JP2005259892A - チップ部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外形寸法が小型化されても端面電極を簡単かつ高精度に形成することができるチップ抵抗器を提供すること。
【解決手段】 大判基板１２Ａに個々のチップ領域に対応する表裏両面電極１４，１８と抵抗体１３および保護膜１７を一括して形成した後、この大判基板１２Ａの表裏両面に上部保護層２３と下部保護層２４を塗布し、この下部保護層２４を介して大判基板１２Ａを可撓性シートからなる支持台２５上に固定する。次に、ダイシングによって大判基板１２Ａに一次スリット２６を形成した後、支持台２５を円筒状治具２８に巻回・固定して一次スリット２６の間隔を拡げた状態で端面電極１９をスパッタにより形成する。次に、ダイシングによって一次スリット２６と直交する複数本の二次スリット２９を形成して大判基板１２Ａを多数のチップ単体３０に細分割した後、上部保護層２３と下部保護層２４を洗浄することによって各チップ単体３０を支持台２５から剥離し、最後に、各チップ単体３０の下地電極層にめっき層２２を形成してチップ抵抗器１１の完成品を得る。
【選択図】 図４

Description

本発明はチップ抵抗器の製造方法に係り、特に、外形寸法が小型化された場合に用いて好適なチップ抵抗器の製造方法に関するものである。

図６は従来より一般的に知られているチップ抵抗器の断面図であり、同図に示すチップ抵抗器１はアルミナ等からなる絶縁性基板２を有し、この絶縁性基板２上に抵抗体３と該抵抗体３の両端部に重なり合う一対の表面電極４とが形成されている。抵抗体３はガラスコート層５で覆われ、さらにガラスコート層５はエポキシ系樹脂等からなるオーバーコート層６で覆われている。これらのガラスコート層５とオーバーコート層６は抵抗体３の保護膜として機能している。絶縁性基板２の裏面には表面電極４と対応する両端部に一対の裏面電極７が形成されており、また、絶縁性基板２の両側端面にはそれぞれ表面電極４と裏面電極７とを橋絡する端面電極８が形成されている。表面電極４と裏面電極７は銀（Ａｇ）を主成分とするペーストをスクリーン印刷等によって形成したものであり、端面電極８は例えばニッケルクロム（Ｎｉ／Ｃｒ）をスパッタ等によって形成したものである。表面電極４と裏面電極７および端面電極８はチップ抵抗器１の下地電極層を構成しており、製造工程の最終段階で該下地電極層をめっき処理することにより、ニッケル（Ｎｉ）めっき層９と半田（ＳＮ／Ｐｂ）めっき層１０という二層構造のめっき層によって該下地電極層は被覆される。なお、これらめっき層９，１０は、電極くわれの防止や半田付けの信頼性向上を図るためのものであり、半田めっき層の代わりに錫（Ｓｎ）めっき層を用いることもある。

従来、このように構成されたチップ抵抗器１は、以下に説明する工程によって製造されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、まず各チップ領域を区切る位置に縦横に延びる分割溝が形成された大判基板を準備し、この大判基板に個々のチップ抵抗器１に対応する多数の表面電極４と裏面電極７を形成すると共に、隣接する表面電極４間にそれぞれ抵抗体３を形成した後、各抵抗体３上にガラスコート層５とオーバーコート層６を順次形成する。次いで、大判基板を一方の分割溝に沿って分割（一次分割）して多数の短冊状分割片を得た後、これら短冊状分割片を重ね合わせた状態で各々の長手方向に沿う両端面に端面電極８を形成する。しかる後、各短冊状分割片を他方の分割溝に沿ってチップサイズに分割（二次分割）し、最後にニッケル（Ｎｉ）と半田（ＳＮ／Ｐｂ）めっき層１０を施すことにより、図６に示すようなチップ抵抗器１が多数個取りされる。
特開平６−１２００１３号公報（第２−３頁、図１）

ところで近年、各種電子機器の小型化に伴ってチップ抵抗器も小型化されてきており、例えば平面的な外形寸法を0.6mm×0.3mmとした超小型のチップ抵抗器が実現されており、さらに小型化されたチップ抵抗器も要望されている。

