セラミック部品の製造方法
【課題】素子に応じたキャビティを形成し、小型化を図ることができるセラミック部品の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のレーザ加工工程では、焼結後にセラミック基体部となるべき未焼結セラミック成形体４１〜４３と、焼結後に導体部となるべき未焼結導体４９とを接触させて配置した状態で、レーザＬ１の照射により未焼結セラミック成形体４１，４２の一部を除去する。これにより、素子を搭載可能な非貫通凹部であるキャビティ２０を未焼結セラミック成形体４１，４２に形成する。レーザ加工工程の後に行われる焼成工程では、未焼結セラミック成形体４１〜４３及び未焼結導体４９を同時に加熱して焼結させる。その結果、セラミック部品１０を製造することができる。
【解決手段】本発明のレーザ加工工程では、焼結後にセラミック基体部となるべき未焼結セラミック成形体４１〜４３と、焼結後に導体部となるべき未焼結導体４９とを接触させて配置した状態で、レーザＬ１の照射により未焼結セラミック成形体４１，４２の一部を除去する。これにより、素子を搭載可能な非貫通凹部であるキャビティ２０を未焼結セラミック成形体４１，４２に形成する。レーザ加工工程の後に行われる焼成工程では、未焼結セラミック成形体４１〜４３及び未焼結導体４９を同時に加熱して焼結させる。その結果、セラミック部品１０を製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基体部と導体部とを備え、セラミック基体部に素子を搭載可能なキャビティが形成されたセラミック部品を製造する方法に係り、特にはそのキャビティの形成方法に特徴を有するセラミック部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子や、水晶振動子、水晶発振器、圧電振動子、表面弾性波フィルタなどの電子部品素子を収容するための小型のセラミックパッケージが各種提案されている。この種のセラミックパッケージは、電子部品素子を収納するためのキャビティ（非貫通凹部）を有し、そのキャビティの一部（例えば、底面）に、電子部品素子と接続するための端子が設けられている。このセラミックパッケージにおいて、複数のセラミック焼結層を積層することでキャビティが形成される。具体的には、例えば、図１８に示されるセラミックパッケージ７０のように、貫通孔７１が形成された上層側のセラミック焼結層７２と貫通孔が形成されていない下層側のセラミック焼結層７３とを積層することにより、キャビティ７４が形成されている。また、セラミックパッケージ７０には、外部基板に接続するためのパッド部、ビア導体、内層導体パターンなどの導体部（図示略）も形成されている。
【０００３】
ここで、従来のセラミックパッケージ７０の製造方法を例示する。
【０００４】
具体的には、まず、アルミナ粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を混合してスラリーを作製する。そしてこのスラリーを従来周知の手法によりシート状に成形して、セラミックグリーンシートを作製する。そして、セラミックグリーンシートに対して従来周知のパンチング（打ち抜き）加工を施すことによって、ビア導体用の貫通孔等を形成する。
【０００５】
次に、従来周知のペースト印刷装置を用いて、タングステン等を主成分とする導体ペーストを貫通孔内に充填する。さらに、スクリーン印刷法に従って、セラミックグリーンシートの表面に導体ペーストを塗布する。なおここでは、形成すべき回路配線に応じた所定パターンのマスクを用い、導体ペーストを所定パターン状に印刷形成する。そして、セラミックグリーンシートに対して従来周知のパンチング（打ち抜き）加工を施すことによって、キャビティ用の貫通孔を形成する。
【０００６】
その後、複数のセラミックグリーンシートを積層し、従来周知のラミネート装置を用いて厚さ方向に所定の荷重を加えることにより、これらを圧着、一体化してセラミックグリーンシート積層体を形成する。
【０００７】
その後、この積層体をアルミナが焼結しうる所定の温度に加熱する焼成工程を行う。この焼成を経ると、各セラミックグリーンシート及び導体ペーストが焼結して、セラミックパッケージ７０が得られる。
【０００８】
なお、セラミックグリーンシートを積層して焼成することによりスルーホール導体や内層導体パターンを形成した積層型電子部品が特許文献１等に開示されている。
【特許文献１】特開昭６３−１３６６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、従来のセラミックパッケージ７０の製造方法において、単層構造では非貫通のキャビティ７４を形成することができない。このため、複数のセラミックグリーンシートを積層してキャビティ７４を形成している。すなわち、キャビティ７４を形成するためには、最低二層以上のセラミックグリーンシートが必要であり、段差を有す複雑な形状のキャビティを形成する場合にはさらに多くのセラミックグリーンシートが必要となる。具体的には、キャビティが二段構造の場合には三層以上、キャビティが三段構造の場合には四層以上のセラミックグリーンシートが必要となる。このため、グリーンシートの積層時にキャビティの形成位置がずれてしまうといった問題が懸念される。また、セラミックパッケージが厚くなるため、セラミックパッケージの小型化を図ることが困難となってしまう。さらに、セラミックパッケージに形成されるキャビティは、セラミックグリーンシートの厚みに応じた深さとなるため、電子部品素子に応じた最適な深さのキャビティを形成することが困難となる。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、素子に応じたキャビティを形成し、小型化を図ることができるセラミック部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための手段（手段１）としては、セラミック基体部と導体部とを備えるセラミック部品の製造方法であって、焼結後に前記セラミック基体部となるべき未焼結セラミック成形体と、焼結後に前記導体部となるべき未焼結導体とを接触させて配置した状態で、レーザ照射により前記未焼結セラミック成形体の一部を除去することにより、素子を搭載可能な非貫通凹部であるキャビティを前記未焼結セラミック成形体に形成するレーザ加工工程と、前記レーザ加工工程の後、前記未焼結セラミック成形体及び前記未焼結導体を同時に焼結させる焼成工程とを含むことを特徴とするセラミック部品の製造方法がある。
【００１２】
従って、手段１に記載のセラミック部品の製造方法によると、レーザ照射によって未焼結セラミック成形体の一部が除去されて、素子を搭載可能な非貫通凹部であるキャビティが形成される。このようにすると、従来のようにセラミックグリーンシートの厚さに依存することなく素子に応じた適切な厚さのキャビティを形成することができるため、セラミック部品の薄型化が可能となる。またこの場合、レーザ照射による微細加工が可能であるため、小型サイズ（水平方向の縦横のサイズが例えば１ｍｍ以下）のキャビティを正確に形成することができる。
【００１３】
前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体としての単層品のセラミックグリーンシートに対してレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成してもよい。この場合、従来技術のように積層構造を採用しなくてもキャビティを形成することができるため、積層時の位置ズレがなくキャビティを高い位置精度で形成することができる。
【００１４】
また、前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体としての複数のセラミックグリーンシートを積層一体化してなるセラミックグリーンシート積層体を作製し、そのセラミックグリーンシート積層体に対してレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成してもよい。このように、セラミックグリーンシートを積層した後にキャビティを形成すると、従来技術のような積層時の位置ズレがなくキャビティを高い位置精度で形成することができる。
【００１５】
前記キャビティの内壁面上には前記素子を接続するための端子が形成されていてもよい。この場合、キャビティ内に素子を収納した状態で内壁面上の端子に素子を容易に接続することができる。
【００１６】
前記キャビティの底面には段部が配置されるとともに、前記段部上には前記素子を接続するための端子が形成されていてもよい。この場合、キャビティ内に素子を収納した状態で段部上の端子に素子を容易に接続することができる。
