JP2017045861A - チップ抵抗器およびチップ抵抗器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁基板の両端部に寸法の安定したキャップ状の端面電極を形成することができるチップ抵抗器とその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のチップ抵抗器は、セラミックスからなる直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極２と、両表電極２間を接続する抵抗体３と、両表電極２と抵抗体３を含めて絶縁基板１の表面全体を覆う樹脂からなる保護膜４と、絶縁基板１の裏面全体を覆う樹脂からなる補助膜５と、絶縁基板１の長手方向両端面に設けられて表電極２に導通する一対の端面電極６とを備えており、端面電極６は保護膜４の上面と補助膜５の下面および絶縁基板１の両側面の長手方向両端部を覆うようにキャップ状に形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、回路基板上に半田付けによって面実装されるチップ抵抗器と、そのようなチップ抵抗器の製造方法に関するものである。

この種のチップ抵抗器は、セラミックスからなる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、これら一対の表面電極に接続するように絶縁基板の表面に設けられた抵抗体と、抵抗体を覆うように設けられた樹脂からなる保護膜と、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ように絶縁基板の両端面に設けられた一対の端面電極と、これら端面電極の外表面にめっき処理を施して形成された一対の外部電極とを備えている。

このように構成されたチップ抵抗器は、回路基板に設けられたランド上に半田ペーストを印刷した後、裏電極を下向きにして外部電極をランド上に搭載し、この状態で半田ペーストを溶融・固化することによって回路基板上に面実装されるようになっている。

一方、特許文献１に開示されているように、チップコンデンサ等のチップ状電子部品において、角柱状のチップ素体の長手方向両端部にキャップ状の端面電極を形成するという技術が知られている。かかるチップ状電子部品では、キャップ状の端面電極が角柱状のチップ素体の上面と下面および両側面まで延びているため、回路基板上に４面（上面と下面および両側面）いずれの姿勢でも搭載することができる。

特許文献１にはチップ状電子部品の一例としてチップ抵抗器が挙げられており、チップ抵抗器においても、絶縁基板の両端部にキャップ状の端面電極を形成して、この端面電極を表電極に接続させるという構成にすれば、回路基板上に４面での搭載が可能となる。

なお、特許文献１には端面電極を形成する具体的な方法について特に明記されていないが、例えば特許文献２に開示されているように、外周面に導電ペーストを塗布させたローラを回転させると共に、ローラの回転方向とほぼ同じ方向にチップ素体を移動させながら、ローラの外周面にチップ素体の一面を近接させて導電ペーストを塗布するという塗布方法を採用すれば、端面電極の寸法のバラツキを極力抑えることが可能となる。

特開昭６１−１８３９１１号公報 特開２００３−２６４１１７号公報

ところで通常のチップ抵抗器は、セラミックスからなる絶縁基板の表面に抵抗体を覆う保護膜が形成されているため、前述したように絶縁基板の両端部にキャップ状の端面電極を形成する場合、絶縁基板の表面全体に表電極と抵抗体を覆うように保護膜を形成した後、導電ペーストを絶縁基板の端面側から保護膜の上面と絶縁基板の裏面および両側面の途中位置まで回り込ます必要がある。

しかしながら、樹脂からなる保護膜が形成された上面と、絶縁基板のセラミックス面が露出する裏面および両側面とでは、絶縁基板の端面側から塗布される導電ペーストの回り込み量に大きな差が生じてしまうため、端面電極のキャップ形状が不規則になってしまうという問題がある。すなわち、導電ペーストの回り込み量は、樹脂の露出する上面で滲みが大きく、セラミックス面の露出する裏面で滲みが少なくなるため、表裏面での電極寸法が相違してしまい、さらに、側面の電極形状が上面側（保護膜側）に引っ張られて斜めになってしまう。その結果、チップ抵抗器の側面を下向きにした姿勢で回路基板に搭載された場合、回路基板のランドに半田付けされる一対の端面電極が「ハの字」状に対向することになるため、半田ペーストを硬化させるときのセルフアライメント効果を発揮することができなくなってしまう。

