JP3825576B2 - チップ抵抗器の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に電子回路部品として用いられるチップ抵抗器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器のダウンサイジング化に伴い、回路基板の実装密度を向上するため、チップ抵抗器にも小型化・高精度化が要求されている。しかし、係る小型化・高精度化の要請に対し、従来のチップ抵抗器では、特に端面電極薄膜の形成において問題がある。
【０００３】
ここで、従来のチップ抵抗器の製造方法では、まず、複数の分割溝が施された絶縁基板に、その各分割溝に沿って表電極と裏電極とが施される。次に、各表電極間に抵抗膜が施され、その各抵抗膜の上に一次ガラスが施される。次に、一次ガラスの上からレーザー等により各抵抗膜の抵抗値のトリミングが行われ、その後各一次ガラス上に保護膜が形成される。
【０００４】
この時点で一旦絶縁基板は短冊状に分割され、分割された短冊状絶縁基板をその端面が略面一となるように積み重ね、Ｎｉ−Ｃｒ合金からなる端面電極薄膜をスパッタリング、イオンプレーティング又は蒸着等の薄膜形成手法により一括形成する。
【０００５】
この端面電極薄膜の形成時の処理を図８（ａ）によって説明する。図８（ａ）において、複数の短冊状絶縁基板１００は、収容ケース１０３内に、端面１０２が略面一になるように積み重ねられて収容されている。また、各短冊状絶縁基板１００には、表電極と裏電極と抵抗膜と一次ガラスと保護膜とを有する複数のチップ抵抗器部分１０１が既に施されている。
【０００６】
そして、各短冊状絶縁基板１００は、収容ケース１０３内に収容された状態で、その端面１０２に一括してＮｉ−Ｃｒ合金がスパッタリング等され、端面電極薄膜が形成される。
【０００７】
その後、短冊状絶縁基板１００は、チップ単位（チップ抵抗器部分１０１毎）に分割され、その各端部にメッキが施されてチップ抵抗器が完成に至る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、チップ抵抗器が小型化されると、その保護膜は、表電極よりも突出する傾向にあり、更に、組成物の粘性等の理由により山形に形成される傾向にある。
【０００９】
この山形に形成された保護膜を有する短冊状絶縁基板の上に、別の短冊状絶縁基板を図８（ａ）の如く積み重ねると、当該保護膜の存在により、当該別の短冊状基板は傾いて積み重ねられる場合がある（図８（ｂ））。
【００１０】
この傾いた状態の短冊状絶縁基板の端面に端面電極薄膜をスパッタリング等で形成しようとすると、その厚さが部分的に不均一になり易いという問題がある。
【００１１】
また、積み重ねられた各絶縁基板間に隙間が生じるため、当該隙間にスパッタが侵入して余分に回り込み、チップ抵抗器の表裏面に形成された左右の電極幅がバランス良く形成されなかったり、また、スパッターの回り込みが過剰な場合はメッキ層形成時における当該メッキの成長により両端の電極が短絡するという問題もあった。
【００１２】
一方、チップ抵抗器の小型化に伴い、その端面の面積も小さくなるため、そこに形成される端面電極薄膜と絶縁基板またはメッキ層との接合力を十分に確保する必要がある。しかし、端面電極薄膜の材料として通常用いられるＮｉ−Ｃｒ合金の薄膜では、当該接合力が必ずしも十分なものとは言えない。
【００１３】
従って、本発明の目的は、良好な端面電極薄膜を形成し得るチップ抵抗器の製造方法を提供することにある。
【００１４】
特に、端面電極薄膜の膜厚を均一化し、かつ、その電極材料の保護膜上への回り込みを防止し得るチップ抵抗器の製造方法を提供することにある。
【００１５】
また、特に、絶縁基板又はメッキ層との接合が強固な端面電極薄膜を形成し得るチップ抵抗器の製造方法を提供することにある。
【００１６】
