JP6364606B2 - チップ抵抗器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、チップ抵抗器、特に抵抗値が１００ｍΩ以下の低抵抗で、所謂０６０３（縦０．６ｍｍ、横０．３ｍｍ、高さ０．２３ｍｍ程度の外形寸法）サイズや、０４０２（縦０．４ｍｍ、横０．２ｍｍ、高さ０．１３ｍｍ程度の外形寸法）サイズ、またはそれ以下の微小サイズのチップ抵抗器の製造方法に関する。

このようなチップ抵抗器の具体的な製造方法を簡単に説明する。シート状の基板の上面にＡｇＰｄからなる抵抗層を形成した後に、抵抗層上にレジストを形成する。その後に電解めっきを行うことで、レジストに覆われていない抵抗層上に電極層を形成する。この電極層の成分はＡｇである。この後に、レジストを剥離し、抵抗層にトリミングを施して抵抗値修正を行い、その後に露出している抵抗層を覆うように保護膜を形成する。その後の工程は、シート状基板を分割して端面電極を形成し、さらに、バレルめっきによりニッケルめっき層とスズめっき層を形成するというものである（特許文献１参照。）。

特開２００６−１９３２３号公報

電流の測定に用いる抵抗器は、その抵抗値が小さければ小さいほど、その抵抗器が消費する電力を小さくすることができる。一方、抵抗値が小さいほど電圧降下も小さくなり、電圧を測定する精度の向上が求められる。従って、抵抗器による電力の消費と測定できる電圧精度との釣合いを考えて抵抗値を設定することが好ましい。特に、大電流を測定する場合には、測定用の抵抗器による電力消費を抑えて、この抵抗器による発熱を少なくするために、より低い抵抗値のチップ抵抗器が求められるようになってきた。

このように、より低抵抗にすることにより、相対的に電極の抵抗値が抵抗器全体に占める割合が増加してくる。従って、従来ならば問題とならなかった電極に起因する抵抗値についての事象が存在することがわかった。

そのような事象として、抵抗値の変動がある。従来技術において、抵抗値修正を行うことで、一度は抵抗値を所望の範囲にすることができる。しかし、最終的なチップ抵抗器になった際の抵抗値が、抵抗値修正を行った抵抗値から、変動し、しかも変動にバラツキがあるという事象である。これは、抵抗値修正を行った後に保護膜を形成する際に、保護膜を焼成したり、保護膜の凝固を促進するために２００〜３００℃程度の環境下においたりする場合に抵抗値が変動してしまうことによるものである。抵抗値の変動が一定であれば、変動分を見越して抵抗値修正を行うことで最終的なチップ抵抗器の抵抗値を所望の範囲にすることが可能となる。しかし、変動にバラツキがあるとそのような方法を採ることもできず、最終的な抵抗値が所望の範囲に収まらず、チップ抵抗器の製造後の検査工程により工程不良品として扱われることになり、歩留まりを低下させてしまう。そのため、シート状の基板の上面にＡｇＰｄからなる抵抗層を形成した後、抵抗値修正を行う前に熱処理を行うことで歩留まりの向上ができる。このとき、抵抗層上にレジストを形成し、その後に電解めっきを行って電極層を形成する。しかしながら、１次分割部にも電解めっきを行うと、ダイシングを行うときにバリが発生し、抵抗器上面に凹凸が生じて、実装効率を低下させてしまうという課題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、実装効率を高めることが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。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を有している。

