JP6577315B2

JP6577315B2 - チップ抵抗器の製造方法

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Publication number: JP6577315B2
Application number: JP2015189765A
Authority: JP
Inventors: 松本　健太郎; 健太郎松本
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2035-09-28
Also published as: US10410771B2; US20180277286A1; WO2017057096A1; JP2017069258A

Description

本発明は、回路基板上に半田付けによって面実装されるチップ抵抗器の製造方法に関するものである。

一般的にチップ抵抗器は、セラミックスからなる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、これら一対の表面電極に接続するように絶縁基板の表面に設けられた抵抗体と、抵抗体を覆うように設けられた絶縁性の保護層と、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、表電極と裏電極を導通するように絶縁基板の両端面に設けられた一対の端面電極と、これら端面電極の外表面にめっき処理を施して形成された一対の外部電極とを備えている。

通常、このようなチップ抵抗器を製造する場合、大判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、この大判基板を格子状に分割して個々のチップ素体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という方法が採用されている。

かかるダイシングによる分割方法では、保護層を形成してからダイシングが行われるため、表電極と抵抗体を保護層で覆ってしまうとダイシング位置がわからなくなってしまい、最悪の場合、ダイシングによって抵抗体を切断してしまうという不具合が発生する。

このような不具合を解消するために、特許文献１に開示されているように、大判基板の周辺部のダミー領域に抵抗体と同時に複数の認識マークを形成しておき、これら認識マークの内側領域に固定テープを貼り付けた後、固定テープの外側に露出する認識マークを基準位置としてダイシングを行うという方法が提案されている。この場合、固定テープの上から電極や抵抗体の位置を確認することはできないが、固定テープの周囲に露出するダミー領域に抵抗体と同時に認識マークが形成されているため、この認識マークを基準にダイシング位置を決定すれば、誤って抵抗体が切断されてしまうことを防止できる。

特開２００７−１７３２８２号公報

しかし、特許文献１に開示された従来技術では、大判基板の表面側に固定テープを貼り付ける際に、大判基板のダミー領域内で固定テープの周縁部が認識マークと重ならないようにする必要があるため、固定テープを貼り付けるときの位置ずれを考慮してダミー領域を広めに設定しなければならず、その分、大判基板に占めるダミー領域（製品とならずに破棄される部分）の割合が増えてしまうという問題がある。また、認識マークは製品となるチップ形成領域からできるだけ離れた位置に形成する必要があるが、認識マークがチップ形成領域から遠くなるほど印刷用マスクの伸び等に起因する誤差を生じやすくなるため、認識マークを基準に決めたダイシング位置が正規位置からズレてしまう虞がある。

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、簡単な構成によってダイシング不良を防止することが可能な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、セラミックスからなる大判基板の表面における複数のチップ形成領域にそれぞれ一対の表電極を形成する工程と、前記対をなす表電極間を接続するように抵抗体を形成する工程と、前記表電極と前記抵抗体を覆うように前記大判基板の表面における前記複数のチップ形成領域全体に該大判基板と同系色の半透明な樹脂からなる保護層を形成する工程と、前記保護層を透して前記表電極と前記抵抗体の位置を確認してダイシング位置を決定してから、このダイシング位置に基づいて前記大判基板を前記表電極の中央部を通って長手方向へ延びる１次分割ラインと、この１次分割ラインに直交する２次分割ラインとに沿ってダイシングブレードで切断して個々のチップ素子を形成する工程と、前記チップ素子の前記１次分割ラインに沿う切断面から前記２次分割ラインに沿う切断面の一部にかけて導電ペーストを塗布して端面電極を形成する工程と、を含むことを特徴としている。

