特許 5661733 オーバーラップするレーザ開先を有する構成部材及びこのような構成部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5661733

(24)【登録日】2014年12月12日

(45)【発行日】2015年1月28日

(54)【発明の名称】オーバーラップするレーザ開先を有する構成部材及びこのような構成部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/364 20140101AFI20150108BHJP

   B28D 5/00 20060101ALI20150108BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20150108BHJP

   C04B 41/91 20060101ALI20150108BHJP

   C03B 33/09 20060101ALI20150108BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/364

   B28D5/00 Z

   B23K26/00 H

   C04B41/91 E

   C03B33/09

【請求項の数】13

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2012-502596(P2012-502596)

(86)(22)【出願日】2010年3月26日

(65)【公表番号】特表2012-521895(P2012-521895A)

(43)【公表日】2012年9月20日

(86)【国際出願番号】EP2010053972

(87)【国際公開番号】WO2010112412

(87)【国際公開日】20101007

【審査請求日】2013年3月8日

(31)【優先権主張番号】102009015087.0

(32)【優先日】2009年3月31日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】511004645

【氏名又は名称】セラムテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＣｅｒａｍＴｅｃ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100099483

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 琢也

(74)【代理人】

【識別番号】100061815

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 敏雄

(74)【代理人】

【識別番号】100112793

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳大

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100128679

【弁理士】

【氏名又は名称】星 公弘

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100156812

【弁理士】

【氏名又は名称】篠 良一

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(72)【発明者】

【氏名】クニベアト ライス

(72)【発明者】

【氏名】トーマス カール

(72)【発明者】

【氏名】クラウス ペーター クルーゲ

【審査官】 青木 正博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１９８９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４８１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０４９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−００２６７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００−２６／７０

Ｂ２８Ｄ ５／００

Ｃ０３Ｂ ３３／０９

Ｃ０４Ｂ ４１／９１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

破断誘発線としてのレーザ開先（２）を有する構成部材（１）であって、
前記レーザ開先（２）は、レーザ放射の複数のレーザ孔（３）から成り、前記構成部材（１）を別々の部材に後に個別化するために用いられる、構成部材において、
前記構成部材（１）の表面で測定して、それぞれ２つの隣接する前記レーザ孔（３）の間隔Ａは前記レーザ孔（３）の直径Ｄ以下であり、
前記レーザ開先（２）が、前記個別化された部材における切り欠き部（１１）と組み合わされている、
ことを特徴とする構成部材。

【請求項2】

前記複数のレーザ孔（３）の深さＨは同じである、請求項１記載の構成部材。

【請求項3】

前記複数のレーザ孔（３）の深さＨは同じではない、請求項１記載の構成部材。

【請求項4】

前記レーザ開先（２）は前記構成部材（１）の互いに対向する側面（４，５）に打ち込まれている、請求項１から３のいずれか１項記載の構成部材。

【請求項5】

前記構成部材（１）の互いに対向する側面（４，５）は相似なレーザ開先（２）を有している、請求項１から４のいずれか１項記載の構成部材。

【請求項6】

前記構成部材（１）は、セラミック材料又はガラスでできている、請求項１から５のいずれか１項記載の構成部材。

【請求項7】

前記セラミック材料又はガラスは、半導体材料、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム又は混合セラミック材料である、請求項６記載の構成部材。

【請求項8】

前記構成部材（１）は、電子部材又は電気部材のための基板として用いられるセラミックプレートである、請求項１から７のいずれか１項記載の構成部材。

【請求項9】

前記構成部材（１）は固体が充填された重合体及び／又は固体が充填されていない重合体である、請求項１から８のいずれか１項記載の構成部材。

【請求項10】

前記固体が充填された重合体は非焼結セラミックシートである、請求項９記載の構成部材。

【請求項11】

前記シートはその内部に、重合体によって囲まれている非焼結セラミック材料を含んでいる、請求項１０記載の構成部材。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか１項記載の構成部材の製造方法において、
前記構成部材（１）への照射時間の間、レーザ開先（２）を形成するように、レーザ放射及び／又は前記構成部材を移動させる
ことを特徴とする構成部材の製造方法。

【請求項13】

少なくとも２回、同じ箇所にレーザ孔（３）を打ち込む、請求項１２記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、破断誘発線としてのレーザ開先を有する構成部材に関する。このレーザ開先は、レーザ放射の複数のレーザ孔から成り、構成部材を後に個別化するために設けられている。さらに、本発明はこのような構成部材の製造方法にも関する。

【背景技術】

【0002】

セラミック製構成部材に目標破断箇所を作製するために、特にレーザ法が使用される。個別部材の製造を低コストで行うために、レーザにより準備された構成部材はマルチイメージボード（Mehrfachnutzen）に加工（プロセッシング）され、引き続いて個別化され（個別ボード）、個別部材と成る。このために、規定の間隔を空けて、構成部材の表面にミシン目に類似の孔が打ち込まれる。これらの打ち込まれた欠損箇所は破断誘発線として作用し、位置選択的に破断力を低減し、所定の破断コースを実現する。