しかしながら前述した従来の製造方法では、大判基板を一次分割して得られる短冊状分割片の端面に端面電極を形成しており、端面電極を形成する前工程として大判基板を短冊状に分割する一次分割が必要となるため、チップ抵抗器の小型化に伴って短冊状分割片の幅寸法が非常に小さくなると、大判基板を短冊状分割片に一次分割すること自体が困難となる。また、仮に大判基板から多数の短冊状分割片を得ることができたとしても、幅寸法が小さくなるほど短冊状分割片の機械的強度が低下するため、複数の短冊状分割片を重ね合わせた状態でそれらの両端面に端面電極を形成する際に、短冊状分割片が不用意に割れてしまうという問題が発生する。さらに、チップ抵抗器が小型化されていくと、互いに重ね合わされた複数の短冊状分割片の僅かな位置ズレが端面電極の不良要因となるため、端面電極を高精度に形成することが困難になるという問題も発生する。

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、その目的は、外形寸法が小型化されても端面電極を簡単かつ高精度に形成することができるチップ抵抗器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明によるチップ抵抗器の製造方法では、所定サイズの大判基板の表裏両面に多数の電極をマトリックス状に形成する電極形成工程と、前記大判基板の一面に両端が前記電極に接続された多数の抵抗体を形成する抵抗体形成工程と、前記大判基板の表裏両面に少なくとも前記電極を覆うように保護層を形成する保護層形成工程と、この保護層形成工程後の前記大判基板を可撓性シートからなる支持台上に固定する基板固定工程と、前記支持台上に固定された前記大判基板に互いに平行な多数の一次スリットを形成して隣接する前記抵抗体を繋ぐ前記電極を２分割する一次スリット形成工程と、前記支持台を湾曲させて前記一次スリットの内部で表裏両面の前記電極どうしを接続する端面電極をスパッタにより形成する端面電極形成工程と、この端面電極形成工程後の前記大判基板に前記一次スリットと直交する方向に延びる多数の二次スリットを形成する二次スリット形成工程と、この二次スリット形成工程後に前記大判基板を前記支持台から剥離して個々の部品を得る部品分離工程とを具備することとする。

このような各工程を備えたチップ抵抗器の製造方法によれば、大判基板を可撓性シートからなる支持台上に固定した状態で多数の一次スリットを形成した後、この支持台を湾曲させて一次スリットの間隔を拡げた状態で端面電極をスパッタにより形成するようにしたので、チップ抵抗器の小型化に伴って各一次スリット間の幅寸法が非常に小さくなったとしても、端面電極を簡単かつ高精度に形成することができる。また、大判基板の表裏両面の電極が保護層によって覆われているので、端面電極が大判基板の表裏両面の電極まで回り込むことはなく、この点からも端面電極を高精度に形成することができる。

上記の構成において、端面電極形成工程で支持台を円筒状治具の外周面に固定し、この治具を回転させながら端面電極をスパッタにより形成することが好ましく、また、二次スリット形成工程時に支持台を平坦状に戻してから二次スリットを形成することが好ましい。

また、上記の構成において、一次スリットと二次スリットを形成する加工手段としてレーザやウォータージェットを用いることも可能であるが、これら一次スリットと二次スリットをダイシングにより形成することが好ましい。

本発明によるチップ抵抗器の製造方法は、所定サイズの大判基板に個々のチップ抵抗器に対応する電極と抵抗体を一括して形成した後、この大判基板を支持台上に固定した状態で多数の一次スリットを形成し、支持台の可撓性を利用して一次スリットの間隔を拡げた状態で端面電極をスパッタにより形成するようにしたので、チップ抵抗器の小型化に伴って各一次スリット間の幅寸法が非常に小さくなったとしても、端面電極を簡単かつ高精度に形成することができ、しかも、この端面電極の形成時に大判基板の表裏両面の電極が保護層によって覆われているので、端面電極が大判基板の表裏両面の電極まで回り込むことはなく、この点からも端面電極を高精度に形成することができる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器の断面図、図２は該チップ抵抗器の製造工程を示す断面図、図３は該チップ抵抗器の製造工程を示す平面図、図４は該チップ抵抗器の製造工程における端面電極形成工程を示す説明図、図５は図４の要部拡大図である。

