JP6297879B2 - Multi-cavity ceramic substrate and ceramic substrate - Google Patents

Multi-cavity ceramic substrate and ceramic substrate Download PDF

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Description

本発明は、多数個取りセラミック基板およびこの多数個取りセラミック基板から分割されたセラミック基板に関する。   The present invention relates to a multi-cavity ceramic substrate and a ceramic substrate divided from the multi-cavity ceramic substrate.

ハイブリッドIC、抵抗ネットワーク、チップ抵抗器等の電子部品の基体として、厚膜信頼性を有するセラミック基板が用いられており、セラミック基板の表面に電極となる導体が印刷され、焼成されることによって電極が形成され、この電極上等に電子部品が搭載されて用いられている。そして、セラミック基板の形成のみならず、電子部品の形成における生産コストを低減するため、分割溝によって仕切られた1枚の基板から複数のセラミック基板を取得することができる多数個取りセラミック基板が用いられている(特許文献1参照)。   A ceramic substrate having a thick film reliability is used as a base of an electronic component such as a hybrid IC, a resistor network, a chip resistor, etc., and a conductor serving as an electrode is printed on the surface of the ceramic substrate and then fired. Is formed, and an electronic component is mounted on the electrode or the like. In order to reduce the production cost not only in the formation of the ceramic substrate but also in the formation of the electronic component, a multi-cavity ceramic substrate that can obtain a plurality of ceramic substrates from one substrate partitioned by the dividing grooves is used. (See Patent Document 1).

特開2004−276386号公報JP 2004-276386 A

このような多数個取り基板は、個片とするための分割において、分割溝が視認されなければ、分割溝の左右に掛かる力のバランスが崩れ、分割溝に沿って分割することができないおそれがある。ただし、分割溝の視認性を高めるために、単に、分割溝の幅を広げてしまっては、分割溝に沿った分割ができなかったり、電極の形成領域が狭くなってしまったり、電極となる導体等が分割溝に流れ込むなどの不具合が生じやすくなるという問題があった。   In such a multi-piece substrate, when the dividing groove is not visually recognized in the division to make the piece, the balance of the force applied to the left and right of the dividing groove is lost, and there is a possibility that it cannot be divided along the dividing groove. is there. However, in order to increase the visibility of the dividing groove, if the width of the dividing groove is simply widened, the dividing along the dividing groove cannot be performed, or the electrode formation area becomes narrow, or the electrode becomes an electrode. There has been a problem that defects such as a conductor flowing into the dividing groove tend to occur.

そのため、今般の多数個取りセラミック基板には、分割溝の視認性が高く、分割溝に沿った分割が可能であり、導体の流れ込みの少ないことが求められている。   For this reason, the multi-cavity ceramic substrate is required to have high visibility of the dividing groove, can be divided along the dividing groove, and has less conductor flow.

また、多数個取りセラミック基板から分割されてなるセラミック基板においては、電子部品が搭載された場合、精密機器等に用いられるものであることから、カケによってセラミック基板を構成する粒子が落ちるおそれが少ないことが求められている。   In addition, in a ceramic substrate that is divided from a multi-piece ceramic substrate, when electronic components are mounted, it is used for precision equipment and the like, so there is little risk of particles constituting the ceramic substrate falling due to chipping. It is demanded.

本発明は、上記要求を満たすべく案出されたものであり、分割溝の視認性が高く、分割溝に沿った分割が可能であり、導体の流れ込みの少ない多数個取りセラミック基板およびこの多数個取りセラミック基板から分割されてなるセラミック基板を提供するものである。   The present invention has been devised to satisfy the above-described requirements, and the multi-cavity ceramic substrate and the large number of the multi-cavity ceramic substrates that have high visibility of the division grooves, can be divided along the division grooves, and have less conductor flow. The present invention provides a ceramic substrate that is divided from a take-up ceramic substrate.

