JP2011142282A

JP2011142282A - 多層セラミック基板

Info

Publication number: JP2011142282A
Application number: JP2010003482A
Authority: JP
Inventors: Kazue Akita; 和重秋田; Yoshitoshi Nomura; 俊寿野村; Satoshi Hirano; 聡平野; Muneyuki Iwata; 宗之岩田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2030-01-11
Also published as: JP5513901B2

Abstract

【課題】大きな引張応力などを生じさせ得る金具を基板本体に取り付けても、外力にて破壊しにくく耐久性に優れた多層セラミック基板を提供する。
【解決手段】複数のセラミック層ｓ１〜ｓ８、および該セラミック層ｓ１〜ｓ８間に形成された導体層ｐ１〜ｐ７を含む基板本体２と、該本体２の裏面４に形成したメタライズ層７の上に接合材９を介して固定された金具１０と、を備えた多層セラミック基板１ａであって、該金具１０は、接合材９と接触するベース部１２の底面積Ａ１が１５ｍｍ²以上であり、且つ該ベース部１２から基板本体２の外側に立設する機能部１３の断面積Ａ２がベース部１２の底面積Ａ１以下で且つ５ｍｍ²以上であり、基板本体２において、金具１０が固定されたメタライズ層７を基板本体２の厚み方向に沿って投影した領域(ｍａ×ｓｄ)内には、導体層ｐ１〜ｐ７が形成されていないセラミック部ＳＡが配設されている、多層セラミック基板１ａ。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のセラミック層を積層した基板本体の表面、裏面、および側面の少なくとも一つに形成したメタライズ層の上に接合材を介して固定された金具を備えた多層セラミック基板に関する。

低い熱膨張率のセラミックからなるセラミック基板本体に入出力端子などの金属部材を強固に接合するため、上記セラミック基板本体の表面に形成した金属化層の上に厚さが２５μｍ以上の軟質金属（例えば、Ｃｕメッキ）からなる応力緩和層を形成し、該応力緩和層の上にロウ材を介して金属部材を接合したセラミック基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
上記セラミック基板では、上記応力緩和層により、ロウ材および金属化層を介して、入出力端子などの金属部材とセラミック基板本体との間で発生する熱応力を緩和できるので、セラミック基板本体の内部に生じる引張応力を緩和し、該基板本体の破壊を防止することが可能である。

一方、前記ピン状の入出力端子のように、軸部が比較的細径で且つネイル部も比較的小径の金属部材とは異なり、ロウ付けするためのロウ材との接触面積が比較的広い太径の部分を含み、且つ上記端子に比べて格段に大きな引張応力などを生じさせ得る金具、例えば、スタッドボルトを多層セラミック基板の裏面などにロウ付けする場合がある。
例えば、表面に複数のプローブ（弾性接触構造体）を立設させた配線基板（空間変換器）の裏面における中央部にスタッドボルトをロウ付けしている、半導体接触器の平坦化方法および装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、前記ボルトのような金具を、セラミックからなる基板本体の裏面に形成したメタライズ層の上にロウ材を介して接合した場合、該金具に外部から引張りや捻りなどの力が加えられると、該外力は基板本体の内部に応力として作用するため、前記のような応力緩和層を設ける方法では、基板本体の破損を防げなかった。
例えば、前記ボルトのような金具がロウ付けされるメタライズ層付近に位置する基板本体の内部に、平面状の導体層が接近して配置されていると、該導体層のメタライズ材料と基板本体のセラミック材料との焼成時における収縮差に起因して、上記導体層の付近に内部応力や微少な空隙が残留している。そのため、上記金具に外力が作用した際に、該金具、ロウ材、およびメタライズ層と共に、該メタライズ層付近の基板本体の脆弱なセラミック層が破壊されるおそれがあった。

