JP4707890B2

JP4707890B2 - チップ抵抗器およびその製造方法

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Publication number: JP4707890B2
Application number: JP2001232049A
Authority: JP
Inventors: 栄樹北林; 敏博花岡
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: JP2003045702A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低抵抗値のチップ抵抗器に好適な電極構成に係り、特にめっきによる抵抗値のばらつきを抑制することが可能なチップ抵抗器の電極構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４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１７’および樹脂絶縁膜からなる保護膜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との間には端面電極１６’，１６’が形成されており、これらの電極表面にはめっき電極２３，２３が形成されている。このめっき電極２３は、下層がニッケルめっき層であり、上層がスズまたは半田めっき層である２層のめっき層により構成されている。
【０００３】
通常、めっき層２３は抵抗値の調整後に形成するが、めっき電極２３もまた抵抗体であるため、その厚さによっては抵抗値をばらつかせる原因となる。特に、抵抗値が３０ｍΩ乃至１００ｍΩの低抵抗器に関しては、抵抗値のばらつきが顕著となる。即ち、この領域の低抵抗器においては、電極部分の抵抗値が無視できなくなり、めっき電極の厚さによっても、抵抗器の抵抗値をばらつかせる原因となる。
【０００４】
ところで、めっき層は厚すぎると、金属応力によりヒビ割れ、剥がれ等の問題が生じるため、一般に１０μｍ程度以下の厚さにすることが望ましい。しかし、チップ抵抗器の使用の条件等によっては、それ以上の膜厚が要求される場合もある。このような場合、前述のような抵抗値のばらつきや、めっき電極の厚さによるひび割れ等を回避する必要が生じる。
【０００５】
【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、低抵抗値のチップ抵抗器においても、チップ抵抗器に形成されるめっき層の厚さに左右されず、抵抗値を安定させることが可能なチップ抵抗器及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の一態様は、絶縁性の基板面に形成され、抵抗体に接続された電極と、該電極を被覆するように形成されためっき電極層と、を備えたチップ抵抗器において、前記めっき電極層は、ニッケルめっき膜と、該ニッケルめっき膜上に形成された銅めっき膜と、を含むことを特徴とするチップ抵抗器である。
【０００７】
また、本発明の前記めっき電極層は、前記銅めっき膜上に更に形成されたニッケルめっき膜を含み、前記めっき電極層の最上層にはスズ又は半田めっき膜が形成されていることを特徴とするものである。また、前記電極は、前記基板の表面側に形成される表面電極と、前記基板の裏面側に形成される裏面電極と、前記表面電極及び前記裏面電極とを接続する端面電極からなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のチップ抵抗器の製造方法は、絶縁性の基板面に形成され、抵抗体に接続された電極と、該電極を被覆するように形成されためっき電極層と、を備え、前記電極は、前記基板の表面側に形成される表面電極と、前記基板の裏面側に形成される裏面電極と、前記表面電極及び前記裏面電極とを接続する端面電極とからなり、前記めっき電極層は、ニッケルめっき膜と、該ニッケルめっき膜上に形成される銅めっき膜と、該銅めっき膜上に更に形成されたニッケルめっき膜とを含み、前記めっき電極層の最上層にはスズ又は半田めっき膜とを含み、前記端面電極は、指向性を有する着膜法により主として前記基板の端面に金属薄膜として形成されることを特徴とするものである。
【０００９】
上述した本発明のチップ抵抗器によれば、めっき電極がニッケルめっき膜とその上に形成される銅めっき膜を含み、その銅めっき層上にニッケルめっき層とスズまたは半田めっき層が形成されている。従って、ニッケルめっき膜とその上に形成される銅めっき膜により、チップ抵抗器の電極部分の抵抗値を著しく低減することができる。これにより、３０ｍΩ乃至１００ｍΩ程度の低抵抗値のチップ抵抗器においても、製造ばらつき等の影響を受けることなく、安定した製造が可能となる。また、指向性を有する着膜法により、端面電極を表裏面側へのまわり込みを抑制しつつ形成することができる。
【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を参照して詳細に説明する。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】
このチップ抵抗器は、アルミナ等の絶縁性基板１１の表面両端部に電極１３，１３が配置されている。また、基板１１の裏面両端部にも電極１９，１９が配置されている。これらの電極１３，１３，１９，１９は、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄペーストパターンをスクリーン印刷により形成した後に高温で焼成することで形成される。これらの電極１３，１３，１９，１９は、厚さ１０μｍ前後に形成することが好ましい。
