JP2003022901A - チップ型抵抗器、チップ型抵抗器の製造方法及び抵抗器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体の抵抗値のばらつきが小さく、また実装
時の抵抗値のばらつきも小さく抑えられる高性能のチッ
プ型抵抗器及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 チップ状抵抗体１と、チップ状抵抗体１
と同様の厚さの銅よりなる一対の電極片２とから構成さ
れ、チップ状抵抗体１と電極片２とは拡散接合により固
定されている。製造方法は、チップ状抵抗体１を形成す
る抵抗体母材１０を、電極片２を形成する一対の電極母
材２０で挟んで製品の面方向に圧力をかけて圧延して両
者を拡散接合した後、所定の大きさに切断し、その後、
製品の厚さ方向に圧延する動作を含む。チップ状抵抗体
１には、抵抗値を調節するための切り欠１１きが設けら
れる。チップ状抵抗体１と電極片２との境界部分を含ん
でチップ状抵抗体を覆うようにして絶縁被覆５が設けら
れ、絶縁被覆５はフッ素樹脂製であり、はんだ及び電極
片１上に設けられるメッキ層の材料に対して濡れ性が無
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、各種電子製品
又は各種電気製品に使用される抵抗器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】抵抗器は、各種電子製品又は各種電気製
品を構成する主要な部品として古くから多用されてい
る。抵抗器は、いくつかのタイプはあるものの、基本的
には、所定の抵抗値を持つ抵抗体と、抵抗器をプリント
基盤にはんだ付けするために設けられた導電体であるリ
ード線のような電極とから構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】抵抗器に求められる特
性は色々あるが、その重要なものの一つに、抵抗値のば
らつきがある。抵抗値のばらつきとは、製品の仕様とし
て定められた抵抗値に対する実際の抵抗値の差である。
近年、電子製品や電気製品の高性能化、高機能化などを
背景として、このばらつきに対する要求もかなり厳しく
なっている。例えば、各種センサ等に使用される抵抗器
では、微弱な電流の変化を捉える等の目的から、プラス
マイナス０．５％以内にばらつきを抑えることが求めら
れる場合もある。

【０００４】一方、電子製品や電気製品の傾向として顕
著なのは、軽薄短小という言葉で表されるように、小型
化や薄型化である。この傾向を背景として、抵抗器も、
より薄くて小さいものが求められるようになってきてい
る。特に、ノートパソコンや携帯電話などの製品では、
実装技術の進歩もあって、非常に薄いチップ型の抵抗器
が多く使用されるようになってきている。

【０００５】しかしながら、チップ型抵抗器の場合、実
装時の抵抗のばらつきを抑える上で限界があることが発
明者の検討から明らかになってきた。以下、この点につ
いて説明する。チップ型抵抗器は、所定の抵抗値を持つ
チップ状抵抗体と、チップ状抵抗体に固定された電極片
とから成る。電極片は、チップ状抵抗体に対して、溶接
やはんだ付け等の方向により固定される。チップ型抵抗
器は、スクリーン印刷等の方法によりプリント基盤上に
盛られたはんだの上に置かれ、加熱炉内ではんだをリフ
ローすることによりプリント基盤上にはんだ付けされて
実装される。

【０００６】このようなチップ型抵抗器において、抵抗
器の特定として要求されるのは、あくまで実装時の抵抗
値のばらつきの少なさである。ここで、チップ状抵抗体
については、抵抗値のばらつきの小さいものを造り込ん
でいくことは容易である。しかしながら、従来のチップ
型抵抗器においては、チップ状抵抗体と電極片との間の
接合状態のばらつきが大きく、この結果、実装時におけ
る全体の抵抗値のばらつきが大きくなってしまう問題が
ある。

【０００７】具体的に説明すると、チップ状抵抗体と電
極片とは面接触している。しかしながら、両者は前述し
た通り溶接やはんだ付け等の方法により固定されている
ため、接触性が高い所と低い所とがある。そして、この
ような接触性のばらつきは製品毎にランダムに発生し易
い。一方、電極片も、プリント基盤の回路に対してはん
だ付けされるため、電極片とプリント基盤の回路とは接
触性が高い所と低い所とがある。

