JP2017195323A - チップ抵抗器および部品内蔵型回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】表面に大きな外部電極を形成できると共に耐湿性の劣化を防止できるチップ抵抗器と、そのようなチップ抵抗器が内層された部品内蔵型回路基板を提供する。【解決手段】絶縁基板２の表面に設けられた第１および第２表電極３ａ，３ｂと、これら表電極３ａ，３ｂに接続する抵抗体４と、抵抗体４を覆うオーバーコート層６（保護膜）と、絶縁基板２の裏面に設けられ第１および第２裏電極８ａ，８ｂと、絶縁基板２の両端面に設けられた第１および第２端面電極９ａ，９ｂとを備えたチップ抵抗器１において、オーバーコート層６の一端部を除く領域に補助電極７を被着して、この補助電極７を第１表電極３ａとのみ接続させるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、積層回路基板等に内蔵される部品内蔵型として用いて好適なチップ抵抗器と、そのようなチップ抵抗器が絶縁性の樹脂層に埋め込まれている部品内蔵型回路基板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、これら両表電極間に設けられた抵抗体と、抵抗体を覆う絶縁性の保護膜と、前記絶縁基板の裏面における長手方向両端部に設けられた一対の裏電極と、表電極と裏電極を導通する一対の端面電極と、露出する表電極と裏電極および端面電極を覆う一対の外部電極等によって主に構成されており、抵抗体には抵抗値調整のためのトリミングが施されている。

近年、電子機器の小型・軽量化や回路構成の複雑化に伴って、このようなチップ抵抗器を回路基板上に面実装して使用するだけでなく、積層回路基板等の樹脂層の内部に埋め込んで内層型のチップ抵抗器として使用する場合が生じている。その場合、樹脂層表面の配線パターンと内部のチップ抵抗器はビアホールを介して接続されるため、ビアホールに接続される外部電極の表面は広く且つ平坦であることが望ましく、かかる要望に対応した構成例として、表面に広く且つ平坦な外部電極を有するようにしたチップ抵抗器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたチップ抵抗器では、一対の表電極上にそれぞれ第２表電極を形成すると共に、これら第２表電極を保護膜の両端部から上面に達する位置まで延ばすことにより、第２表電極を覆うように形成された外部電極の面積が大きくなっているため、ベース基板の樹脂層にレーザ光を照射してビアホールを形成する際に、ビアホールの形成位置が正規の位置に対して多少ずれたとしても、チップ抵抗器の外部電極とビアホールを確実に接続することが可能になる。

国際公開第２０１３／１３７３３８号

ところで、この種のチップ抵抗器においては、互いに導通される外部電極とビアホールの材料は同じであることが好ましく、例えば、レーザ光の照射によって形成される連通孔内にＣｕメッキを施してビアホールとする場合、チップ抵抗器の外部電極もＣｕメッキによって形成するようにしている。その場合、銅（Ｃｕ）は空気中に曝されると酸化銅の被膜を形成するため、外部電極の表面に酸化銅が残ったままビアホールが形成されると、外部電極とビアホールの接続信頼性が著しく低下してしまう。

このような理由により、従来は、チップ抵抗器を塩酸等の洗浄液に浸漬することで、外部電極の表面に形成された酸化銅を除去するようにしているが、かかる洗浄時に絶縁性樹脂からなる保護膜が洗浄液によって損傷してしまい、結果的に保護膜の耐湿性が悪くなってしまうという問題があった。

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、その第１の目的は、表面に大きな外部電極を形成できると共に耐湿性の劣化を防止できるチップ抵抗器を提供することにあり、第２の目的は、チップ抵抗器の外部電極とビアホールとを簡単かつ確実に接続することができる部品内蔵型回路基板を提供することにある。

