JP2010161135A - チップ抵抗器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化、薄型化を図る場合であっても、絶縁材料からなる基板の破損等の不具合を回避することが可能なチップ抵抗器およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】絶縁材料からなる基板１と、基板１の一面１ａ側に形成され、離間配置された一対の電極２と、基板１の一面１ａ側に形成され、一対の電極２に導通する抵抗体層３と、この抵抗体層３を覆うように設けられた保護層４と、を備え、一面１ａ側が実装面とされたチップ抵抗器Ａであって、一対の電極２は、それぞれ、抵抗体層３に導通する電極層（第１電極層２１および第２電極層２２）と、この電極層上に形成されるメッキ層２３とを有しており、上記電極層とメッキ層２３との境界面は、保護層４の基板１厚み方向における先端露出面よりも基板１寄りに位置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、チップ抵抗器およびその製造方法に関する。

従来のチップ抵抗器の一例としては、図１３に示すようなものがある（たとえば、特許文献１を参照）。図示されたチップ抵抗器Ｂは、絶縁材料からなる基板９１に一対の電極９２が離間して設けられた構成を有している。各電極９２は、実装時のハンダ付け性をよくするための手段として、基板９１の上面側、側面側、下面側に跨って形成されたメッキ層９２１を含んでいる。このメッキ層９２１は、実装時のハンダ付け性をよくするためのものである。基板９１の上面側には、一対の電極に導通する抵抗体層９３、およびこの抵抗体層９３を覆う保護層９４が形成されている。基板９１の下面側においては、一対の電極９２が長手方向両端部近傍に配置され、これら一対の電極９２の間の領域は、基板９１表面が露出している。したがって、基板９１の下面側においては、一対の電極９２と、これら電極９２の間の領域とは、明瞭な段差を有している。

上記構成のチップ抵抗器Ｂは、実装時には、基板９１の下面側を実装面として、たとえば回路基板上に搭載される。かかる構成のチップ抵抗器Ｂにおいては、これを利用して構成される電気回路の実装効率を高めるために小型化、薄型化の要請が強い。しかしながら、チップ抵抗器Ｂにおいて、たとえば薄型化の観点から基板９１の厚みを小さくすると、基板９１そのものの機械的強度が低下する。この状態でチップ抵抗器Ｂに荷重がかかると、当該チップ抵抗器Ｂは両端部の電極９２によって両持ち支持された構造であることから、基板９１の電極９２間部分が割れる、あるいは折れるなどして基板９１が損傷する虞がある。このような事態が生じたのでは、チップ抵抗器Ｂの抵抗値に大きな誤差が生じたり、あるいはチップ抵抗器Ｂを利用して構成される電気回路の仕様に狂いが生じるといった不具合が発生してしまう。

特開２００８−２７０５１９号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、絶縁材料からなる基板を備えたチップ抵抗器において、小型化、薄型化を図る場合であっても、基板の破損等の不具合を回避することが可能なチップ抵抗器を提供することを課題としている。また、本発明はそのようなチップ抵抗器を効率よく、かつ適切に製造することができるチップ抵抗器の製造方法を提供することを他の課題としている。

本発明の第１の側面によって提供されるチップ抵抗器は、絶縁材料からなる基板と、上記基板の一面側に形成され、離間配置された一対の電極と、上記基板の上記一面側に形成され、上記一対の電極に導通する抵抗体層と、この抵抗体層を覆うように設けられた保護層と、を備え、上記一面側が実装面とされたチップ抵抗器であって、上記一対の電極は、それぞれ、上記抵抗体層に導通する電極層と、この電極層上に形成される導電層とを有しており、上記電極層と上記導電層との境界面は、上記保護層の基板厚み方向における先端露出面よりも上記基板寄りに位置することを特徴としている。

