JP2016025115A - ジャンパー抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で信頼性の高いジャンパー抵抗器を提供する。【解決手段】ジャンパー抵抗器は、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面に設けられたＡｇ系の金属からなる一次電極層２と、一次電極層２を覆うように設けられたＡｕとＰｄの少なくとも一方を含有する金属からなる二次電極層３と、二次電極層３の上面中央部に設けられたガラス材料からなる下部絶縁層４と、下部絶縁層４を覆う樹脂材料からなる上部絶縁層５と、絶縁基板１の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏電極６と、絶縁基板１の端面に設けられて二次電極層３と裏電極６とを橋絡している一対の端面電極７とを備え、これら端面電極７は二次電極層３の露出部分を覆って上部絶縁層５の上面端部まで延びている。【選択図】図２

Description

本発明は、各種電子回路等に使用される面実装型のジャンパー抵抗器に関するものである。

図９は従来例に係るジャンパー抵抗器の断面図であり、このジャンパー抵抗器は特許文献１に開示されている。図９において、１０はアルミナ等からなる直方体形状の絶縁基板であり、この絶縁基板１０の上面にはＡｇ系の金属からなる一次電極層１１が設けられている。一次電極層１１上にはＡｕ系の金属からなる二次電極層１２が設けられており、二次電極層１２の上面中央部にはエポキシ系樹脂からなる絶縁層１３が設けられている。また、絶縁基板１０の下面にはＡｇ系の金属からなる一対の裏電極１４が設けられており、絶縁基板１０の両側面には二次電極層１２と裏電極１４を橋絡するＮｉ系の樹脂からなる端面電極１５が設けられている。さらに、二次電極層１２の絶縁層１３に覆われていない露出部分と端面電極１５および裏電極１４を覆うようにＮｉメッキ層１６が設けられ、このＮｉメッキ層１６を覆うように半田メッキ層１７が設けられている。

このように構成されたジャンパー抵抗器では、Ａｇ系の金属からなる一次電極層１１が耐硫化性に優れたＡｕ系の金属からなる二次電極層１２によって覆われており、絶縁層１３とメッキ層１６,１７との間の隙間（図中の矢印Ａ部）から腐食性の強い硫化ガス等が侵入したとしても、二次電極層１２は硫化ガス等によって腐食されることがないため、抵抗値が変化することを防止できるようになっている。

特開２０００−１５６３０４号公報

前述した従来のジャンパー抵抗器は、Ａｕ系の金属からなる二次電極層１２によって絶縁層１３とメッキ層１６,１７との隙間から入り込む腐食ガスから一次電極層１１を保護するようになっているため、二次電極層１２にＡｇが多く存在していては効果を発揮しない。ここで、二次電極層１２の層厚が薄い場合、二次電極層１２の形成時に一次電極層１１に含有されるＡｇが二次電極層１２に拡散してしまうため、二次電極層１２にＡｇが多く存在しないようにするには、二次電極層１２の層厚を１〜５μｍ程度まで厚く形成する必要がある（特許文献１の段落番号「００２４」参照）。

そのため、Ａｕ系の金属を含有するペースト材料の印刷・焼成工程を複数回繰り返すことで二次電極層１２の層厚を稼ぐようにしているが、印刷ずれ等に注意しながら複数回の印刷・焼成工程を実行するのは大変であり、生産効率が低下してしまうという問題がある。しかも、二次電極層１２に使用するＡｕ系の金属は非常に高価であるため、製品コストが上昇してしまうという問題もある。さらに、ジャンパー抵抗器の小型化に伴って絶縁基板１０の板厚が薄くなると、ジャンパー抵抗器を回路基板へ実装した時の搭載ストレス等によって、絶縁基板１０が割れやすくなるという別の問題も発生する。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、安価で信頼性の高いジャンパー抵抗器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のジャンパー抵抗器は、直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設けられたＡｇ系の金属からなる一次電極層と、この一次電極層上に設けられたＡｕとＰｄの少なくとも一方を含有するＡｇ系の金属からなる二次電極層と、この二次電極層の上面中央部に設けられたガラス材料からなる下部絶縁層と、この下部絶縁層を覆う樹脂材料からなる上部絶縁層と、前記絶縁基板の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏電極と、前記絶縁基板の両端面に設けられて前記二次電極層と前記裏電極とを橋絡している一対の端面電極とを備え、前記端面電極が前記二次電極層を覆って前記上部絶縁層の上面端部まで延びているという構成にした。

