(57)【要約】  熱による収縮量の差や焼成時の熱収縮率の差に起因する端面電極と基板本体との間でのクラック発生を効果的に防止することができる、セラミック多層基板を提供する。  セラミック多層基板２０は、（ａ）焼結開始温度と焼結完了温度のうち少なくとも一方が異なる第１及び第２のセラミック層２２ａ〜２２ｄ；２４ａ〜２４ｅが交互に積層され、隣接する少なくとも２層のセラミック層の端面に互いに連通する第一の凹部が形成された基板本体２１と、（ｂ）基板本体２１の第一の凹部に配置され、導電性を有する端面電極２８とを備える。基板本体２１は、第一の凹部が形成されたセラミック層の少なくとも一層に、第一の凹部に連通し、他のセラミック層の間に挟まれる第二の凹部が形成されている。第二の凹部には、端面電極２８に接続され、導電性を有する突起部が配置されている。
2009028289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミック層が積層され、隣接する少なくとも２層の前記セラミック層の端面に互いに連通する第一の凹部が形成された基板本体と、
前記基板本体の前記第一の凹部に配置され、導電性を有する端面電極と、
を備えたセラミック多層基板であって、
前記基板本体は、前記第一の凹部が形成された前記セラミック層の少なくとも一層に、前記第一の凹部に連通し、他の前記セラミック層の間に挟まれる第二の凹部が形成され、
前記第二の凹部には、前記端面電極に接続され、導電性を有する突起部が配置されたことを特徴とするセラミック多層基板。
【請求項２】
前記セラミック層は焼結開始温度と焼結完了温度のうち少なくとも一方が異なる第１及び第２のセラミック層を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のセラミック多層基板。
【請求項３】
一つの前記端面電極に接続される複数の前記突起部が、前記セラミック層の積層方向に離れて配置されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のセラミック多層基板。
【請求項４】
少なくとも一つの前記第一の凹部が前記セラミック層の前記端面に平行に少なくとも一方向に拡張され、該拡張された部分に前記第二の凹部が形成され、
該第二の凹部に配置された前記突起部が前記セラミック層の前記端面に露出していることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のセラミック多層基板。
【請求項５】
少なくとも一つの前記突起部が、前記セラミック層の積層方向から透視したときに、前記基板本体の前記第一の凹部と前記端面電極との境界線の全部分において前記端面電極と接続されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のセラミック多層基板。
【請求項６】
前記突起部が前記端面電極から離れる方向に突出している長さは、当該突起部と当該突起部が前記セラミック層の積層方向に隣接する他の前記突起部との間に形成される間隔の前記セラミック層の積層方向の寸法の１．２５倍以上であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一つに記載のセラミック多層基板。
【請求項７】
前記第１及び第２のセラミック層のうち、一方のセラミック層は、単独で焼結する温度が他方のセラミック層の焼結完了温度より高温であるセラミック材料を含むことを特徴とする、請求項２乃至６のいずれか一つに記載のセラミック多層基板。
【請求項８】
前記第１及び第２のセラミック層のうち、一方のセラミック層は、他方のセラミック層の焼結開始温度において、前記一方のセラミック層が、前記他方のセラミック層の焼結完了温度以下で示す最大収縮率の４０％以上の収縮が完了することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一つに記載のセラミック多層基板。
【請求項９】
前記セラミック材料は、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔａの少なくともいずれか一つを含む酸化物であることを特徴とする請求項７又は８に記載のセラミック多層基板。
【請求項１０】
少なくとも一つの前記第一の凹部が前記第１及び第２のセラミック層のうち、一方のセラミック層に形成され、当該第一の凹部に配置された前記突起部は、前記セラミック層の積層方向の少なくとも一方側の面が他方のセラミック層に接していることを特徴とする、請求項２乃至９のいずれか一つに記載のセラミック多層基板。
【請求項１１】
前記突起部が、前記セラミック層間に形成された面内導体と電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一つに記載のセラミック多層基板。
【請求項１２】
前記端面電極及び前記突起部が、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｄを含む導電性材料で形成されていることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一つに記載のセラミック多層基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミック多層基板に関し、詳しくは、主面以外に端面電極が形成されているセラミック多層基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のセラミック層が積層されたセラミック多層基板のなかには、基板本体の主面以外の端面に端面電極が形成されているものが提案されている。【０００３】
例えば特許文献１には、図１１及び図１２の断面図、図１３の斜視図に示すように、セラミック層１０ａ〜１０ｈが積層された基板本体１０の厚み方向に形成した十字状の貫通溝の中に導電性ペーストを充填して形成した導電部材１３を、分割溝１５により分割することで端面電極２を形成することが提案されている。この端面電極２には、アンカー導電部材７が接続され、それにより端面電極２の基板本体１０からの剥離を防止している。
