JP2017028192A - 窒化珪素セラミックス集合基板及びその製造方法、並びに窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】角部に亀裂や欠けが生じることを抑制する窒化珪素セラミックス集合基板の製造方法を提供する。
【解決手段】窒化珪素セラミックス集合基板１２の周囲に耳部１１を有する矩形の窒化珪素セラミックス焼結基板１から、回路基板を多数個取りするための回路形成部と縁部１７とを有する窒化珪素セラミックス集合基板を製造するための窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法であって、前記窒化珪素セラミックス集合基板１２と耳部１１を分割するための、スクライブ孔形成工程と、貫通孔形成工程とを備え、前記スクライブ孔形成工程は、前記窒化珪素セラミックス焼結基板の外縁から内側の位置に前記外縁に沿ってスクライブ孔による辺ブレークライン１３を形成し、前記貫通孔形成工程は、前記前記辺ブレークラインの交差する角部に前記辺ブレークラインと傾斜する方向に貫通孔による角ブレークライン１４を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は回路基板を多数個取りする為の窒化珪素セラミックス集合基板及びその製造方法、並びに窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法に関する。

半導体モジュール、パワーモジュール等に利用される回路基板には、熱伝導性および絶縁性、強度などの点で回路用セラミックス基板が用いられ、この回路用セラミックス基板にＣｕやＡｌなどの金属回路板や金属放熱板が接合されて回路基板とされている。回路用セラミックス基板としては、アルミナや窒化アルミニウム材が広く使われてきたが、最近では、より厳しい環境でも使用できるように、高強度で熱伝導性も改善された窒化珪素が使用されるようになってきた。

また、回路基板を量産する技術として、前記回路用セラミックス基板が多数切り出せる大きさの１枚のセラミックス集合基板に、活性金属ロウ付け法や直接接合法などによりＣｕ板等の金属板を接合し、エッチング加工等で金属回路板と金属放熱板を形成する。次いで、セラミックス集合基板を所定の大きさに分割して個々の回路基板を得る。

個々の回路基板に分割する方法としては、Ｃｕ板等の接合前にレーザ加工により、セラミックス集合基板に凹部又は溝を形成しておき、接合後に回路基板付きのセラミックス集合基板を撓ませて、凹部又は溝で分割する方法が採用されている。

本発明者らが、焼結したままの焼結板にレーザ加工により分割用のスクライブ孔（非貫通の孔）を形成して、スクライブ孔による分割線で分割することで、焼結板の四辺を除去してセラミックス集合基板を作製したところ、セラミックス集合基板の角部に亀裂や欠けが発生し易いことがわかった。回路基板を製造するプロセスでもセラミックス集合結基板から縁部を除去して複数の回路基板を得る際に、回路基板の採取歩留まりが低下するという問題があった。

一方、回路基板をスクライブ孔或いは分割溝でセラミックス集合基板から分割する際の、亀裂や欠けを抑制する技術が、特許文献１（特開2008-198905）、及び特許文献２（特開2011-233687）に開示されている。

特許文献１は、回路基板の少なくとも１つの側面の角部に板厚方向に貫通する面取部を形成する技術であり、面取部はレーザ切断加工により菱形形状のくり抜き部として形成する。特許文献２は、回路基板領域とその周囲のダミー領域との境界に沿った分割溝が交差する領域に、少なくとも分割溝と交わった角部が円弧状とされたくり抜き部を形成する。しかし、いずれも、セラミックス集合基板から各々の回路基板を分割して製造する技術に関するものであり、セラミックス焼結基板からセラミックス集合基板を製造する技術については記載がない。

特開2008-198905号公報 特開2011-233687号公報

前記従来技術では、矩形のセラミックス焼結基板からセラミックス集合基板を作製する際に、セラミックス集合基板の角部に発生する亀裂や欠けの問題を解消できていなかった。特に、高強度、高熱伝導性を有する窒化珪素セラミックス集合基板の場合は、高強度且つ高靭性のため、亀裂や欠けの問題が発生し易かった。

本発明の目的は、焼結したままのセラミックス焼結基板にレーザ加工により分割用のスクライブ孔を形成した後に、スクライブ孔の中心間を結ぶ分割線（以後、辺ブレークラインと表現する）で焼結基板の四辺の耳部を分割し除去して、セラミックス集合基板を製造する際に、角部に亀裂や欠けが生じることを抑制するために、窒化珪素セラミックス集合基板及びその製造方法、並びに窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法を提供することにある。

