JP2008235523A - 抵抗素子を有する電子部品およびその製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱の効率が高い抵抗素子を有する電子部品およびその製造法を提供する。
【解決手段】絶縁基板２の対向する端辺領域に設けられる対となる端子電極３および絶縁基板２の一方の面に配置され、端子電極の双方に接続される抵抗体４を有する抵抗素子と、抵抗素子の放熱のための放熱部材９と、を有し、放熱部材９は、絶縁基板２の一方の面とは反対側の絶縁基板２の他方の面、および絶縁基板２の一方の面と絶縁基板２の他方の面とを結ぶ端面２Ｂに一体として配置されている。また放熱部材９は、絶縁基板２の他方の面、および端面２Ｂに一体として配置されている。さらに端面２Ｂには凹部２Ｃが設けられ、凹部２Ｃには放熱部材９が配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、抵抗素子を有する電子部品およびその製造法に関する。

抵抗素子に通電することによって、ジュール熱が発生する。この熱が過剰に発生すると所望の抵抗素子特性を得られなくなる場合がある。そこで、この熱を実装回路板へと逃がす放熱手段を備えた抵抗器が提案されている。その抵抗器はたとえば図８に示すように、抵抗器２１となる電子部品は、絶縁基板２２と、その上面に端子電極２４および抵抗体２５を構成要素とする抵抗素子を有している。そして、実装状態で回路板（図示省略）と対向する面（図８（Ａ）の絶縁基板２２下面）に放熱部材２３が形成され、回路板と放熱部材２３とが接続されている（特許文献１参照）。

図８に示す抵抗器２１は、端子電極２４がジュール熱の放熱にある程度寄与していると考えられる。しかし、その放熱では十分でないため、端子電極２４とは別に放熱部材２３を従来から設けている。

実開昭６４−６００６号公報

図８に示す抵抗器２１が有する放熱部材２３は、抵抗素子が配置される絶縁基板２２の一方の面とは反対側の面に放熱部材２３が配置されている。よって、ジュール熱の発生位置からは遠い位置で放熱を行っているため、放熱の効率が低い。特に絶縁基板２２の厚みが大きい場合にはその効率はさらに低くなる。

そこで本発明の目的は、放熱の効率が高い抵抗素子を有する電子部品およびその製造法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の抵抗素子を有する電子部品は、絶縁基板の対向する端辺領域に設けられる対となる端子電極および絶縁基板の一方の面に配置され、端子電極の双方に接続される抵抗体を有する抵抗素子と、抵抗素子の放熱のための放熱部材と、を有し、放熱部材は、絶縁基板の一方の面、抵抗素子の上面、または一方の面とは反対側の絶縁基板の他方の面と一方の面とを結ぶ端面のいずれか１つの面に少なくとも配置されている。

この発明によれば、放熱部材が、通常は絶縁基板の他方の面（裏面）よりも抵抗素子からの距離が短い、抵抗素子が配置される絶縁基板の一方の面（表面）、抵抗素子の上面または絶縁基板の端面に配置されるため、抵抗素子が発するジュール熱の放熱の効率が高くなる。ここで、「抵抗素子の上面」には、抵抗素子の上面と放熱部材との間に介在物が存するときには、その介在物の上面を含むものとする。

上記目的を達成するため、本発明の抵抗素子を有する電子部品は、絶縁基板の対向する端辺領域に設けられる対となる端子電極および絶縁基板の一方の面に配置され、端子電極の双方に接続される抵抗体を有する抵抗素子と、抵抗素子の放熱のための放熱部材と、を有し、放熱部材は、絶縁基板の一方の面とは反対側の絶縁基板の他方の面、および絶縁基板の一方の面と絶縁基板の他方の面とを結ぶ端面に一体として配置されている。

この発明によれば、絶縁基板の他方の面に加え、通常は絶縁基板の他方の面よりも抵抗素子からの距離が短い絶縁基板の端面に放熱部材を配置するため、抵抗素子が発するジュール熱の放熱の効率が高くなる。また、放熱部材の配置面積を絶縁基板の他方の面および端面と広く確保できることから、抵抗素子が発するジュール熱の放熱の効率が高くなる。また、放熱部材表面にバレルめっき法によるめっき層を形成する場合には、放熱部材とダミーボールとが接触してめっき層が被着する確率が高くなる。

他の発明は、上述の抵抗素子を有する電子部品の発明に加え、端面には凹部が設けられ、凹部には放熱部材が配置されている。この構成を採用することによって、凹部に形成された放熱部材は、通常さらに抵抗素子からの距離が短いため、抵抗素子が発するジュール熱の放熱の効率が、より高くなる。

他の発明は、上述の抵抗素子を有する電子部品の発明に加え、抵抗素子を有する電子部品は、少なくとも抵抗体を保護する保護膜を有し、端面に配置された放熱部材は、保護膜の上面まで延在している。この構成を採用することによって、抵抗素子を取り囲むように放熱部材を配置するため、抵抗素子が発するジュール熱の放熱の効率が、より高くなる。

他の発明は、上述の抵抗素子を有する電子部品の発明に加え、端子電極および少なくとも絶縁基板の他方の面に配置された放熱部材の表面には、低融点金属膜が配置され、低融点金属膜の厚みが、３μｍ以上１２μｍ以下である。低融点金属膜の厚みを３μｍ以上とすることによって、十分なはんだ濡れ性を確保できる。その結果、電子部品が実装される回路基板に、放熱部材と接続するための放熱用のランドがある場合、安定的に放熱部材との接続を実現できる。また、低融点金属膜の厚みを１２μｍ以下とすることによって、過剰な低融点金属の被着とならず、一般の電子部品の外形寸法精度への影響を小さくできる。

