JP6695415B2 - チップ抵抗器 - Google Patents

Description

本発明は、基板内層型部品として用いて好適なチップ抵抗器に関するものである。

一般的にチップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板と、絶縁基板の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極と、これら両表電極間に設けられた抵抗体と、抵抗体を覆う絶縁性の保護層と、前記絶縁基板の裏面における長手方向両端部に設けられた一対の裏電極と、表電極と裏電極を導通する一対の端子電極等によって主に構成されており、抵抗体には抵抗値調整のためのトリミングが施されている。

近年、電子機器の小型・軽量化や回路構成の複雑化に伴って、このようなチップ抵抗器を回路基板上に面実装して使用するだけでなく、積層回路基板等の樹脂層の内部に埋め込んで内層型のチップ抵抗器として使用する場合が生じている。その場合、樹脂層表面の配線パターンと内部のチップ抵抗器はビアを介して接続されるため、ビアに接続される端子電極の表面は広く且つ平坦であることが望ましく、かかる要望に対応した構成例として、表面に広く且つ平坦な端子電極を有するようにしたチップ抵抗器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたチップ抵抗器では、端子電極を表電極から保護層の上面に達する位置まで延ばすことにより、表面を広く且つ平坦にした端子電極を形成するようにしているが、端子電極が表電極と抵抗体の重なり部分（凸形状）を覆うように形成されるため、端子電極の表面は必ずしも平坦になるとは限らず、なだらかな凹凸ができてしまう虞がある。

そこで従来より、特許文献２に記載されているように、保護層を表電極と抵抗体の全面を覆うように形成すると共に、この保護層の平坦化された上面まで端子電極を回り込んで形成することにより、端子電極の表面の平坦化を図るようにしたチップ抵抗器が提案されている。

特開２０１１−９１１４０号公報 特開２００５−２６８３０２号公報

しかしながら、特許文献２に記載されたチップ抵抗器のように、平坦化された保護層の上面に端子電極を形成した場合、絶縁基板と保護層間に露出する表電極、すなわち表電極の厚み相当分の露出端面としか端子電極が接続されなくなるため、表電極と端子電極との接続信頼性が低下してしまうという問題が発生する。特に、チップ抵抗器の外形寸法が小型化されていくと、表電極の厚みを非常に薄く形成する必要があるため、表電極と端子電極との接続信頼性が極端に悪くなってしまう。

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、表面に広く且つ平坦な端子電極を有すると共に、表電極と端子電極との接続信頼性が高いチップ抵抗器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のチップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面における長手方向両端部の矩形状領域に設けられた一対の表電極と、これら両表電極間に跨るように設けられた抵抗体と、この抵抗体と前記両表電極の全面を覆う絶縁性の保護層と、前記絶縁基板の長手方向両端部にキャップ形状に設けられて前記絶縁基板と前記保護層との間から露出する前記表電極の露出部に接続する一対の端子電極と、前記一対の端子電極を覆う外部電極とを備え、前記表電極が、前記絶縁基板における短辺側と前記保護層との間から露出する第１露出部と、前記絶縁基板における両長辺側と前記保護層との間から露出する一対の第２露出部とを有しており、前記端子電極が前記絶縁基板の長手方向端面から前記第２露出部を超えて短手方向両端面まで回り込んでいるという構成にした。

このように構成されたチップ抵抗器では、保護層によって覆われた表電極が、絶縁基板の短辺側から露出する第１露出部と、絶縁基板の両長辺側から露出する一対の第２露出部とを有しており、絶縁基板の長手方向両端部に設けられたキャップ形状の端子電極が、絶縁基板の長手方向端面から表電極の第２露出部を超えて短手方向両端面まで回り込むことにより、表電極の第１露出部だけでなく一対の第２露出部にも接続されているため、保護層の上面に広くて平坦な端子電極を形成した上で、表電極と端子電極との接続信頼性を高めることができる。

なお、上記の構成において、表電極が部分的に厚く形成された膜厚部を有しており、この膜厚部の端面に端子電極が接続されていても良く、その場合、表電極と端子電極との接続信頼性をより一層高めることができる。

この場合において、表電極の一部のみを積層構造となし、この積層部分の表電極を膜厚部にするという構成を採用することができる。あるいは、絶縁基板の表面に長手方向端面と短手方向端面の少なくとも一方に繋がる凹部が形成されており、この凹部内に形成された部分の表電極を膜厚部にするという構成を採用することも可能である。

