(57)【要約】【課題】アルミナ基板の表面状態に関係なく抵抗体を精密に形成することができると共に、外部環境の温度変化に起因するクラックの発生を抑えることができるチップ抵抗器と、その製造方法を提供する。【解決手段】本発明のチップ抵抗器は、シリカガラスを０．２％〜３．０％含有するアルミナ基板１と、アルミナ基板１の表面全体を覆う平坦化層２と、平坦化層２の表面上に設けられた抵抗体３と、抵抗体３の両端部に接続する一対の表電極４とを備えており、平坦化層は、アルミナ基板１の表面にシリカガラスからなるガラスコートをコーティングした後、このガラスコートを１３００℃〜１６００℃で焼成することによって形成されたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体形状のアルミナ基板と、このアルミナ基板の表面全体を覆う平坦化層と、この平坦化層の表面上に設けられた抵抗体と、この抵抗体の両端部に接続する一対の表電極とを備え、
前記アルミナ基板はシリカガラスを０．２％〜３．０％含有しており、前記平坦化層は１３００℃〜１６００℃で焼成されたガラスコートからなることを特徴とするチップ抵抗器。
【請求項２】
シリカガラスを０．２％〜３．０％含有するアルミナ基板の表面に、シリカガラスからなるガラスコートをコーティングした後、前記ガラスコートを１３００℃〜１６００℃で焼成して前記アルミナ基板の表面全体を覆う平坦化層を形成し、この平坦化層の表面に抵抗体を形成するようにしたことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミナ基板上に表電極や抵抗体を設けたチップ抵抗器と、そのようなチップ抵抗器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にチップ抵抗器は、直方体形状のアルミナ基板と、アルミナ基板の表面に所定間隔を存して対向配置された一対の表電極と、これら一対の表電極に接続するようにアルミナ基板の表面に設けられた抵抗体と、抵抗体を覆うように設けられた絶縁性の保護層と、アルミナ基板の裏面に所定間隔を存して対向配置された一対の裏電極と、表電極と裏電極を導通するようにアルミナ基板の両端面に設けられた一対の端面電極と、これら端面電極の外表面にめっき処理を施して形成された一対の外部電極とを備えている。
【０００３】
通常、このようなチップ抵抗器を製造する場合、セラミックスからなる大判基板上に複数組の表電極や抵抗体を一括して形成した後、大判基板を格子状に延びる一次分割溝と二次分割溝に沿って分割（ブレイク）したり、分割溝の代わりにダイシングブレードを用いて格子状に切断することで個々のチップ素体を得るようにしている。
【０００４】
しかし、アルミナ基板（大判基板）の表面は微細な凹凸やうねりがあって平滑でないため、アルミナ基板の表面に形成される表電極や抵抗体の形状が安定しにくくなり、特に、表電極や抵抗体をフォトリソ技術によって薄膜形成する場合、膜厚の薄い表電極や抵抗体がアルミナ基板の表面状態の影響を受けてしまい、これら表電極や抵抗体に歪やクラック等が発生するという問題があった。
【０００５】
そこで従来より、特許文献１に記載されているように、予め大判基板の表面全体にガラスコートを形成しておき、このガラスコート上に表電極や抵抗体等を形成した後に、大判基板を分割して個々のチップ素体を得るようにした技術が提案されている。このように分割前の大判基板の表面全体にガラスコートを形成しておけば、大判基板の材料として表面が比較的ラフなアルミナ基板（例えばアルミナ９６％）を使用した場合でも、アルミナ基板の表面状態に関係なく表電極や抵抗体を精密に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１３８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ガラスコートの熱膨張係数はアルミナ基板の熱膨張係数よりも遥かに小さいため、特許文献１に記載された従来技術のように、アルミナ基板の表面を覆うガラスコート上に表電極や抵抗体を形成したチップ抵抗器においては、外部環境の温度が変化することによって、アルミナ基板とガラスコートの熱膨張係数の違いに起因してガラスコートにクラックが入ってしまうことがある。