JP2013258292A

JP2013258292A - チップ抵抗器

Info

Publication number: JP2013258292A
Application number: JP2012133448A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kasashima; 健笠島; Shogo Nakayama; 祥吾中山; Ken Iseki; 健井関
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2013-12-26
Anticipated expiration: 2032-06-13
Also published as: JP5957693B2

Abstract

【課題】本発明は、耐硫化特性を維持しつつ抵抗値歩留まりを向上させることができるチップ抵抗器を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明のチップ抵抗器は、絶縁基板１１と、この絶縁基板１１上に形成され銀で構成された一対の上面電極１２と、この一対の上面電極１２間に形成された抵抗体１３と、この抵抗体１３に形成された抵抗値修正用のトリミング溝１７と、前記抵抗体１３を覆うように形成された保護層１４と、前記絶縁基板１１の側面に形成された側面電極１５と、この側面電極１５を覆うように形成され前記保護層１４と接するめっき層１６とを備え、前記上面電極１２の上面における前記めっき層１６と保護層１４の境界位置に、金属粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂で構成された再上面電極１８を形成し、この再上面電極の金属粒子同士はカーボン粒子を介して導電させたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に使用される低い抵抗値のチップ抵抗器に関するものである。

従来のこの種のチップ抵抗器は、図２に示すように、絶縁基板１と、絶縁基板１上に形成され銀パラジウムで構成された一対の上面電極２と、一対の上面電極２間に形成された抵抗体３と、抵抗体３に形成された抵抗値修正用のトリミング溝４と、一対の上面電極２の一部と抵抗体３を覆うように形成された保護層５と、絶縁基板１の側面に形成された側面電極６と、側面電極６を覆うように形成され保護層５と接するめっき層７とを備えていた。そして、上記のように上面電極２を銀パラジウムで構成することによって、上面電極２の硫化を防止し、耐硫化対策を施していた。ここで、硫化ガスは保護層５とめっき層７の僅かな隙間から侵入し、上面電極２を銀単体で構成した場合は、上面電極２の銀を徐々に深く侵していき、上面電極２の銀が消失して断線することがあった。

