JP5696331B2

JP5696331B2 - チップ抵抗器およびその製造方法

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Publication number: JP5696331B2
Application number: JP2011052637A
Authority: JP
Inventors: 松本　健太郎; 健太郎松本
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: JP2012190965A

Description

本発明は、絶縁性基板上に抵抗体を配置し、該抵抗体を保護膜で被覆し、絶縁性基板の両端に抵抗体と接続する電極を配置したチップ抵抗器に関する。

チップ抵抗器の放熱性を改良するため、抵抗体のうち発熱量の大きい高抵抗部分を主電極に隣接して設け、且つ高抵抗部分を第１と第２の保護膜を介して最上層の補助電極で被覆し、補助電極をランドに接続するようにしたチップ抵抗器が提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、上記チップ抵抗器には以下の問題がある。まず、補助電極が第２保護膜の上に形成されているため、抵抗体で発生した熱が第1および第２の保護膜を介して補助電極に流れるため、良好な熱放散性が期待できない。また、第２保護膜の上面に補助電極が露出した状態で存在するため、外観の電極サイズが汎用品と異なってしまい、画像検出時の設定を該製品に合わせて変更する必要があり、現状工程への適合性に欠ける。さらに、補助電極が抵抗体のトリミングのための切り込み溝を被覆しているため電極材料が多く必要になる上、補助電極が切り込み溝の上部を覆ってしまうため、電極材料に含まれる金属が拡散して切り込み溝に入り込み、短絡を起こす可能性がある。

特開２００８−０５３２５５号公報

本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、熱放散性に優れ、現状工程への適合性が高く、且つ信頼性に優れたチップ抵抗器とその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のチップ抵抗器は、絶縁性基板と、その表面両端部に配置された一対の第１表電極と、該第１表電極に接続する抵抗体と、該抵抗体を被覆する第１保護膜と、該第１保護膜上に前記第１表電極と一部が接続するように配置された一対の第２表電極と、前記第１保護膜とともに前記抵抗体上に設けられた切り込み溝と、前記第２表電極の一部と、前記第１保護膜および前記切り込み溝を被覆する第２保護膜とを備え、前記第１保護膜と前記第２保護膜の間に形成される一対の前記第２表電極は、前記切り込み溝を被覆せず、前記抵抗体および前記第１保護膜上において該切り込み溝により狭くなる前記狭小部を被覆するように、少なくとも一方の第２表電極がチップ端から延びて前記切り込み溝を避けて、Ｌ字状をなすことを特徴とする。

ここで、前記切り込み溝は、前記第１保護膜とともに前記抵抗体に形成される、第２表電極に覆われない領域の範囲内に収まることが好ましい。さらに前記切り込み溝は、前記抵抗体の長手方向に対して略垂直に前記抵抗体の内側に向かって形成される第１切り込み部と、その終端から前記抵抗体の長手方向に、前記第２表電極のうち前記狭小部を被覆するように延長される電極に向けて形成される第２切り込み部とからなることが好ましい。

本発明の一実施例のチップ抵抗器の（ａ）は上面図であり、（ｂ）はそのＡＡ’線に沿った断面図である。図１に示す抵抗器に抵抗値調整のための切り込み溝とそれによって狭小部を形成し、第２表電極で狭小部を覆った状態を示す上面図である。本発明の一実施例のチップ抵抗器の製造工程を示す上面図と断面図であり、（ａ）は絶縁性基板を準備する段階を示し、（ｂ）は該基板に一対の第１表電極を形成した段階を示す。同じく、（ａ）は一対の第１表電極に接続した抵抗体を形成した段階を示し、（ｂ）は該抵抗体を被覆する第１保護膜を形成した段階を示す。同じく、（ａ）は第１保護膜とともに抵抗体の一部に切り込み溝を入れることにより狭小部を形成した段階を示し、（ｂ）は第１保護膜上に第１表電極と一端を接続し、切り込み溝は覆わず、狭小部の一部を被覆する第２表電極を形成した段階を示す。同じく、（ａ）は第２表電極と露出した第１保護膜および切り込み溝を被覆する第２保護膜を形成した段階を示し、（ｂ）は絶縁性基板を短冊状に分割した段階を示す。同じく、（ａ）は露出した端面に側面電極を形成した段階を示し、（ｂ）は個片に分割した段階を示す。同じく、（ａ）は電極部分にＮｉめっき層とＳｎめっき層を形成した段階を示し、（ｂ）は完成段階のチップ抵抗器の拡大断面図を示す。各種の切り込み溝と第２表電極のパターン例を示す上面図である。第２表電極の分割溝に掛かる部分に凹部を設けた第２表電極パターン例を示す上面図である。

