JP6756534B2 - チップ抵抗器およびチップ抵抗器のトリミング方法 - 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トリミング方法に関するものである。

チップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板と、絶縁基板の表面に所定間隔を存して対向配置された一対の表電極と、絶縁基板の裏面に所定間隔を存して対向配置された一対の裏電極と、表電極と裏電極を橋絡する端面電極と、対をなす表電極どうしを橋絡する抵抗体と、抵抗体を覆う保護膜等によって主に構成されている。

一般的に、このようなチップ抵抗器を製造する場合、大判の集合基板に対して多数個分の電極や抵抗体や保護膜等を一括して形成した後、この集合基板を格子状の分割ライン（例えば分割溝）に沿って分割してチップ抵抗器を多数個取りするようにしている。かかるチップ抵抗器の製造過程で、集合基板の片面には抵抗ペーストを印刷・焼成することにより多数の抵抗体が形成されるが、印刷時の位置ずれや滲み、あるいは焼成炉内の温度むら等の影響により、各抵抗体の大きさや膜厚に若干のばらつきを生じることは避け難いため、集合基板の状態で各抵抗体にトリミング溝を形成して所望の抵抗値に設定するという抵抗値調整作業が行われる。

トリミング溝はレーザー光の照射によって形成される切込み（スリット）であるが、切込みの先端にマイクロクラックと呼ばれる微細なクラックが発生し、そのクラックが経時的に成長したり、抵抗体を覆う保護膜がクラックに入り込むことにより、所望する抵抗値からずれてしまう（いわゆる抵抗値ドリフト）という問題があり、マイクロクラックによってノイズ特性や過負荷特性等の信頼性が低下するという問題もある。

そこで従来より、特許文献１に記載されているように、一対の電極間に抵抗体の導電率よりも高導電率の物質からなる複数の高導電部を形成すると共に、これら高導電部を抵抗体の側辺部分と重畳する位置に設定しておき、トリミング溝の先端部を高導電部内で終了させることにより、マイクロクラックに起因する抵抗値への悪影響を低減するようにしたトリミング方法が提案されている。

このような抵抗体のトリミング方法において、高精度な抵抗値調整を行う場合は、抵抗体に高導電部まで延びるトリミング溝を１本または複数本形成することにより、抵抗体の抵抗値を目標抵抗値に近付くまで上昇させた後、高導電部に達しないトリミング溝を形成して抵抗値の微調整を行うようにしている。その際、抵抗体の側辺部分に予め高導電部が形成されているため、トリミング溝の先端部にマイクロクラックが発生したとしても、その近傍は高導電率であるため抵抗値に大きな影響を与えることはなくなる。

特開昭６２−１５４６０１号公報

特許文献１に記載された従来技術では、抵抗体の側辺部分に高導電部が形成されているため、この高導電部に達するトリミング溝の先端部にマイクロクラックが発生したとしても、当該マイクロクラックに起因する抵抗値への悪影響は発生しなくなる。しかし、所望の抵抗値に微調整するために最後に形成されるトリミング溝の先端部は高導電部に達していないため、最終のトリミング溝の先端部に発生するマイクロクラックによって抵抗値ドリフト等が発生してしまい、マイクロクラックの影響を全く受けないようにすることは不可能であった。

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、その第１の目的は、マイクロクラックの影響を受けることがなく、しかも高精度の抵抗値調整が可能なチップ抵抗器を提供することにあり、第２の目的は、そのようなチップ抵抗器のトリミング方法を提供することにある。

上記第１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、この絶縁基板上に所定間隔を存して対向配置された一対の電極と、これら電極間を橋絡する抵抗体とを備え、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、前記一対の電極間に前記抵抗体の導電率よりも高導電率の材料からなる導体パターンが該抵抗体と重畳するように形成されており、前記トリミング溝が前記導体パターンよりも広い溝幅で前記抵抗体の一辺から該導体パターンの延出方向に沿って形成されているという構成にした。

