1.本发明涉及片式电阻器。
背景技术:2.现有技术中,广泛公知有表面安装于各种电子设备的配线基板上的片式电阻器。例如,在专利文献1中公开了一种片式电阻器,其包括:绝缘基板;分别配置于绝缘基板的两端的一对电极;与一对电极导通的电阻体;和形成在一对电极各自的表面上的一对镀层。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2008-53251号公报。
技术实现要素:6.发明要解决的问题
7.上述那样的片式电阻器经由焊料安装于配线基板。一般而言,由于片式电阻器的基板与配线基板的线膨胀系数不同,所以当电子设备的环境温度发生变化时,片式电阻器的基板与配线基板以不同的形态膨胀或收缩。因此,在使用片式电阻器时,如果环境温度反复变化,则反复应力作用于将片式电阻器与配线基板接合的焊料,其结果是,有时在焊料产生龟裂。
8.本发明的目的在于提供一种能够抑制焊料产生龟裂的片式电阻器。
9.用于解决问题的技术手段
10.解决上述问题的片式电阻器包括:基板,其具有与厚度方向交叉的上表面和背面以及连接所述上表面和所述背面的侧面;形成在所述上表面上的上表面电极和电阻体;形成在所述背面上的背面电极;形成在所述侧面上的侧面电极;和金属镀层,其具有覆盖所述背面电极的至少一部分的背面镀层和覆盖所述侧面电极的至少一部分的侧面镀层,所述金属镀层的厚度为10μm以上且60μm以下。
11.上述结构的片式电阻器包括厚壁的金属镀层,所以在环境温度上升的情况下,片式电阻器的膨胀量与安装片式电阻器的配线基板的膨胀量之差容易变小。另一方面,在环境温度降低的情况下,片式电阻器的收缩量与安装片式电阻器的配线基板的收缩量之差容易变小。这样,随着环境温度的变化,焊料中产生的应力降低。因此,片式电阻器能够抑制在接合片式电阻器与配线基板的焊料上产生龟裂。
12.发明效果
13.根据上述片式电阻器,能够抑制焊料产生龟裂。
附图说明
14.图1是第1实施方式的片式电阻器的俯视图。
15.图2是在第1实施方式中省略了第2保护层和镀层的图示的片式电阻器的俯视图。
16.图3是第1实施方式的片式电阻器的仰视图。
17.图4是在第1实施方式中省略了镀层的图示的片式电阻器的仰视图。
18.图5是图1的5-5线向视截面图。
19.图6是通过焊料与配线基板接合的第1实施方式的片式电阻器的截面图。
20.图7是表示第1实施方式的片式电阻器的热应力分析的结果的表。
21.图8是比较例的片式电阻器的截面图。
22.图9是第2实施方式的片式电阻器的截面图。
23.图10是表示第2实施方式的片式电阻器的热应力分析的结果的表。
24.图11是表示第2实施方式的片式电阻器的温度循环试验的结果的曲线图。
25.图12是第3实施方式的片式电阻器的截面图。
26.图13是表示第3实施方式的片式电阻器的热应力分析的结果的表。
27.图14是第4实施方式的片式电阻器的截面图。
28.图15是第5实施方式的片式电阻器的截面图。
29.图16是第6实施方式的片式电阻器的截面图。
具体实施方式
30.以下,参照附图,对片式电阻器的实施方式进行说明。以下所示的各实施方式例示了用于将技术思想具体化的结构、方法,各构成部件的材质、形状、构造、配置、尺寸等并不限定于下述内容。以下的各实施方式能够施加各种变更。
31.(第1实施方式)
32.基于图1~图8,对第1实施方式的片式电阻器10进行说明。
33.如图1~图5所示,片式电阻器10包括基板20、电阻体30、一对缓和层40、一对电极50、保护层60和一对镀层70。此外,为了便于理解,图2和图4省略了保护层60的一部分的图示,或者省略了镀层70的图示。
34.在片式电阻器10的说明中,为了方便,将基板20的厚度方向称为“厚度方向z”。将与厚度方向z正交的一个方向称为“第1方向x”。将与厚度方向z和第1方向x这两者正交的方向称为“第2方向y”。
