JP2022189028A

JP2022189028A - チップ部品

Info

Publication number: JP2022189028A
Application number: JP2021097359A
Authority: JP
Inventors: 直人岡; Naoto Oka
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-12-22
Also published as: TW202249038A; CN115472360A; US11657932B2; US20220399140A1; TWI801227B

Abstract

【課題】小型化に好適なチップ部品を提供する。【解決手段】チップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面上に長手方向に沿って形成された帯状の抵抗体２と、抵抗体２の表面における長手方向両端部に形成された一対の表電極３と、これら抵抗体２と表電極３を含めて絶縁基板１の表面全体を覆う絶縁性の保護層４と、抵抗体２と表電極３および保護層４の各端面に接続するように絶縁基板１の長手方向両端部に形成された一対の端面電極５と、これら端面電極５の表面に被着された一対の外部電極６とを備えており、表電極３の断面形状が端面側を最大高さとする略三角形であると共に、端面電極５の端面形状が略正方形となっている。【選択図】図３

Description

本発明は、チップ抵抗器に代表される面実装タイプのチップ部品に関する。

チップ部品の一例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、対をなす表電極どうしを橋絡する抵抗体と、抵抗体を覆う絶縁性の保護膜と、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、表電極と裏電極を橋絡するように絶縁基板の両端部に形成された一対の端面電極とを備えて構成されており、端面電極の外表面はめっき処理により形成された外部電極で覆われている。

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塗布した後、裏電極を下向きにした状態で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。

ここで、ランドに半田接合される外部電極と内部の端面電極は、通常、チップ抵抗器の両側面を除く３面（上面と端面および下面）に露出するようコ字状に形成されている。一方、特許文献１に開示されているように、端面電極を絶縁基板の両端部にキャップ状に形成することで、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できるようにしたチップ抵抗器も知られている。

特開２０１７－４５８６１号公報

特許文献１に記載されたチップ抵抗器は、抵抗体の両端部に接続する表電極を絶縁基板の短辺側と両長辺側の各端面から露出させ、これら３面から露出する表電極の端面にキャップ状の端面電極を接続することにより、表電極と端面電極との接続信頼性を高めるようにしている。しかしながら、チップ抵抗器に代表されるチップ部品の小型化は近年ますます促進されており、例えば、チップ抵抗器の外形寸法が０２０１サイズ（長辺０．２５０ｍｍ、短辺０．１２５ｍｍ）まで小型化されると、表電極と端面電極との接触面積が著しく減じられてしまい、抵抗体と表電極に対する端面電極の接続信頼性が低下してしまうという問題が発生する。

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、その目的は、小型化に好適なチップ部品を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のチップ部品は、直方体形状の絶縁基板と、前記絶縁基板の主面上に長手方向に沿って形成された帯状の導電膜と、前記導電膜の表面における長手方向両端部に形成された一対の電極と、前記導電膜と前記両電極を含めて前記絶縁基板の主面全体を覆う絶縁性の保護層と、前記絶縁基板の長手方向両端部に設けられ、前記導電膜と前記電極および前記保護膜の各端面に接続する一対のキャップ状の端面電極と、を備え、前記電極の断面形状が端面側を最大高さとする略三角形であると共に、前記端面電極の端面形状が略正方形である、ことを特徴としている。

このように構成されたチップ部品では、機能素子である導電膜が絶縁基板上に帯状に形成されていると共に、導電膜上に形成された電極の断面形状が端面側を最大高さとする略三角形となっているため、チップ部品の外形寸法が小型化された場合でも、キャップ状の端面電極を導電膜と電極の端面に確実に接続させることができる。また、導電膜と電極を含めた絶縁基板の主面全体を覆うように保護層が形成されており、この保護膜の端部を覆う端面電極の端面形状が略正方形となっているため、超小型で平面性に優れた略性四角柱状のチップ部品を実現することができる。

上記構成のチップ部品において、導電膜はジャンパーチップのように抵抗値がほぼゼロオームの導電体であっても良いが、導電膜が抵抗体であるチップ抵抗器の場合、保護層は、抵抗体を覆うガラスコート層と、このガラスコート層を覆う樹脂コート層とで構成されていることが好ましい。

