DE112009000008T5

DE112009000008T5 - Verfahren zum Glätten einer Elektrode, Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats und Keramiksubstrat

Info

Publication number: DE112009000008T5
Application number: DE112009000008T
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Nagaokakyo-shi Kawamura; Takao Nagaokakyo-shi Sato; Osamu Nagaokakyo-shi Chikagawa
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-09-30
Also published as: JPWO2009113380A1; WO2009113380A1; US20090301764A1; JP4475364B2; US8756775B2

Abstract

Ein Verfahren zum Glätten einer Oberfläche einer Elektrode, das ein Vorbereiten einer Basis, die die Elektrode trägt, die an derselben angeordnet ist, und ein Glätten der Elektrodenoberfläche durch ein Versetzen von Medien in Schwingung in einem derartigen Zustand, dass die Medien angeordnet sind, um sich in Kontakt mit der Elektrode zu befinden, aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Glätten einer Elektrode, die an einer Basis platziert ist, wie beispielsweise ein Substrat, ein Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats unter Verwendung des Glättverfahrens, und ein Keramiksubstrat, das durch das Herstellungsverfahren hergestellt ist.
Technischer Hintergrund
Im Allgemeinen weisen gesinterte Metallelektroden, die an Keramiksubstraten angeordnet sind, eine hohe Oberflächenrauheit auf und weisen daher in einigen Fällen nicht zwangsläufig eine ausreichende Glattheit auf. Insbesondere ist wahrscheinlich, dass Elektroden, die an einem Keramiksubstrat gebildet sind, das durch den folgenden Prozess hergestellt ist, eine ungenügende Glattheit aufweisen: einen sogenannten Nicht-Schrumpfungsprozess, bei dem das Keramiksubstrat in einem Brennschritt gebrannt wird, um nicht transversal zu schrumpfen, auf eine derartige Weise, dass Einzwängschichten, die aus einem sinterbeständigen Material hergestellt sind, das bei der Brenntemperatur des Keramiksubstrat im Wesentlichen nicht gesintert wird, an Hauptoberflächen des ungebrannten Keramiksubstrats vorgesehen sind. Dies ist so, weil die Elektroden Oberflächenunregelmäßigkeiten aufweisen, die durch ein Entfernen der Einzwängschichten gebildet sind.
Ferner ist es wahrscheinlich, dass Elektroden, die durch einen Siebdruckprozess oder dergleichen gebildet sind, aufgrund von Netzspuren eine hohe Oberflächenrauheit aufweisen.
Elektroden, die an Keramiksubstraten angeordnet sind, werden als Übergänge für beispielsweise andere Substrate oder Befestigungsanschlussbereiche von Schaltungskomponenten verwendet. Es besteht jedoch ein Problem dahin gehend, dass diese Elektroden wahrscheinlich ungenügende Eigenschaften, wie beispielsweise Platzierbarkeit und Benetzbarkeit aufweisen, wenn diese Elektroden eine hohe Oberflächenrauheit aufweisen.
Falls beispielsweise Elektroden, die an Keramiksubstraten gebildet sind, einer Ni-Plattierung unterzogen werden, wachsen Ni-Partikel isotrop. Wenn diese Elektroden, die Basen sind, Unregelmäßigkeiten aufweisen, wachsen Sekundärpartikel der Ni-Partikel weiter, um nach und nach die Ni-Partikel zu überdecken, die in ausgenommenen Abschnitten aufgebracht sind, und daher werden die Unregelmäßigkeiten bis zu einem gewissen Ausmaß geglättet. Da die Zeit, die benötigt wird, damit die Sekundärpartikel eine bestimmte Höhe erreichen, abhängig von den Positionen derselben variiert, wachsen Begrenzungen der Sekundärpartikel mit dem Wachstum der Sekundärpartikel. Folglich sind makroskopische Netze von Unreinheiten an den Sekundärpartikelgrenzen gebildet. Die Unreinheiten werden während einer Verdrängungsplattierung geschmolzen, um eine ernsthafte lokale Korrosion zu bewirken. Dies bewirkt die Schwärzung dieser Elektroden, um Probleme wie beispielsweise einer Verringerung bei einer Lötkontaktfläche und ein Lötmittelaufplatzen aufgrund von Wasser zu bewirken, das in korrodierten Abschnitten gefangen ist.
Wenn Elektroden, die einem Drahtbonden unterzogen werden, die Oberflächenunregelmäßigkeiten aufweisen, ist die Drahtziehfestigkeit derselben gering. Falls eine derartige Elektrode einer Ni- oder Au-Plattierung unterzogen wird, folgt eine Ni- oder Au-Plattierungsschicht, die an derselben aufwachst, Unregelmäßigkeiten der Elektrode und Körnungsgrenzen und weist daher Oberflächenunregelmäßigkeiten auf.
Falls Oberflächenunregelmäßigkeiten einer Elektrode durch ein Bilden einer dicken Plattierungsschicht an derselben geglättet werden, besteht ein Problem dahin gehend, dass ein Substrat, das die Elektrode trägt, beschädigt wird und in einer Festigkeit geschwächt wird, weil die Eintauchzeit des Substrats in einem Plattierungsbad lang ist und eine Komponente des Substrats aufgelöst wird.
Angesichts der obigen Probleme wurde das folgende Verfahren vorgeschlagen: ein Verfahren, bei dem die Oberflächenrauheit einer externen Elektrode, die von einer Einzwängschicht entfernt ist, auf 0,1 bis 6 μm eingestellt ist, derart, dass die Plattierbarkeit und/oder Benetzbarkeit derselben gesichert werden kann (siehe Patentdokument 1).
Patentdokument 1 beschreibt, dass die Plattierbarkeit und/oder Benetzbarkeit der externen Elektrode auf eine derartige Weise gesichert werden kann, dass die Oberflächenrauheit der externen Elektrode, die von der Einzwängschicht entfernt ist, auf 0,1 bis 6 μm eingestellt ist.
Patentdokument 1 offenbart jedoch keine Technik zum sicheren Einstellen oder Steuern der Oberflächenrauheit der externen Elektrode, die von der Einzwängschicht entfernt ist.

