図1は、本発明のセラミックス集合基板(� �降、単に集合基板と略すことがある。)10の� �例を示す概略図である。この集合基板10は、 130mm×100mm×0.32mmの大きさの窒化ケイ素製焼結� ��(以降、単に焼結板と略すことがある。)11に 格子状のスクライブライン20が形成されてい� ��もので、これから50mm×40mmの大きさのセラミ ックス基板1が4枚分割できるようになってい� ��。スクライブライン20は、XY方向に各3本の� �続溝(スクライブ溝)21(21x、21y)で形成され、� �クライブ溝21で4辺が囲まれた中央部の4箇所� ��本発明のセラミックス基板1とされる。それ 以外の外周部分は、該集合基板10をハンドリ� ��グ等行う時に用いられる非製品部2であり、 セラミックス基板1を分割して取り出す時に� �時に分離され排除される。本集合基板10は、 後述するように溝深さ、溝面性状などに特徴 を有するスクライブ溝21が形成されたもので� ��り、本発明の集合基板10の製造方法はこの� �クライブ溝21の形成方法に特徴を有するもの である。なお、集合基板10の材質として窒化� ��ルミニウム、アルミナ等を用いることもで� ��る。また、集合基板10のサイズは上記例に� �らわれるものではない。セラミックス基板(� ��品基板)1の大きさにもよるが、前記集合基� �10のサイズ(130×100mm)の場合には、2~数十個の� ��ラミックス基板1を取ることが可能である。 また、前記集合基板10は、焼結板サイズでも� ��いが、製造工程での加工寸法精度の制約に� ��っては、焼結板11(130mm×100mmよりも大きいサ� ��ズ)から前記集合基板10(130mm×100mm)をレーザ� �工で精度良く切り出して、焼結体の4辺をあ� ��かじめ除去しても良い。さらに、このスク� ��イブ溝は、格子状に形成し矩形形状の基板� ��得ることが一般的ではあるが、これにとら� ��れるものではない。例えば三角形や多角形� ��の基板や曲線状のスクライブ溝となし任意� ��状の基板とすることもできる。

 本発明のセラミックス回路基板12は、従� �同様で図2に示すように、前記集合基板10か� �分割されたセラミックス基板1の一面に設け� ��金属回路板3と、他面に設けた金属放熱板4� �を具備するものである。前記セラミックス� �路基板12が備えている金属板3、4は、焼結板1 1にスクライブ溝21が形成された後に、基板表 面を液体ホーニング処理し、ろう付け等で接 合され、回路パターン形成などのためエッチ ング等の所定の加工がなされるが、金属板3� �4を接合或いは加工した後にスクライブ溝21� �形成するようにしてもよい。本発明のセラ� �ックス回路基板12の構成は、前記金属回路板 3がスクライブ溝21形成側の面(溝部側)に接合� ��れ、反対面(破断部側)に金属放熱板4が接合� ��れてなっている。一般的な回路基板では図2 に示される回路パターンを形成した金属回路 板3上に、半導体素子がはんだ接合等で搭載� �れる。特にパワー半導体素子(ダイオード、M OS-FET、IGBT、サイリスタなど)からは素子動作� ��に多量の熱が放出されるため、金属回路板3 の厚さが、放熱金属板4の厚さと同等か、そ� �よりも厚い回路基板12が多用される。この場 合セラミックス基板1あるいは集合基板10は、 接合後において放熱金属板4側に凸形状に変� �する場合もあるが、このような反り形態の� �合、放熱金属板4側にスクライブライン20を� �成すると、この反りにより予期せぬ段階で� �クライブライン20が割断されることがあった 。この点で本発明のセラミックス回路基板12� ��、このような製造上の割断不良を防止する� ��とに効果がある。

 本発明の集合基板10におけるスクライブラ� �ン20はスクライブ溝21で構成されている。従� ��、アルミナや窒化アルミ製の焼結基板を効� ��的にレーザスクライブするためには、吸収� ��性が良好なCO ₂ レーザが主として用いられてきた。しかし、 小さな集光径が得られないことや焦点深度が 長く取れないなどで照射面範囲が大きく、レ ーザ照射により変質して強度が弱くなった熱 影響層の範囲が大きくなったり、熱歪みで生 じるマイクロクラックの発生が多くなるなど の問題があり、スクライブラインは孔を多数 連ねた断続孔の構成がとられていた。しかし 、形状精度の良好な小径のスクライブ孔を形 成することができず、分割面の寸法精度や面 粗さが悪いという問題も有していた。さらに 、本発明で主に対象とする窒化ケイ素の焼結 板は、アルミナや窒化アルミの焼結板より高 強度・高靭性であることから、分割を確実に 行うために断続孔形態ではなく連続溝形態を 採用することが望まれていた。

 本発明のセラミックス集合基板を製造す� ��には、セラミックス焼結基板の表面にファ� ��バーレーザをガルバノミラー或いはポリゴ� ��ミラーで走査して分割用の連続溝を形成す� ��か、あるいは前記ミラー走査と基板を固定� ��るテーブルの移動の併用で前記連続溝を形� ��するか、あるいは前記テーブルの移動のみ� ��前記連続溝を形成する何れかの工程を有す� ��ことが好ましいが、ファイバーレーザーは� ��導波路をレーザー発振器としているレーザ� ��であり。産業用レーザーとして最も普及し� ��いるYAGレーザーのレーザー媒質(YAG結晶)を� �く長くしてファイバーにした構造となって� �る。固体レーザーを冷却する能力は、レー� �ー媒質の表面積(S)を体積(V)で除したS/Vで表� �ことができ、固体レーザーを冷却する能力� �、レーザー媒質のr(半径)やL(長さ/厚み)を小� ��くすることで高められる。長手方向に放熱� ��積を取れるファイバーレーザーは高い出力� ��もわずかな冷却システムで済み、これまで� ��高出力レーザーで問題となっていた熱レン� ��効果(結晶内部に生じる温度勾配によってビ ーム品質が低下する問題)がない。また実際� �光が伝播するファイバーのコアは数ミクロ� �と非常に細いので、高出力を得るため大出� �で励起しても高次のモードが立たず安定し� �レーザー発振に必要なシングルモードで伝� �する。この数ミクロンと非常に細い導波路� �での高レベルの光増幅作用は、完全な飽和� �幅となりレーザー媒質内に蓄積されたエネ� �ギーを高効率に引き出すことが可能となり� �高出力で高品質な高輝度レーザーを高効率� �発振することができる。ファイバーレーザ� �のビーム特性は、集光性に影響するファイ� �ー径が細く,シングルモードの光伝送が行な� ��れており,レーザー加工時には炭酸ガスレー ザに近いビーム強度特性を有し,かつこれと� �較して波長が1桁短いことにより加工ワーク� ��のビーム吸収率を向上させ,さらにプラズマ へのビームエネルギー吸収の低減効果で,溶� �と切断加工に有効なレーザビームとするこ� �ができる。ファイバーレーザーの発信器に� �、コアと外層部からなるダブルクラッドフ� �イバーが用いられ,そのコアファイバーは、Y bあるいはEr等の希土類元素がドーピングされ たレーザ媒質となっている。内部クラッド層 に導入されたLD(Laser Diode)励起光がこのファ� �バー内を伝送することでコアファイバーが� �起され,さらにこのファイバーの両端に埋め� ��まれた回折格子によりFBG(Fiber Bragg Grating)� �原理で光が反射し往復することで増幅され� �。コアファイバー径は10μm程度でビームはほ ぼシングルモードで伝送される。ファイバー レーザーによるレーザー発振について、光フ ァイバー内に、例えば、Erイオンは励起光と� ��て980nmの光を入射することで、1550nmの光を� �幅させることができる。励起光源には半導� �レーザーを用い、WDM(Wavelength Division Multiplex ing:波長分割多重方式)カプラを通じて、1550nm� ��光を一対のミラー間で共振させ、偏光ビー� ��スプリッター(PBS:Polarization Beam Splitter)にて 出力レーザーを得ている。ファイバーレーザ ーは簡素で安定性に富むレーザー発振を行い 、さらに高周波の超短パルスを発生させるこ とができる有効な装置である。

