JP2003046206A - 分割溝を有するセラミック基板及びその分割方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】搬送工程中や各種加工工程中の振動等によって
分割溝に割れが発生することがなく、また分割した製品
部を位置決めピンに当接させて位置決めする際には欠け
や割れを生じることなく、精度良く当接させることが可
能な分割溝を有するセラミック基板を提供する。 【解決手段】セラミック基板１上に形成する製品部２と
ダミー部３を仕切る分割溝４の断面形状を、少なくとも
製品部側上面２ａから延びるＣ面２ｂと、このＣ面２ｂ
の終端よりセラミック基板１の板厚方向に延びる鉛直面
２ｃと、この鉛直面２ｃの終端より鋭角にダミー部側上
面３ａに向かって延びるテーパ面３ｂとから構成し、か
つ上記鉛直面２ｃの長さＬをセラミック基板１の板厚Ｔ
の２０％以上で、かつ上記分割溝４の深さＰをセラミッ
ク基板１の板厚Ｔの５０％以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の電子部品
等を形成するための分割溝を有するセラミック基板とそ
の分割方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品用のセラミック基板には、厚膜
ハイブリッドＩＣ基板、薄膜ハイブリッドＩＣ基板、チ
ップレジスター基板等があり、これらのセラミック基板
に印刷法や液状感光剤法によって抵抗膜や導体膜を形成
することによって電子部品を製造するようになってい
る。そして、上記セラミック基板に印刷法や液状感光剤
法によって抵抗膜や導体膜を形成するにあたり、セラミ
ック基板を正確に保持するため、セラミック基板側面に
位置決めピンを当接させて行うようになっていた。

【０００３】ところで、このような電子部品用のセラミ
ック基板を製造するには、多数個取りするため、分割溝
を有する大型のセラミック基板が用いられており、例え
ば、図７に示すように、セラミック基板３１の上下に断
面形状がＶ字状をした分割溝３３，３４を形成したもの
が用いられていた（特開平１１−１６３４７８号公
報）。

【０００４】また、このような分割溝３３を有するセラ
ミック基板３１を製造するには、図８に示すように、上
パンチ３５及び下パンチ３７の先端面にそれぞれ設けら
れた、断面形状がＶ字状をした切込刃３６，３８をセラ
ミックグリーンシート４０の上下面に圧入し、しかる
後、このセラミックグリーンシート４０を焼成すること
により製作されていた。

【０００５】また、このような分割溝３３，３４を有す
るセラミック基板３１を分割するには、一辺側のセラミ
ック小基板群を板厚方向に押圧することにより分割溝３
３又は分割溝３４に沿って短冊状基板を取り出し、次い
で短冊状基板を分割溝３３又は分割溝３４に沿って割る
ことで製品部となるセラミック小基板３２を取り出すよ
うになっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す分割溝３３，３４を有するセラミック基板３１を製
造するにあたり、図８に示すように、上パンチ３５の切
込刃３６と下パンチ３７の切込刃３８の位置を正確に合
わせた状態でセラミックグリーンシート４０の上下面に
圧入させることは難しく、上パンチ３５の切込刃３６に
より形成された分割溝３３の先端と、下パンチ３７の切
込刃３８により形成された分割溝３４の先端との間にず
れが発生すると、図９に示すように製品部となるセラミ
ック小基板３２の端面がいびつな形状に形成されるとい
った課題がった。

【０００７】その為、このセラミック小基板３２に抵抗
膜や導体膜を形成するため、セラミック小基板３２の端
面に位置決めピンを当接させると、欠けや割れが発生す
るといった課題があった。しかも、端面精度が悪いた
め、セラミック小基板３２の端面に位置決めピンを当接
させると、セラミック小基板３２が斜めに位置決めされ
ることがあり、この場合、セラミック小基板の所定領域
に抵抗膜や導体膜を形成することができず、不良品とな
ってしまうといった課題もあった。

