JP6393484B2 - チップ抵抗器 - Google Patents

Description

本発明は、面実装タイプのチップ抵抗器に関する。

図１０は従来の一般的なチップ抵抗器を模式的に示す平面図、図１１は図１０のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１２は図１０のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。図１０に示すチップ抵抗器１０１は、直方体状の絶縁性基板１０２と、絶縁性基板１０２の表面に所定間隔を存して対向配置された一対の表電極１０３と、これら両表電極１０３の間を橋絡する長方形状の抵抗体１０４と、この抵抗体１０４を覆う第１絶縁層１０５および第２絶縁層１０６等によって主として構成されている。なお、図示省略されているが、絶縁性基板１０２の裏面には表電極１０３に対応するように一対の裏電極が設けられており、絶縁性基板２の短手方向に沿う両端面には表電極１０３と裏電極を橋絡する端面電極が設けられている。

絶縁性基板１０２は、大判基板を縦横の分割溝に沿って分割して多数個取りされたものであり、大判基板はアルミナを主成分とするセラミックス基板である。また、表電極１０３は銀を主成分とする導電材料からなり、抵抗体１０４は酸化ルテニウム等からなる。第１絶縁層１０５は耐熱性に優れたガラス材料からなり、この第１絶縁層１０５で抵抗体１０４を覆った後に、抵抗体１０４と第１絶縁層１０５の一部にレーザー光を照射して抵抗値調整用のトリミング溝１０７が形成される。

トリミング溝１０７は、両表電極１０３に測定端子（プローブ）を接触させて抵抗体１０４の抵抗値を測定しながら、第１絶縁層１０５の一方の端面から抵抗体１０４の短手方向にレーザー光を照射することによって形成され、トリミング溝１０７の始端側が第１絶縁層１０５の一端面に破断面として露出する。このトリミング溝１０７の形成後、外的環境により抵抗体１０４の抵抗値が変わらないようにするために、第１絶縁層１０５の全体を覆い隠すようにして第２絶縁層１０６が形成される。

近年では、低温で硬化可能な樹脂材料を用いて第２絶縁層１０６の形成を行ったチップ抵抗器１０１が主流となりつつある。ここで、チップ抵抗器１０１の製造過程において、第１絶縁層１０５で抵抗体１０４を覆うと、第１絶縁層１０５の両端面１０５ａと絶縁性基板１０２の板面１０２ｂとによって段差部分が生じ、その後に第２絶縁層１０６で第１絶縁層１０５を覆うとき、第２絶縁層１０６と前記段差部分との間に隙間Ｓ２００が生じ易くなる（図１１参照）。したがって、このようなチップ抵抗器１０１を高湿度のもとで使用すると、樹脂はガラスに比べて耐湿性に乏しいため、第２絶縁層１０６を水分が透過して隙間Ｓ２００に蓄積され、表電極１０３の主成分である銀が隙間Ｓ２００に蓄積された水分を伝って移動するマイグレーションを発生させることがある。そして、表電極１０３の銀がトリミング溝１０７まで到達すると、トリミング溝１０７に露出する抵抗体１０４の破断面と表電極１０３との間で短絡して、チップ抵抗器１０１の抵抗値が変動するという問題が起こる。

そこで、マイグレーションの発生を抑制するために、例えば、樹脂材料を用いた保護膜によって抵抗体を被覆し、この保護膜に撥水処理を施したチップ抵抗器が提案されている（特許文献１）。この特許文献１に記載されたチップ抵抗器は、セラミック基板（絶縁性基板１０２）と、このセラミック基板の端面に対向配置された一対の外部電極（表電極１０３）と、これら外部電極の間を橋絡する抵抗体と、この抵抗体を覆う樹脂材料からなる保護膜（第２絶縁層１０６）とで構成されており、保護膜の表面には撥水膜を有する無機フィラーが露出している。特許文献１の記載によると、保護膜に施された撥水膜により水分の吸着を抑制することでマイグレーションの発生を防止している。

