JP4741355B2 - チップ型電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、チップ型電子部品に関するものであり、特に、チップ型抵抗器のように分割用の溝を形成した大判基板を分割してチップ基板を形成し、このチップ基板からなるチップ型電子部品に関するものである。

従来、チップ型抵抗器などのようにセラミックス製のチップ基板からなるチップ型電子部品では、セラミックス製の大判基板にあらかじめ格子状に分割用の溝を形成しておき、この大判基板に電極及び抵抗体などの所要の構造を形成した後に分割用の溝に沿って分割することにより個々のチップ基板を形成し、このチップ基板を基体としてチップ型電子部品を形成している。

ここで、図６を用いて、チップ型電子部品の一形態であるチップ型抵抗器の製造工程を簡単に説明すると、図６（ａ）に示すように、セラミックス製の大判基板100には、互いに平行な複数の第１溝110と、この第１溝110と直交する複数の第２溝120とを設けて矩形状のチップ基板領域130を形成している。

次いで、セラミックス製の大判基板100には、図６(b)に示すように、第１溝110を跨いで電極ペーストを塗布し、この電極ペーストを焼結させて電極140を形成している。この電極140は第１溝110を跨いで形成していることによって、第１溝110内には電極用金属が充填されている。

このように第１溝110を跨いで電極140の形成することにより、チップ基板領域130には第１溝110に沿った側縁にそれぞれ電極140,140が配置された状態とし、図６(ｃ)に示すように、この電極140,140間に抵抗体ペーストを塗布して焼結させることにより抵抗体150を形成している。

次いで、図６（ｄ）に示すように抵抗体150の上面にはガラスペーストを印刷して焼結させることにより第１保護ガラス層160を形成し、その後、図６（ｅ）に示すように抵抗体150にレーザートリミングによってトリミング溝170を形成しながら抵抗値調整を行っている。

抵抗値調整後、図６（ｆ）に示すように抵抗体150の上面にはガラスペーストを印刷して焼結させることによりオーバーコート層180を形成している。

オーバーコート層180の形成後、第１溝110に沿って大判基板100を分割することにより、図６（ｇ）に示すようにチップ基板300が一列に連なったバー状基板200を形成し、第１溝110での分割にともなって露出したバー状基板200の露出面に電極ペーストを塗布して焼結させることにより側面電極210を形成し、その後、第２溝120に沿ってバー状基板200を分割して個々のチップ基板300としている（例えば、特許文献１参照。）。

このチップ基板300は、さらにめっき処理されることによって側面電極210部分に半田被膜を形成して、製品としてのチップ型抵抗器としている。
特開２００１−１１８７０５号公報

しかしながら、昨今、チップ型電子部品のさらなる小型化の要求にともなって大判基板の基板厚みがますます薄くなると、大判基板に設けた第１溝及び第２溝での大判基板の分割を行った際に、分割端面がきれいな平面状の分断面となりにくい傾向が顕在化していた。

特に、大判基板をバー状基板に分割する第１溝での分割の際には、第１溝を跨いで形成した電極によって第１溝に電極用金属が充填されているので、この第１溝に充填された電極用金属が分割を阻害するように作用して、第１溝での大判基板の分断面の形状がさらに歪となって、不良を発生させるおそれがあった。

具体的には、図７に示すように、大判基板100の上面に形成した上面第１溝110aと、大判基板の下面に形成した下面第１溝110bとの間で大判基板100を分割する際に、上面第１溝110aを基点として形成されたき裂が下面第１溝110bから外れた位置に達することにより、分断面が平坦面状とならない場合があった。図７中、140aは上面第１溝110aを跨いで大判基板100の上面に設けた上面電極であり、140bは下面第１溝110bを跨いで大判基板100の下面に設けた下面電極である。

特に、図７の右側の基板のように、大判基板100の下面側において下面第１溝110bを含む突出片400が形成されている場合には、この突出片400部分において下面電極140bのハガレが生じやすく、下面電極140bのハガレが生じることにより不良を生じさせることとなっていた。