特開平７−９４６３３号公報（第１〜１１頁、図１〜８）特開２００６−３４３３５０号公報（第１〜１５頁、図１〜７）

本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、接合するための接合材との接触面積が比較的広い太径のベース部を含み、且つ比較的大きな引張応力などを生じさせ得る金具を基板本体に取り付けても、外力により破壊しにくく耐久性に優れた多層セラミック基板を提供する、ことを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、金具が取り付けられる位置に接近する基板本体の内部には、導体層を形成しない、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の多層セラミック基板（請求項１）は、セラミックからなる複数のセラミック層、および該セラミック層間に形成された導体層を含む基板本体と、該基板本体の表面、裏面、および側面の少なくとも一つに形成したメタライズ層の上に接合材を介して固定された金具と、を備えた多層セラミック基板であって、上記金具は、上記接合材と接触するベース部の底面の面積が１５ｍｍ²以上であり、且つ該ベース部から基板本体の外側に立設する機能部における上記底面と平行な位置での断面積が上記ベース部の底面積以下で且つ５ｍｍ²以上であると共に、上記基板本体において、金具が固定されたメタライズ層を該基板本体の厚み方向あるいは平面方向に沿って投影した領域内には、上記導体層が形成されていないセラミック部が配設されている、ことを特徴とする。

これによれば、ベース部の底面積が１５ｍｍ²以上で、且つその機能部の断面積が上記ベース部の底面の面積以下で且つ５ｍｍ²以上である金具が、固定されたメタライズ層を基板本体の厚み方向あるいは平面方向に沿って投影した領域内には、導体層が形成されていない強固なセラミック部が配設されている。そのため、上記金具に対し、外部から引張り力や捻り力などが加えられ、これに起因する応力が基板本体の内部に及んでも、上記メタライズ層に隣接する最外層のセラミック層やこれに隣接するセラミック層に、該メタライズ層の周辺付近から基板本体の内部に食い込むクラックや、上記最外層のセラミック層やこれに隣接するセラミック層の部分剥離などの破壊が生じる事態を確実に防止できる。
従って、耐久性に優れた多層セラミック基板とすることが可能となる。

尚、前記金具には、円盤形状のフランジ（ベース部）と該フランジの中心部から基板本体の外側方向に向かって立設した雄ネジ部（機能部）とを含むスタッドボルト、ベース部と機能部とが同じ円形断面の円柱体などを呈する軸体、ベース部と機能部とが同じ断面形状の放熱板、あるいは同様な形態を有する封止用の金属リングなどが含まれる。但し、外部接続用の入出力端子ピンは、上記金具には含まれない。
また、上記機能部の断面積は、該機能部においてベース部の底面と平行な位置で且つ該機能部のうち最小の断面積を指している。
更に、前記セラミックは、アルミナなどの高温焼成セラミック、あるいは低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミックを含む。
また、前記導体層は、平面視が当該多層セラミック基板の表面とほぼ相似形の矩形パターンの接地層、電源層、あるいは任意パターンの配線層のほか、これらとは導通せず電気的に独立した所謂ダミーの導体層も含む。
更に、前記基板本体の平面方向は、その厚み方向と直交する方向を指す。
加えて、前記接合材は、ハンダやロウ材のほか、これら以外の低融点金属も含む。

また、本発明には、前記セラミック部は、前記金具が接合されたメタライズ層が位置する前記基板本体の表面、裏面、および側面の少なくとも一つから厚み方向または平面方向に沿って２．０ｍｍ以上の厚みまたは幅を有している、多層セラミック基板（請求項２）も含まれる。

これによれば、金具が接合されたメタライズ層を基板本体の厚み方向あるいは平面方向に沿って２ｍｍ以上の厚みまたは幅（距離）で投影した領域には、導体層が形成されていない強固なセラミック部が配設されている。従って、上記金具に対し、外部から引張りや捻りなどが加えられ、その応力が基板本体の内部に及んでも、上記メタライズ層に隣接する最外層のセラミック層やこれに隣接するセラミック層に、該メタライズ層の周辺付近から内部に食い込むクラックやセラミック層の部分剥離などの破壊が生じる事態を一層確実に防止することができる。しかも、上記セラミック部の厚み方向あるいは平面方向に隣接する基板本体内には、所要の導体層を配設し得るため、配線密度を維持することも可能となる。