【０００８】このような接触性の高低のばらつきは、チ
ップ状抵抗体とプリント基盤の回路との間の抵抗がバラ
ツクことを意味し、そしてそのような抵抗のばらつきが
製品毎にも生じることになる。特に、従来のチップ型抵
抗器では、アルミのような、銀や銅等に比べて比較的高
抵抗の材料が電極片として使用されているため、接触性
の高い所のばらつきにより実装時の抵抗値のばらつく問
題が大きくなり易い。つまり、チップ状抵抗体とプリン
ト基盤との間の回路長がばらつくことによる実装抵抗の
ばらつきが大きくなり易い。本願の発明は、このような
問題を解決するために成されたものであり、全体の抵抗
値のばらつきが小さく、また実装時の抵抗値のばらつき
も小さく抑えられる高性能のチップ型抵抗器及びその製
造方法を提供する技術的意義がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、所定の抵抗値を持つ
チップ状抵抗体と、チップ状抵抗体と同様の厚さを持ち
チップ状抵抗体に固定された一対の電極片とから成るチ
ップ型抵抗器であって、前記チップ状抵抗体と前記電極
片とは拡散接合により固定されているという構成を有す
る。また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発
明は、前記請求項１の構成において、記電極片の材質
は、銀又は銅であるという構成を有する。また、上記課
題を解決するため、請求項３記載の発明は、所定の抵抗
値を持つチップ状抵抗体と、チップ状抵抗体に固定され
た一対の電極片とから成るチップ型抵抗器の製造方法で
あって、チップ状抵抗体を形成する抵抗体母材を、電極
片を形成する一対の電極母材で挟んで製品の面方向に圧
力をかけて圧延して両者を拡散接合した後、所定の大き
さに切断し、その後、製品の厚さ方向に圧延する動作を
含むという構成を有する。また、上記課題を解決するた
め、請求項４記載の発明は、前記請求項３の構成におい
て、前記製品の厚さ方向に圧延する動作の後、前記チッ
プ状抵抗体に切り欠きを設けて抵抗値を調節する動作を
含むという構成を有する。また、上記課題を解決するた
め、請求項５記載の発明は、所定の抵抗値を持つ抵抗体
と、はんだ付けされる部分であって抵抗体に固定されて
いる電極とから成り、抵抗体と電極との境界部分を含ん
で抵抗体を覆うようにして絶縁被覆が設けられており、
この絶縁被覆は、はんだに対して濡れ性が無いという構
成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項６
記載の発明は、前記請求項５の構成において、前記電極
の表面にはメッキ層が設けられており、前記絶縁被覆
は、メッキ層の材料に対しても濡れ性が無いという構成
を有する。また、上記課題を解決するため、請求項７記
載の発明は、前記請求項５又は６の構成において、前記
絶縁被覆は、フッ素樹脂製であるという構成を有する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態（以
下、実施形態）について説明する。図１は、本願発明の
第一の実施形態に係るチップ型抵抗器の斜視概略図であ
る。図１に示すチップ型抵抗器は、所定の抵抗値を持つ
チップ状抵抗体１と、チップ状抵抗体１と同様の厚さを
持ちチップ状抵抗体１に固定された一対の電極片２とか
ら成っている。チップ状抵抗体１は、例えばニッケル−
銅合金から成り、厚さは０．０５ｍｍ〜２ｍｍ程度であ
る。本実施形態は、角形チップ型抵抗器であるので、チ
ップ状抵抗体１は角形であり、大きさは例えば３ｍｍ角
〜１５ｍｍ角程度である。

【００１１】本実施形態の大きな特徴点は、チップ状抵
抗体１と電極片２とが拡散接合により固定されている点
である。拡散接合の技術は、接合する部材同士を密着さ
せ、加圧・加熱し、接合面に生じる原子の拡散を利用し
て接合する方法である。ＪＩＳの定義では、「母材を密
着させ、母材の融点以下の温度条件で、塑性変形をでき
るだけ生じない程度に加圧して、接合面間に生じる原子
の拡散を利用して接合する方法」とされている（ＪＩ
Ｓ，溶接用語Ｚ−３００１，（１９８８））。必要に応
じて、真空や不活性ガス中などの制御された雰囲気の中
で接合を行うばあいもある。拡散接合は、鍋や刃物とい
った金物日用品に多く使われており、産業用としては、
ガスタービンの燃焼器や継ぎ手等に使われている。とは
いえ、拡散接合は、機械的強度の確保などを主眼とした
構造部材に使用されることが殆どである。本実施形態の
大きな特徴点は、このような拡散接合の技術を、機能性
部材としての抵抗器に持ち込んだことである。

