JP2015034112A - Segmentation method of laminated ceramic substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はガラス層とセラミックス基板と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。 The present invention relates to a method for dividing a laminated ceramic substrate in which a glass layer and a ceramic substrate are laminated.
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にはガラスセラミックス基板を軽荷重で複数回スクライブした後にブレイクするガラスセラミックス基板の分断方法が提案されている。 Conventionally, when a laminated ceramic substrate obtained by laminating a metal layer on a ceramic substrate is divided, it is often divided using a dicing saw or the like. Patent Document 1 proposes a method for dividing a glass ceramic substrate that breaks after scribing the glass ceramic substrate a plurality of times with a light load.
特許文献１ではガラスセラミックス基板を複数回スクライブしているが、ガラス層とセラミックス層とが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かった。 In Patent Document 1, the glass ceramic substrate is scribed a plurality of times, but the laminated ceramic substrate in which the glass layer and the ceramic layer are laminated is not divided.
ガラス層とセラミックス層と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。本発明はガラス層を含むセラミックス基板を完全に分断し個別化することができるようにすることを目的とする。 Although development is progressing about the laminated ceramic substrate which laminated | stacked the glass layer and the ceramic layer, the parting method is not established. It is an object of the present invention to completely divide and individualize a ceramic substrate including a glass layer.
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、１００μｍ以上の膜厚を有するガラス層と１００μｍ以上の膜厚を有する少なくとも１層のセラミックス層とを積層した積層セラミックス基板の分断方法であって、前記積層セラミックス基板の一方の面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他方の面に分断予定ラインに沿って第２のスクライブラインを形成し、前記第１又は第２のスクライブラインに沿ってブレイクバーを押し当ててブレイクすることによって、スクライブラインに沿って積層セラミックス基板を分断するものである。 In order to solve this problem, the method for dividing a laminated ceramic substrate of the present invention is a method of laminating a laminated ceramic substrate in which a glass layer having a thickness of 100 μm or more and at least one ceramic layer having a thickness of 100 μm or more are laminated. A cutting method, wherein a first scribe line is formed on one surface of the multilayer ceramic substrate along a planned split line, and a second scribe line is formed on the other surface of the multilayer ceramic substrate along the planned split line. Is formed, and the laminated ceramic substrate is divided along the scribe line by pressing the break bar along the first or second scribe line and breaking.
ここで前記積層セラミックス基板は、ガラス層の両面に第１，第２のセラミックス層を積層したものとしてもよい。 Here, the laminated ceramic substrate may be obtained by laminating first and second ceramic layers on both surfaces of a glass layer.
ここで前記ガラス層及びセラミックス層は、１００μｍ〜５００μｍの膜厚を有するものとしてもよい。 Here, the glass layer and the ceramic layer may have a film thickness of 100 μm to 500 μm.
このような特徴を有する本発明によれば、ガラス層とセラミックス層が積層された積層セラミックス基板を両面からスクライブしブレイクしている。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。 According to the present invention having such characteristics, the laminated ceramic substrate on which the glass layer and the ceramic layer are laminated is scribed and broken from both sides. For this reason, it can divide | segment into a desired shape completely, can be individualized, and the effect that an end surface precision can be improved is acquired.
次に本発明の第１の実施の形態について説明する。図１（ａ）はガラス層１１とセラミックス層１２とを積層した本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。ガラス層１１の板厚は１００μｍ以上であり、例えば１００〜５００μｍとする。セラミックス層１２の板厚も１００μｍ以上であり、例えば１００〜５００μｍとする。ここでセラミックス層１２については、ＬＴＣＣ層、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、いわゆるファインセラミックスであってもよい。 Next, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1A is a view showing a laminated ceramic substrate (hereinafter simply referred to as a laminated substrate) 10 to be divided according to the present embodiment in which a glass layer 11 and a ceramic layer 12 are laminated. The plate | board thickness of the glass layer 11 is 100 micrometers or more, for example, shall be 100-500 micrometers. The plate thickness of the ceramic layer 12 is also 100 μm or more, for example, 100 to 500 μm. Here, the ceramic layer 12 may be a ceramic such as an LTCC layer, alumina (HTCC), aluminum nitride, barium titanate, ferrite, or silicon nitride, so-called fine ceramics.