このように大判基板の表面に多数個のチップ抵抗器に対応する表電極と抵抗体を形成し、これら表電極と抵抗体を大判基板と同系色の半透明な樹脂からなる保護層で覆った後、この保護層を透して表電極と抵抗体の位置を確認することにより、ダイシング位置を正確に決めることができるため、このダイシング位置に基づいて大判基板を格子状にダイシングすれば、誤って抵抗体が切断されてしまうというダイシング不良を防止できる。また、ダイシングして得られるチップ素体の長手方向両端部にキャップ状の端面電極を形成することにより、表裏等の方向性のないバルク実装に好適なチップ抵抗器が製造されるが、このチップ抵抗器は、保護層の露出する一面と絶縁基板の残り３つのセラミックス面とが同系色となっているため、チップ抵抗器が回路基板のランド上に正しく実装されたか否かを撮像して画像処理する際に、その搭載姿勢にかかわらず同じ色の画像が撮影されることになり、画像処理を簡単かつ精度良く行うことができる。

上記の製造方法において、保護層を透して表電極と抗抵体の位置を確認する際に、大判基板の裏面側からバックライトを照射するようにすると、バックライトの光が表電極と抵抗体で遮られるため、保護層の上方から表電極と抵抗体の位置を容易かつ正確に確認することができる。

本発明によれば、抵抗体が誤って切断されてしまうというダイシング不良を防止できてバルク実装に好適なチップ抵抗器を実現できる。

本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器の斜視図である。チップ抵抗器の平面図である。図２のIII−III線に沿う断面図である。図２のIV−IV線に沿う断面図である。図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。該チップ抵抗器の製造工程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ながら説明すると、本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器は、図１〜図５に示すように、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極２と、これら表電極２に接続するように設けられた長方形状の抵抗体３と、両表電極２と抵抗体３を含めて絶縁基板１の表面全体を覆う絶縁性の保護層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とによって主に構成されている。

絶縁基板１はセラミックス（アルミナ９６％）からなり、この絶縁基板１は後述する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、これら表電極２は絶縁基板１のコ字状に連続する３つの端面から露出するように矩形状に形成されている。

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り、この抵抗体３の長手方向の両端部はそれぞれ表電極２に重なっている。なお、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オーバーコート層であり、図示省略されているが、保護層４の下側には抵抗体３を覆う透明なアンダーコート層が形成されている。なお、このアンダーコート層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る。保護層４は両表電極２と抵抗体３を含めて絶縁基板１の表面全体を覆うように形成されているため、図３中で左側に位置する表電極２の左端を含む３端面が絶縁基板１と保護層４間から露出し、右側に位置する表電極２の右端を含む３端面が絶縁基板１と保護層４間から露出している。

保護層４は絶縁基板１の材料であるセラミックスと同系色の半透明な樹脂からなり、本実施形態例の場合、エポキシ樹脂に白色の顔料（例えば酸化チタン）を添加したものが用いられている。ここで、エポキシ樹脂に対する白色顔料の含有量は保護層４の膜厚に応じて２〜２５％の範囲に設定することが好ましく、例えば、膜厚が約１０μｍの保護層４を形成する場合は、エポキシ樹脂に酸化チタン（粒径は約０．２５μｍ）を５％程度含有させたものを用いることが好ましい。その理由は、白色顔料の含有量が２％よりも少なくなると、保護層４の透明度が高くなり過ぎて半透明にならず、その逆に白色顔料の含有量が２５％を越えると、保護層４が白濁して透明性が損なわれてしまうからである。あるいは、着色に使用される着色顔料の粒径を小さくすることにより、保護層４の透明度を上げて半透明にするようにしても良く、例えば、着色顔料として粒径が０．１０μｍ以下の酸化チタンを用いると、酸化チタンの含有量が２５％を越えた場合でも透明度を上げて半透明にすることができる。

