(57)【要約】  実装用はんだ層とチップ抵抗器との接合部分に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。本開示のチップ抵抗器は、絶縁基板（１１）と、絶縁基板（１１）の一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）の一面に設けられ、かつ一対の上面電極（１２）間に接続された抵抗体（１３）と、を備える。そして、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）とを備える。絶縁基板（１１）の一面と対向する他面に樹脂で構成された絶縁膜（１７）が設けられる。ここで、絶縁膜（１７）の厚みを３０μｍ以上としている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の一面の両端部に設けられた一対の上面電極と、
前記絶縁基板の一面に設けられ、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、
前記絶縁基板の前記一面と対向する他面に樹脂で構成された絶縁膜を設けたチップ抵抗器。
【請求項２】
前記絶縁基板の前記他面の両端部に一対の裏面電極を設け、
前記絶縁基板と前記一対の裏面電極との間に前記絶縁膜を配置した請求項１に記載のチップ抵抗器。
【請求項３】
前記絶縁膜の厚みを前記絶縁基板の厚みの３／１０以下とした請求項１に記載のチップ抵抗器。
【請求項４】
前記絶縁膜の厚みを３０μｍ以上とした請求項１に記載のチップ抵抗器。
【請求項５】
前記絶縁基板の全体の長さに対して、前記絶縁膜の長さをその１／４以上とした請求項１に記載のチップ抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、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。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のチップ抵抗器１０は、図５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間に接続された抵抗体３とを備えていた。そして、少なくとも抵抗体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、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。【０００３】
また、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１０を実装基板７に実装していた。【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１７５５２３号公報
【発明の概要】
【０００６】
上記した従来のチップ抵抗器においては、チップ抵抗器１０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１０との接合部分に熱応力が発生し、この接合部にクラックが生じる可能性があった。
【０００７】
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１０との接合部分に熱応力が発生しやすくなる。
【０００８】
そして、接合部分にクラックが発生すると、チップ抵抗器１０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。
【０００９】
本開示は上記従来の課題を解決するもので、実装用はんだ層とチップ抵抗器との接合部分に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。
【００１０】
本開示にかかるチップ抵抗器は、以下の構成を有する。
【００１１】
すなわち、第１の態様に係るチップ抵抗器は、絶縁基板と、一対の上面電極と、抵抗体と、一対の端面電極と、めっき層と、絶縁膜と、を備える。一対の上面電極は、絶縁基板の一面の両端部に設けられている。抵抗体は、絶縁基板の一面に設けられ、かつ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ている。一対の端面電極は、一対の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、一対の上面電極の一部と一対の端面電極の表面に形成されている。絶縁膜は樹脂で構成され、絶縁基板の一面と対向する他面に設けられている。
【００１２】
第２の態様に係るチップ抵抗器は、第１の態様において、絶縁基板の他面の両端部に一対の裏面電極を設け、絶縁基板と一対の裏面電極との間に絶縁膜を配置している。
【００１３】
第３の態様に係るチップ抵抗器は、第１の態様において、絶縁膜の厚みを絶縁基板の厚みの３／１０以下としている。
【００１４】
第４の態様に係るチップ抵抗器は、第１の態様において、絶縁膜の厚みを３０μｍ以上としている。
【００１５】
第５の態様に係るチップ抵抗器は、第１の態様において、絶縁基板の全体の長さに対して、絶縁膜の長さをその１／４以上としている。
