JP4220501B2 - Manufacturing method of aggregate substrate - Google Patents
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Description
本発明は、例えばチップバリスタ集合基板等を製造する集合基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an aggregate substrate manufacturing method for manufacturing, for example, a chip varistor aggregate substrate.
主面(表面及び裏面)に引き出される複数の電極部を有する集合基板を製造する方法としては、例えばセラミック層と内部電極層とからなる積層体を形成し(例えば特許文献1参照)、その後で積層体を縦方向(垂直方向)に切断することにより、複数枚の集合基板を得ることが考えられる。
上述した集合基板の製造方法においては、集合基板の寸法が大きい場合には、積層体を高く形成する必要がある。例えば2インチタイプ(約5cm×約5cm)の集合基板を作製する場合には、積層体の高さは5cm以上となる。しかし、そのような高さを有する積層体を縦方向に薄く切断するのは非常に困難であり、結果的に集合基板の厚み方向の寸法精度が低下してしまう。 In the collective substrate manufacturing method described above, when the collective substrate has a large size, it is necessary to form a stacked body high. For example, when a 2 inch type (about 5 cm × about 5 cm) collective substrate is manufactured, the height of the laminated body is 5 cm or more. However, it is very difficult to cut the laminate having such a height in the vertical direction, and as a result, the dimensional accuracy in the thickness direction of the collective substrate is lowered.
本発明の目的は、主面に引き出された複数の電極部を有する集合基板を、容易に且つ寸法精度良く製造することができる集合基板の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an aggregate substrate that can easily and accurately manufacture an aggregate substrate having a plurality of electrode portions drawn out on a main surface.
本発明は、主面に引き出された複数の電極部を有し電子部品が実装される集合基板を製造する方法であって、複数の電極部を作り出すための内部電極が形成されたグリーンシートを含む複数枚のグリーンシートを用意する工程と、複数枚のグリーンシートを積層してシート積層体を形成する工程と、内部電極が切り離されるようにシート積層体を積層方向に平行な方向にスライス状に切断することにより、複数の帯状積層ブロック体を形成する工程と、複数の帯状積層ブロック体の切断面が上下面となって電子部品の主面を形成するように各帯状積層ブロック体を90度回転させて配置し、各帯状積層ブロック体の積層方向に垂直な面同士を合わせるように各帯状積層ブロック体を並べた状態で一体化させる工程とを含むことを特徴とするものである。
The present invention is a method of manufacturing an aggregate substrate having a plurality of electrode portions drawn out on a main surface and mounted with an electronic component, and a green sheet on which internal electrodes for forming a plurality of electrode portions are formed. Including a step of preparing a plurality of green sheets, a step of stacking a plurality of green sheets to form a sheet laminate, and a slice of the sheet laminate in a direction parallel to the lamination direction so that the internal electrodes are separated by cutting, and forming a plurality of strip-like laminate block body, each strip laminated block body so that the cleavage plane of the plurality of strip-shaped laminated block body forms a main surface of the electronic component becomes the upper and lower surfaces 90 place by degrees rotation, characterized in that it comprises a step of integrally in a state of arranging the respective strip-like laminate block body to align the plane perpendicular to each other in the stacking direction of the respective strip-like laminate block body also It is.
このような集合基板の製造方法においては、高さ(厚さ)が例えば数mm程度のシート積層体を形成する。そして、そのようなシート積層体を積層方向に平行な方向に薄く(例えば幅0.5mm程度に)切断することにより、内部電極が切断面に露出した複数の帯状積層ブロック体を形成する。このとき、シート積層体の厚さは数mm程度であるので、シート積層体を比較的簡単に薄く切断することができる。このため、各帯状積層ブロック体の幅寸法を均等にすることができる。従って、その後の工程において、複数の帯状積層ブロック体の切断面が上下面となって電子部品の主面を形成するように各帯状積層ブロック体を90度回転させて配置し、各帯状積層ブロック体の積層方向に垂直な面同士を合わせるように各帯状積層ブロック体を並べた状態で一体化させたときに、各帯状積層ブロック体の厚み寸法を均等にすることができる。これにより、主面に引き出される複数の電極部を有する集合基板を、容易に且つ寸法精度良く製造することが可能となる。
In such an aggregate substrate manufacturing method, a sheet laminate having a height (thickness) of, for example, about several mm is formed. Then, by cutting such a sheet laminated body thinly in a direction parallel to the laminating direction (for example, to a width of about 0.5 mm), a plurality of strip-like laminated block bodies in which the internal electrodes are exposed on the cut surface are formed. At this time, since the thickness of the sheet laminated body is about several mm, the sheet laminated body can be cut thinly relatively easily. For this reason, the width dimension of each strip | belt-shaped laminated block body can be equalized. Therefore, in the subsequent process, each belt-like laminated block body is rotated 90 degrees so that the cut surfaces of the plurality of belt-like laminated block bodies become upper and lower surfaces to form the main surface of the electronic component, and each belt-like laminated block is arranged. When the strip-shaped laminated block bodies are integrated in a state in which the surfaces perpendicular to the stacking direction of the bodies are aligned, the thickness dimensions of the strip-shaped laminated block bodies can be made uniform. As a result, it is possible to easily and accurately manufacture a collective substrate having a plurality of electrode portions drawn to the main surface.
