(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面における相対向する側辺に沿って形成された一対の表電極と、これら両表電極に接続するように形成された抵抗体とを備え、一対の前記表電極がワイヤボンディング用電極となっているチップ抵抗器において、
一対の前記表電極にそれぞれ前記絶縁基板の側辺に対して傾斜方向へ延びる傾斜辺部を形成すると共に、これら両傾斜辺部どうしを前記抵抗体を介して互いに平行に対向配置し、前記表電極のうち、前記絶縁基板の側辺と前記傾斜辺部とのほぼ間隔が最大で、前記絶縁基板の表面における対角線上に位置する部位をボンディングワイヤの接続部としたことを特徴とするチップ抵抗器。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記抵抗体の平面形状を平行四辺形とし、この抵抗体の対辺を前記表電極の前記傾斜辺部に略同一幅で重ね合わせたことを特徴とするチップ抵抗器。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記絶縁基板の裏面のほぼ全体に放熱電極が形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。
【請求項４】
チップ抵抗器が、直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面における相対向する側辺に沿って形成された一対の表電極と、これら両表電極に接続するように形成された抵抗体とを備えており、このチップ抵抗器が回路基板上に搭載されていると共に、前記回路基板に設けられた配線パターンと前記チップ抵抗器の前記表電極とがボンディングワイヤを介して接続されているチップ抵抗器の実装構造において、
一対の前記表電極にそれぞれ前記絶縁基板の側辺に対して傾斜方向へ延びる傾斜辺部を形成すると共に、これら両傾斜辺部どうしを前記抵抗体を介して互いに平行に対向配置し、前記表電極のうち、前記絶縁基板の側辺と前記傾斜辺部との間隔がほぼ最大で、前記絶縁基板の表面における対角線上に位置する部位を前記ボンディングワイヤの接続部としたことを特徴とするチップ抵抗器の実装構造。
【請求項５】
請求項４の記載において、前記絶縁基板の裏面のほぼ全体に放熱電極が形成されていると共に、前記配線パターンに前記放熱電極よりも大きな外形を有する接続ランド部が形成されており、前記放熱電極を前記接続ランド部に半田付けした状態で前記チップ抵抗器が前記回路基板上に搭載されていることを特徴とするチップ抵抗器の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐サージ性に優れたワイヤボンディング接続型のチップ抵抗器と、そのようなチップ抵抗器を回路基板に搭載した実装構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、耐サージ性に優れたチップ抵抗器として、図８に示すような構造のチップ抵抗器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。同図において、符号１００は直方体形状の絶縁基板であり、この絶縁基板１００の表面における対角線上の２つの角部にはそれぞれ表電極１０１が形成されている。これら表電極１０１は絶縁基板１００の角部を頂点とする平面視三角形状に形成されており、三角形の底辺をなす両表電極１０１の傾斜辺部１０１ａは互いに平行に対向している。また、絶縁基板１００の表面には平面視方形状の抵抗体１０２が形成されており、この抵抗体１０２の相対向する２つの角部はそれぞれ表電極１０１と接続されている。
【０００３】
このように構成されたチップ抵抗器では、一対の表電極１０１の傾斜辺部１０１ａが抵抗体１０２を挟んで平行に対向配置されており、これら傾斜辺部１０１ａで挟まれた領域に存する抵抗体１０２についてみると、いずれの部位も傾斜辺部１０１ａと直交する方向に電流が流れるため、表電極１０１の特定の部位への電流集中を軽減することができる。また、絶縁基板１００の表面における表電極１０１の存しない残り２つの角部側の領域、つまり両傾斜辺部１０１ａ間に挟まれた部分の外側の領域にも抵抗体１０２が形成されているため、抵抗体１０２の面積を広くとることができて耐サージ性に優れたチップ抵抗器となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５９４１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した従来例に係るチップ抵抗器では、抵抗体１０２を挟んで対向する両表電極１０１の傾斜辺部１０１ａが角部のない直線状に形成されており、両表電極１０１の電極間距離が傾斜辺部１０１ａに沿った全域で一定となるため、電極間距離の短い部分に電流が集中して当該部分の温度を上昇させる、という負荷特性の悪化をある程度は軽減することができる。
