(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ状電子部品本体の側面部に外部電極を設け、この外部電極は、複数個の突起を有する導電性金属粉と樹脂バインダーとを混合した導電性ペーストを塗布硬化して形成した第１層の電極層と、この第１層の電極層の上に第２層として設けたスズコート層あるいは、はんだコート層とにより構成されたチップ状電子部品であって、前記導電性金属粉を、表面を厚さ１μｍ以下の銀にて被覆した粒径約２〜３０μｍの銅粉５０％と、表面を厚さ１μｍ以下の銀にて被覆した粒径約２〜１０μｍのニッケル粉５０％とからなり、且つ体積換算の比表面積が１．２〜７（ｍ2／ｃｍ3）の混合粉体とし、前記樹脂バインダーをフェノール樹脂とし、前記外部電極の引張強度が約３５０ｋｇ／ｃｍ□であるチップ状電子部品。
【請求項２】
チップ状電子部品本体の側面部に外部電極を設け、この外部電極は、複数個の突起を有する導電性金属粉と樹脂バインダーとを混合した導電性ペーストを塗布硬化して形成した第１層の電極層と、この第１層の電極層の上に第２層として設けたスズコート層あるいは、はんだコート層とにより構成されたチップ状電子部品であって、前記導電性金属粉を平均粒径５μｍ、且つ体積換算の比表面積を１．２〜７（ｍ2／ｃｍ3）のニッケル粉とし、前記樹脂バインダーをフェノール樹脂とし、前記外部電極の引張強度が約３４０ｋｇ／ｃｍ□であるチップ状電子部品。
【請求項３】
第１層と第２層の電極層間に、第３層としてニッケルコート層を介在させた請求項１または２記載のチップ状電子部品。
【請求項４】
請求項１または２に記載のチップ状電子部品を製造する製造方法であって、チップ状電子部品本体の側面部に外部電極を設け、この外部電極は、複数個の突起を有する導電性金属粉と樹脂バインダーとを混合した導電性ペーストを塗布硬化して形成した第１層の電極層と、この第１層の電極層の上に設けた、はんだコート層とにより構成され、前記はんだコート層は２００℃〜２５０℃の溶融はんだ槽中にディップし形成することを特徴とするチップ状電子部品の製造方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載のチップ状電子部品を製造する製造方法であって、チップ状電子部品本体の側面部に外部電極を設け、この外部電極は、複数個の突起を有する導電性金属粉と樹脂バインダーとを混合した導電性ペーストを塗布硬化して形成した第１層の電極層と、この第１層の電極層の上に設けたスズコート層あるいは、はんだコート層とにより構成され、前記スズコート層あるいは、はんだコート層は電気メッキ工法により形成することを特徴とするチップ状電子部品の製造方法。
【請求項６】
請求項１または２に記載のチップ状電子部品を製造する製造方法であって、チップ状電子部品本体の側面部に外部電極を設け、この外部電極は、複数個の突起を有する導電性金属粉と樹脂バインダーとを混合した導電性ペーストを塗布硬化して形成した第１層の電極層と、この第１層の電極層の上に設けたスズコート層あるいは、はんだコート層とにより構成され、前記スズコート層あるいは、はんだコート層は、スズあるいははんだを主成分とするペーストの材料を、ディップあるいは転写印刷し、２００℃〜２８０℃の雰囲気中で熱処理することにより形成するチップ状電子部品の製造方法。
【請求項７】
請求項１または２に記載のチップ状電子部品を製造する製造方法であって、チップ状電子部品本体の側面部に外部電極を設け、この外部電極は、複数個の突起を有する導電性金属粉と樹脂バインダーとを混合した導電性ペーストを塗布硬化して形成した第１層の電極層と、この第１層上に設けたニッケルコート層と、このニッケルコート層上に設けたスズコート層あるいは、はんだコート層とにより構成され、前記ニッケルコート層と、スズコート層あるいははんだコート層を電気メッキ工法により形成するチップ状電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、チップ抵抗器やチップコンデンサなどのチップ状電子部品およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の軽薄短小化に対する要求がますます増大していく中、回路基板の配線密度を高めるため、電子部品には非常に小型な電子部品が多く用いられるようになってきた。
【０００３】
従来のチップ状電子部品のうち角形チップ抵抗器の構造の一例を示し説明する。図７は斜視図、図８は断面図である。
【０００４】
