JP2001113521A - スクライブラインの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクライブライン以外の所にクラックが発生
することがなく、しかも正確にスクライブライン上で破
断できるスクライブラインの形成方法を提供する。 【解決手段】 ダイヤモンドカッター３０をガラスセラ
ミック基板１０上の分割部分１２に荷重を加えながら移
動させて、ガラスセラミック基板１０の表面にスクライ
ブライン１３を形成する方法であって、ダイヤモンドカ
ッター３０の軽荷重による複数回の切り込み操作によ
り、ガラスセラミック基板１０の分割部分１２の切断を
容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスセラミック
基板の分割部分の切断を容易にするスクライブラインの
形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラスセラミック基板上に複数の
回路パターンを形成するため、各回路パターンの間を分
割して個別の回路パターンを得ている。その場合、ガラ
スセラミック基板には、焼成工程後に分割部分の折り曲
げによる切断を容易にするスクライブラインを設けてい
る。スクライブラインは、ガラス切りの要領でダイヤモ
ンドカッターをガラスセラミック基板上に押し付けて線
を引くことにより形成しているが、ダイヤモンドカッタ
ーの１回の切り込み操作によって断面Ｖ字状の線状溝を
形成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、次のような解決すべき問題があった。 （１）ガラスセラミック基板は、硼珪酸ガラスとアルミ
ナ（Al₂ O₃）の複合セラミックで、硼珪酸ガラスとアル
ミナの量比は重量比、容積比とも硼珪酸ガラスの方が高
い。膨張係数は硼珪酸ガラスの方が大きく、アルミナ粒
子との界面には内部応力が張力として存在する。そのた
め、ガラスセラミック基板の厚みが例えば０．５ｍｍ以
下のように薄い場合、ダイヤモンドカッターを押し付け
る荷重を１ｋｇ以上にすると、スクライブライン以外の
所にクラックが発生する。 （２）ガラスセラミック基板の厚みに応じて例えば０．
１ｋｇ以下の低荷重をかけ、切り込み深さが不十分であ
るとアルミナの粒界に沿ってクラックが進行し、スクラ
イブライン以外の所にはクラックが発生しないが、切り
込み量が不均一となり、直線状にスクライブラインが形
成されず、バリ、はみ出し等の不良が発生する。 （３）ガラスセラミック基板の裏面に導体、絶縁層等が
形成され、平坦性が得られない場合は、ダイヤモンドカ
ッターの刃先に張力が生じて裏面まで進行するクラック
が入りやすく、一度に深く切り込みを入れることができ
ない。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、バリ、はみ出し、スクライブライン以外の所のクラ
ック等が発生することがなく、しかも正確にスクライブ
ライン上で破断できるスクライブラインの形成方法を提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係るスクライブラインの形成方法は、ダイヤモンドカッ
ターをガラスセラミック基板上の分割部分に荷重を加え
ながら移動させてガラスセラミック基板の表面にスクラ
イブラインを形成する方法であって、ダイヤモンドカッ
ターの軽荷重による複数回の切り込み操作により、ガラ
スセラミック基板の分割部分の切断を容易にする。軽荷
重での切り込み操作を複数回行ってスクライブラインを
形成することで切り込み量のバラツキが減少し、切り込
み深さが均一化し、直線状で、最適な切り込み深さのス
クライブラインが得られる。本発明に係るスクライブラ
インの形成方法においては、軽荷重を０．２〜０．５ｋ
ｇの範囲内としてもよい。この場合、ガラスセラミック
基板がモース硬度６．５以下の硼珪酸ガラスとモース硬
度９程度のアルミナ粒子の混合体であるため、荷重が小
さすぎるとアルミナ粒子に切り込みが入らず、荷重が大
きすぎると硼珪酸ガラスにクラックが入り易い。そこ
で、軽荷重を０．２〜０．５ｋｇの範囲内として切り込
み回数を重ねることにより、適切な深さでクラックのな
いスクライブラインを得ることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本
発明の理解に供する。図１は本発明の一実施の形態に係
るスクライブラインの形成方法に適用されるガラスセラ
ミック基板及び切り込み装置の斜視図、図２は切り込み
操作の荷重及び回数と切り込み深さの関係を示すグラフ
である。

