TWI591032B - Ceramic substrate breaking method and scoring device - Google Patents

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TWI591032B
TWI591032B TW102121479A TW102121479A TWI591032B TW I591032 B TWI591032 B TW I591032B TW 102121479 A TW102121479 A TW 102121479A TW 102121479 A TW102121479 A TW 102121479A TW I591032 B TWI591032 B TW I591032B
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kenta Tamura
Masakazu Takeda
Kenji Murakami
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Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd
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Description

陶瓷基板之分斷方法及刻劃裝置
本發明係關於一種用以容易地對陶瓷基板進行分斷之陶瓷基板之分斷方法及刻劃裝置者。
習知在對陶瓷基板進行裂斷之情形，首先，對陶瓷基板形成刻劃線，之後，將形成有刻劃線之面作為下面而配置於底刀(bed knife)上，從已刻劃之基板之正上方沿著刻劃線將刀片(blade)壓下而藉此裂斷。然而，在如此之方法中，存在有不僅需要刻劃裝置及裂斷裝置，將基板從刻劃裝置往裂斷裝置進行搬送等作業步驟亦變多之缺點。
在刻劃裝置中，亦被考慮藉由較深地進行刻劃直到裂斷完成之情況。於專利文獻1中，提出有使用一般之刀具進行一定距離之刻劃，且稍微退回以進行刻劃並且將負載變大，藉由於同一方向反覆進行刻劃而使垂直裂紋更深地浸透之刻劃方法。
此外，於專利文獻2中，提出有為了對玻璃基板等之脆性材料基板進行分斷，藉由形成主刻劃線，且於其鄰近隔著0.5~1.0mm之間隔形成輔助刻劃線，而沿著原本之主刻劃線進行裂斷之分斷方法。
專利文獻1：日本特開2012-72008號公報
專利文獻2：WO2004-48058號公報
然而，在專利文獻1之方法中，雖可較深地形成垂直裂紋， 但未達分斷。因此若欲以此情形下進行裂斷，由於刻劃負載變大，因此存在有產生提早裂斷等導致品質低劣之問題。此外，在專利文獻2之方法中，雖可藉由相鄰地形成輔助刻劃線而進行裂斷，但在以陶瓷基板為對象之情形，存在有已分斷之端面之精度降低之問題。
本發明係有鑑於如此之習知之問題點而完成者，其目的在於 能夠使用刻劃裝置對陶瓷基板進行2次刻劃，直到分斷完成。
為了解決該課題，本發明之陶瓷基板之分斷方法，係使用第 1刻劃輪沿著所希望之線以第1負載於陶瓷基板形成刻劃線，且使用第2刻劃輪以較該第1負載更大之第2負載重疊於該陶瓷基板之該刻劃線上形成刻劃線，藉此對陶瓷基板進行分斷者。
此處，該第1刻劃步驟，亦可使用於圓周面形成有多個溝槽 之刻劃輪進行刻劃者。
此處，該第1刻劃步驟，亦可使用刀前端之角度為90°以上、 125°以下之刻劃輪進行刻劃者。
此處，該第2刻劃步驟，亦可使用刀前端無溝槽之刻劃輪進 行刻劃。
此處，該第2刻劃步驟，亦可使用刀前端角度為130°以上、 165°以下之刀前端之刻劃輪進行刻劃。