従来の角形チップ抵抗器は９６％アルミナ基板１０と、このアルミナ基板１０上に形成された一対の銀系サーメット厚膜電極による一対の上面電極層１１と、前記上面電極層１１と接続するように形成されたルテニウム系厚膜抵抗による抵抗層１２と、抵抗層１２を完全に覆うガラスによる保護層１４と、上面電極層１１の一部と重なる銀系サーメット厚膜の側面電極層１３とからなっている。なお、露出電極面にははんだ付け性を確保するためにニッケルメッキ層１５とはんだメッキ層１６を形成し、これにより外部電極を形成している。また他の従来例としては、低温プロセス化を狙い銀系サーメット厚膜による端面電極を、Ｎｉ−Ｃｒ系薄膜電極をスパッタ工法により形成する方法や、銅粉体あるいは銀などの導電性金属粉体を、エポキシ系樹脂、あるいはフェノール系樹脂などのバインダと混合した導電性樹脂によって構成する方法もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この角形チップ抵抗器の側面電極層１３は銀系サーメット厚膜ペーストを、約６００℃程度の温度で焼成し形成するため、側面電極形成以前に形成された、一対の側面電極層１３間の抵抗値が、抵抗層１２の熱影響により変化する。この抵抗値の変化は近年市場が大きくなっている精密（±１％，±０．５％）級の角形チップ抵抗器の製造歩留が悪化する主要因となっている。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するもので、外部電極間の電気特性値が変化しない低温度（２５０℃〜４００℃）で従来の厚膜電極等と同等以上の強度を有する外部電極を形成することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そしてこの目的を達成するために本発明は、導電性材料として複数個の突起を有する導電性金属粉と樹脂バインダーとを混合した導電性ペーストを塗布硬化して形成した第１層の電極層と、この第１層の電極層の上に第２層として設けたスズコート層あるいは、はんだコート層とにより外部電極を構成するものである。
【０００８】
【作用】
本発明では、複数個の突起を有する金属粉からなる導電性材料と樹脂バインダーとを混合した導電性ペーストを塗布し、例えば１５０℃〜２５０℃の低温度で熱処理することにより、溶剤の揮発と樹脂材料の硬化反応により金属粉の充填密度が上昇するとともに、樹脂バインダーと突起を有する金属粉体表面との間に強力なアンカー力が発現される様になる。このため、低温度で熱処理しても従来の厚膜サーメット系電極等と同等以上の強度を有する外部電極が形成でき、しかも低温による熱処理のため電気的特性変化が少なく、製造歩留が向上する。
【０００９】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１について、図１、図２を用いて説明する。本実施例ではチップ状電子部品の中で最も数量が多い角形チップ抵抗器を例に説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施例１を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１１】
図１、図２に示すごとく、本実施例による角形チップ抵抗器は、９６％アルミナ基板１と、前記アルミナ基板１上の銀系サーメット厚膜の一対の上面電極層２と、前記上面電極層２の一部に重なるルテニウム系厚膜の抵抗層４と、前記抵抗層４を完全に覆う樹脂による保護層６と、前記上面電極層２を完全に覆う厚さ１０〜５０μｍの、複数個のいぼ状の突起を有する銅系金属粉と複数個のいぼ状の突起を有するニッケル系金属粉の混合粉体と、バインダとして熱硬化性ポリマーを混合した導電性ペーストを塗布硬化した一対の側面電極層３と、前記側面電極層３の露出部分に形成された、はんだコート層７より構成される。そしてこれら側面電極層３とはんだコート層７により外部電極が構成されている。
【００１２】
次に、図１、図２に示した本発明の実施例１の製造方法について説明する。まず、耐熱性および絶縁性に優れた９６％アルミナ基板１を用意した。このアルミナ基板１には短冊状、および個片状に分割するために、分割のための溝（グリーンシート時に金型成形）が形成されている。次に、前記アルミナ基板１の表面に厚膜銀ペーストをスクリーン印刷・乾燥し、ベルト式連続焼成炉によって８５０℃の温度で、ピーク時間６分、ＩＮ−ＯＵＴ時間４５分のプロファイルによって焼成し上面電極層２を形成した。次に上面電極層２の一部に重なるように、ＲｕＯ2を主成分とする厚膜抵抗ペーストをスクリーン印刷し、ベルト式連続焼成炉により８５０℃の温度でピーク時間６分、ＩＮ−ＯＵＴ時間４５分のプロファイルによって焼成し、抵抗層４を形成した。次に、前記上面電極層２間の前記抵抗層４の抵抗値を揃えるために、レーザー光によって、前記抵抗層４の一部を切断破壊し抵抗値修正（Ｌカット，３０ｍｍ／秒，１２ＫＨｚ，５Ｗ）を行った。続いて、前記抵抗層４を完全に覆うように、エポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、ベルト式連続硬化炉によって２００℃の温度で、ピーク時間３０分、ＩＮ−ＯＵＴ時間５０分の硬化プロファイルによって硬化し、保護層６を形成した。次に、外部電極を形成するための準備工程として、アルミナ基板１を個片に分割し、外部電極を形成する箇所を露出させておく。