35.片式电阻器10表面安装于各种电子设备的配线基板(以下,也称为“配线基板80”)。片式电阻器10起到限制在该配线基板80中流动的电流的功能。片式电阻器10是厚膜型、即金属釉膜型的电阻器。
36.如图1所示,从厚度方向z观察,片式电阻器10是以第1方向x为长边方向、以第2方向y为短边方向的矩形形状。另外,片式电阻器10也可以是以第1方向x为短边方向、以第2方向y为长边方向的矩形形状,第1方向x和第2方向y的长度也可以相等。
37.首先,对基板20进行说明。
38.如图1~图5所示,在基板20设置有电阻体30、一对缓和层40、一对电极50、保护层60和一对镀层70。基板20具有绝缘性。从厚度方向z观察,基板20是以第1方向x为长边方向、以第2方向y为短边方向的矩形形状。作为一例,基板20的第1方向x上的长度为3.2mm,基板20的第2方向y上的长度为1.6mm。另外,基板20的厚度即基板厚度th1为0.47mm。
39.在使用片式电阻器10时,从电阻体30产生热,所以要求基板20的散热性优异。因
此,基板20的材料优选热传导率比较高。例如,基板20由包含氧化铝(al2o3)的陶瓷形成。
40.如图5所示,基板20具有上表面21、背面22和侧面23。上表面21和背面22是与厚度方向z交叉的面,例如是与厚度方向z正交的面。
41.如图2和图4所示,上表面21和背面22是以第1方向x为长边方向、以第2方向y为短边方向的矩形形状。上表面21和背面22在厚度方向z上彼此朝向相反侧。上表面21朝向图5的上方。背面22朝向图5的下方。在将片式电阻器10安装于配线基板80时,背面22与该配线基板80相对。
42.侧面23是以第2方向y为长边方向、以厚度方向z为短边方向的矩形形状。侧面23是与第1方向x交叉的面,例如是与第1方向x正交的面。侧面23与上表面21和背面22这两者连接。如图2和图4所示,侧面23在第1方向x上隔开间隔地设置有一对。一对侧面23在第1方向x上相互隔开间隔。
43.基板20的角部实施了倒角。详细而言,如图5所示,在基板20中的上表面21与侧面23连接的第1角部24形成有第1倾斜面25,在基板20中的背面22与侧面23连接的第2角部26形成有第2倾斜面27。第1倾斜面25是与上表面21和侧面23这两者交叉的面,第2倾斜面27是与背面22和侧面23这两者交叉的面。在这一点上,在第1实施方式中,第2角部相当于“角部”的一例,第2倾斜面相当于“倾斜面”的一例。第1倾斜面25和第2倾斜面27在片式电阻器10的制造工序中,例如在从由氧化铝形成的大型基板分割并切出基板20时形成。
44.接着,对电阻体30进行说明。
45.如图1、图2和图5所示,电阻体30形成在基板20的上表面21上,在第1实施方式中与基板20的上表面21接触。从厚度方向z观察,电阻体30为在第1方向x和第2方向y延伸的带状。电阻体30由金属颗粒和玻璃形成。该金属颗粒例如为氧化钌(ruo2)或银(ag)-钯(pd)合金。
46.此外,也可以在电阻体30与基板20的上表面21之间设置夹设部。在该情况下,也可以说电阻体30形成在基板20的上表面21上。即,形成于基板20的上表面21上的电阻体30包括直接形成于基板20的上表面21的方式和隔着夹设部形成于基板20的上表面21的方式。在以后的说明中也是同样的。
47.如图2所示,在电阻体30形成有沿厚度方向z贯通的调整槽31。调整槽31与电阻体30和后述的第1保护层61这两者一体地形成。在第1实施方式中,从厚度方向z观察,调整槽31为大致l字状。调整槽31在片式电阻器10的制造工序中,在将电阻体30的电阻值调整为期望的电阻值时形成。在这一点上,调整槽31的形状不一定需要为l字状。
48.接着,对缓和层40进行说明。
