JP3665545B2 - チップ抵抗器及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップ部品として使用されるチップ抵抗器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるチップ抵抗器は、例えば、図５（ａ）に示すような構成により形成されている。つまり、チップ抵抗器Ｘは、絶縁基板１１０と、電極部１２０と、抵抗層１３０と、保護層１４０とを有しており、電極部１２０は、絶縁基板１１０の左右に一対設けられており、上面電極層１２２と、側面電極層１２４と、メッキ層１２６とを有している。このメッキ層１２６は、ニッケルメッキ層１２７と、ハンダメッキ層１２８の２層により形成されている。ここで、メッキ層１２６端部は、保護層１４０の端部に接する状態で固定されており、一般に腐食しやすい上面電極層１２２が露出しないように形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上面電極層１２２に形成された保護層１４０と、その上面電極層１２２上に析出形成されたニッケルメッキ層１２７、ハンダメッキ層１２８の境界部において、保護層１４０と上面電極層１２２及び、上面電極層１２２とメッキ層１２６は、互いに強固に接着されている。しかし、これと比較してこの保護層１４０上に堆積したメッキ層１２６と保護層１４０との接着強度は低い。つまり、熱ストレスなどによる各層の収縮膨張の繰り返しにより、この保護層１４０とニッケルメッキ層１２７、ハンダメッキ層１２８の間に隙間が形成される。この隙間が上面電極層１２２まで達すると、一般に銀系厚膜で形成されている上面電極層１２２は、硫化ガスが多く存在するような腐食雰囲気で使用された場合に、上面電極層１２２に含まれる銀と、その硫化ガスとが反応して絶縁物である硫化銀が生成されて、上面電極層１２２が腐食されてしまう。腐食が進行すると該上面電極層１２２は、導体としての機能を充分果たせなくなる。つまり、上面電極層１２２が断線状態となることにより、チップ抵抗器Ｘの故障の原因となる可能性がある。
【０００４】
また、上面電極層１２２の銀が抵抗層１３０の焼成時に抵抗層１３０に拡散してチップ抵抗器の特性が劣化することを防止するために、上面電極層１２２中に０．５〜１．０％程度の微量のパラジウムを含有させる場合があるが、上面電極層１２２の硫化対策としては不十分である。
【０００５】
そこで、本発明は、保護層とメッキ層間に隙間が形成されても、上面電極層が腐食しないチップ抵抗器を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するために創作されたものであって、第１には、絶縁基板と、該絶縁基板の上面に接して設けられた一対の上面電極層と、該一対の上面電極層間に形成された抵抗層と、該抵抗層を覆うように形成された保護層と、少なくとも該絶縁基板の該上面電極層形成側の端面と該上面電極層と該上面電極層に対向する該絶縁基板の裏面とに形成された側面電極層と、少なくとも該側面電極層を覆うように形成されたメッキ層と、を有するチップ抵抗器であって、該上面電極層の一部が、金系厚膜又はパラジウムを含んだ銀系厚膜により形成され耐硫化特性を有する上面電極保護層により形成されており、該上面電極保護層が、該保護層とメッキ層とが接する部分の下層に設けられ、該上面電極層における上面電極保護層以外の部分は、銀系厚膜により形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この第１の構成のチップ抵抗器においては、上記上面電極保護層が設けられているので、保護層とメッキ層との間に隙間が生じても、上面電極層における上面電極保護層以外の部分が曝されることがない。特に、上面電極層に、耐硫化特性のない材質を使用しても、上面電極層が硫化されることがないので、断線等チップ抵抗器の故障を引き起こす危険性をなくすことができる。また、上面電極保護層は、上面電極層において部分的に設けられているので、上面電極層全体を耐硫化特性を有する材質によって形成して硫化防止する場合に比べて、コストを低減することが可能となる。
【００１１】
