JP2007194398A

JP2007194398A - チップ形抵抗ネットワーク

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Publication number: JP2007194398A
Application number: JP2006010913A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Shimada; 聡明嶋田; Masahiro Yamazaki; 雅弘山▲崎▼; Hidenori Saito; 秀憲齊藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】本発明は、ニッケルめっき層の密着性を向上させることができるチップ形抵抗ネットワークを提供することを目的とするものである。
【解決手段】絶縁基板２１の上面に形成された上面電極２２と、前記絶縁基板２１の下面に形成された下面電極２３と、前記上面電極２２および下面電極２３に電気的に接続される上面抵抗体２４および下面抵抗体２５と、前記上面抵抗体２４および下面抵抗体２５を覆う樹脂系の上面保護層２７および下面保護層２８とを有し、前記上面抵抗体２４および下面抵抗体２５を前記上面電極２２および下面電極２３に抵抗ネットワーク回路を構成するように接続してなるチップ形抵抗ネットワークにおいて、前記下面電極２３における前記下面保護層２８で覆われていない部分に、前記下面電極２３よりも表面粗さが大きい再下面電極２６を形成し、さらにこの再下面電極２６の上にニッケルめっき層３１を形成したものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種電子機器に使用されるチップ形抵抗ネットワークに関するものである。

近年、電子回路の小型化および集積化が進み、これに伴い個々の電子部品のネットワーク化が行われている。このようなチップ形抵抗ネットワークの一例として、高周波回路などに使用されるπ型抵抗減衰器を１チップでネットワーク構成したチップ形アッテネータの需要も増大している。

図３（ａ）〜（ｈ）は従来のチップ形抵抗ネットワークの製造方法を示す製造工程図、図４は従来のチップ形抵抗ネットワークの断面図である。

以下、従来のチップ形抵抗ネットワークの製造方法を図３（ａ）〜（ｈ）および図４に基づいて説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、アルミナからなる絶縁基板１の上面の一方の対向する部分に、スクリーン印刷法により電極ペーストを層状に付着させ、かつ焼成することにより二組の上面電極２を形成する。

次に、図３（ｂ）に示すように、前記絶縁基板１の下面の対向する部分に、スクリーン印刷法により電極ペーストを層状に付着させ、かつ焼成することにより下面電極３を形成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、前記二組の上面電極２に一部が重なってそれぞれが電気的に接続されるように二組の上面抵抗体４を形成する。

次に、図３（ｄ）に示すように、前記下面電極３に一部が重なって電気的に接続されるように下面抵抗体５を形成する。

次に、図３（ｅ）に示すように、前記二組の上面抵抗体４を覆うようにスクリーン印刷法により樹脂系ペーストを層状に付着させ、かつ硬化させることにより、上面保護層６と回路方向性を表示する捺印７を形成する。

次に、図３（ｆ）に示すように、前記下面抵抗体５を覆うようにスクリーン印刷法により樹脂系ペーストを層状に付着させ、かつ硬化させることにより、下面保護層８を形成する。

次に、図３（ｇ），（ｈ）に示すように、前記上面電極２と下面電極３を電気的に接続するようにローラー塗布法などにより導電性樹脂ペーストを絶縁基板１の端面に塗布して硬化させることにより端面電極９を形成する。そして、最後に、図４に示すように、実装時のはんだ喰われ防止のためのニッケルめっき層１０と、はんだ付け信頼性を確保するための錫めっき層１１をバレルめっき法などにより前記上面電極２、下面電極３、端面電極９の表面に形成することにより、チップ形抵抗ネットワークを製造していた。

上記のようにして製造された従来のチップ形抵抗ネットワークは、高周波回路などに使用されるπ型抵抗減衰回路を１チップでネットワーク構成しているため、携帯電話などの電子機器の小型化、高機能化（高密度実装化）の対応に寄与するものである。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
特開２００２−１１１４２５号公報

