DE112020005533T5

DE112020005533T5 - Chip-widerstand

Info

Publication number: DE112020005533T5
Application number: DE112020005533.7T
Authority: DE
Inventors: Soichi Sakakibara; Takanori SHINOURA; Wataru IMAHASHI
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2022-08-18
Also published as: CN114651314A; US20220375657A1; JPWO2021095535A1; WO2021095535A1; US12112869B2

Abstract

Ein Chip-Widerstand weist ein Substrat, eine vorderseitige Elektrode und einen Widerstandskörper, eine rückseitige Elektrode, eine seitliche Elektrode und eine Metallplattierungsschicht auf. Das Substrat weist eine vorderseitige Fläche, eine rückseitige Fläche, die eine Dickenrichtung schneiden, und eine seitliche auf, die die vorderseitige Fläche mit der rückseitigen Fläche verbindet. Die vorderseitige Elektrode und der Widerstandskörper sind auf der vorderseitigen Fläche ausgebildet. Die rückseitige Elektrode ist auf der rückseitigen Fläche ausgebildet. Die seitliche Elektrode ist auf der seitlichen Fläche ausgebildet. Die Metallplattierungsschicht weist eine rückseitige Plattierungsschicht und eine seitliche Plattierungsschicht auf. Die rückseitige Plattierungsschicht deckt mindestens einen Abschnitt der rückseitigen Elektrode ab. Die seitliche Plattierungsschicht deckt mindestens einen Abschnitt der seitlichen Elektrode ab. Die Metallplattierungsschicht hat eine Dicke von mehr als oder gleich 10 µm und weniger als oder gleich 60 µm.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Chip-Widerstand.
HINTERGRUND
Ein herkömmlicher Chip-Widerstand, der zur Oberflächenmontage auf einem Verdrahtungssubstrat verschiedener elektronischer Geräte ausgebildet ist, ist allgemein bekannt. In der Patentliteratur 1 ist ein Beispiel für einen Chip-Widerstand offenbart, der ein isolierendes Substrat, zwei an entgegengesetzten Enden des isolierenden Substrats angeordnete Elektroden, einen elektrisch mit den Elektroden verbundenen Widerstandskörper und zwei jeweils auf einer Fläche der beiden Elektroden ausgebildete Plattierungsschichten aufweist.
REFERENZLISTE
Patentliteratur
Patentliteratur 1: veröffentlichte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2008-53251
ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Der oben beschriebene Chip-Widerstand wird mit Lötmittel auf das Verdrahtungssubstrat montiert. Im Allgemeinen unterscheiden sich das Substrat des Chip-Widerstands und das Verdrahtungssubstrat in ihrem linearen Ausdehnungskoeffizienten voneinander. Dies führt dazu, dass sich das Substrat des Chip-Widerstands und das Verdrahtungssubstrat auf unterschiedliche Weise ausdehnen und zusammenziehen, wenn sich die Umgebungstemperatur des elektronischen Geräts ändert. Wenn sich die Umgebungstemperatur während des Gebrauchs des Chip-Widerstands wiederholt ändert, wirkt eine wiederholte Belastung auf das Lötmittel, das den Chip-Widerstand und das Verdrahtungssubstrat bondet. Infolgedessen können sich Risse im Lötmittel bilden.
Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Chip-Widerstand bereitzustellen, der die Bildung von Rissen im Lötmittel begrenzt.
Lösung zu dem Problem
Um das oben erwähnte Problem zu lösen, weist ein Chip-Widerstand ein Substrat auf, das eine vorderseitige („upper“) Fläche, eine rückseitige („back“) Fläche und eine seitliche Fläche aufweist, so dass die vorderseitige Fläche und die rückseitige Fläche eine Dickenrichtung schneiden und die seitliche Fläche die vorderseitige Fläche und die rückseitige Fläche verbindet, eine vorderseitige („upper“) Elektrode und einen Widerstandskörper, die auf der vorderseitigen Fläche ausgebildet sind, eine rückseitige („back“) Elektrode, die auf der rückseitigen Fläche ausgebildet ist, eine seitliche Elektrode, die auf der seitlichen Fläche ausgebildet ist, und eine Metallplattierungsschicht, die eine rückseitige Plattierungsschicht aufweist, die mindestens einen Abschnitt der rückseitigen Elektrode abdeckt, und eine seitliche Plattierungsschicht, die mindestens einen Abschnitt der seitlichen Elektrode abdeckt. Die Metallplattierungsschicht hat eine Dicke, die größer als oder gleich 10 µm und kleiner als oder gleich 60 µm ist.
Der wie oben beschrieben ausgebildete Chip-Widerstand weist die Metallplattierungsschicht mit einer großen Dicke auf. Wenn der Chip-Widerstand auf einem Verdrahtungssubstrat montiert ist und die Umgebungstemperatur steigt, wird der Unterschied im Ausdehnungsbetrag zwischen dem Chip-Widerstand und dem Verdrahtungssubstrat wahrscheinlich verringert. Wenn die Umgebungstemperatur sinkt, wird der Unterschied im Kontraktionsbetrag zwischen dem Chip-Widerstand und dem Verdrahtungssubstrat, auf dem der Chip-Widerstand montiert ist, wahrscheinlich geringer sein. Wenn sich also die Umgebungstemperatur ändert, wird im Lötmittel weniger Spannung bzw. Belastung erzeugt. Dementsprechend begrenzt der Chip-Widerstand die Bildung von Rissen im Lötmittel, das den Chip-Widerstand und das Verdrahtungssubstrat verbindet.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Der oben beschriebene Chip-Widerstand begrenzt die Bildung von Rissen im Lötmittel.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht, die eine erste Ausführungsform eines Chip-Widerstandes zeigt.
2 ist eine Draufsicht, die den Chip-Widerstand der ersten Ausführungsform zeigt, bei der eine zweite Schutzschicht und eine Plattierungsschicht entfernt wurden.
3 ist eine Ansicht von unten, die den Chip-Widerstand der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Ansicht von unten, die den Chip-Widerstand der ersten Ausführungsform zeigt, bei der die Plattierungsschicht entfernt wurde.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in 1.
6 ist eine Querschnittsansicht, die den Chip-Widerstand der ersten Ausführungsform zeigt, der mit einem Lötmittel an ein Verdrahtungssubstrat gebondet ist.
7 ist eine Tabelle, die das Ergebnis der Analyse der thermischen Belastung des Chip-Widerstandes der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht, die ein Vergleichsbeispiel eines Chip-Widerstands zeigt.
9 ist eine Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform eines Chip-Widerstandes zeigt.
10 ist eine Tabelle, die das Ergebnis der Analyse der thermischen Belastung des Chip-Widerstands der zweiten Ausführungsform zeigt.
11 ist ein Diagramm, das das Ergebnis eines Temperaturzyklustests des Chip-Widerstands der zweiten Ausführungsform zeigt.
12 ist eine Querschnittsansicht, die eine dritte Ausführungsform eines Chip-Widerstands zeigt.
13 ist eine Tabelle, die das Ergebnis der Analyse der thermischen Belastung des Chip-Widerstands der dritten Ausführungsform zeigt.
14 ist eine Querschnittsansicht, die eine vierte Ausführungsform eines Chip-Widerstands zeigt.
15 ist eine Querschnittsansicht, die eine fünfte Ausführungsform eines Chip-Widerstands zeigt.
16 ist eine Querschnittsansicht, die eine sechste Ausführungsform eines Chip-Widerstands zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen eines Chip-Widerstandes werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen sind Beispiele für Ausgestaltungen und Verfahren zur Verwirklichung eines technischen Konzepts und sollen nicht dazu dienen, Material, Form, Struktur, Anordnung, Abmessungen und dergleichen der einzelnen Komponenten auf die nachstehend beschriebenen zu beschränken. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen können verschiedene Änderungen erfahren.
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform eines Chip-Widerstandes 10 wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben.
Wie in den 1 bis 5 dargestellt, weist der Chip-Widerstand 10 ein Substrat 20, einen Widerstandskörper 30, zwei Entlastungsschichten 40, zwei Elektroden 50, eine Schutzschicht 60 und zwei Plattierungsschichten 70 auf. Zum besseren Verständnis sind in den 2 und 4 ein Teil der Schutzschicht 60 und die Plattierungsschichten 70 nicht dargestellt.
In der Beschreibung des Chip-Widerstands 10 wird die Dickenrichtung des Substrats 20 der Kürze halber als „die Dickenrichtung Z“ bezeichnet. Eine Richtung, die orthogonal zur Dickenrichtung Z verläuft, wird als „erste Richtung X“ bezeichnet. Eine Richtung, die orthogonal zur Dickenrichtung Z und zur ersten Richtung X verläuft, wird als „zweite Richtung Y“ bezeichnet.
Der Chip-Widerstand 10 ist für die Oberflächenmontage auf einem Verdrahtungssubstrat verschiedener elektronischer Geräte ausgebildet (im Folgenden kann er als „Verdrahtungssubstrat 80“ bezeichnet werden). Der Chip-Widerstand 10 dient zur Begrenzung des Stroms, der zum Verdrahtungssubstrat 80 fließt. Der Chip-Widerstand 10 ist ein Dickschicht-Widerstand, d. h. ein Metallglasur-Widerstand.
Wie in 1 gezeigt, ist der Chip-Widerstand 10 in Dickenrichtung Z gesehen rechteckig, so dass sich die langen Seiten in der ersten Richtung X und die kurzen Seiten in der zweiten Richtung Y erstrecken. Alternativ kann der Chip-Widerstand 10 auch rechteckig sein, so dass sich die kurzen Seiten in der ersten Richtung X und die langen Seiten in der zweiten Richtung Y erstrecken, oder er kann Seiten haben, die in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y gleich lang sind.
Im Folgenden wird das Substrat 20 beschrieben.
Wie in den 1 bis 5 dargestellt, sind der Widerstandskörper 30, die beiden Entlastungsschichten 40, die beiden Elektroden 50, die Schutzschicht 60 und die beiden Plattierungsschichten 70 auf dem Substrat 20 angeordnet. Das Substrat 20 ist isolierend. In Dickenrichtung Z gesehen ist das Substrat 20 rechteckig, so dass sich die langen Seiten in die erste Richtung X und die kurzen Seiten in die zweite Richtung Y erstrecken. In einem Beispiel beträgt die Abmessung des Substrats 20 in der ersten Richtung X 3,2 mm, die Abmessung des Substrats 20 in der zweiten Richtung Y 1,6 mm. Die Dicke des Substrats 20 beträgt 0,47 mm und wird als Substratdicke Th1 bezeichnet.
Wenn der Chip-Widerstand 10 verwendet wird, entsteht Wärme im Widerstandskörper 30. Daher muss das Substrat 20 über ausgezeichnete Wärmeableitungseigenschaften verfügen. Vorzugsweise hat das Material des Substrats 20 eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit. Das Substrat 20 besteht z. B. aus Keramik, die Aluminiumoxid aufweist (Al₂O₃).
