(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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該誘電体層の上下に配置された金属粉末の焼結体からなる電極層から構成され、前記絶縁基体の中央部に配置されたコンデンサ部と、該コンデンサ部の上下に配置された、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と、該誘電体拡散防止層と前記絶縁基体との間に配置された、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とを有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。
【請求項２】
前記電極層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｇ−ＰｔおよびＡｇ−Ｐｄのうちのいずれかから成る金属粉末を含む焼結体から成り、前記メタライズ拡散防止層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗおよびそれらを含む合金のうちの少なくとも１種から成る金属粉末と該金属粉末１００質量部に対して１０質量部以下のガラス粉末との焼結体から成り、前記誘電体拡散防止層は、チタン酸バリウム粉末と該チタン酸バリウム粉末１００質量部に対して５〜１５０質量部のガラス粉末との焼結体から成り、前記メタライズ拡散防止層の厚みが５〜２０μｍで前記誘電体拡散防止層の厚みが５〜２０μｍであることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板。
【請求項３】
前記誘電体拡散防止層は、熱膨張係数が８×１０−６〜１０×１０−６／℃であることを特徴とする請求項２記載のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板。
【請求項４】
前記誘電体拡散防止層に含まれる前記ガラス粉末は、ガラス転移温度が５５０℃以下の非結晶ガラス粉末であることを特徴とする請求項３記載のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板。
【請求項５】
前記誘電体層は、チタン酸バリウム粉末にＢ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれチタン酸バリウム粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成ることを特徴とする請求項２記載のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板。
【請求項６】
前記誘電体拡散防止層は、ＢａＴｉＯ３を１００質量部、ガラス組成物を５〜１５０質量部含んで成り、前記ガラス組成物は、Ｌｉ２Ｏを２．０〜３２．０質量部、Ｂ２Ｏ３を１２．０〜４２．０質量部、ＳｉＯ２を５．０〜１５．５質量部、ＣａＯを６．７〜２０．６質量部、ＢａＯを６．７〜２０．６質量部含んでいることを特徴とする請求項２記載
のコンデンサ内蔵セラミック多層配線基板。
【請求項７】
前記電極層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｇ−ＰｔおよびＡｇ−Ｐｄのうちのいずれかから成る金属粉末を１００質量部、ガラス組成物を１０質量部以下含んで成り、前記ガラス組成物は、９５０℃以下の温度で結晶化してＢａＴｉＯ３を析出するものであって、ＢａＯを５５．１〜５９．７質量部、ＴｉＯ２を２４．０〜２６．０質量部、ＳｉＯ２を７．７〜１１．３質量部、Ａｌ２Ｏ３を６．６〜９．７質量部、ＳｒＯを０．７質量部以下、Ｎａ２Ｏを０．５質量部以下、ＣａＯを０．４質量部以下含んでいることを特徴とする請求項２記載のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板。
【請求項８】
前記メタライズ拡散防止層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗおよびそれらを含む合金のうちの少なくとも１種を１００質量部、ガラス組成物を１０質量部以下含んで成り、前記ガラス組成物は、９５０℃以下の温度で結晶化してＢａＴｉＯ３を析出するものであって、ＢａＯを５５．１〜５９．７質量部、ＴｉＯ２を２４．０〜２６．０質量部、ＳｉＯ２を７．７〜１１．３質量部、Ａｌ２Ｏ３を６．６〜９．７質量部、ＳｒＯを０．７質量部以下、Ｎａ２Ｏを０．５質量部以下、ＣａＯを０．４質量部以下含んでいることを特徴とする請求項２記載のコンデンサ内蔵ガラスセラミック多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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、基板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。
【０００４】
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（以下、グリーンシートともいう）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グリーンシートと、誘電体層を形成した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。
【０００５】
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。
【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，「ＣＲ複合基板」，ニューセラミックス，１９９５年，第１号，ｐ．３９〜４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、電極層を介してグリーンシートと誘電体層を同時焼成する場合、誘電体層中の成分が絶縁層および電極層に拡散し誘電体層の焼結が進まなかった。そのため、ガラスセラミック多層配線基板内に形成したコンデンサ部の容量値が低下したり、その容量値のバラツキが大きくなるという問題点があった。
【０００７】
また、電極層を介してグリーンシートと誘電体層を同時焼成する場合、グリーンシート中のガラス成分が誘電体層中に拡散するという現象が発生する。そのため、ガラスセラミック多層配線基板内に形成した誘電体層中のガラス成分が過剰となり、コンデンサ部の容量値が低下したり容量値のバラツキが大きくなるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、電極層を介してグリーンシートと誘電体層を同時焼成する際、誘電体層中の成分と絶縁層中の成分あるいは電極層中のガラス成分の相互拡散を抑制し、ガラスセラミック多層配線基板内に形成したコンデンサ部の容量の低下を防ぎ、またそのバラツキを抑制することができる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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、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該誘電体層の上下に配置された金属粉末の焼結体からなる電極層から構成され、前記絶縁基体の中央部に配置されたコンデンサ部と、該コンデンサ部の上下に配置された、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と、該誘電体拡散防止層と前記絶縁基体との間に配置された、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とを有していることを特徴とするものである。
