(57)【要約】【課題】裏面電極と端面電極を含む半田接合部全体のヒートショックによる損傷を防止できるチップ抵抗器を提供する。【解決手段】チップ抵抗器１は、セラミック基板２の表面に設けられた表面電極４と、一対の表面電極４を接続する抵抗体５と、セラミック基板２の裏面に設けられた裏面電極３と、抵抗体５を被覆する絶縁性の保護層（アンダーコート層７およびオーバーコート層８）と、セラミック基板２の両端面に設けられて表面電極４と裏面電極３とを橋絡している一対の端面電極６と、この端面電極６と表面電極４および裏面電極３を被覆するバリヤー層９と、このバリヤー層９を被覆する半田メッキ１０層とを備えており、端面電極６がクロムとバリヤー層９の材料を含有するスパッタ膜で形成されていると共に、バリヤー層９が８μｍ〜３０μｍ厚のニッケルまたは銅からなるメッキ層で形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極と、これら一対の表面電極に接続するように前記セラミック基板の表面に設けられた抵抗体と、前記セラミック基板の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏面電極と、前記抵抗体を被覆する絶縁性の保護層と、前記セラミック基板の両端面に設けられて前記表面電極と前記裏面電極とを橋絡している一対の端面電極と、この端面電極と前記表面電極および前記裏面電極を被覆するバリヤー層と、このバリヤー層を被覆する半田メッキ層とを備え、
前記端面電極はクロムと前記バリヤー層の材料とを含有するスパッタ膜で形成されており、前記バリヤー層は８μｍ〜３０μｍ厚のニッケルまたは銅からなるメッキ層で形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板上に半田付けによって実装される面実装タイプのチップ抵抗器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の一般的なチップ抵抗器を模式的に示す断面図である。同図に示すチップ抵抗器２１は、直方体形状のセラミック基板２２と、焼成銀等からなりセラミック基板２２の図示上面の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極２３と、酸化ルテニウム等からなり一対の表面電極２３間に跨って設けられた抵抗体２４と、この抵抗体２４を被覆する絶縁性の保護層２５と、焼成銀等からなりセラミック基板２２の図示下面の長手方向両端部に設けられた一対の裏面電極２６と、セラミック基板２２の長手方向両端面に設けられて表面電極２３と裏面電極２６とを橋絡する一対の端面電極２７とを備えており、下地電極層としてコ字状に連続する表面電極２３と端面電極２７および裏面電極２６にメッキ層２８が被着されている。
【０００３】
かかるチップ抵抗器２１において、セラミック基板２２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、この大判基板に対して多数個分の表面電極２３や抵抗体２４、裏面電極２６、保護層２５等が一括して形成される。また、チップ抵抗器２１の抵抗値の調整は、抵抗体２４に図示せぬトリミング溝を形成することによって行われる。保護層２５は一般的に２層構造になっており、抵抗体２４をトリミングする抵抗値調整の前に形成されるアンダーコート層と、抵抗値調整の後に形成されるオーバーコート層とが積層されている。また、端面電極２７は多数個分の保護層２５が形成された大判基板を１次分割してなる短冊状基板の分割面に形成され、端面電極２７を形成した後に短冊状基板を個片（チップ単体）に２次分割して各チップ単体にメッキ層２８が被着されるようになっている。このメッキ層２８は、下地電極層に密着する最内層のニッケル（Ｎｉ）メッキ層と、外表面に露出する最外層の半田（Ｓｎ／Ｐｂ）メッキ層または錫（Ｓｎ）メッキ層とを含む２層以上の積層構造になっている。
【０００４】
ところで、この種のチップ抵抗器２１は、回路基板に設けられたランド上に裏面電極２６を搭載して半田接合することで面実装されるが、実装後にチップ抵抗器２１への熱環境の変化が繰り返される（以後ヒートショックと呼ぶ）と、この半田接合部が熱応力で損傷してクラックを生じやすくなる。そして、半田接合部にヒートショックによるクラックが生じると、半田接合部はチップ抵抗器２１の裏面電極２６と回路基板のランドとを電気的かつ機械的に接続する箇所であるため、最悪の場合は導通不良に至ることもある。
【０００５】
