JP3953325B2 - チップ抵抗器およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップ抵抗器に係り、特に多数のチップ部品を収納したバルクカセットから該チップ部品の表裏を選択することなく回路基板に実装する、いわゆるバルク実装に好適なチップ抵抗器およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４（ａ）は従来の厚膜チップ抵抗器の構造例を示す。従来のチップ抵抗器は、アルミナ等の絶縁性基板１１の表面両端部に厚膜電極１３，１３を備え、この電極間に厚膜抵抗体１５が配置されている。抵抗体１５はガラス絶縁膜および樹脂絶縁膜等からなる保護膜１７により被覆され保護されている。絶縁性基板１１の両端部である表面の電極１３と裏面の電極１９および側端面の端面電極１６にはめっき電極２３，２３が形成されている。
【０００３】
この場合、基板中央部の保護膜１７の部分は、抵抗体の厚さと保護膜の厚さとが重なるので、その高さがめっき電極２３表面の高さよりも高くなる。ところで、従来のチップ抵抗器は、工場出荷の際にテープに１個ずつ、抵抗体が存在する面を表面として固定するいわゆるテーピングによる荷姿で出荷される場合が多い。そして、回路基板に実装する際には、そのままの状態で、即ち、抵抗体が存在する面（保護膜側）を表面として実装機（マウンタ）により回路基板に固定されていた。この場合には、図４（ｂ）に示すように回路基板２５のランド部２７に絶縁性基板１１の電極２３，２３の裏面側が密着し、はんだリフロー等による固定が行われる。
【０００４】
しかしながら、実装方法にはバルクカセットに多数のチップ部品をランダムな状態で収容し、このチップ部品を一個ずつバルクカセットから取り出して回路基板に実装する、いわゆるバルク実装が存在する。係る実装方式によれば、チップ部品を回路基板に装着するに際して、チップ部品の表裏を選択することなく、チップ部品の面実装が行われる。
【０００５】
従って、図４（ａ）に示す従来のチップ抵抗器をバルク実装機にてバルク実装した場合に、図４（ｂ）に示すように、チップ抵抗器の裏面側が回路基板２５に面するように実装される場合には、通常の実装方法と同じであるので、特に問題は生じない。しかしながら、図４（ｃ）に示すように、チップ抵抗器の表面側（保護膜側）が回路基板２５に面するように裏向きに実装される場合が発生する。この時、チップ抵抗器が傾いて実装される可能性が強く、最悪の場合、片側のはんだ付けができない、または、図４（ｄ）に示すように、チップ立等の現象が発生するという問題がある。従って、従来のチップ抵抗器は、いわゆるバルク実装には対応できないという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、実装に際してチップ部品の表裏を選択しない、いわゆるバルク実装に対応が可能なチップ抵抗器およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明のチップ抵抗器は、絶縁性基板と、該絶縁性基板の表面に形成された抵抗体及びこれに接続する一対の電極と、前記抵抗体を被覆する保護膜とを備えたチップ抵抗器であって、前記絶縁性基板の電極部分に調整層を形成することにより、前記電極の上面の高さが、前記保護膜の上面の高さよりも高く又は略同一となるように構成され、前記調整層は低融点ガラス材料と酸化金属材料の混合材料からなることを特徴とする。
【０００８】
この構成により、めっき電極の上面の高さを保護膜の上面の高さよりも高く確保できるので、回路基板へ搭載しやすくなり、いわゆるバルク実装に対応することができる。
【０００９】
