KR101998653B1 - 적층 세라믹 기판의 분단 방법 - Google Patents
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Abstract
(과제) 세라믹 기판에 금속막을 적층한 적층 세라믹 기판을 분단하는 것이다.
(해결 수단) 적층 세라믹 기판(10)의 금속막(12)에 패터닝 툴을 이용하여 스크라이브 예정 라인을 따라 홈 가공을 행한다. 그리고 세라믹 기판(11)의 면으로부터 또는 금속막(12)측의 홈(12a)으로부터, 스크라이브 장치에 의해 세라믹 기판(11)에 스크라이브 라인을 형성한다. 그리고 세라믹 기판(11)측의 면으로부터 스크라이브 라인을 따라 브레이크한다. 이렇게 함으로써, 적층 세라믹 기판(10)을 완전하게 분단할 수 있다.
(해결 수단) 적층 세라믹 기판(10)의 금속막(12)에 패터닝 툴을 이용하여 스크라이브 예정 라인을 따라 홈 가공을 행한다. 그리고 세라믹 기판(11)의 면으로부터 또는 금속막(12)측의 홈(12a)으로부터, 스크라이브 장치에 의해 세라믹 기판(11)에 스크라이브 라인을 형성한다. 그리고 세라믹 기판(11)측의 면으로부터 스크라이브 라인을 따라 브레이크한다. 이렇게 함으로써, 적층 세라믹 기판(10)을 완전하게 분단할 수 있다.
Description
본 발명은 세라믹 기판에 금속막을 적층한 적층 세라믹 기판의 분단 방법 및 홈 가공용 툴에 관한 것이다.
종래 세라믹 기판에 금속막을 적층한 적층 세라믹 기판을 분단하는 경우에는, 다이싱 소(dicing saw) 등을 이용하여 분단하는 경우가 많았다. 또한 특허문헌 1에는 세라믹 기판을 스크라이브(scribe)한 후에 금속층을 접합하고, 에칭에 의해 스크라이브 라인의 금속층을 제거한 후 브레이크하는 세라믹 접합 기판의 제조 방법이 제안되고 있다.
전술한 특허문헌 1에서는 세라믹 기판에 금속 박막을 적층하기 전에 스크라이브할 필요가 있고, 이미 적층된 적층 세라믹 기판을 분단하는 것은 아니라는 문제점이 있었다.
또한 적층된 적층 세라믹 기판을 분단하기 위해, 도 1(a)에 나타내는 바와 같이 세라믹 기판(101)에 금속막(102)을 적층한 적층 기판(100)을 스크라이브하여 브레이크하는 경우에 대해서 설명한다. 우선 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 세라믹 기판(101)의 면에 스크라이빙 휠(103)로 스크라이브하고, 도 1(c)에 나타내는 바와 같이 세라믹 기판(101)측으로부터, 브레이크 바(104)로 압압하여 브레이크한다. 이 경우에는 세라믹 기판(101)은 분리할 수 있어도 금속막(102)은 분리되지 않기 때문에, 도 1(d)에 나타내는 바와 같이 브레이크를 시행해도 금속막(102)이 분리되지 않고 잔존해 버려, 완전한 분단을 할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한 다른 방법으로서 도 2(a), 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 적층 세라믹 기판(100) 중, 금속막(102)의 면에 스크라이빙 휠(103)을 이용하여 스크라이브를 시행한다. 이어서 도 2(c)에 나타내는 바와 같이 브레이크 바(104)를 이용하여 적층 세라믹 기판을 분단하고자 해도, 금속막(102)에는 충분한 수직 크랙이 형성되어 있지 않고, 세라믹 기판(101)측에는 수직 크랙이 발생되어 있지 않다. 그 때문에 브레이크하는 것이 어렵고, 분리할 수 없거나, 도 2(d)에 나타내는 바와 같이 스크라이브 라인대로 분리되는 경우가 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 세라믹 기판에 금속막을 적층한 적층 세라믹 기판을 완전하게 분단하여 개별화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 적층 세라믹 기판의 분단 방법은, 세라믹 기판에 금속막이 적층된 적층 세라믹 기판의 분단 방법으로서, 상기 적층 세라믹 기판의 스크라이브 예정 라인을 따라 패터닝 툴로 금속막에 대하여 홈 가공을 행하고, 상기 금속막이 제거된 홈을 따라 상기 세라믹 기판의 면으로부터 스크라이브를 행하고, 상기 적층 세라믹 기판을 스크라이브 라인에 맞추어 브레이크하는 것이다.