本発明の多数個取りセラミック基板は、表面に分割溝を有してなる多数個取りセラミック基板であって、前記分割溝を含む断面視において、該分割溝の深さの長さを1としたとき、稜部の幅の長さの比が1.5以上2.0以下であり、前記分割溝の上方から0.35の位置における前記稜部までの幅である上部幅の長さの比が、0.32以上0.40以下であり、下方から0.35の位置における前記稜部までの幅である下部幅の長さの比が、0.07以上0.12以下であり、前記上部幅までにあたる前記稜部の上部が外方側に膨らんだ曲線状であることを特徴とするものである。   The multi-cavity ceramic substrate of the present invention is a multi-cavity ceramic substrate having a split groove on the surface, and the depth of the split groove is set to 1 in a cross-sectional view including the split groove. When the ratio of the width of the ridge is 1.5 or more and 2.0 or less, and the ratio of the length of the upper width that is the width from the upper part of the dividing groove to the ridge at the position of 0.35 is 0.32 or more and 0.40 or less. The ratio of the length of the lower part width, which is the width from the lower part to the ridge part at a position of 0.35, is 0.07 or more and 0.12 or less, and the upper part of the ridge part corresponding to the upper part swells outward. It is characterized by a curved shape.

また、本発明のセラミック基板は、上記構成の多数個取りセラミック基板から分割されてなることを特徴とするものである。   Further, the ceramic substrate of the present invention is characterized by being divided from the multi-piece ceramic substrate having the above-described configuration.

本発明の多数個取りセラミック基板によれば、分割溝の視認性が高く、分割溝に沿った分割が可能であり、導体の流れ込みを少なくすることができる。   According to the multi-cavity ceramic substrate of the present invention, the visibility of the dividing grooves is high, the dividing along the dividing grooves is possible, and the flow of the conductor can be reduced.

また、本発明のセラミック基板によれば、上記構成の多数個取りセラミック基板から分割されてなることから、カケが生じにくく、精密機器に搭載される電子部品の基体に適している。   Moreover, according to the ceramic substrate of the present invention, since it is divided from the multi-piece ceramic substrate having the above-described configuration, it is difficult to cause chipping and is suitable for a base of an electronic component mounted on a precision instrument.

本実施形態の多数個取りセラミック基板の一例を示す、(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるX−X’線での断面の拡大図である。An example of the multi-cavity ceramic substrate of this embodiment is shown, (a) is a plan view, and (b) is an enlarged view of a cross section taken along line X-X ′ in (a). 本実施形態の多数個取りセラミック基板の他の例を示す部分断面拡大図である。It is a fragmentary sectional enlarged view which shows the other example of the multi-cavity ceramic substrate of this embodiment.

以下、本発明の多数個取りセラミック基板およびこの多数個取りセラミック基板から分割されてなるセラミック基板の実施の形態の例について説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of a multi-cavity ceramic substrate of the present invention and a ceramic substrate divided from the multi-cavity ceramic substrate will be described.

図1は、本実施形態の多数個取りセラミック基板の一例を示す、(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるX−X’線での断面の拡大図である。   1A and 1B show an example of a multi-cavity ceramic substrate of this embodiment. FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is an enlarged view of a cross section taken along line X-X ′ in FIG.

図1に示す例の本実施形態の多数個取りセラミック基板1は、表面に縦横に分割溝3を有しており、分割することによって複数のセラミック基板2を得ることができるものである。   The multi-cavity ceramic substrate 1 of the embodiment of the example shown in FIG. 1 has dividing grooves 3 in the vertical and horizontal directions on the surface, and a plurality of ceramic substrates 2 can be obtained by dividing.

そして、本実施形態の多数個取りセラミック基板1において分割溝3は、図1(b)に示すように、分割溝3の深さの長さAを1としたとき、稜部の幅の長さBの比(B/A)が1.5以上2.0以下であり、分割溝3の上方から0.35の位置Cにおける稜部までの幅である上部幅の長さDの比(D/A)が0.32以上0.40以下であり、下方から0.35の位置Eにおける稜部までの幅である下部幅の長さFの比(F/A)が0.07以上0.12以下である。   In the multi-cavity ceramic substrate 1 of the present embodiment, the dividing groove 3 is, as shown in FIG. 1 (b), when the depth A of the dividing groove 3 is 1, the length of the ridge portion is long. The ratio (D / A) of the upper width, which is the width from the upper part of the dividing groove 3 to the ridge at the position C of 0.35, is 0.32 (B / A). The ratio (F / A) of the lower width F, which is the width from the lower side to the ridge at the position E of 0.35, is 0.07 or more and 0.12 or less.

