JP2008074679A - Multilayer ceramic component and its production method - Google Patents

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Naohito Sato
尚人 佐藤
Noritaka Yoshida
則隆 吉田
Hidetoshi Mizutani
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer ceramic component excellent in withstand voltage characteristics and its production method. <P>SOLUTION: The method for production of the multilayer ceramic component includes a process of laminating the non-sintered ceramic layers and non-sintered conductor layers. The non-sintered ceramic layer contains glass powders (SiO<SB>2</SB>-B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>-Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>-CaO-based glass or the like) having D90 of ≤8 μm, and also inorganic filler powders (alumina, calcium titanate or the like) having D90 of ≤4.5 μm. The multilayer ceramic component 1 contains glass and an inorganic filler, and has the ceramic layers 111 to 116 in which pores 2 are formed. The thickness (t) of the ceramic layer is ≥10 μm but ≤120 μm. The maximum diameter of the pore in the ceramic layer is ≤7.5 μm, and the number of pores having the maximum diameter of ≥4 μm is ≤t/5.5 in the cross section of t×t square in a laminating direction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、セラミック多層部品及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、耐電圧特性に優れたセラミック多層部品及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a ceramic multilayer component and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to a ceramic multilayer component having excellent withstand voltage characteristics and a method for manufacturing the same.

下記特許文献1には、用いる粉末全体の平均粒径を2.5μm以下に制御することで、ボイドの最大径をセラミック層の厚さの30%以下の大きさに抑制でき、絶縁破壊電圧を大きくできることが開示されている。
また、下記特許文献2には、用いる粉末全体の10%粒度(D10)、平均粒径(D50)、90%粒度(D90)の各々の相関を所定の範囲に制御することで高強度な配線基板が得られることが開示されている。
更に、下記特許文献3([0035]等)には平均粒径(D50)が0.1〜5μmのガラス粉末と、平均粒径(D50)が0.1〜5μmのフィラー粉末とを用いることで、得られる低温焼成磁器内に形成される気孔の最大径を10μm以下に抑えることができることが開示されている。
In the following Patent Document 1, by controlling the average particle size of the whole powder to be 2.5 μm or less, the maximum diameter of the void can be suppressed to 30% or less of the thickness of the ceramic layer, and the dielectric breakdown voltage can be reduced. It is disclosed that it can be increased.
In Patent Document 2 below, high-strength wiring is achieved by controlling the correlation of 10% particle size (D10), average particle size (D50), and 90% particle size (D90) of the whole powder to a predetermined range. It is disclosed that a substrate is obtained.
Further, in the following Patent Document 3 ([0035] etc.), a glass powder having an average particle diameter (D50) of 0.1 to 5 μm and a filler powder having an average particle diameter (D50) of 0.1 to 5 μm are used. Thus, it is disclosed that the maximum diameter of pores formed in the obtained low-temperature fired ceramic can be suppressed to 10 μm or less.

特開2004−228411号公報JP 2004-228411 A 特開2003−165765号公報JP 2003-165765 A 特開2004−231454号公報JP 2004-231454 A

しかし、上記特許文献1に示されるように、用いる粉末全体の平均粒径を2.5μm以下とすることは困難であり、且つ非常に高コストとなる。これに対して、得られる絶縁破壊電圧は25μmのセラミック層の厚さにおいて最大で23Vと十分ではないという問題がある。また、上記特許文献2に示されるように、ガラス粉末の平均粒径を5μm以下にすることは、上記特許文献1と同様に困難であり、また非常に高コストとなるという問題がある。更に、上記特許文献3に示されるように、上記相関を達したとしても、十分な耐電圧性が得られない場合がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、耐電圧特性に優れたセラミック多層部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
However, as shown in Patent Document 1, it is difficult to make the average particle size of the whole powder to be 2.5 μm or less, and the cost becomes very high. On the other hand, there is a problem that the dielectric breakdown voltage obtained is not sufficient at 23 V at the maximum in the thickness of the ceramic layer of 25 μm. Further, as shown in Patent Document 2, it is difficult to make the average particle size of the glass powder 5 μm or less, similarly to Patent Document 1, and there is a problem that the cost is very high. Furthermore, as shown in Patent Document 3, even if the correlation is reached, sufficient voltage resistance may not be obtained.
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a ceramic multilayer component having excellent withstand voltage characteristics and a method for manufacturing the same.

本発明者らは、耐電圧特性が特異的に低いセラミック層が存在することについて鋭意検討を行った。この結果、焼成後にセラミック層内に形成されているポアが大きい場合や、比較的小さなポアであっても連続して存在することにより、結果的にこれらの部分において十分な絶縁距離が確保されず、耐電圧特性が低下している場合があることを知見した。
更に、これらの形態のポアは上記特許文献等に示されるように、一般に、用いる粉末の平均粒径を小さくすることである程度は抑制できるが、ガラス粉末を3μm以下というような小径にまで粉砕することは困難であり、また仮にできたとしても非常に高コストとなることが分かった。そこで、これらの用いる粉末の粒径制御について詳細に検討を行ったところ、過度な粉砕を要さずとも、ポアを効果的に抑制し、且つ250V以上の耐電圧特性が得られることを知見し、本発明を完成させた。
The present inventors diligently studied about the presence of a ceramic layer having a specifically low withstand voltage characteristic. As a result, when the pores formed in the ceramic layer after firing are large, or even if the pores are relatively small, they are continuously present, and as a result, a sufficient insulation distance cannot be secured in these portions. It has been found that the withstand voltage characteristics may be deteriorated.
Furthermore, as shown in the above-mentioned patent documents and the like, these types of pores can generally be suppressed to some extent by reducing the average particle size of the powder used, but the glass powder is pulverized to a small diameter of 3 μm or less. It was difficult, and even if it could be done, it turned out to be very expensive. Therefore, when the particle size control of these powders to be used was examined in detail, it was found that pores can be effectively suppressed and a withstand voltage characteristic of 250 V or higher can be obtained without excessive pulverization. The present invention has been completed.

即ち、本発明は以下のとおりである。
(1)未焼成セラミック層及び未焼成導体層を積層して未焼成セラミック多層部品を得る積層工程と、該未焼成セラミック多層部品を焼成する焼成工程と、を備えるセラミック多層部品の製造方法であって、
上記未焼成セラミック層は、粒度分布における90%粒度が8μm以下であるガラス粉末、及び粒度分布における90%粒度が4.5μm以下である無機フィラー粉末を含有することを特徴とするセラミック多層部品の製造方法。
(2)上記ガラス粉末と上記無機フィラー粉末との合計を100体積%とした場合に、該ガラス粉末の含有量が40〜85体積%である上記(1)に記載のセラミック多層部品の製造方法。
(3)上記ガラス粉末を構成するガラスは、SiO−B−Al−CaO系ガラスである上記(1)又は(2)に記載のセラミック多層部品の製造方法。
(4)ガラスと無機フィラーとを含有し、ポアが形成されているセラミック層を備えるセラミック多層部品であって、
上記セラミック層の厚さtは、10μm以上120μm以下であって、
上記セラミック層内において、ポアの最大直径が7.5μm以下であり、且つ、最大直径が4μm以上であるポアの数は、積層方向におけるt×t四方の断面にt/5.5個以下であることを特徴とするセラミック多層部品。
(5)上記ポアは、該ポアの長径をR、且つ短径をrとした場合にR/rは1.4以下である上記(4)に記載のセラミック多層部品。
That is, the present invention is as follows.
(1) A method for producing a ceramic multilayer component comprising: a laminating step of laminating an unsintered ceramic layer and an unsintered conductor layer to obtain an unsintered ceramic multilayer component; and a firing step of firing the unsintered ceramic multilayer component. And
The unfired ceramic layer contains a glass powder having a 90% particle size of 8 μm or less in a particle size distribution, and an inorganic filler powder having a 90% particle size of 4.5 μm or less in the particle size distribution. Production method.
(2) The method for producing a ceramic multilayer component according to (1), wherein the content of the glass powder is 40 to 85% by volume when the total of the glass powder and the inorganic filler powder is 100% by volume. .
(3) glass constituting the glass powder, SiO 2 -B 2 O 3 -Al 2 O 3 -CaO based glass in the above (1) or (2) The method of producing ceramic multilayer part according to.
(4) A ceramic multilayer component comprising a ceramic layer containing glass and an inorganic filler and having pores formed therein,
The ceramic layer has a thickness t of 10 μm to 120 μm,
In the ceramic layer, the number of pores having a maximum diameter of 7.5 μm or less and a maximum diameter of 4 μm or more is t / 5.5 or less in a t × t square cross section in the stacking direction. A ceramic multilayer part characterized by being.
(5) The ceramic multilayer component according to (4), wherein the pore has an R / r of 1.4 or less when the major axis of the pore is R and the minor axis is r.