【０００６】図１に示すように、本発明の一実施の形態
に係るスクライブラインの形成方法に用いるガラスセラ
ミック基板１０は、通常０．３〜０．６ｍｍの厚みを備
えたものを使用しており、その表面には印刷等により回
路導体、抵抗体等の複数の電子部材１１が配列されてい
る。隣り合う電子部材１１の間に設けた分割部分１２に
は折り曲げることによって切断して各電子部材１１毎に
分割するためのスクライブライン１３が設けられる。ガ
ラスセラミック基板１０にスクライブライン１３を形成
する切り込み装置２０は、カッター支持台２１とホルダ
ー２２とを備え、ホルダー２２によって周囲が鋭角に形
成された円盤状（幅０．６ｍｍ程度、直径３〜５ｍｍ程
度）のダイヤモンドカッター（ダイヤモンドロータリー
カッター）３０を支持している。更に、切り込み装置２
０は、ホルダー２２上のダイヤモンドカッター３０を矢
印Ａ方向に移動させると共に、ガラスセラミック基板１
０に押し付ける荷重を調整可能にするＮＣ加工装置（図
示しない）を備えている。従って、ダイヤモンドカッタ
ー３０の先端はスクライブライン１３の設計上の予定ラ
イン１４（一点鎖線で示す）に沿って回転移動しなが
ら、軽荷重（例えば、０．２〜０．５ｋｇ）でガラスセ
ラミック基板１０の表面に切り込み（スクライブ）１５
を形成する。この切り込み操作を複数回行うことによっ
て、ガラスセラミック基板１０の表面には切り込み深さ
Ｈのスクライブライン１３が形成される。なお、このス
クライブライン１３の切り込みは、断面Ｖ字状の線状溝
であるが、実際は表面に傷（ひっかき傷程度）を付ける
程度のもので、溝の角度が小さいため、傷口に光をあ
て、光の反射を利用しても、肉眼で確認できない程度の
切り込みである。また、荷重は例えば０．２〜０．５ｋ
ｇのように比較的小さいため、バネ定数が既知の、例え
ば上下方向には変位するが横方向には変位しない板バネ
等のバネを介してホルダー２２にダイヤモンドカッター
３０を支持するようにしてもよい。

【０００７】ところで、折れによる切断が容易で、しか
もスクライブライン１３の内、外に出る微小な突起（バ
リ）、はみ出し、スクライブライン１３以外の所のクラ
ック等が生じない切り込み深さＨ（複数回の切り込み操
作によってできたスクライブライン１３の最終的切り込
み深さ）は、ガラスセラミック基板１０の厚みの１０〜
２０％の大きさにすることが好ましいことが一般に知ら
れている。従って、例えばガラスセラミック基板１０の
厚みを０．３ｍｍとすると、好ましい切り込み深さは３
０〜６０μｍとなる。

【０００８】

【実施例】ここで、ガラスセラミック基板１０にスクラ
イブライン１３を形成する条件を変えて実験した実施例
を説明する。実験の条件は、ガラスセラミック基板１０
の厚さを０．３ｍｍと０．６ｍｍの２種類、荷重を０．
２ｋｇ、０．５ｋｇ、１．０ｋｇの３種類、切り込み操
作の回数（切り込み回数）を１回〜３回、実験個数を各
１００とした。但し、切り込み回数は、良好な結果が得
られたらそれ以上の回数の実験は行っていない。その結
果は図２及び表１に示すとおりであった。なお、図２は
厚さが０．３ｍｍのガラスセラミック基板１０につい
て、ダイヤモンドカッター３０の押し付け荷重及び切り
込み回数に対する切り込み深さの関係をグラフに示した
ものである。

【０００９】

【表１】

【００１０】表１に示す実験の結果では、荷重を０．２
ｋｇ又は０．５ｋｇとし、切り込み回数を２回（厚さ
０．６ｍｍ、荷重０．２ｋｇの場合は３回）としたとき
にガラスセラミック基板１０の切断が良好となり、切り
込み回数が１回で、荷重が例えば０．２ｋｇ、０．５ｋ
ｇ程度に小さいときは切り込み不足でスクライブライン
１３にバリやはみ出しが発生している。荷重が１ｋｇ程
度に大きすぎると１回の切り込み操作で、ガラスセラミ
ック基板１０にスクライブライン１３から外れたクラッ
クや、切り込みの先端から裏面側へ進行する不規則な形
状のクラックが発生している。また、図２に示すよう
に、０．３ｍｍのガラスセラミック基板１０のスクライ
ブライン１３として良好な切断が得られる切り込み深さ
（３０〜６０μｍ）に対して、切り込み操作が１回の場
合は、いずれの荷重においても最小値が下限（３０μ
ｍ）に至らず、切り込み不足になって不良となる可能性
がある。切り込み操作が２回の場合は、０．２ｋｇ、
０．５ｋｇの荷重では最大値及び最小値共に好ましい切
り込み深さの範囲に入っているが、１．０ｋｇの荷重で
は最大値が上限（６０μｍ）を超えているので、不良が
発生する可能性がある。また、０．６ｍｍのガラスセラ
ミック基板１０において良好な切断が得られるスクライ
ブライン１３の切り込み深さは６０〜１２０μｍであ
る。この場合、表１に示すように、荷重を０．５ｋｇと
すると切り込み回数は２回でよいが、荷重を０．２ｋｇ
とすると２回では切り込み不足によるバリ、はみ出しが
発生しており、３回の切り込み操作によって好ましい切
り込み深さとなっている。

