專利名稱：芯片電阻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯片電阻器，具體地，涉及在安裝時通過焊料接合的、設(shè)置在陶瓷基板背面上的背面電極的改進。
背景技術(shù)：
圖6是模式地示出現(xiàn)有的一般芯片電阻器的剖視圖。在該圖中示出的芯片電阻器21包括長方體形狀的陶瓷基板22，由燒制銀等構(gòu)成且設(shè)置在陶瓷基板22的圖示的上表面的長度方向兩端部上的一對表面電極23，由氧化釕等構(gòu)成且跨在一對表面電極23之間設(shè)置的電阻體24，覆蓋該電阻體24的絕緣性保護層25、由燒制銀等構(gòu)成且設(shè)置在陶瓷基板22的圖示的下表面的長度方向兩端部上的一對背面電極26、以及設(shè)置在陶瓷基板22的長度方向兩端面上且橋接表面電極23和背面電極26的一對端面電極27 ;在-字狀連續(xù)的表面電極23、端面電極27和背面電極26上沉積鍍層28而作為襯底電極層。 在相關(guān)的芯片電阻器21中，通過將大尺寸基板沿著縱橫分割槽分割成多個而獲得陶瓷基板22，并且將該大尺寸基板整體地形成多個表面電極23和電阻體24、背面電極26、保護層25等。此外，芯片電阻器21的電阻值的調(diào)整通過在電阻體24上形成未圖示的修整槽來進行。保護層25 —般是兩層結(jié)構(gòu)，即層疊有在修整電阻體24的電阻值調(diào)整之前形成的底涂層和在電阻值調(diào)整之后形成的頂涂層。此外，端面電極27形成在將形成多個保護層25的大尺寸基板進行一次分割而構(gòu)成的長方塊狀基板的分割面上，并且在形成端面電極27之后，構(gòu)成為將長方塊狀基板二次分割為單片(芯片單體)而在各芯片單體上沉積鍍層28。該鍍層28構(gòu)成為包含粘合在襯底電極層上的最內(nèi)層鎳(Ni)鍍層，和在外表面露出的最外層焊料(Sn/Pb)鍍層或錫(Sn)鍍層的兩層以上的層疊結(jié)構(gòu)。另外，這種芯片電阻器21通過將背面電極26搭載并焊接在設(shè)置在電路基板上的焊盤上而進行表面安裝，而在安裝之后芯片電阻器21的熱環(huán)境反復(fù)變化(之后稱為熱震)時，該焊料接合部會由于熱應(yīng)力而損壞，容易產(chǎn)生裂縫。此外，在焊料接合部上產(chǎn)生由熱震導(dǎo)致的裂縫時，由于焊料接合部是電氣且機械連接芯片電阻器21的背面電極26和電路基板的焊墊的區(qū)域，所以最壞的情況是導(dǎo)致導(dǎo)通不良。因此，提出了一種芯片電阻器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠使背面電極構(gòu)成為由燒制銀構(gòu)成的內(nèi)層和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的外層的兩層結(jié)構(gòu)，以緩和作用在焊料接合部上的熱應(yīng)力(例如，參考專利文獻(xiàn)I)。在相關(guān)的現(xiàn)有芯片電阻器中，由于在電路基板的焊塾上與焊料接合部接觸的背面電極的外層由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成，所以與背面電極僅由燒制銀構(gòu)成的情況相t匕，能夠期待緩和作用在焊料接合部上的熱應(yīng)力的效果。專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-84905號公報但是，根據(jù)本發(fā)明人的細(xì)致檢查，發(fā)現(xiàn)即使如專利文獻(xiàn)I中記載的芯片電阻器那樣，背面電極的外層由導(dǎo)電性樹脂形成，當(dāng)該外層和由燒制銀構(gòu)成的內(nèi)層的邊界部分與焊料接合部接觸時，熱應(yīng)力在該邊界部分集中在焊料接合部上，從而也容易產(chǎn)生裂縫。進一步地，在由導(dǎo)電性樹脂形成背面電極的外層的情況下，由于焊接時的加熱而發(fā)生從樹脂成分脫氣，由于該脫氣而在接合部上形成空隙，所以不得已會發(fā)生焊接裂開或粘固性能降低。