特開２００２−２５２１５０号公報

しかし、樹脂はガラスに比べて密着性に乏しいため、樹脂を用いて第２絶縁層１０６を形成すると、絶縁性基板１０２の長手方向に沿う両端面１０２ａと第２絶縁層１０６の両端面１０６ａとの間に第１絶縁層１０５の両端面１０５ａまで通じる隙間Ｓ１００が生じ易くなる（図１１参照）。そして、隙間Ｓ１００と隙間Ｓ２００とが繋がった場合には、樹脂材料からなる第２絶縁層１０６に撥水膜を形成したとしても、あるいは、高耐湿の樹脂材料を用いて第２絶縁層を形成したとしても、隙間Ｓ２００内への水分の侵入を阻止することができない。

さらに、第１絶縁層１０５の一方の端面１０５ａにはトリミング溝１０７による破断面が露出していることから、隙間Ｓ２００は表電極１０３の銀をトリミング溝１０７まで移動可能とする経路となり得る。この場合、表電極１０３の銀が隙間Ｓ２００内に侵入した水分を伝ってトリミング溝１０７まで到達可能となるため、マイグレーションに起因する抵抗値の変動を防止することができなくなる。

本発明は、上記した従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、マイグレーションに起因する抵抗値の変動を防止することのできるチップ抵抗器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のチップ抵抗器は、直方体状の絶縁性基板と、この絶縁性基板上に所定間隔を存して対向配置された銀を主成分とする一対の表電極と、これら両表電極間を橋絡する長方形状の抵抗体と、この抵抗体を覆うガラス材料からなる第１絶縁層と、この第１絶縁層を覆う樹脂材料からなる第２絶縁層とを備え、前記抵抗体と前記第１絶縁層にトリミング溝を形成して抵抗値を調整するようにしたチップ抵抗器において、前記第１絶縁層は前記抵抗体の側辺を越えて外方まで延出しており、この第１絶縁層の側辺の一部を前記絶縁性基板の側辺に向かってさらに突出させて凸状の幅広部を形成し、前記トリミング溝を前記幅広部の内側領域を始端として前記抵抗体と前記第１絶縁層との重なり部分に向かって形成したことを特徴とする。

このように構成されたチップ抵抗器では、抵抗体を覆う第１絶縁層に抵抗体の側辺を越えて絶縁性基板の側辺に向かって突出する幅広部を設けてあり、この幅広部の内側領域を始端としてトリミング溝が抵抗体と第１絶縁層との重なり部分に向かって形成されているため、第１絶縁層の端面にトリミング溝が露出しない構成となる。これにより、表電極の銀がトリミング溝に到達することを阻止して、マイグレーションに起因する抵抗値の変動を防止することができる。

また、上記構成において、前記第１絶縁層は前記抵抗体の相対抗する両側辺を越えて外方まで延出しており、この第１絶縁層の両側辺に前記幅広部をそれぞれ形成し、これら幅広部の何れか一方に前記トリミング溝を形成したことを特徴とする。なお、前記幅広部を前記絶縁性基板の前記側辺に至る手前位置まで突出させると、第１絶縁層の幅広部が大判基板の分割溝を被覆しない構成となるため、大判基板から多数個のチップ抵抗器を取り出す際に、大判基板の分割溝に沿って分割し易い。

本発明のチップ抵抗器では、幅広部の内側領域を始端としてトリミング溝が抵抗体と第１絶縁層との重なり部分に向かって形成されて、第１絶縁層の端面にトリミング溝が露出しない構成となるため、表電極の銀がトリミング溝に到達することを阻止して、マイグレーションに起因する抵抗値の変動を防止することができる。

本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器を模式的に示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。 本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器を模式的に示す平面図である。 本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器を模式的に示す平面図である。 本発明の第４実施形態例に係るチップ抵抗器を模式的に示す平面図である。 従来の一般的なチップ抵抗器を模式的に示す平面図である。 図１０のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図１０のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

以下、発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図１は本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器を模式的に示す平面図であるが、便宜上、第２絶縁層６（図６参照）の図示を省略している。また、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