 ファイバーレーザーの利点を纏めると次の� ��りである。
(1)大幅な小型化が可能
 従来のバルク型レーザーでは光が通る直線� ��間が必要であるが、これに対し、ファイバ� ��レーザーはファイバーを巻いて使用するこ� ��で、光の行路長はそのままに保ちながら、� ��ーザー発振に必要な空間を大幅に小型化で� ��る。
(2)出力安定性
 レーザー発振のためには、共振器に定在波� ��生じ、かつ、ミラーの位置が定在波の節の� ��置と整合することが必要である。そのため� ��バルク型レーザーの場合、温度変化、振動� ��よる光学部品の位置ズレが問題となる。バ� ��ク型レーザーの光学系調整には高度な技術� ��知識が必要とされる。それに対し、ファイ� ��ーレーザーはファイバーカップラーや融着� ��どの接続技術を用いることで位置ズレの問� ��が解決でき、安定してレーザー発振を得ら� ��る。
(3)即時応答性と高周波特性
出力制御のレスポンスが良く,ファイバーレ� �ザでのアイドリング動作は不要で、起動後� �ちにレーザが出力させることができる。し� �がって、変調パルス出力は0~100%の任意のパ� �ス波形を高周波で動作させることが可能と� �る。
(4)高出力化
レーザー発振を制御するためのパワーモジュ ールとの増設により、kW級の出力領域まで拡� ��することが可能である。
 その他、(5)ほぼメンテナンスフリーである, (6)消耗品が少ない,(7)ランニングコストが低� �,(8)初期設備負担が少ない,などが挙げられる 。

 更に加工性については、(1)薄板から厚板ま� ��広い範囲で精密な接合・切断加工ができる, (2)高速度な加工ができる,(3)ワークに対して� �歪な加工ができ、接合面での残留応力を低� �できる,(4)遠隔操作による加工ができる,など が挙げられる。ファイバーレーザーは、これ までのYAGレーザーおよびCO ₂ ガスレーザーに対して、上記の特徴を有する ため、工業的な利用価値が高まる加工方法と して期待できる。

 図10は本発明に用いるファイバレーザによ� �クライビング加工したセラミックス基板の� �工表裏面での破壊確率の一例を示す図であ� �。従来のCO ₂ レーザ工法に比べて基板の強度低下が少ない ことを示している。

 また、本発明の集合基板10は、コストパフ� �ーマンスよく生産されることも目的として� �り、スクライブ溝21は効率的に加工されなけ ればならない。そこで、本発明ではファイバ ーレーザでスクライブ溝21を加工形成してい� ��。ファイバーレーザは、CO ₂ レーザやYAGレーザに比べて、きわめて集光性 が高く小さなスポットに集光できるとともに 、焦点深度が長くとれ、また変換効率も高く 、高出力が得られるという特徴を有している 。これより、数十KHz~数MHzという高い繰返速� �で大きなエネルギー密度となるように照射� �ることで、断面形状がほぼ一定した実質的� �連続溝を高速で高精度に形成することがで� �る。これにより、溝深さを制御できるとと� �に、狭幅のスクライブ溝21をレーザ照射面の 面粗さが小さくなるように形成することがで き、かつスクライブ溝21周辺のレーザ照射で� ��質した熱影響層c1の範囲を狭く、かつ熱蓄� �によるマイクロクラックの発生も抑制して� �成することができる。但し、本発明におい� �ファイバーレーザの使用は、現状では最適� �手段であると考えているが、同等の品質と� �性が得られるものであればこれに限るもの� �はない。

 本発明の集合基板10は、分割時に良好に� �割できるというだけでなく、分割時でない� �例えば集合基板10がコンベヤ等で搬送されて いる時やハンドリングする時、金属板接合工 程、反り量の検査や矯正処理されている時、 回路パターン形成の為のレジスト貼付け時な どには破断し難いという分割性を備えるもの であるが、さらに、分割後のセラミックス基 板1において寸法精度や強度、絶縁耐圧性が� �好であるという品質に係わる特性も備えて� �ることが特徴である。即ち、本発明に係わ� �スクライブ溝21は、分割性の面からは深さの 異なる部分が形成され得るようになされてお り、また、品質特性面からは、溝幅や溝面粗 さが小さくなるように形成されている。なお 、前記品質の問題はセラミックス基板1を備� �たセラミックス回路基板12に係わるものであ るが、現象としてはセラミックス基板1に生� �るため、セラミックス基板1の特徴として説� ��する。以下、スクライブ溝21の性状及び製� �方法を説明するが、望ましい性状について� �、その詳細は後述する評価試験をもとに規� �したものである。

