JP2006165108A

JP2006165108A - セラミック回路基板

Info

Publication number: JP2006165108A
Application number: JP2004351297A
Authority: JP
Inventors: Shotaro Watanabe; 正太郎渡邊; Masayuki Serita; 昌幸芹田; Kazunari Watanabe; 一成渡辺
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】端面導体とセラミック回路基板との接合強度を向上させ、端面導体による電気的接続の信頼性を維持すると共に端面導体がセラミック回路基板の電気特性に与える影響を低減させることができるセラミック回路基板を提供する。
【解決手段】セラミック回路基板１０は、その端面に、一方の基板面である下面の端部から垂直に延在し当該端面を形成する面が導体16bによって被覆されている凹部１４が１個以上形成されており、当該凹部の１個以上が前記端部から基板厚みの１／２以下の高さまで形成されており、その端面形成面１５からセラミック回路基板の内部に向かって基板面と平行に延在する導体層１７が高さ方向に２層以上形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば携帯機器などの高周波領域で用いられる小型電子機器に好適に用いられるセラミック回路基板に関する。

従来、マイクロ波帯などの高周波領域で用いられる携帯電話等の小型電子機器には、アンテナなどの回路を有するセラミック回路基板が用いられている。このセラミック回路基板は、ガラスセラミックス組成物をシート状に成形したセラミックグリーンシートの上面に銀若しくは銅を主成分とする導体ペーストを用いて所定のパターンを印刷成形し、このセラミックグリーンシートを複数枚積層した積層体を９００℃以下の温度で焼成することにより、セラミックスからなる誘電体層と、これらの層間に設けられる回路パターンとが同時に焼成されて作製されている。

このようなセラミック回路基板は、一般に、ガラスエポキシ（ＦＲ４）などの樹脂製の配線基板上に半田を介して接合されて実装される。そして、セラミック回路基板と半田との接合強度を確保する目的で、セラミック回路基板の端面には、セラミック回路基板の下面の端部から上面の端部まで延在する凹部の表面を導体によって被覆してなる複数の端面導体が設けられており、セラミック回路基板が樹脂配線基板に実装される際には、これらの端面導体において半田付けされている。

そして、いくつかの端面導体は、セラミック回路基板の回路と電気的に接続されて、セラミック回路基板の回路と樹脂配線基板の給電線やグランド線などの配線とを電気的に接続する役割を兼ねており、これらの端面導体による電気的接続の信頼性を高めるために、端面導体と樹脂配線基板との接合強度の向上を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載された配線基板は、図８に示すように、上面に電子部品搭載部および該搭載部を取り囲む枠状の金属層３を有し、下面の外周部に接続パッド４を有する絶縁基体１と、絶縁基体１の側面に形成され、接続パッド４と枠状の金属層３とを接続するキャスタレーション導体（端面導体）５とを具備する配線基板７であって、キャスタレーション導体５は、接続パッド４から導出する第１領域５ｂと、枠状の金属層３から導出する第２領域５ｃとからなり、第１領域５ｂと第２領域５ｃは絶縁基体１側面の幅方向に位置がずれているとともに絶縁基体１内部に形成された内部配線層１０を介して接続されており、且つ接続パッド４および／または第１領域５ｂの表面に窪みＡ，Ｂが形成されている。

上記のように構成された配線基板７によれば、第１領域５ｂと第２領域５ｃとを絶縁基体１側面の幅方向に位置をずらすことにより、半田がキャスタレーション導体５を伝って這い上がることを防止し、これにより接続パッド４と外部電気回路基板（樹脂配線基板）との間に十分な量の半田を介在させ、配線基板７と外部電気回路基板との接合強度の向上を図っており、さらに、窪みＡ，Ｂを形成することにより、接続パッド４及びキャスタレーション導体５の第１領域５ｂと半田との接触面積を増大させ且つ半田の一部を食い込ませ、接続パッド４及びキャスタレーション導体５の第１領域５ｂと半田との接合強度の向上を図り、これにより、配線基板７と外部電気回路基板との接合強度の向上を図っている。
特開２００３−１５２２９８号公報（図２、図３）