本発明は、窒化珪素セラミックス集合基板の周囲に耳部を有する矩形の窒化珪素セラミックス焼結基板から、回路基板を多数個取りするための回路形成部と縁部とを有する窒化珪素セラミックス集合基板を製造するための窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法であって、
前記窒化珪素セラミックス集合基板と耳部を分割するための、スクライブ孔形成工程と、貫通孔形成工程とを備え、
前記スクライブ孔形成工程は、前記窒化珪素セラミックス焼結基板の外縁から内側の位置に前記外縁に沿ってスクライブ孔による辺ブレークラインを形成し、
前記貫通孔形成工程は、前記辺ブレークラインの交差する角部に前記辺ブレークラインと傾斜する方向に貫通孔による角ブレークラインを形成することを特徴とする。

前記窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、前記角ブレークラインは前記耳部側に突出して形成されていることが好ましい。

前記窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、前記角ブレークラインは、前記耳部に突出した突出長が前記貫通孔の形成に用いたレーザのビームスポット直径より大きく、且つ３．５ｍｍ未満であることが好ましい。

前記窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、前記角ブレークラインは複数個の貫通孔を連結してなるスリットであることが好ましい。

前記窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、前記角ブレークラインの貫通孔及び前記辺ブレークラインのスクライブ孔は断続的に複数個形成されており、前記角ブレークラインの貫通孔のピッチは前記辺ブレークラインのスクライブ孔のピッチよりも小さいことが好ましい。

本発明の窒化珪素セラミックス集合基板の製造方法は、前記窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法に、さらに耳部分割工程を加えることで窒化珪素セラミックス集合基板を製造する方法であって、
前記耳部分割工程は、前記辺ブレークラインで、窒化珪素セラミックス焼結基板を耳部と窒化珪素セラミックス集合基板とに分割することを特徴とする。

本発明の窒化珪素セラミックス集合基板は、回路基板を多数個取りするための回路形成部と縁部とを有し、角部に面取りを有する矩形の窒化珪素セラミックス集合基板であって、
面取り面における凹面部のピッチが、側面における凹面部のピッチよりも小さいことを特徴とする。

本発明によって、窒化珪素セラミックス集合基板の角部に発生する亀裂や欠けが抑制され、よって窒化珪素セラミックス集合基板の製造の歩留りを向上できる。

本発明に係る窒化珪素セラミックス集合基板の製造方法を説明する概略図である。 図１に係るスリットを説明する概略図である。 本発明に係る他のスリットを説明する概略図である。 本発明に係る角ブレークラインを説明する概略図である。 比較例に係る製造方法を説明する概略図である。 他の比較例に係る製造方法を説明する概略図である。

本発明の実施形態を、以下詳細に説明するが、本発明は必ずしもそれらに限定されるものではない。各実施形態に関する説明は、特に断りがなければ他の実施形態にも適用できる。

発明者らは、従来技術の課題がある焼結したままの焼結基板について、窒化珪素セラミックス集合基板と耳部に分割する際に、窒化珪素セラミックス集合基板の四隅に発生する亀裂や欠けについて、鋭意検討した結果、窒化珪素セラミックス焼結基板に分割用のスクライブ孔及び貫通孔を形成する本発明に想到した。

本発明に係る窒化珪素セラミックス集合基板の製造方法を、例えば図１、図２を用いて説明する。図１（１ａ）に示すように、窒化珪素セラミックス焼結基板１に、炭酸ガスレーザ（ＣＯ_２レーザ）等を用いて、窒化珪素セラミックス焼結基板の外縁１０から内側の位置に外縁１０に沿ってスクライブ孔１３ａ（非貫通の孔）を複数個形成することで、スクライブ孔の中心間を結ぶ分割線によるブレークライン１３（以下、辺ブレークラインという）とする（スクライブ孔形成工程）。以下で「スクライブ孔」は基板を貫通していない孔（非貫通の孔）を指す。

ついで、辺ブレークライン１３が交差する角部に辺ブレークライン１３と傾斜する方向に、いわば角部を面取りするように、窒化珪素セラミックス焼結基板の厚さ方向に貫通するスリット１４を形成する（貫通孔形成工程（より詳細にはスリット形成工程））。以下で、「スリット」は一方の面から他方の面に基板を貫通した細長い切り込みを指す。「貫通孔」は一方の面から他方の面に基板を貫通した孔を指す。前記スリット１４は、図２（２ｂ）に示すように、複数個の貫通孔を連結して形成されており、貫通孔の中心間を結ぶ分割線によるブレークライン１４’（以下、角ブレークラインという）を構成している。

