JP6220646B2 - チップ抵抗器とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁基板上に設けられた抵抗体にトリミング溝を形成することで抵抗値が調整されるチップ抵抗器と、そのようなチップ抵抗器の製造方法に関するものである。

図６は一般的なチップ抵抗器を示す平面図であり、このチップ抵抗器１００は、セラミックス等からなる直方体形状の絶縁基板１０１と、絶縁基板１０１の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極１０２と、両表面電極１０２に跨がって設けられた長方形状の抵抗体１０３等によって主に構成されており、抵抗体１０３には抵抗値を調整するためのトリミング溝１０４が形成されている。トリミング溝１０４はレーザの照射によって形成されるスリットであり、そのスリット形状として図６に示すようなＬカットが広く採用されている。

このようなトリミング溝１０４を形成する場合、まず、抵抗体１０３の一側端（図の下辺）から鉛直方向に第１スリット１０４ａを入れて、測定抵抗値が目標抵抗値よりも僅かに下回るまで抵抗体１０３の抵抗値を増大させる（抵抗値の粗調整）。しかる後、第１スリット１０４ａの終端部から抵抗体１０３の長手方向（図の右方向）に第２スリット１０４ｂを入れ、第１スリット１０４ａと第２スリット１０４ｂをＬ字状に連続させることにより、目標抵抗値に対して測定抵抗値を一致させるようにしている（抵抗値の微調整）。

ここで、Ｌカット形のトリミング溝１０４は、粗調整用の第１スリット１０４ａを形成した後に、その先端を直交方向へ延長して微調整用の第２スリット１０４ｂを形成するというトリミング方法であるが、粗調整用の第１スリット１０４ａが形成された時点における抵抗体１０３内の領域についてみると、図７に示すように、トリミング溝を形成することで抵抗値が大きく変化する（電流が多く流れる）領域Ｓ１と、抵抗値が小さく変化する（電流が少なく流れる）領域Ｓ２と、抵抗値がほとんど変化しない（電流がほとんど流れない）領域Ｓ３とに区分することができる。そして、第２スリット１０４ｂは、抵抗値が大きく変化する領域Ｓ１と抵抗値が小さく変化する領域Ｓ２との境に沿ってスリットを形成することで、切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合を小さくして抵抗値の微調整を行うというものである。その際、抵抗値が小さく変化する領域Ｓ２についての電流密度を考慮すると、領域Ｓ１に近い方に多くの電流が流れ、領域Ｓ３に近付くにつれて流れる電流が少なくなるため、領域Ｓ１に近いところを切り込む第２スリット１０４ｂは、第２スリット１０４ｂの切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合が比較的大きくなってしまい、抵抗値設定の精度を向上させることが困難となる。

そこで従来より、図８に示すように、トリミング溝のパターンをレ字状にしたチップ抵抗器が提案されている（特許文献１参照）。このトリミング溝１０５は、抵抗体１０３の一側端から鉛直方向に延びる第１スリット１０５ａと、第１スリット１０５ａの終端部から抵抗体１０３の一側端に向かって斜めに延びる第２スリット１０５ｂとを有しており、これら第１スリット１０５ａと第２スリット１０５ｂは鋭角に交差している。第１スリット１０５ａは、測定抵抗値が目標抵抗値よりも僅かに下回る位置まで形成される粗調整用のスリットであり、第２スリット１０５ｂは、目標抵抗値に対して測定抵抗値が一致するように形成される微調整用のスリットである。

