JP2019096834A - Resistor - Google Patents
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- Details Of Resistors (AREA)
Abstract
Description
本開示は、一般に抵抗器に関し、より詳細には、電子機器に使用されるチップ抵抗器に関する。 The present disclosure relates generally to resistors and, more particularly, to chip resistors used in electronic devices.
特許文献1には、電子機器に使用されるチップ抵抗器が記載されている。特許文献1に記載のチップ抵抗器は、アルミナ基板と、アルミナ基板の表面全体を覆う平坦化層と、平坦化層の表面上に設けられた抵抗体と、抵抗体の両端部に接続する一対の表電極と、抵抗体を被覆する絶縁性の保護層と、を備える。特許文献1に記載のチップ抵抗器では、保護層は、一対の表電極で挟まれた部分の抵抗体を覆うように、抵抗体の表面にスクリーン印刷される。
ところで、特許文献1に記載のチップ抵抗器(抵抗器)では、表電極(第1電極)と保護層(保護膜)との間から水分が浸入し、この水分によって抵抗体が腐食する可能性があった。
By the way, in the chip resistor (resistor) described in
本開示は上記問題点に鑑みて為されており、抵抗体の腐食を低減することができる抵抗器を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a resistor capable of reducing corrosion of the resistor.
本開示の一態様に係る抵抗器は、基板と、抵抗体と、第1電極と、保護膜と、第2電極と、を備える。前記抵抗体は、前記基板上に位置する。前記第1電極は、前記抵抗体上に位置する。前記保護膜は、前記抵抗体上に位置する。前記第2電極は、前記基板の厚み方向から見たときの前記第1電極と前記保護膜との境界を跨ぐ境界跨ぎ部を含むように前記第1電極上に位置する。 A resistor according to an aspect of the present disclosure includes a substrate, a resistor, a first electrode, a protective film, and a second electrode. The resistor is located on the substrate. The first electrode is located on the resistor. The protective film is located on the resistor. The second electrode is positioned on the first electrode so as to include a boundary crossing portion across the boundary between the first electrode and the protective film when viewed in the thickness direction of the substrate.
本開示によれば、抵抗体の腐食を低減することができる、という効果がある。 According to the present disclosure, there is an effect that corrosion of the resistor can be reduced.
(実施形態1)
(1)抵抗器の概要
本実施形態に係る抵抗器1の概要について、図1A及び図1Bを参照して説明する。なお、図面中の各部の寸法については、抵抗器1の構成が分かりやすいようにしており、必ずしも実際の抵抗器1と一致していない。
(Embodiment 1)
(1) Outline of Resistor An outline of the
本実施形態に係る抵抗器1は、例えば、表面実装機(マウンタ)を用いて、プリント基板の表面(実装面)に実装される表面実装(SMT:Surface Mount Technology)用のチップ抵抗器である。本実施形態では、抵抗器1が薄膜チップ抵抗器である場合を例として説明するが、抵抗器1は、薄膜チップ抵抗器に限らず、厚膜チップ抵抗器であってもよい。また、本実施形態では、抵抗器1が表面実装用の抵抗器である場合を例として説明するが、抵抗器1は、表面実装用の抵抗器に限らず、スルーホール実装(THT:Through-hole Technology)用の抵抗器であってもよい。
The
本実施形態に係る抵抗器1は、図1A及び図1Bに示すように、基板11と、抵抗体12と、第1電極14と、第2保護膜(保護膜)16と、第2電極17と、を備える。抵抗体12は、基板11上に位置する。第1電極14は、抵抗体12上に位置する。第2保護膜16は、抵抗体12上に位置する。第2電極17は、基板11の厚み方向から見て第1電極14と第2保護膜16との境界b2を跨ぐ境界跨ぎ部171を含むように第1電極14上に位置する。すなわち、本実施形態に係る抵抗器1では、抵抗体12、第1電極14、第2保護膜16及び第2電極17がこの順番で基板11上に積層(形成)されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
このように、第1電極14と第2保護膜16との境界b2が第2電極17で覆われているので、第2電極17で覆われていない場合と比較して、水分が内部に浸入しにくい。その結果、上記水分による抵抗体12の腐食を低減することができ、抵抗器1の抵抗値が低下しにくいという利点がある。
Thus, since the boundary b2 between the
(2)抵抗器の構成
本実施形態に係る抵抗器1の構成について、図1A及び図1Bを参照して説明する。以下の説明では、図面に示すように、抵抗器1の厚み方向を前後方向、抵抗器1の長手方向を左右方向、抵抗器1の短手方向を上下方向と規定するが、これらの方向は抵抗器1の使用方向を規定する趣旨ではない。また、図面中の「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」を示す矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。
(2) Configuration of Resistor The configuration of the
本実施形態に係る抵抗器1は、図1A及び図1Bに示すように、基板11と、抵抗体12と、一対の接着層13と、一対の第1電極14と、第1保護膜15と、第2保護膜(保護膜)16と、一対の第2電極17と、を備えている。また、本実施形態に係る抵抗器1は、一対の第3電極18と、一対の第4電極19と、一対の第5電極20と、一対の第6電極21と、を備えている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
