JP2011103404A - 基板分割装置、及び電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産コストを低減し、高精度に基板を分割し得る基板分割装置、及び電子部品の製造方法を提供を提供する。
【解決手段】発明に係る基板分割装置は、第１〜第３の押圧部３１〜３３を備え、張設されたフィルム２に貼着された基板１を、この基板１に形成された分割溝１２に従って、電子部品の個片に分割する。第１の押圧部３１は、分割溝１２に従って基板１を押圧する。また、第２及び第３の押圧部３２，３３は、それぞれ、分割溝１２を挟んだ両側の等距離ｄの位置Ｓ２，Ｓ３において、第１の押圧部３１の押圧方向の反対方向に、分割溝１２に沿って基板１を同時に同一圧力Ｐ２，Ｐ３で押圧する。これにより、分割溝１２を支点として基板１を折り曲げ、分割溝１２を中心とする両側に、バランスの取れた均一な圧力が加わることになる。
【選択図】図７

Description

本発明は、基板分割装置、及び電子部品の製造方法に関する。

携帯電話やネットブックパソコンなどの無線通信機能を備えた小型電子機器の普及とともに、これらに用いられるフィルタなどの高周波電子部品の需要が増加している。

電子部品の製造工程では、所定の回路パタンが印刷されたシート状の積層基板を複数の個片に分割することによって、個々の電子部品を得る。したがって、この分割方法が、電子部品の品質や歩留まりに大きく影響を与える。

分割方法として、例えば特許文献１には、基板の両面に予め分割溝を形成しておき、基板を載置するための分割台の端部、及び固定用の押え部を分割溝に合わせた状態で基板を挟持し、分割刃（ブレード）を押し当てることによって基板を押し割る技術が開示されている。

しかし、この方法によると、基板の両面に分割溝を形成するから、一方の面のみに分割溝を形成する場合と比べると、工程数が多く、生産コストの面から不利である。また、仮に一方の面のみに分割溝を形成して分割を行えば、基板の一端を保持した状態で他端側を押圧することにより、基板の撓みの影響を受け、分割溝から規定外の方向にクラックが生じたり、基板の端縁に欠損部が生じたりする。

また、これとは異なり、分割溝の両側を別々の分割台で下方から支持しておき、基板の上方から分割溝に分割刃を押し当てて基板を押し割る方法も考えられるが、分割台の面全体で基板を支持するために、基板の端部付近での分割にあたって、分割刃による圧力が分散してしまい、同様の問題を生ずる可能性が存在する。

特開２００５−４５０２４号公報

本発明の課題は、生産コストを低減し、高精度に基板を分割し得る基板分割装置、及び電子部品の製造方法を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る基板分割装置は、第１の押圧部と、第２の押圧部と、第３の押圧部とを備え、張設されたフィルムに貼着された基板を、この基板に形成された分割溝に従って、電子部品の個片に分割する。

前記第１の押圧部は、前記分割溝に従って前記基板を押圧する。また、前記第２の押圧部と前記第３の押圧部は、それぞれ、前記分割溝を挟んだ両側の等距離の位置において、前記第１の押圧部の押圧方向の反対方向に、前記分割溝に沿って前記基板を同時に同一圧力で押圧する。

本発明に係る基板分割装置によると、第１の押圧部は分割溝に従って基板を押圧し、一方、第２及び第３の押圧部は、それぞれ、分割溝を挟んだ両側で、第１の押圧部の押圧方向とは反対方向に基板を押圧するから、分割溝を支点として基板を折り曲げることになる。また、第２及び第３の押圧部は、分割溝から等距離の位置で、分割溝に沿って基板を同時に同一圧力で押圧するから、分割溝を中心とする両側に、バランスの取れた均一な圧力が加わることになる。

したがって、本発明に係る基板分割装置は、上述したようなクラックや欠損部を生じさせることがなく、分割溝から厚み方向に断面を生じさせ、高精度に基板を分割することができる。

