JP2016092127A - チップ抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗体を外部環境から確実に保護することができると共に耐食性にも優れたチップ抵抗器を提供する。【解決手段】本発明のチップ抵抗器１は、絶縁基板２と、絶縁基板２の表面両端部に設けられた一対の表電極３と、絶縁基板２の裏面両端部に設けられた一対の裏電極７と、両表電極３に跨るように設けられた抵抗体４と、抵抗体４を覆う第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と、表電極３と裏電極７を導通する端面電極８と、端面電極８を覆うメッキ層９等を備えており、第２絶縁層６の両端部にそれ以外の部位に比べて表面粗さを粗くした粗面部６ａを形成し、端面電極８とメッキ層９の端部をそれぞれ粗面部６ａに密着させるという構成にした。【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ものである。

一般的にチップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板と、絶縁基板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と、絶縁基板の裏面に所定間隔を存して対向配置された一対の裏電極と、表電極と裏電極を導通する端面電極と、これら電極を覆うメッキ層と、対をなす表電極どうしを橋絡する抵抗体と、抵抗体を覆う保護層等によって主に構成されており、保護層はアンダーコート層と呼ばれる第１絶縁層とオーバーコート層と呼ばれる第２絶縁層との２層構造となっている。

このように構成されたチップ抵抗器では、抵抗体にレーザー光を照射してトリミング溝を形成することにより、製造段階でばらついた抵抗体の初期抵抗値が目標とされる所望の抵抗値に調整される。その際、レーザー光の熱で抵抗体のトリミング溝近傍が損傷しないようにするために、抵抗体をガラス材料からなる第１保護層によって覆い、この第１保護層の上からレーザー光を照射するようにしている。また、第２保護層はトリミング溝形成後の抵抗体を外部環境から保護するためのものであり、この第２保護層を耐湿性の良好なガラス材料で形成した場合、ガラスを６００℃程度の高温で焼成する必要があるため、調整済の抵抗値が変化して高精度品を製造できなくなるという難点がある。そこで近年では、エポキシ樹脂等の樹脂材料を２００℃程度の比較的低い温度で焼き付けて第２保護層を形成するという方法が主流になっており、その樹脂材料として耐湿性の良いエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等を使用することにより、空隙や気孔を含まない緻密な第２保護層を形成するといった工夫もなされている。

また、この種のチップ抵抗器において、通常は表電極としてＡｇ系の金属材料が用いられており、この表電極を覆うようにメッキ層が形成された構成となっているが、メッキ層と第２保護層の境界部分となる隙間から腐食性の強い硫化ガス等が侵入し易いため、表電極が硫化ガス等によって腐食されて抵抗値変化や断線等の不具合を招来する虞がある。

そこで従来より、特許文献１に記載されているように、端面電極を第２保護層の端部まで延びるように形成すると共に、この端面電極上に形成したメッキ層を第２保護層の端部に密着させることで、第２保護層と端面電極との隙間をなくして耐食性（特に耐硫化特性）の向上を図るようにしたチップ抵抗器が提案されている。

特開２００９−１５８７２１号公報

しかしながら、耐湿性の向上を目的として第２保護層を緻密構造にした場合、第２保護層の表面がつるつるで空隙や気孔のない表面粗さになるため、第２保護層に対する端面電極やメッキ層の密着性が悪化して剥離し易くなり、その結果、表電極の耐食性が損なわれてしまうという問題が発生する。

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、抵抗体を外部環境から確実に保護することができると共に耐食性にも優れた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、本発明は、直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面両端部に設けられた一対の表電極と、前記絶縁基板の裏面両端部に設けられた一対の裏電極と、一対の前記表電極に跨るように設けられた抵抗体と、この抵抗体を覆うガラス材料からなる第１絶縁層と、前記表電極の一部と前記第１絶縁層を覆う樹脂材料からなる第２絶縁層と、前記表電極と前記裏電極を導通するように設けられると共に、前記表電極と前記第２絶縁層の境界位置を越えて該第２絶縁層の端部まで延びる端面電極と、この端面電極を覆うように設けられると共に、前記端面電極と前記第２絶縁層の境界位置を越えて該第２絶縁層の端部まで延びるメッキ層とを備え、前記抵抗体と前記第１絶縁層にトリミング溝を形成することによって抵抗値が調整されるチップ抵抗器において、前記トリミング溝の外側に位置する前記第２絶縁層の両端部にそれ以外の部位に比べて表面粗さを粗くした粗面部が設けられており、前記端面電極と前記メッキ層の端部がそれぞれ前記粗面部に密着しているという構成にした。

