JPH10156823A - 分割溝を有するセラミック基板及びこれを用いた抵抗器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面に縦横の分割溝１１と、この分割溝１１上
の複数のスルーホール１２を備えてなるセラミック基板
１０において、分割後の端面に電極を形成する際に隣合
う電極間の半田の流れ込みによる短絡を防止し、しかも
スルーホール１２の隅部１４からのクラックの発生を防
止する。 【解決手段】スルーホール１２が平面視長方形状であ
り、その隅部１４を、スルーホール１２の短辺の長さＡ
に対して１／１０〜１／３の曲率半径Ｒの曲面状とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、分割溝を有するセ
ラミック基板と、これを用いて製造したネットワーク抵
抗器等の抵抗器用に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミック基板に複数の分割線を
形成し、抵抗体や電極等を印刷した後で分割してチップ
抵抗器を作製することが行われ、このチップ抵抗器はハ
イブリッドＩＣ基板（ＨＩＣ基板）等に搭載されてい
る。近年、ＨＩＣ基板等の小型化や配線の微細化に伴
い、チップ抵抗器の単体の寸法が３．２×１．６ｍｍか
ら２．０×１．２５ｍｍ、１．６×０．８ｍｍ、１．０
×０．５ｍｍと小型化が図られている。

【０００３】一方、電子部品実装の密度を向上させるた
めに、図７に示すように、１個の基体１３上に２〜８個
の抵抗体２２と電極２１を備えた多連チップ抵抗器や、
図示していないが各抵抗体２２を接続したネットワーク
抵抗器が使用されている。これらの抵抗器２０も、図６
（ａ）に示す複数の分割溝１１を備えたセラミック基板
１０を用いて、多数個取りの手法で製造されるものであ
る。

【０００４】一般的な抵抗器２０の製造方法は、まず、
ドクターブレード法等によりセラミックスのスラリーを
シート状に成形する。得られたグリーンシートを金型を
用いて打ち抜くと同時に複数の分割線とスルーホールを
形成する。これを所定条件で焼成することによって、図
６（ａ）に示すように、縦横の分割線１１とこの分割線
１１上に備えられたスルーホール１２を有するセラミッ
ク基板１０を得る。このセラミック基板１０上に図７に
示すような電極２１、抵抗体２２、保護膜等を印刷、焼
き付けし、所定の抵抗値となるようにトリミングした
後、図６（ｂ）に示す単体の基体１３となるように、分
割線１１に沿って分割し、さらに端面に電極２１を印刷
して抵抗器２０を得ることができる。この抵抗器２０
は、テープに搭載され、又はマガジンボックスに収納さ
れて搬送され、ＨＩＣ基板等に実装される。

【０００５】ところで、分割後の基体１３の側面には、
スルーホール１２によって形成された平面視半円状の凹
部１３ａと、この間の凸部１３ｂが備えられ、この凸部
１３ｂに電極２１を形成するが、分割後の凸部１３ｂの
端面にも半田等を塗布して電極２１を形成する。このと
き、凹部１３ａが半円状であるため、この凹部１３ａを
伝わって半田が流れてしまい、隣合う電極２１間が短絡
してしまうという問題があった。

【０００６】そこで、実公平６−３２６５０号公報に示
すように、セラミック基板１０のスルーホール１２を小
判型とすることが提案されている。この場合、図８
（ａ）に示すように、分割後の基体１３の凹部１３ａの
形状は、端面に垂直な２つの壁面とこれに連続する湾曲
底部からなり、隣合う凸部１３ｂに電極２１として塗布
する半田の流れを防止するようになっていた。

【０００７】また、特開平５−２４３０２０号公報に示
すように、セラミック基板１０のスルーホール１２を角
形状とすることも提案されている。この場合、図８
（ｂ）に示すように、分割後の基体１３の凹部１３ａの
形状は、角形状となり、隣合う凸部１３ｂに電極２１と
して塗布する半田の流れを防止するようになっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、小判型のス
ルーホール１２を備えたセラミック基板１０では、図８
（ａ）に示すように分割後の基体１３の凹部１３の底部
が湾曲形状であるため、この部分を伝わって半田が流れ
やすく、隣合う電極２１間の短絡を防止する効果が乏し
かった。