また、第２には、絶縁基板と、該絶縁基板の上面に接して設けられた一対の上面電極層と、該一対の上面電極層間に形成された抵抗層と、該抵抗層を覆うように形成された保護層と、少なくとも該絶縁基板の該上面電極層形成側の端面と該上面電極層と該上面電極層に対向する絶縁基板の裏面とに形成された側面電極層と、少なくとも該側面電極層を覆うように形成されたメッキ層と、を有するチップ抵抗器であって、該上面電極層が、該側面電極層と接する側の第１上面電極層と、該抵抗層と接する側の第２上面電極層と、該第１上面電極層と第２上面電極層の間に第１上面電極層と第２上面電極層とを接続するように設けられ、保護層とメッキ層とが接する部分の下層に設けられた上面電極保護層で、耐硫化特性を有する上面電極保護層と、を有することを特徴とする。この第２の構成のチップ抵抗器においては、上記上面電極保護層が設けられているので、保護層とメッキ層との間に隙間が生じても、上面電極層における上面電極保護層以外の部分が曝されることがない。特に、上面電極層に、耐硫化特性のない材質を使用しても、上面電極層が硫化されることがないので、断線等チップ抵抗器の故障を引き起こす危険性をなくすことができる。また、上面電極保護層は、上面電極層において部分的に設けられているので、上面電極層全体を耐硫化特性を有する材質によって形成して硫化防止する場合に比べて、コストを低減することが可能となる。
【００１２】
また、第３には、上記第２の構成において、上記上面電極保護層が、金系厚膜であることを特徴とする。よって、耐硫化特性の優れた上面電極保護層を得ることが可能となる。また、第４には、上記第１又は第２の構成において、上記上面電極保護層が、パラジウムの含有量が５．０％以上の銀系厚膜であることを特徴とする。よって、耐硫化特性の優れた上面電極保護層を得ることが可能となる。
【００１４】
また、第５には、上記第１から第４までのいずれかの構成のチップ抵抗器の製造方法であって、上記抵抗層と上記上面電極保護層とを同時に焼成することを特徴とする。また、第６には、上記第１から第４までのいずれかの構成のチップ抵抗器の製造方法であって、上記抵抗層と上記上面電極層と上記上面電極保護層とを同時に焼成することを特徴とする。よって、製造工程の工程数を削減することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態としての第１実施例を図面を利用して説明する。本発明に基づくチップ抵抗器Ａは、図１（ａ）に示すように、絶縁基板１０と、電極部２０と、抵抗層３０と、保護層４０とを有している。
【００１６】
ここで、上記絶縁基板１０は、主にアルミナで構成された略直方体形状であって、平面視すると略長方形状を呈している。
【００１７】
上記電極部２０は、左右に一対形成されており、図１（ａ）に示すように、上面電極層２２と、上面電極保護層２３と、側面電極層２４と、メッキ層２６とを有している。
【００１８】
ここで、上記上面電極層２２は、上記絶縁基板１０上に互いに向き合う状態で形成されている。この上面電極層２２は、通常、銀系厚膜により形成されている。
【００１９】
また、上記上面電極保護層２３は、図１（ａ）、（ｂ）及び図２に示すように、該上面電極層２２の上面の所定位置に形成されている。なお、図２は、チップ抵抗器Ａを上方から視認した場合の各部の配置を示す図であり、上面電極層２２、抵抗層３０、上面電極保護層２３、保護層４０について平面視した際に、最外郭の輪郭を図示したものである。実際には、隠れて見えない構成についても全て実線で描かれている。
【００２０】
つまり、この上面電極保護層２３は、上記保護層４０とメッキ層２６とが接する部分の下層、すなわち、下側に接して設けられ、かつ、該上面電極層２２の上層、すなわち、該上面電極層２２の上側に接して設けられている。この上面電極保護層２３のＸ方向（図２参照）の幅は、該保護層４０とメッキ層２６間に隙間が生じた場合でも、充分に該上面電極層２２を保護できる幅であり、具体的には、上面電極層２２の約４分の１〜３分の１となっている。また、該上面電極保護層２３のＹ方向の幅は、図２に示すように、上面電極層２２よりも大きく、かつ、保護層４０よりも小さく形成されている。図２において、ハッチングに示す領域が上面電極保護層２３である。この上面電極保護層２３の平面視における面積は、上面電極層２２の平面視における面積よりも小さく形成されている。
【００２１】