【００１２】本実施形態における拡散接合の説明も兼ね
て、製造方法の発明の実施形態について説明する。図２
は、チップ型抵抗器の製造方法の発明の実施形態につい
て説明した図である。本実施形態のチップ型抵抗器を製
造する場合、まず、チップ状抵抗体１を形成する抵抗体
母材１０を、電極片２を形成する一対の電極母材２０と
を用意する。抵抗体母材１０も電極母材２０も、板材で
ある。抵抗体母材１０と一対の電極母材２０の各接合面
を洗浄した後、抵抗体母材１０を一対の電極母材２０で
挟んで加圧・加熱して圧延する（図２（１））。圧延
は、通常の雰囲気（大気雰囲気）でよい。この圧延（熱
間圧延）の際の加圧の方向は、接合面に対して垂直にな
るから、製品になった後の方向でみると、チップ面の方
向（以下、単に面方向）である。また、印加する圧力
は、６０％以上の圧縮率（圧延後の厚さが元の４０％以
下になる圧力）とされる。また、加熱温度は８５０℃〜
９５０℃程度である。

【００１３】上記熱間圧延により、抵抗体母材１０と電
極母材２０とは拡散接合される。即ち、界面における原
子の拡散により両者が接合される。次に、接合したもの
を、図２（２）に示すように、切断して帯状にする。そ
して、帯状にしたものを、図２（３）に示すように、冷
間圧延即ち室温で圧延する。この際の圧延は、製品とし
ての厚さにするための圧延であるから、圧力を加える方
向は、製品の厚さ方向（以下、単に厚さ方向）である。
次に、左右の電極母材２０が所定の幅になるように縁を
切断する。そして、最終的な製品の大きさになるよう、
帯状のものを所定の間隔で切断する（図２（４））。そ
の後、切断面の研磨等の作業を行うことで、チップ型抵
抗器がほぼ完成する。尚、各工程の合間に、母材の洗浄
工程等が適宜挿入される。

【００１４】このようにして製造された本実施形態のチ
ップ型抵抗器は、チップ状抵抗体１と電極片２とが拡散
接合されているので、溶接やはんだ付けの場合に比べ
て、接合状態の均一性が極めて高い。このため、前述し
たような実装時の抵抗値のばらつきが極めて小さくでき
るようになっている。また、電極片が銅よりなっている
の、さらに実装時の抵抗値のばらつきが小さくできる。
電極片の材質としては、銅の他、銀が採用されることも
あり、同様に実装時の抵抗値のばらつきを小さくでき
る。

【００１５】次に、本願発明のチップ型抵抗器の第二の
実施形態について、図３を使用して説明する。図３は、
第二の実施形態のチップ型抵抗器の平面概略図である。
この実施形態のチップ型抵抗器では、図３に示すよう
に、チップ状抵抗体１は、単純な方形ではなく、切り欠
き１１を設けた形状となっている。図３（１）は切り欠
き１１が短いの場合、（２）は切り欠き１１が長い場合
である。

【００１６】この切り欠き１１を設ける構成は、チップ
型抵抗器の抵抗器としての回路長を長くしたり回路の断
面積を小さくしたりして抵抗値を高く調節するものであ
る。図３において、（２）の場合は、（１）の場合よ
り、回路長が長くなるので、抵抗値が大きくなる。つま
り、切り欠き１１の長さを調節することで全体の抵抗値
を調節することができる。尚、切り欠きの形状は、図３
に示す以外にも多くのパターンがある。

【００１７】図３に示すチップ型抵抗器は、図２に示す
方法と同様に製造される。そして、仕上がりの前に、切
り欠き形成工程を行う。切り欠き１１は、レーザートリ
ミングの手法を使用して行う。具体的には、ＹＡＧレー
ザーのようなレーザー発振機を使用してレーザーを照射
して切り欠き１１を形成する。レーザートリミングの
他、機械プレスによる打ち抜き加工を行って切り欠き１
１を形成する場合もある。

