DD254166A1

DD254166A1 - DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING CERAMIC MULTIPLE SUBSTRATES

Info

Publication number: DD254166A1
Application number: DD29703586A
Authority: DD
Inventors: Helga Matzke; Manfred Luebke
Original assignee: Hermsdorf Keramik Veb
Priority date: 1986-12-04
Filing date: 1986-12-04
Publication date: 1988-02-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Mehrfachsubstraten, wobei in eine keramische Rohfolie Brechkerben eingearbeitet werden, damit diese Substrate nach dem Aufbringen von mikroelektronischen Strukturen vereinzelt werden koennen. Erfindungsgemaess ist dabei auf dem Substrat eine Ritzschablone aufgelegt, auf der sich ein Ritzwerkzeug, bestehend aus verschleissfesten Stahlklingen, die in eine Halterung mit Auflagestueck eingespannt sind, befindet. Durch den Einsatz der Ritzschablone mit engtolerierten Schlitzen erfolgt eine Zwangsfuehrung des Ritzwerkzeuges, wodurch eine gleichmaessige Ritzstruktur mit engen Toleranzen erzeugt wird. Des weiteren ist durch den Einsatz der Ritzschablone fuer das Ritzwerkzeug eine Auflage zur gleichmaessigen Verteilung des Auflagedruckes auf das Substrat und ein verstellbarer Anschlag zur Einstellung der gewuenschten Ritztiefe vorhanden. Entweder befinden sich das Ritzwerkzeug oder die Stahlklinge durch eine Schraegstellung im Ritzwerkzeug in einem Neigungswinkel zum Substrat. Fig. 2The invention relates to an apparatus and a method for producing ceramic multiple substrates, wherein in a ceramic green sheet breaking notches are incorporated so that these substrates can be separated after the application of microelectronic structures. According to the invention, a scoring template is placed on the substrate, on which a scoring tool, consisting of wear-resistant steel blades, which are clamped in a holder with support piece, is located. The use of the scoring template with close-tolerance slots results in forced guidance of the scoring tool, which produces a uniform scoring structure with narrow tolerances. Furthermore, by using the scoring template for the scoring tool, there is a support for uniform distribution of the contact pressure on the substrate and an adjustable stop for setting the desired scoring depth. Either the scoring tool or the steel blade are at a tilt angle to the substrate by a Schraegstellung in the scoring tool. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Mehrfachsubstraten, wobei in eine keramische Rohfolie Brechkerben eingebracht werden, damit diese Substrate nach dem Aufbringen von mikroelektronischen Strukturen vereinzelt werden können.The invention relates to an apparatus and a method for producing ceramic multiple substrates, wherein in a ceramic green sheet breaking notches are introduced so that these substrates can be separated after the application of microelectronic structures.

Characteristic of the known state of the art

Zur Herstellung von keramischen Mehrfachsubstraten sind zahlreiche Vorrichtungen und Verfahren bekannt. Beispielsweise werden Mehrfachsubstrate mit Dicken > 1 mm durch Trockenpressen hergestellt. Die dabei verwendeten Preßwerkzeuge erzeugen auf dem Substrat ein Raster von Kerben. Entlang dieser Kerblinien erfolgt das Auseinanderbrechen der Mehrfachsubstrate nach dem Sinterprozeß.Numerous devices and methods are known for making ceramic multiple substrates. For example, multiple substrates with thicknesses> 1 mm are produced by dry pressing. The pressing tools used produce a grid of notches on the substrate. Along these score lines, the breakup of the multiple substrates occurs after the sintering process.

Werden Dicken < 1 mm gefordert, wird bei der Herstellung der Substrate von keramischen Folien ausgegangen. Dabei können zwei Verfahrenswege unterschieden werden. In einem Fall werden die Folien gesintert und die Kerblinien im gesinterten Zustand eingebracht. Dazu benutzt man vorwiegend Laseranlagen, wobei auch das Einbringen der Kerblinien mit Hilfe von Ultraschall (DD 131104) bzw. durch das Aufblasen abrasiver Pulver bekanntgeworden ist. Diese Verfahren sind jedoch durch einen sehr hohen apparativen Aufwand gekennzeichnet.If thicknesses <1 mm are required, the production of the substrates is based on ceramic foils. In this case, two process paths can be distinguished. In one case, the films are sintered and the score lines are sintered. For this purpose, laser systems are predominantly used, whereby the introduction of the score lines has also become known with the aid of ultrasound (DD 131104) or by the blasting of abrasive powders. However, these methods are characterized by a very high expenditure on equipment.