ついで、窒化珪素セラミックス焼結基板１の四辺について、各々の耳部を順に撓ませて、辺ブレークライン１３と直角な方向に曲げによる引張応力を作用させて、窒化珪素セラミックス集合基板１２から四辺の耳部１１を分割する（耳部分割工程）。得られた窒化珪素セラミックス集合基板１２は、図１（１ｂ）に示すように、四隅の角部が面取りされた矩形を呈している。

ついで、銅回路基板形成工程において窒化珪素セラミックス集合基板１２の一方の面に銅の回路板１６を複数個接合し（図１（１ｂ）参照）、他方の面に銅の放熱板を複数個接合し（図示せず）、回路板１６を接合した側の窒化珪素セラミックス集合基板１２の面に第２のスクライブ孔による第２のブレークライン１８、１８’を形成する。

その後、第２のブレークライン１８，１８’に沿って窒化珪素セラミックス集合基板１２を分割することで、回路形成部（回路基板２０に相当）及び縁部１７を分離して、各々の回路基板２０を得る。回路基板２０は、図１（１ｃ）に示すように、銅の回路板１６及び銅の放熱板（図示せず）とセラミックス基板部１９とを有するものとなる。なお、上述の各特許文献は、第２のスクライブ孔や第２のブレークラインの形成に係るものであり、辺ブレークライン及び角ブレークラインについて言及するものではない。

本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、例えば図２（２ａ）〜（２ｃ）に示すように、辺ブレークライン１３同士が交差する角部に辺ブレークライン１３と傾斜する方向に、いわば角部を面取りするように、貫通孔１４ａが連結したスリット１４による角ブレークライン１４’を形成している。その為、窒化珪素セラミックス焼結基板１を撓ませて、窒化珪素セラミックス集合基板１２と耳部１１に分割する際に、窒化珪素セラミックス集合基板の四隅に亀裂や欠けを生じることを抑制することができる。

本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、例えば図４（４ａ）〜（４ｂ）に示すように、前記角ブレークラインの貫通孔３４ａ及び前記辺ブレークラインのスクライブ孔１３ａは断続的に複数個形成されており、前記角ブレークラインの貫通孔３４ａのピッチは前記辺ブレークラインのスクライブ孔１３ａのピッチよりも小さいことが好ましい。このようにピッチを変えて、角ブレークライン３４が辺ブレークライン１３よりも分割し易い状態になると、窒化珪素セラミックス集合基板の四隅の角部で応力の集中が緩和される。

本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、例えば図２（２ｂ）〜（２ｃ）に示すように、前記角ブレークライン１４’は複数個の貫通孔を連結してなるスリット１４であることが好ましい。スリットが基板を貫通することよって、窒化珪素セラミックス集合基板の四隅の角部で応力の集中が特に緩和される。

上記の本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法を用いると、例えば図２（２ｄ）に示すように、面取り面１４ｃにおける複数の凹面部１４ｂのピッチが、側面１３ｃにおける複数の凹面部１３ｂのピッチよりも小さい窒化珪素セラミックス集合基板を得られるので好ましい。スリットを用いると、スクライブ孔による辺ブレークラインの交点となる角部で応力の集中を特に緩和することに繋がる。したがって、窒化珪素セラミックス集合基板では、例えば図４（ｃ）に示すように、面取り面３４ｃにおける複数の凹面部３４ｂはより近接して連なることが好ましい。

本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、前記スクライブ孔１３ａは、基板表面における直径は例えば３００μｍ以下、深さは例えば窒化珪素セラミックス集合基板の厚さの１／３以上とする。スクライブ孔の直径は使用するレーザのビームスポット径によるところが大きいが、３０〜２００μｍがより好ましく、５０〜１５０μｍが更に好ましい。また、スクライブ孔の深さは、例えば基板厚さが０．３２ｍｍの場合、８０〜３００μｍがより好ましく、１００〜２５０μｍが更に好ましい。またスクライブ孔のピッチはスクライブ孔直径の２倍以下が好ましく、より好ましくはスクライブ孔直径と等しくするのが良く、特に好ましくは基板を分割したときの割断性で決定するのがよい。このピッチ制御は加工速度制御により調整可能であり、レーザ出力パルス数などと連動させてもよい。