[Patentdokument 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2007-318173

Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum effizienten und sicheren Glätten einer Oberfläche einer Elektrode, die an einer Basis angeordnet ist, wie beispielsweise einem Substrat, ohne die Basis oder die Elektrode ernsthaft zu beschädigen, insbesondere eine Elektrode, die durch einen Nicht-Schrumpfungsprozess unter Verwendung einer Einzwängschicht gebrannt wird und die von der Einzwängschicht getrennt ist; ein Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats, das eine Elektrode mit einer Oberfläche umfasst, die durch das Verfahren geglättet wird; und ein Substrat zu schaffen, das durch das Herstellungsverfahren hergestellt werden kann und eine Elektrode mit einer glatten Oberfläche umfasst.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um die obigen Probleme zu lösen, ist ein Verfahren zum Glätten einer Oberfläche einer Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch Umfassen eines Vorbereitens einer Basis, die die Elektrode trägt, die an derselben angeordnet ist, und eines Glättens der Elektrodenoberfläche durch Schwingmedien in einem derartigen Zustand, dass die Medien angeordnet sind, um sich mit der Elektrode in Kontakt zu befinden.
Die Medien werden vorzugsweise auf eine derartige Weise in Schwingung versetzt, dass die Basis in eine Behandlungsflüssigkeit eingetaucht ist und eine Ultraschallwelle an die Behandlungsflüssigkeit angelegt wird.
Die Ultraschallwelle wird vorzugsweise an die Behandlungsflüssigkeit in einem derartigen Zustand angelegt, dass die Basis über einer Ablage platziert ist, auf der die Medien angeordnet sind, derart, dass sich die Elektrode in Kontakt mit den Medien befindet.
Die Ultraschallwelle kann an die Behandlungsflüssigkeit in einem derartigen Zustand angelegt werden, dass die Basis an oder über einer Ablage platziert ist, derart, dass eine Oberfläche der Basis, die die Elektrode trägt, nach oben positioniert ist, und in einem derartigen Zustand, dass die Medien über der Basis angeordnet sind, derart, dass sich die Elektrode in Kontakt mit den Medien befindet.
Bei der verwendeten Behandlungsflüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um entgastes Wasser. Die Medien weisen vorzugsweise eine Dichte auf, die größer als diese der Behandlungsflüssigkeit ist.
Die Medien weisen vorzugsweise eine Harte auf, die größer als diese der Elektrode ist, die an der Basis angeordnet ist. Die Medien weisen vorzugsweise eine sphärische Form auf.
Die Medien sind vorzugsweise aus Zirkoniumoxid (Zirconia) hergestellt.
Die Elektrode ist dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe einen Endabschnitt und einen mittleren Abschnitt aufweist, der eine Oberflächenrauheit aufweist, die sich von dieser des Endabschnitts unterscheidet.
Beispiele einer Technik zum Bewirken, dass die Oberflächenrauheit des Endabschnitts der Elektrode sich von dieser des Endabschnitts derselben unterscheidet, umfassen eine Technik zum Maskieren einer Region, die oberflächenaufgeraut sein soll, derart, dass verhindert ist, dass die Region durch den Beschuss der Medien geglättet wird, eine Technik zum Aufrauen einer erwünschten Region der geglätteten Elektrodenoberfläche durch einen Nassstrahlprozess oder dergleichen; eine Technik zum Einstellen der Beziehung zwischen der Größe des Mediums und der Dicke der Elektrode, derart, dass es unwahrscheinlich ist, dass der Endabschnitt der Elektrode mit den Medien beschossen wird; und eine Technik zum Einstellen der Richtung der Medien, die auf die Elektrode angewandet werden.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe einen Schritt eines Glättens einer Oberfläche einer Elektrode, die aus einem gesinterten Metall hergestellt ist, durch das Elektrodenglättverfahren umfasst.
Das Keramiksubstratherstellungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe ferner einen Schritt eines Bildens einer Plattierungsschicht an der geglätteten Elektrode umfasst.
Ein Keramiksubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Keramiksubstrat durch das Keramiksubstratherstellungsverfahren hergestellt ist und eine Elektrode mit einer geglätteten Oberfläche umfasst.
Vorteile
Ein Verfahren zum Glätten einer Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung ist zum effizienten Glätten einer Oberfläche der Elektrode mit Schwingmedien in der Lage, weil die Elektrodenoberfläche durch ein Versetzen der Medien in Schwingung in einem derartigen Zustand, dass die Medien angeordnet sind, um sich in Kontakt mit der Elektrode zu befinden, geglättet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Abschnitte der Elektrode, die mit den Medien durch eine Schwingung beschossen werden, geglättet. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Medien ist relativ gering und die Energie, die durch die Schwingung der Medien erzeugt wird, ist nicht so hoch wie die Energie, die beispielsweise durch einen Sandstrahlprozess erzeugt wird, und ist ausreichend, um die Elektrode zu schleifen. Daher werden lediglich vorstehende Abschnitte der Elektrode, die sich in einem punktuellen Kontakt mit den Medien befinden, geglättet. Folglich kann die Elektrodenoberfläche bis zu einem derartigen Ausmaß geglättet werden, dass die Elektrodenoberfläche spiegelpoliert ist, ohne die Elektrode oder eine Basis, die die Elektrode trägt, die an derselben angeordnet ist, zu beschädigen.
Das Glätten der Elektrode ermöglicht, dass Sekundärpartikel klein gehalten werden können, wenn eine Ni-Plattierungsschicht an der Elektrode gebildet ist; daher kann verhindert werden, dass makroskopische Netze von Verunreinigungen an Grenzen zwischen den Sekundärpartikeln gebildet werden. Deshalb können Probleme, wie beispielsweise ein Lötmittelaufreißen und eine Verringerung einer Bondfestigkeit während eines Drahtbondens für herkömmliche Techniken verringert oder gelöst werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Basis in Material oder Form nicht besonders begrenzt. Die Basis kann ein tafelförmiges Bauglied oder eine quaderförmige Struktur sein, wie beispielsweise eine elektronische Chipkomponente. Die vorliegende Erfindung ist breit auf das Glätten von Oberflächen von Elektroden anwendbar, die an verschiedenen Basen angeordnet sind.
Gemäß dem Elektrodenglättverfahren kann in einigen Fällen auch eine Oberfläche der Basis geglättet werden, abhängig von der Art oder den Eigenschaften der Basis.
Der Begriff „ein Zustand, in dem die Medien angeordnet sind, um sich in Kontakt mit der Elektrode zu befinden” ist, wie hierin verwendet, ein breites Konzept, das beispielsweise einen Zustand, in dem die Medien, die an der Oberfläche angeordnet sind, durch eine Schwingung temporär von der Elektrode angehoben werden und dann auf die Elektrode aufgebracht werden, einen Zustand, in dem die Elektrode und die Medien aufgrund der Schwingung der Medien temporär voneinander getrennt sind und dann, wenn die Basis an den Medien angebracht ist, auf eine derartige Weise miteinander in Kontakt gebracht werden, dass eine Oberfläche der Basis, die die Elektrode trägt, nach unten positioniert ist, und einen anderen Zustand abdeckt.
In dem Fall, in dem die Medien auf eine derartige Weise in Schwingung versetzt werden, dass die Basis in einer Behandlungsflüssigkeit eingetaucht ist und eine Ultraschallwelle an die Behandlungsflüssigkeit angelegt wird, können die Medien mit der Ultraschallwelle effizient in Schwingung versetzt werden und kann die Schwingung der Medien präzise gesteuert werden; daher kann die Elektrode effizienter geglättet werden. Dies ermöglicht, dass die vorliegende Erfindung wirksamer ist.
In dem Fall, in dem die Ultraschallwelle an die Behandlungsflüssigkeit in einem derartigen Zustand angelegt wird, dass die Basis über eine Ablage platziert ist, auf der die Medien angeordnet sind, derart, dass sich die Elektrode in Kontakt mit den Medien befindet, kann die Elektrodenoberfläche durch ein Versetzen der Medien in Schwingung effizienter geglättet werden, wobei die Elektrode und die Medien in einem engen Kontakt miteinander gehalten werden.
Auf mikroskopischer Ebene sind die Elektrode und die Medien temporär voneinander getrennt, weil die Medien in Schwingung versetzt sind. Die Elektrode und die Medien können jedoch im Wesentlichen in einem beständigen Kontakt miteinander gehalten werden; daher kann die Elektrodenoberfläche effizient geglättet werden.
In dem Fall, in dem die Ultraschallwelle an die Behandlungsflüssigkeit in einem derartigen Zustand angelegt wird, dass die Basis an oder über einer Ablage platziert ist, derart, dass eine Oberfläche der Basis, die die Elektrode trägt, nach oben positioniert ist, und in einem derartigen Zustand, dass die Medien über der Basis angeordnet sind, derart, dass die Elektrode sich in Kontakt mit den Medien befindet, kann im Wesentlichen der gleiche Vorteil wie oben erzielt werden.
Wenn es sich bei der verwendeten Behandlungsflüssigkeit um entgastes Wasser handelt, ist der Schalldruck der Ultraschallwelle hoch und können deshalb die Medien in starke Schwingungen versetzt werden. Daher kann die Elektrodenoberfläche effizient geglättet werden.
Wenn die Medien eine Dichte aufweisen, die größer als diese der Behandlungsflüssigkeit ist, sind die Medien nicht in der Behandlungsflüssigkeit suspendiert und können daher sicher an der Elektrode gehalten werden. Daher kann die Elektrodenoberfläche effizient geglättet werden.
Wenn die Medien eine Härte aufweisen, die größer als diese der Elektrode ist, kann die Elektrodenoberfläche effizient geglättet werden.
Wenn die Medien eine sphärische Form aufweisen, werden die Medien ohne Weiteres an der Elektrode gedreht oder bewegt und kann deshalb die Elektrodenoberfläche effizient geglättet werden, ohne die Elektrode oder die Basis zu beschädigen.
Wenn die Medien aus Zirkoniumoxid hergestellt sind, kann die Elektrodenoberfläche effizient geglättet werden, weil Zirkoniumoxid eine hohe Mohs-Härte von 8,5 und eine Dichte von etwa 5,8 aufweist, das heißt, Zirkoniumoxid ist dichter als eine flüssige Komponente, die in einer gewöhnlichen Behandlungsflüssigkeit enthalten ist.
Eine Oberfläche der Basis kann in einigen Fällen abhängig von der Harte der Basis geglättet werden.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt eines Glättens einer Oberfläche einer Elektrode durch das Elektrodenglättverfahren, wobei die Elektrode aus einem gesinterten Material hergestellt ist und zusammen mit dem Keramiksubstrat durch gemeinsames Brennen gebildet ist. Daher kann das Keramiksubstrat effizient so hergestellt werden, um die Elektrode mit einer hervorragenden Oberflächenglattheit zu umfassen.
Bei dem Keramiksubstrat, das durch das obige Verfahren hergestellt ist, ist die Oberflächenglattheit der Elektrode hervorragend und kann deshalb eine dichte Plattierungsschicht an der Elektrode gebildet werden. Daher weist die Plattierungsschicht kaum Unregelmäßigkeiten auf, weisen sekundäre Partikel kaum große Grenzen auf und ist verhindert, dass Netze von Verunreinigungen an Grenzen zwischen den sekundären Partikeln gebildet wer den, wodurch Probleme, wie beispielsweise Lötmittelaufreißen und eine Verringerung einer Bondfestigkeit während eines Drahtbondens verringert oder gelöst werden können.
In dem Fall, in dem eine Ni-Plattierungsschicht an der Elektrode gebildet ist, ist die Ni-Plattierungsschicht eventuell weniger dick als herkömmliche, weil die Elektrodenoberfläche glatt ist.
Obwohl makroskopische Netze von Verunreinigungen an Grenzen zwischen sekundären Partikeln gebildet sind, die bei Ni-Plattierungsschichten vorliegen, die an herkömmlichen Elektroden mit glatten Oberflächen gebildet sind, ist verhindert, dass derartige makroskopische Netze bei der Ni-Plattierungsschicht gebildet werden. Daher können Probleme, wie beispielsweise ein Lötmittelaufreißen und eine Verringerung einer Festigkeit während des Drahtbondens von Elektroden, für herkömmliche Techniken verringert oder gelöst werden.
Ein Keramiksubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch das obige Keramiksubstratherstellungsverfahren hergestellt und umfasst eine Elektrode mit einer geglätteten Oberfläche. Das Keramiksubstrat weist kein Problem auf, wie beispielsweise ein Lötmittelaufreißen und eine Verringerung einer Festigkeit während des Drahtbondens von Elektroden, aber weist eine hohe Zuverlässigkeit auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1(a) ist eine Darstellung eines ungebrannten Laminats, das bei einem Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung vorbereitet wird, mit einer Struktur, bei der Einzwängschichten an der oberen und der unteren Seite einer Basisschicht (ungebranntes Keramiksubstrat) angeordnet sind, und 1(b) ist eine Darstellung eines gebrannten Laminats, das durch ein Brennen des ungebrannten Laminats erhalten wird.
2 ist eine Darstellung einer Technik zum Entfernen der Einzwängschichten von dem gebrannten Laminat, das durch das Brennen des ungebrannten Laminats erhalten wird, das in 1 gezeigt ist.
3 ist ein Bild einer Elektrode, das mit einem SEM (scanning electron microscope = Abtastelektronenmikroskop) aufgenommen wurde, wobei die Elektrode durch ein Verfahren, das bei einem Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, geglättet und dann plattiert ist.
4 ist ein Bild einer Elektrode, das mit einem SEM (Abtastelektronenmikroskop) aufgenommen wurde, wobei die Elektrode durch ein Verfahren, das bei einem Vergleichsbeispiel verwendet wird, geglättet und dann in im Wesentlichen der gleichen Weise wie diese, die oben bei einem Beispiel beschrieben ist, plattiert ist.
5 ist eine Darstellung eines Beispiels eines Keramikmehrschichtsubstrats, das durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann und das eine gemeinsame Struktur aufweist.
6 ist eine schematische Ansicht eines Keramiksubstrats gemäß einem anderen Beispiel (Beispiel 5) der vorliegenden Erfindung.