このとき、少なくとも１つの分割溝があれば、それを起点として基板を割ることができるため、基板の両面に分割溝を形成しておく必要がない。したがって、本発明に係る基板分割装置は、電子部品の製造工程を削減して、生産コストを低減することできる。

また、本発明に係る基板分割装置は、フィルムによって基板の全体を支持し、分割台による支持を必要としないため、基板における位置と無関係に、高精度に基板を分割することができる。

一方、本発明に係る電子部品の製造方法は、張設されたフィルムに貼着された基板を、この基板に形成された分割溝に従って、個片に分割するものである。

そして、この製造方法では、前記分割溝に従って前記基板を所定方向に押圧するとともに、前記分割溝を挟んだ両側の等距離の位置において、前記所定方向の反対方向に、前記分割溝に沿って前記基板を同時に同一圧力で押圧することによって、前記基板を前記個片に分割する。

本発明に係る電子部品の製造方法は、上述した基板分割装置と同じ構成を備えるため、同様の効果を奏する。

以上述べたように、本発明によれば、生産コストを低減し、高精度に基板を分割し得る基板分割装置、及び電子部品の製造方法を提供することができる。

電子部品の製造工程を示すフロー図である。 基板の平面図である。 基板の一部の断面図である。 スクライブ後の基板の斜方図である。 スクライブ後の基板の一部の断面図である。 本発明に係る基板分割装置の構成図である。 基板分割装置の作用効果を示す。 分割後に得た電子部品の断面を示す電子顕微鏡写真である。 分割後に得た電子部品の断面を示す電子顕微鏡写真である。 分割試験対象となる基板領域を示す。 分割試験の結果を示す。 分割試験の結果を示す。

図１は、電子部品の製造工程を示すフロー図である。本発明が対象とする基板は、最終製品である電子部品を得るために分割工程Ｓｔ４を必要とするものであって、代表としては、セラミックスグリーンシートの積層基板、もしくはアルミナ多層基板が挙げられる。また、このような基板から得られる電子部品としては、コンデンサやインダクタだけではなく、高周波フィルタ、携帯電話機用のアンテナモジュール、デュプレクサなどがある。以下の実施形態では、セラミックスグリーンシートの積層基板、すなわちＬＴＣＣの積層体を例として説明する。

電子部品の製造工程は、大きく分ければ、積層工程Ｓｔ１と、スクライブ工程Ｓｔ２と、焼成工程Ｓｔ３と、分割工程Ｓｔ４とからなる。

積層工程Ｓｔ１は、スルーホール・電極等の回路パタンを形成・印刷した複数のグリーンシートを積層し、静水圧プレスなどの処理により圧着して基板を得る工程である。スクライブ工程Ｓｔ２は、レーザスクライブにより基板の分割ラインに沿って分割溝を形成する工程である。焼成工程Ｓｔ３は、基板を焼成する工程である。切断工程Ｓｔ４は、本発明が適用される工程であり、基板分割装置を用い、分割溝に従って積層体を個片化して電子部品を得る工程である。以下に、具体的に説明する。

図２は、積層工程Ｓｔ１を経て得られる基板の平面図である。基板１は、複数の電子部品１１が縦横に整列して形成された集合基板である。電子部品１１は、それぞれの表面に、２組の向かい合う一対の外部端子電極Ｔ１，Ｔ２が形成されている。外部端子電極Ｔ１，Ｔ２は、電子部品１１を基板に接続するための底面端子電極であって、例えば、一方の外部端子電極Ｔ１は信号の入力端子と出力端子であり、他方の外部端子電極Ｔ２はグランド端子である。

基板１には、電子部品１１を個片化する際の基準線となる分割ラインＬｘ，Ｌｙが設定されている。ここで、分割ラインＬｘは、図中に示すＸ軸と平行なラインであり、分割ラインＬｙは、図中に示すＹ軸と平行なラインである。分割ラインＬｘ，Ｌｙの間隔は、電子部品１１のサイズに応じて適宜に設定される。