この場合において、第１スリット１０５ａが形成された時点における抵抗体１０３内の電流密度を考えると、前述した図７と同様に、トリミング溝を形成することで抵抗値が大きく変化する領域Ｓ１と抵抗値が小さく変化する領域Ｓ２と抵抗値がほとんど変化しない領域Ｓ３とに区分され、さらに領域Ｓ２については、領域Ｓ１に近いほど抵抗値変化が大きく、領域Ｓ１から遠ざかって領域Ｓ３に近付くほど抵抗値変化が小さくなる。そして、トリミング溝１０５のパターンをレ字状にしたチップ抵抗器は、抵抗値変化が大きく変化する領域Ｓ１から遠い方向へ第２スリット１０５ｂが切り込まれるため、第２スリット１０５ｂの切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合が小さくなって、目標抵抗値に対する誤差を小さくすることが可能となる。

また、他の従来例として、トリミング溝のパターンを２本にしたダブルカットのチップ抵抗器も提案されている。このトリミング溝は、抵抗体の一側端から鉛直方向に延びる粗調整用の第１スリットと、同じく抵抗体の一側端から鉛直方向に延びる微調整用の第２スリットとを有しており、第１スリットと第２スリットは電極間方向へずれた位置で平行に形成されている。第２スリットは抵抗値変化が大きく変化する領域Ｓ１まで切り込まないようにしなければならず、したがって、第２スリットの長さは第１スリットよりも短くする必要がある。このようにトリミング溝のパターンをダブルカットにしたチップ抵抗器では、抵抗値変化が大きく変化する領域Ｓ１から遠い領域で第２スリットが切り込まれるため、第２スリットの切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合がさらに小さくなって、目標抵抗値に対する誤差を小さくすることが可能となる。

特開平１−１５２７０６号公報

特許文献１に開示された従来のチップ抵抗器では、トリミング溝のパターンをレ字状にすることによって、微調整用の第２スリットの切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合が小さくなるため、抵抗値調整を高精度に行うことができる。しかしながら、トリミング前の抵抗体（初期抵抗値）が目標抵抗値に近い状態で形成されている場合は、粗調整用の第１スリットの長さが短いものになってしまい、その後に第２スリットを形成しようとしても、第１スリットの終端部から抵抗体の一側端に向かって斜め方向へ僅かしか延ばすことができなくなるため、第２スリットによる微調整の範囲が極端に狭められてしまい、実質的に抵抗値の微調整を行うことができなくなる。同様に、トリミング溝のパターンをダブルカットにしたチップ抵抗器でも、初期抵抗値が目標抵抗値に近い状態で形成されている場合は、粗調整用の第１スリットの長さが短いものになってしまい、抵抗値変化が大きく変化する領域Ｓ１までの長さが短くなるため、第２スリットによる微調整の範囲が極端に狭められてしまい、実質的に抵抗値の微調整を行うことができなくなる。

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、その目的は、初期抵抗値が目標抵抗値に近い場合でも抵抗値の微調整を容易に行うことができるチップ抵抗器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のチップ抵抗器は、絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設けられた一対の表面電極と、これら一対の表面電極に接続する長方形状の抵抗体とを備え、前記抵抗体にトリミング溝を形成することで抵抗値が調整されるチップ抵抗器において、前記抵抗体を介して対向する一対の前記表面電極の端部がいずれも前記抵抗体の長手方向に沿う直線に対して同方向へ傾斜する傾斜辺となっていると共に、前記トリミング溝が、前記抵抗体の一方の側辺から短手方向へ直線的に延びる粗調整用の第１スリットと、この第１スリットの終端部を通って一対の前記傾斜辺を最短距離で結ぶ仮想線と前記抵抗体の一方の側辺とで挟まれた領域に存する微調整用の第２スリットとを有しており、前記第１スリットから見て前記抵抗体の一方の側辺と前記仮想線との間隔が広がる部分の前記領域内に前記第２スリットが形成されている構成にした。

