JP5376159B2 - 基板分割装置、及び電子部品の製造方法 - Google Patents

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、この技術によると、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、図１０に示すように分割溝から挟持された領域へ向かってカーブを描くように断裂したり、基板の端縁にクラックや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の固定部と、第２の固定部と、押圧部とを備え、基板に形成された分割溝に従って、基板を個片に分割する。

前記第１の固定部は、端縁を前記分割溝に一致させて、前記第２の固定部とともに前記基板を挟持する。また、前記押圧部は、前記分割溝を境界とした前記第１の固定部の反対側において、前記基板を前記分割溝に沿って押圧する。

本発明によると、第１の固定部と第２の固定部とにより基板を挟持するから、基板を安定に保持することができる。そして、押圧部は、分割溝を境界とした第１の固定部の反対側において、基板を分割溝に沿って押圧するから、基板は、分割溝に沿って押し曲げられ、分割溝から基板の厚み方向に断裂することにより分割がなされる。

ここで、上述したように、断裂の方向は、基板の曲げ角度が増加するにつれ、第１及び第２の固定部によって挟持された領域に向かって曲がっていくから、従来技術によると、断面を鉛直方向と平行にすることができない。

これを解決すべく、本発明の特徴的部分は、前記第２の固定部の端縁が、前記第１の固定部の端縁から前記押圧部側にずれている点にある。

これによると、まず、第１の固定部の端縁は分割溝に一致しているから、断裂の始点が分割溝の底となる。一方、第２の固定部の端縁は、第１の固定部の端縁から押圧部側にずれているため、基板の曲げの支点がずれて断裂方向が直線状となることにより、断裂の終点は、分割溝のほぼ直下の位置となる。したがって、本発明に係る基板分割装置は、分割後の基板の断面を鉛直方向と平行にすることができ、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、それを始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、第１の固定部と第２の固定部とにより基板を挟持するから、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、第１の固定部と、第２の固定部と、押圧部とを用い、基板に形成された分割溝に従って、基板を個片に分割する方法である。

そして、この製造方法では、前記第１の固定部の端縁を前記分割溝に一致させ、前記第１の固定部と前記第２の固定部により前記基板を挟持し、前記押圧部により、前記分割溝を境界とした前記第１の固定部の反対側において、前記基板を前記分割溝に沿って押圧し、個片に分割する。

この製造方法の特徴は、前記第２の固定部の端縁を、前記第１の固定部の端縁から前記押圧部側にずらしておく点にある。

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。 他の実施形態に係る基板分割装置の作用効果を示す。 分割による断裂の様子を示すＸ線写真である。 従来の分割による断裂の様子を示すＸ線写真である。

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の固定部３１と、第２の固定部３２と、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３３は、分割溝１２に沿って基板１を押圧するものであって、典型的にはブレードである。押圧部３１は、基板１の上方に位置している。

第１及び第２の固定部３１，３２は、それぞれ、基板１の上方及び下方に位置している。第１の固定部３１と押圧部３３は、分割溝１２を挟んで対向する位置関係にある。

第１及び第２の固定部３１，３２と押圧部３３は、可動式であり、それぞれの軸４１〜４３に取り付けられ、さらに軸４１〜４３は、鉛直方向Ｋで昇降自在となるように、シリンダ機構５１〜５３に組みつけられている。このシリンダ機構５１〜５３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４１〜４３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が第１及び第２の固定部３１，３２と押圧部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、第１及び第２の固定部３１，３２と押圧部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、第１の固定部３１のシリンダ機構５１は、第１の固定部３１を、所定の速度で基板１の上面の近傍まで下降させるとともに、第２の固定部３２のシリンダ機構５２は、第２の固定部３２を、所定の速度でフィルム２の下面の近傍まで上昇させて、それぞれ、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、固定部３１，３２が基板１及びフィルム２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１の固定部３１は、端縁を分割溝１２に一致させて、第２の固定部３２とともに基板１を挟持する（符号Ｐ１、Ｐ２を参照）。

次に、押圧部３３のシリンダ機構５３は、押圧部３３を、所定の速度で、基板１の分割溝１２が形成された面、すなわち上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。この速度変更により、第１及び第２の固定部３１，３２について既に述べた効果が同様に得られる。

押圧部３３は、分割溝１２を境界とした第１の固定部３１の反対側において、基板１を分割溝１２に沿って押圧する（符号Ｐ３を参照）。このとき、この態様とは異なって、図８に示すように、分割溝１２に沿って押圧部３３の側面を第１の固定部３１の側面に当接させておけば、第１の固定部３１が支えの機能を果たすために、押圧部３３は、位置がぶれることなく押圧することができる。

本発明によると、第１の固定部３１と第２の固定部３２とにより基板１を挟持するから、基板１を安定に保持することができる。そして、押圧部３３は、分割溝１２を境界とした第１の固定部３１の反対側において、基板１を分割溝１２に沿って押圧するから、基板１は、分割溝１２に沿って押し曲げられ、分割溝１２から基板の厚み方向に断裂することにより分割がなされる。

ここで、上述したように、断裂の方向は、基板の曲げ角度が増加するにつれ、第１及び第２の固定部３１，３２によって挟持された領域に向かって曲がっていくから（符号Ｃを参照）、従来技術によると、断面を鉛直方向と平行にすることができない。図９は、この断裂の様子を示すＸ線写真である。

