(57)【要約】【課題】異なる組成を有する材料を積層して焼成するときに起こる構成元素の拡散による組成変動と、熱膨張係数や焼結挙動の違いによる基板の反り、層間剥離、機械的強度の低下を抑制して電気的、機械的に安定な積層セラミック電子部品およびその製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ニオブを主成分とする高誘電率層３と、酸化アルミニウムとガラスを主成分とする低誘電率層１との間に、酸化マグネシウムもしくは酸化ジルコニウムもしくは酸化アルミニウムの少なくとも一つから選ばれる酸化物とガラスからなる副誘電体層２を介して積層体を形成する。【選択図】  図１
2004253757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ニオブを主成分とする高誘電率層と、酸化アルミニウムとガラスを主成分とする低誘電率層と、銀もしくは銅の導体層から構成される積層セラミック電子部品において、前記高誘電率層と低誘電率層の間に酸化マグネシウムもしくは酸化ジルコニウムもしくは酸化アルミニウムの少なくとも一つから選ばれる酸化物とガラスからなる副誘電体層を設けた積層セラミック電子部品。
【請求項２】
副誘電体層は高誘電率層または低誘電率層のうちのいずれか厚みの薄い層の１／１０以下の厚みで形成した請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項３】
副誘電体層を構成する材料の熱膨張係数に対して、高誘電率層、低誘電率層を構成する材料の熱膨張係数が±２ｐｐｍ／℃の範囲内とした請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項４】
高誘電率層内もしくは高誘電率層を介して対向する複数の銀もしくは銅の導体層から構成されるコンデンサ部を設けた請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項５】
高誘電率層内に銀もしくは銅の導体層から構成されるストリップライン導体を設けた請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項６】
少なくとも酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ニオブを主成分とする高誘電率材料によって構成される高誘電率セラミックグリーンシートと、酸化アルミニウムとガラスを主成分とする低誘電率材料によって構成される低誘電率セラミックグリーンシートと、前記各セラミックグリーンシートの中間に酸化マグネシウムもしくは酸化ジルコニウムもしくは酸化アルミニウムの少なくとも一つから選ばれる酸化物とガラスからなる副誘電体材料によって構成される副誘電体セラミックグリーンシートを介して積層体とし、前記セラミックグリーンシートの焼成温度では実質的に焼成しない無機組成材料によって構成される拘束用セラミックグリーンシートを前記積層体の上下面の最表層に配置されるように積層し、その後拘束用セラミックグリーンシートを構成する無機組成材料の焼結温度未満の温度で焼成し、前記焼成で得られた焼結体からその上下面に残存する拘束用セラミックグリーンシートを構成する無機組成材料を除去する工程とからなる積層セラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として携帯電話端末などの高周波無線機器で用いられる積層セラミック電子部品およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信の利用者の拡大と情報通信システムのグローバル化に伴い、高速・大容量通信を実現するための高周波デバイスに注目が集まっている。これらの中で、セラミック多層基板技術はインナービアが容易に形成でき、三次元の立体回路を小型に形成できるために回路基板または電子部品として広く使用されている。
【０００３】
特に、低温焼結のガラスセラミック材料と導体に銀や銅を用いたセラミック多層配線基板または積層セラミック電子部品は高周波特性が良好であり、小型化が実現できることから携帯電話などの無線モジュールとしての需要が急激に伸びている。
【０００４】
しかしながら、一方でさらなる小型化、複合化および高機能化に対する要望が強くなってきている。
【０００５】