また、上記目的を達成するため、本発明の抵抗素子を有する電子部品の製造法は、表面に縦横に交差する線状分割部および当該線状分割部の線上に複数のスルーホールを有する大型絶縁基板を用い、線状分割部で囲われる一単位の絶縁基板（以下、単位絶縁基板という）の各々の一方の面に少なくとも抵抗素子を含む一つまたは複数の回路素子を形成する回路素子形成工程と、抵抗素子の放熱のための導電性の放熱部材を、一方の面とは反対側の単位絶縁基板の各々の他方の面、および単位絶縁基板の一方の面と単位絶縁基板の他方の面とを結ぶスルーホール内壁面に一体として形成する放熱部材形成工程と、両工程の後に線状分割部に沿って大型絶縁基板を個々の単位絶縁基板へと分割する分割工程と、その後、抵抗素子と接触し、端子を構成する端子電極の表面および放熱部材の表面にバレルめっき法によって低融点金属膜を被着するめっき工程と、を有する。

この発明によれば、放熱部材形成工程で、絶縁基板の他方の面に加え、通常は絶縁基板の他方の面よりも抵抗素子からの距離が短い絶縁基板の端面に放熱部材を形成するため、抵抗素子が発するジュール熱の放熱の効率が高くなる。また、単位絶縁基板の他方の面から放熱部材の材料を供給すれば、同時にスルーホールの内壁面への放熱部材の材料の供給が可能となる。そのため、抵抗素子を有する電子部品を効率的に製造できる。また、大型絶縁基板を用いて複数の回路素子を形成するため、抵抗素子を有する電子部品を効率的に製造できる。また、放熱部材表面にバレルめっき法によるめっき層を形成する場合には、放熱部材とダミーボールとが接触してめっき層が被着する確率が高くなり、めっき速度が速くなる。

他の発明は、上述の抵抗素子を有する電子部品の製造法の発明に加え、回路素子を保護する保護膜を形成する保護膜形成工程を設け、その工程の後、放熱部材形成工程において、スルーホール内壁面に形成した放熱部材を、保護膜の上面まで延在させる。この方法を採用することによって、抵抗素子を取り囲むように放熱部材を配置するため、抵抗素子が発するジュール熱の放熱の効率が、より高くなる。

本発明によって、放熱の効率が高い抵抗素子を有する電子部品およびその製造法を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る抵抗素子を有する電子部品の一例である抵抗器１を示し、図１（Ａ）は、その表面実装型の抵抗器１の正面図である。そして、図１（Ｂ）は、この抵抗器１の底面図を示している。そして、図１（Ｃ）は、この抵抗器１の平面図を示している。抵抗器１は、板状の絶縁基板２を有している。そして、絶縁基板２の一方の面（図１では上側の面であり、以下「上面」という）の対向する端辺領域に設けられる対となる表面端子電極３Ａを有している。そして、絶縁基板２の短辺側の面となる２つの第１の端面２Ａの表面に形成された対となる端面端子電極３Ｂを有している。この端面端子電極３Ｂは、表面端子電極３Ａの配置方向に対向して設けられている。そして、絶縁基板２の他方の面（図１では下側の面であり、以下「下面」という）の端辺領域（絶縁基板２を介した表面端子電極３Ａとの対向位置）に設けられる対となる裏面端子電極３Ｃを有している。そして表面端子電極３Ａと端面端子電極３Ｂ、および端面端子電極３Ｂと裏面端子電極３Ｃとはそれぞれ電気的に接続している。そして、表面端子電極３Ａ、端面端子電極３Ｂおよび裏面端子電極３Ｃが一体となって、端子電極３を構成している。この端子電極３が、それぞれの第１の端面２Ａを覆うようにして形成され、対となる端子電極３が形成されることとなる。

また図１（Ｃ）に示すように、抵抗器１は、対となる長方形の表面端子電極３Ａの双方とそれぞれの一部が重なり合って接続される抵抗体４を有している。この抵抗体４は、表面端子電極３Ａよりも若干幅狭の長方形の膜状となっている。そして、この抵抗体４および端子電極３とで抵抗素子が形成されている。そして、抵抗体４の全域は、長方形の膜状の第１のガラス皮膜５によって被覆されている。そして抵抗体４および第１のガラス皮膜５の長さ方向のほぼ中央には、トリミング溝１４が形成されている。そして、長方形の膜状の第２のガラス皮膜６は、第１のガラス皮膜５の全域を被覆し、またトリミング溝１４の内部に存在している。また対となる端子電極３は、ニッケルめっき層７で被覆され、そのニッケルめっき層７は低融点金属膜となる錫めっき層８で被覆されている。

さらに抵抗器１は、図１に示すように、２つの第１の端面２Ａと隣り合う長辺側の２つの第２の端面２Ｂを有している。そして、２つの第２の端面２Ｂの中央領域には、半楕円柱形状の凹部２Ｃを有している。そして、放熱部材９が２つの凹部２Ｃを橋渡しするように、絶縁基板２の周囲を１周している。すなわち、放熱部材９は、凹部２Ｃによって幅が狭まった面の領域から両側の凹部２Ｃ面に渡って形成され、さらに絶縁基板２の上面の、凹部２Ｃによって幅が狭まった領域へと形成されることで、抵抗器１の凹部２Ｃ部分を通って帯状に取り囲むように配置されることとしている。凹部２Ｃは、端子電極３から離れた位置に配置されているため、放熱部材９と端子電極３は接触していない。放熱部材９は、第２のガラス皮膜６の上に配置されているため、放熱部材９と抵抗素子とは接触していない。なお、放熱部材９は、端子電極３と同様にニッケルめっき層７で被覆され、そのニッケルめっき層７は錫めっき層８で被覆されている。