1: Keramikgrünschichten zur Verwendung als Basisschicht
1a: Keramikgrünschicht, die Elektroden trägt, zur Verwendung als Basisschicht
2 (2a und 2b): Keramikgrünschichten zur Verwendung als Einzwängschicht
10: Anschlussflächenelektroden
11: Ungebranntes Laminat
12: Medien (Zirkoniumoxidkugeln)
13: Ablage
14: Behandlungsflüssigkeit
15: Ultraschallreinigungstank
16: Ultraschalloszillator
21: Gebranntes Laminat
31: Isolierende Keramikschichten
32: Interne Leiter
33: Laminat
34: Oberflächenleiter
35: Durchgangslochleiter
A: Basisschicht (ungebranntes Keramiksubstrat)
A_F: Gesinterte Basisschicht
B: Keramikmehrschichtsubstrat
41: Keramiksubstratkörper
42a und 42b: Oberflächenelektroden
42a₁ und 42b₁: Mittlere Abschnitte von Oberflächenelektroden
42a₂ und 42b₂: Endabschnitte von Oberflächenelektroden
43: IC-Chip
44: Bonddraht
45: Dichtungsharz

Beste Modi zum Ausführen der Erfindung
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert und mit Bezugnahme auf Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Beispiel 1
In Beispiel 1 handelt es sich bei der verwendeten Basis um ein Keramiksubstrat und bei einer verwendeten Elektrode um eine solche, die aus einem gesinterten Metall hergestellt ist und durch gemeinsames Brennen an dem Keramiksubstrat gebildet ist. Ein Verfahren zum Herstellen des Keramiksubstrats ist unten beschrieben. Das Verfahren umfasst einen Schritt eines Glättens der Elektrode durch ein Verfahren gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.