Wie in 5 dargestellt, weist das Substrat 20 eine vorderseitige Fläche 21, eine rückseitige Fläche 22 und Seitenoberflächen 23 auf. Die vorderseitige Fläche 21 und die rückseitige Fläche 22 schneiden die Dickenrichtung Z und sind beispielsweise orthogonal zur Dickenrichtung Z.
Wie in den 2 und 4 gezeigt, sind die vorderseitige Fläche 21 und die rückseitige Fläche 22 rechteckig, so dass sich die langen Seiten in der ersten Richtung X und die kurzen Seiten in der zweiten Richtung Y erstrecken. Die vorderseitige (obere) Fläche 21 und die rückseitige Fläche 22 sind in der Dickenrichtung Z entgegengesetzt ausgerichtet. In 5 ist die vorderseitige Fläche 21 nach oben gerichtet. Die rückseitige Fläche 22 ist in 5 nach unten gerichtet. Wenn der Chip-Widerstand 10 auf dem Verdrahtungssubstrat 80 montiert ist, weist die rückseitige Fläche 22 zum Verdrahtungssubstrat 80.
Jede seitliche Fläche 23 ist rechteckig, so dass sich die langen Seiten in der zweiten Richtung Y und die kurzen Seiten in der Dickenrichtung Z erstrecken. Die seitliche Fläche 23 schneidet die erste Richtung X und steht z. B. orthogonal zur ersten Richtung X. Die seitliche Fläche 23 ist mit der vorderseitigen Fläche 21 und der rückseitigen Fläche 22 verbunden. Wie in den 2 und 4 dargestellt, sind zwei der seitlichen Flächen 23 in der ersten Richtung X voneinander beabstandet.
Das Substrat 20 weist abgeschrägte Ecken auf. Genauer gesagt, wie in 5 gezeigt, weist das Substrat 20 eine erste Ecke 24 auf, die mit der vorderseitigen Fläche 21 und der seitlichen Fläche 23 verbunden ist und eine erste schräge Fläche 25 aufweist. Das Substrat 20 weist eine zweite Ecke 26 auf, die mit der rückseitigen Fläche 22 und der seitlichen Fläche 23 verbunden ist und eine zweite schräge Fläche 27 aufweist. Die erste schräge Fläche 25 schneidet die vorderseitige Fläche 21 und die seitliche Fläche 23. Die zweite schräge Fläche 27 schneidet die rückseitige Fläche 22 und die seitliche Fläche 23. Diesbezüglich, bei der ersten Ausführungsform, entspricht die zweite Ecke einem Beispiel für eine „Ecke“. Die zweite schräge Fläche entspricht einem Beispiel für eine „schräge Fläche“. Die erste schräge Fläche 25 und die zweite schräge Fläche 27 entstehen beispielsweise bei der Herstellung des Chip-Widerstands 10, wenn das Substrat 20 geschnitten und von einem großen Substrat aus Aluminiumoxid getrennt wird.
Im Folgenden wird der Widerstandskörper 30 beschrieben.
Wie in den 1, 2 und 5 dargestellt, ist der Widerstandskörper 30 auf der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 ausgebildet. Bei der ersten Ausführungsform steht der Widerstandskörper 30 in Kontakt mit der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20. In der Dickenrichtung Z betrachtet, ist der Widerstandskörper 30 band- bzw. gürtelförmig und erstreckt sich in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y. Der Widerstandskörper 30 besteht aus Metallpartikeln und Glas. Bei den Metallteilchen handelt es sich beispielsweise um Rutheniumdioxid (RuO₂) oder eine Silber (Ag)-Palladium (Pd) Legierung.
Ein Zwischenelement kann zwischen dem Widerstandskörper 30 und der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 angeordnet sein. Auch in diesem Fall wird davon ausgegangen, dass der Widerstandskörper 30 auf der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 ausgebildet ist. Genauer gesagt weist der Widerstandskörper 30, der auf der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 ausgebildet ist, einen Modus auf, in dem der Widerstandskörper 30 direkt auf der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 ausgebildet ist, und einen Modus, in dem der Widerstandskörper 30 auf der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 ausgebildet ist, wobei das Zwischenelement dazwischen angeordnet ist. Das Gleiche gilt für die folgende Beschreibung.
Wie in 2 dargestellt, erstreckt sich eine Feineinstellungsvertiefung („trimming groove“) 31 durch den Widerstandskörper 30 in Richtung der Dicke Z. Die Feineinstellungsvertiefung 31 ist einstückig in den Widerstandskörper 30 und eine erste Schutzschicht 61 eingeformt, die später beschrieben wird. Bei der ersten Ausführungsform ist die Feineinstellungsvertiefung 31, in Dickenrichtung Z gesehen, im Wesentlichen L-förmig. Die Feineinstellungsvertiefung 31 wird beim Herstellungsprozess des Chip-Widerstands 10 so gebildet, sodass der Widerstandswert des Widerstandskörpers 30 auf einen gewünschten Widerstandswert eingestellt wird. In dieser Hinsicht muss die Feineinstellungsvertiefung 31 nicht unbedingt L-förmig sein.
Im Folgenden wird die Entlastungsschicht 40 beschrieben.
Wie in 4 dargestellt, sind die beiden Entlastungsschichten 40 auf dem Substrat 20 angeordnet und in der ersten Richtung X voneinander beabstandet. Das heißt, der Chip-Widerstand 10 weist die beiden Entlastungsschichten 40 auf, die in der ersten Richtung X voneinander beabstandet sind. Die Struktur einer der Entlastungsschichten 40 wird im Folgenden genauer beschrieben.
Wie in 5 dargestellt, ist jede Entlastungsschicht 40 auf der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 in der Nähe der seitlichen Fläche 23 ausgebildet. Die Entlastungsschicht 40 ist direkt auf der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 ausgebildet und steht in Kontakt mit der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20. Die Entlastungsschicht 40 wird aus einem isolierenden Kunstharz gebildet. Die Entlastungsschicht 40 wird z. B. aus einem Epoxidharz gebildet. Es ist bevorzugt, dass die Dicke der Entlastungsschicht 40, die als Dicke der Entlastungsschicht Th2 bezeichnet wird, beispielsweise größer als oder gleich 5 µm und kleiner als oder gleich 25 µm ist. In der ersten Ausführungsform beträgt die Dicke der Entlastungsschicht Th2 7 µm.
Die Entlastungsschicht 40 ist auch auf der zweiten schrägen Fläche 27 ausgebildet. Da die zweite schräge Fläche 27 geneigt ist, ist der Abschnitt der Entlastungsschicht 40, der auf der zweiten schrägen Fläche 27 ausgebildet ist, gekrümmt. Somit ist eines der entgegengesetzten Enden der Entlastungsschicht 40 in der ersten Richtung X, die der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20 entspricht, rundlich und definiert ein Entlastungsschichtende 41. Das heißt, das Entlastungsschichtende 41 ist rundlich gebogen bzw. gekrümmt. Dadurch wird eine Konzentration der Belastung auf das Entlastungsschichtende 41 im Vergleich zu einem rechtwinklig gebogenen Entlastungsschichtende 41 vermindert.
Im Folgenden werden die Elektroden 50 beschrieben.
Wie in den 1 bis 5 gezeigt, sind die beiden Elektroden 50 auf dem Substrat 20 angeordnet und in der ersten Richtung X voneinander beabstandet. Das heißt, der Chip-Widerstand 10 weist die beiden Elektroden 50 auf, die in der ersten Richtung X voneinander beabstandet sind. Die beiden Elektroden 50 sind an entgegengesetzten Enden des Widerstandskörpers 30 in der ersten Richtung X mit dem Widerstandskörper 30 verbunden. Das heißt, die erste Richtung X kann als eine Richtung bezeichnet werden, in der die beiden Elektroden 50 einander gegenüberliegen, wobei das Substrat 20 dazwischen angeordnet ist. Die beiden Elektroden 50 sind identisch geformt. Dei Struktur einer der Elektroden 50 wird im Folgenden genauer beschrieben.
Wie in 5 dargestellt, weist jede Elektrode 50 eine vorderseitige Elektrode 51, eine rückseitige Elektrode 52 und eine seitliche Elektrode 53 auf.
Wie in den 2 und 5 dargestellt, ist die vorderseitige Elektrode 51 band- bzw. gürtelförmig und erstreckt sich in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y. Die vorderseitige Elektrode 51 ist auf der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 ausgebildet. In der ersten Ausführungsform steht die vorderseitige Elektrode 51 in Kontakt mit der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20. Die vorderseitige Elektrode 51 ist mit einem Ende des Widerstandskörpers 30 in der ersten Richtung X verbunden. In der Dickenrichtung Z gesehen, überlappen die vorderseitige Elektrode 51 und der Widerstandskörper 30 teilweise. Genauer gesagt liegt das Ende des Widerstandskörpers 30 in der ersten Richtung X auf einem Ende der vorderseitigen Elektrode 51 in der ersten Richtung X. Somit ist die vorderseitige Elektrode 51 elektrisch mit dem Widerstandskörper 30 verbunden. Die vorderseitige Elektrode 51 ist ebenfalls auf der ersten schrägen Fläche 25 ausgebildet. Da die erste schräge Fläche 25 angeschrägt ist, hat der Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51, der auf der ersten schrägen Fläche 25 ausgebildet ist, eine gekrümmte bzw. gebogene Außenform. Somit ist eines der entgegengesetzten Enden der vorderseitigen Elektrode 51 in der ersten Richtung X, die näher an der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20 angeordnet ist, rundlich und definiert ein oberes Elektrodenende 511. Das heißt, das vorderseitige Elektrodenende 511 ist rundlich gebogen bzw. gekrümmt. Dadurch wird die Konzentration der Belastung auf das vorderseitige Elektrodenende 511 im Vergleich zu einem rechtwinklig gebogenen Ende der vorderseitigen Elektrode 511 vermindert.
Ein Zwischenelement kann zwischen der vorderseitigen Elektrode 51 und der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 gebildet werden. Genauer gesagt weist der Ausbildungsmodus der vorderseitigen Elektrode 51 einen Modus auf, in dem die vorderseitige Elektrode 51 direkt auf der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 ausgebildet ist, und einen Modus, in dem die vorderseitige Elektrode 51 auf der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 ausgebildet ist, wobei das Zwischenelement dazwischen angeordnet ist.
