CN102416672B - 附树脂脆性材料基板的分割方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可靠性较高、且尺寸精度提高的附树脂脆性材料基板的分割方法。该分割方法是将在脆性材料基板的一主面上附着有树脂而成的附树脂脆性材料基板以垂直于主面的方式进行分割，其包括：槽部形成工序，在附树脂脆性材料基板的树脂侧的分割预定位置形成槽部；划线形成工序，在脆性材料基板侧的分割预定位置形成划线；及断裂工序，沿着划线来分割所述附树脂脆性材料基板(例如，对在脆性材料基板的主面上且相对于分割预定位置而对称的2个位置、及树脂侧的主面且划线的延长线上的位置，用特定的施力构件施力，以此分割附树脂脆性材料基板的断裂工序)。

Description

附树脂脆性材料基板的分割方法

技术领域

本发明涉及一种对脆性材料基板进行分割的方法，特别涉及一种对粘结有树脂的陶瓷基板进行分割的方法。

背景技术

关于对使用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics，低温共烧陶瓷)或HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics，高温共烧陶瓷)等的陶瓷及其它脆性材料而构成的脆性材料基板(包括在主面或内部形成着电气电路等的基板)进行分割并切出多个分割单片的方法，有各种各样的方法。例如，有如下公知的形态：使用划刻轮等在脆性材料基板的分割预定位置形成划线，借此沿着划线而在脆性材料基板的厚度方向形成垂直裂痕，然后，通过施加外力(负载)而使垂直裂痕在脆性材料基板的厚度方向上伸展，由此使脆性材料基板断裂(例如，参照专利文献1)。该情况下，沿着划线所形成的垂直裂痕在脆性材料基板的厚度方向上伸展并到达背面，以此使脆性材料基板断裂。或者也存在如下情况：在脆性材料基板的制造过程中在分割预定位置预先形成V字形槽(称为V槽等)，沿着V槽而进行断裂。一般而言，V槽是在陶瓷的前驱物(陶瓷生片的积层体)的阶段形成。

[先行技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2010-173251号公报

发明内容

在脆性材料基板中，为了对形成在主面的电路进行保护等，有使玻璃环氧化物等的热硬化性树脂附着在该主面的脆性材料基板(附树脂脆性材料基板)。在使该附树脂脆性材料基板以所述方法从脆性材料基板侧断裂的情况下，由于脆性材料基板与树脂的材质不同，故会产生如下不良：垂直裂痕并不伸展至树脂部分、或并不贯通树脂部分。或者，也有如下情况：裂痕不垂直伸展，产生被称为倒刺等的斜裂。

而且，在使热硬化性树脂附着的过程中，由于脆性材料基板会产生翘曲而导致如下问题：由断裂而切出的分割单片的尺寸精度(平坦性)较差。该问题对于未形成V槽的脆性材料基板而言为显着。

本发明是有鉴于所述课题而完成，其目的在于提供一种与以往相比可靠性更高、且尺寸精度提高的附树脂脆性材料基板的分割方法。

为了解决所述课题，技术方案1的发明是一种附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于，将在脆性材料基板的一主面上附着有树脂而成的附树脂脆性材料基板以垂直于主面的方式进行分割，且其包括：槽部形成工序，在所述附树脂脆性材料基板的树脂侧的分割预定位置形成槽部；划线形成工序，在所述附树脂脆性材料基板的脆性材料基板侧的分割预定位置形成划线；及断裂工序，沿着划线来分割所述附树脂脆性材料基板。

技术方案2的发明根据技术方案1的附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于，所述断裂工序包括通过如下方式来分割所述附树脂脆性材料基板的断裂工序：用特定的施力构件对在所述脆性材料基板的主面上且相对于所述脆性材料基板侧的分割预定位置而对称的2个位置、及所述树脂侧的主面且沿着所述划线而形成的垂直裂痕的在所述脆性材料基板的厚度方向的延长线上的位置进行施力。