また、下面電極140bのハガレが生じないまでも、下面電極140bと基板との密着性が低下しやすいため、実装基板に実装した後に下面電極140bが基板から剥がれることにより、不良を生じさせるおそれがあった。

一方、図７の左側の基板のように、前記した突出片400の形成にともなって逆に後退状となった後退縁500では、大判基板100が正常に分割された場合に形成される分断面よりも大きく後退しているために、この分断面に側面電極となる電極ペーストを塗布して側面電極を形成した場合に、十分な接触面積が得られないことによって突入電流などによって断線を生じるおそれがあった。

さらには、後退縁500における下面電極140bに欠損が生じていた場合には、電極ペーストが後退縁500に届かないことによって下面電極140bと側面電極とが非導通となるおそれもあった。

本発明者はこのような現状に鑑み、大判基板を分割した際に形成される分断面ができるだけ平坦状となるようにして、チップ基板の上面及び下面に設けた電極と側面電極とを確実に導通させることができるようにすべく研究開発を行って、本発明を成すに至ったものである。

本発明のチップ型電子部品では、互いに平行な複数の第１の溝と、この第１の溝と直交する複数の第２の溝とを設けて矩形状のチップ基板領域を形成するとともに、このチップ基板領域内における前記第１の溝に沿った側縁にそれぞれ電極を形成した大判基板を、前記第１の溝及び前記第２の溝に沿って分割して形成したチップ基板からなるチップ型電子部品において、前記大判基板には、その上面及び下面に前記第１の溝から離隔させて前記電極をそれぞれ形成するとともに、これら電極が形成される前記大判基板の電極形成領域には段差をそれぞれ設け、前記チップ基板の両側に薄肉部を設け、かつ、前記段差は第１の溝に沿って窪ませた溝からなり、前記大判基板には、その上面及び下面に前記溝の一部部分から離隔させて前記電極をそれぞれ形成する。

さらに、第１の溝は大判基板にレーザー光を照射して形成し、第１の溝のエッジを上方
に向けて先鋭状に突出させたことにも特徴を有するものである。
また、第１の溝に沿って鉢状の溝が形成されることを特徴とするものである。

請求項１記載の発明では、互いに平行な複数の第１の溝と、この第１の溝と直交する複数の第２の溝とを設けて矩形状のチップ基板領域を形成するとともに、このチップ基板領域内における前記第１の溝に沿った側縁にそれぞれ電極を形成した大判基板を、前記第１の溝及び前記第２の溝に沿って分割して形成したチップ基板からなるチップ型電子部品において、前記大判基板には、その上面及び下面に前記第１の溝から離隔させて前記電極をそれぞれ形成するとともに、これら電極が形成される前記大判基板の電極形成領域には段差をそれぞれ設け、前記チップ基板の両側に薄肉部を設け、かつ、前記段差は第１の溝に沿って窪ませた溝からなり、前記大判基板には、その上面及び下面に前記溝の一部部分から離隔させて前記電極をそれぞれ形成することによって、第１の溝に電極用の金属が充填されることを防止でき、第１の溝による大判基板の確実な分割を行うことができる。

請求項２記載の発明では、請求項１記載のチップ型電子部品において、第１の溝は大判基板にレーザー光を照射して形成し、第１の溝のエッジを上方に向けて先鋭状に突出させたことによって、第１の溝に電極用の金属が充填されることを確実に防止できる。
請求項３記載の発明では、請求項２記載のチップ型電子部品において、第１の溝に沿って鉢状の溝が形成されることによって、第１の溝に沿って上方に向けて先鋭状に突出したエッジにより第１の溝に電極となる電極ペーストが充填されることを確実に防止できる。

本発明のチップ型電子部品は、大判のセラミックス基板からなる大判基板を分割して個々のチップ基板を形成し、このチップ基板を基体としているチップ型電子部品であって、大判基板にはチップ基板に分割するための互いに平行な複数の第１の溝と、この第１の溝と直交する複数の第２の溝とを設けて矩形状のチップ基板領域を設けている。