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２００３−６８５０２号公報

上記した従来のチップ抵抗器においては、一対の上面電極２が銀パラジウムで構成されているため、一対の上面電極２の抵抗値が高くなり、また、めっき層７は抵抗値が低いため、めっき層７を形成すると抵抗体３の測定抵抗値が下がり、これにより、低い抵抗値のチップ抵抗器の場合、めっき層７形成前において抵抗値修正されたときに測定された抵抗体３の測定抵抗値が大きく変動（低下）するため、抵抗値歩留まりが悪化するという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、耐硫化特性を維持しつつ抵抗値歩留まりを向上させることができるチップ抵抗器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、絶縁基板と、この絶縁基板上に形成され銀で構成された一対の上面電極と、この一対の上面電極間に形成された抵抗体と、この抵抗体に形成された抵抗値修正用のトリミング溝と、前記抵抗体を覆うように形成された保護層と、前記絶縁基板の側面に形成された側面電極と、この側面電極を覆うように形成され前記保護層と接するめっき層とを備え、前記上面電極の上面における前記めっき層と保護層の境界位置に、金属粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂で構成された再上面電極を形成し、この再上面電極の金属粒子同士はカーボン粒子を介して導電させたもので、この構成によれば、銀で構成された上面電極の抵抗値は低いため、めっき層を形成しても抵抗体の測定抵抗値がほとんど下がらず、これにより、低い抵抗値のチップ抵抗器の場合でも、めっき層形成前において抵抗値修正されたときの抵抗体の測定抵抗値は、めっき層形成後でもあまり変動しないため、抵抗値歩留まりが向上し、さらに、硫化ガスが多く存在する環境で使用しても、再上面電極を構成する材料の粒子にカーボンが含まれているため、銀の供給がカーボンで阻害され、これにより、再上面電極の深部まで硫化が進行しないため、上面電極を構成する銀が硫化して断線することを防止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、絶縁基板と、この絶縁基板上に形成され銀で構成された一対の上面電極と、この一対の上面電極間に形成された抵抗体と、この抵抗体に形成された抵抗値修正用のトリミング溝と、前記抵抗体を覆うように形成された保護層と、前記絶縁基板の側面に形成された側面電極と、この側面電極を覆うように形成され前記保護層と接するめっき層とを備え、前記上面電極の上面における前記めっき層と保護層の境界位置に、銀粒子表面をパラジウムで覆った材料で構成された再上面電極を形成したもので、この構成によれば、銀で構成された上面電極の抵抗値は低いため、めっき層を形成しても抵抗体の測定抵抗値がほとんど下がらず、これにより、低い抵抗値のチップ抵抗器の場合でも、めっき層形成前において抵抗値修正されたときの抵抗体の測定抵抗値はあまり変動しないため、抵抗値歩留まりが向上し、さらに、硫化ガスが多く存在する環境で使用しても、再上面電極を構成する銀の粒子それぞれがパラジウムで覆われているため、銀の硫化がパラジウムにより抑制され、これにより、再上面電極が侵食されるのを防ぐことができるため、上面電極に硫化ガスが侵入しにくくなり、上面電極を構成する銀が硫化して断線することを防止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、絶縁基板と、この絶縁基板上に形成され銀で構成された一対の上面電極と、この一対の上面電極間に形成された抵抗体と、この抵抗体に形成された抵抗値修正用のトリミング溝と、前記抵抗体を覆うように形成された保護層と、前記絶縁基板の側面に形成された側面電極と、この側面電極を覆うように形成され前記保護層と接するめっき層とを備え、前記上面電極の上面における前記めっき層と保護層の境界位置に、前記上面電極に含まれるガラスの軟化点より低い軟化点のガラスを有する銀パラジウム合金で構成された再上面電極を形成したもので、この構成によれば、再上面電極を上面電極より低い温度で焼成できるため、再上面電極中のパラジウムが拡散するのを防ぐことができ、これにより、再上面電極のパラジウム濃度が低下しないため、硫化ガスが多く存在する環境で使用しても、銀の硫化がパラジウムにより抑制され、これにより、再上面電極が侵食されるのを防ぐことができるため、上面電極に硫化ガスが侵入しにくくなり、これにより、上面電極を構成する銀が硫化して断線することを防止でき、さらに、上面電極にパラジウムが拡散されないため、低い抵抗値を保持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抵抗器は、上面電極は銀で構成されているためその抵抗値は低く、これにより、めっき層を形成しても抵抗体の測定抵抗値がほとんど下がらないため、めっき層形成前において抵抗値修正されたときの抵抗体の測定抵抗値は、めっき層形成後でもあまり変動せず、これにより、抵抗値歩留まりが向上し、さらに、上面電極の上面におけるめっき層と保護層の境界位置に、金属粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂で構成された再上面電極を形成し、この再上面電極の金属粒子同士をカーボン粒子を介して導電させているため、硫化ガスが多く存在する環境で使用しても、銀の供給がカーボンで阻害され、これにより、再上面電極の深部まで硫化が進行しないため、上面電極を構成する銀が硫化して断線することを防止できるという優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の断面図従来のチップ抵抗器の断面図

以下、本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の断面図である。

本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器は、図１に示すように、絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の上面の両端部に設けられた一対の上面電極１２と、前記絶縁基板１１の上面に設けられ、かつ前記一対の上面電極１２間に形成された抵抗体１３と、少なくとも前記抵抗体１３を覆うように設けられた保護層１４と、前記一対の上面電極１２と電気的に接続されるように前記絶縁基板１１の両端面に設けられた一対の側面電極１５と、前記上面電極１２の一部と前記一対の側面電極１５の表面に形成されかつ保護層１４と接するめっき層１６ａ、１６ｂとを備えた構成としている。また、抵抗体１３には、レーザで照射することによりトリミング溝１７が形成されている。

そして、一対の上面電極１２の上面におけるめっき層１６ａ、１６ｂと保護層１４の境界位置には、金属粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂で構成された再上面電極１８を形成している。