 まず、分割性について図3~図6を用いて説明� ��る。
 レーザ加工直後に観察した本スクライブ溝2 1は、その全長のほとんどは分割時に良好に� �割できるような基準の深さdmとされるが、溝 の一部分を前記基準深さdmよりわずかに浅く� ��るように形成される。即ち、本スクライブ� ��21は、分割時に所定の曲げ荷重が付与され� �時には問題なくスクライブ溝21が分割される ような基準溝深さ部と、それ以外の時には不 用意にスクライブ溝21が分割しないよう抵抗� ��として作用する浅溝部を有している。浅溝� ��の形状、寸法等は焼結板11の強度や厚さ、� �成する溝の基準深さや長さなどに合わせて� �定するのがよいが、基準溝深さ部と浅溝部� �最浅箇所との寸法差、即ち溝の最大深さ部� �最小深さ部との深さ差δdは、後述する評価� �験1より、10μm以上50μm以下とすることが好ま しい。なお、前記基準深さdmは焼結板11の厚� �や材質に合わせて適宜適切な値を設定すれ� �よいが、深くすると分割し易くなるが不用� �に破断する危険性が高くなる。また、必然� �に溝幅も広くなってセラミックス基板とし� �時の寸法精度が低下し易くなり、また加工� �間も長くなるので焼結板11の厚さBの1/2以下� �するのがよい。

 また、スクライブを精度の高い連続溝とし� ��ことで、片面側のみに設けることで足りる� ��さらに前記基準深さdmを浅くすることが可� �で、例えば集合基板の厚さの1/10程度にする� ��ともできるが、分割が良好に行えるよう、� ��底部の曲率半径ρを小さくし、曲げ応力が� �中するようにするとよい。具体的には、後� �する評価試験2から考察されるように、0.1≦d m/B≦0.5の範囲でρ/B≦0.3とするのが好ましい� �なお、曲率半径ρを小さくするにはスクライ ブ溝幅cを狭くするような加工を行うのがよ� �。スクライブ溝幅cを狭くすると、分割時の� ��法精度が良好となり、沿面距離も長くなる� ��で絶縁耐圧性も向上し、同時に金属回路板2 の面積も大きく取れて電子部品の実装密度を 上げることもできる。後述する表2のデータ(� ��料No.5)からも、溝幅cは0.2mm以下とすること� �好ましい。例えばファイバーレーザであれ� �、狭幅加工を行う場合レーザ照射範囲は狭� �できるので、熱影響層c1の幅も狭くでき、分 割面の割れやクラック発生を抑制することが できる。このとき溝形状は略V字状となし開� �角度2θ ₁ を120度以下にすることが好ましい。なお、熱 影響層c1は本発明では表面の酸化度合い、つ� ��り表面酸素量で規定している。即ち、図9に 示すようにスクライブ溝21の断面を横断する� ��向(図3の紙面左右方向)に順次表面酸素量を� ��析し、表面酸素量が5wt%(助剤(酸化物)が3%MgO� ��2%Y ₂ O ₃ が添加されている場合。助剤を多めに入れた Si ₃ N ₄ の場合は、熱影響でなくても5%以上含有の場� ��もありうる。バルクの約2倍の表面酸素量)� �上となっている範囲を熱影響層c1とした。ス クライブ溝21は、目視および光学顕微鏡観察� ��よれば黒色部として観察される。表面酸素� ��が20wt%付近を超えると、溝の外側でも熱影� �部が変色部として光学顕微鏡でも観察でき� �溝両側での盛り上がり部30(盛り上がり部は� �学顕微鏡では確認不可)が生じる場合がある� ��しかし、さらに外側の熱影響層については� ��光学顕微鏡では必ずしも明確に確認できる� ��けではない。よって、光学顕微鏡では確認� ��きない熱影響層を捕らえるために、本発明� ��熱影響層の幅c1は上記した表面酸素量で規� �することにした。

 基板厚さBは、0.2mmから1.0mmが望ましい。� �らには0.25mmから0.65mmが好ましい。基板厚さB� ��0.2mm未満となると、これを用いた作製した� �路基板について表裏間の絶縁破壊電圧(絶縁� ��圧)は、7kVを維持するものの、ばらつきが大 きくなる傾向にある。また、Bが1.0mmとなると 、絶縁耐圧のばらつきは小さく絶縁安定性に 優れるものの、回路構成する金属板と絶縁を 担うセラミックス基板の熱伝導率に差がある ため、セラミックス基板の厚さが上昇すると 、律則過程となって放熱が妨げれ、しいては 回路基板の熱抵抗が上昇する不具合を生じる 。また、用いる原料費の上昇、シート成形時 の乾燥が困難なため、ドクターブレード成形 機の乾燥ゾーンの大型化が必要となり製品コ ストが上昇する。

 次に、図4をもとに、前述した浅溝部を有す るスクライブ溝21の加工を特徴とする集合基� ��10の製造方法を説明する。
 まず、例えば、主原料に窒化ケイ素を用い� ��焼結助剤として3wt%のMgO及び2wt%のY ₂ O ₃ を用いて、1850℃×5hで焼成し前述した130mm×100 mm×0.32mmtの大きさの焼結板11を用意する。前� �焼結板11は作業テーブル上に載置されるが、 焼結板11の上方にファイバーレーザ照射部が� ��置される。ファイバーレーザは増幅媒体(例 えばYb)をドーピングしたファイバーコアをフ ァイバー内に設け、このファイバー内にレー ザダイオードによる励起光を伝送させると、 両端にある反射鏡により光が反射、増幅され て出力されるレーザである。小型で安定した レーザ発振が得られ、高出力化と短パルス化 が可能である。特に、上述したようにビーム 径が小さく高いエネルギー密度を持ったレー ザ光を出力できる点と、焦点深度が長くとれ ることから溝深さやパルス幅調節の自由度が ある点で都合が良い。ファイバーレーザ照射 部は、XY2軸のガルバノミラー5或いはポリゴ� �ミラーと、fθレンズよりなる集光レンズ6を� ��しており、ファイバーレーザ7は、レーザ発 振器から出た後ガルバノミラー5で偏向され� �集光レンズ6で焼結板11表面に焦点が合わせ� �れるように照射される。fθレンズとは、レ� �ズ周辺部と中心部で走査速度が一定になる� �うに設定されたレンズである。よって、図1� ��示すような焼結板11の横(X)方向に形成すべ� �スクライブ溝21xは、X軸ガルバノミラー5xを� �転θ ₂ することで矢印A方向にレーザ光7が一定速度f θで走査されて所定性状の連続溝が形成され� ��。該スクライブ溝21xの形成が終了すると、Y 軸ガルバノミラー(図示せず)を所定角度回転� ��せて照射位置を縦(Y)方向に所定量移動しY方 向のスクライブ溝21yを形成する。再度X軸ガ� �バノミラー5xを回転することで、レーザ光7� �前記スクライブ溝21xと平行で矢印B方向に走� ��させて新たなスクライブ溝21xを形成する。� ��のような操作を繰り返して、全てのX方向ス クライブ溝21x及びY方向スクライブ溝21yを形� �し、集合基板10となす。この時、集光レンズ 6を、スクライブ溝21の長さ方向中央部ではレ ーザ光7が焼結板11に垂直に照射されるが、両 端部では放射状に照射される仕様のものを用 い、焼結板11の中央部上方に焦点距離だけ離� ��て設置すると、スクライブ溝21は溝長さの� �央側の垂直光照射範囲内はほぼ同一深さの� �が形成されるが、両端側の放射光が照射さ� �る範囲では焦点がずれるため端部に行くほ� �浅い溝となる。図5に、このようにして形成� ��れたスクライブ溝21の溝深さ測定データの� �例を示す。図5は連続加工により形成した130m m長のスクライブ溝の任意の1本(21x)における� �深さ分布を示したものである。図4、図5に示 す点C、点Dは上記連続溝の両端点である。

