JPH08213719A - チップ状電子部品用セラミック基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】チップ状電子部品用セラミック基板１の全ての
稜部１ａ及び角部１ｂに曲率半径０．０２〜０．２ｍｍ
の曲面を備える。 【効果】バルクケースを用いた供給であっても欠けの発
生が極めて少ないことから、電極強度を向上し、セラミ
ック粉等による実装不良を改善できるため実装品質を向
上できるとともに、バルク供給時の実装機の稼働率を上
げられる。また、縦方向の実装が可能であるため、実装
効率を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チップ抵抗器等のチッ
プ状電子部品用のセラミック基板及びその製造法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、チップ抵抗器に用いられるセラミ
ック基板は、セラミックグリーンシートの片面もしくは
両面にＶ溝を設けて焼成する多数個取りの製造方法にて
得られている。図６（Ａ）に示すように、セラミック基
板２１のＶ溝２５、２６を形成し、図６（Ｂ）〜（Ｄ）
のようにこれらのＶ溝２５、２６で囲まれた部分に端子
電極２２、抵抗体２３、ガラス２４を印刷した後、横方
向のＶ溝２５に沿ってセラミック基板１を分割する。さ
らに図６（Ｅ）のように分割面に側面電極２６を印刷し
た後、縦方向のＶ溝２６に沿って再度分割する事によ
り、図６（Ｆ）に示すチップ抵抗器２８を得ている。

【０００３】またこのチップ抵抗器２８やその他の表面
実装用チップ電子部品を搬送する場合は、キャリアテー
プの凹部に１個ずつ包装して自動実装機に供給される場
合と、バルクケースに多数個を同時に収納して自動実装
機に供給される場合がある。近年、包装材のリサイクル
による環境問題対策とその経済性によりバルクケースに
よるチップ状電子部品の供給が増加し重要度が増してい
る。

【０００４】バルクケースによる供給の場合、例えば図
６（Ｆ）に示すような１．６×０．８×０．５ｍｍのチ
ップ抵抗器２８の場合には、バルクケース１個の中に２
５，０００個収納されている。そして、収納された状態
ではバルクケースの内容積に対してチップ抵抗器２８の
占める割合が約８０％程度となっており、見かけの空間
部の体積率は約２０％となっている。この空間はバルク
ケースを自動実装機に装着してチップ抵抗器２８を供給
する際にバルクケース内のチップ抵抗器２８がスムーズ
に流れ出るために必要なものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のチップ抵抗器２８では、分割時にバリの発生が避
けられず、またチップ抵抗器２８の各稜部及び各角部の
全てもしくは一部に曲面がなくシャープエッジとなって
いる部分があるため、例えば実装時等にこれを自動機で
取り扱う場合、欠け、セラミック粉等の発生などの不具
合を避けられないという欠点があった。

【０００６】特に上述したバルクケースを用いて供給す
る場合、バルクケースを搬送する時、自動実装器にセッ
トする時、及び自動実装時にバルクケースが移動する時
等に内部に収納したチップ抵抗器２８同士が衝突したり
こすれ合ったりするため、カケやセラミック粉が発生し
やすかった。

【０００７】この欠け落ちたセラミック片やセラミック
粉は自動実装時に実装機のゲート部、シュート部、チュ
ーブ部等に付着したり詰まったりするため、チップ抵抗
器２８が正常に流れなかったり内部に詰まったりしてし
まい、これにより自動実装機の頻繁な停止が発生しその
復旧の時間も長くかかるため大幅な生産性の低下を余儀
なくされているという問題点があった。

【０００８】同時に、この欠け落ちたセラミック片やセ
ラミック粉の発生がチップ抵抗器２８自身に付着し、プ
リント基板に載置する場合、基板面との間に隙間が生じ
たりして、良好な取付ができなくなるという欠点もあっ
た。また、バリのために電極コーナー部に機械的ストレ
スが集中する問題や、分割面が凸凹面となるため、側面
電極２６が分断されるという不具合もあった。

【０００９】さらに、実装密度の向上を図るために、図
７に示すようにプリント配線基板２９上にチップ抵抗器
２８を縦に実装することも行われているが、従来のチッ
プ抵抗器２８では実装面側に分割時のバリ等の突起があ
るため、実装不良が発生したり実装の信頼性が悪くなる
等の問題点があった。

【００１０】そこで、分割溝の形状を工夫して断面形状
を多角形にした電子部品用セラミック基板（特開昭６３
−２２６０９２号公報参照）や、幅方向両端面が曲面の
長尺状の平板に電極及び抵抗体を付与した後にスライサ
ーにて切断するチップ抵抗器の製造方法（特開昭６０−
８６０３公報参照）などが提案されている。

【００１１】しかし、これらの方法でも、電極及び抵抗
被膜を焼き付けた後に分割するため、セラミックスのバ
リの問題は避けられなかった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、チップ状電子
部品用セラミック基板の全ての稜部及び角部に曲率半径
０．０２〜０．２ｍｍの曲面を有することを特徴とす
る。

