JP6627080B2

JP6627080B2 - チップ抵抗器の製造方法およびチップ抵抗器

Info

Publication number: JP6627080B2
Application number: JP2016093004A
Authority: JP
Inventors: 泰治木下; 裕介山本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-05-06
Filing date: 2016-05-06
Publication date: 2020-01-08
Anticipated expiration: 2036-05-06
Also published as: JP2017201663A

Description

本発明は、各種電子機器に使用される金属板を抵抗体としたチップ抵抗器の製造方法およびチップ抵抗器に関するものである。

従来のこの種のチップ抵抗器の製造方法は、金属からなる抵抗体に金属を含有するペーストを印刷、焼成することによって一対の電極を形成するようにしていた。

なお、この出願の発明に関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２０１１−９６８１４号公報

上記従来のチップ抵抗器の製造方法は、はんだ付け性を向上させる等の目的で一対の電極２の厚みを厚くしようとすると、１回の印刷では困難であるため、複数回印刷する必要があった。

そして、複数回印刷すると、それぞれの層間の密着性が低くなり、また、抵抗体に直接接している層が他の層より収縮しにくいため、複数回印刷した後に同時焼成すると、収縮による応力が抵抗体に直接接している層に多く加わり、この結果、電極に亀裂が入ったり、その一部が剥がれたりし、これにより、電極の形成不良が発生する可能性があるという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、電極の形成不良を抑制できるチップ抵抗器の製造方法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、本発明は、一対の電極を、金属を含有するペーストを印刷、焼成することによって形成し、さらに、この一対の電極は、その互いに対向する面が抵抗体から離れる方向に向かってその幅が狭くなるような傾斜面を有する第１の電極層を形成して焼成した後、第１の電極層およびその傾斜面を覆うように第２の電極層を形成して設けられている。

第１の電極層の傾斜面を覆うように第２の電極層を形成しているため、第１の電極層と第２の電極層との接着密度が向上し、さらに、第１の電極層を形成した後で一旦焼成をしているため、一対の電極の抵抗体に直接接している部分が受ける収縮による応力が小さくなり、これにより、一対の電極に亀裂が入ったり、その一部が剥がれたりしにくくなるため、一対の電極の形成不良を抑制できるという優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の側面図同チップ抵抗器の製造方法を示す上面図および側面図同チップ抵抗器の製造方法を示す上面図および側面図同チップ抵抗器の製造方法を示す上面図および側面図同チップ抵抗器の製造方法を示す上面図および側面図同チップ抵抗器の他の例の側面図

図１は本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の側面図である。

本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器は、図１に示すように、ＣｕＮｉ、ＮｉＣｒ、ＣｕＭｎ等の金属で構成された抵抗体１と、抵抗体１の一面（上面）の両端部に形成されＣｕで構成された一対の電極２と、抵抗体１の前記一面の一対の電極２間に形成された保護膜３と、この一対の電極２を覆うように形成されためっき層３ａとを備えている。また、一対の電極２の抵抗体１に形成された面と対向する面が実装用基板（以下、図示せず）に実装される。

そして、一対の電極２は、金属を含有するペーストを印刷することによって構成され、実装用基板に向かって、その幅が狭くなっている。

なお、ここでは、実装用基板に接する方向を便宜上「上方」とし、一対の電極２間に電流が流れる方向と平行な寸法を「幅」とする。

以下、本発明の一実施の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。

まず、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ＣｕＮｉ、ＮｉＣｒ、ＣｕＭｎ等からなる金属を板状に構成したシート状抵抗体１ａを用意し、このシート状抵抗体１ａの表面に一定間隔で複数の帯状にＣｕを主成分としたペーストを印刷、乾燥し、第１の層２ａを形成する。図２（ａ）（ｂ）において、この複数の第１の層２ａの中心線であるＡ−Ａ線で挟まれた部分が個片状となったときの１つのチップ抵抗器の側面（断面）に該当する。個片状に分割した後はシート状抵抗体１ａは抵抗体１となる。

第１の層２ａは、シート状抵抗体１ａの一方の側面から他方の側面まで連続して形成し、また、ペーストの周囲が表面張力で薄くなり、その結果、シート状抵抗体１ａから離れる方向に向かって（上面に向かうに従って）その幅が狭くなる。

ここで、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の側面図である。

次に、図３（ａ）（ｂ）に示すように、それぞれの第１の層２ａの上面に重なるように、Ｃｕを主成分としたペーストを印刷、乾燥し、第２の層２ｂを形成する。第２の層２ｂは第１の層２ａより幅が狭くなっている。また、第２の層２ｂもペーストの周囲が表面張力で薄くなり、上面に向かうに従って（シート状抵抗体１ａから離れるのに従って）幅が狭くなる。

