JP7478554B2 - 面実装型抵抗器 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板等に実装される面実装型抵抗器に係り、特にチップ抵抗器を内蔵した面実装型抵抗器に関する。

従来から、アルミナ等の基板上に酸化ルテニウム等の抵抗体が配置され、基板の両端に抵抗体に接続した電極が配置され、抵抗体が保護膜により被覆されたチップ抵抗器が広く知られている。そのチップ抵抗器の典型的な構造例は、例えば特許文献１の図７および図８と段落０００２に記載されている。

ところで、特許文献２には、図１３に示す構造のチップ抵抗器を含む面実装型抵抗器が開示されている。この構造は、チップ抵抗器のセラミック基板２１の両端に配置した上面電極２３Ａを、Ｚ字型端子３０の最上辺部分３０Ａの下面に、はんだ付け４０等により固定したものである。（符号は、本件発明に合わせたもので、原文とは異なる）

そうすると、プリント基板等に実装した端子３０の上部からチップ抵抗器が吊り下げられた構造となる。係る面実装型抵抗器によれば、温度変化が繰り返されたときに、セラミック基板とプリント基板の線膨張率が異なることにより生じる熱膨張や熱収縮による応力を緩和することが可能である。

特開平８－２０３７０１号公報 特開２０１２－００４５３８号公報

しかしながら、端子３０の上部３０Ａにはチップ抵抗器の上面電極２３Ａがはんだ付け４０等で固定されているので、実装時にプリント基板上の接合箇所に端子３０の下部３０Ｂをはんだ付けする際に、セラミック基板とプリント基板の線膨張率が異なることによる応力により、端子３０の上部３０Ａとチップ抵抗器の上面電極２３Ａの接合が外れる場合が懸念される。

本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、実装時等の加熱に際して、チップ抵抗器の電極と端子の接合の外れという問題が生じないようにした、信頼性の高い面実装型抵抗器を提供することを目的とする。

本発明の面実装型抵抗器は、板状の基板と、該基板の上面に形成された抵抗体と、該抵抗体と接続され、前記基板の上面から端面を経て下面まで引き出された電極と、からなるチップ抵抗器と、前記電極と接続された板状のリード端子と、前記チップ抵抗器の全部および前記リード端子の一部を覆う外装部材と、からなり、前記リード端子は、前記基板の下面側の電極に固定された、ことを特徴とする。

本発明によれば、チップ抵抗器の電極とリード端子の接合部分がモールド樹脂である外装部材により強固に固定されているので、実装時にプリント基板上の接合箇所にリード端子の下部をはんだ付けする際に、線膨張率が異なることにより生じる応力が印加されても、チップ抵抗器とリード端子の外れが生じないようにすることができる。

本発明の第１実施例の面実装型抵抗器の外観を示す斜視図である。 図１のＡＡ線に沿った上記面実装型抵抗器の矢視断面図である。 上記面実装型抵抗器に内蔵するチップ抵抗器の断面図である。 上記面実装型抵抗器の実装状態を示す断面図である。 本発明の第２実施例の面実装型抵抗器の断面図である。 本発明の第３実施例の面実装型抵抗器の断面図である。 本発明の一実施例の面実装型抵抗器の製造方法を示す（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡＡ線に沿った断面図である。図７はリードフレームを櫛歯状に加工した段階を示す図である。 同じく、チップ抵抗器を載置する部分に、曲げ加工を施した段階を示す図である。 同じく、はんだを塗布する段階を示す図である。 同じく、チップ抵抗器を搭載して、はんだ付けする段階を示す図である。 同じく、樹脂モールドにより外装部材を被着する段階を示す図である。 完成段階の面実装型抵抗器の（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は平面図（底面図）であり、（Ｃ）は（Ａ）（Ｂ）のＡＡ線に沿った断面図である。 先行技術のチップ抵抗器を含む面実装型抵抗器の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図１乃至図１２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は本発明の第１実施例のチップ抵抗器を内蔵した面実装型抵抗器の外観形状を示し、図２はその矢視断面を示し、図３は搭載されたチップ抵抗器の断面を示し、図４は実装状態のチップ抵抗器を内蔵した面実装型抵抗器の断面を示している。

