(57)【要約】【課題】窒素化アルミニウム焼結体よりなる基板を切削砥石で切断する際に、切断時の砥石摩耗量を抑えながら、加工端部に発生するカケを小さくすることが可能な切断方法を提供する。【解決手段】窒化アルミニウム焼結体よりなる基板を回転研削砥石により切断するに際し、上記基板を、該窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径（ｄ；μｍ）に対して、下記（１）式で示される範囲を満足する平均粒径（ｘ；μｍ）を有するダイヤモンド砥粒を用いた回転研削砥石によって切断する。    ２ｄ≦ｘ≦１５０／ｄ  （１）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化アルミニウム焼結体よりなる基板を回転研削砥石により切断するに際し、上記基板を、該窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径（ｄ；μｍ）に対して、下記（１）式で示される範囲を満足する平均粒径（ｘ；μｍ）を有するダイヤモンド砥粒を用いた回転研削砥石によって切断することをすることを特徴とする基板の切断方法。
２ｄ≦ｘ≦１５０／ｄ  （１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の新規な切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ほう素等に代表されるセラミック材料は電気特性、光学特性、熱特性等の優れた特徴があることから広範囲に使用されている。これらのセラミック材料の中でも特に窒化アルミニウムは熱伝導性だけでなく、絶縁性、誘電特性、熱膨張特性の点で優れた特性を有することから、半導体実装用の高機能放熱基板として急速に普及しつつある。このような放熱基板は通常以下のような方法で製造される。
【０００３】
上記窒化アルミニウム焼結体よりなる基板は、焼結基板の表面を研削又は研磨により、一定の面粗さに仕上げ、当該面上に、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ，ＴａＮ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｒなどの第１薄膜層、Ｎｉ，Ｐｔなどの第２薄膜層、Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄなどの第３薄膜層をこの順序で形成することにより一般的に製造されている。このようにして表面に金属薄膜層が形成された後に、必要に応じてパターニングされ、次いで、切断分割され最終製品の寸法、形状に仕上げられその金属薄膜層上に電子素子（例えばレーザーダイオード）が薄膜半田を用いてマウントされる。
【０００４】
上記基板の切断は、電子素子の小型化、高密度化につれて加工精度も近年著しい精度の向上が求められている。
【０００５】
従来、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の切断には、回転研削砥石が一般に使用されている。この回転研削砥石を使用した切断装置は、工作物を高精度で切断するための装置上の改良が種々提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１３２１１４号公報
【特許文献２】特開平  ４−１３５５２号公報
【特許文献３】特開平１０−６４８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、窒化アルミニウム焼結体等の硬質材料を切断加工する場合、例えばある大きさのブロックやウエーハに切断して多数の製品を切り出す場合や多数の溝加工を行う場合に、回転研削砥石を使用した高精度の切断加工については、検討が不十分である。
【０００８】
即ち、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板は比較的脆い部材であるため、これに加工を行う際に加工端部にカケが生じ、品質が悪化するという問題が生じる。近年では切断時の位置精度が高精度化したこと、および切断端部と電子素子のマウント位置との距離が近くなったことより、品質の悪化を防ぐためカケをできるだけ小さくすることを必要とされる。
【０００９】