こういった新たな要望を満足するための一方策として、異なる特性を有するセラミック材料を多層基板内に部分的に形成する方法が考えられている。例えば比較的大きなコンデンサを小型で内蔵するために比誘電率の高い誘電体材料を部分的に形成したり、大きなインダクタンス値のコイルを内蔵するために磁性体材料を形成することなどが考えられている。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２９９８４７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では異なる組成を有する材料が隣接して積層されているために焼成時に構成元素の拡散が起こり、本来の材料特性を安定に引き出すことが困難であるとともに、高周波における特性の安定性には不安が残るものであった。また、積層される材料の熱膨張係数や焼結性の挙動が異なっていることから、基板の反り、層間での剥離および機械的強度の低下が予想されるものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ニオブを主成分とする高誘電率層と、酸化アルミニウムとガラスを主成分とする低誘電率層と、銀もしくは銅の導体層から構成される積層セラミック電子部品において、前記高誘電率層と低誘電率層の間に酸化マグネシウムもしくは酸化ジルコニウムもしくは酸化アルミニウムの少なくとも一つから選ばれる酸化物とガラスからなる副誘電体層を設けた積層セラミック電子部品であり、焼成時における異種材料間の焼結挙動の不一致に起因する基板の反りや異種材料界面のクラック、剥がれ等の欠陥を抑制することにより高精度な積層セラミック電子部品を実現することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、副誘電体層は高誘電率層または低誘電率層のうちのいずれか厚みの薄い層の１／１０以下の厚みで形成した請求項１に記載の積層セラミック電子部品であり、基板の反りや異種材料界面のクラック、剥がれ等の欠陥をさらに低減することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、副誘電体層を構成する材料の熱膨張係数に対して、高誘電率層、低誘電率層を構成する材料の熱膨張係数が±２ｐｐｍ／℃の範囲内とした請求項１に記載の積層セラミック電子部品であり、焼成時における異種材料間の熱膨張係数の不一致に起因する基板の反りやクラック、剥がれ等の欠陥を抑制した高精度な積層セラミック電子部品を実現することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、高誘電率層内もしくは高誘電率層を介して対向する複数の銀もしくは銅の導体層から構成されるコンデンサ部を設けた請求項１に記載の積層セラミック電子部品であり、大容量のコンデンサ部を内蔵した高精度な積層セラミック電子部品を実現することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、高誘電率層内に銀もしくは銅の導体層から構成されるストリップライン導体を設けた請求項１に記載の積層セラミック電子部品であり、高誘電率層内に高導電率の電極材料にてストリップライン導体を内蔵することにより高周波対応可能な小型の積層セラミック電子部品を実現することができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、少なくとも酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ニオブを主成分とする高誘電率材料によって構成される高誘電率セラミックグリーンシートと、酸化アルミニウムとガラスを主成分とする低誘電率材料によって構成される低誘電率セラミックグリーンシートと、前記各セラミックグリーンシートの中間に酸化マグネシウムもしくは酸化ジルコニウムもしくは酸化アルミニウムの少なくとも一つから選ばれる酸化物とガラスからなる副誘電体材料によって構成される副誘電体セラミックグリーンシートを介して積層体とし、前記セラミックグリーンシートの焼成温度では実質的に焼成しない無機組成材料によって構成される拘束用セラミックグリーンシートを前記積層体の上下面の最表層に配置されるように積層し、その後拘束用セラミックグリーンシートを構成する無機組成材料の焼結温度未満の温度で焼成し、前記焼成で得られた焼結体からその上下面に残存する拘束用セラミックグリーンシートを構成する無機組成材料を除去する工程とからなる積層セラミック電子部品の製造方法であり、焼成時に面方向の収縮を抑制することによって、積層体内外部に配置された導体層の配線パターンが所望の形状を保持することができることから、設計どおりの高精度、高信頼性を有する積層セラミック電子部品を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の積層セラミック電子部品およびその製造方法について実施の形態および図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１および図１により請求項１〜４に記載の発明を説明する。図１は本発明の実施の形態１における積層セラミック電子部品の断面図である。図１において、１は低誘電率層、２は副誘電体層、３は高誘電率層、４は導体層、５は導体層４をそれぞれの層間で接続するビア電極、６は積層セラミック電子部品の表面に形成される表層の導体層である。
【００１７】
低誘電率層１は酸化アルミニウムを主成分とするセラミック粉末と酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化カルシウムを主成分とするガラス材料からなるガラスセラミック材料であり、そのときの比誘電率は４〜１０である。
