JP2014083808A - 積層セラミックス基板の分断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異種材料のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板を分断すること。
【解決手段】異種材料のセラミックス基板１１，１２，１３から成る積層セラミックス基板１０のセラミックス基板１１に、分断予定ラインに沿ってスクライブ装置によって第１のスクライブラインＳ１を形成する。次いで第３のセラミックス基板１３側に第１のスクライブラインＳ１と同一位置にスクライブ装置によって第２のスクライブラインＳ２を形成する。そしてセラミックス基板１１，１３の面より夫々スクライブラインＳ１，Ｓ２に沿ってブレイクする。こうすれば積層セラミックス基板１０を完全に分断することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は異種材料のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板の分断方法に関するものである。

従来セラミックス基板に金属層を積層した積層セラミックス基板を分断する場合には、ダイシングソー等を用いて分断することが多かった。又特許文献１にはセラミックス基板をスクライブした後に金属層を接合し、エッチングによりスクライブラインの金属層を除去した後ブレイクするセラミックス接合基板の製造方法が提案されている。

特開２００９−２５２９７１号公報

前述した特許文献１ではセラミックス基板に金属層を積層する前にスクライブする必要があり、既に積層された積層セラミックス基板を分断するものではないという問題点があった。

異なった種類のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板については開発が進められつつあるが、その分断方法については確立されていない。積層セラミックス基板の分断方法としては、通常の脆性材料基板の分断方法であるダイシングソーによる分断に加えて、積層セラミックス基板をスクライビングホイールを用いてスクライブし、ブレイクすることが考えられる。異種材料の積層セラミックス基板を分断するために、図１（ａ）に示すように互いに異種材料のセラミックス基板１０１，１０２，１０３を順に積層した積層基板１００をスクライブしてブレイクする場合について説明する。まず図１（ｂ）に示すようにセラミックス基板１０１の面にスクライビングホイール１０４でスクライブし、図１（ｃ）に示すように積層基板１００を支持部材１０６，１０７上に保持し、セラミックス基板１０３側からブレイクバー１０５で押圧してブレイクする。この場合には積層基板１００を分断しようとしても、セラミックス基板１０２、セラミックス基板１０３には垂直クラックが生じていない。そのためブレイクすることは難しく、分離できなかったり、図１（ｄ）に示すようにスクライブライン通り分離されないという問題点があった。

又他の方法として図２（ａ），（ｂ）に示すように、積層セラミックス基板１００のうち、他の面のセラミックス基板１０３にスクライビングホイール１０４を用いてスクライブを施す。次いで図２（ｃ）に示すようにブレイクバー１０５を用いて積層基板１００を分断する。この場合には積層基板１００を分断しようとしても、セラミックス基板１０１、セラミックス基板１０２には垂直クラックが生じていない。そのためブレイクすることは難しく、分離できなかったり、図２（ｄ）に示すようにスクライブライン通り分離されないという問題点があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、３種以上の異種材料のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板を完全に分断し個別化できるようにすることを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の積層セラミックス基板の分断方法は、少なくとも第１，第２，第３のセラミックス基板が積層され、少なくとも前記第２のセラミックス基板と前記第１，第３のセラミックス基板の材料の種類が異なる積層セラミックス基板の分断方法であって、前記第１のセラミックス基板に分断予定ラインに沿って第１のスクライブラインを形成し、前記積層セラミックス基板の裏面のセラミックス基板に前記第１のスクライブラインに対応するラインに沿って第２のスクライブラインを形成し、前記第１，第２のスクライブラインに沿って前記少なくとも一方のセラミックス基板をブレイクすることによって、スクライブラインに沿ってセラミックス基板を分断するものである。

ここで前記積層セラミックス基板は、前記第１〜第３のセラミックス基板が順に積層されたものであり、中間の前記第２のセラミックス基板は、前記第１，第３のセラミックス基板よりも薄い基板としてもよい。

ここで前記積層セラミックス基板は、前記第１〜第３のセラミックス基板が順に積層されたものであり、中間の前記第２のセラミックス基板は、前記第１，第３のセラミックス基板よりも硬度が低い基板としてもよい。

このような特徴を有する本発明によれば、異種材料のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板を両側からスクライブし、少なくとも一方の面からブレイクしている。このため所望の形状に完全に分断し個別化することができ、端面精度を向上させることができるという効果が得られる。

