JP2780408B2 - 角板型チップ抵抗器 - Google Patents

角板型チップ抵抗器

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JP2780408B2 JP2008628A JP862890A JP2780408B2 JP 2780408 B2 JP2780408 B2 JP 2780408B2 JP 2008628 A JP2008628 A JP 2008628A JP 862890 A JP862890 A JP 862890A JP 2780408 B2 JP2780408 B2 JP 2780408B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、主に自動実装機により高密度配線回路(ハ
イブリッドIC等)に装備される角板型チップ抵抗器に関
するものである。
従来の技術 近年、電子機器の軽薄短小化に対する要求がますます
増大していく中、回路基板の配線密度を高めるため、抵
抗素子には非常に小型な角板型チップ抵抗器が多く用い
られるようになってきた。
また、この角板型チップ抵抗器は高速度でプリント基
板に実装するために、自動実装機により実装されること
がほとんどである。このため、角板型チップ抵抗器の実
装品質を高める要望が強くなってきている。
従来の角板型チップ抵抗器の構造を第2図に示す。
従来の高電力型の角板型チップ抵抗器は、96アルミナ
基板11と、銀系厚膜電極による上面電極層12と端面電極
層13、ルテニウム系厚膜抵抗による抵抗層14と、抵抗層
14を覆うホウ珪酸鉛系ガラスによる第1ガラス層15と捺
印ガラス層16と第2ガラス層17から構成されている。な
お、露出電極面には半円付け性を向上させるために、Ni
メッキ層18とSn−Pbメッキ層19を電解メッキにより施し
ている。
発明が解決しようとする課題 しかし、従来の角板型チップ抵抗器の抵抗体の、保護
層は信頼性を確保するため、3層のガラス構造をとって
おり、第1ガラス層・捺印ガラス層・第2ガラス層から
構成されている。このガラスはガラス軟化点が590℃〜6
10℃で線膨張係数が64×10-7〜66×10-7/℃であり、こ
れを580℃〜600℃の温度で焼成することにより形成して
いる。この場合、ガラス表面には、捺印ガラス層の盛り
上がり部分が残り、約20〜30μの凹凸が発生してしま
う。
これは、ガラス軟化点付近で保護ガラスを焼成するた
め、ガラスが十分に溶融せず、捺印ガラス層の盛り上が
りが残るためと考えられる。
この表面に凹凸がある角板型チップ抵抗器を自動実装
機でプリント基板等に実装しようとする場合、自動実装
機の吸着ピンで角板型チップ抵抗器を吸い上げたとき
に、ガラス表面の凹凸のために吸着ピンと角板型チップ
抵抗器が点接触しているような形となり、角板型チップ
抵抗器が回転してしまうことが多く、第3図に示すよう
に斜めに実装され、正確にプリント基板に実装できない
といった課題があった。なお、20はプリント基板、21は
導体部、22は角板型チップ抵抗器である。
この課題を解決するための対策として従来、ガラス
の焼成温度を640℃以上の高温で焼成し、保護ガラスを
十分に溶融させ、表面の凹凸を小さくする、保護ガラ
スの軟化点を550℃程度に下げることにより、従来の焼
成温度により十分にガラスを溶融させ、表面の凹凸を小
さくする、等の検討が考えられた。しかし、のように
焼成温度を上げると、抵抗値のばらつきが大きくなり、
のようにガラスの軟化点を下げると線膨張係数が大き
くなるとともに、ガラスの耐酸性も劣化する。このた
め、ガラスとアルミナ基板との熱膨張係数の差によるガ
ラス内部の応力が残りやすく、更に耐酸性が劣化してい
るので、露出電極面に電気めっきを施すときにガラス表
面が酸に侵食され、内部応力が発散しようとして、ガラ
ス表面にクラックが発生するといった課題があった。
本発明は、このような課題を一挙に解決するもので、
抵抗値ばらつきを大きくすることなく、ガラスの耐酸性
も劣化させず、更にガラスの表面の凹凸を小さくし高実
装精度を実現した角板型チップ抵抗器を提供するもので
ある。
課題を解決するための手段 本発明の角板型チップ抵抗器は、絶縁性のセラミック
基板と、前記セラミック基板上に形成される銀系厚膜の
上面電極層と、前記上面電極層の一部に重なるルテニウ
ム系厚膜の抵抗層と、前記抵抗層を完全に覆う軟化点が
550℃〜570℃でかつ線膨張係数が69×10-7〜75×10-7/