このように構成されたチップ抵抗器では、一対の電極間に抵抗体と重畳するように導体パターンが形成されており、この導体パターンよりも広い溝幅でトリミング溝が抵抗体の一辺から導体パターンの延出方向に沿って形成されているため、トリミング溝の切込み量に関わらず、確実にトリミング溝の先端部に高導電率の材料からなる導体パターンが位置することになり、トリミング溝の先端部に発生するマイクロクラックの影響を受けることがなくなる。しかも、トリミング溝の溝幅が導体パターンよりも広くなっており、トリミング溝によって導体パターンと一緒に抵抗体も除去されるため、トリミング溝の切込み量当たりの抵抗値変化を生じ、低抵抗の抵抗値のみならず、高抵抗の抵抗値であっても容易に抵抗値調整を行うことができる。

上記のチップ抵抗器において、導体パターンの端部が抵抗体の外方へ突出していると、抵抗体の一辺側からレーザー光を照射してトリミング溝を形成するとき、抵抗体から突出する導体パターンを認識することにより、トリミング溝と導体パターンの相対位置を合わせやすくなって好ましい。

また、上記のチップ抵抗器において、導体パターンは抵抗体の下に形成されていても良いが、導体パターンが抵抗体の上面に形成されていると、導体パターンの位置が認識しやすくなるだけでなく、レーザー光で導体パターンと抵抗体を蒸散させて除去する際に、残留しやすい導体パターンの下に抵抗体があるため、導体パターンを残留することなく抵抗体と一緒に除去することができて好ましい。

また、上記のチップ抵抗器において、導体パターンと電極が同一材料からなると、一対の電極と導体パターンを同時に形成することができて好ましい。

上記第２の目的を達成するために、本発明によるチップ抵抗器のトリミング方法は、絶縁基板と、この絶縁基板上に所定間隔を存して対向配置された一対の電極と、これら電極間を橋絡する抵抗体とを備え、前記抵抗体にレーザー光を照射して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のトリミング方法において、前記一対の電極間に前記抵抗体の導電率よりも高導電率の材料からなる導体パターンを該抵抗体と重畳するように形成した後、前記レーザー光を前記抵抗体の一辺から前記導体パターンの延出方向に沿って照射することにより、前記導体パターンよりも溝幅が広い前記トリミング溝を形成するようにした。

このように予め一対の電極間に抵抗体と重畳するように導体パターンを形成しておき、抵抗体の一辺側からレーザー光を照射してトリミング溝を形成する際に、導体パターンよりも広い溝幅で導体パターンの延出方向に沿って切込みを形成すると、トリミング溝の切込み深さに関わらず、確実にトリミング溝の先端部に高導電率の材料からなる導体パターンが位置するため、トリミング溝の先端部に発生するマイクロクラックの影響を受けることがなくなる。しかも、トリミング溝の溝幅が導体パターンよりも広くなっており、トリミング溝によって導体パターンと一緒に抵抗体も除去されるため、トリミング溝の切込み量当たりの抵抗値変化を生じ、低抵抗の抵抗値のみならず、高抵抗の抵抗値であっても容易に抵抗値調整を行うことができる。

上記のトリミング方法において、導体パターンを抵抗体の相対向する両辺からそれぞれ外方へ突出するように形成しておき、レーザー光を導体パターンの一方の端部から抵抗体の内部に向けて照射するようにすれば、抵抗体の一辺側からレーザー光を照射してトリミング溝を形成するとき、抵抗体から突出する導体パターンを認識することにより、トリミング溝と導体パターンの相対位置を合わせやすくなって好ましい。

本発明によるチップ抵抗器では、マイクロクラックの影響を受けることがなく、しかも高精度の抵抗値調整が可能となる。また、本発明によるチップ抵抗器のトリミング方法では、マイクロクラックの影響を受けないようにすることができると共に、低抵抗や高抵抗の抵抗値に関わらず容易に抵抗値調整を行うことができる。

