JP4909077B2 - チップ抵抗器 - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器に採用されるチップ抵抗器に関するものである。

以下、従来のチップ抵抗器について、図面を参照しながら説明する。

図１１は従来のチップ抵抗器の断面図を示したもので、基板１はアルミナ等の磁器からなる絶縁性を有するものである。この基板１の厚みは微小なチップ抵抗器ほど薄く、例えば、製品の外形寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍである０６０３チップ抵抗器では基板１の厚みは０．２ｍｍ、一方、製品の外形寸法が０．４ｍｍ×０．２ｍｍである０４０２チップ抵抗器では基板１の厚みは０．１ｍｍが標準となっている。

前記基板１の上面の左右両端部には一対の上面電極２が設けられている。この一対の上面電極２の膜厚は通常８μｍ程度である。前記基板１の上面には前記一対の上面電極２に両端部が重なるように抵抗体３が設けられている。この抵抗体３の厚みは通常８μｍ程度である。また、前記抵抗体３を覆うようにプリコートガラス層４が設けられている。このプリコートガラス層４の厚みは通常８μｍ程度である。また、前記抵抗体３の全体を覆うように保護膜６が設けられている。この保護膜６は、抵抗体３の上方に位置する部分で１０μｍ〜３０μｍの厚さがあるため、表面張力によって中央付近がかまぼこ状に盛り上がった断面形状になっている。

前記基板１の裏面には前記一対の上面電極２と対向するように一対の裏面電極５が設けられている。前記基板１の両端面には前記一対の上面電極２および一対の裏面電極５と電気的に接続されるように一対の端面電極７が設けられている。前記一対の上面電極２の表面の一部、一対の端面電極７の表面および一対の裏面電極５の表面にはニッケルめっき層８が設けられている。また、ニッケルめっき層８を覆うようにはんだめっき層９が設けられている。このはんだめっき層９は前記保護膜５の中央部よりも低く設けられている。

次に、従来のチップ抵抗器の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）は従来のチップ抵抗器の製造工程図を示したもので、この図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）に基づいて、その製造方法を以下に説明する。

まず、図１２（ａ）に示すように、上面と裏面にそれぞれ１次分割溝１ａと２次分割溝１ｂをあらかじめ形成したアルミナ等の磁器からなる絶縁性を有するシート状の基板１ｃを用意し、そしてこのシート状の基板１ｃの上面に、前記１次分割溝１ａを跨ぐように複数の上面電極２をスクリーン印刷法で形成する。なお、図示していないが、シート状の基板１ｃの裏面にも、前記１次分割溝１ａを跨ぐように複数の裏面電極５をスクリーン印刷法で形成する。

次に、図１２（ｂ）に示すように、複数の上面電極２に一部が重なるように前記シート状の基板１ｃの上面に抵抗体３をスクリーン印刷法で形成するとともに、この抵抗体３を覆うようにプリコートガラス層４をスクリーン印刷法で形成し、さらに前記抵抗体３における全抵抗値が所定の抵抗値の範囲内に入るようにレーザ等によりプリコートガラス層４の上から抵抗体３にトリミング溝３ａを施す。

次に、図１２（ｃ）に示すように、複数の抵抗体３を覆うように保護膜６をスクリーン印刷法で形成する。

次に、図１２（ｃ）に示す１次分割溝１ａの部分で分割することにより、図１３（ａ）に示すような短冊状の基板１ｄを構成するとともに、短冊状の基板１ｄの両端面に、上面電極２および裏面電極４と電気的に接続されるように端面電極７を塗着形成する。

次に、図１３（ａ）に示す短冊状の基板１ｄを２次分割溝１ｂの部分で分割することにより、図１３（ｂ）に示すような個片状の基板１ｅを構成する。

最後に、図１３（ｃ）に示すように、上面電極２の表面の一部と裏面電極５の表面および端面電極７の表面にニッケルめっき層８（図示せず）を形成した後、その上にはんだめっき層９を形成することにより、従来のチップ抵抗器を製造していた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平７−８６００３号公報

上記した従来のチップ抵抗器を電子機器のプリント基板に実装する場合は、図１４に示すように、プリント基板１０ａの電極ランド１０ｂにチップ抵抗器の裏面電極５をはんだ付けすることにより実装しているが、この場合、実装ノズル１０ｃで保護膜６の上面を吸着し、そしてこの実装ノズル１０ｃでチップ抵抗器の裏面電極５をプリント基板１０ａの電極ランド１０ｂに位置合わせするようにしている。このため、従来のチップ抵抗器においては、チップ抵抗器の上面側の突出部である保護膜６の中央付近に押し込む力が集中し、チップ抵抗器の裏面側の突出部である一対の裏面電極５が受ける反発力とが合わさって、基板１を折る力が強く働いて基板１に大きな曲げ応力が作用することになり、これにより、図１５に示すように、基板１が割れてしまうという課題を有していた。特に、この基板１の割れは、基板１の厚みが薄い微小なチップ抵抗器、例えば、製品の外形寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍである０６０３チップ抵抗器や、製品の外形寸法が０．４ｍｍ×０．２ｍｍである０４０２チップ抵抗器においては、大きな課題となっていた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、実装ノズルを用いてチップ抵抗器を電子機器のプリント基板に実装する場合、実装時の応力により基板が割れることを抑制することができる微小サイズのチップ抵抗器を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明に係るチップ抵抗器は、基板と、この基板の上面に設けられた一対の第１の上面電極と、この一対の第１の上面電極の上に重ねて形成された一対の第２の上面電極と、前記一対の第１の上面電極と電気的に接続されるように設けられた抵抗体と、前記基板の裏面側における前記一対の第１の上面電極と対向する位置に設けられた一対の裏面電極と、前記一対の第１の上面電極の各々とこれに対向する裏面電極とに電気的に接続されるように前記基板の端面に設けられた一対の端面電極と、少なくとも前記抵抗体を覆うように設けられた樹脂からなる保護膜と、少なくとも前記一対の上面電極の各々を覆うように形成されためっき層とを備え、前記一対の第２の上面電極の一部は前記保護膜を覆い、前記めっき層は、少なくとも前記一対の第２の上面電極の各々を覆う第１のめっき層と、この第１のめっき層を覆い、かつこの第１のめっき層よりも硬度が低くて柔らかい第２のめっき層とで構成されており、さらに、前記第１のめっき層の厚みは、前記第２のめっき層の厚みよりも厚く設定され、前記第１のめっき層および第２のめっき層のうち、前記第２の上面電極における前記保護膜の上に重なる端部の上方に位置する部分が、前記基板の上方からの荷重に対して当該荷重を２点で受けるように前記保護膜よりも上方に突出する突出部となり、この突出部は、前記一対の裏面電極の上方に対応する箇所に位置し、上面視にて前記裏面電極と重なっていることを特徴とするものである。