そこで従来より、裏面電極を焼成銀からなる内層と導電性樹脂からなる外層との２層構造にし、半田接合部に作用する熱応力を緩和できるようにしたチップ抵抗器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来のチップ抵抗器では、回路基板のランド上で半田接合部と接触する裏面電極の外層が導電性樹脂からなるため、裏面電極が焼成銀のみからなる場合に比べると、半田接合部に作用する熱応力を緩和する効果が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−８４９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された従来のチップ抵抗器では、回路基板のランドと裏面電極との半田接合部に作用する熱応力を緩和するように配慮されているものの、端面電極部分の半田接合部に作用する熱応力について何ら対策が施されていないため、ヒートショックについて長寿命の要求がある車載用電子機器等の回路基板に実装された場合、端面電極部分の半田接合部にヒートショックによるクラックが発生しやすくなる。また、近年の鉛フリー化に伴って使用される半田ペーストの融点が高くなると、回路基板への実装が高温でのリフロー条件となるため、リフロー時に裏面電極の樹脂成分が劣化してしまい、その部分で裏面電極が剥離してしまう虞がある。さらに、裏面電極が焼成銀と導電性樹脂の２層構造となっているため、製造工程が煩雑化して製造コストが上昇するという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような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、裏面電極と端面電極を含む半田接合部全体のヒートショックによる損傷を防止できるチップ抵抗器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明のチップ抵抗器は、セラミック基板の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極と、これら一対の表面電極に接続するように前記セラミック基板の表面に設けられた抵抗体と、前記セラミック基板の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏面電極と、前記抵抗体を被覆する絶縁性の保護層と、前記セラミック基板の両端面に設けられて前記表面電極と前記裏面電極とを橋絡している一対の端面電極と、この端面電極と前記表面電極および前記裏面電極を被覆するバリヤー層と、このバリヤー層を被覆する半田メッキ層とを備え、前記端面電極はクロムと前記バリヤー層の材料を含有するスパッタ膜で形成されており、前記バリヤー層は８μｍ〜３０μｍ厚のニッケルまたは銅からなるメッキ層で形成されているという構成にした。
【００１０】
このように構成されたチップ抵抗器では、端面電極と表面電極および裏面電極がメッキ厚を厚く（８μｍ〜３０μｍ）形成したバリヤー層によって覆われているため、バリヤー層が熱応力（ヒートショック）に対してクッション材となり、裏面電極と端面電極を含む半田接合部全体の熱応力に起因する疲労やクラックを防止することができる。しかも、端面電極が、セラミック基板との密着性の良いクロムとバリヤー層の材料（ニッケルまたは銅）とを含有するスパッタ膜で形成されているため、バリヤー層と端面電極との境界部分が強化され、バリヤー層を厚く形成したときに発生する内部応力にも対応できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のチップ抵抗器は、端面電極と表面電極および裏面電極が膜厚の厚い（８μｍ〜３０μｍ）バリヤー層によって覆われているため、バリヤー層が熱応力（ヒートショック）に対してクッション材となり、裏面電極と端面電極を含む半田接合部全体の熱応力に起因する疲労やクラックを防止することができる。しかも、端面電極が、セラミック基板との密着性の良いクロムとバリヤー層の材料（ニッケルまたは銅）とを含有するスパッタ膜で形成されているため、バリヤー層と端面電極との境界部分が強化され、バリヤー層を厚く形成したときに発生する内部応力に起因する疲労やクラックを防止することができる。また、このチップ抵抗器は、裏面電極の製造工程を特に煩雑化する必要がないため、コストアップも回避しやすくなっている。それゆえ、ヒートショックに強くて耐用寿命の長いチップ抵抗器を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器を模式的に示す断面図である。
【図２】該チップ抵抗器の実装状態を示す要部の断面図である。
【図３】該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。
【図４】該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。
【図５】従来の一般的なチップ抵抗器を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。図１に示すように、本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器１は、直方体形状のセラミック基板２と、このセラミック基板２の裏面（図１では下面）の長手方向両端部に設けられた一対の裏面電極３と、セラミック基板２の表面（図１では上面）の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極４と、これら一対の表面電極４に両端部を重ね合わせてセラミック基板２の表面に設けられた抵抗体５と、セラミック基板２の長手方向両端面に設けられて裏面電極３と表面電極４とを橋絡している一対の端面電極６と、抵抗体５を被覆する２層構造の保護層（アンダーコート層７およびオーバーコート層８）と、表面電極４と端面電極６および裏面電極３に被着せしめたバリヤー層９と、バリヤー層９に被着せしめた半田メッキ層１０とによって構成されている。
