專利名稱:片狀電子部件以及片狀電阻器的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及用于各種電子儀器的片狀電子部件以及片狀電阻器。本發(fā)明特別涉及微細的片狀電子部件。
背景技術:
近些年來,對電子儀器的輕、薄、短、小化的要求正日益增大,為了提高回路基板的配線密度,作為電子部件要求大量使用非常小型的片狀電子部件。特別是,近年來對長0.6mm×寬0.3mm×厚0.25mm的非常小型的片狀電子部件也能制造。
在現(xiàn)有的片狀電子部件中以片狀電阻器作為一例加以說明。
圖3為現(xiàn)有的片狀電阻器的結構側視圖,圖4為該片狀電阻器的斷面圖。
在圖3、圖4中,由96鋁基板構成的基板1的上面的兩端部分形成一對上面電極層2。上面電極層2是由銀系金屬陶瓷厚膜電極構成。在一對上面電極層2上通過電連接而形成電阻體層3,該電阻體層3是由釕系厚膜電阻體構成。形成由保護層4完全被覆電阻體層3,而保護層4是由環(huán)氧系樹脂構成。在基板1的兩端面上設置的一對端面電極5,與一對上面電極層2電連接,其由銀系陶瓷厚膜構成。為了復蓋端面電極5和上面電極2的露出部分,設置鎳鍍層6以及焊錫鍍層7,鎳鍍層6以及焊錫鍍層7的設置是為了確保電子部件端面電極的焊錫附著性。這樣的片狀電子產品是由端面電極5、鎳鍍層6、以及焊錫鍍層7構成外部電極而制成的。
構成所述端面電極5的銀系金屬陶瓷厚膜電極,為了避免高溫燒成時電阻值的改變,在端面電極5形成時采用含有熱固性樹脂的導電性糊狀物的方案已有人提出(特開昭61-268001號公報)。
因此,作為上述導電性糊狀物中的導電粉,一般采用低含量的可達到規(guī)定電阻值的鱗片狀銀粉。這為了在固化后的端面電極的色調變成白色。由于該白色與構成基板的96鋁基板顏色極為相似,從而使導電性糊狀物的涂布狀態(tài)不易判別,這是個問題。即,即使導電性糊狀物的涂布狀態(tài)不好也難以通過外部檢查進行識別。
作為上述導電性糊狀物涂布狀態(tài)進行判別的手段,有人提出,如特開平8-213203號公報所公開的,通過采用混合的鱗片狀銀粉和球狀銀粉的導電性糊狀物,而對導電性糊狀物的涂布狀態(tài)進行判別的方法。
但是,上述導電性糊狀物涂布狀態(tài)的判別方法也隨著近年來片狀電子部件的微細化而變得困難。即,為了防止稍有涂布不良,要提高判別靈敏度時,含在糊狀物中的磷片狀銀粉所具有的光澤和構成基板的96鋁基板的色調類似,從而使導電性糊狀物的涂布狀態(tài)判別變得困難,這是個問題。
本發(fā)明解決了上述問題,目的是提供一種在制造非常小型的片狀電子部件時,可以光學識別構成端面的導電性糊狀物涂布狀態(tài)、批量生產優(yōu)良的片狀電子部件;以及提供一種片狀電子部件的制造方法。
發(fā)明的公開本發(fā)明的片狀電子部件具有基板和設在基板端面上的端面電極,而所述端面電極的全面亮度達到6以下。如采用上述片狀電子部件,端面電極的全面亮度在按照JIS-Z8721規(guī)定的6或以下。按照本發(fā)明的結構,基板和端面電極的明暗差明顯,藉此,即使非常小型的片狀電子部件也可以高速識別導電性糊狀物的涂布狀態(tài)。因此,可以有效的提高片狀電子部件的批量生產性能。
附圖的簡單說明
圖1是本發(fā)明的一個實施例中片狀電阻器的側視圖,圖2是圖1的A-A線斷面圖,圖3是現(xiàn)有的片狀電阻器的側視圖,圖4是圖3的B-B線斷面圖。
用于實施本發(fā)明的最佳方案下面參照附圖對本發(fā)明一實施例中的片狀電阻器進行說明。圖1是本發(fā)明一實施例中的片狀電阻器的側視圖,圖2是該片狀電阻器的斷面圖。