49.如图4所示,在基板20设置有在第1方向x上相互隔开间隔的2个缓和层40。即,片式电阻器10具有在第1方向x上隔开间隔的一对缓和层40。由于一对缓和层40的形状相同,所以在以后的说明中,对单侧的缓和层40的结构进行详细说明。
50.如图5所示,各缓和层40形成在基板20的背面22上的侧面23附近。缓和层40直接形成在基板20的背面22,与基板20的背面22接触。缓和层40由具有绝缘性的合成树脂形成。缓和层40例如由环氧树脂形成。作为缓和层40的厚度的缓和层厚度th2例如优选为5μm以上且25μm以下,在第1实施方式中为7μm。
51.各缓和层40也形成在第2倾斜面27上。由于第2倾斜面27倾斜,所以缓和层40中的
形成于第2倾斜面27上的部分弯曲。因此,缓和层40的第1方向x的两端部中的与基板20的侧面23对应的缓和层端部41的外形形状成为r形状(圆角形状)。即,缓和层端部41以带圆角的方式弯曲。由此,与缓和层端部41弯曲成直角的情况相比,缓和了向缓和层端部41的应力集中。
52.接着,对电极50进行说明。
53.如图1~图5所示,在基板20上设置有在第1方向x上相互隔开间隔的2个电极50。即,片式电阻器10具有在第1方向x上隔开间隔的一对电极50。在电阻体30的第1方向x的两端,一对电极50与电阻体30连接。即,第1方向x也可以说是一对电极50隔着基板20而相对的方向。由于一对电极50的形状相同,所以在以后的说明中,对单侧的电极50的结构进行详细说明。
54.如图5所示,各电极50具有上表面电极51、背面电极52和侧面电极53。
55.如图2和图5所示,上表面电极51为在第1方向x和第2方向y上延伸的带状。上表面电极51形成在基板20的上表面21上,在第1实施方式中与基板20的上表面21接触。上表面电极51与电阻体30的第1方向x上的端部连接。从厚度方向z观察,上表面电极51与电阻体30以一部分重叠的方式形成。详细而言,电阻体30的第1方向x上的端部配置在上表面电极51的第1方向x的端部上。由此,上表面电极51与电阻体30导通。上表面电极51也形成在第1倾斜面25上。由于第1倾斜面25倾斜,所以上表面电极51中的形成于第1倾斜面25上的部分的外形形状是弯曲的。因此,上表面电极51的第1方向x的两端部中的靠近基板20的侧面23的端部即上表面电极端部511成为r形状(圆角形状)。即,上表面电极端部511以带圆角的方式弯曲。由此,与上表面电极端部511弯曲成直角的情况相比,缓和了向上表面电极端部511的应力集中。
56.此外,也可以在上表面电极51与基板20的上表面21之间形成有夹设部。即,上表面电极51的形成方式包括直接形成于基板20的上表面21的方式和隔着夹设部形成于基板20的上表面21的方式。
57.上表面电极51由包含银颗粒和玻璃的材料形成。上表面电极51的厚度即上表面电极厚度th3例如为14μm。
58.如图4和图5所示,背面电极52为在第1方向x和第2方向y上延伸的带状。背面电极52形成于基板20的背面22。详细而言,如图5所示,背面电极52隔着缓和层40形成在基板20的背面22上。此外,即使在基板20的背面22与背面电极52之间夹设有缓和层40的情况下,也可以说背面电极52形成在基板20的背面22上。另外,背面电极52也可以说是设置于在厚度方向z上与基板20的背面22相对的位置的电极。
59.如上所述,与缓和层40的缓和层端部41成为r形状(圆角形状)对应地,背面电极52的第1方向x的两端部中的靠近基板20的侧面23的端部即背面电极端部521成为r形状(圆角形状)。即,背面电极端部521以带圆角的方式弯曲。由此,与背面电极端部521弯曲成直角的情况相比,向背面电极端部521的应力集中得到缓和。
