(57)【要約】  セラミック基板などの基体の表面に形成された電極の表面を、基体や電極に大きなダメージを与えることなく、効率よく確実に平滑化する方法、特に拘束層を用いた無収縮工法により焼成を行い、拘束層を除去した後の電極表面を平滑化するのに好適な電極平滑化方法を提供する。  表面に電極が形成された基体を用意し、基体の表面に形成された電極と接するようにメディアを配した状態で、該メディアを振動させることにより電極の表面を平滑化する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に電極が形成された基体を用意し、前記基体の前記電極と接するようにメディアを配した状態で、該メディアを振動させることにより前記電極の表面を平滑化することを特徴とする電極平滑化方法。
【請求項２】
前記基体を処理液に浸漬し、前記処理液に超音波を印加することにより、前記メディアを振動させることを特徴とする請求項１に記載の電極平滑化方法。
【請求項３】
前記メディアを敷き詰めたトレーに、前記メディアと前記電極とが接するように前記基体を載置した状態で、前記処理液に超音波を印加することを特徴とする請求項２に記載の電極平滑化方法。
【請求項４】
トレーに、前記電極が形成された面が上側に位置するような態様で、前記基体を載置し、さらに前記基体上に前記メディアを敷き詰めて、前記電極が前記メディアと接するような状態で超音波を印加することを特徴とする請求項２に記載の電極平滑化方法。
【請求項５】
前記処理液として、脱気水を用いることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項６】
前記メディアの比重が、前記処理液の比重よりも大きいことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項７】
前記メディアの硬度が、前記基体に形成された前記電極の硬度よりも高いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項８】
前記メディアの形状が、球状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項９】
前記メディアがジルコニアからなるものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項１０】
前記電極の端縁部の表面粗さと中央部の表面粗さを異ならせることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項１１】
前記基体がセラミック基板であり、かつ前記電極が焼結金属よりなる電極であり、前記電極の表面を、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法により平滑化する工程を備えていることを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
表面が平滑化された前記電極上にめっき層を形成する工程を備えていることを特徴とする請求項１１記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のセラミック基板の製造方法により製造され、表面に平滑化処理が施された電極を備えていることを特徴とするセラミック基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばセラミック基板などの基体の表面に形成される電極を平滑化する方法、該方法を適用したセラミック基板の製造方法および、該製造方法により製造されるセラミック基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、セラミック基板の表面に形成された焼結金属よりなる電極は、一般に表面粗さが大きく、必ずしも十分な平滑性を備えているとはいえない場合がある。特に、焼成工程において、未焼成のセラミック基板の主面に、該セラミック基板の焼成温度では実質的に焼結しない難焼結性材料を主たる成分とする拘束層を配設して、セラミック基板が平面方向に収縮しないように焼成する、いわゆる無収縮工法を適用して作製したセラミック基板の場合には、拘束層を除去する際にその表面に形成された電極に凹凸が形成され、電極の平滑性が不十分になりやすい。
また、スクリーン印刷などで形成した電極表面も、メッシュ痕などの影響により表面粗さが大きくなりやすい。
そして、セラミック基板の表面に形成された電極は、例えば、回路部品の実装ランドや他の基板との接合部として用いられるが、電極の表面粗さが大きい場合、めっき性やはんだ濡れ性などの特性が不十分になりやすいという問題がある。【０００３】
例えば、セラミック基板の表面に形成された電極にＮｉめっきを行う場合、Ｎｉめっき粒子は等方的に成長する。そして、下地である電極に凹凸が存在すると、凹部に形成されたＮｉめっき粒子を徐々に覆うようにＮｉめっき粒子の２次粒子が成長を繰り返し、凹凸はある程度解消されてゆくが、ある高さに到達するのに要する時間が位置によって異なるため、２次粒子が成長するにつれて粒界が大きくなる。その結果、２次粒子界面に不純物の巨視的な網目状ネットワークが形成され、置換めっきの際これが溶出して、局部的に激しく腐食する。そして、これにより電極の黒化現象が起こり、はんだ接合時の接触面積の低下、腐食部分への水分トラップによるはんだ爆ぜなどの不具合を引き起こすという問題が生じる場合がある。【０００４】
また、電極にワイヤボンディングを行う場合に、電極の表面に凹凸があるとワイヤプル強度が低下する。なお、電極上にＮｉめっき、Ａｕめっきなどを施す場合、成長するＮｉめっき膜、Ａｕめっき膜は下地の電極の凹凸、粒界をトレースするため、Ｎｉめっき膜、Ａｕめっき膜の表面にも凹凸が形成されることになる。【０００５】
また、電極表面の凹凸を、めっき膜を厚く形成することにより解消しようとすると、めっき浴浸漬時間が長くなるため、基板を構成する材料の溶出などにより、基板がダメージを受け、強度低下を招くという問題点がある。【０００６】
そこで、このような問題点を認識して、拘束層除去後の外部電極の表面粗さを０．１〜６μｍとすることにより、めっき性やはんだ濡れ性を確保できるようにする方法が提案されている（特許文献１参照）。
そして、上記特許文献１によれば、拘束層除去後の外部電極の表面粗さを０．１〜６μｍとすることにより、良好なめっき性やはんだ濡れ性を確保することができるとされている。【０００７】
しかしながら、特許文献１には、拘束層除去後において、外部電極の表面粗さを確実に調整、制御するための方策は具体的に示されていないのが実情である。
【特許文献１】特開２００７−３１８１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、セラミック基板などの基体の表面に形成された電極の表面を、基体や電極に大きなダメージを与えることなく、効率よく確実に平滑化することが可能で、特に拘束層を用いた無収縮工法により焼成を行い、拘束層を除去した後の電極表面を平滑化するのに好適な電極平滑化方法、該方法を適用した表面が平滑な電極を備えたセラミック基板の製造方法および、該製造方法により製造することが可能な、表面が平滑な電極を備えたセラミック基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の電極平滑化方法は、表面に電極が形成された基体を用意し、前記基体の前記電極と接するようにメディアを配した状態で、該メディアを振動させることにより前記電極の表面を平滑化することを特徴としている。【００１０】
本発明においては、前記基体を処理液に浸漬し、前記処理液に超音波を印加することにより、前記メディアを振動させることが望ましい。【００１１】
さらに、前記メディアを敷き詰めたトレーに、前記メディアと前記電極とが接するように前記基体を載置した状態で、前記処理液に超音波を印加することが望ましい。【００１２】
また、トレーに、前記電極が形成された面が上側に位置するような態様で、前記基体を載置し、さらに前記基体上に前記メディアを敷き詰めて、前記電極が前記メディアと接するような状態で超音波を印加することも可能である。【００１３】
さらに、前記処理液として、脱気水を用いることが望ましく、また、前記メディアの比重が、前記処理液の比重よりも大きいことが望ましい。【００１４】
さらに、前記メディアの硬度が、前記基体に形成された前記電極の硬度よりも高いことが望ましく、また、前記メディアの形状が、球状であることが望ましい。【００１５】
さらに、前記メディアがジルコニアからなるものであることが望ましい。【００１６】
また、本発明の電極平滑化方法は、前記電極の端縁部の表面粗さと中央部の表面粗さを異ならせるようにしたことを特徴としている。
なお、電極の端縁部と中央部とで表面粗さが異なるようにする方法としては、例えば、表面粗さを粗くしたい領域にマスクを施して、メディアの衝突による平滑化処理が進行しないようにする方法、平滑化後に電極表面の所望の領域をウエットブラストなどの方法により粗面化する方法、メディアの大きさと電極の厚みとの関係を調整して電極の端縁部にメディアが衝突しにくくする方法、メディアを衝突させる方向を調節する方法などが例示される。【００１７】
また、本発明のセラミック基板の製造方法は、焼結金属よりなる電極の表面を、上記本発明の電極平滑化方法を用いて平滑化する工程を備えていることを特徴としている。【００１８】
また、本発明のセラミック基板の製造方法は、表面が平滑化された前記電極上にめっき層を形成する工程を備えていることを特徴としている。【００１９】
また、本発明のセラミック基板は、上記本発明のセラミック基板の製造方法により製造され、表面に平滑化処理が施された電極を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の電極平滑化方法は、基体の電極と接するようにメディアを配した状態で、該メディアを振動させて電極の表面を平滑化するようにしているので、振動するメディアにより、電極の表面を効率よく平滑にすることができる。
なお、本発明においては、振動によってメディアが衝突する部分において電極が平滑化されてゆくことになるが、メディアの移動速度は比較的遅く、メディアの振動により生じるエネルギーは、例えばサンドブラスト法による場合のように、電極を削り取ってしまうほどの大きさのエネルギーではないため、点接触のような狭い範囲で接触した部分において、電極の突出した部分のみが平坦化されてゆくことになる。その結果、電極および電極がその表面に形成されている基体にダメージを与えずに、電極の表面を鏡面研磨を施したような状態にまで平滑化することが可能になる。【００２１】
