(57)【要約】【課題】  テープカット法を用いてＲＩＧ膜を切断する際に、チッピング、チップ飛びおよびサイズ不良を防止しうるファラデー回転子の製造方法を提供する。【解決手段】  液相エピタキシャル法により製造されたＲＩＧ膜（４）を、粘着テープ（６）を用いて基板（８）に貼り付け、外周刃式のダイシングマシンを用いて切断する際に、ダイシングマシンには、電鋳製で、外径が５０〜７０ｍｍで、かつ、厚みが２０〜５０μｍであるダイシングブレード（１）を使用し、ダイシングブレード（１）には、外径が２〜６μｍであるダイヤモンド砥粒を、ダイヤモンド砥粒密度が６０〜２０％となるように使用し、前記ＲＩＧ膜および粘着テープの接着面と、ダイシングブレードの外周との交点において、ダイシングブレードの接線と接着面とのなす角度で表される切削角（θ）を４．５度以上とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液相エピタキシャル法により希土類鉄ガーネット膜を製造し、該希土類鉄ガーネット膜を粘着テープを用いて基板に貼り付け、外周刃式ダイシングマシンでダイシングブレードを用いて切断した後、切断して得た希土類鉄ガーネット膜のチップから前記粘着テープを剥離することにより、ファラデー回転子を製造する方法において、前記希土類鉄ガーネット膜および粘着テープの接着面と、ダイシングブレードの外周との交点において、ダイシングブレードの接線と接着面とのなす角度で表される切削角を４．５度以上にすることを特徴とするファラデー回転子の製造方法。
【請求項２】
液相エピタキシャル法により製造された希土類鉄ガーネット膜を、粘着テープを用いて基板に貼り付け、外周刃式ダイシングマシンを用いて切断する際に、ダイシングマシンには、電鋳製で、外径が５０〜７０ｍｍ、厚みが２０〜５０μｍであるダイシングブレードを使用し、該ダイシングブレードには、外径が２〜６μｍであるダイヤモンド砥粒を、ダイヤモンド砥粒密度が６０〜２０％となるように使用し、前記希土類鉄ガーネット膜および粘着テープの接着面と、ダイシングブレードの外周との交点において、ダイシングブレードの接線と接着面とのなす角度で表される切削角を４．５度以上にすることを特徴とするファラデー回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信に用いられる光アイソレータ用ファラデー回転子の製造方法に関し、特に、光アイソレータ用ファラデー回転子に用いられる希土類鉄ガーネット膜（ＲＩＧ膜）の切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファラデー効果を利用した磁気光学素子が、精力的に開発されている。磁気光学素子の中でも特に、光通信において用いられ、光源への戻り光を遮断するための光アイソレータや、発電所から消費者までの電力輸送経路である送電線、配電線、または、変電所内の送電線等に流れる電流の大きさを測定し、異常を発見する光磁界センサなどは、すでに実用化段階に入り、より安価な製品が求められてきている。
【０００３】
磁気光学素子には、ＲＩＧ膜を用いることが主流となっている。ＲＩＧ膜は、通常、液相エピタキシャル法（ＬＰＥ法）によって育成される。ＬＰＥ法によるＲＩＧ膜の育成では、フラックス成分である酸化鉛、酸化ビスマスや、酸化ホウ素と、ガーネット成分である希土類酸化物、酸化鉄と、場合によって非磁性元素の酸化物などを、白金坩堝内で融解し、融解温度を約９５０℃として、得られる融液中に、たとえばガドリニウム−ガリウム−ガーネット基板（ＧＧＧ基板）を付着させ、融液温度を約８５０℃とし、ＧＧＧ基板上にＲＩＧ膜をエピタキシャル成長させる。
【０００４】
このようにして育成したＲＩＧ膜は、各磁気光学素子に合わせて所望の膜厚で、かつ、両面が鏡面になるように研磨加工する。研磨加工後、反射防止膜が付与されて、最後に各磁気光学素子に求められる所定の大きさのチップに切断されて、ファラデー回転子となる。
【０００５】
たとえば、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ角程度で、両面または片面に反射防止膜が付与されたＲＩＧ膜より、１ｍｍ×１ｍｍ角のファラデー回転子を得る場合に、ＲＩＧ膜を切断する装置としては、外周刃式ダイシングマシンがある。なお、処理するＲＩＧ膜の厚さは、通常、３００〜６００μｍである。