此夕卜，不好的情況是，如果由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的外層完全覆蓋由燒制銀制成的內(nèi)層，則雖然兩者的邊界部分不與焊料接合部接觸，但是這時來自樹脂成分的脫氣的產(chǎn)生量增加，會產(chǎn)生焊接裂開或粘固性能減弱。因此，即使采用由導(dǎo)電性樹脂形成背面電極外層的現(xiàn)有技術(shù)，防止由熱震導(dǎo)致的焊料接合部的損傷的效果也不夠，而難以大幅延長芯片電阻器的使用壽命，并且還存在產(chǎn)生焊接裂開或粘固性能減弱的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的這些情況，研發(fā)了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種焊料接合部由于熱震而損傷的可能性低的芯片電阻器。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的芯片電阻器包括設(shè)置在陶瓷基板的表面的長度方向兩端部上的一對表面電極，以與這一對表面電極連接的方式設(shè)置在所述陶瓷基板的表面上的電阻體，設(shè)置在所述陶瓷基板的背面的長度方向兩端部上的一對背面電極，覆蓋所述電阻體的絕緣性保護層，和設(shè)置在所述陶瓷基板的兩端面上并橋接所述表面電極和所述背面 電極的一對端面電極；并且該芯片電阻器通過將所述背面電極搭載并焊接在設(shè)置在電路基板上的焊墊上而進行表面安裝，其中，所述背面電極由粘固在所述陶瓷基板背面上的第一電極層，和在該第一電極層的至少邊緣部以外的一部分區(qū)域上層疊的第二電極層構(gòu)成，該第一電極層和第二電極層中的任何一個都由燒制銀形成。這樣，在第一電極層的一部分區(qū)域上層疊第二電極層而構(gòu)成的背面電極中，由于形成從第二電極層的側(cè)面到第一電極層的表面的臺階，所以可以利用該臺階增大焊料接合部的厚度。此外，由于第一電極層和第二電極層中的任何一個都由燒制銀構(gòu)成，所以不用擔(dān)心熱應(yīng)力集中在兩電極層的邊界部分上，也不會使背面電極的制造步驟特別復(fù)雜化。因此，在該芯片電阻器中，插設(shè)在背面電極和電路基板的焊墊之間的焊料接合部由于熱震而導(dǎo)致?lián)p傷的可能性變低，并且還容易避免成本增加。在上述結(jié)構(gòu)中，雖然第一電極層和第二電極層只要是燒制銀，就可以采用組分不同的材料形成，但是當(dāng)該第一電極層和第二電極層由組分相同的同一材料形成時，由于可以使用相同的Ag膏等形成第一電極層和第二電極層，所以包含Ag膏的交換等的操作性會變得良好。本發(fā)明的效果如下。本發(fā)明的芯片電阻器，由于在第一電極層的邊緣部以外的一部分區(qū)域上層疊第二電極層而構(gòu)成背面電極，并且該第一電極層和第二電極層中的任何一個都由燒制銀形成，所以不用擔(dān)心熱應(yīng)力集中在兩電極層的邊界部分上，并且可以利用從第二電極層的側(cè)面到第一電極層的表面的臺階，增大焊料接合部的厚度。因此，插設(shè)在背面電極和電路基板的焊墊之間的焊料接合部由于熱震而導(dǎo)致?lián)p傷的可能性變低。此外，該芯片電阻器由于不需要使背面電極的制造步驟特別復(fù)雜化，所以容易避免成本增加。因此，能夠便宜地提供抗熱震強、使用壽命長的芯片電阻器。


圖1是模式地示出根據(jù)本發(fā)明實施方式例的芯片電阻器的安裝狀態(tài)的主要部分的截面圖。圖2是示出該芯片電阻器的制造步驟的說明圖。圖3是示出該芯片電阻器的制造步驟的說明圖。圖4是示出該芯片電阻器的制造步驟的說明圖。圖5是示出該芯片電阻器的制造步驟的說明圖。圖6是模式地示出現(xiàn)有的一般芯片電阻器的剖視圖。圖中1-芯片電阻器，2-陶瓷基板，3-背面電極，3a_第一電極層，3b_第二電極·層，4-表面電極，5-電阻體，6-端面電極，7-底涂層(保護層)，8_頂涂層(保護層)，9_鎳鍍層，10-焊料鍍層，11-修整槽，12、13-臺階，30-電路基板，31-焊墊，32-焊料(焊料接合部)，40-大尺寸基板，41,42-分割槽。