また、電極が平滑化されることにより、例えば、その表面にＮｉめっき膜を形成する場合にも、２次粒子を小さく抑制することができるため、２次粒子の界面に不純物の巨視的な網目状ネットワークが形成されることを防止して、先行技術では問題となっていたはんだ爆ぜの問題や、ワイヤボンディングを行う際の接合強度低下の問題を、軽減、解消することが可能になる。【００２２】
なお、本発明において、基体の構成材料や形状、形状などに特別の制約はなく、基体がセラミック基板のような板状部材である場合や、チップ型電子部品のような直方体状の構造体である場合など、種々の基体の表面に形成された電極の表面を平滑化する場合に広く本発明を適用することが可能である。
また、本発明の電極平滑化方法によれば、基体の種類や性状によっては、基体の表面の平滑化を併せて図ることが可能になる場合がある。【００２３】
また、本発明において、「電極に接するようにメディアを配した状態で」とは、例えば、メディアが電極上に載置されており、振動することにより瞬間的に電極上から浮き上がるが、次の瞬間には沈降して再び電極上に載っているような状態や、基体の電極が配置された面が下面側となるような姿勢で基体がメディア上に載置され、メディアが振動することにより、瞬間的には、電極とメディアとが接していない状態となることがあるとしても、次の瞬間にはまた電極がメディアに接することになるような状態などを意味する広い概念である。【００２４】
また、基体を処理液に浸漬し、処理液に超音波を印加することにより、メディアを振動させるようにした場合、超音波を利用して、メディアを効率よく振動させ、かつ、メディアの振動状態を精度よく制御できるようになり、電極をさらに効率よく平滑化することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。【００２５】
さらに、メディアを敷き詰めたトレーに、メディアと電極とが接するように基体を載置した状態で、処理液に超音波を印加するようにした場合、電極とメディアを密に接触させながら、メディアを振動させて、電極の表面を効率よく平滑化することが可能になる。
すなわち、メディアが振動するため、微視的にみるとメディアと電極が接していない状態になるタイミングはあるが、ほぼ連続的にメディアが電極に接した状態を保つことが可能になり、電極の表面を効率よく平滑化することが可能になる。
また、トレーに電極が形成された面が上側に位置するような態様で、基体を載置し、基体上にメディアを敷き詰めて、電極がメディアと接するような状態で超音波を印加するようにした場合にも、ほぼ同様の効果を得ることができる。【００２６】
さらに、処理液として、脱気水を用いることにより、超音波の音圧が高まり、メディアの振動を大きくして、電極の表面をさらに効率よく平滑化することが可能になる。
また、メディアとして、処理液よりも比重の大きいものを用いることにより、
メディアが処理液中に浮遊することがなく、メディアを電極上に確実に位置させることが可能になるため、電極の表面を効率よく平滑化することが可能になる。
【００２７】
また、メディアとして、硬度が、電極よりも高いものを用いることにより、電極の表面を効率よく平滑化することが可能になる。【００２８】
また、メディアが球状のものである場合、電極上で、回転、移動しやすく、電極や基体にダメージを与えることなく、電極の表面を効率よく平滑化することが可能になる。【００２９】
また、メディアとして、ジルコニア製のものを用いた場合、ジルコニアは比重が約５．８と、通常の処理液に用いられる液体よりも大きく、また、硬度もモース硬度で８．５と高いため、電極を効率よく平滑化することができる。
また、基体との硬度の関係によっては、基体表面の平滑化も図ることができる場合がある。【００３０】
また、本発明のセラミック基板の製造方法は、セラミック基板と同時焼成することにより形成された焼結金属よりなる電極の表面を、上記本発明の電極平滑化方法を用いて平滑化する工程を備えているので、表面の平滑性に優れた電極を備えたセラミック基板を効率よく製造することができる。【００３１】
また、上記本発明の方法で製造されるセラミック基板は、電極の表面平滑性に優れているため、その表面にめっき層を形成する場合、緻密なめっき層を形成することが可能になるため、めっき層に凹凸が形成されにくく、二次粒子の大きな粒界が形成されにくくなるとともに、二次粒子界面に偏析する不純物の網目状ネットワークが形成されることを防止して、はんだ爆ぜの問題や、電極にワイヤボンディングを施す場合の強度低下の問題を軽減、解消することが可能になる。【００３２】
また、電極表面が平滑化されているため、たとえば、電極表面にＮｉめっき膜を形成する場合に、Ｎｉめっき膜を薄くしても電極表面が平滑化されているため、従来に比べＮｉめっき膜を薄くすることができる。
また、電極表面が平滑化されることによりＮｉめっき膜を形成する場合に発生していた、２次粒子界面に偏析する不純物の巨視的な網目状ネットワークは形成されず、先行技術で問題となっていたはんだ爆ぜの問題や、電極にワイヤボンディングを施す場合の強度低下の問題を軽減、解消することが可能になる。【００３３】
また、本発明のセラミック基板は、上記本発明のセラミック基板の製造方法により製造され、表面に平滑化処理が施された電極を備えたものであることから、はんだ爆ぜの問題や、電極にワイヤボンディングを施す場合の強度低下の問題のない信頼性の高いセラミック基板を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】(ａ)は本発明の実施例１において作製した、基材層（未焼成のセラミック基板）の上下両側に、拘束層が配設された構造を有する未焼成積層体を示す図、(ｂ)は(ａ)の未焼成積層体を焼成することにより得た焼成積層体を示す図である。
【図２】本発明の実施例１において、図１の未焼成積層体を焼成することにより得られた焼成積層体から拘束層を除去する方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例の方法により平滑化処理を行った後、その表面にめっき処理を施した電極の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮影した像を示す図である。
【図４】比較例の方法で作製した試料の電極に、実施例の場合と同様にめっき処理を施した後の電極の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮影した像を示す図である。
【図５】本発明を適用することにより製造することが可能な、一般的な構造を有するセラミック多層基板の一例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例（実施例５）にかかるセラミック基板の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１                  基材層用セラミックグリーンシート
１ａ                電極を備えた基材層用セラミックグリーンシート
２（２ａ，２ｂ）    拘束層用セラミックグリーンシート
１０                パッド電極
１１                未焼成積層体
１２                メディア（ジルコニアボール）
１３                トレー
１４                処理液
１５                超音波洗浄槽
１６                超音波発振子
２１                焼成積層体
３１                絶縁性セラミック層
３２                内部導体
３３                積層体
３４                表面導体
３５                ビアホール導体
Ａ                  基材層（未焼成のセラミック基板）
ＡF                 焼結基材層
Ｂ                  セラミック多層基板
４１                セラミック基板本体
４２ａ，４２ｂ      表面電極
４２ａ1，４２ｂ1    表面電極の中央部
４２ａ2，４２ｂ2    表面電極の端縁部
４３                ＩＣチップ
４４                ボンディングワイヤ
４５                封止樹脂
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところを詳しく説明する。
【実施例１】
【００３７】
この実施例１では、基体がセラミック基板であり、かつ電極がセラミック基板と同時焼成することによりその表面に形成された焼結金属よりなる電極であり、電極の表面を、本発明の実施例にかかる方法により平滑化する工程を備えたセラミック基板の製造方法を例にとって説明する。【００３８】
(１)まず、焼成後にセラミック基板の主要部を構成することになる基材層を以下の方法で作製した。
セラミック粉末としてアルミナ粉末を用意するとともに、ガラス粉末として、ＳｉＯ2：５９重量％、Ｂ2Ｏ3：１０重量％、ＣａＯ：２５重量％、Ａｌ2Ｏ3：６重量％の割合で含有する組成のホウケイ酸ガラス粉末を用意した。【００３９】
そして、上述のアルミナ粉末とガラス粉末を、例えば、重量比で４０：６０の割合で混合し、この混合粉末にバインダ、分散剤、可塑剤および有機溶剤などを各々適量添加し、混合することにより、セラミックスラリーを作製した。【００４０】
次いで、このセラミックスラリーをドクターブレード法などの方法によってシート状に成形し、基材層用グリーンシートを作製した。
そして、複数の基材層用グリーンシートを積層することにより形成される基材層Ａの上面を形成する基材層用グリーンシートには、特性を評価するために、４ｍｍ□のパッド電極１０（図１(ａ)，(ｂ)）が形成された基材層用セラミックグリーンシートを用意した。なお、パッド電極１０はＡｇ電極ペーストをスクリーン印刷することにより形成した。【００４１】
(２)また、拘束層となるセラミックグリーンシート（拘束層用セラミックグリーンシート）を以下の手順で作製した。
まず、上記基材層用セラミックグリーンシートの焼成温度では実質的に焼結しないセラミック粉末、この実施例１では、平均粒径１．０μｍのＡｌ2Ｏ3粉末を有機バインダ、有機溶剤、可塑剤などからなる有機ピヒクル中に分散させてスラリーを調製した。【００４２】
そして、得られたスラリーをシート状に成形して、厚み３００μｍの拘束層用セラミックグリーンシートを作製した。
この拘束層用セラミックグリーンシートの焼結温度は、１４００〜１６００℃であり、基材層用セラミックグリーンシートの焼結温度では実質的に焼結しないものである。【００４３】
