JP6040705B2 - Method for dividing laminated ceramic substrate - Google Patents
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本発明は異種材料のセラミックス基板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 ceramic substrates of different materials 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にはセラミックス基板をスクライブした後に金属層を接合し、エッチングによりスクライブラインの金属層を除去した後ブレイクするセラミックス接合基板の製造方法が提案されている。
Conventionally, when a laminated ceramic substrate in which a metal layer is laminated on a ceramic substrate is divided, the substrate is often divided using a dicing saw or the like.
前述した特許文献1ではセラミックス基板に金属層を積層する前にスクライブする必要があり、既に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いという問題点があった。
In the above-mentioned
異なった種類のセラミックス基板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。積層セラミックス基板の分断方法としては、通常の脆性材料基板の分断方法であるダイシングソーによる分断に加えて、積層セラミックス基板をスクライビングホイールを用いてスクライブし、ブレイクすることが考えられる。異種材料の積層セラミックス基板を分断するために、図1(a)に示すように互いに異種材料のセラミックス基板101,102,103を順に積層した積層基板100をスクライブしてブレイクする場合について説明する。まず図1(b)に示すようにセラミックス基板101の面にスクライビングホイール104でスクライブし、図1(c)に示すように積層基板100を支持部材106,107上に保持し、セラミックス基板103側からブレイクバー105で押圧してブレイクする。この場合には積層基板100を分断しようとしても、セラミックス基板102、セラミックス基板103には垂直クラックが生じていない。そのためブレイクすることは難しく、分離できなかったり、図1(d)に示すようにスクライブライン通り分離されないという問題点があった。
Development of a laminated ceramic substrate in which different types of ceramic substrates are laminated has been progressing, but the method for dividing the substrate has not been established. As a method for dividing the multilayer ceramic substrate, it is conceivable to break the multilayer ceramic substrate by scribing the multilayer ceramic substrate using a scribing wheel, in addition to division by a dicing saw, which is a normal method for dividing a brittle material substrate. In order to divide the laminated ceramic substrates of different materials, a case will be described in which the laminated
又他の方法として図2(a),(b)に示すように、積層セラミックス基板100のうち、他の面のセラミックス基板103にスクライビングホイール104を用いてスクライブを施す。次いで図2(c)に示すようにブレイクバー105を用いて積層基板100を分断する。この場合には積層基板100を分断しようとしても、セラミックス基板101、セラミックス基板102には垂直クラックが生じていない。そのためブレイクすることは難しく、分離できなかったり、図2(d)に示すようにスクライブライン通り分離されないという問題点があった。
As another method, as shown in FIGS. 2A and 2B, a
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、3種以上の異種材料のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板を完全に分断し個別化できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to completely divide and individualize a laminated ceramic substrate in which ceramic substrates of three or more kinds of different materials are laminated.
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、少なくとも第1,第2,第3のセラミックス基板が積層され、少なくとも前記第2のセラミックス基板と前記第1,第3のセラミックス基板の材料の種類が異なる積層セラミックス基板の分断方法であって、前記第1のセラミックス基板に分断予定ラインに沿って垂直クラックを伴う第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裏面のセラミックス基板に前記第1のスクライブラインに対応するラインに沿って垂直クラックを伴う第2のスクライブラインを形成し、前記第1,第2のスクライブラインに沿って前記少なくとも一方のセラミックス基板をブレイクすることによって、スクライブラインに沿ってセラミックス基板を分断するものである。 In order to solve this problem, in the method for dividing a multilayer ceramic substrate of the present invention, at least first, second and third ceramic substrates are laminated, and at least the second ceramic substrate and the first and third ceramic substrates are laminated. A method for dividing a laminated ceramic substrate having different types of materials of the ceramic substrate, wherein a first scribe line with a vertical crack is formed along the planned dividing line on the first ceramic substrate, and the back surface of the laminated ceramic substrate Forming a second scribe line with a vertical crack along a line corresponding to the first scribe line, and breaking the at least one ceramic substrate along the first and second scribe lines. To cut the ceramic substrate along the scribe line. .
ここで前記積層セラミックス基板は、前記第1〜第3のセラミックス基板が順に積層されたものであり、中間の前記第2のセラミックス基板は、前記第1,第3のセラミックス基板よりも薄い基板としてもよい。 Here, the laminated ceramic substrate is obtained by sequentially laminating the first to third ceramic substrates, and the intermediate second ceramic substrate is thinner than the first and third ceramic substrates. Also good.
