JPWO2004049356A1 - セラミックパッケージ及びチップ抵抗器並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(メタ)アクリル酸エステル100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1・10重量部を重合してなり、Tgが・30℃〜+10℃のアクリル系共重合体10・30重量部を配合してなるセラミックグリーンシートに、Tgが・30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を導電性粉末100重量部に対して5・20重量部配合してなる塑性導電性ペーストを用いて導電体層を形成せしめ、得られる単層のセラミックグリーンシートを、プレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を一体成形したセラミックグリーンシートを焼成してなるセラミックパッケージ、及びチップ抵抗器並びにそれらの製造方法。
Description
本発明は電子部品用素子を収納するセラミックパッケージ及びチップ型抵抗器並びにそれらの製造方法に関する。
底部、開口部及び開口周縁部を形成した、電子部品用素子を収納するセラミックパッケージが提案され、使用されている。従来のセラミックパッケージの典型的な製造方法としては、セラミックの粉末に粘着剤を付加したセラミック粉末を所望形状を有する金型で粉末プレスし、プレス成形体を焼結し、次いで焼結後に導体層を形成する粉末プレス方法が知られている(例えば特開2001−181023号公報参照)。従来の他のセラミックパッケージの製造方法としては、孔開け、印刷加工、導体層を形成した複数のセラミックグリーンシートを加圧、加熱して積層し、この積層体を焼結する積層方法が知られている(例えば特開平7−221454号公報参照)。一方、チップ型抵抗器としては、両面が平面のセラミックス基板の両端部に外部電極を配して、その電極部を橋渡しする様に形成された抵抗体及びそれを被覆した保護体によって構成されており、これらはそれぞれを印刷、焼成することで形成されている。
しかしながら、従来技術の粉末プレス方法によるセラミックパッケージの製造には、セラミックパッケージを個別に一個一個プレス機でプレスし、セラミック粉末と一緒に焼結し、セラミックパッケージに付着したセラミック粉末を除去する工程が必要となり、最近のように、4mm角以下のセラミックパッケージを製造することが必要な場合には、特に作業性が非常に悪く、コスト高となるという問題がある。更に、段差のあるパッケージに導体層を形成することは、個別のパッケージに施すこととなり作業性が非常に悪いという問題がある。なお、従来技術の粉末プレス方法においてもパッケージの多数個取りがなされることもあるが、これは脆さのため薄形のシートとして取り扱うには1インチ角ぐらいのシートサイズが限界であり、作業性が悪いという問題がある。従来技術による積層方法は、シート状態で積層するため、作業性が一見良いように思われるが、各々のグリーンシートに孔開け、印刷加工、導体層の形成をして、複数のセラミックグリーンシートを、例えば150℃で120分程度、真空積層装置で積層する必要があるため、作業性が非常に悪くコスト高となるという問題がある。また、従来のバインダーを用いたセラミックグリーンシートは、弾性が有り、可塑性が不足するため、プレスによる凹凸部を常に所望の形状に形成することができなかった。
また、従来の方法で製造したチップ抵抗器には両端部の外部電極及び抵抗体、保護体を形成することによって、表面から盛り上がった状態となり、フラット性が失われて、実装時の不具合が発生しやすくなるという問題があった。
また、従来のチップ抵抗器の製造方法には、両端の外部電極を形成する工程での手間が掛かり、さらにそれに伴ないコスト高になるという問題もある。
しかしながら、従来技術の粉末プレス方法によるセラミックパッケージの製造には、セラミックパッケージを個別に一個一個プレス機でプレスし、セラミック粉末と一緒に焼結し、セラミックパッケージに付着したセラミック粉末を除去する工程が必要となり、最近のように、4mm角以下のセラミックパッケージを製造することが必要な場合には、特に作業性が非常に悪く、コスト高となるという問題がある。更に、段差のあるパッケージに導体層を形成することは、個別のパッケージに施すこととなり作業性が非常に悪いという問題がある。なお、従来技術の粉末プレス方法においてもパッケージの多数個取りがなされることもあるが、これは脆さのため薄形のシートとして取り扱うには1インチ角ぐらいのシートサイズが限界であり、作業性が悪いという問題がある。従来技術による積層方法は、シート状態で積層するため、作業性が一見良いように思われるが、各々のグリーンシートに孔開け、印刷加工、導体層の形成をして、複数のセラミックグリーンシートを、例えば150℃で120分程度、真空積層装置で積層する必要があるため、作業性が非常に悪くコスト高となるという問題がある。また、従来のバインダーを用いたセラミックグリーンシートは、弾性が有り、可塑性が不足するため、プレスによる凹凸部を常に所望の形状に形成することができなかった。
また、従来の方法で製造したチップ抵抗器には両端部の外部電極及び抵抗体、保護体を形成することによって、表面から盛り上がった状態となり、フラット性が失われて、実装時の不具合が発生しやすくなるという問題があった。
また、従来のチップ抵抗器の製造方法には、両端の外部電極を形成する工程での手間が掛かり、さらにそれに伴ないコスト高になるという問題もある。
従って、本発明は、前述の従来のセラミックパッケージ及びチップ抵抗器の製造作業性の問題及びそれに伴うコスト高の問題などを解決することを目的とする。
本発明に従えば、底部、開口部及び開口周縁部を一体成形により形成したセラミックパッケージであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下の範囲、好ましくは−20℃〜0℃のアクリル系共重合体10〜30重量部、好ましくは15〜25重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペーストを用いて導電体層を形成せしめ、得られる導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートを、プレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成し、プレス一体成形させたセラミックグリーンシートを焼成してなるセラミックパッケージが提供される。
本発明に従えば、また、底部、開口部及び開口周縁部を一体成形により形成したセラミックパッケージであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基を酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部、重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下、好ましくは−20℃〜0℃の範囲のアクリル系共重合体10〜30重量部、好ましくは15〜25重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペースト(C)を用いて導電体層を形成せしめる工程、
導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートをプレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成する工程並びに
プレス成形させたセラミックグリーンシートを焼成する工程の各工程を含んでなるセラミックパッケージの製造方法が提供される。
本発明に従えば、更に底部、開口部及び開口周辺部を一体成形により形成したセラミックグリーンシートであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下、好ましくは−20℃〜0℃の範囲のアクリル系共重合体10〜30重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペーストを用いて導電体層を形成せしめ、得られる導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートに、更に抵抗体及び保護体を形成せしめた後、プレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成し、プレス一体成形させたセラミックグリーンシートを焼成してなるチップ抵抗器が提供される。
本発明に従えば、更にまた底部、開口部及び開口周辺部を一体成形により形成したセラミックグリーンシートであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下、好ましくは−20℃〜0℃の範囲のアクリル系共重合体10〜30重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペーストを用いて導電体層を形成せしめる工程、
導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートに、更に抵抗体及び保護体を形成せしめた後、プレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成する工程並びにプレス一体成形させたセラミックグリーンシートを焼成する工程
の各工程を含んでなるチップ抵抗器の製造方法が提供される。
