JP2001351801A

JP2001351801A - チップ抵抗器

Info

Publication number: JP2001351801A
Application number: JP2000168060A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tanimura; 政憲谷村
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】実装状態により抵抗値が変化せず、かつ、狭
い実装スペースでハンダ付けし得るチップ抵抗器を提供
する。【解決手段】アルミナなどのセラミックからなる絶縁
性基板１の対向する両端部の表面に一対の上面電極２、
３が設けられ、その上面電極２、３に接続して絶縁性基
板１上に抵抗体４が設けられている。そして、一対の上
面電極２、３のそれぞれの上に一対のバンプ電極６、７
が設けられている。一対のバンプ電極６、７の間に挟ま
れる抵抗体４表面には保護膜５（５１〜５２）が設けら
れている。この抵抗体４や上面電極２、３は厚膜により
形成することもできるし、薄膜により形成することもで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップ型の絶縁性
基板上に抵抗体膜が設けられるチップ抵抗器に関する。
さらに詳しくは、回路基板などに実装する場合にその実
装状態に拘わらず一定の抵抗値が得られ、かつ、チップ
抵抗器の平面面積程度のスペースで実装することができ
る構造のチップ抵抗器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のチップ抵抗器は、印刷と焼成によ
り電極や抵抗体を形成する厚膜抵抗器と、スパッタリン
グにより電極や抵抗体を製造する薄膜抵抗器とがある。
構造は厚膜と薄膜との違いはあるが、両者ともほぼ同じ
構造で、たとえば図５に示されるような構造になってい
る。すなわち、図５で、アルミナなどからなる絶縁性基
板１の対向する両端部に一対の電極２、３が上面電極２
１、３１と、裏面電極２２、３２と、これらを連結する
側面電極２３、３３とにより形成され、両電極に接続さ
れるように抵抗体４が絶縁性基板１上に形成されてい
る。そして、抵抗体の表面側に保護膜５が１〜３層で形
成されている。なお、厚膜はガラスまたは樹脂を用いて
ペースト状にした材料を印刷などにより塗布し、ガラス
ペーストの場合６００〜９００℃程度で焼成し、樹脂ペ
ーストの場合２００〜２４０℃程度で硬化させることに
より、たとえば５〜１０μｍ程度の厚さに形成され、薄
膜はスパッタリングなどにより、たとえば０.１〜０.５
μｍ程度に形成される。

【０００３】このようなチップ抵抗器は、非常に小形に
製造され、実装基板でもそれほどスペースを取ることな
く回路内に組み込まれる。しかし、携帯電話などに代表
されるように、最近の電子機器における軽薄短小化の要
請により、電子部品は、より一層の小形化が要求されて
いる。ところが、必要な抵抗値を得ながら実装できるよ
うに電極のマウント部が設けられたチップ抵抗器は、さ
らなる小形化を行うには限界に達している。

【０００４】一方、この種のチップ抵抗は、出荷前にそ
の抵抗値を測定して出荷されるが、その測定の際は、ハ
ンダ付けされる電極の裏面側を用いて測定される。しか
し、このチップ抵抗器を回路基板６１などに実装する場
合、図６に示されるように、電極２、３の底面から側面
電極２３、３３にかけてハンダフィレット６２が形成さ
れるようにハンダ付けされる。チップ抵抗器が厚膜抵抗
で、電極も全て厚膜で形成されている場合は、厚膜電極
はＡｇとＰｄなどの粉末がガラスまたは樹脂などのペー
ストに混ぜられたものであるため、抵抗値を有し、とく
にチップ抵抗器の抵抗値が小さい場合、ハンダフィレッ
ト６２がどこまで登るかによりその抵抗値が予め裏面電
極２２、３２で測定した抵抗値と異なる値を示すことに
なる。

【０００５】しかも、図６に示されるように回路基板６
１などにハンダ付けされると、ハンダ付けスペースとし
て実際のチップ抵抗器の大きさより外側にハンダフィレ
ット６２を形成するスペースが必要となり、小形化の要
求にも拘わらず、実装基板６１でのスペースはチップ抵
抗器の大きさより大きなスペースを必要とする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
チップ抵抗器は、全て基板の裏面に裏面電極が形成さ
れ、上面電極から基板の側面に設けられる側面電極を介
して電気的に接続され、その裏面側および側面電極を利
用してハンダ付けされる構造になっている。これは、抵
抗体の表面側を外側に向けることにより、抵抗体で発生
する熱を放散しやすく、温度によっても抵抗値が変化し
難くするためと考えられる。しかし、前述のように、基
板の裏面でハンダ付けする構造であると、その抵抗値が
実装状態（ハンダ付け状態）により変化すること、実装
するスペースがチップ抵抗器の面積より多く必要となる
ことなどの問題がある。

