JP2014104736A - Method for dividing ceramic substrate, and scribing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はセラミックス基板を容易に分断するためのセラミックス基板の分断方法及びスクライブ装置に関するものである。 The present invention relates to a method for dividing a ceramic substrate and a scribing device for easily dividing a ceramic substrate.
従来セラミックス基板をブレイクする場合には、まずセラミックス基板に対してスクライブラインを形成し、その後スクライブラインが形成された面を下面として受け刃上に配置し、スクライブされた基板の真上からスクライブラインに沿ってブレードを押下することによってブレイクしていた。しかしこのような方法では、スクライブ装置及びブレイク装置が必要であるだけでなく、基板をスクライブ装置からブレイク装置に搬送するなど作業工程が多くなるという欠点があった。 In the case of breaking a conventional ceramic substrate, a scribe line is first formed on the ceramic substrate, and then the surface on which the scribe line is formed is placed on the receiving blade as a lower surface, and the scribe line is directly above the scribed substrate. Was breaking by pressing the blade along. However, such a method has a drawback that not only a scribing device and a breaking device are required, but also work steps such as transporting the substrate from the scribing device to the breaking device are increased.
スクライブ装置において、深くスクライブすることによってブレイクまで完了することも考えられる。特許文献1には通常のカッターを用いて一定距離のスクライブを行い、少し戻ってスクライブを行うと共に荷重を大きくし、スクライブを同一方向に繰り返すことによって深く垂直クラックを浸透させるようにしたスクライブ方法が提案されている。 In the scribe device, it is conceivable to complete the break by deeply scribing. Patent Document 1 discloses a scribing method in which an ordinary cutter is used for scribing for a fixed distance, scribing back a little, increasing the load, and repeating the scribing in the same direction to deeply penetrate vertical cracks. Proposed.
又特許文献2にはガラス基板等の脆性材料基板を分断するため主スクライブラインを形成し、その直近に0.5〜1.0mmの間隔を隔てて補助スクライブラインを形成することによって、元の主スクライブラインに沿ってブレイクする分断方法が提案されている。 Further, in Patent Document 2, a main scribe line is formed to sever a brittle material substrate such as a glass substrate, and an auxiliary scribe line is formed at an interval of 0.5 to 1.0 mm in the immediate vicinity of the main scribe line. A method of breaking along the main scribe line has been proposed.
しかし特許文献1の方法では、深く垂直クラックを形成することができるが、分断までは至らない。そのためそのままブレイクしようとすればスクライブ荷重が大きくなるため、先走りなどが発生して品質の劣化につながるという問題点があった。又特許文献2の方法では、隣接して補助スクライブラインを形成することによってブレイクすることが可能であるが、セラミックス基板を対象とする場合には、分断された端面の精度が低下するという問題点があった。 However, in the method of Patent Document 1, a vertical crack can be deeply formed, but it cannot be divided. For this reason, if a break is attempted as it is, the scribe load will increase, leading to a problem that a pre-run or the like will occur, leading to quality degradation. Further, in the method of Patent Document 2, it is possible to break by forming an auxiliary scribe line adjacent to the method. However, when the ceramic substrate is used as a target, the accuracy of the divided end face is lowered. was there.
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、スクライブ装置を用いてセラミックス基板を2回スクライブし、分断まで完了できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to scribe a ceramic substrate twice using a scribing device so that it can be completed up to cutting.
この課題を解決するために、本発明のセラミックス基板の分断方法は、第1のスクライビングホイールを用いて所望のラインに沿って第1の荷重でセラミックス基板にスクライブラインを形成し、第2のスクライビングホイールを用いて前記第1の荷重より大きい第2の荷重で前記セラミックス基板の前記スクライブライン上に重ねてスクライブを形成することにより、セラミックス基板を分断するものである。 In order to solve this problem, a method for dividing a ceramic substrate according to the present invention includes forming a scribe line on a ceramic substrate with a first load along a desired line using a first scribing wheel, and performing a second scribing. The ceramic substrate is divided by forming a scribe on the scribe line of the ceramic substrate with a second load larger than the first load using a wheel.