【0003】

このような方法は、機械的な切断法及び／又は型押し法の代わりに用いられ、このような方法自体はスクライビング技術でも確立されている。この場合、止まり穴が線状に並べられ、金属鋳物又はセラミック材料のような脆い材料の構成部材の場合目標破断箇所乃至は破断誘発線として用いられる。このような方法はセラミックプレートを個別化するためにも用いられる。

【0004】

基本的には、レーザスクライビングの場合規定の間隔を空けて材料に孔が打ち込まれる。

【0005】

この方法では、ミシン目に起因して目標破断箇所のずれが生じてしまう可能性がある。場合によって、対称的な破断コースがみられない可能性もある。個別化した後の側面部は、一連の半円及びブリッジ（つなぎ）を有し（図１参照）、機械的に打ち込まれたほぼ平坦の溝表面と比較すると、巨視的には粗いと見なされてしまう。特にここで注目すべきは、目標破断線から突き出た個々のブリッジがあることである。

【0006】

以下では、レーザスクライビングによる線又はレーザ開先は、全ての孔の中心を通る仮想線として理解されたい。

【0007】

本発明の課題は、個別化する際に、破断は常にレーザ開先に沿って進行し、破断箇所がレーザ開先からはずれるのが回避され、破断後一様に破断エッジが成形され、エッジがギザギザにはならないことを保証するレーザ開先を有する構成部材を提供することである。

【0008】

本発明によれば、前記課題は請求項１の特徴によって解決される。

【0009】

構成部材の表面で測定して、それぞれ２つの隣接する前記レーザ孔の間隔Ａが該レーザ孔の直径Ｄ以下であることによって、破断は常にレーザ開先に沿って進行し、破断箇所がレーザ開先からはずれるのが回避され、破断後一様に破断エッジが成形され、エッジがギザギザにはならなくなる。

【0010】

レーザ孔は、円形のクレーターが照射時間Ｔをかけて形成される点である。このクレーターの直径は表面上で測定されており、直径Ｄ及び深さＨを有する。２つのレーザ孔の間の間隔は間隔Ａと称される。

【0011】

本発明による方法では、間隔Ａはゼロまで小さくすることができる。この結果としてレーザ開先が形成される。個々のレーザ孔は漏斗形の止まり穴の形状を有する。レーザ孔が互いに、非常に小さな間隔Ａで打ち込まれたレーザ開先の構造は、溝形状を有する。これによって、レーザ開先に沿って溝構造が得られる。

【0012】

個別化するステップによって、１つのレーザ開先から新たな２つの側面が形成される。以下では、これらの側面は任意のボディの部分表面として見るべきである。これらの部分表面の合計がボディの表面となる。多孔質物質の場合には、ボディの表面として外表面だけが考慮され、例えば開放気孔などの内側の面は考慮されない。

【0013】

構成部材は、任意の形の３次元ボディであってもよいし、２つのほぼ面平行な表面を有する平坦な部材であってもよい。平坦な部材とはプレートであると理解されたい。

【0014】

本発明による１つの実施形態によれば、レーザ孔の深さＨは同じである。これによって、レーザ開先の深さはどこでも同じであり、レーザ開先の全ての箇所で破断能力が同じになる。

【0015】

本発明による別の実施形態によれば、レーザ孔の深さＨは同じではない。例えば、特にクリティカルな箇所のレーザ開先は、他の箇所のレーザ開先より深くすることができ、これによって、そのクリティカルな箇所での破断能力は改善される。レーザ孔の深さは破断能力にとって非常に重要であるから、必要に応じて、その深さを選択する必要がある。

【0016】

破断能力をさらに改善するために、構成部材の、互いに対向する側面でレーザ開先を打ち込むことができる。レーザが照射され且つ破断前には、このレーザ開先の箇所には内側に配置される、両側面の各レーザ孔同士をつなげるブリッジしか残っていない。

【0017】

本発明による別の発展形態によれば、構成部材の互いに対向する側面は相似なレーザ開先を有している。これによって、両側面の破断能力は同じになり、つまり構成部材を任意に個別化することができる。

【0018】

１つの有利な実施形態によれば、構成部材は、例えば半導体材料、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム又は混合セラミック材料のようなセラミック材料又はガラスでできている。有利な発展形態によれば、セラミック材料が用いられる。

【0019】

本発明による１つの有利な実施形態によれば、構成部材は、電子部材又は電気部材のための基板として用いられるセラミックプレートである。特に基板の場合には、分割製品の受ける利点は非常に大きい。

