(57)【要約】【課題】  誘電素子および導電素子を形成するために使用される粉末およびペーストを提供すること。【解決手段】  高誘電率、低損失係数および他の望ましい電気的物理的特性を有する誘電性粉末組成物および厚膜誘電性ペースト組成物を形成する。望ましい電気的物理的特性を有する導電性粉末組成物および導電性ペースト組成物を形成する。誘電性粉末組成物および厚膜誘電性ペースト組成物を、導電性粉末組成物および導電性ペースト組成物と共に使用して、コンデンサおよび金属箔上で焼成した受動回路の他の部品を形成することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体のチタン酸バリウムの粒径が少なくとも０．５μｍであることを特徴とする銅箔上焼成厚膜誘電体。
【請求項２】
前記誘電体の厚さが１０から６０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の銅箔上厚膜誘電体。
【請求項３】
前記誘電体と前記銅箔の間に配設された下地プリント層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の銅箔上厚膜誘電体。
【請求項４】
前記誘電体のキュリー温度が−３５℃から４５℃の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の銅箔上厚膜誘電体。
【請求項５】
前記誘電体がチタン酸バリウムと、フッ化亜鉛と、ゲルマニウム酸鉛と、炭酸リチウムおよびフッ化リチウムのうちの少なくとも１種と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の銅箔上厚膜誘電体。
【請求項６】
前記銅箔が第１の電極を形成する請求項１に記載の銅箔上厚膜誘電体と、前記誘電体を覆って配設された第２の電極とを含むことを特徴とするコンデンサ。
【請求項７】
前記第２の電極が銅、酸化第１銅、およびゲルマニウム酸鉛を含むことを特徴とする請求項６に記載のコンデンサ。
【請求項８】
チタン酸バリウム粉末と、リチウム源と、少なくとも１種の金属フッ化物粉末と、ゲルマニウム酸鉛ガラス粉末とを含む誘電性粉末であって、該金属フッ化物粉末がフッ化亜鉛粉末を含有することを特徴とする誘電性粉末。
【請求項９】
前記誘電性粉末が、チタン酸バリウムの粉末を７３〜８８重量パーセント含むことを特徴とする請求項８に記載の誘電性粉末。
【請求項１０】
前記誘電性粉末が、リチウム源と少なくとも１種の金属フッ化物粉末との組合せを１〜５重量パーセント含むことを特徴とする請求項９に記載の誘電性粉末。
【請求項１１】
前記リチウム源が、炭酸リチウムおよびフッ化リチウムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１０に記載の誘電性粉末。
【請求項１２】
前記誘電性粉末が、ゲルマニウム酸鉛ガラス粉末を８〜２５重量パーセント含むことを特徴とする請求項９に記載の誘電性粉末。
【請求項１３】
バリウム、ストロンチウム、カルシウム、亜鉛、マグネシウムおよびマンガンのうちの少なくとも１種を含むガラス粉末をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の誘電性粉末。
【請求項１４】
シリコン、ジルコニウム、チタンおよびスズのうちの少なくとも１種を含むガラス粉末をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の誘電性粉末。
【請求項１５】
前記ゲルマニウム酸鉛ガラス粉末の重量の１／２５から１／３の量のジルコニア粉末をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の誘電性粉末。
【請求項１６】
有機媒体中に分散させた、請求項８から１５のいずれかに記載の誘電性粉末組成物と、溶剤とを含むことを特徴とするスクリーン印刷組成物。
【請求項１７】
金属箔を提供するステップと、請求項８から１５のいずれかに記載の誘電性粉末を使用して前記金属箔を覆って誘電体を形成するステップと、前記誘電体を覆って電極を形成するステップとを含むことを特徴とするコンデンサを作製する方法。
【請求項１８】