【特許文献１】特開２０００−２７７９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、アンカー導電部材は、基板本体の厚み方向に端面電極と同じ厚み分だけ形成されており、基板本体のセラミックとアンカー導電部材の金属との間での熱による収縮量の差により、金属である端面電極の剥離や脱落を完全に防止することは困難である。【０００５】
また、基板本体は、その焼結時に基板本体の主面方向に各セラミック層が収縮するため、端面電極と基体本体との間でクラックが発生し、基板強度が低下する。【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑み、熱による収縮量の差や焼成時の熱収縮率の差に起因する端面電極と基板本体との間でのクラック発生を効果的に防止することができる、セラミック多層基板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したセラミック多層基板を提供する。【０００８】
セラミック多層基板は、（ａ）複数のセラミック層が積層され、隣接する少なくとも２層の前記セラミック層の端面に互いに連通する第一の凹部が形成された基板本体と、（ｂ）前記基板本体の前記第一の凹部に配置され、導電性を有する端面電極とを備える。前記基板本体は、前記第一の凹部が形成された前記セラミック層の少なくとも一層に、前記第一の凹部に連通し、他の前記セラミック層の間に挟まれる第二の凹部が形成されている。前記第二の凹部には、前記端面電極に接続され、導電性を有する突起部が配置されている。好ましくは、前記セラミック層は焼結開始温度と焼結完了温度のうち少なくとも一方が異なる第１及び第２のセラミック層を備えている。好ましくは、前記基板本体は、前記第１及び第２のセラミック層が交互に積層されている。【０００９】
上記構成において、セラミック層の第二の凹部に配置された端面電極は、セラミック層の積層方向に対して直角方向に、端面電極から突出し、セラミック層の間に食い込むように配置される。そのため、端面電極は、セラミック層の積層方向の移動が突起部によって阻止される。したがって、端面電極と基板本体との接合強度を向上でき、端面電極が基板本体から脱落することを完全に防止することができる。【００１０】
また、端面電極及び突起部と基板本体との界面は３次元的に複雑に入り組んだ構成となり、端面電極及び突起部と基板本体との界面が特定方向に限定されない上、端面電極及び突起部と基板本体との接触面積も大きくなる。そのため、突起部を設けずに端面電極のみで構成した場合よりも、端面電極及び突起部と基板本体との間の熱による収縮量の差や焼成時の熱収縮率の差に起因する端面電極と基板本体との間でのクラック発生を効果的に防止することができる。【００１１】
さらに、基板本体は焼結開始温度と焼結完了温度のうち少なくとも一方が異なる第１及び第２のセラミック層が交互に積層されているので、焼成時の基板の主面方向への収縮が抑制される。しかし、収縮抑制効果を有する一方のセラミック層と端面電極との収縮挙動差は大きくなる。そこで、突起部を設けることにより、端面電極とセラミック層との境界部分を凹凸形状にすることができる。これにより応力集中を緩和することができ、焼成時における端面電極のクラック発生を防止することができる。【００１２】
好ましくは、一つの前記端面電極に接続される複数の前記突起部が、前記セラミック層の積層方向に離れて配置されている。【００１３】
この場合、突起を設けることによる端面電極の剥離、クラック発生防止の効果を高めることができる。【００１４】
好ましくは、少なくとも一つの前記第一の凹部が前記セラミック層の前記端面に平行に少なくとも一方向に拡張され、該拡張された部分に前記第二の凹部が形成される。該第二の凹部に配置された前記突起部が前記セラミック層の前記端面に露出している。【００１５】
この場合、突起を設けることによる端面電極の剥離、クラック発生防止の効果が高い上、製造も容易であり、実用的である。【００１６】
好ましくは、少なくとも一つの前記突起部が、前記セラミック層の積層方向から透視したときに、前記基板本体の前記第一の凹部と前記端面電極との境界線の全部分において前記端面電極と接続されている。【００１７】
この場合、基板本体の第一の凹部と端面電極との境界に沿ってできるだけ広い範囲に突起部を設け、突起を設けることによる端面電極の剥離、脱落防止の効果を高めることができる。【００１８】
好ましくは、前記突起部が前記端面電極から離れる方向に突出している長さは、当該突起部と当該突起部が前記セラミック層の積層方向に隣接する他の前記突起部との間に形成される間隔の前記セラミック層の積層方向の寸法の１．２５倍以上である。【００１９】
この場合、突起部が基板本体に埋め込まれる長さを長くして、突起を設けることによる端面電極の剥離、クラック発生防止の効果を十分に得ることができる。【００２０】
好ましくは、第１及び第２のセラミック層のうち、一方のセラミック層は、単独で焼結する温度が他方のセラミック層の焼結完了温度より高温であるセラミック材料を含む。【００２１】
この場合、セラミック多層基板の焼成時に、一方セラミック層が他方のセラミック層の平面方向の収縮を抑制し、クラックや剥離の発生を防止して、高精度なセラミック多層基板を得ることができる。【００２２】
好ましくは、第１及び第２のセラミック層のうち、一方のセラミック層は、他方のセラミック層の焼結開始温度において、前記一方のセラミック層が、前記他方のセラミック層の焼結完了温度以下で示す最大収縮率の４０％以上の収縮が完了する。なお、ここでの収縮とは５％以上の変形挙動のことをいい、脱バインダー等による５％以下の変形は含まない。【００２３】
この場合、セラミック多層基板の焼成時に、他方のセラミック層が一方のセラミック層の平面方向の収縮を抑制し、クラックの発生を効果的に防止することができる。【００２４】