図１に示すチップ抵抗器１は、直方体形状の絶縁性基板２と、絶縁性基板２の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表電極３と、これら両表電極３の間を橋絡する抵抗体４と、抵抗体４を覆うガラス材料からなる第１絶縁層５と、第１絶縁層５を覆う樹脂材料からなる第２絶縁層６等によって主として構成されている。なお、図示省略されているが、絶縁性基板２の裏面には表電極３に対応するように一対の裏電極が設けられており、絶縁性基板２の短手方向に沿う両端面には表電極３と裏電極を橋絡する端面電極が設けられている。

絶縁性基板２は、後述する大判基板４０を縦横の分割溝４１，４２に沿って分割して多数個取りされたものであり、大判基板４０の主成分はアルミナを主成分とするセラミックス基板である。表電極３と裏電極の主成分は銀であり、抵抗体４は酸化ルテニウム等からなる。そして、この抵抗体４と第１絶縁層５にトリミング溝７を形成することによってチップ抵抗器１の抵抗値が調整されている。

図１に示すように、抵抗体４は長方形状に形成されており、抵抗体４の長手方向両端部が各表電極３に重なるようにして配置されている。第１絶縁層５は抵抗体４の全体を覆うようにして形成されており、この第１絶縁層５には抵抗体４の側辺４ａを越えて絶縁性基板２の両側辺２ｃの手前位置まで突出する幅広部Ｅ１，Ｅ２（図中の斜線部分）がそれぞれ設けられている。トリミング溝７は、両表電極３に測定端子（プローブ）を接触させて抵抗体４の抵抗値を測定しながら、幅広部Ｅ１の内側領域に位置する始端７ａから抵抗体４の短手方向にレーザー光を照射することによって形成され、測定抵抗値が目標抵抗値に一致する位置（終端）するまでＬ字状に延びている。抵抗体４と第１絶縁層５にトリミング溝７を形成した後に、外的環境により抵抗体４の抵抗値が変わらないようにするために、第１絶縁層５の全体と絶縁性基板２の大部分を覆い隠すようにして第２絶縁層６が形成される。

次に、このチップ抵抗器１の製造工程（第１工程〜第１２工程）について、図４〜図６を用いて説明する。

まず、第１工程として、絶縁性基板２が多数個取りされる大判基板４０の表面４０ａに、Ａｇ／Ｐｄペーストをスクリーン印刷して乾燥させることによって未焼成の表電極３を形成する（図４（１））。なお、大判基板４０には予め１次分割溝４１と２次分割溝４２が格子状に設けられており、両分割溝４１，４２によって区切られたマス目の１つ１つが１個分のチップ領域となるが、表電極層３は１次分割溝４１を介して隣接する一方のチップ領域の長手方向一端部と他方のチップ領域の長手方向他端部とに連続的に形成する。

なお、図示省略してあるが、上記第１工程に前後して、絶縁性基板２が多数個取りされる大判基板４０の裏面に、Ａｇペーストをスクリーン印刷して乾燥させることによって未焼成の裏電極を形成する（図示せず）。これら裏電極群の形成位置と表電極３群の形成位置はほぼ対応している。

次に、第２工程として、表電極３と裏電極を８５０℃程度の高温で焼成する。これにより、大判基板４０の表面４０ａと裏面にそれぞれ焼成銀からなる表電極３と裏電極が密着して固定される。

次に、第３工程として、大判基板４０の表面４０ａに酸化ルテニウム等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷して乾燥させることにより、各チップ領域に未焼成の抵抗体４を形成する（図４（２））。その際、表電極３が抵抗体４の長手方向両端部と重なるようにして合わせ置かれる。そして、次なる第４工程で、この抵抗体４を８５０℃程度の高温で焼成する。

次に、第５工程として、抵抗体４を覆う領域にガラスペーストをスクリーン印刷した後、第６工程でこのガラスペーストを６００℃程度の高温で焼成することにより、抵抗体４を覆う第１絶縁層５を形成する（図４（３））。なお、上述のように、第１絶縁層５には、抵抗体４の側辺４ａを越えて絶縁性基板２の両側辺２ｃの手前位置まで突出する一対の幅広部Ｅ１，Ｅ２が設けられている（図５（１））。この第１絶縁層５は、次工程で照射されるレーザーの熱で抵抗体４のトリミング溝７近傍が損傷しないようにするためのものである。なお、第５，６工程において、第１絶縁層５の長手方向に沿う両端面５ａと絶縁性基板２の板面２ｂとによって段差部分が生じる（図２参照）。