前記低融点ガラス材料と酸化金属材料の混合材料からなる調整層が導電層であり、抵抗器全体としてのＴＣＲ（抵抗温度係数）を調整することが可能である。また、前記酸化金属材料は、酸化錫と酸化アンチモンの混合材料であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るチップ抵抗器の実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態におけるチップ抵抗器の全体構成を示す図である。
【００１１】
このチップ抵抗器においては、アルミナ等の絶縁性基板１１に、その表面の両端部に一対の表電極１３が形成される。この表電極１３上に低融点ガラス材料と酸化金属材料の混合材料からなる調整層１８が形成されている。かかる調整層１８は、後述の如くメッキ電極２３を嵩上げするための嵩上げ部を構成する。図示する例では、表電極１３上に調整層１８を配置する例について述べたが、基板１１上に調整層１８を配置し、その上に表電極１３を配置するようにしてもよい。
【００１２】
調整層１８は、低融点ガラスと酸化錫と酸化アンチモンの混合材料で形成されており、絶縁性基板１１表面の両端部の表電極１３，１３上にスクリーン印刷でパターンを形成し、温度５００℃から６００℃で焼成したものである。混合材料には低融点ガラス材料が含まれているため、混合材料と表電極１３，１３との良好な密着性が確保できる。また、調整層１８は、低融点ガラスと酸化錫と酸化アンチモンの混合材料で形成されるため、導電性を呈し、チップ抵抗の全抵抗温度係数（ＴＣＲ）を調整層１８の膜厚により、また 調整層１８と抵抗体１５の重なりの面積により調整することができる。
【００１３】
表電極１３，１３間に抵抗体１５が配置されている。抵抗体１５は酸化ルテニウム等の厚膜ペーストのスクリーン印刷によるパターン形成後に焼成することにより形成される。従って、抵抗体１５は、表電極１３，１３間に配置され、電気的に表電極１３，１３に接続されている。抵抗体１５は、例えばガラス絶縁層１７ａおよび樹脂絶縁層１７ｂからなる２層の保護膜１７により被覆され保護されている。ガラス絶縁層１７ａおよび樹脂絶縁層１７ｂからなる保護層１７は一対の調整層１８，１８間の凹部に配置されている。また、保護膜１７は、ガラス絶縁層／ガラス絶縁層等の他の組み合わせを用いてもよい。
【００１４】
絶縁性基板１１の側端面にはニッケルクロム（Ｎｉ−Ｃｒ）のスパッタリング等により形成された端面電極２１が形成されている。基板表面側の表電極１３および裏面側の裏電極１９、さらに基板側端面の端面電極２１にはめっきにより形成されためっき電極２３が被着されている。めっき電極２３はニッケルめっき層２３ａおよびはんだまたはスズめっき層２３ｂにより構成されている。
【００１５】
従って、めっき電極２３，２３の基板表面側は調整層１８，１８により嵩上げされ、その間の凹部に保護膜１７が配置された構造が得られる。即ち、基板表面側において、めっき電極２３の表面の高さが前記保護膜１７の表面の高さと等しいか、これよりも高くなっている。
【００１６】
図２は、このチップ抵抗器を回路基板に実装した状態を示し、（ａ）はチップ抵抗器の表面（保護膜側）が上側に向いて実装され、（ｂ）はチップ抵抗器の表面（保護膜側）が回路基板２５のランド２７に向いて（裏向きに）実装された状態をそれぞれ示している。
【００１７】
上述した構造を持ったチップ抵抗器は、チップ抵抗器の保護膜１７の表面より突出した電極２３が形成されているため、図２（ｂ）に示すようにチップ抵抗器が裏向きに実装されてもチップ抵抗器の傾きを抑えることができ、これにより確実に回路基板に実装される。このため、バルク実装機によるバルクカセットから表裏の選択性のない面実装を行うことができ、チップ抵抗器の表面側（保護膜側）が回路基板２５に面するように（裏向きに）実装されても、問題無くはんだ付けによる固定が可能である。
【００１８】
次に、本発明のチップ抵抗器の製造方法について、図３を参照しながら説明する。
まず、（ａ）に示すように、アルミナ等の絶縁性基板１１を準備する。図示の例では１個のチップ領域を示すが、実際には多数のチップ抵抗器を一括して製造する多数個取りの基板が用いられる。
【００１９】