【００１３】また、本発明はセラミックグリーンシート
をチップ状電子部品の単体サイズに切断した後、焼成前
もしくは焼成後にバレル研磨を行うことによりチップ状
電子部品用セラミック基板を製造するようにした。

【００１４】なお、曲率半径を０．０２〜０．２ｍｍと
したのは、０．０２ｍｍ未満ではカケを防止する効果に
乏しく、一方０．２ｍｍを超えるとチップ抵抗器の抵抗
体を形成する有効面積が小さくなり過ぎるだけでなく、
図７に示すような縦の実装方向を採用する場合にうまく
立たないためである。特に本発明の効果を大きく発揮す
るには曲率半径が０．０５〜０．１５ｍｍ以下の範囲に
ある事が望ましい。

【００１５】そして、本発明ではセラミック基板の全て
の稜部と角部に上記曲面を有し、シャープエッジとなる
部分が存在しないことを特徴とし、そのためにカケ等の
発生を防止できるのである。

【００１６】このような本発明のセラミック基板を得る
ためには、従来のような多数個取りの製造方法ではな
く、予め未焼成のグリーンシートの段階で分割しておい
て、焼成前または焼成後にバレル研磨を行うことによ
り、全ての稜部と角部に曲面を形成することができる。

【００１７】また、セラミックグリーンシートの分割方
法についても、カット刃を用いた押し切り方式や、回転
刃を用いたスライサー方式、金型による打ち抜き方式等
あるが、特に限定されるものでない。

【００１８】さらに本発明のセラミック基板の材質は特
に限定されるものでなく、アルミナ、フォルステライ
ト、ステアタイト、フェライト、各種誘電体材料等、使
用目的に応じて広く使用される。なかでもアルミナ系セ
ラミックスは絶縁材としてチップ状電子部品に広く使用
されている。

【００１９】

【実施例】次に本発明をチップ抵抗器用セラミック基板
の実施例について説明する。

【００２０】図１に示すチップ抵抗器用セラミック基板
１は、１．６×０．８×０．４ｍｍの大きさであり、全
ての稜部１ａと角部１ｂに曲率半径０．０２〜０．２ｍ
ｍの曲面を有している。

【００２１】このチップ抵抗器用セラミック基板１の製
造方法は以下の通りである。

【００２２】まず、図２に示すようにＡｌ₂ Ｏ₃ 含有率
９６％で焼成後の厚みが０．４ｍｍとなるセラミックグ
リーンシート１０を１００×１５０ｍｍの大きさに切断
した。次にカッター刃を用いた押し切り方式にて、グリ
ーンシート１０を焼成後の寸法が１．６×０．８ｍｍと
なるように押し切りライン１１にそって切断した。この
ときグリーンシート１０の周囲約２０ｍｍは切断耳とし
て残し、その内側の部分を切断した。

【００２３】これにより、１枚のグリーンシート１０を
約５０００個に分割し、図３に示すようなセラミックグ
リーンシートの切断片１２を得た。この切断片１２を焼
成用治具にのせ、連続トンネル炉を用いて約１６００℃
の酸化雰囲気中にて焼成した。

【００２４】次に、得られた焼結体にバレル研磨を行
い、各稜部、各角部に曲面加工を行った。バレル研磨条
件としては、内寸法が直径２５ｃｍ×３０ｃｍの円筒型
ポットの中に焼結体とと直径５ｍｍのアルミナボールと
水をそれぞれ１：１０：１０の体積比で投入し、ポット
内の空間率を５０％とした。このポットを毎分１５回転
のスピードで１２０時間回転させバレル研磨を行った後
に流水中で洗浄し乾燥した。

【００２５】その結果、図１に示すように全ての稜部１
ａ、角部１ｂにバリ等の突起がなく曲率半径０．０８〜
０．１２ｍｍの曲面を持ったセラミック基板１が得られ
た。そして、このセラミック基板１に対し、図４に示す
ように電極２、抵抗体３、メッキ層４、ガラス層５を形
成すればチップ固定抵抗器となる。

【００２６】なお、上記実施例では焼成後にバレル研磨
したが、成形体の状態でバレル研磨を施した後で焼成を
行うこともできる。さらに、成形体を上記焼成温度より
も低い温度で仮焼し、得られた仮焼体をバレル研磨した
後で焼成を行ってもよい。

【００２７】また、上記実施例ではチップ抵抗器用のセ
ラミック基板について述べたが、この他にチップコンデ
ンサやチップインダクタ等の各種チップ状電子部品用セ
ラミック基板に本発明を適用できる。

【００２８】実験例１ 次に、上記の本発明実施例のセラミック基板１を用いた
チップ抵抗器と、比較例として従来の製造方法で作製し
た同サイズのチップ抵抗器について、稜部、角部の曲率
半径とバリの高さの比較を行った。

