(57)【要約】【課題】２５０〜３５０℃程度の高温環境下で、長時間動作させても電極が劣化しない電極構造を備えたチップ抵抗器を提供する。【解決手段】下地内部電極１２，１３はＡｇ系の厚膜電極であり、Ａｕメッキ層２０を外部電極最表層に有するチップ抵抗器において、前記Ａｕメッキ層２０に対する拡散障壁として、白金族からなる金属の中間メッキ層１９を備えた。白金族からなる金属の中間メッキ層１９は、パラジウム（Ｐｄ）のメッキ層であることが好ましい。【選択図】図１
2015119125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地内部電極はＡｇ系の厚膜電極であり、Ａｕメッキ層を外部電極最表層に有するチップ抵抗器において、前記Ａｕメッキ層に対する拡散障壁として、白金族からなる金属の中間メッキ層を備えたことを特徴とするチップ抵抗器。
【請求項２】
白金族からなる金属は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、または白金（Ｐｔ）、であることを特徴とする請求項１に記載のチップ抵抗器。
【請求項３】
白金族からなる金属の中間メッキ層は、Ｎｉメッキ層上に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のチップ抵抗器。
【請求項４】
白金族からなる金属の中間メッキ層は、パラジウム（Ｐｄ）のメッキ層であることを特徴とする請求項１に記載のチップ抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ抵抗器に係り、特に高温環境で使用しても電極が劣化し難い高耐熱性の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化、軽量化が進んでいるチップ抵抗器の電極は、多層電極構造を有するものが多く存在する。こうした従来品の抵抗器の下地電極層はＡｇやＡｇ／ＰｄのＡｇ系の厚膜電極が主であり、さらにＮｉ、Ｓｎのメッキ層がその上層に外部電極として構成されている（例えば特許文献１参照）。そして、この電極は、通常、ハンダによって回路基板にハンダ接続されて、チップ抵抗器が回路基板に実装される。
【０００３】
最近は、自動車等に搭載されるチップ抵抗器も一段と高耐熱性を要求されるようになってきており、高温の環境下でも抵抗値変化のないチップ抵抗器が求められている。特にＳｉＣパワーモジュール半導体の直近に使用される抵抗器では、例えば周囲温度２５０℃でも使用可能であることが要求されている。
【０００４】
こうした高耐熱性の要求に対して、熱ストレスによる電極部の酸化防止対策として、耐熱性に優れるＡｕを電極層の最外層として使用するチップ抵抗器が提案されている（特許文献２参照）。また、高温環境下で使用可能な電極としてＡｕを最外層のメッキ電極とするチップ抵抗器なども提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９４３９８号公報
【特許文献２】特開２００２−０６４００３号公報
【特許文献３】特開平１０−２２３４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のチップ抵抗器の電極部分は、それまで求められていた耐熱温度（およそ１５０℃）の環境試験では、酸化安定性に優れたＡｕが、チップ抵抗器の電極の最外層にあれば、酸化防止できていたが、最近のニーズである長時間高温（およそ２５０〜３５０℃）に曝すと安定性を欠き、Ａｕが電極の最外層であったとしても、抵抗値が大きく増加してしまうという問題がある。また、ＡｇやＮｉなどの下層の金属層が拡散によりむき出しになり、酸化膜が形成されてしまうことから接触不良や抵抗値が変化してしまうという問題がある。つまり耐熱性試験の温度基準を上げると、従来の金属層の構成では耐用性に欠けてしまい、高耐熱性を充分に満足させることが困難となる。
【０００７】
