JP2016186996A

JP2016186996A - 固定抵抗器の耐硫化性評価方法および固定抵抗器の耐硫化性評価装置

Info

Publication number: JP2016186996A
Application number: JP2015066469A
Authority: JP
Inventors: 和幸須藤; Kazuyuki Sudo; 久勝瓦井; Hisakatsu Kawarai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-10-27

Abstract

【課題】固定抵抗器の耐硫化性を容易に評価することができる、固定抵抗器の耐硫化性評価方法および固定抵抗器の耐硫化性評価装置を提供する。【解決手段】密閉されている内部空間を有し、内部空間に固定抵抗器２０と硫黄華３０とが配置されている密閉容器１１を準備する工程と、密閉容器１１の内部空間の雰囲気を９０℃以上１１０℃以下の加熱温度で加熱した状態において固定抵抗器２０の抵抗値を測定する工程とを備える。【選択図】図４

Description

固定抵抗器の耐硫化性評価方法および固定抵抗器の耐硫化性評価装置に関し、特に固定抵抗器の耐硫化性を容易に評価可能な固定抵抗器の耐硫化性評価方法および固定抵抗器の耐硫化性評価装置に関する。

固定抵抗器（チップ抵抗器、以下同じ）は、一般に、絶縁基板と、該絶縁基板上に形成されている抵抗体と、互いに間隔を隔てて該抵抗体と接続されている２つの内部電極と、各内部電極とそれぞれ中間電極を介して接続されている２つの外部電極と、抵抗体および２つの内部電極の各一部を覆うように形成されている保護膜とを備えている。内部電極を構成する材料には、一般的に銀（Ａｇ）が採用されている。中間電極および外部電極を構成する材料には、一般的にニッケル（Ｎｉ）が採用されている。中間電極および外部電極は、一般的に錫めっきが施されている。保護膜を構成する材料には、一般的にエポキシ樹脂やガラスが採用されている。

一般的な固定抵抗器において、保護膜は内部電極上において外部電極および中間電極と接している。この外部電極と保護膜との間および中間電極と保護膜との間に隙間が形成され、該隙間に侵入した硫黄により内部電極中のＡｇが硫化されて硫化銀が形成されることにより、内部電極が高抵抗化したり断線したりするといった問題があった（特開２００８−７２１５２号公報参照）。

現在、このような硫化に伴う異常に対し固定抵抗器の耐性（耐硫化性）を評価する方法について、何等かの規格が存在しているわけではない。固定抵抗器の耐硫化性評価方法は、固定抵抗器の製造者が独自に設定した評価規格に則って開発され、実施されている（たとえば、特開２００８−７２１５２号公報および特開２００９−４３８８３号公報参照）。

特開２００８−７２１５２号公報特開２００９−４３８８３号公報

しかしながら、上述した固定抵抗器の耐硫化性評価方法では、硫化に伴う異常発生の検出率が数％と低く、かつ耐硫化性の評価に数千時間が必要となる。また、硫化水素ガスを用いた耐硫化性評価試験を実施する前に熱衝撃試験が必要となる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、固定抵抗器の耐硫化性を容易に評価することができる、固定抵抗器の耐硫化性評価方法および固定抵抗器の耐硫化性評価装置を提供することにある。

本発明に従った固定抵抗器の耐硫化性評価方法は、密閉されている内部空間を有し、前記内部空間に固定抵抗器と硫黄華とが配置されている密閉容器を準備する工程と、前記密閉容器の前記内部空間の雰囲気を９０℃以上１１０℃以下の加熱温度で加熱した状態において前記固定抵抗器の抵抗値を測定する工程とを備える。

本発明によれば、硫黄華を用いることにより、熱衝撃試験などを行う必要があった従来の固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置と比べて、固定抵抗器の外部から内部電極まで達する隙間を容易にかつ短時間に形成することができ、内部電極の硫化を促進することができる。そのため、固定抵抗器の耐硫化性を容易に評価することができる、固定抵抗器の耐硫化性評価方法および固定抵抗器の耐硫化性評価装置を提供することができる。

固定抵抗器を説明するための断面図である。実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法における評価基板を説明するための図である。図２中の線分ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価装置を説明するための断面図である。実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法のフローチャートである。同種の固定抵抗器に対し、実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および固定抵抗器の耐硫化性評価装置を用いたときの耐硫化性評価結果と、従来の固定抵抗器の耐硫化性評価方法および固定抵抗器の耐硫化性評価装置を用いたときの耐硫化性評価結果とを示すグラフである。実施の形態２に係る固定抵抗器の耐硫化性評価装置を説明するための断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

