JP3439983B2 - グレーズ層付セラミック基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グレーズ層付セラ
ミック基板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、セラミック基板上に平滑な表
面を形成すべく、セラミック基板上にガラスペーストを
焼き付けてグレーズ層を形成したグレーズ層付セラミッ
ク基板が知られている。このグレーズ層付セラミック基
板は、ＦＡＸ等の感熱プリンタヘッド等、平滑性の要求
されるものに使用される。例えば、セラミック基板及び
グレーズ層上に、金ペースト等の金属ペーストを所定配
線パターンに塗布し、焼き付けて厚膜配線層を形成し、
さらに、フォトリソグラフィ技術及び蒸着やスパッタリ
ング等の薄膜形成技術を用いて、グレーズ層上に微細な
薄膜配線層や抵抗体等を形成する。

【０００３】このグレーズ層付セラミック基板は、例え
ば、図５に示す工程を経て製作される。まず、図５
（ａ），（ｂ）に示すように、アルミナ９６％等のアル
ミナセラミックからなる共通セラミック基板（粗形状セ
ラミック基板）ＣＣＢを用意する。この共通セラミック
基板ＣＣＢは、種々の寸法のセラミック基板の製造に対
応できるように、予め決められた寸法に形成されている
もので、そこから、各製品に対応した寸法の部分を切り
出すようにされたものである。この共通セラミック基板
ＣＣＢの表面ＣＣＢａに、炭酸ガスレーザを用いて折り
線（レーザスクライブライン）を形成する。本例では、
共通セラミック基板ＣＣＢの周縁部（ミミ部）ＣＣＢｍ
を除去するための枠切り折り線ＳＬ１と、グレーズ層付
セラミック基板に上記したように、厚膜配線層や薄膜配
線層を形成した後に、分割するための分割用折り線ＳＬ
２とを形成している。その後、図５（ｃ）に示すよう
に、共通セラミック基板ＣＣＢのミミ部ＣＣＢｍを枠切
り折り線ＳＬ１に沿って折り取り、裏面ＣＣＢｂが上に
なるようにする。さらに、図５（ｄ），（ｅ）に示すよ
うに、裏面ＣＣＢｂの所定位置に、スクリーン印刷によ
り所定パターンにガラスペーストを塗布・焼成して、グ
レーズ層ＧＲを形成することにより、表面ＣＢａ（裏面
ＣＣＢｂと同じ）にグレーズ層ＧＲを備えたグレーズ層
付セラミック基板ＣＢを完成する。なお、裏面ＣＣＢｂ
側にグレーズ層ＧＲを形成するのは、分割用折り線ＳＬ
２が形成されている裏面ＣＣＢｂに、ガラスペーストを
塗布し焼き付けると、ガラスペーストが流動して溝状の
分割用折り線ＳＬ２に流入し、これを埋めてしまうと、
分割の際、この折り線ＳＬ２に沿って分割し難くなるか
らである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして製作したグレーズ層付セラミック基板ＣＢの側
面形状は、セラミック基板ＣＣＢのミミ部ＣＣＢｍを、
枠切り用折り線ＳＬ１に沿って折り取ったのみであるの
で、図６（ａ）に示すように、レーザによって形成され
た滑らかな折り線側面部ＣＢｓと、この折り線側面部Ｃ
Ｂｓから表面ＣＢａに延びる破断面ＢＣｒとからなる。
ここで、上記したように、枠切り用折り線ＳＬ１に沿っ
てミミ部ＣＢｍを折り取る際、除去するミミ部ＣＢｍの
幅に比較して、残すセラミック基板ＣＢの幅が大きいた
め、セラミック基板ＣＢの厚さ方向に真っ直ぐ割れるこ
とは少ない。即ち、幅の小さい側、即ち、ミミ部ＣＢｍ
側に傾いて割れ、グレーズ層ＧＲを上にしてみると、側
面ＣＢｃがオーバーハングした状態となるのが大半であ
る。折り取るときにかかる応力が幅の違いにより不均一
になるためと考えられる。

