JP7352436B2

JP7352436B2 - チップ抵抗器の製造方法

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Publication number: JP7352436B2
Application number: JP2019186096A
Authority: JP
Inventors: 健太郎松本; 功永坂
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2039-10-09
Also published as: JP2021061368A

Description

本発明は、絶縁基板上に設けられた抵抗体にトリミング溝を形成することで抵抗値が調整さ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、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、抵抗体を覆う保護膜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、格子状に延びる１次分割溝と２次分割溝が設けられた大判基板を準備し、この大判基板に対して多数個分の表電極や抵抗体や保護膜等を一括して形成した後、この大判基板を１次分割溝と２次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においては、大判基板の表面における１次分割溝と２次分割溝で区画された各チップ形成領域内に、導電ペーストを印刷・焼成することにより対をなす表電極が形成されると共に、対をなす複数組の表電極間に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。その際、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が避け難いため、大判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が行われるようになっている。

この抵抗値調整としては、抵抗体の両端部に接続する表電極にそれぞれ測定用プローブを接触させ、この状態で測定用プローブ間の抵抗値を測定しながら、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により、抵抗体の抵抗値を上昇させるという手法が広く採用されている。ここで、表電極に接触させる測定用プローブはそれ自体に抵抗値を持っているため、抵抗体の抵抗値を正確に測定するためには、この測定用プローブの抵抗値を含まないように、定電流を供給する通電用プローブと電圧降下を検出する電圧測定用プローブとを用い、これら各プローブをそれぞれ表電極に接触させながら抵抗値を測定する、いわゆる４端子法と呼ばれる測定法が有効である。特に、要求される抵抗値が１０Ω以下の低抵抗用チップ抵抗器の製造方法においては、抵抗体の抵抗値を正確に測定する上で４端子測定法を用いて抵抗値調整が必要不可欠となる。

４端子測定法を用いた抵抗値調整の従来技術として、図５に示すように、抵抗体１００と表電極１０１が交互に配置されて直列接続状態で連なった抵抗素子群に対し、当該抵抗素子群の両端に位置する表電極１０１に通電用プローブ１０２を当接させると共に、当該抵抗素子群の全ての表電極１０１に電圧測定用プローブ１０３を当接させ、通電用プローブ１０２に定電流（Ｉ）を流しながら各抵抗体１００の電極間電圧（Ｖ）を測定するという方法が提案されている（特許文献１参照）。

このような４端子測定法を用いて抵抗体１００の抵抗値調整を行うと、直列接続された抵抗素子群の両端の表電極１０１間に定電流（Ｉ）を流すことによって全ての抵抗体１００に当該定電流が流れるため、各々の抵抗体１００毎に通電用プローブ１０２を当接させる必要がなく、また、電圧測定用プローブ１０３は隣り合う抵抗体１００で共通する表電極１０１に１本あれば足りることになる。したがって、抵抗素子群の全ての表電極１０１に２本ずつのプローブ１０２，１０３を当接させて各々の抵抗体１００の抵抗値を測定する４端子測定法に比べると、必要とされるプローブ１０２，１０３のトータル本数を減らすことができ、また、電圧測定用プローブ１０３は隣り合う抵抗体１００で共通する表電極１０１に１本あれば足りるため、広い面積の表電極１０１に対して電圧測定用プローブ１０３を容易に接触させることができる。

特開２００５－１５０５８０号公報

ところで、図５に示す抵抗体１００と表電極１０１は、格子状に延びる１次分割溝と２次分割溝が設けられた大判基板に対して一括形成されるようになっており、一般的なチップ抵抗器の製造方法では、これら抵抗体１００に対して抵抗値調整を行った後、大判基板を１次分割溝と２次分割溝に沿って分割（ブレイク）することで多数のチップ状基板に個片化するようにしている。すなわち、図６に示すように、格子状に延びる１次分割溝１０５と２次分割溝１０６が設けられた大判基板１０４を準備し、この大判基板１０４の表面における１次分割溝１０５と２次分割溝１０６で区画された各チップ形成領域の両端部分に、２次分割溝１０６と平行かつ１次分割溝１０５に跨るように導電ペーストを印刷・焼成して表電極１０１を形成し、また、チップ形成領域内で向かい合う一対の表電極１０１間に抵抗ペーストを印刷・焼成して抵抗体１００を形成するようになっている。

