層３の粒子間の接触面積を大幅に増加して空隙率を効果的に減少させることができ、誘電体層３の熱処理温度（焼成温度）を大幅に低下させることが可能となる。その結果、ガラスセラミック・グリーンシートとの同時焼成により内部および／または表面に高容量のコンデンサが形成されたガラスセラミック多層配線基板１とすることができる。
【００３４】
さらに、形成された誘電体層３は明確なキュリー温度を持たず、温度変化に対し比誘電率の変化が小さいものとなる。また、擬立方晶構造のチタン酸バリウムは、正方晶構造のチタン酸バリウムとは異なり、単一粒子種で誘電体層３を形成することができることにより、比誘電率の調整剤の添加が必要ない。そのため、調合比のズレから発生する誘電体層３の静電容量のバラツキの発生を効果的に抑えることが可能となる。
【００３５】
チタン酸バリウム粉末の平均粒径が０．２μｍを超える場合、粉体充填率の高い誘電体層３を形成し難くなり、粒子間の接触面積が小さくなって誘電体層３の焼成温度を９００℃以下に低下させることが困難となる。さらに、チタン酸バリウム粉末は平均粒径が０．２μｍを超えると結晶構造が正方晶構造と成り易く、形成された誘電体層３が１２５℃付近にキュリー温度を持ち易くなる。また、平均粒径が０．０５μｍ未満の場合、微粒子は凝集しやすい性質があることから紛体中に占める凝集粒の比率が大きくなり易く、平均粒径が０．２μｍを超える場合と同様、粉体充填率の高い誘電体層３を形成し難くなる。
【００３６】
また、誘電体層３が正方晶構造のチタン酸バリウムの粉末で形成された場合、誘電体層３は１２５℃付近にキュリー温度を持つこととなり誘電体層３の比誘電率は温度変化と共に大きく変化するためコンデンサの特性上問題となる。一般には上記問題を避けるため、チタン酸バリウムの粉末にキュリー温度を高温側へシフトさせる添加物（シフター）や温度に対する比誘電率の変化率を抑制する添加物（ディプレサー）を添加するといった手法をとるが、ガスデポジション法でこの方法を用いた場合、上記添加物とチタン酸バリウムの粉末との粒径や質量を同じに揃えることは困難であるため製造ロットごとに添加物とチタン酸バリウムの粉末との調合比にズレが発生する。その結果、製造ロットごとの誘電体層３の静電容量を一定に保つことは困難となる。
【００３７】
これに対して、本発明の誘電体層３は擬立方晶構造のチタン酸バリウムの粉末で構成したことから、形成された誘電体層３は明確なキュリー温度を持たず、温度変化に対し比誘電率の変化が小さいものとなる。また、擬立方晶構造のチタン酸バリウムの粉末は、正方晶構造のチタン酸バリウムの粉末とは異なり、単一粒子種で誘電体層３を形成することができることにより、比誘電率の調整剤の添加が必要ない。そのため、調合比のズレから発生する誘電体層３の静電容量のバラツキの発生を効果的に抑えることが可能となる。
【００３８】
本発明のガラスセラミック多層配線基板１は以下のようにして作製される。
【００３９】
先ず、配線導体５，貫通導体６，上部導体層４ａを形成したガラスセラミック・グリーンシートと、配線導体５，貫通導体６，下部導体層４ｂ，誘電体層３を形成したガラスセラミック・グリーンシートとを位置合わせして積み重ね、３〜２０ＭＰａの圧力および３０〜８０℃の温度で加熱しながら圧着することにより一体化し、グリーンシート積層体を形成する。
【００４０】
次に、必要に応じてこのグリーンシート積層体の上下面に、難焼結性無機材料を含有して成る拘束グリーンシートを積層する。これにより、焼成時のグリーンシート積層体の層方向の収縮を抑制して収縮ばらつきの小さな、寸法精度および位置精度に優れたガラスセラミック多層配線基板とすることができる。
【００４１】
この拘束グリーンシートは、難焼結性無機材科とガラスとから成る無機成分に有機バインダ，可塑剤，溶剤等を加えたスラリーをシート状に成形して得られる。難焼結性無機材料としては、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
【００４２】
拘束グリーンシートに加えられるガラスについても、特に制限されるものではなく、前述のガラスセラミック・グリーンシートに配合されるガラスと同様のものが使用可能である。また、拘束グリーンシート中のガラスは、ガラスセラミック・グリーンシート中のガラスと同一組成のものであってもよく、異なる組成のものであってもよい。
【００４３】
拘束グリーンシート中のガラス含有量は、この拘束グリーンシート中の全無機成分の０．５〜１５質量％であるのがよい。この範囲とすることにより、焼成時に拘束グリーンシートの収縮を非常に小さなものとすることができるとともに、拘束グリーンシートがグリーンシート積層体と結合して拘束し、グリーンシート積層体の層方向の収縮を非常に小さなものとすることができる。なお、必ずしもこの範囲に制限されるものではなく、使用するガラスの種類等によってガラス含有量を変えることができる。
【００４４】
そして、この拘束グリーンシートとグリーンシート積層体との積層体を８００〜１０００℃で焼成して拘束シートを保持した状態でガラスセラミック多層配線基板１を作製し、最後にこのガラスセラミック多層配線基板１から拘束シートを除去する。