【００１８】
また、高誘電率層３は酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ニオブを主成分とする誘電体セラミック材料であり、そのときの比誘電率は３５〜９０である。前記低誘電率層１と前記高誘電率層３の比誘電率は設計する積層セラミック電子部品に望まれる静電容量値や使用される周波数帯域などの仕様を考慮して組成を最適化することにより制御することができるものである。
【００１９】
そして、前記高誘電率層３の内層に導体層４を対向するように形成することによりコンデンサ部１９を形成することができる。このときの静電容量は高誘電率層３の比誘電率と導体層４の対向面積および対向距離に応じて設計することができる。さらに大容量のコンデンサ部１９を形成したいときには図１に示すように導体層４を積層構造とすることにより小型で大容量のコンデンサ部１９を内蔵した積層セラミック電子部品を実現することができる。
【００２０】
次に、副誘電体層２は酸化マグネシウムもしくは酸化ジルコニウムもしくは酸化アルミニウムの少なくとも一つから選ばれる酸化物とガラスからなるガラスセラミック材料であり、好ましくは以下の組成物であることが望ましい。
【００２１】
（１）酸化ジルコニウムと、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニオブ、酸化アルミニウムおよび酸化タンタルからなる群から選ばれる少なくとも一種との複合酸化物を第一成分として含み、さらに第二成分としてＳｉ，Ｂ，Ａｌ、Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｚｎ，Ｔｉ，ＬａおよびＮｄからなる群から選ばれる少なくとも一種の酸化物を含むガラスを全体量に対して２５〜８０重量％の割合で含むガラスセラミック組成物。
【００２２】
（２）フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）とＳｉ，Ｂ，Ａｌ，Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｚｎ，Ｔｉ，ＬａおよびＮｄからなる群から選ばれる少なくとも一種の酸化物を含むガラスを全体量に対して２５〜８０重量％の割合で含むガラスセラミック組成物。
【００２３】
（３）高純度（９９％以上）な酸化アルミニウムとＳｉ，Ｂ，Ａｌ，Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｚｎ，Ｔｉ，ＬａおよびＮｄからなる群から選ばれる少なくとも一種の酸化物を含むガラスを全体量に対して２５〜８０重量％の割合で含むガラスセラミック組成物。
【００２４】
上記３種類の材料から選んで形成された副誘電体層２を用いて図１に示す積層セラミック電子部品を形成することにより、焼成時における高誘電率層３と低誘電率層１の異種材料間の焼結挙動の不一致に起因する基板の反りや異種材料界面のクラック、剥がれ等の欠陥を抑制することにより高性能な積層セラミック電子部品を実現することができる。
【００２５】
また、副誘電体層２は高誘電率層３または低誘電率層１のうちのいずれか厚みの薄い層の１／１０以下の厚みで形成することが好ましい。
【００２６】
前記副誘電体層２の厚みがこの範囲を超えると、焼成時に反りや剥離が発生する確率が大きくなり、副誘電体層２の効果が得られにくくなる場合がある。
【００２７】
さらに、高誘電率層３および低誘電率層１の熱膨張係数が副誘電体層２の熱膨張係数に対して±２ｐｐｍ／℃であることが好ましい。この熱膨張係数の最適範囲を超えると、焼成時にヒビやクラックといった構造欠陥が積層セラミック電子部品に発生することになり好ましくない。
【００２８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２および図２により請求項５に記載の発明を説明する。
【００２９】
図２は本発明の実施の形態２における誘電体共振器を内蔵した積層セラミック電子部品の断面図である。
【００３０】
図２において、７は低誘電率層、８は副誘電体層、９は高誘電率層、１０はストリップライン導体、１１は外部電極である。誘電体共振器は高誘電率層９、ストリップライン導体１０および外部電極１１によって構成されている。前記高誘電率層９は酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ニオブを主成分とするガラスセラミック材料であり、このときの比誘電率は３５〜９０である。この高誘電率層９の比誘電率は設計する積層セラミック電子部品に望まれる容量や使用される周波数などの性能仕様を考慮して選択されるものである。ストリップライン導体１０および外部電極１１は銀または銅からなる低抵抗の電極材料が共振器のＱ値を高める上から最適である。
【００３１】
また、低誘電率層７は酸化アルミニウムを主成分とするセラミック粉末と酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化カルシウムを主成分とするガラス材料のガラスセラミック材料であり、そのときの比誘電率は４〜１０である。
