JP5135745B2 - チップ部品およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はチップ部品、特に微小のジャンパーチップ部品およびその製造方法に関するものである。

以下、従来のチップ部品の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図７（ａ）〜（ｃ）および図８（ａ）〜（ｅ）は従来のチップ部品の一例であるジャンパーチップ部品の製造工程図を示したもので、この図７（ａ）〜（ｃ）および図８（ａ）〜（ｅ）に基づいて、その製造方法を以下に説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、１次分割ライン１と２次分割ライン２を有し、かつ純度９６％のアルミナからなるシート状の絶縁基板３の上面に、複数の上面電極４をスクリーン印刷工法で、１次分割ライン１を跨ぐように形成する。

次に、図７（ｂ）に示すように、１次分割ライン１と２次分割ライン２で囲まれた個片領域内、複数の上面電極４に電気的に接続されるように複数の導体５を複数の上面電極４に重ねて形成する。

次に、図７（ｃ）に示すように、複数の導体５の全面を覆うようにスクリーン印刷工法により樹脂保護層６を形成する。

次に、図８（ａ）に示すように、複数の上面電極４を切断するようにシート状の絶縁基板３を１次分割ライン１に沿ってダイシングで切断することにより、図８（ｂ）に示すような短冊状の基板７を得る。

次に、図８（ｃ）に示すように、短冊状の基板７の端面に上面電極４と電気的に接続されるようにスパッタ等を用いて端面電極８を形成する。

最後に、図８（ｄ）に示すように、２次分割ライン２に沿って短冊状の基板７を分割することにより個片状の基板９を形成し、その後、図８（ｅ）に示すようにバレルめっき法を用いて端面電極８の表面にニッケルめっき層（図示せず）と錫めっき層１０を形成することによって、従来のチップ部品を製造していた。

