JP2010272713A

JP2010272713A - 薄膜チップ抵抗器の製造方法

Info

Publication number: JP2010272713A
Application number: JP2009123761A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Nakao; 光明中尾; Kazuhiro Kanda; 一宏神田; Seiji Tsuda; 清二津田; Hiroshi Saito; 弘志齋藤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2029-05-22
Also published as: JP5499518B2

Abstract

【課題】本発明は、静電気特性を向上させることができるとともに、１次分割および２次分割も効率よく行える薄膜チップ抵抗器の製造方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明の薄膜チップ抵抗器の製造方法は、分割溝が形成されていないシート状の絶縁基板１として、表面粗さＲａが０．１μｍ以下であるアルミナ純度９９％以上のアルミナ基板を用いるとともに、前記絶縁基板１の上面と裏面に前記薄膜抵抗体層をチップ形状に分割する１次分割溝１ａ，１ｃおよび２次分割溝１ｂ，１ｄをレーザースクライブによりそれぞれ形成し、かつ前記１次分割溝１ａ，１ｃと２次分割溝１ｂ，１ｄは、上面側の１次分割溝１ａの深さｔ１および２次分割溝１ｂの深さｔ２と、裏面側の１次分割溝１ｃの深さｔ３および２次分割溝１ｄの深さｔ４との関係を、ｔ１＜ｔ３，ｔ２＜ｔ４，ｔ１＞ｔ２，ｔ３＞ｔ４としているものである。
【選択図】図８

Description

本発明は、各種電子機器に使用される薄膜チップ抵抗器の製造方法に関するものである。

近年、カーエレクトロニクス分野においては、機器の高精度制御化に伴い、搭載される電子部品に対する高精度化への要求が高まっている。チップ抵抗器に対しても高精度（抵抗値許容差が±０．１％、抵抗温度特性が±１０×１０^−６／℃）で、かつ電流雑音特性に優れた薄膜チップ抵抗器への要求が高まっている。

図１４は従来の薄膜チップ抵抗器の断面図、図１５は同薄膜チップ抵抗器の製造方法を示すフローチャートである。

従来の薄膜チップ抵抗器は、図１４に示すように、アルミナ純度９６％程度のアルミナ基板からなる長方形の絶縁基板１の上面の両端部に形成した金からなる一対の上面電極層２と、前記絶縁基板１の裏面の両端部に形成した金からなる一対の裏面電極層３と、前記一対の上面電極層２を覆い、かつ一対の上面電極層２と電気的に接続されるように形成されたニッケルクロム系合金等からなる薄膜抵抗体層４と、この薄膜抵抗体層４を覆い、かつ前記絶縁基板１の上面の両端部に形成した一対の導体樹脂からなる再上面電極層５と、前記薄膜抵抗体層４を覆うとともに、前記一対の再上面電極層５の一部を覆うエポキシ系樹脂からなる保護膜層６と、前記再上面電極層５と裏面電極層３を電気的に接続するように前記絶縁基板１の両端面にそれぞれ形成した一対の端面電極層７と、露出した電極部にめっきにより形成された電極めっき層８とにより構成していた。

次に、従来の薄膜チップ抵抗器の製造方法を図１５のフローチャート、図１６（ａ）〜（ｃ）、図１７（ａ）〜（ｃ）、図１８（ａ）〜（ｃ）および図１９（ａ）〜（ｄ）の製造工程図に基づいて説明する。

まず、図１６（ａ）に示すように、１次分割溝１ａと２次分割溝１ｂを有し、かつアルミナ純度９６％程度のアルミナ基板からなるシート状の絶縁基板１を用意する。

次に、図１６（ｂ）に示すように、絶縁基板１の上面および裏面に金を主成分とする金属有機物からなる電極ペーストを１次分割溝１ａを跨ぐようにスクリーン印刷して乾燥させ、その後、金属有機物からなる電極ペーストの有機成分だけを飛ばし、そして金属成分だけを絶縁基板１上に焼き付けるために、ベルト式連続焼成炉によって焼成し、上面電極層２および裏面電極層３（図示せず）を形成する（図１５の裏面・上面電極層形成工程）。

次に、図１６（ｃ）に示すように、絶縁基板１の上面全体にニッケルクロム系合金等からなる薄膜抵抗体層４をスパッタを用いて形成する（図１５の抵抗体着膜工程）。

次に、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、前記薄膜抵抗体層４を所定の抵抗体パターン４ａに形成するフォトリソプロセス工程（フォトレジスト塗布・乾燥、パターン露光、現像、エッチング、レジスト剥離の各工程）を行った後、抵抗体パターン４ａを安定な膜にするために、３００〜４００℃の雰囲気で熱処理を行う（図１５の薄膜抵抗体層を形成する工程）。

次に、図１８（ａ）に示すように、上面電極層２上の薄膜抵抗体層４を覆うように導体樹脂からなる再上面電極層５を形成する（図１５の再上面電極層形成工程）。

次に、図１８（ｂ）に示すように、抵抗体パターン４ａの抵抗値を所定の値に修正するためにレーザートリミングにより抵抗値修正を行って、抵抗値修正済みの抵抗体パターン４ｂとする（図１５の抵抗値修正工程）。