本発明によれば、保護層によって覆われた表電極が絶縁基板の短辺側から露出する第１露出部と長辺側から露出する一対の第２露出部とを有しており、キャップ形状の端子電極が、絶縁基板の長手方向端面から表電極の第２露出部を超えて短手方向両端面まで回り込むことにより、表電極の第１露出部だけでなく一対の第２露出部にも接続されているため、表面に広く且つ平坦な端子電極を有すると共に、表電極と端子電極との接続信頼性が高いチップ抵抗器を提供することができる。

本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 該チップ抵抗器の側面図である。 図１のIII−III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平面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す側面図である。 該チップ抵抗器の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 絶縁基板の変形例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図である。 絶縁基板の他の変形例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。

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。本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器は、図示せぬ積層回路基板の樹脂層の内部に埋め込まれて使用される基板内層型部品であり、図１〜図３に示すように、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極２と、これら表電極２に接続するように設けられた長方形状の抵抗体３と、両表電極２と抵抗体３の全面を被覆する絶縁性の保護層４と、絶縁基板１の長手方向両端部に設けられた一対の端子電極５とによって主に構成されている。

絶縁基板１はセラミックス等からなり、この絶縁基板１は後述する大判基板を縦横に延びる一次分割溝と二次分割溝に沿って分割することにより多数個取りされたものである。

一対の表電極２はＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、図示左側の表電極２は絶縁基板１の左側の短辺とそれに隣接する両長辺で規定される矩形状の領域に形成され、図示右側の表電極２は絶縁基板１の右側の短辺とそれに隣接する両長辺で規定される矩形状の領域に形成されている。

抵抗体３は酸化ルテニウム等の抵抗ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、この抵抗体３の長手方向の両端部はそれぞれ表電極２に重なっている。なお、図示省略されているが、抵抗体３には抵抗値を調整するためのトリミング溝が形成されている。

保護層４は両表電極２と抵抗体３の全面を覆うように形成されているため、図１中で左側に位置する表電極２の左端面と上下両端面の計３端面が絶縁基板１と保護層４間から露出し、右側に位置する表電極２の右端面と上下両端面の計３端面が絶縁基板１と保護層４間から露出した状態となる。

一対の端子電極５はＡｇペーストやＣｕペーストをディップして乾燥・焼成させたものであり、これら端子電極５は長手方向両端面から短手方向両端面の所定位置まで回り込んでキャップ形状に形成されている。これにより、図１中で左側に位置する端子電極５は、絶縁基板１の左側短辺と保護層４間から露出する第１露出部と、絶縁基板１の長辺側から露出する一対の第２露出部との計３端面に接続される。また、図１中で右側に位置する端子電極５は、絶縁基板１の右側短辺と保護層４間から露出する第１露出部と、絶縁基板１の長辺側から露出する一対の第２露出部との計３端面に接続される。なお、図示省略されているが、端子電極５の表面にはＮｉメッキやＣｕメッキ等（外部電極）が施されている。

次に、上記の如く構成されたチップ抵抗器の製造方法について、図４〜図６を参照しながら説明する。

まず、絶縁基板１が多数個取りされる大判基板１Ａを準備する。この大判基板１Ａには予め一次分割溝と二次分割溝（いずれも図示省略）が格子状に設けられており、両分割溝によって区切られたマス目の１つ１つが１個分のチップ形成領域となる。なお、図４〜図６では１個分のチップ形成領域が代表的に示されているが、実際は多数個分のチップ形成領域に相当する大判基板１Ａに対して以下に説明する各工程が一括して行われる。

すなわち、図４（ａ）と図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、大判基板１Ａの表面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た後、これを乾燥・焼成することにより、大判基板１Ａの表面中央部に長方形状の抵抗体３を形成する。

次に、大判基板１Ａの表面にＡｇ系ペーストを印刷して乾燥・焼成させることにより、図４（ｂ）と図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、大判基板１Ａの表面に抵抗体３の長手方向両端部と重なる一対の表電極２を形成する。その際、一方の表電極２は絶縁基板１の左側短辺とそれに隣接する両長辺で囲まれる矩形状領域に形成され、他方の表電極２は絶縁基板１の右側短辺とそれに隣接する両長辺で囲まれる矩形状領域に形成される。なお、表電極２と抵抗体３の形成順序は上記と逆であっても良く、具体的には、一対の表電極２を形成した後に、これら表電極２に長手方向両端部が重なるように抵抗体３を形成しても良い。