しかしながら、１次分割溝１０５に跨るように印刷した導電ペーストによって表電極１０１が形成されるため、導電ペーストが１次分割溝１０５に沿って２次分割溝１０６の方向に滲み出しやすくなる。その結果、２次分割溝１０６を介して隣り合う抵抗体１００間が１次分割溝１０５内に滲み出した導電ペーストによって導通（短絡）してしまうことがあり、その場合、抵抗値調整するために測定している抵抗値を正確に測定することができなくなる。特に、チップ抵抗器の小型化に伴って大判基板１０４におけるチップ形成領域の面積が小さくなると、２次分割溝１０６を介して隣り合う表電極１０１間の距離が短くなるため、上記した導電ペーストの滲み出しに起因する短絡の虞が大きくなる。また、抵抗値調整後に大判基板１０４を１次分割溝１０５に沿って分割（１次ブレイク）する際に、表電極１０１が１次分割溝１０５に跨って形成されているためブレイクしずらくなり、１次分割時に２次分割溝１０６に沿って不所望に割れてしまったり、１次分割面のブレイク形状が悪化して端面電極の形成に支障を来たす虞があった。

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、４端子測定法を用いて抵抗値調整を正確かつ容易に実施することができると共に、抵抗値調整後の大判基板を容易にブレイク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抵抗器の製造方法は、格子状に延びる複数の１次分割溝と２次分割溝を有し、前記１次分割溝と前記２次分割溝で１つのチップ抵抗器に相当するチップ形成領域が区画された大判基板に対して、前記各チップ形成領域内に前記１次分割溝および前記２次分割溝からそれぞれ離間すると共に、前記２次分割溝の延出方向に沿って所定間隔を存して対向する表電極の対を形成する工程と、前記チップ形成領域内で対向する前記表電極間を接続するように複数の抵抗体を形成する工程と、を備え、前記表電極は前記１次分割溝を跨いで分断された離間ギャップを有しており、前記離間ギャップを介して隣接する前記表電極と前記抵抗体とが前記２次分割溝の延出方向に沿って交互に配置された抵抗素子群に対して前記抵抗値調整を行う工程において、前記抵抗素子群の全ての前記表電極に対して、前記離間ギャップを介して隣接する前記表電極に該離間ギャップよりも大きな径寸法を有する電圧測定用プローブを接触させると共に、前記抵抗素子群の両端に位置する前記表電極に通電用プローブをそれぞれ接触させ、この状態で一対の前記通電用プローブ間に電流を流しつつ前記各電圧測定用プローブで前記抵抗体間の電圧値をそれぞれ測定しながら前記各抵抗体の抵抗値調整を行うことを特徴としている。

このような工程を含むチップ抵抗器の製造方法では、表電極が１次分割溝を跨いで分断された離間ギャップを有しているため、表電極形成用の導電ペーストが１次分割溝を伝わって２次分割溝の方向へ流れ出すことはなく、２次分割溝介して隣接する表電極同士の短絡を防止することができる。

そして、離間ギャップを介して隣接する表電極と抵抗体とが２次分割溝の延出方向に沿って交互に配置された抵抗素子群に対して抵抗値調整を行う工程において、抵抗素子群の全ての表電極に対して、離間ギャップを介して隣接する表電極に該離間ギャップよりも大きな径寸法を有する電圧測定用プローブを接触させると共に、抵抗素子群の両端に位置する前記表電極に通電用プローブをそれぞれ接触させ、この状態で一対の通電用プローブ間に電流を流しつつ各電圧測定用プローブで抵抗体間の電圧値をそれぞれ測定することにより、表電極が離間ギャップによって１次分割溝を跨いで分断されていても一対の通電用プローブ間に電流を流すことができ、４端子測定法を用いて抵抗体の抵抗値調整を正確かつ容易に実施することができる。

また、１次分割溝内に導電ペーストが入り込まないため、抵抗値調整後に大判基板を１次分割溝に沿って簡単にブレイクすることができ、ブレイク形状の悪化や不所望な２次割れを抑制することができる。

本発明のチップ抵抗器の製造方法によれば、４端子測定法を用いて抵抗値調整を正確かつ容易に実施することができると共に、抵抗値調整後の大判基板を容易にブレイクすることができる。