(３)次に、図１(ａ)に示すように、拘束層用セラミックグリーンシート２（２ａ）、複数の基材層用セラミックグリーンシート１、拘束層用セラミックグリーンシート２（２ｂ）の順序に積層した後、静水圧プレスなどの方法で、例えば、５〜２００ＭＰａの圧力でプレスして圧着することにより、基材層（未焼成のセラミック基板）Ａの上下両側に、拘束層２（２ａ，２ｂ）が配設された構造を有する未焼成積層体１１を作製した（図１(ａ)参照）。【００４４】
この実施例１では、基材層（未焼成のセラミック基板）Ａの厚みが３００μｍとなるように、複数の基材層用セラミックグリーンシート１を積層した。なお、基材層Ａの上面を構成する基材層用セラミックグリーンシート１としては、上述のように、０．４ｍｍ□のパッド電極（Ａｇ電極）１０が形成された基材層用セラミックグリーンシート１（１ａ）を用いた。【００４５】
また、基材層（未焼成のセラミック基板）Ａの上下両側の拘束層２（２ａ，２ｂ）としては、厚みが３００μｍの拘束層用セラミックグリーンシートをそれぞれ１枚積層し、厚みが約３００μｍの拘束層２（２ａ，２ｂ）を形成した。【００４６】
なお、この実施例１では複数の基材層用セラミックグリーンシート１を積層して、複数層構造の基材層Ａを作製するようにしているが、基材層用セラミックグリーンシート１の枚数を一枚として、単層構造の基材層を作製し、単板型のセラミック基板を製造することも可能である。
また、この実施例１では基材層Ａの上下両側に拘束層２を配設するようにしているが、拘束層２は基材層Ａの一方主面にのみ配設するように構成することも可能である。
また、この実施例１では、拘束層２を、一枚の拘束層用セラミックグリーンシートから形成するようにしているが、拘束層用セラミックグリーンシートを複数枚積層することにより形成してもよい。【００４７】
(４)次に、この未焼成積層体Ａを、大気中で、低温の脱脂温度（例えば、４００℃程度の温度）で熱処理を行いバインダなどの有機物を除去した。
その後、基材層は焼結するが、拘束層を構成するセラミック粉末は焼結しない条件で９００℃に昇温して焼成した。これにより、図１(ｂ)に示すように、焼結基材層ＡFの両主面側に、焼結していない拘束層２（２ａ，２ｂ）を備えた焼成積層体２１を得た。【００４８】
(５)そして、上述のようにして得た焼成積層体２１から、以下に説明する方法で拘束層２（２ａ，２ｂ）を除去するとともに、電極の表面を平滑にする電極平滑化処理を行った。
まず、図２に示すように、球状で直径が２ｍｍのジルコニア（ＺｒＯ2）製のメディア（以下、ジルコニアボールともいう）１２をステンレス製のトレー１３上に敷き詰め、その上に、焼結基材層ＡF（図１(ｂ)）の両主面側に焼結していない拘束層２（図１(ｂ)）を備えた焼成積層体２１を載置する。さらに、焼成積層体２１上に、メディアとして、ジルコニアボール１２を一層あるいは二層程度になるように載置する（図２では、ジルコニアボール１２を一層となるように載置した状態を示している）。なお、この実施例１では、焼結基材層ＡFが、表面に電極が形成された、本願発明における基体となる。【００４９】
それから、トレー１３ごと、全体（ジルコニアボール１２、トレー１３、焼成積層体２１）を、処理液１４を満たした超音波洗浄槽（出力６００Ｗ、周波数４０ＫＨｚ）１５に入れ、超音波発振子１６から超音波を印加してジルコニアボール１２を３０分間振動させることにより、拘束層除去と、電極平滑化処理を行った。
なお、処理液１４としては、超音波を印加した際の音圧を高めるために、脱気処理を施した水を使用した。【００５０】
また、比較のため、実施例１と同様の方法で作製した、焼結基材層の両主面側に焼結していない拘束層を備えた焼成積層体から、ウエットブラスト法により、＃５００のアルミナ砥粒１５％濃度のスラリーを０．１５ＭＰａの圧力で吹き付けて拘束層を除去することにより、表面に電極が露出した焼結基材層（セラミック基板）を得た。【００５１】
そして、実施例１および比較例の方法により拘束層を除去して得た焼結基材層（セラミック基板）を洗浄した後、表面のパッド電極（Ａｇ電極）の表面にＮｉめっきを施して、厚さ５μｍのＮｉめっき膜をパッド電極上に形成した。
それから、このＮｉめっき膜上に、Ｐｄめっきを施して、Ｎｉめっき膜上に厚さ０．２μｍのＰｄめっき膜を形成し、さらに、その上にＡｕめっきを施して、Ｐｄめっき膜上に、厚さ０．１μｍのＡｕめっき膜を形成し、Ａｇ電極の上に三層構造のめっき膜を備えた電極を形成した。【００５２】
[特性の評価]
それから、実施例１の方法および比較例の方法により得た試料（セラミック基板）について、電極（パッド電極）の表面粗さＲａおよび電極のワイヤプル強度（Ｗ／Ｂプル強度）を測定した。その結果を表１に示す。【００５３】
【表１】
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【００５４】
なお、電極の表面粗さＲａおよびワイヤプル強度は、それぞれ以下に説明する方法で測定した。
(１)表面粗さＲａ
レーザー顕微鏡を用いてパッド電極の線粗さを測定することにより表面粗さＲａを求めた。
(２)ワイヤプル強度
直径２０μｍ、長さ８００μｍのＡｕワイヤをパッド電極にワイヤ接合し、ワイヤプル試験機にてワイヤを引張り、ワイヤが切断、あるいは接合部およびその近傍が破断あるいは剥離したときの引張り力をワイヤプル強度とした。【００５５】
表１に示すように、比較例の試料の場合、電極の表面粗さＲａは、０．６０μｍと大きいが、実施例の試料の場合、電極の表面粗さＲａは、０．１５μｍと小さく、平滑性に優れていることが確認された。【００５６】
また、ワイヤプル強度についてみると、比較例の試料の場合、ワイヤプル強度は６．４５ｇｆであるのに対して、実施例の試料のワイヤプル強度は８．０５ｇｆと大きく、ワイヤボンディングを行う際の接合強度低下の問題が解消されることが確認された。【００５７】
上記結果から、焼結基材層と未焼結の拘束層を備えた焼成積層体を作製した後、拘束層に接するようにメディアを配した状態で超音波を印加してメディアを振動させることにより、拘束層を焼結基材層から除去するとともに、電極平滑化処理を行うようにした実施例１の方法によれば、焼結基材層（基体）の表面に形成された電極を効率よく平滑化できることが確認された。なお、電極の表面が平滑化されているので、その表面にＮｉめっき膜を形成する場合にも、２次粒子界面に不純物の巨視的な網目状ネットワークが形成されることを防止して、先行技術では問題となっていたはんだ爆ぜの問題も解消されることが確認されている。【００５８】
なお、図３にこの実施例１の方法により平滑化処理を行い、その表面にＮｉめっき、Ｐｄめっき、およびＡｕめっきを順次行って表面にＮｉめっき膜、Ｐｄめっき膜、Ａｕめっき膜を順次形成した後の電極の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮影した像を示す。【００５９】
また、図４に上記比較例の方法で作製した試料の電極に、同様にめっき処理を施してめっき膜を形成した後の電極の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮影した像を示す。【００６０】
図３および図４より、比較例の試料の場合、表面に凹凸が多く認められ、めっき膜の二次粒子界面が巨視的に網目状になっていることがわかる。これに対し、実施例の試料の場合、平滑度が高く、粒界も認められにくくなっていることがわかる。【００６１】
なお、実施例１と比較例とを対比すると、上記比較例の、ウエットブラスト法が、砥粒で電極の表面を削り取る工法であるのに対し、実施例１の方法は、メディアによって電極上の拘束層粒子を擦り取った後、振動によってメディアが衝突する部分において電極を圧延して、表面を平らにする工法であることから、実施例１の方法の場合、電極の表面粗さを小さくすることができる。そして、電極の表面粗さが小さくなるとワイヤプル強度が高くなることは一般的にも知られているところであるが、この実施例１の場合にも、その効果が上記の表１の結果に表れていることがわかる。なお、電極表面の平滑度が高いため、ワイヤボンダーのキャピラリと電極表面間の角度を垂直に近く保つことができることも、ワイヤプル強度の向上に寄与しているものと考えられる。【００６２】
また、上記実施例１の方法の場合、振動によってメディアが衝突する部分において電極が平滑化されてゆくことになるが、メディアが電極に与えるエネルギーは、電極の突出した部分を圧延する程度の大きさしかないため、電極自体はほとんど削られることはなく、平滑化される。これにより、めっき膜を形成した後においても、表面粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍ程度とプリント基板の銅箔電極並みの平滑度を有する電極を得ることが可能になる。【００６３】
なお、上記実施例では、拘束層の除去と、電極の平滑化処理を、連続した一連の工程として実施した場合を例にとって説明したが、拘束層を除去した後に、拘束層の除去工程とは別の独立した工程として、電極平滑化処理を行うように構成することも可能である。【００６４】
なお、上記実施例１の方法を、一般的な構造を有するセラミック基板（セラミック多層基板）、すなわち、例えば図５に示すように、積層された複数の絶縁性セラミック層３１の間に配設された内部導体３２と、積層体３３の表面に形成された表面導体３４を備え、内部導体３２どうし、あるいは、内部導体３２と表面導体３４とがビアホール導体３５により接続された構造を有するセラミック多層基板Ｂを製造する場合に適用した場合にも、上記実施例の場合に準じる作用効果が得られ、表面導体３４の平滑性に優れたセラミック多層基板が得られることが確認されている。【００６５】
また、メディアの粒径が電極平滑化に与える影響を調べるため、メディアとして、球状で直径が１ｍｍのジルコニア（ＺｒＯ2）製のメディア（ジルコニアボール）と、球状で直径が３ｍｍのジルコニアボールを用い、その他は上記実施例１の場合（すなわち、球状で直径が２ｍｍのジルコニアボールを使用）と同様の方法で、焼成積層体から拘束層を除去するとともに、電極の平滑化処理を行う工程を経てセラミック基板を製造した。【００６６】
その結果、直径が１ｍｍのジルコニアボールをメディアとして使用した場合には、電極の表面を十分に平滑化することができないことが確認された。また、拘束層の除去も不十分になる傾向が認められた。
これは、直径が１ｍｍのジルコニアボールを用いた場合、質量が小さすぎて、超音波を印加してメディアを振動させてもそのエネルギーが小さく、拘束層を十分に除去することができず、電極の表面を十分に平滑化することもできなかったものと考えられる。【００６７】
なお、直径が１ｍｍのジルコニアボールを用いた場合に、電極の表面を十分に平滑化することができなくなるのは、エネルギーが小さく、メディアが衝突する部分において電極を圧延して、表面を平らにする効果が小さくなることによるものと考えられる。【００６８】
