TWI542460B - Determination of Alumina Substrate - Google Patents
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Description
本發明係關於一種於刻劃氧化鋁基板後進行分斷之氧化鋁基板之割斷方法。
先前於割斷玻璃基板之情形時，係利用刻劃裝置進行刻劃(形成刻劃線)，之後利用分斷裝置予以分斷。於利用刻劃裝置進行刻劃之情形時，若刻劃深度較淺，則於分斷時端面容易產生龜裂。另一方面，若深度較深則容易分離，且即便在其後之分斷後，端面之毛刺亦較小或者不易產生龜裂，端面品質趨於良好。因此，藉由將龜裂滲透率加深為例如板厚之80%左右，而可提昇品質地進行割斷。
然而，由於陶瓷基板較玻璃基板更硬，故於藉由刻劃及分斷進行割斷時，刻劃輪容易產生磨損。因此，通常於切斷之情形時藉由切割(dicing)而執行斷開。
專利文獻1中提出一種方法，其對於陶瓷基板中硬度較低之低溫共燒陶瓷基板(LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)基板)，不進行切割而是進行刻劃，從而予以分斷。
[專利文獻1]日本專利特開2010-194784號公報
發明者等人使用刀尖角度為120°之刻劃輪，使對於LTCC基板之龜裂滲透率於10%~80%內變化而進行刻劃，之後予以分斷。針對分斷後之端面，測量中心線平均粗糙度Ra及最大高度Ry，作為粗糙度評估。圖1A、圖1B係表示上述變化之曲線。此情形時，如圖1A、圖1B所示，發明者等人發現：無論龜裂滲透率為何，分斷後之端面之粗糙度皆不太有變化；及龜裂滲透率若為20%以下則斷面會產生龜裂，且分斷後之端面之品質劣化。
另一方面，本發明者等人發現：如為用作電子零件之安裝用基板之氧化鋁基板等，若使用刀尖角度為120°之刻劃輪，並增大龜裂滲透率，則該種趨勢不成立，而有端面品質反而劣化之情形。
本發明之目的在於藉由刻劃並分斷氧化鋁基板而予以斷開之情形時，提昇端面之品質。
為了解決上述問題，本發明之割斷方法係氧化鋁基板之割斷方法，其對於氧化鋁基板，使用刀尖角度超過135°之角度(較佳為140°以上、通常為170°以下、尤其為160°以下)之刻劃輪，以20%以上(較佳為30%以上、尤其為40%以上、通常為80%以下)之龜裂滲透率進行刻劃，並沿著利用上述刻劃輪而形成之刻劃線予以分斷。
此處，龜裂滲透率亦可為50%以上。
根據具有此種特徵之本發明，對於氧化鋁基板，使用刀尖角度超過135°之角度之刻劃輪，以龜裂滲透率為20%以上之狀態進行刻劃，其後予以分斷。如此，能夠以較小之分斷負載確保端面之品質並割斷氧化鋁基板。
圖1A係表示針對LTCC基板改變龜裂滲透率時之端面之中心線平
均粗糙度Ra之曲線。
圖1B係表示針對LTCC基板改變龜裂滲透率時之端面之最大高度Ry之曲線。
圖2A係表示針對本發明之對象即氧化鋁基板，使用刀尖角度140°之刻劃輪，並改變龜裂滲透率時之端面之中心線平均粗糙度Ra之曲線。
圖2B係表示針對本發明之對象即氧化鋁基板，使用刀尖角度140°之刻劃輪，並改變龜裂滲透率時之端面之最大高度Ry之曲線。
圖3A係表示針對氧化鋁基板，使用刀尖角度140°之刻劃輪，並將龜裂滲透率設為10%時之端面之圖。
圖3B係表示針對氧化鋁基板，使用刀尖角度140°之刻劃輪，並將龜裂滲透率設為20%時之端面之圖。
圖3C係表示針對氧化鋁基板，使用刀尖角度140°之刻劃輪，並將龜裂滲透率設為30%時之端面之圖。
圖3D係表示針對氧化鋁基板，使用刀尖角度140°之刻劃輪，並將龜裂滲透率設為70%時之端面之圖。
圖4係表示針對本發明之對象即氧化鋁基板而改變龜裂滲透率時之抗折強度之變化之曲線。
圖5A係表示針對本發明之比較例之氧化鋁基板，使用刀尖角度120°之刻劃輪，並改變龜裂滲透率時之端面之中心線平均粗糙度Ra之曲線。
圖5B係表示針對本發明之比較例之氧化鋁基板，使用刀尖角度120°之刻劃輪，並改變龜裂滲透率時之端面之最大高度Ry之曲線。
圖6A係表示針對本發明之比較例之氧化鋁基板，使用刀尖角度120°之刻劃輪，並將龜裂滲透率設為10%時之端面之圖。
圖6B係表示針對本發明之比較例之氧化鋁基板，使用刀尖角度
120°之刻劃輪，並將龜裂滲透率設為20%時之端面之圖。
圖6C係表示針對本發明之比較例之氧化鋁基板，使用刀尖角度120°之刻劃輪，並將龜裂滲透率設為30%時之端面之圖。
