(57)【要約】【課題】溝の側面が曲面で繋がり、かつ、溝の長さ方向の深さのバラツキ、ならびに溝の開口部の幅の差が少なく、前記溝を分割用として形成したとき分割性に優れ、分割工程までの工程で割れが発生せず、分割した単体の抗折強度が低下しないセラミック部材を提供する。【解決手段】少なくとも一方の主面１ａに溝２を有し、溝２の内面２ａを、凹曲面をなす底部２ｂと、該凹曲面の両側に、前記凹曲面の曲率よりも大きな曲率の凸曲面をなす開口部２ｄを、連続的に配置させて形成してなるものであり、且つ、溝２の深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差を６μｍ以下であることを特徴とし、溝２を分割用の溝として用いると、分割性が向上するとともに、分割した側面が滑らかな連続する曲面状であることから、分割したセラミック部材１の単体の端部のチッピングの発生を防止できるとともに、単体におけるセラミック部材１の抗折強度の低下を防止できる。【選択図】図１
2006321702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の主面に溝を有したセラミック部材であって、前記溝の内面を、凹曲面をなす底部と、該凹曲面の両側に、前記凹曲面の曲率よりも大きな曲率の凸曲面をなす開口部を、連続的に配置させて形成してなり、且つ溝の深さの最大値と最小値の差が６μｍ以下であることを特徴とするセラミック部材。
【請求項２】
前記開口部の表面粗さＲａが１．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のセラミック部材。
【請求項３】
前記溝の底部の曲率半径が１５〜３０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック部材。
【請求項４】
前記溝の開口幅が１６０μｍ未満であるとともに、その最大値と最小値の差が４μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のセラミック部材。
【請求項５】
Ａｌ２Ｏ３を主成分とし、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯを含有してなり、前記溝の内面におけるＳｉＯ２の含有量が内部より多いことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のセラミック部材。
【請求項６】
前記溝の内面におけるＳｉＯ２の含有量が内部の含有量より０．１〜２．０質量％の範囲で多いことを特徴とする請求項５に記載のセラミック部材。
【請求項７】
前記Ａｌ２Ｏ３の含有量が９２．６〜９９．７質量％、ＳｉＯ２の含有量が０．３〜５．０質量％であり、残部がＣａＯ、ＭｇＯおよび不可避不純物からなることを特徴とする請求項５または６に記載のセラミック部材。
【請求項８】
主成分であるセラミックと、複数の成分からなる添加剤とを含むセラミック焼結体の少なくとも一方の主面に、前記主成分を成すセラミックの融点を超え、沸点未満で、且つ、前記添加剤の少なくとも１種の成分が有する沸点より高い温度の熱照射をすることにより溝を形成することを特徴とするセラミック部材の製造方法。
【請求項９】
前記熱照射により照射されるスポットを速度１０〜６０ｍ／分で移動させることを特徴とする請求項８に記載のセラミック部材の製造方法。
【請求項１０】
前記熱照射に用いる熱がＣＯ２レーザであることを特徴とする請求項８または９に記載のセラミック部材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜７の何れかに記載のセラミック部材における溝で分割してなり、前記溝の内面に相当する部位に導体パターンが形成されていることを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品に用いられる溝で分割してなるセラミック部材、またその製造方法、さらにこの溝で分割してなる電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品用として用いられるセラミック部材は、効率的に生産するために導体パターン形成ならびに回路素子搭載まで多数個取り方式で進めるのが一般的で、その後、予め備えていた分割用の溝で分割され個々の電子部品が作製される。
【０００３】
これらの溝の形成方法として、一般的なものはシート状のセラミックグリーンシートに金型に備えられた刃を押し当てて溝を形成するものが主流であるが、その後に焼成をおこなうために焼結による製品の収縮バラツキが大きく寸法精度が劣るという問題があることから、多数個取り大型化ならびに高寸法精度が要求される近年はセラミック焼結体にレーザ光を照射して分割用の溝を形成する方法が多くなりつつある。
【０００４】
そして、セラミック焼結体へレーザ光を照射して溝を形成する方法は、被加工物をレーザ光の熱エネルギーで溶融、昇華させて所望の形状に加工するものであり、レーザ加工の欠点として、溶融したセラミックが溝の内面ならびに溝の開口部周縁に残留すること、殊に溝の底部には厚く堆積するという問題や、さらにはレーザ装置の光学系に溶融物が飛着する問題が発生していた。
【０００５】
そこで、前記のレーザ加工で形成された溝への溶融層の残留ならびに周囲への飛散、溶着を防止する方法として、（以下不図示）レーザ光照射と同時にアシストガス或いはアシストガスとは別のガスを被加工面に吹き付け、レーザ光により昇華したセラミックの蒸気を吸引することにより溝およびその周縁に溶融層を残留、付着させない方法が開示されている（特許文献１）。
【０００６】
前記の方法による先行技術は多数あるが、いずれの方法も溶融層を満足に除去できるものではなかった。それが故に、以下に述べるように、レーザ光で加工した溝およびその周縁に残留する溶融層を除去する方法について、さらに多数の先行技術が開示されている。
【０００７】
前記課題を解決する方法として、前述した特許文献１では、（以下不図示）被加工物にレーザ光を照射しながら、アシストガスとは異なるガスを被加工物の製品となる側から廃材となる側に吹きつけるとともに、吸引ノズルで被加工物であるセラミックの昇華した蒸気を吸引することにより被加工物の製品側に溶着物が付着することを防止している。
【０００８】
しかし、前記の方法により溶着物を完全に防止することは出来ないだけでなく、レーザ光による加工は常に片側に廃材となる部分があると限るものでは無い。そのために、（以下不図示）レーザ光照射部以外を樹脂膜等の保護層でパターンニングし溶着物が被加工物に付着することを防止することも開示されている（特許文献２）。
【０００９】
また、さらには溶融層を除去する方法も多数開示されているが、その方法のひとつとして、ケミカルエッチングによる方法もあり（以下不図示）、ここでは貫通孔を形成する事例であるが、アルミナ基板にレーザ光により貫通孔を形成後に燐酸液中に浸し貫通孔の溶融層をエッチング処理し内壁面を粗化することが開示されている（特許文献３）。
【００１０】
その他の方法として、サンドブラストにより溶融層を除去する方法もあり（以下不図示）、この場合も貫通孔を形成する事例であるが、レーザ光で加工された貫通孔に対し球状のガラスビーズを吹きつけることにより、セラミック部材の表面を荒らすことなく貫通孔の溶融層を除去できることが開示されている（特許文献４）。
【００１１】
また、加工メカニズムの異なる方法として、図１２に示すように、ＣＯ２レーザにより発振されたレーザ光１２１を集光レンズ１２２を介して照射し照射面に６００℃以下の温度をかけて熱応力により亀裂１１９を発生させて前記セラミック部材１０１を切断する方法が開示されている（特許文献５）。
【００１２】
さらに、レーザ光照射と同じノズルからアシスト液を一緒に被加工物へ吹きつける方法もある（以下不図示）。この方法によると、被加工物に照射されたレーザ光により発生した溶融物が被加工物ならびに周囲に付着することを防止できると開示されている（特許文献６）。
【００１３】
また、図１３（ａ）に示すように、例えば深さｄが１００μｍ以上の溝１０２を形成する場合、加工深さが深いことからパワーのあるＣＯ２レーザによるパルス発振方式によらざるを得ず、これにより加工されたセラミック部材１０１の溝１０２の内面１０２ａは溶融層１０３が形成されるが、特に底部１０２ｂには上記溶融層１０３が厚く堆積するとともに溝１０２の開口部１０２ｄの周縁には突起１０４が形成される。
【００１４】
図１３（ｂ）に示すように、前記セラミック部材１０１の溝１０２が形成された主面１０１ａを平面視すると、溝１０２の開口部１０２ｄの幅Ｄは凹凸状を呈していて、これは避けられない問題であった。図１３（ｃ）には、前記のセラミック部材１０１の溝１０２の分割面を示すが、溝１０２が形成されていた深さｄはレーザ加工特有の三角波形を示し深さｄが波打つという問題があった。
【００１５】
このような、レーザ加工の溝１０２の内面１０２ａの表面粗さは平滑性に欠け、底部１０２ｂから開口部１０２ｄに架けて滑らかな曲面とはならない。さらに、溝１０２の底部１０２ｂ，側面１０２ｃ，開口部１０２ｄともに、溝１０２の延伸方向に凹凸を持った形状となるという問題が発生していた。
【００１６】
前述した、レーザ加工による溶融層１０３の問題ならびに溝１０２の内面１０２ａの形状を改善する方法として、図１４（ａ）に示すように、まず、深い狭小幅の溝２０２を形成したあと、前記の深い狭小幅の溝２０２に対して、レーザ光１２１の焦点１２３を被加工物であるセラミック焼結体の上方にずらして照射することにより、前述した溝１０２の側面１０２ｃや開口部１０２ｄの周縁の溶融層１０３が除去され、従って、狭小幅の溝２０２から開口部２０２ｄにかけて緩やかな面取り１０５が形成されることが開示されている（特許文献７）。