60.在此,缓和层40形成于基板20的背面22的第1方向x上的端部。即,缓和层40形成于隔着基板20而与上表面电极51相对的位置。背面电极52形成在缓和层40上,覆盖缓和层40的至少一部分,在第1实施方式中覆盖缓和层40的整体。缓和层40与背面电极52的第1方向x上的长度被设定为短于上表面电极51的第1方向x上的长度。即,上表面电极51延伸到比背
面电极52更靠基板20的第1方向x上的中心。
61.背面电极52例如由包含金属颗粒的合成树脂形成。该金属颗粒例如为银,该合成树脂例如为环氧树脂。由此,背面电极52具有导电性。但是,背面电极52不限于包含金属颗粒的合成树脂,例如也可以是包含金属颗粒的玻璃。背面电极52的厚度即背面电极厚度th4比上表面电极厚度th3薄。例如,背面电极厚度th4为7μm。
62.如图2、图4和图5所示,侧面电极53将上表面电极51与背面电极52电连接。侧面电极53具有主体部531、上表面连接部532和背面连接部533。
63.主体部531是在第2方向y和厚度方向z延伸的带状。主体部531形成在基板20的侧面23上,在第1实施方式中与基板20的侧面23接触。主体部531相对于基板20的侧面23向厚度方向z的两侧伸出,分别与上表面电极51的侧面、缓和层40的侧面和背面电极52的侧面接触。
64.上表面连接部532是在第1方向x和第2方向y延伸的带状。从厚度方向z观察,上表面连接部532设置于与上表面电极51重叠的位置。上表面连接部532与上表面电极51接触。由此,上表面连接部532与上表面电极51电连接。上表面连接部532覆盖包含上表面电极端部511的上表面电极51的一部分。因此,上表面电极51具有被上表面连接部532覆盖的部分和没有被上表面连接部532覆盖的部分。
65.上表面连接部532与主体部531相连。由此,上表面连接部532与主体部531电连接。另外,与上表面电极端部511以带圆角的方式弯曲相对应地,上表面连接部532与主体部531的连接部分以带圆角的方式弯曲。
66.背面连接部533为在第1方向x和第2方向y延伸的带状。从厚度方向z观察,背面连接部533设置于与背面电极52重叠的位置。背面连接部533与背面电极52接触。由此,背面连接部533与背面电极52电连接。背面连接部533覆盖包含背面电极端部521的背面电极52的一部分。因此,背面电极52具有被背面连接部533覆盖的部分和没有被背面连接部533覆盖的部分。
67.背面连接部533与主体部531相连。由此,背面连接部533与主体部531电连接。另外,与背面电极端部521以带圆角的方式弯曲相对应地,背面连接部533与主体部531的连接部分以带圆角的方式弯曲。
68.如上所述,侧面电极53与上表面电极51和背面电极52这两者连接。由此,背面电极52经由侧面电极53和上表面电极51与电阻体30导通。
69.此外,也可以在侧面电极53与基板20的侧面23之间形成有夹设部。即,侧面电极53的主体部531的形成方式包括直接形成于基板20的侧面23的方式和隔着夹设部形成于基板20的侧面23的方式。
70.侧面电极53例如由金属薄膜构成。该金属薄膜例如由包含镍(ni)和铬(cr)的合金形成。作为侧面电极53的厚度的侧面电极厚度th5例如优选比上表面电极厚度th3和背面电极厚度th4这两者都薄。另外,主体部531的厚度、上表面连接部532的厚度和背面连接部533的厚度可以分别相同,也可以分别不同。
71.接着,对保护层60进行说明。
72.如图1、图2和图5所示,保护层60具有第1保护层61和第2保护层62。
73.如图1和图5所示,第1保护层61覆盖电阻体30的第1方向x上的中央部。在第1方向x
上,第1保护层61比电阻体30短。因此,电阻体30在第1方向x上从第1保护层61的两端向第1方向x伸出。在第1保护层61上形成有前述的调整槽31。第1保护层61例如由包含玻璃的材料形成。