図１に示すチップ抵抗器１１は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする絶縁性基板１２の表面側に、酸化ルテニウム等からなる抵抗体１３と、この抵抗体１３の両端部に重なり合う一対の表面電極１４と、抵抗体１３を覆うガラスコート層１５およびオーバーコート層１６とが形成されている。オーバーコート層１６はエポキシ系樹脂等からなり、これらガラスコート層１５とオーバーコート層１６は抵抗体１３の保護膜１７として機能する。また、絶縁性基板１２の裏面側には表面電極１４と対応する両端部に一対の裏面電極１８が形成されており、さらに、絶縁性基板１２の両側端面にはそれぞれ表面電極１４と裏面電極１８とを橋絡する端面電極１９が形成されている。表面電極１４と裏面電極１８はＡｇまたはＡｇ−Ｐｄを主成分とするペーストをスクリーン印刷等を用いて形成したものであり、端面電極１９はニッケルクロム（Ｎｉ／Ｃｒ）をスパッタすることによって形成したものである。表面電極１４と裏面電極１８および端面電極１９はチップ抵抗器１１の下地電極層を構成しており、後述する製造工程の最終段階で該下地電極層をめっき処理することにより、ニッケル（Ｎｉ）メッキ層２０と半田（ＳＮ／Ｐｂ）めっき層２１という二層構造のめっき層２２によって該下地電極層は被覆される。なお、該めっき層２２（２０，２１）は、電極くわれの防止や半田付けの信頼性向上を図るためのものであり、半田めっき層の代わりに錫（Ｓｎ）めっき層を用いることも可能である。

次に、このように構成されたチップ抵抗器１１の製造工程を図２と図３に基づいて説明する。

まず、図２（ａ）と図３（ａ）に示すように、多数個取り用の大判基板１２Ａを準備する。この大判基板１２Ａはチップ抵抗器１１の絶縁性基板１２となるものであり、図２と図３では１個または複数個のチップ領域のみを示してあるが、実際には１つの大判基板１２Ａから多数のチップ抵抗器１１が一括して得られるようになっている。

次いで、図２（ｂ）と図３（ｂ）に示すように、大判基板１２Ａの表裏両面にＡｇまたはＡｇ−Ｐｄペーストをスクリーン印刷し、これを８５０°Ｃ程度の温度で焼成することにより、個々のチップ抵抗器１１に対応する多数の表面電極１４と裏面電極１８を形成する（電極形成工程）。これら表面電極１４と裏面電極１８はどちらを先に形成しても良いが、表面電極１４は大判基板１２Ａの表面側にマトリックス状に配列され、裏面電極１８も大判基板１２Ａの裏面側にマトリックス状に配列される。

次いで、図２（ｃ）と図３（ｃ）に示すように、大判基板１２Ａの表面側に酸化ルテニウム等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷して焼成することにより、図３（ｂ）のＸ方向に沿って隣接する一対の表面電極１４間にそれぞれ抵抗体１３を形成する（抵抗体形成工程）。なお、これら抵抗体１３と表面電極１４はどちらを先に形成しても良く、要は抵抗体１３の両端に隣接する表面電極１４が接続されれば良い。

次いで、図２（ｄ）と図３（ｄ）に示すように、各抵抗体１３を覆うようにガラスペーストをスクリーン印刷して焼成することにより、図３（ｂ）のＹ方向に沿って帯状に延びるガラスコート層１５を形成する。しかる後、図２（ｅ）と図３（ｅ）に示すように、ガラスコート層１５上にエポキシ等の樹脂ペーストをスクリーン印刷して加温硬化することにより、ガラスコート層１５を覆って帯状に延びるオーバーコート層１６を形成し、各抵抗体１３を保護する二層構造の保護膜１７を形成する（保護膜形成工程）。