このように構成されたチップ抵抗器では、粗調整用の第１スリットを形成した時点における抵抗体内の電流密度を考えると、第１スリットの終端部を通って両表面電極の傾斜辺を最短距離で結ぶ仮想線を境にして、この仮想線と第１スリットが形成されていない方の抵抗体の側辺とで挟まれた領域に電流が分布し、仮想線と第１スリットが形成された方の抵抗体の側辺とで挟まれた領域は電流が少なく流れる部分となる。そして、当該領域内であって且つ仮想線と抵抗体の側辺との間隔が広がる部分に微調整用の第２スリットが形成されているため、第２スリットの切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合が小さくなり、抵抗値調整を高精度に行いつつ、抵抗体の初期抵抗値が目標抵抗値に近い場合でも、微調整用の第２スリットを形成できる領域が広くなり、第２スリットの長さを十分に確保することができるため、抵抗値の微調整を容易に行うことができる。

上記の構成において、トリミング溝のパターンとしてはＬカットやダブルカット等を採用することが可能であり、例えばＬカットの場合、第２スリットは第１スリットの終端部に連続して形成されており、この第２スリットが前述した領域内で仮想線から遠ざかる方向へ延ばされることで、抵抗値調整を高精度に行いつつ、抵抗体の初期抵抗値が目標抵抗値に近い場合でも、第２スリットを長く形成することができるため、抵抗値の微調整を容易に行うことができる。

あるいはダブルカットの場合、第２スリットは仮想線から離れた抵抗体の一方の側辺を始端部として第１スリットと平行に延びており、この第２スリットの終端部が仮想線を越えずに前述した領域内に位置していることで、抵抗値調整を高精度に行いつつ、抵抗体の初期抵抗値が目標抵抗値に近い場合でも、第２スリットを第１スリットより長く形成することも可能となるため、抵抗値の微調整を容易に行うことができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明によるチップ抵抗器の製造方法では、絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設けられた一対の表面電極と、これら一対の表面電極に接続する長方形状の抵抗体とを備え、前記抵抗体を介して対向する一対の前記表面電極の端部はいずれも前記抵抗体の長手方向に沿う直線に対して同方向へ傾斜する傾斜辺となっており、この抵抗体の一方の側辺から短手方向へ直線的に延びるように抵抗値粗調整用の第１スリットを形成した後、この第１スリットの終端部を通って一対の前記傾斜辺を最短距離で結ぶ仮想線と前記抵抗体の一方の側辺とで挟まれた領域のうち、前記第１スリットから見て前記抵抗体の一方の側辺と前記仮想線との間隔が広がる部分に抵抗値微調整用の第２スリットを形成するようにした。

このようなチップ抵抗器の製造方法において、粗調整用の第１スリットを形成した時点における抵抗体内の電流密度を考えると、第１スリットの終端部を通って両表面電極の傾斜辺を最短距離で結ぶ仮想線を境にして、この仮想線と第１スリットが形成されていない方の抵抗体の側辺とで挟まれた領域に電流が分布し、仮想線と第１スリットが形成された方の抵抗体の側辺とで挟まれた領域は電流が少なく流れる部分となる。そして、第１スリットの形成後に当該領域内であって且つ仮想線と抵抗体の側辺との間隔が広がる部分に微調整用の第２スリットを形成するようにしたので、第２スリットの切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合が小さくなり、抵抗値調整を高精度に行いつつ、抵抗体の初期抵抗値が目標抵抗値に近い場合でも、微調整用の第２スリットを形成できる領域が広くなり、第２スリットの長さを十分に確保することができるため、抵抗値の微調整を容易に行うことができる。

本発明のチップ抵抗器は、抵抗体の一方の側辺から短手方向へ延びる第１スリットを形成して抵抗値の粗調整を行った後に、第１スリットの終端部を通って両表面電極の傾斜辺を最短距離で結ぶ仮想線と抵抗体の一方の側辺とで挟まれた領域のうち、第１スリットから見て抵抗体の一方の側辺と仮想線との間隔が広がる部分の、電流が多く流れる領域より離れて切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合が小さくなっている領域に、第２スリットを形成して抵抗値の微調整を行うようにしたので、高精度の抵抗値調整を行いつつ、初期抵抗値が目標抵抗値に近い場合でも、第２スリットの長さを十分に確保することができるので、抵抗値の微調整を容易に行うことができる。

