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発明の名称 分割溝を有するセラミック基板及びその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−156822
公開日 平成10年(1998)6月16日
出願番号 特願平8−320519
出願日 平成8年(1996)11月29日
代理人
発明者 反田 健二 / 益口 高明
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】表面に縦横の分割溝を形成してなるセラミック基板であって、最外周の分割溝と基板外辺との間の位置ずれ量を50μm以下としたことを特徴とする分割溝を有するセラミック基板。
【請求項2】セラミックグリーンシートに製品用の分割溝と、この周囲に外辺用の分割溝を同時に形成した後、外辺用分割溝の周囲で打ち抜き、得られたシート状成形体を所定条件で焼成した後、外辺形成用分割溝を切断する工程からなる分割溝を有するセラミック基板の製造方法。
【請求項3】表面に縦横の分割溝と、この分割溝上のスルーホールを形成してなるセラミック基板であって、分割溝の中心とスルーホールの中心との位置ずれ量を50μm以下としたことを特徴とする分割溝を有するセラミック基板。
【請求項4】セラミックグリーンシートの周囲を枠体で保持し、この枠体を用いて位置合わせを行いながら、分割溝加工とスルーホール加工を別行程で行った後、焼成する工程からなる分割溝を有するセラミック基板の製造方法。
【請求項5】上記分割溝の幅が90μm以下であり、分割溝の底部にクラックを有することを特徴とする請求項1又は3記載の分割溝を有するセラミック基板。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、チップ抵抗器やチップネットワーク抵抗器、あるいはチップコンデンサ等の小型電子部品の製造工程に用いるための分割溝を有するセラミック基板とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、図8(a)に示すように、セラミック製の基体13に電極21と抵抗体22を備えてなるチップ状の抵抗器20が広く使用されている。この、チップ状の抵抗器20はハイブリッドIC基板(HIC基板)等に搭載されるものであるが、HIC基板の配線の微細化やHIC基板の小型化に伴い、抵抗器20の寸法は3.2×1.6mmから2.0×1.25mm、1.6×0.8mm、1.0×0.5mmと小型化が図られている。
【0003】さらに、電子部品実装の密度を向上させるために、図8(b)に示すように、1個のセラミック製の基体13に2〜5個の抵抗体22を印刷した多連チップ状の抵抗器20や、図示していないが各抵抗体22を接続したネットワーク抵抗器も使用されている。そして、これらの抵抗器20についても、寸法の小型化への要求が高まってきている。
【0004】このような抵抗器20は、図9に示すように、分割溝11やスルーホール12を有するセラミック基板10を用いて、多数個取りの手法で製造される。
【0005】この製造工程を説明すると、まず、ドクターブレード法等を用いてセラミックのスラリーをグリーンシートに成形する。次に、図10(a)に示すように、このグリーンシート10’に対し、複数のスリット刃31a、32aを備えた上下パンチ31、32を押し当てて、両面又は片面に分割溝11を形成し、必要に応じてさらにピンを用いてスルーホール12の打ち抜きを行い、またダイス33によって基板サイズに打ち抜いた後、焼成することによって、図9に示すセラミック基板10を得る。このセラミック基板10に、電極21、抵抗体22等を印刷焼き付けし、1次の分割溝11にそって分割後、更に分割した端面に電極21を成す導体を印刷焼き付けし、その後2次の分割溝11に沿って分割することにより抵抗器20を得る。
【0006】なお、図9(a)に示すセラミック基板10は、図8(a)のチップ状の抵抗器20を製造するためのものであり、図9(b)に示すセラミック基板10は、図8(b)の多連チップ状の抵抗器20を製造するためのものである。また、以上は抵抗器について説明したが、チップコンデンサやチップインダクタ等の小型電子部品についても同様にして製造される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記抵抗器20等の電子部品の製造工程において、セラミック基板10上に電極21や抵抗体22を印刷する際は、セラミック基板10の外辺10aを基準として位置合わせを行うため、この外辺10aと分割溝11との位置ずれがあると、印刷ずれが生じてしまうという問題がある。
