JP6144136B2 - チップ抵抗器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート状の大判基板を縦横の分割溝に沿って分割して得られる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、平面視矩形状の絶縁基板と、絶縁基板上に所定間隔を存して設けられた一対の電極部と、対をなす電極部どうしを橋絡する抵抗体と、抵抗体を被覆する絶縁性の保護コート等によって主に構成されており、抵抗体には抵抗値調整用のトリミング溝が形成されている。電極部は表面電極と裏面電極および両電極を橋絡する端面電極とからなり、絶縁基板の表面側で一対の表面電極が抵抗体によって橋絡されている。

通常、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（集合基板）の片面または両面に予め縦横に延びる複数の１次分割溝と２次分割溝を形成しておき、この大判基板の片面に電極部や抵抗体や保護コート等を一括して形成した後、大判基板を１次分割溝に沿って短冊状基板にブレイク（１次分割）し、この短冊状基板に端面電極を形成してから２次分割溝に沿ってブレイク（２次分割）することにより、個片化された多数のチップ抵抗器を完成するようにしている。その際、大判基板や短冊状基板が分割溝に沿ってきれいにブレイクできないと、チップ抵抗器の端面となる分割面の形状がいびつになり易くなるため、製造歩留まりが低下してしまうことになる。

そこで従来より、大判基板の表裏両面にそれぞれ１次分割溝と２次分割溝を形成した上で、表面側に形成される１次分割溝の溝深さを裏面側に形成される１次分割溝の溝深さよりも大きく（深く）設定し、かつ、表面側に形成される２次分割溝の溝深さを裏面側に形成される２次分割溝の溝深さよりも小さく（浅く）設定するという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来技術によれば、１次分割時に表面側に深めに形成されている１次分割溝は開く向きにブレイクされるが、この表面側に形成されている２次分割溝は浅めなので、１次分割工程で懸念される２次分割溝に沿った不所望な割れを抑制することができる。また、その後の２次分割時において、表面側の２次分割溝が開く向きにブレイクされると、裏面側に深めに形成されている２次分割溝に向かって破断し易くなるので、チップ抵抗器の端面形状不良も発生しにくくなる。

特開２００４−２５９７６７号公報

ところで、このようなチップ抵抗器の製造方法では、大判基板を１次分割溝に沿って短冊状にブレイクする１次分割の方が、その短冊状基板を２次分割溝に沿って個片にブレイクする２次分割よりも大きな力で分割を行う必要があるため、１次分割時に１次分割溝と２次分割溝の交差部分に欠け（チッピング）が発生し易くなる。すなわち、大判基板を１次分割溝に沿って短冊状にブレイクするとき、その１次分割溝を横切るように複数本の２次分割溝が一定間隔おきに形成されているため、これら１次分割溝と２次分割溝の交差するクロス部分が他の領域に比べて脆くなり、かかるクロス部分が１次分割時に欠けてしまう虞がある。

なお、特許文献１に開示された従来技術では、１次分割溝や２次分割溝の溝深さを相対的に表裏両面で異ならせることにより、１次分割時や２次分割時に発生する端面形状不良を低減するようにしているが、個々の１次分割溝や２次分割溝は均一の深さで形成されているだけであるため、１次分割溝と２次分割溝のクロス部分は他の領域に比べて脆くなり、１次分割時に発生するクロス部分の欠けを抑止することはできない。

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、１次分割溝と２次分割溝のクロス部分に発生する欠けを抑止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抵抗器の製造方法は、シート状の大判基板に縦横に延びる複数の１次分割溝と２次分割溝を形成する工程と、前記大判基板の片面で前記１次分割溝を跨ぐように複数対の電極を形成する工程と、前記複数対の電極に接続される複数の抵抗体を形成する工程と、少なくとも前記複数の抵抗体を覆うように保護層を形成する工程と、前記大判基板を前記１次分割溝に沿って分割して複数の短冊状基板を形成する工程と、前記短冊状基板の分割面に端面電極を形成する工程と、前記短冊状基板を前記２次分割溝に沿って分割して個々の素子を形成する工程とを備え、前記１次分割溝のうち、前記２次分割溝との交差部分を含んで前記電極が形成されない領域の溝深さを、前記電極が形成される領域の溝深さよりも大きく設定しておき、この１次分割溝側を開くように分割して前記短冊状基板を形成するようにした。