本発明による一形態の多層セラミック基板を示す垂直断面図。図１中の一点鎖線部分Ｘの拡大図。異なる形態の多層セラミック基板を示す垂直断面図。上記多層セラミック基板の応用形態を示す垂直断面図。更に異なる形態の多層セラミック基板を示す垂直断面図。上記多層セラミック基板の応用形態を示す垂直断面図。図１の多層セラミック基板の応用形態を示す垂直断面図。

以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による一形態の多層セラミック基板１ａを示す垂直断面図、図２は、図１中の一点鎖線部分Ｘの拡大図である。
多層セラミック基板１ａは、図１に示すように、例えば、アルミナなどのセラミックからなる複数のセラミック層ｓ１〜ｓ８、および該セラミック層ｓ１〜ｓ８間に形成された平面状などの導体層ｐ１〜ｐ７を含む基板本体２と、該基板本体２の裏面４の中央付近に形成したメタライズ層７の上にロウ材（接合材）９を介して固定されたボルト（金具）１０と、を備えている。尚、基板本体２は、四辺に四角形の側面８を有している。
基板本体２の表面３側に位置する導体層ｐ１〜ｐ４は、平面視で該表面３とほぼ相似形の矩形（正方形または長方形）を呈し、裏面４側に位置する導体層ｐ５〜ｐ７は、平面視の外形が上記同様の矩形で且つ中央付近に平面視がほぼ矩形またはほぼ円形の抜き部を有している。かかる導体層ｐ１〜ｐ７は、例えば、表面３側から裏面４側に向かって順に、電源層、接地層、配線層、接地層、配線層、接地層、および電源層であり、セラミック層ｓ２〜ｓ７を個別に貫通するビア導体ｖ２〜ｖ７を介して相互に導通可能とされている。

図１に示すように、基板本体２の表面３における中央付近には、複数のパッド５が形成され、これらと最上層の導体層ｐ１とは、セラミック層ｓ１を貫通するビア導体ｖ１を介して導通可能とされている。また、基板本体２の裏面４には、複数の外部接続端子６が形成され、これらと最下層の導体層ｐ７とは、セラミック層ｓ８を貫通するビア導体ｖ８を介して導通可能とされている。
表面３側の上記パッド５は、該表面３上に搭載するＩＣチップなどの電子部品（図示せず）との導通に用いられ、裏面４側の外部接続端子６は、当該多層セラミック基板１ａが実装されるプリント基板などのマザーボード（図示せず）との導通に用いられる。
尚、前記導体層ｐ１〜ｐ７、ビア導体ｖ１〜ｖ８、パッド５、外部接続端子６、およびメタライズ層７は、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｕなどの何れか、あるいはこれらの何れかをベースとする合金からなる。

前記ボルト１０は、例えば、コバールからなり、図１，図２に示すように、円盤状のフランジ（ベース部）１２、該フランジ１２から基板本体２の外側方向に向かって立設し且つ円柱状の雄ネジ部（機能部）１４、およびこれらの間を接続する円柱形のネック部（機能部）１３からなる所謂スタッドボルトである。該ボルト１０は、扁平なロウ材９を介して、メタライズ層７の上に接合されている。
上記ボルト１０において、ロウ材９に接触するフランジ１２の底面の面積Ａ１は、１５ｍｍ²以上であり、該底面と平行な位置で且つ機能部において最小径であるネック部１３の断面積Ａ２は、５ｍｍ²以上で且つ上記底面積Ａ１以下である。また、上記ロウ材９は、例えば、Ａｕ−Ｓｎ系ハンダやＡｇ系ロウ材などからなり、外部に露出する位置には、中心側に凹んだフィレット９ａが円環状に形成されている。
基板本体２において、ボルト１０が固定されたメタライズ層７（ｍａ）を、該基板本体２の厚み方向に沿って２ｍｍ以上の深さ（厚み：ｓｄ）で投影した領域（ｍａ×ｓｄ）内には、前記導体層ｐ１〜ｐ７やビア導体ｖ１〜ｖ８の何れも形成されず、下層側のセラミック層ｓ５〜ｓ８を積層したセラミック部ＳＡが配設されている。

