JP5179064B2

JP5179064B2 - チップ抵抗器の製造方法及びチップ抵抗器

Info

Publication number: JP5179064B2
Application number: JP2007019384A
Authority: JP
Inventors: 雅之桑原
Original assignee: 太陽社電気株式会社
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2027-01-30
Also published as: JP2008187018A

Description

本発明はチップ抵抗器の製造方法及びチップ抵抗器に関する。

チップ抵抗器の製造に用いられる抵抗ペースト材料は高価であるにも拘わらず、市場で要求される多様な抵抗値に対応するため、従来は多種多様な抵抗率を持つ抵抗ペーストを用意した上で、スクリーン印刷の印刷条件を変化させることで印刷膜厚を微妙に制御して対応してきた。しかし、印刷条件を変えることで制御可能な抵抗値範囲は非常に狭く、結果としてトリミング前の初抵抗値が目標の抵抗値範囲に入らず廃棄せざるを得なくなるといった問題があった。

また、近年電流検出用として抵抗値が１０ｍΩ前後で、しかも温度による抵抗値変化が小さいチップ抵抗器の要求があるが、従来の技術では抵抗ペーストの印刷・乾燥・焼成の際の滲みやダレにより、低抵抗値でしかも温度による抵抗値変化が小さいチップ抵抗器の実現が困難であった。

さらにまた、近年耐サージ特性に優れ、しかも小型のチップ抵抗器の要求があるが、従来のスクリーン印刷技術では抵抗ペーストの印刷・乾燥・焼成によりパターンの線幅は１００〜１５０μｍが限界であった。チップ抵抗器の耐サージ特性は抵抗パターンを長くして単位長さ当たりの電界強度を小さくすることにより向上する性質があるが、小型チップ抵抗器では抵抗パターンを蛇行して長く形成することが困難であった。

また、近年、電子機器の小型化軽量化に伴い多連チップ抵抗器の小型化及び低背化の要求がある一方で、抵抗体の間隔が狭くなることにより、隣接する抵抗体に流れる信号がノイズとなるいわゆるクロストークノイズを低減する要求がある。従来の多連チップ抵抗器は基板の上面のみに複数の抵抗体を形成するため、抵抗体の間隔を大きくすることが困難であった。
引用なし

本発明は上記の諸課題を解決するものであり、１種類のペーストで多種類の抵抗値を有するチップ抵抗器を実現することを第１の目的とする。

また、低抵抗値で、温度による抵抗値変化が小さいチップ抵抗器を実現することを第２の目的とする。

更に又、小型で耐サージ特性に優れたチップ抵抗器を実現することを第３の目的とする。

また、小型・低背でクロストークノイズが小さい多連チップ抵抗器を実現することを第４の目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板上面に形成される、蛇行する溝状凹部の深さだけが異なる複数種類の絶縁基板を製作する工程と、
前記凹部に基板の上面と略同じ高さまで抵抗体を埋設する工程と、前記抵抗体の両端部に電気的に接続された一対の上面電極を形成する工程と、少なくとも前記抵抗体を被覆する保護膜を形成する工程とを有するチップ抵抗器の製造方法であって、抵抗値を調整する方法として前記複数種類から一種類の絶縁基板を選択する工程を含むことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、基板上面に形成される、蛇行する溝状凹部の深さだけが異なる複数種類の絶縁基板を製作する工程と、
前記凹部に基板の上面より高く抵抗体を埋設する工程と、
埋設した抵抗体の表面を研磨して抵抗体の表面と基板の上面とを略面一にする工程と、
前記抵抗体の両端部に電気的に接続された一対の上面電極を形成する工程と、前記抵抗体と上面電極の一部を被覆する保護膜を形成する工程と、を有するチップ抵抗器の製造方法であって、
抵抗値を調整する方法として前記複数種類から一種類の絶縁基板を選択する工程を含むことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、溝状凹部の深さだけが異なる複数種類の絶縁基板を用意し、凹部に抵抗体を絶縁基板の表面まで埋設するので、絶縁基板の種類を選択することにより絶縁基板上の抵抗体の厚みを絶縁基板の種類に応じて変化させることができる。このため、一種類の抵抗体ペーストを用いて多種類の抵抗値を有するチップ抵抗器を製造できる。

