JP2015149406A - チップ抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】マイグレーションの発生による抵抗値の変化を防止することのできるチップ抵抗器を提供する。
【解決手段】チップ抵抗器１は、直方体状の絶縁性基板２と、この絶縁性基板上に所定間隔を存して対向配置された銀を主成分とする一対の表電極３と、これら両表電極間を橋絡する長方形状の抵抗体４と、この抵抗体を覆うガラス材料からなる第１絶縁層５と、この第１絶縁層を覆う樹脂材料からなる第２絶縁層と、を備えており、抵抗体と第１絶縁層に抵抗値調整用のトリミング溝７が形成されている。表電極が抵抗体の長短いずれか一方の辺部と重なる部位を接続部Ｅ１としたとき、表電極に接続部の両側から抵抗体のいずれか他方の辺部を越えて絶縁性基板の側辺に向かう突出部Ｅ２を設けると共に、第１絶縁層に前記突出部を覆う被覆部Ｅ３を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、面実装タイプのチップ抵抗器に関する。

図９は従来の一般的なチップ抵抗器を模式的に示す平面図、図１０は図９のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１１は図９のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。図９に示すチップ抵抗器１０１は、直方体状の絶縁性基板１０２と、絶縁性基板１０２の表面に所定間隔を存して対向配置された一対の表電極１０３と、これら両表電極１０３の間を橋絡する長方形状の抵抗体１０４と、この抵抗体１０４を覆う第１絶縁層１０５および第２絶縁層１０６等によって主として構成されている。なお、図示省略されているが、絶縁性基板１０２の裏面には表電極１０３に対応するように一対の裏電極が設けられており、絶縁性基板２の短手方向に沿う両端面には表電極１０３と裏電極を橋絡する端面電極が設けられている。

絶縁性基板１０２は、大判基板を縦横の分割溝に沿って分割して多数個取りされたものであり、大判基板はアルミナを主成分とするセラミックス基板である。また、表電極１０３は銀を主成分とする導電材料からなり、抵抗体１０４は酸化ルテニウム等からなる。第１絶縁層１０５は耐熱性に優れたガラス材料からなり、この第１絶縁層１０５で抵抗体１０４を覆った後に、抵抗体１０４と第１絶縁層１０５の一部に抵抗値を調整するためのトリミング溝１０７が形成される。その後、外的環境により抵抗体１０４の抵抗値が変わらないようにするために、第１絶縁層１０５の全体を覆い隠すようにして第２絶縁層１０６が形成される。

近年では、低温で硬化可能な樹脂材料を用いて第２絶縁層１０６の形成を行ったチップ抵抗器１０１が主流となりつつある。ここで、チップ抵抗器１０１の製造過程において、第１絶縁層１０５で抵抗体１０４を覆うと、第１絶縁層１０５の両端面１０５ａと絶縁性基板１０２の板面１０２ｂとによって段差部分が生じ、その後に第２絶縁層１０６で第１絶縁層１０５を覆うとき、第２絶縁層１０６と前記段差部分との間に隙間Ｓ２００が生じ易くなる（図１０参照）。したがって、このようなチップ抵抗器１０１を高湿度のもとで使用すると、樹脂はガラスに比べて耐湿性に乏しいため、第２絶縁層１０６を水分が透過して隙間Ｓ２００に蓄積され、表電極１０３の主成分である銀が隙間Ｓ２００に蓄積された水分を伝って移動するマイグレーションを発生させることがある。そして、表電極１０３の銀がトリミング溝１０７まで到達すると、トリミング溝１０７に露出する抵抗体１０４の破断面と表電極１０３との間で短絡して、チップ抵抗器１０１の抵抗値が変動するという問題が起こる。

そこで、マイグレーションの発生を抑制するために、例えば、樹脂材料を用いた保護膜によって抵抗体を被覆し、この保護膜に撥水処理を施したチップ抵抗器が提案されている（特許文献１）。この特許文献１に記載されたチップ抵抗器は、セラミック基板（絶縁性基板１０２）と、このセラミック基板の端面に対向配置された一対の外部電極（表電極１０３）と、これら外部電極の間を橋絡する抵抗体と、この抵抗体を覆う樹脂材料からなる保護膜（第２絶縁層１０６）とで構成されており、保護膜の表面には撥水膜を有する無機フィラーが露出している。特許文献１の記載によると、保護膜に施された撥水膜により水分の吸着を防止することでマイグレーションの発生を抑制している。

