JP3129170B2 - 角形薄膜チップ抵抗器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に電子回路
に用いられる角形薄膜チップ抵抗器の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器のダウンサイジング化に
伴い、その回路基板の実装密度を高めるため、搭載され
る電子部品に対する小形化および面実装化への要求が高
まっている。角形チップ抵抗器に対しても、小形化、高
精度化（抵抗値許容差、抵抗温度特性）、高電力化への
要求が高まっており、その流れの一つとして、高電力タ
イプかつ高精度な角形薄膜チップ抵抗器への要求が高ま
っている。

【０００３】従来例による角形薄膜チップ抵抗器の構造
を図３の断面図、およびその製造方法を図４の工程図に
示す。

【０００４】図３により製品の構造を説明する。方形の
９６％アルミナ基板１１の表面上に形成したＡｕによる
一対の薄膜上面電極層１２と、裏面上に形成したＡｕに
よる一対の薄膜裏面電極層１３と、この一対の薄膜上面
電極層１２を覆い、かつ薄膜上面電極層１２間に形成し
たＮｉ−Ｃｒ合金による薄膜抵抗体層１４と、この薄膜
抵抗体層１４を完全に覆うエポキシ系樹脂保護膜層１５
と、一対の薄膜上面電極層１２上に露出した薄膜抵抗体
層１４を覆いかつ前記樹脂保護膜層１５の両端の一部に
重なるように形成した一対の導体樹脂上面電極層１６
と、前記導体樹脂上面電極層１６と薄膜裏面電極層１３
を接続するように９６％アルミナ基板１１の両端部にそ
れぞれ形成した一対の薄膜端面電極層１７と、露出した
電極部に形成したニッケルおよびはんだによる電極めっ
き層１８とから構成される。

【０００５】以下に、図４により従来の角形薄膜チップ
抵抗器の製造工程を説明する。まず、９６％アルミナか
らなる絶縁基板１１を受け入れる。次に、９６％アルミ
ナ基板１１の表面および裏面にＡｕを主成分とする金属
有機物からなる電極ペーストをスクリーン印刷・乾燥し
た後、金属有機物電極ペーストの有機成分だけを飛ば
し、金属成分だけをアルミナ基板１１上に焼き付けるた
めに、ベルト式連続焼成炉によって焼成し、薄膜上面電
極層１２および薄膜裏面電極層１３を形成する工程を行
う。

【０００６】次に、絶縁基板１１の表面上全体にＮｉ−
Ｃｒ等の薄膜抵抗体層１４を形成するスパッタ工程を行
い、前記薄膜抵抗体層を所定の抵抗体パターン１４ａに
形成するフォトリソプロセス工程（レジスト塗布・乾
燥、露光、現像、エッチング、レジスト剥離）を行い、
抵抗体パターン１４ａを安定な膜にするために、３５０
〜４００℃雰囲気での熱処理工程を行う。

【０００７】その後、抵抗体パターンの抵抗値を所定の
値に修正するためにレーザートリミングにより、抵抗値
修正工程を行う。

【０００８】次に、抵抗値修正済み抵抗体パターン１４
ｂを保護するために、熱硬化性の樹脂による樹脂保護膜
層１５の形成工程を行う。次に、薄膜上面電極層１２上
の樹脂保護膜層１５に覆われていない抵抗値修正済み抵
抗体パターン１４ｂを覆い、かつ樹脂保護膜層１５の両
端の一部に重なるように、熱硬化性の導電樹脂による導
体樹脂上面電極層１６の形成工程を行う。

【０００９】次に、絶縁基板１１の端面にスパッタを用
い、薄膜端面電極層１７を形成する端面電極形成工程を
行う。最後に、はんだ付け時の信頼性の確保のため露出
した電極部に電極めっき層１８を形成する電極めっき工
程を行い、角形薄膜チップ抵抗器を形成していた。

【００１０】また、電極材料にＣｕを使用し、スパッタ
リングにより金属薄膜層を形成した後、フォトリソプロ
セスによりパターン形成して、上記従来例と同様に角形
薄膜チップ抵抗器を形成する方法もあるが、非常に工程
が煩雑になり、かつコスト高であった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
薄膜チップ抵抗器の製造方法では、下記のような課題が
あった。

【００１２】（１）上面電極層を金属薄膜により形成し
ており、抵抗値修正の際に抵抗値測定用のトリミングプ
ローブを上面電極層に接触させても、絶縁基板の表面粗
さの影響を受け接触が正確に取れずに接触抵抗が発生す
ることが避けられない。したがって、高精度品である抵
抗値許容差±０．１％を必要とする１００Ω以下の抵抗
値の場合に、その影響が顕著に現れ、所望の抵抗値が得
られず、抵抗値歩留が悪かった。