更に、本発明の目的は、絶縁基板又はメッキ層との接合が強固な端面電極薄膜を有するチップ抵抗器を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、分割溝が縦横に施された絶縁基板の表裏面に縦の分割溝を跨いで第１の表電極と裏電極とを設け、複数の一対でなる第１の表電極間に抵抗膜を設け、前記抵抗膜を保護膜で被覆し、弾力性を有する導電性樹脂材料からなる第２の表電極を、保護膜で被覆されていない露出した前記第１の表電極上に少なくとも接するように、且つ、縦の分割溝に沿って連続するように、該第２の表電極の表面の高さが前記保護膜の表面と少なくとも同等か、より高くなるような厚さで形成し、前記絶縁基板を縦の分割溝に沿って短冊状に分割して短冊状絶縁基板を形成し、該第２の表電極が施された複数の前記短冊状絶縁基板を傾かないように且つ隙間無く、その各端面が略面一になるように積み重ね、その後、該短冊状絶縁基板の端面に対して端面電極薄膜を形成することを特徴とするチップ抵抗器の製造方法が提供される。
【００１８】
この手段では、前記保護膜以上に表面高さが高い前記第２の表電極を設けることにより、前記短冊状絶縁基板を積み重ねた場合に、上の前記短冊状絶縁基板は下の前記短冊状絶縁基板の前記第２の表電極上に載置されることとなる。そして、前記第２の表電極は、導電性樹脂材料からなり、ある程度の弾力性を有するため、前記保護膜の形状に起因する前記短冊状絶縁基板の傾きが防止され、また、相互間に隙間無く積み重ねることが可能となる。
【００１９】
このため、本発明のチップ抵抗器の方法では、端面電極薄膜の膜厚を均一化し、かつ、電極材料の保護膜上への回り込みを防止し得るという効果を奏する。
【００２０】
本発明において、前記第２の表電極を構成する導電性樹脂材料としては、銀、金等の金属の球状物、樹皮状物又はフレーク状物をエポキシ変成フェノール系又はエポキシ系等の樹脂に混合分散した材料を挙げることができる。係る材料は、特に、既設の表電極との密着性が良好で、また、ガラスを含有するグレーズよりも弾力性及び抵抗率が低いという点でも優れたものだからである。
【００２１】
前記端面電極薄膜を形成する方法としては、スパッタリング、イオンプレーティング、或いは、蒸着等を挙げることができる。
【００２２】
また、アルミナ基板と、当該アルミナ基板の両端面に設けられた端面電極薄膜と、当該端面電極薄膜を覆うＮｉメッキ層と、を含むチップ抵抗器において、前記端面電極薄膜が、前記アルミナ基板の端面に設けられたＣｒ又はＴｉからなる第１の薄膜と、当該第１の薄膜上に設けられたＮｉからなる第２の薄膜と、からなることを特徴とするチップ抵抗器が製造できる。
【００２３】
この手段では、前記端面電極薄膜を２層構造とし、かつ、アルミナ基板側にＣｒ又はＴｉからなる第１の薄膜を、Ｎｉメッキ層側にＮｉからなる第２の薄膜を設けたものである。ここで、Ｃｒ又はＴｉは絶縁基板として用いられるアルミナ基板と相性がよく、また、Ｎｉ同士は当然相性がよい。更に、Ｃｒ又はＴｉと、Ｎｉとも相性がよい。
【００２４】
この結果、このチップ抵抗器は、端面電極薄膜とアルミナ基板又はＮｉメッキ層との接合が強固になるという効果を奏する。
【００２５】
なお、このチップ抵抗器を製造するためには、始めにＣｒ又はＴｉからなる第１の薄膜を形成し、その後、Ｎｉからなる第２の薄膜を形成することにより製造できる。
【００２６】
更に、アルミナ基板と、当該アルミナ基板の両端面に設けられた端面電極薄膜と、当該端面電極薄膜を覆うＣｕメッキ層と、を含むチップ抵抗器において、前記端面電極薄膜が、前記アルミナ基板の端面に設けられたＣｒ又はＴｉからなる第１の薄膜と、当該第１の薄膜上に設けられたＣｕからなる第２の薄膜と、からなることを特徴とするチップ抵抗器が製造できる。
【００２７】
この手段では、前記端面電極薄膜を２層構造とし、かつ、アルミナ基板側にＣｒ又はＴｉからなる第１の薄膜を、Ｃｕメッキ層側にＣｕからなる第２の薄膜を設けたものである。ここで、Ｃｒ又はＴｉは絶縁基板として用いられるアルミナ基板と相性がよく、また、Ｃｕ同士は当然相性がよい。更に、Ｃｒ又はＴｉと、Ｃｕとも相性がよい。
【００２８】