この構成によれば、チップ抵抗器を実装ノズルで吸着して電子機器のプリント基板に実装する場合、実装ノズルの押し込み力は少なくとも２点に分散されるため、基板に作用する曲げ応力が低減され、さらに、第１のめっき層よりも硬度が低くて柔らかい第２のめっき層の厚みを第１のめっき層の厚みよりも薄く設定しているため、第２のめっき層の変形の影響を抑制できて基板割れが発生しにくくなるものである。

以下、本発明の実施の形態におけるチップ抵抗器について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態におけるチップ抵抗器の断面図を示したもので、基板１１は焼成済みのアルミナ等の磁器からなる絶縁性を有するものである。この基板１１の厚みは微小なチップ抵抗器ほど薄く、例えば、製品の外形寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍである０６０３チップ抵抗器では基板１１の厚みは０．２ｍｍ、一方、製品の外形寸法が０．４ｍｍ×０．２ｍｍである０４０２チップ抵抗器では基板１１の厚みは０．１ｍｍが標準となっている。

前記基板１１の上面の左右両端部には一対の第１の上面電極１２が設けられている。この一対の第１の上面電極１２は金を含有した金レジネートペーストにより構成されている。前記基板１１の上面には前記第１の上面電極１２に両端部が重なるように酸化ルテニウム系の抵抗体１３が設けられている。また、前記抵抗体１３の少なくとも一部を覆うようにガラス層１４が設けられている。前記抵抗体１３およびガラス層１４には抵抗値を所望の値に調整するためのトリミング溝１５が形成されている。また、前記抵抗体１３を覆うようにエポキシ系樹脂を主成分とする保護膜１６が設けられている。この保護膜１６は左右両端部が前記一対の第１の上面電極１２の上に重なるように設けられている。そしてこの保護膜１６の基板１１の上面からの高さは最も高いところで約１０μｍとなっている。

前記基板１１の裏面には前記一対の第１の上面電極１２と対向するように一対の裏面電極１７が設けられている。この一対の裏面電極１７は、スパッタ等の薄膜形成技術を用いて基板１１の裏面から端面にかけて略Ｌ字形に形成されるもので、その構成は、クロムからなる第１層と、銅ニッケル合金からなる第２層の２層構造となっている。なお、この裏面電極１７は基板１１の端面に位置する部分が端面電極１８を構成するものであり、その上端部は前記第１の上面電極１２に電気的に接続されている。また、裏面電極１７における基板１１の裏面に位置する部分は、前記上面電極１２よりも大きな面積を有していて、他方の裏面電極１７に対向する側の端部が左右方向で上面電極１２よりも内側に張り出している。

前記一対の第１の上面電極１２の上には一対の第２の上面電極１９が重ねて形成されている。この一対の第２の上面電極１９は、スパッタ等の薄膜形成技術を用いて基板１１の上面側から端面側にかけて略Ｌ字形に形成されるもので、その構成は、クロムからなる第１層と、銅ニッケル合金からなる第２層の２層構造となっている。そしてこの第２の上面電極１９における基板１１の端面側に位置する部分は、前記裏面電極１７における端面電極１８を構成する部分に電気的に接続されている。また、この第２の上面電極１９における基板１１の上面側に位置する部分は、前記第１の上面電極１２の上に重なるとともに、他方の第２の上面電極１９に対向する側の端部が前記保護膜１６の上に重なっている。

前記一対の第２の上面電極１９の表面、一対の端面電極１８の表面および一対の裏面電極１７の表面の露出部分は、一対の第１のめっき層２０で覆われている。この一対の第１のめっき層２０はニッケルから成り、その厚みは約１０μｍである。前記一対の第１のめっき層２０の表面は一対の第２のめっき層２１で覆われている。この一対の第２のめっき層２１は錫から成り、その厚みは約６μｍである。このように、前記第２のめっき層２１の厚みは、第１のめっき層２０の厚みよりも薄く設定されている。

そして前記第１のめっき層２０および第２のめっき層２１のうち、第２の上面電極１９における保護膜１６の上に重なる端部の上方に位置する部分が保護膜１６よりも上方に突出する突出部２２となっていて、チップ抵抗器の実装時にはこの突出部２２に実装ノズルが当接するようになっている。この突出部２２は、一対の裏面電極１７の上方に対応する位置で基板１１の前後方向（図１では紙面に垂直な方向）に延びる突条となっている。この突出部２２において、第１のめっき層２０の最上点は保護膜１６の最も高い部分よりも約４μｍ上方に位置しており、さらに第２のめっき層２１の最上点は保護膜１６の最も高い部分よりも約１０μｍ上方に位置している。

なお、上記第１のめっき層２０を構成するニッケルのモース硬度は３．５、第２のめっき層２１を構成する錫のモース硬度は１．８であり、前記第１のめっき層２０は第２のめっき層２１に比べて硬度が高くて硬い。一方、第２のめっき層２１は第１のめっき層２０に比べて硬度が低くて柔らかい。