上記第１の目的を達成するために、本発明のチップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面に所定間隔を存して設けられた一対の表電極と、前記絶縁基板の表面に設けられて一対の前記表電極を橋絡する抵抗体と、前記抵抗体を覆う絶縁性の保護膜と、一対の前記表電極の一方とのみ接続されると共に、他方の前記表電極寄りの一端部を除いた領域の前記保護膜を覆う補助電極と、前記絶縁基板の裏面における前記表電極と対応する位置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対応する前記表電極と前記裏電極を導通する一対の端面電極と、少なくとも前記端面電極と前記裏電極の外表面を覆う一対の外部電極とを備え、一対の前記外部電極の一方は前記補助電極の外表面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、保護膜の一端部を除いて抵抗体を含むそれ以外の領域を補助電極が覆っており、この補助電極が一対の表電極の一方とのみ接続されているため、補助電極を覆う広くて平坦な外部電極を形成することができ、積層回路基板等の内層に実装するに際して、外部電極とビアホールの接続を容易に行うことができる。しかも、補助電極が他方の表電極を覆う位置まで延びているため、外部電極の表面に形成された酸化物を除去する洗浄処理が行われたとしても、抵抗体を覆っている部分の保護膜が洗浄液によってダメージを受けにくくなり、保護膜の損傷に起因する耐湿性の劣化を防止することができる。さらに、電流印加時に抵抗体から発生する熱が補助電極によって放熱されるため、放熱性に優れたチップ抵抗器を実現することができる。

上記の構成において、他方の外部電極が補助電極に接続していない方の表電極の外表面を覆っており、一対の外部電極が外表面の接続層と内部のバリア層とを有していると、ベース基板の樹脂層にレーザ光を照射して補助電極上の外部電極に達するビアホールを形成する際に、外部電極のバリア層がレーザ光をブロックして補助電極や表電極まで到達しないように阻止するため、ビアホールを介しての耐湿性の劣化を防止することができる。

また、上記第２の目的を達成するために、本発明の部品内蔵型回路基板は、絶縁性の樹脂層からなるベース基板の内層にチップ抵抗器が埋め込まれている部品内蔵型回路基板において、前記チップ抵抗器が、直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面に所定間隔を存して設けられた一対の表電極と、前記絶縁基板の表面に設けられて一対の前記表電極を橋絡する抵抗体と、前記抵抗体を覆う絶縁性の保護膜と、一対の前記表電極の一方とのみ接続されると共に、他方の前記表電極寄りの一端部を除いた領域の前記保護膜を覆う補助電極と、前記絶縁基板の裏面における前記表電極と対応する位置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対応する前記表電極と前記裏電極を導通する一対の端面電極と、前記表電極と前記裏電極と前記端面電極および前記補助電極の外表面を覆う一対の外部電極とを備えると共に、前記ベース基板に、いずれか一方面から前記補助電極を覆う前記外部電極に達するビアホールと、いずれか他方面から前記補助電極に導通しない方の前記裏電極を覆う前記外部電極に達するビアホールとが設けられているという構成にした。

このように構成された部品内蔵型回路基板では、ベース基板の樹脂層に埋め込まれたチップ抵抗器が保護膜の一端部を除いて抵抗体を含むそれ以外の領域を覆う補助電極を有しており、この補助電極が絶縁基板上に設けられた一対の表電極の一方とのみ接続されているため、補助電極を覆う広くて平坦な外部電極を形成することができる。したがって、ベース基板の樹脂層に内層されたチップ抵抗器の表裏両面の外部電極に対してビアホールを簡単かつ確実に接続させることができる。しかも、補助電極が他方の表電極を覆う位置まで延びているため、外部電極の表面に形成された酸化物を除去する洗浄処理が行われたとしても、抵抗体を覆う保護膜が洗浄液によってダメージを受けにくくなり、保護膜の損傷に起因する耐湿性の劣化を防止することができる。

本発明によれば、表面に大きな外部電極を形成できると共に耐湿性の劣化を防止できるチップ抵抗器を提供することが可能であり、また、チップ抵抗器の外部電極とビアホールとを簡単かつ確実に接続することができる部品内蔵型回路基板を提供することが可能となる。

本発明の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説明図である。 図２のＸ１−Ｘ１線に沿う断面図である。 本発明の実施形態例に係る部品内蔵型回路基板の断面図である。 本発明の他の実施形態例に係る部品内蔵型回路基板の断面図である。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１に示すように、本発明の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の表面における長手方向両端部に所定間隔を存して形成された第１および第２表電極３ａ，３ｂと、これら両表電極３ａ，３ｂに接続するように形成された抵抗体４と、抵抗体４の全体を覆うように形成されたアンダーコート層５と、両表電極３ａ，３ｂの一部とアンダーコート層５の全体を覆うように形成されたオーバーコート層６と、オーバーコート層６の一端部を除いて抵抗体４を含むそれ以外の領域を覆うように形成されて図示右側の第１表電極３ａとのみ接続する補助電極７と、絶縁基板２の裏面における長手方向両端部に所定間隔を存して形成された第１および第２裏電極８ａ，８ｂと、絶縁基板２の長手方向一端面に形成されて第１表電極３ａと第１裏電極８ａを導通する第１端面電極９ａと、絶縁基板２の長手方向他端面に形成されて図示左側の第２表電極３ｂと第２裏電極８ｂを導通する第２端面電極９ｂと、補助電極７と第１表電極３ａの露出部と第１端面電極９ａおよび第１裏電極８ａを覆う第１外部電極１０ａと、第２表電極３ｂの露出部と第２端面電極９ｂおよび第２裏電極８ｂを覆う第２外部電極１０ｂとによって構成されている。

