JP5256543B2

JP5256543B2 - チップ部品用セラミック基板およびチップ部品の製造方法

Info

Publication number: JP5256543B2
Application number: JP2008039553A
Authority: JP
Inventors: 健太郎松本
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: JP2009200192A

Description

本発明は、角形チップ抵抗器等の各種チップ部品の製造に用いるセラミック基板およびチップ部品の製造方法に関する。

従来から、角形チップ抵抗器等の製造においては、アルミナ等を主成分とした多数個取りのセラミック基板が用いられている。このセラミック基板においては、縦横にマトリクス状に分割溝を設け、該分割溝により区画された領域にそれぞれデバイスが形成される。角形チップ抵抗器の場合には、縦横に１次分割溝および２次分割溝を設け、表裏面の電極を厚膜電極ペーストのスクリーン印刷および焼成により形成し、表面の電極間に抵抗体を厚膜抵抗ペーストのスクリーン印刷および焼成により形成する。そして、抵抗体を被覆する保護膜を絶縁材料ペーストのスクリーン印刷および焼成により形成し、１次分割溝に沿って分割することで、短冊状の基板を形成し、露出した端面に表裏面電極を接続する端面電極を形成し、さらに２次分割溝に沿って分割することで、個々の製品を形成し、さらに電解メッキによりメッキ電極を形成し、角形チップ抵抗器が完成する（特許文献１−４参照）。
特開２００２−２６０９０６号公報実開平７−３２９０１号公報特開２００５−１０１２３１号公報特公平７−１００２４号公報

しかしながら、上記抵抗器の製造工程において、抵抗器のサイズが小型化すると、これに伴いセラミック基板の厚さが薄くなる。例えば、０．４mm×０．２mmサイズのチップ抵抗器では、セラミック基板の厚さは約０．１mmと極めて薄くなる。そして、１次分割溝が０．４mmピッチで、２次分割溝が０．２mmピッチで多数配列されており、製造工程でのハンドリング中にセラミック基板は割れやすい状況にある。さらに、上記抵抗器の製造工程では、スクリーン印刷の工程が一般に数回含まれ、スクリーン印刷ではスキージにより厚膜材料ペーストをスクリーンを介してセラミック基板上に押し込むため、スクリーン印刷の工程で特にセラミック基板外周縁から基板内側へのヒビ・割れが生じ易いという状況がある。

このため、上記サイズのチップ抵抗器の製造に用いるセラミック基板では、１枚の基板において、１次分割溝および２次分割溝を設けた製品領域を、基板中心部に小さく配置することで、基板のヒビ・割れによる製品不良を防止することが図られている。しかしながら、この方法では、１枚の基板当たりの収量が減り、生産性が低いものとならざるを得ない。

本発明は上述した事情に基づいてなされたもので、セラミック基板の強度を高め、１次分割溝および２次分割溝を設けた製品領域を拡大することができ、ごく小型のチップ部品を高い生産性で製造することができるチップ部品用セラミック基板およびチップ部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明のチップ部品用セラミック基板は、縦横の分割溝が配置された製品領域と、該製品領域の周囲に配置された分割溝が存在しない白基板領域と、該白基板領域のセラミック基板表面に配置された補強層と、を備えたことを特徴とする。補強層は、前記白基板領域に厚膜ペーストを印刷し焼成することで、形成したものであることが好ましい。また、補強層として、白基板領域にフィルム状の補強材を貼着することで、形成したものも用いることができる。

また、本発明のチップ部品の製造方法は、平板状の無地のセラミック基板を準備し、セラミック基板表面の周囲にガラスペーストをスクリーン印刷し、焼成することで補強層を形成し、縦横に分割溝を配置した製品領域をセラミック基板に形成し、製品領域の各区画に、厚膜材料ペーストをスクリーン印刷し、焼成することで、デバイスを形成し、セラミック基板を切断し、補強層を形成した部分を除去し、デバイスを形成した製品領域を、短冊状に分割し、さらに個片に分割することを特徴とする。