圖6D係表示針對本發明之比較例之氧化鋁基板，使用刀尖角度120°之刻劃輪，並將龜裂滲透率設為70%時之端面之圖。
成為本發明之對象之基板為氧化鋁基板。氧化鋁基板係氧化鋁(Al2O3)之含有率例如為90重量%以上、而其他部分混入黏合劑(燒結助劑)等添加物者，廣泛用作半導體晶片等之基板。於使用氧化鋁基板作為晶片零件之基板之情形時，例如割斷為2 mm見方以下(1 mm見方等)之小晶片狀。於用作安裝多個零件等之基板之情形時，必須割斷為例如100 mm見方等較大尺寸。若刻劃並分斷氧化鋁基板而予以斷開，則刻劃時若增大刀尖角度則可減小分斷強度，從而可提昇端面品質。因此，發明者等人針對氧化鋁基板，使用刀尖角度為140°之刻劃輪，並適當地改變龜裂滲透率，於刻劃後予以分斷，並評估端面之品質。
發明者等人使用刀尖角度為140°之刻劃輪，針對0.635 mm厚之氧化鋁基板，藉由改變刻劃時之負載使龜裂滲透率於10%~80%內變化，而進行刻劃。以此方式刻劃之後，例如使用日本專利特開2010-149495所示之分斷裝置進行分斷。為了評估分斷後之端面粗糙度，而測量中心線平均粗糙度Ra及最大高度Ry。圖2A、圖2B係表示其變化之曲線。而且，圖3A~圖3D係表示刀尖角度為140°時之端面之狀態之圖，圖3A表示龜裂滲透率為10%之情形，圖3B表示龜裂滲透率為20%之情形，圖3C表示龜裂滲透率為30%之情形，圖3D表示龜裂滲透率為70%之情形。根據這些圖所示，無論龜裂滲透率如何，端面狀態均未產生龜裂等而處於正常範圍。又，根據圖2A、圖2B可知端面粗
糙度亦無關於龜裂滲透率而大體固定。
圖4表示對於刻劃滲透率之抗折強度。根據該圖可知龜裂滲透率為10%時，抗折強度為91 MPa，分斷時需要較大之力。另一方面，龜裂滲透率為20%以上時，抗折強度為42 MPa以下，龜裂滲透率為50%以上時，抗折強度為29 MPa以下，均以較小之力便可實現分斷。
一般而言，刻劃輪之負載係相對於基板而朝向下方施加，但於刻劃輪之斜面咬入基板之部分，負載係於斜面之垂直方向分散。若刀尖角度小，則與刀尖角度大之情形相比，負載之分散方向接近水平方向。於負載增大時此趨勢變得更大。本發明者認為上述水平方向上分散之負載會助長水平龜裂產生，或者會導致端面品質下降。因此，於刀尖角度小之情形時，若為了增大龜裂滲透率而增大負載，則端面品質會下降。相對於此，於刀尖角度大之情形時，即便為了增大龜裂滲透率而增大負載，端面品質亦難以下降。所以，若考慮上述測試結果而將刀尖角度設為140°以上之情形時，龜裂滲透率若為20%以上、較佳為30%以上、更佳為50%以上，則可減小分斷時之負載，從而可避免產生龜裂，維持較高之端面品質。
其次，作為比較例，發明者等人使用刀尖角度為120°之刻劃輪，針對氧化鋁基板，使龜裂滲透率於10%~80%內變化而進行刻劃。以此方式刻劃之後，例如使用日本專利特開2010-149495所示之分斷裝置進行分斷。為了評估分斷後之端面粗糙度，而測量中心線平均粗糙度Ra及最大高度Ry。圖5A、圖5B係表示其變化之曲線。圖6A~圖6D係表示刀尖角度為120°時之端面狀態之圖，圖6A表示龜裂滲透率為10%之情形，圖6B表示龜裂滲透率為20%之情形，圖6C表示龜裂滲透率為30%之情形，圖6D表示龜裂滲透率為70%之情形。如該等圖所示，於龜裂滲透率為30%及70%之情形時，會產生龜裂，品質變得不良。因此，於刀尖角度為120°之情形時，就端面品質方面而言，龜裂
滲透率為30%以上則不佳。
再者，如上所述，由於氧化鋁基板之硬度高，因此刻劃輪容易產生磨損。為了解決此問題，較佳於超硬合金之刻劃輪之表面、至少於刀尖部分形成金剛石之膜(例如藉由CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)形成之金剛石膜)，以提昇刻劃輪之強度。若使用此種刻劃輪，則可防止急遽磨損，從而可進行較長距離之刻劃。
本發明可廣泛利用於刻劃並分斷氧化鋁基板之製造步驟中。
Claims (2)
- 一種氧化鋁基板之割斷方法，其對於氧化鋁基板，使用刀尖角度介於135°~170°之刻劃輪，以20%~80%之龜裂滲透率進行刻劃，且沿著利用上述刻劃輪形成之刻劃線而予以分斷。
- 如請求項1之氧化鋁基板之割斷方法，其中龜裂滲透率設為50%~80%。
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