JP2019117843A - チップ抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】サージ特性に優れると共に周辺機器に対する磁界の悪影響を抑制できる小型のチップ抵抗器を提供する。【解決手段】チップ抵抗器は、絶縁基板１の表面の長手方向両端部に設けられた第１および第２の表電極２，３と、一端部が第２の表電極３に接続する渦巻き形状の第１の抵抗体４と、第１の抵抗体４を覆う第１の保護層５と、絶縁基板１の裏面の長手方向両端部に設けられた第１および第２の裏電極６，７と、一端部が第１の裏電極６に接続する渦巻き形状の第２の抵抗体８と、第２の抵抗体８を覆う第２の保護層９と、第１の抵抗体４と第２の抵抗体８の他端部どうしを接続するスルーホール導体１０と、第１の表電極２と第１の裏電極６を橋絡する第１の端面電極１１と、第１の表電極２と第１の裏電極６を橋絡する第２の端面電極１２とによって構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、サージ特性に優れたチップ抵抗器に関するものである。

チップ抵抗器は、静電気や電源ノイズ等の影響で発生するサージ電圧が印加されると、負荷集中によって抵抗体材料が破壊され、抵抗値が変化し易くなるという課題を有している。このような抵抗値変化は、抵抗体の両端に接続する電極間の距離を長くするほど、電位勾配がなだらかになって改善されることが知られている。しかし、近年、電子機器の小型・高機能化に伴ってチップ抵抗器の小型化が促進されており、それに比例して絶縁基板上における抵抗体の形成領域が狭くなってしまうため、小型サイズで優れたサージ特性を有するチップ抵抗器が要望されている。

このような要望に応える従来技術として、特許文献１に記載されているように、直方体形状の絶縁基板の長手方向両端部に一対の表電極を形成し、これら電極間に３ターン以上蛇行している抵抗体を形成した構成のチップ抵抗器が提案されている。このチップ抵抗器では、電極間に橋架される抵抗体を３ターン以上蛇行している蛇行形状（サーペンタイン）とすることにより、電極間距離を長くして耐サージ特性を高めることができる。

特開平９−２０５００４号公報 特開平５−９０００３号公報

特許文献１に記載されたチップ抵抗器では、抵抗体を３ターン以上蛇行させて長く形成することにより、電極間距離を長くして耐サージ特性を高めることができるが、絶縁基板の表面に占める抵抗体の形成領域には限度があるため、チップサイズによっては良好なサージ特性を得られないことがある。

なお、絶縁基板の表裏両面の形成領域にそれぞれ矩形状の抵抗体を形成したチップ抵抗器が知られており（例えば、特許文献２参照）、このようなチップ抵抗器に特許文献１に記載された技術を適用して、絶縁基板の表面だけでなく裏面にも蛇行形状の抵抗体を形状することが考えられる。しかし、その場合、蛇行形状の２つの抵抗体が電極間に並列接続された構造となり、絶縁基板の裏面に抵抗体を追加しても電極間距離が長くなるわけでないため、サージ特性を向上させることはできない。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、サージ特性に優れた小型のチップ抵抗器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のチップ抵抗器は、直方体形状の絶縁基板と、前記絶縁基板の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極と、前記絶縁基板の裏面における長手方向両端部に設けられた一対の裏電極と、前記絶縁基板の長手方向両端面に設けられ、対応する前記表電極と前記裏電極どうしを導通させる第１の端面電極および第２の端面電極と、前記絶縁基板の表面に設けられ、一端部が前記第１の端面電極に連続する前記表電極に接続されて渦巻き状に延びる第１の抵抗体と、前記絶縁基板の裏面に設けられ、一端部が前記第２の端面電極に連続する前記裏電極に接続されて渦巻き状に延びる第２の抵抗体と、前記絶縁基板を貫通するように設けられ、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の他端部どうしを導通させるスルーホール導体と、を備え、前記第１の抵抗体の一端部から他端部に向かう渦巻きの回転方向と、前記第２の抵抗体の一端部から他端部に向かう渦巻きの回転方向とが、平面視で同じに向きに設定されていることを特徴としている。

このように構成されたチップ抵抗器は、絶縁基板の表面と裏面の両方に渦巻き状に延びる抵抗体が形成されており、これら２つの抵抗体がスルーホール導体を介して直列に接続されているため、渦巻き状に形成した２つの抵抗体によって電極間距離が長くなり、その分だけサージ特性を良好にすることができる。しかも、絶縁基板の表面に形成された第１の抵抗体を流れる電流によって発生する磁界の向きと、絶縁基板の裏面に形成された第２の抵抗体を流れる電流によって発生する磁界の向きとが逆になって相殺されるため、チップ抵抗器から漏れる磁界が回路基板上の周辺機器に悪影響を及ぼすことを防止できる。