【００１７】
前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体における前記キャビティが形成されるべき領域に形成された貫通穴部に前記未焼結導体を充填し、この状態で前記未焼結セラミック成形体と前記穴部に充填した前記未焼結導体とに対するレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成するとともに、前記キャビティの内壁面の一部に前記端子となるべき端子用未焼結導体を露出させてもよい。このようにすれば、前記キャビティの内壁面上に端子を容易に形成することができる。
【００１８】
前記レーザ加工工程で用いられるレーザの種類は特に限定されないが、例えば、ＹＡＧレーザであることが好ましい。
【００１９】
また、前記レーザ加工工程において、前記レーザによる加工屑を除去しながらレーザ加工を行うことが好ましい。このようにすれば、キャビティ内に加工屑が溜まるといった問題を回避することができる。
【００２０】
前記セラミック部品としては、素子を搭載するためのセラミックパッケージを挙げることができる。セラミックパッケージの具体例としては、例えば、水晶振動子用パッケージ、表面弾性波フィルタ用パッケージ、ＭＰＵパッケージ、Ｃ−ＭＯＳ用パッケージ、ＣＣＤ用パッケージ、ＬＥＤ用パッケージなどを挙げることができる。また、前記水晶振動子をキャビティに収納する場合には、前記キャビティの段部上の端子に前記水晶振動子を接続することが好ましい。このように、キャビティの段部上の端子に水晶振動子を接続することにより、水晶振動子の下面がキャビティの底面に触れることなく水晶振動子を確実に振動させることができ、適切な信号を得ることができる。
【００２１】
前記未焼結セラミック成形体と未焼結導体とを接触して配置させる方法としては、印刷法に限定されるものではなく、例えば、シート状に形成した未焼結導体を未焼結セラミック成形体に圧着させて配置させてもよいし、導電性材料を未焼結セラミック成形体上に塗布することによって未焼結導体を配置させてもよい。
【００２２】
前記セラミック基体部を形成する材料の好適例としては、アルミナ、ベリリア、窒化アルミニウム、窒化ほう素、窒化珪素、低温焼成セラミックなどを挙げることができる。また、セラミック基体部の形成材料としては、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等のセラミック誘電体材料を選択してもよい。
【００２３】
前記未焼結導体に含まれる導電性金属粉末は、セラミック基体部の焼成温度よりも高融点である必要がある。例えば、セラミック基体部がいわゆる高温焼成セラミック（例えばアルミナ等）からなる場合には、未焼結導体中の金属粉末として、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等やそれらの合金が選択可能である。セラミック基体部がいわゆる低温焼成セラミック（例えばガラスセラミック等）からなる場合には、未焼結導体中の金属粉末として、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等やそれらの合金が選択可能である。
【００２４】
前記セラミック部品としては、セラミックパッケージ以外にセラミックコンデンサなどの電子部品を挙げることができる。また、一般的なセラミックパッケージのように平板形状の部品に限定されるものではなく、より立体的な形状（例えばキューブ状、球状など）のセラミック部品に本発明を具体化してもよい。またこの場合、未焼結セラミック成形体としては、シート成形品に限定されるものではなく、プレス成形品などを用いることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した実施の形態のセラミックパッケージ及びその製造方法を図面に基づき詳細に説明する。図１は、セラミックパッケージ１０を示す概略断面図である。また、図２は、セラミックパッケージ１０の上面図であり、図３は、セラミックパッケージ１０の下面図である。
【００２６】
図１に示されるように、本実施形態のセラミックパッケージ１０（セラミック部品）は、水晶振動子１１（素子）を実装するための装置である。このセラミックパッケージ１０は、上面１２及び下面１３を有する矩形平板状の部材であり、そのサイズは、例えば、縦１．４ｍｍ×横２．０ｍｍ×高さ０．５１ｍｍである。本実施の形態のセラミックパッケージ１０は、３層のセラミック焼結層１４，１５，１６（セラミック基体部）からなる多層構造を有しており、各セラミック焼結層１４〜１６は、いずれもアルミナ焼結体からなる。
【００２７】
図１及び図２に示されるように、セラミックパッケージ１０は、上面１２において開口するキャビティ２０を備えている。本実施の形態のキャビティ２０は平面視で略矩形状を呈しており、その外形寸法は、例えば縦１．０ｍｍ×横１．５ｍｍ×深さ０．３４ｍｍに設定されている。
【００２８】
本実施の形態のキャビティ２０は、二段構造となっており、底面２１の一部（図では左側）に段部２２が配置されている。そして、そのキャビティ２０の段部２２上には、水晶振動子１１に接続するための一対の端子２３が形成されている。水晶振動子１１は、各端子２３にはんだ付けにより接続される。このように、キャビティ２０内において、段部２２上の端子２３に水晶振動子１１を接続することにより、水晶振動子１１の先端がキャビティ２０の底面２１から離れた状態で収納される。
【００２９】
セラミックパッケージ１０におけるキャビティ２０の外周部の上面には、キャビティ２０を取り囲むようにシール用メタライズ層２５が設けられている。このメタライズ層２５上には、図示しないめっき層やロウ材層が設けられるとともに、そのロウ材層等を介して図示しないキャップが取り付けられる。このキャップによってキャビティ２０の開口が塞がれる。
【００３０】
セラミックパッケージ１０において、セラミック焼結層１４とセラミック焼結層１５との界面には内層導体パターン２６が形成され、セラミック焼結層１５とセラミック焼結層１６との界面には内層導体パターン２７が形成されている。また、セラミック焼結層１６の下面には、メタライズ層からなるパッド部２８が複数個設けられている。このセラミックパッケージ１０の各パッド部２８は、セラミックパッケージ１０を図示しない他の基板上に実装する際に、複数の基板側端子に対して接合される。
【００３１】
セラミックパッケージ１０において、シール用メタライズ層２５は、セラミック焼結層１４に形成されたビア導体３０を介して内層導体パターン２６に接続され、内層導体パターン２６は、セラミック焼結層１５，１６に形成されたキャスタレーション３１（端面スルーホール導体）を介してパッド部２８に接続されている。また、端子２３は、セラミック焼結層１５に形成されたビア導体３０を介して内層導体パターン２７に接続され、内層導体パターン２７は、セラミック焼結層１５，１６に形成されたキャスタレーション３１（端面スルーホール導体）を介してパッド部２８に接続されている。なお、キャスタレーション３１は、凹溝部３２の表面上に、メタライズ層を設けた構造を有しており、セラミックパッケージ１０の外周面における各コーナー部に配置されている。
【００３２】
本実施の形態のセラミックパッケージ１０において、端子２３、メタライズ層２５、内層導体パターン２６，２７、パッド部２８、ビア導体３０、及びキャスタレーション３１は、例えばタングステンを主体とするメタライズ金属からなる導体部である。
【００３３】
次に、上記構造のセラミックパッケージ１０を製造する方法について図４〜図１３に基づいて説明する。なお、本実施の形態のセラミックパッケージ１０は、多数個取りの手法で製造される。
【００３４】
まず、未焼結セラミック成形体を準備する準備工程を実施する。具体的には、セラミック粉末としてのアルミナ粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を混合してスラリーを作製する。そしてこのスラリーを従来周知の手法（例えばドクターブレード法やカレンダーロール法）によりシート状に成形して、図４に示すようなセラミックグリーンシート４１，４２，４３（未焼結セラミック成形体）を３枚作製する。
【００３５】
そして、穴あけ工程では、打ち抜き治具（上型４４，下型４５）を用いてパンチング加工を行い、セラミックグリーンシート４１の複数箇所に貫通孔４６，４７を形成する（図５参照）。セラミックグリーンシート４１と同様に、パンチング（打ち抜き）加工によってセラミックグリーンシート４２，４３の複数箇所に貫通孔４６，４７を形成する（図６参照）。各セラミックグリーンシート４１，４２，４３において、貫通孔４６は、ビア導体３０を形成するための孔部であり、貫通孔４７は、キャスタレーション３１を形成するための孔部である。