以上のような多層セラミック基板１ａは、基板本体２内に、その裏面４側における導体層ｐ５〜ｐ７が形成された周辺部に比べて、該導体層ｐ５〜ｐ７の付近のような内部応力や微少な空隙が残留していないセラミック部ＳＡを備えている。そのため、前記ボルト１０に対して、外部から引張りや捻りなどの応力が加えられ、該応力が基板本体２の内部に及んでも、前記メタライズ層７に隣接する最外層のセラミック層ｓ８やこれに隣接するセラミック層ｓ７，ｓ６などに、該メタライズ層７の周辺付近から内部に食い込むクラックやセラミック層ｓ８などの部分剥離などの破壊が生じる事態を確実に防止できる。
従って、耐久性に優れた多層セラミック基板１ａを提供することが可能となる。

前記のような多層セラミック基板１ａは、以下のようにして製造した。
アルミナ粉末を含む８枚のグリーンシートを用意し、これらの所定位置に設けた貫通孔に導電性ペーストからなる未焼成のビア導体ｖ１〜ｖ８を充填した。次いで、追って最上層のセラミック層ｓ１となるグリーンシートの表面の中央部に、平面視が円形である未焼成のパッド５を、上記ビア導体ｖ１と接続するように形成した。また、追ってセラミック層ｓ２〜ｓ５となるグリーンシートごとの表面に所定パターンで未焼成の導体層ｐ１〜ｐ４を形成し、追ってセラミック層ｓ６〜ｓ８となるグリーンシートごとの表面の周辺部に未焼成の導体層ｐ５〜ｐ７を形成した。次に、最下層のセラミック層ｓ８となるグリーンシートの裏面には、その中央部に未焼成のメタライズ層７を、その周辺部に未焼成の外部接続端子６をそれぞれ形成した。更に、上記８枚のグリーンシートを積層・圧着した後、所定の温度で焼成したことで、前記基板本体２を得た。そして、焼成後のメタライズ層７の上にシート状のロウ材９を介してボルト１０のフランジ１２を載置した後、上記ロウ材９を溶融することで、多層セラミック基板１ａを製造できた。
尚、多層セラミック基板１ａは、多数個取りの形態にて製造することもできる。

図３は、異なる形態の多層セラミック基板１ｂを示す垂直断面図である。
多層セラミック基板１ｂは、図３に示すように、前記同様の基板本体２、導体層ｐ１〜ｐ７、パッド５、および外部接続端子６を備えている。該多層セラミック基板１ｂでは、その基板本体２の裏面４の中央側に、二つのメタライズ層７が隣接して形成され、それらの上にロウ材９を介してボルト１０が固定されている。
上記基板本体２において、各ボルト１０が接合された二つのメタライズ層７を、該基板本体２の厚み方向に沿って２ｍｍ以上の深さで投影した領域（ｍａ×ｓｄ）内ごとに、前記導体層ｐ１〜ｐ７およびビア導体ｖ１〜ｖ８の何れもが形成されず、且つ下層側のセラミック層ｓ５〜ｓ８を積層した二つのセラミック部ＳＡが隣接して配設されている。そのため、下層側の導体層ｐ５〜ｐ７の中央部には、前記多層セラミック基板１ａよりも大きめの抜き部が形成されている。