このような工程によって製造されたチップ抵抗器では、大判基板の片面に電極や抵抗体等を形成した後、その面側を開くように大判基板を１次分割溝に沿って分割するとき、まず溝深さが小さく強度のある電極形成領域から割れ始め、その後に溝深さが大きくて脆いクロス部分が分割されるので、強度の低いクロス部分に大きな負荷を掛けずに１次分割することができ、クロス部分に欠け（チッピング）は発生しなくなる。

上記したチップ抵抗器の製造方法において、電極が形成されない領域の溝深さをＤ１、電極が形成される領域の溝深さをＤ２とすると、これらがＤ１≧（Ｄ２＋２０μｍ）に設定されているが好ましい。

また、上記したチップ抵抗器の製造方法において、領域毎に溝深さを異にする１次分割溝を予め大判基板に形成しておき、この１次分割溝の溝深さが浅い領域を跨ぐように電極を形成しても良いが、分割溝のない大判基板に電極を３０μｍ〜６０μｍの膜厚で形成した後、この電極を横切るようにレーザーを照射して１次分割溝を形成すると、溝深さを異にする１次分割溝を簡単に形成することができて好ましい。

本発明によるチップ抵抗器の製造方法では、１次分割溝の溝深さを電極の形成領域とそれ以外の領域とで異ならせてあり、大判基板の片面に電極や抵抗体等を形成した後、その面側を開くように大判基板を１次分割溝に沿って分割するとき、まず溝深さが小さく強度のある電極形成領域から割れ始め、その後に溝深さが大きくて脆いクロス部分が分割されるので、強度の低いクロス部分に大きな負荷を掛けずに１次分割することができ、クロス部分に欠け（チッピング）は発生しなくなる。

本発明のチップ抵抗器を示す平面図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 該チップ抵抗器の第１実施形態例に係る製造方法を示す説明図である。 図３（ａ）のIV−IV線に沿う拡大断面図である。 該チップ抵抗器の第２実施形態例に係る製造方法を示す説明図である。 図５（ｃ）のVI−VI線に沿う拡大断面図である。

以下、発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１と図２に示すように、本発明によるチップ抵抗器１は、直方体形状の絶縁基板２と、絶縁基板２の表面（図２では上面）の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極３と、絶縁基板２の裏面（図２では下面）の長手方向両端部に設けられた一対の裏面電極４と、一対の表面電極３に両端部を重ね合わせて絶縁基板２の表面に設けられた抵抗体５と、抵抗体５を被覆するアンダーコート６と、アンダーコート６を被覆するオーバーコート７と、表面電極３と裏面電極４を橋絡している一対の端面電極８と、各表面電極３の一部と各裏面電極４および端面電極８を被覆するめっき層９とによって主に構成されている。

絶縁基板２はセラミック等からなり、この絶縁基板２は後述する大判基板を縦横に延びる第１および第２分割溝に沿って分割して多数個取りされたものである。表面電極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、同じく裏面電極４も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る。抵抗体５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り、この抵抗体５には抵抗値を調整するためにトリミング溝１０が形成されている。アンダーコート６はガラスペーストをスクリーン印刷して焼成させたものであり、このアンダーコート６はトリミング溝１０を形成する前に抵抗体５を覆うように形成されている。オーバーコート７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り、このオーバーコート７は抵抗体５にトリミング溝１０を形成した後に形成されている。

端面電極８は絶縁基板２の端面と表面電極３を覆うようにスパッタリングによって形成されたものであり、この端面電極８は絶縁基板２に対する密着性が良いニクロム（Ｎｉ／Ｃｒ）からなる。めっき層９は表面電極３の一部と裏面電極４および端面電極８を覆うように電解メッキによって形成されたものであり、このめっき層９はバリヤー層となるニッケル（Ｎｉ）と錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）や鉛フリーのＳｎ等からなる。