【０００６】
外周刃式ダイシングマシンに備えられるダイシングブレードとして、通常、例えば、本特許出願人による特許出願（特願２００３−１８４０８）に記載したように、電鋳製で、外径が５０〜７０ｍｍ、厚みが２０〜５０μｍであり、砥粒径が２〜６μｍのダイヤモンド砥粒を、ダイヤモンド砥粒密度が２０〜６０％となるようニッケル中に分散させたブレードを使用する。なお、ダイヤモンド砥粒密度は、ダイシングブレードの断面において、該断面の総面積に対し、ダイヤモンド砥粒が占める面積を比で求めて得られる。したがって、ダイヤモンド砥粒を多く含む場合は、ダイヤモンド砥粒密度が大きく、ダイヤモンド砥粒を少なく含む場合は、ダイヤモンド砥粒密度が小さくなる。
【０００７】
ダイシングマシンでＲＩＧ膜を切断する場合、何らかの手段でＲＩＧ膜を基板に固定する必要がある。方法としては、ガラスなどの硬い保持基材の表面にワックスで固定して切断する方法（ワックスカット法）と、粘着テープに固定して切断する方法（テープカット法）とがある。
【０００８】
ワックスカット法は、接着力があり、かつ、硬いワックスを使用するため、ワークの飛びやチッピングを抑制する効果があることが知られている。しかし、切断後に、ＲＩＧ膜とワックスとを分離する必要があり、切断して得たチップの洗浄が難しく、時間がかかり、量産性に問題があった。
【０００９】
テープカット法は、紫外線照射剥離型の粘着テープ（ＵＶテープ）を用いて、切断して得たチップに紫外線を照射することにより、あるいは、加熱剥離型粘着テープ（熱硬化型テープ）を用いて、切断して得たチップを加熱することにより、細かく切断したチップを簡単に得られるという利点がある。
【００１０】
テープカット法を用いて、ダイシングマシンでＲＩＧ膜を切断する従来方法について、図面を参照して説明する。図１は、ＲＩＧ膜の切断方法を示す断面図である。通常のテープカット法では、図示したように、ＲＩＧ膜（４）を切断したうえに、ＵＶテープ（６）の内部まで切り込みを行うフルカットと呼ばれる切断方法が主流である。また、ＲＩＧ膜（４）を切断する部分でのダイシングブレード（１）は、図１に示したように上から下へ回転させる。すなわち、ダイシングブレード（１）の進行方向の先端では、ダイシングブレード（１）の外周が下向きになるように回転するダウンカット方式と呼ばれる方式が採られている。
【００１１】
ダウンカット方式では、特開２００２−１００５８７号公報に記載されているように、ダイシングブレードの下に位置し、切断により薄くなったＲＩＧ膜の部分には、ダイシングブレードの回転方向である下向きの押下げ力が加わり、該部分に変形が生じて、切断ラインからＲＩＧ膜の内側にかけて割れることがある。この割れは、ＲＩＧ膜の他の部分にまで伝播して、ＲＩＧ膜の欠け、すなわち、チッピング（欠け）を発生させる。チッピングが大きいと、ＲＩＧ膜の有効面積が減少することになるため、チッピングはできるだけ小さいことが望ましい。
【００１２】
また、ＲＩＧ膜の切断においては、切断中にチップがＵＶテープや熱硬化型テープから剥離して、飛散するチップ飛びと呼ばれる現象が発生し、切断サイズが小さくなるとその発生頻度は高くなる。
【００１３】
さらに、切断して得たチップのサイズが所望の規格を満たさないサイズ不良も発生し、サイズ公差の規格が厳しくなるに従い、その発生も顕著になってきている。
【００１４】
チップ飛びやサイズ不良の問題は、前述のチッピングと関連して発生することが多く、チッピングが減少するに従って、これらの発生も減少し、かつ、その減少率はチッピングの減少率より大きい。したがって、ダウンカット方式のテープカット法においては、チッピングの減少が、最大の課題となっていた。
【００１５】
ダウンカット方式のテープカット法を用いた場合のチッピング削減方法として、特開２００２−７５７３２号公報には、使用するＵＶテープや熱硬化型テープの粘着力を、ＪＩＳＺ０２３７規定による粘着力を１５００ｇ／２５ｍｍ〜３０００ｇ／２５ｍｍとし、切断時の冷却水量および切断スピードを選定する方法が開示されている。しかし、前記公報に記載された実施例によれば、切断による不良率は３．１％以上であり、チッピングを完全に抑制することは難しかった。
【００１６】