請求項１に記載の発明は、シート基板を分割して複数のチップ抵抗器を得るチップ抵抗器の製造方法であって、前記シート基板は複数の１次分割部と、前記複数の１次分割部に交わる複数の２次分割部とで分割されるものであり、前記シート基板上に抵抗体ペーストを印刷して抵抗層を形成する工程と、前記抵抗層上であって前記複数の１次分割部において隣接する１次分割部間に第１の保護層を形成し、前記第１の保護層と接しない部分に前記複数の１次分割部を跨ぐようにレジスト層を形成する工程と、前記抵抗層における前記第１の保護層と前記レジスト層に被覆されていない部分にめっきによる電極層を形成する工程と、前記シート基板を前記複数の１次分割部と前記複数の２次分割部とで分割する工程とを備え、前記第１の保護層と前記レジスト層をガラスを主成分とする同一材料で構成し、かつ同時に焼成して形成するようにし、前記レジスト層の上面における、前記１次分割部と前記レジスト層の端部との間に、樹脂またはガラスを主成分とする絶縁材料で構成された他のレジスト層を形成したチップ抵抗器の製造方法である。

請求項１に記載の発明は、バリの発生を抑制することができるため、抵抗器上面を平滑にでき、これにより、実装効率を高めることができ、さらに、生産性を向上させることができるという作用効果を有する。

以上のように本発明のチップ抵抗器の製造方法は、１次分割部にガラスを主成分とするレジスト層を形成した後、電解めっきで電極層を形成するようにしているため、分割時に電極層ではなくレジスト層をダイシングすることになり、これにより、バリの発生を抑制することができるため、抵抗器上面を平滑にでき、この結果、実装効率を高めることができ、さらに、第１の保護層とレジスト層を同一材料で構成し、かつ同時に形成するようにしているため、生産性を向上させることができるという効果を有する。

本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造工程の正面断面図 本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造工程の正面断面図 本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造工程の正面断面図 本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造工程の平面図 本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造工程の平面図 本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造工程の平面図 本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造工程の平面図 本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造工程の平面図

図１〜図３は、本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造工程の正面断面図、図４〜図８は、発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造工程の平面図である。

なお、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図３（ａ）は、それぞれ、平面図である図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図８の正面断面図である。なお、それぞれの図面は、理解しやすいように記載しており、図面の縦横の長さの比や、図中の構成要素のそれぞれの厚みの比も実際のものとは異なる。

本発明のチップ抵抗器の製造方法は、シート基板１を分割して複数のチップ抵抗器３０を得るチップ抵抗器３０の製造方法であって、前記シート基板１は直線で平行な１次分割部１ａと、前記１次分割部１ａに対して直角に交わる直線である複数の２次分割部１ｂとで分割されるものであり、前記シート基板１上に前記１次分割部１ａを跨いで抵抗層２を形成する工程と、前記抵抗層２上であって前記複数の１次分割部１ａにおいて隣接する１次分割部１ａ間に第１の保護層３と、前記抵抗層２上であって前記複数の１次分割部１ａを跨いでレジスト層４とを形成する工程と、前記第１の保護層３と前記レジスト層４とをめっきレジストとして前記抵抗層２に電解めっきによる電極層５を形成する工程と、前記電極層５が形成されたシート基板１を熱処理する工程と、前記熱処理の工程の後に抵抗値修正を行う工程と、前記抵抗値修正を行った後に前記シート基板１を前記複数の１次分割部１ａと前記複数の２次分割部１ｂとで分割する工程を備えている。

また、上記の製造方法に加え、前記抵抗値修正を行う工程の後に、前記第１の保護層３を覆う第２の保護層７を形成する工程と、前記シート基板１を前記１次分割部１ａで分割して短冊基板２０を得る工程と、前記短冊基板２０上に形成された前記第２の保護層７上にマスク（図示せず）を配置して、前記短冊基板２０の端面から前記電極層５上まで端面電極９、１０を形成する工程と、を備え、前記端面電極９、１０を形成する工程の後に、前記２次分割部１ｂで分割する工程を行い、前記分割する工程の後に、前記電極層５および前記端面電極９、１０に電解めっきによるめっき層として銅めっき層１１、ニッケルめっき層１２、スズめっき層１３を形成する工程を備えたものとすることもできる。

