TW200529260A - Manufacturing method for laminated electronic components - Google Patents

Description

200529260 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，係有關一種微小的積層電子零件之製造方法。 【先前技術】 近年來，電子機器往小型化發展，亦要求構裝於電子機 器之電子零件微小化。該等微小電子零件中，就電容器、 線圈或電阻器等電子零件以及組合其他元件而成的複合電 子零件來說，積層陶瓷電子零件爲主流。 積層陶瓷電子零件，係將陶瓷生班片（ceramic green sheet) 積層而獲得許多電子零件元件集合成之積層生坯片後，將 該積層生坯片截斷而獲得作爲個別之電子零件元件的積層 生晶片，再將該積層生晶片燒製而製造出來。 積層生坯片之截斷，至今均使用壓切截斷、旋轉刃截斷 及雷射截斷等方法。 壓切截斷，係藉具有固定之刀狀刃的截斷具來壓切積層 生坯片的方法。因此，積層生坯片，有與刃之厚度相當的 部分往兩側逃，故截斷偏差漸漸變大，截斷截面成爲楔形。 此外，在積層生坯片之厚度方向，截斷狀況不同，截斷之 後半則成爲撕碎般的斷裂面。再者，截斷能力隨著刃之磨 損而降低，故發生截斷後之各積層生晶片間應力歪斜之不 均勻或尺寸之不均勻程度大等不良情況。 旋轉刃截斷，係使附有磨粒之薄圓盤狀刃旋轉來進行切 削的方法。因此，截斷處大，摩擦發熱，故必須用水等來 冷卻，而必須於後製程附加水分除去過程等。此外，亦會 發生旋轉刃之晃動及磨損所產生之截斷尺寸之不均勻、應 200529260 力歪斜所造成燒製後之裂縫等不良情況。該等不良情況非 常不利於微小電子零件，故目前希望有一種精度佳、安定 的積層生坯片之截斷方法。 例如，日本之特開平6 — 226689號公報、日本之特開200 1 - 5 3 443號公報中有旋轉刃截斷及雷射截斷相關之記載，但 該等公報均未揭示對一邊小於1 mm之積層電子零件進行截 斷相關之記載。 【發明內容】 本發明之技術問題，係提供一種截斷處小、尺寸精度高 書 的積層電子零件之製造方法。 本發明之另一問題，係提供一種沒有應力歪斜所造成燒 製後之缺陷的積層電子零件之製造方法。 本發明之另一問題，係提供一種截斷時不必對積層生坯 片冷卻、可縮短後製程的積層電子零件之製造方法。 ,爲了解決上述之問題，本發明之積層電子零件之製造方 法，係包含截斷積層生坯片的過程。該過程，係包含對積 層生坯片照射雷射光、將積層生坯片截斷成積層生晶片的 · 過程，該積層生晶片則在燒製後呈一邊長〇.6mm以下、一 邊長0.3mm以下的方形。 ‘ 上述之積層電子零件之製造方法中，積層生坯片之截斷 過程，係包含對積層生坯片照射雷射光、將積層生坯片截 斷成積層生晶片的過程。因雷射光，其光束能容易集中成 微小徑，焦點深度、照射位置能以高精度控制，故能以截 斷處小、高尺寸精度之方式來截斷積層生坯片。 而且，雷射光不會對積層生坯片施加應力，故不會使應 200529260 力歪斜產生於積層生晶片。 上述之截斷’係使積層生晶片在燒製後呈一邊長0. 6mm 以下、一邊長0.3mm以下之方形。如此一來，能以高精度 做出微小之積層生晶片，且不會發生截斷時介電質氣體之 附著、截斷面之傾斜或凹凸等情況。 又’因亦不產生摩擦熱，故不必用水等冷卻，不必於後 製程附加水分除去過程等，而可以縮短過程。 如上所述，依據本發明，可獲得以下的功效。 (A) 可以提供一種截斷處小、尺寸精度高的積層電子零件 之製造方法。 (B) 可以提供一種沒有應力歪斜所造成燒製後之缺陷的 積層電子零件之製造方法。 (C) 可以提供一種不必於截斷時冷卻積層生坯片、可縮短 後製程的積層電子零件之製造方法。 本發明之另一目的、構成及優點，將參照所附的圖式， 進一步詳細說明。其中，所附的圖式僅代表例子。 【實施方式】 第1圖，係本發明積層電子零件之製造方法之一實施例 之過程圖。