專利名稱：陶瓷基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分割陶瓷母材而制造陶瓷基板的方法。
背景技術(shù)：
氧化鋁陶瓷由于電氣絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性這樣的特征而廣泛用作電子部件用基板。由于這種基板容易進(jìn)行處理，因此為了提高之后的配線圖案的印刷、半導(dǎo)體元件的安裝這樣的電子部件的制作效率，在I塊大面積的母材上劃分出多個(gè)基板。就這樣的基板而言，為了容易分割成一個(gè)一個(gè)單片，在表面形成有分?jǐn)嗖?分割槽)。這種分割槽通過(guò)在使用刮刀等成形的未燒成的陶瓷生片的表面上按壓刀具刀刃、沖壓金屬模具而置入切口后，進(jìn)行燒成而制作(專利文獻(xiàn)1、2)。
這里，例如如圖I所示，在多個(gè)單片(各陶瓷基板區(qū)域)2的交叉部分A、B設(shè)有空隙，但關(guān)于該空隙的形狀提出了各種技術(shù)(專利文獻(xiàn)3(日本特開1982-197889)、專利文獻(xiàn)4(日本特開1990-133987)、專利文獻(xiàn)5 (日本實(shí)開1982-181060)、專利文獻(xiàn)6 (日本實(shí)開1983-049464)、專利文獻(xiàn)7 (日本實(shí)開1985-066061)、專利文獻(xiàn)8 (日本特開2008-060096)、專利文獻(xiàn)9 (日本特開1994-091628))。另外，專利文獻(xiàn)10(日本特開2001-335371號(hào)公報(bào))記載了使用凝膠注模法制作透光性陶瓷基板的方法。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利第3330104號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利第3876259號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開1982-197889專利文獻(xiàn)4 :日本特開1990-133987專利文獻(xiàn)5 :日本實(shí)開1982-181060專利文獻(xiàn)6 日本實(shí)開1983-049464專利文獻(xiàn)7 :日本實(shí)開1985-066061專利文獻(xiàn)8 :日本特開2008-060096專利文獻(xiàn)9 :日本特開1994-091628專利文獻(xiàn)10 :日本特開2001-335371號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是,在任一現(xiàn)有技術(shù)的情況下，沿著分割槽使母材分割時(shí)，母材有時(shí)會(huì)偏離分割槽而裂開，成為成品率降低的原因。如果加深分割槽而靠近基板底面，則容易裂開，但另一方面，母材的機(jī)械強(qiáng)度顯著降低，在印刷等操作中母材容易裂開。因此，不能使分割槽深至某程度以上。
本發(fā)明的課題是在沿著分割槽分割陶瓷母材從而得到陶瓷基板時(shí)，使其以沿著分割槽確實(shí)地分割的方式進(jìn)行。解決課題的方法本發(fā)明是通過(guò)使陶瓷母材分割而得到多個(gè)陶瓷基板的方法，其特征在于，將陶瓷母材劃分成多個(gè)基板區(qū)域，在鄰接的基板區(qū)域間形成分割槽，各基板區(qū)域的角部形成與分割槽連接的空隙，角部的至少一部分形成為圓弧狀，所述圓弧狀角部的形狀設(shè)定為在空隙的與分割槽的接點(diǎn)，圓弧狀的角部相對(duì)于分割槽的中心線正切，通過(guò)沿著分割槽分割陶瓷母材而得到陶瓷基板。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，沿著分割槽分割母材時(shí)，可以確實(shí)地防止母材偏離分割槽而裂開。·