このように構成されたチップ抵抗器では、トリミング溝の存する部分を覆う第２絶縁層の表面が両端部に比べて緻密な表面粗さになっているため、耐湿性を確保して抵抗体を外部環境から確実に保護することができる。また、トリミング溝の形成されていない部分を覆う第２絶縁層の両端部が表面粗さを粗くした粗面部となっており、端面電極とメッキ層の端部が粗面部まで達しているため、第２絶縁層に対する端面電極とメッキ層の密着性が良好となり、表電極の耐食性が損なわることを確実に防止することができる。

上記の構成において、粗面部が第２絶縁層にブラスト加工を施すことによって形成されたものであると、同一材料からなる第２絶縁層に粗面部とそれ以外の部位を形成することができる。

あるいは、第２絶縁層の両端部に該第２絶縁層よりも面粗度を粗くした補助絶縁層を設け、この補助絶縁層を粗面部とすることも可能であり、この場合、ブラスト加工に比べて製造工程が簡単な印刷によって補助絶縁層を形成することができる。

この場合において、補助絶縁層の樹脂材料が端面電極に使用された材料と同じ材料を含有していると、端面電極と補助絶縁層（粗面部）の密着性をより一層高めることができて好ましい。

また、上記の構成において、メッキ層が端面電極と補助絶縁層に含有される材料と同一材料によって形成されていると、端面電極と補助絶縁層の密着性だけでなく、メッキ層と補助絶縁層の密着性を高めることができて好ましい。

本発明によれば、トリミング溝が形成されていない部分を覆う第２絶縁層の両端部を、端面電極やメッキ層との密着性が良好になるように粗面部としたので、抵抗体を外部環境から確実に保護することができると共に、耐食性にも優れたチップ抵抗器を提供することが可能になる。

本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器の断面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す断面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器の断面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す断面図である。

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と、図１に示すように、本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器１は、直方体形状の絶縁基板２と、絶縁基板２の上面における長手方向の両端部に設けられた一対の表電極３と、これら表電極３に跨るように設けられた長方形状の抵抗体４と、抵抗体４を被覆する第１絶縁層５と、第１絶縁層５を被覆する第２絶縁層６と、絶縁基板２の下面における長手方向の両端部に設けられた一対の裏電極７と、絶縁基板２の側面に設けられて対応する表電極３と裏電極７を導通する一対の端面電極８と、端面電極８を被覆するメッキ層９とによって主に構成されている。抵抗体４と第１絶縁層５にはトリミング溝１０が形成されており、このトリミング溝１０によって抵抗体４の抵抗値が調整されている。

絶縁基板２はセラミックス等からなり、この絶縁基板２は後述する大判の集合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することにより多数個取りされたものである。

表電極３はＰｄ（パラジウム）を１〜５ｗｔ％含有するＡｇ（銀）系ペースト材料をスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものである。

抵抗体４は酸化ルテニウム等の抵抗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、この抵抗体４の長手方向の両端部は表電極３に重なっている。

第１絶縁層５と第２絶縁層６は２層構造の保護層を構成し、そのうち第１絶縁層５はトリミング溝１０を形成する前に抵抗体４を覆うアンダーコート層であり、第２絶縁層６はトリミング溝１０を形成した後の第１絶縁層５を覆うオーバーコート層である。なお、トリミング溝１０はレーザー光の照射によって形成されたＬ字形状や直線形状等のスリットであり、このスリットは一対の表電極３で挟まれた抵抗体４の領域内に形成されている。

第１絶縁層５はガラス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、この第１絶縁層５は抵抗体４の上面を覆って表電極３の端部に重なっている。

