JP2006036602A - セラミック部材およびその製造方法、ならびにこれを用いた電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】凹部表層部ならび凹部周縁にマイクロクラックの発生を抑制して高信頼性の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に凹部２を備えてなるセラミック部材１であって、該セラミック部材１は主成分と複数の添加剤成分とからなり、前記凹部２は熱照射で形成され、前記凹部２の表層部２ａには前記主成分をなすセラミックの溶融層が実質的に存在しないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明はセラミック部材への凹部形成方法に関するもので、特に電子部品に用いられるセラミック基板の分割用凹部や半導体チップ搭載用凹部に関する。

セラミック部材に形成される凹部は、特に電子部品用セラミック基板においては、分割用として、また、半導体チップ等の回路搭載用として用いるために形成されている。

これらの凹部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凹部を形成するものが主流であるが、その後に焼成を行うため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り、高寸法精度が要求される近年は、焼結後のセラミック部材をレーザー等の熱的加工による方法が多くなりつつある。

そして、焼結後のセラミック部材へレーザー光を照射して凹部を形成する方法は、被加工物をレーザー光の熱エネルギーで溶融させて所望の形状に加工するものであり、レーザー加工の欠点として、溶融したセラミックが凹部の表層部に残留すること、また、凹部の周縁やレーザー装置の光学系に溶融物が飛着するといった問題が発生していた。

そこで、上記のレーザー加工で形成された凹部への溶融層の残留を防止する方法として、（以下不図示）レーザー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、レーザー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凹部表層部に溶融層を残留させない方法が開示されている（特許文献１）。

上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、レーザー光で加工した凹部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。

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ー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２）。

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、レーザー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、セラミック基板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３）。

また、加工メカニズムの異なる方法として、図１６に示すように、セラミック部材１０１にＣＯ_２レーザーにより発振されたレーザー光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を発生させて上記セラミック部材１０１を切断する方法が開示されている（特許文献４）。この方法は前述した方法とは異なり被加工物への熱的ダメージが少なく溶融層も発生しない。

凹部表面への溶融層の残留と同様に、レーザー加工の大きな問題点として、加工部位周辺への溶融物の飛着がある。溶融物の飛着は被加工物ならびにレーザー装置の光学系いずれに対して発生しても大きな問題となる。

上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）被加工物にレーザー光を照射しながら、アシストガスとは異なった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。

しかし、上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、レーザー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）レーザー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５）。
特開平８−１４１７６４号公報 特開平１−１１２７９４号公報 特開２００４−２２６４３号公報 特開２０００−３２３４４１号公報 特開平３−２５２３８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているレーザー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、さらに凹部形状であれば、凹部表層部への溶融層の残留をなくすことは出来なかった。このような方法で加工しても図１７に示すように、セラミック部材１０１に分割用溝１０３として凹部１０２を形成した場合、凹部１０２の加工深さｄ２に対し、溶融層１１６の残留があるために実質上の凹部１０２は深さｄ１となり、従って、凹部１０２の深さが浅くなることにより、凹部１０２にそって分割するとセラミック部材１０１の分割不良となったり、或いは分割不良を避けるために凹部１０２を深く形成すると、分割工程前で割れたり、クラックが入るなどの課題が多発していた。

さらに、凹部１０２の溶融層１１６は、レーザー光によりセラミックが加熱され溶融後に冷却され固化したものであるために、冷却時の収縮により無数のマイクロクラック１１７が発生している。図１８に示すように、セラミック部材１０１の主面に回路パターン１０６を形成し凹部１０２にそって分割後、上記回路パターン１０６と接続するように端面電極１０７を形成する電子部品１０５があるが、分割した凹部１０２の表面の溶融層１１６にマイクロクラック１１７があると、マイクロクラック１１７により溶融層１１６とセラミック部材１０１が剥がれやすく、よって端面電極１０７の密着強度が低下するという問題と、また、溶融層１１６の表層部が平滑面であるためにアンカー効果が低く、端面電極１０７と溶融層１１６を含むセラミック部材１０１との密着強度が低下するという課題があった。

これらの課題を解決するために、溶融層１１６をケミカルエッチングにより除去する方法が特許文献２であるが、エッチング液にセラミック部材１０１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１０１に例えば格子状の繊細かつ多数の凹部１０２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。

また、特許文献３のサンドブラストで強制的に溶融層１１６を除去する方法では、溶融層１１６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１０１には相応しい方法とは言えなかった。

また、上述した特許文献１〜３の方法は、被加工物であるセラミック部材１０１をレーザー光により溶融、昇華させるものであるため、図１９に示すように、加工された凹部１０２の周縁のセラミック部材１０１や集光レンズ１２２にはセラミックの溶着物１１８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１１８による汚損はレーザー加工能力の低下となり、セラミック部材１０１の表面への溶着物１１８の付着は回路パターン１０６の形成不良や回路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。

ここで、上記被加工物の表面に付着した溶着物１１８は、セラミック部材１０１の表面をバフ研磨等で除去するのが一般的であって、この溶着物１１８の除去工程はレーザー加工後の基本工程となっているのが現状である。しかし、バフ研磨等の物理的な処理で溶着物１１８を除去すると、被加工物のセラミック表面の粒子破壊が発生し、これを電子部品１０５に用い回路パターン１０６を形成した場合、そのパターンの密着強度が低下するという課題があった。

一方、特許文献４は、レーザー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、図２０（ａ）（ｂ）（ｃ）のセラミック部材１０１に形成した凹部１０２の断面図に示すような、凹部１０２の略Ｖ字形状や略Ｕ字形状の分割用溝１０３や半導体チップ搭載用凹部１０４等の所望の形状や深さの加工は不可能であった。

また、上述した従来の溶融層１１６の除去処理工程を有するレーザー加工では、非加工部に存在する主成分のセラミックと微量の種々の添加剤を溶融させ、それにより発生した溶融層１１６を除去しているため、レーザー加工後の凹部の表層部の組成は、凹部以外のセラミック部材が有する組成とほぼ同一であり、主成分のセラミック中に種々の添加剤が略均一に分散されているものであった。

しかしながら、セラミック部材の分割用凹部１０２に端面電極１０７を形成する電子部品１０５では、端面電極１０７を構成する導電材とセラミック部材１０１を構成する主成分のセラミックとの密着性が劣るため、近年求められる電子部品１０５の極小化に伴い、セラミック部材１０１と端面電極１０７の接触面積が小さくなり、前記密着性の問題が露呈してきた。