Die vorderseitige Elektrode 51 wird aus einem Material gebildet, das Silberpartikel und Glas aufweist. Die Dicke der vorderseitigen Elektrode 51 beträgt z. B. 14 µm und wird als Dicke der vorderseitigen Elektrode Th3 bezeichnet.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist die rückseitige Elektrode 52 band- bzw. gürtelförmig und erstreckt sich in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y. Die rückseitige Elektrode 52 ist auf der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 ausgebildet. Genauer gesagt ist die rückseitige Elektrode 52, wie in 5 gezeigt, auf der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 ausgebildet, wobei die Entlastungsschicht 40 dazwischen angeordnet ist. Auch wenn die Entlastungsschicht 40 zwischen der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 und der rückseitigen Elektrode 52 angeordnet ist, wird davon ausgegangen, dass die rückseitige Elektrode 52 auf der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 ausgebildet ist. Die rückseitige Elektrode 52 kann als eine Elektrode bezeichnet werden, die so positioniert ist, dass sie der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 in Richtung der Dicke Z gegenüberliegt.
Wie oben beschrieben, ist in Übereinstimmung mit dem rundlichen Entlastungsschichtende 41 der Entlastungsschicht 40 eines der entgegengesetzten Enden der rückseitigen Elektrode 52 in der ersten Richtung X, die näher an der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20 angeordnet ist, rundlich und definiert ein rückseitiges Elektrodenende 521. Das heißt, das rückseitige Elektrodenende 521 ist rundlich gebogen bzw. gekrümmt. Dies mindert die Konzentration der Belastung auf das rückseitige Elektrodenende 521 im Vergleich zu einem rechtwinklig gebogenen rückseitigen Elektrodenende 521.
Die Entlastungsschicht 40 ist an einem Ende der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 in der ersten Richtung X ausgebildet, d. h., die Entlastungsschicht 40 und die vorderseitige Elektrode 51 liegen sich gegenüber, wobei das Substrat 20 dazwischen angeordnet ist. Die rückseitige Elektrode 52 ist auf der Entlastungsschicht 40 ausgebildet, um zumindest einen Abschnitt der Entlastungsschicht 40 abzudecken. In der ersten Ausführungsform deckt die rückseitige Elektrode 52 die gesamte Entlastungsschicht 40 ab. Die Abmessung der Entlastungsschicht 40 und der rückseitigen Elektrode 52 in der ersten Richtung X ist kleiner als die Abmessung der vorderseitigen Elektrode 51 in der ersten Richtung X. Das heißt, die vorderseitige Elektrode 51 erstreckt sich näher zur Mitte des Substrats 20 in der ersten Richtung X als die rückseitige Elektrode 52.
Die rückseitige Elektrode 52 ist z. B. aus einem Kunstharz, das Metallpartikel aufweist, gebildet. Bei den Metallpartikeln handelt es sich zum Beispiel um Silber. Das Kunstharz ist z. B. ein Epoxidharz. Die rückseitige Elektrode 52 ist also elektrisch leitfähig. Die rückseitige Elektrode 52 ist jedoch nicht auf ein Kunstharz beschränkt, das Metallpartikel aufweist, sondern kann z. B. auch aus Glas bestehen, das Metallpartikel aufweist. Die Dicke der rückseitigen Elektrode 52, die als Dicke der rückseitigen Elektrode Th4 bezeichnet wird, ist geringer als die Dicke der vorderseitigen Elektrode Th3. Die Dicke der rückseitigen Elektrode Th4 beträgt z. B. 7 µm.
Wie in den 2, 4 und 5 dargestellt, ist die seitliche Elektrode 53 so ausgebildet, dass sie die vorderseitige Elektrode 51 und die rückseitige Elektrode 52 elektrisch verbindet. Die seitliche Elektrode 53 weist einen Hauptkörper 531, einen vorderseitigen Verbinder 532 und einen rückseitigen Verbinder 533 auf.
Der Hauptkörper 531 ist band- bzw. gürtelförmig und erstreckt sich in der zweiten Richtung Y und in der Dickenrichtung Z. Der Hauptkörper 531 ist auf der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20 ausgebildet. In der ersten Ausführungsform steht der Hauptkörper 531 in Kontakt mit der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20. Der Hauptkörper 531 erstreckt sich in Dickenrichtung Z über vorderseitige Enden der Hauptoberfläche 23 des Substrats 20 hinaus und steht in Kontakt mit einer seitlichen Fläche der vorderseitigen Elektrode 51, einer seitlichen Fläche der Entlastungsschicht 40 und einer seitlichen Fläche der rückseitigen Elektrode 52.
Der vorderseitige Verbinder 532 ist band- bzw. gürtelförmig und erstreckt sich in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y. In Dickenrichtung Z gesehen, ist der vorderseitige Verbinder 532 so angeordnet, dass er die vorderseitige Elektrode 51 überlappt. Der vorderseitige Verbinder 532 steht in Kontakt mit der vorderseitigen Elektrode 51. Somit ist der vorderseitige Verbinder 532 elektrisch mit der vorderseitigen Elektrode 51 verbunden. Der vorderseitige Verbinder 532 deckt einen Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51 ab, der das vorderseitige Elektrodenende 511 aufweist. Somit weist die vorderseitige Elektrode 51 einen Abschnitt auf, der durch den vorderseitigen Verbinder 532 abgedeckt ist, und einen Abschnitt, der nicht durch den vorderseitigen Verbinder 532 abgedeckt ist.
Der vorderseitige Verbinder 532 ist mit dem Hauptkörper 531 verbunden. Somit ist der vorderseitige Verbinder 532 elektrisch mit dem Hauptkörper 531 verbunden. In Übereinstimmung mit der rundlichen Krümmung bzw. Rundung des vorderseitigen Elektrodenendes 511 ist die Verbindung zwischen dem vorderseitigen Verbinder 532 und dem Hauptkörper 531 rundlich gebogen bzw. gekrümmt.
Der rückseitige Verbinder 533 ist band- bzw. gürtelförmig und erstreckt sich in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y. In der Dickenrichtung Z gesehen, ist der rückseitige Verbinder 533 so angeordnet, dass er die rückseitige Elektrode 52 überlappt. Der rückseitige Verbinder 533 steht in Kontakt mit der rückseitigen Elektrode 52. Somit ist der rückseitige Verbinder 533 elektrisch mit der rückseitigen Elektrode 52 verbunden. Der rückseitige Verbinder 533 bedeckt einen Abschnitt der rückseitigen Elektrode 52, der das rückseitige Elektrodenende 521 aufweist. Somit weist die rückseitige Elektrode 52 einen Abschnitt auf, der durch den rückseitigen Verbinder 533 abgedeckt ist, und einen Abschnitt, der nicht durch den rückseitigen Verbinder 533 abgedeckt ist.
Der rückseitige Verbinder 533 ist mit dem Hauptkörper 531 verbunden. Somit ist der rückseitige Verbinder 533 elektrisch mit dem Hauptkörper 531 verbunden. In Übereinstimmung mit der rundlichen Krümmung bzw. Rundung des rückseitigen Elektrodenendes 521 ist die Verbindung des rückseitigen Verbinders 533 mit dem Hauptkörper 531 rundlich gebogen bzw. gekrümmt.
Wie oben beschrieben, ist die seitliche Elektrode 53 sowohl mit der vorderseitigen Elektrode 51 als auch mit der rückseitigen Elektrode 52 verbunden. Somit ist die rückseitige Elektrode 52 über die seitliche Elektrode 53 und die vorderseitige Elektrode 51 elektrisch mit dem Widerstandskörper 30 verbunden.
Ein Zwischenelement kann zwischen der seitlichen Elektrode 53 und der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20 gebildet sein. Genauer gesagt, die Bildung des Hauptkörpers 531 der seitlichen Elektrode 53 weist einen Modus auf, bei dem der Hauptkörper 531 direkt auf der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20 gebildet wird, und einen Modus, bei dem der Hauptkörper 531 auf der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20 gebildet wird, wobei das Zwischenelement dazwischen angeordnet ist.
Die seitliche Elektrode 53 ist z. B. aus einer dünnen Metallschicht gebildet. Die dünne Metallschicht wird beispielsweise aus einer Legierung gebildet, die Nickel (Ni) und Chrom (Cr) aufweist. Vorzugsweise ist die Dicke der seitlichen Elektrode 53, die als Dicke der seitlichen Elektrode Th5 bezeichnet wird, geringer als die Dicke der vorderseitigen Elektrode Th3 und die Dicke der rückseitigen Elektrode Th4. Der Hauptkörper 531, der vorderseitige Verbinder 532 und der rückseitige Verbinder 533 können die gleiche Dicke oder unterschiedliche Dicken aufweisen.
Im Folgenden wird die Schutzschicht 60 beschrieben.
Wie in den 1, 2 und 5 dargestellt, weist die Schutzschicht 60 die erste Schutzschicht 61 und eine zweite Schutzschicht 62 auf.
Wie in den 1 und 5 dargestellt, deckt die erste Schutzschicht 61 einen zentralen Abschnitt des Widerstandskörpers 30 in der ersten Richtung X ab. In der ersten Richtung X ist die erste Schutzschicht 61 kürzer als der Widerstandskörper 30. Somit erstreckt sich der Widerstandskörper 30 in der ersten Richtung X von gegenüberliegenden Enden der ersten Schutzschicht 61 in der ersten Richtung X. Die beschriebene Feineinstellungsvertiefung 31 ist in der ersten Schutzschicht 61 ausgebildet. Die erste Schutzschicht 61 besteht z. B. aus einem Material, das Glas aufweist.
Wie in den 1 und 5 dargestellt, deckt die zweite Schutzschicht 62 die erste Schutzschicht 61 und den Abschnitt des Widerstandskörpers 30 ab, der nicht von der ersten Schutzschicht 61 bedeckt ist. Darüber hinaus erstreckt sich die zweite Schutzschicht 62 in der ersten Richtung X über den Widerstandskörper 30 hinaus und deckt einen Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51 ab. Die zweite Schutzschicht 62 wird beispielsweise aus einem Material gebildet, das ein schwarzes Epoxidharz aufweist.
Wie in den 2 und 5 dargestellt, ist der vorderseitige Verbinder 532 der seitlichen Elektrode 53 in der ersten Richtung X von der zweiten Schutzschicht 62 beabstandet. Somit ist der zwischen dem vorderseitigen Verbinder 532 und der zweiten Schutzschicht 62 angeordnete Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51 weder durch den vorderseitigen Verbinder 532 noch durch die zweite Schutzschicht 62 abgedeckt.
Im Folgenden werden die Plattierungsschichten 70 beschrieben.
Wie in 1 und 3 dargestellt, sind die beiden Plattierungsschichten 70 auf dem Substrat 20 angeordnet und in der ersten Richtung X voneinander beabstandet. Das heißt, der Chip-Widerstand 10 weist die beiden Plattierungsschichten 70 auf, die in der ersten Richtung X voneinander beabstandet sind. Die zwei Plattierungsschichten 70 haben eine identische Form. Die Struktur einer der Plattierungsschichten 70 wird im Einzelnen beschrieben.
Wie in 5 dargestellt, weisen die Plattierungsschichten 70 eine erste Plattierungsschicht 71, die ein Beispiel für eine „Metallplattierungsschicht“ ist, eine zweite Plattierungsschicht 72 und eine dritte Plattierungsschicht 73 auf.