本発明のチップ部品用セラミック基板によれば、補強層を含む白基板部分の厚さが製品領域の基板厚さよりも厚くなる。このため、補強層を含む白基板部分が外枠として機能し、製品領域部分の基板強度を高めることができる。それ故、製品領域部分の面積を拡大することができ、基板の処理コストは収量にかかわらず略一定であるので、製品領域を拡大することで、基板１枚当たりの収量を増大でき、製品の基板処理段階での製造コストを低減することができる。また、本発明のチップ部品の製造方法によれば、セラミック基板の周囲にガラスペーストをスクリーン印刷し、焼成することでガラス層からなる補強層を形成し、縦横に分割溝を配置した製品領域をセラミック基板に形成し、製品領域の各区画に、厚膜材料ペーストをスクリーン印刷し、焼成することで、デバイスを形成するので、特にヒビが生じ易い分割溝の形成時とスクリーン印刷の段階で、補強層が作用して基板の割れを効果的に防止できる。

以下、本発明のチップ部品用セラミック基板およびチップ部品の製造方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、各図中、同一または相当する部材または要素には、同一の符号を付して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態のチップ部品用セラミック基板を示し、図２はこれに対応する従来のセラミック基板を示す。セラミック基板１１は、この実施形態では、長さ（L）０．４mm×幅(W)０．２mmサイズのチップ抵抗器の製造に用いたものであり、その厚さ（ｔ）は約０．１mmであり、基板１１の全体としてのサイズは５０mm×６０mm程度のものである。この基板１１には、１次分割溝Ｘおよび２次分割溝Ｙが縦横にマトリクス状に配置され、縦横の分割溝で区画された領域が１個の製品になり、縦横の分割溝Ｘ，Ｙが配置された領域１３が製品領域である。

製品領域１３の周囲は、分割溝が存在しない白基板領域１２であり、この領域に基板強化のための補強層１５を備える。補強層１５は、ガラスペーストをスクリーン印刷により塗布し、高温で焼成することで、厚さ１０−２０μｍのガラス層を形成したものである。これにより補強層１５を形成した部分では、基板１１を含む全体の厚さが１１０−１２０μｍとなり、補強層１５の内部にある製品領域１３（厚さ１００μｍ）に対して基板強度を高めることができる。このガラス層は、特にヒビ・割れが生じ易いスクリーン印刷の段階で、基板のヒビ・割れを効果的に防止でき、製品領域の各区画に、厚膜材料ペーストをスクリーン印刷し、焼成することで、デバイスを形成する段階に特に有効である。このため、図２に示す従来例と比較して、図１に示す本発明の実施例では、広い製品領域１３を確保することができる。

すなわち、従来例では、図２に示すように、製品領域１３を狭く、その周囲の白基板領域１２を広く取らざるを得なかった。何故なら、製品領域１３には、分割溝Ｘ，Ｙを配置するため、基板強度が弱まる。分割溝が存在せず比較的強度が高い白基板領域１２を広くすることにより、基板外周縁からのヒビ・割れの到達を避けて、基板四周から製品領域１３を支持するためである。これに対して、図１に示す本発明の実施例では、補強層１５を含む白基板部分は製品領域よりも基板に厚みがあるので外枠として基板強度が高まる。これにより、製品領域１３を面積比で約２倍程度に拡大することができる。従って、基板の処理コストは収量にかかわらず略一定であるので、製品領域１３を約２倍に拡大することで、基板１枚当たりの収量を約２倍に増大でき、製品の基板段階での製造コストを約半減することができる。

なお、補強層１５は、上記のガラス層以外に、シールテープなどのフィルム状の補強材を貼着したもので形成してもよい。

さらに、補強層１５の形状も、図１に示す形状以外に種々の変形例が可能である。すなわち、図３（ａ）に示すように、補強層１５を基板１１の外縁まで配置するようにしてもよい。また、図３（ｂ）に示すように、Ｌ字形の補強層１５を基板１１の四隅に配置するようにしてもよい。また、図３（ｃ）に示すように、Ｉ字形の補強層１５を基板１１の周辺部に配置するようにしてもよい。また、基板の両面に補強層を配置してもよい。