ここで前記第1のスクライブ工程は、円周面に多数の溝を形成したスクライビングホイールを用いてスクライブするものとしてもよい。 Here, the first scribing step may be performed by scribing using a scribing wheel in which a large number of grooves are formed on the circumferential surface.
ここで前記第1のスクライブ工程は、刃先の角度が90°以上125°以下のスクライビングホイールを用いてスクライブするものとしてもよい。 Here, in the first scribing step, scribing may be performed using a scribing wheel having a blade edge angle of 90 ° to 125 °.
ここで前記第2のスクライブ工程は、溝の無い刃先のスクライビングホイールを用いてスクライブするようにしてもよい。 Here, in the second scribing step, scribing may be performed using a scribing wheel having a blade edge without a groove.
ここで前記第2のスクライブ工程は、刃先の角度が130°以上165°以下の刃先のスクライビングホイールを用いてスクライブするようにしてもよい。 Here, in the second scribing step, scribing may be performed using a scribing wheel having a blade edge with an angle of the blade edge of 130 ° to 165 °.
この課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、セラミックス基板の分断に用いられるスクライブ装置であって、スクライブの対象となるセラミックス基板を保持するテーブルと、前記テーブルに設置されるセラミックス基板の面に平行なビームを有するブリッジと、前記ビームに沿って移動自在に設けられ、前記テーブルに保持されたセラミックス基板のスクライブ予定ラインに沿って第1のスクライビングホイールを転動させてスクライブを行う第1のスクライブヘッドと、前記ビームに沿って移動自在に設けられ、前記スクライブされたスクライブラインに重ねて前記第1のスクライブラインの形成時より大きいスクライブ荷重で第2のスクライビングホイールを転動させてスクライブを行う第2のスクライブヘッドと、を具備するものである。 In order to solve this problem, a scribing apparatus of the present invention is a scribing apparatus used for cutting a ceramic substrate, and includes a table for holding a ceramic substrate to be scribed, and a ceramic substrate installed on the table. A bridge having a beam parallel to the surface, and a scribing device provided so as to be movable along the beam and rolling a first scribing wheel along a scribe line of a ceramic substrate held on the table. A first scribing head and a second scribing wheel which is provided so as to be movable along the beam and rolls over the scribed scribe line with a greater scribe load than when the first scribe line is formed. A second scribing head for scribing; It is intended to.
このような特徴を有する本発明によれば、同一ラインに2回スクライブを行ってスクライブラインを形成することで、スクライブとブレイクとを同時に行ったかのように基板の分断を完了することができるという優れた効果が得られる。従ってスクライブ装置のみを用いることで足りるため、スクライブ装置からブレイク装置への搬送や位置決め等を不要とし、作業工程を少なくすることができる。又セラミックス基板の端面精度を向上させて分断することが可能となる。 According to the present invention having such a feature, by performing scribing twice on the same line to form a scribe line, it is possible to complete the division of the substrate as if scribing and breaking were performed simultaneously. Effect. Accordingly, since it is sufficient to use only the scribing device, it is not necessary to carry or position the scribing device from the scribing device, and the number of work steps can be reduced. Moreover, it becomes possible to divide by improving the end face accuracy of the ceramic substrate.
図1は、本発明の実施の形態によるセラミックス基板の分断に用いられるスクライブ装置の一例を示す概略斜視図である。このスクライブ装置10は、移動台11が一対の案内レール12a、12bに沿って、y軸方向に移動自在に保持されている。ボ−ルネジ13は移動台11と螺合している。ボールネジ13はモータ14の駆動により回転し、移動台11を案内レール12a,12bに沿ってy軸方向に移動させる。移動台11の上面にはモータ15が設けられている。モータ15はテーブル16をxy平面で回転させて所定角度に位置決めするものである。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a scribing device used for cutting a ceramic substrate according to an embodiment of the present invention. In the scribing device 10, a movable table 11 is held so as to be movable in the y-axis direction along a pair of guide rails 12 a and 12 b. The ball screw 13 is screwed with the movable table 11. The ball screw 13 is rotated by the drive of the motor 14 and moves the moving base 11 in the y-axis direction along the guide rails 12a and 12b. A motor 15 is provided on the upper surface of the movable table 11. The motor 15 rotates the table 16 on the xy plane and positions it at a predetermined angle.