74.如图1和图5所示,第2保护层62覆盖第1保护层61和电阻体30中的没有被第1保护层61覆盖的部分这两者。而且,第2保护层62相对于电阻体30而在第1方向x上露出,并覆盖上表面电极51的一部分。第2保护层62例如由包含黑色的环氧树脂的材料形成。
75.如图2和图5所示,侧面电极53的上表面连接部532与第2保护层62在第1方向x上隔开间隔。因此,上表面电极51中的上表面连接部532与第2保护层62之间的部分均没有被上表面连接部532和第2保护层62覆盖。
76.接着,对镀层70进行说明。
77.如图1和图3所示,镀层70以在第1方向x上相互隔开间隔的状态在基板20上设置有2个。即,片式电阻器10具有在第1方向x上隔开间隔的一对镀层70。由于一对镀层70的形状相同,所以在以后的说明中,对单侧的镀层70的结构进行详细说明。
78.如图5所示,镀层70具有作为“金属镀层”的一例的第1镀层71、第2镀层72和第3镀层73。
79.第1镀层71跨上表面电极51、侧面电极53和背面电极52形成,覆盖上表面电极51的至少一部分、侧面电极53的至少一部分和背面电极52的至少一部分。从第2方向y观察,第1镀层71形成为大致c字状。第1镀层71例如由铜(cu)形成。第1镀层71具有上表面镀层711、背面镀层712和侧面镀层713。
80.上表面镀层711在厚度方向z上形成于与基板20的上表面21相对的位置。上表面镀层711是在第1方向x和第2方向y延伸的带状。上表面镀层711跨上表面连接部532和第2保护层62形成,覆盖上表面连接部532、上表面电极51中的位于上表面连接部532与第2保护层62之间的部分、以及第2保护层62的一部分。即,上表面镀层711具有覆盖第2保护层62的一部分的重叠部714。重叠部714是上表面镀层711的第1方向x上的靠近电阻体30的端部。在片式电阻器10中,在厚度方向z上观察形成有重叠部714的部分时,在基板20上依次层叠有上表面电极51、第2保护层62、重叠部714。
81.如图1所示,上表面镀层711在第1方向x上,第2方向y的长度不同。详细而言,上表面镀层711的第1方向x上的靠近基板20的中心的部分的第2方向y的长度比第1方向上的靠近基板20的端部的部分的第2方向y的长度短。在这一点上,可以说上表面镀层711具有在第2方向y的长度比上表面电极51短的部分。但是,上表面镀层711在第1方向x上的第2方向y的长度也可以是固定的。
82.背面镀层712在厚度方向z上形成于与基板20的背面22相对的位置。背面镀层712是在第1方向x和第2方向y延伸的带状。背面镀层712形成在背面连接部533上和背面电极52上,覆盖背面连接部533和背面电极52这两者。即,背面电极52与覆盖该背面电极52的一部分的背面连接部533一起被第1镀层71覆盖。
83.如图3所示,背面镀层712在第1方向x上,第2方向y的长度不同。详细而言,背面镀层712的第1方向x上的靠近基板20的中心的部分的第2方向y的长度比第1方向上的靠近基板20的端部的部分的第2方向y的长度短。在这一点上,可以说背面镀层712具有第2方向y的长度比背面电极52短的部分。但是,背面镀层712在第1方向x上的第2方向y的长度也可以是
固定的。
84.如图5所示,侧面镀层713在第1方向x上形成于与基板20的侧面23相对的位置。侧面镀层713是在第2方向y和厚度方向z延伸的带状。侧面镀层713层叠于侧面电极53的主体部531,覆盖主体部531的至少一部分。在第1实施方式中,侧面镀层713覆盖主体部531的整体。
85.上表面镀层711与侧面镀层713相连。对应于侧面电极53的主体部531与上表面连接部532的连接部分以带圆角的方式弯曲,上表面镀层711与侧面镀层713的连接部分也以带圆角的方式弯曲。同样地,背面镀层712与侧面镀层713相连。对应于侧面电极53的主体部531与背面连接部533的连接部分以带圆角的方式弯曲,背面镀层712与侧面镀层713的连接部分也以带圆角的方式弯曲。即,第1镀层71的隔着侧面电极53覆盖基板20的第1角部24和第2角部26的部分以带圆角的方式弯曲。