以下、本発明の実施形態について、図１乃至図１０を参照して説明する。なお、各図中、同一または相当する部材または要素には、同一の符号を付して説明する。

図1（ａ）（ｂ）に示すように、本発明のチップ抵抗器は、アルミナ等の絶縁性基板１１と、その表面両端部に配置した一対の銀−パラジウム等の第１表電極１２と、該第１表電極に接続する酸化ルテニウム等の抵抗体１５と、該抵抗体を被覆するガラス等の第１保護膜１６とを備える。なお、絶縁性基板１１の裏面両端部には一対の裏電極１３が配置され、絶縁性基板１１の両側面には表電極１２と裏電極１３を接続する側面電極１４が配置されている。図示はしないがこれら電極の露出表面にはＮｉめっき層とＳｎめっき層が設けられている。

そして、第１保護膜１６上に第１表電極１２と一部が接続するように配置した第２表電極１７と、第１保護膜１６とともに抵抗体１５に設けた抵抗値調整用の切り込み溝Ｘと、第２表電極の一部と、第１保護膜１６および切り込み溝Ｘを被覆する樹脂等の第２保護膜１８を備える。従って、チップ抵抗器の上面中央部は第２保護膜に被覆され、絶縁性基板上に抵抗体を配置し、該抵抗体を保護膜で被覆し、絶縁性基板の両端に電極を配置した通常のチップ抵抗器と外観が変わらない。

ここで、第２表電極１７を第１保護膜１６と第２保護膜１８の間に形成し、図２に示すように、第２表電極１７が抵抗体１５および第１保護膜１６の切り込み溝Ｘを被覆せず、該切り込み溝Ｘにより狭くなった狭小部Ｙを覆うように形成している。すなわち、第２表電極１７は、一対の電極１７ａ，１７ｂからなり、少なくとも一方の第２表電極１７ａがチップ端１９から延びて切り込み溝Ｘを避けて、狭小部Ｙを被覆するようにＬ字状をなしている。チップ端とは、絶縁性基板１１における短手方向の両端を指す。もう一方の第２表電極１７ｂはこの実施例では矩形をなしているが、後述するように、種々のパターンが採用可能である（図９参照）。

この実施例において、切り込み溝Ｘは、第２表電極に覆われない領域の範囲内に収まる。第２表電極に覆われない領域とは、図２に示すＬ字状をなす第２表電極によって囲まれた範囲Ｚのことである。また、切り込み溝Ｘは、抵抗体１５の長手方向に対して略垂直に抵抗体１５の内側に向かって形成した第１切り込み部Ｘ１と、その終端から抵抗体１５の長手方向に、第２表電極の狭小部Ｙを被覆する第２表電極１７ａに向けて形成した第２切り込み部Ｘ２とからなる。第２切り込み部Ｘ２を入れる方向を第２表電極１７ａに向けることで、第２切り込み部Ｘ２の終端から生じるマイクロクラック部分を第２表電極１７ａによって覆うことができ、これによりマイクロクラックの伸長を電極１７ａで抑え込むことができ、抵抗値変化が起きにくくなり、信頼性を高めることができる。

以上の構成によるチップ抵抗器では、第２表電極１７が、抵抗体１５における抵抗値調整のための切り込み溝Ｘによって狭くなった狭小部Ｙの一部に掛かり、切り込み溝Ｘの部分を覆わず、第２表電極が第１保護膜１６と第２保護膜１８の間に形成されている、という点に特徴がある。

抵抗体１５中を流れる電流は切り込み溝Ｘの部分には流れず、切り込み溝Ｘによって狭くなった狭小部Ｙに流れる。従って、第２表電極１７が切り込み溝Ｘによって狭くなった狭小部Ｙを第１保護膜１６のみを介して覆っていることにより、抵抗体において最も発熱する狭小部Ｙの放熱効果が向上し、チップ抵抗器の高定格・低ＴＣＲ化が可能になる。

そして、第２表電極１７は抵抗体全体を覆わず、狭小部Ｙを覆うため、切り込み溝Ｘに電極材料に含まれる金属が拡散して入り込み、短絡を起こす可能性が低減し、また、電極材料が従来技術に比べて少量で済むことで、短絡を起こす可能性がより低減する。

さらに、第２表電極１７の上に第２保護膜１８を形成することで、外観の電極サイズは汎用品と変わらない。このため、画像検出時に設定を変える必要がなく、既存の検査工程をそのまま適用することができる。そして、チップ抵抗器中央部上面が広く第２保護膜１８により覆われているため、チップ抵抗器搭載時の吸着ノズルによる持ち帰り等のトラブルを防止できる。