また、直径が１ｍｍのジルコニアボールを用いた場合に、拘束層の除去が不十分になるのは、焼結基材層と拘束層との間に形成される反応層を破壊するのに十分なエネルギーを与えることができないことが理由の一つであると考えられる。
なお、大きなエネルギーを与えるべく、超音波の出力を上げた場合（すなわち、音圧を上げた場合）、メディアの質量が小さすぎて、トレーの外に飛び出してしまい、所望の効果を得ることはできなかった。【００６９】
また、直径が３ｍｍのジルコニアボールをメディアとして使用した場合には、電極表面に平滑化できていない領域がムラになって点在していることが確認された。また、拘束層の除去も不十分になることが確認された。
これは、直径が３ｍｍのジルコニアボールを用いた場合、質量が大きく、十分なエネルギーを与えることはできるが、メディアの曲率が大きすぎて、接触点の間隔が大きくなってしまい、効率よく電極表面の平滑化および拘束層の除去を行うことができなかったものと考えられる。
なお、曲率の大きい直径３ｍｍのメディアを用いた場合にも、時間をかければ、電極表面の平滑度を向上させることができることは可能であるが、生産性が低下するためあまり好ましくない。【００７０】
したがって、上記実施例１で説明したような条件下では、ジルコニアボールとして、球状で、直径が１ｍｍを超え、かつ、３ｍｍ未満であるようなジルコニアボールを用いることが好ましいということができる。
ただし、メディアの直径の好ましい範囲は、拘束層の厚みや、拘束層の構成材料、処理液の比重などに影響を受けることから、メディアの直径の好ましい範囲は、必ずしも上記範囲に限られるものではない。
【実施例２】
【００７１】
実施例１の基材層（未焼成のセラミック基板）と同じ基材層を、拘束層を使用せず、実施例１の場合と同一の条件で焼成し、セラミック基板を得た。
このセラミック基板について、実施例１と同じメディア（直径が２μｍのジルコニアボール）を用いて、実施例１の場合と同じ条件で平滑化処理を行った。
その結果、実施例１の場合と同様に、電極の表面粗さＲａが、０．１５μｍと平滑性に優れた電極を有するセラミック基板を得ることができた。
【実施例３】
【００７２】
アルミナを主たる成分とするセラミックグリーンシートを用いて焼成基板を作製し、これに銅電極ペーストを印刷し、還元雰囲気中１０００℃で焼成（ポストファイヤ）することにより表面に銅電極を有するセラミック基板を作製した。
この銅電極の表面粗さ（Ｒａ）は０．５μｍであったが、実施例１と同じメディア（直径が２μｍのジルコニアボール）を用いて、実施例１の場合と同じ条件で平滑化処理を行ったところ、表面粗さＲａが０．１８μｍに改善された。
【実施例４】
【００７３】
基板材料としてアルミナを主たる成分とするセラミックグリーンシート、電極（配線）材料としてタングステンペーストを用い、タングステンペーストを上記セラミックグリーンシートにスクリーン印刷することにより、電極（配線）を形成した。それから、このセラミックグリーンシートを積層、圧着し、焼成することにより、表面に電極を備えたアルミナ基板を得た。この電極の表面粗さ（Ｒａ）は０．５５μｍであったが、実施例１と同様のメディア（直径が２μｍのジルコニアボール）を用いて、実施例１の場合と同じ条件で平滑化処理を行ったところ、表面粗さＲａが０．１６μｍに改善された。
【実施例５】
【００７４】
図６は、本発明の他の実施例（実施例５）にかかるセラミック基板の要部構成を示す図である。このセラミック基板Ｂは、実施例１において図５を参照しつつ説明したセラミック基板の製造方法と同様の方法で作製されたものであり、セラミック基板本体４１に配設された表面電極４２ａ上にＩＣチップ４３が搭載され、ＩＣチップ４３はボンディングワイヤ４４により表面電極４２ｂに電気的に接続された構造を有している。さらに、セラミック基板本体４１の上面側は、封止樹脂４５により封止されている。
そして、この実施例５のセラミック基板においては、表面電極４２ａのＩＣチップ４３が実装される中央部４２ａ1、および、表面電極４２ｂのワイヤボンディングが行われる中央部４２ｂ1は平滑化されているが、ＩＣチップの実装やワイヤボンディングなどが行われない表面電極４２ａ，４２ｂの端縁部４２ａ2，４２ｂ2は、表面が粗い状態とされている。すなわち、この実施例５では、セラミック基板本体４１への封止樹脂４５の接合強度を向上させるべく、表面電極４２ａ，４２ｂの端縁部４２ａ2，４２ｂ2の表面粗さを粗くして、封止樹脂４５との接触面積を大きくするとともに、アンカー効果を発揮させるようにしている。【００７５】
なお、表面電極４２ａ，４２ｂの表面全体を平滑化したセラミック基板と、図６に示すように、端縁部４２ａ2，４２ｂ2の表面粗さを中央部４２ａ1，４２ｂ1よりも粗くしたセラミック基板を作製し、両者における封止樹脂４５のダイシェア強度を測定したところ、全体を平滑化したセラミック基板の場合、封止樹脂４５のダイシェアが８０Ｎであるのに対して、端縁部４２ａ2，４２ｂ2の表面粗さを粗くしたセラミック基板では封止樹脂４５のダイシェアが１００Ｎであった。この結果より、端縁部４２ａ2，４２ｂ2の表面粗さを電極の中央部４２ａ1，４２ｂ1より粗くすることにより、封止樹脂４５とセラミック基板本体４１の間の接合強度を確保できること（すなわち、電極の表面を平滑化することによる封止樹脂４５とセラミック基板本体４１の接合強度の低下を補うこと）が可能になることが確認された。【００７６】
なお、この実施例では、表面粗さを粗くしたい領域（端縁部）にマスクを施し、メディアが衝突することによる平滑化処理が行われないようにして、表面電極の中央部の表面粗さよりも端縁部の表面粗さを粗くした。
ただし、表面電極の中央部の表面粗さよりも端縁部の表面粗さを粗くする方法としては、例えば、平滑化後の電極表面の端縁部をウエットブラストなどの方法により粗面化する方法、メディアの大きさと電極の厚みとの関係を調整する方法、メディアを衝突させる方向を調節する方法などを用いることが可能である。【００７７】
なお、上記各実施例では基体がセラミック基板であり、そのセラミック基板上に形成された電極を平滑化処理する場合を例にとって説明したが、平滑化処理の対象とされている電極が形成される基体の形状に特別の制約はない。すなわち、板状の部材以外のブロック状の基体や、電極が形成される面が曲面であるような形状の基体など、種々の形状、構造を有する基体上に形成された電極を平滑化する場合に、本発明を広く適用することが可能である。【００７８】
本発明はさらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、基体を構成する材料の具体的な種類や配合割合、平滑化処理を行う対象となる電極の構造や構成材料、超音波を印加する際の条件、メディアの構成材料などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
上述のように、本発明によれば、セラミック基板などの基体の表面に形成された電極の表面を、電極や基体に大きなダメージを与えることなく、効率よく確実に平滑化することが可能で、特に拘束層を用いた無収縮工法により焼成を行い、拘束層を除去した後の電極表面を効率よく平滑化することができる。
したがって、本発明は、セラミック基板をはじめとする、表面電極を備えた種々の電子部品の製造技術の分野に広く利用することが可能である。
【図１】
2009113380.tif 000004
【図２】
2009113380.tif 000005
【図３】
2009113380.tif 000006
【図４】
2009113380.tif 000007
【図５】
2009113380.tif 000008
【図６】
2009113380.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月18日(2009.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の電極平滑化方法は、表面に電極が形成された基体を用意し、前記基体の前記電極と接した状態が維持されるようにメディアを配した状態で、該メディアを振動させることにより前記電極の表面を平滑化することを特徴としている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の電極平滑化方法は、基体の電極と接した状態が維持されるようにメディアを配した状態で、該メディアを振動させて電極の表面を平滑化するようにしているので、振動するメディアにより、電極の表面を効率よく平滑にすることができる。
なお、本発明においては、振動によってメディアが衝突する部分において電極が平滑化されてゆくことになるが、メディアの移動速度は比較的遅く、メディアの振動により生じるエネルギーは、例えばサンドブラスト法による場合のように、電極を削り取ってしまうほどの大きさのエネルギーではないため、点接触のような狭い範囲で接触した部分において、電極の突出した部分のみが平坦化されてゆくことになる。その結果、電極および電極がその表面に形成されている基体にダメージを与えずに、電極の表面を鏡面研磨を施したような状態にまで平滑化することが可能になる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、本発明において、「電極と接した状態が維持されるようにメディアを配した状態で」とは、例えば、メディアが電極上に載置されており、振動することにより瞬間的に電極上から浮き上がるが、次の瞬間には沈降して再び電極上に載っているような状態や、基体の電極が配置された面が下面側となるような姿勢で基体がメディア上に載置され、メディアが振動することにより、瞬間的には、電極とメディアとが接していない状態となることがあるとしても、次の瞬間にはまた電極がメディアに接することになるような状態などを意味する広い概念である。
【手続補正４】
【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】
表面に電極が形成された基体を用意し、前記基体の前記電極と接した状態が維持されるようにメディアを配した状態で、該メディアを振動させることにより前記電極の表面を平滑化することを特徴とする電極平滑化方法。
【請求項２】
前記基体を処理液に浸漬し、前記処理液に超音波を印加することにより、前記メディアを振動させることを特徴とする請求項１に記載の電極平滑化方法。
【請求項３】
前記メディアを敷き詰めたトレーに、前記メディアと前記電極とが接するように前記基体を載置した状態で、前記処理液に超音波を印加することを特徴とする請求項２に記載の電極平滑化方法。
【請求項４】
トレーに、前記電極が形成された面が上側に位置するような態様で、前記基体を載置し、さらに前記基体上に前記メディアを敷き詰めて、前記電極が前記メディアと接するような状態で超音波を印加することを特徴とする請求項２に記載の電極平滑化方法。
【請求項５】
