(57)【要約】  本発明は、セラミックコンポーネントの製造方法、セラミックコンポーネント、ならびにセラミックコンポーネントと接続コンポーネントを備えたコンポーネントアセンブリに関する。本発明によるセラミックコンポーネントの製造方法は、ａ）内部および／または表面に導体路（３）が設けられており少なくとも部分的にエナメル（５）により覆われているセラミック基板（２）を準備するステップと、ｂ）接触接続を行うべき導体路（３）の接触領域（１５）においてエナメル（５）に接触開口部（６）を形成するステップと、ｃ）接触領域（１５）において導体路（３）の接触接続を行うために、接触開口部（６）の領域に金属層（７）を取り付けるステップとを有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックコンポーネント（１）の製造方法において、
ａ）内部および／または表面に導体路（３）が設けられており少なくとも部分的にエナメル（５）により覆われているセラミック基板（２）を準備するステップと、
ｂ）接触接続を行う前記導体路（３）の接触領域（１５）において前記エナメル（５）に接触開口部（６）を形成するステップと、
ｃ）前記接触領域（１５）において前記導体路（３）の接触接続を行うために、前記接触開口部（６）の領域に金属層（７）を取り付けるステップと
を有することを特徴とする、セラミックコンポーネント（１）の製造方法。
【請求項２】
前記金属層（７）を取り付けるために化学的な無電解コーティング法を用いる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記セラミック基板（２）を準備するため、前記セラミック基板（２）にエナメル（５）を塗布する前に、前記導体路（３）の接触領域（１５）に付着防止材料（８）を塗布する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記付着防止材料（８）はセラミック粉末であり、該セラミック粉末の焼結温度は前記エナメル（５）の軟化温度よりも高い、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記導体路（３）の接触領域（１５）を露出させるために前記付着防止材料（８）を除去するステップが設けられている、請求項３または４記載の方法。
【請求項６】
前記付着防止材料（８）の除去を、前記接触開口部（６）の形成に続いて行い、または前記接触開口部（６）の形成と少なくとも部分的にオーバラップして行う、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記接触開口部（６）の形成および場合によっては前記反射防止材料（８）の除去において、材料を除去するビーム（９）の照射を行い、たとえばレーザビームまたはウォータービームによる照射を行い、有利には研磨剤が添加されたウォータービームによる照射を行う、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
セラミックコンポーネント（１）において、
セラミック基板（２）と、該セラミック基板（２）を少なくとも部分的に覆うエナメル（５）と、前記セラミック基板（２）の内部および／または表面に設けられた導体路（３）とが設けられており、
前記エナメル（５）は接触開口部（６）を有しており、該接触開口部（６）の領域において前記セラミックコンポーネントは金属層（７）を有しており、該金属層（７）は前記導体路（３）と接触していることを特徴とする、
セラミックコンポーネント。
【請求項９】
前記セラミック基板（２）は複数のセラミック基板層を有する、請求項８記載のセラミックコンポーネント。
【請求項１０】
請求項８または９記載のセラミックコンポーネント（１）と、接続コンポーネント（１２）と、ＢＧＡ（Ball Grid Array）（１０）とを含むコンポーネントアセンブリにおいて、
前記ＢＧＡ（１０）により、前記セラミックコンポーネント（１）の金属層（７）と、前記接続コンポーネント（１２）の接点（１３）とが接続されていることを特徴とする、
コンポーネントアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックコンポーネントの製造方法に関する。本発明はセラミックコンポーネントにも関する発明であり、さらにセラミックコンポーネントと接続コンポーネントとを含むコンポーネントアセンブリにも関する。
【０００２】
背景技術
