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LTCC基板のガラス不導体層の除去

加工内容

  • 洗う
  • 取る

LTCC基板のめっきの不良の原因となる、ガラス質不導体層を取り除く。

ウェットブラストによる、LTCCガラス質不導体層の除去

概要

ウェットブラストは、微細研磨材を使用する、物理加工による表面処理工法です。低温同時焼成セラミックスと呼ばれているLTCC基板のめっき不良の原因である、焼成時に形成されるガラス層をムラなく除去し、その後の良好なめっき被膜形成に最適な表面を作り出します。
当ページでは、このガラス質不導体層の、ウェットブラストによる除去についてご紹介します。

こんな課題ありませんか?

〇〇の様子

薬品が効かない

焼成時に発生し、取り除かなければならない不導体層はガラス質のため、薬品による除去が難しい。

〇〇の様子

取り残し、電極潰れ

ブラシ研磨やバフ研磨では、パターン内の不導体層残りや、圧迫による電極潰れやキズが発生しやすい。

〇〇の様子

削り過ぎ

ブラシ研磨やバフ研磨では削れ量が安定せず、削り過ぎによる抗折強度の低下が発生する。

〇〇の様子

手間がかかるツール管理

研削力が変化しやすいブラシ研磨やバフ研磨は、ツールの管理に手間がかかり効率が悪い。

〇〇の様子

摩擦熱・静電気

現在の除去工法による研磨では、製品品質に悪影響を伴う摩擦熱、静電気が発生してしまう。

〇〇の様子

粉塵

ブラシやバフから発生する粉塵により作業環境が悪く、粉塵爆発などのリスクが高い。

ウェットブラストは、上記の課題を解決し、

導通不良を引き起こす不導体層を隅々まで除去します。

マコーのウェットブラストは、数μmの微細粒子と水、圧縮エアを使用し、LTCC基板の表面形状を変えることなく、製造工程で焼成後に発生するガラス不導体層を隅々まで取り除き、めっきに最適な下地形状を作り出す強力なセラミックス洗浄工法です。

ウェットブラスト処理の特長

薬品を用いない物理工法

ウェットブラストは、研磨材と水の混合物を対象に衝突させて表層を削り取る処理を行う、物理的な加工法です。そのため、耐薬品性の高いガラス質にも効果があり、かつ、反応性廃棄物も発生しません。また、水と研磨材を循環して再利用するシステムを用いるため、環境負荷に配慮した、持続可能な工程設計が可能です。

〇〇の様子

ムラ・ダメージなし

ウェットブラストで用いる数μmの微細な研磨材は、基板表面の複雑な窪みに入り込み、ムラなく隅々まで不導体層を削り落とすことが可能です。また、霧状の均一な投射により、基板表面にほとんどダメージを与えません。コントロール性の高いウェットブラストは、削りすぎによる抗折強度低下を起こしません。

〇〇の様子

容易な自動化

ウェットブラストは水を用いた流体処理のため、加工量の調整やシステム設計を行いやすく、自動化しやすいという特長を持ちます。また、不導体層の除去と水洗、乾燥工程を一台の装置内で連続で行うことができるため、工程管理の集約が可能となり、ガラス層除去工程の省力・省人化でコストダウンを図れます。

〇〇の様子

シンプルな日常管理

ウェットブラスト装置は、加工に用いる研磨材と水を循環使用しており、日常管理項目は、水中の研磨材濃度のみとなります。また、破砕した研磨材や研削くずの自動回収ユニットや、規定濃度まで自動で研磨材を投入するユニットも装置に接続可能です。これにより、容易な管理と安定稼働の両立が可能となります。

〇〇の様子

粉塵・熱・静電気レス

ウェットブラストは研磨材を使用しますが、洗浄工程は湿式環境にて行われるため、研磨材は飛散せず、粉塵はほとんど発生しません。良好な作業環境が維持でき、粉塵爆発のリスクもありません。また、研磨材は常に水に混ざり冷却・除電されるため、摩擦熱・静電気の心配もなく、それらを避けるべき製品の加工に最適です。

〇〇の様子

めっきに最適な表面形成

ウェットブラストは、ガラス層除去と同時に、めっきに最適な表面処理も完了させます。不導体を除去する際、ウェットブラストは緻密で微細凹凸を形成しますが、この高低差のあるピッチの狭い凹凸は、接着力を上げるアンカー効果が高く、めっきの密着性向上に寄与します。さらにその粗さは、粒子の選択により細かく調整可能です。