前記処理液として、脱気水を用いることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項６】
前記メディアの比重が、前記処理液の比重よりも大きいことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項７】
前記メディアの硬度が、前記基体に形成された前記電極の硬度よりも高いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項８】
前記メディアの形状が、球状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項９】
前記メディアがジルコニアからなるものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項１０】
前記電極の端縁部の表面粗さと中央部の表面粗さを異ならせることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項１１】
前記基体がセラミック基板であり、かつ前記電極が焼結金属よりなる電極であり、前記電極の表面を、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法により平滑化する工程を備えていることを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
表面が平滑化された前記電極上にめっき層を形成する工程を備えていることを特徴とする請求項１１記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のセラミック基板の製造方法により製造され、表面に平滑化処理が施された電極を備えていることを特徴とするセラミック基板。
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月8日(2010.1.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばセラミック基板などの基体の表面に形成される電極を平滑化する方法、該方法を適用したセラミック基板の製造方法および、該製造方法により製造されるセラミック基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、セラミック基板の表面に形成された焼結金属よりなる電極は、一般に表面粗さが大きく、必ずしも十分な平滑性を備えているとはいえない場合がある。特に、焼成工程において、未焼成のセラミック基板の主面に、該セラミック基板の焼成温度では実質的に焼結しない難焼結性材料を主たる成分とする拘束層を配設して、セラミック基板が平面方向に収縮しないように焼成する、いわゆる無収縮工法を適用して作製したセラミック基板の場合には、拘束層を除去する際にその表面に形成された電極に凹凸が形成され、電極の平滑性が不十分になりやすい。
また、スクリーン印刷などで形成した電極表面も、メッシュ痕などの影響により表面粗さが大きくなりやすい。
そして、セラミック基板の表面に形成された電極は、例えば、回路部品の実装ランドや他の基板との接合部として用いられるが、電極の表面粗さが大きい場合、めっき性やはんだ濡れ性などの特性が不十分になりやすいという問題がある。
【０００３】
例えば、セラミック基板の表面に形成された電極にＮｉめっきを行う場合、Ｎｉめっき粒子は等方的に成長する。そして、下地である電極に凹凸が存在すると、凹部に形成されたＮｉめっき粒子を徐々に覆うようにＮｉめっき粒子の２次粒子が成長を繰り返し、凹凸はある程度解消されてゆくが、ある高さに到達するのに要する時間が位置によって異なるため、２次粒子が成長するにつれて粒界が大きくなる。その結果、２次粒子界面に不純物の巨視的な網目状ネットワークが形成され、置換めっきの際これが溶出して、局部的に激しく腐食する。そして、これにより電極の黒化現象が起こり、はんだ接合時の接触面積の低下、腐食部分への水分トラップによるはんだ爆ぜなどの不具合を引き起こすという問題が生じる場合がある。
【０００４】
また、電極にワイヤボンディングを行う場合に、電極の表面に凹凸があるとワイヤプル強度が低下する。なお、電極上にＮｉめっき、Ａｕめっきなどを施す場合、成長するＮｉめっき膜、Ａｕめっき膜は下地の電極の凹凸、粒界をトレースするため、Ｎｉめっき膜、Ａｕめっき膜の表面にも凹凸が形成されることになる。
【０００５】
また、電極表面の凹凸を、めっき膜を厚く形成することにより解消しようとすると、めっき浴浸漬時間が長くなるため、基板を構成する材料の溶出などにより、基板がダメージを受け、強度低下を招くという問題点がある。
【０００６】
そこで、このような問題点を認識して、拘束層除去後の外部電極の表面粗さを０．１〜６μｍとすることにより、めっき性やはんだ濡れ性を確保できるようにする方法が提案されている（特許文献１参照）。
そして、上記特許文献１によれば、拘束層除去後の外部電極の表面粗さを０．１〜６μｍとすることにより、良好なめっき性やはんだ濡れ性を確保することができるとされている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１には、拘束層除去後において、外部電極の表面粗さを確実に調整、制御するための方策は具体的に示されていないのが実情である。
【特許文献１】特開２００７−３１８１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、セラミック基板などの基体の表面に形成された電極の表面を、基体や電極に大きなダメージを与えることなく、効率よく確実に平滑化することが可能で、特に拘束層を用いた無収縮工法により焼成を行い、拘束層を除去した後の電極表面を平滑化するのに好適な電極平滑化方法、該方法を適用した表面が平滑な電極を備えたセラミック基板の製造方法および、該製造方法により製造することが可能な、表面が平滑な電極を備えたセラミック基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の電極平滑化方法は、表面に電極が形成された基体を用意し、メディアを敷き詰めたトレーに、前記メディアと前記電極とが接するように前記基体を載置し、前記基体と前記メディアとが処理液に浸漬した状態で、前記処理液に超音波を印加し、前記メディアを振動させることにより前記電極の表面を平滑化することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の電極平滑化方法は、表面に電極が形成された基体を用意し、トレーに、前記電極が形成された面が上側に位置するような態様で前記基体を載置し、さらに前記基体上に前記メディアを敷き詰め、前記電極が前記メディアと接し、かつ、前記基体と前記メディアが処理液に浸漬した状態で、前記処理液に超音波を印加し、前記メディアを振動させることにより前記電極の表面を平滑化することを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の電極平滑化方法は、一方主面と他方主面に電極が形成された基体がメディアを敷き詰めたトレーに載置され、さらに前記基体上に前記メディアが敷き詰められ、前記基体の一方主面側と他方主面側の両方の電極が前記メディアと接し、かつ、前記基体と前記メディアが処理液に浸漬した状態で、前記処理液に超音波を印加し、前記メディアを振動させることにより前記電極の表面を平滑化することを特徴としている。
【００１２】
さらに、前記処理液として、脱気水を用いることが望ましく、また、前記メディアの比重が、前記処理液の比重よりも大きいことが望ましい。
【００１３】
さらに、前記メディアの硬度が、前記基体に形成された前記電極の硬度よりも高いことが望ましく、また、前記メディアの形状が、球状であることが望ましい。
【００１４】
さらに、前記メディアがジルコニアからなるものであることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の電極平滑化方法は、前記電極の端縁部の表面粗さと中央部の表面粗さを異ならせるようにしたことを特徴としている。
なお、電極の端縁部と中央部とで表面粗さが異なるようにする方法としては、例えば、表面粗さを粗くしたい領域にマスクを施して、メディアの衝突による平滑化処理が進行しないようにする方法、平滑化後に電極表面の所望の領域をウエットブラストなどの方法により粗面化する方法、メディアの大きさと電極の厚みとの関係を調整して電極の端縁部にメディアが衝突しにくくする方法、メディアを衝突させる方向を調節する方法などが例示される。
【００１６】
また、本発明のセラミック基板の製造方法は、焼結金属よりなる電極の表面を、上記本発明の電極平滑化方法を用いて平滑化する工程を備えていることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明のセラミック基板の製造方法は、表面が平滑化された前記電極上にめっき層を形成する工程を備えていることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明のセラミック基板は、上記本発明のセラミック基板の製造方法により製造され、表面に平滑化処理が施された電極を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電極平滑化方法は、表面に電極が形成された基体を用意し、メディアを敷き詰めたトレーに、メディアと電極とが接するように基体を載置し、基体とメディアとが処理液に浸漬した状態で、処理液に超音波を印加し、メディアを振動させるようにしているので、振動するメディアにより、電極の表面を効率よく平滑にすることができる。
なお、本発明においては、振動によってメディアが衝突する部分において電極が平滑化されてゆくことになるが、メディアの移動速度は比較的遅く、メディアの振動により生じるエネルギーは、例えばサンドブラスト法による場合のように、電極を削り取ってしまうほどの大きさのエネルギーではないため、点接触のような狭い範囲で接触した部分において、電極の突出した部分のみが平坦化されてゆくことになる。その結果、電極および電極がその表面に形成されている基体にダメージを与えずに、電極の表面を鏡面研磨を施したような状態にまで平滑化することが可能になる。
【００２０】
また、電極が平滑化されることにより、例えば、その表面にＮｉめっき膜を形成する場合にも、２次粒子を小さく抑制することができるため、２次粒子の界面に不純物の巨視的な網目状ネットワークが形成されることを防止して、先行技術では問題となっていたはんだ爆ぜの問題や、ワイヤボンディングを行う際の接合強度低下の問題を、軽減、解消することが可能になる。
【００２１】