特開２００２−２５２１５０号公報

しかし、樹脂はガラスに比べて密着性に乏しいため、樹脂を用いて第２絶縁層１０６を形成すると、絶縁性基板１０２の長手方向に沿う両端面１０２ａと第２絶縁層１０６の両端面１０６ａとの間に第１絶縁層１０５の両端面１０５ａまで通じる隙間Ｓ１００が生じ易くなる（図１０参照）。そして、隙間Ｓ１００と隙間Ｓ２００とが繋がった場合には、樹脂材料からなる第２絶縁層１０６に撥水膜を形成したとしても、あるいは、高耐湿の樹脂材料を用いて第２絶縁層を形成したとしても、隙間Ｓ２００内への水分の侵入を阻止することができない。

さらに、第１絶縁層１０５の両端面１０５ａの一端面にはトリミング溝１０７が形成されていることから（図１０参照）、隙間Ｓ２００は表電極１０３の銀をトリミング溝１０７まで移動可能とする経路となり得る。この場合、表電極１０３の銀が隙間Ｓ２００内に侵入した水分を伝ってトリミング溝１０７まで到達可能となるため、マイグレーションに起因する抵抗値の変動を抑制することができなくなる。

本発明は、上記した従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、マイグレーションに起因する抵抗値の変動を抑制することのできるチップ抵抗器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のチップ抵抗器は、直方体状の絶縁性基板と、この絶縁性基板上に所定間隔を存して対向配置された銀を主成分とする一対の表電極と、これら両表電極間を橋絡する長方形状の抵抗体と、この抵抗体を覆うガラス材料からなる第１絶縁層と、この第１絶縁層を覆う樹脂材料からなる第２絶縁層と、を備え、前記抵抗体と前記第１絶縁層にトリミング溝を形成して抵抗値を調整するようにしたチップ抵抗器において、前記表電極が前記抵抗体の長短いずれか一方の辺部と重なる部位を接続部としたとき、前記表電極に前記接続部の両側から前記抵抗体のいずれか他方の辺部を越えて前記絶縁性基板の側辺に向かう突出部を設けると共に、前記第１絶縁層に前記突出部を覆う被覆部を設けたことを特徴とする。

このように構成されたチップ抵抗器では、表電極と抵抗体とが重なる部位を接続部としたとき、この接続部の両側に設けられた表電極の突出部を第１絶縁層の被覆部で覆う構造になっている。すなわち、本構成のチップ抵抗器は、表電極の主成分である銀がトリミング溝に到達するまでの経路上に第１絶縁層の被覆部が存在するため、第１絶縁層の被覆部によりマイグレーションに起因する抵抗値の変動を抑制することができる。

また、上記構成において、前記被覆部を前記突出部から前記絶縁性基板の前記側辺に至る範囲まで帯状に延出させると、表電極の主成分である銀がトリミング溝に到達するまでの経路を完全に遮断することができるため、マイグレーションの発生をより確実に防止することができる。

また、上記構成において、前記被覆部を前記絶縁性基板の前記側辺に至る手前位置まで延出させてから当該側辺と直交する他側辺まで連続させると、表電極の側縁部が第１絶縁層の被覆部によって覆われるため、表電極の銀の移動を完全に封じることができる。

本発明のチップ抵抗器では、表電極間に橋絡される抵抗体を覆う第１絶縁層に被覆部を設け、この被覆部で表電極の突出部を覆うようになっているため、表電極の主成分である銀がトリミング溝に到達するまでの経路上に密着性の良い第１絶縁層の被覆部が存在することになり、この被覆部によってマイグレーションに起因する抵抗値の変動を抑制することができる。

本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器を模式的に示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。 本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器を模式的に示す平面図である。 本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器を模式的に示す平面図である。 従来の一般的なチップ抵抗器を模式的に示す平面図である。 図９のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図９のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

以下、発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図１は第１実施形態例に係るチップ抵抗器を模式的に示す平面図であるが、便宜上、第２絶縁層６（図６参照）の図示を省略している。また、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