本発明のセラミック多層部品の製造方法によれば、セラミック層内に形成されるポアの大きさ及び個数を効果的に抑制でき、優れた耐電圧特性が得られるセラミック多層部品を得ることができる。
ガラス粉末と無機フィラー粉末との合計を100体積%とした場合に、ガラス粉末の含有量が40〜85体積%である場合は、特に優れた耐電圧特性を有するセラミック多層部品を得ることができる。また、一般にガラス粉末の使用量が多いと燒結性がよく焼成が不十分なことによるポアは生じ難いが、過焼成した場合にはガラスの発泡による球状のポアが生じ易くなる。しかし、本発明ではこのような範囲においても形成されるポアの大きさ及び個数を抑制できる。
ガラス粉末を構成するガラスがSiO−B−Al−CaO系ガラスである場合は、上記効果に加え、より低温で焼成することができ、且つ無機フィラーとの反応を抑えることができるため、焼成温度を幅広く調整することができる。
According to the method for producing a ceramic multilayer component of the present invention, a ceramic multilayer component capable of effectively suppressing the size and number of pores formed in the ceramic layer and obtaining excellent withstand voltage characteristics can be obtained.
When the total of the glass powder and the inorganic filler powder is 100% by volume, when the content of the glass powder is 40 to 85% by volume, a ceramic multilayer part having particularly excellent withstand voltage characteristics can be obtained. . In general, when the amount of glass powder used is large, pores due to good sintering and insufficient firing are unlikely to occur, but when overfired, spherical pores due to glass foaming tend to occur. However, in the present invention, the size and number of pores formed can be suppressed even in such a range.
When the glass constituting the glass powder is SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —CaO glass, in addition to the above effects, it can be fired at a lower temperature and suppresses the reaction with the inorganic filler. Therefore, the firing temperature can be adjusted widely.

本発明のセラミック多層部品によれば最大直径が7.5μmを超える大きなポアを有さず、また、直径が4μm以上のポアの個数は極めて少ない。このため、ポアがセラミック層の表裏に連なって形成されない。そのため、特にセラミック層の表裏に導体層を備える状況で使用される場合には、セラミック層の層間での電流リークが極めて生じ難く、優れた耐電圧特性を発揮できる。
ポアの長径Rと短径rとがR/r≦1.4である場合は、十分焼成がなされており、特に優れた耐電圧特性を有する。
The ceramic multilayer component of the present invention does not have a large pore having a maximum diameter exceeding 7.5 μm, and the number of pores having a diameter of 4 μm or more is extremely small. For this reason, pores are not formed on the front and back of the ceramic layer. Therefore, particularly when used in a situation where conductor layers are provided on the front and back sides of the ceramic layer, current leakage between the layers of the ceramic layer hardly occurs, and excellent withstand voltage characteristics can be exhibited.
When the major axis R and minor axis r of the pore are R / r ≦ 1.4, the pores are sufficiently fired and have particularly excellent withstand voltage characteristics.

以下、本発明を詳しく説明する。
[1]セラミック多層部品の製造方法
本発明のセラミック多層部品の製造方法は、未焼成セラミック層及び未焼成導体層を積層して未焼成セラミック多層部品を得る積層工程と、該未焼成セラミック多層部品を焼成する焼成工程と、を備えるセラミック多層部品の製造方法であって、
上記未焼成セラミック層は、粒度分布における90%粒度が8μm以下であるガラス粉末、及び粒度分布における90%粒度が4.5μm以下である無機フィラー粉末を含有することを特徴とする。
The present invention will be described in detail below.
[1] Manufacturing method of ceramic multilayer component The manufacturing method of a ceramic multilayer component according to the present invention includes a lamination step of laminating an unfired ceramic layer and an unfired conductor layer to obtain an unfired ceramic multilayer component, and the unfired ceramic multilayer component. A method for producing a ceramic multilayer part comprising:
The unfired ceramic layer contains glass powder having a 90% particle size of 8 μm or less in the particle size distribution and an inorganic filler powder having a 90% particle size of 4.5 μm or less in the particle size distribution.

上記「積層工程」は、未焼成セラミック層及び未焼成導体層を積層して未焼成セラミック多層部品を得る工程である。
上記「未焼成セラミック層」は、ガラス粉末及び無機フィラー粉末を含有する層であり、焼成されてセラミック層となる層である。
上記「ガラス粉末」は、焼成されてガラスとなる粉末である。また、このガラス粉末は粒度分布における90%粒度(以下、単に「D90」ともいう)が8μm以下である。D90が8μmを超え、尚かつ無機フィラー粉末のD90が4.5μmを超えると急激にポアの最大径が大きくなり、また、ポア数も多くなる。このため250V以上の耐電圧性が得られない場合がある。
ガラス粉末のD90は、8μm以下であればよく、特に限定されないが7.7μm以下とすることができ、更には6.1μm以下とすることができる。しかし、通常使用できる方法(即ち、例えば、振動ミル、ボールミル及びジェットミル等)でD90を5.0μm以下にまで小さくすることは非常に困難である。従って、D90は5.5〜8μmとすることが好ましく、5.6〜7.7μmとすることができ、更には5.7〜6.1μmとすることができる。
The “lamination step” is a step of obtaining an unfired ceramic multilayer component by laminating an unfired ceramic layer and an unfired conductor layer.
The “unfired ceramic layer” is a layer containing glass powder and inorganic filler powder, and is a layer that is fired to become a ceramic layer.
The “glass powder” is a powder that is baked to become glass. Further, this glass powder has a 90% particle size (hereinafter also simply referred to as “D90”) in the particle size distribution of 8 μm or less. When D90 exceeds 8 μm and D90 of the inorganic filler powder exceeds 4.5 μm, the maximum diameter of the pores suddenly increases and the number of pores also increases. For this reason, the withstand voltage of 250 V or more may not be obtained.
D90 of glass powder should just be 8 micrometers or less, and although it does not specifically limit, it can be 7.7 micrometers or less, Furthermore, it can be 6.1 micrometers or less. However, it is very difficult to reduce D90 to 5.0 μm or less by a method that can be normally used (ie, vibration mill, ball mill, jet mill, etc.). Therefore, D90 is preferably 5.5 to 8 μm, preferably 5.6 to 7.7 μm, and more preferably 5.7 to 6.1 μm.

尚、上記D90に加えて、D10は2.5μm以下であることが好ましく、2.0μm以下であることがより好ましく、0.3〜1.7μmであることが特に好ましい。更に、上記D90及びD10に加えて、平均粒径(D50)は5.0μm以下であることが好ましく、4.5μm以下であることがより好ましく、2.3〜4.0μmであることが特に好ましい。これらのD10〜D90の好ましい範囲は各々の組合せとすることができる。
更に、ガラス粉末の各粒度の相関は、D10/D50が0.10〜0.45(より好ましくは0.13〜0.45、更に好ましくは0.13〜0.17)であることが好ましい。また、D90/D50は1.8〜2.3であることが好ましい。
In addition to the above D90, D10 is preferably 2.5 μm or less, more preferably 2.0 μm or less, and particularly preferably 0.3 to 1.7 μm. Further, in addition to D90 and D10, the average particle size (D50) is preferably 5.0 μm or less, more preferably 4.5 μm or less, and particularly preferably 2.3 to 4.0 μm. preferable. These preferable ranges of D10 to D90 can be a combination of each.
Further, the correlation between the particle sizes of the glass powder is preferably such that D10 / D50 is 0.10 to 0.45 (more preferably 0.13 to 0.45, still more preferably 0.13 to 0.17). . Moreover, it is preferable that D90 / D50 is 1.8-2.3.