Die erste Plattierungsschicht 71 ist über der vorderseitigen Elektrode 51, der seitlichen Elektrode 53 und der rückseitigen Elektrode 52 gebildet, um mindestens einen Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51, mindestens einen Abschnitt der seitlichen Elektrode 53 und mindestens einen Abschnitt der rückseitigen Elektrode 52 abzudecken. Die erste Plattierungsschicht 71 ist, in der zweiten Richtung Y gesehen, im Wesentlichen C-förmig. Die erste Plattierungsschicht 71 wird beispielsweise aus Kupfer (Cu) gebildet. Die erste Plattierungsschicht 71 weist eine vorderseitige Plattierungsschicht 711, eine rückseitige Plattierungsschicht 712 und eine seitliche Plattierungsschicht 713 auf.
Die vorderseitige Plattierungsschicht 711 ist so angeordnet, dass sie der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 in der Dickenrichtung Z zugewandt ist. Die vorderseitige Plattierungsschicht 711 ist band- bzw. gürtelförmig und erstreckt sich in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y. Die vorderseitige Plattierungsschicht 711 ist über dem vorderseitigen Verbinder 532 und der zweiten Schutzschicht 62 ausgebildet, um den vorderseitigen Verbinder 532, den zwischen dem vorderseitigen Verbinder 532 und der zweiten Schutzschicht 62 angeordneten Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51 und einen Abschnitt der zweiten Schutzschicht 62 abzudecken. Das heißt, die vorderseitige Plattierungsschicht 711 weist einen überlappenden Abschnitt 714 auf, der einen Abschnitt der zweiten Schutzschicht 62 abdeckt. Bei dem überlappenden Abschnitt 714 handelt es sich um ein Ende der vorderseitigen Plattierungsschicht 711, das in der ersten Richtung X näher am Widerstandskörper 30 angeordnet ist. Betrachtet man den Abschnitt des Chip-Widerstands 10, auf dem der überlappende Abschnitt 714 ausgebildet ist, in der Dickenrichtung Z, so sind die vorderseitige Elektrode 51, die zweite Schutzschicht 62 und der überlappende Abschnitt 714 auf dem Substrat 20 der Reihe nach übereinander angeordnet.
Wie in 1 gezeigt, unterscheidet sich die Abmessung der vorderseitigen Plattierungsschicht 711 in der zweiten Richtung Y von der ersten Richtung X. Genauer gesagt ist die Abmessung der vorderseitigen Plattierungsschicht 711 in der zweiten Richtung Y an einer Position, die näher an der Mitte des Substrats 20 angeordnet ist, kürzer als an einer Position, die näher am Ende des Substrats 20 in der ersten Richtung X liegt. In dieser Hinsicht wird davon ausgegangen, dass die vorderseitige Plattierungsschicht 711 einen Abschnitt aufweist, der kürzer ist als die vorderseitige Elektrode 51 in der zweiten Richtung Y. Die Länge der vorderseitigen Plattierungsschicht 711 in der zweiten Richtung Y kann jedoch in der ersten Richtung X konstant sein.
Die rückseitige Plattierungsschicht 712 ist so angeordnet, dass sie der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 in der Dickenrichtung Z zugewandt ist. Die rückseitige Plattierungsschicht 712 ist band- bzw. gürtelförmig und erstreckt sich in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y. Die rückseitige Plattierungsschicht 712 ist auf dem rückseitigen Verbinder 533 und der rückseitigen Elektrode 52 ausgebildet, um sowohl den rückseitigen Verbinder 533 als auch die rückseitige Elektrode 52 abzudecken. Das heißt, die rückseitige Elektrode 52 wird von der ersten Plattierungsschicht 71 zusammen mit dem rückseitigen Verbinder 533 abgedeckt, der einen Abschnitt der rückseitigen Elektrode 52 bedeckt.
Wie in 3 gezeigt, unterscheidet sich die Abmessung der rückseitigen Plattierungsschicht 712 in der zweiten Richtung Y von der ersten Richtung X. Insbesondere ist die Abmessung der rückseitigen Plattierungsschicht 712 in der zweiten Richtung Y an einer Position, die näher an der Mitte des Substrats 20 angeordnet ist, kürzer als an einer Position, die näher am Ende des Substrats 20 in der ersten Richtung X angeordnet ist. In diesem Zusammenhang wird davon ausgegangen, dass die rückseitige Plattierungsschicht 712 einen Abschnitt aufweist, der kürzer ist als die rückseitige Elektrode 52 in der zweiten Richtung Y. Die Länge der rückseitigen Plattierungsschicht 712 in der zweiten Richtung Y kann jedoch in der ersten Richtung X konstant sein.
Wie in 5 gezeigt, ist die seitliche Plattierungsschicht 713 so angeordnet, dass sie der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20 in der ersten Richtung X zugewandt ist. Die seitliche Plattierungsschicht 713 ist band- bzw. gürtelförmig und erstreckt sich in der zweiten Richtung Y und in der Dickenrichtung Z. Die seitliche Plattierungsschicht 713 ist auf den Hauptkörper 531 der seitlichen Elektrode 53 gestapelt, um zumindest einen Abschnitt des Hauptkörpers 531 abzudecken. In der ersten Ausführungsform deckt die seitliche Plattierungsschicht 713 den gesamten Hauptkörper 531 ab.
Die vorderseitige Plattierungsschicht 711 ist mit der seitlichen Plattierungsschicht 713 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Hauptkörper 531 der seitlichen Elektrode 53 und dem vorderseitigen Verbinder 532 ist rundlich gekrümmt. Dementsprechend ist die Verbindung der vorderseitigen Plattierungsschicht 711 und der seitlichen Plattierungsschicht 713 rundlich gekrümmt. Auch die rückseitige Plattierungsschicht 712 ist mit der seitlichen Plattierungsschicht 713 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Hauptkörper 531 der seitlichen Elektrode 53 und dem rückseitigen Verbinder 533 ist rundlich gekrümmt. Dementsprechend ist die Verbindung zwischen der rückseitigen Plattierungsschicht 712 und der seitlichen Plattierungsschicht 713 rundlich gekrümmt. Das heißt, die erste Plattierungsschicht 71 hat einen rundlich gekrümmten Abschnitt, der die erste Ecke 24 und die zweite Ecke 26 des Substrats 20 mit der seitlichen Elektrode 53 abdeckt.
Wie in 5 dargestellt, deckt die zweite Plattierungsschicht 72 die erste Plattierungsschicht 71 vollständig ab. Die zweite Plattierungsschicht 72 verhindert, dass Zinn (Sn), das in der dritten Plattierungsschicht 73 oder im Lötmittel enthalten ist, in die erste Plattierungsschicht 71 gelangt. Die zweite Plattierungsschicht 72 ist z. B. aus Nickel gebildet. Die Dicke der zweiten Plattierungsschicht 72, die als Dicke der zweiten Plattierungsschicht Th7 bezeichnet wird, ist geringer als die Dicke der ersten Plattierungsschicht 71, die als Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 bezeichnet wird.
Die dritte Plattierungsschicht 73 deckt die zweite Plattierungsschicht 72 vollständig ab. Die dritte Plattierungsschicht 73 ist ein Abschnitt, der mit dem Chip-Widerstand 10 durch Lötmittel verbunden ist. Die dritte Plattierungsschicht 73 ist z. B. aus Zinn gebildet. Die Dicke der dritten Plattierungsschicht 73, die als Dicke der dritten Plattierungsschicht Th8 bezeichnet wird, entspricht im Wesentlichen der zweiten Plattierungsschichtdicke Th7. Die Dicke der dritten Plattierungsschicht Th8 kann jedoch größer oder kleiner sein als die Dicke der zweiten Plattierungsschicht Th7.
Die zweite Plattierungsschicht 72 und die dritte Plattierungsschicht 73 weisen jeweils einen rundlich gekrümmten Abschnitt auf, der die Verbindung zwischen der rückseitigen Plattierungsschicht 712 der ersten Plattierungsschicht 71 und der seitlichen Plattierungsschicht 713 abdeckt. Auch die zweite Plattierungsschicht 72 und die dritte Plattierungsschicht 73 weisen jeweils einen rundlich gekrümmten Abschnitt auf, der die Verbindung der rückseitigen Plattierungsschicht 712 der ersten Plattierungsschicht 71 und der seitlichen Plattierungsschicht 713 abdeckt. In der folgenden Beschreibung kann in der Plattierungsschicht 70 ein Abschnitt, der die erste Ecke 24 des Substrats 20 mit der seitlichen Elektrode 53 abdeckt, als erster gekrümmter Abschnitt 701 bezeichnet werden, und ein Abschnitt, der die zweite Ecke 26 des Substrats 20 mit der seitlichen Elektrode 53 abdeckt, kann als zweiter gekrümmter Abschnitt 702 bezeichnet werden. Wie oben beschrieben, sind der erste gekrümmte Abschnitt 701 und der zweite gekrümmte Abschnitt 702 rundlich gekrümmt.
Die Plattierungsschicht 70 kann z. B. durch elektrolytische Abscheidung gebildet werden, nachdem die seitliche Elektrode 53 auf dem Substrat 20 ausgebildet wurde. In diesem Fall kann bei der Bildung der ersten Plattierungsschicht 71, die eine relativ große Dicke aufweist, die elektrolytische Abscheidung mit einer höheren Stromdichte oder über einen längeren Zeitraum ausgeführt werden als bei der Bildung der zweiten Plattierungsschicht 72 und der dritten Plattierungsschicht 73, die eine relativ geringe Dicke aufweisen.
Der Chip-Widerstand 10, der auf dem Verdrahtungssubstrat 80 montiert ist, wird nun beschrieben.
Wie in 6 dargestellt, ist die Plattierungsschicht 70 des Chip-Widerstands 10 mit Lötmittel 90 an das Verdrahtungssubstrat 80 gebondet, so dass der Chip-Widerstand 10 auf dem Verdrahtungssubstrat 80 montiert ist. Das Lötmittel 90 verbindet die Abschnitte der Plattierungsschicht 70, die die rückseitige Elektrode 52 und die seitliche Elektrode 53 abdecken, mit einer Landefläche 81 des Verdrahtungssubstrats 80. Dadurch bilden die beiden Elektroden 50 einen Leitungspfad zwischen dem Widerstandskörper 30 und dem Verdrahtungssubstrat 80. Das Lötmittel 90 kann den Abschnitt der Plattierungsschicht 70 erreichen, der die vorderseitige Elektrode 51 abdeckt.
Das Verdrahtungssubstrat 80 besteht zum Beispiel aus einem Glas-Epoxidharz. Der lineare Ausdehnungskoeffizient des Verdrahtungssubstrats 80 ist größer als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Substrats 20 des Chip-Widerstands 10. Das Lötmittel 90 wird z. B. aus Zinn in der gleichen Weise gebildet wie die dritte Plattierungsschicht 73.