さらに、従来のレーザー加工は、図２１（ａ）の平面図に示すように、より連続溝に近い分割用溝１０３を形成しても該分割用溝１０３の幅の広い部分Ｄ１と幅の狭い部分Ｄ２があり、この幅Ｄ１、Ｄ２の差は少なくとも１０μｍ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となっているとともに、分割用溝１０３にそって分割した後、その側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上記側面が接触にするとセラミック部材１０１のカケが発生しやすいという課題があった。そして、この分割用溝１０３は図２１（ｂ）の断面図に示すように、深さ方向にも上下の波状を呈し、例えば、最大深さｄ３を１００μｍ以上に加工した場合、浅い部分ｄ４との差ｄ５は少なくとも２０μｍ以上は免れず、分割不良の発生または割れ、クラックという課題は解決できなかった。

さらに、図２２に半導体チップ搭載用凹部１０４を備えたセラミック部材１０１を図示したが、凹部１０２、１０４の底面１０４ａが平坦でかつ、セラミック溶融層が実質的に存在しない凹部１０２を形成することはレーザー加工では不可能であり、このような凹部１０２の製造方法はセラミックグリーンシートに貫通孔を形成したものと貫通孔のないものを貼り合わせ焼成する方法や焼結後の基板にサンドブラスト等で凹部を形成する方法が採用されていて、これらの方法はいずれもコスト高になるという課題があった。

上述した課題を総合的に解決するために、本発明者は試行錯誤の末、画期的で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。

本発明のセラミック部材は、少なくとも一方の主面に凹部を備えてなるセラミック部材であって、該セラミック部材は主成分と複数の添加剤成分とからなり、前記凹部は熱照射で形成され、前記凹部の表層部には前記主成分をなすセラミックの溶融層が実質的に存在しないことを特徴とする。

また、本発明のセラミック部材は、少なくとも一方の主面に凹部を備えてなるセラミック部材であって、該セラミック部材は主成分と複数の添加剤成分とからなり、該添加剤成分の一部を前記凹部の表層部に偏在させたことを特徴とする。

さらに、前記凹部の前記セラミック部材の溶着物が実質的に存在しないことを特徴とする。

さらに、前記添加剤成分の一部を前記凹部の表層部の面積の８０％以下に存在させたことを特徴とする。

さらに、前記凹部の表層部は、実質的に前記主成分をなすセラミック結晶粒の粒界面からなることを特徴とする。

さらに、前記凹部と前記セラミック部材の主面との境界線間距離のバラツキが４μｍ以下であることを特徴とする。

さらに、前記凹部の深さのバラツキが８μm以下であることを特徴とする。

さらに、前記セラミック部材は主成分としてＡｌ_２Ｏ_３９２．０〜９９．９質量％、添加剤としてＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯを含有したことを特徴とする。

さらに、前記セラミック部材を板状体とし、前記凹部が前記セラミック部材を分割する溝であることを特徴とする。

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主面に回路パターンが形成され、かつ該回路パターンと前記凹部を接続するように導体が形成され、該凹部に沿って前記セラミック部材を分割した端面に電極を形成したことを特徴とする。

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凹部に少なくとも一層以上の薄膜金属層を蒸着し、該薄膜金属層上に少なくとも一層以上の金属メッキ層を形成し、該金属メッキ層上に半導体チップを搭載したことを特徴とする。

主成分と複数の添加剤成分からなるセラミック基板の少なくとも一方の主面に導電体を形成し、前記添加剤成分の一部を前記セラミック基板の側面表層部に偏在させ該側面表層部に電極を形成するとともに、該電極と前記導電体とを導通したことを特徴とする電子部品。

本発明のセラミック部材の製造方法は、複数の成分からなる添加剤を含むセラミックを板状に焼成し、得られたセラミック部材の少なくとも一方の主面に凹部を有するセラミック部材の製造方法であって、該凹部を形成する部位に前記セラミック部材の主成分の融点未満で、かつ、前記添加剤のうち少なくとも１種の成分が有する融点より高い温度の熱照射をすることで、前記凹部を形成することを特徴とする。

さらに、前記熱照射の移動速度が１０ｍ／分以上であることを特徴とする。

さらに、前記熱照射に用いる熱がレーザー光であることを特徴とする。

さらに、前記レーザー光がＣＯ_２レーザーであることを特徴とする。

このように本発明のセラミック部材によれば、該セラミック部材の凹部の表層部に主成分をなすセラミックの溶融層が実質的に存在しないことから、上記凹部を分割用溝として用いると、溶融層が存在しないことから分割性が良好であるとともに、凹部の深さを浅くできるため分割工程前で割れたりクラックが入るという問題を防止することができる。

また、本発明のセラミック部材の凹部の表層部に、上記添加剤成分の一部を偏在させたことにより、上記凹部に厚膜ペーストにより端面電極などの導体を形成すると、ペースト中に含有されるガラス質を形成する添加剤が、上記表層部のセラミック部材中の上記添加剤成分の一部が実質的に存在しない部分に移動し、一方で、セラミック部材を構成する上記添加剤成分の一部が上記ペーストに移動することで相互拡散するため、セラミック部材に対する導体密着強度が向上する。

また、本発明のセラミック部材の凹部の周縁にはセラミック部材の溶着物が実質的に存在しないことから、溶着物の除去工程が不要であり、従って、溶着物の除去によるセラミック部材の表面の結晶粒子が破壊され、この粒子破壊面に回路パターンを形成した場合の密着強度不良や、また、セラミック部材表面の溶着物が残留することにより回路パターン不良や印刷用マスクが破損するという問題の発生も防止できる。

このように、本発明のセラミック部材の製造方法によれば、主成分をなすセラミックの融点以下の熱照射により凹部を形成するため、セラミックの溶着物が周縁に飛散することがなく、上記熱照射がレーザー加工による場合、光学系の汚損も発生しない。さらに、熱照射の移動速度が１０ｍ／分以上と高速加工であるために、従来のレーザー加工に比べ著しく生産性向上が図れる。

以下、本発明のセラミック部材の実施形態について説明する。

図１は、本発明のセラミック部材１の一例を示す斜視図で、図１（ａ）は凹部２を分割用溝３として形成したもの、図１（ｂ）は凹部２を半導体チップ搭載用凹部４として形成したものを示す。尚、上記凹部２は、セラミック部材１の両主面１ａ、１ａ’に備えても良い。

本発明のセラミック部材１は、少なくとも一方の主面に凹部２を備え、上記セラミック部材１は主成分と複数の焼結助剤となる添加剤からなり、上記凹部２を熱照射により形成し、該凹部２の表層部２ａには図１７に示すような溶融層１１６が実質的に存在しない。