【００１２】
基板表面の電極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、厚さ１０μｍ程度に形成することが好ましい。
【００１３】
抵抗体１５はガラス絶縁膜１７ａおよび樹脂絶縁膜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。ガラス絶縁膜１７ａは厚さ８μｍ程度に形成することが好ましく、樹脂絶縁膜１７ｂは厚さ１０μｍ程度に形成することが好ましい。
【００１４】
基板の１１の両端面には、端面電極２１が表面電極１３及び裏面電極１９に接続するように形成されている。ここで、端面電極２１はニクロム又はニクロム銅等の金属薄膜を真空蒸着、スパッタリング等の方法により形成したものである。真空蒸着等による指向性をもたせた着膜法を用いることにより、端面電極２１を基板１１の端面のみに形成することができる。これにより、端面電極の基板表裏面側へのまわり込みが防止できる。端面電極２１の厚さは０．３μｍ程度が好適である。
【００１５】
表面電極１３，裏面電極１９、端面電極２１のそれぞれの表面上には、ニッケルめっき層２３ａ、銅めっき層２３ｂ、ニッケルめっき層２３ｃ、スズ又は半田めっき層２３ｄの４層のめっき層からなるめっき電極２３を備えている。最下層のニッケルめっき層２３ａは、表面電極１３、裏面電極１９、端面電極２１に対する次に形成する銅めっき層へ接合するためのめっき層である。次の銅めっき層２３ｂはめっき電極の厚さを稼ぐと共に電極の抵抗値を低減する機能を有している。更に、その上層のニッケルめっき層２３ｃ及びすずまたは半田めっき層２３ｄは、通常のチップ抵抗器に設けられるのと同様に半田食われの防止及び半田の付着性の向上のためにそれぞれ設けられためっき層である。ここで、各めっき層の好適な厚さは、それぞれ１０−１５μｍ程度である。
【００１６】
上述したニッケルめっき層２３ａ及び銅めっき層２３ｂを設けることで、チップ抵抗器における電極部分の等価的な抵抗値を著しく低減することができる。即ち、従来のニッケルめっき層２３ｃ及び半田めっき層２３ｄのみからなる場合の抵抗値が４ｍΩ程度であったものが、本発明のニッケルめっき層２３ａ及び銅めっき層２３ｂを設けることで、０．８ｍΩ程度に低減する。また、めっき電極をひび割れや剥離等を起こすことなく全体として厚く形成することができる。
【００１７】
例えばニッケルめっき層においては、その厚さを１５μｍ以上にすると、めっき膜内の応力により着膜部分にひび割れが生じやすくなるばかりでなく、着膜層間での剥がれも生じやすくなる。このようにめっき層を４層以上とすることにより、一層あたりのめっき層を比較的薄くし、全体としてのめっき電極２３を厚くすることができる。これにより各めっき層の応力をなくし、めっき層のひび割れや剥がれという問題が生じない。
【００１８】
例えば、電極１３の厚さを１０μｍとし、めっき電極２３を４層として各めっき膜の厚さを１０−１５μｍとした場合には、基板１１の表面からめっき電極２３の表面までの高さは５０−６０μｍとなる。これに対して、抵抗体１５の厚さを１０μｍとし、保護膜１７の厚さを３０μｍとした場合には、基板１１の表面から保護膜１７の表面までの高さは４０μｍとなる。したがって、めっき電極２３の表面の高さは保護膜１７の表面の高さよりも高くなるため、チップ抵抗器の抵抗体１５を形成した面側を搭載面とした場合であっても、保護膜１７の表面が回路基板または回路基板に形成されたパターンと接することが無く、良好な搭載状態を保つことができる。
【００１９】
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。
【００２０】
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の表裏面の選択性のない面実装を行い、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、問題無く半田付けによる固定が可能である。
【００２１】
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、図３（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。
【００２２】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板１１の表面側両端部に表面電極１３，１３を形成する。また、基板の裏面側両端部に裏面電極１９，１９を形成する。この電極１３，１３，１９，１９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。表面側の電極１３と裏面側の電極１９とは、どちらを先にスクリーン印刷によりパターン形成してもよいが、焼成は同時に行うことが好ましい。
【００２３】
次に、図３（ｃ）に示すように、表面電極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ペースト等を用いて形成することが好ましく、例えば８５０℃程度の温度で焼成する。抵抗体１５は表面電極１３，１３間に形成し、その両端部で電極１３，１３と接続する。
【００２４】
