JP2020126983A - チップ抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】硫化の度合いを検出することができるチップ抵抗器を提供する。【解決手段】チップ抵抗器（１）は、直方体状の絶縁性基板（２）と、絶縁性基板の表面に所定間隔を存して配置された一対の内部電極（３）と、一対の内部電極間を橋絡する抵抗体（４）と、抵抗体を覆う保護層（５）と、内部電極を覆う外部電極（８）と、を備え、保護層の表面に硫化ガス吸収剤を含有する吸収体（９）が形成されており、この吸収体が保護層と外部電極との境界（１１）から外れた位置に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁性基板上に内部電極や抵抗体を設けたチップ抵抗器に関する。

チップ抵抗器は、直方体状の絶縁性基板と、絶縁性基板の表面に所定間隔を存して配置された一対の内部電極と、一対の内部電極間を橋絡する抵抗体と、抵抗体を覆う保護層と、内部電極を覆う外部電極等によって主に構成されている。

一般的に、抵抗体によって橋絡されている一対の内部電極は、比抵抗の低いＡｇ（銀）系の電極材料で形成されているため、内部電極に含まれる銀が硫化ガスに晒されて絶縁物の硫化銀となると、電子部品が断線してしまうという不具合が発生してしまう。このような不具合を解消するため、例えば特許文献１に記載されているように、ＡｇにＰｄ（パラジウム）やＡｕ（金）を添加して硫化しにくい内部電極を形成するという硫化対策を講じたチップ抵抗器が提案されている。

特開２００８−３００６０７号公報

しかし、特許文献１に記載のチップ抵抗器のように、内部電極にパラジウム等を含有させるという硫化対策では、パラジウム等の含有量が少ないと、チップ抵抗器が硫化ガス中に長期間晒されたり高濃度の硫化ガスに晒された場合、断線を防ぐことが困難となる。一方、パラジウム等の含有量を多くした場合、耐硫化性の向上を図ることは可能となるが、パラジウム等の含有量の増加に伴って内部電極の比抵抗が高くなるといった課題が生じる。このようなことから、従来には無い新たな耐硫化性に優れたチップ抵抗器の開発が望まれている。

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、耐硫化性に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、本発明のチップ抵抗器は、直方体状の絶縁性基板と、この絶縁性基板の表面に所定間隔を存して配置された一対の内部電極と、これら一対の内部電極間を橋絡する抵抗体と、前記抵抗体を覆う保護層と、前記内部電極を覆う外部電極と、を備えているチップ抵抗器において、前記保護層の表面に硫化ガス吸収剤を含有する吸収体が形成されており、この吸収体が前記保護層と前記外部電極との境界から外れた位置に配置されていることを特徴とする。

このように構成されたチップ抵抗器では、保護層の表面に硫化ガス吸収剤を含有する吸収体が形成されているため、当該チップ抵抗器が硫化ガス中に長期間晒されたり高濃度の硫化ガスに晒された場合でも、この吸収体によって硫化ガスを吸収して内部電極の硫化を抑制することができる。

しかも、上記構成のチップ抵抗器では、保護層と外部電極との境界から外れた位置に吸収体が形成されている。つまり、硫化ガスが内部電極に到達する進入経路は保護層と外部電極の境界であるが、この境界を避けるように吸収体が保護層の表面に形成されているため、この吸収体に滞留する硫化ガスが該境界から侵入して内部電極に到達してしまうことを防止することができる。

上記の構成において、前記吸収体は、当該チップ抵抗器に関する製品情報を示す表示体であることを特徴とすると、吸収体が硫化ガスを吸収する機能と製品情報の識別機能とを兼用するため、これら両機能を備えたものを個別に形成する必要がない。

本発明のチップ抵抗器によれば、耐硫化性に優れたチップ抵抗器を提供することができる。

本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。 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。

図１と図２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、直方体状の絶縁性基板２と、絶縁性基板２の表面の長手方向両端部に設けられた一対の内部電極３と、これら両内部電極３の間を橋絡する抵抗体４と、抵抗体４を覆う保護層５と、絶縁性基板２の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏電極６と、絶縁性基板２の長手方向両端面に設けられた一対の端面電極７と、端面電極７と内部電極３および裏電極６の表面を覆う外部電極８と、保護層５の表面に設けられた複数の表示体９等によって主として構成されている。

