JP6123440B2 - 分割体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を搭載するセラミックス基板を製造する際にセラミックス板を小片に分割して個々の分割体を製造する方法及びその製造装置に関し、特にセラミックス基板を有するパワーモジュール用基板の製造に関する。

半導体素子等の電子部品を搭載するためのパワーモジュール用基板は、これら基板を複数形成可能な広い面積を有するセラミックス板の表面に、これらを各基板の大きさに区画するように分割溝（スクライブ溝）を予め設けておき、この分割溝によって区画される領域にそれぞれ回路層を形成した後、その分割溝に沿って分割することにより個片化されて製造される。

例えば、特許文献１では、基板（セラミックス板）の一方の面に分割溝を形成しておき、分割溝にしたがって、その分割溝とは反対側の面を第１押圧部により押圧するとともに、第２押圧部及び第３押圧部を、それぞれ分割溝を挟んだ両側の等距離の位置において、第１押圧部の押圧方向の反対方向に、分割溝に沿って押圧することにより、分割溝を支点として基板を折り曲げて個片化する装置が開示されている。
また、特許文献２では、第１固定部の端縁を基板（セラミックス板）の分割溝に一致させて、第２固定部との間に基板を挟持し、分割溝を境界とした第１固定部の反対側において、基板を分割溝に沿って押圧することにより、基板を折り曲げて分割する装置が開示されている。

そして、このような分割体を製造する装置においては、セラミックス板に縦横のマトリクス状の分割溝を刻設し、いずれか一方の方向の分割溝に沿ってセラミックス板を分割して短冊状とし、次いで、その短冊状のセラミックス板を他方の分割溝に沿って分割することにより、所定寸法の矩形のセラミックス基板の分割体を得ることができる。

特開２０１１‐１０３４０４号公報 特開２０１１‐１０１９３５号公報

しかし、この種の分割体の製造装置においては、セラミックス板を縦横のマトリクス状の分割溝のうちの一方の方向の分割溝しか分割することができず、縦横の分割溝を一度に分割することができない。縦横のマトリクス状に区画されたセラミックス板を個片化するためには、縦横のそれぞれの分割溝に対して別々の分割工程を設ける必要があり、作業が煩雑になるという問題がある。
また、分割した基板を箱体等に収容する場合などには、基板の四隅を面取りすることが必要な場合があり、作業がますます煩雑になる傾向にある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、セラミックス板を効率的に個片化して分割体を製造でき、セラミックス基板を有するパワーモジュール用基板の製造に好適な製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、縦横方向に延びる第１及び第２の分割溝が形成されたセラミックス板を、該分割溝から分割して分割体を製造する装置であって、前記セラミックス板の分割溝形成面の四隅部を下方から支持する支持部材と、前記分割溝形成面とは反対側の押圧面を前記分割溝に沿って押圧する分割刃とを備え、前記分割刃は、前記分割溝のうち第１の分割溝に沿って押し当てられる第１分割刃と、前記第２の分割溝に沿って押し当てられる第２分割刃とを有しており、これら両分割刃は、前記第１分割刃の中央部が前記第２分割刃の両端部よりも突出して設けられ、その突出高さが、第１分割刃による前記セラミックス板の最大たわみ量以下に設定されていることを特徴とする。

縦横の分割溝を一括して分割しようとする場合には、それぞれの分割方向に沿って分割刃を押し当てることが必要となるが、縦横の分割溝に同時に押し当てると、割れの開始位置が定まらないとともに、複数箇所で割れが開始することなどによりクラックや欠損が生じ易い。
本発明の分割体の製造装置においては、縦横方向に延びる第１の分割溝と第２の分割溝とに、それぞれに対応する分割刃をわずかな時間差をもって当接させることにより、それぞれの分割溝を１回の押圧工程で押し割ることができる。この際、第１分割刃と第２分割刃との突出高さが、第１分割刃によるセラミックス板の最大たわみ量以下に設定されていることから、第１分割刃が押し当てられた第１の分割溝が完全に分割されるまでの間に、第２分割刃を当接させることができる。そのため、セラミックス板の第２の分割溝と第２分割刃の刃先との位置関係がずれることがない。したがって、第２の分割溝に第２分割刃を正確に押し当てることができ、縦横の十字形の分割溝を一括で処理することができる。

