JPH1086128A - ブレークラインの形成方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 表面または／および裏面にブレークラインを
形成したセラミック生シートを焼成してセラミックシー
トを作製し、セラミックシートをブレークラインに沿っ
てブレークして複数個の所定形状のセラミック基板を製
造する際のブレークラインの形成方法と装置において、
ブレークライン形成用の刃物を取り外した際のスプリン
グバック現象と、セラミック生シートを焼成した際のブ
レークライン用溝の溶着を防止でき、最終製品の寸法バ
ラツキの少ないブレークラインの形成方法と装置を提供
する。 【解決手段】 ブレークラインｆを形成する個所にエア
ーブローまたは純水噴射しながら回転刃８によりブレー
クライン用溝２を切削形成すると共に、ブレークライン
用溝２の切削形成と並行して溝の形成の際に発生する切
削屑を集塵除去する手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブレークラインの形成
方法に係り、より詳細には、セラミックシートをブレー
クラインに沿ってブレークして複数個のセラミック基板
を製造する際のブレークラインの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器、その他の機器の小型化
に伴って、サーマルプリントヘッドやチップ抵抗器等の
電子部品、あるいはハイブリッドＩＣ用セラミックパッ
ケージの需要が増加している。これらの電子部品やパッ
ケージを形成するセラミック基板は、通常、所定の導体
パターンを形成したセラミック生シートｅの表面または
／および裏面にブレークラインｆを設け（図５参照）、
これを焼成した後、該ブレークラインｆに沿って手作業
でブレークすることで作製している。そして、この方法
によれば、所定の導体パターンなど形成した多数個のセ
ラミック基板を同時に得ることができる。

【０００３】ところで、前記セラミック基板を製造する
際、セラミック生シート積層体にブレークラインを設け
るが、図６に示すように、該ブレークラインｆは、エッ
ジ状の刃先ａを持ったＳＫ材や超鋼材からなる刃物ｂを
上下金型ｃ，ｄにセットし、上下金型ｃ，ｄ間にセラミ
ック生シートｅを載置すると共に、セラミック生シート
ｅを８０℃〜１００℃の温度領域において軟化させ、上
下金型ｃ，ｄを介して刃物ｂを押し付け、ブレークライ
ン用溝ｇを設けることで形成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
にしてブレークラインｆを形成する場合、次のような問
題がある。すなわち、 セラミック生シートｅに刃物ｂを押し付けてブレー
クライン用溝ｇを形成するため、この刃物ｂをセラミッ
ク生シートｅから取り外した際、図７に示すように、ブ
レークライン用溝ｇの溝幅ｘ、溝深さｙが小さくなり、
かつ盛り上がりｈが生じるというスプリングバック現象
が生じる。 該スプリングバック現象により、ブレークラインｆ
を形成したセラミック生シートｅを焼成してセラミック
シートを得る際、ブレークライン用溝ｇが溶着して、設
計どおりのブレークラインｆが形成できない。 このような現象等を回避するには、ブレークライン
用溝ｇの溝深さを深くする必要があるが、製品が割れや
すくなる。 等の課題がある。

【０００５】そこで、本発明者は、先に、このような課
題を解決するために、ブレークラインをレーザー加工に
よって形成することを提案している。しかし、この方法
の場合、局所的に高温になるため、レーザー加工による
シート片がセラミック生シートｅの表面に焼きついてし
まう場合がある。