第2圖、第3圖，係用於本實施例之陶瓷生坯 片之俯視圖，第4圖，係用於本實施例之積層生坯片之斜 視圖。 圖示之實施例，係將本發明積層電子零件之製造方法應 用於積層晶片電谷窃之製造的一實施例。圖示實施例之製 造過程，係包含積層過程1、截斷過程2、燒製過程3、及 端子電極形成過程4。積層過程1，係將陶瓷生坯片1丨，1 2 200529260 積層而獲得積層生坯片2 1的過程。截斷過程2，係對積層 生坯片2 1 1照射雷射光，將積層生坯片2 1截斷成積層生晶 片3 1的過程。燒製過程 3，係對積層生晶片3 1進行燒製 而獲得積層晶片41的過程。端子電極形成過程4，係於積 層晶片4 1之端面形成端子電極的過程。 第2圖、第3圖中，陶瓷生坯片11，12，係包含介電質片 1 1 1，121及許多電極112，122。介電質片1 1 1，121，例如可做 成寬度、長度、厚度分別爲100mmX100mmX0.43inni。 電極1 12,122，例如，每個電極之寬度、長度、厚度分別 鲁 爲 0.2 m m X 1.2 m m X 1.2 // m，該電極是利用習知之印刷，例 如網板印刷等方法來以矩陣狀形成於介電質片111，121上。 電極1 1 2, 1 22中互相鄰接之列，配置成沿行方向有偏差電 極1 12,122長度之1/2。又，陶瓷生坯片1 1及陶瓷生坯片 1 2中形成於同一行、同一列的電極1 1 2,1 22，沿行方向有偏 差電極1 12，122長度之1/2。 陶瓷生坯片11,12，係在積層過程1交替積層。因此，積 層生坯片21之電極1 12，122，在鄰接、積層之生坯片間沿 φ 列方向重疊，沿行方向彼此有偏差電極1 12,122長度之 1 /2。於經積層之陶瓷生坯片1 1，1 2之最上面積層有，未形 成有電極112,122的介電質片111，121，而構成第4圖所示 之積層生坯片2 1。 第2圖及第3圖所圖示之陶瓷生坯片，係以2種製版方 式所做成。若與此不同，是以一種製版方式所製作出之一 種陶瓷生坯片，則對於鄰接之陶瓷生坯片，以有偏差電極 長度之1/2之方式移動、積層。 200529260 積層生还片2 1，係於截斷過程2，使用第5圖所示之截 斷裝置9來截斷。第5圖，係用於本實施例之截斷過程的 截斷裝置之一例之槪念圖。截斷裝置9，係包含雷射光照 射裝置91、載台93、監視攝影機95、及轉運裝置97。 雷射光照射裝置9 1，係對安裝於載台93上之積層生坯片 21照射光束集中之雷射光92。雷射光92以Yag雷射、C〇2 氣體雷射爲佳，例如在YAG雷射之情形下，最好是輸出爲 50W，波長爲 l.〇6nm 〜0.355nm。 載台93,係能載置積層生坯片21相對光束集中之雷射光 0 92往XY方向移動的活動載台。監視攝影機95，係監視光 束集中之雷射光92所產生之截斷位置，並將位置資訊透過 控制用電腦96等提供給轉運裝置97。 轉運裝置9 7，係根據該位置資訊來控制載台9 3之移動。 轉運裝置97，係只要能將載置於載台93上之積層生坯片 21、與光束集中之雷射光92相對地例如往箭號FI、F2所 示之方向移動即可，亦可移動雷射光照射裝置91，不移動 載台93 。 φ 截斷過程2中，積層生坯片21，係載置於載台93上。載 台93，係由轉運裝置97根據監視攝影機95所提供之位置 資訊來進行位置控制而移動。雷射光照射裝置9 1，係將光 束集中之雷射光92照射於積層生坯片21之截斷位置，截 斷積層生坯片 2 1。 本發明之目的在於，獲得燒製後長邊a、短邊b、厚度c 之尺寸分別爲0.6mm以下、〇.3mm以下、0.3mm以下的積 層晶片4 1。因此，於截斷過程，在積層生晶片收縮率之考 200529260 量下，須截斷出較大形狀之積層生晶片。該積層生晶片之 收縮率約爲20%，將積層生晶片截斷成具有由該收縮率反 推而得的尺寸、形狀。 參照第2圖至第4圖，就電極1 1 2, 1 22之位置關係、積層 生坯片2 1之截斷加以說明。有關行方向之截斷，例如，使 載台9 3往行方向移動，而使集束雷射光9 2，於最外1列之 側端側沿鏈線X 1照射，進行鏈線X 1部分之截斷。 