(57)【要約】【課題】  電極端子が設けられる基材の外形を円筒形状とすることで、バルク実装の自由度を高めると共に、抵抗材や導電材からなる電気伝導部を前記基材の軸方向に貫通する孔部に形成することによって、前記電気伝導部の保護及び電気的特性の向上が図られるセラミックス電子部品を提供することである。【解決手段】  軸方向に貫通する孔部２３が形成された円筒形状のセラミックス基材２２と、前記孔部２３の内周面に蒸着形成される導電性カーボン薄膜による抵抗材２４ａとを備えた構造のチップ型の抵抗器２１を形成した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に貫通する孔部が形成された円筒形状のセラミックス基材と、前記孔部に設けられる電気伝導部とを備えたことを特徴とするセラミックス電子部品。
【請求項２】
前記孔部が、前記セラミックス基材の軸方向に一または二以上形成されている請求項１記載のセラミックス電子部品。
【請求項３】
前記電気伝導部が、孔部内に充填された樹脂材によって封止される請求項１記載のセラミックス電子部品。
【請求項４】
前記セラミックス基材の両端に電極端子が形成される請求項１または２記載のセラミックス電子部品。
【請求項５】
前記電極端子が、前記セラミックス基材の外周面に形成される導電性薄膜の一部である請求項４記載のセラミックス電子部品。
【請求項６】
前記電気伝導部が、抵抗材によって形成される請求項１記載のセラミックス電子部品。
【請求項７】
前記抵抗材が、前記孔部の内周面に形成される薄膜である請求項６記載のセラミックス電子部品。
【請求項８】
前記抵抗材が、前記薄膜と、この薄膜を被うように孔部内に充填された固形状物である請求項６または７記載のセラミックス電子部品。
【請求項９】
前記抵抗材は、導電性カーボン、ニッケル、ニッケル−クロム合金のいずれかである請求項６乃至８のいずれかに記載のセラミックス電子部品。
【請求項１０】
前記電気伝導部が、ニッケル、銅、タングステン、金、銀、白金、導電性カーボンのいずれか若しくはその組み合わせからなる導電材によって形成される請求項１記載のセラミックス電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗器やビーズコアなどの微小なチップ型のセラミックス電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板上に直接実装される表面実装型の抵抗器やビーズコア等のチップ型の電子部品は、絶縁材料や磁性材料からなる平板状の基材と、この基材の表面に印刷形成される抵抗材や導電材と、前記基材の端部に設けられる電極端子とで構成されている。前記抵抗材や導電材は、基材の表面に印刷した後、焼成等の工程を経て形成される。
【０００３】
前記構造の電子部品は、表面に抵抗材や導電材等が形成され、裏面に電極端子が形成されているため、実装方向が一方向に限定される。また、形成された電子部品を保持または搬送する際、テーピング包装する必要がある。これに対して、前記テーピング包装の必要がなく、実装方向の自由度を備えたバルク実装型の電子部品が使用されるようになってきた。図１０及び図１１は、このようなバルク実装型の電子部品の一つであるチップ抵抗器１の構造を示したものである（特許文献１参照）。このチップ抵抗器１は、絶縁材料を角型筒状に成形した基材２と、この基材２の内部に埋設された電気伝導部である抵抗体３と、前記基材２の両端部に形成される一対の電極端子４，５とを備えている。また、前記抵抗体３は、前記基材２の内部を軸方向に貫通するようにして埋設される。
【特許文献１】特開平７−２９７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の一般的な電子部品にあっては、アルミナ等の絶縁基板の表面または裏面のいずれか一方向に抵抗材や導電材を印刷し、焼成形成されるため、表裏とで方向性を有した構造のチップ抵抗器となってしまう欠点がある。また、抵抗値等の調整（トリミング）を行う際、一旦形成した抵抗材の切除を要するため、ノイズを重視する回路構成には不向きである。
【０００５】