【００３６】
続く導体部形成工程では、貫通孔４６，４７内にそれぞれ導体部を形成する。より具体的にいうと、まず従来周知のペースト印刷装置によるビアメタライズ充填を行って、貫通孔４６内にタングステンペースト４９を充填する（図７参照）。即ち、貫通孔４６を完全にタングステンペースト４９で満たすようにする。次いで、キャスタレーション印刷を行って、貫通孔４７の内周面にタングステンペースト４９を付着させる（図８参照）。従って、貫通孔４７内は完全にタングステンペースト４９で満たされていなくてもよく、貫通孔４７の中心部は空洞状になっている。なお、上記のようにビアメタライズ充填後にキャスタレーション印刷を行ってもよいほか、キャスタレーション印刷後にビアメタライズ充填後を行ってもよい。そして次に、セラミックグリーンシート４１，４２，４３の上にタングステンペースト４９をパターン印刷する（図９参照）。これらの印刷層は、後に端子２３、メタライズ層２５、内層導体パターン２６，２７、パッド部２８となるべき部分である。
【００３７】
この後に、積層工程を行い、セラミックグリーンシート４３の上にセラミックグリーンシート４２及びセラミックグリーンシート４１を順次積層し、従来周知のラミネート装置を用いて厚さ方向に所定の荷重を加えることにより、これらを圧着、一体化してセラミックグリーンシート積層体５０を形成する（図１０参照）。
【００３８】
そして、レーザ加工工程では、レーザ照射装置を用いてセラミックグリーンシート積層体５０にレーザＬ１を照射することにより、非貫通凹部であるキャビティ２０を形成する（図１１参照）。なおここでは、レーザ出力を調整しつつレーザＬ１の照射点を走査することにより、キャビティ２０の底面２１に段部２２を形成するとともに、その段部２２の上面に、後に端子２３となるタングステンペースト４９のパターンを露出させている。またこのとき、図示しない吸引装置やブロー装置を用いて、レーザ照射による加工屑を除去しながらキャビティ２０を形成している。本実施の形態のキャビティ２０は、その深さがセラミックグリーンシート４１，４２の２層分の厚さとほぼ等しくなるよう形成されている。ただし、水晶振動子１１のサイズに応じて、セラミックグリーンシート４１，４２の２層分の厚さよりも浅くキャビティ２０を形成してもよいし、その２層分の厚さよりも深くキャビティ２０を形成してもよい。
【００３９】
続く溝入れ工程では、従来周知のブレード装置を用いることにより、製品領域の外形線に沿ってセラミックグリーンシート積層体５０の表面及び裏面に断面Ｖ字状の分割溝５２を格子状に形成する（図１２参照）。なお、本実施の形態では、各貫通孔４７の中心を通るよう複数の分割溝５２が形成される。
【００４０】
その後、セラミックグリーンシート積層体５０をアルミナが焼結しうる所定の温度（例えば１５００℃〜１８００℃程度の温度）に加熱する焼成工程を行う。この焼成を経ると、各セラミックグリーンシート４１，４２，４３が焼結して大判のセラミックパッケージ１０１が得られる（図１３参照）。また、タングステンペースト４９の焼結によって、端子２３、メタライズ層２５、内層導体パターン２６，２７、パッド部２８、ビア導体３０、及びスルーホール導体５８が形成される。なお、ここで得られるセラミックパッケージ１０１は、セラミックパッケージ１０となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した構造の多数個取り用パッケージである。
【００４１】
さらに、セラミックパッケージ１０１の端子２３、メタライズ層２５、パッド部２８、及びスルーホール導体５８に対して電解めっきを行ってそれら表面にめっき層を形成する。そして、セラミックパッケージ１０１を分割溝５２に沿って分割することにより、図１のセラミックパッケージ１０が複数同時に得られる。なお、分割溝５２は、スルーホール導体５８のある貫通孔４７の中心を通るよう形成されている。このため、分割溝５２でセラミックパッケージ１０１を切断することによって、セラミックパッケージ１０のコーナー部（セラミック焼結層１５，１６の側面）にキャスタレーション３１が形成される。
【００４２】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４３】
（１）本実施の形態の場合、複数のセラミックグリーンシート４１〜４３を積層一体化してなるセラミックグリーンシート積層体５０を作製し、そのセラミックグリーンシート積層体５０に対してレーザ照射を行うことにより、キャビティ２０を形成している。この場合、従来技術のように積層時の位置ズレがなくキャビティ２０を高い位置精度で形成することができる。また、レーザ照射による微細加工が可能であるため、水晶振動子１１に応じたキャビティ２０を正確に形成することができる。
【００４４】
（２）本実施の形態のセラミックパッケージ１０では、キャビティ２０の底面２１に段部２２が配置されるとともに、その段部２２上には水晶振動子１１を接続するための端子２３が形成されている。この場合、キャビティ２０の段部２２上の端子２３に水晶振動子１１を接続することにより、キャビティ２０内においてその底面２１から水晶振動子１１が浮いた状態となる。従って、本実施の形態のセラミックパッケージ１０を用いれば、水晶振動子１１を確実に振動させることができ、適切な信号を得ることができる。
【００４５】
（３）本実施の形態の場合、レーザ加工工程において、レーザ照射による加工屑を除去しながらキャビティ２０を形成しているので、キャビティ２０内に加工屑が溜まるといった問題を回避することができる。
【００４６】
（４）本実施の形態の製造方法では、従来技術のようにセラミックグリーンシートのパンチング加工によってキャビティ２０を形成する必要がないため、そのパンチング加工を行うための金型が不要となる。また、セラミックパッケージ１０の設計変更を行う場合、従来技術のような金型の作製期間が不要となり、レーザ照射位置等の調整によって迅速に対応することができる。
【００４７】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００４８】
・上記実施の形態では、３層構造のセラミックパッケージ１０に具体化したが、図１４に示されるように、単層構造のセラミック焼結層１７（セラミック基体部）からなるセラミックパッケージ１０Ａに具体化してもよい。このセラミックパッケージ１０Ａも、上記実施の形態と同様に、上面１２において開口するキャビティ２０Ａを備えている。そして、キャビティ２０Ａにおける内壁面の一部に素子を接続するための端子２３Ａが露出している。この端子２３Ａは、セラミック焼結層１７の厚さ方向に延設され、下面１３に設けられたパッド部２８に接続されている。また、セラミックパッケージ１０Ａにおけるキャビティ２０の外周部の上面には、キャビティ２０を取り囲むようにシール用メタライズ層２５が設けられており、メタライズ層２５は、ビア導体２４を介して下面１３に設けられたパッド部２８に接続されている。
【００４９】
図１４のセラミックパッケージ１０Ａを製造する場合、まず、未焼結セラミック成形体として単層品のセラミックグリーンシート４４（未焼結セラミック成形体）を準備し、パンチング加工を行うことにより、セラミックグリーンシート４４の複数箇所に貫通穴部６１，６２を形成する（図１５参照）。なお、貫通穴部６１は、ビア導体２４を形成するための穴部であり、キャビティ２０Ａが形成されるべき領域Ｒ１の外側に形成される。また、貫通穴部６２は、端子２３Ａを形成するための穴部であり、キャビティ２０Ａが形成されるべき領域Ｒ１に形成されている。そして、貫通穴部６１，６２内にタングステンペースト４９を充填し、さらに、セラミックグリーンシート４４の上にタングステンペースト４９をパターン印刷する（図１６参照）。続くレーザ加工工程では、セラミックグリーンシート４４と貫通穴部６２に充填したタングステンペースト４９とに対してレーザＬ１を照射することにより、キャビティ２０Ａを形成する（図１７参照）。またこのとき、キャビティ２０Ａの内壁面の一部に端子２３Ａとなるべきタングステンペースト４９（端子用未焼結導体）を露出させる。なお、このレーザ加工工程においても、レーザ照射による加工屑を除去しながらキャビティ２０Ａを形成している。この後、上記実施の形態と同様に分割溝５２の溝入れ工程、焼成工程を行い、さらにめっき工程や分割工程を行うことでセラミックパッケージ１０Ａを製造する。
【００５０】