図１に示すチップ抵抗器１は、直方体形状の絶縁性基板２と、絶縁性基板２の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表電極３と、これら両表電極３の間を橋絡する長方形状の抵抗体４と、抵抗体４を覆うガラス材料からなる第１絶縁層５と、第１絶縁層５を覆う樹脂材料からなる第２絶縁層６等によって主として構成されている。なお、図示省略されているが、絶縁性基板２の裏面には表電極３に対応するように一対の裏電極が設けられており、絶縁性基板２の短手方向に沿う両端面には表電極３と裏電極を橋絡する端面電極が設けられている。

絶縁性基板２は、後述する大判基板４０を縦横の分割溝４１，４２に沿って分割して多数個取りされたものであり、大判基板４０の主成分はアルミナを主成分とするセラミックス基板である。表電極３と裏電極の主成分は銀であり、抵抗体４は酸化ルテニウム等からなる。そして、この抵抗体４と第１絶縁層５にトリミング溝７を形成することによってチップ抵抗器１の抵抗値が調整されている。

図１に示すように、表電極３は、図の上下方向へ延びる対向辺３ａと、この対向辺３ａの両端から直交する左右方向へ延びる一対の側縁部３ｂとを有し、全体的に矩形状に形成されている。一対の表電極３は互いの対向辺３ａが平行になるように配置されており、各対向辺３ａに抵抗体４の長手方向両端部が重なっている。ここで、表電極３と抵抗体４とが重なる部位を接続部Ｅ１（図中の斜線部分）とすると、表電極３には、接続部Ｅ１の両側から抵抗体４の短手方向両端部を越えて絶縁性基板２の長辺に向かう突出部Ｅ２が設けられる。また、第１絶縁層５には表電極３の突出部Ｅ２を覆う被覆部Ｅ３が設けられており、第１絶縁層５は抵抗体４の全体と突出部Ｅ２とを被覆するように形成される。そして、抵抗体４と第１絶縁層５にトリミング溝７を形成した後に、外的環境により抵抗体４の抵抗値が変わらないようにするために、第１絶縁層５の全体と絶縁性基板２の大部分を覆い隠すようにして第２絶縁層６が形成される。

なお、第１実施形態例における「接続部Ｅ１」が本発明の「表電極が抵抗体の一方の辺部と重なる部位（接続部）」に相当し、第１実施形態例における「突出部Ｅ２」が本発明の「表電極に接続部の両側から抵抗体の他方の辺部を越えて絶縁性基板の側辺に向かう突出部」に相当する。

次に、このチップ抵抗器１の製造工程（第１工程〜第１２工程）について、図４〜図６を用いて説明する。

まず、第１工程として、絶縁性基板２が多数個取りされる大判基板４０の表面４０ａに、Ａｇ／Ｐｄペーストをスクリーン印刷して乾燥させることによって未焼成の表電極３を形成する（図４（１））。なお、大判基板４０には予め１次分割溝４１と２次分割溝４２が格子状に設けられており、両分割溝４１，４２によって区切られたマス目の１つ１つが１個分のチップ領域となるが、表電極層３は１次分割溝４１を介して隣接する一方のチップ領域の長手方向一端部と他方のチップ領域の長手方向他端部とに連続的に形成する。

なお、図示省略してあるが、上記第１工程に前後して、絶縁性基板２が多数個取りされる大判基板４０の裏面に、Ａｇペーストをスクリーン印刷して乾燥させることによって未焼成の裏電極を形成する（図示せず）。これら裏電極群の形成位置と表電極３群の形成位置はほぼ対応している。

次に、第２工程として、表電極３と裏電極を８５０℃程度の高温で焼成する。これにより、大判基板４０の表面４０ａと裏面にそれぞれ焼成銀からなる表電極３と裏電極が密着して固定される。

次に、第３工程として、大判基板４０の表面４０ａに酸化ルテニウム等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷して乾燥させることにより、各チップ領域に未焼成の抵抗体４を形成する（図４（２））。その際、表電極３が抵抗体４の長手方向両端部と重なるようにして合わせ置かれるが、抵抗体４の短辺を表電極３の前記対向辺３ａよりも短く形成していることから、前記接続部Ｅ１の両側に前記突出部Ｅ２が現れる（図４（３））。そして、次なる第４工程で、この抵抗体４を８５０℃程度の高温で焼成する。