上記ガラス粉末を構成するガラスの組成は特に限定されない。即ち、例えば、ガラスとしては、Si並びにCa、Mg及びBa等のアルカリ土類金属元素などを含有するガラスが挙げられる。このガラスにはAlが含有されていてもよい。更に、Na及びK等のアルカリ金属元素が含有されていてもよい。また、このガラスはBを含有するガラス、Pbを含有するガラス等であってもよい。ガラスとしては、Si及びBを含有するホウケイ酸ガラスが好ましく、Si、B及びAlを含有するホウケイ酸ガラスがより好ましく、Si、B、Al及びCaを含有するホウケイ酸ガラスが特に好ましい。   The composition of the glass which comprises the said glass powder is not specifically limited. That is, for example, examples of the glass include glass containing Si and alkaline earth metal elements such as Ca, Mg, and Ba. This glass may contain Al. Furthermore, alkali metal elements such as Na and K may be contained. The glass may be glass containing B, glass containing Pb, or the like. The glass is preferably a borosilicate glass containing Si and B, more preferably a borosilicate glass containing Si, B and Al, and particularly preferably a borosilicate glass containing Si, B, Al and Ca.

このSi、B、Al及びCaを含有するホウケイ酸ガラスとしては、SiO−B−Al−CaO系ガラスが挙げられる。このSiO−B−Al−CaO系ガラスとしては、Si、B、Al及びCaの4種類の元素の酸化物のみからなるガラス、及びその他の酸化物を1種又は2種以上含有するガラスが挙げられる。上記その他の酸化物としては、Zn及びCaを除くアルカリ土類金属元素(Mg、Ba及びSr)の酸化物が挙げられる。 Examples of the borosilicate glass containing Si, B, Al, and Ca include SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —CaO-based glass. As this SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —CaO-based glass, one or two kinds of glass consisting only of oxides of four kinds of elements of Si, B, Al and Ca, and other oxides are used. A glass containing at least seeds may be mentioned. Examples of the other oxides include oxides of alkaline earth metal elements (Mg, Ba, and Sr) excluding Zn and Ca.

このSiO−B−Al−CaO系ガラスにおける各元素の含有割合は特に限定されないが、少なくともSi、B、Al、Ca及びOを含有し、SiO、B、Al及びCaOの合計を100モル%とすると、SiがSiO換算で20〜40モル%、BがB換算で15〜30モル%、AlがAl換算で10〜25モル%及びCaがCaO換算で10〜25モル%であることが好ましい。更に、SiO−B−AL−CaO系ガラス全体を100モル%とした場合に、SiO、B、Al及びCaOの合計が85モル%以上であるガラスが好ましい。また、このガラスがその他の酸化物を含有するときは、その他の酸化物は、SiO、B、Al及びCaOの合計を100モル%とした場合に、酸化物換算(ZnO、MgO、BaO及びSrOなど)で5〜15モル%であることが好ましい。 Although the content of each element in the SiO 2 -B 2 O 3 -Al 2 O 3 -CaO based glass is not particularly limited, and containing at least Si, B, Al, Ca and O, SiO 2, B 2 O 3 Assuming that the total of Al 2 O 3 and CaO is 100 mol%, Si is 20 to 40 mol% in terms of SiO 2 , B is 15 to 30 mol% in terms of B 2 O 3 , and Al is in terms of Al 2 O 3 It is preferable that 10-25 mol% and Ca are 10-25 mol% in CaO conversion. Furthermore, when the entire SiO 2 —B 2 O 3 —AL 2 O 3 —CaO glass is 100 mol%, the total of SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 and CaO is 85 mol% or more. Some glasses are preferred. Further, when this glass contains other oxides, the other oxides are converted to oxides when the total of SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 and CaO is 100 mol% ( ZnO, MgO, BaO, SrO, etc.) is preferably 5 to 15 mol%.

SiO−B−Al−CaO系ガラスを用いた場合は、より低温で焼成することができるため、抵抗が低く且つ低融点の金属(Cu、Ag及びAu等)との同時焼成が容易であり、特に1000℃以下の低温で同時焼成できる。更に、SiO−B−Al−CaO系ガラスは、無機フィラーとしてCaTiO及びTiO等の比誘電率の高い無機フィラーを用いた場合でも、焼成の際のガラスと無機フィラーとの反応が十分に抑制され、焼成温度を広く調整することができる。 When SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —CaO-based glass is used, since it can be fired at a lower temperature, it has low resistance and low melting point metal (Cu, Ag, Au, etc.). Co-firing is easy, and in particular, co-firing can be performed at a low temperature of 1000 ° C. or lower. Furthermore, the SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —CaO-based glass is a glass and inorganic glass that is fired even when an inorganic filler having a high relative dielectric constant such as CaTiO 3 and TiO 2 is used as the inorganic filler. The reaction with the filler is sufficiently suppressed, and the firing temperature can be widely adjusted.

上記「無機フィラー粉末」は、未焼成セラミック層内に含有され、焼成後にセラミック層内に含有されることとなる無機材料からなる粉末(但し、粉末を構成する粒子は、粒形が球状であるもの、楕円球形であるもの、柱状であるもの、繊維状であるもの等を含む)である。この無機フィラー粉末は、焼成後のセラミック多層部品内におけるセラミック層内では、通常、上記ガラスをマトリックスとして、ガラス内に無機フィラーとして分散して含有される。また、無機フィラー粉末は、焼成の前後で変化(組成、状態など)してもよいが、通常、焼成の前後でほとんど変化しない。但し、上記ガラスの一部が焼成を経て析出されて結果的に無機フィラーとして含有されてもよい。   The “inorganic filler powder” is a powder made of an inorganic material that is contained in the unfired ceramic layer and is contained in the ceramic layer after firing (however, the particles constituting the powder have a spherical particle shape) And those that are elliptical, columnar, and fibrous). In the ceramic layer in the fired ceramic multilayer part, the inorganic filler powder is usually contained dispersed as an inorganic filler in the glass using the glass as a matrix. The inorganic filler powder may change (composition, state, etc.) before and after firing, but usually hardly changes before and after firing. However, a part of the glass may be deposited through baking and consequently contained as an inorganic filler.

この無機フィラー粉末は粒度分布におけるD90が4.5μm以下である。D90が4.5μmを超え、尚かつガラス粉末のD90が8μmを超えると急激にポアの最大径が大きくなり、また、ポア数も多くなる。このため250V以上の耐電圧性が得られない場合がある。
無機フィラー粉末のD90は、4.5μm以下であればよく、特に限定されないが4.0μm以下とすることができ、更には3.5μm以下とすることができる。しかし、通常使用できる方法(即ち、例えば、振動ミル、ボールミル及びジェットミル等)でD90を1.5μm以下にまで小さくすることは非常に困難である。従って、D90は1.8〜4.5μmとすることが好ましく、1.9〜3.5μmとすることができきる。これらの各々の数値範囲は、前記ガラス粉末のD90の各々の数値範囲との組合せとすることができる。
This inorganic filler powder has a D90 in the particle size distribution of 4.5 μm or less. When D90 exceeds 4.5 μm and D90 of the glass powder exceeds 8 μm, the maximum diameter of the pores suddenly increases and the number of pores also increases. For this reason, the withstand voltage of 250 V or more may not be obtained.
D90 of an inorganic filler powder should just be 4.5 micrometers or less, and although it does not specifically limit, it can be 4.0 micrometers or less, Furthermore, it can be 3.5 micrometers or less. However, it is very difficult to reduce D90 to 1.5 μm or less by a method that can be normally used (ie, vibration mill, ball mill, jet mill, etc.). Therefore, D90 is preferably 1.8 to 4.5 μm, and can be 1.9 to 3.5 μm. Each of these numerical ranges can be combined with each numerical range of D90 of the glass powder.

上記D90に加えて、D10は2.0μm以下であることが好ましく、1.5μm以下であることがより好ましく、0.1〜1.3μmであることが特に好ましい。更に、上記D90及びD10に加えて、平均粒径(D50)は3.0μm以下であることが好ましく、2.5μm以下であることがより好ましく、0.7〜2.0μmであることが特に好ましい。これらのD10〜D90の好ましい範囲は各々の組合せとすることができる。
更に、無機フィラー粉末の各粒度の相関は、D10/D50が0.05〜0.65であることが好ましい。また、D90/D50は1.5〜4.3であることが好ましい。
In addition to D90, D10 is preferably 2.0 μm or less, more preferably 1.5 μm or less, and particularly preferably 0.1 to 1.3 μm. Furthermore, in addition to D90 and D10, the average particle size (D50) is preferably 3.0 μm or less, more preferably 2.5 μm or less, and particularly preferably 0.7 to 2.0 μm. preferable. These preferable ranges of D10 to D90 can be a combination of each.
Furthermore, as for the correlation of each particle size of inorganic filler powder, it is preferable that D10 / D50 is 0.05-0.65. Moreover, it is preferable that D90 / D50 is 1.5-4.3.