(1) Eine Basisschicht zum Bilden eines Hauptabschnitts des Keramiksubstrats durch Brennen wurde durch eine Prozedur unten vorbereitet.

Ein Keramikpulver, d. h. ein Aluminiumoxidpulver, wurde vorbereitet. Ein Glaspulver, d. h. ein Borsilikatglaspulver, das die folgenden Verbindungen enthält, wurde vorbereitet: 59 Gewichtsprozent SiO₂, zehn Gewichtsprozent B₂O₃, 25 Gewichtsprozent CaO und sechs Gewichtsprozent Al₂O₃.
Das Aluminiumpulver und das Glaspulver wurden miteinander in einem Gewichtsverhältnis von 40:60 gemischt. Die Pulvermischung wurde mit einer geeigneten Menge eines Bindemittels, eines Dispersionsmittels, eines Weichmachers, eines organischen Lösungsmittels und/oder dergleichen gemischt, wodurch ein Keramikschlamm vorbereitet wurde.
Der Keramikschlamm wurde durch einen Rakelprozess zu Grünschichten für eine Verwendung als Basisschicht ausgebildet.
Um Eigenschaften auszuwerten, wurde eine Keramikgrünschicht zur Verwendung als Basisschicht mit Anschlussflächenelektroden 10 (1(a) und 1(b)) mit 0,4 mm im Quadrat vorbereitet für eine Grünschicht zur Verwendung als Basisschicht zum Bilden der oberen Oberfläche der Basisschicht A, die durch ein Stapeln der Grünschichten zur Verwendung als Basisschicht gebildet ist. Die Anschlussflächenelektroden 10 wurden durch Siebdrucken unter Verwendung einer Ag-Elektrodepaste gebildet.

(2) Keramikgrünschichten (Keramikgrünschichten zur Verwendung als Einzwängschicht) zum Bilden von Einzwängschichten wurden durch eine Prozedur unten vorbereitet.

Bei dem Beispiel 1 wurde ein Keramikpulver, das bei der Brenntemperatur der Keramikgrünschichten zur Verwendung als Basisschicht noch nicht wesentlich gesintert wurde, d. h. ein Al₂O₃-Pulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 1,0 μm, in einem organischen Trägermittel dispergiert, das ein organisches Bindemittel, ein organisches Lösungsmittel, einen Weichmacher und/oder dergleichen enthält, wodurch ein Schlamm vorbereitet wurde.
Der erhaltene Schlamm wurde zu Keramikgrünschichten zur Verwendung als Einzwängschicht mit einer Dicke von 300 μm ausgebildet.
Die Keramikgrünschichten zur Verwendung als Einzwängschicht weisen eine Sintertemperatur von 1400°C bis 1600°C auf und werden daher bei der Sintertemperatur der Keramikgrünschichten zur Verwendung als Basisschicht im Wesentlichen nicht gesintert.

(3) Wie es in 1(a) gezeigt ist, wurden eine der Keramikgrünschichten 2 zur Verwendung als Einzwängschicht (2a), die Keramikgrünschichten 1 zur Verwendung als Basisschicht und eine andere der Keramikgrünschichten 2 zur Verwendung als Einzwängschicht (2b) in dieser Reihenfolge gestapelt und dann mit einem Druck von 5 bis 200 MPa durch isostatisches Pressen oder eine andere Technik gepresst, wodurch ein ungebranntes Laminat 11 vorbereitet wurde (siehe 1(a)), das eine Struktur aufweist, bei der die Einzwängschichten 2 (2a und 2b) bei der oberen und der unteren Seite der Basisschicht A (ungebranntes Keramiksubstrat) angeordnet waren.

Bei dem Beispiel 1 waren die Keramikgrünschichten 1 zur Verwendung als Basisschicht gestapelt, derart, dass die Basisschicht A (ungebranntes Keramiksubstrat) eine Dicke von 300 μm aufwies. Die Keramikgrünschicht 1 (1a) zur Verwendung als Basisschicht, die die Anschlussflächenelektroden (Ag-Elektroden) mit 0,4 mm im Quadrat trägt, wurde als die Grünschicht 1 zur Verwendung als Basisschicht zum Bilden der oberen Oberfläche der Basisschicht A verwendet.
Die Keramikgrünschichten zur Verwendung als Einzwängschicht, die eine Dicke von 300 μm aufweisen, wurden jeweils an der oberen und der unteren Seite der Basisschicht A (ungebranntes Keramiksubstrat) aufgebracht, wodurch die Einzwängschichten 2 (2a und 2b) mit einer Dicke von etwa 300 μm gebildet wurden.
Bei dem Beispiel 1 wurde die Basisschicht A durch Stapeln der Keramikgrünschichten 1 zur Verwendung als Basisschicht vorbereitet und wies daher eine Mehrschichtstruktur auf. Ein einlagiges Keramiksubstrat kann auf eine derartige Weise hergestellt werden, dass eine Basisschicht mit einer Einzelschichtstruktur unter Verwendung einer der Keramikgrünschichten 1 zur Verwendung als Basisschicht vorbereitet wird.
Bei dem Beispiel 1 wurden die Einzwängschichten 2 an der oberen und der unteren Seite der Basisschicht A vorgesehen. Eine der Einzwängschichten 2 kann an einer Hauptoberfläche der Basisschicht A vorgesehen sein.
Bei dem Beispiel wurden die Einzwängschichten 2 jeweils aus einer entsprechenden der Keramikgrünschichten zur Verwendung als Einzwängschicht gebildet. Die Einzwängschichten 2 können einige der Keramikgrünschichten zur Verwendung als Einzwängschicht umfassen.

(4) Das ungebrannte Laminat 11 wurde bei einer niedrigen Entfettungstemperatur (einer Temperatur von beispielsweise etwa 400°C) in Luft wärmebehandelt, wodurch eine organische Substanz, wie beispielsweise ein Bindemittel, entfernt wurde.

Das ungebrannte Laminat wurde auf eine derartige Weise gebrannt, dass das ungebrannte Laminat unter einer derartigen Bedingung auf 900°C erwärmt wurde, dass das Keramikpulver, das in den Einzwängschichten enthalten ist, nicht gesintert wurde, aber die Basisschicht gesintert wurde. Dies lieferte ein gebranntes Laminat 21, das eine gesinterte Basisschicht A_F umfasst, die Hauptoberflächen aufweist, die mit den ungesinterten Einzwängschichten 2 (2a und 2b) überlagert sind, wie es in 1(b) gezeigt ist.

(5) Die Einzwängschichten 2 (2a und 2b) wurden von dem gebrannten Laminat 21 entfernt, das wie oben beschrieben erhalten wurde, und Oberflächen der Elektroden wurden durch ein Verfahren unten geglättet.