図１は積層セラミックス基板の一方のセラミックス基板側よりスクライブ及びブレイクする場合の分断処理を示す図である。 図２は積層セラミックス基板の他方のセラミックス基板側よりスクライブしブレイクする際の状態を示す図である。 図３は本発明の実施の形態による積層セラミックス基板の分断処理を示す図である。 図４は本発明の実施の形態による積層セラミックス基板の分断処理を示す図である。

図３（ａ）は種類の異なる第１〜第３のセラミックス基板１１，１２，１３を順に積層した本発明の実施の形態による分断の対象となる積層セラミックス基板（以下、単に積層基板という）１０を示す図である。ここでセラミックス基板１１，１２，１３については、ＬＴＣＣ基板、アルミナ（ＨＴＣＣ）、窒化アルミ、チタン酸バリウム、フェライト、窒化珪素等のセラミックス基板、いわゆるファインセラミックスのセラミックス基板であってもよい。セラミックス基板１１，１２，１３の板厚は例えば０．２〜０．４ｍｍとする。又第２のセラミックス基板１２の材料は第１，第３のセラミックス基板１１，１３と異なっていればよく、セラミックス基板１１，１３の材料は同一でも異なっていてもよい。各セラミックス基板の板厚は同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。ここで中間の第２のセラミックス基板１２はブレイクによって分断できるようするため、両側のセラミックス基板１１，１３よりも相対的に薄い基板、例えば厚さが０．３ｍｍ以下の基板であることが好ましい。又これと同時に、若しくはこれに代えて、第２のセラミックス基板の硬度は第１，第３のセラミックス基板の硬度より相対的に低いことが好ましく、例えばピッカース固さＨＶが８００以下であってもよい。ここでは第１のセラミックス基板１１をＬＴＣＣ基板、第２のセラミックス基板１２をフェライト、第３のセラミックス基板をＬＴＣＣ基板とする。

そしてこの積層基板１０を所定のパターンで分断する場合に、まず図３（ｂ）に示すようにセラミックス基板１１側より分断を予定するラインに沿って、図示しないスクライブ装置によってスクライビングホイール１４を押圧し転動させてスクライブを形成する。こうして形成したスクライブラインを第１のスクライブラインＳ１とする。このスクライブに用いるスクライビングホイールは、高浸透のスクライブが可能なものを用いてもよく、ノーマルのスクライビングホイールであってもよい。ここでは高浸透のスクライビングホイールで刃先角度１１０°のものを用いる。例えば日本国特許文献３０７４１４３号には、円周面に所定間隔を隔てて多数の溝を形成し、その間を突起として高浸透を可能としたスクライビングホイールが提案されている。

更に積層基板１０を反転させ、図３（ｃ）に示すように第３のセラミックス基板１３の面よりスクライブラインＳ１の真上から図示しないスクライブ装置によってスクライブを形成する。こうして形成したスクライブラインを第２のスクライブラインＳ２とする。この場合にも高浸透のスクライブが可能なものを用いてもよく、ノーマルのスクライビングホイールであってもよい。ここでは高浸透のスクライブが可能なスクライビングホイール１５を用いる。このときの刃先角度を１１０°とする。スクライビングホイールの種類はセラミックス基板１１，１３の材質や厚さ、硬度等によって適宜選択するものとする。

次いで図３（ｄ）に示すように、ブレイク装置を用いて一対の支持部材１６，１７の上面にテープ１８を配置し、支持部材１６，１７の中間にスクライブラインＳ１，Ｓ２が位置するように積層基板１０を配置する。そしてその上部より第２のスクライブラインＳ２に沿ってブレイクバー１９を押し下げブレイクを行う。これによってセラミックス基板１１をブレイクすることができる。このときセラミックス基板１２もブレイクされることがある。

更に図４（ｅ）に示すように積層基板１０を反転し、支持部材１６，１７の上面にテープ２０を配置し、支持部材１６，１７の中間にスクライブラインＳ１，Ｓ２が位置するように積層基板１０を配置する。そしてその上部より第１のスクライブラインＳ１に沿ってブレイクバー１９を押し下げてブレイクする。こうすれば図４（ｆ）に示すように、セラミックス基板１３がブレイクされ、更に中間のセラミックス基板１２を貫通してスクライブラインＳ１，Ｓ２に沿って分断し個別化することができる。このように分断することにより端面精度を向上させることができる。この積層セラミックス基板の分断を格子状に行うことによって個別の積層基板チップを形成することができる。