また、無機フィラー粉末を構成する材料の種類は特に限定されないが、例えば、アルミナ、チタン酸アルカリ金属塩(チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム及びチタン酸バリウム等)、コーディエライト、ムライト、チタニア、ジルコニア、ガーナイト、フォルステライト、ワラストナイト、アノーサイト、エンスタタイト、ジオプサイト、アーケルマナイト、ゲーレナイト並びにスピネル等が挙げられる。これらの材料は1種のみ含有されていてもよく、2種以上含有されていてもよい。更に、例えば、CaTiOとLaAlOとの2種以上の金属酸化物などの固溶体の粉末を用いることもできる。 The type of the material constituting the inorganic filler powder is not particularly limited. For example, alumina, alkali metal titanate (magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, barium titanate, etc.), cordierite, mullite. , Titania, zirconia, garnite, forsterite, wollastonite, anorthite, enstatite, diopsite, akermanite, gelenite and spinel. One kind of these materials may be contained, or two or more kinds thereof may be contained. Further, for example, a powder of a solid solution such as two or more metal oxides of CaTiO 3 and LaAlO 3 can be used.

これらの無機フィラー粉末を構成する材料のなかでも、アルミナ、チタン酸アルカリ土類金属塩、コーディエライト及びムライトのうちの少なくとも1種を用いることが好ましい。また、特にガラス粉末としてSiO−B−Al−CaO系ガラスを用いた場合には低温で焼成することができ、このガラスと上記無機フィラーとの反応を抑制できる。このため特に焼成温度を幅広く調整でき、優れた誘電特性を得ることができる。また、この無機フィラー粉末を構成する材料の比誘電率は特に限定されず、セラミック多層部品の使用目的により適宜のものとすることが好ましいが、通常、35以上であり、65以上であることが好ましく、90以上であることがより好ましい。 Among the materials constituting these inorganic filler powders, it is preferable to use at least one of alumina, alkaline earth metal titanate, cordierite and mullite. In particular, when SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —CaO glass is used as the glass powder, it can be fired at a low temperature, and the reaction between the glass and the inorganic filler can be suppressed. For this reason, in particular, the firing temperature can be adjusted widely, and excellent dielectric properties can be obtained. Further, the relative dielectric constant of the material constituting the inorganic filler powder is not particularly limited and is preferably set appropriately depending on the purpose of use of the ceramic multilayer component, but is usually 35 or more and 65 or more. Preferably, it is 90 or more.

未焼成セラミック層に含有されるガラス粉末と無機フィラー粉末との合計を100体積%とした場合、各々の含有割合は特に限定されないが、ガラス粉末の含有量は40〜85体積%とすることが好ましい。即ち、無機フィラー粉末の含有量は15〜60体積%である。このガラス粉末の含有量は41〜82体積%が好ましく、55〜80体積%がより好ましい。無機フィラー粉末の含有量は18〜59体積%が好ましく、20〜45体積%がより好ましい。ガラス粉末の含有量が上記範囲であれば、未焼成体を1000℃以下の低温域において焼成でき、また、得られる耐電圧性も250V以上とすることができる。   When the total of the glass powder and inorganic filler powder contained in the unfired ceramic layer is 100% by volume, the content of each is not particularly limited, but the glass powder content may be 40 to 85% by volume. preferable. That is, the content of the inorganic filler powder is 15 to 60% by volume. 41-82 volume% is preferable and, as for content of this glass powder, 55-80 volume% is more preferable. 18-59 volume% is preferable and, as for content of an inorganic filler powder, 20-45 volume% is more preferable. If the content of the glass powder is in the above range, the green body can be fired in a low temperature range of 1000 ° C. or lower, and the obtained voltage resistance can be 250 V or higher.

この未焼成セラミック層には、ガラス粉末及び無機フィラー粉末以外にも他の成分を含有できる。他の成分としては、バインダ、可塑剤、溶剤、着色剤、レベリング剤、消泡剤及び分散剤等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。未焼成セラミック層の作成方法は特に限定されないが、通常、ガラス粉末及び無機フィラー粉末を含有するセラミックスラリーをドクターブレード法及びスリップキャスト法等の公知の薄膜化法によりシート状に成形し、次いで、このシートを乾燥して得ることができる。   The green ceramic layer can contain other components besides the glass powder and the inorganic filler powder. Examples of other components include a binder, a plasticizer, a solvent, a colorant, a leveling agent, an antifoaming agent, and a dispersing agent. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. The method for producing the unfired ceramic layer is not particularly limited, but usually a ceramic slurry containing glass powder and inorganic filler powder is formed into a sheet by a known thinning method such as a doctor blade method and a slip cast method, and then, This sheet can be obtained by drying.

上記「未焼成導体層」は、焼成されて導体層となる層である。この未焼成導体層は焼成の前後で変化する層であってもよく、変化しない層であってもよい。即ち、例えば、導体成分からなる導体粉末と有機ビヒクル(バインダ、可塑剤及び溶剤等のうちの少なくとも1種を含有する)とを含有する層であり、焼成により導体粉末を構成する導体粒子同士が融着することで導体層となる未焼成導体層であってもよい。また、パターニングされた導体成分のみからなる未焼成導体層(焼成前後の変化はない)であってもよい。これらのうちでは、作業性の観点などから前者が好ましい。   The “unfired conductor layer” is a layer that is fired to become a conductor layer. This unsintered conductor layer may be a layer that changes before and after firing, or may be a layer that does not change. That is, for example, it is a layer containing a conductor powder composed of a conductor component and an organic vehicle (containing at least one of a binder, a plasticizer, a solvent, and the like). It may be an unfired conductor layer that becomes a conductor layer by fusing. Further, it may be an unfired conductor layer (no change before and after firing) composed only of a patterned conductor component. Among these, the former is preferable from the viewpoint of workability.

上記「積層」はどのように行ってもよく特に限定されず、目的とする積層順序となるように未焼成セラミック層と未焼成導体層とが積層されればよい。未焼成セラミック層は、焼成されてセラミック多層部品内においてセラミック層(絶縁層)となる。一方、未焼成導体層は、焼成されてセラミック多層部品内において導体層となる。通常、セラミック層と導体層とは交互に積層されるため、未焼成セラミック層と未焼成導体層とも交互に積層される。即ち、例えば、1層の未焼成セラミック層と1層の未焼成導体層とを積層した積層物同士を積層することで未焼成セラミック多層部品を得てもよい。また、1層の未焼成セラミック層上に、1層の未焼成導体層を積層し、次いで、この未焼成導体層上に1層の未焼成セラミック層を積層し、その後、この未焼成セラミック層上に1層の未焼成導体層を積層するというように、順次積層して未焼成セラミック多層部品を得てもよい。また、積層に際しては、熱圧着を行うことが好ましい。   The “lamination” may be performed in any way, and is not particularly limited. It is only necessary that the unfired ceramic layer and the unfired conductor layer are laminated so as to have a desired lamination order. The unfired ceramic layer is fired to become a ceramic layer (insulating layer) in the ceramic multilayer component. On the other hand, the unfired conductor layer is fired to become a conductor layer in the ceramic multilayer component. Usually, since the ceramic layers and the conductor layers are alternately stacked, the unfired ceramic layers and the unfired conductor layers are also alternately stacked. That is, for example, an unfired ceramic multilayer component may be obtained by laminating a laminate in which one unfired ceramic layer and one unfired conductor layer are laminated. Also, one unfired conductor layer is laminated on one unfired ceramic layer, then one unfired ceramic layer is laminated on the unfired conductor layer, and then this unfired ceramic layer An unfired ceramic multilayer component may be obtained by sequentially laminating a single unfired conductor layer on top. Moreover, it is preferable to perform thermocompression bonding at the time of lamination.