基板11は、例えば、Al2O3(アルミナ)を含有するアルミナ基板である。基板11は、図1Aに示すように、前方から見たとき(平面視)の形状が左右方向に長い矩形状である。基板11は、例えば、その厚みが0.1〔mm〕〜0.6〔mm〕である。
The
抵抗体12は、例えばNiCr系合金からなり、基板11上に位置している。抵抗体12は、例えばスパッタリングによって基板11の前面全体に形成(成膜)される。そして、基板11上に形成された抵抗体12に対して、例えばフォトリソグラフィ及びエッチングを行うことによって、所望の抵抗値となるように抵抗体12がパターニングされる。抵抗体12の膜厚は、例えば、10〔nm〕〜1000〔nm〕程度である。
The
一対の接着層13は、例えばタンタル(Ta)からなり、抵抗体12上で、かつ左右方向の両端部にそれぞれ位置している。一対の接着層13は、例えば、スパッタリングにて抵抗体12の前面全体に接着層の膜を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチングにて左右方向の中央部分の膜を除去することで、左右方向の両端部にそれぞれ形成(成膜)される。一対の接着層13の各々の大きさは、第1電極14と略同じ大きさである。接着層13の材料は、タンタル(Ta)に限らず、ZnO、ZnN、Rh、Ti等のいずれかであってもよい。
The pair of
一対の第1電極(上面電極)14は、例えばCu系合金、Ag系合金、Au系合金からなり、一対の接着層13上に位置している。言い換えると、一対の第1電極14は、一対の接着層13を介して抵抗体12上に位置している。一対の第1電極14は、例えば、スパッタリングにて抵抗体12及び一対の接着層13の前面全体に電極の膜を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチングにて左右方向の中央部分の膜を除去することで、左右方向の両端部にそれぞれ形成(成膜)される。一対の第1電極14の各々の形状は、本実施形態では矩形状(図4A参照)であるが、円形状、三角形状等であってもよい。なお、第1電極14については、「(3.1)第1電極」の欄で詳細に説明する。
The pair of first electrodes (upper surface electrodes) 14 is made of, for example, a Cu-based alloy, an Ag-based alloy, or an Au-based alloy, and is located on the pair of adhesive layers 13. In other words, the pair of
ここで、本実施形態では、上述のように、抵抗体12と第1電極14との間に接着層13が設けられており、この接着層13によって抵抗体12と第1電極14との密着性を高めることができる。さらに、本実施形態では、抵抗体12がNiCr系合金からなり、第1電極14がCu系合金からなり、接着層13がタンタルからなる。つまり、接着層13の活性化エネルギは、抵抗体12及び第1電極14の活性化エネルギよりも小さい。これにより、抵抗体12と第1電極14との密着性を更に高めることができる。また、例えば抵抗体12と第1電極14とを拡散接合にて接合する場合には、加圧及び加熱が必要であるため、抵抗体12と第1電極14との少なくとも一方に歪みが生じる可能性がある。これに対して、抵抗体12と第1電極14とを接着層13を介して接合する場合には、常温接合が可能であることから、抵抗体12及び第1電極14に歪みが生じにくいという利点がある。
Here, in the present embodiment, as described above, the
第1保護膜(無機保護膜)15は、抵抗体12を保護するための膜である。第1保護膜15は、例えば、TiOx、TaOx、AlOx、SiOx、ZrOx、TiNx、TaNx、AlNx、SiNx、ZrNx等の組成式からなる金属酸化物、金属窒化物からなり、抵抗体12上に位置している。言い換えると、第1保護膜15は、金属酸化物と金属窒化物との少なくとも一方からなるのが好ましい。この構成によれば、第1保護膜15が腐食しにくいという利点がある。第1保護膜15は、例えば、スパッタリングにて抵抗体12及び一対の第1電極14の前面全体に保護膜を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチングにて左右方向の両端部の保護膜を除去することで、形成(成膜)される。第1保護膜15の形状は、本実施形態では左右方向に長い矩形状であるが、抵抗体12の形状に合わせて任意の形状が可能である。なお、第1保護膜15については、「(3.2)第1保護膜」の欄で詳細に説明する。
The first protective film (inorganic protective film) 15 is a film for protecting the
第2保護膜(樹脂保護膜)16は、例えばエポキシ樹脂からなり、第1保護膜15上に位置している。第2保護膜16は、例えば、スクリーン印刷にてエポキシ樹脂を塗布した後、紫外線を照射してエポキシ樹脂を硬化させることで形成される。第2保護膜16の形状は、本実施形態では左右方向に長い矩形状であるが、抵抗体12の形状に合わせて任意の形状が可能である。なお、第2保護膜16については、「(3.3)第2保護膜」の欄で詳細に説明する。
The second protective film (resin protective film) 16 is made of, for example, an epoxy resin, and is located on the first
一対の第2電極(再上面電極)17は、例えばCuNiからなり、一対の第1電極14上にそれぞれ位置している。一対の第2電極17は、例えば、スパッタリングにて一対の第1電極14及び第2保護膜16の前面全体に電極の膜を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチングにて中央部分(第2保護膜16と対向する部分)の膜を除去することで、形成(成膜)される。第2電極17の材料は、CuNiに限らず、Cu系合金であれば他の化合物であってもよい。なお、第2電極17については、「(3.4)第2電極」の欄で詳細に説明する。
The pair of second electrodes (re-upper surface electrode) 17 is made of, for example, CuNi, and located on the pair of
