CN102439672A - 电子元件的制造方法及制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子元件的制造方法，其是使外部电极的一部分位于电介质块的主面上的电子元件的制造方法，且可高精度地形成位于电介质块的主面上的外部电极的部分。通过配置于第1主面侧的检测器(24)检测从第2主面侧照射出的光，由此检测第1及第2内部电极(11、12)的位置，通过在基于该检测结果所确定的第1主面上的部分形成导电膜(33)，由此形成第1及第2外部电极(13、14)的各自的第1部分(13a、14a)。

Description

电子元件的制造方法及制造装置
技术领域
本发明涉及电子元件的制造方法及制造装置，详细而言涉及使外部电极的一部分形成于主面上的电子元件的制造方法及制造装置。
背景技术
近年来，作为可小型化的电子元件，广泛使用例如下述专利文献1所记载的芯片型层叠陶瓷电子元件。芯片型层叠陶瓷电子元件一般具备电介质块与设置于电介质块的端面的第1外部电极及第2外部电极。由电子元件与基板的易连接性的观点而言，第1外部电极与第2外部电极各自一般遍布电介质块的端面与两主面而形成。
再者，作为第1及第2外部电极的形成方法，例如下述专利文献2所记载的方法，将电介质块的端面浸渍于导电性膏后升起并使之干燥而形成第1及第2外部电极。
另外，此种电介质块被埋入多层基板而使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-294839号公报
专利文献2：日本特开平8-236391号公报
发明内容
在埋入多层基板而使用的情况下，以构成基板的一部分的树脂覆盖层覆盖被埋入的电子元件上，在树脂覆盖层形成通孔，经由该通孔将形成于电介质块的主面上的第1及第2外部电极的部分与多层基板进行电连接。因此，由于需要使通孔与形成于第电介质块的主面上的1及第2外部电极的部分高精度地对位，因此需要将形成于电介质块的主面上的第1及第2外部电极的部分高精度地形成。
但是，如专利文献2所记载，在将电介质块的端部浸渍于导电性膏而形成外部电极的方法中，位于电介质块主面上的外部电极部分由于是通过对导电性膏的端部浸润而形成，因此难以高精度地形成。
本发明的目的在于，提供一种使外部电极的一部分位于电介质块的主面上的电子元件的制造方法，且可高精度地形成位于电介质块的主面上的外部电极部分。
本发明提供一种电子元件的制造方法，该电子元件具备：长方体状的电介质块，其具有排列于高度方向的第1及第2主面、排列于宽度方向的第1及第2侧面、及第1及第2端面；第1内部电极，其从第1端面向电介质块的内部延伸；第2内部电极，其从第2端面向电介质块的内部延伸，且与第1内部电极对置；第1外部电极，其与第1内部电极连接；及第2外部电极，其与第2内部电极连接，第1外部电极具有形成于第1主面上的第1部分、形成于第2主面上的第2部分、及形成于第1端面上的第3部分，第2外部电极具有形成于第1主面上的第1部分、形成于第2主面上的第2部分、及形成于第2端面上的第3部分，该电子元件的制造方法具备：准备工序，准备具备第1及第2内部电极的电介质块；及形成工序，在电介质块形成第1及第2外部电极。在本发明涉及的电子元件的制造方法中，在形成工序中，通过配置于第1主面侧的检测器，检测从第2主面侧向电介质块照射出的光，由此检测电介质块内的第1及第2内部电极的位置，通过在基于该检测结果所确定的第1主面上的部分形成导电膜，由此形成第1及第2外部电极的各自的第1部分。
在本发明的某一特定情况下，在形成工序中，通过配置于第2主面侧的检测器，检测从第1主面侧向电介质块照射出的光，由此检测电介质块内的第1及第2内部电极的位置，通过在基于该检测结果所确定的第2主面上的部分形成导电膜，由此形成第1及第2外部电极的各自的第2部分。根据该构成，也可高精度地形成第1及第2外部电极的各自的第2部分。