【００１３】（２）薄膜抵抗体層を所望の抵抗体パター
ンに形成するための工法として、フォトリソプロセスを
用いているために、工程が煩雑になり工数を悪化させる
ためにコスト高となるばかりでなく、工程日数がかかる
ために各工程でロスタイムが生じていた。

【００１４】（３）上記のような従来の製造方法を用い
て、大形の絶縁基板に複数の抵抗体素子を形成した後
に、個片に分離して角形薄膜チップ抵抗器を形成した場
合、高電力タイプのように個片のチップサイズが大きく
なると、１枚の絶縁基板からの取り数が少なくなる（製
造設備を共有化しているために絶縁基板の大きさを一定
にすることが一般的である）ため、チップサイズが大形
化するに伴い、製造原価が大幅に悪化することになって
いた。

【００１５】本発明は上記課題を解決するために、低抵
抗を有し、かつ抵抗値精度の良い角形薄膜チップ抵抗器
を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の角形薄膜チップ抵抗器の製造方法は、方形の
絶縁基板の主面上の側部に一対の金属薄膜上面電極層を
形成する工程と、この一対の金属薄膜上面電極層と少な
くとも一部が重なるように前記絶縁基板の主面上に金属
薄膜抵抗体層を形成する工程と、前記一対の金属薄膜上
面電極層の上面および／または金属薄膜抵抗体層を介し
て前記一対の金属薄膜上面電極層の上面に導体樹脂上面
電極層を形成した後前記金属薄膜抵抗体層の抵抗値を修
正する工程とを備えたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は
方形の絶縁基板の主面上の側部に一対の金属薄膜上面電
極層を形成する工程と、この一対の金属薄膜上面電極層
と少なくとも一部が重なるように前記絶縁基板の主面上
に金属薄膜抵抗体層を形成する工程と、前記一対の金属
薄膜上面電極層の上面および／または金属薄膜抵抗体層
を介して前記一対の金属薄膜上面電極層の上面に導体樹
脂上面電極層を形成した後前記金属薄膜抵抗体層の抵抗
値を修正する工程と、少なくとも前記金属薄膜抵抗体層
を覆うように樹脂保護膜層を形成する工程とを備えたも
のである。

【００１８】以上の請求項にすることにより、以下の作
用を有するものである。

【００１９】（１）抵抗値修正前に上面電極層を厚膜の
導体樹脂により形成することにより、抵抗値修正の際に
抵抗値測定用のトリミングプローブを上面電極層に接触
させても、絶縁基板の表面粗さの影響を受けずに接触を
正確に取れることから、接触抵抗の影響を避けることが
できる。

【００２０】（２）薄膜抵抗体層を所望の抵抗体パター
ンに形成するための工法として、工程が煩雑なフォトリ
ソプロセスを用いず、マスクを使用して簡略な工法を使
用するために、特に高電力タイプのような個片のチップ
サイズが大きくなる場合でも、安価な製品を製造するこ
とができる。

【００２１】以下、本発明の一実施の形態における角形
薄膜チップ抵抗器およびその製造方法について、図面を
用いて説明する。

【００２２】図１は本発明の一実施の形態における角形
薄膜チップ抵抗器の断面図である。

【００２３】図１において、２は方形の９６％アルミナ
基板１の主面上の側部に形成したＡｕによる一対の薄膜
上面電極層である。３は９６％アルミナ基板１の裏面上
に形成したＡｇ系により設けられた一対の厚膜裏面電極
層である。４は一対の薄膜上面電極層２の一部と重なる
とともに、薄膜上面電極層２間に設けられたＮｉ−Ｃｒ
合金による薄膜抵抗体層である。５は一対の薄膜上面電
極層２上の薄膜抵抗体層４を覆うように設けられた一対
の導体樹脂上面電極層である。６は少なくとも薄膜抵抗
体層４を覆いかつ導体樹脂上面電極層５の一部に重なる
ように設けられたエポキシ系の樹脂保護膜層である。７
は導体樹脂上面電極層５と厚膜裏面電極層３を接続する
ように９６％アルミナ基板１の両端部にそれぞれ設けら
れた一対の薄膜端面電極層である。８は薄膜端面電極層
７を覆うように設けられたニッケルおよびはんだによる
電極めっき層である。

【００２４】以上のように構成された角形薄膜チップ抵
抗器について、以下にその製造方法について説明する。
図２は、本発明の一実施の形態における角形薄膜チップ
抵抗器の製造方法を示す工程図である。

