JP3767084B2 - 抵抗器の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、電子機器の小形化に伴い、回路基板に使用される電子部品に対しても実装密度を上げるため、ますます小形化への要求が高まっている。抵抗器に対しても、実装基板上の実装面積を縮小化するため、小形かつ抵抗値許容差の高精度な抵抗器への要求が高まってきている。
【0003】
以下、従来の抵抗器およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【0004】
図10は一般的な従来の抵抗器の断面図である。
【0005】
図10において、1は96%アルミナを含有してなる基板である。2,3は基板1の上面または下面の側部に設けられた金等からなる一対の上面電極層または下面電極層である。4は基板1の上面に上面電極層2と電気的に接続するように設けられたニッケル−クロム等の薄膜からなる抵抗層である。5は抵抗層4の上面に設けられた熱硬化性の樹脂等からなる保護層で、基板1の上面の上面電極層2と隣り合う側部まで設けないものである。6は基板1の側面に少なくとも上面電極層2と下面電極層3と電気的に接続するように設けられた一対の側面電極層である。7は少なくとも側面電極層6を覆うように設けられたニッケルめっき層である。8は少なくともニッケルめっき層7を覆うように設けられたはんだめっき層である。
【0006】
以上のように構成された従来の抵抗器について、以下にその製造方法を図面を参照しながら説明する。
【0007】
図11(a)〜(c)、図12(a)(b)、図13(a)〜(c)は従来の抵抗器の製造方法を示す工程図である。
【0008】
まず、図11(a)に示すように、縦方向および横方向に分割溝11,12を有する96%アルミナを含有してなるシート基板13の横方向分割溝を跨ぐように複数対の上面電極層14を形成する。
【0009】
次に、図11(b)に示すように、上面電極層14(本図では図示せず)を形成した基板13全体にスパッタ工法等によりニッケル−クロム等からなる薄膜の全体抵抗体層15を形成する。
【0010】
次に、図11(c)に示すように、全体抵抗体層15をLSI等で一般的に行われているフォトリソ法により、所望の抵抗体パターンとした抵抗層16を形成し、この抵抗層16を安定な膜にするために、約300〜400℃の温度で熱処理を行う。
【0011】
次に、図12(a)に示すように、抵抗層16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等によりトリミング溝17を施して抵抗値修正を行う。
【0012】
次に、図12(b)に示すように、抵抗値を修正した抵抗層16を保護するために、熱硬化性の樹脂による保護膜18を形成する。この時、保護膜18は縦方向分割溝11に接するまで設けないものである。
【0013】
次に、シート基板13の横方向分割溝12を分割して、図13(a)に示すように短冊基板19に一次分割する。
【0014】
次に、図13(b)に示すように、短冊基板19の長手方向の側面に、上面電極層14(本図では図示せず)および、または抵抗層16と電気的に接続するようにスパッタ等により、側面電極層20を形成する。
【0015】
最後に、図13(c)に示すように、短冊基板19を縦方向分割溝11で二次分割して、個片状の基板21として、必要に応じてはんだ付け時の信頼性の確保のため電極めっき層22を形成して、従来の抵抗器を形成していた。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成および製造方法による抵抗器では、実装基板にはんだ付けをした場合、図14(a)の実装状態の断面図に示すように側面電極層(図示せず)と下面電極層(図示せず)の双方ではんだ付けされ、フィレット23が形成されるフィレット実装構造であり、図14(b)の実装状態の上面図に示すように部品面積24に加えて側面をはんだ付けする面積25が必要であり、これらを合わせた実装面積26が必要となる。しかも、実装密度を向上するため、部品外形寸法が小さくなるほど、実装面積に対するはんだ付け面積の占める割合が大きくなり、電子機器を小形化するための実装密度を向上することに限界が生ずるという課題を有していた。
【0017】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、実装基板に実装した際の実装面積に占めるはんだ付け面積を低減できる抵抗器の製造方法を提供することを目的とするものである。
【0018】