しかしながら、上記従来のチップ形抵抗ネットワークにおいては、絶縁基板１の下面に下面抵抗体５を形成しているため、樹脂系の下面保護層８を基板１の下面にスクリーン印刷法により形成する必要があり、この場合、この下面保護層８が乾燥あるいは硬化するまでに生じる樹脂成分のしみだし（ブリーディング）が発生するため、下面電極３の表面に極めて薄い膜ではあるが不導体膜が形成されることになり、これにより、その後ニッケルめっきを施した際に、良好なニッケルめっき層が均一に形成されない場合があるという問題点を有していた。これは、例えば０．８mm×０．６mmサイズのチップ形抵抗ネットワークをはんだ実装後、温度急変試験（−５５℃／３０分→＋２５℃／２〜３分→＋１２５℃／３０分を１サイクルとした熱サイクル試験５００サイクル）を行った場合、絶縁基板１の下面に形成した下面抵抗体５の抵抗値のみが増大する現象が発生したことから下面電極３とその上に形成されるニッケルめっき層１０の密着力に課題が生じていることを裏付けることができる。

また、上記従来のチップ形抵抗ネットワークにおいては、下面抵抗体５および下面保護層８を形成しているため、はんだ実装時に下面電極３よりも中央の下面保護層８の部分が高くなることにより、実装後の製品姿勢が不安定になり、はんだ実装においてチップ立ち現象などの不具合が生じる懸念があるという問題点を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、ニッケルめっき層の密着性を向上させることができるチップ形抵抗ネットワークを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、絶縁基板の上面に形成された上面電極と、前記絶縁基板の下面に形成された下面電極と、前記上面電極および下面電極に電気的に接続される上面抵抗体および下面抵抗体と、前記上面抵抗体および下面抵抗体を覆う樹脂系の上面保護層および下面保護層とを有し、前記上面抵抗体および下面抵抗体を前記上面電極および下面電極にチップ形抵抗ネットワーク回路を構成するように接続してなるチップ形抵抗ネットワークにおいて、前記下面電極における前記下面保護層で覆われていない部分に、前記下面電極よりも表面粗さが大きい再下面電極を形成し、さらにこの再下面電極の上にニッケルめっき層を形成したもので、この構成によれば、前記下面電極における前記下面保護層で覆われていない部分に、前記下面電極よりも表面粗さが大きい再下面電極を形成しているため、樹脂系の下面保護層が乾燥あるいは硬化するまでに生じる樹脂成分のしみ出し（ブリーディング）の発生を再下面電極の表面の凹凸により抑制することができ、これにより、ニッケルめっきの密着力を低下させる不導体膜の広がりを低減させることができるため、ニッケルめっき層の密着力を向上させることができる。また、表面粗さが大きい再下面電極を形成しているため、めっき下地となる表面の凹凸部分へのアンカー効果が大きくなって強固にニッケルめっきが析出形成されることになり、これにより、ニッケルめっき層の密着性を向上させることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、下面電極よりも表面粗さが大きい再下面電極を抵抗体の焼成温度よりも低い温度で焼成されるもので構成したもので、この構成によれば、抵抗体の抵抗値修正を行った後の焼成温度（熱履歴）が抵抗体を焼成する温度より低いため、抵抗値修正後からの抵抗値ドリフトを抑制することができ、かつニッケルめっき層の密着性も向上させることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、下面電極よりも表面粗さが大きい再下面電極を抵抗体の焼成温度よりも低い温度で硬化される導電性樹脂で構成したもので、この構成によれば、抵抗体の抵抗値修正を行った後の硬化温度（熱履歴）が抵抗体を焼成する温度より低いため、抵抗値修正後からの抵抗値ドリフトを抑制することができ、かつニッケルめっき層の密着性も向上させることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項４に記載の発明は、特に、再下面電極の表面粗さを下面電極の表面粗さの１．５倍以上としたもので、この構成によれば、下面抵抗体を覆う樹脂系の下面保護層が乾燥あるいは硬化するまでに生じる樹脂成分のしみ出し（ブリーディング）の発生を再下面電極の表面の凹凸により抑制することができ、これにより、ニッケルめっきの密着力を低下させる不導体膜の広がりを低減させることができるため、ニッケルめっき層の密着力を向上させることができる。また、表面粗さが大きい再下面電極を形成しているため、めっき下地となる表面の凹凸部分へのアンカー効果が大きくなって強固にニッケルめっきが析出形成されることになり、これにより、ニッケルめっき層の密着性を向上させることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項５に記載の発明は、特に、下面保護層で覆われていない再下面電極を含む下面電極の膜厚を下面保護層の膜厚以上としたもので、この構成によれば、下面電極と中央の下面保護層の高さが同等以上となるため、実装後の製品姿勢は安定したものとなり、これにより、はんだ実装におけるチップ立ち現象などの不具合懸念も解消することができるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明のチップ形抵抗ネットワークは、下面電極における下面保護層で覆われていない部分に、下面電極よりも表面粗さが大きい再下面電極を形成しているため、樹脂系の下面保護層が乾燥あるいは硬化するまでに生じる樹脂成分のしみ出し（ブリーディング）の発生を再下面電極の表面の凹凸により抑制することができ、これにより、ニッケルめっきの密着力を低下させる不導体膜の広がりを低減させることができるため、ニッケルめっき層の密着力を向上させることができる。また、表面粗さが大きい再下面電極を形成しているため、めっき下地となる表面の凹凸部分へのアンカー効果が大きくなって強固にニッケルめっきが析出形成されることになり、これにより、ニッケルめっき層の密着性を向上させることができるという優れた効果を奏するものである。