【０００６】
しかしながら、図９に示すように、両表電極１０１で挟まれた抵抗体１０２内を傾斜辺部１０１ａと直交方向に流れる電流（矢印Ａ参照）の他に、その外側に形成された抵抗体１０２内を回り込んで表電極１０１に向かう電流（矢印Ｂ参照）が存在し、後者の電流Ｂが表電極１０１の傾斜辺部１０１ａと抵抗体１０２の外側辺との交点であるエッジ部（符号Ｅを付した４か所）に集中するため、これらエッジ部Ｅの近傍に位置する抵抗体１０２が負荷集中によって温度上昇してしまうという問題があった。特に、耐サージ性を向上させるべく抵抗体１０２の面積を広くすると、それに反比例して表電極１０１の面積が小さくなってしまうため、上記したエッジ部Ｅ近傍の温度上昇が大きくなって負荷特性の悪化を招くことになり、最悪の場合、チップ抵抗器が発熱によって破壊してしまうことがある。
【０００７】
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、その第１の目的は、放熱性と耐サージ性に優れたワイヤボンディング接続型のチップ抵抗器を提供することにあり、第２の目的は、そのようなチップ抵抗器の実装構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記第１の目的を達成するために、本発明は、直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面における相対向する側辺に沿って形成された一対の表電極と、これら両表電極に接続するように形成された抵抗体とを備え、一対の前記表電極がワイヤボンディング用電極となっているチップ抵抗器において、一対の前記表電極にそれぞれ前記絶縁基板の側辺に対して傾斜方向へ延びる傾斜辺部を形成すると共に、これら両傾斜辺部どうしを前記抵抗体を介して互いに平行に対向配置し、前記表電極のうち、前記絶縁基板の側辺と前記傾斜辺部との間隔がほぼ最大で、前記絶縁基板の表面における対角線上に位置する部位をボンディングワイヤの接続部とした。
【０００９】
このように構成されたチップ抵抗器では、一対の表電極の平面形状が絶縁基板の１つの側辺を占める台形（または直角三角形）状に形成されており、これら表電極の傾斜辺部どうしが抵抗体を介して互いに平行に対向配置されているため、電流の回り込みによって電流集中する部分がそれぞれの表電極について１箇所だけとなり、抵抗体の面積を広くして耐サージ性を向上させた上で、温度上昇に起因する負荷特性の悪化を抑制することができる。そして、電流集中によって温度上昇するのは、表電極のうち絶縁基板の側辺と傾斜辺部との間隔が最も大きい部位であり、当該部位をボンディングワイヤの接続部としているため、チップ抵抗器を回路基板に搭載してワイヤボンディング接続することにより、上昇した温度がボンディングワイヤを介して回路基板側へ放熱され、放熱性と耐サージ性に優れたワイヤボンディング接続型のチップ抵抗器を実現することができる。
【００１０】
上記の構成において、抵抗体は表電極に対して前記接続部を露出させた状態で接続されていれば、その形状は特に限定されるものでないが、抵抗体の平面形状を平行四辺形とし、この抵抗体の対辺を表電極の傾斜辺部に略同一幅で重ね合わせた接続状態とすれば、抵抗体を簡単かつ高精度に印刷形成することができて好ましい。
【００１１】
また、上記の構成において、絶縁基板の裏面のほぼ全体に放熱電極が形成されていると、チップ抵抗器を回路基板に搭載してワイヤボンディング接続したとき、抵抗体や表電極の温度上昇がボンディングワイヤを介して回路基板側へ放熱されるだけでなく、絶縁基板の内部を伝わる熱が放熱電極から回路基板側へも放熱されるため、より効果的に放熱性を高めることができる。
【００１２】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明は、チップ抵抗器が、直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の表面における相対向する側辺に沿って形成された一対の表電極と、これら両表電極に接続するように形成された抵抗体とを備えており、このチップ抵抗器が回路基板上に搭載されていると共に、前記回路基板に設けられた配線パターンと前記チップ抵抗器の前記表電極とがボンディングワイヤを介して接続されているチップ抵抗器の実装構造において、一対の前記表電極にそれぞれ前記絶縁基板の側辺に対して傾斜方向へ延びる傾斜辺部を形成すると共に、これら両傾斜辺部どうしを前記抵抗体を介して互いに平行に対向配置し、前記表電極のうち、前記絶縁基板の側辺と前記傾斜辺部との間隔がほぼ最大で、前記絶縁基板の表面における対角線上に位置する部位を前記ボンディングワイヤの接続部とした。