【０００９】また、図８（ｂ）に示す角形状のスルーホ
ール１２を備えたセラミック基板１０では、隣合う電極
２１間の半田の流れは防止できるものの、スルーホール
１２の隅部からクラックが生じやすいという問題があっ
た。即ち、セラミック基板１０の製造行程で、グリーン
シートに角形状のスルーホール１２を形成し、焼成する
際に、等方的に収縮しないために応力が発生し、この応
力が隅部に集中してクラックが生じやすかった。あるい
は、分割線１１に沿った分割時にもクラックが生じやす
かった。さらに、抵抗器２０を作製してＨＩＣ基板にマ
ウンターで搭載される際には５〜１０個／秒の速い速度
でマウントされるために、衝撃によって凹部１３ａの隅
部にクラックが生じやすかった。

【００１０】さらに、グリーンシートにスルーホール１
２を形成する際はピンで打ち抜くが、角形状のスルーホ
ール１２を形成するためには、角柱状のピンを用いる必
要があり、使用中にピンのエッジ部が摩耗しやすく、頻
繁にピンを交換しなければならないという問題もあっ
た。

【００１１】また、図９に示すようにこれらのセラミッ
ク基板１０においては、分割性を良好にするために、通
常両面に分割溝１１、１１’を形成している。

【００１２】ところが、分割溝１１上にスルーホール１
２を形成した場合、図１０に示すように、スルーホール
１２から分割溝１１に進展するようにクラック１９が発
生しやすく、分割前の行程で分割溝１１が割れてしまう
という問題があった。

【００１３】また、グリーンシートの両面に分割溝１
１、１１’の位置を完全に一致させて形成することは困
難であり、図９に示すように両者の間には３０μｍ程度
の微小な位置ずれＸが生じることを避けられなかった。
そのため、分割後の基体１３の端面にバリが発生してし
まうという問題があった。

【００１４】特に、近年、抵抗器２０の小型化が要求さ
れ、各分割溝１１の間隔や、スルーホール１２の間隔が
小さくなっており、上記分割溝１１、１１’の位置ずれ
やスルーホール１２から進展するクラック１９の問題が
顕著となっている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の発明で
は、表面に縦横の分割溝と、この分割溝上の複数のスル
ーホールを備えてなるセラミック基板において、上記ス
ルーホールが平面視長方形状であり、その隅部を、スル
ーホールの短辺長さに対して１／１０〜１／３の曲率半
径の曲面状、又はスルーホールの短辺長さに対して１／
８〜１／３の幅のＣ面状としたことを特徴とする。

【００１６】また、請求項２の発明では、セラミックス
製基体の外周に複数の凸部を有し、該凸部に電極を備
え、各電極間に抵抗体を備えてなる抵抗器において、請
求項１のセラミック基板を用いて製造することによっ
て、上記凸部の間に備えた凹部が平面視長方形状であ
り、その隅部を凹部の幅に対して１／１０〜１／３の曲
率半径の曲面状、又は凹部の幅に対して１／８〜１／３
の幅のＣ面状としたことを特徴とする。

【００１７】さらに、請求項３の発明では、表面に縦横
の分割溝と、この分割溝上の複数のスルーホールを備え
てなるセラミック基板において、上記スルーホールが平
面視で六角形以上の多角形状であることを特徴とする。

【００１８】また、請求項４の発明では、セラミックス
製基体の外周に複数の凸部を有し、該凸部に電極を備
え、各電極間に抵抗体を備えてなる抵抗器において、請
求項３のセラミック基板を用いて製造することによっ
て、上記凸部の間に備えた凹部が、平面視で六角形以上
の多角形状を半分に切断した形状であることを特徴とす
る。

【００１９】さらに請求項５の発明では、この分割溝上
の複数のスルーホールを備えてなるセラミック基板にお
いて、上記分割線は基板の片面のみに厚みの１／５〜１
／２の深さで形成したことを特徴とする。

【００２０】

【作用】請求項１のセラミック基板及びこれを用いた請
求項２の抵抗器では、スルーホールが角形状であるた
め、隣合う電極間の半田の流れ込みによる短絡を防止
し、しかもスルーホールの隅部が曲面状又はＣ面状の面
取り形状であるためクラックの発生を防止できる。

