(57)【要約】【課題】回路を形成しない部分のみにエネルギー高吸収部の形成を容易に且つ生産効率を低下させることなく行なうことができ、短絡不良発生がない回路を形成することができるセラミックス回路基板の回路形成方法を提供する。【解決手段】セラミックス基板１の表面に導電性被膜２を形成し、この導電性被膜２にエネルギー線を照射して部分的に除去することによって、セラミックス基板１の表面に導電性被膜２で回路３を形成する。このように回路形成するにあたって、除去する部分において導電性被膜２の表面に第一のエネルギー線Ｅ１を照射して、導電性被膜２よりもエネルギー吸収率が高いエネルギー高吸収部４を導電性被膜２の表面に形成する工程と、エネルギー高吸収部４に第二のエネルギー線Ｅ２を照射して、エネルギー高吸収部４の導電性被膜２を除去する工程とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基板の表面に導電性被膜を形成し、この導電性被膜にエネルギー線を照射して部分的に除去することによって、セラミックス基板の表面に導電性被膜で回路を形成するにあたって、除去する部分において導電性被膜の表面に第一のエネルギー線を照射して、導電性被膜よりもエネルギー吸収率が高いエネルギー高吸収部を導電性被膜の表面に形成する工程と、エネルギー高吸収部に第二のエネルギー線を照射して、エネルギー高吸収部の導電性被膜を除去する工程とを有することを特徴とするセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項２】
導電性被膜として銅膜を用い、エネルギー高吸収部を形成する工程が、第一のエネルギー線を照射して銅膜の表面を酸化させることによって酸化銅の層を形成する工程であり、導電性被膜を除去する工程が、酸化銅層に第二のエネルギー線を照射して酸化銅層の部分の導電性被膜を除去する工程であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項３】
エネルギー線がレーザであることを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項４】
導電性被膜への第一のエネルギー線の照射を、酸化雰囲気で行なうことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項５】
第一のエネルギー線を照射する箇所に酸素ガスを供給しながら、導電性被膜への第一のエネルギー線の照射を行なうことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項６】
第一のエネルギー線を照射する前に、導電性被膜の表面に粗面を形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項７】
ビームスポット内のエネルギー分布を均一化した第一のエネルギー線を用いて、導電性被膜の表面に第一のエネルギー線を照射することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項８】
第二のエネルギー線を照射する箇所に気流を形成させながら、導電性被膜のエネルギー高吸収部への第二のエネルギー線の照射を行なうことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項９】
第二のエネルギー線を照射する箇所の近傍に、第二のエネルギー線の照射で蒸発する導電性被膜の粒子を付着させる吸着板を設けることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項１０】
不活性ガスで気流を形成させることを特徴とする請求項８又は９に記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項１１】
導電性被膜のエネルギー高吸収部への第二のエネルギー線の照射を、加湿雰囲気で行なうことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項１２】
導電性被膜のエネルギー高吸収部への第二のエネルギー線の照射を、プラズマ雰囲気で行なうことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【請求項１３】
セラミックス基板を保持する電極にＲＦ高周波電圧を印加して、セラミックス基板の表面をプラズマ処理しながら、導電性被膜のエネルギー高吸収部への第二のエネルギー線の照射を行なうことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のセラミックス回路基板の回路形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面形状、あるいは三次元立体形状のセラミックス基板の表面に回路を形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックス基板の表面に回路を形成してセラミックス回路基板を製造するにあたって、セラミックス基板の表面に導電性被膜を被覆し、レーザ等のエネルギー線を照射して導電性被膜の不要部分を除去することによって、導電性被膜で回路形成をする技術が従来から種々提案されている。