【０００７】一方、本発明者の鋭意検討の結果、抵抗体
で発生する熱は、バンプ電極でチップを持ち上げること
により放熱の向上が図れることを見出した。

【０００８】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、実装状態により抵抗値が変化せず、かつ、狭
い実装スペースでハンダ付けし得るチップ抵抗器を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるチップ抵抗
器は、絶縁性基板の対向する両端部の表面側に設けられ
る一対の上面電極と、該一対の上面電極にそれぞれ接続
して前記絶縁性基板の表面上に設けられる抵抗体と、前
記一対の上面電極の上にそれぞれ設けられる一対のバン
プ電極と、該一対のバンプ電極の間に挟まれる前記抵抗
体表面に設けられる保護膜とからなっている。

【００１０】この構成にすることにより、上面電極と近
接して、バンプ電極が形成されており、バンプ電極はハ
ンダ剤などにより形成されるため、抵抗成分は殆どな
く、出荷前の抵抗値測定もバンプ電極を用いて行われる
ため、予め測定された抵抗値と実装状態での抵抗値とを
完全に対応させることができる。さらに、上面電極の上
に設けられるバンプ電極により実装基板などに直接ハン
ダ付けされるため、チップ抵抗器の側面にハンダフィレ
ットが形成されることはなく、実装面積はほぼチップ抵
抗器の平面積の範囲内で実装することができ、小形化に
寄与する。さらに、裏面電極や側面電極の形成の必要が
なく、また、電極のメッキの必要もなく、さらにはマウ
ント時に基板の裏面の平坦面で吸着することができ、実
装作業が容易になるなど、製造工数を大幅に短縮するこ
とができる。

【００１１】前記抵抗体が、薄膜により前記絶縁性基板
表面に設けられ、該抵抗体表面の両端部上に前記一対の
上面電極が薄膜により設けられ、該一対の上面電極の上
に前記バンプ電極が設けられてもよいし、前記一対の上
面電極が前記絶縁性基板表面の両端部に厚膜により形成
され、前記抵抗体が該一対の上面電極の一部に重なるよ
うに、前記一対の上面電極間の絶縁性基板表面に厚膜に
より設けられ、該一対の上面電極の上に前記バンプ電極
が設けられてもよい。

【００１２】ここに厚膜とは、電極や抵抗体の材料をペ
ースト状にして塗布して、焼成または硬化させることに
より厚く形成される膜を意味し、薄膜とは、スパッタリ
ング法などにより金属膜を直接成膜することにより薄く
形成される膜を意味する。

【００１３】前記上面電極と前記バンプ電極との間に該
両電極の密着性を向上させるポスト電極が介在されるこ
とにより、バンプ電極と上面電極との密着性が向上し、
接触抵抗が生じることがないため好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明のチップ抵抗器に
ついて、図面を参照しながら説明をする。本発明による
チップ抵抗器は、その一実施形態の断面説明図が図１に
示されるように、たとえばアルミナなどのセラミックか
らなる平面形状が矩形状の絶縁性基板１の対向する両端
部の表面側に、一対の上面電極２、３が設けられ、その
上面電極２、３に接続して絶縁性基板１の表面上に抵抗
体４が設けられている。そして、一対の上面電極２、３
のそれぞれの上に一対のバンプ電極６、７が設けられて
いる。一対のバンプ電極６、７の間に挟まれる抵抗体４
表面には保護膜５（５１〜５２）が設けられている。こ
の抵抗体４や上面電極２、３は厚膜により形成すること
もできるし、薄膜により形成することもできる。

【００１５】図１に示される例は、抵抗体４および上面
電極２、３が薄膜により形成される例が示されている。
図２に示される製造工程のフローチャートを参照しなが
ら製造工程にしたがって説明をする。なお、図１では１
個のチップ抵抗器の断面説明図が示されているが、実際
に製造する場合は、５〜１０ｃｍ×５〜１０ｃｍ程度の
大きな基板に１００〜１万個分程度の電極や抵抗体を同
時に形成してから、１個１個に切断分離することにより
製造される。

