JPH07111203A - チップ抵抗器の製造方法とその構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 寸法精度がよく、かつ性能の信頼性の高いチ
ップ抵抗器を得る。 【構成】 第１の配合量のセラミック粉末又は第１の熱
伝導性を有するセラミック粉末を含む第１のガラスセラ
ミックグリーンシート１と、第１の配合量よりも多い第
２の配合量のセラミック粉末又は第１の熱伝導性よりも
高い第２の熱伝導性を有するセラミック粉末を含む第２
のガラスセラミックグリーンシート２とを作製して積層
し、このグリーンシート積層体３を焼結して厚み方向に
熱伝導性の分布を有する熱伝導異方性の絶縁基板４を
得、絶縁基板４の熱伝導性の高い面に電極５と抵抗体６
及び保護膜７を形成した後、絶縁基板４の熱伝導性の低
い面に分割溝を形成して所望のサイズに分割する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として高密度実装技
術を要求される電子機器に好適に適用できるチップ抵抗
器の製造方法とその構造体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、チップ抵抗器を製造する際には、
グリーンシート段階で予め分割用スリットを入れて焼結
した９６重量％アルミナ基板を絶縁基板として用い、こ
の絶縁基板上に電極、抵抗体及び保護膜を形成した後、
分割用スリットで分割し、分割したチップの両側面部に
端面電極を形成するという方法が採用されていた。

【０００３】また、実開昭６４−６００６号公報には、
チップ抵抗器の絶縁基板の下面の中央部に良熱伝導膜を
形成したチップ抵抗器の構造が提案されている。

【０００４】以下、図５を参照しながら、この放熱対策
が施されたチップ抵抗器の構造の一例について説明す
る。

【０００５】図５において、２１は絶縁基板、２２はそ
の上面に形成された電極、２３は抵抗体、２４は保護
膜、２５は絶縁基板２１の下面に形成された良熱伝導
膜、２６は両側面部に形成された端面電極である。

【０００６】このようなチップ抵抗器の製造に際して、
その絶縁基板２１には予め分割用スリットの入った焼結
済み９６重量％アルミナ基板を用い、この絶縁基板２１
上に複数個のチップ抵抗器に相当する電極２２、抵抗体
２３および保護膜２４を各々形成し、さらに抵抗体２３
を形成した絶縁基板２１の裏面に良熱伝導膜２５を形成
し、その後個別のチップ抵抗器に分割し、それぞれの両
側面部に端面電極２６を形成することにより、図５に示
すようなチップ抵抗器を得ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような９６重量％アルミナ基板を絶縁基板として用いた
チップ抵抗器の構造では、絶縁基板の硬度が高く、焼結
後に分割用スリットを形成することができないため、グ
リーンシート段階で分割用スリットを入れて焼結したア
ルミナ基板を絶縁基板として用いており、そのため焼結
により絶縁基板の寸法バラツキが大きくなり、チップ抵
抗器を製造するためにその寸法バラツキを考慮した電極
や抵抗体および保護膜用の印刷マスクを多数用意しなけ
ればならないという問題があった。

【０００８】このような問題を解消するには、絶縁基板
上に抵抗体や保護膜を形成した後に分割溝を形成して個
別のチップ抵抗器に分割できるように、絶縁基板として
ガラスセラミック基板を用いることが考えられるが、焼
結後に分割溝を形成できる程度にセラミック粉末を配合
したガラスセラミック基板では熱伝導性が悪く、抵抗体
で発生する熱は両側面部の端面電極から回路基板への熱
伝達によって放熱することになり、放熱量が小さいため
に高電力でチップ抵抗器を用いることには限界があり、
これに対処するためにはチップ抵抗器のサイズを大きく
せざるを得ないという問題がある。

【０００９】そこで、チップ抵抗器の放熱性を向上させ
るために、上記公報に開示された技術手段を適用して、
絶縁基板の下面の中央部に良熱伝導膜を形成することが
考えられるが、そのような構造ではチップ抵抗器を回路
基板に実装する際に良熱伝導膜に半田が接触して所望の
抵抗値を得ることができない恐れがあるという問題があ
るとともに、熱伝導性が低い絶縁基板では、その下面の
中央部に良熱伝導膜を形成しただけでは高電力でチップ
抵抗器を用いる場合に絶縁基板の上面の抵抗体で発生す
る熱の放熱性が不十分であるという問題がある。