ところで、高周波領域においては導体がセラミック回路基板の本来の電気特性に与える影響が顕著となる。例えば、樹脂配線基板の給電線もしくはグランド線と端面導体が電気的に接続されている場合に、端面導体のインダクタンス成分が加わることによってインピーダンスにずれが生じる場合がある。

そして、導体のインダクタンスは導体が長くなるに従って大きくなる傾向にあり、端面導体がセラミック回路基板の下面の端部から上面の端部まで設けられた場合には、セラミック回路基板の電気特性が低下する虞がある。このため、端面導体を短くすることが望まれるが、端面導体とセラミック回路基板との接触面積が小さくなるため両者の接合強度が低下し、両者の熱膨張係数の相違に起因する応力等により端面導体がセラミック回路基板から分離する虞がある。

しかしながら、特許文献１に記載された配線基板７は、接続パッド４及びキャスタレーション導体５の第１領域５ｂと半田との接合強度の向上を図るものであり、キャスタレーション導体５と配線基板７との接合強度については、何ら対策が講じられておらず、従って、キャスタレーション導体５と配線基板７とが分離する虞がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、端面導体とセラミック回路基板との接合強度を向上させ、端面導体による電気的接続の信頼性を高めると共に端面導体がセラミック回路基板の電気特性に与える影響を低減させることができるセラミック回路基板を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係るセラミック回路基板は、その端面に、一方の基板面の端部から垂直に延在し当該端面を形成する面が導体によって被覆されている凹部が１個以上形成されており、当該凹部の１個以上が前記端部から基板厚みの１／２以下の高さまで形成されており、その端面形成面から基板内部に向かって基板面と平行に延在する導体層が高さ方向に２層以上形成されていることを特徴としている。

そして、前記導体層のうちの１層以上が、前記端面形成面の基板面に平行な線状領域の全域から基板内部に向かって基板面と平行に延在している導体層であることを特徴としている。

また、上述した目的を達成するために、本発明に係るセラミック回路基板は、セラミックスからなる誘電体層の４層以上の積層構造を備え、その端面に、一方の基板面の端部から垂直に延在し当該端面を形成する面が導体によって被覆されている凹部が１個以上形成されており、当該凹部の１個以上が、少なくとも、前記基板面を形成する第１の誘電体層と当該第１の誘電体層に隣接する第２の誘電体層とにまたがって前記端部から基板厚みの１／２以下の高さまで形成されており、その端面形成面の前記第２の誘電体層におよぶ基板面に平行な帯状領域の全域から基板内部に向かって基板面と平行に延在する導体層が形成されていることを特徴とする。

そして、前記線状領域または前記帯状領域の全域から基板内部に向かって基板面と平行に延在している導体層の基板面に平行な幅が、０．０５ｍｍ以上であることを特徴としている。

上記のように構成されたセラミック回路基板によれば、導体層がセラミック回路基板内部に食い込むように形成されており、端面導体とセラミック回路基板との接合を補強して両者の接合強度を向上させることができる。これにより、端面導体をセラミック回路基板の一方の基板面の端部から基板厚みの１／２以下の高さまでとすることができ、端面導体がセラミック回路基板の本来の電気特性に与える影響を低減することができる。よって、本発明によれば、端面導体とセラミック回路基板との接合強度を向上させ、端面導体による電気的接続の信頼性を高めると共に端面導体がセラミック回路基板の電気特性に与える影響を低減させることができる。

（第１実施形態）
以下、本発明に係るセラミック回路基板の第１実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態であるセラミック回路基板を実装した樹脂配線基板の斜視図、図２は図１の点線円IIで囲まれた箇所のセラミック回路基板の要部拡大図、図３は図１に示されるセラミック回路基板の縦断面図である。

まず、図１〜図３を参照して、セラミック回路基板１０の構成について説明するが、本発明はこれに限定されない。
セラミック回路基板１０は、複数枚のセラミックグリーンシートを積層して一体化しそれを焼成したものであり、本実施形態においては、セラミックスからなる誘電体層１１ａ〜ｄによる積層構造となっている。