この上面電極保護層２３は、上記上面電極層２２の硫化ガスによる腐食を防止するために形成されている。すなわち、この上面電極保護層２３は、パラジウム含有率が５．０％以上の銀系厚膜により形成されている。つまり、通常よりもパラジウム含有率が高くなっており、このパラジウムの含有率が５．０％以上であれば、該上面電極層２２を硫化ガスから保護することが可能となる。つまり、この上面電極保護層２３は、耐硫化特性に優れた材質により形成されている。また、この上面電極保護層２３は、めっき付け性が良好な導電膜により形成されている。なお、この上面電極保護層２３を、金系厚膜により形成してもよい。
【００２２】
この上面電極保護層２３は、スクリーン印刷した後焼成する等して形成されるが、この上面電極保護層２３は、抵抗層３０の焼成時に同時に焼成してもよく、また、上面電極層２２と抵抗層３０と上面電極保護層２３とを同時に焼成するようにしてもよい。
【００２３】
また、上記側面電極層２４は、図１（ａ）に示すように、上記上面電極層２２の一部と、上記絶縁基板１０の側面と、該絶縁基板１０の下面の一部とを被覆している。この側面電極層２４は、銀系厚膜又は、合成樹脂と銀系厚膜との混合物により形成されている。ここで、該銀系厚膜の場合とは、８０％程度が銀で構成されている低温焼成タイプのものであり、また、該合成樹脂と銀系厚膜の場合とは、７０％程度の微粒子状の銀と、残り３０％程度の合成樹脂が略均一に分散されているものである。
【００２４】
上記メッキ層２６は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ニッケルメッキ層２７と、ハンダメッキ層２８とを有している。このニッケルメッキ層２７は、上記側面電極層２４上に略均一の膜厚で形成されており、電気メッキにより施されている。このニッケルメッキ層２７は、上記上面電極層２２が該ハンダメッキ層２８へ溶出することを防止するために形成されている層であり、ニッケル以外にも銅が使用される場合がある。さらに、上記ハンダメッキ層２８は、上記ニッケルメッキ層２７上に略均一の膜厚で形成されており、これも該ニッケルメッキ層２７と同様に、電気メッキにより施されている。このハンダメッキ層２８は、該チップ抵抗器Ａのはんだ付けを良好とするための層であり、ハンダ以外にも錫が使用される場合がある。
【００２５】
上記抵抗層３０は、図１（ａ）に示すように、上記絶縁基板１０及び上記一対の上面電極層２２の一部と重合するように形成されている。この抵抗層３０は、例えば、酸化ルテニウム系などの抵抗ペーストを、上記の位置に略平滑状に略均一の膜厚でスクリーン印刷した後に焼成して形成されたものである。
【００２６】
上記保護層４０は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、上記抵抗層３０の略上面を被覆するようにして形成されている。また、この保護層４０は、上記絶縁基板１０の長手方向の端部において上記メッキ層２６等と隙間なく接する状態で形成されている。また、この保護層４０は、ほう珪酸鉛ガラス又は、合成樹脂(エポキシ、フェノール、シリコンなど）により形成されている。
【００２７】
上記構成のチップ抵抗器Ａによれば、上面電極保護層２３が設けられていて、この上面電極保護層２３は、耐硫化特性に優れているので、保護層４０とメッキ層２６との間に隙間が生じても、上面電極層２２が曝されることがない。特に、上面電極層２２に、パラジウム含有率の低い銀系厚膜や、パラジウムを含有していない銀系厚膜等の安価な材料を使用しても、上面電極層２２が硫化されることがないので、断線等チップ抵抗器の故障を引き起こす危険性をなくすことができる。
【００２８】
また、上面電極保護層２３は、保護層４０とメッキ層２６との境界付近にのみ形成されているので、上面電極層２２全体をパラジウム含有率の多い銀系厚膜や金系厚膜の材質によって形成して硫化防止する場合に比べて、パラジウムや金等の高価な貴金属材料の使用量を減らすことができ、コストを低減することが可能となる。
【００２９】
次に、第２実施例を図面を利用して説明する。本発明の第２実施例に基づくチップ部品としてのチップ抵抗器Ｂは、上記第１実施例におけるチップ抵抗器Ａと、概ね略同様の構成により形成されている。しかし、上記第１実施例においては、パラジウム含有率の高い層が上面電極層の上に設けられているのに対して、本実施例においては、上面電極層内に設けられている点が異なる。
【００３０】
上記チップ抵抗器Ｂは、図３（ａ）に示すように、絶縁基板１０と、電極部２０と、抵抗層３０と、保護層４０とを有している。