【０００３】
例えば、図１１（ａ）のように基板１の表面に金属膜からなる導電性被膜２を形成し、回路となる回路部１０とそれ以外の非回路部１１の境界に沿ってレーザ等のエネルギー線Ｅを図１１（ｂ）のように照射し、導電性被膜２をエネルギー線Ｅで加熱することによって、図１１（ｃ）のように境界領域の導電性被膜２を除去した後、回路部１０の導電性被膜２に通電しながら電気メッキを行なって、回路部１０の導電性被膜２にメッキ層１２を付着させることによって、図１１（ｄ）のように回路部１０に回路３を形成するようにした方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
しかし基板１がセラミックス基板のように熱伝導率の高いものでは、エネルギー線Ｅを照射して導電性被膜２を部分的に除去する際に、エネルギー線Ｅの熱が図１１（ｂ）の矢印のように基板１内に拡散して逃げ易く、導電性被膜２の除去性が著しく悪くなる。この結果、図１１（ｅ）のように回路部１０と非回路部１１の境界領域に導電性被膜２の一部が導体粒子１３として残り、回路部１０に通電して電気メッキを行なう際にこの導体粒子１３にも通電されてメッキ層１２が付着して成長し、図１１（ｆ）のように回路部１０に形成される回路３が非回路部１１と短絡して不良が発生するおそれがあるという問題があった。
【０００５】
また、熱伝導率の高い基板に金属パターンで回路を形成する方法として、基板上に熱効率の悪い金属膜を形成し、その上に紫外線を吸収する第二の金属層を設置し、そして紫外線照射によって金属膜を切除する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。しかしこの方法では、少なくとも２種類の金属膜を形成する必要があり、また不要部をエッチング除去するためのエッチング工程が必要となって、工程が複雑になるという問題があった。
【０００６】
一方、基板１の表面に銅からなる導電性被膜２を図１２（ａ）のように形成した後、導電性被膜２の表面を酸化することによって、図１２（ｂ）のように黒色の酸化銅からなるエネルギー高吸収部４を形成し、そしてこのエネルギー高吸収部４の部分において導電性被膜２にレーザ等のエネルギー線Ｅを図１２（ｃ）のように照射し、導電性被膜２をエネルギー線Ｅで加熱することによって、図１２（ｄ）のように導電性被膜２を部分的に除去するようにした方法が提案されている（例えば特許文献３参照）。
【０００７】
この方法によれば、黒色の酸化銅からなるエネルギー高吸収部４は、エネルギー線Ｅの照射エネルギーの吸収効率が高いので、効率良く導電性被膜２の除去を行なうことができる。従ってこの方法を上記図１１の回路形成工法に適用すれば、導電性被膜２にエネルギー線Ｅを照射して導電性被膜２を部分的に除去する際に、導電性被膜２の一部が導体粒子１３として残るようなことをなくすことができ、短絡不良の発生を防ぐことが可能になるものである。
【０００８】
すなわち、図１２（ａ）と同様に基板１の表面に銅からなる導電性被膜２を形成した後、図１２（ｂ）のように導電性被膜２のうち回路部１０と非回路部１１の境界領域の部分の表面を酸化することによって、黒色の酸化銅からなるエネルギー高吸収部４を形成する。この酸化銅からなるエネルギー高吸収部４の形成は、上記の特許文献３のように、酸化剤溶液に基板１を浸漬して、銅を酸化させることによって行なうことができる。そしてこのエネルギー高吸収部４の部分において導電性被膜２にレーザ等のエネルギー線Ｅを図１２（ｃ）のように照射し、エネルギー高吸収部４の部分の導電性被膜２をエネルギー線Ｅで加熱することによって、図１２（ｄ）のように導電性被膜２の部分的除去を効率高く行なうことができるものである。従ってこの場合には、回路部１０と非回路部１１の境界領域に導電性被膜２の一部が導体粒子１３として残るようなことがなくなるので、回路部１０の導電性被膜２に通電して電気メッキを行ない、回路部１０の導電性被膜２にメッキ層１２を付着させて図１２（ｅ）のように回路部１０に回路３を形成するにあたって、回路３と非回路部１１との間に短絡が発生することがなくなるものである。
【０００９】
【特許文献１】
特許第３１５３６８２号公報
【特許文献２】
特許第３３３８４６５号公報
【特許文献３】
特開昭６１−１７６１８６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