【００１８】切り欠き１１の形成は、抵抗値の所定の値
に調節するためのものである。抵抗値のばらつきが非常
に小さくなるよう要求される場合、製品の仕上がりの前
に切り欠き１１を設けて抵抗値を合わせ込んでいく。具
体的には、切り欠き１１を形成する前の状態での抵抗値
のばらつきを見込んで、要求される抵抗値よりも少し低
い値になるよう設計する。そして、抵抗値を測定しなが
ら、少しずつ切り欠き１１の長さを長くし、抵抗値が要
求値に一致するよう造り込んでいく。この実施形態のチ
ップ型抵抗器及びチップ型抵抗器の製造方法によれば、
抵抗値のばらつきがさらに小さくできる。

【００１９】次に、本願発明のチップ型抵抗器の第三の
実施形態について、図４を使用して説明する。図４は、
第三の実施形態のチップ型抵抗器の正面断面概略図であ
る。図４に示すチップ型抵抗器は、チップ状抵抗体１と
電極片２との境界部分を含んでチップ状抵抗器１を覆う
ようにして絶縁被覆５が設けられている。絶縁被覆５の
第一の目的は、チップ状抵抗器の保護と絶縁である。絶
縁被覆５を設けることにより、チップ状抵抗体１が傷な
どの機械的損傷や酸化等の腐食から保護されるととも
に、延面漏電による一対の電極片２の短絡が防止され
る。

【００２０】本実施形態の特徴点は、このような絶縁被
覆５が、リフローしたはんだに対して濡れ性の無い材質
であるという点である。以下、この点を説明する。本実
施形態のようなチップ型抵抗器は、スクリーン印刷等の
方法によってはんだが盛られたプリント基盤上に置かれ
る。この際、電極片２のみがはんだに接触している状態
とされる。そして、プリント基盤は加熱炉内に入れられ
て加熱され、はんだがリフロー（融解）する。その後、
プリント基盤は加熱炉から取り出されて冷却され、チッ
プ型抵抗器はプリント基盤上にはんだ付けされる。

【００２１】ここで、リフローしたはんだに対して絶縁
被覆５が濡れ性がある場合、はんだが絶縁被覆５の上に
流れ出し、この状態で冷却されてはんだが固まる結果に
なり易い。このようにはんだが絶縁被覆５の上に流れ出
して固まると、はんだは導体であるので、その分だけ電
極片２がはみ出たのと等価になってしまう。この結果、
はんだ付けされたチップ型抵抗器全体の抵抗値が、設計
値と異なってしまう。最悪の場合、流れ出したはんだに
より一対の電極片２が短絡されてしまい、抵抗器として
不能の状態となってしまう。一方、リフローしたはんだ
に対して絶縁被覆５が濡れ性がない場合、絶縁被覆５が
はんだをはじくことになるので、はんだが絶縁被覆５の
上に流れ出すことがない。このため、はんだ付け時の抵
抗値が設計値と異なってしまうことがない。尚、「濡れ
性が無い」とは、いわゆる接触角が９０度以上であるこ
とを意味する。

【００２２】また、本実施形態のチップ型抵抗器のさら
に別の特徴点は、電極片２に不図示のメッキ層が設けら
れており、上記絶縁被覆５が、メッキ層の材料に対して
も濡れ性がないことである。銅よりなる電極片２の表面
には、酸化防止などを目的として、錫又は金等の材料の
メッキ層が形成される。この際、メッキ層の材料に対し
て絶縁被覆５が濡れ性があると、やはりメッキ材が絶縁
被覆５の表面に付着し、電気的特性が変化したり、絶縁
被覆５の絶縁性が低下したりする問題がある。本実施形
態では、メッキ層の材料に対しても濡れ性が無いので、
このような問題はない。

【００２３】このような各種特性を持つ絶縁被覆５とし
ては、例えばフッ素樹脂が採用でき、厚さは５〜５０μ
ｍ程度でよい。絶縁被覆５の形成の仕方としては、例え
ばスプレー法が採用できる。スプレー法によりチップ型
抵抗器全体に絶縁被覆５を設けた後、機械的な研磨によ
り、電極片２の表面の絶縁被覆５を除去する。以上は、
チップ型抵抗器の実施形態についてであるが、この実施
形態の考え方は、チップ型抵抗器に限らず、抵抗器全般
に該当する。電極片２は、リード線タイプの抵抗器の場
合には、リード線に相当する。

