(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、該基板上に形成された多数の凸状部からなるガラス層と、該ガラス層の表面に形成された抵抗体と、該抵抗体に接続する少なくとも一対の表電極と、前記抵抗体を被覆する保護膜とを備えたことを特徴とする抵抗器。
【請求項２】
前記凸状部からなるガラス層は、前記絶縁性基板の長手方向に沿って連続的に形成され、前記絶縁性基板の短手方向に沿って断続的に形成されたことを特徴とする請求項１記載の抵抗器。
【請求項３】
前記凸状部からなるガラス層は、前記絶縁性基板の長手方向に沿って断続的に形成され、前記絶縁性基板の短手方向に沿って断続的に形成されたことを特徴とする請求項１記載の抵抗器。
【請求項４】
前記抵抗体は、抵抗体金属をメッキにより形成したものであることを特徴とする請求項１記載の抵抗器。
【請求項５】
前記抵抗体は、厚膜抵抗体であることを特徴とする請求項１記載の抵抗器。
【請求項６】
絶縁性基板と、該絶縁性基板上に設けられた表電極と、該表電極に接続された抵抗体とを有する抵抗器の製造方法であって、
前記絶縁性基板上に多数の凸状部からなるガラス層を形成し、該ガラス層上に抵抗体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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低抵抗値・低抵抗温度係数のチップ抵抗器等の抵抗器に係り、特にその構造およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、ノートパソコンなどの小型電子機器の需要は増加の一途であり、これら電子機器に使用される電子部品に対しても高機能化、高性能化、小型化の要求が高まっている。そういう状況の中で、表面実装用のチップ抵抗器が広く使用されている。チップ抵抗器の中で、抵抗温度係数が低く、低抵抗値までカバーする製品を製造するには、多くの場合、抵抗体膜の比抵抗が比較的高いため、抵抗体膜の膜厚を厚くする必要がある。ところが、抵抗体膜の膜厚を厚くすると、絶縁性基板と抵抗体の密着性に難点があり、剥離しやすいという問題があった。
【０００３】
このため、従来から絶縁性基板の表面に多数の凹凸を設け、この上に配置する抵抗体膜に対してアンカー効果を高め、密着力を高めることが試みられていた。従来の絶縁性基板に対する凹凸の形成法には、薬品による化学エッチング処理または物理的に形成する方法が知られている。しかしながら、従来の方法では、低抵抗値の抵抗体を形成したときの密着性は十分とは言えず、抵抗体の応力やひずみなどによりクラックや剥離などが発生していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、絶縁性基板と抵抗体との密着性を高めて品質・信頼性を向上するとともに、低抵抗温度係数で且つ低い抵抗値までカバー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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明の抵抗器は、絶縁性基板と、該基板上に形成された多数の凸状部からなるガラス層と、該ガラス層の表面に形成された抵抗体と、抵抗体に接続する少なくとも一対の表電極と、前記抵抗体を被覆する保護膜とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記本発明によれば、絶縁性基板と抵抗体との密着性を向上できる。同時に、抵抗体の表面積を実質的に拡大することができ、実質的に幅広の抵抗体を形成できる。この実質的に幅広の抵抗体により、その分、抵抗体の膜厚を薄くすることができ、クラックの原因である内部応力の低下、また剥離の回避につながる。加えて、放熱効果も高まり抵抗器の許容電力をアップすることができる
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る抵抗器の実施形態について図１乃至図６を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態におけるチップ抵抗器の全体構成を示す図である。図１（ａ）は、チップ抵抗器の平面図であり、図１（ｂ）は、Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【０００８】
符号１１は、絶縁性基板であり、アルミナ、窒化アルミナ、ガラスアラミナなどのセラミック基板を使用する。絶縁性基板１１上に多数の凸状部からなるガラス層１２が形成されている。ガラス層１２は、高さが１０〜１００μｍ、幅が１０〜１００μｍ、隣接パターンとの間隔が１０〜１００μｍ程度の多数の凸状部により構成されている。
【０００９】