導電性被膜２の全面を酸化剤溶液で酸化する場合には、特に導電性被膜２の膜厚が小さい導電性被膜２がダメージを受けて、基板１と回路部１０の回路３の界面密着力を著しく低下させることになるので、上記の図１２（ｂ）のように、回路部１０以外の必要箇所にのみエネルギー高吸収部４を形成することが必要である。しかし、酸化剤溶液を用いた湿式法で導電性被膜２の表面を部分的に酸化してエネルギー高吸収部４を形成することは技術的に困難である。またエネルギー高吸収部４を形成しない部分の導電性被膜２の表面をマスクで覆った状態で酸化剤溶液に浸漬することによって、エネルギー高吸収部４の形成を行なうことは可能であるが、マスクの作製、基板１の表面でのマスクの位置合わせなど、工数が増加して生産効率が低下するという問題を有するものであった。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、回路を形成しない部分のみにエネルギー高吸収部の形成を容易に且つ生産効率を低下させることなく行なうことができ、短絡不良発生がない回路を形成することができるセラミックス回路基板の回路形成方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るセラミックス回路基板の回路形成方法は、セラミックス基板１の表面に導電性被膜２を形成し、この導電性被膜２にエネルギー線を照射して部分的に除去することによって、セラミックス基板１の表面に導電性被膜２で回路３を形成するにあたって、除去する部分において導電性被膜２の表面に第一のエネルギー線を照射して、導電性被膜２よりもエネルギー吸収率が高いエネルギー高吸収部４を導電性被膜２の表面に形成する工程と、エネルギー高吸収部４に第二のエネルギー線を照射して、エネルギー高吸収部４の導電性被膜２を除去する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項２の発明は、請求項１において、導電性被膜２として銅膜２ａを用い、エネルギー高吸収部４を形成する工程が、第一のエネルギー線を照射して銅膜２ａの表面を酸化させることによって酸化銅の層４ａを形成する工程であり、導電性被膜２を除去する工程が、酸化銅層４ａに第二のエネルギー線を照射して酸化銅層４ａの部分の導電性被膜２を除去する工程であることを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、エネルギー線がレーザであることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、導電性被膜２への第一のエネルギー線の照射を、酸化雰囲気で行なうことを特徴とするものである。
【００１６】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、第一のエネルギー線を照射する箇所に酸素ガスを供給しながら、導電性被膜２への第一のエネルギー線の照射を行なうことを特徴とするものである。
【００１７】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、第一のエネルギー線を照射する前に、導電性被膜２の表面を粗面化処理することを特徴とするものである。
【００１８】
また請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、ビームスポット内のエネルギー分布を均一化した第一のエネルギー線を用いて、導電性被膜２の表面に第一のエネルギー線を照射することを特徴とするものである。
【００１９】
また請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかにおいて、第二のエネルギー線を照射する箇所に気流を形成させながら、導電性被膜２のエネルギー高吸収部４への第二のエネルギー線の照射を行なうことを特徴とするものである。
【００２０】
また請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかにおいて、第二のエネルギー線を照射する箇所の近傍に、第二のエネルギー線の照射で蒸発する導電性被膜の粒子を付着させる吸着板５を設けることを特徴とするものである。
【００２１】
また請求項１０の発明は、請求項８又は９において、不活性ガスで気流を形成させることを特徴とするものである。
【００２２】
また請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれかにおいて、導電性被膜２のエネルギー高吸収部４への第二のエネルギー線の照射を、加湿雰囲気で行なうことを特徴とするものである。
【００２３】
また請求項１２の発明は、請求項１乃至１０のいずれかにおいて、導電性被膜２のエネルギー高吸収部４への第二のエネルギー線の照射を、プラズマ雰囲気で行なうことを特徴とするものである。
【００２４】
また請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれかにおいて、セラミックス基板１を保持する電極６にＲＦ高周波電圧を印加して、セラミックス基板１の表面をプラズマ処理しながら、導電性被膜２のエネルギー高吸収部４への第二のエネルギー線の照射を行なうことを特徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
