JP2007189122A - チップ形電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、絶縁基板にクラックが発生しても特性不良になるということはなく、信頼性において優れているチップ形電子部品を提供することを目的とするものである。
【解決手段】矩形状の絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の上面の対向する二辺近傍に設けられた一対の上面電極と、前記一対の上面電極と電気的に接続されるように設けられた抵抗体（機能素子）とを備え、前記絶縁基板１１における一対の上面電極を設けた側の端辺の幅寸法を絶縁基板１１の上面側より裏面側が大きくなるように構成したものである。
【選択図】図２

Description

本発明は各種電子機器に用いられるチップ形電子部品に関するものであり、特に微小のチップ形電子部品に関するものである。

以下、従来のチップ形電子部品について、図面を参照しながら説明する。

図１０は従来のチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器の断面図を示したもので、この図１０において、１はアルミナ等の磁器からなる絶縁基板で、この絶縁基板１の上面の左右両端部には一対の上面電極２が設けられている。３は前記一対の上面電極２に両端部が重なるように前記基板１の上面に設けられた抵抗体である。４は前記一対の上面電極２と対向するように絶縁基板１の裏面に設けられた一対の裏面電極である。５は前記抵抗体３の全体を覆うように設けられた保護膜である。６は前記一対の上面電極２および一対の裏面電極４と電気的に接続されるように絶縁基板１の両端面に設けられた一対の端面電極である。７は前記一対の上面電極２の表面の一部と一対の端面電極６の表面および一対の裏面電極４の表面に設けられたニッケルめっき層である。８はニッケルめっき層７を覆うように設けられたはんだめっき層である。

次に、従来のチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図１１（ａ）〜（ｆ）は従来のチップ抵抗器の製造工程図を示したもので、この図１１（ａ）〜（ｆ）に基づいて、その製造方法を以下に説明する。

まず、図１１（ａ）に示すように、上面と裏面にそれぞれ１次分割溝１ａと２次分割溝１ｂをあらかじめ形成したアルミナ等の磁器からなる絶縁性を有するシート状の絶縁基板１ｃを用意し、そしてこのシート状の絶縁基板１ｃの上面に，前記１次分割溝１ａを跨ぐように複数の上面電極２をスクリーン印刷法で形成する。なお、図示していないが、シート状の絶縁基板１ｃの裏面にも、前記１次分割溝１ａを跨ぐように複数の裏面電極４をスクリーン印刷法で形成する。

次に、図１１（ｂ）に示すように、複数の上面電極２に一部が重なるように前記シート状の絶縁基板１ｃの上面に抵抗体３をスクリーン印刷法で形成するとともに、抵抗体３における全抵抗値が所定の抵抗値の範囲内に入るようにレーザ等により抵抗体３にトリミング溝３ａを施す。

次に、図１１（ｃ）に示すように、複数の抵抗体３を覆うように保護膜５をスクリーン印刷法で形成する。

次に、図１１（ｃ）に示す１次分割溝１ａの部分で分割することにより、図１１（ｄ）に示すような短冊状の基板１ｄを得るとともに、短冊状の基板１ｄの両端面に、上面電極２および裏面電極４と電気的に接続されるように端面電極６を塗着形成する。

次に、図１１（ｄ）に示す短冊状の基板１ｄにおける２次分割溝１ｂの部分で分割することにより、図１１（ｅ）に示すような個片状の基板１ｅを得る。この場合、分割によって個片状の基板１ｅを形成する時に斜め方向に割れたり、バリが発生することがあり、これにより、個片状の基板１ｅの上面と裏面のいずれかに突出部９が形成されてしまう場合があった。

最後に、図１１（ｆ）に示すように、上面電極２の表面の一部と裏面電極４の表面および端面電極６の表面にニッケルめっき層７（図示せず）を形成した後、はんだめっき層８を形成することにより、従来のチップ抵抗器を製造していた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平７−８６００３号公報