このように構成されたジャンパー抵抗器では、Ａｇ系の金属からなる一次電極層がＡｕやＰｄ等の耐硫化性に優れた金属を含むＡｇ系の二次電極層によって覆われているだけでなく、端面電極が二次電極層の露出部分を覆って上部絶縁層の上面端部まで延びているため、上部絶縁層と端面電極との間の隙間から腐食性の強い硫化ガス等が侵入しにくくなり、二次電極層にＡｇが多く存在していても腐食ガスから一次電極層を保護することができる。また、二次電極層と樹脂材料からなる上部絶縁層との間にガラス材料からなる下部絶縁層が介設されているため、ジャンパー抵抗器が小型・薄型化されても破損を防止できると共に、下部絶縁層の存在によって二次電極層の露出部分と上部絶縁層の上面とに大きな高低差が確保されるため、端面側から端面電極をスパッタ膜によって形成する際に、上部絶縁層の上面までスパッタ膜が回り込み易くなる。

上記の構成において、一次電極層と二次電極層のいずれか一方が絶縁基板の長手方向両端部まで達しておらず、これら一次電極層と二次電極層が絶縁基板の長手方向両端部で一層のみとなった単層部を有していると、大判基板を一次分割溝に沿って一次分割して短冊状基板を得る際に、一次分割溝上に位置する単層部の存在によって一次分割作業を容易に行うことができる。

また、上記の構成において、絶縁基板の短手方向両端部に一次電極層と二次電極層の形成されていない露出部が延在し、下部絶縁層は二次電極層を横切って露出部内まで延びて形成することで、絶縁基板の短手方向両端部に形成されている上部絶縁層と絶縁基板の界面から水分が入り込んだとしても、二次電極層はガラス材料からなる下部絶縁層にて覆われているため、二次電極層にＡｇが多く存在していてもマイグレーションは発生しない。しかも、下部絶縁層を二次分割溝に達しないように形成すると共に、樹脂材料からなる上部絶縁層が下部絶縁層を覆うように露出部を横切って絶縁基板の短手方向両端部まで達しているため、短冊状基板を二次分割溝に沿って二次分割して個々のチップ単体を得る際に、ガラス材料からなる下部絶縁層が二次分割溝に達しないことで二次分割作業を容易に行うことができる。

本発明のジャンパー抵抗器は、Ａｇ系の金属からなる一次電極層がＡｕやＰｄ等の耐硫化性に優れた金属を含むＡｇ系の二次電極層によって覆われているだけでなく、端面電極が上部絶縁層の上面端部まで形成されているため、二次電極層にＡｇが多く存在していても腐食ガスから一次電極層を保護することができる。また、二次電極層と樹脂材料からなる上部絶縁層との間にガラス材料からなる下部絶縁層が介設されているため、ジャンパー抵抗器が小型・薄型化されても破損を防止できると共に、下部絶縁層の存在によって二次電極層の露出部分と上部絶縁層の上面とに大きな高低差が確保されるため、端面電極をスパッタ膜によって形成する際に、上部絶縁層の上面までスパッタ膜が回り込み易くなる。

本発明の第１実施形態例に係るジャンパー抵抗器の平面図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 図１のIII−III線に沿う断面図である。 該ジャンパー抵抗器の製造工程を示す断面図である。 該ジャンパー抵抗器の製造工程を示す平面図である。 図４の製造工程における短冊状基板の積層状態を示す断面図である。 図４の製造工程における端面電極のスパッタリング状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態例に係るジャンパー抵抗器の断面図である。 従来例に係るジャンパー抵抗器の断面図である。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１〜図３に示すように、本発明の第１実施形態例に係るジャンパー抵抗器は、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面に設けられた一次電極層２と、一次電極層２上に設けられた二次電極層３と、二次電極層３の上面中央部に設けられた下部絶縁層４と、下部絶縁層４を覆う上部絶縁層５と、絶縁基板１の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏電極６と、絶縁基板の両端面に設けられて二次電極層３と裏電極６とを橋絡している一対の端面電極７（図１中には図示せず）とによって主に構成されている。