第２絶縁層６は耐湿性の良いエポキシ樹脂ペーストやポリイミドを含有するエポキシ樹脂系ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化（焼付け）させたものであり、この第２絶縁層６は第１絶縁層５を覆って表電極３の端部に重なっている。第２絶縁層６の両端部は粗面部６ａとなっており、これら粗面部６ａはそれ以外の部位に比べて表面粗さが粗く設定されている。すなわち、粗面部６ａを除いた第２絶縁層６の部位は空隙や気孔のない滑らかな表面粗さとなっており、当該部位を滑面部６ａと呼称すると、粗面部６ａのＲａ（算術平均粗さ）は滑面部６ａの１．５倍以上に設定されている。なお、詳細については後述するが、粗面部６ａは第２絶縁層６の表面にサンドブラスト等のショットブラストを施すことによって形成されたものである。

裏電極７はＡｇペーストやＰｄの含有量が少ないＡｇ−Ｐｄ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８はニッケル（Ｎｉ）／クロム（Ｃｒ）等をスバッタすることによって形成されたものであり、第２絶縁層６の外側に位置する表電極３と裏電極７の大部分とは端面電極８によって覆われている。この端面電極８は表電極３と第２絶縁層６の境界部分を越えて粗面部６ａまで延びており、粗面部６ａの上部側を除く大部分は端面電極８の端部と密着している。

メッキ層９はＮｉメッキやＳｎメッキ等からなり、このメッキ層９は端面電極８と表電極３および裏電極７を覆っている。

次に、上記の如く構成されたチップ抵抗器１の製造方法について、図２と図３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集合基板２Ａを準備する。これら一次分割溝と二次分割溝によって集合基板２Ａ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２となる。図２と図３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多数配列されている。

そして、集合基板２Ａの裏面にＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥することにより、図２（ａ）に示すように、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７を形成する。

次に、集合基板２Ａの表面にＡｇ−Ｐｄペーストをスクリーン印刷して乾燥することにより、図２（ｂ）に示すように、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表電極３を形成する。しかる後、表電極３と裏電極７を約８５０℃の高温で同時に焼成する。なお、これら表電極３と裏電極７は個別に焼成しても良く、その形成順を逆にして裏電極７よりも表電極３を先に形成するようにしても良い。

次に、集合基板２Ａの表面に酸化ルテニウム等を含有した抵抗ペーストをスクリーン印刷して乾燥することにより、図２（ｃ）に示すように、両端部を表電極３に重ね合わせた抵抗体４を形成した後、これを約８５０℃の高温で焼成する。

次に、抵抗体４を覆う領域にガラスペーストをスクリーン印刷して乾燥することにより、図２（ｄ）に示すように、抵抗体４と表電極３の端部を被覆する第１絶縁層５を形成した後、これを約６００℃の温度で焼成する。

次に、一対の補助電極５に図示せぬプローブをそれぞれ接触させて抵抗体４の抵抗値を測定しながら、第１絶縁層５の上からレーザー光を照射することにより、図２（ｅ）に示すように、第１絶縁層５と抵抗体４にトリミング溝１０を形成して抵抗体４の抵抗値を調整する。

次に、第１絶縁層５を覆うようにエポキシ・ポリイミド樹脂ペーストをスクリーン印刷して約２００℃の温度で加熱硬化（焼付け）することにより、図２（ｆ）に示すように、第１絶縁層５の全部と抵抗体４に形成されたトリミング溝１０および表電極３の端部とを覆う第２絶縁層６を形成する。

次に、第２絶縁層６の表面に水等で洗い流せるマスキングペーストをスクリーン印刷して乾燥することにより、図３（ａ）に示すように、第２絶縁層６の両端部を除いてトリミング溝１０を覆う部位にマスキング１１を形成する。

次に、図３（ｂ）に示すように、コンプレッサエアーで研磨材を吹き付けてショットブラストを施すことにより、マスキング１１で覆われていない第２絶縁層６の表面を粗面化処理した後、図３（ｃ）に示すようにマスキング１１を洗浄して取り除く。これにより、第２絶縁層６の両端部に粗面化処理された粗面部６ａが形成され、マスキング１１で覆われていた第２絶縁層６の上面は緻密構造の滑らかな滑面部６ｂとなる。

これまでの工程は集合基板２Ａに対する一括処理であるが、次なる工程では、集合基板２Ａ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、チップ形成領域の長手方向を幅寸法とする短冊状基板２Ｂを得る。