図４は、前記多層セラミック基板１ｂの応用形態である多層セラミック基板１ｃを示す垂直断面図である。
図４に示すように、多層セラミック基板１ｃも、前記同様の基板本体２、導体層ｐ１〜ｐ７、パッド５、および外部接続端子６を備えている。かかる多層セラミック基板１ｃでは、その基板本体２の裏面４の中央側に、平面視がほぼ長円形である単一のメタライズ層７が形成され、その長径方向の両端部付近にロウ材９を介して２本のボルト１０が固定されている。
上記基板本体２において、２本のボルト１０が接合された単一のメタライズ層７を、該基板本体２の厚み方向に沿って２ｍｍ以上の深さで投影した領域（ｍａ×ｓｄ）内には、前記導体層ｐ１〜ｐ７およびビア導体ｖ１〜ｖ８の何れもが形成されず、且つ下層側のセラミック層ｓ５〜ｓ８を積層した一つのセラミック部ＳＡが隣接して配設されている。そのため、下層側の導体層ｐ５〜ｐ７の中央部には、前記多層セラミック基板１ａよりもやや大きめの抜き部が形成されている。

以上のような多層セラミック基板１ｂ，１ｃも、基板本体２内に、その下層側における導体層ｐ５〜ｐ７が形成された周辺部に比べて、かかる導体層ｐ５〜ｐ７の付近の内部応力や微少な空隙が残留していない二つまたは一つのセラミック部ＳＡを備えている。その結果、前記ボルト１０の一方または双方に対し、外部から引張りや捻りなどの応力が加えられ、該応力が基板本体２の内部に及んでも、前記メタライズ層７に隣接する最外層のセラミック層ｓ８やこれに隣接するセラミック層ｓ７，ｓ６などに、該メタライズ層７の周辺付近から内部に食い込むクラックやセラミック層ｓ８などの部分剥離などの破壊が生じる事態を確実に防止できる。従って、ボルト１０が外力を受けても破壊しにくく、耐久性に優れた多層セラミック基板１ｂ，１ｃとなっている。

図５は、更に異なる形態の多層セラミック基板１ｄを示す垂直断面図である。
多層セラミック基板１ｄは、図５に示すように、前記同様の基板本体２、導体層ｐ１〜ｐ７、パッド５、および外部接続端子６を備えている。該多層セラミック基板１ｄは、基板本体２の裏面３側に、前記多層セラミック基板１ａと同様なメタライズ層７、その上にロウ材９を介して接合したボルト１０、および前記同様な領域（ｍａ１×ｓｄ１）内に位置するセラミック部ＳＡ１を有している。
更に、上記基板本体２の表面３の中央部に形成した比較的小さなメタライズ層１５の上には、ロウ材１６を介して全体が円柱形の軸体（金具）１８が接合されている。上記基板本体２上の表面３側に形成されたメタライズ層１５（ｍａ２）を、該基板本体２の厚み方向に沿って２ｍｍ以上の深さ（ｓｄ２）で投影した領域（ｍａ２×ｓｄ２）内には、前記導体層ｐ１〜ｐ７やビア導体ｖ１〜ｖ８の何れもが形成されず、且つ上層側のセラミック層ｓ１〜ｓ３を積層したセラミック部ＳＡ２が配設されている。そのため、上層側の導体層ｐ１，ｐ２の中央部には、導体層ｐ５〜ｐ７よりも狭い抜き部が形成されている。
尚、軸体１８は、ロウ材１６と接触する底面の底面積Ａ１が１５ｍｍ²以上であり、且つ径方向に沿った全ての断面積Ａ２も上記底面積Ａ１と同じである。また、セラミック部ＳＡ１，ＳＡ２間には、中層の導体層ｐ３，ｐ４がセラミック層ｓ４の表・裏面のほぼ全面に形成されている。更に、基板本体２の表面３におけるメタライズ層１５の周囲に複数の前記パッド５が形成されている。