図２（Ａ）（Ｂ）は、抵抗器１が実装回路板１０に実装されている状態を示している。図２（Ａ）は、図１（Ｃ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図２（Ｂ）は、図１（Ｂ）（Ｃ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。抵抗器１の抵抗素子が発するジュール熱の多くは、絶縁基板２、放熱部材９、放熱部材９を覆うニッケルめっき層７、およびそのニッケルめっき層７を覆う錫めっき層８を経由し、さらに、その錫めっき層８と一体となったはんだ１１を経由して、ランド１６および実装回路板１０へと移動する。よって、ジュール熱が過剰に発生しても、そのジュール熱の多くを実装回路板１０へ逃がすことができるため、所望の抵抗素子特性を維持することができる。また、４方向から抵抗器１を実装回路板１０に固着できるため、抵抗器１と実装回路板１０との固着強度が高くなる。また抵抗器１から発せられるジュール熱は上方へと主に移動する。ここで、電子機器等の内部では抵抗器１がどの方向に取り付けられるか予想が困難である。そこで、放熱部材９が抵抗器１を取り囲むように配置されることで、抵抗器１の上方に放熱部材９が配置される確率が高くなって、多くのジュール熱を吸収・放散（放熱）できることとなる。

ここで、凹部２Ｃ、基板２の上面（表面）および第２のガラス皮膜６の上に配置される放熱部材９は、基板２の下面（裏面）の上に配置される放熱部材９よりも効率的にジュール熱を吸収し放熱できている。その理由は、放熱部材９と抵抗素子との距離が近いためである。また、凹部２Ｃ、基板２の上面（表面）および第２のガラス皮膜６の上に配置された放熱部材９は、ニッケルめっき層７および錫めっき層８を介して大気と接触する。そのため、その放熱部材９は、ジュール熱をランド１６および実装回路板１０へと移動させるだけでなく、ヒートシンクまたはヒートスプレッダーとして機能し易くなり、ジュール熱を大気中へと放散させる。特に、放熱ファン等の大気を攪拌する手段が近くにある環境下では、その機能がより発揮され易い。よって、その機能によってジュール熱を放熱する効率はより高まる。よって放熱部材９は、凹部２Ｃ、基板２の上面（表面）および／または第２のガラス皮膜６の上への配置のみで足りる場合がある。

図２に示すように、凹部２Ｃの表面の放熱部材９と実装回路板１０との接続が、はんだ１１によってなされている。凹部２Ｃには、抵抗素子からの距離が短い位置に放熱部材９が配置されている。特に放熱部材９のうち、最も凹んだ凹部２Ｃの部分であって、抵抗素子が配置されている基板２の表面に近い部分は、抵抗素子からの距離が最も近い。このように抵抗器１は、抵抗素子からの距離が短い位置から放熱を行うことができるため、放熱の効率が高い。

また、放熱部材９は、絶縁基板２の下面から両側の凹部２Ｃへ、そして絶縁基板２の上面および抵抗素子の上面に渡って一体として配置されている。そのため、放熱部材９の形状が複雑となる。バレルめっき法は、めっき浴中に浸漬した籠体内に、多数の抵抗器１を、ダミーボールと呼ばれる金属の粒状体と一緒に投入し、籠体を回転または振動等させ、かつ通電しながらめっきするめっき法である。このダミーボールは、めっき層を形成する部分の形状が複雑であれば、その部分に接触する確率（通電頻度）が高まり、めっき層形成速度が速くなる。よって、バレルめっきを行って抵抗器１の放熱部材９の表面にめっき層（この実施の形態ではニッケルめっき層７と錫めっき層８）を形成する場合には、従来の抵抗器２１の放熱部材２３のような平面状のものを用いる場合よりも、放熱部材９とダミーボールおよび、ニッケルめっき層８とダミーボールとが接触してめっき層が被着する確率が高くなる。よって、抵抗器１の表面へのはんだ等の低融点金属膜を十分に形成することが可能となる。すると、実装回路板１０と抵抗器１との接続状態が良好となって、実装回路板１０への放熱が円滑になされる。

また放熱部材９は、第２の端面２Ｂに沿った方向の線であって、絶縁基板２の下面の中心領域を通る直線（Ａ−Ａ’）（図１（Ｃ）参照）を対称軸とする線対称の形状としている。そのことによって、放熱部材９が実装回路板１０へ、はんだ１１によって接続される、いわゆるリフロー工程を経た場合に、はんだ１１の表面張力が偏らない。よって電子部品となる抵抗器１が実装回路板１０のパターン（ランド１６）上の正確な位置に移動する、いわゆるセルフアライメントの効果を害しない。また放熱部材９は、第１の端面２Ａに沿った方向の線であって、絶縁基板２の他方の面の中心領域を通る直線（Ｂ−Ｂ’）（図１（Ｃ）参照）を対称軸とする線対称の形状としている。よって、放熱部材９が第２の端面２Ｂに沿った方向に偏って存していない。すると上述のリフロー工程を経た場合に、溶融はんだの表面張力の偏りに起因して、溶融はんだが溶断するツームストン現象が抑制される。

図３には、本発明の実施の形態に係る抵抗素子を有する電子部品（ここでは抵抗器１）の製造法の一例を示している。以下、順を追って抵抗器１を製造する過程を図３を参照しながら説明する。

図３（Ａ）は、アルミナ製の大型絶縁基板１２を示している。大型絶縁基板１２の一方の面は、表面に縦横に交差する線状の分割用溝１３を有している。また、縦横に交差する線状の分割用溝１３で囲われた一単位である単位絶縁基板２Ｄの各々の分割用溝１３の長辺上の中央部には、その長辺方向に長い楕円形のスルーホール１７が形成されている。