絶縁基板２はセラミックス基板からなり、この絶縁基板２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。

第１および第２表電極３ａ，３ｂと第１および第２裏電極８ａ，８ｂはいずれも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、図示右側の第１表電極３ａと第１裏電極８ａおよび図示左側の第２表電極３ｂと第２裏電極８ｂは絶縁基板２を挟んだ対向位置に形成されている。

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には抵抗値を調整するためのトリミング溝Ｔが形成されている。

アンダーコート層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、このアンダーコート層５の上からレーザ光を照射することでトリミング溝Ｔが形成される。オーバーコート層６は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、これらアンダーコート層５とオーバーコート層６によって２層構造の保護膜が構成されている。オーバーコート層６はトリミング溝Ｔを含めたアンダーコート層５の全体と第１および第２表電極３ａ，３ｂの一部を覆っているが、図示右側の第１表電極３ａの大部分はオーバーコート層６によって覆われていない接続部となっている。

補助電極７はＡｇを含有する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、この補助電極７は図示右側の第１表電極３ａと接続しているが、図示左側の第２表電極３ｂとは接続されていない。すなわち、補助電極７は、第２表電極３ｂの真上に位置するオーバーコート層６の上面端部から第１表電極３ａの前記接続部に至る範囲に亘って形成されている。

第１端面電極９ａと第２端面電極９ｂはいずれも絶縁基板２の端面にＮｉ／Ｃｒ等をスパッタリングして形成されたものであり、補助電極７と第１裏電極８ａは第１端面電極９ａを介して導通され、第２表電極３ｂと第２裏電極８ｂは第２端面電極９ｂを介して導通されている。

第１外部電極１０ａと第２外部電極１０ｂはいずれも、Ｎｉメッキからなる内部のバリア層とＣｕメッキからなる外表面の接続層とを有する２層構造となっており、後述するように、チップ抵抗器１が部品内蔵型回路基板の樹脂層に埋め込まれた際に、これら第１外部電極１０ａと第２外部電極１０ｂの接続層に対してビアホールが接続されるようになっている。

次に、上述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。なお、図２（ａ）〜（ｆ）は大判基板を表面的に見た平面図、図３（ａ）〜（ｆ）は図２（ａ）〜（ｆ）のＸ１−Ｘ１線に沿う断面図をそれぞれ示している。

まず、図２（ａ）と図３（ａ）に示すように、絶縁基板２が多数個取りされる大判基板２０を準備する。この大判基板２０の表裏両面には予め一次分割溝２１と二次分割溝２２が格子状に設けられており、両分割溝２１，２２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２では複数個分のチップ形成領域が代表的に示されているが、実際は多数個分のチップ形成領域に相当する大判基板２０に対して以下に説明する各工程が一括して行われる。

すなわち、図２（ｂ）と図３（ｂ）に示すように、大判基板２０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、大判基板２０の表面に一次分割溝２１に跨るように複数の表電極３を形成すると共に、それに前後して大判基板２０の裏面にＡｇ系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２０の裏面に一次分割溝２１に跨るように複数の裏電極８を形成する。

次に、大判基板２０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た後、これを乾燥・焼成することにより、図２（ｃ）と図３（ｃ）に示すように、対をなす表電極３に接続する抵抗体４を形成する。

次に、大判基板２０の表面に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、図２（ｄ）と図３（ｄ）に示すように、抵抗体４を覆うアンダーコート層５を形成した後、このアンダーコート層５の上からトリミング溝（図示省略）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５を覆うように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することにより、図２（ｅ）と図３（ｅ）に示すように、アンダーコート層５とオーバーコート層６の２層構造からなる保護膜を形成する。その際、抵抗体４と接続している表電極３の端部はオーバーコート層６によって覆われるが、一次分割溝２１を跨ぐ位置近傍の表電極３はオーバーコート層６に覆われずに露出している。