従来のレーザー加工の熱照射部には、主成分のセラミックならびに添加剤がレーザー光の高熱で溶融し凹部表層部を覆っていて、これを溶融層１１６としているが、このように、主成分をなすセラミックの溶融層１１６が凹部２の表層部２ａに存在しないことから、上記凹部２を分割用溝３として用いると、溶融層１１６が存在しないことから分割性が良好であるとともに、凹部２の深さｄを浅くできるため分割工程前で割れたりクラックが入るという問題を防止することができる。これは、溶融層１１６が存在するように加工すると、予め、溶融層１１６の厚みを考慮して深めに凹部２を形成しなければならなかったため、上述したように、分割工程前に割れが発生していた。

また、この凹部２を半導体チップ搭載用凹部４として用いると凹部２の底面４ａに溶融層１１６が存在しないことから、図２に示すように、Ｎｉ等の薄膜金属層８を凹部２、４の表層部４ａに蒸着しその上にＡｕ等の金属層９をメッキし、さらにその上に半導体チップ１０を搭載するが、凹部２、４の底面４ａに溶融層１１６が存在しないことから、アンカー効果が強く、薄膜金属層８のセラミック部材１への密着強度が向上できる。

一方で、本発明のセラミック部材１は、主成分と複数の添加剤からなり、少なくとも一方の主面に熱照射により形成された凹部２を備え、該凹部２の表層部２ａには、上記主成分であるセラミック（アルミナ）より低い融点を有する成分（シリカ）を上記凹部２の表層部２ａに偏在させている。図３（ａ）に、上記熱照射により加工されたセラミック部材１の凹部２の表層部２ａのＥＰＭＡ分析（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｉｓ）の図面代用写真を示し、図３（ｂ）には、非熱照射部のＥＰＭＡ分析の図面代用写真を示している。ここでは本発明の一実施例としてセラミック部材１の主成分をなすセラミックがアルミナ、また、添加剤としてカルシア、マグネシアとセラミックより融点の低い添加剤としてシリカを用いている。ＥＰＭＡ分析の方法は、いずれも分析部位を金にて蒸着後、分析エリアを縦横ともに６７μｍの領域とし、マッピング条件をＫ分光線、分光結晶ＴＡＰとしてＳｉ元素の分布状況を分析した。ここで、図３（ａ）、（ｂ）の写真の黒色部は上記方法においてＳｉが実質的に存在していない部分を表している。

即ち、図３（ｂ）に示すように、非熱照射部はアルミナより低い融点の添加剤であるシリカが全体に分散しているが、図３（ａ）に示すように、凹部２の表層部２ａには上記シリカが偏在していることがわかる。

このように、ガラス質を形成する添加剤の成分の一部を凹部２の表層部２ａに一様に分散せずに偏在させたことから、上記凹部２に厚膜ペーストで端面電極などの導体を形成すると、ペースト中に含有する添加剤の一部がセラミック部材１のガラス質を形成する添加剤が実質的に存在しない部分に移動し、一方で、セラミック部材１を構成する主成分のセラミックより低い融点の添加剤（シリカ）が前記ペーストに移動することで相互拡散するため、セラミック部材１に対する導体密着強度が向上するという効果がある。

また、本発明のセラミック部材１は、前記した凹部２の周縁に、図１９に示すような溶着物１１８が実質的に存在しないことが好ましい。ここで、溶着物１１８とは、前述した主成分であるセラミックならびに添加剤がレーザー光等による高熱により溶融し、加工部位の周縁に付着したものである。これは、バフ研磨などによる溶着物１１８の除去工程を行う必要がなくなるとともに、前記除去工程によるセラミック部材１の表面の結晶粒子破壊により、粒子破壊面に回路パターンを形成した場合の密着強度不良や、また、溶着物１１８が残留することによる回路パターンの不良や印刷用マスクの破損といった問題の発生も低減できる。

また、本発明のセラミック部材１は前記の主成分であるセラミックより融点の低い添加剤が前記凹部２の８０％以下の表層部２ａの面積に存在することが好ましい。これは、図４に示すように、セラミック部材１に形成した凹部２を分割し、該凹部２を含めた側面１ｂに端面電極７を形成し回路パターン６と接続するような小型電子部品において、側面１ｂと端面電極７との密着強度を高めることができる。例えば、通称０４０２ミリタイプの電子部品は長さが０．４ｍｍ、幅が０．２ｍｍ、厚みが０．１ｍｍで、幅０．２ｍｍの側面に端面電極7を形成するもので、凹部２の表層部２ａに溶融層１１６や、またマイクロクラック１１７が存在すると、端面電極７の密着強度を大幅に低下することになる。また、前述した方法により、溶融層１１６を除去したとしても、電極形成面積が小さいことから、その密着強度を満足できなかったが、前記したように、端面電極７を形成するペースト中に含まれる添加剤の一部とセラミック部材１中の添加剤とが互いに移動し合い相互拡散することにより、セラミックの融点より低い成分の添加剤が一様に分散しているセラミック部材１と端面電極７との密着強度より、セラミック部材１と端子電極７との密着強度が向上しやすくなる。そして、セラミックより低い融点の成分が凹部２の表層部２ａに偏在することにより、偏在させていない場合と比較し、密着強度が向上するのが８０％以下の凹部２の表層部２ａの面積に主成分のセラミックより低い融点の成分が存在する条件下である。

ここで、上記した主成分であるセラミックより融点の低い添加剤が前記凹部２の表層部２ａの８０％を越える面積を占めて存在すると、上記導体の密着強度の向上が困難になり、また、上記値が５０％未満となる場合は、主成分となるセラミックの溶融が一部に生じ、本発明の特長が損なわれることになる。主成分であるセラミックより融点の低い添加剤が凹部２の表層部２ａの面積に存在する割合のより好ましい範囲は５０％以上７０％以下である。

また、凹部２の表層部２ａは、図５（ａ）の模式図に示すように、実質的に主成分をなすセラミックスの結晶粒子１３の粒界面からなることが好ましい。これは、図５（ｂ）に従来のレーザー加工した凹部１０２の表層部１０２ａの模式図を示すが、表層部１０２ａは溶融したガラス質１４と、レーザー加工直後にその溶融したガラス質１４が固化するときの収縮によるマイクロクラック１１７で覆われている。この表層部１０２ａに導体を形成すると厚膜、薄膜のいずれの導体形成においても、その密着強度は低下する。この問題を解決するために、物理的方法で溶融層１１６を除去すると、図５（ｃ）に示すように、溶融層１１６は存在しないが、その下部のセラミックスの結晶粒子１３まで破壊されているので凹部１０２の表層部１０２ａは粒内破壊面となる。