絶縁性基板２は後述する大判基板を縦横の分割溝に沿って分割して多数個取りされたものであり、大判基板の主成分はアルミナを主成分とするセラミックス基板である。

一対の内部電極３は銀を主成分とする銀系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成したものであり、これら内部電極３は所定間隔を存して対向するように絶縁性基板２の長手方向両端部に形成されている。

抵抗体４は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・焼成させたものであり、この抵抗体４は両端部が内部電極３に重なるように矩形状に形成されている。抵抗体４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の抵抗値が所定値になるように調整されている。トリミング溝１０は、レーザー光の照射によって抵抗体４にできる切込みであり、本実施形態例では、Ｌカット形状のトリミング溝１０を形成して抵抗体４の抵抗値を調整している。ただし、トリミング溝１０の本数は１つに限定されず、複数本のトリミング溝１０を用いて抵抗値調整するようにしても良く、また、トリミング溝１０の形状もＬカットに限定されず、Ｉカット形状のトリミング溝を形成したり、ＬカットとＩカットを組み合わせたトリミング溝を形成したりするようにしても良い。

保護層５は下層の第１保護層５ａと上層の第２保護層５ｂとの２層構造からなる。第１保護層５ａ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、トリミング溝１０の形成時にレーザーの熱から抵抗体４を保護するものである。第２保護層５ｂはエポキシ系等の樹脂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、トリミング溝１０の形成後に第１保護層５ａ上に形成されて抵抗体４を外部環境から保護するものである。

一対の裏電極６は銀を主成分とする銀系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成したものであり、これら裏電極６は絶縁性基板２の表面側の内部電極３と対応する位置に形成されている。

一対の端面電極７は絶縁性基板２の端面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより形成され、これら端面電極７によって内部電極３と裏電極６とが橋絡されている。

外部電極８は、ＮｉメッキやＳｎメッキ等からなり、内部電極３および裏電極６と端面電極７の表面を覆っている。この外部電極８は内部電極３と保護層５との境界１１まで延びている。

表示体９はチップ抵抗器１に関する製品情報（抵抗値や製造ロット番号など）を示すものであり、本実施形態例では、数字の「１」、「２」、「３」を示す３つの表示体９によって製造ロット番号を表示するように構成されている。表示体９は硫化ガス吸収剤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、この表示体９は保護層５と外部電極８との境界１１から外れた位置に配置されている。硫化ガス吸収剤は、硫化ガスを化学的に吸着する無機吸着剤であり、硫化ガスの吸着に応じて変色する金属材料（例えば銀や銅）で形成されている。このため、表示体９は、硫化ガス吸収剤による硫化ガスの吸収に伴い変色する。なお、硫化ガス吸収剤が硫化ガスを吸着すると、表示体９に硫黄成分が滞留する。

本実施形態例では、表示体９の原材料となる樹脂ペーストには、硫化ガス吸収剤が硫化ガスを吸収する前の色と同系色の顔料が添加されている。これに対し、保護層５を構成している第１保護層５ａおよび第２保護層５ｂのうち、少なくとも第２保護層５ｂの原材料となる樹脂ペーストには、硫化ガス吸収剤が硫化ガスを吸収する前の表示体９の色と異なる色の顔料が添加されている。このため、保護層５の色は、硫化ガス吸収剤が硫化ガスを吸収する前の表示体９の色と異なる。

次に、このチップ抵抗器１の製造工程について、図３と図４を用いて説明する。

まず、絶縁性基板２が多数個取りされる大判基板を準備する。この大判基板には予め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３と図４には１個分のチップ領域に相当する大判基板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大判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３（ａ），図４（ａ）に示すように、この大判基板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・焼成して一対の内部電極３を形成する。なお、これと同時あるいは前後して、大判基板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、一対の内部電極３に対応する図示せぬ裏電極を形成する。

次に、図３（ｂ），図４（ｂ）に示すように、大判基板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、両端部を内部電極３に重ね合わせた抵抗体４を形成する。

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た後、このガラスペーストを６００℃程度の高温で焼成することにより、図３（ｃ），図４（ｃ）に示すように、抵抗体４よりも大きめの第１保護層５ａを形成する。

