JP2004276386A

JP2004276386A - 分割用セラミック基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2004276386A
Application number: JP2003070265A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Matsumoto; 健太郎松本
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】レーザ光によって形成される分割溝の開口端付近に突堤部等の脆弱部分が存在しない分割用セラミック基板と、その製造方法とを提供すること。
【解決手段】セラミック基板１１に設けられた分割溝１３の断面形状は溝奥側の幅狭溝部１３ａと開口端側の面取り部１３ｂとが連続する溝形状となっていて、面取り部１３ｂの傾斜は幅狭溝部１３ａに比べて緩やかである。かかる分割溝１３を形成するためには、まずセラミック基板１１の表面にレーザ光１２を照射する１回目のレーザスクライブを行ってブレイク処理に好適な深さの幅狭分割溝１４を刻設し、次に照射条件を変更して２回目のレーザスクライブを行うことにより、幅狭分割溝１４の開口端側を斜めに削り取った面取り部１３ｂを形成すればよい。１回目のレーザスクライブで幅狭分割溝１４の開口端付近に生じた突堤部１５等の脆弱部分は面取り部１３ｂによって除去される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光の照射によって分割溝が設けられチップ状電子部品を多数個取りする大判基板として用いられる分割用セラミック基板と、その製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
チップ抵抗器等のチップ状電子部品を製造する際には、多数個を一括製造するために、縦横の格子状に延びる複数本の分割溝が設けられた大判の分割用セラミック基板が用いられることが多い。例えば、チップ抵抗器を製造する場合の従来技術として、まず大判のセラミック基板の表面に多数個分の抵抗素子や上下電極等を一括して形成し、該セラミック基板にレーザ光を照射して縦横に直線状に延びる複数本の分割溝を刻設した後、該セラミック基板を一方向に延びる分割溝に沿って短冊状にブレイクして短冊状分割片となし、この短冊状分割片に端面電極を形成してから、他方向に延びる分割溝に沿ってブレイクするという手法が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようにレーザ光を照射して分割溝を形成するというレーザスクライブを行うと、大判のセラミック基板の所定位置に所望の深さの分割溝を短時間で形成することができる。そして、これらの分割溝に沿ってブレイクすることにより、該セラミック基板は個々のチップ抵抗器の絶縁基板に細分化されるので、多数個のチップ抵抗器を効率よく一括製造することができる。
【０００４】
図５はかかる従来技術によってセラミック基板に分割溝を形成している様子を示す平面視説明図、図６は図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。これらの図に示すセラミック基板１は後刻細分化される大判基板であり、所定のビーム径で照射されるレーザ光２を該セラミック基板１の表面に沿って直線状に移動させることにより、断面形状が略Ｖ字形の分割溝３が直線状に形成されていく。レーザ光２は図示せぬ収束レンズによって絞られており、レーザビームの焦点近傍がセラミック基板１の表面と合致するように設定されているため、セラミック基板１の表面に照射されるレーザ光２のビーム径は極めて小さく、それゆえ分割溝３は幅ｗが狭く、かつブレイク処理に好適な十分な深さｄに刻設されていく。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−２４１４０１号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術において、セラミック基板１にレーザ光２を照射して形成される分割溝３を詳細に調べてみると、分割溝３の開口端のすぐ外側に基板材料からなる突堤部４が生じており、さらに、この突堤部４付近でセラミック基板１が局部的に脆くなっていることがわかる。突堤部４の生じるメカニズムや突堤部４付近が脆くなる理由は、レーザ光２の衝撃が分割溝３の開口端付近に強く作用することを考慮すると、突堤部４は基板材料が再焼結して盛り上がったとものと推察され、突堤部４付近の強度低下もレーザ光２の衝撃によるものと推察される。