JP2018078152A - チップ抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で外部電極とワイヤの接続信頼性を高めることができる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の表面に形成された一対の内部電極３，４と、これら内部電極３，４に接続する抵抗体５と、抵抗体５を覆うアンダーコート層６と、内部電極３，４を覆う一対の外部電極７，８と、これら外部電極７，８とアンダーコート層６を覆う絶縁性の保護膜９とを備えており、回路基板３０への実装時に、保護膜９の一部を除去して開口部９ａ，９ａを形成した後、これら開口部９ａ，９ａから露出する外部電極７，８に対して、熱圧着方式や超音波熱圧着方式等の接続手段を用いてワイヤ２５，２６を接続するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、外部電極がワイヤを介して回路基板の配線パターンに接続されるワイヤボンディング接続型のチップ抵抗器に関するものである。

従来より、特許文献１に記載されているように、抵抗体に接続する２つの内部電極のうち、一方の内部電極に導通する端面電極と裏電極を半田付け用の端子電極として用いると共に、他方の内部電極上にワイヤボンディング用の外部電極を形成するようにしたチップ抵抗器が提案されている。

このような構成のチップ抵抗器を回路基板上に実装する場合は、一方の内部電極に導通する端面電極と裏電極が半田を介して回路基板の所定の配線パターンに接続されると共に、他方の内部電極上に形成された外部電極が金やアルミニウム等からなるワイヤを介して回路基板の別の配線パターンと接続されるため、半田付けとワイヤボンディングを併用することにより、回路基板上への強固な接続と複雑な回路構成の電気接続を可能にしている。また、ニッケルメッキや銅メッキ等からなる外部電極が内部電極を覆うように形成されており、この外部電極に対してワイヤが熱圧着方式や超音波熱圧着方式等を用いて接続されるため、外部電極とワイヤの接続信頼性が高められている。

特開平９−１６２００２号公報

特許文献１に開示されたチップ抵抗器のように、外部に露出するワイヤボンディング用の外部電極がニッケルメッキや銅メッキ等で形成されている場合、回路基板に実装する前のチップ抵抗器が空気中に長い間晒されると、時間の経過とともに外部電極の表面に酸化膜が形成されてしまうことがあり、それ以外にも、外部電極の表面に油膜や塵埃等の異物が付着してしまうこともある。このような場合、酸化膜や油膜が絶縁物となるため、チップ抵抗器に対してワイヤボンディングを実行する直前に、外部電極の表面の絶縁物を除去する面倒な工程を追加しないと、外部電極とワイヤの接続信頼性が低下してしまうことになる。

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、簡単な構成で外部電極とワイヤの接続信頼性を高めることができるチップ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形成された一対の内部電極と、これら一対の内部電極を橋絡するように形成された抵抗体と、この抵抗体を覆う保護層と、前記内部電極を覆うように形成された一対の外部電極とを備え、一対の前記外部電極の少なくとも一方がワイヤを介して回路基板の配線パターンに接続されるボンディング用外部電極となっているチップ抵抗器において、前記ボンディング用外部電極の表面が絶縁性の保護膜によって覆われており、前記回路基板への実装時に、前記保護膜の一部を除去して露出させた前記ボンディング用外部電極に対して前記ワイヤが接続されることを特徴としている。

このように構成されたチップ抵抗器では、ワイヤと接続されるボンディング用外部電極の表面が絶縁性の保護膜によって覆われているため、回路基板に実装される前に空気中やガス雰囲気中に長い間晒されたとしても、ボンディング用外部電極の表面に酸化膜や異物が付着することはなく、ワイヤボンディング時に保護膜の一部を除去すれば、保護膜から露出するボンディング用外部電極に対してワイヤを接続することができる。

上記構成のチップ抵抗器において、一対の外部電極が両方ともボンディング用外部電極であっても良いが、一方の外部電極がボンディング用外部電極であると共に、他方の外部電極が保護膜から露出する半田付け用外部電極となっており、この半田付け用外部電極が、絶縁基板の裏面に形成された裏電極と、この裏電極と内部電極を導通する端面電極とを覆っていると、半田付けとワイヤボンディングを併用した実装構造を実現することができる。

上記構成のチップ抵抗器において、保護膜と保護層を別々の工程で形成することも可能であるが、これら保護膜と保護層が同一の絶縁材料を用いて連続的に形成されていると、製造工程を簡略化することができて好ましい。

また、上記構成のチップ抵抗器において、ボンディング用外部電極が絶縁基板の端面から所定距離を隔てた内方位置に形成されており、保護膜がボンディング用外部電極の表面と端面を含む全ての外表面を覆っていると、ボンディング後のワイヤに引張り力が加わったとしても、ボンディング用外部電極やその下の内部電極が剥離してしまうことを防止できると共に、外部環境下におけるボンディング用外部電極の耐候性や耐湿性等を高めることができる。