次に、図１８（ｃ）に示すように、抵抗値修正済みの抵抗体パターン４ｂを保護するために、熱硬化性のエポキシ系樹脂からなる保護膜層６を形成する（図１５の保護膜層形成工程）。

次に、図１９（ａ）に示すように、シート状の絶縁基板１を１次分割溝１ａに沿って分割することにより短冊状基板１ｅを得る（図１５の１次分割工程）。

次に、図１９（ｂ）に示すように、短冊状基板１ｅの端面にスパッタまたは樹脂電極塗布を用いて端面電極層７を形成する（図１５の端面電極形成工程）。

次に、図１９（ｃ）に示すように、短冊状基板１ｅを２次分割溝１ｂに沿って分割することにより個片状基板１ｆを得る（図１５の２次分割工程）。

最後に、図１９（ｄ）に示すように、はんだ付け時の信頼性を確保するために、露出した電極部にめっきによりニッケルめっき層、錫めっき層からなる電極めっき層８を形成する工程（図１５の電極めっき層形成工程）を行うことにより、従来の薄膜チップ抵抗器を製造していた。

上記のようにして製造された従来の薄膜チップ抵抗器は、ニッケルクロム系合金等からなる薄膜抵抗体層４を用いているため、高精度で、かつ低ＴＣＲ特性を実現できるものである。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１，２が知られている。

特開２００７−１９４５９５号公報特開平８−１３８９０３号公報

上記した従来の薄膜チップ抵抗器においては、人体や電子機器等から発生する静電気が基板回路に流れ、抵抗器内の抵抗体層を通過したときに、抵抗値変化が大きくなるという課題があり、静電気試験に対する規格の厳しいカーエレクトロニクス分野では、この種の高精度・低ＴＣＲ特性を有する薄膜チップ抵抗器においても、静電気に強い特性が要望されているものである。

チップ抵抗器で最も汎用的に用いられているスクリーン印刷で抵抗体層を形成する厚膜チップ抵抗器においては、特開２００６−４１５５７号公報にも示されているように、印刷形成される抵抗体層を蛇行させることにより、静電気特性を向上させることができるものである。

しかしながら、薄膜チップ抵抗器においては、一定の膜厚で抵抗値を大きくする必要があるため、一般的なフォトリソグラフィー技術を用いて蛇行した抵抗パターンを形成するようにしているが、これだけでは、静電気特性を向上させるには至っていないものである。

すなわち、薄膜チップ抵抗器は厚膜チップ抵抗器に比べて薄膜抵抗体層の膜厚が薄く、そして、絶縁基板表面の凹凸による高低差がある絶縁基板の凹部分はスパッタの影になるという影響から、これに起因する薄膜抵抗体層の膜厚の厚い部分と薄い部分の差の影響は顕著になるものであり、アルミナ純度９６％程度のアルミナ基板で構成される絶縁基板においては、表面粗さＲａが０．３μｍ程度であるため、この絶縁基板を用いた従来の薄膜チップ抵抗器においては、図２０に示すように、絶縁基板１を構成するアルミナ粒子径が大きくなって、絶縁基板１の表面の凹凸による高低差も大きくなるため、絶縁基板１の凹部での薄膜抵抗体層４の膜厚は絶縁基板１の凸部での薄膜抵抗体層４の膜厚よりも極端に薄くなり、その結果、静電気が印加された際には、前記凹部における薄膜抵抗体層４の膜厚の薄い部分に静電気の負荷集中が発生して抵抗値が変化してしまうものである。

静電気特性を向上させるためには、上記したような絶縁基板の凹凸の影響を無視できるように十分な膜厚で薄膜抵抗体層を形成するとともに、静電気により発生した熱を絶縁基板に逃がすという対策が考えられるが、上記した従来のアルミナ純度９６％程度のアルミナ基板で構成される絶縁基板においては、表面粗さＲａが０．３μｍ程度であるため、フォトリソグラフィーで形成することが可能な抵抗体線幅で得られるアスペクトには制限があり、そのため、例えば、２０１２サイズで１ＭΩといった高抵抗領域を得ることはできないものであった。

また、従来の表面実装型のチップ電子部品においては、上記した特許文献２における従来の技術に示されているように、薄い平板状の絶縁基板の表面に、蒸着やスパッタ等によりＮｉ−Ｃｒ等の金属薄膜を形成し、そして、前記金属薄膜をエッチングまたはフォトリソグラフにより約１０μｍ程度の幅の抵抗体パターンに形成しているものであり、そして、この金属薄膜は約１０００Å程度の厚さであるため、前記絶縁基板としては、表面粗さＲａが０．０５μｍ以下の極めて平滑な面性状を有した絶縁基板を用いなければならず、したがって、この絶縁基板には、表面が極めて平滑なアルミナ純度９９％以上の高純度のセラミック基板を用いなければならないため、使用可能な絶縁基板が制約され、製造コストも高いものとなり、その結果、チップ抵抗器自体も比較的高価なものとなっていた。そこで、この特許文献２における発明は、簡単な構成で、正確に信頼性の高い金属薄膜の電子素子が形成可能で、コストも安価にすることができるチップ電子部品を提供するために、アルミナ純度９６％程度のセラミック基板の表面全面に１０〜数１０μｍ程度の厚さのガラスコートを形成し、かつこのガラスコートは、表面粗さＲａが０．０２μｍ程度の極めて平滑な表面に形成され、そして、このガラスコートの表面全面に、蒸着やスパッタ等によりＮｉ−Ｃｒの金属薄膜を約１０００Å程度の厚さに形成しているものである。