上記した従来のチップ形電子部品においては、電子機器への取り付け位置を修正するために、ピンセットでチップ形電子部品をつまんで手直しすることがあるが、この場合、チップ形電子部品は横方向から荷重を受けることになり、そしてこの横方向からの荷重を受けた場合、個片状の基板１ｅの突出部９に荷重が集中するため、図１２に示すように突出部９付近にクラック１０が発生する。特に機能素子である抵抗体３が設けられている面側に突出部９がある場合は、図１２に示すようにクラック１０が抵抗体３を分断してしまい特性不良を引き起こすという課題があった。このことは、個片状の基板１ｅの厚みが薄くてピンセットでつまむ程度の弱い荷重でもクラック１０が発生してしまう微小なチップ形電子部品では特に問題になりやすいものであった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、絶縁基板にクラックが発生しても特性不良になるということはなく、信頼性において優れているチップ形電子部品を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、矩形状の絶縁基板と、この絶縁基板の上面の対向する二辺近傍に設けられた一対の上面電極と、前記一対の上面電極と電気的に接続されるように設けられた機能素子とを備え、前記絶縁基板における一対の上面電極を設けた側の端辺の幅寸法を絶縁基板の上面側より裏面側が大きくなるように構成したもので、この構成によれば、絶縁基板における一対の上面電極を設けた側の端辺の幅寸法を絶縁基板の上面側より裏面側が大きくなるように構成しているため、ピンセットでチップ形電子部品をつまんで手直しする際にピンセットによる横方向からの荷重を受けたとしても、その荷重は幅寸法が大きい絶縁基板の裏面側に集中することになり、たとえ絶縁基板にクラックが入ってもそのクラックは機能素子が存在しない絶縁基板の裏面側に向かって進行するため、従来のように絶縁基板の上面側の機能素子が破壊されて電子部品としての機能が損なわれるということはなく、その結果、特性不良のない信頼性に優れているチップ形電子部品が得られるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、矩形状の絶縁基板における一対の上面電極を設けた側の端辺の幅寸法を絶縁基板の上面側より裏面側が５μｍ以上大きくなるように構成したもので、この構成によれば、ピンセットでチップ形電子部品をつまんで手直しする際にピンセットによる横方向からの荷重を絶縁基板が受けた場合に絶縁基板にクラックが発生したとしても、そのクラックは機能素子が存在しない絶縁基板の裏面側に向かって進行するため、従来のように絶縁基板の上面側の機能素子が破壊されて電子部品としての機能が損なわれるということはないという作用効果を有するものである。

以上のように本発明のチップ形電子部品は、矩形状の絶縁基板における一対の上面電極を設けた側の端辺の幅寸法を絶縁基板の上面側より裏面側が大きくなるように構成しているため、ピンセットでチップ形電子部品をつまんで手直しする際にピンセットによる横方向からの荷重を受けたとしても、その荷重は幅寸法が大きい絶縁基板の裏面側に集中することになり、たとえ絶縁基板にクラックが入ってもそのクラックは機能素子が存在しない絶縁基板の裏面側に向かって進行するため、従来のように絶縁基板の上面側の機能素子が破壊されて電子部品としての機能が損なわれるということはなく、その結果、特性不良のない信頼性に優れているチップ形電子部品が得られるという優れた効果を奏するものである。

以下、本発明の一実施の形態におけるチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器の断面図を示したものである。

この図１において、１１は焼成済みのアルミナ等の磁器からなる矩形状の絶縁基板で、この絶縁基板１１の上面の左右両端部には、金を含有した金レジネートペーストからなる一対の第１の上面電極１２が設けられている。１３は前記第１の上面電極１２に両端部が重なって電気的に接続されるように前記絶縁基板１１の上面に設けられた機能素子である酸化ルテニウム系の抵抗体である。１４は前記抵抗体１３を覆うように設けられたエポキシ系樹脂を主成分とする保護膜で、この保護膜１４は端部が前記第１の上面電極１２の上に重なるように設けられている。１５は前記第１の上面電極１２と対向するように絶縁基板１１の裏面に設けられた一対の裏面電極で、この一対の裏面電極１５は、スパッタ等の薄膜形成技術を用いて絶縁基板１１の裏面から端面にかけて略Ｌ字形に形成されるもので、絶縁基板１１の短辺側の幅全体に形成されている。なお、この裏面電極１５は絶縁基板１１の端面に位置する部分が端面電極１６を構成するとともに、その端部は前記第１の上面電極１２に電気的に接続されるものである。

１７は前記一対の第１の上面電極１２の上に重ねて形成される一対の第２の上面電極で、この一対の第２の上面電極１７は、スパッタ等の薄膜形成技術を用いて絶縁基板１１の上面側から端面側にかけて略Ｌ字形に形成されるもので、絶縁基板１１の短辺側の幅全体に形成されている。そしてこの第２の上面電極１７は、絶縁基板１１の端面側に位置する部分が前記裏面電極１５における端面電極１６を構成する部分に電気的に接続されるものである。また、この第２の上面電極１７における絶縁基板１１の上面側に位置する部分は、前記第１の上面電極１２の上に重なるとともに、その端部が前記保護膜１４の上に重なっている。１８は前記略Ｌ字形の第２の上面電極１７の表面と裏面電極１５の表面を覆うニッケルからなる第１のめっき層、１９は第１のめっき層１８の表面を覆う錫からなる第２のめっき層である。

