(57)【要約】【課題】放熱性が極めて良好なチップ抵抗器を提供すること。【解決手段】チップ抵抗器１は、直方体形状のセラミック基板２と、セラミック基板２の長手方向の両端部に設けられた一対の端子電極３と、セラミック基板２の片面（プリント基板５０と対向する側の面）で一対の端子電極３を橋絡する抵抗体４と、抵抗体４を覆う領域に設けられた絶縁性の保護層５，６と、保護層６の表面を横断するように設けられて抵抗体４および端子電極３とは絶縁されている放熱電極７と、放熱電極７および端子電極３に被着されためっき層８とを備えており、放熱電極７はセラミック基板２の片面から短手方向の両端面の途中まで延設されている。このチップ抵抗器１は、プリント基板５０上の互いに離隔した複数のランド５１，５２に端子電極３と放熱電極７を半田付けすることによってフェイスダウン実装される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体形状のセラミック基板と、このセラミック基板の長手方向の両端部に設けられた一対の端子電極と、前記セラミック基板の片面に設けられて一対の前記端子電極を橋絡する抵抗体と、この抵抗体を覆う領域に設けられた絶縁性の保護層と、一対の前記端子電極の間で前記保護層の表面を短手方向に横断するように設けられた放熱電極と、この放熱電極および前記端子電極に被着されためっき層とを備え、
前記放熱電極が前記セラミック基板の前記片面から短手方向の両端面の途中まで延設されていると共に、前記放熱電極と前記端子電極を実装基板上の互いに離隔した複数のランドに半田付けすることによってフェイスダウン実装されるようにした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、直方体形状のセラミック基板の片面に抵抗体が設けられているチップ抵抗器に係り、特に、電力印加時に抵抗体が発生する熱を逃がすために放熱用の電極を付設しているチップ抵抗器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な角形のチップ抵抗器は、直方体形状のセラミック基板の片面に抵抗体と該抵抗体を覆う絶縁性の保護層とが設けられていると共に、めっき層を被着した一対の端子電極がセラミック基板の長手方向の両端部に設けられ、これら一対の端子電極が抵抗体によって橋絡されるという構成になっている。この種のチップ抵抗器は、通常、抵抗体の存する側を上に向けた姿勢でプリント基板等の実装基板上に面実装され、この実装基板に配設されているランドに各端子電極が半田付けされるようになっているが、チップ抵抗器の小型化が促進されると、電力印加時の抵抗体の発熱によって抵抗値が変化したり半田接合部が溶融する等の不具合が発生しやすくなる。
【０００３】
そこで従来、端子電極に補助電極を延設し、この補助電極が絶縁性の保護層を介して抵抗体の一部を覆うように構成すると共に、抵抗体の存する側を下に向けたフェイスダウンで実装基板上に面実装され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においては、端子電極が半田付けされる実装基板上のランド（電極パッド）を大きめに形成して該ランドに補助電極を半田付けしておけば、電力印加時に抵抗体の発生する熱が補助電極を介して速やかに実装基板へ伝わるため、放熱性が向上してチップ抵抗器の温度上昇を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００７−５３２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来技術のように、端子電極に補助電極を延設してフェイスダウン実装するチップ抵抗器では、ヒートシンク等を利用して効率良く熱を放出することができないという問題があった。すなわち、補助電極は端子電極と一緒に共通のランドに半田付けされるので、該ランドが金属製のヒートシンクやサーマルビア等と導通された状態になっているとチップ抵抗器の信頼性が著しく損なわれてしまう。そのため、かかる従来技術では電力印加時に抵抗体の発生する熱がプリント基板等の実装基板を介して放出されることを期待しているが、実装基板の基板材料（例えばガラスエポキシ）は特に放熱性に優れた材料というわけではないので、チップ抵抗器の温度上昇を抑制する効果は不十分であった。
【０００５】