本発明に従えば、底部、開口部及び開口周縁部を一体成形により形成したセラミックパッケージであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下の範囲、好ましくは−20℃〜0℃のアクリル系共重合体10〜30重量部、好ましくは15〜25重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペーストを用いて導電体層を形成せしめ、得られる導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートを、プレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成し、プレス一体成形させたセラミックグリーンシートを焼成してなるセラミックパッケージが提供される。
本発明に従えば、また、底部、開口部及び開口周縁部を一体成形により形成したセラミックパッケージであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基を酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部、重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下、好ましくは−20℃〜0℃の範囲のアクリル系共重合体10〜30重量部、好ましくは15〜25重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペースト(C)を用いて導電体層を形成せしめる工程、
導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートをプレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成する工程並びに
プレス成形させたセラミックグリーンシートを焼成する工程の各工程を含んでなるセラミックパッケージの製造方法が提供される。
本発明に従えば、更に底部、開口部及び開口周辺部を一体成形により形成したセラミックグリーンシートであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下、好ましくは−20℃〜0℃の範囲のアクリル系共重合体10〜30重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペーストを用いて導電体層を形成せしめ、得られる導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートに、更に抵抗体及び保護体を形成せしめた後、プレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成し、プレス一体成形させたセラミックグリーンシートを焼成してなるチップ抵抗器が提供される。
本発明に従えば、更にまた底部、開口部及び開口周辺部を一体成形により形成したセラミックグリーンシートであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下、好ましくは−20℃〜0℃の範囲のアクリル系共重合体10〜30重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペーストを用いて導電体層を形成せしめる工程、
導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートに、更に抵抗体及び保護体を形成せしめた後、プレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成する工程並びにプレス一体成形させたセラミックグリーンシートを焼成する工程
の各工程を含んでなるチップ抵抗器の製造方法が提供される。
図1は本発明に係るセラミックパッケージの製造方法の一実施態様を示すセラミックパッケージ・ユニット(a)の斜視図及びそのJ−J’断面図(b)である。
図2は本発明に係るセラミックパッケージの製造方法の他の実施態様によるセラミックパッケージ・シート(プレス成形されたセラミックグリーンシート)を示す斜視図である。
図3は本発明に係る製造方法の一実施態様によるセラミック・セル・シート(セラミック・セル・ユニット:複数の凹部を整列よく配置したプラズマディスプレイ用パネルの如き広い意味でのセラミックパッケージ)を示す斜視図である。
図4は本発明に係るチップ抵抗器の一実施形態を示す断面説明図である。
図5は本発明に係るチップ抵抗器をプリント基板などに実装する際のハンダ付け状態を説明する図である。
図6は従来のチップ抵抗器の構造例を示す断面説明図である。
図7は本発明に係る製造方法の一実施態様によるチップ抵抗セラミックシートを示す斜視図である。
図2は本発明に係るセラミックパッケージの製造方法の他の実施態様によるセラミックパッケージ・シート(プレス成形されたセラミックグリーンシート)を示す斜視図である。
図3は本発明に係る製造方法の一実施態様によるセラミック・セル・シート(セラミック・セル・ユニット:複数の凹部を整列よく配置したプラズマディスプレイ用パネルの如き広い意味でのセラミックパッケージ)を示す斜視図である。
図4は本発明に係るチップ抵抗器の一実施形態を示す断面説明図である。
図5は本発明に係るチップ抵抗器をプリント基板などに実装する際のハンダ付け状態を説明する図である。
図6は従来のチップ抵抗器の構造例を示す断面説明図である。
図7は本発明に係る製造方法の一実施態様によるチップ抵抗セラミックシートを示す斜視図である。
本発明者らは、前記問題を解決すべく検討した結果、(i)セラミックグリーンシートのバインダーに、アクリル酸エチル/メタクリル酸メチル共重合体を主成分としたアクリル系共重合体を用いることにより、金型でプレスしても戻り変形がない塑性セラミックグリーンシートが得られること、(ii)導電性ペーストのバインダーに、アクリル酸ブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体などのアクリル系共重合体及びセルロース誘導体を主成分としたバインダーを用いることにより、金型でプレスしても戻り変形がなく、印刷適正に優れ、型離れが良い導電体層が形成できる塑性導電性ペーストが得られること、(iii)これにより、単層のグリーンシートをプレスすることにより、底部、開口部及び開口周縁部を一体成形することができ、これを焼成することにより、量産性で作業性がよく、コスト低減したセラミックパッケージが得られることを見出し、本発明を完成した。
上記課題を解決すべく、チップ抵抗器の絶縁基板に窪みを作り、その中に抵抗体及び保護体を配置し、かつ外部電極の側面這わしをなくすことで、薄型でフラット性を持ったチップ抵抗器を得ることができる。さらに、実装を上部にバンプ電極をつくり、上下を反転して実装する形に変更することで、外部電極の形成工程を省く等、工程は簡略化出来る。さらに、パターンを平面上で引き回すため、実装後に問題となる電気的特性、特にインピーダンス特性が改善される。
本発明に係るセラミックパッケージについて、先ず説明すると、本発明においてセラミックパッケージとは、個別の電子部品等を収納する容器又は複数の電子部品等を収容する部屋より成るセラミック・セル・ユニット等である。以下に、本発明に係るセラミックパッケージ及びその製造方法について図1〜3を参照しながら、具体的に記述するが、本発明を以下の記述に限定するものではない。
本発明に係るセラミックパッケージーは、セラミックよりなるものであるが、セラミック材料を特に限定するものではなく、セラミック材料としてはガラスセラミック、アルミナ、ムライト、窒化アルミ等が例示できる。好ましくは、低温焼成セラミック材料であるガラス・セラミック系よりなるものである。更に好ましくは、ガラス・セラミック系の材料が、ホウケイ酸系ガラス50〜70重量%、フィラー30〜50重量%及び/又は添加剤0〜5重量%から成るホウケイ酸系ガラスを主成分とするセラミック粉末である。
本発明において使用するホウケイ酸系ガラスは、ホウケイ酸系のガラスなどよりなるものであり、従来から知られている材料である。本発明において使用するフィラーは、例えばアルミナ、ムライト、コーディエライト、フォルステライト、石英などを例示することができ、セラミックの強度、熱膨張係数、誘電率などを調整する。また、本発明において使用する添加剤は、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属の酸化物が好ましく、セラミックの軟化温度を調整する。本発明では、これらのホウケイ酸ガラス、フィラー及び添加剤を秤量し、粉砕混合してホウケイ酸系ガラスを主成分とするセラミック粉末とする。
セラミックグリーンシートの製造方法は、前記セラミック粉末及びアクリル系バインダーを秤量し、混練して常法によりシートとすることができる。本発明の塑性セラミックグリーンシートの製造に用いるアクリル系バインダーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸−i−オクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル等から選ばれた少なくとも1種の単量体と、水酸基、酸アミドもしくはアミノ基を有する官能性モノマー(例えばメタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリル酸ジエチルアミノエチル)からなる共重合体であり、従来から一般的にバインダーとして使用されているものを用いることができる。
特に好ましいアクリル系バインダーは、アクリル酸エチルもしくはアクリル酸エチル及びメタクリル酸メチルに、水酸基、酸アミドもしくはアミノ基を有する官能基モノマー(好ましくはメタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリル酸ジエチルアミノエチル)からなる共重合体である。アクリル酸エチルとメタクリル酸メチルを用いる場合の共重合割合は、アクリル酸エチル100重量部に対して、メタクリル酸メチル30重量部未満である。これは、アクリル酸エチルに対するメタクリル酸メチルの割合が多過ぎると、金型の凹凸に対するグリーンシートの追従性(プレス成形性)が悪くなるので好ましくない。