そして、第１の層２ａと第２の層２ｂからなる第１の電極層４ａが形成される。第２の層２ｂが第１の層２ａより幅が狭いため、それぞれの第１の電極層４ａは、帯状となった第１の電極層４ａ同士が互いに対向する面が、抵抗体１から離れる方向に向かってそれぞれの幅が狭くなるような傾斜面５となる略台形状になっている。個片状のチップ抵抗器においても、第１の電極層４ａは、抵抗体１から離れる方向に向かってその幅が狭くなるような傾斜面５をなしている。この傾斜面５は第１の層２ａ、第２の層２ｂの斜めに傾斜する端面で、曲線状または直線状になっている。すなわち、傾斜面５は、抵抗体１（シート
状抵抗体１ａ）の上面に対して直角となっていない。

ここで、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の側面図である。

次に、窒素雰囲気中で８００℃〜９８０℃で焼成する。

次に、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、それぞれの第１の電極層４ａ（第２の層２ｂ）の上面を覆うように、Ｃｕを主成分としたペーストを印刷、乾燥し、第３の層２ｃを形成する。第３の層２ｃは第２の層２ｂと幅が略同一で、さらに、第３の層２ｃもペーストの周囲が表面張力で薄くなって上面に向かうに従って幅が狭い略台形状になるため、第１の電極層４ａの傾斜面５にペーストが流れ、第３の層２ｃが第１の電極層４ａの傾斜面５も覆うようになる。なお、図面では、第２の層２ｂの傾斜面５のみを覆っているが、第１の層２ａの傾斜面５も覆うようにしてもよい。

ここで、図３（ｃ）は上面図、図３（ｄ）は、図３（ｃ）の側面図である。

次に、図４（ａ）（ｂ）に示すように、それぞれの第３の層２ｃの上面を覆うように、Ｃｕを主成分としたペーストを印刷、乾燥し、第４の層２ｄを形成する。第４の層２ｄは第２、第３の層２ｂ、２ｃと幅が略同一になっている。また、第４の層２ｄもペーストの周囲が表面張力で薄くなって上面に向かうに従って幅が狭い略台形状になっている。

ここで、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の側面図である。

次に、窒素雰囲気中で８００℃〜９８０℃で焼成する。第３の層２ｃと第４の層２ｄとで、略台形状になった第２の電極層４ｂとなる。そして、第１の電極層４ａと第２の電極層４ｂによって帯状の電極２が構成される。

なお、第２の電極層４ｂを構成する層を２つとしたが、３つ以上の層としてもよい。また、第１〜第４の層２ａ〜２ｄは、その厚みは略等しい。

次に、図４（ｃ）（ｄ）に示すように、帯状のそれぞれの電極２間に、エポキシ樹脂からなる保護膜３を形成する。

次に、めっき層３ａを形成した後、図５（ａ）（ｂ）に示すように、縦横の分割溝６を形成して個片状に分割し、図１に示すような、個片状のチップ抵抗器を得る。

ここで、図４（ｃ）は上面図、図４（ｄ）は、図４（ｃ）の側面図である。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の側面図である。

なお、説明を簡単にするために、図２〜図５では個片状のチップ抵抗器が縦２列、横２列のシート状に形成されている部分を示す。また、適宜抵抗値調整してもよい。

本発明の一実施の形態における抵抗器の製造方法においては、第１の電極層４ａの傾斜面５を覆うように第２の電極層４ｂを形成しているため、第１の電極層４ａと第２の電極層４ｂとの接着密度が向上し、さらに、第１の電極層４ａを形成した後で一旦焼成をしているため、一対の電極２の抵抗体１に直接接している第１の層２ａが受ける収縮による応力が小さくなり、これにより、一対の電極２に亀裂が入ったり、その一部が剥がれたりしにくくなるため、一対の電極２の形成不良を抑制できるという効果が得られるものである。

すなわち、第１の電極層４ａを幅の広い第１の層２ａと幅の狭い第２の層２ｂで構成することによって、第１の電極層４ａを斜めに傾斜する傾斜面５を有する略台形状に形成することができ、そして、第１の電極層４ａを第２の層２ｂと同じ幅の第３の層２ｃで覆うことによってその傾斜面５に、第３の層２ｃのペーストが流れ、第３の層２ｃが傾斜面５と第１の電極層４ａの上面を覆うため、両者の接触面積が大きくなり、第３の層２ｃと第１の電極層４ａ（第２の層２ｂ）との密着性が向上する。

