JP2004119889A

JP2004119889A - セラミックス基板

Info

Publication number: JP2004119889A
Application number: JP2002284363A
Authority: JP
Inventors: Akira Komabashiri; 駒走　晃
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】分割溝と該分割溝に近接する孔を有するセラミック基板であって、分割前基板の製造工程内におけるクラック発生がなくかつ単体分割時に発生する孔近傍のバリを基板厚みの少なくとも２０％未満の大きさにすることが可能となり、単体寸法精度の向上が図れ部品をケーシングする際の不具合が解消される。
【解決手段】分割溝と該分割溝に近接する孔を有するセラミック基板であって、上記分割溝の深さは、上記孔の近傍が他の部分よりも深くなるように形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品用などの分割溝を有するセラミックス基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックス基板はエレクトロニクス分野にてプリント配線板用の絶縁基板として使用される。その回路形成法としては、導電性ペーストを用い印刷による厚膜法あるいは金属膜をスパッタリング等により形成する薄膜法やまた、無電解メッキにより金属膜を形成した後、エッチングにより回路を形成する方法等がある。
【０００３】
いずれの場合においても製造効率の向上を目的とし、シート状に形成されたセラミックス基板に分割溝加工あるいは孔加工を施し、所望する部品を多数個形成した状態で使用することが一般的である。分割溝あるいは孔が形成されたシート上のセラミックス基板においては、回路形成工程における基板割れの問題あるいは、単体にブレークした後の寸法精度すなわちバリの発生防止を考慮した設計が必要となる。
【０００４】
特許文献１には、多数個取りセラミックス基板２０において図４に示すように、セラミックス基板２０外周部の分割溝２１は浅く、中央部２２においては深い円弧状をなす基板を提案している。これは、分割溝の形成された多数個取りセラミックス基板２０において単体各区間に半導体素子や抵抗等を自動機を使用して搭載したり、半導体素子等の電極が接続されるメタライズ配線層をスクリーン印刷機を使用して被着形成したりしてもセラミックス基板２０に割れが発生することがないことを特徴としたものである。また同時にセラミックス基板２０の各区画に半導体素子等を搭載、あるいはメタライズ配線層を被着形成した後、セラミックス基板２０を切断分離して多数個の小型セラミックス基板２３となす際、その分割分離を容易となすことができる。セラミックス基板中央部２２の分割溝深さは、基板厚みに対し２０及至８５％、また外周部の分割溝深さ２１は基板厚みに対し２０％以下としている。
【０００５】
また特許文献２には、チップ抵抗部品等のチップ状電子部品素子を抽出する電子部品用セラミックス基板２４において、セラミックス基板２４縦横に形成される分割溝の形状を変え、チップ部品製造工程における不具合を改善することを提案している。これは図５に示すように、１次分割を行う第１の分割溝２５ならびに２次分割を行う第２の分割溝２６が形成されたセラミックス基板２４において、第１の分割溝２５の両端部が図５（ｂ）に示すように中央部に比較して深く形成されている。このことにより１次分割時、図６に示す短冊状基板２７の両端の分割面にバリ２８が無く非常に安定した平坦度で分割できるため、この短冊状基板２７を整列させるにあたり安定的に整列させることができる。第１の分割溝９の両端部における深さｓ３０は基板厚みに対して５０〜１００％となっており厚み全体を貫通していても構わないとしている。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２９２２６８５号公報
【特許文献２】
特開２０００−１０６３０６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては以下の問題があった。まず、特許文献１で示してある分割溝を有する多数個取り基板２０においては、セラミックス基板２０上に形成される回路形成工程における機械的強度を保持することを目的とし、外周部における基板割れを防止したものであるが図７に示すような分割後の単体に発生するバリ３０を考慮したものではない。特に図１に示すように単体外周部近傍に部分的なスルーホールが形成されている場合分割溝に沿って分割した場合図８に示すようにスルーホールに沿った部分にバリ３３が発生する。このようなバリ３３は、単体に分割し単体部品としてケーシングする場合少なくとも基板厚みｔの２０％以下にすることが望ましい。このバリ３３を防止するためには、分割溝深さを深くするという方法があり、少なくとも基板厚みｔに対し２０％以上にする必要がある。しかしながら、多数個取りシート状セラミックス基板２０上に回路形成する工程において基板厚みｔに対し分割溝深さが４０％を越えると分割溝に沿ってクラックが発生するため、工程内での割れ発生による生産効率が低下するという問題があった。
【０００８】