セラミック回路基板１０は、誘電体層１１ａ〜ｄの層間に回路パターン１２を有し、また、各誘電体層１１を厚み方向に貫通して複数の回路パターン１２を互いに電気的に接続するビア導体１３を有している。

回路パターン１２は、セラミックグリーンシートの上面に所定のパターンに塗付された導体ペーストを焼成することにより形成され、また、ビア導体１３は、セラミックグリーンシートのビアホールへ充填された導体ペーストを焼成することにより形成されている。回路パターン１２としては、例えばＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）アンテナ素子を構成する回路パターン、接地用の回路パターン、等が含まれる。尚、セラミック回路基板１０にＵＷＢアンテナ素子を形成する場合、セラミック回路基板１０の厚みは０．４〜１．５ｍｍであることが望ましい。

そして、セラミック回路基板１０には、該セラミック回路基板１０の外周をなす端面に、該セラミック回路基板１０の一方の基板面である下面の端部から垂直に連続して（換言すれば、誘電体層１１ａ〜ｄの積層方向に）延在する複数の凹部１４が形成されている。

これらの凹部１４は、平面視（前記積層方向と垂直な断面）において略半円形状であり、凹部１４の表面は導体１６ａ〜ｃにより被覆されている。凹部１４の表面を被覆する導体（即ち、端面導体）１６ａ〜ｃは、凹部１４の表面に充填または塗布された導体ペーストを焼成して形成されており、平面視において略円弧状の柱状に形成されている。そして、端面導体１６ａ〜ｃ（凹部１４）は、セラミック回路基板１０の下面の端部から基板厚みの１／２以下の高さまで形成されており、本実施形態においては、最下層となる誘電体層１１ａ、及び１１ａに隣接する１１ｂにまたがって形成されている。尚、端面導体１６ａ〜ｃの径は、典型的には０．０４ｍｍ〜１．０ｍｍである。０．０４ｍｍより小さいと正確に加工することが困難となり、また１．０ｍｍより大きいとセラミック回路基板１０全体の小型化を妨げる虞があるためである。

そして、端面導体１６ａ〜ｃには、凹部１４の端面形成面（即ち、セラミック回路基板１０の外周をなす端面の一部を構成する面）１５からセラミック回路基板１０の内部に向かって前記基板面と平行に延在する導体層１７が高さ方向（前記積層方向）に２層形成されている。これらの導体層１７は、凹部１４の端面形成面１５に現れる誘電体層１１ａと１１ｂ及び１１ｂと１１ｃの境界線に沿った、該端面形成面１５における前記基板面に平行な線状領域１８の全域からセラミック回路基板１０の内部に向かって前記基板面に平行に０．０５ｍｍ以上の幅をもって延在しており、誘電体層１１ａと１１ｂ及び１１ｂと１１ｃの層間にそれぞれ埋設されている。

尚、本実施形態のセラミック回路基板１０において、端面導体１６ａは、回路パターン１２に含まれるＵＷＢアンテナ素子を構成する回路パターン（不図示）と電気的に接続されており、また端面導体１６ｂは、回路パターン１２に含まれる接地用の回路パターン（不図示）と電気的に接続されている。

そして、セラミック回路基板１０は、ＵＷＢアンテナ素子を構成する回路パターンと電気的に接続されている端面導体１６ａが樹脂配線基板２０の上面に形成された給電線２１に半田付けされ、接地用の回路パターンと電気的に接続されている端面導体１６ｂが樹脂配線基板２０の上面に設けられたランド２２に半田付けされ、また、端面導体１６ｃが樹脂配線基板２０の上面に設けられたランド（不図示）に半田付けされて、樹脂配線基板２０に実装されている。

尚、給電線２１は、樹脂配線基板２０の端部に設けられたシールドコネクタ２３の芯線２４に電気的に接続されており、ランド２２は、樹脂配線基板２０を貫通して、樹脂配線基板２０の下面に設けられ且つシールドコネクタ２３の芯線２４を絶縁体２５を介して取り囲む外側導体２６に電気的に接続している導電性の板材２７と電気的に接続されている。