一対の第3電極(裏面電極)18は、例えば、導電物として銀(Ag)を含有させたエポキシ樹脂からなる。一対の第3電極18は、例えば、スクリーン印刷にて基板11の後面にエポキシ樹脂を塗布した後、紫外線を照射してエポキシ樹脂を硬化させることで、左右方向の両端部にそれぞれ形成される。一対の第3電極18は、一対の第1電極14及び一対の第2電極17と一対一に対応している。
The pair of third electrodes (back electrode) 18 is made of, for example, an epoxy resin containing silver (Ag) as a conductive material. The pair of
一対の第4電極(端面電極)19は、例えばCuNiからなり、基板11の長手方向(左右方向)の両端部にそれぞれ位置している。一対の第4電極19は、例えば、スパッタリングにて、基板11の長手方向の両端面にそれぞれ形成(成膜)される。一対の第4電極19の各々は、前後方向(基板11の厚み方向)に並ぶ第1電極14と第2電極17と第3電極18とを電気的に接続する。第4電極19の材料は、CuNiに限らず、Cu系合金であれば他の化合物であってもよい。
The pair of fourth electrodes (end face electrodes) 19 are made of, for example, CuNi, and are respectively located at both end portions in the longitudinal direction (left and right direction) of the
一対の第5電極(中間電極)20は、例えば、ニッケルめっきからなる。一対の第5電極20の各々は、基板11の長手方向(左右方向)の一端部(左端部又は右端部)において、第2保護膜16の一部、第2電極17、第3電極18及び第4電極19を覆っている。
The pair of fifth electrodes (intermediate electrodes) 20 is made of, for example, nickel plating. Each of the pair of
一対の第6電極(外部電極)21は、例えば、スズめっきからなる。一対の第6電極21の各々は、基板11の長手方向(左右方向)の一端部(左端部又は右端部)において、第5電極20を覆っている。
The pair of sixth electrodes (external electrodes) 21 are made of, for example, tin plating. Each of the pair of
(3)各部の詳細
以下、第1電極14、第1保護膜15、第2保護膜16及び第2電極17の詳細について、図2A〜図11を参照して説明する。
(3) Details of Each Part Hereinafter, the details of the
(3.1)第1電極
図2A〜図2Cは、静電気放電(ESD:Electro-Static Discharge)によって抵抗値が変化する場合のメカニズムを説明するための説明図である。以下では、図2Aに示すように、抵抗体12の表面(前面)に酸化膜22が形成されており、酸化膜22が形成された抵抗体12上に第1電極14が直接形成されている場合を例示する。
(3.1) First Electrode FIGS. 2A to 2C are explanatory diagrams for describing a mechanism in the case where the resistance value changes due to electrostatic discharge (ESD: Electro-Static Discharge). Below, as shown to FIG. 2A, the
表面に酸化膜22が形成された抵抗体12上に第1電極14を形成した場合、図2Aに示すように、抵抗体12と第1電極14との間に酸化膜22が介在することになる。この状態で、例えば静電気放電によって電圧を印加すると、酸化膜22が発熱して抵抗体12と酸化膜22との間で相互拡散が起こり(図2B参照)、抵抗体12と第1電極14との間に低抵抗率の層22Aが形成される(図2C参照)。その結果、抵抗体12と第1電極14との間の接触抵抗が低下し、これにより抵抗器1の抵抗値が低下する。したがって、抵抗体12の表面に酸化膜22が形成されている場合には、例えば逆スパッタリングによって酸化膜22を除去することが好ましい。
When the
図3は、静電気放電による印加電圧と抵抗器1の抵抗値変化率との関係を示すグラフである。図3では、横軸が印加電圧であり、縦軸が抵抗値変化率である。図3中の破線a1は、逆スパッタリングを行わない場合を示し、図3中の実線a2は、逆スパッタリングにて酸化膜22を2〔nm〕除去した場合を示し、図3中の一点鎖線a3は、逆スパッタリングにて酸化膜22を5〔nm〕除去した場合を示している。図3によれば、逆スパッタリングにて酸化膜22を除去しない場合には、印加電圧が大きくなるに従って抵抗器1の抵抗値が低下しており、逆スパッタリングにて酸化膜22を除去することが好ましい。これにより、抵抗器1の抵抗値が変化しにくいという利点がある。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the applied voltage due to electrostatic discharge and the rate of change in resistance value of the
図4Aは、抵抗体12、接着層13及び第1電極14を、この順番で基板11に積層した場合の平面図である。図4Bは、図4AのA−A断面図である。
FIG. 4A is a plan view of the case where the
上述のように、抵抗体12の表面に酸化膜22が形成されている場合には、酸化膜22を除去することが好ましいが、抵抗体12のうち、少なくとも第1電極14(厳密には接着層13)が位置する部分の酸化膜22が除去されていればよい。図4A中の「PO1」は、前方から見て抵抗体12において第1電極14が位置する第1部分であり、図4A中の「PO2」は、前方から見て抵抗体12において第1部分を除いた第2部分である。したがって、第1電極14が位置する第1部分PO1の酸化膜22が除去されていればよい。この場合において、第1部分PO1の全ての酸化膜22が除去されていなくてもよく、第2部分PO2の酸化膜22の量よりも第1部分PO1の酸化膜22の量が少なくなっていればよい。言い換えると、抵抗体12において第1電極14が位置する第1部分PO1の単位面積当たりの酸化膜22の量は、抵抗体12において第1部分PO1を除いた第2部分PO2の単位面積当たりの酸化膜22の量よりも少ないことが好ましい。この構成によれば、抵抗体12と第1電極14との接触抵抗の低下を抑えることができ、その結果、抵抗器1の抵抗値が低下しにくいという利点がある。
