JPH01222860A - セラミックス基板の切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば導電層や接合層などとして少なくと
も表面に軟質金属層を有するセラミックス基板の切断時
に生じるパリやかえりの除去方法に関する。

（従来の技術） 従来から、アルミナや窒化アルミニウムなどのセラミッ
クスを各種電子機器用の回路基板として使用するため、
導電性の付与や、塔載部品や他の基板との接合の際の半
田濡れ性の改善などを目的として、その表面に金属層を
形成することが各種方法によって行われている。たとえ
ばＭｏやＷを主成分とするメタライズ用ペーストの塗布
・焼成によって導電性メタライズ層を形成したり、さら
にその上に金、銀、銅、ニッケルなどを使用してメツキ
や蒸着法、スパッタ法などの薄膜形成法などによって金
属層を形成することが一般的に行われている。また、近
年、セラミックス焼結体上に直接銅板を載置し、加熱す
ることによって界面に銅−酸素の共晶液相を形成させ、
この液相によって銅板を接合する、いわゆるＤＢＣ法も
採用されるようになってきている。

また、このような金属層を有するセラミックス基板を各
種形状に対応させるために、回転切断刃によって所定の
形状に切断することが行われているが、この切断後の端
部にパリやかえりなどが必然的に生じてしまい、この状
態でこのセラミックス基板を他の基板などに接合しよう
とした場合、不均一接合の原因となったり、また熱伝導
疎外要因となってしまう。また、このパリによってリー
クが起りやすくなり耐電圧が低下するなどの問題も生じ
るため、その除去が必要とされている。このパリは、切
断条件などによって異なるが、場合によっては３０μ゛
１を超えるような大きさのものが発生している。

この切断端部に生じるパリの除去は、従来、平面研削や
バレル研磨などによって行われてきた。

しかしながら、平面研削は金属層がニッケルのような硬
質金属を使用したものには有効であるが、金や銅などの
軟質金属を使用したものに対しては、パリが水平方向に
ねてしまい、除去作業に相当の時間を費している。

一方、バレル研磨は、メツキなどを施した後のものに対
しては使用することができないばかりでなく、メツキ前
のものに対してもセラミックスとメタライズ層やＤＢＣ
法による銅層などの金属層との接合界面に悪影響を及ぼ
し、接合強度の低下を招（などの問題が生じやすい。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、導電層や接合層などとして軟質金属層
を有するセラミックス基板を切断すると、その切断端部
にパリやかえりが発生し、このパリを除去する際に、平
面研削では作業時間が長くなり、製造コストが高くなる
という問題があり、バレル研磨ではメツキ後のものには
適応できなかったり、また金属層とセラミックスとの接
合強度を低下させるなどの問題があった。

本発明は、このような従来技術の課題に対処するべくな
されたもので、セラミックスと金属層間の接合強度を低
下させることなく、短時間で確実にパリを除去すること
を可能にしたセラミックス基板の切断方法を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］ （課通を解決するための手段） 本発明のセラミックス基板の切断方法は、少なくとも表
面に軟質金属層を有するセラミックス基板を切断するに
あたり、前記セラミックス基板を回転切断刃により所定
形状に切断する工程の前工程および後工程の少なくとも
一方で、前記回転切断刃の刃厚より厚い刃厚を有する回
転研削刃を前記回転切断刃の移動予定軌道ないし移動軌
道に沿って前記軟質金属層に当接させつつ前記回転切断
刃による切断予定端部ないし切断端部を研削することを
特徴としている。

本発明の対象となるセラミックス基板としては、たとえ
ばアルミナや窒化アルミニウムなどを主成分とするセラ
ミックス焼結体上にＭＯｌＷあるいはｒＶａ族活性金属
などを主とするメタライズ層を介して、金、銀、銅、ア
ルミニウム、亜鉛、スズ、あるいはこれらの合金などの
軟質金属からなるメツキ層が形成されているものや同様
に蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などによって軟質金属
層が形成されているもの、またＤＢＣ法によって銅板が
直接セラミックス焼結体上に接合されているものなど、
各種のセラミックス基板が例示される。

（作　用） 本発明においては、まず回転切断刃によって表面に軟質
金属層を有するセラミックス基板を所定の形状に切断し
、続いて回転切断刃の移動軌道に沿って刃厚の厚い回転
研削刃をパリに触れる程度に当接させつつ研削するか、
あるいは回転切断刃の移動予定軌道に沿って刃厚の厚い
回転研削刃で研削し、続いてこの回転研削刃による研削
跡に沿って回転切断刃により所定の形状に切断する。

この回転切断刃と回転研削刃とを同一の移動軌道をたど
らせることは、精密切断機、さらには２軸の精密切断機
などを使用することによって容易に行える。したがって
、回転切断刃による切断によって切断端部に生じるパリ
やかえりを、回転切断刃の移動軌道と同一軌道で移動す
る回転研削刃により、確実にかつ再現性よく除去するこ
とができる。また、予め回転研削刃により所定の深さに
研削した後に切断することによってもパリやかえりの発
生が防止できる。