在圖1、圖2中,在由96鋁基板構成的基板11的上面的兩端部上形成一對上面電極層12。一對上面電極層12是由銀系金屬陶瓷厚膜電極構成。電阻體層13是在一對上面電極層12上通過電連接而形成。電阻體層13是由釕系厚膜電阻體構成。保護層14完全復蓋電阻體層13而形成,由環(huán)氧系樹脂構成。端面電極15設置在基板11的兩端面,與上面電極層12以電連接。在本實施例中,端面電極15,是在球狀銀粉和炭的混合粉中混入作為粘合劑的熱固性樹脂所形成的導電性糊狀體,涂布在基板11端面上使其固化后而形成的。用于被覆端部電極15和上面電極層12的露出部分而設置的鍍鎳層16以及焊錫鍍層17,是為了確保電阻器的焊接附著性而設置的。電阻器的外部電極的結構是端面電極15、上面電極層12的露出部分、鎳鍍層16以及焊錫鍍層17。
下面對上述結構中的片狀電阻器的制造方法進行說明。首先,接納耐熱性以及絕緣性優(yōu)良的96鋁基板構成的片狀基板。在該片狀基板上預先形成在后面的工序中用于使基板分割成條狀以及單片狀的溝。該溝是在基板為生片時用金屬模具形成。
然后,在片狀基板的上面網(wǎng)板印刷金屬陶瓷系的銀糊,使其干燥,采用帶式連續(xù)燒成爐進行燒成,以形成上面電極層12。燒成條件為溫度850℃、峰值時間6分、IN-OUT時間45分。
然后,在與上面電極層12電連接的片狀基板的上面,把以氧化釕為主成分的厚膜電阻糊狀物進行網(wǎng)板印刷,采用帶式連續(xù)燒成爐進行燒成,形成電阻體層13。電阻體層的燒成條件為溫度850℃、峰值時間6分、IN-OUT時間45分。
其次,為了使電阻體層13的電阻值一致,采用激光切除電阻體層13的一部分進行電阻值修正。電阻值的修正條件是采用激光L切割器、掃描速度30mm/秒、脈沖頻率12KHz、輸出功率5W。
為至少完全覆蓋電阻體層13,網(wǎng)板印刷環(huán)氧樹脂糊狀物,通過帶式連續(xù)固化爐固化樹脂的糊狀物,固化條件為,溫度200℃、峰值時間30分、IN一OUT時間50分。
其次,作為用于形成端面電極15的準備工序,將片狀基板分割成條狀,露出用于形成端面電極15的基板端面部。
其次,采用保持條狀基板的夾具以固定,使端面電極形成面成為水平。
其次,在基板端面部涂布導電性糊狀物,以至少復蓋上面電極層12。導電性糊狀物,系使球狀銀粉和鏈狀結構的炭粉的混合粉體在熱固性樹脂的丁基卡必醇乙酸酯的溶液中進行混合,用三輥軋機進行混練而制造。
預先把導電性糊狀物在不銹鋼輥筒上形成約50μm均勻膜厚的導電性糊狀物層,在使該不銹鋼輥筒旋轉的同時,通過使保持基板的夾具移動,使不銹鋼輥筒上的導電性糊狀物與短條狀基板接觸而進行涂布。
導電性糊狀物的涂布狀態(tài)可采用圖像識別裝置,觀察導電性糊狀物的亮度,以判斷涂布狀態(tài)。而在全部短條狀基板側面上到處涂布導電性糊狀物可以判斷、采用帶式連續(xù)遠紅外線固化爐而進行熱處理。熱處理條件是加熱時間160℃-30分、IN-OUT時間40分的溫度條件進行。由此,形成側面部分厚度約10~20μm的端面電極15。
然后,為了引起注意,再度采用圖像識別裝置觀察端面電極的亮度,判明端面電極是否在整個短條狀基板的側面上形成。
最后,作為電鍍的準備工序,分割條狀基板為單片狀并在單片狀基板上露出的上面電極層12和端面電極15上,采用脈沖式電鍍形成鍍鎳層16和焊錫鍍層17。由此完成片狀電阻器。
在本實施例中,由于端面電極15由鎳層16以及錫系焊錫鍍層17被覆,所以,電阻器的焊錫潤濕性變得良好,從而可以形成高強度的端面電極。
按照上述本發(fā)明一實施例中的片狀電阻器,作為端面電極15的形成材料,可以采用含球狀導電性粒子、炭和樹脂的導電性糊狀物。因此,在導電性糊狀物涂布時的圖像識別中,被涂過的部位不會誤判為‘未涂布’,可以確保非常高的選擇性。即,在采用具有金屬光澤的一般的焊錫銀粉及磷片狀鎳粉等的導電性糊狀物的場合,例如,即使在涂布導電性糊狀物時,在圖像識別中,有時誤判為‘未涂布’。