図３（Ｂ）は、裏面端子電極３Ｃと放熱部材９の形成を示す図である。この図３（Ｂ）は、大型絶縁基板１２の一方の面（以下、「表面」という）とは逆側の面（他方の面で、以下「裏面」という）に、Ａｇを主構成材料とするメタルグレーズ系導電ペーストをスクリーン印刷法によって所定位置に配置させ、焼成した状態を示している。この所定位置の一つは、後の工程で分割用溝１３に沿って分割を行い、単位絶縁基板（絶縁基板２）としたときに、絶縁基板２の裏面の端辺領域に設けられる対となる裏面端子電極３Ｃとなる位置である。隣接する絶縁基板２の端辺領域には、大型絶縁基板１２の表面の分割用溝１３に対応する部分を跨いで隣接する裏面端子電極３Ｃを一体とした帯状に形成している。その理由は、スクリーン印刷の際のパターンを大きくして、パターン設計を容易にする観点および印刷精度の安定化のためである。

所定位置のもう一つは、一体となった複数の帯状の裏面端子電極３Ｃの間であって、スルーホール１７の上である。上述した裏面端子電極３Ｃを形成するためのスクリーン印刷の際には、複数の長方形の帯状の開口部を有する製版を用い、その一つの開口部が、スルーホール１７とこの後に形成される第２のガラス皮膜６の位置に合うよう位置合わせする。そして、大型絶縁基板１２の表面側から吸気し、スルーホール１７の上に印刷されたメタルグレーズ系導電ペーストを、スルーホール１７の内壁面へと導く（スルーホール印刷）。このスルーホール印刷によって、熱伝導率の高いＡｇを主構成材料とする膜を放熱部材９として、絶縁基板２の裏面、および絶縁基板２の端面２Ｃに一体として形成する。なお、放熱部材９の形成の際には、裏面端子電極３Ｃの帯状を形成するための印刷製版の開口部の寸法と同じ寸法の開口部を、放熱部材９の形成のために設けている。その開口部から供給されるメタルグレーズ系導電ペーストの一部が、スルーホール１７の内壁面に付着して、放熱部材９が形成されたこととなる。

図３（Ｃ）は、表面端子電極３Ａの形成を示す図である。この表面端子電極３Ａは、裏面端子電極３Ｃおよび放熱部材９の裏面側と凹部２Ｃ側への形成後に行われる。この図３（Ｃ）は、大型絶縁基板１２の表面に、Ａｇ−Ｐｄ系合金を主構成材料とするメタルグレーズ系導電ペーストをスクリーン印刷法によって、単位絶縁基板２Ｄを取り囲む各々の分割用溝１３の短辺上の中央部に長方形形状に配置させ、焼成した状態を示している。この結果、後の工程で分割用溝１３に沿って分割を行い、単位絶縁基板（絶縁基板２）としたときに、絶縁基板２の表面の端辺領域に設けられる対となる表面端子電極３Ａとなる。

ここで、隣接する絶縁基板２の端辺領域には、分割用溝１３を跨いで隣接する表面端子電極３Ａを一体として形成している。その理由は、スクリーン印刷の際のパターンを大きくして、パターン設計を容易にするため、および印刷精度を安定化させるためである。但しこの一体形成は、一体形成によって、隣接する抵抗素子が直列に接続される状態とするのみで、隣接する抵抗素子が並列に接続される状態とはしない。その理由は、後述する抵抗値調整のためのトリミング工程を的確に行うためである。

図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）の状態の後、大型絶縁基板１２の表面に、酸化ルテニウムを主構成材料とするメタルグレーズ系抵抗体用ペーストをスクリーン印刷法によって配置させ、焼成した状態を示している。この配置位置は、各々の単位絶縁基板２Ｄの表面端子電極３Ａの双方に一部重なり合う位置であり、抵抗体４となる部分である。またこの段階では、対となる表面端子電極３Ａの双方に接続する抵抗体４からなる抵抗素子が得られる。

図３（Ｅ）は、その後に第１のガラス皮膜５を設けた状態を示している。第１のガラス皮膜５を設ける際には、大型絶縁基板１２の一方の面に、ガラスペーストをスクリーン印刷法によって、先に形成した抵抗体４の全面を覆う位置に配置させる。このスクリーン印刷工程後、大型絶縁基板１２を焼成して第１のガラス皮膜５を得る。

図３（Ｆ）は、その後、抵抗素子の抵抗値調整のため、レーザー照射によって抵抗体４にトリミング溝１４を形成した状態を示している。先に形成した第１のガラス皮膜５は、このレーザー照射による抵抗体４の過剰な破壊を防止するように機能している。

図３（Ｇ）は、その後、大型絶縁基板１２の一方の面に、ガラスペーストをスクリーン印刷法によって、先に形成した第１のガラス皮膜５の全面を覆う位置に配置させ、このスクリーン印刷工程後、大型絶縁基板１２を焼成して第２のガラス皮膜６を得た状態を示している。第２のガラス皮膜６は、トリミング溝１４に入り込んだ状態で固化し、抵抗素子全体を保護するよう機能する。

