JP2003285192A

JP2003285192A - セラミック基板へのレーザー加工方法

Info

Publication number: JP2003285192A
Application number: JP2002086694A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Matsuzaki; 孝博松崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザー加工時に発生する溶融したセラミック
スの飛着物がセラミック基板に付着することを防止する
とともに、ヒュームの発生を抑え、かつレーザー加工後
において余分な作業を発生させないようにする。【解決手段】セラミック基板１の加工表面にレーザー光
を照射してレーザースクライブ、穴、溝等の加工を施す
前に、上記加工表面に、澱粉を含有する溶剤を塗布し、
余分な溶剤を飛ばして澱粉からなる保護膜２を被着する
ようにしてレーザー加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＯ₂レーザー装
置やＹＡＧレーザー装置を用いてセラミック基板にレー
ザースクライブ、穴、溝等の加工を施すためのレーザー
加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
セラミックスを用いたチップ抵抗器、センサー、ハイブ
リッドＩＣ、サーマルヘッド等を製作する場合、生産効
率を高めるため、大型のセラミック基板上に、抵抗体、
回路電極、半導体、センサー素子、サーマルヘッド素子
等を形成し、セラミック基板に形成されたレーザースク
ライブや溝に沿って分割することにより多数個取りする
ことが行われている。

【０００３】そして、セラミック基板上に形成するレー
ザースクライブや溝に高い寸法精度が要求される場合、
レーザースクライブや溝をレーザー加工によって形成す
るようになっていた。

【０００４】ところで、セラミック基板にレーザー光を
照射すると、その加工部は約３０００℃以上にも達し、
加工部のセラミックスが一度溶融されるのであるが、直
ぐに冷却されて加工部の底にその一部が残留して固着
し、分割性を低下させるとともに、レーザー光を加工部
に集光させる集光レンズにセラミックスの飛着物が付着
して加工できなくなるため、アシストエアーと呼ばれる
圧縮気体を吹きつけることが行われている。

【０００５】ところが、図７に示すように、加工部に圧
縮気体を吹きつけるとセラミックスの飛着物５２が飛散
し、加工部以外のセラミック基板６０上に付着するとい
った課題があった。

【０００６】また、レーザースクライブ５０の周縁には
セラミックスの溶融物が堆積して盛り上がったヒューム
５１が発生するといった課題もあった。

【０００７】そして、セラミック基板６０上にヒューム
５１や飛着物５２が存在すると、この後の製造工程にお
いて悪影響を与えるといった課題があった。

【０００８】例えば、配線の印刷工程ではスクリーンを
痛めたり、配線の断線を招く恐れがあるとともに、露光
工程ではマスクを痛める恐れがあり、また、搬送や電装
部品を装着する際のクランプ時にはクラック不良が発生
したり、分割後の完成品の組み付け時にヒユーム５１の
盛り上がり部を起点として基板が割れる恐れがあり、製
品の信頼性を損なう恐れがあった。

【０００９】その為、レーザー加工後にセラミック基板
６０に付着するヒューム５１や飛着物５２を除去するこ
とが行われているのであるが、ヒューム５１や飛着物５
２はセラミックスの溶融物が付着したものであるために
簡単に除去することができず、硬質な砥石やアルミナ粉
を含有した硬質ブラシを用いて除去しなければならず、
作業工程を簡略することができないといった課題があっ
た。

【００１０】しかも、硬質な砥石やブラシを用いてヒュ
ーム５１や飛着物５２を除去すると、セラミック基板に
欠けや割れを発生させることもあった。

【００１１】そこで、ヒューム５１や飛着物５２の発生
を抑えるため、特開平３−２５２３８４号公報には、セ
ラミック基板の加工部周辺に、アクリル系のセロテープ
（登録商標）、メンディングテープ、両面紙粘着テー
プ、両面セロハン粘着テープ、導電性粘着テープ、プリ
ント基板用粘着テープ、ポリエステル系フィルム等の保
護シートを形成した後、レーザー光を照射して加工を行
うか、あるいはセラミック基板の加工部周辺に、非ハロ
ゲン活性化ロジンフラックスに代表される各種フラック
スを塗布した後、レーザー光を照射して加工を行うこと
が提案されている。

