JP2010114167A - 低抵抗チップ抵抗器及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セラミック製電気絶縁性基板の表面に接着層を介して設けられる、厚み50μm以で、銅を30mass%以上80mass%以下含む銅−ニッケル系合金、又はニッケルを50mass%以上含むニッケル−クロム系合金の金属箔からなる抵抗体膜と、チップ抵抗器の端子部の形成領域を除いて抵抗体膜を保護するように被覆される抵抗体保護膜と、抵抗体保護膜による抵抗体膜の未被覆部の一部及び電気絶縁性基板の両端部に設けられる外部電極膜と、抵抗体保護膜による抵抗体膜の未被覆部の残部及び外部電極膜上に設けられるニッケルメッキ膜と、ニッケルメッキ膜上に設けられる錫メッキ膜とから構成される端子部とからなる低抵抗チップ抵抗器。
【選択図】図1
Description
本発明は、最近の省電力化、高精度化の傾向に伴い要求の強くなってきている、抵抗値の温度特性(以降、TCRと称す)が、±50ppm/℃以内の高精度なチップ抵抗器に関するものである。
厚膜抵抗体膜には、ルテニウム系導電性酸化物、銀、パラジウム、銅、ニッケルなどの微粉末とガラス粉末を液状の有機物に分散したペーストが、印刷、乾燥、焼成といった工程を経ることにより10μm程度の厚みの抵抗体膜に形成される。この厚膜抵抗体膜で構成されたチップ抵抗器は、非常に広い抵抗値領域を発現可能である特徴を有し、0.1Ωから10MΩの抵抗器が可能である(例えば、特許文献1参照)。
即ち、この抵抗値領域では、銀パラジウム若しくは銅ニッケルのTCRが低くなる合金比率で以って導電成分が含有されるが、その導電率は、この合金比率で決定されるために、抵抗値を低くするには膜厚を厚くしなくてはならない。しかし、厚膜抵抗体膜では印刷という塗布工法を採るため印刷ダレや滲みなどの発生により小型、高精度に印刷可能な厚みには限界があり、基板との密着性を改善するため絶縁体であるガラス微粉末の添加が必須である。このことも厚膜抵抗体膜の導電率を上昇させる要因であり、低抵抗領域の発現を困難にしている。
この薄膜抵抗体膜を使用したチップ抵抗器の精度は優秀で、TCRは25ppm/℃までの高精度なものが製造可能である。
尚、本発明における金属箔は、純金属箔及び合金箔を含むものである。
このような構造の金属箔付き絶縁基板を用いることで、その後の製造工程は厚膜抵抗体や薄膜抵抗体を用いたチップ抵抗器の製造方法を、そのまま利用することを可能としている。
具体的には、ニッケル80(mass%:以下同じ)−クロム20合金、ニッケル65−クロム15−マンガン20合金、銅55−ニッケル45合金、銅86−ニッケル2−鉄12合金、銅67−ニッケル30−鉄3合金などである。
金属箔における銅の含有量が30mass%以上80mass%以下の範囲外、あるいはニッケルの含有量が50mass%未満であると、優れたTCRを得ることができない。
係る配合量が5mass%未満の場合、熱伝導性が不十分となり、60mass%を超えた場合、接着力が不十分となる。
端子部の形成は、抵抗体保護膜からはみ出した抵抗体膜部分に最低でも一部を覆うように銀樹脂ペーストを塗布し、100〜300℃で硬化させる。100℃の場合は20分〜2時間、300℃の場合は10分以内の加熱時間というように、加熱温度を高く設定する場合は加熱時間を短くする必要がある。このようにしてベースとなる外部電極膜を形成し、次いで、このベースとなる外部電極膜にニッケルメッキ膜、続いて錫メッキ膜を被覆することで外部電極を構成する。
図1は、本発明のチップ抵抗器の一実施態様を示す模式断面図である。図2は本発明のチップ抵抗器の製造方法を示す図である。