本発明の分割体の製造装置において、前記第１分割刃の刃先が、前記セラミックス板に対して傾斜して設けられているとよい。
この場合、まず第１の分割溝の一部分に対応する箇所のみに第１分割刃の刃先が当接し、漸次その第１分割刃の傾斜に沿って当接することになるため、分割に必要な押圧力が小さくできる。

本発明の分割体の製造装置において、前記セラミックス板は、両面に金属層を接合した積層基板であり、前記金属層は、前記分割溝によって、区画される各領域に設けられていることを特徴とする。
セラミックス板の両面に金属層を接合した積層基板を分割溝から分割することで、個片化されたパワーモジュール用基板（分割体）を製造することができる。このように、分割体の製造装置は、セラミックス基板を有するパワーモジュール用基板の製造に好適に用いることができる。

また、本発明の分割体の製造装置において、前記セラミックス板は、平面視矩形状の中央分割溝を有し、前記第１及び第２の分割溝が前記中央分割溝の頂点を経由して形成されており、前記分割刃の下方には、前記中央分割溝により区画された前記分割溝形成面の中央部に当接する角取刃が備えられ、該角取刃の先端部は、前記支持部材による前記セラミックス板の支持位置からの高さが前記突出高さよりも大きく、該突出高さとの差が前記第２分割刃による前記セラミックス板の最大たわみ量以下に設定されていることを特徴とする。

中央分割溝を境界として、第２分割刃と角取刃とを互いに基板の異なる面側から当接させているので、セラミックス板を、第２分割刃の押圧に伴って、中央分割溝からその中央分割溝を広げる方向に折り曲げて分割させることができる。したがって、セラミックス板は、第１及び第２の分割溝から分割されるとともに中央分割溝からも分割され、中央分割溝で区画された中央部が除去され、中央分割溝により面取りされた分割体が形成される。
このように、第１分割刃及び第２分割刃、並びに角取刃を、所定の位置に正確に当接させることができるので、縦横の十字形の分割溝から分割して分割体を形成するとともに、中央分割溝で区画された中央部の分割を一括で処理することができる。

本発明の分割体の製造方法は、縦横方向に延びる第１及び第２の分割溝が形成されたセラミックス板を、該分割溝から分割して分割体を製造する方法であって、前記セラミックス板の分割溝形成面の四隅部を下方から支持した状態で、前記分割溝形成面とは反対側の押圧面に縦横それぞれの分割溝に沿って設けられた分割刃を押し当てることにより前記セラミックス板を分割する工程を有しており、前記分割刃は、前記第１の分割溝に沿って設けられた第１分割刃を前記押圧面に当接させた後、前記第１分割刃が当接してから前記セラミックス板が分割されるまでの間に、前記第２の分割溝に沿って設けられた第２分割刃を押し当てることにより、前記セラミックス板を分割することを特徴とする。
縦横のそれぞれの分割溝に対して別々の分割工程を設ける必要がなく、セラミックス板を効率的に個片化して分割体を製造することができる。

本発明の分割体の製造方法において、前記セラミックス板は、平面視矩形状の中央分割溝を有し、前記第１及び第２の分割溝が前記中央分割溝の頂点を経由して形成されており、前記分割刃の下方に、前記中央分割溝により区画された前記分割溝形成面の中央部に当接する角取刃を配置しておき、前記セラミックス板に前記第２分割刃を当接させた後、該セラミックス板が前記第２の分割溝から分割溝から分割されるまでの間に、前記角取刃の先端部を前記分割溝形成面の中央部に当接させることにより、該中央部を前記中央分割溝から分割する構成とされる。

この場合、縦横の分割溝に対する分割処理と同時に、中央分割溝により区画された中央部を除去して、中央分割溝により面取りされた分割体を形成することができ、工程処理を簡略化させることができる。