前記誘電体および前記電極が、窒素雰囲気中で単一の焼成ステップによって形成されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記金属箔が銅箔であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記誘電体が１０から６０μｍの範囲の厚さを有し、前記誘電体のキュリー温度が−３５℃から４５℃の範囲であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記電極が、銅粉末、酸化第１銅粉末およびゲルマニウム酸鉛ガラス粉末を含む粉末から形成されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
請求項６に記載のコンデンサを含むことを特徴とする中間層パネル。
【請求項２３】
請求項２２に記載の中間層パネルを含むことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２４】
銅粉末、酸化第１銅粉末およびゲルマニウム酸鉛ガラス粉末を含むことを特徴とする銅ベースの電極粉末。
【請求項２５】
前記電極粉末が、前記銅粉末を８４〜１００重量パーセント含むことを特徴とする請求項２４に記載の電極粉末。
【請求項２６】
前記銅粉末の１重量パーセントまでの量のニッケル粉末をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の銅ベースの電極粉末。
【請求項２７】
前記電極粉末が酸化第１銅粉末を１０重量パーセント未満含むことを特徴とする請求項２４に記載の電極粉末。
【請求項２８】
前記電極粉末がゲルマニウム酸鉛ガラス粉末を５重量パーセント未満含むことを特徴とする請求項２４に記載の電極粉末。
【請求項２９】
バリウム、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、マンガンおよび亜鉛のうち少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項２４に記載の電極粉末。
【請求項３０】
シリコン、ジルコニウム、スズまたはチタンのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項２４に記載の電極粉末。
【請求項３１】
有機媒体中に分散させた、請求項２４から３０のいずれかに記載の粉末組成物を含むことを特徴とするスクリーン印刷用銅電極の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路部品に関する。より詳細には、誘電素子および導電素子を形成するために使用される粉末およびペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
受動部品は、接続回路（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）によって積層および接続された、プリント配線板用の中間層パネルに埋め込むことができ、パネルの該積層によってプリント配線板が形成される。埋め込みコンデンサには、指定温度範囲内での許容静電容量密度（ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  ｄｅｎｓｉｔｙ）、低誘電損失、高降伏電圧、および静電容量の良好な安定性などの要件が課される。例えば、米国電子工業会（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格Ｚ５Ｕでは、コンデンサの静電容量が１０〜８５℃の温度範囲にわたり、せいぜい±２２％を越えない範囲でしか変化しないことが必要とされる。また、米国電子工業会規格Ｙ５Ｖは、３％未満の誘電正接（Ｄｆ、ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ  ｆａｃｔｏｒ）を必要とする。埋め込み部品の物理的電気的特性は、誘電素子、導電素子、および部品の他の素子の形成に使用される材料に大きく依存する。
【０００３】
チタン酸バリウムは、高静電容量の厚膜誘電体の形成に使用されるペーストの基材としてよく選択される。コンデンサなどの部品では、誘電層が高い誘電率（Ｋ）を有することが望ましい。というのは、そうすることでコンデンサを小型化できるためである。純粋なチタン酸バリウムは、キュリー温度である１２５℃で、その最高の静電容量を有するため、多くの応用例に不適切である。ただし、ドーパントの添加を高温処理と組み合わせるのは、チタン酸バリウムベースの材料のキュリー温度をシフトさせるためによく使用される方法である。室温またはそれに近い温度で静電容量が最高となるように、ドーパントの具体的な量および／または化学的性質を選択して、キュリー温度を２５℃などの所望の温度にすることができる。
【０００４】