いずれにせよ図５，６に示す従来のセラミック基板１では、分割溝３の開口端に隣接して突堤部４等の脆弱部分が生じてしまうため、分割溝３に沿ってブレイクする際に該脆弱部分が破損する危険性があり、特に、縦横の分割溝３が交差する付近がブレイク時に破損しやすかった。したがって、かかるセラミック基板１から多数個取りされるチップ状電子部品の絶縁基板には、分割溝３が形成されていた側の四隅に欠けが生じやすく、製造歩留まりの低下や実装不良の要因となっていた。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、レーザ光によって形成される分割溝の開口端付近に突堤部等の脆弱部分が存在せず、もってブレイク時に破損しにくい分割用セラミック基板を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、かかる分割用セラミック基板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した第１の目的を達成するために、本発明の分割用セラミック基板では、レーザ光の照射によって直線状に延びる複数本の分割溝が設けられており、各分割溝に沿ってブレイクすることにより個々のチップ状電子部品の絶縁基板に細分化される分割用セラミック基板において、前記各分割溝の断面形状を溝奥側の幅狭溝部と開口端側の面取り部とが連続する溝形状となし、前記面取り部を前記幅狭溝部に比して緩やかな傾斜に形成した。
【０００９】
このように構成された分割用セラミック基板の分割溝は、ブレイク処理に好適な深さに刻設された幅狭分割溝の開口端側を幅広にすることによって形成できるので、該幅狭分割溝をレーザスクライブする過程で開口端付近に生じる突堤部等の脆弱部分を面取り部で除去するとい分割溝の形状変更を行うことにより、分割溝の開口端付近に脆弱部分が存在しないセラミック基板が得られる。こうして得られたセラミック基板は、分割溝に沿ってブレイクする際に従来懸念されていた破損を起こしにくいため、これを細分化して得られるチップ状電子部品の絶縁基板に欠けが生じにくくなる。なお、開口端側に面取り部を有する分割溝を形成するためには、照射条件を変えてレーザスクライブを２回行えばよく、１回目のレーザスクライブではブレイク処理に好適な深さの幅狭分割溝を刻設しておき、その過程で該幅狭分割溝の開口端付近に生じる脆弱部分を、面取り部を形成する２回目のレーザスクライブで除去すればよい。
【００１０】
また、上述した第２の目的を達成するために、本発明による分割用セラミック基板の製造方法では、セラミック基板の表面に１回目のレーザ光照射を行って直線状に延びる複数本の分割溝を刻設した後、レーザ光のビームの焦点位置と該セラミック基板との間隔を変更し、前記１回目のレーザ光照射時よりも幅広で浅い溝が形成されるように設定した状態で前記各分割溝に対し２回目のレーザ光照射を行うことにより、該分割溝の開口端側に溝奥側よりも傾斜が緩やかな面取り部を形成することとした。
【００１１】
このように１回目のレーザスクライブによってセラミック基板のブレイク処理に好適な深さの分割溝を刻設した後、レーザビームの焦点位置と該セラミック基板との間隔を変更し、１回目のレーザスクライブよりも幅広で浅い溝が形成されるように照射条件を変えたうえで、該分割溝に対し２回目のレーザスクライブを行えば、１回目のレーザスクライブで該分割溝の開口端付近に生じた突堤部等の脆弱部分を除去しうる面取り部を形成することができる。これにより、レーザ光の照射によって形成される分割溝の開口端付近に脆弱部分が存在しないセラミック基板を容易に製造でき、このセラミック基板は分割溝に沿ってブレイクする際に従来懸念されていた破損を起こしにくいため、これを細分化して得られるチップ状電子部品の絶縁基板に欠けが生じにくくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は実施形態例に係るセラミック基板の分割溝に面取り部を形成している様子を示す平面視説明図、図２は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図３は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図４は該セラミック基板からチップ抵抗器を製造する工程を示すフローチャートである。
【００１３】