【０００６】本発明は、以上のような課題に対処して創
案したものであって、その目的とする処は、表面または
／および裏面にブレークラインを形成したセラミック生
シートを焼成してセラミックシートを作製し、該セラミ
ックシートをブレークラインに沿ってブレークして複数
個の所定形状のセラミック基板を製造する際のブレーク
ラインの形成方法と装置において、ブレークライン形成
用の刃物を取り外した際のスプリングバック現象と、セ
ラミック生シートを焼成した際のブレークライン用溝の
溶着を防止でき、最終製品の寸法バラツキの少ないブレ
ークラインの形成方法と装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そして、上記課題を解決
するための手段としての本発明の請求項１のブレークラ
インの形成方法は、セラミック生シートのブレークライ
ンを形成する個所にエアーブローまたは純水噴射しなが
ら回転刃によりブレークライン用溝を切削形成すると共
に、該ブレークライン用溝の切削形成と並行して該ブレ
ークライン用溝の形成の際に発生する切削屑を集塵除去
することを特徴とする。また、請求項２のブレークライ
ンの形成方法は、前記請求項１の形成方法において、前
記ブレークライン用溝の左右溝壁を略平行に形成するこ
とを特徴とする。

【０００８】請求項３のブレークラインの形成装置は、
セラミック生シートを載置・移送する移送ラインと、該
移送ラインの上方に配置し、該セラミック生シートにブ
レークライン用溝を切削形成する回転刃と、該回転刃の
上方または回転方向前方で、該ブレークライン用溝を形
成する個所にエアーまたは純水を噴射するノズル、およ
び該ブレークライン用溝の切削形成と並行して該ブレー
クライン用溝の形成の際に発生する切削屑を集塵除去す
る切削屑集塵部を有することを特徴とする。

【０００９】ここで、前記回転刃としては、セラミック
生シートにブレークラインを形成できる材質からなり、
刃先がダイヤモンド粉末からなるものを用いることが好
ましく、また、セラミック生シートに形成されるブレー
クラインの本数に対応する枚数の並列に組み合わせた回
転刃を用いる。前記エアーブローまたは水噴射は、ブレ
ークライン形成個所に対して局所的に行ない、その圧力
は、２〜６ｋｇ／ｃｍ² 程度とすることが好ましい。こ
の圧力を越えると、セラミック生シートの表面に変形が
生じ易くなり、またこの圧力より小さいと、形成される
ブレーク用溝内に切削屑が残ることがある。また、ブレ
ークラインは、セラミック生シートの表面または／およ
び裏面に形成するが、これはセラミック生シートの厚
み、形状によって片面または両面に形成する。すなわ
ち、該セラミック生シートの厚みが、０．６ｍｍを越え
る場合は、ブレークラインを両面に形成し、０．６ｍｍ
以下の場合は、片面にのみで、配線パターンの邪魔にな
らない面に形成する。

【００１０】本発明のブレークラインの形成方法と装置
は、所定の配線パターンが印刷・形成された複数枚のセ
ラミック生シートを積層してなるセラミック生シートを
ブレークライン形成個所に載せ、該セラミック生シート
と回転刃を相対的に移動させると共に、セラミック生シ
ートのブレークラインを形成する個所にエアーブローま
たは純水噴射しながら回転刃を回転させることによりブ
レークライン用溝を切削形成し、また該ブレークライン
用溝の切削形成と並行して該ブレークライン用溝の形成
の際に発生する切削屑を集塵除去することによりブレー
クラインを形成できる。

【００１１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１のブレークラインの形成方法によれば、回転
刃を用い、エアーブローまたは純水噴射しながらブレー
クライン用溝を切削形成すると共に、該切削形成と並行
して該ブレークライン用溝の形成の際に発生する切削屑
を集塵除去しているので、スプリングバック現象をなく
すことができ、均一で安定した断面形状のブレークライ
ンを得ることができるという効果を有する。また、請求
項２のブレークラインの形成方法によれば、ブレークラ
イン用溝の左右溝壁を略平行に形成するので、後工程
で、セラミック生シートを焼成した際、該ブレークライ
ン用溝の溶着を防止でき、安定したブレークラインを得
ることができるという効果を有する。