次に、図４を参照して、上述したセラミック回路基板１０の製造方法を説明する。
図４（Ａ）〜（Ｅ）は、セラミック回路基板の製造方法を説明するための図である。

本実施形態のセラミック回路基板１０は、例えば、所謂グリーンシート法によって作製され得る。
まず、ガラス粉末とセラミックス粉末等の混合粉末であるガラスセラミックス組成物を、ポリビニルブチラールやアクリル樹脂等の樹脂と、トルエン，キシレン，ブタノール等の溶剤と、さらに必要に応じてフタル酸ジブチル，フタル酸ジオクチル，トリエチレングリコール，ポリエチレングリコール等の可塑剤や分散剤と、を添加し混合してスラリーとする。次いで、ドクターブレード法等によって、前記スラリーをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルム上でシート状に成形する。このシート状に成形したものを乾燥させて溶剤を除去してセラミックグリーンシート１１´ａ〜ｄを形成する。

ここで、ガラスセラミックス組成物中のガラス粉末としては通常、ガラス転移点が５５０〜７５０℃の無鉛ガラスの粉末が用いられる。また、セラミックス粉末としては、アルミナ，ムライト，スピネル，コージェライト，フォルステライト，ルチル，バリウム−チタン複合酸化物等が用いられる。さらに、誘電体層を着色するため、または焼成による誘電体層の着色を防止するため等の目的でその他の無機物粉末が加えられることもある。

そして、ガラス粉末及びセラミックス粉末の平均粒径Ｄ_５０は０．５〜２０μｍであることが好ましい。０．５μｍ未満の場合は、例えばセラミックグリーンシート中に粉末を均一に分散させることが困難になる虞があるためであり、より好ましくは１μｍ以上、さらに好ましくは２μｍ以上とされる。また、２０μｍを超える場合は、精密な加工が困難になる虞があるためであり、より好ましくは１５μｍ以下、さらに好ましくは７μｍ以下とされる。

尚、セラミック回路基板１０にＵＷＢアンテナ素子を形成する場合、ガラスセラミックス組成物としては、焼成後の誘電体層において２０℃、２０ＧＨｚにおける比誘電率εが５〜３０、誘電正接ｔａｎＤが０．００５以下となるもの等が使用される。

次いで、図４（Ａ）に示すように、セラミック回路基板１０においてビア導体１３を形成する位置に対応するセラミックグリーンシート１１´ａ〜ｄの所定の位置に、ビアホール３０をパンチングにより形成し、さらに、セラミック回路基板１０において凹部１４を形成する位置に対応するセラミックグリーンシート１１´ａ〜ｄの所定の位置に、セラミックグリーンシート１１´ａ〜ｄを積層した際にその積層方向に連続して伸びる空孔が形成されるように、貫通孔３１をパンチングにより形成する。本実施形態においては、貫通孔３１は最下層となるセラミックグリーンシート１１´ａ、及び１１´ａに隣接する１１´ｂに形成される。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート１１´ａ〜ｃに形成されたビアホール３０及び、セラミックグリーンシート１１´ａ，ｂに形成された貫通孔３１に導体ペーストを充填または塗布する。

導体ペーストは、例えば、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ、Ａｇ−Ｐｄ−ＰｔあるいはＡｇ−Ａｕ等のＡｇ系の粉末、ＡｕあるいはＡｕ−Ｐｔ等のＡｕ系の粉末、Ｃｕ系の粉末等のうちのいずれかの低融点金属の粉末を導体粉末として用いたもので、その導体粉末の平均粒径は、１〜１０μｍ程度が好適である。

ここで、本実施形態においては、貫通孔３１は平面視略円形状に形成されており、その直径は、０．０４〜１．０ｍｍであることが好ましい。０．０４ｍｍ未満である場合、貫通孔３１の内部に導体ペーストを充填または塗布することが難しくなり、また、詳細は後述するが、個片化する際に貫通孔３１の位置で正確に切断することが困難となる虞があるためであり、より好ましくは０．０５ｍｍ以上、特に好ましくは０．１ｍｍ以上である。また１．０ｍｍを超える場合は、セラミック回路基板１０の小型化を阻害する虞があるためであり、より好ましくは０．５ｍｍ以下である。