圖I是示意地表示陶瓷母材I的平面圖。圖2(a)是放大圖I的母材I的A部分而表示的平面圖，(b)是圖2(a)的橫截面圖。圖3(a)是放大圖I的母材I的B部分而表示的平面圖，(b)是(a)的橫截面圖。圖4是表示本發(fā)明中的分割槽的中心線與基板區(qū)域的角部的位置關(guān)系的圖。圖5(a)是表示比較例中的空隙與分割槽的各形狀和位置關(guān)系的平面圖，(b)是分割槽的末端與空隙的末端的附近E的放大圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，將陶瓷母材I劃分成多個(gè)基板區(qū)域2，在鄰接的基板區(qū)域2間形成分割槽7。在各基板區(qū)域2的各角部的交叉部分3、4分別形成與分割槽7連接的空隙。5是作為制品不使用的不使用區(qū)域。圖I中，在交叉部分3，2個(gè)基板區(qū)域2的角部交叉，在交叉部分4，4個(gè)基板區(qū)域2的角部交叉。圖2、圖3表示交叉部分附近A、B的放大圖。圖2中，通過(guò)鄰接的二個(gè)基板區(qū)域2和不使用區(qū)域5而形成空隙9A?；鍏^(qū)域2的面向空隙9A的角部8從母材平面觀察為圓弧形狀。各角部8的曲率中心位于角部8的內(nèi)側(cè)(基板區(qū)域2內(nèi))?？障?A與分割槽7在接點(diǎn)P相接。L是各分割槽的長(zhǎng)度方向。另外，圖3中，通過(guò)鄰接的四個(gè)基板區(qū)域2而形成空隙9B?；鍏^(qū)域2的面向空隙9B的角部從母材平面觀察為圓弧形狀。各角部8的曲率中心位于角部的內(nèi)側(cè)(基板區(qū)域內(nèi))?？障?B與各分割槽7在接點(diǎn)P相接。L是各分割槽的長(zhǎng)度方向。圖4是分割槽與空隙的各接點(diǎn)附近的放大圖。即，D是延長(zhǎng)角部8的輪廓而得到的假想圓，0是假想圓D的曲率中心，R是其曲率半徑。角部8的末端Sc (或Sb)位于空隙9B (或9A)與分割槽7的中心線7a的交點(diǎn)P。這里，本發(fā)明中，角部8相對(duì)于分割槽7的中心線7a(平面地觀察時(shí)的中心線)正切。換言之，在假想圓D的交點(diǎn)P(或角部8的末端8c、8b)，角部8a的輪廓(假想圓D)與分割槽7的中心線7a的長(zhǎng)度方向L平行。另外，從假想圓的中心0到交點(diǎn)P畫徑線F時(shí)，徑線F相對(duì)于中心線7a成直角。根據(jù)本發(fā)明，沿著分割槽分割陶瓷母材時(shí)，不會(huì)偏離分割槽而分割或在不需要的地方引入裂紋，可以確實(shí)地分割，陶瓷基板的成品率提高。使用刀具刀刃、沖壓刀刃形成分?jǐn)嗖鄣那闆r下，由于其制法上的制約，必須減小槽角度，成為寬度非常薄的分?jǐn)嗖?，因此在燒成中切口?huì)部分閉合，有分?jǐn)嘈詯夯膬A向。因此，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在與分割槽的長(zhǎng)度方向L垂直的橫截面觀察分割槽時(shí),具有相對(duì)向的第一傾斜面和第二傾斜面，將第一傾斜面與第二傾斜面所成的角設(shè)為25 90°。由此，在燒成中切口不會(huì)閉合，可以防止分?jǐn)嘈圆糠謵夯?，可以減小分割時(shí)的強(qiáng)度的偏差。另外，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在陶瓷母材的表面的分割槽的開口寬度W為0. I
