JP2019016643A - 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】マイクロクラックに起因する特性への悪影響を軽減できると共に、サージ特性を向上させることが可能な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、一対の表電極３，４間を橋絡する抵抗体５が、直線状に延びる複数のリード部５ａと、隣接するリード部５ａを繋ぐターン部５ｂとを有する蛇行形状に形成されており、このような蛇行形状が抵抗体ペーストの印刷形状によって規定されていと共に、一対の表電極３，４とターン部５ｂとの間に位置する２つのリード部５ａに、そのパターン幅を狭める方向へ延びるトリミング溝６がそれぞれ形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁基板上に設けられた抵抗体にトリミング溝を形成することで抵抗値が調整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。

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、表電極と裏電極を橋絡する端面電極と、対をなす表電極どうしを橋絡する抵抗体と、抵抗体を覆う保護膜等によって主に構成されている。

一般的に、このようなチップ抵抗器を製造する場合、大判の集合基板に対して多数個分の電極や抵抗体や保護膜等を一括して形成した後、この集合基板を格子状の分割ライン（例えば分割溝）に沿って分割してチップ抵抗器を多数個取りするようにしている。かかるチップ抵抗器の製造過程で、集合基板の片面には抵抗ペーストを印刷・焼成することにより多数の抵抗体が形成されるが、印刷時の位置ずれや滲み、あるいは焼成炉内の温度むら等の影響により、各抵抗体の大きさや膜厚に若干のばらつきを生じることは避け難いため、集合基板の状態で各抵抗体にトリミング溝を形成して所望の抵抗値に設定するという抵抗値調整作業が行われる。

このような構成のチップ抵抗器において、静電気や電源ノイズ等で発生するサージ電圧が印加すると、過剰な電気的ストレスにより抵抗器の特性に影響を与えることになり、最悪の場合に抵抗器が破壊されてしまうことがある。サージ特性を向上させるためには、抵抗体を蛇行形状（ミアンダ形状）にして全長を長くすれば、電位降下がなだらかになってサージ特性を改善できることが知られている。

そこで、図７に示すように、絶縁基板１１の両端部に所定間隔を存して一対の表電極１２を形成し、次いで、これら両表電極１２間に印刷技法により２ターン蛇行している抵抗体１３を形成した後、この抵抗体１３の蛇行していない領域にレーザートリミング法でトリミング溝１４を形成することにより、抵抗体１３を３ターン分蛇行させるようにしたチップ抵抗器１００が提案されている（特許文献１参照）。

このチップ抵抗器１００においては、スクリーン印刷等の印刷技法とレーザートリミング加工との併用により、抵抗体１３の全長を長く（３ターン蛇行）してサージ特性を向上させることができると共に、トリミング溝１４の形成が抵抗値の調整を兼ねているため、抵抗値精度を向上させることができる。

特開平９−２０５００４号公報

特許文献１に記載された従来技術では、直線状に延びるトリミング溝１４を形成することによって、抵抗値調整を兼ねて抵抗体１３を蛇行させることができるため、印刷技法のみを用いて蛇行形状の抵抗体１３を形成する場合に比べると、抵抗値精度を向上させることができる。しかし、トリミング溝１４の先端部分の抵抗体１３にはマイクロクラックが発生してしまい、当該部分は抵抗体１３の中で特に負荷の集中するターン部であるため、負荷による抵抗値変化などの不具合を発生させてしまうという問題がある。また、トリミング溝１４の切込み深さは抵抗体１３の初期抵抗値に応じて様々となるが、初期抵抗値の値によってはトリミング溝１４を僅かなに切込んだだけで目標抵抗値に達してしまうこともあり、その場合、トリミング溝１４を形成しても抵抗体１３の全長は十分に長くならないため、サージ特性を向上させることはできなくなる。

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、その第１の目的は、マイクロクラックに起因する特性への悪影響を軽減できると共に、サージ特性を向上させることが可能なチップ抵抗器を提供することにあり、第２の目的は、そ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。

上記第１の目的を達成するために、本発明のチップ抵抗器は、絶縁基板と、この絶縁基板上に所定間隔を存して対向配置された一対の電極と、これら一対の電極間を橋絡する抵抗体とを備え、前記抵抗体にトリミング溝を形成することで抵抗値が調整されるチップ抵抗器において、前記抵抗体は、直線状に延びる複数のリード部が延出方向を反転するターン部を介して連続する蛇行形状に印刷形成されたものであり、前記リード部にそのパターン幅を狭める方向へ延びる前記トリミング溝が形成されてい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、リード部やターン部を含めた蛇行形状の抵抗体が印刷技法にて形成されているため、初期抵抗値に関係なく抵抗体の全長を確保して安定したサージ特性を持たせることができると共に、ターン部を印刷技法にて形成し、負荷が集中しにくいリード部にターン方向と直交する方向へトリミング溝を形成して抵抗値調整しているため、マイクロクラックに起因する特性への悪影響を軽減することができる。

