JP2020061525A - チップ抵抗器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大判基板を極小サイズのチップ単体に安価にかつ安定的にダイシングすることができるチップ抵抗器の製造方法を提供する。【解決手段】大判基板１０の上面に内部電極２や抵抗体３等の機能素子を形成した後、この大判基板１０の下面と多孔質セラミックスからなる支持台１１の上面のいずれかの平坦面に溶融状態のワックス１２を塗布した後、このワックス１２を軟化させながら大判基板１０を支持台１１の上面に圧着することにより、大判基板１０と支持台１１との間に入り込んだ気泡が多孔質材料からなる支持台１１を通って外部に抜けるようにし、しかる後、ワックス１２を硬化させて大判基板１０を支持台１１の上面に接着固定し、この状態で大判基板１０に対して一次分割用と二次分割用のダイシングを行うことにより、大判基板１０を多数のチップ単体に個片化するようにした。【選択図】図３

Description

本発明は、大判基板の主面に抵抗体等の機能素子を形成した後、その大判基板をダイシングにより切断して個片化するようにしたチップ抵抗器の製造方法に関するものである。

チップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板と、絶縁基板の主面（上面）に所定間隔を存して対向配置された一対の上面電極と、絶縁基板の下面に所定間隔を存して対向配置された一対の下面電極と、上面電極と下面電極を橋絡する端面電極と、対をなす上面電極どうしを橋絡する抵抗体と、抵抗体を覆う保護層等によって主に構成されている。

一般的に、このようなチップ抵抗器を製造する場合、シート状の大判基板の表裏両面に対して多数個分の上面電極、下面電極、抵抗体、保護層等を一括して厚膜形成した後、この大判基板を短冊状に分割し、さらに分割した端面に上面電極と下面電極を橋絡する端面電極を一括して形成した後、チップ状に分割して個々のチップ部品を得るようにしている。かかる分割方法としては、大判基板に予め断面Ｖ字状の分割溝を格子状に設けておき、これら分割溝に沿って大判基板をブレイクするという方法が広く知られているが、近年のチップ抵抗器の小型化に伴って、分割溝を設ける代わりにダイシングによって大判基板を切断することが行われている。

かかるダイシングによる分割方法では、支持台上に接着剤を用いて大判基板を固定し、この状態で高速回転するダイシングブレードを一方向へ走査（第１ダイシング）して大判基板に複数の第１切断溝を形成して短冊状にした後、支持台上に固定されたままダイシングブレード側からスパッタを用いて第１切断溝内に端面電極を回り込ませて上面電極と下面電極を橋絡する端面電極を形成し、次いで、ダイシングブレードを第１切断溝と直交する方向へ走査（第２ダイシング）して複数の第２切断溝を形成することにより、大判基板を多数のチップ単体に個片化するようにしている。

支持台は硬質のガラス基板やアルミナ基板等からなり、例えば特許文献１に記載された従来例では、シート状の大判基板の表裏両面に対して多数個分の上面電極と下面電極や抵抗体や保護層等を一括して厚膜形成した後、下面電極が形成された大判基板の裏面にワックスからなる接着層を形成した後、このワックスの接着力によって大判基板を支持台上に固定した状態で第１ダイシングにより第１切断溝を形成して大判基板を短冊状に分割し、次いで、支持台上に固定されたままダイシングブレード側からスパッタを用いて第１切断溝内に端面電極を回り込ませることで上面電極と下面電極を橋絡する端面電極を形成し、しかる後、第２ダイシングにより第２切断溝を形成して多数のチップ単体に個片化し、これらダイシング後にワックスを洗浄して個々のチップ単体を支持体から剥離させている。

また、特許文献２に記載された従来例では、真空チャンバ内のテーブル上に大判基板を載置すると共に、大判基板と一定の間隔を保つようにダイシングテープを対向させた後、真空チャンバ内を減圧雰囲気下にして大判基板とダイシングテープを予備的に接着し、しかる後、真空チャンバ内を大気圧に戻して増圧することにより、大判基板とダイシングテープが気泡等を巻き込むことなく完全に接着されるようにしている。そして、大判基板とダイシングテープを真空チャンバから取り出した後、ダイシングテープに接着された大判基板に対してダイシングを行うようにしている。