本発明のチップ抵抗器の製造方法のより詳細な説明について、以下に説明する。

シート基板１は絶縁体であり、好ましい例としては、アルミナ基板である。図４に示すように、シート基板１には互いに平行な直線である複数の１次分割部１ａと、１次分割部１ａに直角に交わる直線である複数の２次分割部１ｂが定義される。複数の２次分割部１ｂは互いに平行である。

この１次分割部１ａと２次分割部１ｂとは、後にシート基板１を分割する際分割の位置を示す仮想の線である。また１次分割部１ａと２次分割部１ｂとは、シート基板１の分割する位置に形成したスリット（図示せず）としてもよい。なお、シート基板１の上面とは、図１（ｂ）のシート基板１において抵抗層２が形成されている面をいい、これと対向する面を裏面と言う。

図４に示すシート基板１の一部を拡大したものが図１（ａ）および図５（ａ）である。図１（ａ）は正面断面図であり、その切断面は２次分割部１ｂと平行で、任意の隣り合う２次分割部１ｂの中央部におけるものである。

本発明の製造方法の一実施の形態は、このようなシート基板１を用い、以下のように製造していく。

最初に、図１（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、シート基板１上に抵抗層２を形成する。抵抗層２は、ＰｄＡｇのペーストを印刷し、その後焼成したものである。なお、ＰｄＡｇを２回印刷して層を厚くして形成することで、抵抗層２の抵抗値を下げることもできる。抵抗層２は隣接する２次分割部１ｂの間にそれぞれ形成され、かつ、１次分割部１ａを跨いで形成される。

次に、図１（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、抵抗層２上に第１の保護層３とレジスト層４を同時に焼成して形成する。第１の保護層３は１次分割部１ａ間に形成される。一方、レジスト層４は１次分割部１ａを跨ぐように形成される。第１の保護層３およびレジスト層４は、ガラスペーストを印刷した後に焼成することで得られる。この焼成温度は、第１の保護層３、レジスト層４に用いたガラス材料にもよるが、６２０℃で焼成している。また、第１の保護層３およびレジスト層４は、分離しており、これらは繋がってはいない。そして、図５（ｃ）に示すように、第１の保護層３およびレジスト層４は、抵抗層２の幅より広く形成されており、抵抗層２の幅の方向を覆っている。なお、抵抗層２の幅とは、抵抗層２における１次分割部１ａに対し平行な方向の長さである。そして、この第１の保護層３およびレジスト層４は、次の工程の電解めっきの際のめっきレジストにもなる。さらに、第１の保護層３、レジスト層４を、２次分割部１ｂを跨いで帯状に形成してもよい。

さらにまた、レジスト層４の上面における、１次分割部１ａとレジスト層４の抵抗層２側の端部との間に、樹脂またはガラスを主成分とする絶縁材料で構成された他のレジスト層を形成してもよい。これにより、電極層５が１次分割部１ａに形成されるのを阻止できるため、ダイシングをレジスト層４で確実に行うことができ、これにより、バリの発生をより効果的に抑制することができる。

次に、図２（ａ）および図６（ａ）に示すように電解めっきにより電極層５を形成する。電解めっきは、図１（ｃ）および図５（ｃ）に示すシート基板１をめっき液に浸漬させ、抵抗層２に電気を流すことで行うことができる。したがって、抵抗層２における露出している部分に電極層５が形成される。なお、図２（ａ）において、電極層５は第１の保護層３およびレジスト層４の上面の一部にも形成されている。この理由は、電解めっきにより、最初は抵抗層２上にめっきによる膜が形成されるが、このめっきによる膜も導体であり、抵抗層２に流した電気が流れるので、この膜上に、さらにめっきによる膜が形成される。このように、めっきによる膜上にさらにめっきによる膜が形成されることを繰り返すことで、第１の保護層３およびレジスト層４の上面の一部にも形成されるものであって、第１の保護層３およびレジスト層４の一部が導体ということではない。これらは絶縁体である。電極層５の組成はＡｇである。Ａｇは導電性に優れるので、低抵抗のチップ抵抗器の電極に用いることは好ましい。