このような構成を満たしていることにより、分割溝3の視認性が高く、分割溝3に沿った分割が可能であり、導体の流れ込みを少なくすることができる。また、位置Cまでにあたる稜部の上部が外方側に膨らんだ曲線状であることから、個片となった場合に、稜部に角部を有していないため、接触等によるカケが少ない、すなわちセラミック基板2を構成する粒子が落ちるおそれが少ない。また、位置Cまでにあたる稜部の上部が外方側に膨らんだ曲線状であれば、稜部を含むセラミック基板2の表面に電極を形成したとき、電極が切れるおそれが少なる。それゆえ、本実施形態の多数個取りセラミック基板1から分割されてなるセラミック基板1は、精密機器に搭載される電子部品の基体に適している。   By satisfying such a configuration, the visibility of the dividing groove 3 is high, the dividing along the dividing groove 3 is possible, and the inflow of the conductor can be reduced. Moreover, since the upper part of the ridge corresponding to the position C has a curved shape that swells outward, when it becomes an individual piece, it does not have a corner at the ridge, so there is little fouling due to contact or the like That is, there is little possibility that the particles constituting the ceramic substrate 2 fall. Further, if the upper part of the ridge corresponding to the position C is a curved shape bulging outward, the electrode is less likely to be cut when the electrode is formed on the surface of the ceramic substrate 2 including the ridge. Therefore, the ceramic substrate 1 divided from the multi-cavity ceramic substrate 1 of this embodiment is suitable for a base of an electronic component mounted on a precision instrument.

これに対し、B/Aが1.5未満であるとき、D/Aが0.32未満であるとき、F/Aが0.07未満であるときには、分割溝3の視認性が低くなる。また、B/Aが2.0を超えるとき、D/Aが0.40を超えるとき、F/Aが0.12を超えるときには、分割溝3に沿って分割できなかったり、導体が流れ込みやすくなるおそれがある。   On the other hand, when B / A is less than 1.5, when D / A is less than 0.32, and when F / A is less than 0.07, the visibility of the dividing groove 3 is lowered. Further, when B / A exceeds 2.0, when D / A exceeds 0.40, or when F / A exceeds 0.12, there is a possibility that the conductor cannot be divided along the dividing groove 3 or the conductor tends to flow.

また、位置Cまでにあたる稜部の上部に、角部等があれば、接触等によるカケが生じやすくなるとともに、稜部を含むセラミック基板2の表面に電極を形成したとき、電極が切
れるおそれが高くなる。
Further, if there is a corner or the like at the top of the ridge corresponding to the position C, it becomes easy to cause chipping due to contact or the like, and when the electrode is formed on the surface of the ceramic substrate 2 including the ridge, the electrode may be cut off. Get higher.

なお、図1においては、分割溝3のみが形成された多数個取りセラミック基板1を示したが、分割溝3を有しているものであれば、分割溝3の他にスルーホール等が形成されているものであってもよいことはいうまでもない。   1 shows the multi-cavity ceramic substrate 1 in which only the dividing grooves 3 are formed. However, in the case where the dividing grooves 3 are provided, through holes and the like are formed in addition to the dividing grooves 3. Needless to say, it may be one that has been used.

また、多数個取りセラミック基板1の材質としては、アルミナ、ムライト、ジルコニア、アルミナおよびジルコニアの複合したものなどの酸化物や、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウムなどの非酸化物が挙げられる。   Examples of the material for the multi-cavity ceramic substrate 1 include oxides such as alumina, mullite, zirconia, a composite of alumina and zirconia, and non-oxides such as silicon nitride, silicon carbide, and aluminum nitride.

図2は、本実施形態の多数個取りセラミック基板の他の例を示す部分断面拡大図である。図2に示す部分断面拡大図のように、分割溝3の深さの長さAを1としたとき、上方から0.35を超えて0.65未満にあたる稜部の領域(C−E間)に、仮想稜線Gより凹んだ凹部Hを有していることが好適である。   FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view showing another example of the multi-cavity ceramic substrate of the present embodiment. As shown in the enlarged partial cross-sectional view of FIG. 2, when the length A of the depth of the dividing groove 3 is 1, an imaginary region (between CE) exceeding 0.35 and less than 0.65 from above is assumed to be virtual. It is preferable to have a recess H recessed from the ridge line G.