上記構成において、前記絶縁基板１１は、Ａｌ₂Ｏ₃を９６％含有するアルミナで構成され、その形状は矩形状（上面視にて長方形）となっている。

また、前記一対の上面電極１２は、絶縁基板１１上面の一端部に設けられ、銀からなる厚膜材料を印刷することによって形成されている。

さらに、前記抵抗体１３は、上面電極１２の一部を覆い、かつ一対の上面電極１２間を電気的に接続するように絶縁基板１１の上面に方形状に設けられている。また、抵抗体１３は、ＡｇＰｄ、ＲｕＯ₂、ＣｕＮｉ等を印刷することによって形成されている。なお、この抵抗体１３の上面をプリコートガラス（図示せず）で覆ってもよい。

そして、前記保護層１４は、少なくとも一対の上面電極１２の一部が露出し、かつ抵抗体１３を覆うように、ガラスまたはエポキシ樹脂により形成されている。

また、前記一対の側面電極１５は、絶縁基板１１の両端部に露出した一対の上面電極１２と電気的に接続されるように、Ａｇと樹脂からなる材料を印刷することによって形成される。なお、金属材料をスパッタすることにより形成してもよい。また、この一対の側面電極１５の表面には、Ｃｕめっき層からなる第１のめっき層１６ａと、この第１のめっき層１６ａを覆うように、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層からなる第２のめっき層１６ｂが形成されている。このとき、めっき層１６ａ、１６ｂは保護層１４と接している。

そしてまた、前記トリミング溝１７は、抵抗体１３にレーザ照射することによりＬ字状や直線状、Ｕ字状に形成され、これにより、抵抗体１３の抵抗値が修正される。

さらにまた、前記再上面電極１８は、一対の上面電極１２の上面におけるめっき層１６ａ、１６ｂと保護層１４の境界位置に形成され、金属粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂で構成されている。そして、再上面電極１８の金属粒子同士はカーボン粒子を介して導通させている。

このとき、樹脂としてエポキシ樹脂を使用し、また、金属粒子とカーボン粒子で導電性を確保している。さらに、樹脂を用いていることから低温で硬化、形成できる。また、上面電極１２のうち金属粒子の含有量は５０〜７５重量％、カーボン粒子の含有量は０．５〜５重量％となっている。これは、金属粒子の量が７５重量％より多くカーボン粒子が０．５重量％より少ないと、金属粒子同士が接触して銀の供給が次々となされ、耐硫化特性が悪化してしまい、金属粒子の量が５０重量％より少なくカーボン粒子が５重量％より多いと、めっき層１６ａ、１６ｂが形成されにくくなったり、再上面電極１８の密着強度が低下したりするからである。なお、金属粒子として、銀、銅、ニッケル等が使用できるが、電気伝導率が高く酸化しにくい銀が好ましい。そして、再上面電極１８は、めっき層１６ａ、１６ｂと保護層１４に覆われているため、その密着強度を向上させることができる。

さらに、再上面電極１８は、一対の上面電極１２の上面のみに設けられ、また、めっき層１６ａ、１６ｂと保護層１４の境界位置にさえ形成されればその形状は限定されない。なお、再上面電極１８は、抵抗体１３、側面電極１５と接するように延ばしてもよく、めっき層１６ａ、１６ｂと保護層１４の間において保護層１４に乗り上げるように形成してもよい。ただし、側面電極１５を再上面電極１８と同じ材料（金属粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂からなる材料）で形成しないようにする必要がある。すなわち、チップ抵抗器が小型化されると、側面電極１５、再上面電極１８の形成箇所がばらつき、側面電極１５と再上面電極１８が重なったり接したりする可能性が生じ、この場合、めっき層１６ａ、１６ｂと上面電極１２の間に、比抵抗が高い金属粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂が形成されることになるため、チップ抵抗器の抵抗値が高くなり、低い抵抗値を得るという効果が得られない。

次に、本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の製造方法について、図１を参照しながら説明する。