更に、本発明に従って、水酸基、酸アミドもしくはアミノ基を有する官能基モノマーを共重合させることにより、セラミック粉末(特にホウケイ酸ガラス)の分散性を向上させることができる。これら官能性モノマーの配合割合は、アクリル酸エチル又はアクリル酸エチル及びメタクリル酸メチルなどのアクリル系バインダーモノマー100重量部に対して、1〜10重量部、更に好ましくは1〜5重量部である。
本発明においてセラミックグリーンシートの製造に使用するアクリル系バインダーポリマーの好ましい重量平均分子量(MW)は、GPC(ポリスチレン換算)で測定して100,000〜800,000であり、特に好ましくは300,000〜500,000である。この分子量が低すぎると、保形性に乏しく、プレス成形時にクラックが生じやすく、逆に高過ぎると、プレス成形時に弾性変形をおこしやすく、所望の形状が得にくくなるおそれがある。
アクリル系バインダーの添加量には、特に限定はないが、セラミック粉末100重量部に対して10〜30重量部であり、15〜20重量部であるのが更に好ましい。この添加量が少な過ぎると、プレス成形性が悪くなるおそれがあり、逆に多過ぎると、脱バインダー性が悪くなって焼成時に型くずれを起こすおそれがある。
本発明に従えば、前記セラミック粉末及びアクリル系バインダーに更に可塑剤を添加するのが好ましい。そのような可塑剤としては、例えばフタル酸エステル、アジピン酸エステル、ポリエステル系可塑剤等を例示することができ、アクリル系バインダーとの相溶性からフタル酸エステル、アジピン酸エステルの使用が好ましく、特にフタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジオクチル(DOP)、アジピン酸ジオクチル(DOA)などを例示できるが、本発明において用いることができる可塑剤をこれらに限定するものではない。
前記可塑剤を使用する場合の添加量も、特に限定するものでないが、セラミック粉末100重量部に対して10重量部以下が好ましい。これは10重量部を超えると、グリーンシートの強度が低下して成形後の形状を保つことが作業上困難になるので好ましくない。
本発明においては、前記セラミック粉末、アクリル系バインダー及び可塑剤に加えて、更に溶剤、分散剤、解こう剤、湿潤剤、消泡剤等の一般的な添加剤を使用することができる。
本発明に従って、セラミックパッケージを製造するには、前記セラミック粉末及びアクリル系バインダー、更には可塑剤、溶剤などを秤量し、ボールミルで粉砕・混合・分散させてスラリーとする。好ましくは、各々秤量してアクリル系バインダーを1/2量として粉砕・混合・分散し、更に残りの量を加えて粉砕・混合・分散することが均一性の増加となり好ましい。このスラリーをシートとする方法は、通常使用される任意の方法によることができ、特に限定するものでない。例えば、ドクターブレード方法でスラリーをPETフイルムの上に平面状に塗布し、温風乾燥させ、可撓性を持つ柔らかで取り扱いが容易なセラミックグリーンシートを作成することができる。
本発明において使用する塑性導電性ペーストは導電性粉末及びバインダー類そして好ましくはガラス粉末を含む。導電性粉末としては、Ag粉末、Ag−Pd粉末、Ag−Pt粉末、Au粉末、Au−Pd粉末、Au−Pt粉末、Ni粉末、Cu粉末、Mo−Mn粉末、W粉末、導電性酸化物粉末等を用いることができ、これらも従来から一般に使用されてきた材料である。これらの粉末は、好ましくは700〜1050℃で焼成できるAg粉末、Ag−Pd粉末、Ag−Pt粉末、Cu粉末、Au粉末、Au−Pd粉末、Au−Pt粉末、Ni粉末等である。更に好ましくは、厚膜印刷技術で多用されている比較的安価なAg粉末、Ag−Pd粉末、Ag−Pt粉末である。
本発明において使用する導電性ペーストに配合するバインダーは、(メタ)アクリル酸エステル100重量部と水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部、好ましくは3〜8重量部とのアクリル系共重合体である。この共重合体中の後者の単量体の量が少な過ぎると導電性粉末の分散性が悪く、焼成後に均一な導電体層が得られないので好ましくなく、逆に多過ぎると可塑性が損なわれるので好ましくない。
アクリル系共重合体に用いるモノマーとしては、アクリル酸エステル(例えばアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸イソオクチル)、メタクリル酸エステル(例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル)等の単量体から選ばれた少なくとも1種のモノマーを用いて製造した共重合体である。
本発明において導電性ペーストの製造に使用するのに特に好ましいアクリル系バインダーは、金型による成形での追従性がよく断線することがなく、更に凝集力のバランスがよいアクリル酸ブチルとメタクリル酸2−ヒドロキシエチルの共重合体が良好である。このアクリル酸ブチルとメタクリル酸2−ヒドロキシエチルとの共重合割合は、好ましくはアクリル酸ブチル100重量部に対して、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル1〜10重量部、更に好ましくは3〜8重量部である。アクリル酸ブチルに対するメタクリル酸2−ヒドロキシエチルの割合が多過ぎるとプレス成形時の変形(伸び)が乏しくなって断線の原因になるおそれがあり、逆に少な過ぎると、導電性粉末との分散性が悪くなって、均一な導体層が得にくくなるおそれがある。
本発明に係る塑性導電性ペーストの製造に使用するアクリル系バインダーポリマーの重量平均分子量(MW)は、GPC(ポリスチレン換算)で200,000〜800,000が好ましい。この分子量が低過ぎると、金導電性粉末の保持性が乏しくなってグリーンシート上に固定化することができなくなるおそれがあり、逆に高過ぎると、焼成時に弾性変形を伴なって所定の導体パターンを保持できなくなるおそれがある。
本発明の導電性ペーストの製造に、前記アクリル系バインダーとブレンドして用いるエチルセルロース系バインダーに用いるエチルセルロースとしては、例えばハーキュリース社の商品名アクアロンが適している。また市販の導電性ペーストで代用することもでき、例えば、ディーエムシースクエアージャパン社製 SP0302、京都エレックス株式会社製 DD−1411A等を用いることもできる。
本発明の好ましい態様において使用する導電性ペーストに配合されるガラス粉末は、フリットガラスと言われる結晶化ガラス、硼珪酸などの低融点ガラスであり、セラミック基板に導電体部(又は導体部)を接着するために用いられる。ガラス粉末の配合量には特に限定はないが、好ましくは導電性粉末100重量部に対し1〜10重量部である。
本発明に従った導体層の形成方法には特に限定はないが、例えば導体層はセラミックグリーンシートの表面に導電性粉末をペースト状にした導電性ペーストを所望の電極パターン形状に塗布して形成することができる。塗布方法としては、スクリーン印刷により導電性ペーストを塗布する厚膜印刷方法などの従来から知られている方法によることができる。
前記導電性ペーストは、本発明に従って、例えばスクリーン印刷方法による厚膜印刷技術で塗布、乾燥し、金型に追従して変形、プレスし、好ましくは700〜1050℃、更に好ましくは750〜950℃の温度でセラミックグリーンシートと共に焼成し、焼成によるシートの収縮と共に収縮して導電性が良好で、接着、密着性の良好な導体層を形成する。
本発明に従ったプレス成形は、硬度の高い金型、プラスチック型等を用いて行えばよく、型の材質、種類を限定するものでない。例えば、複数の整列配置した凸部を有する型、複数の整列配置した逆V字形刃(ブレイク溝を形成するためのナイフ状刃)を有する型、凸部及び逆V字形刃を一つの型に複数形成した型、ブレイク溝をNC切断機で押圧形成する装置等で成形することができる。なお、ブレイク溝をプレス成形で形成せず、焼成後に、例えばダイシングすることで形成することもできる。
本発明に従ったプレス成形を、一型、二型、更に多くの型等で一回、複数回のプレス成形をするかは、製品のサイズ、型技術により使い分ければよい。例えば、多数の開口部用の凸部が形成された金型を加熱し、セラミックグリーンシートを加熱し、可塑性を有するセラミックグリーンシートに金型の凸模様をプレス転写し、プレス後に金型及びセラミックグリーンシートを冷却することもできる。
前記の好ましいアクリル系バインダー及び可塑剤を含む塑性セラミックグリーンシートは、プレス転写された底部、開口部及び開口周縁部を精確に保つことができる。また、導体層は、切断することなく、導電性を保ったまま底部及び/若しくは開口周縁部並びに/又は底部及び開口周縁部の段差形成部分に形成することができる。
これらの方法で導体層が形成されたセラミックグリーンシートは金型で成形し、セラミックグリーンシートに底部、開口部及び開口周縁部を形成し、底部及び/若しくは開口周縁部並びに/又は底部及び開口周縁部の段差形成部分の側面に導体層を形成したセラミックグリーンシートを製造することができる。
前述のようにして、プレス成形された導体層形成のセラミックグリーンシートは、焼成して、セラミックパッケージを製造する。例えば、ガラスセラミックであれば、大気雰囲気中(導体層がAg,Auなどであれば大気雰囲気中、Cu,Niなどであれば窒素雰囲気中)で700〜1050℃の温度で焼成するのが好ましく、750〜950℃の温度で焼成するのが更に好ましい。
このようにして製造されたセラミックパッケージは、可撓性を有するシート状態で取り扱われ、塑性セラミックグリーンシートにプレス成形するために、セラミックパッケージユニットの多数個取りが可能であり、量産性及び作業性がよくコストの低減をはかることができる。本発明に従ったセラミックパッケージユニットは、電子部品などを収納する電子部品装置用の容器として使用することができ、また、電子部品等を収納したセラミックパッケージユニットは、リードレスの表面実装電子部品装置として有用である。また、ガスを収容する複数の部屋より成るセラミック・セル・ユニットが形成されたセラミック・セル・シートはプラズマディスプレイのガス封着部屋を有するパネルとしても有用である。