上記本発明の第１実施形態においては、第１のめっき層２０および第２のめっき層２１で構成されるめっき層が保護膜１６よりも上方に突出した構造となっているため、図５に示すように、例えば、製品の外形寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍである０６０３チップ抵抗器や、製品の外形寸法が０．４ｍｍ×０．２ｍｍである０４０２チップ抵抗器の基板の厚みが極めて薄い微小なチップ抵抗器を電子機器のプリント基板２３の電極ランド２３ａに実装ノズル２４を用いて実装する場合、実装ノズル２４が両突出部２２に当接するようになる。従って、実装ノズルの押し込み力は両突出部２２に分散されて基板１１に作用する曲げ応力が低減されるため、基板割れが発生しにくくなる。しかも、第１のめっき層２０は第２のめっき層２１よりも硬度が高くて硬いので、実装ノズル２４の押し込み力が強くて突出部２２における硬度が低くて柔らかい第２のめっき層２１が変形してしまっても、硬度が高くて硬い第１のめっき層２０でその押し込み力を受け止めることができるため、基板１１を折る力は働かず、その結果、通常の実装衝撃では基板１１が割れることはないという効果が得られる。

また、上記本発明の第１実施形態においては、最外装の第２のめっき層２１を低温で溶融する錫で形成しているため、プリント基板２３に低融点金属（錫−鉛合金や錫−銀−銅合金など）によるはんだ実装を行うとき、最外装の第２のめっき層２１と低融点金属は容易に融合することになり、これにより、はんだ濡れ性不良の発生を防止することができる。さらに、ニッケルから成る第１のめっき層２０は融点が高く、はんだ実装時も溶融して合金化することがないため、裏面電極１７や端面電極１８が低融点金属に溶融してしまうのを防止するバリア層として働くことになり、これにより、接続信頼性を高めることができるという効果が得られる。

なお、基板１１は、上記のように通常の実装衝撃によっては割れることはないが、それよりも大きな荷重が作用したときには割れるおそれがある。（表１）は、第１のめっき層２０の厚みと第２のめっき層２１の厚みがそれぞれ６μｍ／１０μｍ、８μｍ／８μｍ、１０μｍ／６μｍに設定されたチップ抵抗器に対して上方から荷重を負荷したときに、基板１１が割れる時の荷重値を示したものである。

この（表１）から明らかなように、第１のめっき層２０と第２のめっき層２１の総厚み（厚みの総和）はいずれも１６μｍであり、第２のめっき層２１の保護膜１６からの突出量はいずれの条件でも同等であるが、第１のめっき層２０が厚いほど、基板１１を割るのに必要な荷重値は高くなっているもので、このことから、第１のめっき層２０の厚みは、第２のめっき層２１の厚みに比べて厚い程、何らかの要因によって実装ノズルの押し込み力が通常時よりも大きくなった場合でも基板１１の割れが発生しにくく、好ましいものである。

なお、上記本発明の第１実施形態においては、第１のめっき層２０を保護膜１６よりも上方に突出させた場合について説明したが、少なくとも第２のめっき層２１が保護膜１６よりも上方に突出していれば、実装ノズルの押し込み力による基板１１の割れを防止する効果は得られるものである。この場合、硬度が高くて硬い第１のめっき層２０の厚みは、硬度が低くて柔らかい第２のめっき層２１の厚みよりも厚くした方が、第２のめっき層２１の変形の影響を抑制できるため、基板１１の割れを防止する効果は大きくなる。

また、バラツキを考慮した上で基板１１の実装割れに対する効果を得るためには、第２のめっき層２１を保護膜１６よりも平均で少なくとも８μｍ程度高くすることが望ましく、そのためには第１のめっき層２０と第２のめっき層２１の総厚みの平均値を少なくとも１４μｍ程度にする必要がある。ただ、厚みは、厚くすればするほどコストがかかるため、基板１１の実装割れに対する効果が得られる範囲内で薄くした方が良い。また、第２のめっき層２１の厚みを薄くしすぎると、はんだ濡れ不良が発生しやすくなるため、錫めっきやはんだめっきの場合は厚みを最低３μｍ以上とする必要があり、そしてバラツキを考慮すると、第２のめっき層２１の厚みは平均で５μｍ以上とする必要がある。実装ノズルの押し込み力による基板１１の割れを抑制するためには、第１のめっき層２０の厚みが第２のめっき層２１の厚みよりも厚い方が有利であるため、めっき厚みの平均値としては、第２のめっき層２１を６μｍ±１μｍ、第１のめっき層２０を１０μｍ±１μｍの範囲内に設定するのが最適である。あるいは、製造工程でのばらつきを考慮して、第１のめっき層２０を１０μｍ±４μｍ、第２のめっき層２１を６μ±３μｍの範囲内に設定してもよい。

そして、上記本発明の第１実施形態のように、第１のめっき層２０および第２のめっき層２１で構成されるめっき層を部分的に突出する突出部２２を有した形状に形成することにより、第１のめっき層２０および第２のめっき層２１を構成する材料を節約しながら基板１１の割れを防ぐことができる。

なお、上記本発明の第１実施形態では、突出部２２が突条となっている形態を示したが、突出部２２は必ずしも突条となっている必要はなく、基板１１の前後方向においても上方に突となる突起となっていて、基板１１の前後方向に点在していてもよく、あるいは１点だけ設けられていてもよい。すなわち、突出部２２は、基板１１の上方からの荷重に対して、当該荷重を左右方向に離間する少なくとも２点で受けることができるようになっていればよい。

