この実施例1では、基体がセラミック基板 であり、かつ電極がセラミック基板と同時焼 成することによりその表面に形成された焼結 金属よりなる電極であり、電極の表面を、本 発明の実施例にかかる方法により平滑化する 工程を備えたセラミック基板の製造方法を例 にとって説明する。

 (1)まず、焼成後にセラミック基板の主要部� ��構成することになる基材層を以下の方法で� ��製した。
 セラミック粉末としてアルミナ粉末を用意� ��るとともに、ガラス粉末として、SiO ₂ :59重量%、B ₂ O ₃ :10重量%、CaO:25重量%、Al ₂ O ₃ :6重量%の割合で含有する組成のホウケイ酸ガ ラス粉末を用意した。

 そして、上述のアルミナ粉末とガラス粉� ��を、例えば、重量比で40:60の割合で混合し� �この混合粉末にバインダ、分散剤、可塑剤� �よび有機溶剤などを各々適量添加し、混合� �ることにより、セラミックスラリーを作製� �た。

 次いで、このセラミックスラリーをドクタ� ��ブレード法などの方法によってシート状に� ��形し、基材層用グリーンシートを作製した� ��
 そして、複数の基材層用グリーンシートを� ��層することにより形成される基材層Aの上面 を形成する基材層用グリーンシートには、特 性を評価するために、4mm□のパッド電極10(図 1(a),(b))が形成された基材層用セラミックグリ ーンシートを用意した。なお、パッド電極10� ��Ag電極ペーストをスクリーン印刷すること� �より形成した。

 (2)また、拘束層となるセラミックグリーン� ��ート(拘束層用セラミックグリーンシート)� �以下の手順で作製した。
 まず、上記基材層用セラミックグリーンシ� ��トの焼成温度では実質的に焼結しないセラ� ��ック粉末、この実施例1では、平均粒径1.0μm のAl ₂ O ₃ 粉末を有機バインダ、有機溶剤、可塑剤など からなる有機ピヒクル中に分散させてスラリ ーを調製した。

 そして、得られたスラリーをシート状に成� ��して、厚み300μmの拘束層用セラミックグリ� ��ンシートを作製した。
 この拘束層用セラミックグリーンシートの� ��結温度は、1400~1600℃であり、基材層用セラ� ��ックグリーンシートの焼結温度では実質的� ��焼結しないものである。

 (3)次に、図1(a)に示すように、拘束層用セ ラミックグリーンシート2(2a)、複数の基材層� ��セラミックグリーンシート1、拘束層用セラ ミックグリーンシート2(2b)の順序に積層した� ��、静水圧プレスなどの方法で、例えば、5~20 0MPaの圧力でプレスして圧着することにより� �基材層(未焼成のセラミック基板)Aの上下両� �に、拘束層2(2a,2b)が配設された構造を有する 未焼成積層体11を作製した(図1(a)参照)。

 この実施例1では、基材層(未焼成のセラ� �ック基板)Aの厚みが300μmとなるように、複数 の基材層用セラミックグリーンシート1を積� �した。なお、基材層Aの上面を構成する基材� ��用セラミックグリーンシート1としては、上 述のように、0.4mm□のパッド電極(Ag電極)10が� ��成された基材層用セラミックグリーンシー� ��1(1a)を用いた。

 また、基材層(未焼成のセラミック基板)A� ��上下両側の拘束層2(2a,2b)としては、厚みが30 0μmの拘束層用セラミックグリーンシートを� �れぞれ1枚積層し、厚みが約300μmの拘束層2(2a ,2b)を形成した。

 なお、この実施例1では複数の基材層用セラ ミックグリーンシート1を積層して、複数層� �造の基材層Aを作製するようにしているが、� ��材層用セラミックグリーンシート1の枚数を 一枚として、単層構造の基材層を作製し、単 板型のセラミック基板を製造することも可能 である。
 また、この実施例1では基材層Aの上下両側� �拘束層2を配設するようにしているが、拘束� ��2は基材層Aの一方主面にのみ配設するよう� �構成することも可能である。
 また、この実施例1では、拘束層2を、一枚� �拘束層用セラミックグリーンシートから形� �するようにしているが、拘束層用セラミッ� �グリーンシートを複数枚積層することによ� �形成してもよい。