これらの図に示すように、この面実装型抵抗器１０は、外装部材であるモールド樹脂体１５に、チップ抵抗器２０の全部とリード端子３０の一部が覆われている。従って、外装部材１５の外側に現れるのはリード端子３０の一部のみである（図１参照）。外装部材１５の内部では、リード端子３０のチップ抵抗器接続部３０Ａには、チップ抵抗器２０の下面電極２３Ｃと端面電極２３Ｂとがはんだ４０で、接続・固定されている（図２参照）。

そして、リード端子３０は、リード端子接続部３０Ｃを備え、チップ抵抗器接続部３０Ａの上端から外装部材（モールド樹脂体）１５の外側に延出して下方に折れ曲がり、外装部材１５の端面に沿って下方に外装部材１５の下面以下に延出する（図２参照）。さらに、リード端子３０は、プリント基板接続部３０Ｂを備え、リード端子接続部３０Ｃの下端から、外装部材１５の下面に沿って延出し、リード端子３０をプリント基板５０の配線層５１にはんだ４０で固定することができる（図４参照）。

チップ抵抗器２０は、アルミナを主成分とするセラミック材料等からなる板状の基板２１と、基板の上面に形成された酸化ルテニウム等からなる厚膜等の抵抗体２２と、抵抗体２２と接続され、基板２１の上面から端面を経て基板２１の下面まで引き出された電極２３を備える。抵抗体２２は上面電極２３Ａに一部が重なることで、上面電極２３Ａに接続され、抵抗体２２上にはガラス膜２２ａおよび樹脂膜２２ｂからなる保護膜が被覆されている（図３参照）。

チップ抵抗器の電極２３は、Ａｇ－Ｐｄペースト等を焼成してなる厚膜等の上面電極２３Ａと、Ｎｉ－Ｃｒをスパッタリングで形成した薄膜等からなる端面電極２３Ｂと、Ａｇペースト等を焼成してなる厚膜等の下面電極２３Ｃとからなる。これらの電極２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの上に、ニッケルメッキ層２３ａとスズメッキ層２３ｂとが被覆して配置されている（図３参照）。

ニッケルメッキ層２３ａは下地金属層からＡｇ等の金属元素が拡散するのを防止し、スズメッキ層２３ｂははんだ付けに際してはんだの濡れ性の確保を目的とする。

板状のリード端子３０は、銅等の高導電性材料からなる母材３０ａに、ニッケルメッキ層３０ｂとスズメッキ層３０ｃとがメッキにより被着されている。ここで、ニッケルメッキ層３０ｂは母材３０ａから銅等が拡散するのを防止し、スズメッキ層３０ｃははんだ付けに際してはんだの濡れ性の確保を目的とする。

チップ抵抗器２０の下面電極２３Ｃおよび端面電極２３Ｂは、リード端子３０の平坦部分および垂直部分からなる抵抗器接続部３０Ａと、はんだ４０等で接続されている（図２参照）。上記接続によれば、チップ抵抗器２０の端面電極２３Ｂと下面電極２３Ｃとの両方が、Ｌ字型のリード端子の抵抗器接続部３０Ａとはんだ４０等で接続されるので、広い面積の接続により良好な導通性が得られ、チップ抵抗器の接続抵抗を低減できる。

そして、はんだ４０は、チップ抵抗器２０の端面電極２３Ｂと下面電極２３Ｃと、リード端子３０の抵抗器接続部３０Ａの間の対向面からはみ出ていない。

リード端子３０のチップ抵抗器接続部３０Ａは、Ｌ字状の接続部３０Ｃを経て平坦部であるプリント基板接続部３０Ｂに接続されている。接続部３０Ｃの破線で示す内側は外装部材（モールド樹脂体）１５の充填部分であり、この充填部分に、チップ抵抗器２０の全部とリード端子３０の一部が埋め込まれて固定されていることは前述したとおりである。