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、放熱性が極めて良好な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】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明のチップ抵抗器は、直方体形状のセラミック基板と、このセラミック基板の長手方向の両端部に設けられた一対の端子電極と、前記セラミック基板の片面に設けられて一対の前記端子電極を橋絡する抵抗体と、この抵抗体を覆う領域に設けられた絶縁性の保護層と、一対の前記端子電極の間で前記保護層の表面を短手方向に横断するように設けられた放熱電極と、この放熱電極および前記端子電極に被着されためっき層とを備え、前記放熱電極が前記セラミック基板の前記片面から短手方向の両端面の途中まで延設されていると共に、前記放熱電極と前記端子電極を実装基板上の互いに離隔した複数のランドに半田付けすることによってフェイスダウン実装されるようにした。
【０００７】
このように構成されたチップ抵抗器は、プリント基板等の実装基板と対向する側の面に保護層を介して抵抗体と重なり合う放熱電極が設けてあり、この放熱電極が抵抗体や端子電極に対して絶縁されているため、実装基板上に端子電極用ランドとは別に電気的に孤立した放熱電極用ランドを設け、これら複数のランドにそれぞれ端子電極と放熱電極を半田付けすることができる。これにより、電力印加時に抵抗体の発生する熱が放熱電極や実装基板の放熱電極用ランドに伝わり易くなり、かつ該放熱電極用ランドからサーマルビアやヒートシンク等へ熱を伝えて効率良く放熱させることも可能となるため、放熱性を著しく向上させてチップ抵抗器の温度上昇を効果的に抑制できるようになる。また、放熱電極がセラミック基板の下面から短手方向の両端面まで延設されているため、このチップ抵抗器は、端子電極の存する長手方向の両端部だけでなく放熱電極の存する短手方向の両端部でも半田フィレットが形成された状態で実装基板上に半田付けされることになり、それゆえ実装基板に対するチップ抵抗器の取付強度が大幅に向上する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のチップ抵抗器によれば、プリント基板等の実装基板と対向する側の面に保護層を介して抵抗体と重なり合う放熱電極が設けてあり、この放熱電極が抵抗体や端子電極に対して絶縁されているため、実装基板上に端子電極用ランドとは別に電気的に孤立した放熱電極用ランドを設け、これら複数のランドにそれぞれ端子電極と放熱電極を半田付けすることができる。そのため、電力印加時に抵抗体の発生する熱が放熱電極や実装基板の放熱電極用ランドに伝わり易くなり、かつ該放熱電極用ランドからサーマルビアやヒートシンク等へ熱を伝えて効率良く放熱させることも可能となるため、放熱性を著しく向上させてチップ抵抗器の温度上昇を効果的に抑制できるようになる。また、放熱電極がセラミック基板の短手方向の両端面まで延設されているため、このチップ抵抗器は短手方向の両端部にも半田フィレットを形成することができて実装基板に対する取付強度が高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器の実装直前の状態を示す長手方向に沿う断面図、図２は実装状態の該チップ抵抗器の短手方向に沿う断面図、図３は該チップ抵抗器が実装されるプリント基板の要部上面図、図４〜図７は該チップ抵抗器の製造方法を説明するための工程図、図８は該チップ抵抗器の製造途中で得られる個片の斜視図である。
【００１０】
図１と図２に示すチップ抵抗器１は、直方体形状のセラミック基板２と、セラミック基板２の長手方向の両端部に設けられた一対の端子電極３と、セラミック基板２の図示下面に設けられて一対の端子電極３を橋絡する抵抗体４と、抵抗体４を覆う領域に設けられた絶縁性の第１保護層５および第２保護層６と、第２保護層６の表面を横断するように設けられて端子電極３および抵抗体４とは絶縁されている放熱電極７と、放熱電極７および端子電極３に被着された２層構造のめっき層８とによって主に構成されている。このチップ抵抗器１は実装基板であるプリント基板５０上に抵抗体４の形成面を下向きにして装着する、いわゆるフェイスダウンで搭載され、端子電極３と放熱電極７をそれぞれ対応するランド５１，５２に半田付けすることによって面実装されるようになっている。すなわち、図３に示すように、プリント基板５０上には、一対の端子電極３を半田付けするための一対のランド５１と、放熱電極７を半田付けするためのランド５２とが互いに離隔した位置に配設されており、放熱電極７用のランド５２はサーマルビア５３や放熱用シリコン５４を介してヒートシンク５５へ効率良く熱が伝えられるように設計されている。なお、図２中の符号４０は半田を示している。
【００１１】