一方、特許文献２においては、特に単体分割後に発生する外周部バリ防止を考慮したものである。チップ抵抗部品では、図５（ａ）に示すような分割溝のみの形状もしくは分割溝２５、２６上に孔が形成されるものはあるが図８のように単体内部にスルーホールが形成される場合は無い。従って特許文献２はチップ抵抗部品における一次分割時の端部バリ発生防止を防止したものであり、上記同様、図８のような分割溝に沿って部分的に孔が形成された単体部品においては、上述と同様に、バリ３３が発生する。そのため設計上必要とされる単体３１の所定寸法より大となり、ケーシングにおいて単体部品を装着できないという問題があった。さらには、セラミックス基板２４の第１次分割溝２５の両端部のみの深さを部分的に深くしているため、基板上に形成される回路形成工程における機械的衝撃あるいは熱的衝撃により図９に示すようなクラック３４が発生しやすくなるという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明では、分割溝と該分割溝に近接する孔を有するセラミックス基板にあって、上記分割溝の深さは、上記孔の近傍が他の部分よりも深くなるように形成したものである。
【００１０】
また、平面視したときに、近接する分割溝に対して直角方向における上記孔の最長径が０．５ｍｍ以上あり、上記孔と近接する分割溝との最短距離が基板厚みの０．３３倍〜３倍であり、上記孔に近接する部分の分割溝の深さが基板厚みの３０〜６０％とすることにより単体分割時に発生する孔近傍のバリを防止することを可能としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
図１（ａ）は、孔３と分割溝２を有する多数個取りのセラミックス基板１の平面図、図１（ｂ）はその分割溝２にそった断面図である。図１（ｃ）は、単体のみの平面図、図１（ｄ）は、その分割溝２にそった断面図を示したものである。図１（ｂ）（ｄ）に示すように、孔３に近接する分割溝２の深さは、他の部分よりも深くなる様に形成されている。
【００１３】
また図１（ｃ）に示すように分割溝２と孔３外周部までの距離ｗが基板厚みｔに対し０．３３〜３倍となっており、また孔径ｄ１は０．５ｍｍ以上となっていることが好ましい。そして、孔３部分の分割溝２の深さｓ２が基板厚みｔに対し３０〜６０％であり、その他の部分の分割溝深さｓ１は基板厚みｔに対し１０〜２０％となっていることが好ましい。
【００１４】
分割溝２と孔３の外周までの距離ｗは、基板厚みｔに対し０．３３倍未満になると分割時この部分の強度が維持できず、図１０に示す様に分割溝が孔方向に添って割れカケ３５が発生する。また、３倍を越えると分割時の孔近傍における影響が少なくなるため分割後の孔近傍部のバリ発生はなくなる。また、孔径ｄ１が０．５ｍｍ未満では、分割溝時の影響が少なくバリの発生は無いが、孔径ｄ１が０．５ｍｍ以上の場合は、分割時孔の影響が大きくなり、図８に示す様なバリ３３が発生する。
【００１５】
分割溝深さＳ２が基板厚みｔの３０％未満では分割時の孔３に対する影響が少なく顕著な効果が現れず、深さｓ２が６０％を越えると、分割溝加工時の分割溝刃の下方向への応力が大きくなり、溝の最深部から厚み方向に対し、さらにクラックが発生する。分割溝深さＳ２は基板深さの４０％〜６０％の範囲がより好ましい。深さＳ１が１０％未満では、分割が困難となり分割不良となり、２０％を越えると、セラミックス基板印刷工程における機械的衝撃や焼成工程における熱的衝撃で分割溝に添って基板割れが発生する。
【００１６】
また、図２（ａ）に示すように単体４外周部に孔が部分的に断続的に形成されているものについては、孔５の径ｄ２は０．５ｍｍ以上、孔間隔Ｌ３が基板厚みｔの０．５〜２．０倍の距離で連なって形成されている場合は両端部間の距離Ｌ２における分割溝深さＳ２を基板厚みｔに対し３０〜６０％とし、その他の部分の分割溝深さＳ２は基板厚みｔに対し１０〜２０％とする。尚、孔の形状は図２（ｂ）〜（ｅ）に示す様な楕円状孔６、角形状７、Ｌ形状８、あるいは異形状９のいずれの形状であっても良い。
【００１７】
いずれの場合も孔径ｄ１、ｄ２は、近接する分割溝２に直角方向の最長径とする。孔３に近接する分割溝２の形状は、図３（ａ）に示すような矩形状１０あるいは図３（ｂ）に示すような曲線的形状１１であっても良い。本発明により分割溝にクラックを発生させること無く、図８に示すような単体バリ３３の発生を防止することが可能となり、分割後の単体寸法精度の向上ならびに単体部品装着時の不具合が改善される。
【００１８】
尚、セラミックス基板としては、アルミナ、ジルコニア、高誘電体材、窒化アルミニウム、等を用いることが好ましい。
【００１９】
【実施例】
（実施例１）
ドクターブレード法により厚み１．２ｍｍのアルミナセラミックスグリーンシートを作成し、図１に示す孔の径ｄ１と分割溝から孔外周部までの距離ｗの条件を変えたものに、二種類の分割溝深さ条件で加工を行いこれらを酸化雰囲気炉、１００℃で焼成し厚み１．０ｍｍの多数個取りセラミックス基板を作成した。基板に形成される分割溝は、条件Ａとして深さを０．１ｍｍで均一に形成したものと条件Ｂとして孔近傍以外の分割溝深さＳ１を０．１ｍｍ、孔近傍の分割溝深さＳ２を０．４ｍｍとした。これらの基板を分割溝に沿ってハンドブレークし測定顕微鏡倍率を用い倍率３０倍で単体穴近傍に発生するバリの大きさ３３を測定した。表１に結果を示す。
【００２０】
【表１】