図２は同チップ抵抗器の斜視図を示したもので、前記絶縁基板１１は、図２に示すように、機能素子である抵抗体が電気的に接続される一対の上面電極を設けた側の端辺の幅寸法を絶縁基板１１の上面側よりも裏面側が約１０μｍ大きくなるように構成しているものである。また、前記絶縁基板１１の長辺側両端、すなわち一対の上面電極を設けた側の両端には、絶縁基板１１の上面側から端面を通って裏面側に至る略コの字形の第１のめっき層、第２のめっき層１９が設けられており、これらは図１に示す第２の上面電極１７や裏面電極１５に電気的に接続されるものである。そしてまた、前記一対の上面電極に電気的に接続される抵抗体は保護膜１４で完全に覆われている。さらに、前記第２のめっき層１９には、図２に示すように、絶縁基板１１の短辺側両端より外方に突出する突出部１９ａが形成されるもので、この突出部１９ａは絶縁基板１１の短辺側の幅方向全体に図１に示す第２の上面電極１７や裏面電極１５を形成し、そしてこの上に、第１のめっき層１８と第２のめっき層１９を形成した際に形成されるものである。

次に、本発明の一実施の形態におけるチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）および図６（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施の形態におけるチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。

まず、図３（ａ）に示すように、焼成済みのアルミナ等の磁器からなるシート状の絶縁基板１１ａを用意する。そしてこのシート状の絶縁基板１１ａの上面に、金を含有した金レジネートペーストをスクリーン印刷し、ピーク温度８５０℃の焼成プロファイルで焼成することにより、複数の第１の上面電極１２を升目状に並べて形成する。なお、シート状の絶縁基板１１ａの周辺部には、第１の上面電極１２を形成しない領域を設けておく。

次に、図３（ｂ）に示すように、複数の第１の上面電極１２に一部が重なるように、すなわち複数の第１の上面電極１２と電気的に接続されるように、スクリーン印刷工法により酸化ルテニウム系の複数の抵抗体１３を前記シート状の絶縁基板１１ａの上面に形成し、ピーク温度８５０℃の焼成プロファイルで焼成することにより、抵抗体１３を安定な膜とする。この抵抗体１３の形成により、前記第１の上面電極１２とこの抵抗体１３は一列につながって形成されるもので、この列を多数平行に並べて形成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、第１の上面電極１２間の抵抗値を測定しながら、抵抗体１３にレーザでトリミング溝２０を形成して、第１の上面電極１２間の抵抗値を所望の値に調整する。

次に、図４（ａ）に示すように、複数の抵抗体１３を覆うように、スクリーン印刷工法によりエポキシ系樹脂を主成分とする保護膜１４を形成し、ピーク温度２００℃の硬化プロファイルで硬化させることにより、保護膜１４を安定な膜とする。

次に、図４（ｂ）に示すように、シート状の絶縁基板１１ａを第１の上面電極１２を形成した面を上にしてＵＶテープ（図示せず）に貼り付け、高速回転するブレードによるダイシング工法により、抵抗体１３と第１の上面電極１２からなる列と直交する方向に、抵抗体１３を切断することなく第１の上面電極１２が切断されるようにシート状の絶縁基板１１ａに第１のスリット溝２１を形成する。なお、この第１のスリット溝２１は、シート状の絶縁基板１１ａの周辺部を残して形成する。

次に、シート状の絶縁基板１１ａをＵＶテープ（図示せず）から引き剥がす。

次に、図４（ｃ）に示すように、メタルマスク（図示せず）によってシート状の絶縁基板１１ａの裏面側の第１のスリット溝２１の間の中央部をマスクした状態で、シート状の絶縁基板１１ａの裏面側から薄膜形成技術であるスパッタを行うことにより、シート状の絶縁基板１１ａの裏面の一部と第１のスリット溝２１の壁面に裏面電極１５を形成する。この場合、第１のスリット溝２１の壁面に位置する裏面電極１５が端面電極１６を構成するものである。