セラミック基板２はアルミナ基板であり、後述する大判基板を縦横に分割して多数個取りされたものである。各端子電極３は、セラミック基板２の一面（下面）に形成された表面電極３１と、セラミック基板２の他面（上面）に形成された裏面電極３２とが、セラミック基板２の側端面に形成された端面電極３３を介して接続されたものである。表面電極３１と裏面電極３２はいずれもＡｇ／Ｐｄからなり、端面電極３３はニッケルクロム（Ｎｉ／Ｃｒ）からなる。抵抗体４は酸化ルテニウム等からなり、この抵抗体４の長手方向の両端部が一対の表面電極３１に接続されている。なお、抵抗体４には抵抗値を調整するためのトリミング溝４ａ（図５参照）が形成されている。第１保護層５は抵抗体４を覆うプリガラスコートであり、その四隅からセラミック基板２の短手方向の両端面の途中まで幅狭部１５ａ（図５参照）が延設されている。第２保護層６は第１保護層５を覆う樹脂やガラスからなるオーバーコートである。また、２層構造のめっき層８は電極くわれの防止や半田付けの信頼性向上を図るためのものであり、下地のＮｉめっき層９と、このＮｉめっき層９上に被着されたＳｎめっき層１０とからなる。
【００１２】
放熱電極７は電力印加時に抵抗体４の発生する熱を外部へ逃がすためのものであり、一対の端子電極３の間で電気的に孤立している。この放熱電極７はＡｇからなり、図２に示すようにセラミック基板２の下面側で第２保護層６の中央部を覆っているが、放熱電極７の両端部はセラミック基板２の短手方向の両端面の途中まで延びる延出部７ａとなっている。後述するように、この放熱電極７は、大判基板の段階で第２保護層６の表面を横断して２次分割溝１２内へと至る帯状領域にＡｇペーストを印刷することによって形成されたものである。
【００１３】
このような構成のチップ抵抗器１は、以下のような手順で製造される。
【００１４】
まず、図４（ａ）に示すように、縦横に延びる１次分割溝１１と２次分割溝１２が刻設された多数個取り用の大判基板（アルミナ基板）１３を準備し、この大判基板１３の裏面と表面に順次Ａｇ−Ｐｄペーストをスクリーン印刷して焼成することにより、個々のチップ抵抗器１に対応する表面電極３１および裏面電極３２を多数形成する。なお、大判基板１３は分割後にチップ抵抗器１のセラミック基板２となるものであり、表面電極３１と裏面電極３２は１次分割溝１１を跨いで形成される。ただし、表面電極３１と裏面電極３２はどちらを先に形成しても良い。
【００１５】
次に、図４（ｂ）に示すように、大判基板１３の表面（表面電極３１が形成されている側の面）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焼成することにより、２次分割溝１２に沿って延びて隣接する表面電極３１どうしを橋絡する抵抗体４を多数形成する。
【００１６】
この後、図５（ａ）に示すように、大判基板１３の表面で各抵抗体４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、１次分割溝１１に沿って延びて開口１４を有する帯状ガラスコート１５を形成する。この帯状ガラスコート１５は分割後に第１保護層（プリガラスコート）５となるものであるが、帯状ガラスコート１５の一部は２次分割溝１２内に入り込んで開口１４に隣接する幅狭部１５ａとなっている。
【００１７】
次に、図５（ｂ）に示すように、大判基板１３の状態で、抵抗値を調整するために各抵抗体４にレーザトリミングを行ってトリミング溝４ａを形成する。このレーザトリミングでは、抵抗体４のトリミング溝４ａと対応する箇所で帯状ガラスコート１５もトリミングされる。
【００１８】
次に、図６（ａ）に示すように、大判基板１３の表面で帯状ガラスコート１５をほぼ覆う領域に樹脂ペースト（またはガラスペースト）をスクリーン印刷して焼付け（または焼成）することにより、第２保護層（オーバーコート）６を多数形成する。この第２保護層６によって第１保護層５がトリミング溝４ａと共に覆われることになる。ただし、２次分割溝１２内に形成されている幅狭部１５ａは第２保護層６に覆われずに露出している。
【００１９】
この後、図６（ｂ）に示すように、大判基板１３の表面で第２保護層６や開口１４の中央部を覆う領域に樹脂系（またはガラス系）のＡｇペーストをスクリーン印刷して焼付け（または焼成）することにより、帯状ガラスコート１５よりも幅狭で１次分割溝１１に沿って延びる帯状放熱電極１６を形成する。この帯状放熱電極１６は分割後に放熱電極７となるものであり、２次分割溝１２内に入り込んで開口１４内に露出している部分が分割後に延出部７ａとなる。なお、帯状放熱電極１６用のＡｇペーストは、仮に２次分割溝１２内で表面電極３１側へ流動したとしても帯状ガラスコート１５の幅狭部１５ａによって堰き止められるため、帯状放熱電極１６と表面電極３１とが短絡される虞はない。
【００２０】
次に、図７（ａ）に示すように、大判基板１３を１次分割溝１１に沿って分割して多数の短冊状分割片１７を形成する。この後、短冊状分割片１７の分割面１７ａにニッケルクロム（Ｎｉ／Ｃｒ）をスパッタリングして端面電極３３を形成する。これにより、表面電極３１と裏面電極３２が端面電極３３に橋絡されてなる端子電極３が得られる。