また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った基板の一部の断面図である。基板１は、グリーンシートＬを複数重ねた層状構成を有する。グリーンシートＬは、厚さがおよそ２０〜４０（μｍ）であり、その積層数は電子部品１１の設計に応じて適宜に決定される。グリーンシートＬは、ガラス成分、セラミック成分、さらにバインダ成分、可塑剤、有機溶剤等を含有している。

各グリーンシートＬの表面には、スパッタ、蒸着などの薄膜形成技術、印刷、めっき又はそれらの組み合わせにより、所定パタンの外部電極Ｔ１，Ｔ２、及び内部電極Ｔ３が形成されている。内部電極Ｔ３の形成により、電子部品１１の内部に、例えばコンデンサ成分やインダクタ成分が作られる。

また、各グリーンシートＬの厚み方向には、パンチングマシンを用いて穴あけをし、導電ペーストで充填することよって、所定パタンのスルーホールＨが形成されている。スルーホールＨは、直径がおよそ１００（μｍ）であり、例えば、図示するように外部電極Ｔ１，Ｔ２と内部電極Ｔ３を接続するために形成されることもあれば、コンデンサ成分やインダクタ成分の一部として形成されることもある。

スクライブ工程Ｓｔ２では、レーザスクライブにより基板１の分割ラインＬｘ，Ｌｙに沿って分割溝を形成する。図４は、スクライブ後の基板１の斜方図であり、図５は、スクライブ後の基板１の一部の断面図である。

分割溝１２は、分割ラインＬｘ，Ｌｙに沿いにレーザを複数回照射して、基板１を切削加工することにより形成される。分割溝１２のサイズについては、図５に示すように、分割溝１２の幅をＷ（μｍ）、分割溝１２の深さをＤ（μｍ）、基板１の厚さをＴ（μｍ）とした場合、Ｗ：Ｄ＝１：６、Ｄ：Ｔ＝１：３となるように設定すると好適である。なお、本実施形態では、分割溝１２は基板１の一面のみに設けられているが、これに限定されず、分割処理をより容易にするために両面に設けても良い。

このように、焼成前に、レーザスクライブにより分割ラインに沿って分割溝１２を形成すれば、焼成後に分割溝を形成する方法と比較して、分割溝１２の形成に要する時間を短縮できるだけでなく、分割溝１２を十分に深く形成することができる。したがって、分割処理にあたり、クラック、剥離などの発生を低減することができ、製品の歩留まりを改善することができる。

さらに、このレーザスクライブに、バインダ成分の吸収率が、セラミック成分及びガラス成分の吸収率よりも高い波長のレーザを用いると好適である。これにより、レーザは、セラミック成分及びガラス成分を透過して、バインダ成分に吸収され、高精度に分割溝１２を形成できる。このようなレーザとしては、例えば波長５３２（ｎｍ）のグリーンレーザを採用することができる。

次に、本発明に係る基板分割装置について説明する。図６は、本発明に係る基板分割装置の構成図である。

基板分割装置は、第１の押圧部３１と、第２の押圧部３２と、第３の押圧部３３とを備え、分割工程Ｓｔ４において、張設されたフィルム２に貼着された基板１を、この基板１に形成された分割溝１２に従って、電子部品１１の個片に分割するものである。

基板１は、分割処理に先立って、フィルム２に貼り付けられる。このフィルム２としては、例えば、粘着剤を塗布したポリ塩化ビニールまたはポリエステル製のシートなどを用いることができる。基板１がフィルム２に貼り付けられていることにより、分割後に得られる電子部品１１の個片は、フィルム２上に整列された状態を維持する。

フィルム２は、対向する一対の保持部６１，６２によって、水平方向に張った状態に保持される。保持部６１，６２としては、例えば、フィルム２を巻き回すローラ機構を備えた装置を用いることができる。保持部６１，６２は、押圧部３１〜３３が基板１を十分に押圧できる程度の張力をフィルム２に与える。