本発明によれば、セラミックス板の縦横方向に形成された分割溝に、それぞれの分割溝に対応する分割刃をわずかな時間差をもって当接させることにより、縦横の分割溝を一括で処理して効率的に個片化し、複数の分割体を製造することができる。

本発明の第１実施形態に係るパワーモジュール用基板の製造装置を示す平面図である。 図１に示すパワーモジュール用基板のＸ１−Ｘ１線に沿う断面図である。 図１に示すパワーモジュール用基板のＹ１−Ｙ１線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態に係るパワーモジュール用基板の製造方法を説明するパワーモジュール用基板の製造装置の要部断面図であり、（ａ）が第１分割刃の当接開始の状態、（ｂ）が第２分割刃の当接開始の状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るパワーモジュール用基板を用いたパワーモジュールを示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る積層基板を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る製造方法により製造されたパワーモジュール用基板を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るパワーモジュール用基板の製造装置を示す平面図である。 図８に示す製造装置のＸ２‐Ｘ２線に沿う断面図である。 図８に示す製造装置のＹ２‐Ｙ２線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態に係るパワーモジュール用基板の製造方法を説明するパワーモジュール用基板の製造装置の要部断面図であり、（ａ）が第２分割刃の当接開始の状態、（ｂ）が角取刃の当接開始の状態を示す。 外形補正前の積層基板の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る積層基板を示す斜視図である。 分割基板を説明する斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態では、本発明に係る分割体の製造装置により製造される分割体として、パワーモジュールに用いられるパワーモジュール用基板を適用し、そのパワーモジュール用基板の製造方法及び製造装置について説明する。
図５は、本発明の第１実施形態に係るパワーモジュール用基板の製造方法により製造されるパワーモジュール用基板３を用いたパワーモジュール１を示している。この図５のパワーモジュール１は、パワーモジュール用基板３と、パワーモジュール用基板３の表面に搭載された半導体チップ等の電子部品４と、裏面に取り付けられたヒートシンク５とから構成される。

パワーモジュール用基板３は、図６に示す積層基板３０から製造され、図７に示すように、互いに接合されたセラミックス基板２と、金属層６，７とから構成される。
積層基板３０は、図６に示すように、予め縦横の十字形の分割溝２１が形成されたセラミックス板２０の両面に金属板を接合し、その金属板をエッチングすることにより、金属層６，７が分割溝２１によって区画される各領域に形成されたものである。図６に示す積層基板３０においては、分割溝２１がセラミックス板２０の金属層６側に配置される表面に形成されている。そして、パワーモジュール用基板３は、積層基板３０を、分割溝２１に沿って所定のサイズに分割することにより製造される。なお、図６の積層基板３０において、セラミックス板２０の表面に接合された金属層６は回路層用、セラミックス板２０の裏面に接合された金属層７は放熱層用である。

セラミックス板２０は、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ_３Ｎ_４（窒化珪素）等の窒化物系セラミックス、もしくはＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）等の酸化物系セラミックスにより矩形状に形成されている。
また、金属層６，７は、純度９９．００質量％以上のアルミニウム（いわゆる２Ｎアルミニウム）により形成されている。特に、純度９９．９０質量％以上のアルミニウムが望ましく、ＪＩＳ規格では、１Ｎ９０（純度９９．９０質量％以上：いわゆる３Ｎアルミニウム）又は１Ｎ９９（純度９９．９９質量％以上：いわゆる４Ｎアルミニウム）を用いることができる。なお、金属層６，７には、アルミニウムの他、アルミニウム合金、銅及び銅合金を用いることもできる。