なお、本発明において、基体の構成材料や形状、形状などに特別の制約はなく、基体がセラミック基板のような板状部材である場合や、チップ型電子部品のような直方体状の構造体である場合など、種々の基体の表面に形成された電極の表面を平滑化する場合に広く本発明を適用することが可能である。
また、本発明の電極平滑化方法によれば、基体の種類や性状によっては、基体の表面の平滑化を併せて図ることが可能になる場合がある。
【００２２】
また、本発明において、「電極と接するようにメディアを配した状態で」とは、例えば、メディアが電極上に載置されており、振動することにより瞬間的に電極上から浮き上がるが、次の瞬間には沈降して再び電極上に載っているような状態や、基体の電極が配置された面が下面側となるような姿勢で基体がメディア上に載置され、メディアが振動することにより、瞬間的には、電極とメディアとが接していない状態となることがあるとしても、次の瞬間にはまた電極がメディアに接することになるような状態などを意味する広い概念である。
【００２３】
また、基体を処理液に浸漬し、処理液に超音波を印加することにより、メディアを振動させるようにしているので、超音波を利用して、メディアを効率よく振動させ、かつ、メディアの振動状態を精度よく制御できるようになり、電極をさらに効率よく平滑化することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。
【００２４】
また、本発明の電極平滑化方法は、表面に電極が形成された基体を用意し、トレーに、電極が形成された面が上側に位置するような態様で基体を載置し、さらに基体上にメディアを敷き詰め、電極がメディアと接し、かつ、基体とメディアが処理液に浸漬した状態で、処理液に超音波を印加し、メディアを振動させるようにしているので、電極とメディアを密に接触させながら、メディアを振動させて、電極の表面を効率よく平滑化することが可能になる。
すなわち、メディアが振動するため、微視的にみるとメディアと電極が接していない状態になるタイミングはあるが、ほぼ連続的にメディアが電極に接した状態を保つことが可能になり、電極の表面を効率よく平滑化することが可能になる。
また、トレーに電極が形成された面が上側に位置するような態様で、基体を載置し、基体上にメディアを敷き詰めて、電極がメディアと接するような状態で超音波を印加するようにした場合にも、ほぼ同様の効果を得ることができる。
【００２５】
また、一方主面と他方主面に電極が形成された基体がメディアを敷き詰めたトレーに載置され、さらに基体上にメディアが敷き詰められ、基体の一方主面側と他方主面側の両方の電極がメディアと接し、かつ、基体とメディアが処理液に浸漬した状態で、処理液に超音波を印加し、メディアを振動させるようにした場合、一方主面と他方主面の両方の電極を効率よく平滑化することができる。
【００２６】
さらに、処理液として、脱気水を用いることにより、超音波の音圧が高まり、メディアの振動を大きくして、電極の表面をさらに効率よく平滑化することが可能になる。
また、メディアとして、処理液よりも比重の大きいものを用いることにより、
メディアが処理液中に浮遊することがなく、メディアを電極上に確実に位置させることが可能になるため、電極の表面を効率よく平滑化することが可能になる。
【００２７】
また、メディアとして、硬度が、電極よりも高いものを用いることにより、電極の表面を効率よく平滑化することが可能になる。
【００２８】
また、メディアが球状のものである場合、電極上で、回転、移動しやすく、電極や基体にダメージを与えることなく、電極の表面を効率よく平滑化することが可能になる。
【００２９】
また、メディアとして、ジルコニア製のものを用いた場合、ジルコニアは比重が約５．８と、通常の処理液に用いられる液体よりも大きく、また、硬度もモース硬度で８．５と高いため、電極を効率よく平滑化することができる。
また、基体との硬度の関係によっては、基体表面の平滑化も図ることができる場合がある。
【００３０】
また、本発明のセラミック基板の製造方法は、セラミック基板と同時焼成することにより形成された焼結金属よりなる電極の表面を、上記本発明の電極平滑化方法を用いて平滑化する工程を備えているので、表面の平滑性に優れた電極を備えたセラミック基板を効率よく製造することができる。
【００３１】
また、上記本発明の方法で製造されるセラミック基板は、電極の表面平滑性に優れているため、その表面にめっき層を形成する場合、緻密なめっき層を形成することが可能になるため、めっき層に凹凸が形成されにくく、二次粒子の大きな粒界が形成されにくくなるとともに、二次粒子界面に偏析する不純物の網目状ネットワークが形成されることを防止して、はんだ爆ぜの問題や、電極にワイヤボンディングを施す場合の強度低下の問題を軽減、解消することが可能になる。
【００３２】
また、電極表面が平滑化されているため、たとえば、電極表面にＮｉめっき膜を形成する場合に、Ｎｉめっき膜を薄くしても電極表面が平滑化されているため、従来に比べＮｉめっき膜を薄くすることができる。
また、電極表面が平滑化されることによりＮｉめっき膜を形成する場合に発生していた、２次粒子界面に偏析する不純物の巨視的な網目状ネットワークは形成されず、先行技術で問題となっていたはんだ爆ぜの問題や、電極にワイヤボンディングを施す場合の強度低下の問題を軽減、解消することが可能になる。
【００３３】
また、本発明のセラミック基板は、上記本発明のセラミック基板の製造方法により製造され、表面に平滑化処理が施された電極を備えたものであることから、はんだ爆ぜの問題や、電極にワイヤボンディングを施す場合の強度低下の問題のない信頼性の高いセラミック基板を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】(ａ)は本発明の実施例１において作製した、基材層（未焼成のセラミック基板）の上下両側に、拘束層が配設された構造を有する未焼成積層体を示す図、(ｂ)は(ａ)の未焼成積層体を焼成することにより得た焼成積層体を示す図である。
【図２】本発明の実施例１において、図１の未焼成積層体を焼成することにより得られた焼成積層体から拘束層を除去する方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例の方法により平滑化処理を行った後、その表面にめっき処理を施した電極の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮影した像を示す図である。
【図４】比較例の方法で作製した試料の電極に、実施例の場合と同様にめっき処理を施した後の電極の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮影した像を示す図である。
【図５】本発明を適用することにより製造することが可能な、一般的な構造を有するセラミック多層基板の一例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例（実施例５）にかかるセラミック基板の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１                  基材層用セラミックグリーンシート
１ａ                電極を備えた基材層用セラミックグリーンシート
２（２ａ，２ｂ）    拘束層用セラミックグリーンシート
１０                パッド電極
１１                未焼成積層体
１２                メディア（ジルコニアボール）
１３                トレー
１４                処理液
１５                超音波洗浄槽
１６                超音波発振子
２１                焼成積層体
３１                絶縁性セラミック層
３２                内部導体
３３                積層体
３４                表面導体
３５                ビアホール導体
Ａ                  基材層（未焼成のセラミック基板）
ＡF                 焼結基材層
Ｂ                  セラミック多層基板
４１                セラミック基板本体
４２ａ，４２ｂ      表面電極
４２ａ1，４２ｂ1    表面電極の中央部
４２ａ2，４２ｂ2    表面電極の端縁部
４３                ＩＣチップ
４４                ボンディングワイヤ
４５                封止樹脂
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところを詳しく説明する。
【実施例１】
【００３７】
この実施例１では、基体がセラミック基板であり、かつ電極がセラミック基板と同時焼成することによりその表面に形成された焼結金属よりなる電極であり、電極の表面を、本発明の実施例にかかる方法により平滑化する工程を備えたセラミック基板の製造方法を例にとって説明する。
【００３８】
(１)まず、焼成後にセラミック基板の主要部を構成することになる基材層を以下の方法で作製した。
セラミック粉末としてアルミナ粉末を用意するとともに、ガラス粉末として、ＳｉＯ2：５９重量％、Ｂ2Ｏ3：１０重量％、ＣａＯ：２５重量％、Ａｌ2Ｏ3：６重量％の割合で含有する組成のホウケイ酸ガラス粉末を用意した。
【００３９】
そして、上述のアルミナ粉末とガラス粉末を、例えば、重量比で４０：６０の割合で混合し、この混合粉末にバインダ、分散剤、可塑剤および有機溶剤などを各々適量添加し、混合することにより、セラミックスラリーを作製した。
【００４０】
次いで、このセラミックスラリーをドクターブレード法などの方法によってシート状に成形し、基材層用グリーンシートを作製した。
そして、複数の基材層用グリーンシートを積層することにより形成される基材層Ａの上面を形成する基材層用グリーンシートには、特性を評価するために、４ｍｍ□のパッド電極１０（図１(ａ)，(ｂ)）が形成された基材層用セラミックグリーンシートを用意した。なお、パッド電極１０はＡｇ電極ペーストをスクリーン印刷することにより形成した。
【００４１】
(２)また、拘束層となるセラミックグリーンシート（拘束層用セラミックグリーンシート）を以下の手順で作製した。
まず、上記基材層用セラミックグリーンシートの焼成温度では実質的に焼結しないセラミック粉末、この実施例１では、平均粒径１．０μｍのＡｌ2Ｏ3粉末を有機バインダ、有機溶剤、可塑剤などからなる有機ピヒクル中に分散させてスラリーを調製した。
【００４２】
そして、得られたスラリーをシート状に成形して、厚み３００μｍの拘束層用セラミックグリーンシートを作製した。
この拘束層用セラミックグリーンシートの焼結温度は、１４００〜１６００℃であり、基材層用セラミックグリーンシートの焼結温度では実質的に焼結しないものである。
