JP2718232B2 - 角板型薄膜チップ抵抗器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は角板型薄膜チップ抵抗器の製造方法に関する
ものである。

従来の技術 近年、電子機器の「軽薄短小」化に対する要求がます
ます増大していく中、回路基板の抵抗素子には実装密度
を高めるため、小形で面実装できる角板型チップ抵抗器
が多く用いられるようになってきている。また、近年は
部品の高精度化，低雑音化が進み、角板型チップ抵抗器
も厚膜タイプから高精度で低雑音の薄膜タイプの需要が
延びつつある。

従来の小型の角板型薄膜チップ抵抗器の製造方法の一
例（進工業（株）DATABOOKより引用）を第６図に示す。

まず、従来の製造工程は高純度のアルミナ基板などか
らなる、耐熱性の絶縁基板21を受け入れる基板受け入れ
工程Ａをスタートとし、つぎに、前記絶縁基板21上にNi
−Cr等の薄膜抵抗体22を形成するスパッタ工程Ｂを経
て、前記薄膜抵抗体22を抵抗パターン23に整形するエッ
チング工程Ｃを行い、工程パターン23を安定な膜にする
ために、窒素中などで350℃〜400℃の温度の雰囲気熱処
理工程Ｄを行う。その後、抵抗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法等により、
抵抗パターンにトリミング溝24を形成する抵抗値修正工
程Ｅを行う。さらに、抵抗パターン23を保護するため
に、熱硬化性の樹脂膜25を形成する保護コート形成工程
Ｆを行う。次に、絶縁基板21を分割し、端面電極層26を
形成するための準備工程として、絶縁基板21に分割のた
めの溝27を形成するスクライブ工程Ｇと、絶縁基板21を
短冊状基板21′に分割する、１次基板分割工程Ｈを行
い、その短冊状基板21′の端面にスパッタ等を用い、端
面電極層26を形成する端面電極形成工程Ｉを行う。そし
て、露出している抵抗パターンおよび、端面電極面にメ
ッキ層27を施すための準備工程として、短冊状基板21′
を個片状基板21″に分割する２次基板分割工程Ｊを行
い、露出している抵抗パターンおよび、端面電極層の半
田付け時の喰われの防止、半田付け性の信頼性の確保の
ために電極メッキ層27を形成する電極メッキ工程Ｋを行
い、角板型薄膜チップ抵抗器が完成する。

発明が解決しようとする課題 しかし、この工程による角板型薄膜チップ抵抗器は次
に示すような課題を有していた。

（１） スパッタにより抵抗膜を形成しているので、連
続処理が難しく、量産するためには多くのスパッタ装置
が必要となり、厚膜チップ抵抗器と比べ約２倍のコスト
高になる。

（２） 抵抗膜の熱処理が350℃〜400℃であるので約50
0℃以上の熱処理を必要とする、ガラスの保護コートを
使用できないので、樹脂の保護コートを用いらざるをえ
ない。このため、耐熱性が厚膜のチップ抵抗器と比べ劣
る。

（３） 厚膜角板型チップ抵抗器によく用いられている
分割溝入り基板は、特有の分割溝間の基板のうねりが存
在し薄膜の形成が困難であるために、従来の角板型薄膜
チップ抵抗器は、うねりの少ない分割溝無しの基板にレ
ーザースクライブによって、分割のための溝を形成して
いる。しかし、レーザースクライブは、チップ抵抗器の
美観を損なうばかりでなく、レーザーの熱的衝撃による
基板のマイクロクラックが生じやすく、絶縁の劣化の原
因になりかねない。

（４） 端面電極はスパッタにより形成しているので、
電極の密着強度が、厚膜銀電極を塗布・焼成した従来の
厚膜のチップ抵抗器の端面電極の強度に比べ弱い。これ
に対し従来の角板型薄膜チップ抵抗器では、端面電極と
して低温焼成の厚膜端面電極を薄膜抵抗体の上に重なる
ように塗布・焼成する工法が検討されてきているが厚膜
端面電極焼成時に薄膜抵抗体が喰われるという問題があ
り、実現は出来なかった。