이 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 적층 세라믹 기판의 분단 방법은, 세라믹 기판에 금속막이 적층된 적층 세라믹 기판의 분단 방법으로서, 상기 적층 세라믹 기판의 스크라이브 예정 라인을 따라 상기 세라믹 기판의 면으로부터 스크라이브를 행하고, 상기 세라믹 기판의 스크라이브 라인을 따라 상기 금속막의 면으로부터 금속막에 대하여 패터닝 툴로 홈 가공을 행하고, 상기 적층 세라믹 기판을 상기 스크라이브 라인에 맞추어 브레이크하는 것이다.
이 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 적층 세라믹 기판의 분단 방법은, 세라믹 기판에 금속막이 적층된 적층 세라믹 기판의 분단 방법으로서, 상기 세라믹 기판의 스크라이브 예정 라인을 따라 금속막에 대하여 패터닝 툴로 홈 가공을 행하고, 상기 금속막의 면으로부터 금속막이 제거된 홈을 따라 상기 세라믹 기판에 대하여 스크라이빙 휠을 전동(rotating)시켜 스크라이브를 행하고, 상기 적층 세라믹 기판의 스크라이브 라인에 맞추어 브레이크하는 것이다.
본 발명의 홈 가공용 툴은, 예를 들면, 상기와 같은 적층 세라믹 기판의 분단 방법에 사용할 수 있는 금속막 적층 세라믹 기판의 금속막의 일부를 제거하여 홈 가공을 행하기 위한 홈 가공용 툴로서, 날끝이 (a) 원추대 형상, (b) 각주(角柱) 형상 또는 (c) 각주 형상의 좌우를 절결한 형상 중 어느 것의 형상이다.
여기에서 상기 세라믹 기판의 스크라이브는, 스크라이빙 휠을 이용한 스크라이브로 해도 좋다.
이러한 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 세라믹 기판에 금속막을 적층한 적층 세라믹 기판을 스크라이브 예정 라인을 따라 홈 가공을 행하고, 금속막을 띠 형상으로 제거한다. 그리고 세라믹 기판의 면으로부터 또는 제거한 금속막의 홈으로부터 세라믹 기판을 스크라이브하고, 그 후 적층 세라믹 기판을 반전시켜 브레이크하고 있다. 이 때문에 금속막의 박리를 회피할 수 있고, 소망하는 형상으로 완전하게 분단하여 개별화할 수 있으며, 단면(端面) 정밀도를 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 적층 세라믹 기판의 세라믹 기판측으로부터 스크라이브 및 브레이크하는 경우의 분단 처리를 나타내는 도면이다.
도 2는 적층 세라믹 기판의 금속막측으로부터 스크라이브하여 브레이크할 때의 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 적층 세라믹 기판의 분단 처리(홈 가공 및 스크라이브)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 적층 세라믹 기판의 분단 처리(브레이크)를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 적층 세라믹 기판의 분단 처리(홈 가공 및 스크라이브)를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 적층 세라믹 기판의 분단 처리(브레이크)를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 실시 형태에서 이용하는 금속막의 홈 가공에 이용하는 패터닝 툴을 나타내는 도면이다.
도 2는 적층 세라믹 기판의 금속막측으로부터 스크라이브하여 브레이크할 때의 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 적층 세라믹 기판의 분단 처리(홈 가공 및 스크라이브)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 적층 세라믹 기판의 분단 처리(브레이크)를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 적층 세라믹 기판의 분단 처리(홈 가공 및 스크라이브)를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 적층 세라믹 기판의 분단 처리(브레이크)를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 실시 형태에서 이용하는 금속막의 홈 가공에 이용하는 패터닝 툴을 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
<제1 실시 형태>
도 3(a)는 세라믹 기판(11)에 금속막(12)을 시행한 분단의 대상이 되는 적층 세라믹 기판(이하, 단순히 적층 기판이라고 함)(10)을 나타내는 도면이다. 여기에서 세라믹 기판(11)은 LTCC 기판이라도 좋고, 알루미나나 질화 알루미늄, 티탄산 바륨, 질화 규소 등의 세라믹 기판이라도 좋다. 또한 금속막(12)은 니켈, 은, 금, 구리 및 백금 등의 박막이며, 예를 들면 막두께가 10∼20㎛로 한다. 이때 금속막(12)은 어떠한 패턴이 형성되어 있는 것이라도 좋다. 이러한 적층 기판(10)을 소정의 패턴으로 분단하는 경우에, 우선 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 세라믹 기판으로부터의 스크라이브를 예정하는 라인을 따라, 금속막(12)을 패터닝 툴로 제거한다. 이 금속막의 제거는 예를 들면 태양 전지의 홈 가공 툴로서 이용되는 스크라이브 장치, 예를 들면 일본공개특허공보 2011-216646호의 스크라이브 장치를 이용하여 금속막(12)의 일부를 직선 형상으로 패터닝 툴(13)을 이용하여 제거한다. 이때의 단면도를 도 3(c)에 나타낸다. 이 홈(12a)의 폭은 예를 들면 25∼200㎛의 폭으로 한다. 이때의 패터닝 툴(13)은 도 7(a)에 나타내는 바와 같이 원추대 형상의 툴이라도 좋다. 또한 도 7(b)에 나타내는 바와 같이 날끝이 각주 형상의 툴이라도 좋고, 나아가서는 도 7(c)에 나타내는 바와 같이 각주 형상의 좌우를 절결한 형상의 것이라도 좋다. 또한 툴의 선단뿐만 아니라 전체도 각주 형상이라도 좋다.
