微型被动组件的制造方法

微型被动组件的制造方法
【专利摘要】本发明是关于一种微型被动组件的制造方法，其在制备微型被动组件所需的基板时，使用切割件对尚未烧结的生坯板做线切割，以架构出多个切割槽，得以在烧结为熟坯板后，透过挠折的方式将的分离，并做进一步的加工。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明是关于一种微型被动组件的制造方法，尤指一种使用切割件对未烧结的生 坯板做线切割以生产基板的微型被动组件的制造方法。 微型被动组件的制造方法

【背景技术】
[0002] 被动组件大致上可分为电阻、电容以及电感等三个类型，其在电子电路中并不会 主动发挥功能，因此被称呼为被动组件。
[0003] 而在被动组件的范畴中，电阻的功用在于限制电路中的电流，其被大量地运用在 各式电子产品中，以手机、平板计算机等智能型电子产品为例，其单一机体内部的电路板上 即使用了数百个电阻，不但数量庞大，同时也意味着这些被动组件已微缩至相当程度的体 积，方能大量地运用在手持产品之中。因此，如何能够快速且稳定地大量制备微型被动组 件，即是相关产业所关切的一个议题。
[0004] 以芯片型电阻而言，无论是薄膜电阻或是厚膜电阻，其皆使用绝缘的氧化铝或氮 化铝陶瓷为基板，然后于其上设置电阻薄膜（印刷或溅/蒸镀方式）而形成电阻层，之后再 印上保护用的薄层玻璃粉，经过高温烘烤后就成为芯片型电阻。
[0005] 然而，在制造的过程中，尚需要透过切割的方式，才能将过程中的母材分割为一粒 粒的芯片型电阻。现有技艺中，一种是透过冲压（punch)的方式，使用治具在氧化铝基板上 形成冲压槽，然后再以挠折的方式将的截断。但这种冲压的技术有其尺寸瓶颈，已无法适用 于微型化的芯片型电阻，例如0402规格以下等主流产品。
[0006] 更进一步而言，使用冲压技术于微型被动组件的加工处理时，被冲压的部分会因 应力推挤而变形，使形状产生变化，这在巨观的角度下并无太大差异，但对于微型被动组件 来说，这种结构变化远超出了容许范围。
[0007] 因此针对微型被动组件，请参考图1，较新的技术是在烧结后的氧化铝熟坯板1 上，使用雷射进行切割（Laser Scribing)，使氧化铝熟坯板1的表面形成U状的切割槽3,然 后再以挠折的方式将的截断。但这种切割方法的机具成本和维护费用非常惊人，而且切割 的质量也存在多项后制程加工良率问题，因为雷射切割的过程中，基于激光束焦距、能量与 切割槽深度之间的变化差异，因此其形成的切割槽在后续挠折时，会有不规则的状况发生， 无法确实地沿着切割槽的走向而做整齐的分离，使得良率偏低。
[0008] 因此，在微型被动组件的制造方法中，如何更有效率地取得更佳质量的基板，以在 此质量稳定的基板上做进一步的加工，使得优质的微型被动组件能够成形，即是此技术领 域所要突破的瓶颈。


【发明内容】

[0009] 本发明的主要目的，在于提供一种微型被动组件的制造方法，其在制备微型被动 组件所需的基板时，使用切割线或极薄的切割刀等切割件，对未烧结的生坯板进行线切割 处理，以切割出多个切割槽，可于将生坯板经烧结为熟坯板，并经印刷、溅镀或蒸镀上电性 组件后，透过切割槽而挠折熟坯板为多个微型熟坯条，再经切割而制备质量良好的基板。 [0010] 本发明的次要目的，在于提供一种微型被动组件的制造方法，其透过线切割的快 速性和应力释放机制，提升了基板的制备效率以及质量。
[0011] 本发明的再一目的，在于提供一种微型被动组件的制造方法，其免除了使用现有 的治具冲压，避免在微米尺寸的被动组件制作过程中，因治具冲压所造成的形变而使基板 良率下降，甚至于报废；同时也排除了使用昂贵的雷射切割技术，不但得以降低成本，也可 避免出现雷射切割所造成的不良切割纹路。
[0012] 本发明的更一目的，在于提供一种微型被动组件的制造方法，其可以一体适用于 薄膜电阻制程和厚膜电阻制程，或是其它需要用到大量微米尺寸的基板的微型被动组件的 制程，广泛性高。