以下、一実施の形態を用いて、本発明の請求項１〜５に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。

図１（ａ）〜（ｊ）は本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークの製造方法を示す製造工程図、図２は本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークの断面図である。

以下、本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークの製造方法を図１（ａ）〜（ｊ）および図２に基づいて説明する。

まず、図１（ａ）に示すように、９６アルミナからなる絶縁基板２１の上面の一方の対向する部分にＡｇ，Ｐｄおよびこれらの合金粉からなる厚膜導電ペーストをスクリーン印刷し、その後１２０℃〜１５０℃で乾燥させることにより上面電極２２を形成する。

次に、図１（ｂ）に示すように、絶縁基板２１の下面の一方の対向する部分にＡｇ，Ｐｄおよびこれらの合金粉からなる厚膜導電ペーストをスクリーン印刷し、その後１２０℃〜１５０℃で乾燥させた後、前記上面電極２２と同時に８５０℃〜９００℃で焼成することにより下面電極２３を形成する。

次に、図１（ｃ）に示すように、上面電極２２の一部が重なって電気的に接続されるように酸化ルテニウム系からなる厚膜抵抗ペーストをスクリーン印刷し、その後１２０℃〜１５０℃で乾燥させることにより上面抵抗体２４を形成する。

次に、図１（ｄ）に示すように、下面電極２３に一部が重なって電気的に接続されるように酸化ルテニウム系からなる厚膜抵抗ペーストをスクリーン印刷し、その後１２０℃〜１５０℃で乾燥させた後、前記上面抵抗体２４と同時に８５０℃〜９００℃で焼成することにより下面抵抗体２５を形成する。

次に、前記上面抵抗体２４および下面抵抗体２５を覆うようにプリコートガラス層（図示せず）を形成し、その後レーザートリミングで前記上面抵抗体２４および下面抵抗体２５の抵抗値修正を行う。

次に、図１（ｆ）に示すように、下面電極２３のうち後で形成する下面保護層２８で覆われていない部分に、Ａｇ，Ｐｄおよびこれらの合金粉からなる低温焼成タイプの厚膜導電ペーストをスクリーン印刷し、５８０℃〜６２０℃で焼成することにより再下面電極２６を形成する。

（表１）は下面電極２３と再下面電極２６の表面粗さを比較した結果を示したもので、この（表１）からも明らかなように、再下面電極２６は下面電極２３に比べて表面粗さが約２．５倍粗いことがわかる。

次に、図１（ｅ）に示すように、上面抵抗体２４を完全に覆うように黒色からなるエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、その後１６０℃〜１９０℃で乾燥させることにより上面保護層２７を形成する。

次に、図１（ｈ）に示すように、下面抵抗体２５を完全に覆うように白色からなるエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、その後１６０℃〜１９０℃で乾燥させることにより下面保護層２８を形成する。