このようにセラミックパッケージ１０Ａを製造すれば、従来のようにセラミックグリーンシート４４の厚さに依存することなく素子１１Ａに応じた適切な厚さのキャビティ２０Ａを形成することができるため、セラミックパッケージ１０Ａの薄型化が可能となる。またこの場合、従来技術のように積層構造を採用しなくてもキャビティ２０Ａを形成することができるため、積層時の位置ズレがなくキャビティ２０Ａを高い位置精度で形成することができる。さらに、キャビティ２０Ａの内壁面上には素子１１Ａを接続するための端子２３Ａが形成されているので、キャビティ２０Ａ内に素子１１Ａを収納した状態で内壁面上の端子２３Ａに素子１１Ａを容易に接続することができる。
【００５１】
・上記実施の形態において、セラミックパッケージ１０に形成するキャビティ２０は、縦１．０ｍｍ×横１．５ｍｍのサイズであったが、このサイズは適宜変更することができる。上記実施の形態の製造方法によれば、レーザ加工による微細加工が可能であるため、例えば、縦横のサイズが１．０ｍｍ以下の小型のキャビティを形成することができる。また、上記実施の形態のキャビティ２０は、平面視で略矩形状であったが、搭載する素子形状に応じて適宜変更してもよい。例えば、細長いスリット形状のキャビティを形成してもよいし、円形のキャビティを形成してもよい。
【００５２】
・上記実施の形態において、貫通孔４６，４７をパンチング加工によって形成したが、レーザ加工やドリル加工などの手法によって形成してもよい。特にレーザ加工で貫通孔４６，４７を形成する場合、キャビティ２０の加工時のレーザ照射装置を用いることができるため、装置コストを抑えることが可能となる。また、共通のレーザ加工装置を用いれば、各工程での位置合わせを簡素化することが可能となる。
【００５３】
・上記実施の形態におけるレーザ加工工程ではＹＡＧレーザを用いたが、炭酸ガスレーザやエキシマレーザ等の他の種類のレーザを用いてもよい。
【００５４】
・上記実施の形態では、セラミックパッケージ１０，１０Ａに具体化していたが、セラミックコンデンサなどの他のセラミック部品に本発明を適用してもよい。
【００５５】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）セラミック基体部と導体部とを備えるセラミック部品の製造方法であって、焼結後に前記セラミック基体部となるべき未焼結セラミック成形体と、焼結後に前記導体部となるべき未焼結導体とを接触させて配置した状態で、レーザ照射により前記未焼結セラミック成形体の一部を除去することにより、素子を搭載可能な非貫通凹部であるキャビティを前記未焼結セラミック成形体に形成するレーザ加工工程と、前記レーザ加工工程の後、前記未焼結セラミック成形体及び前記未焼結導体を同時に焼結させる焼成工程とを含み、前記レーザ加工工程において、前記レーザによる加工屑を除去しながらレーザ加工を行うことを特徴とするセラミック部品の製造方法。
【００５６】
（２）技術的思想（１)において、前記レーザ加工工程で形成される前記キャビティは、縦横のサイズが１．０ｍｍ以下であることを特徴とするセラミック部品の製造方法。
【００５７】
（３）技術的思想（１)または(２)において、前記レーザ加工に用いられるレーザはＹＡＧレーザであることを特徴とするセラミック部品の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態のセラミックパッケージを示す断面図。
【図２】本実施の形態のセラミックパッケージを示す上面図。
【図３】本実施の形態のセラミックパッケージを示す下面図。
【図４】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図５】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図６】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図７】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図８】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図９】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１０】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１１】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１２】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１３】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１４】別の実施の形態のセラミックパッケージを示す断面図。
【図１５】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１６】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１７】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１８】従来のセラミックパッケージを示す概略断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１０，１０Ａ…セラミック部品としてのセラミックパッケージ
１１…素子としての水晶振動子
１１Ａ…素子
１４〜１７…セラミック基体部としてのセラミック焼結層
２０，２０Ａ…キャビティ
２１…キャビティの底面
２２…段部
２３,２３Ａ…導体部としての端子
２４…導体部としてのビア導体
２５…導体部としてのシール用メタライズ層
２６，２７…導体部としての内層導体パターン
２８…導体部としてのパッド部
３０…導体部としてのビア導体
３１…導体部としてのキャスタレーション
４１〜４４…未焼結セラミック成形体としてのセラミックグリーンシート
４９…未焼結導体としてのタングステンペースト
５０…セラミックグリーンシート積層体
６２…貫通穴部
Ｒ１…領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基体部と導体部とを備え、セラミック基体部に素子を搭載可能なキャビティが形成されたセラミック部品を製造する方法に係り、特にはそのキャビティの形成方法に特徴を有するセラミック部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子や、水晶振動子、水晶発振器、圧電振動子、表面弾性波フィルタなどの電子部品素子を収容するための小型のセラミックパッケージが各種提案されている。この種のセラミックパッケージは、電子部品素子を収納するためのキャビティ（非貫通凹部）を有し、そのキャビティの一部（例えば、底面）に、電子部品素子と接続するための端子が設けられている。このセラミックパッケージにおいて、複数のセラミック焼結層を積層することでキャビティが形成される。具体的には、例えば、図１８に示されるセラミックパッケージ７０のように、貫通孔７１が形成された上層側のセラミック焼結層７２と貫通孔が形成されていない下層側のセラミック焼結層７３とを積層することにより、キャビティ７４が形成されている。また、セラミックパッケージ７０には、外部基板に接続するためのパッド部、ビア導体、内層導体パターンなどの導体部（図示略）も形成されている。
【０００３】
ここで、従来のセラミックパッケージ７０の製造方法を例示する。
【０００４】
具体的には、まず、アルミナ粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を混合してスラリーを作製する。そしてこのスラリーを従来周知の手法によりシート状に成形して、セラミックグリーンシートを作製する。そして、セラミックグリーンシートに対して従来周知のパンチング（打ち抜き）加工を施すことによって、ビア導体用の貫通孔等を形成する。
【０００５】
次に、従来周知のペースト印刷装置を用いて、タングステン等を主成分とする導体ペーストを貫通孔内に充填する。さらに、スクリーン印刷法に従って、セラミックグリーンシートの表面に導体ペーストを塗布する。なおここでは、形成すべき回路配線に応じた所定パターンのマスクを用い、導体ペーストを所定パターン状に印刷形成する。そして、セラミックグリーンシートに対して従来周知のパンチング（打ち抜き）加工を施すことによって、キャビティ用の貫通孔を形成する。
【０００６】