[0013] 为了达到上述的目的，本发明揭示了一种微型被动组件的制造方法，其步骤包含： 使用一切割件，线切割一生坯板（green plate)，使该生坯板具有多个切割槽；烧结该生坯 板，形成一熟坯板；以及挠折该熟坯板，使该熟坯板沿着该些切割槽断折为多个微型熟坯 条；其中，该些切割槽的间距，于该生坯板表面的经线方向或纬线方向上，小于或等于〇. 02 英时。据此制造方法，微型被动组件的制造效率将得以大幅提升，同时质量也一并获得良好 的控制。
[0014] 实施本发明产生的有益效果是：本发明所揭示的微型被动组件的制造方法在针 对微型被动组件的基板制备过程中，特别使用切割件对尚未烧结的生坯板做线切割，以预 留后续用于挠折的切割槽，排除了现有技艺使用机械、治具冲压，或是雷射切割等技术的缺 点，不但可以加速生产而提高效率，同时也可兼顾成品的质量，满足了产业各方面的需求， 故无疑提供了一具经济和实用价值的微型被动组件的制造方法。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 图1 :其为使用雷射切割的切割槽的电子显微镜照片；
[0016] 图2 :其为本发明的步骤流程图；
[0017] 图3 :其为本发明步骤流程的示意图；
[0018] 图4 :其为本发明使用切割件作线切割的切割槽的电子显微镜照片；
[0019] 图5 :其为本发明于熟坯板形成后的步骤流程图；以及
[0020] 图6 :其为本发明于微型熟坯条形成后的步骤流程图。
[0021] 【图号对照说明】
[0022] S1 ?S3 步骤
[0023] S21 ?S23 步骤
[0024] S31 ?S34 步骤
[0025] 1熟坯板
[0026] 2生坯板
[0027] 3切割槽
[0028] 4切割件
[0029] 5微型熟坯条

【具体实施方式】
[0030] 为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的 实施例及配合详细的说明，说明如下：
[0031] 首先，请一并参考图2和图3,其为本发明的步骤流程图以及其示意图；如图所示， 其核心步骤包含：
[0032] 步骤S1 :使用一切割件，线切割一生述板（green plate)，使该生述板具有多个切 割槽；
[0033] 步骤S2 :烧结（annealing)该生述板，形成一熟述板（sintered plate);以及
[0034] 步骤S3 :挠折该熟坯板，使该熟坯板沿着该些切割槽断折为多个微型熟坯条。
[0035] 本发明的重点技术特征，在于生产微型被动组件的过程当中，对未经烧结的生坯 板2先行使用切割件4作线切割，以在微型被动组件的尺寸规格随着技术提升而不断缩小 之下，能快速且高良率地获得结构上所必要的基板。
[0036] 于步骤S1中，生坯板2的材质为氧化铝（A1203)或氮化铝（A1N)，而考虑到成本 及可允许的散热能力范围等因素，氧化铝是本发明较佳的选择对象。加工用的切割件4切 割线体或一切割刀体，若其为切割线体，则可选用钻石线（diamond wires)、钢琴线（piano wire)或其它金属线材或复合材料线材等具有抗拉强度高，耐磨性佳的线材；不过考虑到 切割线体的结构较圆滑而切割能力有限，因此也可使用诸如钨钢刀片等切割刀体，其为厚 度小于0. 02英时的极薄金属片，与生坯板2做线切割而相接触的一面具有刀尖而可提供较 强的切割能力。
[0037] 本发明使用切割件对物理性质较软的生坯板2作线切割，其在切割的时后，可以 透过细长或薄片的切割件4同时将切割所产生的压力和应力向外推，也就是透过切割件4 而将压力和应力向四周围带走，使被切割的生坯板2在形成切割槽3的两侧不会产生形变， 避免现有技艺透过机械、治具冲压而致使形变发生、后续无法用于制备微型被动组件的状 况，也不必考虑到雷射切割时的光束焦距、能量问题。