この場合において、ガラスコート層の膜厚が電極の最大高さ寸法よりも薄く設定されていると、ガラスコート層の両端部から一対の電極が露出するため、チップ抵抗器の製造途中で抵抗体にトリミング溝を形成して抵抗値を調整する際に、一対の電極にプローブを当接させて抵抗体の抵抗値を測定しながら、ガラスコート層の上からレーザー光を照射して抵抗体にトリミング溝を形成することができる。

また、上記構成のチップ部品において、電極は少なくとも絶縁基板における長手方向の端面で端面電極と接続していれば良いが、電極が、絶縁基板における長手方向の端面と、該端面に隣接する両側面の計３面で端面電極に接続していると、電極と端面電極の接続信頼性がより高まって好ましい。

本発明によれば、端面電極の導電膜と電極に対する接続信頼性を確保した上で、チップ部品の外形寸法を小型化することができる。

本発明の実施形態に係るチップ抵抗器の斜視図である。図１のチップ抵抗器を上から見た平面図である。図２のIII－III線に沿う断面図である。図３のＡ部詳細図である。図２のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。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。

以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は実施形態に係るチップ抵抗器の斜視図、図２は図１のチップ抵抗器を上から見た平面図、図３は図２のIII－III線に沿う断面図、図４は図３のＡ部詳細図、図５は図２のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。

図１～図５に示すように、本実施形態に係るチップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面上に長手方向に沿って帯状に形成された抵抗体２と、抵抗体２の表面における長手方向両端部に形成された一対の表電極３と、抵抗体２と表電極３を含めて絶縁基板１の表面全体を覆う絶縁性の保護層４と、抵抗体２と表電極３および保護層４の各端面に接続するように絶縁基板１の長手方向両端部に形成された一対の端面電極５と、これら端面電極５の表面に被着された一対の外部電極６と、によって主に構成されている。なお、以下の説明において、絶縁基板１の長手方向をＸ方向、このＸ方向に直交する絶縁基板１の短手方向をＹ方向とする。

絶縁基板１はアルミナを主成分とするセラミックス基板であり、この絶縁基板１は後述する大判基板を格子状に延びる１次分割予想ラインと２次分割予想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。

抵抗体２は、絶縁基板１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て乾燥・焼成させたものであり、この抵抗体２の長手方向の両端部は絶縁基板１のＸ方向両端面から露出している。なお、図示省略されているが、抵抗体２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。

一対の表電極３は、抵抗体２の上から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３は抵抗体２の長手方向両端部に重なる位置に形成されている。図３および図４から明らかなように、表電極３の断面形状は絶縁基板１のＸ方向の端面側を最大高さとする略三角形となっている。なお、表電極３は、絶縁基板１におけるＸ方向の端面から露出するだけでなく、絶縁基板１におけるＹ方向の両端面からも露出している。

保護層４は、抵抗体２を覆うガラスコート層７と、ガラスコート層７を覆う樹脂コート層８との２層構造からなる。ガラスコート層７は、抵抗体２の上から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、このガラスコート層７は抵抗体２を覆って絶縁基板１におけるＹ方向の両端面から露出している。なお、ガラスコート層７の膜厚は表電極３の最大高さ寸法よりも薄く設定されており、ガラスコート層７は絶縁基板１のＸ方向両端部から露出しておらず、このガラスコート層７のＸ方向両端部から表電極３の傾斜面が露出している。

樹脂コート層８は、ガラスコート層７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たものであり、この樹脂コート層８は透明または半透明な樹脂材料などで形成されている。樹脂コート層８は、表電極３とガラスコート層７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１に示すように、樹脂コート層８のＹ方向両端部は、ガラスコート層７と共に絶縁基板１の両側面から露出している。

一対の端面電極５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る。これら端面電極５は、絶縁基板１のＸ方向両端面から樹脂コート層８の上面と絶縁基板１の下面および両側面を覆うようにキャップ状に形成されている。これにより、端面電極５は、抵抗体２のＸ方向の端面と接続されていると共に、絶縁基板１の３端面から露出する表電極３と接続されている。なお、端面電極５が形成される前のチップ素体の外観形状は略正四角柱となっており、このような形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５が形成されている。すなわち、絶縁基板１は幅寸法（Ｙ方向の長さ）に比べて厚み寸法（図１における高さ方向の長さ）が短い直方体形状であるが、この絶縁基板１の表面全体を覆うように所定厚の保護層４（ガラスコート層７と樹脂コート層８）が積層されることにより、幅寸法と厚み寸法を等しくする正四角柱状のチップ素体が構成されるようになっている。

