(57)【要約】【課題】大型セラミック基板を分割溝で分割する際のバリの発生を防止し、割れの発生を防止することができる大型セラミック基板を提供する。【解決手段】複数の基板が抽出される基板領域１０ａと、基板領域１０ａの外周部に形成された外周領域１０ｂとからなるとともに、個別の分割溝２、３を形成し、分割溝２，３に沿って分割することによって、複数の基板１を得る大型セラミック基板１０であって、基板領域１０ａに形成された分割溝２ａ、３ａの先端角ａは、外周領域１０ｂに形成された分割溝２ｂ、３ｂの先端角ｂより大きいことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板が抽出される基板領域と、該基板領域の外周部に配置された外周領域とから成り、前記基板領域及び前記外周領域に跨がるように縦横に交差する分割溝を形成し、該分割溝に沿って分割処理することによって、複数の基板を得る大型セラミック基板であって、
前記基板領域に形成された分割溝の先端角は、前記外周領域に形成された分割溝の先端角より大きいことを特徴とする大型セラミック基板。
【請求項２】
前記基板領域に形成された分割溝の先端角は５０〜９０°の範囲にあり、且つ前記外周領域に形成された分割溝の先端角は１０〜５０°の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の大型セラミック基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型セラミック基板に関するものであり、特に焼成後の大型セラミック基板を分割して複数の基板を得るための分割溝を形成した大型セラミック基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、セラミック基板は、回路構成部品を搭載したり、特性の測定を行う際などに生産効率を向上させるために、大型セラミック基板に基板領域毎に分割溝を形成し、この分割溝に沿って分割することによって、複数のセラミック基板を得る方法が採用されている。
【０００３】
一般的な大型セラミック基板の製造方法を以下に示す。
【０００４】
まず、セラミックグリーンシート上の各基板領域となる領域に、ビアホール導体となる貫通孔を形成し、スクリーン印刷により、内部配線層となる導体膜、ビアホール導体となる導体などを形成する。さらに、最外層に位置するセラミックグリーンシート上に、表面配線層となる導体膜、各種電極パッドとなる導体膜を形成する。
【０００５】
次に、セラミックグリーンシートを積層、熱圧着、カットを行い、未焼成状態の大型積層体を得る。このとき、セラミックグリーンシートの表裏両面に金型に保持された複数の刃（セラミックグリーンシートの途中にまで切り込みを形成する治具）を押し当てることにより、互いに直交して交差しあう分割溝を形成する。
【０００６】
次に、この大型積層体を焼成処理し、図３（ａ）に示すように、分割溝２、３が形成された大型セラミック基板１０を得る。
【０００７】
得られた大型セラミック基板１０をコンベア上で連続的に搬送し、表面配線層に回路構成部品を搭載したり、特性の測定などを行う。
【０００８】
最後に、図３（ｂ）に示すように、大型セラミック基板１０の各基板領域を区画する、一方の分割溝２に沿って分割処理を行った後、図３（ｃ）に示すように、他方の分割溝３に沿って分割処理を行う。これにより、大型セラミック基板１０からは、複数のセラミック基板１１が抽出されることになる。尚、図３（ａ）〜（ｃ）は、基板領域を着目して示されており、実際には基板領域の外周部の外周領域が存在する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示すように、上記大型セラミック基板１０によれば、大型セラミック基板１０を分割溝２、３で分割する際に、端部にバリ４が発生し、寸法ばらつきの原因となるという問題点があった。
【００１０】
バリ４発生のメカニズムを図６を用いて説明する。大型セラミック基板１０を分割溝２、３で分割する際に、実際には両方にかかる力Ｐ１、Ｐ２は均等でないため、力の大きい方（Ｐ１）に基板は引っ張られる。そしてこのとき、図６（ｂ）に示すように、大型セラミック基板１０の分割６は力の大きい方に向かって進行するため、バリ４が発生する。また、大型セラミック基板の分割溝２、３を挟んだ部分の大きさが大きくなり、力のかかる位置が離れるほど、モーメントが大きくなるため、バリ４が発生しやすくなる。
