JP2016004870A - 抵抗器のトリミング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ生産効率の良いトリミング方法によって、トリミング溝に導電性のダストが載った場合でも抵抗値変動を抑制可能な抵抗器を提供する。
【解決手段】一対の表電極３にプローブを当てながら抵抗体４にレーザー光を照射することにより、抵抗体４の抵抗値を規定する第１トリミング溝５と、この第１トリミング溝５により規定された無効領域内に存する第２トリミング溝６とを形成するトリミング方法において、第１レーザー光を照射して第１トリミング溝５を形成している最中に、第２レーザー光を照射して第２トリミング溝６を同時に形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、抵抗体にトリミング溝を形成することによって抵抗値が調整される抵抗器のトリミング方法に関するものである。

一般的にチップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板と、絶縁基板上に所定間隔を存して対向配置された一対の表電極と、これら表電極間を橋絡する抵抗体等によって主に構成されており、抵抗体には抵抗値を調整するためのトリミング溝が形成されている。トリミング溝はレーザー光の照射によって形成されるスリットであり、そのスリット形状としては「Ｌカット」と呼ばれるものが主流となっている。

このようなトリミング溝を形成する場合、抵抗体の両端部に接続する表電極に測定端子（プローブ）を接触させて、抵抗体の抵抗値を測定しながら抵抗体の一方の側縁から電流方向と直交する方向にスリットを入れて、測定抵抗値が目標抵抗値よりも僅かに下回るまで抵抗値を上昇させた後（抵抗値の粗調整）、そのスリットを方向変換（ターン）して電流方向と平行な方向へ延ばすことにより、測定抵抗値を目標抵抗値に対して一致させるようにしている（抵抗値の微調整）。

しかしながら、上記したチップ抵抗器においては、抵抗体に形成された１本のＬ字状トリミング溝によって抵抗値が規定されるため、万一、このトリミング溝内に導電性のダストが侵入するとトリミング溝を橋絡してしまい、それに伴って抵抗値が変動してしまうという問題がある。

そこで従来より、図４に示すように、絶縁基板１１上に所定間隔を存して対向配置された一対の表電極１２と、これら表電極１２間を橋絡する長方形の抵抗体１３等を備え、この抵抗体１３に２本のトリミング溝１４，１５を形成することにより、溝にダストが載った場合でも、抵抗値の変動を抑制できるようにしたチップ抵抗器１０が提案されている（特許文献１参照）。

このチップ抵抗器１０において、外側のトリミング溝１４は、抵抗体１３の抵抗値を規定するＬ字状形状の主溝であり、抵抗体１３の一側縁１３ａから電流方向と直交する方向に延びる第１スリット１４ａと、第１スリット１４ａの終端部から電流方向と平行な方向に延びる第２スリット１４ｂとを有している。このトリミング溝１４は、一対の表電極１２に図示せぬプローブを当てながら、抵抗体１３にレーザー光を照射および走査することにより形成され、抵抗体１３が目標抵抗値になった時点でレーザー光の照射は停止される。

内側のトリミング溝１５は、外側のトリミング溝１４を形成した後に、そのトリミング溝１４の無効領域Ｓ内に形成されるＬ字状形状の補助溝であり、抵抗体１３の一側縁１３ａから電流方向と直交する方向に延びる第１スリット１５ａと、第１スリット１５ａの終端部から電流方向と平行な方向に延びる第２スリット１５ｂとを有している。ここで、無効領域Ｓは、外側のトリミング溝１４の第１および第２スリット１４ａ，１４ｂと、第２スリット１４ｂの終端部を通って抵抗体１３の一側縁１３ａに垂直な仮想線Ｐとにより囲まれた領域であって、トリミング溝１４によって電流が流れない領域となっている。