 中央部と両端部との溝深さの差δdは、焦� ��距離の異なる集光レンズ6を用いたり、集光 レンズ6の設置高さfを変えることで、前述し� ��10μm以上50μm以下となるように制御すること ができる。実際の深さ差は、焼結板11の強度� ��厚さ、形成する溝21の基準深さdmや長さなど に合わせて設定すればよい。図1で示す集合� �板10では、X方向断面図で示すように、スク� �イブ溝21を、図6(a)に示すように、セラミッ� �ス基板1の四辺となる部分では基準深さdmと� �るようにし、非製品部2になる端部余肉部分� ��浅溝部214が形成されるようにするとよい。� ��れにより、分離形成されたセラミックス基� ��1の側面は、スクライブ溝の均一深さ部から 分割されたものであり、面粗さ等面性状がほ ぼ同等になってセラミックス基板1の品質が� �らつくのを抑制することができる。また、� �一、溝深さが浅いことに起因して、非製品� �分2の分割面にクラックが入ったり、バリが� ��じたり、さらにはスクライブ溝21から外れ� �割れるようなことがあっても、セラミック� �基板1に損傷が及ぶ可能性を小さくすること� ��できる。さらに、端部はハンドリング時に� ��力が及び易いが浅溝部214によって比較的強� ��が保たれるので不用意に分割されるような� ��とが低減できる。

 なお、浅溝部214の位置は必ずしもスクラ� ��ブ溝21の両端部でなくてもよく、片端部の� �とする、溝途中の任意の位置にする、など� �に規制されない。例えば、片端部とする場� �は、集光レンズ6の溝方向設置位置を変える� ��と等によって行うことができ、集光レンズ6 をスクライブ溝21の一端部側にずらして設置� ��れば、図6(b)に示すように、該一端部側から 中央にかけて基準深さdmとなり他端部が浅溝� ��となる。これは、スクライブ溝長さが短い� ��合に適用するとよい。なお、溝深さの調整� ��レーザの出力を変えること等でも可能であ� ��、ガルバノミラー5の走査方式と併用したり 或いは単独で適用することで、図6(c)に示す� �うに任意の位置に浅溝部を形成することも� �能である。しかし、本発明では溝の一部分� �意図的に浅くすることが必須の構成ではな� �、結果的に溝の長さ方向にある最大深さ部� �最小深さ部との深さ差が10~50μmの範囲内に収 まっていれば良いものである。

 なお、上記説明では、焼結板11を固定し� �ーザ光7を走査・移動させるとしたが、焼結� ��11を一軸又は2軸テーブルに載置して焼結板1 1も移動させるようにして、レーザ光7と焼結� ��11の複合動作でスクライブ溝21を形成するよ うにしてもよい。例えば、Y軸ガルバノミラ� �によるレーザ光7の縦(Y)方向の移動を、焼結� ��11をY軸方向に移動させることで置き換えて� ��良い。このようにすると、スクライブ溝形� ��のための位置合わせ等の調整作業を容易に� ��ることができる。また、レーザ光7をガルバ ノミラー5で偏向させずに定点に照射するよ� �にし、焼結板11の方をXY2軸に移動させてスク ライブ溝21を形成するようにすることもでき� ��。この場合は機械的なテーブルの往復速度� ��加工時間が規定されるが、大きな慣性を有� ��るテーブルの移動方向の切り替え時には減� ��動作が不可欠であり、高速加工という点で� ��劣る。ただしレーザ光学系の機構が簡略化� ��きるメリットもある。また、中途での浅溝� ��の形成は所定位置でレーザの出力を変える� ��うにして行う必要があり、制御の点で面倒� ��はある。前記の方法以外に任意の位置に浅� ��部214を形成する手段として集光レンズ6に焦 点距離の小さなレンズ6を使用する方法があ� �。例えば焼結板11のスクライブ溝21(21xと21y)� �交点では21xと21yの加工が重なるため、必然� �に溝が深くなる。そこで任意の位置、例え� �前記スクライブ溝21の21x、21yの交点部に浅溝 部214が形成されるようにして、極端に溝深さ が深くなる箇所が形成されるのを防止するこ ともできる。また、ガルバノミラー等を走査 してレーザ光を移動させるのとテーブルの移 動の併用でスクライブ溝を形成することもで きる。レーザ光を走査・移動してマーキング など特定位置に溝形成等を行うことも出来る 。

 次に、セラミックス基板1における品質特性 について図2、図7を用いて説明する。
 本集合基板10から分割されたセラミックス� �板1は、少なくとも一側面がスクライブ溝21� �分割面であり、通常、この側面は改めて加� �されないため、分割面の面性状はセラミッ� �ス基板1の寸法精度、曲げ強度、絶縁耐圧な� ��品質に影響する。分割面はスクライブ溝21� �レーザ加工面211と分割時の破断面212とから� �るが、本発明に係わるレーザスクライブは� �高出力のパルスを高周期で発振して行うも� �で、例えば50KHzで発振させながら移動速度100 mm/secでスクライブ加工を行うと、移動方向の ずれ量(ピッチ)は2μmであり、側面及び底面の 凹凸が小さな連続した溝が形成される。この ようなスクライブ溝21に曲げ力を作用させる� ��、スクライブ溝21の底部から破断されてい� �が、スクライブ溝底面は凹凸が少なく滑ら� �であるため、レーザ加工部と破断面との境� �となる破断線部213は上下左右のぶれ量frが小 さくほぼ直線状となる。これによって破断力 の偏向性がなくなり、セラミックス基板1の� �法精度の悪化や、面粗さの増加そして強度� �低下が抑制される。なお、移動速度は80~120mm /secまで変えてスクライブ加工を行ったが結� �は変わらなかった。