一方、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板は比較的硬い材料でもあるため、研削砥石の摩耗が大きく、経済性に悪影響を及ぼす。
【００１０】
これらの傾向は、対象とする窒化アルミニウム焼結体の種類によって、カケの発生度合いや砥石の摩耗量に違いがあるため、両者を満足する切断方法の提案が望まれるところであった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、窒化アルミニウム焼結体の如き多結晶材料を回転研削砥石により切断する場合、加工端部カケの幅は窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径と研削砥石の砥粒の平均粒径の積に比例し、砥石の摩耗量は多結晶材料の平均結晶粒径と研削砥石の砥粒の平均粒径の商に比例するという関係を見出した。
【００１２】
上記知見に基づき、切断する窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径を基にして研削砥石の砥粒の平均粒径を特定の範囲に設定することによって、切断時に砥石摩耗を抑えた上でカケの小さい切断面が得られる切断方法を完成し、本発明を提出するに至った。
【００１３】
即ち、本発明は、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板を回転研削砥石により切断するに際し、上記基板を、該窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径（ｄ；μｍ）に対して、下記（１）式で示される範囲を満足する平均粒径（ｘ；μｍ）を有するダイヤモンド砥粒を用いた回転研削砥石によって切断することをすることを特徴とする基板の切断方法である。
【００１４】
２ｄ≦ｘ≦１５０／ｄ  （１）
【発明の効果】
【００１５】
本発明の基板の切断方法は、窒素化アルミニウム焼結体よりなる基板の切断において、切断する基板の平均結晶粒径から切断用研削砥石の砥粒の平均粒径の範囲を採用することによって、切断時の砥石摩耗量を抑えながら、加工端部に発生するカケを小さくすることができるという効果を発揮する。
【００１６】
従って、経済的に且つ精密な窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の切断を行なうことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の切断方法において、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板は公知のものが特に制限なく使用されるが、特に、焼結体を構成する結晶粒径が１〜８μｍ程度のものに対して本発明の切断方法は特に有効であり、また、かかる結晶粒径を有するものは、基板表面の精度も上げることができ好適である。また、基板の形状は、加工が容易であるという観点から、その厚さは５０μｍ〜５ｃｍ、特に１００μｍ〜２ｃｍであるのが好適である。
【００１８】
本発明の切断方法は、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板を対象とする態様であれば、如何なる状態においても適用できる。
【００１９】
例えば、未加工の状態の基板、各種ホーニング加工、ラップ加工、鏡面加工等を施した基板、半導体素子搭載用基板として基板表面に蒸着法、スパッタリング法、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法等によりメタライズ層を形成した基板等が挙げられる。
【００２０】
本発明の切断に用いられる回転切削砥石は、公知のものが特に制限無く使用されるが、ダイヤモンド砥粒を使用した研削砥石を使用したものが好適である。上記ダイヤモンド砥粒は、ダイヤモンド砥粒が結合剤を用いて固着された研削砥石である。ダイヤモンド砥粒には天然または合成工業用ダイヤモンド粉末が用いられ、結合剤は、レジンボンド、メタルレジンボンド、メタルボンド、ビトリファイドボンド、電着ボンド、電鋳金属ボンド等のいずれの方法でも良い。また、研削砥石全体が砥粒と結合剤で構成されていても良く、切断にかかわらない部分を金属等の他材料で構成していても良い。
【００２１】