ジルコニウム酸バリウム、酸化ニオビウム、チタン酸ストロンチウムなど従来のドーパントは、厚膜処理に使用される、より低温度での焼成など、すべての用途に適するわけではなかろう。例えば、このようなドーパントを使用した従来の多層セラミックコンデンサは、空気中または還元性雰囲気（ｒｅｄｕｃｉｎｇ  ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）中で、ピーク温度１１００℃から１４００℃の近傍で通常２時間以上焼結される。従来のドーパントは、より短時間、より低温度での窒素ベースの厚膜焼結プロファイルを使用して行われる金属箔上焼成（ｆｉｒｅｄ−ｏｎ−ｆｏｉｌ）の応用例には効果がない。
【０００５】
ペーストなどの高静電容量の厚膜誘電材料は、焼結助剤の要件によってさらに制約される。該焼結助剤は、十分に焼結された誘電体を形成するためにチタン酸バリウムに添加する必要がある。ただし、ホウケイ酸鉛など、従来の種々の焼結助剤ガラスは誘電率がより低く、それを含めることによって、得られる複合体の誘電率が下がる。十分に焼結された誘電体を従来の方法で形成するのに必要なガラスの濃度により、誘電率が極めて低くなることがよくある。
【０００６】
金属箔上焼成コンデンサのコンデンサ電極（ｃａｐａｃｉｔｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）を形成するために、導電性ペーストが使用される。厚膜の導電性ペーストは、通常、有機媒体中に分散させた金属粉末成分およびガラス粉末成分を有する。焼成中、金属粉末は共に焼結され、ガラス粉末は基板と結合を形成する。アルミナなどの材料からなる基板上で焼成される従来の導電性ペーストは、電極の諸特性ではなく導体の諸特性が得られるように設計されている。そのため、こうしたペーストは、コンデンサ用の電極に望まれるものよりは一般に厚く、チタン酸バリウムベースの誘電体とは化学的にも物理的にも適合しないガラスを含んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
誘電素子および導電素子を形成するために使用される粉末およびペーストを提供する。
【０００８】
第１の実施形態によれば、焼成された厚膜誘電体は、チタン酸バリウムの粒径（ｇｒａｉｎ  ｓｉｚｅｓ）が少なくとも０．５μｍを示す。
【０００９】
別の実施形態によれば、誘電性粉末は、チタン酸バリウム粉末、リチウム源、および少なくとも１種の金属フッ化物粉末を含み、該金属フッ化物粉末は、フッ化亜鉛粉末およびゲルマニウム酸鉛ガラス粉末を含む。該粉末組成物を有機媒体中に分散させてスクリーン印刷用組成物を形成することができる。
【００１０】
さらに別の実施形態によれば、銅ベースの電極粉末は、銅粉末、酸化第１銅粉末およびゲルマニウム酸鉛ガラス粉末を含む。銅ベースの電極粉末を有機媒体中に分散させてスクリーン印刷用の銅電極組成物を形成することができる。
【００１１】
上述の実施形態による誘電性組成物および導電性組成物は、コンデンサなどの回路部品の形成に使用することができる。こうしたコンデンサは、プリント配線板用の中間層パネルに埋め込むことができ、該中間層パネルをプリント配線板に順に（ｉｎ  ｔｕｒｎ）組み込むことができる。こうしたコンデンサはまた、高誘電率および低誘電正接を有する。
【００１２】
以下の実施形態の詳細な説明を読めば、当業者には上に述べた利点および他の利点、ならびに本発明の様々な追加の実施形態の利益を理解できるであろう。
【００１３】
詳細な説明では添付の図面を参照する。図面では、同じ素子には同じ番号を付す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、（１）高誘電率で厚膜のチタン酸バリウムベースの誘電性粉末組成物および誘電性ペースト組成物、（２）導電性粉末組成物および導電性ペースト組成物、ならびに（３）誘電性ペーストおよび導電性ペーストの諸実施形態を使用して形成されたコンデンサおよび他の部品に関する。従って、本明細書の詳細な説明では、高誘電率で厚膜のチタン酸バリウムベースの誘電性粉末組成物および誘電性ペースト組成物を開示する。また、銅からなる厚膜の電極粉末組成物および電極ペースト組成物も開示する。さらに、金属箔上焼成の回路部品も開示する。本明細書で論ずる高誘電率で厚膜のチタン酸バリウムベースの誘電性ペースト組成物、ならびに銅からなる厚膜の電極ペースト組成物は、例えば金属箔上焼成の受動回路部品の形成に使用することができる。厚膜のチタン酸バリウムベースの誘電性粉末組成物および誘電性ペースト組成物は、焼成後に高い誘電率（Ｋ）を有する誘電体の形成に使用される。
【００１５】