絶縁基板１はセラミック等からなり、この絶縁基板１は後述する大判基板を縦横に延びる一次分割溝と二次分割溝に沿って分割して多数個取りされたものである。

一次電極層２はＡｇまたはＡｇ系の金属を含有するペースト材料、例えばＡｇ−Ｐｄ（２〜３％）を含有するペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものである。一次電極層２は絶縁基板１の長手方向両端部まで達するように帯状に形成されているが、その幅寸法は絶縁基板１の短手方向の長さに比べて短寸に設定されている。

二次電極層３はＡｕとＰｄの少なくとも一方を含有するＡｇ系のペースト材料、例えばＡｇ−Ｐｄ（１０〜２０％）を含有すペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、ＰｄやＡｕの含有量を増やすことによって二次電極層３の耐硫化特性が高められている。二次電極層３は絶縁基板１の長手方向両端部まで達するように帯状に形成されており、その幅寸法は一次電極層２よりも幾分幅広に設定されているが、二次電極層３も絶縁基板１の短手方向両端部までは達していない。したがって、図１に示すように、絶縁基板１の表面における短手方向両端部に一次電極層２と二次電極層３の形成されていない露出部１ａが延在している。

下部絶縁層４はガラスペーストをスクリーン印刷して焼成させたものであり、この下部絶縁層４は二次電極層３を横切って露出部１ａ内まで延びている。

上部絶縁層５はエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させたものであり、この上部絶縁層５は下部絶縁層４と露出部１ａを横切って絶縁基板１の短手方向両端部まで達している。

裏電極６はＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものである。端面電極７はＮｉ／Ｃｒ等をスパッタすることによって形成されたものであり、この端面電極７はＮｉメッキや半田メッキ等のメッキ層（図示せず）によって覆われている。端面電極７は二次電極層３の露出部分を覆って上部絶縁層５の上面端部まで延びており、この端面電極７によって二次電極層３と上部絶縁層５の境界部分が覆われている。

次に、上述の如く構成されたジャンパー抵抗器の製造方法について、図４〜図７を参照しながら説明する。

まず、格子状に延びる一次分割溝と二次分割溝が形成された大判基板１Ａを準備する。これら一次分割溝と二次分割溝によって大判基板１Ａの表裏両面は多数のチップ形成領域に区画され、これらチップ形成領域がそれぞれ１個分の絶縁基板１となる。図４と図５には１つのチップ形成領域が代表的に示されているが、実際には、このようなチップ形成領域が格子状に配列されている。なお、図５において、大判基板（チップ形成領域）１Ａの左右の両短辺が一次分割溝上に位置し、上下の両長が二次分割溝上に位置している。

そして、第１工程として、図４（ａ）と図５（ａ）に示すように、大判基板１Ａの裏面にＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させることにより、各チップ形成領域の長手方向両端部に所定間隔を存して対向する一対の裏電極６を形成する。

次に第２工程として、図４（ｂ）と図５（ｂ）に示すように、大判基板１Ａの表面にＡｇまたはＡｇ系の金属を含有するペースト、例えばＡｇ−Ｐｄ（２〜３％）を含有するペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させることにより、大判基板１Ａの二次分割溝に沿って平行に延びる一次電極層２を形成する。この一次電極層２は大判基板１Ａの一次分割溝を横切って帯状に形成されるため、一次電極層２はチップ形成領域の長手方向両端部（左右の短辺）まで延びているが、チップ形成領域の短手方向両端部（上下の長辺）までは達していない。

次に第３工程として、図４（ｃ）と図５（ｃ）に示すように、一次電極層２の上からＡｕとＰｄの少なくとも一方を含有するＡｇ系のペースト材料、例えばＡｇ−Ｐｄ（１０〜２０％）を含有するペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させることにより、一次電極層２を覆って帯状に延びる二次電極層３を形成する。この二次電極層３もチップ形成領域の長手方向両端部まで延びているが、チップ形成領域の短手方向両端部までは達しておらず、図５（ｃ）に示すように、チップ形成領域の表面における短手方向両端部に一次電極層２と二次電極層３の形成されていない露出部１ａが延在することになる。