【００３１】
ここで、上記電極部２０は、左右に一対形成されており、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、上面電極層２１と、側面電極層２４と、メッキ層２６とを有している。ここで、上面電極層２１は、全体に１つの板状を呈するが、第１上面電極層２１ａと、第２上面電極層２１ｂと、第３上面電極層（上面電極保護層）２１ｃとから形成されている。
【００３２】
上記第１上面電極層２１ａと、第２上面電極層２１ｂと、第３上面電極層２１ｃは、図３（ｂ）、図４に示すように、上記絶縁基板１０上の略同一面状に形成されている。つまり、この第３上面電極層２１ｃは、上記保護層４０とメッキ層２６とが接する部分の下層、すなわち、下側に接して設けられ、かつ、該第１上面電極層２１ａと、第２上面電極層２１ｂとに略挟装される状態で隙間なく形成されている。すなわち、この第３上面電極層２１ｃは、従来の上面電極層における中央部分、すなわち、保護層４０とメッキ層２６とが接する部分の下層の帯状領域に形成されていることになる。この第３上面電極層２１ｃのＸ方向（図４参照）の幅は、該保護層４０とメッキ層２６間に隙間が生じた場合でも、充分に第１上面電極層２１ａ、第２上面電極層２１ｂを保護できる幅であり、具体的には、上面電極層２１の約４分の１〜３分の１となっている。また、該第３上面電極層２１ｃのＹ方向の幅は、図４に示すように、第１上面電極層２１ａ、第２上面電極層２１ｂと同様である。図４において、ハッチングに示す領域が、第３上面電極層２１ｃである。
【００３３】
なお、図４は、チップ抵抗器Ｂを上方から視認した場合の各部の配置を示す図であり、上面電極層２１、抵抗層３０、保護層４０について平面視した際に、最外郭の輪郭を図示したものである。実際には、隠れて見えない構成についても全て実線で描かれている。
【００３４】
また、該第１上面電極層２１ａと、第２上面電極層２１ｂとは、上記チップ抵抗器Ａの上面電極層２２と略同様の銀系厚膜などにより形成されている。一方、上記第３上面電極層２１ｃは、上記チップ抵抗器Ａの上面電極保護層２３と略同様の材質により形成されている。つまり、この第３上面電極層２１ｃは、第１上面電極層２１ａと、第２上面電極層２１ｂとを硫化ガスによる腐食から保護するために、耐硫化特性に優れた銀系厚膜、つまり、パラジウム含有率の高い銀系厚膜により形成されている。すなわち、具体的には、パラジウム含有率が５．０％以上の銀系厚膜により形成されている。なお、この第３上面電極層２１ｃを、金系厚膜により形成してもよい。
【００３５】
この上面電極層２１については、まず、第１上面電極層２１ａ、第２上面電極層２１ｂと、第３上面電極層２１ｃとを別々に印刷して形成することになる。なお、この第３上面電極層２１ｃと抵抗層３０とを同時に焼成したり、第３上面電極層２１ｃと、第１上面電極層２１ａ、第２上面電極層２１ｂとを同時に焼成することにより、製造工程数を削減することが可能となる。
【００３６】
なお、該電極部２０における側面電極層２４とメッキ層２６の構成、さらには、絶縁基板１０、抵抗層３０、保護層４０の構成は上記第１実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【００３７】
上記構成のチップ抵抗器Ｂによれば、上面電極保護層としての第３上面電極層２１ｃが設けられていて、この第３上面電極層２１ｃは、パラジウム含有率の高い銀系厚膜により形成されていて、耐硫化特性に優れているので、保護層４０とメッキ層２６との間に隙間を生じて、硫化ガス等が侵入してきても、第１上面電極層２１ａや第２上面電極層２１ｂが硫化ガスに曝されることはない。特に、第１上面電極層２１ａや、第２上面電極層２１ｂなどに、パラジウム含有率の低い銀系厚膜や、パラジウムを含有していない銀系厚膜等の安価な材料を使用していても、第１上面電極層２１ａや第２上面電極層２１ｂが硫化されることがないので、断線等チップ抵抗器の故障を引き起こす危険性をなくすことができる。
【００３８】
また、第３上面電極層２１ｃは、保護層４０とメッキ層２６との境界付近にのみ形成されているので、上面電極層２１全体をパラジウム含有量の多い銀系厚膜や金系厚膜の材質によって形成して硫化防止する場合に比べて、パラジウムや金等の貴金属材料の使用量を抑えることができ、コストを低減させることが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に基づくチップ抵抗器によれば、上面電極保護層が設けられているので、保護層とメッキ層との間に隙間が生じても、上面電極層が曝されることがなく、よって、上面電極層が硫化されることがなく、断線等チップ抵抗器の故障のおそれを小さくすることができる。