【００１２】請求項３のブレークラインの形成装置によ
れば、回転刃を用い、該回転刃の回転方向前方または上
方からエアーブローまたは純水噴射しながらブレークラ
イン用溝を切削形成するので、該ブレークライン用溝か
ら切削による切削屑を取り出すことができ、かつ該切削
屑を集塵除去するので、スプリングバック現象をなくす
ことができると共に、均一で安定した断面形状のブレー
クラインを得ることができるという効果を有する。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を具体化
した好ましい実施の形態について説明する。ここに、図
１〜図４は、本発明の実施形態を示し、図１はブレーク
ラインを形成したセラミック生シートの平面図と断面
図、図２はセラミック生シートの拡大部分断面図、図３
はブレークライン形成装置の概略構成図の正面図、図４
は図３の平面図である。

【００１４】本実施形態のブレークラインの形成方法
は、セラミックシートをブレークして複数個の所定形状
の水晶振動子収納用セラミックパッケージのセラミック
基板を製造するに際し、その焼成工程の前段階で、セラ
ミック生シート１の表面１ａまたは／および裏面１ｂの
所定位置に、回転刃を用いてブレークライン用溝２を切
削してブレークライン３を形成する方法である。

【００１５】セラミック生シート１は、単層または積層
したセラミック生シートであって、その表面または内層
に、導体パターン等が印刷・形成されている。本実施形
態においては、厚み０．３ｍｍのセラミック生シートを
４層積層し、総厚み１．２ｍｍとし、４０個のセラミッ
ク基板を形成できる形態のセラミック生シートを示して
いる。このセラミック生シート１の表面１ａまたは／お
よび裏面１ｂへのブレークライン用溝２の形成は、図３
〜図４に示す装置を用いることができる。

【００１６】このブレークライン形成装置は、セラミッ
ク生シート１を載置・移送する移送ライン４と、ブレー
クライン用溝２を切削する切削ライン５、およびセラミ
ック生シート１の搬出ライン６から構成されている。移
送ライン４は、セラミック生シート積層工程で形成され
たセラミック生シート１を切削ライン５に供給するため
のラインであって、セラミック生シート１を載置した台
板７を間歇的に移送するコンベアからなる。切削ライン
５は、ライン上方に回転刃８とエアーノズル９を備え、
またライン下方（あるいは後方）に切削屑集塵口１０を
備えている。回転刃８は、昇降自在に、図示しない機枠
に取り付けられていて、セラミック生シート１に形成す
るブレークライン３の本数に対応する複数個の回転刃８
ａ，８ａ・・が並列に配置してある。回転刃８ａは、そ
の厚みが０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ、径が４５０ｍｍ程度
の丸刃で、先端にダイヤモンド粉末が配してある。エア
ーノズル９は、回転刃８の上方または回転方向前方に配
置されていて、ブレークライン用溝２を形成する個所に
エアーを局所的に噴射することができる。エアーノズル
９のエアー噴射圧力は、２〜６ｋｇ／ｃｍ² 程度とする
ことができるようにエアーポンプ１１で調整できるよう
にしている。これにより、セラミック生シート１を切削
してブレークライン用溝２を切削した際、ブレークライ
ン用溝２に残存する切削屑や、回転刃８に付着する切削
屑等を吹き飛ばすことができる。切削屑集塵口１０は、
切削するのと並行し、該吹き飛ばした切削屑を除去する
集塵口であり、通常、集塵機を通じ、５００ｍｍＨｇ程
度の集塵力で集塵する。搬出ライン６は、切削ライン５
でブレークライン用溝２を切削形成したセラミック生シ
ート１を搬出し、次工程である焼成工程等に移送するた
めのコンベアラインからなる。

【００１７】このブレークライン形成装置を用いてブレ
ークラインを形成するには、まず、セラミック生シート
１を移送ライン４を構成するコンベアに載せている台板
７上に載置し、台板７を切削ライン５に移送する。この
切削ライン５では、予め、切削形成するブレークライン
用溝２の溝幅ｘ、ブレークライン数、ブレークライン間
隔に対応する回転刃８を準備し、かつ溝深さｙに対応す
るように回転刃８の位置調整をしておき、台板７を所定
速度で移送すると、回転刃８によってブレークライン用
溝２が切削形成され、また並行してエアーノズル９から
エアーが噴射され、かつ切削屑集塵口１０から切削屑が
集塵除去され、所定のブレークライン３を形成すること
ができる。そして、ブレークライン３の切削形成された
セラミック生シート１は、搬出ライン６を介して搬出
し、次工程である焼成工程等に移送する。