そして、これらセラミックス板２０と金属層６，７とは、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｇｅ系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系またはＡｌ−Ｍｎ系等の合金のろう材により、ろう付け接合されている。
また、セラミックス板２０と金属層６，７との接合は、ろう付け以外にもＴＬＰ接合法（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｂｏｎｄｉｎｇ）と称される過渡液相接合法によって接合してもよい。この過渡液相接合法においては、金属層の表面に蒸着させた銅層を、金属層とセラミックス板との界面に介在させて行う。加熱により、金属層のアルミニウム中に銅が拡散し、金属層の銅層近傍の銅濃度が上昇して融点が低下し、アルミニウムと銅との共晶域にて接合界面に金属液相が形成される。この金属液相が形成された状態で温度を一定に保持しておくと、金属液相がセラミックス板と反応するとともに、銅がさらにアルミニウム中に拡散することに伴い、金属液相中の銅濃度が徐々に低下して融点が上昇し、温度を一定に保持した状態で凝固が進行する。これにより、金属層とセラミックス板との強固な接合が得られる。
また、セラミックス板と銅製の金属層とを、活性金属ろう材を用いて接合する方法を採用することもできる。例えば、活性金属であるＴｉを含む活性金属ろう材（Ａｇ‐２７．４質量％Ｃｕ‐２．０質量％Ｔｉ）を用い、銅製の金属層とセラミックス板との積層体を加圧した状態のまま真空中で加熱し、活性金属であるＴｉをセラミックス板に優先的に拡散させて、Ａｇ‐Ｃｕ合金を介して金属層とセラミックス板とを接合できる。

なお、回路層となる金属層６と電子部品４との接合には、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系，Ｚｎ−Ａｌ系もしくはＰｂ−Ｓｎ系等のはんだ材が用いられる。図中符号８がそのはんだ接合層を示す。また、電子部品４と金属層６の端子部との間は、アルミニウム等からなるワイヤ及びリボンボンディング等（図示略）により接続される。
また、ヒートシンク５は、平板状のもの、熱間鍛造等によって多数のピン状フィンを一体に形成したもの、押出成形によって相互に平行な帯状フィンを一体に形成したもの等、適宜の形状のものを採用することができる。

次に、第１実施形態のパワーモジュール用基板の製造装置１００について、説明する。
図１から図３に示すパワーモジュール用基板の製造装置１００は、積層基板３０（本発明でいう、セラミックス板）を、分割溝２１から分割して４個のパワーモジュール用基板３（本発明でいう、分割体）を製造する装置である。この製造装置１００は、積層基板３０を構成するセラミックス板２０の分割溝形成面２０ａの四隅部を下方から支持する支持部材４０と、支持部材４０上に積層基板３０を載置した際にセラミックス板２０の側面を支持し、面方向に位置決めするガイド枠５０と、セラミックス板２０の分割溝形成面２０ａとは反対側の押圧面２０ｂを分割溝２１に沿って押圧する分割刃６０とを備える。

支持部材４０は、図１に示すように、積層基板３０（セラミックス板２０）の四隅部をそれぞれ支持するように４個配置されており、それぞれが図２に示すように垂直に立設する壁状に形成されている。図１の縦方向を前後方向とし、横方向を左右方向とすると、各支持部材４０は、２枚ずつが若干の間隙をあけて前後方向に沿って並べられた状態で、左右に一対配設されている。また、各支持部材４０の上面は、中央の間隙に向けて漸次高さが低くなるように傾斜面４１に形成されており、図１の後方向に配置される各支持部材４０Ａにおいては、傾斜面４１の頂点で積層基板３０を支持するようになっており、前方向に配置される各支持部材４０Ｂにおいては、傾斜面４１の途中位置で積層基板３０を支持するようになっている。そして、各支持部材４０の積層基板３０の支持点Ｐは、同一水平面上に配置されている。このため、積層基板３０を、後述するガイド枠５０の内側面５１，５２に突き当てた状態で支持部材４０上に載置することにより、水平に支持することができる。

ガイド枠５０は、図１に示すように、一対のＬ字型に形成されており、そのＬ字型の内側面５１，５２にセラミックス板２０の側面を突き当てた状態で、支持部材４０上に載置することにより、面方向に位置決めすることができる。

