キャパシタおよび多層配線板
【課題】容易かつ安価に製造することができる高性能のキャパシタを提供すること。また、本発明のキャパシタを実装しても他の回路要素の実装スペースを確保することができる多層配線板を提供すること。
【解決手段】本発明の多層配線板１Ａは、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間にキャパシタ２を内蔵している。このキャパシタ２は、２枚の電極５の間に金属ガラス粉末６を含む誘電体４を挟んで形成される。また、このキャパシタ２は、２枚の電極５を上方の積層配線板３Ａの把持穴８の周辺に予め形成しておき、その把持穴８に誘電体４を挿入して形成される。
【解決手段】本発明の多層配線板１Ａは、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間にキャパシタ２を内蔵している。このキャパシタ２は、２枚の電極５の間に金属ガラス粉末６を含む誘電体４を挟んで形成される。また、このキャパシタ２は、２枚の電極５を上方の積層配線板３Ａの把持穴８の周辺に予め形成しておき、その把持穴８に誘電体４を挿入して形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタおよび多層配線板に係り、特に、キャパシタを利用する携帯電話機や携帯用ＡＶ機器などの小型電子機器に好適に利用できるキャパシタおよび多層配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なキャパシタは、２枚の平板電極の間に誘電体を介在させて形成されている。この誘電体に多結晶誘電体を用いた場合、結晶粒界に沿ってリーク電流が発生して耐電圧の低下が生じるため、キャパシタのロスの原因となってしまうことが知られている。
【０００３】
そのため、従来のキャパシタにおいては、誘電率が１０程度と高く、かつ結晶粒界が存在しないために耐電圧の低下が生じにくい単結晶誘電体やアモルファス誘電体を誘電体に用いていた（特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１３９７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電子機器の高性能化の要求から誘電体の誘電率や耐電圧特性をさらに向上させる必要がある。その際、単結晶誘電体やアモルファス誘電体をキャパシタの誘電体に用いた場合、それらの製造方法の観点から、電極との対向面の拡大や誘電体の薄膜加工が難しいため、誘電体の性能を向上させるためにはキャパシタの製造コストが高価になるという問題があった。
【０００６】
また、前述したキャパシタを実装する配線板にはキャパシタの他にもＩＣや抵抗などの他の回路要素が実装される。そのため、多数のキャパシタを配線板に実装すると配線板の実装スペースが不足し、回路要素の実装密度を高めた高性能の実装板を提供することができないという問題も生じた。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、容易かつ安価に製造することができる高性能のキャパシタを提供することを本発明の目的としている。
【０００８】
また、本発明は、本発明のキャパシタを実装しても他の回路要素の実装スペースを確保することができる多層配線板を提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明のキャパシタは、その第１の態様として、金属ガラス粉末および誘電性の結着材を含有する誘電体と、誘電体を挟む２枚の電極とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第１の態様のキャパシタによれば、結晶粒界が存在しない金属ガラスを誘電体に用いているので、リーク電流が生じにくい誘電体を形成することができる。また、金属ガラス粉末はアモルファス状態を容易に維持して容易かつ安価に製造できるので、キャパシタを容易かつ安価に製造できる。
【００１１】
本発明の第２の態様のキャパシタは、第１の態様のキャパシタにおいて、金属ガラス粉末の組成は、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ（Ｍ：Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕより選択される１種または２種以上の元素）であって、ｘ、ｙ、ｚ、ｗおよびｔが０．５原子％≦ｘ≦８原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１２原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％であることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の態様のキャパシタによれば、金属ガラス粉末の比抵抗が大きくなるので、キャパシタのリーク電流を抑制することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様のキャパシタは、第１または第２の態様のキャパシタにおいて、金属ガラス粉末は、扁平粒子状に形成されているとともに、その法線方向を同一方向に揃えて誘電体に含有されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第３の態様のキャパシタによれば、金属ガラス粉末の密度が高くなるので、誘電体の誘電率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第４の態様のキャパシタは、第３の態様のキャパシタにおいて、２枚の電極は、金属ガラス粉末の法線方向と直交方向に対向配置されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第４の態様のキャパシタによれば、金属ガラス粉末の法線方向が電極の対向方向と平行になっている誘電体と比較して第４の態様の誘電体の誘電率が１０〜３０倍程度大きくなるので、キャパシタの容量を容易に大きくすることができる。
【００１７】
本発明の第５の態様のキャパシタは、第３の態様のキャパシタにおいて、２枚の電極は、金属ガラス粉末の法線方向に対向配置されていることを特徴としている。
【００１８】
本発明の第５の態様のキャパシタによれば、第４の態様の誘電体と比較して第６の態様の誘電体の誘電率が１／３０〜１／１０倍程度に小さくなるので、第４の態様のキャパシタと同一の寸法であってもキャパシタの容量を容易に小さくすることができる。これにより、キャパシタの実装時にキャパシタの選択幅を広げることができる。
【００１９】
本発明の第６の態様のキャパシタは、第３の態様のキャパシタにおいて、誘電体は、金属ガラス粉末および結着材として用いる熱可塑性樹脂を含有するグリーンシートに熱および圧力をその厚さ方向に加えて金属ガラス粉末の法線方向をグリーンシートの厚さ方向に配向させた後にグリーンシートを冷却硬化させて所望の形状に切断することにより、形成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明の第６の態様のキャパシタによれば、グリーンシートの熱加圧形成により金属ガラス粉末の配向を容易に揃えながら誘電体の厚さを容易かつ安価に薄くすることができる。また、グリーンシートの熱加圧形成が終了することにより結着材が硬化するので、金属ガラス粉末の配向を容易に固定することができる。
【００２１】
本発明の第７の態様のキャパシタは、第６の態様のキャパシタにおいて、誘電体は金属ガラス粉末の法線方向を誘電体の厚さ方向に配向させる形状にグリーンシートを切断することにより形成されており、２枚の電極の対向方向はそれらを誘電体の厚さ方向に対する直交方向に対向配置することにより金属ガラス粉末の法線方向と直交していることを特徴としている。
【００２２】
本発明の第７の態様のキャパシタによれば、金属ガラス粉末の法線方向が電極の対向方向と平行になっている誘電体と比較して第７の態様の誘電体の誘電率が１０〜３０倍程度大きくなるので、キャパシタの容量を大きくすることができる。また、金属ガラス粉末の配向が誘電体の厚さと平行なので、誘電体を容易に形成することができる。
【００２３】
本発明の第８の態様のキャパシタは、第６の態様のキャパシタにおいて、誘電体は金属ガラス粉末の法線方向を誘電体の厚さ方向に配向させる形状にグリーンシートを切断することにより形成されており、２枚の電極の対向方向はそれらを誘電体の厚さ方向に対向配置することにより、金属ガラス粉末の法線方向と平行になっていることを特徴としている。
【００２４】
本発明の第８の態様のキャパシタによれば、第７の態様の誘電体と比較して第８の態様の誘電体の誘電率が１／３０〜１／１０倍程度に小さくなるので、誘電体の寸法を変更せずにキャパシタの容量を小さくすることができる。また、金属ガラス粉末の配向が誘電体の厚さと平行なので、誘電体を容易に形成することができる。
【００２５】
本発明の第９の態様のキャパシタは、第６の態様のキャパシタにおいて、誘電体は金属ガラス粉末の法線方向を誘電体の厚さ方向と直交方向に配向させる形状にグリーンシートを切断することにより形成されており、２枚の電極の対向方向はそれらを誘電体の厚さ方向に対向配置することにより、金属ガラス粉末の法線方向と直交していることを特徴としている。
【００２６】
本発明の第９の態様のキャパシタによれば、金属ガラス粉末の法線方向が電極の対向方向と平行になっている誘電体と比較して第９の態様の誘電体の誘電率が１０〜３０倍程度大きくなるので、キャパシタの容量を大きくすることができる。また、金属ガラス粉末の配向が誘電体の厚さと直交しているので、第７の態様のキャパシタと比較して誘電体に対向配置する電極の対向面積を容易に拡大することができる。
【００２７】
本発明の第１０の態様のキャパシタは、第６の態様のキャパシタにおいて、誘電体は金属ガラス粉末の法線方向を誘電体の厚さ方向と直交方向に配向させる形状にグリーンシートを切断することにより形成されており、２枚の電極の対向方向はそれらを誘電体の厚さ方向に対する直交方向に対向配置することにより、金属ガラス粉末の法線方向と平行になっていることを特徴としている。
【００２８】
本発明の第１０の態様のキャパシタによれば、第９の態様の誘電体と比較して第１０の態様の誘電体の誘電率が１／３０〜１／１０倍程度に小さくなるので、誘電体の寸法を変更せずにキャパシタの容量を小さくすることができる。
【００２９】
また、本発明の多層配線板は、その第１の態様として、前述の第１から第１０の態様のいずれか１の態様のキャパシタと、キャパシタを間に挟んでキャパシタに電気的に接続している２枚の積層配線板とを備えていることを特徴としている。
【００３０】
本発明の第１の態様の多層配線板によれば、積層配線板の間にキャパシタを内蔵しているので、多層配線板の表面実装領域がキャパシタの実装面積分だけ拡大し、ＩＣや抵抗などの他の電子部品をより多く実装することができる。また、積層配線板がキャパシタの保護筐体の役割を果たすので、キャパシタ自体に保護筐体を設けずともキャパシタを保護することができる。
【００３１】
本発明の第２の態様の多層配線板は、第１の態様の多層配線板において、２枚の積層配線板のうちの少なくとも一方の積層配線板は、キャパシタを挿入して把持する１個または２個以上の把持穴が形成された対向面を有しており、キャパシタに係る２枚の電極は把持穴の内面および把持穴の内面と対向する他方の積層配線板の対向面、または把持穴の内面のみにそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【００３２】
本発明の第２の態様の多層配線板によれば、積層配線板に配置される配線パターンの形成時にキャパシタの２枚の電極を同一工程のなかで形成することができるので、２枚の電極をキャパシタの誘電体に配設してからキャパシタを２枚の積層配線板の間に挟みこんで２枚の電極と積層配線板とを電気的に接続するよりも、多層配線板を容易に形成することができる。また、積層配線板に圧力を加えてそれらを積層させる際、把持穴がキャパシタに加わる圧力を逃がすので、キャパシタの厚さが変更してその容量が変化してしまうことを防止することができる。
【００３３】
本発明の第３の態様の多層配線板は、前述の第１から第１０の態様のいずれか１の態様のキャパシタと、キャパシタを挿入して把持する１個または２個以上の把持穴または把持孔を有する板状の絶縁スペーサと、絶縁スペーサを間に挟んでキャパシタに電気的に接続している２枚の積層配線板とを備えていることを特徴としている。
【００３４】
本発明の第３の態様の多層配線板によれば、第１の態様の多層配線板と同様、多層配線板の表面実装面積の拡大およびキャパシタの保護を行なうことができる。また、多層配線板を加工しなくても多層配線板の間に第２の態様の多層配線板と同様の把持穴または把持孔を形成することができる。
【００３５】
本発明の第４の態様の多層配線板は、第３の態様の多層配線板において、キャパシタに係る２枚の電極は、把持孔と対向する２枚の積層配線板のそれぞれの対向面、把持穴の内面および把持穴の内面と対向するどちらか一方の積層配線板の対向面、または把持穴もしくは把持孔の内面のみにそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【００３６】
本発明の第４の態様の多層配線板によれば、積層配線板または絶縁スペーサに配置される配線パターンの形成時にキャパシタの２枚の電極を同一工程のなかで形成することができるので、２枚の電極をキャパシタの誘電体に配設してからキャパシタを２枚の積層配線板の間に挟みこんで２枚の電極と積層配線板とを電気的に接続するよりも、多層配線板を容易に形成することができる。また、積層配線板に圧力を加えてそれらを積層させる際、把持穴もしくは把持孔がキャパシタに加わる圧力を逃がすので、キャパシタの厚さが変更してその容量が変化してしまうことを防止することができる。
【００３７】
本発明の第５の態様の多層配線板は、第２または第４の態様の多層配線板において、前述の第７から第１０のいずれか１の態様に記載のキャパシタは、把持穴もしくは把持孔の深さ方向の寸法または深さ方向と直交方向の寸法を把持穴もしくは把持孔ごとに変更することにより、２枚の電極の対向面積もしくは対向間距離または誘電体の大きさをそれぞれ変更して２個以上形成されていることを特徴としている。
【００３８】
本発明の第５の態様の多層配線板によれば、同一の誘電体を用いて異なる容量のキャパシタを２個以上形成することができる。
【００３９】
本発明の第６の態様の多層配線板は、第１から第５の態様の多層配線板において、前述の第７から第１０のいずれか１の態様に記載のキャパシタのうちから２個以上選択した異種もしくは同種のキャパシタを用いることを特徴としている。
【００４０】
本発明の第６の態様の多層配線板によれば、様々な容量のキャパシタを多層配線板に内蔵することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のキャパシタによれば、金属ガラス粉末を用いて誘電体を形成するとともに、金属ガラス粉末の法線方向と２枚の電極の対向方向とを適宜調整しているので、高性能のキャパシタを容易かつ安価に製造することができるという効果を奏する。
【００４２】
また、本発明の多層配線板によれば、本発明のキャパシタの性能を維持したまま複数のキャパシタを２枚の積層配線板の間に内蔵しているので、本発明のキャパシタを実装しても他の回路要素の実装スペースを確保することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図を用いて、本発明のキャパシタおよび多層配線板をその２つの実施形態により説明する。
【００４４】