なお、一般に、生産性を向上させるために、複数のチップ抵抗器に相当する領域を有するシート状の絶縁基板を用いるが、ここでは説明を簡単にするために１つのチップ抵抗器について説明する。

まず、絶縁基板１１の上面の両端部において、Ａｇからなる厚膜材料を印刷、焼成して一対の上面電極１２を設ける。

次に、一対の上面電極１２間を電気的に接続するように、ＡｇＰｄ等にガラスフリットを含有させたペーストを印刷、焼成することにより抵抗体１３を形成し、規定の抵抗値より低い抵抗値になるようにする。なお、抵抗体１３として、ＲｕＯ₂、ＣｕＮｉを用いてもよく、さらに、上面電極１２と抵抗体１３の形成順序は逆でもよい。

次に、一対の上面電極１２に抵抗値測定用のプローブを当接し、抵抗体１３の抵抗値を測定しながら、２０μｍ〜７０μｍの径のレーザを照射してトリミング溝１７を形成し、抵抗体１３が所定の抵抗値になるように抵抗値修正する。

次に、一対の上面電極１２の上面の一部分に、金属粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂で構成された再上面電極１８を印刷、硬化する。

次に、少なくとも一対の上面電極１２の一部、再上面電極１８の一部が露出し、かつ抵抗体１３およびトリミング溝１７を覆うようにガラスまたはエポキシ樹脂ペーストをスクリーン印刷、焼成することにより保護層１４を形成する。

次に、絶縁基板１１の両端部に、露出した一対の上面電極１２と電気的に接続されるようにＡｇからなる材料を塗布、印刷して一対の側面電極１５を形成する。

最後に、露出した上面電極１２の一部、再上面電極１８および一対の側面電極１５の表面に、Ｃｕめっき層からなる第１のめっき層１６ａを構成し、さらに第１のめっき層１６ａを覆うようにＮｉめっき層を形成し、このＮｉめっき層をさらに覆うようにＳｎめっき層を形成することにより第２のめっき層１６ｂを構成する。このとき、めっき層１６ａ、１６ｂは保護層１４と接する。なお、めっき層１６ａ、１６ｂは、保護層１４、再上面電極１８を設ける前に形成してもよい。

上記したように本発明の一実施の形態においては、上面電極１２は銀で構成されているためその抵抗値は低く、これにより、めっき層１６ａ、１６ｂを形成しても抵抗体１３の測定抵抗値がほとんど下がらないため、めっき層１６ａ、１６ｂ形成前において抵抗値修正されたときに測定された抵抗体１３の測定抵抗値は、めっき層１６ａ、１６ｂ形成後でもあまり変動せず、これにより、低い抵抗値のチップ抵抗器であっても、変動した測定抵抗値の全体の抵抗値に対する割合が小さくなり、抵抗値歩留まりが向上するという効果が得られるものである。

また、一対の上面電極１２の上面のめっき層１６ａ、１６ｂと保護層１４の境界位置に形成された再上面電極１８には、カーボンが含まれているため、硫化ガスが多く存在する環境で使用しても、銀の供給がカーボンで阻害され、これにより、再上面電極１８の深部まで硫化が進行しないため、上面電極１２の抵抗値が大きくなったり、さらに断線したりすることを防止できる。

すなわち、上面電極１２に抵抗値の高い材料を用いた場合、所定の抵抗値になるように抵抗体にトリミング溝を形成して抵抗値を修正しても、めっき層は抵抗値が低いため、めっき層を形成した後の抵抗体の測定抵抗値が下がり、その結果、測定抵抗値が変動してしまうが、本発明では上面電極１２に抵抗値の低い銀を用いているため、めっき層１６ａ、１６ｂを形成した後の抵抗体１３の測定抵抗値はほとんど変動せず、これにより、低い抵抗値のチップ抵抗器であっても、変動した測定抵抗値の全体の抵抗値に対する割合が小さくなり、抵抗値歩留まりが向上する。さらに、硫化ガスが侵入する保護層１４とめっき層１６ａ、１６ｂの接する部分に位置する上面電極１２を再上面電極１８で覆っているため、上面電極１２に低い抵抗値の材料を用いても、耐硫化特性を保持させることができる。