次に、上記の如く構成されたチップ抵抗器１の第１実施形態例に係る製造方法について、図３と図４を参照しながら説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、絶縁基板２が多数個取りされるシート状の大判基板２０を準備する。この大判基板２０は例えば０．５ｍｍ厚のセラミック基板（アルミナ９６％基板）であり、その片面（表面）には予め１次分割溝２１と２次分割溝２２が縦横に延びる格子状配列で形成されている。これら１次分割溝２１と２次分割溝２２はいずれも断面Ｖ字形状の溝であり、２次分割溝２２は均一の溝深さで直線状に延びているが、１次分割溝２１は浅い部分と深い部分が交互に連続する不均一な溝深さで直線状に延びている。すなわち、図４に示すように、２次分割溝と交差するクロス部分の１次分割溝２１の溝深さ（＝Ｄ１）は、隣接するクロス部分で挟まれた部分の１次分割溝２１の溝深さ（＝Ｄ２）よりも大きく、これらはＤ１≧（Ｄ２＋２０μｍ）の関係に設定されている。また、Ｄ１部分の幅Ｗ１は２次分割溝２２であるＶ字形状の溝幅Ｗ２よりも大きく、これらはＷ１＞Ｗ２の関係に設定されている。本実施形態例の場合、０．５ｍｍ厚の大判基板２０を使用している関係上、Ｄ１＝１３０μｍ〜１６０μｍ、Ｄ２＝８０μｍ〜１００μｍとなっている。なお、大判基板２０の他面（裏面）にも１次分割溝２３と２次分割溝２４が縦横に延びる格子状配列で形成されているが、これら第１および第２分割溝２３，２４の溝深さは表面側の第１および第２分割溝２１，２２よりも浅く、かつ、第１および第２分割溝２３，２４は全て均一の溝深さ（３０μｍ〜６０μｍ）に設定されている。

次に、各１次分割溝２１に跨がるようにＡｇ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）に示すように、大判基板２０の表面に複数対の表面電極３を形成する。これら表面電極３は１次分割溝２１の溝深さが浅い領域（図４中のＤ２部分）に形成され、クロス部分を含めて１次分割溝２１の溝深さが深い領域（図４中のＤ１部分）には、分割溝を伝って隣接する表面電極３どうしが繋がらないようにするために、表面電極３を形成しないようにすることが好ましい。なお、表面電極３は１次分割溝２１の溝深さが深い領域内に形成されていれば、必ずしも表面電極３の幅寸法とＤ１部分の幅Ｗ１が一致していなくても良く、表面電極３の幅寸法をＤ１部分の幅Ｗ１よりも若干狭く設定することも可能である。図示省略されているが、大判基板２０の裏面にも各１次分割溝２３に跨がるように複数対の裏面電極４を形成する。

次に、対をなす表面電極３に跨がるように酸化ルテニウム系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（ｃ）に示すように、長手方向の両端部を表面電極３に重ね合わせた複数の抵抗体５を一括形成する。

次に、各抵抗体５を個別に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、各抵抗体５の上にアンダーコート６を形成した後、アンダーコート６に覆われている抵抗体５に対してレーザービームを照射してトリミング溝１０を形成する。しかる後、それぞれのアンダーコート６と抵抗体５を覆う領域に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３（ｄ）に示すように、２次分割溝２２を横切って帯状に延びるオーバーコート７を形成する。

ここまでの工程は大判基板２０に対する一括処理であるが、次なる工程では、大判基板２０を表裏の１次分割溝２１，２３に沿って短冊状にブレイク（１次分割）することにより、図３（ｅ）に示すように、大判基板２０から複数の短冊状基板３０を得る。かかる１次分割作業は、大判基板２０の表面側が延ばされ方向に曲げ応力を加えることによって行われ、この曲げ応力によって１次分割溝２１は表面側の溝開口が開かれるようにブレイクされる。

ここで、大判基板２０の表面に形成された１次分割溝２１の溝深さは均一になっておらず、溝深さの大きい領域と溝深さの小さい領域とを有しているため、１次分割の際には、まず溝深さが小さく強度のある領域（図４中のＤ２部分）から割れ始め、その後に溝深さが大きくて脆いクロス部分（図４中のＤ２部分）が分割される。したがって、強度の低いクロス部分に大きな負荷を掛けずに１次分割することができ、クロス部分に欠け（チッピング）が発生することを防止できる。

次に、複数の短冊状基板３０を上下方向に重ね合わせた後、この状態で各短冊状基板３０の端面全体にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、表面電極３と裏面電極４とを橋絡する端面電極８を形成する。しかる後、短冊状基板３０を第２分割溝２２，２４に沿ってブレイクするという２次分割を行い、図３（ｆ）に示すように、チップ抵抗器１と同等の大きさの個片（チップ単体）４０を得る。最後に、個片化されたチップ単体４０の絶縁基板２に対して電解メッキを施すことにより、表面電極３の一部と裏面電極４および端面電極８を被覆するめっき層９を形成し、図１と図２に示すようなチップ抵抗器１が完成する。