【００１１】
上記メカニズムから、バリ４の発生を防止するために、図６（ａ）に示すように、分割溝２、３の先端角を大きくすることが考えられる。しかしこのとき、焼成時に炉内の位置により大型セラミック基板１０内に温度分布が生じることや、大型セラミック基板１０上に部品を実装する際のハンドリングにより、図５に示すように、分割溝２、３に沿って大型セラミック基板１０に割れ５が入ったり、完全に割れてしまうという問題点があった。そして、大型セラミック基板１０が完全に割れてしまうと、実装時に位置ずれが発生し、基板の搬送を自動機で行うことができなくなったり、部品搭載が困難になるという問題点があった。
【００１２】
本発明は、上述の問題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、大型セラミック基板を分割溝で分割する際のバリの発生を防止し、寸法ばらつきを防止するとともに、大型セラミック基板を焼成する際の急激な基板収縮や、実装時のハンドリングによる、割れの発生を防止することができる大型セラミック基板を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明は、複数の基板が抽出される基板領域と、該基板領域の外周部に形成された外周領域とから成り、前記基板領域及び前記外周領域に跨がるように縦横に交差する分割溝を形成し、該分割溝に沿って分割処理することによって、複数の基板を得る大型セラミック基板であって、
前記基板領域に形成された分割溝の先端角は、前記外周領域に形成された分割溝の先端角より大きいことを特徴とする大型セラミック基板である。
【作用】
本発明の大型セラミック基板によれば、基板領域に形成された分割溝の先端角が外周領域に形成された分割溝の先端角より大きいため、基板領域における分割溝の先端角を十分大きくできることから、大型セラミック基板を分割溝に沿って分割する際のバリの発生を防止し、寸法ばらつきを防止することができる。また、外周領域に形成された分割溝の先端角を十分小さくできることから、大型セラミック基板を焼成する際の急激な基板収縮や、実装時のハンドリングによる、割れの発生を防止することができる。なお、外周領域においてバリが発生した場合も、最終製品としてのセラミック基板の寸法に影響を与えることはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の大型セラミック基板を図面に基づいて説明する。なお、図面において、各符号は焼成の前後で区別しないことにする。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例のＸ、Ｙ方向の分割溝を形成した大型セラミック基板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）はＢ−Ｂ断面図である。
【００１６】
図において、１０は大型セラミック基板、１０ａは基板領域１０ａは周辺領域、２はＹ方向の分割溝、３はＸ方向の分割溝である。
【００１７】
大型セラミック基板１０は、断面形状がＶ字状で、縦横に交差しあう分割溝２、３によって、各基板領域１０ａに区画されている。この分割溝２、３（基板領域の分割溝を２ａ、３ａ、外周領域に形成される分割溝を２ｂ、３ｂとする）に沿って分割することによって、複数のセラミック基板１１が得られる。また、大型セラミック基板１０のハンドリング時の外部応力に耐えうるように、基板領域１の周辺には、分割後に最終製品としてのセラミック基板１１とはならない、捨て耳部分である外周領域１０ｂが設けられている。
【００１８】
また、大型セラミック基板１０の材料としては、セラミック材料、低温焼成化が可能な酸化物、低融点ガラス材料などが用いられる。具体的には、セラミック材料としては、例えばＡ１２Ｏ３、ＢａＯ−ＴｉＯ２系、ＣａＯ−ＴｉＯ２系、ＭｇＯ−ＴｉＯ２系などが、また低温焼成化が可能な酸化物としては、例えばＢｉＶＯ４、ＣｕＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３などが選ばれる。
