JP6869016B2 - セラミック配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品、集積回路（ＩＣ）チップ等の実装に用いられ、他の部材と固定可能に構成されたセラミック配線基板に関する。

電子部品を実装する回路基板として、従来よりエポキシ樹脂等からなる樹脂基板が主流であるが、搭載するＬＳＩ素子の高速化、大集積化による発熱量の増大等に対応するため、高周波モジュール、ＩＣパッケージ用の基板としてセラミック基板が採用されている。これは、セラミック基板が樹脂基板に比べて熱膨張が小さく耐熱性に優れていることに加え、誘電正接（ｔａｎδ）が低いので、高周波基板として使用した際に電気信号等の損失を抑えることができるという特徴を有するからである。

基板への穿孔に着目すると、樹脂基板等の可撓性基板は、基板に直接、孔をあけることは容易であり、他の部材と接続するためのネジ止め用貫通孔を穿孔することによる基板へのダメージがない。一方、セラミック回路基板は、打ち抜き加工したセラミックグリーンシートを焼成した焼結体からなり硬度が高いが、ネジ止め用貫通孔を形成する場合、貫通孔周囲の機械的強度が弱くなり、クラック等が発生するという問題がある。すなわち、セラミック基板は硬質脆性基板であり、直接、孔を形成したりネジ溝を形成することは、基板にクラック、ひび割れ、あるいは破損が発生する可能性があるため、従来より各種の工夫がとられてきている。

例えば、特許文献１では、ねじ止め用貫通孔の形成位置がセラミック基板の外周端に近いほど、セラミック基板の厚みを所定の比率で厚くなるようにして貫通孔周辺における機械的強度を強くしている。これにより、セラミック回路基板をネジ止め固定する際、強い力が加わってもネジ止め用貫通孔周辺におけるクラック、割れ等の発生を防止している。

また、特許文献２は、セラミックス基板をネジ止めする際、貫通孔周辺部分にクラックが入ることを防ぐため、セラミックス基板とネジとの接触部分、例えば、貫通孔の周囲に連続的に、縁部から所定範囲まで補強部材を形成し、その補強部材を貫通孔の少なくとも一方の端部に配置する構成を開示している。これにより、貫通孔周辺部の強度を向上させ、ネジ頭部とセラミックス基板との直接的な接触を防いでクラックの発生を抑制している。

特開２００１−２３７５０２号公報 特開２００３−１９７８２４号公報

上述した従来の技術は、セラミックス等の脆性材料からなる基板に穿孔し、ネジ止めする際に基板に与えるダメージに対して一定の低減効果はあるものの、依然としてクラック等の発生リスクがあり、その発生要因を回避できていない。また、現状ではセラミックス等の脆性材料からなる基板の貫通孔にネジ溝を形成することが困難であることから、樹脂基板等では可能となっている他部材との接合、部品搭載のための自由度等が得られないという問題がある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、他部材へ固定等する際にクラックの発生要因を排除し、他部材との接合強度に優れたセラミック配線基板を提供することである。

上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本発明のセラミック配線基板は、セラミック基板において厚さ方向に貫通する第１の貫通孔と、該第１の貫通孔に挿入された貫通部材とを備え、前記貫通部材は、一方端に鍔部が形成された一対の金属部材それぞれの他方端を前記第１の貫通孔内で突き合せて形成され、両端に鍔部を有するとともに軸方向の中心を貫通する第２の貫通孔が形成されていることを特徴とする。

例えば、前記貫通部材は、一方端に鍔部が形成された一対の金属部材それぞれの他方端を前記第１の貫通孔内で突き合せて形成されることを特徴とする。また、例えば前記第２の貫通孔を挿通するネジ部材により当該セラミック配線基板が支持部材に固定されることを特徴とする。さらには、例えば複数の当該セラミック配線基板を所定距離離間させて前記支持部材の一方側または両方側に固定したことを特徴とする。また、例えば、複数の当該セラミック配線基板を相互に密着させて前記支持部材の一方側または両方側に固定したことを特徴とする。

例えば、複数の当該セラミック配線基板どうしを所定距離離間させて複数の前記貫通部材相互間を結合するネジ部材を介して連結したことを特徴とする。また、例えば、複数の当該セラミック配線基板どうしを密着させて複数の前記貫通部材相互間を結合するネジ部材を介して連結したことを特徴とする。例えば、前記第２の貫通孔の内壁にネジ溝を形成したことを特徴とする。また、例えば、前記貫通部材と前記第１の貫通孔の内壁との間に空隙を設けたことを特徴とする。さらに例えば、前記貫通部材と前記第１の貫通孔の内壁との間に接合剤が介在しないことを特徴とする。