セラミックス基板１としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、炭化ケイ素などを成形焼結して作製したものを用いることができるものであり、表面を平面形状に形成したものや、表面を三次元立体形状に形成したものを用いることができるものである。
【００２７】
そして先ず、セラミックス基板１の表面に図１（ａ）のように導電性被膜２を形成する。導電性被膜２としては、例えば銅（Ｃｕ）の膜２ａを用いることができるものであり、後述の回路３を形成する工程で電気メッキをする際に通電してメッキが析出する厚みであればよく、膜厚０．１〜１μｍの薄膜であることが好ましい。導電性被膜２の形成は、スパッタリング等のＰＶＤ法など任意の方法で行なうことができる。
【００２８】
ここで、セラミックス基板１の導電性被膜２の表面を粗面化しておくのが好ましい。導電性被膜２の表面を粗面化して微細な凹凸を形成することによって、次工程で導電性被膜２の表面にエネルギー線Ｅ１を照射してエネルギー高吸収部４を形成する際に、エネルギー線Ｅ１の照射エネルギーの吸収効率が向上し、エネルギー高吸収部４の形成が容易になるものである。導電性被膜２の表面を粗面化する方法としては、セラミックス基板１の表面を粗面化し、セラミックス基板１のこの粗面が導電性被膜２の表面に現れるようにすることによって行なう方法や、導電性被膜２の表面に直接粗面化処理を施す方法がある。セラミックス基板１がアルミナ製である場合、１６０〜１９０℃の沸騰リン酸で表面処理することによって、セラミックス基板１の表面を粗面化することができる。また導電性被膜２が銅膜２ａである場合、ブラスト処理などの機械的方法や、プラズマ処理などの方法で、導電性被膜２の表面を粗面化することができる。
【００２９】
次に、導電性被膜２の表面に図１（ｂ）のように第一のエネルギー線Ｅ１を照射して、導電性被膜２の表面部を酸化させ、導電性被膜２よりもエネルギー吸収率が高いエネルギー高吸収部４を導電性被膜２の表面層に形成する。導電性被膜２として銅膜２ａを用いる場合、銅膜２ａの表面に第一のエネルギー線Ｅ１を照射して加熱すると、銅膜２ａの表層部が酸化され、黒色物質である酸化銅（ＣｕＯ）の層４ａが形成されるものであり、この酸化銅層４ａによってエネルギー高吸収部４を形成することができるものである。以下、導電性被膜２として銅膜２ａを用い、エネルギー高吸収部４を酸化銅層４ａで形成するようにした例について説明する。
【００３０】
上記の工程で照射する第一のエネルギー線Ｅ１としては、レーザを用いることができるものであり、中でもＹＡＧレーザを用いて、１０〜５００ｍＪ／ｃｍ２の連続波を照射するのが好ましく、銅膜２ａの表面を加熱酸化して酸化銅層４ａを容易に形成することができる。そして第一のエネルギー線Ｅ１の照射ビームを銅膜２ａの表面に沿って走査させることによって、銅膜２ａの表面に部分的に酸化銅層４ａを形成することができるものである。
【００３１】
酸化銅層４ａの形成は、銅膜２ａのうち、回路３を形成する回路部１０以外の部分に行なわれるものであり、回路部１０以外の箇所の全面に酸化銅層４ａを形成するようにしてもよいが、回路部１０と回路３を形成しない非回路部１１との境界の領域のみに酸化銅層４ａを形成するようにするのが好ましい。このように酸化銅層４ａを回路部１０の境界領域のみに形成するようにすれば、第一のエネルギー線Ｅ１を回路部１０の周囲に沿って走査させるだけでよく、照射面積を小さくして照射時間を短縮することができると共に、エネルギー線Ｅ１の照射による熱影響をできるだけ小さくすることができるものであり、セラミックス基板１への熱負荷を小さくして、基板品質が劣化することを防止することができ、回路密着性の低下などを防ぐことができるものである。
【００３２】
ここで、上記のように銅膜２ａに第一のエネルギー線Ｅ１を照射して酸化銅層４ａを形成するにあたって、第一のエネルギー線Ｅ１の照射を酸化雰囲気で行なうことができる。酸化雰囲気は空気雰囲気であってもよいが、酸素が２０％以上含まれる雰囲気であることが好ましい。このように酸化雰囲気で第一のエネルギー線Ｅ１の照射を行なうことによって、銅膜２ａの酸化を促進することができ、酸化銅層４ａの形成が容易になるものである。またこのとき同時に、図２に示すように、ハロゲンランプなどの加熱装置１５で雰囲気を加熱し、１５０℃程度の高温雰囲気にして第一のエネルギー線Ｅ１の照射を行なうことによって、銅膜２ａの酸化をより促進することができ、酸化銅層４ａの形成がより容易になるものである。
【００３３】
また、第一のエネルギー線Ｅ１を照射する箇所に酸素ガスを供給しながら、銅膜２ａへの第一のエネルギー線Ｅ１の照射を行なうようにしてもよい。例えば図３に示すように、酸素ガスボンベ１６からマスフロー１７を介してノズル１８に酸素ガスを供給し、セラミックス基板１の表面に向けて酸素ガスをノズル１８から吹き付けることによって、第一のエネルギー線Ｅ１を照射する箇所に酸素ガスを供給することができるものである。このように酸素ガスを供給することによって、第一のエネルギー線Ｅ１を照射する箇所の酸素濃度を高めることができ、銅膜２ａの酸化を促進し、酸化銅層４ａの形成が容易になるものである。