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１（ｂ）に示すようにガラス層１１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１３を押圧し転動させて第１のスクライブラインＳ１を形成する。このスクライブに用いるスクライビングホイール１３は、ノーマルのスクライビングホイール（スクライブライン形成（スクライブ）時の加工部位（刃先）となる最外周辺部の稜線に切欠きや溝の形成されていない通常のスクライビングホイール）であってもよいが、刃先に切欠きや溝の形成されているスクライビングホイール（日本国特許文献３０７４１４３号、日本国特許文献５０２２６０２号、日本国特許文献５０７８３５４号、日本国特許文献５０５５１１９号等）であってもよい。一般に、刃先に切欠きや溝の形成されているスクライビングホイールを用いることにより、スクライブ時の刃先のカカリがよく、また、切欠きや溝の形成間隔にもよるが、切欠きや溝の個々の最外周辺方向の長さが切欠きや溝で遮断された稜線（突起）の個々の最外周辺方向の長さよりも長いスクライビングホイール（Ｐ刃先）、特に切欠きや溝の深さが５μｍを超える、特に１０μｍを超えるＰ刃先によれば高浸透のスクライブが可能である。一方、切欠きや溝の個々の最外周辺方向の長さが切欠きや溝で遮断された稜線（突起）の個々の最外周辺方向の長さよりも短いスクライビングホイール（Ａ刃先）、特に切欠きや溝の深さが５μｍ以下、特に３μｍ以下のＡ刃先によれば高浸透はしにくくなる傾向があるが、分断後の基板端面の状態が不良になりにくい傾向がある。ここでは、刃先に溝（切欠き）の形成されたホイールを用いることが好ましく、基板の厚みにもよるが、基板の厚みが薄い場合（例えば、５００μｍ以下の場合）にはＡ刃先が好ましく、基板の厚みが厚い場合（例えば、５００μｍを超える場合）にはＰ刃先が好ましい。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が可能なスクライビングホイールが提案されている。 When the laminated substrate 10 is divided into a predetermined pattern, first, the scribing wheel 13 is pressed by a scribing device (not shown) along the line scheduled to be divided from the glass layer 11 as shown in FIG. The first scribe line S1 is formed by moving the first scribe line S1. The scribing wheel 13 used for this scribing is a normal scribing wheel (a normal scribing wheel in which notches and grooves are not formed on the ridge line of the outermost peripheral portion that becomes a processing part (blade tip) at the time of scribing line formation (scribing)). A scribing wheel in which a notch or a groove is formed in the cutting edge (Japanese Patent No. 3074143, Japanese Patent No. 5022602, Japanese Patent No. 5078354, Japanese Patent No. 5055119, etc.) It may be. In general, by using a scribing wheel with a notch or groove formed in the blade edge, the edge of the blade is crisp when scribing, and depending on the notch or groove formation interval, The scribing wheel (P cutting edge), whose length in the outermost peripheral direction is longer than the length in the outermost peripheral direction of each ridgeline (projection) blocked by the notch or groove, especially the depth of the notch and groove is 5 μm With a P cutting edge exceeding, particularly exceeding 10 μm, highly penetrating scribe is possible. On the other hand, a scribing wheel (A cutting edge) in which the length in the outermost peripheral direction of each notch or groove is shorter than the length in the outermost peripheral direction of each ridgeline (projection) blocked by the notch or groove, A cutting edge or groove depth of 5 μm or less, particularly 3 μm or less, tends to prevent high penetration, but the substrate end face after division tends to be difficult to be defective. Here, it is preferable to use a wheel in which a groove (notch) is formed in the cutting edge, and depending on the thickness of the substrate, when the thickness of the substrate is thin (for example, 500 μm or less), the A cutting edge is preferable. When the thickness of the substrate is thick (for example, exceeding 500 μm), a P blade edge is preferable. For example, Japanese Patent No. 3074143 proposes a scribing wheel in which a large number of grooves are formed at a predetermined interval on the circumferential surface, and a high penetration can be obtained by using protrusions therebetween.
次いで図１（ｃ）に示すように、積層基板１０を反転し、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ビングホイール１３を押圧し転動させて第２のスクライブラインＳ２を形成する。 Next, as shown in FIG. 1C, the laminated substrate 10 is inverted, and the scribe wheel 13 is pressed and rolled from above the scribe line S1 by a scribe device (not shown) to form the second scribe line S2.