在本发明的另一特定情况下，在准备工序中所准备的电介质块是将多组第1及第2内部电极形成为矩阵状的母基板，形成工序包含：在形成导电膜后将母基板切断成多个芯片，而由导电膜形成第1及第2外部电极的各自的第1部分的切断工序；及对于多个芯片的每一个芯片形成第1及第2外部电极的各自的第3部分的工序。根据该构成，可并行制造多个电子元件。因此可以较少的工序且在短期间内制造多个电子元件。
在本发明的又一特定情况下，第1及第2外部电极的各自的第1部分形成于电介质块的宽度方向整个范围，且将导电膜沿着电介质块的宽度方向形成为带状。该构成中，形成第1及第2导电膜时，无需考虑相对于内部电极的宽度方向上的形成位置。因此形成位置的定位较容易。
在本发明的再一特定情况下，通过网版印刷法、喷墨印刷法、照相凹版印刷法或光刻法而形成导电膜。在使用喷墨印刷法形成导电膜的情况下，可无需掩模而高精度地形成导电膜。另外，喷墨印刷法也可适用于形成面上有凹凸的情形。另外，在使用照相凹版印刷法形成导电膜的情况下，可高速形成导电膜。另外，在使用光刻法形成导电膜的情况下，可高精度地形成导电膜。
本发明提供一种电子元件的制造装置涉及用于通过上述本发明的电子元件的制造方法制造电子元件的制造装置。本发明的电子元件的制造装置具备：向电介质块照射光的光源、检测器、及用于形成导电膜的形成机构。
发明效果
根据本发明，由于在基于光学检测的内部电极的位置所确定的位置形成导电膜，因此可高精度地形成第1及第2外部电极的各自的第1部分。因此可制造在正确位置形成有第1及第2外部电极的各自的第1部分的电子元件。
附图说明
图1是实施方式中所制造的电子元件的示意性立体图；
图2是图1的II-II向视图；
图3是实施方式涉及的电子元件的制造装置的示意性立体图；
图4是母基板的俯视图；
图5是图4的V-V向视图；
图6是形成有第1导电膜的母基板的俯视图；
图7是形成有第2导电膜的母基板的俯视图；
图8是图7的VIII-VIII向视图；
图9是芯片的示意性立体图；
图10是表示电子元件的制造方法的流程图；
图11是第1及第2导电膜的形成位置偏离时的电子元件的侧视图；
图12是第1变形例涉及的电子元件的制造装置的示意性立体图；
图13是第2变形例涉及的电子元件的制造装置的示意性立体图；
图14是第3变形例涉及的电子元件的制造装置的示意性立体图；
图15是第4变形例涉及的电子元件的制造装置的示意性立体图；
图16是第5变形例涉及的电子元件的制造装置的示意性立体图。
具体实施方式
以下，一面参照附图一面说明本发明的具体实施方式，以阐明本发明。
图1是本实施方式中所制造的电子元件的示意性立体图，图2是沿着电子元件的长度方向切断时的示意性剖视图。首先，一面参照图1及图2，一面针对利用本实施方式涉及的电子元件的制造装置所制造的电子元件进行详细说明。
图1所示的电子元件1是具备具有透光性的陶瓷电介质块10的陶瓷电子元件。电子元件1也可为例如陶瓷电容器、陶瓷压电元件、陶瓷热敏电阻器、陶瓷电感器等。
构成陶瓷电介质块10的陶瓷材料无特别限制，可根据所欲得到的电气特性而适当选择。
例如电子元件1为陶瓷电容器的情况下，电介质块10可利用以电介质陶瓷为主成分的材料而形成。作为电介质陶瓷的具体例，例如可举出BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3、CaZrO3等。
另外，例如电子元件1为陶瓷压电元件的情况下，陶瓷电介质块10可利用例如以压电陶瓷为主成分的材料而形成。作为压电陶瓷的具体例，可举出例如PZT(锆钛酸铅)系陶瓷等。
例如电子元件1为热敏电阻器元件的情况下，陶瓷电介质块10可利用例如半导体陶瓷而形成。作为半导体陶瓷的具体例，可举出例如尖晶石系陶瓷等。
例如电子元件1为电感器元件的情况下，陶瓷电介质块10可利用磁性体陶瓷形成。作为磁性体陶瓷的具体例，可举出例如陶瓷-铁氧体等。
如图1所示，陶瓷电介质块10形成为长方体状。陶瓷电介质块10具备：排列于高度方向H的第1及第2主面10a、10b；排列于宽度方向W的第1及第2侧面10c、10d；及排列于长度方向L的第1及第2端面10e、10f。