本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、例えば図２（２ｃ）に示すように、前記スクライブ孔による辺ブレークラインが交差する角部に形成し、貫通孔を連結してなるスリット１４は、たとえばスリット幅を３０〜２００μｍ、スリットの長さを２．８〜８．４ｍｍとする。貫通孔の直径或いはスリット幅は、２０〜１５０μｍがより好ましく、３０〜１００μｍが更に好ましい。スリットの長さは、３．０〜８．０ｍｍがより好ましく、３．５〜７．５ｍｍが更に好ましい。また、貫通孔によるブレークラインは、幅や長さをスリット寸法と同様にすることができる。

本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、前記貫通孔による角ブレークライン或いはスリットは、スクライブ孔による辺ブレークラインに対して例えば３０°〜６０°傾ける。より具体的にはスクライブ孔による辺ブレークラインに対して例えば４５°傾けると、基板の面積を無駄なく有効に使えるので好ましい。

本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、貫通孔形成工程の後にスクライブ孔形成工程を行ってもよいが、スクライブ孔形成工程の後に貫通孔形成工程を行うのがより好ましい。後者であれば、スクライブ孔による辺ブレークライン同士の交点を貫通孔或いはスリット形成の際の加工の基準点に利用できるため、貫通孔或いはスリットの加工精度が向上する。

本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、前記スクライブ孔、前記貫通孔或いは前記スリットは、レーザで形成されることが好ましい。例えば、ＹＡＧレーザや炭酸ガスレーザ（ＣＯ_２レーザ）を用いる。ＹＡＧレーザや炭酸ガスレーザの照射によるスクライブ加工は、深い孔を断続的に形成することに適している。

レーザのビームスポットの直径は上述したスクライブ孔直径、貫通孔直径或いはスリット幅と同等のもの或いはより小さいものとする。孔を形成する場合、前記ビームスポットを照射するピッチは、上述したスクライブ孔のピッチや貫通孔のピッチと同様である。スリットを形成する場合、ビームスポットを照射するピッチを例えば１００μｍ以下（詳細には３０μｍ以下、より詳細には２０μｍ以下）などとして、ビームスポット同士を部分的に重ねて連結するように照射する。

本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、前記貫通孔形成工程では、レーザのビームスポットの走査を複数回繰り返すことが好ましい（例えば、ビームスポットの走査を１０回繰り返す）。走査を複数回繰り返して、照射するエネルギー密度を低くする方が、貫通孔の表面（内壁面）に熱衝撃による亀裂が形成され難くなるため、窒化珪素セラミックス集合基板と耳部を分割する際に、亀裂の進展や欠けを生じることを抑制することにつながる。

本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、角ブレークラインは耳部に突出させることが好ましい。角ブレークラインの突出長が、スリットの形成に用いたレーザのビームスポット直径より大きく、且つ３．５ｍｍ未満であることがより好ましい。

例えば図２（２ｂ）〜（２ｃ）に示すように、角ブレークライン１４’がスリット１４で構成される場合、突出長Ｌ１がレーザのビームスポット直径より大きいと、窒化珪素セラミックス集合基板と耳部を分割する際に、スリットに隣接する辺ブレークラインの交差部に発生するバリの生成を抑制することができる。また、窒化珪素セラミックス集合基板と耳部に分割するときに、角部が面取り部に残ることを防止できる。窒化珪素セラミックス集合基板の辺にバリがあると、その後の銅回路基板形成工程において、辺で位置合わせを行う際に位置ずれを生じる虞があるので、バリの生成を抑制するのが好ましい。また、スリットの突出長Ｌ１を３．５ｍｍ以上にすると、窒化珪素セラミックス集合基板と耳部を分割する際に、耳部がスリットの延長線上で分断されやすくなり、除去作業の工数が増え、また加工時間も長くなり、不経済となる為である。

例えば図４（４ａ）〜(４ｂ)に示すように、角ブレークラインが断続的に形成した貫通孔で構成される場合、突出長Ｌ２がレーザのビームスポット直径より大きいと、窒化珪素セラミックス集合基板と耳部を分割する際に、角ブレークライン３４に隣接する辺ブレークライン１３の交差部に発生するバリの生成を低減することができる。なお、窒化珪素セラミックス集合基板と耳部に分割するときに、例えば三角形状の角部が面取り部に残る場合には、個別に取り除くことが好ましい。また、角ブレークラインの突出長Ｌ２を３．５ｍｍ以上にすると、窒化珪素セラミックス集合基板と耳部を分割する際に、耳部がスリットの延長線上で分断されやすくなり、除去作業の工数が増え、また加工時間も長くなり、不経済となる為である。