チップ抵抗器２０の端面電極２３Ｂおよび下面電極２３Ｃとリード端子３０の抵抗器接続部３０Ａを接続したはんだ４０とからなる接続部分は、外装部材（モールド樹脂体）１５の内部にあるので、これらの接続はモールド樹脂体により固定されているので強固である（図２参照）。

よって、リード端子３０のプリント基板接続部３０Ｂをプリント基板５０の配線層５１にはんだ付けで接続する等に際して、熱が生じて、チップ抵抗器のセラミック基板とプリント基板のガラスエポキシ基板で線膨張率が異なることにより生じる応力が印加されても、チップ抵抗器２０とリード端子３０の外れは生じない。

また、リード端子３０のプリント基板接続部３０Ｂをプリント基板５０の配線層５１にはんだ付けで接続するに際して、はんだ付けで発生する熱はリード端子接続部３０Ｃを経てリード端子３０のチップ抵抗器接続部３０Ａに到達する。そして、リード端子接続部３０Ｃの一部とチップ抵抗器接続部３０Ａの全部はモールド樹脂体１０の内部に位置する。

リード端子３０は図示するように伝熱経路が長く、はんだ付けで発生する熱は減衰し、さらにモールド樹脂体１０の内部に熱が入ると、モールド樹脂体１０の熱容量により、熱はさらに減衰するものと解される。よって、面実装型抵抗器１０のプリント基板５０への実装に際して、そのはんだ付け等により発生する熱は途中で減衰し、チップ抵抗器とリード端子のはんだ付け部分に影響を及ぼすことは少ないので、面実装型抵抗器の実装に際して、チップ抵抗器とリード端子の接合部の外れは生じない。

なお、チップ抵抗器２０をリード端子３０介してプリント基板５０等に実装後、当該プリント基板５０が温度変化の激しい環境に置かれて、チップ抵抗器のセラミック基板とプリント基板のガラスエポキシ基板等で線膨張率が異なることにより生じる応力が印加されても、チップ抵抗器２０とリード端子３０のチップ抵抗器接続部分３０Ａはモールド樹脂体１５により強固に固定されているので、当該応力は長いリード端子３０で吸収される。よって、上記構成を備えた面実装型抵抗器１０によれば、高い信頼性が得られると考えられる。

また、図１３に示す先行技術においては、チップ抵抗器２０の上面電極２３Ａとリード端子３０の上辺であるチップ抵抗器接続部３０Ａとをはんだ４０等で接続している。これに対し、本発明においては、板状のリード端子３０は、抵抗体２２に隣接した上面電極２３Ａには接続せず、セラミック基板２１の下面電極２３Ｃに接続している。

先行技術のように、電極－抵抗体－電極の被膜の形成面にリード端子を接続すると、金属のリード端子とセラミックの基板との線膨張の差によって、電極－抵抗体－電極からなる被膜のどこかに応力が生じてクラックが発生する懸念がある。それを解決するため、本発明では、チップ抵抗器を上面－端面－下面に電極を有する構造とし、下面側の電極とリード端子を接続する構造にしている。

そうすると、下面電極同士の間は被膜を有しないので、電極－抵抗体－電極の被膜全体への応力が生じず、下面電極とリード端子との接合部分のみに応力が限定される。応力は基板の中心側で大きくなるが、この場合でもセラミック基板の端部側においてリード端子と電極との導通性は確保できる。よって、リード端子３０をチップ抵抗器の下面電極２３Ｃで接合することで、信頼性が向上すると解される。