如图1及图2所示，在陶瓷电介质块10内部，形成有多个第1内部电极11及多个第2内部电极12。多个第1内部电极11各自在陶瓷电介质块10的内部从第1端面10e沿着长度方向L向第2端面10f侧延伸。多个第2内部电极12各自在陶瓷电介质块10的内部从第2端面10f沿着长度方向L向第1端面10e侧延伸。在高度方向H上，多个第1内部电极11与多个第2内部电极12交替地间隔配置。即，相邻的第1内部电极11与第2内部电极12经由电介质层10g而对置。
第1及第2内部电极11、12具有遮光性。具体而言，第1及第2内部电极11、12利用具有遮光性的Ag、Au、Pt等金属或合金而形成。第1及第2内部电极11、12的厚度无特别限制，但是例如可设为0.5μm～5.0μm左右。
再者，第1及第2内部电极11、12的遮光性与电介质块10的透光性是相对的定义。即，第1及第2内部电极11、12具有遮光性，电介质块10具有透光性，是指第1及第2内部电极11、12的透光率比电介质块10低，从电介质块10的一方照射光时，从电介质块10的另一方侧可将第1及第2内部电极11、12视觉识别为暗部分。由此，第1及第2内部电极11、12的透光率可不是0％，电介质块10的透光率也可不是100％。
再者，电介质块10也可利用实质不透光的陶瓷材料形成。即使在此情形中，光也通过电介质粒子间的间隙而透过。
在第1内部电极11连接有第1外部电极13。第1外部电极13具备：形成于第1主面10a的第1端面10e侧的部分上的第1部分13a；形成于第2主面10b的第1端面10e侧的部分上的第2部分13b；及形成于第1端面10e上、且与第1及第2部分13a、13b连接的第3部分13c。第1及第2部分13a、13b形成于电介质块10的宽度方向W的整个范围。
另一方面，在第2内部电极12连接有第2外部电极14。第2外部电极14具备：形成于第1主面10a的第2端面10f侧的部分上的第1部分14a；形成于第2主面10b的第2端面10f侧的部分上的第2部分14b；及形成于第2端面10f上、且与第1及第2部分14a、14b连接的第3部分14c。第1及第2部分14a、14b形成于电介质块10的宽度方向W的整个范围。
第1外部电极13及第2外部电极14可具有遮光性，也可具有透光性。第1外部电极13及第2外部电极14的形成材料无特别限制。第1外部电极13及第2外部电极14可利用例如Ag、Au、Pt等金属或合金而形成。
第1及第2外部电极13、14的厚度无特别限制，例如可为5μm～20μm左右。第1及第2部分13a、13b、14a、14b的厚度可与第3部分13c、14c的厚度相同，也可不同。
接着，一面主要参照图3～图10，一面针对本实施方式的电子元件的制造装置20及制造方法进行详细说明。
如图3所示，制造装置20具备透光性平台21。透光性平台21可利用例如玻璃基板、塑料基板、陶瓷基板等而构成。
在透光性平台21的背面侧配置有向透光性平台21侧出射光22的光源23。光源23的种类无特别限制。光源23也可为具有例如荧光灯或LED(light Emitting Diode，发光二极管)元件等发光元件的光源。从光源23出射的光的波长也无特别限制，只要是可以后述的摄像机24检测的波长即可。
在透光性平台21的上方配置有作为检测器的摄像机24。本实施方式中，设有多个摄像机24。更具体而言，本实施方式中，4个摄像机24配置于透光性平台21的四角。摄像机24以能够检测从光源23出射的光的方式，经由透光性平台21而与光源23对置配置。再者，本发明中，检测器不限于摄像机，也可为例如受光元件等。另外，也可只配置1个检测器。
另外，本实施方式中，在透光性平台21上配置有用于进行网版印刷的网版印刷机构25，作为用于形成导电膜的形成机构。网版印刷机构25具备网版板25a及刮板25b。
接着，一面主要参照图10一面针对本实施方式的电子元件1的制造方法进行详细说明。