Wenn sich während der Verwendung des Chip-Widerstands 10 die Temperatur der Umgebung, in der der Chip-Widerstand 10 verwendet wird (im Folgenden als „Umgebungstemperatur“ bezeichnet), ändert, bewirkt der Unterschied im linearen Ausdehnungskoeffizienten, dass sich der Chip-Widerstand 10 und das Verdrahtungssubstrat 80 auf unterschiedliche Weise ausdehnen oder zusammenziehen. Wenn sich die Umgebungstemperatur während der Verwendung des Chip-Widerstands 10 wiederholt ändert, wirkt daher eine wiederholte Belastung auf das Lötmittel 90, das den Chip-Widerstand 10 und das Verdrahtungssubstrat 80 verbindet. Infolgedessen können sich im Lötmittel 90 Risse bilden. Die Risse im Lötmittel 90 weisen einen Riss im Lötmittel 90 auf, das den Chip-Widerstand 10 und das Verdrahtungssubstrat 80 verbindet, sowie einen Riss, der sich an einer Grenzfläche zwischen dem Lötmittel 90 und dem Chip-Widerstand 10 bildet.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 gegenüber einer normalen Dicke erhöht. Beispielsweise ist die erste Plattierungsschicht Th6 vorzugsweise größer als oder gleich 10 µm und noch bevorzugter größer als oder gleich 20 µm. In der ersten Ausführungsform beträgt die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 beispielsweise 30 µm. In der ersten Ausführungsform ist die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 größer als die Dicke der vorderseitigen Elektrode Th3. Die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 ist größer als die Dicke der rückseitigen Elektrode Th4. Die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 ist größer als die Dicke der seitlichen Elektrode Th5. Die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 ist größer als die Dicke der Entlastungsschicht Th2. Wie oben beschrieben, ist bei der ersten Ausführungsform die erste Plattierungsschicht 71 gegenüber einer normalen Dicke vergrößert, wodurch die auf das Lötmittel 90 wirkende Belastung verringert wird.
Die Funktionsweise der ersten Ausführungsform wird nun beschrieben.
Konkret wird ein zweidimensionales Wärmeübertragungsmodell auf der Grundlage des in 6 dargestellten Querschnitts gebildet. Das Ergebnis der Analyse der thermischen Belastung auf der Grundlage dieses Modells wird beschrieben. In der thermischen Belastungsanalyse wird die im Lötmittel 90 erzeugte von-Mises-Spannung berechnet, wenn die Umgebungstemperatur des Wärmeübertragungsmodells von 25 °C auf 155°C erhöht wird.
7 zeigt die von-Mises-Spannung an einem ersten Messpunkt P1 und einem zweiten Messpunkt P2 gemäß den Änderungen der Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6. Wie in 6 gezeigt, ist der erste Messpunkt P1 eine Position auf dem Abschnitt des Lötmittels 90, die an die Plattierungsschicht 70 gebondet ist, die die seitliche Elektrode 53 abdeckt und der vorderseitigen Elektrode 51 am nächsten liegt. Der zweite Messpunkt P2 ist eine Position auf dem Abschnitt des Lötmittels 90, die an die Plattierungsschicht 70 gebondet ist, die die zweite Ecke 26 des Substrats 20 abdeckt. Genauer gesagt ist jeder der ersten Messpunkte P1 und der zweiten Messpunkte P2 ein Punkt des Lötmittels 90, der mit der Plattierungsschicht 70 in Kontakt steht.
Der erste Messpunkt P1 und der zweite Messpunkt P2 sind Abschnitte des Lötmittels 90, die eine Änderung des Widerstandswertes des Chip-Widerstandes 10 stark beeinflussen, wenn sich ein Riss bildet. Darüber hinaus ist der erste Messpunkt P1 ein Abschnitt des Lötmittels 90, der zur Bildung eines Risses neigt. Der zweite Messpunkt P2 ist ein Abschnitt des Lötmittels 90, der zur Konzentration von Spannungen/von Belastungen neigt. Das heißt, wenn die Spannung am ersten Messpunkts P1 und am zweiten Messpunkts P2 verringert wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Widerstandswert des Chip-Widerstands 10 durch Risse im Lötmittel 90 verändert wird.
In 7 ist im Vergleichsbeispiel 1 die erste Plattierungsschicht 71 nicht ausgebildet. In Beispiel 1-1 beträgt die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 10 µm. In Beispiel 1-2 beträgt die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 30 µm. Im Vergleichsbeispiel 1, im Beispiel 1-1 und im Beispiel 1-2 ist die Ausgestaltung des Chip-Widerstands 10 die gleiche, mit Ausnahme der Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6.
Wie in 7 gezeigt, zeigt der Vergleich von Vergleichsbeispiel 1, Beispiel 1-1 und Beispiel 1-2, dass die von Mises-Spannung bei Vorhandensein der ersten Plattierungsschicht 71 sowohl am ersten Messpunkt P1 als auch am zweiten Messpunkt P2 abnimmt. Der Vergleich von Beispiel 1-1 und Beispiel 1-2 zeigt, dass mit zunehmender Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 die von-Mises-Spannung sowohl am ersten Messpunkt P1 als auch am zweiten Messpunkt P2 abnimmt. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, hat die von-Mises-Spannung bei einer Verringerung der Umgebungstemperatur des Wärmeübertragungsmodells von 25°C auf -55°C ebenfalls die Tendenz abzunehmen, wenn die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 erhöht wird.
Wenn der lineare Ausdehnungskoeffizient des Substrats 20 des Chip-Widerstands 10 geringer ist als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Verdrahtungssubstrats 80 und die Umgebungstemperatur erhöht wird, ist der Ausdehnungsbetrag des Chip-Widerstands 10 in der ersten Richtung X geringer als der Ausdehnungsbetrag des Verdrahtungssubstrats 80 in der ersten Richtung X. Genauer gesagt ist der Ausdehnungsbetrag des Chip-Widerstands 10 in der ersten Richtung X geringer als der Ausdehnungsbetrag des Abschnitts des Verdrahtungssubstrats 80, auf dem der Chip-Widerstand 10 in der ersten Richtung X montiert ist. Daher kann eine Belastung, die der Differenz des Ausdehnungsbetrags zwischen dem Chip-Widerstand 10 und dem Verdrahtungssubstrat 80 entspricht, auf das Lötmittel 90 wirken, das den Chip-Widerstand 10 und das Verdrahtungssubstrat 80 verbindet.
Bei dieser Ausführungsform weist die Plattierungsschicht 70 die erste Plattierungsschicht 71 auf, die eine Dicke von 10 µm oder mehr hat und aus Kupfer besteht.
Mit anderen Worten, die Plattierungsschicht 70 weist die erste Plattierungsschicht 71 auf, deren linearer Ausdehnungskoeffizient größer ist als der des Substrats 20 des Chip-Widerstands 10 und deren Dicke gegenüber einer normalen Dicke erhöht ist. Wenn vom Chip-Widerstand 10 Wärme erzeugt wird, dehnt sich die erste Plattierungsschicht 71 aus. Infolgedessen wird der Unterschied in der Ausdehnung zwischen dem Chip-Widerstand 10 und dem Verdrahtungssubstrat 80 wahrscheinlich geringer sein. Wenn sich also die Umgebungstemperatur ändert, wirkt weniger Belastung auf das Lötmittel 90.
Wenn jedoch die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 mehr als 60 µm beträgt, während die Bildung von Rissen im Lötmittel 90 begrenzt ist, können folgende Probleme auftreten.
8 zeigt einen Chip-Widerstand 10X, der eine Plattierungsschicht 70X aufweist, die eine erste Plattierungsschicht 71X mit einer Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 von 60 µm oder mehr hat. Wenn die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 größer als 60 µm ist, können sich in der vorderseitigen Elektrode 51 Risse bilden, bevor sich Risse im Lötmittel 90 bilden. Genauer gesagt können in der vorderseitigen Elektrode 51 Risse in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Abschnitt, der von der ersten Schutzschicht 61 abgedeckt ist, und dem Abschnitt, der von der ersten Plattierungsschicht 71X abgedeckt ist, entstehen. Das heißt, dass sich Risse in einem Abschnitt bilden können, der von den in 8 gezeigten einfach gestrichelten Linien umgeben ist. Daher ist die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 vorzugsweise kleiner als oder gleich 60 µm und noch bevorzugter kleiner als oder gleich 40 µm.
Die Vorteile der ersten Ausführungsform werden nun beschrieben.
(1) Der Chip-Widerstand 10 weist die erste Plattierungsschicht 71 mit einer Dicke von 10 µm oder mehr auf. Somit wird im Vergleich zu einem Vergleichsbeispiel des Chip-Widerstands 10, der die erste Plattierungsschicht 71 nicht aufweist, weniger Belastung bzw. Spannung im Lötmittel 90 erzeugt, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert. Dementsprechend begrenzt der Chip-Widerstand 10 die Bildung von Rissen in dem Lötmittel 90, das den Chip-Widerstand 10 und das Verdrahtungssubstrat 80 verbindet.
(2) Die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 ist kleiner als oder gleich 60 µm. Auf diese Weise begrenzt der Chip-Widerstand 10 die Bildung von Rissen in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51, der durch die erste Schutzschicht 61 abgedeckt ist, und dem Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51, der durch die erste Plattierungsschicht 71 abgedeckt ist.
(3) Die erste Plattierungsschicht 71 besteht aus Kupfer, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient größer ist als der des Glas-Epoxidharzes, aus dem das Verdrahtungssubstrat 80 besteht. Dadurch reduziert der Chip-Widerstand 10 die Belastung, die im Lötmittel 90 bei Änderungen der Umgebungstemperatur entsteht, weiter.
(4) In der Plattierungsschicht 70 sind der erste gekrümmte bzw. gebogene Abschnitt 701, der die erste Ecke 24 des Substrats 20 abdeckt, und der zweite gebogene Abschnitt 702, der die zweite Ecke 26 des Substrats 20 abdeckt, rundlich gebogen bzw. gekrümmt. Wenn das Lötmittel 90 so geformt ist, dass es den ersten gekrümmten Abschnitt 701 abdeckt, begrenzt der Chip-Widerstand 10 die Konzentration der Belastung auf den Abschnitt des Lötmittels 90, der den ersten gekrümmten Abschnitt 701 abdeckt. Wenn das Lötmittel 90 so geformt ist, dass es den zweiten gekrümmten Abschnitt 702 abdeckt, begrenzt der Chip-Widerstand 10 auch die Konzentration der Belastung auf den Abschnitt des Lötmittels 90, der den zweiten gekrümmten Abschnitt 702 abdeckt.
