(57)【要約】【課題】  セラミック表面に多層の金属層を設け、その最外層を銀メッキ層とした場合の密着強度を高める。【解決手段】  発光素子収納用セラミックパッケージ１０は、キャビティ２２に発光素子１２を収納し、キャビティ２２の周囲傾斜面に金属層３０を備える。この金属層３０は、傾斜面表面側から、タングステン・モリブデンを用いたＷ・Ｍｏメタライズ層３１と、ニッケルメッキ層３２と、金メッキ層３３と、最外表層の銀メッキ層３４の多層の金属膜層構造を有する。Ｗ・Ｍｏメタライズ層３１は、キャビティ２２の傾斜面表面へのＷ・Ｍｏの金属粉末含有の活性金属ペースト塗布、高温・高真空下で処理するメタライズ手法を用いて形成され、ニッケルメッキ層３２と金メッキ層３３および銀メッキ層３４は、電解メッキ法等のメッキ手法により順次形成される。【選択図】  図２
2010028146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に金属層を備えたセラミック基板であって、
前記金属層は、
最外層の側に位置し銀からなる銀層と、前記セラミック基板の側に位置しニッケルからなるニッケル層と、該ニッケル層と前記銀層との間に位置する中間層とで構成され、
前記中間層は、
ニッケルより高い標準電極電位を有する金属であって、銀とは異なる金属からなる層とされている
セラミック基板。
【請求項２】
半導体素子を収納するためのセラミック基板であって、
基板本体に形成され、前記半導体素子の収納用のキャビティと、
該キャビティの壁面に金属層とを備え、
該金属層は、
最外層の側に位置し銀からなる銀層と、前記セラミック基板の側に位置しニッケルからなるニッケル層と、該ニッケル層と前記銀層との間に位置する中間層とで構成され、
前記中間層は、
ニッケルより高い標準電極電位を有する金属であって、銀とは異なる金属からなる層とされている
セラミック基板。
【請求項３】
前記キャビティに収納される前記半導体素子が発光素子である請求項２に記載のセラミック基板。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３いずれか記載のセラミック基板であって、
前記金属層は、タングステンまたはモリブデンで構成されるメタライズ層を備え、該メタライズ層上に、前記ニッケル層と前記中間層と前記銀層とが順に配置される
セラミック基板。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４いずれか記載のセラミック基板であって、
前記金属層における前記ニッケル層と前記銀層との間に介在する前記中間層は、その層厚みが前記ニッケル層および前記銀層の層厚みよりも薄くされているセラミック基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その表面に金属層を備えたセラミック基板、および、発光素子などの半導体素子を収納するためのセラミック基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セラミックスは、絶縁性や誘電的性質等の電気的特性を有していることから、セラミックパッケージ等の電子部品の材料として用いられている。こうした電子部品は、セラミック製のパッケージ（以下、パッケージという）に、半導体素子（例えば、発光素子としてのダイオードやサイリスタ、トランジスタ等）を収納し、パッケージ本体に半導体素子に接続される回路を配設することによって構成される。こうした回路の配設に際しては、パッケージ本体の表面に、回路パターンとして機能する金属層を、銅や銀等の導体を用いて形成することが必要となる場合がある。加えて、上記の回路が発光素子を含んでいる場合には、発光素子からの光を効率よく反射させるために、発光素子の周囲におけるパッケージ本体の表面に、上記光の反射膜として機能する金属層を、反射特性の良好な導体（例えば、銀）を用いて形成することが必要となる場合がある。
【０００３】
このようにパッケージ本体の表面に金属層が形成された場合には、金属層とセラミックとの熱膨張率が異なるため、セラミックパッケージが温度変化を受けた際に、パッケージと金属層との界面付近で歪みが生じる場合がある。また、金属層が複数の層から構成され、各層に用いられている金属材料の熱膨張率が異なる場合には、温度変化によって、金属層を構成する各層の界面付近で歪みが生じることがある。このような事態を回避すべく、従来、セラミックにタングステンおよびモリブデンを含む膜層をメタライズ法にて形成し、この金属膜層上にニッケルメッキ層，銀メッキ層をこの順に付着することにより、熱応力に起因した各層（メタライズ層，ニッケルメッキ層，銀メッキ層）の剥がれを防止するセラミックパッケージが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０７２５８号公報
