JP4880852B2 - 小板ガラス板の製造方法及び小板ガラス板を製造するための半仕上げ製品としての大板ガラス板 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、より大きい板ガラス板から取り出すことにより、各々が特定の幾何学的構造を有し、且つその横方向の拡がりがミリメートル値域にある多数の小板ガラス板を製造する方法に関する。
本発明はまた、各々の横方向の拡がりがミリメータ値域にある多数小板ガラス板を製造するための半仕上げ製品としての、寸法がセンチメータ値域にあるより大きい板ガラス板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような小板ガラス板はある種の技術分野、特に電子部品の製造に必要とされる。
【０００３】
例えば、振動する水晶結晶板、ＳＡＷフィルタ、ＣＣＤ部品等の、就中、微細電子及び光電子部品を「電子包装」として収容するため、板ガラス板で完全に又は少なくとも一面で部分密閉された小容器が用いられる。板ガラスから成るケーシングカバーもまた、微細電子及び光電子部品の収容にしばしば用いられる。これ等の小板ガラス板の厚さｓは通常、１０μｍ＜ｓ＜５００μｍの値域にある。この用途では、形状が最も多様な（矩形、円形等）板ガラスが用いられる。板ガラスから成るこのような板の辺の長及び／又は径は、数ミリメータに過ぎない。
【０００４】
小板ガラス板はまた、微細電子及び微細機械部品の製造において、構造部品としても用いられる。例えば、ＤＥ１９６４９３３２には、振動する水晶結晶板を二つの板ガラス板の間に直接配置し、これ等と直結させることが開示されている。この種の結合構造は高さが微小であり、印刷回路基板又はベースプレートへの戴置又は接触が可能である。
【０００５】
微細電子及び光電子部品のケーシングを閉鎖する閉鎖体として、また微細電子部品又は微細機械部品の構造体としての板ガラスのこの用途においては、結合は主に接着剤又ははんだ付けによる。はんだ付けの場合、金属又はガラスはんだが接合剤として用いられる。適用例の大半において、ガラスはんだが用いられる。
【０００６】
この種の小板ガラス板の製造は関連技術（ＪＰ６２−０７０２４１のダーウェント抄録）に従って、より大きい板ガラス板からの取り出しによって行われる。分離手順は、回転ダイヤモンド工具を用いる研磨材使用切断又は穿孔によって行われる。同時に、板ガラス板の強度に決定的な影響を及ぼす縁部に、高い要求品質が課せられる。
【０００７】
板ガラス板は通常、初め前記のように分割され、次いで更なる処理工程（集成工程及び接合工程）に掛けられる。多くのハウジング適用例に現在用いられている接合技術の場合、板ガラス板ははんだ付けでハウジングに接着される。大半の例では、はんだ材料はディスペンサーを用いてガラスに塗布される。はんだ材料は主として板ガラス板の縁部に塗布され、従って、通常薄く、閉じたフレーム状の輪郭を形成する。一般には、ガラス又は金属はんだが用いられる。はんだ材を接合部に塗布するもう一つの方法は予備焼結したはんだフレームを用いるものであるが、これも或程度普通に用いられている。この適用例では、板ガラス板と、ガラスはんだから成る、構造が柔軟で、且つ同様に極めて薄い予備焼結はんだフレームとを互いに、且つ板ガラス板を接着しようとするハウジングに対して位置付けし、部分的に位置固定しなければならない。
【０００８】
この更なる処理方法では、板ガラス板の横方向の拡がり、厚み、質量等が極めて小さく、またはんだフレームが用いられるため、取り扱いと位置決めに問題が生ずる。取り扱いの問題は、特に薄く、構造が柔軟なはんだフレームが用いられる場合、より深刻になる。薄いガラス板は一方では比較的折れやすく、他方では取り扱い中に生じる接着力に対する重力の比が低い。特に、個々の板ガラスと、はんだフレームとを特定した仕方で持ち上げるのは難しく、多くの場合、個々の部品を手扱いで取り扱う必要がある。手扱いは時間がかかり、個人集約的であり、コスト集約的にする。更に、この種の取り扱い時や、個々の板ガラス搬送時に、折れや汚れによる無駄が増える。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
より大きな板ガラス板から取り出すことにより、各々が特定の幾何学的構造を有し、且つその横方向の拡がりがミリメータ値域にある多数の小板ガラス板を製造する、冒頭に記載した方法の実施を、また多数小板ガラス板を製造するための半仕上げ製品としてのより大きい板ガラス板を、これ等小板の搬送がより簡単になり、個々の小板の製造順序を能率化し、しかも接合工程前の取り扱い、特に個々の板ガラス板の取り扱いがより簡単で、自動化が可能になるように開発することを本発明は目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような方法に関して、上記目的は本発明に従い、以下の工程、即ち