一対の端面電極５はＡｇペーストやＣｕペーストをディップ塗布して加熱硬化させたものであり、これら端面電極５は絶縁基板１の両端面１ａから保護層４の上面と絶縁基板１の下面および両側面１ｂを覆うようにキャップ状に形成されている。これにより、図３中で左側に位置する端面電極５は、絶縁基板１と保護層４間から露出する左側の表電極２の３端面と接続され、右側に位置する端面電極５は、絶縁基板１と保護層４間から露出する右側の表電極２の３端面と接続されている。なお、端面電極５が形成される前のチップ素体の外観形状は略正四角柱となっており、このような形状のチップ素体の長手方向両端部にキャップ状の端面電極５が形成されている。すなわち、絶縁基板１は幅寸法に比べて厚み寸法が短い直方体形状であるが、この絶縁基板１の表面全体を覆うように所定厚の保護層４が積層されることにより、幅寸法と厚み寸法を等しくする正四角柱状のチップ素体が構成されるようになっている。

図示省略されているが、一対の端面電極５は外部電極によって覆われており、これら外部電極は端面電極５の表面にＮｉ，Ｓｎ等を電解メッキ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の製造方法について、図６と図７を参照しながら説明する。

まず、図６（ａ）と図７（ａ）に示すように、絶縁基板１が多数個取りされるセラミックスからなる大判基板１０を準備する。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、図６（ｅ）に示す後工程で大判基板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。なお、図６は大判基板１０を平面的に見た状態を示し、図７は図６中の１個分のチップ形成領域を断面した状態を示している。

そして、このような大判基板１０の表面にＡｇ系ペーストを印刷して乾燥・焼成させることにより、図６（ｂ）と図７（ｂ）に示すように、大判基板１０の表面に所定間隔を存して帯状に延びる複数対の表電極２を形成する。

次に、大判基板１０の表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・焼成させることにより、図６（ｃ）と図７（ｃ）に示すように、対をなす表電極２間に跨る複数の抵抗体３を形成する。なお、表電極２と抵抗体３の形成順序は上記と逆であっても良い。

次に、トリミング溝形成時の抵抗体３へのダメージを軽減するものとして、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を覆う図示せぬアンダーコート層を形成した後、このアンダーコート層の上から抵抗体３にトリミング溝を形成して抵抗値を調整する。しかる後、アンダーコート層の上から白色顔料を添加した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６（ｄ）と図７（ｄ）に示すように、表電極２と抵抗体３を含めて大判基板１０のチップ形成領域全体を覆う半透明な保護層４を形成する。

ここで、表電極２と抵抗体３を覆う保護層４は半透明な材料であるため、保護層４を透して内部の表電極２と抵抗体３の位置を目視することにより、図６（ｅ）に示すように、次工程で行われるダイシングの位置（１次分割ラインＬ１と２次分割ラインＬ２）を決定する。なお、１次分割ラインＬ１は表電極２の幅方向中央部を通って長手方向へ延びる仮想線であり、２次分割ラインＬ２は各抵抗体３の間を１次分割ラインＬ１と直交方向へ延びる仮想線である。その際、大判基板１０の裏面側からバックライト光を照射しながら表電極２と抵抗体３の位置を確認するようにすると、バックライト光の中に表電極２と抵抗体３が浮き上がるように見えるため、保護層４の上方から表電極２と抵抗体３の位置を容易かつ正確に確認することができる。

このようにしてダイシング位置である１次分割ラインＬ１と２次分割ラインＬ２を決定したなら、図６（ｆ）に示すように、これら１次分割ラインＬ１と２次分割ラインＬ２とに沿ってダイシングブレードで切断することにより、チップ抵抗器と外形をほぼ同じくする個々のチップ素体１０Ａを得る。なお、大判基板１０の周辺部は各チップ形成領域を包囲するダミー領域となっており、このダミー領域はダイシング後に捨て基板１０Ｂとして破棄される。また、これら１次分割ラインＬ１と２次分割ラインＬ２は大判基板１０に対して設定された仮想線であり、前述したように大判基板１０に分割ラインに対応する１次分割溝や２次分割溝は形成されていない。