図６は、前記多層セラミック基板１ｄの応用形態である多層セラミック基板１ｅを示す垂直断面図である。
図６に示すように、多層セラミック基板１ｅも、前記同様の基板本体２、導体層ｐ１〜ｐ８、パッド５、および外部接続端子６を備えている。かかる多層セラミック基板１ｅでは、その基板本体２の表面３と裏面４との中央部ごとに、同じサイズのメタライズ層７，１７が対称に形成され、それらの上にロウ材９，１９を介してボルト（金具）１０ａ，１０ｂが個別で且つ対称に固定されている。
上記基板本体２において、上下２本のボルト１０ａ，１０ｂが接合された上下のメタライズ層７，１７を、それぞれ該基板本体２の厚み方向に沿って２ｍｍ以上の深さで投影した厚み方向に連なった二つの領域（ｍａ×ｓｄ）内ごとには、前記導体層ｐ１〜ｐ７およびビア導体ｖ１〜ｖ８の何れもが形成されず、且つセラミック層ｓ１〜ｓ８を積層した単一のセラミック部ＳＡが基板本体２を貫通して配設されている。

以上のような多層セラミック基板１ｄ，１ｅも、基板本体２内に、その導体層ｐ１〜ｐ７の一部あるいは全部が形成された周辺部に比べて、かかる導体層ｐ１〜ｐ７の付近の内部応力や微少な空隙が残留していない二つのセラミック部ＳＡ１，ＳＡ２または単一セラミック部ＳＡを備えている。その結果、前記ボルト１０の一方または双方に対し、あるいは、軸片１８に対し、外部から引張りや捻りなどの応力が加えられ、該応力が基板本体２の内部に及んでも、前記メタライズ層７，１５，１７に隣接する最外層のセラミック層ｓ１，ｓ８やこれに隣接するセラミック層ｓ２，ｓ７などに、該メタライズ層７，１５，１７の周辺付近から内部に食い込むクラックやセラミック層ｓ１，ｓ８他の部分剥離などの破壊が生じる事態を確実に防止することが可能となる。従って、前記と同様に、耐久性に優れた多層セラミック基板１ｄ，１ｅとなっている。

ここで、本発明の前記多層セラミック基板(１ａ)の実施例について説明する。
予め、アルミナ粉、樹脂バインダ、および溶剤などを含む同じ組成のセラミックスラリを作製し、これにドクターブレード法を施して、互いにシート状を呈し且つ厚みが異なる複数のグリーンシートを用意した。該複数のグリーンシートのうち、一部のグリーンシートの表面に対し、Ｗ粉末を含む導電性ペーストを平面視が同じ矩形を呈し且つ同じ厚みで未焼成の導体層をスクリーン印刷により形成した。また、追って、一方の表面側のセラミック層となる一部（複数）のグリーンシートの表面の同じ位置に対し、上記と同じ導電性ペーストをスクリーン印刷して、平面視が円形で且つ同じ厚みである未焼成のメタライズ層を形成した。
次に、上記メタライズ層が形成された単一のグリーンシートと、前記導体層が形成され且つ総数を変化させた複数のグリーンシートと、該導体層が形成されておらず且つ総数を変化させた複数のグリーンシートとを、同じ層数ごとに同じ条件で積層・圧着した。更に、得られた同じ厚みを有する複数のグリーンシート積層体を同じ条件で焼成して、複数の多層セラミック基板を得た。