また、上記本発明の第１実施形態では、一対の突出部２２の各々が一対の裏面電極１７の上方に位置していて、左右方向における突出部２２の最上点、すなわち上方からの荷重を受ける作用点同士の間の距離が一対の裏面電極１７の対向する端部同士の間の距離よりも僅かに大きくなっているが、突出部２２の最上点同士の間の距離は、一対の裏面電極１７の対向する端部同士の間の距離の２分の１以上であれば、本発明の効果を顕著に得ることができる。ただし、上記実施形態のように、一対の突出部２２の各々が一対の裏面電極１７の上方に位置していれば、基板１１には曲げ応力がほとんど作用しなくなるため、本発明の効果をさらに顕著に得ることができる。

次に、本発明の第１実施形態におけるチップ抵抗器の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施形態におけるチップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。

まず、図２（ａ）に示すように、焼成済みのアルミナ等の磁器からなる絶縁性を有するシート状の基板１１ａを用意し、そしてこのシート状の基板１１ａの上面に、金を含有した金レジネートペーストをスクリーン印刷し、ピーク温度８５０℃の焼成プロファイルで焼成することにより、複数の第１の上面電極１２を升目状に並べて形成する。なお、シート状の基板１１ａの周辺部には、第１の上面電極１２を形成しない領域を設けておく。

次に、図２（ｂ）に示すように、複数の第１の上面電極１２に一部が重なるように、すなわち複数の第１の上面電極１２と電気的に接続されるように、スクリーン印刷工法により酸化ルテニウム系の複数の抵抗体１３を前記シート状の基板１１ａの上面に形成し、ピーク温度８５０℃の焼成プロファイルで焼成することにより、抵抗体１３を安定な膜とする。この抵抗体１３の形成により、抵抗体１３と前記第１の上面電極１２は一列につながって形成されることになり、この列を多数、平行に並べて形成する。また、この抵抗体１３を形成する際に同時に、抵抗体１３と同じ材料を用いて位置合わせマーク１１ｂを形成する。

次に、図２（ｃ）に示すように、複数の第１の上面電極１２間の抵抗体１３を覆うように、スクリーン印刷工法により鉛硼珪酸ガラス系のガラス層１４を前記シート状の基板１１ａの上面に形成し、ピーク温度６００℃の焼成プロファイルで焼結することにより、ガラス層１４を安定な膜とし、さらに、複数の第１の上面電極１２間の抵抗体１３の抵抗値を一定の値に調整するために、レーザトリミング工法によりガラス層１４の上から抵抗体１３にトリミングを行い、トリミング溝１５を形成する。

次に、図３（ａ）に示すように、複数の抵抗体１３を覆うように、スクリーン印刷工法によりエポキシ系樹脂を主成分とする保護膜１６を形成し、ピーク温度２００℃の硬化プロファイルで硬化することにより、保護膜１６を安定な膜とする。

次に、図３（ｂ）に示すように、シート状の基板１１ａを第１の上面電極１２を形成した面を上にしてＵＶテープ（図示せず）に貼り付け、そして位置合わせマーク１１ｂを基準にして、高速回転するブレードによるダイシング工法により、抵抗体１３と第１の上面電極１２からなる列と直交する方向に、第１の上面電極１２が切断されるようにシート状の基板１１ａに第１のスリット溝１１ｃを形成する。なお、この第１のスリット溝１１ｃは、シート状の基板１１ａの周辺部を残して形成し、かつその溝幅はシート状の基板１１ａの厚みの０．５〜２倍程度にする。

次に、シート状の基板１１ａをＵＶテープ（図示せず）から引き剥がす。

次に、図３（ｃ）に示すように、メタルマスク（図示せず）によってシート状の基板１１ａの裏面側における各第１のスリット溝１１ｃの間に位置する部分をマスクした状態で、シート状の基板１１ａの裏面側から薄膜形成技術であるスパッタを行うことにより、シート状の基板１１ａの裏面の一部と第１のスリット溝１１ｃの壁面に裏面電極１７を形成する。この裏面電極１７は、クロムからなる第１層と、銅ニッケル合金からなる第２層の２層構造となっている。なお、第１のスリット溝１１ｃの壁面に位置する裏面電極１７は端面電極１８を構成するものである。

次に、図４（ａ）に示すように、メタルマスク（図示せず）によってシート状の基板１１ａの上面側における各第１のスリット溝１１ｃの間に位置する部分をマスクした状態で、シート状の基板１１ａの上面側から薄膜形成技術であるスパッタを行うことにより、シート状の基板１１ａの上面の一部と第１のスリット溝１１ｃの壁面に第２の上面電極１９を形成する。この第２の上面電極１９も、前記裏面電極１７と同様に、クロムからなる第１層と、銅ニッケル合金からなる第２層の２層構造となっている。なお、第１のスリット溝１１ｃの壁面に位置する第２の上面電極１９は、前記裏面電極１７における端面電極１８を構成する部分に電気的に接続されるものである。また、前記第２の上面電極１９は、シート状の基板１１ａの上面側において、第１の上面電極１２の露出部分と、保護膜１６の一部を覆うように形成される。

なお、前記図３（ｃ）に示す裏面電極１７と、図４（ａ）に示す第２の上面電極１９を形成する順番は、本発明の第１実施形態の順番に限定されるものではなく、逆の順番、すなわち、図４（ａ）に示す第２の上面電極１９を先に形成し、その後、図３（ｃ）に示す裏面電極１７を形成するようにしても、特に問題が生じることはない。また、裏面電極１７と第２の上面電極１９は、いずれもクロムからなる第１層と、銅ニッケル合金からなる第２層の２層構造としているが、これらは、例えば、ニッケルクロム合金の１層構造で形成してもよいものである。

次に、図４（ｂ）に示すように、シート状の基板１１ａを第１の上面電極１２が形成された面を上にしてＵＶテープ（図示せず）に貼り付け、そして位置合わせマーク１１ｂを基準にして、高速回転するブレードによるダイシング工法により、抵抗体１３と第１の上面電極１２からなる列と平行な方向に、抵抗体１３を切断しないようにしながら、シート状の基板１１ａに第２のスリット溝１１ｄを形成する。この第２のスリット溝１１ｄが形成されると、個片化されて複数の基板１１に分離される。