押圧部３１〜３３は、基板１を押圧するものであって、典型的にはブレードである。第１の押圧部３１は、固定式であり、フィルム２の下方において、固定部４１によって先端がフィルム２の下面に当接した状態に固定されている。この第１の押圧部３１の先端は、分割溝１２の直下に位置している。

一方、第２及び第３の押圧部３２，３３は、可動式であり、フィルム２の上方において、それぞれの軸４２，４３に取り付けられ、さらに軸４２，４３は、鉛直方向Ｋで昇降自在となるように、シリンダ機構５２，５３に組みつけられている。このシリンダ機構５２，５３は、内部の油圧、あるいは空気圧などを制御することによって、軸４２，４３を上下動させるものである。

また、基板分割装置は、各々の分割ラインＬｘ，Ｌｙに従って順次に分割処理ができるように、特定の分割ラインＬｘ，Ｌｙが押圧部３１〜３３の分割対象ラインに合致する位置に、フィルム２を搬送する搬送機構を備えている。もっとも、これとは逆に、押圧部３１〜３３が、分割ラインＬｘ，Ｌｙに合わせて移動する移動機構を備えてもよい。

図７は、基板分割装置の作用効果を示している。まず、シリンダ機構５２，５３は、それぞれ、第２及び第３の押圧部３２，３３を、所定の速度で、基板１の分割溝１２が形成された面の近傍まで下降させて、その速度よりも遅い速度で当該面に押し当てる。このように、速度を途中で変化させることにより、分割処理の所要時間を短縮しつつ、押圧部３２，３３が基板１に接触したことにより発生する振動を抑制することができる。

そして、第２及び第３の押圧部３２，３３は、それぞれ、分割溝１２を挟んだ両側の等距離ｄの位置Ｓ２，Ｓ３において、分割溝１２に沿って基板１を同時に同一圧力Ｐ２，Ｐ３で押圧する。一方、第１の押圧部３１は、第２の押圧部３２と第３の押圧部３３が基板１を押圧したときに、フィルム２の下面に押し当たることによって基板１を押圧する（図中の符号Ｐ１参照）。

ここで、第１の押圧部３１は、分割溝１２の直下に保持されているから、分割溝１２に従って基板１を押圧することになる（符号Ｓ１を参照）。また、第２及び第３の押圧部３２，３３は、第１の押圧部３１の押圧方向の反対方向に、基板１を押圧することになる。

このように、本発明に係る基板分割装置によると、第１の押圧部３１は分割溝１２に従って基板１を押圧し、一方、第２及び第３の押圧部３２，３３は、それぞれ、分割溝１２を挟んだ両側で、第１の押圧部３１の押圧方向とは反対方向に基板を押圧するから、分割溝１２を支点として基板１を折り曲げることになる。また、第２及び第３の押圧部は３２，３３、分割溝１２から等距離ｄの位置Ｓ２，Ｓ３で、分割溝１２に沿って基板１を同時に同一圧力Ｐ２，Ｐ３で押圧するから、分割溝１２を中心とする両側に、バランスの取れた均一な圧力が加わることになる。

したがって、本発明に係る基板分割装置は、上述したようなクラックや欠損部を生じさせることがなく、分割溝１２から厚み方向に断面を生じさせ、高精度に基板１を分割することができる。

図８と図９は、分割後に得た電子部品の断面を示す電子顕微鏡写真である。ここで、図８と図９に示す断面は互いに直交する関係にあって、図８に示す断面のサイズは、０．２５（ｍｍ）×０．６５（ｍｍ）であり、一方、図９に示す断面のサイズは、０．２５（ｍｍ）×０．５０（ｍｍ）である。写真から理解されるように、断面は、クラックや欠損部がなく、高精度な長方形をなしている。