【００１７】
また、特許文献７と類似する溝１０２を形成する方法として、図１４（ｂ）に示すように、セラミック焼結体に、先にレーザ光で狭小幅の深い溝２０２を形成した後に、機械加工により幅広の加工を施すことにより、溝２０２の開口部２０２ｄに面取り１０５を形成し、斜面状または滑らかな曲面状の内壁面とすることができることも開示されている（特許文献８）。
【特許文献１】特開平８−１４１７６４号公報
【特許文献２】特開平３−２５２３８４号公報
【特許文献３】特開平１−１１２７９４号公報
【特許文献４】特開２００４−２２６４３号公報
【特許文献５】特開２０００−３２３４４１号公報
【特許文献６】特開平６−３１４７９号公報
【特許文献７】特開２００４−２７６３８６号公報
【特許文献８】特開平１０−２３５９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、特許文献１に記載されているレーザ加工部位にガスを吹きつけて被加工物の昇華した蒸気をノズルで吸引する方法は、切断加工や孔加工であっても完全に吸引することは難しく、さらに溝形状であれば、溝内面へ殊に溝の底部への溶融層の残留をなくすことは出来ず溶融層が厚く堆積するという課題があった。このような方法で加工しても図１３（ａ）に示すように、セラミック部材１０１に分割用の溝１０２を形成した場合、溝１０２の深さｄは、溶融層１０３の底部１０２ｂへの堆積があるために浅くなるとともに溶融層１０３の堆積厚みもバラツクことから、分割不良の原因となることと、また、分割性を高めるために前記の深さｄを深く加工すると、レーザ光によりセラミックが変質した深さｄ’はさらに深くなり、溶融層１０３には、無数のマイクロクラック１０６があることと、一旦溶融し固化したものであり強度的に低下していることから、電子部品等の分割工程までの間の製造工程における熱履歴によるヒートショックで、前記のマイクロクラック１０６を起点として割れが発生するという課題が多発していた。
【００１９】
また、図１５に示すように、セラミック部材１０１の主面に導体パターン１１１を形成する場合、溝１０２の周縁に溶融層１０３の付着による突起１０４があるために、導体パターン１１１を溝１０２の周縁まで形成することが出来ないことや、スクリーン印刷等により前記導体パターン１１１を形成する場合は、突起１０４によって導体パターン形成用のマスクを傷つけるといった課題があった。
【００２０】
さらに、レーザ加工された電子部品用のセラミック部材１０１では、前記の突起１０４をバフ研磨等により除去することが一般的に用いられているが、セラミック部材１０１の主面に付着した溶融層１０３からなる突起１０４は容易に除去できるものではなく、除去できたとしても除去後の主面には研磨傷が残り、その面を詳細に観察するとセラミック粒子が破壊された粒内破壊面を呈し、この面に導体パターン１１１を形成するとその密着強度が低下するという課題があった。
【００２１】
また、図１６に示すように、セラミック部材１０１にレーザで加工された溝１０２にそって分割すると、分割された単体１１０の端部１１０ａは凹凸状となり、これは前記セラミック部材１０１の単体１１０の搬送工程においてチッピングを発生させ、パーチクルとなり導体パターン形成用のマスクを傷つけるという課題と、また、凹凸の部分が切り欠き効果を果たし、機械的な強度すなわち抗折強度が低下するというレーザ加工品特有の課題が発生していた。
【００２２】
特許文献２で示されるレーザ加工方法は、被加工物の主面を保護層でパターンニングする方法であるが、飛散した溶着物は保護層上に付着するので良いが、溝の内部からせり上がる溶融層は保護層を持ち上げるために溝の周縁への溶融層による突起を防止することはできなかった。
【００２３】
これらの課題を解決するために、特許文献３では、付着した溶融層をケミカルエッチングにより除去する方法が開示されているが、エッチング液にセラミック部材そのものを浸すために粗化したくない部分はレジスト膜で保護する必要があり、レジスト膜でパターンニングしてもレジスト膜の境界付近ではエッチング液が粗化したくない部分まで入り込み面荒れが起こるという課題と、セラミック部材に例えば格子状の繊細かつ多数の溝が形成されているものでは、実質この方法は採用できないという課題があった。
【００２４】
また、特許文献４のサンドブラストで強制的に溶融層を除去する方法では、溶融層を除去するだけでなく、アルミナ基板の表面も研削されてしまうため、基板表面の平滑性が要求されるセラミック部材には相応しい方法とは言えないばかりか、狭小幅の有底の溝の内面の溶融層を除去すること自体が困難であった。
【００２５】
また、上述した特許文献１〜４の方法は、被加工物であるセラミック部材１０１をレーザ光により溶融、昇華させるものであるため、（以下不図示）加工された溝の周縁のセラミック部材や集光レンズにはセラミックの溶着物が付くことは避けられなかった。このような光学系の溶着物による汚損はレーザ加工能力の低下を招くという課題と、またセラミック部材の表面への溶着物の付着は導体パターンの形成不良や導体パターン形成用のマスクの破損の要因となるという課題があった。
【００２６】
一方、特許文献５は、レーザ本来の高エネルギーの熱照射加工によるものではなく、セラミックが溶融しない低温度の熱照射の熱応力により亀裂１１９を走らせ切断加工するものである。しかしながら、この方法では、セラミック部材１０１に形成した溝１０２の所望の深さｄの加工は不可能であった。
【００２７】
次に、特許文献６に示される、レーザ光１２１を照射するノズルから一緒にアシスト液を吹きつける方法は、厚板のセラミック部材１０１に必要な深さｄの溝１０２を形成する場合、エキシマレーザやＹＡＧレーザ等の０．１５〜１．０６μｍの短波長帯のレーザでは実質加工が不可能であるために、一般に９．４〜１０．６μｍの波長帯のＣＯ２レーザが用いられるが、水やエッチング液等からなるアシスト液は、このＣＯ２レーザの波長帯域の電磁波を吸収し水蒸気爆発的な現象を起こすことからレーザ加工そのものが出来ないという課題があった。
【００２８】
さらに、特許文献７に示される、狭小幅の溝２０２をレーザ加工したあと、同一部位にビーム径を大きくしたレーザ光を照射し溝２０２の開口部２０２ｄに面取り１０５を形成することにより、開口部２０２ｄやその周縁の溶融層１０３を除去する方法は、溶融層１０３はセラミック部材１０１の主成分をなすセラミックの溶融物が付着していることから、容易に除去できないので、溝２０２の内面２０２ａは滑らかな曲面とはならない、或いは、前記溶着物を除去すべくパワーのレーザ光を照射すると、溝２０２の周縁の突起がさらに溶融、昇華しさらにその外側に飛着することになり、このセラミック部材１０１を電子部品に用いると、導体パターン１１１の形成可能な領域が狭くなるという課題と、また、溝２０２の側面２０２ｃの奥方向にも溶融物の突起を新たに形成することから狭小幅の溝２０２から開口部２０２ｄに架けて緩やかな曲面状とすることはできないという課題があった。
【００２９】
特許文献８に示される、セラミック部材１０１の溝２０２をレーザ光で加工後に同一部位に機械加工により浅い幅広の溝加工をする方法は、良く用いられる方法ではあるが、最初に形成された溝２０２の底部２０２ｂには厚い溶融層が堆積しこの溶融層に関わる前述した諸問題は解決されず、また、幅広の面取り１０５の部位のセラミック粒子は粒内破壊面であるために、やはり前述したパーチクル等の課題も解決されない。さらに、溝２０２の底部２０２ｂから開口部２０２ｄにかけて曲面状に形成するとなると機械加工の方法はダイシングによらざるを得ず、この場合も前記溝２０２の内面２０２ａは前述したレーザ加工後に機械加工を行うのと同様にセラミック粒子は粒内破壊面であるために、やはり前述したパーチクル等の課題があることと、前記溝２０２を形成出来なくもないが生産効率が著しく悪く実質採用できるものではないという課題があった。
【００３０】
さらに、前記セラミック部材がＡｌ２Ｏ３を主成分とし、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯを添加してなるセラミック部材において、レーザ加工部位の表面はレーザ加工していない部分と比較すると、主成分をなすＡｌ２Ｏ３より沸点の低い添加剤であるＳｉＯ２が著しく少なくなるという現象が判明している。これはセラミック部材をレーザ加工する場合、主成分であるＡｌ２Ｏ３の沸点を超える熱照射を行うためパワーを必要とすることから、ＣＯ２レーザで、かつパルス発振によらざるを得ず照射される温度は約３５００℃以上となり、レーザによる加工部位の表面ならびに溶融層１０３の表面にはＡｌ２Ｏ３の沸点未満の沸点を有するＳｉＯ２は、その大半が昇華し残存しないのである。
【００３１】
したがって、溶融層１０３の表面からはＳｉＯ２が著しく低下した状態となり、Ａｌ２Ｏ３の粒子の結合が脆くなっていることから、溶融層１０３の表面に機械的な衝撃を与えると、その表面が欠落しやすく、パーチクルが発生しやすいという課題があった。
【００３２】
さらに、従来のレーザ加工は、図１３（ｂ）の平面図に示すように、より連続溝に近い溝１０２を形成しても溝１０２の幅Ｄの広い部分と狭い部分があり、この幅Ｄの最大値Ｄ１と最小値Ｄ２の差は少なくとも４０μｍ以上は免れなかった。これは、そのまま形状加工の寸法精度の低下や主面への導体パターン１１１の形成領域が狭まるという問題、さらに前述したように、溝１０２にそって分割した後、その端面が凹凸状になっているために、セラミック部材同士或いは治工具等と前記端面が接触するとセラミック部材１０１の端部にカケが発生しやすいという課題があった。そして、この溝１０２は図１３（ｃ）の側面図に示すように、深さｄ方向にも上下の波状を呈し、例えば、深さｄの最大値ｄ１が２１５μｍの溝１０２を形成した場合の深さｄの最小値ｄ２は約１００μｍとなりその差は少なくとも約１１５μｍ以上となるという課題があった。