技术方案3的发明根据技术方案1或2的附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于，所述划线形成工序是通过在所述脆性材料基板上形成所述划线而沿着所述划线形成在所述脆性材料基板的厚度方向上伸展的垂直裂痕的工序，所述断裂工序是通过使所述垂直裂痕向所述槽部伸展来分割所述附树脂脆性材料基板的工序。

技术方案4的发明根据技术方案1到3中任一技术方案的附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于，所述槽部形成工序是通过切割机而形成所述槽部的工序。

技术方案5的发明根据技术方案1到4中任一技术方案的附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于，所述脆性材料基板是LTCC或HTCC。

[发明的效果]

根据技术方案1到5的发明，可将附树脂脆性材料基板在相对于其主面而垂直的分割预定位置确实地且以优异的尺寸精度进行分割。

附图说明

图1是表示本实施形态中成为分割对象的附树脂脆性材料基板10的模式图。

图2是表示对本实施形态中附树脂脆性材料基板10进行分割的处理顺序的图。

图3是表示使用切割机100进行槽部形成加工的状况的模式图。

图4是表示通过槽部形成加工而形成着槽部G的附树脂脆性材料基板10的图。

图5是例示进行切割加工的切割装置200的图。

图6是表示通过切割加工而形成着划线SL及垂直裂痕SC的附树脂脆性材料基板10的图。

图7是表示进行断裂加工的断裂装置300的状况的模式剖面图。

图8是表示断裂加工后的附树脂脆性材料基板10的图。

图9是表示关于未进行槽部形成加工的附树脂脆性材料基板10的断裂加工后的状况的图。

[符号的说明]

1                  脆性材料基板

1a、1b             (脆性材料基板的)主面

2                  树脂

10                 附树脂脆性材料基板

11                 分割单片

100                切割机

101                平台

102                刀片

200                切割装置

201                载台

202                导辊

203                刀轮

204                切割头

205                导杆

206                滑动部

300                断裂装置

301                弹性膜

301a               黏着面

302                框架

303(303a、303b)    上侧断裂棒

303e               (上侧断裂棒的)前端

304                下侧断裂棒

304e            前端

CR、CR1～CR5    裂痕

G               槽部

L               分割预定线

P1              (脆性材料基板侧的)分割预定位置

P2              (树脂侧的)分割预定位置

SC              垂直裂痕

SL              划线

具体实施方式

<附树脂脆性材料基板>

图1是表示本实施形态中成为分割对象的附树脂脆性材料基板10的模式图。附树脂脆性材料基板10是使玻璃环氧化物等的热硬化性树脂(以下，也仅称为树脂)2附着在使用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)或HTCC(High Temperature Co-firedCeramics)等的陶瓷及其它脆性材料所构成的脆性材料基板1的一个主面1a上。另外，在本实施形态中，脆性材料基板1包括在主面或内部形成着电气电路等的基板。树脂2例如是为了对形成在主面的电路进行保护等而设置。另外，在图1中，表示了附树脂脆性材料基板10在水平方向(图面观察时左右方向)为平坦，但实际上存在如下情况：伴随树脂2硬化时的收缩而压缩应力作用于脆性材料基板1的主面1a，从而在脆性材料基板1上产生了成为朝图面观察时的上方而凸起的翘曲。

而且，在图1中，将表示附树脂脆性材料基板10的分割预定位置的分割预定线L以虚线表示。在本实施形态中，分割预定位置是设定为与脆性材料基板1的主面1a、1b垂直。另外，将分割预定线L的脆性材料基板1侧的端部(与主面1b的交叉位置)特别称为分割预定位置P1，将树脂2侧的端部(与主面2a的交叉位置)称为分割预定位置P2。在该情况下，分割预定位置P1及分割预定位置P2为在与纸面垂直的方向延伸的直线。