このような構成によれば、実装面側に形成された保護層の先端露出面よりも、電極層とこの電極層に重なる導電層との境界面が基板寄りに位置しているため、保護層の先端露出面と導電層の先端露出面との間に段差を生じないように形成することができる。したがって、基板の厚みを小さくしてチップ抵抗器の薄型化を図る場合において、チップ抵抗器に荷重がかかっても、基板の電極間部分が割れる等の不具合の発生を防止することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記各電極層は、上記基板の表面上に直接設けられる第１電極層と、この第１電極層上に設けられる第２電極層とを備え、上記抵抗体層は、上記各第１電極層の一部の領域、および一対の上記第１電極層の間の領域に跨って重なるように設けられ、上記保護層は、上記各第１電極層の一部の領域、および上記抵抗体層に跨って重なるように設けられており、上記第２電極層は、上記第１電極層における上記抵抗体層および上記保護層のいずれもが重なっていない領域に設けられている。このような構成によれば、電極層として、第１電極層および第２電極層を具備する積層構造を採用することにより、抵抗体層、電極層、および保護層の積層状態において、保護層の先端露出面に対する電極層の基板厚み方向における先端面の位置関係を所望に調整することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記導電層の基板厚み方向における先端露出面は、上記保護層の基板厚み方向における先端露出面と面一状とされている。このような構成によれば、チップ抵抗器に荷重がかかっても、基板の電極間部分が割れる等の不具合の発生をより適切に防止することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記導電層は、基板厚み方向における最上層に設けられたメッキ層を含む。このような構成によれば、電極の表面露出部分はメッキ層からなるので、チップ抵抗器が実装された状態においては、ハンダによる接合強度を高めることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板の上記一面側とは反対面側には、追加の保護層が形成されている。このような構成によれば、チップ抵抗器の実装時における衝撃を緩和し、基板の破損をより確実に防止することができる。

本発明の第２の側面によって提供されるチップ抵抗器の製造方法は、絶縁材料からなる基板の一面側に、互いに離間して対をなす第１電極層を形成する工程と、上記対をなす第１の電極層の一部ずつの領域、および上記対をなす第１電極層の間の領域に跨るように抵抗体層を形成する工程と、上記抵抗体層を覆うように保護層を形成する工程と、上記第１電極層の露出面上に第２電極層を形成する工程と、を有することを特徴としている。このような製造方法によれば、本発明の第１の側面によって提供されるチップ抵抗器を効率よく、かつ適切に製造することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２電極層を形成する工程は、厚膜印刷により行う。このような製造方法によれば、第２電極層の形成が容易となる。また、第２電極層の厚みを所望の寸法に正確に仕上げることができる。このことは、抵抗体層、電極層（第１電極層と第２電極層）、および保護層の積層構造において、保護層の先端露出面に対する電極層の先端面の位置関係を所望に調整するうえで好適である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２電極層を形成する工程の後に、基板厚み方向における先端露出面が上記保護層と面一状の導電層を形成する工程を有する。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係るチップ抵抗器の一例を示す断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明に係るチップ抵抗器を製造する方法における一部の工程を示す要部平面図である。 本発明に係るチップ抵抗器を製造する方法における一部の工程を示す要部平面図である。 本発明に係るチップ抵抗器を製造する方法における一部の工程を示す要部平面図である。 本発明に係るチップ抵抗器を製造する方法における一部の工程を示す要部平面図である。 本発明に係るチップ抵抗器を製造する方法における一部の工程を示す要部平面図である。 本発明に係るチップ抵抗器を製造する方法における一部の工程を示す要部平面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部断面図である。 本発明に係るチップ抵抗器を製造する方法における一部の工程を示す要部断面図である。 本発明に係るチップ抵抗器を製造する方法における一部の工程を示す要部平面図である。 図１に示すチップ抵抗器の実装状態を示す斜視図である。 従来のチップ抵抗器の一例を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、説明の便宜上、図１を基準として上下の方向を特定することにする。

図１および図２は、本発明に係るチップ抵抗器の一例を示している。本実施形態のチップ抵抗器Ａは、基板１、一対の電極２、抵抗体層３、および保護層４，５を備えている。

基板１は、たとえばＡｌ₂Ｏ₃などの絶縁材料からなり、各部の厚みが一定で長矩形状のチップ状とされている。

一対の電極２は、基板１の長手方向（図１における方向ｘ）に離間して設けられている。これら一対の電極２は、それぞれ、第１電極層２１、第２電極層２２、およびメッキ層２３を備えて構成されている。

第１電極層２１は、たとえばＡｇを主成分とする導電体からなり、基板１の上面１ａ側の表面に直接形成されている。第２電極層２２は、たとえばＡｇを主成分とする導電体からなり、第１電極層２１上に部分的に設けられている。より具体的には、第２電極層２２は、第１電極層２１上において、後述する抵抗体層３および保護層４が形成されていない領域上に形成されている。これら第１電極層２１および第２電極層２２は、本発明でいう電極層を構成するものである。