次に、チップ素体１０Ａの端面にＡｇペーストやＣｕペースト等の導電ペーストをディップ塗布して加熱硬化させることにより、図７（ｅ）に示すように、チップ素体１０Ａの長手方向両端面から短手方向両端面の所定位置まで回り込むキャップ状の端面電極５を形成する。その際、チップ素体１０Ａの外観形状は略正四角柱となっているため、チップ素体１０Ａの４面に回り込んだ端面電極５は、保護層４の表面と残り３つのセラミックス面で全て同じ大きさの矩形状となる。

最後に、個々のチップ素体１０Ａに対してＮｉ，Ｓｎ等の電解メッキを施すことにより、端面電極５を被覆する図示せぬ外部電極を形成し、図１と図２に示すようなチップ抵抗器が完成する。

以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器では、セラミックスからなる絶縁基板１の表面全体が保護層４によって覆われていると共に、この保護層４が絶縁基板１と同系色の半透明な樹脂からなるため、大判基板１０をダイシングして個々のチップ素体１０Ａに分割する際、保護層４を透して内部の表電極２と抵抗体３の位置を確認することでダイシング位置を正確に決めることができ、誤って抵抗体３が切断されてしまうというダイシング不良を防止できる。しかも、表電極２の全体が保護層４によって覆われているため、表電極２を分割ラインに沿ってダイシングで切断する際に、表電極２の切断面にバリが発生することを抑制できる。

また、このチップ抵抗器は、絶縁基板１の長手方向両端部にキャップ状の端面電極５が形成されているため、保護層４の露出する面と残り３つの面を含めた４面に同じ大きさの端面電極５を延在させることができる。したがって、チップ抵抗器を４面のいずれの姿勢で同じように実装することが可能となり、表裏等の方向性のない安定したバルク実装を行うことができる。しかも、保護層４の露出する一面と絶縁基板１の残り３つのセラミックス面とが同系色となっているため、チップ抵抗器が回路基板のランド上に正しく実装されたか否かを撮像して画像処理する際に、その搭載姿勢にかかわらず同じ色の画像が撮影されることになり、画像処理を簡単かつ精度良く行うことができる。

また、本実施形態例に係るチップ抵抗器の製造方法では、大判基板１０を１次分割ラインＬ１と２次分割ラインＬ２に沿ってダイシングしてチップ素子１０Ａを得るとき、帯状に形成された表電極２が長さ方向と幅方向にそれぞれ切断されるようになっているため、保護層４によって覆われた表電極２の切断面がチップ素子１０Ａの端面と両側面からそれぞれ露出した状態となる。したがって、その後にチップ素子１０Ａの両端部に端面電極５を形成するとき、表電極２と端面電極５の接続箇所がチップ素子１０Ａの端面だけでなく両側面を含めた３面となり、端面電極５と表電極２との接続信頼性を非常に高めることができる。

１絶縁基板
２表電極
３抵抗体
４保護層
５端面電極
１０大判基板
１０Ａチップ素子
Ｌ１１次分割ライン
Ｌ２２次分割ライン

Claims

セラミックスからなる大判基板の表面における複数のチップ形成領域にそれぞれ一対の表電極を形成する工程と、
前記対をなす表電極間を接続するように抵抗体を形成する工程と、
前記表電極と前記抵抗体を覆うように前記大判基板の表面における前記複数のチップ形成領域全体に該大判基板と同系色の半透明な樹脂からなる保護層を形成する工程と、
前記保護層を透して前記表電極と前記抵抗体の位置を確認してダイシング位置を決定してから、このダイシング位置に基づいて前記大判基板を前記表電極の中央部を通って長手方向へ延びる１次分割ラインと、この１次分割ラインに直交する２次分割ラインとに沿ってダイシングブレードで切断して個々のチップ素子を形成する工程と、
前記チップ素子の前記１次分割ラインに沿う切断面から前記２次分割ラインに沿う切断面の一部にかけて導電ペーストを塗布して端面電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
請求項１の記載において、前記保護層を透して前記表電極と前記抵抗体の位置を確認する際に、前記大判基板の裏面側からバックライトを照射するようにしたことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。