上記の構成において、第１の抵抗体と第２の抵抗体の他端部どうしがスルーホール導体を介して直接に接続されていても良いが、絶縁基板の表面に第１の抵抗体の他端部と接続する第１の放熱電極が設けられていると共に、絶縁基板の裏面に第２の抵抗体の他端部と接続する第２の放熱電極が設けられており、スルーホール導体の両端部がこれら第１の放熱電極と第２の放熱電極に接続していると、渦巻き状の抵抗体で発生する熱が内側の放熱電極を介して外部に放熱されるため、チップ抵抗器の定格電力を高めることができる。

また、上記の構成において、第１の抵抗体と第２の抵抗体の少なくとも一方が、一端部の近傍にパターン幅を部分的に広くした幅広部を有しており、この幅広部に抵抗値調整用のトリミング溝が形成されていると、第１の抵抗体や第２の抵抗体の抵抗値を調整することができると共に、トリミング溝によって抵抗体の長さを長くすることができる。

本発明のチップ抵抗器は、絶縁基板の表面と裏面に渦巻き状に形成した２つの抵抗体がスルーホール導体を介して直列に接続されているため、電極間距離を長くしてサージ特性を向上させることができると共に、渦巻き形状の２つの抵抗体を流れる電流によって発生する磁界の向きが逆になるため、漏れ磁界が周辺機器に悪影響を及ぼすことを防止できる。

本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 該チップ抵抗器の背面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 該チップ抵抗器に発生する磁界の向きを示す説明図である。 本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。 該チップ抵抗器の背面図である。 本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図である。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１〜図３に示すように、本発明の第１実施形態例に係るチップ抵抗器は、セラミックス等からなる直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面の長手方向両端部に設けられた第１および第２の表電極２，３と、一端部が第２の表電極３に接続する渦巻き形状の第１の抵抗体４と、第１の抵抗体４を覆う第１の保護層５と、絶縁基板１の裏面の長手方向両端部に設けられた第１および第２の裏電極６，７と、一端部が第１の裏電極６に接続する渦巻き形状の第２の抵抗体８と、第２の抵抗体８を覆う第２の保護層９と、第１の抵抗体４と第２の抵抗体８の他端部どうしを接続するスルーホール導体１０と、絶縁基板１の長手方向の一端面に設けられて第１の表電極２と第１の裏電極６を橋絡する第１の端面電極１１と、絶縁基板１の長手方向の他端面に設けられて第２の表電極３と第２の裏電極７を橋絡する第２の端面電極１２とによって構成されている。

第１の表電極２と第２の表電極３および第１の裏電極６と第２の裏電極７は、いずれもＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、第１の表電極２と第１の裏電極６は絶縁基板１の長手方向一端側（図示左側）の対応する位置に形成され、第２の表電極３と第２の裏電極７は絶縁基板１の長手方向他端側（図示右側）の対応する位置に形成されている。

第１の抵抗体４と第２の抵抗体８は、酸化ルテニウム等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、後述するように、第１の抵抗体４と第２の抵抗体８を同一方向から平面的に見たとき、２つの抵抗体４，８はスルーホール導体１０を中心とする点対称の渦巻き形状に形成されている。

第１の保護層５と第２の保護層９は、ガラスペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものや、エポキシ等の樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させたものである。第１の保護層５は第１の抵抗体４の全体と第１および第２の表電極２，３の一部を覆うように形成され、第２の保護層９は第２の抵抗体８の全体と第１および第２の裏電極６，７の一部を覆うように形成されている。

スルーホール導体１０は、絶縁基板１に設けられた貫通孔にＡｇペーストやＣｕペースト等の導電材料を充填して加熱硬化させたものであり、絶縁基板１の表面に形成された第１の抵抗体４と絶縁基板１の裏面に形成された第２の抵抗体８は、このスルーホール導体１０を介して直列に接続されている。その際、スルーホール導体１０は、絶縁基板１の表面に形成された第１の抵抗体４や絶縁基板１の裏面に形成された第２の抵抗体８と同一材料で形成しても良く、このように第１の抵抗体４や第２の抵抗体８と同一工程で形成すると、スルーホール導体１０を効率良く形成することができる。

第１の端面電極１１と第２の端面電極１２は、絶縁基板１の長手方向端面にＮｉ／Ｃｒをスパッタすることにより形成されたものであり、第１の端面電極１１によって対応する第１の表電極２と第１の裏電極６が橋絡され、第２の端面電極１２によって対応する第２の表電極３と第２の裏電極７が橋絡されている。なお、これら第１および第２の端面電極１１，１２と、第１の保護層５から露出する第１および第２の表電極２，３と、第２の保護層９から露出する第１および第２の裏電極６，７の表面は、いずれもメッキ層（不図示）で覆われている。