図１は多層配線板１Ａを示す縦断面図であり、図２は図１の２−２矢視断面図である。第１の実施形態の多層配線板１Ａは、図１および図２に示すように、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に複数のキャパシタ２を挟むように形成されている。また、これらのキャパシタ２は、２枚の電極５の間に誘電体４を挟むようにして形成されている。そして、誘電体４は、図３に示すように、金属ガラス粉末６および誘電性の結着材７を含有している。
【００４５】
金属ガラス粉末６としては種々の組成のものを用いることができる。例えば、第１の実施形態の金属ガラス粉末６は、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔを用いている。ここで、元素記号Ｍは、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕより選択される１種または２種以上の元素である。また、ｘ、ｙ、ｚ、ｗおよびｔは、０．５原子％≦ｘ≦８原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１２原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％である。第１の実施形態の金属ガラス粉末６はいわゆるＦｅ基金属ガラス粉末に分類されるが、他の例として、従来から用いられているＦｅ−Ａｌ−Ｇａ−Ｃ−Ｐ−Ｓｉ−Ｂ系Ｆｅ基金属ガラス粉末やＦｅ基以外の金属ガラス粉末を用いても良い。
【００４６】
金属ガラス粉末６を誘電体４に含有させる場合、はじめに、所望の金属ガラス溶湯を液体急冷法により急冷して得られた合金薄帯を粉砕するか、あるいは、水アトマイズ法もしくはガスアトマイズ法により得られた金属ガラスの球状粒子をアトライタ等により機械的に粉砕することにより、図３に示すような扁平粒子状の金属ガラス粉末６を形成する。得られた金属ガラス粉末６については内部応力の緩和を目的として必要に応じて熱処理することが好ましい。熱処理温度Ｔａはキュリー温度Ｔｃ以上ガラス遷移温度Ｔｇ以下の範囲であることが好ましい。
【００４７】
この金属ガラス粉末６のアスペクト比（長径／厚さ）は、２．５以上が好ましく、配向容易性の観点から１２以上がより好ましい。なお、金属ガラス粉末６のアスペクト比が高いほど誘電体４の圧縮形成時に金属ガラス粉末６が配向しやすくなるが、現在の製造技術のレベルからアスペクト比の上限は２５０程度である。
【００４８】
結着材７としては、熱可塑性樹脂であるＣＥＰ（塩素化ポリエチレン）が用いられている。他の結着材７の例としては、シリコーン樹脂等の耐熱性樹脂やポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂を用いてもよい。ここで、誘電体４には、金属ガラス粉末６や結着材７の他に、キシレン、トルエン、イソプロピルアルコールなどの分散媒やステアリン酸塩からなる潤滑剤が添加されていてもよい。第１の実施形態においては、トルエンが金属ガラス粉末６および結着材７とともに含有されている。
【００４９】
この誘電体４においては、金属ガラス粉末６の含有率が２５〜８５体積％に設定されており、トルエンおよびＣＦＰからなる溶剤の含有率が７５〜１５体積％に設定されている。金属ガラス粉末６の含有率が２５％以上であれば、第１の実施形態の誘電体４の比誘電率が結着材７の比誘電率（２．３程度）よりも大きくなるので、金属ガラス粉末６の含有による誘電率の向上効果が現れる。また、金属ガラス粉末６の含有率が８５％以下であれば、誘電体４の内部において隣位する多量の金属ガラス粉末６が互いに接しない状態で維持されるので、誘電体４の耐電圧特性が高くなる。
【００５０】
この誘電体４は、金属ガラス粉末６、結着材７および分散媒（トルエン）を含有した混合物をドクターブレード法またはコーテイング法によりグリーンシート化し、それを熱加圧することにより得られる。グリーンシート４Ｇの厚さ方向ｔに熱および圧力を加えると、グリーンシート４Ｇに含有した金属ガラス粉末６の法線方向ｎが、図３および図４に示すようなグリーンシート４Ｇの任意の方向から図５に示すようなその厚さ方向（熱加圧方向）ｔに配向する。そのため、熱加圧状態のグリーンシート４Ｇを除荷および冷却硬化させてから直方体形状などの所望の形状に切断して個片化すると、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが同一方向に揃った誘電体４が形成される。
【００５１】
なお、この誘電体４については、金属ガラス粉末６の密度を高めつつ、その誘電体４の表面欠損部および内部空隙を互いに修復して誘電率や耐電圧特性を向上させるため、それらがそれらの厚さ方向ｔに複数枚ほど積層されていることが好ましい。
【００５２】
誘電体４を挟む２枚の電極５は、所望の大きさに切断された誘電体４に含有している金属ガラス粉末６の法線方向ｎまたはその直交方向ｐに対向配置される。金属ガラス粉末６の法線方向ｎはグリーンシート４Ｇの熱加圧方向に依存するため、２枚の電極５は下記の方法により配置される。
【００５３】
なお、これから説明する図６および図７ならびにその他の図の誘電体４の内部に示された波線は、同一方向に配向された金属ガラス粉末６およびその法線方向ｎを模式的に示している。例えば、図８Ａに示す誘電体４の場合、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが誘電体４の厚さ方向ｔと平行になっていることを示している。また、図８Ｂに示す誘電体４の場合、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが誘電体４の厚さ方向ｔと直交方向ｐに平行になっていることを示している。
【００５４】
前述したように、２枚の電極５の配置方法を下記に示す。図６Ａに示すように、グリーンシート４Ｇを熱加圧して得た大きな誘電体（以下、「マザーシート４Ｍ」という。）は、その厚さ方向ｔに熱加圧されたので、マザーシート４Ｍに含有する金属ガラス粉末６の法線方向ｎはマザーシート４Ｍの厚さ方向ｔに配向される。そのため、図６Ａに示すように、マザーシート４Ｍの厚さ方向ｔにマザーシート４Ｍを切断すると、金属ガラス粉末６の法線方向ｎは誘電体４の厚さ方向ｔに配向される。そして、図６Ｂに示すように、この誘電体４の厚さ方向ｔに２枚の電極５を対向配置すると、２枚の電極５の対向方向は金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行になる。このような方法が通常考えられる電極５の配置方法である。
【００５５】
そこで、２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交させたい場合、図６Ｃに示すように、２枚の電極５を誘電体４の幅方向（厚さ方向ｔに対する直交方向ｐ）に対向配置する。これにより、２枚の電極５の対向方向は金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交する。後述の作用において詳細に述べるが、２枚の電極５の対向方向を図６Ｃに示すように金属ガラス粉末６の法線方向ｎに直交させると、２枚の電極５の対向方向を図６Ｂに示すように金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行にさせた場合と比較して、誘電体４の誘電率が約１０〜３０倍以上になる。
【００５６】
金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の厚さ方向ｔと直交方向ｐに配向させたい場合、図７Ａに示すように、グリーンシート４Ｇを厚く形成したり、多層化することによりマザーシート４Ｍを厚く形成し、そのマザーシート４Ｍを厚さ方向ｔに切断して誘電体４を形成する。切断したままの誘電体４においては、金属ガラス粉末６の法線方向ｎは誘電体４の厚さ方向ｔに配向している。そのため、図７Ｂに示すように、マザーシート４Ｍを切断して得た誘電体４を９０度ほど傾けると、傾けた誘電体４に含有された金属ガラス粉末６の法線方向ｎは誘電体４の厚さ方向ｔに対して直交する。
【００５７】
そして、図７Ｃに示すように、２枚の電極５を誘電体４の厚さ方向ｔに対向配置した場合、図６Ｂとは異なり、２枚の電極５の対向方向は金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交する。また、図７Ｄに示すように、２枚の電極５を誘電体４の厚さ方向ｔに対する直交方向ｐに対向配置した場合、図６Ｃとは異なり、２枚の電極５の対向方向は金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行になる。以上より、図６ＢおよびＣならびに図７ＣおよびＤに示すような４タイプのキャパシタ２が形成される。
【００５８】
マザーシート４Ｍを切断して得た誘電体４を図７Ｂに示すように９０度傾けなければならない主たる原因は２つある。第１の原因は、グリーンシート４Ｇが熱加圧されて誘電体４の形状が直方体になりやすいため、すなわち、誘電体４の上面および下面（誘電体４の厚さ方向ｔを法線とする２つの面）の面積がその側面（上面および下面以外の面）の面積よりもそれぞれ大きくなり、かつ誘電体４の厚さがその直交方向ｐの長さに対して小さくなる傾向にあるためである。それらの値は誘電体４に対する２枚の電極５の対向面積および対向間距離を変化させ、キャパシタ２の容量に影響を与える。したがって、２枚の電極５の対向面積を大きくしたい場合には、図６Ｂまたは図７Ｃに示すように、２枚の電極５を誘電体４の上面および下面に対向配置し、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の傾きにより調整する。
【００５９】
誘電体を９０度傾ける第２の原因は、例えば図１に示すような第１の実施形態の多層配線板１Ａのように、電極５の配置が予め固定されており、固定された２枚の電極５の間に誘電体４を挟む場合である。この場合は金属ガラス粉末の法線方向に応じて電極５の配置を調整することができないので、誘電体４を傾けて金属ガラス粉末６の法線方向ｎを調整する。
【００６０】
ただし、図７Ｂに示すように誘電体４を９０度傾けるためにはマザーシート４Ｍを厚く形成することができる場合に限定される。そのため、図６Ａに示すようにマザーシート４Ｍを厚く形成することが困難である場合、図６ＢまたはＣに示すように、２枚の電極５の配置を調整することにより２枚の電極５の対向方向と金属ガラス粉末６の法線方向ｎとの位置関係を調整する。
【００６１】
また、図１に示すように、キャパシタ２を挟む２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂは、単層もしくは多層構造の２枚の絶縁基板１０ならびに複数の内層電極１１、ビア１２、接地電極１４および表面電極１３を有している。これらの絶縁基板１０は、樹脂、プリプレグまたはセラミックを用いて形成されており、１７０℃、４０〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の熱加圧条件において２枚の絶縁基板１０はキャパシタ２を挟んで相互に熱圧着されている。また、上方の積層配線板３Ａの表面には表面電極１３が形成されており、図示しないＩＣや抵抗などの回路要素がその表面電極１３に実装される。
【００６２】
また、上方の積層配線板３Ａは、図１および図９に示すように、下方の積層配線板３Ｂと対向している対向面３Ａａに、キャパシタ２を挿入して把持する１個または２個以上の把持穴８を有している。把持穴８の形成個数は、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に挟まれるキャパシタ２の個数と同等である。また、把持穴８の配置としては、図２に示すような格子配置の他、図示はしないが千鳥配置、列配置、一定間隔配置、任意配置など、所望する配置に応じて様々な配置を選択することができる。そして、把持穴８の形状は丸形や矩形、三角形などの様々な形状を選択することができるが、第１の実施形態においては配置容易性および形成容易性を考慮して図２に示すような矩形が把持穴８の形状に選択されている。これらの把持穴８は多数形成されることがあるため、上方の積層配線板３Ａの形成時に１ショットプレス加工により形成されることが好ましい。
【００６３】
また、第１の実施形態においては、これらの把持穴８に挿入されるキャパシタ２に係る２枚の電極５の形成パターンが２種類ある。第１の形成パターンとしては、図１および図９に示された５つの把持穴８のうちの右３つの把持穴８が示すように、把持穴８の内面および把持穴８の内面と対向する下方の積層配線板３Ｂの対向面３Ｂａに電極５が１枚ずつ形成されている。
【００６４】
第２の形成パターンとしては、図１および図９に示された５つの把持穴８のうちの左２つの把持穴８が示すように、２枚の電極５が把持穴８の内面のみに形成されている。いずれの形成パターンにおいても２枚の電極５は対向配置されており、積層配線板３Ａ、３Ｂの内層電極１１を２枚の電極５としてそれぞれ用いている。そして、２枚の電極５として用いる内層電極１１にビア１２および表面電極１３を接続することにより、積層配線板３Ａ、３Ｂはキャパシタ２に電気的に接続している。
【００６５】
２枚の電極５が配置された把持穴８に誘電体４を挿入する方法としては、２つの方法がある。第１の方法としては、図１および図９に示すように、把持穴８の大きさに応じて形成された誘電体４をその把持穴８に挿入する方法が挙げられる。この方法は把持穴８の大きさと誘電体４の大きさとが一致しているため、把持穴８から誘電体４がはみ出して第１の実施形態の多層配線板１Ａの厚みが厚くなることを防止することができるというメリットがある。しかし、把持穴８の大きさに応じて誘電体４を形成しなければならないため、誘電体４の形成工程が煩雑になりやすいというデメリットがある。
【００６６】
そこで、第２の方法としては、図１０および図１１に示すように、誘電体４を個別に形成するのではなく、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間にシート状の誘電体４を配置してから２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂを熱加圧することにより、個々の把持穴８の内部に分離していない誘電体４を挿入する方法が挙げられる。この第２の方法については、誘電体４を把持穴８の大きさに合わせて形成する必要がないので、誘電体４の形成工程が容易になるというメリットがある。しかし、把持穴８から誘電体４がはみ出して第１の実施形態の多層配線板１Ａの厚みが厚くなりやすいこと、および、１枚のシート状の誘電体４における金属ガラス粉末６の法線方向ｎが一方向になるために、隣位する誘電体４の金属ガラス粉末６の法線方向ｎを個別に変更することができないというデメリットがある。２つの方法のうちどちらの方法を選択するかは所望する多層配線板１Ａの仕様により決定する。
【００６７】
前述した２つの方法により把持穴８に挿入された誘電体４を用いて形成される第１の実施形態のキャパシタ２の大きさは、図１に示すように、把持穴８の大きさに依存する。そこで、図１および図２に示すように、把持穴８の深さ寸法およびその直交方向ｐの寸法をそれぞれの把持穴８ごとに変更することにより、同じ大きさの把持穴８に挿入された２枚の電極５の対向間距離をそれぞれ異ならせて第１の実施形態のキャパシタ２を複数個形成している。
【００６８】
また、図９に示すように、同じ大きさの把持穴８に誘電体４を挿入する際、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが異なる誘電体４を挿入すれば（図９の左側２つの誘電体４を参照）、容量の異なる異種のキャパシタ２が形成される。同様に、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが同じ誘電体４を挿入すれば（図２において縦配列された誘電体４を参照）、同種のキャパシタ２が形成される。