具體實施例方式以下，將參考

本發(fā)明的實施方式。根據(jù)本發(fā)明實施方式例的芯片電阻器I經(jīng)由圖2 圖4依次示出的各步驟制造，并且如圖1所示地表面安裝在電路基板30上而使用。并且，在圖4的最下部示出芯片電阻器I的完成品。該芯片電阻器I通過長方體形狀的陶瓷基板由下述部件構(gòu)成長方體形狀的陶瓷基板2 ;設(shè)置在該陶瓷基板2的背面(圖1中的下表面)的長度方向兩端部上的一對背面電極3 ;設(shè)置在陶瓷基板2的表面(圖1中的上表面)的長度方向兩端部上的一對表面電極4 ;在這一對表面電極4上使兩端部重合而設(shè)置在陶瓷基板2的表面上的電阻體5 ;設(shè)置在陶瓷基板2的長度方向兩端面上以橋接背面電極3和表面電極4的一對端面電極6 ;覆蓋電阻體5的兩層結(jié)構(gòu)的保護層(底涂層7和頂涂層8);和作為襯底電極層的在-字狀連續(xù)的表面電極4、端面電極6和背面電極3上沉積的兩層結(jié)構(gòu)的鍍層(鎳鍍層9和焊料鍍層10)而構(gòu)成。陶瓷基板2是以氧化鋁為主要成分的絕緣基板，通過將下述的大尺寸基板40 (參考圖2、圖3)沿著縱橫分割槽41、42分割成多個而獲得。背面電極3和表面電極4的主要成分是銀，端面電極6的主要成分是鎳和鉻。此外，電阻體5由氧化釕等構(gòu)成，通過在該電阻體5中形成修整槽11 (參考圖3)來調(diào)整芯片電阻器I的電阻值。并且，在制造芯片電阻器I時，將大尺寸基板40整體地形成多個表面電極4、電阻體5、背面電極3、底涂層7和底涂層8等。此外，該芯片電阻器I的背面電極3由粘固在陶瓷基板2背面上的第一電極層3a和在橫穿第一電極層3a中央部的區(qū)域上層疊的第二電極層3b構(gòu)成，并且第一和第二電極層3a、3b中的任何一個都由燒制銀形成。在制造方法中，在印刷Ag膏而依次形成未燒制的第一電極層3a和第二電極層3b之后，進行高溫?zé)?，從而形成作為Ag的燒制體的第一和第二電極層3a、3b，詳細(xì)的制造方法將在下面進行描述。并且，可以在第一電極層3a的中央部以外的區(qū)域上層疊第二電極層3b以形成背面電極3，主要是優(yōu)選地在第一電極層3a的邊緣部以外的一部分區(qū)域上層疊第二電極層3b，以從第二電極層3b的側(cè)面到第一電極層3a的表面形成臺階12。如圖1所示，該芯片電阻器I通過將背面電極3搭載在設(shè)置在電路基板30上的焊墊31上并利用焊料32接合以進行表面安裝。由于在芯片電阻器I的鍍層(鎳鍍層9和焊料鍍層10)上的覆蓋背面電極3的部分上形成與所述臺階12對應(yīng)的臺階13，所以在安裝狀態(tài)下，在該臺階13上增大焊料32的厚度。因此，插設(shè)在背面電極3和焊墊31之間的焊料接合部(焊料32)上即使作用熱應(yīng)力，也難以產(chǎn)生裂縫。接下來，參考圖2 圖4詳細(xì)地說明該芯片電阻器I的制造步驟(第一步驟 第十六步驟)。并且，參考圖2說明從第一步驟到第五步驟，參考圖3說明從第六步驟到第十二步驟，參考圖4說明從第十三步驟到第十六步驟。此外，在這些圖中，左側(cè)示出與一個芯片區(qū)域?qū)?yīng)的模式剖視圖，右側(cè)示出與多個芯片區(qū)域?qū)?yīng)的模式俯視圖(其中在第一和第二步驟中是背面?zhèn)鹊母┮晥D)。首先，作為第一步驟，在獲得多個陶瓷基板2的大尺寸基板40的背面40a上，通過絲網(wǎng)印刷Ag膏并使其干燥，而形成未燒制的第一電極層3a。并且，在大尺寸基板40上，預(yù)先格子狀地設(shè)置一次分割槽41和二次分割槽42,由兩分割槽41、42分割的每一塊分別構(gòu)成一個芯片區(qū)域，而在經(jīng)由一次分割槽41鄰接的一個芯片區(qū)域的長度方向的一端部和另一 芯片區(qū)域的長度方向的另一端部上連續(xù)地形成第一電極層3a。在這樣印刷第一電極層3a并使其干燥之后，作為第二步驟，通過在橫穿各第一電極層3a的中央部的區(qū)域上絲網(wǎng)印刷Ag膏并使其干燥，形成未燒制的第二電極層3b。