また、特開平９−２０５９８号公報には、ビスマス置換希土類ガーネット単結晶（ＢＩＧ）の膜に関し、チッピング、チップ飛びおよびサイズ不良を低減する方法として、いったん、ＢＩＧ膜自体に所定の深さ（３０μｍからＢＩＧ膜の４０％以下）の切込みを入れ、その後、完全に切断する方法が開示されている。しかし、前記公報に記載された実施例によれば、チッピング不良は２．１％以上であり、チッピングを完全に抑制することは難しかった。
【００１７】
いずれの特許文献とも、粘着テープへの切込みの深さがチッピングに大きく影響することには注目していない。
【００１８】
【特許文献１】特開２００２−１００５８７号公報
【００１９】
【特許文献２】特開２００２−７５７３２号公報
【００２０】
【特許文献３】特開平９−２０５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、ダウンカット方式のテープカット法を用いてＲＩＧ膜を切断する際に、チッピング、チップ飛びおよびサイズ不良を防止しうるファラデー回転子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明のファラデー回転子の製造方法は、液相エピタキシャル法によりＲＩＧ膜を製造し、該ＲＩＧ膜を粘着テープを用いて基板に貼り付け、外周刃式ダイシングマシンでダイシングブレードを用いて切断した後、切断して得たＲＩＧ膜のチップから前記粘着テープを剥離することにより、ファラデー回転子を製造する方法に係り、前記ＲＩＧ膜および粘着テープの接着面と、ダイシングブレードの外周との交点において、ダイシングブレードの接線と前記接着面とのなす角度で表される切削角を４．５度以上にすることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のファラデー回転子の製造方法は、液相エピタキシャル法により製造されたＲＩＧ膜を、粘着テープを用いて基板に貼り付け、外周刃式ダイシングマシンを用いて切断する際に、ダイシングマシンには、電鋳製で、外径が５０〜７０ｍｍ、厚みが２０〜５０μｍであるダイシングブレードを使用し、該ダイシングブレードには、外径が２〜６μｍであるダイヤモンド砥粒を、ダイヤモンド砥粒密度が６０〜２０％となるように使用し、前記ＲＩＧ膜および粘着テープの接着面と、ダイシングブレードの外周との交点において、ダイシングブレードの接線と前記接着面とのなす角度で表される切削角を４．５度以上にすることを特徴とする。
【００２４】
なお、粘着テープには、通常、ＵＶテープまたは熱硬化型テープを使用するが、切断後にＲＩＧ膜のチップから容易に剥離できるものであれば、これらに限られない。
【００２５】
また、ＵＶテープまたは熱硬化型テープでＲＩＧ膜を基板に固定して切断するテープカット法では、紫外線を照射することにより、または加熱することにより、細かく切断したチップを簡単に得られるという利点があるが、ＵＶテープや熱硬化型テープが完全に切断されるほど切込みを深くすると、前記利点を享受することができなくなる。したがって、切込みの深さには、ダイシングブレードの外径とＵＶテープの厚みとにより決まる上限があり、この値から求められる切削角が、切削角の上限となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、テープカット法を用いてＲＩＧ膜を切断する際に、チッピングがなく、チップ飛びおよびサイズ不良を防止することができる。これにより、小型の光アイソレータ用ファラデー回転子を、高収率で得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明者らは、ＵＶテープなどの粘着テープへの切込みの深さがチッピングに大きく影響するとの知見を得た。ＲＩＧ膜の切断方法を示す断面図である図１を参照して、本発明を説明する。
【００２８】
本発明者らは、ダイシングブレード（１）の下に位置し、切断により薄くなったＲＩＧ膜（４）の部分が変形して割れ、この割れがＲＩＧ膜（４）の他の部分に伝播してチッピングを発生させるとの知見を得て、切断により薄くなったＲＩＧ膜（４）の部分を、ブレードの進行方向において、言い換えると、平面視で、減少させることが、チッピングを防止するために有効であると考え、ＵＶテープ（６）へのダイシングブレード（１）の切込みの深さ（Ｘ）と、チッピング収率との関係が得られるように、以下のような試験を行った。