次いで、図４（Ｃ）に示すように、上記の導体ペーストを用いたスクリーン印刷等によって、セラミックグリーンシート１１´ａ〜ｃの上面にセラミック回路基板１０の回路パターン１２となる所定のパターン１２´を形成すると共に、セラミックグリーンシート１１´ａ，ｂの上面において貫通孔３１に充填または塗布された導体ペースト１６´に密着し且つ該貫通孔３１の周縁の全周にわたって該周縁から０．０５ｍｍ以上の幅をもって鍔状に広がる導体層１７´を形成する。例えば、本実施形態においては、貫通孔３１は平面視略円形に形成されており、導体層１７´は、貫通孔３１の直径よりも０．１ｍｍ以上大きい外径を有するリング状に形成される。

尚、導体層１７´は貫通孔３１を覆うように形成されてもよく、この場合、導体層は、貫通孔３１に充填または塗布された導体ペースト１６´に密着し且つ、平面視において該導体層の外周が貫通孔３１の周縁と全周にわたって０．０５ｍｍ以上の間隔をおいて該貫通孔３１を取り囲むように形成される。この場合、さらに、貫通孔３１に導体ペーストを充填するようにすれば、ビアホール３０及び貫通孔３１に導体ペーストを充填する工程と所定のパターン１２´及び導体層を印刷する工程とを同時に行うことができる。

次いで、図４（Ｄ）に示すように、上記工程を経たセラミックグリーンシート１１´ａ〜ｄを積層したものを８０〜１２０℃に加熱してプレスし積層体３２とする。これにより、セラミックグリーンシート１１´ａ〜ｃに形成された所定のパターン１２´がビアホール３１に充填または塗布された導体ペースト１３´により接続され、また、セラミックグリーンシート１１´ａ，ｂの貫通孔３１に充填または塗布された導体ペースト１６´が一体に接続される。

そして、積層体３２を焼成して焼成体３３とする。焼成は、通常８００〜９００℃に５〜１２０分間保持して行われる。焼成温度が９００℃を超える場合は、導体として銀等の低抵抗金属を用いることが困難になるためである。より典型的な焼成温度は８５０〜８８０℃である。

次いで、図４（Ｅ）に示すように、焼成体３３を、貫通孔３１を通過するようにダイシングソー等で切断し、個片化する。これにより、外周をなす端面に端面導体１６ａ〜ｃにより被覆された凹部１４を備え且つ、これらの端面導体１６ａ〜ｃが、凹部１４の端面形成面１５に現れる誘電体層１１ａと１１ｂ及び１１ｂと１１ｃの境界線に沿った、端面形成面１５における前記基板面に平行な線状領域１８の全域からセラミック回路基板１０の内部に向かって前記基板面と平行に延在する導体層１７を有するセラミック回路基板１０が形成される。

尚、個片化は、ダイシングソー等による焼成体３３の切断に限られるものではなく、例えば、焼成前の積層体３２において貫通孔３１を通過する位置に剃刀等によりスリットを入れておき、焼成後にスリットに沿ってチョコレートを割るように破断させる、所謂チョコレート法によってもよいし、また、焼成前の積層体３２をダイシングソーまたは剃刀等によって切断し、切断後に焼成するようにしてもよい。

また、上述のように形成されたセラミック回路基板１０を樹脂配線基板２０に実装するに際しては、端面導体１６ａ〜ｃの表面に、半田濡れ性等が良好な金属をメッキ法により被着させておくことが好ましく、例えば、１〜１０μｍの厚さのニッケルメッキ層、０．０５〜３μｍの厚さの金メッキ層を順次被着させておく。

本実施形態のセラミック回路基板１０によれば、端面導体１６ａ〜ｃの導体層１７がセラミック回路基板１０の内部に食い込むように形成されており且つ、導体層１７が高さ方向に２層以上形成されているので、端面導体１６ａ〜ｃとセラミック回路基板１０との接合強度を向上させることができる。これにより、端面導体１６ａ〜ｃをセラミック回路基板１０の下面の端部から基板厚みの１／２以下の高さまでとすることができ、端面導体１６ａ〜ｃがセラミック回路基板１０の本来の電気特性に与える影響を低減することができる。