その後、複数のセラミックグリーンシートを積層し、従来周知のラミネート装置を用いて厚さ方向に所定の荷重を加えることにより、これらを圧着、一体化してセラミックグリーンシート積層体を形成する。
【０００７】
その後、この積層体をアルミナが焼結しうる所定の温度に加熱する焼成工程を行う。この焼成を経ると、各セラミックグリーンシート及び導体ペーストが焼結して、セラミックパッケージ７０が得られる。
【０００８】
なお、セラミックグリーンシートを積層して焼成することによりスルーホール導体や内層導体パターンを形成した積層型電子部品が特許文献１等に開示されている。
【特許文献１】特開昭６３−１３６６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、従来のセラミックパッケージ７０の製造方法において、単層構造では非貫通のキャビティ７４を形成することができない。このため、複数のセラミックグリーンシートを積層してキャビティ７４を形成している。すなわち、キャビティ７４を形成するためには、最低二層以上のセラミックグリーンシートが必要であり、段差を有す複雑な形状のキャビティを形成する場合にはさらに多くのセラミックグリーンシートが必要となる。具体的には、キャビティが二段構造の場合には三層以上、キャビティが三段構造の場合には四層以上のセラミックグリーンシートが必要となる。このため、グリーンシートの積層時にキャビティの形成位置がずれてしまうといった問題が懸念される。また、セラミックパッケージが厚くなるため、セラミックパッケージの小型化を図ることが困難となってしまう。さらに、セラミックパッケージに形成されるキャビティは、セラミックグリーンシートの厚みに応じた深さとなるため、電子部品素子に応じた最適な深さのキャビティを形成することが困難となる。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、素子に応じたキャビティを形成し、小型化を図ることができるセラミック部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための手段（手段１）としては、セラミック基体部と導体部とを備えるセラミック部品の製造方法であって、焼結後に前記セラミック基体部となるべき未焼結セラミック成形体と、焼結後に前記導体部となるべき未焼結導体とを接触させて配置した状態で、レーザ照射により前記未焼結セラミック成形体の一部を除去することにより、素子を搭載可能な非貫通凹部であるキャビティを前記未焼結セラミック成形体に形成するレーザ加工工程と、前記レーザ加工工程の後、前記未焼結セラミック成形体及び前記未焼結導体を同時に焼結させる焼成工程とを含むことを特徴とするセラミック部品の製造方法がある。
【００１２】
従って、手段１に記載のセラミック部品の製造方法によると、レーザ照射によって未焼結セラミック成形体の一部が除去されて、素子を搭載可能な非貫通凹部であるキャビティが形成される。このようにすると、従来のようにセラミックグリーンシートの厚さに依存することなく素子に応じた適切な厚さのキャビティを形成することができるため、セラミック部品の薄型化が可能となる。またこの場合、レーザ照射による微細加工が可能であるため、小型サイズ（水平方向の縦横のサイズが例えば１ｍｍ以下）のキャビティを正確に形成することができる。
【００１３】
前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体としての単層品のセラミックグリーンシートに対してレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成してもよい。この場合、従来技術のように積層構造を採用しなくてもキャビティを形成することができるため、積層時の位置ズレがなくキャビティを高い位置精度で形成することができる。
【００１４】
また、前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体としての複数のセラミックグリーンシートを積層一体化してなるセラミックグリーンシート積層体を作製し、そのセラミックグリーンシート積層体に対してレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成してもよい。このように、セラミックグリーンシートを積層した後にキャビティを形成すると、従来技術のような積層時の位置ズレがなくキャビティを高い位置精度で形成することができる。
【００１５】
前記キャビティの内壁面上には前記素子を接続するための端子が形成されていてもよい。この場合、キャビティ内に素子を収納した状態で内壁面上の端子に素子を容易に接続することができる。
【００１６】
前記キャビティの底面には段部が配置されるとともに、前記段部上には前記素子を接続するための端子が形成されていてもよい。この場合、キャビティ内に素子を収納した状態で段部上の端子に素子を容易に接続することができる。
【００１７】
前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体における前記キャビティが形成されるべき領域に形成された貫通穴部に前記未焼結導体を充填し、この状態で前記未焼結セラミック成形体と前記穴部に充填した前記未焼結導体とに対するレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成するとともに、前記キャビティの内壁面の一部に前記端子となるべき端子用未焼結導体を露出させてもよい。このようにすれば、前記キャビティの内壁面上に端子を容易に形成することができる。
【００１８】
前記レーザ加工工程で用いられるレーザの種類は特に限定されないが、例えば、ＹＡＧレーザであることが好ましい。
【００１９】
また、前記レーザ加工工程において、前記レーザによる加工屑を除去しながらレーザ加工を行うことが好ましい。このようにすれば、キャビティ内に加工屑が溜まるといった問題を回避することができる。
【００２０】
前記セラミック部品としては、素子を搭載するためのセラミックパッケージを挙げることができる。セラミックパッケージの具体例としては、例えば、水晶振動子用パッケージ、表面弾性波フィルタ用パッケージ、ＭＰＵパッケージ、Ｃ−ＭＯＳ用パッケージ、ＣＣＤ用パッケージ、ＬＥＤ用パッケージなどを挙げることができる。また、前記水晶振動子をキャビティに収納する場合には、前記キャビティの段部上の端子に前記水晶振動子を接続することが好ましい。このように、キャビティの段部上の端子に水晶振動子を接続することにより、水晶振動子の下面がキャビティの底面に触れることなく水晶振動子を確実に振動させることができ、適切な信号を得ることができる。
【００２１】
前記未焼結セラミック成形体と未焼結導体とを接触して配置させる方法としては、印刷法に限定されるものではなく、例えば、シート状に形成した未焼結導体を未焼結セラミック成形体に圧着させて配置させてもよいし、導電性材料を未焼結セラミック成形体上に塗布することによって未焼結導体を配置させてもよい。
【００２２】
前記セラミック基体部を形成する材料の好適例としては、アルミナ、ベリリア、窒化アルミニウム、窒化ほう素、窒化珪素、低温焼成セラミックなどを挙げることができる。また、セラミック基体部の形成材料としては、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等のセラミック誘電体材料を選択してもよい。
【００２３】
前記未焼結導体に含まれる導電性金属粉末は、セラミック基体部の焼成温度よりも高融点である必要がある。例えば、セラミック基体部がいわゆる高温焼成セラミック（例えばアルミナ等）からなる場合には、未焼結導体中の金属粉末として、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等やそれらの合金が選択可能である。セラミック基体部がいわゆる低温焼成セラミック（例えばガラスセラミック等）からなる場合には、未焼結導体中の金属粉末として、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等やそれらの合金が選択可能である。
【００２４】
前記セラミック部品としては、セラミックパッケージ以外にセラミックコンデンサなどの電子部品を挙げることができる。また、一般的なセラミックパッケージのように平板形状の部品に限定されるものではなく、より立体的な形状（例えばキューブ状、球状など）のセラミック部品に本発明を具体化してもよい。またこの場合、未焼結セラミック成形体としては、シート成形品に限定されるものではなく、プレス成形品などを用いることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した実施の形態のセラミックパッケージ及びその製造方法を図面に基づき詳細に説明する。図１は、セラミックパッケージ１０を示す概略断面図である。また、図２は、セラミックパッケージ１０の上面図であり、図３は、セラミックパッケージ１０の下面図である。