これに対して、特許文献１に示したような構造の電子部品（チップ抵抗器）１では、セラミックス等の絶縁材料で形成された基材２の内部に別工程で形成された棒状の抵抗体３を埋設するため、ノイズを重視した回路へも使用が可能である。しかしながら、前記基材２内に設けた孔部に対応するように、前記抵抗体３を固形状に形成する工程や孔部内に挿入する工程を経なければならず、製造工数やコストが多くかかる。また、抵抗体３を前記孔部に適応させるために、予め一定のサイズに形成しておく必要があり、一旦基材２の中に埋設した後では抵抗値の調整が容易でないといった問題がある。
【０００６】
また、バルク実装の形態としては、上記特許文献１で示したような角型に形成された基材２が用いられているが、このような角型の場合、図１１に示したように、回路基板１０上に設けられている電極パターン１０ａに接続される電極端子４，５の実装方向が四方向のいずれかになるので、実装の自由度が制限されるといった問題もある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、電極端子が設けられる基材の外形を円筒形状とすることで、バルク実装の自由度を高めると共に、抵抗材や導電材からなる電気伝導部を前記基材の軸方向に開設した孔部に形成することで、前記電気伝導部の保護及び電気的特性の向上を図ったセラミックス電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のセラミックス電子部品は、軸方向に貫通する孔部が形成された円筒形状のセラミックス基材と、前記孔部に設けられる電気伝導部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記電気伝導部が、導電性カーボン等の抵抗材によって形成され、前記孔部の内周面に形成される薄膜、または、この薄膜と孔部内に充填された固形状物である。
【００１０】
また、前記電気伝導部が、ニッケル、銅、タングステン、金、銀、白金、導電性カーボンのいずれか若しくはその組み合わせからなる導電材によって形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のセラミックス電子部品によれば、両端に電極端子を設けたセラミックス基材が円筒形状に形成されているので、実装方向が限定されないバルク実装に最適な構造となる。また、前記セラミックス基材の内部に軸方向に貫通する孔部が形成され、この孔部内に抵抗材からなる電気伝導部が蒸着等によって形成されるため、製造段階での抵抗値等の調整を容易且つ精度よく行うことができる。また、前記抵抗材を酸化等させて抵抗値を調整する際に、外部が高温に耐えうるセラミックス基材で形成されているため、抵抗値の選択幅の広いセラミックス電子部品の提供が可能となる。また、前記抵抗材が直線状に形成されることと、抵抗値の調整に関して、抵抗材の導電経路の切除を要しないことから通信機器等の高周波を扱う回路の電子部品に適している。
【００１２】
また、前記電気伝導部の両端に設けられる電極端子が、円筒形状であるセラミックス基材の外周面に形成される導電性薄膜の一部を剥離することによって形成できるので、微小なセラミックス電子部品であっても製造が容易であり、製造工数やコストの削減化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて本発明に係るセラミックス電子部品の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明のセラミックス電子部品の第１実施形態であるチップ型の抵抗器２１を示したものである。この抵抗器２１は、微小な円筒形状のセラミックス基材２２（以下、単に基材という）と、この基材２２の内部を軸方向に貫通する孔部２３と、この孔部２３に設けられる電気伝導部２４と、前記基材２２の両端部に形成される一対の電極端子２５ａ，２５ｂとを備えている。
【００１５】
前記基材２２には、例えばアルミナセラミックスが用いられ、基材２２の直径及び長さは、数百μｍ程度の微小な円筒形状に形成される。また、前記基材２２の内部を軸方向に貫通して設けられる孔部２３の直径は、前記数百μｍの円筒形状に対して、数十μｍに形成される。前記電気伝導部２４は、図２乃至図４に示すように、孔部２３の内周面に形成される薄膜状の抵抗材２４ａまたは孔部２３内に充填形成される固形状の抵抗材２４ｂによって形成される。前記抵抗材２４ａは、微粒子状の導電性カーボン、ニッケル、ニッケル−クロム合金等の抵抗材料を前記孔部２３の内周面に一定の厚みで蒸着またはメッキして薄膜状に形成したものである。一方、抵抗材２４ｂは、図４に示したように、前記抵抗材料を孔部２３の内部に充填して固形化して形成される。なお、この充填による形成では、電極端子２５ａ，２５ｂとの導通をより確実にするために、孔部２３の内周面に予め導電性カーボン等の抵抗材２４ａによる薄膜を形成してから行うのが望ましい。前記抵抗材２４ａ，２４ｂには、予め設定される抵抗値や許容誤差に応じて、導電性カーボン、ニッケル、ニッケル−クロム合金等が用いられ、所望の抵抗値に調整される。