As described above, in the case where the
(3.2)第1保護膜
図5Aは、抵抗体12、接着層13、第1電極14及び第1保護膜15を、この順番で基板11に積層した場合の平面図である。図5Bは、図5AのA−A断面図である。
(3.2) First Protective Film FIG. 5A is a plan view in the case where the
第1保護膜15は、図5A及び図5Bに示すように、抵抗体12の前面だけでなく、一対の第1電極14の各々の前面の一部(抵抗体12側の一部)も覆っている。言い換えると、第1保護膜15は、基板11の厚み方向(前方)から見て、抵抗体12から第1電極14の少なくとも一部にかけて連続的に覆っている。また、第1保護膜15は、図5Aに示すように、上下方向(基板11の厚み方向及び長手方向の両方と直交する方向、つまり基板11の短手方向)において、第1電極14の全長L1に亘って第1電極14を覆っている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the first
このように、第1電極14における抵抗体12側の少なくとも一部を第1保護膜15で覆うことによって、水分が内部に浸入しにくくなる。その結果、上記水分による抵抗体12の腐食を低減することができ、抵抗器1の抵抗値が低下しにくいという利点がある。
As described above, by covering at least a part of the
(3.3)第2保護膜
図6Aは、抵抗体12、接着層13、第1電極14、第1保護膜15及び第2保護膜16を、この順番で基板11に積層した場合の平面図である。図6Bは、図6AのA−A断面図である。
(3.3) Second Protective Film FIG. 6A is a plan view in which the
第2保護膜16は、図6A及び図6Bに示すように、前方から見たときの第1電極14と第1保護膜15との境界b1を跨ぐように、第1保護膜15から一対の第1電極14の各々の一部(第1保護膜15側の一部)にかけて連続的に覆っている。言い換えると、第2保護膜16は、基板11の厚み方向から見たときの第1電極14と第1保護膜15との境界b1を跨ぐ境界跨ぎ部161を含むように、第1保護膜15上に位置している。境界跨ぎ部161は、前方から見て、第1電極14と第1保護膜15との境界b1を含むように第1電極14と第1保護膜15とに跨って形成されている。また、第2保護膜16は、図6Aに示すように、上下方向(基板11の厚み方向及び長手方向の両方と直交する方向、つまり基板11の短手方向)において境界b1の全長L2に亘って境界b1を覆っている。また、第2保護膜16は、図6Aに示すように、前方から見て、第1保護膜15の全体を覆っている。言い換えると、第1保護膜15は、基板11の厚み方向から見て第2保護膜16で覆われている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the second
ここで、境界跨ぎ部161がない場合、つまり境界b1が第2保護膜16で覆われていない場合、境界b1から浸入した水分によって抵抗体12が腐食する可能性がある。これに対して、本実施形態に係る抵抗器1では、境界跨ぎ部161によって境界b1から水分が浸入しにくくなっており、その結果、抵抗体12の腐食を低減することができる。これにより、抵抗器1の抵抗値が低下しにくいという利点がある。
Here, if there is no
(3.4)第2電極
図7Aは、抵抗体12、接着層13、第1電極14、第1保護膜15、第2保護膜16及び第2電極17を、この順番で基板11に積層した場合の平面図である。図7Bは、図7AのA−A断面図である。
(3.4) Second electrode FIG. 7A shows that the
一対の第2電極17の各々は、図7A及び図7Bに示すように、前方から見たときの第1電極14と第2保護膜16との境界b2を跨ぐように、一対の第1電極14の各々から第2保護膜16の一部(第1電極14側の一部)にかけて連続的に覆っている。言い換えると、第2電極17は、基板11の厚み方向から見たときの第1電極14と第2保護膜16との境界b2を跨ぐ境界跨ぎ部171を含むように、第1電極14上に位置している。境界跨ぎ部171は、前方から見て、第1電極14と第2保護膜16との境界b2を含むように第1電極14と第2保護膜16とに跨って形成されている。また、第2電極17は、図7Aに示すように、上下方向(基板11の厚み方向及び長手方向の両方と直交する方向、つまり基板11の短手方向)において境界b2の全長L3に亘って境界b2を覆っている。また、第2電極17は、図7Bに示すように、基板11の厚み方向から見て抵抗体12から第1電極14の少なくとも一部にかけて連続的に覆っている。
As shown in FIGS. 7A and 7B, each of the pair of
ここで、境界跨ぎ部171がない場合、つまり境界b2が第2電極17で覆われていない場合、境界b2から浸入した水分によって抵抗体12が腐食する可能性がある。これに対して、本実施形態に係る抵抗器1では、境界跨ぎ部171によって境界b2から水分が浸入しにくくなっており、その結果、抵抗体12の腐食を低減することができる。これにより、抵抗器1の抵抗値が低下しにくいという利点がある。
Here, when there is no
表1は、第2電極17を構成するニッケル(Ni)と銅(Cu)との組成比を表す表である。表1中の「〇」は、抵抗体12の比抵抗と酸化との相関を満たしていることを表し、表1中の「×」は、上記相関を満たしていないことを表している。ここでいう「相関」を満たすとは、抵抗体12の比抵抗がある基準値よりも小さく、かつ抵抗体12が酸化しにくいことをいう。
Table 1 is a table showing the composition ratio of nickel (Ni) and copper (Cu) which constitute the
表1によれば、ニッケルと銅との組成比が4対6、5対5、6対4であれば上記相関を満たし、ニッケルと銅との組成比が3対7、7対3であれば上記相関を満たさない。すなわち、第2電極17を構成するニッケルと銅との組成比は、4対6、5対5及び6対4のいずれかであることが好ましい。
According to Table 1, if the composition ratio of nickel to copper is 4 to 6, 5 to 5, 6 to 4, the above correlation is satisfied, and if the composition ratio of nickel to copper is 3 to 7, 7 to 3 If the above correlation is not satisfied. That is, the composition ratio of nickel to copper constituting the