本発明に係る窒化珪素セラミックス焼結基板及び窒化珪素セラミックス集合基板は、厚さを例えば０．２ｍｍから１．０ｍｍとする。より具体的には厚さを例えば０．２５ｍｍから０．６５ｍｍとする。本発明に係る窒化珪素セラミックス焼結基板及び窒化珪素セラミックス集合基板では、破壊靱性値を例えば５．０ＭＰａ・ｍ^１／２以上とする。より具体的には破壊靱性値を例えば５．０〜７．５ＭＰａ・ｍ^１／２とする。

前記した従来技術（特許文献１，２）は窒化珪素セラミックス焼結基板から窒化珪素セラミックス集合基板を製造する技術に係るものではないが、窒化珪素セラミックス焼結基板に対してブレークラインの交点に菱形形状或いは三角形状のくり抜き部を多数形成するので、肉抜きされる体積が大きい。肉抜きによって、窒化珪素セラミックス焼結基板が有する残留応力が緩和され、窒化珪素セラミックス焼結基板の反りが低減される。しかし、くり抜き部形成の前後において、窒化珪素セラミックス焼結基板の反り量が変わると、窒化珪素セラミックス焼結基板の辺或いは特定のマーキングで位置合わせを行っている場合に、位置ずれを生じるおそれがある。

他方、本発明の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法において、前記スクライブ孔による辺ブレークラインが交差する角部に形成する貫通孔による角ブレークライン或いはスリットは、その長さに比べて細幅である為、菱形形状或いは三角形状のくり抜き部の形状に比べて、窒化珪素セラミックス焼結基板の反り等の変形が抑制される。加えて、窒化珪素セラミックス焼結基板の辺或いは特定のマーキングで位置合わせを行っている場合に、位置ずれを生じ難い。

以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に必ずしも限定されない。

（実施例１）
窒化珪素セラミックスを形成する為の原料において、主原料に窒化珪素粉末を用い、焼結助剤に２質量％のＭｇＯ及び３質量％のＹ_２Ｏ_３を用いて、作製したシート成形体を窒素雰囲気中にて最高温度１８５０℃保持時間５時間で焼結して、厚さ０．３２ｍｍ、縦１５０ｍｍ及び横２００ｍｍで矩形の窒化珪素セラミックス焼結基板１を作製した。炭酸ガスレーザを用いて、窒化珪素セラミックス焼結基板１の外縁１０から内側の位置に外縁１０に沿ってスクライブ孔１３ａによる辺ブレークライン１３を形成した（スクライブ孔形成工程）。スクライブ孔１３ａは、基板表面において最大径が５０μｍ、深さが１５０μｍ、ピッチが１００μｍであり、図１（１ａ）に示すようにスクライブ孔１３ａによる辺ブレークライン１３を四辺の各々に沿って形成した。耳部１１の幅は５ｍｍとした。

続けて、炭酸ガスレーザ（出力１００Ｗ）を用いて、レーザのビームスポットの走査を１回として、スクライブ孔１３ａによる辺ブレークライン１３の交差する角部（４箇所）の各々に辺ブレークライン１３と４５°傾斜する方向に、Ｌ１だけ突出した位置から貫通孔を連続的に形成していくことで、貫通孔が連結してなるスリット１４を形成した（スリット形成工程）。
レーザのビームスポットの直径＝０．０７ｍｍ
加工速度＝１５ｍｍ／ｓ
スリットの突出長Ｌ１＝０．７ｍｍ
スリットの全長＝４．２ｍｍ
基板表面におけるスリット幅＝０．１０ｍｍ

実施例１の図１（１ａ）の窒化珪素セラミックス集合基板１２中の左下部分に着目し、スリット１４近傍の様子を図２（２ａ）に示し、レーザスポットを照射する様子を図２（２ｂ）に拡大して示した。すなわち、窒化珪素セラミックス焼結基板１の面に、１列に並ぶように複数個のスクライブ孔１３ａを形成することで辺ブレークライン１３とした。スクライブ孔１３ａによる辺ブレークライン１３同士の交差する角部において、辺ブレークライン１３と４５°傾斜する方向に、位置をずらしながらレーザスポットを照射して、複数個の貫通孔１４ａを重ねて角ブレークライン１４’を形成することによって、図２（２ｃ）に示すように基板を貫通するスリット１４とした。スリット１４の内壁は、貫通孔に由来する凹面部１４ｂを複数個有しており、凹面部１４ｂのピッチは、スクライブ孔１３ａのピッチより小さいものとした。