好ましくは、複数の帯状積層ブロック体を一体化させる工程を実施することにより、グリーン積層基板を形成した後、グリーン積層基板を焼成する工程を更に含む。この場合には、集合基板を使用するユーザは、例えばグリーン積層基板の焼成処理を行うことなく、集合基板に部品を実装することができる。 Preferably, the method further includes a step of firing the green laminated substrate after forming the green laminated substrate by performing a step of integrating the plurality of strip-like laminated blocks. In this case, a user who uses the collective substrate can mount components on the collective substrate without performing, for example, a firing process of the green laminated substrate.
また、好ましくは、複数の帯状積層ブロック体の積層方向に垂直な面同士を合わせるように各帯状積層ブロック体を並べた状態で、帯状積層ブロック体の並列方向の両側から各帯状積層ブロック体を加圧することにより、複数の帯状積層ブロック体を一体化させる。この場合には、接着剤等により複数の帯状積層ブロック体同士を接合する場合に比べて、複数の帯状積層ブロック体の一体化処理を容易にかつ安価に行うことができる。 Also, preferably, in a state of arranging the respective strip-like laminate block body to align the plane perpendicular to each other in the stacking direction of the plurality of strip-like laminate block body, each strip laminated block body from both sides of the parallel direction of the strip laminated block body By applying pressure, a plurality of strip-shaped laminated blocks are integrated. In this case, compared with the case where a plurality of strip-shaped laminated block bodies are joined together with an adhesive or the like, the integration process of the plurality of strip-shaped laminated block bodies can be performed easily and inexpensively.
このとき、各帯状積層ブロック体の加圧処理として静水圧処理を用いることが好ましい。この場合には、複数の帯状積層ブロック体の一体化処理が更に安価に行えるため、集合基板の大量生産に有利である。また、複数の帯状積層ブロック体を均一に加圧することができる。
At this time, it is preferable to use a hydrostatic pressure process as a pressure process of each strip | belt-shaped laminated block body. In this case, since a plurality of strip-shaped laminated block bodies can be integrated at a lower cost, it is advantageous for mass production of an aggregate substrate. Moreover, a some strip | belt-shaped lamination | stacking block body can be pressurized uniformly.
本発明によれば、主面に引き出された複数の電極部を有する集合基板を、容易に且つ寸法精度良く製造することができる。このような集合基板を使用する場合には、例えば1枚の集合基板に複数の電子部品を一括して実装可能となる等、用途によっては便利なものとなる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aggregate substrate which has the some electrode part pulled out by the main surface can be manufactured easily and with sufficient dimensional accuracy. When such a collective substrate is used, it is convenient depending on the application, for example, a plurality of electronic components can be collectively mounted on one collective substrate.