特開２００４−１１１８３３号公報 特開２００８−６６６８４号公報

しかし、前述した特許文献１に記載された従来技術では、ガラス基板やアルミナ基板等の支持台上に溶融したワックスを用いて大判基板を接着固着する際に、支持台と大判基板との間に気泡を巻き込みやすくなり、そのまま気泡が入った状態でダイシングを行うと、切断されたチップ単体がワックスの接着力に負けて支持台から飛散してしまうという問題がある。特に、近年のチップ抵抗器の小型化により、チップ単体での接着面積が小さいため、気泡によるチップ単体の飛散は大きく歩留まりに影響してしまう。

また、特許文献２に記載された従来技術では、大判基板とダイシングテープを真空チャンバ内で真空と大気圧との差圧を利用して貼り合わすことにより、大判基板とダイシングテープとの間に気泡を巻き込まないようにすることが可能となるが、真空チャンバを含む大掛かりな設備を必要とするためコストアップになるという問題がある。しかも、ダイシングテープを使用した分割方法では、そもそもダイシングテープ自体が柔らかい材料であり、ダイシングテープの接着剤は硬化しないため、ダイシング時に大判基板がダイシングテープから動きやすくなって、チップ形状を安定して形成することができず、特に０２０１サイズのように極小サイズのチップ単体をダイシングするのには不向きとなる。

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、大判基板を多数のチップ単体に安価にかつ安定的にダイシングすることができるチップ抵抗器の製造方法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部品の製造方法は、セラミックスからなるシート状の大判基板の主面に、所定間隔を存して対向する複数の内部電極と、対をなす前記内部電極に接続する抵抗体と、前記抵抗体を覆う保護膜を形成する機能素子形成工程と、前記大判基板の他面と多孔質材料からなる支持台の上面の少なくとも一方面に溶融状態のワックスを塗布するワックス塗布工程と、前記ワックスを加熱により軟化させながら前記大判基板を前記支持台に圧着した後、前記ワックスを硬化させて前記大判基板を前記支持台に接着固定する基板接着工程と、前記支持台に接着固定された前記大判基板をダイシングによって多数のチップ単体に切断するダイシング工程と、前記ワックスを除去して前記チップ単体を前記支持台から剥離させる剥離工程と、前記チップ単体の相対向する両側面に、前記内部電極に接続すると共に他面側に回り込む端面電極を形成する端面電極形成工程と、前記端面電極を覆う外部電極を形成する外部電極形成工程と、を含むことを特徴としている。

このように機能素子が形成されていない大判基板の下面と多孔質材料からなる支持台の上面との少なくとも一方の対向面にワックスを塗布した後、ワックスを軟化させながら大判基板を支持台に圧着すると、大判基板の機能素子が形成されていない平坦な面（他面）と支持台の平滑面とを貼り合わせるため、大判基板と支持台との間に気泡が発生しにくくなり、しかも、大判基板と支持台との間に気泡が発生したとしても、入り込んだ気泡が多孔質材料からなる支持台側に抜けるため、ワックスの硬化によって大判基板を支持台に強固に接着固定することができ、支持台からチップ単体を剥離した後に他面側に回り込む端面電極を形成して他面側の電極を形成するので、その後にダイシングを行う際に、チップ単体が変形したり支持台から飛んでしまうことを抑制できる。

上記の製造方法において、支持台は気泡を透過できる多孔質材料であれば何でも良いが、セラミックスからなるシート状の大判基板と反応せず密着性にも優れている等の理由により、支持台は多孔質セラミックスであることが特に好ましい。この場合において、多孔質セラミックスの気孔率が２０％〜４０％であると、ワックスが支持台の多孔質セラミックスに浸透し過ぎて接着強度が低下してしまうことを抑制した上で、気泡を支持台側に抜き易くすることができる。

また、上記の製造方法において、ワックス塗布工程でワックスは大判基板と支持台の対向面のいずれに塗布しても良いが、大判基板の平坦な下面にワックスを塗布すると、ワックスと大判基板との間に気泡が巻き込まれにくくなると共に、気泡を支持台側に抜き易くすることができる。

