(57)【要約】【課題】  微小サイズの抵抗器において電極の形成精度を向上させることができ、実装時の抗折力に優れる構造を実現して、安定に実装することができる抵抗器およびその製造方法を提供する。【解決手段】  絶縁性基板１１と、前記絶縁性基板の両端部の上面、下面および端面に形成された電極１２と、前記絶縁性基板の上面の下地電極１２ｂ、１２ｂ間に形成された抵抗体１３と、前記抵抗体の表面を覆う上面保護膜１４とを備えた抵抗器１０であって、絶縁性基板１１の下面の電極１２、１２間に、下面保護膜１５が下面の下地電極１２ｂと同等又はそれ以下の厚さに形成され、且つ下面保護膜１５が前記下面の電極１２との間に隙間１６を有する。【選択図】図１
2005175359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、前記絶縁性基板の両端部の上面、下面および端面に形成された電極と、前記絶縁性基板の上面の下地電極間に形成された抵抗体と、前記抵抗体の表面を覆う上面保護膜とを備えた抵抗器であって、
前記絶縁性基板の下面の電極間に、下面保護膜が下面の下地電極と同等又はそれ以下の厚さに形成され、且つ前記下面保護膜が前記下面の電極との間に隙間を有することを特徴とする抵抗器。
【請求項２】
前記下面保護膜を、ガラス材料により形成したことを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
【請求項３】
前記絶縁性基板の厚さが、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗器。
【請求項４】
絶縁性基板を準備し、
前記絶縁性基板の下面の両端部に下地電極と、前記絶縁性基板の下面の中央部に前記下地電極と隙間を設けて下面保護膜を同等又はそれ以下の厚さに形成し、
前記絶縁性基板の上面の両端部に下地電極を形成し、
前記上面の下地電極の間に抵抗体を形成し、
前記抵抗体を覆う上面保護膜を形成し、
前記上面保護膜と前記下面保護膜が当接するように積み重ねて、端面の下地電極をスパッタリングにより形成し、
前記上面の下地電極、下面の下地電極、および端面の下地電極にめっき電極を形成することを特徴とする抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小サイズのチップ抵抗器等の抵抗器およびその製造方法に係り、特に、電極を精度よく形成することができ、また、絶縁性基板の抗折力を高めて安定に実装することができる抵抗器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、チップ抵抗器等の抵抗器は、板状の絶縁性基板と、この絶縁性基板の両端部に形成されている電極と、この電極間に形成されている抵抗体とにより構成されている。係るチップ抵抗器では、上面の電極間に形成される抵抗体の表面に、機械的損傷等から保護するための保護膜を形成することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、このようなチップ抵抗器は、近年の微小化の要求に伴って、絶縁性基板の板厚は薄くなる傾向にある。たとえば、長さ（Ｌ）×幅（Ｗ）が１．０×０．５ｍｍで、絶縁性基板１１の厚さ（Ｔ）が、０．３５ｍｍであったものが、一段小型のものでは、長さ（Ｌ）×幅（Ｗ）が０．６×０．３ｍｍで、絶縁性基板１１の厚さ（Ｔ）も０．２３ｍｍと極薄に構成されている。そして、クリームハンダ等により下面電極を回路基板に接続する実装時には、その回路基板のパッド上に強く押し付けられる。微小化のために、上面電極よりも保護膜が厚く形成されると、実装装置のヘッドの荷重が中央の保護膜に印加され、絶縁性基板の抗折力が低いと割れてしまうことがあるという問題がある。
【０００４】
また、チップ抵抗器は、近年の微小化の要求に伴って、電極サイズも小型化する傾向にあり、回路基板のパッドも微小化し、パッド間の間隔も微小化する傾向にある。このため、特に微小サイズのチップ抵抗器においては、絶縁性基板の両端部に配置する電極形状の精度の高い形成が望まれている。