【００３３】
さらに、溝１０２の深さｄを、１００〜２８０μｍの範囲で加工すると、一回のレーザ加工では、溝１０２の開口部１０２ｄの幅Ｄの最大値Ｄ１は少なくとも１２０〜１８０μｍの範囲で必然的に深さｄが深くなるとほぼ比例して幅Ｄも大きくなるという課題があった。
【００３４】
図１７（ａ）にレーザ光をセラミック部材１０１に照射したスポット１２４の平面模式図、図１７（ｂ）にその断面模式図を示すが、例えば、ＣＯ２レーザでスポット１２４の径φが１６０μｍで深さｄが２１５μｍの溝１０２を形成する場合、前記スポット１２４のピッチＰは、最小約８０μｍまでしか縮めることが出来なかった。それは、前記ピッチＰをさらに縮めるとレーザ加工部位に過大な熱がこもることによりマイクロクラック１０６が発生し、溝１０２の深さｄを制御できないためである。
【００３５】
従って、前記ピッチＰを８０μｍとして加工した場合の溝１０２の幅Ｄの最大値Ｄ１と最小値Ｄ２の差は約４０μｍ以上の凹凸状となり、深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差は約１００μｍとなるのである。
【００３６】
次に、セラミックグリーンシートに金型により溝を形成し焼成して得られたセラミック部材１０１の平面図を図１８（ａ）に、溝３０２にそって分割した側面図を図１８（ｂ）に示すが、溝３０２の幅Ｄを約２００μｍで形成した場合、縦横の溝３０２の交叉部近辺では各々の溝３０２の形成時の応力が影響し幅Ｄの最小値Ｄ２が１５０μｍ以下となりその差が５０μｍ以上となること、さらに、同様に深さｄを約２００μｍに設定した場合に、深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差が５０μｍ以上になることから、図１８（ｃ）に示すように、前記溝３０２にそって分割した単体１１０の端部１１０ａにはバリ１１８が発生するという課題や分割不良が発生するという課題があった。
【００３７】
以上の列記した課題は、セラミック部材１０１においては、生産効率をあげるために大型化、多数個取り化しかつ、寸法精度の向上が要求され、また電子部品においては、極小化、高信頼性の要求が進むことに対して、いずれも支障を来すものであった。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、電子部品用として信頼性の高いセラミック部材とその加工技術を見いだした。
【００３９】
本発明のセラミック部材は、少なくとも一方の主面に溝を有したセラミック部材であって、前記溝の内面を、凹曲面をなす底部と、該凹曲面の両側に、前記凹曲面の曲率よりも大きな曲率の凸曲面をなす開口部を、連続的に配置させて形成してなり、且つ溝の深さの最大値と最小値の差が６μｍ以下であることを特徴とする。
【００４０】
さらに、前記開口部の表面粗さＲａが１．５μｍ以下であることを特徴とする。
【００４１】
さらに、前記溝の底部の曲率半径が１５〜３０μｍであることを特徴とする。
【００４２】
さらに、前記溝の開口幅が１６０μｍ未満であるとともに、その最大値と最小値の差が４μｍ以下であることを特徴とする。
【００４３】
さらに、前記セラミック部材は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯを含有してなり、前記溝の内面におけるＳｉＯ２の含有量が内部より多いことを特徴とする。
【００４４】
さらに、前記溝の内面におけるＳｉＯ２の含有量が内部の含有量の０．１〜２．０質量％多いことを特徴とする。
【００４５】
さらに、前記Ａｌ２Ｏ３の含有量が９２．６〜９９．７質量％、ＳｉＯ２の含有量が０．３〜５．０質量％、残る成分がＣａＯ、ＭｇＯおよび不可避不純物からなることを特徴とする。
【００４６】
本発明のセラミック部材の製造方法は、主成分であるセラミックと、複数の成分からなる添加剤とを含むセラミック焼結体の少なくとも一方の主面に、前記主成分を成すセラミックの融点を超え、沸点未満で、且つ、前記添加剤の少なくとも１種の成分が有する沸点より高い温度の熱照射をすることにより溝を形成することを特徴とする。
【００４７】
さらに、前記熱照射により照射されるスポットを速度１０〜６０ｍ／分で移動させることを特徴とする。
【００４８】
さらに、前記熱照射に用いる熱がＣＯ２レーザであることを特徴とする。
【００４９】
また、本発明の電子部品は、前記セラミック部材を用いて、該セラミック部材の溝で分割してなり、前記溝の内面に相当する部位に導体パターンが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５０】
このように本発明のセラミック部材によれば、少なくとも一方の主面に溝を有したセラミック部材であって、前記溝の内面を、凹曲面をなす底部と、該凹曲面の両側に、前記凹曲面の曲率よりも大きな曲率の凸曲面をなす開口部を連続的に配置させ、且つ溝の深さの最大値と最小値の差が６μｍ以下に形成させたことから、前記溝をセラミック部材の分割用の溝として用いると、分割性が向上するとともに、分割した側面が滑らかな連続する曲面状であることから、分割したセラミック部材の単体の端部のチッピングの発生を防止できるとともに、前記単体におけるセラミック部材の抗折強度が低下しないという効果がある。
【００５１】
また、前記セラミック部材がＡｌ２Ｏ３を主成分とし、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯを含有してなり、前記溝の内面におけるＳｉＯ２の含有量が、前記セラミック部材の内部より多いことから、主成分をなすＡｌ２Ｏ３の粒子の界面をＳｉＯ２が埋め尽くすことによってＡｌ２Ｏ３の粒子の結合度合いの低下を防止し、前記溝により分割した単体において、前記溝の内面に相当する部位に機械的衝撃が加わっても、その表面のＡｌ２Ｏ３の粒子が欠落しパーチクルが発生することを防止できるという効果がある。
【００５２】
また、本発明のセラミック部材の製造方法は、主成分であるセラミックと、複数の成分からなる添加剤とを含むセラミック焼結体の少なくとも一方の主面に、前記主成分を成すセラミックの融点を超え、沸点未満で、且つ、前記添加剤の少なくとも１種の成分が有する沸点より高い温度の熱照射をすることにより溝を形成することから、主成分であるセラミックの昇華した蒸気が飛着することによるセラミック部材の加工部位の周縁やレーザ装置の光学系への溶着物の発生を防止できるとともに、前記溝の周縁に付着したセラミックの溶融物による突起を研磨等により除去する工程も不要となり、さらに熱照射により照射されるスポットを速度１０〜６０ｍ／分で高速移動させることから、従来のレーザ加工に比べ著しく生産性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明のセラミック部材の実施の形態について説明する。
【００５４】
図１（ａ）は、本発明のセラミック部材１の一例を示す断面図である。本発明のセラミック部材１は、少なくとも一方の主面１ａに溝２を有し、溝２の内面２ａを、凹曲面をなす底部２ｂと、該凹曲面の両側に、前記凹曲面の曲率よりも大きな曲率の凸曲面をなす開口部２ｄを、連続的に配置させて形成してなるものであり、且つ、溝２の深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差を６μｍ以下であることが重要である。また、図１（ｂ）は、前記溝２の底部２ｂで分割した場合の一例を示す側面図である。
【００５５】
なお、前記溝２は、セラミック部材１の両主面１ａ、１ａ’に備えても良い。
【００５６】
ここで、溝２の底部２ｂとは、溝２の最深部の深さｄの内面２ａに周接する仮想円Ｑ１を描画したとき、溝２の両側面２ｃの空間の範囲内における最大となる凹曲面の曲率半径ｒ１で表される前記仮想円Ｑ１に周接する溝２の内面２ａを指し、また、開口部２ｄとは、凸曲面の曲率半径ｒ２の仮想円Ｑ２と周接する溝２の内面２ａがセラミック部材１の主面１ａの延長線Ｗとの交点から前記凸曲面の曲率半径ｒ２の仮想円Ｑ２と周接する溝２の内面２ａの側面２ｃまでを指す。
【００５７】
本発明のセラミック部材１は、溝２の深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差が６μｍ以下としたことから、多数個取りのセラミック部材１の分割用として前記溝２を形成すると、溝２の深さｄを従来のレーザ加工品に比較し浅く形成しても、図１（ｂ）で示す溝２の長さ方向Ｌの深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差が小さいことから、分割不良の発生を防止できるとともに、前記深さｄを深く形成する必要がないため電子部品用の基板として本発明のセラミック部材１を用いると、電子部品の製造工程に欠かせない焼成工程における熱衝撃による割れの発生を抑えられる。なお、ここで溝２の長さ方向Ｌの深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２とは、連続して形成された溝２の全長に対して適用するが、他の溝２との交叉部は除外するものである。なお、溝２の形状は、直線状、曲線状のいずれの溝２も含むものである。
【００５８】