図示省略されているが、一対の端面電極５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５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。

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。なお、図６は該チップ抵抗器の製造工程を示す平面図、図７は該チップ抵抗器の製造工程を示す断面図である。

まず、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１０Ａを準備する。この大判基板１０Ａに１次分割溝や２次分割溝は形成されていないが、大判基板１０Ａを後工程で多数のチップ素体に個片化する際のダイシング位置として、大判基板１０Ａには１次分割予想ラインＬ１と２次分割予想ラインＬ２が設定されている。すなわち、図６において、大判基板１０Ａの左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向とすると、大判基板１０Ａには、Ｙ方向に延びる１次分割予想ラインＬ１とＸ方向に延びる２次分割予想ラインＬ２とが格子状に設定されており、これら両分割予想ライン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。

そして、このような大判基板１０Ａ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６（ａ）と図７（ａ）に示すように、２次分割予想ラインＬ２で挟まれた領域内に１次分割予想ラインＬ１を跨いでＸ方向へ帯状に延びる複数本の抵抗体２を形成する（抵抗体形成工程）。なお、図６は大判基板１０Ａを平面的に見た状態を示し、図７は図６中の１個分のチップ形成領域を抵抗体２の長手方向に沿って断面した状態を示している。

次に、大判基板１０Ａの表面にＡｇ系ペーストを印刷して乾燥・焼成することにより、図６（ｂ）と図７（ｂ）に示すように、各抵抗体２上における１次分割予想ラインＬ１に重なる位置に、Ｘ方向に所定間隔を存して対向する複数の表電極３を形成する（表電極形成工程）。これら表電極３は、比較的厚膜（４μｍ以上）の矩形状に印刷されており、ペーストの粘性によって中央部からＸ方向の両端部に向かって徐々に膜厚が薄くなる形状となる。

次に、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６（ｃ）と図７（ｃ）に示すように、一対の表電極３間に露出する抵抗体２を覆う透明なガラスコート層７を形成する（ガラスコート層形成工程）。このガラスコート層７は、２次分割予想ラインＬ２を跨いで抵抗体２の長手方向と交差するＹ方向へ帯状に延びるよう形成される。

次に、ガラスコート層７の両端部から露出する一対の表電極３に測定用のプローブ（不図示）を接触させ、この状態で両表電極３間の抵抗体２の抵抗値を測定しながら、ガラスコート層７の上からレーザー光を照射することにより、抵抗体２に図示せぬトリミング溝を形成して抵抗値を調整する（抵抗値調整工程）。

次に、表電極３とガラスコート層７の上から白色顔料を添加した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、図６（ｄ）と図７（ｄ）に示すように、表電極３とガラスコート層７を含めて大判基板１０Ａのチップ形成領域全体を覆う半透明な樹脂コート層８を形成する（樹脂コート層形成工程）。これらガラスコート層７と樹脂コート層８により２層構造の保護層４が形成され、この保護層４は透明なガラスコート層７と半透明な樹脂コート層８との積層体であるため、保護層４を透して内部の表電極３と抵抗体２の位置を目視することが可能となる。

次に、大判基板１０Ａをセラミックス等の硬質材料からなる固定基材１１に接着剤１２を介して固定した後、大判基板１０Ａを１次分割予想ラインＬ１と２次分割予想ラインＬ２とに沿ってダイシングブレード１３で切断することにより、図６（ｅ）と図７（ｅ）に示すように、大判基板１０Ａを貫通して固定基材１１の途中まで達する平面視格子状の貫通スリット１４を形成する（ダイシング工程）。その際、１次分割予想ラインＬ１に跨るように形成された表電極３は、１次分割予想ラインＬ１に沿うダイシングによって分断されるため、短寸に印刷形成された表電極３の断面形状は、１次分割予想ラインＬ１に沿う切断面を最大高さとする略三角形となる。また、抵抗体２からＹ方向に延出する表電極３の両端部は、２次分割予想ラインＬ２に沿うダイシングによって切断されるため、貫通スリット１４の３面から表電極３の切断面が露出することになる。

そして、かかるダイシング工程では、大判基板１０Ａの表面全体を覆う保護層４を透して内部の表電極３と抵抗体２の位置を目視することができるため、ダイシングの位置（１次分割予想ラインＬ１と２次分割予想ラインＬ２）を正確に決定することができる。なお、１次分割予想ラインＬ１と２次分割予想ラインＬ２は大判基板１０Ａに対して設定される仮想線であり、前述したように大判基板１０Ａに分割予想ラインに対応する１次分割溝や２次分割溝は形成されていない。