誘電性ペースト組成物から形成される誘電体は、焼成後の誘電体厚さが約１０〜６０μｍの「厚膜」とすることができる。他の実施形態は、厚さが１５〜５０μｍの範囲である。一実施形態では、誘電体は誘電率が約３０００のオーダーであり、別の実施形態では、５０００に近い誘電率を有することができる。高誘電率の誘電体は、Ｚ５Ｕの温度安定特性および低誘電正接も有することができる。
【００１６】
誘電性ペースト組成物から形成される誘電体は、０．５から８μｍの範囲の粒径を有することができる。本明細書で論ずる実施形態では、用語「ペースト」は、一般にスクリーン印刷に適した厚膜組成物を意味する。本実施形態による厚膜ペーストは、粒径約１μｍ以下のオーダーのセラミック、ガラス、金属または他の無機固形物の微粒子ｆｉｎｅｌｙ  ｄｉｖｉｄｅｄ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）と、分散剤および有機溶剤の混合物に溶解させたポリマーからなる「有機媒体」とを含む。具体的なペースト組成物については、以下に詳細に述べる。
【００１７】
図１は、本発明による３０個の実施例の誘電性ペーストの形成に使用される組成をそれぞれ示す表である。成分はグラム単位で示す。図１はまた、誘電性ペーストを形成する際に使用される誘電性粉末を含む成分を示す。粉末を形成する成分は、ペースト成分から溶剤、媒体、酸化剤およびリン酸湿潤剤を抜いたものである。表１は、図１に示す実施例１〜３０の誘電性組成物に使用される種々の成分の化学的性質を定義している。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
図１では、粉末成分同士を組み合わせて高誘電率の誘電性粉末混合物を形成した。これらの実施例による高Ｋ厚膜誘電性ペーストは、高誘電率の粉末混合物を媒体、溶剤、酸化剤およびリン酸湿潤剤に分散させて形成した。分散は三本ロール練り機（ｔｈｒｅｅ−ｒｏｌｌ  ｍｉｌｌ）で行い、スクリーン印刷に適したペースト状組成物を形成した。有機媒体によって、良好なスクリーン印刷上の特性など、塗布に関する良好な諸特性が得られた。溶剤によってペーストの粘度調整がもたらされ、リン酸湿潤剤によってペーストの分散特性が向上した。酸化剤によって、ペーストを窒素雰囲気中で焼成における有機成分の燃え尽き性（ｂｕｒｎ  ｏｕｔ）が向上した。
【００２０】
得られた厚膜誘電性ペーストは、厚膜焼成条件下での焼成に適している。誘電性ペーストは、例えば、コンデンサなどの部品、ならびに他の部品の形成に使用することができる。本発明の誘電性ペーストの実施形態を使用した、金属箔上焼成のコンデンサの形成方法については、図２Ａ〜図２Ｄを参照して以下に詳細に論ずる。
【００２１】
実施例１〜３０では、厚膜ガラス成分は、チタン酸バリウムに対して不活性であり、複合体を密接に結合させ、また複合体を基板に結合させる働きがある。組成物に添加するガラスの量は、チタン酸バリウムの誘電率が過度に低くならないように選択した。ゲルマニウム酸鉛ガラスである組成物Ｐｂ５Ｇｅ３Ｏ１１（表１のガラスＡ）は、誘電率約１５０の強誘電性ガラスである。ゲルマニウム酸鉛ガラスを大量に（ｉｎ  ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ）添加して、得られるチタン酸バリウム複合体の誘電率を過度に低下させずに、十分に焼結された複合体を形成することができる。ゲルマニウム酸鉛に変更を加えたものも適している。例えば、鉛は、バリウムなど、他の大きいイオン半径を有する原子価２の陽イオンで部分的に置き換えてもよい。ゲルマニウムも、ガラスＢ〜Ｄのように、シリコン、ジルコニウムおよび／またはチタンなど、小さいイオン半径を有する原子価４の陽イオンで部分的に置き換えてもよい。
【００２２】
純粋なチタン酸バリウムは、キュリー温度である１２５℃で最高の静電容量を有する。ドーパントを使用して、キュリー温度を室温（２５℃）または室温に近い温度にシフトさせ、チタン酸バリウムの粒子の成長を促進させた。粒子の成長によって、より高い誘電率と、静電容量のよりシャープな温度係数（ＴＣＣ、ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）とが得られた。ペーストのチタン酸バリウムに前もってドープするか、ペーストに別にドーパントを添加してもよい。選択された諸実施形態によれば、図１に示すように、少量のリチウム塩のキュリー温度シフト剤（ｓｈｉｆｔｅｒｓ）をフッ化亜鉛と結合させてキュリー温度をシフトさせ、粒子の成長を向上させ、それにより室温の誘電率（Ｋ）を増大させた。実施例４〜３０ではリチウム源を使用した。