【0008】この点に関し、上述したセラミック基板10では、外辺10aはダイス33の打ち抜きで形成され、一方の分割溝11は上下パンチ31、32で形成されることから、外辺10aと分割溝11の形成手段が異なり、両者間に微小な位置ずれが生じることを避けられなかった。
【0009】特に、近年、抵抗器20が小型化されていることから、上記外辺10aと分割溝11の位置ずれによる、印刷ずれの問題が顕著となっている。さらに、図9(b)に示すスルーホール12を有するセラミック基板10では、スルーホール12の周りに電極21の印刷を行い、下から吸引してスルーホール12の内面に電極21を印刷する事もあるため、上記印刷ずれの問題が顕著である。そのため、印刷ずれが起きないようにセラミック基板10の寸法選別を行う必要があり、製造歩留りが悪いという問題があった。
【0010】また、上記セラミック基板10の外辺10aは、ダイス33による打ち抜きで形成するため、図10(b)に示すようにグリーンシート10’の端面にせん断によるバリ10’bが不均一に発生するという問題があった。そのため、焼成後のセラミック基板10の外辺10aにもバリが存在し、この外辺10aで寸法選別を行ったり、印刷を行うために位置あわせを行っても、バリの影響で印刷ずれが発生するという問題があった。
【0011】さらに、図9(b)に示すセラミック基板10の場合、印刷ずれを防止するために、分割溝11とスルーホール12との位置ずれをなくすことも要求されている。即ち、印刷ずれが発生すると、電極21を塗布した後の吸引でスルーホール12内部の印刷がうまくできなくなり、分割溝11とスルーホール12の中心のずれが少ないほどスルーホール12内部への印刷が均一にできるのである。
【0012】これに対し、上記セラミック基板10の製造工程では、分割溝11の形成とスルーホール12の形成は別工程で行われ、この際の位置合わせはグリーンシート10’自体で行われるため、グリーンシート10’の変形や歪み等により、分割溝11とスルーホール12の間に微小な位置ずれが生じることを避けられなかった。
【0013】また、上記セラミック基板10において、電極21等を印刷する際に、導体ペーストが分割溝11を伝って流れ、隣の電極21等と短絡してしまうという問題もあった。
【0014】そのため、図8(b)に示すような多連の抵抗器20を製造する際に、それぞれの抵抗体22の抵抗値を規格内に入れるため、1つ1つの抵抗値を測定しながらレーザートリミングをしていく工程で、隣合う電極21間が短絡していると抵抗値が測定できないためにトリミングができないという問題があった。
【0015】なお、この導体ペーストの流れ込みを防ぐために、分割溝11の幅を狭くすることが要求されているが、良好な分割性を維持するためには分割溝11にはある程度の深さが必要であり、分割溝11を形成するための上下パンチ31、32のスリット刃31a、32aの厚みにも限界があることから、分割溝11の幅を狭くすることは困難であった。
【0016】
【課題を解決するための手段】そこで請求項1の発明は、表面に縦横の分割溝を形成してなるセラミック基板において、最外周の分割溝と基板外辺との間の位置ずれ量を50μm以下としたことを特徴とする。
【0017】また請求項2の発明は、上記セラミック基板を製造する方法に関し、セラミックグリーンシートに製品用の分割溝と、この周囲に外辺用の分割溝を同時に形成した後、外辺用分割溝の周囲で打ち抜き、得られたシート状成形体を所定条件で焼成した後、外辺形成用分割溝を切断する工程からなることを特徴とする。
【0018】さらに、請求項3の発明は、表面に縦横の分割溝と、この分割溝上のスルーホールを形成してなるセラミック基板において、分割溝の中心とスルーホールの中心とのずれ量を50μm以下としたことを特徴とする。
【0019】また、請求項4の発明は、上記請求項3のセラミック基板を製造する方法に関し、セラミックグリーンシートの周囲を枠体で保持し、この枠体を用いて位置合わせを行いながら、分割溝加工とスルーホール加工を別行程で行った後、焼成する工程からなることを特徴とする。