【００１０】
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、前記電極層および前記メタライズ拡散防止層は、前記電極層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｇ−ＰｔおよびＡｇ−Ｐｄのうちのいずれかから成る金属粉末を含む焼結体から成り、前記メタライズ拡散防止層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗおよびそれらを含む合金のうちの少なくとも１種から成る金属粉末と該金属粉末１００質量部に対して１０質量部以下のガラス粉末との焼結体から成り、前記誘電体拡散防止層は、チタン酸バリウム粉末と該チタン酸バリウム粉末１００質量部に対して５〜１５０質量部のガラス粉末との焼結体から成り、前記メタライズ拡散防止層の厚みが５〜２０μｍで前記誘電体拡散防止層の厚みが５〜２０μｍであることを特徴とするものである。
【００１１】
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、前記誘電体拡散防止層は、熱膨張係数が８×１０−６〜１０×１０−６／℃であることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、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、前記誘電体拡散防止層に含まれる前記ガラス粉末は、ガラス転移温度が５５０℃以下の非結晶ガラス粉末であることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、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、前記誘電体層は、チタン酸バリウム粉末にＢ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれチタン酸バリウム粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成ることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、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、前記誘電体拡散防止層は、ＢａＴｉＯ３を８５〜９８質量部、ガラス組成物を５〜１５０質量部含んで成り、前記ガラス組成物は、Ｌｉ２Ｏを２．０〜３２．０質量部、Ｂ２Ｏ３を１２．０〜４２．０質量部、ＳｉＯ２を５．０〜１５．５質量部、ＣａＯを６．７〜２０．６質量部、ＢａＯを６．７〜２０．６質量部含んでいることを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、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、前記電極層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｇ−ＰｔおよびＡｇ−Ｐｄのうちのいずれかから成る金属粉末を１００質量部、ガラス組成物を１０質量部以下含んで成り、前記ガラス組成物は、９５０℃以下の温度で結晶化してＢａＴｉＯ３を析出するものであって、ＢａＯを５５．１〜５９．７質量部、ＴｉＯ２を２４．０〜２６．０質量部、ＳｉＯ２を７．７〜１１．３質量部、Ａｌ２Ｏ３を６．６〜９．７質量部、ＳｒＯを０．７質量部以下、Ｎａ２Ｏを０．５質量部以下、ＣａＯを０．４質量部以下含んでいることを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、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、前記メタライズ拡散防止層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗおよびそれらを含む合金のうちの少なくとも１種を１００質量部、ガラス組成物を１０質量部以下含んで成り、前記ガラス組成物は、９５０℃以下の温度で結晶化してＢａＴｉＯ３を析出するものであって、ＢａＯを５５．１〜５９．７質量部、ＴｉＯ２を２４．０〜２６．０質量部、ＳｉＯ２を７．７〜１１．３質量部、Ａｌ２Ｏ３を６．６〜９．７質量部、ＳｒＯを０．７質量部以下、Ｎａ２Ｏを０．５質量部以下、ＣａＯを０．４質量部以下含んでいることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
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（以下、コンデンサ内蔵基板ともいう）は、コンデンサ部の上下に配置された、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と、該誘電体拡散防止層と前記絶縁基体との間に配置された、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とを有していることにより、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、コンデンサ部を形成する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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
本発明のコンデンサ内蔵基板は、好ましくは、電極層およびメタライズ拡散防止層は、電極層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｇ−ＰｔおよびＡｇ−Ｐｄのうちのいずれかから成る金属粉末を含む焼結体から成り、メタライズ拡散防止層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗおよびそれらを含む合金のうちの少なくとも１種から成る金属粉末とその金属粉末１００質量部に対して１０質量部以下のガラス粉末との焼結体から成ることから、電極層およびメタライズ拡散防止層を緻密な金属質の焼結体とすることができる。また、電極層およびメタライズ拡散防止層は、その厚みが５〜２０μｍであることから、誘電体層と誘電体拡散防止層との間、また誘電体拡散防止層と絶縁層との間の相互拡散をより有効に抑制することができる。
【００２１】