上記構成のチップ抵抗器において、抵抗体が２つ以上のターン部を有している場合、トリミング溝は２つのターン部を繋ぐリード部に形成されていても良いが、抵抗体の両端部に位置して電極に接続する２つのリード部のうち、いずれか一方または両方のリード部にトリミング溝が形成されていると、リード部に形成したトリミング溝の先端部分にマイクロクラックが発生しても、負荷に伴う発熱がリード部の一端側に接続する電極を介して放熱されるため、放熱性が良好になって負荷を軽減することができる。

この場合において、トリミング溝がリード部の幅方向内側を始点として延出方向と直交する方向へ延びていると、リード部の幅方向内側は外側に比べて抵抗値変化率が大きい領域であり、トリミング溝の切込み量を少なくしてリード部の残り幅を広くすることができるため、負荷特性を良好にすることができる。しかも、抵抗体の電流経路を多少長くする方向へトリミング溝が形成されるため、抵抗値調整範囲を広くすることができる。

また、上記構成のチップ抵抗器において、蛇行形状の抵抗体が有する複数のリード部は全て同じパターン幅であっても良いが、トリミング溝の形成されたリード部のパターン幅がトリミング溝の形成されていない他のリード部のパターン幅よりも広く設定されていると、トリミング溝による抵抗値調整範囲を広くすることができる。

また、上記構成のチップ抵抗器において、トリミング溝はリード部のパターン幅を狭める方向へ直線状に延びるＩカット形状であっても良いが、トリミング溝がリード部の延出方向に沿って延びる部分を有するＬ字状に形成されていると、トリミング溝のＬターン前の切込み量が少なくても、Ｌターン後の切込みによって目標抵抗値まで切り上げることができるため、結果的にリード部の残り幅を広くすることができ、よって負荷特性が良好になる。

また、上記構成のチップ抵抗器において、一対の電極とターン部間に位置する２つのリード部にそれぞれトリミング溝が形成されていると共に、これらトリミング溝によって狭められた残り幅が２つのリード部で略等しく設定されていると、抵抗体の発熱部分が電極に近い両端部に均等に分散されるため、放熱性がより良好になって負荷を軽減することができる。

また、上記第２の目的を達成するために、本発明によるチップ抵抗器の製造方法は、絶縁基板と、この絶縁基板上に所定間隔を存して対向配置された一対の電極と、これら一対の電極間を橋絡する抵抗体とを備え、前記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で抵抗値が調整されるチップ抵抗器の製造方法において、直線状に延びる複数のリード部が延出方向を反転するターン部を介して連続する蛇行形状の抵抗体を印刷形成する工程と、前記リード部にそのパターン幅を狭める方向へ延びるトリミング溝を形成して前記抵抗体の抵抗値を調整する工程と、を含むことを特徴としている。

このような工程を含むチップ抵抗器の製造方法では、リード部やターン部を含めた蛇行形状の抵抗体をスクリーン印刷等の印刷技法にて形成するため、初期抵抗値に関係なく抵抗体の全長を確保して安定したサージ特性を持たせることができると共に、印刷形成後の抵抗体に対して、負荷が集中しにくいリード部にターン方向と直交する方向へトリミング溝を形成して抵抗値調整しているため、マイクロクラックに起因する特性への悪影響を軽減することができる。

本発明によれば、マイクロクラックに起因する特性への悪影響を軽減できると共に、サージ特性を向上させることが可能なチップ抵抗器を提供することができる。

本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。 本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 本発明の第４実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 本発明の第５実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 従来例に係るチップ抵抗器の平面図である。

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、本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器１は、セラミック等からなる直方体形状の絶縁基板２と、絶縁基板２の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表電極３，４と、これら表電極３，４に接続する蛇行形状の抵抗体５と、抵抗体５を覆う図示せぬ保護膜等によって主に構成されている。

