JP7241261B2 - チップ抵抗器 - Google Patents

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Description

本発明は、チップ抵抗器に関する。
特許文献１に開示されている従来のチップ抵抗器は、アルミナで構成された絶縁基板と、この絶縁基板の上面の中央部に設けられたガラス層と、絶縁基板の上面の両端部に設けられた一対の電極と、ガラス層の上面に設けられ、かつ一対の電極間に形成された抵抗体とを備えている。このチップ抵抗器では抵抗体を焼成する際に抵抗体がガラス層から剥れる場合がある。
特開平６－５３００５号公報
チップ抵抗は、アルミナで構成された絶縁基板と、絶縁基板の上面に設けられた一対の電極と、絶縁基板の上面に設けられてガラスで構成されたガラスグレーズ層と、ガラスグレーズ層の上面に設けられた抵抗体とを備える。抵抗体は一対の電極の間に形成されている。ガラスグレーズ層のガラスの軟化点は５８０℃～７６０℃である。
このチップ抵抗では抵抗体が剥離するのを防止できる。
図１は実施の形態におけるチップ抵抗器の断面図である。 図２は実施の形態におけるチップ抵抗器のガラスグレーズ層を構成するガラスの軟化点と、抵抗体の密着性との関係を示す図である。
図１は実施の形態におけるチップ抵抗器５０１の断面図である。チップ抵抗器５０１は、アルミナで構成された絶縁基板１と、絶縁基板１の上面１０１の両端部に設けられた一対の電極１２、２２と、絶縁基板１の上面１０１の中央部に設けられたガラスグレーズ層３と、ガラスグレーズ層３の上面に設けられた抵抗体４と、一対の電極１２、２２の一部と抵抗体４とを覆う保護膜５と、絶縁基板１の両端面にそれぞれ設けられた一対の端面電極１６、２６と、一対の端面電極１６、２６の表面にそれぞれ形成されためっき層１７、２７とを備えている。抵抗体４は一対の電極１２、２２間に形成されて電極１２、２２に接続されている。端面電極１６、２６は一対の電極１２、２２とそれぞれ電気的に接続されている。
絶縁基板１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で構成され、矩形状を有する。
一対の電極１２、２２は、絶縁基板１の上面１０１に銀、銀パラジウム、または銅からなる厚膜材料を印刷、焼成することによって形成されている。なお、絶縁基板１の下面２０１の両端部に一対の下面電極１２ａ、２２ａを形成してもよい。
ガラスグレーズ層３はガラス３ａと、ガラス３ａに分散するフィラー３ｂとで構成され、絶縁基板１の上面１０１の中央部に設けられている。ガラスグレーズ層３の厚みは５μｍ以上である。
ガラスグレーズ層３は絶縁基板１の上面１０１全面に形成してもよい。ガラスグレーズ層３は一対の電極１２、２２と重ならなくてもよい。
ガラス３ａの軟化点は５８０℃～７６０℃であり、アルカリ金属酸化物Ｒ２Ｏを含むＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－ＺｎＯ－Ｒ２Ｏ系ガラス、またはＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－Ｒ２Ｏ系ガラスが好適に使用できる。
フィラー３ｂは、ガラスグレーズ層３の熱膨張係数を絶縁基板１に近づけるためにアルミナ粉末が好適であり、その含有量は、ガラスグレーズ層３全体に対して１５ｖｏｌ％～４０ｖｏｌ％とするのが好ましい。
抵抗体４はガラスグレーズ層３の上面１０３に設けられ、かつ一対の電極１２、２２の間に形成されている。抵抗体４はＣｕＮｉで構成され、ＣｕＮｉを含有する抵抗ペーストを複数回印刷し、窒素雰囲気中９５０℃で焼成して形成する。また、抵抗値が低くなるように、抵抗体４の厚みは５０μｍ以上である。
抵抗体４を覆う保護ガラス層５ａはプリコートガラスよりなる。保護ガラス層５ａは設けなくてもよい。さらに、抵抗体４に抵抗値調整用のトリミング溝を設けてもよい。
また、保護膜５は、保護ガラス層５ａの上面１０５ａ上に設けられて一対の電極１２、２２の一部と抵抗体４とを覆うように、ガラスまたはエポキシ樹脂からなる厚膜材料により設けられている。
さらに、一対の端面電極１６、２６は絶縁基板１の両端部に設けられ、一対の電極１２、２２の保護膜５から露出した部分と電気的に接続されるように、Ａｇと樹脂からなる材料を印刷することによって形成される。一対の端面電極１６、２６の表面には、ニッケルめっき層、すずめっき層からなるめっき層１７、２７がそれぞれ形成されている。
実施の形態においては、ガラス３ａの軟化点を５８０℃以上としているため、ガラスグレーズ層３がもとのパターンよりも広がる形で流れてしまうのを防ぐことができる。また、ガラス３ａの軟化点を７６０℃以下としているため、抵抗体４の絶縁基板１からの剥れを生じてしまうのを防ぐことができる。
すなわち、抵抗体４の下面にガラスグレーズ層３を設けることで、抵抗体４の焼成中にガラスグレーズ層３が軟化し、抵抗体４の下面の全面が絶縁基板１と強固に融着する。したがって、抵抗体４全体が絶縁基板１から剥れることはない。また、ガラスグレーズ層３をガラス３ａとフィラー３ｂとで構成することで、抵抗体４の焼成中に抵抗体４の形状の変化を抑制することができる。