Wie es in 2 gezeigt ist, wurden sphärische Medien (hierin im Folgenden als Zirkoniumoxidkugeln bezeichnet) 12, die aus Zirkoniumoxid (ZrO₂) hergestellt sind, mit einem Durchmesser von 2 mm über eine Ablage 13, die aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, ausgebreitet, und das gebrannte Laminat 21, das die gesinterte Basisschicht A_F umfasste, die Hauptoberflächen aufweist, denen die ungesinterten Einzwängschichten 2 überlagert sind (1(b)), wurde an den Zirkoniumoxidkugeln 12 vorgesehen. Die Medien, d. h. die Zirkoniumoxidkugeln 12, wurden an dem gebrannten Laminat 21 vorgesehen, um eine oder zwei Schichten zu bilden (2 zeigt eine Schicht der Zirkoniumoxidkugeln 12). Bei dem Beispiel 1 entspricht die gesinterte Basisschicht A_F einer Basis gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die ganze Ablage 13 (die Zirkoniumoxidkugeln 12, die Ablage 13 und das gebrannte Laminat 21) wurde in einen Ultraschallreinigungstank 15 gegeben (eine Ausgabe von 600 W und eine Frequenz von 40 kHz), der mit einer Behandlungsflüssigkeit 14 gefüllt ist. Die Einzwängschichten wurden entfernt und die Elektroden wurden auf eine derartige Weise geglättet, dass eine Ultraschallwelle von einem Ultraschalloszillator 16 an die Ablage 13 angelegt wurde, derart, dass die Zirkoniumoxidkugeln 12 30 Minuten lang in Schwingung versetzt wurden.
Um den Schalldruck der Ultraschallwelle, die an dieselbe angelegt wurde, zu erhöhen, wurde als Behandlungsflüssigkeit 14 entgastes Wasser verwendet.
Das folgende Laminat wurde zum Vergleich durch die gleiche Prozedur wie diese von Beispiel 1 vorbereitet: ein gebranntes Laminat, das eine gesinterte Basisschicht und ungesinterte Einzwängschichten umfasst, die an beiden Hauptoberflächen desselben angeordnet sind. Diese Einzwängschichten wurden von diesem gebrannten Laminat durch einen Nassstrahlprozess auf eine derartige Weise entfernt, dass dieses gebrannte Laminat mit einem Schlamm mit einer #500-Aluminiumoxid-Schleifkornkonzentration von 15% mit einem Druck von 0,15 MPa gestrahlt wurde, wodurch eine gesinterte Basisschicht (Keramiksubstrat) erhalten wurde, die Elektroden umfasst, die an einer Oberfläche derselben freiliegend sind.
Nachdem diese gesinterte Basisschicht (Keramiksubstrat), die durch Entfernen dieser Einzwängschichten durch das Verfahren von Beispiel 1 erhalten wurde, und diese gesinterte Basisschicht (Keramiksubstrat), die durch Entfernen dieser Einzwängschichten durch die Prozedur des Vergleichsbeispiels erhalten wurde, gereinigt waren, wurden die Anschlussflächenelektroden (Ag-Elektroden), die an Oberflächen derselben angeordnet waren, einer Ni-Plattierung unterzogen, wodurch Ni-Plattierungsschichten mit einer Dicke von 5 μm an den Anschlussflächenelektroden gebildet wurden.
Die Ni-Plattierungsschichten wurden einer Pd-Plattierung unterzogen, wodurch Pd-Plattierungsschichten mit einer Dicke von 0,2 μm an den Ni-Plattierungsschichten gebildet wurden. Die Pd-Plattierungsschichten wurden einer Au-Plattierung unterzogen, wodurch Au-Plattierungsschichten mit einer Dicke von 0,1 μm an den Pd-Plattierungsschichten gebildet wurden, wodurch Elektroden, die Plattierungsschichten mit einer dreischichtigen Struktur umfassen, an den Ag-Elektroden gebildet wurden.
[Eigenschaftsauswertung]
Proben (Keramiksubstrate), die durch die Prozedur des Beispiels 1 erhalten wurden, und diese, die durch die Prozedur des Vergleichsbeispiels erhalten wurden, wurden auf eine derartige Weise ausgewertet, dass Elektroden (Anschlussflächenelektroden) auf eine Oberflächenrauheit Ra und eine Drahtziehfestigkeit (W/B-Ziehfestigkeit) hin gemessen wurden. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]

Beispiel (N = 10) Vergleichsbeispiel (N = 10)