次に、図５（ａ）に示すように、メタルマスク（図示せず）によってシート状の絶縁基板１１ａの上面側の第１のスリット溝２１の間の中央部をマスクした状態で、シート状の絶縁基板１１ａの上面側から薄膜形成技術であるスパッタを行うことにより、シート状の絶縁基板１１ａの上面の一部と第１のスリット溝２１に壁面の第２の上面電極１７を形成する。この場合、第１のスリット溝２１の壁面に位置する第２の上面電極１７は、前記裏面電極１５における端面電極１６を構成する部分に電気的に接続されるものである。また、前記第２の上面電極１７は、シート状の絶縁基板１１ａの上面側において、第１の上面電極１２の露出部分と、保護膜１４の一部を覆うように形成されるものである。

なお、前記図４（ｃ）に示す裏面電極１５と、図５（ａ）に示す第２の上面電極１７を形成する順番は、本発明の一実施の形態の順番に限定されるものではなく、逆の順番、すなわち、図５（ａ）に示す第２の上面電極１７を先に形成し、その後、図４（ｃ）に示す裏面電極１５を形成するようにしてもよく、この場合も特に問題が生じることはない。

次に、図５（ｂ）に示すように、抵抗体１３が形成された面がＵＶテープ２２の粘着層２２ａに接しないようにして、シート状の絶縁基板１１ａをＵＶテープ２２に貼り付けた後、ＵＶテープ２２側から紫外線光２３を照射して、粘着層２２ａを硬化させる。

次に、図５（ｃ）に示すように高速回転するブレード２４によって切断するダイシング工法により、抵抗体１３と第１の上面電極１２からなる列と平行な方向に、抵抗体１３を切断しないようにしながら、シート状の絶縁基板１１ａに第２のスリット溝２５を形成する。この場合、ブレード２４から受ける荷重で絶縁基板１１ａがＵＶテープ２２に押し込まれるようにたわみながら切断されるため、ＵＶテープ２２に密着した裏面側は上面側よりも幅が広い形状となる。このようなことから、ＵＶテープ２２の厚みや硬度とブレード２４の送り速度や磨耗量を適正化することによって、絶縁基板１１ａの側面に所望の勾配をつけることができる。すなわち、ＵＶテープ２２の厚みが薄いほど、またＵＶテープ２２の硬度が高いほど、またブレード２４の送り速度が速いほど、絶縁基板１１ａの側面は絶縁基板１１ａの上面および裏面に対して垂直になる。そしてこの勾配は垂直に近いほど、製品であるチップ形電子部品に横から荷重がかかった時に絶縁基板１１ａの上面側、すなわち機能素子を有する面が破損する危険性が高まる。

そして上記第２のスリット溝２５が形成されることにより、図６（ａ）に示すようにシート状の絶縁基板１１ａは個片化されて絶縁基板の個片領域１１ｂに分離される。

次に、ＵＶテープ２２から、第１のスリット溝２１と第２のスリット溝２５の形成により切断されて個片化された複数の絶縁基板の個片領域１１ｂを剥離して、図６（ｂ）に示すような個片化されたチップ抵抗器本体１１ｃを得る。

最後に、図６（ｃ）に示すように、チップ抵抗器本体１１ｃにおける第２の上面電極の表面と端面電極の表面および裏面電極の表面にバレルめっき法により、ニッケルからなる第１のめっき層と、錫からなる第２のめっき層１９を形成して、図１に示すようなチップ抵抗器を製造する。

図７は、従来のチップ抵抗器と本発明の一実施の形態におけるチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器に、短辺方向に荷重をかけた場合の抵抗値の変化率を示したものである。この図７から明らかなように、従来のチップ抵抗器においては、荷重が２０Ｎ以上になると抵抗値が変化するものが発生したが、本発明の一実施の形態におけるチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器においては、３０Ｎの荷重をかけても抵抗値変化は起こっていないことがわかる。これは、短辺方向に荷重が加わった場合に従来のチップ抵抗器では、図１２に示すようにクラック１０が抵抗体３を有する上面側に向かって進行するため、機能素子である抵抗体３が損傷を受けてしまうのに対して、本発明の一実施の形態におけるチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器においては、図８に示すようにクラック２６が抵抗体１３の存在しない裏面側に向かって成長するため、たとえクラック２６が発生しても機能素子である抵抗体１３は影響を受けないからである。