しかしながら、上記した特許文献２のように、アルミナ純度９６％程度のセラミック基板の表面全面に１０〜数１０μｍ程度の厚さのガラスコートを形成した場合、このガラスコートは、表面粗さＲａが０．０２μｍ程度の極めて平滑な表面に形成されるものの、熱伝導性がアルミナと比べて極めて悪いため、静電気等の負荷により発生した熱を絶縁基板に逃がすということが速やかに行えず、その結果、負荷特性の向上の面で課題を有するとともに、ガラスコートを別個に形成する必要性から製造コストの面でも課題を有するものであった。

また、絶縁基板として、表面が極めて平滑なアルミナ純度９９％以上の高純度のセラミック基板を用いた場合、このセラミック基板に、短冊状基板および個片状基板に分割するための分割溝を形成する際、セラミック基板の硬度が非常に高いため、プレス金型による分割溝の形成が効率よく行えず、そのため、短冊状基板および個片状基板に分割する場合には、レーザー切断やダイシング等の高コストの量産プロセスが必要となるものであり、さらに前記分割溝を形成するためにレーザースクライブを用いた場合、チップ形状の製品が小型品の場合は、レーザースクライブにより分割溝を形成する際に生じた飛散物が薄膜抵抗体層の上に飛散して抵抗値変化に影響を及ぼすという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもので、静電気特性を向上させることができるとともに、短冊状基板および個片状基板に分割する場合においても、その分割が効率よく行えて量産性を向上させることができ、さらにはレーザースクライブにより分割溝を形成する際に生じた飛散物の影響も解消することができる薄膜チップ抵抗器の製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、分割溝が形成されていないシート状の絶縁基板の上面に複数の上面電極層を形成する工程と、前記複数の上面電極層と電気的に接続されるように複数の薄膜抵抗体層を形成する工程と、前記複数の薄膜抵抗体層を覆うように保護膜層を形成する工程とを備え、前記シート状の絶縁基板として、表面粗さＲａが０．１μｍ以下であるアルミナ純度９９％以上のアルミナ基板を用いるとともに、前記絶縁基板の上面と裏面に前記薄膜抵抗体層をチップ形状に分割する１次分割溝および２次分割溝をレーザースクライブによりそれぞれ形成し、かつ前記１次分割溝と２次分割溝は、前記絶縁基板の上面側の１次分割溝の深さｔ１を前記絶縁基板の裏面側の１次分割溝の深さｔ３より浅く形成するとともに、シート状の絶縁基板１における上面側の２次分割溝１ｂの深さｔ２をシート状の絶縁基板１における裏面側の２次分割溝１ｄの深さｔ４より浅く形成し、かつ前記絶縁基板の上面側の１次分割溝の深さｔ１を２次分割溝の深さｔ２より深く形成するとともに、前記絶縁基板の裏面側の１次分割溝の深さｔ３を２次分割溝の深さｔ４より深く形成し、さらに前記絶縁基板の上面側および裏面側の１次分割溝および２次分割溝は、薄膜抵抗体層をフォトレジストパターンに沿ってエッチングすることにより形成した後にレーザースクライブにより形成し、その後、フォトレジストを剥離するようにするとともに、前記１次分割溝でシート状の絶縁基板を短冊状に分割して、この短冊状基板の端面に端面電極層を形成し、その後、２次分割溝で短冊状基板を分割することにより個片状基板を得るようにしたものである。

上記製造方法によれば、絶縁基板として、表面粗さＲａが０．１μｍ以下であるアルミナ純度９９％以上のアルミナ基板を用いているため、従来の薄膜チップ抵抗器で用いられている表面粗さＲａが０．３μｍ程度であるアルミナ純度９６％程度の絶縁基板に比べて熱伝導性に優れたものが得られることになり、その結果、静電気等の負荷により発生した熱も絶縁基板に効果的に逃がすことができるとともに、絶縁基板の表面の凹凸による高低差も小さくなり、これにより、従来の薄膜チップ抵抗器で設計されている薄膜抵抗体層の膜厚のままでも、絶縁基板の表面の凹凸に影響されること無く薄膜抵抗体層はより均一な膜厚を有することになるため、静電気が印加されたときの負荷集中による抵抗値変化は起こりにくくなって静電気特性を著しく向上させることができ、しかも、絶縁基板の表面の凹凸による高低差が小さくなることにより、フォトリソグラフィーで形成することが可能な抵抗体線幅で得られるアスペクト比も大きくすることができるため、抵抗体線幅も狭くすることができるとともに、薄膜抵抗体層の薄膜化が可能となり、その結果、例えば、２０１２サイズで１ＭΩといった高抵抗領域を得ることができる。

