JPWO2019159775A1

JPWO2019159775A1 - チップ抵抗器

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Publication number: JPWO2019159775A1
Application number: JP2020500425A
Authority: JP
Inventors: 猛河野; 一宏神田; 高梨　慶太; 慶太高梨; 山田　孝一; 孝一山田; 孝志大林
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-02-15
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2021-01-28
Also published as: WO2019159775A1

Abstract

本開示の目的は、マイグレーションの発生を抑制できるチップ抵抗器を提供することである。本開示のチップ抵抗器（１０）は、絶縁基板（１）と、一対の電極（２）と、抵抗体（３）と、保護膜（４）と、一対の端面電極（５）と、めっき層（６）とを備える。一対の電極（２）は、絶縁基板（１）の一面に設けられた銀を含有する。抵抗体（３）は、一対の電極（２）と電気的に接続され、絶縁基板（１）の一面に形成されている。保護膜（４）は、一対の電極（２）の一部である第１部位（２１）と抵抗体（３）を覆うように形成されている。一対の端面電極（５）は、一対の電極（２）における保護膜（４）から露出している部位である第２部位（２２）の少なくとも一部を覆い、一対の電極（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ている。めっき層（６）は、一対の端面電極（５）の表面に形成されている。保護膜（４）には、無機イオン捕捉剤が含有されている。

Description

本開示は、各種電子機器に使用されるチップ抵抗器に関する。

従来、部品内蔵型プリント基板に実装されるチップ抵抗器が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のチップ抵抗器は、絶縁基板と、抵抗体と、一対の電極部と、カバーコートと、保護膜と、を有している。電極部は、絶縁基板における電極間方向の端部にそれぞれ設けられ、上面電極（電極）と、補助電極と、下面電極と、側面電極（端面電極）と、メッキ（めっき層）とを有している。上面電極は、銀系厚膜（銀系メタルグレーズ厚膜）により形成されている。

上記した従来のチップ抵抗器においては、上面電極が銀で構成されているため、電圧が印加された状態でメッキと保護膜との間から水分が浸入すると、電解作用による銀の移行現象であるマイグレーションを起こす可能性があるという課題を有していた。

特開２０１１−１９９１８８号公報

本開示の目的は上記従来の課題を解決するもので、マイグレーションの発生を抑制できるチップ抵抗器を提供することである。

本開示の一態様に係るチップ抵抗器は、絶縁基板と、一対の電極と、抵抗体と、保護膜と、一対の端面電極と、めっき層とを備える。前記一対の電極は、前記絶縁基板の一面に設けられた銀を含有する。前記抵抗体は、前記一対の電極と電気的に接続され、前記絶縁基板の一面に形成されている。前記保護膜は、前記一対の電極の一部である第１部位と前記抵抗体を覆うように形成されている。前記一対の端面電極は、前記一対の電極における前記保護膜から露出している部位である第２部位の少なくとも一部を覆い、前記一対の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ている。前記めっき層は、前記一対の端面電極の表面に形成されている。前記保護膜には、無機イオン捕捉剤が含有されている。

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。図２は、同上のチップ抵抗器の保護膜における無機イオン捕捉剤の含有量と、抵抗体の抵抗値変化率との関係を示す図である。

以下、本開示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。以下の説明では、絶縁基板１の厚さ方向を上下方向、一対の電極２が並ぶ方向を左右方向と規定する。ただし、これらの方向はチップ抵抗器の使用方向を限定する趣旨ではない。

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１０は、図１に示すように、絶縁基板１と、一対の電極２と、抵抗体３と、保護膜４と、一対の端面電極５と、めっき層６とを備えている。一対の電極２は、絶縁基板１の上面における左右方向の両端部に設けられている。抵抗体３は、絶縁基板１の上面に設けられ、かつ一対の電極２間に形成されている保護膜４は、抵抗体３と一対の電極２の一部である第１部位２１を覆うように設けられている。一対の端面電極５は、一対の電極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ている。めっき層６は、一対の端面電極５の表面に形成されている。