 このように、分割時に破断位置がばらつ� ��たり、ぶれることがほとんどないため、本� ��ラミックス基板1は分割面、即ち側面の寸法 精度が良好となる。また、セラミックス基板 1は、回路基板12にした後、熱サイクルによる 熱衝撃・変形に曝されるため曲げ応力が生じ る。よって、セラミックス基板1自身の曲げ� �度が高いことが望ましく、このためには分� �面の面粗さが小さく、熱影響層(マイクロク� ��ックなど)が少ないことが好ましい。なぜな らば、セラミックスのような脆性材では、凹 凸差の激しい部分や粗さが粗い部位が曲げ試 験時の破壊の起点(初期欠陥)になり、強度を� ��下ならしめる可能性が極めて高いからであ� ��。さて、分割面はレーザによる加工面211と� ��その底部から破断された破断面212からなり� ��どちらの面も面粗さが小さい方が好ましい� ��、破断面の面性状は材質によってほぼ決ま� ��ため(特に窒化ケイ素粒子は柱状粒子形状の ため、アルミナや窒化アルミと比べて破断面 は粗くなり易い)、レーザ加工面の表面粗さ� �小さい方が曲げ強度面で有利となる。この� �で本セラミックス基板1の分割面は、後述す� ��表3に示すデータで示されるように、レーザ 加工部の面粗さが破断面の面粗さよりも小さ く、また破断線も滑らかであり、レーザ加工 時の熱損傷が少ない。これにより曲げ強度の 低下率が抑制される。なお、ここでいう曲げ 強度の低下率とは、全側面を機械加工して凹 凸や面粗さを極めて小さくしたセラミックス 基板の曲げ強度を基準に算出したものである 。ちなみに後述する実施例では、ファイバー レーザでスクライブ溝を形成し、前記溝を割 断して長さ40mm×幅10mm×厚さ0.32mmtの試験片を� �製した。また強度試験は4点曲げ試験で、ス� ��ライブ溝を形成した面側が引張になるよう� ��試験した。一方、前記基準となる強度試験� ��は、スライサー加工で40mm×10mm×0.32mmtの同一 焼結ロットの窒化ケイ素曲げ試験片を別途作 製して試験したものである。また、異なる厚 さの窒化ケイ素基板の試料に関しても、試験 片長さと幅は同一とした。4点曲げ試験は、� �部支点間距離10mm、下部支点間距離30mmでクロ スヘッド速度0.5mm/minの条件とした。また、レ ーザ加工部211および破断面部212の表面粗さの 測定では、測定領域が微小であるためレーザ 顕微鏡を用いて、非接触で測定した。

 また、本発明のセラミックス回路基板1は、 両面に回路用及び放熱用の金属板3、4が接合� ��れているが、絶縁耐圧性が良好である。こ� ��は、上述したようにスクライブ加工を行っ� ��後に金属板を接合する場合、焼結板表面に� ��布されるろう材が意図せずスクライブ溝21� �も入り込んでしまうことがあるが、レーザ� �工面表面の凹凸が小さいため容易にこれを� �除くことができるからである。また、金属� �3、4を接合したのち表面にNiメッキを施すが� ��このとき行うパラジウム触媒液への浸漬と� ��去過程により、結果的にろう材部分にパラ� ��ウム残渣が斑点状に付いてしまうことがあ� ��、スクライブ溝21に入り込んだろう材に付� �することもある。しかしながら本発明よれ� �、前述したように、このろう材は容易に除� �されるので、この時一緒にパラジウムも除� �され残存しなくなる。また、スクライブ加� �時に焼結板中のSiが飛び散って基板周囲にSi� ��たはその酸化物等(SiO ₂ 部分等)が付着すると、これらの付着部分に� �ろう材が付き難いためこの部分の金属板3、4 は接合不良となるが、ファイバーレーザによ る溝加工では、溶融物の飛散が少なく熱影響 部の範囲も狭いことから、金属板のスクライ ブ溝に沿った、ろう付け接合不良範囲は小さ い。このようなことから絶縁耐圧の劣化が防 止される。勿論前記レーザ加工後にブラスト やホーニング処理で集合基板10の表面を清浄� ��する方法もあるが、スクライブ分割溝21の� �着物まで十分に除去することは困難である� �

 (評価試験1)
 浅溝部214を形成したスクライブ溝21の分割� �を評価した。表1にデータを示す。図1に示し たものと同サイズで厚さが0.32mmの窒化ケイ素 製焼結基板(焼結板)を準備し、図1に示したス クライブライン20のうち、X方向のライン(130mm )にガルバノミラー5でファイバーレーザ7を走 査して集光レンズ6で焦点合わせをし、スク� �イブ溝21xを3本形成し、その後ホーニング処� ��工程で、集合基板10の表裏面にアルミナ等� �砥粒を含んだ液体を加圧噴射し、集合基板10 の表裏面の清浄化と平滑化を施し乾燥させた 後、集合基板10を手で分割した。用いた焼結� ��の曲げ強度は焼結ロット平均で750MPa、破壊� ��性値は6.5MPam ^1/2 であった。ファイバーレーザ7の波長は1.06μm� ��、50KHzで発振させながら移動速度100mm/secの� �返速度で照射した。集光レンズ6をスクライ� ��ライン20の中央部上方に配置したり、一端� �の上方に配置したり、また焦点距離の異な� �集光レンズ6を用いたりして、浅溝部が形成� ��れるようにした。いずれのスクライブ溝21� �、溝幅cは0.1mmとなるような仕様で加工した� �なお、溝深さは、図8に示すようにスクライ� ��溝21の分割後に、側面から破断線213の基板� �面からの深さを観察し、最大溝深さdmaxと最� ��溝深さdminを実測した。以上の作業を3枚の� �結板に対して実施しスクライブ溝計9本に対� ��て溝深さを測定し、その後各スクライブ溝2 1を手で分割した時の感触及び分割面の目視� �察をもとに分割性を評価した。表1に示す溝� ��さは、9本の同一条件で形成した溝の平均値 であり、分割性では代表的な状況を示した。 また、基板厚さ0.2mmと、0.63mmの窒化ケイ素製� ��結基板についても準備し、同じ条件でスク� ��イブ溝21xを形成し、同様に溝深さを実測し� ��さらに手で分割した時の感触及び分割面の� ��視観察をもとに分割性を評価した。また、� ��記評価とは別に、溝入れ基板を各1枚ずつ作 製し、コンクリート床への落下試験で、スク ライブ部に割れやクラックが生じていないか を確認した。これはハンドリングのミスによ り床にスクライブライン入りの基板を落とし た場合でも、スクライブ溝にクラックが生じ ていなければ、製品として使用できることか ら、作業性、歩留まりの観点から実施したも のである。