また、絶縁基板の上面と裏面にレーザースクライブによりそれぞれ形成された１次分割溝と２次分割溝は、前記絶縁基板の上面側の１次分割溝の深さｔ１を前記絶縁基板の裏面側の１次分割溝の深さｔ３より浅く形成するとともに、シート状の絶縁基板１における上面側の２次分割溝１ｂの深さｔ２をシート状の絶縁基板１における裏面側の２次分割溝１ｄの深さｔ４より浅く形成し、さらに前記絶縁基板の上面側の１次分割溝の深さｔ１を２次分割溝の深さｔ２より深く形成するとともに、前記絶縁基板の裏面側の１次分割溝の深さｔ３を２次分割溝の深さｔ４より深く形成しているため、保護膜層や薄膜抵抗体層等を形成している絶縁基板の上面側において発生するレーザースクライブによる飛散物の発生を抑制することができ、その結果、保護膜層や薄膜抵抗体層等がレーザースクライブにより損傷するという度合も非常に少なくなるため、抵抗値変化の影響を軽減することができる。

そしてまた、シート状の絶縁基板を短冊状基板および個片状基板に分割する場合においても、絶縁基板の上面と裏面にレーザースクライブにより１次分割溝と２次分割溝がそれぞれ形成されているため、短冊状基板および個片状基板への分割も効率よく行えて量産性を向上させることができるとともに、絶縁基板１における上面側の１次分割溝の深さｔ１を２次分割溝の深さｔ２より深く形成するとともに、裏面側の１次分割溝の深さｔ３を２次分割溝の深さｔ４より深く形成しているため、１次分割時における短冊状基板への不用意な割れも抑制することができる。

さらに、前記絶縁基板の上面側、すなわち薄膜抵抗体層を形成した側および絶縁基板の裏面側にそれぞれ形成される１次分割溝および２次分割溝は、薄膜抵抗体層をフォトレジストパターンに沿ってエッチングすることにより形成した後にレーザースクライブにより形成し、その後、フォトレジストを剥離するようにしているため、絶縁基板の薄膜抵抗体層を形成した側に形成される１次分割溝および２次分割溝は薄膜抵抗体層がフォトレジストで被覆された状態でレーザースクライブにより形成されることになり、その結果、レーザースクライブにより１次分割溝および２次分割溝を形成する際に生じた飛散物はフォトレジストの上に付着することになり、そして、この飛散物が付着したフォトレジストは後で剥離されるため、チップ形状の製品が小型品の場合において、レーザースクライブにより１次分割溝および２次分割溝を形成する際に生じた飛散物が薄膜抵抗体層の上に飛散して抵抗値変化に影響を及ぼすという課題も解消することができるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明の薄膜チップ抵抗器の製造方法は、絶縁基板として、表面粗さＲａが０．１μｍ以下であるアルミナ純度９９％以上のアルミナ基板を用いているため、従来の薄膜チップ抵抗器で用いられている表面粗さＲａが０．３μｍ程度であるアルミナ純度９６％程度の絶縁基板に比べて熱伝導性に優れたものが得られることになり、その結果、静電気等の負荷により発生した熱も絶縁基板に効果的に逃がすことができるとともに、絶縁基板の表面の凹凸による高低差も小さくなり、これにより、従来の薄膜チップ抵抗器で設計されている薄膜抵抗体層の膜厚のままでも、絶縁基板の表面の凹凸に影響されること無く薄膜抵抗体層はより均一な膜厚を有することになるため、静電気が印加されたときの負荷集中による抵抗値変化は起こりにくくなって静電気特性を著しく向上させることができ、しかも、絶縁基板の表面の凹凸による高低差が小さくなることにより、フォトリソグラフィーで形成することが可能な抵抗体線幅で得られるアスペクト比も大きくすることができるため、抵抗体線幅も狭くすることができるとともに、薄膜抵抗体層の薄膜化が可能となり、その結果、例えば、２０１２サイズで１ＭΩといった高抵抗領域を得ることができる。

そしてまた、１次分割および２次分割によって短冊状基板、個片状基板に分割する場合においても、絶縁基板１の両面への１次分割溝１ａと２次分割溝１ｂの形成により分割が効率よく行えて量産性を向上させることができるとともに、絶縁基板１における上面側の１次分割溝の深さｔ１を２次分割溝の深さｔ２より深く形成するとともに、裏面側の１次分割溝の深さｔ３を２次分割溝の深さｔ４より深く形成しているため、１次分割時における短冊状基板への不用意な割れを抑制することができる。