また、第１の層２ａと第２の層２ｂを形成した後に焼成しているため、第１の層２ａと第２の層２ｂとの密着性が良く、第３の層２ｃと第４の層２ｄを形成した後に焼成しているため、第３の層２ｃと第４の層２ｄとの密着性も良い。したがって、複数回印刷して一対の電極２を形成しても、各層間の密着性が低くならない。

さらに、第１の層２ａは抵抗体１に直接接しているため、他の第２〜第４の層２ｂ〜２ｄよりも焼成による収縮性は小さいが、２層目の第２の層２ｂ形成後に一旦、焼成すると、焼成によって生じる収縮による応力が第１の層２ａに及ぼすのは第２の層２ｂのみになるため、第１の層２ａが受ける収縮による応力が小さくなる。

なお、第１の電極層４ａのうち抵抗体１の一面と直接接する最下層となる第１の層２ａに、ＣｕではなくＣｕＮｉを使用すれば、ＴＣＲ特性が良化する。

このとき、第１の電極層４ａの他の層（第２の層２ｂ）、第２の電極層４ｂ（第３の層２ｃ、第４の層２ｄ）をＣｕで構成した場合、抵抗値を安定させることができる。

一般に、溶剤を含有するペーストを印刷し、乾燥させると、にじみが生じて形状が安定しない場合がある。本願において、ＣｕＮｉで構成された最下層の第１の層２ａの焼成前（乾燥状態）に、この第１の層２ａ上にＣｕで構成された第２の層２ｂを印刷すると、第２の層２ｂの溶剤が第１の層２ａに吸収されるため、第２の層２ｂにはにじみが発生せず、形状が安定する。ＣｕＮｉで構成された第１の層２ａにはにじみが生じて形状が安定しない場合があるが、ＣｕＮｉはＣｕより比抵抗が高いため、抵抗値に主に影響を与えるのは第１の層２ａ以外のＣｕで構成された層となり、そして、上述したようにＣｕで構成された第２の層２ｂはにじみが無く、形状が安定しているため、一対の電極２間の距離も安定し、この結果、抵抗値を安定させることができる。

さらに、図６に示すように、一対の電極２を構成するＣｕよりも比抵抗が高いＣｕＮｉからなる金属層７を、抵抗体１の一面の少なくとも長手方向の全面に形成してもよい。このとき、一対の電極２は抵抗体１の両端部における金属層４の上面に形成される。

この構成により、上記した説明と同様に、Ｃｕで構成された一対の電極２にはにじみが発生せず、形状を安定にすることができるため、抵抗値を安定させることができる。

また、ＣｕＮｉからなる金属層７を、一対の電極２を構成する第１〜第４の層２ａ〜２ｄとは別に形成してもよいし、最下層の第１の層２ａをＣｕＮｉで構成し抵抗体１の一面の全面に形成することによって設けてもよい。

本発明に係るチップ抵抗器の製造方法およびチップ抵抗器は、電極の形成不良を抑制できるという効果を有するものであり、特に各種電子機器に使用される金属板を抵抗体としたチップ抵抗器等に適用することにより有用となるものである。

１抵抗体
２電極
４ａ第１の電極層
４ｂ第２の電極層
５傾斜面

Claims

金属で構成された抵抗体の一面の両端部に金属を含有するペーストを印刷、焼成することによって一対の電極を形成するチップ抵抗器の製造方法であって、前記一対の電極は、互いに対向する面が前記抵抗体から離れる方向に向かってその幅が狭くなるような傾斜面を有する第１の電極層を形成して焼成した後、前記第１の電極層およびその前記傾斜面を覆うように第２の電極層を形成して設けられたチップ抵抗器の製造方法。
前記第１の電極層のうち前記抵抗体の一面と直接接する最下層を、前記第２の電極層、他の前記第１の電極層より比抵抗が高い金属で構成した請求項１に記載のチップ抵抗器の製造方法。
前記一対の電極を構成する金属より比抵抗が高い金属を、前記抵抗体の一面の全面に形成した請求項１に記載のチップ抵抗器の製造方法。
前記一対の電極をＣｕ、前記一対の電極を構成する金属より比抵抗が高い金属をＣｕＮｉで構成した請求項３に記載のチップ抵抗器の製造方法。
金属で構成された抵抗体と、前記抵抗体の一面の全面に金属を含有するペーストを印刷、焼成することによって形成された金属層と、前記抵抗体の一面の両端部における前記金属層に金属を含有するペーストを印刷、焼成することによって形成された一対の電極とを備え、前記金属層をＣｕＮｉ、前記一対の電極をＣｕで構成したチップ抵抗器。