【０００８】また、セラミック基板３１の上下面に形成
する分割溝３３，３４の深さがセラミック基板３１の板
厚に対して深すぎると、搬送工程中や抵抗膜等の膜付け
工程中の振動等によって分割する前に分割溝３３，３４
に沿って割れてしまい、その後の工程での作業ができな
くなるといった不都合もあった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題に鑑
み、本発明の分割溝を有するセラミック基板は、製品部
とダミー部を仕切る分割溝の断面形状を、少なくとも製
品部側上面から延びるＣ面と、このＣ面の終端より上記
セラミック基板の板厚方向に延びる鉛直面と、この鉛直
面の終端より鋭角に上記ダミー部側上面に向かって延び
るテーパ面とから構成するとともに、上記鉛直面の長さ
を上記セラミック基板の板厚の２０％以上とするととも
に、上記分割溝の深さを上記セラミック基板の板厚の５
０％以下としたことを特徴とする。

【００１０】また、本発明は上記分割溝を有するセラミ
ック基板を分割するにあたり、セラミック基板のダミー
部上面端部を支点とし、かつ分割溝を挟んで上記ダミー
部に隣り合う製品部の上面とＣ面との交点より鉛直に引
いた線と上記製品部の下面との交点を作用点とし分割す
るようにしたことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１２】図１は本発明の分割溝を有するセラミック
基板の一例を示す斜視図で、このセラミック基板１に
は、製品部２とダミー部３を仕切る縦横の複数の分割溝
４を有し、これら分割溝４を挟んで製品部２とダミー部
３とが交互に位置するようになっている。

【００１３】また、各分割溝４の断面形状は、図２に示
すように、製品部２の上面２ａから延びるＣ面２ｂと、
このＣ面２ｂの終端より上記セラミック基板１の板厚方
向に延びる鉛直面２ｃと、この鉛直面２ｃの終端より鋭
角に上記ダミー部３の上面３ａに向かって延びるテーパ
ー面３ｂとからなり、上記鉛直面２ｃの長さＬは、上記
セラミック基板１の板厚Ｔの２０％以上とするととも
に、上記分割溝４の深さＰは、上記セラミック基板１の
板厚Ｔの５０％以下としてある。

【００１４】ここで、鉛直面２ｃの長さＬをセラミック
基板１の板厚Ｔの２０％以上で、かつ分割溝４の深さＰ
を上記セラミック基板１の板厚Ｔの５０％以下としたの
は、鉛直面２ｃの長さＬをセラミック基板１の板厚Ｔの
２０％未満となると、鉛直面２ｃの長さＬが短いために
製品部２の側面が先細り状の突出部となり、分割した製
品部２に膜形成や素子の搭載等のため、製品部２の鉛直
面２ｃに位置決めピンを当接させると、欠けや割れを発
生させる恐れがあるからで、また、分割溝４の深さＰが
セラミック基板１の板厚Ｔの５０％を超えると、搬送工
程や各種加工工程の振動等によって分割溝４の先端より
クラックが進展し、分割する前に割れが発生するととも
に、後述する分割工程において、綺麗に分割することが
できず、鉛直面２ｃより突出する突起が形成されてしま
うからである。

【００１５】また、製品部２の鉛直面２ｃの表面粗さ
は、最大高さ（Ｒｍａｘ）で６μｍ以下とすることが好
ましい。

【００１６】なぜなら、製品部２の鉛直面２ｃの表面粗
さが最大高さ（Ｒｍａｘ）で６μｍを超えると、分割し
た製品部２に膜形成や素子の搭載等を行うため、製品部
２の鉛直面２ｃに位置決めピンを当接させると、欠けや
割れが発生するためである。

【００１７】かくして、本発明の分割溝を有するセラミ
ック基板１を用いれば、搬送工程中や各種加工工程中の
振動等によって分割溝４に沿って割れが発生するような
ことがなく、また、分割した製品部２に膜形成や素子の
搭載等のために製品部２の鉛直面２ｃに位置決めピンを
当接させれば、欠けや割れを生じることなく、また精度
良く当接させることができるため、製品部２への膜付け
精度や素子の搭載精度を高め歩留りを向上させることが
できる。

【００１８】次に、本発明の分割溝を有するセラミック
基板１の製造方法について説明する。

【００１９】本発明の分割溝を有するセラミック基板１
を製造するには、分割溝４を形成するための切込刃を用
いる。図３に切込刃の断面形状を示すように、この切込
刃１１の刃先部１２は片刃の形状をしており、その刃先
角度θは４５度以下であるものが好ましく、刃先部１２
を構成する鉛直面１３の終端にはＣ面１５を形成してあ
る。