次に、接着剤１２を洗浄して固定基材１１を大判基板１０Ａから剥離することにより、図６（ｆ）と図７（ｆ）に示すように、チップ抵抗器と外形をほぼ同じくする多数のチップ素体１０Ｂを得る。

以後の工程は図示省略するが、次に、チップ素体１０Ｂ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することにより、チップ素体１０Ｂ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キャップ状の端面電極を形成する（端面電極形成工程）。その際、チップ素体１０Ｂの外観形状は略正四角柱となっているため、チップ素体１０Ｂの４面に回り込んだ端面電極は、保護層４の表面と残り３つのセラミックス面で全て同じ大きさの矩形状となる。

最後に、個々のチップ素体１０Ｂに対してＮｉ，Ｓｎ等の電解メッキを施すことにより、端面電極を被覆する外部電極を形成（外部電極形成工程）し、図１～図５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、本実施形態に係るチップ抵抗器では、機能素子である抵抗体２が絶縁基板１上に帯状に形成されていると共に、抵抗体２の両端部上に形成された表電極３の断面形状が端面側を最大高さとする略三角形となっているため、チップ抵抗器の外形寸法が小型化された場合でも、キャップ状の端面電極５を抵抗体２と表電極３の端面に確実に接続させることができる。また、抵抗体２と表電極３を含めた絶縁基板１の表面全体を覆うように保護層４が形成されており、この保護層４の端部を覆う端面電極５の端面形状が略正方形となっているため、超小型で平面性に優れた略性四角柱状のチップ部品を実現することができる。

また、本実施形態に係るチップ抵抗器では、ガラスコート層７と樹脂コート層８の２層構造からなる保護層４のうち、ガラスコート層７の膜厚を表電極３の最大高さ寸法よりも薄く設定することで、ガラスコート層７の両端部から一対の表電極３が露出する構成となっているため、抵抗体２の抵抗値を調整する抵抗値調整工程において、一対の表電極３にプローブを当接させて抵抗体２の抵抗値を測定しながら、ガラスコート層７の上からレーザー光を照射して抵抗体２にトリミング溝を形成することができる。

さらに、本実施形態に係るチップ抵抗器では、表電極３が絶縁基板１における長手方向の端面から露出しているだけでなく、絶縁基板１における短手方向の両端面からも表電極３が露出しており、これら３面で表電極３に端面電極５が接続しているため、表電極３と端面電極５の接続信頼性を高めることができる。

なお、上記の実施形態では、機能素子としての導電膜が抵抗体であるチップ抵抗器に本発明を適用したものについて説明したが、導電膜が抵抗体以外のもの、例えばジャンパーチップのように抵抗値がほぼゼロオームの導電体であっても良く、その場合、導電膜の抵抗値調整が不要であるため、保護層を樹脂コート層のみの単層構造にしても良い。

１絶縁基板
２抵抗体
３表電極
４保護層
５端面電極
６外部電極
７ガラスコート層
８樹脂コート層
１０Ａ大判基板
１０Ｂチップ素体
１１固定基材
１２接着剤
１３ダイシングブレード
１４貫通スリット

Claims

直方体形状の絶縁基板と、
前記絶縁基板の主面上に長手方向に沿って形成された帯状の導電膜と、
前記導電膜の表面における長手方向両端部に形成された一対の電極と、
前記導電膜と前記両電極を含めて前記絶縁基板の主面全体を覆う絶縁性の保護層と、
前記絶縁基板の長手方向両端部に設けられ、前記導電膜と前記電極および前記保護膜の各端面に接続する一対のキャップ状の端面電極と、
を備え、
前記電極の断面形状が端面側を最大高さとする略三角形であると共に、前記端面電極の端面形状が略正方形である、ことを特徴とするチップ部品。
前記導電膜が抵抗体であると共に、前記保護層が、前記抵抗体を覆うガラスコート層と、このガラスコート層を覆う樹脂コート層とで構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のチップ部品。
前記ガラスコート層の膜厚が前記電極の最大高さ寸法よりも薄い、ことを特徴とする請求項２に記載のチップ部品。
前記電極は、前記絶縁基板における長手方向の端面と、該端面に隣接する両側面の計３面で前記端面電極に接続している、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のチップ部品。