さらに、前記溝２の内面２ａを、凹曲面をなす底部２ｂと、該凹曲面の両側に、前記凹曲面の曲率半径ｒ１よりも大きな曲率半径ｒ２の凸曲面をなす開口部２ｄを、連続的に配置させ溝２の側面２ｃが滑らかな連続する曲面状であることから、前記溝２で分割したセラミック部材１の単体の端部のチッピングの発生を防止できるとともに、前記単体におけるセラミック部材１の抗折強度が低下しないという効果がある。なお、より好ましくは、溝２の深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差が４μｍ以下である。
【００５９】
これは、電子部品用のセラミック部材の、もっとも多く用いられている厚みｔは、０．６３５ｍｍであり、前記溝２の深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差が６μｍを超えると、例えば、前記厚みｔのセラミック部材においては、溝２の深さｄが厚みｔの約１％程度生ずることになり分割不良の原因となることから、溝２の深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差は６μｍ以下であることが好ましい。また、高信頼性が要求される車載用や昇降機用のハイブリッドＩＣ基板における厚みｔの現状の市場における下限は約０．４ｍｍであり、この厚みｔのセラミック部材において溝２の分割不良を防止するためには、前記溝２の深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差は、４μｍ以下であることが好ましい。
【００６０】
また、前記溝２の深さｄの測定方法は、溝２で分割し、分割した側面を蒸着後、ＳＥＭ分析（走査型電子顕微鏡分析）による写真を撮り、写真上から深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２を算出し、その差を求める方法である。
【００６１】
さらに、本発明のセラミック部材１は、溝２の開口部２ｄの表面粗さＲａが１．５μｍ以下であることが好ましい。
【００６２】
表面粗さＲａの測定方法は、図１（ａ）に示す溝２の底部２ｂで前記溝２を分割し、分割された溝２の開口部２ｄに相当する箇所を、図２に示すように、分割されたセラミック部材１の単体１０の前記溝２の開口部２ｄに相当する端部１０ａの面を長さ方向ＬにＡＦＭ（原子間力顕微鏡観察）分析によるもので、ここでは、デジタルインスツルメンツ社製Ｄ３０００型ＡＦＭ分析装置を使用し分解能０．０５ｎｍ以下、最大測定範囲５μｍ、測定領域８μｍ角の条件で測定した。
【００６３】
これによって、溝２により分割した単体１０の溝２の開口部２ｄに相当する端部１０ａが搬送工程等で治具や他の製品と接触してもチッピングの発生を低減できる。なお、前記の溝２の開口部２ｄのより好ましい表面粗さＲａは１μｍ以下である。
【００６４】
なお、前記表面粗さＲａは溝２の開口部２ｄに限定したが、本発明のセラミック部材１の溝の内面２ａのいずれにおいても、その表面粗さＲａは１．５μｍ以下を満足することが好ましい。
【００６５】
さらに、図１（ａ）に示す、本発明のセラミック部材１の前記溝２の凹曲面の底部２ｂの曲率半径ｒ１は１５〜３０μｍであることが好ましい。
【００６６】
前記溝２の底部２ｂの曲率半径ｒ１が１５μｍ未満であると、後述する本発明のセラミック部材１の製造方法の特異点から前記溝２の底部２ｂには溶融層３の組成が、セラミック部材１の主成分をなすセラミックの溶融物が多量に堆積することになり、前述した分割性の問題や、（以下不図示）溝で分割された端部に端面電極を形成した際の端面電極の密着強度の問題が発生する虞がある。また、前記曲率半径ｒ１が３０μｍを超えると、前記溝２を分割用として用いた場合、溝２の幅Ｄの中心で分割されずに分割ずれを起こす虞が発生し単体の寸法精度が低下することになる。さらに、前記の溝２の底部２ｂのより好ましい曲率半径ｒは、２０〜２５μｍである。
【００６７】
さらに、図３（ｂ）で示す本発明のセラミック部材１の溝２の開口幅Ｄが１６０μｍ未満以下であるとともに、その最大値Ｄ１と最小値Ｄ２の差が４μｍ以下であることが好ましい。これは、分割した端部１０ａは凹凸状とはならず、従って、溝２の開口幅Ｄの最大値Ｄ１と最小値Ｄ２の差が少なくとも４μｍ以下であると前記の搬送工程でのチッピングの発生を防止できるとともに、抗折強度の低下が防止できる。さらには、図３（ａ）に示すように、セラミック部材１の溝２の周縁まで導体パターン１１１が形成できることから、電子部品の実装効率を向上できる。
【００６８】
なお、この測定方法は、図３（ａ）に示すように、任意の溝２，１０２の交叉部２ｅ，１０２ｅを除く連続して形成された溝２，１０２の全長Ｌ１〜Ｌ３，Ｌ１１〜Ｌ１３について、溝２，１０２の開口部２ｄ，１０２ｄを蒸着し、ＳＥＭ分析写真を撮り、図３（ｂ）に示すように、前記溝２の開口幅の最大値Ｄ１と最小値Ｄ２を写真上から算出しその差を求める方法である。
【００６９】
また、本発明のセラミック部材１は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯを含有してなる場合、溝２の内面２ａにおけるＳｉＯ２の含有量が、前記セラミック部材１の内部１ｂより多いことが好ましい。
【００７０】
従来、セラミック部材に溝加工を行う場合、所望の深さとするにはパワーのあるパルス発振方式のＣＯ２レーザが用いられ、この場合、照射される温度は約３５００℃以上となり、セラミック部材の主成分がＡｌ２Ｏ３で、添加剤としてＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯを含有してなる場合、レーザによる加工部位の溶融層１０３の表面のＳｉＯ２は沸点が約１８８０℃と低いことから、その大半が昇華し残存しない。そして、その表面は一見ガラス質で埋め尽くされたような溶融層１０３をなしているものの、その表面からはＳｉＯ２が著しく抜けた状態であり、Ａｌ２Ｏ３の粒子の結合が脆くなっていることから、例えば、溶融層１０３の表面に機械的な衝撃を与えると、その表面が欠落しやすく、パーチクルが発生しやすいという問題があった。
【００７１】
本発明のセラミック部材１は、主成分がＡｌ２Ｏ３、添加剤としてＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯを含有してなり、前記セラミック部材１の表面に、パルス発振方式のＣＯ２レーザにより主成分であるＡｌ２Ｏ３の融点を超え、沸点未満の熱照射を行いＡｌ２Ｏ３を溶融させ掻き出すことによって溝２が形成されるが、掻き出される溶融したＡｌ２Ｏ３の中に含まれるＳｉＯ２は、粘性が高いがために掻き出し難く、その一部が溝２の内面２ａに残留することが推測される。したがって、形成された溝２の内面２ａは内部１ｂに比しＳｉＯ２の含有量が多く、従来のレーザによる加工部位に見られるようなＡｌ２Ｏ３の界面がヒートエッチングされる現象は発生せず、Ａｌ２Ｏ３の界面をＳｉＯ２が埋め尽くしているため、溝２を分割したあとの工程で、溝２の内面２ａに相当する部位に機械的衝撃が加わっても、その表面が欠落しパーチクルが発生することを防止できる。
【００７２】
また、溝２の内面２ａにおけるＳｉＯ２の含有量が、内部１ｂより０．１〜２．０質量％の範囲で多いことがより好ましい。これは、内面２ａにおける含有量が０．１質量％未満であるとＡｌ２Ｏ３の粒子が突出する可能性があり、その場合、前記パーチクルの発生率を高める恐れがある。また、前記値が２．０％を超えると局部的ではあるもののＡｌ２Ｏ３の純度が著しく低下することから機械的強度、殊に抗折強度の低下を招く。
【００７３】
さらに、本発明のセラミック部材は、前記Ａｌ２Ｏ３の含有量が９２．６〜９９．７質量％、ＳｉＯ２の含有量が０．３〜５．０質量％、残部がＣａＯ、ＭｇＯおよび不可避不純物からなることがより好ましい。これは、前述したパーチクルの発生の防止効果が得られるＳｉＯ２の含有量は０．３〜５．０質量％であり、他ＣａＯ、ＭｇＯを含有し不可避不純物としてＦｅ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ等が合計で０．１質量％以下、電気的特性から考えると０質量％に近いことが好ましい。
【００７４】
なお、各成分の分析方法は、波長分散型ＥＰＭＡ分析（波長分散型Ｘ線マイクロアナライザ分析）により、溝２の内面２ａについては、分析誤差の大きい極表面層を除き、深さ１〜３μｍの表面層の５０μｍ角領域のＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯの定量分析を行い、また、同一試料の内部１ｂについても同様の方法でＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯの定量分析を行う。ここで、内部１ｂは、セラミック部材１の溝２の内面２ａを含む表面でなければ任意の位置でよいが、本測定においてはセラミック部材１の厚み方向の中心から±２０μｍの範囲を測定した。尚、被測定面にはカーボンを蒸着処理後、加速電圧１５ＫＶ、プローブ電流３．０×１０−７Ａの条件で分析する。
【００７５】
また、溝２の内面２ａの各成分含有量の測定を深さ１〜３μｍの任意の位置としたのは、レーザにより加工された溝の場合、図１（ａ）に示す内面２ａの表層部には溶融層３が存在し、溶融層３の厚みは本発明においても約５μｍ程度あり、前記各成分含有量は溝の内面の深さ１〜３μｍにおいては同一成分含有量を示すことから、１〜３μｍの任意の位置とした。そして、得られた内部１ｂのＳｉＯ２の含有量を基準とし、溝２の内面２ａのＳｉＯ２の含有量の増減を算出する方法である。
【００７６】
次に、本発明のセラミック部材１の製造方法を説明する。
【００７７】