【００１２】ところが、上記保護シートを使用した場
合、ヒュームや飛着物の発生は抑えられるものの、加工
部に必ずカーボンが残るため、レーザー加工後に１００
０℃以上の熱処理を与えてカーボンを除去する工程が必
要となり、作業工程を減らすことができないといった課
題があった。しかも、セラミック基板に縦横に交差する
多数のレーザースクライブを形成するような場合、保護
シートが細かく裁断されてしまうため、レーザー加工後
に保護シートを素早く完全に剥ぎ取るためには新たな設
備が必要となるといった課題もあった。

【００１３】一方、フラックスを使用した場合もヒュー
ムや飛着物の発生は抑えられるものの、レーザー加工後
にフラックスの焼き付きによるシミがセラミック基板に
発生して製品の品質を低下させるとともに、フラックス
は油分であるため、レーザー加工後にフラックスを除去
するには薬剤や溶剤等の専用洗浄液を用いるか、熱処理
を施さなければ除去することができないといった課題が
あった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題に鑑
み、本発明のセラミック基板へのレーザー加工方法は、
セラミック基板の加工表面に、澱粉を溶媒中に分散させ
た溶剤を塗布し、乾燥させて余分な溶媒を飛ばすことに
より澱粉からなる保護膜を被着した後、上記加工表面に
レーザ光を照射してレーザースクライブ、穴、溝等の加
工を施すようにしたことを特徴とする。

【００１５】なお、上記溶剤中における澱粉の添加量は
５重量％〜２０重量％とすることが好ましく、また、板
厚が０．１ｍｍ〜２．０mmのセラミック基板に、加工深
さがセラミック基板の板厚の１／３〜１／４の範囲にあ
るレーザースクライブを形成する場合、澱粉にコーンス
ターチ又は小麦粉を用いるとともに、保護膜の膜厚みを
１０μｍ〜５００μｍとすることが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１７】本発明のセラミック基板へのレーザー加工
方法は、セラミック基板の加工表面にレーザー光を照射
して、レーザースクライブ、穴、溝等の加工を施す前
に、上記加工表面に、澱粉を溶媒中に分散させた溶剤を
塗布し、余分な溶媒を飛ばして澱粉からなる保護膜を被
着するようにしたことを特徴とする。

【００１８】具体的には、セラミック基板の加工表面
に、澱粉を含有する溶剤を塗布する。ここで、溶剤を形
成する溶媒としては、環境問題や洗浄後の排水等を考慮
すると水又はお湯を用いることが好ましく、また、溶媒
中に分散させる澱粉としてはコーンスターチ、小麦粉、
葛粉、米粉、ゼラチンのうちいずれか一種以上を用いる
ことができる。

【００１９】次に、図１（ａ）に示すように、セラミッ
ク基板１に塗布した溶剤を乾燥させて澱粉からなる保護
膜２を形成するのであるが、この時、溶媒を完全に除去
するのではなく、余分な溶媒を乾燥工程にて除去する。
即ち、若干の溶媒を残すことにより澱粉同士を密着させ
ておくことができるため、セラミック基板１上に保護膜
２を形成することができる。

【００２０】しかる後、図１（ｂ）に示すように、レー
ザービームヘッド４より出射されたレーザー光を集光レ
ンズ５によってセラミック基板１の加工部７に集光さ
せ、保護膜２上からセラミック基板１の所定位置にレー
ザー光６を照射することによりレーザースクライブ、
穴、溝等の加工を施すようになっている。

【００２１】この時、レーザー加工時に用いるアシスト
エアーによってセラミックスの溶融物が飛散するのであ
るが、本発明の加工方法によれば、セラミック基板１の
加工表面に澱粉からなる保護膜２を形成してあることか
ら、飛散したセラミックスの飛着物８を保護膜２に付着
させ、セラミック基板１に付着するのを防止することが
できる。

【００２２】また、加工部周辺に吐き出されるセラミッ
クスの溶融物の盛り上がりも保護膜２の存在によって抑
えることができ、ヒュームの発生を防止又は大幅に低減
することができる。しかも、加工部に照射されるレーザ
ー光６の外周部には加工に寄与しない無益なエネルギー
部が存在するのであるが、この無益なエネルギー部は保
護膜２によって吸収することができるため、加工に寄与
する高エネルギー部のみを加工部に照射することができ
るため、例えば、レーザー光６の照射によってレーザー
スクライブを形成する場合、図２に示すように、ヒュー
ム９が発生したとしてもレーザースクライブ１０の形状
にならって形成させることができる。