86.如图5所示,第2镀层72覆盖第1镀层71的整体。第2镀层72限制第3镀层73所包含的锡(sn)和焊料所包含的锡进入第1镀层71。第2镀层72例如由镍形成。第2镀层72的厚度即第2镀层厚度th7比第1镀层71的厚度即第1镀层厚度th6薄。
87.第3镀层73覆盖第2镀层72的整体。第3镀层73是经由焊料与片式电阻器10接合的部位。第3镀层73例如由锡形成。第3镀层73的厚度即第3镀层厚度th8与第2镀层厚度th7大致相等。另外,第3镀层厚度th8既可以比第2镀层厚度th7厚,也可以比第2镀层厚度th7薄。
88.另外,在第2镀层72和第3镀层73中,覆盖第1镀层71的背面镀层712与侧面镀层713的连接部分的部分以带圆角的方式弯曲。同样地,在第2镀层72和第3镀层73中,覆盖第1镀层71的背面镀层712与侧面镀层713的连接部分的部分以带圆角的方式弯曲。在以后的说明中,在镀层70中,将隔着侧面电极53覆盖基板20的第1角部24的部分也称为第1弯曲部701,将隔着侧面电极53覆盖基板20的第2角部26的部分也称为第2弯曲部702。如上所述,第1弯曲部701和第2弯曲部702以带圆角的方式弯曲。
89.此外,镀层70能够在基板20上形成侧面电极53之后,例如通过电镀形成。在该情况下,在形成比较厚的第1镀层71的情况下,与形成比较薄的第2镀层72和第3镀层73的情况相比,只要提高电镀的电流密度或延长电镀的处理时间即可。
90.接着,对安装于配线基板80的片式电阻器10进行说明。
91.如图6所示,片式电阻器10的镀层70与配线基板80通过焊料90接合,由此将片式电阻器10安装于配线基板80。焊料90将镀层70中的覆盖背面电极52的部分和覆盖侧面电极53的部分与配线基板80的焊盘81接合。由此,一对电极50构成电阻体30与该配线基板80的导电路径。此外,焊料90也可以到达镀层70中的覆盖上表面电极51的部分。
92.配线基板80例如由玻璃-环氧树脂形成。在这一点上,配线基板80的线膨胀系数比片式电阻器10的基板20的线膨胀系数大。另外,焊料90与第3镀层73同样地例如由锡形成。
93.在此,在片式电阻器10的使用时,若片式电阻器10的使用环境中的温度(以下,也称为“环境温度”)变化,则由于线膨胀系数之差,片式电阻器10和配线基板80以不同的形态膨胀或收缩。因此,在片式电阻器10的使用时,如果环境温度的变化反复进行,则反复应力作用于将片式电阻器10与配线基板80接合的焊料90,其结果是,有时在焊料90产生龟裂。在此所说的焊料90的龟裂包括在将片式电阻器10与配线基板80接合的焊料90自身产生的龟裂和在焊料90与片式电阻器10的界面产生的龟裂。
94.因此,在第1实施方式中,第1镀层厚度th6比通常厚。例如,第1镀层厚度th6优选为10μm以上,更优选为20μm以上。第1实施方式中的第1镀层厚度th6例如为30μm。并且,在第1实施方式中,第1镀层厚度th6比上表面电极厚度th3厚。第1镀层厚度th6比背面电极厚度th4厚。第1镀层厚度th6比侧面电极厚度th5厚。第1镀层厚度th6比缓和层厚度th2厚。这样,在第1实施方式中,通过使第1镀层71比通常厚,来减轻作用于焊料90的应力。
95.对第1实施方式的作用进行说明。
96.详细而言,对基于以图6所示的截面图为基础创建的二维传热模型的热应力分析结果进行说明。在热应力分析中,在传热模型中,计算环境温度从25℃上升至155℃时在焊料90产生的米塞斯应力。
