TW408058B - Ceramic substrate and its manufacturing method - Google Patents

Description

—_4ΜΔ58_____ 五、發明說明（I) 〈發明所屬的技術領域〉 本發明係有關一種陶瓷基板及其製造方法’具體地說， 该製造方法係為分割大型陶瓷燒結體基板而得到陶瓷基板 之方法。 〈習知技術〉 一般習知’有關分割陶瓷燒結體基板為複數陶瓷基板之 方法，一般所習知之方法為，使用含有鑽石等砂粒之切割 刀切割成方塊或以雷射切斷之。在這些方法中，除了使用 次將陶瓷燒結體基板完全切斷的方法外’還可在半切割1 後以加以外力來分割。 上述使用切割刀來切割成方塊的方法係一般最常見之方 法，例如，一邊使陶瓷燒結體基板沿X方向及/ 或γ方向對 切割刀相對移動，一邊進行切割。即使在切割成方塊時， 以既定深度半切割後再於陶瓷燒結體基板施加外力切割之 方法若和一次完全切斷的方法相比，由於具備較高的處理 月b力，對切割刀所造成之磨損較少，所以可以降低加工成 本。 此外’以雷射切割之方法， 陶瓷燒結體基板上形成連續微 過陶瓷燒結體基板，陶瓷燒結 若小洞未穿過陶瓷燒結體基板 加外力分割。即使在這種情況 和一次完全切斷之方法相比 所以可降低加工成本。 一般係以點狀雷射照射，在 小的洞。若所形成之小洞穿 體基板便一次被完全分割。 ，則僅被半切割，事後再施 下，半切割後再分割之方法 一般來說，處理時間較短，

第4頁 _408058 五 '發明說明（2) - 此外’亦有非一般性之方法’如先將陶瓷之成形趙半切. 割’燒結成陶瓷燒結體基板’之後沿著切痕部位分割陶瓷 燒結體基板。 〈發明所欲解決的課題〉 在上述過去之方法如圖3所示’以切割刀3刻膜以切斷陶 瓷燒結體基板時，只有切割刀3之刃寬d程度之陶瓷最後被 當成切屑捨棄。此外’切割刀3之耗損激烈，一般多使用 鑽石。由此觀之，使用切割刀3刻膜時，需增加成本，是 一個問題。 同時’使用切割刀半切割再沿切痕分割之一般性方法則 如圖4所示’在分割所得之各陶瓷基板2上切至既定深度 (half)會留下切割殘留部分2a ’所以相對於所需之基本尺 寸D而言，最後多產生了不必要的尺寸，此不必要之尺寸 相當於切割刀3之刀寬d的兩倍。此外，由於陶瓷基板2上 留下了切割殘留部分2a，產生了許多可能為破壞起點的部 分’於是陶瓷基板2之破壞強度跟著下降，此為一缺點' 此外’使用切割刀刻膜時，為了防止對切割時的切割刀 或陶瓷燒結體基板加熱，雖然會注入水等之冷卻媒體，但 當陶瓷燒結體基板為氮化鋁時，若使基板在水份附著其上 之狀態放置’亦會產生氨而形成問題。 另一方面’使用雷射切割時’為了在進行時使用雷射形 成小洞’無論採完全切斷或切至既定深度（dicing)，所得 之陶瓷基板後來皆會產生雷射留下的痕跡。此雷射所產生 之痕跡將成為破壞起點，而分割之後的陶瓷基板強度也容