また、誘電体拡散防止層は、チタン酸バリウム粉末とチタン酸バリウム粉末１００質量部に対して５〜１５０質量部のガラス粉末との焼結体から成ることから、誘電体拡散防止層は９００〜１０００℃の温度領域において緻密な焼結体となる。その結果、絶縁層と誘電体層との間の相互拡散を効果的に防止することが可能となる。以上により、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容量値のバラツキをより好適に抑えることができる。
【００２２】
また、本発明のコンデンサ内蔵基板は、好ましくは、誘電体拡散防止層は、熱膨張係数が８×１０−６〜１０×１０−６／℃であることから、ガラスセラミック焼結体からなる絶縁層とチタン酸バリウムを主成分とする誘電体層との間の熱膨張差による残留応力を小さくすることができる。その結果、誘電体層、誘電体拡散防止層、絶縁層の各層にクラックが発生しない、より信頼性の高いコンデンサ内蔵基板となる。
【００２３】
また、本発明のコンデンサ内蔵基板は、好ましくは、誘電体拡散防止層に含まれるガラス粉末は、ガラス転移温度が５５０℃以下の非結晶ガラス粉末であることから、同時焼成における冷却過程において誘電体拡散防止層中に分散した非結晶ガラス成分が、そのガラス転移温度に達するまで誘電体層と絶縁体層との間の応力を緩和する。その結果、誘電体層、誘電体拡散防止層、絶縁層の各層にクラックが発生しない、より一層信頼性の高いコンデンサ内蔵基板となる。
【００２４】
さらに、本発明のコンデンサ内蔵基板は、好ましくは、誘電体層は、チタン酸バリウム粉末にＢ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれチタン酸バリウム粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成ることから、誘電体層は９００〜１０００℃の温度領域でより緻密な焼結体となるため、その結果、絶縁層と誘電体層との間の相互拡散をより効果的に防止することが可能となる。
【００２５】
さらに、本発明のコンデンサ内蔵基板は、好ましくは、誘電体拡散防止層に含まれるガラス組成物の組成比を、Ｌｉ２Ｏを２．０〜３２．０質量部、Ｂ２Ｏ３を１２．０〜４２．０質量部、ＳｉＯ２を５．０〜１５．５質量部、ＣａＯを６．７〜２０．６質量部、ＢａＯを６．７〜２０．６質量部とすることにより、上記ガラス組成物がガラスセラミックスの焼結温度である１０００℃以下で溶融し、誘電体拡散防止層の低温での焼結を従来のガラス組成物を使用した場合に比べより促すことができるため、誘電体部の特性とそのばらつきをより良くすることができる。
【００２６】
さらに、本発明のコンデンサ内蔵基板は、好ましくは、電極層とメタライズ拡散防止層に含まれるガラス組成物の組成比を、ＢａＯを５５．１〜５９．７質量部、ＴｉＯ２を２４．０〜２６．０質量部、ＳｉＯ２を７．７〜１１．３質量部、Ａｌ２Ｏ３を６．６〜９．７質量部、ＳｒＯを０．７質量部以下、Ｎａ２Ｏを０．５質量部以下、ＣａＯを０．４質量部以下とすることにより、上記ガラス組成物が焼成時の結晶化の際に高誘電体層の主成分と同じ構造であるＢａＴｉＯ３結晶を析出するため、従来のガラス組成物を使用した場合に比べ焼成時に発生するガラス成分の誘電体層への流入による誘電体層の特性とそのばらつきの悪化をより低減することができる。
【００２７】
従って、本発明のコンデンサ内蔵基板は、高容量で容量ばらつきの小さいコンデンサ部を内蔵したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明のコンデンサ内蔵基板を添付図面に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２９】
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説明するため断面図である。本発明のコンデンサ内蔵基板１０は、複数の絶縁層１１ａ〜１１ｃを積層して成る絶縁基板１１と、誘電体層１２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,１３ｂからなるコンデンサ部１４と、コンデンサ部１４を挟むようにその上下面に形成された誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂおよびメタライズ拡散防止層１６ａ,１６ｂと、貫通導体１７ａ，１７ｂと、配線層１８ａ，１８ｂとを有している。
【００３０】
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系ガラス等が挙げられる。
【００３１】
また、セラミック粉末としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，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）等が挙げられる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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１８を形成してもよい。
【００３７】
次に、メタライズ拡散防止層１６ａ,１６ｂは、絶縁層１１ｃ，１１ｂとなるグリーンシートの誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂ側の各主面に、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｗおよびそれらを含む合金のうちの少なくとも１種からなる金属粉末とガラス粉末とに適当な有機バインダ，溶剤を添加混合して成る電極層用ペーストを、スクリーン印刷等により塗布して形成することができる。ここで、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂの厚みは５〜１５μｍ、またメタライズ拡散防止層１６に含まれるガラス粉末の添加量は金属粉末１００質量部に対して１０質量部以下であることが好ましい。これにより、メタライズ拡散防止層１６を緻密な金属焼結体とすることができる。また、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂの各厚みを５〜１５μｍとすることで、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂと絶縁層１１ａ，１１ｃとの間の誘電体成分や絶縁層中のガラス成分の相互拡散を有効に抑制することができる。
【００３８】
メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂ中のガラス粉末の添加量が１０質量部を超えた場合、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂを形成する金属焼結体が焼結しにくい傾向があり、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂと絶縁層１１ａ，１１ｃとの間で相互拡散が発生する。その場合、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂと絶縁層１１ａ，１１ｃとにボイドが発生することがある。
【００３９】