【００４３】
(３)次に、図１(ａ)に示すように、拘束層用セラミックグリーンシート２（２ａ）、複数の基材層用セラミックグリーンシート１、拘束層用セラミックグリーンシート２（２ｂ）の順序に積層した後、静水圧プレスなどの方法で、例えば、５〜２００ＭＰａの圧力でプレスして圧着することにより、基材層（未焼成のセラミック基板）Ａの上下両側に、拘束層２（２ａ，２ｂ）が配設された構造を有する未焼成積層体１１を作製した（図１(ａ)参照）。
【００４４】
この実施例１では、基材層（未焼成のセラミック基板）Ａの厚みが３００μｍとなるように、複数の基材層用セラミックグリーンシート１を積層した。なお、基材層Ａの上面を構成する基材層用セラミックグリーンシート１としては、上述のように、０．４ｍｍ□のパッド電極（Ａｇ電極）１０が形成された基材層用セラミックグリーンシート１（１ａ）を用いた。
【００４５】
また、基材層（未焼成のセラミック基板）Ａの上下両側の拘束層２（２ａ，２ｂ）としては、厚みが３００μｍの拘束層用セラミックグリーンシートをそれぞれ１枚積層し、厚みが約３００μｍの拘束層２（２ａ，２ｂ）を形成した。
【００４６】
なお、この実施例１では複数の基材層用セラミックグリーンシート１を積層して、複数層構造の基材層Ａを作製するようにしているが、基材層用セラミックグリーンシート１の枚数を一枚として、単層構造の基材層を作製し、単板型のセラミック基板を製造することも可能である。
また、この実施例１では基材層Ａの上下両側に拘束層２を配設するようにしているが、拘束層２は基材層Ａの一方主面にのみ配設するように構成することも可能である。
また、この実施例１では、拘束層２を、一枚の拘束層用セラミックグリーンシートから形成するようにしているが、拘束層用セラミックグリーンシートを複数枚積層することにより形成してもよい。
【００４７】
(４)次に、この未焼成積層体Ａを、大気中で、低温の脱脂温度（例えば、４００℃程度の温度）で熱処理を行いバインダなどの有機物を除去した。
その後、基材層は焼結するが、拘束層を構成するセラミック粉末は焼結しない条件で９００℃に昇温して焼成した。これにより、図１(ｂ)に示すように、焼結基材層ＡFの両主面側に、焼結していない拘束層２（２ａ，２ｂ）を備えた焼成積層体２１を得た。
【００４８】
(５)そして、上述のようにして得た焼成積層体２１から、以下に説明する方法で拘束層２（２ａ，２ｂ）を除去するとともに、電極の表面を平滑にする電極平滑化処理を行った。
まず、図２に示すように、球状で直径が２ｍｍのジルコニア（ＺｒＯ2）製のメディア（以下、ジルコニアボールともいう）１２をステンレス製のトレー１３上に敷き詰め、その上に、焼結基材層ＡF（図１(ｂ)）の両主面側に焼結していない拘束層２（図１(ｂ)）を備えた焼成積層体２１を載置する。さらに、焼成積層体２１上に、メディアとして、ジルコニアボール１２を一層あるいは二層程度になるように載置する（図２では、ジルコニアボール１２を一層となるように載置した状態を示している）。なお、この実施例１では、焼結基材層ＡFが、表面に電極が形成された、本願発明における基体となる。
【００４９】
それから、トレー１３ごと、全体（ジルコニアボール１２、トレー１３、焼成積層体２１）を、処理液１４を満たした超音波洗浄槽（出力６００Ｗ、周波数４０ＫＨｚ）１５に入れ、超音波発振子１６から超音波を印加してジルコニアボール１２を３０分間振動させることにより、拘束層除去と、電極平滑化処理を行った。
なお、処理液１４としては、超音波を印加した際の音圧を高めるために、脱気処理を施した水を使用した。
【００５０】
また、比較のため、実施例１と同様の方法で作製した、焼結基材層の両主面側に焼結していない拘束層を備えた焼成積層体から、ウエットブラスト法により、＃５００のアルミナ砥粒１５％濃度のスラリーを０．１５ＭＰａの圧力で吹き付けて拘束層を除去することにより、表面に電極が露出した焼結基材層（セラミック基板）を得た。
【００５１】
そして、実施例１および比較例の方法により拘束層を除去して得た焼結基材層（セラミック基板）を洗浄した後、表面のパッド電極（Ａｇ電極）の表面にＮｉめっきを施して、厚さ５μｍのＮｉめっき膜をパッド電極上に形成した。
それから、このＮｉめっき膜上に、Ｐｄめっきを施して、Ｎｉめっき膜上に厚さ０．２μｍのＰｄめっき膜を形成し、さらに、その上にＡｕめっきを施して、Ｐｄめっき膜上に、厚さ０．１μｍのＡｕめっき膜を形成し、Ａｇ電極の上に三層構造のめっき膜を備えた電極を形成した。
【００５２】
[特性の評価]
それから、実施例１の方法および比較例の方法により得た試料（セラミック基板）について、電極（パッド電極）の表面粗さＲａおよび電極のワイヤプル強度（Ｗ／Ｂプル強度）を測定した。その結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2009113380.tif 000010
【００５４】
なお、電極の表面粗さＲａおよびワイヤプル強度は、それぞれ以下に説明する方法で測定した。
(１)表面粗さＲａ
レーザー顕微鏡を用いてパッド電極の線粗さを測定することにより表面粗さＲａを求めた。
(２)ワイヤプル強度
直径２０μｍ、長さ８００μｍのＡｕワイヤをパッド電極にワイヤ接合し、ワイヤプル試験機にてワイヤを引張り、ワイヤが切断、あるいは接合部およびその近傍が破断あるいは剥離したときの引張り力をワイヤプル強度とした。
【００５５】
表１に示すように、比較例の試料の場合、電極の表面粗さＲａは、０．６０μｍと大きいが、実施例の試料の場合、電極の表面粗さＲａは、０．１５μｍと小さく、平滑性に優れていることが確認された。
【００５６】
また、ワイヤプル強度についてみると、比較例の試料の場合、ワイヤプル強度は６．４５ｇｆであるのに対して、実施例の試料のワイヤプル強度は８．０５ｇｆと大きく、ワイヤボンディングを行う際の接合強度低下の問題が解消されることが確認された。
【００５７】
上記結果から、焼結基材層と未焼結の拘束層を備えた焼成積層体を作製した後、拘束層に接するようにメディアを配した状態で超音波を印加してメディアを振動させることにより、拘束層を焼結基材層から除去するとともに、電極平滑化処理を行うようにした実施例１の方法によれば、焼結基材層（基体）の表面に形成された電極を効率よく平滑化できることが確認された。なお、電極の表面が平滑化されているので、その表面にＮｉめっき膜を形成する場合にも、２次粒子界面に不純物の巨視的な網目状ネットワークが形成されることを防止して、先行技術では問題となっていたはんだ爆ぜの問題も解消されることが確認されている。
【００５８】
なお、図３にこの実施例１の方法により平滑化処理を行い、その表面にＮｉめっき、Ｐｄめっき、およびＡｕめっきを順次行って表面にＮｉめっき膜、Ｐｄめっき膜、Ａｕめっき膜を順次形成した後の電極の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮影した像を示す。
【００５９】
また、図４に上記比較例の方法で作製した試料の電極に、同様にめっき処理を施してめっき膜を形成した後の電極の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮影した像を示す。
【００６０】
図３および図４より、比較例の試料の場合、表面に凹凸が多く認められ、めっき膜の二次粒子界面が巨視的に網目状になっていることがわかる。これに対し、実施例の試料の場合、平滑度が高く、粒界も認められにくくなっていることがわかる。
【００６１】
なお、実施例１と比較例とを対比すると、上記比較例の、ウエットブラスト法が、砥粒で電極の表面を削り取る工法であるのに対し、実施例１の方法は、メディアによって電極上の拘束層粒子を擦り取った後、振動によってメディアが衝突する部分において電極を圧延して、表面を平らにする工法であることから、実施例１の方法の場合、電極の表面粗さを小さくすることができる。そして、電極の表面粗さが小さくなるとワイヤプル強度が高くなることは一般的にも知られているところであるが、この実施例１の場合にも、その効果が上記の表１の結果に表れていることがわかる。なお、電極表面の平滑度が高いため、ワイヤボンダーのキャピラリと電極表面間の角度を垂直に近く保つことができることも、ワイヤプル強度の向上に寄与しているものと考えられる。
【００６２】
また、上記実施例１の方法の場合、振動によってメディアが衝突する部分において電極が平滑化されてゆくことになるが、メディアが電極に与えるエネルギーは、電極の突出した部分を圧延する程度の大きさしかないため、電極自体はほとんど削られることはなく、平滑化される。これにより、めっき膜を形成した後においても、表面粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍ程度とプリント基板の銅箔電極並みの平滑度を有する電極を得ることが可能になる。
【００６３】
なお、上記実施例では、拘束層の除去と、電極の平滑化処理を、連続した一連の工程として実施した場合を例にとって説明したが、拘束層を除去した後に、拘束層の除去工程とは別の独立した工程として、電極平滑化処理を行うように構成することも可能である。
【００６４】
なお、上記実施例１の方法を、一般的な構造を有するセラミック基板（セラミック多層基板）、すなわち、例えば図５に示すように、積層された複数の絶縁性セラミック層３１の間に配設された内部導体３２と、積層体３３の表面に形成された表面導体３４を備え、内部導体３２どうし、あるいは、内部導体３２と表面導体３４とがビアホール導体３５により接続された構造を有するセラミック多層基板Ｂを製造する場合に適用した場合にも、上記実施例の場合に準じる作用効果が得られ、表面導体３４の平滑性に優れたセラミック多層基板が得られることが確認されている。
【００６５】
また、メディアの粒径が電極平滑化に与える影響を調べるため、メディアとして、球状で直径が１ｍｍのジルコニア（ＺｒＯ2）製のメディア（ジルコニアボール）と、球状で直径が３ｍｍのジルコニアボールを用い、その他は上記実施例１の場合（すなわち、球状で直径が２ｍｍのジルコニアボールを使用）と同様の方法で、焼成積層体から拘束層を除去するとともに、電極の平滑化処理を行う工程を経てセラミック基板を製造した。
【００６６】
その結果、直径が１ｍｍのジルコニアボールをメディアとして使用した場合には、電極の表面を十分に平滑化することができないことが確認された。また、拘束層の除去も不十分になる傾向が認められた。
これは、直径が１ｍｍのジルコニアボールを用いた場合、質量が小さすぎて、超音波を印加してメディアを振動させてもそのエネルギーが小さく、拘束層を十分に除去することができず、電極の表面を十分に平滑化することもできなかったものと考えられる。
【００６７】