次に、ＵＶテープ（図示せず）から、第１のスリット溝１１ｃと第２のスリット溝１１ｄの形成により切断されて個片化された複数の基板１１を剥離して、図４（ｃ）に示すような個片化されたチップ抵抗器本体１１ｅを得る。

最後に、図４（ｄ）に示すように、チップ抵抗器本体１１ｅにおける第２の上面電極１９の表面、端面電極１８の表面および裏面電極１７の表面にバレルめっき法により、ニッケルからなる第１のめっき層２０と、錫からなる第２のめっき層２１を形成して、図１に示すようなチップ抵抗器を製造する。

なお、上記本発明の第１実施形態においては、第１の上面電極１２と第２の上面電極１９で上面電極を構成する例で説明したが、第１の上面電極１２だけで上面電極を構成しても良い。

また、抵抗体１３をガラス層１４と保護膜１６の２層で覆う構成について説明したが、ガラス層１４をなくして保護膜１６のみで抵抗体１３を覆う構成にしてもよい。

そしてまた、第１のめっき層２０はニッケルで形成した場合について説明したが、この第１のめっき層２０は硬度が高く、はんだ実装時にバリア層となる材料で構成すれば同様の効果が期待できるもので、例えばモース硬度が３．０である銅で第１のめっき層２０を形成しても良く、また、ニッケルめっき層と銅めっき層あるいは銅めっき層とニッケルめっき層の複合層で第１のめっき層２０を形成しても良いものである。

さらに、第２のめっき層２１は錫めっきで形成した場合について説明したが、この第２のめっき層２１は第１のめっき層よりも硬度が低くかつはんだ濡れ性の良い材料で構成すれば同様の効果が期待できるもので、例えばはんだ（錫−鉛合金）や金で第２のめっき層２１を形成しても良いものである。

（第２実施形態）
図６は本発明の第２実施形態におけるチップ抵抗器の断面図を示したもので、基板３１は焼成済みのアルミナ等の磁器からなる絶縁性を有するものである。この基板３１の厚みは微小なチップ抵抗器ほど薄く、例えば、製品の外形寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍである０６０３チップ抵抗器では基板３１の厚みは０．２ｍｍ、一方、製品の外形寸法が０．４ｍｍ×０．２ｍｍである０４０２チップ抵抗器では基板３１の厚みは０．１ｍｍが標準となっている。

前記基板３１の上面の左右両端部には一対の上面電極３２が設けられている。この一対の上面電極３２は金を含有した金レジネートペーストにより構成され、かつその厚みは約１μｍである。前記基板３１の上面には前記第１の上面電極３２に両端部が重なるように酸化ルテニウム系の抵抗体３３が設けられている。この抵抗体３３の厚みは３μｍ〜５μｍである。また、前記抵抗体３３の少なくとも一部を覆うようにプリコートガラス層３４が設けられている。このプリコートガラス層３４の厚みは約２μｍである。前記抵抗体３３およびプリコートガラス層３４には抵抗値を所望の値に調整するためのトリミング溝３５が形成されている。

また、前記抵抗体３３を覆うようにエポキシ系樹脂を主成分とする保護膜３６が設けられている。この保護膜３６は左右両端部が前記一対の第１の上面電極３２の上に重なるように設けられている。そして前記抵抗体３３の上方に位置する部分の保護膜３６の厚みは約４〜７μｍと従来よりも薄く設定されている。

通常、保護膜３６を樹脂系材料で構成した場合、保護膜３６は樹脂系材料の表面張力によって、中央付近ほど厚いかまぼこ状の形状になる。この傾向は保護膜３６の幅が狭いほど、また保護膜３６の厚みが厚いほど顕著になるため、特に微小のチップ抵抗器においては、保護膜３６の中央部はかまぼこ状に盛り上がった形状になりやすい。しかしながら、本発明の第２実施形態においては、抵抗体３３の上方に位置する部分の保護膜３６の厚みを最大で７μｍと非常に薄く仕上げているため、保護膜３６は中央部が盛り上がることなく、上面をほぼフラットにすることができる。この保護膜３６は、図６に示す断面形状のまま基板３１の前後方向（図６では紙面と垂直な方向）に存在していて、前記のほぼフラットな上面は、平面視で略矩形状をなしている。

前記基板３１の裏面には前記一対の上面電極３２と対向するように一対の裏面電極３７が設けられている。この一対の裏面電極３７は銀系厚膜材料により構成されている。そして、この裏面電極３７の上方に、前記保護膜３６におけるほぼフラットな上面の左右両端部が位置している。

前記基板３１の端面には前記一対の上面電極３２および一対の裏面電極３７と電気的に接続されるように一対の端面電極３８が設けられている。この一対の端面電極３８は銀系の導電性樹脂材料により構成されている。

前記一対の上面電極３２の表面、一対の端面電極３８の表面および一対の裏面電極３７の表面の露出部分は、一対の第１のめっき層３９で覆われている。この一対の第１のめっき層はニッケルから成っている。前記一対の第１のめっき層３９の表面は一対の第２のめっき層４０で覆われている。この一対の第２のめっき層４０は錫から成っている。そして、第１のめっき層３９および第２のめっき層４０の厚みは、それぞれの厚みが３μｍ〜１０μｍの範囲に収まり、かつ、前記基板３１の上面から第２のめっき層４０の上面までの高さが７μｍ〜１２μｍの範囲内で、前記基板３１の上面から保護膜３６の上面までの高さ１０μｍ〜１４μｍよりも低くなるように設定されている。換言すれば、保護膜３６は、第１のめっき層３９および第２のめっき層４０で構成されるめっき層よりも上方に突出しており、チップ抵抗器の実装時には、保護膜３６の上面に実装ノズルが当接し、実装ノズルの押し込み力が保護膜３６の上面に作用するようになる。すなわち、チップ抵抗器の実装時には、保護膜３６の上面に上方からの荷重を受ける多数の作用点が存在することになる。