【００６９】
次に、図を用いて、第１の実施形態のキャパシタ２および多層配線板１Ａの作用を説明する。
【００７０】
第１の実施形態の多層配線板１Ａは、図１、図２および図９に示すように、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間にキャパシタ２を内蔵している。そのため、キャパシタ２を多層配線板１Ａの表面に実装した場合と比較して、多層配線板１Ａの表面実装領域がキャパシタ２の実装面積分だけ拡大し、ＩＣや抵抗などの他の要素回路をより多く実装することができる。また、積層配線板３Ａ、３Ｂがキャパシタ２の保護筐体の役割を果たすので、キャパシタ２自体に保護筐体を設けずともキャパシタ２を保護することができる。
【００７１】
また、第１の実施形態のキャパシタ２は、図３、図６および図７に示すように、２枚の電極５の間に金属ガラス粉末６および誘電性の結着材７を含有する誘電体４を挟んで形成されている。誘電体４に含有される金属ガラス粉末６および結着材７には結晶粒界が存在しない。そのため、単結晶誘電体やアモルファス誘電体と同様、リーク電流が生じにくい誘電体４を形成することができる。また、金属ガラス粉末６はアモルファス状態を容易に維持することができることから容易かつ安価に製造できるので、キャパシタ２を容易かつ安価に製造できる。
【００７２】
ここで、第１の実施形態の金属ガラス粉末６の組成は、種々の選択肢の中から、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ（Ｍ：Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕより選択される１種または２種以上の元素）を選択している。前述したとおり、ｘ、ｙ、ｚ、ｗおよびｔは、０．５原子％≦ｘ≦８原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１２原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％である。他の組成の金属ガラス粉末６の比抵抗はおおむね１μΩｍ以下であることが多いのに対し、第１の実施形態の組成比の範囲の金属ガラス粉末６の比抵抗は１．５３μΩｍを示す。このことから、他の組成の金属ガラス粉末６と比較してその比抵抗が大きいので、キャパシタ２のリーク電流を抑制することができる。
【００７３】
次に、第１の実施形態の誘電体４の誘電率を図１２に示す。図１２においては、金属ガラス粉末６の組成をＦｅ７４．４３ Ｃｒ１．９６ Ｐ９．０４ Ｃ２．１６ Ｂ７．５４ Ｓｉ４．８７に設定している。また、その金属ガラス粉末６の含有率は３５体積％に設定し、トルエンおよびＣＦＰ（塩素化ポリエチレン）からなる溶剤の含有率は６５体積％に設定している。そして、図６Ｂに示すように、扁平粒子状の金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の厚さ方向ｔに揃え、誘電体４の厚さ方向ｔに２枚の電極５を対向配置している。誘電体４の厚さは８０μｍに設定している。
【００７４】
図１２に示すように、１ＧＨｚまでの周波数において第１の実施形態の誘電体４の誘電率εは７付近を安定して示している。誘電体４の誘電率が高い理由は金属ガラス粉末６がアモルファス状態であること、および、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが同一方向に揃っていることに起因している。金属ガラス粉末６の法線方向ｎが揃っていない状態における第１の実施形態の誘電体４の誘電率を測定した場合、他のＦｅ基金属ガラス粉末６やＦｅ基以外の金属ガラス粉末６と同様に１ＧＨｚまでの周波数において５程度の誘電率を示す。このことから、図１または図９に示すように、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを同一方向に揃えると金属ガラス粉末６の密度が高くなるので、誘電体４の誘電率を向上させることができることが分かる。
【００７５】
また、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを２枚の電極５の対向方向（すなわち２枚の電極５の間に生じる電場Ｅの印加方向）に対してどの向きに揃えるかによっても誘電体４の誘電率は変化する。この誘電率の変化を図１２および図１３により示す。ここで、図１２および図１３に示された誘電率の測定には前述したＦｅ７４．４３ Ｃｒ１．９６ Ｐ９．０４ Ｃ２．１６ Ｂ７．５４ Ｓｉ４．８７を粒子状にして用いている。また、その金属ガラス粉末６の含有率は３５体積％に設定し、トルエンおよびＣＦＰ（塩素化ポリエチレン）からなる溶剤の含有率は６５体積％に設定している。誘電体４は図１４ＡおよびＢに示すように一辺８０μｍの立方体形状とし、扁平粒子状の金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の厚さ方向ｔに揃え、誘電体４の厚さ方向ｔに２枚の電極５を対向配置している。図１２に示された誘電体４については図１４Ａに示すように２枚の電極５の対向方向が金属ガラス粉末６の法線方向ｎに対して平行になっており、図１３に示された誘電体４については図１４Ｂに示すように２枚の電極５の対向方向が金属ガラス粉末６の法線方向ｎに対して直交している。
【００７６】
図１４Ａに示すように２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行にした場合、図１２に示すように、１ＧＨｚまでの周波数において誘電率εは７付近を安定して示す。それに対し、図１４Ｂに示すように２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交させた場合、図１３に示すように、７ＧＨｚまでの周波数において誘電率εは１８０〜２２０付近を安定して示す。また、１０ＧＨｚ付近における誘電率εは１００を示す。つまり、図１４Ｂに示すような２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交させた誘電体４の誘電率は、図１４Ａに示すような２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行にした誘電体４の誘電率と比較して、１０〜３０倍にまで大きくなることが分かる。また、図１２および図１３に示すように、図１４Ｂに示すような２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交させた誘電体４は高い周波数まで安定した誘電率を示す。
【００７７】
以上より、２枚の電極５の対向面積および対向間距離ならびにそれらの間に挟む誘電体４の形状および大きさが同等であっても、揃えられた金属ガラス粉末６の法線方向ｎを２枚の電極５の対向方向に対してどの向きに揃えるかによって、誘電体４の誘電率を１０倍〜３０倍程度大きくすることができる。言い換えると、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを変化させるだけで誘電体４の誘電率を１／３０〜１／１０倍程度小さくすることができる。また、Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ（Ｃ：キャパシタ２の容量、ε：誘電率、Ｓ：電極の対向面積、ｄ：電極の対向間距離）に基づいて電極の対向面積Ｓおよび電極の対向間距離ｄを変化させることにより、キャパシタ２の容量Ｃを１０倍〜３０倍以上、例えば数百倍以上に変化させることができる。これを利用すれば、第１の実施形態の多層配線板１Ａの内部に数ｐＦのキャパシタ２と数百ｐＦのキャパシタ２を内蔵することができる。
【００７８】
ここで、誘電体４に含有される金属ガラス粉末６の法線方向ｎを同一方向に揃えるため、図４および図５の順に示すようにグリーンシート４Ｇを熱加圧して冷却硬化させることにより、図６Ａまたは図７Ａに示す第１の実施形態の誘電体４のマザーシート４Ｍを形成している。グリーンシート４Ｇを熱加圧形成することにより、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを容易に同一方向に配向させることができるとともに、グリーンシート４Ｇを冷却することにより熱可塑性の結着材７が固化してその配向を容易に固定することができる。また、金属ガラス粉末６の配向が同一方向に揃うことにより、誘電体４の厚さを容易かつ安価に薄くすることもできる。
【００７９】
前述した方法で形成された図６Ａまたは図７Ａのマザーシート４Ｍをその厚さ方向ｔに切断して個片化した誘電体４を形成し、それを図６Ａに示すようにそのまま、もしくは図７Ｂに示すように９０度傾けることにより、誘電体４の厚さ方向ｔまたはその直交方向ｐに金属ガラス粉末６の法線方向ｎを揃えることができる。そして、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを所望の方向に揃えた誘電体４に対し、２枚の電極５を図６Ｂおよび図７Ｃに示すように誘電体４の厚さ方向ｔに配置するか、２枚の電極５を図６Ｃおよび図７Ｄに示すように誘電体４の厚さ方向ｔと直交方向ｐに配置することにより、４つのパターンのキャパシタ２を形成することができる。
【００８０】
この４つのパターンのキャパシタ２からわかるように、図６Ａまたは図７Ａに示すようにグリーンシート４Ｇの厚さ方向ｔに熱加圧して金属ガラス粉末６の法線方向ｎをグリーンシート４Ｇの厚さ方向ｔに配向したとしても、グリーンシート４Ｇの切断方法および個片化した誘電体４の傾きを調整することにより、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の厚さ方向ｔと平行方向（図６Ｂおよび図６Ｃを参照）または直交方向ｐ（図７Ｃおよび図７Ｄを参照）に任意設定することができる。金属ガラス粉末６の法線方向ｎを任意に設定することができれば、図７Ｃに示すように、電極５の対向面積を大きくし、その対向間距離を小さくしたキャパシタ２を形成することができるので、キャパシタ２の容量を前述したとおり従来の容量の数百倍程度まで大きくすることができるようになる。
【００８１】
ただし、この図７Ｃに示すキャパシタ２を形成するには図７Ａに示すようにマザーシート４Ｍを所望の厚さまで厚く形成する必要がある。そのため、所望の厚さまでマザーシート４Ｍを厚く形成することができない場合、図６Ｃに示すように、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の厚さ方向ｔに設定し、２枚の電極５を誘電体４の厚さ方向ｔの直交方向ｐに対向配置する。この方法によれば、誘電体４の形成方法自体は従来と同じなので、電極５の配置のみを変更することによりキャパシタ２の容量を大きくすることができる。
【００８２】
逆に、キャパシタ２の容量を前述した図７Ｃまたは図６Ｃに示すキャパシタ２の容量よりも小さくしたい場合、図７Ｄまたは図６Ｂに示すように、２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行にすればよい。特に、図７Ｄに示すように、誘電体４の厚さ方向ｔと直交方向ｐに２枚の電極５を配置すれば、電極５の対向面積を小さくし、その対向間距離を大きくしたキャパシタ２を形成することができるので、キャパシタ２および誘電体４の大きさを変えることなくキャパシタ２の容量を従来の容量よりも大幅に小さくすることができる。
【００８３】
前述したキャパシタ２を２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に挟む際、第１の実施形態の多層配線板１Ａにおいては、図１および図２ならびに図９もしくは図１０に示すように、上方の積層配線板３Ａの対向面３Ａａに把持穴８を設け、把持穴８の周辺に２枚の電極５を予め形成してから把持穴８に誘電体４を挿入している。つまり、積層配線板３Ａ、３Ｂの内層電極１１をキャパシタ２の２枚の電極５として用いており、積層配線板３Ａ、３Ｂの積層工程時にキャパシタ２の電極５も同時に形成している。そのため、２枚の電極５の間に誘電体４を挟んでキャパシタ２を形成してからそのキャパシタ２を２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に挟み、そのキャパシタ２の電極５と積層配線板３Ａ、３Ｂとを電気的に接続するよりも容易に第１の実施形態の多層配線板１Ａを形成することができる。
【００８４】
また、積層配線板３Ａ、３Ｂに把持穴８が形成されていなければ、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂを熱加圧により積層させた場合にキャパシタ２の誘電体４が圧縮されてしまうので、キャパシタ２の容量が変化してしまう。つまり、積層配線板３Ａ、３Ｂに把持穴８を形成することにより、積層配線板３Ａ、３Ｂを熱加圧により積層させても把持穴８がキャパシタ２に加わる圧力を逃がすので、キャパシタ２の厚さが変更してその容量が変化してしまうことを防止することもできる。
【００８５】
第１の実施形態の把持穴８についてはそれぞれの大きさが異なっているので、キャパシタ２の電極５の対向面積および対向間距離が異なる。また、把持穴８に挿入される誘電体４は把持穴８の大きさに応じてその大きさが異なる。そのため、同一もしくは同種の誘電体４を用いて異なる容量のキャパシタ２を複数形成することができる。
【００８６】
次に、図１５および図１６を用いて、第２の実施形態のキャパシタ２および多層配線板１Ｂを説明する。
【００８７】
図１５および図１６は、第２の実施形態のキャパシタ２および多層配線板１Ｂを示している。第２の実施形態の多層配線板１Ｂは、図１５および図１６に示すように、キャパシタ２、絶縁スペーサ２０および２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂを備えている。２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間にキャパシタ２が挟まれている点は第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と大きく異なる点は、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に絶縁スペーサ２０を備えている点および２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂに把持穴が形成されておらず、絶縁スペーサに把持穴２２または把持孔２１が形成されている点にある。
【００８８】
第２の実施形態に用いるキャパシタ２は、図１５に示すように、２枚の電極５および誘電体４からなる。２枚の電極５および誘電体４は第１の実施形態と同様に形成される。２枚の電極５の配置パターンは絶縁スペーサ２０の存在により第１の実施形態と若干異なるが、その配置に関する考え方は第１の実施形態と同様である。２枚の電極５の配置パターンの詳細については後述する。また、誘電体４についても第１の実施形態と同様であり、その誘電体４を個別に形成したり（図９を参照）、図１５に示すようにシート状に形成しても良い。
【００８９】
絶縁スペーサ２０は、１個または２個以上の把持穴２２または把持孔２１、把持穴２２に形成される内層電極１１および絶縁スペーサ２０の内部に形成されるビア１２を有している。把持穴２２または把持孔２１は、挿入されたキャパシタ２を把持する。
【００９０】
なお、図１５に示すビア１２が多層配線板１Ｂの分解状態においてすでに形成されているが、この図１５は理解を容易にするための概念図であり、通常の形成工程を正確に示したものではない。通常の形成工程においては、絶縁スペーサ２０の把持穴２２または把持孔２１に誘電体４を挿入してから絶縁スペーサ２０および積層配線板３Ａ、３Ｂを積層した後、絶縁スペーサ２０および積層配線板３Ａ、３Ｂにビア１２が形成される。