なお、直径が１ｍｍのジルコニアボールを用いた場合に、電極の表面を十分に平滑化することができなくなるのは、エネルギーが小さく、メディアが衝突する部分において電極を圧延して、表面を平らにする効果が小さくなることによるものと考えられる。
【００６８】
また、直径が１ｍｍのジルコニアボールを用いた場合に、拘束層の除去が不十分になるのは、焼結基材層と拘束層との間に形成される反応層を破壊するのに十分なエネルギーを与えることができないことが理由の一つであると考えられる。
なお、大きなエネルギーを与えるべく、超音波の出力を上げた場合（すなわち、音圧を上げた場合）、メディアの質量が小さすぎて、トレーの外に飛び出してしまい、所望の効果を得ることはできなかった。
【００６９】
また、直径が３ｍｍのジルコニアボールをメディアとして使用した場合には、電極表面に平滑化できていない領域がムラになって点在していることが確認された。また、拘束層の除去も不十分になることが確認された。
これは、直径が３ｍｍのジルコニアボールを用いた場合、質量が大きく、十分なエネルギーを与えることはできるが、メディアの曲率が大きすぎて、接触点の間隔が大きくなってしまい、効率よく電極表面の平滑化および拘束層の除去を行うことができなかったものと考えられる。
なお、曲率の大きい直径３ｍｍのメディアを用いた場合にも、時間をかければ、電極表面の平滑度を向上させることができることは可能であるが、生産性が低下するためあまり好ましくない。
【００７０】
したがって、上記実施例１で説明したような条件下では、ジルコニアボールとして、球状で、直径が１ｍｍを超え、かつ、３ｍｍ未満であるようなジルコニアボールを用いることが好ましいということができる。
ただし、メディアの直径の好ましい範囲は、拘束層の厚みや、拘束層の構成材料、処理液の比重などに影響を受けることから、メディアの直径の好ましい範囲は、必ずしも上記範囲に限られるものではない。
【実施例２】
【００７１】
実施例１の基材層（未焼成のセラミック基板）と同じ基材層を、拘束層を使用せず、実施例１の場合と同一の条件で焼成し、セラミック基板を得た。
このセラミック基板について、実施例１と同じメディア（直径が２μｍのジルコニアボール）を用いて、実施例１の場合と同じ条件で平滑化処理を行った。
その結果、実施例１の場合と同様に、電極の表面粗さＲａが、０．１５μｍと平滑性に優れた電極を有するセラミック基板を得ることができた。
【実施例３】
【００７２】
アルミナを主たる成分とするセラミックグリーンシートを用いて焼成基板を作製し、これに銅電極ペーストを印刷し、還元雰囲気中１０００℃で焼成（ポストファイヤ）することにより表面に銅電極を有するセラミック基板を作製した。
この銅電極の表面粗さ（Ｒａ）は０．５μｍであったが、実施例１と同じメディア（直径が２μｍのジルコニアボール）を用いて、実施例１の場合と同じ条件で平滑化処理を行ったところ、表面粗さＲａが０．１８μｍに改善された。
【実施例４】
【００７３】
基板材料としてアルミナを主たる成分とするセラミックグリーンシート、電極（配線）材料としてタングステンペーストを用い、タングステンペーストを上記セラミックグリーンシートにスクリーン印刷することにより、電極（配線）を形成した。それから、このセラミックグリーンシートを積層、圧着し、焼成することにより、表面に電極を備えたアルミナ基板を得た。この電極の表面粗さ（Ｒａ）は０．５５μｍであったが、実施例１と同様のメディア（直径が２μｍのジルコニアボール）を用いて、実施例１の場合と同じ条件で平滑化処理を行ったところ、表面粗さＲａが０．１６μｍに改善された。
【実施例５】
【００７４】
図６は、本発明の他の実施例（実施例５）にかかるセラミック基板の要部構成を示す図である。このセラミック基板Ｂは、実施例１において図５を参照しつつ説明したセラミック基板の製造方法と同様の方法で作製されたものであり、セラミック基板本体４１に配設された表面電極４２ａ上にＩＣチップ４３が搭載され、ＩＣチップ４３はボンディングワイヤ４４により表面電極４２ｂに電気的に接続された構造を有している。さらに、セラミック基板本体４１の上面側は、封止樹脂４５により封止されている。
そして、この実施例５のセラミック基板においては、表面電極４２ａのＩＣチップ４３が実装される中央部４２ａ1、および、表面電極４２ｂのワイヤボンディングが行われる中央部４２ｂ1は平滑化されているが、ＩＣチップの実装やワイヤボンディングなどが行われない表面電極４２ａ，４２ｂの端縁部４２ａ2，４２ｂ2は、表面が粗い状態とされている。すなわち、この実施例５では、セラミック基板本体４１への封止樹脂４５の接合強度を向上させるべく、表面電極４２ａ，４２ｂの端縁部４２ａ2，４２ｂ2の表面粗さを粗くして、封止樹脂４５との接触面積を大きくするとともに、アンカー効果を発揮させるようにしている。
【００７５】
なお、表面電極４２ａ，４２ｂの表面全体を平滑化したセラミック基板と、図６に示すように、端縁部４２ａ2，４２ｂ2の表面粗さを中央部４２ａ1，４２ｂ1よりも粗くしたセラミック基板を作製し、両者における封止樹脂４５のダイシェア強度を測定したところ、全体を平滑化したセラミック基板の場合、封止樹脂４５のダイシェアが８０Ｎであるのに対して、端縁部４２ａ2，４２ｂ2の表面粗さを粗くしたセラミック基板では封止樹脂４５のダイシェアが１００Ｎであった。この結果より、端縁部４２ａ2，４２ｂ2の表面粗さを電極の中央部４２ａ1，４２ｂ1より粗くすることにより、封止樹脂４５とセラミック基板本体４１の間の接合強度を確保できること（すなわち、電極の表面を平滑化することによる封止樹脂４５とセラミック基板本体４１の接合強度の低下を補うこと）が可能になることが確認された。
【００７６】
なお、この実施例では、表面粗さを粗くしたい領域（端縁部）にマスクを施し、メディアが衝突することによる平滑化処理が行われないようにして、表面電極の中央部の表面粗さよりも端縁部の表面粗さを粗くした。
ただし、表面電極の中央部の表面粗さよりも端縁部の表面粗さを粗くする方法としては、例えば、平滑化後の電極表面の端縁部をウエットブラストなどの方法により粗面化する方法、メディアの大きさと電極の厚みとの関係を調整する方法、メディアを衝突させる方向を調節する方法などを用いることが可能である。
【００７７】
なお、上記各実施例では基体がセラミック基板であり、そのセラミック基板上に形成された電極を平滑化処理する場合を例にとって説明したが、平滑化処理の対象とされている電極が形成される基体の形状に特別の制約はない。すなわち、板状の部材以外のブロック状の基体や、電極が形成される面が曲面であるような形状の基体など、種々の形状、構造を有する基体上に形成された電極を平滑化する場合に、本発明を広く適用することが可能である。
【００７８】
本発明はさらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、基体を構成する材料の具体的な種類や配合割合、平滑化処理を行う対象となる電極の構造や構成材料、超音波を印加する際の条件、メディアの構成材料などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
上述のように、本発明によれば、セラミック基板などの基体の表面に形成された電極の表面を、電極や基体に大きなダメージを与えることなく、効率よく確実に平滑化することが可能で、特に拘束層を用いた無収縮工法により焼成を行い、拘束層を除去した後の電極表面を効率よく平滑化することができる。
したがって、本発明は、セラミック基板をはじめとする、表面電極を備えた種々の電子部品の製造技術の分野に広く利用することが可能である。
【手続補正２】
【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】
表面に電極が形成された基体を用意し、メディアを敷き詰めたトレーに、前記メディアと前記電極とが接するように前記基体を載置し、前記基体と前記メディアとが処理液に浸漬した状態で、前記処理液に超音波を印加し、前記メディアを振動させることにより前記電極の表面を平滑化することを特徴とする電極平滑化方法。
【請求項２】
表面に電極が形成された基体を用意し、トレーに、前記電極が形成された面が上側に位置するような態様で前記基体を載置し、さらに前記基体上に前記メディアを敷き詰め、前記電極が前記メディアと接し、かつ、前記基体と前記メディアが処理液に浸漬した状態で、前記処理液に超音波を印加し、前記メディアを振動させることにより前記電極の表面を平滑化することを特徴とする電極平滑化方法。
【請求項３】
一方主面と他方主面に電極が形成された基体がメディアを敷き詰めたトレーに載置され、さらに前記基体上に前記メディアが敷き詰められ、前記基体の一方主面側と他方主面側の両方の電極が前記メディアと接し、かつ、前記基体と前記メディアが処理液に浸漬した状態で、前記処理液に超音波を印加し、前記メディアを振動させることにより前記電極の表面を平滑化することを特徴とする電極平滑化方法。
【請求項４】
前記処理液として、脱気水を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項５】
前記メディアの比重が、前記処理液の比重よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項６】
前記メディアの硬度が、前記基体に形成された前記電極の硬度よりも高いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項７】
前記メディアの形状が、球状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項８】
前記メディアがジルコニアからなるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項９】
前記電極の端縁部の表面粗さと中央部の表面粗さを異ならせることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電極平滑化方法。
【請求項１０】
前記基体がセラミック基板であり、かつ前記電極が焼結金属よりなる電極であり、前記電極の表面を、請求項１〜９のいずれかに記載の方法により平滑化する工程を備えていることを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項１１】
表面が平滑化された前記電極上にめっき層を形成する工程を備えていることを特徴とする請求項１０に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のセラミック基板の製造方法により製造され、表面に平滑化処理が施された電極を備えていることを特徴とするセラミック基板。
【国際調査報告】
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