[0038] 透过线切割，请参考图4,生坯板2的表面形成了多个切割槽3,此些切割槽3的间 距小于0. 02英时，目的是为了后续制备微型化的薄膜/厚膜电阻等被动组件。
[0039] 以现有或开发中的移动装置所大量使用的薄膜/厚膜电阻为例，其尺寸已逐步 缩小为0402、0201、01005等，或是更小的规格，此即表示其尺寸的长乘宽分别为0. 04英 时X0. 02英时、0. 02英时X0. 01英时以及0. 01英时X0. 005英时或更小。因此，本发明 在此使用线切割，针对切割槽3的间距小于或等于0. 02英时的尺寸级距。以一英时见方的 生坯板2为母材为例，若制备0402规格的薄膜/厚膜电阻，则其于生坯板2表面的经线方 向或纬线方向其中之一者，至少要使用切割件4或是其数组而切割出49个平行的切割槽 3,使生坯板2能形成间距0. 02英时的细微区段，方能续行制备宽度为0. 02英时的微型基 板。故本发明可透过线切割的方式，克服被动组件在微型化时，习知的生坯板冲压方法无法 适用的问题。
[0040] 于步骤S2中，被切割后的生坯板2经过烧结的程序后，生坯板2内部的颗粒间空 洞就会排除，并且也将其所含有的少量气体和杂质排除，使颗粒相互结合而形成熟坯板1， 得做进一步的加工利用。
[0041] 烧结而成的熟坯板1可以透过挠折的方式，使熟坯板1得以沿着在步骤S1当中所 切割出的切割槽3而断折为多个长条状的微型熟坯条5。这些微型熟坯条5就是用于制备 微型被动组件的基板的重要材料。
[0042] 以制备薄膜电阻为例，其在将生坯板烧结为熟坯板后，于挠折为微型熟坯条的前， 请参考图5,其进行步骤：
[0043] 步骤S21 :设置至少一正面电极以及至少一背面电极于该熟坯板的两面；
[0044] 步骤S22 :设置一电阻层于该熟坯板具有该正面电极的一面之上；以及
[0045] 步骤S23:印刷一保护层（overcoat)于该电阻层之上。
[0046] 于上述步骤中，先透过网印或溅镀的方式在熟坯板的正面以及背面上预先设置了 以铜（Cu)、银（Ag)或钯（Pd)为材质的第一电极以及第二电极，其设置手段和材质视需求而 定，并无特殊限制；接着再于具有正面电极的一面设置上电阻层。此电阻层的材质可为镍合 金，例如镍铬合金，其性质影响薄膜电阻的电阻大小，若电阻层的单位电阻值越高，则相同 电阻值的薄膜电阻尺寸就可以越小。
[0047] 在电阻层的设置技术上，概略而言，若是以溅镀法（sputtering)的制程来制作， 则为薄膜电阻；而若以印刷烧结的方式来制作，则为厚膜电阻。不过无论电阻层是以溅镀或 是印刷烧结的方式来设置，都可一体适用本发明透过线切割生坯板的方法来制备基板，能 无障碍地通用于薄/厚膜电阻的制程。
[0048] 接着，可再于电阻层上印刷由氧化硅所阻成的保护层，也就是一玻璃层面，其可以 保护电阻层不会与空气接触而发生氧化变性，或是受外力刮损，避免电阻值受影响而产生 变化。
[0049] 待熟坯板上的电极、膜层布置完毕后，接续的步骤S3就会将熟坯板做挠折，使得 熟坯板沿着该些切割槽断折为多个微型熟坯条。这些微型熟坯条呈长条状，宽度则视步骤 S1所切割出的切割槽间距而定，每一微型熟坯条上皆已完成了正面电极、背面电极、电阻层 以及保护层等结构设置，只待更进一步加工就可完成以颗为单位计算的薄膜电阻，也就是 本发明所诉求的微型被动组件。
[0050] 请参考图6,于步骤S3形成微型熟坯条后，更包含步骤：
[0051] 步骤S31 :堆栈该些微型熟坯条；
[0052] 步骤S32 :溉镀（sputtering)至少一侧电极于该些微型熟述条的侧边；
[0053] 步骤S33 :切割该些微型熟坯条，形成多个微型熟坯粒；以及
[0054] 步骤S34 :电镀线路于该些微型熟坯粒，形成多个膜电阻颗粒。