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、その第１の目的は、絶縁基板の両端部に寸法の安定したキャップ状端面電極を形成することができるチップ抵抗器を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、このようなチップ抵抗器の製造方法を提供することにある。

上記した第１の目的を達成するために、本発明のチップ抵抗器は、セラミックスからなる直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極と、これら両表電極間を接続する抵抗体と、この抵抗体と前記両表電極を含めて前記絶縁基板の表面全体を覆う樹脂からなる保護膜と、前記絶縁基板の裏面全体を覆う樹脂からなる補助膜と、前記絶縁基板の長手方向両端面に設けられて前記表電極に導通する一対の端面電極とを備え、前記端面電極が前記保護膜と前記補助膜および前記絶縁基板の両側面の長手方向両端部を覆っ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、絶縁基板の表面全体を覆う保護膜と絶縁基板の裏面全体を覆う補助膜がいずれも同質の樹脂材料で形成されているため、絶縁基板の表面と裏面で端面電極の滲み量がほぼ同じになる。したがって、絶縁基板の両側面に露出するセラミックス面についても、端面電極が同質材料からなる保護膜と補助膜に同じように引っ張られるため、端面電極の寸法が直方体形状のチップ抵抗器の４面（上面と下面および両側面）において均一になり、寸法の安定したキャップ状の端面電極を形成することができる。

上記の構成において、保護膜と補助膜を異種の樹脂材料で形成しても良いが、これら保護膜と補助膜が同一の樹脂材料で形成されていると、端面電極の寸法をより安定させることができて好ましい。

また、上記の構成において、端面電極の端面形状が縦横比を同じくする正方形であると、幅寸法と厚み寸法を等しくする角柱形状のチップ抵抗器となるため、回路基板上への搭載面がチップ抵抗器の４面で全て同じになって好ましい。

上記した第２の目的を達成するために、本発明によるチップ抵抗器の製造方法は、セラミックスからなる大判基板の表面における複数のチップ形成領域にそれぞれ一対の表電極を形成する工程と、前記対をなす表電極間を接続するように抵抗体を形成する工程と、前記表電極と前記抵抗体を覆うように前記大判基板の表面における前記複数のチップ形成領域全体に樹脂からなる保護膜を形成する工程と、前記大判基板の裏面における複数のチップ形成領域全体に樹脂からなる補助膜を形成する工程と、前記大判基板を前記表電極の中央部を通って長手方向へ延びる１次分割ラインと、この１次分割ラインに直交する２次分割ラインとに沿ってダイシングブレードで切断して個々のチップ素子を形成する工程と、前記チップ素子の前記１次分割ラインに沿う切断面から前記２次分割ラインに沿う切断面の一部にかけて導電ペーストを塗布して端面電極を形成する工程と、を含むことを特徴としている。

このように大判基板の表面に多数個のチップ抵抗器に対応する表電極と抵抗体および保護膜を形成すると共に、大判基板の裏面に補助膜を形成した後、ダイシングによって大判基板を個々のチップ素子に分割してから、チップ素子の端面側に導電ペーストを塗布して端面電極を形成すると、セラミックスからなるチップ素子の表面全体を覆う保護膜と裏面全体を覆う補助膜がいずれも同質の樹脂材料からなるため、チップ素子の表面と裏面で端面電極の滲み量がほぼ同じになる。したがって、チップ素子の両側面に露出するセラミックス面についても、端面電極が同質材料からなる保護膜と補助膜に同じように引っ張られるため、端面電極の寸法が直方体形状のチップ抵抗器の４面（上面と下面および両側面）において均一になり、寸法の安定したキャップ状の端面電極を形成することができる。