그리고 홈이 형성된 적층 기판(10)을 도 3(d)와 같이 반전시켜 스크라이브 예정 라인을 따라 세라믹 기판(11)에 대하여 스크라이브를 행한다. 이 스크라이브는 도시하지 않는 스크라이브 장치에 의해 스크라이빙 휠(14)을 일정한 하중으로 압압하고 전동시켜 크랙을 수직으로 침투시키도록 스크라이브 라인 S1을 형성한다. 이 스크라이브에 이용하는 스크라이빙 휠은, 고(高)침투의 스크라이브가 가능한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 일본특허문헌 3074143호에 나타나 있는 바와 같이, 원주면에 소정 간격을 두고 다수의 홈을 형성하고, 그 사이를 돌기로서 고침투형으로 한 스크라이빙 휠이 제안되고 있다.
이어서 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 적층 기판(10)을 반전시켜, 브레이크 장치의 한 쌍의 지지 부재(15, 16)의 상면에 테이프(17)를 배치하고, 지지 부재(15, 16)의 중간에 스크라이브 라인이 위치하도록 적층 기판(10)을 배치한다. 그리고 그 상부로부터 스크라이브 라인 S1을 따라 브레이크 바(18)를 밀어내려 브레이크한다. 이렇게 하면 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 적층 기판을 스크라이브 라인을 따라 완전하게 분단할 수 있어, 단면 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이 적층 세라믹 기판의 분단을 격자 형상으로 행함으로써 개별의 적층 기판 칩을 형성할 수 있다.
또한 이 실시 형태에서는, 도 3(d)의 공정에서 스크라이브 장치를 이용하여 스크라이빙 휠을 전동시켜 스크라이브를 실행하고 있다. 또한 도 4(a)의 공정에서 브레이크 장치를 이용하여 브레이크하고 있지만, 이것을 대신하여 분단하는 소편(小片)의 형상이 비교적 큰 경우에는, 작업자가 직접 손으로 분단하도록 해도 좋다. 이 경우에는 테이프(17)는 불필요해진다.
또한 이 실시 형태에서는, 도 3(b), 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 금속막에 홈 가공을 행하고, 이어서 반전시켜 세라믹면에 대하여 스크라이브하도록 하고 있지만, 먼저 세라믹면을 스크라이브하고, 그 후 금속막에 홈 가공을 형성해도 좋다.
<제2 실시 형태>
도 5(a)는 세라믹 기판(11)에 금속막(12)을 시행한 분단의 대상이 되는 적층 세라믹 기판(이하, 단순히 적층 기판이라고 함)(10)을 나타내는 도면이다. 여기에서 세라믹 기판(11)은 LTCC 기판이라도 좋고, 알루미나나 질화 알루미늄, 티탄산 바륨, 질화 규소 등의 세라믹 기판이라도 좋다. 또한 금속막(12)은 니켈, 은, 금, 구리 및 백금 등의 박막이며, 예를 들면 막두께가 10∼20㎛로 한다. 이때 금속막(12)은 어떠한 패턴이 형성되어 있는 것이라도 좋다. 이러한 적층 기판(10)을 소정의 패턴으로 분단하는 경우에, 우선 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 세라믹 기판(11)측으로부터의 스크라이브를 예정하는 라인을 따라, 일정한 폭으로 금속막(12)을 패터닝 툴로 제거한다. 이 금속막의 제거는 예를 들면 태양 전지의 홈 가공 툴로서 이용되는 스크라이브 장치, 예를 들면 일본공개특허공보 2011-216646호의 스크라이브 장치를 이용하여 금속막(12)의 일부를 직선 형상으로 패터닝 툴(13)을 이용하여 제거한다. 이때의 단면도를 도 5(c)에 나타낸다. 이 홈(12a)의 폭은 예를 들면 25∼200㎛의 폭으로 한다. 이때의 패터닝 툴(13)은 도 7(a)에 나타내는 바와 같이 원추대 형상의 툴이라도 좋다. 또한 도 7(b)에 나타내는 바와 같이 날끝이 각주 형상의 툴이라도 좋고, 나아가서는 도 7(c)에 나타내는 바와 같이 각주 형상의 좌우를 절결한 형상의 것이라도 좋다. 또한 툴의 선단뿐만 아니라 전체도 각주 형상이라도 좋다.