また、上記の製造方法において、ワックスとして液状ワックスを用い、ワックス塗布工程で大判基板の平坦な下面液状ワックスをスピンコートした後、加熱により液状ワックスの溶剤を揮発させると、平坦かつ均一にワックスを形成することができるため、圧着する際に大判基板が割れてしまうことなく、さらにワックスに気泡が入りにくくすることができる。

本発明のチップ抵抗器の製造方法によれば、大判基板を極小サイズのチップ単体に安価にかつ安定的にダイシングすることができる。

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平面図である。 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フローチャートである。 支持台の気孔率に対する接着強度と気泡の抜けについてのデータを示す説明図である。

以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

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である。図１に示すように、本実施形態例に係るチップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の上面における長手方向両端部に設けられた一対の内部電極２と、これら内部電極２に接続するように設けられた長方形状の抵抗体３と、一対の内部電極２の一部分と抵抗体３の全面を被覆する絶縁性の保護層４と、絶縁基板１の長手方向両端部に設けられた一対の端面電極５と、これら端面電極５の表面に被着された一対の外部電極６とによって主に構成されている。

絶縁基板１はアルミナを主成分とするセラミックス基板であり、この絶縁基板１は後述するシート状の大判基板を縦横に延びる１次分割ラインと２次分割ラインに沿ってダイシングにより切断して多数個取りされたものである。

一対の内部電極２は、Ａｇ系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３は酸化ルテニウム等の抵抗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。この抵抗体３の長手方向の両端部はそれぞれ内部電極２に重なっており、図示省略されているが、抵抗体３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。

保護層４はアンダーコート層７とオーバーコート層８の２層構造からなり、そのうちアンダーコート層７はガラス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、オーバーコート層８はエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させたものである。

一対の端面電極５はＡｇ系ペーストをディップして加熱硬化させたものであり、これら端面電極５は対応する内部電極２と接続するように断面コ字状に形成されている。

一対の外部電極６はバリヤー層と外部接続層の２層構造からなり、そのうちバリヤー層は電解メッキによって形成されたＮｉメッキ層であり、外部接続層は電解メッキによって形成されたＳｎメッキ層である。

次に、上記の如く構成されたチップ抵抗器の製造方法について、図２〜図４を参照しながら説明する。ここで、図２は本実施形態例に係るチップ抵抗器の製造工程を示す平面図、図３（ａ）〜（ｅ）は図２（ａ）〜（ｅ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図、図３（ｆ）は図２（ｆ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図、図４は本実施形態例に係るチップ抵抗器の製造工程を示すフローチャートである。

まず、図４のステップＳ１において、絶縁基板１が多数個取りされるシート状の大判基板１０を準備する（大判基板の準備工程）。この大判基板１０に１次分割溝や２次分割溝は形成されていないが、後工程で大判基板１０は縦横に延びる１次分割ラインＬ１と２次分割ラインＬ２（図中１点鎖線で示す）に沿ってダイシングされ、これら両分割ラインＬ１，Ｌ２によって区切られたマス目の１つ１つが１個分のチップ形成領域となる。

次に、図４のステップＳ２において、大判基板１０の上面における２次分割ラインＬ２で挟まれた領域内に、各１次分割ラインＬ１を跨ぐようにＡｇ系ペーストを印刷し、これを乾燥・焼成することにより、図２（ａ）と図３（ａ）に示すように、大判基板１０の上面にチップ形成領域を挟んで対向する矩形状の内部電極２を複数形成する（内部電極形成工程）。

次に、図４のステップＳ３において、大判基板１０の上面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乾燥・焼成することにより、図２（ｂ）と図３（ｂ）に示すように、対をなす内部電極２間に跨る複数の抵抗体３を形成する（抵抗体形成工程）。なお、電極形成工程と抵抗体形成工程の順序は上記と逆であっても良い。

次に、図４のステップＳ４において、ガラスペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成することにより、抵抗体３を覆うアンダーコート層７を形成した後、このアンダーコート層７の上から抵抗体３に不図示のトリミング溝を形成して抵抗値を調整する。しかる後、アンダーコート層７の上からエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させることにより、図２（ｃ）と図３（ｃ）に示すように、内部電極２の一部と抵抗体３の全体を覆うオーバーコート層８を形成し、これらアンダーコート層７とオーバーコート層８によって２層構造の保護層４を形成する（保護膜形成工程）。なお、オーバーコート層８は内部電極２の全体を覆うようにしても良い。