【００９１】
２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂは、絶縁スペーサ２０を間に挟み、絶縁スペーサ２０に形成されたビア１２を介してキャパシタ２に電気的に接続している。２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂに把持穴が形成されていない点以外の点については、第１の実施形態と同様である。
【００９２】
そして、キャパシタ２に係る２枚の電極５の配置パターンについては、絶縁スペーサ２０の把持穴２２もしくは把持孔２１または上方もしくは下方の積層配線板３Ａ、３Ｂに配置されることにより３パターン存在する。
【００９３】
第１の配置パターンとしては、図１５に示す右側から１番目および２番目の把持孔２１のように、把持孔２１と対向する２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂのそれぞれの対向面３Ａａ、３Ｂａに電極５をそれぞれ配置する。図１５に示す右側から２番目の把持孔２１においては、上方の積層配線板３Ａの対向面３Ａａを把持孔２１の形成方向に突出させることにより、電極５の対向間距離を図１６に示すように把持孔２１の深さよりも小さくしている。
【００９４】
第２の配置パターンとしては、図１５に示す右側から３番目および４番目の把持孔２１もしくは把持穴２２のように、把持穴２２もしくは把持孔２１の内面に電極５をそれぞれ対向配置する。
【００９５】
そして、第３の配置パターンとしては、図１５に示す左側から１番目の把持穴２２のように、把持穴２２の内面および把持穴２２の内面と対向する下方の積層配線板３Ｂの対向面３Ｂａに電極５をそれぞれ配置する。
【００９６】
第１の実施形態と第２の実施形態を比較すると、図１０および図１５に示すように、２枚の電極５をどの部材に配置するかに違いがあるものの、キャパシタ２の構造および形成方法という観点からすると、電極５の配置パターンに違いはない。
【００９７】
把持穴２２または把持孔２１は、それらの深さ方向の寸法または深さ方向と直交方向の寸法をそれぞれに変更することにより、所望の大きさに形成されている。これらの大きさは、２枚の電極５の対向面積および対向間距離ならびに誘電体４の大きさに影響を与える。そのため、所望するキャパシタ２の容量を考慮して把持穴２２または把持孔２１の大きさを決定する。この考え方は第１の実施形態と同様である。また、図１６に示すように、多層配線板１Ｂの内部に同種または異種のキャパシタ２を複数個内蔵することが好ましいことも第１の実施形態と同様である。
【００９８】
次に、図１５および図１６を用いて、第２の実施形態のキャパシタ２および多層配線板１Ｂの作用を説明する。
【００９９】
第２の実施形態の多層配線板１Ｂは、図１５および図１６に示すように、キャパシタ２、絶縁スペーサ２０および２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂを備えている。２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間にキャパシタ２を内蔵しているので、第１の実施形態と同様、多層配線板１Ｂの表面実装面積の拡大およびキャパシタ２の保護を行なうことができる。
【０１００】
また、絶縁スペーサ２０は、把持穴２２または把持孔２１を有している。そのため、従来から用いられている積層配線板３Ａ、３Ｂを加工しなくても積層配線板３Ａ、３Ｂの間に第２の態様の多層配線板１Ｂと同様の把持穴２２または把持孔２１を形成することができる。
【０１０１】
ここで、キャパシタ２に係る２枚の電極５は誘電体４に固定配置されてから絶縁スペーサ２０および積層配線板３Ａ、３Ｂの間に設置しても良いが、第２の実施形態の多層配線板１Ｂにおいては、前述した３パターンの配置のように、絶縁スペーサ２０または積層配線板３Ａ、３Ｂに予め配置することが好ましい。このようにすると、積層配線板３Ａ、３Ｂまたは絶縁スペーサ２０に配置される内層電極１１やビア１２などの配線パターンの形成時にキャパシタ２の２枚の電極５を同一工程のなかで形成することができるので、第１の実施形態と同様、多層配線板１Ｂを容易に形成することができる。
【０１０２】
また、絶縁スペーサ２０には把持穴２２もしくは把持孔２１が形成されていることが好ましい。把持穴２２もしくは把持孔２１を形成することにより、積層配線板３Ａ、３Ｂに圧力を加えてそれらを積層させる際、把持穴２２もしくは把持孔２１が２枚の電極５に挟まれた部分の誘電体４に加わる圧力を逃がすので、誘電体４の厚さが変更してキャパシタ２の容量が変化してしまうことを防止することができる。なお、把持穴２２または把持孔２１が形成されていない部分の絶縁スペーサ２０に当接する誘電体４は２枚の電極に挟まれていないためにキャパシタ２を形成しない。そのため、積層配線板３Ａ、３Ｂの積層時に誘電体４が圧縮されてもキャパシタ２の容量の変化に影響を及ぼさない。
【０１０３】
そして、これら把持穴２２もしくは把持孔２１の大きさを把持穴２２もしくは把持孔２１ごとに変更することにより、２枚の電極５の対向面積もしくは対向間距離または誘電体４の大きさがそれぞれ変更される。これらの値はキャパシタ２の容量を変化させるため、同一の誘電体４を用いても異なる容量のキャパシタ２を容易に形成することができる。
【０１０４】
また、第２の実施形態のキャパシタ２は、第１の実施形態と同様、金属ガラス粉末６の法線方向ｎと２枚の電極５の対向方向を変更することにより、同一の誘電体４を用いても種々の容量のキャパシタ２を形成することができる。そのため、様々な容量のキャパシタ２を多層配線板１Ｂに内蔵することができる。
【０１０５】
すなわち、第１および第２の実施形態のキャパシタ２によれば、金属ガラス粉末６を用いて誘電体４を形成するとともに、金属ガラス粉末６の法線方向ｎと２枚の電極５の対向方向とを適宜調整しているので、高性能のキャパシタ２を容易かつ安価に製造することができるという作用を奏する。
【０１０６】
また、第１および第２の実施形態の多層配線板１Ａ、１Ｂによれば、第１および第２の実施形態のキャパシタ２の性能を維持したまま複数のキャパシタ２を２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に内蔵しているので、第１および第２の実施形態のキャパシタ２を実装しても他の回路要素の実装スペースを確保することができるという作用を奏する。
【０１０７】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【０１０８】
例えば、第１の実施形態の多層配線板１Ａにおいては、上方の積層配線板３Ａの対向面３Ａａにのみ把持穴８が形成されているが、他の実施形態の多層配線板１Ｃにおいては、図１７に示すように、それぞれの積層配線板３Ａ、３Ｂの対向面３Ａａ、３Ｂａに把持穴８が形成されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】第１の実施形態の多層配線板を示す縦断面図
【図２】図１の２−２矢視断面図
【図３】扁平粒子状の金属ガラス粉末を撮影して得られたＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真を示す模式図
【図４】グリーンシートの熱加圧前を示す正面図
【図５】グリーンシートの熱加圧状態を示す正面図
【図６】厚さの薄いマザーシートを切断して得た誘電体に電極を所定の方向に配置した状態を示す縦断面図；Ａは厚さの薄いマザーシートを切断した状態を示し、Ｂは誘電体の傾きを変えずにその厚さ方向に２枚の電極をそれぞれ配置した状態を示し、Ｃは誘電体の傾きを変えずにその厚さ方向と直交方向に２枚の電極をそれぞれ配置した状態を示す
【図７】厚さの厚いマザーシートを切断して得た誘電体に電極を所定の方向に配置した状態を示す縦断面図；Ａは厚さの厚いマザーシートを切断した状態を示し、Ｂはマザーシートを切断して得た誘電体を９０度傾けた状態を示し、Ｃは９０度傾けた誘電体の厚さ方向に２枚の電極をそれぞれ配置した状態を示し、Ｄは９０度傾けた誘電体の厚さ方向と直交方向に２枚の電極をそれぞれ配置した状態を示す
【図８】誘電体に含有する金属ガラス粉末の法線方向を示す縦断面図；Ａは誘電体の厚さ方向に金属ガラス粉末の法線方向を配向した状態を示し、Ｂは誘電体の厚さ方向と直交方向に金属ガラス粉末の法線方向を配向した状態を示す
【図９】第１の実施形態の多層配線板を示す分解縦断面図
【図１０】第１の実施形態の多層配線板において誘電体をシート状に形成した場合を示す分解縦断面図
【図１１】第１の実施形態の多層配線板において誘電体をシート状に形成した場合を示す縦断面図
【図１２】金属ガラス粉末の法線方向と平行に電極を配置した場合の誘電体の誘電率を示すグラフ
【図１３】２枚の電極の対向方向を金属ガラス粉末の法線方向と平行にした場合の誘電体の誘電率を示すグラフ
【図１４】２枚の電極の対向方向を金属ガラス粉末の法線方向と直交させた場合の誘電率を示すグラフ
【図１５】第２の実施形態の多層配線板を示す分解縦断面図
【図１６】第２の実施形態の多層配線板を示す縦断面図
【図１７】他の実施形態の多層配線板を示す分解縦断面図
【符号の説明】
【０１１０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 多層配線板
２ キャパシタ
３Ａ、３Ｂ 積層配線板
４ 誘電体
５ 電極
６ 金属ガラス粉末
７ 結着材
８、２２ 把持穴
２０ 絶縁スペーサ
２１ 把持孔
ｎ （金属ガラス粉末の）法線方向
ｐ （誘電体の厚さ方向に対する）直交方向
ｔ 誘電体の厚さ方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタおよび多層配線板に係り、特に、キャパシタを利用する携帯電話機や携帯用ＡＶ機器などの小型電子機器に好適に利用できるキャパシタおよび多層配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なキャパシタは、２枚の平板電極の間に誘電体を介在させて形成されている。この誘電体に多結晶誘電体を用いた場合、結晶粒界に沿ってリーク電流が発生して耐電圧の低下が生じるため、キャパシタのロスの原因となってしまうことが知られている。
【０００３】
そのため、従来のキャパシタにおいては、誘電率が１０程度と高く、かつ結晶粒界が存在しないために耐電圧の低下が生じにくい単結晶誘電体やアモルファス誘電体を誘電体に用いていた（特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１３９７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電子機器の高性能化の要求から誘電体の誘電率や耐電圧特性をさらに向上させる必要がある。その際、単結晶誘電体やアモルファス誘電体をキャパシタの誘電体に用いた場合、それらの製造方法の観点から、電極との対向面の拡大や誘電体の薄膜加工が難しいため、誘電体の性能を向上させるためにはキャパシタの製造コストが高価になるという問題があった。
【０００６】
また、前述したキャパシタを実装する配線板にはキャパシタの他にもＩＣや抵抗などの他の回路要素が実装される。そのため、多数のキャパシタを配線板に実装すると配線板の実装スペースが不足し、回路要素の実装密度を高めた高性能の実装板を提供することができないという問題も生じた。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、容易かつ安価に製造することができる高性能のキャパシタを提供することを本発明の目的としている。
【０００８】
また、本発明は、本発明のキャパシタを実装しても他の回路要素の実装スペースを確保することができる多層配線板を提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明のキャパシタは、その第１の態様として、金属ガラス粉末および誘電性の結着材を含有する誘電体と、誘電体を挟む２枚の電極とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第１の態様のキャパシタによれば、結晶粒界が存在しない金属ガラスを誘電体に用いているので、リーク電流が生じにくい誘電体を形成することができる。また、金属ガラス粉末はアモルファス状態を容易に維持して容易かつ安価に製造できるので、キャパシタを容易かつ安価に製造できる。
【００１１】
本発明の第２の態様のキャパシタは、第１の態様のキャパシタにおいて、金属ガラス粉末の組成は、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ（Ｍ：Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕより選択される１種または２種以上の元素）であって、ｘ、ｙ、ｚ、ｗおよびｔが０．５原子％≦ｘ≦８原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１２原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％であることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の態様のキャパシタによれば、金属ガラス粉末の比抵抗が大きくなるので、キャパシタのリーク電流を抑制することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様のキャパシタは、第１または第２の態様のキャパシタにおいて、金属ガラス粉末は、扁平粒子状に形成されているとともに、その法線方向を同一方向に揃えて誘電体に含有されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第３の態様のキャパシタによれば、金属ガラス粉末の密度が高くなるので、誘電体の誘電率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第４の態様のキャパシタは、第３の態様のキャパシタにおいて、２枚の電極は、金属ガラス粉末の法線方向と直交方向に対向配置されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第４の態様のキャパシタによれば、金属ガラス粉末の法線方向が電極の対向方向と平行になっている誘電体と比較して第４の態様の誘電体の誘電率が１０〜３０倍程度大きくなるので、キャパシタの容量を容易に大きくすることができる。
【００１７】
本発明の第５の態様のキャパシタは、第３の態様のキャパシタにおいて、２枚の電極は、金属ガラス粉末の法線方向に対向配置されていることを特徴としている。
【００１８】
本発明の第５の態様のキャパシタによれば、第４の態様の誘電体と比較して第６の態様の誘電体の誘電率が１／３０〜１／１０倍程度に小さくなるので、第４の態様のキャパシタと同一の寸法であってもキャパシタの容量を容易に小さくすることができる。これにより、キャパシタの実装時にキャパシタの選択幅を広げることができる。
【００１９】
本発明の第６の態様のキャパシタは、第３の態様のキャパシタにおいて、誘電体は、金属ガラス粉末および結着材として用いる熱可塑性樹脂を含有するグリーンシートに熱および圧力をその厚さ方向に加えて金属ガラス粉末の法線方向をグリーンシートの厚さ方向に配向させた後にグリーンシートを冷却硬化させて所望の形状に切断することにより、形成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明の第６の態様のキャパシタによれば、グリーンシートの熱加圧形成により金属ガラス粉末の配向を容易に揃えながら誘電体の厚さを容易かつ安価に薄くすることができる。また、グリーンシートの熱加圧形成が終了することにより結着材が硬化するので、金属ガラス粉末の配向を容易に固定することができる。