図４に示すように、主成分であるセラミックと、複数の成分からなる添加剤とを含むセラミック焼結体１の少なくとも一方の主面に、前記主成分を成すセラミックの融点を超え、沸点未満で、かつ、前記添加剤の少なくとも１種の成分が有する沸点より高い温度の熱照射２０をすることにより溝２を形成する製造方法である。
【００７８】
より詳細に説明すると、前記主成分がＡｌ２Ｏ３、前記添加剤がＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯからなるとき、Ａｌ２Ｏ３の融点は約１０５０℃、沸点は約２９８０℃、ＳｉＯ２の融点は約１７３０℃、沸点は約１８８０℃、ＭｇＯの融点は約２８００℃、沸点は約３６００℃、ＣａＯの融点が約２５７０℃、沸点は約２８５０℃である。従来のレーザ加工では、約３５００℃を超える熱照射により加工されるため、主成分のＡｌ２Ｏ３、添加剤の全てが溶融し、また一部は昇華することにより、溶融物が周囲に飛散し溶着物による突起を形成し、また、加工部位には溶融したものが冷却、固化し溶融層１０３を形成する。そして、この溶融層１０３の組成はもっとも沸点の低いＳｉＯ２は著しく少なく、大部分が主成分をなすＡｌ２Ｏ３の溶融物で構成されている。
【００７９】
しかしながら、本発明のセラミック部材１の製造方法によれば、セラミック部材１の主成分がＡｌ２Ｏ３の場合、その沸点未満で融点以上の熱照射２０をセラミック部材１の加工部位に照射するために、Ａｌ２Ｏ３の蒸発が実質的に起こらないことから、溝２の開口部２ｄの周縁に溶融層３による突起１０４を形成することや蒸気となって飛散したＡｌ２Ｏ３の溶融物が光学系に付着して汚損するという問題が防止できる。
【００８０】
また、前記熱照射２０により照射されるスポット２２の速度ｓは、加工テーブルの最高移動速度が約２００ｍ／分であることから、パルス発振方式のレーザ出力の変調能力を８０ｋＨｚ以上とし十分な出力が得られるようになれば前記スポットの移動速度ｓの上限は２００ｍ／分とすればよく、さらには１０〜６０ｍ／分であることが好ましい。
【００８１】
前記スポット２２の速度ｓが１０ｍ／分未満であると、同一箇所に必要以上の熱がかかるために主成分を成すＡｌ２Ｏ３の一部が昇華し、従来のレーザ加工に近い溶融層１０３の発生を招き前述した問題が発生するためである。また、前記の速度ｓが６０ｍ／分を超えると、スポット２２が間延びすることにより、これにより形成された溝２の幅Ｄの最大値Ｄ１と最小値Ｄ２の差が４μｍを超え連続性を損なうためである。
【００８２】
前記スポット２２の速度ｓについて更に詳細に説明すると、前記スポット２２の速度ｓが１０ｍ／分未満になると、レーザ光２１の照射面の温度が主成分であるセラミックの沸点以上となり、前記主成分をなすセラミックの溶融物が周縁に飛着する可能性がある。また、前記スポット２２の速度ｓが、６０ｍ／分を超え７０ｍ／分、溝２の幅Ｄが１６０μｍ未満の１５９μｍとしたとき、溝２の幅Ｄの最大値Ｄ１と最小値Ｄ２の差を４μｍ以下に抑えることは不可能である。その理由は、現存するパルス発振方式のレーザ出力の変調能力の限界が２５ｋＨｚであり、この上限で加工した場合の前記溝２の幅Ｄの最大値Ｄ１と最小値Ｄ２の差は４．０５μｍとなるからである。
【００８３】
また、前記レーザ光２１をＣＯ２レーザとすることが好ましい。これは、ＣＯ２レーザによるレーザ光で熱照射２０することによりパワーがあるために、厚いセラミック部材１に対しても、溝２の深さｄ１の深い溝２を安定して高速で加工できる。
【００８４】
なお、本発明のセラミック部材１の製造方法では、セラミック焼結体に溝２を形成するものを主体に説明しているが、貫通する溝や貫通孔を形成してもよく、この場合においても、貫通する溝や貫通孔の内面の平滑性やセラミック部材１の主面１ａへの溶着物による突起の形成のないセラミック部材１が作製できる。特に、周知の従来技術においては、低い熱照射２０をセラミック部材１０１に照射することにより熱応力で切断するもので、直線的な形状加工しか出来なかったが、本発明の製造方法によれば、曲線や矩形状といった複雑な加工が可能である。
【００８５】
次に、本発明のセラミック部材１の溝２をレーザ光で作製する製造方法を詳細に説明する。
【００８６】
一般にセラミック加工に用いられるパルス波形２４を図５（ａ）に示し、セラミックの加工は高エネルギーを必要とするために、レーザ発振後、立ち上がりの早いパルス波形２４が用いられてきた。具体的にはレーザ発振後、２０〜６０μｓｅｃ．で最高温度域２４ａに達し、約３５００℃前後の温度で、セラミックを溶融、昇華することにより所望の形状の加工をするものである。したがって、この際に、セラミックの溶融層や溶着物が発生するというレーザ加工特有の問題が発生したのである。
【００８７】
これに対して、本発明の方法は、図５（ｂ）に示すように、立ち上がりの遅いレーザ波形２４を用いるもので、具体的にはレーザ発振後、最高温度域２４ａに達するまでの時間を９０〜２００μｓｅｃ．としている。
【００８８】
さらに、図６（ａ）に従来のノーマルレーザのＯＮ−ＯＦＦ信号図に示すように、ノーマルレーザの発振信号２５の１パルスを２００μｓｅｃ．としたときに比較し、本発明の製造方法は前記発振信号２５の間に、たとえばＯＮ信号２６が２回の短パルスで合計発振時間が約６０μｓｅｃ．とノーマルレーザ発振信号２５の３０％程度と短く設定している。以上の立ち上がりの遅いパルス波形２４を短いＯＮ信号２６で発振させることにより、図６（ｂ）の模式図に示すように、短いＯＮ信号２６の中で立ち上がりの遅いパルス波形２４を発振することにより、最高温度域２４ａを制御した熱照射２０ができる。すなわち、主成分のセラミックの沸点ａより低く、添加剤の成分の一種以上の沸点ｂより高い温度で加工するように設定が可能である。また、パルス周期を２００μｓｅｃ．以下とすることによりＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ  Ｗａｖｅ）連続発振に近似したパルス波形が得られ、これにより加工された溝２は、溝２の深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差や、溝の幅Ｄの最大値Ｄ１と最小値Ｄ２の差を抑制した加工が可能となる。
【００８９】
また、本発明のセラミック部材１は、主成分のセラミックが９２．６〜９９．７質量％のＡｌ２Ｏ３、添加剤としてＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯとを含有していることが好ましい。ここで、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の範囲は、電子部品用セラミック部材としての必要特性を確保でき、また、前記添加剤が粘結剤として望ましいものである。
【００９０】
従来のレーザ光１２１で、主成分をなすセラミックがＡｌ２Ｏ３、添加剤としてＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯとを含有するセラミック部材１０１に溝１０２を形成すると、たとえば、レーザで加工された溝１０２の内面１０２ａならびに内部１０１ｂについて、前述した方法でＥＰＭＡ分析を行い、セラミック部材１０１の内部１０１ｂのＳｉＯ２の量に対するセラミック部材１０１の前記溝１０２の内面１０２ａのＳｉＯ２の量は５０％以上減少する。
【００９１】
これは、従来のレーザ光１２１の熱照射２０が約３５００℃以上であり、溝１０２の内面１０２ａは熱照射２０により爆発的な現象が生じ、主成分をなすＡｌ２Ｏ３と主要添加剤であるＳｉＯ２のいずれの成分も一瞬にして昇華し、熱伝導を伴うような加工でないことから、内面１０２ａにおいては沸点の低いＳｉＯ２は際だって昇華するため、Ａｌ２Ｏ３の粒子の界面はヒートエッチングされた状態となる。
【００９２】
そして、前記セラミック部材１０１の溝１０２を分割し、電子部品組み立て工程の搬送時等において溝１０２の内面１０２ａに相当する部位に機械的衝撃が加わると、主成分をなすセラミックであるＡｌ２Ｏ３の粒界面がヒートエッチングされ、Ａｌ２Ｏ３の粒子の結合が弱化していることから、溶融層１０３の表面は欠落しやすくパーチクルが発生しやすい。
【００９３】
これに対し、本発明のセラミック部材１の溝２の加工方法は、レーザ光２１の熱照射２０を、セラミック（Ａｌ２Ｏ３）の融点を超え、沸点未満とし、溶融したセラミック（Ａｌ２Ｏ３）をアシストガスにより掻き出すことにより溝２を形成する方法であることから、後で溝２の内面２ａとなる部位には粘性の高い添加剤（ＳｉＯ２）が多く残存する傾向が生じると推測される。
【００９４】
本発明の電子部品は、図３（ａ）に示すように、前記セラミック部材１を用いて、該セラミック部材１の溝２が形成された主面１ａに導体パターン１１１をスクリーン印刷や薄膜蒸着により形成し所定の温度で焼成した後、前記溝２により分割することにより作製される。
【００９５】
前記電子部品に本発明のセラミック部材１を用いると、図３（ｂ）に示すように、溝２の開口部２ｄの幅Ｄの最大値Ｄ１と最小値Ｄ２の差が４μｍ以下と小さいため、導体パターン１１１を溝２の周縁まで形成できる。さらに、従来のレーザ加工のような主成分をなすセラミックの溶融物による突起１０４が溝２の周縁に付着していないことからスクリーン印刷時に突起１０４により印刷用マスクを傷つけることもなく、或いは、従来のセラミック部材１０１では、前記突起１０４をバフ研磨等で除去すると、除去されたあとの主面はセラミック粒子が粒内破壊面となり、導体パターン１１１の密着強度が低下するという問題があったが、本発明のセラミック部材１においては、研磨処理を必要とするような突起１０４は無いために、溝２の開口部２ｄの周縁のセラミック粒子は実質的に破壊されず、導体パターン１１１の密着強度が低下することも防止できる。
【００９６】
