(57)【要約】【課題】精度の高い電圧検出パターンが設けられた回路装置を提供する。【解決手段】本発明の回路装置は、実装基板の上にチップ抵抗３が配置され、チップ抵抗３の一端には第１電極６が延在され、チップ抵抗３の他端には第２電極７が設けられている。そしてこのチップ抵抗の両端から発生する電圧は、チップ抵抗３の配置領域の部分に形成する。具体的には、第１電極および第２電極の対向する側辺に前記配線の接合部を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面が絶縁処理された実装基板と、前記実装基板の上に設けられた受動素子実装用のお互いに対向した第１電極および第２電極と、前記第１電極と前記第２電極と電気的に接続され固着された受動素子とを有する回路装置に於いて、
前記第１電極は、前記受動素子の長辺と直行する方向に延在された配線も兼ねるものであり、前記受動素子の配置領域と重畳する前記第１電極と前記第２電極の対向する側辺のそれぞれから前記受動素子の電圧を検出する第１配線および第２配線が設けられる事を特徴とした回路装置。
【請求項２】
前記第１電極と前記第１配線の境界および前記第２電極と前記第２配線の境界は、前記受動素子の下方に配置される請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記境界は、前記受動素子の長辺方向の中心線に対して、中心線に配置される請求項２に記載の回路装置。
【請求項４】
前記境界は、前記受動素子の長辺方向の中心線に対して、左右振れて配置される請求項２に記載の回路装置。
【請求項５】
前記実装基板は、セラミック基板、金属基板、プリント基板、フレキシブル基板である請求項１〜４のいずれかに記載の回路装置。
【請求項６】
少なくとも表面が絶縁処理された実装基板と、前記実装基板の上に設けられた受動素子実装用のお互いに対向した第１電極および第２電極と、前記第１電極と前記第２電極と電気的に接続され固着された受動素子とを有する回路装置に於いて、
前記第１電極と前記第２電極の対向する側辺のそれぞれから前記受動素子の電圧を検出する第１配線および第２配線が設けられ、前記第１配線と前記第２配線の間には、アイランド状の導電パターンが設けられ、前記導電パターンと前記受動素子は熱的に結合されている事を特徴とした回路装置。
【請求項７】
前記実装基板は、セラミック基板、金属基板、プリント基板、フレキシブル基板である請求項６に記載の回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路装置に関し、特に、受動素子用の電極パターンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に回路装置、特に実装基板を採用し、ＴＲ素子、ＩＣおよび受動素子が実装された回路装置が有る。例えばセラミック基板、金属基板、プリント基板等の上にこれらの素子が実装され、基板の特徴を利用して色々な分野に応用されている。
【０００３】
例えばセラミック基板は、高電圧分野、金属基板は、放熱性が良いため、パワー分野に用いられる。またプリント基板は、安価なため家電等のセットに採用される。最近では、プリント基板も薄型で多層になっているため、携帯電話等にも応用されている。
【０００４】
そこで必要となるものとして受動部品、特にチップ抵抗、チップコンデンサ等が多用されている。これは、半導体ＩＣのサージ保護、精度のある電圧センシング等と色々な方法で数多く採用されている。
【０００５】
例えば図６に於いて、符号１は、実装基板２の上に形成される導電パターンで、点線で示されるものは、この導電パターン２に実装されるチップ抵抗３である。チップ抵抗３の両端には、チップ電極４、５が設けられ、一方のチップ電極４は、前記導電パターンの一つである、第１電極６と接続され、他端のチップ電極５は、第２電極６と接続されている。図６Ａや図６Ｂから判るように、チップ抵抗３は、６面体でありチップ電極４と第１電極６、チップ電極５と第２電極７は、半田等のロウ材やＡｇペースト等で接続されている。