℃の第1ガラス層と、前記第1ガラス層上に形成される
軟化点が550℃〜570℃でかつ線膨張係数が68×10-7〜74
×10-7/℃の捺印ガラス層と、前記第1ガラス層上で前
記捺印ガラス層を完全に覆うように形成される軟化点が
580℃〜630℃でかつ線膨張係数が62×10-7〜68×10-7/
℃の第2ガラス層と、前記上面電極層の一部に重なる銀
系厚膜の端面電極層とより構成されている。
作用 この構成にによると、第1ガラス層のガラス軟化点が
焼成温度(590℃)に比べ低いので、捺印ガラスが第1
ガラス層に沈み込み、表面の凹凸を小さくできると共
に、第2ガラス層の耐酸性は劣化していないので、電気
メッキの時ガラスが侵食されず、ガラス表面にクラック
は発生しない。
また、第2ガラス層の線膨張係数が最も小さいので、
内部応力は第2ガラス層を圧縮する方向に発生し、クラ
ックは更に発生しにくい。
これにより、抵抗値ばらつきを大きくすることなく、
ガラスの耐酸性も劣化させず、更にガラスの表面の凹凸
を小さくし高精度実装を可能にした角板型チップ抵抗器
を提供することができる。
実施例 以下、本発明の実施例について、第1図を用いて説明
する。
第1図は本発明の一実施例を示す断面図である。
第1図において、本発明の角板型チップ抵抗器は、96
アルミナ基板1と、銀系厚膜電極による上面電極層2と
端面電極層3、ルテニウム系厚膜抵抗による抵抗層4
と、抵抗層4を覆うホウ珪酸鉛系ガラスによる第1ガラ
ス層5と捺印ガラス層6と第2ガラス層7からなってい
る。なお、露出電極面には半田付け性を向上させるため
に、Niメッキ層8とSn−Pbメッキ層9を電解メッキによ
り施している。
第2図を用いて、本発明の実施例の詳細について説明
する。まず、耐熱性及び絶縁性に優れた大版の96アルミ
ナ基板を受け入れる。このアルミナ基板には短冊状、お
よび個片状に分割するために、分割のための溝(グリー
ンシート時に金型成型)が形成されている。次に、前記
96アルミナ基板上に厚膜銀ペーストをスクリーン印刷
し、ベルト式連続焼成炉によって850℃の温度で、ピー
ク時間6分、IN−OUT 45分のプロファイルによって焼
成し上面電極層2を形成する。次に、上面電極層2の一
部に重なるように、RuO2を主成分とする厚膜抵抗ペース
トをスクリーン印刷し、ベルト式連続焼成炉により850
℃の温度でピーク時間6分、IN−OUT時間45分のプロフ
ァイルによって焼成し、抵抗層4を形成する。次に、前
記上面電極層2間の前記抵抗層4の抵抗値を揃えるため
に、レーザー光によって、前記抵抗体層4の一部を破壊
し抵抗値修正を行う。更に、前記抵抗層4を完全に覆う
ように、ガラス軟化点が560±5℃で焼成後の線膨張係
数が72±2×10-7の第1ガラスペーストをスクリーン印
刷し、近赤外線乾燥炉によって150℃で10分乾燥する。
さらに、乾燥済みの第1ガラスペーストの上に、ガラス
軟化点が560±5℃で焼成後の線膨張係数が71±2×10
-7の捺印ガラスペーストをスクリーン印刷し、近赤外線
乾燥炉によって110℃で10分乾燥する。さらに、乾燥済
みの第1ガラスペーストの上で乾燥済み捺印ガラスペー
ストを完全に覆うように、ガラス軟化点が603±15℃で
焼成後の線膨張係数が65±2×10-7の第2ガラスペース
トをスクリーン印刷し、近赤外線乾燥炉によって150℃
で10分乾燥する。その後、ベルト式連続焼成炉によって
590℃の温度で、ピーク時間6分、IN−OUT 50分の焼成
プロファイルによって焼成し、第1ガラス層5と捺印ガ
ラス層6と第2ガラス層7を形成する。次に、端面電極
を形成するための準備工程として、端面電極を露出させ
るために、アルミナ基板1を短冊状に分割し、短冊状ア
ルミナ基板をえる一部基板分割を行った。前記短冊状ア
ルミナ基板の側面に、前記上面電極層2の一部に重なる
ように厚膜銀ペーストをローラーによって塗布し、ベル
ト式連続焼成炉によって600℃の温度で、ピーク時間6
分、IN−OUT45分の焼成プロファイルによって焼成し端
面電極層3を形成するために端面導体ペースト印刷・焼
成を行う。次に、電極メッキ工程Jの準備工程として、
前記端面電極層3を形成済みの短冊状アルミナ基板を個
片状に分割する二次基板分割を行い、個片状アルミナ基
板を得る。そして最後に、露出している上面電極層2と
端面電極層3のはんだ付け時の電極喰われの防止および
はんだ付けの信頼性の確保のため、電解メッキによって