以下、本発明に係わる集合基板の製造方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a method for manufacturing an aggregate substrate according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係わる集合基板の製造方法の一実施形態により製造される集合基板を示す斜視図であり、図2は、図1のII−II線断面図である。各図において、集合基板1は、例えば複数の電子部品が実装される積層型チップバリスタ集合基板である。この集合基板1の寸法は、例えば縦5cm程度×横5cm程度×厚さ0.5mm程度である。
FIG. 1 is a perspective view showing an aggregate substrate manufactured by an embodiment of the method for manufacturing an aggregate substrate according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. In each figure, the
集合基板1は、マトリクス状に形成された複数の電極部2を有している。各電極部2は、複数の内部電極3により形成されている。これらの内部電極3は、集合基板1の対向する1対の主面である表面1a及び裏面1bに引き出されるように、表面1a及び裏面1bに対して垂直(縦)に配列されている。
The
図3は、集合基板1の一部分を示す拡大斜視図であり、図4は、図3のIV−IV線断面図であり、図5は、図3のV−V線断面図である。図1〜図5において、集合基板1は、電圧非直線特性(バリスタ特性とも言う)を発現する複数のバリスタ層4と複数の内部電極3(内部電極3A,3B)とが上下方向に垂直な方向(横方向)に積層されてなるものである。内部電極3Aと内部電極3Bとは、少なくとも1層のバリスタ層4を介して交互に積層されている。
3 is an enlarged perspective view showing a part of the
バリスタ層4は、例えばZnOを主成分とし、更に副成分として希土類金属元素、Co、IIIb族元素(B,Al,Ga,In)、Si、Cr、Mo、アルカリ金属元素(K,Rb,Cs)及びアルカリ土類金属元素(Mg,Ca,Sr,Ba)等の金属単体やこれらの酸化物を含んでいる。
The
内部電極3Aは、主電極部分5と、この主電極部分5から集合基板1の表面1a及び裏面1bにそれぞれ露出するように引き出された引出電極部分6a,6bとを有している。内部電極3Bは、主電極部分7と、この主電極部分7から集合基板1の表面1a及び裏面1bにそれぞれ露出するように引き出された引出電極部分8a,8bとを有している。複数の内部電極3Aの引出電極部分6a,6bは、任意の一つの電極部2を構成し、複数の内部電極3Bの引出電極部分8a,8bは、他の一つの電極部2を構成している。主電極部分5,7同士は、集合基板1の積層方向に対して重なり合っている。このため、バリスタ層4における主電極部分5,7間の領域がバリスタ特性を発現する領域として機能する。内部電極3A,3Bは、例えばPbまたはAg/Pb合金からなる導電材で形成されている。
The
このような集合基板1には、例えば図6に示すように、LEDデバイス9が実装される。この場合、集合基板1の表面1aには、電極部2(複数の内部電極3A)と電気的に接続される外部電極10Aと、他の電極部2(複数の内部電極3B)と電気的に接続される外部電極10Bとが形成される。そして、LEDデバイス9の一方の電極が外部電極10Aと電気的に接続され、LEDデバイス9の他方の電極が外部電極10Bと電気的に接続される。このとき、複数の内部電極3A,3Bは集合基板1に対して縦に配置されているため、LEDデバイス9の駆動時に、LEDデバイス9で発生した熱を効率良く放散することができる。
For example, as shown in FIG. 6, the
次に、上記の集合基板1を製造する方法について、図7に示すフローチャートにより説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、上記のバリスタ層4となるグリーンシートを所定枚数だけ作製する(工程101)。具体的には、バリスタ層4の主成分であるZnOと、副成分である金属または酸化物等の微量添加物とを所定の割合で混合して、バリスタ材料を調製する。そして、このバリスタ材料に有機バインダ、有機溶剤、有機可塑剤等を加え、ボールミル等を用いて所定時間だけ混合・粉砕を行って、スラリーを得る。そして、ドクターブレード法等によって、例えばポリエチレンテレフタレートからなるフィルム上にスラリーを塗布した後、このスラリーを乾燥させて、厚さが例えば30μm程度の膜を形成する。そして、その膜をフィルムから剥離して、グリーンシートを得る。
First, a predetermined number of green sheets to be the
続いて、上記の内部電極3A,3Bをそれぞれ異なるグリーンシートの表面に形成する(工程102)。具体的には、Pd粒子を主成分とする金属粉末、有機バインダ及び有機溶剤を混合した導電性ペーストを、スクリーン印刷法等によりグリーンシートの表面に印刷して乾燥させることにより、内部電極3A,3Bを形成する。
Subsequently, the
続いて、内部電極3Aが印刷されたグリーンシートと内部電極3Bが印刷されたグリーンシートと電極パターン3A,3Bが印刷されていないグリーンシートとを所定の順序で重ねることにより、図8(a)及び図9(a)に示すようなシート積層体11を形成する(工程103)。このシート積層体11の内部電極3は、シート積層体11の上下方向に積層されていると共に、シート積層体11の一側面から反対側の側面まで延びている。シート積層体11の厚みは、例えば1〜3mm程度である。