此時，在采用組分完全相同的Ag膏形成第一電極層3a和第二電極層3b時，包含Ag膏的交換等的操作性變得良好。并且，由這些第一電極層3a和第二電極層3b，在各芯片區(qū)域的長度方向兩端部上形成截面觀察為反凸?fàn)畹膶盈B體，該層疊體在下述的第四步驟中構(gòu)成為背面電極3。此外，作為第三步驟，在大尺寸基板40的和背面40a相反側(cè)的表面40b上，通過絲網(wǎng)印刷Ag/Pd膏并使其干燥，形成未燒制的表面電極4。并且，在大尺寸基板40的表面40b中的表面電極4的組的形成位置和背面40a中的第一電極層3a的組的形成位置幾乎相對應(yīng)。接下來，作為第四步驟，在850°C左右的高溫下燒制第一電極層3a、第二電極層3b和表面電極4。并且，在這樣同時燒制第一電極層3a、第二電極層3b和表面電極4時，能夠減少燒制步驟，從而實現(xiàn)成本降低。由此，得到粘合并固定在大尺寸基板40的背面40a上的由燒制銀構(gòu)成的第一電極層3a,和粘合并固定在該第一電極層3a的一部分區(qū)域上的由燒制銀構(gòu)成的第二電極層3b，從而由這些第一電極層3a和第二電極層3b形成由燒制銀構(gòu)成的截面觀察為反凸?fàn)畹谋趁骐姌O體3。此外，在大尺寸基板40的表面40b上，形成包含鈀的由燒制銀構(gòu)成的表面電極4。在該表面電極4中，由于包含鈀而在耐硫化特性上是有效的。之后，作為第五步驟，通過在大尺寸基板40的表面40b上，絲網(wǎng)印刷氧化釕等電阻體膏并使其干燥，在各芯片區(qū)域上形成未燒制的電阻體5。此時，電阻體5的長度方向兩端部與設(shè)置在各芯片區(qū)域的長度方向兩端部上的表面電極4重合。并且，在接下來的第六步驟中，在850°C左右的高溫下燒制該電阻體5。并且，可以省略前述的第四步驟的燒制，而在該第六步驟中同時燒制第一電極層3a、第二電極層3b、表面電極4、和電阻體5，在這種情況下，能夠進一步地減少燒制步驟，從而實現(xiàn)成本的大幅降低。接下來，作為第七步驟，在覆蓋電阻體5的區(qū)域上絲網(wǎng)印刷玻璃膏之后，在第八步驟中，通過在600°C左右的高溫下燒制該玻璃膏，形成覆蓋電阻體5的相當(dāng)于一次保護涂層的底涂層7。該底涂層7用于在接下來的步驟中不會由于照射的激光的熱量而使電阻體5的修整槽11附近損傷。接下來，作為第九步驟，通過向底涂層7和電阻體5照射激光而形成修整槽11，以調(diào)整為期望的電阻值。接下來，作為第十步驟，在絲網(wǎng)印刷玻璃膏或環(huán)氧類等樹脂膏以覆蓋底涂層7和修整槽11之后，通過在第i^一步驟中將其進行烘焙(例如在600°c左右燒制玻璃膏，在200°C左右使樹脂膏加熱硬化)，形成覆蓋電阻體5和一次保護涂層的相當(dāng)于二次保護涂層的頂涂層8。該頂涂層8用于保護電阻體5免受外部環(huán)境干擾。通過這樣形成底涂層7和頂涂層8，得到覆蓋電阻體5的兩層結(jié)構(gòu)的保護層。至此的步驟是對用于獲得多個陶瓷基板的大尺寸基板40的整體處理，而在接下·來的第十二步驟中，由折斷進行沿著一次分割槽41將大尺寸基板40分割為長方塊狀的一次折斷加工。由此，得到設(shè)置多個芯片區(qū)域的長方塊狀基板43。并且，在接下來的第十三步驟中，通過在長方塊狀基板43的分割面上濺射Ni/Cr，形成端面電極6。此時，雖然在多個長方塊狀基板43重合的狀態(tài)下進行濺射，但是如圖5所示，當(dāng)形成為上層側(cè)的長方塊狀基板43的第二電極層3b避開下層側(cè)的長方塊狀基板43的頂涂層8時，可以在使各長方塊狀基板43的姿勢穩(wěn)定的狀態(tài)下進行濺射。由此，由于可以使左右濺射的繞入量均勻，所以難以發(fā)生電極尺寸不良的情況。并且，由該端面電極6橋接背面電極3和表面電極4，從而得到使背面電極3和表面電極4 ^字狀連續(xù)的襯底電極層。之后，作為第十四步驟，由折斷進行沿著二次分割槽42將長方塊狀基板43分割的二次折斷加工。由此，得到與芯片電阻器I相同大小的單片(芯片單體)。