(57)【要約】【課題】  セラミックス部材を部分的に着色することが可能で、着色によるセラミック部材の寸法変化がほとんどない着色セラミックス部材の製造方法を提供する。【解決手段】セラミックス部材１１の表面の少なくとも一部が着色された着色セラミックス部材の製造方法であって、主成分がアルミナからなるセラミックス部材１１の表面の少なくとも一部に金属膜１４を接触させる工程と、前記セラミックス部材１１と前記金属膜１４が接触した状態で前記セラミックス部材１１及び前記金属膜１４を加熱することで前記セラミックス部材１１に前記金属膜１４の成分を拡散させ前記セラミックス部材１１を着色する工程と、を有する着色セラミックス部材の製造方法とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス部材の表面の少なくとも一部が着色された着色セラミックス部材の製造方法であって、主成分がアルミナからなるセラミックス部材の表面の少なくとも一部に金属膜を接触させる工程と、前記セラミックス部材と前記金属膜が接触した状態で前記セラミックス部材及び前記金属膜を加熱することで前記セラミックス部材に前記金属膜の成分を拡散させ前記セラミックス部材を着色する工程と、を有することを特徴とする着色セラミックス部材の製造方法。
【請求項２】
前記金属膜は、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）の内の少なくとも一つの元素から形成されることを特徴とする請求項１に記載の着色セラミックス部材の製造方法。
【請求項３】
前記セラミックス部材及び前記金属膜の加熱温度が１２００℃以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の着色セラミックス部材の製造方法。
【請求項４】
前記金属膜は前記セラミックス部材の表面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の着色セラミック部材の製造方法。
【請求項５】
前記金属膜は前記セラミックス部材と異なる部材の表面に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の着色セラミック部材の製造方法。
【請求項６】
セラミックス部材の表面の少なくとも一部が着色された着色セラミックス部材であって、主成分がアルミナからなるセラミックス部材の表面の少なくとも一部に金属膜を接触させ、前記セラミックス部材と前記金属膜が接触した状態で前記セラミックス部材及び前記金属膜を加熱することで前記セラミックス部材に前記金属膜の成分を拡散させ前記セラミックス部材を着色したことを特徴とする着色セラミックス部材。
【請求項７】
前記金属膜は、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）の内の少なくとも一つの元素から形成されることを特徴とする請求項６に記載の着色セラミックス部材。
【請求項８】
前記セラミックス部材及び前記金属膜の加熱温度が１２００℃以上であることを特徴とする請求項６または７に記載の着色セラミックス部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも表面の一部が着色されたセラミックス部材およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種電子部品を実装するための基板や電子デバイスを構成するパッケージとして、アルミナ等のセラミックスが広く利用されている。通常、アルミナセラミックスは特別な処理をしない限り白色であり、それをそのまま基板やパッケージ等のセラミックス部材として用いられることが多いが、例えばパッケージの表裏判別マークや、アライメントマークといった認識マークをセラミックス部材につけたいとの要求があり、セラミックス部材の一部をその母材の色と異なる色に着色する技術が求められている。セラミックス部材を着色する方法としては、例えば特許文献１〜３が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１６５２５５
【特許文献２】特開昭６１−４０８８１