抵抗体５は、直線状に延びる複数のリード部５ａが延出方向を反転するターン部５ｂを介して連続する蛇行形状（ミアンダ形状）に形成されており、このような蛇行形状は抵抗体ペーストの印刷形状によって規定されている。本実施形態例の場合、３つのリード部５ａが２つのターン部５ｂを介して交互に連続する２ターン蛇行の抵抗体５となっており、これら３つのリード部５ａのうち、一端側のリード部５ａは図示左側の表電極３に接続されており、他端側のリード部５ａは図示右側の表電極４に接続されている。そして、これら表電極３，４に接続する２つのリード部５ａにそれぞれトリミング溝６を形成することにより、抵抗体５の抵抗値が目標抵抗値になるように抵抗値調整されている。なお、残りのリード部５ａにトリミング溝は形成されておらず、このリード部５ａは２つのターン部５ｂを連結するように電極間方向に延びている。

トリミング溝６はリード部５ａのパターン幅を狭める方向へ延びるＩカット形状のスリットであり、このトリミング溝６はリード部５ａの幅方向内側を始点として延出方向に直交する方向（ターン方向に垂直な方向）へ延びている。ここで、表電極３，４に接続するリード部５ａの幅方向内側は外側に比べて抵抗値変化率が大きい領域であり、当該領域の内側を始点としてトリミング溝６が形成されているため、トリミング溝６の少ない切込み量で抵抗値調整を行うことができ、その結果としてリード部５ａの残り幅が広く確保されている。なお、トリミング溝６は、一対の表電極３，４に図示せぬプローブを当接させながら抵抗体５のリード部５ａにレーザー光を照射し、このレーザー光を所定方向に走査することにより形成される。

次に、上記の如く構成されたチップ抵抗器１の製造工程について、図２を参照しながら説明する。

まず、絶縁基板２が多数個取りされる大判の集合基板を準備する。この集合基板には予め１次分割溝と２次分割溝が格子状に設けられており、両分割溝によって区切られたマス目の１つ１つが１個分のチップ領域となる。図２には１個分のチップ領域に相当する集合基板２Ａが代表して示されているが、実際は多数個分のチップ領域に相当する集合基板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（ａ）に示すように、この集合基板２Ａの表面にＡｇ系ペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成して一対の表電極３，４を形成する（表電極形成工程）。なお、この電極形成工程と同時あるいは前後して、集合基板２Ａの裏面にＡｇ系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、表電極３，４に対応する図示せぬ裏電極を形成する（裏電極形成工程）。

次に、集合基板２Ａ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・焼成することにより、図２（ｂ）に示すように、両端部が表電極３，４に重なる蛇行形状の抵抗体５を形成する（抵抗体印刷工程）。この抵抗体５は、電極間方向に沿って直線状に延びる３つのリード部５ａと、各リード部５ａを蛇行形状に繋ぐ２つのターン部５ｂとを有しており、これら３つのリード部５ａのうち、一端側のリード部５ａは図示左側の表電極３に接続されており、他端側のリード部５ａは図示右側の表電極４に接続されている。なお、抵抗体５の蛇行形状は２ターンに限定されず、１ターンまたは３ターン以上蛇行する抵抗体５としても良い。

次に、表電極３，４に接続する２つのリード部５ａに順次レーザー光を照射することにより、図２（ｃ）に示すように、これらリード部５ａにそれぞれＩカット形状のトリミング溝６を形成して、抵抗体５の抵抗値を目標抵抗値に調整する（トリミング形成工程）。その際、トリミング溝６はリード部５ａの幅方向内側を始点として延出方向に直交する方向へ切込まれており、表電極３，４に接続するリード部５ａの幅方向内側は外側に比べて抵抗値変化率が大きい領域であるため、トリミング溝６の少ない切込み量で抵抗値調整を行うことができる。なお、抵抗体５の表面をガラスペースト等からなるプリコート層で覆い、このプリコート層の上からレーザー光を照射することにより、リード部５ａにトリミング溝６を形成するようにしても良い。

次に、トリミング溝６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することにより、抵抗体５の全体を覆う図示せぬ保護膜を形成する（保護膜形成工程）。

ここまでの各工程は多数個取り用の集合基板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１次分割溝に沿って短冊状に分割するという１次ブレーク加工を行うことより、複数個分のチップ領域が設けられた図示せぬ短冊状基板を得る（１次分割工程）。次いで、短冊状基板の分割面にＡｇペーストを塗布して乾燥・焼成したり、Ａｇペーストの代わりにＮｉ／Ｃｒをスパッタすることにより、表電極３，４と対応する裏電極を橋絡する図示せぬ端面電極を形成する（端面電極形成工程）。

しかる後、短冊状基板を２次分割溝に沿って分割するという２次ブレーク加工を行うことにより、チップ抵抗器１と同等の大きさのチップ単体を得る（２次分割工程）。最後に、個片化された各チップ単体の絶縁基板の長手方向両端部にＮｉとＡｕやＳｎ等の電解メッキを施し、保護膜から露出する表電極３，４を覆う図示せぬ外部電極を形成することにより、図１に示すようなチップ抵抗器１が得られる。