そして、各導体層１７は、凹部１４の端面形成面１５に現れる誘電体層１１ａと１１ｂまたは１１ｂと１１ｃの境界線に沿った、端面形成面１５における前記基板面に平行な線状領域１８の全域からセラミック回路基板１０の内部に向かって前記基板面に平行に０．０５ｍｍ以上の幅をもって延在しているので、誘電体層１１ａと１１ｂまたは１１ｂと１１ｃにより確実に狭持され、端面導体１６ａ〜ｃとセラミック回路基板１０との接合強度を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、図５〜図７を参照して、本発明に係るセラミック回路基板の第２実施形態を詳細に説明する。
図５は本発明の第２実施形態であるセラミック回路基板を実装した樹脂配線基板の斜視図であり、図６は図５の点線円VIで囲まれた箇所のセラミック回路基板の要部拡大図、図７は図５に示されるセラミック回路基板の縦断面図である。尚、上述した第１実施形態のセラミック回路基板１０及び樹脂配線基板２０と共通する部分については同一符号若しくは相当符号を付すことにより、説明を省略あるいは簡略化する。

セラミック回路基板１００は、複数枚のグリーンシートを積層して一体化しそれを焼成したものであり、本実施形態においては誘電体層１１１ａ〜ｄによる積層構造となっている。

セラミック回路基板１００は、誘電体層１１１の層間に回路パターン１２を有し、また、各誘電体層１１１を基板厚み方向に貫通して複数の回路パターン１２を互いに電気的に接続するビア導体１３を有している。

また、セラミック回路基板１００には、該セラミック回路基板１００の外周をなす端面に、該セラミック回路基板１００の一方の基板面である下面の端部から垂直に連続して延在する複数の凹部１１４が形成されている。

これらの凹部１１４は、最下層となりセラミック回路基板１００の下面を形成する第１の誘電体層１１１ａ、及び１１１ａに隣接する第２の誘電体層１１１ｂにまたがってセラミック回路基板１００の下面の端部から基板厚みの１／２以下の高さまで形成されている。本実施形態においては、凹部１１４は平面視において略半円形状である。そして、凹部１１４の表面は導体（即ち、端面導体）１１６ａ〜ｃにより被覆されている。これらの端面導体１１６ａ〜ｃは、凹部１１４に充填された導体ペーストを焼成することにより形成されており、平面視において略半円形状の柱状に形成されている。

そして、端面導体１１６ａ〜ｃには、凹部１１４の端面形成面１１５からセラミック回路基板１００の内部に向かって前記基板面と平行に延在する導体層１１７が形成されている。この導体層１１７は、凹部１１４の端面形成面１１５において誘電体層１１１ｂにおよぶ帯状領域１１８の全域からセラミック回路基板１００の内部に向かって前記基板面に平行に０．０５ｍｍ以上の幅をもって延在しており、誘電体層１１１ａと１１１ｃの層間に埋設されている。

本実施形態のセラミック回路基板１００は、上述したセラミック回路基板１０と同様に、所謂グリーンシート法により作製され得る。セラミック回路基板１００において凹部１１４を形成する位置に対応するセラミックグリーンシート１１１´ａ〜ｄの所定の位置に、セラミックグリーンシート１１１´ａ〜ｄを積層した際にその積層方向に連続して伸び且つ積層方向に垂直な断面において段階的に面積が変化する空孔が形成されるように、貫通孔をパンチングにより形成する。本実施形態においては、貫通孔は平面視略円形であって、最下層となるセラミックグリーンシート１１１´ａ、及び１１１´ａに隣接する１１１´ｂに形成され、セラミックグリーンシート１１１´ｂに形成される貫通孔は、セラミックグリーンシート１１１´ａに形成される貫通孔よりも０．１ｍｍ以上大径とされる。その他の工程は、上述した第１実施形態のセラミック回路基板１０の製造方法と同様であるので説明を省略する。