0.5mmo本發(fā)明中，角部8的至少一部分從平面觀察為圓弧狀。這里，優(yōu)選角部8中的圓弧狀部分與末端8b、8c連接。這種情況下，優(yōu)選從末端8b或8c經(jīng)過(guò)30度以上的范圍形成圓弧狀，更優(yōu)選經(jīng)過(guò)45度以上的范圍形成圓弧狀。另外，優(yōu)選角8的輪廓長(zhǎng)度中的30%以上為圓弧狀，更優(yōu)選50%以上為圓弧狀。角部中的非圓弧狀的部分的形態(tài)優(yōu)選為與圓弧狀部 分正切的直線。進(jìn)一步，更優(yōu)選角部8的外側(cè)輪廓的整個(gè)長(zhǎng)度為圓弧狀。從本發(fā)明的觀點(diǎn)出發(fā)，角部8的曲率半徑R(假想圓D的半徑R)優(yōu)選設(shè)為0. 2 5. Omm,更優(yōu)選設(shè)為0. 5 2. 5mm。另外，本發(fā)明中，在多個(gè)基板區(qū)域2相接的交叉部分3、4(A、B)，需要滿足前述的條件。但是，在一個(gè)基板區(qū)域2與不使用區(qū)域5相接的交叉部分，由于并非在二個(gè)基板之間分害I]，因此無(wú)需滿足本發(fā)明的條件，但也可以滿足。陶瓷母材的材質(zhì)只要是電子部件所使用的陶瓷就沒有特別限定，可以例示氧化鋁、氧化鎂、二氧化硅、氧化釔、氮化硅、氮化硼、氮化鈦、氮化硼氮化鋁、氧氮化鋁、尖晶石、釔-鋁石榴石等。本發(fā)明對(duì)于致密質(zhì)氧化鋁，特別是透光性氧化鋁而言特別適合。以下，對(duì)由透光性氧化鋁構(gòu)成的陶瓷基板進(jìn)行說(shuō)明。透光性陶瓷，特別是透光性氧化鋁可以用作例如發(fā)光二極管元件用的擴(kuò)散板，由此能夠飛躍地延長(zhǎng)發(fā)光二極管元件的壽命。透光性陶瓷基板的厚度優(yōu)選為0. 05mm以上、2mm以下。如果擴(kuò)散板過(guò)薄，則受沖擊時(shí)容易裂開，或直線透過(guò)光的比率過(guò)高，光的擴(kuò)散不足。如果陶瓷基板過(guò)厚，則全光線透過(guò)率降低，散熱性也降低。為了光的擴(kuò)散，透光性陶瓷基板的可見光區(qū)域的直線透過(guò)率優(yōu)選設(shè)為65%以下，更優(yōu)選設(shè)為10%以下。透光性陶瓷基板的全光線透過(guò)率從發(fā)光效率的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選90%以上。構(gòu)成透光性陶瓷基板的陶瓷的晶體粒徑?jīng)]有特別限定，但從得到適度的透光性這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選設(shè)為0. Iym以上，更優(yōu)選設(shè)為Iym以上。另外，該陶瓷的晶體粒徑優(yōu)選設(shè)為100 u m以下，更優(yōu)選設(shè)為40 ii m以下。另外，從確保透光性這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，構(gòu)成透光性陶瓷基板的陶瓷的相對(duì)密度優(yōu)選設(shè)為98%以上，更優(yōu)選設(shè)為99%以上。陶瓷內(nèi)的氣孔使入射光散射，使全光線透過(guò)率顯著降低。陶瓷基板的成形方法沒有特別限定，可以是刮刀法、擠出法、凝膠注模法等任意的方法。特別優(yōu)選使用凝膠注模法來(lái)制造陶瓷基板。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過(guò)注模包含陶瓷粉末、分散介質(zhì)和膠凝劑的漿料，使該漿料凝膠化而得到成形體，并使該成形體燒結(jié)(專利文獻(xiàn)10 :日本特開2001-335371號(hào)公報(bào))?，F(xiàn)有的在未燒成的生片上按壓刀具刀刃、沖壓模具而形成槽的方法的情況下，有時(shí)會(huì)在槽底部引入細(xì)小的裂紋，斷裂強(qiáng)度不穩(wěn)定，但通過(guò)使用凝膠注模法，利用在成型模具中形成的突起而 成形分割槽形狀，可以避免上述問(wèn)題。特別優(yōu)選使用對(duì)純度99. 9%以上(優(yōu)選99. 95%以上)的高純度氧化鋁粉末添加150 IOOOppm的輔助劑的原料。作為這樣的高純度氧化鋁粉末，可以例示大明化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制造的高純度氧化鋁粉體。