しかしながら、粒内破壊面に厚膜或いは薄膜により導体を形成した場合、粒子表面が平滑面であるために、アンカー効果が低く、導体の密着強度は低下する可能性がある。これに対して、本発明のセラミック部材１の凹部２の表層部２ａは、セラミックスの結晶粒子１３が粒界面であり、かつ、溶融層１１６が表面を覆っていないために、厚膜、薄膜いずれによる導体形成でもアンカー効果が大きく、従って、導体の高い密着強度を得ることができる。

また、図６に示すように、凹部２とセラミック部材１の主面１ａとの境界線間距離Ｄのバラツキが４μｍ以下であることが好ましい。これは、従来、セラミック部材に深さ１００μｍ以上の凹部を形成する場合、パワーのあるＣＯ_２レーザーで加工せざるをえず、この場合、少なくとも、上記の境界線間距離Ｄのバラツキは５０μｍ以上となるという問題があった。そして、この凹部を分割用溝とした場合、分割後の側面には少なくとも２５μｍ以上の凹凸が有り、セラミック部材１の側面と治工具等が接触するとセラミック部材１にカケが発生しやすく、また、前記側面における導体形成が困難になり、十分な密着強度を得られない可能性がある。

これに対して、境界線間距離Ｄのバラツキが４μｍ以下であると、上記凹部２を分割用溝３として用いても、分割後の側面の凹凸は２μｍ以下と低減でき、上記分割後の側面が治工具等と接触してもセラミック部材１のカケ発生を防止できるとともに、導体形成の印刷不良も抑制することができる。さらに、図７に示すような、繊細な格子状の分割用溝３を形成しても高い寸法精度を確保できる。

ここで、境界線間距離Ｄのバラツキはレーザー加工距離においては凹部２の長さが１ｍｍ以上であれば、レーザー光のドットが従来レーザーにおいても１０ドット前後は含まれるために、長い加工距離で調べた場合と大差のないバラツキがわかるため、１ｍｍ以上の所定長さにおいての凹部２の対向する主面の境界線間距離Ｄの最大値Ｄ１と最小値Ｄ２を測定しその差を境界線間距離Ｄのバラツキとしている。その測定方法は、従来のレーザー加工品では工場顕微鏡でも良いが、本発明品の測定においては、バラツキが小さいために工場顕微鏡の測定誤差範囲内となることもあり、測定精度を上げるためにセラミック部材１の凹部２を含む主面側を表面分析用の金を蒸着し、ＳＥＭ分析写真を撮り写真上で距離の測定を実施した。尚、図６（ａ）では略直線状の凹部２を示しているが、図６（ｂ）のように、蛇行した凹部２を形成してもよい。

また、図８に示すように、前記凹部２の深さｄのバラツキｄ５は８μｍ以下であることが好ましい。これは、従来ではセラミック部材に深さ１００μｍ以上の凹部２を分割用の連続溝となるように形成しても、三角波形溝になり上記バラツキｄ５が少なくとも３０μｍ以上になり、高精度な凹部２の形成が困難であるとともに、セラミック部材１の厚みｔの２０％以上の深さｄを加工しないと分割不良が発生しやすかった。

これに対して、深さｄのバラツキｄ５が８μｍ以下と小さいために、凹部２を分割用溝とした場合、セラミック部材１の厚みｔの１５％以上２０％以下であれば分割性に支障がなく、また、必要以上に深さｄを大きくしなくてもよいため、分割工程前での取り扱いや熱処理工程でクラックや割れの発生を防止できる。

ここで、凹部２の深さｄのバラツキｄ５とは、前記境界線間距離Ｄのバラツキと同様に、レーザー加工品であれば、長さ１ｍｍ以上について確認すると精度の高い値を得ることができる。その所定距離における凹部２の最大深さｄ３と最小深さｄ４の差を深さｄのバラツキｄ５とし、一般には、赤色探傷液を凹部２に塗布後、凹部２に沿って分割し工場顕微鏡で着色部分の深さを測定するが、本発明品では上記深さｄのバラツキｄ５が小さいために工場顕微鏡による測定では測定誤差範囲内となることがある。したがって、凹部２に沿って分割後に、その分割した側面に表面分析用の金を蒸着してＳＥＭ分析写真を撮り、その写真から深さｄのバラツキｄ５を求めた。

また、本発明のセラミック部材１は、主成分にＡｌ_２Ｏ_３９１〜９９．６質量％のアルミナ、添加剤としてＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯとを含有していることが好ましい。ここで、Ａｌ_２Ｏ_３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、上記添加剤が粘結剤として望ましいものである。そして、本発明のセラミック部材１凹部２の表層部２ａでは、主成分を成すアルミナは実質的に溶融していないため粒界結晶面を有し、また、アルミナより融点の低いシリカが表層部２ａに均一に分散して存在しているのではなく、上記シリカが存在する領域と実質的に存在しない領域があり、表層部２ａにシリカが偏って分布（偏在）している。従って、上記凹部２の表層部２ａに、厚膜、薄膜等による導体を形成した場合、上述したセラミック部材１中の添加剤と導体中の添加剤との相互拡散作用とともに、上記粒界結晶面による高いアンカー効果により導体の密着強度を向上できる。

ここで、本発明の主成分をなすセラミックとして、上記アルミナ以外に窒化アルミニウム、窒化珪素、フェライト、アルミナジルコニア系のセラミックスを用いてもよい。

また、本発明のセラミック部材１は該セラミック部材１を板状体とし、前記凹部２がセラミック部材１を分割する溝としているので、１シートの板状体に精細な多数の分割用溝３を形成してもその寸法精度が高い。さらに、凹部２の深さｄのバラツキも小さいために、深さｄを浅く形成しても分割性が良好で、かつ、クラックや割れの発生を防止できる。

