(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に縦横の分割溝を有するセラミックス基板であって、上記分割溝の交差部に対向する裏面に、それぞれ独立した半球状または錐状の凹部を設けたことを特徴とする分割溝を有するセラミックス基板。
【請求項２】
上記凹部の平面形状は、円状、楕円状、多角形状のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の分割溝を有するセラミックス基板。
【請求項３】
上記凹部の幅は１５〜３０μｍ、深さは基板厚みの２．５〜１５％であることを特徴とする請求項１または２記載の分割溝を有するセラミックス基板。
【請求項４】
上記分割溝は先に分割する一次分割溝と後から分割する二次分割溝からなり、上記凹部の平面形状は、二次分割溝に沿った方向に長いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の分割溝を有するセラミックス基板。
【請求項５】
セラミックスグリーンシートの表面に、刃先部を有する金型を押圧して縦横の分割溝を形成するとともに、該分割溝の交差部に対向する裏面に、凸部を有する金型を押圧してそれぞれ独立した半球状または錐状の凹部を形成した後、上記セラミックスグリーンシートを焼成する工程からなることを特徴とする分割溝を有するセラミックス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分割溝を有するセラミックス基板、とりわけ小型のチップ抵抗器等の電子部品を製造するためのセラミックス基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は一般的な分割溝を有するセラミックス基板１０１であり、その表面には一次分割溝１０２、二次分割溝１０３を備えている。
【０００３】
また、図６はこのセラミックス基板１０１を用いて製造される一般的なチップ抵抗器１１４を示しており、チップ抵抗器１１４は、セラミックス体１１５の表面に抵抗体膜１１８を備え、該抵抗体膜１１８は両端の電極膜１１７及び端面電極膜１１９とそれぞれ電気的に接続されるとともに、保護膜１１６によって覆われている。
【０００４】
このようなチップ抵抗器１１４を形成するには、図５に示すセラミックス基板１０１の両主面の所定位置に電極膜１１７を印刷、焼き付けした後、セラミックス基板１０１の一方の主面側に抵抗体膜１１８を印刷、焼き付けし、次にレーザートリミングにより抵抗体膜１１８の抵抗値を設定した後、抵抗体膜１１８上に保護膜１１６を印刷、焼き付けし、次いで一次分割溝１０２に沿って一次ブレイクした後、分割された短冊状基板の端面に端面電極膜１１９を印刷、焼き付けし、しかる後、二次分割溝１０３に沿って二次ブレイクすることにより、図６に示すようなチップ抵抗器１１４を製造するようになっていた。
【０００５】
ところで、図５に示すセラミックス基板１０１を製造するには、まず、セラミックス基板１０１を形成する材質のセラミックスグリーンシートを用意し、図７に示すように、下パンチ１０５上に載せたセラミックスグリーンシート１０４の表面に、断面形状がＶ字状をした刃先部１０６ａを有する金型１０６を押し当てて縦横の分割溝を形成した後、セラミックスグリーンシート１０４を焼成することにより製造するようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このセラミックス基板１０１を一次分割溝１０２、二次分割溝１０３に沿って一次ブレイク、二次ブレイクする際に、セラミックス基板１０１の裏面にバリが発生するという問題があった。
【０００７】
これは、図８に示すように、一次分割溝１０２または二次分割溝１０３から分割を開始すると分割溝先端には引っ張り応力がかかり、その分割溝先端の延長線上の裏面には圧縮応力がかかることになる。このため、分割溝先端からのクラックの進行はこの圧縮応力にさえぎられ、この部分を避けようとしてバリが発生するのである。
【０００８】
そこで、このバリを解消するために、図９（ａ）に示すようにセラミックス基板１０９の裏面にも分割溝１１２，１１３を設けたものがあり、特に表面の分割溝１１０，１１１の交差部に対向する裏面に十字状の分割溝１１２，１１３を形成したものが提案されている（特許第２６３３３０９号公報参照）。
【０００９】
しかしながら、セラミックス基板１０９の表裏の分割溝を全くズレなく、安定して生産することは困難であり、表裏の分割溝には１０〜２０μｍ程度のズレが発生することを避けられない。そのため、図９（ｂ）に示すように表裏の分割溝が繋がるように分割された場合、上記ズレ量分のバリは発生するという問題があった。
【００１０】
また、図９のように表裏面に分割溝を備えたセラミックス基板１０９の場合、分割工程以外の搬送工程などで誤って分割されてしまうという恐れもあった。
【００１１】