Niメッキ層8,Sn−Pbのメッキ層9を形成する電解メッキ
を行う。
以上の工程により、本発明の実施例による角板型薄膜
チップ抵抗器を試作した また、比較例1として第1ガラス層・捺印ガラス層・
第2ガラス層を、ガラス軟化点が600±20℃かつ焼成後
の線膨張係数が65±2×10-7のガラスペーストを用い、
640℃で焼成した角板型チップ抵抗器を試作し、比較例
2として第1ガラス層・捺印ガラス層・第2ガラス層
を、ガラス軟化点が550±20℃かつ焼成後の線膨張係数
が65±2×10-7のガラスを用い、590℃で焼成した角板
型チップ抵抗器を試作した。
この本発明の実施例と比較例1、比較例2の性能比較
を第1表に示す。
第1表に示さなかった特性(抵抗温度特性,電流雑音
特性等)は本発明の実施例,従来例,比較例1,比較例2
は同等の性能を有していることを確認した。
また更に、本発明の角板型チップ抵抗器は第1ガラス
層・捺印ガラス層のガラス軟化点は焼成温度より約30℃
も低いので、十分に軟化し、角板型チップ抵抗器でしば
しば問題になるガラス表面のピンホールも改善されてい
る。
第1表より明らかなように、本発明の実施例の角板型
チップ抵抗器はガラス表面の凹凸が小さいため実装性能
が優れ(斜め実装無し)、耐酸性も良好で、抵抗値バラ
ツキも従来品と比べ同等で優れた性能を有していると言
える。
なお、第1ガラス層にガラス軟化点が560±5℃で焼
成後の線膨張係数が72±2×10-7のガラスペーストを、
捺印ガラス層としてガラス軟化点が560±5℃で焼成後
の線膨張係数が71±2×10-7のガラスペーストを、第2
ガラス層としてガラス軟化点が603±15℃で焼成後の線
膨張係数が65±2×10 のガラスペーストを用いたが、
これはガラス層を限定するものではなく、これは軟化点
が550℃〜570℃(555℃〜565℃が最適)でかつ線膨張係
数が69×10-7〜75×10-7/℃の第1ガラス層と、軟化点
が550℃〜570℃(555℃〜565℃が最適)でかつ線膨張係
数が68×10-7〜74×10-7/℃の捺印ガラス層と、軟化点
が580℃〜630℃(588℃〜618℃が最適)でかつ線膨張係
数が62×107〜68×10-7/℃の第2ガラス層であればよ
い。
また実施例においては、抵抗値トリミング前に抵抗値
ドリフトを抑えるためのプリコートガラスを形成しなか
ったが、プリコートガラスを形成した後にトリミング
し、角板型チップ抵抗器を試作しても同等の性能が得ら
れることを確認している。
発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明の角板型チッ
プ抵抗器は抵抗値ばらつきを大きくすることなく、ガラ
スの耐酸性も劣化させず、更にガラスの表面の凹凸を小
さくし高精度実装を可能にした角板型チップ抵抗器を提
供することができるといった優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による角板型チップ抵抗器の
構造を示す断面図、第2図は従来の角板型チップ抵抗器
の構造の一例を示す断面図、第3図は従来の角板型チッ
プ抵抗器が斜めに実装されたときの状態説明図である。 1……96アルミナ基板、2……上面電極層、3……端面
電極層、4……抵抗層、5……第1ガラス層、6……捺
印ガラス層、7……第2ガラス層、8……Niメッキ層、
9……Sn−Pbメッキ層。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁性のセラミック基板と、前記セラミッ
    ク基板上に形成される銀系厚膜の上面電極層と、前記上
    面電極層の一部に重なるルテニウム系厚膜の抵抗層と、
    前記抵抗層を完全に覆う軟化点が550℃〜570℃でかつ線
    膨張係数が69×10-7〜75×10-7/℃の第1ガラス層と、
    前記第1ガラス層上に形成される軟化点が550℃〜570℃
    でかつ線膨張係数が68×10-7〜74×10-7/℃の捺印ガラ
    ス層と、前記第1ガラス層上で前記捺印ガラス層を完全
    に覆うように形成される軟化点が580℃〜630℃でかつ線
    膨張係数が62×10-7〜68×10-7/℃の第2ガラス層と、
    前記上面電極層の一部に重なる銀系厚膜の端面電極層と
    より構成したことを特徴とする角板型チップ抵抗器。
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