このように構成されたチップ抵抗器１０では、抵抗体１３に主溝側のトリミング溝１４と補助溝側のトリミング溝１５という２本の溝が形成されているため、万一、主溝側のトリミング溝１４に導電性のダストが載った場合であっても、補助溝側のトリミング溝１５が主溝の代用となることで、チップ抵抗器１０の抵抗値の変動を抑制することができるようになっている。また、補助溝側のトリミング溝１５は主溝側のトリミング溝１４の無効領域Ｓ内に形成されており、チップ抵抗器１０が正常に動作する際（主溝側のトリミング溝１４にダストが載っていない状態）に、補助溝側のトリミング溝１５は抵抗体１３の抵抗値にほとんど影響を与えないため、抵抗値の変動に注意を払う必要がなく補助溝側のトリミング溝１５を形成することができる。

特開２０１４−１７３７８号公報

特許文献１に開示された従来技術のように、抵抗体に１本目のトリミング溝を形成して目標抵抗値になるまで抵抗値調整を行った後、そのトリミング溝の無効領域内に２本目のトリミング溝を形成する場合、１本目のトリミング溝の寸法（第１および第２スリットの長さ）が抵抗体を形成したときの初期抵抗値やトリミング条件（例えば粗調整時の抵抗値設定）に左右されるため、１本目のトリミング溝の形状が一定になることはない。したがって、１本目のトリミング溝の形状によって区画される無効領域も一定になることはなく、このような無効領域内に２本目のトリミング溝を正確に形成するためには、１本目のトリミング溝の位置情報（寸法情報）を取得しなければならず、複雑な画像処理を伴う高価なトリミングプログラムが必要になるという難点がある。また、１本目のトリミング溝を形成した後に２本目のトリミング溝を形成するため、２本目のトリミング溝形成時の加工熱によって抵抗値が変化したり、両方のトリミングに要する加工時間が長くなって生産効率を悪化させるという問題もあった。

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、簡単かつ生産効率の良いトリミング方法によって、トリミング溝に導電性のダクトが載った場合でも抵抗値変動を抑制可能な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、本発明は、絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設けられた一対の表電極と、これら一対の表電極に接続する抵抗体とを備え、前記抵抗体にレーザー光を照射してトリミング溝を形成することで抵抗値が調整される抵抗器のトリミング方法において、前記抵抗体の抵抗値を規定する第１トリミング溝と、この第１トリミング溝により規定された無効領域内に存する第２トリミング溝とを有し、前記抵抗体に第１レーザー光を照射して前記第１トリミング溝を形成している最中に、前記抵抗体に第２レーザー光を照射して前記第２トリミング溝を同時に形成するようにした。

このような抵抗器のトリミング方法では、抵抗体の抵抗値を規定する第１トリミング溝を形成している最中に、もう１つの第２トリミング溝を同時に形成するようにしたので、初期抵抗値やトリミング条件等に応じて第１トリミング溝が様々な形状になっても、わざわざ第１トリミング溝の位置情報を取得することなく、第２トリミング溝を第１トリミング溝の無効領域内に短時間で正確に形成することができる。したがって、万一、第１トリミング溝に導電性のダクトが載った場合であっても、抵抗値の変動を抑制可能な抵抗器を実現することができる。

上記のトリミング方法において、抵抗体に対する第２レーザー光の照射位置を第１レーザー光の照射位置よりも一定間隔だけ走査方向の後側へずらし、この間隔を保ったまま第１レーザー光と第２レーザー光を同じ速度で走査すると、１つのレーザー光を均等に分配して位置関係を固定した状態で第１および第２トリミング溝を形成することができて好ましい。

また、上記のトリミング方法において、第１レーザー光の照射によって第１トリミング溝を形成した後、第２レーザー光の照射だけを続行することにより、第２トリミング溝を無効領域の外方へ延長させると、第２トリミング溝を抵抗値変化のしない無効領域から抵抗値変化のしにくい領域まで延ばして抵抗値調整できるため、高精度の抵抗値調整が可能となる。