好ましくは、前記セラミック材料は、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔａの少なくともいずれか一つを含む酸化物である。【００２５】
このような高温焼結セラミック材料を用いると、焼成時における第１のセラミック層の収縮抑制効果と、端面電極及び突起部との十分な接合強度とを得ることができる。【００２６】
好ましくは、少なくとも一つの前記第一の凹部が前記第１のセラミック層に形成され、当該第一の凹部に配置された前記突起部は、前記セラミック層の積層方向の少なくとも一方側の面が前記第２のセラミック層に接している。【００２７】
この場合、突起部に第２のセラミック層との間で十分な接合強度を確保し、端面電極の剥離、脱落防止の効果を十分に得ることができる。【００２８】
好ましくは、前記突起部が、前記セラミック層間に形成された面内導体と電気的に接続されている。【００２９】
この場合、面内導体と突起部との接続部分はセラミック層の間に挟まれているので、面内導体を基板本体の第一の凹部に沿って端子電極と直接接続する場合よりも、接続部分の信頼性が高まる。【００３０】
好ましくは、前記端面電極及び前記突起部が、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｄを含む導電性材料で形成されている。【００３１】
この場合、第１のセラミック層に低温焼結セラミック材料を用いても、導電性の良好な端面電極を形成することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、熱による収縮量の差や焼成時の熱収縮率の差に起因する端面電極と基板本体との間でのクラック発生を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】セラミック多層基板を用いたモジュール部品の断面図である。（実施例１）
【図２】端面電極の斜視図である。（実施例１）
【図３】端面電極の斜視図である。（実施例１）
【図４ａ】突起部付近の要部拡大断面図である。（実施例１）
【図４ｂ】突起部付近の要部拡大断面図である。（実施例１）
【図４ｃ】突起部付近の要部拡大断面図である。（実施例１）
【図４ｄ】突起部付近の要部拡大断面図である。（実施例１）
【図４ｅ】突起部付近の要部拡大断面図である。（実施例１）
【図５】端面電極の断面図である。（実施例１）
【図６】端面電極の透視図である。（実施例１）
【図７】端面電極の透視図である。（実施例１）
【図８】端面電極の透視図である。（比較例１）
【図９】端面電極の断面図である。（比較例１）
【図１０】端面電極の断面図である。（参考例）
【図１１】基板の一部の断面図である。（従来例）
【図１２】基板の一部の断面図である。（従来例）
【図１３】基板の底面斜視図である。（参考例）
【符号の説明】
【００３４】
２０  セラミック多層基板
２２ａ〜２２ｄ  第１のセラミック層（他方のセラミック層）
２３  面内導体
２４ａ〜２４ｅ  第２のセラミック層（一方のセラミック層）
２５  ビア導体
２６，２７  外部電極
２８  端面電極
６０  導体要素（端面電極、突起部）
６０ｘ，６０ｙ  端部（突起部）
６１  端面電極
６２  導体要素（端面電極）
６４  導体要素（端面電極、突起部）
６４ｘ，６４ｙ  端部（突起部）
６５  端面電極
６６  導体要素（端面電極、突起部）
６６ｚ  基板内側の部分（突起部）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態として実施例について、図１〜図１０を参照しながら説明する。【００３６】
＜実施例１＞  実施例１のセラミック多層基板２０について、図１〜図７を参照しながら説明する。図１は、セラミック多層基板２０を用いたモジュール部品５０の断面を模式的に示している。【００３７】
図１に示されたように、セラミック多層基板２０は、その基板本体２１の上面２１ａに実装部品４０，４２が実装され、必要に応じて金属ケース４４で覆われている。【００３８】
セラミック多層基板２０の基板本体２１は、第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄと第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅとが交互に積層され、第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄと第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅとは主面同士が接している。【００３９】
第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄは、第１のセラミック材料が焼結されてなり、セラミック多層基板２０の基板特性を支配する。第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅは、第２のセラミック材料を含む。第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄと第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅとは、焼結開始温度と焼結完了温度のうち少なくとも一方が異なるように、第１のセラミック材料と第２のセラミック材料とを選択する。【００４０】
第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄの厚みは、焼成後に８μｍ〜１００μｍ以下であることが好ましい。第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄの厚みは、必ずしも各層が同じである必要はない。【００４１】