【００２３】そして、レーザー加工後においては、保護
膜２が澱粉からなるため、水又は温水を用いた洗浄のみ
によって保護膜２を容易に除去することができ、従来の
ように薬剤や溶剤等の専用洗浄液を用いた洗浄作業や、
熱処理を施す必要がなく、作業性を大幅に改善すること
ができる。また、仮に水や温水を用いた洗浄だけでは除
去できないヒューム９や飛着物が残っていても従来のよ
うな硬質の砥石やブラシを用いる必要はなく、柔らかい
ブラシ等で軽く掃くことで容易に除去することができ、
セラミック基板１に欠けや割れを発生させることがな
い。

【００２４】ところで、溶剤を形成するのに用いる澱粉
としては、前述したように、コーンスターチ、小麦粉、
葛粉、米粉、ゼラチンのうちいずれか一種以上を用いる
ことができるが、これらの中でも常温の溶媒にも良く溶
け、溶剤の製作のし易さの点でコーンスターチ又は小麦
粉を用いることが好ましく、さらに７０度〜８５度の湯
に溶かすことで澱粉を溶媒中に均一に溶かすことができ
望ましい。

【００２５】また、溶剤中における澱粉の添加量は５重
量％〜２０重量％とすることが良い。なぜなら、溶剤中
における澱粉の添加量が５重量％未満になると、その粘
度が小さいために塗布した加工表面より流れ出すととも
に、乾燥後において保護膜２を形成することが難しいか
らであり、逆に溶剤中における澱粉の添加量が２０重量
％を超えると、溶剤の粘度が増し、均一な塗布ができな
いといった不都合があるからで、溶剤中における澱粉の
添加量を５重量％〜２０重量％とすることにより、取り
扱いが容易で塗布性が良く必要な膜厚が得易い溶剤を形
成することができる。

【００２６】乾燥後の保護膜２の膜厚みｔは、厚くなり
過ぎると、セラミックスの飛着物の付着やヒューム９の
高さを抑制するのに効果的であるものの、レーザー光の
エネルギーを奪い、加工深さＶが設定値よりも浅くな
り、逆に薄くなり過ぎると、セラミックスの飛着物の付
着やヒューム９の高さを十分に抑制する効果が得られな
くなるため、加工深さＶに応じて適宜設定することが好
ましい。

【００２７】例えば、板厚Ｔが０．１ｍｍ〜２．０mmの
セラミック基板１に、加工深さＶがセラミック基板１の
板厚Ｔの１／３〜１／４の範囲にあるレーザースクライ
ブ１０を形成する場合、澱粉にコーンスターチ又は小麦
粉を用いるとともに、保護膜２の膜厚みｔを１０μｍ〜
５００μｍとすることが好ましい。

【００２８】即ち、保護膜２の膜厚みｔが１０μｍ未満
となると、セラミックスの飛着物の付着やヒューム９の
高さを十分に抑えることができず、逆に保護膜２の膜厚
みｔが５００μｍを超えると、加工深さＶが設定値より
も浅くなるからである。

【００２９】なお、板厚Ｔが０．６３５ｍｍのセラミッ
ク基板１に加工深さＶが０．２２ｍｍのレーザースクラ
イブ１０を形成する場合、保護膜２の膜厚みｔは１００
〜２００μｍとすることが望ましく、また、板厚Ｔが
１．０ｍｍのセラミック基板１に加工深さＶが０．３３
ｍｍのレーザースクライブ１０を形成する場合、保護膜
２の膜厚みｔは１５０μｍ〜３００μｍとすることが望
ましい。

【００３０】さらに、加工深さＶを安定させるために
は、セラミック基板１の加工表面に形成する保護膜２の
膜厚みｔをできるだけ均一にすることが好ましく、その
ためには溶剤の塗布にあたり、塗工機、キャステイング
装置、テーブルコーター、スクリーン印刷機のいずれか
一種の塗布装置を用いることが好ましい。

【００３１】図３は塗工機の概略を示す側面図で、溶剤
タンク１１に入れた溶剤３を回転ブラシ１２で受け取
り、ローラー１３に転写し、続いて拡散ローラー１４で
溶剤３を均一に広げ、最後に転写ローラー１５でセラミ
ック基板１に溶剤３を転写するようになっており、溶剤
３が塗布されたセラミック基板１を搬送ベルト１６で乾
燥ＢＯＸ１７に運ぶことにより、余分な溶媒を飛ばして
澱粉からなる保護膜２をセラミック基板１上に形成する
ようになっている。