【００２５】まず、耐熱性および絶縁性に優れた９６％
アルミナ基板１を準備する工程Ａを行う。このアルミナ
基板１には、後の分割工程で個片に分離するための分割
溝が縦方向および横方向に一定の間隔で形成されてお
り、１枚のアルミナ基板１から同時に複数の角形薄膜チ
ップ抵抗器が形成できるようにしている。

【００２６】次に、９６％アルミナ基板１の裏面にＡｇ
を主成分とする厚膜電極ペーストをスクリーン印刷・乾
燥した後、ベルト式連続焼成炉によって８５０℃の温度
で、ピーク時間６分、ＩＮ−ＯＵＴ時間４５分のプロフ
ァイルによって焼成し、厚膜裏面電極層３を形成する。

【００２７】次に、９６％アルミナ基板１の主面上の側
部にＡｕを主成分とする金属有機物からなる電極ペース
トをスクリーン印刷・乾燥した後、有機成分を飛ばし、
金属成分だけを９６％アルミナ基板１上に焼き付けるた
めに、ベルト式連続焼成炉によって８５０℃の温度で、
ピーク時間６分、ＩＮ−ＯＵＴ時間４５分のプロファイ
ルによって焼成し、薄膜上面電極層２を形成する工程Ｂ
を行う。

【００２８】次に、９６％アルミナ基板１上にＮｉ−Ｃ
ｒの薄膜抵抗体層４を形成するスパッタ工程Ｃを行う。
この際に、アルミナ基板１の分割溝で区画された素子ご
とに呼応して一定の間隔で縦方向および横方向に所定の
抵抗体パターン４ａを配置したメタルマスクをアルミナ
基板に位置決め固定する。位置決めは、先に形成した薄
膜上面電極層２間に抵抗体パターン４ａを配置する。そ
の後、金属薄膜材料Ｎｉ−Ｃｒをスパッタリングし、そ
の後マスク除去して所定の抵抗体パターン４ａを有する
薄膜抵抗体層４を形成する。この際、抵抗体パターン４
ａ以外はマスクにより隠されているため、分割溝へは金
属薄膜材料の侵入はない。

【００２９】従来であれば、分割溝を含めてアルミナ基
板全体に金属薄膜材料をスパッタした後に、フォトリソ
プロセス（レジスト塗布・乾燥、露光、現像、エッチン
グ、レジスト剥離）を行っていたため、分割溝内に侵入
した薄膜金属材料を除去することが非常に難しかった。
また、フォトリソプロセスがないため、裏面電極材料と
してＡｇ系の厚膜電極ペーストを使用することができ、
従来よりも電極強度を向上させることができる（エッチ
ング工程があると、エッチング液により厚膜材料中のガ
ラス成分が侵されてしまうために使用できない。）。

【００３０】次に、抵抗体パターン４ａを安定な膜にす
るために、３５０〜４００℃の温度雰囲気での熱処理工
程Ｄを行う。

【００３１】次に、薄膜上面電極層２の上層部分の抵抗
体パターン４ａおよび薄膜上面電極層２を覆うように、
銀を導電金属材料として含有する導電樹脂ペーストをス
クリーン印刷し、２００℃・３０分のプロフィールにて
熱硬化して導体樹脂上面電極層５を形成する工程Ｅを行
う。これは次の抵抗値修正時の接触を安定化する働きを
持つ。

【００３２】また、抵抗体パターンをスパッタする前に
導体樹脂上面電極層を形成すると、抵抗体パターン形成
時のアルミナ基板とマスクの間に隙間が生じ、薄膜金属
材料が不必要な箇所へ侵入する原因となったり、あるい
は厚膜導体樹脂材料のためにスパッタ時のステップカバ
レージを阻害して不連続な薄膜抵抗体層となる危険性が
あるために、導体樹脂上面電極層は、抵抗体パターン形
成後に行わねばならない。

【００３３】その後、抵抗体パターン４ａの抵抗値を所
定の値に修正するためにレーザートリミングにより、抵
抗値修正工程Ｆを行う。導体樹脂上面電極層５を厚膜の
導体樹脂により形成していることにより、抵抗値測定用
のトリミングプローブを上面電極層に接触させても、絶
縁基板の表面粗さの影響を受けずに接触を正確に取れる
ことから、接触抵抗の影響を避けることができ、抵抗値
精度を向上することができる。