另外，图1中的脆性材料基板1与树脂2的尺寸、或树脂2的附着形态仅为例示。脆性材料基板1及树脂2均可按照各自的目的而选择适当的尺寸。虽无特别限定，但可为如下所述：例如，附树脂脆性材料基板10的厚度为0.3～3mm左右，脆性材料基板1的厚度为0.1～2mm左右，树脂2的厚度为0.1～2mm左右。另外，在图1中(以下的图中也相同)表示了5处的分割预定位置(5条分割预定线L)，但此也仅为例示。

<附树脂材料基板的分割>

图2是表示对本实施形态中附树脂脆性材料基板10进行分割的处理顺序的图。以下，按图2所示的顺序，对本实施形态的附树脂脆性材料基板的分割处理的详情进行说明。

首先，准备附树脂脆性材料基板10(步骤S1)。在该附树脂脆性材料基板10上，如图1所示，设定出与脆性材料基板1的主面1a、1b垂直的分割预定位置。然后，在所准备的附树脂脆性材料基板10的树脂2侧的分割预定位置P2，进行槽部形成加工(步骤S2)。槽部形成加工是可从切割机(切割机)、激光光束及其它公知的加工机构中选择适当的加工机构而进行。

图3是表示使用切割机100进行槽部形成加工的状况的模式图。图4是表示通过该槽部形成加工而形成着槽部G的附树脂脆性材料基板10的图。

在使用切割机100进行槽部形成加工的情况下，首先，将附树脂脆性材料基板10以使树脂2的主面2a成为被加工面的方式将脆性材料基板1的主面1b作为载置面而载置固定在切割机100的平台101上。然后，将外周部分以金钢石等为材质的成为研削用的刀尖的圆板状的刀片102调整到与槽部G的深度相称的高度位置。然后，通过未图示的驱动机构使刀片102以轴102a为中心如箭头AR1所示进行旋转，并且沿着分割预定位置P2而使平台101如箭头AR2所示进行移动或者使刀片102如箭头AR3所示进行移动，由此形成槽部G。图4是表示对所有的分割预定位置P2进行相同加工后的状态。

槽部G的深度可根据脆性材料基板1及树脂2的材质、硬度、厚度等而适当设定。虽无特别限定，但例如槽部G的深度可为树脂2的厚度的30～90％左右。另外，在图4中将槽部G形成为剖面观察时成矩形状，但槽部G的剖面形状未必限定于矩形。

由于形成着槽部G，因此在附树脂脆性材料基板10中，作用于脆性材料基板1的主面1a的压缩应力得到缓和。由此，可减少附树脂脆性材料基板10的翘曲。

在完成槽部G的形成后，接下来，对附树脂脆性材料基板10的脆性材料基板1侧的分割预定位置P1进行切割加工(步骤S3)。

图5是例示进行切割加工的切割装置200的图。图6是表示通过切割加工而形成着划线SL，并且沿着划线SL而形成着在脆性材料基板的厚度方向上伸展的垂直裂痕SC的附树脂脆性材料基板10的图。

切割装置200主要具备：用以载置固定被加工物的载台201；将载台201向与纸面垂直的方向移动自如地引导的一对导辊202；具备在前端部分形成着划线的刀轮203的切割头204；及滑动部206，其将切割头204如箭头AR4所示升降自如地配备、且以如箭头AR5所示在图面观察时左右方向滑动自如的形态安装于导杆205上而成。

刀轮203是圆周部分的剖面成圆形的圆板状的构件。而且，刀轮203是将其圆板状部分的中心轴支在切割头204上，以此由外力而自如旋转。刀轮203是以例如超硬合金、烧结金钢石、SUS、SKH(工具钢)、蓝宝石等等作为其材质。

在使用切割装置200进行附树脂脆性材料基板10的切割加工的情况下，首先，将附树脂脆性材料基板10以使脆性材料基板1的主面1b成为被加工面的方式将树脂2的主面2a作为载置面而载置固定在切割装置200的载台201之上。在该状态下，如果使刀轮203抵接在分割预定位置P1并且使滑动部206在图面观察时从左到右或者从右到左进行移动，则在分割预定位置P1形成划线SL，且沿着划线SL而在脆性材料基板1的厚度方向上使垂直裂痕SC伸展。图6是表示对所有的分割预定位置P1进行相同加工后的状态。