また、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂの各厚みが５μｍより小さい場合、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂと絶縁層１１ａ，１１ｃとの間で相互拡散が起こりやすく、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂと絶縁層１１ａ，１１ｃとの間の絶縁層にボイドが発生する場合がある。また、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂと絶縁層１１ａ〜１１ｃとの熱膨張係数の差が大きい場合、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂによる応力緩和効果が十分なものとはならず、絶縁層１１ａ〜１１ｃあるいは誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂにクラックが発生する場合がある。
【００４０】
また、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂの各厚みが１５μｍを超えた場合、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂと絶縁層１１ａ〜１１ｃの同時焼成過程における収縮挙動の差や熱膨張の差の影響が顕著に現れる。その結果、絶縁層１１ａ〜１１ｃにクラックが発生したり、コンデンサ内蔵基板１０に反りが発生する場合がある。
【００４１】
また、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂ中に含まれるガラス組成物の含有量は、焼成時に誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂとメタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂとの間や、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂと絶縁層１１ａ〜１１ｃとの界面はがれを生じない最小の比率であることが好ましい。すなわち、金属粉末が１００質量部であっても焼成時に誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂとメタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂとの間や、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂと絶縁層１１ａ〜１１ｃとの間に界面はがれが生じない場合は上記ガラスを添加する必要はない。しかし、上記ガラス組成物の含有量が１０質量部以上の場合には、焼成時にメタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂ内のＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｎａ２Ｏ，ＣａＯ成分が誘電体層１２へ多く流入して、誘電体層１２の特性とそのばらつきを悪化させやすい傾向があるため、上記範囲が有効である。
【００４２】
上記ガラス組成物は、ガラスの結晶化の際にＢａＯとＴｉＯ２が結合してＢａＴｉＯ３結晶を析出するものである。主相としてＢａＴｉＯ３結晶を析出するため、上記ガラス組成物が焼成時の拡散により誘電体層１２の内部に流入しても誘電体層１２の特性とそのばらつきを悪化させることがない。また、上記ガラス組成物のメタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂへの添加により誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂとメタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂとの間や、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂと絶縁層１１ａ〜１１ｃとの間との濡れ性が上昇し、焼成時の界面はがれの発生をより低減させることができる。
【００４３】
ガラス組成物の組成比は、ＢａＯを５５．１〜５９．７質量部、ＴｉＯ２を２４．０〜２６．０質量部、ＳｉＯ２を７．７〜１１．３質量部、Ａｌ２Ｏ３を６．６〜９．７質量部、ＳｒＯを０．７質量部以下、Ｎａ２Ｏを０．５質量部以下、ＣａＯを０．４質量部以下であり、各成分の合計が１００質量部となるように調整する。ＴｉＯ２，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＳｒＯ，Ｎａ２Ｏ，ＣａＯは、ガラス化のための網目形成酸化物、中間酸化物、網目修飾酸化物であるため、ガラス化するための最小の比率であることが好ましい。ＢａＯが５９．７質量部を超え、ＴｉＯ２が２６．０質量部を超え、ＳｉＯ２が７．７質量部未満、Ａｌ２Ｏ３が６．６質量部未満の場合、この組成物をガラス化させることが困難となりやすい。また、ＢａＯが５５．１質量部未満、ＴｉＯ２が２４．０質量部未満、ＳｉＯ２が１１．３質量部を超え、Ａｌ２Ｏ３が９．７質量部を超え、ＳｒＯが０．７質量部を超え、Ｎａ２Ｏが０．５質量部を超え、ＣａＯが０．４質量部を超える場合、ＢａＯ，ＴｉＯ２以外の成分の、誘電体層１２の内部への流入量が多くなるため、誘電体層１２の特性とそのばらつきを悪化させやすい傾向がある。
【００４４】
誘電体拡散防止層１５ａ,１５ｂは、それぞれメタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂ上に、チタン酸バリウム粉末と５〜１５０質量部のガラス粉末とに適当な有機バインダ，溶剤を添加混合して成る誘電体拡散防止層用ペーストを、スクリーン印刷法等で塗布して形成することができる。この誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂの厚みは５〜１５μｍで、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂに含まれるガラス粉末の含有量は５〜１５０質量部であることが好ましい。誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂに含まれるガラス粉末の含有量が５〜１５０質量部であることで、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂをチタン酸バリウムとガラス成分からなる緻密な焼結体とすることができ、また、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂの厚みを５〜１５μｍとすることで、誘電体層１２と絶縁層１１ａ，１１ｃとの間の相互拡散を有効に抑制することができる。
【００４５】
ここで、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂ中のガラス粉末の添加量が１５０質量部を超えた場合、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂ中のガラス成分が誘電体層１２に拡散し、誘電体層１２の誘電率を低下させやすくなる。