上記構成において、絶縁基板１は、アルミナで構成され、その形状は矩形状となっている。

また、一対の電極２は、絶縁基板１の上面における左右方向の両端部に設けられ、銀、銀パラジウム等の銀を含有する厚膜材料を印刷、焼成することによって形成されている。一対の電極２は、第１部位２１と、第２部位２２と、を含む。第１部位２１は、保護膜４により覆われている部位である。第２部位２２は、保護膜４から露出している部位、言い換えると保護膜４により覆われていない部位である。なお、図１に示すように、絶縁基板１の裏面（下面）における左右方向の両端部に一対の裏面電極２ａを形成してもよい。

さらに、抵抗体３は、絶縁基板１の上面において、一対の電極２間に、銅ニッケル、銀パラジウム、酸化ルテニウム等で構成された導電性ペーストを絶縁基板１の上面に印刷した後、焼成することによって形成されている。

そして、抵抗体３を覆うようにプリコートガラスなどの保護ガラス層を設けてもよい。さらに、抵抗体３に抵抗値調整用のトリミング溝（以下、図示せず）を設けてもよい。

また、保護膜４は、左右方向において、一対の電極２の一部である第１部位２１と抵抗体３の全体を覆うように形成され、エポキシ樹脂、無機フィラー、顔料、および無機イオン捕捉剤で構成されている。無機イオン捕捉剤としては、リン酸ジルコニウムを使用することできる。リン酸ジルコニウムは陽イオン交換体として機能する。

無機イオン捕捉剤は、保護膜４に対して０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％含有されている。０．５ｗｔ％より少ないとイオン捕捉機能が発揮されず、１０ｗｔ％より多いと保護膜４としての硬化性等の機能を損なう恐れがある。より好ましくは、保護膜４における無機イオン捕捉剤の含有量は、０．５ｗｔ％以上で、３．０ｗｔ％以下であるのがよい。

また、無機イオン捕捉剤の粒径は、メジアン径で０．１μｍ〜６．０μｍである。粒径を細かくすることによって表面積を大きくし、捕捉機能を高めることができる。なお、粒径を細かくし過ぎると、工程での扱いが難しくなる。

そして、無機イオン捕捉剤を含有した保護膜４のペーストのｐＨは４以上とするのが好ましい。

さらに、一対の端面電極５は、絶縁基板１の左右方向における両端部に設けられ、一対の電極２における保護膜４から露出している部位である第２部位２２の少なくとも一部を覆っている。一対の端面電極５は、一対の電極２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ている。なお、一対の電極２の各々の第２部位２２は、一対の端面電極５のうち対応する端面電極５により全体が覆われていてもよい。

さらに、この一対の端面電極５の表面には、めっき層６が形成されている。めっき層６は、ニッケルめっき層からなる第１めっき層６１と、すずめっき層からなる第２めっき層６２と、を有している。第１めっき層６１は、端面電極５を覆い、第２めっき層６２は、第１めっき層６１を覆っている。

上記したように一実施の形態においては、保護膜４に無機イオン捕捉剤が含有されているため、一対の電極２に含まれる銀が、電位差と水分によって電離して銀イオンが生成されても、銀イオンを保護膜４中の無機イオン捕捉剤で捕捉できる。これにより、銀イオンの移行を阻止できるため、マイグレーションの発生を抑制できる。この結果、短絡の防止や耐湿性、耐湿負荷特性等の長期信頼性を向上させることができるという効果が得られる。

すなわち、保護膜４に無機イオン捕捉剤を含有させていない場合、電流を流したときに生じる一対の電極２間の電位差と、めっき層６と保護膜４との間から浸入した水分によって、一対の電極２に含まれる銀が電離して銀イオン（陽イオン、Ａｇ^＋）が発生し、陰電極側に移動し、イオンマイグレーションを発生させてしまう。これに対して、本開示のように保護膜４に、陽イオン交換体としての無機イオン捕捉剤を含有させることによって、上記銀イオンを保護膜４の内部に捕捉し、陰電極側への移動を阻止し、これにより、短絡したり耐湿性、耐湿負荷特性等の長期信頼性が悪化したりするのを防止できる。

また、保護ガラス層やめっき層６で発生する陽イオン（Ｐｂ^２＋、Ｓｎ^２＋）についても無機イオン捕捉剤に捕捉され、この陽イオンによるマイグレーションの発生を防止できる。

