(57)【要約】【課題】  高脆性材料の溝加工や切断加工におけるチッピングや欠けなどの欠陥を抑制する手段を提供する。【解決手段】  被加工材１ａの必要な面に研削やブラストや化学エッチングなどの適切な手段で予め所定の個所と範囲２ａに表面粗化加工１ｂを施しておき、その範囲内３ｂを溝加工ないし切断加工する事を特徴とする製造方法であって、１ｂはＲａ値で１０〜２５００ナノメートルとする。また、２ａは３ｂより１０〜５００マイクロメートル大きくする。すなわち３ｃは（１０〜５００）の１／２マイクロメートルとする。【選択図】  図１
2005329692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶装置や携帯電話などに用いられる光学用ガラス及び基板用ガラス、半導体やその他の回路素子用に用いられるシリコンなどのセラミックス基板など所謂高脆性材料の溝加工や切断加工において、加工による被削材のエッジ部に発生するチッピングや欠けなどの不具合を低減する目的で、その溝加工や切断加工をする箇所に予備加工として表面粗さを大きくする加工を予め施した後その箇所の概略中央をダイシングなどによって溝加工や切断加工などの成形加工を行うことを特徴とする製造工程。
【請求項２】
請求項１記載の製造工程において予備加工として行う表面粗化加工の手段に、湿式あるいは乾式ブラスト法を用いるか、または研削盤などでの砥石研削法を用いることを特徴とする製造工程。
【請求項３】
請求項１または２記載の製造工程において、表面粗化加工の程度をＲａ値で１０〜２５００ナノメートルの範囲とすることを特徴とする製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の製造工程において表面粗化加工の幅を溝加工或いは切断加工する加工幅より１０〜５００マイクロメートル広い幅とすることを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は高脆性材料の溝入れ加工や切断加工などの成形加工の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  種々の光学用ガラスや基板用ガラス、回路素子用セラミックスおよびそれらと金属との複合体などは一般に高脆性を示すものが多く、加工面においては所謂「難加工材」あるいは「難削材」と呼ばれ、特に溝入れ加工や切断加工などの成形加工に際してそのエッジ部分に“チッピング”や“欠け”と称する不具合が発生しやすく、それらが用いられるデバイスの性能や製造歩留まりに直接悪影響を及ぼすため、その加工を巡り、様々な改良工夫が試みられてきた。次に幾つかの事例を示しそれらを説明する。【特許文献１】特開平７−４０２４１号公報は硬質脆性材料からなる被研削物を溝又は切断加工するに際し、その加工部エッジ部の欠けを防止するため、加工用砥石の加工面を研削加工中に同時に放電加工によってその表面を均一にし、砥石の回転振れをなくすことを考案したとする。
【特許文献２】特開２００２−３１３７５５号公報はダイシング加工において冷却水ノズルの形状を工夫し、砥石と被削材に効果的に冷却水を供給することによって、加工面のチッピングや異常切断を低減し且つ砥石の破損や磨耗を抑制する方法を考案したとする。
【特許文献３】特開２００３−５９８７８号公報は半導体チップのＢＧ工程におけるチッピング及びクラックの発生を抑制するためにＢＧ工程の前に端面の研削を先に行うことを考案したとする。
【特許文献４】特開２００３−９４６６８号公報はインクジェットヘッドのダイシング加工工程におけるチッピングを抑制する為、ダイシングブレードを加工中に正帯電させ切削材である研磨剤微粒子をブレードに積極的に付着させることを考案したとする。
【特許文献５】特開２００４−１４０１７９号公報は半導体装置の製造時にチッピングを除去する為に裏面側のエッジを曲面にすることを考案したとする。
【特許文献６】特開平６−２２４２９９号公報は大型の半導体ウエハーを損傷無く薄くて小さいチップを形成でき裏面チッピングを解消できる方法として、ダイシングによって切断されたチップの裏面を研磨することを考案したとする。
【特許文献７】特開２００２−３６７９３３号公報は半導体ウエハーの裏面チッピングや欠けを防止する方法として裏面まで貫通しない切断加工をした後、裏面を研削して切削溝を表出するいわゆる先ダイシング法とその際に被削材であるウエハーと砥石の接触時の衝撃力を緩和する研削装置の構造を考案したとする。