【００２３】
実施例１８、１９および２１〜２６では、銅の導電性ペーストＡ〜Ｃに関連する特定の特性を得るために、フッ化亜鉛を他のフッ化物と合金化した。特定の特性を得るために他の添加物を添加した。例えば、ジルコニア（実施例１、８〜１７および２０〜２６で添加）は、プリント配線板業界では決まって使用されるエッチング浴（ｅｔｃｈｉｎｇ  ｂａｔｈｓ）に対する耐性を向上させた。図３は、コンデンサの形成に使用される場合の誘電性組成物に生じる電気的物理的特性を示している。図３については以下で詳しく論じる。
【００２４】
導電性ペーストは、金属箔上焼成コンデンサのコンデンサ電極の形成に使用できる。誘電性コンデンサの性能を最高にする電極材料を選択すべきである。従って、電極は焼結中の等量収縮（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）など、誘電体と適合性のある物理的化学的変化を、焼成中に受けるべきものである。さらに、焼結中の化学的相互作用は、電気的特性が最高になるように選択すべきである。導電性ペーストは、高静電容量を提供するために、誘電体への良好な被覆率（ｇｏｏｄ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）を有し、良好な誘電正接を得るために、誘電体によく付着するものでなければならない。追加の要件として、誘電体と同時焼成できること、また極めて薄い層として塗布できることがある。表２に、本発明による銅ベースのペーストＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥの実施形態を示す。成分はグラム単位で示す。銅ペーストの組成物ＡからＥは、リストした各ペーストの成分をロール練りして作成した。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
銅ペーストの実施形態では、焼成中に焼結する。望ましい焼結温度は、金属基板の溶融温度、電極の溶融温度、および焼成中に存在するあらゆる隣接した層の化学的物理的特性によってきまる。例えば、誘電性ペーストおよび導電性ペーストを使用してコンデンサを形成する場合、隣接する層の化学的物理的特性を、電極ペーストの望ましい焼結温度を決定するために使用する。
【００２７】
上記の実施形態では、誘電性組成物に含まれる任意のドーパントから望まれる誘電体の最高の高密度化と、所望の特定の特性とが得られるように、焼成中の焼結温度およびピーク温度の時間を選択することができる。高密度化により空隙（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が無くなり、高誘電率が得られる。コンデンサがプリント配線板内に埋め込まれ、エポキシ樹脂でカプセル化される場合は、埋込みプロセスに耐えるに足るだけの物理的特性を提供する密度であれば受け入れることができる。先に述べた誘電性ペーストおよび導電性ペーストの実施形態は、約８００℃から１０５０℃のピーク温度を使用して窒素中で焼成することができる。ピーク温度の時間は１０分から３０分を超えるまで変えることができる。通常、炉内での合計時間が１時間の場合、焼成サイクルは、ピークが９００℃で約１０分である。
【００２８】
本明細書で論ずる回路部品は、金属箔上焼成技術で形成することができる。図２Ａ〜図２Ｄに、先に述べた誘電性ペーストおよび導電性ペーストを使用して行われた、金属箔上焼成のコンデンサ構造２００の製造方法を示す。図２Ａは、コンデンサ構造２００の最初の段階を示す正面図である。図２Ａでは、銅箔２１０に下地プリント２１２を塗布、焼成して前処理を行い第１の電極を形成した。４００メッシュスクリーンを通して導電性ペースト層をスクリーン印刷することにより、１．７５ｃｍ×１．７５ｃｍの正方形領域の下地プリント２１２を形成した。このペーストを炉内の空気中で１２０℃の温度で１０分間乾燥させ、金属箔はピーク温度９００℃で１０分間、窒素中で焼成した。
【００２９】
誘電性ペーストを、誘電領域が下地プリント領域内に含まれるように、前処理した金属箔２１０の下地プリント領域上にスクリーン印刷した。誘電性ペーストを、２３０メッシュスクリーンを通してスクリーン印刷することにより、面積１．２５ｃｍ×１．２５ｃｍの第１の誘電層２２０を形成した。次いでこの第１の誘電層２２０を炉内の空気中で１２０℃の温度で１０分間乾燥させた。図２Ｂを参照すると、第２の誘電層２２５を塗布し乾燥させた。乾燥後の２枚の誘電層の延べ厚さは約３０μｍであった。
【００３０】