また、抵抗体を凹部に埋設するので、抵抗ペーストの印刷・乾燥・焼成の際の滲みやダレの発生を防止できる。
また、凹状パターンは基板焼成前にプレス加工で形成するため、深さ方向を含めた形状制御が容易でありトリミングすることなく目標の抵抗値を得ることが出来る。
また、凹状パターンの溝を深くすることにより従来の技術では実現不可能な低抵抗値を持つチップ抵抗器の提供が可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、凹部に基板の上面より高く埋設した抵抗体を研磨して抵抗体の表面と基板の上面とを面一にするので、凹部に埋設した抵抗体の厚みが凹部の深さに精確に一致する。このため抵抗体の抵抗値が凹部の深さの違いに基づいてより精確に設定できる。
また、埋め込みに用いるスクリーン印刷用のマスクに要求される精度は格段に低いため、効率の良い製造が可能となる。

また、請求項１，２に記載の発明によれば、抵抗体が埋設される凹部を蛇行させたので、例えば線幅が５０〜１００μｍと幅の狭い抵抗パターンを長く形成することが可能となる。このため、小型で耐サージ特性に優れたチップ抵抗器を製造できる。
また、凹状パターンの深さ、行路長を変化させることでトリミング前の初抵抗値を簡単に２倍、３倍と制御することが可能になるため、少ない種類の抵抗ペーストで多くの種類の抵抗値を得ることが可能になり、制御性の高い製造工程が実現出来る。
また、抵抗体と基板の接触面積を従来と比較して格段に大きく取る事ができ、その結果放熱性が向上し、同じチップ面積でより大きな定格電力を持つチップ抵抗器の提供が可能となる。
また、微細パターンの形成により行路長を長く取ることにより従来の技術では実現不可能な高抵抗値を持つチップ抵抗器の提供が可能となる。

以下に本発明の第１実施例に係るチップ抵抗器の製造方法を添付図面に基づき説明する。図１及び図２に示すように、大判の絶縁基板１０に複数本の一次スリット１１を等間隔で形成するとともに複数本の二次スリット１２を等間隔で形成する。同時に、二次スリット１２で区画された短冊状基板の中央部分に基板の一端から他端まで延びる溝状凹部１３を形成する。一次スリット１１、二次スリット１２及び溝状凹部１３はグリーンシートにプレス加工で成形し、しかる後に焼成したり、焼成した絶縁基板に回転ディスクあるいはレーザー光で加工する。そして、大判の絶縁基板１０に溝状凹部１３を加工するに際し、例えば１５μｍと３０μｍのように溝状凹部１３の深さが異なる複数種類の大判の絶縁基板１０を製作する。

次に、図３に示すように、大判の絶縁基板１０の裏面に電極ペーストを印刷、焼成して一対の下面電極１４を形成する。
なお、図３〜図８には便宜上大判の絶縁基板１０を一次スリット１１と二次スリット１２から分割して形成したチップ片１０Ａを図示している。

続いて、図４に示すように、大判の溝状凹部１３に抵抗ペーストを印刷、焼成して抵抗体１５を形成する。抵抗ペーストを溝状凹部１３に印刷するとき、抵抗ペーストを焼成して形成される抵抗体１５の表面と絶縁基板１０の表面が略面一となるように、抵抗ペーストの印刷厚みを調整する。抵抗ペーストの材料としては例えば、酸化ルテニウム系ペーストを使用する。抵抗ペーストは溝状凹部１３に印刷するので、端縁に滲みやダレが発生するのを防止でき、溝状凹部１３の寸法によって定まる精確な幅と厚みを備え、焼成したとき所要の容積を得ることができる。このため、例えば溝状凹部の深さが１５μｍの絶縁基板１０を使用した場合の抵抗体１５の抵抗値が２０Ωとすれば、同じ抵抗ペーストを溝状凹部１３の深さが３０μｍの絶縁基板１０に印刷、焼成して抵抗体１５を形成したとき、１０Ωの抵抗値を得ることができる。

次に図５に示すように、抵抗体１５の両端部に電極ペーストを印刷焼成して一対の上面電極１６を形成する。

次に、図６に示すように、抵抗体１５と両上面電極１６の一部を被覆するようにガラスペーストを印刷、焼成して保護膜１９を形成する。

保護膜１９の形成後、図７に示すように、大判の絶縁基板１０を一次スリット１１から短冊状に分割し、短冊状の絶縁基板１０の両分割面に電極ペーストを印刷、焼成して側面電極２０を形成する。側面電極２０となる電極ペーストは上面電極１６と下面電極１４が電気的に接続されるように印刷する。