図１，２に示すセラミック基板１１は後刻細分化される大判基板であり、該セラミック基板１１の表面には、レーザ光１２を照射するというレーザスクライブによって縦横に直線状に延びる複数本の分割溝１３が設けらている。図２に示すように、各分割溝１３の断面形状は溝奥側の幅狭溝部１３ａと開口端側の面取り部１３ｂとが連続する溝形状となっていて、幅狭溝部１３ａの傾斜が急峻であるのに対し面取り部１３ｂの傾斜は緩やかであり、それゆえ分割溝１３の開口端はやや幅広になっている。このような断面形状の分割溝１３は、照射条件を変えてレーザスクライブを２回行うことにより容易に形成できる。
【００１４】
すなわち、まず、図示せぬ収束レンズによって絞られたレーザビームの焦点Ｆの近傍を、図３に示すようにセラミック基板１１の表面と合致させた状態で、該セラミック基板１１の表面にレーザ光１２を照射する１回目のレーザスクライブを行い、このレーザ光１２をセラミック基板１１の表面に沿って直線状に移動させていく。これにより、ブレイク処理に好適な深さｄに刻設された断面形状が略Ｖ字形の幅狭分割溝１４が直線状に形成されていくが、この幅狭分割溝１４の開口端付近には突堤部１５等の脆弱部分が生じている。次に、図２に示すように、レーザビームの焦点Ｆとセラミック基板１１との間隔を変更し、１回目のレーザスクライブよりも幅広で浅い溝が形成されるように照射条件を変えたうえで、図１に示すように幅狭分割溝１４に対し２回目のレーザスクライブを行い、レーザ光１２をセラミック基板１１の表面に沿って直線状に移動させていく。具体的には、図２，３に示すように、２回目のレーザスクライブでは１回目のレーザスクライブに比べてレーザビームの焦点Ｆがセラミック基板１１の表面から遠ざけてあり、そのため２回目のレーザスクライブでは、セラミック基板１１の表面に照射されるレーザ光１２のビーム径が１回目よりも大きくなっている。ただし、図２中に破線で示すように、レーザビームの焦点Ｆを同図の下方へ所定量移動させた場合にも、同等のビーム径のレーザ光１２をセラミック基板１１の表面に照射させることはできる。こうして２回目のレーザスクライブを行うことにより、幅狭分割溝１４の開口端側を斜めに削り取った面取り部１３ｂが形成されるため、突堤部１５等の脆弱部分が除去されると共に、２回目のレーザスクライブの影響をほとんど受けない溝奥側が１回目のレーザスクライブによって刻設された幅狭溝部１３ａとして残される。
【００１５】
一例として、レーザ加工機のパワーを２７Ａ、レーザ光を直線状に移動させるスピードを９０ｍｍ／秒、Ｑレートを３０ＫＨｚ、集光レンズ前のレーザ径をφ７ｍｍ、焦点距離を５０ｍｍとしたとき、１回目のレーザスクライブを行うことにより幅寸法が２５〜３０μｍの幅狭分割溝１４が形成され、この幅狭分割溝１４の開口端の外側約１０μｍの範囲内に突堤部１５が生じた。しかる後、セラミック基板１１の表面からレーザビームの焦点Ｆまでの距離ｓを０．４〜０．５ｍｍに広げて２回目のレーザスクライブを行ったところ、面取り幅ｔが１４〜１９μｍの面取り部１３ｂが形成され、突堤部１５とその近傍が確実に除去されて図２に示すような分割溝１３が得られた。
【００１６】
このように１回目のレーザスクライブによってセラミック基板１１のブレイク処理に好適な深さの幅狭分割溝１４を刻設した後、１回目のレーザスクライブよりも幅広で浅い溝が形成されるように照射条件を変えたうえで、幅狭分割溝１４に対し２回目のレーザスクライブを行えば、１回目のレーザスクライブで幅狭分割溝１４の開口端付近に生じた突堤部１５等の脆弱部分を除去しうる面取り部１３ｂを形成することができるので、この後、セラミック基板１１を分割溝１３に沿ってブレイクしても、該分割溝１３の開口端付近が破損する危険性は低く、それゆえ該セラミック基板１１を細分化して得られるチップ状電子部品の絶縁基板に欠けが生じにくくなる。
【００１７】
次に、上述したセラミック基板１１からチップ抵抗器を製造する際の手順を、図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００１８】
まず、ステップＳ１に示すように、アルミナ等のセラミック材料を主成分とするグリーンシートを焼成してセラミック基板１１を準備した後、ステップＳ２に示すように、このセラミック基板１１の上面に１回目のレーザスクライブを行い、縦横に直線状に延びる複数本の幅狭分割溝１４を刻設する。しかる後、ステップＳ３に示すように、各幅狭分割溝１４をなぞるようにして照射条件を変えた２回目のレーザスクライブを行い、各幅狭分割溝１４の開口端付近を面取りすることにより、幅狭分割溝１４をすべて幅広な分割溝１３となす。
【００１９】