この結果、このチップ抵抗器は、端面電極薄膜とアルミナ基板及びＣｕメッキ層との接合が強固になるという効果を奏する。更に、Ｃｕは抵抗率が低いため、抵抗値の低いチップ抵抗器を提供する場合に有益である。
【００２９】
なお、このチップ抵抗器を製造するためには、始めにＣｒ又はＴｉからなる第１の薄膜を形成し、その後、Ｃｕからなる第２の薄膜を形成することにより製造できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図１乃至図５は、本発明に係るチップ抵抗器の製造方法の各工程を示す図であり、各図の（ａ）は、平面図を示し、各図の（ｂ）は、その横断方向の一部断面図である。
【００３１】
この製造方法では、まず、分割溝１ａ及び１ｂが縦横に施された絶縁基板１の表裏面に、分割溝１ａに沿って第１の表電極２と、裏電極３とを設ける（図１）。図１の例では、第１の表電極２及び裏電極３を、分割溝１ａに跨り、かつ、分割溝１ｂとは離隔するように設けているが、裏電極３については分割溝１ｂも跨いだ、いわゆるべた印刷としてもよい。
【００３２】
絶縁基板１の材料としては、例えば、アルミナを挙げることができる。第１の表電極２及び裏電極３の材料としては、例えば、Ａｇ系、Ａｕ系、Ｐｔ系、Ａｇ・Ｐｔ系、Ｃｕ系若しくはＡｇ・Ｐｄ系のメタルグレーズを挙げることができ、その設け方としては、係る材料を絶縁基板１に印刷し、その後焼成する方法を挙げることができる。
【００３３】
次の工程としては、一対の第１の表電極２間に抵抗膜4を設け、この抵抗膜４を覆うように第１の保護膜５を被覆し、第１の保護膜５の上から抵抗膜４の抵抗値修正のためのトリミングを行い、その後、第２の保護膜６を第１の保護膜５の上に設ける（図２）。第２の保護膜６は、トリミングにより生じた溝及び第１の保護膜５を覆うように設けられ、図２の例ではべた印刷によりこれを設けているが、第１の表電極２の如く分割溝１ｂから離隔するように設けてもよい。
【００３４】
なお、第１及び第２の保護膜５及び６は、後に第２の表電極７を設けるため、第１の表電極２の分割溝１ａ付近の部分を一部残して設ける。
【００３５】
抵抗膜４の材料としては、提供するチップ抵抗器の抵抗値範囲を広範に確保するために、例えば、ＲｕＯ₂系、Ａｇ系、Ａｇ・Ｐｄ系若しくはＣｕ・Ｎｉ系のメタルグレーズを挙げることができ、その設け方としては、係る材料を絶縁基板１に塗布又は印刷し、その後焼成する方法が挙げられる。
【００３６】
第１の保護膜５の材料としては、例えば、硼珪酸鉛系ガラスグレーズを挙げることができる。抵抗膜４の抵抗値のトリミングは、上述した通りこの第１の保護膜５を抵抗膜４に被覆した後、第１の保護膜５と共にレザートリミング等を施すことにより行われる。
【００３７】
第２の保護膜６の材料としては、例えば、エポキシ系又はエポキシ変成フェノール系樹脂を挙げることができ、その設け方としては、これらの材料から成る塗料を第１の保護膜５上に塗布又は印刷し、加熱硬化する方法を挙げることができる。
【００３８】
なお、この実施形態では、保護膜として、第１の保護膜５と第２の保護膜６との二層構造を採用したが、必ずしもその必要は無く、第１の保護膜５のみとしたり、第１の保護膜５を設けずに、トリミングした抵抗膜４上に直接第２の保護膜６のみを設けてもよい。
【００３９】
次の工程としては、第１の表電極２上に、第２の表電極７を設ける（図３）。第２の表電極７は、第２の保護膜６に被覆されていない、露出した第１の表電極２の部分に少なくとも接するように設け、かつ、その表面の高さが第２の保護膜６の表面と少なくとも同等か、より高くなるような厚さでもって設ける。なお、図面上第２の表電極７は、絶縁基板１に対して、かなり厚く見えるが、これは構造を容易に把握できるように誇張して表現したものであり、第２の表電極７の膜厚としては、通常、およそ５μｍから１０μｍの範囲となる。また、図３においては、第２の表電極７は第２の保護膜６の側面に面して設けているが、その一部が第２の保護膜６上に重なっても良い。
【００４０】
第２の表電極７は、導電性樹脂材料からなるものであって、その設け方としては、当該材料を塗布又は印刷した後、加熱硬化する方法を挙げることができる。