次に第４工程として、図４（ｄ）と図５（ｄ）に示すように、二次電極層３の上からガラスペーストをスクリーン印刷して焼成させることにより、二次電極層３を横切って露出部１ａ内に達する下部絶縁層４を形成する。

次に第５工程として、図４（ｅ）と図５（ｅ）に示すように、下部絶縁層４の上からエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させることにより、下部絶縁層４を覆ってチップ形成領域の短手方向両端部まで達する上部絶縁層５を形成する。これにより、二次電極層３の上面に下部絶縁層４と上部絶縁層５からなる二層構造の保護層が形成されるため、二次電極層３の露出部分と上部絶縁層５の上面とに大きな高低差ができる。

これまでの工程は大判基板１Ａに対する一括処理であるが、次なる第６工程では、大判基板１Ａを一次分割溝に沿って短冊状に一次分割することにより、チップ形成領域の上下の長辺間を幅寸法とする短冊状基板１Ｂを得る。

そして、次なる第７工程で、短冊状基板１Ｂの分割面側から分割面にＮｉ／Ｃｒ等をスパッタリングすることにより、図４（ｆ）に示すように、二次電極層３の露出部分と裏電極６を橋絡する端面電極７を形成する。その際、図６に示すように、スパッタリングは複数枚の短冊状基板１Ｂを積み重ねた状態で行われるが、二次電極層３の露出部分と上部絶縁層５の上面とに大きな高低差（図中のｈ）が確保されているため、スパッタ膜は上部絶縁層５の上面まで回り込み易くなる。また、短冊状基板１Ｂを積み重ねたときに、裏電極６が上部絶縁層５に重なるように設定されている（裏電極６間の幅Ｗ１＜下部絶縁層４と部絶縁層５が積層する部分の幅Ｗ２）ため、さらにスパッタ膜が上部絶縁層５の上面まで回り込み易くなり、図７に示すように、端面電極７を二次電極層３の露出部分を覆って上部絶縁層５の上面端部まで形成することができる。

しかる後、第８工程として、短冊状基板１Ｂを二次分割溝に沿って二次分割することにより、ジャンパー抵抗器と同等の大きさの個片（チップ単体）を得る。最後に、第９工程として、各チップ単体の端面電極７に対してＮｉメッキや半田メッキ等のメッキ層を施し、このメッキ層を上部絶縁層５の上面側に成長させることにより、図１〜図３に示すようなジャンパー抵抗器が完成する。

以上説明したように、第１実施形態例に係るジャンパー抵抗器では、Ａｇ系の金属からなる一次電極層２がＡｕやＰｄ等の耐硫化性に優れた金属を含むＡｇ系の二次電極層３によって覆われているだけでなく、端面電極７が二次電極層３の露出部分を覆って上部絶縁層５の上面端部まで延びているため、例えばＡｇ−Ｐｄ（１０〜２０％）を含有するペーストを印刷・焼成して形成される二次電極層３にＡｇが多く存在していても、腐食ガスから一次電極層２を保護することができる。また、二次電極層３と樹脂材料からなる上部絶縁層５との間にガラス材料からなる下部絶縁層４が介設されているため、セラミック等からなる絶縁基板１の破壊強度が下部絶縁層４によって高められ、ジャンパー抵抗器が小型・薄型化されても破損を防止することができる。しかも、下部絶縁層４の存在によって二次電極層３の露出部分と上部絶縁層５の上面とに大きな高低差が確保され、この高低差によって上部絶縁層の上面までスパッタ膜が回り込み易くなるため、端面電極７を二次電極層３の露出部分を覆って上部絶縁層５の上面端部まで容易に形成することができる。

また、第１実施形態例に係るジャンパー抵抗器では、絶縁基板１の短手方向両端部に一次電極層２と二次電極層３の形成されていない露出部１ａが延在しており、下部絶縁層４は二次電極層３を横切って露出部１ａ内まで延びているが、上部絶縁層５は下部絶縁層４と露出部１ａを横切って絶縁基板１の短手方向両端部まで達しているため、短冊状基板１Ｂを二次分割溝に沿って二次分割して個々のチップ単体を得る際に、ガラス材料からなる下部絶縁層４が二次分割溝に達しないことで二次分割作業を容易に行うことができる。しかも、絶縁基板１の長辺側端面と上部絶縁層５との隙間（図３の矢印Ｂ部）から腐食ガス等を含む水分が侵入したとしても、この水分は絶縁基板１との密着性に優れた下部絶縁層４によってブロックされるため、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る。