次に、図１（ｇ）に示すように、上面保護層２７に回路方向性を表示するため、白色からなるエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、その後１６０℃〜１９０℃で乾燥させた後、前記上面保護層２７および下面保護層２８と同時に１８０℃〜２００℃で硬化させることにより捺印２９を形成する。

次に、絶縁基板２１を短冊状に分割した後、図１（ｉ）、（ｊ）に示すように、前記上面電極２２と下面電極２３を電気的に接続するように絶縁基板２１の端面に、Ａｇ，Ｐｄおよびこれらの合金粉、樹脂等からなる導電性樹脂ペーストをローラー転写法により塗布し、その後、１８０℃〜２００℃で硬化させることにより端面電極３０を形成する。

次に、短冊状の絶縁基板２１を個片状に分割した後、最後に、図２に示すように実装時のはんだ喰われ防止のためのニッケルめっき層３１と、はんだ付け信頼性を確保するための錫めっき層３２をバレルめっき法により前記上面電極２２、下面電極２３、端面電極３０の表面に形成することにより、チップ形抵抗ネットワークを製造するものである。

図２に示す本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークと、図４に示す従来のチップ形抵抗ネットワークを比較した場合、本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークは、下面電極２３における下面保護層２８で覆われていない部分に再下面電極２６を形成しているため、下面保護層２８で覆われていない再下面電極２６を含む下面電極２３の膜厚を下面保護層２８の膜厚以上にすることができ、これにより、図４に示す従来のチップ形抵抗ネットワークに比べて、下面電極２３と下面保護層２８との段差を小さなものにすることができるため、実装時の製品姿勢を安定化させることができるものである。

（表２）は従来のチップ形抵抗ネットワークと本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークの温度急変試験（−５５℃／３０分→＋２５℃／２〜３分→＋１２５℃／３０分を１サイクルとした気相式熱サイクル試験５００サイクル）結果を示したものである。

（表２）から明らかなように、従来のチップ形抵抗ネットワークでは５００サイクルで抵抗値変化率ΔＲが１％を超えるものが発生したが、本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークでは抵抗値変化率ΔＲが１％を超えるものはなく、全体１％以下であった。なお、この抵抗値変化率ΔＲは下面抵抗体の抵抗値変化率ΔＲを示したものであり、判定方法は抵抗値変化率ΔＲが１％を超えるものを不具合品（×）と判定し、かつ抵抗値変化率ΔＲが１％以下のものは良品（○）と判定した。ちなみに上面抵抗体については両者とも抵抗値変化率ΔＲは１％以下であった。

なお、上記本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークにおいては、Ａｇ，Ｐｄおよびこれらの合金粉からなる低温焼成タイプの厚膜導電ペーストをスクリーン印刷し、５８０℃〜６２０℃で焼成することにより再下面電極２６を形成していたが、Ａｇ系の導電樹脂ペーストをスクリーン印刷し、１８０℃〜２００℃で硬化させることにより再下面電極を形成した場合でも、上記本発明の一実施の形態と同様の結果が得られるものである。

（表３）は下面電極２３（８５０℃〜９００℃焼成タイプ）と再下面電極（１８０℃〜２００℃硬化タイプ）の表面粗さを比較した結果を示し、また（表４）は従来のチップ形抵抗ネットワークと本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワーク（再下面電極：導電樹脂）の温度急変試験結果を示したものである。

上記（表３）（表４）からも明らかなように、Ａｇ系の導電樹脂ペーストをスクリーン印刷し、１８０℃〜２００℃で硬化させることにより再下面電極を形成した場合でも、上記本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークの再下面電極２６の表面粗さ４．０より若干大きい表面粗さ４．５を得ることができるとともに、温度急変試験後における抵抗値変化率ΔＲも上記本発明の一実施の形態と同様に１％以下に抑えることができるものである。

（表５）は下面電極の表面粗さの違いによる温度急変試験結果を示したものである。

（表５）からも明らかなように、焼成温度が下面抵抗体と同じ焼成温度（８５０℃〜９００℃）である従来の下面電極材料に比べて１．５倍以上の表面粗さがあれば温度急変試験後における下面抵抗体の抵抗値変化率ΔＲを１％以下に抑えることができるものである。