本発明によれば、セラミックス基板等の脆性材料基板にクラックの発生等の損傷を与えることなく、樹脂基板等と同様に他部材との接合および固定が可能となる。

本発明の第１の実施の形態例に係るセラミック配線基板の分解構造図である。 第１の実施の形態例に係るセラミック配線基板を固定部材に固定したときの断面図である。 第１の実施の形態例に係るセラミック配線基板に貫通部材を配設（装着）する工程を時系列で示すフローチャートである。 図３の工程に対応するセラミック配線基板の断面構成等を示す図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るセラミック配線基板の断面図である。 第２の実施の形態例に係るセラミック配線基板を固定部材に固定した例を示す図である。 変形例１として複数のセラミック配線基板を固定部材の一方側に固定した例を示す図である。 変形例２として複数のセラミック配線基板を固定部材の両側に固定した例を示す図である。 変形例４としてセラミックス配線基板を相互に連結した構成を示す図である。 鍔部を配線基板よりも突出させた貫通部材の変形例を示す図である。 貫通部材の変形例であり、鍔部、胴部の形状を変えた例を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態例について添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施の形態例＞
図１は、本発明の第１の実施の形態例に係るセラミック配線基板（以下、単に配線基板ともいう。）の分解構造図、図２はその断面図である。図１に示す本実施の形態例に係る配線基板１０は、後述するように打抜き型等によって、貫通部材１を挿入する貫通孔である貫通穴５が形成されたセラミックスグリーンシートを積層し、プレス等により圧着した後、焼成して作製された積層基板である。なお、貫通穴５の形状は、図１に示す矩形（四角形）に限定されず、円形であってもよい。

貫通部材１は、図１（ａ）に示すように同一形状の金属部材１ａ，１ｂからなり、各々を貫通穴５の両端部である上下方向（貫通方向）から差し込んで、互いの突き合せ面４ａ，４ｂを貫通穴５内で突き合せる。そして、突き合せ面４ａ，４ｂの間に供給した接合剤(例えば、はんだ材）等により金属部材１ａ，１ｂを相互に接合することで貫通部材１を形成する。

金属部材１ａ，１ｂは、胴部９ａ，９ｂと、その一方端部に形成された鍔部（フランジ）７ａ，７ｂを有し、全体がリベット形状の部材である。ここでは、金属部材１ａ，１ｂの鍔部７ａ，７ｂを設けていない端部（上記の下面）を対向させて貫通穴５に挿入し、それらを突き合わせて接合することで、２部構造の貫通部材１を形成する。金属部材１ａ，１ｂとしては、熱伝導率、電気抵抗、耐食性、耐熱性、切削加工の容易性等を考慮して、例えば銅合金、アルミニウム合金、鉄、ステンレス、ニッケル合金等から適宜、選択する。また、貫通部材１を高硬度の樹脂製の部材で構成してもよい。

配線基板１０は、例えば厚さが０．５〜３．０ｍｍ、貫通穴５の大きさについては、その形状を四角形とした場合、０．２×０．２ｍｍ〜２０×２０ｍｍ、円形の場合、直径が０．２〜２０ｍｍである。また、貫通穴５の内壁面２７ａ，２７ｂの厚さ（図２において符号Ｔ２で示す。）は、例えば０．１〜１ｍｍである。

一方、金属部材１ａ，１ｂからなる貫通部材１の外形寸法（サイズ）は、例えば鍔部７ａ，７ｂの直径Ｄ１が０．３〜２２ｍｍ、厚さＴ１が０．１〜２．０ｍｍ、胴部９ａ，９ｂの直径Ｄ２は、貫通穴５のサイズよりも小さくなるよう０．２〜２０ｍｍ以下とする。なお、貫通部材１の胴部９ａ，９ｂの長さＬと、鍔部７ａ，７ｂの厚さＴ１は、それらを突き合わせたときに配線基板１０の厚さにほぼ等しくなるように設計する。また、貫通穴５の周辺部に形成した凹部（キャビティ）５ａ，５ｂの深さ（図２において符号Ｔ３で示す。）は貫通部材１の鍔部の厚さを収容しうる寸法としている。

図１（ｂ）は、金属部材１ａ，１ｂを接合してなる貫通部材１が装着された配線基板１０を、固定部材（支持部材ともいう。）１５に取り付けて支持、固定する様子を示している。固定部材１５には、例えば支持基板、筐体、金属製の放熱基板（ヒートシンク）等がある。後述するように貫通部材１の軸方向の中心部には貫通孔３が設けられており、その貫通孔３にネジ部材３０を挿通し、ネジ部材３０の先端部分に設けた雄ネジ部３０ａと、固定部材１５に設けた雌ネジ部１５ａとを螺着することで、配線基板１０を固定部材１５に固定する。