【００２１】請求項３のセラミック基板及びこれを用い
た請求項４の抵抗器では、スルーホールが六角形以上の
多角形状であるため、隣合う電極間の半田の流れ込みに
よる短絡を防止し、しかも隅部の角度が鈍角となるため
クラックの発生を防止できる。

【００２２】請求項５のセラミック基板では、基板の片
側のみに分割溝を形成したことから、両面での位置ずれ
をなくし、かつスルーホールからクラックが進展するこ
とを防止できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】まず請求項１、２の発明の実施形
態を図によって説明する。

【００２４】図１（ａ）に示すセラミック基板１０は、
表面に縦横の複数の分割溝１１を有し、この分割溝１１
上に複数のスルーホール１２を形成している。このスル
ーホール１２の形状は、図１（ｂ）に示すように、平面
視長方形状であり、その４つの隅部１４は曲率半径Ｒの
曲面状となっている。

【００２５】このセラミック基板１０を分割溝１１に沿
って分割すると、図２に示すように外周側面に複数の凹
部１３ａと凸部１３ｂを有する基体１３を得ることがで
きる。このとき、図２（ｂ）に示すように、凹部１３ａ
は上記角形状のスルーホール１２を半分に分割した角形
状となり、３つの側壁が互いに直交するため、凸部１３
ｂに電極２１として塗布した半田が凹部１３ａを伝わり
にくく、短絡を防止できる。

【００２６】また、凹部１３ａの隅部１４は曲率半径Ｒ
の曲面状となっているため、隅部１４からクラックが発
生することを防止できる。

【００２７】なお、この曲率半径Ｒは、スルーホール１
２の短辺の長さ（凹部１３ａの幅）Ａに対し、１／１０
〜１／３の範囲とする。これは、Ｒ／Ａが１／１０未満
であると、クラックを防止する効果に乏しく、一方Ｒ／
Ａが１／３を超えると電極２１間の短絡を防止する効果
が乏しくなるためである。

【００２８】なお、このセラミック基板１０は、Ａｌ₂
Ｏ₃ を主成分としＳｉＯ₂ やＭｇＯ等を含むアルミナセ
ラミックスからなるが、その他に、窒化アルミニウム、
ムライト、ジルコニア等を主成分とするセラミックスを
用いることもできる。そして、これらの原料粉末をドク
ターブレード法等によってシート状に成形し、得られた
グリーンシートを金型を用いて打ち抜くと同時に分割溝
１１とスルーホール１２を形成し、その後、所定条件で
焼成することによって得られる。

【００２９】このとき、スルーホール１２を打ち抜くた
めのピンは、エッジ部が曲面状となったものを用いるこ
とから摩耗を防止することができる。

【００３０】また、このセラミック基板１０を用いて抵
抗器を製造する場合は、図７に示すような電極２１や抵
抗体２２及び保護膜（不図示）等を形成した後、分割線
１１に沿って分割し、分割後の基体１３の凸部１３ｂ端
面にも電極２１を塗布することによって、抵抗器２０を
得ることができる。

【００３１】次に、他の実施形態として、図３（ａ）に
示すように、セラミック基板１０に形成するスルーホー
ル１２の４つの隅部１４を幅ＣのＣ面状とすることもで
きる。なお、スルーホール１２の形状以外は、全て上記
実施形態と同様である。

【００３２】この場合も、図２（ｂ）に示すように、分
割後の基体１３の凹部１３ａは上記角形状のスルーホー
ル１２を半分に分割した角形状となり、３つの側壁が互
いに直交するため、凸部１３ｂに電極２１として塗布し
た半田が凹部１３ａを伝わりにくく、短絡を防止でき
る。

【００３３】また、凹部１３ａの隅部１４は幅ＣのＣ面
状となっているため、隅部１４からクラックが発生する
ことを防止できるとともに、スルーホール１２を形成す
るためのピンの摩耗を防止できる。

【００３４】なお、この幅Ｃは、スルーホール１２の短
辺の長さ（凹部１３ａの幅）Ａに対し、１／８〜１／３
の範囲とする。これは、Ｃ／Ａが１／８未満であると、
クラックを防止する効果に乏しく、一方Ｃ／Ａが１／３
を超えると電極２１間の短絡を防止する効果が乏しくな
るためである。