本発明による抵抗器のトリミング方法では、抵抗体の抵抗値を規定する第１トリミング溝を形成している最中に、もう１つの第２トリミング溝を同時に形成するようにしたので、初期抵抗値やトリミング条件等に応じて第１トリミング溝が様々な形状になっても、わざわざ第１トリミング溝の位置情報を取得することなく、第２トリミング溝を第１トリミング溝の無効領域内に短時間で正確に形成することができる。したがって、万一、第１トリミング溝に導電性のダクトが載った場合であっても、抵抗値の変動を抑制することができる。

本発明の実施形態例に係るトリミング方法が適用されたチップ抵抗器の平面図である。 該チップ抵抗器の製造方法を示す説明図である。 本発明の他の実施形態例に係るトリミング方法を示す説明図である。 従来例に係るチップ抵抗器の平面図である。

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に示すように、本発明のトリミング方法が適用されたチップ抵抗器１は、セラミックス等からなる直方体形状の絶縁基板２と、絶縁基板２の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表電極３と、これら一対の表電極３に接続する長方形状の抵抗体４と、この抵抗体４を覆う図示せぬ保護層等によって主に構成されており、抵抗体４には第１トリミング溝５と第２トリミング溝６が形成されている。なお、図示省略されているが、絶縁基板２の裏面には表電極３に対応するように一対の裏電極が設けられており、絶縁基板２の長手方向の両端面には対応する表電極と裏電極を橋絡する端面電極が設けられている。

一対の表電極３はＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、抵抗体４は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乾燥・焼成させたものである。

第１トリミング溝５は、抵抗体４の抵抗値を規定するＬ字状形状の主溝であり、抵抗体４の一側縁（図の下辺）４ａから電流方向と直交する方向に延びる第１スリット５ａと、第１スリット５ａの終端部から電流方向と平行な方向に延びる第２スリット５ｂとを有している。ここで、第１トリミング溝５の第２スリット５ｂの終端部を通って抵抗体４の一側縁４ａに垂直な仮想線をＰとすると、第１トリミング溝５と仮想線Ｐとにより囲まれた部分は抵抗値変化のしない無効領域Ｓとなっている。

第２トリミング溝６は、第１トリミング溝５の内側に形成されたＬ字状形状の補助溝であり、抵抗体４の一側縁４ａから電流方向と直交する方向に延びる第１スリット６ａと、第１スリット６ａの終端部から電流方向と平行な方向に延びる第２スリット６ｂとを有している。ここで、第１スリット６ａの全部と第２スリット６ｂの大部分は第１トリミング溝５の無効領域Ｓ内に形成されているが、第２スリット６ｂの先端部は無効領域Ｓを越えた部位まで延びており、当該部位は抵抗値変化のしにくい領域となっている。

なお、詳細については後述するが、第１トリミング溝５と第２トリミング溝６は、一対の表電極３に図示せぬプローブを当てながら抵抗体４に２本のレーザー光を照射し、これらレーザー光を所定方向に同時に走査することにより形成される。

このように構成されたチップ抵抗器１では、抵抗体４に主溝側の第１トリミング溝５と補助溝側の第２トリミング溝６という２本の溝が形成されているため、万一、第１トリミング溝５に導電性のダストが載った場合であっても、補助溝側の第２トリミング溝６が主溝の代用となることで、チップ抵抗器１の抵抗値の変動を抑制することができる。なお、第２トリミング溝６は第１トリミング溝５の無効領域Ｓ内に形成されており、この無効領域Ｓは抵抗値変化のしない領域であるため、チップ抵抗器１が正常に動作する際（主溝側の第１トリミング溝５にダストが載っていない状態）に、補助溝側の第２トリミング溝６は抵抗体１の抵抗値にほとんど影響を与えることはない。

次に、上記の如く構成されたチップ抵抗器１におけるトリミング方法について、図２を参照しながら説明する。なお、図２では１チップ相当分の絶縁基板２のみを図示しているが、実際には、多数個のチップ抵抗器１を一括して製造するため、多数個取り用の集合基板に多数個分のチップ形成領域が設けられている。