また、第２表電極の面積が広くなるため、第２表電極形成後に抵抗値調整用の切り込み溝を形成する場合にプローブを接触させることが容易になる。第２表電極が第２保護膜に覆われているため、第２表電極の面積をより広くしても第２保護膜が第２電極間に入り込み、異物等による第２表電極間の短絡を防止することができる。従って、熱放散性に優れ、信頼性に優れ、且つ既存の製造工程への適合性の高いチップ抵抗器を提供することができる。

次に、本発明のチップ抵抗器の製造方法について、図３−８を参照して説明する。まず、分割溝２１ｃが形成されたアルミナ等の多数個取り用の大判絶縁性基板２１を準備する（図３（ａ）参照）。そして、各チップ区画の表面両端部に銀−パラジウムにガラスを混合したペーストを印刷または塗布し、約８５０℃で焼成し、一対の第１表電極１２を形成する。裏電極１３を形成する場合には、銀系のペースト材料を用いて形成する。第１表電極１２と裏電極１３の形成は同時でも、またどちらかが先であっても構わない（図３（ｂ）参照）。

そして、第１表電極１２に接続するように、酸化ルテニウムペースト等からなる抵抗体パターンを印刷し、約８５０℃で焼成して抵抗体１５を形成する（図４（ａ）参照）。なお、第１表電極・裏電極形成工程と抵抗体形成工程とはどちらが先でも構わない。次に、抵抗値調整時の衝撃が抵抗体に与える影響を緩和するために、ガラスペーストを印刷し、約６００℃で焼成して第１保護膜１６を形成する（図４（ｂ）参照）。

そして、その第１保護膜１６と抵抗体１５上に、抵抗値を調整するための切り込み溝Ｘを形成する。この切り込み溝Ｘは一例として、上述したように抵抗体１５の長手方向に対して略垂直に抵抗体の内側に向かって形成される第１切り込み部Ｘ１と、その終端から一方の第２表電極１７ａが第１表電極と接続される一端側に向かって形成される第２切り込み部Ｘ２からなる（図５（ａ）参照）。

そして、第１保護膜１６上に第１表電極１２とチップ端１９で接続し、切り込み溝Ｘを被覆せず且つ狭小部Ｙを被覆するように、銀系材料からなる第２表電極１７を形成する（図５（ｂ）参照）。このとき、望ましくは第２表電極１７は抵抗体１５における狭小部Ｙの面積の少なくとも７０％を被覆する。そうすることで、切り込み溝Ｘの近傍まで第２表電極１７が形成され、放熱効果が向上する。

また、第１保護膜１６の焼成温度より第２表電極１７の焼成温度を低く、または同じにする場合には、第２表電極１７の焼成工程において第１保護膜１６が溶融することを防止することができる。第２表電極１７は、基板表面片端にのみ形成することも可能であるが、その場合には抵抗器の表面両端で高さが異なってしまうため、基板表面両端に一対で形成することが好ましい。なお、切り込み溝Ｘと第２表電極１７については後述するように種々のパターンが採用可能である（図９参照）。

抵抗値調整工程と第２表電極形成工程の順番は逆になっても構わない。第２表電極形成後に抵抗値を調整する場合には、その後の工程において加熱される回数が減るため抵抗値が変化しにくくなるという効果を得ることができる。

その後、第２表電極１７の一部と第１保護膜１６および切り込み溝Ｘを覆う、エポキシ系樹脂等の樹脂系材料を用いた第２保護膜１８を印刷し、２００〜２５０℃で加温硬化して形成する（図６（ａ）参照）。第２保護膜１８は、外部環境から抵抗体１５を保護するために設けられており、樹脂系の材料によって形成することで、硬化に必要な温度が低くなる。それにより、抵抗値が変化しにくくなり、第２保護膜１８の形成工程において第１保護膜１６が溶融することを防ぐことができる。

次に、大判絶縁性基板２１を短冊状に分割し（図６（ｂ）参照）、短冊状に分割することで露出した絶縁性基板側面に側面電極１４を形成する（図７（ａ）参照）。側面電極１４はＡｇ樹脂を塗布またはＮｉ−Ｃｒ系材料をスパッタにより形成する。そして個片に分割し（図７（ｂ）参照）、Ｎｉめっき層２０ａとＳｎめっき層２０ｂとからなる電極めっき層２０を形成することで、チップ抵抗器が完成する（図８（ａ）（ｂ）参照）。なお、上記工程はチップ抵抗器のみではなく、ジャンパー製品にも応用することができる。