【００２１】
しかる後、図７（ｂ）に示すように、短冊状分割片１７を２次分割溝１２に沿って細分割することにより、図８に示すようなチップサイズの個片１８を多数個取りする。これにより、帯状ガラスコート１５が第１保護層５に分割されると共に、帯状放熱電極１６が放熱電極７に分割され、放熱電極７の延出部７ａと帯状ガラスコート１５の幅狭部１５ａがセラミック基板２の短手方向の両端面に露出する。そして、これら個片１８を図示せぬバレルに投入して電解めっき（バレルめっき）を施すことにより、Ｎｉめっき層９とＳｎめっき層１０を順次形成する。つまり、まずＮｉめっき用バレル内で電解めっきを行い、次いでＳｎめっき用バレル内で電解めっきを行うことにより、端子電極３と放熱電極７の表面に２層構造のめっき層８を被着させる。こうして図１と図２に示すようなチップ抵抗器１が多数個取りされる。
【００２２】
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の下面（プリント基板５０と対向する側の面）に第１および第２保護層５，６を介して抵抗体４と重なり合う放熱電極７が設けてあり、この放熱電極７が抵抗体４や端子電極３に対して絶縁されているため、プリント基板５０上に端子電極３用のランド５１とは別に電気的に孤立した放熱電極７用のランド５２を設け、これら複数のランド５１，５２にそれぞれ端子電極３と放熱電極７を半田付けすることができる。そのため、電力印加時に抵抗体４の発生する熱が放熱電極７やランド５２に伝わり易く、しかもランド５２からサーマルビア５３等を介してヒートシンク５５へ熱を伝えて効率良く放熱させることができる。それゆえ、このチップ抵抗器１は、放熱性を著しく向上させて温度上昇を効果的に抑制することができ、信頼性の向上が図れる。
【００２３】
また、このチップ抵抗器１は、放熱電極７の延出部７ａがセラミック基板２の下面から短手方向の両端面に延設されているため、端子電極３の存する長手方向の両端部だけでなく延出部７ａの存する短手方向の両端部でも半田フィレットが形成された状態でプリント基板５０上に半田付けされる（図２参照）ことになり、それゆえプリント基板５０に対するチップ抵抗器１の取付強度が大幅に向上する。なお、放熱電極７は電気的に孤立しているもののセラミック基板２の短手方向の両端面まで延設されているので、めっき層８（Ｎｉめっき層９とＳｎめっき層１０）を形成するための前記バレルめっき時に放熱電極７への通電に支障をきたす虞はなく、それゆえ放熱電極７に所望の厚みのめっき層８を被着させることは容易である。
【００２４】
なお、上記実施形態例では、チップ抵抗器１の製造段階で、分割後に第１保護層５となる帯状ガラスコート１５に２次分割溝１２内へ入り込む幅狭部１５ａを設けることによって、分割後に放熱電極７となる帯状放熱電極１６用のＡｇペーストが毛細管現象で表面電極３１に到達する可能性を排除しているが、幅狭部１５ａを設けない構成にすることも可能であり、予め大判基板１３に開口１４と同様の開口部を設けておくことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態例に係るチップ抵抗器の実装直前の状態を示す長手方向に沿う断面図である。
【図２】実装状態の該チップ抵抗器の短手方向に沿う断面図である。
【図３】該チップ抵抗器が実装されるプリント基板の要部上面図である。
【図４】該チップ抵抗器の製造方法を説明するための工程図である。
【図５】該チップ抵抗器の製造方法を説明するための工程図である。
【図６】該チップ抵抗器の製造方法を説明するための工程図である。
【図７】該チップ抵抗器の製造方法を説明するための工程図である。
【図８】該チップ抵抗器の製造途中で得られる個片の斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  チップ抵抗器
２  セラミック基板
３  端子電極
４  抵抗体
４ａ  トリミング溝
５  第１保護層（プリガラスコート）
６  第２保護層（オーバーコート）
７  放熱電極
７ａ  延出部
８  めっき層
９  Ｎｉめっき層
１０  Ｓｎめっき層
１１  １次分割溝
１２  ２次分割溝
１３  大判基板
５０  プリント基板（実装基板）
５１  （端子電極用の）ランド
５２  （放熱電極用の）ランド
５３  サーマルビア
５５  ヒートシンク
【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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