このように大判基板１０の上面（主面）に抵抗体３等を含む機能素子を形成した（機能素子形成工程）後、図４のステップＳ５において、大判基板１０の平坦な下面と支持台１１の平坦な上面のいずれか一方に溶剤を含む液状のワックス１２をスピンコートを用いて均一に塗布し、その後、加熱により溶剤を揮発して固形にし、必要に応じてさらに高い温度で加熱してガス抜きやレベリングをする（ワックス塗布工程）。支持台１１は多孔質セラミックスからなり、その気孔率として２０％〜４０％のものが用いられている。

次に、図４のステップＳ６において、ワックス１２を加熱により軟化させながら大判基板１０を支持台１１の上面に圧着した後、ワックス１２を硬化させることにより、図２（ｄ）と図３（ｄ）に示すように、大判基板１０を支持台１１上に接着固定する（基板接着工程）。このとき、大判基板１０と支持台１１の対向面は平坦な面であるため気泡が発生しにくく、しかも、大判基板１０と支持台１１との間入り込んだ多少の気泡は、圧着時に多孔質材料からなる支持台側に抜けるため、ワックス１２の硬化によって大判基板１０を支持台１１に強固に接着固定することができる。

図５は、支持台１１の気孔率に対する接着強度と気泡の抜けについてのデータを示す説明図である。このデータで使用した支持台は、絶縁基板１として用いられているアルミナ９６％のセラミックス基板であり、気孔率を０％〜５０％の範囲で変えたものである。通常、絶縁基板１には、湿度や腐食ガスによる故障をなくすために、気孔率０％のセラミックス基板が用いられている。

図５から明らかなように、前述した支持台１１の気孔率が１０％以上あれば実用可能であるが、気孔率が２０％以下になると、気泡が支持台１１から抜けにくくなり、圧着時の圧力を強くしなくてはならず、こういった場合に大判基板１０や支持台１１が破損してしまう可能性がある。また、気孔率が４０％以上になると、ワックス１２が多孔質材料からなる支持台１１側に浸透し過ぎて接着強度が低下してしまうため、支持台１１の気孔率は２０％〜４０％のものが好ましい。

また、図３（ｄ）の矢印Ｐで示すように、この基板接着工程において、支持台１１の下面側から吸引しながら大判基板１０を支持台１１に圧着すると、大判基板１０と支持台１１との間に入り込んだ気泡をより効率良く抜くことができる。

次に、図４のステップＳ７において、高速回転する円盤状のダイシングブレード１３を１次分割ラインＬ１に沿って直線的に走らせて内部電極２を２分することにより、図２（ｅ）と図３（ｅ）に示すように、大判基板１０と支持台１１に１次分割ラインＬ１に沿って延びる複数の第１切断溝１４を形成する（第１ダイシング工程）。この第１ダイシング工程で、大判基板１０は支持台１１に接着されたまま各第１切断溝１４によって複数の短冊状基板に分割される。

次に、図４のステップＳ８において、ダイシングブレード１３を２次分割ラインＬ２に沿って直線的に走らせることにより、図２（ｆ）と図３（ｆ）に示すように、大判基板１０と支持台１１に各第１切断溝１４と直交する複数の第２切断溝１５を形成して、大判基板１０を多数のチップ単体に個片化する（第２ダイシング工程）。これら第１ダイシング工程と第２ダイシング工程において、大判基板１０と支持台１１は気泡が取り除かれたワックス１２を介して強固に接着固定されているため、ダイシングによってチップ単体が変形したり支持台１１から飛んでしまうことを抑制できる。

次に、図４のステップＳ９において、ワックス１２を洗浄や溶剤で除去することにより、大判基板１０を支持台１１から剥離してチップ抵抗器と同等の大きさの多数のチップ単体を得る（剥離工程）。