【０００６】
そしてこのチップ抵抗３の両端に発生する電圧を見るために、前記第１、第２電極６、７の側辺８、９から配線１０、１１が延在し、その配線が電圧検出手段と接続され、センシングを行っている。
【０００７】
図６は、導電パターンとチップ抵抗のみを示したが、実際は特開２００１−３５２０３４号公報に示されるようなＨＩＣ基板として採用されている。
【特許文献１】特開２００１−３５２０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６の配線１０、１１を使ってチップ抵抗に印加される電圧をセンシングする場合において、より精度の高いセンシングを行おうとしても、微妙にその値が違ってくる。
【０００９】
一般には、この場合、チップ抵抗素子にレーザ等を照射してトリミングを行っているが、それでも微妙に違ってくる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前述の問題を考慮し、
第１に、少なくとも表面が絶縁処理された実装基板と、前記実装基板の上に設けられた受動素子実装用のお互いに対向した第１電極および第２電極と、前記第１電極と前記第２電極と電気的に接続され固着された受動素子とを有する回路装置に於いて、
前記第１電極と前記第２電極の対向する側辺のそれぞれから前記受動素子の電圧を検出する第１配線および第２配線が設けられる事で解決するもので有る。
【００１１】
具体的には、前記第１電極と前記第１配線の境界および前記第２電極と前記第２配線の境界は、前記受動素子の下方に配置される事で解決するものである。
【発明の効果】
【００１２】
図６の様に配線１０を形成すると、本来の電圧を取れないが、図１の様に、第１配線１０および第２配線１１がチップ３と重畳するように配置されると、より精度の高い電圧が取れる。
【００１３】
また図１で示す太線の矢印がチップ素子３の中央ラインとし、この中央ラインの右、または左にずれると、発生する電圧は、若干であるが減少する。よってチップ抵抗と重畳し、電圧検出用の配線を左右にずらすことで微妙な調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
では、本発明の構造について、図１を参照して説明する。尚、従来例と共通する部分の符号は共用する。
【００１５】
本発明は、実装基板２の上に受動素子３が配置される時、その受動素子３の両端に発生する電圧のセンシング精度を高めるために、その電極または取り出し配線の構造に関するものである。
【００１６】
まず実装基板２について説明する。一般に受動素子が載置できる基板であれば良く、例えばセラミック基板またはガラス基板の無機系基板、プリント基板、フレキシブル基板等の有機系基板、更にＣｕ、Ａｌまたはこれらを主成分とする合金からなる金属基板などが考えられる。
【００１７】
無機系基板であるセラミック基板やガラス基板は、振動や衝撃に対して脆いが、誘電率が高いこともあり、高耐圧分野、化学的汚染の恐れの有る分野で適する。この場合、一般的に導電ペーストをスクリーン印刷やインクジェット等で印刷し、導電パターンを形成している。
【００１８】
プリント基板は、主に三つのタイプがある。つまりコア層が絶縁性樹脂または導電性の金属から成るものがある。前者は、図７（Ａ）に示すように、エポキシ樹脂等の絶縁性に優れた材料がコア層７０として選択され、その両面に導電パターン７１が形成されたものである。この場合、２層基板と呼び、さらにこの２層基板の表裏に絶縁性樹脂層７２を介して導電パターン７３が繰り返し形成されることで、４層、６層・・・と多層が形成される。現在では６〜８層位まで実現されている。そしてその板厚は、４層では２００〜３００μｍ程度と非常に薄くなっている。同然各層の導電パターン７１、７３は、コア層のスルーホール７４、両側に形成される絶縁層のコンタクト孔７５を介して電気的に接続されている。
【００１９】