【０００５】
なお、基板上面に抵抗体を形成する抵抗器には、下面電極間にも保護膜を形成して、表裏で同様な形状にすることも行われている（例えば、特許文献２〜４参照）。
【特許文献１】特公平５−５３２８１号公報
【特許文献２】特開平４−２８２８０１号公報
【特許文献３】特開平９−５０９０１号公報
【特許文献４】特許３２２９４７３号（特開平７−１９２９０１号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、微小サイズの抵抗器において電極の形成精度を向上させることができ、実装時の抗折力に優れる構造を実現して、安定に実装することができる抵抗器およびその製造方法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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の抵抗器は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の両端部の上面、下面および端面に形成された電極と、前記絶縁性基板の上面の下地電極間に形成された抵抗体と、前記抵抗体の表面を覆う上面保護膜とを備えた抵抗器であって、前記絶縁性基板の下面の電極間に、下面保護膜が下面の下地電極と同等又はそれ以下の厚さに形成され、且つ前記下面保護膜が前記下面の電極との間に隙間を有することを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、微小サイズのチップ抵抗器等の薄い絶縁性基板の強度は、下面保護膜により補強され、実装時に実装装置のヘッドの荷重が中央の上面保護膜に印加されても、割れてしまうことがない。すなわち、薄い絶縁性基板を採用する微小サイズのチップ抵抗器等において、実装時の抗折力を飛躍的に高めることができる。さらに、下面保護膜と下面電極との間に隙間を形成することにより、多少の印刷ズレ等があっても、下面の下地電極の表面に下面保護膜が被覆して電極の形状不良になることを回避することができる。また、実装時に電極間にハンダボールが発生しても、下面保護膜により、電極間ブリッジを引き起こさないように妨げることが可能となる。
【０００９】
また、本発明の抵抗器の製造方法は、絶縁性基板を準備し、前記絶縁性基板の下面の両端部に下地電極と、前記絶縁性基板の下面の中央部に前記下地電極と隙間を設けて下面保護膜を同等又はそれ以下の厚さに形成し、前記絶縁性基板の上面の両端部に下地電極を形成し、前記上面の下地電極の間に抵抗体を形成し、前記抵抗体を覆う上面保護膜を形成し、前記上面保護膜と前記下面保護膜が当接するように積み重ねて、端面の下地電極をスパッタリングにより形成し、前記上面の下地電極、下面の下地電極、および端面の下地電極にめっき電極を形成することを特徴としている。ここで、前記下面保護膜を、ガラス材料により形成することが好ましく、また、前記絶縁性基板の厚さが、０．３ｍｍ以下であることが好ましく、前記下面の下地電極の厚さとめっき電極の合計厚さが、前記下面保護膜の厚さと同程度であることが好ましい。
【００１０】
この発明によれば、製造工程内において、スパッタリングによる端面の下地電極形成時に、上面保護膜と下面保護膜を当接させた状態で積み重ねて冶具に装着することで、上面の下地電極と下面の下地電極との間に適当な隙間を確保することができる。このため、その隙間に十分にスパッタリングによる電極材料を回り込ませて、絶縁性基板の端面に、上面の下地電極および下面の下地電極と接続する端面の下地電極を短時間に安定に形成することができる。これにより、上面保護膜または下面保護膜にスパッタリングによる電極材料の付着を防止することができ、微小サイズの電極を精度よく形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