以上説明したように、第１実施形態例に係るチップ抵抗器１では、抵抗体５が、直線状に延びる複数のリード部５ａと、隣接するリード部５ａを繋ぐターン部５ｂとを有する蛇行形状に形成されており、このような蛇行形状が抵抗体ペーストの印刷形状によって規定されているため、初期抵抗値に関係なく抵抗体５の全長を確保して安定したサージ特性を持たせることができると共に、ターン部５ｂが印刷技法にて形成され、負荷が集中しにくいリード部５ａにターン方向と垂直にトリミング溝６を形成して抵抗値調整しているため、マイクロクラックに起因する特性への悪影響を軽減することができる。

また、第１実施形態例に係るチップ抵抗器１では、一対の表電極３，４とターン部５ｂとの間に位置する２つのリード部５ａにそれぞれトリミング溝６が形成されているため、トリミング溝６の先端部分にマイクロクラックが発生しても、負荷に伴う発熱が両方の表電極３，４を介して放熱され、放熱性が良好になって負荷を軽減することができる。ただし、表電極３，４に接続する２つのリード部５ａのいずれか一方にのみトリミング溝６を形成しても良く、その場合は、１本のトリミング溝６によって抵抗体５の抵抗値を目標抵抗値に調整すれば良い。

また、第１実施形態例に係るチップ抵抗器１では、トリミング溝６がリード部５ａの幅方向内側を始点としてターン方向に垂直な方向に形成されており、表電極３，４に接続するリード部５ａの幅方向内側は外側に比べて抵抗値変化率が大きい領域であるため、トリミング溝６の少ない切込み量で抵抗値調整を行うことができ、その結果としてリード部５ａの残り幅を広くすることができて、負荷特性を良好にすることができる。

図３は本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器２０の平面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付してある。

図３に示す第２実施形態例に係るチップ抵抗器２０が第１実施形態例と相違する点は、抵抗体５が１つのターン部５ｂを有し、ターン方向が電極間方向に垂直となる蛇行形状に印刷形成されていることにあり、それ以外の構成は基本的に同様である。すなわち、抵抗体５は、電極間方向と直交する方向へ延びる２つのリード部５ａと、これらリード部５ａの一端部を連結する１つのターン部５ｂと、表電極３，４からリード部５ａの他端部に向かって延びる２つの接続部５ｃとを有しており、リード部５ａと接続部５ｃは直角に折れ曲がって連続している。そして、リード部５ａにトリミング溝６を形成し、このトリミング溝６をリード部５ａの幅方向内側を始点として延出方向と直交する方向（ターン方向に垂直な方向）へ延ばすことにより、抵抗体５の抵抗値が目標抵抗値になるように抵抗値調整されている。

このように構成された第２実施形態例に係るチップ抵抗器２０においても、抵抗体５の蛇行形状が抵抗体ペーストの印刷形状によって規定されているため、初期抵抗値に関係なく抵抗体５の全長を確保して安定したサージ特性を持たせることができると共に、ターン部５ｂが印刷技法にて形成され、負荷が集中しにくいリード部５ａにターン方向と垂直にトリミング溝６を形成して抵抗値調整しているため、マイクロクラックに起因する特性への悪影響を軽減することができる。

なお、第２実施形態例では、ターン部５ｂに繋がる２つのリード部５ａの一方にだけトリミング溝６が形成されているが、両方のリード部５ａにトリミング溝６を形成して抵抗値調整を行うようにして良い。また、抵抗体５のターン部５ｂは１つに限らず、抵抗体５が２つ以上のターン部５ｂを有する蛇行形状であっても良い。

図４は本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器３０の平面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付してある。

図４に示す第３実施形態例に係るチップ抵抗器３０が第１実施形態例と相違する点は、抵抗体５のリード部５ａに形成されたトリミング溝６がＬ字状に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、トリミング溝６は、リード部５ａの幅方向内側を始点としてターン方向と垂直な方向へ延びる第１スリット部６ａと、第１スリット部６ａの先端からリード部５ａの延出方向に沿って延びる第２スリット部６ｂとを有しており、これら第１スリット部６ａと第２スリット部６ｂはＬ字状に連続している。ここで、第１スリット部６ａの切込み量に対する抵抗値変化率は大きいが、第２スリット部６ｂの切込み量に対する抵抗値変化率は小さいため、第１スリット部６ａによって抵抗体５の抵抗値をある程度上昇（抵抗値の粗調整）させた後、第２スリット部６ｂによって目標抵抗値まで切り上げる（抵抗値の微調整）ことができる。