図２は、固定部材１５に固定された本実施の形態例に係る配線基板１０の断面構造図であり、図１（ｂ）の矢視Ｘ−Ｘ´線に沿って切断したときの断面図である。貫通部材１は、上述したように配線基板１０に設けた貫通穴５に上下方向から差し込んだ金属部材１ａ，１ｂを突き合わせ、接合してなる。金属部材１ａの鍔部７ａは、配線基板１０の上面（表面）側において貫通穴５の周囲に形成した凹部５ａ内に収容される。同様に、配線基板１０の下面（裏面）側において貫通穴５の周囲に形成した凹部５ｂ内に金属部材１ｂの鍔部７ｂが収容されている。そして、貫通部材１の側面２３ａ，２３ｂと、貫通穴５の内壁面２７ａ，２７ｂとの間に空隙２５ａ，２５ｂが形成されるように貫通部材１を位置決めする。

上記のように位置決めした貫通部材１が配設された配線基板１０において、後述する方法により貫通部材１の軸方向の中心部に設けた貫通孔３にネジ部材３０挿通する。ネジ部材３０の先端のネジ部（雄ネジ部）３０ａと、固定部材１５の雌ネジ部１５ａとを螺着することで、配線基板１０を固定部材１５に固定する。

なお、貫通部材１の上面部（鍔部７ａの上面）と下面部（鍔部７ｂの上面）は、平滑性を保ちながら比較的広い接触面を確保できるので、例えば図２に示すように、貫通部材１の上面部に発熱部品４１を搭載し、その発熱部品４１と、配線基板１０の配線６とをワイヤーボンディング４５で結線する実装形態も可能である。この場合、配線基板１０が固定された固定部材１５が熱伝導性の高い部材、例えばヒートシンクに用いられるアルミニウム、銅、鉄などの金属製の筐体であれば、発熱部品４１から発せられた熱は、直ちに貫通部材１を介して固定部材１５に伝導するので、効率的な放熱が可能となる。

次に、本実施の形態例に係る配線基板の製造方法について説明する。図３は、本実施の形態例に係る配線基板の作製および貫通部材を配設（装着）する工程を時系列で示すフローチャートである。また、図４は、図３の各工程に対応させた配線基板の断面構成等を示す図である。

図３のステップＳ１１において、例えば打抜き型等により所定形状、所定寸法の貫通穴が形成されたセラミックスグリーンシートを積層し、プレス等により圧着した後、焼成して、図４（ａ）に示す積層基板（配線基板１０）を作製する。また、配線基板１０には、図４（ａ）に示すように、その厚さ方向に貫通する貫通穴５が形成され、貫通穴５の上面側と下面側の周囲には、上述した金属部材の鍔部を収容する凹部５ａ，５ｂを形成する。

なお、配線基板１０は、例えば、低温で焼成して得られる低温焼結型同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）多層回路基板であり、セラミックスグリーンシートを積層する際、例えば銀（Ａｇ）からなる配線も同時に形成する。ＬＴＣＣは、多層化、ベアチップ実装等が容易となるため、高密度実装基板の実現、モジュールの小型化等が可能となる。

ステップＳ１３では、図４（ａ）に示すように、例えば２５０℃に加熱したホットプレート５１の上に、金属部材１ｂを、その鍔部７ｂがホットプレート５１側となるように載置した後、金属部材１ｂの胴部９ｂを貫通穴５の内壁面２７ａ，２７ｂに接近させながら、金属部材１ｂの上方向から配線基板１０を被せる。そして、図４（ｂ）に示すように、貫通穴５の周囲に形成した凹部５ｂの底面部５ｂ´に金属部材１ｂの鍔部７ｂを当接させる。

ステップＳ１５において、図４（ｂ）に示すように金属部材１ｂの胴部９ｂの上面に適量の接合剤３１（例えば、鉛フリーはんだとフラックスからなる）を載せた後、胴部９ａを下方側に向けた金属部材１ａを金属部材１ｂの上に被せる。このとき、金属部材１ａの胴部９ａの先端面と、金属部材１ｂの胴部９ｂの先端面とを貫通穴５内で突き合わせ、さらに、貫通穴５の周囲に形成した凹部５ａの底面部５ａ´に金属部材１ａの鍔部７ａを当接させる。接合剤３１は、上述したように貫通部材１と貫通穴５の内壁との間に空隙を確保し維持するため、それらの空隙に溢れ出ない量を供給する。

ステップＳ１７では、金属部材１ａ，１ｂが接合剤３１を介して相互に確実に密着するよう、図４（ｃ）において矢印で示すように金属部材１ａを金属部材１ｂに向けて軽く押さえる。その後、ステップＳ１９において、配線基板１０全体をホットプレート５１から外し、室温放置（空冷）して温度を下げることで接合剤３１を固化させ、金属部材１ａ，１ｂを接合する。なお、ホットプレートを用いる例を挙げたが、リフローによる接着も可能である。