（実施の形態１）
はじめに、図１を参照して、実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および固定抵抗器の耐硫化性評価装置により評価される固定抵抗器２０について説明する。図１は、固定抵抗器２０の断面図である。

固定抵抗器２０は、絶縁基板１と、抵抗層２と、抵抗層２を挟んでそれぞれ２つずつ形成されている内部電極３、外部電極４および中間電極５と、保護膜６とを有する。

絶縁基板１は、第１の主面１Ａと第１の主面１Ａの反対側に位置する第２の主面１Ｂとを有する。絶縁基板１を構成する材料は、電気的絶縁性を有する任意の材料であればよいが、たとえばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）である。

抵抗層２は、第１の主面１Ａ上に形成されている。抵抗層２を構成する材料は、内部電極３、外部電極４および中間電極５を構成する材料よりも電気抵抗率が高い任意の材料であればよいが、たとえば酸化ルテニウム系ペーストまたは銀パラジウム合金系ペーストである。

２つの内部電極３、２つの外部電極４、および２つの中間電極５は、それぞれの一方端部が第１の主面１Ａ上において所定の方向に互いに間隔を隔てて配置され、それぞれの他方端部が第２の主面１Ｂ上において該所定の方向に互いに間隔を隔てて配置されるように形成されている。内部電極３の各一方端部は、抵抗層２上に形成されており、抵抗層２と接続されている。外部電極４および中間電極５の各一方端部は第１の主面１Ａ上において内部電極３上に形成されており、外部電極４および中間電極５の各他方端部は第２の主面１Ｂ上において内部電極３上に形成されている。内部電極３を構成する材料は、高い導電性を有する材料であればよいが、好ましくは銀である。外部電極４および中間電極５を構成する材料は、高い導電性および機械的強度を有する任意の材料であればよいが、たとえば錫めっきを施したニッケルである。

保護膜６は、抵抗層２および内部電極３において抵抗層２と接続されている一部分（内部電極３の一方端部を含む）を覆うように形成されている。保護膜６を構成する材料は、たとえばエポキシ樹脂またはガラスである。保護膜６は、抵抗層２、内部電極３および外部電極４と接している。言い換えると、抵抗層２と保護膜６との界面、内部電極３と保護膜６との界面、および外部電極４と保護膜６との界面は、連なるように形成されている。なお、保護膜６は、中間電極５と接していてもよく、中間電極５と保護膜６との界面が内部電極３と保護膜６との界面と外部電極４と保護膜６との界面との間に形成されていてもよい。

次に、図２および図３を参照して、実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法における評価基板２５を説明する。評価基板２５は、固定抵抗器の耐硫化性評価方法において固定抵抗器２０の抵抗値を測定するためのものである。具体的には、評価基板２５は、プリント基板２１の一方の主面上に互いに間隔を隔てて形成されている２つのプリント配線２２に、固定抵抗器２０の２つの外部電極４がそれぞれはんだ２３によって接続し固定されることによって構成されている。プリント配線２２は、それぞれ一方の端部が固定抵抗器２０と接続されており、他方の端部が後述する耐硫化性評価装置１０における配線１７に接続可能に設けられている。

次に、図４を参照して、実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価装置１０について説明する。耐硫化性評価装置１０は、密閉容器１１と、加熱部１２と、測定部１３とを主に備える。

密閉容器１１は、密閉可能に設けられている内部空間を有し、該内部空間に固定抵抗器２０と硫黄華３０とを配置可能に設けられている。硫黄華３０は、硫黄ガスを冷却することで得られる昇華硫黄である。

具体的には、密閉容器１１の内部空間には、試料支持台１４が配置されている。試料支持台１４は、密閉容器１１の内部空間に面している底面から所定の距離だけ上方に間隔を隔てた位置に評価基板２５を配置可能に設けられている。試料支持台１４上には、たとえば評価基板２５が配置されたときに、評価基板２５のプリント配線２２と後述する配線１７とを電気的に接続する回路（図示しない）が形成されていてもよい。言い換えると、試料支持台１４上には、配線１７と電気的に接続されており、かつ固定抵抗器２０が配置されたときにプリント配線２２と電気的に接続される回路が形成されていてもよい。試料支持台１４の下方（試料支持台１４と密閉容器１１の底面との間）には、硫黄華３０を収容している収容器１５が設けられている。