図３（Ｈ）は、その後、大型絶縁基板１２の表面および凹部２Ｃに、スクリーン印刷法によって放熱部材９を配置した状態を示している。スクリーン印刷の際には、複数の長方形の帯状の開口部を有する製版を用い、その一つの開口部が、スルーホール１７と第２のガラス皮膜６の位置に合うよう位置合わせする。そして、スクリーン印刷の際には、Ａｇ−Ｐｄ系合金を主構成材料とするメタルグレーズ系導電ペーストをインクとして用いる。そして、大型絶縁基板１２の裏面からスルーホール１７を通じて吸気して、上述のスルーホール印刷を行う。その結果、大型絶縁基板１２の表面上、第２のガラス皮膜６上、および凹部２Ｃに、放熱部材９を配置することができる。これで、先に形成した放熱部材９と併せて、放熱部材９が個々の抵抗器１を取り囲む構成を実現できる。

図３（Ｉ）は、その後、大型絶縁基板１２の表面に縦横に形成された分割用溝１３のうち、スルーホール１７を通過した側の分割用溝１３に沿って分割した状態を示している。この分割では、分割用溝１３を開く方向に大型絶縁基板１２を曲げ、短冊状の絶縁基板１５へと分割（以下、「一次分割」という。）する。一次分割の結果、分割用溝１３に跨って形成されていた表面端子電極３Ａおよび裏面端子電極３Ｃが、分割用溝１３に沿って同時に破断する。そして、第１の端面２Ａが露出する。ここで一次分割によって、大型絶縁基板１２の裏面に形成した裏面端子電極３Ｃおよび表面端子電極３Ａが絶縁基板２から剥離するおそれがあると考えられる。しかし、その剥離が生じたとしても、後述する第１の端面２Ａに銀（Ａｇ）をスパッタリング法によって被着させる工程で、短冊状の絶縁基板１５から裏面端子電極３Ｃおよび表面端子電極３Ａの一部が剥離した場合でも、その部分にもＡｇが被着されることから、抵抗器１として機能することができる。

図３（Ｊ）は、短冊状の絶縁基板１５の平面図である。図３（Ｊ）は、一次分割の後、両側の第１の端面２Ａにスパッタリング法によってＡｇを被着させ、端面端子電極３Ｂを形成した状態を示している。このとき、表面端子電極３Ａおよび裏面端子電極３Ｃの破断面にもＡｇが被着される。そのため、表面端子電極３Ａと端面端子電極３Ｂ、および端面端子電極３Ｂと裏面端子電極３Ｃとがそれぞれ電気的に接続する。その結果、表面端子電極３Ａ、端面端子電極３Ｂおよび裏面端子電極３Ｃが一体となって、端子電極３が形成される。

図３（Ｋ）は、その後、短冊状の絶縁基板１５に対し、スルーホール１７を通過する分割用溝１３に沿って分割した状態を示している。この分割は、分割用溝１３を開く方向に応力付与して、単位絶縁基板（絶縁基板２）へと分割（以下、二次分割という。）することとなる。図３（Ｋ）の左側は、抵抗器１の表面を、同図右側は、抵抗器１の裏面を示している。二次分割の際には、分割用溝１３に一部跨って形成されていた放熱部材９のうちスルーホール１７の内壁の分割用溝１３の延長上の部分、および裏面端子電極３Ｃのうち分割用溝１３を跨ぐ部分が、分割用溝１３に沿って同時に破断して、第２の端面２Ｂとしてそれらの破断面が露出する。ここで二次分割によって、大型絶縁基板１２の裏面に形成した裏面端子電極３Ｃが絶縁基板２から剥離するおそれがあると考えられる。しかし、通常、裏面端子電極３Ｃの二次分割時の破断面の面積は小さいため、容易に破断し、その破断の際の衝撃が小さいことから、裏面端子電極３Ｃは、絶縁基板２面との剥離に至ることは殆ど無い。

その後、バレルめっき法によって、表面端子電極３Ａ、端面端子電極３Ｂおよび裏面端子電極３Ｃの表面（この３つの電極が端子電極３を構成する）、および放熱部材９の表面に、ニッケルめっき層７を形成し、さらにニッケルめっき層７の表面に錫めっき層８を形成する。ニッケルめっき層７は、端子電極３と錫めっき層８との合金化による、端子電極３の、いわゆるはんだ喰われを防止するように機能する。また、錫めっき層８は、実装回路板１０への表面実装の際に、固着部材となるはんだとの濡れ性を良好にするよう機能する。ここで、ニッケルめっき層７および錫めっき層８の厚みは、３μｍ以上１２μｍ以下となるよう、めっき時間および／または通電電流値等を調整する。

以上の各工程を経て製造された抵抗器１（図１および図２参照）と、図８に示す従来の抵抗器２１について、サンプル数ｎ＝２０での比較検討を行った。従来の抵抗器２１は、凹部２Ｃを有さず、かつ放熱部材２３を長方形とし、絶縁基板２２の裏面のみに、その裏面の端面に到達させない形状としている。それ以外は抵抗器１と同条件で製造されている。図４（Ａ）はニッケルめっき層７の厚み、図４（Ｂ）は錫めっき層８の厚みを比較した結果を示している。従来の抵抗器２１のめっき条件（めっき時間および通電電流値等）は、本実施の形態に係る抵抗器１のめっき条件と同一にしている。本実施の形態に係る放熱部材９の表面に被着したニッケルめっき層７の厚み（最大値８．３μｍ、最小値５．７μｍ、平均値６．９μｍ）および錫めっき層８の厚み（最大値７．２μｍ、最小値４．７μｍ、平均値６．１μｍ）は、明らかに従来の放熱部材２３の表面に被着したニッケルめっき層の厚み（最大値６．９μｍ、最小値２．４μｍ、平均値４．２μｍ）、および錫めっき層の厚み（最大値１．７μｍ、最小値０．６μｍ、平均値１．３μｍ）よりも厚いことがわかる。このことから、本実施の形態に係る放熱部材９を基板２の両面（表裏面）上、第２のガラス皮膜６上、および凹部２Ｃに、放熱部材９を配置して、放熱部材９が抵抗器１を取り囲むことで、ダミーボールが放熱部材９へ接触しやすくなる効果が顕著に得られていることがわかる。