次に、本発明に係るチップ抵抗器について詳述すると、本発明においてチップ抵抗器とは表面に窪みがある絶縁基板上に下部電極を左右に配置し、窪みの中に抵抗体を配置し、さらに保護膜で抵抗体を覆い、下部電極上に上部電極を形成、上下反転して実装するものをいう。
図4に示すように、本発明に係るチップ抵抗器の絶縁基板11としては、その材料を従来のチップ抵抗器に使用されているアルミナセラミック基板に特に限定する必要はなく、ガラスセラミック、アルミナ、ムライト、窒化アルミ、炭化珪素、ガラスエポキシ等が使用でき、低温焼成可能なセラミック材料であるガラスセラミック系を用いるのが、好ましい。
電極材料12及び13は、従来のチップ抵抗器と同様な金属電極に限定されるものではなく、Ag、Ag/Pd、Ag/Pt、Au、Au/Pt、Ni、Cu、Mo/Mn、W等の金属、ITO,ATO等の導電性酸化物を用いらことができる。好ましくは、700〜1050℃で焼成できるAg、Ag/Pd、Cu、Au、Ni等である。
抵抗体14は、従来のチップ抵抗器とに使用されているRuO2に限定されるものではなく、カーボン抵抗等の樹脂系の抵抗体も使用することができる。
保護体15は、従来のチップ抵抗器と同様なオーバーコートガラスに限定されるものではなく、エポキシコーティング等の樹脂系の保護体も使用できる。
上記課題を解決すべく、チップ抵抗器の絶縁基板に窪みを作り、その中に抵抗体及び保護体を配置し、かつ外部電極の側面這わしをなくすことで、薄型でフラット性を持ったチップ抵抗器を得ることができる。さらに、実装を上部にバンプ電極をつくり、上下を反転して実装する形に変更することで、外部電極の形成工程を省く等、工程は簡略化出来る。さらに、パターンを平面上で引き回すため、実装後に問題となる電気的特性、特にインピーダンス特性が改善される。
本発明に係るセラミックパッケージについて、先ず説明すると、本発明においてセラミックパッケージとは、個別の電子部品等を収納する容器又は複数の電子部品等を収容する部屋より成るセラミック・セル・ユニット等である。以下に、本発明に係るセラミックパッケージ及びその製造方法について図1〜3を参照しながら、具体的に記述するが、本発明を以下の記述に限定するものではない。
本発明に係るセラミックパッケージーは、セラミックよりなるものであるが、セラミック材料を特に限定するものではなく、セラミック材料としてはガラスセラミック、アルミナ、ムライト、窒化アルミ等が例示できる。好ましくは、低温焼成セラミック材料であるガラス・セラミック系よりなるものである。更に好ましくは、ガラス・セラミック系の材料が、ホウケイ酸系ガラス50〜70重量%、フィラー30〜50重量%及び/又は添加剤0〜5重量%から成るホウケイ酸系ガラスを主成分とするセラミック粉末である。
本発明において使用するホウケイ酸系ガラスは、ホウケイ酸系のガラスなどよりなるものであり、従来から知られている材料である。本発明において使用するフィラーは、例えばアルミナ、ムライト、コーディエライト、フォルステライト、石英などを例示することができ、セラミックの強度、熱膨張係数、誘電率などを調整する。また、本発明において使用する添加剤は、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属の酸化物が好ましく、セラミックの軟化温度を調整する。本発明では、これらのホウケイ酸ガラス、フィラー及び添加剤を秤量し、粉砕混合してホウケイ酸系ガラスを主成分とするセラミック粉末とする。
セラミックグリーンシートの製造方法は、前記セラミック粉末及びアクリル系バインダーを秤量し、混練して常法によりシートとすることができる。本発明の塑性セラミックグリーンシートの製造に用いるアクリル系バインダーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸−i−オクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル等から選ばれた少なくとも1種の単量体と、水酸基、酸アミドもしくはアミノ基を有する官能性モノマー(例えばメタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリル酸ジエチルアミノエチル)からなる共重合体であり、従来から一般的にバインダーとして使用されているものを用いることができる。
特に好ましいアクリル系バインダーは、アクリル酸エチルもしくはアクリル酸エチル及びメタクリル酸メチルに、水酸基、酸アミドもしくはアミノ基を有する官能基モノマー(好ましくはメタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリル酸ジエチルアミノエチル)からなる共重合体である。アクリル酸エチルとメタクリル酸メチルを用いる場合の共重合割合は、アクリル酸エチル100重量部に対して、メタクリル酸メチル30重量部未満である。これは、アクリル酸エチルに対するメタクリル酸メチルの割合が多過ぎると、金型の凹凸に対するグリーンシートの追従性(プレス成形性)が悪くなるので好ましくない。
更に、本発明に従って、水酸基、酸アミドもしくはアミノ基を有する官能基モノマーを共重合させることにより、セラミック粉末(特にホウケイ酸ガラス)の分散性を向上させることができる。これら官能性モノマーの配合割合は、アクリル酸エチル又はアクリル酸エチル及びメタクリル酸メチルなどのアクリル系バインダーモノマー100重量部に対して、1〜10重量部、更に好ましくは1〜5重量部である。
本発明においてセラミックグリーンシートの製造に使用するアクリル系バインダーポリマーの好ましい重量平均分子量(MW)は、GPC(ポリスチレン換算)で測定して100,000〜800,000であり、特に好ましくは300,000〜500,000である。この分子量が低すぎると、保形性に乏しく、プレス成形時にクラックが生じやすく、逆に高過ぎると、プレス成形時に弾性変形をおこしやすく、所望の形状が得にくくなるおそれがある。
アクリル系バインダーの添加量には、特に限定はないが、セラミック粉末100重量部に対して10〜30重量部であり、15〜20重量部であるのが更に好ましい。この添加量が少な過ぎると、プレス成形性が悪くなるおそれがあり、逆に多過ぎると、脱バインダー性が悪くなって焼成時に型くずれを起こすおそれがある。
本発明に従えば、前記セラミック粉末及びアクリル系バインダーに更に可塑剤を添加するのが好ましい。そのような可塑剤としては、例えばフタル酸エステル、アジピン酸エステル、ポリエステル系可塑剤等を例示することができ、アクリル系バインダーとの相溶性からフタル酸エステル、アジピン酸エステルの使用が好ましく、特にフタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジオクチル(DOP)、アジピン酸ジオクチル(DOA)などを例示できるが、本発明において用いることができる可塑剤をこれらに限定するものではない。
前記可塑剤を使用する場合の添加量も、特に限定するものでないが、セラミック粉末100重量部に対して10重量部以下が好ましい。これは10重量部を超えると、グリーンシートの強度が低下して成形後の形状を保つことが作業上困難になるので好ましくない。
本発明においては、前記セラミック粉末、アクリル系バインダー及び可塑剤に加えて、更に溶剤、分散剤、解こう剤、湿潤剤、消泡剤等の一般的な添加剤を使用することができる。
本発明に従って、セラミックパッケージを製造するには、前記セラミック粉末及びアクリル系バインダー、更には可塑剤、溶剤などを秤量し、ボールミルで粉砕・混合・分散させてスラリーとする。好ましくは、各々秤量してアクリル系バインダーを1/2量として粉砕・混合・分散し、更に残りの量を加えて粉砕・混合・分散することが均一性の増加となり好ましい。このスラリーをシートとする方法は、通常使用される任意の方法によることができ、特に限定するものでない。例えば、ドクターブレード方法でスラリーをPETフイルムの上に平面状に塗布し、温風乾燥させ、可撓性を持つ柔らかで取り扱いが容易なセラミックグリーンシートを作成することができる。
本発明において使用する塑性導電性ペーストは導電性粉末及びバインダー類そして好ましくはガラス粉末を含む。導電性粉末としては、Ag粉末、Ag−Pd粉末、Ag−Pt粉末、Au粉末、Au−Pd粉末、Au−Pt粉末、Ni粉末、Cu粉末、Mo−Mn粉末、W粉末、導電性酸化物粉末等を用いることができ、これらも従来から一般に使用されてきた材料である。これらの粉末は、好ましくは700〜1050℃で焼成できるAg粉末、Ag−Pd粉末、Ag−Pt粉末、Cu粉末、Au粉末、Au−Pd粉末、Au−Pt粉末、Ni粉末等である。更に好ましくは、厚膜印刷技術で多用されている比較的安価なAg粉末、Ag−Pd粉末、Ag−Pt粉末である。
本発明において使用する導電性ペーストに配合するバインダーは、(メタ)アクリル酸エステル100重量部と水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部、好ましくは3〜8重量部とのアクリル系共重合体である。この共重合体中の後者の単量体の量が少な過ぎると導電性粉末の分散性が悪く、焼成後に均一な導電体層が得られないので好ましくなく、逆に多過ぎると可塑性が損なわれるので好ましくない。
アクリル系共重合体に用いるモノマーとしては、アクリル酸エステル(例えばアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸イソオクチル)、メタクリル酸エステル(例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル)等の単量体から選ばれた少なくとも1種のモノマーを用いて製造した共重合体である。