第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄの焼成後の厚みは、詳しくは後述するように焼成中に第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄが第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅによって面方向の収縮が拘束されるように、第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅの厚みに応じて、焼成中に面方向の収縮が拘束されうる最大厚み以下に抑えることが好ましい。【００４２】
第１のセラミック材料としては、焼成中にその一部（例えば、ガラス成分）が第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅに浸透するものが用いられる。また、第１のセラミック材料としては、面内導体２３、ビア導体２５、外部電極２６，２７、端面電極２８の銀や銅などの低融点金属からなる導体と同時焼成できるように、比較的低温、例えば１０５０℃以下で焼成可能なＬＴＣＣ（低温焼成セラミック； Low Temperature Co-fired Ceramic）を用いることが好ましい。具体的には、アルミナとホウケイ酸系ガラスとを混合したガラスセラミックや、焼成中にガラス成分を生成するＢａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｂ系酸化物からなるセラミックなどを用いることができる。【００４３】
第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅの第２のセラミック材料は、第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄから浸透してきた第１のセラミック材料の一部により固着され、これにより、第２のセラミック層が固化するとともに、第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄと第２のセラミック層とが接合される。第２のセラミック材料としては、Ａｌ２Ｏ３やＺｒＯ等が好適であるが、他にＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５を用いることができる。【００４４】
第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅは、第１のセラミック材料よりも高い焼結温度を有する第２のセラミック材料を、最終製品の状態でも、未焼結のまま含有する。すなわち、焼成過程において、第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅは収縮せず、第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄのみが収縮しようとする。そのため、第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅは第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄに対して、焼成過程での平面方向の収縮を抑制する機能を発揮する。また前述したように、第２のセラミック２４ａ〜２４ｅは、第１のセラミック材料の一部が浸透することによって固着、接合される。そのため、厳密には第１、第２のセラミック層２２ａ〜２２ｄ；２４ａ〜２４ｅの状態や所望の拘束力、焼成条件にも依存するが、第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅの厚みは、概ね焼成後に1μｍ〜８μｍであることが好ましい。【００４５】
基板本体２１の内部において、第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄと第２のセラミック層２４ａ〜２４ｅとの層間には、部分的に面内導体２３が形成されている。面内導体２３によって、キャパシタやインダクタなどの回路素子が形成される。また、セラミック層２２ａ〜２２ｄ，２４ａ〜２４ｅを貫通するビア導体２５が形成されている。【００４６】
基板本体２１の上面２１ａ及び下面２１ｂには、外部電極２６，２７が形成されている。基板本体２１の上面２１ａの外部電極２６には、実装部品４０，４２が実装される。基板本体２１の下面２１ｂの外部電極２７は、モジュール部品５０を他の回路基板に実装するために用いる。【００４７】
基板本体２１の端面２１ｃには、端面電極２８が形成されている。すなわち、セラミック層２２ｂ，２４ｃ，２２ｃ，２４ｄ，２２ｄ，２４ｅの端面には、セラミック層２２ｂ，２４ｃ，２２ｃ，２４ｄ，２２ｄ，２４ｅの積層方向（図１において上下方向）に連通する第一の凹部が形成され、これらの第一の凹部内に端面電極２８が配置されている。端面電極２８は、基板本体２１の下面２１ｂに形成された外部電極２７に接続されている。必要に応じて、端面電極２８には、はんだ材４６を用いて金属ケース４４が実装される。【００４８】
面内導体２３及びビア導体２５によって、基板本体２１の内部に電気配線や電気回路が構成されて、基板本体の外部に露出する外部電極２６，２７及び端面電極２８が電気的に接続されている。【００４９】
面内導体、ビア導体、外部電極、端面電極の各種導体部に関しては、第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄと同時焼成が可能な導電性成分を主成分とするものであれば、広く公知のものが使用可能である。具体的には、Ｃｕ、Ａｇ，Ｎｉ、Ｐｄ、及びそれらの酸化物、合金成分が使用可能である。【００５０】
端面電極は、種々の構成とすることができる。以下、図２〜図７を参照しながら説明する。【００５１】
図２及び図３は、基板本体２１の端面２１ｃに形成されたセラミック層の切り欠き部にそれぞれ配置される端面電極の導体要素の透視図である。【００５２】