より大きい板ガラス板の片側に接合材を、取り出して得ようとする多数の小板ガラス板のフレーム状及び分割線に従ってプリントする工程と、
上記プリント済み接合材付き多数小板ガラス板を個々のものに分離し、それ等を上記分割線に沿って分離することによりこれを行う工程と
を以って、達成される。
【００１１】
本発明の更なる発展によれば、板が個々のものに分離される前に、レーザービームを用いて、より大きい板ガラス板を、所望の分割線に沿い、特定の深さで割れ目を形成するのが良い。
【００１２】
各々が特定の幾何学的構造を有し、且つその横方向の寸法がミリメートル値域にある小板ガラス板を製造するための半仕上げ製品としての、横方向寸法がセンチメートル値域にある、より大きい板ガラス板に関しては、本発明により、このより大きい板ガラス板の片側に接合材を、取り出そうとする上記小板ガラス板の接合域の形状大きさに従って設けると共に、所望の分割線を特定し、このより大きい板ガラス板を特定の深さまで、好ましくは所望分割線に沿って割れ目を形成することにより前記目的が達せられる。
【００１３】
従って、本発明の核心は、接合プロセスの直前までは個々の小板ガラス板に分離されない、多数の小板ガラス板の形状に従って構造化されたより大きい板ガラス板を製作することにある。初めは接合された儘の状態にある、この形式のより大きい板ガラス板には、ガラス基体の表側に接合充填材が既に塗布されていて、ガラス基体と永続的に接着されていると云う特有の特徴がある。更に、この特徴の大きい板ガラス板の裏側に、より小さい板ガラス板の形状大きさに従って割れ目構造を設けると、この板ガラス板を接合工程の直前に簡単な機械的破断により、縁部が高品質で、形状大きさが確定した個々の板に分離できるので良い。また、例えばレーザーに部分的に照射して得られる熱誘発局部作用機械的張力により、板を個々のものに分離するようにしても良い。
【００１４】
本発明の利点は、板の搬送をより簡単にし、特に個々の小板ガラス板の製造順序をより能率化し、そして接合工程の直前に要する小板ガラス板の取り扱い及び／又は位置決めを簡単にし、その自動化をより容易に出来ることである。
【００１５】
薄いガラス板を用いる電子部品の製造及び被覆工程を改善するもう一つの可能性は、構造化板ガラス板の全部を初めに対応数の付随ハウジング部品に接合（はんだ付け）し、一旦接合工程が終わったら、構造化板ガラス板を機械的破断により個々のものに分離することである。また、全部が機械的でない方法を用いて、板を分離（切り離し）するようにしても良い。この場合、例えばレーザーに部分的に照射して得られる熱誘発局部作用機械的張力により、一体となった板を個々の物に分離することが出来る。
【００１６】
個々の小板ガラス板を他の部品、特に平らな部品の縁部に接合する工程は、取り出そうとする小板ガラス板に接合材を、特定のフレーム幅を有し、外周に亘って所望の分割線に沿って延びるフレーム状構造としてプリントすると簡単になって有利である。
【００１７】
より大きい板ガラス板を接合材で行うこのプリントは、スクリーン印刷で行えば、適切な幾何学的構造の経済的、且つ有効な製造を確実にするので有利である。他の印刷技法、例えばステンシル印刷も原則として利用出来る。
【００１８】
接合材としては、通常の印刷技術、特にスクリーン印刷を用いて処理し易く、且つ板ガラス板への接着が良好なガラスはんだを用いるのが良い。
【００１９】
板ガラス板用のガラス材料としては、延伸硼珪酸ガラスが小板ガラス板に使用の際に求められる機械的及び化学的特性を有しているので、特に適している。
【００２０】
本発明の更なる展開に従って、プリントと、且つ割れ目を形成したより大きい板ガラス板を基体、特に張力が好ましくは機械的手段により印加されるプラスティックキャリアフィルム上に戴置するようにすると、個々の小板ガラス板において格別な取り扱い上の利点が得られる。本発明のなお更なる展開に従って、プリント済みのより大きい板ガラス板を割れ目を未形成の儘、基体に載せ、研磨剤による切断法により小板ガラス板に分離するようにすることも出来る。
【００２１】
【実施態様】
図１は図２の断面図との組み合わせにおいて、例として矩形形状をもつ、本発明による構造化大板ガラス板１を示している。この板ガラス板１は、辺の長さＢ及びＬが数センチメートルの値域にある。
【００２２】