また、上記構成のチップ抵抗器において、ボンディング用外部電極で覆われた内部電極が、抵抗体の端部に重なる主内部電極と、主内部電極に重なる補助内部電極との積層構造からなり、補助内部電極が抵抗体と主内部電極の重なり部分に生じる段差を覆っていると、ボンディング用外部電極の表面が平坦化されて面積も広くなるため、ワイヤをボンディング用外部電極に対して簡単かつ確実に接続することができる。

本発明のチップ抵抗器によれば、簡単な構成で外部電極とワイヤの接続信頼性を高めることができる。

本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器の断面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す平面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す断面図である。 図１のチップ抵抗器を回路基板に実装した状態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の断面図である。 図５のチップ抵抗器を回路基板に実装した状態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。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内部電極３，４と、これら内部電極３，４に接続する抵抗体５と、抵抗体５を覆うアンダーコート層６と、第１および第２内部電極３，４を覆う第１および第２外部電極７，８と、これら第１および第２外部電極７，８とアンダーコート層６を覆う絶縁性の保護膜９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内部電極３は、抵抗体５の図示左側の端部に重なる主内部電極３ａと、主内部電極３ａに重なる補助内部電極３ｂとの積層構造からなり、補助内部電極３ｂは抵抗体５と主内部電極３ａの重なり部分に生じる段差を覆ってアンダーコート層６の上面一端部まで延びている。この第１内部電極３は絶縁基板２の図示左側の端面から所定距離を隔てた内方位置に形成されており、補助内部電極３ｂと絶縁基板２の端面との間には所定の間隔が確保されている。

第２内部電極４は、抵抗体５の図示右側の端部に重なる主内部電極４ａと、主内部電極４ａに重なる補助内部電極４ｂとの積層構造からなり、補助内部電極４ｂは抵抗体５と主内部電極４ａの重なり部分に生じる段差を覆ってアンダーコート層６の上面他端部まで延びている。この第２内部電極４は絶縁基板２の図示右側の端面から所定距離を隔てた内方位置に形成されており、補助内部電極４ｂと絶縁基板２の端面との間にも所定の間隔が確保されている。

これら第１および第２内部電極３，４の主内部電極３ａ，４ａはＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させた焼成銀からなり、補助内部電極３ｂ，４ｂ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樹脂銀からなる。

抵抗体５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、図示省略されているが、この抵抗体５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。

アンダーコート層６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６の上からレーザ光を照射することで前述したトリミング溝が形成される。

第１外部電極７と第２外部電極８は無電解または電解メッキによって形成された銅メッキ層からなり、第１外部電極７は第１内部電極３の補助内部電極３ｂの表面と側面を含む全面を覆うように形成され、第２外部電極８は第２内部電極４の補助内部電極４ｂの表面と側面を含む全面を覆うように形成されている。

保護膜９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、この保護膜９は第１外部電極７と第２外部電極８およびアンダーコート層６を覆うように形成されている。すなわち、第１および第２外部電極７，８の表面と側面を含む全面は保護膜９に覆われて外気に触れないように保護されており、後述するように、チップ抵抗器１を回路基板に実装する際に、保護膜９の一部を除去して露出させた第１および第２外部電極７，８に対してワイヤが接続されるようになっている。なお、アンダーコート層６に重なる部分の保護膜９はオーバーコート層としても機能し、これらアンダーコート層６とオーバーコート層（保護膜９）によって抵抗体５を覆う保護層が構成されている。

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１チップ相当分の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の表面における各チップ形成領域内に対をなす主内部電極３ａと主内部電極４ａを複数組形成する。その際、主内部電極３ａは一次分割溝２１から離間した位置に形成され、同様に、主内部電極４ａも一次分割溝２１から離間した位置に形成される。

次に、大判基板２０の表面に酸化ルテニウム等の抵抗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、対をなす主内部電極３ａと主内部電極４ａに接続する複数の抵抗体５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、抵抗体５を覆うアンダーコート層６を形成した後、このアンダーコート層６の上からトリミング溝（図示省略）を形成して抵抗体５の抵抗値を調整する。

しかる後、主内部電極３ａと主内部電極４ａ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（ｄ）と図３（ｄ）に示すように、主内部電極３ａを覆う補助内部電極３ｂと主内部電極４ａを覆う補助内部電極４ｂとを形成する。その際、補助内部電極３ｂは抵抗体５と主内部電極３ａの重なり部分に生じる段差を覆ってアンダーコート層６の上面一端部まで延びているため、平坦で面積の広い２層構造の第１内部電極３が形成される。同様に、補助内部電極４ｂは抵抗体５と主内部電極４ａの重なり部分に生じる段差を覆ってアンダーコート層６の上面他端部まで延びているため、平坦で面積の広い２層構造の第２内部電極４が形成される。