そして、チップ基板領域に電極を形成する際に、従来では第１の溝を跨いだ電極を形成していたのに対して、第１の溝から離隔させて、第１の溝を跨がずに電極を形成しているものである。

しかも、電極が形成される大判基板の電極形成領域にはあらかじめ段差を設けており、この段差の形成にともなって、チップ基板の両側には薄肉部を設けている。

このように、電極を第１の溝から離隔させて形成して、第１の溝に電極となる金属材料が充填されないようにすることによって、第１の溝部分で大判基板を分割する際に、分割が妨げられることを防止でき、平坦状となった分断面が形成されるように分割することができる。

さらに、電極が形成された大判基板の電極形成領域部分は、電極となる金属膜が被着されていることによって補強された状態となっている一方で、電極となる金属膜が被着されていない部分である第１の溝部分は補強構造がないことによって、第１の溝部分での分割時に第１の溝部分に構造的に応力を集中させやすくすることができるので、この応力の集中作用を利用して、第１の溝部分での分割を促すことができる。

また、大判基板の電極形成領域にはあらかじめ段差を設けていることによって、この段差部分で電極となる電極材料を保持しやすくすることができ、第１の溝に電極となる電極材料が流入することを防止できる。

そのうえ、大判基板の電極形成領域に段差を設けたことによりチップ基板の両側には薄肉部を形成することができるので、チップ基板の両側に側面電極を形成する場合に、この薄肉部において電極と側面電極との確実な接合を行わせることができ、導通不良が生じることを防止できる。

以下において、図面に基づいて本発明の実施形態を詳説する。なお、以下においては、
説明の便宜上、チップ型抵抗器をチップ型電子部品の一例として説明するが、チップ型抵抗器に限定するものではなく、チップ型抵抗器と同様の電極を形成するチップ型電子部品に対して適用することができる。

図１は本実施形態のチップ型抵抗器の製造工程を示した製造工程説明図である。本実施形態のチップ型抵抗器は、セラミックス製の大判基板Ｐを分割して形成した個々のチップ基板を基体としているものであって、大判基板Ｐには、図１（ａ）に示すように、互いに平行な複数の第１溝11と、この第１溝11と直交する互いに平行な複数の第２溝12とを設けて平面視矩形状のチップ基板領域13を形成している
なお、大判基板Ｐには、図２に示すように、上面に設けた第１溝11に対応させて下面にも第１溝11を設けており、図示しないが、上面に設けた第２溝12に対応させて下面にも第２溝12を設けている。

さらに、大判基板Ｐには、第１溝11に沿って凹状に窪ませた凹状溝21によって、図２に拡大して示すように段差22を形成している。第１溝11は、凹状溝21の底部中央に設けている。凹状溝21は、大判基板Ｐの上面だけでなく、大判基板Ｐの下面にも設けている。

段差22は、大判基板Ｐに所定幅の凹状溝21を刻設することによって形成してもよいし、凹状溝21以外の領域にセラミックスグリーンシートを貼り付けて焼成したり、ガラスペーストをスクリーン印刷後に焼結させたりして膨出させて形成してもよいし、あるいは、大判基板Ｐとなるセラミックスグリーンシートの焼成前に、このセラミックスグリーンシートを押圧成型することにより所定位置に凹状溝21となる溝を設けておくことにより形成してもよい。本実施形態では、大判基板Ｐに形成される第１溝11の形成仮想線（図示せず）に沿って大判基板Ｐを研削して凹状溝21を形成し、この凹状溝21の底部にレーザー照射を行って第１溝11を形成している。第２溝12も、第１溝11と同様にレーザー照射を行って形成している。

このように第１溝11、第２溝12、及び凹状溝21を設けた大判基板Ｐの上面には、スクリーン印刷によって電極ペーストを所定位置に印刷し、印刷された電極ペーストを焼結させて、図１（ｂ）に示すように、各チップ基板領域13に上面第１電極14aと上面第２電極14bを形成している。