スクライブ装置10には、移動台11とその上部のテーブル16をまたぐようにブリッジ20がx軸方向に沿って支柱21a,21bにより架設されている。ブリッジ20はテーブル16の面に平行にビーム22が設けられ、ビーム22の長手方向にリニアモータ23が設けられる。リニアモータ23には第1のスクライブ工程で用いられる第1のスクライブヘッド24が設けられている。スクライブヘッド24の下端部には、スクライビングホイール25が取付けられている。スクライビングホイール25は、円周上に溝のない通常の刃先のものを用いてもよいが、高浸透のスクライブが可能なものを用いることが好ましい。例えば日本国特許文献3074143号に示されているように、円周面に多数の溝を形成し、その間を突起として高浸透型としたスクライビングホイールが提案されている。スクライブヘッド24には、その内部にそうした昇降動作を可能とする昇降部、例えば空気圧制御を用いるエアーシリンダーやリニアモータによる電動昇降部などが設けられている。 In the scribe device 10, a bridge 20 is installed by struts 21a and 21b along the x-axis direction so as to straddle the movable table 11 and the table 16 on the upper side thereof. The bridge 20 is provided with a beam 22 parallel to the surface of the table 16, and a linear motor 23 is provided in the longitudinal direction of the beam 22. The linear motor 23 is provided with a first scribe head 24 used in the first scribe process. A scribing wheel 25 is attached to the lower end of the scribe head 24. The scribing wheel 25 may be a normal cutting edge with no groove on the circumference, but it is preferable to use a scribing wheel capable of highly penetrating scribe. For example, as shown in Japanese Patent No. 3074143, there has been proposed a scribing wheel in which a large number of grooves are formed on the circumferential surface, and a high penetration type is formed with protrusions therebetween. The scribe head 24 is provided with an elevating part that enables such an elevating operation, for example, an air cylinder using air pressure control or an electric elevating part using a linear motor.
又リニアモータ23には第2のスクライブ工程で用いられる第2のスクライブヘッド26が設けられている。スクライブヘッド26の下端部には、スクライビングホイール27が取付けられている。スクライビングホイール27は、高浸透のスクライブが可能な刃先のものを用いてもよいが、通常の刃先のものを用いることが好ましい。スクライブヘッド26には、その内部にそうした昇降動作を可能とする昇降部、例えば空気圧制御を用いるエアーシリンダーやリニアモータによる電動昇降部などが設けられている。リニアモータ23はスクライブヘッド24,26をx軸方向に沿って移動させる駆動源である。 The linear motor 23 is provided with a second scribe head 26 used in the second scribe process. A scribing wheel 27 is attached to the lower end of the scribe head 26. The scribing wheel 27 may have a cutting edge capable of highly penetrating scribe, but preferably has a normal cutting edge. The scribing head 26 is provided with an elevating unit that enables such an elevating operation, for example, an air cylinder using air pressure control or an electric elevating unit using a linear motor. The linear motor 23 is a drive source that moves the scribe heads 24 and 26 along the x-axis direction.
次に本実施の形態によるスクライブ装置を用いたスクライブ及び分断方法について説明する。この装置ではまず第1に分断の対象をセラミックス基板、例えばLTCC基板30とし、テーブル16上に保持する。このスクライビングホイール25は高浸透刃先のスクライビングホイールを用い、スクライビングホイールの刃先の角度を90°以上、好ましくは100°以上とし、又125°以下、好ましくは120°以下とする。又第2のスクライビングホイール27は、円周上に溝のないいわゆるノーマルホイールを用い、刃先の角度は第1のスクライビングホイール24よりも大きく、例えば130°以上、好ましくは135°以上、より好ましくは140°以上とし、又165°以下、好ましくは160°以下、より好ましくは155°以下とする。 Next, a scribing and dividing method using the scribing apparatus according to this embodiment will be described. In this apparatus, first, an object to be divided is a ceramic substrate, for example, an LTCC substrate 30, and is held on the table 16. The scribing wheel 25 uses a scribing wheel having a high penetration edge, and the angle of the edge of the scribing wheel is 90 ° or more, preferably 100 ° or more, and 125 ° or less, preferably 120 ° or less. The second scribing wheel 27 uses a so-called normal wheel having no groove on the circumference, and the angle of the blade edge is larger than that of the first scribing wheel 24, for example, 130 ° or more, preferably 135 ° or more, more preferably 140 ° or more, and 165 ° or less, preferably 160 ° or less, more preferably 155 ° or less.