(3.5)各部の寸法
図8は、図1BのC部拡大図である。図8中の「t1」は、第1保護膜15の膜厚であり、図8中の「D1」は、基板11の厚み方向から見たときの第1電極14に対する第2保護膜16の重なり量である。また、図8中の「D2」は、基板11の厚み方向から見たときの第2保護膜16に対する第2電極17の重なり量である。
(3.5) Dimensions of Each Part FIG. 8 is an enlarged view of a part C in FIG. 1B. “T1” in FIG. 8 is the film thickness of the first
(3.5.1)第1保護膜の膜厚
図9は、第1保護膜15の膜厚と抵抗器1の抵抗値変化率との関係を示すグラフであり、常温においてエッチング液に2時間浸漬させた結果である。図9では、横軸が膜厚であり、縦軸が抵抗値変化率である。図9によれば、第1保護膜15の膜厚が90〔nm〕未満である場合、抵抗器1の抵抗値が数〔%〕程度変化することになる。例えば、第1保護膜15の膜厚が70〔nm〕であれば、抵抗器1の抵抗値は5〔%〕程度変化する。一方、第1保護膜15の膜厚が90〔nm〕以上である場合、抵抗器1の抵抗値の変化率は略ゼロとなる。特に、第1保護膜15の膜厚が180〔nm〕以上である場合、抵抗器1の抵抗値変化率はゼロである。
(3.5.1) Film Thickness of First Protective Film FIG. 9 is a graph showing the relationship between the film thickness of the first
図9から、第1保護膜15の膜厚t1の下限値は90〔nm〕であるのが好ましく、またタクトタイム、スパッタリング時間等の関係で膜厚t1の上限値は200〔nm〕であるのが好ましい。より好ましくは、膜厚t1の下限値は100〔nm〕であるのがよく、膜厚t1の上限値は140〔nm〕であるのがよい。このように、第1保護膜15の膜厚t1を90〔nm〕以上にすることで、抵抗器1の抵抗値の変化率が略ゼロとなり、抵抗器1の抵抗値が変化しにくいという利点がある。
From FIG. 9, it is preferable that the lower limit value of the film thickness t1 of the first
(3.5.2)第1電極に対する第2保護膜の重なり量
図10は、第1電極14に対する第2保護膜16の重なり量D1と抵抗器1の抵抗値変化率との関係を示すグラフであり、PCBT(Pressure Cooker Bias Test)試験による試験結果である。本実施形態では、PCBT試験において、温度120〔℃〕、湿度85〔%RH〕、印加電圧31.6〔V〕であって、試験時間は24時間である。図10では、横軸が重なり量D1であり、縦軸が抵抗値変化率である。また、図10に示す例では、各プロット点の値は、各プロット点に重なる縦線の範囲内に含まれる15個のサンプル値の平均値である。図10によれば、重なり量D1が50〔μm〕から200〔μm〕の範囲内にあれば、抵抗器1の抵抗値の変化率が略ゼロとなる。つまり、重なり量D1が50〔μm〕よりも小さい場合には、抵抗器1の抵抗値の変化率が大きくなってしまう。
(3.5.2) Overlap Amount of Second Protective Film on First Electrode FIG. 10 shows the relationship between the overlap amount D1 of the second
図10から、第1電極14に対する第2保護膜16の重なり量D1の下限値は、抵抗器1の抵抗値の変化率が大きくならないように50〔μm〕であるのが好ましく、重なり量D1の上限値は200〔μm〕であるのが好ましい。より好ましくは、重なり量D1の下限値は80〔μm〕であるのがよく、重なり量D1の上限値は160〔μm〕であるのがよい。このように、第1電極14に対する第2保護膜16の重なり量D1を50〔μm〕以上にすることで、抵抗器1の抵抗値の変化率が略ゼロとなり、抵抗器1の抵抗値が変化しにくいという利点がある。なお、第1電極14同士が接触しない程度の重なり量D1が、重なり量D1の上限値であることは言うまでもない。
From FIG. 10, it is preferable that the lower limit value of the overlap amount D1 of the second
(3.5.3)第2保護膜に対する第2電極の重なり量
図11は、第2保護膜16に対する第2電極17の重なり量D2と抵抗器1の抵抗値変化率との関係を示すグラフであり、PCBT試験による試験結果である。本実施形態では、PCBT試験において、温度120〔℃〕、湿度85〔%RH〕、印加電圧31.6〔V〕であって、試験時間は24時間である。図11では、横軸が重なり量D2であり、縦軸が抵抗値変化率である。また、図11に示す例では、各プロット点の値は、各プロット点に重なる縦線の範囲内に含まれる15個のサンプル値の平均値である。図11によれば、重なり量D2が60〔μm〕から160〔μm〕の範囲内にあれば、抵抗器1の抵抗値の変化率が略ゼロとなる。つまり、重なり量D2が60〔μm〕よりも小さい場合には、抵抗器1の抵抗値の変化率が大きくなってしまう。
(3.5.3) Overlap Amount of Second Electrode to Second Protective Film FIG. 11 shows the relationship between the overlap amount D2 of the
図11から、第2保護膜16に対する第2電極17の重なり量D2の下限値は、抵抗器1の抵抗値の変化率が大きくならないように60〔μm〕であるのが好ましく、重なり量D2の上限値は160〔μm〕であるのが好ましい。このように、第2保護膜16に対する第2電極17の重なり量D2を60〔μm〕以上にすることで、抵抗器1の抵抗値の変化率が略ゼロとなり、抵抗器1の抵抗値が変化しにくいという利点がある。なお、第2電極17同士が接触しない程度の重なり量D2が、重なり量D2の上限値であることは言うまでもない。
From FIG. 11, it is preferable that the lower limit value of the overlap amount D2 of the
(4)変形例
実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
(4)
(4.1)変形例1