次いで図１（ｄ）に示すようにブレイク装置を用いて一対の支持部材１４，１５の上面にテープ１６を配置し、支持部材１４，１５の中間にスクライブライン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セラミックス層１２の面に向けてスクライブラインＳ２の真上からブレイクバー１７を押し下げ、ブレイクを行う。 Next, as shown in FIG. 1 (d), the laminated substrate 10 is arranged such that the tape 16 is arranged on the upper surfaces of the pair of support members 14, 15 using a break device, and the scribe line S 2 is positioned between the support members 14, 15. Place. Then, the break bar 17 is pushed down from directly above the scribe line S2 toward the surface of the ceramic layer 12 to perform the break.
こうすれば図１（ｅ）に示すように、積層基板１０をスクライブラインＳ１，Ｓ２に沿って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。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。 In this way, as shown in FIG. 1E, the laminated substrate 10 can be completely divided and individualized along the scribe lines S1 and S2, and the end face accuracy can be improved. Individual laminated substrate chips can be formed by dividing the laminated ceramic substrate into a lattice shape.
この実施の形態ではガラス層１１側からスクライブするようにしているが、セラミックス層１２側からスクライブしてもよい。この実施の形態ではセラミックス層１２にブレイクバーを押し当ててブレイクしているが、ガラス層１１にブレイクバーを押し当ててブレイクを行うようにしてもよい。又ガラス層１１とセラミックス層１２の双方からブレイクするようにしてもよい。 In this embodiment, scribing is performed from the glass layer 11 side, but scribing may be performed from the ceramic layer 12 side. In this embodiment, a break bar is pressed against the ceramic layer 12, but the break may be performed by pressing the break bar against the glass layer 11. Moreover, you may make it break from both the glass layer 11 and the ceramic layer 12. FIG.
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、積層セラミックス基板２０は図２（ａ）に示すようにガラス層２１の下面に２層のセラミックス層２２，２３を積層したものとする。尚ガラス層２１、セラミックス層２２，２３の板厚については第１の実施の形態と同様である。この場合も第１の実施の形態と同じく図２（ｂ）に示すようにガラス層２１をスクライブしてスクライブラインＳ１とする。次いで図２（ｃ）に示すように、積層基板２０を反転し、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ビングホイール１３を押圧し転動させて第２のスクライブラインＳ２を形成する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, it is assumed that the laminated ceramic substrate 20 has two ceramic layers 22 and 23 laminated on the lower surface of the glass layer 21 as shown in FIG. The thicknesses of the glass layer 21 and the ceramic layers 22 and 23 are the same as those in the first embodiment. Also in this case, as in the first embodiment, the glass layer 21 is scribed to form a scribe line S1 as shown in FIG. 2B. Next, as shown in FIG. 2C, the laminated substrate 20 is reversed, and the scribe wheel 13 is pressed and rolled from above the scribe line S1 by a scribe device (not shown) to form the second scribe line S2.
その後図２（ｄ）に示すように積層セラミックス基板２０を反転してセラミックス基板２３にブレイクバー１７を押し当ててブレイクする。 After that, as shown in FIG. 2D, the laminated ceramic substrate 20 is reversed and the break bar 17 is pressed against the ceramic substrate 23 to break.
こうすれば図２（ｅ）に示すように、積層基板２０をスクライブラインＳ１，Ｓ２に沿って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。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。 In this way, as shown in FIG. 2E, the laminated substrate 20 can be completely divided and individualized along the scribe lines S1 and S2, and the end face accuracy can be improved. Individual laminated substrate chips can be formed by dividing the laminated ceramic substrate into a lattice shape.
この実施の形態ではガラス層２１側からスクライブするようにしているが、セラミックス層２３側からスクライブしてもよい。この実施の形態ではセラミックス層２２にブレイクバーを押し当ててブレイクしているが、ガラス層２１にブレイクバーを押し当ててブレイクを行うようにしてもよい。又ガラス層２１とセラミックス層２３の双方からブレイクするようにしてもよい。 In this embodiment, scribing is performed from the glass layer 21 side, but scribing may be performed from the ceramic layer 23 side. In this embodiment, the break bar is pressed against the ceramic layer 22, but the break may be performed by pressing the break bar against the glass layer 21. Moreover, you may make it break from both the glass layer 21 and the ceramic layer 23. FIG.