次に、補助内部電極３ｂと補助内部電極４ｂに無電解メッキまたは電解メッキを施してＣｕメッキ層を形成することにより、図２（ｅ）と図３（ｅ）に示すように、第１内部電極３を覆う第１外部電極７と第２内部電極４を覆う第２外部電極８とを形成する。

次に、第１外部電極７と第２外部電極８およびアンダーコート層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、アンダーコート層６の表面および第１外部電極７と第２外部電極８の端面まで覆う保護膜９を形成する。

以下、図示は省略するが、ブレイク溝やダイシング等の分割方法を用いて、大判基板２０を一次分割溝２１と二次分割溝２２に沿って分割・個片化することにより、図１に示すようなチップ抵抗器１が多数個取りされる。

このように構成されたチップ抵抗器１は、図４に示すように、回路基板３０上にワイヤーボンディングによって実装される。その際、まずチップ抵抗器１を回路基板３０上に接着剤２４を用いて固定した後、適宜手段で保護膜９の一部を除去して開口部９ａ，９ａを形成することにより、これら開口部９ａ，９ａから第１および第２外部電極７，８の表面を露出させる。次に、開口部９ａ，９ａから露出する第１および第２外部電極７，８に対して、熱圧着方式や超音波熱圧着方式等の接続手段を用いて金やアルミニウム等からなるワイヤ２５，２６の一端側を接続すると共に、これらワイヤ２５，２６の他端側を回路基板３０に設けられた図示せぬ配線パターンのランドに接続する。

この場合において、ワイヤーボンディングされる前のチップ抵抗器１は、第１外部電極７と第２外部電極８の表面が絶縁性の保護膜９によって覆われているため、ボンディング前に空気中やガス雰囲気中に長い間晒されたとしても、第１および第２外部電極７，８の表面に酸化銅の被膜や油膜等の異物が付着することはない。そして、回路基板３０上に搭載してワイヤーボンディングする際に、保護膜９の一部を除去して第１外部電極７と第２外部電極８を露出させれば、保護膜９から露出する第１および第２外部電極７，８に対してワイヤ２５，２６を接続させることができる。

また、第１および第２外部電極７，８が絶縁基板２の端面から所定距離を隔てた内方位置に形成されており、保護膜９が第１および第２外部電極７，８の表面と端面を含む全ての外表面を覆うように形成されているため、ボンディング後のワイヤ２５，２６に引張り力が加わったとしても、第１および第２外部電極７，８や第１および第２内部電極３，４が剥離してしまうことを防止できると共に、外部環境下における第１および第２外部電極７，８の耐候性や耐湿性等を高めることができる。

さらに、第１および第２内部電極３，４が、抵抗体５の端部に重なる主内部電極３ａ，４ａと、主内部電極３ａ，４ａに重なる補助内部電極３ｂ，４ｂとの積層構造からなり、上層の補助内部電極３ｂ，４ｂが抵抗体５と主内部電極３ａ，４ａの重なり部分に生じる段差を覆っているため、補助内部電極３ｂ，４ｂを覆う第１および第２外部電極７，８の表面が平坦化されて広面積となり、このような第１および第２外部電極７，８に対してワイヤ２５，２６を簡単かつ確実に接続することができる。

図５は本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器４０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５に示すチップ抵抗器４０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１および第２内部電極３，４が単層構造であることと、第１および第２外部電極７，８のうち、ボンディング用外部電極となっているのは第２外部電極８だけで、第１外部電極７は半田付け用外部電極となっていることにあり、それ以外の構成は基本的に同様である。

すなわち、この第２実施形態例に係るチップ抵抗器４０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内部電極３，４と、これら内部電極３，４に接続する抵抗体５と、抵抗体５を覆うアンダーコート層６と、絶縁基板２の裏面に形成された裏電極１０と、この裏電極１０と第１内部電極３を導通する端面電極１１と、第１内部電極３と端面電極１１および裏電極１０を覆う第１外部電極７と、第２内部電極４を覆う第２外部電極８と、この第２外部電極８とアンダーコート層６を覆う絶縁性の保護膜９とによって構成されている。

第１内部電極３と第２内部電極４はＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させた単層構造の焼成銀からなり、第２内部電極４のエッジ部は絶縁基板２の端面から離間する内方位置に形成されているが、第１内部電極３のエッジ部は絶縁基板２の端面まで達している。裏電極１０はＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものからなり、端面電極１１はＡｇペーストを塗布して乾燥・焼成させたものや、Ａｇペーストの代わりにＮｉ−Ｃｒ等をスパッタしたものからなる。