そして、ガラスコートにこのようなクラックが発生すると、ガラスコート上に形成された抵抗体がクラックの影響を受けて損傷してしまい、最悪の場合、抵抗体が断線してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、アルミナ基板の表面状態に関係なく抵抗体を精密に形成することができると共に、外部環境の温度変化に起因するクラックの発生を抑えることができるチップ抵抗器を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、このようなチップ抵抗器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した第１の目的を達成するために、本発明のチップ抵抗器は、直方体形状のアルミナ基板と、このアルミナ基板の表面全体を覆う平坦化層と、この平坦化層の表面上に設けられた抵抗体と、この抵抗体の両端部に接続する一対の表電極とを備え、前記アルミナ基板はシリカガラスを０．２％〜３．０％含有しており、前記平坦化層は１３００℃〜１６００℃で焼成されたガラスコートからなるという構成にした。
【００１０】
このように構成されたチップ抵抗器では、アルミナ基板の表面全体を覆う平坦化層によって抵抗体の形状を安定させることができると共に、アルミナ基板に含有されるシリカガラスと平坦化層のシリカガラスとが焼成によって密着するため、アルミナ基板と平坦化層との密着性を高めることができ、結果的に温度変化に起因するクラックの発生を抑えることができる。
【００１１】
また、上記した第２の目的を達成するために、本発明によるチップ抵抗器の製造方法は、シリカガラスを０．２％〜３．０％含有するアルミナ基板の表面に、シリカガラスからなるガラスコートをコーティングした後、前記ガラスコートを１３００℃〜１６００℃で焼成して前記アルミナ基板の表面全体を覆う平坦化層を形成し、この平坦化層の表面に抵抗体を形成するようにした。
【００１２】
このようにシリカガラスを０．２％〜３．０％含有するアルミナ基板の表面にシリカガラスからなるガラスコートをコーティングした後、このガラスコートを１３００℃〜１６００℃で焼成して平坦化層を形成すると、アルミナ基板に含有されるシリカガラスと平坦化層のシリカガラスとが焼成によって密着するため、アルミナ基板と平坦化層との密着性を高めることができ、結果的に温度変化に起因するクラックの発生を抑えることができる。
【００１３】
ここで、ガラスコートの焼成温度が１３００℃未満であると、アルミナ基板とガラスコートのシリカガラス同士が密着しにくくなり、また、ガラスコートの焼成温度が１６００℃よりも高くなると、シリカガラスが軟化し始めてしまってアルミナ基板自体にうねりが発生しやすくなるため、ガラスコートの焼成温度を１３００℃〜１６００℃の範囲に設定することにより、平滑な表面性状を有する平坦化層をアルミナ基板の表面に高い密着性で形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アルミナ基板の表面状態に関係なく抵抗体を精密に形成することができると共に、外部環境の温度変化に起因するクラックが発生しにくいチップ抵抗器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】該チップ抵抗器の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１と図２に示すように、本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器は、直方体形状のアルミナ基板１と、アルミナ基板１の表面全体を覆う平坦化層２と、この平坦化層２の表面上に設けられた抵抗体３と、この抵抗体３の両端部に接続する一対の表電極４と、抵抗体３を被覆する絶縁性の保護層５と、アルミナ基板１の裏面における長手方向両端部に設けられた一対の裏電極６と、アルミナ基板１の長手方向両端面に設けられた一対の端面電極７とによって主に構成されている。
【００１７】
アルミナ基板１はシリカガラスを含有する表面が比較的ラフな絶縁性材料からなり、本実施形態例の場合はシリカガラスを０．２％〜３．０％含有するアルミナ純度９６％のアルミナ基板１を使用している。このアルミナ基板１は、後述する大判基板を格子状の分割ラインに沿ってブレイクまたはダイシングして多数個取りされたものである。
【００１８】
平坦化層２はポリシラザン（ＰＨＰＳ）ガラスコーティング剤を所定温度で焼成して形成されたガラスコートからなり、この平坦化層２によってアルミナ基板１の表面の微細な凹凸やうねりが平滑化されている。平坦化層２を形成する際の焼成温度は１３００℃〜１６００℃の範囲に設定されており、このような温度でガラスコーティング剤を焼成することにより、アルミナ基板１に含有されるシリカガラスとガラスコートのシリカガラス同士が密着しやすくなるため、アルミナ基板１と平坦化層２の密着性を高めることができると共に、平坦化層２の表面状態を平滑な平均表面粗さにすることができる。なお、ポリシラザンガラスコーティング剤の代わりに、テトラエトキシシラン系やアルキルシラン系のガラスコーティング剤や、フッ素コーティング剤にシリカ（ＳｉＯ２）を配合したシリカコーティング剤等を用いることも可能である。