次に、シート基板１は熱処理を施される。熱処理は、第１の保護層３およびレジスト層４の焼成温度と同じ温度で行われる。その理由は、第１の保護層３およびレジスト層４を溶融させるためである。そして、第１の保護層３およびレジスト層４が液体のように著しく粘性を低下させて流れ出さないような温度である必要もある。これらの理由により、熱処理温度は、第１の保護層３およびレジスト層４の焼成温度と同じにしている。なお、抵抗層２と電極層５との拡散には５００℃以上の温度が必要であるので、第１の保護層３およびレジスト層４に用いるガラスの融点は、抵抗層２と電極層５との拡散に必要な温度以上であることが必要となる。

次に、図２（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、抵抗層２に抵抗値修正を行う。抵抗値修正は、レーザ光線を照射することで、第１の保護層３ごと抵抗層２の一部を、そのエネルギーにより消失させるものである。トリミング跡６は、このような抵抗値修正により、消失した部分を指す。このような抵抗値修正はトリミングとも呼ばれており、抵抗値を所定の抵抗値にするために行われるものである。この抵抗値修正は、２次分割部１ｂと平行な方向において隣接する電極層５にそれぞれ抵抗値測定用検針を接触させ、抵抗値を測定しながら行う。なお、抵抗値修正を行う際には、抵抗値の測定を正確に行うために、前処理が必要になる場合もある。例えば、シート基板１の端部で複数の抵抗層２を電気的に接続しておくと、所謂めっきランドを１箇所にすることができ、電解めっきの際には便利であるが、抵抗値修正のために抵抗値を測定する場合には、他の抵抗層２の影響を受けてしまい、正確な測定が出来なくなるので、このめっきランドを切断して各抵抗層２を電気的に独立させるような処理である。

次に、図２（ｃ）および図６（ｃ）に示すように、第１の保護層３を覆うように第２の保護層７を形成する。第２の保護層７は完全に第１の保護層３を覆い、さらに電極層５の一部も覆う。この第２の保護層７は樹脂による保護材料を用いている。

次に、図７（ａ）に示すように、１次分割部１ａおよび２次分割部１ｂが作る長方形の四隅に再上面電極層８を形成する。この再上面電極層８は隣接する２次分割部１ｂ間の中央部には存在しないので、図３（ａ）、（ｂ）には現れない。再上面電極層８は、Ａｇと樹脂の混合ペーストを印刷し、その後乾燥させて形成される。再上面電極層８は無くてもよいが、再上面電極層８を形成すれば、後で説明する端面電極９を形成する際に、段差を少なくすることができる。なお、再上面電極層８は樹脂を含有しているため、ダンシングで切断してもバリはほとんど発生しない。

次に、シート基板１は、１次分割部１ａの位置で切断され、複数の短冊基板２０に分割される。この分割の方法は、ダンシングで切断する方法が挙げられる。図７（ｂ）は、このように分割した後の短冊基板２０の一部を拡大した図である。

次に、図３（ａ）および図８に示すように、スパッタ工法により端面電極９および端面電極１０を形成する。端面電極９は短冊基板２０の端面と上面の端部に形成される。このスパッタ工法においては、まず、マスクを用いて、短冊基板２０の上面側からスパッタを行うことで必要な部分のみ端面電極９を形成するようにしている。端面電極９は、２次分割部１ｂ方向における隣接する第２の保護層７間に位置するシート基板１、レジスト層４、電極層５、再上面電極層８を覆う。端面電極９の形成が終了したら、今度は端面電極１０をスパッタ工法で形成する。この端面電極１０は、マスクを用いて短冊基板２０の裏面側からスパッタを行うことで必要な部分のみ端面電極１０を形成するようにしている。端面電極９および端面電極１０は両方とも、ＮｉＣｒからなる。なお、端面電極９を形成した後に端面電極１０を形成するのではなく、順序を逆にしてもよい。また、マスクを用いて、短冊基板２０の上面と裏面の両方から同時にスパッタを行い、端面電極９および端面電極１０を一体的に形成することもできる。