このような構成を満たしているときには、分割溝3の視認性をより高めることができる。   When such a configuration is satisfied, the visibility of the dividing groove 3 can be further increased.

ここで、分割溝3におけるそれぞれの長さや比の確認方法について説明する。まず、多数個取りセラミック基板1から、分割溝3に直交するように試料を切り出し、樹脂埋めを行なう。次に、クロスセクションポリッシャ(CP研磨)を行ない観察サンプルとする。次に、公知の顕微鏡(走査型電子顕微鏡(SEM)、光学顕微鏡、金属顕微鏡など)を用いて100〜300倍の倍率で観察し、この観察画像若しくは撮影した写真を用いて、それぞれの長さを測定して、比を求めればよい。なお、この長さの測定において起点となるのは、隣接するセラミック基板2の稜部の頂上(セラミック基板2の表面において、平らな面となるところとの分岐箇所)を結ぶ線と、分割溝3の最深部からの垂線とが交わる点とする。この起点から分割溝3の最深部までの距離を分割溝の深さの長さAであり、この起点から稜部の頂上までの距離を稜部の幅の長さBである。   Here, the confirmation method of each length and ratio in the division | segmentation groove | channel 3 is demonstrated. First, a sample is cut out from the multi-cavity ceramic substrate 1 so as to be orthogonal to the dividing grooves 3 and filled with resin. Next, cross section polisher (CP polishing) is performed to obtain an observation sample. Next, using a known microscope (scanning electron microscope (SEM), optical microscope, metallographic microscope, etc.) at a magnification of 100 to 300 times, using this observation image or photograph taken, each length And the ratio may be obtained. In this measurement of length, the starting point is the line connecting the top of the ridges of the adjacent ceramic substrate 2 (the branching point with the flat surface on the surface of the ceramic substrate 2) and the dividing groove. It is assumed that the perpendicular line from the deepest part of 3 intersects. The distance from this starting point to the deepest part of the dividing groove 3 is the length A of the depth of the dividing groove, and the distance from this starting point to the top of the ridge part is the length B of the width of the ridge part.

そして、位置Cとは、分割溝3の最深部からの垂線を基準線とし、分割溝3の深さの長さAを1としたときの分割溝3の上方から0.35のところで、基準線に対して引いた垂線と稜線とが交わるところであり、この垂線の距離が上部幅Dである。また、位置Eとは、分割溝3の最深部からの垂線を基準線とし、分割溝の深さの長さAを1としたときの分割溝3の下方から0.35のところで、基準線に対して引いた垂線と稜線とが交わるところであり、この垂線の距離が下部幅Fである。   The position C is defined as a reference line at a position 0.35 from above the dividing groove 3 when the perpendicular from the deepest part of the dividing groove 3 is a reference line and the length A of the depth of the dividing groove 3 is 1. On the other hand, the perpendicular line and the ridge line intersect with each other, and the distance between the perpendicular lines is the upper width D. Further, the position E means that the perpendicular line from the deepest part of the dividing groove 3 is a reference line, and the depth A of the dividing groove is set to 1. The distance from the lower part of the dividing groove 3 is 0.35 with respect to the reference line. The perpendicular line and the ridge line intersected with each other, and the distance between the perpendicular lines is the lower width F.

また、個片であるセラミック基板2の場合は、表面の確認を行ない、焼成(焼き肌)面のみの面と、焼成面と分割面であるのかを確認し、焼成面と分割面からなる面において、焼成面と分割面の境界が分割溝の最深部とみなし、焼成面と分割面からなる面の焼成面から続くのが稜部である。   In the case of the ceramic substrate 2 which is an individual piece, the surface is confirmed, and it is confirmed whether the surface is only the fired (baked skin) surface, the fired surface and the divided surface, and the surface composed of the fired surface and the divided surface. In this case, the boundary between the fired surface and the divided surface is regarded as the deepest part of the dividing groove, and the ridge portion continues from the fired surface of the fired surface and the divided surface.