【００２１】
本発明の第７の態様のキャパシタは、第６の態様のキャパシタにおいて、誘電体は金属ガラス粉末の法線方向を誘電体の厚さ方向に配向させる形状にグリーンシートを切断することにより形成されており、２枚の電極の対向方向はそれらを誘電体の厚さ方向に対する直交方向に対向配置することにより金属ガラス粉末の法線方向と直交していることを特徴としている。
【００２２】
本発明の第７の態様のキャパシタによれば、金属ガラス粉末の法線方向が電極の対向方向と平行になっている誘電体と比較して第７の態様の誘電体の誘電率が１０〜３０倍程度大きくなるので、キャパシタの容量を大きくすることができる。また、金属ガラス粉末の配向が誘電体の厚さと平行なので、誘電体を容易に形成することができる。
【００２３】
本発明の第８の態様のキャパシタは、第６の態様のキャパシタにおいて、誘電体は金属ガラス粉末の法線方向を誘電体の厚さ方向に配向させる形状にグリーンシートを切断することにより形成されており、２枚の電極の対向方向はそれらを誘電体の厚さ方向に対向配置することにより、金属ガラス粉末の法線方向と平行になっていることを特徴としている。
【００２４】
本発明の第８の態様のキャパシタによれば、第７の態様の誘電体と比較して第８の態様の誘電体の誘電率が１／３０〜１／１０倍程度に小さくなるので、誘電体の寸法を変更せずにキャパシタの容量を小さくすることができる。また、金属ガラス粉末の配向が誘電体の厚さと平行なので、誘電体を容易に形成することができる。
【００２５】
本発明の第９の態様のキャパシタは、第６の態様のキャパシタにおいて、誘電体は金属ガラス粉末の法線方向を誘電体の厚さ方向と直交方向に配向させる形状にグリーンシートを切断することにより形成されており、２枚の電極の対向方向はそれらを誘電体の厚さ方向に対向配置することにより、金属ガラス粉末の法線方向と直交していることを特徴としている。
【００２６】
本発明の第９の態様のキャパシタによれば、金属ガラス粉末の法線方向が電極の対向方向と平行になっている誘電体と比較して第９の態様の誘電体の誘電率が１０〜３０倍程度大きくなるので、キャパシタの容量を大きくすることができる。また、金属ガラス粉末の配向が誘電体の厚さと直交しているので、第７の態様のキャパシタと比較して誘電体に対向配置する電極の対向面積を容易に拡大することができる。
【００２７】
本発明の第１０の態様のキャパシタは、第６の態様のキャパシタにおいて、誘電体は金属ガラス粉末の法線方向を誘電体の厚さ方向と直交方向に配向させる形状にグリーンシートを切断することにより形成されており、２枚の電極の対向方向はそれらを誘電体の厚さ方向に対する直交方向に対向配置することにより、金属ガラス粉末の法線方向と平行になっていることを特徴としている。
【００２８】
本発明の第１０の態様のキャパシタによれば、第９の態様の誘電体と比較して第１０の態様の誘電体の誘電率が１／３０〜１／１０倍程度に小さくなるので、誘電体の寸法を変更せずにキャパシタの容量を小さくすることができる。
【００２９】
また、本発明の多層配線板は、その第１の態様として、前述の第１から第１０の態様のいずれか１の態様のキャパシタと、キャパシタを間に挟んでキャパシタに電気的に接続している２枚の積層配線板とを備えていることを特徴としている。
【００３０】
本発明の第１の態様の多層配線板によれば、積層配線板の間にキャパシタを内蔵しているので、多層配線板の表面実装領域がキャパシタの実装面積分だけ拡大し、ＩＣや抵抗などの他の電子部品をより多く実装することができる。また、積層配線板がキャパシタの保護筐体の役割を果たすので、キャパシタ自体に保護筐体を設けずともキャパシタを保護することができる。
【００３１】
本発明の第２の態様の多層配線板は、第１の態様の多層配線板において、２枚の積層配線板のうちの少なくとも一方の積層配線板は、キャパシタを挿入して把持する１個または２個以上の把持穴が形成された対向面を有しており、キャパシタに係る２枚の電極は把持穴の内面および把持穴の内面と対向する他方の積層配線板の対向面、または把持穴の内面のみにそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【００３２】
本発明の第２の態様の多層配線板によれば、積層配線板に配置される配線パターンの形成時にキャパシタの２枚の電極を同一工程のなかで形成することができるので、２枚の電極をキャパシタの誘電体に配設してからキャパシタを２枚の積層配線板の間に挟みこんで２枚の電極と積層配線板とを電気的に接続するよりも、多層配線板を容易に形成することができる。また、積層配線板に圧力を加えてそれらを積層させる際、把持穴がキャパシタに加わる圧力を逃がすので、キャパシタの厚さが変更してその容量が変化してしまうことを防止することができる。
【００３３】
本発明の第３の態様の多層配線板は、前述の第１から第１０の態様のいずれか１の態様のキャパシタと、キャパシタを挿入して把持する１個または２個以上の把持穴または把持孔を有する板状の絶縁スペーサと、絶縁スペーサを間に挟んでキャパシタに電気的に接続している２枚の積層配線板とを備えていることを特徴としている。
【００３４】
本発明の第３の態様の多層配線板によれば、第１の態様の多層配線板と同様、多層配線板の表面実装面積の拡大およびキャパシタの保護を行なうことができる。また、多層配線板を加工しなくても多層配線板の間に第２の態様の多層配線板と同様の把持穴または把持孔を形成することができる。
【００３５】
本発明の第４の態様の多層配線板は、第３の態様の多層配線板において、キャパシタに係る２枚の電極は、把持孔と対向する２枚の積層配線板のそれぞれの対向面、把持穴の内面および把持穴の内面と対向するどちらか一方の積層配線板の対向面、または把持穴もしくは把持孔の内面のみにそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【００３６】
本発明の第４の態様の多層配線板によれば、積層配線板または絶縁スペーサに配置される配線パターンの形成時にキャパシタの２枚の電極を同一工程のなかで形成することができるので、２枚の電極をキャパシタの誘電体に配設してからキャパシタを２枚の積層配線板の間に挟みこんで２枚の電極と積層配線板とを電気的に接続するよりも、多層配線板を容易に形成することができる。また、積層配線板に圧力を加えてそれらを積層させる際、把持穴もしくは把持孔がキャパシタに加わる圧力を逃がすので、キャパシタの厚さが変更してその容量が変化してしまうことを防止することができる。
【００３７】
本発明の第５の態様の多層配線板は、第２または第４の態様の多層配線板において、前述の第７から第１０のいずれか１の態様に記載のキャパシタは、把持穴もしくは把持孔の深さ方向の寸法または深さ方向と直交方向の寸法を把持穴もしくは把持孔ごとに変更することにより、２枚の電極の対向面積もしくは対向間距離または誘電体の大きさをそれぞれ変更して２個以上形成されていることを特徴としている。
【００３８】
本発明の第５の態様の多層配線板によれば、同一の誘電体を用いて異なる容量のキャパシタを２個以上形成することができる。
【００３９】
本発明の第６の態様の多層配線板は、第１から第５の態様の多層配線板において、前述の第７から第１０のいずれか１の態様に記載のキャパシタのうちから２個以上選択した異種もしくは同種のキャパシタを用いることを特徴としている。
【００４０】
本発明の第６の態様の多層配線板によれば、様々な容量のキャパシタを多層配線板に内蔵することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のキャパシタによれば、金属ガラス粉末を用いて誘電体を形成するとともに、金属ガラス粉末の法線方向と２枚の電極の対向方向とを適宜調整しているので、高性能のキャパシタを容易かつ安価に製造することができるという効果を奏する。
【００４２】
また、本発明の多層配線板によれば、本発明のキャパシタの性能を維持したまま複数のキャパシタを２枚の積層配線板の間に内蔵しているので、本発明のキャパシタを実装しても他の回路要素の実装スペースを確保することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図を用いて、本発明のキャパシタおよび多層配線板をその２つの実施形態により説明する。
【００４４】
図１は多層配線板１Ａを示す縦断面図であり、図２は図１の２−２矢視断面図である。第１の実施形態の多層配線板１Ａは、図１および図２に示すように、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に複数のキャパシタ２を挟むように形成されている。また、これらのキャパシタ２は、２枚の電極５の間に誘電体４を挟むようにして形成されている。そして、誘電体４は、図３に示すように、金属ガラス粉末６および誘電性の結着材７を含有している。
【００４５】
金属ガラス粉末６としては種々の組成のものを用いることができる。例えば、第１の実施形態の金属ガラス粉末６は、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔを用いている。ここで、元素記号Ｍは、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕより選択される１種または２種以上の元素である。また、ｘ、ｙ、ｚ、ｗおよびｔは、０．５原子％≦ｘ≦８原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１２原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％である。第１の実施形態の金属ガラス粉末６はいわゆるＦｅ基金属ガラス粉末に分類されるが、他の例として、従来から用いられているＦｅ−Ａｌ−Ｇａ−Ｃ−Ｐ−Ｓｉ−Ｂ系Ｆｅ基金属ガラス粉末やＦｅ基以外の金属ガラス粉末を用いても良い。
【００４６】
金属ガラス粉末６を誘電体４に含有させる場合、はじめに、所望の金属ガラス溶湯を液体急冷法により急冷して得られた合金薄帯を粉砕するか、あるいは、水アトマイズ法もしくはガスアトマイズ法により得られた金属ガラスの球状粒子をアトライタ等により機械的に粉砕することにより、図３に示すような扁平粒子状の金属ガラス粉末６を形成する。得られた金属ガラス粉末６については内部応力の緩和を目的として必要に応じて熱処理することが好ましい。熱処理温度Ｔａはキュリー温度Ｔｃ以上ガラス遷移温度Ｔｇ以下の範囲であることが好ましい。
【００４７】
この金属ガラス粉末６のアスペクト比（長径／厚さ）は、２．５以上が好ましく、配向容易性の観点から１２以上がより好ましい。なお、金属ガラス粉末６のアスペクト比が高いほど誘電体４の圧縮形成時に金属ガラス粉末６が配向しやすくなるが、現在の製造技術のレベルからアスペクト比の上限は２５０程度である。
【００４８】
結着材７としては、熱可塑性樹脂であるＣＥＰ（塩素化ポリエチレン）が用いられている。他の結着材７の例としては、シリコーン樹脂等の耐熱性樹脂やポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂を用いてもよい。ここで、誘電体４には、金属ガラス粉末６や結着材７の他に、キシレン、トルエン、イソプロピルアルコールなどの分散媒やステアリン酸塩からなる潤滑剤が添加されていてもよい。第１の実施形態においては、トルエンが金属ガラス粉末６および結着材７とともに含有されている。
【００４９】
この誘電体４においては、金属ガラス粉末６の含有率が２５〜８５体積％に設定されており、トルエンおよびＣＦＰからなる溶剤の含有率が７５〜１５体積％に設定されている。金属ガラス粉末６の含有率が２５％以上であれば、第１の実施形態の誘電体４の比誘電率が結着材７の比誘電率（２．３程度）よりも大きくなるので、金属ガラス粉末６の含有による誘電率の向上効果が現れる。また、金属ガラス粉末６の含有率が８５％以下であれば、誘電体４の内部において隣位する多量の金属ガラス粉末６が互いに接しない状態で維持されるので、誘電体４の耐電圧特性が高くなる。
【００５０】
この誘電体４は、金属ガラス粉末６、結着材７および分散媒（トルエン）を含有した混合物をドクターブレード法またはコーテイング法によりグリーンシート化し、それを熱加圧することにより得られる。グリーンシート４Ｇの厚さ方向ｔに熱および圧力を加えると、グリーンシート４Ｇに含有した金属ガラス粉末６の法線方向ｎが、図３および図４に示すようなグリーンシート４Ｇの任意の方向から図５に示すようなその厚さ方向（熱加圧方向）ｔに配向する。そのため、熱加圧状態のグリーンシート４Ｇを除荷および冷却硬化させてから直方体形状などの所望の形状に切断して個片化すると、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが同一方向に揃った誘電体４が形成される。
【００５１】
なお、この誘電体４については、金属ガラス粉末６の密度を高めつつ、その誘電体４の表面欠損部および内部空隙を互いに修復して誘電率や耐電圧特性を向上させるため、それらがそれらの厚さ方向ｔに複数枚ほど積層されていることが好ましい。
【００５２】
誘電体４を挟む２枚の電極５は、所望の大きさに切断された誘電体４に含有している金属ガラス粉末６の法線方向ｎまたはその直交方向ｐに対向配置される。金属ガラス粉末６の法線方向ｎはグリーンシート４Ｇの熱加圧方向に依存するため、２枚の電極５は下記の方法により配置される。
【００５３】
なお、これから説明する図６および図７ならびにその他の図の誘電体４の内部に示された波線は、同一方向に配向された金属ガラス粉末６およびその法線方向ｎを模式的に示している。例えば、図８Ａに示す誘電体４の場合、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが誘電体４の厚さ方向ｔと平行になっていることを示している。また、図８Ｂに示す誘電体４の場合、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが誘電体４の厚さ方向ｔと直交方向ｐに平行になっていることを示している。
【００５４】
前述したように、２枚の電極５の配置方法を下記に示す。図６Ａに示すように、グリーンシート４Ｇを熱加圧して得た大きな誘電体（以下、「マザーシート４Ｍ」という。）は、その厚さ方向ｔに熱加圧されたので、マザーシート４Ｍに含有する金属ガラス粉末６の法線方向ｎはマザーシート４Ｍの厚さ方向ｔに配向される。そのため、図６Ａに示すように、マザーシート４Ｍの厚さ方向ｔにマザーシート４Ｍを切断すると、金属ガラス粉末６の法線方向ｎは誘電体４の厚さ方向ｔに配向される。そして、図６Ｂに示すように、この誘電体４の厚さ方向ｔに２枚の電極５を対向配置すると、２枚の電極５の対向方向は金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行になる。このような方法が通常考えられる電極５の配置方法である。
【００５５】
そこで、２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交させたい場合、図６Ｃに示すように、２枚の電極５を誘電体４の幅方向（厚さ方向ｔに対する直交方向ｐ）に対向配置する。これにより、２枚の電極５の対向方向は金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交する。後述の作用において詳細に述べるが、２枚の電極５の対向方向を図６Ｃに示すように金属ガラス粉末６の法線方向ｎに直交させると、２枚の電極５の対向方向を図６Ｂに示すように金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行にさせた場合と比較して、誘電体４の誘電率が約１０〜３０倍以上になる。