【特許文献２】特開２００４−２０７６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の構造では、ニッケルメッキ層と銀メッキ層との密着強度については、更なる改善の余地が指摘されるに到った。例えば、キャビティ内に封止用樹脂が充填される場合には、熱による封止用樹脂の膨張や収縮によって、キャビティ壁面表面に形成された金属層における最外層となる銀メッキ層の表面に局所的な熱応力がかかるため、銀メッキ層の剥がれに対する対策の必要性が指摘されるに到った。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明は、上記した課題を踏まえ、セラミック基板本体の表面に形成される金属層の最外層の剥がれ防止の確実性を高めることを目的として、以下の構成を採った。
【０００７】
本発明のセラミック基板は、
表面に金属層を備えたセラミック基板であって、
前記金属層は、
最外層の側に位置し銀からなる銀層と、前記セラミック基板の側に位置しニッケルからなるニッケル層と、該ニッケル層と前記銀層との間に位置する中間層とで構成され、
前記中間層は、
ニッケルより高い標準電極電位を有する金属であって、銀とは異なる金属からなる層とされていることを要旨としている。
【０００８】
上記発明のセラミック基板では、セラミック基板表面に金属層を備え、この金属層は、異種金属材料からなる異種金属層を多層に備えており、最外層の側から順に、銀からなる銀層と、中間層と、ニッケルからなるニッケル層とで構成し、ニッケル層と銀層との層間に介在する中間層については、ニッケルより高い標準電極電位を有する金属であって、銀とは異なる金属からなる層とした。このように中間層の金属を選定したため、ニッケル層と中間層との密着強度，中間層と銀層との密着強度は、いずれも、従来技術であるニッケル層と銀層との密着強度よりも高まる。従って、熱応力等に起因したニッケル層上に配置される各層（中間層や最外層である銀層）の剥離を、より確実に防止することができる。こうした密着強度の向上は、本発明での中間層と銀層の界面における中間層への銀原子の入り込みによるアンカー効果と、ニッケル層と中間層の界面におけるニッケル層への中間層金属原子の入り込みによるアンカー効果が、従来の層構成でのニッケル層と銀層の界面におけるニッケル層への銀原子の入り込みによるアンカー効果よりも効果が大きいためと予想される。また、ニッケル層は、ニッケルを主成分として構成されていればよく、ニッケル以外の金属を含んだニッケル系の合金層であっても良い。中間層は、ニッケルより高い標準電極電位を有する金属であって、銀とは異なる金属であることから、例えば、金や銅や、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなどの白金系元素の金属を主成分として構成されていればよく、これら金属以外の金属を含んだ金系、銅系、白金族系の合金層であっても良い。銀層は、銀を主成分として構成されていればよく、銀以外の金属を含んだ銀系の合金層であっても良い。
ここで、「ニッケルより高い標準電極電位を有する金属」とは、標準電極電位が−０．２５７ｖのニッケルよりも貴な金属であることを意味する。また、「主成分」とは、５０ｗｔ％以上含まれている成分のことを示す。
【０００９】
多層の異種金属層を構成する各金属層をメッキ手法によって形成することは、均一な層の形成を簡便に行うことができる点で好適である。
【００１０】
上記のセラミック基板が半導体素子の収納用のキャビティを備える場合には、少なくともキャビティの壁面に上記の金属層を有する構成を採ることも可能である。この場合において、キャビティに収納される半導体素子を発光素子としてもよい。こうすれば、発光素子から放たれた光は最外層の銀層によって効率よく外部に反射される。
【００１１】
本発明のセラミック基板は、
半導体素子を収納するためのセラミック基板であって、
基板本体に形成され、前記半導体素子の収納用のキャビティと、
該キャビティの壁面に金属層とを備え、
該金属層は、
最外層の側に位置し銀からなる銀層と、前記セラミック基板の側に位置しニッケルからなるニッケル層と、該ニッケル層と前記銀層との間に位置する中間層とで構成され、
前記中間層は、
ニッケルより高い標準電極電位を有する金属であって、銀とは異なる金属からなる層とされていることを要旨としている。
【００１２】