^4080^8 五、發明說明（3) f跟者下降。此外’當陶瓷基板之 射：雷射所產生的熱會在基板上摘c高時’所照 ，將雷射照射時間加長或提高雷射的耠需要-些處理 的問題亦於焉產生。 、輪出，加工成本升高 另外’照過雷射後’揮發之陶隻.八A A 小洞周邊部八1 + u ^ 无成π會在雷射所形成之 基板上附著於其上。這些附著物在陶究 金屬層時對g U 5例如在形成會留下燒過痕跡之 :::對貼上做網板印刷，在 層上會產生缺陷，這些附著物在烟被p韦上次燒成之金屬 最嚴重可導致網板破損的問題/卩刷時會造成損壞， 因為：结Γ 2在ΐ型體上半切割並在燒結後分割之方法， =5 ΪΪ;多餘部分會產生影響，特別是當基板較為 大型時’有尺寸精度降低之缺點 ，：生之問㉟，本發明之目的為提供-種方法 行’並降低成本，且在表面上不產生附著物。本；=; 供由該方法所製造之強度不會降低且尺寸精度良好之陶究 基板。 為達成上述之目的，本發明所提供之陶瓷基板製造方法 ，其特=為，使用切痕工具從陶瓷燒結體基板表面之一端 至另一端形成連續淺淺的切痕’之後再沿此切痕分割該陶 瓷燒結體基板。此外，本發明所使用之切痕工具，其刀刃 部最好由超硬合金或鑽石構成。再者，所形成之切痕深度 最好為陶瓷燒結體基板之1/1〇〇以上1/1〇以下。 __ 408058____ 五、發明說明（4) 此外，藉由上述方法得到本發明之陶瓷基板，此陶瓷基 板係由陶瓷燒結體基板所分割而成之陶瓷基板’其特徵 為’於表面及分割面形成之切痕深度相對於陶瓷燒結體基 板之厚度為1/100以上1/10以下。 〈解決課題之方法〉 在本發明方法中，如圖1所示，藉由切痕 _____ 5a ’在陶瓷燒結體基板1其中一表面上由一端至另一端形 成一連續淺淺之切痕1 a。再來，在此具有切痕之陶竟燒結 體基板上施加外力’便會如圖2所示，該切痕1 a成為破壞 起始點’往厚度方向傳遞。沿著切痕〗a分割陶竞燒結體基 板1 ’即得複數陶瓷基板4。此外，含有切痕丨a之表面雖可 為陶瓷燒結體基板兩表面之任一面，但通常只有一面合適 罢=於兩表面上皆產生切痕，需要注意裡外之切痕“二= 罝決定和方向性。 關於切痕工具5，其刀刃部5a最好由超硬合金 =質材料構成，特別是鑽石很少導致基板之強度所 =較好。一般來說，超硬合金或鑽石等之硬質^ 板1上形成連續且銳利的切;展。 U陶竞燒結想基 此外’在陶瓷燒結體基板1之表面所形成 起使用習知切割刀刻膜時之半切割，因為 1 a比 5之刀刃㈣所形成，所以非常非常淺為而係使用切痕工具 非常*。於是，不但所得之陶竟基板= ” 小’產生切痕之時間也變短’被當成切屑·捨棄之二以亦極

408058 五、發明說明（5) 少’所以可謀求降低加工成本。 在本發明中，有關在陶瓷燒結體基板表面所形成之傷痕 1 a深度’最好相對於陶瓷燒結體基板厚度為1/(丨〇〇以上 1/10以下。若切痕la之深度未達到陶瓷燒結體基板1厚度 之1 /1 0 0 ’即使施加外力也無法沿著切痕分割。此外，若 切痕la之深度超過厚度之丨/1〇，在具有此切痕1&之陶瓷燒 結體基板上進行網板印刷等時，陶瓷燒結體基板容易斷裂 陶究燒結體_基板1表面切痕13呈凹下狀 而且 ...... 尸坏以即 使在進行金屬層形成用貼上之網板印刷時，也不會對 網板造成損壞。因此，可直接在具有切痕la之陶瓷燒結體 基板1表面進行印刷等處理《此外，使用雷射加工時不會 產生表面附著物，所以亦不會因金屬層上之附著 缺陷。 座生 此外，有關切痕加工之詳細步驟，係將陶焊纤 放置固定，藉著將切痕工具和陶瓷燒結體基板上$ 方向相對移動’可在陶瓷燒結體基板表面以既 °一 — 切痕加工。此外，藉由調整此時切痕工且同 仃 整切痕深度。 /、之何重’亦可調 陶 粒子 已形 成為 易。 寬現箱瓶丞极Μ乳化姑為最佳。氮化鋁係 t各粒子互相以晶格連接而成之結構。因 成切痕之陶瓷燒結體基板上施加外力分割’在表 破壞起始點，在晶格之間漸次傳遞切痕，佶/曰刀痕 是，分割面之形狀非常光滑，可成 侍分割 』成為破壞起始黑 於