このように構成された第３実施形態例に係るチップ抵抗器３０では、トリミング溝６がリード部５ａの延出方向に延びる第２スリット部６ｂを有するＬ字状に形成されているため、Ｌターン前の第１スリット部６ａの切込み量が少なくても、Ｌターン後の第２スリット部６ｂの切込み量によって目標抵抗値まで切り上げることができ、トリミング溝６を形成した後のリード部５ａの残り幅を広くすることができる。

また、第３実施形態例に係るチップ抵抗器３０では、一対の表電極３，４とターン部５ｂとの間に位置する２つのリード部５ａにそれぞれＬ字状のトリミング溝６が形成されていると共に、これらトリミング溝６によって狭められた残り幅が２つのリード部５ａで略等しく設定されている。そのため、抵抗体５の発熱部分が表電極３，４に近い両端部で均等に分散されることになり、放熱性がより良好になって負荷を軽減することができる。また、図４に示すように、トリミング溝６によって狭められた残り幅が、他のリード部５ａやターン部５ｂの幅より狭くなっていると、抵抗体５の発熱部分が表電極３，４に近い部分であるため、放熱性がより良好になって負荷を軽減することができる。

なお、第３実施形態例では、蛇行形状の抵抗体５に形成された複数のリード部５ａが全て同じパターン幅になっているが、図５に示す第４実施形態例に係るチップ抵抗器４０のように、一対の表電極３，４とターン部５ｂとの間に位置する２つのリード部５ａのパターン幅をそれ以外のリード部５ａのパターン幅よりも広く設定しておき、パターン幅が広い２つのリード部５ａにトリミング溝６を形成するようにしても良い。このようにすると、第１スリット部６ａによって抵抗体５の電流経路を多少長くすることができるため、抵抗値調整範囲を広くすることができる。

あるいは、図６に示す第５実施形態例に係るチップ抵抗器５０のように、一方の表電極３とターン部５ｂとの間に位置するリード部５ａのパターン幅だけをそれ以外のリード部５ａのパターン幅よりも広く設定しておき、パターン幅を広くしたリード部５ａのみにトリミング溝６を形成するようにしても良い。

１，２０，３０，４０，５０ チップ抵抗器
２ 絶縁基板
２Ａ 集合基板
３，４ 表電極（電極）
５ 抵抗体
５ａ リード部
５ｂ ターン部
５ｃ 接続部
６ トリミング溝
６ａ 第１スリット部
６ｂ 第２スリット部

Claims (7)

1. 絶縁基板と、この絶縁基板上に所定間隔を存して対向配置された一対の電極と、これら一対の電極間を橋絡する抵抗体とを備え、前記抵抗体にトリミング溝を形成することで抵抗値が調整されるチップ抵抗器において、
   前記抵抗体は、直線状に延びる複数のリード部が延出方向を反転するターン部を介して連続する蛇行形状に印刷形成されたものであり、前記リード部にそのパターン幅を狭める方向へ延びる前記トリミング溝が形成され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、前記抵抗体は複数の前記ターン部を有しており、前記一対の電極と前記ターン部間に位置する２つの前記リード部のうち、いずれか一方または両方に前記トリミング溝が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２の記載において、前記トリミング溝は、前記リード部の幅方向内側を始点として延出方向と直交する方向へ延び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、前記トリミング溝の形成された前記リード部は、トリミング溝の形成されていない他のリード部に比べてパターン幅が広く設定されていることを特徴とするチップ抵抗器。
5. 請求項１の記載において、前記トリミング溝は前記リード部の延出方向に沿って延びる部分を有するＬ字状に形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。
6. 請求項１の記載において、前記一対の電極と前記ターン部間に位置する２つの前記リード部にそれぞれ前記トリミング溝が形成されていると共に、前記トリミング溝によって狭められた残り幅が２つの前記リード部で略等しく設定されていることを特徴とするチップ抵抗器。
7. 絶縁基板と、この絶縁基板上に所定間隔を存して対向配置された一対の電極と、これら一対の電極間を橋絡する抵抗体とを備え、前記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で抵抗値が調整されるチップ抵抗器の製造方法において、
   直線状に延びる複数のリード部が延出方向を反転するターン部を介して連続する蛇行形状の抵抗体を印刷形成する工程と、
   前記リード部にそのパターン幅を狭める方向へ延びるトリミング溝を形成して前記抵抗体の抵抗値を調整する工程と、
   を含むことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。