【０００５】このグレーズ層付セラミック基板ＣＢに、
上記したように厚膜配線層や薄膜配線層を形成する際、
図６（ｂ）に示すように、載置台ＰＬから突設させた基
準ピンＰＩの側面ＰＩａに、セラミック基板ＣＢの側面
ＣＢｃを当接させて位置決めをする。このとき、側面Ｃ
Ｂｃのオーバーハングした破断面ＣＢｒにおいてセラミ
ック基板ＣＢの一部が破砕し、セラミック粉ＣＰがセラ
ミック基板表面ＣＢａやグレーズ層ＧＲ上に飛び散るこ
とがある。そのため、この状態で、例えば、金ペースト
を塗布し焼き付けると、焼き付けの際に、セラミック粉
ＣＰがグレーズ層に固着してしまい、平滑性を要求され
るグレーズ層の表面粗度が低下する。このため、その後
形成する微細な薄膜配線にオープンやショート不良が発
生させる。また、フォトレジスト層の塗布や露光の際に
セラミック粉ＣＰが飛び散ると、露光の際に不要部分に
影を作り、薄膜配線パターン不良となって、同じく薄膜
配線にオープンやショート不良を生じさせる。

【０００６】かかる不具合に対して、図６（ｃ）に示す
ように、セラミック基板ＣＢの側面ＣＢｃを、ダイヤモ
ンド砥石Ｇ等で研磨する対策が考えられるが、研磨は時
間（工数）と費用がかかるため、セラミック基板ＣＢの
価格を押し上げ好ましくない。本発明はかかる問題点に
鑑みてなされたものであって、側面を研磨することな
く、位置決めを行ってもグレーズ層上にセラミック粉が
飛び散らない、信頼性の高いグレーズ層付セラミック基
板、およびその製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】そして、
その解決手段は、表面と裏面とこれらの間を結ぶ側面と
を有し、上記表面にはグレーズ層を備え、上記裏面には
分割用折り線を備えるグレーズ層付セラミック基板であ
って、上記側面のうち上記表面側は、該表面側から照射
したレーザ光によって形成された略漏斗状のレーザスポ
ット孔が連なってできる形状とされ、上記側面と上記表
面とのなす角が鈍角にされており、前記レーザスポット
孔の前記表面上の径をＤ、ピッチをＰとしたとき、Ｐ≦
０．７５Ｄの関係を有することを特徴とするグレーズ層
付セラミック基板である。

【０００８】上記構成を有する本発明のグレーズ層付セ
ラミック基板では、側面のうち表面側は、表面側から照
射したレーザ光によって形成された略漏斗状のレーザス
ポット孔が連なってできる形状とされ、側面と表面との
なす角が鈍角にされている。このため、位置決めのため
に、セラミック基板の表面を上に向けて基準ピンなどの
基準治具と当接させるても、表面付近の側面は基準ピン
等と当接しないため、セラミック基板の表面付近が破砕
することはなく、セラミック粉が発生しない。また、た
とえ、側面の裏面側が破砕したとしても、その破片（セ
ラミック粉）が、表面上に形成されたグレーズ層上にま
で飛び散ることがない。従って、金属ペーストを焼き付
けた際に、セラミック粉がグレーズ層に焼き付き、その
後に形成する薄膜配線に、オープンやショートの不具合
を生じさせることがない。また、フォトレジスト中にセ
ラミック粉が混入したり、その上面にセラミック粉が飛
び散ったりしてフォトレジストのパターンの欠陥を生じ
させ、このパターンを用いて形成する薄膜配線に、オー
プンやショートの不具合を生じさせることも無くなる。
このため、不具合の生じにくい、信頼性の高い配線基板
とすることができる。

【０００９】また、本発明では、前記レーザスポット孔
の前記表面上の径をＤ、ピッチをＰとしたとき、Ｐ≦
０．７５Ｄの関係を有する。レーザスポット孔が連なっ
て形成されていれば、つまり、Ｐ＜Ｄであれば、レーザ
スポットが表面側に向けて開く漏斗形状であるため、側
面のうち表面側は、表面に近づくほど引き下がったテー
パ状となる。しかし、さらに、Ｐ≦０．７５Ｄとする
と、レーザスポット孔が互いに十分重なり合うので、側
面のうち裏面側に近い部分からレーザスポット孔が連な
ったテーパ状となる。このため、側面のうち表面に近い
部分が基準ピン等と当接することが無くなるので、セラ
ミック粉が発生したとしても、グレーズ層上に飛び散る
ことを確実に防止できる。

【００１０】さらに、Ｐ≧０．２５Ｄとするのがよい。
ピッチＰをあまりに小さくすると、折り線を形成するの
に多くのレーザスポット孔ＳＬを形成することが必要と
なり、費用と時間がかかることとなるからである。