図２は、隣接するセラミック層のそれぞれの切り欠き部に、奥行き長さが等しく、幅が異なる導体要素６０，６２が、基板本体２１の端面２１ｃに揃えて配置されている例を示す。なお、ここで言う「奥行き長さ」とは基板本体２１の端面２１ｃから基板本体２１の内部に向かう導体要素６０，６２の長さ、「幅」とは基板本体２１の端面２１ｃにおける導体要素の水平方向の長さを意味する。セラミック層の積層方向（図２において上下方向）から透視すると、一方の短い導体要素６２同士が完全に重なり合い、他方の長い導体要素６０は、一方の短い導体要素６２の両側に、端部６０ｘ，６０ｙがはみ出している。セラミック層の積層方向から透視すると、導体要素６０，６２が重なっている部分が端面電極６１であり、そこから突出している導体要素６２の端部６０ｘ，６０ｙが突起部である。【００５３】
つまり、端面電極６１は第一の凹部に配置され、突起部６０ｘ，６０ｙは第二の凹部に配置されている。第二の凹部はセラミック層の間に挟まれている。一方の短い導体要素６２が配置されているセラミック層の切り欠き部は、第一の凹部のみである。他方の長い導体要素６０が配置されているセラミック層の切り欠き部は、第一の凹部と第一の凹部に連通する第二の凹部とを含む。【００５４】
図３は、隣接するセラミック層のそれぞれの切り欠き部に、奥行き長さと幅が異なる導体要素６４，６６が、基板本体２１の端面２１ｃに揃えて配置されている例を示す。セラミック層の積層方向（図３において上下方向）から透視すると、一方の短い導体要素６６同士は完全に重なり、破線で示した他方の長い導体要素６４は、一方の短い導体要素６６の両側に、端部６４ｘ，６４ｙがはみ出している。図２と異なり、一方の短い導体要素６６の奥行き長さが他方の長い導体要素６４の奥行き長さよりも大きいため、一方の短い導体要素６６は、基板本体２１の端面２１ｃ側（外側）のみが他方の長い導体要素６４と重なり合い、基板内側の部分６６ｚは、導体要素６４，６４が重なり合った部分から突出している。導体要素６４，６６のうち、導体要素６４，６６同士が重なる共通部分が端面電極６５であり、そこから突出している部分、すなわち、他方の導体要素６４の端部６４ｘ，６４ｙと一方の導体要素６６の基板内側の部分６６ｚとが突起部である。【００５５】
つまり、端面電極６５は第一の凹部に配置され、突起部６４ｘ，６４ｙ，６６ｚは第二の凹部に配置されている。第二の凹部はセラミック層の間に挟まれている。導体要素６４，６６が配置されている各セラミック層の切り欠き部は、第一の凹部と第一の凹部に連通する第二の凹部とを含むが、導体要素６４が配置されているセラミック層の第二の凹部と、導体要素６６が配置されているセラミック層の第二の凹部とは、重なっていない。【００５６】
図４ａ〜図４ｅは、焼成前のセラミック層と導体要素の構成を示す要部拡大断面図である。図４ａ〜図４ｅに示すように、導体要素は、１層又は２層以上のセラミック層からなるセラミック層ユニットに形成された第一の凹部に、種々の態様で配置される。【００５７】
図４ａは、第１のセラミック層２２ｋと第２のセラミック層２４ｋとからなる各セラミック層ユニット２５ｋに導体要素６７，６８，６９を配置して、突起部６８ａを形成する例である。【００５８】
図４ｂは、第１のセラミック層２２ｓの両主面に第２のセラミック層２４ｓ，２４ｔが配置されてなるセラミック層ユニット２５ｓに導体要素６７，６８，６９を配置して、突起部６８ａを形成する例である。【００５９】
図４ｃは、図４ａと同様に、第１のセラミック層２２ｘ，２２ｙと第２のセラミック層２４ｘ，２４ｙとからなるセラミック層ユニット２５ｘ，２５ｙに、それぞれ、導体要素６７，６８，６９を配置して突起部６８ａを形成しているが、突起部６８ａとなる導体要素６８を配置する第一の凹部が形成されているセラミック層ユニット２５ｙとそれに隣接するセラミック層ユニット２５ｘとは、第１のセラミック層２２ｘ，２２ｙと第２のセラミック層２４ｘ，２４ｙとの積層方向の順序が異なる例である。【００６０】
図４ｄは、導体要素６７，６８，６９が配置されているセラミック層ユニット２５ｘ，２５ｙのうち、突起部６８ａを含む導体要素６８が配置される第一の凹部が形成されているセラミック層ユニットは第１のセラミック層２２ｚのみからなり、それに隣接するセラミック層ユニット２５ｙは第１のセラミック層２２ｙと第２のセラミック層２４ｙとからなり、かつ、第２のセラミック層２４ｙが突起部６８ａに接している例である。【００６１】
図４ｅは、導体要素６７，６８，６９が配置されているセラミック層ユニット２５ｘ，２５ｙのうち、突起部６８ａを含む導体要素６８が配置される第一の凹部が形成されているセラミック層ユニットは第１のセラミック層と第２のセラミック層を複数層積層した層からなる例である。なお、図４ｅでは突起部６８ａを設けた導体要素がセラミック層ユニット２５ｘ間に配置されているが、突起部６８ａを設けた導体要素が複数のセラミック層ユニットを挟み込むように配置しても構わない。【００６２】
図４ａ〜図４ｅに示したように、突起部６８ａの主面の少なくとも一方に第２のセラミック層２４ｋ；２４ｓ，２４ｔ；２４ｘ；２４ｙが接すると、突起部６８ａと第２のセラミック層２４ｋ；２４ｓ，２４ｔ；２４ｘ；２４ｙとの間で十分な接合強度を確保し、端面電極の剥離、クラック発生防止の効果を十分に得ることができる。【００６３】
図５の基板本体の側面近傍を側面に沿って切断した断面図に示すように、各セラミック層の第一の凹部及び／又は第二の凹部に配置され、端面電極及び突起部を形成する導体要素は、種々の態様で積層することができる。【００６４】
図５（ａ）は、図２と同様に、セラミック層の第一の凹部に幅の異なる導体要素７０ａ，７２ａを交互に配置し、長い方の導体要素７０ａの両端部が突起部を形成する例である。【００６５】
図５（ｂ）は、図５（ａ）と同様に、セラミック層の第一の凹部に幅の異なる導体要素７０ｂ，７２ｂを交互に配置し、長い方の導体要素７２ｂの両端部が突起部を形成するが、長短の導体要素７０ｂ，７２ｂの積層順序が図５（ａ）とは異なる例である。【００６６】