【００４６】
また、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂ中のガラス粉末の添加量が５質量部より少ない場合、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂが９００〜１０００℃では十分に焼結せず、絶縁層１１ａ，１１ｃと誘電体層１２との間での相互拡散を十分に抑制できないことがある。
【００４７】
また、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂの厚みが５μｍより小さい場合、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂの拡散防止効果が十分でなく、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂと絶縁層１１ａ，１１ｃとの間で相互拡散が発生し、コンデンサ内蔵基板１０内に形成したコンデンサ部１４の容量低下や容量値のバラツキが発生する場合がある。誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂの厚みが１５μｍを超えた場合、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂと絶縁層１１ａ〜１１ｃの同時焼成過程における収縮挙動の差や熱膨張の差の影響が顕著に現れる。その結果、絶縁層１１ａ〜１１ｃにクラックが発生したり、コンデンサ内蔵基板１０に反りが発生する場合がある。
【００４８】
また、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂは、その熱熱膨張係数が８×１０−６〜１０×１０−６／℃であり、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂに含まれるガラス粉末のガラス転移温度は５５０℃以下の非結晶ガラス粉末であることが好ましい。誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂの熱膨張係数を８×１０−６〜１０×１０−６／℃とすることにより、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体層１２（熱膨張係数１２×１０−６〜１５×１０−６／℃）とガラスセラミック焼結体からなる絶縁層１１ａ〜１１ｃ（熱膨張係数６×１０−６〜１０×１０−６／℃）との熱膨張係数の差による熱応力をより有効に緩和することができる。
【００４９】
さらに、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂに含まれるガラス粉末が、ガラス転移温度が５５０℃以下の非結晶ガラス粉末であることにより、冷却過程において誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂ中に分散した非結晶ガラス成分がそのガラス転移温度に達するまで誘電体層１２と絶縁層１１ａ〜１１ｃとの間の応力を緩和する。その結果、誘電体層１２、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂ、絶縁層１１ａ〜１１ｃの各層にクラックが生じない、より一層信頼性の高いコンデンサ内蔵基板１０となる。
【００５０】
さらに、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂに含まれるガラス組成物の組成比は、Ｌｉ２Ｏが２．０〜３２．０質量部、Ｂ２Ｏ３が１２．０〜４２．０質量部、ＳｉＯ２が５．０〜１５．５質量部、ＣａＯが６．７〜２０．６質量部、ＢａＯが６．７〜２０．６質量部であることが好ましい。上記組成比とすることにより、このガラス組成物がガラスセラミックスの焼結温度である１０００℃以下で溶融するため、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂの低温での焼結を従来のガラス組成物を使用した場合に比べてより促すことができ、誘電体部の特性とそのばらつきをより良くすることができる。
【００５１】
ＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ３はガラス化のための網目形成酸化物であるため、Ｂ２Ｏ３が１２．０質量部未満、ＳｉＯ２が５．０質量部未満の場合、このガラス組成物をガラス化させることが困難となる。また、Ｂ２Ｏ３が４２．０質量部を超え、ＳｉＯ２が１５．５質量部を超える場合、このガラス組成物の融点が１０００℃を超え、誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂを１０００℃以下の低温で焼結させることが困難となり、その特性とばらつきを悪化させやすい傾向がある。
【００５２】
また、Ｌｉ２Ｏ，ＣａＯ，ＢａＯはガラス化のための中間酸化物であり上記ガラス組成物のガラス化を促す。また、Ｌｉ２Ｏはこのガラス組成物の低温焼結化を促す。Ｌｉ２Ｏが２．０質量部未満の場合、このガラス組成物を１０００℃以下の低温で溶融させることが困難となりやすい。また、Ｌｉ２Ｏが３２．０質量部を超える場合、上記ガラス組成物の融点が脱バインダー温度である７００℃を下回るため、焼成の際にバインダー中のカーボンが溶融したガラス組成物内に取り残されて誘電体部の特性を悪化させやすい傾向がある。従って、上記Ｌｉ２Ｏの組成比の範囲が有効である。また、上記ＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ｌｉ２Ｏの組成比の範囲内で全体の組成比が１００質量部となるようにＣａＯ，ＢａＯの量を調整する。
【００５３】
次に、グリーンシート上に形成するコンデンサ部１４について説明する。コンデンサ部１４は誘電体層１２と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,１３ｂから形成される。
【００５４】
電極層１３ａは、グリーンシートに形成された誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂのペーストの塗布膜上に、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に含まれるガラス添加量は１０質量部以下が良い。これにより、電極層１３ａ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１２と誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂとの間の相互拡散をより有効に抑えることができ、コンデンサ内蔵基板１０内に形成したコンデンサ部１４の容量低下や容量値のバラツキを低減することができる。
【００５５】