本発明はこのような課題を一挙に解決するもので、安
価で、ガラスコートを用いたことによる耐熱性が良好
で、基板の絶縁性に優れ、半田付け時の電極強度の強い
角板型薄膜チップ抵抗器を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の角板型薄膜チップ
抵抗器の製造方法は、耐熱性絶縁基板に一対の上面部電
極を形成するために化学的に安定な導電材を印刷し焼成
する工程と、少なくとも前記一対の上面部電極間の前記
耐熱性絶縁基板の表面を平滑化するために前記上面部電
極間長以下の長さのパターンを用いてアンダーコートガ
ラスを印刷し焼成する工程と、前記アンダーコートガラ
スと前記上面部電極との一部に重なる薄膜抵抗体を形成
するために金属有機物からなる抵抗材料を印刷し焼成す
る工程と、前記抵抗体を被覆し保護するためにオーバー
コートガラスを印刷し焼成する工程と、前記抵抗体の特
性をそろえるための抵抗値修正工程と、端面電極を形成
するための準備工程である１次基板分割工程および前記
分割基板の端面部の電極形成を行うための端面電印刷焼
成工程と、電極メッキの準備工程である２次基板分割工
程およびはんだ付けによる電極喰われ防止およびはんだ
付け性の信頼性を確保するための電極メッキ工程とを順
次通過させるものである。

作用 これにより、次に示すような作用が得られる。

（１） スパッタ装置を用いず、印刷機とベルト式連続
焼成炉によって連続的に薄膜抵抗膜を形成できるので、
製造コストが下がり、厚膜角板型チップ抵抗器と同程度
の安価な角板型薄膜チップ抵抗器が提供できる。

（２） 薄膜抵抗体は金属有機物からなる抵抗材料を印
刷して形成しているので、保護コートとしてガラスコー
トを用いることができ、従来の角板型薄膜チップ抵抗器
に比べ耐熱性の向上が図れる。

（３） アンダーコートガラスによって分割溝入り基板
特有の分割溝間の基板のうねりを吸収し、表面を平滑に
している。このため、従来のように、うねりのない平滑
な基板にレーザースクライブを行うことによって分割溝
を形成する必要がないので、基板の絶縁性が向上する。

（４） 上面の厚膜の電極を焼成後に薄膜の抵抗を印刷
焼成しているので薄膜抵抗体が端面電極焼成時に上面電
極に喰われることがなく、厚膜の端面電極を焼成によっ
て強固に形成できるので端面電極の強度を従来の厚膜チ
ップ抵抗器と同等にできる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の角板型薄膜チップ抵抗器の製造方法
の実施例１を示す工程図で、第２図は第１図の工程によ
って製造した製品の断面図、第３図は本発明の角板型薄
膜チップ抵抗器の耐熱性を示す説明図で、第４図は本発
明の角板型薄膜チップ抵抗器の端面電極引っ張り強度を
示す説明図、第５図は上面電極に金系薄膜導伝材を用い
たときの耐湿負荷試験による抵抗値変化を示す説明図で
ある。