【００３２】また、溶剤タンク１１の底面にはシートヒ
ータ１８を備え、溶剤３を５０℃以上に加熱するととも
に、攪拌バー１９にて攪拌することで溶剤３を凝固させ
ないようになっている。

【００３３】図４はキャスティング装置の概略を示す側
面図で、底面にスリット２２を有する溶剤タンク２１に
溶剤３を入れ、搬送ベルト２３によってセラミック基板
１を溶剤タンク２１の下まで運び、溶剤タンク２１のス
リット２２よりその自重で流れ出る溶剤３をセラミック
基板１上に塗布し、さらに搬送ベルト２３によって乾燥
ＢＯＸ２４に運ぶことにより、余分な溶媒を飛ばして澱
粉からなる保護膜２をセラミック基板１上に形成するよ
うになっている。

【００３４】また、溶剤タンク１の側面にはシートヒー
タ２５を備え、溶剤３を５０℃以上に加熱することによ
り溶剤３を凝固させないようになっている。

【００３５】図５はテーブルコーターの概略を示す側面
図で、真空吸引機構を有するテーブル３４上にセラミッ
ク基板１を真空吸引によって吸着固定させ、ブレード３
１に入れた溶剤３をエアーによって均一に加圧しながら
ブレード３１の底面に備えるスリット３２より押し出す
ようになっている。ブレード３１はテーブル３４の両脇
に配置されたガイドレール３６上を移動する支柱３３に
取着されており、ガイドレール３６に沿ってブレード３
１を移動させることによりセラミック基板１上に溶剤３
を塗布するようになっている。しかる後、ガイドレール
３６に沿って乾燥ＢＯＸ３５をテーブル３４上まで移動
させ、余分な溶媒を飛ばして澱粉からなる保護膜２をセ
ラミック基板１上に形成するようになっている。

【００３６】図６はスクリーン印刷機の概略を示す側面
図で、真空吸引機構を有するテーブル４５上にセラミッ
ク基板１を真空吸引によって吸着固定させた後、ガイド
レール４６に沿ってテーブル４５を印刷部４４の下まで
搬送する。印刷部４４ではスクリーン４１に投入された
溶剤３をスキージ４２によって延ばしながらセラミック
基板１上に印刷する。しかる後、テーブル４５をガイド
レール４６によって印刷部４４より取り出し、さらに溶
剤３が塗布されたセラミック基板１をテーブル４５から
取り出し、バッチ乾燥機やライン乾燥機によって余分な
溶媒を飛ばして澱粉からなる保護膜２をセラミック基板
１上に形成するようになっている。

【００３７】なお、スクリーン４１にはシートヒータ４
３が設置され、溶剤３を５０℃以上に加熱することによ
り溶剤３を凝固させないようになっている。

【００３８】これらの塗布装置を用いて溶剤３を塗布し
乾燥させれば膜厚みｔが均一な保護膜２をセラミック基
板１上に形成することができるため、レーザー光を照射
して各種加工を施せば加工深さＶのバラツキを抑え、所
定深さの加工を施すことができる。

【００３９】以上、本発明の実施形態について示した
が、本発明の加工方法に用いるセラミック基板の材質と
しては特に限定するものではなく、アルミナ、ジルコニ
ア、ムライト、窒化アルミニウム等を主成分とするセラ
ミック焼結体を用いることができる。

【００４０】また、レーザー加工に用いるレーザーの種
類については特に限定するものではなく、加工径や加工
深さあるいは加工精度に応じてＣＯ₂レーザー又はＹＡ
Ｇレーザーを用いれば良い。

【００４１】

【実施例】（実施例１）ここで、セラミック基板の加工
表面に澱粉からなる保護膜を形成してレーザー加工を行
う本発明の方法、セラミック基板の加工表面にポリエス
テル系フィルム又はフラックスを設けてレーザー加工を
行う従来の第一の方法、及びセラミック基板の加工表面
に直にレーザー加工を行う従来の第二の方法をそれぞれ
用い、レーザースクライブを形成した時の飛着物の有
無、ヒュームの高さ、洗浄具合をそれぞれ比較する実験
を行った。