分割刃６０は、縦横の十字形に形成された分割溝２１のうち第1の分割溝２１Ａ（図１では縦方向に形成された分割溝）に沿って押し当てられる第１分割刃６０Ａと、第２の分割溝２１Ｂ（図１では横方向に形成された分割溝）に沿って押し当てられる第２分割刃６０Ｂとから構成されている。
第１分割刃６０Ａの刃先は、両端から中央に向けて傾斜して設けられており、中央部が最も下方に突出して形成されている。また、第２分割刃６０Ｂの刃先は、水平に形成されている。そして、これら両分割刃６０Ａ，６０Ｂは、第１分割刃６０Ａの刃先の中央部が第２分割刃６０Ｂの刃先の両端部よりも下方に突出して設けられており、第２分割刃６０Ｂの刃先の両端部から第１分割刃６０Ａの刃先の中央部にかけての突出高さｈが、第１分割刃６０Ａによるセラミックス板２０（積層基板３０）の最大たわみ量以下に設定されている。したがって、分割刃６０は、第１分割刃６０Ａの中央部が押圧面２０ｂに当接してからセラミックス板２０が分割されるまでの間、すなわちセラミックス板２０にたわみが生じている間に第２分割刃６０Ｂの両端部が押圧面２０ｂに当接するように構成されている。

上述した製造装置１００を用いて、パワーモジュール用基板を製造する方法について説明する。
まず、図１から図３に示すように、積層基板３０を支持部材４０の載置面４１上に載置する。この際、セラミックス板２０は、分割溝２１が形成された分割溝形成面２０ａを下方に向けるとともに、側面をガイド枠５０の内側面５１，５２に突き当てた状態で載置する。この状態で、セラミックス板２０の押圧面２０ｂに、縦横それぞれの分割溝２１に沿って設けられた分割刃６０を押し当てることにより、セラミックス板２０が分割溝２１から分割される。このとき、分割刃６０は、図４（ａ）に示すように、第１の分割溝２１Ａに沿って設けられた第１分割刃６０Ａを押圧面２０ｂに当接させた後、図４（ｂ）に示すように、第１分割刃６０Ａが当接してからセラミックス板２０が分割されるまでの間に、第２の分割溝２１Ｂに沿って設けられた第２分割刃６０Ｂを押し当てる構成とされており、それぞれの各分割刃６０Ａ，６０Ｂにより分割溝２１Ａ，２１Ｂを順番に押し割る。

仮に、第１分割刃６０Ａによってセラミックス板２０を分割溝２１Ａに沿って完全に分割した後に、第２分割刃６０Ｂが当接する位置関係とすると、最初の分割溝２１Ａでの分割によってセラミックス板２０があばれるように振動するため、第２分割刃６０Ｂと分割溝２１Ｂとの位置関係がずれてしまい、第２分割刃６０Ｂによる分割を正確に行うことができない。
しかし、本実施形態の製造装置１００においては、第１分割刃６０Ａによってセラミックス板２０を分割する前に、第２分割刃６０Ｂを当接させているので、分割溝２１Ｂと第２分割刃６０Ｂの刃先との位置関係がずれることがない。したがって、分割溝２１Ｂに沿って第２分割刃６０Ｂを安定して押し当てることができる。

このように、本発明によれば、セラミックス板２０の縦横方向に延びる分割溝２１Ａ，２１Ｂに、第１の分割溝２１Ａに沿って設けられた第１分割刃６０Ａを押圧面２０ｂに当接させた後、第１分割刃６０Ｂが当接してからセラミックス板２０が分割されるまでの間に、第２の分割溝２１Ｂに沿って設けられた第２分割刃６０Ｂを当接させることにより、縦横の分割溝２１Ａ，２１Ｂを一括で処理して効率的に個片化し、複数のパワーモジュール用基板３を製造することができる。