収容器１５は、たとえば密閉容器１１の内部空間の体積１Ｌ当たり０．１ｇ以上５．０ｇ以下の硫黄華３０を収容している。硫黄華３０が密閉容器１１の内部空間の体積１Ｌ当たり０．１ｇ未満である場合、硫黄華３０を用いることによる効果が低減する。また、硫黄華３０が密閉容器１１の内部空間の体積１Ｌ当たり５．０ｇ超えである場合、硫黄華３０を用いることによる効果が低減する。

収容器１５は、たとえば固定抵抗器２０に向かう方向（上方）に開口している。硫黄華３０は密閉容器１１の内部空間の雰囲気に曝されている。収容器１５は、たとえば試料支持台１４上の固定されている固定抵抗器２０の下方に配置されている。収容器１５は、たとえば密閉容器１１の底面に固定されている。

密閉容器１１の内部空間には、ファン１６が配置されている。ファン１６は、たとえば試料支持台１４に支持されている固定抵抗器２０よりも下方に配置されている。ファン１６は、たとえば密閉容器１１の底面に固定されている。ファン１６は、密閉容器１１の内部空間の雰囲気を撹拌可能に設けられている。

密閉容器１１は、たとえば本体部１１Ａと蓋１１Ｂとで構成されており、本体部１１Ａに蓋１１Ｂが装着されることにより、内部空間を密閉空間とすることができる。蓋１１Ｂには、密閉容器１１の内部空間と外部空間とを接続可能に設けられており、後述する配線１７が挿入されている貫通孔１１Ｈが形成されている。貫通孔１１Ｈの孔径は、配線１７を挿入可能である限りにおいて、任意の大きさとすればよい。貫通孔１１Ｈの内部に配線１７が挿入されている状態において、貫通孔１１Ｈに隙間が生じている場合には、該隙間を塞ぐための栓部材１８が挿入されている。

本体部１１Ａ、蓋１１Ｂおよび栓部材１８を構成する材料は、密閉空間を形成可能（気体の透過を遮断可能）であって、耐硫化性を有し、かつ耐硫化性評価試験中の加熱温度に耐えうる（変形が抑制されている）任意の材料であればよいが、たとえばガラスおよびステンレス鋼からなる群から選択される少なくとも１つであるのが好ましい。試料支持台１４、収容器１５およびファン１６を構成する材料は、それぞれ耐硫化性を有し、かつ耐硫化性評価試験中の加熱温度に耐えうる（変形が抑制されている）任意の材料であればよいが、たとえばガラス、テフロン（登録商標）、ステンレス鋼、およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つであるのが好ましい。

加熱部１２は、密閉容器１１の内部空間を加熱可能に設けられている。加熱部１２は、任意の構成を備えていればよいが、たとえば密閉容器１１を収容可能に設けられている恒温槽である。言い換えると、加熱部１２は、たとえば所定の空間を加熱可能に設けられており、該空間内に密閉容器１１を収容可能に設けられている。加熱部１２には、たとえば後述する後述する配線１７が挿入されている貫通孔１２Ｈが形成されている。貫通孔１２Ｈの孔径は、配線１７を挿入可能である限りにおいて、任意の大きさとすればよい。貫通孔１２Ｈの内部に配線１７が挿入されている状態において、貫通孔１２Ｈに隙間が生じている場合には、該隙間を塞ぐための栓部材１９が挿入されている。栓部材１９を構成する材料は、それぞれ耐硫化性を有し、かつ耐硫化性評価試験中の加熱温度に耐えうる（変形が抑制されている）任意の材料であればよいが、たとえばガラス、テフロン（登録商標）、ステンレス鋼、およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つであるのが好ましい。

測定部１３は、抵抗測定器である。測定部１３は、加熱部１２により加熱される空間の外部に配置されている。測定部１３は、２本の配線１７と接続されている。一方の配線１７は、評価基板２５の一方のプリント配線２２と電気的に接続可能に設けられており、他方の配線１７は、当該一方のプリント配線２２と固定抵抗器２０を介して電気的に接続されている他方のプリント配線２２と接続可能に設けられている。評価基板２５が試料支持台１４上に配置されて２つの配線１７と２つのプリント配線２２とがそれぞれ電気的に接続されることにより、測定部１３、配線１７および評価基板２５には固定抵抗器２０を含む閉回路が形成される。つまり、測定部１３は、内部空間が密閉された状態であってかつ加熱部１２により加熱された状態において、密閉容器１１の内部空間に配置されている固定抵抗器２０の抵抗値を測定可能に設けられている。プリント配線２２を構成する材料は、固定抵抗器の耐硫化性評価方法において試験終了までの間、導電性を維持可能な材料であればよく、たとえばＡｕまたはＣｕである。なお、プリント配線２２上には、任意の保護膜（たとえばレジスト）が形成されていてもよい。