さらに、前記絶縁基板の上面側、すなわち薄膜抵抗体層を形成した側および絶縁基板の裏面側にそれぞれ形成される１次分割溝および２次分割溝は、薄膜抵抗体層をフォトレジストパターンに沿ってエッチングすることにより形成した後にレーザースクライブにより形成し、その後、フォトレジストを剥離するようにしているため、絶縁基板の薄膜抵抗体層を形成した側に形成される１次分割溝および２次分割溝は薄膜抵抗体層がフォトレジストで被覆された状態でレーザースクライブにより形成されることになり、その結果、レーザースクライブにより１次分割溝および２次分割溝を形成する際に生じた飛散物はフォトレジストの上に付着することになり、そして、この飛散物が付着したフォトレジストは後で剥離されるため、チップ形状の製品が小型品の場合において、レーザースクライブにより１次分割溝および２次分割溝を形成する際に生じた飛散物が薄膜抵抗体層の上に飛散して抵抗値変化に影響を及ぼすという課題も解消することができる等優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器の断面図同薄膜チップ抵抗器の製造方法を示すフローチャート（ａ）〜（ｃ）同薄膜チップ抵抗器の製造工程図（ａ）〜（ｃ）同薄膜チップ抵抗器の製造工程図（ａ）〜（ｃ）同角形薄膜チップ抵抗器の製造工程図（ａ）（ｂ）同角形薄膜チップ抵抗器の製造工程図（ａ）〜（ｃ）同角形薄膜チップ抵抗器の製造工程図同角形薄膜チップ抵抗器のシート状の絶縁基板における上面側の１次分割溝および２次分割溝の深さと裏面側の１次分割溝および２次分割溝の深さとの関係を示す部分斜視図同薄膜チップ抵抗器における絶縁基板の表面状態を示す図同薄膜チップ抵抗器におけるシート状の絶縁基板に片面スリットを施した場合における分割状態を示す図同薄膜チップ抵抗器におけるシート状の絶縁基板に両面スリットを施した場合における分割状態を示す図同薄膜チップ抵抗器における絶縁基板の上面側の１次分割溝の深さと裏面側の１次分割溝の深さの両方を合算した深さの絶縁基板の厚みに対する比率と、バリ寸法との関係を示す図同薄膜チップ抵抗器における絶縁基板の上面側の２次分割溝の深さと裏面側の２次分割溝の深さの両方を合算した深さの絶縁基板の厚みに対する比率と、バリ寸法との関係を示す図従来の薄膜チップ抵抗器の断面図同薄膜チップ抵抗器の製造方法を示すフローチャート（ａ）〜（ｃ）同薄膜チップ抵抗器の製造工程図（ａ）〜（ｃ）同薄膜チップ抵抗器の製造工程図（ａ）〜（ｃ）同薄膜チップ抵抗器の製造工程図（ａ）〜（ｄ）同薄膜チップ抵抗器の製造工程図同薄膜チップ抵抗器における絶縁基板の表面状態を示す図

以下、本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器の断面図、図２は同薄膜チップ抵抗器の製造方法を示すフローチャートである。本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器の製造方法の特徴とするところは、図２のフローチャートに示すように、絶縁基板の上面・裏面にレーザースクライブにより分割溝を形成する工程を薄膜抵抗体層を形成する工程の中で行うようにした点である。なお、図１に示す本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器の断面構造は、図１４に示した従来の薄膜チップ抵抗器の断面構造と同一であるため、その構造の説明は省略する。

次に、本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器の製造方法を図２のフローチャート、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）、図６（ａ）（ｂ）および図７（ａ）〜（ｃ）の製造工程図にもとづいて説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、アルミナ純度が９９％以上で、表面粗さが０．１μｍであり、かつ分割溝が形成されていないアルミナ基板からなるシート状の絶縁基板１を用意する。

次に、図３（ｂ）に示すように、絶縁基板１の上面および裏面に金を主成分とする金属有機物からなる電極ペーストをスクリーン印刷・乾燥させ、その後、金属有機物電極ペーストの有機成分だけを飛ばし、そして金属成分だけを絶縁基板１上に焼き付けるために、ベルト式連続焼成炉によって焼成し、上面電極層２および裏面電極層３（図示せず）を形成する（図２の裏面・上面電極層形成工程）。

次に、図３（ｃ）に示すように、絶縁基板１の上面全体にＮｉ−Ｃｒ系合金等からなる薄膜抵抗体層４をスパッタにより形成する（図２の抵抗体着膜工程）。

次に、図４（ａ）に示すように、前記薄膜抵抗体層４を所定の抵抗体パターン４ａに形成するフォトリソプロセス工程の前半部分、すなわちフォトレジスト塗布・乾燥、パターン露光、現像の各工程を行う。ここでフォトレジストの塗布にはロールコート法、スピンコート法、スプレーコート法、フィルムレジスト等を用い、その膜厚は所望の抵抗体パターン４ａを忠実に再現するために膜厚ばらつきの少ない数μｍ程度の均一な膜厚とする。

次に、図４（ｂ）に示すように、フォトレジストに形成した抵抗体パターン４ａに従って薄膜抵抗体層４を抜き取るというウェットエッチング工程を行う。このウェットエッチングには、上面電極層２の材料を溶解せずに薄膜抵抗体層４の材料を選択的に溶解する強酸性の水溶液が用いられる。