【００１６】まず、アルミナ、サファイア、またはＳｉ
ウェハなどからなる基板１の表面の全面に、スパッタリ
ング装置により、抵抗体膜を成膜する（Ｓ１）。抵抗体
膜としては、Ｎｉ-Ｃｒ系、Ｔａ系、Ｔａ-Ｎ系、Ｔａ-
Ｓｉ系などの金属膜を所望の抵抗値に応じて選択して使
用することができる。なお、「系」というのは、Ａｌ、
Ｃｒ、Ｏなどの他の元素を添加して抵抗値を調整し得る
ことを意味する。ついで、同じくスパッタ装置を用い
て、電極材料金属を全面にスパッタし、電極膜を成膜す
る（Ｓ２）。電極材料金属としては、Ａｌ系、Ｃｕ系、
Ｎｉ系、Ａｇ系、Ａｕ系などの金属材料を使用すること
ができる（Ｓ２）。ここに「系」というのは、これらを
主成分としながら、他の元素を添加し得ることを意味す
る。

【００１７】その後、レジスト膜などによりマスクを形
成し、所望の形状に電極材料をエッチングすることによ
り上面電極２、３を形成し（Ｓ３）、同様に抵抗体金属
膜を所望の形状になるようにパターニングして抵抗体４
を形成する（Ｓ４）。なお、電極材料をパターニングす
るエッチング液は、抵抗体材料をエッチングしないエッ
チング液を用いる必要がある。その後、レーザトリミン
グの際にトリミングされた抵抗体粉末が飛散しないよう
に、抵抗体４の表面に第１保護膜５１をスパッタリング
法により成膜し、所定の範囲に形成されるようにパター
ニングをする（Ｓ５、Ｓ６）。第１保護膜５１として
は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＳｉＮなどを用いることがで
きる。なお、この第１保護膜５１は、ガラスペースト、
樹脂ペーストを塗布して焼成または硬化させて厚膜によ
り形成しても良いし、何も設けなくても良い。

【００１８】その後、抵抗体４の両端でその抵抗値を測
定しながら、レーザ照射により抵抗体４を、たとえばＬ
字型に削り（レーザトリミングし）ながら、その抵抗値
が所望の値になるように合せ込む（Ｓ７）。そして、そ
の表面にたとえばエポキシ樹脂からなるペーストを印刷
などにより塗布し、硬化させることにより第２保護膜５
２を形成する（Ｓ８）。なお、この第２保護膜５２は、
前述のトリミングによる溝内を埋める保護膜と、電極以
外の表面全面を被覆する保護膜とに分けて２層で形成さ
れることもある。

【００１９】つぎに、上面電極２、３上にポスト電極
８、９を形成する（Ｓ９）。ポスト電極８、９は、後述
するバンプ電極６、７のソルダーペーストが上面電極
２、３の材料により上面電極２、３と密着性の悪い場合
に設けられるもので、たとえばＡｕやＣｕなどがスパッ
タリング法またはメッキ法などにより設けられる。

【００２０】ついで、図１には示されていないが、基板
１の裏面に絶縁性樹脂などを塗布して硬化させることに
より、表面保護膜を形成する（Ｓ１０）。この表面保護
膜は、基板１として、サファイアやＳｉウェハが用いら
れる場合のように、強度的に弱い場合にその補強の意味
で用いられる。そして、一対のポスト電極８、９上にソ
ルダーペーストなどを印刷して硬化させることにより、
ハンダからなるバンプ電極６、７を形成する（Ｓ１
１）。その後、大きな基板を縦横に分割して個々のチッ
プ抵抗器に分離する（Ｓ１２）。この分割法は、ダイシ
ングしたり、スクライブして割ったり、格子状にスリッ
トが形成された基板を用いてそのスリットに沿って割る
ことなどにより行う。

【００２１】図２には、厚膜抵抗および厚膜電極で形成
する場合の図１と同様の断面説明図が示されている。図
４に示される図３と同様の製造工程のフローチャートを
参照しながら説明をする。この場合も、大きな基板に多
数個同時に製造し、最後に個々のチップ抵抗器に分割す
ることにより製造する方法は同じである。