本発明に用いられる回転研削砥石の外径、厚み等は特に制限されず、切断の対象となる基板に応じて適宜決定すればよいが、研削砥石の厚みは切断溝の蛇行、砥石摩耗量の増大等の悪影響が生じない範囲内においてできる限り薄いほうが好ましい。
【００２２】
また、一般的な研削砥石先端の形状は角型であるが、Ｒまたはテーパが付いていても良い。
【００２３】
本発明で用いられる回転研削砥石中の砥粒の平均粒径（ｘ；μｍ）は、２ｄ≦ｘ≦１５０／ｄ（ｄ；窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径〔μｍ〕）の条件を満たさなければならない。
【００２４】
即ち、ｘが１５０／ｄを超える場合は、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の加工端部に発生するカケの幅が大きくなり、また、ｘが２ｄより小さい場合は、上記基板の加工端のカケは防止できるが、研削砥石の摩耗が大きくなり、本発明の目的を達成することが出来ない。
【００２５】
上記の回転研削砥石中の砥粒の平均粒径（ｘ；μｍ）について、特に好ましい範囲は、３ｄ≦ｘ≦１１０／ｄである。
【００２６】
本発明における切断時の基板の固定方法は特に制限されず、公知の方法が制限なく使用できる。例えば、真空吸引、ＵＶテープによる貼付け、固形ワックスによる貼付け、接着剤による貼付け等が適応され、これらを併用しても良い。また、切断を行う研削盤は市販されているものが好適に使用できる。
【００２７】
本発明で対象とする切断方法は、公知のものが制限なく使用できる。例えば、アップカット、ダウンカット、クリープフィード研削、ハイスピードストローク研削等が挙げられる。
【００２８】
また、砥石回転数は、５０００ｒｐｍ以上であれば良いが、好ましくは２００００ｒｐｍ以上であることが好ましい。また回転数の上限は、特に制限されないが、１０００００ｒｐｍ、特に、６００００ｒｐｍ程度である。
【００２９】
また、基板の送り速度は、３００ｍｍ／ｓ以下であれば良いが、３０ｍｍ／ｓ以下が好ましい。これら以外の加工条件による制限は受けない。
【実施例】
【００３０】
本発明を更に具体的に説明するため以下実施例及び比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
実施例１〜６
平均結晶粒径３．３μｍ、４．４μｍの鏡面加工を施した窒化アルミニウム焼結体基板（５０．８ｍｍ×５０．８ｍｍ×０．３ｍｍ）を砥粒の平均粒径が１２μｍ（ディスコ社製、Ｂ１Ａ８０３ＳＤ１２００Ｎ５０Ｍ５１、５２Ｄ×０．１Ｔ×４０Ｈ）、１５μｍ（ディスコ社製、Ｂ１Ａ８０３ＳＤ８００Ｎ５０Ｍ５１、５２Ｄ×０．１Ｔ×４０Ｈ）、２５μｍ（ディスコ社製、Ｂ１Ａ８０３ＳＤ６００Ｎ５０Ｍ５１、５２Ｄ×０．１Ｔ×４０Ｈ）の研削砥石を用いて、切断機（ディスコ社製、ＤＡＤ５２２）にて砥石回転数が２３０００ｒｐｍ、送り速度が６ｍｍ／ｓの条件にて１００回（切断距離５０８０ｍｍ）、ダウンカットにて切断した。
【００３２】
窒化アルミニウム焼結体基板はＵＶシート（ＵＤＶ−１００Ａ）に貼り付けて多孔質チャックにて真空吸着し固定した。基板を完全に切断するため、ＵＶシートに５０μｍ切込む条件とした。切断前と切断後での砥石の半径減少量を砥石摩耗量とし、切断機セットアップ機能にて測定した。切断後の加工端部を２００倍の測定顕微鏡にて観察し、切断１本（５０．８ｍｍ）内での切断端部の最大カケの幅を測定し、これを全ての切断で行い、平均を加工端部カケ幅とした。実施例では加工端部カケ幅は小さい上に、砥石摩耗量も小さい。
【００３３】
比較例１〜４
平均結晶粒径３．３μｍ、４．４μｍ、６．７μｍの鏡面加工を施した窒化アルミニウム焼結体基板（５０．８ｍｍ×５０．８ｍｍ×０．３ｍｍ）を砥粒の平均粒径が１２μｍ（ディスコ社製、Ｂ１Ａ８０３ＳＤ１２００Ｎ５０Ｍ５１、５２Ｄ×０．１Ｔ×４０Ｈ）、１５μｍ（ディスコ社製、Ｂ１Ａ８０３ＳＤ８００Ｎ５０Ｍ５１、５２Ｄ×０．１Ｔ×４０Ｈ）、２５μｍ（ディスコ社製、Ｂ１Ａ８０３ＳＤ６００Ｎ５０Ｍ５１、５２Ｄ×０．１Ｔ×４０Ｈ）、３５μｍ（ディスコ社製、Ｂ１Ａ８０３ＳＤ４００Ｎ５０Ｍ５１、５２Ｄ×０．１Ｔ×４０Ｈ）の研削砥石を用いて、実施例と同方法にて切断および砥石磨耗量、加工端部カケ幅の測定を行った。
【００３４】
【表１】
2005186211.tif 000002