セラミック材料を電子コンポーネントのための基板として利用することは公知である。たとえばUS 6,800,815 B1には、多層セラミック基板と、セラミック基板の内部および／または表面に延在する多数の導体路を含む電子コンポーネントが開示されている。コンポーネントの下側には複数の接続コンタクトが設けられており、それらの接続コンタクトを介して、導体路を外部と電気的に接触接続させることができる。電子コンポーネントはＢＧＡ（Ball Grid Array）によって回路基板にはんだ付けされている。ＢＧＡによって、電子コンポーネントの接続コンタクトが回路基板と電気的に接続される。
【０００３】
発明の概要
本発明の対象はセラミックコンポーネントの製造方法であり、この方法は以下のステップを有している。すなわち、ａ）内部および／または表面に導体路が設けられており少なくとも部分的にエナメルにより覆われているセラミック基板を準備するステップと、ｂ）接触接続を行うべき導体路の接触領域においてエナメルに接触開口部を形成するステップと、ｃ）導体路の接触接続を行うために、接触開口部の領域に金属層を取り付けるステップとを有している。
【０００４】
エナメルによって保護層および／または絶縁層を形成することができ、これによって殊に、セラミックコンポーネントにおける電気的なコンポーネントたとえば導体路の抵抗などを、機械的および／または電気的に保護することができる。セラミック基板自体も、この種のエナメルによって保護することができる。エナメルは有利にはセラミック基板の製造プロセス中、セラミック基板およびセラミック基板と接続されているコンポーネントに塗布することができる。
【０００５】
本発明による方法によれば、エナメルにより覆われた導体路に外部から接触接続できるようにすることができる。この種の導体路を、電流を導くための電気的な導体路としてもよいし、熱伝導のための熱的な導体路としてもよい。接触接続すべき導体路の領域でエナメルを開口し、金属層を取り付けることによって、金属製の接点を形成することができる。このようにすることで、セラミック基板の１つの共通の背面に配置される多数の接点を形成することができ、これらの接点は、たとえばＢＧＡなどを利用して、セラミックコンポーネントと別のコンポーネントとの電気的な接続のために用いることができる。
【０００６】
本発明のさらに別の対象はセラミックコンポーネントである。このセラミックコンポーネントは、セラミック基板と、このセラミック基板を少なくとも部分的に覆うエナメルと、セラミック基板の内部および／または表面に設けられた導体路を含んでいる。さらにエナメルは接触開口部を有しており、この接触開口部の領域においてセラミックコンポーネントは金属層を有しており、この金属層は導体路と接触している。
【０００７】
本発明のさらに別の対象はコンポーネントアセンブリである。このコンポーネントアセンブリは、本発明によるセラミックコンポーネント、接続コンポーネントおよびＢＧＡを含んでおり、この場合、ＢＧＡによってセラミックコンポーネントの金属層が接続コンポーネントの接点と接続されている。
【０００８】
従属請求項には本発明のその他の有利な実施形態が示されている。
【０００９】
次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】たとえばエナメルで覆われたセラミック基板を有する本発明によるセラミックコンポーネントの実施形態を示す図であり、この実施形態が製造中の状態で描かれた断面図
【図２】図１に製造中の状態で描かれていたセラミックコンポーネントを、エナメルに接触開口部を形成した後の状態で示す図
【図３】図２に製造中の状態で描かれていたセラミックコンポーネントを、それぞれ接触開口部の領域に金属層を取り付けた後の状態で示す図
【図４】ＢＧＡが設けられている完成したセラミックコンポーネントの下面を、接続コンポーネントと接続する前の状態で示す図
【００１１】
発明を実施するための形態
図１から図３には、本発明によるセラミックコンポーネント１の実施形態が、本発明による方法の１つの実施形態に従いこのコンポーネントが製造されていくときの様々な段階で描かれている。
【００１２】
セラミックコンポーネント１の製造にあたりまずはじめに、少なくとも部分的にエナメル５で覆われた表面を有するセラミック基板２が準備される。この実施例の場合、セラミック基板２は、複数の基板層を備えたセラミック基板である。エナメル５はセラミック２の下面を覆っている。さらにセラミック基板２の内部および表面には複数の導体路３，４が設けられており、これはたとえば銀をベースに製造されている。これらの導体路は部分的にスルーホールとして形成されており、たとえば１つまたは複数の抵抗１４と接触している。これらの抵抗はセラミック基板２の背面に配置されており、エナメル５によって覆われている。さらに図１に示されている導体路３には、スルーホールも含まれている。たとえば導体路３は接触領域１５を有しており、この領域はセラミック基板２の背面に設けられていて、やはりエナメル５によって覆われている。導体路４は電流を案内するために形成されている。導体路３を熱の導体路および／または電気的な導体路とすることができる。