次に、短冊基板２０を２次分割部１ｂで切断し、複数の基板２１に分割する。この分割方法は、シート基板１を短冊基板２０に分割する方法と同様である。

次に、図３（ｂ）に示すように、端面電極９および端面電極１０上にめっき層を形成する。このめっき層は、銅めっき層１１、ニッケルめっき層１２およびスズめっき層１３からなり、いずれも電解めっきにより形成される。この電解めっきの方法としては、バレルめっき工法が好ましい。

以上のような製造方法によるチップ抵抗器は、以下のような効果を有する。

まず、１次分割部１ａを跨ぐのは抵抗層２とレジスト層４であり、電極層５は１次分割部１ａを跨がない。電極層５は金属であるので、切断するとバリが出てしまうが、電極層５は１次分割部１ａを跨がないので１次分割部１ａでダイシングによって分割してもバリは生じにくいという効果を有する。

すなわち、１次分割部１ａにレジスト層４を形成した後、電解めっきで電極層５を形成するようにしているため、分割時は金属（電極層５）ではなくガラス（レジスト層４）をダイシングすることになり、これにより、バリの発生を抑制することができるため、抵抗器上面を平滑にでき、この結果、実装効率を高めることができる。

さらに、このバリを抑制するために設けられるレジスト層４を、第１の保護層３と同一材料で構成し、かつ同時に形成するようにしているため、生産性を向上させることができる。

なお、本実施の形態においては、シート基板１の上面側のみに抵抗層２を形成したが、上面側と裏面側の両方に形成してもよい。即ち、抵抗層２を両面に形成してもよい。こうすることで、チップ抵抗器としての抵抗値を１／２にすることができる。このときの裏面側は、上面側と同様の構成になり、その製造方法も上面側と同様に行うことができる。

本発明にかかるチップ抵抗器の製造方法は、電気機器や電子機器等に用いられるチップ抵抗器として適用することができる。

１ シート基板
１ａ １次分割部
１ｂ ２次分割部
２ 抵抗層
３ 第１の保護層
４ レジスト層
５ 電極層
６ トリミング跡
７ 第２の保護層
８ 再上面電極層
９ 端面電極
１０ 端面電極
１１ 銅めっき層
１２ ニッケルめっき層
１３ スズめっき層
２０ 短冊基板
２１ 基板
３０ チップ抵抗器

Claims (1)

1. シート基板を分割して複数のチップ抵抗器を得るチップ抵抗器の製造方法であって、前記シート基板は複数の１次分割部と、前記複数の１次分割部に交わる複数の２次分割部とで分割されるものであり、
   前記シート基板上に抵抗体ペーストを印刷して抵抗層を形成する工程と、
   前記抵抗層上であって前記複数の１次分割部において隣接する１次分割部間に第１の保護層を形成し、前記第１の保護層と接しない部分に前記複数の１次分割部を跨ぐようにレジスト層を形成する工程と、
   前記抵抗層における前記第１の保護層と前記レジスト層に被覆されていない部分にめっきによる電極層を形成する工程と、
   前記シート基板を前記複数の１次分割部と前記複数の２次分割部とで分割する工程とを備え、
   前記第１の保護層と前記レジスト層をガラスを主成分とする同一材料で構成し、かつ同時
   に焼成して形成するようにし、
   前記レジスト層の上面における、前記１次分割部と前記レジスト層の端部との間に、樹脂またはガラスを主成分とする絶縁材料で構成された他のレジスト層を形成した、
   チップ抵抗器の製造方法。
   

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