上記「焼成工程」は、未焼成セラミック多層部品を焼成する工程である。即ち、未焼成セラミック層と未焼成導体層とを同時焼成する工程である。この焼成工程における焼成温度は特に限定されないが、通常、1000℃以下である。更に800〜950℃が好ましく、800〜900℃がより好ましい。また、焼成雰囲気も特に限定されないが、導体層を構成する金属の種類等により設定できる。即ち、例えば、酸化され難い金属(貴金属等)を用いる場合には、大気雰囲気等の酸化雰囲気において焼成できる。一方、酸化され易い金属(Cu等)を用いる場合には、窒素及びアルゴン等の不活性ガスなどからなる不活性雰囲気、又は少量の水素を含有する還元雰囲気において焼成できる。焼成時間(上記焼成温度を保持する時間)は特に限定されないが、通常、5〜30分間であり、10〜25分間が好ましい。   The “firing step” is a step of firing the unfired ceramic multilayer component. That is, it is a step of simultaneously firing the unfired ceramic layer and the unfired conductor layer. The firing temperature in this firing step is not particularly limited, but is usually 1000 ° C. or lower. Furthermore, 800-950 degreeC is preferable and 800-900 degreeC is more preferable. The firing atmosphere is not particularly limited, but can be set depending on the type of metal constituting the conductor layer. That is, for example, when a metal that is not easily oxidized (such as a noble metal) is used, it can be fired in an oxidizing atmosphere such as an air atmosphere. On the other hand, when a metal (such as Cu) that is easily oxidized is used, it can be fired in an inert atmosphere composed of an inert gas such as nitrogen and argon, or in a reducing atmosphere containing a small amount of hydrogen. The firing time (time for maintaining the firing temperature) is not particularly limited, but is usually 5 to 30 minutes, and preferably 10 to 25 minutes.

本発明の製造方法では、上記積層工程及び上記焼成工程以外にも他の工程を備えることができる。他の工程としては、脱脂工程が挙げられる。即ち、未焼成セラミック層に有機ビヒクルが含有される場合、通常、未焼成セラミック層を加熱して有機ビヒクルを除去し、その後、上記焼成がなされる。この脱脂のための加熱の温度及び時間は、有機ビヒクルの種類及び含有量により設定することができる。例えば、加熱温度は150〜600℃、特に200〜500℃とすることができ、加熱時間は1〜10時間、特に2〜7時間とすることができる。また、この脱脂工程は、焼成工程と連続して行ってもよく、別工程として設けてもよい。   In the manufacturing method of the present invention, other steps can be provided in addition to the laminating step and the firing step. The degreasing process is mentioned as another process. That is, when an organic vehicle is contained in the unfired ceramic layer, the unfired ceramic layer is usually heated to remove the organic vehicle, and then the firing is performed. The heating temperature and time for degreasing can be set according to the type and content of the organic vehicle. For example, the heating temperature can be 150 to 600 ° C., particularly 200 to 500 ° C., and the heating time can be 1 to 10 hours, particularly 2 to 7 hours. Moreover, this degreasing process may be performed continuously with the baking process or may be provided as a separate process.

[2]セラミック多層部品
本発明のセラミック多層部品は、ガラスと無機フィラーとを含有し、ポアが形成されているセラミック層を備えるセラミック多層部品であって、
上記セラミック層の厚さtは、10μm以上120μm以下であって、
上記セラミック層内において、ポアの最大直径が7.5μm以下であり、且つ、最大直径が4μm以上であるポアの数は、積層方向におけるt×t四方の断面にt/5.5個以下であることを特徴とする。
[2] Ceramic multilayer component The ceramic multilayer component of the present invention is a ceramic multilayer component comprising a ceramic layer containing glass and an inorganic filler and having pores formed therein,
The ceramic layer has a thickness t of 10 μm to 120 μm,
In the ceramic layer, the number of pores having a maximum diameter of 7.5 μm or less and a maximum diameter of 4 μm or more is t / 5.5 or less in a t × t square cross section in the stacking direction. It is characterized by being.

本発明のセラミック多層部品を構成する上記セラミック層は、ガラス及び無機フィラーを含有する。このうちガラスは、通常、上記ガラス粉末が焼成により溶融されてなるガラスである。従って、ガラスの種類及び無機フィラーとの含有割合等は、前記ガラス粉末における各々をそのまま適用できる。また、セラミック層に含有される無機フィラーは、未焼成セラミック層に含有される無機フィラー粉末が焼成工程を経て含有された無機フィラーであり、通常、焼成前後での変化はない。従って、無機フィラーの種類及びガラスとの含有割合等は、前記無機フィラー粉末における各々をそのまま適用できる。
尚、焼成過程を経たセラミック層内には、未焼成セラミック層に含有されるガラス粉末が焼成過程で析出してなる無機フィラーが含有されてもよいが、通常、その量は微量であり、ガラス粉末全体を100体積%とした場合に、その5体積%以下である。
The ceramic layer constituting the ceramic multilayer component of the present invention contains glass and an inorganic filler. Of these, glass is usually glass obtained by melting the glass powder by firing. Therefore, the glass type and the content ratio with the inorganic filler can be applied as they are in the glass powder. Moreover, the inorganic filler contained in the ceramic layer is an inorganic filler in which the inorganic filler powder contained in the unfired ceramic layer is contained through a firing step, and usually does not change before and after firing. Therefore, the kind of inorganic filler, the content ratio with glass, and the like can be applied as they are in the inorganic filler powder.
In addition, the ceramic layer that has undergone the firing process may contain an inorganic filler in which the glass powder contained in the unfired ceramic layer is precipitated during the firing process. When the whole powder is taken as 100% by volume, it is 5% by volume or less.

また、上記セラミック層の厚さは特に限定されないが、通常、120μm以下であり、10〜90μmが好ましく、15〜60μmがより好ましく、20〜45μmが特に好ましい。120μmを超えてもよいが、この範囲では粒径制御を行うまでもなく、十分な耐電圧特性が得られる。尚、上記セラミック層の厚さとは、通常、導体層間に介在された上記セラミック層の厚さを意味する。
また、このセラミック層は、上記セラミック多層部品を構成するセラミック部分の全部を構成してもよく、一部のみを構成してもよい。即ち、例えば、本セラミック多層部品はセラミック層を1層のみ備えてもよく、セラミック層を複数層(同組成の未焼成セラミック層を直接接して積層した上で焼成を行った場合は複数のセラミック層が一体となっている場合がある)備えてもよい。
Moreover, although the thickness of the said ceramic layer is not specifically limited, Usually, it is 120 micrometers or less, 10-90 micrometers is preferable, 15-60 micrometers is more preferable, 20-45 micrometers is especially preferable. Although it may exceed 120 μm, in this range, it is not necessary to control the particle size, and sufficient withstand voltage characteristics can be obtained. The thickness of the ceramic layer usually means the thickness of the ceramic layer interposed between conductor layers.
Further, this ceramic layer may constitute all of the ceramic portion constituting the ceramic multilayer component or only a part thereof. That is, for example, the ceramic multilayer component may include only one ceramic layer, and a plurality of ceramic layers (a plurality of ceramic layers when fired after laminating directly unfired ceramic layers of the same composition) Layers may be integrated).

本発明のセラミック多層部品は、上記セラミック層を備えること以外は特に限定されないが、通常、導体層を備える。この導体層を備える場合、その配置は特に限定されないが、少なくとも上記セラミック層を挟んで配置されることが好ましい。このような構造を有することにより上記セラミック層を用いる効果が発揮され易いからである。更に、この導体層は上記セラミック層と同時焼成された導体層とすることができる。即ち、本発明のセラミック多層部品は、上記セラミック層と、該セラミック層の表裏に配置され、且つ上記未焼成セラミック層と同時焼成された導体層を備えることができる。このようなセラミック多層部品においては、上記セラミック層による効果がより発揮され易い。   The ceramic multilayer component of the present invention is not particularly limited except that the ceramic multilayer component includes the ceramic layer, but usually includes a conductor layer. When the conductor layer is provided, the arrangement is not particularly limited, but it is preferable that at least the ceramic layer is interposed between the conductor layers. It is because the effect of using the ceramic layer is easily exhibited by having such a structure. Furthermore, the conductor layer can be a conductor layer co-fired with the ceramic layer. That is, the ceramic multilayer component of the present invention can include the ceramic layer and a conductor layer disposed on the front and back of the ceramic layer and co-fired with the unfired ceramic layer. In such a ceramic multilayer component, the effect of the ceramic layer is more easily exhibited.