次いで、ステップＳ４に示すように、セラミック基板１１の上下両面にそれぞれ、多数個のチップ抵抗器に対応する上部電極と下部電極をスクリーン印刷によって一括形成する。また、ステップＳ５に示すように、セラミック基板１１の上面に多数個のチップ抵抗器に対応する抵抗体をスクリーン印刷によって一括形成し、各抵抗体の両端部を上部電極と重ね合わせる。そして、各抵抗体をレーザトリミングして抵抗値の調整を行った後、ステップＳ６に示すように、セラミック基板１１の上面に、各抵抗体を被覆する保護膜をスクリーン印刷によって形成する。ただし、ステップＳ２とＳ３はステップＳ１とＳ６間のいずれのタイミングで行ってもよく、すなわち、保護膜の形成前であれば上部電極や抵抗体の形成後に１回目と２回目のレーザスクライブを行うことも可能であり、また、ステップＳ４とＳ５は順序が逆でもよい。
【００２０】
この後、ステップＳ７に示すように、一方向に延びる分割溝１３に沿ってセラミック基板１１を短冊状にブレイク（１次分割）して短冊状分割片となし、さらにステップＳ８に示すように、該短冊状分割片の長手方向に延びる両側面にスパッタリング等によって端面電極を形成する。そして、ステップＳ９に示すように、他方向に延びる分割溝１３に沿って該短冊状分割片をブレイク（２次分割）して個々のチップ単体に分離した後、ステップＳ１０に示すように、各チップ単体の電極部分にめっき処理を施すことにより、多数個のチップ抵抗器を効率よく製造することができる。
【００２１】
上述したように大判のセラミック基板１１にレーザスクライブを２回行って分割溝１３を形成するという手法を採用していることから、こうして製造されたチップ抵抗器の絶縁基板には欠けが生じにくく、それゆえ製造歩留まりが良好となって実装不良も大幅に低減できる。
【００２２】
なお、チップ抵抗器以外のチップ状電子部品であっても、その絶縁基板が大判のセラミック基板から多数個取りされるものであれば、本発明を適用可能であることは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２４】
分割溝の開口端側に溝奥側よりも傾斜が緩やかな面取り部を設けた分割用セラミック基板であって、その分割溝はブレイク処理に好適な深さに刻設された幅狭分割溝の開口端側を幅広にすることによって形成できるので、該幅狭分割溝をレーザスクライブする過程で開口端付近に生じる突堤部等の脆弱部分を面取り部で除去するという分割溝の形状変更を行うことにより、分割溝の開口端付近に脆弱部分の存在しないセラミック基板が得られる。こうして得られたセラミック基板は、分割溝に沿ってブレイクする際に懸念されていた破損を起こしにくいため、これを細分化して得られるチップ状電子部品の絶縁基板に欠けが生じにくくなる。
【００２５】
また、１回目のレーザスクライブでブレイク処理に好適な深さの幅狭分割溝を刻設した後、１回目のレーザスクライブよりも幅広で浅い溝が形成されるように照射条件を変えたうえで、該幅狭分割溝の開口端付近に生じた脆弱部分を除去しうる面取り部を２回目のレーザスクライブで形成するという手法を採用することにより、分割溝の開口端側に所望の面取り部を容易に形成することができるので、分割溝に沿ってブレイクする際に懸念されていた破損を起こしにくい優れた分割用セラミック基板を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係るセラミック基板の分割溝に面取り部を形成している様子を示す平面視説明図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図４】該セラミック基板からチップ抵抗器を製造する工程を示すフローチャートである。
【図５】従来例に係るセラミック基板に分割溝を形成している様子を示す平面視説明図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１１セラミック基板
１２レーザ光
１３分割溝
１３ａ幅狭溝部
１３ｂ面取り部
１４幅狭分割溝
１５突堤部

Claims

レーザ光の照射によって直線状に延びる複数本の分割溝が設けられており、各分割溝に沿ってブレイクすることにより個々のチップ状電子部品の絶縁基板に細分化される分割用セラミック基板において、
前記各分割溝の断面形状を溝奥側の幅狭溝部と開口端側の面取り部とが連続する溝形状となし、前記面取り部を前記幅狭溝部に比して緩やかな傾斜に形成したことを特徴とする分割用セラミック基板。
セラミック基板の表面に１回目のレーザ光照射を行って直線状に延びる複数本の分割溝を刻設した後、レーザ光のビームの焦点位置と該セラミック基板との間隔を変更し、前記１回目のレーザ光照射時よりも幅広で浅い溝が形成されるように設定した状態で前記各分割溝に対し２回目のレーザ光照射を行うことにより、該分割溝の開口端側に溝奥側よりも傾斜が緩やかな面取り部を形成することを特徴とする分割用セラミック基板の製造方法。