【００１６】
本開示のチップ抵抗器は、絶縁基板の他面に樹脂で構成された絶縁膜を設け、絶縁膜の厚みを３０μｍ以上としている。そのため、柔軟性がある絶縁膜が絶縁基板と実装用はんだ層間に厚い厚みで配置される。これにより、実装用はんだ層とチップ抵抗器との接合部分で発生する熱応力を緩和させることができる。そのため、実装用はんだ層とチップ抵抗器との接合部分にクラックが生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の一実施の形態におけるチップ抵抗器の断面図
【図２】同チップ抵抗器の絶縁膜の厚みと応力との関係を示す図
【図３】同チップ抵抗器の絶縁基板の長さに対する絶縁膜が形成されていない長さと応力との関係を示す図
【図４】同チップ抵抗器の主要部の他面図
【図５】従来のチップ抵抗器の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
本開示の一実施の形態におけるチップ抵抗器２１は、図１に示すような構成としている。すなわち、チップ抵抗器２１は、絶縁基板１１と、一対の上面電極１２と、一対の裏面電極１２ａと、抵抗体１３と、保護膜１４と、一対の端面電極１５と、めっき層１６と、絶縁膜１７とを備えた構成としている。一対の上面電極１２は、絶縁基板１１の一面（上面）の両端部に設けられている。一対の裏面電極１２ａは、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、かつ一対の上面電極１２間に接続されている。保護膜１４は、少なくとも抵抗体１３を覆うように設けられている。一対の端面電極１５は、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の両端面に設けられている。めっき層１６は、一対の上面電極１２の一部と一対の端面電極１５の表面に形成されている。絶縁膜１７は、樹脂で構成され、絶縁基板１１の裏面全面に設けられている。
【００２１】
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、その形状は矩形状（上面視にて長方形）となっている。
【００２２】
また、一対の上面電極１２は、絶縁基板１１上面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の裏面の両端部に一対の裏面電極１２ａを形成してもよい。
【００２３】
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、銅ニッケル、銀パラジウム、または酸化ルテニウムからなる厚膜材料を印刷した後、焼成する、あるいは、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。
【００２４】
なお、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。
【００２５】
そして、保護膜１４は、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ている。
【００２６】
また、一対の端面電極１５は、絶縁基板１１の両端面に設けられ、保護膜１４から露出した一対の上面電極１２の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に接続される。
【００２７】
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。このとき、めっき層１６は保護膜１４と接している。なお、Ｎｉめっき層の下層にＣｕめっき層があってもよい。
【００２８】
さらにまた、絶縁膜１７は、樹脂で構成され、絶縁基板１１の裏面の長さ方向の全面に設けられている。ここで、長さ方向とは、一対の上面電極１２間の電流が流れる方向と平行する方向（Ｘ方向）をいう。
【００２９】
この絶縁膜１７は、樹脂を絶縁基板１１の上面に対向する下面（裏面）に印刷した後、乾燥・硬化させて形成する。硬化後の絶縁膜１７の厚みは３０μｍ〜８０μｍである。
【００３０】
絶縁膜１７を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂のいずれかを使用できる。
【００３１】
一対の裏面電極１２ａを形成する場合は、一対の裏面電極１２ａは絶縁膜１７の下面に形成し、絶縁膜１７の少なくとも一部は絶縁基板１１と一対の裏面電極１２ａとの間に位置する。
【００３２】
次に、上記チップ抵抗器２１の実装構造について説明する。
【００３３】
チップ抵抗器２１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。
【００３４】
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、錫などの材料で構成され、さらに、絶縁基板１１の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。
【００３５】
ここで、図２に、絶縁膜１７の厚みと応力との関係を示す図を示す。
【００３６】