【特許文献８】特開２００２−１９３６３２号公報はガラス基板の分断加工を行う円板形のブレード構造体として、切断加工と同時に欠け対策としての面取り加工をする方法を考案したとする。以上の事例の他、一般的に知られているように加工用砥石に用いられる砥粒の種類や大きさ、結合の構造を適切に選び加工能率を出来るだけ損なわず、チッピングや欠けを防止ないし低減する工夫や、それら工具の能力をフルに発揮させるための装置および加工条件の研究・工夫も多くなされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  以上のようにチッピングや欠けなどの不具合を解消する為の様々な研究・工夫がなされてはいるが、未だ決定的な手段が無く、それぞれの場面での状況・条件の範囲で個々の方法を適用しつつ加工を行っているのが現状である。対策を施す対象を分類的に整理すると、次のように分類できる。  ▲１▼  加工工具の材質、物理的・化学的構造、形状などの性状に関するもの。  ▲２▼  加工装置の構造、動作、機能などに関するもの。  ▲３▼  冷却や潤滑を改善する方法に関するもの。  ▲４▼  加工工程すなわち成形加工などの工程順序や加工条件（加工送り速度や圧力など）に関するもの。  ▲５▼  被加工材に施す形状や処理に関するもの。チッピングや欠けを解消するには、個々の加工現場で上記▲１▼〜▲５▼の個別の解決案を適切に組み合わせ用いることによって、最適法を求めるというのが現状である。しかし多くの課題解決のために必要な手段としてはその種類、数とも未だ十分ではなく更に有効な解決策が求められている。特に▲５▼に関する対策は少なく、チッピングや欠けという被削材の物性に関わる問題であるにも拘わらず、それに直結する手段が極めて希少である。本考案はこれらの諸案に更に加え、極めて応用範囲が広く、かつ効果的な手段を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  かかる状況に鑑み、本発明は主として上記▲５▼に関する有効な手段を提供しようとするものである。被削材である難加工材或いは難削材がチッピングや欠けを発生し易いのは、そもそもその材料が持つ物理的、機械的、結晶学的な性質の寄与率が極めて高いことによる。本発明はこのような考察に立脚し、精密溝加工或いは切断加工をするに際し、予め被削材の表面を粗化することが非常に有効な手段となり得ることを発見、発明したものである。また、表面を粗化する手段としては機械的なものとして、砥石による研削法、湿式・乾式ブラスト法、レーザー法、化学エッチング法など、被削材の性質や、求められる品質レベル、経済的諸要件などによって総合的に判断して選択される。
【発明の効果】
【０００５】  本発明によれば被削材に予め、所定の場所に比較的簡便で且つ確実な表面処理による所定の面粗さを付与した後、極めて通常の溝加工や切断加工をすることによって、チッピングや欠けを低減、抑制できる。特別な装置や、特殊な加工装置、工具なども必要としないため、広範囲の加工要求に適用できる。また、チッピングや欠けの発生原因である被削材の持つ材料特性そのものに、本質的な対策を施すものである為、次工程でチッピングが追加的に発生したり、欠けや脱落の逐次発生という、不具合の再顕、進行などといった二次欠陥が発生しないという品質管理上の本質的メリットが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  溝加工或いは切断加工において、被削材に、予め研削や湿式または乾式ブラスト加工などによって、その溝加工や切断加工の幅よりやや広めの処理を施し、表面を粗化した後、中央部を溝加工或いは切断加工をすれば、チッピングや欠けの発生を大きく抑制できる。このことを次の実施例によって説明する。
【実施例】
【０００７】  図１（Ａ）は本発明による実施例すなわち、ブラスト法を用いてガラス板に予備加工としてその表面を粗化した状態の一部分を示す模式図例である。被削材であるガラス板１ａに切断加工をすべき箇所に所定の幅２ａで予備加工すなわち表面粗化加工を施した部分を表した図である。【０００８】図１（Ｂ）は（Ａ）の後、２ａの中央を切断加工をしている状態を示す模式図例である。切断砥石３ａによって２ａの中央をダイシング加工をし両側に予備加工すなわち表面粗化加工された部分が概略等寸法３ｃづつ残るように加工する。【０００９】なお、本実施例ではガラス板の裏表のいずれか一方の面（片面）の切断エッジ部のチッピングや欠けに対する品質要求がある場合を示すものであり、要求によってチッピングや欠けの品質要求が裏表両面の場合もあり、その場合は予備加工による表面粗化加工は両面に施すとよく、また溝入れ加工の場合はその溝を入れる側面だけの予備加工で良い。【００１０】予備加工の幅２ａは切断に与えられた幅つまり本実施例では概略砥石による加工幅３ｂよりやや広め、すなわち通常では片側寸法３ｃが数〜数百マイクロメートルになるようにする。