図２Ｃを参照すると、第２の誘電層２２５上に導電性ペーストをスクリーン印刷することによって第２の、すなわち上部電極（ｔｏｐ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２３０を形成した。第２の電極２３０の大きさは、０．９ｃｍ×０．９ｃｍであった。あるケースでは、下地プリント２１２を形成するために使用したペーストと同じものを使用して第２の電極を形成した。他のケースでは、第２の電極の組成は、下地プリント２１２の組成とは異なるものであった。次いで、得られたものを空気中で１０分間１２０℃の温度で乾燥させ、次いで窒素中で１０分間ピーク温度９００℃で焼成した。完成したコンデンサ２００を図２Ｄに示す。焼成中、誘電性ペーストのガラス成分は、軟化して流れ、融合し、チタン酸バリウムを包み込み、焼成された誘電体２２８が形成される。誘電体２２８の焼成後の厚さは２０から２４μｍであり、第２の電極２３０の焼成後の厚さは３から５μｍであった。
【００３１】
図１に示す誘電性ペースト組成物である実施例１〜３０、および表２に示す電極ペースト組成物Ａ〜Ｅを、図２Ａ〜図２Ｄに示す方法を使用してコンデンサを形成することによって評価した。次いでヒューレットパッカード社製のＬＣＲメータ４２６２Ａを使用し、１ＫＨｚおよび１０ＫＨｚでのコンデンサの静電容量および誘電正接（Ｄｆ、ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ  ｆａｃｔｏｒ）を検査した。誘電体の厚さを計測し、次の式から誘電率を計算した。
【００３２】
【数１】
2005303282.tif 000004
【００３３】
式中、Ｃ＝静電容量（単位ナノファラッド（ｎＦ））
Ｔ＝厚さ（単位ミクロン）
Ａ＝面積（単位平方センチメートル）
０．８８５＝定数、である。
【００３４】
図３は、誘電性ペーストおよび導電性ペーストの実施形態から形成し、１０ＫＨｚで検査した諸コンデンサの物理的電気的特性の表である。ヒューレットパッカード社製のＬＣＲメータ４２７８Ａを使用して−５５℃から１２５℃の間の様々な温度で静電容量を検査してキュリー温度を確定した。図３のデータは、チタン酸バリウム、ならびにドーパント同士の特定の組合せを、特定の電極組成および下地プリント組成と組み合わせて使用することによって高誘電率が得られたことを示している。組み合わせることによって、キュリー温度が室温に近くなり、チタン酸バリウムの大きな粒子が成長した。キュリー温度が室温より低い場合に、より良い誘電正接Ｄｆが観察された。
【００３５】
誘電性ペーストの実施形態のキュリー温度はリチウム源によって室温にシフトした。実施例１〜３は、リチウム源（フッ化リチウムまたは炭酸リチウム）なしでは、キュリー温度は１２５℃のままであることを示している。実施例４および５に示すように、リチウム源によってキュリー温度はシフトした。実施例６に示すように、フッ化カルシウムを添加すると、この有効性は低減され、キュリー温度は結局１０５℃にシフトするのみであった。こうした作用は、おそらくフッ化カルシウムの融点が高いためである。実施例７は、フッ化バリウムおよびフッ化マンガンを多量に添加して低融点の組合せを形成すると、リチウム源がきわめて効果的にキュリー温度をシフトさせる助けとなったことを示している。従って、リチウム源は、焼成温度で全く液体形状（ａ  ｑｕｉｔｅ  ｌｉｑｕｉｄ  ｆｏｒｍ）である場合に、最も効果的にキュリー温度をシフトさせた。しかし、リチウムは、そのままでも、実施例６および７のフッ化物との組合せでも、チタン酸バリウム粒子の成長を促進しなかった。
【００３６】
誘電体の実施例８〜２６に示すように、チタン酸バリウム粒子の成長は、亜鉛源によって最も効果的に促進された。チタン酸バリウム粒子の成長によってキュリー温度がシャープになり、高誘電率が得られた。亜鉛源は、チタン酸バリウムに対して腐食性があるので、小粒子を溶解し、それらをより大きな粒子に凝結させてチタン酸バリウムの平均粒度を大きくする。先に述べた例での亜鉛源は、フッ化亜鉛であった。実施例１０〜１７では、リチウム源と共にフッ化亜鉛のみを使用し、高誘電率を実現した。しかし、フッ化亜鉛は９４７℃で溶融するので、組成物を９００℃で焼成する場合には、粒子を成長させるのに最も効果的ではないかもしれない。しかし、実施例１８から２９に示すように、他のフッ化物といっしょに溶かし低融点の組成物を生成した場合、フッ化亜鉛は、９００℃でチタン酸バリウム粒子を成長させる際にはきわめて効果的であった。その結果、非常に高い誘電率が実現された。低融点の組合せを得るための、フッ化物の効果的な組合せには、リチウム源と組み合わせたフッ化バリウムおよびフッ化亜鉛が含まれていた。