【００５６】
金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の厚さ方向ｔと直交方向ｐに配向させたい場合、図７Ａに示すように、グリーンシート４Ｇを厚く形成したり、多層化することによりマザーシート４Ｍを厚く形成し、そのマザーシート４Ｍを厚さ方向ｔに切断して誘電体４を形成する。切断したままの誘電体４においては、金属ガラス粉末６の法線方向ｎは誘電体４の厚さ方向ｔに配向している。そのため、図７Ｂに示すように、マザーシート４Ｍを切断して得た誘電体４を９０度ほど傾けると、傾けた誘電体４に含有された金属ガラス粉末６の法線方向ｎは誘電体４の厚さ方向ｔに対して直交する。
【００５７】
そして、図７Ｃに示すように、２枚の電極５を誘電体４の厚さ方向ｔに対向配置した場合、図６Ｂとは異なり、２枚の電極５の対向方向は金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交する。また、図７Ｄに示すように、２枚の電極５を誘電体４の厚さ方向ｔに対する直交方向ｐに対向配置した場合、図６Ｃとは異なり、２枚の電極５の対向方向は金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行になる。以上より、図６ＢおよびＣならびに図７ＣおよびＤに示すような４タイプのキャパシタ２が形成される。
【００５８】
マザーシート４Ｍを切断して得た誘電体４を図７Ｂに示すように９０度傾けなければならない主たる原因は２つある。第１の原因は、グリーンシート４Ｇが熱加圧されて誘電体４の形状が直方体になりやすいため、すなわち、誘電体４の上面および下面（誘電体４の厚さ方向ｔを法線とする２つの面）の面積がその側面（上面および下面以外の面）の面積よりもそれぞれ大きくなり、かつ誘電体４の厚さがその直交方向ｐの長さに対して小さくなる傾向にあるためである。それらの値は誘電体４に対する２枚の電極５の対向面積および対向間距離を変化させ、キャパシタ２の容量に影響を与える。したがって、２枚の電極５の対向面積を大きくしたい場合には、図６Ｂまたは図７Ｃに示すように、２枚の電極５を誘電体４の上面および下面に対向配置し、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の傾きにより調整する。
【００５９】
誘電体を９０度傾ける第２の原因は、例えば図１に示すような第１の実施形態の多層配線板１Ａのように、電極５の配置が予め固定されており、固定された２枚の電極５の間に誘電体４を挟む場合である。この場合は金属ガラス粉末の法線方向に応じて電極５の配置を調整することができないので、誘電体４を傾けて金属ガラス粉末６の法線方向ｎを調整する。
【００６０】
ただし、図７Ｂに示すように誘電体４を９０度傾けるためにはマザーシート４Ｍを厚く形成することができる場合に限定される。そのため、図６Ａに示すようにマザーシート４Ｍを厚く形成することが困難である場合、図６ＢまたはＣに示すように、２枚の電極５の配置を調整することにより２枚の電極５の対向方向と金属ガラス粉末６の法線方向ｎとの位置関係を調整する。
【００６１】
また、図１に示すように、キャパシタ２を挟む２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂは、単層もしくは多層構造の２枚の絶縁基板１０ならびに複数の内層電極１１、ビア１２、接地電極１４および表面電極１３を有している。これらの絶縁基板１０は、樹脂、プリプレグまたはセラミックを用いて形成されており、１７０℃、４０〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の熱加圧条件において２枚の絶縁基板１０はキャパシタ２を挟んで相互に熱圧着されている。また、上方の積層配線板３Ａの表面には表面電極１３が形成されており、図示しないＩＣや抵抗などの回路要素がその表面電極１３に実装される。
【００６２】
また、上方の積層配線板３Ａは、図１および図９に示すように、下方の積層配線板３Ｂと対向している対向面３Ａａに、キャパシタ２を挿入して把持する１個または２個以上の把持穴８を有している。把持穴８の形成個数は、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に挟まれるキャパシタ２の個数と同等である。また、把持穴８の配置としては、図２に示すような格子配置の他、図示はしないが千鳥配置、列配置、一定間隔配置、任意配置など、所望する配置に応じて様々な配置を選択することができる。そして、把持穴８の形状は丸形や矩形、三角形などの様々な形状を選択することができるが、第１の実施形態においては配置容易性および形成容易性を考慮して図２に示すような矩形が把持穴８の形状に選択されている。これらの把持穴８は多数形成されることがあるため、上方の積層配線板３Ａの形成時に１ショットプレス加工により形成されることが好ましい。
【００６３】
また、第１の実施形態においては、これらの把持穴８に挿入されるキャパシタ２に係る２枚の電極５の形成パターンが２種類ある。第１の形成パターンとしては、図１および図９に示された５つの把持穴８のうちの右３つの把持穴８が示すように、把持穴８の内面および把持穴８の内面と対向する下方の積層配線板３Ｂの対向面３Ｂａに電極５が１枚ずつ形成されている。
【００６４】
第２の形成パターンとしては、図１および図９に示された５つの把持穴８のうちの左２つの把持穴８が示すように、２枚の電極５が把持穴８の内面のみに形成されている。いずれの形成パターンにおいても２枚の電極５は対向配置されており、積層配線板３Ａ、３Ｂの内層電極１１を２枚の電極５としてそれぞれ用いている。そして、２枚の電極５として用いる内層電極１１にビア１２および表面電極１３を接続することにより、積層配線板３Ａ、３Ｂはキャパシタ２に電気的に接続している。
【００６５】
２枚の電極５が配置された把持穴８に誘電体４を挿入する方法としては、２つの方法がある。第１の方法としては、図１および図９に示すように、把持穴８の大きさに応じて形成された誘電体４をその把持穴８に挿入する方法が挙げられる。この方法は把持穴８の大きさと誘電体４の大きさとが一致しているため、把持穴８から誘電体４がはみ出して第１の実施形態の多層配線板１Ａの厚みが厚くなることを防止することができるというメリットがある。しかし、把持穴８の大きさに応じて誘電体４を形成しなければならないため、誘電体４の形成工程が煩雑になりやすいというデメリットがある。
【００６６】
そこで、第２の方法としては、図１０および図１１に示すように、誘電体４を個別に形成するのではなく、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間にシート状の誘電体４を配置してから２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂを熱加圧することにより、個々の把持穴８の内部に分離していない誘電体４を挿入する方法が挙げられる。この第２の方法については、誘電体４を把持穴８の大きさに合わせて形成する必要がないので、誘電体４の形成工程が容易になるというメリットがある。しかし、把持穴８から誘電体４がはみ出して第１の実施形態の多層配線板１Ａの厚みが厚くなりやすいこと、および、１枚のシート状の誘電体４における金属ガラス粉末６の法線方向ｎが一方向になるために、隣位する誘電体４の金属ガラス粉末６の法線方向ｎを個別に変更することができないというデメリットがある。２つの方法のうちどちらの方法を選択するかは所望する多層配線板１Ａの仕様により決定する。
【００６７】
前述した２つの方法により把持穴８に挿入された誘電体４を用いて形成される第１の実施形態のキャパシタ２の大きさは、図１に示すように、把持穴８の大きさに依存する。そこで、図１および図２に示すように、把持穴８の深さ寸法およびその直交方向ｐの寸法をそれぞれの把持穴８ごとに変更することにより、同じ大きさの把持穴８に挿入された２枚の電極５の対向間距離をそれぞれ異ならせて第１の実施形態のキャパシタ２を複数個形成している。
【００６８】
また、図９に示すように、同じ大きさの把持穴８に誘電体４を挿入する際、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが異なる誘電体４を挿入すれば（図９の左側２つの誘電体４を参照）、容量の異なる異種のキャパシタ２が形成される。同様に、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが同じ誘電体４を挿入すれば（図２において縦配列された誘電体４を参照）、同種のキャパシタ２が形成される。
【００６９】
次に、図を用いて、第１の実施形態のキャパシタ２および多層配線板１Ａの作用を説明する。
【００７０】
第１の実施形態の多層配線板１Ａは、図１、図２および図９に示すように、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間にキャパシタ２を内蔵している。そのため、キャパシタ２を多層配線板１Ａの表面に実装した場合と比較して、多層配線板１Ａの表面実装領域がキャパシタ２の実装面積分だけ拡大し、ＩＣや抵抗などの他の要素回路をより多く実装することができる。また、積層配線板３Ａ、３Ｂがキャパシタ２の保護筐体の役割を果たすので、キャパシタ２自体に保護筐体を設けずともキャパシタ２を保護することができる。
【００７１】
また、第１の実施形態のキャパシタ２は、図３、図６および図７に示すように、２枚の電極５の間に金属ガラス粉末６および誘電性の結着材７を含有する誘電体４を挟んで形成されている。誘電体４に含有される金属ガラス粉末６および結着材７には結晶粒界が存在しない。そのため、単結晶誘電体やアモルファス誘電体と同様、リーク電流が生じにくい誘電体４を形成することができる。また、金属ガラス粉末６はアモルファス状態を容易に維持することができることから容易かつ安価に製造できるので、キャパシタ２を容易かつ安価に製造できる。
【００７２】
ここで、第１の実施形態の金属ガラス粉末６の組成は、種々の選択肢の中から、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ（Ｍ：Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕより選択される１種または２種以上の元素）を選択している。前述したとおり、ｘ、ｙ、ｚ、ｗおよびｔは、０．５原子％≦ｘ≦８原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１２原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％である。他の組成の金属ガラス粉末６の比抵抗はおおむね１μΩｍ以下であることが多いのに対し、第１の実施形態の組成比の範囲の金属ガラス粉末６の比抵抗は１．５３μΩｍを示す。このことから、他の組成の金属ガラス粉末６と比較してその比抵抗が大きいので、キャパシタ２のリーク電流を抑制することができる。
【００７３】
次に、第１の実施形態の誘電体４の誘電率を図１２に示す。図１２においては、金属ガラス粉末６の組成をＦｅ７４．４３ Ｃｒ１．９６ Ｐ９．０４ Ｃ２．１６ Ｂ７．５４ Ｓｉ４．８７に設定している。また、その金属ガラス粉末６の含有率は３５体積％に設定し、トルエンおよびＣＦＰ（塩素化ポリエチレン）からなる溶剤の含有率は６５体積％に設定している。そして、図６Ｂに示すように、扁平粒子状の金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の厚さ方向ｔに揃え、誘電体４の厚さ方向ｔに２枚の電極５を対向配置している。誘電体４の厚さは８０μｍに設定している。
【００７４】
図１２に示すように、１ＧＨｚまでの周波数において第１の実施形態の誘電体４の誘電率εは７付近を安定して示している。誘電体４の誘電率が高い理由は金属ガラス粉末６がアモルファス状態であること、および、金属ガラス粉末６の法線方向ｎが同一方向に揃っていることに起因している。金属ガラス粉末６の法線方向ｎが揃っていない状態における第１の実施形態の誘電体４の誘電率を測定した場合、他のＦｅ基金属ガラス粉末６やＦｅ基以外の金属ガラス粉末６と同様に１ＧＨｚまでの周波数において５程度の誘電率を示す。このことから、図１または図９に示すように、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを同一方向に揃えると金属ガラス粉末６の密度が高くなるので、誘電体４の誘電率を向上させることができることが分かる。
【００７５】
また、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを２枚の電極５の対向方向（すなわち２枚の電極５の間に生じる電場Ｅの印加方向）に対してどの向きに揃えるかによっても誘電体４の誘電率は変化する。この誘電率の変化を図１２および図１３により示す。ここで、図１２および図１３に示された誘電率の測定には前述したＦｅ７４．４３ Ｃｒ１．９６ Ｐ９．０４ Ｃ２．１６ Ｂ７．５４ Ｓｉ４．８７を粒子状にして用いている。また、その金属ガラス粉末６の含有率は３５体積％に設定し、トルエンおよびＣＦＰ（塩素化ポリエチレン）からなる溶剤の含有率は６５体積％に設定している。誘電体４は図１４ＡおよびＢに示すように一辺８０μｍの立方体形状とし、扁平粒子状の金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の厚さ方向ｔに揃え、誘電体４の厚さ方向ｔに２枚の電極５を対向配置している。図１２に示された誘電体４については図１４Ａに示すように２枚の電極５の対向方向が金属ガラス粉末６の法線方向ｎに対して平行になっており、図１３に示された誘電体４については図１４Ｂに示すように２枚の電極５の対向方向が金属ガラス粉末６の法線方向ｎに対して直交している。
【００７６】
図１４Ａに示すように２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行にした場合、図１２に示すように、１ＧＨｚまでの周波数において誘電率εは７付近を安定して示す。それに対し、図１４Ｂに示すように２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交させた場合、図１３に示すように、７ＧＨｚまでの周波数において誘電率εは１８０〜２２０付近を安定して示す。また、１０ＧＨｚ付近における誘電率εは１００を示す。つまり、図１４Ｂに示すような２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交させた誘電体４の誘電率は、図１４Ａに示すような２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行にした誘電体４の誘電率と比較して、１０〜３０倍にまで大きくなることが分かる。また、図１２および図１３に示すように、図１４Ｂに示すような２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと直交させた誘電体４は高い周波数まで安定した誘電率を示す。
【００７７】
以上より、２枚の電極５の対向面積および対向間距離ならびにそれらの間に挟む誘電体４の形状および大きさが同等であっても、揃えられた金属ガラス粉末６の法線方向ｎを２枚の電極５の対向方向に対してどの向きに揃えるかによって、誘電体４の誘電率を１０倍〜３０倍程度大きくすることができる。言い換えると、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを変化させるだけで誘電体４の誘電率を１／３０〜１／１０倍程度小さくすることができる。また、Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ（Ｃ：キャパシタ２の容量、ε：誘電率、Ｓ：電極の対向面積、ｄ：電極の対向間距離）に基づいて電極の対向面積Ｓおよび電極の対向間距離ｄを変化させることにより、キャパシタ２の容量Ｃを１０倍〜３０倍以上、例えば数百倍以上に変化させることができる。これを利用すれば、第１の実施形態の多層配線板１Ａの内部に数ｐＦのキャパシタ２と数百ｐＦのキャパシタ２を内蔵することができる。