【００１６】
電極端子２５ａ，２５ｂは、前記孔部２３と同時に基材２２の外表面に形成された抵抗材２４ａによる薄膜の一部を除去して、前記基材２２の両端部に形成されたもので、導電率の良好な金属等を蒸着あるいはメッキした導電性被膜が形成される。この導電性被膜は、前記基材２２の両端面から円筒側面の端部に回り込ませて形成され、前記抵抗材２４ａ，２４ｂによって形成された電気伝導部２４の両端部とそれぞれ導通接続される。前記電極端子２５ａ，２５ｂとなる部分は、基材２２の外表面全体に形成された導電性被膜を基材２２の円筒側面の中央部を円周方向に沿って剥離することによって形成される。本実施形態では、前記電極端子２５ａ，２５ｂを導電性の薄膜にして形成したが、前記電極端子２５ａ，２５ｂをキャップ状に形成しておいて、前記抵抗材２４ａ，２４ｂが形成された基材２２の両端部に装着してもよい。
【００１７】
また、図２及び図３に示したように、前記抵抗材２４ａを孔部２３の内周面に薄膜のみによって形成した場合は、孔部２３の内部が空洞となるが、この孔部２３の両端からエポキシ樹脂等の樹脂材２６を充填して封止することで、前記抵抗材２４ａの保護が図られ、調整した抵抗値の変動を抑えることができる。
【００１８】
本発明に係る抵抗器２１は、基板２２にセラミックスを用いているので、バッチ処理によって蒸着された薄膜抵抗値に多少のずれがあったとしても、高温加熱処理等をすることで、抵抗値の微調整を容易に行うことができる。なお、前記構造による抵抗器２１は、抵抗値の幅や許容誤差等の分布に基づいて、孔部２３の直径や形成位置、形成本数が設定される。
【００１９】
図５は、上記構造の抵抗器２１をマザーボード等の回路基板２０上に表面実装したときの状態を示したものである。前記抵抗器２１の電極端子２５ａ，２５ｂを回路基板２０上の電極パターン２０ａ上に載置し、半田１９を介して導通接続される。上述したように、前記抵抗器２１を構成する基材２２が円筒形状となっているため、上下の別なく実装が可能であり、実装の方向を設定する必要がなくなる。このため、前記構造の抵抗器２１を専用のカセット容器にセットする際の取扱いが容易となり、自動実装を行うバルク実装用途に適している。
【００２０】
なお、前記孔部２３に設ける電気伝導部２４をニッケル、銅、タングステン、金、銀、白金等の導電部材に置き換えることで、ゼロオームの導通器（ジャンパーチップ）を形成することができる。
【００２１】
図６は、本発明のセラミックス電子部品の第２実施形態であるビーズコア３１の構成例を示したものである。このビーズコア３１は、前記抵抗器２１と同様に、円筒形状の基材３２と、この基材３２の内部を軸方向に貫通する孔部３３と、前記基材３２の両端部に形成される一対の電極端子３５ａ，３５ｂとを備えているが、基材３２及び孔部３３に形成される電気伝導部３４の材料が異なる。前記基材３２は、フェライトからなる磁性体セラミックスで形成され、電気伝導部（導電材）３４は、上記ジャンパーチップの場合と同様、ニッケル、銅、タングステン、金、銀、白金等の導電材料を孔部３３内に充填することで形成される。なお、このビーズコア３１の回路基板への実装は、前記図５に示した抵抗器２１と同様にバルク実装が可能である。
【００２２】
また、前記抵抗器２１やビーズコア３１において、基材２２，３２の軸方向に貫通して設けられる孔部２３，３３は、一箇所に限定されず、二箇所以上設けることもできる。図７は、一例として、孔部を円筒形状の基材４２の軸方向に沿って３箇所設けた場合の抵抗器４１を示したものである。このように、電気伝導部が形成される孔部４３ａ，４３ｂ，４３ｃを複数設けることによって、設定する抵抗値の範囲を広くすることができる。なお、前記孔部４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、基材４２の軸方向にそれぞれ独立して貫通形成されていればよく、位置については特に限定されない。