また、本発明に係る基板分割装置は、少なくとも１つの分割溝１２があれば、それを起点として基板１を割ることができるため、基板１の両面に分割溝１２を形成しておく必要がない。したがって、本発明に係る基板分割装置は、電子部品の製造工程を削減して、生産コストを低減することできる。

もっとも、基板１の下面に分割溝１２を形成すれば、本実施形態とは異なって、第１の押圧部３１を基板１の上方に、第２及び第３の押圧部３２，３３をフィルム２の下方に設けた場合であっても、容易に分割処理を行うことができる。この場合、第１の押圧部３１は基板１の上面に押し当たり、第２及び第３の押圧部３２，３３は、フィルム２の下面に押し当たることになる。結局のところ、上述したような作用効果が得られるのであれば、第１の押圧部３１と第２及び第３の押圧部３２，３３の配置と、分割溝１２を形成する面の選択は、何ら制限されるものではない。

次に、本発明に係る基板分割装置を用いた、基板１の角部領域における分割試験の結果について説明する。

図１０は、分割試験対象となる基板領域を示す。分割試験は、基板分割装置によって基板１を７７×８０（個）の個片に分割し、４つの角部領域ＬＵ，ＬＤ，ＲＵ，ＲＤのそれぞれから得た９つの個片ａ〜ｆのサイズを測定するものである。

図中の符号を参照すると、まず、基板１のサイズは、Ｄｘ＝６０（ｍｍ）、Ｄｙ＝５０（ｍｍ）であり、厚みＴが０．２５（ｍｍ）である。基板１の端部に設けたマージンのサイズは、Ｍｘ＝４．９７５（ｍｍ）、Ｍｙ＝５（ｍｍ）である。また、個片の規定サイズは、Ｋｘ＝０．６５（ｍｍ）、Ｋｙ＝０．５０（ｍｍ）である。

分割溝１２は基板１の両面に形成されており、そのサイズは、ともに幅Ｗ＝２０（μｍ）、深さＤ＝８０（μｍ）である。この分割溝１２の形成に用いたレーザは、波長が１．０６（μｍ）で、出力が９（Ｗ）である。そして、このレーザを用いて、基板１の両面に対して、速度４０（ｍｍ／ｓｅｃ）でレーザスクライブを行った。

また、基板分割装置に備える押圧部３１〜３３としては、厚さ１０（ｍｍ）、長さ１５０（ｍｍ）のＳＫＳ３鋼材のブレードを用いた。さらに、押圧は、第２及び第３の押圧部３２，３３から１４０（Ｎ）を基板１に加え、１０（ｍｍ／ｓｅｃ）の速度で基板１を０．２（ｍｍ）下方に押し込むことによって行った。

図１１と図１２は、この分割試験の結果を示している。具体的には、図１１は、角部領域ＬＵ，ＬＤ，ＲＵ，ＲＤごとの個片ａ〜ｆの長さＫｘの測定値を示し、図１２は個片ａ〜ｆの他方の長さＫｙの測定値を示す。

また、以下の表１に、角部領域ＬＵ，ＬＤ，ＲＵ，ＲＤごとの個片ａ〜ｆの長さＫｘ，Ｋｙの最大値、最小値、及び平均値を示す。

図１１と図１２を参照すると、個片ａ〜ｆの長さＫｘについては、規定値０．６５（ｍｍ）の誤差±０．０３（ｍｍ）の範囲内に分布し、長さＫｙについては、規定値０．５０（ｍｍ）の誤差±０．０３（ｍｍ）の範囲内に分布している。したがって、この結果から、本発明に係る基板分割装置を用いて、角部領域ＬＵ，ＬＤ，ＲＵ，ＲＤにおける分割処理が高精度に行われたことが理解される。

このように、本発明に係る基板分割装置は、フィルムによって基板の全体を支持し、割台による支持を必要としないため、基板１における位置と無関係に、高精度に基板１を分割することができる。