如图6所示，切割加工后的附树脂脆性材料基板10成为如下状态：槽部G与划线SL及垂直裂痕SC形成在相同的分割预定线L上。

划线SL及垂直裂痕SC的深度的总和取决于脆性材料基板1及树脂2的材质、硬度、厚度、或槽部G的深度等，但理想的是至少为脆性材料基板1的厚度的10％左右以上。在该情况下，在后段的过程中可适当分割附树脂脆性材料基板10。

形成划线SL及垂直裂痕SC后，接下来，进行使附树脂脆性材料基板10沿着划线SL及垂直裂痕SC而断裂的断裂加工(步骤S4)。

图7是表示进行断裂加工的断裂装置300的状况的模式剖面图。图8是表示断裂加工后的附树脂脆性材料基板10的图。

断裂装置300主要具备：将黏着固定着被加工物的弹性膜301在其端缘部水平打开并保持的框架302；在相较被加工物更靠上侧进行上下移动的2个上侧断裂棒303(303a、303b)；及在相较被加工物更靠下侧进行上下移动的1个下侧断裂棒304。2个上侧断裂棒303a、303b在水平方向(图面观察时左右方向)上分开配置。优选可调节两者的分开距离。另外，下侧断裂棒304配置在水平方向上与2个上侧断裂棒303a、303b相隔等距离的位置。

在使用断裂装置300而使附树脂脆性材料基板10断裂的情况下，首先，将树脂2的主面2a作为固定面而将附树脂脆性材料基板10黏着固定在弹性膜301的黏着面301a。然后，在黏着面301a成为上方的状态下，使弹性膜301在框架302上打开。

接下来，将下侧断裂棒304以与弹性膜301分开的状态而配置在成为断裂对象的分割预定线L(以下，称为对象分割预定线)的延长线上的位置。然后，将2个上侧断裂棒303a、303b以与脆性材料基板1分开的状态并相对于该分割预定线L而对称的方式，以特定的间隔分开配置。在该状态下，使2个上侧断裂棒303下降以使各自的前端303e抵接在脆性材料基板1的主面1b，并且使下侧断裂棒304上升以使其前端304e经由弹性膜301而抵接在树脂2的主面2a。由此，附树脂脆性材料基板10通过上侧断裂棒303而铅垂朝下被施力，并通过下侧断裂棒304而铅垂朝上被施力。于是，在附树脂脆性材料基板10上，3点的弯曲应力作用于对象分割预定线的位置。该应力作用后，由沿着该位置的划线SL所形成的垂直裂痕SC而产生沿着该对象分割预定线的裂痕伸展，并形成到达正下方的槽部G为止的垂直的裂痕CR。借由该裂痕CR的形成而完成对象分割预定线的位置的断裂。

另外，在图7中，例示出如下形态：上侧断裂棒303的前端303e与下侧断裂棒304的前端304e在剖面观察时成锐角，并与脆性材料基板1或弹性膜301线接触(在图7所示的剖面中成为点接触)的形态，但并非必需如此，也可为如下形态：前端303e及前端304e在剖面观察时成矩形状，并与脆性材料基板1或弹性膜301面接触。

图8是表示对所有的分割预定线L进行相同加工后的状态。在使用本实施形态的分割方法的情况下，裂痕CR从沿着设置在脆性材料基板1上的划线SL所形成的垂直裂痕SC而沿着分割预定线L向树脂2的槽部G垂直、且确实地(再现性良好地)伸展。另外，在断裂加工之后，如图8所示多个分割单片11彼此成为在裂痕CR处大致接触的状态，但当然，各个分割单片11在物理上为不同的个体，可进行个别处理。