次に、図５を参照して、実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法について説明する。実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法は、密閉されている内部空間を有し、内部空間に固定抵抗器２０と硫黄華３０とが配置されている密閉容器１１を準備する工程（Ｓ１０）と、密閉容器１１の内部空間の雰囲気を９０℃以上１１０℃以下の加熱温度で加熱した状態において固定抵抗器２０の抵抗値を測定する工程（Ｓ２０）とを備える。

まず、内部空間に固定抵抗器２０と硫黄華３０とが配置されている密閉容器１１が準備される（工程（Ｓ１０））。本工程（Ｓ１０）では、まず上述した固定抵抗器の耐硫化性評価装置１０が準備される。固定抵抗器の耐硫化性評価装置１０の収容器１５に、硫黄華３０がたとえば０．５ｇ以上５．０ｇ以下収容される。次に、上述した評価基板２５が準備される。評価基板２５は、評価対象として準備された固定抵抗器２０が、プリント基板２１のプリント配線２２上にはんだ接合されることにより準備される。次に、評価基板２５が試料支持台１４上に配置され、測定部１３、配線１７および評価基板２５に固定抵抗器２０を含む閉回路が形成される。次に、本体部１１Ａが蓋１１Ｂにより塞がれる。これにより、密閉された内部空間に固定抵抗器２０および硫黄華３０を収容している密閉容器１１が準備される。

次に、固定抵抗器２０の抵抗値が測定される（工程（Ｓ２０））。本工程（Ｓ２０）では、まず上述した固定抵抗器の耐硫化性評価装置１０の加熱部１２により、密閉容器１１の内部空間が９０℃以上１１０℃以下の加熱温度で加熱される。加熱部１２による加熱温度が９０℃未満の場合、固定抵抗器２０の内部電極３の硫化速度が遅いため耐硫化性評価に長時間を要する。一方、加熱部１２による加熱温度が１１０℃超えの場合、硫黄華３０が融点（１１３℃）を超えてしまい、内部電極３の硫化挙動が変化する可能性がある。従来の固定抵抗器の耐硫化性評価方法では硫化水素が用いられているが、硫化水素ガスとＡｇとの反応に水の介在が必要であり、Ａｇを腐食させるためには密閉容器の内部空間を相対湿度の高い雰囲気に維持する必要がある。そのため、従来の耐硫化性評価方法では、加熱温度を低温（たとえば４０℃）に維持する必要があった。これに対し、硫黄華３０を用いる場合には、硫黄華３０（固体硫黄）とＡｇとの反応に水の介在が不要であり、Ａｇを腐食進行に上記内部空間の相対湿度は影響しない。化学反応は一般的に高温環境下で活性化する。つまり、実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法によれば、化学反応をより活性化することのできる高温環境下での評価試験が可能となる。

このとき、ファン１６により、密閉容器１１の内部空間の雰囲気は撹拌されている。ファン１６の風量は、任意に設定し得るが、たとえば０．０１ｍ^３以上０．１ｍ^３以下であるのが好ましい。ファン１６の風量が０．０１ｍ^３未満の場合には、密閉容器１１の内部空間の硫化ガス濃度が不均一になり、耐硫化性評価にばらつきを生じさせることになる。一方、ファン１６の風量が０．１ｍ^３超えの場合には、硫黄華３０が飛散して耐硫化性評価の効率が低下するおそれがある。

なおこのとき、密閉容器１１の内部空間の湿度は、上述のように硫黄華３０と内部電極３中のＡｇとの反応に影響しないため、制御されている必要はなく、任意の湿度であればよい。