【００７８】
ここで、誘電体４に含有される金属ガラス粉末６の法線方向ｎを同一方向に揃えるため、図４および図５の順に示すようにグリーンシート４Ｇを熱加圧して冷却硬化させることにより、図６Ａまたは図７Ａに示す第１の実施形態の誘電体４のマザーシート４Ｍを形成している。グリーンシート４Ｇを熱加圧形成することにより、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを容易に同一方向に配向させることができるとともに、グリーンシート４Ｇを冷却することにより熱可塑性の結着材７が固化してその配向を容易に固定することができる。また、金属ガラス粉末６の配向が同一方向に揃うことにより、誘電体４の厚さを容易かつ安価に薄くすることもできる。
【００７９】
前述した方法で形成された図６Ａまたは図７Ａのマザーシート４Ｍをその厚さ方向ｔに切断して個片化した誘電体４を形成し、それを図６Ａに示すようにそのまま、もしくは図７Ｂに示すように９０度傾けることにより、誘電体４の厚さ方向ｔまたはその直交方向ｐに金属ガラス粉末６の法線方向ｎを揃えることができる。そして、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを所望の方向に揃えた誘電体４に対し、２枚の電極５を図６Ｂおよび図７Ｃに示すように誘電体４の厚さ方向ｔに配置するか、２枚の電極５を図６Ｃおよび図７Ｄに示すように誘電体４の厚さ方向ｔと直交方向ｐに配置することにより、４つのパターンのキャパシタ２を形成することができる。
【００８０】
この４つのパターンのキャパシタ２からわかるように、図６Ａまたは図７Ａに示すようにグリーンシート４Ｇの厚さ方向ｔに熱加圧して金属ガラス粉末６の法線方向ｎをグリーンシート４Ｇの厚さ方向ｔに配向したとしても、グリーンシート４Ｇの切断方法および個片化した誘電体４の傾きを調整することにより、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の厚さ方向ｔと平行方向（図６Ｂおよび図６Ｃを参照）または直交方向ｐ（図７Ｃおよび図７Ｄを参照）に任意設定することができる。金属ガラス粉末６の法線方向ｎを任意に設定することができれば、図７Ｃに示すように、電極５の対向面積を大きくし、その対向間距離を小さくしたキャパシタ２を形成することができるので、キャパシタ２の容量を前述したとおり従来の容量の数百倍程度まで大きくすることができるようになる。
【００８１】
ただし、この図７Ｃに示すキャパシタ２を形成するには図７Ａに示すようにマザーシート４Ｍを所望の厚さまで厚く形成する必要がある。そのため、所望の厚さまでマザーシート４Ｍを厚く形成することができない場合、図６Ｃに示すように、金属ガラス粉末６の法線方向ｎを誘電体４の厚さ方向ｔに設定し、２枚の電極５を誘電体４の厚さ方向ｔの直交方向ｐに対向配置する。この方法によれば、誘電体４の形成方法自体は従来と同じなので、電極５の配置のみを変更することによりキャパシタ２の容量を大きくすることができる。
【００８２】
逆に、キャパシタ２の容量を前述した図７Ｃまたは図６Ｃに示すキャパシタ２の容量よりも小さくしたい場合、図７Ｄまたは図６Ｂに示すように、２枚の電極５の対向方向を金属ガラス粉末６の法線方向ｎと平行にすればよい。特に、図７Ｄに示すように、誘電体４の厚さ方向ｔと直交方向ｐに２枚の電極５を配置すれば、電極５の対向面積を小さくし、その対向間距離を大きくしたキャパシタ２を形成することができるので、キャパシタ２および誘電体４の大きさを変えることなくキャパシタ２の容量を従来の容量よりも大幅に小さくすることができる。
【００８３】
前述したキャパシタ２を２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に挟む際、第１の実施形態の多層配線板１Ａにおいては、図１および図２ならびに図９もしくは図１０に示すように、上方の積層配線板３Ａの対向面３Ａａに把持穴８を設け、把持穴８の周辺に２枚の電極５を予め形成してから把持穴８に誘電体４を挿入している。つまり、積層配線板３Ａ、３Ｂの内層電極１１をキャパシタ２の２枚の電極５として用いており、積層配線板３Ａ、３Ｂの積層工程時にキャパシタ２の電極５も同時に形成している。そのため、２枚の電極５の間に誘電体４を挟んでキャパシタ２を形成してからそのキャパシタ２を２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に挟み、そのキャパシタ２の電極５と積層配線板３Ａ、３Ｂとを電気的に接続するよりも容易に第１の実施形態の多層配線板１Ａを形成することができる。
【００８４】
また、積層配線板３Ａ、３Ｂに把持穴８が形成されていなければ、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂを熱加圧により積層させた場合にキャパシタ２の誘電体４が圧縮されてしまうので、キャパシタ２の容量が変化してしまう。つまり、積層配線板３Ａ、３Ｂに把持穴８を形成することにより、積層配線板３Ａ、３Ｂを熱加圧により積層させても把持穴８がキャパシタ２に加わる圧力を逃がすので、キャパシタ２の厚さが変更してその容量が変化してしまうことを防止することもできる。
【００８５】
第１の実施形態の把持穴８についてはそれぞれの大きさが異なっているので、キャパシタ２の電極５の対向面積および対向間距離が異なる。また、把持穴８に挿入される誘電体４は把持穴８の大きさに応じてその大きさが異なる。そのため、同一もしくは同種の誘電体４を用いて異なる容量のキャパシタ２を複数形成することができる。
【００８６】
次に、図１５および図１６を用いて、第２の実施形態のキャパシタ２および多層配線板１Ｂを説明する。
【００８７】
図１５および図１６は、第２の実施形態のキャパシタ２および多層配線板１Ｂを示している。第２の実施形態の多層配線板１Ｂは、図１５および図１６に示すように、キャパシタ２、絶縁スペーサ２０および２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂを備えている。２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間にキャパシタ２が挟まれている点は第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と大きく異なる点は、２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に絶縁スペーサ２０を備えている点および２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂに把持穴が形成されておらず、絶縁スペーサに把持穴２２または把持孔２１が形成されている点にある。
【００８８】
第２の実施形態に用いるキャパシタ２は、図１５に示すように、２枚の電極５および誘電体４からなる。２枚の電極５および誘電体４は第１の実施形態と同様に形成される。２枚の電極５の配置パターンは絶縁スペーサ２０の存在により第１の実施形態と若干異なるが、その配置に関する考え方は第１の実施形態と同様である。２枚の電極５の配置パターンの詳細については後述する。また、誘電体４についても第１の実施形態と同様であり、その誘電体４を個別に形成したり（図９を参照）、図１５に示すようにシート状に形成しても良い。
【００８９】
絶縁スペーサ２０は、１個または２個以上の把持穴２２または把持孔２１、把持穴２２に形成される内層電極１１および絶縁スペーサ２０の内部に形成されるビア１２を有している。把持穴２２または把持孔２１は、挿入されたキャパシタ２を把持する。
【００９０】
なお、図１５に示すビア１２が多層配線板１Ｂの分解状態においてすでに形成されているが、この図１５は理解を容易にするための概念図であり、通常の形成工程を正確に示したものではない。通常の形成工程においては、絶縁スペーサ２０の把持穴２２または把持孔２１に誘電体４を挿入してから絶縁スペーサ２０および積層配線板３Ａ、３Ｂを積層した後、絶縁スペーサ２０および積層配線板３Ａ、３Ｂにビア１２が形成される。
【００９１】
２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂは、絶縁スペーサ２０を間に挟み、絶縁スペーサ２０に形成されたビア１２を介してキャパシタ２に電気的に接続している。２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂに把持穴が形成されていない点以外の点については、第１の実施形態と同様である。
【００９２】
そして、キャパシタ２に係る２枚の電極５の配置パターンについては、絶縁スペーサ２０の把持穴２２もしくは把持孔２１または上方もしくは下方の積層配線板３Ａ、３Ｂに配置されることにより３パターン存在する。
【００９３】
第１の配置パターンとしては、図１５に示す右側から１番目および２番目の把持孔２１のように、把持孔２１と対向する２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂのそれぞれの対向面３Ａａ、３Ｂａに電極５をそれぞれ配置する。図１５に示す右側から２番目の把持孔２１においては、上方の積層配線板３Ａの対向面３Ａａを把持孔２１の形成方向に突出させることにより、電極５の対向間距離を図１６に示すように把持孔２１の深さよりも小さくしている。
【００９４】
第２の配置パターンとしては、図１５に示す右側から３番目および４番目の把持孔２１もしくは把持穴２２のように、把持穴２２もしくは把持孔２１の内面に電極５をそれぞれ対向配置する。
【００９５】
そして、第３の配置パターンとしては、図１５に示す左側から１番目の把持穴２２のように、把持穴２２の内面および把持穴２２の内面と対向する下方の積層配線板３Ｂの対向面３Ｂａに電極５をそれぞれ配置する。
【００９６】
第１の実施形態と第２の実施形態を比較すると、図１０および図１５に示すように、２枚の電極５をどの部材に配置するかに違いがあるものの、キャパシタ２の構造および形成方法という観点からすると、電極５の配置パターンに違いはない。
【００９７】
把持穴２２または把持孔２１は、それらの深さ方向の寸法または深さ方向と直交方向の寸法をそれぞれに変更することにより、所望の大きさに形成されている。これらの大きさは、２枚の電極５の対向面積および対向間距離ならびに誘電体４の大きさに影響を与える。そのため、所望するキャパシタ２の容量を考慮して把持穴２２または把持孔２１の大きさを決定する。この考え方は第１の実施形態と同様である。また、図１６に示すように、多層配線板１Ｂの内部に同種または異種のキャパシタ２を複数個内蔵することが好ましいことも第１の実施形態と同様である。
【００９８】
次に、図１５および図１６を用いて、第２の実施形態のキャパシタ２および多層配線板１Ｂの作用を説明する。
【００９９】
第２の実施形態の多層配線板１Ｂは、図１５および図１６に示すように、キャパシタ２、絶縁スペーサ２０および２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂを備えている。２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間にキャパシタ２を内蔵しているので、第１の実施形態と同様、多層配線板１Ｂの表面実装面積の拡大およびキャパシタ２の保護を行なうことができる。
【０１００】
また、絶縁スペーサ２０は、把持穴２２または把持孔２１を有している。そのため、従来から用いられている積層配線板３Ａ、３Ｂを加工しなくても積層配線板３Ａ、３Ｂの間に第２の態様の多層配線板１Ｂと同様の把持穴２２または把持孔２１を形成することができる。
【０１０１】
ここで、キャパシタ２に係る２枚の電極５は誘電体４に固定配置されてから絶縁スペーサ２０および積層配線板３Ａ、３Ｂの間に設置しても良いが、第２の実施形態の多層配線板１Ｂにおいては、前述した３パターンの配置のように、絶縁スペーサ２０または積層配線板３Ａ、３Ｂに予め配置することが好ましい。このようにすると、積層配線板３Ａ、３Ｂまたは絶縁スペーサ２０に配置される内層電極１１やビア１２などの配線パターンの形成時にキャパシタ２の２枚の電極５を同一工程のなかで形成することができるので、第１の実施形態と同様、多層配線板１Ｂを容易に形成することができる。
【０１０２】
また、絶縁スペーサ２０には把持穴２２もしくは把持孔２１が形成されていることが好ましい。把持穴２２もしくは把持孔２１を形成することにより、積層配線板３Ａ、３Ｂに圧力を加えてそれらを積層させる際、把持穴２２もしくは把持孔２１が２枚の電極５に挟まれた部分の誘電体４に加わる圧力を逃がすので、誘電体４の厚さが変更してキャパシタ２の容量が変化してしまうことを防止することができる。なお、把持穴２２または把持孔２１が形成されていない部分の絶縁スペーサ２０に当接する誘電体４は２枚の電極に挟まれていないためにキャパシタ２を形成しない。そのため、積層配線板３Ａ、３Ｂの積層時に誘電体４が圧縮されてもキャパシタ２の容量の変化に影響を及ぼさない。
【０１０３】
そして、これら把持穴２２もしくは把持孔２１の大きさを把持穴２２もしくは把持孔２１ごとに変更することにより、２枚の電極５の対向面積もしくは対向間距離または誘電体４の大きさがそれぞれ変更される。これらの値はキャパシタ２の容量を変化させるため、同一の誘電体４を用いても異なる容量のキャパシタ２を容易に形成することができる。
【０１０４】
また、第２の実施形態のキャパシタ２は、第１の実施形態と同様、金属ガラス粉末６の法線方向ｎと２枚の電極５の対向方向を変更することにより、同一の誘電体４を用いても種々の容量のキャパシタ２を形成することができる。そのため、様々な容量のキャパシタ２を多層配線板１Ｂに内蔵することができる。
【０１０５】
すなわち、第１および第２の実施形態のキャパシタ２によれば、金属ガラス粉末６を用いて誘電体４を形成するとともに、金属ガラス粉末６の法線方向ｎと２枚の電極５の対向方向とを適宜調整しているので、高性能のキャパシタ２を容易かつ安価に製造することができるという作用を奏する。
【０１０６】
また、第１および第２の実施形態の多層配線板１Ａ、１Ｂによれば、第１および第２の実施形態のキャパシタ２の性能を維持したまま複数のキャパシタ２を２枚の積層配線板３Ａ、３Ｂの間に内蔵しているので、第１および第２の実施形態のキャパシタ２を実装しても他の回路要素の実装スペースを確保することができるという作用を奏する。
【０１０７】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【０１０８】
例えば、第１の実施形態の多層配線板１Ａにおいては、上方の積層配線板３Ａの対向面３Ａａにのみ把持穴８が形成されているが、他の実施形態の多層配線板１Ｃにおいては、図１７に示すように、それぞれの積層配線板３Ａ、３Ｂの対向面３Ａａ、３Ｂａに把持穴８が形成されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】第１の実施形態の多層配線板を示す縦断面図
【図２】図１の２−２矢視断面図
【図３】扁平粒子状の金属ガラス粉末を撮影して得られたＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真を示す模式図
【図４】グリーンシートの熱加圧前を示す正面図