メッキ層２３は、チップ抵抗器Ａの実装時のハンダ付け性を高めるためのものであり、たとえばＮｉやＳｎによるメッキ処理が施された層である。メッキ層２３は、第２電極層２２の上面、および第１電極層２１と第２電極層２２の側面を覆うように形成されている。

抵抗体層３は、たとえば酸化ルテニウムなどの抵抗率が比較的に高い材料からなる。抵抗体層３は、一対の第１電極層２１の間の基板１表面の領域を覆うとともに、両端部が一対の第１電極層２１の端部と重なるように設けられている。なお、本実施形態において、抵抗体層３は、レーザートリミングによる抵抗値調整が施されている。

保護層４は、一対の電極２の一部ずつ、および抵抗体層３を覆っており、所定の絶縁材料からなる。本実施形態では、保護層４は、アンダーコート層４１およびオーバーコート層４２が積層された構成とされている。アンダーコート層４１は、たとえば鉛ガラスからなり、オーバーコート層４２は、たとえばエポキシ樹脂からなる。図２に示すように、保護層４は、方向ｙにおいて基板１の全幅にわたって形成されている。

保護層５は、基板１の下面１ｂ側の表面全体を覆うように設けられており、たとえばエポキシ樹脂からなる。

上記した各部の寸法の一例を挙げると、基板１の長手方向（方向ｘ）の寸法が０．４〜１ｍｍ程度、基板１の幅方向（方向ｙ）の寸法が０．２〜０．５ｍｍ程度である。また、各部の厚みとしては、基板１の厚みが０．０８〜０．３ｍｍ程度、第１電極層２１の厚みが１０μｍ程度、第２電極層２２の厚みが１０μｍ程度、メッキ層２３の厚みが２０μｍ程度、抵抗体層３の厚みが１０μｍ程度、アンダーコート層４１の厚みが１０μｍ程度、オーバーコート層４２の厚みが２０μｍ程度、保護層５の厚みが１０μｍ程度である。

上記した寸法関係から理解されるように、第２電極層２２とメッキ層２３との境界面は、保護層４の基板１厚み方向における先端露出面よりも基板１寄りに位置している。また、メッキ層２３の基板１厚み方向における先端露出面は、保護層４の基板１厚み方向における先端露出面と面一状とされている。

次に、チップ抵抗器Ａの製造方法の一例を図３〜図１１を参照して説明する。

まず、図３に示すように、たとえばＡｌ₂Ｏ₃などの絶縁材料からなる基板１’を用意する。基板１’は、チップ抵抗器Ａを構成する基板１を複数個取り可能なサイズとされている。

次に、図４に示すように、基板１’の上面１ａ’に複数の第１電極層２１’を形成する。第１電極層２１’は、基板１の方向ｘにおいて互いに対をなすように離間しており、方向ｙにおいても離間させられている。第１電極層２１’の形成は、たとえばＡｇなどの導電体を含む導電体ペーストを所定パターンに厚膜印刷し、焼成することによって行う。

次いで、図５に示すように、複数の抵抗体層３を形成する。抵抗体層３の形成は、たとえば酸化ルテニウムなどの抵抗体材料を含む抵抗体ペーストを厚膜印刷および焼成することにより行う。この印刷においては、両端が対をなす第１電極層２１’の一部ずつと重なり、かつ上記対をなす第１電極層２１’の間の領域を覆うように、上記抵抗体ペーストを方向ｘに延びる複数の帯状に塗布する。

次いで、図６に示すように、複数のアンダーコート層４１を形成する。アンダーコート層４１の形成は、たとえば鉛ガラスなどの絶縁材料を含む絶縁体ペーストを厚膜印刷および焼成することにより行う。この印刷においては、両端が対をなす第１電極層２１’の一部ずつと重なり、かつ抵抗体層３の全体を覆うように、上記絶縁体ペーストを方向ｘに延びる複数の帯状に塗布する。引き続き、抵抗体層３およびアンダーコート層４１にレーザートリミングを施し、溝（図示略）を形成する。

次いで、図７に示すように、複数のオーバーコート層４２’を形成する。オーバーコート層４２’の形成は、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂ペーストを厚膜印刷および熱硬化することにより行う。この印刷においては、両端が対をなす第１電極層２１’の一部ずつと重なり、かつアンダーコート層４１の全体を覆うように、上記熱硬化性樹脂ペーストを方向ｙに延びる複数の帯状に塗布する。