総じて本発明によれば、微小サイズのチップ抵抗器等において、下面電極の間に隙間を設けて下面保護膜を形成することで、薄い絶縁性基板を補強することができ、実装時の抗折力を格段に高めることができるとともに、電極の形成精度を高めることができる。この結果、実装安定性の高い抵抗器およびその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明に係る抵抗器およびその製造方法の一実施形態を示す図である。なお、各図中、同一の作用または機能を有する部材または要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１３】
図１において、抵抗器１０は、アルミナなどの絶縁体からなるチップ基板（絶縁性基板）１１と、このチップ基板１１の両端部に形成されている電極１２と、この電極１２に両端側が接続するようにチップ基板１１の上面側表面に形成されている抵抗体１３と、この抵抗体１３の表面を覆う上面保護膜１４と、電極１２、１２間のチップ基板１１の下面側表面を覆う下面保護膜１５とから構成されている。この抵抗器１０は、例えば、長さ（Ｌ）×幅（Ｗ）が０．６×０．３ｍｍと極小面積で、絶縁性基板１１の厚さ（Ｔ）も０．２３ｍｍと極薄に構成されている。これに伴って、下面側の電極１２の長さ方向の幅（Ｌｅ）も各０．１５ｍｍ、下面保護膜１５の長さ方向の幅（Ｌｉ）が０．２５〜０．２８ｍｍと、微小サイズのチップ抵抗器に構成されている。
【００１４】
電極１２は、絶縁性基板１１の両端部の上面に形成された上面の下地電極１２ａと、絶縁性基板１１の両端部の下面に形成された下面の下地電極１２ｂと、絶縁性基板１１の両端部の端面に形成された端面の下地電極１２ｃと、これら上面の下地電極１２ａ、下面の下地電極１２ｂおよび端面の下地電極１２ｃを被覆してハンダ付け性を向上させるためのめっき電極１２ｄと、により構成されている。この実施形態では、下地電極１２ｂの厚さが８μｍ程度であり、めっき電極の厚さが１０〜１２（Ｎｉめっき５〜６；Ｓｎめっき５〜６）μｍ程度であり、電極１２の合計厚さが１８〜２０μｍ程度となっている。
【００１５】
抵抗体１３は、絶縁性基板１１の両端部の上面の下地電極１２ａに導通接続するように形成されており、その抵抗値を高精度に調整する場合には、上面の下地電極１２ａ間の抵抗値を測定しつつトリミング溝などを形成するトリミングが行われる。
【００１６】
上面保護膜１４は、この抵抗体１３の表面を被覆して機械的損傷から保護しつつ耐湿性を向上させることができるエポキシ樹脂等であり、両端部の電極１２、１２の間に塗布・加温硬化されて形成されている。この上面保護膜１４は、ガラス材料により形成しても良いが、抵抗体１３の抵抗値をトリミングなどにより高精度に調整する場合には、ガラスの焼成温度によりその抵抗値がシフトすることから、低温処理が可能な樹脂材料が適している。また、上面保護膜１４は、極小面積の抵抗体１３を被覆するようにその上面に塗布されることから、小山形状になる。このため、後述する製造工程において、短冊状の基板を積み重ねて端面の下地電極１２ｃをスパッタリングにより形成する際には、下方の短冊状基板の頂部が上方の短冊状基板の下面保護膜１５と当接して、上面の下地電極１２ａと下面の下地電極１２ｂの間隔を、スパッタリング材料が十分に回り込むことのできる距離に保持（確保）する。
【００１７】
下面保護膜１５は、絶縁性基板１１の下面側にガラス材料を塗布・焼成して形成されており、下面の両端部電極１２、１２の間に配置され、その両端部電極１２、１２との間に隙間１６を形成して配置されている。この下面保護膜１５は、抵抗体１３の形成前に形成することが好ましく、セラミックスとの馴染みが良くて抗折強度を向上させることができることから、ガラス材料により形成するのが最適である。
【００１８】