次に、測定部１３により、加熱部１２により上記温度範囲内に加熱されており、かつファン１６により撹拌されている密閉容器１１の内部空間に配置されている固定抵抗器２０の抵抗値が測定される。測定部１３による固定抵抗器２０の抵抗値の測定は、評価開始後連続して実施されてもよいし、任意の時間隔で定期的に実施されてもよく、また、評価開始後所定の時間に１回実施されてもよい。このようにして測定された抵抗値が、固定抵抗器２０に対して予め定めておいた評価基準を満足するか否かにより、固定抵抗器２０の耐硫化性が評価され得る。たとえば、試験開始から所定時間経過後の固定抵抗器２０の抵抗値が試験開始時の抵抗値の２倍以上となったものを、耐硫化性が不十分なものとして評価してもよい。また、固定抵抗器２０の抵抗値が試験開始時の抵抗値の２倍以上となった時間を故障時間とし、当該故障時間が所定の時間以内であるものを耐硫化性が不十分なものとして評価してもよい。

なお、固定抵抗器の耐硫化性評価装置１０は、複数の固定抵抗器２０の耐硫化性評価を同時に実施可能に設けられていてもよい。この場合、固定抵抗器２０毎に抵抗値を測定するための閉回路が形成される。

次に、実施の形態１に係る固定抵抗器２０の耐硫化性評価表方法および耐硫化性評価装置の作用効果について説明する。

実施の形態１に係る固定抵抗器２０の耐硫化性評価方法は、密閉されている内部空間を有し、内部空間に固定抵抗器２０と硫黄華３０とが配置されている密閉容器１１を準備する工程（Ｓ１０）と、密閉容器１１の内部空間の雰囲気を９０℃以上１１０℃以下の加熱温度で加熱した状態において固定抵抗器２０の抵抗値を測定する工程（Ｓ２０）とを備える。

本発明者らは、鋭意研究の結果、固定抵抗器２０の耐硫化性の評価に硫黄華３０を用いることにより、硫化水素または二酸化硫黄などの他の硫黄ガスを用いる場合と比べて、固定抵抗器２０の外部電極４と保護膜６との間および中間電極５と保護膜６との間の隙間の形成をより促進させることができることを確認した。つまり、硫黄華３０を用いることにより、熱衝撃試験などを行う必要があった上記従来の方法と比べて、固定抵抗器２０の外部から内部電極３まで達する隙間を容易にかつ短時間に形成することができることが確認された。さらに、硫黄華３０により、上記隙間に表出している内部電極３の硫化が促進され、固定抵抗器２０の抵抗値から内部電極３の硫化の程度（耐硫化性）を定量評価できることが確認された。

また、図４に示されるように、上記内部空間において固定抵抗器２０と硫黄華３０とは互いに間隔を隔てて配置されていてもよい。このようにしても、本発明者らによって、固定抵抗器２０の外部から内部電極３まで達する隙間を容易に形成することができ、かつ硫化水素などの他の硫黄ガスを用いていた従来の方法と比べて該隙間を短時間に形成することができることが確認された。さらに、硫黄華３０により、上記隙間に表出している内部電極３の硫化が促進され、固定抵抗器２０の抵抗値から内部電極３の硫化の程度（耐硫化性）を定量評価できることが確認された。

また、上記測定する工程において、内部空間の雰囲気は撹拌されているのが好ましい。このようにすれば、密閉容器１１の内部空間中の硫黄濃度のばらつきを抑えることができるため、当該硫黄濃度のバラつきに起因して耐硫化性評価結果にばらつきが生じることを抑制することができる。

実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価装置１０は、密閉可能に設けられている内部空間を有し、内部空間に固定抵抗器２０と硫黄華３０とを配置可能に設けられている密閉容器１１と、密閉容器１１の内部空間を加熱する加熱部１２と、内部空間が密閉された状態であってかつ加熱部１２により加熱された状態において、密閉容器１１の内部空間に配置されている固定抵抗器２０の抵抗値を測定する測定部１３とを備える。

このようにすれば、固定抵抗器２０と硫黄華３０とが配置された内部空間が密閉された状態であってかつ加熱部１２により加熱された状態を容易に作ることができる。上述のように、このような状態下では、硫黄華３０により固定抵抗器２０の外部電極４と保護膜６との間および中間電極５と保護膜６との間の隙間の形成をより促進させることができ、また当該隙間に表出している内部電極３の硫化をより促進することができる。また、上記状態下の固定抵抗器２０の抵抗値を測定可能であるため、固定抵抗器２０の抵抗値の測定結果から耐硫化性を定量評価することが可能である。