【0020】さらに、請求項5の発明は、請求項1又は3のセラミック基板において、分割溝の幅が90μm以下であり、底部にクラックを有することを特徴とする。
【0021】
【作用】請求項1、2の発明によれば、製品用分割溝と外辺用分割溝を同時に形成し、焼成した後、外辺用分割溝で分割して外辺を形成することによって、外辺と分割溝との位置ずれを50μm以下と極めて微小にすることができる。
【0022】また、外辺は分割溝に沿った分割で形成されるため、剪断によるバリが生じることを防止できる。
【0023】請求項3、4の発明によれば、セラミックグリーンシートを枠体で保持し、この枠体で位置合わせを行って、分割溝とスルーホールの加工を行うことによって、両者の位置ずれを50μm以下と極めて微小にできる。
【0024】なお、請求項4の製造方法によれば、請求項1をも満足するセラミック基板を得ることができる。
【0025】また、請求項5の発明によれば、分割溝の底部にクラックを形成することによって、分割溝自体を浅くして、幅を90μm以下と狭くすることができ、印刷時の導体ペーストの伝い流れを防止できる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下請求項1、2の発明の実施形態を図によって説明する。
【0027】図1に示すセラミック基板10は、縦横の複数の分割溝11を有するものであり、この分割溝11に沿って分割することにより、基体13に分割することができる。そして、詳細を後述するように、このセラミック基板10上に電極等を印刷し、分割溝11に沿って分割することによって、抵抗器等の小型電子部品を製造することができる。
【0028】また、このセラミック基板10では、外辺10aと最外周の分割溝11との間の位置ずれ量が50μm以下となっている。ここで、位置ずれ量とは、以下のようにして求める。
【0029】まず、セラミック基板10のある外辺10aの両端部近傍にて、この外辺10aに最も近い最外周の分割溝11との間の距離A1 、A2 をそれぞれ工具顕微鏡を用いて測定し、その差の絶対値A=|A1 −A2 |を求める。次に、この外辺10aに直交する他の外辺10aについても、同様に外辺10aに最も近い最外周の分割溝11との間の距離B1 、B2 をそれぞれ測定し、その差の絶対値B=|B1 −B2 |を求める。そして、このA,Bのうち大きい方を位置ずれ量とする。
【0030】本発明のセラミック基板10では、位置ずれを50μm以下と小さくしてあることにより、抵抗器等の電子部品の製造工程で、このセラミック基板10上に印刷を施す際に、外辺10aを基準として位置合わせをすれば、印刷ずれを極めて小さくすることができる。なお、上記位置ずれ量を50μm以下と限定したのは、50μmを超えると印刷ずれが顕著になり、小型の電子部品の製造歩留りが低下するためであり、さらには、位置ずれ量を30μm以下とすることが好ましい。
【0031】また、このセラミック基板10は、Al2 3 を主成分としてSiO2 やMgOを含むアルミナセラミックスからなるが、その他にムライト、ジルコニア、窒化アルミニウム等を主成分とするセラミックスを用いることもできる。
【0032】次に、本発明のセラミック基板10の製造方法を説明する。
【0033】まず、上記セラミック原料粉末のスラリーをドクターブレード法等によってシート状に成形する。得られたグリーンシートに対し、図10(a)に示すものと同様の上下パンチ31、32を用いて、スリット刃31a、32aを押し当てて分割溝11を形成するが、この時、図2(a)に示すように、最終的な製品用の分割溝11の周囲に、外辺用分割溝14を同じパンチで同時に形成する。そして、外辺用分割溝14の周囲でダイス33によって打ち抜き、焼成することによって、図2(a)に示すように最終的な形状よりも大きいセラミック基板10を得る。その後、外辺用分割溝14で分割することによって、図2(b)に示すように、最終的なセラミック基板10を得る。
【0034】このとき、上記外辺用分割溝14と製品用の分割溝11は同じパンチを用いて同時に形成することから、両者の位置ずれを極めて微小にできる。そして、この外辺用分割溝14を切断して外辺10aを形成することから、外辺10aと製品用の分割溝11との位置ずれを50μm以下と極めて微小にすることができるのである。