特に、近年、電子部品は小型化の一途をたどっており、０．６ｍｍ×０．３ｍｍのサイズのチップ抵抗器が実用化されている。このような小型の電子部品を製造する場合は、１０〜２０μｍのバリでさえも実装時の問題となり、特にバリがコーナー部に発生するとチップ抵抗となった際に端面電極剥がれ等の大きな問題となる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、表面に縦横の分割溝を有するセラミックス基板であって、上記分割溝の交差部に対向する裏面に、それぞれ独立した半球状または錐状の凹部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
このように、裏面に凹部を形成することにより、裏面に発生する圧縮応力の集中を緩和することができ、その為、分割時に発生するバリを防止することができる。また、裏面に形成するものはある程度の面積を持った凹部であるため、表面の分割溝との位置ずれが生じてもバリを生じることを防止できる。
【００１４】
また、上記凹部の平面形状は、円状、楕円状、多角形状のいずれかであることを特徴とする。さらに、上記凹部の幅は１５〜３０μｍ、深さは基板厚みの２．５〜１５％であることを特徴とする。
【００１５】
また、上記分割溝は先に分割する一次分割溝と後から分割する二次分割溝からなり、上記凹部の平面形状は、二次分割溝に沿った方向に長いことを特徴とする。
【００１６】
即ち、分割後のチップサイズが小さくなると一次ブレイクよりも二次ブレイクのほうが難しくなり、二次ブレイク時のほうがバリの発生率は高くなる。例えば、０．６×０．３ｍｍのサイズの場合、一次ブレイクのピッチが０．６ｍｍであるのに対し、二次ブレイクのピッチは０．３ｍｍとなる。その為、凹部を二次分割溝方向に長い形状にすることにより、さらに分割性を向上する効果が得られる。
【００１７】
また、本発明は、セラミックグリーンシートの表面に、刃先部を有する金型を押圧して縦横の分割溝を形成するとともに、該分割溝の交差部に対向する裏面に、凸部を有する金型を押圧してそれぞれ独立した半球状または錐状の凹部を形成した後、上記セラミックグリーンシートを焼成する工程から分割溝を有するセラミックス基板を製造することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例を説明する。
【００１９】
図１（ａ）は本発明の分割溝を有するセラミックス基板１であり、その表面には一次分割溝２、二次分割溝３を備え、図１（ｂ）に示すように上記一次分割溝２と上記二次分割溝３の交差部に対向する裏面にはそれぞれ独立した半球状または錐状の凹部４を備えている。
【００２０】
また、図２はこのセラミックス基板１を用いて製造される一般的なチップ抵抗器１１を示しており、チップ抵抗器１１は、セラミックス体１２の表面に抵抗体膜１３を備え、該抵抗体膜１３は両端の電極膜１５及び端面電極膜１６とそれぞれ電気的に接続されるとともに、保護膜１４によって覆われている。
【００２１】
このようなチップ抵抗器１１を形成するには、図１に示すセラミックス基板１の両主面の所定位置に電極膜１５を印刷、焼き付けした後、セラミックス基板１の一方の主面側に抵抗体膜１３を印刷、焼き付けし、次にレーザートリミングにより抵抗体膜１３の抵抗値を設定した後、抵抗体膜１３上に保護膜１４を印刷、焼き付けし、次いで横方向の一次分割溝２に沿って一次ブレイクした後、分割された短冊状基板の端面に端面電極膜１６を印刷、焼き付けし、しかる後、縦方向の二次分割溝３に沿って二次ブレイクすることにより、図２に示すようなチップ抵抗器１１を製造するようになっている。
【００２２】
ここで、前述した図１（ｂ）に示す凹部４はある程度の面積を持ったものであるため、表面の一次分割溝２、二次分割溝３との間で位置ずれが生じたとしても、必ず交差部に対向する位置を含むように凹部４を形成することができる。そのため、セラミックス基板１を一次分割溝２、二次分割溝３で分割する際に、バリが生じることを防止できる。
【００２３】
しかも、図９（ａ）に示した従来例のような裏面の分割溝１１２，１１３とは異なり、凹部４であるため、必要以上に分割されることを防止し、搬送工程等で誤って分割されることを防止できる。
【００２４】
また、凹部４は分割溝の交差部に対向する裏面に設けることにより、チップ抵抗器では重大な欠点となるコーナー部のバリを吸収することができる。
【００２５】
さらに、このようなセラミックス基板１を用いて製造したチップ抵抗器では、その回路基板実装においてコーナー部に凹部４による窪みが形成されることになり、この窪みが半田溜まりとなって、半田のはみ出しを防止することもできる。
【００２６】
本発明のセラミックス基板１において、凹部４の平面形状は円状、楕円状、多角形状などさまざまなものとすることができ、凹部４の内面形状は半球状や錐状などさまざまなものとすることができる。