首先，在步骤S1中，如图4及图5所示，准备未锻烧的母基板30。然后，以使母基板30的第2主面30c成为透光性平台21侧的方式，通过抽吸(suction)等将所准备的母基板30固定于透光性平台21上。
母基板30用于制作多个电子元件1。即，如图5所示，母基板30具备电介质块31与在电介质块31内形成为矩阵状的多组第1及第2内部电极11、12。在后述工序中，形成第1及第2外部电极13、14的第1及第2部分13a、14a、13b、14b后，沿着切断线30a分割母基板30，由此形成多个成为电子元件1的构成要素的芯片。
再者，根据本实施方式，切断线30a的位置，将在电介质层10g上形成内部电极11或12的工序中所形成的切割痕(cut mark)确定为标记，详细而言，以切断一部分母基板的端部而露出的切割痕确定为标记。再者，也可通过将预先形成导电层的电介质层10g配置于最下层或最上层，而形成在主面上所形成的第1部分13a、14a及第2部分13b、14b中的一方。
接着，如图10所示，在步骤S2中，进行第1及第2内部电极11、12的位置检测(第1位置检测工序)。具体而言，开启图3所示的光源23，将来自光源23的光照射在母基板30的第2主面30c。此处，从光源23出射的光优选具有可透过第1及第2内部电极11、12而看见的程度的光量，优选例如为10000米烛光以上的光。然后，通过配置于母基板30的第1主面30b侧的摄像机24，检测透过母基板30的光。由此检测第1及第2内部电极11、12的位置。
再者，本实施方式中，针对只检测位于母基板30的四角的第1及第2内部电极11、12的位置的例进行说明。但是本发明不限于此。例如可只在一点检测第1及第2内部电极11、12的位置，也可检测所有第1及第2内部电极11、12的位置。当然如本实施方式所述，优选在2点以上检测第1及第2内部电极11、12的位置。由此也可正确检测出母基板30的倾斜。
接着，在步骤S3中，进行第1导电膜33的印刷(第1形成工序)。该第1导电膜33是成为第1及第2外部电极13、14的第1部分13a、14a的部分。具体而言，基于在第1位置检测工序即步骤S2中检测出的第1及第2内部电极11、12的位置，确定应形成母基板30的第1主面30b中的第1导电膜33的部分。然后，在该所确定的部分使用网版印刷机构25，利用网版印刷法形成第1导电膜33。
此处，根据本实施方式，第1及第2外部电极13、14的第1部分13a、14a遍布电介质块10的宽度方向W的整个区域而形成。因此，如图6所示，只要沿着母基板30的宽度方向W将多个第1导电膜33形成为条纹状即可。因此，形成第1导电膜33的部分的定位只要对长度方向L进行即可，未必一定要对宽度方向W进行。因此定位所需的时间少，故电子元件1的制造变得容易。
接着，如图10所示，在步骤S4中，将形成有第1导电膜33的母基板30从透光性平台21移开并翻转后再次固定于透光性平台21。由此，成为母基板30的第2主面30c露出且第1主面30b侧固定于透光性平台21的状态。
接着，在步骤S5中，进行第1及第2内部电极11、12的位置检测(第2位置检测工序)。该工序是以实质上与上述步骤S2相同的顺序进行。即，开启图3所示的光源23，将来自光源23的光照射在母基板30的第1主面30b。然后，通过配置于母基板30的第2主面30c侧的摄像机24，检测透过母基板30的光。由此检测第1及第2内部电极11、12的位置。
接着，在图10所示的步骤S6中，根据实质上与上述步骤S3相同的顺序，进行图7所示的第2导电膜34的印刷(第2形成工序)。该第2导电膜34是成为第1及第2外部电极13、14的第2部分13b、14b的部分。具体而言，基于第2位置检测工序即步骤S5中检测出的第1及第2内部电极11、12的位置，确定应形成母基板30的第2主面30c中的第2导电膜34的部分。然后，在所确定的部分使用网版印刷机构25，利用网版印刷法形成第2导电膜34。