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、積層セラミックス基板３０は図３（ａ）に示すようにガラス層３１，セラミックス層３２，ガラス層３３を積層したものとする。尚ガラス層３１，３３、セラミックス層３２の板厚については第１の実施の形態と同様である。この場合も図３（ｂ）に示すように一方のガラス層、ここではガラス層３１をスクライブしてスクライブラインＳ１とする。次いで図３（ｃ）に示すように、積層基板３０を反転し、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ビングホイール１３を押圧し転動させて第２のスクライブラインＳ２を形成する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the laminated ceramic substrate 30 is formed by laminating a glass layer 31, a ceramic layer 32, and a glass layer 33 as shown in FIG. The thicknesses of the glass layers 31 and 33 and the ceramic layer 32 are the same as those in the first embodiment. Also in this case, as shown in FIG. 3B, one glass layer, here the glass layer 31, is scribed to form a scribe line S1. Next, as shown in FIG. 3C, the laminated substrate 30 is turned over, and the scribe wheel 13 is pressed and rolled from above the scribe line S1 by a scribe device (not shown) to form the second scribe line S2.
その後図３（ｄ）に示すように積層セラミックス基板３０を反転してガラス層３３にブレイクバー１７を押し当ててブレイクする。 Thereafter, as shown in FIG. 3D, the laminated ceramic substrate 30 is inverted and the break bar 17 is pressed against the glass layer 33 to break.
こうすれば図３（ｅ）に示すように、積層基板３０をスクライブラインＳ１，Ｓ２に沿って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。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。 In this way, as shown in FIG. 3E, the laminated substrate 30 can be completely divided and individualized along the scribe lines S1 and S2, and the end face accuracy can be improved. Individual laminated substrate chips can be formed by dividing the laminated ceramic substrate into a lattice shape.
この実施の形態ではガラス層３１側からスクライブするようにしているが、ガラス層３３側からスクライブしてもよい。この実施の形態ではガラス層３３にブレイクバーを押し当ててブレイクしているが、ガラス層３１にブレイクバーを押し当ててブレイクを行うようにしてもよい。又ガラス層３１とガラス層３３の双方からブレイクするようにしてもよい。 In this embodiment, scribing is performed from the glass layer 31 side, but scribing may be performed from the glass layer 33 side. In this embodiment, a break bar is pressed against the glass layer 33, but the break may be performed by pressing the break bar against the glass layer 31. Moreover, you may make it break from both the glass layer 31 and the glass layer 33. FIG.
次に本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では図４（ａ）に示すようにセラミックス層４１，ガラス層４２，セラミックス層４３が３層に積層された積層セラミックス基板４０を分断するものである。尚セラミックス層４１，４３、ガラス層４２の板厚については第１の実施の形態と同様である。この実施の形態においても図４（ｂ）に示すようにスクライブ装置よりいずれか一方のセラミックス層、例えばセラミックス層４１に分断を予定するラインに沿ってスクライビングホイール１３を押圧し転動させて第１のスクライブラインＳ１を形成する。高浸透型のスクライビングホイールを用いた場合には内部のガラス層４２までクラックが浸透する場合もある。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 4A, the laminated ceramic substrate 40 in which the ceramic layer 41, the glass layer 42, and the ceramic layer 43 are laminated in three layers is divided. The thicknesses of the ceramic layers 41 and 43 and the glass layer 42 are the same as those in the first embodiment. Also in this embodiment, as shown in FIG. 4B, the scribing wheel 13 is pressed and rolled along one of the ceramic layers, for example, the ceramic layer 41, by the scribing device along a line scheduled to be divided. The scribe line S1 is formed. When a high penetration type scribing wheel is used, cracks may penetrate to the inner glass layer 42.
次いで図４（ｃ）に示すように、積層基板４０を反転しスクライブラインＳ１の真上から図示しないスクライブ装置を用いてスクライビングホイール１３を押圧し転動させて第２のスクライブラインＳ２を形成する。 Next, as shown in FIG. 4C, the laminated substrate 40 is reversed and the scribing wheel 13 is pressed and rolled from right above the scribe line S1 using a scribe device (not shown) to form the second scribe line S2. .
次に図４（ｄ）に示すように、ブレイク装置を用いて一対の支持部材１４，１５の上面にテープ１６を配置し、支持部材１４，１５の中間にスクライブラインＳ２が位置するように積層基板２０を配置する。そしてその上部よりセラミックス層４３の面に向けてスクライブラインＳ２の真上からブレイクバー１７を押し下げブレイクを行う。 Next, as shown in FIG. 4D, the tape 16 is disposed on the upper surfaces of the pair of support members 14 and 15 using a break device, and the scribe line S2 is positioned between the support members 14 and 15. The substrate 20 is disposed. Then, the break bar 17 is pushed down from right above the scribe line S2 toward the surface of the ceramic layer 43 to perform a break.