本発明のチップ抵抗器とその製造方法によれば、絶縁基板の両端部に寸法の安定したキャップ状の端面電極を形成することができる。

本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器の斜視図である。 該チップ抵抗器の平面図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 図２のIV−IV線に沿う断面図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図 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。

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、本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器は、図１〜図５に示すように、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極２と、これら表電極２に接続するように設けられた長方形状の抵抗体３と、両表電極２と抵抗体３を含めて絶縁基板１の表面全体を覆う樹脂からなる保護膜４と、絶縁基板１の裏面全体を覆う樹脂からなる補助膜５と、絶縁基板１の長手方向両端部に設けられた一対の端面電極６とによって主に構成されている。

絶縁基板１はセラミックスからなり、この絶縁基板１は後述する大判基板を縦横に延びる１次分割ラインと２次分割ラインに沿ってダイシングすることにより多数個取りされたものである。

一対の表電極２はＡｇ系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、これら表電極２は絶縁基板１の短辺側と両長辺側の各端面から露出するように矩形状に形成されている。

抵抗体３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３の長手方向の両端部はそれぞれ表電極２に重なっている。なお、図示省略されているが、抵抗体３には抵抗値を調整するためのトリミング溝が形成されている。

保護膜４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オーバーコート層であり、図示省略されているが、保護膜４の下側には抵抗体３を覆うアンダーコート層が形成されている。なお、このアンダーコート層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る。保護膜４は両表電極２と抵抗体３を含めて絶縁基板１の表面全体を覆うように形成されているため、図３中で左側に位置する表電極２の左端を含む３端面が絶縁基板１と保護膜４間から露出し、右側に位置する表電極２の右端を含む３端面が絶縁基板１と保護膜４間から露出している。

補助膜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、この補助膜５と前述した保護膜４は同一の樹脂材料を用いて形成されることが好ましい。

一対の端面電極６はＡｇペーストやＣｕペーストをディップ塗布して加熱硬化させたものであり、これら端面電極６は絶縁基板１の両端面１ａから保護膜４の上面と補助膜５の下面および絶縁基板１の両側面１ｂを覆うようにキャップ状に形成されている。これにより、図３中で左側に位置する端面電極６は、絶縁基板１と保護膜４間から露出する左側の表電極２の３端面と接続され、右側に位置する端面電極６は、絶縁基板１と保護膜４間から露出する右側の表電極２の３端面と接続されている。

図示省略されているが、一対の端面電極６は外部電極によって覆われており、これら外部電極は端面電極６の表面にＮｉ，Ｓｎ等を電解メッキして形成されたものである。

以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器では、絶縁基板１の表面全体を覆う保護膜４と絶縁基板１の裏面全体を覆う補助膜５がいずれもエポキシ系樹脂等からなる樹脂材料で形成されているため、絶縁基板１の長手方向両端部にキャップ状の端面電極６を塗布形成する際に、絶縁基板１の表面と裏面で端面電極６の滲み量がほぼ同じになる。したがって、絶縁基板１の両側面１ｂに露出するセラミックス面についても、端面電極６が同一材料からなる保護膜４と補助膜５に同じように引っ張られるため、端面電極６の寸法が直方体形状のチップ抵抗器の４面（上面と下面および両側面）において均一になり、寸法の安定したキャップ状の端面電極６を形成することができる。

ここで、本実施形態例に係るチップ抵抗器では、図１に示すように、端面電極６の端面形状が縦横比を同じくする正方形に設定されており、幅寸法Ｗと厚み寸法Ｔを等しくする角柱形状のチップ抵抗器（例えば、幅寸法Ｗ＝０．１ｍｍ、厚み寸法Ｔ＝０．１ｍｍ）となっている。これにより、チップ抵抗器の４面（上面と下面および両側面）に形成される端面電極６が面積の等しい同一形状となるため、このような形状のチップ抵抗器を回路基板上に搭載する場合、チップ抵抗器の４面（上面と下面および両側面）のいずれが搭載面になったとしても、全く同じようにセルフアライメント効果を発揮することができる。