图9是表示用于对比所示的关于除未进行槽部形成加工之外以与所述相同的顺序进行加工后的附树脂脆性材料基板10的断裂加工后的状况的图。此时，如图9所示，也会停留在如下情况：树脂2中通过形成从分割预定线L偏离的歪斜裂痕(裂痕CR1或裂痕CR2)而产生斜裂，或者形成着仅伸展到树脂2的中途为止的裂痕(裂痕CR3或裂痕CR4)，或仅在脆性材料基板1的范围内伸展的裂痕(裂痕CR5)。另外，假设即便已进行良好的分割，但在断裂时，也必需对附树脂脆性材料基板10赋予相较本实施形态更大的力。这些情况如本实施形态般，是指在使附树脂脆性材料基板10良好地断裂方面，在树脂2上预先形成槽部G为有效。

另外，在本实施形态中，如上所述借由槽部G的形成而减少翘曲，并且对附树脂脆性材料基板10进行分割，因此对于各个分割单片11而言，也成为翘曲减少的分割单片。即，可使分割单片11成为与以往相比尺寸精度(平坦性)更为优异的分割单片。

以上，如所说明般，根据本实施形态，在树脂侧的分割预定位置形成着槽部，并且进行切割加工与断裂加工，由此能以与以往相比更高的可靠性及更优异的尺寸精度，将附树脂脆性材料基板在相对于其主面而垂直的分割预定位置进行分割。

<变形例>

断裂加工的形态并不限于所述的实施形态。例如，也可为使用如下断裂装置的形态：下侧断裂棒的构成与所述断裂装置300为相同，但上侧断裂棒具有以较宽幅而与脆性材料基板1的主面1b进而与弹性膜301以充分的接触面积相接触的形状，且作为与主面1b的接触面含有橡胶等的弹性构件的支撑构件而设置。该断裂装置中，在使所述支撑构件预先接触到形成着划线SL的主面1b的状态下，将配置在对象分割预定线的延长线上的下侧断裂棒经由弹性膜301而对树脂侧的主面2a进行线接触，并对附树脂脆性材料基板10施力，由此实现断裂。

或者，也可使用如下形式的断裂装置：取代通过断裂棒进行断裂的断裂装置，利用辊来按压树脂2侧的主面2a，由此使垂直裂痕在附树脂脆性材料基板10的厚度方向上伸展。或者，也可不使用断裂装置，而利用人的手来折断形成着划线SL及垂直裂痕SC的附树脂脆性材料基板10。

Claims (7)

1.一种附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于，将在脆性材料基板的一主面上附着有树脂而成的附树脂脆性材料基板以垂直于主面的方式进行分割，且其包括：

槽部形成工序，在所述附树脂脆性材料基板的树脂侧的分割预定位置形成槽部；

划线形成工序，在完成所述槽部的形成后，对所述附树脂脆性材料基板的脆性材料基板侧的分割预定位置通过使刀轮抵接并且移动而形成划线，并且使垂直裂痕从所述划线伸展；及

断裂工序，沿着所述划线来分割所述附树脂脆性材料基板。

2.根据权利要求1所述的附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于：

所述断裂工序是通过如下方式来分割所述附树脂脆性材料基板的工序：用特定的施力构件对在所述脆性材料基板的主面上且相对于所述脆性材料基板侧的分割预定位置而对称的2个位置、及所述树脂侧的主面上且所述划线的延长线上的位置进行施力。

3.根据权利要求1所述的附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于：

所述断裂工序是通过使裂痕从所述垂直裂痕向所述槽部伸展来分割所述附树脂脆性材料基板的工序。

4.根据权利要求2所述的附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于：

所述断裂工序是通过使裂痕从所述垂直裂痕向所述槽部伸展来分割所述附树脂脆性材料基板的工序。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于：

所述槽部形成工序是通过切割机而形成所述槽部的工序。

6.根据权利要求1到4中任一项所述的附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于：

所述脆性材料基板是LTCC或HTCC。

7.根据权利要求5所述的附树脂脆性材料基板的分割方法，其特征在于：

所述脆性材料基板是LTCC或HTCC。