次に、トリミング溝形成時の抵抗体へのダメージを軽減するものとして、図示せぬガラスペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成することにより、抵抗体３を覆うアンダーコート層を形成した後、このアンダーコート層の上から抵抗体３にトリミング溝を形成して抵抗値を調整する。しかる後、アンダーコート層を覆うようにエポキシ樹脂系ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化することにより、図４（ｃ）と図５（ｃ）および図６（ｃ）に示すように、両表電極２と抵抗体３の全面を覆う保護層４を形成する。

これまでの工程は大判基板１Ａに対する一括処理であるが、次なる工程では、ダイシングにより大判基板１Ａを一次分割溝と二次分割溝に沿って分割することにより、チップ抵抗器と同等の大きさのチップ単体（個片）を得る。前述したように、大判基板１Ａの各チップ形成領域がそれぞれ１個分の絶縁基板１となる。

そして、各チップ単体の長手方向両端部にＡｇペーストやＣｕペーストをディップして乾燥・焼成することにより、図４（ｄ）と図５（ｄ）および図６（ｄ）に示すように、絶縁基板１の長手方向両端部にキャップ形状をなす一対の端子電極５を形成する。最後に、これら端子電極５に対してＮｉメッキやＣｕメッキ等（外部電極）を施すことにより、図１〜図３に示したようなチップ抵抗器が完成する。その際、一対の端子電極５は絶縁基板１の長手方向両端面から表電極２の第２露出部を超えて短手方向両端面の所定位置まで回り込んで形成されるため、一方の端子電極５は絶縁基板１と保護層４間から露出する図示左側の表電極２の３端面（第１露出部と一対の第２露出部）と接続され、他方の端子電極５は絶縁基板１と保護層４間から露出する図示右側の表電極２の３端面（第１露出部と一対の第２露出部）と接続される。したがって、保護層４の平坦化された上面に広くて平坦な端子電極５を形成した上で、端子電極５と表電極２との接続信頼性を大幅に高めることができる。

図７は本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図、図８は図７のVIII−VIII線に沿う断面図であり、図１〜図３に対応する部分には同一符号を付してある。

第２実施形態例に係るチップ抵抗器が第１実施形態例に係るチップ抵抗器と相違する点は、表電極２のエッジ部分を他の部分に比べて厚い２層構造の膜厚部６となし、この膜厚部６の端面に端子電極５を接続させたことにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。

すなわち、図７と図８に示すように、抵抗体３に接続する一対の表電極２を形成した後、これら表電極２の端部にＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させることにより、表電極２のエッジ部分にのみ補助電極２ａを形成し、当該部分の表電極２を２層構造の膜厚部６としている。保護層４は補助電極２ａを含む表電極２と抵抗体３の全面を覆うように形成されているため、図７中で左側に位置する表電極２の膜厚部６の左端面（第１露出部）と上下両端面（第２露出部）の計３端面が絶縁基板１と保護層４間から露出し、右側に位置する表電極２の膜厚部６の右端面（第１露出部）と上下両端面（第２露出部）の計３端面が絶縁基板１と保護層４間から露出した状態となる。したがって、このように露出面積が増えた表電極２の膜厚部６に対して端子電極５を接続させることにより、表電極２と端子電極５との接続信頼性をより一層高めることができる。

図９は本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図であり、図１〜図３に対応する部分には同一符号を付してある。

第３実施形態例に係るチップ抵抗器が第１実施形態例に係るチップ抵抗器と相違する点は、絶縁基板１の長手方向両端部に段落ち状の凹部１ａを形成し、表電極２の一部を凹部１ａ内に形成して膜厚部となしたことにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。

すなわち、図９と図１０に示すように、絶縁基板１の表面における長手方向端部には凹部１ａが形成されており、この凹部１ａは絶縁基板１の短辺とそれに隣接する両長辺に繋がっている。表電極２は凹部１ａを含む絶縁基板１の長手方向両端部に形成されているため、表電極２の膜厚は均一とならず、凹部１ａに形成された部分が他の部分に比べて厚い膜厚部となっている。つまり、前述した第２実施形態例では補助電極２ａによって表電極２を上側に突出させて膜厚部となしているが、第３実施形態例では絶縁基板１の凹部１ａによって表電極２を下側に突出させて膜厚部となしている。