上記発明のセラミック基板では、基板本体に形成されたキャビティに半導体素子が収納されると共に、このキャビティの壁面に金属層を備え、この金属層は、異種金属材料からなる異種金属層を多層に備えており、最外層の側から順に、銀からなる銀層と、中間層と、ニッケルからなるニッケル層とで構成し、ニッケル層と銀層との層間に介在する中間層については、ニッケルより高い標準電極電位を有する金属であって、銀とは異なる金属からなる層とした。このように中間層の金属を選定したため、ニッケル層と中間層との密着強度，中間層と銀層との密着強度は、いずれも、ニッケル層と銀層との密着強度よりも高まる。従って、熱応力等に起因して、半導体素子の周囲に設けられた銀層やさらにはこの銀層上に、さらに別の金属で構成される金属層が剥離してしまうことを、より確実に防止することができる。また、ニッケル層は、ニッケルを主成分として構成されていればよく、ニッケル以外の金属を含んだニッケル系の合金層であっても良い。中間層は、ニッケルより高い標準電極電位を有する金属であって、銀とは異なる金属であることから、例えば、金や銅や、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなどの白金系元素の金属を主成分として構成されていればよく、これら金属以外の金属を含んだ金系、銅系、白金族系の合金層であっても良い。銀層は、銀を主成分として構成されていればよく、銀以外の金属を含んだ銀系の合金層であっても良い。
この場合にあっても、「ニッケルより高い標準電極電位を有する金属」は、標準電極電位が−０．２５７ｖのニッケルよりも貴な金属であることを意味する。
【００１３】
上記した金属層をセラミック表面に形成する場合には、タングステンまたはモリブデンで構成されるメタライズ層をセラミック表面に形成し、当該メタライズ層上に、前記金属層を、メタライズ層の側から前記ニッケル層と前記中間層と前記銀層となるように配置することができる。こうすれば、メタライズ層と前記金属層、即ちメタライズ層とニッケル層との密着性も確保できることから、最外層の銀層の密着性向上に加え、金属層としての密着性も高まる。
ここで、ニッケル層と銀層との層間に介在する中間層の層厚は、ニッケル層や銀層の層厚よりも薄くなるように形成される。例えば、これら各層の厚みを、ニッケル層が約０．５〜２０μｍ、金層が約０．０３〜０．２０μｍ、銀層が３μｍ超〜２０μｍとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のセラミック基板の実施例である発光素子収納用セラミックパッケージ１０の要部を断面視して示す説明図である。
【図２】図１におけるＺ部を拡大して模式的に示す説明図である。
【図３】本発明のセラミック基板の変形例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０Ａの要部を断面視して示す説明図である。
【図４】本発明のセラミック基板の別の変形例である発光素子収納用セラミックパッケージの要部を断面視して示す説明図である。
【図５】図４において中の一点鎖線部分Ｙで示した部分を拡大して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以上説明した本発明の構成および作用を一層明らかにするために、以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明のセラミック基板の実施例である発光素子収納用セラミックパッケージ１０の要部を断面視して示す説明図、図２は図１におけるＺ部を拡大して模式的に示す説明図である。
【００１６】
図示するように、この発光素子収納用セラミックパッケージ１０は、セラミック層を積層して構成される基板本体２０と、当該基板本体２０の表面に開口するキャビティ２２と、かかるキャビティ２２の壁面、および基板本体の表面に沿って連続して形成された金属層３０を備え、当該基板に形成したキャビティ２２の底面には導通電極層１４が形成され、前記キャビティ内には発光素子１２が収納される。基板本体２０は、アルミナや窒化アルミニウム、低温焼成セラミックを主成分とするセラミック層Ｓ１〜Ｓ７を積層して形成され、その内部には図示しない配線層や内部電極が所要のパターンで形成され、これらの間にビア電極１５が介在し且つ貫通している。基板本体２０のサイズは、約５ｍｍ×５ｍｍ×０．９ｍｍである。
【００１７】
前記キャビティ２２は、平面視で円形を呈し、その底面には、平面視が正方形を呈する例えば発光ダイオードなどの発光素子１２がロウ材１３またはエポキシ系樹脂の接着材を介して実装され、キャビティ２２の底面の導通電極層１４と図示しないワイヤを介して導通されている。尚、かかるキャビティ２２のサイズは、内径約３．６ｍｍ×深さ約０．４５ｍｍであり、上記ロウ材１３は、例えばＡｕ−Ｓｎ系の低融点合金からなる。