そして、この短冊状基板２Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、図３（ｄ）に示すように、表電極３と裏電極７を導通する一対の端面電極８を形成する。その際、端面電極８は表電極３と第２絶縁層６の境界部分を越えて第２絶縁層６の粗面部６ａまで形成されるが、ブラスト処理された粗面部６ａの表面は凹凸のある表面粗さになっているため、耐湿性の良い樹脂材料を用いて第２絶縁層６を形成したにも関わらず、端面電極８と粗面部６ａの密着性を高めることができる。

次に、短冊状基板２Ｂを二次分割溝に沿って二次分割してチップ抵抗器１と同等の大きさのチップ単体（個片）を得た後、各チップ単体の端面電極８全体と裏電極７の一部にＮｉメッキとＳｎメッキを順次施すことにより、図３（ｅ）に示すように、端面電極８と裏電極７を被覆する積層構造のメッキ層９を形成してチップ抵抗器１が完成する。

以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器１では、トリミング溝１０の存する部分を覆う第２絶縁層６の表面が緻密な表面粗さを有する滑面部６ｂとなっているため、耐湿性を確保して抵抗体４を外部環境から確実に保護することができる。しかも、トリミング溝１０の形成されていない部分を覆う第２絶縁層６の両端部が表面を粗くした粗面部６ａとなっており、表電極３を被覆する端面電極８とメッキ層９の端部がこの粗面部６ａまで達しているため、第２絶縁層６に対する端面電極８とメッキ層９の密着性が良好となり、耐湿性の良い樹脂材料を用いて第２絶縁層６を形成したにも関わらず、表電極３の耐食性が損なわることを確実に防止することができる。

図４は本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器２０の断面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付してある。

第２実施形態例に係るチップ抵抗器２０が第１実施形態例に係るチップ抵抗器１と相違する点は、第２絶縁層６の両端部に補助絶縁層２１を設け、これら補助絶縁層２１を粗面部としたことにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。

すなわち、図４に示すように、第２絶縁層６は耐湿性の良いエポキシ樹脂ペーストやポリイミドを含有するエポキシ樹脂系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、この第２絶縁層６は第１絶縁層５を覆って表電極３の端部に重なっている。第２絶縁層６の両端部には補助絶縁層２１が設けられており、これら補助絶縁層２１の表面粗さＲａは第２絶縁層６の１．５倍以上に設定されている。補助絶縁層２１は、第２絶縁層６よりも面粗度の粗いエポキシ樹脂ペーストや、ＮｉやＣｕ等の導電性粒子を補助絶縁層２１が導電しない程度に少量添加したエポキシ樹脂ペーストを、スクリーン印刷して加熱硬化させたものである。

端面電極８はＮｉ／Ｃｒ等をスバ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８は表電極３を越えて補助絶縁層２１の途中まで延びている。ここで、補助絶縁層２１の樹脂材料に含有された添加物が端面電極８に使用された材料と同じであれば、例えば、端面電極８がＮｉ／Ｃｒスバッタすることによって形成されたものである場合に、補助絶縁層２１の樹脂材料がＮｉまたはＣｒの少なくとも一方を含有していれば、端面電極８と補助絶縁層２１との密着性が極めて良好なものとなる。

メッキ層９は端面電極８と裏電極７の一部に被着されたＮｉメッキやＳｎメッキ等からなり、このメッキ層９の端部は端面電極８を越えて補助絶縁層２１まで達している。ここで、メッキ層９が端面電極８と補助絶縁層２１に含有される材料と同一材料によって形成されていれば、例えば、端面電極８と補助絶縁層２１にＮｉが含有されている場合に、メッキ層９が少なくともＮｉメッキを施すことによって形成されたものであれば、端面電極８と補助絶縁層２１との密着性が高まるだけでなく、メッキ層９と補助絶縁層２１との密着性も極めて良好なものとなる。

次に、上記の如く構成されたチップ抵抗器２０の製造方法について、図５を参照しながら説明する。なお、このチップ抵抗器２０の製造方法において、図２（ａ）〜図２（ｆ）に示した第２絶縁層６を形成するまでの工程は第１実施形態例と同じであり、図５はそれ以降の工程を示している。