側面電極２０の形成後、短冊状の絶縁基板１０を二次スリット１２から分割して個々のチップ片１０Ａを形成し、各チップ片１０Ａの上面電極１６、側面電極２０及び下面電極１４にニッケルメッキ２１及び錫メッキ２２を施す。図８に、第１実施例に係る製造方法によって製造したチップ抵抗器１０Ａの模式的断面図を示す。

本実施例によれば、溝状凹部１３の深さを異にする複数種類の絶縁基板１０を用意し、溝状凹部１３に抵抗体１５を絶縁基板１０の表面まで埋設するので、絶縁基板１０の種類を選択することにより絶縁基板１０上の抵抗体１５の厚みを絶縁基板１０の種類に応じて変化させることができる。このため、一種類の抵抗体ペーストを用いて多種類の抵抗値を有するチップ抵抗器を製造できる。

また、抵抗体１５を溝状凹部１３に埋設するので、抵抗ペーストの印刷・乾燥・焼成の際の滲みやダレの発生を防止できる。
また、凹状パターンは基板焼成前にプレス加工で形成するため、深さ方向を含めた形状制御が容易でありトリミングすることなく目標の抵抗値を得ることが出来る事が本発明の特徴であるが、必要に応じてカバーコートを形成してトリミングを行う事でより精密な抵抗値を実現する事を妨げない。また、実施例1では溝の本数を１本としたがこれに限らず複数本の溝を形成することにより初抵抗値を変化させることが出来る。また、実施例1では溝の形状を逆台形としたがこれに限らず矩形、半円形、半楕円形、半小判形など任意の形状にすることにより初抵抗値を変化させることが出来る。更に、実施例1では溝の形状を直線状としたが蛇行等により長さを変化させることにより初抵抗値を変化させることが出来る。また、言うまでもなく溝の幅を変えることにより初抵抗値を変化させることが出来る。
また、凹状パターンの溝を深くすることにより従来の技術では実現不可能な低抵抗値を持つチップ抵抗器の提供が可能となる。

本発明の第２実施例に係るチップ抵抗器の製造方法を図９〜図１４に基づき説明する。図９に示すように、大判の絶縁基板３０の表面に一次スリッ３１トと二次スリット３２を形成するとともに、一次スリット３１と二次スリット３２で区画されたチップ片３０Ａのそれぞれに溝状凹部３３を形成する。この溝状凹部３３は略Ｗ字形に蛇行する平面形状を有するように形成する。大判の絶縁基板３０にこの溝状凹部３３を形成する際、第１実施例の製造方法と同様に溝状凹部３３の深さを異にする複数種類の大判絶縁基板３０を製作する。種類としては溝状凹部３３の深さが例えば１０μｍのものと２０μｍのものを用意する。

次に、図１０に示すように、大判の絶縁基板３０の裏面に電極ペーストを印刷、焼成して各チップ片３０Ａ毎に一対の下面電極３４を形成する。

続いて、図１１に示すように、溝状凹部３３に抵抗ペーストを印刷、焼成して抵抗体３５を形成する。図１２に示すように、このとき抵抗体３５が絶縁基板３０の表面より若干盛り上がって形成されるように、抵抗ペーストの印刷厚みを調整しておく。

抵抗体３５の形成後、図１３に示す研磨装置６０に大判の絶縁基板３０をセットする。この研磨装置６０は研磨盤６１と、研磨盤６１に対し上下動する基板ホルダー６２から成る。基板ホルダー６２に、抵抗体３５が研磨盤６１に対面するように大判の絶縁基板３０を装着し、基板ホルダー６２を下動して、絶縁基板３０の表面から盛り上がった抵抗体３５を研磨盤６１に圧接させる。そして、研磨盤６１を回転させ、盛り上がった抵抗体３５を研磨し、抵抗体３５の表面と絶縁基板３０の面を略面一に形成する。

次に、図１４に示すように、研磨した大判の絶縁基板３０に電極ペーストを印刷、焼成し、抵抗体３５の両端部に電気的に接続される一対の上面電極３６を形成する。続いて、両上面電極間３６に露出している抵抗体３５にガラスペーストを印刷、焼成してカバーコート層３７を形成する。