其次,對上述本發(fā)明實施例中的導電性糊狀物中使用的球狀導電性粒子、炭粉以及樹脂的種類加以說明。
作為導電性粒子,可以使用球狀、液滴狀、樹枝狀、方形、海綿狀、不規(guī)則形狀的粒子。在這種情況下,更優(yōu)選的是接近球狀的粒子。
關于炭粉,可以使用爐黑、乙炔黑、槽法炭黑等種類以及各種量的炭粉。
作為樹脂,可以采用熱固性樹脂、紫外線固化性樹脂、電子束固化性樹脂以及熱塑性樹脂等。在這種情況下,更優(yōu)選的是耐熱性及粘合強度優(yōu)良的熱固性樹脂。然而,作為熱固性樹脂,脲樹脂、蜜胺樹脂、苯并胍胺樹脂等的氨基樹脂、雙酚A型、溴化雙酚A型等的環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂型、酚醛清漆樹脂型等酚類樹脂以及聚酰亞胺樹脂是優(yōu)選的。這些可單獨使用也可以二種或以上混合使用。在使用環(huán)氧樹脂時,采用自固化型樹脂,胺類、咪唑類、酸酐或陽離子系等固化劑也可以使用。另一方面胺樹脂和苯酚樹脂,除了用作端面電極的構成組分外,也可用作上述環(huán)氧樹脂的固化劑。
還有,在混合上述球狀導電性粒子、炭以及樹脂的導電性糊狀物中,根據(jù)需要,也可以混合溶劑和添加劑。
作為在導電性糊狀物中使用的溶劑,可以有甲苯、乙苯等的芳香烴系的溶劑,甲基異丁基酮、環(huán)己酮等的酮系溶劑,乙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚乙酸酯、二甘醇單丁醚等的醚醇系、醚酯系溶劑等。
作為其他的添加劑,例加,在不妨礙本發(fā)明效果的范圍內可以使用氧化硅、碳酸鈣、氧化鈦等的填料以及均化劑、觸變劑、硅烷偶合劑等。
下面對上述本發(fā)明的具體的片狀電阻器的實施例進行說明。另外,為了判明本發(fā)明的效杲,對具有混合磷片狀銀粉以及磷片狀鎳粉的端面電極的片狀電阻器的比較例也進行說明。在下面示出的各實施例以及比較例中,基板采用長0.5mm、寬0.3mm、厚0.25mm的基板。
實施例1在本發(fā)明的實施例1中,片狀電阻器的結構與圖1以及圖2中示出的片狀電阻器的結構相同。在形成端面電極的導電性糊狀物中,作為樹脂使用熱固性樹脂的雙酚A型環(huán)氧樹脂和咪唑固化劑。而在該樹脂中作為球狀導電性粒子混合85%含量的、平均粒徑0.06μm的球狀銀粉,作為炭粉混合2%含量的爐黑而使用。
實施例2本發(fā)明實施例2中的片狀電阻器的結構,與圖1以及圖2中示出的本發(fā)明的一實施例中的片狀電阻器的結構相同。在形成端面的導電性糊狀物中,作為樹脂,采用熱固性樹脂的雙酚A型環(huán)氧樹脂和胺系固化劑。而在該樹脂中作為球狀導電性粒子混合90%含量的平均粒徑2.5μm的球狀鎳粉,還有作為炭粉混合1%含量的爐黑而使用。
實施例3
本發(fā)明實施例3的片狀電阻器的結構,與圖1及圖2中示出的本發(fā)明一實施例中片狀電阻器的結構相同。在形成端面電極的導電性糊狀物中,作為樹脂使用熱固性樹脂的雙酚A型環(huán)氧樹脂和咪唑固化劑。而在該樹脂中,作為球狀導電性粒子混合80%含量的、平均粒徑10μm的球狀鎢粉,作為炭粉混合3%含量的爐黑而使用。
實施例4本發(fā)明實施例4中的片狀電阻器的結構,與圖1及圖2中示出的片狀電阻器的結構相同。在形成端面電極的導電性糊狀物中,作為樹脂使用熱固性樹脂的酚醛型的酚樹脂。而在該樹脂中,作為球狀導電性粒子混合75%含量的、粒徑28μm的球狀銀粉,作為炭粉再混合2%的含量的乙炔黑而使用。