 実施例1~4と比較例1、2は基板の目標厚さが0. 32mmの場合であるが、実施例1~4は手で分割し� �結果、いずれも問題なく分割できることを� �認した。一方、比較例1は、δdが50μm以上、� �較例2はδdが10μm以下であったため、いずれ� �強く曲げないと分割できない程であった。� �に比較例1では、浅溝部での破断面部で凹凸� ��大きい他に、えぐれが生じていた。また、� ��較例2では、スクライブ溝に沿って割れない 箇所が認められた。以上のことから、最大溝 深さが深いほどδdを大きく、また最大溝深さ が浅いほどδdを小さくする方向になるが、δd を10μm≦δd≦50μmの範囲とすることで適切な� �割性能とすることができる。
 実施例5、6と実施例7、8は、各々0.2mm、0.63mm� ��基板厚さの場合である。基板の薄い0.2mm厚� �では比較的軽い力で分割できることを確認� �たが、δdが10μmより小さい比較例3では、分� �性は問題ないものの、コンクリート床への� �下試験の衝撃でスクライブ部分を中心に、� �ラックが生じ、作業性(ハンドリングのし易� ��)と歩留まりの面で問題がある。一方、0.63mm 厚さの基板では、多少分割するのに抵抗があ るが、分割面の性状に問題は認められなかっ た。しかし、δdが50μmより大きい比較例4の場 合には、浅溝部での破断面部の凹凸がかなり 大きく、分割後の寸法精度に悪影響を及ぼす と考えられた。
以上のことから、基板厚さに関係なく、溝の 最大深さ部と最小深さ部との深さ差δdは、10� �m以上50μm以下とすることが好ましいことが� �かった。即ち、10μmより小さいと抵抗部とし ての作用が弱くなり、50μmより大きくなると� ��割時に良好に分割できない場合が出てくる� ��

 (評価試験2)
 スクライブ溝21の基準深さdm、溝幅c、底部� �率半径ρ等の性状の違いによる分割性を評価 した。表2にデータを示す。評価試験1で用い� ��のと同様な焼結板を準備し、同様のファイ� ��ーレーザを用いて図1に示したと同様なスク ライブ溝を21XY両方向に形成し、X方向スクラ� ��ブ溝21xを手で分割した。焼結板をXY2軸テー� ��ルに載置し、ファイバーレーザ光7をガルバ ノミラー5で走査させずに定点に照射し、焼� �板の方をX方向スクライブラインに移動させ� ��浅溝部214を有しない基準深さdmとなるスク� �イブ溝21をXY方向に形成した点、及び焼結板3 枚毎にレーザ強度、スポット径、加工速度な ど照射条件を変えて、基準深さdmや溝幅cが異 なるスクライブ溝21を形成した事以外は評価� ��験1と同様である。

 表2に示す試料Noは同じ条件で形成したグ� ��ープを示しており、焼結板3枚分、即ち9本� �X方向スクライブ溝21xに対して手で分割し、� ��クライブラインに沿って割れなかった場合� ��分割面のクラックやバリの発生状態を目視� ��観察して分割性として評価した。なお、試� ��No.1~5は溝幅cを0.2mm狙いで加工したもの、No.6 ~11は0.13mm狙い、No.12~17は0.1mm狙い、No.18~23は0.0 7mm狙い、No.24~29は0.05mm狙いで加工したもので� ��る。また、No.30~35は、レーザ光7をスクライ� ��溝側面方向に傾斜させて照射し、溝最深部� ��位置を溝幅c中心線に対してずれるようにし たものであり、No.36~41は、溝幅cと熱影響層幅 c1はほとんど等しくみえるので、スポット径� ��出力を調整して照射し、熱影響層幅c1を大� �くするようにしたものである。熱影響層の� �c1は表面酸素量が5wt%以上となっている範囲� �した。No.42~46は基板厚さ0.2mmの場合を、No.47~5 0は基板厚さ0.63mmの場合である。各試料にお� �るスクライブ溝形態の測定は、スクライブ� �が形成された3枚の焼結板の中から任意に選� ��した1枚の焼結板のX方向スクライブ溝21xで� �焼結板中央部のXYスクライブ溝の交点から約 10mm離れた箇所に対してレーザ変位計を用い� �2次元の溝断面形態を測定し評価した。また� ��前記測定断面が不明瞭な場合には、溝断面� ��磨品の光学顕微鏡観察またはSEM観察の結果� ��ら溝形態を表す各パラメータを求めた。表2 においてNo.1のδdmは52μm(0.052mm)とした。その� �のδdmは10~50μmの範囲に調整した。

 表2に示されているように、分割不良は、試 料No.1、6、12、18、24、30、42で生じており、こ れらは同じ溝幅となるように加工した他の試 料に比べて、ρ/Bの値が大きく、かつdm/Bの値� ��小さいという特徴が見られる。特にNo.1にお いて不良が多いことから、分割不良を減少さ せるためには、dm/Bを0.1以上とし、かつρ/Bを0 .3以下とするのが好ましいと考えられる。
 No.30については、溝最深部の溝幅中心から� �位置ずれ量eが大きいことが影響していると� ��えられる。このことから中心からの位置ず� ��量eはc/4以下とするのが好ましいと考える。 なお、表2において、e値及びc1値については� �述したe又はc1の影響を見るための特別な照� �条件で加工したものしか記していないが、� �の試料を適宜抜き取り測定した結果では、� �述する範囲、即ちc1は1.5c以内、eはc/4以内に� ��題なく入っていることを確認している。
 また、dm/B値が0.5を越える試料については、 金属板接合工程等のハンドリング時に不用意 に割れてしまいそうな感触があった。このこ とからもdm/Bの値は0.5以下とするのが好まし� �と考える。試料No.36~41で熱影響層幅c1が1.5c以 上のものについては、セラミックス基板とし たときの寸法精度や曲げ強度に、また回路基 板としたときの絶縁耐圧性に影響を与えてい ると考えられる。また、試料No.42~50に示すよ� ��に基板厚さが0.2mm程度に薄い場合には、cの� ��を小さくし精度よく加工できるが、基板厚� ��が0.63mmまで厚くなった場合に分割性を確保� ��ようとすると、本評価試験ではcは0.13mm程度 が最少形成幅であり、更に小さくするには焦 点距離の小さな集光レンズが必要となるよう である。