次に、本実施の形態に係る抵抗器１、上述の従来の抵抗器２１および放熱部材９を設けない以外は抵抗器１と同条件で製造した抵抗器について、サンプル数ｎ＝２０での温度衝撃試験を行った。温度衝撃試験は、ガラス繊維を混入したエポキシ系樹脂の板状成形物からなる実装回路板にこれら３種の抵抗器を実装し、常温で抵抗値測定をした後、１２５℃まで昇温してから３０分で−５５℃まで降温し、３０分で１２５℃まで昇温するサイクルを１０００回繰り返した後、再び常温で抵抗値測定をして、当初の抵抗値からの変化率を求める試験である。

図５に、この試験結果を示す。本実施の形態に係る抵抗器１の抵抗値変化率（最大値０．３７％、最小値０．１３％、平均値０．２５％）は、放熱部材９を設けない以外は抵抗器１と同条件で製造した抵抗器の抵抗値変化率（最大値０．８４％、最小値０．４４％、平均値０．６０％）に比べて明らかにが小さく、熱衝撃によっても抵抗素子特性を維持できていることがわかる。また本実施の形態に係る抵抗器１の抵抗値変化率は、上述の従来の抵抗器２１の抵抗値変化率（最大値０．６１％、最小値０．２４％、平均値０．３６％）よりも小さい。この理由は、上述の従来の抵抗器２１の放熱部材２３の表面に被着しためっき層の薄さが、実装回路板との固着状態において本実施の形態に係る抵抗器１との差異を生じさせ、その差異が従来の抵抗器２１から実装回路板への熱移動阻害要因となっているものと考えられる。

次に、本実施の形態に係る抵抗器１と上述の従来の抵抗器２１および放熱部材９を設けない以外は抵抗器１と同条件で製造した抵抗器の、計３種の抵抗器について、サンプル数ｎ＝１での定格電力印加時の上昇温度（ΔＴ（℃））の測定試験を行った。定格電力が、０．２５Ｗ，０．５Ｗ，０．７５Ｗ，１Ｗ，１．５Ｗ，２Ｗの抵抗器を計３種についてそれぞれ用意し、表面温度計を用いて、各々の抵抗器の上昇温度を同条件で測定した。

図６に、この試験結果を示す。いずれの定格電力においても本実施の形態に係る抵抗器１の上昇温度が最も低かった。そして、上述の従来の抵抗器２１の上昇温度が、いずれの定格電力においても抵抗器１の次に低く、放熱部材９を設けない抵抗器は、いずれの定格電力においても最も高かった。また、各抵抗器は、定格電力値に比例して上昇温度値が高くなる傾向にあった。

以上、この実施の形態における抵抗器１およびその製造法について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない限り種々変更実施可能である。図７には、本発明の実施の形態に係る抵抗器１の変形例を示している。なお、抵抗器１の構成部品と同一の部材、同一の機能を有する部材には、抵抗器１中の符号と同一の符号を付して説明する。図７（Ａ）は、図３（Ｈ）に示す、放熱部材９を大型絶縁基板１２の表面に形成する工程を省略し、基板２の裏面と端面の凹部２Ｃに放熱部材９を配置した抵抗器１Ａが実装基板に実装された状態を示す図で、図２（Ｂ）に対応する断面図である。図７（Ｂ）は、図３（Ｂ）に示す、放熱部材９を大型絶縁基板１２の裏面に形成せずに裏面電極３Ｃのみ形成し、基板２の表面と端面の凹部２Ｃに放熱部材９を配置した抵抗器１Ｂが実装基板に実装された状態を示す図で、図２（Ｂ）に対応する図である。抵抗器１Ａ，１Ｂの双方ともスルーホール印刷によって放熱部材９を形成しているため、凹部２Ｃに放熱部材９が形成されている。

図７に示す抵抗器１の変形例の変形以外にも、種々の変形が可能である。たとえば、凹部２Ｃは無くてもよい。また、端面２Ｂには放熱部材９を配置せずに、抵抗素子の上面および／または抵抗素子が配置される基板２の面にのみ放熱部材９を配置しても良い。また、放熱部材９は、対向する両方または一方の端面２Ｂのみに配置されることとしても良い。また、放熱部材９は、端面２Ｂにおける、基板２の表裏面を結ぶ方向に連続して配置する必要は無く、途中で途切れる部分を有していても良い。さらに凹部２Ｃの形状は、半楕円形状でなく、半円形状等、他の形状を採択しうる。また、スルーホール１７に代えて、有底の空洞を大型絶縁基板１２に配置し、その空洞の内壁面に放熱部材９を形成することとしても良い。さらに、第２のガラス皮膜６に代えて、エポキシ系等の樹脂皮膜等とすることができる。その場合は、抵抗素子の上面に形成する放熱部材９は、樹脂皮膜等が焼失しないように、樹脂系の導電性接着剤等、熱伝導率の高い金属粉が混入された樹脂ペーストをスクリーン印刷法等で配置して、熱硬化させて形成するのが良い。また、この樹脂系の導電性接着剤等は、第２のガラス皮膜６を用いた場合にも放熱部材９を形成するのに用いても良い。