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。 第１実施形態例に係るチップ抵抗器の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。 本発明の第５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６実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 第６実施形態例に係るチップ抵抗器のトリミング方法を示す説明図である。 本発明の第７実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 第７実施形態例に係るチップ抵抗器のトリミング方法を示す説明図である。

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、第１実施形態例に係るチップ抵抗器は、セラミック等からなる直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表電極２，３と、これら一対の表電極２，３に接続する抵抗体４と、一対の表電極２，３間に抵抗体４と重畳するように形成された導体パターン５と、抵抗体４を覆う図示せぬ保護膜等によって主に構成されており、抵抗体４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、絶縁基板の裏面には表電極２，３に対応するように一対の裏電極が設けられており、絶縁基板の長手方向の両端面には対応する表電極と裏電極を橋絡する端面電極が設けられている。

絶縁基板１はセラミック等からなり、この絶縁基板１は大判の集合基板を縦横の分割溝に沿って分割して多数個取りしたものである。一対の表電極２，３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４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。

導体パターン５は抵抗体４の導電率よりも高導電率の材料からなり、本実施形態例の場合、導体パターン５と一対の表電極２，３は同じ材料、すなわち、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る。この導体パターン５は抵抗体４の中央部を図中の上下方向へ縦断するように帯状に延びており、導体パターン５の一部は抵抗体４の上辺４ａから上方へ突出している。

トリミング溝６は抵抗体４の下辺４ｂから導体パターン５の延出方向に沿って上方へ直線状に延びるスリットであり、このトリミング溝６の溝幅は導体パターン５のパターン幅よりも広く設定されている。詳細については後述するが、トリミング溝６は、一対の表電極２，３に図示せぬプローブを当接させながら絶縁基板（集合基板）１の表面にレーザー光を照射し、このレーザー光を抵抗体４の内部方向に走査することにより形成される。

次に、上記の如く構成されたチップ抵抗器におけるトリミング方法について、図２を参照しながら説明する。なお、図２では１チップ相当分の絶縁基板１のみを図示しているが、実際には、多数個のチップ抵抗器を一括して製造するため、多数個取り用の集合基板に多数個分のチップ形成領域が設けられている。

まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基板１の表面にＡｇペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、絶縁基板１に一対の表電極２，３と導体パターン５を同時に形成する。ここで、導体パターン５は一対の表電極２，３の中間位置に帯状に形成されており、そのパターン幅はＷ１に設定されている。

次に、導体パターン５の上から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た後、これを乾燥・焼成することにより、図２（ｂ）に示すように、両端部を表電極２，３に重ね合わせた抵抗体４を形成する。このとき、導体パターン５の大部分は黒色系の抵抗体４によって覆われて目視しにくくなっているが、導体パターン５の両端部は抵抗体４の上辺４ａと下辺４ｂから目視可能に突出している。

しかる後、一対の表電極２，３に図示せぬプローブを接触させて抵抗体４の抵抗値を測定しながら、絶縁基板１上の抵抗体４から離れた箇所（スタートポイント）にレーザー光を照射する。その際、導体パターン５の両端部が抵抗体４から外側へ突出しているため、導体パターン５の位置が認識しやすくなり、レーザー光のスタートポイントを適正箇所に位置合わせすることができる。そして、このレーザー光の照射位置をスタートポイントから抵抗体４の下辺４ｂに向けて図中の真上に走査した後、そのまま導体パターン５の延出方向に沿って上方へ延ばすことにより、図２（ｃ）に示すように、抵抗体４の下辺４ｂから内部に向かって直線状に延びるトリミング溝６を形成する。

このトリミング溝６の溝幅Ｗ２は導体パターン５のパターン幅Ｗ１よりも広くなっており、レーザー光の照射によって導体パターン５と抵抗体４がＷ２の幅寸法で一緒に除去されるため、トリミング溝６の切込み量を延ばすことによって抵抗体４の抵抗値が次第に上昇していく。そして、目標抵抗値と一致するまで抵抗値を上昇させた時点でレーザー光の照射を停止すると、抵抗体４に直線状のトリミング溝６が形成されてトリミング工程は終了する。なお、図示省略されているが、抵抗体４はアンダーコート層（保護膜）によって覆われており、このアンダーコート層上にレーザー光を照射することでトリミング溝６が形成される。