本発明の電子部品５は、前記セラミック部材１の凹部２を、分割する溝として形成したものを上記凹部２にそって分割したものを用いて、図４に示すように、セラミック部材１の主面ａに回路パターン６が形成され、かつ、該回路パターン６と前記凹部２を接続するように導体が形成され、該凹部２に沿って前記セラミック部材１を分割した端面１ｂに電極７を形成している。上記電極７は、通常厚膜ペーストをセラミック部材にディップし、焼成することにより形成するが、凹部２の表層部２ａに溶融層が存在せず、主成分のセラミックの結晶粒は粒界結晶面であり、また、上記セラミックより融点の低い成分の添加剤を偏在させていることから、厚膜ペーストのセラミック部材１への入り込みがよく、かつ、厚膜ペーストに含まれるガラス質を構成する添加剤の一部とセラミック部材１中の主成分のセラミックより低い融点の添加剤とが互いに移動することにより、高いアンカー効果と添加剤の相互拡散作用により導体の密着強度を向上できる。

また、本発明の電子部品５は、前述した本発明のセラミック部材１を用いて、図２に示すように、該セラミック部材１の凹部２に少なくとも一層以上の薄膜金属層８を蒸着し、該薄膜金属層８上に少なくとも一層以上の金属メッキ層９を形成し、該金属メッキ層９上に半導体チップ１０を搭載したことである。半導体チップ搭載用凹部４の底面４ａに溶融層１１６がなく、主成分を成すセラミックの結晶粒子が粒界面であり、かつ、上記セラミックの融点より低い成分の添加剤を偏在させたことから、上記半導体チップ搭載用凹部４の底面４ａに蒸着により薄膜金属層８を形成した場合、高いアンカー効果と添加剤の相互拡散作用により密着強度の高い薄膜金属層８を形成できる。従って、その上にメッキ等により金属層９を形成し、半導体チップ１０を実装した場合、いずれも密着強度が高く信頼性の高い電子部品５が得られる。

つぎに、図９に示すように、本発明の電子部品５は、主成分と複数の添加剤成分からなるセラミック基板１６において、少なくとも一方の主面１６ａに導電体１１を形成し、前記添加剤のうち主成分より低い融点を有する成分を前記セラミック基板１６の側面表層部１６ｂに偏在させ、該側面表層部１６ｂを含む側面表層部１６ｃに電極１７を形成するとともに、該電極１７と前記導電体１１とを導通している。このように側面表層部１６ｂに、前記添加剤成分の一部を偏在させたことから、その部分に厚膜ペーストにより電極１７を形成した場合、厚膜ペースト中のガラス質を構成する成分の一部が、セラミック基板１６の側面表層部１６ｂの前記添加剤成分の一部が実質的に存在しない部分に移動し、一方で、セラミック基板１６を構成する前記添加剤成分の一部が前記ペーストに移動することにより、添加剤同士が相互拡散して電極１７との密着強度が向上でき、信頼性の高い電子部品５が得られる。

つぎに、本発明のセラミック部材１の製造方法を説明する。

図１０に示すように、熱照射２０によりセラミック部材１の少なくとも一方の主面１ａに凹部２を形成するセラミック部材１の製造方法であって、該凹部２を形成する部位に前記セラミック部材１の主成分の融点未満で、かつ、前記添加剤のうち少なくとも１種の成分が有する融点より高い温度の熱照射２０をすることで、前記凹部２を形成する製造方法である。

より詳細に説明すると、上記主成分のセラミックがアルミナ、上記添加剤がシリカ、マグネシア、カルシアであるとき、アルミナの融点は約２０５０℃、シリカの融点は約１７３０℃、マグネシアの融点は約２８００℃、カルシアの融点が約２５７０℃である。従来のレーザー加工では、約３５００℃付近の熱照射により加工されるため、主成分のアルミナ、添加剤のシリカ、マグネシア、カルシアの全てが溶融し、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、固化し溶融層を形成するとともに、その溶融層には上記冷却によりマイクロクラックが生じる。

しかしながら、本発明のセラミック部材の製造方法によれば、主成分であるセラミック（アルミナ）の融点未満で、上記添加剤のうち、アルミナの融点より低い融点を有するシリカの融点以上の熱照射２０をセラミック部材１の加工部位に照射するために、アルミナの溶融が実質的に起こらないため、上記した溶融層や溶着物が形成されないので、マイクロクラックの発生を抑制することができるとともに、所望形状の凹部２が形成できる。

また、図１１（ａ）は、本発明の方法で加工された凹部２の加工後の断面形状を示し、凹部２は変質層１８で閉塞されている。この変質層１８の発生メカニズムは、主成分のセラミックを溶融させず、ガラス質を構成する添加剤の一種以上の融点より高い温度の熱照射により、熱照射２０がかかった部位のみ上記添加剤が移動し、また、一部は昇華することにより、固着力の弱い変質層１８が形成されるのである。つまり、変質層１８は主成分をなすセラミックとガラス質を構成する添加剤のうち、セラミックの融点より高い融点を有する添加剤成分の分布は熱照射前との変化はないが、セラミック部材１全体に一様に分布していた上記ガラス質を構成する添加剤成分のセラミックより融点の低い成分は、上記した熱照射により移動し、セラミック部材１中でその分布に偏りが生じた。そのため、溶融層１１６とは組成が異なり、また、熱照射前のセラミック部材１のマトリックスとも異なるために変質層と定義した。

上記変質層１８の部分は熱照射２０が高速移動でかかることにより、加熱されなかった部分と明瞭な境界線が亀裂１９により形成されているので、凹部２に変質層１８が緩く詰まっている状態になっている。よって、変質層１８は、超音波振動など物理的な方法により容易に除去することが可能で、図１１（ｂ）では、凹部２から変質層１８を除去したものを示している。

また、前記熱照射の移動速度ｓは、１０ｍ／分以上とすることが好ましい。これは、熱伝導性に劣るセラミックの特性を利用するもので、熱照射部位を高速移動することにより、熱照射部位とそれ以外の部位の熱応力差により亀裂１９を発生させるもので、上記移動速度ｓが１０ｍ／分未満であると正確に亀裂が形成しにくい。尚、熱照射がレーザー光２１による場合、一般的に加工開始はダミー部から入り製品部の加工に入っていくが、ダミー部の幅には大小があり、加工テーブルの移動速度ｓが所定速度となるために僅かな助走距離を要することから、その余裕をみた場合、上記移動速度のより好ましい値は１３ｍ／分以上である。ここで、移動速度ｓの上限値は、加工テーブルの能力（移動速度、精度）により制限されるのが実情であって、本発明の製造方法においては、１００ｍ／分においても所望の凹部２を形成できることが確認されている。

また、本発明のセラミック部材１の製造方法の熱照射２０に用いる熱としてレーザー光２１を用いることが好ましい。レーザー光２１による熱照射２０は寸法精度の高い熱照射２０が可能であり、従って、所望の形状の凹部２が形成できる。