【００３４】次に、抵抗値修正済み抵抗体パターン４ｂ
を保護するために、抵抗体パターン４ｂと導体樹脂上面
電極層５の抵抗体パターン４ｂの境界部分を覆うよう
に、エポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、２０
０℃・３０分のプロフィールにて熱硬化して樹脂保護膜
層６を形成する工程Ｇを行う。

【００３５】次に、端面電極層を形成させるための短冊
状基板へ分割を行う。

【００３６】次に、９６％アルミナ基板１の端面にスパ
ッタによりＮｉ−Ｃｒ系の薄膜端面電極層７を形成する
端面電極形成工程Ｈを行う。

【００３７】最後に、個片状に分割した後に、露出して
いる導体樹脂上面電極層５を厚膜裏面電極層３と薄膜端
面電極層７のはんだ付け時の電極食われの防止およびは
んだ付け時の信頼性の確保のため、電気めっきによって
ＮｉおよびＳｎ−Ｐｂのめっき層８を形成する電極めっ
き工程Ｉを行う。

【００３８】以上の工程により、本発明の実施例による
角形薄膜チップ抵抗器を試作した。

【００３９】この本発明の角形薄膜チップ抵抗器の製造
方法で、６４３２タイプ（６．４＊３．２ｍｍ；定格電
力１Ｗ）で１０Ω品を製造したところ、抵抗値精度±
０．１％での抵抗値歩留が、従来の製造方法よりも約２
倍向上させることができ、かつ製造工程として簡単であ
るため製造原価を従来比で６５％まで低減できた。

【００４０】なお、導体樹脂電極層を銀系の樹脂材料に
より形成したが、これは導電金属材料を規定するもので
はなく、銅、金等の電極材料として使用できる。

【００４１】また、本実施の形態では裏面電極層をＡｇ
系の厚膜電極ペーストにより形成したが、Ａｕを成分と
する金属有機物からなる電極ペーストを使用してもかま
わない。

【００４２】また、本実施の形態では薄膜抵抗体層の
み、メタルマスクを使用して簡略な工法で形成したが、
薄膜上面電極層も同様の工法により形成可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明は、抵抗値精度に優
れた低抵抗値を有する角形薄膜チップ抵抗器の製造方法
を提供できるとともに、以下の効果を有する。

【００４４】（１）抵抗値修正前に上面電極層を厚膜の
導体樹脂により形成することにより、抵抗値修正の際に
抵抗値測定用のトリミングプローブを上面電極層に接触
させても、絶縁基板の表面粗さの影響を受けずに接触を
正確に取れることから、接触抵抗の影響を避けることが
できる。

【００４５】（２）薄膜抵抗体層を所望の抵抗体パター
ンに形成するための工法として、工程の複雑なフォトリ
ソプロセスを用いず、マスクを使用して簡略な工法を使
用するために、特に高電力タイプのような個片のチップ
サイズが大きい場合でも、安価な製品を製造することが
できる。

【００４６】（３）従来のフォトリソプロセスにより薄
膜抵抗体層を形成する場合に生じていた、分割溝へ薄膜
金属材料の侵入がないため、従来必要とされた薄膜金属
材料を除去する工程が不必要となり、原価低減できる。

【００４７】（４）フォトリソプロセスが不必要なた
め、裏面電極材料としてＡｇ系の厚膜ペースト材料を使
用することができ、よって電極強度を向上できるだけで
なく、材料コストの低減も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における角形薄膜チップ
抵抗器の断面図

【図２】同工程図

【図３】従来の角形薄膜チップ抵抗器の断面図

【図４】同工程図

【符号の説明】

１ ９６％アルミナ基板 ２ 薄膜上面電極層 ３ 厚膜裏面電極層 ４ 薄膜抵抗体層 ５ 導体樹脂上面電極層 ６ 樹脂保護膜層 ７ 薄膜端面電極層 ８ 電極めっき層

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−202501（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−14402（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−45118（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−120802（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−109702（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01C 17/00 - 17/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 方形の絶縁基板の主面上の側部に一対の
   金属薄膜上面電極層を形成する工程と、この一対の金属
   薄膜上面電極層と少なくとも一部が重なるように前記絶
   縁基板の主面上に金属薄膜抵抗体層を形成する工程と、
   前記一対の金属薄膜上面電極層の上面および／または金
   属薄膜抵抗体層を介して前記一対の金属薄膜上面電極層
   の上面に導体樹脂上面電極層を形成した後前記金属薄膜
   抵抗体層の抵抗値を修正する工程と、少なくとも前記金
   属薄膜抵抗体層を覆うように樹脂保護膜層を形成する工
   程とを備えた角形薄膜チップ抵抗器の製造方法。