比較例1比較例1中的片狀電阻囂的結構,與圖1及圖2中示出的片狀電阻器的結構相同,但是,形成端面電極的導電性糊狀物的組成與上述各實施例不同。即,比較例1中的片狀電阻器,作為形成端面電極的導電性糊狀物的樹脂,使用熱固性樹脂的雙酚F型環(huán)氧樹脂和胺系固化劑。而在該樹脂中混合75%含量的磷片狀銀粉、含量15%的平均粒徑2.5μm的球狀銀粉,作為炭粉混合1%的含量的爐黑后使用。
比較例2比較例2中的片狀電阻器的結構,與圖1及圖2中示出的片狀電阻器的結構相同,但是,形成端面電極的糊狀物組成與上述各實施例不同。即,比較例2中的片狀電阻器,作為形成端面電極的導電性糊狀物的樹脂,使用熱固性樹脂的雙酚F型環(huán)氧樹脂和胺系固化劑。而在該樹脂中作為導電性粒子混合5%的含量磷片狀鎳粉、平均粒徑2.5μm的85%的含量的球狀銀粉、作為炭粉混合1%的含量的爐黑后使用。
比較例3比較例3中的片狀電阻器結構,與圖1及圖2中示出的片狀電阻器的結構相同,但是,形成端面電極的導電性糊狀物的組成與上述各實施例不同。即,比較例3中的片狀電阻器,作為形成端面電極的導電性糊狀物的樹脂,使用熱固性樹脂的酚醛型酚樹脂。而在該樹脂中作為導電性粒子混合2%含量磷片狀銀粉、73%含量平均粒徑28μm的球狀銀粉,再作為炭粉混合2%含量的乙炔黑后使用。
下面,對用于評價上述本發(fā)明實施例1-4以及比較例1-3中的片狀電阻器的試驗進行說明。
端面電極亮度的測定采用的是圖像識別裝置,測定JIS Z8721中規(guī)定的數(shù)值。涂布狀態(tài)的鑒別,系在整個端面電極的觀察中對亮度不在6或以下處判為涂布不良的狀態(tài)。
圖像識別試驗,在導電性糊狀物涂布后及固化后進行2次,但是,對那些涂布不良的圖像識別的個數(shù)(A),作為形成外部電極進行電鍍前制成的產品狀態(tài),對電鍍附著性進行判明。電鍍附著性良好的個數(shù)(B)判斷圖像識別不良,依下式計算出識別率。
識別率(%)=(個數(shù)A-個數(shù)B/個數(shù)A)×100上述識別率愈高,良否的鑒別性愈優(yōu)良,批量生產性愈上升。即,所謂識別率低,有時把本來是優(yōu)良的產品作為不良產品對待。因此,結果是,在進行電鍍后進行再檢查等要費二次功夫,生產效率顯著降低。
下面制造10000個片狀電阻器作為基數(shù),進行識別率的判斷。表1中匯總了上述本發(fā)明的實施例1-4以及比較例1-3中的片狀電阻器的試驗結果。
表1
如表1所示,比較例1-3由于含有具有金屬光澤的磷片狀導電性粒子,所以,亮度增加,識別率顯著下降。反之,在本發(fā)明的實施例1-4中,由于使用球狀導電性粒子,亮度低,顯示高的識別率。
還有,上述本發(fā)明的各實施例中,作為片狀電阻器的基板使用長0.5mm、寬0.3mm、厚0.25mm的基板作為例子,然而,基板尺寸不限于此。如從本發(fā)明的原理判斷的那樣,不同大小基板,例如,長0.9-1.0mm、寬0.4-0.6mm或者長0.5-0.6mm、寬0.25-0.35mm的基板等的多種基板,都能得到本發(fā)明的效果。
另外,對上述實施例中作為導電性粒子而采用銀粉、鎳粉、鎢粉中的任何一種的情況加以說明,然而,導電性粒子不限于這些。除此以外,鉬粉、銅粉也可以使用,而且,它們的混合粉體或電鍍粉體的任何一種也可以使用。特別是,使用銀粉作為導電性粒子時,由于所具有的銀粉的導電性高,所以,在低導電率時也可能得到規(guī)定的導電性。藉此,由于相對提高了樹脂的比例,所以,可以得到強度優(yōu)良的端面電極。另一方面,使用鎳、鎢、鉬、銅時,與使用銀相比,導電性粒子的含量增大,由于價格低廉,可以低成本有效的進行生產。