また、前記レーザー光２１をＣＯ_２レーザーとすることが好ましい。これは、ＣＯ_２レーザーによるレーザー光２１で熱照射２０することから、厚いセラミック部材１に対しても、安定した深さの加工が高速で加工できる。

次に、本発明のセラミック部材１の凹部をレーザー光で作製する製造方法を詳細に説明する。

一般にセラミック加工に用いられるパルス波形２４を図１２（ａ）に示す。セラミックの加工は高エネルギーを必要とするために、レーザー発振後、立ち上がりの早いパルス波形２４が用いられてきた。具体的にはレーザー発振後、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ー加工特有の問題が発生したのである。これに対して、本発明の方法は、図１２（ｂ）に示すように、立ち上がりの遅いレーザー波形２４を用いるもので、具体的にはレーザー発振後、最高温度２４ａに達するまでの時間を９０〜２００μｓｅｃ．としている。

さらに、図１３（ａ）のＯＮ−ＯＦＦ信号図に示すように、ノーマルレーザーの発振信号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上記ノーマル信号２５の１パルス間に、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．とノーマルレーザー発振信号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１３（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２４ａを制御した熱照射ができる。すなわち、主成分のセラミックの融点ａより低く、添加剤の成分の一種以上の融点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凹部２は、図６、図８で前述したように、平面視したときの凹部２の境界線間距離のバラツキＤや深さｄのバラツキを抑制した加工が可能となる。

本発明のセラミック部材を以下の方法で作成した。

（実施例１）主成分のセラミックにＡｌ_２Ｏ_３９６質量％のアルミナと、残部が添加剤及び不純物とからなり、上記添加剤としてＳｉＯ_２を２．０質量％、ＣａＯを０．２質量％、ＭｇＯを１．０質量％添加してセラミックグリーンシートを成形し、上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。

次に、図１４（ａ）に示すように、セラミック焼結体１’の主面１’ａに、凹部２の加工幅Ｄが３０μｍ、深さｄが１００μｍの連続した分割用溝３を作製した。尚、凹部２は先端の曲率半径Ｒを５μｍで形成した。

熱照射の条件は、ＣＯ_２レーザー発振により図１２（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１３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）、レーザー光２１の移動速度ｓを１３ｍ／分とした。試料数は５シートで試料番号１〜５である。ここで本発明実施例の熱照射の温度はレーザー光２１の照射面において約１８５０℃である。

また、比較例として、セラミック焼結体１’は、上述した本発明と同じ部材を用い、凹部１０２の加工幅Ｄを９０μｍ、深さｄが１００μｍ、先端曲率半径Ｒが５μｍの分割用溝１０３を作製した。ここで深さｄと先端曲率半径Ｒは、レーザー光２１での加工深さを示し、加工後上記凹部２、１０２に堆積する溶融層１１６を含む加工深さｄを指している。

この際の熱照射条件は、ＣＯ_２レーザー発振により図１２（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１３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）、レーザー光２１の移動速度ｓを８ｍ／分で凹部１０２を加工した。試料数は５シートで試料番号６〜１０である。ここで比較例のレーザー光２１の照射面における温度は約３４００℃である。

上述した条件で加工された凹部２、１０２の長手方向の長さＨが１２ｍｍの表層部２ａ、１０２ａの溶融層１１６の有無を目視で確認した。つぎに、同じく、凹部２、１０２の長さＨが１２ｍｍの距離における幅Ｄの最大値と最小値の差、つまり主面１ａ、１０１ａと凹部２、１０２の境界線間距離のバラツキについてＳＥＭ分析（走査型電子顕微鏡分析）を実施しＳＥＭ写真より算出した。また、凹部２、１０２の深さｄについても、上記凹部２、１０２に沿って分割後、その破断面を蒸着しＳＥＭ分析写真を撮り、凹部１，１０２の長さＨが１２ｍｍにおいての、最大深さと最小深さの差を上記写真より算出し深さｄのバラツキとした。

また、凹部２、１０２の抗折加重は、上記ＳＥＭ分析の分割前のセラミック部材１、１０１において、図１４（ｂ）に示すように、凹部２、１０２を中心にスパンＬを２８ｍｍとし、凹部２、１０２の裏面側から押圧加重Ｐをかけ、分割されたときの抗折加重を測定した。尚、試料の幅Ｈは１２ｍｍで押圧速度は５ｍｍ／分とした。以上の測定結果を表１に示す。

表１から解るように、比較例である試料番号６〜１０においては、凹部１０２の表層部１０２ａには溶融層１１６が有り、また、表には記載していないが、凹部１０２の周縁には、溶着物１１８が付着していたため、レーザー加工後に溶融層１１６や溶着物１１８が冷やされて、表層部１０２ａや凹部１０２の周縁にマイクロクラックが発生した。

これらに対し、本発明実施例の試料番号１〜５は、凹部２の表層部２ａには溶融層１１６は実質的に存在せず、また、表には記載してはいないが、凹部２の周縁には溶着物１１８の付着もなかったため、マイクロクラックが実質的に存在しない凹部２を形成することができた。

また、凹部２、１０２の幅Ｄのバラツキつまり境界線間距離のバラツキは、上記比較例の試料番号６〜１０の平均値は５２μｍ、また深さのバラツキは３５μｍと、いずれも大きな値であったのに対し、本発明実施例の試料番号１〜５の境界線バラツキの平均値は２．４μｍ、深さのバラツキの平均値は５．８μｍと良好であったため、凹部２で分割すると凹部２の表層部２ａの表面の凹凸が少なく表面状態が良好で、かつ、深さのバラツキが小さいことから分割不具合によるバリ等の発生もなかった。

さらに、凹部２、１０２の抗折加重は比較例の試料番号６〜１０の平均値が６．４Ｎでかつ、そのバラツキも大きいが、本発明実施例の試料番号１〜５の平均値は５．０Ｎと低い値で、かつバラツキも小さいので、凹部２における分割性が向上した。

これらから、本発明のセラミック部材１は、従来のレーザー加工の欠点とされていた、溶融層１１６や溶着物１１８の付着がなく、また、高精度な寸法位置精度の凹部２が形成できるとともに、その深さｄも、従来のレーザー加工では得られないバラツキの少ないものが作製できるので、分割用溝３或いは半導体チップ搭載用凹部４として好適である。

