(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材表面に凹溝を加工する方法であって、
上記母材の表面に、硬化後において耐サンドブラスト性を有する樹脂からなるマスキング層を凹溝加工部を除く部位にスクリーン印刷する工程と、
上記マスキング層を硬化させる工程と、
上記マスキング層の上からサンドブラスト加工を行い、母材の表面に凹溝を加工する工程と、
上記マスキング層を硬化温度より高い温度でベーキングし、マスキング層と母材との密着強度を低下させる工程と、
上記マスキング層に機械的負荷を与えて、上記マスキング層を母材から剥離，除去する工程と、を備えたことを特徴とする凹溝加工方法。
【請求項２】
上記マスキング層は、印刷時の常温における粘度が２０〜８０Ｐａ・ｓ、硬化後の常温における弾性率が５〜５００ＭＰａの特性値をもった樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の凹溝加工方法。
【請求項３】
上記マスキング層を構成する樹脂は、ビニル樹脂誘導体を主成分とすることを特徴とする請求項１または２に記載の凹溝加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミック基板などの母材表面に微細な凹溝を形成するのに適した凹溝加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、チップ型圧電共振子などにおいて、圧電基板の両面に接着されるセラミックス封止基板の表面に凹溝を形成し、振動空間を形成するようにしたものが知られている（例えば実公平７−４９８６０号公報参照）。
【０００３】
このような凹溝付きのセラミック基板は、一般にグリーンシートの状態（焼成前）でプレス金型などで形成されるが、焼成によるセラミックス材料の収縮のため、凹溝の寸法精度が悪いという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、サンドブラストを用いて凹溝を加工する方法が考えられる。すなわち、母材の表面にブラスト用保護膜でマスキングし、その上からサンドブラスト等を行なって凹溝を形成するものである。この場合、ブラスト用保護膜としてはシリコーン系やウレタン系の樹脂が有効であるが、これら材料を母材に直接印刷，硬化を行なうと、剥離が不可能となり、再研磨やカットなどが必要になるという不具合がある。
【０００５】
一方、熱可塑性インクを用いてマスキングを行なう方法もある。この場合には、溶剤で簡単に剥離できる利点はあるが、サンドブラスト処理での耐久性がなく、簡単に削り取られてしまうため、マスキング材としては使用できない。
【０００６】
そこで、特開平６−１６１０９８号公報には、サンドブラスト加工用の感光性フィルムが開示されている。このフィルムは、可撓性フィルムの上に、水溶性樹脂層、ウレタンオリゴマーを主成分としセルロース誘導体を含む感光性樹脂組成物層、および剥離フィルムを順に積層したものである。しかし、この場合には、フィルムの母材への貼り付け、マスクパターンの貼り付け、露光、マクスパターンの除去、現像、ブラスト加工、フィルム剥離といった複雑で多くの加工を必要とするため、小型部品に対しては対応できない。また、耐サンドブラスト性と剥離性は相反する性質であるため、それらを両立させることが難しいという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、少ない工程で微細な凹溝を高精度に加工できる凹溝加工方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載の発明によって達成される。
請求項１に記載の発明は、母材表面に凹溝を加工する方法であって、上記母材の表面に、硬化後において耐サンドブラスト性を有する樹脂からなるマスキング層を凹溝加工部を除く部位にスクリーン印刷する工程と、上記マスキング層を硬化させる工程と、上記マスキング層の上からサンドブラスト加工を行い、母材の表面に凹溝を加工する工程と、上記マスキング層を硬化温度より高い温度でベーキングし、マスキング層と母材との密着強度を低下させる工程と、上記マスキング層に機械的負荷を与えて、上記マスキング層を母材から剥離，除去する工程と、を備えたことを特徴とする凹溝加工方法を提供する。
【００１１】
本発明では、母材の表面に、硬化後において耐サンドブラスト性を有する樹脂からなるマスキング層を、凹溝加工部を除く部位にスクリーン印刷でパターン形成する。次に、このマスキング層を硬化させ、マスキング層の上からサンドブラスト加工を行い、母材の表面に凹溝を加工する。このとき、マスキング層は耐サンドブラスト性を有するので、母材の凹溝加工部以外の部分が切削されることがない。
ブラスト処理が終了したマスキング層を硬化温度より高い温度でベーキングする。このように硬化温度より高い温度でベーキングすると、母材との密着強度が低下し、剥離しやすくなる。そのため、その後でマスキング層に機械的負荷（例えば柔らかい布やブラシ等で払拭）を与えると、母材表面に傷を付けることなく、マスキング層を母材から簡単に剥離，除去することができる。
【００１２】
本発明方法では、マスキング層が耐サンドブラスト性を有するので、母材上に形成するマスキング層は１層のみでよく、しかも、スクリーン印刷によってマスキング層をパターン形成するので、従来に比べて高精度でかつ工程数が少なくてすむ。また、請求項１のように有機溶剤を用いなくてもマスキング層を剥離，除去できることから、有機溶剤の使用量を削減できるとともに、使用後の有機溶剤の処理が必要でなくなり、工程をさらに簡素化できる。なお、機械的な負荷を与える前または与えた後に、追加的に有機溶剤を用いてマスキング層を膨潤させるようにしてもよい。
【００１３】
請求項２のように、マスキング層を、印刷時の常温における粘度が２０〜８０Ｐａ・ｓ、硬化後の常温における弾性率が５〜５００ＭＰａの特性値をもった樹脂とするのが望ましい。