此处，根据本实施方式，第1及第2外部电极13、14的第2部分13b、14b遍布电介质块10的宽度方向W的整个区域而形成。因此。如图7所示，只要沿着母基板30的宽度方向W将多个第2导电膜34形成为条纹状即可。因此，形成第2导电膜34的部分的定位只要对长度方向L进行即可，未必一定要对宽度方向W进行。因此定位所需的时间少，故电子元件1的制造变得容易。
图8表示形成有第1及第2导电膜33、34的母基板30的简图化剖视图。如图8所示，在步骤S6结束的时间点，第1及第2导电膜33、34从第1、2主面30b、30c突出。因此，接着在图10所示的步骤S7中，将母基板30向高度方向H推压(推压工序)。由此，将第1及第2导电膜33、34埋设于母基板30，形成第1及第2外部电极13、14的第1及第2部分13a、14a、13b、14b。
接着，如图10所示，在步骤S8中，沿着图8等所示的切断线30a切断母基板30，由此形成图9所示的多个芯片40(切断工序)。
接着，在步骤S9中，在芯片40上形成第1及第2外部电极13、14的第3部分13c、14c(第3部分形成工序)。第3部分13c、14c的形成方法无特别限制，可进行众所周知的形成。例如可通过在第1及第2端面10e、10f涂敷导电性膏而形成第3部分13c、14c。
最后，在图10所示的步骤S10中，通过将形成有第3部分13c、14c的芯片40进行锻烧，完成图1所示的电子元件1。
如上说明，本实施方式中，光学检测第1及第2内部电极11、12的位置，基于该检测结果，形成第1及第2外部电极13、14的各自的第1部分13a、14a。因此可使第1及第2外部电极13、14的各自的第1部分13a、14a形成于正确位置。另外，与浸渍方式相比，在以印刷方式形成外部电极的情况下，可使外部电极的厚度变薄，且可完成更小型的电子元件。
另外，例如不同于本实施方式，在不进行步骤S2及步骤S5的位置检测的情况下，会出现第1及第2导电膜的形成位置偏离的情形。该状态下若推压母基板，则会产生施加较大压力的部分与未施加充分大小的压力的部分。例如如图11所示的情形中，产生导电膜在高度方向(即推压方向)重叠的部分A、及导电膜未在高度方向重叠的部分B。此情况下，压力会集中于部分A。因此，会对部分A施加过剩的压力。另一方面，对于部分B则仅施加过小的压力。因此，会有在部分A及部分B双方产生构造缺陷的情形。其结果，可能导致电子元件的良品率下降的情形。
与此相对，本实施方式中，如上述，第1及第2导电膜33、34相对于第1及第2内部电极11、12而形成于正确位置。因此，可有效抑制产生导电膜在高度方向H重叠的部分及导电膜未在高度方向H重叠的部分的情形。由此，可抑制施加过剩压力的部分或只施加过小压力的部分的产生。因此可抑制构造缺陷的产生。其结果，可以高良品率地制造电子元件。
(变形例)
以下说明上述实施方式的变形例。下述说明中，以共同的符号参照实质上具有与上述实施方式共同的功能的构件，并省略说明。
上述实施方式中，已针对在制造装置20设置网版印刷机构25，利用网版印刷法形成第1及第2导电膜33、34的情形进行说明。但是第1及第2导电膜33、34的形成方法不限于网版印刷法。
例如也可利用喷墨印刷法形成第1及第2导电膜33、34。若是喷墨印刷法，则可无需掩模而高精度地印刷导电膜。另外，即使母基板30表面有凹凸的情形下也可高精度地印刷。利用喷墨印刷法的情况下，如图12所示，可在制造装置20设置具有喷墨喷嘴50a的喷墨印刷机构50。
另外，也可利用照相凹版印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法等，形成第1及第2导电膜33、34。此情况下，可对较大的母基板30高精度印刷。利用凸版印刷法或凹版印刷法的情况下，如图13及图14所示，也可在制造装置20设置用于进行凸版印刷法或凹版印刷法的印刷机构51或52。印刷机构51是以凹版或凸版辊进行直接印刷的所谓直接方式印刷的机构。印刷机构52是隔着橡皮布而进行间接印刷的所谓嵌设方式印刷的机构。
另外，也可利用静电复印法形成第1及第2导电膜33、34。此情况下，如图15所示，优选在制造装置20上设置用于实施静电复印法的电子照相印刷机构53。