また、端面２Ｂへの放熱部材９の形成は、スルーホール印刷法以外の方法、たとえば塗布法、めっき法等を採択できる。また、大型絶縁基板１２は必須の部材ではなく、単位絶縁基板２Ｄ（基板２）に対して各工程を行うことができる。よって、一次および二次分割の工程は必須の工程ではないため省略できる。また、第２のガラス皮膜６を形成する工程およびめっき工程についても必須の工程ではないため省略できる。さらに、抵抗器１が表面端子電極３Ａのみを端子電極とする、いわゆるフェイスダウン型のものである場合には、裏面端子電極３Ｃを形成する工程および端面端子電極３Ｂを形成する工程は必須の工程ではないため省略できる。ただし、抵抗器１がフェイスダウン型のものである場合に端面端子電極３Ｂを形成しても良い。

また、表面端子電極３Ａ、裏面端子電極３Ｃおよび抵抗体４をスクリーン印刷法による厚膜で形成したが、これらの全部または一部をスパッタリング法等による薄膜で形成しても良い。また、裏面端子電極３Ｃと放熱部材９とは、同時に形成しても良いが、別々に形成しても良い。また、図３（Ｃ）に示す表面端子電極３Ａを形成する工程を、図３（Ｂ）に示す裏面端子電極３Ｃおよび放熱部材９を形成する工程の前に行っても良い。但し、焼成の際に大型絶縁基板１２が金属製の搬送ベルト等に載置される場合には、搬送ベルト表面の金属錆が表面端子電極３Ａへ付着する。すると、後に形成する抵抗体４との接触状態が不安定となる。それを防止するため、本実施の形態のように、裏面端子電極３Ｃおよび放熱部材９を形成する工程が表面端子電極３Ａを形成する工程の前に行われることが好ましい。

端面端子電極３Ｂは、スパッタリング法以外の方法、例えば塗布法、スクリーン印刷法等によって形成することができる。さらに、上述した実施の形態では放熱部材９を形成する工程を抵抗素子を形成する工程の最中に行っているが、第２の工程を第１の工程の開始前または完了後に行っても良い。さらに、裏面端子電極３Ｃおよび放熱部材９は、マイグレーション抑制材料としての、たとえばＡｇ−Ｐｄ系合金等のメタルグレーズ系ペーストを焼成したもので構成させることができる。そうすることによって、本実施の形態の抵抗器１のように裏面端子電極３Ｃと放熱部材９との距離が比較的短くても、対となる裏面端子電極３Ｃ同士のマイグレーションによる短絡を抑制できる。

また、絶縁基板２は、アルミナからなるものを用いている。しかし、より放熱性を良好にするためには、窒化アルミニウム等の熱伝導性の良好な材料を採択することが好適である。また、抵抗器１に設けた低融点金属膜には、錫めっき層８を用いているが、錫めっき層８に代えてはんだめっき層とすることができる。ここで「はんだ」には、Ｐｂ−Ｓｎ系合金を用いることができる。また、Ｓｎ−Ｃｕ系合金等のいわゆる鉛フリーはんだを用いることができる。

また抵抗器１は、抵抗素子一つからなる表面実装型のチップ抵抗器である。しかし他の抵抗器、例えば多連チップ抵抗器やチップネットワーク抵抗器等、単位絶縁基板に複数の抵抗素子を有する複合電子部品にも適用できる。この複合電子部品は、抵抗素子一つからなる抵抗器１に比べ、ジュール熱の発熱量が多く、絶縁基板にジュール熱が蓄積し易いため、ジュール熱を絶縁基板から逃がす必要性が高い場合がある。そのような場合には、本実施の形態に係る抵抗器１のように放熱部材９を設けることが非常に好ましいものとなる。また、抵抗素子と、コンデンサ等の他の回路素子との複合電子部品にも放熱部材９を設けることができる。

抵抗器１は、周囲温度が高温になりやすい環境下での使用によって、特に利点を発揮できる。例えば、高密度実装をする電子機器への用途、パーソナルコンピュータ等、高温になりやすいＣＰＵ（Central Processing Unit）の近くに抵抗器が実装される電子機器への用途、高温になりやすい車のエンジンルーム内の電子制御部等への用途が好適である。

また、図３（Ｉ）（Ｋ）に示す分割工程（それぞれ一次分割および二次分割）に際し、大型絶縁基板１２および短冊状の絶縁基板１５の分割を、分割用溝１３を開く方向に応力を付与する方法によって実現している。しかしこの方法に代えて、ダイシング等の他の分割手段を採用できる。ダイシングを採用する利点は、分割の寸法精度を良好にできることである。また、分割用線（この線は、可視のものおよび不可視のものの双方を含む。）を跨いで形成された放熱部材９の部分を切断する際に比較的その部分に与える衝撃が小さく、絶縁基板２からの各種の部材の剥がれをより一層抑制できることである。また、一般に絶縁基板寸法精度の高い分割が困難な一次分割にダイシングを採用し、二次分割に製造コスト面で有利な分割用溝１３を開く方向に応力を付与する方法を採用することができる。また、分割用溝１３を大型絶縁基板１２の表裏の２面に形成したり、裏面のみに形成することができる。

また抵抗器１では、放熱部材９を端子電極３の材料と同様に導電性材料としている。電子部品と実装回路板１０との熱移動を低融点金属（はんだ）を介して行う場合には、放熱部材９を導電性材料とするのが適している。しかし、電子部品と実装回路板１０との間に熱移動の介在物が無い場合等は、放熱部材９を、市販の放熱シリコンゲル等の絶縁物で構成することができる。放熱シリコンゲル等の絶縁物を用いることによって、絶縁基板２を用いない抵抗器、たとえばニクロム板（Ｎｉ−Ｃｒ系合金板）を、エポキシ系樹脂や液晶ポリマー等を用いて樹脂モールドした表面実装型の金属板抵抗器を対象として、そのモールド部分から実装回路板面への熱移動を実現できる。また、金属板抵抗器であって抵抗体がモールドされていないものであっても、放熱シリコンゲル等の絶縁物を直接抵抗体に接触させ、実装回路板と接続して金属板抵抗器のジュール熱を実装回路板へと移動する（逃がす）ことができる。