【００１０】このように従来のチップ抵抗器では、絶縁
基板の寸法バラツキに起因してその製造管理コストが増
大し、あるいは放熱性が不十分なために抵抗体の熱に起
因してチップ抵抗器の性能が劣化する恐れがあるなどの
問題があった。

【００１１】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、チッ
プ抵抗器を寸法精度よく製造できるとともに性能の信頼
性の高いチップ抵抗器の製造方法とその構造を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明のチップ
抵抗器の製造方法は、第１の配合量のセラミック粉末を
含む第１のガラスセラミックグリーンシートと、第１の
配合量よりも多い第２の配合量のセラミック粉末を含む
第２のガラスセラミックグリーンシートとを作製する工
程と、第１と第２のガラスセラミックグリーンシートを
積層する工程と、グリーンシート積層体を焼結して厚み
方向に熱伝導性の分布を有する熱伝導異方性の絶縁基板
を得る工程と、絶縁基板の熱伝導性の高い面に電極と抵
抗体及び保護膜を形成する工程と、絶縁基板の熱電導性
の低い面に分割溝を形成して所望のサイズに分割する工
程とを含むことを特徴とする。

【００１３】本願の第２発明のチップ抵抗器の製造方法
は、第１の熱伝導性を有するセラミック粉末を含む第１
のガラスセラミックグリーンシートと、第１の熱伝導性
よりも高い第２の熱伝導性を有するセラミック粉末を含
む第２のガラスセラミックグリーンシートとを作製する
工程と、第１と第２のガラスセラミックグリーンシート
を積層する工程と、グリーンシート積層体を焼結して厚
み方向に熱伝導性の分布を有する熱伝導異方性の絶縁基
板を得る工程と、絶縁基板の熱伝導性の高い面に電極と
抵抗体及び保護膜を形成する工程と、絶縁基板の熱伝導
性の低い面に分割溝を形成して所望のサイズに分割する
工程とを含むことを特徴とする。

【００１４】本願の第３発明のチップ抵抗器の構造体
は、絶縁基板にガラスセラミックを用い、厚み方向に熱
伝導性の分布を有する熱伝導異方性の絶縁基板と、絶縁
基板の熱伝導性の高い面に形成した電極と抵抗体及び保
護膜と、絶縁基板の両側面に形成した端面電極とを備え
たことを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、チップ抵抗器の絶縁基板とし
てガラスセラミック基板を用いており、かつ絶縁基板の
一面に抵抗体や保護膜を形成した後、絶縁基板の他面で
ある熱伝導性の低い比較的硬度を低くすることができる
面に、分割溝を形成するため、所望のサイズに高い寸法
精度で分割することができ、そのためチップ抵抗器の製
造管理コストの低減を図ることができ、しかも厚み方向
に熱伝導性の分布を有する熱伝導異方性の絶縁基板を構
成して用い、絶縁基板の熱伝導性の高い面に抵抗体を形
成しているため、高電力でチップ抵抗器を用いる場合に
おいても熱伝導異方性の絶縁基板の上面の抵抗体で発生
する熱を良好に放熱させることが可能となり、性能の信
頼性の高いチップ抵抗器を実現できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例のチップ抵抗器
の製造方法とその構造について、図１、図２を参照しな
がら説明する。

【００１７】図１、図２において、１はアルミナ粉末を
５０重量％含む第１のガラスセラミックグリーンシー
ト、２はアルミナ粉末を９０重量％含む第２のガラスセ
ラミックグリーンシート、３はグリーンシートの積層
体、４は熱伝導異方性の絶縁基板、５は電極、６は抵抗
体、７は保護膜、８は端面電極である。

【００１８】次に、図２に示す構造のチップ抵抗器の製
造工程を図１に基づいて説明する。

【００１９】まず（ａ）に示すように、アルミナ粉末を
５０重量％含む第１のガラスセラミックグリーンシート
１と、アルミナ粉末を９０重量％含む第２のガラスセラ
ミックグリーンシート２を予め準備する。

【００２０】このとき、ホウ珪酸鉛ガラス粉末とアルミ
ナ粉末を重量比で１０対９０とした無機成分と、有機バ
インダとしてポリビニルブチラール、可塑剤としてジ−
ｎ−ブチルフタレート、溶剤としてトルエンとイソプロ
ピルアルコールの混合液（重量比３０対７０）とを混合
してスラリーとして、このスラリーをドクターブレード
法で有機フィルム上にシート成形して乾燥したものを、
アルミナ粉末を９０重量％を含む第２のガラスセラミッ
クグリーンシート２として用いた。