408058 五、發明說明¢6) 之部分亦很少，亦不會有以 本身強度下降，所以可得S|| L割時所引起的陶瓷 -般習知，蔣：二:維持原來強度之陶竞基板。 和切割刀之間摩捧生埶，合 马f防止基板 ! 會附著於未被以氣化薄膜覆蓋上 ^化；Γ水反應之後，又產生氨。然而，使用本S 方法時’在切痕加工及後爽夕八电丨，岛你山 莖夕a细诚科.汉傻來之/刀割過程中，不需要使用水 f之：部：體’所以即使陶竞燒結體基板係由氮化結 成，亦不會產生氨。 此外’使用本發明方法切痕並分割之陶竞燒結體基板之 硬度最好為維克氏硬度150 0Hv以下^超過維克氏硬度 1 50 0HV時，即使使用切痕工具在陶瓷燒結體基板上切痕加 工，切痕深度容易在相對上變淺，於是在施加外力分割時 ’不容易沿著切痕的形狀分割，有產生局部破損的危險。 根據本發明’如圖1所示’在具有切痕1 a之陶瓷燒結體 基板上加以分割之後，即得圖2中所示複數陶瓷基板β藉 由此分割所得之陶瓷基板4因為沿著切痕1向厚度方向分割 ，所以沿著陶瓷基板4表面4a和分割面4b之邊緣留下切痕 1 b °此切痕1 b之深度相對於陶瓷基板4之厚度最好在1 / 1 0 0 以上至1/10以下的範圍内。 〈發明的實施例〉 實施例1 準備好長寬50mm，厚度〇.635mm之氮化鋁、鋁、氮化矽 所構成之陶瓷燒結體基板。在這些陶瓷燒結體基板表面

第9頁 408058 五、發明說明（7) 使用具有超硬合金或鑽石之刀刃部之切痕工具形成切痕。 所形成之切痕係從基板表面之一端至另_端形成之直線淺 痕（深度30ym) ’在整個基板上形成5.〇mm之高度。之後， 在這些陶竞燒結體基板上施加外力，沿著切痕分割成複數 個陶瓷基板。 接下來，如上所述，藉由雷射和切割刀將之刻膜’將各 個陶瓷燒結體基板一次完全切斷或半切割後施加外力，再 如上所述分別成5. Omni的高度。再者，在基板上照射直徑 120 "阳以及高度120 ^ra之雷射’若為半切割的情況，雷射 所到達之深度則在基板厚度方向有2〇〇〜25〇 ，並據此調 整照射時間。此外，丨關刻膜，使用刃寬〇>2_之切割刀 並注水加工之，若在半切割之情況下’該深度為。 根據如此得到之各個陶瓷基板，評估它們分割後寬戶 向之尺寸（目標尺寸為5.〇111111)及其公差、三點彎曲強度' 貼上之網板印刷時的印刷效果、分割時基板有無破損^ 及氮化鋁燒結體基板有無產生氨。此外，有關強度的 ，則將切痕加工側之陶瓷基板表面當成下側， 相隔30 /Z «〇支撐之中險點上加上荷重，缺 =點1 # s 热後測量斷裂時之 何重。此外，有關尺寸的測量則測量陶瓷基板長 :=之後三點所在之寬度方向的尺寸。根據不同種類 陶瓷基板所得的結果顯示於下列各表。 【表1】 [氮化鋁（維克氏硬度為”⑼!^)]