次に、図３（ｄ）に示すように、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、焼成する。第１保護層１７ａはガラス絶縁層であり、６００℃程度の温度で焼成することが好ましい。抵抗体１５には必要に応じてレーザートミリングを行い、抵抗値を調整する。次に、スクリーン印刷にてガラス絶縁層１７ａ上へ樹脂ペーストパターンを形成して加温硬化し、第２保護層１７ｂを形成する。第２保護層１７ｂは例えばエポキシ系樹脂であり、２００℃程度の温度で加温硬化することが好ましい。第１保護層１７ａおよび第２保護層１７ｂは抵抗体１５を完全に被覆するように配置する。
【００２５】
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４（e）に示すように、露出した基板の長手方向端面に端面電極２１，２１を形成する。端面電極２１，２１は指向性を有する着膜法等により被着したニクロム等の金属薄膜層である。指向性を有する着膜法とは、例えば真空蒸着法により特定の方向に金属粒子を進行させて、金属薄膜を被着する方法である。指向性を持たせた薄膜形成法により、適当な治具に装着することで、端面電極２１は、基板１１の両端部の端面のみに形成して、即ち、表面電極１３及び裏面電極１９に接続するようにして、保護膜には被着しないようにすることができる。端面電極２１は、ニクロム層またはニッケル・クロム・銅層で形成することが好ましく、その厚さは例えば０．０５乃至０．８μｍ程度、特に０．３μｍ程度が好ましい。尚、用途により、通常のスパッタリング法又は蒸着法を用いて端面電極２１を形成するようにしても勿論よい。
【００２６】
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、図３（ｆ）に示すように、電解めっきを行い、両端部の電極１３，１９，２１上にめっき電極２３，２３を形成する。このめっき電極は電解めっきによって、まずニッケルめっき層２３ａと、次に銅めっき層２３ｂと、ニッケルめっき層２３ｃと、半田めっき層（スズめっき層でもよい）２３ｄとを連続的に形成する。各めっき層は、１５μｍを越えないように制御し、特にニッケルめっき層は１０μｍを越えないようにする。これによりめっき層の厚みによるひび割れや剥がれ等の問題を防止することができる。
【００２７】
上述した製造工程によれば、３０ｍΩ乃至１００ｍΩの低抵抗値のチップ抵抗器に好適な電極構成を形成できる。また、絶縁性基板１１の両端部のめっき電極２３の表面が、保護膜１７の表面よりも高くなる。従って、回路基板への搭載状態を良好なものとすることができる。かかるチップ抵抗器の製造方法によれば、めっき電極２３におけるめっき層を積層する数を付加する以外は、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。即ち、既存の製造工程の変更を最小限に留めることで、本発明にかかるチップ抵抗器の製造コストの上昇を抑制することができる。
【００２８】
なお、上述の実施形態では、４層のめっき層を形成する例について述べたが、５層以上のめっき層を設けるようにしてもよい。
【００２９】
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。
【００３０】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、チップ抵抗器のめっき電極に所定の厚みを確保しながらも、めっき電極層のひび割れ、剥がれ等が生じることを防止し、且つ、めっき電極による等価的な電極部分の抵抗を低減し、抵抗値のばらつきを抑制することができる。
【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おける全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１１絶縁性基板
１３，１９，２１電極
１５抵抗体
１７ａ，１７ｂ，１７保護膜
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３めっき層（電極）

Claims

絶縁性の基板面に形成され、抵抗体に接続された電極と、
該電極を被覆するように形成されためっき電極層と、を備えたチップ抵抗器において、
前記めっき電極層は、ニッケルめっき膜と、該ニッケルめっき膜上に形成された銅めっき膜と、該銅めっき膜上に更に形成されたニッケルめっき膜とを含み、前記めっき電極層の最上層にはスズ又は半田めっき膜が形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。
前記電極は、前記基板の表面側に形成される表面電極と、前記基板の裏面側に形成される裏面電極と、前記表面電極及び前記裏面電極とを接続する端面電極からなることを特徴とする請求項１に記載のチップ抵抗器。
絶縁性の基板面に形成され、抵抗体に接続された電極と、
該電極を被覆するように形成されためっき電極層と、を備え、
前記電極は、前記基板の表面側に形成される表面電極と、前記基板の裏面側に形成される裏面電極と、前記表面電極及び前記裏面電極とを接続する端面電極とからなり、
前記めっき電極層は、ニッケルめっき膜と、該ニッケルめっき膜上に形成される銅めっき膜と、該銅めっき膜上に更に形成されたニッケルめっき膜とを含み、前記めっき電極層の最上層にはスズ又は半田めっき膜とを含み、
前記端面電極は、指向性を有する着膜法により主として前記基板の端面に金属薄膜として形成されることを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。