（実施例２）つぎに、上述したセラミック部材１を用いて、熱照射の移動速度ｓを変化させた試料を作成し、溶融層１１６、溶着物１１８の発生の確認をおこなった。

本発明のセラミック部材１の加工条件は、実施例１と同様に上記セラミック焼結体１’の主面１’ａに、凹部２の加工幅Ｄが３０μｍ、深さｄが１００μｍの連続した分割用溝３を、ＣＯ_２レーザー発振により図１２（ｂ）に示すな立ち上がりの遅いパルス波形２４を用い、図１３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）で照射し、レーザー光２１の移動速度ｓを８、９、１０、１３、２０ｍ／分でおこない、それぞれ試料番号を１１〜１５とした。

ここで、上記レーザー光２１の照射面における温度は、試料番号１１、１２では約２１００〜２２００℃、一方で、試料番号１３〜１５では約１７７０〜１９５０℃である。

そして、上記加工されたセラミック部材１の凹部２への溶融層１１６の有無ならびに、凹部２の周縁への溶着物１１８の付着の有無の確認を目視でおこなった。以上の結果を表２に示す。

表２から解るように、レーザー光２１の熱照射の移動速度ｓが８ｍ／分の試料番号１１は凹部２に溶融層１１６が存在し、また、凹部２の周縁には溶着物１１８が付着していた。上記移動速度ｓが９ｍ／分の試料番号１２は凹部２に溶融層１１６は存在ししていたが、凹部２の周縁には溶着物１１８の付着は無かった。上記移動速度ｓが１０ｍ／分以上の試料番号１３〜１５は凹部２への溶融層１１６の存在ならびに、凹部２の周縁への溶着物１１８の付着のいずれも皆無であった。

これより熱照射の移動速度ｓを遅くすると、前述したような立ち上がりが遅く、立ち上がりの途中でカットするパルス波形２４で加工する方法であっても、主成分であるセラミックの溶融が始まり溶融層や溶着物が発生することが解る。したがって、好ましい熱照射の移動速度ｓは１０ｍ／分以上で誤差範囲を考慮すると１３ｍ／分以上とすることがより好ましい。

（実施例３）実施例１で用いたものと同一のセラミック焼結体１’、１０１’を用いて、凹部２、１０２を次の条件により形成した。

本発明のセラミック部材１は、上記セラミック焼結体１’の主面１ａ’に、凹部２の加工幅Ｄが３０μｍ、深さｄが１００μｍの連続した分割用溝３をレーザー光２１の移動速度ｓを１３ｍ／分で凹部２を作製した。

熱照射の条件は、ＣＯ_２レーザー発振が図１２（ｂ）に示すような立ち上がりの遅いパルス波形２４を用い、試料番号１６は図１３に示すように、ＯＮ信号２６の時間を３８μｓｅｃ．とし、パルス周期を１２５μｓｅｃ．（周波数８０００Hｚ）、試料番号１７は上記ＯＮ信号２６の時間を３３μｓｅｃ．とし、パルス周期を１１１μｓｅｃ．（周波数９０００Hｚ）、試料番号１８は上記ＯＮ信号２６の時間を３０μｓｅｃ．とし、パルス周期を１００μｓｅｃ．（周波数１０ＫHｚ）、試料番号１９は上記ＯＮ信号２６の時間を２５μｓｅｃ．とし、パルス周期を８７μｓｅｃ．（周波数１１．５ＫHｚ）、試料番号２０は上記ＯＮ信号２６の時間を２３μｓｅｃ．とし、パルス周期を７７μｓｅｃ．（周波数１３ＫHｚ）で加工した。ここで、上記レーザー光２１の照射面における温度は試料番号１６が約２０３０℃、一方で、試料番号１７〜２０は約１７７０℃〜１９５０℃である。

また、比較例として、同一のセラミック焼結体１’を用いて、上記セラミック焼結体１’の主面に、凹部１０２の加工幅Ｄが９０μｍ、深さｄが１００μｍの分割用溝１０３をレーザー光２１の移動速度ｓを８ｍ／分で作製した。この時の熱照射条件は、ＣＯ_２レーザー発振により図１２（ａ）に示すような立ち上がりの早いパルス波形２４を用い、ＯＮ信号２６の時間を４００μｓｅｃ．とし、パルス周期を１０５０μｓｅｃ．（周波数９５２Hｚ）、照射面における温度を約３４００℃で加工したものを試料番号２１とした。

そして、各試料に形成された凹部２、１０２の表層部２ａ、１０２ａについてＥＰＭＡ分析をおこなうことにより、添加剤の分散状態とその割合を確認した。ここで凹部２、１０２の表層部２ａ、１０２ａの面積に対し、９５％以下の面積にシリカが存在する場合を偏在すると定義する。尚、熱照射等を加えないセラミック部材１の表面及び断面に存在するシリカの面積の割合は、ある任意に定められた面積中の９７〜９９％程度である。

つぎに、上記凹部２、１０２の幅１２ｍｍに亘る、主面１ａ、１０１ａとの境界線間距離のバラツキと深さのバラツキを実施例１と同様の方法で測定した。

つぎに、上記凹部２、１０２に沿って分割後、図１５に示すように、分割した凹部２、１０２の表層部２ａ、１０２ａに電極１７をテスト用に形成した。電極１７のペーストは市販されている銅電極ペーストを用い膜厚が５０μｍとなるように塗布し、窒素還元炉にて８５０℃で焼成した。尚、上記ペーストには添加剤としてシリカが含まれているものである。

そして、直径１ｍｍのアルミニウム円柱を上記電極１７の表面に樹脂接着剤で接着し、電極１７の面に対し、垂直方向に引っ張ることにより電極１７とセラミック部材１、１０１の剥離強度の測定を行った。尚、引っ張り速度は１ｍｍ／分とした。以上の結果を表３に示す。

表３から解るように、比較例である試料番号２１の凹部１０２の表層部１０２ａには、シリカが一様に分散をしており、また、その分散は表層部１０２ａの面積の９９％に相当するものであり、また、試料番号１６は、上記シリカの分布の割合は９０％であり、偏在の程度が小さかった。これにより、試料番号２１では、上記シリカと電極１７中のシリカとの相互拡散の作用が小さかったため、セラミック部材１に対する電極の剥離強度が低くなり、セラミック部材１と電極１７との密着強度が著しく低下した。

これに対して、本発明実施例の試料番号１７〜２０は、いずれも上記シリカは表層部１０２ａで偏在し、その分布の割合は表層部１０２ａの面積において５０〜８０％を占めていた。これにより、上記シリカと電極１７中のシリカとが相互拡散することによって、セラミック部材１と電極１７との密着強度が向上したため、電極１７の剥離強度が増大した。