五、發明說明（8) 408G58 平均尺寸 平均強度 基板有無 有無 分割方法 (mm) (kg/mra)印刷效果 破損 產生氨 刻膜：半切割 刻膜：完全切斷 雷射：切至既定 深度(half cut) 雷射：完全切斷 本發明：超硬合金 本發明：鑽石 5.0土0.21 27 5,0±0.03 31 5.0±0.03 26 5.0±0.04 25 5.0土0.02 34 5.0±0.02 35 好妤 良良 網板刮痕 網板刮痕 良好 良好 有有 無無無無 無無 無無無^ 【表2】 [氮化矽（維克氏硬度為1500Hv)] 平均尺寸 平均強度 基板有無 分割方法 （mm) (kg/酬)印刷效果 破損 刻膜：半切割 5.0土0.23 65 刻膜：完全切斷 5.0±0.02 68 雷射：切至既定 深度(half cut) 5.0 土 0.03 63 雷射：完全切斷 5.0±0.03 61 本發明：超硬合金 5·0±0.03 71 本發明：鑽石 5.0±0.G3 73 無無 好好 良良 網板刮痕 網板到痕 良好 良好 無無無無 【表3】 [鋁（維克氏硬度為200 0Hv)]

分割方法 平均尺寸 (mm) 平均強度 (kR/mm) 印刷效果 基板有無 破損 刻膜：半切割 5.0±0.21 - 28 良好. 無 刻膜：完全切斷 5.0±0.03 30 良好 無 雷射：切至既定 深度(half cut) 5.0±0.03 29 網板到痕 無 雷射：完全切斷 5.0±0.04 27 網板刮痕 & 4 ‘，* 本發明：超硬合金 5.0±0.03 34 良好 破損一個 本發明：鑽石 5.0±0.03 35 良好 無 第11頁 408058 五、發明說明（9) 由以上結果可知’在本發明之分割方法中，比起使用切， 割刀刻膜要得到較高的尺寸精度，比起以雷射切割的方法 ’陶宪本身之強度亦未下降，如此可輕易分割陶瓷燒結體 基板’製造複數陶瓷基板。此外，使用刀刃部為鑽石所構 成之切痕工具時，基板強度下降得很少，也未在分割時造 成破損，所以可知此法特別好。 實施例2 如下列表4所示’準備兩種不同厚度之氮化鋁燒結體基 板（長寬50mni)。在各燒結體基板表面，和在實施例i中一 樣’使用具有人工鑽石之刀刃部的切痕工具，形成和實施 例ί 一樣形狀、如表4所示之深度的切痕。然後，在形成切 痕之各個燒結體基板表面進行鍍銀網板印刷，燒出痕跡後 ’施加外力並以切痕為起始點分割之β根據所得之試料卜 10的各個基板500片，確認分割效果，結果同表4 一起顯示 出來。 【表4】 基板厚度 切痕深度 切痕深度/ 試料 (mm) .(mm) 基板厚度 1 0, 635 0.080 0.13 2 0.635 0.064 0.10 3 0.635 0.02 0.03 4 0.635 0.006 0.009 5 0.635 0,003 0.005 6 1.5 0.2 0.13 7 1. 5 0.15 0.10 8 1.5 0.06 0.04 9 1· 5 0.015 0.01 10 1.5 0.009 0.006 有一塊在印刷時破損 良好 良好 良好 有一塊無法沿著切痕分割 有一塊在印刷時破損 良好 良好 良好 有—塊無法沿著切痕分割

第12頁 408058 五、發明說明（ίο) 由此表4可知，雖然幾乎每一種試料都可以導致良好的 分割，但使用試料1和試料6時，50 0片中只有1片由於網板 列印時的壓力而斷裂（0. 2%)，此外，使用試料5和試料1〇 時，5 0 0片中只有1片無法沿著切痕分割（0· 2%) ’所以可得 目的形狀之基板。此外，沿著切痕分割成目的形狀的整個 基板和在實施例1中一樣，在測量寬度方向之尺寸（目標尺 寸為5.0mm)，範圍在5. 0±0. 〇3mm内。 〈發明效果〉 根據本發明，藉由使用切痕工具之簡易方法，亦即分割 陶瓷燒結體基板為複數陶瓷基扳，可以低廉之加工成本製 造出來，並且所得之陶瓷基板強度不會下降且具有良好的 尺寸精度。 此外’根據本發明，若陶瓷燒結體基板為氮化鋁，陶瓷 本身之晶格容易受到破壞，所以不但提高了尺寸精度，也 不會因為使用水為冷卻媒體而產生氨。再者，即使在對陶 瓷基板做貼上印刷之處理，表面也不會出現附著物，所以 不需擔心在網板上產生刮痕。 〈圖式簡單說明〉 圖1係一剖面圖’概略顯示本發明方法中使用切痕工具 對陶瓷燒結體基板加工之情況。 圖2係一剖面圖’概略顯示本發明方法中被分割後之陶 瓷基板。 圖3係一剖面圖’概略顯示一般習知使用切割刀將陶瓷 燒結體基板刻膜之情況。