為了解決該課題，本發明之刻劃裝置，係用於陶瓷基板之分 斷，具備：平台，係保持成為刻劃對象之陶瓷基板；橋架，係具有與設置於該平台之陶瓷基板之面平行之樑；第1刻劃頭，係設成沿著該樑移動自 如，且沿著保持於該平台之陶瓷基板之刻劃預定線，使第1刻劃輪轉動並進行刻劃；以及第2刻劃頭，係設成沿著該樑移動自如，且以重疊於該已刻劃之刻劃線之方式，以較該第1刻劃線形成時更大之刻劃負載，使第2刻劃輪轉動並進行刻劃。
根據具有如此特徵之本發明，可獲得如下之優異之效果：藉 由於同一線進行2次刻劃而形成刻劃線，能夠彷彿同時地進行刻劃與裂斷般完成基板之分斷。因此，由於藉由僅使用刻劃裝置即足夠，因此可不需要從刻劃裝置往裂斷裝置之搬送或定位等，且可使作業步驟減少。此外，能夠以使陶瓷基板之端面精度提高之方式進行分斷。
10‧‧‧刻劃裝置
11‧‧‧移動台
16‧‧‧平台
20‧‧‧橋架
22‧‧‧樑
23‧‧‧線性馬達
24,26‧‧‧刻劃頭
25,27‧‧‧刻劃輪
30‧‧‧陶瓷基板
圖1，係表示本發明之實施形態之刻劃裝置之一例的立體圖。
圖2，係表示用以實現本實施形態之分斷方法之刻劃的概略圖。
圖3，係表示本發明之實施例及比較例之分斷時之結果的圖式。
圖1，係表示本發明之實施形態之使用於陶瓷基板之分斷之刻劃裝置之一例的概略立體圖。該刻劃裝置10，移動台11沿著一對導軌12a,12b，保持成於y軸方向移動自如。滾珠螺桿13與移動台11螺合。滾珠螺桿13，藉由馬達14之驅動旋轉，且使移動台11沿著導軌12a,12b於y軸方向移動。於移動台11之上面設置有馬達15。馬達15，係使平台16在xy平面旋轉並定位於既定角度者。
於刻劃裝置10，橋架20以跨越移動台11與其上部之平台 16之方式沿著x軸方向藉由支柱21a,21b而架設。橋架20，與平台16之面平行地設置樑22，且於樑22之長邊方向設置線性馬達23。於線性馬達23，設置有在第1刻劃步驟中所使用之第1刻劃頭24。於刻劃頭24之下端部，安裝有刻劃輪25。刻劃輪25，雖亦可使用於圓周上無溝槽之一般之刀前端者，但較佳為使用可進行高浸透之刻劃者。例如於日本國專利文獻3074143號所揭示般，提及有於圓周面形成多個溝槽，且以其間作為突起而成為高浸透型之刻劃輪。於刻劃頭24，於其內部設置有可進行經設定之升降動作之升降部，例如設置有使用空氣壓控制之氣缸或利用線性馬達之電動升降部等。
此外，於線性馬達23，設置有在第2刻劃步驟中所使用之 第2刻劃頭26。於刻劃頭26之下端部，安裝有刻劃輪27。刻劃輪27，雖亦可使用可進行高浸透之刻劃之刀前端者，但較佳為使用一般之刀前端者。於刻劃頭26，於其內部設置有可進行經設定之升降動作之升降部，例如設置有使用空氣壓控制之氣缸或利用線性馬達之電動升降部等。線性馬達23，係使刻劃頭24,26沿著x軸方向移動之驅動源。
接著，針對使用本實施型態之刻劃裝置之刻劃及分斷方法進 行說明。在該裝置中，首先第1，將分斷之對象設為陶瓷基板，例如LTCC基板30，且保持於平台16上。該刻劃輪25，係使用高浸透刀前端之刻劃輪，且將刻劃輪之刀前端角度設為90°以上，較佳為100°以上，此外設為125°以下，較佳為120°以下。此外，第2刻劃輪27，係使用於圓周上無溝槽之所謂的一般輪，且將刀前端角度設為較第1刻劃輪24為大，例如130°以上，較佳為135°以上，更佳為140°以上，此外設為165°以下，較佳為160°以下， 更佳為155°以下。
在第1刻劃步驟中，如圖2(a)所示般，使用第1刻劃頭24， 且驅動線性馬達23使刻劃頭24移動。刻劃輪25賦予第1負載，且使其於LTCC基板30轉動，藉此形成刻劃線31。