本発明のセラミック多層部品において各層の配置及びその数は特に限定されないが、例えば、セラミック層を10〜20層を備え、これらのセラミック層の各層間に導体層を1層づつ、合計9〜19層を備え(換言すれば、セラミック層の層間に導体層が埋設され)てなる積層構造を備えることができる(この積層構造のみからなってもよい)。
更に、このセラミック多層部品は、この積層構造を構成する導体層間に常時電圧が印加された状態で使用されるセラミック多層部品であることが好ましい。このようなセラミック多層部品においては、上記セラミック層を備えることによる効果が更に発揮され易い。
このようなセラミック多層部品としては、電子部品が実装される配線基板、セラミックパッケージ、アンテナ、バランやカプラ、LCフィルタ(ダイプレクサ、バンドパスフィルタ及びローパスフィルタなど)等が挙げられる。
In the ceramic multilayer component of the present invention, the arrangement and the number of each layer are not particularly limited. For example, 10 to 20 ceramic layers are provided, and one conductor layer is provided between each of these ceramic layers, for a total of 9 to 19 It is possible to provide a laminated structure that includes layers (in other words, a conductor layer is embedded between ceramic layers) (may be composed of only this laminated structure).
Furthermore, the ceramic multilayer component is preferably a ceramic multilayer component that is used in a state where a voltage is always applied between the conductor layers constituting the multilayer structure. In such a ceramic multilayer component, the effect of providing the ceramic layer is more easily exhibited.
Examples of such ceramic multilayer parts include wiring boards on which electronic parts are mounted, ceramic packages, antennas, baluns and couplers, LC filters (diplexers, bandpass filters, lowpass filters, and the like).

尚、上記導体層を構成する導体成分の種類は特に限定されないが、Au、Ag、Cu、Pd及びPt等が挙げられる。その他、Al、Cr及びNi等のその他の導体成分が含有されていてもよい。その他の導体成分は、導体層全体を100質量%とした場合に、通常、4.0質量%以下であり、2.5質量%以下が好ましい。
尚、本発明における前記未焼成セラミック層及び前記焼成についての詳細は、前記製造方法における各々をそのまま適用できる。
In addition, although the kind of conductor component which comprises the said conductor layer is not specifically limited, Au, Ag, Cu, Pd, Pt, etc. are mentioned. In addition, other conductor components such as Al, Cr and Ni may be contained. The other conductor component is usually 4.0% by mass or less, preferably 2.5% by mass or less, when the entire conductor layer is 100% by mass.
The details of the unfired ceramic layer and the firing in the present invention can be applied as they are in the manufacturing method.

本発明のセラミック多層部品は、セラミック層の厚さtが10〜120μmの範囲である場合に、このセラミック層内において、ポアの最大長径は7.5μm以下(更には7μm以下、通常1μm以上)とすることができる。更に、このセラミック層内において、最大長径が4μm以上であるポアの数は積層方向におけるt×t四方の断面(図2参照)にt/5.5個以下(通常0.5個以上)とすることができる。即ち、例えば、積層方向に切断したセラミック多層部品のセラミック層の断面において、セラミック層の厚さ(導体層で挟まれたセラミック部分の厚さ)tが25μmである場合に、この断面(セラミック層の断面)における任意の25μm×25μm四方の範囲に7.5μmを超えるポアは認められず、且つ4μm以上のポアは認められたとしても4個以下とすることができる。   In the ceramic multilayer component of the present invention, when the thickness t of the ceramic layer is in the range of 10 to 120 μm, the maximum major axis of the pore is 7.5 μm or less (more 7 μm or less, usually 1 μm or more) in the ceramic layer. It can be. Further, in this ceramic layer, the number of pores having a maximum major axis of 4 μm or more is t / 5.5 or less (usually 0.5 or more) in a t × t square cross section (see FIG. 2) in the stacking direction. can do. That is, for example, when the thickness of the ceramic layer (the thickness of the ceramic portion sandwiched between the conductor layers) t is 25 μm in the cross section of the ceramic layer of the ceramic multilayer component cut in the stacking direction, this cross section (ceramic layer) The pores exceeding 7.5 μm are not recognized in an arbitrary 25 μm × 25 μm square range in the cross section), and even if pores of 4 μm or more are recognized, the number of pores can be 4 or less.

更に、本発明のセラミック多層部品では、このセラミック層内にポアが含有されたとしても、このポアの長径(最大寸法)をR且つ短径(最短寸法)をrとした場合(図2参照)にR/rは1.4以下とすることができる。即ち、「R/r≦1.4」である場合とは、十分に焼成がなされたことによって、ポアが均質な球形状に近づいたことを意味する。従って、十分な焼成がなされたにも関わらず、セラミック層内に認められる不可避的なポアが、前記形態(最大長径が7.5μm以下であり、最大長径が4μm以上であるポア数はt×t四方断面にt/5.5個以下)であることを意味する。即ち、前記粒径制御により、セラミック層内に含有される不可避的なポアの大きさ及び数を抑制でき、結果的に耐電圧特性を向上させることができるものと考えられる。
本発明のセラミック多層部品によれば、実施例に後述する方法により測定される耐電圧特性は、上記セラミック層で絶縁された導体層間において100V以上とすることができ、更には200V以上とすることができ、特に250V以上とすることができる。
Furthermore, in the ceramic multilayer component of the present invention, even when pores are contained in the ceramic layer, the major axis (maximum dimension) of the pore is R and the minor axis (shortest dimension) is r (see FIG. 2). Further, R / r can be set to 1.4 or less. In other words, the case of “R / r ≦ 1.4” means that the pore has approached a homogeneous spherical shape by being sufficiently fired. Therefore, in spite of sufficient firing, the inevitable pores recognized in the ceramic layer have the above-mentioned form (the maximum major axis is 7.5 μm or less, the maximum major axis is 4 μm or more, the number of pores is t × t / 5.5 or less in a t-square cross section). That is, by controlling the particle size, the size and number of inevitable pores contained in the ceramic layer can be suppressed, and as a result, the withstand voltage characteristics can be improved.
According to the ceramic multilayer component of the present invention, the withstand voltage characteristic measured by the method described later in the examples can be 100 V or more, and more preferably 200 V or more, between the conductor layers insulated by the ceramic layer. In particular, it can be set to 250 V or more.

本発明のセラミック多層部品としては、電子部品が実装される配線基板、セラミックパッケージ、アンテナ、バランやカプラ、LCフィルタ(ダイプレクサ、バンドパスフィルタ及びローパスフィルタなど)等が挙げられる。
このうち、セラミック積層型LCフィルタの一例を分解斜視図として図1に示した。LCフィルタ1は、セラミック層(誘電体磁器部)111、112、113、114、115及び116と、導体層121、122、123、124及び125とを備える。これらは一体的に同時焼成され一体物となっている。更に、131、132、133、134、135及び136の端面導体を備える。この端面導体はセラミック層及び導体層と同時焼成されてもよく、同時焼成されていなくてもよい。
Examples of the ceramic multilayer component of the present invention include a wiring board on which an electronic component is mounted, a ceramic package, an antenna, a balun, a coupler, an LC filter (a diplexer, a band pass filter, a low pass filter, and the like).
Among these, an example of a ceramic multilayer LC filter is shown in FIG. 1 as an exploded perspective view. The LC filter 1 includes ceramic layers (dielectric ceramic parts) 111, 112, 113, 114, 115, and 116 and conductor layers 121, 122, 123, 124, and 125. These are integrally fired as a single body. Further, 131, 132, 133, 134, 135 and 136 end face conductors are provided. This end face conductor may or may not be cofired with the ceramic layer and the conductor layer.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
[1]ガラス粉末の製造
各々の元素を酸化物換算した場合に、SiをSiO換算で25質量%、BをB換算で21質量%、AlをAl換算で25質量%、CaをCaO換算で17質量%、ZnをZnO換算で12質量%(これらの合計を100質量%とする)含有するように、SiO粉末、HBO粉末、Al(OH)粉末、CaCO粉末及びZnO粉末をそれぞれ秤量し、播潰機により混合した。その後、混合物を3〜5時間加熱して溶融させ、次いで、水冷によって急冷してガラス(ガラス転移点は631℃であった)を調製した。その後、このガラスをボールミルにより粉砕し、D90が各々8.3μm、7.5μm、5.9μmである3種類のガラス粉末を得た。
尚、粒度分布は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、形式「LA−750」)により測定した値である。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
[1] when an element manufacturing each of the glass powder in terms oxide, 25 wt% of Si in terms of SiO 2, 21 wt% of B in terms of B 2 O 3, 25 mass Al in terms of Al 2 O 3 SiO 2 powder, H 3 BO 3 powder, Al 2 (OH) so as to contain 15% by weight, 17% by weight of Ca in terms of CaO, and 12% by weight of Zn in terms of ZnO (the total of which is 100% by weight). 3 powders, CaCO 3 powders and ZnO powders were weighed and mixed with a grinder. Thereafter, the mixture was heated and melted for 3 to 5 hours, and then rapidly cooled by water cooling to prepare glass (glass transition point was 631 ° C.). Thereafter, this glass was pulverized by a ball mill to obtain three types of glass powders having D90 of 8.3 μm, 7.5 μm, and 5.9 μm, respectively.
The particle size distribution is a value measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Horiba, Ltd., model “LA-750”).