【特許文献３】特開２０１１−４９１５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、アルミナの粉体を焼結する際、Ｃｒなどの酸化物を微量混ぜて焼結することで、セラミックス全体を着色する方法が開示されている。しかしこの方法ではセラミックス部材の全体が着色してしまうため、セラミックス部材を部分的に着色することはできないという課題を有している。また特許文献２では、真空炉内でアルミナブロック近傍にＣｏ粉末を入れて、一緒に真空加熱し、Ｃｏがアルミナ中に拡散させることで着色する方法が開示されている。この方法においても、セラミックス部材の全体がＣｏの拡散してくる雰囲気に曝されるため、セラミックス部材を部分的に着色することが困難である。特許文献３では、着色顔料をセラミックス部材の一部分に塗布して、着色する方法が開示されている。この方法では、着色材自体が厚みを有してしまうため、寸法精度が厳しい部材に対して適用することができないという課題を有し、さらに、微細な凹凸や穴を有するセラミックス部材に対して着色する場合、前記凹凸や穴が着色顔料で埋まってしまうという課題も有している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明は、セラミックス部材の表面の少なくとも一部が着色された着色セラミックス部材の製造方法であって、主成分がアルミナからなるセラミックス部材の表面の少なくとも一部に金属膜を接触させる工程と、前記セラミックス部材と前記金属膜が接触した状態で前記セラミックス部材及び前記金属膜を加熱することで前記セラミックス部材に前記金属膜の成分を拡散させ前記セラミックス部材を着色する工程と、を有する着色セラミックス部材の製造方法とする。
【０００６】
前記金属膜は、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）の内の少なくとも一つの元素から形成される着色セラミックス部材の製造方法とする。
【０００７】
前記セラミックス部材及び前記金属膜の加熱温度が１２００℃以上である着色セラミックス部材の製造方法とする。
【０００８】
前記金属膜は前記セラミックス部材の表面に形成されている着色セラミック部材の製造方法とする。
【０００９】
前記金属膜は前記セラミックス部材と異なる部材の表面に形成されている着色セラミック部材の製造方法とする。
【００１０】
さらに本発明は、セラミックス部材の表面の少なくとも一部が着色された着色セラミックス部材であって、主成分がアルミナからなるセラミックス部材の表面の少なくとも一部に金属膜を接触させ、前記セラミックス部材と前記金属膜が接触した状態で前記セラミックス部材及び前記金属膜を加熱することで前記セラミックス部材に前記金属膜の成分を拡散させ前記セラミックス部材を着色した着色セラミックス部材とする。
【００１１】
前記金属膜は、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）の内の少なくとも一つの元素から形成される着色セラミックス部材とする。
【００１２】
前記セラミックス部材及び前記金属膜の加熱温度が１２００℃以上である着色セラミックス部材とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、セラミックス部材を部分的に着色することが可能となる。また、着色によるセラミック部材の寸法変化がほとんどないため、寸法精度が必要なセラミックス部材の一部へ着色することも可能となり、さらに微細な凹凸や穴を有するセラミックス部材の着色においても、その外形に影響を与えることなく着色することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の着色セラミックス部材を説明するための図。
【図２】本発明の着色セラミックス部材の製造方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明の着色セラミックス部材を説明するための図であり、図２は本発明の着色セラミックス部材の製造方法を説明するための図である。本実施例では回路基板を例として本発明の着色セラミックス部材の製造方法および着色セラミックス部材について説明する。回路基板１０は平板状の基板であり、アルミナを主成分とした白色のセラミックス部材１１である。セラミックス部材の表面には、半導体素子等が搭載され電気的に接続するための回路パターン１２と、半導体素子等を搭載する際や回路パターン１２を形成する際の位置決めに利用されるアライメントマーク１３が形成されている。アライメントマーク１３はセラミックス部材１１の表面が着色されることで形成されている。
【００１６】