 (4)次に、この未焼成積層体Aを、大気中で、 低温の脱脂温度(例えば、400℃程度の温度)で� ��処理を行いバインダなどの有機物を除去し� ��。
 その後、基材層は焼結するが、拘束層を構� ��するセラミック粉末は焼結しない条件で900� ��に昇温して焼成した。これにより、図1(b)に 示すように、焼結基材層A _F の両主面側に、焼結していない拘束層2(2a,2b)� ��備えた焼成積層体21を得た。

 (5)そして、上述のようにして得た焼成積層� ��21から、以下に説明する方法で拘束層2(2a,2b) を除去するとともに、電極の表面を平滑にす る電極平滑化処理を行った。
 まず、図2に示すように、球状で直径が2mmの ジルコニア(ZrO ₂ )製のメディア(以下、ジルコニアボールとも� ��う)12をステンレス製のトレー13上に敷き詰� �、その上に、焼結基材層A _F (図1(b))の両主面側に焼結していない拘束層2(� ��1(b))を備えた焼成積層体21を載置する。さら に、焼成積層体21上に、メディアとして、ジ� ��コニアボール12を一層あるいは二層程度に� �るように載置する(図2では、ジルコニアボー ル12を一層となるように載置した状態を示し� ��いる)。なお、この実施例1では、焼結基材� �A _F が、表面に電極が形成された、本願発明にお ける基体となる。

 それから、トレー13ごと、全体(ジルコニア� ��ール12、トレー13、焼成積層体21)を、処理液 14を満たした超音波洗浄槽(出力600W、周波数40 KHz)15に入れ、超音波発振子16から超音波を印� ��してジルコニアボール12を30分間振動させる ことにより、拘束層除去と、電極平滑化処理 を行った。
 なお、処理液14としては、超音波を印加し� �際の音圧を高めるために、脱気処理を施し� �水を使用した。

 また、比較のため、実施例1と同様の方法 で作製した、焼結基材層の両主面側に焼結し ていない拘束層を備えた焼成積層体から、ウ エットブラスト法により、#500のアルミナ砥� �15%濃度のスラリーを0.15MPaの圧力で吹き付け� ��拘束層を除去することにより、表面に電極� ��露出した焼結基材層(セラミック基板)を得� �。

 そして、実施例1および比較例の方法により 拘束層を除去して得た焼結基材層(セラミッ� �基板)を洗浄した後、表面のパッド電極(Ag電� ��)の表面にNiめっきを施して、厚さ5μmのNiめ� ��き膜をパッド電極上に形成した。
 それから、このNiめっき膜上に、Pdめっきを 施して、Niめっき膜上に厚さ0.2μmのPdめっき� �を形成し、さらに、その上にAuめっきを施し て、Pdめっき膜上に、厚さ0.1μmのAuめっき膜� �形成し、Ag電極の上に三層構造のめっき膜を 備えた電極を形成した。

[特性の評価]
 それから、実施例1の方法および比較例の方 法により得た試料(セラミック基板)について� ��電極(パッド電極)の表面粗さRaおよび電極の ワイヤプル強度(W/Bプル強度)を測定した。そ� ��結果を表1に示す。

 なお、電極の表面粗さRaおよびワイヤプル� �度は、それぞれ以下に説明する方法で測定� �た。
 (1)表面粗さRa
 レーザー顕微鏡を用いてパッド電極の線粗� ��を測定することにより表面粗さRaを求めた� �
 (2)ワイヤプル強度
 直径20μm、長さ800μmのAuワイヤをパッド電極 にワイヤ接合し、ワイヤプル試験機にてワイ ヤを引張り、ワイヤが切断、あるいは接合部 およびその近傍が破断あるいは剥離したとき の引張り力をワイヤプル強度とした。

 表1に示すように、比較例の試料の場合、 電極の表面粗さRaは、0.60μmと大きいが、実施 例の試料の場合、電極の表面粗さRaは、0.15μm と小さく、平滑性に優れていることが確認さ れた。

 また、ワイヤプル強度についてみると、� ��較例の試料の場合、ワイヤプル強度は6.45gf� ��あるのに対して、実施例の試料のワイヤプ� ��強度は8.05gfと大きく、ワイヤボンディング� ��行う際の接合強度低下の問題が解消される� ��とが確認された。