Im anderen Fall wird das Kerbraster mit einem entsprechenden Werkzeug in die ungesinterte und damit rohe Folie gedrückt (DD 222152). Die Nachteile dieses Verfahren liegen in dem hohen Werkzeugverschleiß und den hohen Werkzeugkosten, da diese Werkzeuge auf Grund der zumeist geringen Rasterabmessungen nur sehr kostenaufwendig angefertigt werden können. Hierzu kommen die beim Einpressen des Rasters erzeugten Verdichtungsunterschiede sowie der dabei entlang der Rasterlinien auftretende Grat. Des weiteren ist es bekannt, aus einer keramischen Rohfolie Substrate herzustellen, die unter einer sowohl eine Längs- als auch Querbewegung ausführende Schneidvorrichtung entlang geführt werden und dabei das Bruchraster in die Substrate durch Schneiden eingebracht werden. Bei diesem Verfahren kann es jedoch zu Beschädigungen der Rohfolienoberf lache sowie zu Maßabweichungen kommen, da die Rohfolie während des Schneidvorganges ungenügend gegen Lageveränderungen gesichert ist.In the other case, the notch grid is pressed into the unsintered and therefore raw foil with a suitable tool (DD 222152). The disadvantages of this method are the high tool wear and the high tool costs, since these tools can be made only very expensive due to the usually small grid dimensions. In addition, it is known to produce substrates from a ceramic green sheet, which are guided along a cutting device which executes both a longitudinal and transverse movement, and thereby the breaking grid be introduced into the substrates by cutting. In this method, however, it may cause damage to the Rohfolienoberf laugh and deviations in size, since the raw film is insufficiently secured during the cutting process against changes in position.

Object of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, mittels einer Vorrichtung und eines Verfahrens eine einfache und kostengünstige Herstellung von keramischen Mehrfachsubstraten zu gewährleisten.It is an object of the invention to ensure a simple and cost-effective production of ceramic multiple substrates by means of a device and a method.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Mehrfachsubstraten zu schaffen, die bei hoher Produktivität sehr saubere und schmale Kerblinien bei gleichmäßigen Kerbtiefen und ohne Oberflächenbeschädigungen garantieren, um bei der Vereinzelung eine gute Qualität zu erreichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem auf dem Substrat eine Ritzschablone augelegt ist, wobei beide mit Anschlag in ihrer Lage fixiert werden, auf der sich ein Ritzwerkzeug, bestehend aus verschleißfesten Stahlklingen, die in eine Halterung mit Auflagestück eingespannt sind, befindet. Durch den Einsatz der Ritzschablone mit engtolerierten Schlitzen erfolgt eine Zwangsführung des Ritzwerkzeuges, wodurch eine gleichmäßige Ritzstruktur mit engen Toleranzen erzeugt wird. Des weiteren ist durch den Einsatz der Ritzschablone für das Ritzwerkzeug eine Auflage zur gleichmäßigen Verteilung des Auflagedruckes auf das Substrat vorhanden. Mittels verstellbarem Anschlag am Ritzwerkzeug kann die gewünschte Ritztiefe eingestellt werden. Entweder befinden sich das Ritzwerkzeug oder die Stahlklingen durch eine Schrägstellung im Ritzwerkzeug in einem Neigungswinkel zum Substrat.The invention has for its object to provide an apparatus and a method for producing ceramic multiple substrates that guarantee very high productivity and very clean and narrow score lines with uniform notch depths and no surface damage to achieve a good quality in the separation. According to the invention, the object is achieved by a Ritzschablone is augelegt on the substrate, both being fixed with stop in their position on which a scoring tool, consisting of wear-resistant steel blades, which are clamped in a holder with support piece is located. By using the scoring template with tight tolerances slits a positive guidance of the scoring tool, whereby a uniform scribe structure is produced with narrow tolerances. Furthermore, by using the scoring template for the scoring tool, there is a support for the uniform distribution of the contact pressure on the substrate. By means of adjustable stop on the scoring tool the desired scratch depth can be adjusted. Either the scoring tool or the steel blades are at an inclination angle to the substrate by an inclined position in the scoring tool.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird derart realisiert, indem das zu ritzende Substrat in seiner Bearbeitungslage fixiert wird, durch die Ritzschablone mittels des Ritzwerkzeuges das Ritzen einer gleichmäßigen Tiefe erfolgt und indem nach dem Ritzen das Substrat zum Glätten aufgeworfener Kanten der Ritzspuren zwischen plan parallelen Platten eines Werkzeuges plangepreßt wird. Dabei kann das Ritzen bei fest eigestelltem Ritzwerkzeug oder durch dessen Vorschubbewegung erfolgen. Damit gewährleistet die erfindungsgemäße Lösung das Ritzen von sehr sauberen und schmalen Kerblinien bei gleichmäßiger Kerbtiefe in keramische Mehrfachsubstrate, wodurch bei der Vereinzelung eine hohe Qualität erreicht wird. Durch die Lagefixierung der Rohfolie werden Maßabweichungen ausgeschlossen und durch die Ritzvorrichtung wird eine Beschädigung der Rohfolienoberfläche verhindert.The method according to the invention is realized in such a way that the substrate to be doctored is fixed in its processing position, the scribing template scores a uniform depth by means of the scoring tool, and after splitting the substrate for smoothing of raised edges of the scoring marks between plane-parallel plates of a tool becomes. In this case, the scratches can be done at fixed eigestelltem scoring tool or by its feed movement. Thus, the solution according to the invention ensures the scribing of very clean and narrow score lines with uniform notch depth in ceramic multiple substrates, whereby a high quality is achieved in the separation. By fixing the position of the raw film deviations are excluded and the scribe device prevents damage to the raw film surface.

embodiment

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel sowie dazugehörigen Prinzipzeichnungen näher erläutert werden. . " " . The solution according to the invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment and associated schematic drawings. , "".