ガラス３ａの軟化点が５８０℃より低いと、ガラスグレーズ層３を印刷し、焼き付ける際に、ガラスが溶けて粘性が下がり過ぎるため、ガラスグレーズ層３がもとのパターンよりも広がる形で流れてしまう。ガラスグレーズ層３中のガラス３ａの融液が絶縁基板１の全面に流れると、ガラスグレーズ層３や抵抗体４の形状を安定化させることができず、外観不良を招いてしまう。
一方、ガラス３ａの軟化点が７６０℃より高いと、軟化点を越えて溶けたガラス３ａの粘性が高すぎるため、抵抗体４の下面全面をうまく濡らすことができず、これにより、抵抗体４の下面全面を絶縁基板１と強固に融着させることができず、この結果、抵抗体４の剥れを生じてしまう。
また、抵抗値を低くするために抵抗体４を厚くすると、抵抗体４には絶縁基板１の上面１０１と平行な平面方向に抵抗体４を縮ませる大きな力がかかる。抵抗体４の平面方向に縮もうとする力が増しても、ガラスグレーズ層３を構成するガラス３ａの軟化点を５８０℃～７６０℃にすることで、上述したように抵抗体４が剥離するのを防止することが可能となる。
一般に厚膜チップ抵抗器の抵抗体膜厚は１０μｍ～２０μｍ程度であるが、低抵抗化を図るために抵抗体膜厚を増していって特に５０μｍ以上にすると、抵抗体が平面方向にも縮もうとする収縮力が増す。その収縮力に抵抗体と絶縁基板との密着が抗し切れずに、抵抗体を焼成した後に、抵抗体の周縁部が持ち上がってガラス層から剥れる場合がある。
抵抗体と絶縁基板の密着性を確保するために、抵抗体の下にガラス層を設けたとしても、ガラス層に含まれるガラスの軟化点が低過ぎると、あらかじめ印刷されたガラスペーストを焼き付ける際に、溶けたガラスの粘性が下がり過ぎるため、もとの印刷のパターンよりもガラス層が広がるように流れてしまう。
逆に、ガラスの軟化点が高過ぎると、軟化点を越えて溶けたガラスの粘性が高すぎるため、抵抗体の下面全面をうまく濡らすことができず、これにより、抵抗体の下面全面をアルミナで構成された絶縁基板と強固に融着させることができないため、抵抗体の剥れを生じてしまう。
図２は、実施の形態におけるチップ抵抗器５０１の試料１～５のガラスグレーズ層３を構成するガラス３ａの組成と軟化点と、抵抗体４の密着性との関係を示す。試料１のガラス３ａはＰｂＯ－Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２系ガラスよりなる。試料２、３のガラス３ａは、アルカリ金属酸化物Ｒ２Ｏを含むＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－ＺｎＯ－Ｒ２Ｏ系ガラスよりなる。試料４のガラス３ａは、アルカリ金属酸化物Ｒ２Ｏを含むＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－Ｒ２Ｏ系ガラスよりなる。試料５のガラス３ａはＳｉＯ２－ＣａＯ－ＢａＯ系ガラスよりなる。
試料１～５のガラスグレーズ層３はフィラー３ｂを含まない。試料１～５において、抵抗体４を９５０℃で焼成した後の抵抗体４の密着度合いを確認した。特に、試料２、３のガラス３ａは、組成比やアルカリ金属の種類を変えることで軟化点が互いに異なるようにしている。
ガラスグレーズ層３を構成するガラス３ａの軟化点がそれぞれ５８０℃、６３０℃、７６０℃である試料２～４のチップ抵抗器５０１は抵抗体４が剥離せずに抵抗体４と絶縁基板１との良好な密着性を呈する。ガラス３ａの軟化点が４９０℃である試料１は、ガラスグレーズ層３中のガラス３ａの融液が絶縁基板１に流れてしまい、ガラスグレーズ層３を狙いのパターンに形成するのが困難であった。ガラス３ａの軟化点が８４０℃である試料５では、抵抗体４の焼成中に抵抗体４が絶縁基板１から剥離した。
したがって、ガラスグレーズ層３を構成するガラス３ａの軟化点を５８０℃～７６０℃にすることで、ガラスグレーズ層３がもとのパターンより広がるように流れてしまうことはなく、ガラスグレーズ層３と抵抗体４との密着性を向上させて、抵抗体４の絶縁基板１からの剥れを生じてしまうのを防ぐことがでる。
さらに、上述したようにガラスグレーズ層３にフィラー３ｂを添加することによって、抵抗体４の変形を抑制させることができる。フィラー３ｂにより、ガラスグレーズ層３のミクロな高温粘性を低く保ったまま、ガラスグレーズ層３全体のマクロな高温粘性が下がり過ぎないようにすることができ、その結果、抵抗体４の変形を抑制させることができる。
実施の形態において、「上面」等の方向を示す用語は基板や抵抗体等のチップ部品の構成部材の相対的な位置関係でのみ決まる相対的な方向を示し、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。
１ 絶縁基板
１２，２２ 電極
３ ガラスグレーズ層
３ａ ガラス
３ｂ フィラー
４ 抵抗体

Claims (1)

  1. アルミナで構成された絶縁基板と、前記絶縁基板の上面の両端部に設けられた一対の電極と、前記絶縁基板の上面の中央部に設けられたガラスグレーズ層と、前記ガラスグレーズ層の上面に設けられ、かつ前記一対の電極間に形成されたＣｕＮｉを含有する抵抗体とを備え、前記ガラスグレーズ層を構成するガラスをＲ ２ Ｏをアルカリ金属酸化物として、ＳｉＯ ２ －Ｂ ２ Ｏ ３ －ＺｎＯ－Ｒ ２ Ｏ系とするとともに、前記ガラスの軟化点を５８０℃～６３０℃としたチップ抵抗器。
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