特に、上面第１電極14a及び上面第２電極14bとなる電極ペーストをスクリーン印刷する場合には、第１溝11から離隔させて電極ペーストを印刷することにより、図２に示すように、上面第１電極14a及び上面第２電極14bはそれぞれ第１溝11から離隔させて形成し、第１溝11に電極ペーストが充填されないようにしている。

同様に、大判基板Ｐの下面にもスクリーン印刷によって電極ペーストを所定位置に印刷して、図２に示すように、印刷された電極ペーストを焼結させて下面第１電極14c及び下面第２電極14dを形成している。

各電極14a,14b,14c,14dの形成後、各チップ基板領域13中の上面第１電極14aと上面第２電極14bとの間には、スクリーン印刷によって抵抗体ペーストを所定幅で印刷し、印刷された抵抗体ペーストを焼結させて、図１（ｃ）に示すように、各チップ基板領域13に抵抗体15を形成している。

抵抗体15の形成後、各チップ基板領域13中の抵抗体15の上面には、スクリーン印刷によってガラスペーストを所定形状に印刷し、印刷されたガラスペーストを焼結させて、図１（ｄ）に示すように、各チップ基板領域13に抵抗体15を被覆した保護ガラス層16を形成している。

保護ガラス層16の形成後、図示しないプローブをそれぞれ上面第１電極14a及び上面第２電極14bに当接させて、抵抗体15の電流値または電圧値を計測しながら抵抗体15をレーザートリミングして、抵抗体15の抵抗値調整を行っている。図１（ｅ）中、17はレーザートリミングによって抵抗体15に刻まれたトリミング溝である。

トリミング溝17の形成による抵抗値調整後、保護ガラス層16の上面には、ガラスペーストを再度塗布して焼結させることにより、図１（ｆ）に示すようにオーバーコート層18を形成している。本実施形態では、オーバーコート層18をガラス層としているが、樹脂ペーストをスクリーン印刷して形成した樹脂層としてもよい。

オーバーコート層18の形成後、大判基板Ｐを第１溝11に沿って分割することにより、図１（ｇ）に示すようにチップ基板30が一列に連なったバー状基板20を形成している。

第１溝11に沿って大判基板Ｐを分割する際には、第１溝11に各電極14a,14b,14c,14dを構成している金属材料が充填されていないことによって、金属材料で分割が妨げられることを防止でき、図３に示すように平坦状となった分断面23が形成されるように分割することができる。

特に、各電極14a,14b,14c,14dが形成された大判基板Ｐの電極形成領域部分は、各電極14a,14b,14c,14dとなる金属膜が被着されていることによって補強された状態となっている一方で、第１溝11部分は補強構造がないことによって、第１溝11での分割時において第１溝11に構造的に応力を集中させやすくすることができるので、この応力の集中作用を利用して、第１溝11での分割を促すことができる。

また、大判基板Ｐの電極形成領域には凹状溝21の形成にともなって段差22を設けていることにより、この段差22部分において各電極14a,14b,14c,14dとなる電極ペーストを保持しやすくすることができ、第１溝11に電極ペーストが流入することを防止できる
大判基板Ｐからバー状基板20に分割した後、第１溝11での分割にともなって露出した分断面23部分に電極ペーストを塗布して焼結させることにより、図４に示すように、上面第１電極14aと下面第１電極14cとを電気的に接続した第１側面電極24を形成するとともに、図示しないが、上面第２電極14bと下面第２電極14dとを電気的に接続した第２側面電極を形成している。

バー状基板20には、電極形成領域に設けた段差22によって薄肉部25が形成されていることにより、第１側面電極24及び第２側面電極となる電極ペーストの分断面23への塗布時に、この薄肉部25部分において上面第１電極14a及び下面第１電極14cと第１側面電極24、及び上面第２電極14b及び下面第２電極14dと第２側面電極とを確実に接合させることができ、接合不良に起因した導通不良が生じることを防止できる。