接著，如圖2(b)所示般，以重疊於已形成之刻劃線31之方 式，進行第2次之刻劃。此時，亦驅動線性馬達23、使用第2刻劃頭26之第2刻劃輪27、以較第1負載更大之第2負載再次進行刻劃。在第2刻劃步驟中，藉由將負載設成較第1刻劃之情形更大，可對既已形成之裂紋整體地施予力且使其較廣地浸透。據此，可藉由第2刻劃使LTCC基板30成為大致分斷狀態。
如此，在本實施型態中，僅使用刻劃裝置並將LTCC基板 30維持保持於平台16，連續地進行第1刻劃、第2刻劃，藉此可僅以刻劃而完成分斷。
【實施例】
接著，針對該實施型態之刻劃及分斷之實施例進行說明。此處，作為陶瓷基板係使用厚度為0.65mm之LTCC基板。此外，在第1次之刻劃中，使用2 ψ、刀前端角度110°之高浸透刀前端之刻劃輪，且將刻劃負載設成0.24MPa。
接著，關於第2次之刻劃，係使用一般刀前端之刻劃輪，且刀前端角度150°、刻劃負載設成0.40MPa。而且，關於第2次之刻劃，係相對於第1次之刻劃之刻劃線使偏移量從0開始稍微變化而試行刻劃。其結果表示於圖3。此處，實施例1係偏移量0mm，實施例2係偏移量0.02mm， 且比較例1、2、3係偏移量分別設成0.04mm、0.06mm、0.08mm。如從該試驗所示般，如實施例1般在將偏移量設成0mm亦即將第1、第2次之刻劃設成同一線時，刻劃品質、斷面品質佳，且可在刻劃完成後以輕微的支撐將基板分斷。此外，關於增加0.02mm之偏移之實施例2，亦可獲得大致同樣之效果。另外，切削量係表示斷面之凹凸之程度。
另一方面，如比較例1~3所示般，若將偏移量設為0.04mm以上，則刻劃品質或斷面品質降低，且於斷面易產生裂紋而使品質降低。因此，雖較佳為第2刻劃與第1刻劃為同一線，但容許誤差之範圍為±0.03mm。
另外，該實施例雖係針對LTCC基板進行說明，但本發明可應用於各種之陶瓷基板例如LTCC基板、鋁(HTCC)、氮化鋁、鈦酸鋇、肥粒鐵、氮化矽等之陶瓷基板之刻劃及分斷。
本發明可使用刻劃裝置而對陶瓷基板進行裂斷，對於陶瓷基板之分斷係有貢獻的。
25,27‧‧‧刻劃輪
30‧‧‧陶瓷基板
31‧‧‧刻劃線

Claims (6)

  1. 一種陶瓷基板之分斷方法，其特徵在於：使用第1刻劃輪沿著所希望之線以第1負載於陶瓷基板形成刻劃線；使用刀前端角度為130°以上之第2刻劃輪以較該第1負載更大之第2負載重疊於該陶瓷基板之該刻劃線上形成刻劃，藉此對陶瓷基板進行分斷。
  2. 如申請專利範圍第1項之陶瓷基板之分斷方法，其中，該第1刻劃步驟，係使用於圓周面形成有多個溝槽之刻劃輪進行刻劃者。
  3. 如申請專利範圍第1項之陶瓷基板之分斷方法，其中，該第1刻劃步驟，係使用刀前端之角度為90°以上、125°以下之刻劃輪進行刻劃者。
  4. 如申請專利範圍第1項之陶瓷基板之分斷方法，其中，該第2刻劃步驟，係使用刀前端無溝槽之刻劃輪進行刻劃。
  5. 如申請專利範圍第1項之陶瓷基板之分斷方法，其中，該第2刻劃步驟，係使用刀前端角度為130°以上、165°以下之刀前端之刻劃輪進行刻劃。
  6. 一種刻劃裝置，係用於陶瓷基板之分斷，其特徵在於，具備：平台，係保持成為刻劃對象之陶瓷基板；橋架，係具有與設置於該平台之陶瓷基板之面平行之樑；第1刻劃頭，係設成沿著該樑移動自如，且沿著保持於該平台之陶瓷基板之刻劃預定線，使第1刻劃輪轉動並進行刻劃；以及第2刻劃頭，係設成沿著該樑移動自如，且以重疊於該已刻劃之刻劃線之方式，以較該第1刻劃線形成時更大之刻劃負載，使刀前端角度為130 °以上之第2刻劃輪轉動並進行刻劃，藉此將該陶瓷基板分斷。
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