【００１３】
このように構成された実装構造では、チップ抵抗器に備えられる絶縁基板の相対向する２つの側辺に沿ってそれぞれ表電極が形成されており、これら表電極の平面形状は絶縁基板の１つの側辺を占める台形（または直角三角形）状であると共に、両表電極の傾斜辺部どうしが抵抗体を介して互いに平行に対向配置されているため、電流の回り込みによって電流集中する部分がそれぞれの表電極について１箇所だけとなり、抵抗体の面積を広くして耐サージ性を向上させた上で、温度上昇に起因する負荷特性の悪化を抑制することができる。そして、電流集中によって温度上昇するのは、表電極のうち絶縁基板の側辺と傾斜辺部との間隔が最も大きい部位であり、当該部位をボンディングワイヤの接続部としてチップ抵抗器が回路基板に搭載されているため、チップ抵抗器で発生した上昇温度がボンディングワイヤを介して回路基板側へ放熱され、チップ抵抗器の耐サージ性と放熱性を高めることができる。
【００１４】
この場合において、絶縁基板の裏面のほぼ全体に放熱電極が形成されていると共に、配線パターンに放熱電極よりも大きな外形を有する接続ランド部が形成されており、放熱電極を接続ランド部に半田付けした状態でチップ抵抗器が回路基板上に搭載されていると、抵抗体や表電極の温度上昇がボンディングワイヤを介して回路基板側へ放熱されるだけでなく、絶縁基板の内部を伝わる熱が放熱電極から回路基板側へも放熱されるため、より効果的に放熱性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、放熱性と耐サージ性に優れたワイヤボンディング接続型のチップ抵抗器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図１のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】該チップ抵抗器に備えられる表電極と抵抗体の説明図である。
【図６】該チップ抵抗器を回路基板に搭載した実装構造を示す断面図である。
【図７】該チップ抵抗器の製造工程を示す説明図である。
【図８】従来例に係るチップ抵抗器の平面図である。
【図９】該チップ抵抗器における電流の分布状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１〜図４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、直方体形状の絶縁基板２と、この絶縁基板２の表面における相対向する側辺２ａ，２ｂに沿って形成された一対の表電極３，４と、これら両表電極３，４に接続するように形成された抵抗体５と、両表電極３，４と抵抗体５を覆うように形成された保護コート６と、絶縁基板２の裏面におけるほぼ全体に形成された裏電極７とによって構成されている。
【００１８】
絶縁基板２はセラミック（アルミナ９６やアルミナ９９）等からなり、この絶縁基板２は大判の集合基板を縦横の分割溝に沿って分割して多数個取りしたものである。
【００１９】
一対の表電極３，４はＡｇ（またはＡｇ／Ｐｄ）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、両表電極３，４は対応する絶縁基板２の側辺２ａ，２ｂに対して傾斜方向へ延びる傾斜辺部３ａ，４ａを有している。これら傾斜辺部３ａ，４ａは互いに平行に対向しており、両表電極３，４は絶縁基板２の中心に関して点対称な台形状をしている。
【００２０】
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る。この抵抗体５は２組の対辺がそれぞれ平行な平行四辺形に形成されており、そのうち左右方向に位置する１組の対辺がそれぞれ表電極３，４の傾斜辺部３ａ，４ａとほぼ一定幅で重なり合っている。
【００２１】
ここで、図５に示すように、両表電極３，４の傾斜辺部３ａ，４ａの間に挟まれた抵抗体５のうち、傾斜辺部３ａ，４ａに直交する２つの直線Ｌと２つの傾斜辺部３ａ，４ａとで囲まれた矩形状の領域Ｓ１（ハッチングが施された部分）は、電極間距離が一定で電流の集中する角部が存在しない部位であり、この領域Ｓ１の上下に隣接する三角形状の領域Ｓ２，Ｓ３は、三角形の頂点に位置する表電極３，４に向かって電流が回り込む部位となっている。これにより、図示左側の表電極３についてみると、一方の直線Ｌと傾斜辺部３ａとの交点がエッジ部Ｅとなり、図示右側の表電極４についてみると、他方の直線Ｌと傾斜辺部４ａとの交点がエッジ部Ｅとなり、これらエッジ部Ｅの近傍が負荷集中に伴って温度が上昇する部分となる。
【００２２】
