JP6371187B2 - 抵抗体のトリミング方法 - Google Patents

Description

本発明は、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体のトリミング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、絶縁基板の表面に所定間隔を存して対向配置された一対の表電極と、絶縁基板の裏面に所定間隔を存して対向配置された一対の裏電極と、表電極と裏電極を橋絡する端面電極と、対をなす表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、大判の集合基板に対して多数個分の電極や抵抗体や保護層等を一括して形成した後、この集合基板を格子状の分割ライン（例えば分割溝）に沿って分割してチップ抵抗器を多数個取りするようにしている。かかるチップ抵抗器の製造過程で、集合基板の片面には抵抗ペーストを印刷・焼成することにより多数の抵抗体が形成されるが、印刷時の位置ずれや滲み、あるいは焼成炉内の温度むら等の影響により、各抵抗体の大きさや膜厚に若干のばらつきを生じることは避け難いため、集合基板の状態で各抵抗体にトリミング溝を形成して所望の抵抗値に設定するという抵抗値調整作業が行われる。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「Ｌカット」や「ストレートカット」と呼ばれるものが主流となっているが、超高精度の抵抗値を得るために「スキャンカット」と呼ばれるトリミング方法を採用したチップ抵抗器も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は上記特許文献１に開示されたチップ抵抗器１０の平面図であり、このチップ抵抗器１０は、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等を備えており、抵抗体１３には逆Ｕ字状のトリミング溝１４が形成されている。チップ抵抗器１０の抵抗値はトリミング溝１４を形成した後の抵抗体１３によって規定され、このトリミング溝１４によって抵抗体１３は本体部１３ａと切離部１３ｂとに２分割されている。以下、このような形状のトリミング溝１４を形成する手順を図６に基づいて説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、一対の表電極１２に測定端子（プローブ）を接触させて抵抗体１３の抵抗値を測定しながら、絶縁基板１１上の抵抗体１３から離れた箇所（スタートポイント）Ｓ１にレーザー光を照射する。このとき、スタートポイントＳ１は、位置ずれにより不本意な抵抗体１３への損傷を防止するために、抵抗体１３から少し離した位置、例えば、隣り合う抵抗体１３の中間部分（図６では分割ライン上）に設定する。そして、図６（ｂ）に示すように、このレーザー光の照射位置をスタートポイントＳ１から抵抗体１３の一側面に向けて図中の真上に走査した後、図６（ｃ）に示すように、そのまま抵抗体１３の内部に延ばして電流方向と直交する直線状のスリット１５を形成する。このスリット１５によって抵抗体１３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に対してある程度だけ下回るまで抵抗値を上昇させた後、図６（ｄ）に示すように、スリット１５を第１ターンポイントＴ１で９０°方向変換して電流方向と平行な方向へ延ばすことで抵抗値をさらに上昇させる。しかる後、図６（ｅ）に示すように、スリット１５を第２ターンポイントＴ２で下方へ９０°方向変換して逆Ｕ字状のトリミング溝１４を形成することにより、抵抗体１３が本体部１３ａと切離部１３ｂとに２分割される。この時点で抵抗体１３の抵抗値は目標抵抗値に対して僅かに低い値（−１％〜−５％程度）に調整されるが、次に、図６（ｆ）に示すように、トリミング溝１４の本体部１３ａ側にレーザー光を照射して本体部１３ａを徐々にカット（スキャンカット）することにより、抵抗体１３の抵抗値が目標抵抗値に対して極めて高精度に調整される。

このようなトリミング方法によれば、抵抗体１３の一部に逆Ｕ字状にトリミングした切離部１３ｂを設けることで抵抗値を粗調整しているため、抵抗値の粗調整に要する時間を短くすることができると共に、粗調整された抵抗値は逆Ｕ字状のスリットを徐々に線状にスキャンカットして拡げていくことで微調整されるため、抵抗体１３の抵抗値を迅速かつ精密に調整することができる。

特開平４−１６８７０２号公報

特許文献１に開示された従来のトリミング方法では、抵抗体に逆Ｕ字状のスリットを形成することにより、抵抗値を目標抵抗値よりも僅かに低い値（−１％〜−５％程度）に粗調整した後、そのスリットをスキャンカットして拡げていくことにより、抵抗値を目標抵抗値に対して一致させるように微調整が行われる。このため、抵抗体の一側面から電流方向と直交方向へ延びるスリットをトリミングする際に、第１ターンポイントＴ１後のスリットによる抵抗値変化量（上昇分）を踏まえて、目標抵抗値の−１０％程度までトリミングを行ってから第１ターンポイントＴ１で方向変換する必要がある。したがって、トリミング溝を形成する前の抵抗値（初期抵抗値）が目標抵抗値の−１０％よりも低くなっていれば（例えば−２０％）、その抵抗体に逆Ｕ字状のスリットをトリミングして抵抗値を−１％〜−５％程度まで粗調整した後、そのスリットをスキャンカットして抵抗値を超高精度に調整することができる。