実施形態1では、抵抗体12の材料がNiCr系合金である場合を例として説明したが、NiCr系合金の場合には高抵抗の抵抗器1を実現することができない。そのため、高抵抗の抵抗器1を実現するためには、抵抗体12の材料として窒化タンタル(TaN)を用いることが好ましい。言い換えると、抵抗体12は、窒化タンタル(TaN)からなるのが好ましい。以下、実施形態1の変形例1に係る抵抗器1について、図12を参照して説明する。なお、抵抗体12の材料以外については実施形態1と同様であり、ここでは抵抗器1の詳細な説明を省略する。
(4.1) Modified Example 1
In the first embodiment, the case where the material of the
図12は、窒素(N)の量に対するタンタル(Ta)の量の比(構成比)と抵抗器1の比抵抗との関係を示すグラフである。図12では、横軸が構成比であり、縦軸が比抵抗である。図12によれば、比抵抗は、構成比が大きくなるに従って小さくなっており、例えば構成比が2.5〜4.5の範囲では500〔μΩ・cm〕程度まで低下する。一方、構成比が1.0〜2.0の範囲では、比抵抗が500〔μΩ・cm〕よりも大きくなる。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the ratio (composition ratio) of the amount of tantalum (Ta) to the amount of nitrogen (N) and the specific resistance of the
したがって、比抵抗の大きい高抵抗な抵抗器1を実現するためには、抵抗体12の材料として、構成比(窒素の量に対するタンタルの量の比)が1.0〜2.0の範囲の窒化タンタル(TaN)を用いることが好ましい。
Therefore, in order to realize a high-
(4.2)その他の変形例
以下、その他の変形例を列挙する。
(4.2) Other Modifications Hereinafter, other modifications will be listed.
抵抗器1の定格電力を向上させるためには、抵抗体12の温度を下げる必要がある。実施形態1では、第1電極14及び第2電極17の各々の材料がCu系合金であるため、抵抗体12で発生する熱を十分に放熱することができず、抵抗体12の温度を下げることができない可能性がある。そのため、第1電極14及び第2電極17のうち、少なくとも第2電極17は、抵抗体12で発生する熱を放熱しやすいように、非酸化材料からなるのが好ましく、具体的には、Agを主成分とするAgPdCuからなるのが好ましい。言い換えると、第1電極14及び第2電極17は、抵抗体12に電気的に接続されており、少なくとも第2電極17は、AgPdCuを含むのが好ましい。一例として、Agの含有量は99〔%〕、Pdの含有量は0.5〔%〕、Cuの含有量は0.5〔%〕である。この構成によれば、抵抗体12で発生する熱を放熱しやすくなり、これにより抵抗体12の温度を下げることができ、抵抗器1の定格電力を向上させることができる。なお、第1電極14及び第2電極17の両方がAgPdCuで構成されていてもよい。
In order to improve the rated power of the
実施形態1では、抵抗器1が接着層13及び第1保護膜15を備えているが、図13に示すように、抵抗器1Aが接着層13及び第1保護膜15を備えていなくてもよい。つまり、抵抗器1Aにおいて、接着層13及び第1保護膜15は必須の構成ではない。また、抵抗器1Aにおいて、接着層13及び第1保護膜15の両方が省略されていなくてもよく、接着層13及び第1保護膜15の少なくとも一方が省略されていてもよい。
In the first embodiment, the
さらに、第3電極18、第4電極19、第5電極20及び第6電極21は省略されていてもよいし、省略されていなくてもよい。
Furthermore, the
実施形態1では、基板11の厚み方向から見て、第1電極14の全長L1に亘って第1電極14が第1保護膜15で覆われているが(図5A参照)、第1電極14の全長方向における少なくとも一部が第1保護膜15で覆われていればよい。
In the first embodiment, the
実施形態1では、第2保護膜16は、基板11の厚み方向から見て、境界b1の全長L2に亘って境界b1を覆っているが(図6A参照)、境界b1の全長方向における少なくとも一部が第2保護膜16(境界跨ぎ部161)で覆われていればよい。
In the first embodiment, the second
実施形態1では、第2電極17は、基板11の厚み方向から見て、境界b2の全長L3に亘って境界b2を覆っているが(図7A参照)、境界b2の全長方向における少なくとも一部が第2電極(境界跨ぎ部171)で覆われていればよい。
In the first embodiment, the
(実施形態2)
本実施形態に係る抵抗器1Bは、図14Aに示すように、抵抗体12で発生する熱を逃がすための放熱膜23を備えている点で、実施形態1に係る抵抗器1と相違している。なお、それ以外の構成については実施形態1に係る抵抗器1と同様であり、ここでは抵抗器1Bの詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
The
本実施形態に係る抵抗器1Bは、図14Aに示すように、基板11と、抵抗体12と、一対の接着層13と、一対の第1電極14と、第1保護膜15と、第2保護膜(保護膜)16と、一対の第2電極17と、を備えている。また、本実施形態に係る抵抗器1Bは、一対の第3電極18と、一対の第4電極19と、一対の第5電極20と、一対の第6電極21と、放熱膜23と、を備えている。基板11は、図14Aに示すように、第1面111と、基板11の厚み方向(前後方向)において第1面111と反対側の第2面112と、を有している。本実施形態では、第1面111は基板11の前面であり、第2面112は基板11の後面である。
The
放熱膜23は、熱抵抗の小さい金属材料(例えば、銅、アルミニウム等)からなる。放熱膜23は、例えばスパッタリング、印刷等によって基板11の第2面112の中央部分に形成(成膜)される。放熱膜23の形状は、矩形状、円形状、三角形状等、任意の形状が可能である。なお、放熱膜23の厚み寸法(前後寸法)は、抵抗器1Bをプリント基板に実装した状態において、放熱膜23の表面(後面)がプリント基板の表面(実装面)に接触する寸法であることが好ましい。
The
次に、抵抗体12で発生した熱をプリント基板に放熱する動作を簡単に説明する。抵抗体12で発生した熱は、基板11を介して放熱膜23に伝達される(図14Aの矢印A1参照)。そして、放熱膜23へと伝達された熱は、放熱膜23がプリント基板の表面に接触していることから、放熱膜23からプリント基板へと放熱される。このように、放熱膜23を設けることによって、抵抗体12で発生した熱をプリント基板へと放熱することができる。その結果、抵抗器1Bの定格電力を向上させることができる。