またコア層８０が例えばＣｕ材からなる場合、その両側に絶縁性樹脂層８１が被覆され、更に両面に導電パターン８２が形成される。この場合、２層基板と成る。そして４層、６層と積層されるには、樹脂コア基板と同様に絶縁性樹脂層８３を形成した後に両側に導電パターン８４が形成される。この金属コアの場合、コア層がヒートシンクとなり、パワー系のモジュールに最適な構造となる。
【００２０】
更に実装基板として金属基板がある。金属材料としては、Ｃｕを主材料とするもの、またはＡｌを主材料とするもの、更にはＣｕまたはＡｌ等と他の金属の合金からなるものが考えられる。そしてこれら金属基板は、少なくとも表面に絶縁層が被覆され、その上に導電パターンが形成されている。また１層の導電パターンで足りない場合は、絶縁性樹脂層を介して２層目の導電パターンが形成されても良い。金属基板は、熱伝導性に優れるため、金属基板の上には、大電力用の回路または半導体素子が実装される。具体的には、音響、映像用の増幅回路、モータの駆動回路、エアコン、洗濯機、掃除機等のインバータ回路等に応用される。
【００２１】
最近では、エンベデッドと呼ばれ、実装基板の最表面に形成される導電パターンだけでなく、その下層の導電パターンにチップ抵抗が埋め込まれる場合もある。これは、前述した全てのケースにおいて実施できるものである。
【００２２】
図６の実装基板２は、金属基板を用いた例であり、特にＣｕまたはＡｌを採用したものである。符号２０は、金属基板２と導電パターン１の短絡を防止するための絶縁性樹脂層である。またＡｌを金属基板として採用した場合は、金属基板の両面に酸化膜２１が形成される場合もあり、例えば陽極酸化にて生成される。そして導電パターン１は、Ｃｕ箔が形成され、エッチングにより導電パターン１が形成される。この導電パターン１は、配線、アイランド、配線と一体のパッド、そして配線と一体の電極等として加工されている。またパッドは、搭載される半導体素子２２のタイプで決まり、フェイスアップで半導体素子２２がアイランドに実装される場合は、半導体素子と電気的に接続される金属細線２３と接続されるボンディングパッド２４であり、フェイスダウンで接続される場合は、半導体素子の表面に形成されるバンプと接続されるパッドである。更に金属基板の周囲からリードが延在される場合は、リードを接続するパッドが金属基板の周囲の側辺に形成されている。また受動素子、ここではチップ抵抗３の電極４、５と接続される電極２５が形成される。当然この電極２５は、回路を構成するため、配線と一体で形成される。
【００２３】
またこれら全ての実装基板は、封止されずモジュールとして採用される場合と、プラスチックや金属からなるケースで封止されたり、更にはセラミック基板、プリント基板、フレキシブルシート等に於いては、ポッティング法やトランスファーモールド法で封止されることもある。
【００２４】
では図１に戻り説明する。符号６、７は、実装基板２に設けられた導電パターンで、紙面に対して上から延在される第１電極６と、紙面に対して下から延在される第２電極７が実線で描かれている。この上には、前記第１電極６と前記第２電極７をまたぐようにチップ抵抗３が設けられている。このチップ抵抗３は、点線で示してあり、６面体で成る。つまりこのチップ抵抗３は、長方形の上面、この上面と対向し実質同じ形状の裏面、そして上面と裏面の周囲をつなぐ４つの側面から成る。そしてこの６面体の一端（紙面に対して上端）には、点線で示すように、上面、裏面、そして３つの側面に渡りチップ電極４が形成され、他端（紙面に対して下端）には、点線で示すように上面、裏面そして３つの側面にわたりチップ電極５が形成されている。例えば、サイズ３２２５であれば、前記長方形の長辺３０が３．２ｍｍ、短辺３１が２．５ｍｍで、厚みが例えば０．５〜０．３ｍｍ程度であり、抵抗値は、１ｍ〜５ｍΩである。チップ電極４の縦方向の長さｔは、１．２〜０．５ｍｍである。また５０２５であれば、長辺が５．０ｍｍ、短辺が２．５ｍｍ、厚みが例えば０．５〜０．３ｍｍ程度であり、１ｍ〜１０ｍΩ程度である。そして縦方向の長さｔは、１．９〜０．９ｍｍである。
【００２５】