次に、オーバーコート層６の上からＡｇを含有する樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化することにより、図２（ｆ）と図３（ｆ）に示すように、オーバーコート層６の一端部から他端側の表電極３まで覆う補助電極７を形成する。その結果、チップ形成領域内でオーバーコート層６を介して露出する一対の表電極３のうち、一方の表電極３とのみ接続してオーバーコート層６の大部分を覆う補助電極７が形成されるが、この補助電極７は他方の表電極３から離間して接続されていない。

以下、図示は省略するが、大判基板２０を一次分割溝２１に沿って短冊状に一次分割して短冊状基板を得ることにより、表電極３が第１表電極３ａと第２表電極３ｂに２分されると共に、裏電極８が第１裏電極８ａと第２裏電極８ｂに２分される。しかる後、この短冊状基板の両方の分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、第１表電極３ａと第１裏電極８ａを導通する第１端面電極９ａと、第２表電極３ｂと第２裏電極８ｂを導通する第２端面電極９ｂをそれぞれ形成する。

次に、短冊状基板を二次分割溝２２に沿って二次分割してチップ抵抗器１と同等の大きさの個片（チップ単体）を得た後、各チップ単体の補助電極７と表電極３ａ，３ｂと端面電極９ａ，９ｂと裏電極８ａ，８ｂに対してＮｉメッキとＣｕメッキを順次施すことにより、第１外部電極１０ａと第２外部電極１０ｂを備えたチップ抵抗器１が完成する。

図４は上記のごとく構成されたチップ抵抗器１を内層した部品内蔵型回路基板の断面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付してある。

図４に示すように、チップ抵抗器１は積層回路基板等のベース基板の樹脂層３０の内部に埋め込まれており、この樹脂層３０の上面と下面にはそれぞれ配線パターン３１，３２が設けられている。樹脂層３０には２つビアホール３３，３４が形成されており、一方のビアホール３３は第１外部電極１０ａの上面に達しており、他方のビアホール３４は第２外部電極１０ｂの下面に達している。

これらビアホール３３，３４は、樹脂層３０にレーザ光を照射して第１および第２外部電極１０ａ，１０ｂに達する連通孔を形成した後、その連通孔の内部にＣｕメッキを施すことによって形成されたものであり、一方のビアホール３３を介して樹脂層３０の上面側の配線パターン３１とチップ抵抗器１の第１外部電極１０ａが接続され、他方のビアホール３４を介して樹脂層３０の下面側の配線パターン３２とチップ抵抗器１の第２外部電極１０ｂが接続されている。

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は、抵抗体４を覆う保護膜（アンダーコート層５とオーバーコート層６）の一端部を除く大部分に補助電極７が被着されており、この補助電極７が一対の表電極３ａ，３ｂの一方（第１表電極３ａ）とのみ接続されているため、補助電極７を覆う広くて平坦な第１外部電極１０ａを形成することができる。したがって、図４に示すように、積層回路基板等のベース基板の樹脂層３０の内部に埋め込んで使用する場合、広くて平坦な第１外部電極１０ａに対してビアホール３３を簡単かつ確実に接続させることができる。

また、補助電極７はオーバーコート層６を覆って他方の第２表電極３ｂの近くまで延びており、トリミング溝Ｔから大きく離れたオーバーコート層６の一端部だけが補助電極７から露出した状態となっているため、外部電極１０ａ，１０ｂの表面に形成された酸化物を除去する洗浄処理が行われたとしても、抵抗体４を覆う樹脂製のオーバーコート層６が洗浄液によってダメージを受けにくくなり、オーバーコート層６の損傷に起因する耐湿性の劣化を防止することができる。さらに、電流印加時に抵抗体４から発生する熱が補助電極７によって放熱されるため、放熱性に優れたチップ抵抗器１を実現することができる。

また、保護膜の厚み相当分だけ、第１表電極３ａに接続された補助電極７を覆う第１外部電極１０ａと、第２表電極３ｂを覆う第２端面電極９ｂとに段差が形成されるため、ベース基板の樹脂層３０にレーザ光を照射して補助電極７上の第１外部電極１０ａに達するビアホール３３を形成する際に、レーザ光が絶縁基板２の表面側で隣接する第１外部電極１０ａと第２外部電極１０ｂの段差部分に照射されたとしても、これら第１外部電極１０ａと第２外部電極１０ｂがビアホール３３を介して導通されてしまうことを防止できる。