図９は、チップ抵抗器が短辺方向から３０Ｎの荷重を受けた場合に抵抗値が１％以上変化する不良品の発生率と、チップ抵抗器の上面側幅寸法と裏面側幅寸法の差との関係を示したもので、この図９からも明らかなように、チップ抵抗器の裏面側幅寸法が上面側幅寸法より大きくなるほど１％以上抵抗値が変化する不良品の発生率は下がるが、その差は５μｍ以上あれば充分な効果が得られることは図９からも明らかである。

なお、チップ抵抗器本体１１ｃの上面側幅寸法と裏面側幅寸法の差をあまり大きくしすぎると、寸法精度が損なわれて歩留まりの低下や実装性の低下を招くため、これらは適正な範囲に抑えるべきである。

上記したように、チップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器の短辺側に関して裏面側を上面側よりも幅広に形成すると、チップ抵抗器を短辺側方向に搬送する際に製品が転がって搬送異常となることは発生しにくいため、量産性が向上するという効果も得られるものである。

また、本発明の一実施の形態で説明したチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器においては、図６（ｃ）に示すように、チップ抵抗器本体１１ｃにおける第２の上面電極の表面と端面電極の表面および裏面電極の表面にバレルめっき法によりニッケルからなる第１のめっき層と、錫からなる第２のめっき層１９を形成するようにしているため、前記第２のめっき層１９には、図２に示すように、絶縁基板１１の短辺側両端より外方に突出する突出部１９ａが形成されるもので、そしてこの突出部１９ａは、チップ抵抗器の側面側から荷重を受けた際にその荷重を緩和するクッションの効果を持つため、チップ抵抗器の側面側から荷重を受けても特性変化が発生しにくいものである。

なお、上記本発明の一実施の形態においては、第１の上面電極１２と第２の上面電極１７で上面電極を構成した例について説明したが、第１の上面電極１２だけで上面電極を構成しても良いものである。

また、上記本発明の一実施の形態においては、チップ形電子部品の一例として、機能素子が抵抗体１３であるチップ抵抗器を取り上げ、このチップ抵抗器に本発明を適用したものについて説明したが、抵抗体以外の機能素子、例えばコイルやコンデンサなどを有する電子部品にも本発明は適用できるもので、この場合も上記本発明の一実施の形態と同様の効果が得られるものである。

そしてまた、上記本発明の一実施の形態においては、ＵＶ硬化型の粘着層を持つ固定テープでシート状の絶縁基板１１ａを固定してダイシングする例について説明したが、熱発泡タイプなどその他の固定テープを用いた場合でも、上記本発明の一実施の形態と同様の効果が得られるものである。

本発明に係るチップ形電子部品は、横方向から荷重を受けても特性不良が発生しにくく信頼性に優れているものであり、特に微小のチップ形電子部品に適用することにより有用となるものである。

本発明の一実施の形態におけるチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器の断面図 同チップ抵抗器の斜視図 （ａ）〜（ｃ）同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図 （ａ）〜（ｃ）同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図 （ａ）〜（ｃ）同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図 （ａ）〜（ｃ）同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図 従来のチップ抵抗器と本発明の一実施の形態におけるチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器に、短辺方向に荷重をかけた場合の抵抗値の変化率を示す特性図 本発明の一実施の形態におけるチップ形電子部品の一例であるチップ抵抗器が短辺方向の荷重を受けてクラックが発生した状態を示す側断面図 チップ抵抗器が短辺方向から３０Ｎの荷重を受けた場合に抵抗値が１％以上変化する不良品の発生率と、チップ抵抗器の上面側幅寸法と裏面側幅寸法の差との関係を示す特性図 従来のチップ抵抗器の断面図 （ａ）〜（ｆ）同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図 同チップ抵抗器が短辺方向の荷重を受けてクラックが発生した状態を示す側断面図

符号の説明

１１ 絶縁基板
１１ａ シート状の絶縁基板
１１ｂ 絶縁基板の個片領域
１１ｃ チップ抵抗器本体
１２ 第１の上面電極
１３ 抵抗体（機能素子）
１７ 第２の上面電極

Claims (2)

1. 矩形状の絶縁基板と、この絶縁基板の上面の対向する二辺近傍に設けられた一対の上面電極と、前記一対の上面電極と電気的に接続されるように設けられた機能素子とを備え、前記絶縁基板における一対の上面電極を設けた側の端辺の幅寸法を絶縁基板の上面側より裏面側が大きくなるように構成したチップ形電子部品。
2. 矩形状の絶縁基板における一対の上面電極を設けた側の端辺の幅寸法を絶縁基板の上面側より裏面側が５μｍ以上大きくなるように構成した請求項１記載のチップ形電子部品。

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