【００１９】
本発明の特徴的なことは、基板領域１０ａに形成された分割溝２ａ、３ａの先端角ａは、外周領域１０ｂに形成された分割溝２ｂ、３ｂの先端角ｂより大きい。
【００２０】
このため、基板領域１０ａにおける分割溝２ａ、３ｂの先端角ａを十分大きくできることから、大型セラミック基板１０を分割溝２、３に沿って分割する際のバリ４の発生を防止し、寸法ばらつきを防止することができる。また、外周領域１０ｂに形成された分割溝２ｂ、３ｂの先端角ｂを十分小さくできることから、大型セラミック基板１０を焼成する際の急激な基板収縮や、実装時のハンドリングによる、割れ５の発生を防止することができる。なお、外周領域１０ｂにおいてバリ４が発生した場合も、最終製品としてのセラミック基板１１の寸法に影響を与えることはない。
【００２１】
また、基板領域１０ａに形成された分割溝２ａ、３ａの先端角ａは５０〜９０°の範囲にあり、且つ外周領域１０ｂに形成された分割溝２ｂ、３ｂの先端角ｂは１０〜５０°の範囲にあることが望ましい。
【００２２】
すなわち、分割溝２ａ、３ａの先端角ａが５０°未満、あるいは分割溝２ｂ、３ｂの先端角ｂが１０°未満であると、図４に示すようなバリ４が発生してしまう。一方、分割溝２ａ、３ａの先端角ａが９０°未満、あるいは分割溝２ｂ、３ｂの先端角ｂが５０°未満であると、図５に示すような割れ５の発生が顕著となる。
【００２３】
さらに、分割溝２ａ、３ａ及び２ｂ、３ｂの厚みｔ２は、大型セラミック基板１０の厚みｔ１の１０〜２０％の範囲にあることが望ましい。
【００２４】
すなわち、分割溝２ａ、３ａ及び２ｂ、３ｂの厚みｔ２が、大型セラミック基板１０の厚みｔ１の１０％を越えると、バリ４が発生しやすく、一方、厚みｔ２が、大型セラミック基板１０の厚みｔ１の２０％越えると、割れ５の発生を防止できない。
【００２５】
以下、本発明の大型セラミック基板１０の製造方法について説明する。
【００２６】
まず、セラミックグリーンシートの各基板領域１０ａとなる領域に、ビアホール導体となる貫通孔を形成し、スクリーン印刷により、内部配線層となる導体膜、ビアホール導体となる導体（いずれも図示せず）などを形成する。さらに、最外層に位置するセラミックグリーンシート上に、表面配線層となる導体膜、各種電極パッドとなる導体膜（いずれも図示せず）を形成する。
【００２７】
次に、セラミックグリーンシートを積層、熱圧着を行う。
【００２８】
次に、図１に示すように、矢印Ｙで示す方向の分割溝２及び矢印Ｘで示す方向の分割溝３を熱圧着されたセラミックグリーンシートの表裏両面に形成する。すなわち、まず多数の刃２０が平行に保持された金型を押し当ててＹ方向の分割溝２を形成し、次に同様に、多数の刃２０が平行に保持された金型を押し当ててＸ方向の分割溝３を形成する。なお、Ｘ、Ｙ方向の分割溝を同時に形成するように、多数の刃が保持された金型を用いても良い。
【００２９】
このとき、図２に示すように、基板領域１０ａに形成される分割溝２ａ、３ａとなる部分に押し当てられる金型の刃の両端部２０ａの先端角αは、外周領域１０ｂに形成される分割溝２ｂ、３ｂとなる部分に押し当てられる金型の刃の中央部２０ｂの先端角βより大きくする。また、金型の刃の両端部２０ａの先端角αは分割溝２ａ、３ａの先端角と略同一にし、また金型の刃の中央部２０ｂの先端角βは分割溝２ｂ、３ｂの先端角と略同一にする。
【００３０】
次に、カットを行い、Ｙ方向の分割溝２とＸ方向の分割溝３が形成された未焼成状態の大型積層体１０を得る。
【００３１】
次に、この未焼成状態の大型積層体を焼成処理し、大型セラミック基板１０を得る。
【００３２】
そして、図３（ｂ）に示すように、まずＹ方向の分割溝２に沿って、手またはブレイクローラ等の機械等で焼成後の大型セラミック基板１０を分割する。次に、図３（ｃ）に示すように、Ｘ方向の分割溝３に沿って、大型セラミック基板１０を分割する。このようにして、最終製品としてのセラミック基板１１が得られる。
【００３３】