【００２６】
図１に示されるように、本実施形態のセラミックパッケージ１０（セラミック部品）は、水晶振動子１１（素子）を実装するための装置である。このセラミックパッケージ１０は、上面１２及び下面１３を有する矩形平板状の部材であり、そのサイズは、例えば、縦１．４ｍｍ×横２．０ｍｍ×高さ０．５１ｍｍである。本実施の形態のセラミックパッケージ１０は、３層のセラミック焼結層１４，１５，１６（セラミック基体部）からなる多層構造を有しており、各セラミック焼結層１４〜１６は、いずれもアルミナ焼結体からなる。
【００２７】
図１及び図２に示されるように、セラミックパッケージ１０は、上面１２において開口するキャビティ２０を備えている。本実施の形態のキャビティ２０は平面視で略矩形状を呈しており、その外形寸法は、例えば縦１．０ｍｍ×横１．５ｍｍ×深さ０．３４ｍｍに設定されている。
【００２８】
本実施の形態のキャビティ２０は、二段構造となっており、底面２１の一部（図では左側）に段部２２が配置されている。そして、そのキャビティ２０の段部２２上には、水晶振動子１１に接続するための一対の端子２３が形成されている。水晶振動子１１は、各端子２３にはんだ付けにより接続される。このように、キャビティ２０内において、段部２２上の端子２３に水晶振動子１１を接続することにより、水晶振動子１１の先端がキャビティ２０の底面２１から離れた状態で収納される。
【００２９】
セラミックパッケージ１０におけるキャビティ２０の外周部の上面には、キャビティ２０を取り囲むようにシール用メタライズ層２５が設けられている。このメタライズ層２５上には、図示しないめっき層やロウ材層が設けられるとともに、そのロウ材層等を介して図示しないキャップが取り付けられる。このキャップによってキャビティ２０の開口が塞がれる。
【００３０】
セラミックパッケージ１０において、セラミック焼結層１４とセラミック焼結層１５との界面には内層導体パターン２６が形成され、セラミック焼結層１５とセラミック焼結層１６との界面には内層導体パターン２７が形成されている。また、セラミック焼結層１６の下面には、メタライズ層からなるパッド部２８が複数個設けられている。このセラミックパッケージ１０の各パッド部２８は、セラミックパッケージ１０を図示しない他の基板上に実装する際に、複数の基板側端子に対して接合される。
【００３１】
セラミックパッケージ１０において、シール用メタライズ層２５は、セラミック焼結層１４に形成されたビア導体３０を介して内層導体パターン２６に接続され、内層導体パターン２６は、セラミック焼結層１５，１６に形成されたキャスタレーション３１（端面スルーホール導体）を介してパッド部２８に接続されている。また、端子２３は、セラミック焼結層１５に形成されたビア導体３０を介して内層導体パターン２７に接続され、内層導体パターン２７は、セラミック焼結層１５，１６に形成されたキャスタレーション３１（端面スルーホール導体）を介してパッド部２８に接続されている。なお、キャスタレーション３１は、凹溝部３２の表面上に、メタライズ層を設けた構造を有しており、セラミックパッケージ１０の外周面における各コーナー部に配置されている。
【００３２】
本実施の形態のセラミックパッケージ１０において、端子２３、メタライズ層２５、内層導体パターン２６，２７、パッド部２８、ビア導体３０、及びキャスタレーション３１は、例えばタングステンを主体とするメタライズ金属からなる導体部である。
【００３３】
次に、上記構造のセラミックパッケージ１０を製造する方法について図４〜図１３に基づいて説明する。なお、本実施の形態のセラミックパッケージ１０は、多数個取りの手法で製造される。
【００３４】
まず、未焼結セラミック成形体を準備する準備工程を実施する。具体的には、セラミック粉末としてのアルミナ粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を混合してスラリーを作製する。そしてこのスラリーを従来周知の手法（例えばドクターブレード法やカレンダーロール法）によりシート状に成形して、図４に示すようなセラミックグリーンシート４１，４２，４３（未焼結セラミック成形体）を３枚作製する。
【００３５】
そして、穴あけ工程では、打ち抜き治具（上型４４，下型４５）を用いてパンチング加工を行い、セラミックグリーンシート４１の複数箇所に貫通孔４６，４７を形成する（図５参照）。セラミックグリーンシート４１と同様に、パンチング（打ち抜き）加工によってセラミックグリーンシート４２，４３の複数箇所に貫通孔４６，４７を形成する（図６参照）。各セラミックグリーンシート４１，４２，４３において、貫通孔４６は、ビア導体３０を形成するための孔部であり、貫通孔４７は、キャスタレーション３１を形成するための孔部である。
【００３６】
続く導体部形成工程では、貫通孔４６，４７内にそれぞれ導体部を形成する。より具体的にいうと、まず従来周知のペースト印刷装置によるビアメタライズ充填を行って、貫通孔４６内にタングステンペースト４９を充填する（図７参照）。即ち、貫通孔４６を完全にタングステンペースト４９で満たすようにする。次いで、キャスタレーション印刷を行って、貫通孔４７の内周面にタングステンペースト４９を付着させる（図８参照）。従って、貫通孔４７内は完全にタングステンペースト４９で満たされていなくてもよく、貫通孔４７の中心部は空洞状になっている。なお、上記のようにビアメタライズ充填後にキャスタレーション印刷を行ってもよいほか、キャスタレーション印刷後にビアメタライズ充填後を行ってもよい。そして次に、セラミックグリーンシート４１，４２，４３の上にタングステンペースト４９をパターン印刷する（図９参照）。これらの印刷層は、後に端子２３、メタライズ層２５、内層導体パターン２６，２７、パッド部２８となるべき部分である。
【００３７】
この後に、積層工程を行い、セラミックグリーンシート４３の上にセラミックグリーンシート４２及びセラミックグリーンシート４１を順次積層し、従来周知のラミネート装置を用いて厚さ方向に所定の荷重を加えることにより、これらを圧着、一体化してセラミックグリーンシート積層体５０を形成する（図１０参照）。
【００３８】
そして、レーザ加工工程では、レーザ照射装置を用いてセラミックグリーンシート積層体５０にレーザＬ１を照射することにより、非貫通凹部であるキャビティ２０を形成する（図１１参照）。なおここでは、レーザ出力を調整しつつレーザＬ１の照射点を走査することにより、キャビティ２０の底面２１に段部２２を形成するとともに、その段部２２の上面に、後に端子２３となるタングステンペースト４９のパターンを露出させている。またこのとき、図示しない吸引装置やブロー装置を用いて、レーザ照射による加工屑を除去しながらキャビティ２０を形成している。本実施の形態のキャビティ２０は、その深さがセラミックグリーンシート４１，４２の２層分の厚さとほぼ等しくなるよう形成されている。ただし、水晶振動子１１のサイズに応じて、セラミックグリーンシート４１，４２の２層分の厚さよりも浅くキャビティ２０を形成してもよいし、その２層分の厚さよりも深くキャビティ２０を形成してもよい。
【００３９】
続く溝入れ工程では、従来周知のブレード装置を用いることにより、製品領域の外形線に沿ってセラミックグリーンシート積層体５０の表面及び裏面に断面Ｖ字状の分割溝５２を格子状に形成する（図１２参照）。なお、本実施の形態では、各貫通孔４７の中心を通るよう複数の分割溝５２が形成される。
【００４０】
その後、セラミックグリーンシート積層体５０をアルミナが焼結しうる所定の温度（例えば１５００℃〜１８００℃程度の温度）に加熱する焼成工程を行う。この焼成を経ると、各セラミックグリーンシート４１，４２，４３が焼結して大判のセラミックパッケージ１０１が得られる（図１３参照）。また、タングステンペースト４９の焼結によって、端子２３、メタライズ層２５、内層導体パターン２６，２７、パッド部２８、ビア導体３０、及びスルーホール導体５８が形成される。なお、ここで得られるセラミックパッケージ１０１は、セラミックパッケージ１０となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した構造の多数個取り用パッケージである。
【００４１】