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２００５−７８８７４号公報

上記した従来のチップ部品の製造方法においては、上面電極４を構成する材料と導体５を構成する材料が異なる場合、両者の重なり部分において合金化反応を起こして導体５の抵抗値が上昇するもので、特に低い抵抗値が要求されるジャンパーチップ部品においては特性が不安定になるものであった。特に、上面電極４はダイシング時のバリ発生を抑制する目的で金系の材料を用いて薄く印刷形成しており、また導体５は抵抗値の低い銀系の材料で構成することが多く、この場合、金系の上面電極４と銀系の導体５の重なり部分においては合金化反応が促進され、そしてこの合金化した部分で抵抗値が上昇するものである。この場合、従来のチップ部品は、導体５の全面が樹脂保護層６で覆われているため、めっき層を上面電極４に形成する場合、めっき層は抵抗値が上昇している合金化された部分に形成されることになり、その結果、安定した低い抵抗値を有するチップ部品が得られないという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、上面電極と導体の合金化反応による抵抗値の上昇の影響を受けることなく、微小サイズで安定した低い抵抗値が得られるチップ部品およびそ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、絶縁基板の上面の四隅に印刷および焼成により形成された金を主成分とする上面電極と、この上面電極に電気的に接続されるように印刷および焼成により形成された銀を主成分とする導体と、前記導体における上面電極と重ならない部分を露出させるようにこの導体の一部のみを覆う保護膜と、前記上面電極と電気的に接続されるように前記絶縁基板の裏面および端面にスパッタにより形成された端面電極と、前記上面電極と前記導体および前記端面電極に電気的に接続されるようにスパッタにより形成された補助上面電極と、前記端面電極および補助上面電極に電気的に接続されるように形成されためっき層とを備えたもので、この構成によれば、前記保護膜が前記導体の一部のみを覆う構成とすることにより、前記導体における上面電極と重ならない部分を露出させるように構成しているため、上面電極と電気的に接続される導体は上面電極と重ならない部分が保護膜から大きくはみ出すことになり、そしてこの保護膜からはみ出した導体部分は上面電極と合金化されていないため、上面電極と導体の重なる部分が合金化して抵抗値が上昇した場合でも、上面電極と重ならずに合金化されていない導体にめっき層を直接電気的に接続されるように形成することができ、これにより、安定した低い抵抗値を有するチップ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、前記保護膜はガラスであるもので、この構成によれば、保護膜をガラスで形成しているため、保護膜を樹脂で形成した場合に生じる樹脂のブリーディング（滲み出し）がなくなり、これにより、導体と補助上面電極および／またはめっき層との間にブリーディング膜が介在することがなくなるため、安定した低い抵抗値を有するチップ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３に記載の発明は、１次分割ラインと２次分割ラインを有するシート状の絶縁基板の上面に複数の上面電極を前記１次分割ラインと２次分割ラインの交点を跨ぐように印刷および焼成により形成する工程と、前記複数の上面電極と電気的に接続されるように前記１次分割ラインと２次分割ラインで囲まれた複数の個片領域内に印刷および焼成により導体を形成する工程と、前記導体を覆うように保護膜を形成する工程と、前記シート状の絶縁基板を前記１次分割ラインに沿って１次ダイシングする工程と、前記シート状の絶縁基板の裏面と前記１次ダイシングによって得られた端面に前記複数の上面電極と導体に電気的に接続されるように端面電極をスパッタにより形成する工程と、前記上面電極と導体および端面電極に電気的に接続されるように補助上面電極をスパッタで形成する工程と、前記２次分割ラインに沿って絶縁基板を分割し個片状の基板を得る工程と、前記個片状の基板の両端面に前記端面電極と補助上面電極の全面を覆うようにめっき層を形成する工程とを備え、前記導体を覆うように保護膜を形成する工程において、前記保護膜が前記導体の一部のみを覆う構成とすることにより、前記導体における上面電極と重ならない部分を露出させるようにしたもので、この製造方法によれば、導体を覆うように保護膜を形成する工程において、前記保護膜が導体の一部のみを覆う構成とすることにより、前記導体における上面電極と重ならない部分を露出させるように構成しているため、上面電極と電気的に接続される導体は上面電極と重ならない部分が保護膜から大きくはみ出すことになり、そしてこの保護膜からはみ出した導体部分は上面電極と合金化されていないため、上面電極と導体の重なる部分が合金化して抵抗値が上昇した場合でも、上面電極と重ならずに合金化されていない導体にめっき層を補助上面電極を介して直接電気的に接続されるように形成することができ、これにより、安定した低い抵抗値を有するチップ部品が得られる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部品は、導体を覆う保護膜が導体の一部のみを覆う構成とすることにより、前記導体における上面電極と重ならない部分を露出させるように構成しているため、上面電極と電気的に接続される導体は上面電極と重ならない部分が保護膜から大きくはみ出すことになり、そしてこの保護膜からはみ出した導体部分は上面電極と合金化されていないため、上面電極と導体の重なる部分が合金化して抵抗値が上昇した場合でも、上面電極と重ならずに合金化されていない導体にめっき層を直接電気的に接続されるように形成することができ、これにより、安定した低い抵抗値を有するチップ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部品の製造方法について、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部品の一例であるジャンパーチップ部品の断面図、図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｃ）は同ジャンパーチップ部品の製造方法を示す製造工程図である。

図１において、１１は純度９６％のアルミナからなる矩形状の絶縁基板、１２は絶縁基板１１の上面の両端部に設けられた金を主成分とする上面電極、１３は上面電極１２と電気的に接続されるように設けられた銀を主成分とする導体、１４は導体１３の一部を覆うように設けられた保護層である。１５は絶縁基板１１の裏面から端面にかけて設けられ、かつ前記上面電極１２と電気的に接続される端面電極、１６は前記上面電極１２と導体１３および端面電極１５に電気的に接続されるように形成された補助上面電極である。１７は前記端面電極１５と補助上面電極１６の上に形成されたニッケルめっき層、１８はニッケルめっき層１７の上に形成された錫めっき層である。