【００３４】
また上記のように第一のエネルギー線Ｅ１を照射するにあたって、ビームの照射スポットＳ内のエネルギー分布を均一化したレーザを用いるのが好ましい。レーザのビームスポットＳは、図４（ｂ）に示すように一般に中央部のエネルギーが高く、周辺部のエネルギーが低いエネルギー分布を有するが、このようなエネルギー分布が不均一なビームスポットＳのレーザを銅膜２ａに照射すると、均一に銅膜２ａを加熱して酸化させることができず、均一な酸化銅の層４ａを形成することができない。このために本発明では図４（ｃ）に示すようにビームスポットＳ内のエネルギー分布を均一化したレーザを用いるのが好ましいものであり、均一に銅膜２ａを加熱して酸化させることができ、均一な酸化銅の層４ａを形成することができるものである。照射するビームスポットＳ内のエネルギー分布を均一化するには、図５（ａ）のようにレーザ等の第一のエネルギー線Ｅ１の焦点ｆを銅膜２ａの表面からずらしたデフォーカスで照射したり、図５（ｂ）のようにレーザ等の第一のエネルギー線Ｅ１をビーム中心部をマスクするようなアパーチャ２０に通して照射したりすることによって、おこなうことができる。
【００３５】
上記の工程でセラミックス基板１の表面の銅膜２ａに酸化銅層４ａを形成した後、銅膜２ａの酸化銅層４ａを形成した部分に図１（ｃ）のように第二のエネルギー線Ｅ２を照射して、酸化銅層４ａを形成した部分の銅膜２ａを除去する。この工程で照射する第二のエネルギー線Ｅ２としては、レーザを用いることができる。ここで、レーザとしてＹＡＧレーザ（λ＝１０６４ｎｍ）を用いる場合、ＹＡＧレーザは銅（Ｃｕ）における吸収率が低く、銅膜２ａの除去性は良好ではないが、銅膜２ａの表面に形成された酸化銅層４ａは黒色であってＹＡＧレーザの吸収効率を高めることができ、しかも酸化銅層４ａは銅よりも熱伝導率が小さく熱が逃げることを低減でき、この結果、酸化銅層４ａが形成された部分の銅膜２ａはＹＡＧレーザの照射で容易に昇温して高温に加熱され、この部分の銅膜２ａを容易に除去することができるものである。また第二高調波（ＳＨＧ）ＹＡＧレーザ（λ＝５３２ｎｍ）、第三高調波（ＴＨＧ）ＹＡＧレーザ（λ＝３５５ｎｍ）などはＹＡＧレーザに比べて銅の吸収率は高いものの、パルスエネルギーが小さいため銅膜２ａの除去性は良好ではないが、この場合も同様に、酸化銅層４ａが形成された部分の銅膜２ａはこれらのレーザの照射で容易に昇温して高温に加熱され、この部分の銅膜２ａを容易に除去することができるものである。第二のエネルギー線Ｅ２として第三高調波（ＴＨＧ）ＹＡＧレーザを用いる場合、エネルギー密度は０．１〜１Ｊ／ｃｍ２程度が好ましい。
【００３６】
第二のエネルギー線Ｅ２の照射は、その照射ビームを酸化銅層４ａを形成した部分に沿って走査させることによって行なわれるものであり、銅膜２ａのうち回路部１０と非回路部１１の境界領域の部分を図１（ｄ）のように除去することができるものである。従って、第二のエネルギー線Ｅ２の走査軌跡は第一のエネルギー線Ｅ１の走査軌跡と同じになるので、セラミックス基板１を同一位置に位置決めしておくことによって、第一のエネルギー線Ｅ１の走査と第二のエネルギー線Ｅ２の走査を同じパターンで連続して行なうことができるものであり、回路形成を効率良く行なうことができるものである。
【００３７】
図６は銅膜２ａの酸化銅層４ａに第二のエネルギー線Ｅ２を照射して銅膜２ａを除去する上記の工程で用いる装置の一例を示すものであり、チャンバー２２の上部に第二のエネルギー線Ｅ２を照射する照射装置２３が設けてある。チャンバー２２の左右の側壁の一方にはガス供給管２４が、他方にはガス排気管２５が設けてあり、このガス供給管２４とガス排気管２５の間にセラミックス基板１をセットするようにしてある。またチャンバー２２内においてセラミックス基板１の上側位置には吸着板５が配置してある。この吸着板５は内部空洞に形成すると共に吸着板５のセラミックス基板１を向く側にメッシュ状の孔を設けてあり、吸着板５内には吸引管２６が接続してある。
【００３８】
ここで、第二のエネルギー線Ｅ２を銅膜２ａの酸化銅層４ａの部分に照射して銅膜２ａの除去を行なう際に、銅膜２ａから蒸発した銅粒子１３が飛散し、この銅粒子１３が銅膜２ａを除去した部分に再度付着したり、回路部１０の銅膜２ａの表面に再付着したりするおそれがある。このように銅粒子１３が銅膜２ａを除去した部分に再付着すると、短絡不良の原因になり、また銅粒子１３が回路部１０の銅膜２ａに再付着すると、この回路部１０の銅膜２ａに電気メッキする際に表面突起が生じる原因になる。
【００３９】