次に、上記製造方法で作製した大型セラミック基板について、バリ４の発生頻度を求めた。すなわち、本実施例として、基板領域１０ａに形成された分割溝２ａ、３ａの先端角ａが６０°、外周領域１０ｂに形成された分割溝２ｂ、３ｂの先端角ｂが３５°となるものを作成した。
【００３４】
また比較例として、基板領域１０ａに形成された分割溝２ａ、３ａの先端角ａ及び基板領域１０ａに形成された分割溝２ｂ、３ｂの先端角ｂがともに３５°、６０°（それぞれ比較例Ｉ、ＩＩ）となるものを作成した。
【００３５】
バリ４は、分割後のセラミック基板１１について、ノギスを用いて測定したが、投影機を用いて測定しても良い。バリ４の評価基準は、図４におけるＬの値が０．２ｍｍ以下のものを良品、０．２ｍｍを越えるものを不良品とした。
【００３６】
割れ５が発生する割合は、１００個の焼成後の大型セラミック基板１０を目視することにより求めた。
【００３７】
実験の結果、本実施例は、０．２ｍｍを越えるバリ４の発生頻度は０％、割れが発生する割合は０％となった。
【００３８】
これに対し、基板領域１０ａに形成された分割溝２ａ、３ａの先端角ａ及び基板領域１０ａに形成された分割溝２ｂ、３ｂの先端角ｂがともに３５°である場合（比較例Ｉ）、０．２ｍｍを越えるバリ４の発生頻度が５％となった。
【００３９】
また、基板領域１０ａに形成された分割溝２ａ、３ａの先端角ａ及び基板領域１０ａに形成された分割溝２ｂ、３ｂの先端角ｂがともに６０°である場合（比較例ＩＩ）、割れ７が発生する割合が５％となった。
【００４０】
なお、本発明は上記の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々の変更や改良等は何ら差し支えない。
【００４１】
例えば、基板用セラミックスの材料として、低温焼成基板に限らず、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、ムライト基板等どのようなセラミック基板に適用しても良いし、生のセラミック基板は積層基板に限らず、プレス成形体あるいは押し出し成形体であっても良い。
【００４２】
また、本実施の形態では、Ｘ、Ｙ方向の分割溝２、３をセラミック基板１０の表裏両面に形成したが、片面のみに形成しても良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の大型セラミック基板によれば、基板領域に形成された分割溝の先端角が、外周領域に形成された分割溝の先端角より大きいため、大型セラミック基板を分割溝で分割する際のバリの発生を防止し、寸法ばらつきを防止するとともに、大型セラミック基板を焼成する際の急激な基板収縮や、実装時のハンドリングによる、割れの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のＸ、Ｙ方向の分割溝を形成した大型セラミック基板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）はＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図１の分割溝を形成するための金型の刃の外観斜視図である。
【図３】一般的なセラミック基板の製造方法を示す斜視図であり、（ａ）は分割溝を形成した大型セラミック基板、（ｂ）は一方向の分割後、（ｃ）は他方向の分割後である。
【図４】従来のセラミック基板の問題点を示す平面図である。
【図５】従来のセラミック基板の他の問題点を示す平面図である。
【図６】図４のバリ発生のメカニズムを示す断面図であり、（ａ）は分割溝の先端角が大きい場合、（ｂ）は分割溝の先端角が小さい場合である。
【符号の説明】
１０　　　　　大型セラミック基板
１０ａ　　　　基板領域
１０ｂ　　　　外周領域
１１　　　　　セラミック基板
２　　　　　　Ｙ方向の分割溝
３　　　　　　Ｘ方向の分割溝
２０　　　　　金型の刃
２０ａ　　　　金型の刃の中央部
２０ｂ　　　　金型の刃の両端部
１１　　　　　セラミック基板
４　　　　　　バリ
５　　　　　　割れ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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