図４は、第１の抵抗体４と第２の抵抗体８の渦巻き形状を同一方向から平面視したときの説明図であり、第１の保護層５は図示省略してある。

図４（ａ）に示すように、第１の抵抗体４は、絶縁基板１の上方から見ると、第１の表電極２との接続箇所からスルーホール導体１０との接続箇所に向かって反時計方向に回るように渦巻き状に形成されている。これに対し、図４（ｂ）に示すように、第２の抵抗体８は、絶縁基板１を透して上方から見ると、第１の裏電極６との接続箇所からスルーホール導体１０との接続箇所に向かって反時計方向に回るように渦巻き状に形成されている。

ここで便宜上、第１の抵抗体４のスルーホール導体１０を介して対向する２つの平行部分に符号４ａ，４ｂを付し、第２の抵抗体８のスルーホール導体１０を介して対向する２つの平行部分に符号８ａ，８ｂを付すと、第１の抵抗体４の平行部分４ａの真下に第２の抵抗体８の平行部分８ｂが位置し、第１の抵抗体４の平行部分４ｂの真下に第２の抵抗体８の平行部分８ａが位置している。すなわち、第１の抵抗体４と第２の抵抗体８を同一方向から平面的に見ると、これら第１の抵抗体４と第２の抵抗体８は、スルーホール導体１０を中心とする点対称の渦巻き形状に形成されている。

このように構成されたチップ抵抗器を図示せぬ回路基板に実装した場合、例えば、図４の矢印方向に電流が流れると、第１の抵抗体４の平行部分４ａを流れる電流によって発生する磁界の向きα１と、その真下の第２の抵抗体８の平行部分８ｂを流れる電流によって発生する磁界の向きβ１は逆になり、第１の抵抗体４の平行部分４ｂを流れる電流によって発生する磁界の向きβ２と、その真下の第２の抵抗体８の平行部分８ａを流れる電流によって発生する磁界の向きα２も逆になる。すなわち、第１の抵抗体４と第２の抵抗体８を同一方向から平面的に見たとき、これら２つの抵抗体４，８がスルーホール導体１０を中心とする点対称の渦巻き形状に形成されているため、絶縁基板１の表面側の第１の抵抗体４を流れる電流によって発生する磁界と、絶縁基板１の裏面側の第２の抵抗体８を流れる電流によって発生する磁界とが相殺されることになる。

以上説明したように、第１実施形態例に係るチップ抵抗器では、渦巻き状に延びる第１および第２の抵抗体４，８が絶縁基板１の表裏両面の形成領域に振り分けて形成されており、これら２つの抵抗体４，８がスルーホール導体１０を介して直列に接続されているため、渦巻き状に形成した第１および第２の抵抗体４，８によって電極間距離が長くなり、その分だけサージ特性を良好にすることができる。しかも、絶縁基板１の表面に形成された第１の抵抗体４を流れる電流によって発生する磁界の向きと、絶縁基板１の裏面に形成された第２の抵抗体８を流れる電流によって発生する磁界の向きとが逆になって相殺されるため、チップ抵抗器から漏れる磁界が回路基板上の周辺機器に悪影響を及ぼすことを防止できる。

図５は本発明の第２実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図、図６は該チップ抵抗器の背面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付してある。

この第２実施形態例が前述した第１実施形態例と相違する点は、渦巻き状に延びる第１および第２の抵抗体４，８の巻き数を増やしたことと、絶縁基板１の表面と裏面の中央部に第１および第２の抵抗体４，８の先端部に接続する第１および第２の放熱電極１３，１４を形成し、これら第１および第２の放熱電極１３，１４にスルーホール導体１０の両端を接続させたことにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。

すなわち、第２実施形態例に係るチップ抵抗器では、図５に示すように、絶縁基板１の表面の中央部に矩形状の第１の放熱電極１３が形成されており、第１の抵抗体４は第１の放熱電極１３を包囲するように渦巻き状に形成されている。第１の放熱電極１３は第１の保護層５に形成された開口５ａ内に露出しており、第１の放熱電極１３の下面はスルーホール導体１０の上端に重なっている。また、図６に示すように、絶縁基板１の裏面の中央部に矩形状の第２の放熱電極１４が形成されており、第２の抵抗体８は第２の放熱電極１４を包囲するように渦巻き状に形成されている。第２の放熱電極１４は第２の保護層９に形成された開口９ａ内に露出しており、第２の放熱電極１４の上面はスルーホール導体１０の下端に重なっている。