Subsequently, the green sheet on which the
続いて、図8(b)及び図9(b)に示すように、シート積層体11の積層方向に平行で且つ内部電極3の延在方向に垂直な方向にシート積層体11を薄くスライス状(例えば幅0.5mm程度)に切断することにより、複数の帯状積層ブロック体12を形成する(工程104)。このとき、帯状積層ブロック体12毎に内部電極3が切り離され、各帯状積層ブロック体12の切断面には、内部電極3が露出した状態となっている。
Subsequently, as shown in FIG. 8B and FIG. 9B, the
続いて、図8(c)及び図9(c)に示すように、帯状積層ブロック体12の切断面(電極露出面)が上下面となるように、全ての帯状積層ブロック体12を90度回転させた状態で置く。つまり、各帯状積層ブロック体12を横に倒しておく(工程105)。
Subsequently, as shown in FIG. 8C and FIG. 9C, all of the belt-like
続いて、図10(a)に示すような静水圧用の型13を用意する。静水圧用の型13は、整列板14と、抑え蓋15と、2つの押付部材16とを有している。そして、各帯状積層ブロック体12を、図8(c)及び図9(c)に示す状態に保ったまま、静水圧用の型13にセットする(工程106)。具体的には、各帯状積層ブロック体12の側面(積層方向に垂直な面)12a同士を合わせるように、各帯状積層ブロック体12を整列板14上に並べる。そして、整列状態の複数の帯状積層ブロック体12上に抑え蓋15を載せて、各帯状積層ブロック体12を上から抑える。さらに、2つの押付部材16により整列状態の各帯状積層ブロック体12の側面12aを両側(外側)から押し付ける。
Subsequently, a
そして、その状態で、静水圧処理によって整列状態の複数の帯状積層ブロック体12を一体化させる(工程107)。具体的には、例えば整列状態の複数の帯状積層ブロック体12を型13ごと真空パックした後、これを静水圧機(図示せず)に入れる。そして、例えば40〜80℃の水中において、整列状態の複数の帯状積層ブロック体12に対して両側から例えば1ton/cm2程度の圧力(静水圧)を加える。これにより、図10(b)に示すように、各帯状積層ブロック体12の側面12a同士が結合され、各帯状積層ブロック体12が一体化されたグリーン積層基板17が得られる。
In that state, the plurality of strip-shaped
このような静水圧処理を採用することにより、例えば接着剤等を用いて各帯状積層ブロック体12の側面12a同士を接合する場合に比べて、複数の帯状積層ブロック体12の一体化処理が容易にかつ安価に行えるため、大量生産を行うことが可能となる。また、静水圧処理によれば、各帯状積層ブロック体12を均一に加圧可能となるため、各帯状積層ブロック体12の積層密度の均一化を図ることができる。このとき、静水圧用の型13の加圧面積を広くするほど、各帯状積層ブロック体12に対する加圧力を増大させることができる。
By adopting such a hydrostatic pressure treatment, for example, compared with the case where the side surfaces 12a of the respective strip-like
なお、静水圧処理としては、特に上記の静水圧用の型13を使用せず、例えば図11に示すように、整列状態の複数の帯状積層ブロック体12を単にナイロン袋18に入れて真空パックした後、そのナイロン袋18を静水圧機に入れて行っても良い。
As the hydrostatic pressure treatment, the above-described
その後、グリーン積層基板17に対して加熱処理を施して脱バインダを行った後、グリーン積層基板17の焼成を行うことにより、上記の集合基板1が得られる(工程108)。このとき、グリーンシートが上記のバリスタ層4となる。
Thereafter, the green
ところで、上記の集合基板1を製造する方法としては、例えば図12に示すように、直方体状のグリーン積層体51を作製した後、グリーン積層体51の積層方向に平行で且つ内部電極3の延在方向に垂直な方向つまり縦方向にグリーン積層体51を切断することが考えられる。このとき、集合基板1の寸法が5cm×5cmの場合には、グリーン積層体51の高さを5cm以上にする必要がある。しかし、そのような高さのあるグリーン積層体51を縦方向に薄くスライス状(例えば幅0.5mm程度)に切断するのは極めて困難であり、しかもグリーン積層体51の厚みが均等になるようにグリーン積層体51を縦方向に薄く切断するのは殆ど不可能に近い。また、高さが5cm以上もあるグリーン積層体51を作製するのは、積層数がかなり多くなることもあり、現実的ではない。
By the way, as a method of manufacturing the above-described
これに対し本実施形態では、切断すべきシート積層体11の厚みは1〜3mm程度というように極めて薄いため、シート積層体11を縦方向に薄く切断する場合でも、シート積層体11の切断を簡単に且つ精度良く行うことができる。このため、図8(c)及び図9(c)に示すように、各帯状積層ブロック体12の切断面が上下面となるように各帯状積層ブロック体12を横に倒した状態において、各帯状積層ブロック体12の厚み寸法を均等にすることができる。また、シート積層体11は極めて薄いものであるため、シート積層体11の積層数を必要以上に多くしなくて済み、シート積層体11の作製に手間がかかることは殆ど無い。以上により、厚み方向の寸法精度の良好な集合基板1を容易に製造することが可能となる。