続くステップＳ２１では、接合剤３１により接合された金属部材１ａ，１ｂからなる貫通部材１を配設した配線基板１０の温度が下がった後、図４（ｄ）に示すように、電動ドリル等を用意して貫通部材１の軸方向の中心（符号ＣＬで示す。）に向けて所定径のドリル刃３５の先端を位置決めする。そして、図４（ｅ）に示すように、ドリル刃３５により穴明けをして、貫通部材１にその軸方向に延びる貫通孔３を形成する。上述したように貫通部材１の胴部９ａ，９ｂの直径Ｄ２が４ｍｍの場合、例えば直径が１．６ｍｍの貫通孔３を形成する。

ステップＳ２３ではメッキ処理を行う。ここでは図示を省略するが、銅からなる貫通部材１の上面部（鍔部７ａの上側表面）および下面部（鍔部７ｂの上側表面）に、例えば無電解ニッケル−金（Ｎｉ／Ａｕ）めっきを施し、同様に、Ａｇ電極である配線６，８の表面にもめっきを施す。もしくは、上記ステップＳ１１後に配線表面に無電解ニッケル−金めっきを施し、あらかじめ錆防止の表面処理（ニッケル、錫めっき）した貫通部材を挿入すれば、当該ステップＳ２３は不要となる。上記の各工程を経て、セラミック基板に貫通部材１が配設され、その貫通部材１に貫通孔３が形成されたセラミック配線基板１０を得る。

なお、図３に示す工程では、配線基板１０に貫通部材１を取り付けた後、ドリル等で、貫通部材１の軸方向中心に延びる貫通孔３を形成しているが、これに限定されない。例えば、配線基板１０に取り付ける前の貫通部材１に対して、その軸方向中心に延びる貫通孔３を形成しておき、そのようにして貫通孔３が形成された貫通部材１を配線基板１０に取り付けてもよい。

一方、上記のように、配線基板への取付け前にあらかじめ貫通部材１に貫通孔３を形成する場合、貫通部材１を構成する金属部材１ａ，１ｂそれぞれに個別に貫通孔を形成すると、中心軸の位置合わせにずれが生じて、それらの金属部材１ａ，１ｂを配線基板１０の貫通穴５内で突き合わせた際、貫通孔が相互にずれて、貫通部材１内で貫通孔が途中で屈曲した状態になることも想定される。そこで、金属部材１ａ，１ｂの一方のみに、その中心軸方向に貫通孔を形成しておき、貫通孔が形成された金属部材と貫通孔が形成されていない金属部材を配線基板１０の貫通穴５内で突き合わせた後、既に形成されている貫通孔に沿って、貫通孔が形成されていない金属部材に貫通孔を形成することで、中心軸のずれによる上記の不具合は回避できる。

以上説明したように本実施の形態例に係るセラミック配線基板では、一方端部に鍔部（フランジ）を有し全体がリベット形状の、熱伝導性の良好な一対の金属部材それぞれを、配線基板に設けた貫通穴に上下両サイドから差し込む。そして、これらの金属部材をはんだ等で接合して貫通部材を形成し、その貫通部材の軸方向の中心部を貫く貫通孔を設ける。

このような構成とすることで、セラミックス等の脆性材料からなる配線基板を貫通部材の鍔部で厚さ方向から挟み込むとともに、貫通穴に配設した貫通部材に形成された貫通孔にネジを挿通して他の部材に螺着し、そのネジの締め付けによりセラミック配線基板を他の部材に容易に固定、支持できる。その際、貫通部材を設けたことによりセラミック配線基板の貫通穴周辺の接触ストレスを鍔部によって回避できる。また、ネジの頭部が貫通部材とのみ接触するため、ネジ止めしたときの応力負荷が貫通部材のみにかかり配線基板には負荷がかからないので、セラミックス配線基板におけるネジ止めによるクラックの発生、破損等を確実に回避できる。

さらに、配線基板に配設した貫通部材の側面と、配線基板の貫通穴の内壁面との間に空隙を設け、貫通部材に形成した貫通孔を通して配線基板を他の部材にネジ止めする構成としたことから、配線基板と貫通部材とが固着されず自由度があり、貫通部材と配線基板の熱膨張差、さらにはネジの熱膨張差を考慮する必要がないため、ヒートサイクルを原因とするクラックの発生を回避できる。また、外部からの配線基板への機械的な振動に対して貫通部材が緩衝手段（振動吸収手段）として機能し、そのような振動がセラミック基板に設けた貫通穴に直接的なダメージを与えるのを防止できる。

さらには、貫通部材に熱伝導率の高い金属（例えば銅）を使用して熱抵抗を下げることで、貫通部材による放熱効果を向上できる。すなわち、配線基板に設けた貫通部材の下面側が配線基板とともに固定部材に接しているので、例えば、貫通部材の鍔部の上面に発熱部品を搭載することで、貫通部材の下面側と固定部材との間において広い接触面を確保しながら、貫通部材を介した効率的な放熱が可能となる。

