JP2020013804A

JP2020013804A - チップ抵抗器

Info

Publication number: JP2020013804A
Application number: JP2018132818A
Authority: JP
Inventors: 裕樹大山; Hiroki Oyama; 孝彦伊澤; Takahiko Izawa
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-01-23

Abstract

【課題】本発明は、クラックが生じるのを抑制することができるチップ抵抗器を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明のチップ抵抗器は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１の上面の両端部に設けられた一対の上面電極１２と、絶縁基板１１の上面に設けられ、かつ一対の上面電極１２と電気的に接続されるように一対の上面電極１２間に設けられた抵抗体１３と、抵抗体１３と一対の上面電極１２の一部を覆うように設けられた第１の保護膜１４と、一対の上面電極１２と電気的に接続されるように絶縁基板１１の両端面１１ａに設けられた一対の端面電極１５と、一対の上面電極１２の一部と一対の端面電極１５の表面に形成されためっき層１６とを備え、第１の保護膜１４から露出する一対の上面電極１２の上面に第２の保護膜１７が存在し、第２の保護膜１７の端部１７ａと絶縁基板１１の端面との距離を絶縁基板１１の全長の１０％以下とした。【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に使用される小型のチップ抵抗器に関する。

従来のこの種のチップ抵抗器は、図３に示すように、絶縁基板１と、この絶縁基板１の上面の両端部に設けられた一対の上面電極２と、絶縁基板１の裏面の両端部に設けられた一対の裏面電極２ａと、絶縁基板１の上面に設けられ、かつ一対の上面電極２間に形成された抵抗体３と、一対の上面電極２の一部と抵抗体３を覆うように設けられた保護膜４と、一対の上面電極２と電気的に接続されるように絶縁基板１の両端面に設けられた一対の端面電極５と、一対の上面電極２の一部と一対の端面電極５の表面に形成されためっき層６とを備えていた。

また、チップ抵抗器は、実装基板７に設けられたランド８とめっき層６とを実装用はんだ層９を介して接続し、チップ抵抗器を実装基板７に実装していた。

さらに、実装用はんだ層９は、保護膜４から露出する一対の上面電極２上面の全面に乗り上げていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２０１７−１３５２３４号公報

上記した従来のチップ抵抗器においては、チップ抵抗器への通電が繰り返されることにより、実装用はんだ層９とチップ抵抗器との接合部分、特に保護膜４で覆われその全面に実装用はんだ層９が乗り上げている一対の上面電極２の内側端部２ｂに大きな熱応力が発生し、この部分にクラックが生じる可能性があった。

すなわち、絶縁基板１の熱膨張率と実装基板７の熱膨張率とが大きく異なるため、温度変化による応力が実装用はんだ層９に集中して、実装用はんだ層９とチップ抵抗器との接合部分に熱応力が発生しやすくなる。そして、接合部分にクラックが発生すると、チップ抵抗器と実装用はんだ層９との接合が十分でなくなり、チップ抵抗器の本体の特性を得られなくなる可能性があった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、クラックが生じるのを抑制することができるチップ抵抗器を提供することを目的とするものである。

第１の態様に係るチップ抵抗器は、絶縁基板と、前記絶縁基板の上面の両端部に設けられた一対の上面電極と、前記絶縁基板の上面に設けられ、かつ前記一対の上面電極と電気的に接続されるように一対の上面電極間に設けられた抵抗体と、前記抵抗体と前記一対の上面電極の一部を覆うように設けられた第１の保護膜と、前記一対の上面電極と電気的に接続されるように前記絶縁基板の両端面に設けられた一対の端面電極と、前記一対の上面
電極の一部と前記一対の端面電極の表面に形成されためっき層とを備え、前記第１の保護膜から露出する前記一対の上面電極の上面に第２の保護膜が存在し、前記第２の保護膜の端部と前記絶縁基板の端面とは離間している。

第２の態様に係るチップ抵抗器では、第１の態様において、前記第２の保護膜は、前記第１の保護膜と前記一対の上面電極の境界部に存在する。

第３の態様に係るチップ抵抗器では、第１の態様において、前記第２の保護膜の端部と前記絶縁基板の端面との距離は、前記絶縁基板の全長の１０％以下である。

本発明のチップ抵抗器は、一対の上面電極の上面に第２の保護膜を形成し、第２の保護膜の端部と絶縁基板の端面との間の距離を絶縁基板の全長の１０％以下としているため、実装用はんだ層の一対の上面電極に乗り上がる量を減らすことができ、これにより、保護膜で覆われている一対の上面電極の内側端部に加わる熱応力を低減することができるため、クラックが生じるのを抑制できる。