続いて、第１電極６と第２電極１１の横幅は、チップ抵抗の幅よりも若干広く形成され、例えば３２２５では、２．７ｍｍ程度、５０２５では、２．８ｍｍ程度である。実質両側に０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度拡大されている。またこの導電パターンは、下層がＣｕ箔で約７０μｍ、その上に、つまりチップ電極４、５が固着される部分に、Ｎｉ、金、ＰｄまたはＡｇ等が数μｍの厚みでメッキ形成されている。またプリント基板に於いては、Ｃｕの上にＮｉ、そしてＡｕが形成される場合もある。
【００２６】
また第１電極６、第２電極７の縦の長さは、最小で約２．２ｍｍ程度で、当然ながらその先は、配線として図５（Ａ）の様な形状で延在されている。
【００２７】
当然このチップ電極は、半田接続またはＡｇペーストの焼結等で固着されている。そして太線の矢印で示されている部分は、電流の流れ、チップ抵抗、および電極６、７の中心線を示している。
【００２８】
導電パターンの精度、チップ抵抗の実装精度等により多少ずれるが、チップ抵抗３は、第１電極６、第２電極の中央にそのセンターが位置するように配置される。つまり多少のずれは有るが、チップの対向する側辺３０の両側には、電極パターンが０．１〜０．２ｍｍ程度、見えて配置される。そして第１電極６と第２電極７の対向する側辺Ｌ１、Ｌ２からは、実質前記側辺Ｌ１、Ｌ２の中心からそれぞれ第１配線１０、第２配線１１が延在されている。配線の幅は、０．１ｍｍ程度で、左方向、または右方向に延在され、その先で、電圧測定部と接続されている。ここでは、電圧計の記号で図示しているが、実際は、回路の一部で電圧をセンシングする回路である。
【００２９】
本発明の特徴は、図１でも示しているように、第１電極６と前記第２電極７の対向する側辺Ｌ１、Ｌ２のそれぞれから、前記受動素子の電圧を検出する第１配線１０および第２配線１１を延在させることにある。
【００３０】
また具体的には、前記第１電極６と前記第１配線１０の境界および前記第２電極７と前記第２配線１１の境界は、前記受動素子３の下方に配置されている。
【００３１】
従来構造図６で発生する電圧は、１ｍΩへ通電して約１０３ｍＶで、図１（Ａ）では、約１０１ｍＶである。
【００３２】
この違いが発生する原理は、具体的な立証は難しいが、おおよそ図１（Ｄ）でその概念が説明ができる。チップ抵抗の抵抗値はＲと一定で、チップ電極４、５に発生する抵抗値にはＲ１〜Ｒ３を持つと仮定する。ここでＲ１は、Ｒ２、Ｒ３よりも小さいと仮定する。そしてこのチップ抵抗に流れる電流も一定とする。
【００３３】
すれば、図１（Ａ）は、２Ｒ１＋Ｒである。そして図１（Ｂ）は、２Ｒ２＋Ｒ、図１（Ｃ）は、２Ｒ３＋Ｒである。つまり配線１０、１１の接続の位置で、チップ電極の抵抗値が変わり、センターであれば、抵抗値が低く発生する電圧も低くなる。しかしセンターよりもずれると抵抗値が若干上昇し、発生する電圧も若干大きくなる。また図６（Ａ）では、右側の側辺８から取り出しているため、抵抗Ｒ３に更に抵抗が追加されていると考えられる。
【００３４】
これは、実際の実験で同様の現象が発生している。つまり側辺Ｌ１、Ｌ２側から配線を取り出す方式により、側辺８から取り出すよりもその電圧を若干小さく取り出すことができる。
【００３５】
また図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は、左にずれる場合、または右にずれる場合であり、そのずれ幅が同じであれば、だいたい同じ程度ずれ、図１（Ａ）よりも電圧値は、大きくなるが、従来の方法よりも小さい。
【００３６】
仮に抵抗値が１ｍΩ±１％で、流れる電流が２００Ａであると、約２００ｍＶが発生する。そして右または左にずれると、約２％ずれる。つまり電圧では、４ｍＶの調整が可能となる。
【００３７】