次いで、図８および図９に示すように、複数の第２電極層２２’を形成する。第２電極層２２’の形成は、たとえば、Ａｇなどの導電体とエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とを混練した導電性樹脂ペーストを厚膜印刷および熱硬化することにより行う。この印刷においては、オーバーコート層４２’が形成されていない領域を覆うことによって第１電極層２１’の露出面全体を覆うように、上記導電性樹脂ペーストを方向ｙに延びる複数の帯状に塗布する。

次いで、図１０に示すように、基板１’の下面１ｂ’全体に保護層５’を形成する。保護層５’の形成は、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂ペーストを印刷および熱硬化することにより行う。なお、上記したオーバーコート層４２’、第２電極層２２’、および保護層５’の形成において、熱硬化処理は、これら各層の材料を順次印刷した後に、同時に行ってもよい。

次に、図１１に示すように、基板１’を切断線Ｃｘ，Ｃｙに沿って切断する。切断線Ｃｙは、第１電極層２１’の方向ｘにおける中心と略一致している。切断線Ｃｘは、方向ｙにおいて隣り合う抵抗体層３の間の領域の中心と略一致している。この切断は、ダイシングによって行ってもよいし、基板１’にあらかじめ切断線Ｃｘ，Ｃｙと一致する複数の溝（図示略）を形成し、これを利用して折り曲げるようにして行ってもよい。この切断により、基板１’は複数のチップ状に分割される。

次いで、チップ状となった基板１にたとえばＮｉおよびＳｎの無電解メッキ処理を施すことにより、メッキ層２３を形成する。これにより、メッキ層２３は、第１電極層２１および第２電極層２２の金属露出面（図１および図２を参照すると理解されるように、第１電極層２１の基板１厚み方向における先端面、ならびに第１電極層２１および第２電極層２２の側面）を覆うように形成される。ここで、メッキ層２３の基板１厚み方向における先端露出面がオーバーコート層４２（保護層４）の先端露出面と面一状となるように、メッキ処理条件が調整される。上記した一連の作業工程により、図１および図２に示すチップ抵抗器Ａを効率よく製造することができる。

次に、チップ抵抗器Ａの作用について説明する。

チップ抵抗器Ａは、回路基板などの所望の実装対象物に対し、たとえばハンダリフローの手法を用いて面実装される。このハンダリフローの手法では、チップ抵抗器Ａを、基板１の上面１ａ側が実装面側となるように裏返し、実装対象物に設けられている端子上に各電極２が位置するように載置した状態でリフロー炉を利用して加熱する。これにより、図１２に示すように、チップ抵抗器Ａは、適所にハンダフィレットＨｆが形成された状態で実装対象物に実装される。

上記実装時において、チップ抵抗器Ａを実装対象物に載置する作業は、たとえば真空吸着式のホルダを利用して行われる。そしてチップ抵抗器Ａが実装対象物に載置される際には、載置動作による慣性や、ホルダから離反させるための空気供給などにより、チップ抵抗器Ａには、荷重が加えられる場合がある。このような場合でも、チップ抵抗器Ａにおいては、図１を参照するとよく理解されるように、実装面側に形成されたオーバーコート層４２（保護層４）の先端露出面よりも、第２電極層２２とメッキ層２３との境界面が基板１寄りに位置しているため、オーバーコート層４２（保護層４）の先端露出面とメッキ層２３の先端露出面との間に段差が生じないように形成することができる。したがって、基板１の厚みを小さくしてチップ抵抗器Ａの薄型化を図る場合において、チップ抵抗器Ａに荷重がかかっても、基板１の電極２間部分が割れる等の不具合の発生を防止することができる。

また、本実施形態では、メッキ層２３の基板１厚み方向における先端露出面は、オーバーコート層４２（保護層４）の基板１厚み方向における先端露出面と面一状とれている。このため、チップ抵抗器Ａの実装時に荷重がかかっても、基板１の電極２間部分が割れる等の不具合の発生を、より適切に防止することができる。

さらに、本実施形態においては、基板１の下面１ｂ側の表面全体を覆うように保護層５が設けられている。このため、チップ抵抗器Ａの実装時における衝撃を緩和し、基板１の破損をより確実に防止することができる。