【００３２】
次に、副誘電体層８は酸化マグネシウムもしくは酸化ジルコニウムもしくは酸化アルミニウムの少なくとも一つから選ばれる酸化物とガラスからなるガラスセラミック材料であり、実施の形態１と同じ材料組成を有するものを用いることによって好ましい結果が得られる。
【００３３】
この誘電体共振器内蔵の積層セラミック電子部品において、ストリップライン導体１０の導体厚みはより低い導体抵抗値を実現するためにはできる限り厚く形成することが電気特性の観点から望まれている。
【００３４】
しかしながら、副誘電体層８を形成していないとストリップライン導体１０の導体厚みを厚くしていくと歪みがさらに大きくなり、マイクロクラックや層間剥がれがより発生しやすくなる傾向にある。
【００３５】
これに対して、副誘電体層８を積層することによって異種材料間の不一致に起因するマイクロクラックや層間剥がれを低減することが可能となりストリップライン導体１０の導体厚みを厚く設計することができることから、高Ｑ値を有する誘電体共振器内蔵の積層セラミック電子部品を実現することができる。
【００３６】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３および図３〜図５により請求項６に記載の発明を説明する。
【００３７】
図３〜図５は本発明の実施の形態３における積層セラミック電子部品の製造方法を説明するための断面図である。
【００３８】
図３は各セラミックグリーンシートを積層した状態の焼成前の積層体の状態を示しており、１２は低誘電率層、１３は副誘電体層、１４は高誘電率層、１５は導体層、１６は導体層１５を層間で接続するビア電極、１７は素子表面に形成される表層の導体層、１８は拘束用セラミックグリーンシートである。
【００３９】
この積層体を構成するために、酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ニオブを主成分とする高誘電率材料によって構成される高誘電率セラミックグリーンシートを準備し、次に酸化アルミニウムとガラスを主成分とする低誘電率材料によって構成される低誘電率セラミックグリーンシートを準備し、高誘電率セラミックグリーンシートと低誘電率セラミックグリーンシートとの中間に酸化マグネシウムもしくは酸化ジルコニウムもしくは酸化アルミニウムの少なくとも一つから選ばれる酸化物とガラスからなる副誘電体材料によって構成される副誘電体セラミックグリーンシートを介してあらかじめ必要な導体パターンを形成した後、熱プレスによってセラミックグリーンシートの積層体構造とする。
【００４０】
次に、高誘電率セラミックグリーンシートと低誘電率セラミックグリーンシートの焼成温度では実質的に焼成しないアルミナなどの無機組成材料によって構成される拘束用セラミックグリーンシート１８を前記積層体の上下面の最表層に配置されるように積層することによって図３に示す構成のセラミックグリーンシートの積層体とすることができる。
【００４１】
前記拘束用セラミックグリーンシート１８は例えば酸化アルミニウムや酸化マグネシウム、酸化ジルコニウムなどが使用でき、低誘電率層１２や高誘電率層１４や副誘電体層１３、導体層１５などの焼結温度よりも焼結温度が高く、反応が起こりにくい材料で構成されていれば上記材料に限定されるものではないが、焼成後の拘束用セラミックグリーンシート１８は超音波による簡易的な洗浄やサンドブラスト等で容易に除去できる必要がある。また、前記各種セラミックグリーンシートの積層は順次行ってもかまわないし、同時一括して積層しても良い。積層数と生産性の観点からいずれの方法を選択することが好ましい。その後、拘束用セラミックグリーンシート１８を構成する無機組成材料の焼結温度未満の温度で焼成した状態を図４に示す。
【００４２】
このとき、拘束用セラミックグリーンシート１８は殆ど焼成収縮しないために高誘電率層１４、低誘電率層１２、副誘電体層１３、導体層１５、ビア電極１６および表層の導体層１７は焼成により厚み方向に収縮して焼結する。
【００４３】
このような焼成方法により、厚み方向への収縮は起こるものの、面方向への収縮が殆ど発生しないことから積層体の内外部に配置された導体層１５および表層の導体層１７の配線パターンがほぼ焼成前の寸法形状を保持することができることから、設計の精度が大幅に向上するという格別の効果が得られる。
【００４４】
また、拘束用セラミックグリーンシート１８は焼結していないので、焼成後簡単に拘束用セラミックグリーンシート１８を構成する無機組成材料を除去することができる。図５はブラシあるいはサンドブラスト法によって拘束用セラミックグリーンシート１８を除去した後の積層セラミック電子部品を示している。
【００４５】
以上のような製造方法によって、異なる材料の一体焼成時における異種材料間の構成元素の拡散を抑制し、基板の反りや異種材料界面のクラック、剥がれ等の欠陥を抑制することができるとともに、面方向の収縮が起こらないことから高精度な積層セラミック電子部品の製造方法を提供することができる。