なお、応力は、実装用はんだ層２０とチップ抵抗器２１との接合部分（絶縁基板１１の裏面両端部近傍）で発生する熱応力を測定した結果であり、絶縁膜１７の膜厚がゼロ（絶縁膜が無い）の場合を１としたときの割合を表す。
【００３７】
図２から明らかなように、絶縁膜１７の厚みを３０μｍ以上とすると、絶縁膜１７が無い場合と比べて、応力が８５％以下となり、実装用はんだ層２０とチップ抵抗器２１との接合部分で発生するクラックが発生する可能性を低減できる。
【００３８】
図２からも分かるように、絶縁膜１７の厚みを３０μｍ以上にすると応力が８０％強でほとんど一定になるため、応力が８５％以下の場合を良判定とした。
【００３９】
絶縁膜１７の厚みの上限は、ユーザからのチップ抵抗器２１全体の厚みの要望や、作業性を考慮して決定すればよく、例えば８０μｍとされるが、絶縁基板１１の厚みを超えることはない。
【００４０】
ここで、絶縁膜１７の存在によって、抵抗体１３で発生した熱が放熱されにくくなっているが、特に、絶縁基板１１の厚みが薄いと熱容量が小さくて放熱されにくく、チップ抵抗器２１全体の温度が非常に高くなり、実装用はんだ層２０との接合部分で発生する熱応力が大きくなってしまう。
【００４１】
なお、一般に０２０１サイズのチップ抵抗器の厚みが１００μｍ程度であり、今後の小型化の進展にともない、絶縁基板１１の厚みが１００μｍ以下となると考えられる。そして、絶縁基板１１の厚みが１００μｍ以下の場合は、絶縁膜１７の厚みを３０μｍ以下の薄さにしなければ、抵抗体１３で発生した熱が放熱されず、熱応力が大きくなり、かつ定格電力を維持することはできない。
【００４２】
すなわち、絶縁膜１７の厚みを絶縁基板１１の厚みの３／１０以下とする必要がある。
【００４３】
図３は、絶縁基板１１の長さに対する絶縁膜１７が形成されていない長さと応力との関係を示す図である。
【００４４】
なお、応力は図２と同様に、絶縁膜１７が無い場合を１としたときの割合を表し、絶縁膜１７の厚みを３０μｍで固定し、絶縁膜１７の長さを変化させた。
【００４５】
このとき、図４に示すように、絶縁基板１１の裏面両端部に位置する部分を必ず残し、中央部分の絶縁膜１７から徐々に削除するようにして絶縁膜１７の長さを変化させて応力を測定した。図４は、裏面（他面）側から見た図で、一対の裏面電極１２ａ、一対の端面電極１５、めっき層１６を省略している。
【００４６】
また、横軸がゼロ％の場合は絶縁膜１７の長さが絶縁基板１１の長さと同じで、１００％の場合は絶縁膜１７の長さがゼロ（絶縁膜１７が形成されていない）である。ここで言う長さは、一対の上面電極１２間の電流が流れる方向と平行する方向（Ｘ方向）における長さを示す。
【００４７】
図３から明らかなように、絶縁基板１１の長さに対する絶縁膜１７で覆われていない長さを３／４以下、すなわち、絶縁膜１７の長さが絶縁基板１１の長さの１／４以上とすれば応力が８５％以下となる。
【００４８】
なお、この長さがゼロ％（絶縁膜１７の長さが絶縁基板１１の長さと同じ）になるようにしてもよい。また、絶縁膜１７は少なくとも一対の裏面電極１２ａの長さより長くするのが好ましい。
【００４９】
上記したように本開示の一実施の形態においては、絶縁基板１１の裏面に樹脂で構成された絶縁膜１７を設け、さらに絶縁膜１７の厚みを３０μｍ以上としている。そのため、柔軟性がある絶縁膜１７が絶縁基板１１と実装用はんだ層２０間に厚い厚みで配置される。これにより、実装用はんだ層２０とチップ抵抗器２１との接合部分で発生する熱応力を緩和させることができる。そのため、実装用はんだ層とチップ抵抗器との接合部分に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が得られる。
【００５０】
すなわち、チップ抵抗器２１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、絶縁基板１１の裏面と実装用はんだ層２０の間にある柔軟性のある樹脂で構成された絶縁膜１７によって緩和される。
【００５１】
そして、絶縁膜１７の厚みを３０μｍ以上としているため、実装用はんだ層２０とチップ抵抗器２１との接合部分に発生する熱応力をより効果的に低減できる。絶縁膜１７を形成するだけでなく、その厚みを規定することによって実装用はんだ層２０とチップ抵抗器２１との接合部分にクラックが生じるのを抑制することができる。
【００５２】
さらに、接合部分のクラックの発生を抑制できることから、チップ抵抗器２１と実装用はんだ層２０との接合が強固となり、チップ抵抗器２１の本体の特性を発揮できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本開示に係るチップ抵抗器は、実装用はんだ層とチップ抵抗器との接合部分に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。
【符号の説明】
【００５４】
１１  絶縁基板
１２  一対の上面電極
１３  抵抗体
１５  一対の端面電極
１６  めっき層
１７  絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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