次に、上記の如く構成されたチップ抵抗器の製造方法について、図６と図７を参照しながら説明する。

まず、図６（ａ）と図７（ａ）に示すように、絶縁基板１が多数個取りされるセラミックスからなる大判基板１０を準備する。この大判基板１０に１次分割溝や２次分割溝は形成されていないが、図６（ｆ）に示す後工程で大判基板１０は縦横に延びる１次分割ラインＬ１と２次分割ラインＬ２に沿ってダイシングされ、これら両分割ラインＬ１，Ｌ２によって区切られたマス目の１つ１つが１個分のチップ形成領域となる。なお、図６は大判基板１０を平面的に見た状態を示し（図６（ｅ）だけは裏面図）、図７は図６中の１個分のチップ形成領域を断面した状態を示している。

そして、このような大判基板１０の表面にＡｇ系ペーストを印刷して乾燥・焼成させることにより、図６（ｂ）と図７（ｂ）に示すように、大判基板１０の表面に所定間隔を存して帯状に延びる複数対の表電極２を形成する。

次に、大判基板１０の表面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・焼成させることにより、図６（ｃ）と図７（ｃ）に示すように、対をなす表電極２間に跨る複数の抵抗体３を形成する。なお、表電極２と抵抗体３の形成順序は上記と逆であっても良い。

次に、トリミング溝形成時の抵抗体３へのダメージを軽減するものとして、ガラスペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成することにより、抵抗体３を覆う図示せぬアンダーコート層を形成した後、このアンダーコート層の上から抵抗体３にトリミング溝を形成して抵抗値を調整する。しかる後、アンダーコート層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、図６（ｄ）と図７（ｄ）に示すように、表電極２と抵抗体３を含めて大判基板１０のチップ形成領域全体を覆う保護膜４を形成する。

次に、大判基板１０の裏面に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、図６（ｅ）と図７（ｅ）に示すように、大判基板１０の裏面におけるチップ形成領域全体を覆う補助膜５を形成する。

しかる後、図６（ｆ）に示すように、大判基板１０を表電極２の幅方向中央部を通って長手方向へ延びる１次分割ラインＬ１と、この１次分割ラインＬ１に直交する２次分割ラインＬ２とに沿ってダイシングブレードで切断することにより、図６（ｇ）に示すように、チップ抵抗器と外形をほぼ同じくする個々のチップ素子１０Ａを得る。なお、大判基板１０の周辺部は各チップ形成領域を包囲するダミー領域となっており、このダミー領域はダイシング後に捨て基板１０Ｂとして破棄される。また、これら１次分割ラインＬ１と２次分割ラインＬ２は大判基板１０に対して設定された仮想線であり、前述したように大判基板１０に分割ラインに対応する１次分割溝や２次分割溝は形成されていない。

次に、チップ素子１０Ａの端面にＡｇペーストやＣｕペースト等の導電ペーストをディップ塗布して加熱硬化させることにより、図７（ｆ）に示すように、チップ素子１０Ａの長手方向両端面から短手方向両端面の所定位置まで回り込む端面電極６を形成する。その際、チップ素子１０Ａの相対向する２面を覆う保護膜４と補助膜５が同じ樹脂材料（エポキシ系樹脂）で形成されているため、これら保護膜４と補助膜５が形成されたチップ素子１０Ａの２面で端面電極６の滲み量がほぼ同じになる。したがって、チップ素子１０Ａの残り２面に露出するセラミックス面についても、端面電極６が同一材料からなる保護膜４と補助膜５に同じように引っ張られるため、直方体形状のチップ素子１０Ａの４面（上面と下面および両側面）に形成される端面電極６の寸法を均一にすることができる。

最後に、個々のチップ素子１０Ａに対してＮｉ，Ｓｎ等の電解メッキを施すことにより、端面電極６を被覆する図示せぬ外部電極を形成し、図１に示すようなチップ抵抗器が完成する。