以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器１の製造方法では、予め大判基板２０の片面に凹凸深さのある１次分割溝２１を形成しておき、この１次分割溝２１に跨がる複数対の表面電極３や、対をなす表面電極３に跨がる抵抗体５等を大判基板２０に形成した後、その形成面側を開くように大判基板２０を１次分割溝２１に沿って１次分割するようにしたので、１次分割の際に、１次分割溝２１は溝深さが小さく強度のある電極形成領域から割れ始め、その後に溝深さが大きくて脆いクロス部分が分割されることになる。したがって、強度の低いクロス部分に大きな負荷を掛けずに１次分割することができ、クロス部分に欠け（チッピング）が発生することを防止できる。

次に、チップ抵抗器１の第２実施形態例に係る製造方法について、図５と図６を参照しながら説明する。

この第２実施形態例においては、まず、図５（ａ）に示すように、絶縁基板２が多数個取りされるシート状の大判基板５０を準備する。この大判基板５０は例えば０．５ｍｍ厚のセラミック基板（アルミナ９６％基板）であるが、この時点で大判基板５０に第１および第２分割溝は形成されていない。

次に、大判基板５０の片面（表面）に銅（Ｃｕ）ペーストをスクリーン印刷して焼成することにより、図５（ｂ）に示すように、マトリックス状に配列された複数対の表面電極３を形成する。その際、表面電極３の膜厚は３０μｍ〜６０μｍ程度に厚いことが好ましく、本実施形態例の場合は２０μｍのＣｕペーストを２層構造とすることにより、膜厚が４０μｍの表面電極３を形成するようにしている。図示省略されているが、大判基板５０の裏面にも同様の工程を行うことにより、マトリックス状に配列された複数対の裏面電極４を形成する。ただし、裏面電極４の膜厚は表面電極３のように厚くする必要はなく、本実施形態例の場合はＡｇペーストを用いて１０μｍ厚の裏面電極４を形成している。

次に、大判基板５０にレーザーを照射して分割溝を形成するというレーザースクライブ法によって、図５（ｃ）に示すように、大判基板５０の表面に１次分割溝５１と２次分割溝５２を縦横に延びる格子状配列で形成する。ここで、１次分割溝５１は表面電極３を横断するようにレーザー照射して形成されるが、前述したように表面電極３の膜厚を厚く（４０μｍ）形成してあるので、１次分割溝５１は浅い部分と深い部分が交互に連続する不均一な溝深さで形成される。すなわち、図６に示すように、表面電極３が形成されていない領域の１次分割溝５１の溝深さ（＝Ｄ１）に対し、表面電極３が形成されている領域の１次分割溝５１の溝深さ（＝Ｄ２）は浅くなり、本実施形態例の場合はＤ１＝１４０μｍ、Ｄ２＝１００μｍとなることにより、１次分割溝５１の溝深さに約４０μｍの凹凸ができる。一方、２次分割溝５２は表面電極３の存しない大判基板５０を縦断するようにレーザー照射して形成されるため、２次分割溝５２の溝深さは均一となり、１次分割溝５１と２次分割溝が交差するクロス部分の溝深さはＤ１となる。

また、大判基板５０の他面（裏面）にもレーザースクライブ法によって１次分割溝５３と２次分割溝５４が形成されるが、これら第１および第２分割溝５３，５４の溝深さは表面側の第１および第２分割溝５１，５２よりも浅く、かつ、第１および第２分割溝５３，５４は全て均一の溝深さ（例えば４０μｍ）に設定されている。なお、表面側の第１および第２分割溝５１，５２については、表面電極３の形成後の大判基板５０に対してレーザー照射して形成する必要があるが、裏面側の第１および第２分割溝５３，５４については、表面電極３を形成する前の大判基板５０に予め形成しておいても良い。

次に、対をなす表面電極３に跨がるように酸化ルテニウム系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５（ｄ）に示すように、長手方向の両端部を表面電極３に重ね合わせた複数の抵抗体５を一括形成する。

次に、各抵抗体５を個別に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、各抵抗体５の上にアンダーコート６を形成した後、アンダーコート６に覆われている抵抗体５に対してレーザービームを照射してトリミング溝１０を形成する。しかる後、それぞれのアンダーコート６と抵抗体５を覆う領域に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５（ｅ）に示すように、２次分割溝５２を横切って帯状に延びるオーバーコート７を形成する。ここで、レーザースクライブ法によって分割溝を形成するタイミングとしては、表面電極３を形成した後で後述の短冊状にブレイク（１次分割）する前であれば、どのタイミングであっても良い。