【００１８】
発光素子収納用セラミックパッケージ１０（セラミック基板）の裏面には、裏面電極層１６を備える。裏面電極層１６は、前記ビア電極１５と接続されている。
【００１９】
発光素子１２を収納するキャビティ２２は、その壁面を、底面に対して３０〜８０度傾斜した傾斜面とし、当該傾斜面上には、図２に示すように金属層３０を備える。この金属層３０は、キャビティ２２の傾斜面表面側から、タングステンもしくはモリブデンから成るメタライズ層３１と、ニッケルから成るニッケル（ニッケルメッキ）層３２と、金から成る金（金メッキ）層３３と、最外表層の銀から成る銀（銀メッキ）層３４とで形成されている。前記金メッキ層３３の層厚は、ニッケルメッキ層３２や銀メッキ層３４よりも層厚が薄く、それぞれの層厚は、ニッケルメッキ層３２が約６〜１０μｍ、金メッキ層３３が約０．０５〜０．１０μｍ、銀メッキ層３４が約６〜１０μｍの層厚であった。
【００２０】
それぞれの層厚は、ニッケルメッキ層３２が０．５〜２０μｍ、金メッキ層３３が約０．０３〜０．２０μｍ、銀メッキ層３４が３μｍ超〜２０μｍの層厚とすることができる。ここで、ニッケルメッキ層３２の厚みを前記範囲としたのは、０．５μｍ以下では、ニッケルメッキ層３２の厚みが薄すぎるため、例えばメッキムラにより、ニッケルメッキが被着しない部分を生じるおそれがあり、一方、ニッケルメッキ層３２の厚みが２０μｍを越えると、コストアップや、ニッケルメッキの残留応力により、界面に剥離が発生したり表面に凹凸が発生するため、金属層表面（光反射面）の平滑性が低下し、光の反射効率が低下する可能性があるためである。望ましくは１．０〜１５．０μｍ、より望ましくは３．０〜１１．０μｍの範囲である。前記範囲では、前述した効果がより顕著となる。また、ニッケルメッキ層３２に、温度範囲７００〜９５０℃で熱処理を加えると、メタライズ層３１との密着もより強固となる。また、ニッケルメッキ層３２の厚みが前記範囲であれば、ニッケルメッキを複数回に亘って施した多層のニッケルメッキ層として形成しても良い。
【００２１】
金メッキ層３３の厚みを前記範囲としたのは、０．０３μｍ以下では、金メッキ層３３の厚みが薄すぎるため、期待する効果である密着強度の向上が期待できない。一方で、０．２０μｍ以上では、コストアップや、金メッキ層表面が平滑になってしまい、銀メッキ層３４との密着強度向上の要因の一つであるアンカー効果が規定できなくなり密着強度が向上しないといった不具合があるためである。かかる金メッキ層３３の厚みは望ましくは、０．０３〜０．１０μｍの範囲である。
【００２２】
銀メッキ層３４の厚みを前記範囲としたのは、銀メッキ層３４の厚みが３μｍ以下になると、例えばメッキムラにより、銀メッキが被着しない部分を生じるおそれがあり、一方、銀メッキ層３４の厚みが２０μｍを越えると、コスト高になるため、上記範囲とした。望ましくは３μｍ超〜１５μｍ、３μｍ超〜１０μｍ、４μｍ超〜１０μｍ、より望ましくは６μｍ〜１０μｍの範囲である。前記範囲では、前述した効果がより顕著となる。
【００２３】
次に、セラミック基板の一例である上記構成の発光素子収納用セラミックパッケージ１０の製造工程について説明する。焼成後にセラミック層Ｓ１〜Ｓ７となるグリーンシートのうち、予めセラミック層Ｓ１〜Ｓ３となるグリーンシートに、キャビティ２２の壁面の傾斜面形状に合わせたテーパ形状の貫通孔をパンチング加工により形成し、焼成後にセラミック層Ｓ４〜Ｓ７となるグリーンシートに、ビア電極１５のための貫通孔をパンチング加工により形成した。
【００２４】
前記グリーンシートには、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）の金属粉末含有の導電性ペーストを塗布、或いは印刷した。セラミック層Ｓ１〜Ｓ３となるグリーンシートには、その傾斜面の表面に前記メタライズ層３１の電極パターンで前記導電性ペーストが塗布或いは印刷され、セラミック層Ｓ４〜Ｓ７となるグリーンシートには、既述した導通電極層１４と裏面電極層１６の電極パターンで導電性ペーストを印刷した。この場合、メタライズ層３１と導通電極層１４とは、電気的に絶縁されるように塗布或いは印刷される。セラミック層Ｓ４〜Ｓ７内に、配線層や内部電極を含む場合には、所望の電極パターンを印刷する。
【００２５】
ビア電極１５については、それぞれのセラミック層のグリーンシートの状態で電極パターンの印刷と同時に貫通孔に前記導電性ペーストを充填した。また、グリーンシート積層後の状態で貫通孔に前記導電性ペーストを充填しても良い。