【００１３】
第１層の電極層となるペーストは、複数個のいぼ状の突起を有する銅系金属粉５０％（粒径約２〜３０μｍ、表面を厚さ１μｍ以下の銀にて被覆）と複数個のいぼ状の突起を有するニッケル系金属粉５０％（粒径約２〜１０μｍ、表面を厚さ１μｍ以下の銀にて被覆）の混合粉体とレゾール系フェノール樹脂をブチルカルビトールを溶剤として３本ロールにて混練した導電性樹脂ペーストとしておく。これをあらかじめ約２００μｍの膜厚で均一にステンレス金属上に膜形成して置き、ディップ法により先ほどのアルミナ基板１の分割された個片の側面に塗布し、ベルト式連続遠赤外線硬化炉によって、ピーク時間１６０℃−１５分、ＩＮ−ＯＵＴ時間４０分の温度プロファイルによって熱処理を行い、側面部の厚みが約３０〜４０μｍの側面電極層３を形成した。この形成後の断面の模式図を図６に示す。アルミナ基板１上に形成した導電性金属粉３ａがそのいぼ状突起で熱硬化した樹脂バインダー３ｂに強力にアンカー効果を表していることを表現している。次に、これをフラックスに浸漬後、予熱−はんだ浸漬（２３０℃１０秒間）を経て側面電極層３上に、はんだコート層７を形成した。以上の工程により、本発明の実施例１による角形チップ抵抗器を作成した。
【００１４】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２について、図３、図４を用いて説明する。これもチップ状電子部品の中で最も数量が多い角形チップ抵抗器を例に説明する。
【００１５】
図３は本発明の実施例２を示す斜視図であり、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
図３、図４において、本実施例による角形チップ抵抗器は、９６％アルミナ基板１と、前記アルミナ基板１上の銀系サーメット厚膜の一対の上面電極層２と、前記上面電極層２の一部に重なるルテニウム系厚膜の抵抗層４と、前記抵抗層４を完全に覆う樹脂による保護層６と、前記上面電極層２の一部に重なる１０〜５０μｍの、複数個のいぼ状の突起を有するニッケル系金属粉体と、バインダとして熱硬化性ポリマーを混合した導電性ペーストを塗布硬化した一対の側面電極層３と、前記側面電極層３の露出部分に形成された、ニッケルコート層８とその上のはんだコート層７より構成される。
【００１７】
次に、図３、図４に示した本発明の実施例２の製造方法について説明する。アルミナ基板１上に上面電極層２、抵抗層４、保護層６を形成するのは実施例１と同様の工法である。第１層の側面電極層３となるペーストは複数個の突起を有するニッケル粉体（平均粒径：５μｍ）とエポキシ変成フェノール樹脂をブチルカルビトールを溶剤として３本ロールにて混練した導電性樹脂ペーストとしておく。これをローラーにより塗布し、ベルト式連続遠赤外線硬化炉によって、ピーク時間１６０℃−１５分、ＩＮ−ＯＵＴ時間４０分の温度プロファイルによって熱処理を行い、側面部の厚みが約３０〜４０μｍの側面電極層３を形成した。次に電気メッキの準備工程として、前記短冊状アルミナ基板を個片状に分割した。最後に、露出している上面電極層２および側面電極層３上に、電気メッキ工法によりニッケルコート層８を形成し、その上にはんだコート層７を形成した。以上の工程により、本発明の実施例２による角形チップ抵抗器を作成した。
【００１８】
この本発明の実施例１、２による角形チップ抵抗器と従来の角形チップ抵抗器および側面電極として銀系サーメット厚膜電極、銀系樹脂電極を用いた比較品の引張強度試験を実施し、またそれぞれの角形チップ抵抗器の抵抗値分布（出荷抵抗値選別前）を測定した結果を（表１）に示す。併せて（表１）には完成品の製造１ロットの抵抗値バラツキも示す。引張強度の試験は、図５に斜視図を示すように、チップ抵抗器２１の外部電極をはんだ２２で金属線２３および２４に接続して、金属線２３を固定し、金属線２４を引っ張るものである。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