 上記結果から、焼結基材層と未焼結の拘� ��層を備えた焼成積層体を作製した後、拘束� ��に接するようにメディアを配した状態で超� ��波を印加してメディアを振動させることに� ��り、拘束層を焼結基材層から除去するとと� ��に、電極平滑化処理を行うようにした実施� ��1の方法によれば、焼結基材層(基体)の表面� ��形成された電極を効率よく平滑化できるこ� ��が確認された。なお、電極の表面が平滑化� ��れているので、その表面にNiめっき膜を形� �する場合にも、2次粒子界面に不純物の巨視� ��な網目状ネットワークが形成されることを� ��止して、先行技術では問題となっていたは� ��だ爆ぜの問題も解消されることが確認され� ��いる。

 なお、図3にこの実施例1の方法により平� �化処理を行い、その表面にNiめっき、Pdめっ� ��、およびAuめっきを順次行って表面にNiめっ き膜、Pdめっき膜、Auめっき膜を順次形成し� �後の電極の表面をSEM(走査型電子顕微鏡)によ り撮影した像を示す。

 また、図4に上記比較例の方法で作製した 試料の電極に、同様にめっき処理を施してめ っき膜を形成した後の電極の表面をSEM(走査� �電子顕微鏡)により撮影した像を示す。

 図3および図4より、比較例の試料の場合� �表面に凹凸が多く認められ、めっき膜の二� �粒子界面が巨視的に網目状になっているこ� �がわかる。これに対し、実施例の試料の場� �、平滑度が高く、粒界も認められにくくな� �ていることがわかる。

 なお、実施例1と比較例とを対比すると、 上記比較例の、ウエットブラスト法が、砥粒 で電極の表面を削り取る工法であるのに対し 、実施例1の方法は、メディアによって電極� �の拘束層粒子を擦り取った後、振動によっ� �メディアが衝突する部分において電極を圧� �して、表面を平らにする工法であることか� �、実施例1の方法の場合、電極の表面粗さを� ��さくすることができる。そして、電極の表� ��粗さが小さくなるとワイヤプル強度が高く� ��ることは一般的にも知られているところで� ��るが、この実施例1の場合にも、その効果が 上記の表1の結果に表れていることがわかる� �なお、電極表面の平滑度が高いため、ワイ� �ボンダーのキャピラリと電極表面間の角度� �垂直に近く保つことができることも、ワイ� �プル強度の向上に寄与しているものと考え� �れる。

 また、上記実施例1の方法の場合、振動に よってメディアが衝突する部分において電極 が平滑化されてゆくことになるが、メディア が電極に与えるエネルギーは、電極の突出し た部分を圧延する程度の大きさしかないため 、電極自体はほとんど削られることはなく、 平滑化される。これにより、めっき膜を形成 した後においても、表面粗さ(Ra)が0.15μm程度� ��プリント基板の銅箔電極並みの平滑度を有� ��る電極を得ることが可能になる。

 なお、上記実施例では、拘束層の除去と� ��電極の平滑化処理を、連続した一連の工程� ��して実施した場合を例にとって説明したが� ��拘束層を除去した後に、拘束層の除去工程� ��は別の独立した工程として、電極平滑化処� ��を行うように構成することも可能である。

 なお、上記実施例1の方法を、一般的な構 造を有するセラミック基板(セラミック多層� �板)、すなわち、例えば図5に示すように、積 層された複数の絶縁性セラミック層31の間に� ��設された内部導体32と、積層体33の表面に形 成された表面導体34を備え、内部導体32どう� �、あるいは、内部導体32と表面導体34とがビ� ��ホール導体35により接続された構造を有す� �セラミック多層基板Bを製造する場合に適用� ��た場合にも、上記実施例の場合に準じる作� ��効果が得られ、表面導体34の平滑性に優れ� �セラミック多層基板が得られることが確認� �れている。