第1のスクライブ工程では図2(a)に示すように第1のスクライブヘッド24を使用し、リニアモータ23を駆動してスクライブヘッド24を移動させる。スクライビングホイール25は第1の荷重が与えられ、LTCC基板30に転動させることでスクライブライン31を形成する。 In the first scribe process, as shown in FIG. 2A, the first scribe head 24 is used, and the linear motor 23 is driven to move the scribe head 24. The scribing wheel 25 receives a first load and rolls on the LTCC substrate 30 to form a scribe line 31.
次に図2(b)に示すように、形成されたスクライブライン31に重ねて、2回目のスクライブを行う。このときもリニアモータ23を駆動して第2のスクライブヘッド26の第2のスクライビングホイール27を用いて第1の荷重より大きい第2の荷重で再びスクライブを行う。第2のスクライブ工程では荷重を第1のスクライブの場合よりも大きくすることによって、既に形成されたクラックに全体的に力を与え押し広げて浸透させることができる。こうすれば第2のスクライブによってLTCC基板30をほぼ分断状態とすることができる。 Next, as shown in FIG. 2B, a second scribe is performed so as to overlap the scribe line 31 formed. Also at this time, the linear motor 23 is driven and the second scribing wheel 27 of the second scribe head 26 is used to scribe again with a second load larger than the first load. In the second scribe process, by making the load larger than that in the case of the first scribe, it is possible to apply a force to the already formed cracks and to spread and infiltrate them. By doing so, the LTCC substrate 30 can be substantially divided by the second scribe.
このため本実施の形態ではスクライブ装置のみを用いてテーブル16にLTCC基板30を保持したまま第1のスクライブ、第2のスクライブを続けて行うことによってスクライブだけで分断まで完了することができる。 For this reason, in this embodiment, the first scribe and the second scribe are continuously performed while the LTCC substrate 30 is held on the table 16 using only the scribe device, so that the division can be completed only by the scribe.
次にこの実施の形態によるスクライブ及び分断の実施例について説明する。ここではセラミックス基板として厚みが0.65mmのLTCC基板を用いた。又1回目のスクライブには2φで刃先角度110°の高浸透刃先のスクライビングホイールを用い、スクライブ荷重を0.24MPaとした。 Next, examples of scribing and dividing according to this embodiment will be described. Here, an LTCC substrate having a thickness of 0.65 mm was used as the ceramic substrate. For the first scribe, a scribing wheel having a high penetration edge with a diameter of 2φ and an edge angle of 110 ° was used, and the scribe load was set to 0.24 MPa.
次に2回目のスクライブについてはノーマル刃先のスクライビングホイールを用い、刃先角度150°、スクライブ荷重を0.40MPaとした。そして2回目のスクライブについては1回目のスクライブのスクライブラインに対してシフト量を0から少しずつ変化させてスクライブを試みた。この結果を図3に示す。ここで実施例1はシフト量が0mm、実施例2はシフト量が0.02mmであり、比較例1,2,3は夫々シフト量が0.04mm,0.06mm,0.08mmとした。この試験より示されるように、実施例1のようにシフト量を0mm、即ち第1,第2回目のスクライブを同一のラインとしたときにスクライブ品質、断面品質が良く、スクライブの終了後に軽いサポートで基板を分離することができる。又0.02mmのシフトを加えた実施例2についてもほぼ同様の効果が得られている。尚ソゲ量は断面の凹凸の程度を示している。 Next, for the second scribe, a scribing wheel with a normal edge was used, the edge angle was 150 °, and the scribe load was 0.40 MPa. For the second scribe, the scribe was attempted by changing the shift amount little by little with respect to the scribe line of the first scribe. The result is shown in FIG. Here, Example 1 has a shift amount of 0 mm, Example 2 has a shift amount of 0.02 mm, and Comparative Examples 1, 2, and 3 have shift amounts of 0.04 mm, 0.06 mm, and 0.08 mm, respectively. As shown in this test, the scribe quality and cross-section quality are good when the shift amount is 0 mm as in Example 1, that is, when the first and second scribes are made the same line, and light support is provided after the scribe is completed. Can separate the substrate. In addition, almost the same effect is obtained in Example 2 to which a shift of 0.02 mm is added. The amount of soge indicates the degree of unevenness in the cross section.