続いて図２について説明する。図２（Ａ）は、比較のため、図１（Ａ）と同じ図であり、図２（Ｄ）〜図２（Ｆ）に図１と異なる配置を示している。すなわち、図２（Ｄ）は、第１配線１０を中心線よりも左に配置し、第２配線１１を中心線に対して右側に配置した。図２（Ｅ）は、図２（Ｄ）と逆で、第１配線１０を右側に配置し、第２配線１１を左側に配置した。図２（Ｆ）は、図１〜図４の全てに応用できるものであり、チップ抵抗５に大電流が流れ、熱が発生するため、チップ抵抗３のチップ電極４とチップ電極５の間であり、チップ電極４、５と接触しない部分にアイランド状の放熱用の導電パターンが配置されている。これにより、チップ抵抗３の裏面が放熱用の導電パターンと熱的に結合させることができ、チップ抵抗の温度上昇を抑止することができる。
【００３８】
不等号でその発生する電圧の大小を説明すれば、
図１（Ａ）＜図２（Ｄ）（または図２（Ｅ））＜図６（Ａ）となり、配線１０、１１の結合の仕方で電圧の調整が可能となる。この４ｍＶは、回路の中で増幅され、例えば１０倍されると４０ｍＶとなり、この値が制御を行ううえで大きな影響を及ぼす。例えばモータの制御に於いて、過電流の検出、回転制御等で重要な意味を成すものである。
【００３９】
続いて、図３、図４について説明するが、その前に、前実施例と本実施例のパターン的な違いについて説明する。図１、図２で説明した前実施例は、図５（Ａ）のパターンを模式的に説明したもので、図３、図４でこれから説明する実施例は、図５（Ｂ）を模式的に説明したものである。つまり図５（Ａ）は、第１電極６ａ、６ｂがチップ抵抗の幅よりも若干広く形成され、紙面に対して上から下に延在され、第２電極７ａ、７ｂは、チップ抵抗の幅よりも若干広く形成され、上から下に延在されたものである。前実施例でも説明したように、特に第１電極６ａは、チップ抵抗の幅よりも０．１〜０．２ｍｍ程度幅広であるが、実質チップ抵抗の幅で電流の流路が上下で規制されている。
【００４０】
一方、図５（Ｂ）は、第１電極に相当する部分は、配線も兼ねた第１電極５０である。そして、点線で示す符号５１は、チップ抵抗のチップ電極４、５が接続される部分である。この配線も兼ねた第１電極５０は、紙面に対して左右に延在され、その幅は、チップ電極の幅ｔよりも大きく形成されている。具体的には、後にも述べるが１００Ａで３ｍｍ程度である。そして電流の流れは、右から左、または左から右の流れに規制されている。
【００４１】
図３は、その一例として、左から右に流れている。つまり前実施例は、上から下へ、本実施例は、左から右に流れている。
【００４２】
図３は、第１電極６は、配線も兼ねた電極であり、紙面に対して左から右に延在され、チップ抵抗３の右側辺の先で、例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度で終端している。そして第２電極７は、チップ抵抗３の左側辺から左に若干距離を有する部分、具体的には０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度左側を始端とし、そこから右側へと延在されている。そして第１電極６、第２電極７は、チップ電極の幅ｔよりも大きい幅Ｔを有し、その幅は、電流により決定され、１００Ａでは、だいたい３ｍｍである。
【００４３】
図３（Ａ）は、チップ抵抗３の配置領域の中心線に第１配線１０、第２配線１１の接合部（境界）が形成されている。図３（Ｂ）は、第１配線１０と第１電極６の接合部は、中心線に対して左側に位置し、第２配線１１と第２電極との接合部は、中心線に対して右側に配置されている。
【００４４】
また図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）と逆の関係で、第１配線１０と第１電極６の接合部は、中心線に対して右側に位置し、第２配線１１と第２電極との接合部は、中心線に対して左側に配置されている。
【００４５】
仮に抵抗値が１ｍΩ±１％で、流れる電流が２００Ａであり、この抵抗に発生する電圧は約２００ｍＶが発生する。そして右または左にずれると、約２％ずれる。つまり電圧では、４ｍＶの調整が可能となる。
【００４６】
ここで全ての実施例で言えることであるが、配線と電極との境界は、チップ抵抗と重畳する位置が好ましい。
【００４７】
本実施例で発生する電圧の大小を不等号で説明すれば、
