JP7340745B2

JP7340745B2 - チップ抵抗器

Info

Publication number: JP7340745B2
Application number: JP2020548304A
Authority: JP
Inventors: 麻実山本; 祥吾中山
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2023-09-08
Anticipated expiration: 2039-09-05
Also published as: WO2020059514A1; JPWO2020059514A1

Description

本開示は、各種電子機器に使用される厚膜抵抗体で形成された小形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４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第１上面電極２と、絶縁基板１の上面に設けられ、かつ一対の第１上面電極２間に形成された抵抗体３と、を備えていた。さらに、一対の第１上面電極２を覆う一対の第２上面電極４と、少なくとも抵抗体３を覆う保護膜５と、一対の第２上面電極４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６と、一対の第２上面電極４の一部と一対の端面電極６の表面に形成されためっき層７とを備えていた。

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２０１１－２２２７５７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、温度変化による応力が実装用はんだ層（以下、図示せず）に集中して、実装用はんだ層とチップ抵抗器との接合部分であるめっき層７に熱応力が発生しやすくなる。

そして、一対の第２上面電極４は応力が生じためっき層７と接しているため、一対の第２上面電極４にも応力が加わり、これにより、一対の第２上面電極４にクラックが発生する可能性があるため、一対の第１上面電極２が露出して、耐硫化特性が悪化する可能性があるという課題を有していた。

本開示は上記従来の課題を解決するもので、耐硫化特性の悪化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、一対の第１上面電極と、抵抗体と、一対の第２上面電極と、保護膜と、一対の端面電極と、めっき層とを備える。一対の第１上面電極は、絶縁基板の上面の両端部に設けられている。抵抗体は、絶縁基板の上面に設けられ、かつ一対の第１上面電極間に形成されている。一対の第２上面電極は、一対の第１上面電極の上面に形成されている。保護膜は、抵抗体と、一対の第２上面電極の一部と、を覆うように設けられている。一対の端面電極は、少なくとも一対の第２上面電極と電気的に接続されるように絶縁基板の両端面に設けられている。めっき層は、一対の第２上面電極の一部と一対の端面電極の表面とに形成されている。一対の第２上面電極は樹脂に金属を含有させた材料で構成されている。一対の第２上面電極の弾性率は、１０⁶Ｐａ以上かつ１０⁸Ｐａ以下である。

本開示のチップ抵抗器は、一対の第２上面電極の弾性率を１０⁸Ｐａ以下としているため、応力を吸収し易くなり、これにより、一対の第２上面電極にクラックが発生する可能性を低減でき、さらに、弾性率を１０⁶Ｐａ以上としているため、めっき層と一対の第２上面電極との密着性が向上し、めっき層と一対の第２上面電極の界面で一対の第２上面電極が剥がれるのを防止できる。

本開示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いて、一対の第２上面電極の弾性率と、一対の第２上面電極のクラック発生率、一対の第２上面電極の剥がれ発生率との関係を示す図同チップ抵抗器において、周囲温度と、一対の第２上面電極の弾性率との関係を示す図従来のチップ抵抗器の断面図

図１は本開示の一実施の形態におけるチップ抵抗器の断面図である。

本開示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、一対の第１上面電極１２と、抵抗体１３と、一対の第２上面電極１４と、保護膜１５と、一対の端面電極１６と、めっき層１７とを備えている。一対の第１上面電極１２は、絶縁基板１１の上面の両端部に設けられている。抵抗体１３は、絶縁基板１１の上面に設けられ、かつ一対の第１上面電極１２間に形成されている。一対の第２上面電極１４は、一対の第１上面電極１２の上面に形成されている。保護膜１５は、抵抗体１３と一対の第２上面電極１４の一部を覆っている。一対の端面電極１６は、少なくとも一対の第２上面電極１４と電気的に接続されるように絶縁基板１１の両端面に設けられている。めっき層１７は、一対の第２上面電極１４の一部と一対の端面電極１６の表面に形成されている。

また、一対の第２上面電極１４は樹脂に金属を含有させた材料で構成され、一対の第２上面電極１４の弾性率が１０⁶Ｐａ以上、１０⁸Ｐａ以下となっている。

上記構成において、絶縁基板１１は、Ａｌ₂Ｏ₃を９６％含有するアルミナで構成され、その形状は上面視矩形状となっている。

また、一対の第１上面電極１２は、絶縁基板１１上面の両端部に設けられ、銀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、絶縁基板１１裏面の両端部に裏面電極１２ａを形成してもよい。

さらに、抵抗体１３は、絶縁基板１１の上面において、一対の上面電極１２間に、銀パラジウム、酸化ルテニウム、または銅ニッケルからなる厚膜材料を印刷した後、焼成することによって形成されている。なお、抵抗体１３は棒状としてもよい。さらに、抵抗体１３に抵抗値調整用のトリミング溝（図示せず）を設けてもよい。