図５（ｃ）は、同じ幅の導体要素７０ｃ，７２ｃを、図において左右に交互にずらし、導体要素７０ｃ，７２ｃの片方の端部によって、左右交互に突起部を形成している例である。【００６７】
図５（ｄ）は、セラミック層の積層方向の一部（図において上部）にのみ、幅の異なる導体要素７０ｄ，７２ｄを交互に配置して、長い方の導体要素７０ｄの両端部により突起部を形成している例である。【００６８】
図５（ｅ）は、セラミック層の積層方向の一部（図において上部）にのみ、同じ長さの導体要素７０ｅ，７２ｅを左右にずらし、導体要素７０ｅ，７２ｅの一方の端部により、左右交互に突起部を形成している例である。【００６９】
図６及び図７は、基板本体の側面近傍を、セラミック層の積層方向から透視した要部拡大透視図である。【００７０】
図６（ａ）は、セラミック層の第一の凹部及び第二の凹部と第一の凹部とに、幅の異なる矩形の導体要素７４ａ，７６ａを配置し、長い方の導体要素７４ａの両端部が、短い方の導体要素７６ａの両側からはみ出て突起部を形成している例である。【００７１】
図６（ｂ）は、セラミック層の第一の凹部及び第二の凹部と第一の凹部とに、台形形状の導体要素７４ｂと矩形の導体要素７６ｂとを配置し、台形形状の導体要素７４ｂの両側の三角形部分が、矩形の導体要素７６ｂの両側からはみ出て突起部を形成している例である。【００７２】
図６（ｃ）は、セラミック層の第一の凹部及び第二の凹部と第一の凹部とに、略半割れ楕円形状の導体要素７４ｃと、略５角形形状の導体要素７６ｃとを配置し、略半割れ楕円形状の導体要素７６ｃの両側の略三角形部分が、略５角形形状の導体要素７６ｃの両側からはみ出て突起部を形成している例である。【００７３】
図６（ｄ）は、セラミック層の第一の凹部及び第二の凹部と第一の凹部とに、略半割れ楕円リング形状の導体要素７４ｄと略三日月形状の導体要素７６ｄとを配置し、略半割れ楕円形状の導体要素７４ｄの両側の略扇形状の部分が、略三日月形状の導体要素７６ｄからはみ出て突起部を形成している例である。【００７４】
図６（ｅ）は、セラミック層の第一の凹部及び第二の凹部と第一の凹部とに、奥行き長さが等しく底辺の幅が異なる台形形状の導体要素７４ｅ，７６ｅを配置し、底辺が長い導体要素７４ｅの両側の平行四辺形の部分が、底辺が短い導体要素７４ｅからはみ出て突起部を形成している例である。【００７５】
図６（ｆ）は、セラミック層の第一の凹部及び第二の凹部と第一の凹部とに、一部を切り欠いた矩形の導体要素７４ｆと略三日月形状の導体要素７６ｆとを配置し、一部を切り欠いた矩形の導体要素７４ｆの両側及び基板内部方向の部分が、略三日月形状の導体要素７６ｆからはみ出て突起部を形成している例である。【００７６】
図６（ｇ）は、図３と同様に、セラミック層の第一の凹部及び第二の凹部に、奥行き長さと幅が異なる矩形の導体要素７４ｇ，７６ｇを配置し、幅が狭い導体要素７６ｇからはみ出た長い導体要素７４ｇの両端部７４ｘ、７４ｙと、奥行き長さが短い導体要素７４ｇからはみ出た長さが長い導体要素７６ｇの基板内側の部分７６ｚとが、突起部を形成している例である。【００７７】
図６（ｈ）は、セラミック層の第一の凹部及び第二の凹部と第一の凹部とに、略Ｔ字形の導体要素７４ｈと矩形の導体要素７６ｈとを配置し、矩形の導体要素７６ｈの三辺から突出した略Ｔ字形の導体要素７４ｈの３つの矩形部分が、突起部を形成している例である。【００７８】
以上のように、端面電極に突起部が接続された凹凸構造を設けることにより、セラミック層の第二の凹部に配置された突起部は、セラミック層の積層方向に対して直角方向に、端面電極から突出し、セラミック層の間に食い込むように配置される。そのため、端面電極は、セラミック層の積層方向の移動が突起部によって阻止される。したがって、端面電極が基板本体から脱落することを完全に防止することができる。【００７９】
さらに、基板本体は焼結開始温度と焼結完了温度のうち少なくとも一方が異なる第１及び第２のセラミック層が交互に積層されているので、焼成時の基板の主面方向への収縮が抑制される。しかし、収縮抑制効果を有する一方のセラミック層と端面電極との収縮挙動差は大きくなる。そこで、突起部を設けることにより、端面電極とセラミック層との境界部分を凹凸形状にすることができる。これにより応力集中を緩和することができ、焼成時における端面電極の剥離やクラック発生を防止することができる。【００８０】
図７（ａ）に示すように、突起部のない端面電極７７ａがビア導体７９の近傍に配置されている場合、同じ設計領域内において、図７（ｂ）のように幅の異なる導体要素７７ｂ，７８ｂを用いて端面電極の両側に突起部７８ｘ，７８ｙを形成したり、図７（ｃ）のように、奥行き長さと幅が異なる導体要素７７ｃ，７８ｃを用いて端面電極の３辺に沿って３つの突起部７７ｚ，７８ｘ，７８ｙを形成したりすることができる。しかし、図７（ｄ）のように、面積の異なる略相似形状の矩形の導体要素７７ｄ，７８ｄを用いて略Ｕ字形状の突起部７８ｚを形成すると、面積が大きい導体要素７８ｄとビア導体７９とが干渉するため、ビア導体７９の位置を設計変更する必要がある。つまり、図７（ｂ）や図７（ｃ）の構成では突起部を設けるように形状変更するだけで、端面電極の脱落やクラック発生を防止することができるようになる。【００８１】
＜作製例１＞  次に、セラミック多層基板の作製例について説明する。【００８２】
第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄとして、Ｂａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｂ系酸化物セラミック材を、第２のセラミック層としてアルミナを用いた。また、第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄの厚みを焼成後２０μｍとなるように、第２のセラミック層の厚みを焼成後３μｍとなるように選定した。【００８３】