(5) Der Chip-Widerstand 10 weist die Entlastungsschicht 40 auf. Dadurch reduziert der Chip-Widerstand 10 die Belastung, die im Lötmittel entsteht, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, weiter.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform eines Chip-Widerstandes 10A wird nun unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 beschrieben. In der zweiten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen für die Komponenten verwendet, die mit den entsprechenden Komponenten der ersten Ausführungsform identisch sind. Auf solche Komponenten wird nicht genauer eingegangen. Der Chip-Widerstand 10A der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Chip-Widerstand 10 der ersten Ausführungsform hauptsächlich dadurch, dass der Chip-Widerstand 10A keine Entlastungsschichten 40 aufweist.
Wie in 9 dargestellt, weist der Chip-Widerstand 10A ein Substrat 20, einen Widerstandskörper 30, eine Elektrode 50A, eine Schutzschicht 60 und eine Plattierungsschicht 70 auf. Die Elektrode 50A weist eine vorderseitige Elektrode 51, eine rückseitige Elektrode 52A und eine seitliche Elektrode 53 auf.
Die rückseitige Elektrode 52A ist band- bzw. gürtelförmig und in der zweiten Richtung Y länglicher als in der ersten Richtung X. Die rückseitige Elektrode 52A ist direkt auf der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 ohne die Entlastungsschichten 40 ausgebildet. Die rückseitige Elektrode 52A ist näher am Ende des Substrats 20 in der ersten Richtung X ausgebildet. Die rückseitige Elektrode 52A ist auch auf der zweiten schrägen Fläche 27 des Substrats 20 ausgebildet. Da die zweite schräge Fläche 27 angeschrägt ist, ist der Abschnitt der rückseitigen Elektrode 52A, der auf der ersten schrägen Fläche 25 ausgebildet ist, rundlich gekrümmt und bildet ein rückseitiges Elektrodenende 521A. Die Dicke der rückseitigen Elektrode Th4 ist im Wesentlichen gleich der Dicke der vorderseitigen Elektrode Th3. Wenn beispielsweise die Dicke der vorderseitigen Elektrode Th3 14 µm beträgt, ist die Dicke der rückseitigen Elektrode Th4 14 µm.
Die Funktionsweise der zweiten Ausführungsform wird nun beschrieben.
Konkret wird ein zweidimensionales Wärmeübertragungsmodell auf der Grundlage der in 9 gezeigten Querschnittsansicht erstellt. Das Ergebnis der thermischen Belastungsanalyse auf der Grundlage des Modells wird beschrieben. In der thermischen Belastungsanalyse wird die im Lötmittel 90 erzeugte von-Mises-Spannung berechnet, wenn die Umgebungstemperatur des Wärmeübertragungsmodells von 25°C auf 155°C erhöht wird.
10 zeigt die von-Mises-Spannung an einem ersten Messpunkt P1 und einem zweiten Messpunkt P2 gemäß den Änderungen der Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6. Der erste Messpunkt P1 und der zweite Messpunkt P2 sind Punkte des Lötmittels 90, die die Plattierungsschicht 70 kontaktieren, wie in 6 gezeigt. Im Vergleichsbeispiel 2 ist die erste Plattierungsschicht 71 nicht ausgebildet. In Beispiel 2-1 beträgt die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 10 µm. Im Beispiel 2-2 beträgt die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 30 µm. In Vergleichsbeispiel 2, Beispiel 2-1 und Beispiel 2-2 ist die Ausgestaltung des Chip-Widerstands 10A mit Ausnahme der Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 gleich.
Wie in 10 gezeigt, zeigt der Vergleich von Vergleichsbeispiel 2, Beispiel 2-1 und Beispiel 2-2, dass bei der Bildung der ersten Plattierungsschicht 71 die von Mises-Spannung sowohl am ersten Messpunkt P1 als auch am zweiten Messpunkt P2 verringert wird. Der Vergleich von Beispiel 2-1 und Beispiel 2-2 zeigt, dass mit zunehmender Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 die von-Mises-Spannung sowohl am ersten Messpunkt P1 als auch am zweiten Messpunkt P2 abnimmt. Darüber hinaus zeigt der Vergleich mit dem Analyseergebnis der ersten Ausführungsform, dass die Tendenz der von Mises-Spannung, am ersten Messpunkt P1 und am zweiten Messpunkt P2 mit zunehmender Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 abzunehmen, unabhängig davon ist, ob die Entlastungsschichten 40 vorhanden sind oder nicht.
Das Ergebnis des Temperaturzyklustests des Chip-Widerstandes 10A wird nun beschrieben.
Der Temperaturzyklustest misst die Veränderungsrate des Widerstandswerts, wenn die Umgebungstemperatur zyklisch auf eine hohe und eine niedrige Temperatur geändert wird. Genauer gesagt, misst der Temperaturzyklustest die Veränderungsrate des Widerstandswerts, wenn der Temperaturzyklus wiederholt wird, so dass die Umgebungstemperatur von 155°C auf -55°C gesenkt und dann von -55°C auf 155°C erhöht wird.
Um die Widerstandswert-Veränderungsrate zu erhalten, wird der Widerstandswert zum Zeitpunkt des Prüfbeginns vom Widerstandswert nach einer vorgegebenen Anzahl von Wiederholungen des Temperaturzyklus subtrahiert und dann der Subtraktionswert durch den Widerstandswert zum Zeitpunkt des Prüfbeginns geteilt. Wenn die Veränderungsrate des Widerstandswerts einen positiven Wert hat, bedeutet dies, dass der Widerstandswert gestiegen ist. Wenn die Veränderungsrate des Widerstandswerts einen negativen Wert hat, bedeutet dies, dass der Widerstandswert gesunken ist. Der Widerstandswert wird über den Leitungspfad gemessen, der den Chip-Widerstand 10A, das Verdrahtungssubstrat 80 und das Lötmittel 90 einschließt. Wenn sich also Risse im Lötmittel 90 bilden, ändert sich die Veränderungsrate des Widerstandswerts.
11 ist ein Diagramm, das die Veränderungen der Veränderungsrate des Widerstands mit der Anzahl der Wiederholungen des Temperaturzyklus in Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 2-2 zeigt.
In 11 ist das Vergleichsbeispiel 2 durch die durchgezogene Linie dargestellt, die zeigt, dass die Änderungsrate des Widerstandswerts 1 % überschreitet, wenn der Temperaturzyklus 1500 Mal überschritten wird. In 11 ist das Beispiel 2-2 durch die einfach gestrichelte Linie dargestellt, die zeigt, dass die Veränderungsrate des Widerstandswerts weniger als 0,5 % beträgt, selbst wenn der Temperaturzyklus 1500 Mal überschritten wird. Der Vergleich der Steigung der Veränderungsrate des Widerstandswerts zwischen Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 2-2 zeigt, dass Beispiel 2-2 eine geringere Steigung aufweist. Wenn die erste Plattierungsschicht 71 ausgebildet ist, ist die Temperaturzykluseigenschaft besser als wenn die erste Plattierungsschicht 71 nicht ausgebildet ist. Mit anderen Worten: Die Leistungsänderungen des Chip-Widerstands 10A im Dauereinsatz sind geringer.
Die Vorteile der zweiten Ausführungsform werden nun beschrieben. Die zweite Ausführungsform hat die Vorteile (1) bis (4) der ersten Ausführungsform.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform eines Chip-Widerstandes 10B wird nun unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschrieben. In der dritten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen für die Komponenten verwendet, die mit den entsprechenden Komponenten der ersten Ausführungsform identisch sind. Auf solche Komponenten wird nicht genauer eingegangen. Der Chip-Widerstand 10B der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Chip-Widerstand 10 der ersten Ausführungsform durch die Dicke des Substrats Th1.
Wie in 12 dargestellt, weist der Chip-Widerstand 10B ein Substrat 20B, einen Widerstandskörper 30, eine Entlastungsschicht 40, eine Elektrode 50, eine Schutzschicht 60 und eine Plattierungsschicht 70 auf.
In einem Beispiel beträgt die Abmessung des Substrats 20B in der ersten Richtung X 3,2 mm, die Abmessung des Substrats 20B in der zweiten Richtung Y beträgt 1,6 mm. Vorzugsweise ist die Dicke des Substrats Th1 größer als oder gleich 0,28 mm und kleiner als 0,47 mm. In der dritten Ausführungsform beträgt die Dicke des Substrats Th1 0,28 mm. Somit ist die Dicke des Substrats Th1 der dritten Ausführungsform geringer als die Dicke des Substrats Th1 der ersten Ausführungsform. Das Substrat 20B der dritten Ausführungsform hat die gleiche Ausgestaltung wie das Substrat 20 der ersten Ausführungsform mit Ausnahme der Dicke des Substrats Th1.
Die Funktionsweise der dritten Ausführungsform wird nun beschrieben.
Konkret wird ein zweidimensionales Wärmeübertragungsmodell auf der Grundlage des in 12 dargestellten Querschnitts erstellt. Das Ergebnis der thermischen Belastungsanalyse auf der Grundlage dieses Modells wird beschrieben. In der thermischen Belastungsanalyse wird die im Lötmittel 90 erzeugte von-Mises-Spannung berechnet, wenn die Umgebungstemperatur des Wärmeübertragungsmodells von 25 °C auf 155 °C erhöht wird.
13 zeigt die von-Mises-Spannung am ersten Messpunkt P1 und am zweiten Messpunkt P2 gemäß den Änderungen der Dicke des Substrats 20B. Der erste Messpunkt P1 und der zweite Messpunkt P2 sind Punkte des Lötmittels 90, die die Plattierungsschicht 70 kontaktieren, wie in 6 gezeigt. Wie in 13 gezeigt, beträgt im Vergleichsbeispiel 3 die Substratdicke Th1 0,47 mm, d.h. sie entspricht dem Beispiel 1-2 in der ersten Ausführungsform. In Beispiel 3 beträgt die Dicke des Substrats Th1 0,28 mm. Vergleichsbeispiel 3 und Beispiel 3 haben die gleiche Ausgestaltung des Chip-Widerstandes 10B mit Ausnahme der Dicke des Substrats Th1.
Wie in 13 dargestellt, zeigt der Vergleich von Vergleichsbeispiel 3 und Beispiel 3, dass die Verringerung der Dicke des Substrats Th1 die von-Mises-Spannung sowohl am ersten Messpunkt P1 als auch am zweiten Messpunkt P2 verringert. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, wird diese Tendenz auch erreicht, wenn die Entlastungsschichten 40 nicht gebildet werden und wenn die erste Plattierungsschicht 71 nicht gebildet wird.