次に、図４（ｃ）に示すように、シート状の絶縁基板１における上面側と裏面側の両方のそれぞれに、前記薄膜抵抗体層４をチップ形状に分割するための１次分割溝１ａ，１ｃおよび２次分割溝１ｂ，１ｄをレーザースクライブにより形成する。この場合、１次分割溝１ａ，１ｃはシート状の絶縁基板１の両端まで達していることが必要であり、一方、１次分割溝１ａ，１ｃと直交する関係にある２次分割溝１ｂ，１ｄは、シート状の絶縁基板１の両端まで達するように形成する必要はないものである（図２の上面・裏面分割溝形成工程）。

次に、図５（ａ）に示すように、フォトレジストを剥離するレジスト剥離工程を実施し、その後、抵抗体パターン４ａを安定な膜にするために、３００〜４００℃の雰囲気で熱処理を行う（図２の薄膜抵抗体層を形成する工程）。

次に、図５（ｂ）に示すように、上面電極層２上の薄膜抵抗体層４を覆うように導体樹脂からなる再上面電極層５を形成する（図２の再上面電極層形成工程）。

次に、図５（ｃ）に示すように、抵抗体パターン４ａの抵抗値を所定の値に修正するためにレーザートリミングにより抵抗値修正工程を行って、抵抗値修正済みの抵抗パターン４ｂとする（図２の抵抗値修正工程）。

次に、図６（ａ）に示すように、抵抗値修正済みの抵抗パターン４ｂを保護するために、複数の薄膜抵抗体層４をそれぞれ覆うように熱硬化性のエポキシ樹脂、あるいはポリイミド樹脂とエポキシ樹脂の二層構成からなる複数の独立した保護膜層６を形成する（図２の保護膜層形成工程）。

次に、図６（ｂ）に示すように、シート状の絶縁基板１を１次分割溝１ａ，１ｃに沿って分割することにより短冊状基板１ｅを得る（図２の１次分割工程）。

次に、図７（ａ）に示すように、短冊状基板１ｅの端面に樹脂金属を塗布することにより端面電極層７を形成する。なお、この場合、端面電極層７はＣｒやＮｉＣｒ系合金等の材料を用いてスパッタにより形成してもよいものである（図２の端面電極層形成工程）。

次に、図７（ｂ）に示すように、短冊状基板１ｅを２次分割溝１ｂ，１ｄに沿って分割することにより個片状基板１ｆを得る（図２の２次分割工程）。

最後に、図７（ｃ）に示すように、はんだ付け時の信頼性を確保するために、露出した電極部にめっきによりニッケルめっき層、錫めっき層からなる電極めっき層８を形成する工程（図２の電極めっき層形成工程）を行うことにより、本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器を完成させる。

図８は上記したシート状の絶縁基板１における上面側の１次分割溝１ａおよび２次分割溝１ｂの深さと裏面側の１次分割溝１ｃおよび２次分割溝１ｄの深さとの関係を示したもので、このシート状の絶縁基板１における上面側の１次分割溝１ａの深さｔ１および２次分割溝１ｂの深さｔ２と、裏面側の１次分割溝１ｃの深さｔ３および２次分割溝１ｄの深さｔ４との関係は、シート状の絶縁基板１における上面側の１次分割溝１ａの深さｔ１をシート状の絶縁基板１における裏面側の１次分割溝１ｃの深さｔ３より浅く形成するとともに、シート状の絶縁基板１における上面側の２次分割溝１ｂの深さｔ２をシート状の絶縁基板１における裏面側の２次分割溝１ｄの深さｔ４より浅く形成し、さらにシート状の絶縁基板１における上面側の１次分割溝１ａの深さｔ１を２次分割溝１ｂの深さｔ２より深く形成するとともに、裏面側の１次分割溝１ｃの深さｔ３を２次分割溝１ｄの深さｔ４より深く形成しているもので、すなわち、ｔ１＜ｔ３，ｔ２＜ｔ４，ｔ１＞ｔ２，ｔ３＞ｔ４の関係にしているものである。

このような関係、すなわち、絶縁基板１の裏面側の溝深さを絶縁基板１の上面側の溝深さより深くすることにより、保護膜層６や薄膜抵抗体層４等を形成している絶縁基板１の上面側において発生するレーザースクライブによる飛散物の発生を抑制することができるため、保護膜層６や薄膜抵抗体層４等がレーザースクライブにより損傷するという度合を非常に少なくすることができ、これにより、抵抗値変化の影響を軽減することができ、また、１次分割および２次分割によって短冊状基板、個片状基板に分割する場合においても、絶縁基板１の両面への１次分割溝１ａと２次分割溝１ｂの形成により分割が効率よく行えて量産性を向上させることができるとともに、絶縁基板１における上面側の１次分割溝１ａの深さｔ１を２次分割溝１ｂの深さｔ２より深く形成するとともに、裏面側の１次分割溝１ｃの深さｔ３を２次分割溝１ｄの深さｔ４より深く形成しているため、１次分割時における短冊状基板１ｅへの不用意な割れを抑制することができるものである。