【００４５】
拘束シートの除去方法としては、ガラスセラミック多層配線基板１の表面に結合した拘束シートを均一に除去することができるサンドブラスト法が好ましい。
【００４６】
なお、拘束シートの除去をサンドブラスト法により行なう場合、配線導体５を１００質量部のＣｕに対して０．１〜２０質量部のガラスを含むもので構成するのがよい。これにより、ガラスセラミックスから成る絶縁基体２と配線導体５との間で高い接合強度が得られ、拘束シートを除去するときのサンドブラストのメディアの衝突に対して配線導体５を剥離し難いものとすることができる。
【００４７】
また、上部導体層４ａと下部導体層４ｂは、１００質量部のＣｕに対して０．１〜１０質量部のガラスを含むもので構成すると、ガラスの含有量が低く抑えられて電気抵抗の上昇を抑制することができる。このため半導体素子（図示せず）を実装し動作させたときの高周波信号を高速に伝送することができる。
【００４８】
さらに、配線導体５，上部導体層４ａおよび下部導体層４ｂの厚みは、それぞれ５〜２０μｍとすることが、配線導体５，上部導体層４ａおよび下部導体層４ｂと絶縁基体２との間でそれぞれ十分な接合強度が得られる点で好ましい。厚みが５μｍ未満の場合、配線導体５，上部導体層４ａおよび下部導体層４ｂ中の金属粉末と絶縁基体２を構成するガラスセラミックスとのアンカー深さが小さくなるために、配線導体５，上部導体層４ａおよび下部導体層４ｂと絶縁基体２との接合強度が低下する傾向がある。一方、２０μｍを超えると、配線導体５，上部導体層４ａおよび下部導体層４ｂと絶縁基体２との焼成時の収縮挙動の差による内部応力が増加して、絶縁基体２にクラック等が生じ易くなる。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明を具体例によって詳細に説明するが、本発明は以下の具体例に限定されるものではない。
【００５０】
本実施例では図２に示すような５ｍｍ角の評価用の誘電体層を有する評価基板を作製し、その誘電体層の比誘電率とキュリー温度の測定を行った。図２において、２はガラスセラミックス焼結体からなる絶縁基体、４ａ，４ｂはそれぞれメタライズペーストにて形成した上部導体層，下部導体層、３は誘電体層である。
【００５１】
先ず、ガラスとしてＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末を７５質量％、セラミックスのフィラー成分としてＡｌ２Ｏ３粉末を２５質量％調合し、これに溶剤、有機バインダを加え十分混練してスラリーを作製し、これをドクターブレード法にて絶縁基体２と成る厚み５００μｍのガラスセラミック・グリーンシートを形成した。
【００５２】
上記のようにして形成したガラスセラミック・グリーンシート上に、ＡｇとＰｄの混合粉末（平均粒径１．０μｍ）にエチルセルロース系樹脂とテルピネオールを加えて適度な粘度となるように調整した導体層用メタライズペーストをスクリーン印刷にて厚み１５μｍとなるように塗布して下部導体層４ｂを形成した。
【００５３】
次に、チタン酸バリウムの粉末の製造方法の１手法である水熱合成法によって作製された各種平均粒径（表１参照）を有するチタン酸バリウムの粉末を用いて下部導体層４ｂ上にガスデポジション法で誘電体層３を形成した（試料Ｎｏ．２〜７）。チタン酸バリウムの粉末の各種平均粒径はＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）による観察結果から測定し、またその結晶構造は周知のＸ線回折の結果から判断した。
【００５４】
なお、ガスデポジション法による誘電体層３の形成は以下のようにして実施された。先ず、ガラスセラミック・グリーンシート上の下部導体層４ｂ上に５ｍｍ角の開口部を有するマスクを配置し、キャリアガスのヘリウムガスとともにチタン酸バリウムの粉末を搬送し、微小径ノズルからマスクの開口部の下部導体層４ｂ上にチタン酸バリウムの粉末を噴射後、下地となるガラスセラミック・グリーンシートを８０℃に加熱しながら１３．３〜６６６．６Ｐａの減圧下に５分間静置することにより、厚みが２５μｍの誘電体層３を形成した。
【００５５】
また、比較例として誘電体層３をスクリーン印刷法により形成したものを以下のようにして作製した（試料Ｎｏ．１）。先ず、平均粒径が０．１μｍのチタン酸バリウムの粉末に対し、平均粒径が１．２μｍのＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末を１０質量％添加し、これに所定量のエチルセルロース系樹脂とテルピネオールを加え適度の粘度となるように３本ロールで混練した誘電体ペーストをガラスセラミック・グリーンシート上の下部導体層４ｂ上にスクリーン印刷で厚み３０μｍに塗布して形成した。
【００５６】
そして、すべての試料に対して下部導体層４ｂと同様の導体層用メタライズペーストを誘電体層３上に塗布して上部導体層４ａを形成し、９００℃で１時間焼成することで評価基板を作製した。
【００５７】