保護コート６はガラスペーストをスクリーン印刷して焼成させたものであるが、それ以外にもエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させたものでも良い。保護コート６は抵抗体５の全体を覆うように形成されており、抵抗体５は保護コート６によって外部環境から保護されている。また、保護コート６は前述したエッジ部Ｅの近傍を除いた両表電極３，４を覆うように形成されており、両表電極３，４における保護コート６によって覆われていない部位が後述するボンディングワイヤの接続部Ｃとなっている。これら接続部Ｃは絶縁基板２の側辺２ａ，２ｂと傾斜辺部３ａ，４ａとの間隔がほぼ最大となる部分（図１に示す長方形の白抜き部分）であり、具体的には、絶縁基板２の表面における対角線上に位置する表電極３の上側角部と表電極４の下側角部とがそれぞれ接続部Ｃとなっている。
【００２３】
裏電極７はＡｇペーストやＣｕペースト等をスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、この裏電極７は絶縁基板２の外縁部を除くほぼ裏面全体に形成されている。図示省略されているが、この裏電極７および保護コート６から露出する両表電極３，４の接続部ＣにはＮｉメッキやＮｉ／ＡｕメッキあるいはＰｄメッキ等が施されており、これらメッキの種類は接続部Ｃに超音波接続されるボンディングワイヤの材質に応じて適宜選択される。なお、両表電極３，４がポーラスでなく緻密な厚膜で形成されている場合、例えば、ガラス成分が少なく金属成分（Ａｇ）を多く含むＡｇ系厚膜からなる場合は、前述したメッキ処理を省略することができる。
【００２４】
図６に示すように、このように構成されたチップ抵抗器１は回路基板８上に実装された状態で使用され、回路基板８に設けられた配線パターン９の２箇所とチップ抵抗器１の両表電極３，４とがボンディングワイヤ１０を介して接続されるようになっている。
【００２５】
回路基板８は、アルミナや窒化アルミ等のセラミックスをベースとし、その表裏両面に配線パターン９となる銅回路版を共晶反応によって接合したＤＢＣ基板であるが、それ以外にも高放熱の多層ガラスエポキシ基板を用いることも可能である。回路基板８の表面に設けられた配線パターン９の一部は接続ランド部９ａとなっており、この接続ランド部９ａ上にチップ抵抗器１が搭載される。
【００２６】
チップ抵抗器１を回路基板８に実装する手順について説明すると、まず、回路基板８の接続ランド部９ａ上に半田ペースト（ソルダーペースト）１０を印刷形成する。次に、裏電極７を下向きにした状態でチップ抵抗器１を半田ペースト１１上に搭載した後、そのままリフロー炉に搬入して半田ペースト１１を溶融・固化することにより、チップ抵抗器１の裏電極７と回路基板８の接続ランド部９ａとを半田付けする。
【００２７】
しかる後、超音波溶着により１本のボンディングワイヤ１０の両端部を表電極３の接続部Ｃと配線パターン９に接続すると共に、別のボンディングワイヤ１０の両端部を表電極４の接続部Ｃと配線パターン９に接続する。ここで、接続部Ｃは台形状に形成された両表電極３，４の幅広い箇所に設定されているため、かかるボンディングワイヤ１０の接続作業を容易に行うことができる。
【００２８】
なお、回路基板８にチップ抵抗器１の他にＣＰＵやパワートランジスタ等の発熱の激しい電子部品が搭載されている場合は、回路基板８の裏面に設けられた配線パターン９にペースト状の放熱グリスを塗布し、この放熱グリスを介して回路基板８を図示せぬヒートシンクに取り付けるようにすることが好ましい。
【００２９】
次に、上記のごとく構成されたチップ抵抗器１の製造工程について、図７を参照しながら説明する。
【００３０】
まず、絶縁基板２が多数個取りされる集合基板２Ａを準備する。この集合基板２Ａ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。なお、図７では１個分のチップ領域に相当する集合基板２Ａが代表的に示されているが、実際は多数個分のチップ領域に相当する集合基板２Ａに対して以下に説明する各工程が一括して行われる。
【００３１】
すなわち、図７（ａ）に示すように、集合基板２Ａの裏面にＡｇ系ペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、集合基板２Ａの裏面に裏電極７を形成する（裏電極形成工程）。
【００３２】
次に、この裏電極形成工程に前後して集合基板２Ａの表面にＡｇ（またはＡｇ／Ｐｄ）ペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、図７（ｂ）に示すように、集合基板２Ａの左右両側部に一対の表電極３，４を形成する（表電極形成工程）。前述したように、これら表電極３，４は絶縁基板２の中心に関して点対称な台形状に形成されており、両表電極３，４の傾斜辺部３ａ，４ａは互いに平行に対向している。
【００３３】