[0055] 于步骤S31?步骤S34,其先将微型熟坯条堆栈后，溅镀侧电极于微型熟坯条的侧 边；于此，侧电极的材质可为铜、锡、铬或是镍，其可使正面电极和背面电极达成电性连接。
[0056] 接着，再将微型熟坯条进行切割，使长条状的微型熟坯条被截断为多个微型熟坯 粒；如前所述，若单位电阻层的绝缘系数越高，则在此阶段的截断就越密集，可使相同长度 的微型熟坯条被截断为更多的微型熟坯粒。
[0057] 最后，再对这些微型熟坯粒电镀上金属线路，就可制备完成膜电阻颗粒，其视电阻 层的态样而为薄膜电阻颗粒或是厚膜电阻颗粒。
[0058] 配合透过上述的步骤揭示，本发明所揭示的微型被动组件的制造方法在针对微型 被动组件的基板制备过程中，特别使用切割件对尚未烧结的生坯板做线切割，以预留后续 用于挠折的切割槽，排除了现有技艺使用机械、治具冲压，或是雷射切割等技术的缺点，不 但可以加速生产而提高效率，同时也可兼顾成品的质量，满足了产业各方面的需求，故无疑 提供了一具经济和实用价值的微型被动组件的制造方法。
[0059] 上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发 明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明 的权利要求范围内。
【权利要求】
1. 一种微型被动组件的制造方法，其特征在于，其步骤包含： 使用一切割件，线切割一生坯板，使该生坯板具有多个切割槽； 烧结该生述板，形成一熟述板；以及 挠折该熟坯板，使该熟坯板沿着该些切割槽断折为多个微型熟坯条； 其中，该些切割槽的间距，于该生坯板表面的经线方向或纬线方向上，小于或等于0. 02 英时。
2. 如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中该生坯板的材质为氧化铝或氮化 错。
3. 如权利要求1所述的制造方法其特征在于，其中该切割件为一切割线体或一切割刀 体。
4. 如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中于烧结该生坯板，形成该熟坯板的 步骤之后，更包含步骤： 设置至少一正面电极以及至少一背面电极于该熟坯板的两面； 设置一电阻层于该熟坯板具有该正面电极的一面之上；以及 印刷一保护层于该电阻层之上。
5. 如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，其中该正面电极或该背面电极的材质 选自于铜、银以及钯所组成的群组其中之一者。
6. 如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，其中该电阻层的材质为镍合金。
7. 如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，其中该保护层的材质为氧化硅。
8. 如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中于挠折该熟坯板而取得该些微型 熟坯条的步骤后，更包含步骤： 堆栈该些微型熟坯条； 溅镀至少一侧电极于该些微型熟坯条的侧边； 切割该些微型熟坯条，形成多个微型熟坯粒；以及 电镀线路于该些微型熟坯粒，形成多个膜电阻颗粒。
9. 如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，其中该侧电极的材质选自于铜、锡、铬 以及镍所组成的群组其中之一者。
【文档编号】H01L21/304GK104124146SQ201310170633
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年5月2日 优先权日:2013年4月24日
【发明者】林锡炫, 李英杰 申请人:蔚华科技股份有限公司