また、第１分割刃６０Ａの刃先は、セラミックス板２０に対して傾斜して設けられていることから、分割工程において、まず分割溝２１Ａの中央部のみに第１分割刃６０Ａの刃先が当接し、その第１分割刃６０Ａの傾斜に沿って漸次当接することになるため、分割に必要な押圧力を小さくできる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成のものについては、同一の符号を用いた。
図１２に示す積層基板３０は、予めセラミックス基板２の外形形状に沿って分割溝２１が形成された矩形状のセラミックス板２０Ｐの両面に金属板を接合し、その金属板をエッチングすることにより、金属層６，７が形成されたものである。
そして、積層基板３０を構成するセラミックス板２０Ｐには、図１２に示すように、分割溝２１によって、パワーモジュール用基板３を構成するセラミックス基板２の外形形状の大きさに区画された４つの領域２２が形成されており、分割溝２１は、セラミックス板２０Ｐの中央部に形成された平面視矩形状の中央分割溝２１Ｃと、この中央分割溝２１Ｃの頂点から縦横方向に延びて形成され、隣接する４つの領域２２を分割するように設けられた十字形の第１及び第２の分割溝２１Ａ，２１Ｂとを有する。また、分割溝２１は、４つの領域２２の外周縁を構成する分割溝２１Ｄ〜２１Ｆを有しており、これら分割溝２１Ｄ〜２１Ｆによりセラミックス板２０Ｐの外周部の領域２４，２５と内側の領域２２とを隔てるとともに、領域２２の四角形状の四隅を面取りした形状に形成している。
なお、これら分割溝２１は、セラミックス板２０Ｐの金属層６側に配置される表面に形成されており、金属層６，７は、分割溝２１により区画された４つの領域２２に、それぞれ設けられている。

次に、本発明の第２実施形態に係るパワーモジュール用基板の製造装置２００について、説明する。
図８から図１０に示すパワーモジュール用基板の製造装置２００は、図１３に示すように、積層基板３０を構成するセラミックス板２０Ｐの外周部の領域２４，２５を予め除去した積層基板３１（本発明でいう、セラミックス板）を、第１及び第２の分割溝２１Ａ，２１Ｂと中央分割溝２１Ｃとから分割して、中央分割溝２１Ｃにより面取りされた４個のパワーモジュール用基板３（本発明でいう、分割体）を製造する装置である。

製造装置２００は、積層基板３１を構成するセラミックス板２０の分割溝形成面２０ａの四隅部を下方から支持する支持部材４０と、支持部材４０上に積層基板３１を載置した際にセラミックス板２０の側面を支持し、面方向に位置決めするガイド枠５０と、セラミックス板２０の分割溝形成面２０ａとは反対側の押圧面２０ｂを第１及び第２の分割溝２１Ａ，２１Ｂに沿って押圧する分割刃６０と、その分割刃６０の下方に配置され、中央分割溝２１Ｃにより区画された分割溝形成面２０ａの中央部（領域２３）に当接する角取刃７０とを備える。

両分割刃６０Ａ，６０Ｂの刃先は、第１及び第２の分割溝２１Ａ，２１Ｂに沿って当接するように、中央部を除いて形成されている。また、第１分割刃６０Ａの刃先は、両端から中央に向けて傾斜して設けられており、その刃先の中央部側が、最も下方に突出して形成されている。また、第２分割刃６０Ｂの刃先は、水平に形成されている。そして、これら両分割刃６０Ａ，６０Ｂは、第１分割刃６０Ａの刃先の中央部側が第２分割刃６０Ｂの刃先の両端部よりも下方に突出して設けられており、第２分割刃６０Ｂの刃先の両端部から第１分割刃６０Ａの刃先の中央部側にかけての突出高さｈ１が、第１分割刃６０Ａによるセラミックス板２０（積層基板３１）の最大たわみ量以下に設定されている。

また、角取刃７０の先端部は、支持部材４０によるセラミックス板２０の支持位置（支持点Ｐ）からの高さｈ２が、第１分割刃６０Ａと第２分割刃６０Ｂとの突出高さｈ１より大きく、且つ、その突出高さｈ１との差が、第２分割刃６０Ｂによるセラミックス基板２０の最大たわみ量以下に設定されている。したがって、第２分割刃６０Ｂの刃先の両端部が押圧面２０ｂに当接してから、セラミックス板２０が第２の分割溝２１Ｂで完全に分割されるまでの間、すなわちセラミックス板２０にたわみが生じている間に、第２分割刃６０Ｂとは反対側から、角取刃７０の先端部をセラミックス板２０の中央部（領域２３）に当接するように構成されている。