本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の断面図同チップ抵抗器における実装用はんだ層の乗り上がり寸法と応力との関係を示す図従来のチップ抵抗器の断面図

以下、本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の断面図である。

本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器は、図１に示すように、絶縁基板１１と、絶縁基板１１の一面（上面）側の両端部に設けられた一対の上面電極１２と、絶縁基板１１の一面と対向する他面（裏面）の両端部に設けられた一対の裏面電極１２ａと、絶縁基板１１の上面に設けられ、かつ一対の上面電極１２と接続された抵抗体１３と、一対の上面電極１２の一部と抵抗体１３を覆うように設けられた第１の保護膜１４と、一対の上面電極１２と電気的に接続されるように絶縁基板１１の両端面１１ａに設けられた一対の端面電極１５と、一対の上面電極１２の一部と一対の端面電極１５の表面に形成されためっき層１６とを備えた構成としている。

さらに、第１の保護膜１４の上面と第１の保護膜１４に覆われていない一対の上面電極１２に連続的に形成された第２の保護膜１７が設けられている。

上記構成において、前記絶縁基板１１は、Ａｌ₂Ｏ₃を９６％含有するアルミナで構成され、その形状は矩形状（上面視にて長方形）となっている。

また、前記一対の上面電極１２は、絶縁基板１１上面側の両端部に設けられ、銅からなる厚膜材料を印刷、焼成することによって形成されている。なお、一対の上面電極１２のそれぞれ上面に再上面電極（図示せず）を設けてもよい。また、図１に示すように、絶縁基板１１の裏面側の両端部に一対の裏面電極１２ａを形成してもよい。

さらに、前記抵抗体１３は、絶縁基板１１の上面において、銅ニッケルを絶縁基板１１
のほぼ全面にスパッタリング等の薄膜プロセスを用いて薄膜導体を形成した後、フォトリソプロセスを用いて薄膜導体の不要部分を除去することによって形成されている。なお、厚膜材料を印刷、焼成して形成してもよい。

また、抵抗体１３に抵抗値調整用のトリミング溝（以下、図示せず）を設けてもよく、抵抗体１３の形状を蛇行状としてもよい。

そして、前記第１の保護膜１４は、エポキシ樹脂で構成され、一対の上面電極１２の内側端部１２ｂと抵抗体１３を覆うように設けられている。また、一対の上面電極１２の一部は第１の保護膜１４から露出する。

また、前記一対の端面電極１５は、絶縁基板１１の両端面１１ａに設けられ、第１の保護膜１４から露出した一対の上面電極１２の一部上面と電気的に接続されるように、Ａｇと樹脂からなる材料を印刷することによって形成される。なお、金属材料をスパッタすることにより形成してもよい。また、一対の裏面電極１２ａを形成する場合、一対の端面電極１５は一対の裏面電極１２ａにも接続される。

さらに、この一対の端面電極１５の表面には、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層からなるめっき層１６が形成されている。また、めっき層１６は、一対の上面電極１２の一部と裏面電極１２ａにも形成される。このとき、めっき層１６は第１の保護膜１４と接していない。なお、Ｎｉめっき層の下層にＣｕめっき層があってもよい。

さらにまた、前記第２の保護膜１７は、アルミナ等の金属酸化物や金属窒化物をスパッタ、蒸着等の方法で形成され、第１の保護膜１４の上面全面と一対の上面電極１２の一部にかけて連続的に設けられている。このとき、一対の上面電極１２の第１の保護膜１４から露出する部分に第２の保護膜１７が形成される。そして、第２の保護膜１７は、絶縁基板１１の両端面１１ａまでは延びていない。

なお、この第２の保護膜１７の厚みは、１０μｍ〜１００μｍである。さらに、スパッタ、蒸着の方法で第２の保護膜１７を形成しているため、第２の保護膜１７の形成位置が安定する。

第２の保護膜１７は、第１の保護膜１４と一対の上面電極１２との境界部を覆う。また、第１の保護膜１４の上面全面ではなく、第１の保護膜１４の一部を覆い、一方の上面電極１２を覆うものと、他方の上面電極１２を覆うものとを別々に形成してもよい。

さらに、第２の保護膜１７は、抵抗体１３とは接しない。抵抗体１３を薄膜プロセスを用いた薄膜導体で形成される薄膜抵抗器では抵抗体１３にパターンニングをする場合があり、そして、抵抗体１３と接する場合はパターンニングすべき箇所が限定され、チップ抵抗器としての特性に影響を与える。