【0035】また、図3(a)に示すように、外辺用分割溝14の断面は、スリット刃の浸入で加工されているため、滑らかな面になると同時に、グリーンシートの弾性回復によりゆるやかな曲面状となる。そのため、図3(b)に示すように、この外辺用分割溝14を切断して得られた外辺10aはバリや鋭いエッジが発生せず、滑らかな曲面状とすることができる。
【0036】このようにして得られたセラミック基板10を用いて例えば図8に示すような抵抗器20を製造する場合は、セラミック基板10上に電極21や抵抗体22等を印刷した後、分割溝11に沿って分割することによって抵抗器20を得ることができる。
【0037】この時、セラミック基板10上に印刷を行う際に、外辺10aを基準として位置合わせを行った状態で印刷すれば、上述したように本発明のセラミック基板10では外辺10aと分割溝11との位置ずれが極めて小さく、しかも外辺10aにバリが存在しないことから、印刷ずれを防止することができる。
【0038】次に、請求項3、4の発明の実施形態を図によって説明する。
【0039】図4に示すセラミック基板10は、縦横の複数の分割溝11と、この分割溝11上にスルーホール12を形成したものである。そして、詳細を後述するように、この上に電極等を印刷して分割線11で分割することによって、抵抗器等の小型電子部品を製造することができる。
【0040】また、このセラミック基板10は、スルーホール12の中心と分割溝11の中心との位置ずれ量を50μm以下としてある。なお、この位置ずれ量は以下のようにして求める。
【0041】まず、セラミック基板10上の任意のスルーホール12を選んで、図5に示すように、それぞれ分割溝11の中心からスルーホール12の両端部までの距離X1 、X2 を工具顕微鏡で測定する。そして、この距離の差の絶対値を2で割った値X=|X1 −X2 |/2を求める。このような測定を任意の6個のスルーホール12で行い、得られたXの最大値を位置ずれ量とする。
【0042】本発明のセラミック基板10は、スルーホール12の中心と分割溝11の中心との位置ずれを50μm以下と極めて小さくしてあることにより、抵抗器等の電子部品の製造工程で、このセラミック基板10のスルーホール12の周囲に電極等を印刷する際に、印刷ずれを極めて小さくすることができる。なお、上記位置ずれ量を50μm以下と限定したのは、50μmを超えると印刷ずれが顕著になり、小型の電子部品の製造歩留りが低下するためであり、さらには、位置ずれ量を30μm以下とすることが好ましい。
【0043】このセラミック基板10は、図1の実施形態と同様の材質で形成され、その製造方法は以下の通りである。
【0044】まず、セラミック原料のスラリーをドクターブレード法等によってシート状に成形した後、得られたグリーンシートを所定形状に切断して、図6(a)に示すように金属等の枠体34にグリーンシート10’を接合する。そして、図6(b)に示すように上下パンチ31、32によって分割溝11を形成し、ピンによる打ち抜きでスルーホール12を形成し、外辺の打ち抜きをそれぞれ別工程で行うが、この時に枠体34で位置合わせを行いながら各工程を送ることによって、分割溝11とスルーホール12間の位置ずれを極めて小さくすることができるのである。
【0045】このようにして得られたセラミック基板10を用いて例えば図8(b)に示すような多連チップ状の抵抗器20を製造する場合は、セラミック基板10上に電極21や抵抗体22等を印刷した後、分割溝11に沿って分割することによって抵抗器20を得ることができる。
【0046】この時、セラミック基板10上に印刷を行う際に、スルーホール12の周囲に電極12を印刷する際に、上述したように印刷ずれを防止することができる。
【0047】なお、上述した図6に示す製造方法により得られたセラミック基板10は、図1に示すように外辺10aと最外周の分割溝11との位置ずれ量を50μm以下とすることもできる。
【0048】また、上述した図1、図4に示すセラミック基板10において、分割溝11の断面を図7に示すように、分割溝11の底部にクラック11aを有し、かつ分割溝11の幅Dを90μm以下と狭くしてある。
【0049】即ち、分割溝11の底部にクラック11aを発生させることによって、分割溝11自体を浅く形成しても良好な分割性を維持することができ、その幅Dを小さくすることができるのである。そして、幅Dが狭いことにより、セラミック基板10上に印刷を行う際に、導体ペーストが分割溝11を伝い流れることを防止することができる。