【００１８】このブレークライン形成装置を用いてブレ
ークライン３を形成した場合、ブレークライン用溝２
は、図２に示すように、断面矩形状溝、すなわち左右溝
壁２ａと２ｂが並行壁面を形成する溝として得ることが
できる。このブレークライン用溝２の溝幅ｘは、この溝
幅ｘに対応する厚みの切削刃８を用いることによって、
またブレークライン用溝２の溝深さｙは、切削刃８の位
置を昇降させることによって変えることができる。ここ
で、ブレークライン用溝２の溝幅ｘは、５０μｍ〜６０
μｍ、溝深さｙは、ブレークライン用溝２をセラミック
生シート１の片面にのみ切削形成する場合は、生シート
厚みの半分程度、生シート１の両面に形成する場合は、
３００μｍ程度とすることが好ましい。これは、このブ
レークライン３を形成したセラミック生シート１を焼成
してセラミックシートを作製し、このセラミックシート
をブレークライン３に沿ってブレークしてセラミック基
板を製造した際、ブレーク不良の発生を少なくすること
等を考慮したことによる。

【００１９】そして、本実施例方法と装置でブレークラ
インを形成したセラミック生シートにあっては、スプリ
ングバック現象をなくし、均一で安定した断面形状のブ
レークラインが形成できた。また後工程で、セラミック
生シートを焼成した際、該ブレークライン用溝の溶着を
防止でき、安定したブレークラインを形成でき、更にブ
レーク時に、過大な力を必要とすることなく、機械を用
いることで連続処理できた。これは、エアーブローしな
がら回転刃で切削形成したことと、該切削屑を並行して
集塵除去したことによる。

【００２０】次に、本実施形態の作用・効果を確認する
ために、総厚み１．２ｍｍのセラミック生シートを用
い、本実施形態によるブレークラインを形成したセラミ
ック生シート（ブレークライン用溝の溝幅：５０μｍ、
溝深さ：３００μｍ）と、前述した金型を用いてブレー
クラインを形成したセラミック生シート（溝開口幅：５
０μｍ、溝中央深さ：３００μｍ）をそれぞれ焼成した
後、それぞれについて、ブレークラインの溶着の有
無、ブレーク後のバリ、欠けの発生率、寸法バラツ
キ、ブレークするために必要な荷重、について調べ
た。なお、本実施形態においては、回転刃の回転数：３
００００ｒｐｍ、エアーノズル圧力：２〜６ｋｇ／ｃｍ
² 、集塵力：５００ｍｍＨｇ、回転刃の材質：ダイヤモ
ンド刃、回転刃の径：４５０ｍｍの条件のもとで行っ
た。

【００２１】その結果、本実施形態の場合は、焼成後の
ブレークラインの溶着が全く認められなかったのに対し
て、従来例の超硬刃で形成した楔形溝からなるブレーク
ラインの場合は、溝の一部に溶着個所が認められた。ブ
レーク後のバリ、欠けの発生率は、本実施形態の場合、
１％以下であったのに対して、従来例の場合、５％以上
あった。また、ブレークしてセラミック基板を得るため
に必要な荷重は、本実施形態の場合、１．５〜２．５ｋ
ｇでよかったのに対して、従来例の場合、２〜５ｋｇ必
要であった。更に、寸法バラツキは、本実施形態の場
合、±０．０４ｍｍであったのに対して、従来例の場
合、±０．０６ｍｍであった。また、同時にスプリング
バック現象の発生の有無を調べるために、焼成前のブレ
ークライン用溝の断面形状を調べた処、本実施形態にあ
っては、図２に示すように、綺麗な断面矩形状のブレー
クライン用溝が形成できていたのに対して、従来例の場
合、図７に示すように、シート表面に盛り上がり部分ｈ
が認められた。