次に、（ｂ）に示すように、絶縁性基板１１の両端部に、表電極１３と裏電極１９を形成する。表電極１３および裏電極１９は、Ａｇ又はＡｇ−Ｐｄペーストパターンをスクリーン印刷により形成し、例えば８５０℃程度の温度で焼成することで形成する。表面側の表電極１３と裏面側の裏電極１９とは、どちらを先に形成してもよい。
【００２０】
次に、（ｃ）に示すように、電極１３，１３間に抵抗体１５を抵抗体ペーストのスクリーン印刷および焼成にて形成する。抵抗体としては酸化ルテニウム等を用いることが好ましく、高温で焼成する。抵抗体１５は、その端部で電極１３，１３と接続する。尚、電極１３と抵抗体１５の形成の順序は、抵抗体１５を先に形成し、その後に電極１３を形成するようにしてもよい。抵抗体１５を保護するため、スクリーン印刷にて抵抗体パターン１５上へ第１保護層パターンを形成して焼成し、ガラス絶縁層１７ａが形成される。
【００２１】
次に、（ｄ）に示すように、ガラス絶縁層１７ａを形成した後、表電極１３，１３の上に調整層１８を形成する。表電極１３、１３の上面に、低融点ガラスと酸化錫と酸化アンチモンの混合物をベースとしたペーストをスクリーン印刷して、温度５００から６００℃で焼成し調整層１８を形成する。調整層１８は、その構成材料に接着強度を増すため絶縁物の低融点ガラス材料を含んでいる。特に、低融点ガラス材料成分は調整層１８および表電極１３との密着性の向上に有効であり、調整層１８を強度が高く密着性に優れた嵩上げ部とすることができる。また、低融点ガラス材料と酸化錫と酸化アンチモンの混合材料をベースとしたペーストを塗布し焼成して形成された調整層１８は導電性を有し、導電層として機能する。
【００２２】
チップ抵抗器の全抵抗温度係数（ＴＣＲ）は、この調整層１８の厚さを上記の範囲内で増減することにより調整することができる。また、調整層１８と抵抗体１５の重なりの面積を増減することにより、調整することができる。実際の製造工程では、所望のＴＣＲが得られる調整層の厚みと重なりの面積を予めある値にそれぞれ設定して、調整層１８を形成する。
このあと、ガラス絶縁層１７ａ上より抵抗体１５に対して必要に応じてレーザートミリングを行い、抵抗器の抵抗値を所望値に調整する。
【００２３】
次に、（ｅ）に示すように、スクリーン印刷にてガラス絶縁層１７ａ上へ樹脂ペーストの第２保護層パターンを形成して加温硬化し、樹脂絶縁層１７ｂを形成する。樹脂絶縁層１７ｂはエポキシ系樹脂であり、比較的低温で加温硬化することが好ましい。
【００２４】
以上の処理は多数個取りの基板の一括処理であるが、次に短冊状に分割する加工を行う。加工はダイシング、またはブレークのどちらでも良い。多数個取り基板を短冊状に分割後に、図３（ｆ）に示すように、露出した基板側端面に端面電極２１，２１を形成する。端面電極２１，２１は例えばスパッタリングにより被着したＮｉ・Ｃｒの薄膜層である。そして、チップ単体に分割する加工を行う。加工はダイシング、ブレークどちらでも良い。次に、（ｇ）に示すように、電解メッキを行い、電極１９，２１上および調整層１８上にめっき電極２３，２３を形成する。電極くわれ防止およびはんだ付けの信頼性向上のために、Ｎｉめっき層２３ａとＳｎ−Ｐｂめっき層（Ｓｎめっき層でもよい）２３ｂとからなるめっき電極２３を形成している。調整層１８は、導電性を有するので、その上面に容易にめっき電極を形成できる。
【００２５】
上述した製造工程によれば、絶縁性基板１１の両端部の電極２３の表面が調整層１８により嵩上げされ、中央の保護層１７の表面部分より高くなり、実装時の回路基板面に対して隙間（スタンドオフ）が生じる。係るチップ抵抗器の製造方法によれば、表電極１３上に調整層１８を形成する工程を付加する以外は通常のチップ抵抗器の製造方法をそのまま採用することができる。従って、製造コストの上昇を抑制しつつ、実装に際してチップ部品の表裏を選択しない、いわゆるバルク実装に対応が可能なチップ抵抗器を製造できる。