【００１３】
さらに導体路３の個々の接触領域１５とエナメル５との間に、付着防止材料８から成る層が設けられている。付着防止材料８を設ける目的は、導体路３の接触領域１５の部分においてエナメルの開口を簡単にするためである。
【００１４】
図１に示されているセラミックコンポーネント１の中間状態を製造するプロセスは、当業者によく知られている。導体路が設けられ必要に応じて電気的なコンポーネントが装着されるセラミック基板２の個々の層を、焼結プロセスによって１つにまとめることができる。このプロセスの中でエナメル５の被着を行うのが有利である。個々の導体路３の接触領域１５の上に付着防止材料８が設けられる。付着防止材料８は有利にはセラミック粉末であり、この粉末の焼結温度はエナメル５の軟化温度よりも高い。この種の付着防止材料８として、たとえば酸化アルミニウムセラミック粉末が適している。
【００１５】
導体路３の接触領域１５を露出させるために、次のステップで個々の接触領域１５の部分においてエナメル５に接触開口部６が形成される。接触開口部６はこの実施例によれば、材料を取り去るビーム９をエナメル５に照射することによって達成される。この種のビーム９を、たとえばレーザビームまたはウォータービームとすることができる。ウォータービームを使用するときに有利であるのは、材料を取り去る作用を高める目的で、ウォータービームに研磨剤を加えることである。レーザ９を使用する場合、エナメル５内部のレーザビーム吸収を促進させる添加物を含むエナメルを用いることができる。
【００１６】
接触領域１５の部分でのエナメルに対する照射は、この部分においてエナメル５が取り去られるまで行われる。付着防止材料８によって接触開口部６の形成が促進される。なぜならば、付着防止材料８が設けられた領域では、エナメル５と接触領域１５との密な結合が阻止されるからである。
【００１７】
付着防止材料８も除去されて個々の導体路３の接触領域が露出するまで、照射が続けられる。たとえば、接触開口部６を形成するためのエナメル５の除去と反射防止材料８の除去を、オーバラップさせて行ってもよい。このステップ終了後のプロセス状態が図２に示されている。
【００１８】
基本的に、接触領域１５とエナメル５との間に配置される反射防止材料８を省くこともできる。このようなケースであっても、たとえば上述のように材料を除去するビーム９を用いた照射によって、エナメルに接触開口部６を形成することができる。
【００１９】
これに続くステップにおいて、導体路３の接触領域１５との接触接続のため、金属層７が取り付けられる。
【００２０】
金属層７を取り付けるため、たとえば無電解の化学的コーティング法を利用することができ、これは本発明にとって有利なものである。このコーティングをめっき装置によって行うことができる。このようにして、所期のように導体路３，４の露出した部分たとえば接触領域１５において、析出を行うことができる。セラミック基板２の表面あるいはエナメル表面にじかに析出が行われるのを回避することができる。金属層７を、たとえばニッケル−パラジウム−金めっきにより製造することができる。
【００２１】
基本的に、このステップの後に別のステップを続けることができる。たとえばセラミックコンポーネント１に、さらに別の電気コンポーネントを装備させることができる。また、抵抗１４のトリミングを、接触開口部６を形成するときには行わないのであれば、それを行うこともできる。抵抗１４のトリミングのために、有利にはレーザを用いて抵抗１４に切り欠き１６を入れることができる。これについては図１４を参照されたい。このようにして、抵抗１４の抵抗値を高めることができる。
【００２２】
導体路３の接触領域に取り付けられている金属層７は、導体路３の外部との接触接続のための接点（「パッド Pad」）を成している。セラミックコンポーネント１の背面を描いた図４に例示されているように、必要に応じてこの種の接点を多数設けることができる。金属層７により形成された接点は、有利にはセラミック基板２の背面に配置される。これによってセラミックコンポーネント１を、たとえば図４に示されているように自動車用制御装置のケーシングのような接続コンポーネント１２と、簡単にかつ好適なコストで接続することができる。この実施例によれば、金属層７により形成されたセラミックコンポーネント１の接点と接続コンポーネント１２の接点１３とを接続するために、ＢＧＡ１０が使用される。接触開口部６の領域に取り付けられた金属層７の上に、ＢＧＡ１０のはんだボールがそれぞれ載置されている。接続コンポーネント１２に設けられている同様に金属の接点１３との接続が、はんだ付けによって行われる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013504887.tif 000005