【００２７】
例えば、図３（ａ）に示すものは半球状の凹部４であり、図３（ｂ）に示すものは楕円半球状の凹部４である。また図３（ｃ）に示すものは四角錐状の凹部４であり、図３（ｄ）に示すものは半円柱状の凹部４である。
【００２８】
これらの凹部４はその幅を１５〜３０μｍとし、深さを基板厚みの２．５〜１５％とすることが好ましい。これは幅が１５μm未満であると、表面の分割溝の交差部と裏面の凹部４の位置に若干のズレが生じた場合斜めに割れてしまい分割断面の形状不良が発生する。また、幅が３０μｍを越えると分割時に基板裏面に発生する圧縮応力が効果的に分散されないため、応力が集中しバリとなってしまうためである。また深さが基板厚みの２．５％未満であると、凹部４のある部分とない部分で基板強度の差がほとんどなくなり、分割溝先端より発生するクラックが凹部４を通過せず、斜めに割れてしまうといった問題があり、１５％を越えると基板強度が極端に低くなり、取り扱いにおいて割れやすくなってしまうためである。
【００２９】
なお、凹部４の幅とは凹部の表面形状の短径をいう。
【００３０】
また、凹部４は、図３（ｂ），（ｄ）のように、二次分割溝３に沿った方向に長い形状とすれば、さらに分割性を向上することができる。
【００３１】
即ち、分割後のチップサイズが小さくなると一次ブレイクよりも二次ブレイクのほうが難しくなり、二次ブレイク時のほうがバリの発生率は高くなる。例えば、０．６×０．３ｍｍのサイズの場合、一次ブレイクのピッチが０．６ｍｍであるのに対し、二次ブレイクのピッチは０．３ｍｍとなる。その為、凹部４を二次分割溝３方向に長い形状にすることにより、さらに分割性を向上する効果が得られる。
【００３２】
次に、本発明のセラミックス基板の製造方法を説明する。
【００３３】
まず、セラミックスグリーンシートを用意する。セラミックスグリーンシートは、セラミックス原料に対して溶剤とバインダーを添加混練して製作した泥漿をドクターブレード法等のテープ成形型法にて形成する。
【００３４】
次に、図４に示すように、得られたセラミックスグリーンシート５を凸部６ａを有する下パンチ６上に配置し、セラミックスグリーンシート５の表面に、断面形状がＶ字状をした刃先部７ａを有する金型７を押し当てて、縦横の分割溝を形成するとともに、裏面に凹部４を形成する。
【００３５】
しかる後、縦横の分割溝と凹部４が形成されたセラミックスグリーンシート５を所定の温度で焼成することにより、一次分割溝２、二次分割溝３と、上記分割溝の交差点の裏面に凹部４を持った本発明のセラミックス基板１を得ることができる。
【００３６】
このように、下パンチ６に凹部４に対応する凸部６ａを形成することで、容易に所定形状の凹部４を形成することができる。
【００３７】
なお、本発明のセラミックス基板１において、分割溝と凹部４の形成方法としては、上述したようなグリーンシートの金型加工に限らず、セラミックス焼成後の加工により形成することもできる。
【００３８】
以上のようにして得られた本発明のセラミックス基板１は、特に寸法が０．６×０．３ｍｍ以下となるような小型のチップ抵抗器用として好適に用いることができる。また、その他に、チップコンデンサ用セラミックス基板等の製造にも用いることができる。
【００３９】
【実施例】
ここで、縦横の分割溝の交差点の裏面に凹部４を持った本発明のセラミックス基板１と、片面のみに縦横の分割溝を持った従来のセラミックス基板１０１（比較例１）と、両面に縦横の分割溝を持った従来のセラミックス基板１０９（比較例２）を用いて、０．６×０．３ｍｍサイズのチップ抵抗器用セラミックス基板を作製し、その変形度合いについて調べる実験を行った。
【００４０】
Ａｌ2Ｏ3含有量が９３．０〜９９．６重量％のアルミナ粉末に対し、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、ＣａＯ等の焼結助剤と溶媒及びバインダーを添加混練して泥漿を作製し、ドクターブレード法にてセラミックスグリーンシートを製作した。
【００４１】
次に、得られたセラミックスグリーンシートの表面に、断面形状がＶ字状をした刃先部を有する金型を所定の深さまで押し当てて縦横の分割溝を形成すると同時に分割溝の交差点の裏面に半球状の凸部を設けた同金型の下パンチで加工を行った。このようにして、図３（ａ）のような凹部４を有する本発明のセラミックス基板１を得た。なお、上記凹部４の大きさは、直径φ６０μｍ、深さ５０μｍになるもの、直径φ３０μｍ、深さ２０μｍになるもの、直径φ１５μｍ、深さ５μｍのものを準備した。
【００４２】
一方、比較例１のセラミックス基板１０１は、上記本発明実施例と同様にセラミックスグリーンシートの表面に断面形状がＶ字状をした刃先部を有する金型を所定の深さまで押し当てて一次分割溝１０２，二次分割溝１０３を形成した。又、比較例２のセラミックス基板１０９については、セラミックスグリーンシートの表面に断面形状がＶ字状をした刃先部を有する金型を所定の深さまで押し当てて一次分割溝１１０、二次分割溝１１１を形成すると同時に、裏面にも一次分割溝１１２、二次分割溝１１３を同時加工した。