次に、第１保護層５ａの外方位置にレーザー光を照射し、当該位置を開始点としてレーザー光を第１保護層５ａの外縁部から抵抗体４に向けて走査する。これにより、図３（ｄ），図４（ｄ）に示すように、抵抗体４にトリミング溝１０を形成して目標抵抗値となるように抵抗値調整する。その際、第１保護層５ａの一部もレーザー光の照射によって除去される。なお、トリミング溝１０は、両内部電極３に測定端子（プローブ）の先端を当接させて、そのプローブ間における抵抗体の抵抗値を測定しながら、目標抵抗値（所定値）に到達するまで、レーザー光を照射することによって形成される。

次に、第１保護層５ａとトリミング溝１０を覆うようにエポキシ系等の樹脂ペーストをスクリーン印刷し、この樹脂ペーストを２００℃程度の低温で加熱硬化させることにより、第２保護層５ｂを形成する。これにより、図３（ｅ），図４（ｅ）に示すように、抵抗体４を覆う２層構造の保護層５を形成する。なお、第２保護層５ｂの原材料となる樹脂ペーストには、硫化ガス吸収剤が硫化ガスを吸収する前の表示体９の色と異なる色の顔料が添加されている。

なお、本実施形態例では、抵抗体４にトリミング溝１０が形成されているが、この構成に限られず、抵抗体４にトリミング溝が形成されない構成であっても良い。その場合、保護層５を２層構造でなく単層構造とすることも可能である。

次に、保護層５の表面に硫化ガス吸収剤を含有する樹脂ペーストをスクリーン印刷し、この樹脂ペーストを加熱硬化することにより、図３（ｆ），図４（ｆ）に示すように、保護層５の表面に製品情報を示す３つの表示体９を形成する。なお、表示体９の原材料となる樹脂ペーストには、硫化ガス吸収剤が硫化ガスを吸収する前の色と同系色の顔料が添加されている。

ここまでの工程は多数個取り用の大判基板２Ａに対する一括処理であるが、次なる工程では、大判基板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。これにより、複数個分のチップ領域が設けられた短冊状基板２Ｂを得る。

次に、図３（ｇ），図４（ｇ）に示すように、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、内部電極３と裏電極とを橋絡する端面電極７を形成する。

次に、短冊状基板２Ｂ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、チップ状基板２Ｃを得る。

次に、図３（ｈ），図４（ｈ）に示すように、内部電極３と裏電極および端面電極７の表面に、Ｎｉメッキ処理とＳｎメッキ処理とを順次行うことにより、内部電極３と保護層５との境界１１まで延びる２層構造の外部電極８を形成することにより、図１，２に示すチップ抵抗器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、保護層５の表面に硫化ガス吸収剤を含有する表示体９が形成されているため、チップ抵抗器１が硫化ガス中に長期間晒されたり高濃度の硫化ガスに晒された場合でも、表示体９によって硫化ガスを吸収して内部電極３の硫化を抑制することができる。

そして、チップ抵抗器１では、表示体９が保護層５と外部電極８との境界１１から外れた位置に形成されている。つまり、チップ抵抗器１において、硫化ガスの進入経路は境界１１であるが、この境界１１を避けるように表示体９が保護層５の表面に形成されているため、この表示体９に滞留した硫黄成分が境界１１から侵入して内部電極３に到達してしまうことを防止することができる。仮に、表示体９が境界１１に形成されているとするならば、この表示体９に滞留した硫黄成分が境界１１から侵入し易くなるが、この点において、チップ抵抗器１では、表示体９の形成位置を工夫することにより、境界１１からの硫黄成分の侵入を抑えることができる。

また、チップ抵抗器１では、該チップ抵抗器１に関する製品情報を示す表示体９が硫化ガス吸収剤を含有しているため、表示体９は硫化ガスを吸収する機能と製品情報の識別機能とを兼用している。これにより、前記両機能を備えたものを個別に形成する必要がないため、これら両機能を備えたものを個別に形成する場合と比較して、チップ抵抗器１の製造工程を少なくすることができるとともに、その製造コストの削減と製造者の負荷の低減を可能とすることができる。