97.图7表示了使第1镀层厚度th6变化的情况下的第1测量点p1和第2测量点p2处的米塞斯应力。如图6所示,第1测量点p1是焊料90中的与覆盖侧面电极53的镀层70接合的接合部位中的最靠近上表面电极51的位置。第2测量点p2是在焊料90中成为与覆盖基板20的第2角部26的镀层70接合的接合部位的位置。即,第1测量点p1和第2测量点p2都是焊料90的与镀层70的接点。
98.第1测量点p1和第2测量点p2是在焊料90中产生龟裂的情况下对片式电阻器10的电阻值的变化造成的影响大的部位。另外,第1测量点p1是焊料90中的容易产生龟裂的部位,第2测量点p2是焊料90中的容易引起应力集中的部位。即,第1测量点p1和第2测量点p2的应力越小,越容易抑制由焊料90的龟裂引起的片式电阻器10的电阻值的变化。
99.在图7中,比较例1是未设置第1镀层71的情况,实施例1-1是第1镀层厚度th6为10μm的情况,实施例1-2是第1镀层厚度th6为30μm的情况。比较例1、实施例1-1和实施例1-2除了第1镀层厚度th6以外,片式电阻器10的结构相同。
100.如图7所示,如果将比较例1与实施例1-1和实施例1-2进行比较,则通过设置第1镀层71,第1测量点p1和第2测量点p2这两者的米塞斯应力降低。进而,如果比较实施例1-1和实施例1-2,则第1镀层厚度th6越厚,第1测量点p1和第2测量点p2这两者的米塞斯应力越降低。另外,虽然省略了图示,但在传热模型中,在环境温度从25℃降低至-55℃的情况下,也能够得到随着第1镀层厚度th6变厚而米塞斯应力降低的倾向。
101.如果片式电阻器10的基板20的线膨胀系数比配线基板80的线膨胀系数小,则在环境温度变高时,片式电阻器10的第1方向x上的膨胀量比配线基板80的第1方向x上的膨胀量小。准确地说,片式电阻器10的第1方向x上的膨胀量比配线基板80中安装片式电阻器10的部分的第1方向x上的膨胀量小。因此,在接合片式电阻器10和配线基板80的焊料90上,能够作用与片式电阻器10的膨胀量和配线基板80的膨胀量之差对应的应力。
102.关于这一点,在第1实施方式中,镀层70具有由厚度为10μm以上的铜形成的第1镀层71。换言之,镀层70具有线膨胀系数比片式电阻器10的基板20大且形成得比通常厚的第1镀层71。因此,在片式电阻器10发热时,由于第1镀层71膨胀,片式电阻器10的膨胀量与配线基板80的膨胀量之差容易变小。这样,随着环境温度的变化,作用于焊料90的应力降低。
103.另一方面,如果使第1镀层厚度th6比60μm厚,则虽然能够抑制焊料90产生龟裂,但有时会产生以下那样的问题。
104.图8表示包括具有第1镀层厚度th6比60μm厚的第1镀层71x的镀层70x的片式电阻器10x。在使第1镀层厚度th6比60μm厚的情况下,有时在焊料90产生龟裂之前,在上表面电
极51产生龟裂。详细而言,在上表面电极51中,有时在被第1保护层61覆盖的部分与被第1镀层71x覆盖的部分的边界附近、即图8中由单点划线包围的部分产生龟裂。因此,第1镀层厚度th6优选为60μm以下,更优选为40μm以下。
105.对第1实施方式的效果进行说明。
106.(1)片式电阻器10包括厚度为10μm以上的第1镀层71。因此,在与不包括第1镀层71的比较例的片式电阻器10相比的情况下,随着环境温度的变化,焊料90中产生的应力降低。因此,片式电阻器10能够抑制在用于将片式电阻器10与配线基板80接合的焊料90中产生龟裂。
107.(2)第1镀层厚度th6为60μm以下。因此,片式电阻器10能够抑制在上表面电极51中的被第1保护层61覆盖的部分与上表面电极51中的被第1镀层71覆盖的部分的边界附近产生龟裂。
108.(3)第1镀层71由线膨胀系数比构成配线基板80的玻璃-环氧树脂大的铜形成。因此,片式电阻器10能够进一步减轻伴随环境温度的温度变化而在焊料90产生的应力。