一方比較例1〜3に示されるように、シフト量を0.4mm以上とすればスクライブ品質や断面品質が低下し、断面にクラックが発生し易く品質が低下する。従って第2のスクライブは第1のスクライブと同一ラインであることが好ましいが、許容誤差の範囲は±0.03mmであった。 On the other hand, as shown in Comparative Examples 1 to 3, when the shift amount is 0.4 mm or more, the scribe quality and the cross-sectional quality are deteriorated, and cracks are easily generated in the cross-section, and the quality is deteriorated. Therefore, the second scribe is preferably on the same line as the first scribe, but the allowable error range was ± 0.03 mm.
尚この実施例はLTCC基板について説明しているが、本発明は種々のセラミックス基板、例えば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のスクライブ及び分断に適用することができる。 Although this embodiment describes an LTCC substrate, the present invention describes scribing and cutting of various ceramic substrates, for example, ceramic substrates such as LTCC substrates, alumina (HTCC), aluminum nitride, barium titanate, ferrite, and silicon nitride. Can be applied to.
本発明はスクライブ装置を用いてセラミックス基板を用いてブレイクすることができ、セラミックス基板の分断に有効である。 The present invention can break using a ceramic substrate using a scribing device, and is effective for dividing the ceramic substrate.
10 スクライブ装置
11 移動台
16 テーブル
20 ブリッジ
22 ビーム
23 リニアモータ
24,26 スクライブヘッド
25,27 スクライビングホイール
30 セラミックス基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Scribing device 11 Moving table 16 Table 20 Bridge 22 Beam 23 Linear motor 24, 26 Scribe head 25, 27 Scribing wheel 30 Ceramic substrate
Claims (6)
第2のスクライビングホイールを用いて前記第1の荷重より大きい第2の荷重で前記セラミックス基板の前記スクライブライン上に重ねてスクライブを形成することにより、セラミックス基板を分断するセラミックス基板の分断方法。 Forming a scribe line on the ceramic substrate with a first load along a desired line using a first scribing wheel;
A method for dividing a ceramic substrate, comprising: forming a scribe on the scribe line of the ceramic substrate with a second load larger than the first load by using a second scribing wheel to divide the ceramic substrate.
スクライブの対象となるセラミックス基板を保持するテーブルと、
前記テーブルに設置されるセラミックス基板の面に平行なビームを有するブリッジと、
前記ビームに沿って移動自在に設けられ、前記テーブルに保持されたセラミックス基板のスクライブ予定ラインに沿って第1のスクライビングホイールを転動させてスクライブを行う第1のスクライブヘッドと、
前記ビームに沿って移動自在に設けられ、前記スクライブされたスクライブラインに重ねて前記第1のスクライブラインの形成時より大きいスクライブ荷重で第2のスクライビングホイールを転動させてスクライブを行う第2のスクライブヘッドと、を具備するスクライブ装置。 A scribing device used for cutting a ceramic substrate,
A table for holding a ceramic substrate to be scribed;
A bridge having a beam parallel to the surface of the ceramic substrate placed on the table;
A first scribing head that is movably provided along the beam and that performs scribing by rolling a first scribing wheel along a scribing line of a ceramic substrate held by the table;
A second scribing wheel that is movably provided along the beam and rolls a second scribing wheel over the scribed scribe line with a greater scribe load than when the first scribe line is formed. A scribing device comprising a scribing head.
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