【００３５】次に、請求項３、４の発明の実施形態を説
明する。

【００３６】図４（ａ）にスルーホール１２近傍のみを
示すように、このセラミック基板１０は上記実施形態と
同様であるが、スルーホール１２の平面形状を六角形状
としてある。

【００３７】そのため、このセラミック基板１０を分割
した後の基体１３の凹部１３ａは、図４（ｂ）に示すよ
うに六角形を半分に切断した台形状となり、各側壁が隅
部１４で分断されるため、凸部１３ｂの端面に電極２１
として塗布した半田の流れ込みによる短絡を防止でき
る。しかも、隅部１４の角度θが９０°より大きい鈍角
となるため、この隅部１４からクラックが発生すること
を防止できる。

【００３８】なお、半田の流れ込みを防止するために
は、凹部１３ａの側壁を３つ以上備える必要があり、し
かも隅部１４の角度θを鈍角とするためには、スルーホ
ール１２の平面形状を六角形、八角形等、六角形以上の
多角形状とすれば良い。

【００３９】なお、このスルーホール１２の形状は、正
多角形である必要はなく、分割線１１及びこれに垂直な
線の両方に対して対称な形状としておけば良い。また、
上記隅部１４は微小な曲面状又はＣ面状となっていても
良い。

【００４０】次に、請求項５の発明の実施形態を説明す
る。

【００４１】図５に断面図を示すように、このセラミッ
ク基板１０は、上記実施形態と同様のものであるが、そ
の片面のみに分割溝１１を形成してある。

【００４２】そのため、製造が容易で、両面の分割溝間
で位置ずれが生じることはなく、スルーホール１２から
分割溝１１にクラックが進展することを防止できる。

【００４３】ただし、この場合、分割性が悪くなる恐れ
があるが、分割溝１１の深さＤをセラミック基板１０の
厚みＴに対して１／５〜１／２の範囲としておけば良
い。即ち、Ｄ／Ｔが１／５未満であると分割溝１１が浅
すぎるために分割性が悪くなり、一方Ｄ／Ｔが１／２を
超えると分割溝１１が深すぎるためにスルーホール１２
からのクラックの進展が生じやすくなるためである。

【００４４】なお、この実施形態のセラミック基板１に
おけるスルーホール１２の形状としては、上述した図１
〜図４のような形状、あるいは円形や小判型等さまざま
な形状とすることができる。

【００４５】

【実施例】請求項１、２の発明の実施例として、図１、
３に示すセラミック基板１０を作製した。

【００４６】セラミック基板１０はアルミナセラミック
スで形成し、分割後の基体１３の寸法が１．５×３．２
ｍｍとなるように分割溝１１を形成し、スルーホール１
２の短辺の長さＡを０．４ｍｍとして、隅部１４の曲率
半径Ｒ及びＣ面の幅Ｃを種々に変化させたものを用意し
た。

【００４７】それぞれのセラミック基板１０について、
グリーンシート打ち抜き時のピンの寿命、焼成行程での
歩留り、分割時の歩留り、基体１３の凸部１３ｂに電極
２１を塗布する際の歩留り、得られた抵抗器２０を実装
する際の歩留りについて、評価を行った。

【００４８】結果は表１、２に示す通りである。この結
果より、隅部１４の曲率半径Ｒがスルーホール１２の端
辺の長さＡに対して１／１０未満の場合、又は隅部１４
のＣ面の幅Ｃがスルーホール１２の端辺の長さＡに対し
て１／８未満の場合は、ピンの寿命が短く、焼成時、分
割時、実装時に隅部１４からクラックが生じて歩留りが
悪かった。また、隅部１４の曲率半径Ｒがスルーホール
１２の端辺の長さＡに対して１／３を超える場合、又は
隅部１４のＣ面の幅Ｃがスルーホール１２の端辺の長さ
Ａに対して１／３を超える場合は、電極２１間の短絡を
防止する効果が乏しかった。