作為前述的輔助劑，優(yōu)選氧化鎂，但也可以例示Zr02、Y203、La2O3、Sc2O3。陶瓷原料粉末的平均粒徑?jīng)]有特別限定，但從低溫?zé)Y(jié)時(shí)的致密化和透光性提高這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選0. 5 ii m以下,更加優(yōu)選0. 4 ii m以下。進(jìn)一步優(yōu)選陶瓷的原料粉末的平均粒徑為0.3 以下(一次粒徑)。該平均粒徑的下限沒有特別限定。原料粉末的平均粒徑可以通過(guò)利用SEM(電子掃描型顯微鏡)的原料粉末的直接觀察確定。另外，這里所述的平均粒徑是指SEM照片(倍率X 30000。任意的2個(gè)視場(chǎng))上的除去2次凝聚粒子的I次粒子的(最長(zhǎng)軸長(zhǎng)+最短軸長(zhǎng))/2的值的n = 500平均值。凝膠注模法可以例示以下的方法。(I)與分散劑一起在分散介質(zhì)中分散無(wú)機(jī)物粉體、以及成為膠凝劑的聚乙烯醇、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等預(yù)聚物而制備漿料，注模后，使用交聯(lián)劑進(jìn)行三維交聯(lián)而使其凝膠化，從而使?jié){料固化。(2)通過(guò)使具有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)分散介質(zhì)與膠凝劑發(fā)生化學(xué)鍵合而使?jié){料固化。實(shí)施例(實(shí)施例I)如下地制作由透光性氧化鋁陶瓷構(gòu)成的母材I。即，使用將作為原料粉末的氧化鋁粉末100重量份和氧化鎂0. 025重量份，作為分散介質(zhì)的多元酸酯30重量份，作為膠凝劑的MDI樹脂4重量份、作為分散劑的MALIALIMAKM0351 (AKM 0351)(商品名，日本油脂株式會(huì)社制)2重量份和作為催化劑的三乙胺0. 2重量份混合而成的物質(zhì)。于室溫下將該漿料注模在設(shè)有使分割槽翻轉(zhuǎn)的形狀的突起的鋁合金制造的模具中后，于室溫下放置I小時(shí)，固化后進(jìn)行脫模。進(jìn)一步，在室溫、接著90°C的各個(gè)溫度下放置2小時(shí)，得到基板狀的粉末成形體。將其在大氣中、1200°C下進(jìn)行預(yù)燒，得到預(yù)燒體。接著，在氫氮=3 I的氣氛中、1800°C下進(jìn)行燒成，使其致密化和透光化。通過(guò)調(diào)整在模具中形成的突起的形狀來(lái)調(diào)整分割槽等的形態(tài)。其中，如圖I 圖4所示，分割槽形成為V槽，各基板區(qū)域的角部形成圓弧形狀，各尺寸如下。分割槽7的開口寬度W :0. 3_分割槽7的開口角度(第一傾斜面與第二傾斜面的角度):60度分割槽7的深度0. 26mm母材I的厚度1. Omm角部8的曲率半徑R 0. 5mm
各基板區(qū)域2的尺寸25_X25_制成10塊母材，分別沿著分割槽分割，結(jié)果分割所需要的力的偏差為0. 6±0. IN/mm。另外，未發(fā)現(xiàn)被分割的線偏離分?jǐn)嗖鄣那闆r。(比較例I)與實(shí)施例I同樣地操作而制作母材。母材的平面形態(tài)如圖I所示，另外分割槽形成為V槽，尺寸與實(shí)施例同樣。但是，各基板區(qū)域的角部不形成圓弧形狀，相反地將空隙的平面形狀形成為圓形。