＜第２の実施の形態例＞
以下、本発明の第２の実施の形態例に係るセラミック配線基板について説明する。第２の実施の形態例に係る配線基板は、上述した第１の実施の形態例に係る配線基板と同様の工程、すなわち、図３および図４に示す工程により配線基板を製造する。そして、配線基板に配設された貫通部材の貫通孔の内壁にネジ溝を設けたことを特徴とする。

図５は、第２の実施の形態例に係る配線基板の断面図である。ここでは、貫通孔にタップを立てることで貫通孔の内壁にネジ溝を形成する。具体的には、図５（ａ）に示すように、配線基板２０の貫通穴６５に貫通部材６１を配設し、その貫通部材６１に形成した貫通孔５３を下穴としてタップ６６を垂直に位置させた後、タップ６６を所定方向に回転させて貫通孔５３の側面（内壁）６３を切削する。図５（ｂ）は、貫通孔５３の内壁にネジ溝（雌ネジ）５７が形成された配線基板２０の断面構造を示している。

ここでは、配線基板の固定に使用するネジ（雄ネジ）の外径に合わせて、下穴としての貫通孔５３の内径、ネジ山の内径等を選択する。例えば、Ｍ２.０（メートルねじ）のネジを使用する場合、図５（ａ）に示す貫通孔５３の内径をφ１．６ｍｍとし、Ｍ２．０のタップでネジ山加工する。これにより、貫通孔５３に形成されるネジ溝５７は、ネジ山の内径がφ１．６ｍｍで、ネジ山のピッチが０．４ｍｍ、ネジ山の高さが０．２ｍｍとなる。図５（ｃ）は、ネジ溝５７が形成された貫通孔５３にネジ７０を挿入した状態を示す断面図である。

なお、第２の実施の形態例に係る配線基板２０においても、上述した第１の実施の形態例と同様、図５（ｂ）等に示すように貫通部材６１の側面６３ａ，６３ｂと、貫通穴６５の内壁面６７ａ，６７ｂとの間に空隙６５ａ，６５ｂが形成されている。

図６は、本実施の形態例に係る配線基板２０を固定部材７５に固定した例を示す断面図である。ここでは、配線基板２０に配設した貫通部材７１ａ，７１ｂそれぞれに形成された貫通孔７３ａ，７３ｂにネジ部材７０ａ，７０ｂをねじ込んで挿通し、ネジ部材７０ａ，７０ｂの先端部分と、固定部材７５に設けた雌ネジ部７７ａ，７７ｂとを螺着することで、配線基板２０を固定部材７５に固定している。

配線基板２０において、貫通孔７３ａ，７３ｂの内壁にネジ溝（雌ネジ）が形成されているため、ネジの首から下全体がネジ部となっているネジ部材７０ａ，７０ｂを所定量、回転することで、配線基板２０から突出するネジ部の長さを調整できる。その結果、図６に示すように、ネジ部材７０ａ，７０ｂのネジ部の所望の位置に貫通部材７１ａ，７１ｂを螺着できる。これにより、配線基板２０と固定部材７５との間に隙間を設け、その隙間の高さＨ１を任意に調整できるので、基板の表面側と裏面側の両面に部品７８ａ〜７８ｄを搭載した配線基板２０を、搭載部品の高さに合わせて固定部材７５に固定可能となる。

特に、配線基板２０に搭載した部品７８ｃ，７８ｄが発熱部品で放熱が必要な場合、それらの部品の上面部が固定部材７５に接触するように配線基板２０と固定部材７５の隙間の高さＨ１を調整することで、部品７８ｃ，７８ｄの放熱を簡単な構成で効率的に行える。

以上説明したように、第２の実施の形態例に係る配線基板では、熱伝導性の良好な金属からなり両端部に鍔部（フランジ）を有する貫通部材を、配線基板に設けた貫通穴に配設し、貫通部材の軸方向中心に設けた貫通孔の内壁にネジ溝（雌ネジ）を形成する。これにより、鍔部で配線基板を挟み込むとともに、貫通部材にネジ溝に合わせたネジ部材（雄ネジ）を挿通して固定部材に固定でき、その際、ネジ部材の回転量を調整することで配線基板と固定部材との間に任意の高さの隙間を設けることができるので、配線基板を固定部材から浮かせた状態で固定することができ、両面に部品を搭載した配線基板を固定部材に固定可能となる。

また、ネジ部材により配線基板を固定部材に固定し、支持することによる応力負荷が、貫通部材の貫通孔の内壁に形成したネジ溝の各ネジ山に分散されるので、ネジ部材そのものの破断を防ぎながら、強い締付け力により配線基板を固定部材に固定可能となる。