第１図を用いて、本発明の実施例について説明する。
まず、耐熱性および絶縁性に優れた96アルミナ基板１を
受け入れる工程Ａを行った。このアルミナ基板１には短
冊状、および個片状に分割するために、分割のための溝
２（グリーンシート時に金型成形）が形成されている。
次に、前記96アルミナ基板１上に、厚膜銀ペーストをス
クリーン印刷し、ベルト式連続焼成炉によって600℃の
温度で、ピーク時間６分、IN−OUT 45分のプロファイ
ルによって焼成し、一対の上面電極層４を形成する工程
Ｂを行った。次に、前記一対の上面電極層４間の基板の
うねりや突起を平滑にするために、アンダーコートガラ
スペーストをスクリーン印刷し、ベルト式連続焼成炉に
より900℃の温度でピーク15分、IN−OUT ２時間のプロ
ファイルによって焼成し、アンダーコートガラス層３を
形成する工程Ｃを行った。次に、前記アンダーコートガ
ラス層３と上面電極層４の一部に重なるように、RuO₂を
主成分とする金属有機物からなる抵抗ペーストをスクリ
ーン印刷した。そして、金属有機物抵抗ペーストの有機
成分だけを飛ばし、金属成分だけをアンダーコートガラ
ス層に焼き付けるために、ベルト式連続焼成炉により64
0℃の温度でピーク時間10分、IN−OUT時間45分のプロフ
ァイルによって焼成し、抵抗体層５を形成する工程Ｄを
行った。さらに、前記抵抗体層４を保護するために、前
記抵抗層４を完全に覆うように、オーバーコートガラス
ペーストをスクリーン印刷し、ベルト式連続焼成炉によ
って600℃の温度で、ピーク時間15分、IN−OUT 90分の
焼成プロファイルによって焼成し、オーバーコートガラ
ス層６を形成する工程Ｅを行った。次に、前記上面電極
層５間の前記抵抗体層４の抵抗値を揃えるために、オー
バーコートガラス層６を通過するレーザー光（発振周波
数は5kHz出力は0.3W）によって、前記抵抗体層４のみを
破壊する抵抗値修正工程Ｆを行った。次に、端面電極を
形成するための準備工程として、端面電極を露出させる
ために、アルミナ基板１を短冊状に分割し、短冊状アル
ミナ基板１′をえる、一次基板分割工程Ｇを行った。さ
らに、前記短冊状アルミナ基板１′の側面に、前記上面
電極層５の一部に重なるように厚膜銀ペーストをローラ
ーによって塗布し、ベルト式連続焼成炉によって600℃
の温度で、ピーク時間６分、IN−OUT 45分の焼成プロ
ファイルによって焼成し端面電極層８を形成する端面導
体ペースト印刷・焼成工程Ｈを行った。次に、電極メッ
キ工程Ｋの準備工程として、前記端面電極層８を形成済
みの短冊上アルミナ基板１′を個片状に分割する２次基
板分割工程Ｊを行い、個片状アルミナ基板１″をえた。
そして最後に、露出している上面電極層５と端面電極層
８のはんだ付け時の電極喰われの防止およびはんだ付け
の信頼性の確保のため、電解メッキによってNi,Sn−Pb
のメッキ層９を形成する電極メッキ工程Ｋを行った。

以上の工程により、本発明の実施例による角板型薄膜
チップ抵抗器を試作した。

この本発明の実施例による角板型薄膜チップ抵抗器の
抵抗値ばらつき、抵抗温度特性（TCR）、電流雑音特
性、耐熱試験（450℃ 10分）による抵抗値変化を従来
の角板型薄膜チップ抵抗器と比較した。この結果、抵抗
値ばらつき・TCR・電流雑音特性は従来の角板型薄膜チ
ップ抵抗器と同等であることが分かった。また、第３
図，第４図に示すように、耐熱性・電極強度においては
従来の角板型薄膜チップ抵抗器より優れているといえ
る。

またさらに、一対の上面電極間にアンダーコートガラ
ス層を形成しているため、上面電極層とアンダーコート
ガラス層の厚膜がほほ同等になり、実施例１に比べ平坦
な面に抵抗体層が形成される。これにより、抵抗値のば
らつきが改善された。

（３σ／で５％） また、実施例では上面電極層４は銀系厚膜導伝材を印
刷焼成して形成したが、これを金系薄膜導伝材を印刷し
焼成することによって上面電極層４を形成した角板型薄
膜チップ抵抗器を試作したところ、さらに第５図に示す
ように長時間（10000時間）の耐湿負荷試験を行っても
抵抗値がほとんど変化しなくなった。

なお実施例ではアンダーコートの焼成温度を、900
℃、金属有機物抵抗ペーストの焼成温度を640℃、上面
導体の焼成温度を600℃、オーバーコートガラスペース
トの焼成温度を600℃、端面導体ペーストの焼成温度を6
00℃としたがこれは焼成温度を限定するものではない。

また、金属有機物抵抗ペーストはRuO₂を主成分とする
抵抗ペーストを用いたが、金属有機物抵抗ペーストを限
定するものではない。

また、上記電極層および、端面電極層は銀系の厚膜電
極ペーストを用いたが、これは金や白金等の貴金属系の
厚膜電極ペーストでもよい。

また、第５図に示すように、上面電極の層に金系薄膜
導伝材を用いることにより長時間（10000時間）の耐湿
負荷試験による抵抗値変化を大幅に低減できる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、耐熱性絶縁
基板の表面を平滑化するためにアンダーコートガラスを
印刷し焼成する工程と、前記アンダーコートガラスの一
部に重なる上面部電極を形成するために化学的に安定な
導電材を印刷し焼成する工程と、前記アンダーコートガ
ラス上で前記上面部電極の一部に重なる薄膜抵抗体を形
成するために金属有機物からなる抵抗材料を印刷し焼成
する工程と、前記抵抗体を被覆し保護するためにオーバ
ーコートガラスを印刷し焼成する工程と、前記抵抗体の
特性をそろえるための抵抗値修正工程と、端面電極を形
成するための準備工程である１次基板分割工程および前
記分割基板の端面部の電極形成を行うための端面電極印
刷焼成工程と、電極メッキの準備工程である２次基板分
割工程およびはんだ付けによる電極喰われ防止およびは
んだ付け性の信頼性を確保するための電極メッキ工程と
を順次通過させるように構成されているため、次の様な
効果が得られる。