上記大板ガラス板１は、分離して、即ち一個一個に切り離して得ようとする小板ガラス板２の形状に従った、辺の長さがｂ及びｌである小さく、同様の矩形形状の区分に分割され、その一つが切り離した状態で離して示されている。これ等の小板ガラス板２の辺の長さは、数ミリメートルの値域にある。各最終の小板ガラス板２を形成する各区分には、ガラスはんだから成るはんだフレーム３がその縁部に、後で行う接合の際の接合領域の形状、本例ではここでも矩形である、に従ってプリントされている。
【００２３】
板ガラス板１の面上にガラスはんだ製はんだフレーム３を付着させるには、スクリーン印刷又はステンシル印刷が、一工程又は複数工程でなされる。はんだフレームの幅ｄ（図２）は、一般に３００μｍ≦ｄ≦９００μｍの値域にある。プリントされたはんだフレーム３の厚みｈは、一般に１５μｍ≦ｈ≦２００μｍの値域にある。はんだフレーム同士間の距離ｃは、一般に０μｍ≦ｃ≦５００μｍの値域にある。
【００２４】
大板ガラス板１の外周縁４は、はんだ材で被覆されていない。縁の幅（ｒ_Ｂ、ｒ_Ｌ）は一般に、数ミリメートルの値域にある。
【００２５】
板ガラス板１は、破線で示された割れ構造５が裏側に設けられ、これを用いて小区分、即ち小板ガラス板２に分割される。割れ目は大板ガラス板１の裏面から表側に向かって延び、その深さはガラス基体（図２）の厚みｓより小さい。
【００２６】
裏側に付与され、大きさと深さで規定される割れ目５は、レーザー照射により生成される熱誘発張力によるのが良い。これ等の割れ目は、大板ガラス板１全体に亘って直線状に延びるようにすると良い。
【００２７】
この種のレーザービーム割れ目形成法は、収束レーザービームが引き起こす局部熱発生によって、材料の破断強さを上回る熱機械的張力を、外部印加冷却との組み合わせで誘発するものであるが、多数の文献、例えばＥＰ０８７２３０３Ａ２、ＤＥ６９３０４１９４Ｔ２、ＤＥ４３０５１０７Ｃ２で知られている。
【００２８】
上記のレーザービーム割れ目形成法は、特にフォーカルスポットの形状で異なる。例えばＤＥ６９３０４１９４Ｔ２では、用いられるレーザービームの断面は低温空気ジェットが随伴する楕円形である。
【００２９】
ＥＰ０８７２３０３Ａ２には、分割方向に開いたＵ又はＶ字形の輪郭をもったフォーカルスポットを有するレーザービーム割れ目形成法が記載されている。これから派生して得られる他の輪郭、例えばＸ字形のフォーカルスポットも記載されている。
【００３０】
ＤＥ４３０５１０７Ｃ２で知られているレーザービーム割れ目形成法では、レーザービームはそのビーム断面が被加工物の面上で線形形状を有するように成形され、衝突するビームの長さと幅の比が調整可能にしてある。
【００３１】
古い特許出願１９８３０２３７．１−４５から分かるように、冷域が同心状にある点状のフォーカルスポットを生成するようにした関連技術もある。
【００３２】
また、古い特許出願１９９５９９２１．１から分かるように、強度の最大値が端部にある特殊線形切断スポットを用いるようにした関連技術もある。
【００３３】
これ等フォーカルスポットは全て、大板ガラス板１に割れ目を形成するため本発明の範囲内で用いることが可能である。
【００３４】
レーザービーム割れ目形成法には、大板ガラス板が破断された後、小板ガラス板の縁部に許容程度を超える損傷が生じることはなく、従って縁部が研磨剤による再加工を要することはないという特別の利点がある。
【００３５】
他のガラス材に加えて、板ガラス板１のガラス材として、厚みが１００μｍ≦ｓ≦５００μｍの範囲にあるＳＣＨＯＴＴ ＤＥＳＡＧ社からの延伸硼珪酸ガラス型Ｄ２６３又は型ＡＦ４５を用いるのが良い。
【００３６】
上記のように構造化された板ガラス板１は取り扱いや、単純機械的破断による小さい個々の板２への分離が比較的簡単である。
【００３７】
図１に図示のように小板ガラス板２を矩形構造にすることに加えて、図３のような多角形構造や、丸みのある構造（例えば円形輪郭）を用いることも出来る。これ等の場合には、辺の長さや小板ガラス板の径も数ミリメートルの範囲にする。丸み構造を用いる場合には、割れ目の方向は直線とせず、構造の輪郭形状に合うようにする。大板ガラス板１も必ずしも矩形とする必要もない。多角形の、丸い又は部分的に丸いディスク（ウェハー）を用いることも出来る。
【００３８】
プラスチック製キャリアフィルム又は別の基体上に、プリントされかつ割れ目が形成された大板ガラス板１を戴置することも出来る。この目的に適したフレーム上に、張力下の（延伸している）キャリアフィルムを戴置することにより、張力をキャリアフィルム内に、従って大板ガラス板内にも向けることも出来る。これにより、板は割れ目５に沿って破断分離され、従って大板ガラス板２が個々の小板ガラスに分離する。生成された小板ガラス板はキャリアフィルムに接着し、特定の位置をもつことになり、従って自動的に引き上げ外すことができる。