【００２０】そして、この切込刃１１の鉛直面１３が対
向するように配置したものを一組とし、パンチ１６の先
端面に格子状に設置し、切込刃１１をセラミックグリー
ンシート１０に押し当てると、図４（ａ）に示すよう
に、セラミックグリーンシート１０に切込刃１１が圧入
され、さらに図４（ｂ）に示すように、さらに深く圧入
しセラミックグリーンシート１０の厚みｔの約２０％ま
で至った時点で切込刃１１のＣ面１５がセラミックグリ
ーンシート１０にＣ面２ｂを形成し始める状態となるよ
うにする。最後に図４（ｃ）に示すように、切込刃１１
がセラミックグリーンシート１０の厚みｔの２５％〜６
０％迄圧入されると、切込刃１１のＣ面１５によりセラ
ミックグリーンシート１０にＣ面２ｂが形成されるよう
にする。このような状態でセラミックグリーンシート１
０から切込刃１１を戻すことにより分割溝４を形成する
ことができ、上記切込刃１１を用いて分割溝４を形成す
れば、切込刃１１の鉛直面１３が製品部２の鉛直面２ｃ
を、切込刃１１のＣ面１５が製品部２のＣ面２ｂを、そ
して切込刃１１のテーパー面１４がダミー部３のテーパ
ー面３ｂをそれぞれ形成するようになっている。

【００２１】しかる後、分割溝４を有するセラミックグ
リーンシート１０を焼結させることができる温度で焼成
することにより得ることができる。

【００２２】なお、本発明のセラミック基板１の製造に
あたり、グリーンシート１０を製作するには、ドクター
ブレード法やロールコンパクション法を用いることがで
き、また、セラミック基板１を形成する材質としては、
特に限定するものではなく、アルミナ、ムライト、ジル
コニア、コージライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、
炭化珪素、炭化硼素、ステアタイト、フォルステライト
等を主成分とするセラミック焼結体を用いれば良い。

【００２３】また、上記セラミック焼結体を形成するた
めのセラミックグリーンシート１０に分割溝４を形成す
るための切込刃１１の材質は、超硬合金が好ましい。

【００２４】次に、本発明の分割溝を有するセラミック
基板１の分割方法について説明する。

【００２５】本発明の分割溝を有するセラミック基板１
を分割するには、図５に示すような断面形状が略コ字状
をした治具２０を用いる。この治具２０は、上部鍔部２
１と下部鍔部２２の距離Ｓがセラミック基板１の板厚Ｔ
と略同等の長さを有するものを使用する。

【００２６】そして、この治具２０を用いて分割溝４を
有するセラミック基板１を分割するには、まず、図５
（ａ）に示すように、セラミック基板１のダミー部３を
囲むように治具２０を挿入させる。この時、治具２０の
上部鍔部２１における先端がダミー部上面２ａの端部
に、下部鍔部２２における先端が、ダミー部３に分割溝
４を挟んで隣り合う製品部２の上面２ａとＣ面２ｂとの
交点より鉛直に引いた線と製品部２の下面との交点にそ
れぞれ位置するように配置する。

【００２７】この状態で図５（ｂ）に示すように、治具
２０を矢印の方向に移動させて分割すれば、図６に示す
ように、製品部２にＣ面２ｂと鉛直部２ｃ及び分割によ
って形成された新たなＣ面２ｄを有する端面を形成する
ことができる。

【００２８】即ち、本発明によれば、セラミック基板１
のダミー部３の上面端部を支点Ｍとし、かつ分割溝４を
挟んで上記ダミー部３に隣り合う製品部２の上面２ａと
Ｃ面２ｂとの交点より鉛直に引いた線と製品部２の下面
との交点を作用点Ｎとし分割するようにしたことから、
鉛直面２ｃの終端より製品部２の上面２ａとＣ面２ｂと
の交点より鉛直に引いた線と製品部２の下面との交点に
真っ直ぐに向かうクラックを発生させることができるた
め、鉛直面２ｃの終端より製品部２の上面２ａとＣ面２
ｂとの交点より鉛直に引いた線と製品部２の下面との交
点に新たなＣ面２ｄを形成することができる。

【００２９】その為、分割した製品部２には鉛直面２ｃ
より突出する突起が形成されるようなことがなく、製品
部２の鉛直面２ｃに位置決めピンを当接させれば、正確
に位置決めすることができる。しかも、このような方法
により得られた新たなＣ面２ｄは、最大高さ（Ｒｍａ
ｘ）で６μｍ以下、さらには３μｍ以下と、滑らかな面
とすることができる。その為、製品部２を搬送容器等に
収納する際、確実に容器内に収納することができる。