【００２１】同様に、ホウ珪酸鉛ガラス粉末とアルミナ
粉末を重量比で５０対５０とした無機成分を用いて上記
の方法で作製したものを、アルミナ粉末を５０重量％を
含む第１のガラスセラミックグリーンシート１として用
いた。

【００２２】次に、（ｂ）に示すように、アルミナ粉末
を９０重量％含む第２のガラスセラミックグリーンシー
ト２とアルミナ粉末を５０重量％含む第１のガラスセラ
ミックグリーンシート１を積み重ねて熱圧着してグリー
ンシートの積層体３を得た。

【００２３】熱圧着条件は、温度が８０°Ｃ、圧力が２
００ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００２４】その後、（ｃ）に示すように、グリーンシ
ートの積層体３をベルト炉によって焼結して、熱伝導異
方性の絶縁基板４を得た。焼結条件は１３００°Ｃで１
時間であった（１３００°Ｃの保持時間は約１０分であ
る。）。

【００２５】こうして得た熱伝導異方性の絶縁基板４に
おいては、アルミナを多く含むために熱伝導性の高い面
（アルミナを９０重量％含んだ場合の熱伝導率は０．０
４ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・°Ｃ）と、その面よりもアル
ミナが少ないために熱伝導性の低い面（アルミナを５０
重量％含んだ場合の熱伝導率は０．００７ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・°Ｃ）とを含み、その厚み方向に熱伝導性の
分布を有する。この熱伝導性の低い面は、ガラスを多く
含むために硬度が低く、その硬度よりも硬度が高く、か
つ鋭利な角度形状を有する加工刃により容易に研削が可
能となる。

【００２６】そして、（ｄ）に示すように、この熱伝導
異方性を有する絶縁基板４の熱伝導性の高い面に銀−パ
ラジウムを主成分とする導体ペーストを用いて所定の電
極パターンを印刷した後、８５０°Ｃの焼成温度にて焼
成して電極５を形成する。さらに、酸化ルテニウムを主
成分とする抵抗ペーストを用いて電極５に対応した抵抗
体パターンを印刷した後、８５０°Ｃの焼成温度にて焼
成して抵抗体６を形成する。また、ガラスを主成分とす
るガラスペーストを用いて抵抗体６に対応した保護膜パ
ターンを形成した後、６５０°Ｃの焼成温度にて焼成し
て保護膜７を形成する。こうして、複数個のチップ抵抗
器に相当する電極５、抵抗体６および保護膜７を形成し
た熱伝導異方性を有する絶縁基板４が得られる。

【００２７】次いで、個別のチップ抵抗器に分割するた
めの分割溝を熱伝導異方性を有する絶縁基板４の熱伝導
性の低い面に、その硬度よりも硬度が高く、かつ鋭利な
角度形状を有する加工刃により形成した後、弾性を有す
るゴム板などの上にて均等に機械的応力を加えることに
より、（ｅ）に示すように、所望の寸法でかつ寸法精度
の良い個別のチップ抵抗器が得られる。

【００２８】この分割溝を形成する際に、算盤玉の形状
を有するダイアモンド製の回転加工刃を用いて０．５〜
１．０ｋｇ／ｃｍ² の圧力を加えながら熱伝導異方性を
有する絶縁基板４の表面を回転させながら研削加工し
た。このとき、回転加工刃により熱伝導異方性を有する
絶縁基板４の表面には数ミクロンの深さの分割溝を形成
できた。回転加工刃の先端角度は１３０°に加工したも
のを用いた。

【００２９】最後に、（ｆ）に示すように、個別に分割
したチップ抵抗器の両側面に端面電極８を形成すること
により、図２に示す厚み方向に熱伝導性の分布を有する
熱伝導異方性を有する絶縁基板４と、その上面に電極
５、抵抗体６及び保護膜７と、両側面に端面電極８が形
成されたチップ抵抗器が得られる。

【００３０】こうして得たチップ抵抗器においては、抵
抗体６が形成された面はアルミナを多く含むために熱伝
導性が高く、高電力でチップ抵抗器を用いた場合におい
ても抵抗体で発生する熱の放散性が良好となり、性能の
信頼性の高いチップ抵抗器を実現できる。

【００３１】なお、本実施例ではガラスセラミックのセ
ラミック粉末にアルミナを用いた例を示したが、窒化ア
ルミや炭化珪素などの良熱伝導性を有するものであれば
いかなるものでもよい。