また、チップ抵抗器１では、保護層５の色は、硫化ガス吸収剤が硫化ガスを吸収する前の表示体９の色と異なるため、保護層上に形成された表示体９の存在を認識することができる。例えば、硫化ガス吸収剤を銀で形成した場合には、表示体９の原材料となる樹脂ペーストに銀色と同系色の顔料を添加して、硫化ガス吸収剤が硫化ガスを吸収する前の表示体９の色を銀色とし、第２保護層５ｂの原材料となる樹脂ペーストに黒色の顔料を添加して保護層５の色を黒色とする。このようにすると、保護層５と表示体９の色のコントラストが明確になり、表示体９の存在を容易に認識することができる。そして、硫化ガス吸収剤を銀で形成して表示体９を銀色とすると、硫化ガス吸収剤が硫化ガスを吸収するにつれて、表示体９は銀色から黒色に変色し、表示体９の存在を認識し難くなる。このように、チップ抵抗器１では、表示体９の色の変化により、硫化の度合いを検出することができるため、未然に断線を検知して予期せぬタイミングでの故障発生を防止することができる。なお、硫化ガス吸収剤を銀で形成する場合と同様に、硫化ガス吸収剤を銅で形成した場合であっても、保護層５と表示体９の色のコントラストを明確にして表示体９の存在を容易に認識することができるとともに、表示体９の色の変化に応じて、硫化の度合いを検出することができる。

なお、本実施形態例において、保護層５は、硫化ガス吸収剤による硫化ガスの吸収に伴う表示体９の色の変化と異なる色の材料で形成されている構成であっても良い。この場合、表示体９の色の変化の過程において、保護層５と表示体９とが同一の色になることはないため、硫化ガスの吸収により表示体９が変色したとしても、表示体９の存在を認識することができる。

また、本実施形態例では、製造ロット番号を示す表示体９の表示要素として数字を用いたが、これに限られず、抵抗値などの他の製品情報を示す表示体であっても良く、数字の他に文字、図形、記号等の表示要素、または、それらを組み合わせた表示要素を用いることも可能である。

また、本実施形態例では、硫化ガスを吸収する機能と製品情報の識別機能とを兼用する表示体９が保護層５の表面に形成されているが、この構成に限られず、保護層５の表面に硫化ガスを吸収する機能のみを有する吸収体を形成し、この吸収体の表面または保護層５の表面に、製品情報の識別機能のみを有する表示体を形成する構成であっても良い。また、保護層５の表面に硫化ガスを吸収する機能のみを有する吸収体を形成し、製品情報の識別機能のみを有する表示体を形成しない構成であっても良い。このように構成した場合、境界１１を除く保護層５の表面全体に吸収体を形成することができるため、吸収体の表面領域を拡張することができる。これにより、硫化ガスの吸収効果を高めて内部電極３の硫化を更に抑制することができる。

また、本実施形態例では、一対の内部電極３が比抵抗の低い銀を主成分とする導電材料で形成されているが、更なる耐硫化性の向上を図るために、パラジウムや金を含む内部電極を採用しても良い。ただし、内部電極の比抵抗はパラジウム等の含有量の増加に伴って高くなり、この内部電極の比抵抗がトリミング溝１０を形成する際の抵抗体の測定値に影響を及ぼすため、この点を考慮して上で、内部電極に含まれるパラジウム等の含有量を調整すると良い。

１ チップ抵抗器
２ 絶縁性基板
２Ａ 大判基板
２Ｂ 短冊状基板
３ 内部電極
４ 抵抗体
５ 保護層
５ａ 第１保護層
５ｂ 第２保護層
６ 裏電極
７ 端面電極
８ 外部電極
９ 表示体（吸収体）
１０ トリミング溝
１１ 境界

Claims (2)

1. 直方体状の絶縁性基板と、この絶縁性基板の表面に所定間隔を存して配置された一対の内部電極と、これら一対の内部電極間を橋絡する抵抗体と、前記抵抗体を覆う保護層と、前記内部電極を覆う外部電極と、を備えているチップ抵抗器において、
   前記保護層の表面に硫化ガス吸収剤を含有する吸収体が形成されており、この吸収体が前記保護層と前記外部電極との境界から外れた位置に配置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、
   前記吸収体は、当該チップ抵抗器に関する製品情報を示す表示体であることを特徴とするチップ抵抗器。