【００２１】
表１より、まず分割溝深さが０．１ｍｍで一定である条件Ａの場合、分割溝と孔周囲間距離ｗが０．５ｍｍ以上の場合、孔径０．５ｍｍ以下においては単体分割後のバリは０．２ｍｍと小さくなっているが孔径０．５ｍｍ以上になると０．２ｍｍ以上と大きくなり、分割溝からの孔位置が３ｍｍと離れるとバリの発生は少なくなる。一方、孔近傍の分割溝深さを０．４ｍｍとしその他の部分を０．１ｍｍとした条件Ｂにおいては、孔外周部と分割溝までの距離が０．５ｍｍ以上のものについては、単体分割後のバリは孔径が０．５ｍｍ以上においても０．２ｍｍ以下の発生となっている。従って、孔径ｄが０．５ｍｍ以上において孔外周部と分割溝までの距離ｗが基板厚みｔの１／２から２倍までの距離において分割後のバリ１７を０．２ｍｍ以下とすることができる。
（実施例２）
実施例１で使用したセラミックスグリーンシートを使用し、孔径ｄを１．０ｍｍ、分割溝、孔周囲間距離ｗを０．５ｍｍとし、分割溝深さｓ１とｓ２の条件を変えた多数個取りセラミックス基板を形成した。その後、基板をマークテック（株）製、探傷液ＰＬＫに１０分間浸積した後、水で洗浄し、乾燥させ倍率３０倍の形状顕微鏡にてクラック発生有無の確認した後、実施例１同様分割溝に沿ってハンドブレークし分割の可否ならびに測定顕微鏡倍率を用い倍率３０倍で単体穴近傍に発生するバリの大きさ３３を測定した。表２に結果を示す。、
【００２２】
【表２】

【００２３】
表２より分割溝深さＳ１が０．０７ｍｍでは分割溝に沿ったブレークが出来ない。
【００２４】
分割溝深さＳ１が０．１０ｍｍ以上では分割溝に沿った分割が可能であるが０．４０ｍｍ、および、分割溝深さＳ２が０．７ｍｍとなると分割溝に沿ったクラックが発生する。また分割溝深さＳ２が０．２０ｍｍ以上において単体分割後の孔周囲のバリ１７を０．２ｍｍ以下とすることが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
このように、本発明の分割溝と該分割溝に近接する孔を有するセラミック基板であって、上記分割溝の深さを上記孔の近傍が他の部分よりも深く形成することにより、分割前基板の製造工程内におけるクラック発生がなくかつ単体分割時に発生する孔近傍のバリを基板厚みの少なくとも２０％未満の大きさにすることが可能となり、単体寸法精度の向上が図れ部品をケーシングする際の不具合が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のセラミックス基板の平面図（ｂ）はその断面図、（ｃ）はこのセラミック基板の単体部分の平面図、（ｄ）はその断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は本発明の他の実施形態を示す平面図および断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態を示す平面図及び断面図である。
【図４】（ａ）は従来の分割溝を有するセラミック基板の平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図５】（ａ）は従来の分割溝を有するセラミック基板の平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図６】従来のセラミック基板による一次分割後の状態を示す図である。
【図７】従来のセラミックス基板による単体分割した状態を示す図である。
【図８】従来のセラミックス基板による単体分割した状態を示す図である。
【図９】従来のセラミックス基板を示す平面図である。
【図１０】従来のセラミックス基板による単体分割した状態を示す図である。
【符号の説明】
１：セラミックス基板
２：分割溝
３：丸孔
４：セラミック単体
５：丸孔
６：楕円孔
７：角孔
８：Ｌ字孔
９：異形状孔
１０：矩形状分割溝
１１：曲線状分割溝
２０：多数個取りセラミックス基板
２１：分割溝
２２：分割溝
２３：セラミック単体
２４：チップ抵抗用セラミックス基板
２５：１次分割溝
２６：２次分割溝
２７：短冊状基板
２８：バリ
２９：セラミック単体
３０：バリ
３１：セラック単体
３２：孔
３３：バリ
３４：クラック
３５：カケ
ｄ１：孔径
ｄ２：孔幅
Ｌ２：孔長さ
ｔ　：基板厚み
ｓ１：分割溝深さ
ｓ２：孔近傍分割溝深さ
ｓ３０：外周部溝深さ
ｗ：分割溝から孔外周までの距離

Claims

分割溝と該分割溝に近接する孔を有するセラミック基板であって、上記分割溝の深さは、上記孔の近傍が他の部分よりも深くなるように形成したことを特徴とするセラミックス基板。
平面視したときに、近接する分割溝に対して直角方向における上記孔の最長径が０．５ｍｍ以上あり、上記孔と近接する分割溝との最短距離が基板厚みの０．３３倍〜３倍であり、上記孔に近接する部分の分割溝の深さが基板厚みの３０％〜６０％であることを特徴する請求項１記載のセラミックス基板。