[发明专利]划线轮及脆性材料基板的划线方法

说明书

技术领域

本发明是关于适合用在脆性材料基板的表面形成划线的划线轮及在脆性材料基板的表面形成划线的划线方法，特别是关于适合用在陶瓷基板(高温烧成陶瓷制的多层基板(HTCC)、低温烧成陶瓷制的多层基板(LTCC)等电子零件内藏基板等)、蓝宝石、硅等比玻璃硬的脆性材料(硬脆材料)的表面形成划线的划线轮及划线方法。

背景技术

近年来，LTCC基板做为实现模块的更高密度化与小型化受到注目，特别是对通信机器的高频模块，LTCC基板被认为为最佳。在其制造过程中被要求切断过程中的生产性更加提高、切断成本更加降低。

切断LTCC基板等陶瓷基板的方法是先沿烧成前的生片的应被切断的线形成V槽，烧成后沿V槽折断以个片化。

例如，LTCC基板的状况，在烧成时生片的各边会收缩长度基准10％以上。且，随生片的部位不同会使收缩率产生误差。由在烧成前形成V槽，决定切断位置，故若随部位不同于收缩率有误差，在由烧成后的切断所得的个片的尺寸亦会有误差产生，结果为产率降低。又，由在V槽形成后烧成，故形状方面在烧成时基板易有弯曲产生，切断面的品质降低。此外，在搬送V槽形成后烧成前的生片或烧成后折断前的基板时，会有沿V槽有预定外的裂痕产生且在搬送时产生阻碍的风险。又，从抑制烧成时弯曲的点，虽有从生片的上面及下面的两侧形成V槽的方法，但对位困难。

切断LTCC基板等陶瓷基板的方法亦考虑于半导体晶圆的切断等被广泛使用的以切片切断。

然而，在切片方面有如下的问题。(1)由于一般加工速度为5～10mm/s甚慢，故所要时间甚长而生产性极低。(2)由于切片锯的厚度的量会成为切屑，故材料的损失(切口损失)无法避免。(3)在切断面上易有缺口发生。(4)由于必须使用冷却、洗净水，故不仅无法对应对环境友善的MQL(Minimum Quantity Lubrication)，在实装后基板亦无法使用。(5)需要对切片带的粘贴、剥除的步骤。(6)切断面的品质受金刚石砥粒大幅影响。(7)刀的寿命短，运行成本高。特别是加工速度的问题在使生产量增加时，会强迫极大的设备投资，故加工速度的提升与比切片低价的切断方法的开发需求持续提高。

利用激光划线的切断虽亦被考虑，但有(1)由于脉冲照射，故在切断面上有缝线状的照射痕残留，会成为品质上的问题，(2)热加工使废料(废气)产生，(3)热加工使介电特性降低，(4)装置成本高的问题。

在此，以做为切断玻璃基板的方法被广泛使用的割断，亦即，使划线轮在基板上压接并转动而在脆性材料基板的表面形成划线，藉此从基板表面使垂直方向的裂痕产生(划线步骤)，之后对基板施加应力使该垂直裂痕成长至基板的背面(折断步骤)，切断基板的方法切断陶瓷基板亦被尝试。割断因不会产生玻璃的切屑的点，被认为比使用会产生玻璃的切屑的金刚石切割锯(或轮)、金刚石切片锯的研削切断理想。

然而，由于一般陶瓷基板比玻璃基板硬，故即使欲以割断切断，亦有(1)划线轮难以压入，不易形成划线，(2)由于划线产生的裂痕在基板的厚度方向上难以伸展，不易形成深垂直裂痕，故难以折断，(3)由于陶瓷基板的穿孔等使轮的直进性降低，故不仅难在特定的位置形成划线，亦有在划线轮的压入量方面产生误差或缩短划线轮的寿命的问题。

割断虽做为蓝宝石、硅等的切断方法长期被使用，但由于产率差，故蓝宝石或硅等的切断亦持续仰赖使用含有金刚石的微粉末的切割锯(或轮)或切片锯的研削切断。

在玻璃基板的割断方面，不因划线使水平裂痕或缺口产生亦为重要。在割断玻璃基板时，任何人皆认为只要使垂直裂痕在玻璃基板的厚度方向上深入伸展便可容易折断，但例如供液晶显示器用的无碱玻璃，不因划线使水平裂痕或缺口产生可得的垂直裂痕的深度仅为玻璃基板的厚度的13％程度，折断步骤为不可或缺(非专利文献1)。又，虽有以割断切断电子零件用陶瓷基板的想法，但在使用以往的通常的划线轮的割断时，以划线产生的垂直裂痕的伸展甚浅，为以良好产率割断便不得不多道(Multi-pass)划线。