Next, the operation of radiating the heat generated by the
また、図14Bに示すように、放熱膜23Bが樹脂層24で覆われていてもよい。本実施形態の変形例に係る抵抗器1Cは、図14Bに示すように、基板11と、抵抗体12と、一対の接着層13と、一対の第1電極14と、第1保護膜15と、第2保護膜(保護膜)16と、一対の第2電極17と、を備えている。また、本実施形態の変形例に係る抵抗器1Cは、一対の第3電極18と、一対の第4電極19と、一対の第5電極20と、一対の第6電極21と、放熱膜23Bと、樹脂層24と、を備えている。基板11は、抵抗体12が形成される第1面111と、基板11の厚み方向において第1面111と反対側の第2面112と、を有している。
In addition, as shown in FIG. 14B, the
放熱膜23Bは、放熱膜23と同様に、熱抵抗の小さい金属材料からなり、例えばスパッタリング、印刷等によって基板11の第2面112の中央部分に形成される。また、本変形例では、樹脂層24によって放熱膜23Bが覆われている。樹脂層24は、例えばエポキシ樹脂からなり、スクリーン印刷にて形成される。
The
本変形例に係る抵抗器1Cによれば、抵抗体12で発生した熱を放熱膜23Bによって後面側(プリント基板側)に伝達することができ(図14Bの矢印A2参照)、さらにプリント基板へと放熱することができる。これにより、抵抗器1Cの定格電力を向上させることができる。
According to the resistor 1C according to the present modification, the heat generated by the
本実施形態に係る抵抗器1Bは、基板11と、抵抗体12と、放熱膜23と、を備える。基板11は、第1面111と、第2面112と、を有する。第2面112は、基板11の厚み方向において第1面111と反対側の面である。抵抗体12は、第1面111上に位置する。放熱膜23は、第2面112上に位置する。
The
また、本実施形態の変形例に係る抵抗器1Cは、基板11と、抵抗体12と、放熱膜23Bと、樹脂層24と、を備える。基板11は、第1面111と、第2面112と、を有する。第2面112は、基板11の厚み方向において第1面111と反対側の面である。抵抗体12は、第1面111上に位置する。放熱膜23Bは、第2面112上に位置する。樹脂層24は、放熱膜23B上に位置する。
Further, a resistor 1C according to a modification of the present embodiment includes a
なお、本実施形態に係る抵抗器1B,1Cにおいて、上述の接着層13は必須の構成ではなく、省略されていてもよい。
In the
実施形態2(変形例を含む)で説明した構成は、実施形態1で説明した構成(変形例を含む)と適宜組み合わせて適用可能である。 The configuration described in the second embodiment (including the modification) can be appropriately combined with the configuration (including the modification) described in the first embodiment.
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係る抵抗器(1)は、基板(11)と、抵抗体(12)と、第1電極(14)と、第2保護膜(16)(保護膜)と、第2電極(17)と、を備える。抵抗体(12)は、基板(11)上に位置する。第1電極(14)は、抵抗体(12)上に位置する。第2保護膜(16)は、抵抗体(12)上に位置する。第2電極(17)は、基板(11)の厚み方向から見たときの第1電極(14)と第2保護膜(16)との境界(b2)を跨ぐ境界跨ぎ部(171)を含むように第1電極(14)上に位置する。
(Summary)
As described above, the resistor (1) according to the first aspect includes the substrate (11), the resistor (12), the first electrode (14), and the second protective film (16) (protective film And a second electrode (17). The resistor (12) is located on the substrate (11). The first electrode (14) is located on the resistor (12). The second protective film (16) is located on the resistor (12). The second electrode (17) includes a boundary crossing portion (171) straddling the boundary (b2) between the first electrode (14) and the second protective film (16) when viewed in the thickness direction of the substrate (11). As such, it is located on the first electrode (14).
この態様によれば、境界跨ぎ部(171)によって第1電極(14)と第2保護膜(16)との境界(b2)から水分が浸入しにくくなる。その結果、上記水分による抵抗体(12)の腐食を低減することができ、抵抗器(1)の抵抗値が低下しにくいという利点がある。 According to this aspect, water is less likely to infiltrate from the boundary (b2) between the first electrode (14) and the second protective film (16) by the boundary crossing portion (171). As a result, the corrosion of the resistor (12) due to the moisture can be reduced, and there is an advantage that the resistance value of the resistor (1) is hardly reduced.