また、下面保護膜１５は、下面の下地電極１２ｂの厚さと略同等か、それ以下の厚さとすることが好ましい。たとえば、下面の下地電極１２ｂの厚さが８μｍである場合には、これに合わせて８μｍ程度とする。また、抗折強度を考慮して下面保護膜は４μｍ以上とすることが好ましい。これにより、絶縁性基板１１の厚さが０．３ｍｍ以下の薄い基板であっても、実装時の抗折力を十分に確保することができるとともに、下面保護膜１５が下地電極１２ｂよりも突出しないので、下地電極１２ｃを形成するスパッタリングの際に、下面保護膜１５の上にスパッタ膜が形成されることがなく、下面側の電極形状を悪くすることがない。
【００１９】
また、隙間１６は、１０〜２０μｍ程度とることが好ましい。これにより、多少の印刷ずれ等があっても、保護膜の一部が下地電極に乗り上げることを防止でき、電極の形成精度を高めることができる。さらに、この下面保護膜１５は、上面保護膜１４と同系色、たとえば黒色にすることが好ましい（上面保護膜１４側を下面保護膜１５の色に合わせるようにしてもよい）。これにより、バルク実装等の表裏面を問わない実装形態においても、表裏面の色が異なることによるまだら模様を防止できる。
【００２０】
このチップ抵抗器においては、回路基板などへの実装時には、下面保護膜１５がない構造の場合、従来技術で説明したように、絶縁性基板１１の電極１２、１２の間で割れてしまうことがある。しかるに、この抵抗器１０では、下面側の電極１２、１２間に、セラミックスとの馴染みが良くて抗折強度に優れる下面保護膜１５が形成されることにより、その抗折強度を向上させることができる。例えば、その抗折強度としては、厚さ０．２３ｍｍの絶縁性基板で下面保護膜１５がないときには、４００ｅｒｇであったのを、抵抗器１０では、１４００ｅｒｇにまで向上した。なお、１ｅｒｇは、１０−７Ｎ・ｍである。
【００２１】
すなわち、図２（ａ）に示すように、実装装置のヘッド１００に上面保護膜１４が吸引された後に、回路基板１０１のクリームハンダ１０２が塗布されたランド１０３上に下面側の電極１２を押し付けられても、図２（ｂ）に示すように、下面保護膜１５により基板の強度が増しているので、絶縁性基板１１が割れてしまうことはなく、安定な実装が可能となる。このような効果は、特に絶縁性基板１１の厚さが、０．３ｍｍ以下の超小型のチップ抵抗器において顕著である。
【００２２】
また、この実装時に、抵抗器の下面の電極を回路基板１０１のランド１０３に押し付ける際には、従来技術のように下面保護膜１５がない構造の場合、クリームハンダ１０２がその塗布量によってはランド１０３、１０３間の内方にもはみ出て短絡させてしまうおそれがある。しかるに、この抵抗器１０では、下面保護膜１５の存在により電極１２、１２間の圧力を高くして、圧力が解放されている外部にそのクリームハンダ１０２を逃がすことができ、ランド１０３、１０３間を短絡させてしまう問題を低減することができる。
【００２３】
また、バルク実装等の表裏面を問わない実装形態においては、実装時のヘッド１００は、抵抗器１０の下面側を吸着する場合がある。このとき、従来技術のように下面保護膜１５がない構造では、抵抗器の下面側では吸引不良が発生して実装率が低下することがある。しかるに、この抵抗器１０では、上面保護膜１４と同様に、下面電極と基板面との段差を下面保護膜１５により低減しているため、吸引不良により実装効率が低下してしまうことを改善することができる。
【００２４】
次に、この抵抗器１０の製造方法について、図３の工程図を用いて説明する。まず、絶縁性基板１１を多数個取りすることができる大面積のセラミックス基板を準備して、図３（ａ）に示すように、例えば、Ａｇ／Ｐｄからなる電極材料ペーストをスクリーン印刷することにより、絶縁性基板１１毎の下面の下地電極１２ｂのパターンをその絶縁性基板１１の下面側に形成して乾燥する。つぎに、図３（ｂ）に示すように、上面保護膜（エポキシ樹脂）と同系色にする染料などを混ぜ込んだガラス材料をスクリーン印刷により、絶縁性基板１１の下面の下地電極１２ｂ、１２ｂの間に下面保護膜１５のパターンを形成して乾燥する。