さらには、配線基板に配設した貫通部材の側面と、配線基板の貫通穴の内壁面との間に空隙を形成して、貫通部材の側面が基板に密着しない構成としたことで、貫通部材の貫通孔に対するネジ穿孔による配線基板への機械的なダメージがない。加えて、貫通部材周囲に設けた空隙により、貫通部材と配線基板の熱膨張差、ネジの熱膨張差を考慮する必要がないため、ヒートサイクルに起因するクラックの発生を回避できる。

本発明は上記の実施の形態例に限定されず、種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
＜変形例１＞
上記第２の実施の形態例では、図６に示すように単一の配線基板２０を、その貫通部材に形成した貫通孔を挿通するネジ部材６０ａ，６０ｂにより固定部材７５に固定しているが、複数の配線基板を固定部材に固定する構成としてもよい。例えば、図７に示す例では、配線基板４０ａ，４０ｂそれぞれに配設した貫通部材７１ａ〜７１ｄに貫通孔８３ａ〜８３ｄを形成した後、それぞれにネジ溝を形成し、貫通孔８３ａ，８３ｃに共通するネジ部材６０ａを挿通し、貫通孔８３ｂ，８３ｄには共通するネジ部材６０ｂを挿通する。そして、ネジ部材６０ａ，６０ｂそれぞれの先端部分と、固定部材７５に設けた雌ネジ部７７ａ，７７ｂとを螺着することによって、単一の固定部材７５に２枚の配線基板４０ａ，４０ｂを固定できる。

＜変形例２＞
変形例２として、図８に示すように固定部材８５の一方面側に雌ネジ部７７ａ，７７ｂを形成し、他方面側に雌ネジ部７７ｃ，７７ｄを形成する。そして、配線基板４０ｃの貫通孔９３ａ，９３ｂそれぞれを挿通するネジ部材７０ａ，７０ｂの先端部分と、固定部材８５の雌ネジ部７７ａ，７７ｂとを螺着する。同様に、配線基板４０ｄの貫通孔９３ｃ，９３ｄそれぞれを挿通するネジ部材７０ｃ，７０ｄの先端部分と、固定部材８５の雌ネジ部７７ｃ，７７ｄとを螺着する。これにより、単一の固定部材８５に２枚の配線基板４０ｃ，４０ｄを固定できる。

＜変形例３＞
変形例３として、図７に示す変形例１において、貫通部材７１ａ〜７１ｄを挿通させたネジ部材６０ａ，６０ｂに代えて、さらにネジ部の長さの長いネジ部材を使用することによって、２枚を超える、さらに多数の配線基板を連結固定した多階層構造とすることができる。多数の配線基板は図示のように両面部品搭載が可能なように一定距離を保って固定するだけではなく、複数枚の配線基板を密着させた状態で固定することも可能である。これと同様に、図８に示す変形例２においても、ネジ部の長さの長いネジ部材を使用することで、すなわち、図７に示す構成を、図８に示す固定部材８５の表面側と裏面側それぞれにおける配線基板の固定構成に適用することで、固定部材８５に多数の配線基板を固定した多階層構造を実現できる。

＜変形例４＞
図９は変形例４に係る配線基板であり、貫通部材が設けられたセラミックス回路基板を相互に連結する構成を示している。図９（ａ）に示す例では、セラミック配線基板９０ａに配設した貫通部材の貫通孔１０３ａ，１０３ｂの内壁にネジ溝（雌ネジ）を形成し、これらの貫通孔にネジ部材８０ａ，８０ｂを挿通する。一方、セラミック配線基板１００に配設された貫通部材１０１ａ，１０１ｂそれぞれには、所定の深さを有する雌ネジ部９１ａ，９１ｂが形成されている。そこで、貫通孔１０３ａ，１０３ｂを挿通したネジ部材８０ａ，８０ｂの先端部分を雌ネジ部９１ａ，９１ｂに螺着することで、セラミックス配線基板９０ａ，１００を相互に連結できる。

図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す構成をセラミック配線基板１００の他方の面側にも適用した例である。具体的には、セラミック配線基板１００の貫通部材１０１ａ，１０１ｂの他方端側にも、所定の深さを有する雌ネジ部９１ｃ，９１ｄを形成して、ネジ部材８０ａ，８０ｂの先端部分を雌ネジ部９１ａ，９１ｂに螺着するとともに、ネジ部材８０ｃ，８０ｄの先端部分を雌ネジ部９１ｃ，９１ｄに螺着する。これにより、セラミック配線基板１００の両面側それぞれにセラミック配線基板９０ａ，９０ｂを連結した、セラミックス回路基板どうしの多階層結合が可能となる。

図９（ａ），（ｂ）に示すいずれの例においても、ネジ部材８０ａ〜８０ｄの先端部分を雌ネジ部９１ａ〜９１ｄに螺着する深さを調整することで、配線基板９０ａ，１００間の距離Ｈ２、配線基板９０ｂ，１００間の距離Ｈ３を任意に調整できる。また、配線基板１００の雌ネジ部９１ａ〜９１ｄは、貫通部材１０１ａ，１０１ｂを貫通させる必要がないため、配線基板１００が厚くなり貫通部材１０１ａ，１０１ｂが軸方向に長い場合であっても、雌ネジ部９１ａ〜９１ｄを容易に形成できる。