しかしながら、大判の集合基板に対して多数個分の抵抗体が一括して形成される関係上、必ずしも全ての抵抗体の初期抵抗値が目標抵抗値の−１０％より低くなっているとは限らず、抵抗体の印刷条件や焼成条件等のバラツキにより、集合基板における一部の抵抗体の初期抵抗値が目標抵抗値の−１０％よりも高くなってしまうことがある。そのような抵抗体の抵抗値調整を行う場合はＴ１＝Ｓ１となり、図７（ａ）に示すように、抵抗体に逆Ｕ字状のスリットを形成せずにスタートポイントＳ１からいきなりスキャンカットが始まるため、図７（ｂ）に示すように、抵抗体の存在しない基板部分もスキャンすることになって、抵抗体をトリミングするのに要するスキャンカットの時間が非常に長くなってしまう。したがって、このような抵抗体が集合基板に１つでも存在すると、それ以外の抵抗体を迅速にトリミングできたとしても、集合基板の全体についてみると次工程にいくまでの待機時間が長くなり、生産効率を悪化させるという問題が発生する。

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、超高精度な抵抗値調整が可能で生産効率の良好な抵抗体のトリミング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体のトリミング方法において、前記レーザー光を前記抵抗体の前記表電極と接続されない一方の側面から他方の側面に向かって直線状に照射して第１トリミング溝を形成した後、この第１トリミング溝の終了点から所定量だけ戻った位置を開始点として、前記レーザー光を前記第１トリミング溝と交差する方向へ照射しながらスキャンすることにより、少なくとも前記第１トリミング溝の終了点を含む幅広な第２トリミング溝を形成するようにした。

このような抵抗体のトリミング方法では、第１トリミング溝の終了点から所定量だけ戻った位置からスキャンカットが開始され、当該位置は電極間方向での抵抗値変化量の少ない部分であるため、第１トリミング溝の終了点を規定するターンポイントでの測定抵抗値として、ターンポイント後の抵抗値上昇量を少なくすることができて、ターンポイントをスキャンカットの開始点における抵抗値（例えば目標抵抗値の−１％〜−５％程度）に近づけることが可能となる。したがって、トリミングを開始する前の初期抵抗値が比較的高い場合（例えば目標抵抗値の−７％程度）でも、いきなりスキャンカットを始めてしまうことが少なくなり、スキャンカットによって超高精度な抵抗値調整を実現しつつ生産効率を良好にすることができる。

本発明による抵抗体のトリミング方法では、抵抗体をスキャンカットすることによって超高精度な抵抗値調整が可能になると共に、スキャンカットに要する加工時間が長くなることを防止して生産効率を向上することができる。

本発明の第１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。 第１実施形態例に係るトリミング方法を示す説明図である。 本発明の第２実施形態例に係るトリミング方法を示す説明図である。 本発明の第３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。 従来例に係るトリミング方法を示す説明図である。 従来例の問題点を示す説明図である。

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、本発明の第１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１は、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いる。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からなるＴ字状のトリミング溝７が形成されており、このトリミング溝７によって抵抗体４の抵抗値が調整されている。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。

絶縁基板２はセラミックス等からなり、この絶縁基板２は後述する大判の集合基板を縦横に延びる一次分割溝と二次分割溝に沿って分割することにより多数個取りされたものである。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の一側面（図の下辺）から上方に向かって直線状に延びる幅狭なスリットであり、第１トリミング溝５の延出方向は抵抗体４に流れる電流方向と直交している。第２トリミング溝６は電流方向と平行な方向に延びる幅広なスリットであり、第１トリミング溝５の終了点は第２トリミング溝６の内部に位置している。詳細については後述するが、第１トリミング溝５は抵抗体４をストレートカットして形成されたものであり、第２トリミング溝６は第１トリミング溝５の先端部を含む領域をスキャンカットして形成されたものである。

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。また、図２において、矢印Ｘ１−Ｘ２は抵抗体４に流れる電流方向（すなわち電極間方向）を示し、矢印Ｙ１−Ｙ２は電流方向と直交する方向を示している。

まず、図２（ａ）に示すように、一対の表電極３に測定端子（プローブ）を接触させて抵抗体４の抵抗値を測定しながら、絶縁基板２上の抵抗体４から離れた箇所（スタートポイント）Ｓ１にレーザー光を照射する。そして、図２（ｂ）に示すように、このレーザー光の照射位置をスタートポイントＳ１から抵抗体４の一側面に向けて図中の真上（Ｙ１方向）に走査した後、図２（ｃ）に示すように、そのまま抵抗体４の内部に延ばして電流方向と直交する直線状の第１トリミング溝５を形成する。なお、図示省略されているが、抵抗体４はアンダーコート層（保護層）によって覆われており、このアンダーコート層上にレーザー光を照射することで第１トリミング溝５が形成される。

この第１トリミング溝５をＹ１方向へ延ばすことによって抵抗体４の抵抗値は次第に上昇していき、目標抵抗値に対してある程度だけ下回る値（例えば−７％程度）まで抵抗値を上昇させた後、第１トリミング溝５の終了点（先端）を第１ターンポイントＴ１として、レーザー光の照射位置を第１ターンポイントＴ１からスタートポイントＳ１の方向（Ｙ２方向）へ所定量だけ戻す。