【００２５】
このとき、絶縁性基板１１下面の下地電極１２ｂのパターンは０．１５ｍｍの幅Ｌｅで厚さ１０μｍに形成する一方、下面保護膜１５のパターンはその下面の下地電極１２ｂ間距離よりも短い０．２５〜０．２８ｍｍの幅（Ｌｉ）で厚さ１０μｍ程度に形成する。これにより、下面保護膜１５を下面の下地電極１２ｂと同等又はそれ以下の厚さにするとともに、下面保護膜１５と下面の下地電極１２ｂとの間に隙間１６を形成して、下面保護膜１５が下面の下地電極１２ｂを印刷の位置ずれにより被覆してしまい、電極１２の形状不良になってしまうことを回避する。なお、下面保護膜１５のパターンと下面の下地電極１２ｂのパターンの形成する順序は逆にしてもよい。
【００２６】
次いで、図３（ｃ）に示すように、同様に、電極材料ペーストをスクリーン印刷することにより、絶縁性基板１１毎の上面の下地電極１２ａのパターンをその絶縁性基板１１の上面側に形成して、下面の下地電極１２ｂおよび下面保護膜１５のパターンと共に高温で焼成する。ここで、上面の下地電極１２ａは、下面の下地電極１２ｂと同様に形成することから、０．１５ｍｍの幅Ｌｅで厚さ１０μｍ程度に形成する。
【００２７】
次いで、図３（ｄ）に示すように、抵抗体材料ペーストをスクリーン印刷することにより、上面の下地電極１２ａ間に跨って導通する抵抗体１３のパターンを絶縁性基板１１の上面側に形成して、高温で焼成する。この後に、抵抗体１３に高精度な抵抗値が必要な場合には、例えば、上面の下地電極１２ａにプローブを当接させてその抵抗体１３の抵抗値を測定しつつ、レーザ光を照射することなどによりトリミングを行い、抵抗体１３を目標の抵抗値に高精度に調整する。レーザ光によりトリミングをする前に、抵抗体１３の表面をガラス材料により被覆しておいてもよい。
【００２８】
次いで、図３（ｅ）に示すように、エポキシ樹脂ペーストのスクリーン印刷により、絶縁性基板１１の両端部の上面の下地電極１２ａの一部を含み抵抗体１３の全体を被覆する上面保護膜１４を形成し、この後に２００℃程度に加熱して熱硬化させる。ここで、上面保護膜１４は小山形状に形成され（極小面積であることから自然と小山形状になる）、後工程において冶具に積み重ねた際に、上面の下地電極１２ａおよび下面の下地電極１２ｂの間にスパッタリングする電極材料が回り込むのに必要な間隔を確保することができる。
【００２９】
次いで、上面の下地電極１２ａ、下面の下地電極１２ｂ、抵抗体１３、上面保護膜１４および下面保護膜１５が形成された多数個取りセラミックス基板を、抵抗体１３が並列するように短冊状の絶縁性基板に切断・分割する。これにより、上面の下地電極１２ａおよび下面の下地電極１２ｂの間に、絶縁性基板１１の両端部の端面が露出する状態になる。この後に、その端面が連続的に並ぶように短冊状の絶縁性基板１１を積み重ねた状態で、スパッタリングする。これにより、図３（ｆ）に示すように、絶縁性基板１１の両端部の端面に電極材料を付着させるとともに、上面の下地電極１２ａおよび下面の下地電極１２ｂの間にも多少の電極材料を回り込ませて、電気的に導通するＮｉＣｒ等の金属薄膜の端面の下地電極１２ｃを形成する。
【００３０】
このとき、図４（ａ）に示すように、従来技術のように下面保護膜１５がない構造の場合には、上面保護膜１４が下面の下地電極１２ｂ、１２ｂ間に入り込んで、上面の下地電極１２ａおよび下面の下地電極１２ｂの隙間ｅが接近する状態、あるいは当接する状態となる。このため、スパッタリングする電極材料を短時間に、隙間ｅに回り込ませることができない。したがって、隙間ｅに十分にスパッタリング材料を回り込ませようとすると、スパッタリング時間が長くなり、これによって余分な箇所（上面保護膜１４）に電極材料が付着形成されてしまって、電極１２に形状不良が発生するという問題がある。
【００３１】