本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 該チップ抵抗器におけるトリミング方法を示す説明図である。 本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 本発明の第４実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 一般的なチップ抵抗器を示す平面図である。 該チップ抵抗器における抵抗体の電流分布を示す説明図である。 従来例に係るチップ抵抗器の平面図である。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１に示すように、本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器１は、セラミックス等からなる直方体形状の絶縁基板２と、絶縁基板２の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極３，４と、これら一対の表面電極３，４に接続する長方形状の抵抗体５と、この抵抗体５を覆う図示せぬ保護層等によって主に構成されており、抵抗体５には抵抗値を調整するためのトリミング溝６が形成されている。なお、図示省略されているが、絶縁基板２の裏面には表面電極３，４に対応するように一対の裏面電極が設けられており、絶縁基板２の長手方向の両端面には対応する表面電極と裏面電極を橋絡する端面電極が設けられている。

一対の表面電極３，４はＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、抵抗体５は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乾燥・焼成させたものである。両表面電極３，４の抵抗体５と重なる側の端部は、抵抗体５の長手方向に沿う直線に対して同じ角度で傾斜する傾斜辺３ａ，４ａとなっており、これら傾斜辺３ａ，４ａは抵抗体５を介して平行に対向している。トリミング溝６は、抵抗体５の一方の側辺（図１では下辺５ａ）から鉛直方向（抵抗体５の短手方向）へ延びる粗調整用の第１スリット７と、第１スリット７の終端部から抵抗体５の長手方向へ延びる微調整用の第２スリット８とを有しており、これら第１スリット７と第２スリット８は直角に連続してＬカット形状のスリットパターンとなっている。ここで、第１スリット７の終端部（図１では上端）を通って一対の傾斜辺３ａ，４ａを最短距離で結ぶ直線を仮想線Ｐとすると、第２スリット８は仮想線Ｐによって２分された抵抗体５の下部側の領域Ｑ１内に形成されており、かつ、この領域Ｑ１内で第１スリット７から見て抵抗体５の下辺５ａと仮想線Ｐとの間隔が広がる部分で仮想線Ｐから離れた位置に延びている。

図２は粗調整用の第１スリット７を形成した時点の抵抗体５を示しており、この場合における抵抗体５内の電流密度を考えると、第１スリット７の終端部を通って両傾斜辺３ａ，４ａを最短距離で結ぶ仮想線Ｐを境にして、この仮想線Ｐと第１スリット７が形成されていない方の抵抗体５の上辺５ｂとで挟まれた領域Ｑ２に電流が分布し、仮想線Ｐと第１スリット７が形成された方の抵抗体５の下辺５ａとで挟まれた領域Ｑ１は電流が少なく流れる部分となる。

そして、抵抗体５の短手方向に延びる第１スリット７を形成した後、図１に示すように、第１スリット７の終端部から表面電極４に向かって水平方向（右方向）へ延びる第２スリット８を形成し、これら第１および第２スリット７，８からなるトリミング溝６によって抵抗体５の抵抗値を目標抵抗値に対して一致させるようにしている。ここで、第１スリット７を形成した時点における抵抗体５内の電流密度を考えると、前述したように仮想線Ｐと抵抗体５の下辺５ａとで挟まれた領域Ｑ１は電流が少なく流れる部分であり、当該領域Ｑ１内であって仮想線Ｐと抵抗体５の下辺５ａとの間隔が広がる部分で仮想線Ｐから離れた位置に第２スリット８が形成されるため、第２スリット８の切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合が小さくなり、抵抗値調整を高精度に行いつつ、抵抗体５の初期抵抗値が目標抵抗値に近い場合でも、微調整用の第２スリット８を形成できる領域が広くなり、第２スリット８の長さを十分に確保することができるため、抵抗値の微調整を容易に行うことができる。