さらに、こうした高耐熱性のチップ抵抗器の要求と同時に、チップ抵抗器等の電子部品が搭載される基板側にも同様に高耐熱性を求められている。特に接合時に使用されるハンダ材は耐熱性が低いため、早くから検討されてきており、高耐熱性という点における電子部品と基板の接合は、金-ゲルマニウム（融点約３５０℃）がその一案であるとされている。
【０００８】
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、セラミック基板に下地電極層にＡｇ、中間層にＮｉを例とする従来の金属層の材料を大きく変更しない金属層からなる電極を有するチップ抵抗器が、２５０〜３５０℃程度の高温環境下で長時間放置する試験で高温により電極が劣化しにくい高耐熱性を有する電極層とその配置構造を備えたチップ抵抗器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のチップ抵抗器は、下地内部電極はＡｇ系の厚膜電極であり、Ａｕメッキ層を外部電極最表層に有するチップ抵抗器において、前記Ａｕメッキ層に対するＡｇの拡散障壁として、白金族からなる金属の中間メッキ層を備えたことを特徴とする。白金族からなる金属の中間メッキ層は、パラジウム（Ｐｄ）のメッキ層であることが好ましい。
【００１０】
上記抵抗器によれば、上記中間層が特に下地内部電極からの拡散しやすいＡｇの拡散を効果的に阻止し、Ａｕメッキ層に入ることを防止する。これにより、Ａｕ・Ａｇ系等の金属間化合物の生成が抑制され、高温環境下で使用しても電極の劣化が抑制され、高温環境下でのチップ抵抗器の長時間使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例のチップ抵抗器の断面図である。
【図２】比較例としてのチップ抵抗器の断面図である。
【図３】図１に示すチップ抵抗器の製造工程のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図１乃至図３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。
【００１３】
図１は本発明の一実施例のチップ抵抗器の電極構造を示し、図３はその製造工程を示す。このチップ抵抗器は、厚膜チップ抵抗器であり、アルミナからなる絶縁基板１１の裏面に内部電極である裏電極（Ａｇ）１２がスクリーン印刷および乾燥・焼成により形成され、表面に内部電極である表電極（Ａｇ）１３が同様にスクリーン印刷および乾燥・焼成により形成されている。そして、基板１１の両端部に設けた一対の表電極（Ａｇ）１３間に跨るように抵抗体１４がスクリーン印刷および乾燥・焼成により形成されている。
【００１４】
抵抗体１４はプリガラス１５により被覆され、トリミング工程の後、保護コート（ガラス）１６により被覆されている。そして、基板１１の端面には、内部電極であるＮｉ−Ｃｒ薄膜からなる端面電極１７がスパッタリングにより形成されている。以上の構成は通常のチップ抵抗器と同様である。
【００１５】
外部電極は、内部電極１２，１３，１７の上面に、Ｎｉメッキ層１８を形成し、その上面に白金族からなる金属の中間メッキ層１９を形成し、さらにその上面にＡｕメッキ層２０を形成している。本実施例では、中間メッキ層１９として、パラジウム（Ｐｄ）のメッキ層を採用している。
【００１６】
Ｎｉメッキ層１８は、表電極１３と裏電極１２の電気的導通という役割を果たすと共に、本実施例では後述のＡｇ拡散に対するある程度の障壁効果を有する。Ｎｉも他金属へ拡散する性質があるが、Ａｇと比較するとその拡散量は少ないことが試験の結果からも明らかであった。
【００１７】
白金族からなる金属の中間メッキ層１９は、この実施例ではパラジウム（Ｐｄ）単体のメッキ層であり、下地Ａｇ系の厚膜電極からのＡｇの拡散、および下地Ｎｉメッキ層からのＮｉの拡散に対して障壁として機能する。なお、白金族からなる金属は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、または白金（Ｐｔ）、等であり、金（Ａｕ）に近い性質を有し、金（Ａｕ）と同様に酸や塩基に侵されにくい性質を有する。ただ、このうちオスミウム（Ｏｓ）については、およそ４００℃で昇華しやすい性質をもち、また酸化しやすいことから、メッキに使用する用途には不向きである要素を併せ持つことから、ここでの対象から除くものとする。