そこで図６の装置にあっては、ガス供給管２４からガスを吹き出すと共にガス排気管２５からガスを吸い込むことによって、セラミックス基板１の銅膜２ａの表面付近に気流を生じさせるようにしてある。このように第二のエネルギー線Ｅ２を照射する箇所に気流を形成させながら、銅膜２ａの除去を行なうことによって、銅膜２ａから蒸発して飛散した銅粒子１３を気流でセラミックス基板１の表面付近から排除し、銅粒子１３が再付着することを防ぐことができるものである。銅粒子１３はガス排気管２５から排出することができる。
【００４０】
このとき、ガス供給管２４から吹き出すガスとしては、窒素ガスなどの不活性ガスを用いるのが好ましい。このように気流を生じさせるガスとして不活性ガスを用いることによって、第二のエネルギー線Ｅ２を照射して銅膜２ａの除去を行なう際に、銅の酸化を抑制し、銅膜２ａの除去加工を安定化させることができるものであり、また回路部１０の銅膜２ａを除去した端面部の状態を良好にすることができるものである。
【００４１】
また、図６の装置のように、第二のエネルギー線Ｅ２を照射する箇所の近傍において、セラミックス基板１の上方に吸着板５を配置して設けることによって、、第二のエネルギー線Ｅ２の照射で銅膜２ａから蒸発して飛散した銅粒子１３をこの吸着板５に付着させ、セラミックス基板１に銅粒子１３が再付着することを防ぐことができるものである。特に図６の実施の形態のように、吸着板５にメッシュ状の孔を設けて吸引管２６で吸引できるようにすることによって、銅粒子１３を吸着板５内に吸引してトラップすることができ、銅粒子１３の再付着をより有効に防ぐことができるものである。
【００４２】
図７は銅膜２ａの酸化銅層４ａに第二のエネルギー線Ｅ２を照射して銅膜２ａを除去する上記の工程で用いる装置の一例を示すものであり、チャンバー２８に蒸気導入口２９を設け、加湿雰囲気にしたチャンバー２８内で、銅膜２ａの酸化銅層４ａへの第二のエネルギー線Ｅ２の照射を行なって、銅膜２ａの除去を行なうようにしてある。湿度は８０〜８５％ＲＨ程度の高湿度であることが好ましい。このように加湿雰囲気で銅膜２ａの除去を行なうと、銅膜２ａから蒸発して飛散した銅粒子１３が高湿度の空気中の水分で冷却され、セラミックス基板１に銅粒子１３が溶着して再付着することを防ぐことができるものである。銅粒子１３が冷却固化すれば、これがセラミックス基板１に付着しても、洗浄することによって洗い流して容易に除去することができるものである。
【００４３】
図８は銅膜２ａの酸化銅層４ａに第二のエネルギー線Ｅ２を照射して銅膜２ａを除去する上記の工程で用いる装置の一例を示すものであり、チャンバー３１内に左右に対向する一対の平行平板の電極３２，３３を配置し、片方の電極３２に高周波電源３４を接続すると共に他方の電極３３を接地することによって、容量結合式のプラズマ装置が形成されるようにしてある。チャンバー３１内には電極３２，３３の間の位置においてその上方に第二のエネルギー線Ｅ２を照射する照射装置２３が設けてあり、電極３２，３３の間の位置においてその下方にセラミックス基板１をセットするようにしてある。
【００４４】
そして真空ポンプによってチャンバー３１内を１０−４Ｐａ程度まで真空引きを行ない、電極３２に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を３００〜１０００Ｗ程度の出力で印加し、チャンバー３１内にアルゴンなどのプラズマ用ガスをガス圧１〜１５Ｐａ程度で導入することによって、電極３２，３３の間にプラズマＰが生成される。このように、セラミックス基板１の上にプラズマＰを生成させたプラズマ雰囲気で、銅膜２ａの酸化銅層４ａに第二のエネルギー線Ｅ２を照射して銅膜２ａの除去を行なうと、銅膜２ａから蒸発して飛散した銅粒子１３をプラズマＰ内に閉じ込めることができ、セラミックス基板１に銅粒子１３が再付着することを防ぐことができるものである。このとき、チャンバー３１の底部にガス導入口３５を設けると共にチャンバー３１の上部にガス出口３６を設け、ガス導入口３５からプラズマ用ガスを導入してアップストリームになるようにすると、銅膜２ａから蒸発して飛散した銅粒子１３をセラミックス基板１から遠ざけるようにすることができ、銅粒子１３の再付着をより有効に防ぐことができるものである。
【００４５】
図９は円筒容器３８の外周にコイル３９を巻き、コイル３９に高周波電源４０を接続して形成した誘導結合式のプラズマ装置を示すものであり、円筒容器３８内にプラズマを生成させるようにしたものである。このものでは、第二のエネルギー線Ｅ２を照射して銅膜２ａの除去を行なう際に蒸発して飛散する銅粒子１３を円筒容器３８内にトラップすることができ、セラミックス基板１に銅粒子１３が再付着することを防ぐことができるものである。
【００４６】
図１０は銅膜２ａの酸化銅層４ａに第二のエネルギー線Ｅ２を照射して銅膜２ａを除去する上記の工程で用いる装置の一例を示すものであり、チャンバー４２内に上下に対向する一対の電極６，４３を配置し、下方の電極６にＲＦ高周波電源４５を接続すると共に他方の電極４３を接地することによって、プラズマ装置が形成されるようにしてある。チャンバー４２内には上方の電極４３に設けた開口４４を通して第二のエネルギー線Ｅ２を照射する照射装置２３が設けてあり、下方の電極６の上にセラミックス基板１を保持するようにしてある。