【００２３】
前記チップ型の抵抗器２１は、図８及び図９に示すような手順によって形成される。以下に示す一連の工程は、大量の抵抗器を一括して量産するため、バッチ処理によって行われる。最初に、アルミナセラミックスを加工して微小な円柱形状の基材２２を形成し、内部に軸方向に貫通する微小径の孔部２３を形成する（工程１）。前記形成した孔部２３の内周面に導電性カーボンやニッケル等の抵抗材２４ａを蒸着して薄膜を形成する（工程２）。次に、前記基材２２の外周面全体に導電性被膜２５を蒸着して形成する（工程３）。この導電性被膜２５は、次の工程によって、前記基材２２の両端部に設けられる一対の電極端子２５ａ，２５ｂとなる部分であるので、導電性の良好な金属材料を用いるのが好ましい。前記一対の電極端子２５ａ，２５ｂを形成するために、基材２２の外周面に形成された導電性被膜２５をその下に蒸着されている抵抗材の薄膜と共に、円周方向に沿って剥離する（工程４）。本発明の抵抗器２１は、円筒形状であるので、基材２２を軸方向に回転させることによって、前記導電性薄膜２５を均一且つ正確に剥離することができる。この剥離作業は、レーザ照射によって昇化させたり、切削用のディスクを導電性被膜２５に接触させて研削させたりして行われる。なお、前記孔部２３内に成膜させた抵抗材２４ａが導電性カーボンの場合は、この後に熱処理あるいは酸化等を行いながら所望の抵抗値に合わせ込む作業が行われる。最後に、前記抵抗材２４ａによる電気伝導部２４が形成された孔部２３内に樹脂材２６を充填して封止した後、前記電極端子２５ａ，２５ｂをニッケルや錫などによってメッキ２７する（工程５）。以上の工程を経て形成された抵抗器２１は、各種の性能検査や出荷検査を行い、一つずつバルク実装用のカセット容器３０に収容されて出荷される。一方、電子機器の組立ラインにおいては、前記カセット容器３０をバルク実装機にセットするだけで自動実装が可能となる。
【００２４】
なお、上記第２実施形態で示したようなビーズコアを製造する場合は、前記抵抗器の製造方法における基材をフェライトからなる磁性体セラミックスに置き換え、孔部にはニッケル、銅、タングステン、金、銀、白金のいずれかからなる導電材料を充填あるいは蒸着するといった方法に置き換えることによって行われる。
【００２５】
上記実施形態で示したように、本発明のセラミックス電子部品は、外形部が円筒形状となっているので、実装方向が特定されないバルク実装に最適であり、また、製造方法においても、抵抗材や導電材からなる電気伝導部の形成や電極端子の形成を一連の工程の中でバッチ処理によって製造することができるので、量産化に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るセラミックス電子部品（抵抗器）の構造を示す斜視図である。
【図２】上記抵抗器のＡ−Ａ断面図である。
【図３】上記抵抗器のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】上記抵抗器において、電気伝導部を抵抗材で充填形成したときのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】上記抵抗器の回路基板への実装形態を示す図である。
【図６】本発明に係るセラミックス電子部品（ビーズコア）の断面図である。
【図７】電気伝導部を形成する孔部を軸方向に複数設けたセラミックス電子部品の構造を示す断面図である。
【図８】上記抵抗器の製造方法を示す工程図である。
【図９】上記抵抗器の製造方法を示す概念図である。
【図１０】従来の角チップ型の電子部品（抵抗器）の斜視図である。
【図１１】上記従来の角チップ型の電子部品（抵抗器）の実装形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
２１  抵抗器（セラミックス電子部品）
２２  セラミックス基材
２３  孔部
２４  電気伝導部
２４ａ，２４ｂ  抵抗材
２５  導電性被膜
２５ａ，２５ｂ  電極端子
２６  樹脂材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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