【００４１】
次の工程としては、端面電極薄膜を形成するために、絶縁基板１を、その縦方向の分割溝１ａに沿って１次分割し、短冊状絶縁基板１０とする（図４）。
【００４２】
そして、この短冊状絶縁基板１０を、例えば、図８（ａ）の如く収容ケース１０３等を用いて端面１０’が略面一となるように積み重ねる。なお、その頂上には、各短冊状絶縁基板１０が隙間無く積み重ねられるように、所定重量の重り等を載せる等、適度な荷重を加えるようにしてもよい。
【００４３】
積み重ねた際、短冊状絶縁基板１０は、そのすぐ下段の短冊状絶縁基板１０に設けられた第２の表電極７上に載置されることとなる（図５）。第２の表電極７は、その表面が第２の保護膜６の表面以上の高さとなるような厚さをもって設けられているからである。そして、第２の表電極７は、導電性樹脂材料からなるため、一定の弾力性を有する。
【００４４】
このため、短冊状絶縁基板１０は、傾くことなく、かつ、その端面１０’において短冊状絶縁基板１０間の隙間がなく、安定して積み重ねられる。
【００４５】
この後、積み重ねられた短冊状絶縁基板１０の端面１０’には、端面電極を構成するための薄膜がスパッタリング等によって一括形成され（図５）、更にその後、短冊状絶縁基板１０’を分割溝１ｂに沿って２次分割し、個々のチップ抵抗器とし、更にメッキ層を施す等して最終的なチップ抵抗器が完成に至る。
【００４６】
図６は、上述した製造方法を経て製造されたチップ抵抗器Ａの断面構造図である。チップ抵抗器Ａは、絶縁基板１と、その両端表裏面に設けられた第１の表電極２及び裏電極３と、第１の表電極２間に設けられた抵抗膜４と、抵抗膜４の上に被覆された第１の保護膜５及び第２の保護膜６と、第１の表電極２上に設けられた第２の表電極７と、絶縁基板１の両端面に設けられた端面電極薄膜８と、その更に両端に設けられたメッキ層９と、からなる。
【００４７】
チップ抵抗器Ａは、第２の表電極７を設けたので、第２の保護膜６の表面よりもメッキ層９の上面の方が高い位置にある。従って、チップ抵抗器Ａを回路基板に実装する場合には、必ずしも裏電極３側の面を回路基板上のランド取りつける必要は無く、第１の表電極２側の面をランドに取りつけることもでき、表裏面の区別の必要が無いため実装時の手間が省ける。この際、第２の表電極７の第２の保護膜６の表面からの高さが、裏電極３の絶縁基板１の裏面からの高さと等しくなるように、第２の表電極７の厚さを設定すると、チップ抵抗器Ａの形状は、表裏面においてほとんど対称の形状となり、より一層実装時に手間が省けることとなる。
＜第２の実施形態＞
図７は、チップ抵抗器Ｂの断面構造図である。
【００４８】
チップ抵抗器Ｂは、アルミナ基板２０と、その両端表裏面に設けられた表電極２１及び裏電極２２と、表電極２１間に設けられた抵抗膜２３と、保護膜２４と、アルミナ基板２０の両端面に設けられた端面電極薄膜２５と、各々の端面電極薄膜２５を覆うように設けられた第１のメッキ層２６と、第２のメッキ層２７と、からなる。
【００４９】
チップ抵抗器Ｂの端面電極薄膜２５は、第１の薄膜層２５ａと第２の薄膜層２５ｂとからなる。また、第２のメッキ層２７は、はんだメッキ層である。
【００５０】
そして、第１の薄膜層２５ａの材料としては、Ｃｒ又はＴｉのいずれかを採用する。一方、第２の薄膜層２５ｂの材料は、第１のメッキ層２６の材料により異なる。すなわち、第１のメッキ層２６の材料がＮｉの場合、第２の薄膜層２５ｂの材料は、Ｎｉを採用する。また、第１のメッキ層２６の材料がＣｕの場合、第２の薄膜層２５ｂの材料は、Ｃｕを採用する。
【００５１】
なお、第１のメッキ層２６としてＣｕを選択した場合、第２のメッキ層２７をはんだメッキのみで構成せずに、第１のメッキ層２６をＮｉメッキ層で覆った後、更にはんだメッキ層を施すようにして２層構造としてもよい。
【００５２】
端面電極薄膜２５を設ける方法としては、アルミナ基板２０に、表電極２１、裏電極２２、抵抗膜２３及び保護膜２４を設けた上で、アルミナ基板２０の両端面にまず、第１の薄膜層２５ａを形成し、その後、第２の薄膜層２５ｂを形成する。薄膜の形成方法としては、例えば、スパッタリング、蒸着、イオンプレーティング等を挙げることができる。