[2]無機フィラー粉末の調製
アルミナ粉末(純度99%以上)、及びチタン酸カルシウム粉末(純度97%以上)を各々、トロンメル粉砕機を用いて10〜15時間かけて2次粉砕し、D90が4.6μm、4.4μm、2.8μm、2.2μmの4種類のアルミナ粉末、及び、D90が4.8μm、3.0μm、2.4μmの3種類のチタン酸カルシウム粉末を得た。
[2] Preparation of inorganic filler powder Alumina powder (purity 99% or more) and calcium titanate powder (purity 97% or more) were each secondarily ground for 10-15 hours using a trommel grinder, and D90 was Four types of alumina powders of 4.6 μm, 4.4 μm, 2.8 μm, and 2.2 μm and three types of calcium titanate powders having D90 of 4.8 μm, 3.0 μm, and 2.4 μm were obtained.

[3]グリーンシートの作成
上記[1]で得られたガラス粉末と、上記[2]で得られたいずれか一方の無機フィラー粉末と、を体積割合で70:30となるようにボールミルで混合して混合粉末を得た。その後、この混合粉末に有機バインダ(アクリル樹脂)と可塑剤(ジブチルフタレート)と溶剤(トルエン)とを添加し、混練してスラリーを得た。次いで、得られたスラリーを焼成後の厚みが25μmになるようにシート形状に成形して22種類のグリーンシートを得た。
[3] Preparation of green sheet The glass powder obtained in the above [1] and any one of the inorganic filler powders obtained in the above [2] are mixed by a ball mill so that the volume ratio is 70:30. Thus, a mixed powder was obtained. Thereafter, an organic binder (acrylic resin), a plasticizer (dibutyl phthalate), and a solvent (toluene) were added to the mixed powder and kneaded to obtain a slurry. Next, the obtained slurry was formed into a sheet shape so that the thickness after firing was 25 μm, and 22 types of green sheets were obtained.

[4]セラミック多層部品の製造
上記[3]で得られた各グリーンシートの所定位置にAgペーストをスクリーン印刷により厚さ15μmで印刷した。その後、このAgペースト層上に同種の別のグリーンシートを熱圧着して積層した。次いで、この積層したグリーンシートの表面に上記と同様にAgペーストを印刷した後、同種の更に別のグリーンシートを積層することを繰り返し、10枚の同種のグリーンシートと各グリーンシートの層間(9層)にAgペースト層が形成された未焼成セラミック多層部品を得た。
得られた未焼成セラミック多層部品を、温度850℃で15分間焼成し、各22種のグリーンシートを用いた22種のセラミック多層部品を得た。
[4] Manufacture of ceramic multilayer parts Ag paste was printed at a predetermined position of each green sheet obtained in [3] above to a thickness of 15 μm by screen printing. Thereafter, another green sheet of the same kind was laminated on the Ag paste layer by thermocompression bonding. Next, after the Ag paste is printed on the surface of the laminated green sheets in the same manner as described above, another green sheet of the same kind is repeatedly laminated, and the layers of 10 green sheets of the same kind and each green sheet (9 A green ceramic multilayer part having an Ag paste layer formed on the layer) was obtained.
The obtained unsintered ceramic multilayer part was fired at a temperature of 850 ° C. for 15 minutes to obtain 22 types of ceramic multilayer parts using 22 types of green sheets.

[5]耐電圧特性の評価
上記[4]で得られた各セラミック多層部品の各々について、絶縁破壊測定装置(東亜ディーケーケー株式会社製、形式「SM−8215」)を用い、得られたセラミック多層部品の信号端子とグランド端子との間に250Vの電圧を印加し、この際のコンデンサパターンとグランドパターン間の電流リークの有無を確認した。
[5] Evaluation of withstand voltage characteristics For each of the ceramic multilayer parts obtained in [4] above, the obtained ceramic multilayer was obtained using a dielectric breakdown measuring device (model “SM-8215” manufactured by Toa DKK Corporation). A voltage of 250 V was applied between the signal terminal and the ground terminal of the component, and the presence or absence of current leakage between the capacitor pattern and the ground pattern was confirmed.

[6]断面におけるポアの評価
上記[4]で得られた各セラミック多層部品を、各層の積層方向に対して切断し、その後、この断面を研磨し、電子顕微鏡により500倍に拡大し、その表面をデジタル撮影し、得られた画像において、任意に選択した10ヶ所の25μm×25μm四方内に認められるポアの数の平均値、及びポアの形状についての観察を行った。尚、図2に例示するように、ポア数を換算する測定範囲t×t四方の領域に一部のみが含まれるポア(図2内のポア21)が存在する場合、このポアの最大長さが4μm以上である場合にはポア1つと換算して積算した。
これらの結果を表1に示した。更に、この測定に用いた、実験例1及び実験例9の切断断面を電子顕微鏡により500倍に拡大して得られた画像による説明図を図3(実験例9)及び図4(実験例1)に示した(図3及び図4内のスケールは全長が50μmに相当している)。
[6] Evaluation of pores in cross section Each ceramic multilayer part obtained in the above [4] is cut in the stacking direction of each layer, and then the cross section is polished and magnified 500 times with an electron microscope. The surface was digitally photographed, and in the obtained image, the average value of the number of pores recognized in 10 arbitrarily selected 25 μm × 25 μm squares and the shape of the pores were observed. As illustrated in FIG. 2, when there is a pore (pore 21 in FIG. 2) that includes only a part of the region in the measurement range t × t square in which the number of pores is converted, the maximum length of this pore. Was 4 μm or more, it was converted into one pore and integrated.
These results are shown in Table 1. Further, the explanatory diagrams based on the images obtained by enlarging the cut sections of Experimental Example 1 and Experimental Example 9 500 times with an electron microscope used in this measurement are shown in FIGS. 3 (Experimental Example 9) and FIG. 4 (Experimental Example 1). (The scale in FIGS. 3 and 4 corresponds to a total length of 50 μm).

尚、表中の「*」は本発明の範囲外であることを示す。 Incidentally, “*” in the table indicates that it is outside the scope of the present invention.

[7]セラミック多層部品の評価
実験例1(比較品)の断面である図4には、7.5μmを超える大きさのポアが認められることが分かる。また、ポア数も全体に多く認められることが分かる。一方、本発明品である実験例9の断面である図3には、7.5μmを超える大きさのポアは認められないことが分かる。また、ポア数も全体に少なく抑制されていることが分かる。
尚、図3及び図4中には例示としてポア2を矢印で指し示した。これらのポア以外にも図内に認められるようにポアは存在している。
[7] Evaluation of Ceramic Multilayer Part It is understood that pores having a size exceeding 7.5 μm are recognized in FIG. 4 which is a cross section of Experimental Example 1 (comparative product). It can also be seen that there are many pores in the whole. On the other hand, it can be seen that pores having a size exceeding 7.5 μm are not recognized in FIG. In addition, it can be seen that the number of pores is suppressed to be small as a whole.
In FIG. 3 and FIG. 4, the pore 2 is indicated by an arrow as an example. In addition to these pores, pores exist as can be seen in the figure.