【００１１】さらに、本発明のグレーズ層付セラミック
基板の製造方法は、表面と裏面とを有する粗形状セラミ
ック基板に、上記表面側からレーザ光を照射して略漏斗
形状のレーザスポット孔が連なった所定の平面形状の枠
切り用レーザ折り線であって、前記レーザスポット孔の
前記表面上の径をＤ、ピッチをＰとしたとき、Ｐ≦０．
７５Ｄの関係を有する枠切り用レーザ折り線を形成する
工程と、上記枠切り用レーザ折り線に沿って所定の平面
形状のセラミック基板を折り取る工程と、上記セラミッ
ク基板の上記裏面に基板分割用レーザ折り線を形成する
工程と、上記セラミック基板の上記表面側にグレーズ層
を形成する工程と、を備えることを特徴とするグレーズ
層付セラミック基板の製造方法である。

【００１２】上記構成を有する本発明のグレーズ層付セ
ラミック基板の製造方法では、一旦粗形状セラミック基
板から所定形状のセラミック基板を折り取り、枠切り用
レーザ折り線を形成したセラミック基板の裏面側に分割
用レーザ折り線を、表面側にグレーズ層が形成する。こ
のため、セラミック基板の側面の表面側は、表面側から
照射したレーザ光によって形成された略漏斗状のレーザ
スポット孔が連なってできる形状とされ、側面と表面と
のなす角が鈍角にされる。従って、位置決めのためにセ
ラミック基板の表面を上に向けて基準ピンなどの基準治
具とセラミック基板を当接させても、表面付近の側面は
基準ピン等と当接せず、セラミック基板の表面付近が破
砕せず、セラミック粉が発生しない。また、たとえ、側
面の裏面側が破砕したとしても、その破片（セラミック
粉）が、表面上に形成されたグレーズ層上にまで飛び散
ることがない。また、基板分割用レーザ折り線を裏面に
形成したので、グレーズ層形成の際、基板分割用レーザ
折り線内にガラスペーストが流入して、この折り線がグ
レーズ層で埋まってしまうことが無く、確実にセラミッ
ク基板を折り取ることができる。しかも、レーザスポッ
ト孔の前記表面上の径をＤ、ピッチをＰとしたとき、Ｐ
≦０．７５Ｄとされているので、レーザスポット孔が互
いに十分重なり合うので、セラミック基板の側面のうち
裏面側に近い部分からレーザスポット孔が連なったテー
パ状となる。このため、側面のうち表面に近い部分が基
準ピン等と当接することが無くなるので、セラミック粉
が発生したとしても、グレーズ層上に飛び散ることを確
実に防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面と共
に説明する。図１は、本実施形態のかかるグレーズ層付
セラミック基板１０の平面図および側面図である。グレ
ーズ層付セラミック基板１０は、アルミナ９６％のアル
ミナセラミックからなり、厚さ１ｍｍ、縦横２７０×７
０ｍｍの矩形状のセラミック基板１の表面１ａに、所定
パターンのグレーズ層３（厚さ約７０μｍ）を形成した
ものである。また、この裏面１ｂには、後に、セラミッ
ク基板１０を小セラミック基板１１（本例では、２×５
＝１０ヶ、５４×３５ｍｍ）に分割できるように、レー
ザ光により形成した基板分割用折り線２が形成されてい
る。後述するように、セラミック基板１は、深さがセラ
ミック基板１の厚さの２０〜７０％程度（本例では３５
０μｍ）で、表面１ａでの直径Ｄ＝１８０μｍの略漏斗
状（円錐状）のレーザスポット孔ＬＳを、ピッチＰ＝１
００μｍの間隔で連ねて形成した枠切り用折り線２２に
沿って共通セラミック基板２１から折り取って得たもの
である（図２（ｃ）参照）。このため、このセラミック
基板１の側面１ｃは、図２（ａ），（ｂ）の各図に示す
ように、レーザによって形成された滑らかな折り線側面
部１ｓと、この折り線側面部１ｓから裏面１ｂ方向外側
に傾いて延びる破断面１ｒとからなる。従って、側面１
ｃ（折り線側面部１ｓ）と表面１ａとのなす角αは、９
０度以上の鈍角となる。さらに言えば、表面１ａ（グレ
ーズ層３）を上にした状態で側面１ｃを見ると、前記し
た従来技術では、オーバーハングした状態であったのに
対して（図６（ａ）参照）、本実施形態では、下側（裏
面１ｂ側）に拡がる形状とされている。