上記した本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークにおいては、下面電極２３における下面保護層２８で覆われていない部分に、上面電極２２および下面電極２３よりも表面粗さが大きい再下面電極２６を形成しているため、樹脂製の下面保護層２８が乾燥あるいは硬化するまでに生じる樹脂成分のしみだし（ブリーディング）の発生を表面の凹凸により抑制することができ、これにより、ニッケルめっきの密着力を低下させる不導体膜の広がりを低減させることができるため、ニッケルめっき層３１の密着力は向上するものである。また、表面粗さが大きい再下面電極２６を形成しているため、めっき下地となる表面の凹凸部分へのアンカー効果が大きくなって強固にニッケルめっきが析出形成されることになり、これにより、ニッケルめっき層３１の密着性を向上させることができるものである。

また、上記本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークにおいては、下面電極２３における下面保護層２８で覆われていない部分に再下面電極２６を形成しているため、下面保護層２８で覆われていない再下面電極２６を含む下面電極２３の膜厚を下面保護層２８の膜厚以上にすることができ、これにより、図４に示す従来のチップ形抵抗ネットワークに比べて、下面電極２３と下面保護層２８との段差を小さなものにすることができるため、実装時の製品姿勢を図２に示すように安定化させることができ、これにより、はんだ実装時におけるチップ立ち現象などの不具合懸念も解消することができるものである。

なお、上記本発明の一実施の形態においては、本発明をチップ形抵抗ネットワークに適用したものについて説明したが、これ以外のチップ形ＲＣネットワークやチップ形アレイ電子部品にも本発明は適用できるもので、この場合も、上記本発明の一実施の形態と同様の効果が得られるものである。

本発明に係るチップ形抵抗ネットワークは、樹脂系の下面保護層が乾燥あるいは硬化するまでに生じる樹脂成分のしみだし（ブリーディング）の発生を再下面電極の表面の凹凸により抑制することができ、これにより、ニッケルめっきの密着力を低下させる不導体膜の広がりを低減させることができるため、ニッケルめっき層の密着力を向上させることができるという効果を有し、高周波回路などに適用できるものである。

（ａ）〜（ｊ）本発明の一実施の形態におけるチップ形抵抗ネットワークの製造方法を示す製造工程図本発明の実施の形態１におけるチップ形抵抗ネットワークの断面図（ａ）〜（ｈ）従来のチップ形抵抗ネットワークの製造方法を示す製造工程図従来のチップ形抵抗ネットワークの断面図

符号の説明

２１絶縁基板
２２上面電極
２３下面電極
２４上面抵抗体
２５下面抵抗体
２６再下面電極
２７上面保護層
２８下面保護層
３１ニッケルめっき層

Claims

絶縁基板の上面に形成された上面電極と、前記絶縁基板の下面に形成された下面電極と、前記上面電極および下面電極に電気的に接続される上面抵抗体および下面抵抗体と、前記上面抵抗体および下面抵抗体を覆う樹脂系の上面保護層および下面保護層とを有し、前記上面抵抗体および下面抵抗体を前記上面電極および下面電極に抵抗ネットワーク回路を構成するように接続してなるチップ形抵抗ネットワークにおいて、前記下面電極における前記下面保護層で覆われていない部分に、前記下面電極よりも表面粗さが大きい再下面電極を形成し、さらにこの再下面電極の上にニッケルめっき層を形成したチップ形抵抗ネットワーク。
下面電極よりも表面粗さが大きい再下面電極を抵抗体の焼成温度よりも低い温度で焼成されるもので構成した請求項１記載のチップ形抵抗ネットワーク。
下面電極よりも表面粗さが大きい再下面電極を抵抗体の焼成温度よりも低い温度で硬化される導電性樹脂で構成した請求項１記載のチップ形抵抗ネットワーク。
再下面電極の表面粗さを下面電極の表面粗さの１．５倍以上とした請求項１記載のチップ形抵抗ネットワーク。
下面保護層で覆われていない再下面電極を含む下面電極の膜厚を下面保護層の膜厚以上とした請求項１記載のチップ形抵抗ネットワーク。