 また、メディアの粒径が電極平滑化に与え� ��影響を調べるため、メディアとして、球状� ��直径が1mmのジルコニア(ZrO ₂ )製のメディア(ジルコニアボール)と、球状で 直径が3mmのジルコニアボールを用い、その他 は上記実施例1の場合(すなわち、球状で直径� ��2mmのジルコニアボールを使用)と同様の方法 で、焼成積層体から拘束層を除去するととも に、電極の平滑化処理を行う工程を経てセラ ミック基板を製造した。

 その結果、直径が1mmのジルコニアボールを� ��ディアとして使用した場合には、電極の表� ��を十分に平滑化することができないことが� ��認された。また、拘束層の除去も不十分に� ��る傾向が認められた。
 これは、直径が1mmのジルコニアボールを用� ��た場合、質量が小さすぎて、超音波を印加� ��てメディアを振動させてもそのエネルギー� ��小さく、拘束層を十分に除去することがで� ��ず、電極の表面を十分に平滑化することも� ��きなかったものと考えられる。

 なお、直径が1mmのジルコニアボールを用� ��た場合に、電極の表面を十分に平滑化する� ��とができなくなるのは、エネルギーが小さ� ��、メディアが衝突する部分において電極を� ��延して、表面を平らにする効果が小さくな� ��ことによるものと考えられる。

 また、直径が1mmのジルコニアボールを用い� ��場合に、拘束層の除去が不十分になるのは� ��焼結基材層と拘束層との間に形成される反� ��層を破壊するのに十分なエネルギーを与え� ��ことができないことが理由の一つであると� ��えられる。
 なお、大きなエネルギーを与えるべく、超� ��波の出力を上げた場合(すなわち、音圧を上 げた場合)、メディアの質量が小さすぎて、� �レーの外に飛び出してしまい、所望の効果� �得ることはできなかった。

 また、直径が3mmのジルコニアボールをメデ� ��アとして使用した場合には、電極表面に平� ��化できていない領域がムラになって点在し� ��いることが確認された。また、拘束層の除� ��も不十分になることが確認された。
 これは、直径が3mmのジルコニアボールを用� ��た場合、質量が大きく、十分なエネルギー� ��与えることはできるが、メディアの曲率が� ��きすぎて、接触点の間隔が大きくなってし� ��い、効率よく電極表面の平滑化および拘束� ��の除去を行うことができなかったものと考� ��られる。
 なお、曲率の大きい直径3mmのメディアを用� ��た場合にも、時間をかければ、電極表面の� ��滑度を向上させることができることは可能� ��あるが、生産性が低下するためあまり好ま� ��くない。

 したがって、上記実施例1で説明したような 条件下では、ジルコニアボールとして、球状 で、直径が1mmを超え、かつ、3mm未満であるよ うなジルコニアボールを用いることが好まし いということができる。
 ただし、メディアの直径の好ましい範囲は� ��拘束層の厚みや、拘束層の構成材料、処理� ��の比重などに影響を受けることから、メデ� ��アの直径の好ましい範囲は、必ずしも上記� ��囲に限られるものではない。

 実施例1の基材層(未焼成のセラミック基板)� ��同じ基材層を、拘束層を使用せず、実施例1 の場合と同一の条件で焼成し、セラミック基 板を得た。
 このセラミック基板について、実施例1と同 じメディア(直径が2μmのジルコニアボール)を 用いて、実施例1の場合と同じ条件で平滑化� �理を行った。
 その結果、実施例1の場合と同様に、電極の 表面粗さRaが、0.15μmと平滑性に優れた電極を 有するセラミック基板を得ることができた。

 アルミナを主たる成分とするセラミックグ� ��ーンシートを用いて焼成基板を作製し、こ� ��に銅電極ペーストを印刷し、還元雰囲気中1 000℃で焼成(ポストファイヤ)することにより� ��面に銅電極を有するセラミック基板を作製� ��た。
 この銅電極の表面粗さ(Ra)は0.5μmであったが 、実施例1と同じメディア(直径が2μmのジルコ ニアボール)を用いて、実施例1の場合と同じ� ��件で平滑化処理を行ったところ、表面粗さR aが0.18μmに改善された。