＜変形例５＞
図７〜図９に示す例では、貫通部材の貫通孔の内壁にネジ溝を形成し、その貫通孔を挿通させるネジ部材７０ａ〜７０ｄ，８０ａ〜８０ｄとして、ネジの首から下全体をネジ部としたネジ部材を使用して、複数の配線基板を固定する多階層構造にしているが、これに限定されない。例えば、貫通部材の貫通孔の内壁にネジ溝を設けず、図１等に示すネジ部材３０のように先端部分に雄ネジ部を設けたネジ部材を使用し、さらに、セラミックス配線基板間、あるいは配線基板と固定部材間においてネジ部材と同軸状にスペーサ等を挿入して、セラミックス配線基板相互の間隔、配線基板と固定部材との間隔を維持する構成とすることで、複数の配線基板の多階層構造化を実現してもよい。また、図９に示す配線基板間の距離Ｈ２，Ｈ３をゼロとして複数枚のセラミック基板を重ね合わせて固定したり、一方の配線基板を蓋体のように用いて固定することも可能である。

＜変形例６＞
上記第１および第２の実施の形態例では、配線基板に配設した貫通部材の上面と下面それぞれが、配線基板の表面と裏面と同一平面にある例を示したが、例えば図１０に示すように、貫通部材１１１の鍔部１１７ａ，１１７ｂが配線基板１１０の表面１１３と裏面１１５よりも凸状に突出する形状としてもよい。こうすることで、配線基板１１０の貫通穴１２５の上下周辺部に凹部を形成する必要がなくなるため、セラミックスグリーンシートの加工工程を簡素化できる。

また、配線基板１１０に配設された貫通部材１１１の鍔部１１７ａ，１１７ｂ間の軸方向の距離が配線基板１１０の厚さと同一となり、貫通部材１１１に形成した貫通孔１２３の軸方向の距離も長くなる。このことから、例えば、貫通孔１２３の内壁にネジ溝を形成して、その貫通孔１２３を挿通したネジ部材（図１０では不図示）によって配線基板１１０を不図示の固定部材に固定する構成とした場合、ネジ部材の雄ネジ部と、貫通孔内壁のネジ溝の雌ネジ部とが噛み合う距離が長くなるため、貫通部材１１１を構成する金属部材１１１ａ，１１１ｂ相互の接合力、結合力が増大し、配線基板１１０を挟み込む鍔部１１７ａ，１１７ｂを補強する効果がある。

なお、図１０に示す貫通部材１１１は、貫通穴１２５の周辺に鍔部１１７ａ，１１７ｂを収納する凹部（キャビティ）がないため、配線基板に貫通部材を配設した後に貫通孔を穿孔しようとすると、貫通部材が回転等して円滑な穿孔が困難になることが想定される。そこで、貫通部材を配線基板に組み込む前に貫通部材に貫通孔を穿孔しておいてもよい。

＜変形例７＞
上記第１および第２の実施の形態例では、一方端部に鍔部（フランジ）が形成された一対のリベット形状の金属部材を相互に接合して貫通部材を形成したが、貫通部材の構造は、これに限定されない。例えば、図示を省略するが、一方端部に鍔部（フランジ）を有し、縦断面の形状がＴ字型の金属体（例えば、銅からなる）を、配線基板の貫通穴の下方向から差し込み、その金属体をめっき対象として負電位を印加し、その金属体のうち鍔部が形成された端部と反対側の端面の近傍に陽極板を設置する。そして、金属体が差し込まれた配線基板を、金属体と同一の金属のめっき液を充填しためっき槽の中に浸して、金属体の上記反対側の端面にめっきを析出させることで鍔部を形成してもよい。ここでは、金属体の一方端部に有する鍔部と、上記のようにめっき形成された鍔部とによって配線基板が上面および下面から挟み込まれる。

＜変形例８＞
配線基板に取り付けられる貫通部材の形状は、図１に示す例に限定されない。図１１（ａ）は、第１および第２の実施の形態例に係る配線基板で使用した、図１に示す貫通部材１であり、図１１（ｂ）〜（ｄ）は、貫通部材の変形例を示しており、各図の上段が外観斜視図、下段が貫通部材を矢印方向から見たときの平面図である。図１１（ａ）の貫通部材１は、その両端部に形成された鍔部（フランジ）７ａ，７ｂの平面視形状が円形である。そのため、鍔部７ａ，７ｂによる配線基板に対する上下の挟み込み力のみでは、貫通部材１の軸中心にドリル等で貫通孔３を穿孔する際、さらには、その貫通孔３を下穴としてタップにより貫通孔３の内壁にネジ溝を形成する際に、配線基板の貫通穴周辺に形成した凹部（キャビティ）５ａ内で貫通部材１が矢印で示すように回転して不安定となり、穿孔等の作業性に影響が出る可能性がある。