接下來，作為第十五步驟，在單片化的各芯片單體的襯底電極層上沉積鎳鍍層9，進一步地作為第十六步驟，在該鎳鍍層9上沉積焊料鍍層10。由此，得到覆蓋襯底電極層的兩層結(jié)構(gòu)的鍍層，從而完成芯片電阻器I。并且，鎳鍍層9用于防止銀蝕，焊料鍍層10用于提高焊料潤濕性。這些鍍層9、10通過實施電解鍍而形成，但也可以由錫鍍層代替焊料鍍層10?；蛘?，可以采用銅(Cu)鍍層代替鎳鍍層9，也可以形成鎳鍍層和銅鍍層兩個鍍層而構(gòu)成三層結(jié)構(gòu)的鍍層。如上所述說明，根據(jù)本實施方式例的芯片電阻器I的背面電極3由粘固在陶瓷基板2背面上的第一電極層3a和在橫斷橫穿該第一電極層3a的中心部中央部的區(qū)域上層疊的第二電極層3b構(gòu)成，并且形成從第二電極層3b的側(cè)面到第一電極層3a的表面的臺階12。因此，在該芯片電阻器I的鍍層(鎳鍍層9和焊料鍍層10)上的覆蓋背面電極3的部分上形成與臺階12對應(yīng)的臺階13。由此，在將該芯片電阻器I安裝在電路基板30上時，如圖1所示，插設(shè)在背面電極3和焊墊31之間的焊料接合部(焊料32)的厚度在臺階13部分上增大，從而即使作用熱應(yīng)力，也難以產(chǎn)生裂縫。此外，由于構(gòu)成背面電極3的第一電極層3a和第二電極層3b中的任何一個都由燒制銀形成，所以不用擔(dān)心熱應(yīng)力集中在兩個電極層3a、3b的邊界部分上，也不會使背面電極3的制造步驟特別復(fù)雜化。因此，在該芯片電阻器I中，插設(shè)在背面電極3和電路基板30的焊墊31之間的焊料接合部(焊料32)由于熱震而導(dǎo)致?lián)p傷的可能性變低，還容易避免成本增加。因此，能夠增長使用壽命，并且量產(chǎn)便宜的芯片電阻器I。并且，雖然在上述實施方式例中，在橫穿第一電極層3a的中央部的區(qū)域上層疊第二電極層3b，但是第二電極層3b的形成位置只要是在第一電極層3a的邊緣部以外的一部 分區(qū)域就可以，不一定是中央部，此外，也可以在第一電極層上分散配置多個第二電極層。
權(quán)利要求
1.一種芯片電阻器，具備設(shè)置在陶瓷基板的表面的長度方向兩端部上的一對表面電極；以與這一對表面電極連接的方式設(shè)置在所述陶瓷基板的表面上的電阻體；設(shè)置在所述陶瓷基板的背面的長度方向兩端部上的一對背面電極覆蓋所述電阻體的絕緣性保護層；以及設(shè)置在所述陶瓷基板的兩端面上并橋接所述表面電極和所述背面電極的一對端面電極，并且該芯片電阻器通過將所述背面電極搭載并焊接在設(shè)置于電路基板上的焊墊上而進行表面安裝，該芯片電阻器的特征在于， 所述背面電極由粘固在所述陶瓷基板背面上的第一電極層、和在該第一電極層的至少邊緣部以外的一部分區(qū)域上層疊的第二電極層構(gòu)成，該第一電極層和第二電極層中的任何一個都由燒制銀形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片電阻器，其特征在于， 所述第一電極層和所述第二電極層由組分相同的同一材料形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種焊料接合部由于熱震而損傷的可能性低的芯片電阻器。該芯片電阻器的背面電極由粘固在陶瓷基板背面上的由燒制銀構(gòu)成的第一電極層、和在橫穿第一電極層中央部的區(qū)域上層疊的由燒制銀構(gòu)成的第二電極層構(gòu)成，形成有從第二電極層的側(cè)面到第一電極層的表面形成臺階，在鍍層(鎳鍍層和焊料鍍層)的覆蓋背面電極的部分上形成與臺階對應(yīng)的臺階。因此，在將該芯片電阻器安裝在電路基板上時，插設(shè)在背面電極和焊墊之間的焊料接合部(焊料)的厚度在臺階部分上增大，不用擔(dān)心熱應(yīng)力集中在第一和第二電極層的邊界部分上，所以焊料接合部由于熱震而損傷的可能性變低。
文檔編號H01C1/148GK103021599SQ20121040088
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者赤羽泰, 千原臣佑, 鹿角秀次 申請人:興亞株式會社