【００２２】まず、前述と同様の基板１を用い、金属粉
末をガラスペーストまたは樹脂ペーストに混ぜ込んだ電
極材料ペーストを印刷などにより、所定の形状になるよ
うに塗布して硬化させることにより、厚膜の上面電極
２、３を形成する（Ｓ２１）。電極材料ペーストとして
は、混入する金属粉末により、Ａｇ系、Ａｇ-Ｐｄ系、
Ａｕ系などのガラスペーストまたは樹脂ペーストを用い
ることができる。ここに系とは、これらを主成分としな
がら、他の元素を添加し得ることを意味する。また、ガ
ラスペーストは６００〜９００℃程度で焼成することに
より、樹脂ペーストは、エポキシ樹脂などが用いられ、
２００〜２４０℃程度で硬化させることにより、それぞ
れ形成される。

【００２３】つぎに、上面電極２、３の間の基板１上お
よび上面電極２、３の一部にそれぞれ重なるようにペー
スト状抵抗材料を印刷などにより所定の形状に塗布し、
硬化させることにより厚膜の抵抗体４を形成する（Ｓ２
２）。ペースト状抵抗材料としては、前述の電極材料と
同様に、抵抗材料とするＲｕ_xＯ_y、Ａｇ-Ｐｄ系などの
粉末をガラスまたは樹脂と混合してペースト状としたも
のを用いることができる。この場合もガラスペーストの
場合は高温で焼成し、樹脂ペーストの場合は低温で硬化
させることにより形成される。

【００２４】その後、抵抗体４の表面にＰｂガラスなど
を含むガラスペーストまたは樹脂ペーストを印刷などに
より塗布して焼成または硬化させることにより、第１保
護膜５１を形成する（Ｓ２３）。前述の例と同様に、こ
の工程は省略してもよい。そして、前述の例と同様にレ
ーザトリミングにより抵抗値の調整を行う（Ｓ２４）。
さらにその表面にガラス系または樹脂系のペーストを塗
布して硬化させることにより、第２保護膜５２を形成す
る（Ｓ２５）。この場合も第２保護膜を２層構造にして
全部で３層構造にしてもよい。

【００２５】つぎに、上面電極２、３上にＡｕなどをガ
ラス系または樹脂系のペーストにしたポスト電極材料を
印刷などにより塗布して焼成または硬化させることによ
り、厚膜のポスト電極８、９を形成する（Ｓ２６）。こ
のポスト電極８、９は、前述の例と同様に、上面電極
２、３上に設けられるバンプ電極との密着性の悪い場合
に設けられるもので、必ずしも設けられる必要はない。

【００２６】その後、前述の例と同様に、ポスト電極
８、９上にソルダーペーストを印刷などにより塗布して
硬化させることによりバンプ電極６、７を形成し（Ｓ２
７）、個々のチップ抵抗器に分割する（Ｓ２８）。な
お、基板１の裏面に表面保護膜を設ける場合があること
も前述の例と同様である。

【００２７】このように、前述の図１に示される薄膜抵
抗器は第２保護膜５２を厚膜で形成する以外はすべて薄
膜工程で形成されるのに対して、図２に示される厚膜抵
抗器は、全てが厚膜により形成されている。これは、薄
膜抵抗器は、スパッタ装置などにより、金属材料をスパ
ッタリングなどにより成膜してパターニングすることに
より形成するのに対して、厚膜抵抗器は、ガラスまたは
樹脂を用いてペースト状にした材料を印刷などにより塗
布して、６００〜９００℃程度で焼成（ガラスの場合）
または２００〜２４０℃程度で硬化（樹脂の場合）させ
ることにより形成するため、製造ラインが全く異なるた
めである。

【００２８】本発明によれば、上面電極にごく近くに形
成されるバンプ電極によりプリント基板などにハンダ付
けして実装されるため、抵抗体から実装によるハンダ付
けされるところまでに、側面電極などを経ることなく接
続される。その結果、小さな抵抗値のチップ抵抗器であ
っても、レーザトリミングにより調整した抵抗値と殆ど
同じ抵抗値の抵抗器が得られると共に、側面電極などに
よる抵抗（数ｍΩ程度）を介在させることがないため、
実際に回路基板などに実装した状態によって抵抗値のバ
ラツキがなく、抵抗器として測定された抵抗値と１：１
に対応し、非常に信頼性が向上する。