次に、第５工程として、抵抗体４と突出部Ｅ２とを覆う領域にガラスペーストをスクリーン印刷した後、第６工程でこのガラスペーストを６００℃程度の高温で焼成することにより、抵抗体４を覆う第１絶縁層５を形成する（図５（１））。なお、上述のように、第１絶縁層５には表電極３の突出部Ｅ２を覆う被覆部Ｅ３が設けられており、この被覆部Ｅ３で突出部Ｅ２を覆うと、被覆部Ｅ３の一部は表電極３の前記側縁部３ｂを越えて絶縁性基板２の長辺の手前まで突出する（図５（２））。この第１絶縁層５は、次工程で照射されるレーザーの熱で抵抗体４のトリミング溝７近傍が損傷しないようにするためのものである。なお、第５，６工程において、第１絶縁層５の長手方向に沿う両端面５ａと絶縁性基板２の板面２ｂとによって段差部分が生じる（図２参照）。

次に、第７工程として、抵抗体４および第１絶縁層５にレーザーを照射してトリミング溝７を形成することにより、所望の抵抗値に調整する（図５（３））。なお、トリミング溝７には抵抗体４の破断面が露出する。

次に、第８工程として、第１絶縁層５やトリミング溝７を覆うようにエポキシ系等の樹脂ペーストをスクリーン印刷した後、第９工程でこの樹脂ペーストを２００℃程度の低温で加熱硬化させることにより、第２絶縁層６を形成する（図６（１））。なお、第８工程において、第２絶縁層６で第１絶縁層５を覆うとき、第２絶縁層６と前記段差部分との間に隙間Ｓ２（図２参照）が生じ易くなる。そして、第１絶縁層５の両端面５ａの一端面にはトリミング溝７が形成されていることから、隙間Ｓ２は表電極３の主成分である銀がトリミング溝７まで移動可能な隙間（以下、移動経路と言う）となり得る。

ここまでの工程は多数個取り用の大判基板４０に対する一括処理であるが、次なる第１０工程では、ブレークによって大判基板４０を１次分割溝４１に沿って短冊状に分割するという１次ブレーク加工を行う。これにより、複数個分のチップ領域が設けられた短冊状基板４３を得る（図６（２））。

次に、第１１工程で、短冊状基板４３の分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、表電極３と裏電極を橋絡する端面電極（図示せず）を形成する。そして、次の第１２工程で、短冊状基板４３を２次分割溝４２に沿って分割するという２次ブレーク加工を行うことにより（図６（３））、チップ抵抗器１が完成する（図１）。

なお、第１実施形態例の第２絶縁層６は、ガラスに比べて密着性に乏しい樹脂材料を用いて形成されているため、第１２工程において２次ブレーク加工が行われると、絶縁性基板２の長手方向に沿う側面２ａと第２絶縁層６の側面６ａとの間に第１絶縁層５の両端面５ａまで通じる隙間Ｓ１（図２参照）が生じ易くなる。この隙間Ｓ１が上記した隙間Ｓ２と繋がり、かつ、当該隙間Ｓ２が上記した移動経路となると、この移動経路内に水分が移動してきて、マイグレーションが発生しやすい状態となる。そして、マイグレーションが発生して表電極３の銀がトリミング溝７に露出する抵抗体４の破断面に到達した場合には、トリミング溝７と表電極３との間で短絡して、チップ抵抗器１の抵抗値が変動する。

ここで、第１実施形態例の第１絶縁層５には表電極３の突出部Ｅ２を覆う被覆部Ｅ３が設けられているため、マイグレーションが発生したとしても、表電極３の銀がトリミング溝７に到達するためには、必ず被覆部Ｅ３の周縁を移動しなければならない。つまり、第１実施形態例のチップ抵抗器１では、表電極３の主成分である銀がトリミング溝７に到達するまでの移動経路上に被覆部Ｅ３が存在するため、表電極３からトリミング溝７までの沿面距離が被覆部Ｅ３によって長くなり、マイグレーションに起因する抵抗値の変動を抑制することができる。

なお、第１実施形態例では、表電極３を絶縁性基板２の長手方向両端部に対向配置すると共に、抵抗体４の長手方向両端部を表電極３と重なるようにして、抵抗体４を両表電極３の間に橋絡させているが（図４（２），（３））、これに限られず、表電極３を絶縁性基板２の短手方向両端部に形成した後、抵抗体４の短手方向両端部を表電極３と重なるようして、抵抗体４を両表電極３の間に橋絡させても良い。このように表電極３と抵抗体４とを配置させたとしても、第１実施形態例の奏する効果、すなわち、マイグレーション起因する抵抗値の変動を抑制するという効果を得ることが可能であることは言うまでもない。