【００２６】
これらのグリーンシートを順次積層し、所定の温度域（１５００℃以上）で焼成し、キャビティ２２の壁面がその底面に対して傾斜した傾斜面で囲まれたセラミック層積層体を形成した。ここで、セラミック層はアルミナからなるが、窒化アルミニウムやガラスセラミックなどの低温焼成セラミックであっても良い。
【００２７】
次いで、セラミック層積層体のうち、少なくともキャビティ２２の壁面に形成されたメタライズ層３１上に、ニッケル（ニッケルメッキ）層３２、金（金メッキ）層３３、銀（銀メッキ）層３４の順に既述した層厚となるように電解メッキにより、各金属（各金属メッキ）層を形成し、金属層３０を形成した。特に金メッキ層形成に際しては、素材表面の酸化物除去・活性化をメッキと同時に行うようストライクメッキ手法とした。導通電極層１４と裏面電極層１６についても、前記金属層３０の形成と同様の方法で形成した。ニッケルメッキ層３２と金メッキ層３３および銀メッキ層３４は、電解メッキ法や無電解メッキ法、蒸着やスパッタリング等の適宜な手法により、それぞれの金属を用いて形成しても良い。これらメッキ層も、メタライズ層３１の場合と同様に導通電極層１４とは、電気的に絶縁される。
【００２８】
上記の製造方法にて、発光素子収納用セラミックパッケージ１０（セラミック基板）を得た。上記の製造方法にて作成された発光素子収納用セラミックパッケージ１０（セラミック基板）の基板本体２０に、発光素子１２をキャビティ２２の底面にロウ材１３を介して固定し、発光素子１２と導通電極層１４とを図示しないワイヤを介して接続し、キャビティ２２の内部に、透明な熱硬化樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を注入した。
【００２９】
以上説明したように、本実施例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０では、図２に示すように、キャビティ２２の壁面となる周囲傾斜面に多層の金属層３０を形成し、当該金属層における最外層の銀メッキ層３４と、ＷもしくはＭｏメタライズ層３１の側のニッケルメッキ層３２との間に、金メッキ層３３を介在させた。しかも、この金メッキ層３３の膜厚を約０．０３〜０．２０μｍとし、素材表面の酸化物除去・活性化が可能なストライクメッキで形成した。この結果、金メッキ層３３と最外層の銀メッキ層３４との密着性、金メッキ層３３とニッケルメッキ層３２との密着性が高まり、結果的に、最外層の銀メッキ層３４の密着強度を高めることができた。こうした密着強度の向上は、最外層の銀メッキ層３４と金メッキ層３３の界面における金メッキ層３３への銀原子の入り込みによるアンカー効果と、金メッキ層３３とニッケルメッキ層３２の界面におけるニッケルメッキ層３２への金原子の入り込みによるアンカー効果が、従来技術であるニッケルメッキ層３２に銀メッキ層３４を直接形成した場合のメッキ層界面におけるニッケルメッキ層３２への銀原子の入り込みによるアンカー効果よりも効果があると予想される。
【００３０】
ここで、上記した本実施例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０と従来品との対比について説明する。従来品は、金属層３０が金メッキ層３３のない金属層（即ち、ニッケルメッキ層３２に銀メッキ層３４を積層させた金属層）である点で、本実施例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０と相違し、その他の点については上記した本実施例と同様の構成であり、同様の製造方法で製造したものである。この従来品では、導通電極層１４に対してワイヤーボンディングをしたところ、ニッケルメッキ層上の銀メッキ層に剥離が見られてニッケルメッキ層が露出するという不具合が見られた。しかし、本実施例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０では、銀メッキ層３４の剥離は見られず不具合は起きなかった。このことは、ニッケルメッキ層３２と銀メッキ層３４との間に金メッキ層３３を介在させたことによる上記のアンカー効果と、これに伴う密着強度向上が得られたためと考えられる。
【００３１】
また、金属層３０を形成した側にダイシング加工を施して物理的な層剥離の有無の試験を行ったところ、金メッキ層を有しない上記金属層を有する従来品では、銀メッキ層の剥離・ニッケルメッキ層の露出が見られたが本実施例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０ではこれらの不具合は見られなかった。このことも、ニッケルメッキ層３２と銀メッキ層３４との間に金メッキ層３３を介在させたことによる上記のアンカー効果と、これに伴う密着強度向上が得られたためと考えられる。