本実施形態のセラミック回路基板１００によれば、端面導体１１６ａ〜ｃの導体層１１７がセラミック回路基板１００の内部に食い込むように形成されているので、端面導体１１６ａ〜ｃとセラミック回路基板１００との接合強度を向上させることができる。これにより、端面導体１１６ａ〜ｃをセラミック回路基板１００の下面の端部から基板厚みの１／２以下の高さまでとすることができ、端面導体１１６ａ〜ｃがセラミック回路基板１００の本来の電気特性に与える影響を低減することができる。

そして、導体層１１７は、凹部１１４の端面形成面１１５において誘電体層１１１ｂにおよぶ帯状領域１１８の全域から基板内部に向かって前記基板面に平行に０．０５ｍｍ以上の幅をもって延在しており、高さ方向に隣接する一組の誘電体層１１１ａと１１１ｃにより狭持されるので、端面導体１１６ａ〜ｃ自体にアンカー効果を持たせることができ、これにより端面導体１１６ａ〜ｃとセラミック回路基板１００との接合強度を向上させることができる。

尚、本発明のセラミック回路基板は、上述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。

例えば、上述した第１及び第２実施形態では、凹部１４，１１４がいずれも平面視略半円形状の場合を例にとって説明したが、本発明は半円形状以外の平面形状の凹部の場合にも適用することができるのは勿論である。

また、上述した第１及び第２実施形態では、誘電体層１１ａ〜ｄ、１１１ａ〜ｄの４層構造の場合を例にとって説明したが、本発明はさらに多層の場合にも適用することができる。この場合、第１実施形態のセラミック回路基板１０においては、導体層１７は、さらに複数組みの隣接する誘電体層の層間に形成され得る。また第２実施形態のセラミック回路基板１００においても導体層１１７が複数形成され得る。尚、導体層１１７を誘電体層について１層置きに配置することにより端面導体のアンカー効果を効果的に高めることができ、これにより端面導体とセラミック回路基板との接合強度を効果的に向上させることができる。

次に、上述した製造方法により作製したセラミック回路基板、および該セラミック回路基板と端面導体との接合強度を評価するための引張り試験について説明する。

まず、酸化物基準のモル％で、ＳｉＯ_２が４４．０％、Ａｌ_２Ｏ_３が７．８％、ＣａＯが１６．０％、ＭｇＯが２９．８％、ＺｎＯが２．４％となるように調合し、混合した原料を白金坩堝に入れて約１５５０℃で６０分間溶融し、溶融ガラスを流し出し冷却してガラスフレークを得た。そして、得られたガラスフレークを、エタノールを溶媒として、アルミナ製ポールミルで３６時間粉砕してガラス粉末を得た。このガラス粉末のＤ_５０をレーザ回折式粒度分布測定装置で測定したところ、２．８μｍであった。また示差熱分析装置を用いて測定したガラス転移点は７３０℃であった。

次に、質量百分率表示で前記ガラス粉末６２％、アルミナ粉末（住友化学工業社製スミコランダムＡＡ５）３３％、酸化セリウム粉末５％となるように粉末を混合した。この混合粉末１００ｇに有機溶剤（トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノールを質量比４：２：２：１で混合したもの）３０ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）５ｇ、ブチラール樹脂（デンカ社製ポリビニルブチラールＰＶＢ＃３０００Ｋ）１０ｇ、及び、分散剤（ビックケミー社製ＢＹＫ１８０）０．３ｇを混合してスラリーとした。このスラリーを、ＰＥＴフィルム上にドクターブレード法でシート状に塗布し、乾燥して、厚みが約０．２ｍｍのセラミックグリーンシートを得た。

８枚のセラミックグリーンシートを重ね、８０℃に５分間加熱してプレスし積層体とした。そして、５５０℃に５時間保持することで有機物を除去した後、８７５℃に９０分間保持して焼成した。焼成後のセラミック回路基板をダイシングマシンで、貫通孔の中心付近を通るように切断し、セラミック回路基板に試験片としての端面導体を作製した。