活性化層（図示せず）がガラス層１２をカバーして絶縁性基板１１上に配置され、活性化層上に金属皮膜抵抗体１５が配置されている。表電極１３，１３が金属皮膜抵抗体１５に電気的に接続するように配置されている。金属皮膜抵抗体１５は、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｐ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｐ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｆｅなどの抵抗体金属からなる。金属皮膜抵抗体１５は、この実施形態においては活性化層上に無電解メッキで形成される。符号１７は、保護膜であり、ガラス、エポキシ樹脂などの絶縁物で形成される。符号２３は、メッキ電極であり、表電極１３、裏電極１９、端面電極２１上に形成されている。
【００１０】
図２は、本発明の第２の実施形態におけるチップ抵抗器の全体構成を示す図であり、抵抗体として厚膜抵抗体が用いられている点を除き、第１の実施形態と同様な構成を備えている。即ち、絶縁性基板１１上に多数の凸状部からなるガラス層１２が形成され、ガラス層１２は、高さが１０〜１００μｍ、幅が１０〜１００μｍ、隣接パターンとの間隔が１０〜１００μｍ程度の多数の凸状部により構成されている。そして、この多数の凸状部からなるガラス層１２に食い込むように厚膜抵抗体２４が配置されている。厚膜抵抗体２４は、酸化ルテニウムなどの抵抗金属材とガラスの焼結物からなり、絶縁性基板１１の表面に所定パターンでスクリーン印刷して８００℃から９００℃の温度で焼成して形成される。符号１７は、保護膜であり、ガラス、エポキシ樹脂などの絶縁物で形成される。
【００１１】
図３は、多数の凸状部からなるガラス層の構成例を説明する図である。Ｘ方向は絶縁性基板の短手方向を示し、Ｙ方向は絶縁性基板の長手方向を示している。図３（ａ）は、多数の凸状部からなるガラス層が、絶縁性基板の長手方向に沿って連続的に形成され、前記絶縁性基板の短手方向に沿って断続的に形成されたことを示す。以後、凸状パターンと略述する。上述したように、高さが１０〜１００μｍ、幅が１０〜１００μｍ、隣接パターンとの間隔が１０〜１００μｍ程度であり、畝状に形成されている。
【００１２】
図３（ｂ）は、多数の凸状部からなるガラス層が、絶縁性基板の長手方向に沿って断続的に形成され、且つ前記絶縁性基板の短手方向に沿っても断続的に形成されたことを示す。以後、凹凸パターンと略述する。このパターンにおいても、凸状部の高さが１０〜１００μｍ、幅が１０〜１００μｍ、隣接パターンとの間隔が１０〜１００μｍ程度であり、碁盤目状に形成されている。これらの凸状パターンまたは凹凸パターンは、例えばガラスペーストのスクリーン印刷および焼成により形成される。そして、その上部に配置される抵抗体と良好な密着性により接合される。
【００１３】
図４は、本発明のチップ抵抗器と従来のものとの比較データを示す図である。図４（ａ）は、凸状パターンの一例について成膜時間を比較したデータを示す図である。それによると、同じ抵抗値を得るための成膜時間（メッキ時間）が短縮されていることが判る。例えば、メッキ時間１０分で、従来は５Ωの抵抗値が形成されていたが、本発明のチップ抵抗器では約３Ωの抵抗値の形成が可能となった。このことは、抵抗体の下地が凸状パターンであるため、抵抗体の表面積が広がり、特に抵抗体の絶縁性基板の短手方向に沿った実効的な長さが長くなり、同じ抵抗体の膜厚に対して抵抗値が下がるものと解される。
【００１４】
図４（ｂ）は、凹凸パターンについて、クラック・剥離発生限界抵抗値を比較したデータを示す図である。それによると、クラック、剥離が発生する限界抵抗値が低下していることが判る。例えば、ＴＣＲ＝０ＰＰＭ／℃において、従来のものは発生限界抵抗値（初抵抗値）が０.２３Ωであったのが、本発明のチップ抵抗器では発生限界抵抗値（初抵抗値）が０.１５Ωと改善されている。このことは、凹凸パターンにより、抵抗体に対するアンカー効果が高められていることを示している。
【００１５】
次に、本発明のチップ抵抗器の製造方法について、図５を参照しながら説明する。この製造方法は抵抗体として金属皮膜抵抗体を用いたものである。まず、図５（ａ）に示すように、アルミナ等の絶縁性基板１１を準備する。図示の例では１個のチップ領域を示すが、実際には多数のチップ抵抗器を一括して製造する多数個取りの基板が用いられる。絶縁性基板１１の裏面上に１対の裏電極１９，１９を電極ペーストのスクリーン印刷および焼成により形成する。
【００１６】
絶縁性基板１１の表面上に所定のパターンにガラスペーストをスクリーン印刷して、３００℃〜１２００℃の空気中で焼成して、多数の凸状部を有するガラス層１２を形成する。所定のパターンとして、図３に示す凸状部パターンまたは凹凸パターンを用いるが、それ以外のパターンを用いても勿論良い。
【００１７】
次に、図５（ｂ）に示すように、ガラス層１２をカバーして、絶縁性基板１１の表面上に、触媒ペーストをスクリーン印刷で塗布し、焼成して活性化層１４を形成する。次に、図５（ｃ）に示すように、活性化層（図示せず）の上に金属皮膜抵抗体１５をメッキにより形成する。金属皮膜抵抗体１５は、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｐ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｐ−Ｗ、Ｎｉ−Ｐ−Ｆｅなどの抵抗金属からなり、無電解メッキで活性化層上に形成される。
【００１８】