次に、アルミナ質焼結体からなる本実施形態の多数個取りセラミック基板1の作製方法の一例について説明する。   Next, an example of a method for producing the multi-cavity ceramic substrate 1 of the present embodiment made of an alumina sintered body will be described.

まず、主成分であるアルミナ粉末(Al)と、シリカ粉末(SiO)、カルシア粉末(CaO)、マグネシア粉末(MgO)等の焼結助剤粉末とを用意し、これを出発原料とする。 First, alumina powder (Al 2 O 3 ), which is a main component, and sintering aid powder such as silica powder (SiO 2 ), calcia powder (CaO), magnesia powder (MgO), and the like are prepared as starting materials. And

そして、この出発原料と、溶媒と、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、アクリル樹脂等の成形用バインダを入れて混合することにより、スラリーを得る
Then, the starting material, a solvent, and a molding binder such as polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and acrylic resin are added and mixed to obtain a slurry.

次に、このスラリーを用いてドクターブレード法によりグリーンシートを形成する。または、スラリーを噴霧乾燥させて得られた顆粒を用いてロールコンパクション法によりグリーンシートを形成する。   Next, a green sheet is formed using this slurry by a doctor blade method. Alternatively, a green sheet is formed by a roll compaction method using granules obtained by spray drying the slurry.

そして、所定形状の金型を用いて打ち抜くことにより、成形体を得る。なお、本実施形態の多数個取りセラミック基板1を得るには、本実施形態の多数個取りセラミック基板1における分割溝3の特徴的な形状を転写可能な金型を用いればよい。   And a molded object is obtained by punching out using the metal mold | die of a predetermined shape. In order to obtain the multi-cavity ceramic substrate 1 of the present embodiment, a mold capable of transferring the characteristic shape of the dividing groove 3 in the multi-cavity ceramic substrate 1 of the present embodiment may be used.

具体的には、金型のカッター刃が、曲線状の盛り上がり部を有しており、カッター刃の高さ(金型の平面部からカッター刃の先端まで)の長さを1としたとき、金型側から0.35の位置におけるカッター刃の幅の長さの比が0.64以上0.80以下であり、カッター刃の先端から0.35の位置におけるカッター刃の幅の長さの比が0.14以上0.24以下の金型を用いる。   Specifically, the cutter blade of the mold has a curved raised portion, and when the height of the cutter blade (from the flat portion of the mold to the tip of the cutter blade) is 1, A die whose width ratio of the cutter blade at the position 0.35 from the mold side is 0.64 or more and 0.80 or less and whose width ratio of the cutter blade at the position 0.35 from the tip of the cutter blade is 0.14 or more and 0.24 or less Use a mold.

次に、得られた成形体を焼成炉に入れて、1450℃以上1600℃以下の最高温度で焼成することにより、本実施形態の多数個取りセラミック基板1を得ることができる。なお、焼成効率を向上させるために、成形体にスラリーを塗布し、複数枚重ねて焼成してもよい。このように、複数枚重ねて焼成した場合には、焼成後にブラスト処理等により、成形体に塗布したスラリーに含まれていた粒子等を除去することが好適である。   Next, the obtained compact is placed in a firing furnace and fired at a maximum temperature of 1450 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower, whereby the multi-cavity ceramic substrate 1 of this embodiment can be obtained. In addition, in order to improve baking efficiency, you may apply | coat a slurry to a molded object and it may baked by stacking two or more sheets. As described above, when a plurality of sheets are fired, it is preferable to remove particles and the like contained in the slurry applied to the molded body by blasting or the like after firing.

また、図2に示したような、分割溝の深さの長さAを1としたとき、上方から0.35を超えて0.65未満にあたる稜部の領域(C−E間)に、仮想稜線Gより凹んだ凹部Hを有する分割溝3を備える多数個取りセラミック基板1を得るには、上述した金型のカッター刃の構成に加えて、カッター刃の先端から0.35を超えて0.65未満にあたる領域に、カッター刃の仮想稜線よりも突出した凸部をカッター刃形状とすればよい。   In addition, when the length A of the depth of the dividing groove as shown in FIG. 2 is 1, the virtual ridge line G is located in the ridge area (between CE) exceeding 0.35 and less than 0.65 from above. In order to obtain the multi-cavity ceramic substrate 1 having the divided grooves 3 having the recessed recesses H, in addition to the above-described configuration of the cutter blade of the mold, in a region exceeding 0.35 and less than 0.65 from the tip of the cutter blade, What is necessary is just to make the convex part which protruded from the virtual ridgeline of the cutter blade into a cutter blade shape.