一方で、試料番号１６は、境界線間距離のバラツキが４．３μｍ、深さバラツキが８．４μｍと各バラツキが大きかったため、電極形成時に印刷不良が生じ、電極の剥離強度が若干増大した。

しかしながら、試料番号１７〜２０の境界線間距離のバラツキは４．０μｍ以下、また深さバラツキは８．０μｍ以下であったため、上述したような電極形成時の印刷不良を抑制でき、電極の密着強度がさらに改善された値となった。

また、上記凹部２、１０２に電極形成し、その剥離強度のテスト結果は、比較例の試料番号２１が３０ＭＰａ、また、試料番号１６が３９ＭＰａに対し、本発明実施例の試料番号１７〜２０は４５〜５４ＭＰａであり、凹部の表層部にシリカの偏在があると、たとえば、上記凹部を分割後に端面電極を形成すると、電極の密着強度を向上できることがわかる。また、実施例中にはないが、本発明のセラミック部材の凹部を半導体チップ搭載用凹部として用いると、凹部の表層部に溶融層が無く、その周縁に溶着物も付着していないので、下地層として薄膜金属層を蒸着した場合、高いアンカー効果がえられるとともに、周縁の繊細な回路パターンが溶着物により断線する虞も無い。

（ａ）、（ｂ）は本発明のセラミック部材の一例を示す斜視図である。 本発明の電子部品の一例を示す断面図である。 （ａ）は本発明のセラミック部材の凹部表層部、（ｂ）は非熱照射部のおのおのＥＰＭＡ分析結果の図面代用写真である。 本発明のセラミック部材を電子部品として用いた場合の断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は凹部表層部の結晶粒子の模式図である。 本発明のセラミック部材の平面図である。 本発明のセラミック部材の一例を示す平面図である。 本発明のセラミック部材の凹部分割破断面である。 本発明の電子部品の部分断面図である。 本発明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。 （ａ）、（ｂ）は本発明のセラミック部材の凹部断面図である。 （ａ）、（ｂ）はパルス波形の模式図である。 （ａ）、はパルス信号のＯＮ−ＯＦＦの模式図、（ｂ）は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。 （ａ）はセラミック部材の斜視図、（ｂ）は抗折荷重測定の断面図である。 凹部表層部に電極を形成した斜視図である。 従来のレーザー加工方法の一例を示す斜視図である。 従来のセラミック部材の斜視図である。 従来のセラミック部材をもちいた電子部品の部分断面図である。 従来のレーザー加工の断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は凹部を有するセラミック部材の一例を示す断面図である。 従来のセラミック部材を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 従来のセラミック部材の斜視図を示す。

符号の説明

１、１０１：セラミック部材
２、１０２：凹部
２ａ、１０２ａ：表層部
３、１０３：分割用溝
４、１０４：半導体チップ搭載用凹部
５、１０５：電子部品
６、１０６：回路パターン
７、１０７：端面電極
８：薄膜金属層
９：金属層
１０：半導体チップ
１１：導電体
１３：結晶粒子
１４：ガラス質
１５：添加剤
１６：セラミック基板
１７：電極
１８：変質層
１９：亀裂
２０：熱照射
２１：レーザー光
２２：集光レンズ
２３：加工テーブル
２４：パルス波形
２５：ノーマルレーザーの発振信号
２６：ＯＮ信号
１１６：溶融層
１１７：マイクロクラック
１１８：溶着物
１１９：亀裂

Claims (16)

1. 少なくとも一方の主面に凹部を備えてなるセラミック部材であって、該セラミック部材は主成分と複数の添加剤成分とからなり、前記凹部は熱照射で形成され、前記凹部の表層部には前記主成分をなすセラミックの溶融層が実質的に存在しないことを特徴とするセラミック部材。
2. 少なくとも一方の主面に凹部を備えてなるセラミック部材であって、該セラミック部材は主成分と複数の添加剤成分とからなり、該添加剤成分の一部を前記凹部の表層部に偏在させたことを特徴とするセラミック部材。
3. 前記凹部の周縁に前記セラミック部材の溶着物が実質的に存在しないことを特徴とする請求項１記載のセラミック部材。
4. 前記添加剤成分の一部を前記凹部の表層部の面積の８０％以下に存在させたことを特徴とする請求項２記載のセラミック部材。
5. 前記凹部の表層部は、実質的に前記主成分をなすセラミック結晶粒の粒界面からなる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部材。
6. 前記凹部と前記セラミック部材の主面との境界線間距離のバラツキが４μｍ以下であ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部材。
7. 前記凹部の深さのバラツキが８μm以下であ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部材。
8. 前記セラミック部材は主成分としてＡｌ_２Ｏ_３９２．０〜９９．９質量％、添加剤としてＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯを含有した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部材。
9. 前記セラミック部材を板状体とし、前記凹部が前記セラミック部材を分割する溝であ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部材。
10. 請求項９記載のセラミック部材を用いて、該セラミック部材の主面に回路パターンが形成され、かつ該回路パターンと前記凹部を接続するように導体が形成され、該凹部に沿って前記セラミック部材を分割した端面に電極を形成したことを特徴とする電子部品。
11. 請求項１乃至８のいずれかに記載のセラミック部材を用いて、該セラミック部材の凹部に少なくとも一層以上の薄膜金属層を蒸着し、該薄膜金属層上に少なくとも一層以上の金属メッキ層を形成し、該金属メッキ層上に半導体チップを搭載したことを特徴とする電子部品。
12. 主成分と複数の添加剤成分からなるセラミック基板の少なくとも一方の主面に導電体を形成し、前記添加剤成分の一部を前記セラミック基板の側面表層部に偏在させ、該側面表層部に電極を形成するとともに、該電極と前記導電体とを導通したことを特徴とする電子部品。
13. 複数の成分からなる添加剤を含むセラミックを板状に焼成し、得られたセラミック部材の少なくとも一方の主面に凹部を有するセラミック部材の製造方法であって、該凹部を形成する部位に前記セラミック部材の主成分の融点未満で、かつ、前記添加剤のうち少なくとも１種の成分が有する融点より高い温度の熱照射をすることで、前記凹部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。
14. 前記熱照射の移動速度が１０ｍ／分以上であることを特徴とする請求項１３に記載のセラミック部材の製造方法。
15. 前記熱照射に用いる熱がレーザー光であることを特徴とする請求項１３または１４に記載のセラミック部材の製造方法。
16. 前記レーザー光がＣＯ_２レーザーであることを特徴とする請求項１５記載のセラミック部材の製造方法。

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