On the other hand, in this embodiment, since the thickness of the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、集合基板1の表面1a及び裏面1bの少なくとも一方に、電極部2と電気的に接続される外部電極を予め形成しておいても良い。この場合には、静水圧処理によりグリーン積層基板17を形成した後で、グリーン積層基板17の焼成を行う前に、印刷法等により外部電極を形成する工程を実施する。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, an external electrode that is electrically connected to the
また、上記実施形態では、静水圧加圧処理を用いて、整列状態の複数の帯状積層ブロック体12を一体化させてグリーン積層基板17を形成するものとしたが、整列状態の複数の帯状積層ブロック体12を一体化させるための加圧処理としては、特に静水圧加圧処理には限られない。また、そのような加圧処理に限らず、接着剤等を用いて複数の帯状積層ブロック体12同士を接合しても良い。
In the above embodiment, the green
さらに、上記実施形態の集合基板1は、積層型チップバリスタ集合基板であるが、本発明は、そのようなバリスタ集合基板に限らず、主面(表面及び裏面の少なくとも一方)に引き出された複数の電極部を有し複数の電子部品が実装されるものであれば、適用可能である。
Furthermore, the
1…集合基板、1a…表面(主面)、1b…裏面(主面)、2…電極部、3,3A,3B…内部電極、4…バリスタ層、6a,6b…引出電極部分、8a,8b…引出電極部分、9…LEDデバイス(電子部品)、11…シート積層体、12…帯状積層ブロック体、12a…側面、13…静水圧用の型、17…グリーン積層基板。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記複数の電極部を作り出すための内部電極が形成されたグリーンシートを含む複数枚のグリーンシートを用意する工程と、
前記複数枚のグリーンシートを積層してシート積層体を形成する工程と、
前記内部電極が切り離されるように前記シート積層体を積層方向に平行な方向にスライス状に切断することにより、複数の帯状積層ブロック体を形成する工程と、
前記複数の帯状積層ブロック体の切断面が上下面となって前記電子部品の前記主面を形成するように前記各帯状積層ブロック体を90度回転させて配置し、前記各帯状積層ブロック体の積層方向に垂直な面同士を合わせるように前記各帯状積層ブロック体を並べた状態で一体化させる工程とを含むことを特徴とする集合基板の製造方法。 A method of manufacturing a collective substrate on which an electronic component is mounted having a plurality of electrode portions drawn on a main surface,
Preparing a plurality of green sheets including a green sheet on which internal electrodes for forming the plurality of electrode portions are formed;
Laminating the plurality of green sheets to form a sheet laminate;
Forming a plurality of strip-shaped laminated block bodies by cutting the sheet laminated body into slices in a direction parallel to the laminating direction so that the internal electrodes are separated;
The strip-shaped multilayer block bodies are arranged by rotating 90 degrees so that the cut surfaces of the strip-shaped multilayer block bodies are upper and lower surfaces to form the main surface of the electronic component . And a step of integrating the strip-like laminated block bodies in a state in which they are aligned so that the surfaces perpendicular to the lamination direction are aligned with each other.
The method for manufacturing a collective substrate according to claim 3, wherein hydrostatic pressure treatment is used as the pressure treatment of each of the belt-like laminated block bodies.
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