【図５】グリーンシートの熱加圧状態を示す正面図
【図６】厚さの薄いマザーシートを切断して得た誘電体に電極を所定の方向に配置した状態を示す縦断面図；Ａは厚さの薄いマザーシートを切断した状態を示し、Ｂは誘電体の傾きを変えずにその厚さ方向に２枚の電極をそれぞれ配置した状態を示し、Ｃは誘電体の傾きを変えずにその厚さ方向と直交方向に２枚の電極をそれぞれ配置した状態を示す
【図７】厚さの厚いマザーシートを切断して得た誘電体に電極を所定の方向に配置した状態を示す縦断面図；Ａは厚さの厚いマザーシートを切断した状態を示し、Ｂはマザーシートを切断して得た誘電体を９０度傾けた状態を示し、Ｃは９０度傾けた誘電体の厚さ方向に２枚の電極をそれぞれ配置した状態を示し、Ｄは９０度傾けた誘電体の厚さ方向と直交方向に２枚の電極をそれぞれ配置した状態を示す
【図８】誘電体に含有する金属ガラス粉末の法線方向を示す縦断面図；Ａは誘電体の厚さ方向に金属ガラス粉末の法線方向を配向した状態を示し、Ｂは誘電体の厚さ方向と直交方向に金属ガラス粉末の法線方向を配向した状態を示す
【図９】第１の実施形態の多層配線板を示す分解縦断面図
【図１０】第１の実施形態の多層配線板において誘電体をシート状に形成した場合を示す分解縦断面図
【図１１】第１の実施形態の多層配線板において誘電体をシート状に形成した場合を示す縦断面図
【図１２】金属ガラス粉末の法線方向と平行に電極を配置した場合の誘電体の誘電率を示すグラフ
【図１３】２枚の電極の対向方向を金属ガラス粉末の法線方向と平行にした場合の誘電体の誘電率を示すグラフ
【図１４】２枚の電極の対向方向を金属ガラス粉末の法線方向と直交させた場合の誘電率を示すグラフ
【図１５】第２の実施形態の多層配線板を示す分解縦断面図
【図１６】第２の実施形態の多層配線板を示す縦断面図
【図１７】他の実施形態の多層配線板を示す分解縦断面図
【符号の説明】
【０１１０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 多層配線板
２ キャパシタ
３Ａ、３Ｂ 積層配線板
４ 誘電体
５ 電極
６ 金属ガラス粉末
７ 結着材
８、２２ 把持穴
２０ 絶縁スペーサ
２１ 把持孔
ｎ （金属ガラス粉末の）法線方向
ｐ （誘電体の厚さ方向に対する）直交方向
ｔ 誘電体の厚さ方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ガラス粉末および誘電性の結着材を含有する誘電体と、
前記誘電体を挟む２枚の電極と
を備えていることを特徴とするキャパシタ。
【請求項２】
前記金属ガラス粉末の組成は、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ（Ｍ：Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕより選択される１種または２種以上の元素）であって、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗおよびｔが０．５原子％≦ｘ≦８原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１２原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％である
ことを特徴とする請求項１に記載のキャパシタ。
【請求項３】
前記金属ガラス粉末は、扁平粒子状に形成されているとともに、その法線方向を同一方向に揃えて前記誘電体に含有されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャパシタ。
【請求項４】
前記２枚の電極は、前記金属ガラス粉末の法線方向と直交方向に対向配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載のキャパシタ。
【請求項５】
前記２枚の電極は、前記金属ガラス粉末の法線方向に対向配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載のキャパシタ。
【請求項６】
前記誘電体は、前記金属ガラス粉末および前記結着材として用いる熱可塑性樹脂を含有するグリーンシートに熱および圧力をその厚さ方向に加えて前記金属ガラス粉末の法線方向を前記グリーンシートの厚さ方向に配向させた後に前記グリーンシートを冷却硬化させて所望の形状に切断することにより、形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載のキャパシタ。
【請求項７】
前記誘電体は、前記金属ガラス粉末の法線方向を前記誘電体の厚さ方向に配向させる形状に前記グリーンシートを切断することにより形成されており、
前記２枚の電極の対向方向は、それらを前記誘電体の厚さ方向に対する直交方向に対向配置することにより、前記金属ガラス粉末の法線方向と直交している
ことを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ。
【請求項８】
前記誘電体は、前記金属ガラス粉末の法線方向を前記誘電体の厚さ方向に配向させる形状に前記グリーンシートを切断することにより形成されており、
前記２枚の電極の対向方向は、それらを前記誘電体の厚さ方向に対向配置することにより、前記金属ガラス粉末の法線方向と平行になっている
ことを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ。
【請求項９】
前記誘電体は、前記金属ガラス粉末の法線方向を前記誘電体の厚さ方向と直交方向に配向させる形状に前記グリーンシートを切断することにより形成されており、
前記２枚の電極の対向方向は、それらを前記誘電体の厚さ方向に対向配置することにより、前記金属ガラス粉末の法線方向と直交している
ことを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ。
【請求項１０】
前記誘電体は、前記金属ガラス粉末の法線方向を前記誘電体の厚さ方向と直交方向に配向させる形状に前記グリーンシートを切断することにより形成されており、
前記２枚の電極の対向方向は、それらを前記誘電体の厚さ方向に対する直交方向に対向配置することにより、前記金属ガラス粉末の法線方向と平行になっている
ことを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のキャパシタと、
前記キャパシタを間に挟んで前記キャパシタに電気的に接続している２枚の積層配線板と
を備えていることを特徴とする多層配線板。
【請求項１２】
前記２枚の積層配線板のうちの少なくとも一方の積層配線板は、前記キャパシタを挿入して把持する１個または２個以上の把持穴が形成された対向面を有しており、
前記キャパシタに係る２枚の電極は、前記把持穴の内面および前記把持穴の内面と対向する他方の前記積層配線板の対向面、または前記把持穴の内面のみにそれぞれ形成されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の多層配線板。
【請求項１３】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のキャパシタと、
前記キャパシタを挿入して把持する１個または２個以上の把持穴または把持孔を有する板状の絶縁スペーサと、
前記絶縁スペーサを間に挟んで前記キャパシタに電気的に接続している２枚の積層配線板と
を備えていることを特徴とする多層配線板。
【請求項１４】
前記キャパシタに係る２枚の電極は、前記把持孔と対向する前記２枚の積層配線板のそれぞれの対向面、前記把持穴の内面および前記把持穴の内面と対向するどちらか一方の前記積層配線板の対向面、または前記把持穴もしくは前記把持孔の内面のみにそれぞれ形成されている
ことを特徴とする請求項１３に記載の多層配線板。
【請求項１５】
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の前記キャパシタは、前記把持穴もしくは前記把持孔の深さ方向の寸法または前記深さ方向と直交方向の寸法を前記把持穴もしくは前記把持孔ごとに変更することにより、前記２枚の電極の対向面積もしくは対向間距離または誘電体の大きさをそれぞれ変更して２個以上形成されている
ことを特徴とする請求項１２または請求項１４に記載の多層配線板。
【請求項１６】
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の前記キャパシタのうちから２個以上選択した異種もしくは同種の前記キャパシタを用いる
ことを特徴とする請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の多層配線板。
【請求項１】
金属ガラス粉末および誘電性の結着材を含有する誘電体と、
前記誘電体を挟む２枚の電極と
を備えていることを特徴とするキャパシタ。
【請求項２】
前記金属ガラス粉末の組成は、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ（Ｍ：Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕより選択される１種または２種以上の元素）であって、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗおよびｔが０．５原子％≦ｘ≦８原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１２原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％である
ことを特徴とする請求項１に記載のキャパシタ。
【請求項３】
前記金属ガラス粉末は、扁平粒子状に形成されているとともに、その法線方向を同一方向に揃えて前記誘電体に含有されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャパシタ。
【請求項４】
前記２枚の電極は、前記金属ガラス粉末の法線方向と直交方向に対向配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載のキャパシタ。
【請求項５】
前記２枚の電極は、前記金属ガラス粉末の法線方向に対向配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載のキャパシタ。
【請求項６】
前記誘電体は、前記金属ガラス粉末および前記結着材として用いる熱可塑性樹脂を含有するグリーンシートに熱および圧力をその厚さ方向に加えて前記金属ガラス粉末の法線方向を前記グリーンシートの厚さ方向に配向させた後に前記グリーンシートを冷却硬化させて所望の形状に切断することにより、形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載のキャパシタ。
【請求項７】
前記誘電体は、前記金属ガラス粉末の法線方向を前記誘電体の厚さ方向に配向させる形状に前記グリーンシートを切断することにより形成されており、
前記２枚の電極の対向方向は、それらを前記誘電体の厚さ方向に対する直交方向に対向配置することにより、前記金属ガラス粉末の法線方向と直交している
ことを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ。
【請求項８】
前記誘電体は、前記金属ガラス粉末の法線方向を前記誘電体の厚さ方向に配向させる形状に前記グリーンシートを切断することにより形成されており、
前記２枚の電極の対向方向は、それらを前記誘電体の厚さ方向に対向配置することにより、前記金属ガラス粉末の法線方向と平行になっている
ことを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ。
【請求項９】
前記誘電体は、前記金属ガラス粉末の法線方向を前記誘電体の厚さ方向と直交方向に配向させる形状に前記グリーンシートを切断することにより形成されており、
前記２枚の電極の対向方向は、それらを前記誘電体の厚さ方向に対向配置することにより、前記金属ガラス粉末の法線方向と直交している
ことを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ。
【請求項１０】
前記誘電体は、前記金属ガラス粉末の法線方向を前記誘電体の厚さ方向と直交方向に配向させる形状に前記グリーンシートを切断することにより形成されており、
前記２枚の電極の対向方向は、それらを前記誘電体の厚さ方向に対する直交方向に対向配置することにより、前記金属ガラス粉末の法線方向と平行になっている
ことを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のキャパシタと、
前記キャパシタを間に挟んで前記キャパシタに電気的に接続している２枚の積層配線板と
を備えていることを特徴とする多層配線板。
【請求項１２】
前記２枚の積層配線板のうちの少なくとも一方の積層配線板は、前記キャパシタを挿入して把持する１個または２個以上の把持穴が形成された対向面を有しており、
前記キャパシタに係る２枚の電極は、前記把持穴の内面および前記把持穴の内面と対向する他方の前記積層配線板の対向面、または前記把持穴の内面のみにそれぞれ形成されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の多層配線板。
【請求項１３】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のキャパシタと、
前記キャパシタを挿入して把持する１個または２個以上の把持穴または把持孔を有する板状の絶縁スペーサと、
前記絶縁スペーサを間に挟んで前記キャパシタに電気的に接続している２枚の積層配線板と
を備えていることを特徴とする多層配線板。
【請求項１４】
前記キャパシタに係る２枚の電極は、前記把持孔と対向する前記２枚の積層配線板のそれぞれの対向面、前記把持穴の内面および前記把持穴の内面と対向するどちらか一方の前記積層配線板の対向面、または前記把持穴もしくは前記把持孔の内面のみにそれぞれ形成されている
ことを特徴とする請求項１３に記載の多層配線板。
【請求項１５】
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の前記キャパシタは、前記把持穴もしくは前記把持孔の深さ方向の寸法または前記深さ方向と直交方向の寸法を前記把持穴もしくは前記把持孔ごとに変更することにより、前記２枚の電極の対向面積もしくは対向間距離または誘電体の大きさをそれぞれ変更して２個以上形成されている
ことを特徴とする請求項１２または請求項１４に記載の多層配線板。
【請求項１６】
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の前記キャパシタのうちから２個以上選択した異種もしくは同種の前記キャパシタを用いる
ことを特徴とする請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の多層配線板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−１６４４０（Ｐ２００９−１６４４０Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７４１９３（Ｐ２００７−１７４１９３）
【出願日】平成１９年７月２日（２００７．７．２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２日（２００７．７．２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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