【００３２】
次に、変形例について説明する。図３は本発明のセラミック基板の変形例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０Ａの要部を断面視して示す説明図である。この図３に示すように、変形例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０Ａは、キャビティ２２がその壁面がキャビティ２２の底面に対してほぼ垂直である点で、上記の実施例と相違するに過ぎず、キャビティ２２の壁面に有する金属層３０の構成は、上記実施例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０と同様である。よって、こうしたキャビティ形状を有する発光素子収納用セラミックパッケージ１０Ａにあっても、最外層の銀メッキ層３４の密着強度を高めることができた。
【００３３】
次に、別の変形例について説明する。図４は本発明のセラミック基板の別の変形例である発光素子収納用セラミックパッケージの要部を断面視して示す説明図、図５は図４において中の一点鎖線部分Ｙで示した部分を拡大して示す説明図である。
【００３４】
この変形例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０Ｂは、図４に示すように、既述した変形例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０Ａと同様のセラミック層Ｓ１〜Ｓ７の積層構成を備える点、基板本体２０におけるキャビティ２２の底面に発光素子１２を有する点などで、上記の実施例および変形例と共通することから、以下、相違する構成について説明する。
【００３５】
この変形例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０Ｂは、発光素子収納用セラミックパッケージ１０Ａと同様、キャビティ２２の壁面をキャビティ２２の底面に対してほぼ垂直とするが、光反射面として機能する金属層３０については傾斜面をなすようにした点に特徴がある。図５に詳しく示すように、この金属層３０は、平面視ではリング形であり、キャビティ２２の壁面２２ａの上端からキャビティ２２の底面２２ｂにかけて傾斜している。
【００３６】
キャビティ２２の壁面２２ａと底面２２ｂにかけては、これら表面にほぼＬ字状にＷ、Ｍｏからなるメタライズ層３１が形成され、このメタライズ層３１は、セラミック層Ｓ３とセラミック層Ｓ４との間に延びる導電電極層４０を含んでいる。そして、このメタライズ層３１の表面に沿ってほぼＬ字状に第１ニッケルメッキ層５１が電解メッキ手法にて形成されている。そして、この第１ニッケルメッキ層５１の表面には、断面がほぼ直角三角形となるようにして、銀ロウ材からなるフィレット部５２が形成されている。このフィレット部５２は、第１ニッケルメッキ層５１のコーナ部に固形の銀ロウ材を配置し、所望の温度で加熱し、銀ロウ材を溶融させることで形成した。
【００３７】
そして、フィレット部５２の傾斜面上において、ニッケルメッキ層３２と金メッキ層３３と銀メッキ層３４とをこの順序でフィレット部５２の側から電解メッキ手法で形成し、これら３層のメッキ層を金属層３０とした。この場合、ニッケルメッキ層３２は、フィレット部５２の下端側・上端側で外側に延びる第１ニッケルメッキ層５１にまたがって形成される。このニッケルメッキ層３２と第１ニッケルメッキ層５１は、同一種の金属（ニッケル）のメッキ層であることから、いわゆるなじみがよく一体となり、フィレット部５２を取り込むことになる。ニッケルメッキ層３２に積層して形成する金メッキ層３３と銀メッキ層３４は、既述した厚みで順次形成されている。この場合、銀メッキ層３４の上・下端部は、その厚みが薄くなり易いので、前記３μｍ超の厚みは、少なくともかかる位置に適用される。
【００３８】