上記したように本発明の一実施の形態においては、絶縁基板１として、表面粗さＲａが０．１μｍ以下であるアルミナ基板を用いているため、従来の薄膜チップ抵抗器で用いられている表面粗さＲａが０．３μｍ程度である絶縁基板に比べて絶縁基板１の表面の凹凸による高低差は小さくなり、これにより、従来の薄膜チップ抵抗器で設計されている薄膜抵抗体層４の膜厚のままでも、絶縁基板１の表面の凹凸に影響されること無く薄膜抵抗体層４はより均一な膜厚を有することになるため、静電気が印加されたときの負荷集中による抵抗値変化は起こりにくくなって静電気特性を向上させることができるという効果を有するものである。

また、本発明の一実施の形態においては、絶縁基板１を構成するアルミナ基板として、アルミナ純度が９９％以上のアルミナ基板を用いているため、アルミナ基板の表面粗さＲａを容易に０．１μｍ以下にすることが可能となり、これにより、従来の薄膜チップ抵抗器で設計されている薄膜抵抗体層の膜厚のままでも、静電気が印加されたときの負荷集中による抵抗値変化は起こりにくくなって静電気特性を向上させることができるという効果を有するものである。

なお、上記本発明の一実施の形態においては、裏面電極層３（図示せず）を形成する場合、金を主成分とするもので形成しているが、この裏面電極層３（図示せず）は、図６（ａ）で示した抵抗値修正済みの抵抗パターン４ｂを保護するための熱硬化性のエポキシ樹脂からなる保護膜層６を形成した後、絶縁基板１の裏面に導体樹脂からなる電極をスクリーン印刷して硬化させることにより形成しても良いものである。

（表１）は表面粗さＲａが０．３μｍ、特にアルミナ純度が９６％であるアルミナ基板からなる絶縁基板を用いた抵抗値が７５ｋΩの従来の薄膜チップ抵抗器と、表面粗さＲａが０．１μｍ以下、特にアルミナ純度が９９％以上であるアルミナ基板からなる絶縁基板を用いた従来と同一形状で、かつ抵抗値が７５ｋΩである本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器について、人体モデルの静電気試験をそれぞれ１０個ずつ実施し、静電気印加後の抵抗値変化率が０．１％を超えるものの個数を示したものである。

上記（表１）から明らかなように、従来の薄膜チップ抵抗器においては、静電気印加後の抵抗値変化率が０．１％を超えるものの個数が印加電圧２．４ｋＶで１０個になったが、本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器においては、印加電圧が２．４ｋＶを超えてそれ以上になっても、静電気印加後の抵抗値変化率が０．１％を超えるものの個数は０個であった。この試験結果からも明らかなように、本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器は、静電気特性を著しく向上させることができるものである。

また、表面粗さＲａが０．１μｍ以下であるアルミナ基板からなる絶縁基板１を用いた本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器は、表面粗さＲａが０．１μｍ以下であるため、図９に示すように、絶縁基板１を構成するアルミナ粒子径は小さくなって、絶縁基板１の表面の凹凸により高低差も小さくなるため、絶縁基板１の表面の薄膜抵抗体層４の膜厚は全体的に均一になり、その結果、静電気が印加された際においても、従来のような膜厚の薄い部分へ静電気の負荷集中が発生するということはなくなるため、抵抗値が変化してしまうということもなくなるものである。

そしてまた、上記本発明の一実施の形態においては、絶縁基板１の上面側、すなわち薄膜抵抗体層４を形成した側と絶縁基板１の裏面側の両方にそれぞれ１次分割溝１ａ，１ｃおよび２次分割溝１ｂ，１ｄを形成する場合、薄膜抵抗体層４をフォトレジストパターンに沿ってエッチングすることにより形成した後にレーザースクライブにより形成し、その後、フォトレジストを剥離するようにしているため、絶縁基板１の薄膜抵抗体層４を形成した側に形成される１次分割溝１ａおよび２次分割溝１ｂは薄膜抵抗体層４がフォトレジストで被覆された状態でレーザースクライブにより形成されることになり、その結果、レーザースクライブにより１次分割溝１ａおよび２次分割溝１ｂを形成する際に生じた飛散物はフォトレジストの上に付着することになり、そして、この飛散物が付着したフォトレジストは後で剥離されるため、チップ形状の製品が小型品の場合において、レーザースクライブにより１次分割溝１ａおよび２次分割溝１ｂを形成する際に生じた飛散物が薄膜抵抗体層４の上に飛散して抵抗値変化に影響を及ぼすという課題も解消することができるものである。

さらに、上記本発明の一実施の形態においては、絶縁基板１の上面側、すなわち薄膜抵抗体層４を形成した側と絶縁基板１の裏面側の両方に１次分割溝１ａ，１ｃおよび２次分割溝１ｂ，１ｄをそれぞれ形成する場合、レーザースクライブによって形成するようにしているが、この場合、１回の走行で１次分割溝１ａ，１ｃおよび２次分割溝１ｂ，１ｄを形成しようとすると、大きなレーザーパワーが必要になるとともに、このレーザーによる基板発熱における抵抗値変化等の悪影響も懸念されるため、レーザースクライブによって１次分割溝１ａ，１ｃおよび２次分割溝１ｂ，１ｄをそれぞれ形成する場合、複数回に分けてレーザーを走行させるようにすれば、上記したような不具合も解消することができるものである。