【００２９】
（試験方法）
外径が５０ｍｍ、５８ｍｍおよび７０ｍｍと異なる３種類のダイシングブレードを用いて、切込みの深さを３０〜１４０μｍの範囲で１０μｍごとに変えて、下記の条件で、各５枚の１１ｍｍ角で厚み５００μｍのＲＩＧ膜を１ｍｍ角に切断した。
【００３０】
ダイヤモンド砥粒径：２〜６μｍ（＃３０００）
ダイシングブレード厚み：３５μｍ
ダイヤモンド砥粒密度：２０〜６０％
ＵＶテープの厚み：１５０μｍ
【００３１】
良否判定基準は、発生しているチッピングの最大長さが５０μｍ以下のチップを良品とした。得られた良品のチップの数の全チップ数に対する割合を、チッピング収率として、切込みの深さとチッピング収率との関係を求めた。その結果を、表１に示す。
【００３２】
【表１】
2005203626.tif 000003
【００３３】
表１より、３種類のダイシングブレードのいずれにおいても、厚さが１５０μｍのＵＶテープに対しての切込みが深くなるに伴い、チッピング収率が上がった。また、チッピング収率で１００％を得るためには、ダイシングブレードの外径が５０ｍｍの時に切込みの深さを７０μｍ以上とし、ダイシングブレードの外径が５８ｍｍの時に切込みの深さを８０μｍ以上とし、ダイシングブレードの外径が７０ｍｍの時に切込みの深さを１００μｍ以上とする必要があるように、チッピング収率で１００％を得るために必要な切込みの深さは異なることが分かった。なお、切込みをさらに深くすると、ＵＶテープが破損する。
【００３４】
次に、チッピング収率で１００％を得るために、切削角について検討した。切削角は、図１に示すように、ＲＩＧ膜（４）およびＵＶテープ（６）の接着面（ａ−ｂ）と、ダイシングブレード（１）の外周との交点（Ｐ）において、ダイシングブレード（１）の接線と接着面（ａｂ）とのなす角度（θ）で表される。切削角（θ）は、切込みの深さ（Ｘ）が大きくなるに従い、あるいは、ダイシングブレード（１）の半径（Ｒ）が小さくなるに従い、大きくなる。
【００３５】
切削角（θ）は、切込みの深さ（Ｘ）とダイシングブレード（１）の半径（Ｒ）とにより、
θ＝ｃｏｓ-1｛（Ｒ−Ｘ）／Ｒ｝
で表される。
【００３６】
ダイシングブレード（１）の外径を変化させて求めた切削角（θ）と、切込みの深さ（Ｘ）の関係を、図２にグラフで示した。
【００３７】
さらに、表１のデータから、それぞれの切削角（θ）を求めて、切削角（θ）とチッピング収率との関係を、表２および図３に示した。
【００３８】
【表２】
2005203626.tif 000004
【００３９】
図３のように、ダイシングブレード（１）の外径によらず、切削角（θ）とチッピング収率の関係に強い相関関係があることが分かる。
【００４０】
以上のように、ダイシングブレード（１）の下に位置し、切断により薄くなったＲＩＧ膜（４）の部分が変形して割れ、この割れが他のＲＩＧ膜（４）の部分に伝播してチッピングを発生させるために、切断により薄くなったＲＩＧ膜（４）の部分を減少させることが、チッピングを防止するために有効である。
【００４１】
また、表２から、チッピング率で１００％を得るには、切削角（θ）を４．１〜４．３度以上とすることが必要であり、安定してチッピング率で１００％を得るには、切削角（θ）を４．５度以上とすることが望ましい。
【００４２】
ＵＶテープとしては、チッピングと合わせて、切断中に発生するチップ飛びも同時に防止する意味から、ＪＩＳＺ０２３７規定による粘着力が、１４００ｇ／２５ｍｍ以上の市販の紫外線照射剥離型の粘着テープが好ましい。このような粘着テープを使用して、切削角を４．５度以上とすることにより、チッピング収率で１００％を安定して得ることができることを確認できた。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