なお、電極２３の表面が、中央の保護層１７の表面部分と略同一の高さであってもよい。即ち、電極２３の表面が、中央の保護層１７の表面部分と同一であってもよく、また、１〜５μｍ程度であれば、保護層１７の表面の方が電極２３の表面よりも高くてよい。この程度の段差であれば、実装上支障は生じない。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、絶縁性基板の表面および裏面に電極を設け、チップ抵抗器が表向きにも裏向きにも実装可能な例について説明したが、基板表面のみに電極を設け、裏向きにのみ実装するいわゆるフィレットレス実装にも適用が可能である。また、上述した実施形態においては、基板表面に表電極を形成後、調整層を形成する例について説明したが、基板表面に調整層を形成後、表電極を形成するようにしても勿論よい。
【００２７】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、絶縁性基板の表面の電極部分に導電性を有する調整層を配置することにより、チップ抵抗器の保護膜の表面と同じかこれよりも嵩上げされた電極が形成される。このことにより、チップ抵抗器が裏向きに実装された場合でも確実に回路基板への面実装が可能となり、実装に際してチップ部品の表裏を選択しない、いわゆるバルク実装に対応が可能なチップ抵抗器を提供することができる。また、調整層が導電性を有することから、抵抗器全体としてのTCRの調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるチップ抵抗器の全体構成を示す断面図である。
【図２】上記チップ抵抗器の実装状態を示す図であり、（ａ）はチップ抵抗器の保護膜側が上側に向いて実装され、（ｂ）は保護膜側が回路基板に向いて（裏向き）に実装された状態をそれぞれ示している。
【図３】上記チップ抵抗器の製造工程を示す図である。
【図４】従来のチップ抵抗器について、（ａ）は全体構成を示す断面図であり、（ｂ）は保護膜側が表面側に向いて実装され、（ｃ）は保護膜側が回路基板に向いて裏向きに実装され、（ｄ）はいわゆるチップ立ちを起こした状態をそれぞれ示した図である。
【符号の説明】
１１ 絶縁性基板
１３， 表電極
１５ 抵抗体
１６ 裏電極
１７ 保護膜
１７ａ ガラス絶縁層
１７ｂ 樹脂絶縁層
１８ 調整層
１９ 裏電極
２１ 端面電極
２３ａ，２３ｂ，２３ めっき電極
２５ 回路基板
２７ 回路基板のランド

Claims (5)

1. 絶縁性基板と、該絶縁性基板の表面に形成された抵抗体及びこれに接続する一対の電極と、前記抵抗体を被覆する保護膜とを備えたチップ抵抗器であって、
   前記絶縁性基板の電極部分に調整層を形成することにより、前記電極の上面の高さが、前記保護膜の上面の高さよりも高く又は略同一となるように構成され、前記調整層は低融点ガラス材料と酸化金属材料の混合材料からなることを特徴とするチップ抵抗器。
2. 前記低融点ガラス材料と酸化金属材料の混合材料からなる調整層が導電層であることを特徴とする請求項１記載のチップ抵抗器。
3. 前記酸化金属材料は、酸化錫と酸化アンチモンの混合材料であることを特徴とする請求項１記載のチップ抵抗器。
4. 絶縁性基板と、該絶縁性基板上に設けられた一対の電極と、該電極に接続された抵抗体とを有するチップ抵抗器の製造方法であって、
   抵抗体を被覆し保護する保護膜を形成する工程と、前記電極部分に低融点ガラスと酸化金属材料の混合物をベースとしたペーストを塗布し焼成して調整層を形成する工程と、前記調整層上面にめっき電極を形成する工程とを含み、前記めっき電極の上面の高さが、前記保護膜の上面の高さよりも高く又は略同一となるように形成することを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
5. 前記調整層が導電層であり、抵抗器のTCRを調整することを特徴とする請求項４記載のチップ抵抗器の製造方法。

Images