抵抗体３は長手方向両端部が表電極２に重なるように絶縁基板１の表面に形成されており、これら表電極２と抵抗体３の全面を覆うように保護層４が形成されているため、図９中で左側の凹部１ａに位置する表電極２の膜厚部の左端面と上下両端面の計３端面が絶縁基板１と保護層４間から露出し、右側の凹部１ａに位置する表電極２の膜厚部の右端面と上下両端面の計３端面が絶縁基板１と保護層４間から露出した状態となる。したがって、凹部１ａによって露出面積が増えた表電極２の膜厚部に対して端子電極５を接続させることにより、第２実施形態例と同様に、表電極２と端子電極５との接続信頼性をより一層高めることができる。

なお、上記した第３実施形態例では、絶縁基板１の表面における長手方向端部に段落ち状の凹部１ａを形成した場合について説明したが、図１１に示す変形例のように、レーザ加工等により絶縁基板１の表面に短辺に沿って平行に延びるＶ溝状の凹部１ｂを形成するようにしても良い。この場合、図１１（ｂ）の側面図から明らかなように、凹部１ｂは絶縁基板１の短手方向両端面に繋がっており、この凹部１ｂを含む絶縁基板１の長手方向両端部に表電極２が形成されるため、凹部１ｂ内に形成された表電極２の膜厚部は絶縁基板１の長手方向両端面から露出しないが、絶縁基板１の短手方向両端面から表電極２の膜厚部が露出することになる。したがって、第１実施形態例のように絶縁基板１の表面をフラットにした場合に比べると、凹部１ｂの断面形状に相当する分だけ表電極２の露出面積を増やすことができ、それに伴って表電極２と端子電極５との接続信頼性を高めることができる。

あるいは、図１２に示す他の変形例のように、絶縁基板１の表面に短辺側から内方に向かって延びる複数の凹部１ｃを形成し、これら凹部１ｃ内に形成された表電極２を膜厚部とすることも可能である。この場合、凹部１ｃは絶縁基板１の長手方向両端面に繋がっており、凹部１ｃを含む絶縁基板１の長手方向両端部に表電極２が形成されるため、凹部１ｃ内に形成された表電極２の膜厚部は絶縁基板１の短手方向両端面から露出しないが、絶縁基板１の長手方向両端面から表電極２の膜厚部が露出することになる。したがって、第１実施形態例のように絶縁基板１の表面をフラットにした場合に比べると、凹部１ｃの断面形状に相当する分だけ表電極２の露出面積を増やすことができ、それに伴って表電極２と端子電極５との接続信頼性を高めることができる。

また、上記した各実施形態例では、絶縁基板の裏面に電極を有しないチップ抵抗器について説明したが、絶縁基板の裏面における長手方向端部に一対の裏電極を形成し、端子電極５を表電極と裏電極の両方に接続するようにしても良い。このようにすると、チップ抵抗器を積層回路基板の樹脂層に内層したとき、樹脂層の表面側の配線パターンだけでなく裏面側の配線パターンとも接続することが可能となる。

１ 絶縁基板
１Ａ 大判基板
１ａ，１ｂ，１ｃ 凹部
２ 表電極
２ａ 補助電極
３ 抵抗体
４ 保護層
５ 端子電極
６ 膜厚部

Claims (1)

1. 直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面における長手方向両端部の矩形状領域に設けられた一対の表電極と、これら両表電極間に跨るように設けられた抵抗体と、この抵抗体と前記両表電極の全面を覆う絶縁性の保護層と、前記絶縁基板の長手方向両端部にキャップ形状に設けられて前記絶縁基板と前記保護層との間から露出する前記表電極の露出部に接続する一対の端子電極と、前記一対の端子電極を覆う外部電極とを備え、
   前記表電極が、前記絶縁基板における短辺側と前記保護層との間から露出する第１露出部と、前記絶縁基板における両長辺側と前記保護層との間から露出する一対の第２露出部とを有しており、
   前記端子電極が前記絶縁基板の長手方向端面から前記第２露出部を超えて短手方向両端面まで回り込んでいることを特徴とするチップ抵抗器。