さらに、本発明のセラミック部材１の溝２の底部２ｂの凹曲面の曲率半径ｒは１５〜３０μｍとしたため、溝２にそって分割した場合、溝２の中心から２μｍ以上ズレて分割される問題も発生しないことから、単体１０の寸法精度も向上できる。
【００９７】
さらに前記溝２の深さｄは、１００〜２８０μｍと深く形成しても、その深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差が６μｍ以下と小さいために、例えば、１ｍｍ以上の厚いセラミック部材１でも良好な分割性の溝２が形成できるとともに、深さｄのバラツキが小さいため、従来のレーザ加工品に比較し、深さｄを浅く形成しても分割性を低下させずに、電子部品の製造工程における熱履歴において溝２を起点とする割れの発生を防止できる。
【００９８】
前記導体パターン１１１が形成され、溝２で分割した電子部品となる単体１１０の前記溝２に相当する端部１０ａは導体パターン１１１が形成された主面側にかけて緩やかな曲面状であり、かつ表面粗さＲａが１．５μｍ以下で連続させたことから、前記単体１０に機械的な応力がかかっても単体１０の折損を防止できる。同様に、昇温、冷却等のヒートショックに対しても、割れの発生を防止できる。さらに、電子部品の製造工程において、搬送時に生じる前記単体１０と治具等の接触による端部１０ａにチッピングの発生も防止できる。
【００９９】
以上のように、本発明のセラミック部材１は、従来のレーザ加工の課題であった、セラミックの溶融層とその溶着による問題、溝の加工痕の問題からくる分割性、寸法精度、抗折強度、耐熱衝撃性、導体密着強度のいずれも解決できるもので、本発明のセラミック部材１を用いた電子部品は、特に機械的応力や熱サイクルさらには振動が加わる使用環境が厳しく、高信頼性が要求される車載用として好適である。
【０１００】
また、本発明のセラミック部材１の製造方法は、高速加工によるものであり、生産性が著しく高いのに加え、従来レーザ加工の大きな課題であった、溶着物の除去が容易であり、かつ光学系を汚損しないという著しい効果を奏するのである。
【実施例】
【０１０１】
本発明のセラミック部材を以下の方法で作製した。
【０１０２】
（実施例１）主成分のセラミックはＡｌ２Ｏ３９６質量％、残部が添加剤及び不純物とからなり、前記添加剤としてＳｉＯ２を２．６質量％、ＣａＯを０．２質量％、ＭｇＯを１．２質量％添加してセラミックグリーンシートを成形し、前記セラミックグリーンシートを所定の形状に切断後、約１６００℃の温度で焼成し、厚み０．６３５ｍｍのセラミック焼結体を作製した。
【０１０３】
次に、前記セラミック焼結体の主面に、熱照射により図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、外辺寸法ＸＹがいずれも１５２．４ｍｍ、単体寸法ｘｙがいずれも５０．８ｍｍの９個取りのセラミック部材１を作製した。前記セラミック部材１の溝２の深さｄは１００μｍとして、溝２の底部２ｂの凹曲面の曲率半径ｒ１を１５〜３５μｍまで５水準作製し、前記曲率半径ｒ１を１５μｍとしたものを試料Ｎｏ．１、２０μｍとしたものを試料Ｎｏ．２、２５μｍとしたものを試料Ｎｏ．３、３０μｍとしたものを試料Ｎｏ．４、３５μｍとしたものを試料Ｎｏ．５とし各試料数２００個である。
【０１０４】
熱照射の条件は、ＣＯ２レーザ発振により図５（ｂ）に示すような立ち上がりの遅いパルス波形２４を用い、図６（ｂ）に示すように、ＯＮ信号２６の時間を３０μｓｅｃ．とし、パルス周期を１００μｓｅｃ．（周波数１０ＫＨｚ）、レーザ光２１の移動速度ｓを２０ｍ／分とした。ここで本発明実施例の熱照射の温度はレーザ光２１の照射面において約２２００℃である。なお、前記溝２の底部２ｂの曲率半径ｒ１はレーザ光２１を照射するノズル形状で調節した。
【０１０５】
また、比較例であるセラミック部材１０１は、上述した本発明と同じセラミック焼結体を用いて加工し、加工したセラミック部材１０１の外辺、単体寸法はいずれも、本発明のセラミック部材１と同等となるように作製した。しかし、溝１０２の底部１０２ｂの凹曲面の曲率半径ｒ１は溶融層１０３の堆積にムラがあり、所望の設定をしたものの設定通りとはならなかった。結果的に、前記曲率半径ｒ１が１０μｍとしたものを試料Ｎｏ．６、２１μｍのものが試料Ｎｏ．７、２３μｍのものが試料Ｎｏ．８とし、各試料数２００個である。
【０１０６】
ここで、比較例の前記曲率半径ｒ１は、結果的に得られた値であって、その測定方法は、前記セラミック部材１０１を樹脂で固めた後、溝１０２を横断するように切断し、その切断面を蒸着しＳＥＭ写真を撮り、写真をもとに、図８に示すように、溝１０２の底部１０２ｂの凹曲面の曲率半径ｒ１を算出した。測定試料数は５個でその平均値をデータとした。
【０１０７】
なお、比較例の熱照射条件は、試料Ｎｏ．６は本発明実施例と同一条件によるが、比較例の試料Ｎｏ．７，８は、本発明実施例と同様のＣＯ２レーザ発振により図３（ａ）に示すような立ち上がりの早いパルス波形２４を用い、図６（ａ）に示すように、ＯＮ信号２６の時間を４００μｓｅｃ．とし、パルス周期を１０５０μｓｅｃ．（周波数９５２Hｚ）、レーザ光２１の移動速度ｓを８ｍ／分で溝１０２を加工した。ここで比較例の試料Ｎｏ．７，８のレーザ光２１の照射面における温度は約３４００℃である。
【０１０８】
上述した条件で加工された試料のレーザ加工面側に高圧氷粒ジェット洗浄装置により付着物の洗浄を実施した。因みに、高圧氷粒ジェット洗浄装置は株式会社スギノマシン製ＩＣＪ−Ｋ３０を用い、洗浄圧力０．５ＭＰａで同一面に対し約３秒間当て試料の表面洗浄処理を実施した。
【０１０９】
前記洗浄後のセラミック部材１，１０１の主面を観察すると、本発明のセラミック部材１と本発明と同等の製法で作製した比較例の試料Ｎｏ．６は、洗浄前に溝２の周縁に薄く付着していた白粉状のものが洗浄されているが、従来の製法による比較例の試料Ｎｏ．７．８のセラミック部材１０１においては、溝１０２の周縁には溶着物の突起１０４が残留していた。これは、本発明のセラミック部材１の製造方法である熱照射２０が、前記セラミック部材１の主成分であるセラミックの沸点未満の熱による加工であるために、溝２からアシストガスにより掻き出されたセラミックが周縁に溶着しないためであると考えられる。
【０１１０】
次に、溝２，１０２の開口部２ｄ，１０２ｄの表面粗さＲａの測定を各５個実施した。まず、試料の測定準備として、各試料を溝２，１０２で分割し、図７に示すように、溝２，１０２の開口部２ｄ，１０２ｄに相当する部位を溝２，１０２の長さＬ方向に測定した。
【０１１１】
本発明の試料ならびに比較例の試料Ｎｏ．６の面状態は非常に平滑であったために、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡観察）分析によるもので、ここでは、デジタルインスツルメンツ社製Ｄ３０００型ＡＦＭ分析装置を使用し、分解能０．０５ｎｍ以下、最大測定範囲５μｍ、測定領域８μｍ角の条件で実施した。但し、比較例の試料Ｎｏ．７，８については、面状態が粗いために前記測定方法では測定困難であったため、東京精密株式会社製サーフコム１４００型表面粗さ計を用い触針径２μｍ、測定長さ２．５ｍｍで測定した。なお、いずれも各試料５個について測定し平均値をデータとした。
【０１１２】
次に、溝２，１０２の開口部２ｄ，１０２ｄの幅Ｄおよびその最大値Ｄ１、最小値Ｄ２について測定したが、その測定方法は、シート状のセラミック部材１，１０１の溝２，１０２を含む周辺を蒸着しＳＥＭ分析（走査型電子顕微鏡）により写真を撮り、任意の箇所の溝の長さ１０ｍｍについて算出した。なお、各試料５個について測定しその平均値をデータとした。また、いずれも、対比条件を同一とするために縦横の溝２，１０２の交叉部２ｅ，１０２ｅは外した。
【０１１３】
次に溝２，１０２の深さｄの測定を実施した。測定方法は、溝２，１０２の分割した端面に蒸着しＳＥＭ分析により写真を撮り、前述した溝２，１０２の最大値ｄ１、最小値ｄ２の測定を行いその差を求めた。なお、いずれも各試料５個について測定しその平均値をデータとした。また、いずれも、対比条件を同一とするために縦横の溝２，１０２の交叉部２ｅ，１０２ｅは外した。
【０１１４】
ここで、溝２，１０２の深さｄとは、図１（ｂ）或いは図１３（ｃ）に示す深さｄの最大値ｄ１を指しているが、本発明のセラミック部材１ならびに比較例の試料Ｎｏ．６の溝２の深さｄの最大値ｄ１は設定値通りであったが、比較例の試料Ｎｏ．７，８のセラミック部材１０１の溝１０２の深さｄの最大値ｄ１は、設定値と異なったため、結果的に得られた溝１０２の深さｄの最大値ｄ１をデータとした。
【０１１５】
次に、図６に示すように、前記セラミック部材１，１０１を樹脂で固めた後、溝２，１０２を横断するように切断し、その切断面を蒸着しＳＥＭ写真を撮り、写真をもとに、溝２，１０２の底部２ｂ，１０２ｂの凹曲面の曲率半径ｒ１ならびに開口部２ｄ，１０２ｄに架けての凸曲面の曲率半径ｒ２を算出した。なお、いずれも各試料５個について測定しその平均値をデータとした。
【０１１６】
また、溝２，１０２の底部２ｂ，１０２ｂから開口部２ｄ，１０２ｄに架けて連続する曲面が形成されているかどうかは、前記ＳＥＭの断面写真において、溝２の底部２ｂ，１０２ｂから側面２ｃ，１０２ｃ、開口部２ｄ，１０２ｄに架けて、凹曲面から凸曲面へとクロソイド状に連なる曲面であれば○とし、前記底部２ｂ，１０２ｂから開口部２ｄ，１０２ｄに架けて連続する曲面がクロソイド状に連なる曲面とならないものは×とした。なお、いずれも各試料５個について測定し全てが問題ないもののみ○とした。
【０１１７】