尚、実施例１，２については、上述のセラミック回路基板１０の製造方法により端面導体を形成しており、端面導体および導体層の径を表１に示す。また、実施例１において導体層を省いたものを比較例１として用意した。
そして、実施例３については、上述のセラミック回路基板１００の製造方法により端面導体を形成しており、端面導体および導体層の径を表２に示す。

引張り試験は、端面導体に半田を使用してワイヤを付け、引張り試験機（西進商事社製ＢＯＮＤＴＥＳＴＥＲＭＯＤＥＬＳＳ−１５ＫＰ）を用いてワイヤを１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張り、端面導体とセラミック回路基板との接合強度を測定した。実施例１〜３、及び比較例１の測定結果を表１若しくは表２に示す。

実施例１〜３、及び比較例１の測定結果（ボンドテスター結果）から、導体層を形成することにより、端面導体とセラミック回路基板との接合強度が向上していることがわかる。
そして、実施例１と実施例２との測定結果より、導体層の誘電体への食い込み量が増える（即ち、端面形成面の基板面に平行な線状領域または帯状領域の全域から基板内部に向かって基板面と平行に延在している導体層の基板面に平行な幅が広がる）に従って、端面導体とセラミック回路基板との接合強度が向上する傾向にあることがわかる。
また、実施例１，２と実施例３との測定結果より、導体層の数が増えるに従って、端面導体とセラミック回路基板との接合強度が向上する傾向にあることがわかる。

本発明の第１実施形態であるセラミック回路基板を実装した樹脂配線基板の斜視図である。図１の点線円IIで囲まれた箇所のセラミック回路基板の要部拡大図である。図１に示されるセラミック回路基板の縦断面図である。（Ａ）〜（Ｅ）は、セラミック回路基板の製造方法を説明するための図である。本発明の第２実施形態であるセラミック回路基板を実装した樹脂配線基板の斜視図である。図５の点線円VIで囲まれた箇所のセラミック回路基板の要部拡大図である。図５に示されるセラミック回路基板の縦断面図である。（Ａ）は従来のセラミック回路基板の要部拡大図、（Ｂ）は同図（Ａ）に示すセラミック回路基板の要部縦断面図である。

符号の説明

１０セラミック回路基板
１１ａ〜ｄ誘電体層
１４凹部
１５端面形成面
１６ａ〜ｃ端面導体
１７導体層
１８線状領域
２０樹脂配線基板
１００セラミック回路基板
１１１ａ〜ｄ誘電体層
１１４凹部
１１５端面形成面
１１６ａ〜ｃ端面導体
１１７導体層
１１８帯状領域

Claims

セラミック回路基板であって、
その端面に、一方の基板面の端部から垂直に延在し当該端面を形成する面が導体によって被覆されている凹部が１個以上形成されており、
当該凹部の１個以上が前記端部から基板厚みの１／２以下の高さまで形成されており、その端面形成面から基板内部に向かって基板面と平行に延在する導体層が高さ方向に２層以上形成されていることを特徴とするセラミック回路基板。
前記導体層のうちの１層以上が、前記端面形成面の基板面に平行な線状領域の全域から基板内部に向かって基板面と平行に延在している導体層であることを特徴とする請求項１に記載のセラミック回路基板。
セラミック回路基板であって、
セラミックスからなる誘電体層の４層以上の積層構造を備え、
その端面に、一方の基板面の端部から垂直に延在し当該端面を形成する面が導体によって被覆されている凹部が１個以上形成されており、
当該凹部の１個以上が、少なくとも、前記基板面を形成する第１の誘電体層と当該第１の誘電体層に隣接する第２の誘電体層とにまたがって前記端部から基板厚みの１／２以下の高さまで形成されており、その端面形成面の前記第２の誘電体層におよぶ基板面に平行な帯状領域の全域から基板内部に向かって基板面と平行に延在する導体層が形成されていることを特徴とするセラミック回路基板。
前記線状領域または前記帯状領域の全域から基板内部に向かって基板面と平行に延在している導体層の基板面に平行な幅が、０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のセラミック回路基板。