 基板材料としてアルミナを主たる成分と� ��るセラミックグリーンシート、電極(配線)� �料としてタングステンペーストを用い、タ� �グステンペーストを上記セラミックグリー� �シートにスクリーン印刷することにより、� �極(配線)を形成した。それから、このセラミ ックグリーンシートを積層、圧着し、焼成す ることにより、表面に電極を備えたアルミナ 基板を得た。この電極の表面粗さ(Ra)は0.55μm� ��あったが、実施例1と同様のメディア(直径� �2μmのジルコニアボール)を用いて、実施例1� �場合と同じ条件で平滑化処理を行ったとこ� �、表面粗さRaが0.16μmに改善された。

 図6は、本発明の他の実施例(実施例5)にかか るセラミック基板の要部構成を示す図である 。このセラミック基板Bは、実施例1において� ��5を参照しつつ説明したセラミック基板の製 造方法と同様の方法で作製されたものであり 、セラミック基板本体41に配設された表面電� ��42a上にICチップ43が搭載され、ICチップ43は� �ンディングワイヤ44により表面電極42bに電気 的に接続された構造を有している。さらに、 セラミック基板本体41の上面側は、封止樹脂4 5により封止されている。
 そして、この実施例5のセラミック基板にお いては、表面電極42aのICチップ43が実装され� �中央部42a ₁ 、および、表面電極42bのワイヤボンディング が行われる中央部42b ₁ は平滑化されているが、ICチップの実装やワ� ��ヤボンディングなどが行われない表面電極4 2a,42bの端縁部42a ₂ ,42b ₂ は、表面が粗い状態とされている。すなわち 、この実施例5では、セラミック基板本体41へ の封止樹脂45の接合強度を向上させるべく、� ��面電極42a,42bの端縁部42a ₂ ,42b ₂ の表面粗さを粗くして、封止樹脂45との接触� ��積を大きくするとともに、アンカー効果を� ��揮させるようにしている。

 なお、表面電極42a,42bの表面全体を平滑化し たセラミック基板と、図6に示すように、端� �部42a ₂ ,42b ₂ の表面粗さを中央部42a ₁ ,42b ₁ よりも粗くしたセラミック基板を作製し、両 者における封止樹脂45のダイシェア強度を測� ��したところ、全体を平滑化したセラミック� ��板の場合、封止樹脂45のダイシェアが80Nで� �るのに対して、端縁部42a ₂ ,42b ₂ の表面粗さを粗くしたセラミック基板では封 止樹脂45のダイシェアが100Nであった。この結 果より、端縁部42a ₂ ,42b ₂ の表面粗さを電極の中央部42a ₁ ,42b ₁ より粗くすることにより、封止樹脂45とセラ� ��ック基板本体41の間の接合強度を確保でき� �こと(すなわち、電極の表面を平滑化するこ� ��による封止樹脂45とセラミック基板本体41の 接合強度の低下を補うこと)が可能になるこ� �が確認された。

 なお、この実施例では、表面粗さを粗くし� ��い領域(端縁部)にマスクを施し、メディア� �衝突することによる平滑化処理が行われな� �ようにして、表面電極の中央部の表面粗さ� �りも端縁部の表面粗さを粗くした。
 ただし、表面電極の中央部の表面粗さより� ��端縁部の表面粗さを粗くする方法としては� ��例えば、平滑化後の電極表面の端縁部をウ� ��ットブラストなどの方法により粗面化する� ��法、メディアの大きさと電極の厚みとの関� ��を調整する方法、メディアを衝突させる方� ��を調節する方法などを用いることが可能で� ��る。

 なお、上記各実施例では基体がセラミッ� ��基板であり、そのセラミック基板上に形成� ��れた電極を平滑化処理する場合を例にとっ� ��説明したが、平滑化処理の対象とされてい� ��電極が形成される基体の形状に特別の制約� ��ない。すなわち、板状の部材以外のブロッ� ��状の基体や、電極が形成される面が曲面で� ��るような形状の基体など、種々の形状、構� ��を有する基体上に形成された電極を平滑化� ��る場合に、本発明を広く適用することが可� ��である。

 本発明はさらにその他の点においても上� ��実施例に限定されるものではなく、基体を� ��成する材料の具体的な種類や配合割合、平� ��化処理を行う対象となる電極の構造や構成� ��料、超音波を印加する際の条件、メディア� ��構成材料などに関し、発明の範囲内におい� ��、種々の応用、変形を加えることができる� ��