（実施例） 次に、本発明の実施例について説明する。

実施例１ 切断用のセラミックス基板として、第１図に示すように
、厚さ０，３５■■のアルミナセラミックス１上に、Ｍ
ｏやＷを主成分とする厚さ１４μｍのメタライズ層２を
介して厚さ　７μ漠の金メツキ層３が形成されたセラミ
ックス基板４を用意した。

次に、このセラミックス基板４を台板５上に載置した状
態で、図示を省略した精密切断機（ダイサー）にセット
した。また精密切断機には、回転切断刃６として刃厚０
．２−の外周刃のダイヤモンドカッター（粒度：　＃　
３２５）を、また回転研削刃８として刃厚０．４１−の
外周刃で各角部がテーパー形状のダイヤモンド砥石（粒
度：１２μｍ〜２５μｍ）を、回転切断刃の移動軌道に
沿って回転研削刃による研削が行われるようにそれぞれ
所定のシャフトに固定した。

次いで、まず第１図（ａ）に示すように、回転切断刃６
のみによってセラミックス基板４を２■■Ｘ　　２ａｎ
＋の形状となるように切断した。この切断によって、同
図（ｂ）に示すように、セラミックス基板の切断端部に
バリアが生じた。パリの大きさは、１０μｍ〜３０μｍ
の高さを有していた。

そこで、回転切断刃６による切断に続いて、回転研削刃
８の研削面が切断によって生じるメツキ層３のバリアに
触れる程度に制御しつつ、回転研削刃８を回転切断刃６
の移動軌道と同一軌道をなぞらせて、第１図（Ｃ）に、
示すように切断端部の研削を行った。

このようにして回転切断刃６による切断とこの切断によ
って生じたバリアの回転研削刃８による研削とを同一工
程内で連続して行って得たセラミックス基板４の切断体
には、第１図（ｄ）に示すように、パリやかえりが０〜
ｌμ−となった。

すなわち、この実施例のように、軟質金属層を有するセ
ラミックス基板の切断とこの切断によって生じたパリの
回転研削刃による研削とを同一工程内で行うことによっ
て、まずパリ取りを確実にかつ再現性よく行うことが可
能となる。また、従来法のように別工程としてパリ取り
を行う必要がなくなるため、製造工程が簡略化でき、作
業能率が向上するとともにコストダウンが図れる。さら
に、従来法の平面研削やバレル研磨などのように接合界
面に無理な応力を加えることなくパリ取りが行えるので
接合強度の劣化などの心配もない。

また、このセラミックス基板を実際に半導体モジュール
に使用する場合に、第２図に示すように、セラミックス
基板４をヒートシンクおよびベースとなる銅板に半田な
どによって接合する必要が生じるが、この実施例では切
断後のセラミックス基板の各端部に若干テーパーがつく
ため、このテーパ一部１１が半田１０の逃げしろとなり
、より強固に接合が行えるという効果も得られる。また
、このテーパ一部１１は、取扱いなどによって生じるカ
ケやワレなどの防止効果も有している。

なお、回転研削刃の形状としては、第１図に示した各角
部がテーパー状を有しているものに限らず、第３図およ
び第４図に示すように、外周端部がＲ形状のものや平形
状のものを使用した際にも上記実施例と同等な効果が得
られた。

実施例２ 前述の実施例１において用いた回転切断刃および回転研
削刃を用い、同一のセラミックス基板を実施例１におけ
る回転切断刃と回転研削刃の作業順序を逆転させて切断
を行った。まず、回転研削刃により回転切断刃の移動予
定軌道に沿ってメツキ層に軽く触れる程度に研削し、次
にこの回転研削刃による研削跡に沿ってセラミックス基
板を２１■Ｘ　　２ｍ−の形状となるように切断した。

この実施例においても、実施例１と同様に切断端部のパ
リやかえりは０〜１μｍであった。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、軟質金属層を有す
るセラミックス基板の切断加工に際して、切断とパリ取
りを同一工程で確実にかつ再現性よく行うことが可能と
なり、作業性を大幅に向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるセラミックス基板の切
断工程を模式的に示した断面図、第２図は第１図に示し
た切断工程を経て得たセラミックス基板を他の基板に接
合した状態を示す断面図、第３図および第４図はそれぞ
れ本発明に使用しつる回転研削刃の形状を示す断面図で
ある。 １・・・・・・・・・セラミックス焼結体２・・・・・
・・・・メタライズ層 ３・・・・・・・・・金メツキ層 ４・・・・・・・・・セラミックス基板６・・・・・・
・・・回転切断刃 ７・・・・・・・・・パリ ８・・・・・・・・・回転研削刃 出願人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− （ｂ） ＩＣ） 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも表面に軟質金属層を有するセラミック
   ス基板を切断するにあたり、 前記セラミックス基板を回転切断刃により所定の形状に
   切断する工程の前工程および後工程の少なくとも一方で
   、前記回転切断刃の刃厚より厚い刃厚を有する回転研削
   刃を前記回転切断刃の移動予定軌道ないし移動軌道に沿
   って前記軟質金属層に当接させつつ前記回転切断刃によ
   る切断予定端部ないし切断端部を研削することを特徴と
   するセラミックス基板の切断方法。