Es zeigen:Show it:

Fig.1: Darstellung der Ritzvorrichtung in Neigungswinkel zum Substrat1 shows the scribe device at an angle of inclination to the substrate

Fig. 2: Darstellung der Ritzvorrichtung mit geneigter bzw. schräggestellter Klinge in der Einspannung.Fig. 2: Illustration of the scoring device with inclined or inclined blade in the clamping.

Zur Herstellung von keramischen Mehrfachsubstraten für die Mikroelektronik wird ein durch Anschlag in seiner Lage fixiertes Rohsubstrat 1 mit 0,80 mm Dicke aufgelegt und mit der Ritzschablone 2 bedeckt. Darauf befindet sich auf dem Anschlag 6 das Ritzwerkzeug 3. Mit diesem Ritzwerkzeug 3, bei dem die Stahlklinge 4 durch den Anschlag 7 und mittels der Halterung 5 auf eine Ritztiefe von 0,20 mm eingestellt ist, wird das Substrat in x-Richtung geritzt, indem mit dem eine Vorschubbewegung V ausführenden Ritzwerkzeug 3 Rille für Rille der Schablone 2 abgerastet wird. Dabei verteilt sich der Auflagedruck P des Ritzwerkzeuges 3 über die Schablone gleich mäßig auf das Rohsubstrat. Nach Ausführung der Ritzung in x-Richtung werden das Ritzwerkzeug und die Schablone von dem Substrat genommen und die Schablone für die Richtung in y-Richtung auf die Oberfläche fixiert aufgelegt. Mit dem Ritzwerkzeug für die y-Richtung, das auf eine Ritztiefe von 0,15 mm eingestellt ist, wird die y-Richtung des Rohsubstrates durch taktweises Abrastern, Rille für Rille, geritzt. Nach Ausführung der Ritzung in x- und y-Richtung und der Herstellung das durch die Ritzschablonen vorgegebenen Kerbmusters am Rohstubstrat wird dasselbe zum Glätten der aufgeworfenen Ritzspuren zwischen die plan parallelen Platten eines Planpreßwerkzeuges gelegt und mit etwa 50Mp (500kp/cm²) plangepreßt.For the production of ceramic multiple substrates for microelectronics, a raw substrate 1 with a thickness of 0.80 mm fixed in its position is placed on top and covered with the scoring template 2. On this, the scoring tool 3 is located on the stop 6. With this scoring tool 3, in which the steel blade 4 is set by the stop 7 and by means of the holder 5 to a scratch depth of 0.20 mm, the substrate is scored in the x-direction, by using the feed tool V performing scoring tool 3 groove for groove of the template 2 is snapped. In this case, the contact pressure P of the scoring tool 3 is uniformly distributed over the template to the raw substrate. After performing the scoring in the x-direction, the scoring tool and the template are removed from the substrate and placed the template for the direction in the y-direction fixed to the surface. With the scoring tool for the y-direction, which is set to a scratching depth of 0.15 mm, the y-direction of the raw substrate is scored by intermittent scanning, groove by groove. After performing the scribing in the x and y directions and producing the notch pattern on the raw substrate predetermined by the scribing templates, the same is placed between the plano-parallel plates of a plano-molding tool to smooth the raised scratches and is pressed at about 50 MP (500 kp / cm ² ).

Claims

1. Apparatus for the production of ceramic multiple substrates by means of a cutting or scoring device, characterized in that on a stop fixed in its position substrate (1) is also a fixed scoring template (2) is placed on a scoring tool (3) consisting from one or more wear-resistant steel blades (4), which are clamped in a holder (5), rests on a support (6) and guided along the template, wherein the use of the scoring template with tight tolerances forced guidance of the scoring tool, a uniform distribution of the contact pressure (P) is present and by an adjustable stop (7) the desired Ritztiefe is adjustable.

2. Device according to claim 1, characterized in that the scoring tool is at an inclination angle to the substrate.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the steel blade is at an inclination angle to the substrate by its inclination in the scoring tool.

4. A process for the production of ceramic multiple substrates by means of cutting or scratches, characterized in that the substrate to be scratched is fixed in its processing position, by the scoring template by means of the scoring tool, the scoring of a uniform depth and that after scratching the substrate raised for smoothing Edges of the scratches marks between plane-parallel plates of a tool is planzpreßt.

5. The method according to claim 4, characterized in that the scratches takes place at fixed set scoring tool.

6. The method according to claim 4, characterized in that the scratches by a feed movement (V) of the scoring tool.

7. The method according to claim 4 to 6, characterized in that the scribe depth in the x direction is about 25% and in the y direction about 20% of the total substrate thickness.