【００４２】具体的には、アルミナ純度が９６％のアル
ミナセラミックスからなる板厚が０．６３５ｍｍのセラ
ミック基板を用い、表１に示す条件にてレーザー光を照
射することにより、加工深さが０．２２ｍｍ、開口部の
径が０．１５ｍｍの逆円錐状をしたレーザースクライブ
を０．１６ｍｍのピッチで複数形成した。なお、レーザ
ーの加工スピードは１２０００mm／分とした。

【００４３】そして、レーザー加工後にまず７０℃の熱
水で洗浄作業を行い、セラミックスの飛着物の有無、ヒ
ュームの高さ、シミの有無を調べた後、油分専用の洗浄
液を用いて洗浄作業を行いシミの有無について調べ、さ
らに１０００℃の温度で熱処理を与えることによりシミ
の有無を調べる実験を行った。

【００４４】ただし、セラミックスの飛着物の有無と洗
浄作業後のシミの有無については目線と蛍光灯の間に加
工後のセラミック基板を手に持って平行におく目視検査
と、ＮＩＫＯＮ製の実体顕微鏡（ＳＭＺ−ＵＺＯＯＭ
１：１０）を用いて確認した。ヒュームの高さについて
は、小坂研究所製のＳＵＲＦＣＯＲＤＥＲＳＥ−２３
００を用い、縦倍率：１０００倍、横倍率：１００倍、
送り：１として測定した。さらにシミの同定にはＸＭＡ
分析を行った。

【００４５】結果は表２に示す通りである。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】この結果、従来の第二の方法によれば、ア
シストエアーによってセラミック基板の加工表面上には
多数の溶融したセラミックスの飛着物が強固に付着して
おり、いずれの洗浄作業を行っても除去することができ
なかった。しかも、加工部周辺のヒュームの高さも１６
μｍと高く、硬質ブラシ等を用いて飛着物やヒュームを
除去しなければならなかった。

【００４９】また、従来の第一の方法によれば、いずれ
も洗浄作業後においてセラミック基板上に溶融したセラ
ミックスの飛着物を付着させることがなく、また、加工
部周囲のヒュームの高さを１０μｍ未満に抑えることが
できたものの、セラミック基板上にはカーボンのシミが
残存していた。そして、このシミは熱水や油分専用の洗
浄剤を用いた洗浄でも除去することができず、加熱処理
を施さなければ除去することができなかった。

【００５０】これに対し、本発明の加工方法によれば、
洗浄作業後にセラミック基板上に溶融したセラミックス
の飛着物の付着は見られず、また、加工部周囲のヒュー
ムの高さを４μｍと大幅に低減することができた。しか
も、熱水による洗浄作業によって簡単に除去することが
でき、シミ等を発生させることもなかった。その為、本
発明の加工方法では、油分専用の洗浄剤を用いた洗浄や
加熱処理が不要であるため、作業性の点で優れていた。（実施例２）次に、澱粉として、小麦粉、葛、コーンス
ターチ、米粉、ゼラチンを用い、表３に示す割合で水に
溶かして溶剤を製作し、実施例１と同様の条件にて、ア
ルミナ純度が９６％のアルミナセラミックスからなる板
厚が０．６３５ｍｍのセラミック基板に、加工深さが
０．２２ｍｍ、開口部の径が０．１５ｍｍの逆円錐状を
したレーザースクライブを０．１６ｍｍのピッチで複数
形成した時の加工深さについて確認する実験を行った。

【００５１】結果は表４に示す通りである。

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】この結果、澱粉に小麦粉、葛、米粉、ゼラ
チンを用いたとしても保護膜の膜厚みを厚くするにした
がって、加工深さを浅くなることが判る。ただし、米粉
やゼラチンは粘度調整が難しく、また、葛を用いた場
合、保護膜の膜厚みを他の材質と同じにしても加工深さ
がかなり浅くなった。

【００５５】この結果、澱粉としては小麦粉又はコーン
スターチを用いることが良いことが判る。（実施例３）次に、澱粉としてコーンスターチを用い、
澱粉と溶媒である水との割合を変化させて溶剤を製作
し、取り扱いが容易で塗布性が良く必要な膜厚が得易い
溶剤を得るのに好ましい澱粉の含有量について調べる実
験を行った。