【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は、分割溝を有するシート基板の上面に分割溝を跨ぐことなく一対の上面電極層を設ける工程と、前記上面電極層間を電気的に接続するように抵抗層を設ける工程と、少なくとも抵抗層の上面を覆うように保護層を設ける工程と、隣り合う前記上面電極層間の分割溝を跨ぎかつ前記上面電極層と電気的に接続するように一対の薄膜スパッタからなる側面電極層を設ける工程と、前記上面電極層を形成してなる前 記シート基板の分割溝で前記シート基板を短冊状基板に分割する工程と、前記短冊状基板を個片に分割する工程とを有するものである。
【0019】
また、上記目的を達成するために本発明は、分割溝を有するシート基板の上面に分割溝を跨ぐことなく一対の第1の上面電極層を設ける工程と、前記上面電極層間を電気的に接続するように抵抗層を設ける工程と、少なくとも抵抗層の上面を覆うように保護層を設ける工程と、少なくとも前記第1の上面電極層の上面を覆うように第2の上面電極層を設ける工程と、隣り合う前記第1の上面電極層間または第2の上面電極層間の分割溝を跨ぎかつ前記第1の上面電極層または第2の上面電極層と電気的に接続するように一対の薄膜スパッタからなる側面電極層を設ける工程と、前記上面電極層を形成してなる前記シート基板の分割溝で前記シート基板を短冊状基板に分割する工程と、前記短冊状基板を個片に分割する工程とを有するものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、分割溝を有するシート基板の上面に分割溝を跨ぐことなく一対の上面電極層を設ける工程と、前記上面電極層間を電気的に接続するように抵抗層を設ける工程と、少なくとも抵抗層の上面を覆うように保護層を設ける工程と、隣り合う前記上面電極層間の分割溝を跨ぎかつ前記上面電極層と電気的に接続するように一対の薄膜スパッタからなる側面電極層を設ける工程と、前記上面電極層を形成してなる前記シート基板の分割溝で前記シート基板を短冊状基板に分割する工程と、前記短冊状基板を個片に分割する工程とからなるものである。
【0021】
また、請求項2に記載の発明は、分割溝を有するシート基板の上面に分割溝を跨ぐことなく一対の第1の上面電極層を設ける工程と、前記上面電極層間を電気的に接続するように抵抗層を設ける工程と、少なくとも抵抗層の上面を覆うように保護層を設ける工程と、少なくとも前記第1の上面電極層の上面を覆うように第2の上面電極層を設ける工程と、隣り合う前記第1の上面電極層間または第2の上面電極層間の分割溝を跨ぎかつ前記第1の上面電極層または第2の上面電極層と電気的に接続するように一対の薄膜スパッタからなる側面電極層を設ける工程と、前記上面電極層を形成してなる前記シート基板の分割溝で前記シート基板を短冊状基板に分割する工程と、前記短冊状基板を個片に分割する工程とからなるものである。
【0022】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における抵抗器およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【0023】
図1は本発明の実施の形態1における抵抗器の断面図である。
【0024】
図1において、31は96%アルミナを含有してなる基板である。32は基板31の上面の側部に設けられた金系の薄膜からなる一対の上面電極層である。33は基板の上面に設けられたニッケル−クロム系またはクロム−シリコン系の薄膜からなる抵抗層である。
34は抵抗層33の上面に設けられたエポキシ系樹脂からなる保護層である。35は基板31の側面に設けられたニッケル系の薄膜からなる側面電極層である。36,37は必要に応じてはんだ付け時の信頼性等の確保のために設けられたニッケルめっき層、はんだめっき層で、これらのニッケルめっき層36とはんだめっき層37の稜線は丸みを有しており、また基板31の側面のはんだめっき層37の面積は、基板31の側面の面積の半分以下である。
【0025】
以上のように構成された本発明の実施の形態1における抵抗器について、以下にその製造方法を図面を参照しながら説明する。
【0026】
図2(a)〜(c)、図3(a)(b)、図4(a)〜(c)は本発明の実施の形態1における抵抗器の製造方法を示す工程図である。
【0027】