また、電極層１３ａ，１３ｂ中に含まれるガラス（ガラス組成物）の含有量は、焼成時に電極層１３ａ，１３ｂと誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂとの間や、電極層１３ａ，１３ｂと誘電体層１２との界面はがれを生じない最小の比率であることが好ましい。すなわち、金属粉末が１００質量部であっても焼成時に電極層１３ａ，１３ｂと誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂとの間や、電極層１３ａ，１３ｂと誘電体層１２との間に界面はがれが生じない場合は上記ガラスを添加する必要はない。しかし、上記ガラス組成物の組成比が１０質量部を超える場合、焼成時に電極層１３ａ，１３ｂ内のＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｎａ２Ｏ，ＣａＯの成分が誘電体層１２へ多く流入して、誘電体層１２の特性とそのばらつきを悪化させやすい傾向がある。
【００５６】
上記ガラス組成物は、その結晶化の際にＢａＯとＴｉＯ２が結合してＢａＴｉＯ３結晶を析出するものがより好ましい。上記ガラス組成物は主相としてＢａＴｉＯ３結晶を析出するため、上記ガラス組成物が焼成時の拡散により誘電体層１２の内部に流入しても誘電体層１２の特性を悪化させることがない。また、上記ガラス組成物の電極層１３ａ，１３ｂへの添加により電極層１３ａ，１３ｂと誘電体拡散防止層１５ａ，１５ｂとの間や、電極層１３ａ，１３ｂと誘電体層１２との間との濡れ性が上昇し、焼成時の界面はがれの発生を防ぐことが可能となる。
【００５７】
ガラス組成物の組成比は、ＢａＯが５５．１〜５９．７質量部、ＴｉＯ２が２４．０〜２６．０質量部、ＳｉＯ２が７．７〜１１．３質量部、Ａｌ２Ｏ３が６．６〜９．７質量部、ＳｒＯが０．７質量部以下、Ｎａ２Ｏが０．５質量部以下、ＣａＯが０．４質量部以下であり、各成分の合計が１００質量部となるように調整する。ＴｉＯ２，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＳｒＯ，Ｎａ２Ｏ，ＣａＯは、ガラス化のための網目形成酸化物、中間酸化物、網目修飾酸化物であるため、ガラス化するための最小の比率であることが好ましい。ＢａＯが５９．７質量部を超え、ＴｉＯ２が２６．０質量部を超え、ＳｉＯ２が７．７質量部未満、Ａｌ２Ｏ３が６．６質量部未満の場合、このガラス組成物をガラス化させることが困難となりやすい。また、ＢａＯが５５．１質量部未満、ＴｉＯ２が２４．０質量部未満、ＳｉＯ２が１１．３質量部を超え、Ａｌ２Ｏ３が９．７質量部を超え、ＳｒＯが０．７質量部を超え、Ｎａ２Ｏが０．５質量部を超え、ＣａＯが０．４質量部を超える場合、ＢａＯ，ＴｉＯ２以外の成分の、誘電体層１２の内部への流入量が多くなり、誘電体層１２の特性を悪化させやすい傾向がある。
【００５８】
誘電体層１２は電極層１３ａの上に、チタン酸バリウム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チタン酸バリウム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。ここで、誘電体層１２は、チタン酸バリウム粉末にＢ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＣａＯ，ＢａＯおよびＺｎＯを含むガラス粉末とＣｕＯ粉末とをそれぞれチタン酸バリウム粉末１００質量部に対して２〜１０質量部添加した焼結体から成ることが好ましい。これにより、９００〜１０００℃の温度領域でより緻密な焼結体を形成することができるため、コンデンサ内蔵基板１０内に形成したコンデンサ部１４の容量が大きくなり、またその容量値のバラツキを小さくすることができる。
【００５９】
電極層１３ｂは、誘電体層１２の塗布膜上に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。ここで、電極層１３ｂに含まれるガラスの含有量は、電極層１３ａと同し理由により１０質量部以下が好ましい。
【００６０】
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。
【００６１】
その後、例えばメタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂ等の金属粉末がＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄおよびそれらの合金のうちの少なくとも１種である場合は大気中で９００〜１０００℃の温度で、メタライズ拡散防止層１６ａ，１６ｂ等の金属粉末がＣｕ，Ｎｉ，Ｗおよびそれらの合金うちの少なくとも１種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。
【００６２】
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１２となる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。
【００６３】
さらに、コンデンサ内蔵基板１０の表面に位置する配線層１８ａ，１８ｂ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１８ａ，１８ｂ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。
【実施例１】
【００６４】
本発明のコンデンサ内蔵基板の実施例を以下に説明する。
【００６５】
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ＳｉＯ２−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Ａｌ２Ｏ３粉末５０質量部とを混合し、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のグリーンシートを成形した。
【００６６】
このグリーンシートに、メタライズ拡散防止層用ペーストをスクリーン印刷法にて塗布し７０℃で３０分乾燥して、メタライズ拡散防止層のパターンを形成した。また、このパターンの形状は３ｍｍ角のパターンとした。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。
【００６７】
また、メタライズ拡散防止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。
【００６８】
次に、メタライズ拡散防止層と誘電体拡散防止層のパターンを形成した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。
【００６９】
さらに、誘電体拡散防止層のパターン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、下側の電極層のパターンを形成した。電極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。
【００７０】