次に、溝２，１０２の分割性については、前記セラミック部材１，１０１の任意の溝２，１０２の各１本について、ハンドブレイクを行い、溝から逸れて分割されたものがあれば×、問題なく分割されれば○と評価した。尚、いずれも各試料５個について測定し全てが問題ないものを○とした。
【０１１８】
また併せて、分割ズレについても測定した。その方法は、前記分割した箇所について
図９に示すように、分割された単体１０，１１０の溝２，１０２に相当する幅ｈ，ｉの差を分割ズレとし各５個の平均値をデータとした。
【０１１９】
次に割れの評価は、前記セラミック部材１，１０１を厚膜印刷焼成炉（遠赤外線高速焼成炉、通称ＩＲ炉）に計１０回通すことにより判定したもので、焼成炉の条件は、常温から８５０℃までの昇温を１０分、８５０℃キープを１０分、常温への冷却を１０分の条件で実施し、いずれも各試料５個で１個でも溝２，１０２を起点とした割れが発生したものを×、また１個も割れが発生しなかったものを○とした。
【０１２０】
次に、単体１０，１１０のチッピングの評価試験を実施した。その評価方法は、セラミック部材１，１０１を溝２，１０２で単体１０，１１０に分割し、分割された単体１０，１１０を各各５０個網の中へ入れ、水中で超音波振動装置により振動をかけた。その条件は、発振周波数２８ｋＨｚ、出力１．５ＫＷで１０分間放置した。そして、溝２，１０２の分割した開口部２ｄ，１０２ｄに相当する部位に試験後新たに発生したチッピングの有無を工具顕微鏡を用い倍率１０倍で確認した。図１０に示すように、チッピング１０７の評価は、前記単体１０，１１０の溝２，１０２の開口部２ｄ，１０２ｄに相当する端部１０ａ，１１０ａに長さａ、幅ｂがいずれも０．４ｍｍ以上となるものが発生しているものを不良とし不良率で表した。
【０１２１】
以上の各々の測定結果の平均値を表１に示す。
【表１】
2006321702.tif 000003
【０１２２】
この結果から解るように、従来の製造方法による比較例の試料Ｎｏ．７，８は、溝１０２の深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差が２４〜２５μｍ、また、本発明のセラミック部材の製造方法によるものの溝２の底部２ｂの曲率半径ｒ１を１０μｍと小さくした比較例の試料Ｎｏ．６は溝１０２の深さｄの最大値ｄ１と最小値ｄ２の差が１１μｍといずれも大きかったのに対し、本発明実施例は、溝２の底部２ｂの曲率半径ｒ１が１５μｍである試料Ｎｏ．１が、６μｍ、前記ｒ１が２０μｍである試料Ｎｏ．２が４μｍで、前記ｒ１がさらに大きい試料Ｎｏ．３〜５は、前記溝２の深さｄの差は２〜３μｍと僅かであった。
【０１２３】
これは、比較例の試料Ｎｏ．７，８においては前記溝１０２の底部１０２ｂの曲率半径ｒ１の違いに関係なくレーザ光２１のピッチＰを近接させることによる溝１０２の底部１０２ｄからのクラックの発生を防ぐためにスポット２２のダブりを少なくする必要があり、必然的に溝１０２の深さｄの差が生ずるのである。比較例の試料Ｎｏ．６は、溝１０２の底部１０２ｂの曲率半径ｒ１が小さすぎるために、Ａｌ２Ｏ３の溶融物が溝の外に確実に掻き出されなかったことにより、溝１０２の深さｄのバラツキが大きくなったことが考えられる。
【０１２４】
これに対し、本発明実施例は、主成分であるセラミックが溶融状態にあって、添加剤成分の少なくとも１種の成分が沸点以上の熱照射がかかることによって、アシストガスで溝２の中で主成分のセラミックと粘結剤の役目を果たしている添加剤の一部が篩にかけられた状態となり、溝２の底部２ｂの溶融層厚みが均一で安定した深さｄとなるとともに、照射する熱エネルギーが低いことから、照射スポット２４を十分に重合させても加工部位に過大な熱が加わることによるクラックの発生がないことから、連続溝とすることができ、従って、前記溝２の深さｄの差が著しく小さくできるのである。
【０１２５】
また、前記溝２の深さｄの差は、溝２の底部２ｂの曲率半径ｒ１と逆相関関係にあり、前記曲率半径ｒ１が大きいほど、溶融したセラミックと添加剤の篩がかけられやすくなり、その結果、溝２の外へセラミックの掻き出しが十分に行われるため溝２の最大値ｄ１と最小値ｄ２の差が小さくなるのである。
【０１２６】
分割性の評価は、前記溝２，１０２の深さｄの差と前記溝２，１０２の底部２ｂ，１０２ｂの曲率半径ｒ１が大きく関与しており、比較例は全て×であるが、本発明実施例の溝２の深さｄの差が６μｍ以下で、かつ、溝２の底部２ｂの曲率半径ｒ１が１５〜３５μｍ
である試料Ｎｏ．１〜５は、分割不良の発生はなかった。しかしながら、溝２の中心からの分割ずれについては、前記曲率半径ｒ１が３５μｍである試料Ｎｏ．５は、２．５μｍとやや不満足な値であった。また、表中には記載しなかったが、前記曲率半径ｒ１が１５μｍである試料Ｎｏ．１は、溝２の底部２ｂへの溶融層が厚いことによる深さｄの差であり、溶融層の厚みは少なくとも５μｍ以下が望ましいと考えることから、より好ましい前記曲率半径ｒ１は２０〜２５μｍであることが解る。
【０１２７】
遠赤外線高速焼成炉を１０回通炉させることによるセラミック部材１，１０１の溝２，１０２を起点とする割れの発生は、本発明実施例ならびに比較例の試料Ｎｏ．６は皆無であり、比較例の試料Ｎｏ．７，８は１個以上の割れの発生があった。これは、溝２の深さｄを０．６３５ｍｍの厚みｔの製品においては、比較的浅く設定したにもかかわらず、本発明実施例および比較例の試料Ｎｏ．６は溝２の底部２ｂも平滑性があり、割れの起点となる欠陥が少ないことに対し、比較例の試料Ｎｏ．７，８は、溶融層の厚みも厚く、その溶融層に存在するマイクロクラックが割れの起点となっているためであることが解る。
【０１２８】
単体１０，１１０に分割した端部１０ａ，１１０ａのチッピング１０７の発生率は、本発明実施例は全て６％以下に対し、比較例は、本発明実施例と同様の製法による比較例の試料Ｎｏ．６が１０％、従来の製法による比較例の試料Ｎｏ．７，８が４６〜６０％と著しく発生率が高い。これは本発明実施例の分割した単体１０の端部１０ａに凹凸が実質的に見られないこと、ならびに開口部２ｄに相当する端部１０ａの表面粗さＲａが著しく良いために、単体１０同士が接触してもチッピング１０７が発生しにくいためであることが考えられる。
【０１２９】
（実施例２）次に、本発明のセラミック部材１の単体１０における抗折強度の評価をおこなった。また、同様に比較例のセラミック部材１０１の単体１１０についても評価をおこなった。
【０１３０】
試料は実施例１で用いたものと同じで、本発明実施例のセラミック部材１が試料Ｎｏ．３、比較例のセラミック部材１０１が試料Ｎｏ．８を用いて、いずれも単体１０，１１０に分割したあと、図１１に示すように、スパンＳ＝３０ｍｍ、クロスヘッドスピードＣＨＳ＝０．５ｍｍ／分でアイコーエンジニアリング株式会社製デジタル荷重試験機１８４０Ｄ型を用いて実施した。なお、測定試料は溝２，１０２の形成されていた主面１ａ，１０１ａを下向きにし、レーザ加工された端部１０ａ，１１０ａの状態が抗折荷重にもっとも影響するその反対面から荷重をかける方法で実施した。
【０１３１】
そして、単体１０，１１０が破壊した時点の荷重を抗折強度に換算したものを表２に示す。なお、ここでの測定試料数はいずれも２０個とし、その平均値と標準偏差をデータとし、比較例のセラミック部材１０１の抗折強度の平均値と標準偏差を基準（１００）としたときの本発明実施例との比較値でデータを表した。
【表２】
2006321702.tif 000004
【０１３２】
以上の結果から解るように、本発明実施例は比較例と比べると、抗折強度の平均値で１１９％と向上していることが解る。また、その標準偏差は比較例と比べると３７％と少なくなっている。
【０１３３】
これは、レーザ光２１で加工された溝２，１０２にそって分割した単体１０，１１０の端部１０ａ，１１０ａが凹凸状であるかどうかということと、開口部２ｄ，１０２ｄの平滑性の違いにより抗折強度に著しい差が表れたと考える。
【０１３４】
（実施例３）次に、セラミック部材１，１０１のＡｌ２Ｏ３含有量が約９３質量％，９６質量％，９９．７質量％の３水準について、本発明と比較例の溝２，１０２を形成し、溝２，１０２の内面２ａ，１０２ａの組成分析ならびに溝２，１０２を分割した内面２ａ，１０２ａに相当する端部１０ａ，１１０ａへのチッピング１０７の発生率との関係を調査した。
【０１３５】
試料の形状はいずれも実施例１と同一とし、溝２，１０２の深さｄを１００μｍ，溝２，１０２の幅Ｄを１００μｍに設定し次の条件で加工した。尚、本発明の溝２の底部２ｂの曲率半径ｒ１は４０μｍとした。また、試料の組成は、Ａｌ２Ｏ３含有量が約９３質量％のものは、Ａｌ２Ｏ３：９２．６質量％、ＳｉＯ２：５．０質量％、ＣａＯ：０．３質量％、ＭｇＯ：２．０質量％の材料を用い、Ａｌ２Ｏ３含有量が約９６質量％のものは、Ａｌ２Ｏ３：９６．０質量％、ＳｉＯ２：２．６質量％、ＣａＯ：０．２質量％、ＭｇＯ：１．２質量％の材料を用い、Ａｌ２Ｏ３含有量が約９９．７質量％のものは、Ａｌ２Ｏ３：９９．７質量％、ＳｉＯ２：０．３質量％、ＣａＯ：０．０１質量％、ＭｇＯ：０．０３質量％の材料を用い、同一母材に本発明、比較例の溝２，１０２を各々形成した。尚、不可避不純物は上記いずれも、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏが各０．０１〜０．０２質量％含まれていたが、ここでは、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯを１００として含有量換算した。
【０１３６】