また、面内導体、ビア導体、外部電極、端面電極は、Ｃｕ成分を主成分とした導体ペーストを用いて形成した。【００８４】
ビア導体に関しては、予めセラミック多層基板との収縮挙動差を少なくするため、Ｃｕ成分に加え、樹脂ビーズやガラス成分を添加したものを使用した。ガラス成分としては、第１のセラミック層２２ａ〜２２ｄから第２のセラミック層に向かって拡散し、第２のセラミック層を固着する拡散成分であるガラスと概略同組成であるＳｉ-Ｂ-Ｂａ系のガラス成分を用いた。【００８５】
端面電極及び突起部の代表的な形成手法は、次の通りである。【００８６】
まず、第１のセラミック層及び／又は第２のセラミック層からなるセラミック層ユニットであるセラミックグリーンシートを用意する。次いで、セラミックグリーンシートに金型等を用いて貫通孔を形成し、導体ペーストを印刷等の方法により充填して、ビア導体、外部電極、端面電極となる部分を形成する。セラミックグリーンシートに対し、導体ペーストを印刷等の方法で塗布して、面内導体を形成する。そして、次いで、得られたセラミックグリーンシートを所定の順序と方向に従って積層、圧着し、セラミックグリーンシート成形体を得る。セラミックグリーンシート成形体は、セラミック多層基板の複数個分を含む。【００８７】
次いで、セラミックグリーンシート成形体に形成したビア導体を分割するようにダイサーで分割溝を形成する。このとき、分割溝はセラミックグリーンシート成形体の厚み方向の途中までしか形成されておらず、セラミックグリーンシート成形体は子基板に分割されていない。次に、分割溝を形成したセラミックグリーンシート成形体を焼成することにより、セラミック成形体を得る。その後、セラミック成形体を分割することにより子基板を得ることができる。【００８８】
なお、所定の温度と雰囲気に制御された条件下にて、セラミックグリーンシート成形体の個片を最高温度が９５０〜１０００℃となる温度条件にて焼成し、セラミック多層基板を得る。この際、セラミックグリーンシート成形体の個片は、第１のセラミック材料が焼結し、かつ、第２のセラミック材料が焼結しない温度で焼成される。これにより、第１のセラミックグリーン層が収縮しようとする際に、第２のセラミックグリーン層は第１のセラミックグリーン層の収縮を抑制するように作用する。また、第１のセラミックグリーン層が焼結する際に第２のセラミックグリーン層に向けて拡散する成分により、第２のセラミックグリーン層は固着される。これにより、寸法精度の高いセラミック多層基板を作製することが可能となる。【００８９】
焼成雰囲気は、第１のセラミック材料の種類や導電性ペースト膜に含まれる導電性粉末の種類に応じて、適宜調整される。【００９０】
作製例１では、焼成後において、基板本体２１の厚み（図１において上下方向の寸法）が０.７ｍｍ、端面電極２８の高さ（図１において上下方向の寸法）が０.３ｍｍ、分割後の端面電極２８及び突起部の奥行き長さ（図１において左右方向の寸法、図６において上下方向の寸法）が１０〜１７０μｍ、基板本体２１の端面に露出する端面電極２８の幅（図５において、導体要素同士が上下方向に重なり合っている部分の左右方向の寸法。以下、「凹部幅」とも言う。）が０.６ｍｍ、端面電極に接続された突起部が端面電極から突出している寸法（以下、「凹凸差」又は「突起部長」と言う。）が５０μｍとなるように、セラミックグリーンシート成形体を形成した。【００９１】
表１は、焼成後における隣接する突起部の層間距離が４０μｍとなるサンプルについて、端面電極の凹部幅と突起部の突起部長との組み合わせを変えて端面電極近傍に発生したクラックのクラック発生率を調べた結果を示している。表１に示すように、突起部長は、隣接する突起部間の間隔のセラミック層の積層方向の距離（以下、「層間距離」とも言う。）の１．２５倍以上、より好ましくは２.５倍以上の凹凸差が好適であり、例えば隣接する突起部の層間距離が２０μｍであれば、突起部長は２５μｍ以上であればクラックを抑制する効果が得られる。
【表１】
2009028289.tif 000003
なお、より突起部長を大きくしてもその効果は損なわれることはなく、接合面積が向上する分、後述するケース固着強度も向上するが、必要以上に長くしても固着強度の向上は突起部長の増分に比べると増加度が少なくなり、また、突起部長の過剰な増大は、周辺に存在する他の電極の配置効率を低下させてしまうため、突起部長は層間距離の１．２５〜８倍程度とすることが好ましい。【００９２】
次に、得られたセラミック多層基板に対して、必要に応じて表面処理を行ったのち、端面電極に対して金属ケースを実装した。ここでは表面処理として、Ｎｉ、Ａｕの無電解めっきを施した。【００９３】
金属ケースは、セラミック多層基板の対辺側に設けた端面電極にはんだ材を用いて接続し、金属ケース上面から荷重を加え、セラミック多層基板が破断した荷重をケース接合強度として、各種条件との比較をおこなった。【００９４】
＜作製例２＞  作製例２として、セラミック多層基板の基板本体には第２のセラミック層を設けない点、すなわち、第１のセラミック層のみで基板本体を構成する点以外は、作製例１と同じ方法でセラミック多層基板を作製し、同様の評価を実施した。【００９５】
＜比較例１＞  作製例１に対応する比較例１として、端面電極に突起部が接続されていないセラミック多層基板を同じ方法で作製して、同様の評価を実施した。【００９６】
比較例１では、図８の斜視図、図８の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である図９（ａ）、図８の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である図９（ｂ）に模式的に示すように、端面電極８０の各導体要素は、セラミック層の積層方向（図８において上下方向）から透視したときに、完全に重なり合っている。【００９７】