次に、第７工程として、抵抗体４および第１絶縁層５にレーザー光を照射してトリミング溝７を形成する。上述したように、トリミング溝７の形成は幅広部Ｅ１の内側領域に位置する始端７ａから抵抗体４の目標抵抗値となる位置まで行われる（図５（２），（３））。

次に、第８工程として、第１絶縁層５やトリミング溝７を覆うようにエポキシ系等の樹脂ペーストをスクリーン印刷した後、第９工程でこの樹脂ペーストを２００℃程度の低温で加熱硬化させることにより、第２絶縁層６を形成する（図６（１））。なお、第８工程において、第２絶縁層６で第１絶縁層５を覆うとき、第２絶縁層６と前記段差部分との間に隙間Ｓ２（図２参照）が生じ易くなる。

ここまでの工程は多数個取り用の大判基板４０に対する一括処理であるが、次なる第１０工程では、ブレークによって大判基板４０を１次分割溝４１に沿って短冊状に分割するという１次ブレーク加工を行う。これにより、複数個分のチップ領域が設けられた短冊状基板４３を得る（図６（２））。

次に、第１１工程で、短冊状基板４３の分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、表電極３と裏電極を橋絡する端面電極（図示せず）を形成する。そして、次の第１２工程で、短冊状基板４３を２次分割溝４２に沿って分割するという２次ブレーク加工を行うことにより（図６（３））、チップ抵抗器１が完成する（図１）。

なお、第１実施形態例の第２絶縁層６は、ガラスに比べて密着性に乏しい樹脂材料を用いて形成されているため、第１２工程において２次ブレーク加工が行われると、絶縁性基板２の長手方向に沿う側面２ａと第２絶縁層６の側面６ａとの間に第１絶縁層５の両端面５ａまで通じる隙間Ｓ１（図２参照）が生じ易くなる。この隙間Ｓ１が上記した隙間Ｓ２と繋がると、表電極３の間に水分が移動してきて、マイグレーションが発生しやすい状態となる。

ここで、第１実施形態例のチップ抵抗器１では、抵抗体４を覆う第１絶縁層５に抵抗体４の側辺４ａを越えて絶縁性基板２の両側辺２ｃに向かって突出する幅広部Ｅ１，Ｅ２を設けてあり、トリミング溝７が一方の幅広部Ｅ１の内側領域を始端７ａとして抵抗体４と第１絶縁層５との重なり部分に向かって形成されているため、第１絶縁層５の端面５ａにトリミング溝７の破断面が露出しない構成、すなわち、隙間Ｓ２（図２参照）とトリミング溝７の破断面とが繋がらない構成となる。これにより、マイグレーションによる表電極３の銀がトリミング溝７の破断面に到達することを阻止して、マイグレーションに起因する抵抗値の変動を防止することができる。

また、幅広部Ｅ１，Ｅ２を絶縁性基板２の両側辺２ｃに至る手前位置まで突出させているため、第１絶縁層５の幅広部Ｅ１，Ｅ２が大判基板４０の分割溝４２を被覆しない構成となるため、２次ブレーク加工を行い易い。

さらに、第１絶縁層５には一対の幅広部Ｅ１，Ｅ２が設けられていることから、図１に示すように一方の幅広部Ｅ１の内側領域を始端７ａとするトリミング溝７を形成することができるのみならず、他方の幅広部Ｅ２の内側領域を始端とするトリミング溝も形成可能である。なお、第１絶縁層５にいずれか一方の幅広部Ｅ１，Ｅ２を設け、この幅広部の内側領域をトリミング溝の始端とする構成であっても良い。