【００４６】
（実施例１）
次に、本発明の実施例１について説明する。本実施例１では図３〜図５に示したコンデンサ部内蔵型の多層セラミック電子部品の作製とその評価結果について述べる。
【００４７】
出発原料には高純度（９９％以上）の酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）を純度補正後、所定の組成になるように秤量し、これらの原料粉体をジルコニア製玉石およびエタノールとともにボールミルで１８時間混合した。混合した後スラリーをボールミルから取り出して乾燥し、アルミナ坩堝中で８５０℃、２時間の条件で仮焼した。
【００４８】
次に、この仮焼粉体はジルコニア製玉石を媒体にしてエタノールとともにボールミルで１８時間粉砕した。その後粉砕したスラリーを乾燥し、引き続きセラミックグリーンシートに成形した。成形の方法は粉砕乾燥済み粉体１００ｇに酢酸ブチル８０ｇ、ポリビニルブチラール樹脂１５ｇ、ジブチルフタレート８ｇとともにボールミルで４８時間混合し、得られたセラミックスラリーを用いてドクターブレード法により厚さ２５μｍの高誘電率用セラミックグリーンシート１４を作製した。
【００４９】
一方、低誘電率用セラミックグリーンシート１２の材料として、高純度（９９％以上）の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）を純度補正後、所定量秤量し、これらの原料粉体をジルコニア製玉石およびエタノールとともにボールミルで１８時間混合した。混合した後スラリーを乾燥し、アルミナ坩堝中で１５００℃、２時間の条件で仮焼した。
【００５０】
次に、この仮焼粉体はジルコニア製玉石を媒体にエタノールとともにボールミルで４８時間粉砕した。その後粉砕したスラリーを乾燥し、これに酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とホウケイ酸アルカリ土類ガラスを所定量添加し、再びジルコニア製玉石を媒体にエタノールとともにボールミルで２４時間混合した。混合したスラリーを乾燥し、引き続き低誘電率用セラミックグリーンシート１２に成形した。成形の方法は上記高誘電率用グリーンシート１４の成形方法に準じて行った。
【００５１】
また、副誘電体層用セラミックグリーンシート１３は以下に示す３種類の組成物を作製した。
【００５２】
第一の組成物（表１に示した副誘電体層ａ）として、高純度（９９％以上）の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）と、酸化チタン（ＴｉＯ２）と、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）および酸化マンガン（Ｍｎ３Ｏ４）を純度補正した後所定量秤量し、これらの原料粉体をジルコニア製玉石およびエタノールとともにボールミルで１８時間混合した。混合した後スラリーを乾燥し、アルミナ坩堝中で１２５０℃、２時間の条件で仮焼した。
【００５３】
次に、この仮焼粉体はジルコニア製玉石を媒体にエタノールとともにボールミルで４８時間粉砕した。粉砕後のスラリーを乾燥し、これに酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とホウケイ酸アルカリ土類ガラスを所定量添加し、再びジルコニア製玉石を媒体にエタノールとともにボールミルで２４時間混合した。混合後のスラリーを乾燥し、引き続き副誘電体層用セラミックグリーンシート１３に成形した。成形の方法は上記高誘電率用グリーンシート１４の成形方法に準じて行った。
【００５４】
第二の組成物（表１に示した副誘電体層ｂ）として、高純度（９９％以上）のフォルステライト（２ＭｇＳｉＯ４）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とホウケイ酸アルカリ土類ガラスを所定量添加し、ジルコニア製玉石を媒体にエタノールとともにボールミルで２４時間混合した。混合後のスラリーを乾燥し、引き続き副誘電体層用セラミックグリーンシート１３を成形した。成形の方法は上記高誘電率用グリーンシート１４の成形方法に準じて行った。
【００５５】
第三の組成物（表１に示した副誘電体層ｃ）として、高純度（９９％以上）の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とホウケイ酸アルカリ土類ガラスを所定量添加し、ジルコニア製玉石を媒体にエタノールとともにボールミルで２４時間混合した。混合後のスラリーを乾燥し、引き続き副誘電体層用セラミックグリーンシート１３を成形した。成形の方法は上記高誘電率用グリーンシート１４の成形方法に準じて行った。
【００５６】
次に、拘束用セラミックグリーンシート１８として、高純度（９９％以上）の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を上記工程と同様の方法にて厚さ２５μｍの拘束用セラミックグリーンシート１８を作製した。