그리고 형성된 금속막(12)의 면으로부터 금속막을 제거한 띠 형상의 홈(12a)의 내측의 세라믹 기판(11)에 대하여 스크라이브를 행한다. 이 스크라이브는 도시하지 않는 스크라이브 장치에 의해 스크라이빙 휠(14)을 일정한 하중으로 압압하고 전동시켜 크랙을 수직으로 침투시키도록 스크라이브 라인 S1을 형성한다. 이 스크라이브에 이용하는 스크라이빙 휠은, 고침투의 스크라이브가 가능한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 일본특허문헌 3074143호에 나타나 있는 바와 같이, 원주면에 소정 간격을 두고 다수의 홈을 형성하고, 그 사이를 돌기로서 고침투형으로 한 스크라이빙 휠이 제안되고 있다.
이어서 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 적층 기판(10)을 반전시켜, 브레이크 장치의 한 쌍의 지지 부재(15, 16)의 상면에 테이프(17)를 배치하고, 지지 부재(15, 16)의 중간에 스크라이브 라인이 위치하도록 적층 기판(10)을 배치한다. 그리고 그 상부로부터 스크라이브 라인 S1을 따라 브레이크 바(18)를 밀어내려 브레이크한다. 이렇게 하면 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 적층 기판을 스크라이브 라인을 따라 완전하게 분단할 수 있어, 단면 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이 적층 세라믹 기판의 분단을 격자 형상으로 행함으로써 개별의 적층 기판 칩을 형성할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 도 5(b), 도 5(c)에 나타내는 바와 같이 금속막에 홈 가공을 행하고, 이어서 금속의 홈으로부터 세라믹면에 대하여 스크라이브하도록 하고 있기 때문에, 이 사이에서 적층 기판을 반전시킬 필요는 없으며, 작업 효율을 높일 수 있다.
또한 이 실시 형태에서는, 도 5(d)의 공정에서 스크라이브 장치를 이용하여 스크라이빙 휠을 전동시켜 스크라이브를 실행하고 있다. 또한 도 6(b)의 공정에서 브레이크 장치를 이용하여 브레이크하고 있지만, 이것을 대신하여 분단하는 소편의 형상이 비교적 큰 경우에는, 작업자가 직접 손으로 분단하도록 해도 좋다. 이 경우에는 테이프(17)는 불필요해진다.
본 발명은 세라믹 기판에 금속막을 적층한 적층 기판을 패터닝 툴과 스크라이브 장치를 이용하여 용이하게 분단할 수 있어, 미소한 적층 기판의 제조에 유효하다.
10 : 적층 세라믹 기판
11 : 세라믹 기판
12 : 금속막
12a : 홈
13, 14 : 스크라이빙 휠
15, 16 : 지지 부재
17 : 테이프
18 : 브레이크 바
11 : 세라믹 기판
12 : 금속막
12a : 홈
13, 14 : 스크라이빙 휠
15, 16 : 지지 부재
17 : 테이프
18 : 브레이크 바
Claims (3)
- LTCC, 질화 알루미늄, 티탄산 바륨 또는 질화 규소로 이루어진 세라믹 기판에 니켈, 은, 구리 또는 백금으로 이루어지고 10~20㎛의 막두께를 갖는 금속막이 적층된 적층 세라믹 기판의 분단 방법으로서,
상기 적층 세라믹 기판의 스크라이브 예정 라인을 따라, 상기 세라믹 기판의 면으로부터 스크라이빙 휠을 일정한 하중으로 압압하고 전동시켜 크랙을 수직으로 침투시키는 스크라이브를 행하고,
상기 세라믹 기판의 스크라이브 라인을 따라 상기 금속막의 면으로부터 금속막에 대하여 패터닝 툴로 홈 가공을 행하고,
상기 세라믹 기판의 스크라이브 라인을 따라, 상기 세라믹 기판의 면으로부터 브레이크 바를 밀어내려, 상기 적층 세라믹 기판을 상기 스크라이브 라인에 맞추어 브레이크하는 적층 세라믹 기판의 분단 방법. - 삭제
- 삭제
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