JP5867159B2 - セラミックス基板の割断方法 - Google Patents
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Description
本発明はアルミナ基板等のセラミックス基板をスクライブ後にブレイクするセラミックス基板の割断方法に関するものである。
従来ガラス基板を割断する場合には、スクライブ装置でスクライブ（スクライブラインを形成）し、その後ブレイク装置でブレイクしている。スクライブ装置でスクライブする場合に、スクライブの深さを浅くするとブレイクしたときに端面にクラックが生じ易くなる。一方深さを深くすれば分離が容易となり、その後のブレイクした後でも端面のソゲが小さかったり、クラックが発生しにくかったりして、端面の品質が良いという傾向がある。従ってクラック浸透度を例えば板厚の８０％程度と深くすることによって、品質を向上させて割断することができる。
しかしセラミックス基板はガラス基板よりも硬いため、スクライブとブレイクによる割断ではスクライビングホイールの摩耗が生じ易い。そこで通常切断する場合には、ダイシングによって分断を実行している。
特許文献１では、セラミックス基板の中では比較的硬度が低い低温焼成セラミックス基板（ＬＴＣＣ基板）に対してダイシングではなくスクライブを行いブレイクする方法が提案されている。
発明者らは刃先角度が１２０°のスクライビングホイールを用いてＬＴＣＣ基板に対するクラック浸透度を１０％〜８０％まで変化させてスクライブし、その後ブレイクした。ブレイク後の端面について粗さの評価として中心線平均粗さＲａ及び最大高さＲｙを計測した。図１Ａ，図１Ｂはその変化を示すグラフである。この場合図１Ａ，図１Ｂに示すようにクラック浸透度にかかわらずブレイク後の端面の粗さに変化があまりないこと、２０％以下では断面にクラックが生じてブレイク後の端面の品質が劣化することを見出した。
一方、電子部品の実装用基板に用いられるアルミナ基板等のセラミックス基板では、刃先角度１３５°以下のスクライビングホイールを用いてクラック浸透度を大きくするとこのような傾向は成り立たず、端面品質がかえって悪化することがあることを見出した。
本発明はアルミナ基板等のセラミックス基板をスクライブし、ブレイクすることにより割断する場合に端面の品質を向上させるようにすることを目的とする。
この課題を解決するために、本発明の割断方法は、アルミニウム系のセラミックス基板の割断方法であって、セラミックス基板に対して、刃先角度１３５°以下（特には１２５°以下、通常は９０°以上、特には１００°以上）のスクライビングホイールを用いて５０％以下（特には４０％以下、通常は５％以上、特には１０％以上、例えば２０〜３０％）のクラック浸透度でスクライブを行い、前記スクライビングホイールで形成したスクライブラインに沿ってブレイクするものである。
ここで前記セラミックス基板は、アルミナ基板及び窒化アルミニウム基板のいずれか１つとしてもよい。
ここで前記スクライブ工程は、スクライビングホイールの刃先角度が小さくなるほどクラック浸透度を低下させるようにしてもよい。
このような特徴を有する本発明によれば、アルミニウム系のセラミックス基板、特にアルミナ基板や窒化アルミニウム基板について、クラック浸透度を５０％以下とした状態でスクライブを行い、その後ブレイクするようにしている。こうすれば端面の品質を確保しつつセラミックス基板を割断することができる。
本発明の対象となる基板はアルミニウムを含むセラミックス基板であり、例えばアルミナ基板や窒化アルミニウム基板である。アルミナ基板は酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の含有率が例えば９０重量％以上で、その他はバインダー（焼結助剤）等の添加物が混入されたものであり、半導体チップ等の基板として広く用いられている。アルミナ基板をチップ部品の基板として用いる場合には、例えば２ｍｍ角以下（１ｍｍ角など）の小さいチップ状に割断される。多数の部品等を実装する基板として用いる場合には、例えば１００ｍｍ角などの比較的大きいサイズに割断することが必要となる。チップ部品の基板用に分断する場合には、部品が隣接しているとスクライブの刃先角度が比較的大きいスクライビングホイールは使用できないことが多い。そこで発明者はアルミナ基板について、スクライブ装置のスクライビングホイールやスクライブ刃先の角度を１３５°以下で適宜変化させて、クラック浸透度を変化させ、スクライブ後にブレイクして端面の品質を評価した。