図５は、本発明の第２実施例のチップ抵抗器を内蔵した面実装型抵抗器１１を示す。この実施例において、チップ抵抗器２０とモールド樹脂体１５の構成は第１実施例と同じである。しかしながら、リード端子３１の構成は実施例１のリード端子３０と異なる。

すなわち、この実施例においては、リード端子３１は、チップ抵抗器２０の電極２３と接続する平坦な抵抗器接続部３１Ａと、実装対象のプリント基板５０の配線層５１と接続する平坦なプリント基板接続部３１Ｂと、これらを接続するＩ字型のリード端子接続部３１Ｃとからなる、全体としてコの字状を成している。

そして、チップ抵抗器２０の下面電極２３Ｃは、リード端子３１の平坦な抵抗器接続部３１Ａとはんだ４０等ではんだ付け等により接続されていて、チップ抵抗器２０の全部とリード端子３１の大部分がモールド樹脂体１５に封止されている。そして、リード端子３１のプリント基板接続部３１Ｂはプリント基板５０の配線層５１にはんだ付け等で接続される。

よって、リード端子３１のＩ字型のリード端子接続部３１Ｃは、モールド樹脂体１５の外部に位置するので、チップ抵抗器のセラミック基板とプリント基板のガラスエポキシ基板で線膨張率が異なることにより生じる応力の吸収が可能である。そして、チップ抵抗器２０とリード端子３１の接続部は、モールド樹脂体１５の内部にあるので、応力が印加されても、チップ抵抗器２０とリード端子３０の外れは生じない。

図６は、本発明の第３実施例のチップ抵抗器を内蔵した面実装型抵抗器１２を示す。この実施例において、チップ抵抗器２０は、図５に示す第２実施例と反対に、抵抗体およびその保護膜２２と上面電極２３Ａを下側に、下面電極２３Ｃを上側にして、コの字型のリード端子３２の上辺のチップ抵抗器接続部３２Ａの下面から吊り下げるように、チップ抵抗器接続部３２Ａの下面にはんだ４０等により固定されている。

リード端子３２は、上辺にチップ抵抗器接続部３２Ａ、下辺にプリント基板接続部３２Ｂ、これらを接続するＩ字型のリード端子接続部３２Ｃとからなり、全体としてコの字状を成している点で、上記の第２実施例と共通する。しかしながら、上述のとおりコの字状の上辺のチップ抵抗器接続部３２Ａの下面からチップ抵抗器２０が吊り下げられる構造であるため、リード端子３２をモールド樹脂体１５の上部から引き出せるので、Ｉ字型のリード端子接続部３２Ｃの長さが長くなる。

よって、この実施例によれば、第２実施例で述べた効果に加え、リード端子３２をモールド樹脂体１５の上部から引き出せるので、実装時にはんだフィレットを大きくとれるメリットがある。

次ぎに、図７－図１２を参照して、本発明の面実装型抵抗器の製造方法について説明する。まず、長尺のリードフレーム６０を準備する。そして、図７に示すように、リードフレームの一区画毎に、櫛歯状に加工する。すなわち、櫛歯状に加工した部分６１を形成する。この櫛歯状に加工した部分６１が、製品段階で、板状のリード端子となる。

次ぎに、図８に示すように、櫛歯状に加工した部分６１に曲げ加工を施して、チップ抵抗器を載置する部分６２を形成する。チップ抵抗器を載置する部分６２，６２の間隔は、チップ抵抗器の下面電極と端面電極が当該部分に嵌着する大きさであることが好ましい。

次ぎに、図９に示すように、チップ抵抗器を載置する部分６２に、はんだ材６３を塗布する。チップ抵抗器の下面電極と端面電極の角部分が入る部分に塗布することで、チップ抵抗器の端面電極と下面電極の対向面間にはんだ材が回り込むことが好ましい。また、チップ抵抗器の電極とリード端子の対向面からはみ出さないような適量とすることも必要である。