また、一対の第２上面電極１４は、一対の第１上面電極１２の少なくとも一部の上面に形成され、抵抗体１３と電気的に接続している。さらに、一対の第２上面電極１４の互いに対向する（内側に向かう）端部は保護膜１５に覆われている。すなわち、一対の第２上面電極１４の上面に保護膜１５とめっき層１７の境界がある。

そして、一対の第２上面電極１４は、銀と樹脂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。一対の第２上面電極１４には銀が４０ｗｔ％以上かつ６０ｗｔ％以下含有されている。

一対の第２上面電極１４を構成する樹脂は、分子量が６５０以下で、ヒドロキシフェニル型（４官能基が両端に２個ずつ有する）を持つエポキシ樹脂である。

保護膜１５は、抵抗体１３と、少なくとも抵抗体１３の上面に位置する一対の第２上面電極１４とを直接覆うように形成されている。保護膜１５は、アルミナまたはシリカからなるフィラーとエポキシ樹脂とで構成されている。

一対の端面電極１６は、絶縁基板１１の両端部に設けられ、一対の第１上面電極１２、一対の第２上面電極１４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。

さらに、この一対の端面電極１６の表面には、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層からなるめっき層１７が形成されている。このとき、めっき層１７は、一対の第２上面電極１４の一部と接続され、かつ保護膜１５と接する。

上記したように本開示の一実施の形態においては、一対の第２上面電極１４の弾性率を１０⁸Ｐａ以下としているため、応力を吸収し易くなる。これにより、一対の第２上面電極１４にクラックが発生する可能性を低減できる。さらに、弾性率を１０⁶Ｐａ以上としているため、めっき層１７と一対の第２上面電極１４との密着性が向上する。これにより、めっき層１７と一対の第２上面電極１４の界面で一対の第２上面電極１４が剥がれるのを防止できるという効果が得られる。

すなわち、一対の第２上面電極１４を構成する樹脂は、その両端に反応基が２つあるため、結合部は２点で繋がり、直鎖的になり柔らかく、一対の第２上面電極１４の弾性率を１０⁸Ｐａ以下とすることができる。一対の第２上面電極１４の弾性率を１０⁸Ｐａ以下と柔らかくしているため、めっき層１７から受けた応力を吸収でき、これにより、一対の第２上面電極１４にクラックが発生して、一対の第１上面電極１２が露出し、耐硫化特性が悪化するのを防止できる。

なお、弾性率が１０⁶Ｐａより小さくなると、一対の第２上面電極１４が変形しやすくなるため、その変形にめっき層１７のニッケルめっき層が追従できない。これにより、ニッケルめっき層と一対の第２上面電極１４の界面で第２上面電極１４が剥がれたり、第２上面電極１４自体の強度が保てず、第２上面電極１４内部が破断したりという不具合が生じる。

図２は、一対の第２上面電極１４の弾性率と、一対の第２上面電極１４のクラック発生率、一対の第２上面電極１４の剥がれ発生率との関係を示す図である。

図２から明らかなように、一対の第２上面電極１４の弾性率が１０⁸Ｐａより大きくなると、急激にクラック発生率が増加することが分かる。

一方、一対の第２上面電極１４の弾性率が１０⁶Ｐａより小さくなると、急激に剥がれ発生率が増加することが分かる。

図３は、一対の第２上面電極１４の弾性率と、周囲温度との関係を示す図である。図３において、一対の第２上面電極１４は、サンプルＡと表記される。

なお、サンプルＡと同様の構成であるが、分子量が約５００００のビスフェノールＡ型ノボラック型のエポキシ樹脂を含有する電極について、サンプルＢとして検討した。当該サンプルＢについて、サンプルＡとともに、図３に弾性率と、周囲温度との関係を示した。

図３から明らかなように、本願の一対の第２上面電極１４は、周囲温度が変化しても一対の第２上面電極１４の弾性率はほとんど変化しない。一対の第２上面電極１４を構成する樹脂は、その両端に反応基が２つあるため、加熱されても分解しにくいからと考えられる。

したがって、周囲が例えば２００℃の高温下でも、耐硫化特性が悪化するのを防止でき、かつ、一対の第２上面電極１４が剥がれるのを防止できる。

本開示に係るチップ抵抗器は、耐硫化特性が悪化するのを防止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厚膜抵抗体で形成された小形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第１上面電極
１３抵抗体
１４第２上面電極
１５保護膜
１６端面電極
１７めっき層

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第１上面電極と、
前記絶縁基板の上面に設けられ、かつ前記一対の第１上面電極間に形成された抵抗体と、
前記一対の第１上面電極の上面に形成された一対の第２上面電極と、
前記抵抗体と前記一対の第２上面電極の一部とを覆うように設けられた保護膜と、
少なくとも前記一対の第２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、
前記一対の第２上面電極の一部と前記一対の端面電極の表面とに形成されためっき層とを備え、
前記一対の第２上面電極は樹脂に金属を含有させた材料で構成され、
前記一対の第２上面電極の弾性率が１０⁶Ｐａ以上かつ１０⁸Ｐａ以下である
チップ抵抗器。