以上説明したように、第１実施形態例に係るチップ抵抗器１では、抵抗体５の一方の側辺（下辺５ａ）から短手方向へ延びる第１スリット７を形成して抵抗値の粗調整を行った後に、第１スリット７の終端部を通って両表面電極３，４の傾斜辺３ａ，４ａを最短距離で結ぶ仮想線Ｐと抵抗体５の下辺５ａとで挟まれた領域Ｑ１のうち、第１スリット７から見て抵抗体５の下辺５ａと仮想線Ｐとの間隔が広がる部分に第２スリット８を形成して抵抗値の微調整を行うようにしたので、第２スリット８の切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合が小さくなり、抵抗値調整を高精度に行うことができる。また、抵抗体５の初期抵抗値が目標抵抗値に近い場合でも、微調整用の第２スリット８を形成できる領域が広くなり、第２スリット８の長さを十分に確保することができるため、抵抗値の微調整を容易に行うことができる。

図３は本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器１０の平面図であり、このチップ抵抗器１０は、トリミング溝６のパターン形状が第１実施形態例と相違しており、それ以外の構成は基本的に同じである。

図３に示すように、第２実施形態例に係るチップ抵抗器１０のトリミング溝６は、抵抗体５の一方の側辺（図３では下辺５ａ）から鉛直方向（抵抗体５の短手方向）へ延びる粗調整用の第１スリット７と、同じく抵抗体５の一方の側辺から鉛直方向へ延びる微調整用の第２スリット８とを有しており、これら第１スリット７と第２スリット８は平行に延びてダブルカットと呼ばれるパターン形状になっている。この場合も、第１スリット７の終端部（図３では上端）を通って一対の傾斜辺３ａ，４ａを最短距離で結ぶ直線を仮想線Ｐとすると、第２スリット８は仮想線Ｐによって２分された抵抗体５の下部側の領域Ｑ１内に形成されており、かつ、この領域Ｑ１内で第１スリット７から見て抵抗体５の下辺５ａと仮想線Ｐとの間隔が広がる部分に延びている。

このように構成された第２実施形態例においては、第１実施形態例と同様に、第１スリット７から見て抵抗体５の下辺５ａと仮想線Ｐとの間隔が広がる部分に第２スリット８を形成して抵抗値の微調整を行うようにしたので、第２スリット８の切り込み量増分に対する抵抗値増分の割合が小さくなり、抵抗値調整を高精度に行うことができる。また、第２スリット８は仮想線Ｐを越えずに領域Ｑ１内に位置していれば良いため、第２スリット８を第１スリット７よりも短く形成するだけでなく、図３のように第２スリット８を第１スリット７よりも長く形成することも可能となる。

図４は本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器２０の平面図であり、このチップ抵抗器２０が第１実施形態例と相違する点は、粗調整用の第１スリット７と微調整用の第２スリット８が緩やかなアール部分を介して連続していることにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。このように第１スリット７と第２スリット８のターニングポイントが直角でなくアールになっていると、抵抗体５を流れる電流が第１スリット７と第２スリット８のターニングポイントに集中しなくなるため、過負荷に強いチップ抵抗器２０を実現することができる。

図５は本発明の第４実施形態例に係るチップ抵抗器３０の平面図であり、このチップ抵抗器３０が第１実施形態例と相違する点は、一対の表面電極３，４の傾斜辺３ａ，４ａが抵抗体５の長手方向に沿う直線に対して異なる角度で傾斜していることにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。