さらに、保護膜４中の陰イオンも捕捉する必要がある場合は、陰イオン交換体としてハイドロタルサイト系化合物をさらに含有してもよい。

なお、無機イオン捕捉剤は、一対の電極２自体には添加しない。電極として低い抵抗値が必要になるからである。

また、本開示での無機イオン捕捉剤は、単なる電子部品の周囲を覆う電子部品封止剤に使用するのではなく、電子部品、特に抵抗器として問題となるマイグレーションを防止するために保護膜４に添加して使用される。

図２は、保護膜４における無機イオン捕捉剤の含有量と、抵抗体３の抵抗値変化率との関係を示す図である。図２に示す例では、例えば、抵抗体３の抵抗値が１００ｋΩであり、ペースト状の保護膜４を硬化してから、過負荷、高温、及び高湿度の環境下で３０００時間放置した後の抵抗体３の抵抗値を測定している。図２に示す例では、２０個の測定サンプルのうち抵抗値が最も大きく変化した測定サンプルを表している。ここで、抵抗体３の抵抗値の変化率が大きいほど、銀イオンのマイグレーションが多く発生していることになる。

したがって、図２によれば、保護膜４における無機イオン捕捉剤の含有量は、０．５ｗｔ％以上で、３．０ｗｔ％以下であることが好ましい。なお、保護膜４における無機イオン捕捉剤の含有量が０．５ｗｔ％よりも小さい場合にはイオン捕捉機能が発揮されず、抵抗体３の抵抗値が大きく変化してしまう。一方、保護膜４における無機イオン捕捉剤の含有量が３．０ｗｔ％よりも大きい場合には保護膜４の硬化が阻害され、保護膜４としての機能が損なわれてしまう。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係るチップ抵抗器（１０）は、絶縁基板（１）と、一対の電極（２）と、抵抗体（３）と、保護膜（４）と、一対の端面電極（５）と、めっき層（６）とを備える。一対の電極（２）は、絶縁基板（１）の一面に設けられた銀を含有する。抵抗体（３）は、一対の電極（２）と電気的に接続され、絶縁基板（１）の一面に形成されている。保護膜（４）は、一対の電極（２）の一部である第１部位（２１）と抵抗体（３）を覆うように形成されている。一対の端面電極（５）は、一対の電極（２）における保護膜（４）から露出している部位である第２部位（２２）の少なくとも一部を覆い、一対の電極（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ている。めっき層（６）は、一対の端面電極（５）の表面に形成されている。保護膜（４）には、無機イオン捕捉剤が含有されている。

この態様によれば、マイグレーションの発生を抑制できる。

第２の態様に係るチップ抵抗器（１０）では、第１の態様において、保護膜（４）における無機イオン捕捉剤の含有量は、０．５ｗｔ％以上で、３．０ｗｔ％以下である。

この態様によれば、保護膜（４）としての硬化性等の機能を損なうことなくイオン捕捉機能を発揮することができる。

第２の態様に係る構成については、チップ抵抗器（１０）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

本開示に係るチップ抵抗器は、マイグレーションの発生を抑制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チップ抵抗器等において有用となるものである。

１絶縁基板
２一対の電極
２１第１部位
２２第２部位
３抵抗体
４保護膜
５一対の端面電極
６めっき層
１０チップ抵抗器

Claims

絶縁基板と、
前記絶縁基板の一面に設けられた銀を含有する一対の電極と、
前記一対の電極と電気的に接続され、前記絶縁基板の一面に形成された抵抗体と、
前記一対の電極の一部である第１部位と前記抵抗体を覆うように形成された保護膜と、
前記一対の電極における前記保護膜から露出している部位である第２部位の少なくとも一部を覆い、前記一対の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、
前記一対の端面電極の表面に形成されためっき層とを備え、
前記保護膜に無機イオン捕捉剤が含有されている、
チップ抵抗器。
前記保護膜における前記無機イオン捕捉剤の含有量は、０．５ｗｔ％以上で、３．０ｗｔ％以下である、
請求項１に記載のチップ抵抗器。