【００４７】
そして真空ポンプによってチャンバー４２内を１０−４Ｐａ程度まで真空引きを行ない、電極６にＲＦパワー３００〜１０００Ｗ程度の１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加し、チャンバー４２内にアルゴンなどのプラズマ用ガスをガス圧１〜１５Ｐａ程度で導入することによって、電極６，４３の間にプラズマＰが生成される。このようにセラミックス基板１の上方のプラズマＰで生成されたイオン４６は、電極６に保持されたセラミックス基板１に加速されて衝突し、セラミックス基板１の表面がクリーニングされる。従って、第二のエネルギー線Ｅ２を照射して銅膜２ａから飛散した銅粒子１３がセラミックス基板１に再付着しても、この再付着した銅粒子１３をイオン４６の衝突によって除去することができるものである。
【００４８】
上記の工程で銅膜２ａのうち回路部１０と非回路部１１の境界領域の部分を除去した後、回路部１０の銅膜２ａに通電しながら硫酸銅メッキ浴に浸漬して電気銅メッキを行なうことによって、図１（ｅ）のように回路部１０の銅膜２ａにメッキ層１２を付着させて厚膜化し、銅膜２ａとメッキ層１２とから回路３を形成することができるものである。既述のように第二のエネルギー線Ｅ２を照射して銅膜２ａを除去する部分には酸化銅層４ａが形成してあり、銅膜２ａの除去効率を高めて銅粒子１３を残存させるようなことがないので、メッキの異常成長で回路３が非回路部１１の銅膜２ａに短絡して不良が発生することを防ぐことができると共に、微細な回路３を形成することが容易になるものである。
【００４９】
そして必要に応じて、非回路部１１の銅膜２ａを過硫酸アンモニウムなどでライトエッチングして除去し、またソルダーレジストを施したり、回路３にさらにＮｉメッキ４８やＡｕメッキ４９を施すことによって、図１（ｆ）のようなセラミックス回路基板として仕上げることができるものである。
【００５０】
尚、上記の実施の形態では、導電性被膜２として銅膜２ａを用い、エネルギー高吸収部４を酸化銅層４ａで形成するようにした例について説明したが、本発明はこれに限定されるものでないのは、いうまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係るセラミックス回路基板の回路形成方法は、セラミックス基板の表面に導電性被膜を形成し、この導電性被膜にエネルギー線を照射して部分的に除去することによって、セラミックス基板の表面に導電性被膜で回路を形成するにあたって、除去する部分において導電性被膜の表面に第一のエネルギー線を照射して、導電性被膜よりもエネルギー吸収率が高いエネルギー高吸収部を導電性被膜の表面に形成する工程と、エネルギー高吸収部に第二のエネルギー線を照射して、エネルギー高吸収部の導電性被膜を除去する工程とを有するので、導電性被膜を除去する部分に第一のエネルギー線を照射することによって、回路を形成しない部分のみにエネルギー高吸収部の形成を容易に且つ生産効率を低下させることなく行なうことができるものであり、また第一のエネルギー線を照射して形成したエネルギー高吸収部に第二のエネルギー線を照射するにあたって、導電性被膜を効率高く加熱して容易に除去することができ、導電性の粒子を残存させることなく導電性被膜の除去を行なうことができるものであって、短絡不良がない回路を形成することができるものである。
【００５２】
また請求項２の発明は、請求項１において、導電性被膜として銅膜を用い、エネルギー高吸収部を形成する工程が、第一のエネルギー線を照射して銅膜の表面を酸化させることによって酸化銅の層を形成する工程であり、導電性被膜を除去する工程が、酸化銅層に第二のエネルギー線を照射して酸化銅層の部分の導電性被膜を除去する工程であるので、銅膜に第一のエネルギー線を照射することによって、銅を加熱酸化して黒色の酸化銅層を容易に形成することができると共に、黒色の酸化銅層にエネルギー吸収効率高く第二のエネルギー線を照射することができ、効率高く銅膜の除去を行なうことができるものである。
【００５３】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、エネルギー線がレーザであるので、レーザはビームスポットの径を自在に設定することができるなど、加工の自由度が高まるものであり、しかもセラミックス基板が三次元立体形状であってもその形状に容易に追従させて照射することができるものである。
【００５４】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、導電性被膜への第一のエネルギー線の照射を、酸化雰囲気で行なうようにしたので、導電性被膜の表面の酸化を促進して、エネルギー高吸収部を容易に形成することができるものである。
【００５５】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、第一のエネルギー線を照射する箇所に酸素ガスを供給しながら、導電性被膜への第一のエネルギー線の照射を行なうようにしたので、導電性被膜の表面の酸化を促進して、エネルギー高吸収部を容易に形成することができるものである。