次に、図５（ｄ）に示すように、絶縁性基板１１の表面の端部に、１対の表電極１３，１３を金属皮膜抵抗体１５に電気的に接続するように形成する。次に、図５（ｅ）に示すように、金属皮膜抵抗体１５と１対の表電極１３，１３の一部を覆うように保護膜１７を形成する。なお、必要に応じてレーザトリミングなどで抵抗値を所望の値に調整する。
【００１９】
以上の処理は多数個取りの基板の一括処理であるが、次に短冊状に分割する加工を行う。加工はダイシング、またはブレークのどちらでも良い。多数個取りの基板を短冊状に分割後に、図５（ｆ）に示すように、露出した基板側端面に端面電極２１，２１を形成する。端面電極２１，２１は例えばスパッタリングにより被着したＮｉ−Ｃｒの薄膜層である。そして、チップ単体に分割する加工を行う。加工はダイシング、ブレークどちらでも良い。
【００２０】
次に、図５（ｇ）に示すように、電解メッキを行い、電極１３，１９，２１上にめっき電極２３，２３を形成する。電極くわれ防止およびはんだ付け性の向上のために、Ｎｉめっき層とＳｎ−Ｐｂめっき層（Ｓｎめっき層でもよい）とからなるめっき電極２３を形成している。
【００２１】
図６は、抵抗体が厚膜抵抗体であるチップ抵抗器の製造方法を示す。まず、図６（ａ）に示すように、アルミナ等の絶縁性基板１１を準備し、裏電極１９を形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、絶縁性基板１１の表面の両端部に、１対の表電極１３，１３を形成する。そして、絶縁性基板１１の表面上に所定のパターンに従ってガラスペーストを印刷して、３００℃〜１２００℃の空気中で焼成して多数の凸状部からなるガラス層１２を形成する。
【００２２】
次に、図６（ｃ）に示すように、厚膜抵抗体２４をガラス層１２をカバーするように形成する。厚膜抵抗体２４は、表電極１３上にまたがり、抵抗体ペースト（例えば、酸化ルテニウム）を所定のパターンにスクリーン印刷で塗布して焼成して形成される。厚膜抵抗体２４は、１対の表電極１３，１３に電気的に接続して、且つ絶縁性基板１１の表面の多数の凸状部からなるガラス層１２に食い込むように形成される。
【００２３】
以降の図６（ｄ）乃至図６（ｇ）の工程は、図５（ｅ）乃至図５（ｇ）とほぼ同一であるので、重複した説明を省略する。
【００２４】
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。例えば、チップ抵抗器以外の集積回路素子等においても、本発明の趣旨を同様に適用することが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のチップ抵抗器は、絶縁性基板の上に多数の凸状部からなるガラス層を形成し、そのガラス層上に抵抗体を形成することで、高いアンカー効果により抵抗体を絶縁性基板に固定することができる。これにより、特に低抵抗・低抵抗温度係数のチップ抵抗器において、剥離やクラック等の問題が減少し、チップ抵抗器の信頼性を高めることができる。また、抵抗体の表面積を実質的に拡大することができ、低抵抗・低抵抗温度係数のチップ抵抗器を効率的に生産することが可能となる。加えて、放熱効果も高まりチップ抵抗器の許容電力をアップする効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるチップ抵抗器の全体構成を示す図であり、（ａ）は、チップ抵抗器の平面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるチップ抵抗器の全体構成を示す図であり、（ａ）は、チップ抵抗器の平面図であり、（ｂ）は、Ｂ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】（ａ）は、多数の凸状部なるガラス層が、絶縁性基板の長手方向に沿って連続的に形成され、絶縁性基板の短手方向に沿って断続的に形成されたことを示す図であり、（ｂ）は、多数の凸状部なるガラス層が、絶縁性基板の長手方向に沿って断続的に形成され、絶縁性基板の短手方向に沿っても断続的に形成されたことを示す図である。
【図４】本発明のチップ抵抗器と従来のものとの比較データを示す図であり、（ａ）は、成膜時間についての比較データを示す図であり、（ｂ）は、クラック・剥離発生限界抵抗値についての比較データを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のチップ抵抗器の製造工程を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態のチップ抵抗器の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１１    絶縁性基板
１２    多数の凸状部からなるガラス体
１３    表電極
１４    活性化層
１５、２４    抵抗体
１６    トリミング溝
１７    保護膜
１９    裏電極
２１    端面電極
２３    めっき電極
【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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