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。該チップ抵抗器の製造工程を示すフローチャートである。該チップ抵抗器の製造工程で用いられる大判基板の説明図である。従来例に係るチップ抵抗器の抵抗値調整方法を示す説明図である。従来例に係るチップ抵抗器の製造工程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は本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図、図２は図１のII－II線に沿う断面図である。

図１と図２に示すように、本実施形態例に係るチップ抵抗器１０は、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表電極２と、これら両表電極２の間を橋絡する抵抗体３と、抵抗体３を覆う保護層４と、絶縁基板１の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏電極５と、絶縁基板１の長手方向両端面に設けられた一対の端面電極６と、これら電極部２，５，６を覆う外部電極７等によって主として構成されている。

絶縁基板１は、後述する大判基板を縦横の分割溝（１次分割溝と２次分割溝）に沿って分割して多数個取りされたものであり、大判基板の主成分はアルミナを主成分とするセラミックス基板である。

一対の表電極２は銀を主成分とする銀系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成したものであり、これら表電極２は所定間隔を存して対向するように絶縁基板１の表面に形成されている。これら表電極２は絶縁基板１の長手方向両端より若干内方に離間した位置に形成されており、表電極２と絶縁基板１の長手方向端面との間には若干の間隙が確保されている。

抵抗体３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・焼成したものであり、この抵抗体３は両端部が表電極２に重なるように矩形状に形成されている。抵抗体３にはトリミング溝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３の抵抗値が所定値になるように調整されている。トリミング溝７はレーザー光の照射によって抵抗体３にできる切込みであり、本実施形態例では、Ｌカット形状のトリミング溝７を形成して抵抗体３の抵抗値を調整しているが、トリミング溝７の形状はＬカット以外のＩカット形状等でも良く、また、トリミング溝７の本数は１つに限定されず複数本でも良い。

保護層４はアンダーコート層とオーバーコート層の２層構造からなり、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・焼成したものであり、オーバーコート層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（焼付け）したものである。アンダーコート層はトリミング溝７の形成時にレーザーの熱から抵抗体３を保護するものであり、アンダーコート層は抵抗体３を完全に覆い隠せる程度の大きさに形成されている。オーバーコート層はトリミング溝７形成後の抵抗体３を外部環境（湿度や腐食性ガス等）から保護するものであり、オーバーコート層はアンダーコート層を完全に覆い隠せる程度の大きさに形成されている。

一対の裏電極５は銀を主成分とする銀系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成したものであり、これら裏電極５は表電極２と対応するように絶縁基板１の裏面における長手方向両端部に形成されている。その際、ブレイク性をより向上させるために、裏電極５においても、表電極２と同様に絶縁基板１の長手方向両端より若干内方の離間位置に形成しても良い。

一対の端面電極６は、絶縁基板１の端面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングしたり、樹脂銀を塗布して加熱硬化したものであり、絶縁基板１の表面と裏面に回り込むように断面コ字状に形成することで、これら端面電極６によって対応する表電極２と裏電極５とが橋絡されている。その後、これら端面電極６の表面はＮｉメッキ層とＳｎメッキ層からなる２層構造の外部電極７によって被覆されている。

次に、このチップ抵抗器１０の製造工程について、図３に示すフローチャートと図４に示す大判基板の説明図を参照しながら説明する。

まず、絶縁基板１が多数個取りされる大判基板１０Ａを準備する（図３のＳ－１）。図４（ａ）に示すように、この大判基板１０Ａの表面には複数本の１次分割溝１１と２次分割溝１２が格子状に設けられており、両分割溝１１，１２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っている。図４には複数個分のチップ形成領域に相当する大判基板１０Ａが代表して示されているが、実際は多数個分のチップ形成領域に相当する大判基板１０Ａに対して以下に説明する各工程が一括して行われる。

すなわち、この大判基板１０Ａの表面にＡｇを含有する導電ペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、図４（ｂ）に示すように、各チップ形成領域の両端部分に、１次分割溝１１から離間すると共に所定間隔を存して対向する複数対の表電極２を形成する（図３のＳ－２）。これにより、１次分割溝１１を介して隣り合う２つの表電極２の間に１次分割溝１１の溝幅よりも広い離間ギャップＧが確保されるため、導電ペーストが１次分割溝１１を伝わって２次分割溝１２の方向へ流れ出すことはなくなる。なお、これら表電極２の形成工程と同時あるいは前後して、大判基板１０Ａの裏面にＡｇ系ペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、表電極２に対応する複数対の裏電極（図示せず）を形成する（図３のＳ－３）。