次に、図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｃ）を用いて、本発明の一実施の形態におけるジャンパーチップ部品の製造方法を説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、１次分割ライン１１ａと２次分割ライン１１ｂを有する純度９６％のアルミナ等からなるシート状の絶縁基板１１ｃを用意し、そしてこのシート状の絶縁基板１１ｃの上面に、金レジネート等の金を主成分とする材料からなる複数の上面電極１２を、１次分割ライン１１ａと２次分割ライン１１ｂの交点を跨ぐように升目状にスクリーン印刷し、ピーク温度８５０℃の焼成プロファイルで焼成する。なお、上面電極１２を金レジネートを用いて形成すると薄く印刷することができるため、後述する１次ダイシングで上面電極１２を切断する際にもバリが発生し難いものである。また、１次分割ライン１１ａと２次分割ライン１１ｂはスリット状の分割溝としてあらかじめシート状の絶縁基板１１ｃの上面および／または裏面に形成しておいてもよいものであるが、製造する部品が小型化して１次分割ライン１１ａと２次分割ライン１１ｂで囲まれる領域（以下、個片領域とする）が狭くなると、スリット状の分割溝をあらかじめ設けておくことはシート状の絶縁基板１１ｃの強度低下を招いてものづくりが困難になるため、通常は１次分割ライン１１ａと２次分割ライン１１ｂにあらかじめスリット状の分割溝は設けないものである。

次に、図２（ｂ）に示すように、シート状の絶縁基板１１ｃの上面に、１次分割ライン１１ａと２次分割ライン１１ｂで囲まれた複数の個片領域内に上面電極１２と電気的に接続されるように、銀パラジウム合金等の銀を主成分とする導電性ペーストからなる導体１３を形成し、ピーク温度８５０℃の焼成プロファイルで焼成する。この場合、前記上面電極１２は、前述したように１次分割ライン１１ａと２次分割ライン１１ｂで囲まれた複数の個片領域内の四隅に形成しているため、導体１３の印刷位置が１次分割ライン１１ａの方向にずれた場合でも、導体１３はいずれか一対の上面電極１２と確実に接続されることになり、導通不良は生じないものである。

次に、図２（ｃ）に示すように、複数の導体１３の一部のみを覆うように１次分割ライン１１ａと平行に複数の保護膜１４を形成する。ここで保護膜１４を樹脂で形成すると、樹脂のブリーディング膜が形成されて導体１３と後述するめっき層との接合が不安定になるため、保護膜１４はガラスで形成するのが好ましい。また保護膜１４は、導体１３における露出部分をできるだけ広く確保するために、上面電極１２と導体１３の重なり部分を覆わないように図２（ｃ）に示すように幅を狭くして形成しているものである。

次に、図３（ａ）に示すように、１次分割ライン１１ａに沿ってシート状の絶縁基板１１ｃをダイシングすることにより、図３（ｂ）に示すような短冊状の基板１１ｄを得る。このダイシング時においては、１次分割ライン１１ａの上には金を主成分とする上面電極１２のみが薄く形成されているだけであるため、ダイシング時のバリは発生し難いものである。

次に、図３（ｃ）に示すように、短冊状の基板１１ｄの裏面側からニッケルクロム合金等よりなるスパッタを施すことにより、短冊状の基板１１ｄの裏面（図示せず）と端面に上面電極１２と電気的に接続される端面電極１５を形成する。なお、この端面電極１５はニッケルクロム合金のスパッタ膜に限定されるものではなく他の材料で形成してもよいもので、例えばクロムからなる第１層と銅ニッケル合金からなる第２層の２層構造で形成してもよく、あるいは短冊状の基板１１ｄの裏面と端面に導電性ペーストを塗布して形成してもよいものである。また、この端面電極１５は、短冊状の基板１１ｄの裏面中央部を覆うようにメタルマスクを設置し、そしてこの設置状態で形成することにより所望の形状を得ることができるが、シート状の絶縁基板１１ｃを１次分割ライン１１ａに沿って１次ダイシングで分割する際に、１次ダイシングのスリットをシート状の絶縁基板１１ｃの端部まで貫通させないようにし、そしてこの１次ダイシングのスリットが形成された状態のシート状の絶縁基板１１ｃの裏面にメタルマスクを配置して裏面からスパッタを施すようにすれば、複数の短冊状の基板１１ｄについて端面電極１５の形成を同時に行うことができるものである。