まず、図2(a)に示すように、表面に後工程で短冊状および個片状に分割するために設けた複数の縦方向および横方向の分割溝38,39を有するとともに、耐熱性および絶縁性に優れた96%アルミナを含有してなるシート状基板31の上面の横方向の分割溝39を跨ぐことなく、金等を主成分とする金属有機物等からなる電極ペーストをスクリーン印刷・乾燥した後、金属有機物等からなる電極ペーストの有機成分だけを飛ばし、金属成分だけを基板31上に焼き付けるために、ベルト式連続焼成炉によって約850℃で、約45分のプロファイルによって焼成し、薄膜からなる上面電極層32を形成する。
【0028】
次に、図2(b)に示すように、上面電極層32(本図では図示せず)を形成してなるシート状基板31の上面全体にスパッタ工法によりニッケル−クロム、クロム−シリコン等を着膜し、全体抵抗体層40を形成する。
【0029】
次に、図2(c)に示すように、全体抵抗体層40をLSI等で一般的に行われているフォトリソ法により、所望の抵抗体パターンとした抵抗層33を形成し、この抵抗層33を安定な膜にするために、約300〜400℃の温度で熱処理を行う。
【0030】
次に、図3(a)に示すように、抵抗層33の抵抗値を所定の値に修正するために、YAGレーザーでトリミング溝41を施してトリミングを行う。この時、抵抗値測定用のトリミングプローブは、上面電極層32上にセットし、トリミングは、サーペンタインカット法(複数本のストレートカット)とすることにより、低い抵抗値から高い抵抗値まで自在に調整することができる。
【0031】
次に、図3(b)に示すように、抵抗値修正済みの抵抗層33を保護するために、個々の抵抗層に対して個々の保護層印刷パターンを形成するように、エポキシ系の樹脂ペーストをスクリーン印刷した後、基板31上に強固に接着させるために、ベルト式連続硬化炉によって約200℃で、約30分のプロファイルによって熱硬化して保護層34を形成する。この際、横方向に並ぶ複数の抵抗層33を縦方向の分割溝38を跨ぎ連続して覆うように保護層印刷パターンを形成してもよい。
【0032】
次に、同図に示すように、横方向の分割溝39を跨ぎ、上面電極層32と電気的に接続するようにスパッタによりニッケル−クロム系の薄膜からなる側面電極層35を形成する。この時、あらかじめ側面電極層を形成する部分以外にレジスト層を形成しておき、基板全体にスパッタによりニッケル−クロム層を形成後、リフトオフ法によりレジスト除去と同時に側面電極層以外のニッケル−クロム層を除去する。
【0033】
次に、図4(a)に示すように、シート状基板31の横方向の分割溝39で分割して、短冊基板42に一次分割をする。この時、短冊基板42の長手方向の側面には、側面電極層35が横方向の分割溝39の深さまで形成された状態になっている。
【0034】
最後に、図4(b)に示すように、露出している上面電極層32と側面電極層35にめっきを施すための準備工程として、短冊基板42を個片状の基板43に分割する二次分割を行い、露出している上面電極層32と側面電極層35と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、必要により電気めっきによって、ニッケルめっき層(図示せず)を中間層とし、はんだめっき層(図示せず)を最外層として形成して、抵抗器を製造するものである。
【0035】
以上のように構成され、かつ製造された本発明の実施の形態1における抵抗器を実装基板にはんだ付けをした。図5(a)の実装状態の断面図に示すように、保護層を形成した面を下側にして実装し、上面電極層(図示せず)と基板側面の抵抗層の部分との両方ではんだ付けされるが、側面電極層の形成されている面積が小さいため、わずかにフィレット44が形成されるのみとなる。よって、図5(b)の実装状態の上面図に示すように、部品面積45と側面をはんだ付けするために必要となる面積46とを合わせた面積が実装面積47となる。0.6×0.3mmサイズの角チップ抵抗器で、従来構造の製品と実装面積を比較すると、約20%の縮小化を図ることができた。
【0036】
よって、本発明の構成によれば、抵抗器の側面電極層の面積が小さいため、実装基板上ではんだ付けのフィレットを形成するための面積が小さくてすみ、実装面積を縮小化することができる。
【0037】
また、側面電極層35をスパッタにて形成することで、基板との密着強度が強く、また基板側面部における基板31とはんだめっき層37の境界線に直線性が得られ、外観上の品位が良好であるという効果も得られる。
【0038】
なお、本発明の実施の形態1において側面電極層35を形成しない方が、実装面積をさらに縮小化できることは容易に考えられる。しかしながら、現状の電子機器の製造工程においては、実装後のはんだ付け検査を画像認識により行っているのが実状であり、側面電極を形成しない場合、フィレットが全く形成されず、画像認識による自動検査ができなくなってしまうという不具合が生ずることになる。