【００２２】このことから、ブレークラインをセラミッ
ク生シートの段階で、回転刃を用い、エアーブローまた
は純水噴射しながらブレークライン用溝を切削形成する
と共に、該切削形成と並行して該ブレークライン用溝の
形成の際に発生する切削屑を集塵除去することによっ
て、ブレークラインの形状が均一で、バラツキがなく、
かつ焼成後に、該ブレークラインの再溶着が発生しな
く、品質の良好なセラミック基板を得ることができるこ
とが確認できる。

【００２３】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で
変形実施できる構成を含む。因みに、前述した実施形態
においては、ブレークライン用溝の断面形状が、完全な
矩形溝の形状で説明したが、断面台形あるいは底面が曲
面を形成している溝であってもよいことは当然である。
なお、上述した実施形態においては、ブレークラインを
エアーブローしながら回転刃で切削形成する形態で説明
したが、該エアーブローに代えて純水を噴射する湿式切
削形態で行ってもよい。この形態の場合、その切削性が
いっそう良好になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態を示すブレークラインを形
成したセラミック生シートの平面図と断面図である。

【図２】 本発明のセラミック生シートの拡大部分断面
図である。

【図３】 ブレークライン形成装置の概略構成を示す正
面図である。

【図４】 図３の平面図である。

【図５】 従来例のブレークラインを形成したセラミッ
ク生シートの平面図である。

【図６】 従来例のブレークラインを形成するための装
置の金型の概略構成図である。

【図７】 従来例におけるブレークライン用溝の拡大断
面図である。

【符号の説明】

１・・・セラミック生シート、１ａ・・・表面、１ｂ・
・・裏面、２・・・ブレークライン用溝、２ａ，２ｂ・
・・溝壁面、３・・・ブレークライン、４・・・移送ラ
イン、５・・・切削ライン、６・・・搬出ライン、７・
・・台板、８・・・回転刃、９・・・エアーノズル、１
０・・・切削屑集塵口、１１・・・エアーポンプ、ａ・
・・刃先、ｂ・・・ＳＫ材や超鋼材からなる刃物、ｃ・
・・上金型、ｄ・・・下金型、ｅ・・・セラミック生シ
ート、ｆ・・・ブレークライン、ｇ・・・両壁、ｈ・・
・スプリングバックによる盛り上がり

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面または／および裏面にブレークライ
   ンを形成したセラミック生シートを焼成してセラミック
   シートを作製し、該セラミックシートをブレークライン
   に沿ってブレークして複数個の所定形状のセラミック基
   板を製造する際のブレークラインの形成方法であって、
   前記セラミック生シートのブレークラインを形成する個
   所にエアーブローまたは純水噴射しながら回転刃により
   ブレークライン用溝を切削形成すると共に、該ブレーク
   ライン用溝の切削形成と並行して該ブレークライン用溝
   の形成の際に発生する切削屑を集塵除去することを特徴
   とするブレークラインの形成方法。
2. 【請求項２】 前記ブレークライン用溝の左右溝壁を略
   平行に形成する請求項１に記載のブレークラインの形成
   方法。
3. 【請求項３】 表面または／および裏面にブレークライ
   ンを形成したセラミック生シートを焼成してセラミック
   シートを作製し、該セラミックシートをブレークライン
   に沿ってブレークして複数個の所定形状のセラミック基
   板を製造する際のブレークラインの形成装置であって、
   セラミック生シートを載置・移送する移送ラインと、該
   移送ラインの上方に配置し、該セラミック生シートにブ
   レークライン用溝を切削形成する回転刃と、該回転刃の
   上方または回転方向前方で、該ブレークライン用溝を形
   成する個所にエアーまたは純水を噴射するノズル、およ
   び該ブレークライン用溝の切削形成と並行して該ブレー
   クライン用溝の形成の際に発生する切削屑を集塵除去す
   る切削屑集塵部を有することを特徴とするブレークライ
   ンの形成装置。