（１） スパッタ装置を用いず、印刷機とベルト式連続
焼成炉によって連続的に薄膜抵抗膜を形成できるので、
生産性が高まり、厚膜角板型チップ抵抗器と同程度の安
価な角板型薄膜チップ抵抗器が提供できる。

（２） 薄膜抵抗体は金属有機物からなる抵抗材料を印
刷し焼成しているので、保護コートとしてガラスコート
を用いることができ、従来の角板型薄膜チップ抵抗器に
比べ耐熱性の向上が図れる。

（３） 従来の薄膜チップ抵抗器はうねりのない平滑な
基板にレーザースクライブを行うことによって分割溝を
形成する必要があったが、本発明によればアンダーコー
トガラス層を形成することにより、うねりのある分割溝
入り基板でも使用できるので、基板の絶縁性が向上す
る。

（４） 厚膜の端面ペーストを塗布・焼成することによ
って電極を強固に形成できるので端面電極の強度を従来
の厚膜チップ抵抗器として同等にできる。

（５） また、上面電極の層に金系薄膜導伝材を用いる
ことにより長時間（10000時間）の耐湿負荷試験による
抵抗値変化を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による角板型薄膜チップ抵抗
器の製造工程を示す説明図、第２図は第１図の角板型薄
膜チップ抵抗器の製造方法によって製造されたサンプル
の断面図、第３図は本発明の角板型薄膜チップ抵抗器の
耐熱性を示す説明図、第４図は本発明の角板型薄膜チッ
プ抵抗器の端面電極の強度を示す説明図、第５図は上面
電極に金系薄膜導伝材を用いたときの長時間（10000時
間）の耐湿負荷試験による抵抗値変化を示す説明図、第
６図は従来の角板型薄膜チップ抵抗器の製造工程の一例
を示す説明図である。 １……96アルミナ基板、１′……短冊状96アルミナ基
板、１″……個片状96アルミナ基板、２……分割のため
の溝、３……アンダーコートガラス層、４……抵抗体
層、５……上面電極層、６……オーバーコートガラス
層、７……トリミング溝、８……端面電極層、９……電
極メッキ層。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】耐熱性絶縁基板に一対の上面部電極を形成
   するために化学的に安定な導電材を印刷し焼成する工程
   と、少なくとも前記一対の上面部電極間の前記耐熱性絶
   縁基板の表面を平滑化するために前記上面部電極間長以
   下の長さのパターンを用いてアンダーコートガラスを印
   刷し焼成する工程と、前記アンダーコートガラスと前記
   上面部電極との一部に重なる薄膜抵抗体を形成するため
   に金属有機物からなる抵抗材料を印刷し焼成する工程
   と、前記抵抗体を被覆し保護するためにオーバーコート
   ガラスを印刷し焼成する工程と、前記抵抗体の特性をそ
   ろえるための抵抗値修正工程と、端面電極を形成するた
   めの準備工程である１次基板分割工程および前記分割基
   板の端面部の電極形成を行うための端面電極印刷焼成工
   程と、電極メッキの準備工程である２次基板分割工程お
   よびはんだ付けによる電極喰われ防止およびはんだ付け
   性の信頼性を確保するための電極メッキ工程とを順次通
   過させることを特徴とする角板型薄膜チップ抵抗器の製
   造方法。
2. 【請求項２】上面部電極は金系薄膜導伝材を印刷し焼成
   することによって形成することを特徴とする請求項１記
   載の角板系薄膜チップ抵抗器の製造方法。
3. 【請求項３】オーバーコートガラスを透過するレーザー
   光によって、オーバーコートに覆われた抵抗体を破壊す
   ることによって抵抗値を修正することを特徴とする請求
   項１記載の角板型薄膜チップ抵抗器の製造方法。