【００１９】
抵抗体３は、平坦化層２の表面上に形成されたＮｉ−Ｃｒ系等の金属薄膜からなり、その中央部がミアンダ形状に蛇行した抵抗パターンとなっている。この抵抗体３は平坦化層２の表面全体にＮｉ−Ｃｒ系等の金属薄膜を蒸着またはスパッタした後、これをフォトリソ／エッチングしてミアンダ形状にパターニングされたものである。
【００２０】
一対の表電極４は抵抗体３の両端部上に形成されたＣｕ等の金属薄膜からなり、これら表電極４は、パターニング前の抵抗体３の表面全体にＣｕ等の金属薄膜を蒸着またはスパッタした後、これをフォトリソ／エッチングして矩形状にパターニングされたものである。
【００２１】
保護層５は一対の表電極４で挟まれた部分の抵抗体３を覆うように形成されたエポキシ樹脂等の絶縁材料からなり、この保護層５は、エポキシ樹脂等のペースト状絶縁材料を抵抗体３の表面にスクリーン印刷して加熱硬化させたり、感光性樹脂を用いてフォトリソ形成して矩形状にパターニングされたものである。
【００２２】
一対の裏電極６はアルミナ基板１の裏面に形成されたＣｕ等の金属薄膜からなり、これら裏電極６は、アルミナ基板１の裏面全体にＣｕ等の金属薄膜を蒸着またはスパッタした後、これをフォトリソ／エッチングして矩形状にパターニングされたものである。
【００２３】
一対の端面電極７はＮｉ−Ｃｒ等をスパッタしたものや、Ａｇペーストをディップして乾燥・焼成させたものであり、これら端面電極７によって表電極４と裏電極６が導通されている。なお、表電極４と裏電極６および端面電極７の表面は図示せぬ外部電極によって覆われており、これら外部電極はＮｉ，Ｓｎ等を電解メッキして形成されたものである。
【００２４】
次に、上記の如く構成されたチップ抵抗器の製造方法について、図３を参照しながら説明する。
【００２５】
まず、図３（ａ）に示すように、アルミナ基板１が多数個取りされる大判基板１０Ａを準備する。前述したように、本実施形態例ではシリカガラスを０．２％〜３．０％含有するアルミナ純度９６％のアルミナ基板１が使用されているため、この大判基板１０Ａにもシリカガラスが０．２％〜３．０％含有されている。また、この大判基板１０Ａに１次分割溝や２次分割溝は形成されていないが、後工程で大判基板１０Ａは格子状の１次分割予想ラインと２次分割予想ラインに沿って個々のチップ素体にダイシングされ、これら両分割予想ラインによって区切られたマス目の１つ１つが１個分のチップ形成領域となる。ここで、１次分割予想ラインは大判基板１０Ａの短辺上を図３の紙面と直交する方向に設定された仮想線であり、２次分割予想ラインは大判基板１０Ａの長辺に沿って図３の紙面と平行な方向に設定された仮想線である。なお、図３では１個分のチップ形成領域が代表的に示されているが、実際は多数個分のチップ形成領域に相当する大判基板１０Ａに対して、以下に説明する各工程が一括して行われる。
【００２６】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、まず大判基板１０Ａの表面全体を覆うように平坦化層２を形成することにより、大判基板１０Ａの比較的ラフな表面を平滑な面に平坦化する。この場合、ポリシラザン等からなるガラスコーティング剤を大判基板１０Ａの表面全体にスピンコートした後、これを１３００℃〜１６００℃の温度（好ましくは約１４００℃）で焼成することにより、大判基板１０Ａの表面全体にガラスコートからなる平坦化層２を形成する。
【００２７】
ここで、ガラスコートの焼成温度が１３００℃未満であると、大判基板１０Ａに含有されるシリカガラスとガラスコートのシリカガラス同士が密着しにくくなるため、大判基板１０Ａと平坦化層２との密着性が低下してしまうことになる。また、ガラスコートの焼成温度が１６００℃よりも高くなると、シリカガラスが軟化し始めてしまうことにより、大判基板１０Ａ自体にうねりが発生しやすくなるため、平坦化層２の表面の平滑性が損なわれてしまうことになる。このような理由により本発明では、大判基板１０Ａ（アルミナ基板）にシリカガラスを０．２％〜３．０％含有させると共に、その表面にコーティングしたガラスコートの焼成温度を１３００℃〜１６００℃の範囲に設定することにより、平滑な表面性状を有する平坦化層２を大判基板１０Ａの表面に高い密着性で形成するようにしている。
【００２８】
次に、図３（ｃ）に示すように、平坦化層２の表面全体にＮｉ−Ｃｒ系等の金属薄膜を蒸着またはスパッタして抵抗体３を形成した後、この抵抗体３の表面全体にＣｕ等の金属薄膜を蒸着またはスパッタして表電極４を形成する。