Oberflächenrauheit Ra (μm) 0,15 0,60

Drahtziehfestigkeit (Durchschnitt) (gf) 8,05 6,45
Die Oberflächenrauheit Ra und die Drahtziehstärke jeder Elektrode wurden durch die Techniken unten gemessen.
(1) Oberflächenrauheit Ra
Jede Anschlussflächenelektrode wurde mit einem Lasermikroskop auf eine Leitungsrauheit hin gemessen, wodurch die Oberflächenrauheit Ra derselben bestimmt wurde.
(2) Drahtziehfestigkeit
Ein Au-Draht mit einem Durchmesser von 20 μm und einer Länge von 800 μm wurde an jede Anschlussflächenelektrode gebondet und dann mit einem Drahtziehtester gezogen. Die Drahtziehfestigkeit der Anschlussflächenelektrode wurde als die Zugkraft definiert, die an den Draht angelegt wurde, als der Draht gebrochen wurde oder die Verbindung zwischen demselben oder der Nähe zu demselben gebrochen oder abgestreift wurde.
Wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, weisen die Elektroden der Proben des Vergleichsbeispiels eine große Oberflächenrauheit Ra von 0,60 μm auf; die Elektroden der Proben des Beispiels weisen eine geringe Oberflächenrauheit Ra von 0,15 μm auf. Dies bestätigt, dass die Elektroden der Proben des Beispiels in einer Glattheit hervorragend sind.
Die Proben des Vergleichsbeispiels weisen eine Drahtziehfestigkeit von 6,45 gf auf; die Proben des Beispiels jedoch weisen eine große Drahtziehfestigkeit von 8,05 gf auf. Dies bestätigt, dass das Problem einer Verringerung einer Bondfestigkeit während eines Drahtbondens gelöst ist.
Die obigen Ergebnisse bestätigen, dass Elektroden, die an einer gesinterten Basisschicht (Basis) angeordnet sind, durch die folgende Prozedur effizient geglättet werden können, wie es bei dem Beispiel 1 beschrieben ist: Nachdem ein gebranntes Laminat gebildet ist, das eine gesinterte Basisschicht und ungesinterte Einzwängschichten umfasst, werden die Einzwängschichten von der gesinterten Basisschicht entfernt und werden die Elektroden auf eine derartige Weise geglättet, dass Medien durch die Anlegung einer Ultraschallwelle in einen derartigen Zustand in Schwingung versetzt werden, dass die Medien sich in Kontakt mit den Einzwängschichten befinden. Die Elektroden weisen glatte Oberflächen auf; wenn daher Ni-Plattierungsschichten an den glatten Oberflächen derselben gebildet werden, ist verhindert, dass sich makroskopische Netze von Verunreinigungen an Grenzen zwischen Sekundärpartikeln bilden, und kann daher ein Problem, wie beispielsweise ein Lötmittelaufreißen bei herkömmlichen Techniken gelöst werden, wie es bereits bestätigt wurde.
3 ist ein Bild einer Elektrode, das mit einem SEM (Abtastelektronenmikroskop) aufgenommen wurde, wobei die Elektrode durch das Verfahren des Beispiels 1 geglättet und dann in dieser Reihenfolge einer Ni-Plattierung, einer Pd-Plattierung und einer Au-Plattierung unterzogen wird, derart, dass eine Ni-Plattierungsschicht, eine Pd-Plattierungsschicht und eine Au-Plattierungsschicht an der Elektrode in dieser Reihenfolge gebildet sind.
4 ist ein Bild einer Elektrode, das mit einem SEM (Abtastelektronenmikroskop) aufgenommen wurde, wobei die Elektrode durch die Prozedur des Vergleichsbeispiels vorbereitet ist und dann in der gleichen Weise wie der oben Beschriebenen plattiert ist, derart, dass Plattierungsschichten an derselben gebildet sind.
4 zeigt, dass die Probe des Vergleichsbeispiels eine große Anzahl von Oberflächenunregelmäßigkeiten aufweist und makroskopische Netze an Grenzen zwischen Sekundärpartikeln in den Plattierungsschichten vorhanden sind. 3 zeigt jedoch, dass die Probe des Beispiels 1 eine hohe Glattheit aufweist und Partikelgrenzen kaum zu beobachten sind.
Bei einem Vergleich zwischen dem Beispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel ist der Nassstrahlprozess, der bei dem Vergleichsbeispiel verwendet wird, eine Technik zum Schleifen einer Oberfläche einer Elektrode mit Schleifkörnern und ist das Verfahren des Beispiels 1 eine Technik, bei der, nachdem Partikel in einer Einzwängschicht an einer Elektrode mit Medien entfernt werden, Abschnitte der Elektrode, die mit den Medien durch eine Schwingung beschossen werden, gerollt werden, derart, dass eine Oberfläche derselben planarisiert wird. Daher ist das Verfahren des Beispiels 1 bei einem Verringern der Oberflächenrauheit einer Elektrode wirksam. Es ist gut bekannt, dass eine Verringerung bei einer Elektrodenoberflächenrauheit zu einer Erhöhung bei einer Drahtziehfestigkeit führt. Diese Wirkung ist bei den Ergebnissen des Beispiels 1 offensichtlich, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist. Da jede Elektrode eine hohe Oberflächenglattheit aufweist, kann der Winkel zwischen einer Oberfläche der Elektrode und einer Kapillare, die an einem Drahtbonder angebracht ist, bei etwa 90 Grad beibehalten werden. Dies führt wahrscheinlich zu einer Erhöhung bei einer Drahtziehfestigkeit.
Bei dem Verfahren des Beispiels 1 werden Abschnitte jeder Elektrode geglättet, die durch eine Schwingung mit den Medien beschossen werden. Die Energie, die von den Medien an die Elektrode angelegt wird, ist lediglich ausreichend, um Abschnitte zu rollen, die von der Elektrode vorstehen, und daher wird die Elektrode geglättet, ohne geschliffen zu werden. Dies ermöglicht, dass die plattierte Elektrode eine Oberflächenrauheit (Ra) von etwa 0,15 μm aufweist, d. h. im Wesentlichen die gleiche Glattheit wie diese einer Kupferfolienelektrode, die an einer gedruckten Schaltungsplatine befestigt ist.
Bei dem Beispiel wurden die Entfernung der Einzwängschichten und das Glätten der Elektroden in einem Schritt durchgeführt, wie es oben beschrieben ist. Nachdem die Einzwängschichten entfernt sind, können die Elektroden in einem Schritt geglättet werden, unabhängig von dem Schritt des Entfernens der Einzwängschichten.
In dem Fall, bei dem das Verfahren des Beispiels 1 verwendet wird, um ein Keramiksubstrat (Keramikmehrschichtsubstrat) mit einer gemeinsamen Struktur herzustellen, d. h. ein Keramikmehrschichtsubstrat B, das beispielsweise ein Laminat 33 umfasst, das eine Mehrzahl von gestapelten isolierenden Keramikschichten 31 und interne Leiter 32 umfasst, die zwischen denselben angeordnet sind, und ferner Oberflächenleiter 34 umfasst, die an dem Laminat 33 angeordnet sind, und das eine derartige Struktur aufweist, dass die internen Leiter 33 miteinander verbunden sind oder die internen Leiter 32 mit den Oberflächenleitern 34 über Durchgangslochleiter 35 verbunden sind, wie es in 5 gezeigt ist, werden Vorteile ähnlich diesen des Beispiels erhalten und wird das Keramikmehrschichtsubstrat derart erhalten, dass die Oberflächenleiter 34 eine hervorragende Glattheit aufweisen, wie es bereits bestätigt wurde.
Um den Einfluss der Größe der Medien auf die Glattheit von Elektroden zu untersuchen, wurden die folgenden Medien und Kugeln bei einem Schritt zum Entfernen von Einzwängschichten von gebrannten Laminaten und zum Glätten von Elektroden in der gleichen Weise wie der bei dem Beispiel 1 beschriebenen verwendet: sphärische Medien (Zirkoniumoxidkugeln), die aus Zirkoniumoxid (ZrO₂) hergestellt sind, mit einem Durchmesser von 1 mm; sphärische Zirkoniumoxidkugeln mit einem Durchmesser von 3 mm; und andere Kugeln (d. h. sphärische Zirkoniumoxidkugeln mit einem Durchmesser von 2 mm). Keramiksubstrate wurden durch den Schritt hergestellt.
Folglich wurde bestätigt, dass die Verwendung der Zirkoniumoxidkugeln mit 1 mm Durchmesser als Medien bei einem ausreichenden Glätten der Elektroden unwirksam war und bewirkte, dass die Einzwängschichten ungenügend entfernt wurden.
Dies ist wahrscheinlich so, weil die Zirkoniumoxidkugeln mit 1 mm Durchmesser eine zu geringe Masse aufweisen, um die Einzwängschichten ausreichend zu entfernen und die Elektroden ausreichend zu glätten, da die Energie, die durch das Versetzen der Medien in Schwingung durch die Anlegung einer Ultraschallwelle erzeugt wird, gering ist.
Der Grund dafür, warum die Verwendung der Zirkoniumoxidkugeln mit 1 mm Durchmesser bei einem ausreichenden Glätten der Elektroden unwirksam ist, liegt wahrscheinlich darin, dass die Energie, die aus demselben erzeugt wird, gering ist und daher die Medien eine geringe Wirkung bei einem Rollen von Abschnitten der Elektroden aufweisen, die mit den Medien beschossen werden, derart, dass die Oberflächen derselben planarisiert werden.
Es gibt einige Gründe dafür, warum die Verwendung der Zirkoniumoxidkugeln mit 1 mm Durchmesser bewirkt, dass die Entfernung der Einzwängschichten ungenügend ist. Einer der Gründe besteht wahrscheinlich darin, dass nicht genügend Energie erzeugt werden kann, um reaktive Schichten zu zerstören, die zwischen den Einzwängschichten und gesinterten Basisschichten gebildet sind.
In dem Fall, bei dem die Ausgabe der Ultraschallwellen erhöht wurde (d. h. der Schalldruck derselben erhöht wurde), derart, dass eine hohe Energie erzeugt wurde, wurde keine erwünschte Wirkung erhalten, weil die Medien eine extrem kleine Masse aufwiesen und daher aus einer Ablage verstreut wurden.
Es wurde bestätigt, dass die Verwendung der Zirkoniumoxidkugeln mit 3 mm Durchmesser als Medien bewirkte, dass ungeglättete Regionen ungleichmäßig an Oberflächen der Elektroden verteilt sind, und bewirkte, dass die Einzwängschichten ungenügend entfernt werden.
Dies ist wahrscheinlich so, weil die Zirkoniumoxidkugeln mit 3 mm Durchmesser zwar eine große Masse aufweisen und daher eine ausreichende Energie erzeugen können, aber die Medien eine relativ große Krümmung aufweisen und daher der Abstand zwischen Kontakten extrem groß ist; daher können die Elektrodenoberflächen nicht effizient geglättet werden und können die Einzwängschichten nicht entfernt werden.