こうすれば図４（ｅ）に示すように、積層基板２０をスクライブラインＳ１，Ｓ２に沿って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。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。 In this way, as shown in FIG. 4E, the laminated substrate 20 can be completely divided and individualized along the scribe lines S1 and S2, and the end face accuracy can be improved. Individual laminated substrate chips can be formed by dividing the laminated ceramic substrate into a lattice shape.
この実施の形態ではセラミックス層４１側からスクライブするようにしているが、セラミックス層４３側からスクライブしてもよい。この実施の形態ではセラミックス層４３にブレイクバーを押し当ててブレイクしているが、セラミックス層４１にブレイクバーを押し当ててブレイクを行うようにしてもよい。又セラミックス層４１とセラミックス層４３の双方からブレイクするようにしてもよい。 In this embodiment, scribing is performed from the ceramic layer 41 side, but scribing may be performed from the ceramic layer 43 side. In this embodiment, a break bar is pressed against the ceramic layer 43, but the break may be performed by pressing the break bar against the ceramic layer 41. Moreover, you may make it break from both the ceramic layer 41 and the ceramic layer 43. FIG.
尚前述した各実施の形態において、スクライビングホイールの種類はスクライブするガラス層やセラミックス層の材質や厚さ、硬度等に応じて最適のスクライビングホイールを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ス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ものとする。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。 In each of the embodiments described above, as the type of scribing wheel, an optimum scribing wheel is appropriately selected according to the material, thickness, hardness, and the like of the scribing glass layer and ceramic layer. The angle of the cutting edge of the scribing wheel, the scribing load, and the like are also appropriately selected according to the ceramic substrate. In general, a shallow scribe may be used for ferrite, and the properties of LTCC vary greatly depending on the sintering temperature, additives, and the like. Therefore, the blade angle and the type of scribing wheel and scribe load suitable for the substrate are used.
又各実施の形態では、図１（ｂ），（ｃ）、図２（ｂ），（ｃ）、図３（ｂ），（ｃ）、図４（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。 In each embodiment, scribing is performed in the steps of FIGS. 1B, 1C, 2B, 3C, 3B, 3C, 4B, and 4C. Although the scribing wheel is rolled by using the apparatus to perform scribing, scribing may be performed by a laser scribing apparatus. This laser scriber may be a laser scriber that is heated by a laser and then cooled immediately after that to infiltrate the scriber, or may be one that melts and scribes the substrate by increasing the output of the laser itself. Good. Further, a laser scribing apparatus that performs scribing by intermittently irradiating a laser and changing the irradiation position may be used.
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be easily divided into a multilayer ceramic substrate made of different materials by using a scribe device and a break device, and is effective in manufacturing a micro multilayer substrate.
１０，２０，３０，４０ 積層セラミックス基板
１１，２１，３１，３３，４２ ガラス層
１２，２２，２３，３２，４１，４３ セラミックス層
１３ スクライビングホイール
１４，１５ 支持部材
１６ テープ
１７ ブレイクバー
10, 20, 30, 40 Multilayer ceramic substrate 11, 21, 31, 33, 42 Glass layer 12, 22, 23, 32, 41, 43 Ceramic layer 13 Scribing wheel 14, 15 Support member 16 Tape 17 Break bar
Claims (3)
前記積層セラミックス基板の一方の面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他方の面に分断予定ラインに沿って第２のスクライブラインを形成し、
前記第１又は第２のスクライブラインに沿ってブレイクバーを押し当ててブレイクすることによって、スクライブラインに沿って積層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。 A method for dividing a laminated ceramic substrate in which a glass layer having a thickness of 100 μm or more and at least one ceramic layer having a thickness of 100 μm or more are laminated,
Forming a first scribe line along a line to be cut on one surface of the multilayer ceramic substrate;
Forming a second scribe line along the line to be cut on the other surface of the multilayer ceramic substrate;
A method for dividing a laminated ceramic substrate, wherein the laminated ceramic substrate is divided along a scribe line by pressing a break bar along the first or second scribe line to break.
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