 (評価試験3)
 スクライブ溝性状の違いによるセラミック� ��基板とされた時の品質特性を評価した。表3 にデータを示す。評価試験2を行った後のX方� ��に分割された長尺焼結板を用い、Y方向スク ライブ溝21yを手で分割してセラミックス基板 とし、寸法精度、曲げ強度、分割面表面の算 術平均粗さRa等を測定した。表3の試料Noは、� ��2に示す試料Noと対応しており、同一または� ��一条件で加工したセラミックス基板である� ��とを示す。寸法精度については、分割して� ��成された計12枚のセラミックス基板(50×40mm� �イズ、許容寸法公差±0.1mm)についてノギスで 計測した結果から工程能力を算出し評価した 。曲げ強度は既述した試験片サイズを別途作 製し評価した。
 分割面表面の粗さ測定は、評価試験2で溝形 態を測定した箇所における分割面の一面に対 するものであり、図7に示すようにレーザ加� �面は基準溝深さdmの中間部近傍を長さ方向(22 0方向)に、破断面は破断面深さの中間部近傍� ��長さ方向(220方向)に、破断線はレーザ加工� �と破断面の境界部近傍をそれぞれ測定した� �

 寸法精度は公差±0.1mmにおける工程能力が1.3 以上を良好とし、曲げ強度は低下率が5%以下� ��許容されるとした。ここで工程能力(Cpk)と� �、定められた規格限度内で製品を生産でき� �能力を示すもので、規格の上限値Su、規格の 下限値Sl、平均値μ、標準偏差σから下式で表 され、一般的には工程能力1.3(正確には1.33で� ��るが、本実施例では1.3とした)以上が品質保 証の指標とされている。
Cpk=min[(Su-μ)/3σ,(μ-Sl)/3σ]
ただし、min[ ]は括弧内の最小値を返す関数
 寸法精度の工程能力を評価したものについ� ��は、各試作Noの加工条件について、N数を12� �として評価した。工程能力Cpk:1.33は同一ロッ ト内での不良率が約60ppmであり、量産に耐え� ��るプロセスであることを示唆している。
 また、曲げ強度は既に述べたように4点曲げ 強度を示しており、試験片サイズが長さ40mm× 幅10mm×厚さ0.32mmtである以外は、ファインセ� �ミックスの曲げ強さ試験(JIS R1601)に準拠し� �行った。

 表3よりNo.1~No.29、No.42~No.50の試料において、 dm/Bが大きいものが曲げ強度低下率が大きい� �とがわかる。これは、溝深さdmが深いほど基 板が受けるレーザの照射熱エネルギーも大き くなり、基板に与える熱損傷が大きくなるた めである。No.5、10、11、17、22、23、29、46、50� ��よれば、曲げ強度低下率が5%より大きいも� �はdm/Bが0.5より大きくなっている。また、No.5 、10、11、50は工程能力も劣り、これらは狙い の溝幅に対して大き目の溝幅cになっている� �合であることがわかる。これより、スクラ� �ブ溝のdm/Bは0.5以下、さらには溝幅cは0.2mm以� ��となし、かつ規格寸法に対し精度良く加工� ��ることが肝要であると考える。また、No.31� �工程能力が小さいが、e値が大きいことがわ� ��る。前述したように、No.30には分割不良が� �生しておりe値が大きいと説明したが、これ� ��らもe値は小さい方が好ましく、No.33、35の� �程能力が許容限界値1.3であることから、こ� �時のe値を考慮すると、e値はc/4以下であるこ とが好ましいと考えられる。また、No.36、37� �38は工程能力が低く、No.38は曲げ強度低下率� ��悪い。これらの試料はc1がcの1.6~1.8倍あり、 他のNo.39~41が1.4倍以下であることから、c1はc� ��1.5倍以下であることが好ましいと考えられ� ��。またNo.50のように厚い基板の分割では破� �部の厚さが厚くなり、薄い基板と比べて工� �能力が小さく、破断面粗さRa1が大きくなる� �向にある。ここでは一部の加工条件で加工� �た実験結果しか示していないが、窒化ケイ� �のように破壊靭性の大きく厚い材料で回路� �板を作製する場合には、寸法精度を確保す� �ために極力溝幅cを小さく加工することが良� ��と推測される。
 以上の条件を選定することにより、基板の� ��法精度が公差±0.1mmにおいて工程能力(Cpk)が1 .3以上、曲げ強度の低下率を5%以下に抑えた� �ラミックス基板を提供することができる。

 また、分割面におけるレーザ加工面の算� ��表面粗さRa2と破断面の算術表面粗さRa1を比� ��すると、基板厚さが0.32mmの場合、全試料の� ��ータで見ても、Ra2の最大がNo.7の1.2μmである のに対し、Ra1の最小がNo.4の2.8μmであり、明� �かにRa2の方がRa1より小さい。さらに、破断� �の凹凸差frも20μm以下でありほとんど平滑と� ��える。このようにレーザ加工面自体の表面� ��さと破断面との差が小さいこと、および破� ��線の凹凸差も小さいことによってマイクロ� ��ラックの起点となる要因が少なくなり、か� ��分割性も良好となる。さらに、金属板接合� ��のろう材が付着しても容易に除去すること� ��できるようになるのである。また、同一試� ��におけるRa1とRa2の差はNo.5の5.8μmが最大で、 他にNo.17、22も5μmを超えているが、これらの� ��料は曲げ強度の低下率が大きいことから、� ��割面におけるRa1とRa2の差は5μm以内であるこ とが望ましいが、下記比較試験の結果から10� �m以内を許容範囲とすることができる。また� ��曲げ強度の低下率と工程能力の点から言う� ��破断線の凹凸の差は15μm以下が望ましいが� �同じく下記比較試験の結果から20μm以下を許 容範囲とすることができる。

 (比較試験)
 なお、比較のために、前述したと同様の焼� ��基板を用い、CO ₂ レーザで断続孔を加工することにより形成し 、前述の評価試験1、2と同様にして分割性、� ��質特性面の評価を行った。表4にデータを示 す。スクライブ孔は、分離が容易に行えるよ うに孔深さd´は深めにし、孔壁間の隙間がほ とんどないように孔ピッチは、孔径c´よりも 10~30μm程度大きくし、通常より密とした。No.5 1~53はレーザスクライブ溝21の場合の溝幅0.13mm に相当するような孔径c´に、またNo.54~55は溝� ��0.07mmに相当するような孔径c´に加工した。� ��様に基板厚さ0.2mm、0.63mmに対しても孔径c´� �孔の深さd´を各々変化させて評価試料を作� �した。