さらに、セラミックパッケージ１０１の端子２３、メタライズ層２５、パッド部２８、及びスルーホール導体５８に対して電解めっきを行ってそれら表面にめっき層を形成する。そして、セラミックパッケージ１０１を分割溝５２に沿って分割することにより、図１のセラミックパッケージ１０が複数同時に得られる。なお、分割溝５２は、スルーホール導体５８のある貫通孔４７の中心を通るよう形成されている。このため、分割溝５２でセラミックパッケージ１０１を切断することによって、セラミックパッケージ１０のコーナー部（セラミック焼結層１５，１６の側面）にキャスタレーション３１が形成される。
【００４２】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４３】
（１）本実施の形態の場合、複数のセラミックグリーンシート４１〜４３を積層一体化してなるセラミックグリーンシート積層体５０を作製し、そのセラミックグリーンシート積層体５０に対してレーザ照射を行うことにより、キャビティ２０を形成している。この場合、従来技術のように積層時の位置ズレがなくキャビティ２０を高い位置精度で形成することができる。また、レーザ照射による微細加工が可能であるため、水晶振動子１１に応じたキャビティ２０を正確に形成することができる。
【００４４】
（２）本実施の形態のセラミックパッケージ１０では、キャビティ２０の底面２１に段部２２が配置されるとともに、その段部２２上には水晶振動子１１を接続するための端子２３が形成されている。この場合、キャビティ２０の段部２２上の端子２３に水晶振動子１１を接続することにより、キャビティ２０内においてその底面２１から水晶振動子１１が浮いた状態となる。従って、本実施の形態のセラミックパッケージ１０を用いれば、水晶振動子１１を確実に振動させることができ、適切な信号を得ることができる。
【００４５】
（３）本実施の形態の場合、レーザ加工工程において、レーザ照射による加工屑を除去しながらキャビティ２０を形成しているので、キャビティ２０内に加工屑が溜まるといった問題を回避することができる。
【００４６】
（４）本実施の形態の製造方法では、従来技術のようにセラミックグリーンシートのパンチング加工によってキャビティ２０を形成する必要がないため、そのパンチング加工を行うための金型が不要となる。また、セラミックパッケージ１０の設計変更を行う場合、従来技術のような金型の作製期間が不要となり、レーザ照射位置等の調整によって迅速に対応することができる。
【００４７】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００４８】
・上記実施の形態では、３層構造のセラミックパッケージ１０に具体化したが、図１４に示されるように、単層構造のセラミック焼結層１７（セラミック基体部）からなるセラミックパッケージ１０Ａに具体化してもよい。このセラミックパッケージ１０Ａも、上記実施の形態と同様に、上面１２において開口するキャビティ２０Ａを備えている。そして、キャビティ２０Ａにおける内壁面の一部に素子を接続するための端子２３Ａが露出している。この端子２３Ａは、セラミック焼結層１７の厚さ方向に延設され、下面１３に設けられたパッド部２８に接続されている。また、セラミックパッケージ１０Ａにおけるキャビティ２０の外周部の上面には、キャビティ２０を取り囲むようにシール用メタライズ層２５が設けられており、メタライズ層２５は、ビア導体２４を介して下面１３に設けられたパッド部２８に接続されている。
【００４９】
図１４のセラミックパッケージ１０Ａを製造する場合、まず、未焼結セラミック成形体として単層品のセラミックグリーンシート４４（未焼結セラミック成形体）を準備し、パンチング加工を行うことにより、セラミックグリーンシート４４の複数箇所に貫通穴部６１，６２を形成する（図１５参照）。なお、貫通穴部６１は、ビア導体２４を形成するための穴部であり、キャビティ２０Ａが形成されるべき領域Ｒ１の外側に形成される。また、貫通穴部６２は、端子２３Ａを形成するための穴部であり、キャビティ２０Ａが形成されるべき領域Ｒ１に形成されている。そして、貫通穴部６１，６２内にタングステンペースト４９を充填し、さらに、セラミックグリーンシート４４の上にタングステンペースト４９をパターン印刷する（図１６参照）。続くレーザ加工工程では、セラミックグリーンシート４４と貫通穴部６２に充填したタングステンペースト４９とに対してレーザＬ１を照射することにより、キャビティ２０Ａを形成する（図１７参照）。またこのとき、キャビティ２０Ａの内壁面の一部に端子２３Ａとなるべきタングステンペースト４９（端子用未焼結導体）を露出させる。なお、このレーザ加工工程においても、レーザ照射による加工屑を除去しながらキャビティ２０Ａを形成している。この後、上記実施の形態と同様に分割溝５２の溝入れ工程、焼成工程を行い、さらにめっき工程や分割工程を行うことでセラミックパッケージ１０Ａを製造する。
【００５０】
このようにセラミックパッケージ１０Ａを製造すれば、従来のようにセラミックグリーンシート４４の厚さに依存することなく素子１１Ａに応じた適切な厚さのキャビティ２０Ａを形成することができるため、セラミックパッケージ１０Ａの薄型化が可能となる。またこの場合、従来技術のように積層構造を採用しなくてもキャビティ２０Ａを形成することができるため、積層時の位置ズレがなくキャビティ２０Ａを高い位置精度で形成することができる。さらに、キャビティ２０Ａの内壁面上には素子１１Ａを接続するための端子２３Ａが形成されているので、キャビティ２０Ａ内に素子１１Ａを収納した状態で内壁面上の端子２３Ａに素子１１Ａを容易に接続することができる。
【００５１】
・上記実施の形態において、セラミックパッケージ１０に形成するキャビティ２０は、縦１．０ｍｍ×横１．５ｍｍのサイズであったが、このサイズは適宜変更することができる。上記実施の形態の製造方法によれば、レーザ加工による微細加工が可能であるため、例えば、縦横のサイズが１．０ｍｍ以下の小型のキャビティを形成することができる。また、上記実施の形態のキャビティ２０は、平面視で略矩形状であったが、搭載する素子形状に応じて適宜変更してもよい。例えば、細長いスリット形状のキャビティを形成してもよいし、円形のキャビティを形成してもよい。
【００５２】
・上記実施の形態において、貫通孔４６，４７をパンチング加工によって形成したが、レーザ加工やドリル加工などの手法によって形成してもよい。特にレーザ加工で貫通孔４６，４７を形成する場合、キャビティ２０の加工時のレーザ照射装置を用いることができるため、装置コストを抑えることが可能となる。また、共通のレーザ加工装置を用いれば、各工程での位置合わせを簡素化することが可能となる。
【００５３】
・上記実施の形態におけるレーザ加工工程ではＹＡＧレーザを用いたが、炭酸ガスレーザやエキシマレーザ等の他の種類のレーザを用いてもよい。
【００５４】
・上記実施の形態では、セラミックパッケージ１０，１０Ａに具体化していたが、セラミックコンデンサなどの他のセラミック部品に本発明を適用してもよい。
【００５５】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）セラミック基体部と導体部とを備えるセラミック部品の製造方法であって、焼結後に前記セラミック基体部となるべき未焼結セラミック成形体と、焼結後に前記導体部となるべき未焼結導体とを接触させて配置した状態で、レーザ照射により前記未焼結セラミック成形体の一部を除去することにより、素子を搭載可能な非貫通凹部であるキャビティを前記未焼結セラミック成形体に形成するレーザ加工工程と、前記レーザ加工工程の後、前記未焼結セラミック成形体及び前記未焼結導体を同時に焼結させる焼成工程とを含み、前記レーザ加工工程において、前記レーザによる加工屑を除去しながらレーザ加工を行うことを特徴とするセラミック部品の製造方法。
【００５６】
（２）技術的思想（１)において、前記レーザ加工工程で形成される前記キャビティは、縦横のサイズが１．０ｍｍ以下であることを特徴とするセラミック部品の製造方法。
【００５７】
（３）技術的思想（１)または(２)において、前記レーザ加工に用いられるレーザはＹＡＧレーザであることを特徴とするセラミック部品の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態のセラミックパッケージを示す断面図。
【図２】本実施の形態のセラミックパッケージを示す上面図。
【図３】本実施の形態のセラミックパッケージを示す下面図。