以上のような発光素子収納用セラミックパッケージ１０Ｂにあっても、金属層３０において最外層の銀メッキ層３４とニッケルメッキ層３２との間に金メッキ層３３を介在させているため、最外層の銀メッキ層３４の密着強度を高めることができた。加えて、メタライズ層３１に第１ニッケルメッキ層５１を形成し、この第１ニッケルメッキ層５１の上に形成されたフィレット部５２が銀ロウ材であることから、それらの密着性は高い。さらに、ニッケルメッキ層３２は、フィレット部５２上に形成され、フィレット部５２が銀ロウ材であることから、このフィレット部５２との密着性は高い。このため、金属層３０のニッケルメッキ層３２は、メタライズ層３１に直接形成されていないものの、介在させた第１ニッケルメッキ層５１とフィレット部５２を介して、メタライズ層３１に対しても高い密着性を発揮する。この結果、本変形例の発光素子収納用セラミックパッケージ１０Ｂにあっても、発光素子収納用セラミックパッケージ１０，１０Ａと同様の作用を発揮し且つ効果を奏することが可能である。
【００３９】
第１ニッケルメッキ層５１は電解メッキ法によって形成され、その層厚は、０．５〜２μｍである。この場合、第１ニッケルメッキ層５１には、フィレット部５２の形成のための銀ロウ材の流れ性もしくは濡れ性を良くする為にコバルト（Ｃｏ）を含有していない。また、第１ニッケルメッキ層５１に、温度範囲７００〜９５０℃で熱処理を加える事で、メタライズ層３１との密着も強固となり密着性が高まる。
【００４０】
一方、金属層３０におけるニッケルメッキ層３２は電解メッキ法によって形成され、その層厚は、１．５〜９μｍである。ニッケルメッキ層３２の表面は、第１ニッケルメッキ層５１の表面と比べ平滑になっている。そのため、その上に電解メッキにより形成される金メッキ層３３および銀メッキ層３４も平滑となり、反射効率が向上する。また、ニッケルメッキ層３２についても、５００〜７５０℃の範囲で熱処理を行っても良い。この熱処理を第１ニッケルメッキ層５１の場合の温度範囲より低くしたのは、フィレット部５２を構成する銀ロウ材の融点よりも低い温度範囲でないと、銀ロウ材が溶融し不具合が生じる場合がある為である。特に、ニッケルメッキ層３２をメッキ液中に光沢剤を加え、光沢ニッケルメッキにて形成すれば、平面をより平滑に形成することができる。
【００４１】
また、ニッケルメッキ層としては、第１ニッケルメッキ層５１とニッケルメッキ層３２に分けて形成されているので、それぞれの層でメッキの形成手法を変えたり、熱処理を加えたりする事ができる。よって、金属層３０における光反射面の表面の平滑化や、メタライズ層との密着性の高い金属層３０形成を達成することができる。
【００４２】
本発明は上記した実施例・変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採ることができる。例えば、上記の実施例・変形例では、発光素子１２を有する発光素子収納用セラミックパッケージとして説明したが、発光素子１２に変わる他の半導体デバイスを備えたセラミックパッケージや、セラミック基板表面に多層の金属層を備え、当該金属層の最外層を銀メッキ層とするセラミック基板にも適用できる。
【００４３】
また、金属層３０において最外層の銀メッキ層３４とニッケルメッキ層３２との間に金メッキ層３３を介在させたが、この金メッキ層３３に代えて、銅や、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなどの白金系元素の金属、或いはこれら金属以外の金属を含んだ金系、銅系、白金族系の合金の層（メッキ層や蒸着層）とすることもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ…発光素子収納用セラミックパッケージ（セラミック基板）
１２…発光素子
１３…ロウ材
１４…導通電極層
１５…ビア電極
１６…裏面電極層
２０…セラミック基板
２２…キャビティ
２２ａ…壁面
２２ｂ…底面
３０…金属層
３１…Ｗ・Ｍｏメタライズ層
３２…ニッケルメッキ層
３３…金メッキ層
３４…銀メッキ層
４０…配線部
５１…第１ニッケルメッキ層
５２…銀ロウ材からなるフィレット部
Ｓ１〜Ｓ７…セラミック層
【図１】
2010028146.tif 000003
【図２】
2010028146.tif 000004
【図３】
2010028146.tif 000005
【図４】
2010028146.tif 000006
【図５】
2010028146.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月4日(2009.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に金属層を備えたセラミック基板であって、
前記金属層は、
最外層の側に位置し銀からなる銀層と、前記セラミック基板の側に位置しニッケルからなるニッケル層と、該ニッケル層と前記銀層との間に位置する中間層とで構成され、
前記中間層は、
ニッケルより高い標準電極電位を有する金属であって、銀とは異なる金属からなる層とされている
セラミック基板。