白金坩堝中に、フラックス成分としてＰｂＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を、ＲＩＧ成分としてＧｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3を、それぞれ組成調整して入れ、電気炉内で加熱して溶融し、融液を作製した。得られた融液を電気炉内で９５０℃に加熱し、育成温度である８１０℃に降温後、融液表面に直径７６．２ｍｍ（３インチ）のＧＧＧ基板を付着させ、該基板を１００ｒｐｍで回転させて、ＧＧＧ基板の片面に、厚さ５５０μｍで、組成（ＧｄＢｉ）3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12のＲＩＧ膜を育成した。
【００４４】
育成後、ＲＩＧ膜を光アイソレータとして使用するための厚さが５００μｍになるように、両面を光学鏡面研磨し、次いで、表面と裏面とに無反射コートを施して、１１ｍｍ角のファラデー回転子を２０枚作製した。
【００４５】
次に、１ｍｍ角に切断した。切断に際して用いたＵＶテープは、付着強度が１４００ｇ／２５ｍｍであり、切断装置は、外周刃式のダイシングマシン（ディスコ社製、型式ＤＡＤ５２２）であった。
【００４６】
ダイシングブレードは、外径が５０ｍｍで、厚みが３５μｍで、ダイヤモンド砥粒は粒径２〜６μｍ、ダイヤモンド砥粒密度が５０％未満の電鋳ブレード（ディスコ社製、型式ＺＢ１０４）を用いた。ダイシングブレードの半径（Ｒ）は２５ｍｍであり、切削角（θ）が４．９度になるように、Ｘ＝Ｒ−Ｒｃｏｓθから、ＵＶテープへの切込みの深さ（Ｘ）を９０μｍとした。さらに、切断速度０．３ｍｍ／秒、ブレード冷却水量１．８リットル／分で切断した。良否判定基準は、チッピングの長さが５０μｍ以下を良品とした。
【００４７】
その結果、すべてが良品で、チッピング収率は１００％であった。
【００４８】
（実施例２）
白金坩堝中に、フラックス成分としてＰｂ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を、ＲＩＧ成分としてＴｂ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3を、それぞれ組成調整して入れ、電気炉内で加熱して溶融し、融液を作製した。得られた融液を電気炉内で９５０℃に加熱し、育成温度である８３０℃に降温後、融液表面に直径７６．２ｍｍ（３インチ）のＧＧＧ基板を付着させ、該基板を１００ｒｐｍで回転させて、ＧＧＧ基板の片面に、厚さ５００μｍで、組成（ＹｂＴｂＢｉ）3Ｆｅ5Ｏ12のＲＩＧ膜を育成した。
【００４９】
育成後、ＲＩＧ膜を光アイソレータとして使用するための厚さが４５０μｍになるように、両面を光学鏡面研磨し、次いで、表面と裏面とに無反射コートを施して、１１ｍｍ角のファラデー回転子を２０枚、作製した。
【００５０】
次に、１ｍｍ角に切断した。切断に際して用いたＵＶテープは、付着強度が１４００ｇ／２５ｍｍであり、切断装置は、外周刃式のダイシングマシン（ディスコ社製、型式ＤＡＤ５２２）であった。
【００５１】
ダイシングブレードは、外径が５０ｍｍで、厚みが３５μｍで、ダイヤモンド砥粒は粒径２〜６μｍ、ダイヤモンド砥粒密度が５０％未満の電鋳ブレード（ディスコ社製、型式ＺＢ１０４）を用いた。ダイシングブレードの半径（Ｒ）は２５ｍｍであり、切削角（θ）が５．１度になるように、Ｘ＝Ｒ−Ｒｃｏｓθから、ＵＶテープへの切込みの深さ（Ｘ）を１００μｍとした。さらに、切断速度０．３ｍｍ／ｓ、ブレード冷却水量１．８リットル／分で切断した。良否判定基準は、チッピングの長さが５０μｍ以下を良品とした。
【００５２】
その結果、すべてが良品で、チッピング収率は１００％であった。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ＲＩＧ膜の切断方法を示す断面図である。
【図２】ダイシングブレードの外径を変化させて求めた切削角（θ）と切込みの深さ（Ｘ）との関係を示すグラフである。
【図３】切削角（θ）とチッピング収率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１  ダイシングブレード
４  ＲＩＧ膜
６  ＵＶテープ
８  基板
ａ−ｂ  接着面
θ  切削角
Ｏ  ダイシングブレードの中心
Ｐ  接着面とダイシングブレードの外周との交点
Ｒ  ダイシングブレードの半径
Ｘ  切込みの深さ
【図１】
2005203626.tif 000005
【図２】
2005203626.tif 000006
【図３】
2005203626.tif 000007