 スクライブ溝のd/Bに相当するd´/Bは、0.32mm� �0.2mm、0.63mm各々の厚みに対して0.367~0.512、0.34 2~0.553、0.322~0.580と全体的に大きく、ρ/Bに相� �するρ´/Bは0.05前後と非常に小さくなってい� ��。分割性に関してはNo.55、60の各1枚とNo.65の 2枚に分割不良が見られた他は良好であった� �、各試料のd´/B値は0.367、0.342、0.322であり、 スクライブ溝の場合なら不良は発生しない数 値である。これより、スクライブラインを連 続溝21で形成する方が、断続孔で形成するよ� ��も浅い深さの加工でよいことがわかる。た� ��え断続孔をオーバーラップさせたとしても� ��より浅い深さで良いし、ピッチが桁違いに� ��なるので連続溝とすることはできない。ま� ��、分割してセラミックス基板としたものの� ��質特性は、No.54、59における工程能力が1.3以 上でかろうじて良好だった以外は、工程能力 、曲げ強度の低下率とも前述した設定許容値 を満足していなかった。これは、深孔の断続 孔形成ラインからの分割面の表面粗さ、具体 的にはレーザ加工面の面粗さの大きさによる ものと考えられる。これは、分割面のレーザ 加工部及び破断面の算術的平均粗さRaの測定� ��果において、前述したスクライブ連続溝の� ��合に比べ、破断面のRa1はほとんど同等であ� ��のに対し、レーザ加工面のRa2は数倍~数十倍 と非常に大きく、常にRa1<Ra2となっている� �とからわかる。また、強度低下に関しては� �断続孔の分割後に分割部に生じる半円状の� �ッチ効果により応力集中が高くなり、これ� �強度低下に影響したと考えることができる� �このように、従来行われてきたスクライブ� �によるスクライブラインの形成に換えて、� �発明に係わる連続スクライブ溝21でスクライ ブラインを形成すると、浅い溝で良好に分割 でき、かつ分割面の特にレーザ加工面の面粗 さが小さく、品質が高まることがわかる。そ して、スクライブラインの加工時間について は、本発明による加工時間を1としたとき、No .51~53の場合は最大で10倍以上、No.54~55の場合� �も最短で5倍程度であった。このように本発� ��のスクライブラインの製造方法によれば加� ��時間も大幅に短縮でき、製造コスト低減に� ��つながる。
以上のことより、従来のYAGレーザやCO ₂ レーザによる断続孔よりも、熱影響部が小さ く表面酸化領域や溝周辺の溶融・飛散物も少 なく出来る。そして加工時間が少なくとも1/2 以下に短縮された連続スクライブ溝の製造方 法を提供することができる。

 (評価試験4)
 評価試験3までのセラミックス基板を用いて 銅回路基板12としたときの品質特性を0.32mm厚� ��の基板について評価した。
 とりあえず試料No.9、14、21、28と、比較例と して試料No.52の各条件でレーザ加工したセラ� ��ックス基板1を用いた回路基板12について絶� ��耐圧性能を評価した。尚セラミックス回路� ��板12は以下のようにして作製した。
 まず、レーザ加工時にスクライブラインを� ��成する際に、後述するが、ろう材のスクリ� ��ン印刷時の集合基板10に形成される印刷パ� �ーンがスクライブラインや基板表裏でズレ� �いように、印刷ガイド孔となる位置あわせ� �貫通孔(φ0.2mm)も各々のレーザを用いて切断� �工で形成した。加工後に液体ホーニング処� �を集合基板10の表裏に施し、洗浄した後、セ ラミックス集合基板10の表裏に活性金属ろう� ��パターンを、上記共通孔を基準にして印刷� ��た。次に集合基板の一面に厚さ0.6mmの銅回� �板と、他面に厚さ0.5mmの銅放熱板を接合した 。接合工程は、活性金属ろう付け法で真空炉 中で接合した。接合体は超音波顕微鏡で大き なボイドが無いことを確認した後、金属回路 板のパターン3と金属放熱板のパターン4を形� ��するために、銅板にフィルムレジストを貼� ��付け、露光・現像してレジストパターンを� ��成した。この後、塩化鉄溶液を用いて湿式� ��ッチングで前記銅金属パターン3、4を形成� �た。その後レジスト除去と不要なろう材を� �去する工程と、酸洗浄、化学研磨工程を通� �て、パラジウム触媒付与を実施した。パラ� �ウム付与後、酸性溶液に浸漬してメッキ不� �箇所のパラジウムを除去し、Ni-P無電解めっ� ��を銅金属パターン3、4表面に施した。そし� �最後にスクライブ溝21に沿って分割して、個 々のセラミックス回路基板12とした。また詳� ��は割愛するが、ろう付接合時のボイド対策� ��して集合基板10の非製品部2にダミーの金属� ��ターンを形成して、上記回路基板を形成し� ��もよいことを追記する。

 また、絶縁耐圧性能は以下のようにして� ��価した。回路基板を80℃で1時間乾燥した後� ��絶縁油(シリコーン油またはフロリナート、 20℃)中で回路基板12の金属回路板3と金属放熱 板4間に交流電圧を0→10kVまで徐々に昇圧印加 し、絶縁破壊した時の電圧値で絶縁性能を評 価する試験方法である。したがってこの絶縁 破壊電圧が高い方が絶縁性能に優れているこ とになる。評価した回路基板の数は、No.9、14 、21、28、52の各条件で各々12個評価した。

 本発明によるファイバーレーザでスクライ� ��分割溝21を形成した実施例では、セラミッ� �ス回路基板の絶縁破壊電圧はいずれもAC8kV以 上あり良好な結果が得られた。また、絶縁破 壊形態も全てセラミックス基板1を貫通する� �壊であり、沿面破壊は認められなかった。� �方、比較例では、8kV以上の高い絶縁性能を� �す回路基板もあったが、絶縁破壊電圧が5kV� �度しかないものが認められた。この絶縁不� �基板の絶縁破壊形態は沿面破壊であり、セ� �ミックス回路基板に要求される絶縁性能上� �決してあってはならない不良である。
 尚、この不良の原因については、基板端面� ��近に付着したレーザ飛散物や端面のろう材� ��ども含めた残渣物による影響や、既述した� ��路基板製造工程においてスクライブ断続孔� ��侵入したパラジウム成分除去が不十分なこ� ��による、セラミックス基板側面へのめっき� ��分の形成により絶縁性が低下したものと推� ��している。このことからもレーザ加工面の� ��粗さが小さい方、また破断面との面粗さの� ��が小さい方が絶縁性能にとっても優位であ� ��と考えられる。
 以上のことより、面粗さを制御できるレー� ��加工で形成した回路基板は、金属回路板及� ��金属放熱板のろう材接合界面のボイド発生� ��基板端面へのろう材付着等を抑えることが� ��き、絶縁耐圧性能が8kV以上の絶縁耐圧性に� ��れたセラミックス回路基板を提供すること� ��できる。
 尚、上記評価試験では、より強度が高く硬� ��窒化ケイ素による効果を確認するためにセ� ��ミックスとして窒化ケイ素焼結体を用いた� ��、窒化アルミやアルミナ等でも同様に実施� ��きるし、同様の効果が得られると考えてい� ��。