【００２４】尚、チップ型抵抗器の形状としては、角形
に限らず、円筒形、円板形などでもよい。また、電極片
の固定に拡散接合を採用する本願発明の技術思想は、抵
抗器に限らず、コンデンサやコイル、集積回路等、他の
電子部品にも応用が可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項１記載
の発明によれば、チップ状抵抗体と電極片が拡散接合さ
れているので、溶接やはんだ付けの場合に比べて、接合
状態の均一性が極めて高い。このため、前述したような
実装時の抵抗値のばらつきが極めて小さくできるように
なっている。また、請求項２記載の発明によれば、上記
効果に加え、電極片の材質が銀又は銅であるので、さら
に実装時の抵抗値のばらつきが小さくできる。また、請
求項３記載の発明によれば、上記効果を有するチップ状
抵抗器を製造することができる。また、請求項４記載の
発明によれば、上記効果に加え、切り欠きによって抵抗
値を調節することができ、さらに抵抗値のばらつきの小
さなチップ状抵抗器を製造することができる。また、請
求項５記載の発明によれば、絶縁被覆が、リフローした
はんだに対して濡れ性がないので、絶縁被覆ががはんだ
をはじくことになり、はんだが絶縁被覆の上に流れ出す
ことがない。このため、はんだ付け時の抵抗値が設計値
と異なってしまうことがなく、実装時の抵抗値のばらつ
きがさらに低減されることになる。また、請求項６記載
の発明によれば、上記効果に加え、メッキ層の材料に対
しても絶縁被覆は濡れ性がないので、メッキ層の材料が
絶縁被覆の表面に付着することによる電気的特性の変化
や絶縁被覆の絶縁性の低下等の問題が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第一の実施形態に係るチップ型抵抗
器の斜視概略図である。

【図２】チップ型抵抗器の製造方法の発明の実施形態に
ついて説明した図である。

【図３】第二の実施形態のチップ型抵抗器の平面概略図
である。

【図４】第三の実施形態のチップ型抵抗器の正面断面概
略図である。

【符号の説明】

１ チップ状抵抗体 １０ 抵抗体母材 １１ 切り欠き ２ 電極片 ２０ 電極母材 ５ 絶縁被覆

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の抵抗値を持つチップ状抵抗体と、
   チップ状抵抗体と同様の厚さを持ちチップ状抵抗体に固
   定された一対の電極片とから成るチップ型抵抗器であっ
   て、 前記チップ状抵抗体と前記電極片とは、拡散接合により
   固定されていることを特徴とするチップ型抵抗器。
2. 【請求項２】 前記電極片の材質は、銀又は銅であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のチップ型抵抗器。
3. 【請求項３】 所定の抵抗値を持つチップ状抵抗体と、
   チップ状抵抗体に固定された一対の電極片とから成るチ
   ップ型抵抗器の製造方法であって、 チップ状抵抗体を形成する抵抗体母材を、電極片を形成
   する一対の電極母材で挟んで製品の面方向に圧力をかけ
   て圧延して両者を拡散接合した後、所定の大きさに切断
   し、その後、製品の厚さ方向に圧延する動作を含むこと
   を特徴とするチップ型抵抗器の製造方法。
4. 【請求項４】 前記製品の厚さ方向に圧延する動作の
   後、前記チップ状抵抗体に切り欠きを設けて抵抗値を調
   節する動作を含むことを特徴とする請求項３記載のチッ
   プ型抵抗器の製造方法。
5. 【請求項５】 所定の抵抗値を持つ抵抗体と、はんだ付
   けされる部分であって抵抗体に固定されている電極とか
   ら成り、抵抗体と電極との境界部分を含んで抵抗体を覆
   うようにして絶縁被覆が設けられており、この絶縁被覆
   は、はんだに対して濡れ性が無いことを特徴とする抵抗
   器。
6. 【請求項６】 前記電極の表面にはメッキ層が設けられ
   ており、前記絶縁被覆は、メッキ層の材料に対しても濡
   れ性が無いことを特徴とする請求項５記載の抵抗器
7. 【請求項７】 前記絶縁被覆は、フッ素樹脂製であるこ
   とを特徴とする請求項５又は６記載の抵抗器。