本発明の実施の形態に係る抵抗器を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は平面図である。 本発明の実施の形態に係る抵抗器が実装回路板に実装された状態を示す縦断面図であり、（Ａ）は図１（Ｃ）に示すＡ−Ａ’線で切断した断面図で、（Ｂ）は図１（Ｃ）のＢ−Ｂ’線で切断した断面図である。 本発明の実施の形態に係る抵抗器の製造過程の一例を示す図で、（Ａ）から（Ｋ）へと工程が進行する様子を示す図である。 本発明の実施の形態に係る抵抗器と従来の抵抗器の放熱部材表面に被着しためっきによる金属膜の厚みを示す図で、（Ａ）はニッケルめっき層の厚みを示す図で、（Ｂ）は錫めっき層の厚みを示す図である。 本発明の実施の形態に係る抵抗器と、従来の抵抗器と、放熱部材無しの抵抗器（放熱部材以外は本発明の実施の形態に係る抵抗器と同一）の温度衝撃試験の結果を示す図であり、抵抗値変化率を示す図である。 本発明の実施の形態に係る抵抗器と、従来の抵抗器と、放熱部材無しの抵抗器（放熱部材以外は本発明の実施の形態に係る抵抗器と同一）の定格電力印加時の上昇温度（ΔＴ（℃））の測定試験の結果を示す図である。 本発明の実施の形態に係る放熱部材の形状の各種の変形例を示す図である。 従来の抵抗器を示す図で、（Ａ）は、従来の抵抗器の縦断面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示す抵抗器の底面図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ 抵抗器
２ 絶縁基板
２Ｂ 第２の端面（端面）
２Ｃ 凹部
２Ｄ 単位絶縁基板
３ 端子電極
３Ａ 表面端子電極（端子電極の一部）
３Ｂ 端面端子電極（端子電極の一部）
３Ｃ 裏面端子電極（端子電極の一部）
４ 抵抗体
５ 第１のガラス皮膜（保護膜）
６ 第２のガラス皮膜（保護膜）
７ ニッケルめっき層
８ 錫めっき層（低融点金属膜）
９ 放熱部材
１２ 大型絶縁基板
１３ 分割用溝（線状分割部）
１７ スルーホール

Claims (7)

1. 絶縁基板の対向する端辺領域に設けられる対となる端子電極および上記絶縁基板の一方の面に配置され、上記端子電極の双方に接続される抵抗体を有する抵抗素子と、上記抵抗素子の放熱のための放熱部材と、を有する電子部品において、
   上記放熱部材は、上記絶縁基板の一方の面、上記抵抗素子の上面、または上記一方の面とは反対側の上記絶縁基板の他方の面と上記一方の面とを結ぶ端面のいずれか１つの面に少なくとも配置されていることを特徴とする抵抗素子を有する電子部品。
2. 絶縁基板の対向する端辺領域に設けられる対となる端子電極および上記絶縁基板の一方の面に配置され、上記端子電極の双方に接続される抵抗体を有する抵抗素子と、上記抵抗素子の放熱のための放熱部材と、を有する電子部品において、
   上記放熱部材は、上記絶縁基板の一方の面とは反対側の上記絶縁基板の他方の面、および上記絶縁基板の一方の面と上記絶縁基板の他方の面とを結ぶ端面に一体として配置されていることを特徴とする抵抗素子を有する電子部品。
3. 前記端面には凹部が設けられ、上記凹部には前記放熱部材が配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の抵抗素子を有する電子部品。
4. 前記抵抗素子を有する電子部品は、少なくとも前記抵抗体を保護する保護膜を有し、前記端面に配置された前記放熱部材は、上記保護膜の上面まで延在していることを特徴とする請求項２または３記載の抵抗素子を有する電子部品。
5. 前記端子電極および少なくとも前記絶縁基板の他方の面に配置された前記放熱部材の表面には、低融点金属膜が配置され、上記低融点金属膜の厚みが、３μｍ以上１２μｍ以下であることを特徴とする請求項２または４記載の抵抗素子を有する電子部品。
6. 表面に縦横に交差する線状分割部および当該線状分割部の線上に複数のスルーホールを有する大型絶縁基板を用い、
   上記線状分割部で囲われる一単位の絶縁基板（以下、単位絶縁基板という）の各々の一方の面に少なくとも抵抗素子を含む一つまたは複数の回路素子を形成する回路素子形成工程と、
   上記抵抗素子の放熱のための導電性の放熱部材を、上記一方の面とは反対側の上記単位絶縁基板の各々の他方の面、および上記単位絶縁基板の一方の面と上記単位絶縁基板の他方の面とを結ぶ上記スルーホール内壁面に一体として形成する放熱部材形成工程と、
   上記両工程の後に上記線状分割部に沿って上記大型絶縁基板を個々の上記単位絶縁基板へと分割する分割工程と、
   その後、上記抵抗素子と接触し、端子を構成する端子電極の表面および上記放熱部材の表面にバレルめっき法によって低融点金属膜を被着するめっき工程と、を有することを特徴とする抵抗素子を有する電子部品の製造法。
7. 前記回路素子を保護する保護膜を形成する保護膜形成工程を設け、その工程の後、前記放熱部材形成工程において、前記スルーホール内壁面に形成した前記放熱部材を、上記保護膜の上面まで延在させることを特徴とする請求項６記載の抵抗素子を有する電子部品の製造法。

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