【００４９】これらに対し、隅部１４の曲率半径Ｒがス
ルーホール１２の端辺の長さＡに対して１／１０〜１／
３、又は隅部１４のＣ面の幅Ｃがスルーホール１２の端
辺の長さＡに対して１／８〜１／３とした本発明実施例
では、ピンの寿命が長く、焼成じ、分割時、実装時の隅
部１４からのクラックを防止し、電極２１間の短絡を防
止する効果も高いことがわかる。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【発明の効果】以上のように、請求項１、２の発明によ
れば、スルーホールを角形状として、その隅部を曲面状
又はＣ面状としたため、隣合う電極間の半田の流れ込み
による短絡を防止し、しかも隅部からのクラックの発生
を防止することができる。

【００５３】また、請求項３、４の発明によれば、スル
ーホールを六角形以上の多角形状としたため、隣合う電
極間の半田の流れ込みによる短絡を防止し、しかも隅部
の角度が鈍角となるためクラックの発生を防止すること
ができる。

【００５４】さらに、請求項５のセラミック基板では、
基板の片側のみに分割溝を形成したことから、製造が容
易で、両面での位置ずれをなくし、かつスルーホールか
らクラックが進展することを防止できる。

【００５５】したがって、本発明の分割溝を有するセラ
ミック基板を用いれば、優れた特性を有する抵抗器を歩
留り良く低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分割溝を有するセラミック基板を示し
ており、（ａ）は平面図、（ｂ）はスルーホールの拡大
図である。

【図２】図１のセラミック基板を分割した単体の基体を
示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は基体側面の凹部
の拡大図である。

【図３】本発明の他の実施形態を示す図であり、（ａ）
はセラミック基板のスルーホールの拡大図、（ｂ）は分
割後の基体側面の凹部の拡大図である。

【図４】本発明の他の実施形態を示す図であり、（ａ）
はセラミック基板のスルーホールの拡大図、（ｂ）は分
割後の基体側面の凹部の拡大図である。

【図５】本発明の分割溝を有するセラミック基板の断面
図である。

【図６】従来の分割溝を有するセラミック基板を示して
おり、（ａ）は平面図、（ｂ）は分割した単体の基体を
示す斜視図である。

【図７】一般的な多連チップ抵抗器を示す平面図であ
る。

【図８】従来の抵抗器を成す基体側面の凹部の拡大図で
ある。

【図９】従来の分割溝を有するセラミック基板の断面図
である。

【図１０】従来の分割溝を有するセラミック基板のスル
ーホール近傍の拡大図である。

【符号の説明】

１０：セラミック基板 １１：分割溝 １２：スルーホール １３：基体 １３ａ：凹部 １３ｂ：凸部 １４：隅部 ２０：抵抗器 ２１：電極 ２２：抵抗体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に縦横の分割溝と、この分割溝上の複
   数のスルーホールを備えてなるセラミック基板であっ
   て、上記スルーホールが平面視長方形状であり、その隅
   部を、スルーホールの短辺の長さに対して１／１０〜１
   ／３の曲率半径の曲面状、又はスルーホールの短辺の長
   さに対して１／８〜１／３の幅のＣ面状としたことを特
   徴とする分割溝を有するセラミック基板。
2. 【請求項２】セラミックス製基体の外周に複数の凸部を
   有し、該凸部に電極を備え、各電極間に抵抗体を備えて
   なる抵抗器であって、上記凸部の間に備えた凹部が平面
   視長方形状であり、その隅部を凹部の幅に対して１／１
   ０〜１／３の曲率半径の曲面状、又は凹部の幅に対して
   １／８〜１／３の幅のＣ面状としたことを特徴とする抵
   抗器。
3. 【請求項３】表面に縦横の分割溝と、この分割溝上の複
   数のスルーホールを備えてなるセラミック基板であっ
   て、上記スルーホールが平面視で六角形以上の多角形状
   であることを特徴とする分割溝を有するセラミック基
   板。
4. 【請求項４】セラミックス製基体の外周に複数の凸部を
   有し、該凸部に電極を備え、各電極間に抵抗体を備えて
   なる抵抗器であって、上記凸部の間に備えた凹部が、平
   面視で六角形以上の多角形状を半分に切断した形状であ
   ることを特徴とする抵抗器。
5. 【請求項５】表面に縦横の分割溝と、この分割溝上の複
   数のスルーホールを備えてなるセラミック基板であっ
   て、上記分割線は基板の片面のみに、厚みの１／５〜１
   ／２の深さで形成したことを特徴とする分割溝を有する
   セラミック基板。