其次，使載台9 3往列方向移動至電極列間X 2後，使載 台93往行方向移動，而使集束雷射光92沿鏈線X2照射， 進行鏈線X2部分之截斷。然後，同樣地對各電極列間依序 進行行方向之截斷。 各電極列間之行方向截斷結束後，便使載台9 3旋轉90 ° ，進行列方向之截斷。有關列方向之截斷，使載台93往 列方向移動，而使集束雷射光92於最上行之電極上端側及 電極中心沿鏈線Y 1照射，進行鏈線Y 1部分之截斷。 其次，使載台93往行方向移動至最上行之電極中心及鄰 接之電極之電極行間Y2後，使載台93往列方向移動，而 使集束雷射光92沿鏈線Y2照射，進行鏈線Y2部分之截 斷。然後，同樣地對各電極中心及鄰接之電極之電極行間 依序進行列方向之截斷。 第6圖，係經上述截斷過程所獲得之積層生晶片之一例 的立體圖。積層生晶片3 1，係長方體，行方向截斷端面被 介電質層32覆蓋，列方向截斷端面有電極層33以與介電 質層32交替之方式露出。該等截斷端面之局部有時會產生 雷射光之照射所造成之燒結部。燒結部，可以藉硏磨產生 -10- 200529260 燒結部之截斷端面來除去。 積層生晶片3 1，係於燒製過程，例如以1 2 0 0 °C〜1 2 8 0 °C 之溫度來燒製成積層晶片4 1。第7圖，係燒製後之積層晶 片之一例的立體圖。燒製後之積層晶片4 1，係長方體，長 邊a、短邊b、厚度c之尺寸分別爲0.6mm以下、〇.3mm以 下、0 · 3 m m以下。積層生晶片之截斷過程，由於收縮率之 考量，故截斷成較大形狀之積層生晶片。燒製後之積層晶 片4 1，爲形成有端子電極的積層晶片電容器。 雷射光，係光束容易集中成微小徑，焦點深度、照射位 鲁 置能以高精度控制，故能以截斷處小、高尺寸精度之方式 截斷積層生坯片。而且，雷射光，不會對積層生坯片施加 應力，故不使積層生晶片產生應力歪斜。又，摩擦熱亦不 產生’故不必進行水等之冷卻、及因該冷卻所增加之附加 於後製程之水分除去過程等，而可縮短製程。再者，即便 於截斷端面產生雷射光之照射所引起之燒結部，亦因該燒 結部能經滾筒磨光過程除去，故不會對特性產生不良影 響。 · 本發明者’爲了確認本發明之功效，已製作表1所示之 各種樣品，進行比較實驗。表1所示之實驗結果之數値， 係自製作出之1 0000個積層電子零件中任意抽樣100個試 料並加以測定的結果。 有關樣品之製作，將介電質粉末、黏結劑、及溶劑混合 製成介電質塗料，將介電質塗料塗佈、乾燥，而製成介電 質片。介電質材料，例如使用95重量％以上之BaTi〇3，， 黏結劑，例如使用壓克力樹脂。 -11 - 200529260 於上述之介電質片上印刷該電極材料而製成陶瓷生坯 片。電極材料，例如使用N!(鎳）。電極之配置，係與第2 圖、第3圖所不者相同，每個電極之電極尺寸，係比較例1 至 5及實施例1至3之各例對於作爲目標之燒製後積層晶 片尺寸在燒製時收縮率之考量下所定之標準尺寸。 積層生坯片，係將陶瓷生坯片積層來製成。各例之積餍 片數，係比較例1至5及實施例1至3之各例對於作爲目 標之燒製後積層晶片厚度尺寸在燒製時收縮率之考量下所 定之標準片數。 # 積層生坯片之截斷方法顯示於表1。利用雷射照射之截 斷，係使用第5圖所示之截斷裝置，將輸出50W、波長〇.53nm 之YAG雷射照射於積層生坯片之面上，進行截斷。 截斷後之積層生晶片，係對積層生晶片之角部施加R (圓 滑處理）後，施以黏結劑除去處理，然後，在還原氣氛中以 1 24 0 °C燒製，而獲得積層晶片。將所獲得之積層晶片之觀 察結果及測定結果顯示於表1。