なお、第１実施形態例では、図１に示すように、幅広部Ｅ１，Ｅ２の設けられた第１絶縁層５の形状を長方形状とし、この第１絶縁層５で抵抗体４を全て覆うような構成としたが、これに限られず、図７に示す第２実施形態例のチップ抵抗器１０のように、抵抗体４の電極間部分を第１絶縁層１１で覆い、この第１絶縁層１１にトリミング溝７の始端７ａを形成できる程度の幅広部Ｅ３と幅広部Ｅ４を設けるような構成としても良い。このような構成としても、第７工程で照射されるレーザーの熱で抵抗体４のトリミング溝７近傍を損傷しないようにすることができると共に、第１実施形態例の奏する効果、すなわち、マイグレーションに起因する抵抗値の変動を防止するという効果を得ることができる。

また、図８に示す第３実施形態例のチップ抵抗器２０は、第１実施形態例のチップ抵抗器１と比較すると、抵抗体４の配置位置が異なっている。具体的には、第３実施形態例の抵抗体２１は、第１実施形態例の抵抗体４に比べて両表電極３の中央部でなく図示下側にシフトした位置に配置されている。このように、抵抗体２１の幅と配置される位置を工夫することにより、第１絶縁層２２に幅広部Ｅ５を容易に確保することができる。

また、第１実施形態例では、Ｌ字状のトリミング溝７を１つ形成したが、トリミング溝７の形状や数はこれに限らず、図９（１），（２）に示す第４実施形態例に係るチップ抵抗器３０に示すように、例えば直線状のトリミング溝３１を複数設けた場合であっても良い。このように、複数のトリミング溝を形成したり、トリミング溝の形状を異なるものとしたとしても、抵抗体４を覆う第１絶縁層５に幅広部Ｅ１，Ｅ２を設けて、これら幅広部の内側領域を始端３１ａとしてトリミング溝３１を形成すれば、第１実施形態例と同様に、マイグレーションに起因する抵抗値の変動を防止するという効果を得ることが可能である。

なお、第１実施形態例では、表電極３を絶縁性基板２の長手方向両端部に対向配置すると共に、抵抗体４の長手方向両端部を表電極３と重なるようにして、抵抗体４を両表電極３の間に橋絡させているが（図４（２））、これに限られず、表電極３を絶縁性基板２の短手方向両端部に形成した後、抵抗体４の短手方向両端部を表電極３と重なるようして、抵抗体４を両表電極３の間に橋絡させても良い。このように表電極３と抵抗体４とを配置させたとしても、第１実施形態例の奏する効果、すなわち、マイグレーション起因する抵抗値の変動を防止するという効果を得ることが可能であることは言うまでもない。

また、第１実施形態例では、両表電極３の対向辺が抵抗体４と直角に交差する直角辺となっているが、これに限られず、両表電極３の一方の対向辺が抵抗体４と斜めに重なる傾斜辺となっていても良いし、両表電極３の双方の対向辺が抵抗体４と斜めに重なる傾斜辺となっていても良い。

Claims (2)

1. 直方体状の絶縁性基板と、この絶縁性基板上に所定間隔を存して対向配置された銀を主成分とする一対の表電極と、これら両表電極間を橋絡する長方形状の抵抗体と、この抵抗体を覆うガラス材料からなる第１絶縁層と、この第１絶縁層を覆う樹脂材料からなる第２絶縁層とを備え、前記抵抗体と前記第１絶縁層にトリミング溝を形成して抵抗値を調整するようにしたチップ抵抗器において、
   前記第１絶縁層は前記抵抗体の側辺を越えて外方まで延出しており、この第１絶縁層の側辺の一部を前記絶縁性基板の側辺に向かってさらに突出させて凸状の幅広部を形成し、前記トリミング溝を前記幅広部の内側領域を始端として前記抵抗体と前記第１絶縁層との重なり部分に向かって形成したことを特徴とするチップ抵抗器。
2. 請求項１の記載において、
   前記第１絶縁層は前記抵抗体の相対抗する両側辺を越えて外方まで延出しており、この第１絶縁層の両側辺に前記幅広部をそれぞれ形成し、これら幅広部の何れか一方に前記トリミング溝を形成したことを特徴とするチップ抵抗器。