【0020】

また、構成部材は、固体が充填された重合体及び／又は固体が充填されていない重合体であってもよい。有利には、この固体が充填された重合体は非焼結セラミックシートである。別の実施形態によれば、このシートはその内部に、重合体によって囲まれている非焼結セラミック材料を含んでいる。

【0021】

本発明による構成部材の製造方法は、構成部材への照射時間の間、レーザ開先を形成するように、レーザ放射及び／又は前記構成部材を移動させることを特徴としている。

【0022】

１つの有利な実施形態によれば、少なくとも２回、同じ箇所にレーザ孔が打ち込まれる。これによって、レーザ開先の深さ及び／又は大きさを所望に成形することができる。

【0023】

次に、本発明を６つの図面に基づいて詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】従来技術による、レーザ開先２に沿った構成部材１の断面を示した図

【図2】図１の構成部材を上から見た図

【図3】本発明による構成部材１をレーザ開先２に沿って破断することによって形成した個別部材９、つまり個別化した後の構成部材の一部を示した図

【図4】構成部材１を個別化した後の個別部材９を示した図

【図5】構成部材１を個別化した後の個別部材９を示した図

【図6a】レーザ開先２が打ち込まれた後、まだ個別化されていない構成部材１を示した図

【図6b】図６ａの構成部材１を個別化することにより形成された２つの個別部材９を示した図

【0025】

図１には、従来技術による、レーザ開先２に沿った構成部材１の断面図が示されている。図２には、図１の構成部材を上から見た図が示されている。図１及び図２には、破断誘発線であるレーザ開先２を有する同じ構成部材１が示されている。レーザ開先２は、レーザ放射のレーザ孔３から成り、構成部材１をここでは図示していない部材に後に個別化するために用いられる。構成部材１は、レーザ処理後であってまだ個別化される前はレーザ開先２を有している。構成部材１が個別化された後に、２つの個別部材が生じる。レーザ開先２は破断誘発線として作用し、レーザ開先２に沿って構成部材を個別化するのを簡単にする。有利には、外から見えるように側面上にレーザ開先２が打ち込まれる。それから、構成部材はレーザ開先２に沿って破断される。これによって、レーザ開先は個別部材の外縁となる。これによって、２つの新しい側面が形成される。

【0026】

図１及び図２に示されているセラミック材料でできた構成部材は、破断誘発箇所として用いられるレーザ孔３が従来技術に従い空けられた基板である。構成部材１がレーザ開先２に沿って破断され個別化されると、２つの個別部材が生じる。破断面６の孔の位置には、ブリッジ８によってそれぞれ挟まれた半円７が示されている。

【0027】

図３には、本発明による構成部材１をレーザ開先２に沿って破断することによって形成した個別部材９、つまり個別化した後の構成部材の一部が示されている。ここに示されている実施形態によれば、レーザ孔３が互いに接しているので、構成部材の表面で測定して、それぞれ２つの隣接するレーザ孔３の間の間隔Ａがレーザ孔３の直径Ｄ以下となる。この破断面には参照符号６が付される。参照符号１１は、個別部材を用いる際に必要な切り欠き部に付されている。ここに示すべきは、レーザ開先２には任意の切り欠き部１１を組合せてもよいことである。ここに示されている実施形態によれば、レーザ孔３のないレーザ開先２の領域が示されており、このことは特別な実施形態において有利となる可能性がある。しかしながら、通常は、レーザ孔３は、レーザ開先２全体に亘って配置されている。これらの図面は概略的であり、これらの図面から寸法を読み取るべきではない。

【0028】

図２には、イラストレーション目的で間隔Ａ及び直径Ｄが記入されている。

【0029】

図４及び図５には、構成部材１を個別化した後の個別部材９が示されており、これらの部材９ではレーザ孔３がそれぞれ２つのグループ１２にまとめられている。レーザ孔３のグループ１２の他に、破断面６には切り欠き部１１が配置されている。この実施形態によれば、１つの同じグループ１２の中のレーザ孔３は皆同じ深さであるが、一方のグループ１２のレーザ孔３は他方のグループ１２のレーザ孔３とは異なる深さである。図４の実施形態によれば、レーザ孔３はただ１つの側面４から打ち込まれている。図５の実施形態でも、レーザ孔３は全てただ１つの側面４から打ち込まれているが、切り欠き部１１は側面４とは反対側の側面５からも打ち込まれている。

【0030】

図６ａには、レーザ開先２が打ち込まれた後、まだ個別化されていない構成部材１が示されている。溝形状のレーザ開先２が形成されている。図６ｂには、図６ａの構成部材１を個別化することにより形成された２つの個別部材９が示されている。図６ａ及び図６ｂでは、参照符号２がレーザ開先乃至はレーザ開先の半分の部分（図６ｂ）に付されている。破断面６は低減された材料強度を有している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】