次に、図４のステップＳ１０において、チップ単体の端面にＡｇ系ペーストをディップ塗布して加熱硬化することにより、チップ単体の両端面から内部電極２に接続され、かつ、下面（他面）側に回り込む端面電極５を形成する（端面電極形成工程）。しかる後、個々のチップ単体に対してＮｉ，Ｓｎ等の電解メッキを施し、端面電極５を被覆する外部電極６を形成する（外部電極形成工程）ことにより、図１に示すようなチップ抵抗器が完成する。ここで、端面電極５がオーバーコート層８の一部まで覆うように形成すると、腐食ガスから内部電極２を保護することができ、さらに、オーバーコート層８まで達する端面電極５を下面（他面）側に回り込む量と同じ量にすると、外見上、上下面で同等の外部電極を容易に形成できる。

以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器（チップ部品）の製造方法では、機能素子が形成されていない大判基板１０の平坦な下面と多孔質セラミックスからなる支持台１１の上面の少なくとも一方の平坦な対向面にワックス１２を塗布した後、このワックス１２を軟化させながら大判基板１０を支持台１１の上面に圧着するとき、大判基板１０と支持台１１との間に入り込んだ気泡が多孔質材料からなる支持台１１側に抜けるため、気泡が取り除かれたワックス１２を介して大判基板１０を支持台１１に強固に接着固定することができる。したがって、その後に一次分割と二次分割のダイシングを行う際に、チップ単体が変形したり支持台１１から飛んでしまうことを抑制でき、０２０１サイズのように極小サイズのチップ単体でも安価にかつ安定的にダイシングすることができる。

なお、上記の製造方法において、ワックス塗布工程でワックス１２を大判基板１０の下面と支持台１１の上面のいずれに塗布した場合でも、これら大判基板１０の下面と支持台１１の上面は平坦面であるため、気泡の巻き込みを抑制することができる。特に、大判基板１０の平坦な下面にワックス１２を塗布した場合、ワックス１２と大判基板１０との間に気泡が巻き込まれにくくなるという効果だけでなく、気泡を支持台１１側に抜き易くなるという付加的な効果を奏する。

１ 絶縁基板
２ 内部電極
３ 抵抗体
４ 保護層
５ 端面電極
６ 外部電極
７ アンダーコート層
８ オーバーコート層
１０ 大判基板
１１ 支持台
１２ ワックス
１３ ダイシングブレード
１４ 第１切断溝
１５ 第２切断溝
Ｌ１ １次分割ライン
Ｌ２ ２次分割ライン

Claims (5)

1. シート状の大判基板の主面に、所定間隔を存して対向する複数の内部電極と、対をなす前記内部電極に接続する抵抗体と、前記抵抗体を覆う保護膜を形成する機能素子形成工程と、
   前記大判基板の他面と多孔質材料からなる支持台の上面の少なくとも一方面に溶融状態のワックスを塗布するワックス塗布工程と、
   前記ワックスを加熱により軟化させながら前記大判基板を前記支持台に圧着した後、前記ワックスを硬化させて前記大判基板を前記支持台に接着固定する基板接着工程と、
   前記支持台に接着固定された前記大判基板をダイシングによって多数のチップ単体に切断するダイシング工程と、
   前記ワックスを除去して前記チップ単体を前記支持台から剥離させる剥離工程と、
   前記チップ単体の相対向する両側面に、前記内部電極に接続すると共に他面側に回り込む端面電極を形成する端面電極形成工程と、
   前記端面電極を覆う外部電極を形成する外部電極形成工程と、
   を含むことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
2. 請求項１に記載のチップ抵抗器の製造方法において、
   前記支持台が多孔質セラミックスであることを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
3. 請求項２に記載のチップ抵抗器の製造方法において、
   前記多孔質セラミックスの気孔率が２０％〜４０％であることを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
4. 請求項１に記載のチップ抵抗器の製造方法において、
   前記ワックス塗布工程で前記ワックスが前記大判基板の他面に塗布されることを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
5. 請求項４に記載のチップ抵抗器の製造方法において、
   前記ワックスとして液状ワックスを用い、前記ワックス塗布工程で前記液状ワックスをスピンコートした後、加熱により前記液状ワックスの溶剤を揮発させることを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。