【００３９】
プラスチックフィルムや他の基体を位置固定用に用いる場合には、レーザービーム処理と、機械的力の印加による続いての分離を用いずに、板ガラス板に割れ目を形成することも可能である。その場合、分割線を設け、それに沿って研磨剤による切断により、分離すれば良い。基体ガラス板からはんだフレームｃまでの距離はその場合、引き離し工具の厚み及び／又は生成される切り溝幅の範囲内とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 より小さい矩形板ガラス板を製造するための半仕上げ製品として役立つ、本発明により構造化され、割れ目を形成されたより大きい板ガラス板の第一の例示的実施例の上面図である。
【図２】 図１の切断線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図３】 本発明に従って開発された６角構造をもつ板ガラス板−半仕上げ製品のもう一つの例示的実施例の上面図である。

Claims (17)

1. より大きな板ガラス板から取り出すことにより、各々が特定の幾何学的構造を有し、且つその横方向の寸法がミリメートル長さ域にある多数の小板ガラス板を製造する方法であって、
   上記より大きい板ガラス板の片側に接合材を、取り外して得ようとする上記小板ガラス板のフレーム状及び分割線に従ってプリントする工程と、
   上記プリント済み接合材付き多数小板ガラス板を個々のものに分離するに際し、上記所望分割線に沿ってそれ等を分離する工程と
   を含んで成る方法。
2. 前記多数小板ガラス板を個々のものに分離する前に、レーザービームを用いて、前記より大きい板ガラス板を特定の深さで、前記所望分割線に沿って割れ目を形成するようにして成る請求項１に記載の方法。
3. 前記多数小板ガラス板の個々のものへの分離を、機械的にそれ等を破断分離して行う請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記多数小板ガラス板の個々のものへの分離を、例えばレーザーでの部分的照射による、熱的に誘発された局部作用機械的張力により行う請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記接合材を、取り外そうとする前記多数小板ガラス板に、特定のフレーム幅をもち、周囲を前記所望の分割線に沿って延びるフレーム状構造にプリントする請求項１〜４の何れか一つに記載の方法。
6. 前記プリントをスクリーン印刷又はステンシル印刷により行う請求項１〜５の何れか一つに記載の方法。
7. 前記接合材としてガラスはんだを用いる請求項１〜６の何れか一つに記載の方法。
8. 前記より大きい板ガラス板のガラス材料として延伸硼珪酸ガラスを用いる請求項１〜７の何れか一つに記載の方法。
9. 前記プリントした、より大きい板ガラス板が基体上に戴置される請求項１〜８の何れか一つに記載の方法。
10. 前記基体として、機械的手段により張力が印加されているプラスティックキャリアフィルムを用いる請求項９に記載の方法。
11. 前記プリントした、より大きい板ガラス板を割れ目が未形成の儘、基体に戴置し、研磨剤研削法により前記多数小板ガラス板に分割する請求項９又は１０に記載の方法。
12. 各々が特定の幾何学的構造を有し、且つその横方向の寸法がミリメートル長さ域である多数の小板ガラス板を製造するための半仕上げ製品としての、横方向の寸法がセンチメートル長さ域であるより大きな板ガラス板であって、
    該より大きい板ガラス板（１）の片側に接合材を、取り外して得ようとする上記多数小板ガラス板のフレーム状及び分割線に従って設けて成るもの。
13. 前記所望の分割線に沿って特定の深さまで割れ目が形成されている請求項１２に記載のより大きな板ガラス板。
14. 基体上に戴置された請求項１２又は１３に記載のより大きな板ガラス板。
15. 前記基体が機械的張力下にあるプラスティックキャリアフィルムである請求項１４に記載のより大きな板ガラス板。
16. 前記接合域形状大きさがフレーム（３）として展開され、これが取り出そうとする多数小板ガラス板上の周囲を前記分割線（５）に沿って延びるようにして成る請求項１２〜１５に記載のより大きな板ガラス板。
17. 割れ目が形成されていない請求項１２又は１４〜１６に記載のより大きな板ガラス板。

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