【００２９】結果を表１に示すように、比較例では分割
面のために曲面が形成されていないのに対し、本発明実
施例では全周に曲率半径が０．０８〜０．１２ｍｍの曲
面が存在していた。また比較例ではバリが０．００１〜
０．０５１ｍｍの高さであるのに対して、本発明実施例
ではバリは全く無かった。

【００３０】

【表１】

【００３１】実験例２ 次に本発明実施例のセラミック基板１を用いたチップ抵
抗器と、比較例として従来の製造方法で作製した同サイ
ズのチップ抵抗器について、欠け易さの比較をするため
の振動テストを行った。それぞれのチップ抵抗器を２
５，０００個ずつ別々のバルクケースに入れ、振動モー
ターにより振幅１ｍｍ、周波数６０Ｈｚの振動を１時間
与えた。その後、双眼顕微鏡を用いて倍率２００倍にて
０．０２×０．０２ｍｍ以上の欠けの発生した製品個数
を調べた。

【００３２】結果を表２に示すように、比較例では欠け
発生率が２５６０ｐｐｍであったのに対し、本発明実施
例では欠け発生率が２ｐｐｍと極めて小さいことがわか
る。

【００３３】

【表２】

【００３４】次に、本発明実施例と比較例のチップ抵抗
器をそれぞれ２５，０００個づつ用意し、同一の実装機
にてバルク供給方式にて、同一条件で実装テストを行
い、その時の実装機の停止回数と実装し終わるまでの時
間を測定した。

【００３５】結果を表３に示す。比較例では途中でチッ
プ抵抗器が詰まって３８回停止し、実装し終わるまでに
１６２分かかったのに対し、本発明実施例では１回しか
停止ぜず、９７分で実装を終えた。したがって、本発明
のセラミック基板を用いれば実装機の稼働率を向上でき
ることがわかる。

【００３６】

【表３】

【００３７】実験例３ 次に、本発明実施例のセラミック基板１において、バレ
ル研磨時間のみ変化させて、稜部１ａの曲率半径が０．
０２ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．１５ｍ
ｍ、０．２０ｍｍの５種類のサンプルを各２５，０００
個作成し、前述の振動テストを行い、欠けの発生率を調
査した。

【００３８】結果を図５に示すように、曲率半径を０．
０２ｍｍ以上とすれば欠け発生率を１０００ｐｐｍ以下
とでき、特に０．０５ｍｍ以上とすれば欠け発生率をほ
とんど０とできることがわかる。

【００３９】最後に、本発明実施例のセラミック基板１
を用いたチップ抵抗器を図７のように縦方向に実装して
みたところ、バリなどの突起がないため問題なく実装で
きた。

【００４０】

【発明の効果】このように本発明によれば、チップ状電
子部品用セラミック基板の全ての稜部及び角部に曲率半
径０．０２〜０．２ｍｍの曲面を備えたことによって、
バルクケースを用いた供給であっても欠けの発生が極め
て少ないことから、電極強度を向上し、セラミック粉等
による実装不良を改善できるため実装品質を向上できる
とともに、バルク供給時の実装機の稼働率を上げられ
る。また、縦方向の実装が可能であるため、実装効率を
向上できる。

【００４１】さらに本発明のチップ状電子部品用セラミ
ック基板は、セラミックグリーンシートをチップ状電子
部品の単体サイズに切断した後、焼成前もしくは焼成後
にバレル研磨を行うことによって、極めて容易に製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチップ状電子部品用セラミック基板を
示す斜視図である。

【図２】本発明のチップ状電子部品用セラミック基板の
製造方法を説明するためのセラミックグリーンシートの
斜視図である。

【図３】本発明のチップ状電子部品用セラミック基板の
製造方法を説明するためのセラミックグリーンシートの
切断片を示す斜視図である。

【図４】本発明のセラミック基板を用いたチップ抵抗器
の斜視図である。

【図５】本発明のセラミック基板における稜部の曲率半
径と欠け発生率の関係を示すグラフである。

【図６】従来のチップ抵抗器の製造工程を示す図であ
る。

【図７】チップ抵抗器の実装状態を示す図である。

【符合の説明】

１ ：セラミック基板 １ａ：稜部 １ｂ：角部 １０ ：セラミックグリーンシート １１ ：押し切りライン １２ ：切断片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 各務 有一 京都府京都市山科区東野北井ノ上町５番地 の22 京セラ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】全ての稜部及び角部に曲率半径０．０２〜
   ０．２ｍｍの曲面を有することを特徴とするチップ状電
   子部品用セラミック基板。
2. 【請求項２】セラミックグリーンシートをチップ状電子
   部品の単体サイズに切断した後、成形体の状態、仮焼
   後、または焼成後のいずれかの段階でバレル研磨を行う
   ことを特徴とするチップ状電子部品用セラミック基板の
   製造方法。