第2の態様に係る抵抗器(1)では、第1の態様において、境界跨ぎ部(171)は、境界(b2)の全長(L3)に亘って境界(b2)を覆っている。 In the resistor (1) according to the second aspect, in the first aspect, the boundary crossing portion (171) covers the boundary (b2) over the entire length (L3) of the boundary (b2).
この態様によれば、第1電極(14)と第2保護膜(16)との境界(b2)を全長(L3)に亘って境界跨ぎ部(171)で覆っているので、境界(b2)から水分が浸入しにくくなる。その結果、上記水分による抵抗体(12)の腐食を低減することができ、抵抗器(1)の抵抗値が低下しにくいという利点がある。 According to this aspect, since the boundary (b2) between the first electrode (14) and the second protective film (16) is covered by the boundary crossing portion (171) over the entire length (L3), the boundary (b2) Moisture is less likely to infiltrate. As a result, the corrosion of the resistor (12) due to the moisture can be reduced, and there is an advantage that the resistance value of the resistor (1) is hardly reduced.
第3の態様に係る抵抗器(1)では、第1又は2の態様において、基板(11)の厚み方向から見たときの第2保護膜(16)に対する第2電極(17)の重なり量(D2)は、60マイクロメートル以上である。 In the resistor (1) according to the third aspect, in the first or second aspect, the overlapping amount of the second electrode (17) with respect to the second protective film (16) when viewed from the thickness direction of the substrate (11) (D2) is 60 micrometers or more.
この態様によれば、第2保護膜(16)に対する第2電極(17)の重なり量(D2)を60マイクロメートル以上とすることで、抵抗器(1)の抵抗値が低下しにくくなるという利点がある。 According to this aspect, by setting the overlapping amount (D2) of the second electrode (17) to the second protective film (16) to 60 micrometers or more, the resistance value of the resistor (1) is less likely to decrease. There is an advantage.
第4の態様に係る抵抗器(1)では、第1〜3のいずれかの態様において、第2保護膜(16)は、基板(11)の厚み方向から見て抵抗体(12)から第1電極(14)の少なくとも一部にかけて連続的に覆っている。 In the resistor (1) according to the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the second protective film (16) is formed from the resistor (12) when viewed from the thickness direction of the substrate (11). It covers continuously to at least one copy of 1 electrode (14).
この態様によれば、第2保護膜(16)が第1電極(14)の少なくとも一部を覆っているので、水分が浸入しにくくなる。その結果、抵抗体(12)の腐食を低減することができ、抵抗器(1)の抵抗値が低下しにくいという利点がある。 According to this aspect, since the second protective film (16) covers at least a part of the first electrode (14), it is difficult for moisture to infiltrate. As a result, the corrosion of the resistor (12) can be reduced, and there is an advantage that the resistance value of the resistor (1) does not easily decrease.
第5の態様に係る抵抗器(1)では、第1〜4のいずれかの態様において、第1電極(14)及び第2電極(17)は、抵抗体(12)に電気的に接続されている。少なくとも第2電極(17)は、AgPdCuを含む。 In the resistor (1) according to the fifth aspect, in any of the first to fourth aspects, the first electrode (14) and the second electrode (17) are electrically connected to the resistor (12). ing. At least the second electrode (17) contains AgPdCu.
この態様によれば、抵抗体(12)に電気的に接続されている第2電極(17)がAgPdCuを含んでいるので、抵抗体(12)で発生した熱を逃がしやすくなるという利点がある。 According to this aspect, since the second electrode (17) electrically connected to the resistor (12) contains AgPdCu, there is an advantage that the heat generated in the resistor (12) can be easily dissipated .
第2〜5の態様に係る構成については、抵抗器(1)の必須の構成ではなく、適宜省略可能である。 The configurations according to the second to fifth aspects are not essential configurations of the resistor (1), and can be appropriately omitted.
1 抵抗器
11 基板
12 抵抗体
14 第1電極
16 第2保護膜(保護膜)
17 第2電極
L3 第1電極と保護膜との境界の全長
17 Second electrode L3 Total length of boundary between first electrode and protective film
Claims (5)
前記基板上に位置する抵抗体と、
前記抵抗体上に位置する第1電極と、
前記抵抗体上に位置する保護膜と、
前記基板の厚み方向から見たときの前記第1電極と前記保護膜との境界を跨ぐ境界跨ぎ部を含むように前記第1電極上に位置する第2電極と、を備える
抵抗器。 A substrate,
A resistor located on the substrate;
A first electrode located on the resistor;
A protective film located on the resistor;
A second electrode positioned on the first electrode so as to include a boundary crossing portion across the boundary between the first electrode and the protective film when viewed from the thickness direction of the substrate.
請求項1に記載の抵抗器。 The resistor according to claim 1, wherein the boundary crossing portion covers the boundary over the entire length of the boundary.
請求項1又は2に記載の抵抗器。 The resistor according to claim 1 or 2, wherein the overlapping amount of the second electrode with respect to the protective film when viewed from the thickness direction of the substrate is 60 micrometers or more.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の抵抗器。 The resistor according to any one of claims 1 to 3, wherein the protective film is continuously covered from the resistor to at least a part of the first electrode when viewed in the thickness direction of the substrate.
少なくとも前記第2電極は、AgPdCuを含む
請求項1〜4のいずれか1項に記載の抵抗器。 The first electrode and the second electrode are electrically connected to the resistor,
The resistor according to any one of claims 1 to 4, wherein at least the second electrode contains AgPdCu.
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