つまり、実施の形態１に係る固定抵抗器２０の耐硫化性評価装置１０によれば、実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法を容易に実施することができるため、固定抵抗器の耐硫化性を容易に評価することができ、また固定抵抗器の耐硫化性を定量評価することができる。

（実施の形態２）
次に、図７を参照して、実施の形態２に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置につい説明する。実施の形態２に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置は、基本的には実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置と同様の構成を備えるが、密閉容器１１の内部空間において固定抵抗器２０と硫黄華３０とは互いに直接接触している点で異なる。

固定抵抗器２０および硫黄華３０は、互いに直接接触している限りにおいて、密閉容器１１の内部空間中で任意の場所に配置されていればよい。たとえば、密閉容器１１の内部空間の底面上に評価基板２５が直接配置されており、その評価基板２５上において固定抵抗器２０を覆うように硫黄華３０が配置されている。

このようにしても、本発明者らによって、固定抵抗器２０の外部から内部電極３まで達する隙間を容易に形成することができ、かつ硫化水素などの他の硫黄ガスを用いていた従来の方法と比べて該隙間を短時間に形成することができることが確認された。さらに、硫黄華３０により、上記隙間に表出している内部電極３の硫化が促進され、固定抵抗器２０の抵抗値から内部電極３の硫化の程度（耐硫化性）を定量評価できることが確認された。また、この場合、密閉容器１１の内部空間の雰囲気を撹拌しなくても耐硫化性評価結果にばらつきが生じることを抑制することができる。

なお、硫黄華３０は、少なくとも固定抵抗器２０の第１の主面１Ａ上において外部電極４と保護膜６との界面を覆うように配置されている限りにおいて、固定抵抗器２０の全体を覆うように配置されていなくてもよい。このようにしても、実施の形態２に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置と同等の効果を奏することができる。硫黄華３０の配置箇所、量などを各固定抵抗器２０に対して同等とすることにより、耐硫化性評価結果にばらつきが生じることを抑制することができる。

また、評価基板２５および硫黄華３０は、たとえば密閉容器１１の底面から所定の距離だけ上方に配置されていてもよい。具体的には、たとえば図４に示される試料支持台１４上に、評価基板２５が配置され、該評価基板２５上において固定抵抗器２０を覆うように硫黄華３０が配置されていてもよい。

次に、図６を参照して、実施の形態１に係る固定抵抗器２０の耐硫化性評価表方法および耐硫化性評価装置による耐硫化性評価結果（実施例１）と、従来の固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置による耐硫化性評価結果（比較例）を説明する。図１に示される同種の固定抵抗器２０（内部電極３を構成する材料にＡｇを含む）を２０個準備し、うち１０個は実施の形態１に従って、残り１０個は上述した従来の耐硫化性評価方法に従って、それぞれ耐硫化性を評価した。
（実験１）
実験１は、実施例として、実施の形態１に係る耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置１０を用いて固定抵抗器の耐硫化性を評価した。具体的には、まず耐硫化性評価装置１０を準備した。密閉容器１１は、内容積が５Ｌであり、ステンレス鋼製とした。加熱部１２は、内部に密閉容器１１を収容可能な恒温槽とした。収容器１５には、硫黄華３０を５ｇ収容させた。さらに、評価基板２５を準備した。プリント基板２１はガラスエポキシ基板とした。ガラスエポキシ基板上に形成されているプリント配線２２は、主な構成材料がＣｕであるＣｕ配線とした。Ｃｕ配線上にはレジストを塗布してこれを保護した。互いに間隔を隔てて形成されているＡｕ配線の各一方端部上に上記固定抵抗器２０の外部電極４をはんだ接合し、プリント配線２２の他方端部上に配線１７（リード線）の一方端部をはんだ接合した。評価基板２５を試料支持台１４上に固定して硫黄華３０の上方に配置した。配線１７を密閉容器１１の内部から外部へ、さらに加熱部１２の内部から外部へ取り出して、配線１７の他方端部を加熱部１２の外部に配置された測定部１３に接続した。このようにして、密閉容器１１の内部に固定抵抗器２０および硫黄華３０が収容された密閉空間を形成するとともに、測定部１３、配線１７および評価基板２５に固定抵抗器２０を含む閉回路を形成した。密閉容器１１を密閉し、加熱部１２により９０℃に保たれた空間内に当該密閉容器１１を配置した。密閉容器１１の密閉時の温湿度は２５℃４０％ＲＨ（加熱部１２により密閉容器１１の内部空間が９０℃に保持されたときの当該空間内の相対湿度は２％ＲＨ）であった。ファン１６の風量は０．０５ｍ^３／ｍｉｎとした。