複数の前記多層セラミック基板は、何れも焼成後の基板本体を構成する個々のセラミック層ごとの厚みが１００〜６４０μｍの範囲内にあり、且つ積層位置ごとに同じ厚みで共通とし、一方の表面に焼成された同じメタライズ層が形成され、且つ該表面側から４層目以降のセラミック層間ごとに、焼成された同じ導体層が形成されていた。
前記複数の多層セラミック基板の基板本体における一方の表面に形成されたメタライズ層の上に、同じＡｕ−Ｓｎ系合金からなり、且つ予め同じ厚みのシート状にプリフォームされた同じロウ材を載置し、それらの上ごとに、同じコバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ系合金）からなり、フランジの底面積Ａ１が１５ｍｍ²で且つ雄ネジ部を有するネック部の断面積Ａ２が５ｍｍ²で共通するボルト（金具）を載せた。更に、該ボルトを含む複数の多層セラミック基板を、同じ加熱炉に挿入し、且つ同じ条件で加熱しすることで、上記ロウ材を溶融・凝固させて、各ボルトをメタライズ層ごとの上に個別にロウ付けにより接合した。

得られた複数のボルト付きの多層セラミック基板について、それらの基板本体を定盤上で順次拘束すると共に、個々のボルトを同じホルダでチャックした状態で、該ボルトの軸方向に沿って同じ２２００Ｎの力で引っ張る引張り試験を行った後、個々のメタライズ層の周辺付近における表面側のセラミック層付近における破壊の有無を目視で観察した。その結果を表１に示す。
表１に示すように、前記ボルトが取り付けられたメタライズ層を基板本体の厚み方向に沿って投影した領域において、最外層の導体層が形成されていた位置（深さ）が表面側から１．７５ｍｍ以下である多層セラミック基板を比較例１〜４とし、最外層の導体層が形成された位置（深さ）が表面側から２．００ｍｍ以上である多層セラミック基板を実施例１〜５とした。各例ごとの１０個ずつに対して、前記引っ張り試験を行った。

表１に示すように、実施例１〜５の多層セラミック基板（１ａ）では、各例ごとの１０個ずつ全てについて、前記メタライズ層の周辺付近のセラミック層にクラックも剥離も生じていなかった。
一方、比較例１〜４の多層セラミック基板では、各例ごとの少なくとも１個以上において、前記メタライズ層の周辺付近のセラミック層に、クラックおよび剥離の一方または双方が確認された。
以上の結果は、実施例１〜５の多層セラミック基板（１ａ）では、ボルトが固定されたメタライズ層を基板本体の厚み方向に沿って２．００ｍｍ以上の厚みで投影した領域には、導体層が形成されていない強固なセラミック部（ＳＡ）が配設されていたので、上記ボルトを引張った際の応力が内部に加えられても、上記メタライズ層に隣接する最外層のセラミック層やこれに隣接するセラミック層に、該メタライズ層の周辺付近から内部に食い込むクラックや上記セラミック層の部分剥離などの破壊を生じなかった、ものと推定される。
以上のような実施例の結果によって、本発明の効果が裏付けられた。

図７は、前記多層セラミック基板１ａの応用形態である多層セラミック基板１ｆを示す垂直断面図である。
この多層セラミック基板１ｆは、図７に示すように、前記同様の基板本体２、その表面３側のセラミック層ｓ１〜ｓ４間に形成された導体層ｐ１〜ｐ３、ビア導体ｖ１〜ｖ３、およびパッド５と、基板本体２の裏面４側の外部接続端子６、メタライズ層７、ロウ材９、およびボルト１０とを備えている。
該多層セラミック基板１ｆが前記多層セラミック基板１ａと相違するのは、基板本体２の厚み方向の中間位置であるセラミック層ｓ４，ｓ５間には、前記導体層ｐ４が形成されていない共に、基板本体２の裏面４側のセラミック層ｓ５〜ｓ８間には、電気的に独立した所謂ダミーパターンの導体層ｐ５〜ｐ７が形成されていることである。