次に、下側の電極層のパターン上に、誘電体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、誘電体層のパターンを形成した。誘電体層用ペーストとしては、チタン酸バリウム粉末と、それに対して５質量部のＢ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＣａＯ，ＢａＯ，ＺｎＯを含むガラス粉末と、５質量部の酸化銅との混合物からなり、さらにこの混合物を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５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、誘電体層のパターン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、上側の電極層のパターンを形成しコンデンサ部を形成した。
【００７１】
次に、コンデンサ部を形成したグリーンシート裏面と、メタライズ拡散防止層のパターンと誘電体拡散防止層のパターンを形成したグリーンシート表面とに、配線層用の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、配線層のパターンを形成した。配線層用ペーストとしては、Ａｇ粉末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。
【００７２】
次に、コンデンサ部を形成したグリーンシートと、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積層体を作製した。
【００７３】
次に、この積層体を、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体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。
【００７４】
得られたコンデンサ内蔵基板について、その容量素子の電気的な容量を測定し、また半田ディップ試験（２６０℃，５秒）後のクラックの発生の有無を確認した。容量の測定は、測定周波数１ＭＨｚ、測定温度２５℃の条件で、アジレントテクノロジー株式会社製インピーダンス測定器（型式：４２９４Ａプレシジョン  インピーダンス  アナライザ、測定精度：±０．０８％）を用いて測定した。測定結果を表１〜表３に示す。また、クラックの発生の確認は、コンデンサ内蔵基板の断面を鏡面研磨仕上げした後、金属顕微鏡（倍率は１００倍）で観察して行なった。
【表１】
0004658465.tif 000002
【００７５】
表１は、誘電体拡散防止層の厚みが１０〜１５μｍ、誘電体拡散防止層に添加するガラス添加量をチタン酸バリウムの粉末に対し３０質量部としたとき、メタライズ拡散防止層中のガラス添加量（質量部）とメタライズ拡散防止層の厚みがコンデンサ部を形成する誘電体層の比誘電率に与える影響を調査した結果である。
【００７６】
ここで、比誘電率は、得られた容量をＣ、誘電体層の厚みをｄ、コンデンサ部の面積をＳとしたとき、ε＝Ｃ×ｄ／Ｓから求めた値であり、誘電体層用の誘電体材料を単独で焼成した場合の比誘電率は１１００〜１２００であった。
【００７７】
そして、比誘電率が１０００より小さいものを×、半田ディップ試験でクラックが観察されたものを△、比誘電率が１０００を超え、かつ半田ディップ試験でクラックが発生しなかったものを○とした。
【００７８】
表１の結果から、メタライズ拡散防止層中のガラス添加量は１０質量部以下でメタライズ拡散防止厚みは５〜１５μｍであるものが、誘電体用材料の比誘電率とほぼ同等の値が得られ、さらにクラックの発生のない、良好な特性を有するものであることが判明した。
【表２】
0004658465.tif 000003
【００７９】
表２は、誘電体拡散防止層に添加するガラス添加量をチタン酸バリウムの粉末に対し５質量部としたとき、誘電体拡散防止層中のチタン酸バリウム粉末に対するガラス添加量と、誘電体拡散防止層の厚みと、コンデンサ部の比誘電率との関係を調査した結果である。
【００８０】
ここで、比誘電率は表１と同様な方法で求めたものであり、比誘電率が１０００より小さいものを×、半田ディップ試験でクラックが観察されたものを△、比誘電率が１０００を超え、かつ半田ディップ試験でクラックが発生しなかったものを○とした。
【００８１】
表２の結果から、誘電体拡散防止層のガラス添加量は５〜１５０質量部で誘電体拡散防止層厚みは５〜１５μｍであるものが、誘電体用材料の比誘電率とほぼ同等の値が得られ、さらにクラックの発生のない、良好な特性を有するものであることが判明した。
【表３】
0004658465.tif 000004
【００８２】
表３は、誘電体拡散防止層に添加するガラス粉末の種類を結晶化ガラスと非晶質ガラスで比較した結果を示すものである。表３より、誘電体拡散防止層に添加するガラス粉末を非結晶ガラスとすることで、クラックの発生率が低下することが判明した。
【００８３】
以上より、本発明のコンデンサ内蔵基板はいずれも良好な特性を有するものであることが確認できた。
【実施例２】
【００８４】
絶縁体層となるセラミックグリーンシートを得るために、ガラスとしてＳｉＯ２−ＣａＯ−ＭｇＯ系ガラス粉末６０質量部と、セラミック粉末としてＡｌ２Ｏ３粉末４０質量部とを混合し、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、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のセラミックグリーンシートを成形した。
【００８５】
次に、このセラミックグリーンシートから第１セラミックグリーンシート、第２セラミックグリーンシートの２枚を用意した。
【００８６】
このセラミックグリーンシート上に本発明の内蔵されるコンデンサ部Ａと比較のために作製したコンデンサ部Ｂをスクリーン印刷法により作製した。以下、作製方法を示す。
【００８７】
まず、第１セラミックグリーンシートの裏面と第２セラミックグリーンシートの表面にメタライズ拡散防止層用のペーストを、それぞれ縦１．３ｍｍ×横１．３ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．０ｍｍ×横２．０ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．６ｍｍ×横２．６ｍｍ×厚み１２μｍと、縦１．７ｍｍ×横１．７ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．４ｍｍ×横２．４ｍｍ×厚み１２μｍ，縦３．０ｍｍ×横３．０ｍｍ×厚み１２μｍの範囲にスクリーン印刷した。
【００８８】
メタライズ拡散防止層に含まれる紛体としてＣｕとガラスからなるものを使用した。コンデンサ部Ａに使用するメタライズ拡散防止層のガラスの組成比として、ＢａＯが５５．１質量部、ＴｉＯ２が２４．０質量部、ＳｉＯ２が１１．３質量部、Ａｌ２Ｏ３が９．７質量部であるものを使用した。また、コンデンサ部Ｂに使用するメタライズ拡散防止層のガラスとして、ＢａＯ，ＴｉＯ２を含まないものを使用した。この粉体にアクリル樹脂バインダ、テルピネオールを加えて、３本ロールにより適度な粘度になるように混合したものを用いた。
【００８９】
次に、印刷したメタライズ拡散防止層用のペースト中の有機溶剤を８０℃の温風により乾燥した。
【００９０】