そして、本実施形態のセラミック基板2は、このようにして得られた多数個取りセラミック基板1を、分割溝3に沿って分割することにより、得ることができる。本実施形態のセラミック基板2は、本実施形態の多数個取りセラミック基板1から分割されてなるものであることから、接触等によって稜部からセラミック基板2を構成する粒子が落ちるおそれが少なく、稜部を含むセラミック基板2の表面に電極を形成したとき、電極が切れるおそれが少ないため、精密機器に搭載される電子部品の基体に適している。   The ceramic substrate 2 of the present embodiment can be obtained by dividing the multi-piece ceramic substrate 1 obtained in this way along the dividing grooves 3. Since the ceramic substrate 2 of the present embodiment is divided from the multi-cavity ceramic substrate 1 of the present embodiment, there is little possibility that particles constituting the ceramic substrate 2 fall from the ridge portion due to contact or the like. When the electrode is formed on the surface of the ceramic substrate 2 including the portion, the electrode is less likely to be cut off, so that it is suitable for a base of an electronic component mounted on a precision instrument.

1:多数個取りセラミック基板
2:セラミック基板
3:分割溝
A:分割溝の深さの長さ
B:稜部の幅の長さ
C:分割溝の深さの長さを1としたとき、稜部における分割溝の上方から0.35の位置
D:上部幅
E:分割溝の深さの長さを1としたとき、稜部における分割溝の下方から0.35の位置
F:下部幅
G:仮想曲線
H:凹部
1: Multi-cavity ceramic substrate 2: Ceramic substrate 3: Divided groove A: Length of the depth of the divided groove B: Length of the width of the ridge C: When the length of the depth of the divided groove is 1, Position 0.35 from the upper part of the dividing groove at the ridge part D: Upper width E: Position 0.35 from the lower part of the dividing groove at the ridge part when the length of the depth of the dividing groove is 1. F: Lower width G: Virtual curve H: Recess

Claims (3)

表面に分割溝を有してなる多数個取りセラミック基板であって、前記分割溝を含む断面視において、該分割溝の深さの長さを1としたとき、稜部の幅の長さの比が1.5以上2.0以下であり、前記分割溝の上方から0.35の位置における前記稜部までの幅である上部幅の長さの比が0.32以上0.40以下であり、下方から0.35の位置における前記稜部までの幅である下部幅の長さの比が0.07以上0.12以下であり、前記分割溝の上方から0.35の位置までにあたる前記稜部の上部が外方側に膨らんだ曲線状であることを特徴とする多数個取りセラミック基板。   A multi-cavity ceramic substrate having a dividing groove on the surface, and in the cross-sectional view including the dividing groove, when the depth of the dividing groove is 1, the width of the ridge is The ratio of the upper width, which is the width from the upper part of the dividing groove to the ridge at the position of 0.35, is 0.32 or more and 0.40 or less. Yes, the ratio of the length of the lower part width, which is the width from the lower part to the ridge part at the position of 0.35, is 0.07 or more and 0.12 or less, and corresponds to the position of 0.35 from the upper part of the dividing groove. The multi-cavity ceramic substrate, wherein an upper portion of the ridge portion is a curved shape bulging outward. 前記分割溝の深さの長さを1としたとき、上方から0.35を超えて0.65未満にあたる前記稜部の領域に、仮想稜線より凹んだ凹部を有していることを特徴とする請求項1に記載の多数個取りセラミック基板。   When the length of the depth of the dividing groove is 1, it has a recess recessed from the virtual ridgeline in the region of the ridge that exceeds 0.35 and less than 0.65 from above. The multi-cavity ceramic substrate according to claim 1. 請求項1または請求項に記載の多数個取りセラミック基板から分割されてなるセラミック基板。 A ceramic substrate obtained by dividing the multi-cavity ceramic substrate according to claim 1 or 2 .
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