【００４０】
また、上面電極保護層を、保護層とメッキ層の境界部分にのみ形成することにより、上面電極層全体を耐硫化特性の優れた材質によって形成して硫化防止する場合に比べて、コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に基づくチップ抵抗器を示す図であり、（ａ）は、その縦断面図であり、（ｂ）は、その要部を拡大した縦断面図である。
【図２】第１実施例における各部の配置を概念的に示す平面図である。
【図３】本発明の第２実施例に基づくチップ抵抗器を示す図であり、（ａ）は、その縦断面図であり、（ｂ）は、その要部を拡大した縦断面図である。
【図４】第２実施例における各部の配置を概念的に示す平面図である。
【図５】本発明のチップ抵抗器の従来例を示す図であり、（ａ）は、その縦断面図であり、（ｂ）は、その要部を拡大した縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ チップ抵抗器
１０ 絶縁基板
２０ 電極部
２１、２２ 上面電極層
２１ａ 第１上面電極層
２１ｂ 第２上面電極層
２１ｃ、２３ 上面電極保護層
２４ 側面電極層
２６ メッキ層
２７ ニッケルメッキ層
２８ ハンダメッキ層
３０ 抵抗層
４０ 保護層

Claims (6)

1. 絶縁基板と、該絶縁基板の上面に接して設けられた一対の上面電極層と、該一対の上面電極層間に形成された抵抗層と、該抵抗層を覆うように形成された保護層と、少なくとも該絶縁基板の該上面電極層形成側の端面と該上面電極層と該上面電極層に対向する該絶縁基板の裏面とに形成された側面電極層と、少なくとも該側面電極層を覆うように形成されたメッキ層と、を有するチップ抵抗器であって、
   該上面電極層の一部が、金系厚膜又はパラジウムを含んだ銀系厚膜により形成され耐硫化特性を有する上面電極保護層により形成されており、該上面電極保護層が、該保護層とメッキ層とが接する部分の下層に設けられ、該上面電極層における上面電極保護層以外の部分は、銀系厚膜により形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。
2. 絶縁基板と、該絶縁基板の上面に接して設けられた一対の上面電極層と、該一対の上面電極層間に形成された抵抗層と、該抵抗層を覆うように形成された保護層と、少なくとも該絶縁基板の該上面電極層形成側の端面と該上面電極層と該上面電極層に対向する絶縁基板の裏面とに形成された側面電極層と、少なくとも該側面電極層を覆うように形成されたメッキ層と、を有するチップ抵抗器であって、
   該上面電極層が、
   該側面電極層と接する側の第１上面電極層と、
   該抵抗層と接する側の第２上面電極層と、
   該第１上面電極層と第２上面電極層の間に第１上面電極層と第２上面電極層とを接続するように設けられ、保護層とメッキ層とが接する部分の下層に設けられた上面電極保護層で、耐硫化特性を有する上面電極保護層と、を有することを特徴とするチップ抵抗器。
3. 上記上面電極保護層が、金系厚膜であることを特徴とする請求項２に記載のチップ抵抗器。
4. 上記上面電極保護層が、パラジウムの含有量が５．０％以上の銀系厚膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載のチップ抵抗器。
5. 上記請求項１又は２又は３又は４に記載のチップ抵抗器の製造方法であって、
   上記抵抗層と上記上面電極保護層とを同時に焼成することを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
6. 上記請求項１又は２又は３又は４に記載のチップ抵抗器の製造方法であって、
   上記抵抗層と上記上面電極層と上記上面電極保護層とを同時に焼成することを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。

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