そして、カバーコート層３７の上からレーザートリミングで抵抗体３５にトリミング溝３８を形成し、抵抗体３５の抵抗値を修正する。図１５に示すように、トリミング溝３８はＷ字形に蛇行している抵抗体３５の中央切欠部３５ａが一次スリット３１と平行方向に延長するように切り欠いて形成する。

レーザートリミングの後は第１実施例に係る製造方法と同様、順に保護膜と側面電極を形成し、ニッケルメッキと錫メッキを施す。
本実施例によれば、溝状凹部３３に基板３０の上面より高く埋設した抵抗体３５を研磨して抵抗体３５の表面と基板３０の上面とを面一にするので、溝状凹部３３に埋設した抵抗体３５の厚みが溝状凹部３３の深さに精確に一致する。このため抵抗体３５の抵抗値が溝状凹部３３の深さの違いに基づいてより精確に設定できる。

また、抵抗体３５が埋設される溝状凹部３３を蛇行させたので、例えば線幅が５０〜１００μｍと幅の狭い抵抗パターンを長く形成することが可能となる。このため、小型で耐サージ特性に優れたチップ抵抗器を製造できる。
また、凹状パターンの深さ、行路長を変化させることでトリミング前の初抵抗値を簡単に２倍、３倍と制御することが可能になるため、少ない種類の抵抗ペーストで多くの種類の抵抗値を得ることが可能になり、制御性の高い製造工程が実現出来る。
また、抵抗体と基板の接触面積を従来と比較して格段に大きく取る事ができ、その結果放熱性が向上し、同じチップ面積でより大きな定格電力を持つチップ抵抗器の提供が可能となる。
また、微細パターンの形成により行路長を長く取ることにより従来の技術では実現不可能な高抵抗値を持つチップ抵抗器の提供が可能となる。

本発明の第３実施例に係るチップ抵抗器の製造方法を図１６〜図２５に基づき説明する。図１６、図１７及び図１８に示すように、大判の絶縁基板４０に形成した一次スリット４１と二次スリット４２で区画されるチップ片４０Ａの表面と裏面に溝状凹部４３の列を形成する。本実施例ではチップ片４０Ａごとに表面と裏面にそれぞれ２本の溝状凹部４３からなる列を形成している。各溝状凹部４３は二次スリット４２と平行に形成する。そして、表面の溝状凹部４３と裏面の溝状凹部４３が対向することのないように、すなわち、表面の隣接する溝状凹部４３の間の領域に裏面の溝状凹部４３を配置し、かつ裏面の隣接する溝状凹部４３の間の領域に表面の溝状凹部４３を配置する。

次に、図１９に示すように電極ペーストを絶縁基板の表裏両面の所定部位に印刷、焼成して下面電極４４を形成する。各下面電極４４は各溝状凹部４３に対向するように、溝状凹部４３を設けた面の反対面に設けられる。

続いて、図２０に示すように、各溝状凹部４３に抵抗ペーストを印刷、焼成して抵抗体４５を形成する。次に、図２１に示すように、電極ペーストを印刷、焼成して上面電極４６を形成し、図２２に示すように、ガラスペーストを印刷、焼成してカバーコート層４７を形成し、レーザートリミングによりトリミング溝４８を形成する。ついで、図２３に示すように保護膜４９を形成する。続いて、図２４に示すように、側面電極５０を形成し、ニッケルメッキと錫メッキを施す。図２５に、本実施例に係る製造方法で製造したチップ抵抗器の断面図を示す。なお、図中５１はニッケルメッキ、５２は錫メッキを示す。

本実施例によれば、絶縁基板４０の表裏両面に溝状凹部４３の列を設け、かつ表面の溝状凹部４３と裏面の溝状凹部４３が対向しないように配置し、各溝状凹部４３に抵抗体４５を埋設したので、絶縁基板４０に設けられる抵抗体４５の本数を少なくすることなく、隣接する抵抗体４５間の距離を大きくすることができる。このため、小型・低背でクロストークノイズが小さい多連チップ抵抗器を製造できる。なお、本実施例では絶縁基板の表裏両面にそれぞれ２本の溝状凹部を設けたが、表裏に各１本の溝状凹部を設けるだけでも良い。
尚、実施例１、２、３において保護膜にガラスペーストを使用したが、これに限らず樹脂ペーストを使用しても良い。また、側面電極に焼成銀ペーストを使用したが、これに限らず樹脂銀ペーストや金属薄膜を使用しても良い。
また、実施例２、３において精密な抵抗値を実現するためカバーコート層４７を形成した後、レーザートリミングを施したが、いうまでもなく実施例１のようにこれらの工程を省略してもよい。