次に、第１セラミックグリーンシートの裏面と第２セラミックグリーンシートの表面に形成されたメタライズ拡散防止層用のペースト上に、誘電体拡散防止層用のペーストを、それぞれ縦１．３ｍｍ×横１．３ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．０ｍｍ×横２．０ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．６ｍｍ×横２．６ｍｍ×厚み１２μｍと、縦１．７ｍｍ×横１．７ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．４ｍｍ×横２．４ｍｍ×厚み１２μｍ，縦３．０ｍｍ×横３．０ｍｍ×厚み１２μｍの範囲にスクリーン印刷した。
【００９１】
誘電体拡散防止層に含まれる粉体として、ＢａＴｉＯ３とガラスからなるものを使用した。コンデンサ部Ａに使用する誘電体拡散防止層のガラスの組成比として、Ｌｉ２Ｏを１２．０質量部、Ｂ２Ｏ３を３４．０質量部、ＳｉＯ２を１４．０質量部、ＣａＯを２０．０質量部、ＢａＯを２０．０質量部含んでなるものを使用した。また、コンデンサ部Ｂに使用する誘電体拡散防止層のガラスとして、Ｌｉ２Ｏを含まないものを使用した。
【００９２】
この粉末に、有機バインダ、分散剤、有機溶剤を加えて混練し、ペースト状にした。有機バインダとしてアクリル樹脂バインダ、分散剤としてノニオン系のものを使用した。また、有機溶剤としてテルピネオールを使用した。
【００９３】
次に、印刷した誘電体拡散防止層用のペースト中の有機溶剤を８０℃の温風により乾燥した。
【００９４】
次に、第１セラミックグリーンシートと第２セラミックグリーンシートに形成されたパターンの中心に機械的加工によりビアホールを形成した。ビアホールは、断面形状が直径０．２ｍｍの円形となるように加工した。
【００９５】
次に、第１セラミックグリーンシートと第２セラミックグリーンシートに形成されたビアホール内部に、Ｃｕとガラス組成物と有機バインダと有機溶剤からなる導体ペーストを充填した。
【００９６】
次に、第２セラミックグリーンシートの表面に形成された誘電体拡散防止層用のペースト上に、電極層用ペーストをスクリーン印刷により塗布し、縦１．３ｍｍ×横１．３ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．０ｍｍ×横２．０ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．６ｍｍ×横２．６ｍｍ×厚み１２μｍの容量素子電極のパターンを形成した。
【００９７】
電極層に含まれる紛体として、Ｃｕとガラスからなるものを使用した。コンデンサ部Ａに使用する電極層のガラス組成物として、ＢａＯを５５．１質量部、ＴｉＯ２を２４．０質量部、ＳｉＯ２を１１．３質量部、Ａｌ２Ｏ３を９．７質量部を含んでなるものを使用した。また、コンデンサ部Ｂに使用する電極層のガラスとして、ＢａＯ，ＴｉＯ２を含まないものを使用した。この粉体にアクリル樹脂バインダ、テルピネオールを加えて、３本ロールにより適度な粘度になるように混合したものを用いた。
【００９８】
次に、印刷した電極層用ペースト中の有機溶剤を８０℃の温風により乾燥した。
【００９９】
次に、この第２セラミックグリーンシートの表面に形成された電極層用ペースト上に、高誘電体層用ペーストをスクリーン印刷により塗布し、縦１．７ｍｍ×横１．７ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．４ｍｍ×横２．４ｍｍ×厚み１２μｍ，縦３．０ｍｍ×横３．０ｍｍ×厚み１２μｍの容量素子電極パターンを形成した。
【０１００】
誘電体層の粉末は、コンデンサ部Ａ，ＢともにＢａＴｉＯ３と焼結助剤からなるものを使用した。この粉末に、有機バインダ、分散剤、有機溶剤を加えて混練し、ペースト状にした。有機バインダとしてアクリル樹脂バインダを、分散剤としてノニオン系のものを使用した。また、有機溶剤としてテルピネオールを使用した。
【０１０１】
次に、印刷した誘電体層用ペースト中の有機溶剤を８０℃の温風により乾燥した。
【０１０２】
次に、この第２セラミックグリーンシートの表面に形成された誘電体層用ペースト上に、電極層用ペーストを同じ要領で塗布し、縦１．３ｍｍ×横１．３ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．０ｍｍ×横２．０ｍｍ×厚み１２μｍ，縦２．６ｍｍ×横２．６ｍｍ×厚み１２μｍの容量素子電極パターンを形成した。
【０１０３】
次に、印刷した配線導体用ペースト中の有機溶剤を８０℃の温風により乾燥した。
【０１０４】
次に、プローブをあてるために必要な表層パッドを形成するために、第１セラミックグリーンシートの表面と第２セラミックグリーンシートの裏面に導体配線パターンを形成した。
【０１０５】
次に、第１セラミックグリーンシートと第２セラミックグリーンシートを重ね合わせ５５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で真空プレスすることによりセラミックグリーンシート積層体を得た。
【０１０６】
次に、この内蔵されるコンデンサ部Ａ，Ｂを形成したセラミックグリーンシート積層体をＮ２雰囲気で９５０℃、４０分間焼成した。焼成工程における雰囲気の条件は、高誘電体層、電極層、誘電体拡散防止層、メタライズ拡散防止層および絶縁体層に含まれる有機バインダ、有機溶剤を分解させるために、３５℃の温水に通したＮ２を炉内に供給したものとした。
【０１０７】
このようにして得られた誘電体素子内蔵基板に対して、内蔵されるコンデンサ部Ａ，Ｂの電気的な容量を測定した。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（型式：４２９４Ａプレシジョンインピーダンスアナライザ、測定精度：±０．０８％、アジレントテクノロジー株式会社製）を用いて行なった。
【０１０８】
得られた容量値とそのばらつきを、形成したコンデンサ部Ａ，Ｂの電極パターンの一辺長さに対する値として算出した結果を表４に示す。ばらつきの指標として容量値の標準偏差の３倍（３σ）を用い、この値が２０％以下であればコンデンサとして使用可能とした。
【表４】
0004658465.tif 000005
【０１０９】
表４により、コンデンサ部Ａ，Ｂの容量値のばらつきを比較した結果、コンデンサ部Ｂであっても、３σが２０％以下でありコンデンサとして使用可能であると判断されるが、誘電体拡散防止層、メタライズ拡散防止層、電極層のガラスの組成比を本発明の範囲に限定して作製したコンデンサＡの方が、ばらつきが１５％以下とより低減されている。その結果、コンデンサＡの方が容量値について高い精度を要するコンデンサとして使用可能であると判断される。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明のコンデンサ内蔵基板の実施の形態の１例を示す断面図である。
【図２】従来のコンデンサ内蔵基板の１例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１・・・絶縁層
２・・・コンデンサ部
３・・・電極層
４・・・誘電体層
１０・・・コンデンサ内蔵基板
１２・・・誘電体層
１３ａ，１３ｂ・・・電極層
１４・・・コンデンサ部
１５ａ，１５ｂ・・・誘電体拡散防止層
１６ａ，１６ｂ・・・メタライズ拡散防止層
【図１】
0004658465.tif 000006
【図２】
0004658465.tif 000007