（表１）より、本発明品は従来品より優れた抵抗値分布を有している。すなわち抵抗トリミング後の抵抗値シフトが極めて少ないことが分かる。
【００２１】
また、本発明品は従来品（銀系厚膜電極品）と比べほぼ同等以上の引張強度を有し、従来の銀系樹脂電極品による比較品と比べて強い引張強度を有していることがわかる。なお、本発明の上記実施例において側面電極層３の金属粉にはニッケル粉や銅粉を用いたが本発明における側面電極層３の金属粉の材質としてはこれに限られるものではない。例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｄなどの貴金属、Ｆｅ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｚｎなどの卑金属、あるいは実施例１にあるような表面に異種金属を被覆した複合金属粉などが適用可能である。
【００２２】
また金属粉の大きさは基本的に最大粒径１００μｍ以下であれば構わないが、好ましくは平均粒径２〜１５μｍのものが用いられる。さらに金属粉の形状は問わないが粉体表面に凹凸突起のあることが必要である。凹凸突起の大きさ及びその分布状態の大小は粉体の体積換算の比表面積（比表面積×真比重）で表されるが、上記実施例１、２品ではこの値が１．２〜７（ｍ2／ｃｍ3）のものが適していた。
【００２３】
また側面電極層３に用いられる導電粉は上記金属粉を全導電粉の５０％以上含む。上記の表面に突起を有する金属粉以外の導電粉としては材質に制限はなく、通常導電性ペースト材料に用いられるものが使用可能である（金属粉に限らず導電性セラミック粉、カーボン粉などでも可）。ただし、これらは必須成分ではなく必要に応じて用いられる。
【００２４】
なお、この実施例１、２において側面電極層３のバインダにはレゾール系フェノール樹脂を用いたが、はんだ濡れ性および電気メッキ性を阻害せず、十分低い導体抵抗を確保できればノボラック、アラルキルのような高耐熱のフェノール樹脂やイミド系、エポキシ系の樹脂あるいはこれら樹脂の共重合物、変成物でも可能である。但し、樹脂の特性上フェノール系樹脂が前出特性を満足する上では最も適当であった。
【００２５】
また、保護層６としてエポキシ系樹脂を用いたが、その他の密閉性に優れた樹脂（ポリイミド系、アクリル系等）でも可能であるし、ガラスを保護層として用いた場合でも、抵抗値分布（３σ／平均抵抗値）は０．５％程度になり従来の厚膜サーメット電極品よりも分布が小さくなるという効果を確認している（この場合にはレーザートリミング前にプリコートガラスの印刷・焼成が必要となる。）。
【００２６】
また、実施例１ではんだコート層７は、２３０℃１０秒間のはんだ浸漬により形成したが、これは、スズあるいははんだを主成分とするペーストの材料を、側面電極層３を覆うようにディップあるいは転写印刷し、２００℃〜２８０℃の雰囲気中で熱処理することにより形成しても同等の性能が得られることを確認している。また、大量のチップ状電子部品にコートする場合には電解メッキ工法によりはんだコート層を形成する工法がコスト的にも有利である。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明では、導電性材料として複数個の突起を有する導電性金属粉と樹脂バインダーとを混合した導電性ペーストを塗布硬化した電極層と、この電極層の上に第２層として設けたスズコート層あるいは、はんだコート層とにより外部電極を構成するものであるので、低温度の熱処理で強度の強い外部電極を形成でき、したがって熱処理による電気的特性変化が少なく、製造歩留を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の角形チップ抵抗器の構造を示す斜視図
【図２】本発明の実施例１の角形チップ抵抗器の構造を示す断面図
【図３】本発明の実施例２の角形チップ抵抗器の構造を示す斜視図
【図４】本発明の実施例２の角形チップ抵抗器の構造を示す断面図
【図５】引張試験方法を説明する斜視図
【図６】本発明品の樹脂電極の模式断面図
【図７】従来の角形チップ抵抗器の構造を示す斜視図
【図８】従来の角形チップ抵抗器の構造を示す断面図
【符号の説明】
１  アルミナ基板
２  上面電極層
３  側面電極層
３ａ  導電性金属粉
３ｂ  樹脂バインダー
４  抵抗層
６  保護層
７  はんだコート層
８  ニッケルコート層
【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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