これを解決すべく、本発明の特徴的部分は、第２の固定部３２の端縁が、第１の固定部３１の端縁から押圧部３３側にずれている点にある。言い換えると、第２の固定部３２の端縁の位置は、第１の固定部３１の端縁の位置から、図中に示す変位量ΔＰだけ押圧部３３側に変位している。

これによると、まず、第１の固定部３１の端縁は分割溝１２に一致しているから、断裂の始点が分割溝１２の底となる。一方、第２の固定部３２の端縁は、第１の固定部３１の端縁から押圧部３３側にずれているため、基板１の曲げの支点Ｓ１がずれて断裂方向が直線状となることにより、断裂の終点は、分割溝のほぼ直下の位置となる。

図９は、この断裂の様子を示すＸ線写真である。写真に示す基板１の厚みは０．６２５（ｍｍ）であり、基板１の上面に分割溝１２を形成し、その深さは基板１の厚みの６５（％）とした。

また、基板分割装置に備える第１及び第２の固定部３１，３２と押圧部３３としては、厚さ１０（ｍｍ）、長さ１５０（ｍｍ）のＳＫＳ３鋼材のものを用いた。さらに、図７中の符号を参照すると、第１及び第２の固定部３１，３２の端縁の位置変位量ΔＰ＝約０．２（ｍｍ）とし、第１の固定部３１と押圧部３３の間隔ｄ＝１．２５（ｍｍ）とした。そして、押圧は、押圧部３３から５０（Ｎ）の圧力Ｐ３を基板１に加え、１０（ｍｍ／ｓｅｃ）の速度で基板１を０．１（ｍｍ）下方に押し込むことによって行った。

図９に示す写真を図１０に示す写真と比較すれば、分割による断裂の方向が鉛直方向となっていることが理解される。このように、本発明に係る基板分割装置は、分割後の基板１の断面を鉛直方向と平行にすることができ、高精度に基板１を分割することができる。

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、それを始点として基板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、分割溝１２を形成する面は、本実施形態のように、フィルム２に貼着される面の反対面、すなわち基板１の上面に限定されるものではなく、フィルム２に貼着される面、すなわち下面に分割溝１２を形成してもよい。ただし、この場合、押圧部３３を基板１の下方に、また、第１及び第２の固定部３１，３２を、それぞれ、基板１の下方及び上方に設ける必要がある。これにより、第２の固定部３２は、基板１の上面に押し当たり、第１の固定部３１と押圧部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及び第２の固定部３１，３２と押圧部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。

また、本発明に係る基板分割装置は、分割台による支持も必要としないため、基板１の位置と無関係に、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、第１の固定部３１と、第２の固定部３２と、押圧部３３とを用い、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く、また、押圧を容易とするために、分割溝１２を、フィルム２に貼着される面の反対面に形成すると良い。

この製造方法では、第１の固定部３１の端縁を分割溝１２に一致させ、第１の固定部３１と第２の固定部３２により基板１を挟持し、押圧部３３により、分割溝１２を境界とした第１の固定部３１の反対側において、基板１を分割溝１２に沿って押圧し、個片に分割する。既に述べたように、このとき、押圧部３３の側面を第１の固定部３１の側面に当接させた状態で基板を押圧すると望ましい。

この製造方法の特徴は、第２の固定部３２の端縁を、第１の固定部３１の端縁から押圧部３３側にずらしておく点にある。

このように、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
３１，３２ 第１及び第２の固定部
３３ 押圧部

Claims (10)

1. 第１の固定部と、第２の固定部と、押圧部とを備え、基板に形成された分割溝に従って、基板を個片に分割する基板分割装置であって、
   前記第１の固定部は、端縁を前記分割溝に一致させて、前記第２の固定部とともに前記基板を挟持し、
   前記押圧部は、前記分割溝を境界とした前記第１の固定部の反対側において、前記基板を前記分割溝に沿って押圧し、
   前記第２の固定部の端縁は、前記第１の固定部の端縁から前記押圧部側にずれている、
   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、
   前記基板は、張設されたフィルムに貼着されている、
   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、
   前記押圧部は、側面を前記第１の固定部の側面に当接させた状態で押圧する、
   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、
   前記押圧部は、ブレードである、
   基板分割装置。
5. 第１の固定部と、第２の固定部と、押圧部とを用い、基板に形成された分割溝に従って、基板を個片に分割する電子部品の製造方法であって、
   前記第１の固定部の端縁を前記分割溝に一致させ、前記第１の固定部と前記第２の固定部により前記基板を挟持し、
   前記押圧部により、前記分割溝を境界とした前記第１の固定部の反対側において、前記基板を前記分割溝に沿って押圧し、個片に分割するにあたり、
   前記第２の固定部の端縁を、前記第１の固定部の端縁から前記押圧部側にずらしておく、
   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、
   張設されたフィルムに貼着されている基板を分割する、
   電子部品の製造方法。
7. 請求項６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、前記フィルムに貼着される面の反対面に形成する、
   電子部品の製造方法。
8. 請求項５乃至７のいずれかに記載された電子部品の製造方法であって、
   前記押圧部の側面を前記第１の固定部の側面に当接させた状態で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、
   前記押圧部として、ブレードを用いる、
   電子部品の製造方法。
10. 請求項５乃至９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。