ここで前記積層セラミックス基板は、前記第1〜第3のセラミックス基板が順に積層されたものであり、中間の前記第2のセラミックス基板は、前記第1,第3のセラミックス基板よりも硬度が低い基板としてもよい。 Here, the laminated ceramic substrate is obtained by sequentially laminating the first to third ceramic substrates, and the intermediate second ceramic substrate is lower in hardness than the first and third ceramic substrates. It may be a substrate.
このような特徴を有する本発明によれば、異種材料のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板を両側からスクライブし、少なくとも一方の面からブレイクしている。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 a feature, a laminated ceramic substrate on which ceramic substrates of different materials are laminated is scribed from both sides and broken from at least one surface. 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.
図3(a)は種類の異なる第1〜第3のセラミックス基板11,12,13を順に積層した本発明の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。ここでセラミックス基板11,12,13については、LTCC基板、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基板、いわゆるファインセラミックスのセラミックス基板であってもよい。セラミックス基板11,12,13の板厚は例えば0.2〜0.4mmとする。又第2のセラミックス基板12の材料は第1,第3のセラミックス基板11,13と異なっていればよく、セラミックス基板11,13の材料は同一でも異なっていてもよい。各セラミックス基板の板厚は同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。ここで中間の第2のセラミックス基板12はブレイクによって分断できるようするため、両側のセラミックス基板11,13よりも相対的に薄い基板、例えば厚さが0.3mm以下の基板であることが好ましい。又これと同時に、若しくはこれに代えて、第2のセラミックス基板の硬度は第1,第3のセラミックス基板の硬度より相対的に低いことが好ましく、例えばピッカース固さHVが800以下であってもよい。ここでは第1のセラミックス基板11をLTCC基板、第2のセラミックス基板12をフェライト、第3のセラミックス基板をLTCC基板とする。
FIG. 3A shows a laminated ceramic substrate (hereinafter simply referred to as a laminated substrate) 10 to be divided according to an embodiment of the present invention in which first to third
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3(b)に示すようにセラミックス基板11側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14を押圧し転動させてスクライブを形成する。こうして形成したスクライブラインを第1のスクライブラインS1とする。このスクライブに用いるスクライビングホイールは、高浸透のスクライブが可能なものを用いてもよく、ノーマルのスクライビングホイールであってもよい。ここでは高浸透のスクライビングホイールで刃先角度110°のものを用いる。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を可能としたスクライビングホイールが提案されている。
When the laminated
更に積層基板10を反転させ、図3(c)に示すように第3のセラミックス基板13の面よりスクライブライン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ブを形成する。こうして形成したスクライブラインを第2のスクライブラインS2とする。この場合にも高浸透のスクライブが可能なものを用いてもよく、ノーマルのスクライビングホイールであってもよい。ここでは高浸透のスクライブが可能なスクライビングホイール15を用いる。このときの刃先角度を110°とする。スクライビングホイールの種類はセラミックス基板11,13の材質や厚さ、硬度等によって適宜選択するものとする。
Further, the laminated
次いで図3(d)に示すように、ブレイク装置を用いて一対の支持部材16,17の上面にテープ18を配置し、支持部材16,17の中間にスクライブラインS1,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第2のスクライブラインS2に沿ってブレイクバー19を押し下げブレイクを行う。これによってセラミックス基板11をブレイクすることができる。このときセラミックス基板12もブレイクされることがある。
Next, as shown in FIG. 3 (d), the tape 18 is arranged on the upper surfaces of the pair of
更に図4(e)に示すように積層基板10を反転し、支持部材16,17の上面にテープ20を配置し、支持部材16,17の中間にスクライブラインS1,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第1のスクライブラインS1に沿ってブレイクバー19を押し下げてブレイクする。こうすれば図4(f)に示すように、セラミックス基板13がブレイクされ、更に中間のセラミックス基板12を貫通してスクライブラインS1,S2に沿って分断し個別化することができる。このように分断することにより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。
Further, as shown in FIG. 4E, the laminated
尚、前述した実施の形態では、図3(b),(c)に示すようにセラミックス基板11をスクライブし、次いでセラミックス基板13をスクライブするようにしているが、順序を逆にしてスクライブしてもよい。
In the above-described embodiment, as shown in FIGS. 3B and 3C, the
又前述した例では図3(d)及び図4(e)に示すように、両側のセラミックス基板からブレイク装置でブレイクするようにしているが、セラミックス基板の種類や厚み又はスクライブラインの浸透度によっては、一方のブレイクを行うことで分断が可能となる。例えばセラミックス基板13にスクライブラインS2に沿って十分深くスクライブが浸透している場合や、セラミックス基板11〜13が十分薄い場合は、いずれか一方の面からブレイクすることにより分断し個別化することができる。
In the above example, as shown in FIGS. 3 (d) and 4 (e), the break is made from the ceramic substrates on both sides by the break device, but depending on the type and thickness of the ceramic substrate or the penetration of the scribe line. Can be divided by performing one of the breaks. For example, when the scribe penetrates deep enough along the scribe line S2 into the ceramic substrate 13 or when the