Die Zirkoniumoxidkugeln mit 3 mm Durchmesser, die eine große Krümmung aufweisen, sind durch Aufwenden einer langen Zeit zum Erhöhen der Glattheit der Elektrodenoberflächen in der Lage. Die Verwendung der Zirkoniumoxidkugeln mit 3 mm Durchmesser ist jedoch aufgrund geringer Produktivität nicht bevorzugt.
Unter derartigen Bedingungen, wie dieselben bei dem Beispiel 1 beschrieben sind, werden daher vorzugsweise Zirkoniumoxidkugeln mit einem Durchmesser größer 1 mm bis kleiner 3 mm verwendet.
Der bevorzugte Bereich des Durchmessers der Medien hängt von der Dicke der Einzwängschichten, einem Material, das in den Einzwängschichten enthalten ist, der Dichte einer verwendeten Behandlungsflüssigkeit und/oder dergleichen ab und ist daher nicht zwangsläufig auf den obigen Bereich begrenzt.
Beispiel 2
Die gleiche Basisschicht wie die Basisschicht (ungebranntes Keramiksubstrat) von dem Beispiel 1 wurde unter im Wesentlichen den gleichen Bedingungen wie den bei dem Beispiel 1 beschriebenen gebrannt, außer dass keine Einzwängschicht verwendet wurde, wodurch ein Keramiksubstrat erhalten wurde.
Das Keramiksubstrat wurde einem Glätten unter den gleichen Bedingungen wie den bei dem Beispiel 1 beschriebenen unter Verwendung der gleichen Medien wie den bei dem Beispiel 1 verwendeten (den Zirkoniumoxidkugeln mit 2 mm Durchmesser) unterzogen.
Folglich umfasste das Keramiksubstrat Elektroden, sowie die bei dem Beispiel 1 beschriebenen, mit einer Oberflächenrauheit Ra von 0,15 μm, d. h. einer hervorragenden Glattheit.
Beispiel 3
Keramikgrünschichten, die aus Aluminiumoxid hergestellt sind, wurden verwendet, um ein gebranntes Substrat vorzubereiten. Kupferelektrodenpaste wurde durch Drucken auf das gebrannte Substrat aufgebracht. Das gebrannte Substrat bei 1000°C in einer reduzierenden Atmosphäre wurde gebrannt (nachgebrannt), wodurch ein Keramiksubstrat vorbereitet wurde, das Kupferelektroden umfasst, die an demselben angeordnet sind.
Die Kupferelektroden wiesen eine Oberflächenrauheit (Ra) von 0,5 μm auf. Die Kupferelektroden wurden einem Glätten unter den gleichen Bedingungen wie den bei dem Beispiel 1 beschriebenen unter Verwendung der gleichen Medien wie den bei dem Beispiel 1 beschriebenen (den Zirkoniumoxidkugeln mit 2 mm Durchmesser) unterzogen, wodurch die Oberflächenrauheit Ra derselben auf 0,18 μm verbessert wurde.
Beispiel 4
Es wurden die folgenden Lagen und die folgende Paste vorbereitet: Keramikgrünschichten, die aus Aluminiumoxid hergestellt sind, verwendet als ein Substratmaterial, und Wolframpaste, verwendet als ein Elektrodenmaterial (Anschlussleitungsmaterial). Die Wolframpaste wurde durch Siebdrucken auf den Keramikgrünschichten aufgebracht, wodurch Elektroden (Anschlussleitungen) gebildet wurden. Die sich ergebenden Keramikgrünschichten wurden gestapelt, gepresst und dann gebrannt, wodurch ein Aluminiumoxidsubstrat erhalten wurde, das die Elektroden umfasst, die an demselben angeordnet sind. Die Elektroden wiesen eine Oberflächenrauheit (Ra) von 0,55 μm auf. Die Elektroden wurden einem Glätten unter den gleichen Bedingungen wie den bei dem Beispiel 1 beschriebenen unter Verwendung der gleichen Medien wie den bei dem Beispiel 1 verwendeten (den Zirkoniumoxidkugeln mit 2 mm Durchmesser) unterzogen, wodurch die Oberflächenrauheit Ra derselben auf 0,16 μm verbesserte wurde.
Beispiel 5
6 ist eine schematische Ansicht eines Keramiksubstrats gemäß einem anderen Beispiel (Beispiel 5) der vorliegenden Erfindung. Das Keramiksubstrat B wurde durch das gleiche Verfahren wie das Keramiksubstratherstellungsverfahren hergestellt, das bei dem Beispiel 1 mit Bezug auf 5 beschrieben wurde. Das Keramiksubstrat B wies eine derartige Struktur auf, dass ein IC-Chip 43 an einer Oberflächenelektrode 42a befestigt war, die an einem Keramiksubstratkörper 41 befestigt war, und der IC-Chip 43 elektrisch mit einer Oberflächenelektrode 42b mit einem Bonddraht 44 verbunden war. Die obere Oberfläche des Keramiksubstratkörpers 41 war mit einem Abdichtharz 45 abgedichtet.
Bei dem Keramiksubstrat des Beispiels 5 wies die Oberflächenelektrode 42a einen glatten mittleren Abschnitt 42a₁ auf, der unter dem IC-Chip 43 lag, der an demselben befestigt war, und die Substratelektrode 42b wies einen glatten mittleren Abschnitt 42b₁ auf, der einem Drahtbonden unterzogen wurde. Die Oberflächenelektrode 42a und die Oberflächenelektrode 42b wiesen einen Endabschnitt 42a₂ bzw. 42b₂ auf, wobei jeder eine grobe Oberfläche aufweist, wobei die Endabschnitte 42a₂ und 42b₂ keiner IC-Chipbefestigung oder keinem Drahtbonden unterzogen werden. Bei dem Beispiel 5 wurde, um die Bondfestigkeit zwischen dem Keramiksubstratkörper 41 und dem Abdichtharz 45 zu erhöhen, bei den Abschnitten 42a₂ und 42b₂ der Oberflächenelektroden 42a und 42b die Oberflächenrauheit erhöht, um große Kontaktbereiche mit dem Abdichtharz 45 und eine Verankerungswirkung aufzuweisen.
Die folgenden Substrate wurden vorbereitet: ein Keramiksubstrat, das Oberflächenelektroden 42a und 42b umfasst, die glatte Oberflächen aufweisen, und ein Keramiksubstrat, das mittlere Abschnitte 42a₁ bzw. 42b₁ und einen Endabschnitt 42a₂ und 42b₂ mit einer Oberflächenrauheit aufweist, die größer als diese der mittleren Abschnitte 42a₁ 42b₁ ist. Die Abdichtharze 45, die bei den Keramiksubstraten verwendet wurden, wurden auf eine Halbleiterstückscherfestigkeit hin gemessen. Das Abdichtharz 45 des Keramiksubstrats, das die glatten Oberflächenelektroden umfasst, wies eine Halbleiterstückscherfestigkeit von 80 N auf. Das Abdichtharz 45 des Keramiksubstrats, das den Endabschnitt 42a₂ und 42b₂ mit hoher Oberflächenrauheit aufweist, wies eine Halbleiterstückscherfestigkeit von 100 N auf. Dies bestätigte, dass die Bondfestigkeit zwischen dem Abdichtharz 45 und einem Keramiksubstratkörper 41 auf eine derartige Weise gesichert werden kann (d. h. die Verringerung der Bondfestigkeit zwischen dem Abdichtharz 45 und einem Keramiksubstratkörper 41 durch ein Glätten von Oberflächen von Elektroden kann kompensiert werden), dass die Oberflächenrauheit der Endabschnitte 42a₂ und 42b₂ eingestellt wird, um größer als diese der mittleren Abschnitte 42a₁ und 42b₁ zu sein.
Bei diesem Beispiel war die Oberflächenrauheit der Endabschnitte der Oberflächenelektroden eingestellt, um größer als diese der mittleren Abschnitte derselben zu sein, und zwar auf eine derartige Weise, dass Regionen (die Endabschnitte), die oberflächenaufgeraut werden sollen, maskiert wurden, um zu verhindern, dass dieselben durch den Beschuss von Medien geglättet werden.
Mögliche Beispiele einer Technik zum Einstellen der Oberflächenrauheit der Endabschnitte der Oberflächenelektroden, um größer als diese der mittleren Abschnitte derselben zu sein, umfassen eine Technik zum Aufrauen der Endabschnitte der Oberflächenelektroden, die einem Glätten unterzogen werden, durch einen Nassstrahlprozess oder dergleichen; eine Technik zum Einstellen der Beziehung zwischen der Größe des Mediums und der Dicke der Elektroden; und eine Technik zum Einstellen der Richtung der Medien, die auf die Elektroden angewandt werden.
Bei jedem obigen Beispiel handelte es sich bei einer verwendeten Basis um ein Keramiksubstrat und wurden Elektroden, die an dem Keramiksubstrat angeordnet waren, geglättet, wie es oben beschrieben wurde. Die Basis, die die Elektroden trägt, die geglättet werden sollen, ist nicht besonders begrenzt. Die vorliegende Erfindung ist breit auf das Glätten von Elektroden anwendbar, die an oder über Basen angeordnet sind, wie beispielsweise andere blockförmige Blöcke als tafelförmige Bauglieder und Basen mit gekrümmten Oberflächen, die unter den Elektroden liegen, mit verschiedenen Formen oder Strukturen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Beispiele beschränkt. Hinsichtlich des Typs und/oder Mischungsverhältnisses von Materialien, die in Basen enthalten sind, der Struktur von Elektroden, die geglättet werden sollen, Materialien, die in den Elektroden enthalten sind, Bedingungen für die Anlegung von Ultraschallwellen und/oder Materialien, die in Medien enthalten sind, kann die vorliegende Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung modifiziert oder variiert werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Oberfläche einer Elektrode, die an einer Basis angeordnet ist, wie beispielsweise einem Keramiksubstrat, effizient und sicher geglättet werden, ohne die Elektrode oder die Basis zu beschädigen. Genauer gesagt kann eine Oberfläche der folgenden Elektrode wirksam und sicher geglättet werden: einer Elektrode, die durch einen Nicht-Schrumpfungsprozess unter Verwendung einer Einzwängschicht gebrannt und dann von der Einzwängschicht getrennt wird.
Folglich ist die vorliegende Erfindung in breiter Weise auf die Herstellung verschiedener elektronischer Komponenten, wie beispielsweise Keramiksubstraten, die Oberflächenelektroden umfassen, anwendbar.
Zusammenfassung
Das folgende Verfahren ist vorgesehen: Ein Verfahren zum effizienten und sicheren Glätten einer Oberfläche einer Elektrode, die an einer Basis angeordnet ist, wie beispielsweise einem Keramiksubstrat, ohne die Elektrode oder die Basis ernsthaft zu beschädigen, insbesondere eine Elektrode, die durch einen Nicht-Schrumpfungsprozess unter Verwendung einer Einzwängschicht gebrannt wird und die von der Einzwängschicht getrennt wird.
Eine Basis, die eine Elektrode trägt, die an derselben angeordnet ist, wird vorbereitet und eine Oberfläche der Elektrode wird geglättet, indem Medien in einem derartigen Zustand in Schwingung versetzt werden, dass die Medien angeordnet sind, um sich in Kontakt mit der Elektrode zu befinden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2007-318173 [0010]