【００１４】そこで、図３に示すように、このグレーズ
層付セラミック基板１０の表面１ａ（グレーズ層３）を
上に向けた状態で、セラミック基板１０の側面１ｃを、
載置台ＰＬから突設させた基準ピンＰＩの側面ＰＩａに
当接させて、このセラミック基板１０の位置決めをす
る。すると、この側面１ｃのうち、基準ピン側面ＰＩａ
と当接するのは、裏面１ｂ側の破断面１ｒであり、表面
１ａ側の折り線側面部１ｓは当接しない。このため、セ
ラミック基板１０を基準ピンＰＩに当接させた際に、表
面１ａ側において、セラミック基板１が破砕してセラミ
ック粉を発生することはない。また、たとえ、裏面１ｂ
側で、セラミック基板１が破砕してセラミック粉が発生
したとしても、裏面側で発生したセラミック粉が、表面
１ａ上に形成されたグレーズ層３上に飛び散ることはな
い。従って、後に形成する薄膜配線に、オープンやショ
ートの不具合を生じさせることがない。このため、不具
合の生じにくい、信頼性の高い配線基板とすることがで
きる。

【００１５】なお、本実施形態では、レーザスポット孔
ＬＳの直径ＤとピッチＰとの関係は、Ｐ＝０．５Ｄとな
っているが、Ｐ≦０．７５Ｄとされているのがよい。例
えば、図３（ｂ）に示すように、Ｐ’＝Ｄ’とした場合
には、側面１ｃ’は、凹凸が大きくなり、その凸部１ｃ
ａ’が破断線ＢＬに近づくので、この凸部１ｃａ’が、
基準ピン側面ＰＩａに当接する可能性がある。これに対
し、Ｐ≦０．７５Ｄとすると、図２（ｃ）に示すよう
に、レーザスポット孔ＬＳが互いに十分重なり合うの
で、側面１ｃのうち裏面側に近い部分からレーザスポッ
ト孔が連なったテーパ状となる。このため、側面１ｃの
うち表面に近い部分（凸部１ｃａ）が基準ピンＰＩと当
接することが無くなるので、表面付近でセラミック粉が
発生することが無く、発生したとしても、表面から離れ
ているのでグレーズ層３上に飛び散ることを確実に防止
できる。

【００１６】ついで、本発明のグレーズ層付セラミック
基板１０の製造方法について説明する。まず、厚さ１ｍ
ｍ、縦横２９０×８７ｍｍの共通セラミック基板（粗形
状セラミック基板）２１を用意する。様々な形状の多品
種に対応したセラミック基板を形成するのに、グリーン
シートを所定形状に打ち抜き、焼成するのでは、それぞ
れに対応した金型が必要となる上、焼成工程を経る必要
があるため、費用も時間もかかる。そこで、大きめの寸
法の共通セラミック基板２１を予め形成しておき、必要
な寸法に整形してセラミック基板１を得るのである。つ
いで、図４（ａ），（ｂ）に示すように、この共通セラ
ミック基板２１から所定寸法のセラミック基板１を得る
ため、その表面２１ａ上に、炭酸ガスレーザを用いて枠
切り用レーザ折り線２２を形成する。本実施形態では、
共通セラミック基板２１のミミ部（周囲部、幅８．５ｍ
ｍ及び１０ｍｍ）２１ｍを除去してセラミック基板１を
得るように、共通セラミック基板２１の周縁近傍に４本
の枠切り用レーザ折り線２２を形成する。

【００１７】その後、図４（ｃ）に示すように、ミミ部
２１ｍを折り線２２に沿って折り取り、セラミック基板
１を得、上下逆にして、セラミック基板裏面１ａ、即
ち、共通セラミック基板２１の裏面２１ｂに、炭酸ガス
レーザにより分割用レーザ折り線２を形成する。このセ
ラミック基板１の側面１ｃは、前記したように、略漏斗
状のレーザスポット孔ＬＳが連なってできる形状とさ
れ、側面１ｃと表面１ａとのなす角αが鈍角にされてい
る（図２（ｂ）参照）。さらに、再度セラミック基板１
を上下逆にして、基板表面１ａ（２１ａ）に、スクリー
ン印刷によって所定パターンにガラスペースト（図示し
ない）を塗布し、焼成して、厚さ約７０μｍのグレーズ
層３を形成し、グレーズ層付セラミック基板１０を完成
させる（図１参照）。このとき、分割用レーザ折り線２
は、グレーズ層３と逆の裏面に形成されているので、ガ
ラスペーストが流入して折り線２が埋まることがない。

【００１８】以上において、本発明を実施形態に即して
説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適
用できることはいうまでもない。例えば、本実施形態で
は、９６％アルミナセラミック基板を用いたが、アルミ
ナ含有量が他のものであってもよく、また、他の材質、
例えば、窒化アルミニウム、ガラスセラミック、ムライ
ト、その他のセラミックを用いても良い。また、上記実
施形態においては、共通セラミック基板２１からセラミ
ック基板１を、１枚得るようにしたが、共通セラミック
基板から複数のセラミック基板を得るようにしても良
い。