【００１４】
セラミック基板２はアルミナを主成分とする絶縁基板であり、このセラミック基板２は後述する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る。裏面電極３はＡｇ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、同じく表面電極４もＡｇ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る。抵抗体５は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・焼成させたものであり、この抵抗体５にトリミング溝（図示省略）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。端面電極６はセラミック基板２の端面にスパッタリングにより形成されたものであり、セラミック基板２に対する密着性が良いクロム（Ｃｒ）と後述するバリヤー層９の材料を含有するスパッタ膜からなる。バリヤー層９はニッケル（Ｎｉ）または銅（Ｃｕ）からなるメッキ層であり、半田メッキ層１０は錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）や鉛フリーのＳｎ等からなるメッキ層である。なお、チップ抵抗器１の製造時には、大判基板に対して多数個分の表面電極４や抵抗体５や裏面電極３やアンダーコート層７やオーバーコート層８等が一括して形成される。
【００１５】
図２に示すように、このチップ抵抗器１は、回路基板３０に設けられたランド３１上に裏面電極３を下向きにした状態で搭載され、バリヤー層９を被覆する最外層の半田メッキ層１０を半田３２で接合することによって面実装される。そして、このバリヤー層９が端面電極６と表面電極４および裏面電極３を覆うように８μｍ〜３０μｍ厚に形成されているため、バリヤー層９が熱応力（ヒートショック）に対してクッション材となり、端面電極６や裏面電極３を含む半田接合部全体の熱応力に起因する疲労やクラックを防止することができる。しかも、バリヤー層９によって覆われた端面電極６が、セラミック基板２との密着性が良いクロムとバリヤー層９の材料（ニッケルまたは銅）とを含有するスパッタ膜で形成されているため、バリヤー層９と端面電極６との境界部分が強化され、バリヤー層９を厚く形成したときに発生する内部応力に起因する疲労やクラックも防止することができる。
【００１６】
次に、このように構成されたチップ抵抗器１の製造工程について、図３と図４を参照しながら説明する。なお、第１工程から第１０工程までは図３を参照して説明し、第１１工程から第１５工程までは図４を参照して説明する。
【００１７】
まず、第１工程として、図３（ａ）に示すように、セラミック基板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面電極３を形成した後、第２工程として、大判基板４０の表面に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面電極４を形成する。なお、大判基板４０には予め１次分割溝と２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個分のチップ領域となる。
【００１８】
次に、第３工程として、これら未焼成の裏面電極３と表面電極４を８５０℃程度の高温で焼成した後、第４工程として、大判基板４０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て乾燥させることにより、図３（ｂ）に示すように、各チップ領域に未焼成の抵抗体５を形成する。その際、抵抗体５の長手方向両端部は、各チップ領域の長手方向両端部に設けられている表面電極４に重ね合わせておく。そして、次なる第５工程で、この抵抗体５を８５０℃程度の高温で焼成する。なお、前述した第３工程の焼成を省略し、この第５工程で裏面電極３と表面電極４と抵抗体５とを同時に焼成しても良く、その場合は焼成工程を減らしてコストダウンを図ることが可能となる。
【００１９】
次に、第６工程として、抵抗体５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７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、図３（ｃ）に示すように、抵抗体５を覆う１次保護コートに相当するアンダーコート層７を形成する。次に、第８工程として、アンダーコート層７および抵抗体５にレーザを照射して図示せぬトリミング溝を形成することにより、所望の抵抗値に調整する。
【００２０】
次に、第９工程として、アンダーコート層７を覆うようにガラスペーストあるいはエポキシ系等の樹脂ペーストをスクリーン印刷した後、これを第１０工程で焼き付ける（例えばガラスペーストは６００℃程度で焼成し、樹脂ペーストは２００℃程度で加熱硬化させる）ことにより、抵抗体５とアンダーコート層７を覆う２次保護コートに相当するオーバーコート層８を形成する。このオーバーコート層８は抵抗体５を外部環境から保護するためのものである。こうしてアンダーコート層７およびオーバーコート層８を形成することによって、抵抗体５を被覆する２層構造の保護層が得られる。