本発明において導電性ペーストの製造に使用するのに特に好ましいアクリル系バインダーは、金型による成形での追従性がよく断線することがなく、更に凝集力のバランスがよいアクリル酸ブチルとメタクリル酸2−ヒドロキシエチルの共重合体が良好である。このアクリル酸ブチルとメタクリル酸2−ヒドロキシエチルとの共重合割合は、好ましくはアクリル酸ブチル100重量部に対して、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル1〜10重量部、更に好ましくは3〜8重量部である。アクリル酸ブチルに対するメタクリル酸2−ヒドロキシエチルの割合が多過ぎるとプレス成形時の変形(伸び)が乏しくなって断線の原因になるおそれがあり、逆に少な過ぎると、導電性粉末との分散性が悪くなって、均一な導体層が得にくくなるおそれがある。
本発明に係る塑性導電性ペーストの製造に使用するアクリル系バインダーポリマーの重量平均分子量(MW)は、GPC(ポリスチレン換算)で200,000〜800,000が好ましい。この分子量が低過ぎると、金導電性粉末の保持性が乏しくなってグリーンシート上に固定化することができなくなるおそれがあり、逆に高過ぎると、焼成時に弾性変形を伴なって所定の導体パターンを保持できなくなるおそれがある。
本発明の導電性ペーストの製造に、前記アクリル系バインダーとブレンドして用いるエチルセルロース系バインダーに用いるエチルセルロースとしては、例えばハーキュリース社の商品名アクアロンが適している。また市販の導電性ペーストで代用することもでき、例えば、ディーエムシースクエアージャパン社製 SP0302、京都エレックス株式会社製 DD−1411A等を用いることもできる。
本発明の好ましい態様において使用する導電性ペーストに配合されるガラス粉末は、フリットガラスと言われる結晶化ガラス、硼珪酸などの低融点ガラスであり、セラミック基板に導電体部(又は導体部)を接着するために用いられる。ガラス粉末の配合量には特に限定はないが、好ましくは導電性粉末100重量部に対し1〜10重量部である。
本発明に従った導体層の形成方法には特に限定はないが、例えば導体層はセラミックグリーンシートの表面に導電性粉末をペースト状にした導電性ペーストを所望の電極パターン形状に塗布して形成することができる。塗布方法としては、スクリーン印刷により導電性ペーストを塗布する厚膜印刷方法などの従来から知られている方法によることができる。
前記導電性ペーストは、本発明に従って、例えばスクリーン印刷方法による厚膜印刷技術で塗布、乾燥し、金型に追従して変形、プレスし、好ましくは700〜1050℃、更に好ましくは750〜950℃の温度でセラミックグリーンシートと共に焼成し、焼成によるシートの収縮と共に収縮して導電性が良好で、接着、密着性の良好な導体層を形成する。
本発明に従ったプレス成形は、硬度の高い金型、プラスチック型等を用いて行えばよく、型の材質、種類を限定するものでない。例えば、複数の整列配置した凸部を有する型、複数の整列配置した逆V字形刃(ブレイク溝を形成するためのナイフ状刃)を有する型、凸部及び逆V字形刃を一つの型に複数形成した型、ブレイク溝をNC切断機で押圧形成する装置等で成形することができる。なお、ブレイク溝をプレス成形で形成せず、焼成後に、例えばダイシングすることで形成することもできる。
本発明に従ったプレス成形を、一型、二型、更に多くの型等で一回、複数回のプレス成形をするかは、製品のサイズ、型技術により使い分ければよい。例えば、多数の開口部用の凸部が形成された金型を加熱し、セラミックグリーンシートを加熱し、可塑性を有するセラミックグリーンシートに金型の凸模様をプレス転写し、プレス後に金型及びセラミックグリーンシートを冷却することもできる。
前記の好ましいアクリル系バインダー及び可塑剤を含む塑性セラミックグリーンシートは、プレス転写された底部、開口部及び開口周縁部を精確に保つことができる。また、導体層は、切断することなく、導電性を保ったまま底部及び/若しくは開口周縁部並びに/又は底部及び開口周縁部の段差形成部分に形成することができる。
これらの方法で導体層が形成されたセラミックグリーンシートは金型で成形し、セラミックグリーンシートに底部、開口部及び開口周縁部を形成し、底部及び/若しくは開口周縁部並びに/又は底部及び開口周縁部の段差形成部分の側面に導体層を形成したセラミックグリーンシートを製造することができる。
前述のようにして、プレス成形された導体層形成のセラミックグリーンシートは、焼成して、セラミックパッケージを製造する。例えば、ガラスセラミックであれば、大気雰囲気中(導体層がAg,Auなどであれば大気雰囲気中、Cu,Niなどであれば窒素雰囲気中)で700〜1050℃の温度で焼成するのが好ましく、750〜950℃の温度で焼成するのが更に好ましい。
このようにして製造されたセラミックパッケージは、可撓性を有するシート状態で取り扱われ、塑性セラミックグリーンシートにプレス成形するために、セラミックパッケージユニットの多数個取りが可能であり、量産性及び作業性がよくコストの低減をはかることができる。本発明に従ったセラミックパッケージユニットは、電子部品などを収納する電子部品装置用の容器として使用することができ、また、電子部品等を収納したセラミックパッケージユニットは、リードレスの表面実装電子部品装置として有用である。また、ガスを収容する複数の部屋より成るセラミック・セル・ユニットが形成されたセラミック・セル・シートはプラズマディスプレイのガス封着部屋を有するパネルとしても有用である。
次に、本発明に係るチップ抵抗器について詳述すると、本発明においてチップ抵抗器とは表面に窪みがある絶縁基板上に下部電極を左右に配置し、窪みの中に抵抗体を配置し、さらに保護膜で抵抗体を覆い、下部電極上に上部電極を形成、上下反転して実装するものをいう。
図4に示すように、本発明に係るチップ抵抗器の絶縁基板11としては、その材料を従来のチップ抵抗器に使用されているアルミナセラミック基板に特に限定する必要はなく、ガラスセラミック、アルミナ、ムライト、窒化アルミ、炭化珪素、ガラスエポキシ等が使用でき、低温焼成可能なセラミック材料であるガラスセラミック系を用いるのが、好ましい。
電極材料12及び13は、従来のチップ抵抗器と同様な金属電極に限定されるものではなく、Ag、Ag/Pd、Ag/Pt、Au、Au/Pt、Ni、Cu、Mo/Mn、W等の金属、ITO,ATO等の導電性酸化物を用いらことができる。好ましくは、700〜1050℃で焼成できるAg、Ag/Pd、Cu、Au、Ni等である。
抵抗体14は、従来のチップ抵抗器とに使用されているRuO2に限定されるものではなく、カーボン抵抗等の樹脂系の抵抗体も使用することができる。
保護体15は、従来のチップ抵抗器と同様なオーバーコートガラスに限定されるものではなく、エポキシコーティング等の樹脂系の保護体も使用できる。
本発明に係るセラミックパッケージ及びチップ抵抗器の製造方法の実施例を以下に説明するが、本発明を以下の実施例に限定するものでないことはいうまでもない。
(1)塑性セラミックグリーンシートスラリーの製造
セラミック粉末としてアルミナフィラー入りホウケイ酸ガラス(日本山村硝子製:BS−003;アルミナ対ホウケイ酸ガラス(重量比)=50対50)100重量部、アクリル系バインダーとして、アクリル酸エチル/メタクリル酸メチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比:85/12/3、Tg=−15℃、ポリスチレン換算の重量平均分子量(MW)500,000)20重量部、可塑剤としてフタル酸ジ(2−エチルヘキシル)4重量部とフタル酸ブチルベンジル1重量部、溶剤(トルエン/メチルイソブチルケトン/n−ブタノール=1/1/1(重量比))55重量部を分散機で混練して、粘度18,000cpsのセラミックグリーンシートスラリーを得た。
(2)塑性セラミックグリーンシートの製造
上記セラミックグリーンシートスラリーを離型処理したポリエチレンテレフタレート(PET)よりなる支持フィルム(幅400mm、長さ100m、厚さ100μm)上にコンマロールコーターを用いて塗布し、形成された塗膜を60〜80℃で1時間乾燥することにより溶剤を除去し、これにより厚さ700μmの塑性グリーンシートを製造した。
(3)塑性導電性ペーストの調整
導電性粉末としてAg粉末(大研化学工業株式会社製:S−202;平均粒径3.1μm)100重量部、バインダー樹脂としてアクリル酸ブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比:100/3)15重量部、稀釈溶剤(エチレングリコールモノエチルエーテル/α−テルピネオール=1/1(重量比))30重量部を分散機で混練して、アクリル導電性ペーストマスターを得た。市販導体ペースト(京都エレックス株式会社製:DD−1411A−508)を上記アクリル導電性ペーストマスターと重量比で1:1になるように添加し、3本ロールにて混練して塑性導電性ペーストとした。
(4)塑性セラミックグリーンシートの外形加工及び穴加工
塑性グリーンシートを支持フィルムごと18cm×16cmにカッターにてカットし、穴加工用ステンレス板枠にテープで貼り付け、枠を穴開け機にセットし、印刷位置合わせ用穴、印刷時固定用基準穴及びプレスの基準ピン用の穴を開けた。
(5)塑性導電性ペーストの印刷
上記(4)で外形及び穴加工した塑性セラミックグリーンシートをスクリーン印刷機のステージに基準穴を使い固定し、上記(3)で調整した塑性導電性ペーストを位置合わせ後に、規定の位置に印刷を行った。その後80℃で5分間乾燥することで、ペースト中の溶剤を除去し、厚さ15μmの塑性導電体層を塑性セラミックグリーンシート上に形成させた。
(6)金型による成型プレス加工
成形用の金型は、超硬材料よりなり、キャビティー用金型は、セラミックパッケージの底部、開口部及び開口周縁部よりなる窪みであるキャビティー部に該当する凸状の突起(テーパーの付いたやや台形状、プレスにより開口部を形成)が縦横に複数個平面整列形成されている。金型の各々角の部分には、R又はCと呼ばれる通常の範囲での面取りを施した。また、金型の周りには、常用技術としてのガイド穴、ダミー穴などのピンなどを形成した。前記キャビティー用金型をプレス機械に取り付け固定した。