【００２９】さらに、裏面電極や側面電極を形成する必
要がなく、製造工程を大幅に減少させることができる。
とくに薄膜抵抗器では、抵抗体以外の裏面電極や側面電
極などもスパッタリング法などにより形成されていたた
め、非常に工数がかかっていたが、本発明によれば、裏
面電極や側面電極が不要となり、非常に工数の削減とな
る。また、これらの電極がなくなり、ハンダ材料からな
るバンプ電極により直接回路基板などに実装されるた
め、電極にＮｉメッキをしてハンダメッキをする工程も
必要なくなる。その結果、製造工数を削減できるのみな
らず、メッキ液などの付着による腐食がなくなり信頼性
が非常に向上する。

【００３０】さらに、側面電極へのハンダフィレット形
成によるハンダ付けではないため、チップ抵抗器の外周
側にハンダフィレットの形成されるスペースが不要とな
り、回路基板などに実装する場合、ほぼチップ抵抗器の
大きさだけのスペースで実装することができ、高密度実
装による電子機器の軽薄短小化にも大きく寄与する。

【００３１】さらに、従来構造と上下を逆にして実装す
るため、回路基板などに実装する際にチップ抵抗を真空
吸着によりピックアップして実装するが、その吸着面が
基板の裏面側になり、曲面形状になりやすい保護膜上で
吸着する必用がなく、基板裏面の平坦面で確実に吸着す
ることができるため、非常に吸着効率が向上する。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、製造工程
を大幅に削減することができ、コストダウンを達成する
ことができると共に、電極をメッキする必要がなくなり
メッキ液やハンダなどによる腐食の心配もなくなり、信
頼性が非常に向上する。しかも側面電極などによる抵抗
成分がなくなるため、抵抗体自体の有する正確な抵抗値
となり、とくに抵抗値の小さいチップ抵抗器に対して
も、非常に精度の良いチップ抵抗器が得られる。

【００３３】さらに、ハンダバンプにより直接実装する
ことができるため、電極による抵抗経路がなくなり、非
常に正確な抵抗値のチップ抵抗器が得られると共に、実
装状態によってその抵抗値が変化することもなく、さら
に、実装時にハンダフィレットを側面側に形成する必要
がなくなり、非常に高密度に実装することができる。そ
の結果、電子機器の小形化に大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるチップ抵抗器の一実施形態を示す
断面説明図である。

【図２】本発明によるチップ抵抗器の他の実施形態を示
す断面説明図である。

【図３】図１のチップ抵抗器を製造する一例のフローチ
ャートである。

【図４】図２のチップ抵抗器を製造する一例のフローチ
ャートである。

【図５】従来のチップ抵抗器の構造を説明する断面説明
図である。

【図６】従来のチップ抵抗器をプリント基板などに実装
する際のハンダ付け状態を説明する図である。

【符号の説明】

１基板２、３上面電極４抵抗体５保護膜６、７バンプ電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板の対向する両端部の表面側に
設けられる一対の上面電極と、該一対の上面電極にそれ
ぞれ接続して前記絶縁性基板の表面上に設けられる抵抗
体と、前記一対の上面電極の上にそれぞれ設けられる一
対のバンプ電極と、該一対のバンプ電極の間に挟まれる
前記抵抗体表面に設けられる保護膜とからなるチップ抵
抗器。
【請求項２】前記抵抗体が、薄膜により前記絶縁性基
板表面に設けられ、該抵抗体表面の両端部上に前記一対
の上面電極が薄膜により設けられ、該一対の上面電極の
上に前記バンプ電極が設けられてなる請求項１記載のチ
ップ抵抗器。
【請求項３】前記一対の上面電極が前記絶縁性基板表
面の両端部に厚膜により形成され、前記抵抗体が該一対
の上面電極の一部に重なるように、前記一対の上面電極
間の絶縁性基板表面に厚膜により設けられ、該一対の上
面電極の上に前記バンプ電極が設けられてなる請求項１
記載のチップ抵抗器。
【請求項４】前記上面電極と前記バンプ電極との間に
該両電極の密着性を向上させるポスト電極が介在されて
なる請求項１、２または３記載のチップ抵抗器。