まず、図２（ａ）に示すように、縦横に格子状に延びる一次分割溝７と二次分割溝８が形成された集合基板２Ａを準備する。これら一次分割溝７と二次分割溝８により、集合基板２Ａの表裏両面は多数のチップ形成領域に区画され、これらチップ形成領域がそれぞれ１個分の絶縁基板２となる。

そして、この集合基板２Ａの表面で一次分割溝７を横断する位置に電極ペーストをスクリーン印刷して焼成することにより、チップ形成領域の長手方向の両端部に表電極３を形成した後、集合基板２Ａの表面に酸化ルテニウム等を含有した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、長手方向の両端部を表電極３に重ね合わせた長方形状の抵抗体４を形成する。

なお、図示省略されているが、表電極３を形成する工程に前後して、集合基板２Ａの裏面に一次分割溝７に跨がるように複数対の裏電極を形成する。また、抵抗体４を形成した後、この抵抗体４を覆う領域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、抵抗体４を被覆するアンダーコート層（保護層）を形成する。

次に、抵抗体４の抵抗値を調整するために、一対の表電極３に図示せぬプローブを当てながら、アンダーコート層で覆われている抵抗体４に対して２本のレーザー光を照射し、これらレーザー光を同時に走査することにより、第１トリミング溝５と第２トリミング溝６を形成する。

その際、図２（ｂ）に示すように、１つのレーザー光を第１レーザー光と第２レーザー光に均等に分配すると共に、これら第１レーザー光の照射位置Ｌ１と第２レーザー光の照射位置Ｌ２を走査方向に所定量だけずらし、その位置関係を維持したまま第１および第２レーザー光を抵抗体４の一側縁（図の下辺）４ａに向かって同時に走査する。すなわち、第１レーザー光の照射位置Ｌ１の右斜め後方に第２レーザー光の照射位置Ｌ２が位置するように設定し、この位置関係を固定した状態で第１レーザー光と第２レーザー光を同じ速度で同一方向に走査する。

これにより、図２（ｃ）に示すように、まず、第１レーザー光の照射位置Ｌ１が抵抗体４の一側縁４ａから内部に向かい、抵抗体４の一側縁４ａを始端部として上方に延びる第１トリミング溝５の第１スリット５ａが形成されていき、この第１レーザー光に遅れて第２レーザー光の照射位置Ｌ２が抵抗体４の一側縁４ａから内部に向かうため、第１トリミング溝５の第１スリット５ａの図示右側に第２トリミング溝６の第１スリット６ａが一定間隔を存して平行に形成されていく。

このようにして２本の第１スリット５ａ，６ａの長さを延ばしていくと、それに伴って抵抗体４の抵抗値は次第に上昇していき、測定抵抗値が目標抵抗値よりも僅かに下回るまで抵抗値を上昇させた後（抵抗値の粗調整）、第１および第２レーザー光の走査方向を９０度方向変換する。これにより、２本の第１スリット５ａ，６ａの延出方向が変わって第２スリット５ｂ，６ｂとなり、図２（ｄ）に示すように、これら第２スリット５ｂ，６ｂを電流方向と平行な方向（図の右方）へ延ばすことにより、測定抵抗値を目標抵抗値に対して一致させる（抵抗値の微調整）。

この間、第１レーザー光と第２レーザー光は両者の照射位置Ｌ１，Ｌ２の位置関係を維持したまま同時に走査されるため、抵抗体４を形成したときの初期抵抗値がばらついたり、トリミング条件（例えば粗調整時における目標抵抗値設定）が変動したとしても、第１トリミング溝５と第２トリミング溝６の間隔や相対的な長さは変わらず、複雑なトリミングプログラムを用いて第１トリミング溝５の位置情報を取得しなくても、第２トリミング溝６を第１トリミング溝５の無効領域Ｓ内に短時間で正確に形成することができる。