また、上記本発明の一実施の形態のように、絶縁基板１の上面側、すなわち薄膜抵抗体層４を形成した側と絶縁基板１の裏面側の両方に１次分割溝１ａ，１ｃおよび２次分割溝１ｂ，１ｄをそれぞれ形成するのではなく、例えば、絶縁基板１の上面側、すなわち薄膜抵抗体層４を形成した側と絶縁基板１の裏面側のいずれか一方のみに１次分割溝１ａおよび２次分割溝１ｂを形成するようにした片面スリットの場合は、この絶縁基板１を１次分割および２次分割によって短冊状基板、個片状基板に分割する際、図１０に示すように、例えば、絶縁基板１の裏面側のみに分割溝１ａ，１ｂを形成したものにおいては、この分割溝１ａ，１ｂの部分から絶縁基板１の上面に向けて分割バリ９が生じることになり、その結果、製品寸法（Ｌ寸法）が所定寸法より分割バリ９の寸法分だけ大きくなってしまうという課題を有していた。しかしながら、上記本発明の一実施の形態においては、絶縁基板１の上面側、すなわち薄膜抵抗体層４を形成した側と絶縁基板１の裏面側の両方に１次分割溝１ａ，１ｃおよび２次分割溝１ｂ，１ｄをそれぞれ形成するようにした両面スリットを採用しているため、この絶縁基板１を１次分割および２次分割によって短冊状基板、個片状基板に分割した場合、図１１に示すように、上記したような分割バリ９が生じることはなく、きれいな状態で分割されることになり、その結果、製品寸法（Ｌ寸法）は所定寸法のものを確実に得ることができるものである。

図１２は絶縁基板１の上面側の１次分割溝１ａの深さと裏面側の１次分割溝１ｃの深さの両方を合算した深さの絶縁基板１の厚みに対する比率と、分割バリ寸法との関係を示す図で、この図１２からも明らかなように、前記比率は４５％〜７５％の範囲が好ましいものである。すなわち、前記比率が４５％以上であれば、分割バリ寸法を２０μｍ以下に抑えることができ、また、前記比率が７５％以下であれば、１次分割溝に沿った基板割れも確実に防止することができるものである。

図１３は絶縁基板１の上面側の２次分割溝１ｂの深さと裏面側の２次分割溝１ｄの深さの両方を合算した深さの絶縁基板１の厚みに対する比率と、分割バリ寸法との関係を示す図で、この図１３からも明らかなように、前記比率は２０％〜６０％の範囲が好ましいものである。すなわち、前記比率が２０％以上であれば、分割バリ寸法を２０μｍ以下に抑えることができ、また、前記比率が６０％以下であれば、短冊状基板の状態における２次分割溝に沿った折れも確実に防止することができるものである。

本発明に係る薄膜チップ抵抗器の製造方法は、静電気が印加された際においても、抵抗値が変化してしまうということはなくなり、静電気特性を向上させることができるとともに、１次分割および２次分割も効率よく行えるという効果を有するものであり、特に、各種電子機器に適用して有用となるものである。

１絶縁基板
１ａ，１ｃ１次分割溝
１ｂ，１ｄ２次分割溝
１ｅ短冊状基板
１ｆ個片状基板
２上面電極層
４薄膜抵抗体層
６保護膜層
７端面電極層

Claims

分割溝が形成されていないシート状の絶縁基板の上面に複数の上面電極層を形成する工程と、前記複数の上面電極層と電気的に接続されるように複数の薄膜抵抗体層を形成する工程と、前記複数の薄膜抵抗体層を覆うように保護膜層を形成する工程とを備え、前記シート状の絶縁基板として、表面粗さＲａが０．１μｍ以下であるアルミナ純度９９％以上のアルミナ基板を用いるとともに、前記絶縁基板の上面と裏面に前記薄膜抵抗体層をチップ形状に分割する１次分割溝および２次分割溝をレーザースクライブによりそれぞれ形成し、かつ前記１次分割溝と２次分割溝は、前記絶縁基板の上面側の１次分割溝の深さｔ１を前記絶縁基板の裏面側の１次分割溝の深さｔ３より浅く形成するとともに、シート状の絶縁基板１における上面側の２次分割溝の深さｔ２をシート状の絶縁基板１における裏面側の２次分割溝の深さｔ４より浅く形成し、かつ前記絶縁基板の上面側の１次分割溝の深さｔ１を２次分割溝の深さｔ２より深く形成するとともに、前記絶縁基板の裏面側の１次分割溝の深さｔ３を２次分割溝の深さｔ４より深く形成し、さらに前記絶縁基板の上面側と裏面側の１次分割溝および２次分割溝は、薄膜抵抗体層をフォトレジストパターンに沿ってエッチングすることにより形成した後にレーザースクライブにより形成し、その後、フォトレジストを剥離するようにするとともに、前記１次分割溝でシート状の絶縁基板を短冊状に分割して、この短冊状基板の端面に端面電極層を形成し、その後、２次分割溝で短冊状基板を分割することにより個片状基板を得るようにした薄膜チップ抵抗器の製造方法。