次に、本発明の第２実施形態におけるチップ抵抗器の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図７（ａ）〜（ｃ）および図８（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態におけるチップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。

まず、図７（ａ）に示すように、上面と裏面にそれぞれ１次分割溝３１ａと２次分割溝３１ｂをあらかじめ形成したアルミナ等の磁器からなる絶縁性を有するシート状の基板３１ｃを用意し、そしてこのシート状の基板３１ｃの上面に、前記１次分割溝３１ａを跨ぐように金を含有した金レジネートペーストをスクリーン印刷し、ピーク温度８５０℃の焼成プロファイルで焼成することにより、複数の上面電極３２を升目状に並べて形成する。なお、図示していないが、シート状の基板３１ｃの裏面にも、前記１次分割溝３１ａを跨ぐように銀電極ペーストをスクリーン印刷し、ピーク温度８５０℃の焼成プロファイルで焼成することにより複数の裏面電極３７（図示せず）を形成する。

次に、図７（ｂ）に示すように、複数の上面電極３２に一部が重なるように前記シート状の基板３１ｃの上面に酸化ルテニウム系の抵抗ペーストをスクリーン印刷し、ピーク温度８５０℃の焼成プロファイルで焼成することにより抵抗体３３を形成する。

次に、図７（ｃ）に示すように、複数の上面電極３２間の抵抗体３３を覆うように、スクリーン印刷工法により鉛硼珪酸ガラス系のプリコートガラス層３４を前記シート状の基板３１ｃの上面に形成し、ピーク温度６００℃の焼成プロファイルで焼成することにより、プリコートガラス層３４を安定な膜とし、さらに、複数の上面電極３２間の抵抗体３３の抵抗値を測定しながら、レーザトリミング工法によりプリコートガラス層３４の上から抵抗体３３にトリミング溝３５を形成することによって、抵抗値を所望の値に高精度で調整する。

次に、図８（ａ）に示すように、複数の抵抗体３３を覆うように、スクリーン印刷工法によりエポキシ系樹脂を主成分とする保護膜３６を形成し、ピーク温度２００℃の硬化プロファイルで硬化することにより、保護膜３６を安定な膜とする。

次に、図８（ａ）に示す１次分割溝３１ａの部分でシート状の基板３１ｃを分割することにより、図８（ｂ）に示すような短冊状の基板３１ｄを構成するとともに、短冊状の基板３１ｄの両端面に、上面電極３２および裏面電極３７と電気的に接続されるように導電性樹脂電極を塗布して硬化することにより端面電極３８を形成する。

次に、図８（ｂ）に示す短冊状の基板３１ｄにおける２次分割溝３１ｂの部分で分割することにより、図８（ｃ）に示すような個片状の基板３１ｅを構成する。

最後に、図８（ｄ）に示すように、上面電極３２の表面の一部と裏面電極３７の表面および端面電極３８の表面にバレルめっき法により、ニッケルからなる第１のめっき層３９と、錫からなる第２のめっき層４０を形成して、図６に示すようなチップ抵抗器を製造する。

上記本発明の第２実施形態においては、抵抗体３３の厚みを３μｍ〜５μｍとし、かつプリコートガラス層３４の厚みを２μｍとして、抵抗体３３とプリコートガラス層３４の総厚みを５μｍ〜７μｍと薄く形成しているため、トリミング溝３５の段差、すなわち、抵抗体３３とプリコートガラス層３４の総厚みを低く抑えることができ、これにより、薄い保護膜３６を用いても、トリミング溝３５を完全に保護膜３６で覆うことができるため、耐環境性の低下が起こることはない。

また、図９に示すように、例えば、製品の外形寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍである０６０３チップ抵抗器や、製品の外形寸法が０．４ｍｍ×０．２ｍｍである０４０２チップ抵抗器等の基板の厚みが極めて薄い微小なチップ抵抗器を電子機器のプリント基板４１ａの電極ランド４１ｂに実装ノズル４２を用いて実装する場合、実装ノズル４２の押し込み力は、チップ抵抗器の上面側で最も高い部分である保護膜３６に負荷される。そして保護膜３６が受ける押し込み力と、裏面側の突出部である一対の裏面電極３７が受ける反発力とが基板３１を折る力として働くが、上記本発明の第２実施形態においては、抵抗体３３の上方に位置する部分の保護膜３６の厚みを約４〜７μｍと従来よりも薄く設定することにより保護膜３６の上面がほぼフラットになっているため、実装ノズル４２の押し込み力が保護膜３６に負荷されたとしても、従来のチップ抵抗器のように実装ノズル４２の押し込み力が保護膜３６の中央部に集中することはなく、実装ノズル４２の押し込み力は保護膜３６の上面のほぼ全面に分散される。これにより、基板３１に作用する曲げ応力が低減されて、従来のチップ抵抗器に比べて基板３１の割れが発生しにくくなる。

（表２）は、抵抗体３３の上方に位置する部分の保護膜３６の厚みと、基板３１の割れが発生する荷重値（平均）を示したものである。

この（表２）から明らかなように、上記保護膜３６の厚みが７μｍ以下では、保護膜３６の厚みが８μｍ〜１２μｍの場合と比べて、基板３１の割れが発生する荷重値が顕著に大きくなっているもので、このことからも、基板３１の割れが発生しにくくなっていることがわかる。このことは、保護膜３６の厚みが７μｍ以下であれば、保護膜３６の表面がほぼフラットになっていることを示している。