なお、上記したように抵抗値の微調整が終了した時点で第１レーザー光と第２レーザー光の照射を停止しても良いが、抵抗値をさらに高精度に調整する場合は、図２（ｅ）に示すように、第１レーザー光を走査せずに第２レーザー光だけを走査することにより、第２レーザー光の照射位置Ｌ２を第１トリミング溝５の無効領域Ｓの外側まで延長させれば良い。すなわち、無効領域Ｓに隣接する当該部位は抵抗値変化のしにくい領域であるため、第２トリミング溝６の第２スリット６ｂを抵抗値変化のしない無効領域Ｓから抵抗値変化のしにくい領域まで延ばすことにより、極めて高精度な抵抗値調整が可能となる。

そして、このような抵抗体４の抵抗値調整が終了したなら、前述したアンダーコート層と抵抗体４および両トリミング溝５,６等を覆うように、エポキシ系等の樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化することにより、オーバーコート層を形成して２層構造の保護層とする。なお、下層のアンダーコート層は第１および第２レーザー光の熱で抵抗体４の両トリミング溝５,６近傍が損傷しないようにするためのものであり、上層のオーバーコート層は抵抗体４を外部環境から保護するためのものである。

これまでの工程は集合基板２Ａに対する一括処理であるが、次の工程では、集合基板２Ａを一次分割溝７に沿って短冊状に一次分割することにより、チップ形成領域の長手方向を幅寸法とする短冊状基板を得る。次に、短冊状基板の分割面に表電極３と裏電極を橋絡する端面電極を形成した後、この短冊状基板を二次分割溝８に沿って二次分割することにより、図１に示すようなチップ抵抗器１を多数個取りすることができる。

以上説明したように、本実施形態例に係るトリミング方法では、第１レーザー光を照射して抵抗体４の抵抗値を規定する第１トリミング溝５を形成している最中に、第２レーザー光を照射して第２トリミング溝６を同時に形成するようにしたので、初期抵抗値やトリミング条件等に応じて第１トリミング溝５の寸法（第１および第２スリット５ａ，５ｂの長さ）が変化しても、わざわざ第１トリミング溝５の位置情報を取得することなく、第２トリミング溝６を第１トリミング溝５の無効領域Ｓ内に短時間で正確に形成することができる。これにより、万一、第１トリミング溝に導電性のダクトが載った場合であっても、抵抗値の変動を抑制可能なチップ抵抗器１を実現することができる。

また、抵抗体４に対する第２レーザー光の照射位置Ｌ２を第１レーザー光の照射位置Ｌ１よりも一定間隔だけ走査方向の後側へずらし、この間隔を保ったまま第１レーザー光と第２レーザー光を同じ速度で走査するようにしたので、１つのレーザー光を第１および第２レーザー光に均等に分配して両者の位置関係を固定した状態で、第１トリミング溝５と第２トリミング溝６を簡単かつ正確に形成することができる。

また、第１および第２レーザー光を照射して第１トリミング溝５と第２トリミング溝６を形成した後、第２レーザー光の照射だけを続行して第２トリミング溝６の第２スリット６ｂを無効領域Ｓの外方へ延ばすことにより、第２トリミング溝６を抵抗値変化のしにくい領域に形成して超微細な抵抗値調整を行うことができる。

次に、本発明の他の実施形態例に係るトリミング方法について、図３を参照しながら説明する。

本実施形態例に係るトリミング方法では、図３（ａ）に示すように、集合基板２Ａのチップ形成領域に表電極３と抵抗体４を形成した後、この抵抗体４に第１レーザー光と第２レーザー光を照射して走査する際に、第１レーザー光の照射位置Ｌ１と第２レーザー光の照射位置Ｌ２の位置関係が先に説明した図２の実施形態例と左右逆になっている。すなわち、図３（ｂ）に示すように、第１レーザー光の照射位置Ｌ１の左斜め後方に第２レーザー光の照射位置Ｌ２が位置するように設定し、この位置関係を固定した状態で第１レーザー光と第２レーザー光を同じ速度で同一方向に走査する。