図1において、1は電気絶縁性基板、2は接着層、3は抵抗体膜、4は抵抗体保護膜(絶縁体膜)、5は外部電極膜、6はニッケルメッキ膜、7は錫メッキ膜、8は金属箔付き電気絶縁性基板、9は端子部、10はチップ抵抗器である。
図2は、本発明のチップ抵抗器の製造方法を示しているが、先ず、チップ抵抗器10の形状に即した分割スリットを表面に有する電気絶縁性基板1に接着層2を介して抵抗体膜3となる金属箔を貼り付けるが、先ず電気絶縁性基板1に接着層2となる接着剤を薄く塗り(基板に接着剤塗布)、その大きさに合わせた抵抗体膜3となる金属箔を均一に貼る(抵抗体膜の貼り付け)。接着剤に熱硬化性樹脂を使用した場合、100℃以上150℃以下の温度で10分間から1時間保持して硬化させると、金属箔と電気絶縁性基板とが強固に接着される(硬化1)。
この露出した端面部分に、先の設けられた抵抗体保護膜4からはみ出した抵抗体膜3を被覆するような形で、熱硬化性の銀樹脂ペーストを塗布(外部電極ペースト塗布)し、100℃以上300℃以下の温度で硬化させる。抵抗体保護膜の硬化と同様に、100℃の場合は20分〜2時間、300℃の場合は10分以内の加熱時間というように、加熱温度を高く設定する場合は加熱時間を短くする必要がある。このようにして、外部電極膜5を形成する(硬化3)。
(硬化2)の場合も、(硬化3)の場合も、温度が100℃未満であると、十分な硬化が得られず、300℃を超えると、樹脂の変質を生じるといった問題がある。
金属箔として、銅55mass%、ニッケル44mass%、鉄1mass%の成分組成の厚み23μm(実施例1)、13μm(実施例2)の2種類の金属箔を用いた。この金属箔を幅50mm、長さ60mm、厚み0.28mmの1005型チップ抵抗器用のスリット形成済みアルミナ基板面上に、熱硬化性液状エポキシ樹脂を250メッシュスクリーンで約40μmの厚みに印刷する。その印刷面にアルミナ基板と同じ大きさに切断した金属箔を均一に貼った。この際にゴムローラーで箔の上から圧力を付与して、貼り付け面の気泡を除去した。貼り付け後、ボックス炉を用いて150℃、30分間の加熱により、エポキシ樹脂を硬化させて、金属箔をアルミナ基板にしっかりと固着させた。
尚、実施例3として、初期抵抗値の約4倍の抵抗値に調整した厚み13μmの金属箔も用意した。この際のトリミング条件は金属箔の分割時と同条件である。
塗布後、150℃で30分間の条件でボックス炉により加熱し、塗布樹脂を硬化させて、外部電極膜を形成した。外部電極膜形成後、短冊状基板を抵抗体形状に分割する。最後に外部電極膜を覆うように、バレルメッキ法を用いてニッケルメッキ膜、続いて錫メッキ膜を施して端子部を形成してチップ抵抗器を作製した。ニッケルメッキ膜は約10μm、錫メッキ膜は約2μmの厚みである。
2 接着層
3、23 抵抗体膜
4 抵抗体保護膜(絶縁体膜)
5、25 外部電極膜
6、26 ニッケルメッキ膜
7、27 錫メッキ膜
8 金属箔付き電気絶縁性基板
9 端子部
10、20 チップ抵抗器
21 セラミック基板
24 抵抗体保護膜
28 内部電極膜
29 保護膜
Claims (5)
- 低抵抗チップ抵抗器であって、
セラミック製電気絶縁性基板と、
前記セラミック製電気絶縁性基板の表面に接着層を介して設けられる、厚み50μm以下で、銅を30mass%以上80mass%以下含む銅−ニッケル系合金、又はニッケルを50mass%以上含むニッケル−クロム系合金の金属箔からなる抵抗体膜と、
前記チップ抵抗器の端子部の形成領域を除いて、前記抵抗体膜を保護するように被覆される抵抗体保護膜と、