端面電極は、図９（ｂ）に示した矩形の他、図１０（ａ）〜（ｃ）の断面図に示した形状に形成した。図９（ｂ）の矩形断面の端面電極８０は、作製例１の図６（ｂ）に対応する。図１０（ａ）の三日月形状断面の端面電極８０ａは、作製例１の図６（ｄ）に対応する。図１０（ｂ）の台形形状断面の端面電極８０ｂは、作製例１の図６（ｅ）に対応する。図９（ｃ）の略５角形断面の端面電極８０ｃは、作製例１の図６（ｃ）に対応する。【００９８】
＜比較例２＞  作製例２に対応する比較例２として、端面電極に突起部が接続されていないセラミック多層基板を同じ方法で作製して、同様の評価を実施した。【００９９】
＜クラック発生率＞  作製例１、２及び比較例１、２について、クラック発生率の評価結果を、次の表２〜表５に示す。クラック発生率は、各５０個のサンプルについて評価した。【０１００】
表中の「凹凸構造」欄の構造Ａ〜Ｅは、図５（ａ）〜（ｅ）の構成に対応し、従来構造は図９（ａ）の構成に対応する。「断面形状」欄の断面Ａ〜Ｆは、図６（ａ）〜（ｆ）の構成に対応し、従来構造は図９（ａ）の構成に対応する。「断面形状」欄の断面形状Ｂ〜Ｅ凹部は、断面形状Ｂ〜Ｅについて突起部を設けない形状である。「断面形状」欄の断面形状Ａ凹部は、断面形状Ａについて突起部を設けない形状である。「シート構成」欄の構成Ａ〜Ｄは、図４ａ〜図４ｄの構成に対応する。「奥行き長さ」は、基板本体２１の端面２１ｃに対して直角方向の端面電極及び突起部の全長（図６において上下方向の寸法）である。【０１０１】
次の表２は、作製例１の評価結果である。
【表２】
2009028289.tif 000004
構造Ｄ，Ｅでのクラックは、端面電極及び突起部による凹凸構造の部分以外で発生した。【０１０２】
次の表３は、比較例１の評価結果である。
【表３】
2009028289.tif 000005
比較例１のクラック発生率は、断面Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順で増加している。【０１０３】
次の表４は、作製例２の評価結果である。
【表４】
2009028289.tif 000006
構造Ｄ，Ｅでのクラックは、端面電極及び突起部による凹凸構造の部分以外で発生した。【０１０４】
次の表５は、比較例５の評価結果である。
【表５】
2009028289.tif 000007
【０１０５】
表２と表３との比較、表４と表５との比較から、端面電極に突起部を接続することにより、クラックが発生しなくなることが分かる。【０１０６】
また、構造Ｄ，Ｅのように、端面電極及び突起部による凹凸構造を部分的に設けた場合でも、凹凸構造近辺でのクラックは発生しなくなる。このことから、クラック発生率の高い構造部に特に集中して凹凸構造を設けることも効果的である。【０１０７】
例えば、収縮を抑制する第２のセラミック層の配置間隔が広い部分は、収縮を抑制する第２のセラミック層の配置間隔が狭い部分に比べて、端面電極の収縮自由度が高まり、その結果、端面電極の収縮による第２のセラミック層への引張り応力が増大し、クラックが発生しやすくなる。この場合でも、クラック発生率の高い第２のセラミック層の配置間隔が広い部分に特に集中して端面電極及び突起部による凹凸構造を設けることにより、効率的にクラックの発生を抑制することが可能となる。【０１０８】
＜ケース固着強度＞  作製例１、２及び比較例１、２に沿って作成したサンプルのうち、断面形状Ａ、奥行き長さ９０μｍ、シート構成：構成Ａ、のものに対して金属ケースをはんだ付けした後、金属ケースを上面にして整地面上に保持し、金属ケースの上方から荷重を順次増加させながら加えていき、ケース接続部が破断する強度を、各２０個のサンプルについて測定した。測定結果を、次の表６に示す。
【表６】
2009028289.tif 000008
表中の「平均破断強度」欄において、×は１５Ｎ以下、△は１５〜２５Ｎ、○は２５〜３５Ｎ、◎は３５Ｎ以上を示す。【０１０９】
表６から、端面電極及び突起部の凹凸構造によって、ケース固着強度に関しても向上効果が認められる。特に、凹凸形状にすることにより、単純な接合面積の向上（凹部幅の増大）だけでは得られないレベルの効果が得られることが分かる。【０１１０】
また、構造Ｇ（図３の斜視図に対応）によっては、図７を参照して前述したしたように、内部設計領域の減少を抑えながら、固着強度の向上が可能となる。【０１１１】
なお、表６中には記載していないが、構造Ｇに対応する図６（ｇ）の構成の代わりに、図６（ｈ）の構成となるように作製したサンプルについても、同等の効果が得られた。【０１１２】
＜まとめ＞  以上に説明したように、端面電極に突起部を接続して凹凸構造とすることによって、端面電極が基板本体から脱落することを完全に防止することができ、熱による収縮量の差や焼成時の熱収縮率の差に起因する端面電極と基板本体との間での剥離を効果的に防止することができる。【０１１３】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。【０１１４】
例えば、端面電極が基板本体の両主面間に延在するように構成してもよい。このような構成で突起部を設けないと、端面電極がセラミック層の積層方向に脱落しやすいが、突起部を設けると、セラミック層の積層方向に脱落を完全に防止することができ、突起部の効果が大きい。また、セラミック層の構成に関しても、第１と第２のセラミック層の焼結温度が異なっている場合に特に効果が大きい電極構造に関するものであるため、第１と第２のセラミック層の焼結温度の関係については限定されるものではない。このことは、第２のセラミック層が第１のセラミック層からの拡散成分によって固着されるかどうかにはよらない。例えば、第１、第２のセラミック層が各々独自に焼結するものであってもかまわない。また、セラミック層とビア導体との熱変形挙動が大きく異なる場合においても、本発明による電極構造は効果的であり、その場合は、セラミック層は１種類でも構わない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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