尚、前述した実施の形態では、図３（ｂ），（ｃ）に示すようにセラミックス基板１１をスクライブし、次いでセラミックス基板１３をスクライブするようにしているが、順序を逆にしてスクライブしてもよい。

又前述した例では図３（ｄ）及び図４（ｅ）に示すように、両側のセラミックス基板からブレイク装置でブレイクするようにしているが、セラミックス基板の種類や厚み又はスクライブラインの浸透度によっては、一方のブレイクを行うことで分断が可能となる。例えばセラミックス基板１３にスクライブラインＳ２に沿って十分深くスクライブが浸透している場合や、セラミックス基板１１〜１３が十分薄い場合は、いずれか一方の面からブレイクすることにより分断し個別化することができる。

ここでは第１，第３のセラミックス基板のスクライブのときに同一のスクライビングホイールを用いているが、異なったものであってもよい。スクライビングホイールの種類はセラミックス基板１１〜１３の材質や厚さ、硬度等に応じて適宜選択するものとする。スクライビングホイールの刃先の角度やクライビング荷重等についても適宜セラミックス基板に合わせて選択する。一般的にはフェライトでは浅いスクライブでよく、ＬＴＣＣについては焼結する温度や添加物等によって性質が大きく異なるため、その基板に合った刃先角度と種類のスクライビングホイールとスクライブ荷重を用いる。

尚この実施の形態では、図３（ｂ），（ｃ）の工程でスクライブ装置を用いてスクライビングホイールを転動させてスクライブを実行しているが、レーザスクライブ装置によってスクライブを行うようにしてもよい。このレーザスクライブではレーザによって加熱し、その直後に冷却してスクライブを浸透させるようにしたレーザスクライブ装置であってもよく、レーザ自体の出力を上げて基板を溶融してスクライブするものであってもよい。又断続的にレーザを照射して照射位置を異ならせてスクライブを行うレーザスクライブ装置であってもよい。又図４（ｅ）の工程でブレイク装置を用いてブレイクしているが、これに代えて分断する小片の形状が比較的大きい場合には、作業者が直接手で分断するようにしてもよい。この場合にはテープ２０は不要となる。

尚この実施の形態では第１，第３のセラミックス基板を同一種類の材料とし、中間の第２のセラミックス基板の材料が異なるものとしているが、第１〜第３のいずれのセラミックス基板の材料も互いに異なるものであってもよい。

又この実施の形態では第１から第３のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板について説明しているが、本発明は更に多数の異種のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板についても適用することができる。この場合は第２のスクライブラインＳ２は積層セラミックス基板の第１のセラミックス基板とは反対の面のセラミックス基板に対してスクライブラインＳ１と同一位置に形成するものとする。

本発明は異種材料の積層セラミックス基板にスクライブ装置とブレイク装置を用いて容易に分断することができ、微小な積層基板の製造に有効である。

１０ 積層セラミックス基板
１１，１２，１３ セラミックス基板
１４，１５ スクライビングホイール
１６，１７ 支持部材
１８，２０ テープ
１９ ブレイクバー

Claims (3)

1. 少なくとも第１，第２，第３のセラミックス基板が積層され、少なくとも前記第２のセラミックス基板と前記第１，第３のセラミックス基板の材料の種類が異なる積層セラミックス基板の分断方法であって、
   前記第１のセラミックス基板に分断予定ラインに沿って第１のスクライブラインを形成し、
   前記積層セラミックス基板の裏面のセラミックス基板に前記第１のスクライブラインに対応するラインに沿って第２のスクライブラインを形成し、
   前記第１，第２のスクライブラインに沿って前記少なくとも一方のセラミックス基板をブレイクすることによって、スクライブラインに沿ってセラミックス基板を分断する積層セラミックス基板の分断方法。
2. 前記積層セラミックス基板は、前記第１〜第３のセラミックス基板が順に積層されたものであり、中間の前記第２のセラミックス基板は、前記第１，第３のセラミックス基板よりも薄い基板である請求項１記載の積層セラミックス基板の分断方法。
3. 前記積層セラミックス基板は、前記第１〜第３のセラミックス基板が順に積層されたものであり、中間の前記第２のセラミックス基板は、前記第１，第３のセラミックス基板よりも硬度が低い基板である請求項１記載の積層セラミックス基板の分断方法。

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