【００１８】
そして最表層のＡｕ層は、高温下で動作するチップ抵抗器の電極の酸化防止機能を表層で果たすと共に、実装時のハンダ材や配線パッドなどの基板配線層との接合性を良好に果たす。
【００１９】
これにより、電極構造を上層からＡｕ／Ｐｄ／Ｎｉ／Ａｇとし、ＰｄとＮｉの各金属層を中間層として介在させることによって、２５０−３５０℃の高温下で動作させても、表層のＡｕ層までＡｇ系の厚膜電極からＡｇが拡散せず、Ａｕ層においてＡｇ等との金属間化合物が生成せず、チップ抵抗器における電極層間の結合性が確保され、抵抗値変動が抑制されたチップ抵抗器を得ることができる。
【００２０】
すなわち、従来の一般的なチップ抵抗器は前述したように電極構造を上層からＳｎ／Ｎｉ／Ａｇとしている。この場合、Ｓｎの融点は２３０℃程度であり、２５０−３５０℃の高温下で動作させ得ないことが明らかである。そこで、比較例として図２に示すように、Ｓｎメッキ層を融点が高く且つハンダ接合性が良好なＡｕメッキ層２０に単純に置換することが考えられる。この場合の電極構造は上層からＡｕ／Ｎｉ／Ａｇとなる。
【００２１】
しかしながら、本発明者等の試験結果では、上記構造のＡｕメッキ層を最表層に備えるチップ抵抗器は短時間の高耐熱性に優れているが、３５０℃高温放置試験で２５０時間を経過すると、Ａｕメッキ層の外側までＮｉ、Ａｇが拡散し、Ｎｉメッキ層の一部をむき出しにし、そこに酸化膜が形成されることにより、ハンダ付けに適さない現象が起こることが判明した。
【００２２】
解析の結果、この現象は、下地Ａｇ系の厚膜電極１２のＡｇがＮｉメッキ層１８を通過し、Ａｕメッキ層２０に入り、ＡｇとＡｕの金属間化合物を形成、これが原因したことによるものと考えられる。そうすると、下地内部電極のＡｇがＡｕメッキ層に入らないように、Ａｕメッキ層に対する拡散障壁を設けることができれば、この問題は解決できると考えられる。そこで、Ａｕと良く似た特性を有するＰｄ等の白金族からなる金属の中間層を設けることで、下地内部電極のＡｇが当該層に捕捉されるようにして働き、最表層のＡｕまで到達することのない、Ａｕメッキ層に対する拡散障壁として作用する。高耐熱性の放置試験をクリアできる構造を得たことにより、本実施例は実装時に高耐熱性のハンダ材やパッド等の接合用材と良好に接合できるチップ抵抗器であると考えられる。
【００２３】
そこで考案されたのが、本発明の電極構造であり、下地Ａｇ系の厚膜電極に、Ｎｉメッキ層、Ｐｄメッキ層、Ａｕメッキ層を積層することで、Ｐｄメッキ層はＡｇおよびＮｉに対して拡散障壁として機能し、ＡｇやＮｉがＡｕ層２０に入るのを阻止する。従って、Ａｕ層２０において、電極を損傷させる金属間化合物が生成せず、高温環境下で長時間動作させても電極の劣化が生ぜず、従って、抵抗値が変化しない電極構造が得られる。
【００２４】
なお、上記実施例では、下地内部電極としてＡｇ電極を用いる例について説明したが、Ａｇ−Ｐｄ系電極を用いても良い。また、端面電極１７をＮｉ−Ｃｒのスパッタリングで形成する例について説明したが、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ系の厚膜電極を用いてもよい。
【００２５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、高温環境下で使用するチップ抵抗器に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１１  絶縁基板
１２  内部電極／裏電極  
１３  内部電極／表電極
１４  抵抗体
１５  プリガラス
１６  保護コート（ガラス）
１７  内部電極／端面電極（Ｎｉ−Ｃｒ）
１８  Ｎｉメッキ層
１９  中間メッキ層（白金族）
２０  Ａｕメッキ層
【図１】
2015119125.tif 000003
【図２】
2015119125.tif 000004
【図３】
2015119125.tif 000005