【００５６】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、第一のエネルギー線を照射する前に、導電性被膜の表面を粗面化処理するようにしたので、導電性被膜への第一のエネルギー線の吸収効率を高めることができ、エネルギー高吸収部を容易に形成することができるものである。
【００５７】
また請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、ビームスポット内のエネルギー分布を均一化した第一のエネルギー線を用いて、導電性被膜の表面に第一のエネルギー線を照射するようにしたので、導電性被膜を均一に加熱して、均一なエネルギー高吸収部を形成することができるものである。
【００５８】
また請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかにおいて、第二のエネルギー線を照射する箇所に気流を形成させながら、導電性被膜のエネルギー高吸収部への第二のエネルギー線の照射を行なうようにしたので、導電性被膜から蒸発して飛散した導体粒子を気流で排除することができ、導体粒子がセラミックス基板に再付着することを防ぐことができるものである。
【００５９】
また請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかにおいて、第二のエネルギー線を照射する箇所の近傍に、第二のエネルギー線の照射で蒸発する導電性被膜の粒子を付着させる吸着板を設けるようにしたので、導電性被膜から蒸発して飛散した導体粒子を吸着板に付着させることによって、導体粒子がセラミックス基板に再付着することを防ぐことができるものである。
【００６０】
また請求項１０の発明は、請求項８又は９において、不活性ガスで気流を形成させるようにしたので、第二のエネルギー線を照射して導電性被膜の除去を行なう際に、導電性被膜の酸化を抑制し、導電性被膜の除去加工を安定化して行なうことができるものである。
【００６１】
また請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれかにおいて、導電性被膜のエネルギー高吸収部への第二のエネルギー線の照射を、加湿雰囲気で行なうようにしたので、導電性被膜から蒸発して飛散した導体粒子を高湿度の水分で冷却することができ、セラミックス基板に溶着して再付着することを防ぐことができるものである。
【００６２】
また請求項１２の発明は、請求項１乃至１０のいずれかにおいて、導電性被膜のエネルギー高吸収部への第二のエネルギー線の照射を、プラズマ雰囲気で行なうようにしたので、導電性被膜から蒸発して飛散した導体粒子をプラズマ内に閉じ込めることができ、セラミックス基板に導体粒子が再付着することを防ぐことができるものである。
【００６３】
また請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれかにおいて、セラミックス基板を保持する電極にＲＦ高周波電圧を印加して、セラミックス基板の表面をプラズマ処理しながら、導電性被膜のエネルギー高吸収部への第二のエネルギー線の照射を行なうようにしたので、プラズマで生成されたイオンをセラミックス基板に衝突させてセラミックス基板の表面をクリーニングすることができ、導電性被膜から飛散した導体粒子がセラミックス基板に再付着しても、この再付着した導体粒子をイオンの衝突によって除去することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｆ）はそれぞれ断面図である。
【図２】同上の概略正面図である。
【図３】同上の概略正面図である。
【図４】（ａ）はビームスポットを示す平面図、（ｂ），（ｃ）はビームスポットのエネルギー分布を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ同上の概略正面図である。
【図６】同上の概略断面図である。
【図７】同上の概略断面図である。
【図８】同上の概略断面図である。
【図９】同上の概略斜視図である。
【図１０】同上の概略正面図である。
【図１１】従来例を示すものであり、（ａ）乃至（ｆ）はそれぞれ断面図である。
【図１２】他の従来例を示すものであり、（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ断面図である。
【符号の説明】
１  セラミックス基板
２  導電性被膜
２ａ  銅膜
３  回路
４  エネルギー高吸収部
４ａ  酸化銅層
５  吸着板
６  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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