また、第１および第２外部電極１０ａ，１０ｂはＮｉメッキからなる内部のバリア層とＣｕメッキからなる外表面の接続層との２層構造となっており、このバリア層がレーザ光をブロックして補助電極７や第１および第２表電極３ａ，３ｂまで到達しないように阻止するため、ビアホールを介しての耐湿性の劣化を防止することができる。

また、本実施形態例に係る部品内蔵型回路基板では、ベース基板の樹脂層３０に埋め込まれたチップ抵抗器１が上記の如く構成されているため、樹脂層３０に内層されたチップ抵抗器１の広くて平坦な第１外部電極１０ａに対してビアホールを簡単かつ確実に接続させることができる。

なお、図４に示す部品内蔵型回路基板の場合、チップ抵抗器１の表裏両面に露出する第１外部電極１０ａと第２外部電極１０ｂに対してビアホールが接続されているが、図５に示す部品内蔵型回路基板のように、絶縁基板２の裏面側に露出する第１外部電極１０ａと第２外部電極１０ｂに対してビアホールを接続させることも可能である。すなわち、図５に示すように、チップ抵抗器１は樹脂層３０の内部に天地逆にした姿勢で埋め込まれており、一方のビアホール３３を介して樹脂層３０の上面側の配線パターン３１とチップ抵抗器１の第２外部電極１０ｂが接続され、他方のビアホール３４を介して樹脂層３０の上面側の配線パターン３２とチップ抵抗器１の第１外部電極１０ａが接続されている。

１ チップ抵抗器
２ 絶縁基板
３ 表電極
３ａ 第１表電極
３ｂ 第２表電極
４ 抵抗体
５ アンダーコート層（保護膜）
６ オーバーコート層（保護膜）
７ 補助電極
８ 裏電極
８ａ 第１裏電極
８ｂ 第２裏電極
９ａ 第１端面電極
９ｂ 第２端面電極
１０ａ 第１外部電極
１０ｂ 第２外部電極
２０ 大判基板
２１ 一次分割溝
２２ 二次分割溝
３０ 樹脂層
３１，３２ 配線パターン
３３，３４ ビアホール
Ｔ トリミング溝

Claims (3)

1. 直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面に所定間隔を存して設けられた一対の表電極と、前記絶縁基板の表面に設けられて一対の前記表電極を橋絡する抵抗体と、前記抵抗体を覆う絶縁性の保護膜と、一対の前記表電極の一方とのみ接続されると共に、他方の前記表電極寄りの一端部を除いた領域の前記保護膜を覆う補助電極と、前記絶縁基板の裏面における前記表電極と対応する位置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対応する前記表電極と前記裏電極を導通する一対の端面電極と、少なくとも前記端面電極と前記裏電極の外表面を覆う一対の外部電極とを備え、一対の前記外部電極の一方は前記補助電極の外表面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、他方の前記外部電極は前記補助電極に接続していない方の前記表電極の外表面を覆っており、一対の前記外部電極が外表面の接続層と内部のバリア層とを有していることを特徴とするチップ抵抗器。
3. 絶縁性の樹脂層からなるベース基板の内層にチップ抵抗器が埋め込まれている部品内蔵型回路基板において、
   前記チップ抵抗器が、直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面に所定間隔を存して設けられた一対の表電極と、前記絶縁基板の表面に設けられて一対の前記表電極を橋絡する抵抗体と、前記抵抗体を覆う絶縁性の保護膜と、一対の前記表電極の一方とのみ接続されると共に、他方の前記表電極寄りの一端部を除いた領域の前記保護膜を覆う補助電極と、前記絶縁基板の裏面における前記表電極と対応する位置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対応する前記表電極と前記裏電極を導通する一対の端面電極と、前記表電極と前記裏電極と前記端面電極および前記補助電極の外表面を覆う一対の外部電極とを備えると共に、
   前記ベース基板に、いずれか一方面から前記補助電極を覆う前記外部電極に達するビアホールと、いずれか他方面から前記補助電極に導通しない方の前記裏電極を覆う前記外部電極に達するビアホールとが設けられていることを特徴とする部品内蔵型回路基板。