【００１１】予備加工を施さないで加工した場合に発生するチッピングや欠けの大きさが通常は数〜数百マイクロメートルであることが多いので、デバイスの品質・設計上の要求を厳しく考慮する必要がある場合はこの幅を１０〜５００マイクロメートルにすることが更に好ましい。【００１２】これらの寸法上の与条件、許容値によって予備加工すなわち表面粗化の工法、手段を適宜選択することが出来る。例えば、本実施例のように切断部両側エッジ部のチッピングや欠けに対する品質要求が相当厳しく、かつエッジ両側の各々に許容される予備加工部つまり表面粗化加工部の寸法２ａが比較的精度を要求される場合は、粗化の為のブラスト時のマスクの精度をそれに見合うよう選択する。両面に加工エッジ部に対するチッピングや欠けの品質要求がある場合は、片面だけの場合に加えて、両面の表面粗化加工とアラインメント精度が要求される為、それに適したマスク精度とアラインメント精度が得られるように工程を設定すると良い。【００１３】また予備加工としてはこの実施例の他、被削材や加工品質要求にあわせ、先に述べた研削や化学エッチングやレーザー加工なども適宜選択できる。また要求品質によってこれらの予備加工方法の精度もそれに合わせて適宜効果的に選択することは言うまでも無い。【００１４】図２は本実施例によるチッピング，欠けの低減効果を定量的に示すデータである。【００１５】図３は図２のデータのチッピング評価観察・計測法を示す。チッピングは頂点を持つ一山を１チッピングとし、チッピングサイズは山の頂点から加工端部までの垂直距離とした。【００１６】図２が示す通り、表面粗さの増加とともに概ねチッピングの発生密度は減少し且つ、チッピングの最大値ｄｃｍａｘは小さくなる傾向を示す。また、表面粗さの増加と共に発生するチッピングの最頻のサイズが減少する。【００１７】また図４は本発明による対策効果の一例を示す写真であり、図４（Ｃ）は予備加工を施さない試料つまり本発明を適用せず切断加工した試料の写真、図４（Ｄ）は本発明による���備加工によって表面粗化したものを同条件で切断加工した試料の写真を示す。【００１８】  これらのデータを見れば明らかなように。本発明による実施例として行ったガラスの切断加工に際し、予備加工としてブラスト法によって予め表面を粗化加工して後切断加工をすればチッピング、欠けを大きく抑制できることがわかる。【００１９】本実施例では予備加工としての表面粗化加工による粗さの上限は実用的に好ましい粗さの範囲ということを念頭において設定した。特殊な条件として許容される場合、更に粗さを大きくすることによってチッピングを低減できることを示唆している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例を示す模式図である「図１」（Ａ）本発明の一実施例としての被削材すなわちガラス板に予備加工として表面粗化加工を施した模式図である。「図１」（Ｂ）表面粗化を施したガラス板に切断加工を施している模式図である。
【図２】本発明の一実施例により、チッピング、欠けの低減効果を示すデータである。
【図３】図２のチッピングの評価観察・計測方法を示す写真例である。
【図４】本発明の一実施例による対策効果を示す写真である。「図４」（Ｃ）本発明の実施をしない、すなわち予備加工を施さない試料の切断加工後の写真である。「図４」（Ｄ）本発明による予備加工を施した試料の切断加工後の写真である。
【符号の説明】
【００２１】１ａ  被削材ガラス１ｂ  被削材ガラス１ａに所定の予備加工すなわち表面粗化加工を施したエリア２ａ  １ｂの幅寸法３ａ  切断加工のための切断砥石３ｂ  ３ａで切断加工され除去された溝部の寸法３ｃ  切断後に残された予備加工すなわち表面粗化部  サンプルＮｏ０  ガラス試料であって本発明の実施をしない、すなわち予備加工として粗化を施していないサンプル。  サンプルＮｏ１〜Ｎｏ５  本発明の予備加工として粗化を施したものでその表面粗さが示された数値のサンプル。  Ｒａ      ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９８２  での中心線平均粗さ  Ｒｍａｘ  ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９８２  での最大高さ  Ｎｃ  単位加工長さ当たりのチッピング数  ｄｃ  チッピングサイズ  δ（ｄｃ）チッピング発生確率密度
【図１】
2005329692.tif 000003
【図２】
2005329692.tif 000004
【図３】
2005329692.tif 000005
【図４】
2005329692.tif 000006