図５に示すように、第４実施形態例に係るチップ抵抗器３０では、抵抗体５を介して対向する表面電極３，４の傾斜辺３ａ，４ａは平行になっておらず、各傾斜辺３ａ，４ａの延長線が点Ｏで収束するようになっている。この場合、第１スリット７の終端部（図５では上端）を通って一対の傾斜辺３ａ，４ａを最短距離で結ぶ直線（仮想線Ｐ）は、点Ｏを頂点とする二等辺三角形の底辺に相当する部分（点ｄ，ｅを結ぶ線分）となり、この仮想線Ｐと抵抗体５の下辺５ａとで挟まれた領域Ｑ１のうち、第１スリット７から見て抵抗体５の下辺５ａと仮想線Ｐとの間隔が広がる部分で仮想線Ｐから離れた位置に第２スリット８が形成されている。したがって、本実施形態例に係るチップ抵抗器３０においても、第１実施形態例と同様に、抵抗値調整を高精度に行いつつ、抵抗体５の初期抵抗値が目標抵抗値に近い場合でも、微調整用の第２スリット８を形成できる領域が広くなり、第２スリット８の長さを十分に確保することができるため、抵抗値の微調整を容易に行うことができる。

なお、第４実施形態例において、トリミング溝６のパターンはＬカットに限定されず、図３に示した第２実施形態例と同様に、領域Ｑ１内に粗調整用の第１スリット７と微調整用の第２スリット８を平行に形成したダブルカットとすることも可能である。

また、第４実施形態例では、粗調整用の第１スリット７を電極間距離が狭い抵抗体５の下辺５ａから形成した場合について説明したが、電極間距離が広い方の抵抗体５の抵抗体５の上辺５ｂから第１スリット７を形成するようにしても良く、その場合も同様の効果を奏することができる。

１，１０，２０，３０ チップ抵抗器
２ 絶縁基板
３，４ 表面電極
３ａ，４ａ 傾斜辺
５ 抵抗体
６ トリミング溝
７ 第１スリット
８ 第２スリット
Ｐ 仮想線
Ｑ１ 領域

Claims (4)

1. 絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設けられた一対の表面電極と、これら一対の表面電極に接続する長方形状の抵抗体とを備え、前記抵抗体にトリミング溝を形成することで抵抗値が調整されるチップ抵抗器において、
   前記抵抗体を介して対向する一対の前記表面電極の端部がいずれも前記抵抗体の長手方向に沿う直線に対して同方向へ傾斜する傾斜辺となっていると共に、
   前記トリミング溝が、前記抵抗体の一方の側辺から短手方向へ直線的に延びる粗調整用の第１スリットと、この第１スリットの終端部を通って一対の前記傾斜辺を最短距離で結ぶ仮想線と前記抵抗体の一方の側辺とで挟まれた領域に存する微調整用の第２スリットとを有しており、前記第１スリットから見て前記抵抗体の一方の側辺と前記仮想線との間隔が広がる部分の前記領域内に前記第２スリットが形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。
2. 請求項１の記載において、前記第２スリットは前記第１スリットの終端部に連続して形成されており、この第２スリットが前記領域内で前記仮想線から遠ざかる方向へ延びていることを特徴とするチップ抵抗器。
3. 請求項１の記載において、前記第２スリットは前記抵抗体の一方の側辺を始端部として前記第１スリットと平行に延びており、この第２スリットの終端部が前記仮想線を越えずに前記領域内に位置していることを特徴とするチップ抵抗器。
4. 絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設けられた一対の表面電極と、これら一対の表面電極に接続する長方形状の抵抗体とを備え、
   前記抵抗体を介して対向する一対の前記表面電極の端部はいずれも前記抵抗体の長手方向に沿う直線に対して同方向へ傾斜する傾斜辺となっており、この抵抗体の一方の側辺から短手方向へ直線的に延びるように抵抗値粗調整用の第１スリットを形成した後、この第１スリットの終端部を通って一対の前記傾斜辺を最短距離で結ぶ仮想線と前記抵抗体の一方の側辺とで挟まれた領域のうち、前記第１スリットから見て前記抵抗体の一方の側辺と前記仮想線との間隔が広がる部分で該仮想線から遠ざかる方向に抵抗値微調整用の第２スリットを形成することを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。