第13頁 _408058_ 五、發明說明（11) 圖4係一剖面圖，概略顯示一般習知將陶瓷燒結體基板 切成至既定深度再行切斷後之陶瓷基板。 〈符號說明〉 1 陶瓷燒結體基板 la 刻痕 lb 切痕 2 陶瓷基板 2a 切割殘留部分 3 切割刀 4 陶瓷基板 4a 表面 4b 分割面 5 切痕工具 5 a 刀刃部

第14頁

Claims (1)

1. π年：

   六、申請專利範圍 1. 一種陶瓷基板之製造方法，其特徵在於：使用切痕工 具從陶究繞結體基板表面之/端至另一端形成連續淺淺的 切痕’之後再沿此切痕分割該陶瓷燒結體基板。 2. 如申請專利範圍第1項之陶瓷基板之製造方法，其中 切痕工具之刀刃部係由超合金或鑽石所構成。 3·如申請專利範圍第1或2項之陶瓷基板之製造方法，其 中於表面形成之切痕深度相對於陶瓷燒結體基板之厚度為 1/100以上1/10以下。 4.如申請專利範圍第1或2項之陶瓷基板之製造方法’其 中陶瓷燒結體基板之維克氏硬度（Vickers Hardness, Hv) 為1500Ην以下。 5·如申請專利範圍第I或2項之陶瓷基板之製造方法’其 中陶瓷燒結體基板係氮化鋁。 6. 如申請專利範圍第1或2項之陶瓷基板之製造方法，其 中在形成對陶竞燒結體基板之切痕及分割時，未使用冷卻 媒體。 7. —種陶瓷基板，其特徵在於：係由分割陶瓷燒結體基 板而得之陶瓷基板’其t於表面和分割面之邊緣所切割之 切痕深度相對於陶瓷基板之厚度為1八00以上1/10以下。

   O:\58\58419.ptc 第1頁 2000.07.13.015 π年：

   六、申請專利範圍 1. 一種陶瓷基板之製造方法，其特徵在於：使用切痕工 具從陶究繞結體基板表面之/端至另一端形成連續淺淺的 切痕’之後再沿此切痕分割該陶瓷燒結體基板。 2. 如申請專利範圍第1項之陶瓷基板之製造方法，其中 切痕工具之刀刃部係由超合金或鑽石所構成。 3·如申請專利範圍第1或2項之陶瓷基板之製造方法，其 中於表面形成之切痕深度相對於陶瓷燒結體基板之厚度為 1/100以上1/10以下。 4.如申請專利範圍第1或2項之陶瓷基板之製造方法’其 中陶瓷燒結體基板之維克氏硬度（Vickers Hardness, Hv) 為1500Ην以下。 5·如申請專利範圍第I或2項之陶瓷基板之製造方法’其 中陶瓷燒結體基板係氮化鋁。 6. 如申請專利範圍第1或2項之陶瓷基板之製造方法，其 中在形成對陶竞燒結體基板之切痕及分割時，未使用冷卻 媒體。 7. —種陶瓷基板，其特徵在於：係由分割陶瓷燒結體基 板而得之陶瓷基板’其t於表面和分割面之邊緣所切割之 切痕深度相對於陶瓷基板之厚度為1八00以上1/10以下。

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