【００２１】
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１１工程では、ブレークによって大判基板４０を１次分割溝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４１を得る。
【００２２】
そして、次なる第１２工程で、短冊状基板４１の分割面にＣｒ／Ｎｉをスパッタリングすることにより、図４（ａ）に示すように、裏面電極３と表面電極４とを橋絡する端面電極６を形成する。この端面電極６は、セラミック基板２（大判基板４０や短冊状基板４１）との密着性が良いクロム（Ｃｒ）と、次工程で形成されるバリヤー層９の材料であるニッケル（Ｎｉ）を含有するスパッタ膜であり、その膜厚は半田食われを防止するために５００Å以上に設定されている。
【００２３】
しかる後、第１３工程として、ブレークによって短冊状基板４１を２次分割溝に沿って分割するという２次ブレーク加工を行う。これにより、チップ抵抗器１と同等の大きさの個片（チップ単体）を得る。
【００２４】
次に、第１４工程として、個片化された各チップ単体のセラミック基板２に電解メッキを施すことにより、図４（ｂ）に示すように、セラミック基板２の長手方向両端部に断面コ字状に連続するバリヤー層９を形成する。このバリヤー層９は表面電極４と端面電極６および裏面電極３を被覆するニッケルメッキ層であり、その膜厚はヒートショックに対するクッション材となるように８μｍ〜３０μｍに設定されている。ここで、バリヤー層９の膜厚が８μｍよりも薄くなると、クッション効果が不十分になってクラックを防止し難くなり、その反対にバリヤー層９の膜厚が３０μｍを越えると、バリヤー層９に発生する内部応力が大きくなり過ぎてしまうため、バリヤー層９の膜厚は８μｍ〜３０μｍに設定することが好ましい。
【００２５】
次に、第１５工程として、このバリヤー層９を被覆するように半田メッキ層１０を電解メッキで形成することにより、図４（ｃ）に示すように、２層構造のメッキ層（バリヤー層９と半田メッキ層１０）を有するチップ抵抗器１が完成する。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態例に係るチップ抵抗器１は、セラミック基板２の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極４と、これら一対の表面電極４に接続するようにセラミック基板２の表面に設けられた抵抗体５と、セラミック基板２の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏面電極３と、抵抗体５を被覆する絶縁性の保護層（アンダーコート層７およびオーバーコート層８）と、セラミック基板２の両端面に設けられて表面電極４と裏面電極３とを橋絡している一対の端面電極６と、この端面電極６と表面電極４および裏面電極３を被覆するバリヤー層９と、このバリヤー層９を被覆する半田メッキ１０層とを備え、端面電極６がクロムとバリヤー層９の材料を含有するスパッタ膜で形成されていると共に、バリヤー層９が８μｍ〜３０μｍ厚のニッケルまたは銅からなるメッキ層で形成されているため、バリヤー層９が熱応力（ヒートショック）に対してクッション材となり、裏面電極３と端面電極６を含む半田接合部全体の熱応力に起因する疲労やクラックを防止することができる。しかも、バリヤー層９によって被覆された端面電極６が、セラミック基板２との密着性の良いクロムとバリヤー層９の材料（ニッケルまたは銅）を含有するスパッタ膜で形成されているため、バリヤー層９と端面電極６との境界部分が強化され、バリヤー層９を厚く形成したときに発生する内部応力に起因する疲労やクラックも防止できる。
【００２７】
なお、上記の実施形態例では、バリヤー層９をニッケルメッキ層で形成すると共に、端面電極６をクロムとニッケルを含有するスパッタ膜で形成した場合について説明したが、バリヤー層９をニッケルメッキ層の代わりに銅（Ｃｕ）メッキ層とすることも可能であり、その場合、前述した第１２工程で短冊状基板４１の分割面にＣｒ／Ｃｕをスパッタリングすることにより、クロムと銅を含有する端面電極６を形成すれば良い。また、端面電極６は少なくともクロムとバリヤー層９の材料（ニッケルまたは銅）とを含有していれば、それ以外にもチタン（Ｔｉ）等を含有していても良く、例えば、バリヤー層９をニッケルメッキ層とした場合、端面電極６をＣｒ−Ｎｉ−Ｃｕのスパッタ膜で形成したり、Ｃｒ−Ｎｉ−Ｔｉのスパッタ膜で形成することも可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  チップ抵抗器
２  セラミック基
３  裏面電極
４  表面電極
５  抵抗体
６  端面電極
７  アンダーコート層（保護層）
８  オーバーコート層（保護層）
９  バリヤー層
１０  半田メッキ層
３０  回路基板
３１  ランド
３２  半田
４０  大判基板
４１  短冊状基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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