このように大判基板１２Ａに多数のチップ抵抗器１１に対応する表裏両面電極１４，１８と抵抗体１３および保護膜１７（ガラスコート層１５とオーバーコート層１６）を一括して形成した後、この大判基板１２Ａの表裏両面に上部保護層２３と下部保護層２４を形成し、図２（ｆ）と図３（ｆ）に示すように、この下部保護層２４の粘着力によって大判基板１２Ａをポリイミド等の可撓性シートからなる支持台２５上に固定する（基板固定工程）。これら上部保護層２３と下部保護層２４はいずれもワックスからなり、大判基板１２Ａの表裏両面に均一厚に形成される。

次いで、図２（ｇ）と図３（ｇ）に示すように、ダイシングによって大判基板１２Ａに互いに平行な複数本の一次スリット２６を形成し、これら一次スリット２６によって表面電極１４と裏面電極１８の各対を図３（ｂ）のＹ方向に沿って２分割する（一次スリット形成工程）。これら一次スリット２６の両端は大判基板１２Ａの周縁部まで達しているが、隣接する一対の一次スリット２６で挟まれた短冊状部分２７が下部保護層２４の粘着力によって支持台２５上に固定されているため、一次スリット２６を有する大判基板１２Ａは支持台２５に保持されたままで分離することはない。

次いで、図２（ｈ）に示すように、一次スリット２６の内側面にニッケルクロム（Ｎｉ／Ｃｒ）をスパッタすることにより、一次スリット２６内に露出する表面電極１４と裏面電極１８の端面どうしを橋絡する端面電極１９を形成する（端面電極形成工程）。この場合、図４に示すように、支持台２５を円筒状治具２８の外周面に巻回・固定して一次スリット２６の間隔を外側に向けて拡げ、この状態で治具２８を回転させながらニッケルクロム（ターゲット）を矢印Ａ方向へスパッタすることにより、端面電極１９を形成するようにしている。これにより、図５に示すように、矢印Ａ方向に対して傾斜する大判基板１２Ａ（短冊状部分２７）の端面Ｐ１にスパッタ膜が廻り込みやすくなるため、本来形成する必要のない表面Ｐ２にスパッタ膜が厚く形成され過ぎることがなくなり、膜厚の不均一に起因する大判基板１２Ａの反りを防止することができる。なお、図４と図５には省略されているが、かかる端面電極１９の形成時に、表面電極１４と裏面電極１８はそれぞれ上部保護層２３と下部保護層２４によって覆われているため、端面電極１９が大判基板１２Ａの表裏両面の表面電極１４と裏面電極１８まで回り込むことはない。

次いで、支持台２５を円筒状治具２８から取り外して平坦状に戻した後、図３（ｈ）に示すように、ダイシングによって大判基板１２Ａに各一次スリット２６と直交する方向に延びる互いに平行な複数本の二次スリット２９を形成し、大判基板１２Ａを一次スリット２６と二次スリット２９で囲まれた多数のチップ単体３０に細分割する（二次スリット形成工程）。

しかる後、上部保護層２３と下部保護層２４を洗浄することにより、大判基板１２Ａに設けられた各チップ単体３０を支持台２５から剥離し（部品分離工程）、最後に、各チップ単体３０の下地電極層に電解めっきを施してニッケル（Ｎｉ）メッキ層２０と半田（ＳＮ／Ｐｂ）めっき層２１を形成することにより、図１に示すようなチップ抵抗器１１が多数個取りされる。

このようにして製造されるチップ抵抗器１１は、所定サイズの大判基板１２Ａに多数個取りされるチップ抵抗器１１に対応する表裏両面電極１４，１８と抵抗体１３および保護膜１７（ガラスコート層１５とオーバーコート層１６）を一括して形成した後、この大判基板１２Ａを可撓性シートからなる支持台２５上に固定した状態で多数の一次スリット２６を形成し、次いで、この支持台２５を円筒状治具２８に巻回・固定して一次スリット２６の間隔を拡げた状態で端面電極１９をスパッタにより形成するようにしたので、チップ抵抗器１１の小型化に伴って各一次スリット２６間の幅寸法が非常に小さくなったとしても、端面電極１９を簡単かつ高精度に形成することができる。しかも、端面電極１９の形成時に表面電極１４と裏面電極１８はそれぞれ上部保護層２３と下部保護層２４によって覆われているため、端面電極１９が大判基板１２Ａの表裏両面の表面電極１４と裏面電極１８まで回り込むことはなく、表面電極１４と裏面電極１８のスクリーン印刷での寸法精度が維持されたまま端面電極１９を高精度に形成することができる。