図８は本発明の第２実施形態例に係るジャンパー抵抗器の断面図であり、図１〜図３に対応する部分には同一符号を付してある。

この第２実施形態例が前述した第１実施形態例と相違する点は、一次電極層２が絶縁基板１の長手方向両端部まで達しておらず、一次電極層２を覆う二次電極層３が絶縁基板１の長手方向両端部で一層（単層部３ａ）となっていることにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。すなわち、大判基板１Ａのチップ形成領域に一次電極層２を形成する際に、この一次電極層２をチップ形成領域の長手方向両端部に対して若干離間した手前位置に形成した後、一次電極層２の上から二次電極層３を形成してチップ形成領域の長手方向両端部まで延ばすことにより、一次電極層２と重ならない二次電極層３の単層部３ａを絶縁基板１の長手方向両端部に位置させてある。

このように構成された第２実施形態例に係るジャンパー抵抗器では、大判基板１Ａを一次分割溝に沿って一次分割して短冊状基板１Ｂを得る際に、一次分割溝上に位置するのが二次電極層３の単層部３ａだけとなるため、一次電極層２と二次電極層３の両方が一次分割溝上に沿って延在する場合に比べると、一次分割作業を容易に行うことができる。

なお、上記第２実施形態例では、一次電極層２を絶縁基板１の平面形状よりも幾分小さめの矩形状に形成し、絶縁基板１の長手方向両端部と一次電極層２とで挟まれた帯状領域を全て二次電極層３の単層部３ａとした場合について説明したが、これに限定されず、一次電極層２と二次電極層３のいずれか一方が絶縁基板１の長手方向両端部で一層（単層部）となっていれば良い。例えば、一次電極層２を絶縁基板１の長手方向両端部まで達するように形成すると共に、二次電極層３を絶縁基板１の長手方向両端部に対して若干離間した位置に形成することにより、絶縁基板１の長手方向両端部と二次電極層３とで挟まれた帯状領域を一次電極層２の単層部とすることも可能である。あるいは、一次電極層２と二次電極層３のいずれか一方の長手方向両端部に切欠き部を形成し、この切欠き部内に位置する他方の電極層を単層部とすることも可能である。

１ 絶縁基板
１ａ 露出部
１Ａ 大判基板
１Ｂ 短冊状基板
２ 一次電極層
３ 二次電極層
４ 下部絶縁層
５ 上部絶縁層
６ 裏電極
７ 端面電極

Claims (3)

1. 直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設けられたＡｇ系の金属からなる一次電極層と、この一次電極層上に設けられたＡｕとＰｄの少なくとも一方を含有するＡｇ系の金属からなる二次電極層と、この二次電極層の上面中央部に設けられたガラス材料からなる下部絶縁層と、この下部絶縁層を覆う樹脂材料からなる上部絶縁層と、前記絶縁基板の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏電極と、前記絶縁基板の両端面に設けられて前記二次電極層と前記裏電極とを橋絡している一対の端面電極とを備え、
   前記端面電極が前記二次電極層を覆って前記上部絶縁層の上面端部まで延びていることを特徴とするジャンパー抵抗器。
2. 請求項１の記載において、前記一次電極層と前記二次電極層のいずれか一方が前記絶縁基板の長手方向両端部まで達しておらず、これら一次電極層と二次電極層が前記絶縁基板の長手方向両端部で一層のみとなった単層部を有していることを特徴とするジャンパー抵抗器。
3. 請求項１または２の記載において、前記絶縁基板の短手方向両端部に前記一次電極層と前記二次電極層の形成されていない露出部が延在し、前記下部絶縁層は前記二次電極層を横切って前記露出部内まで延びており、前記上部絶縁層は前記下部絶縁層と前記露出部を横切って前記絶縁基板の短手方向両端部まで達していることを特徴とするジャンパー抵抗器。