このような回路基板１０を製造するためには、まずセラミックス部材１１を準備する。次にセラミックス部材１１上にアライメントマーク１３に対応した形状の金属薄膜１３を形成する。金属薄膜１３の形成は、まずセラミックス部材１１の表面にＣｒからなる金属薄膜１４を真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなどの方法により形成する（図２（ａ））。次いで金属薄膜１４上にレジスト膜１５を形成し、レジスト膜１５を露光、感光することで、アライメントマーク１３に対応した形状のレジスト膜１５を金属薄膜１４上に残す（図２（ｂ））。次いでレジスト膜１５をマスクとして金属薄膜１４をエッチングして金属薄膜１４をアライメントマークに対応した形状とする（図２（ｃ））。その後、金属薄膜１４上のレジスト膜１５を剥離する（図２（ｄ））。
【００１７】
セラミックス部材１１上にアライメントマーク１３に対応した形状の金属薄膜１３を形成する方法としては様々な方法を用いることが可能であり、前記方法の他に、金属薄膜形成前にフォトリソによりレジスト膜などを用いてセラミックス部材上にパターン形成した後に金属薄膜を成膜し、その後不要部分をリフトオフする方法、成膜時にメタルマスクを被着色部材に密着させ必要な部分だけに成膜する方法等を利用しても良い。
【００１８】
次に、セラミックス部材１１の表面にアライメントマーク１３を着色する。アライメントマーク１３の着色は、アライメントマーク１３に対応した形状の金属薄膜１４が形成されたセラミックス部材１１を加熱炉内に設置して、大気雰囲気中で１２００℃以上の温度で加熱することにより行われる（図２（ｅ））。高温で加熱することで金属薄膜１４がセラミックス部材１１の表面に拡散し、金属薄膜１４と接触したセラミックス部材１１表面のみを部分的に着色することができる。金属薄膜１４がＣｒの場合、アルミナからなる白色のセラミックス部材１１を赤紫色に着色することができる。この方法によれば、セラミックス部材の表面そのものに色彩を持たせることができ、洗浄等により除去されることがないため、アライメントマークの形成方法として利用するのに好適である。
【００１９】
また本実施例では金属薄膜としてＣｒを使用した例を示したが、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅなどの金属薄膜を用いることも可能である。さらに金属薄膜の厚さを変えることで、着色する色の濃淡を調整することも可能である。
【００２０】
なお、金属薄膜は導電性を有しているが、加熱処理により着色されたセラミックス部材の表面は絶縁性を有しており、セラミックス部材の絶縁性を損なうことはない。さらに金属薄膜の厚さは、サブミクロンオーダーの厚さがあれば、セラミックス部材を着色させることが可能であり、セラミックス部材の寸法変化もほとんどないため、寸法精度が厳しいセラミックス部材に着色しても、その寸法精度には影響を及ぼさない。そのため、微細な凹凸や穴を有するセラミックス部材の表面であっても、塗料等により着色した場合のように凹凸や穴を潰すことなく凹凸の表面や穴の内表面まで着色することが可能である。微細な穴の内表面などの着色では、穴を埋め込んでしまうことなく穴の内表面を金属薄膜で被覆するためにドライプロセスの成膜手法を用いた金属薄膜形成方法の利用が有効である。
【００２１】
最後に、前工程までに形成されたアライメントマーク１３を基準とし、セラミックス部材１１の表面に回路パターン１２を形成する。回路パターン１２の形成は、めっき法等の従来から利用されている様々な方法により形成することが可能である。
【００２２】
以上、本実施例では回路基板にアライメントマークを形成することで本発明の着色セラミックス部材の製造方法および着色セラミックス部材をを説明したが、本発明は本実施例に限定されるものではなく様々な応用が可能である。例えば本発明のセラミックス部材の製造方法によれば、着色したいセラミックス部材とは異なる別の基板などに所望のパターン形状の金属薄膜を形成しておき、前記別の基板を着色したいセラミックス部材に接触させた状態で加熱する事で、セラミックス部材への着色をすることも可能である。また、着色のための金属薄膜をパターニングせずセラミックス部材の全面に形成しておけば、セラミックス部材の表面全体を着色することも可能である。さらに本発明は、本実施例の回路基板のような平面的なセラミックス部材に限定されるものではなく、例えば円錐状の頂点部への着色といった３次元構造体への着色にも容易に適用可能であることは明らかである。
【符号の説明】
【００２３】
１０  回路基板
１１  セラミックス部材
１２  回路パターン
１３  アライメントマーク
１４  金属薄膜
１５  レジスト膜
【図１】
2014185047.tif 000003
【図２】
2014185047.tif 000004