なお、トリミング溝３５の段差、すなわち、抵抗体３３とプリコートガラス層３４の総厚みが保護膜３６の厚みの２倍を超えると、保護膜３６がトリミング溝３５を完全に埋めることができずに抵抗体３３が部分的に露出してしまうため、耐環境性が劣化する場合が発生する。そのため、トリミング溝３５を形成し、かつ保護膜３６を薄くする場合は、抵抗体３３とプリコートガラス層３４の総厚みを保護膜３６の厚みの２倍以下にする必要がある。保護膜３６の厚みの下限は４μｍであるため、抵抗体３３とプリコートガラス層３４の総厚みは８μｍ以下とする必要がある。

また、保護膜３６の厚みが３μｍ以下になると、衝撃荷重が加わったときの保護膜３６のクッション効果が弱まるため、保護膜３６の欠けが発生しやすくなる。よって、保護膜３６の膜厚は４μｍ以上７μｍ以下とすることが望ましい。

そしてまた、トリミング溝３５を形成しない場合は、抵抗体３３とプリコートガラス層３４の総厚みが保護膜３６の厚みの２倍以上であっても信頼性上の問題は特に発生しないが、抵抗値精度が非常に悪くなり、歩留まりに悪影響を与える。したがって、抵抗体３３とプリコートガラス層３４の厚みの総和を保護膜３６の厚みの２倍以下とすることが望ましい。

なお、上記本発明の第２実施形態においては、抵抗体３３の上方に位置する部分の保護膜３６の厚みを７μｍ以下にすることにより当該保護膜３６の上面をほぼフラットにする形態を示したが、それ以外の研磨などの方法によって保護膜３６の上面をほぼフラットにしてもよい。この場合には、保護膜３６の上面のフラットな部分における前記一対の裏面電極３７が互いに離間する方向（図６では左右方向）の距離、換言すれば保護膜３６の上面に分布する上方からの荷重を受ける多数の作用点のうち最も外側に位置する作用点同士の間の距離が前記一対の裏面電極３７の対向する端部同士の間の距離の２分の１以上になるようにすれば、本発明の効果を顕著に得ることができる。ただし、図６で示したように、保護膜３６におけるほぼフラットな上面の左右両端部が一対の裏面電極３７の上方に位置していれば、基板３１に作用する曲げ応力が極めて小さくなるため、本発明の効果をさらに顕著に得ることができる。

なお、上記本発明の第２実施形態においては、抵抗体３３をプリコートガラス層３４と保護膜３６の２層で覆う構成について説明したが、プリコートガラス層３４をなくして保護膜３６のみで抵抗体３３を覆う構成にしても良く、これにおいて、トリミング溝３５を抵抗体３３に形成する場合は、抵抗体３３の厚みを保護膜３６の２倍以内にすれば良いものである。

また、抵抗体３３はスクリーン印刷工法で形成した場合について説明したが、スパッタなどの薄膜工法で形成しても良く、この場合は、非常に薄い抵抗体３３の膜を形成することができ、保護膜３６の表面のフラット性をさらに向上させることができるものである。

そしてまた、端面電極３８は導電性樹脂電極を塗布して形成した場合について説明したが、スパッタなどの薄膜技術で端面電極３８を形成しても良いものである。

さらに、上記本発明の第２実施形態に係るチップ抵抗器の製造方法として、上記本発明の第１実施形態で示した製造方法を採用することも可能であるし、逆に上記本発明の第１実施形態に係るチップ抵抗器の製造方法として、上記本発明の第２実施形態で示した製造方法を採用することも可能である。

（第３実施形態）
図１０は本発明の第３実施形態におけるチップ抵抗器の断面図を示したものである。この第３実施形態は、上記第２実施形態に上記第１実施形態の変形例の形態を組み合わせたものであり、第２実施形態と同一構成部分には同一符号を付している。

すなわち、抵抗体３３の上方に位置する部分の保護膜３６の厚みが７μｍ以下に設定されることにより保護膜３６の上面がほぼフラットになっているとともに、前記基板３１の上面から第２のめっき層４０の上面までの高さが１２μｍ〜２１μｍの範囲内で、前記基板３１の上面から保護膜３６の上面までの高さ１０μｍ〜１４μｍよりも高くなるように第１のめっき層３９および第２のめっき層４０の厚みが設定されていて、第１のめっき層３９および第２のめっき層４０で構成されるめっき層が保護膜３６よりも上方に突出している。なお、第２のめっき層４０の上面はほぼフラットになっている。

このように、抵抗体３３の上方に位置する部分の保護膜３６の厚みを薄く形成していることを利用すれば、第２のめっき層４０の厚みを若干厚くするだけで、容易に第２のめっき層４０を保護膜３６よりも高くすることができる。具体的には、上面電極３２や第１のめっき層３９、第２のめっき層４０の厚みを累計で４μｍ程度厚くすれば良く、その場合は、図１０に示すように、第２のめっき層４０が受ける押し込み力と、裏面側の突出部である一対の裏面電極３７が受ける反発力とが略同じ位置にかかるため、基板３１を折る力が働かず、基板割れが発生しないので、より好ましいと言える。

さらに、本実施形態のように、第２のめっき層４０の上面がほぼフラットになっていれば、当該上面に実装ノズルの押し込み力が分散されるため、第２のめっき層４０の変形量を小さくすることができる。