図９は種々の切り込み溝の形成パターン例及び第２表電極の形成パターン例を示す。（ａ）（ｂ）はＬ字型の切り込み溝Ｘを用いたものである。（ａ）に示す例は、第２切り込み部Ｘ２が、第２表電極１７のうち狭小部Ｙを覆う一方の第２表電極１７ａにおけるチップ端１９方向へ向かって形成されている。（ｂ）に示す例は、第２切り込み部Ｘ２が矩形の第２表電極１７ｂの方向へ向かって形成される。従って（ａ）（ｂ）は、第２切り込み部Ｘ２の向きがそれぞれ異なっている。

（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は抵抗体１５の長手方向に対して略垂直なＩ字型の切り込み溝Ｘを用いたものである。（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は一方の第２表電極１７ａがチップ端１９から延びて切り込み溝Ｘを避けて、狭小部Ｙを被覆するようにＬ字状をなしている。これに対して、（ｅ）は他方の第２表電極１７ｂがチップ端１９から延びて切り込み溝Ｘを避けて、狭小部Ｙを被覆するようにＬ字状をなしている。また、（ｆ）は両方の第２表電極１７ａ，１７ｂがチップ端１９から延びて切り込み溝Ｘを避けて、狭小部Ｙを被覆するようにＬ字状をなしている。いずれの場合も、第２表電極１７は抵抗体において抵抗値調整のための切り込み溝Ｘにより狭くなった狭小部Ｙを覆っているという点で共通する。

図１０は図９（ａ）の変形例を示す。第２表電極１７の電極材料が滲んで、大判絶縁性基板２１上の分割溝２１ｃに流れ込むことを防止するために、凹部１７ｃを第２表電極１７の一部に設けてもよい。

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。

本発明は、チップ抵抗器、特に高電力用途のチップ抵抗器に好適に利用可能である。

Claims

絶縁性基板と、
該絶縁性基板の表面両端部に配置される一対の第１表電極と、
該第１表電極に接続する抵抗体と、
該抵抗体を被覆する第１保護膜と、
該第１保護膜上に前記第１表電極と一部が接続するように配置される一対の第２表電極と、
前記第１保護膜とともに前記抵抗体上に設けられる切り込み溝と、
前記第２表電極の一部と、前記第１保護膜および前記切り込み溝を被覆する第２保護膜とを備え、
前記第１保護膜と前記第２保護膜の間に形成される一対の前記第２表電極は、前記切り込み溝を被覆せず、
前記抵抗体および前記第１保護膜上において該切り込み溝により狭くなる前記狭小部を被覆するように、少なくとも一方の第２表電極がチップ端から延びて前記切り込み溝を避けて、Ｌ字状をなすことを特徴とするチップ抵抗器。
前記切り込み溝は、前記抵抗体および前記第１保護膜上に形成される、前記第２表電極に覆われない領域の範囲内に収まることを特徴とする請求項１記載のチップ抵抗器。
前記切り込み溝は、前記抵抗体の長手方向に対して略垂直に前記抵抗体の内側に向かって形成される第１切り込み部と、その終端から前記抵抗体の長手方向に、前記第２表電極のうち前記狭小部を被覆するように延長される電極に向けて形成される第２切り込み部とからなることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ抵抗器。
絶縁性基板に一対の第１表電極および該第１表電極に接続される抵抗体を形成する工程と、
前記抵抗体を被覆する第１保護膜を形成する工程と、
該第１保護膜とともに前記抵抗体に切り込み溝を形成する工程と、
前記第１表電極と一端を接続し、前記切り込み溝を設けることにより前記抵抗体上に形成される狭小部を覆う第２表電極を形成する工程と、
該第２表電極と、前記第１保護膜および前記切り込み溝を被覆する第２保護膜を形成する工程と、を有し、
前記第２表電極は、一対の電極からなり、少なくとも一方の電極がチップ端から延びて前記切り込み溝を避けて、前記狭小部を被覆するようにＬ字状をなすことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
前記切り込み溝は、前記抵抗体および前記第１保護膜上に形成される、前記第２表電極に覆われない領域の範囲内に収まるように形成することを特徴とする請求項４に記載のチップ抵抗器の製造方法。
前記切り込み溝は、前記抵抗体の長手方向に対して略垂直に前記抵抗体の内側に向かって形成される第１切り込み部と、該第１切り込み部の終端から前記抵抗体の長手方向に、前記第２表電極のうち前記狭小部を被覆するように延長される電極に向けて形成される第２切り込み部の順に形成されることを特徴とする請求項４または５に記載のチップ抵抗器の製造方法。