また、第１外部電極７と第２外部電極８は無電化または電解メッキによって形成されたＣｕメッキ層からなり、第１外部電極７は第１内部電極３と端面電極１１および裏電極１０を覆うように断面コ字状に形成され、第２外部電極８は第２内部電極４の露出面を覆うように形成されている。ここで、半田付け用の第１外部電極７を半田メッキにて覆うように形成したり、第１外部電極７自体を半田メッキ層とすることにより、半田接合の接合強度を向上することが可能となる。保護膜９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、この保護膜９はアンダーコート層６と第２外部電極８を覆うように形成されている。

このように構成されたチップ抵抗器４０は、図６に示すように、回路基板３０上に半田付けとワイヤーボンディングを併用して実装されることにより、回路基板３０上への強固な接続と複雑な回路構成の電気接続を可能としている。すなわち、回路基板３０には配線パターン２７と図示せぬ別の配線パターンが設けられており、チップ抵抗器４０は、一方の配線パターン２７上に搭載された状態で第１外部電極７が半田２８にて固着されると共に、保護膜９の一部を除去して露出させた第２外部電極８にワイヤ２６の一端側が接続され、このワイヤ２６の他端側は他方の配線パターンのランドに接続されている。

以上説明したように、第２実施形態例に係るチップ抵抗器４０は、ワイヤ２６が接続される前の第２外部電極８の表面が絶縁性の保護膜９によって覆われているため、ボンディング前に空気中やガス雰囲気中に長い間晒されたとしても、第２外部電極８の表面に酸化銅の被膜や油膜等の異物が付着することはない。そして、回路基板３０上に搭載してワイヤーボンディングする際に、保護膜９の一部を除去して第２外部電極８を露出させれば、保護膜９から露出する第２外部電極８に対してワイヤ２６を接続させることができる。

また、ボンディング用の第２外部電極８が絶縁基板２の端面から所定距離を隔てた内方位置に形成されており、保護膜９が第２外部電極８の表面と端面を含む全ての外表面を覆うように形成されているため、ボンディング後のワイヤ２６に引張り力が加わったとしても、第２外部電極８や第２内部電極４が剥離してしまうことを防止できると共に、外部環境下における第２外部電極８の耐候性や耐湿性等を高めることができる。

１，４０ チップ抵抗器
２ 絶縁基板
３ 第１内部電極
３ａ 主内部電極
３ｂ 補助内部電極
４ 第２内部電極
４ａ 主内部電極
４ｂ 補助内部電極
５ 抵抗体
６ アンダーコート層（保護層）
７ 第１外部電極
８ 第２外部電極
９ 保護膜
９ａ，９ａ 開口部
１０ 裏電極
１１ 端面電極
２０ 大判基板
２１ 一次分割溝
２２ 二次分割溝
２４ 接着剤
２５，２６ ワイヤ
２７ 配線パターン
２８ 半田
３０ 回路基板

Claims (5)

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形成された一対の内部電極と、これら一対の内部電極を橋絡するように形成された抵抗体と、この抵抗体を覆う保護層と、前記内部電極を覆うように形成された一対の外部電極とを備え、一対の前記外部電極の少なくとも一方がワイヤを介して回路基板の配線パターンに接続されるボンディング用外部電極となっているチップ抵抗器において、
   前記ボンディング用外部電極の表面が絶縁性の保護膜によって覆われており、前記回路基板への実装時に、前記保護膜の一部を除去して露出させた前記ボンディング用外部電極に対して前記ワイヤが接続され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、一対の前記外部電極の一方が前記ボンディング用外部電極であると共に、他方が前記保護膜から露出する半田付け用外部電極であり、前記半田付け用外部電極は、前記絶縁基板の裏面に形成された裏電極と、この裏電極と前記内部電極を導通する端面電極とを覆っ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、前記保護膜と前記保護層が同一の絶縁材料を用いて連続的に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１または２の記載において、前記ボンディング用外部電極は前記絶縁基板の端面から所定距離を隔てた内方位置に形成されており、前記保護膜は前記ボンディング用外部電極の表面と端面を含む全ての外表面を覆っていることを特徴とするチップ抵抗器。
5. 請求項１または２の記載において、前記ボンディング用外部電極で覆われた前記内部電極が、前記抵抗体の端部に重なる主内部電極と、前記主内部電極に重なる補助内部電極との積層構造からなり、前記補助内部電極は前記抵抗体と前記主内部電極の重なり部分に生じる段差を覆っていることを特徴とするチップ抵抗器。