更に、表1の結果より、実験例1及び実験例13は、ガラス粉末のD90が8μmを超え且つ無機フィラー粉末のD90が4.5μmを超えている。その結果、ポア最大径は18.2μm又は17.6μmであり、4μm以上のポア数は12個又は10個である。実験例2及び実験例14は、無機フィラー粉末のD90は4.5μm未満であるが、ガラス粉末のD90は8μmを超えている。その結果、ポア最大径は13.7μm又は15.4μmであり、4μm以上のポア数は9個又は10個である。実験例3及び実験例15は、ガラス粉末のD90は8μm未満であるが、無機フィラー粉末のD90は4.5μmを超えている。その結果、ポア最大径は10.5μm又は11.9μmであり、4μm以上のポア数は6個又は5個である。更に、実験例7及び実験例18は、ガラス粉末のD90は8μm未満且つ2.8μmとかなり小さいが、無機フィラー粉末のD90は4.5μmを超えている。その結果、ポア最大径は8.1μm又は9.3μmであり、4μm以上のポア数は5個である。これらはいずれも250Vの耐電圧性を有さなかった。即ち、ガラス粉末及び無機フィラー粉末の一方のみを小さくてもポアの大きさ及び個数を抑制できないことが分かる。更に、その結果、十分な耐電圧性が得られないことが分かる。また、この傾向は無機フィラーの種類に関与しないことが分かる。   Furthermore, from the results of Table 1, in Experimental Example 1 and Experimental Example 13, D90 of the glass powder exceeds 8 μm and D90 of the inorganic filler powder exceeds 4.5 μm. As a result, the maximum pore diameter is 18.2 μm or 17.6 μm, and the number of pores of 4 μm or more is 12 or 10. In Experimental Example 2 and Experimental Example 14, D90 of the inorganic filler powder is less than 4.5 μm, but D90 of the glass powder exceeds 8 μm. As a result, the maximum pore diameter is 13.7 μm or 15.4 μm, and the number of pores of 4 μm or more is 9 or 10. In Experimental Example 3 and Experimental Example 15, D90 of the glass powder is less than 8 μm, but D90 of the inorganic filler powder exceeds 4.5 μm. As a result, the maximum pore diameter is 10.5 μm or 11.9 μm, and the number of pores of 4 μm or more is 6 or 5. Further, in Experimental Example 7 and Experimental Example 18, D90 of the glass powder is less than 8 μm and as small as 2.8 μm, but D90 of the inorganic filler powder exceeds 4.5 μm. As a result, the maximum pore diameter is 8.1 μm or 9.3 μm, and the number of pores of 4 μm or more is five. None of these had a voltage resistance of 250V. That is, it can be seen that even if only one of the glass powder and the inorganic filler powder is small, the size and number of pores cannot be suppressed. Further, as a result, it can be seen that sufficient voltage resistance cannot be obtained. Moreover, it turns out that this tendency is not related to the kind of inorganic filler.

これに対して、実験例4〜6、実験例8〜12、実験例16〜17及び実験例19〜22は、いずれもガラス粉末のD90が8μm以下且つ無機フィラー粉末のD90が4.5μm以下である。その結果、ポア最大径は7.3μm以下に抑制され、4μm以上のポア数は4個以下に抑制されている。即ち、粉末の粒度を所定値以下に揃えて制御することで、無機フィラーの種類に関係なく、著しく効果的にポアの大きさ及び個数を抑制できることが分かる。また、ある程度大きめの粒子の粉末を用いても両方の粉末の粒度を所定値以下とすることで250V以上の極めて高い耐電圧性能を付与できる結果となっている。   In contrast, in Experimental Examples 4-6, Experimental Examples 8-12, Experimental Examples 16-17, and Experimental Examples 19-22, D90 of the glass powder is 8 μm or less and D90 of the inorganic filler powder is 4.5 μm or less. It is. As a result, the maximum pore diameter is suppressed to 7.3 μm or less, and the number of pores of 4 μm or more is suppressed to 4 or less. That is, it can be seen that by controlling the powder particle size to be equal to or less than a predetermined value, the size and number of pores can be remarkably effectively suppressed regardless of the type of the inorganic filler. In addition, even if powders of particles that are somewhat large are used, by setting the particle sizes of both powders to a predetermined value or less, it is possible to provide extremely high withstand voltage performance of 250 V or more.

本発明は電子機器分野において広く利用される。即ち、例えば、LCフィルタ(セラミック積層型LCフィルタ、ダイプレクサ、バンドパスフィルタ及びローパスフィルタなど)、電子部品が実装される配線基板、セラミックパッケージ、アンテナ、バランやカプラ等の受動部品を内蔵する多層基板などにおいて利用される。   The present invention is widely used in the field of electronic equipment. That is, for example, LC filters (ceramic multilayer LC filters, diplexers, bandpass filters, lowpass filters, etc.), wiring boards on which electronic components are mounted, multilayer boards incorporating passive components such as ceramic packages, antennas, baluns, and couplers Etc.

本発明のセラミック多層部品の一例であるLCフィルタの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of LC filter which is an example of the ceramic multilayer component of this invention. セラミック層に含まれるポアについて説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the pore contained in a ceramic layer. 本発明(実験例9)のセラミック多層部品の断面を500倍に拡大して得られた画像による説明図である。It is explanatory drawing by the image obtained by enlarging the cross section of the ceramic multilayer component of this invention (experimental example 9) 500 times. 比較品(実験例1)のセラミック多層部品の断面を500倍に拡大して得られた画像による説明図である。It is explanatory drawing by the image obtained by enlarging the cross section of the ceramic multilayer component of a comparative product (Experimental example 1) 500 times.

符号の説明Explanation of symbols

1;LCフィルタ(セラミック多層部品)、110、111、112、113、114、115及び116;セラミック層、120、121、122、123、124及び125;導体層、131、132、133、134、135及び136;端面導体、2;ポア。   1; LC filter (ceramic multilayer part), 110, 111, 112, 113, 114, 115 and 116; ceramic layer, 120, 121, 122, 123, 124 and 125; conductor layer, 131, 132, 133, 134, 135 and 136; end face conductors, 2; pores.

Claims (5)

未焼成セラミック層及び未焼成導体層を積層して未焼成セラミック多層部品を得る積層工程と、該未焼成セラミック多層部品を焼成する焼成工程と、を備えるセラミック多層部品の製造方法であって、
上記未焼成セラミック層は、粒度分布における90%粒度が8μm以下であるガラス粉末、及び粒度分布における90%粒度が4.5μm以下である無機フィラー粉末を含有することを特徴とするセラミック多層部品の製造方法。
A method for producing a ceramic multilayer component comprising: a lamination step of laminating an unfired ceramic layer and an unfired conductor layer to obtain an unfired ceramic multilayer component; and a firing step of firing the unfired ceramic multilayer component,
The unfired ceramic layer contains a glass powder having a 90% particle size of 8 μm or less in a particle size distribution, and an inorganic filler powder having a 90% particle size of 4.5 μm or less in the particle size distribution. Production method.
上記ガラス粉末と上記無機フィラー粉末との合計を100体積%とした場合に、該ガラス粉末の含有量が40〜85体積%である請求項1に記載のセラミック多層部品の製造方法。   The method for producing a ceramic multilayer part according to claim 1, wherein the content of the glass powder is 40 to 85% by volume when the total of the glass powder and the inorganic filler powder is 100% by volume. 上記ガラス粉末を構成するガラスは、SiO−B−Al−CaO系ガラスである請求項1又は2に記載のセラミック多層部品の製造方法。 Glass, SiO 2 -B 2 O 3 -Al 2 O 3 method for producing a ceramic multilayer component according to claim 1 or 2 which is -CaO based glass constituting the glass powder. ガラスと無機フィラーとを含有し、ポアが形成されているセラミック層を備えるセラミック多層部品であって、
上記セラミック層の厚さtは、10μm以上120μm以下であって、
上記セラミック層内において、ポアの最大直径が7.5μm以下であり、且つ、最大直径が4μm以上であるポアの数は、積層方向におけるt×t四方の断面にt/5.5個以下であることを特徴とするセラミック多層部品。
A ceramic multilayer component comprising a ceramic layer containing glass and an inorganic filler and having pores formed therein,
The ceramic layer has a thickness t of 10 μm to 120 μm,
In the ceramic layer, the number of pores having a maximum diameter of 7.5 μm or less and a maximum diameter of 4 μm or more is t / 5.5 or less in a t × t square cross section in the stacking direction. A ceramic multilayer part characterized by being.
上記ポアは、該ポアの長径をR、且つ短径をrとした場合にR/rは1.4以下である請求項4に記載のセラミック多層部品。   5. The ceramic multilayer component according to claim 4, wherein the pore has an R / r of 1.4 or less when the major axis of the pore is R and the minor axis is r.
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