【００３７】
実施例９、１３、１６および１９は、コンデンサ電極にニッケルをドーピングした場合の作用を示している。銅ペーストにニッケルをドープすると、キュリー温度がより低くなるという点で有益な効果があった。実施例２７および２８は、ガラスＡを、下地プリントの組成から省いた場合、および下地プリント組成と上部電極組成の両方から省いた場合の効果を示している。静電容量およびＤｆは申し分がなく、キュリー温度はわずかに低い温度にシフトした。実施例２９は、酸化銅をプリプリント（ｐｒｅｐｒｉｎｔ）から省いた場合の効果を示している。電気的データは許容できるものであった。しかし、実施例３０で酸化銅をプリプリントおよび上部電極の両方から省いた場合、誘電率は著しく低下し、Ｄｆは著しく増加した。
【００３８】
実施例１８などの組成物はフッ化物とリチウム源の組合せを使用して調整することができる。こうした組成物は、特定の電極組成との組合せによる非常に低い融点を有し、また４８００といった非常に高い室温誘電率を有する。しかし、このような組成では、キュリー温度にいくつかのシャープなピーク（ｓｈａｒｐ  Ｃｕｒｉｅ  ｐｅａｋｓ）が生ずる。誘電率の温度に対する、より平坦な応答（ｆｌａｔｔｅｒ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）が必要とされる場合は、より少ない液体ドーパントの組合せの使用および／またはジルコニアの添加を採用することができる。このような組成によって、３０００に近い誘電率が達成される。ジルコニアはまた、プリント配線板製造の際に使用される酸エッチング液（ａｃｉｄ  ｅｔｃｈａｎｔｓ）に対して、誘電体にさらなる耐性を持たせる点で追加の利点がある。粒子成長を制御し、耐エッチング性を向上させるためにチタニアなど、他の添加剤を添加してもよい。キュリー温度を低くすることによって、Ｋはより低くても、室温で非常に低い誘電正接を有するように組成を調整することもできる。
【００３９】
本発明のペーストの実施形態および粉末の実施形態を使用して生成されるコンデンサならびに他の部品および素子は、プリント配線板に埋め込むのに適している。例えば、図２Ｄに示すコンデンサ２００を積層材に積層し、エッチングして埋め込みコンデンサ付きの中間層パネルを形成することができる。中間層パネルを追加の中間層パネルに積層してプリント配線板を形成してもよい。
【００４０】
本発明のこれまでの記載は、本発明を例示し、説明するものである。加えて、開示内容は、本発明の選択された好ましい実施形態のみを示しているが、本発明は様々な他の組合せ、変形例および状況において使用可能であり、先に述べた教示に基づく、本明細書に表現される本発明の概念の範囲内で、および／または関連分野の技術または知識の範囲内で、変更または修正が可能であることを理解されたい。
【００４１】
上に述べた実施形態はさらに、本発明を実施するために知られている最良の形態を説明し、さらに、当業者が、このような実施形態または他の実施形態において、本発明の特定の応用または使用に必要とされる様々な修正を加えて本発明を利用できるようにすることが意図されている。従って、こうした記載は本発明を本明細書に開示の形態に限定するものではない。また、添付の特許請求の範囲は、詳細な説明には明確に定義していない代替の実施形態も含むものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による誘電性ペーストの実施形態を形成するために使用される組成を示す表である。
【図２Ａ】本発明による誘電性ペーストの実施形態および導電性ペーストの実施形態を使用して、金属箔上焼成コンデンサを形成する方法を示す図である。
【図２Ｂ】本発明による誘電性ペーストの実施形態および導電性ペーストの実施形態を使用して、金属箔上焼成コンデンサを形成する方法を示す図である。
【図２Ｃ】本発明による誘電性ペーストの実施形態および導電性ペーストの実施形態を使用して、金属箔上焼成コンデンサを形成する方法を示す図である。
【図２Ｄ】本発明による誘電性ペーストの実施形態および導電性ペーストの実施形態を使用して、金属箔上焼成コンデンサを形成する方法を示す図である。
【図３】本発明による誘電性ペーストの実施形態および導電性ペーストの実施形態を使用して形成されたコンデンサの物理的電気的特性を示す表である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【外国語明細書】
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