これに対して、抵抗器１０の製造工程では、図４（ｂ）に示すように、下方の短冊状基板の上面保護膜１４の頂部が上方の短冊状基板の下面保護膜１５に当接して、上面の下地電極１２ａおよび下面の下地電極１２ｂの間にはスパッタリングする電極材料がより回り込み易い隙間１７（ｅ）が確保される。これにより、スパッタリング時間を短くしても、上下電極の導通を図ることができるとともに、上面保護膜１４へのスパッタ膜の形成も抑えることができるので、電極１２に形状不良が発生することを少なくすることができる。
【００３２】
次いで、図３（ｇ）に示すように、上面の下地電極１２ａ、下面の下地電極１２ｂ、端面の下地電極１２ｃ、抵抗体１３、上面保護膜１４、および、下面保護膜１５を形成した短冊状のセラミックス基板を、個々のチップ基板である絶縁性基板１１に切断・分割した後に、バレルめっきすることにより上面の下地電極１２ａ、下面の下地電極１２ｂおよび端面の下地電極１２ｃの表面にめっき電極１２ｄを形成する。めっき電極は上述したように１０〜１２μｍの厚さに形成する。そして、外観検査や抵抗値検査等の製品検査を行って完成品とする。
【００３３】
以上の説明は、主として長さ（Ｌ）×幅（Ｗ）が０．６×０．３ｍｍの極小面積のチップ抵抗器で、絶縁性基板１１の厚さ（Ｔ）も０．２３ｍｍと極薄に構成されている例について行ったが、さらに小型の長さ（Ｌ）×幅（Ｗ）が０．４×０．２ｍｍのチップ抵抗器等についても、本発明の趣旨を好適に適用できる。
【００３４】
なお、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。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る抵抗器の一実施形態を示す図であり、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその底面図である。
【図２】本発明による効果を説明する図であり、（ａ）はその抵抗器を実装する際の吸引時を示す側面図、（ｂ）はその抵抗器を実装する際の回路基板への押付時を示す側面図である。
【図３】本発明に係る抵抗器の製造方法を説明する工程図である。
【図４】スパッタリング工程における絶縁性基板の冶具への装填を説明する図であり、（ａ）は従来技術の場合を示す要部の拡大図、（ｂ）は本発明の一実施形態を示す要部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  抵抗器
１１  絶縁性基板
１２  電極
１２ａ  上面の下地電極
１２ｂ  下面の下地電極
１２ｃ  端面の下地電極
１２ｄ  めっき電極
１３  抵抗体
１４  上面保護膜
１５  下面保護膜
１６、１７  隙間
１００  ヘッド
１０１  回路基板
１０２  クリームハンダ
１０３  ランド
【図１】
2005175359.tif 000003
【図２】
2005175359.tif 000004
【図３】
2005175359.tif 000005
【図４】
2005175359.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月15日(2003.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明の抵抗器の製造方法は、絶縁性基板を準備し、前記絶縁性基板の下面の両端部に下地電極と、前記絶縁性基板の下面の中央部に前記下地電極と隙間を設けて下面保護膜を同等又はそれ以下の厚さに形成し、前記絶縁性基板の上面の両端部に下地電極を形成し、前記上面の下地電極の間に抵抗体を形成し、前記抵抗体を覆う上面保護膜を形成し、前記上面保護膜と前記下面保護膜が当接するように積み重ねて、端面の下地電極をスパッタリングにより形成し、前記上面の下地電極、下面の下地電極、および端面の下地電極にめっき電極を形成することを特徴としている。ここで、前記下面保護膜を、ガラス材料により形成することが好ましく、また、前記絶縁性基板の厚さが、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。