次に、大判基板１０Ａ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・焼成することにより、図４（ｃ）に示すように、両端部が表電極２に重なる抵抗体３を形成する（図３のＳ－４）。これにより、大判基板１０Ａの表面に、離間ギャップＧを介して隣接する表電極２と抵抗体３とが２次分割溝１２の延出方向に沿って交互に配置された抵抗素子群が多数形成され、図示の例では、離間ギャップＧにより分断された１０個の表電極２と４つの抵抗体３とによって１つの抵抗素子群が構成されている。しかる後、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を覆い隠す図示せぬアンダーコート層を形成する（図３のＳ－５）。

次に、図４（ｄ）に示すように、抵抗素子群の全ての表電極２に電圧測定用プローブ１３を接触させると共に、抵抗素子群の両端に位置する一対の表電極２に通電用プローブ１４をそれぞれ接触させる。ここで、電圧測定用プローブ１３の径寸法は離間ギャップＧよりも大きめに設定されており、このような電圧測定用プローブ１３を離間ギャップＧを介して隣接する２つの表電極２に跨って接触させることにより、各表電極２が離間ギャップＧによって分断されているのにも関わらず、抵抗素子群の両端に位置する一対の表電極２に接触させた通電用プローブ１４間に電流を流すことが可能となる。なお、通電用プローブ１４の径寸法については、抵抗素子群の両端に位置する表電極２に接触させることが可能であれば良い。

そして、この状態で一対の通電用プローブ１４間に定電流を流しながら、対をなす電圧測定用プローブ１３を用いて各抵抗体３間の電圧値をそれぞれ測定し、測定した電圧値が所定の値となるようにアンダーコート層の上からレーザー光を照射して抵抗体３にトリミング溝７を形成することにより、各抵抗体３の抵抗値を調整する（図３のＳ－６）。すなわち、電圧測定用プローブ１３は、抵抗体３の電圧値を測定するという本来の機能に加えて、離間ギャップＧで分断された表電極２間を導通する機能を併せ持っている。

なお、図４（ｄ）には５つの電圧測定用プローブ１３と２つの通電用プローブ１４の計７つの接触箇所が黒丸で示されているが、実際は不図示のプローブカードに多数の電圧測定用プローブ１３とそれらの両端側に位置する一対の通電用プローブ１４とが一列に固定されており、これら電圧測定用プローブ１３と通電用プローブ１４を図中の左右方向に配列された各表電極２に同時に当接するようにしている。そして、この状態で対をなす両端側の通電用プローブ１４間に定電流を流すことにより、通電用プローブ１４間に配列された全ての抵抗体３に当該定電流を流しつつ、対をなす電圧測定用プローブ１３間の電圧値を順次測定することにより、２次分割溝１２の延出方向に沿って一列に配置された抵抗素子群の各抵抗体３の抵抗値調整を行った後、プローブカードを図中の下方へ移動し、２次分割溝１２を介して隣接する別の抵抗素子群の各抵抗体３に対して上記と同様の抵抗値調整を実行するようにしている。

このようにして大判基板１０Ａに形成された全ての抵抗体３の抵抗値調整を行った後、アンダーコート層を覆うようにエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、これを加熱硬化して図示せぬオーバーコート層を形成する（図３のＳ－７）ことにより、アンダーコート層とオーバーコート層の２層構造からなる保護層を形成する。

しかる後、大判基板１０Ａを１次分割溝１１に沿って短冊状基板に１次分割する（図３のＳ－８）。その際、表電極２が１次分割溝１１から離間した位置に形成されており、１次分割溝１１内に表電極形成用の導電ペーストが入り込んでいないため、大判基板１０Ａを１次分割溝１１に沿って簡単にブレイクすることができ、ブレイク形状の悪化や不所望な２次割れを抑制することができる。