次に、測定部１３により、評価開始から定期的に固定抵抗器２０の抵抗値を測定した。このとき、評価開始時の抵抗値の２倍以上の抵抗値を示した固定抵抗器２０を故障とし、評価開始時から故障までの時間を故障時間として算出した。

（実験２）
実験２は、比較例としての耐硫化性評価方法および耐硫化性装置により実験１と同種の固定抵抗器の耐硫化性を評価した。まず、密閉容器、加熱部、測定部、試料支持台、および電線が実施例における耐硫化性評価装置１０と同様の構成を備えるが、硫黄華に代えて硫化水素ガスを密閉容器内に供給可能に設けられている耐硫化性評価装置を準備した。該耐硫化性評価装置の試料支持台に、実施例における評価基板２５と同様の構成を備える評価基板を配置した。このようにして、測定部、電線および評価基板に固定抵抗器を含む閉回路を形成した。密閉容器を密閉し、密閉容器の内部空間の硫化水素ガスを供給して硫化水素ガスの濃度を３ｐｐｍとした。加熱部により４０℃に保たれた空間内に当該密閉容器を配置した。さらに、密閉容器の内部空間の湿度は９５％ＲＨとした。

次に、実施例と同様に、測定部により評価開始から定期的に固定抵抗器の抵抗値を測定し、評価開始時から故障までの時間を故障時間として算出した。

（耐硫化性評価結果）
図６に実施例および比較例の耐硫化性評価方法による評価結果を示す。図６の横軸は各固定抵抗器の試料番号を示し、縦軸は故障時間（固定抵抗器２０の抵抗値が試験開始時の抵抗値の２倍以上となった時間）を示す。

図６に示されるように、従来の耐硫化性評価方法では、本試験に用いた固定抵抗器は試験開始から約９００時間で故障するものが現れ始め、１０００時間以内に１０個中８個が故障し、約１１００時間以内にすべてが故障した。一方、実施例に係る耐硫化性評価方法では、同種の固定抵抗器が試験開始から約１００時間以内に１０個中１０個が故障し、個体間での故障時間のばらつきは比較例の耐硫化性評価方法と比べて小さかった。

つまり、実施例の耐硫化性評価方法によれば、従来の耐硫化性評価方法では耐硫化性の評価に約１０００時間以上を要する固定抵抗器に対しても、約１／１０の時間でその耐硫化性を評価することができることが確認された。たとえば、従来の耐硫化性評価方法において故障時間が１０００時間以上となる程度の耐硫化性が要求される固定抵抗器は、実施例の耐硫化性評価方法によれば約１００時間以内に故障発生するか否かにより耐硫化性評価が評価され得る。つまり、実施例の耐硫化性評価方法によれば、従来の耐硫化性評価方法と比べて、評価に要する時間を約１／１０の時間以下とすることができることが確認された。

また、実施例における同種の固定抵抗器の個体間で故障時間のばらつきは比較例と比べて小さく、耐硫化性故障に対して検出率が高いことが確認された。よって、実施例に係る耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置によれば、比較例に係る耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置と比べて少ないサンプル数でも高精度に耐硫化性を評価することができることが確認された。すなわち、比較例に係る耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置によれば、耐硫化性に起因した故障の検出率が数％であるため、耐硫化性の評価に必要なサンプル数は上述のようにたとえば１００個以上必要であった。これに対し、実施例に係る耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置によれば、耐硫化性に起因した故障の検出率を約１００％とすることができるため、耐硫化性の評価に必要なサンプル数をたとえば１０個程度とすることができる。

なお、実施例の耐硫化性評価方法が実施された評価後の固定抵抗器を分析した結果、外部電極４と保護膜６との間に隙間が発生しており、当該隙間内に内部電極３と硫黄との反応生成物である硫化物が成長していた。また、比較例の耐硫化性評価方法が実施された評価後の固定抵抗器を分析した結果、外部電極と保護膜との間に実施例の固定抵抗器と同程度の隙間が発生しており、当該隙間内に内部電極と硫黄との反応生成物である硫化物が実施例の固定抵抗器と同程度に成長していた。つまり、いずれの固定抵抗器も、同一の故障モード（外部電極と保護膜との間に隙間が生じ、該隙間内に達した硫黄により内部電極内のＡｇが硫化されて硫化銀が形成されたことによる故障）で故障に至っていることが確認された。