【0039】
また、本発明の実施の形態1において、はんだめっき層37と保護層34とを画一またははんだめっき層37を高くすることにより、はんだめっき層37と実装時のランドパターン46との隙間を生じにくく実装品質をさらに向上させることができる。
【0040】
さらに、本発明の実施の形態1での構成による上面電極層32と、抵抗層33と、保護層34との組合せ以外でも、同様の効果が得られる。その組合せと特徴について(表1)にまとめる。
【0041】
【表1】
【0042】
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2における抵抗器およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【0043】
図6は本発明の実施の形態2における抵抗器の断面図である。
【0044】
図6において、51は96%アルミナを含有してなる基板である。52は基板51の上面の側部に設けられた金系の薄膜からなる一対の第1の上面電極層である。53は上面電極層52間に設けられたニッケル−クロム系またはクロム−シリコン系の薄膜からなる抵抗層である。54は抵抗層53の上面に設けられたエポキシ系樹脂からなる保護層である。55は銀またはニッケル系の導電粉末に樹脂を含有してなる一対の第2の上面電極層である。56は基板51の側面に第1の上面電極層52または第2の上面電極層55と接続するように設けられた側面電極層である。57,58は必要に応じてはんだ付け時の信頼性等の確保のために設けられたニッケルめっき層、はんだめっき層で、これらのニッケルめっき層57とはんだめっき層58の稜線は丸みを有しており、また基板51の側面のはんだめっき層58の面積は、基板51の側面の面積の半分以下である。
【0045】
以上のように構成された本発明の実施の形態2における抵抗器について、以下にその製造方法を図面を参照しながら説明する。
【0046】
図7(a)〜(c)、図8(a)〜(c)、図9(a)(b)は本発明の実施の形態2における抵抗器の製造方法を示す工程図である。
【0047】
まず、図7(a)に示すように、表面に後工程で短冊状および個片状に分割するために設けた複数の縦方向および横方向の分割溝59,60を有するとともに、耐熱性および絶縁性に優れた96%アルミナを含有してなるシート状基板51の上面の横方向の分割溝60を跨ぐことなく、金等を主成分とする金属有機物等からなる電極ペーストをスクリーン印刷・乾燥した後、金属有機物等からなる電極ペーストの有機成分だけを飛ばし、金属成分だけを基板51上に焼き付けるために、ベルト式連続焼成炉によって約850℃で、約45分のプロファイルによって焼成し、薄膜からなる上面電極層52を形成する。
【0048】
次に、図7(b)に示すように、上面電極層52(本図では図示せず)を形成してなるシート状基板51の上面全体にスパッタ工法によりニッケル−クロム、クロム−シリコン等を着膜し、全体抵抗体層61を形成する。
【0049】
次に、図7(c)に示すように、全体抵抗体層61をLSI等で一般的に行われているフォトリソ法により、所望の抵抗体パターンとした抵抗層53を形成し、この抵抗層53を安定な膜にするために、約300〜400℃の温度で熱処理を行う。
【0050】
次に、図8(a)に示すように、抵抗層53の抵抗値を所定の値に修正するために、YAGレーザーでトリミング溝62を施してトリミングを行う。この時、抵抗値測定用のトリミングプローブは、上面電極層52上にセットし、トリミングは、サーペンタインカット法(複数本のストレートカット)とすることにより、低い抵抗値から高い抵抗値まで自在に調整することができる。
【0051】
次に、図8(b)に示すように、抵抗値修正済みの抵抗層53を保護するために、個々の抵抗層53に対して個々の保護層印刷パターンを形成するように、エポキシ系の樹脂ペーストをスクリーン印刷した後、基板51上に強固に接着させるために、ベルト式連続硬化炉によって約200℃で、約30分のプロファイルによって熱硬化して保護層54を形成する。この際、横方向に並ぶ複数の抵抗層53を縦方向の分割溝59を跨ぎ連続して覆うように保護層印刷パターンを形成してもよい。
【0052】
次に、同図に示すように、上面電極層52を覆うように銀系またはニッケル系の導電粉体に樹脂を含有してなる導電ペーストをスクリーン印刷した後、基板51上に強固に接着させるために、ベルト式連続硬化炉によって約200℃で、約30分のプロファイルによって熱硬化して第2の上面電極層55を形成する。