このようにして作製した各評価基板の誘電体層３の比誘電率とキュリー温度の測定を行なった。表１に評価基板１〜７のチタン酸バリウムの粉末の平均粒径、誘電体層３の形成方法、チタン酸バリウムの粉末の結晶構造、および判定結果を示す。
【００５８】
表１における判定結果は、比誘電率が１５００以上で明確なキュリー温度を持たないものを「○」とした。また、比誘電率が１０００未満かキュリー温度を持つものを「×」とした。
【００５９】
【表１】
2004152834.tif 000003
【００６０】
表１の結果から明らかなように、平均粒径が０．１μｍで結晶構造が擬立方晶のチタン酸バリウムの粉末を従来周知のスクリーン印刷法で誘電体層３を形成した試料Ｎｏ．１は、キュリー温度を持たなかったが比誘電率が低く問題があった（判定結果の欄に×で示す）。
【００６１】
また、平均粒径が０．０３μｍで結晶構造が擬立方晶のチタン酸バリウムの粉末をガスデポジション法にて誘電体層３を形成した試料Ｎｏ．２は、キュリー温度を持たなかったが比誘電率が低く問題があった（判定結果の欄に×で示す）。また、平均粒径が０．３μｍのチタン酸バリウムの粉末（結晶構造は正方晶を示した）をガスデポジション法にて誘電体層３を形成した試料Ｎｏ．６は、比誘電率は２５００と高い値であったが、キュリー温度を持つため問題があった（判定結果の欄に×で示す）。
【００６２】
さらに、平均粒径が０．５μｍのチタン酸バリウムの粉末（結晶構造は正方晶を示した）の粉末をガスデポジション法にて誘電体層３を形成した試料Ｎｏ．７は、比誘電率が低く、また１２５℃にキュリー温度を持ち問題があった（判定結果の欄に×で示す）。
【００６３】
これらに対して、本発明の試料Ｎｏ．３，４，５はいずれも比誘電率が１５００以上と高く、また、明確なキュリー温度を持たない優れたものであった（判定結果の欄に○で示す）。
【００６４】
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００６５】
例えば、上述の実施の形態の例では、サンドブラストにより拘束シートを除去してガラスセラミック多層配線基板１を作製したが、サンドブラストに代えてウェットブラスト（砥粒と水とを空気圧により噴射させる方法）を用いて拘束シートを除去してもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明のガラスセラミック多層配線基板は、ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体の内部および／または表面に、上下面にそれぞれ導体層が形成された誘電体層が配設されているガラスセラミック多層配線基板であって、誘電体層が、平均粒径が０．０５乃至０．２μｍで、かつ擬立方晶構造のチタン酸バリウムの粉末を用いてガスデポジション法により形成されていることから、形成された誘電体層は微粒子でかつ平均粒径が均一な粒子でのみ形成された層より構成されることとなる。即ち、粉体充填率の高い誘電体層を形成することが可能となるとともに、粒子の持つ運動エネルギーを膜形成のエネルギーに効率的に変換できることから、より一層粉体充填率の高い膜を形成することができる。よって、形成された誘電体層の粒子間の接触面積を大幅に増加して空隙率を効果的に減少させることができ、誘電体層の熱処理温度（焼成温度）を大幅に低下させることが可能となる。その結果、ガラスセラミック・グリーンシートとの同時焼成により内部および／または表面に高容量のコンデンサが形成されたガラスセラミック多層配線基板とすることができる。
【００６７】
また、形成された誘電体層は明確なキュリー温度を持たず、温度変化に対し比誘電率の変化が小さいものとなる。また、擬立方晶構造のチタン酸バリウムは、正方晶構造のチタン酸バリウムとは異なり、単一粒子種で誘電体層を形成することができることにより、比誘電率の調整剤の添加が必要ない。そのため、調合比のズレから発生する誘電体層の静電容量のバラツキの発生を効果的に抑えることも可能となる。
【００６８】
以上より、本発明のガラスセラミック多層配線基板によれば、高容量でかつ比誘電率の変化の小さな誘電体層をガラスセラミック・グリーンシートとの同時焼成により作製することが可能となり、ガラスセラミック多層配線基板の内部および／または表面に高容量でかつ容量バラツキが少ないコンデンサが形成されたガラスセラミック多層配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガラスセラミック多層配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のガラスセラミック多層配線基板を評価するための実施例に用いた評価基板を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・ガラスセラミック多層配線基板
２・・・・・絶縁基体
３・・・・・誘電体層
４ａ・・・・・上部導体層
４ｂ・・・・・下部導体層
５・・・・・配線導体
６・・・・・貫通導体
【図１】
2004152834.tif 000004
【図２】
2004152834.tif 000005