次に、実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置により、同一の抵抗値であるが異なる２つの銘柄の固定抵抗器Ａ（１０個）および固定抵抗器Ｂ（１０個）の耐硫化性を評価した。具体的には、固定抵抗器Ａおよび固定抵抗器Ｂに対し、上記実施例１における実験１と同様の条件で耐硫化性を評価した。

評価の結果、固定抵抗器Ａはいずれも試験開始後２００時間以内に故障し（抵抗値が試験開始時の抵抗値の２倍以上となった）、２００時間後には抵抗値が無限大を示した。一方、固定抵抗器Ｂはいずれも試験開始から２００時間後も抵抗値の変動は見られなかった。このように、実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置によれば、たとえば試験開始から２００時間以内に耐硫化性の良否判定を行うことができる。また、実施の形態１に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置によれば、耐硫化性に起因した故障の検出率を約１００％とすることができるため、耐硫化性の評価に必要なサンプル数をたとえば１０個程度とすることができる。

次に、実施の形態２に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置により、同一の抵抗値であるが異なる２つの銘柄の固定抵抗器Ａ（１０個）および固定抵抗器Ｂ（１０個）の耐硫化性を評価した。上記実施例１における実験１と基本的には同様の条件で固定抵抗器Ａおよび固定抵抗器Ｂの耐硫化性を評価した。なお、硫黄華３０は、評価基板２５上にはんだ接合されている固定抵抗器Ａおよび固定抵抗器Ｂの表面を覆うように、５ｇ配置した。また、ファン１６は使用しなかった。

評価の結果、固定抵抗器Ａはいずれも試験開始後２００時間以内に故障し（抵抗値が試験開始時の抵抗値の２倍以上となった）、２００時間後には抵抗値が無限大を示した。一方、固定抵抗器Ｂはいずれも試験開始から２００時間後も抵抗値の変動は見られなかった。このように、実施の形態２に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置によれば、たとえば試験開始から２００時間以内に耐硫化性の良否判定を行うことができる。また、実施の形態２に係る固定抵抗器の耐硫化性評価方法および耐硫化性評価装置によれば、耐硫化性に起因した故障の検出率を約１００％とすることができるため、耐硫化性の評価に必要なサンプル数をたとえば１０個程度とすることができる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、固定抵抗器の耐硫化性を容易に評価可能な固定抵抗器の耐硫化性評価方法および固定抵抗器の耐硫化性評価装置に特に有利に適用される。

１絶縁基板、１Ａ第１の主面、１Ｂ第２の主面、２抵抗層、３内部電極、４外部電極、５中間電極、６保護膜、１０耐硫化性評価装置、１１密閉容器、１１Ａ本体部、１１Ｂ蓋、１２加熱部、１３測定部、１４試料支持台、１５収容器、１６ファン、１７配線、１８，１９栓部材、２０固定抵抗器、２１プリント基板、２２プリント配線、２５評価基板、３０硫黄華。

Claims

密閉されている内部空間を有し、前記内部空間に固定抵抗器と硫黄華とが配置されている密閉容器を準備する工程と、
前記密閉容器の前記内部空間の雰囲気を９０℃以上１１０℃以下の加熱温度で加熱した状態において前記固定抵抗器の抵抗値を測定する工程とを備える、固定抵抗器の耐硫化性評価方法。
前記内部空間において、前記固定抵抗器と前記硫黄華とは互いに間隔を隔てて配置されている、請求項１に記載の固定抵抗器の耐硫化性評価方法。
前記測定する工程において、前記内部空間の前記雰囲気は撹拌されている、請求項２に記載の固定抵抗器の耐硫化性評価方法。
前記内部空間において、前記固定抵抗器と前記硫黄華とは互いに直接接触している、請求項１に記載の固定抵抗器の耐硫化性評価方法。
密閉可能に設けられている内部空間を有し、前記内部空間に固定抵抗器と硫黄華とを配置可能に設けられている密閉容器と、
前記密閉容器の前記内部空間を加熱する加熱部と、
前記内部空間が密閉された状態であってかつ前記加熱部により加熱された状態において、前記密閉容器の前記内部空間に配置されている固定抵抗器の抵抗値を測定する測定部とを備える、固定抵抗器の耐硫化性評価装置。