【００３０】なお、上記治具２０を形成する材質として
は、特に限定するものではなく、モリブデン等の金属や
ポリエチレン系の硬質樹脂を用いれば良く、製品部２へ
の金属成分の付着を嫌う場合には硬質樹脂を用いること
が好ましい。

【００３１】以上、本発明の実施形態について示した
が、本発明は上記実施形態だけに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良や変更したも
のに適用できることは言うまでもない。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の具体的について説明する。

【００３３】切込刃１１の刃先部１２における刃先角度
θが３５°で、セラミックグリーンシート１０の厚みＴ
に対し２０％圧入した段階から切込刃１１のＣ面１５の
形状となる切込刃１１を超硬合金で製作し、金型のパン
チ１６にセットした後、ドクターブレード法にて成形し
たアルミナ含有率９６％のセラミックグリーンシート１
０にパンチ１６の切込刃１１を所定の深さまで圧入し、
次いで１６００℃の温度で焼成することにより、製品部
２の上面２ａから延びるＣ面２ｂと、このＣ面２ｂの終
端よりセラミック基板１の板厚方向に延びる鉛直面２ｃ
と、この鉛直面２ｃの終端より鋭角に上記ダミー部３の
上面３ａに向かって延びるテーパ面３ｂからなる分割溝
４を有し、板厚Ｔが０．６４ｍｍのアルミナ質焼結体か
らなるセラミック基板１を製作した。また、鉛直面２ｃ
の長さＬはセラミック基板１の板厚Ｔの２０％以上でか
つ分割溝４の深さＰはセラミック基板１の板厚Ｔの５０
％以下の範囲内となるようにした。

【００３４】次いで、図５（ａ）（ｂ）に示すように、
デルリンと呼ばれるポリエチレン系の硬質樹脂からなる
治具２０を用い、セラミック基板１のダミー部３の上面
端部を支点Ｍとし、かつ分割溝４を挟んで上記ダミー部
３に隣り合う製品部２の上面２ａとＣ面２ｂとの交点よ
り鉛直に引いた線と上記製品部２の下面との交点を作用
点Ｎとし分割することにより、図６に示すような端面を
有する製品部２を切り出した。

【００３５】そして、このようにして製作した５０枚の
セラミック基板１よりそれぞれ切り出した一つの製品部
２のＣ面２ｂの長さ（ｔ１）、Ｃ面２ｂの幅（−ｘ
１）、鉛直面２ｃの長さ（ｔ２）、新たなＣ面２ｄの長
さ（ｔ２）、Ｃ面２ｄの幅（−ｘ２）、鉛直面２ｃの最
大高さ（Ｒｍａｘ）をそれぞれ測定し、その平均値と標
準偏差を求め、製品バラツキを確認した。

【００３６】結果は表１に示す通りである。

【００３７】

【表１】

【００３８】この結果、製品部２の端面に平坦な鉛直面
２ｃを形成することができるとともに、鉛直面２ｃの上
下には滑らかなＣ面２ｂ，２ｄを形成することができる
ことが判る。また、本発明の分割溝４を有するセラミッ
ク基板１を用いれば、切り出した製品の寸法バラツキを
小さくできることが判る。

【００３９】そこで、図８に示す分割溝３３，３４を有
する従来のセラミック基板３１も用意し、分割溝３３，
３４に沿って割ることにより切り出した製品部の寸法を
実施例と同様の条件にて製品部の端面における表面粗さ
を測定した。なお、従来のセラミック基板３１の板厚及
び製品寸法は本発明の分割溝４を有するセラミック基板
１と同寸法としたものを用いた。

【００４０】結果は表２に示す通りである。

【００４１】

【表２】

【００４２】この結果、従来例のセラミック基板３１よ
り切り出した製品部の端面の表面粗さは、最大高さ（Ｒ
ｍａｘ）で８．１５μｍと大きく、またばらつきも大き
いものであった。

【００４３】これに対し、本発明の分割溝４を有するセ
ラミック基板１より切り出した製品部２の鉛直面２ｃの
表面粗さは、最大高さ（Ｒｍａｘ）で５．４μｍと小さ
く、またばらつきも小さいものであった。