ここでは第1,第3のセラミックス基板のスクライブのときに同一のスクライビングホイールを用いているが、異なったものであってもよい。スクライビングホイールの種類はセラミックス基板11〜13の材質や厚さ、硬度等に応じて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。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。 Here, the same scribing wheel is used when scribing the first and third ceramic substrates, but they may be different. The type of scribing wheel is appropriately selected according to the material, thickness, hardness, etc. of the ceramic substrates 11-13. The angle of the cutting edge of the scribing wheel, the cribing 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.
尚この実施の形態では、図3(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。又図4(e)の工程でブレイク装置を用いてブレイクしているが、これに代えて分断する小片の形状が比較的大きい場合には、作業者が直接手で分断するようにしてもよい。この場合にはテープ20は不要となる。
In this embodiment, scribing is performed by rolling the scribing wheel using the scribing device in the steps of FIGS. 3B and 3C, but the scribing may be performed by the laser scribing device. Good. 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. Moreover, although it has broken using the break device in the step of FIG. 4 (e), if the shape of the small piece to be cut instead is relatively large, the operator may cut it directly by hand. . In this case, the
尚この実施の形態では第1,第3のセラミックス基板を同一種類の材料とし、中間の第2のセラミックス基板の材料が異なるものとしているが、第1〜第3のいずれのセラミックス基板の材料も互いに異なるものであってもよい。 In this embodiment, the first and third ceramic substrates are made of the same material, and the material of the intermediate second ceramic substrate is different. However, any of the materials of the first to third ceramic substrates is also used. They may be different from each other.
又この実施の形態では第1から第3のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板について説明しているが、本発明は更に多数の異種のセラミックス基板を積層した積層セラミックス基板についても適用することができる。この場合は第2のスクライブラインS2は積層セラミックス基板の第1のセラミックス基板とは反対の面のセラミックス基板に対してスクライブラインS1と同一位置に形成するものとする。 In this embodiment, the laminated ceramic substrate in which the first to third ceramic substrates are laminated is described. However, the present invention can also be applied to a laminated ceramic substrate in which many different kinds of ceramic substrates are laminated. . In this case, the second scribe line S2 is formed at the same position as the scribe line S1 with respect to the ceramic substrate on the surface opposite to the first ceramic substrate of the multilayer ceramic substrate.
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 積層セラミックス基板
11,12,13 セラミックス基板
14,15 スクライビングホイール
16,17 支持部材
18,20 テープ
19 ブレイクバー
10
Claims (3)
前記第1のセラミックス基板に分断予定ラインに沿って垂直クラックを伴う第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裏面のセラミックス基板に前記第1のスクライブラインに対応するラインに沿って垂直クラックを伴う第2のスクライブラインを形成し、
前記第1,第2のスクライブラインに沿って前記少なくとも一方のセラミックス基板をブレイクすることによって、スクライブラインに沿って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 of dividing a laminated ceramic substrate in which at least first, second, and third ceramic substrates are laminated, and at least different types of materials of the second ceramic substrate and the first and third ceramic substrates are provided,
Forming a first scribe line with a vertical crack along the line to be cut in the first ceramic substrate;
Forming a second scribe line with a vertical crack along a line corresponding to the first scribe line on the ceramic substrate on the back surface of the multilayer ceramic substrate;
A method for dividing a multilayer ceramic substrate, wherein the ceramic substrate is divided along the scribe line by breaking the at least one ceramic substrate along the first and second scribe lines.
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