次に、図４（ａ）に示すように、短冊状の基板１１ｄの上面からニッケルクロム合金等からなるスパッタを施すことにより、短冊状の基板１１ｄの上面と端面に上面電極１２と導体１３および端面電極１５に電気的に接続される補助上面電極１６を形成する。なお、この補助上面電極１６は、短冊状の基板１１ｄの上面中央部（保護膜１４の形成部分）を覆うようにメタルマスクを設置することによって所望の形状を得ることができるが、シート状の絶縁基板１１ｃを１次分割ライン１１ａに沿って１次ダイシングで分割する際に、１次ダイシングのスリットをシート状の絶縁基板１１ｃの端部まで貫通させないようにし、そしてこの１次ダイシングのスリットが形成された状態のシート状の絶縁基板１１ｃの上面にメタルマスクを配置して上面からスパッタを施すようにすれば、複数の短冊状の基板１１ｄについて補助上面電極１６の形成を同時に行うことができるものである。また、図４（ａ）においては、補助上面電極１６が上面電極１２と導体１３を完全に覆うとともに、保護膜１４の一部を覆うように形成されているが、保護膜１４を覆わずに導体１３の一部を露出させるようにしてもよいものである。

次に、短冊状の基板１１ｄを図４（ａ）に示す２次分割ライン１１ｂに沿って分割することにより、図４（ｂ）に示すような個片状の基板１１ｅを得る。

最後に、図４（ｃ）に示すように、個片状の基板１１ｅにおける端面電極１５および補助上面電極１６の露出部分に、ニッケルめっき層１７（図示せず）と錫めっき層１８からなるめっき層を形成して、本発明の一実施の形態におけるジャンパーチップ部品を製造するものである。

上記した本発明の一実施の形態におけるチップ部品の製造方法によって製造されたジャンパーチップ部品は、保護膜１４が導体１３の一部のみを覆う構成とすることにより、導体１３における上面電極１２と重ならない部分を露出させるように構成しているため、上面電極１２と電気的に接続される導体１３は上面電極１２と重ならない部分が保護膜１４から大きくはみ出すことになり、そしてこの保護膜１４からはみ出した導体１３の部分は上面電極１２と合金化されていないため、上面電極１２と導体１３の重なる部分が合金化して抵抗値が上昇した場合でも、上面電極１２と重ならずに合金化されていない導体１３にめっき層１４を補助上面電極１６を介して直接電気的に接続されるように形成することができ、これにより、安定した低い抵抗値を有するチップ部品を提供することができるという効果が得られるものである。また、保護膜１４をガラスで形成しているため、保護膜１４を樹脂で形成した場合に生じる樹脂のブリーディング（滲み出し）がなくなり、これにより、導体１３と補助上面電極１６および／またはニッケルめっき層１７との間にブリーディング膜が介在することがなくなるため、特にジャンパーチップ部品に要求される低い抵抗値が安定して得られるものである。

図５は、従来のチップ部品の一例であるジャンパーチップ部品と本発明の一実施の形態におけるチップ部品の一例であるジャンパーチップ部品の特性を比較した図を示したもので、この図５において、横軸は初期抵抗値、縦軸は１００サイクルの熱衝撃試験を実施した後の抵抗値変化率を示す。上面電極１２を絶縁基板１１の上面の四隅に配置するとともに、保護膜１４にガラスを用いてなる〇印で示された本発明の一実施の形態におけるチップ部品は、初期抵抗値が３０ｍΩ付近で安定して低く、かつ熱衝撃試験後の抵抗値変化率も１０％以下と低いもので、ジャンパーチップ部品に要求される低い抵抗値が安定して得られる特性を十分に満足しているものである。一方、上面電極を絶縁基板の上面の両端部に配置するとともに、保護膜に樹脂を用いてなる□印で示された従来例１と、上面電極を絶縁基板の上面の両端部に配置するとともに、保護膜にガラスを用いてなる△印で示された従来例２においては、初期抵抗値が４０〜１００ｍΩと高く、特に従来例１では保護膜に樹脂を用いているため、図６に示すような樹脂のブリーディング膜１９が形成されて導体１３と補助上面電極１６との間の導通が不安定になり、これにより、抵抗値変化率が大きくなるものである。特に、ブリーディング膜１９が緻密に形成されてしまうと、導体１３と錫めっき層１８との間の導電経路が必ず上面電極１２を通ることになり、この場合、上面電極１２は抵抗値の高い金レジネートで形成されているため、その影響により抵抗値が高くなってしまうものである。