【0050】なお、このようなクラック11aを発生させるための製造方法は以下の通りである。まず、分割溝11を形成するためのスリット刃31a、32aとして刃先に平行な方向に研削加工を施したものを用いる。このようなスリット刃31a、32aは刃先に平行な方向に研削痕が生じるため、グリーンシート10’に押し当てる際の抵抗値が大きくなり、強い力で押し当てることによって、分割溝11の底部にクラック11aを発生させることができるのである。
【0051】また、本発明において、分割溝11の幅Dが90μm以下であるとは、セラミック基板10の全ての分割溝11の幅Dが90μm以下であることを言い、好ましくはこの幅Dは50μm以下とする。
【0052】なお、以上の実施形態では、本発明のセラミック基板10を用いて抵抗器20製造する例を示したが、その他、チップコンデンサやチップインダクタ等各種の小型電子部品の製造に本発明のセラミック基板10を用いることができる。
【0053】
【実施例】
実施例1本発明実施例として、図2に示すように、外辺用分割溝14を切断して外辺10aを形成する方法で図1に示すセラミック基板10を作製した。材質はアルミナセラミックスで、寸法は60×50mm、厚み0.48mmとし、分割後の基体13の寸法が2.0×1.25mmとなるように分割溝11を形成した。
【0054】一方、比較例として、同じ寸法、材質で、ダイスにより打ち抜いて外辺を形成する従来の製法により、セラミック基板を作製した。
【0055】それぞれ10枚のセラミック基板10について、図1に示すように、外辺10aと最外周の分割溝11との距離A1 、A2 、B1 、B2 を測定し、その差の絶対値A=|A1 −A2 |、B=|B1 −B2 |を算出し、位置ずれ量を求めた。
【0056】結果は表1に示す通りである。この結果より、従来の製法による比較例では、すべて位置ずれ量が50μmを越えているのに対し、本発明実施例では、位置ずれ量が20μm以下と非常に小さくできることがわかる。
【0057】
【表1】

【0058】実施例2次に、本発明実施例として、図6に示す枠体34を用いた製造方法によって、図4に示すセラミック基板10を作製した。材質はアルミナセラミックスで、寸法は60×50mm、厚み0.4mmとし、分割後の基体13の寸法が1.5×3.2mmとなるように分割溝11を形成した。
【0059】一方、比較例として、同じ寸法、材質で、枠体34を用いない、従来の製法により、セラミック基板を作製した。
【0060】6枚のセラミック基板10において、それぞれ6個のスルーホール12について、図5に示すように分割溝11の中心からスルーホール12の両端までの距離X1 、X2 を測定してX=|X1 −X2 |/2を算出し、このXの最大値を位置ずれ量として求めた。
【0061】結果は表2、3に示す通りである。この結果より、従来の製法による比較例では、すべて位置ずれ量が50μmを越えているのに対し、本発明実施例では、位置ずれ量が20μm以下と非常に小さくできることがわかる。
【0062】
【表2】

【0063】
【表3】

【0064】
【発明の効果】以上のように請求項1、2の発明によれば、製品用分割溝と外辺用分割溝を同時に形成し、焼成した後、外辺用分割溝で分割して外辺を形成することによって、外辺と分割溝との位置ずれを50μm以下と極めて微小にできるため、印刷工程時に外辺を基準にして位置合わせを行えば、印刷ずれを極めて小さくすることができ、製造歩留りを向上できる。また、セラミック基板の外辺は分割溝に沿った切断で形成されるため、剪断によるバリが生じることを防止できる。
【0065】また、請求項3、4の発明によれば、セラミックグリーンシートを枠体で保持し、この枠体で位置合わせを行って、分割溝とスルーホールの加工を別々に行うことによって、分割溝とスルーホールの位置ずれを50μm以下と極めて微小にできるため、印刷工程時に印刷ずれを極めて小さくすることができ、製造歩留りを向上できる。
【0066】さらに、請求項5の発明によれば、分割溝の底部にクラックを形成することによって、分割溝自体を浅くして、幅を90μm以下と狭くすることができ、印刷時の導体ペーストの伝い流れを防止できる。
【0067】したがって、本発明のセラミック基板を用いれば、小型の電子部品を歩留り良く製造することができる。




 

 


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