そして、図２（ｄ）に示すように、この戻した位置を第２ターンポイントＴ２としてレーザー光の走査方向を９０°方向変換することにより、第１トリミング溝５と直交する方向（Ｘ１−Ｘ２方向）へ延びる第２トリミング溝６を形成した後、この第２トリミング溝６のスリット幅がＹ１方向へ拡がるようにスキャンカットする。これにより、図２（ｅ）に示すように、第１トリミング溝５の終了点（第１ターンポイントＴ１）を覆う幅広の第２トリミング溝６が形成され、目標抵抗値と一致するまで抵抗値を上昇させた時点でレーザー光の照射を停止すると、抵抗体４にＴ字状のトリミング溝７が形成されてトリミング工程は終了する。

ここで、第２ターンポイントＴ２は第１トリミング溝５の終了点（第１ターンポイントＴ１）からスタートポイントＳ１方向へ所定量だけ戻った位置であり、当該位置は電極間方向での抵抗値変化量の少ない部分であるため、従来のように第１トリミング溝５の終了点を目標抵抗値の−１０％程度に設定しなくても良くなり、−１０％よりも高い値、例えば目標抵抗値の−７％程度まで測定抵抗値が上昇した時点で、第１トリミング溝５のトリミングを終了して第２トリミング溝６のスキャンカットに移行させることができる。したがって、トリミングを開始する前の初期抵抗値が比較的高い場合でも、いきなりスキャンカットを始めてしまうことが少なくなり、スキャンカットによって超高精度な抵抗値調整を実現しつつ生産効率を良好にすることができる。

なお、このようなトリミング工程（抵抗値調整作業）を集合基板上の全ての抵抗体４に対して行った後、前述したアンダーコート層と抵抗体４およびトリミング溝７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。次いで、集合基板を一次分割して短冊状基板を得た後、この短冊状基板の分割面に端面電極を形成して表電極３と裏電極を橋絡し、しかる後、短冊状基板を二次分割して図１に示すようなチップ抵抗器１を多数個取りする。

以上説明したように、本発明の第１実施形態例に係る抵抗体のトリミング方法では、第１トリミング溝５の終了点（第１ターンポイントＴ１）から所定量だけ戻った位置（第２ターンポイントＴ２）から第２トリミング溝６のスキャンカットが開始され、当該位置は電極間方向での抵抗値変化量の少ない部分であるため、第１トリミング溝５の終了点を規定するターンポイＴ１での測定抵抗値として、ターンポイント後の抵抗値上昇量を少なくすることができ、それゆえ、ターンポイントをスキャンカットの開始点における抵抗値（例えば目標抵抗値の−１％〜−５％程度）に近づけることが可能となる。したがって、トリミングを開始する前の初期抵抗値が比較的高い場合（例えば目標抵抗値の−７％程度）でも、いきなりスキャンカットを始めてしまうことが少なくなり、スキャンカットによって超高精度な抵抗値調整を実現しつつ生産効率を良好にすることができる。しかも、レーザー光の照射を第１トリミング溝５のストレートカットから第２トリミング溝６のスキャンカットまで連続的に行うことができるため、この点からもトリミング溝７の形成に要する加工時間を短縮することが可能となる。

なお、上記の第１実施形態例では、第１トリミング溝５の終了点から所定量だけ戻った位置を開始点として、第２トリミング溝６を第１トリミング溝５と直交方向へ延ばしてスキャンカットすることにより、全体的にＴ字状のトリミング溝７を形成するようにしたトリミング方法について説明したが、トリミング溝７を構成する第１トリミング溝５と第２トリミング溝６の全体形状は必ずしもＴ字状でなくても良い。

例えば、図３に示す第２実施形態例のように、第１トリミング溝５の終了点から所定量だけ戻った位置を開始点として、第２トリミング溝６を第１トリミング溝５図示右側領域でスキャンカットすることにより、全体的にＬ字状のトリミング溝７を形成するようにしても良い。あるいは、図４に示す第３実施形態例のように、第１トリミング溝５の終了点から所定量だけ戻った位置を開始点として、第２トリミング溝６を円弧状にスキャンカットしてトリミング溝７を形成するようにしても良い。

１ チップ抵抗器
２ 絶縁基板
３ 表電極
４ 抵抗体
５ 第１トリミング溝
６ 第２トリミング溝
７ トリミング溝
Ｓ１ スタートポイント
Ｔ１ 第１ターンポイント
Ｔ２ 第２ターンポイント

Claims (1)

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体のトリミング方法において、
   前記レーザー光を前記抵抗体の前記表電極と接続されない一方の側面から他方の側面に向かって直線状に照射して第１トリミング溝を形成した後、この第１トリミング溝の終了点から所定量だけ戻った位置を開始点として、前記レーザー光を前記第１トリミング溝と交差する方向へ照射しながらスキャンすることにより、少なくとも前記第１トリミング溝の終了点を含む幅広な第２トリミング溝を形成するようにしたことを特徴とする抵抗体のトリミング方法。