次に、本発明のチップ部品の製造方法の実施形態について、図４を参照して説明する。まず、図４（ａ）に示すように、アルミナを主成分とした平板状の無地のセラミック基板（白基板）１１を準備する。実施例における基板１１は、０．４mm×０．２mmサイズのチップ抵抗器の製造に用いたものであり、サイズは５０mm×６０mm程度であり、その厚さは約０．１mmである。次に、図４（ｂ）に示すように、ガラスペーストをスクリーン印刷し、予定した製品領域１３を取り囲むように基板１１の周辺部に補強層パターンを形成し、乾燥後焼成することで、厚さ１０−２０μｍのガラス層（補強層）１５を形成する。次に、図４（ｃ）に示すように、レーザ装置を用い、１次分割溝Ｘおよび２次分割溝Ｙを形成し、マトリクス状に製品領域１３を形成する。

以降の工程は通常のチップ部品の製造工程と変わるものではない。すなわち、製品領域の各区画に、表裏面の電極を厚膜電極ペーストのスクリーン印刷および乾燥・焼成により形成し、表面の電極間に抵抗体を厚膜抵抗ペーストのスクリーン印刷および乾燥・焼成により形成する。そして、抵抗体を被覆する保護膜を絶縁材料ペーストのスクリーン印刷および乾燥・焼成により形成する。これにより、図４（ｄ）に示すように、製品領域の各区画に、厚膜材料ペーストをスクリーン印刷し、焼成することで、デバイスを形成した製品領域１３ａが得られる。

次に、１次分割溝Ｘに沿って分割することで、短冊状の基板を形成するのであるが、この基板１１には補強層１５が形成されているので、図４（ｅ）に示すように、補強層１５の部分（耳）を切断線Ｓに沿って切断して除去する。そして、図４（ｆ）に示すデバイスが形成された製品領域１３ａを通常の工程に従い、１次分割溝Ｘに沿って分割することで、短冊状の基板を形成する。次に、短冊状の基板の露出した端面に、表裏面電極を接続する端面電極をスパッタリング等により形成し、さらに２次分割溝Ｙに沿って分割することで、個々の製品を形成し、さらに電解メッキによりメッキ電極を形成し、角形チップ抵抗器が完成する。

上記製造方法によれば、基板１１は補強層１５を備え、製品領域１３の基板強度を高めることができるので、製品領域１３を広く取ることができ、これにより基板１枚当たりの収量を増大でき、製品の製造コストを低減することができる。

なお、上記実施形態では、セラミック基板の予定製品領域の周囲にガラスペーストをスクリーン印刷し、焼成することで補強層を形成し、その後、縦横に分割溝を配置した製品領域をレーザ照射によりセラミック基板を形成する例について説明したが、縦横に分割溝を配置した製品領域をレーザ照射によりセラミック基板に形成し、その後、製品領域の周囲にガラスペーストをスクリーン印刷し、焼成することで補強層を形成するようにしてもよい。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

（ａ）は本発明の一実施形態のチップ部品用セラミック基板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢＢ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の製品領域部分の拡大図である。（ａ）は比較例として従来のチップ部品用セラミック基板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢＢ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の製品領域部分の拡大図である。各種補強層の配置例を示す平面図である。本発明の一実施形態のチップ部品の製造方法に係る各工程の平面図である。

符号の説明

１１セラミック基板
１２白基板領域
１３，１３ａ製品領域
１５補強層

Claims

縦横の分割溝が配置された製品領域と、
該製品領域の周囲に配置された分割溝が存在しない白基板領域と、
該白基板領域のセラミック基板表面に配置された補強層と、
を備えたことを特徴とするチップ部品用セラミック基板。
前記補強層は、前記白基板領域にガラスペーストを印刷し焼成することで形成したガラス層であることを特徴とする請求項１記載のチップ部品用セラミック基板。
前記補強層は、前記白基板領域にフィルム状の補強材を貼着することで、形成したものであることを特徴とする請求項１記載のチップ部品用セラミック基板。
平板状の無地のセラミック基板を準備し、
前記セラミック基板表面の周囲にガラスペーストをスクリーン印刷し、焼成することで補強層を形成し、
縦横に分割溝を配置した製品領域を前記セラミック基板に形成し、
前記製品領域の各区画に、厚膜材料ペーストをスクリーン印刷し、焼成することで、デバイスを形成し、
前記セラミック基板を切断し、前記補強層を形成した部分を除去し、
デバイスを形成した製品領域を、短冊状に分割し、さらに個片に分割することを特徴とするチップ部品の製造方法。