次に、この短冊状基板の分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングしたり、短冊状基板の分割面にＡｇを含有させた樹脂ペーストを塗布して加熱硬化することにより、短冊状基板の表面と裏面に回り込むように断面コの字状に形成することで、短冊状基板の両端面に表電極２と裏電極５間を導通する端面電極を形成する（図３のＳ－９）。この時、短冊状基板の長手方向側端部（エッジ部）に表電極２が形成されていないため、１次分割時に表電極２のバリは発生しない。しだって、短冊状基板の長手方向側端部が１次分割後に形成される端面電極にて覆われるため、表電極２のバリの剥がれによる断線が発生しない。

次に、短冊状基板を２次分割溝１２に沿って複数のチップ状基板に２次分割し（図３のＳ－１０）、これらチップ状基板に対して電解メッキを施してＮｉメッキ層とＳｎメッキ層を順次形成する（図３のＳ－１１）。これらＮｉメッキ層とＳｎメッキ層により、端面電極の表面を覆う外部電極が形成され、図１と図２に示すチップ抵抗器１０が多数個取りされる。

以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器１０の製造方法では、表電極２が大判基板１０Ａの１次分割溝１１を跨いで分断された離間ギャップＧを有しているため、表電極形成用の導電ペーストが１次分割溝１１を伝わって２次分割溝１２の方向へ流れ出すことはなく、２次分割溝１２を介して隣接する表電極２同士の短絡を防止することができる。

そして、離間ギャップＧを介して隣接する表電極２と抵抗体３とが２次分割溝１２の延出方向に沿って交互に配置された抵抗素子群に対して抵抗値調整を行う工程において、抵抗素子群の全ての表電極２に離間ギャップＧよりも大きな径寸法を有する電圧測定用プローブ１３を接触させると共に、抵抗素子群の両端に位置する表電極２に通電用プローブ１４をそれぞれ接触させ、この状態で一対の通電用プローブ１４間に電流を流しながら、対をなす電圧測定用プローブ１３で各抵抗体間の電圧値をそれぞれ測定することにより、４端子測定法を用いて抵抗体３の抵抗値調整を正確かつ容易に実施することができる。しかも、１次分割溝１１内に導電ペーストが入り込まないため、抵抗値調整後に大判基板１０Ａを１次分割溝１１に沿って簡単にブレイクすることができ、ブレイク形状の悪化や不所望な２次割れを抑制することができる。

なお、上記の実施形態例では、離間ギャップＧで分断された１０個の表電極２と４つの抵抗体３とを有する抵抗素子群に対して抵抗値調整する場合について説明したが、１つの抵抗素子群が有する表電極や抵抗体の数は上記実施形態例に限定されず、例えば、離間ギャップＧで分断された１２個の表電極２と５つの抵抗体３とが交互に配置された抵抗素子群であっても良い。

１絶縁基板
２表電極
３抵抗体
４保護層
５裏電極
６端面電極
７トリミング溝
１０チップ抵抗器
１０Ａ大判基板
１１１次分割溝
１２２次分割溝
１３電圧測定用プローブ
１４通電用プローブ
Ｇ離間ギャップ

Claims

格子状に延びる複数の１次分割溝と２次分割溝を有し、前記１次分割溝と前記２次分割溝で１つのチップ抵抗器に相当するチップ形成領域が区画された大判基板に対して、前記各チップ形成領域内に前記１次分割溝および前記２次分割溝からそれぞれ離間すると共に、前記２次分割溝の延出方向に沿って所定間隔を存して対向する表電極の対を形成する工程と、前記チップ形成領域内で対向する前記表電極間を接続するように複数の抵抗体を形成する工程と、を備え、
前記表電極は前記１次分割溝を跨いで分断された離間ギャップを有しており、前記離間ギャップを介して隣接する前記表電極と前記抵抗体とが前記２次分割溝の延出方向に沿って交互に配置された抵抗素子群に対して前記抵抗値調整を行う工程において、
前記抵抗素子群の全ての前記表電極に対して、前記離間ギャップを介して隣接する前記表電極に該離間ギャップよりも大きな径寸法を有する電圧測定用プローブを接触させると共に、前記抵抗素子群の両端に位置する前記表電極に通電用プローブをそれぞれ接触させ、
この状態で一対の前記通電用プローブ間に電流を流しつつ前記各電圧測定用プローブで前記抵抗体間の電圧値をそれぞれ測定しながら前記各抵抗体の抵抗値調整を行うことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。