なお、第２実施形態例に係るチップ抵抗器においても、第１の抵抗体４と第２の抵抗体８を同一方向から平面的に見たとき、これら２つの抵抗体４，８はスルーホール導体１０を中心とする点対称の渦巻き形状に形成されている。また、第１および第２の放熱電極１３，１４は、Ａｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、第１および第２の表電極２，３や第１および第２の裏電極６，７と同一工程で形成すると、第１および第２の放熱電極１３，１４を効率良く形成することができる。さらに、スルーホール導体１０についても、第１および第２の表電極２，３や第１および第２の裏電極６，７や第１および第２の放熱電極１３，１４と同一工程で形成すると、スルーホール導体１０を効率良く形成することができる。

以上説明したように、第２実施形態例に係るチップ抵抗器では、前述した第１実施形態例と同様の作用効果を奏するだけでなく、渦巻き状の第１および第２の抵抗体４，８で発生する熱が、それぞれ内側の第１および第２の放熱電極１３，１４を介して外部に放熱されるため、チップ抵抗器の放熱性を良好にして定格電力を高めることができる。

図７は本発明の第３実施形態例に係るチップ抵抗器の平面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付してある。

この第３実施形態例が前述した第１実施形態例と相違する点は、渦巻き形状にパターン形成された第１の抵抗体４が、第２の表電極３との接続箇所の近傍にパターン幅を部分的に広くした幅広部４Ａを有しており、この幅広部４Ａに抵抗値調整用のトリミング溝１５が形成されていることにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。

すなわち、第３実施形態例に係るチップ抵抗器では、図７に示すように、絶縁基板１の表面に幅広部４Ａを有する渦巻き形状の第１の抵抗体４を印刷した後、この幅広部４Ａに対して絶縁基板１の幅方向からレーザ光を照射してトリミング溝１５を形成することにより、第１の抵抗体４の抵抗値を調整するようにしている。なお、図示していないが、第２の抵抗体８にも同様の幅広部とトリミング溝が形成されているため、スルーホール導体１０を介して直列に接続された第１および第２の抵抗体４，８の抵抗値を２つのトリミング溝によって高精度に調整することができる。

以上説明したように、第３実施形態例に係るチップ抵抗器では、前述した第１実施形態例と同様の作用効果を奏するだけでなく、第１の抵抗体４や第２の抵抗体８の抵抗値を調整することができると共に、トリミング溝によって第１の抵抗体４と第２の抵抗体８全体の長さが長くなるため、サージ特性をより良好にすることができる。

１ 絶縁基板
２ 第１の表電極
３ 第２の表電極
４ 第１の抵抗体
５ 第１の保護層
６ 第１の裏電極
７ 第２の裏電極
８ 第２の抵抗体
９ 第２の保護層
１０ スルーホール導体
１１ 第１の表電極２
１２ 第２の端面電極
１３ 第１の放熱電極
１４ 第２の放熱電極
１５ トリミング溝

Claims (3)

1. 直方体形状の絶縁基板と、
   前記絶縁基板の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極と、
   前記絶縁基板の裏面における長手方向両端部に設けられた一対の裏電極と、
   前記絶縁基板の長手方向両端面に設けられ、対応する前記表電極と前記裏電極どうしを導通させる第１の端面電極および第２の端面電極と、
   前記絶縁基板の表面に設けられ、一端部が前記第１の端面電極に連続する前記表電極に接続されて渦巻き状に延びる第１の抵抗体と、
   前記絶縁基板の裏面に設けられ、一端部が前記第２の端面電極に連続する前記裏電極に接続されて渦巻き状に延びる第２の抵抗体と、
   前記絶縁基板を貫通するように設けられ、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の他端部どうしを導通させるスルーホール導体と、
   を備え、前記第１の抵抗体の一端部から他端部に向かう渦巻きの回転方向と、前記第２の抵抗体の一端部から他端部に向かう渦巻きの回転方向とが、平面視で同じ向きに設定されていることを特徴とするチップ抵抗器。
2. 請求項１の記載において、前記絶縁基板の表面に前記第１の抵抗体の他端部と接続する第１の放熱電極が設けられていると共に、前記絶縁基板の裏面に前記第２の抵抗体の他端部と接続する第２の放熱電極が設けられており、前記スルーホール導体の両端部は前記第１の放熱電極と前記第２の放熱電極に接続していることを特徴とするチップ抵抗器。
3. 請求項１または２の記載において、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の少なくとも一方が、一端部の近傍にパターン幅を部分的に広くした幅広部を有しており、前記幅広部に抵抗値調整用のトリミング溝が形成されていることを特徴とするチップ抵抗器。