すなわち、高精度なスクリーン印刷を行うには、所定のチクソ性を有する必要があり、その粘度は常温において２０〜８０Ｐａ・ｓが望ましい。この粘度であれば、±５０〜１００μｍ程度の精度を得ることが可能である。
また、耐サンドブラスト性を得るには、マスキング層が所定の弾性率を持つ必要がある。常温における弾性率を５〜５００ＭＰａとすれば、良好な耐サンドブラスト性を得ることができる。
【００１４】
請求項３のように、マスキング層を構成する樹脂として、ビニル樹脂誘導体を主成分とする樹脂を用いるのがよい。
ビニル樹脂誘導体の場合、印刷時の粘度および硬化時の弾性率を所望の値にしやすく、スクリーン印刷性および耐サンドブラスト性に優れたマスキング層を得ることができる。
さらに、硬化後のベーキングにより、母材に対する密着強度が大きく低下するので、母材からの剥離が簡単になる特徴を持つ。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は凹溝加工法の参考例を示す。
まず、（ａ）のように母材の一例である焼成後のセラミック基板１を準備する。この基板１の表面は平坦に形成されている。
次に、（ｂ）のようにセラミック基板１の表面に、スクリーン印刷性と耐サンドブラスト性に優れた樹脂（例えばビニル樹脂誘導体を主成分とする樹脂）を凹溝加工部を除く部位にスクリーン印刷機３によってパターン形成し、マスキング層２を形成する。印刷性のため、樹脂の印刷時の粘度（２５℃）は２０〜８０Ｐａ・ｓとするのがよい。マスキング層２の膜厚は、サンドブラスト処理によって磨滅、欠けを防ぐために、３０〜５０μｍ程度に形成するのがよい。
スクリーン印刷後、（ｃ）のように熱風循環炉などの熱処理装置４によって、マスキング層２を１１０℃〜１４０℃で１０分程度加熱し、硬化させる。硬化後の弾性率（２５℃）は５〜５００ＭＰａとするのがよい。
マスキング層２の硬化後、（ｄ1 ）〜（ｄ2 ）のように、マスキング層２の上からサンドブラスト装置５によってアルミナ、シリコンカーバイトなどの粉体を吹きつけてサンドブラスト処理を行なう。これによって、マスキング層２で覆われていないセラミック基板１の箇所が粉体で切削され、凹溝６が加工される。
次に、（ｅ）のようにマスキング層２を有機溶剤７で膨潤、溶解させることで、マスキング層２をセラミック基板１から剥離，除去する。ブラスト処理後には切削屑などの除去のために洗浄工程が行なわれるが、この洗浄工程を有機溶剤７で行なうことでマスキング層２を剥離できるので、剥離工程を別に設ける必要がない。
以上のようにして、（ｆ）のような凹溝６を有するセラミック基板１を得ることができる。
【００１６】
上記凹溝６の加工精度は、マスキング層２のパターン精度に基づく。特に、近年スクリーン印刷法の精度が±５０〜１００μｍ程度のレベルまで向上しており、グリーンシートの段階でプレス加工し、その後焼成する従来のセラミック基板に比べて凹溝６の精度が格段に向上する。印刷法の場合、その作業工程が少ないので、従来の感光性フィルムを用いたサンドブラスト加工に比べて、工程数が少なく、装置も簡単となる。
【００１７】
また、複数枚のセラミック基板（母基板）を治具などに整列させて配置し、これら基板を同時に印刷処理、ブラスト処理、剥離処理するようにすれば、小型部品であっても多量生産に対応できる。
【００１８】
図２は本発明にかかる凹溝加工法の第１実施例を示す。
図２に示す各工程の中で、セラミック基板１の準備（ａ）〜サンドブラスト処理（ｄ2 ）までの工程は図１と同じであるため、重複説明を省略する。
サンドブラスト処理の後、（ｅ）のようにマスキング層２を熱処理装置４によって硬化温度より高い温度でベーキングする。具体的には、１４０℃〜１５０℃で５分程度加熱する。マスキング層２としてビニル樹脂誘導体を主成分とする樹脂を用いた場合、ベーキング処理によって、セラミック基板１との密着強度が低下し、剥離しやすくなる。
ベーキング処理の後、（ｆ）のように、ブラシ８によってマスキング層２をブラッシングすると、セラミック基板１を傷付けずに、マスキング層２をセラミック基板１から容易に剥離，除去することができる。この剥離処理は、ブラシ８を使用する方法のほか、柔らかい布で払拭したり、エアーを吹き付けるなどの方法でもよい。このような機械的な剥離方法では、有機溶剤７を使用せずに済むので、有機溶剤の後処理が不要となる。
以上のようにして、（ｇ）のような凹溝６を有するセラミック基板１を得ることができる。
【００１９】
本発明の母材は、セラミック基板、ガラス基板、樹脂基板、ウエハー、石材のようにブラスト処理可能な材料であれば、いかなる材料でもよい。また、母材の形状は平板形状に限るものではなく、円筒形状や凹曲面など平滑な表面を有するものであれば、適用可能である。
また、凹溝としては、島状の溝（凹部または穴）に限らず、連続または不連続の線状溝であってもよく、形状は問わない。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、サンドブラスト後にマスキング層をベーキングすることにより、マスキング層を母材表面から剥離しやすくしたので、有機溶剤を使用しなくてもマスキング層を簡単に剥離、除去することができる。そのため、有機溶剤の使用量を削減できるとともに、使用後の有機溶剤の処理が必要でなくなり、工程が更に簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】凹溝加工方法の参考例を示す工程図である。
【図２】本発明にかかる凹溝加工方法の第１実施例を示す工程図である。
【符号の説明】
１          母材（セラミック基板）
２          マスキング層
３          スクリーン印刷機
４          熱処理装置
５          サンドブラスト装置
６          凹溝
７          有機溶剤
８          ブラシ
【図１】
0003823718.tif 000002
【図２】
0003823718.tif 000003