制成10塊母材，分別沿著分割槽分割，結(jié)果分割所需要的力的偏差為0. 6±0. 3N/mm。另外，被分割的線偏離分割槽的情況在10塊中有3塊。(比較例2)與實(shí)施例I同樣地操作而制作母材。母材的平面形態(tài)如圖I所示，另外分割槽形成為V槽，尺寸與實(shí)施例同樣。但是，各基板區(qū)域的角部不形成圓弧形狀，而是形成專利文獻(xiàn)9(日本特開1994-091628)所記載那樣的形狀的角部。S卩，如圖5(a)、(b)所示，在各基板區(qū)域2的角部形成有面向空隙21的彎曲部23。彎曲部23的末端靠近分割槽7的末端，但是分割槽7的末端與空隙21不相連，在它們之間形成有非空隙部24。彎曲部23的分割槽側(cè)的末端23b的切線M與分割槽7的長(zhǎng)度方向L所成的角度為直角，可知與本發(fā)明(圖4)的情況正相反。制成10塊該母材，分別沿著分割槽分害IJ，結(jié)果分割所需要的力的偏差為
0.7±0. 3N/mm。另外，分割槽7的末端與空隙21之間的非空隙部24裂開成不定形，形成了毛邊之類的突起的情況在10塊中有8塊。(實(shí)施例2、3)實(shí)施例I中，如表I所示地變更開口寬度、槽底部的角度。其他與實(shí)施例I同樣地進(jìn)行試驗(yàn)，將結(jié)果示于表I。表I
實(shí)施例I 實(shí)施例2 實(shí)施例3 比較例I 比較例2表面的開口寬度mm0. 3mm0. Imm0. 5mm0. 3mm0. 3mm
槽底部角度°60^25^90^60^60^
槽深度mm0.26mm0.26mm0.26mm0.26mm 0.26mm
空隙部形狀正切圓弧正切圓弧正切圓弧 i彎曲圓弧
分割所需要的力N/nun20. 6 + 0. I 0. 6 + 0. I 0. 6 + 0. I 0. 6 + 0. 3 0. 7 + 0. 3
從分割槽偏離oTIooTIooTIo3 108 10
權(quán)利要求
1.一種陶瓷基板的制造方法，其為通過(guò)使陶瓷母材分割而得到多個(gè)陶瓷基板的方法，其特征在于， 將所述陶瓷母材劃分成多個(gè)基板區(qū)域，在鄰接的所述基板區(qū)域間形成分割槽，各所述基板區(qū)域的角部形成與所述分割槽連接的空隙，所述角部的至少一部分形成為圓弧狀，所述圓弧狀角部形狀設(shè)定為在所述空隙的與所述分割槽的接點(diǎn)，圓弧狀的所述角部相對(duì)于所述分割槽的中心線正切， 通過(guò)沿著所述分割槽分割所述陶瓷母材而得到所述陶瓷基板。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在與所述分割槽的長(zhǎng)度方向垂直的橫截面觀察所述分割槽時(shí)，具有相對(duì)向的第一傾斜面和第二傾斜面，所述第一傾斜面與所述第二傾斜面所成的角為25 90°。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，在所述陶瓷母材的表面的所述分割槽的 開口寬度為0. I 0. 5mm。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述陶瓷母材包含透光性氧化鋁陶瓷。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述陶瓷母材通過(guò)凝膠注模制法而制造。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供在沿著分割槽分割陶瓷母材從而得到陶瓷基板時(shí)，使其以沿著分割槽確實(shí)地分割的方式進(jìn)行的陶瓷基板的制造方法。將陶瓷母材劃分成多個(gè)基板區(qū)域(2)，在鄰接的基板區(qū)域(2)間形成分割槽(7)。各基板區(qū)域(2)的角部(8)形成與分割槽(7)連接的空隙(9B)，所述角部的至少一部分形成為圓弧狀。在空隙(9B)與分割槽(7)的接點(diǎn)(P)，圓弧狀的角部(8)相對(duì)于分割槽(7)的中心線(7a)正切。通過(guò)沿著分割槽(7)分割陶瓷母材而得到陶瓷基板。
文檔編號(hào)H05K3/00GK102752960SQ20121011326
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者大橋玄章, 宮澤杉夫, 渡邊敬一郎 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社