なお、第１実施形態例では、表電極３の対向辺３ａが絶縁性基板２の短辺と略平行となって図１の上下方向に延びているが、これに限られず、表電極３の対向辺３ａが絶縁性基板２の短辺と略平行とならない構成、すなわち、表電極３の対向辺３ａが絶縁性基板２の短辺に対して所定の角度（例えば１５度）となるような構成であっても良い。このようにしても、第１実施形態例の奏する効果を得ることが可能であることは言うまでもない。

続いて、本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器について説明する。第２実施形態例に係るチップ抵抗器は、第１実施形態例に係るチップ抵抗器１と比較すると、第１絶縁層５の被覆部Ｅ３が表電極３の側縁部３ｂを越えて絶縁性基板２の長辺まで突出している点で相違する。そこで、第１実施形態例と相違する部分について説明をし、同じ部分については説明を省略する。

図７に示すように、第２実施形態例に係るチップ抵抗器は、第１絶縁層５の被覆部Ｅ３を突出部Ｅ２から絶縁性基板２の長辺に至る全範囲に亘って帯状に延出させている。その結果、表電極３の銀がトリミング溝７まで移動するための前記移動経路が完全に遮断されるため、マイグレーションの発生をより確実に防止することができる。

続いて、本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器について説明する。第３実施形態例に係るチップ抵抗器は、第１，第２実施形態例に係るチップ抵抗器と比較すると、第１絶縁層５の被覆部Ｅ３が表電極３の側縁部３ｂを被覆している点で相違する。そこで、第１，第２実施形態例と相違する部分について説明をし、同じ部分については説明を省略する。

図８に示すように、第３実施形態例に係るチップ抵抗器は、第１絶縁層５の被覆部Ｅ３を絶縁性基板２の長辺に至る手前位置まで延出させてから絶縁性基板２の短辺まで連続させている。このため、第３実施形態例に係るチップ抵抗器は、表電極３の側縁部３ｂが第１絶縁層５の被覆部Ｅ３によって覆われるため、表電極３の銀の移動を完全に封じることができる。

また、第３実施形態例に係るチップ抵抗器では、被覆部Ｅ３を絶縁性基板２の長辺に至る手前位置まで延出させた構造、すなわち、被覆部Ｅ３が２次分割溝４２を覆わない構造となっているため、第１２工程の２次ブレーク加工を行いやすい。なお、第３実施形態例における「絶縁性基板２の長辺」が本発明の「絶縁性基板の側辺」に相当し、第３実施形態例における「絶縁性基板２の短辺」が本発明の「絶縁性基板の他側辺」に相当する。

１ チップ抵抗器
２ 絶縁性基板
３ 表電極
４ 抵抗体
５ 第１絶縁層
６ 第２絶縁層
７ トリミング溝
４０ 大判基板
４１ １次分割溝
４２ ２次分割溝
Ｓ１ 隙間
Ｓ２ 隙間
Ｅ１ 接続部
Ｅ２ 突出部
Ｅ３ 被覆部

Claims (3)

1. 直方体状の絶縁性基板と、この絶縁性基板上に所定間隔を存して対向配置された銀を主成分とする一対の表電極と、これら両表電極間を橋絡する長方形状の抵抗体と、この抵抗体を覆うガラス材料からなる第１絶縁層と、この第１絶縁層を覆う樹脂材料からなる第２絶縁層と、を備え、
   前記抵抗体と前記第１絶縁層にトリミング溝を形成して抵抗値を調整するようにしたチップ抵抗器において、
   前記表電極が前記抵抗体の長短いずれか一方の辺部と重なる部位を接続部としたとき、前記表電極に前記接続部の両側から前記抵抗体のいずれか他方の辺部を越えて前記絶縁性基板の側辺に向かう突出部を設けると共に、前記第１絶縁層に前記突出部を覆う被覆部を設けたことを特徴とするチップ抵抗器。
2. 請求項１の記載において、
   前記被覆部を前記突出部から前記側辺に至る範囲まで帯状に延出させたことを特徴とするチップ抵抗器。
3. 請求項１の記載において、
   前記被覆部を前記絶縁性基板の前記側辺に至る手前位置まで延出させてから当該側辺と直交する他側辺まで連続させたことを特徴とするチップ抵抗器。