另外,在上述各實施例中,作為導電性粒子采用平均粒徑0.06μm的球狀銀粉、平均粒徑2.5μm的球狀鎳粉、平均粒徑10μm的球狀鎢粉、平均粒徑28μm的球狀銀粉加以說明。然而,平均粒徑并不限于這些,優(yōu)選的是0.05-30μm。導電性粒子的平均粒徑低于0.05μm時,為了得到規(guī)定的電阻值,則導電性粒子的混合量必需加大,從強度和成本方面考慮是不實用的。當導電性粒子的平均粒徑大于30μm時,端面電極變厚,而該厚度影響到微細片狀電子部件規(guī)定的外形尺寸,所以,是不適當?shù)?。因此,導電性粒子的平均粒徑?yōu)選達到0.05~30μm,從強度和成本方面考慮也是適用的,并且,也不影響微細片狀電子產品規(guī)定的外形尺寸。
另外,在上述實施例中,對作為端面電極的導電性粒子的含量,球狀銀粉以85%含量混合、球狀鎳粉以90%含量混合、球狀鎢粉以80%含量混合、球狀銀粉以75%含量混合進行了說明。然而,含量不限于這些,在75~97%的范圍是優(yōu)選的。在球狀導電性粒子的含量低于75%時,端面電極的電阻值上升,在端面電極上難以形成鍍鎳層。另一方面,當導電性粒子的含量大于97%時,從強度和成本方面考慮不實用,因此,導電性粒子的含量為75-97%是優(yōu)選的、強度和成本方面也實用,并且,在端面電極上易于生成鍍鎳層。
另外,在本發(fā)明的各實施例中,作為片狀電子部件之一例,對片狀電阻器作了說明,然而,如同從本發(fā)明的測定原理判斷的那樣,片狀電子部件不限于片狀電阻器。即,具有端面電極的片狀電子部件同樣可以得到本發(fā)明的效果。
工業(yè)上利用的可能性上述本發(fā)明的片狀電子部件具有基板和在該基板端面上設置的端面電極,所述端面電極的全面亮度在6或以下。因此,基板和端面電極的明暗清楚,由此,即使非常小型的片狀電子部件也可以高速識別導電性糊狀物的涂布狀態(tài)。藉此,可以有效提高片狀電子部件的批量生產性。
權利要求
1.一種片狀電子部件,其中包括基板和設置在該基板端面上的端面電極,所述端面電極的全面亮度達到JIS Z8721規(guī)定的6或以下。
2.權利要求1中所述的片狀電子部件,其中,所述端面電極含有導電性粒子、炭以及樹脂。
3.權利要求1中所述的片狀電子部件,其中,所述導電性粒子為球狀。
4.權利要求2中所述的片狀電子部件,其中,所述導電性粒子為銀、鎳、鎢、鉬、銅的單一粉體,以及它們的混合粉體或電鍍粉體的任何一種。
5.權利要求2中所述的片狀電子部件,其中,所述導電性粒子的平均粒徑為0.05~30μm。
6.權利要求2中所述的片狀電子部件,其中,所述端面電極的球狀導電粒子的含量為75~97%。
7.權利要求1中所述的片狀電子部件,其中,所述基板的大小是長0.9~1.0mm、寬0.4~0.6mm。
8.權利要求1中所述的片狀電子部件,其中,所述基板的大小為長0.5~0.6mm、寬0.25~0.35mm。
9.權利要求1中所述的片狀電子部件,其中,所述端面電極由鎳、錫、以及它們的合金中的至少一種制成的電鍍層所被覆。
10.一種片狀電阻器,其中包括基板、設在所述基板上面的兩端部分的上面電極層、在所述上面電極層上通過電連接的電阻體層以及設在所述基板端面上并且與所述上面電極層進行電連接的端面電極,所述端面電極的全面亮度達到JIS Z8721規(guī)定的6或以下。
全文摘要
一種小型片狀電子部件,其在優(yōu)良的批量生產中,可以光學識別構成端面電極的導電性的糊狀物涂布狀態(tài)。本發(fā)明的片狀電子部件包括基板11和、設在基板11端面的端面電極15,其特征是,端面電極15的全面亮度達到JIS Z 8721規(guī)定的6或以下。
文檔編號H01C17/06GK1455935SQ02800172
公開日2003年11月12日 申請日期2002年1月24日 優(yōu)先權日2001年1月25日
發(fā)明者原田充, 面屋和則, 橋本正人, 福岡章夫 申請人:松下電器產業(yè)株式會社