【００４３】
その後、各セラミックスグリーンシートを１６００℃前後の大気雰囲気中で焼成することによってチップ抵抗器用セラミックス基板を製作した。
【００４４】
なお、製作したチップ抵抗器用セラミックス基板は、外辺寸法が６０．０ｍｍ×５０．０ｍｍ、厚みが０．２０ｍｍの板状体で、一次分割溝２、１０２，１１０のピッチが０．６ｍｍで４５本、二次分割溝３、１０３，１１１のピッチが０．３ｍｍで６４本を有する基板とした。また、一つの抵抗器の大きさとしては、外辺寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍで２８８０個のチップ抵抗器を得られるものとした。
【００４５】
又、分割溝の深さは、いずれのセラミックス基板も、一次分割溝２、１０２，１１０が９０μｍ、二次分割溝３、１０３，１１１が５０μｍになるように設定した。比較例２の両面分割溝セラミックス基板においては、表側の一次分割溝１１２が１５μｍ、二次分割溝１１３が１５μｍとなるように設定した。
【００４６】
そして、得られた各チップ抵抗器用セラミックス基板を一次ブレイク、二次ブレイクし、チップ形状とした。工具顕微鏡により、このチップ抵抗器形状のバリの大きさを測定した。測定はランダムに計２０個測定し、最大値と平均値を算出した。
【００４７】
結果は表１に示す通りである。
【００４８】
【表１】
0003847210.tif 000002
【００４９】
表１により判るように、片面のみに分割溝を有する比較例１では最大２５μｍのバリが発生しており、表裏面に分割溝を有する比較例２でも、表裏の分割溝のズレ量に応じたバリの発生となり、最大で１５μｍのバリが発生している。
【００５０】
これに対し、裏面に凹部４を有する本発明実施例は、凹部４の直径φ３０μｍ、深さ２０μｍのもので最大でも７μｍのバリであり、凹部４の直径φ１５μｍ、深さ５μｍのもので最大でも１０μｍのバリであり、比較例１、２に対してバリを低減することができ、優れていた。
【００５１】
なお、凹部４の直径がφ６０μｍ、深さは５０μｍになるものは途中工程で割れが発生するものが生じた。したがって、凹部４の直径は１５μｍ以上で裏電極印刷にかからないように３０μｍ以下とすることが望ましい。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、表面に縦横の分割溝を有するセラミックス基板であって、上記分割溝の交差部に対向する裏面に凹部を設けることによって、セラミックス基板の分割時に発生する裏面のバリを低減させることができる。
【００５３】
特にチップ抵抗器用セラミックス基板、とりわけ小型のチップ抵抗器用セラミックス基板として好適に使用することができる。
【００５４】
また、本発明は、凸部を備えた金型をグリーンシートに押圧して上記凹部を形成することによって、容易に所定形状の凹部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は本発明の分割溝を有するセラミックス基板を示す斜視図で、（ｂ）はその断面図である。
【図２】  本発明のセラミックス基板を用いて製造したチップ抵抗器を示す斜視図である。
【図３】  （ａ）〜（ｄ）は本発明のセラミックス基板における凹部のさまざまな実施形態を示す平面図である。
【図４】  本発明のセラミックス基板の製造方法を説明するための図である。
【図５】  従来のセラミックス基板の斜視図である。
【図６】  従来のセラミックス基板を用いて製造したチップ抵抗器を示す斜視図である。
【図７】  従来のセラミックス基板の製造方法を説明するための図である。
【図８】  従来のセラミックス基板の分割溝近傍の断面図である。
【図９】  （ａ），（ｂ）は従来のセラミックス基板の断面図である。
【符号の説明】
１：セラミックス基板
２：一次分割溝
３：二次分割溝
４：凹部
５：セラミックスグリーンシート
６：下パンチ
６ａ：凸部
７：金型
７ａ：刃先部
１１：チップ抵抗器
１２：セラミックス体
１３：抵抗体膜
１４：保護膜
１５：電極膜
１６：端面電極膜
【図１】
0003847210.tif 000003
【図２】
0003847210.tif 000004
【図３】
0003847210.tif 000005
【図４】
0003847210.tif 000006
【図５】
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【図６】
0003847210.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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