しかも、第１側面電極24及び第２側面電極となる電極ペーストがチップ基板に沿って伸延することを段差22で防止できるので、特に下面第１電極14bと下面第２電極14dとのショートが生じることを防止できる。

第１側面電極24及び第２側面電極の形成後、第２溝12に沿ってバー状基板20を分割して個々のチップ基板とし、めっき処理によって第１側面電極24及び第２側面電極にそれぞれニッケル被膜及び半田被膜を形成してチップ型抵抗器としている。

上記した実施形態では、図２に示すように凹状溝21は底面を平坦状に形成しているが、第１溝11及び第２溝12の形成に用いるレーザー照射のレーザー光の絞りを弱くして、径を
大きくしたレーザー光の照射によって、図５に示すように凹状溝21'を形成してもよい。

この場合、レーザー光の特性により、レーザー光の中心領域の方が周辺領域よりも大きくセラミックス基板を刻設することができ、断面形状がすり鉢状の凹状溝21'を形成することができる。

本実施形態では、第１溝11に沿ってレーザー光を２回走査させて凹状溝21'を形成しており、その後、凹状溝21'の中央部を絞りを強くしたレーザー光で走査して第１溝11を形成している。

このように、断面形状がすり鉢状の凹状溝21'に第１溝11を形成したことによって、第１溝11のエッジ26を上方に向けて先鋭状に突出させることができ、このエッジ26によって第１溝11に各電極14a,14b,14c,14dとなる電極ペーストが充填されることを確実に防止できる。

ここでは、凹状溝21'を断面すり鉢状に形成しているが、図２に示すように平坦状の底面を有する第２溝12でも照射するレーザー光の強度、及び絞り量を調整することにより第１溝11に比較的先鋭状としたエッジを形成することは可能である。

本発明の実施形態にかかるチップ型抵抗器の製造工程説明図である。 第１溝部分の大判基板の縦断面模式図である。 第１溝で分割された大判基板の縦断面模式図である。 第1側面電極が形成されたバー状基板端面を示した縦断面模式図である。 他の実施形態における第１溝部分の大判基板の縦断面模式図である。 従来のチップ型抵抗器の製造工程説明図である。 不良状態のバー状基板端面を示した縦断面模式図である。

符号の説明

Ｐ 大判基板
11 第１溝
12 第２溝
13 チップ基板領域
14a 上面第１電極
14b 上面第２電極
14c 下面第１電極
14d 下面第２電極
15 抵抗体
16 保護ガラス層
17 トリミング溝
18 オーバーコート層
20 バー状基板
21 凹状溝
21' 凹状溝
22 段差
23 分断面
24 第１側面電極
25 薄肉部
26 エッジ
30 チップ基板

Claims (3)

1. 互いに平行な複数の第１の溝と、この第１の溝と直交する複数の第２の溝とを設けて矩形状のチップ基板領域を形成するとともに、このチップ基板領域内における前記第１の溝に沿った側縁にそれぞれ電極を形成した大判基板を、前記第１の溝及び前記第２の溝に沿って分割して形成したチップ基板からなるチップ型電子部品において、
   前記大判基板には、その上面及び下面に前記第１の溝から離隔させて前記電極をそれぞれ形成するとともに、これら電極が形成される前記大判基板の電極形成領域には段差をそれぞれ設け、前記チップ基板の両側に薄肉部を設け、かつ、前記段差は第１の溝に沿って窪ませた溝からなり、前記大判基板には、その上面及び下面に前記溝の一部部分から離隔させて前記電極をそれぞれ形成することを特徴とするチップ型電子部品。
2. 前記第１の溝は前記大判基板にレーザー光を照射して形成し、前記第１の溝のエッジを上方に向けて先鋭状に突出させたことを特徴とする請求項１記載のチップ型電子部品。
3. 前記第１の溝に沿って鉢状の溝が形成されることを特徴とする請求項２記載のチップ型電子部品。

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