-12- 200529260 表1 截斷法 截斷 狀態 長寬尺寸 規格値 (mm) 厚度尺寸 規格値 (mm) 長寬尺寸 規格差 (mm) 尺寸之製 程能力指 數Cp 電極露出不良率 (%) 比較例1 壓切 0.6 X 0.3 0.3 ±0.03 0.95 73.0 比較例2 旋轉刃 0.6 X 0.3 0.3 ±0.03 1.02 4.5 比較例3 旋轉刃 0.4 X 0.2 0.2 ±0.02 0.76 57.0 比較例4 旋轉刃 0.2 X 0.1 0.1 ±0·01 尺寸無法維持 比較例5 雷射 粗，屑 1.0X0.5 0.5 ±0.05 1.33 0.08 實施例1 雷射 佳 0.6 X 0.3 0.3 ±0.03 1.45 0.12 實施例2 雷射 佳 0.4 X 0.2 0.2 ±0.02 1.25 2.3 實施例3 雷射 佳 0.2 X 0.1 0.1 ±0.01 1.05 3.6 表1中，積層晶片長寬尺寸規格差，係積層晶片長寬尺 寸規格値之容許量（mm)。電極露出不良率，係截斷偏差導 致電極1 12, 122露出所產生不良之發生率，在4%以下者視 爲良品。積層晶片之尺寸單位以mm顯示。 參照表1，在利用壓切截斷之比較例1，電極露出不良率 高，製程能力指數低。在利用旋轉刃截斷之比較例2至4， 電極露出不良率高。尤其，在長寬尺寸規格値設定於0.2111111 X〇· 1 m m的比較例4 ’無法維持該尺寸規格値。 在利用雷射照射截斷之比較例5，截斷面之狀態粗糙， 附著有截斷時之介電質屑，截斷面傾斜、凹凸。在比較例5， 積層晶片之寬度、長度、厚度分別爲lmm、〇.5mm、〇.5mm。 得知若積層晶片之尺寸，尤其厚度大，則截斷面之狀態會 有問題。 -13- 200529260 在利用雷射照射截斷之實施例1至3 ’樣品是一邊長 0.6mm以下、一邊長〇.3mm以下的微小積層電子零件。在 實施例1至3 ’截斷狀態良好’在電極露出不良率及製程 能力指數之方面亦無問題。再者’在實施例1 ' 2 ’各自之 樣品雖分別與利用旋轉刃截斷之比較例2、3有相同之尺 寸，但在電極露出不良率及製程能力指數之兩方面較比較 例2，3來的優異。 在使用旋轉刃、且長寬尺寸規格値設定於0.2mmX 0.1mm 的比較例4 ’無法維持該尺寸規格値。相對於此’在使用 · 雷射獲得同尺寸樣品的實施例3 ’能保持該規格値’將電 極露出不良率抑制於3 · 6 %。 如以上說明，本發明積層電子零件之製造方法，對於一 邊長0.6mm以下、一邊長0.3mm以下的微小積層電子零件 之製造上具有顯著的功效。 以上，雖已參照理想的實施例詳細說明本發明，但本發 明，並不限定於這些實施例，其所屬技術領域中具有通常 知識者當然能根據本發明之基本的技術思想及說明想到各 H 種變形例。 【圖式簡單說明】 第1圖，係本發明積層電子零件之製造方法之一實施例 之過程圖。 第2圖，係本發明積層電子零件之製造方法所用之陶瓷 生述片之一例之俯視圖。 第3圖，係本發明積層電子零件之製造方法所用之陶瓷 生还片之一例之俯視圖。 -14- 200529260 第4圖，係本發明積層電子零件之製造方法所用之積層 生坯片之一例之斜視圖。 第5圖’係本發明積層電子零件之製造方法所用之截斷 裝置之一例的槪念圖。 第6圖，係本發明積層電子零件之製造方法所用之積層 生晶片之一例之斜視圖。 第7圖’係本發明積層電子零件之製造方法所用之積層 晶片之一例的斜視圖。 【主要元件符號說明】 9 截 斷 裝 置 11,12 陶 瓷 生 坯 片 21 積 層 生 坯 片 3 1 積 層 生 晶 片 32 介 電 質 層 33 電 極 層 41 積 層 晶 片 111,121 介 電 質 片 112,122 電 極 91 雷 射 光 照 射裝置 92 雷 射 光 93 載 台 95 監 視 攝 影 機 96 控 制 用 電 腦 97 轉 運 裝 置 -15-

Claims (1)

1. 200529260 十、申請專利範圍： 1. 一種積層電子零件之製造方法，係包含截斷積層生坯 片（green sheet)的過程，該過程又包含對積層生坯片照 射雷射光、將積層生坯片截斷成積層生晶片（green chip) 的過程，該積層生晶片在燒製後呈一邊長0.6mm以下 、一邊長0.3mm以下的方形。

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