成形用プレスで凹部の成型を行った。その際に塑性セラミックグリーンシートが金型凸部にきれいに追従することで、底部4、開口部2及び開口周縁部3よりなるキャビティー模様(図1(a)及び(b)参照)が正確に再現され、プレス後もその形状を維持していた。また導電体膜は組成セラミックグリーンシートの変形に追従し、導体パターンが断線することなく伸び、キャビティー模様に合わせて電極用の導電体層9(図1(a)及び(b)参照)を形成した。
(7)焼成
図2に示すように、キャビティー用の窪み(開口部2)、導電体層9等を形成したセラミックグリーンシート1の裏面の支持フィルムを剥離し、融着を防止するために、球状アルミナ(25μmφ)を敷粉として振りまいておいたムライトセッターの上に置き、これを大気雰囲気の焼結炉にセットし、ピーク温度850℃に20分保持し、焼結し、セラミックパッケージ・ユニット8が複数個配列したセラミックパッケージ・シート1(図2参照)を製造した。焼結されたセラミックパッケージ・シート1は、金型の凸状の突起形状を忠実に窪みとして形成し底部4及び開口部2を形成しており(キャビティー)、開口周縁部3にプレスによる盛り上がりは観察されなかった。図2において、5はブレイク溝、6はダミー部及び7はガイド穴を示す。
焼成した電極付きのセラミックパッケージのAg電極部分に電解メッキ(電解ニッケルメッキ5μm+電解金メッキ0.3μm)を行った後、上記の多数個取りセラミックパッケージ・シート1をダイサーを使い、印刷時に形成したターゲットマークを基準にして、個別にダイシングするこどでセラミックパッケージ・ユニット8を製造した。なお、必要によっては、部品搭載、封止後にダイシングすることも可能である。
上記のようにして製造した特定のバインダーによるセラミックグリーンシートは、可撓性であり、作業時のハンドリングが容易であり、また、従来にない可塑性であるために金型による凸状の突起形状を忠実に転写させることができた。特定のバインダーによる導電性ペーストにより印刷形成された導電体層9は、追随性がよく、凝集力のバランスがよく、金型プレスにより断線することなく形成された。このように製作されたセラミックパッケージ・ユニット8は、電子部品の収納容器として使用したり、電子部品を収納して表面実装部品装置とすることができるのみでなく、収納容器の蓋体としても使用することができる。
セラミック粉末としてアルミナフィラー入りホウケイ酸ガラス(日本山村硝子製:BS−003;アルミナ対ホウケイ酸ガラス(重量比)=50対50)100重量部、アクリル系バインダーとして、アクリル酸エチル/メタクリル酸メチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比:85/12/3、Tg=−15℃、ポリスチレン換算の重量平均分子量(MW)500,000)20重量部、可塑剤としてフタル酸ジ(2−エチルヘキシル)4重量部とフタル酸ブチルベンジル1重量部、溶剤(トルエン/メチルイソブチルケトン/n−ブタノール=1/1/1(重量比))55重量部を分散機で混練して、粘度18,000cpsのセラミックグリーンシートスラリーを得た。
(2)塑性セラミックグリーンシートの製造
上記セラミックグリーンシートスラリーを離型処理したポリエチレンテレフタレート(PET)よりなる支持フィルム(幅400mm、長さ100m、厚さ100μm)上にコンマロールコーターを用いて塗布し、形成された塗膜を60〜80℃で1時間乾燥することにより溶剤を除去し、これにより厚さ700μmの塑性グリーンシートを製造した。
(3)塑性導電性ペーストの調整
導電性粉末としてAg粉末(大研化学工業株式会社製:S−202;平均粒径3.1μm)100重量部、バインダー樹脂としてアクリル酸ブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比:100/3)15重量部、稀釈溶剤(エチレングリコールモノエチルエーテル/α−テルピネオール=1/1(重量比))30重量部を分散機で混練して、アクリル導電性ペーストマスターを得た。市販導体ペースト(京都エレックス株式会社製:DD−1411A−508)を上記アクリル導電性ペーストマスターと重量比で1:1になるように添加し、3本ロールにて混練して塑性導電性ペーストとした。
(4)塑性セラミックグリーンシートの外形加工及び穴加工
塑性グリーンシートを支持フィルムごと18cm×16cmにカッターにてカットし、穴加工用ステンレス板枠にテープで貼り付け、枠を穴開け機にセットし、印刷位置合わせ用穴、印刷時固定用基準穴及びプレスの基準ピン用の穴を開けた。
(5)塑性導電性ペーストの印刷
上記(4)で外形及び穴加工した塑性セラミックグリーンシートをスクリーン印刷機のステージに基準穴を使い固定し、上記(3)で調整した塑性導電性ペーストを位置合わせ後に、規定の位置に印刷を行った。その後80℃で5分間乾燥することで、ペースト中の溶剤を除去し、厚さ15μmの塑性導電体層を塑性セラミックグリーンシート上に形成させた。
(6)金型による成型プレス加工
成形用の金型は、超硬材料よりなり、キャビティー用金型は、セラミックパッケージの底部、開口部及び開口周縁部よりなる窪みであるキャビティー部に該当する凸状の突起(テーパーの付いたやや台形状、プレスにより開口部を形成)が縦横に複数個平面整列形成されている。金型の各々角の部分には、R又はCと呼ばれる通常の範囲での面取りを施した。また、金型の周りには、常用技術としてのガイド穴、ダミー穴などのピンなどを形成した。前記キャビティー用金型をプレス機械に取り付け固定した。
成形用プレスで凹部の成型を行った。その際に塑性セラミックグリーンシートが金型凸部にきれいに追従することで、底部4、開口部2及び開口周縁部3よりなるキャビティー模様(図1(a)及び(b)参照)が正確に再現され、プレス後もその形状を維持していた。また導電体膜は組成セラミックグリーンシートの変形に追従し、導体パターンが断線することなく伸び、キャビティー模様に合わせて電極用の導電体層9(図1(a)及び(b)参照)を形成した。
(7)焼成
図2に示すように、キャビティー用の窪み(開口部2)、導電体層9等を形成したセラミックグリーンシート1の裏面の支持フィルムを剥離し、融着を防止するために、球状アルミナ(25μmφ)を敷粉として振りまいておいたムライトセッターの上に置き、これを大気雰囲気の焼結炉にセットし、ピーク温度850℃に20分保持し、焼結し、セラミックパッケージ・ユニット8が複数個配列したセラミックパッケージ・シート1(図2参照)を製造した。焼結されたセラミックパッケージ・シート1は、金型の凸状の突起形状を忠実に窪みとして形成し底部4及び開口部2を形成しており(キャビティー)、開口周縁部3にプレスによる盛り上がりは観察されなかった。図2において、5はブレイク溝、6はダミー部及び7はガイド穴を示す。
焼成した電極付きのセラミックパッケージのAg電極部分に電解メッキ(電解ニッケルメッキ5μm+電解金メッキ0.3μm)を行った後、上記の多数個取りセラミックパッケージ・シート1をダイサーを使い、印刷時に形成したターゲットマークを基準にして、個別にダイシングするこどでセラミックパッケージ・ユニット8を製造した。なお、必要によっては、部品搭載、封止後にダイシングすることも可能である。
上記のようにして製造した特定のバインダーによるセラミックグリーンシートは、可撓性であり、作業時のハンドリングが容易であり、また、従来にない可塑性であるために金型による凸状の突起形状を忠実に転写させることができた。特定のバインダーによる導電性ペーストにより印刷形成された導電体層9は、追随性がよく、凝集力のバランスがよく、金型プレスにより断線することなく形成された。このように製作されたセラミックパッケージ・ユニット8は、電子部品の収納容器として使用したり、電子部品を収納して表面実装部品装置とすることができるのみでなく、収納容器の蓋体としても使用することができる。
実施例1と同様にしてセラミックグリーンシートを製造し、導電体層9を形成し、凹部をプレス成形により整列よく複数個形成し、図2のようにブレイク溝5を形成することなく、セラミックグリーンシートを焼成して複数のセラミック・セル・ユニット(複数の凹部を整列よく配置したプラズマディスプレイ用パネルの如き広い意味でのセラミックパッケージ)よりなるセラミック・セル・シート10を製造した(図3参照)。
実施例1で用いたアクリル系バインダーをメタクリル酸ラウリル/メタクリル酸イソブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比60/37/3、Tg=−15℃、MW350,000)20重量部とした以外は実施例1と同様にしてセラミックグリーンシートスラリーを製造した。得られたスラリーを実施例1と同様にコンマロールコーターで塗布して700μmのセラミックグリーンシートを得た。得られたセラミックグリーンシートを金型プレスし、形状を観察した。実施例1と比較すると金型の突起形状の転写が若干劣るものの、機能上は問題ないレベルであった。
比較例1
実施例1で用いたアクリル系バインダーを5重量部とした以外は実施例1と同様にしてグリーンシートスラリーを製造した。得られたスラリーを実施例1と同様にコンマロールコーターで塗布し、温風乾燥したところ、シート表面に乾燥クラックが発生した。
比較例2
実施例1で用いたアクリル系バインダーをメタクリル酸メチル/アクリル酸エチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比61/38/1、Tg=40℃、MW400,000)20重量部とした以外は実施例1と同様にしてグリーンシートスラリーを製造した。得られたスラリーを実施例1と同様にコンマロールコーターで塗布して700μmのグリーンシートを得た。得られたグリーンシートを金型プレスしたが、金型の凸形状が充分に埋まりきらずに、金型の凹形状を有する所望のシートを得ることができなかった。
比較例3
実施例1で用いたアクリル系バインダーを40重量部、可塑剤をフタル酸ジ(2−エチルヘキシル)8重量部、フタル酸ブチルベンジル2重量部とした以外は実施例1と同様にしてスラリーを作成、コンマロールコーターにて700μmのグリーンシートを作成した。得られたグリーンシートは金型のプレス性は良好であった。しかしながら、焼成時の寸法変化が著しく、基板に反りが見られ、又、Ag導体との収縮バランスが悪く、部分的に断線が見られた。