Claims

Ein Verfahren zum Glätten einer Oberfläche einer Elektrode, das ein Vorbereiten einer Basis, die die Elektrode trägt, die an derselben angeordnet ist, und ein Glätten der Elektrodenoberfläche durch ein Versetzen von Medien in Schwingung in einem derartigen Zustand, dass die Medien angeordnet sind, um sich in Kontakt mit der Elektrode zu befinden, aufweist.
Das Elektrodenglättverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Medien auf eine derartige Weise in Schwingung versetzt werden, dass die Basis in eine Behandlungsflüssigkeit eingetaucht ist und eine Ultraschallwelle an die Behandlungsflüssigkeit angelegt wird.
Das Elektrodenglättverfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die Ultraschallwelle an die Behandlungsflüssigkeit in einem derartigen Zustand angelegt wird, dass die Basis über einer Ablage platziert ist, auf der die Medien angeordnet sind, derart, dass die Elektrode sich in Kontakt mit den Medien befindet.
Das Elektrodenglättverfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die Ultraschallwelle an die Behandlungsflüssigkeit in einem derartigen Zustand, dass die Basis an oder über einer Ablage platziert ist, derart, dass eine Oberfläche der Basis, die die Elektrode trägt nach oben positioniert ist, und in einem derartigen Zustand angelegt wird, dass die Medien über der Basis angeordnet sind, derart, dass die Elektrode sich in Kontakt mit den Medien befindet.
Das Elektrodenglättverfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem es sich bei der verwendeten Behandlungsflüssigkeit um entgastes Wasser handelte.
Das Elektrodenglättverfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Medien eine Dichte aufweisen, die größer als diese der Behandlungsflüssigkeit ist.
Das Elektrodenglättverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Medien eine Härte aufweisen, die größer als diese der Elektrode ist, die an der Basis angeordnet ist.
Das Elektrodenglättverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Medien eine sphärische Form aufweisen.
Das Elektrodenglättverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Medien aus Zirkoniumoxid hergestellt sind.
Das Elektrodenglättverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Elektrode einen Endabschnitt und einen mittleren Abschnitt aufweist, der eine Oberflächenrauheit aufweist, die sich von dieser des Endabschnitts unterscheidet.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrats, das einen Schritt eines Glättens einer Oberfläche einer Elektrode durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, wobei es sich bei der Basis um ein Keramiksubstrat handelt und die Elektrode aus einem gesinterten Metall hergestellt ist.
Das Keramiksubstratherstellungsverfahren gemäß Anspruch 11, das ferner einen Schritt eines Bildens einer Plattierungsschicht an der geglätteten Elektrode aufweist.
Ein Keramiksubstrat, das durch das Keramiksubstratherstellungsverfahren gemäß Anspruch 11 oder 12 hergestellt ist, mit einer Elektrode mit einer geglätteten Oberfläche.