上述した製造装置２００を用いて、パワーモジュール用基板を製造する方法について説明する。
まず、図８から図１０に示すように、積層基板３１を支持部材４０の載置面４１上に載置する。分割刃６０は、図１１（ａ）に示すように、第１の分割溝２１Ａに沿って設けられた第１分割刃６０Ａを押圧面２０ｂに当接させた後、第１分割刃６０Ａが当接してからセラミックス板２０が分割されるまでの間に、第２の分割溝２１Ｂに沿って設けられた第２分割刃６０Ｂを押し当てる構成とされており、それぞれの各分割刃６０Ａ，６０Ｂにより分割溝２１Ａ，２１Ｂを順番に折り曲げて押し割ることができる。

また、セラミックス板２０は、図１１（ｂ）及び図１４に示すように、第２分割刃６０Ｂが押圧面２０ｂに押し当てられた後に、第１の分割溝２１Ａから分割されて分割基板２９が形成されるが、中央分割溝２１Ｃにより区画された基板の中央部（領域２３）は、図１３に示すように、これら分割基板２９のうち第１の分割基板２９Ｂから分割され、第２の分割基板２９Ａのみに結合された状態となる。
そして、角取刃７０の先端部は、分割基板２９が形成された後、第２の分割溝２１Ｂが完全に分割されるまでの間に、第２分割刃６０Ｂとは反対側からセラミックス板２０の中央部（領域２３）に当接する。このとき、図１１（ｂ）に示すように、第２分割刃６０Ｂと角取刃７０とは、中央分割溝２１Ｃを境界として、互いにセラミックス板２０の異なる面側に当接することになる。これにより、分割基板２９Ａを、第２分割刃６０Ｂの押圧に伴って中央分割溝２１Ｃから、その中央分割溝２１Ｃを広げる方向に折り曲げて分割させることができる。
したがって、分割基板２９Ａは、第２の分割溝２１Ｂから分割されるとともに、中央部分割溝２１Ｃからも分割され、中央部（領域２３）が除去された状態でパワーモジュール用基板３が形成される。

仮に、第１分割刃６０Ａによってセラミックス板２０を分割溝２１Ａに沿って完全に分割した後に、第２分割刃６０Ｂが当接する位置関係とすると、最初の分割溝２１Ａでの分割によってセラミックス板２０があばれるように振動するため、第２分割刃６０Ｂと分割溝２１Ｂとの位置関係がずれてしまい、第２分割刃６０Ｂによる分割を正確に行うことができない。

しかし、本実施形態の製造装置２００においては、第１分割刃６０Ａによってセラミックス板２０を完全に分割する前に、第２分割刃６０Ｂを当接させているので、分割溝２１Ｂと第２分割刃６０Ｂの刃先との位置関係がずれることがない。また、第２分割刃６０Ｂによって分割基板２９を完全に分割する前に、角取刃７０を当接させているので、セラミック板２０の中央部（領域２３）と角取刃７０の先端部との位置関係においても、これらの位置がずれることがない。したがって、第１分割刃６０Ａおよび第２分割刃６０Ｂ、ならびに角取刃７０を、所定の位置に正確に当接させることができる。

このように、本発明によれば、縦横のそれぞれの分割溝２１Ａ，２１Ｂに対して別々の分割工程を設ける必要がなく、基板３１（セラミックス板２０）を効率的に個片化してパワーモジュール用基板３を製造することができる。また、縦横方向に延びる分割溝２１Ａ，２１Ｂに対する分割処理と同時に、中央分割溝２１Ｃにより区画された中央部（領域２３）を除去することができ、これらを一括で処理することができるため、工程処理を簡略化させることができる。

また、第１分割刃６０Ａの刃先は、セラミックス板２０に対して傾斜して設けられていることから、分割工程において、まず分割溝２１Ａの内側端部側のみに第１分割刃６０Ａの刃先が当接し、その第１分割刃６０Ａの傾斜に沿って漸次当接することになるため、分割に必要な押圧力を小さくできる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第２実施形態では、分割溝２１は、セラミックス板２０Ｐの中央部に形成された平面視矩形状の中央分割溝２１Ｃと、この中央分割溝２１Ｃの頂点から縦横方向に延びて形成され、隣接する４つの領域２２を分割するように設けられた十字形の第１及び第２の分割溝２１Ａ，２１Ｂとを有する構成としたが、第１及び第２の分割溝２１Ａ，２１Ｂは、中央分割溝２１Ｃの内側にも形成されていてもよく、中央分割溝２１Ｃの頂点を経由するように形成されていればよい。