Wenn der Chip-Widerstand 10B, wie oben beschrieben, Wärme erzeugt, ist der Ausdehnungswert des Verdrahtungssubstrats 80 in der ersten Richtung X größer als der Ausdehnungswert des Chip-Widerstands 10B in der ersten Richtung X. Das heißt, der Chip-Widerstand 10B wird durch die Ausdehnung des Verdrahtungssubstrats 80 in der ersten Richtung X gedehnt. Da die Substratdicke Th1 gering ist, wird der Chip-Widerstand 10B durch das sich in der ersten Richtung X ausdehnende Verdrahtungssubstrat 80 leicht in der ersten Richtung X gedehnt. Mit anderen Worten, die geringe Substratdicke Th1 ermöglicht ein leichtes Biegen des Chip-Widerstands 10B. Infolgedessen wird der Unterschied im Ausdehnungswert in der ersten Richtung X zwischen dem Chip-Widerstand 10B und dem Verdrahtungssubstrat 80 wahrscheinlich geringer sein. Wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, wirkt also weniger Belastung auf das Lötmittel 90.
Die Vorteile der dritten Ausführungsform werden nun beschrieben. Die dritte Ausführungsform hat zusätzlich zu den Vorteilen (1) bis (5) der ersten Ausführungsform folgenden Vorteil.
(6) Der Chip-Widerstand 10B weist das Substrat 20B mit der Dicke des Substrats Th1 von 0,28 mm auf. Im Vergleich zum Chip-Widerstand 10 der ersten Ausführungsform, der das Substrat 20 mit der Dicke des Substrats Th1 von 0,47 mm aufweist, verformt sich das Substrat 20 des Chip-Widerstandes 10B leicht nach dem Verdrahtungssubstrat 80, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert. Somit reduziert der Chip-Widerstand 10B die Belastung, die auf das Lötmittel 90 wirkt, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform eines Chip-Widerstandes 10C wird nun unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. In der vierten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen für die Komponenten verwendet, die mit den entsprechenden Komponenten der zweiten Ausführungsform identisch sind. Solche Komponenten werden nicht genauer beschrieben. Der Chip-Widerstand 10C der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Chip-Widerstand 10 der ersten Ausführungsform durch die Ausgestaltung der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20.
Wie in 14 dargestellt, weist der Chip-Widerstand 10C ein Substrat 20, einen Widerstandskörper 30, eine Entlastungsschicht 40C, eine Elektrode 50C, eine Schutzschicht 60 und eine Plattierungsschicht 70 auf.
Die Entlastungsschicht 40C ist direkt auf der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 ausgebildet und steht in Kontakt mit der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20. Die Entlastungsschicht 40C ist in der ersten Richtung X größer dimensioniert als die vorderseitige Elektrode 51.
Die Elektrode 50C weist eine vorderseitige Elektrode 51, eine rückseitige Elektrode 52C und eine seitliche Elektrode 53 auf. Die rückseitige Elektrode 52C ist band- bzw. gürtelförmig und in der zweiten Richtung Y länglicher als in der ersten Richtung X. Die rückseitige Elektrode 52C ist in der ersten Richtung X größer dimensioniert als die vorderseitige Elektrode 51. Die rückseitige Elektrode 52C ist auf der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 ausgebildet, wobei die Entlastungsschicht 40C dazwischen angeordnet ist.
Die Funktionsweise und die Vorteile der vierten Ausführungsform werden nun beschrieben. Die vierte Ausführungsform hat die gleiche Funktionsweise und die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform. Bei der vierten Ausführungsform können die vorderseitige Elektrode 51 und die rückseitige Elektrode 52 in der ersten Richtung X gleich groß sein.
Fünfte Ausführungsform
Eine fünfte Ausführungsform eines Chip-Widerstandes 10D wird nun unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. In der fünften Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen für die Komponenten verwendet, die mit den entsprechenden Komponenten der ersten Ausführungsform identisch sind. Solche Komponenten werden nicht genauer beschrieben. Der Chip-Widerstand 10D der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von dem Chip-Widerstand 10 der ersten Ausführungsform in der Struktur einer Plattierungsschicht 70.
Wie in 15 dargestellt, weist der Chip-Widerstand 10D ein Substrat 20, einen Widerstandskörper 30, eine Entlastungsschicht 40, eine Elektrode 50, eine Schutzschicht 60 und eine Plattierungsschicht 70D auf. Die Plattierungsschicht 70D weist eine erste Plattierungsschicht 71D, eine zweite Plattierungsschicht 72D, die ein Beispiel für eine „Metallplattierungsschicht“ ist, und eine dritte Plattierungsschicht 73 auf.
Die erste Plattierungsschicht 71D besteht z. B. aus Kupfer. Die erste Plattierungsschicht 71D wird über der vorderseitigen Elektrode 51, der rückseitigen Elektrode 52 und der seitlichen Elektrode 53 gebildet. Die erste Plattierungsschicht 71D deckt zumindest einen Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51, zumindest einen Abschnitt der rückseitigen Elektrode 52 und zumindest einen Abschnitt der seitlichen Elektrode 53 ab. Genauer gesagt deckt die erste Plattierungsschicht 71D einen großen Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51, die Gesamtheit der rückseitigen Elektrode 52 und die Gesamtheit der seitlichen Elektrode 53 ab.
Die zweite Plattierungsschicht 72D besteht z. B. aus Nickel. Die zweite Plattierungsschicht 72D deckt die erste Plattierungsschicht 71D ab. Die zweite Plattierungsschicht 72D weist eine vorderseitige Plattierungsschicht 721D auf, die mindestens einen Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51 abdeckt, eine rückseitige Plattierungsschicht 722D, die mindestens einen Abschnitt der rückseitigen Elektrode 52 abdeckt, und eine seitliche Plattierungsschicht 723D, die mindestens einen Abschnitt der seitlichen Elektrode 53 abdeckt.
Die vorderseitige Plattierungsschicht 721D ist so angeordnet, dass sie der vorderseitigen Fläche 21 des Substrats 20 in der Dickenrichtung Z zugewandt ist. Die vorderseitige Plattierungsschicht 721D bedeckt den vorderseitigen Verbinder 532 der seitlichen Elektrode 53 und den Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51, der nicht durch den vorderseitigen Verbinder 532 und die Schutzschicht 60 bedeckt ist, zusammen mit der ersten Plattierungsschicht 71D. Die vorderseitige Plattierungsschicht 721D bedeckt auch ein Ende der zweiten Schutzschicht 62 in der ersten Richtung X. Die rückseitige Plattierungsschicht 722D ist so angeordnet, dass sie der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 in der Dickenrichtung Z zugewandt ist. Die rückseitige Plattierungsschicht 722D bedeckt den rückseitigen Verbinder 533 der seitlichen Elektrode 53 und den Abschnitt der rückseitigen Elektrode 52, der nicht durch den rückseitigen Verbinder 533 bedeckt ist, zusammen mit der ersten Plattierungsschicht 71D. Die seitliche Plattierungsschicht 723D ist so angeordnet, dass sie der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20 in der ersten Richtung X zugewandt ist. Die seitliche Plattierungsschicht 723D deckt den Hauptkörper 531 der seitlichen Elektrode 53 zusammen mit der ersten Plattierungsschicht 71D ab.
Bei der fünften Ausführungsform ist die Dicke der zweiten Plattierungsschicht Th7 größer als die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6. Insbesondere beträgt die Dicke der zweiten Plattierungsschicht Th7 vorzugsweise 10 bis 60 µm und besonders bevorzugt 20 bis 40 µm. In der fünften Ausführungsform beträgt die zweite Plattierungsschichtdicke Th7 beispielsweise 30 µm.
Die Funktionsweise und die Vorteile der fünften Ausführungsform werden nun beschrieben. In der fünften Ausführungsform weist der Chip-Widerstand 10D die zweite Plattierungsschicht 72D auf, die aus Nickel gebildet ist, das einen ähnlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten wie Kupfer hat, und die eine große Dicke aufweist. Somit hat die fünfte Ausführungsform eine ähnliche Funktionsweise und Vorteile wie die erste Ausführungsform.
Sechste Ausführungsform
Eine sechste Ausführungsform eines Chip-Widerstandes 10E wird nun unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. In der sechsten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen für die Komponenten verwendet, die mit den entsprechenden Komponenten der ersten Ausführungsform identisch sind. Solche Komponenten werden nicht genauer beschrieben. Der Chip-Widerstand 10E der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Chip-Widerstand 10 der ersten Ausführungsform in der Struktur einer Plattierungsschicht 70.
Wie in 16 dargestellt, weist der Chip-Widerstand 10E ein Substrat 20, einen Widerstandskörper 30, eine Entlastungsschicht 40, eine Elektrode 50, eine Schutzschicht 60 und eine Plattierungsschicht 70E auf. Die Plattierungsschicht 70E weist eine erste Plattierungsschicht 71E, die ein Beispiel für eine „Metallplattierungsschicht“ ist, und eine zweite Plattierungsschicht 72E auf.
Die erste Plattierungsschicht 71E wird z. B. aus Nickel gebildet. Die erste Plattierungsschicht 71E wird über der vorderseitigen Elektrode 51, der rückseitigen Elektrode 52 und der seitlichen Elektrode 53 gebildet. Die erste Plattierungsschicht 71E weist eine vorderseitige Plattierungsschicht 711E auf, die mindestens einen Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51 abdeckt, eine rückseitige Plattierungsschicht 712E, die mindestens einen Abschnitt der rückseitigen Elektrode 52 abdeckt, und eine seitliche Plattierungsschicht 713E, die mindestens einen Abschnitt der seitlichen Elektrode 53 abdeckt.
Die vorderseitige Plattierungsschicht 711E ist so angeordnet, dass sie der vorderseitigen Fläche des Substrats 20 in der Dickenrichtung Z zugewandt ist. Die vorderseitige Plattierungsschicht 711E bedeckt den vorderseitigen Verbinder 532 der seitlichen Elektrode 53, den Abschnitt der vorderseitigen Elektrode 51, der nicht durch den vorderseitigen Verbinder 532 und die Schutzschicht 60 bedeckt ist, und ein Ende der zweiten Schutzschicht 62 in der ersten Richtung X. Die rückseitige Plattierungsschicht 712E ist so angeordnet, dass sie der rückseitigen Fläche 22 des Substrats 20 in der Dickenrichtung Z zugewandt ist. Die rückseitige Plattierungsschicht 712E bedeckt den rückseitigen Verbinder 533 der seitlichen Elektrode 53 und den Abschnitt der rückseitigen Elektrode 52, der nicht durch den rückseitigen Verbinder 533 bedeckt ist. Die seitliche Plattierungsschicht 713E ist so angeordnet, dass sie der seitlichen Fläche 23 des Substrats 20 in der ersten Richtung X zugewandt ist. Die seitliche Plattierungsschicht 713E deckt den Hauptkörper 531 der seitlichen Elektrode 53 ab.
Die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 beträgt vorzugsweise 10 bis 60 µm und noch bevorzugter 20 bis 40 µm. Bei der sechsten Ausführungsform beträgt die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 beispielsweise 30 µm.