【００２９】
次に、図３（ｄ）に示すように、フォトリソ／エッチングによって表電極４を一対の矩形状にパターニングし、これら表電極４の間に抵抗体３を露出させる。
【００３０】
次に、図３（ｅ）に示すように、表電極４から露出する抵抗体３をフォトリソ／エッチングによってミアンダ形状にパターニングする。
【００３１】
次に、大判基板１０Ａの裏面全体にＣｕ等の金属薄膜を蒸着またはスパッタした後、この金属薄膜をフォトリソ／エッチングしてパターニングすることにより、図３（ｆ）に示すように、大判基板１０Ａの裏面における長手方向両端部に一対の裏電極６を形成する。なお、これら裏電極６は抵抗体３や表電極４を形成する前に形成するようにしても良い。
【００３２】
次に、パターニングされた抵抗体３を覆うようにエポキシ樹脂等の絶縁材料をスクリーン印刷した後、この絶縁材料を加熱硬化することにより、図３（ｇ）に示すように、表電極４から露出する抵抗体３を覆う保護層５を形成する。あるいは、感光性樹脂を用いてフォトリソ形成することにより、表電極４から露出する抵抗体３を覆う保護層５を形成するようにしても良い。
【００３３】
しかる後、大判基板１０Ａを前述した１次分割予想ラインに沿ってダイシングして短冊状基板１０Ｂを得た後、この短冊状基板１０Ｂの端面にＮｉ−Ｃｒ等をスパッタしたり、Ａｇペーストをディップして乾燥・焼成させることにより、図３（ｈ）に示すように、短冊状基板１０Ｂの端面に表電極４と裏電極６を導通する端面電極７を形成する。
【００３４】
次に、短冊状基板１０Ｂを１次分割予想ラインと直交する２次分割予想ラインに沿ってダイシングすることにより、図１，２に示すようなチップ抵抗器と外形を同じくする個々のチップ素体を得た後、個々のチップ素体に対してＮｉ，Ｓｎ等の電解メッキを施すことにより、端面電極７を被覆する外部電極を形成してチップ抵抗器が完成する。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器では、アルミナ基板１の表面全体を覆う平坦化層２によって抵抗体３の形状を安定させることができると共に、アルミナ基板１に含有されるシリカガラスと平坦化層２のシリカガラスとが焼成によって密着するため、アルミナ基板１と平坦化層２との密着性を高めることができ、結果的に温度変化に起因するクラックの発生を抑えることができる。
【００３６】
また、かかるチップ抵抗器の製造工程において、シリカガラスを０．２％〜３．０％含有する大判基板１０Ａ（アルミナ基板）の表面にシリカガラスからなるガラスコートをコーティングした後、このガラスコートを１３００℃〜１６００℃で焼成して平坦化層２を形成するようにしたので、大判基板１０Ａに含有されるシリカガラスと平坦化層２のシリカガラス同士が密着することで、大判基板１０Ａと平坦化層２との密着性を高めることができる。したがって、このようにして製造されたチップ抵抗器においては、外部環境の温度変化に起因して平坦化層２にクラックは発生しにくくなり、平坦化層２上の抵抗体３がクラックの影響を受けて損傷してしまうという不具合を防止できる。
【００３７】
なお、上記実施形態例では、一対の表電極４を平坦化層２上に形成された抵抗体３の表面に形成しているが、表電極４と抵抗体３を両方とも平坦化層２上に形成するようにしても良い。
【００３８】
また、上記実施形態例では、大判基板１０Ａをダイシングによって分割する場合について説明したが、予め大判基板１０Ａに格子状に延びる１次分割溝と２次分割溝を設けておき、これら分割溝に沿ってブレイクして分割するようにしても良い。
【００３９】
また、上記実施形態例では、抵抗体３や表電極４を薄膜形成する場合について説明したが、これら抵抗体３や表電極４をスクリーン印刷等によって厚膜形成するようにしても良い。この場合においても、アルミナ基板１の表面全体を覆う平坦化層２の表面が平滑な面性状となっているため、抵抗体３や表電極４を平坦化層２上に精度良く形成することができると共に、アルミナ基板１と平坦化層２との密着性が高められているため、温度変化に起因するクラックの発生を抑えることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  アルミナ基板
２  平坦化層
３  抵抗体      
４  表電極
５  保護層
６  裏電極
７  端面電極
１０Ａ  大判基板
１０Ｂ  短冊状基板 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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