以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器の製造方法では、大判基板１０の表面に多数個のチップ抵抗器に対応する表電極２と抵抗体３および保護膜４を形成すると共に、大判基板１０の裏面に補助膜５を形成した後、ダイシングによって大判基板１０を個々のチップ素子１０Ａに分割してから、チップ素子１０Ａの端面側にＡｇペースト等の導電ペーストをディップ塗布して端面電極６を形成するようにしているが、その際、セラミックスからなるチップ素子の相対向する２面を覆う保護膜４と補助膜５が同じ樹脂材料で形成されているため、これら保護膜４と補助膜５が形成されたチップ素子１０Ａの２面で端面電極６の滲み量がほぼ同じになる。したがって、チップ素子１０Ａの残り２面に露出するセラミックス面についても、端面電極６が同一材料からなる保護膜４と補助膜５に同じように引っ張られるため、直方体形状のチップ素子１０Ａの４面（上面と下面および両側面）において端面電極６の寸法が均一になり、寸法の安定したキャップ状の端面電極６を形成することができる。

また、本実施形態例に係るチップ抵抗器の製造方法では、大判基板１０に表電極２と抵抗体３および保護膜４や補助膜５を形成した後、大判基板１０を１次分割ラインＬ１と２次分割ラインＬ２に沿ってダイシングしてチップ素子１０Ａを得るとき、帯状に形成された表電極２が長さ方向と幅方向にそれぞれ切断されるようになっているため、保護膜４によって覆われた表電極２の切断面がチップ素子１０Ａの端面と両側面からそれぞれ露出した状態となる。したがって、その後にチップ素子１０Ａの両端部に端面電極６を形成するとき、表電極２と端面電極６の接続箇所がチップ素子１０Ａの端面だけでなく両側面を含めた３面となり、端面電極６と表電極２との接続信頼性を非常に高めることができる。

１ 絶縁基板
２ 表電極
３ 抵抗体
４ 保護膜
５ 補助膜
６ 端面電極
１０ 大判基板
１０Ａ チップ素子
Ｌ１ １次分割ライン
Ｌ２ ２次分割ライン

Claims (5)

1. セラミックスからなる直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極と、これら両表電極間を接続する抵抗体と、この抵抗体と前記両表電極を含めて前記絶縁基板の表面全体を覆う樹脂からなる保護膜と、前記絶縁基板の裏面全体を覆う樹脂からなる補助膜と、前記絶縁基板の長手方向両端面に設けられて前記表電極に導通する一対の端面電極とを備え、前記端面電極が前記保護膜と前記補助膜および前記絶縁基板の両側面の長手方向両端部を覆っ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、前記保護膜と前記補助膜が同一の樹脂材料で形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。
3. 請求項１または２の記載において、端面電極の端面形状が縦横比を同じくする正方形であることを特徴とするチップ抵抗器。
4. セラミックスからなる大判基板の表面における複数のチップ形成領域にそれぞれ一対の表電極を形成する工程と、
   前記対をなす表電極間を接続するように抵抗体を形成する工程と、
   前記表電極と前記抵抗体を覆うように前記大判基板の表面における前記複数のチップ形成領域全体に樹脂からなる保護膜を形成する工程と、
   前記大判基板の裏面における複数のチップ形成領域全体に樹脂からなる補助膜を形成する工程と、
   前記大判基板を前記表電極の中央部を通って長手方向へ延びる１次分割ラインと、この１次分割ラインに直交する２次分割ラインとに沿ってダイシングブレードで切断して個々のチップ素子を形成する工程と、
   前記チップ素子の前記１次分割ラインに沿う切断面から前記２次分割ラインに沿う切断面の一部にかけて導電ペーストを塗布して端面電極を形成する工程と、
   を含むことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
5. 請求項４の記載において、前記保護膜と前記補助膜が同一の樹脂材料で形成されていることを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。