次ぎに、図１０に示すように、はんだ材６３を塗布した部分にチップ抵抗器２０の電極を載置して、加熱することで、チップ抵抗器２０の電極をはんだ４０で固定する。加熱は加熱炉に入れてもよいし、レーザー等で加熱してもよい。

次ぎに、図１１に示すように、チップ抵抗器の全部とリードフレームの櫛歯状に加工した部分の一部を外装部材１５で被覆する。具体的には樹脂モールドし、モールド樹脂体を形成する。そうすると、チップ抵抗器の電極とリードフレームの櫛歯状に加工した部分とがはんだ付けされた状態で、モールド樹脂体に封止され、リードフレームの櫛歯状に加工した部分６１が外装部材（モールド樹脂体）１５から延出する。

次ぎに、リードフレームの櫛歯状に加工した部分６１を切断し、曲げ加工して実装するプリント基板等の配線層への接続部を形成する。図１２に示すように、リードフレームの櫛歯状に加工した部分は、外装部材１５の端面および下面に沿って曲げ加工することができる。上記の工程によれば、第１実施例に記載した形状の面実装型抵抗器が得られる。

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、チップ抵抗器を内蔵した面実装型抵抗器に好適に利用可能である。

Claims (3)

1. 板状の基板と、該基板の上面に形成された抵抗体と、該抵抗体と接続され、前記基板の上面から端面を経て下面まで引き出された電極と、からなるチップ抵抗器と、
   チップ抵抗器接続部を備え、前記電極と接続された板状のリード端子と、
   前記チップ抵抗器の全部および前記リード端子の一部を覆う外装部材と、からなり、
   前記チップ抵抗器接続部は、前記チップ抵抗器の端面側の電極に沿って延びる端面側接続部および下面側の電極に沿って延びる下面側接続部で構成されるＬ字型の形状を有し、
   前記端面側接続部は、前記チップ抵抗器の上面側から下面側に渡って延在し、
   前記下面側接続部は、前記端面側接続部よりも長く延在し、
   前記チップ抵抗器接続部は、前記基板の前記抵抗体が形成された上面側の電極には固定されず、前記抵抗体が形成された上面とは反対側である下面側の電極および端面側の電極に固定され、
   前記リード端子は、前記チップ抵抗器接続部の上端から前記外装部材の外側に延出した、面実装型抵抗器。
2. 前記電極と前記リード端子ははんだ付けされ、はんだは、前記電極と前記リード端子の間の対向面からはみ出ていない、請求項１に記載の面実装型抵抗器。
3. 板状の基板と、該基板の上面に形成された抵抗体と、該抵抗体と接続され、前記基板の上面から端面を経て下面まで引き出された電極と、からなるチップ抵抗器を準備し、
   リードフレームを準備して、該リードフレームを櫛歯状に加工し、
   該櫛歯状に加工した部分に曲げ加工を施して、前記チップ抵抗器の端面側の電極に沿って延び、前記チップ抵抗器の上面側から下面側に渡って延在する端面側接続部と、前記チップ抵抗器の下面側の電極に沿って延び、前記端面側接続部よりも長く延在する下面側接続部と、で構成された前記チップ抵抗器を載置するＬ字型のチップ抵抗器接続部を形成し、
   前記チップ抵抗器接続部にはんだ材を塗布して、前記チップ抵抗器接続部に前記チップ抵抗器の前記基板の前記抵抗体が形成された上面側の電極は固定されず、前記抵抗体が形成された上面とは反対側である下面側の電極および端面側の電極が固定されるよう載置して、加熱することで、前記チップ抵抗器を前記チップ抵抗器接続部にはんだ付けし、
   前記チップ抵抗器の全部と前記リードフレームの一部を外装部材で被覆し、
   前記リードフレームの櫛歯状に加工した部分を前記チップ抵抗器接続部の上端から前記外装部材の外側に延出させて切断し、曲げ加工を施す、面実装型抵抗器の製造方法。

Images