【００４４】このことから、本発明の分割溝４を有する
セラミック基板１を用い、本発明の分割方法により製品
部２を切り出せば、寸法バラツキが少なく、平滑な鉛直
面を有する製品部２を切り出すことができ、その為、位
置決めピンにより正確に位置決めすることができるとと
もに、欠けや割れを生じることがないため、品質の高い
製品を歩留り良く製造することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明の分割溝を有する
セラミック基板によれば、製品部とダミー部を仕切る分
割溝の断面形状を、少なくとも製品部側上面から延びる
Ｃ面と、このＣ面の終端より上記セラミック基板の板厚
方向に延びる鉛直面と、この鉛直面の終端より鋭角に上
記ダミー部側上面に向かって延びるテーパ面とから構成
するとともに、上記鉛直面の長さを上記セラミック基板
の板厚の２０％以上とするとともに、上記分割溝の深さ
を上記セラミック基板の板厚の５０％以下としたことか
ら、搬送工程中や各種加工工程中の振動等によって分割
溝に割れが発生することがなく、また分割した製品部に
膜形状や素子の搭載等のため、製品部の鉛直面に位置決
めピンを当接させれば、欠けや割れを生じることなく、
また精度良く当接させることができるため、製品部への
膜付け精度や素子の搭載精度を高め歩留りを向上させる
ことができる。

【００４６】また、本発明は、上記分割溝を有するセラ
ミック基板を分割するにあたり、セラミック基板のダミ
ー部上面端部を支点とし、かつ分割溝を挟んで上記ダミ
ー部に隣接する製品部上面とＣ面との交点より鉛直に引
いた線と製品部下面との交点を作用点とし分割するよう
にしたことから、分割した製品部には鉛直面より突出す
る突起が形成されるようなことがなく、製品部の鉛直面
に位置決めピンを当接させれば、正確に位置決めするこ
とができる。しかも、このような方法により得られた新
たなＣ面は、最大高さ（Ｒｍａｘ）で６μｍ以下、さら
には３μｍ以下と、滑らかな面とすることができるた
め、製品部を搬送容器等に収納する際、確実に容器内に
収納することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分割溝を有するセラミック基板の一例
を示す斜視図である。

【図２】本発明の分割溝を有するセラミック基板に備え
る分割溝を示す拡大断面図である。

【図３】本発明の分割溝を有するセラミック基板に備え
る分割溝を形成するための切込刃を示す断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の分割溝を有するセラ
ミック基板の製造方法を説明するための断面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の分割溝を有するセラミ
ック基板の分割方法を説明するための断面図である。

【図６】本発明のセラミック基板を分割溝に沿って分割
した製品部の端面形状を示す断面図である。

【図７】従来の分割溝を有するセラミック基板の一例を
示す断面図である。

【図８】従来の分割溝を有するセラミック基板の分割方
法を説明するための断面図である。

【図９】図８の分割方法によって分割された製品部の端
面形状を示す断面図である。

【符号の説明】

１：セラミック基板 ２：製品部 ２ａ：上面 ２ｂ：Ｃ面 ２ｃ：鉛直面 ２ｄ：新たなＣ面 ３：ダミー部 ３ａ：上面 ３ｂ：テーパー面 ４：分割溝 １０：グリーンシート １１：切込刃 １２：刃先部 １３：鉛直面 １４：テーパー面 １５：Ｃ面 １６：パンチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製品部とダミー部を仕切る分割溝を有する
   セラミック基板において、上記分割溝の断面形状は、少
   なくとも上記製品部側上面から延びるＣ面と、該Ｃ面の
   終端より上記セラミック基板の板厚方向に延びる鉛直面
   と、該鉛直面の終端より鋭角に上記ダミー部側上面に向
   かって延びるテーパ面とからなり、上記鉛直面の長さが
   上記セラミック基板の板厚の２０％以上であるととも
   に、上記分割溝の深さが上記セラミック基板の板厚の５
   ０％以下であることを特徴とする分割溝を有するセラミ
   ック基板。
2. 【請求項２】請求項１に記載の分割溝を有するセラミッ
   ク基板のダミー部上面端部を支点とし、かつ分割溝を挟
   んで上記ダミー部に隣り合う製品部の上面とＣ面との交
   点より鉛直に引いた線と上記製品部の下面との交点を作
   用点として分割するようにしたことを特徴とする分割溝
   を有するセラミック基板の分割方法。