【００３２】次に、本発明の第２の実施例のチップ抵抗
器の製造方法について、図３、図４を参照しながら説明
する。

【００３３】図３において、まず（ａ）に示すように、
アルミナ粉末を５０重量％含む第１のガラスセラミック
グリーンシート１１と、炭化珪素粉末を５０重量％含む
第２のガラスセラミックグリーンシート１２を予め準備
する。

【００３４】このとき、ホウ珪酸鉛ガラス粉末と炭化珪
素粉末を重量比で５０対５０とした無機成分と、有機バ
インダとしてポリビニルブチラール、可塑剤としてジ−
ｎ−ブチルフタレート、溶剤としてトルエンとイソプロ
ピルアルコールの混合液（重量比３０対７０）とを混合
してスラリーとして、このスラリーをドクターブレード
法で有機フィルム上にシート成形して乾燥したものを、
炭化珪素粉末を５０重量％含む第２のガラスセラミック
グリーンシート１２として用いた。

【００３５】同様に、ホウ珪酸鉛ガラス粉末とアルミナ
粉末を重量比で５０対５０とした無機成分を用いて上記
の方法で作製したものを、アルミナ粉末を５０重量％含
む第１のガラスセラミックグリーンシート１１として用
いた。

【００３６】次に、（ｂ）に示すように、炭化珪素粉末
を５０重量％含む第２のガラスセラミックグリーンシー
ト１２とアルミナ粉末を５０重量％含む第１のガラスセ
ラミックグリーンシート１１を積み重ねて熱圧着してグ
リーンシートの積層体１３を得た。熱圧着条件は、温度
が８０°Ｃ、圧力が２００ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００３７】その後、（ｃ）に示すように、グリーンシ
ートの積層体１３をベルト炉によって焼結して、熱伝導
異方性の絶縁基板１４を得た。焼結条件は９００°Ｃで
１時間であった（９００°Ｃの保持時間は約１０分であ
る。）。

【００３８】こうして得た熱伝導異方性の絶縁基板１４
においては、熱伝導性の高い炭化珪素を含むために熱伝
導性の高い面（炭化珪素を５０重量％含んだ場合の熱伝
導率は０．１ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・°Ｃ）と、炭化珪
素よりも熱伝導性の低いアルミナを含むために熱伝導性
の低い面（アルミナを５０重量％含んだ場合の熱伝導率
は０．００７ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・°Ｃ）とを含み、
その厚み方向に熱伝導性の分布を有する。この熱伝導性
を有する絶縁基板１４は、ガラスを多く含むために硬度
が低く、その硬度よりも硬度が高く、かつ鋭利な角度形
状を有する加工刃により容易に研削が可能となる。

【００３９】そして、（ｄ）に示すように、この熱伝導
異方性を有する絶縁基板１４の熱伝導性の高い面に銀−
パラジウムを主成分とする導体ペーストを用いて所定の
電極パターンを印刷した後、８５０°Ｃの焼成温度にて
焼成して電極１５を形成する。さらに、酸化ルテニウム
を主成分とする抵抗ペーストを用いて電極１５に対応し
た抵抗体パターンを印刷した後、８５０°Ｃの焼成温度
にて焼成して抵抗体１６を形成する。また、ガラスを主
成分とするガラスペーストを用いて抵抗体１６に対応し
た保護膜パターンを形成した後、６５０°Ｃの焼成温度
にて焼成して保護膜１７を形成する。こうして、複数個
のチップ抵抗器に相当する電極１５、抵抗体１６および
保護膜１７を形成した熱伝導異方性を有する絶縁基板１
４が得られる。

【００４０】次いで、個別のチップ抵抗器に分割するた
めの分割溝を熱伝導異方性を有する絶縁基板１４に、そ
の硬度よりも硬度が高く、かつ鋭利な角度形状を有する
加工刃により形成した後、弾性を有するゴム板などの上
にて均等に機械的応力を加えることにより、（ｅ）に示
すように、所望の寸法でかつ寸法精度の良い個別のチッ
プ抵抗器が得られる。

【００４１】この分割溝を形成する際に、算盤玉の形状
を有するダイアモンド製の回転加工刃を用いて０．５〜
１．０ｋｇ／ｃｍ² の圧力を加えながら熱伝導異方性を
有する絶縁基板１４の表面を回転させながら研削加工し
た。こうして、回転加工刃により熱伝導異方性を有する
絶縁基板４の表面に数ミクロンの深さの分割溝を形成で
きた。回転加工刃の先端角度は１３０°に加工したもの
を用いた。