【００１９】また、上記実施形態では、共通セラミック
基板２１から幅細のミミ部２１ｍを折り取ったため、側
面１ｃのうち破断面１ｒが厚さ方向に対して傾いた状態
になった。しかし、共通セラミック基板２１が大きい場
合や小さなセラミック基板１を得る場合には、ミミ部２
１ｍが幅広となることにより、あるいは、上記したよう
に、共通セラミック基板から複数のセラミック基板を得
る場合などには、破断面が、表面１ａ（裏面１ｂ）にほ
ぼ垂直になる場合もある。この場合にも、本発明を適用
すれば、表面１ａ側の側面が基準ピン側面ＰＩａに当接
しないことは変わりが無く、従って、グレーズ層３上に
セラミック粉が飛び散ることがない。さらに、上記実施
形態では、Ｐ＝０．５Ｄとしたが、Ｐ≧０．２５Ｄとす
るのがよい。ピッチＰをあまりに小さくすると、折り線
を形成するのに多くのレーザスポット孔ＳＬを形成する
ことが必要となり、費用と時間がかかることとなるから
である。また、本実施形態では、グレーズ層３を部分的
に形成したが、使用目的に応じ、グレーズ層３を表面１
ａ全面に形成しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態にかかるグレーズ層付セラミック基板
のうち、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】図１に示すセラミック基板の側面の形状を示
し、（ａ）は部分判断斜視図、（ｂ）は部分拡大断面
図、（ｃ）は部分拡大平面図である。

【図３】（ａ）は図１に示すセラミック基板を基準ピン
に当接させて位置決めをする様子を示す説明図、（ｂ）
はレーザスポット孔のピッチを大きくした場合のセラミ
ック基板の部分拡大平面図である。

【図４】図１に示すセラミック基板の製造工程を説明す
る説明図である。

【図５】従来のセラミック基板の製造工程を説明する説
明図である。

【図６】（ａ）は図５に示す従来のセラミック基板の側
面の部分拡大断面図、（ｂ）はこれを基準ピンに当接さ
せて位置決めをする様子を示す説明図、（ｃ）は側面を
研磨する様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ グレーズ層付セラミック基板 １ セラミック基板 １ａ 表面 １ｂ 裏面 １ｃ 側面 １ｓ 折り線側面部 １ｒ 破断面 １ｃａ 凸部 ２ 分割用レーザ折り線 ３ グレーズ層 ２１ 共通セラミック基板（粗形状セラミック基
板） ２１ａ 表面 ２１ｂ 裏面 ＳＬ レーザスポット孔 Ｄ 直径（レーザスポット孔の） Ｐ ピッチ（レーザスポット孔の） ＰＩ 基準ピン

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面と裏面とこれらの間を結ぶ側面とを
   有し、上記表面にはグレーズ層を備え、上記裏面には分
   割用折り線を備えるグレーズ層付セラミック基板であっ
   て、 上記側面のうち上記表面側は、該表面側から照射したレ
   ーザ光によって形成された略漏斗状のレーザスポット孔
   が連なってできる形状とされ、上記側面と上記表面との
   なす角が鈍角にされており、 前記レーザスポット孔の前記表面上の径をＤ、ピッチを
   Ｐとしたとき、Ｐ≦０．７５Ｄの関係を有することを特
   徴とするグレーズ層付セラミック基板。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のグレーズ層付セラミッ
   ク基板であって、 Ｐ≧０．２５Ｄの関係を有することを特徴とするグレー
   ズ層付セラミック基板 。
3. 【請求項３】 表面と裏面とを有する粗形状セラミック
   基板に、上記表面側からレーザ光を照射して略漏斗形状
   のレーザスポット孔が連なった所定の平面形状の枠切り
   用レーザ折り線であって、前記レーザスポット孔の前記
   表面上の径をＤ、ピッチをＰとしたとき、Ｐ≦０．７５
   Ｄの関係を有する枠切り用レーザ折り線を形成する工程
   と、 上記枠切り用レーザ折り線に沿って所定の平面形状のセ
   ラミック基板を折り取る工程と、 上記セラミック基板の上記裏面に基板分割用レーザ折り
   線を形成する工程と、 上記セラミック基板の上記表面側にグレーズ層を形成す
   る工程と、を備えることを特徴とするグレーズ層付セラ
   ミック基板の製造方法。