上述したように、本発明に係るチップ抵抗器は、基板と、この基板の上面に設けられた一対の上面電極と、この一対の上面電極と電気的に接続されるように設けられた抵抗体と、前記基板の裏面側における前記一対の上面電極と対向する位置に設けられた一対の裏面電極と、前記一対の上面電極の各々とこれに対向する裏面電極とに電気的に接続されるように前記基板の端面に設けられた一対の端面電極と、少なくとも前記抵抗体を覆うように設けられた樹脂からなる保護膜と、少なくとも前記一対の上面電極の各々を覆うように形成されためっき層とを備え、前記保護膜またはめっき層は、前記基板の上方からの荷重に対して、当該荷重を少なくとも２点で受け、前記めっき層は、少なくとも前記一対の上面電極の各々を覆う第１のめっき層と、この第１のめっき層を覆い、かつこの第１のめっき層よりも硬度が低くて柔らかい第２のめっき層とで構成されており、さらに、前記第１のめっき層の厚みは、前記第２のめっき層の厚みよりも厚く設定されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、チップ形電子部品を実装ノズルで吸着して電子機器のプリント基板に実装する場合、実装ノズルの押し込み力は少なくとも２点に分散されて基板に作用する曲げ応力が低減されるため、基板割れが発生しにくくなる。また、第１のめっき層の厚みを第２のめっき層の厚みよりも厚く設定しているため、第１のめっき層よりも硬度が低くて柔らかい第２のめっき層の変形の影響を抑制でき、これにより、基板の割れを防止する効果が大きくなる。

前記チップ抵抗器において、前記第１のめっき層の厚みは、１０μｍ±１μｍの範囲内に設定され、前記第２のめっき層の厚みは、６μｍ±１μｍの範囲内に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、コストを抑えながら基板割れを有効に抑制することができる。

あるいは、製造工程でのばらつきを考慮して、前記第１のめっき層の厚みは、１０μｍ±４μｍの範囲内に設定され、前記第２のめっき層の厚みは、６μｍ±３μｍの範囲内に設定されていてもよい。

また、前記チップ抵抗器においては、前記保護膜は、前記めっき層よりも上方に突出し、かつ、上面が略フラットになるように形成されており、この保護膜の上面に前記荷重が作用し、前記保護膜の略フラットな上面における前記一対の裏面電極が互いに離間する方向の両端部は、前記一対の裏面電極の上方に位置し、さらに、前記保護膜における前記抵抗体の上方に位置する部分の厚みを４μｍ以上７μｍ以下とし、前記抵抗体の厚みを前記保護膜の厚みの２倍以下とすることが好ましい。

この構成によれば、保護膜がめっき層よりも上方に突出しているため、保護膜の上面に荷重を作用させることができる。また、この構成によれば、基板に作用する曲げ応力が極めて小さくなるため、本発明の効果をさらに顕著に得ることができる。そしてまた、この構成によれば、保護膜の厚みを設定することによって保護膜の上面をほぼフラットにすることができる。さらにまた、この構成によれば、抵抗体にトリミング溝を形成した場合に、保護膜でトリミング溝を完全に埋めることができるため、保護膜から抵抗体が部分的に露出することを防止することができる。

そしてまた、前記チップ抵抗器において、前記抵抗体はプリコートガラス層を介して前記保護膜に覆われており、この抵抗体とプリコートガラス層の厚みの総和が前記保護膜の厚みの２倍以下になるように構成されていることが好ましい。

この構成によれば、プリコートガラス層で覆われた抵抗体にトリミング溝を形成した場合にも、保護膜でトリミング溝を完全に埋めることができるため、保護膜から抵抗体が部分的に露出することを防止することができる。

本発明にかかるチップ抵抗器は、実装時に実装ノズルから受ける荷重に起因する基板割れを抑制できるという効果を有し、特に、微小のチップ抵抗器に適用することにより有用となるものである。

図１は、本発明の第１実施形態におけるチップ抵抗器の断面図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。 図３（ａ）〜（ｃ）は、同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。 図４（ａ）〜（ｄ）は、同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。 図５は、同チップ抵抗器を電子機器のプリント基板に実装した時の状態を示す縦断面図である。 図６は、本発明の第２実施形態におけるチップ抵抗器の断面図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。 図８（ａ）〜（ｄ）は、同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。 図９は、保護膜が実装ノズルに当接する同チップ抵抗器を電子機器のプリント基板に実装した時の状態を示す縦断面図である。 図１０は、本発明の第３実施形態におけるチップ抵抗器の断面図である。 図１１は、従来のチップ抵抗器の断面図である。 図１２（ａ）〜（ｃ）は、同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。 図１３（ａ）〜（ｃ）は、同チップ抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。 図１４は、同チップ抵抗器を電子機器のプリント基板に実装した時の状態を示す縦断面図である。 図１５は、同チップ抵抗器を電子機器のプリント基板に実装した時、基板が割れた状態を示す縦断面図である。

Claims (1)

1. 基板と、この基板の上面に設けられた一対の第１の上面電極と、この一対の第１の上面電極の上に重ねて形成された一対の第２の上面電極と、前記一対の第１の上面電極と電気的に接続されるように設けられた抵抗体と、前記基板の裏面側における前記一対の第１の上面電極と対向する位置に設けられた一対の裏面電極と、前記一対の第１の上面電極の各々とこれに対向する裏面電極とに電気的に接続されるように前記基板の端面に設けられた一対の端面電極と、少なくとも前記抵抗体を覆うように設けられた樹脂からなる保護膜と、少なくとも前記一対の上面電極の各々を覆うように形成されためっき層とを備え、
   前記一対の第２の上面電極の一部は前記保護膜を覆い、前記めっき層は、少なくとも前記一対の第２の上面電極の各々を覆う第１のめっき層と、この第１のめっき層を覆い、かつこの第１のめっき層よりも硬度が低くて柔らかい第２のめっき層とで構成されており、さらに、前記第１のめっき層の厚みは、前記第２のめっき層の厚みよりも厚く設定され、前記第１のめっき層および第２のめっき層のうち、前記第２の上面電極における前記保護膜の上に重なる端部の上方に位置する部分が、前記基板の上方からの荷重に対して当該荷重を２点で受けるように前記保護膜よりも上方に突出する突出部となり、この突出部は、前記一対の裏面電極の上方に対応する箇所に位置し、上面視にて前記裏面電極と重なっていることを特徴とするチップ抵抗器。

Images