さらに、一対の上面電極１２の上面において、第２の保護膜１７の外側端部１７ａ（電流が流れるＸ方向において、最も絶縁基板１１の端面１１ａに近い部分）と絶縁基板１１の端面１１ａとの間は、寸法ｔ１を介して離間している。寸法ｔ１は絶縁基板１１の全長（Ｘ方向の長さ）の１０％以下である（例えば、絶縁基板１１の全長が２ｍｍの場合は０．２ｍｍ以下）。寸法ｔ１は、実装用はんだ層２０が一対の上面電極１２への乗り上がっている部分の寸法でもある。

次に、上記チップ抵抗器の実装構造について説明する。

チップ抵抗器は、図１に示すように、実装基板１８に設けられたランド１９とめっき層１６とを実装用はんだ層（はんだフィレット）２０を介して接続することによって、実装基板１８に実装される。

実装基板１８は、ガラスエポキシで構成され、ランド１９は実装基板１８に銅をめっきして形成される。実装用はんだ層２０は、チップ抵抗器を実装基板１８のランド１９に接続させるために設けられ、すずなどの材料で構成され、さらに、絶縁基板１１の上面、両端面および下面に位置する一対のめっき層１６に接続される。

一対の上面電極１２の第２の保護膜１７で覆われていない部分のみに、実装用はんだ層２０が乗り上げ、また、実装用はんだ層２０は、第２の保護膜１７の外側端部１７ａから先には伸びない。一対の上面電極１２の上面は、第２の保護膜１７に覆われた部分と、第２の保護膜１７に覆われず実装用はんだ層２０が乗り上がった部分とが形成されている。

ここで、図２に、寸法ｔ１（実装用はんだ層２０の一対の上面電極１２への乗り上がり寸法）と、通電時に一対の上面電極１２の内側端部１２ｂが受ける応力との関係を示す図を示す。

図２から明らかなように、寸法ｔ１が絶縁基板１１の全長（Ｘ方向の長さ）の１０％を超えると、応力が急激に増加する。しがたって、寸法ｔ１を絶縁基板１１の全長の１０％以下とする。

寸法ｔ１の下限値は、一対の上面電極１２の上面に乗り上げている一対の端面電極１５の寸法である。

上記したように本発明の一実施の形態においては、一対の上面電極１２の上面に第２の保護膜１７を形成し、離間する第２の保護膜１７の外側端部１７ａと絶縁基板１１の端面１１ａとの間の寸法ｔ１を絶縁基板１１の全長の１０％以下としているため、実装用はんだ層２０の一対の上面電極１２に乗り上がる量を減らすことができ、これにより、第１の保護膜１４で覆われている一対の上面電極１２の内側端部１２ｂに加わる熱応力を低減することができるため、クラックが生じるのを抑制できるという効果が得られる。

すなわち、チップ抵抗器への通電が繰り返されても、絶縁基板１１の熱膨張率と実装基板１８の熱膨張率との違いによる実装用はんだ層２０に集中する温度変化による応力が、第２の保護膜１７によって実装用はんだ層２０の一対の上面電極１２に乗り上がる量を規制することによって緩和される。

また、抵抗値測定用のプローブを第２の保護膜１７の外側の端部１７ａに当接させれば、プローブ接触箇所の位置が安定するため、測定抵抗値の精度がよくなる。

さらに、一対の上面電極１２と第１の保護膜１４との間の境界部を第２の保護膜１７が覆っているため、耐硫化特性がよくなる。

本発明に係るチップ抵抗器は、クラックが生じるのを抑制することができるという効果を有するものであり、特に、各種電子機器に使用される小型のチップ抵抗器等において有用となるものである。

１１絶縁基板
１２一対の上面電極
１３抵抗体
１４第１の保護膜
１５一対の端面電極
１６めっき層
１７第２の保護膜

Claims

絶縁基板と、前記絶縁基板の上面の両端部に設けられた一対の上面電極と、前記絶縁基板の上面に設けられ、かつ前記一対の上面電極と電気的に接続されるように一対の上面電極間に設けられた抵抗体と、前記抵抗体と前記一対の上面電極の一部を覆うように設けられた第１の保護膜と、前記一対の上面電極と電気的に接続されるように前記絶縁基板の両端面に設けられた一対の端面電極と、前記一対の上面電極の一部と前記一対の端面電極の表面に形成されためっき層とを備え、前記第１の保護膜から露出する前記一対の上面電極の上に第２の保護膜が存在し、前記第２の保護膜の端部と前記絶縁基板の端面とは離間しているチップ抵抗器。
前記第２の保護膜は、前記第１の保護膜と前記一対の上面電極の境界部に存在する請求項１に記載のチップ抵抗器。
前記第２の保護膜の端部と前記絶縁基板の端面との距離は、前記絶縁基板の全長の１０％以下である請求項１に記載のチップ抵抗器。