【００４２】最後に、（ｆ）に示すように、個別に分割
したチップ抵抗器の両側面に端面電極１８を形成するこ
とにより、図４に示す厚み方向に熱伝導性の分布を有す
る熱伝導異方性を有する絶縁基板１４と、その上面に電
極１５、抵抗体１６及び保護膜１７と、両側面に端面電
極１８が形成されたチップ抵抗器が得られる。

【００４３】こうして得たチップ抵抗器においては、抵
抗体１６が形成された面は熱伝導性の高い炭化珪素を含
むために熱伝導性が高く、高電力でチップ抵抗器を用い
た場合においても抵抗体で発生する熱の放散性が良好と
なり、性能の信頼性の高いチップ抵抗器を実現できる。

【００４４】なお、本実施例ではガラスセラミックのセ
ラミック粉末にアルミナおよび炭化珪素を用いた例を示
したが、窒化アルミなどの良熱伝導性を有するものであ
ればいかなるものでもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明のチップ抵抗器の製造方法によれ
ば、高い寸法構成を有し、高電力でチップ抵抗器を用い
る場合においても抵抗体で発生する熱を良好に放熱させ
ることが可能となる、性能の信頼性の高いチップ抵抗器
を得ることができる。

【００４６】また、本発明のチップ抵抗器の構造体は、
高電力でチップ抵抗器を用いる場合においてもその抵抗
体で発生する熱の放散性が良好であり、性能の信頼性の
高いチップ抵抗器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のチップ抵抗器の製造方
法の工程図である。

【図２】同実施例のチップ抵抗器の縦断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例のチップ抵抗器の製造方
法の工程図である。

【図４】同実施例のチップ抵抗器の縦断面図である。

【図５】従来例のチップ抵抗器の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 第１のガラスセラミックグリーンシート ２ 第２のガラスセラミックグリーンシート ３ グリーンシートの積層体 ４ 熱伝導異方性の絶縁基板 ５ 電極 ６ 抵抗体 ７ 保護膜 ８ 端面電極 １１ 第１のガラスセラミックグリーンシート １２ 第２のガラスセラミックグリーンシート １３ グリーンシートの積層体 １４ 熱伝導異方性の絶縁基板 １５ 電極 １６ 抵抗体 １７ 保護膜 １８ 端面電極

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の配合量のセラミック粉末を含む第
   １のガラスセラミックグリーンシートと、第１の配合量
   よりも多い第２の配合量のセラミック粉末を含む第２の
   ガラスセラミックグリーンシートとを作製する工程と、
   第１と第２のガラスセラミックグリーンシートを積層す
   る工程と、グリーンシート積層体を焼結して厚み方向に
   熱伝導性の分布を有する熱伝導異方性の絶縁基板を得る
   工程と、絶縁基板の熱伝導性の高い面に電極と抵抗体及
   び保護膜を形成する工程と、絶縁基板の熱伝導性の低い
   面に分割溝を形成して所望のサイズに分割する工程とを
   含むことを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
2. 【請求項２】 第１の熱伝導性を有するセラミック粉末
   を含む第１のガラスセラミックグリーンシートと、第１
   の熱伝導性よりも高い第２の熱伝導性を有するセラミッ
   ク粉末を含む第２のガラスセラミックグリーンシートと
   を作製する工程と、第１と第２のガラスセラミックグリ
   ーンシートを積層する工程と、グリーンシート積層体を
   焼結して厚み方向に熱伝導性の分布を有する熱伝導異方
   性の絶縁基板を得る工程と、絶縁基板の熱伝導性の高い
   面に電極と抵抗体及び保護膜を形成する工程と、絶縁基
   板の熱伝導性の低い面に分割溝を形成して所望のサイズ
   に分割する工程とを含むことを特徴とするチップ抵抗器
   の製造方法。
3. 【請求項３】 セラミック粉末に、アルミナ、窒化アル
   ミまたは炭化珪素の粉末を含むことを特徴とする請求項
   １または２記載のチップ抵抗器の製造方法。
4. 【請求項４】 絶縁基板より硬度が高く、かつ鋭利な角
   度形状を有する加工刃により分割溝を形成することを特
   徴とする請求項１または２記載のチップ抵抗器の製造方
   法。
5. 【請求項５】 絶縁基板にガラスセラミックを用い、厚
   み方向に熱伝導性の分布を有する熱伝導異方性の絶縁基
   板と、絶縁基板の熱伝導性の高い面に形成した電極と抵
   抗体及び保護膜と、絶縁基板の両側面に形成した端面電
   極とを備えたことを特徴とするチップ抵抗器の構造体。