そして、銀の供給がカーボンで阻害できるようにするために、再上面電極１８の金属粒子同士はカーボン粒子を介して導電させている。

なお、再上面電極１８として、金属粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂で構成された材料ではなく、銀粒子表面をパラジウムで覆った多数の粒子で構成された材料を使用してもよい。これにより、硫化ガスが多く存在する環境で使用しても、再上面電極１８を構成する銀の粒子それぞれがパラジウムで覆われているため、銀の硫化がパラジウムにより抑制され、これにより、再上面電極が侵食されるのを防ぐことができるため、上面電極１２に硫化ガスが侵入しにくくなり、上面電極１２を構成する銀が硫化して断線することを防止できる。

そして、上述したように再上面電極１８を、銀粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂で構成された材料や銀粒子表面をパラジウムで覆った材料で構成しているため、高価なパラジウムの使用量を低減でき、低コストで生産ができる。

さらに、上面電極１２に含まれるガラスの軟化点より低い軟化点のガラスを有する銀パラジウム合金で再上面電極１８を形成してもよく、この構成により、再上面電極１８を上面電極１２より低い温度で焼成できるため、再上面電極１８中のパラジウムが拡散するのを防ぐことができ、これにより、再上面電極１８のパラジウムの濃度が低下しないため、銀の硫化がパラジウムにより抑制され、これにより、再上面電極が侵食されるのを防ぐことができるため、硫化ガスが多く存在する環境で使用しても、上面電極１２に硫化ガスが侵入しにくくなり、これにより、上面電極１２を構成する銀が硫化して断線することを防止でき、さらに、上面電極１２にパラジウムが拡散されないため、低い抵抗値を得ることができる。

本発明に係るチップ抵抗器は、耐硫化特性を維持しつつ抵抗値歩留まりを向上させることができるという効果を有するものであり、特に、各種電子機器に使用される低い抵抗値のチップ抵抗器等において有用となるものである。

１１絶縁基板
１２上面電極
１３抵抗体
１４保護層
１５側面電極
１６ａ、１６ｂめっき層
１７トリミング溝
１８再上面電極

Claims

絶縁基板と、この絶縁基板上に形成され銀で構成された一対の上面電極と、この一対の上面電極間に形成された抵抗体と、この抵抗体に形成された抵抗値修正用のトリミング溝と、前記抵抗体を覆うように形成された保護層と、前記絶縁基板の側面に形成された側面電極と、この側面電極を覆うように形成され前記保護層と接するめっき層とを備え、前記上面電極の上面における前記めっき層と保護層の境界位置に、金属粒子およびカーボン粒子を含有する樹脂で構成された再上面電極を形成し、この再上面電極の金属粒子同士はカーボン粒子を介して導電させたチップ抵抗器。
絶縁基板と、この絶縁基板上に形成され銀で構成された一対の上面電極と、この一対の上面電極間に形成された抵抗体と、この抵抗体に形成された抵抗値修正用のトリミング溝と、前記抵抗体を覆うように形成された保護層と、前記絶縁基板の側面に形成された側面電極と、この側面電極を覆うように形成され前記保護層と接するめっき層とを備え、前記上面電極の上面における前記めっき層と保護層の境界位置に、銀粒子表面をパラジウムで覆った材料で構成された再上面電極を形成したチップ抵抗器。
絶縁基板と、この絶縁基板上に形成され銀で構成された一対の上面電極と、この一対の上面電極間に形成された抵抗体と、この抵抗体に形成された抵抗値修正用のトリミング溝と、前記抵抗体を覆うように形成された保護層と、前記絶縁基板の側面に形成された側面電極と、この側面電極を覆うように形成され前記保護層と接するめっき層とを備え、前記上面電極の上面における前記めっき層と保護層の境界位置に、前記上面電極に含まれるガラスの軟化点より低い軟化点のガラスを有する銀パラジウム合金で構成された再上面電極を形成したチップ抵抗器。