比較例1
実施例1で用いたアクリル系バインダーを5重量部とした以外は実施例1と同様にしてグリーンシートスラリーを製造した。得られたスラリーを実施例1と同様にコンマロールコーターで塗布し、温風乾燥したところ、シート表面に乾燥クラックが発生した。
比較例2
実施例1で用いたアクリル系バインダーをメタクリル酸メチル/アクリル酸エチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比61/38/1、Tg=40℃、MW400,000)20重量部とした以外は実施例1と同様にしてグリーンシートスラリーを製造した。得られたスラリーを実施例1と同様にコンマロールコーターで塗布して700μmのグリーンシートを得た。得られたグリーンシートを金型プレスしたが、金型の凸形状が充分に埋まりきらずに、金型の凹形状を有する所望のシートを得ることができなかった。
比較例3
実施例1で用いたアクリル系バインダーを40重量部、可塑剤をフタル酸ジ(2−エチルヘキシル)8重量部、フタル酸ブチルベンジル2重量部とした以外は実施例1と同様にしてスラリーを作成、コンマロールコーターにて700μmのグリーンシートを作成した。得られたグリーンシートは金型のプレス性は良好であった。しかしながら、焼成時の寸法変化が著しく、基板に反りが見られ、又、Ag導体との収縮バランスが悪く、部分的に断線が見られた。
(1)塑性セラミックグリーンシートスラリーの製造
セラミック粉末としてアルミナフィラー入りホウケイ酸ガラス(日本山村硝子製:BS−003;アルミナ対ホウケイ酸ガラス(重量比)=50対50)100重量部、アクリル系バインダーとして、アクリル酸エチル/メタクリル酸メチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比:85/12/3、Tg=−15℃、ポリスチレン換算の重量平均分子量(MW)500,000)20重量部、可塑剤としてフタル酸ジ(2−エチルヘキシル)4重量部とフタル酸ブチルベンジル1重量部、溶剤(トルエン/メチルイソブチルケトン/n−ブタノール=1/1/1(重量比))55重量部を分散機で混練して、粘度18,000cpsのセラミックグリーンシートスラリーを得た。
(2)塑性セラミックグリーンシートの製造
上記セラミックグリーンシートスラリーを離型処理したポリエチレンテレフタレート(PET)よりなる支持フィルム(幅400mm、長さ100m、厚さ100μm)上にコンマロールコーターを用いて塗布し、形成された塗膜を60〜80℃で1時間乾燥することにより溶剤を除去し、これにより厚さ250μmの塑性グリーンシートを製造した。
(3)塑性導電性ペーストの調製
導電性粉末としてAg粉末(大研化学工業株式会社製:S−202;平均粒径3.1μm)100重量部、バインダー樹脂としてアクリル酸ブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比:100/3)15重量部、稀釈溶剤(エチレングリコールモノエチルエーテル/α−テルピネオール=1/1(重量比))30重量部を分散機で混練して、アクリル導電性ペーストマスターを得た。市販導体ペースト(京都エレックス株式会社製:DD−1411A−508)を上記アクリル導電性ペーストマスターと重量比で1:1になるように添加し、3本ロールにて混練して塑性導電性ペーストとした。
(4)塑性セラミックグリーンシートの外形加工及び穴加工
塑性グリーンシートを支持フィルムごと18cm×16cmにカッターにてカットし、穴加工用ステンレス板枠にテープで貼り付け、枠を穴開け機にセットし、印刷位置合わせ用穴、印刷時固定用基準穴及びプレスの基準ピン用の穴を開けた。
(5)塑性導電性ペーストの印刷
上記(4)で外形及び穴加工した塑性セラミックグリーンシートをスクリーン印刷機のステージに基準穴を使い固定し、上記(3)で調整した塑性導電性ペーストを位置合わせ後に、規定の位置に印刷を行った。その後80℃で5分間乾燥することで、ペースト中の溶剤を除去し、厚さ15μmの塑性導電体層を塑性セラミックグリーンシート上に形成させた。
(6)抵抗体ペーストの印刷
上記(5)で塑性導体層を形成した塑性セラミックグリーンシートをスクリーン印刷機のステージに基準穴を使い固定し、市販抵抗体ペースト(住友金属鉱山株式会社製R−U)を位置合わせ後に、規定の位置に印刷を行った。その後80℃で15分間乾燥することで、ペースト中の溶剤を除去し、厚さ25μmの抵抗体層を塑性導電体層を橋渡しする様に塑性セラミックグリーンシート上に形成させた。
(7)オーバーコートガラスペーストの印刷
上記(6)で抵抗体層を形成した塑性セラミックグリーンシートをスクリーン印刷機のステージに基準穴を使い固定し、市販ガラスペースト(旭硝子株式会社製 AP5576)を位置合わせ後に、規定の位置に印刷を行った。その後80℃で5分間乾燥することで、ペースト中の溶剤を除去し、厚さ5μmの保護体層を、抵抗体層を覆う形で塑性セラミックグリーンシート上に形成させた。
(8)金型による成型プレス加工
成形用の金型は、超硬材料よりなり、金型は、チップ抵抗器の底部及び開口部よりなる窪みに該当する凸状の突起(テーパーの付いたやや台形状、プレスにより窪みを形成)が縦横に複数個平面整列形成されている。金型の各々角の部分には、R又はCと呼ばれる通常の範囲での面取りを施した。また、金型の周りには、常用技術としてのガイド穴、ダミー穴などのピンなどを形成した。前記キャビティー用金型をプレス機械に取り付け固定した。
成形用プレスで凹部の成型を行った。その際に塑性セラミックグリーンシートが金型凸部にきれいに追従することで、キャビティー模様(図4参照)が正確に再現され、プレス後もその形状を維持していた。また導電体膜は組成セラミックグリーンシートの変形に追従し、導体パターンが断線することなく伸び、キャビティー模様に合わせて下部電極用の導電体層12(図4参照)を形成した。尚、抵抗体層及び保護体層はキャビティー底部に押しやられるが変形は起こさない。
(9)焼成
窪みを形成したセラミックグリーンシートの裏面の支持フィルムを剥離し、融着を防止するために、球状アルミナ(25μmφ)を敷粉として振りまいておいたムライトセッターの上に置き、これを大気雰囲気の焼結炉にセットし、ピーク温度850℃に20分保持し、焼結し、チップ抵抗器が複数個配列したチップ抵抗セラミックシート19を製造した(図7参照)。
(10)レーザートリミング
上記(9)にて製造したチップ抵抗セラミックシートをレーザートリマー装置(テラダイン社 W419)にて、抵抗値を所定の値にそろえるレーザートリミングを行った。
(11)電極メッキ
上記(10)にてレーザートリミングを終わったチップ抵抗セラミックシートの露出しているAg電極部分に電解メッキ(電解ニッケルメッキ5μm+電解金メッキ0.3μm)を行い上部導体(バンプ部)を形成した後、上記の多数個取りチップ抵抗セラミックシートをダイサーを使い、印刷時に形成したターゲットマークを基準にして、個別にダイシングすることでチップ抵抗器を製造した。
本発明に係る、表面に窪みがある絶縁基板11上に下部電極12を左右に配置し、窪みの中に抵抗体を配置し、さらに保護膜15で抵抗体14を覆い、下部電極12上に上部電極13を形成して作られるチップ抵抗器は、薄型でフラット性に優れており、工程も簡略化される。さらに電気的特性も向上する。
セラミック粉末としてアルミナフィラー入りホウケイ酸ガラス(日本山村硝子製:BS−003;アルミナ対ホウケイ酸ガラス(重量比)=50対50)100重量部、アクリル系バインダーとして、アクリル酸エチル/メタクリル酸メチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比:85/12/3、Tg=−15℃、ポリスチレン換算の重量平均分子量(MW)500,000)20重量部、可塑剤としてフタル酸ジ(2−エチルヘキシル)4重量部とフタル酸ブチルベンジル1重量部、溶剤(トルエン/メチルイソブチルケトン/n−ブタノール=1/1/1(重量比))55重量部を分散機で混練して、粘度18,000cpsのセラミックグリーンシートスラリーを得た。
(2)塑性セラミックグリーンシートの製造
上記セラミックグリーンシートスラリーを離型処理したポリエチレンテレフタレート(PET)よりなる支持フィルム(幅400mm、長さ100m、厚さ100μm)上にコンマロールコーターを用いて塗布し、形成された塗膜を60〜80℃で1時間乾燥することにより溶剤を除去し、これにより厚さ250μmの塑性グリーンシートを製造した。
(3)塑性導電性ペーストの調製
導電性粉末としてAg粉末(大研化学工業株式会社製:S−202;平均粒径3.1μm)100重量部、バインダー樹脂としてアクリル酸ブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体(重量比:100/3)15重量部、稀釈溶剤(エチレングリコールモノエチルエーテル/α−テルピネオール=1/1(重量比))30重量部を分散機で混練して、アクリル導電性ペーストマスターを得た。市販導体ペースト(京都エレックス株式会社製:DD−1411A−508)を上記アクリル導電性ペーストマスターと重量比で1:1になるように添加し、3本ロールにて混練して塑性導電性ペーストとした。
(4)塑性セラミックグリーンシートの外形加工及び穴加工
塑性グリーンシートを支持フィルムごと18cm×16cmにカッターにてカットし、穴加工用ステンレス板枠にテープで貼り付け、枠を穴開け機にセットし、印刷位置合わせ用穴、印刷時固定用基準穴及びプレスの基準ピン用の穴を開けた。
(5)塑性導電性ペーストの印刷
上記(4)で外形及び穴加工した塑性セラミックグリーンシートをスクリーン印刷機のステージに基準穴を使い固定し、上記(3)で調整した塑性導電性ペーストを位置合わせ後に、規定の位置に印刷を行った。その後80℃で5分間乾燥することで、ペースト中の溶剤を除去し、厚さ15μmの塑性導電体層を塑性セラミックグリーンシート上に形成させた。