次に、集合基板２Ａ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た後、これを乾燥・焼成することにより、図７（ｃ）に示すように、左右の対辺を傾斜辺部３ａ，４ａに重ね合わせた平行四辺形状の抵抗体５を形成する（抵抗体形成工程）。
【００３４】
しかる後、抵抗体５の全体と両表電極３，４の大部分を覆う領域にガラスペーストをスクリーン印刷して焼成することにより、図７（ｄ）に示すように、両表電極３，４の一部を接続部Ｃとして露出させた保護コート６を形成する（保護コート形成工程）。前述したように、これら接続部Ｃは絶縁基板２の側辺２ａ，２ｂと表電極３，４の傾斜辺部３ａ，４ａとの間隔がほぼ最大となる部分であり、これら接続部Ｃにボンディングワイヤ１０の一端部が接続されるようになっている。
【００３５】
次に、必要に応じて両表電極３，４の接続部Ｃと裏電極７にＮｉメッキやＮｉ／Ａｕメッキ等を施した後、集合基板２Ａを１次分割溝と２次分割溝に沿って個片状に分割することにより、図１〜図４に示すようなチップ抵抗器１が得られる。
【００３６】
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では、一対の表電極３，４の平面形状が絶縁基板２の１つの側辺（２ａまたは２ｂ）を占める台形状に形成されており、これら表電極３，４の傾斜辺部３ａ，４ａどうしが抵抗体５を介して互いに平行に対向配置されているため、電流の回り込みによって電流集中する部分がそれぞれの表電極３，４について１箇所（エッジ部Ｅ）だけとなり、抵抗体５の面積を広くして耐サージ性を向上させた上で、温度上昇に起因する負荷特性の悪化を抑制することができる。そして、電流集中によって温度上昇するエッジ部Ｅの周囲は、表電極３，４のうち絶縁基板２の側辺２ａ，２ｂと傾斜辺部３ａ，４ａとの間隔がほぼ最大となる部位であり、当該部位をボンディングワイヤ１０の接続部Ｃとしているため、チップ抵抗器１を回路基板８に搭載してワイヤボンディング接続した実装構造において、エッジ部Ｅの周囲で上昇した温度がボンディングワイヤ１０を介して回路基板８側へ放熱され、放熱性と耐サージ性に優れたワイヤボンディング接続型のチップ抵抗器１を実現することができる。
【００３７】
また、本実施形態例に係るチップ抵抗器１では、絶縁基板２の裏面のほぼ全体に裏電極７が形成されているため、チップ抵抗器１を回路基板８に搭載してワイヤボンディング接続したとき、抵抗体５や表電極３，４の温度上昇がボンディングワイヤ１０を介して回路基板８側へ放熱されるだけでなく、絶縁基板２の内部を伝わった熱が裏電極７から回路基板８側へも放熱されるため、より効果的に放熱性を高めることができる。
【００３８】
なお、上記実施形態例では、一対の表電極３，４の平面形状を絶縁基板２の１つの側辺を占める台形状としたが、これら表電極３，４の平面形状を台形の代わりに直角三角形とすることも可能であり、要は、一対の表電極３，４が絶縁基板２の側辺２ａ，２ｂに対して傾斜方向へ延びる傾斜辺部３ａ，４ａを有し、これら傾斜辺部３ａ，４ａが抵抗体５を介して互いに平行に対向していれば良い。
【００３９】
また、上記実施形態例では、平行四辺形状に形成した抵抗体５の１組の対辺を表電極３，４の傾斜辺部３ａ，４ａに重ね合わせるようにしたため、単純構造の印刷マスクを用いて抵抗体５を簡単かつ高精度に印刷形成することができるが、抵抗体５を平行四辺形以外の形状に形成することも可能である。例えば、抵抗体５の傾斜辺部３ａ，４ａと重なる部分を直線状から段付き状に変更することで、抵抗体５の平面形状を保護コート６と同様に形成することも可能であり、要は、一対の表電極３，４に設定された接続部Ｃが抵抗体５と保護コート６に覆われずに露出していれば良い。
【００４０】
また、上記実施形態例では、絶縁基板２の裏面のほぼ全体に放熱電極としての裏電極７が形成されており、この裏電極７を回路基板８の接続ランド部９ａに半田付けするようにしているが、この裏電極７は省略することも可能であり、その場合、チップ抵抗器１は接着剤を用いて回路基板８上に搭載すれば良い。
【００４１】
また、上記実施形態例では、抵抗体ペーストをスクリーン印刷して抵抗体５が形成されているが、抵抗体材料は厚膜ペーストに限定されるものではなく、ニクロムや銅ニッケル等の金属板、金属箔、薄膜であっても良い。
【符号の説明】
【００４２】
１  チップ抵抗器
２  絶縁基板
２ａ，２ｂ  側辺
２Ａ  集合基板を
３，４表電極
３ａ，４ａ  傾斜辺部
５  抵抗体
６  保護コート
７  裏電極（放熱電極）
８  回路基板
９  配線パターン
９ａ  接続ランド部
１０  ボンディングワイヤ
１１  半田ペースト
Ｃ  接続部
Ｅ  エッジ部
【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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