【0053】
次に、図8(c)に示すように、横方向の分割溝(図示せず)を跨ぎ、上面電極層52と電気的に接続するようにスパッタによりニッケル−クロム系の薄膜からなる側面電極層56を形成する。この時、あらかじめ側面電極層を形成する部分以外にレジスト層を形成しておき、基板全体にスパッタによりニッケル−クロム層を形成後、リフトオフ法によりレジスト除去と同時に側面電極層以外のニッケル−クロム層を除去する。
【0054】
次に、図9(a)に示すように、シート状基板51の横方向の分割溝60で分割して、短冊基板63に一次分割をする。この時、短冊基板63の長手方向の側面には、側面電極層56が横方向の分割溝60の深さまで形成された状態になっている。
【0055】
最後に、図9(b)に示すように、露出している第2の上面電極層55と側面電極層56にめっきを施すための準備工程として、短冊基板63を個片状の基板64に分割する二次分割を行い、露出している第2の上面電極層55と側面電極層56と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、必要により電気めっきによって、ニッケルめっき層(図示せず)を中間層とし、はんだめっき層(図示せず)を最外層として形成して、抵抗器を製造するものである。
【0056】
以上のように構成され、かつ製造された本発明の実施の形態2における抵抗器を実装基板にはんだ付けをした場合の効果については、前述の実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
【0057】
また、本発明の実施の形態2での構成による第1の上面電極層52と、第2の上面電極層55と、抵抗層53と、保護層54との組合せ以外でも、同様の効果が得られる。その組合せと特徴について(表2)にまとめる。
【0058】
【表2】
【0059】
【発明の効果】
以上のように本発明は、上面電極層と基板の上面の側部の一部に設けられた薄膜スパッタからなる側面電極層ではんだ付けされるため、はんだ付けのフィレットを形成するための面積を小さくすることができ、実装基板上のはんだ付け部を含む実装面積を低減することができる抵抗器の製造方法を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1における抵抗器の断面図
【図2】 同抵抗器の製造方法を示す工程図
【図3】 同製造方法を示す工程図
【図4】 同製造方法を示す工程図
【図5】 同抵抗器を実装した時の断面図および上面図
【図6】 本発明の実施の形態2における抵抗器の断面図
【図7】 同抵抗器の製造方法を示す工程図
【図8】 同製造方法を示す工程図
【図9】 同製造方法を示す工程図
【図10】 従来の抵抗器の断面図
【図11】 同抵抗器の製造方法を示す工程図
【図12】 同製造方法を示す工程図
【図13】 同製造方法を示す工程図
【図14】 同抵抗器を実装した時の断面図および上面図
【符号の説明】
31 基板
32 上面電極層
33 抵抗層
34 保護層
35 側面電極層
36 ニッケルめっき層
37 はんだめっき層
Claims (2)
- 分割溝を有するシート基板の上面に分割溝を跨ぐことなく一対の上面電極層を設ける工程と、前記上面電極層間を電気的に接続するように抵抗層を設ける工程と、少なくとも抵抗層の上面を覆うように保護層を設ける工程と、隣り合う前記上面電極層間の分割溝を跨ぎかつ前記上面電極層と電気的に接続するように一対の薄膜スパッタからなる側面電極層を設ける工程と、前記上面電極層を形成してなる前記シート基板の分割溝で前記シート基板を短冊状基板に分割する工程と、前記短冊状基板を個片に分割する工程とからなる抵抗器の製造方法。
- 分割溝を有するシート基板の上面に分割溝を跨ぐことなく一対の第1の上面電極層を設ける工程と、前記上面電極層間を電気的に接続するように抵抗層を設ける工程と、少なくとも抵抗層の上面を覆うように保護層を設ける工程と、少なくとも前記第1の上面電極層の上面を覆うように第2の上面電極層を設ける工程と、隣り合う前記第1の上面電極層間または第2の上面電極層間の分割溝を跨ぎかつ前記第1の上面電極層または第2の上面電極層と電気的に接続するように一対の薄膜スパッタからなる側面電極層を設ける工程と、前記上面電極層を形成してなる前記シート基板の分割溝で前記シート基板を短冊状基板に分割する工程と、前記短冊状基板を個片に分割する工程とからなる抵抗器の製造方法。
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