【００１１】これは、ガラスセラミック基板１０がモー
ス硬度６．５以下の硼珪酸ガラスとモース硬度９程度の
アルミナ粒子の混合体であるため、荷重が小さすぎると
アルミナ粒子に切り込みが入らず、アルミナ粒子の粒界
に沿ってクラックが進行し、破断面が直線でなくなり、
荷重が大きすぎると硼珪酸ガラスにクラックが入り易
く、切り込みの先端から裏面までクラックが進行すると
考えられる。従って、軽荷重で複数回の切り込み操作を
行えば、硼珪酸ガラスに十分な切り込みが入る軽荷重で
の１回目の切り込み操作では、アルミナ粒子に切り込み
が入らないが、２回目以降の切り込み操作によって、１
回目の切り込みでできたアルミナ粒子の傷に切り込みが
入るため、切り込み量のバラツキが減少し、切り込み深
さが均一化し直線状のスクライブライン１３が形成でき
る。

【００１２】前記実施の形態においては、１個のダイヤ
モンドカッター３０をホルダー２２を介してカッター支
持台２１に設けて、荷重を加えながら移動させる切り込
み装置２０について説明したが、カッター支持台２１に
ホルダーとダイヤモンドカッターを移動方向に複数個配
列してもよい。この場合、０．２〜０．５ｋｇの範囲で
順次荷重が大きくなるように、各ダイヤモンドカッター
を、例えばバネによって独立に支持することにより、予
定ライン１４に沿ってカッター支持台２１を１回移動さ
せるだけで複数回の切り込み操作を行うことができる。
また、ダイヤモンドカッターの形状は、最初に切り込む
ダイヤモンドカッターの先端の角度を、次に切り込むダ
イヤモンドカッターの先端の角度より鈍角にして、予定
ライン１４上に正確に切り込みを入れるようにしてもよ
い。

【００１３】

【発明の効果】請求項１及び２記載のスクライブライン
の形成方法においては、ダイヤモンドカッターをガラス
セラミック基板上の分割部分に荷重を加えながら移動さ
せてガラスセラミック基板の表面にスクライブラインを
形成する場合に、ダイヤモンドカッターの軽荷重による
複数回の切り込み操作を行っているので、バリ、はみ出
し、クラック等の発生がなく、切り込み量のバラツキが
減少し、切り込み深さが均一化する。これにより、正確
にスクライブライン上でガラスセラミック基板を破断で
き、ガラスセラミック基板の分割部分の切断を容易にす
ることができる。特に、請求項２記載のスクライブライ
ンの形成方法においては、軽荷重を０．２〜０．５ｋｇ
の範囲内としているので、切り込み操作の回数を重ねる
ことにより最適な切り込み深さのスクライブラインが形
成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るスクライブライン
の形成方法に適用されるガラスセラミック基板及び切り
込み装置の斜視図である。

【図２】切り込み操作の荷重及び回数と切り込み深さの
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０：ガラスセラミック基板、１１：電子部材、１２：
分割部分、１３：スクライブライン、１４：予定ライ
ン、１５：切り込み、２０：切り込み装置、２１：カッ
ター支持台、２２：ホルダー、３０：ダイヤモンドカッ
ター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤモンドカッターをガラスセラミッ
   ク基板上の分割部分に荷重を加えながら移動させて、前
   記ガラスセラミック基板の表面にスクライブラインを形
   成する方法であって、前記ダイヤモンドカッターの軽荷
   重による複数回の切り込み操作により、前記ガラスセラ
   ミック基板の分割部分の切断を容易にすることを特徴と
   するスクライブラインの形成方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスクライブラインの形成
   方法において、前記軽荷重を０．２〜０．５ｋｇの範囲
   内とすることを特徴とするスクライブラインの形成方
   法。