ここまでの工程は大判基板５０に対する一括処理であるが、次なる工程では、大判基板５０を表裏の１次分割溝５１，５３に沿って短冊状にブレイク（１次分割）することにより、図５（ｆ）に示すように、大判基板５０から複数の短冊状基板６０を得る。かかる１次分割作業は、大判基板５０の表面側が延ばされ方向に曲げ応力を加えることによって行われ、この曲げ応力によって１次分割溝５１は表面側の溝開口が開かれるようにブレイクされる。

ここで、大判基板５０の表面に形成された１次分割溝５１の溝深さは均一になっておらず、溝深さの大きい領域と溝深さの小さい領域とを有しているため、１次分割の際には、まず溝深さが小さく強度のある領域（図６中のＤ２部分）から割れ始め、その後に溝深さが大きくて脆いクロス部分（図６中のＤ１部分）が分割される。したがって、強度の低いクロス部分に大きな負荷を掛けずに１次分割することができ、クロス部分に欠け（チッピング）が発生することを防止できる。

次に、複数の短冊状基板６０を上下方向に重ね合わせた後、この状態で各短冊状基板６０の端面全体にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、表面電極３と裏面電極４とを橋絡する端面電極８を形成する。しかる後、短冊状基板６０を表裏の第２分割溝５２，５４に沿ってブレイクするという２次分割を行い、図５（ｇ）に示すように、チップ抵抗器１と同等の大きさの個片（チップ単体）７０を得る。最後に、個片化されたチップ単体７０の絶縁基板２に対して電解メッキを施すことにより、表面電極３の一部と裏面電極４および端面電極８を被覆するめっき層９を形成し、図１と図２に示すようなチップ抵抗器１が完成する。

以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器１の製造方法では、大判基板５０の表面に膜厚が厚い（３０μｍ〜６０μｍ）複数対の表面電極３を形成した後、これら表面電極３を横切るように大判基板５０にレーザーを照射することにより、凹凸深さのある１次分割溝５１を形成し、しかる後、表面電極３の形成面側を開くように大判基板５０を１次分割溝５１に沿って１次分割するようにしたので、１次分割の際に、１次分割溝５１は溝深さが小さく強度のある電極形成領域から割れ始め、その後に溝深さが大きくて脆いクロス部分が分割されることになる。したがって、強度の低いクロス部分に大きな負荷を掛けずに１次分割することができ、クロス部分に欠け（チッピング）が発生することを防止できる。しかも、このように凹凸深さのある１次分割溝５１をレーザースクライブ法によって簡単に形成することができ、その分、チップ抵抗器１の製造工程を簡略化することができる。

１ チップ抵抗器
２ 絶縁基板
３ 表面電極
４ 裏面電極
５ 抵抗体
６ アンダーコート
７ オーバーコート
８ 端面電極
９ めっき層
１０ トリミング溝
２０，５０ 大判基板
２１，５１ １次分割溝
２２，５２ ２次分割溝
３０，６０ 短冊状基板
４０，７０ チップ単体

Claims (3)

1. シート状の大判基板に縦横に延びる複数の１次分割溝と２次分割溝を形成する工程と、前記大判基板の片面で前記１次分割溝を跨ぐように複数対の電極を形成する工程と、前記複数対の電極に接続される複数の抵抗体を形成する工程と、少なくとも前記複数の抵抗体を覆うように保護層を形成する工程と、前記大判基板を前記１次分割溝に沿って分割して複数の短冊状基板を形成する工程と、前記短冊状基板の分割面に端面電極を形成する工程と、前記短冊状基板を前記２次分割溝に沿って分割して個々の素子を形成する工程とを備え、
   前記１次分割溝のうち、前記２次分割溝との交差部分を含んで前記電極が形成されない領域の溝深さを、前記電極が形成される領域の溝深さよりも大きく設定しておき、この１次分割溝側を開くように分割して前記短冊状基板を形成することを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
2. 請求項１の記載において、前記電極が形成されない領域の溝深さをＤ１、前記電極が形成される領域の溝深さをＤ２とすると、これらがＤ１≧（Ｄ２＋２０μｍ）に設定されていることを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
3. 請求項１または２の記載において、前記大判基板に前記電極を３０μｍ〜６０μｍの膜厚で形成した後、この電極を横切るようにレーザーを照射して前記１次分割溝を形成することを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。