【図４】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図５】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図６】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図７】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図８】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図９】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１０】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１１】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１２】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１３】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１４】別の実施の形態のセラミックパッケージを示す断面図。
【図１５】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１６】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１７】セラミックパッケージの製造方法を説明するための断面図。
【図１８】従来のセラミックパッケージを示す概略断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１０，１０Ａ…セラミック部品としてのセラミックパッケージ
１１…素子としての水晶振動子
１１Ａ…素子
１４〜１７…セラミック基体部としてのセラミック焼結層
２０，２０Ａ…キャビティ
２１…キャビティの底面
２２…段部
２３,２３Ａ…導体部としての端子
２４…導体部としてのビア導体
２５…導体部としてのシール用メタライズ層
２６，２７…導体部としての内層導体パターン
２８…導体部としてのパッド部
３０…導体部としてのビア導体
３１…導体部としてのキャスタレーション
４１〜４４…未焼結セラミック成形体としてのセラミックグリーンシート
４９…未焼結導体としてのタングステンペースト
５０…セラミックグリーンシート積層体
６２…貫通穴部
Ｒ１…領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体部と導体部とを備えるセラミック部品の製造方法であって、
焼結後に前記セラミック基体部となるべき未焼結セラミック成形体と、焼結後に前記導体部となるべき未焼結導体とを接触させて配置した状態で、レーザ照射により前記未焼結セラミック成形体の一部を除去することにより、素子を搭載可能な非貫通凹部であるキャビティを前記未焼結セラミック成形体に形成するレーザ加工工程と、
前記レーザ加工工程の後、前記未焼結セラミック成形体及び前記未焼結導体を同時に焼結させる焼成工程と
を含むことを特徴とするセラミック部品の製造方法。
【請求項２】
前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体としての単層品のセラミックグリーンシートに対してレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成することを特徴とする請求項１に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項３】
前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体としての複数のセラミックグリーンシートを積層一体化してなるセラミックグリーンシート積層体を作製し、そのセラミックグリーンシート積層体に対してレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成することを特徴とする請求項１に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項４】
前記キャビティの内壁面上には前記素子を接続するための端子が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項５】
前記キャビティの底面には段部が配置されるとともに、前記段部上には前記素子を接続するための端子が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体における前記キャビティが形成されるべき領域に形成された貫通穴部に前記未焼結導体を充填し、この状態で前記未焼結セラミック成形体と前記穴部に充填した前記未焼結導体とに対するレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成するとともに、前記キャビティの内壁面の一部に前記端子となるべき端子用未焼結導体を露出させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項７】
前記セラミック部品は、水晶振動子用セラミックパッケージであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項１】
セラミック基体部と導体部とを備えるセラミック部品の製造方法であって、
焼結後に前記セラミック基体部となるべき未焼結セラミック成形体と、焼結後に前記導体部となるべき未焼結導体とを接触させて配置した状態で、レーザ照射により前記未焼結セラミック成形体の一部を除去することにより、素子を搭載可能な非貫通凹部であるキャビティを前記未焼結セラミック成形体に形成するレーザ加工工程と、
前記レーザ加工工程の後、前記未焼結セラミック成形体及び前記未焼結導体を同時に焼結させる焼成工程と
を含むことを特徴とするセラミック部品の製造方法。
【請求項２】
前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体としての単層品のセラミックグリーンシートに対してレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成することを特徴とする請求項１に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項３】
前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体としての複数のセラミックグリーンシートを積層一体化してなるセラミックグリーンシート積層体を作製し、そのセラミックグリーンシート積層体に対してレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成することを特徴とする請求項１に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項４】
前記キャビティの内壁面上には前記素子を接続するための端子が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項５】
前記キャビティの底面には段部が配置されるとともに、前記段部上には前記素子を接続するための端子が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ加工工程において、前記未焼結セラミック成形体における前記キャビティが形成されるべき領域に形成された貫通穴部に前記未焼結導体を充填し、この状態で前記未焼結セラミック成形体と前記穴部に充填した前記未焼結導体とに対するレーザ照射を行うことにより、前記キャビティを形成するとともに、前記キャビティの内壁面の一部に前記端子となるべき端子用未焼結導体を露出させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセラミック部品の製造方法。
【請求項７】
前記セラミック部品は、水晶振動子用セラミックパッケージであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のセラミック部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−６９６２０（Ｐ２０１０−６９６２０Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３６００１（Ｐ２００８−２３６００１）
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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