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は、一対の表電極２，３間に抵抗体４と重畳するように導体パターン５が形成されており、この導体パターン５のパターン幅Ｗ１よりも広い溝幅Ｗ２でトリミング溝６が抵抗体４の一辺から導体パターン５の延出方向に沿って形成されているため、トリミング溝６の切込み量がどのように変化しても、確実にトリミング溝６の先端部に高導電率の材料からなる導体パターン５が位置することになる。したがって、トリミング溝６の先端部にマイクロクラックが発生したとしても、その近傍は抵抗値の非常に小さい高導電部であるため、マイクロクラックの影響を少なくすることができる。しかも、トリミング溝６の溝幅Ｗ２が導体パターン５のパターン幅Ｗ１よりも広くなっており、トリミング溝６の形成によって導体パターン５と一緒に抵抗体４も除去されるため、トリミング溝６の切込み量当たりの抵抗値変化を生じ、低抵抗の抵抗値のみならず、高抵抗の抵抗値であっても容易に抵抗値調整を行うことができる。

また、導体パターン５の両端部が抵抗体４の上辺４ａと下辺４ｂから外側へ突出しているため、レーザー光を抵抗体４から離れたスタートポイントに位置合わせするとき、抵抗体４から突出する導体パターン５を認識することにより、レーザー光のスタートポイントを適正箇所に容易に位置合わせすることができる。

さらに、導体パターン５と一対の表電極２，３が同一材料からなるため、これら導体パターン５と表電極２，３を同時に形成することができる。ただし、導体パターン５は抵抗体４の導電率よりも高導電率の材料であれば、導体パターン５を表電極２，３と異なる材料で形成しても良い。

なお、上記第１実施形態例では、導体パターン５の上に抵抗体４を形成した場合について説明したが、これとは逆に導体パターン５を抵抗体４の上に形成するようにしても良い。このように黒色系の抵抗体４の上面に導体パターン５を形成すると、レーザー光の照射時に導体パターン５の位置を確認しやすくなるだけでなく、レーザー光で導体パターン５と抵抗体４を蒸散させて除去する際に、残留しやすい導体パターン５の下に抵抗体４があるため、導体パターン５を残留することなく抵抗体４と一緒に除去することができる。

また、トリミング溝６の本数や抵抗体４の全体形状等は第１実施形態例に限定されず、種々の変形例を採用することが可能である。例えば、導体パターン５は必ずしも抵抗体４から外側へ突出していなくても良く、図３に示す第２実施形態例のように、導体パターン５を抵抗体４の上辺４ａに達する手前位置まで形成するようにしても良い。

図４に示す第３実施形態例では、電極間距離を長くして耐サージ特性を高めるために、抵抗体４を４ターン蛇行させた蛇行形状（サーペンタイン）とし、この抵抗体４の中央部分に形成した導体パターン５に沿って、該導体パターン５よりも幅広なトリミング溝６が施されている。

図５に示す第４実施形態例では、互いに平行な２本の導体パターン５ａ，５ｂを抵抗体４と重畳するように形成し、抵抗体４の上辺４ａから一方の導体パターン５ａよりも幅広なトリミング溝６ａを施すと共に、抵抗体４の下辺４ｂから他方の導体パターン５ｂよりも幅広なトリミング溝６ｂを施すことにより、抵抗体４を蛇行形状としている。

図６に示す第５実施形態例では、高精度な抵抗値調整を可能にするために、互いに平行な２本の導体パターン５ａ，５ｂを抵抗体４と重畳するように形成し、一方の導体パターン５ａよりも幅広な１本目のトリミング溝６ａを施して抵抗値を目標値近傍まで上昇させた後（抵抗値の粗調整）、他方の導体パターン５ｂよりも幅広な２本目のトリミング溝６ｂを施すことにより、抵抗体４の抵抗値を目標抵抗値に一トリミング溝致させるようにしている（抵抗値の微調整）。