【００５３】
係る構成から成るチップ抵抗器Ｂでは、第１の薄膜層２５ａがＣｒ又はＴｉからなりアルミナと材料的に相性がよいため、アルミナ基板２０に強固に接合される。
【００５４】
また、第２の薄膜層２５ｂは、その材料（Ｎｉ又はＣｕ）がメッキ層２６の材料（Ｎｉ又はＣｕ）と同じ材料であるため、両者が強固に接合される。
【００５５】
更に、Ｃｒ又はＴｉと、Ｎｉ又はＣｕとは材料的に相性がよいため、第１の薄膜層２５ａと第２の薄膜層２５ｂとも相互に強固に接合される。
【００５６】
従って、チップ抵抗器Ｂの小型化に伴い、端面電極を形成すべきアルミナ基板２０の両端面の面積が小さい場合でも、端面電極薄膜２５は、アルミナ基板２０及び第１のメッキ層２６に対して十分な接合力を維持する。
【００５７】
また、Ｃｕは抵抗率が小さいため、低い抵抗値を備えたチップ抵抗器を得たい場合には、第２の薄膜層２５ｂ及び第１のメッキ層２６の材料としてＣｕを採用するとより一層好適である。
【００５８】
なお、チップ抵抗器Ｂにおいては、アルミナ基板２０と、所定材料から成る第１のメッキ層２６と、所定材料からなる第１の薄膜層２５ａ及び第２の薄膜層２５ｂから構成される端面電極薄膜２５と、が必須の構成であり、他の構成については特に限定はされないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）絶縁基板１に第１の表電極２及び裏電極３を設けた工程を示す平面図である。
（ｂ）図１（ａ）の横断方向の一部断面図である。
【図２】 （ａ）絶縁基板１に抵抗膜４、第１の保護膜５及び第２の保護膜６を設けた工程を示す平面図である。
（ｂ）図２（ａ）の横断方向の一部断面図である。
【図３】 （ａ）第１の表電極２上に第２の表電極７を設けた工程を示す図である。
（ｂ）図３（ａ）の横断方向の一部断面図である。
【図４】 絶縁基板１を１次分割し、短冊状絶縁基板１０を得た工程を示す図である。
【図５】 短冊状絶縁基板１０を積み重ねた場合における、その一部断面図である。
【図６】 チップ抵抗器Ａの断面構造図である。
【図７】 チップ抵抗器Ｂの断面構造図である。
【図８】 （ａ）短冊状絶縁基板１００に端面電極薄膜を設けるために、収容ケース１０３内に、端面１０２が略面一になるように積み重ねた態様を示す図である。
（ｂ）積み重ねられた短冊状絶縁基板１００の一部断面図である。
【符号の説明】
Ａ チップ抵抗器
Ｂ チップ抵抗器
1 絶縁基板
１ａ 分割溝
１ｂ 分割溝
２ 第１の表電極
３ 裏電極
４ 抵抗膜
５ 第１の保護膜
６ 第２の保護膜
７ 第２の表電極
８ 端面電極薄膜
９ メッキ層
１０ 短冊状絶縁基板
２０ アルミナ基板
２１ 表電極
２２ 裏電極
２３ 抵抗膜
２４ 保護膜
２５ 端面電極薄膜
２５ａ 第１の薄膜層
２５ｂ 第２の薄膜層
２６ 第１のメッキ層
２７ 第２のメッキ

Claims (1)

1. 分割溝が縦横に施された絶縁基板の表裏面に縦の分割溝を跨いで第１の表電極と裏電極とを設け、複数の一対でなる第１の表電極間に抵抗膜を設け、前記抵抗膜を保護膜で被覆し、弾力性を有する導電性樹脂材料からなる第２の表電極を、保護膜で被覆されていない露出した前記第１の表電極上に少なくとも接するように、且つ、縦の分割溝に沿って連続するように、該第２の表電極の表面の高さが前記保護膜の表面と少なくとも同等か、より高くなるような厚さで形成し、前記絶縁基板を縦の分割溝に沿って短冊状に分割して短冊状絶縁基板を形成し、該第２の表電極が施された複数の前記短冊状絶縁基板を傾かないように且つ隙間無く、その各端面が略面一になるように積み重ね、その後、該短冊状絶縁基板の端面に対して端面電極薄膜を形成することを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。

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