発明者らは刃先角度が１００°のスクライビングホイールを用いて０．６３５ｍｍ厚のアルミナ基板についてクラック浸透度を１０％〜８０％まで変化させてスクライブした。こうしてスクライブした後、例えば特開２０１０−１４９４９５に示すようなブレイク装置を用いて、ブレイクを行った。ブレイク後の端面について粗さを評価するため、中心線平均粗さＲａ及び最大高さＲｙを計測した。図２Ａ，図２Ｂはその変化を示すグラフである。又図３Ａ，図３Ｂは、刃先角度が１２０°のスクライビングホイールを用いた場合の中心線平均粗さＲａと最大高さＲｙの変化を示すグラフである。図４Ａ，図４Ｂは、刃先角度が１３０°のスクライビングホイールを用いた場合の中心線平均粗さＲａと最大高さＲｙの変化を示すグラフである。図５Ａ〜図５Ｄは刃先角度が１２０°の場合の端面の状態を示す図であり、図５Ａはクラック浸透度が１０％、図５Ｂは２０％、図５Ｃは３０％、図５Ｄは７０％の場合である。図５Ｃ，図５Ｄより知られるように、クラック浸透度が３０％及び７０％の場合には、クラックが発生し、品質が不良となった。従って刃先角度が１２０°の場合には、中心線平均粗さＲａと最大高さＲｙが十分低く、端面の品質が良好な範囲、即ち図３Ａ，図３Ｂに示すように１０〜２０％程度のクラック浸透度が選択可能範囲となる。又同様にして刃先角度１００°の場合には、図２Ａ，図２Ｂに示すようにクラック浸透度１０％程度が選択可能範囲となる。刃先角度が１３０°の場合には、図４Ａ，図４Ｂに示すように５０％以下、１０％以上のクラック浸透度が選択可能範囲となる。
次に発明者らは、刃先角度が１２０°のスクライビングホイールを用いて窒化アルミニウム基板についてクラック浸透度を１０％〜８０％まで変化させてスクライブした。こうしてスクライブした後、例えば特開２０１０−１４９４９５に示すようなブレイク装置を用いて、分断を行った。ブレイク後の端面について粗さを評価するため、中心線平均粗さＲａ及び最大高さＲｙを計測した。図６Ａ，図６Ｂはその変化を示すグラフである。こうすれば従来のガラス基板やＬＴＣＣ基板と異なり、クラック浸透度を小さくすることにより、分断後の表面粗さが小さくなり、端面品質を向上させることができる。
図７Ａ〜図７Ｄは刃先角度が１２０°の場合の端面の状態を示す図であり、図７Ａはクラック浸透度が１０％、図７Ｂは２０％、図７Ｃは３０％、図７Ｄは７０％の場合である。図７Ｄより知られるように、クラック浸透度が７０％の場合にはクラックが発生し、品質が不良となった。従って刃先角度が１２０°の場合には、中心線平均粗さＲａと最大高さＲｙが十分低く、端面の品質が良好な範囲、即ち図６Ａ，図６Ｂに示すように１０〜５０％程度のクラック浸透度が選択可能範囲となる。
尚セラミックス基板は前述したように硬度が高いため、スクライビングホイールの摩耗が生じ易い。この問題を解決するため、超硬合金のスクライビングホイールの表面、少なくとも刃先部分にダイヤモンドの膜（例えば、ＣＶＤで形成されたダイヤモンド膜）を形成し、スクライビングホイールの強度を向上させたものを用いることが好ましい。このようなスクライビングホイールを用いると、急激な摩耗を防止し、比較的長距離のスクライブを行うことができる。
本発明はアルミナ基板や窒化アルミ基板等のセラミックス基板をスクライブしブレイクする製造工程に広く利用することができる。
Claims (3)
- アルミニウム系のセラミックス基板の割断方法であって、
セラミックス基板に対して、刃先角度１３５°以下のスクライビングホイールを用いて５０％以下、５％以上のクラック浸透度でスクライブを行い、
前記スクライビングホイールで形成したスクライブラインに沿ってブレイクするセラミックス基板の割断方法。 - 前記セラミックス基板は、アルミナ基板及び窒化アルミニウム基板のいずれか１つである請求項１記載のセラミックス基板の割断方法。
- 前記スクライブ工程は、スクライビングホイールの刃先角度が小さくなるほどクラック浸透度を低下させた請求項１記載のセラミックス基板の割断方法。
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