(6)抵抗体ペーストの印刷
上記(5)で塑性導体層を形成した塑性セラミックグリーンシートをスクリーン印刷機のステージに基準穴を使い固定し、市販抵抗体ペースト(住友金属鉱山株式会社製R−U)を位置合わせ後に、規定の位置に印刷を行った。その後80℃で15分間乾燥することで、ペースト中の溶剤を除去し、厚さ25μmの抵抗体層を塑性導電体層を橋渡しする様に塑性セラミックグリーンシート上に形成させた。
(7)オーバーコートガラスペーストの印刷
上記(6)で抵抗体層を形成した塑性セラミックグリーンシートをスクリーン印刷機のステージに基準穴を使い固定し、市販ガラスペースト(旭硝子株式会社製 AP5576)を位置合わせ後に、規定の位置に印刷を行った。その後80℃で5分間乾燥することで、ペースト中の溶剤を除去し、厚さ5μmの保護体層を、抵抗体層を覆う形で塑性セラミックグリーンシート上に形成させた。
(8)金型による成型プレス加工
成形用の金型は、超硬材料よりなり、金型は、チップ抵抗器の底部及び開口部よりなる窪みに該当する凸状の突起(テーパーの付いたやや台形状、プレスにより窪みを形成)が縦横に複数個平面整列形成されている。金型の各々角の部分には、R又はCと呼ばれる通常の範囲での面取りを施した。また、金型の周りには、常用技術としてのガイド穴、ダミー穴などのピンなどを形成した。前記キャビティー用金型をプレス機械に取り付け固定した。
成形用プレスで凹部の成型を行った。その際に塑性セラミックグリーンシートが金型凸部にきれいに追従することで、キャビティー模様(図4参照)が正確に再現され、プレス後もその形状を維持していた。また導電体膜は組成セラミックグリーンシートの変形に追従し、導体パターンが断線することなく伸び、キャビティー模様に合わせて下部電極用の導電体層12(図4参照)を形成した。尚、抵抗体層及び保護体層はキャビティー底部に押しやられるが変形は起こさない。
(9)焼成
窪みを形成したセラミックグリーンシートの裏面の支持フィルムを剥離し、融着を防止するために、球状アルミナ(25μmφ)を敷粉として振りまいておいたムライトセッターの上に置き、これを大気雰囲気の焼結炉にセットし、ピーク温度850℃に20分保持し、焼結し、チップ抵抗器が複数個配列したチップ抵抗セラミックシート19を製造した(図7参照)。
(10)レーザートリミング
上記(9)にて製造したチップ抵抗セラミックシートをレーザートリマー装置(テラダイン社 W419)にて、抵抗値を所定の値にそろえるレーザートリミングを行った。
(11)電極メッキ
上記(10)にてレーザートリミングを終わったチップ抵抗セラミックシートの露出しているAg電極部分に電解メッキ(電解ニッケルメッキ5μm+電解金メッキ0.3μm)を行い上部導体(バンプ部)を形成した後、上記の多数個取りチップ抵抗セラミックシートをダイサーを使い、印刷時に形成したターゲットマークを基準にして、個別にダイシングすることでチップ抵抗器を製造した。
本発明に係る、表面に窪みがある絶縁基板11上に下部電極12を左右に配置し、窪みの中に抵抗体を配置し、さらに保護膜15で抵抗体14を覆い、下部電極12上に上部電極13を形成して作られるチップ抵抗器は、薄型でフラット性に優れており、工程も簡略化される。さらに電気的特性も向上する。
以上のように、本発明に係るセラミックパッケージ及びチップ抵抗器は、セラミックグリーンシートに導電体層を形成し、導電体層を形成したセラミックグリーンシートをプレス成形して底部、開口部、開口周縁部、導電体層を形成し、セラミックグリーンシートを焼成することによって得ることができる。この製造方法は、塑性を有するシート状態で取り扱うことができ、シートに導電体層を形成し、シート状態でプレス成形し、焼成することができるために、量産性及び作業性が良好なセラミックパッケージ及びチップ抵抗器(セラミック・セル・シート)を廉価に製造することができる。
符号の一覧表
1…セラミックパッケージ・シート(セラミック・セル・シート、プレス成形されたセラミックグリーンシート)
2…開口部
3…開口周縁部
4…底部
5…ブレイク溝
6…ダミー部
7…ガイド穴
8…セラミックパッケージ・ユニット
9…導電体層
10…セラミック・セル・シート
11…絶縁基板
12…下部電極
13…上部電極(バンプ)
14…抵抗体
15…保護膜
16…外部電極
17…ハンダ
18…プリント基板
19…チップ抵抗セラミックシート
符号の一覧表
1…セラミックパッケージ・シート(セラミック・セル・シート、プレス成形されたセラミックグリーンシート)
2…開口部
3…開口周縁部
4…底部
5…ブレイク溝
6…ダミー部
7…ガイド穴
8…セラミックパッケージ・ユニット
9…導電体層
10…セラミック・セル・シート
11…絶縁基板
12…下部電極
13…上部電極(バンプ)
14…抵抗体
15…保護膜
16…外部電極
17…ハンダ
18…プリント基板
19…チップ抵抗セラミックシート
Claims (11)
- 底部、開口部及び開口周縁部を一体成形により形成したセラミックパッケージであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下の範囲のアクリル系共重合体10〜30重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部を配合してなる塑性導電性ペーストを用いて導電体層を形成せしめ、得られる導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートを、プレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成し、プレス一体成形させたセラミックグリーンシートを焼成してなるセラミックパッケージ。
- 前記セラミックグリーンシートのアクリル系共重合体(B)が、アクリル酸エチル又はアクリル酸エチル及びメタクリル酸メチル並びに水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体からなる共重合体である請求項1に記載のセラミックパッケージ。
- 前記塑性導電性ペースト(C)のアクリル系共重合体が、アクリル酸n−ブチルとメタクリル酸2−ヒドロキシエチルとの共重合体であり、アクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーの重量混合比率が70/30〜30/70である請求項1に記載のセラミックパッケージ。
- 底部、開口部及び開口周縁部を一体成形により形成したセラミックパッケージを製造する方法であって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下の範囲のアクリル系共重合体10〜30重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペースト(C)を用いて導電体層を形成せしめる工程、
導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートをプレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成する工程並びに
プレス成形させたセラミックグリーンシートを焼成する工程
の各工程を含んでなるセラミックパッケージの製造方法。 - プレス成形された単層のセラミックグリーンシートを750〜950℃で焼成する請求項4に記載のセラミックパッケージの製造方法。
- 底部、開口部及び開口周辺部を一体成形により形成したセラミックグリーンシートであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下の範囲のアクリル系共重合体10〜30重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペーストを用いて導電体層を形成せしめ、得られる導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートに、更に抵抗体及び保護体を形成せしめた後、プレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成し、プレス一体成形させたセラミックグリーンシートを焼成してなるチップ抵抗器。
- 外部電極を、上部にのみ形成し、裏返して実装する請求項5に記載のチップ抵抗器。
- 抵抗体を窪みの中に入れることで、薄型で表面に凸部がないフラット性をもつ請求項5に記載のチップ抵抗器。
- 底部、開口部及び開口周辺部を一体成形により形成したセラミックグリーンシートであって、(A)ホウケイ酸ガラスを主成分とするセラミック粉末100重量部に対して、(B)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃超+10℃以下の範囲のアクリル系共重合体10〜30重量部を配合してなる塑性セラミックグリーンシートに、(C)(メタ)アクリル酸エステルから選ばれた少なくとも1種の単量体100重量部及び水酸基、酸アミドもしくはアミノ基の官能基を有する単量体1〜10重量部を重合してなり、Tgが−30℃以下のアクリル系共重合体とエチルセルロース系バインダーとの混合物を、導電性粉末100重量部に対して、5〜20重量部配合してなる塑性導電性ペーストを用いて導電体層を形成せしめ工程、
導電体層を形成した単層のセラミックグリーンシートに、更に抵抗体及び保護体を形成せしめた後、プレス成形して底部、開口部及び開口周縁部を形成する工程並びにプレス一体成形させたセラミックグリーンシートを焼成する工程
の各工程を含んでなるチップ抵抗器の製造方法。 - 外部電極を、上部にのみ形成し、裏返して実装する請求項9に記載のチップ抵抗器の製造方法。
- 抵抗体を窪みの中に入れることで、薄型で表面に凸部がないフラット性をもつ請求項9に記載のチップ抵抗器の製造方法。
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