次に、本発明に係る電子部品の製造方法について、図７を参照して説明する。本発明に係る電子部品の製造方法は、張設されたフィルム２に貼着された基板１を、この基板１に形成された分割溝１２に従って、個片に分割するものである。既に述べたように、このとき、レーザスクライブを用いて分割溝１２を形成すると望ましい。

この製造方法では、分割溝１２に従って基板１を所定方向（符号Ｐ１を参照）に押圧するとともに、分割溝１２を挟んだ両側の等距離ｄの位置Ｓ２，Ｓ３において、所定方向の反対方向に、分割溝１２に沿って基板１を同時に同一圧力Ｐ２，Ｐ３で押圧することによって、基板１を個片に分割する。

また、これらの押圧（符号Ｐ１〜Ｐ３を参照）は、それぞれ、第１〜第３の押圧部３１〜３３により行われ、第１の押圧部３１は、所定位置に保持され、第２及び第３の押圧部３２，３３が基板１を押圧したときに、フィルム２の面に押し当たることによって基板１を押圧する。ここで、分割処理をより容易にするため、第１及び第２の押圧部３１，３２による押圧は、分割溝１２が形成された面に対してなされるのが望ましい。また、押圧部３１〜３３の典型例としては、既に述べたとおり、ブレードが挙げられる。

本発明に係る電子部品の製造方法は、上述した基板分割装置と同じ構成を備えるため、同様の効果を奏する。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

１ 基板
１１ 電子部品
１２ 分割溝
２ フィルム
３１〜３３ 第１〜第３の押圧部

Claims (9)

1. 第１の押圧部と、第２の押圧部と、第３の押圧部とを備え、張設されたフィルムに貼着された基板を、この基板に形成された分割溝に従って、電子部品の個片に分割する基板分割装置であって、
   前記第１の押圧部は、前記分割溝に従って前記基板を押圧し、
   前記第２の押圧部と前記第３の押圧部は、それぞれ、前記分割溝を挟んだ両側の等距離の位置において、前記第１の押圧部の押圧方向の反対方向に、前記分割溝に沿って前記基板を同時に同一圧力で押圧する、
   基板分割装置。
2. 請求項１に記載された基板分割装置であって、
   前記第２の押圧部と前記第３の押圧部は、前記分割溝が形成された面を押圧する、
   基板分割装置。
3. 請求項１または２に記載された基板分割装置であって、
   前記第１の押圧部は、所定位置に保持され、前記第２の押圧部と前記第３の押圧部が前記基板を押圧したときに、前記フィルムの面または前記基板の面に押し当たることによって前記基板を押圧する、
   基板分割装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された基板分割装置であって、
   前記第１の押圧部、前記第２の押圧部、及び前記第３の押圧部は、ブレードである、
   基板分割装置。
5. 張設されたフィルムに貼着された基板を、この基板に形成された分割溝に従って、個片に分割する電子部品の製造方法であって、
   前記分割溝に従って前記基板を所定方向に押圧するとともに、
   前記分割溝を挟んだ両側の等距離の位置において、前記所定方向の反対方向に、前記分割溝に沿って前記基板を同時に同一圧力で押圧することによって、前記基板を前記個片に分割する、
   電子部品の製造方法。
6. 請求項５に記載された電子部品の製造方法であって、
   前記分割溝を挟んだ両側の等距離の位置における押圧は、前記分割溝が形成された面に対してなされる、
   電子部品の製造方法。
7. 請求項５または６に記載された電子部品の製造方法であって、
   前記押圧を、それぞれ、ブレードにより行う、
   電子部品の製造方法。
8. 請求項７に記載された電子部品の製造方法であって、
   前記ブレードの１つは、所定位置に保持され、前記ブレードの他の２つが前記基板を押圧したときに、前記フィルムの面または前記基板の面に押し当たることによって前記基板を押圧する、
   電子部品の製造方法。
9. 請求項５乃至８のいずれかに記載された電子部品の製造方法であって、
   レーザスクライブを用いて前記分割溝を形成する、
   電子部品の製造方法。