Die zweite Plattierungsschicht 72E besteht z. B. aus Zinn. Die zweite Plattierungsschicht 72E deckt die erste Plattierungsschicht 71E ab. Die zweite Plattierungsschicht 72E ist ein Abschnitt, der mit dem Lötmittel 90 an den Chip-Widerstand 10E gebondet ist. Die Dicke der zweiten Plattierungsschicht Th7 ist geringer als die Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6. Das heißt, die zweite Plattierungsschicht 72E hat eine Struktur, die der dritten Plattierungsschicht 73 der ersten Ausführungsform entspricht.
Die Funktionsweise und die Vorteile der sechsten Ausführungsform werden nun beschrieben. Bei der sechsten Ausführungsform weist der Chip-Widerstand 10E die erste Plattierungsschicht 71E auf, die aus Nickel gebildet ist, das einen ähnlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten wie Kupfer hat, und die eine große Dicke aufweist. Somit hat die sechste Ausführungsform eine ähnliche Funktionsweise und Vorteile wie die erste Ausführungsform.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen können wie folgt modifiziert werden. Die Ausführungsformen und die folgenden modifizierten Beispiele können kombiniert werden, solange die kombinierten modifizierten Beispiele technisch miteinander übereinstimmen.
Die Plattierungsschichten 70, 70D und 70E müssen nicht unbedingt die vorderseitigen Plattierungsschichten 711, 711E und 721D aufweisen. Mit anderen Worten, die Plattierungsschichten 70, 70D und 70E können auch nur die rückseitigen Plattierungsschichten 712, 712E und 722D und die seitlichen Plattierungsschichten 713, 713E und 723D aufweisen.
Die vorderseitigen Plattierungsschichten 711, 711E und 721D können die gesamte vorderseitige Elektrode 51 abdecken. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die vorderseitige Elektrode 51 ein Ende des Widerstandskörpers 30 in der ersten Richtung X abdeckt.
Die rückseitigen Plattierungsschichten 712, 712E und 722D können zumindest einen Abschnitt der rückseitigen Elektroden 52, 52A und 52C abdecken.
Die seitlichen Plattierungsschichten 713, 713E und 723D können mindestens einen Abschnitt der seitlichen Elektrode 53 abdecken.
Bei den Substraten 20 und 20B muss die erste Ecke 24 nicht die erste schräge Fläche 25 aufweisen, und die zweite Ecke 26 muss nicht die zweite schräge Fläche 27 aufweisen. Mit anderen Worten, die erste Ecke 24 und die zweite Ecke 26 können einen rechten Winkel haben.
Jede der Dicken der vorderseitigen Elektrode Th3, der rückseitigen Elektrode Th4 und der seitlichen Elektrode Th5 kann größer oder gleich der Dicke der ersten Plattierungsschicht Th6 der ersten Plattierungsschichten 71 und 71E sein, von denen jede ein Beispiel für eine „Metallplattierungsschicht“ ist. Ebenso kann jede der Dicken der vorderseitigen Elektrode Th3, der rückseitigen Elektrode Th4 und der seitlichen Elektrode Th5 größer oder gleich der Dicke der zweiten Plattierungsschicht Th7 der zweiten Plattierungsschicht 72D sein, die ein Beispiel für eine „Metallplattierungsschicht“ ist.
Die technischen Konzepte, die sich aus den obigen Ausführungsformen und den modifizierten Beispielen ergeben, werden nun beschrieben.
Ein Chip-Widerstand weist ein Substrat, einen Widerstandskörper, eine vorderseitige Elektrode, eine rückseitige Elektrode und eine seitliche Elektrode auf. Das Substrat weist eine vorderseitige und eine rückseitige Fläche auf, die eine Dickenrichtung schneiden, sowie eine seitliche Fläche, die die vorderseitige und die rückseitige Fläche verbindet. Die vorderseitige Elektrode und der Widerstandskörper sind auf der vorderseitigen Fläche ausgebildet. Die rückseitige Elektrode ist auf der rückseitigen Fläche ausgebildet. Die seitliche Elektrode ist auf der seitlichen Fläche ausgebildet. Das Substrat hat eine Dicke, die größer als oder gleich 0,28 mm und kleiner als oder gleich 0,47 mm ist.
Bezugszeichenliste

10, 10A bis 10E): Chip-Widerstand;
10X): Chip-Widerstand eines Vergleichsbeispiels;
20, 20B): Substrat;
21): vorderseitige Fläche;
22): rückseitige Fläche;
23): seitliche Fläche;
24): erste Ecke;
25): erste schräge Fläche;
26): zweite Ecke (Beispiel für eine Ecke);
27): zweite schräge Fläche (Beispiel für eine schräge Fläche);
30): Widerstandskörper;
31): Feineinstellungsvertiefung;
40, 40C): Entlastungsschicht;
41): Entlastungsschichtende;
50, 50A, 50C): Elektrode;
51): vorderseitige Elektrode;
511): vorderseitiges Elektrodenende;
52, 52A, 52C): rückseitige Elektrode;
521, 521A): rückseitiges Elektrodenende;
53): seitliche Elektrode;
531): Hauptkörper;
532): vorderseitiger Verbinder;
533): rückseitiger Verbinder;
60): Schutzschicht;
61): erste Schutzschicht;
62): zweite Schutzschicht;
70, 70D, 70E): Plattierungsschicht;
701): erster gekrümmter Abschnitt;
702): zweiter gekrümmter Abschnitt;
70X): Plattierungsschicht des Vergleichsbeispiels;
71): erste Plattierungsschicht (Beispiel einer Metallplattierungsschicht);
71D): erste Plattierungsschicht;
71E): erste Plattierungsschicht (Beispiel für Metallplattierungsschicht);
711, 711E): vorderseitige Plattierungsschicht;
712, 712E): rückseitige Plattierungsschicht;
713, 713E): seitliche Plattierungsschicht;
714): überlappender Abschnitt;
71X): erste Plattierungsschicht des Vergleichsbeispiels;
72): zweite Plattierungsschicht;
72D): zweite Plattierungsschicht (Beispiel für Metallplattierungsschicht);
72E): zweite Plattierungsschicht;
721D): vorderseitige Plattierungsschicht;
722D): rückseitige Plattierungsschicht;
723D): seitliche Plattierungsschicht;
73): dritte Schicht;
80): Verdrahtungssubstrat;
81): Land;
P1): erster Messpunkt;
P2): zweiter Messpunkt;
Th1): Dicke des Substrats;
Th2): Dicke der Entlastungsschicht;
Th3): Dicke der vorderseitigen Elektrode;
Th4): Dicke der rückseitigen Elektrode;
Th5): Dicke der seitlichen Elektrode;
Th6): Dicke der ersten Plattierungsschicht;
Th7): Dicke der zweiten Plattierungsschicht;
Th8): Dicke der dritten Plattierungsschicht;
X): erste Richtung;
Y): zweite Richtung;
Z): Dickenrichtung

Claims

Chip-Widerstand, aufweisend: ein Substrat, das eine vorderseitige Fläche, eine rückseitige Fläche und eine seitliche Fläche aufweist, wobei die vorderseitige Fläche und die rückseitige Fläche eine Dickenrichtung schneiden und die seitliche Fläche die vorderseitige Fläche und die rückseitige Fläche verbindet; eine vorderseitige Elektrode und einen Widerstandskörper, die auf der vorderseitigen Fläche ausgebildet sind; eine rückseitige Elektrode, die auf der rückseitigen Fläche ausgebildet ist; eine auf der Seitenoberfläche ausgebildete seitliche Elektrode; und eine Metallplattierungsschicht, die eine rückseitige Plattierungsschicht aufweist, die mindestens einen Abschnitt der rückseitigen Elektrode abdeckt, und eine seitliche Plattierungsschicht, die mindestens einen Abschnitt der seitlichen Elektrode abdeckt, wobei die Metallplattierungsschicht eine Dicke aufweist, die größer als oder gleich 10 µm und kleiner als oder gleich 60 µm ist.
Chip-Widerstand nach Anspruch 1, wobei die Dicke der Metallplattierungsschicht größer als oder gleich 20 µm und kleiner als oder gleich 40 µm ist.
Chip-Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dicke der Metallplattierungsschicht größer als die der rückseitigen Elektrode ist.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dicke der Metallplattierungsschicht größer ist als die Dicke der seitlichen Elektrode.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke der Metallplattierungsschicht größer ist als die Dicke der vorderseitigen Elektrode.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dicke der vorderseitigen Elektrode größer ist als die der rückseitigen Elektrode.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Substrat eine Dicke aufweist, die größer oder gleich 0,28 mm und kleiner oder gleich 0,47 mm ist.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Metallplattierungsschicht Kupfer aufweist.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend eine zweite Plattierungsschicht, wobei die Metallplattierungsschicht eine erste Plattierungsschicht aufweist, wobei die zweite Plattierungsschicht die erste Plattierungsschicht abdeckt und die zweite Plattierungsschicht Nickel aufweist.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend eine erste Plattierungsschicht, die mindestens einen Abschnitt der seitlichen Elektrode und mindestens einen Abschnitt der rückseitigen Elektrode abdeckt, wobei die Metallplattierungsschicht eine zweite Plattierungsschicht aufweist, die die erste Plattierungsschicht abdeckt, und die zweite Plattierungsschicht Nickel aufweist.
Chip-Widerstand nach Anspruch 9 oder 10, ferner aufweisend eine dritte Plattierungsschicht, die die zweite Plattierungsschicht abdeckt, wobei die dritte Plattierungsschicht Zinn aufweist.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die seitliche Elektrode aus einer Legierung gebildet ist, die Nickel und Chrom aufweist.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die rückseitige Elektrode aus einem Kunstharz gebildet ist, das ein Metallteilchen aufweist.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Substrat aus einer Keramik gebildet ist, die Aluminiumoxid aufweist.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner aufweisend eine Entlastungsschicht, die zwischen der rückseitigen Fläche des Substrats und der rückseitigen Elektrode gebildet ist und aus einem isolierenden Harz gebildet ist.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Substrat eine Ecke aufweist, die die rückseitige Fläche und die Seitenoberfläche verbindet, die Ecke eine schräge Fläche aufweist, die die rückseitige Fläche und die seitliche Fläche schneidet, und die Metallplattierungsschicht einen Abschnitt aufweist, der die Ecke abdeckt und rundlich gekrümmt ist.
Chip-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Metallplattierungsschicht eine vorderseitige Plattierungsschicht aufweist, die mindestens einen Abschnitt einer Fläche der vorderseitigen Elektrode abdeckt.
Chip-Widerstand nach Anspruch 17, ferner aufweisend eine Schutzschicht, die den Widerstandskörper und einen Abschnitt der vorderseitigen Elektrode abdeckt, wobei die vorderseitige Plattierungsschicht einen überlappenden Abschnitt aufweist, und der überlappende Abschnitt zumindest teilweise einen Abschnitt der Schutzschicht bedeckt, der die vorderseitige Elektrode abdeckt.