【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年3月14日(2012.3.14)
【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】
セラミックコンポーネント（１）の製造方法において、
ａ）内部および／または表面に導体路（３）が設けられており少なくとも部分的にエナメル（５）により覆われているセラミック基板（２）を準備するステップと、
ｂ）接触接続を行う前記導体路（３）の接触領域（１５）において前記エナメル（５）に接触開口部（６）を形成するステップと、
ｃ）前記接触領域（１５）において前記導体路（３）の接触接続を行うために、前記接触開口部（６）の領域に金属層（７）を取り付けるステップと
を有することを特徴とする、セラミックコンポーネント（１）の製造方法。
【請求項２】
前記金属層（７）を取り付けるために化学的な無電解コーティング法を用いる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記セラミック基板（２）を準備するため、前記セラミック基板（２）にエナメル（５）を塗布する前に、前記導体路（３）の接触領域（１５）に付着防止材料（８）を塗布する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記付着防止材料（８）はセラミック粉末であり、該セラミック粉末の焼結温度は前記エナメル（５）の軟化温度よりも高い、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記導体路（３）の接触領域（１５）を露出させるために前記付着防止材料（８）を除去するステップが設けられている、請求項３または４記載の方法。
【請求項６】
前記付着防止材料（８）の除去を、前記接触開口部（６）の形成に続いて行い、または前記接触開口部（６）の形成と少なくとも部分的にオーバラップして行う、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記接触開口部（６）の形成と前記反射防止材料（８）の除去の少なくともいずれか一方において、材料を除去するビーム（９）の照射を行う、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記ビーム（９）は、レーザビームまたはウォータービームである、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記ビーム（９）は、研磨剤が添加されたウォータービームである、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
セラミックコンポーネント（１）において、
セラミック基板（２）と、該セラミック基板（２）を少なくとも部分的に覆うエナメル（５）と、前記セラミック基板（２）の内部および／または表面に設けられた導体路（３）とが設けられており、
前記エナメル（５）は接触開口部（６）を有しており、該接触開口部（６）の領域において前記セラミックコンポーネントは金属層（７）を有しており、該金属層（７）は前記導体路（３）と接触していることを特徴とする、
セラミックコンポーネント。
【請求項１１】
前記セラミック基板（２）は複数のセラミック基板層を有する、請求項１０記載のセラミックコンポーネント。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載のセラミックコンポーネント（１）と、接続コンポーネント（１２）と、ＢＧＡ（Ball Grid Array）（１０）とを含むコンポーネントアセンブリにおいて、
前記ＢＧＡ（１０）により、前記セラミックコンポーネント（１）の金属層（７）と、前記接続コンポーネント（１２）の接点（１３）とが接続されていることを特徴とする、
コンポーネントアセンブリ。
【国際調査報告】
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