図１（１ａ）に係る窒化珪素セラミックス焼結基板１を撓ませて、辺ブレークライン１３で割って窒化珪素セラミックス集合基板１２と耳部１１に分割した。窒化珪素セラミックス焼結基板１を複数個形成しておいて、そのうちの５個から耳部を分割してなる試料について、窒化珪素セラミックス集合基板の面取り面及び側面に相当する箇所をレーザ顕微鏡で観察した。窒化珪素セラミックス集合基板の面取り面に隣接する側面（レーザ加工面及び破断面）において、亀裂、バリ及び割れは皆無であった（０％）。また、角部１５は耳部に付属した状態で分離されたので、単独の端材としては生成されなかった。

なお、図２（２ｄ）に示すように、窒化珪素セラミックス焼結基板から耳部を分割して除去した窒化珪素セラミックス集合基板１２は、面取り面の凹面部１４ｂのピッチが、側面（耳部の分離で形成される側面）におけるスクライブ孔１３ａに由来する凹面部１３ｂのピッチよりも小さいものとなった。この構成は、耳部を分割する際に角部で応力の集中が緩和されたことによって、面取り面と側面の間に亀裂や欠けが形成されなかった。

この窒化珪素セラミックス集合基板１２にロウ材をスクリーン印刷法で塗布した。ロウ材は、７０質量％のＡｇ、３質量％のＩｎ、及び２７質量％のＣｕ（合計１００質量部）からなる合金粉末に対して０．３質量部のＴｉＨ_２を添加し、さらに有機溶剤、有機バインダーを添加して混練してペーストとしたものを使用した。ロウ材を塗布した窒化珪素セラミックス集合基板を乾燥した後、表側及び裏側にそれぞれ０．３ｍｍの銅板を接触配置し、加圧しながら８００℃、２０分、真空中で熱処理し、窒化珪素セラミックス集合基板と（回路板と放熱板となる）銅板との接合体を作製した。窒化珪素セラミックス集合基板及び銅板の間には、厚さがおよそ３０μｍのロウ材の層が形成されている。

得られた接合体の銅板上に、紫外線で硬化可能なエッチングレジストインクを塗布した後、紫外線を照射してエッチングレジストインクを硬化させてレジスト膜のパターンを形成した。このエッチングレジストインクには、アルカリ剥離型のものを用いた。

３０℃に保持した塩化銅ベースエッチング液（塩化銅、塩酸及び過酸化水素を含む混合液）でエッチング処理を行い、回路板或いは放熱板のパターン外となる不要な銅板（すなわち、レジスト膜で被覆されていない部分の銅板）の除去を行った。

ついで、ロウ材が銅板よりはみ出している部分（ロウ材のはみ出し部）を除去するため、第１のろう材エッチング処理（カルボン酸及び／又はカルボン酸塩、並びに過酸化水素を含む酸性の溶液によるエッチング処理)、及び第２のろう材エッチング処理（フッ化水素アンモニウム及び過酸化水素を含む溶液によるエッチング処理）を順に行って、ロウ材のはみ出し部を除去した。

ついで、接合体を、３質量％の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して、レジスト膜を除去した。次いで、化学研磨、及びイオン交換水による洗浄を経た後に、表側の銅板（回路板）及び裏側の銅板（放熱板）にＮｉメッキを施した。この化学研磨は、光沢処理を狙って、硫酸ベースの一般市販液を用いて行った。

このようにして、Ｎｉメッキした銅の回路板１６及び銅の放熱板（図示せず）を複数組接合した回路基板の集合体を得た。ついで、スクライブ孔による第２のブレークライン１８，１８’を形成して、四辺の縁部１７を分割することで図１（１ｃ）に示すように銅の回路板１６及び銅の放熱板（図示せず）とセラミックス基板部１９とを有する回路基板２０を複数個得た。

（実施例２）
図１のスリット１４を図３のスリット２４に変更したこと以外は、実施例１と同様にした。スリット２４は、スリットの突出長Ｌ１＝０ｍｍとして、スリット１４の全長を短くしたものである。得られた窒化珪素セラミックス焼結基板を撓ませて、辺ブレークライン１３で割って窒化珪素セラミックス集合基板と耳部に分割すると、窒化珪素セラミックス集合基板の面取り面に隣接する側面（レーザ加工面及び破断面）において、この例でも亀裂及び割れの発生はなかった。また、面取り面における複数の凹面部のピッチは、側面における複数の凹面部のピッチよりも小さいものとなっていた。ただし、窒化珪素セラミックス集合基板１２において側面の面取り面近傍に公差を超えるバリが形成される割合が２％となった。バリが形成されなかった窒化珪素セラミックス集合基板に銅の回路板及び銅の放熱板を複数組形成し、分割することで、実施例１と同様の回路基板を得た。実施例２ではバリが形成される割合が２％となった（歩留り９８％）が、問題とならない範囲である。