前記抵抗体保護膜による前記抵抗体膜の未被覆部の一部及び前記電気絶縁性基板の両端部に設けられる外部電極膜と、前記抵抗体保護膜による前記抵抗体膜の未被覆部の残部及び前記外部電極膜上に設けられるニッケルメッキ膜と、前記ニッケルメッキ膜上に設けられる錫メッキ膜とから構成される端子部とからなることを特徴とする低抵抗チップ抵抗器。 - 前記接着層が、熱硬化性樹脂、或いは前記熱硬化性樹脂に対して5mass%以上、60mass%以下の熱伝導性と電気絶縁性に優れる無機粉末を含む無機粉末含有熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1記載のチップ抵抗器。
- 分割スリットを表面に有する電気絶縁性基板の表面に、接着剤を介して厚み50μm以下の抵抗体膜となる、銅を30mass%以上80mass%以下含む銅−ニッケル系合金、又はニッケルを50mass%以上含むニッケル−クロム系合金の金属箔を接着して金属箔付き電気絶縁性基板を形成する工程と、前記金属箔を前記分割スリットに沿って分割する工程と、分割した前記金属箔の端子部の形成領域を除いた前記金属箔面上に絶縁性熱硬化型樹脂ペーストを印刷し、加熱硬化させて抵抗体保護膜を形成する工程と、外部電極となる基板端面が外部に露出するように前記分割スリットに沿って、前記金属箔付き電気絶縁性基板を中間形状に分割する工程と、中間形状に分割した前記金属箔付き電気絶縁性基板の基板端面における前記金属箔の外部電極膜の形成領域に導電性を有する導電性フィラー含有熱硬化型樹脂ペーストを塗布し、加熱硬化させて外部電極膜を形成する工程と、所定チップ抵抗器形状に分割する工程と、前記外部電極膜上及び前記金属箔の端子部形成領域にニッケルめっき膜、錫めっき膜の順に被覆して端子部を形成する工程と、からなる製造方法によって作られることを特徴とする低抵抗チップ抵抗器。
- 抵抗体として、厚みが50μm以下で、銅を30mass%以上80mass%以下含む銅−ニッケル系合金、又はニッケルを50mass%以上含むニッケル−クロム系合金の金属箔を用いた低抵抗チップ抵抗器であって、外形が略直方体であり、下面と左右側面中央部に電気絶縁性基板が露出しており、上面中央部に抵抗体保護膜が露出しており、当該各面の前後端部および前後側面が錫めっき膜に被覆されていることを特徴とする低抵抗チップ抵抗器。
- 低抵抗チップ抵抗器の製造方法であって、
分割スリットを表面に有する電気絶縁性基板の表面に、接着剤を介して厚み50μm以下の抵抗体膜となる、銅を30mass%以上80mass%以下含む銅−ニッケル系合金、又はニッケルを50mass%以上含むニッケル−クロム系合金の金属箔を接着して金属箔付き電気絶縁性基板を形成する工程と、
前記金属箔を前記分割スリットに沿って分割する工程と、
前記分割した前記金属箔の端子部の形成領域を除いた前記金属箔面上に絶縁性熱硬化型樹脂ペーストを印刷し、加熱硬化させて抵抗体保護膜を形成する工程と、
前記端子部を構成する外部電極膜となる基板端面が外部に露出するように前記分割スリットに沿って、前記金属箔付き電気絶縁性基板を中間形状に分割する工程と、
中間形状に分割した前記金属箔付き電気絶縁性基板の基板端面における前記金属箔の外部電極膜の形成領域に導電性を有する導電性フィラー含有熱硬化型樹脂ペーストを塗布し、加熱硬化させて外部電極膜を形成する工程と、
所定チップ抵抗器形状に分割する工程と、
前記外部電極膜上及び前記金属箔の端子部形成領域にニッケルめっき膜を設ける工程と、
前記ニッケルメッキ膜上に錫めっき膜を設けて端子部を形成する工程と、
からなることを特徴とする低抵抗チップ抵抗器の製造方法。
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