１ パワーモジュール
２ セラミックス基板
３ パワーモジュール用基板（分割体）
４ 電子部品
５ ヒートシンク
６ 金属層（回路層）
７ 金属層（放熱層）
８ はんだ接合層
２０，２０Ｐ セラミックス板
２０ａ 分割溝形成面
２０ｂ 押圧面
２１，２１Ａ〜２１Ｆ 分割溝
２２〜２５ 領域
２９，２９Ａ，２９Ｂ 分割基板
３０，３１ 積層基板
４０ 支持部材
４１ 載置面
５０ ガイド枠
５１，５２ 内側面
６０ 分割刃
６０Ａ 第１分割刃
６０Ｂ 第２分割刃
７０ 角取刃
１００，２００ パワーモジュール用基板の製造装置（分割体の製造装置）

Claims (6)

1. 縦横方向に延びる第１及び第２の分割溝が形成されたセラミックス板を、該分割溝から分割して分割体を製造する装置であって、前記セラミックス板の分割溝形成面の四隅部を下方から支持する支持部材と、前記分割溝形成面とは反対側の押圧面を前記分割溝に沿って押圧する分割刃とを備え、前記分割刃は、前記第１の分割溝に沿って押し当てられる第１分割刃と、前記第２の分割溝に沿って押し当てられる第２分割刃とを有しており、これら両分割刃は、前記第１分割刃の中央部が前記第２分割刃の両端部よりも突出して設けられ、その突出高さが、第１分割刃による前記セラミックス板の最大たわみ量以下に設定されていることを特徴とする分割体の製造装置。
2. 前記第１分割刃の刃先が、前記セラミックス板に対して傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１記載の分割体の製造装置。
3. 前記セラミックス板は、両面に金属層を接合した積層基板であり、前記金属層は、前記分割溝によって、区画される各領域に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の分割体の製造装置。
4. 前記セラミックス板は、平面視矩形状の中央分割溝を有し、前記第１及び第２の分割溝が前記中央分割溝の頂点を経由して形成されており、前記分割刃の下方には、前記中央分割溝により区画された前記分割溝形成面の中央部に当接する角取刃が備えられ、該角取刃の先端部は、前記支持部材による前記セラミックス板の支持位置からの高さが前記突出高さよりも大きく、該突出高さとの差が前記第２分割刃による前記セラミックス板の最大たわみ量以下に設定されていることを特徴とする請求項１から３に記載のいずれか一項に記載の分割体の製造装置。
5. 縦横方向に延びる第１及び第２の分割溝が形成されたセラミックス板を、該分割溝から分割して分割体を製造する方法であって、前記セラミックス板の分割溝形成面の四隅部を下方から支持した状態で、前記分割溝形成面とは反対側の押圧面に縦横それぞれの分割溝に沿って設けられた分割刃を押し当てることにより前記セラミックス板を分割する工程を有しており、前記分割刃は、前記第１の分割溝に沿って設けられた第１分割刃を前記押圧面に当接させた後、前記第１分割刃が当接してから前記セラミックス板が分割されるまでの間に、前記第２の分割溝に沿って設けられた第２分割刃を押し当てることにより、前記セラミックス板を分割することを特徴とする分割体の製造方法。
6. 前記セラミックス板は、平面視矩形状の中央分割溝を有し、前記第１及び第２の分割溝が前記中央分割溝の頂点を経由して形成されており、前記分割刃の下方に、前記中央分割溝により区画された前記分割溝形成面の中央部に当接する角取刃を配置しておき、前記セラミックス板に前記第２分割刃を当接させた後、該セラミックス板が前記第２の分割溝から分割溝から分割されるまでの間に、前記角取刃の先端部を前記分割溝形成面の中央部に当接させることにより、該中央部を前記中央分割溝から分割する構成とされることを特徴とする請求項５記載の分割体の製造方法。

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