（実施例３）
実施例３は、図１のスリット１４を図４（４ａ）の貫通孔による角ブレークライン３４に変更し、スクライブ孔１３ａのピッチを変更した。他の条件は、実施例１と同様にした。すなわち、窒化珪素セラミックス焼結基板１の面に、１列に並ぶように複数個のスクライブ孔１３ａを形成することで辺ブレークライン１３とした。辺ブレークライン１３の交差する角部において、辺ブレークライン１３と４５°傾斜する方向に、間隔をおいてレーザスポットを照射して、図４（４ｂ）に示すように複数個の貫通孔３４ａによる角ブレークライン３４を形成した。ここでは、Ｌ２＝Ｌ１とした。貫通孔３４ａのピッチ、すなわち、ビームスポットを照射するピッチを１５０μｍとした。スクライブ孔１３ａによる辺ブレークライン１３は、ビームスポットを照射するピッチを２００μｍとした。

窒化珪素セラミックス焼結基板を撓ませて、辺ブレークライン１３で割って窒化珪素セラミックス集合基板１２と耳部１１に分割すると、窒化珪素セラミックス集合基板１２の面取り面３４ｃに隣接する側面（レーザ加工面及び破断面）において、亀裂及び割れの発生はなかった。図４（４ｃ）に示すように、窒化珪素セラミックス集合基板１２は、面取り面３４ｃにおける複数の凹面部３４ｂ（貫通孔３４ａに由来する凹面部）のピッチが、側面１３ｃにおける複数の凹面部１３ｂ（スクライブ孔１３ａに由来する凹面部）のピッチよりも小さい。ただし、窒化珪素セラミックス集合基板１２において側面の面取り面近傍に公差を超えるバリが形成される割合が４％となった。バリが形成されなかった窒化珪素セラミックス集合基板に銅の回路板及び銅の放熱板を複数組形成し、分割することで、実施例１と同様の回路基板を得た。実施例３ではバリが形成される割合が４％となったが（歩留り９６％）、製造の歩留りとしては許容される範囲である。

（比較例１）
図５の（５ａ）で示すように、図１のスリットに代えてスクライブ孔（未貫通孔）による角ブレークライン１１４（孔深さ等の条件はスクライブ孔の辺ブレークライン１３及び１１３と同じ）を斜めに形成したこと（すなわち、スリット形成工程を面取り用スクライブ孔形成工程に変更したこと）以外は、実施例１と同様にした。

比較例１の製造方法は、基本的には実施例１と同様であるが、窒化珪素セラミックス集合基板１１２と耳部１１１を分割するためのスクライブ孔形成工程と、面取り用のスクライブ孔形成工程を備えるものとした。スクライブ孔形成工程は、窒化珪素焼結基板１０１の外縁から内側の位置に外縁に沿ってスクライブ孔１１１３ａの辺ブレークライン１１３を形成した。面取り用スクライブ孔形成工程は、スクライブ孔形成工程によるスクライブ孔の辺ブレークライン１１３の交差する角部に辺ブレークライン１１３と４５°傾斜する方向に面取り用のスクライブ孔による角ブレークライン１１４を形成するものとした。これらの工程によって、図５（５ａ）に係る窒化珪素セラミックス焼結基板１０１を作製した。

比較例１の窒化珪素セラミックス焼結基板１０１を撓ませて、窒化珪素セラミックス集合基板１１２と耳部１１１に分割した後、残った三角形状の角部１１５を折り曲げて分割し、除去した。窒化珪素セラミックス集合基板の面取り面に隣接する側面（レーザ加工面及び破断面）において、バリ及び割れの発生はなかったが、図５の（５ｂ）の窒化珪素セラミックス集合基板１１２’に示すような亀裂１３４，１３６が形成される割合は８％となった（歩留り９２％）。実施例（目標歩留り９５％以上）に比べて歩留りが低くなった。