ウェットブラストとは

ウェットブラストは、「水」と「研磨材」を混合した「スラリー」を、霧状にして対象物に投射する工法です。強固に付着した対象表面の異物を、圧倒的なボリュームの微細粒子が隅々まで均一に削り、完全洗浄します。

流体制御により、サブミクロンレベルで研削量や表面粗さをコントロールできることが特長で、薄物などの繊細な対象や、緻密で複雑なパターン形状にもダメージを与えることなく、目的の加工が行えます。

ウェットブラスト関するさらに詳しい説明は、下記詳細ページよりご覧ください。

補足資料|マコーの特殊技術|幅広ガン

「幅広ガン」は、スリット状の投射口から水と研磨材を均一な霧状で投射する特許技術です。この特殊なガンを一定の速度で移動することと、単位時間当たり一定量を投射可能な流体制御により、最大600mmまでの広い範囲を、極めて均一に処理することを可能としています。

補足資料|解説動画|LTCC基板の洗浄

LTCC基板製造工程で発生する不導体層の、ウェットブラストによる除去を解説した動画コンテンツです。

処理事例

〇〇の様子

● 処理前

〇〇の様子

● 処理後

大きな写真の方では、通電を阻害するガラス層を除去しながらも、電極に不要な変形が起きていないことが確認できます。横の小さい画像はさらに細部を拡大したものですが、処理後には、非常に緻密な凹凸がムラなく均一に形成されています。

従来工法との比較

洗浄力

〇〇の様子

ウェットブラスト

数μmの研磨材が凹凸形状内に入り込み洗浄するため、パターン内の不導体層残りがありません。

〇〇の様子

ブラシ研磨・バフ研磨

凹凸形状の処理が苦手で、パターン内部の隅々までの処理が困難です。

コントロール性

〇〇の様子

ウェットブラスト

目的に合わせた粒子の選定と、幅広ガンによる均一処理により、加工力のコントロールが容易です。

〇〇の様子

ブラシ研磨・バフ研磨

ツールの摩耗度合いにより削れ量が変化、安定せず、加工のコントロールが困難です。

粉塵・熱・静電気

〇〇の様子

ウェットブラスト

処理が湿式環境のため、粉塵、静電気が発生せず、冷却効果も伴います。

〇〇の様子

ブラシ研磨・バフ研磨

研磨による研削くずが発生し、粉塵となります。また、摩擦による静電気や熱も発生します。

密着性向上効果

〇〇の様子

ウェットブラスト

微細なナノアンカーの形成や、完全洗浄などの表面改質により、密着性が向上します。

〇〇の様子

ブラシ研磨・バフ研磨

ありません。

装置

ワークサイズや処理工程、用途に合わせて、以下の装置を標準装置としてラインナップとしております。また当社の装置は、用途と条件に最適化する、自由設計やカスタマイズが可能です。全てのお客様に、最適な仕様をご提供するのが当社の基本方針です。まずはワークの素材やサイズ、処理目的、設備条件などをご相談ください。当社専門担当がご対応させていただきます。

〇〇の様子

小型ワーク用連続自動装置

mini PFE 100

ワーク幅100mmまでの短冊状・板状のワークに対応します。ウェットブラスト、水洗、水切りまでを連続自動処理します。幅広ガンを上下に配置し、両面を1パスで処理可能です。

  • 対象ワークサイズ:幅20~100mm/長さ100~250mm/厚み0.1~1.5mm(形状による)
  • ワークの反り:中央曲がり1mm以内
〇〇の様子

中型ワーク用連続自動装置

mini PFE 200

ワーク幅200mmまでの短冊状・板状のワークに対応します。ウェットブラスト、水洗、水切りまでを連続自動処理します。幅広ガンを上下に配置し、両面を1パスで処理可能です。

  • 対象ワークサイズ:幅20~200mm/長さ100~250mm/厚み0.1~1.5mm(形状による)
  • ワークの反り:中央曲がり1mm以内
〇〇の様子

研究開発用装置

Jr.TypeⅡ

幅広ガンを1軸で駆動させ、処理ブース内に投入したワークの自動処理を行う小型のウェットブラスト装置です。味見テストや条件出しなどの研究・開発用途に最適です。

  • ガン:処理内容に合わせてお選びいただけます。(最大搭載可能ガン:幅広ガン1×160mm×1本)
  • ガン駆動範囲:300mm

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技術資料

LTCC表面処理事例

ガラス質不導体層の除去をはじめとした、LTCCや基板への、ウェットブラスト処理に関する当社技術資料です。フォームに必要事項をご入力いただくことで、どなたでも、ご自由にダウンロードいただけます。

個人情報は弊社プライバシーポリシーに基づき運用・管理します。

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