そこで、鍔部の辺部が凹部（キャビティ）５ａに引っ掛かり、穿孔時等において貫通部材がドリルとともに回転するのを防止するようにしてもよい。例えば図１１（ｂ）は、貫通部材１３１の鍔部１２７ａ，１２７ｂの形状を、矩形（正方形）の四隅を切欠いた形状とした例であり、図１１（ｃ）は、貫通部材１４１の鍔部１３７ａ，１３７ｂの形状を矩形（正方形）とした例である。図１１（ｂ），（ｃ）のいずれも、鍔部の辺の長さＡ，Ｂは、配線基板の凹部（キャビティ）５ａの縦横の長さよりもわずかに短く設定する。

また、図１１（ａ）〜（ｃ）に示す例では、胴部９ａ，９ｂ，１２９ａ，１２９ｂ，１３９ａ，１３９ｂの断面形状が円形であるが、図１１（ｄ）は、貫通部材１５１の胴部１４９ａ，１４９ｂの断面形状を、配線基板に形成した貫通穴の形状に合わせて矩形にした例を示している。胴部の断面形状を矩形にすることによっても、貫通部材への穿孔時等における貫通部材の回転を防止できる。

１，６１，７１ａ〜７１ｄ，１１１，１３１ 貫通部材
１ａ，１ｂ，１１１ａ，１１１ｂ 金属部材
３，５３，７３ａ，７３ｂ，８３ａ〜８３ｄ，９３ａ〜９３ｄ，１０３ａ〜１０３ｄ，１２３ 貫通孔
４ａ，４ｂ 突き合せ面
５，１２５ 貫通穴
５ａ，５ｂ 凹部（キャビティ）
５ａ´，５ｂ´ 凹部の底面部
６，８ 配線
７ａ，７ｂ，１１７ａ，１１７ｂ，１２７ａ，１２７ｂ，１３７ａ，１３７ｂ，１４７ａ，１４７ｂ 鍔部（フランジ）
９ａ，９ｂ，１２９ａ，１２９ｂ，１３９ａ，１３９ｂ，１４９ｂ，１４９ｂ 胴部
１０，２０，４０ａ〜４０ｄ，９０ａ，９０ｂ，１１０ セラミック配線基板
１５，７５，８５ 固定部材
１５ａ，７７ａ〜７７ｄ，９１ａ〜９１ｄ 雌ネジ部
２３ａ，２３ｂ，６３ａ，６３ｂ 貫通部材の側面
２７ａ，２７ｂ 貫通穴の内壁面
３０，６０ａ，６０ｂ，７０ａ〜７０ｄ，８０ａ〜８０ｄ ネジ部材
３０ａ ネジ部（雄ネジ部）
３１ 接合剤
３５ ドリル刃
４１ 発熱部品
４５ ワイヤーボンディング
５１ ホットプレート
５７ ネジ溝（雌ネジ）
６５ａ，６５ｂ 空隙
６６ タップ
７８ａ〜７８ｄ 搭載部品

Claims (9)

1. セラミック基板において厚さ方向に貫通する第１の貫通孔と、該第１の貫通孔に挿入された貫通部材とを備えるセラミック配線基板であって、
   前記貫通部材は、一方端に鍔部が形成された一対の金属部材それぞれの他方端を前記第１の貫通孔内で突き合せて形成され、両端に鍔部を有するとともに軸方向の中心を貫通する第２の貫通孔が形成されていることを特徴とするセラミック配線基板。
2. 前記第２の貫通孔を挿通するネジ部材により当該セラミック配線基板が支持部材に固定されることを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線基板。
3. 複数の当該セラミック配線基板を所定距離離間させて前記支持部材の一方側または両方側に固定したことを特徴とする請求項２に記載のセラミック配線基板。
4. 複数の当該セラミック配線基板を相互に密着させて前記支持部材の一方側または両方側に固定したことを特徴とする請求項２に記載のセラミック配線基板。
5. 複数の前記貫通部材相互間を結合するネジ部材を介して複数の当該セラミック配線基板どうしを所定距離離間させて連結したことを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線基板。
6. 複数の前記貫通部材相互間を結合するネジ部材を介して複数の当該セラミック配線基板どうしを密着させて連結したことを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線基板。
7. 前記第２の貫通孔の内壁にネジ溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線基板。
8. 前記貫通部材と前記第１の貫通孔の内壁との間に空隙を設けたことを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線基板。
9. 前記貫通部材と前記第１の貫通孔の内壁との間に接合剤が介在しないことを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線基板。

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