【００５６】この結果、表５に示すように溶剤中の澱粉
の含有量を５重量〜２０重量％の範囲で形成することが
良いことが判った。

【００５７】そこで、この結果を基に、水にコーンスタ
ーチを１５重量％混ぜて攪拌した溶剤を用意し、図３の
塗工機を用いて溶剤を、アルミナ純度が９６％のアルミ
ナセラミックスからなる板厚が０．６３５ｍｍのセラミ
ック基板に塗布厚みを異ならせて塗布した後、乾燥ＢＯ
Ｘにて余分な溶媒を飛ばすことにより膜厚みを異ならせ
た保護膜を形成した。

【００５８】そして、これらのセラミック基板に、実施
例１と同様の条件にて加工深さが０．２２ｍｍ、開口部
の径が０．１５ｍｍの逆円錐状をしたレーザースクライ
ブを０．１６ｍｍのピッチで複数形成し、保護膜の膜厚
みに対する加工深さ、飛着物の有無、ヒュームの高さ、
ヒュームの幅、レーザースクライブ開口部の真円度をそ
れぞれ調べる実験を行った。

【００５９】保護膜の膜厚みと加工深さの関係は表６
に、保護膜の膜厚みと飛着物の有無の関係は表７に、保
護膜の膜厚みとヒュームの高さとの関係は表８に、保護
膜の膜厚みとヒュームの幅との関係は表９に、保護膜の
膜厚みとレーザースクライブ開口部の真円度との関係は
表１０にそれぞれ示す通りである。

【００６０】ただし、加工深さとレーザースクライブ開
口部の真円度は、ＮＩＫＯＮ製の工具顕微鏡（ＭＥＡＳ
ＵＲＥＳＣＯＰＥＭＭ−２２）を用い、倍率を１００
倍として図２に示すように孔径のＸ寸法とＹ寸法を測定
し、その差を真円度とした。

【００６１】ヒュームの高さと幅は、小坂研究所製のＳ
ＵＲＦＣＯＲＤＥＲＳＥ−２３００を用い、縦倍率：
１０００倍、横倍率：１００倍、送り：１として測定し
た。

【００６２】加工深さは、保護膜を熱水により洗浄除去
した後、レーザースクライブ上を、ＳＨＡＣＨＩＨＡＴ
Ａ製の油性、角６ｍｍ中細書きの赤色タイプで１往復な
ぞり、しかる後、セラミック基板を分割して赤色のイン
クが浸透した最深部で測定した。

【００６３】

【表５】

【００６４】

【表６】

【００６５】

【表７】

【００６６】

【表８】

【００６７】

【表９】

【００６８】

【表１０】

【００６９】これらの結果、まず、表６，８，９より保
護膜２の膜厚みが厚くなるにしたがって、加工深さが浅
く、またヒュームの高さ及び幅が小さくなることが判
る。また、表７より保護膜の膜厚みを１０μｍ以上とす
ることで、セラミック基板への飛着物の付着を防止でき
た。さらに、表１０より保護膜の膜厚みが厚くなるにし
たがって、レーザースクライブ開口部の真円度の度合い
を高められることが判る。ただし、保護膜の膜厚みが５
００μｍを超えると加工深さが浅くなり過ぎることが判
る。

【００７０】これらの結果、板厚が０．１ｍｍ〜２．０
mmのセラミック基板に、深さがセラミック基板の板厚の
１／３〜１／４の範囲にあるレーザースクライブを形成
する場合、保護膜の膜厚みは１０μｍ〜５００μｍとす
ることが良いことが判る。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、本発明のセラミック基板
へのレーザー加工方法によれば、セラミック基板の加工
表面に、澱粉を溶媒中に分散させた溶剤を塗布し、乾燥
させて余分な溶媒を飛ばすことにより澱粉からなる保護
膜を被着した後、上記加工表面にレーザ光を照射してレ
ーザースクライブ、穴開け加工、溝加工等の加工を施す
ようにしたことによって、セラミック基板への飛着物の
付着を防止するとともに、加工部周辺に形成されるヒュ
ームの高さを抑えることができる。その為、従来のよう
に硬質ブラシ等によって飛着物やヒュームを除去する必
要性がないため、セラミック基板に欠けや割れを発生さ
せることがなく、歩留りを向上させることができるとと
もに、仮に、洗浄作業によって飛着物やヒュームを除去
することができなかったとしても軟質ブラシ等によって
掃き取ることで容易に除去できるため、セラミック基板
を傷付けるようなことがない。その為、チップ抵抗器、
センサー、ハイブリットＩＣ、サーマルヘッド等の多数
個取りセラミック基板は勿論のこと、熱サイクルに対す
る信頼性が要求されるパワーモジュール基板へのレーザ
ー加工にも用いることができる。