本実施形態においては、電極層として、第１電極層２１および第２電極層２２が積層された構造を採用している。これにより、抵抗体層３、電極層（第１電極層２１および第２電極層２２）、および保護層４の積層状態において、保護層４の先端露出面に対する電極層（第２電極層２２）の基板１厚み方向における先端面の位置関係を、所望に調整することができる。したがって、上述のように メッキ層２３の基板１厚み方向における先端露出面と、オーバーコート層４２（保護層４）の基板１厚み方向における先端露出面とを面一状にする場合においても、電極層上に設けられるメッキ層２３の厚みを比較的小さくすることができる。このことは、メッキ層２３の形成時間の短縮、およびチップ抵抗器Ａの小型化に寄与する。

メッキ層２３は、基板１厚み方向における最上層に形成されている。すなわち、電極２の表面露出部分はメッキ層２３からなり、このメッキ層２３は、下層の電極層（第１電極層および第２電極層２２）の材料よりもハンダによる接合強度が大きい。したがって、かかる構成によれば、チップ抵抗器Ａが実装された状態においては、ハンダによる接合強度を高めることができる。また、メッキ層２３は、第１電極層２１および第２電極層２２の側面部分にも形成されるため、チップ抵抗器Ａの実装時には、図１２に表れているように、上記側面部分に適度なサイズのハンダフィレットＨｆが形成される。このようなハンダフィレットＨｆが形成された実装構造によれば、実装対象物に対するチップ抵抗器Ａの接合強度や電気的導通の確実性が、より高められる。

本発明に係るチップ抵抗器およびその製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るチップ抵抗器およびその製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ チップ抵抗器
１ 基板
２ 電極
３ 抵抗体層
４ 保護層
５ 保護層（追加の保護層）
１ａ 上面（基板の一面）
１ｂ 下面（基板の一面とは反対面）
２１ 第１電極層
２２ 第２電極層
２３ メッキ層（導電層）
４１ アンダーコート層
４２ オーバーコート層

Claims (8)

1. 絶縁材料からなる基板と、
   上記基板の一面側に形成され、離間配置された一対の電極と、
   上記基板の上記一面側に形成され、上記一対の電極に導通する抵抗体層と、
   この抵抗体層を覆うように設けられた保護層と、
   を備え、上記一面側が実装面とされたチップ抵抗器であって、
   上記一対の電極は、それぞれ、上記抵抗体層に導通する電極層と、この電極層上に形成される導電層とを有しており、
   上記電極層と上記導電層との境界面は、上記保護層の基板厚み方向における先端露出面よりも上記基板寄りに位置することを特徴とする、チップ抵抗器。
2. 上記各電極層は、上記基板の表面上に直接設けられる第１電極層と、この第１電極層上に設けられる第２電極層とを備え、
   上記抵抗体層は、上記各第１電極層の一部の領域、および一対の上記第１電極層の間の領域に跨って重なるように設けられ、
   上記保護層は、上記各第１電極層の一部の領域、および上記抵抗体層に跨って重なるように設けられており、
   上記第２電極層は、上記第１電極層における上記抵抗体層および上記保護層のいずれもが重なっていない領域に設けられている、請求項１に記載のチップ抵抗器。
3. 上記導電層の基板厚み方向における先端露出面は、上記保護層の基板厚み方向における先端露出面と面一状とされている、請求項１または２に記載のチップ抵抗器。
4. 上記導電層は、基板厚み方向における最上層に設けられたメッキ層を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載のチップ抵抗器。
5. 上記基板の上記一面側とは反対面側には、追加の保護層が設けられている、請求項１ないし４のいずれかに記載のチップ抵抗器。
6. 絶縁材料からなる基板の一面側に、互いに離間して対をなす第１電極層を形成する工程と、
   上記対をなす第１電極層の一部ずつの領域、および上記対をなす第１電極層の間の領域に跨るように抵抗体層を形成する工程と、
   上記抵抗体層を覆うように保護層を形成する工程と、
   上記第１電極層の露出面上に第２電極層を形成する工程と、
   を有することを特徴とする、チップ抵抗器の製造方法。
7. 上記第２電極層を形成する工程は、厚膜印刷により行う、請求項６に記載のチップ抵抗器の製造方法。
8. 上記第２電極層を形成する工程の後に、基板厚み方向における先端露出面が上記保護層と面一状の導電層を形成する工程を有する、請求項６または７に記載のチップ抵抗器の製造方法。

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