上記ダミーパターンの導体層ｐ５〜ｐ７は、基板本体２の表面３側にのみ導体層ｐ１〜ｐ３を配置した場合に、焼成工程で基板本体２が上向きに凹む形態の反りの発生を防ぐために配置したものである。そのため、導体層ｐ５〜ｐ７には、平面視がほぼ円形の貫通孔ｈが所定位置ごとに形成され、該貫通孔ｈ内に隙間を置いて挿入したビアカバーｖｃ、およびセラミック層ｓ４，ｓ５間に配置したビアカバーｖｃを介して、ビア導体ｖ４〜ｖ８を導通可能としている。
以上のような多層セラミック基板１ｆによっても、前記多層セラミック基板１ａと同様の効果を奏することができる。また、前記多層セラミック基板１ｂ〜１ｅについても、上記多層セラミック基板１ｆと同様に、基板本体２内の裏面４側に所謂ダミーパターンの導体層ｐ５〜ｐ７を配設した形態としても良い。

本発明は、以上において説明した各実施の形態や実施例には、限定されない。
例えば、前記セラミック層のセラミックは、アルミナ以外のムライトや窒化アルミニウムなどの高温焼成セラミック、あるいは低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミックとしても良い。
また、本発明の多層セラミック基板は、該多層セラミック基板を平面方向の縦横に複数個併設し、それらの周囲に複数のセラミック層のみからなる捨て代（耳部）を有する多数個取りの形態としても良い。
更に、金具は、４２アロイ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ）、１９４合金（Ｃｕ−２．３％Ｆｅ−０．０３％Ｐ）、あるいはステンレス鋼からなるものとしても良い。
また、金具のうち、前記軸体は、断面が円形である円柱体の形態に限らず、断面が多角形の多角柱体の形態、あるいは、軸方向に沿った断面の一部に非円形断面を含む形態であっても良い。

更に、前記軸体についても、複数個を前記基板本体の表面、裏面、あるいは、側面の少なくとも何れかに、併設した形態としても良い。
加えて、前記金具は、例えば、表面に開口するキャビティを有する基板本体の側面に形成したメタライズ層の上に、ロウ材を介して取り付けた形態しても良い。かかる形態の場合、前記セラミック部は、上記メタライズ層を基板本体の側面から平面（幅）方向に沿って投影した領域内で且つ２ｍｍ以上の幅を置いた位置に配設されている。

本発明は、複数のセラミック層を積層してなる基板本体の表面、裏面、および側面の少なくとも一つに形成したメタライズ層上にロウ材を介して固定された金具を備え、外力に対して耐久性に優れた多層セラミック基板を提供することに寄与することが可能である。

１ａ〜１ｆ………多層セラミック基板
２…………………基板本体
３…………………表面
４…………………裏面
７，１５，１７…メタライズ層
８…………………側面
９，１６，１９…ロウ材（接合材）
１０………………ボルト（金具）
１２………………フランジ（ベース部）
１３………………ネック部（機能部）
１４………………雄ネジ部（機能部）
１８………………軸体（金具）
Ａ１………………金具のベース部の底面積
Ａ２………………金具の機能部の断面積
ＳＡ………………セラミック部
ｓｄ………………深さ（厚み）

Claims

セラミックからなる複数のセラミック層、および該セラミック層間に形成された導体層を含む基板本体と、該基板本体の表面、裏面、および側面の少なくとも一つに形成したメタライズ層の上に接合材を介して固定された金具と、を備えた多層セラミック基板であって、
上記金具は、上記接合材と接触するベース部の底面の面積が１５ｍｍ²以上であり、且つ該ベース部から基板本体の外側に立設する機能部における上記底面と平行な位置での断面積が上記ベース部の底面積以下で且つ５ｍｍ²以上であると共に、
上記基板本体において、金具が固定されたメタライズ層を該基板本体の厚み方向あるいは平面方向に沿って投影した領域内には、上記導体層が形成されていないセラミック部が配設されている、
ことを特徴とする多層セラミック基板。
前記セラミック部は、前記金具が接合されたメタライズ層が位置する前記基板本体の表面、裏面、および側面の少なくとも一つから厚み方向または平面方向に沿って２．０ｍｍ以上の厚みまたは幅を有している、
ことを特徴とする請求項１に記載の多層セラミック基板。