【００７２】さらに、澱粉からなる保護膜は水や温水を
用いた洗浄作業によって容易に除去することができ、ま
た、セラミック基板にシミを発生させることもないた
め、レーザー加工後におけるセラミック基板への処理作
業を大幅に簡略化することができる。

【００７３】特に、溶剤中における澱粉の添加量を５重
量％〜２０重量％とすることで溶剤の粘度を適度に調整
することができるため、乾燥後における保護膜の膜厚み
を均一にすることができ、その結果、加工深さを安定さ
せることができるため、寸法バラツキの少ない加工を実
現することができる。

【００７４】さらに、板厚が０．１ｍｍ〜２．０mmのセ
ラミック基板に、深さがセラミック基板の板厚の１／３
〜１／４の範囲にあるレーザースクライブを形成する場
合、澱粉にコースターチ又は小麦粉を用いるとともに、
保護膜の膜厚みを１０μｍ〜５００μｍとすることで、
加工深さ方向における寸法バラツキを抑え、かつヒュー
ムの高さを大幅に抑えることができるとともに、レーザ
ースクライブの開口部の形状を真円に近づけることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は本発明のセラミック基板へのレ
ーザー加工方法を説明するための模式図である。

【図２】本発明のセラミック基板へのレーザー加工方法
にて形成したレーザースクライブ周辺のヒュームの形状
を示す平面図である。

【図３】セラミック基板へ溶剤を塗布する塗工機の概略
を示す側面図である。

【図４】セラミック基板へ溶剤を塗布するキャスティン
グ装置の概略を示す側面図である。

【図５】セラミック基板へ溶剤を塗布するテーブルコー
ターの概略を示す側面図である。

【図６】セラミック基板へ溶剤を塗布するスクリーン印
刷機の概略を示す側面図である。

【図７】従来のセラミック基板へのレーザー加工方法に
て形成したレーザースクライブ周辺のヒュームと飛着物
の形状を示す平面図である。

【符号の説明】

１：セラミック基板２：保護膜３：溶剤４：レーザービームヘッド５：集光レンズ６：レーザー光７：加工部８：溶融したセラミックスの飛着物９：ヒューム１１：溶剤タンク１２：回転ブラシ１３：ローラー１４：拡散ローラー１５：転写ローラー１６：搬送ベルト１７：乾燥ＢＯＸ１８：シートヒータ１９：攪拌バー２１：溶剤タンク２２：スリット２３：搬送ベルト２４：乾燥ＢＯＸ２５：シートヒータ３１：ブレード３２：スリット３３：支柱３４：テーブル３５：乾燥ＢＯＸ３６：ガイドレール４１：スクリーン４２：スキージ４３：シートヒータ４４：印刷部４５：テーブル４６：ガイドレール５０：レーザースクライブ５１：ヒューム５２：飛着物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック基板の加工表面に、澱粉を溶媒
中に分散させた溶剤を塗布、乾燥させて澱粉からなる保
護膜を被着した後、上記加工表面にレーザ光を照射し
て、レーザースクライブ、穴、溝等の加工を施すように
したことを特徴とするセラミック基板へのレーザー加工
方法。
【請求項２】上記溶剤中における澱粉の添加量が５重量
％〜２０重量％であることを特徴とする請求項１に記載
のセラミック基板へのレーザー加工方法。
【請求項３】板厚が０．１ｍｍ〜２．０mmである上記セ
ラミック基板の加工表面に、澱粉としてコーンスターチ
又は小麦粉を用いた保護膜を形成するとともに、該保護
膜の膜厚みを１０μｍ〜５００μｍとし、上記セラミッ
ク基板の加工表面にレーザ光を照射して加工深さがセラ
ミック基板の板厚の１／３〜１／４の範囲にあるレーザ
ースクライブを形成するようにしたことを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載のセラミック基板へのレーザ
ー加工方法。