なお、上記本発明の一実施の形態においては、チップ部品の一例としてジャンパーチップ部品を例に説明したが、特に、このジャンパーチップ部品に限定されるものではなく、導体１３をレーザートリミング等で切削して抵抗値を調整することにより、低い抵抗値を有する高精度のチップ抵抗器に適用することもできるものである。

本発明に係るチップ部品およびその製造方法は、上面電極と導体の重なる部分が合金化して抵抗値が上昇した場合でも、上面電極と重ならずに合金化されていない導体にめっき層を直接電気的に接続されるように形成することができるため、安定した低い抵抗値が得られるという効果を有するものであり、特に微小サイズのジャンパーチップ部品の製造方法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部品の一例であるジャンパーチップ部品の断面図 （ａ）〜（ｃ）同ジャンパーチップ部品の製造方法を示す製造工程図 （ａ）〜（ｃ）同ジャンパーチップ部品の製造方法を示す製造工程図 （ａ）〜（ｃ）同ジャンパーチップ部品の製造方法を示す製造工程図 従来のチップ部品の一例であるジャンパーチップ部品と本発明の一実施の形態におけるチップ部品の一例であるジャンパーチップ部品の特性を比較した図 本発明の一実施の形態におけるチップ部品の一例であるジャンパーチップ部品の保護膜がブリーディングを起こした場合の断面図 （ａ）〜（ｃ）従来のチップ部品の一例であるジャンパーチップ部品の製造方法を示す製造工程図 （ａ）〜（ｅ）同ジャンパーチップ部品の製造方法を示す製造工程図

符号の説明

１１ 絶縁基板
１１ａ １次分割ライン
１１ｂ ２次分割ライン
１１ｃ シート状の絶縁基板
１１ｄ 短冊状の基板
１１ｅ 個片状の基板
１２ 上面電極
１３ 導体
１４ 保護膜
１５ 端面電極
１６ 補助上面電極
１７ ニッケルめっき層
１８ 錫めっき層

Claims (3)

1. 絶縁基板の上面の四隅に印刷および焼成により形成された金を主成分とする上面電極と、この上面電極に電気的に接続されるように印刷および焼成により形成された銀を主成分とする導体と、前記導体における上面電極と重ならない部分を露出させるようにこの導体の一部のみを覆う保護膜と、前記上面電極と電気的に接続されるように前記絶縁基板の裏面および端面にスパッタにより形成された端面電極と、前記上面電極と前記導体および前記端面電極に電気的に接続されるようにスパッタにより形成された補助上面電極と、前記端面電極および補助上面電極に電気的に接続されるように形成されためっき層とを備えたチップ部品。
2. 前記保護膜はガラスである請求項１記載のチップ部品。
3. １次分割ラインと２次分割ラインを有するシート状の絶縁基板の上面に複数の上面電極を前記１次分割ラインと２次分割ラインの交点を跨ぐように印刷および焼成により形成する工程と、前記複数の上面電極と電気的に接続されるように前記１次分割ラインと２次分割ラインで囲まれた複数の個片領域内に印刷および焼成により導体を形成する工程と、前記導体を覆うように保護膜を形成する工程と、前記シート状の絶縁基板を前記１次分割ラインに沿って１次ダイシングする工程と、前記シート状の絶縁基板の裏面と前記１次ダイシングによって得られた端面に前記複数の上面電極と導体に電気的に接続されるように端面電極をスパッタにより形成する工程と、前記上面電極と導体および端面電極に電気的に接続されるように補助上面電極をスパッタで形成する工程と、前記２次分割ラインに沿って絶縁基板を分割し個片状の基板を得る工程と、前記個片状の基板の両端面に前記端面電極と補助上面電極の全面を覆うようにめっき層を形成する工程とを備え、前記導体を覆うように保護膜を形成する工程において、前記保護膜が前記導体の一部のみを覆う構成とすることにより、前記導体における上面電極と重ならない部分を露出させるように構成したチップ部品の製造方法。

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