すなわち、第２実施形態例に係るチップ抵抗器２０の製造方法では、第２絶縁層６の両端部にショットブラストを施す代わりに、少量のＮｉを含有したエポキシ樹脂ペーストをスクリーン印刷して約２００℃の温度で加熱硬化（焼付け）することにより、図５（ａ）に示すように、第２絶縁層６の両端部に第２絶縁層６よりも表面粗さを粗くした補助絶縁層（粗面部）２１を形成する。

次に、集合基板２Ａを一次分割して短冊状基板２Ｂを得た後、この短冊状基板２Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、図５（ｂ）に示すように、表電極３と裏電極７を導通する一対の端面電極８を形成する。その際、端面電極８は表電極３を越えて補助絶縁層２１まで形成されるが、補助絶縁層２１は表面粗さの粗い粗面部となっているため、耐湿性の良い樹脂材料を用いて第２絶縁層６を形成したにも関わらず、端面電極８と補助絶縁層２１の密着性を高めることができる。

次に、短冊状基板２Ｂを二次分割してチップ単体を得た後、各チップ単体の端面電極８全体と裏電極７の一部にＮｉメッキとＳｎメッキを順次施すことにより、図５（ｃ）に示すように、端面電極８と裏電極７を被覆する積層構造のメッキ層９を形成してチップ抵抗器２０が完成する。

以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器２０では、第２絶縁層６の両端部に第２絶縁層６よりも表面粗さを粗くした補助絶縁層２１を設け、端面電極８とメッキ層９の端部をこの補助絶縁層２１に密着させたため、補助絶縁層２１に対する端面電極８とメッキ層９の密着性が良好となり、耐湿性の良い樹脂材料を用いて第２絶縁層６を形成したにも関わらず、表電極３の耐食性が損なわることを確実に防止することができる。

また、粗面部である補助絶縁層２１を印刷によって形成することができ、しかも、補助絶縁層２１の樹脂材料が端面電極８に使用された材料（例えばＮｉ）と同じ材料を含有しているため、端面電極８と補助絶縁層２１との密着性を極めて良好なものにすることができる。さらに、メッキ層９が端面電極８と補助絶縁層２１に含有される材料（例えばＮｉ）と同一材料によって形成されているため、端面電極８と補助絶縁層２１との密着性を向上できるだけでなく、メッキ層９と補助絶縁層２１との密着性も極めて良好なものにすることができる。

１，２０ チップ抵抗器
２ 絶縁基板
２Ａ 集合基板
２Ｂ 短冊状基板
３ 表電極
４ 抵抗体
５ 第１絶縁層
６ 第２絶縁層
６ａ 粗面部
６ｂ 滑面部
７ 裏電極
８ 端面電極
９ メッキ層
１０ トリミング溝
１１ マスキング
２１ 補助絶縁層（粗面部）

Claims (5)

1. 直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面両端部に設けられた一対の表電極と、前記絶縁基板の裏面両端部に設けられた一対の裏電極と、一対の前記表電極に跨るように設けられた抵抗体と、この抵抗体を覆うガラス材料からなる第１絶縁層と、前記表電極の一部と前記第１絶縁層を覆う樹脂材料からなる第２絶縁層と、前記表電極と前記裏電極を導通するように設けられると共に、前記表電極と前記第２絶縁層の境界位置を越えて該第２絶縁層の端部まで延びる端面電極と、この端面電極を覆うように設けられると共に、前記端面電極と前記第２絶縁層の境界位置を越えて該第２絶縁層の端部まで延びるメッキ層とを備え、前記抵抗体と前記第１絶縁層にトリミング溝を形成することによって抵抗値が調整されるチップ抵抗器において、
   前記トリミング溝の外側に位置する前記第２絶縁層の両端部にそれ以外の部位に比べて表面粗さを粗くした粗面部が設けられており、前記端面電極と前記メッキ層の端部がそれぞれ前記粗面部に密着している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、前記粗面部が前記第２絶縁層にブラスト加工を施すことによって形成されたものである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、前記第２絶縁層の両端部に該第２絶縁層よりも面粗度を粗くした補助絶縁層を設け、この補助絶縁層によって前記粗面部が形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。
4. 請求項３の記載において、前記補助絶縁層の樹脂材料が前記端面電極に使用された材料と同じ材料を含有していることを特徴とするチップ抵抗器。
5. 請求項４の記載において、前記メッキ層が前記端面電極と前記補助絶縁層に含有される材料と同一材料によって形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。