【００５７】
以上のように作製した各種セラミックグリーンシート１２，１３，１４を多数個取りのサイズである７０ｍｍ×７０ｍｍに裁断した後、導体層１５や表層の導体層１７を形成する各セラミックグリーンシート１２，１４上にはスクリーン印刷法で銀ペーストをパターン印刷し、ビア電極１６を形成する各種セラミックグリーンシート１２，１３，１４には機械的にビア穴を貫通させた後、同様の方法で銀ペーストを充填した。このセラミックグリーンシート１２，１３，１４を図３の積層体構成となるように４０℃−１００ｋｇ／ｃｍ２の熱プレス条件で加圧しながら積層し、積層体とした。焼成後の高誘電率層１４、副誘電体層１３の厚みはそれぞれ２５μｍ、１μｍとし、セラミック多層基板全体の厚みはすべて１ｍｍとなるように設計した。また、比較例として、副誘電体層１３の厚みが３μｍであるものと、高誘電率層１４と低誘電率層１２からなる積層体と、高誘電率層１４のみからなる積層体も同様の手法で作製した。
【００５８】
このようにして作製された積層体は５００℃で４時間熱処理することによりバインダ、可塑剤成分を消去した後、９２０℃、３０分間の条件で焼成することによって多数個取りのセラミック多層基板とすることができる（図４参照）。
【００５９】
その後、表層に残留した拘束用セラミックグリーンシート１８はブラシを用いて機械的に除去した。焼成されたセラミック多層基板の反り量は基板中央部から５ｃｍ角の表面をレーザー式表面粗さ計により測定し、最大値と最小値の差により求めた。
【００６０】
また、焼成されたセラミック多層基板は所望の形状になるように機械的に切断し、所望の積層セラミック電子部品の個片に分割し、内部に構成したコンデンサ部１９の性能を評価するためにＬＣＲメーターを用いて、１ＭＨｚ、１Ｖの測定条件にて室温での静電容量と−２５℃〜＋１２５℃における静電容量の変化率を測定した。
【００６１】
さらに、断面を観察して高誘電率層１４の厚みと導体層１５の面積を測定し、これらの測定値をもとに比誘電率を見積もった。その測定結果を（表１）に示す。
【００６２】
【表１】
2004253757.tif 000003
【００６３】
（表１）の結果から、副誘電体層１３を挿入したセラミック多層基板の反りは抑制されていることが確認できた。また、副誘電体層１３の厚みが３μｍであるセラミック多層基板では反り量が大きくなっていることがわかる。
【００６４】
一方、比誘電率に関しても、本来の比誘電率である高誘電率層１４のみで構成されたセラミック多層基板から算出した値を副誘電体層１３を挿入したセラミック多層基板では再現しているのに対して、副誘電体層１３を挿入していないセラミック多層基板では比誘電率の低下が起こっている。また、静電容量の温度特性に関しても、副誘電体層１３を挿入することによって変化率が大幅に抑制されていることが明らかである。
【００６５】
これらのセラミック多層基板についてＥＰＭＡ法で断面観察を行ったところ、副誘電体層１３の介在しないセラミック多層基板では高誘電率層１４から低誘電率層１２にビスマス元素が多く拡散している様子が観られ、本来の材料組成を維持できていないと考えられる。一方、副誘電体層１３を有するセラミック多層基板は層間部分において若干の拡散は観られるものの、副誘電体層１３の内部での拡散はほぼ抑止され、高誘電率層１４の組成は維持されているものと考えられる。
【００６６】
なお、熱膨張係数が本発明の請求の範囲外である材料どうしの異種積層においては、セラミック多層基板の反りが８５μｍ以上であったり、クラックや層間剥離が発生することが認められている。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の積層セラミック電子部品およびその製造方法によれば、異なる材料の一体焼成時における材料間の構成元素の拡散を抑制し、本来の材料特性を安定に引き出すと同時に、異種材料の収縮挙動や熱膨張係数の不一致に起因する基板の反りや異種材料界面のクラック、剥がれ等の欠陥を抑制することができ、異なる誘電率を有する複数の組成物層からなる積層セラミック電子部品およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における積層セラミック電子部品の断面図
【図２】本発明の実施の形態２における積層セラミック電子部品の断面図
【図３】本発明の実施の形態３における積層セラミック電子部品の製造方法を説明するための断面図
【図４】同断面図
【図５】同断面図
【符号の説明】
１，７，１２  低誘電率層
２，８，１３  副誘電体層
３，９，１４  高誘電率層
４，１５  導体層
５，１６  ビア電極
６，１７  表層の導体層
１０  ストリップライン導体
１１  外部電極
１８  拘束用セラミックグリーンシート
１９  コンデンサ部
【図１】
2004253757.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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