另外，也可利用光刻法形成第1及第2导电膜33、34。此情况下，如图16所示，优选在制造装置20上设置用于实施光刻法的光刻机构54。
符号说明：
1电子元件
10陶瓷电介质块
10a陶瓷电介质块的第1主面
10b陶瓷电介质块的第2主面
10c陶瓷电介质块的第1侧面
10d陶瓷电介质块的第2侧面
10e陶瓷电介质块的第1端面
10f陶瓷电介质块的第2端面
10g电介质层
11第1内部电极
12第2内部电极
13第1外部电极
13a第1外部电极的第1部分
13b第1外部电极的第2部分
13c第1外部电极的第3部分
14第2外部电极
14a第2外部电极的第1部分
14b第2外部电极的第2部分
14c第2外部电极的第3部分
20制造装置
21透光性平台
22光
23光源
24摄像机
25网版印刷机构
25a网版板
25b刮板
30母基板
30a切断线
30b母基板的第1主面
30c母基板的第2主面
31电介质块
33第1导电膜
34第2导电膜
40芯片
50喷墨印刷机构
50a喷墨喷嘴
51、52印刷机构
53电子照相印刷机构
54光刻机构

Claims (6)

1.一种电子元件的制造方法，该电子元件具备：
长方体状的电介质块，其具有排列于高度方向的第1及第2主面、排列于宽度方向的第1及第2侧面、及第1及第2端面；
第1内部电极，其从所述第1端面向所述电介质块的内部延伸；
第2内部电极，其从所述第2端面向所述电介质块的内部延伸，且与所述第1内部电极对置；
第1外部电极，其与所述第1内部电极连接；及
第2外部电极，其与所述第2内部电极连接，
所述第1外部电极具有形成于所述第1主面上的第1部分、形成于所述第2主面上的第2部分、及形成于所述第1端面上的第3部分，
所述第2外部电极具有形成于所述第1主面上的第1部分、形成于所述第2主面上的第2部分、及形成于所述第2端面上的第3部分，
该电子元件的制造方法具备：
准备工序，准备具备所述第1及第2内部电极的电介质块；及
形成工序，在所述电介质块形成所述第1及第2外部电极，
在所述形成工序中，通过配置于所述第1主面侧的检测器，检测从所述第2主面侧向所述电介质块照射出的光，由此检测所述电介质块内的所述第1及第2内部电极的位置，通过在基于该检测结果所确定的所述第1主面上的部分形成导电膜，由此形成所述第1及第2外部电极的各自的第1部分。
2.如权利要求1所述的电子元件的制造方法，其中，
在所述形成工序中，通过配置于所述第2主面侧的检测器，检测从所述第1主面侧向所述电介质块照射出的光，由此检测所述电介质块内的所述第1及第2内部电极的位置，通过在基于该检测结果所确定的所述第2主面上的部分形成导电膜，由此形成所述第1及第2外部电极的各自的第2部分。
3.如权利要求1或2所述的电子元件的制造方法，其中，
在所述准备工序中所准备的所述电介质块是将多组所述第1及第2内部电极形成为矩阵状的母基板，
所述形成工序包含：在形成所述导电膜后将所述母基板切断成多个芯片，而由所述导电膜形成所述第1及第2外部电极的各自的第1部分的切断工序；及对于所述多个芯片的每一个芯片形成所述第1及第2外部电极的各自的所述第3部分的工序。
4.如权利要求3所述的电子元件的制造方法，其中，
所述第1及第2外部电极的各自的所述第1部分形成于所述电介质块的宽度方向整个范围，且
将所述导电膜沿着所述电介质块的宽度方向形成为带状。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电子元件的制造方法，其中，
通过网版印刷法、喷墨印刷法、照相凹版印刷法或光刻法而形成所述导电膜。
6.一种电子元件的制造装置，其是用于通过权利要求1至5中任一项所述的电子元件的制造方法制造电子元件的制造装置，该电子元件的制造装置具备：
光源，其向所述电介质块照射光；
所述检测器；及
形成机构，其用于形成所述导电膜。
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