溝２，１０２の形成方法はＣＯ２レーザ発振により、本発明のセラミック部材１の溝２は図５（ｂ）に示すような立ち上がりの遅いパルス波形２４を用い、パルス周期５０μｓｅｃ．（発振周波数を２０ｋＨｚ）、かつ、図６（ｂ）に示すＯＮ信号２６＝３０μｓｅｃ．，移動速度ｓ＝４０ｍ／分とし、また、比較例のセラミック部材１０１の溝１０２は、図５（ａ）に示すような立ち上がりの早いパルス波形２４を用い、パルス周期７５０μｓｅｃ．（発振周波数を１３３３ＨＺ）とし、かつ、図６（ａ）に示すＯＮ信号２６＝１７３μｓｅｃ．，レーザ光２１の移動速度ｓ＝１２ｍ／分とした。この移動速度ｓは従来のレーザ加工は最大でも８ｍ／分であるが、加工部位への熱照射２０を抑制するために早くセッティングしたものである。
【０１３７】
本発明品はＡｌ２Ｏ３含有量が約９３％のものを試料Ｎｏ．１５、約９６％のものを試料Ｎｏ．１６、約９９．７％のものを試料Ｎｏ．１７とし、比較例は、Ａｌ２Ｏ３含有量が約９３％のものを試料Ｎｏ．１８、約９６％のものを試料Ｎｏ．１９、約９９．７％のものを試料Ｎｏ．２０とし、いずれも各各試料数は１０シート作製した。
【０１３８】
そして、上記試料Ｎｏ．１５〜２０の溝２，１０２の内面２ａ，１０２ａと非加工部位である内部１ｂ，１０１ｂの組成の定量分析を波長分散型ＥＰＭＡ分析により実施した。
【０１３９】
ＥＰＭＡ分析の方法は、ここでは日本電子（株）製ＪＸＡ−８６００Ｍ型ＥＰＭＡ分析装置を用い、溝２，１０２の内面２ａ，１０２ａはその表面より１〜３μｍの深さの地点について、内部１ｂ，１０１ｂは分割したそれぞれの面に、カーボン蒸着処理後、加速電圧１５ＫＶ、プローブ電流３．０×１０−７Ａ、分析領域５０μｍ角とした。尚、測定数は各試料任意の１カ所について、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯの定量分析を実施し、その全体を１００としたときの個々の含有量を算出した。尚、溝２，１０２の内面２ａ，１０２ａの組成分析を極表層部を避けて分析した理由は、表層部特に深さ０．２μｍ付近までの組成分析結果は誤差が大きく正確なデータが得にくいことが多く、今回の試料はレーザ光による溝２，１０２の内面２ａ，１０２ａの溶融層３，１０３の厚みが約５μｍほどあることから、測定誤差の比較的少ない波長分散型ＥＰＭＡを用い深さ１〜３μｍの位置で測定したものである。
【０１４０】
そして、レーザ光２１，１２１の熱照射２０がかかっていない内部１ｂ，１０１ｂの前記組成中のＳｉＯ２の含有量をに対する溝２，１０２の内面２ａのＳｉＯ２の含有量の差を算出した。尚、いずれも、各試料数は５個で測定結果は平均値と標準偏差で表した。
【０１４１】
次に、単体１０，１１０のチッピングの評価試験を実施した。その評価方法は、実施例１と同様の方法で行い、分割された単体１０，１１０を各各５０個網の中へ入れ、水中で超音波振動装置により振動をかけた。その条件は、発振周波数２８ｋＨｚ、出力１．５ＫＷで１０分間放置した。そして、溝２，１０２の分割した開口部２ｄ，１０２ｄに相当する部位に試験後新たに発生したチッピングの有無を工具顕微鏡を用い倍率１０倍で確認した。図１１に示すように、チッピング１０７の評価は、前記単体１０，１１０の溝２，１０２の開口部２ｄ，１０２ｄに相当する端部１０ａ，１１０ａに長さａ、幅ｂがいずれも０．４ｍｍ以上となるものが発生しているものを不良とし不良率で表した。
【０１４２】
以上のＥＰＭＡ分析によるＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯの含有量、ならびにチッピング１０７の発生率を表３に示す。
【表３】
2006321702.tif 000005
【０１４３】
以上の結果から解るように、本発明の試料Ｎｏ．１５〜１７は、レーザの加工条件を５０μｓｅｃ．と短いパルス周期（発振周波数を２０ｋＨｚ）とし、ＯＮ信号時間２６を３０μｓｅｃ．、レーザ光２１の移動速度ｓを４０ｍ／分の範囲で熱照射２０を制御することにより、溝２の内面２ａのＳｉＯ２の含有量を非加工部位である内部１ｂに比し０．１〜２．０質量％と増加させている。
【０１４４】
これは、前記レーザ光２１の熱照射２０が、加工部位において、主成分であるＡｌ２Ｏ３の融点である約２０５０℃を超え、沸点である約２９８０℃未満の温度を高い発信周波数でかつ高速移動しながら熱伝導によりＡｌ２Ｏ３を溶融させアシストガスで掻き出し溝２を形成するものであり、粘性の高いＳｉＯ２はＡｌ２Ｏ３から多くが分離され溝２の内面２ａにＳｉＯ２が残存することが推測される。
【０１４５】
そして、溝２の内面２ａにＳｉＯ２が多く残存したことから、Ａｌ２Ｏ３の粒子の界面をＳｉＯ２が埋め尽くしＡｌ２Ｏ３の粒子の結合を強め、チッピング１０７の発生率を５％以下に低く抑えられたのである。
【０１４６】
一方、比較例である試料Ｎｏ．１８〜２０は、７５０μｓｅｃ．と長いパルス周期（発振周波数１３３３ＨＺ）とし、ＯＮ信号時間２６を１７３μｓｅｃ．、レーザ光１２１の移動速度ｓを１２ｍ／分としたもので、従来のレーザ発振条件のものを高速で移動したものであるが、パルス立ち上がり時間が早く発振周波数が低いために、前記熱照射２０が、主成分であるＡｌ２Ｏ３の沸点である約２９８０℃を超える状態となり、沸点がはるかに低いＳｉＯ２はその多くが昇華するために溝１０２の内面１０２ａのＡｌ２Ｏ３の粒界がヒートエッチングされ、前記ＥＰＭＡ分析による内部１０１ｂに対する溝１０２の内面１０２ａのＳｉＯ２の量は−０．２〜−３．０質量％と著しく減少する結果となった。
【０１４７】
そして、比較例における単体１１０のチッピング１０７の評価試験結果は、１６〜２２％の発生率で本発明品より著しく溝１０２の内面１０２ａが脆くなっていることが解る。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】（ａ）は本発明のセラミック部材の一例を示す断面図、（ｂ）は溝で分割した側面図である。
【図２】本発明のセラミック部材を分割した部分拡大斜視図である。
【図３】セラミック部材の一例を示し（ａ）が全体の平面図、（ｂ）が部分拡大平面図、（ｃ）が分割した溝の側面図である。
【図４】本発明のセラミック部材の製造方法を示す斜視図である。
【図５】（ａ）（ｂ）はパルス波形の模式図である。
【図６】（ａ）（ｂ）はパルス信号のＯＮ，ＯＦＦを示す模式図ならびにパルス波形の立ち上がりと温度の関係を示す模式図である。
【図７】セラミック部材を分割した単体の斜視図である。
【図８】セラミック部材の溝の断面図である。
【図９】セラミック部材の溝の分割した断面図である。
【図１０】セラミック部材を分割した単体の斜視図である。
【図１１】抗折強度の測定方法を示す断面図である。
【図１２】従来のセラミック部材の製造方法の一例を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は従来のセラミック部材の断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は溝で分割した側面図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）は従来のセラミック部材の一例を示す断面図である。
【図１５】従来のセラミック部材を用いた電子部品の断面図である。
【図１６】従来のセラミック部材の単体の平面図である。
【図１７】（ａ）は従来のセラミック部材の製造方法を示す平面図、（ｂ）はそれにより得られたセラミック部材の溝で分割した側面図である。
【図１８】（ａ）は従来のセラミック部材の平面図、（ｂ）はそのセラミック部材の溝で分割した側面図、（ｃ）は分割した単体の部分拡大平面図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１、１０１：セラミック部材、１ａ、１０１ａ：主面、１ｂ、１０１ｂ：内部
２、１０２、２０２、３０２：溝、２ａ、１０２ａ、２０２ａ：内面、２ｂ、１０２ｂ：底部、２ｃ、１０２ｃ、２０２ｃ：側面、２ｄ、１０２ｄ、２０２ｄ：開口部、２ｅ、１０２ｅ：交叉部
３、１０３    ：溶融層
１０４        ：突起
１０５        ：面取り
１０６        ：マイクロクラック
１０７        ：チッピング
１０，１１０：単体、１０ａ，１１０ａ：端部
２０          ：熱照射
２１，１２１  ：レーザ光
２２          ：スポット
２４：パルス波形、２４ａ：最高温度域
２５          ：発振信号
２６          ：ＯＮ信号
１１１        ：導体パターン
１１８        ：バリ
１１９        ：亀裂
１２２        ：集光レンズ
１２４        ：スポット
【図１】
2006321702.tif 000006
【図２】
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【図３】
2006321702.tif 000008
【図４】
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【図５】
2006321702.tif 000010
【図６】
2006321702.tif 000011
【図７】
2006321702.tif 000012
【図８】
2006321702.tif 000013
【図９】
2006321702.tif 000014
【図１０】
2006321702.tif 000015
【図１１】
2006321702.tif 000016
【図１２】
2006321702.tif 000017
【図１３】
2006321702.tif 000018
【図１４】
2006321702.tif 000019
【図１５】
2006321702.tif 000020
【図１６】
2006321702.tif 000021
【図１７】
2006321702.tif 000022
【図１８】
2006321702.tif 000023