本発明の第１実施例に係るチップ抵抗器の製造に用いられる大判絶縁基板を示す斜視図である。図１の２−２線から切断した断面図である。本発明の第１実施例に係るチップ抵抗器を構成する絶縁基板のチップ片と下面電極を示す斜視図である。同チップ片と下面電極及び抵抗体を示す斜視図である。同チップ片と下面電極、抵抗体及び上面電極を示す斜視図である。同チップ片と下面電極、抵抗体、上面電極及び保護膜を示す斜視図である。同チップ片と下面電極、抵抗体、上面電極、カバーコート層、保護膜及び側面電極を示す斜視図である。本発明の第１実施例に係るチップ抵抗器を示す断面図である。本発明の第２実施例に係るチップ抵抗器の製造に用いられる大判絶縁基板を示す斜視図である。本発明の第２実施例に係るチップ抵抗器を構成する絶縁基板のチップ片と下面電極を示す斜視図である。同チップ片と下面電極及び抵抗体を示す斜視図である。図１２の１３−１３線から切断した断面図である。本発明の第２実施例に係るチップ抵抗器の製造に用いられる研磨装置の構成を示す説明図である。本発明の第２実施例に係るチップ抵抗器を構成するチップ片と下面電極、抵抗体、上面電極及びカバーコート層を示す斜視図である。同チップ片と下面電極、抵抗体、上面電極、カバーコート層及びトリミング溝を示す斜視図である。本発明の第３実施例に係るチップ抵抗器の製造に用いられる大判絶縁基板を示す斜視図である。本発明の第３実施例に係るチップ抵抗器を構成する絶縁基板のチップ片を示す斜視図である。図１８の１９−１９線から切断した断面図である。本発明の第３実施例に係るチップ抵抗器を構成する絶縁基板のチップ片と下面電極を示す斜視図である。同チップ片と下面電極及び抵抗体を示す斜視図である。同チップ片と下面電極、抵抗体及び上面電極を示す斜視図である。同チップ片と下面電極、抵抗体、上面電極及びカバーコート層を示す斜視図である。同チップ片と下面電極、抵抗体、上面電極、カバーコート層及び保護膜を示す斜視図である。同チップ片と下面電極、抵抗体、上面電極、カバーコート層、保護膜及び側面電極を示す斜視図である。図２４の２５−２５線から切断した断面図である。

１０，３０，４０…絶縁基板
１０Ａ，３０Ａ，４０Ａ…チップ片
１１，３１，４１…一次スリット
１２，３２，４２…二次スリット
１３，３３，４３…溝状凹部
１４，３４，４４…下面電極
１５，３５，４５…抵抗体
１６，３６，４６…上面電極
３７，４７…カバーコート層
３８，４８…トリミング溝
１９，４９…保護膜
２０，５０…側面電極

Claims

基板上面に形成される、蛇行する溝状凹部の深さだけが異なる複数種類の絶縁基板を製作する工程と、
前記凹部に基板の上面と略同じ高さまで抵抗体を埋設する工程と、前記抵抗体の両端部に電気的に接続された一対の上面電極を形成する工程と、少なくとも前記抵抗体を被覆する保護膜を形成する工程とを有するチップ抵抗器の製造方法であって、抵抗値を調整する方法として前記複数種類から一種類の絶縁基板を選択する工程を含むことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
基板上面に形成される、蛇行する溝状凹部の深さだけが異なる複数種類の絶縁基板を製作する工程と、
前記凹部に基板の上面より高く抵抗体を埋設する工程と、
埋設した抵抗体の表面を研磨して抵抗体の表面と基板の上面とを略面一にする工程と、
前記抵抗体の両端部に電気的に接続された一対の上面電極を形成する工程と、前記抵抗体と上面電極の一部を被覆する保護膜を形成する工程と、を有するチップ抵抗器の製造方法であって、
抵抗値を調整する方法として前記複数種類から一種類の絶縁基板を選択する工程を含むことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。