（比較例２）
図６の（６ａ）で示すように、スリット形成工程を行わないこと以外は、実施例１と同様にした。

比較例２の製造方法は、基本的には実施例１と同様であるが、窒化珪素セラミックス集合基板２１２と耳部２１１を分割するためのスクライブ孔形成工程として、窒化珪素焼結基板２０１の外縁から内側の位置に外縁に沿ってスクライブ孔２１３ａによる辺ブレークライン２１３を形成しただけのものである。この工程によって、図６（６ａ）に係る窒化珪素セラミックス焼結基板２０１を作製した。

比較例２の窒化珪素セラミックス焼結基板を撓ませて、窒化珪素セラミックス集合基板２１２と耳部２１１に分割すると、窒化珪素セラミックス集合基板の側面（レーザ加工面及び破断面）において、バリの発生はなかったが、亀裂、欠けが形成される割合が８％であった。さらに、窒化珪素セラミックス集合基板２１２に図６（６ｂ）で示すような割れ（割れた角部２３８が分離）が形成される割合が３％であった。実施例に比べて製造の歩留りがかなり低くなり（歩留り８９％）、量産には適さないものと判断された。

１：窒化珪素セラミックス焼結基板、１０：外縁、
１１：耳部、１２：窒化珪素セラミックス集合基板、
１３：辺ブレークライン、１３ａ：スクライブ孔、
１３ｂ：側面の凹面部、１３ｃ：側面、
１４：スリット、１４’：角ブレークライン、
１４ａ：貫通孔、１４ｂ：面取り面の凹面部、１４ｃ：面取り面、
１５：三角形状の角部、
１６：銅の回路板、 １７：縁部、
１８，１８´：第２のブレークライン、
１９：セラミックス基板部、 ２０：回路基板、
２４：スリット、
３４：角ブレークライン、３４ａ：貫通孔、
３４ｂ：面取り面の凹面部、３４ｃ：面取り面、
１０１：窒化珪素セラミックス焼結基板、 １１１：耳部、
１１２，１１２’：窒化珪素セラミックス集合基板、
１１３：辺ブレークライン、１１３ａ：スクライブ孔、
１１４：角ブレークライン、 １１５：三角形状の角部、
１３４：亀裂、 １３６：亀裂、
２０１：窒化珪素セラミックス焼結基板、 ２１１：耳部、
２１２：窒化珪素セラミックス集合基板、
２１３：辺ブレークライン、２１３ａ：スクライブ孔、
２３８：割れた角部

Claims (7)

1. 窒化珪素セラミックス集合基板の周囲に耳部を有する矩形の窒化珪素セラミックス焼結基板から、回路基板を多数個取りするための回路形成部と縁部とを有する窒化珪素セラミックス集合基板を製造するための窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法であって、
   前記窒化珪素セラミックス集合基板と耳部を分割するための、スクライブ孔形成工程と、貫通孔形成工程とを備え、
   前記スクライブ孔形成工程は、前記窒化珪素セラミックス焼結基板の外縁から内側の位置に前記外縁に沿ってスクライブ孔による辺ブレークラインを形成し、
   前記貫通孔形成工程は、前記辺ブレークラインの交差する角部に前記辺ブレークラインと傾斜する方向に貫通孔による角ブレークラインを形成することを特徴とする窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法。
2. 前記角ブレークラインは前記耳部側に突出して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法。
3. 前記角ブレークラインは、前記耳部に突出した突出長が前記貫通孔の形成に用いたレーザのビームスポット直径より大きく、且つ３．５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項２に記載の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法。
4. 前記角ブレークラインは複数個の貫通孔を連結してなるスリットであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法。
5. 前記角ブレークラインの貫通孔及び前記辺ブレークラインのスクライブ孔は断続的に複数個形成されており、前記角ブレークラインの貫通孔のピッチは前記辺ブレークラインのスクライブ孔のピッチよりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の窒化珪素セラミックス焼結基板の製造方法に、さらに耳部分割工程を加えることで窒化珪素セラミックス集合基板を製造する方法であって、
   前記耳部分割工程は、前記辺ブレークラインで、窒化珪素セラミックス焼結基板を耳部と窒化珪素セラミックス集合基板とに分割することを特徴とする窒化珪素セラミックス集合基板の製造方法。
7. 回路基板を多数個取りするための回路形成部と縁部とを有し、角部に面取りを有する矩形の窒化珪素セラミックス集合基板であって、
   面取り面における複数の凹面部のピッチが、側面における複数の凹面部のピッチよりも小さいことを特徴とする窒化珪素セラミックス集合基板。
   

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