図３（Ｂ）＞図３（Ａ）＞図３（Ｃ）となり、配線１０、１１の結合の仕方で電圧の調整が可能となる。
【００４８】
原理は、図１（Ｄ）の回路で説明が可能である。まず、図３（Ｂ）を考える。上下のＲ２とＲ３は、チップ電極の抵抗とする。すれば、上の点ｂは、電流の流れ入る点、下の点ｂは、電流の流出点と仮定できる。そして１ｍΩの抵抗値が二つの抵抗が平行になっていると仮定する。すると図３（Ｂ）は、電流の流入・流出ポイントであると同時に、第１、第２配線の測定点でも有る。仮に計算が楽なように、点ｂに入る電流が１００Ａと仮定すれば、二股に分れた一方と他方には夫々５０Ａが流れる。よって２．２ｍΩ×５０Ａであるので１１０ｍＶが発生する。
【００４９】
続いて、図３（Ａ）を考えてみる。測定点は変化し、真ん中となるので、点ａ−ａ間で測定される。上の点ａの右の抵抗Ｒ３は、電圧上昇分として加算されるが、下の点ａは、点ｂに対して降下分となり、点ａ−ａ間に発生する電圧は、５ｍＶ＋１００ｍＶ−５ｍＶで１００ｍＶとなる。
【００５０】
更に図３（Ｃ）を考えてみると、今度は測定点が点Ｃ−Ｃ間となる。
つまり１００ｍＶ−５ｍＶ−５ｍＶで９０ｍＶである。
【００５１】
このように、測定点を変化させることで、ある程度発生する電圧を調整することができる。前述したように
電圧（図３（Ｂ））＞電圧（図３（Ａ））＞電圧（図３（Ｃ））
本実施例は、他に図４（Ｅ）、図４（Ｆ）でも良い。比較のために図４（Ａ）は、図３（Ａ）と同じ図面であり、図４（Ｅ）は、第１配線１０、第２配線１１の接合部がチップ抵抗の中心線に対して左側に配置されたもので、図４（Ｆ）は、第１配線１０、第２配線１１の接合部がチップ抵抗の中心線に対して右側に配置されたものである。
以上説明したように、チップ抵抗の電圧を取り出す際、検出する第１配線１０、第２配線１１の接合部の位置をチップの配置領域の中で変えることにより、若干であるがその電圧の値を増減できる。よってこの現象を利用してより精度の高い電圧を発生させることができる。
【００５２】
しかも第１、第２電極の延在方向、つまり図１、２と図３、４のタイプによっても現象が異なる。この事を認識して電圧測定用の配線の接合位置を制御することにより電圧を調整させることができる。図面では省略したが、側辺Ｌ１とＬ２に場所を変えて複数本の配線がパターンで形成できれば、その複数本の配線から選択して、電圧を取り出すようにすれば、色々と調整も可能である。これは両実施例に適用できることである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の回路装置を示す図であり、電圧を取り出す所のパターン図である。
【図２】本発明の第１の回路装置を示す図であり、電圧を取り出す所のパターン図である。
【図３】本発明の第２の回路装置を示す図であり、電圧を取り出す所のパターン図である。
【図４】本発明の第２の回路装置を示す図であり、電圧を取り出す所のパターン図である。
【図５】本発明の回路装置の具体的形状を示すパターン図である。
【図６】従来の回路装置を示す図であり、電圧を取り出す所のパターン図である。
【図７】本発明に採用される実装基板の断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１            導電パターン
３            チップ抵抗
４、５        チップ電極
６            第１電極
７            第２電極
１０          第１配線
１１          第２配線
【図１】
2009239199.tif 000003
【図２】
2009239199.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009239199.tif 000007
【図６】
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【図７】
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