これにより、図３（ｃ）に示すように、まず、第１レーザー光の照射位置Ｌ１が抵抗体４の一側縁４ａから内部に向かい、抵抗体４の一側縁４ａを始端部として上方に延びる第１トリミング溝５の第１スリット５ａが形成されていき、この第１レーザー光に遅れて第２レーザー光の照射位置Ｌ２が抵抗体４の一側縁４ａから内部に向かうため、第１トリミング溝５の第１スリット５ａの図示左側に第２トリミング溝６の第１スリット６ａが一定間隔を存して平行に形成されていく。

このようにして２本の第１スリット５ａ，６ａの長さを延ばしていくと、それに伴って抵抗体４の抵抗値は次第に上昇していき、測定抵抗値が目標抵抗値よりも僅かに下回るまで抵抗値を上昇させた後（抵抗値の粗調整）、第１および第２レーザー光の走査方向を９０度方向変換する。これにより、２本の第１スリット５ａ，６ａの延出方向が変わって第２スリット５ｂ，６ｂとなり、図３（ｄ）に示すように、これら第２スリット５ｂ，６ｂを電流方向と平行な方向へ延ばすことにより、測定抵抗値を目標抵抗値に対して一致させる（抵抗値の微調整）。

その際、第２トリミング溝６の第１スリット６ａは第１トリミング溝５の第１スリット５ａの左側部位に形成され、当該部位は抵抗値変化の大きい領域であるため、第１スリット５ａの長さをそれほど延ばさなくても抵抗値の粗調整を行うことができる。これにより、抵抗体４の残り幅（第１スリット５ａの終端部と抵抗体４の上辺との間隔）を増やすことが可能となるため、過負荷に強いチップ抵抗器を実現することができる。

なお、本実施形態例においても、抵抗値の微調整が終了した時点で第１レーザー光と第２レーザー光の照射を停止するようにしても良いが、抵抗値をさらに高精度に調整する場合は、図３（ｅ）に示すように、第１レーザー光を走査せずに第２レーザー光だけを走査することにより、第２レーザー光の照射位置Ｌ２を第１トリミング溝５の無効領域Ｓの外側まで延長させれば良い。

また、抵抗体４の抵抗値調整が終了した以降の工程は、前述した図２の実施形態例と同じであるため、ここでは重複説明を省略する。

１ チップ抵抗器
２ 絶縁基板
２Ａ 集合基板
３ 表電極
４ 抵抗体
５ 第１トリミング溝
５ａ 第１スリット
５ｂ 第２スリット
６ 第２トリミング溝
６ａ 第１スリット
６ｂ 第２スリット
７ 一次分割溝
８ 二次分割溝
Ｓ 無効領域
Ｌ１ 第１レーザー光の照射位置
Ｌ２ 第２レーザー光の照射位置

Claims (3)

1. 絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設けられた一対の表電極と、これら一対の表電極に接続する抵抗体とを備え、前記抵抗体にレーザー光を照射してトリミング溝を形成することで抵抗値が調整される抵抗器のトリミング方法において、
   前記抵抗体の抵抗値を規定する第１トリミング溝と、この第１トリミング溝により規定された無効領域内に存する第２トリミング溝とを有し、
   前記抵抗体に第１レーザー光を照射して前記第１トリミング溝を形成している最中に、前記抵抗体に第２レーザー光を照射して前記第２トリミング溝を同時に形成するようにしたことを特徴とする抵抗器のトリミング方法。
2. 請求項１の記載において、前記抵抗体に対する前記第２レーザー光の照射位置を前記第１レーザー光の照射位置よりも一定間隔だけ走査方向の後側へずらし、この間隔を保ったまま前記第１レーザー光と前記第２レーザー光を同じ速度で走査するようにしたことを特徴とする抵抗器のトリミング方法。
3. 請求項１または２の記載において、前記第１レーザー光によって前記第１トリミング溝を形成した後、前記第２レーザー光の照射だけを続行することにより、前記第２トリミング溝を前記無効領域の外方へ延長させたことを特徴とする抵抗器のトリミング方法。