また、このチップ抵抗器１１は抵抗体１３と表面電極１４および裏面電極１８を厚膜形成したものであるが、上部保護層２３と下部保護層２４としてワックスを用いているため、ダイシングによって大判基板１２Ａに一次スリット２６を形成する際に懸念される表面電極１４と裏面電極１８の欠けを防止できる。

なお、上記実施形態例では、抵抗体１３と表面電極１４および裏面電極１８を厚膜形成した厚膜タイプのチップ抵抗器１１について説明したが、これら抵抗体と表面電極および裏面電極をスパッタ等で薄膜形成した薄膜タイプのチップ抵抗器にも適用可能である。この場合、一次スリット２６の形成時にダイシングによって表面電極１４と裏面電極１８が欠ける虞がなくなるため、上部保護層２３ととしてワックスの代わりにレジストを用いても良く、また、大判基板１２Ａを支持台２５上に固定する下部保護層２４としてワックスの代わりに接着テープを用いることが好ましい。

また、上記実施形態例では、一次スリット２６と二次スリット２９を形成する加工手段としてダイシングを例示したが、ダイシングの代わりにレーザやウォータージェットを用いることも可能である。

本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器の断面図 である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す断面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す平面図である。 該チップ抵抗器の製造工程における端面電極形成工程を示す説明図である。 図４の要部拡大図である。 従来例に係るチップ抵抗器の断面図である。

符号の説明

１１ チップ抵抗器
１２ 絶縁性基板
１２Ａ 大判基板
１３ 抵抗体
１４ 表面電極
１５ ガラスコート層
１６ オーバーコート
１７ 保護膜
１８ 裏面電極
１９ 端面電極
２２ めっき層
２３ 上部保護層
２４ 下部保護層
２５ 支持台
２６ 一次スリット
２７ 短冊状部分
２８ 円筒状治具２８
２９ 二次スリット
３０ チップ単体

Claims (4)

1. 所定サイズの大判基板の表裏両面に多数の電極をマトリックス状に形成する電極形成工程と、
   前記大判基板の一面に両端が前記電極に接続された多数の抵抗体を形成する抵抗体形成工程と、
   前記大判基板の表裏両面に少なくとも前記電極を覆うように保護層を形成する保護層形成工程と、
   この保護層形成工程後の前記大判基板を可撓性シートからなる支持台上に固定する基板固定工程と、
   前記支持台上に固定された前記大判基板に互いに平行な多数の一次スリットを形成して隣接する前記抵抗体を繋ぐ前記電極を２分割する一次スリット形成工程と、
   前記支持台を湾曲させて前記一次スリットの内部で表裏両面の前記電極どうしを接続する端面電極をスパッタにより形成する端面電極形成工程と、
   この端面電極形成工程後の前記大判基板に前記一次スリットと直交する方向に延びる多数の二次スリットを形成する二次スリット形成工程と、
   この二次スリット形成工程後に前記大判基板を前記支持台から剥離して個々の部品を得る部品分離工程と、
   を具備してなるチップ抵抗器の製造方法。
2. 請求項１の記載において、前記端面電極形成工程で前記支持台を円筒状治具の外周面に固定し、この治具を回転させながら前記端面電極をスパッタにより形成することを特徴とするチップ部品の製造方法。
3. 請求項１または２の記載において、前記二次スリット形成工程で前記支持台を平坦状に戻してから前記二次スリットを形成することを特徴とするチップ部品の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記一次スリットと前記二次スリットがダイシングにより形成されることを特徴とするチップ部品の製造方法。
   

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