図７に示す第６実施形態例では、導体パターン５を抵抗体４の中央部に対して偏倚した位置に形成し、抵抗体４に導体パターン５よりも幅広なトリミング溝６ａと、このトリミング溝６ａよりも切込み量の少ないトリミング溝６ｂを施すことにより、高精度な抵抗値調整を可能にしている。

このようなダブルカット形状のトリミング溝６ａ，６ｂを形成する場合、図８（ａ）に示すように、導体パターン５を一方の表電極２寄りの位置で抵抗体４と重畳するように形成した後、図８（ｂ）に示すように、抵抗体４の下辺４ｂから導体パターン５よりも幅広な１本目のトリミング溝６ａを施して抵抗値を目標値近傍まで上昇させる（抵抗値の粗調整）。次に、図７に示すように、他方の表電極３寄りの位置で抵抗体４の下辺４ｂから２本目のトリミング溝６ｂを施し、このトリミング溝６ｂの切込み深さを１本目のトリミング溝６ａを越えないようにすることで、抵抗体４の抵抗値を目標抵抗値に一致（抵抗値の微調整）させれば良い。この場合、２本目のトリミング溝６ｂの先端部にマイクロクラックは発生するが、このトリミング溝６ｂが形成される部分は抵抗値がほとんど変化しない（電流がほとんど流れない）領域であるため、マイクロクラックの影響を少なくすることができる。

図９に示す第７実施形態例では、抵抗体４にコ字状に連続するスリットを形成することにより、導体パターン５よりも幅広なトリミング溝６ｃが施されている。このような形状のトリミング溝６ｃを形成する場合、図１０（ａ）に示すように、幅Ｗ１の導体パターン５を抵抗体４と重畳するように形成した後、図１０（ｂ）に示すように、抵抗体４の下辺４ｂから内部に切り込んだ幅狭なトリミング溝６ｃをコ字状に折り返すことにより、抵抗体４から導体パターン５の一部を島状の分離部５ｃに切り離す切込みを入れ、この切込みの幅寸法Ｗ２を導体パターン５のパターン幅Ｗ１よりも広くすれば良い。

１ 絶縁基板
２，３ 表電極
４ 抵抗体
５，５ａ，５ｂ 導体パターン
６，６ａ，６ｂ トリミング溝

Claims (6)

1. 絶縁基板と、この絶縁基板上に所定間隔を存して対向配置された一対の電極と、これら電極間を橋絡する抵抗体とを備え、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、
   前記一対の電極間に前記抵抗体の導電率よりも高導電率の材料からなる導体パターンが該抵抗体と重畳するように形成されており、前記トリミング溝が前記導体パターンよりも広い溝幅で前記抵抗体の一辺から該導体パターンの延出方向に沿って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、前記導体パターンの端部が前記抵抗体から外方へ突出し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、前記導体パターンは前記抵抗体の上面に形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。
4. 請求項１の記載において、前記導体パターンと前記電極が同一材料からなることを特徴とするチップ抵抗器。
5. 絶縁基板と、この絶縁基板上に所定間隔を存して対向配置された一対の電極と、これら電極間を橋絡する抵抗体とを備え、前記抵抗体にレーザー光を照射して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のトリミング方法において、
   前記一対の電極間に前記抵抗体の導電率よりも高導電率の材料からなる導体パターンを該抵抗体と重畳するように形成した後、前記レーザー光を前記抵抗体の一辺から前記導体パターンの延出方向に沿って照射することにより、前記導体パターンよりも溝幅が広い前記トリミング溝を形成することを特徴とするチップ抵抗器のトリミング方法。
6. 請求項５の記載において、前記導体パターンを前記抵抗体の相対向する両辺からそれぞれ外方へ突出するように形成した後、前記レーザー光を前記導体パターンの一方の端部から前記抵抗体の内部に向けて照射するようにしたことを特徴とするチップ抵抗器のトリミング方法。