109.(4)在镀层70中,覆盖基板20的第1角部24的第1弯曲部701和覆盖基板20的第2角部26的第2弯曲部702以带圆角的方式弯曲。因此,片式电阻器10在焊料90以覆盖第1弯曲部701的方式形成的情况下,能够抑制在焊料90中的覆盖第1弯曲部701的部分产生应力集中。同样地,片式电阻器10在焊料90以覆盖第2弯曲部702的方式形成的情况下,能够抑制在焊料90中的覆盖第2弯曲部702的部分产生应力集中。
110.(5)片式电阻器10包括缓和层40。因此,片式电阻器10在环境温度变化时,能够进一步降低在焊料中产生的应力。
111.(第2实施方式)
112.基于图9~图11,对第2实施方式的片式电阻器10a进行说明。在第2实施方式中,对与第1实施方式共同的结构标注相同的附图标记并省略说明。第2实施方式中的片式电阻器10a与第1实施方式中的片式电阻器10相比,主要在不包括缓和层40这一点上不同。
113.如图9所示,片式电阻器10a包括基板20、电阻体30、电极50a、保护层60和镀层70。电极50a具有上表面电极51、背面电极52a和侧面电极53。
114.背面电极52a是以第1方向x为短边方向、以第2方向y为长边方向的带状。背面电极52a不经由缓和层40而直接形成在基板20的背面22上。背面电极52a形成在靠近基板20的第1方向x上的端部。背面电极52a也形成在基板20的第2倾斜面27上。由于第2倾斜面27倾斜,所以背面电极52a中的形成于第1倾斜面25上的部分即背面电极端部521a以带圆角的方式弯曲。另外,背面电极厚度th4与上表面电极厚度th3大致相等。例如,在上表面电极厚度th3为14μm的情况下,背面电极厚度th4为14μm。
115.对第2实施方式的作用进行说明。
116.详细而言,对基于以图9所示的截面图为基础创建的二维传热模型的热应力分析结果进行说明。在热应力分析中,在传热模型中,计算环境温度从25℃上升至155℃时在焊料90产生的米塞斯应力。
117.图10表示了使第1镀层厚度th6变化的情况下的第1测量点p1和第2测量点p2处的米塞斯应力。第1测量点p1和第2测量点p2与图6所示的位置相同,是焊料90的与镀层70的接点。比较例2是不设置第1镀层71的情况,实施例2-1是第1镀层厚度th6为10μm的情况,实施
例2-2是第1镀层厚度th6为30μm的情况。比较例2、实施例2-1和实施例2-2除了第1镀层厚度th6以外,片式电阻器10a的结构相同。
118.如图10所示,如果将比较例2与实施例2-1和实施例2-2进行比较,则通过设置第1镀层71,第1测量点p1和第2测量点p2这两者的米塞斯应力降低。另外,如果将实施例2-1与实施例2-2进行比较,则第1镀层厚度th6越厚,第1测量点p1和第2测量点p2这两者的米塞斯应力越降低。并且,与第1实施方式的分析结果相比可知,随着第1镀层厚度th6变厚,第1测量点p1和第2测量点p2这两者的米塞斯应力降低的倾向是与缓和层40的有无没有关系的。
119.接着,对片式电阻器10a的温度循环试验的结果进行说明。
120.温度循环试验是测量使环境温度周期性地变化为高温和低温时的电阻值变化率的试验。详细而言,温度循环试验是测量反复进行使环境温度从155℃降低至-55℃后,使环境温度从-55℃上升至155℃这样的温度循环的情况下的电阻值变化率的试验。
121.在此,电阻值变化率是指从温度循环反复规定次数时的电阻值减去试验开始时刻的电阻值而得到的值除以试验开始时刻的电阻值而得到的值。如果电阻值变化率为正值,则表示电阻值增大,如果电阻值变化率为负值,则表示电阻值减少。另外,电阻值使用包含片式电阻器10a、配线基板80和焊料90的导电路径来测量,所以在焊料90产生龟裂的情况下,电阻值变化率发生变化。
122.图11是关于比较例2和实施例2-2,表示电阻变化率相对于上述温度循环的反复次数的变化的曲线图。
123.如图11中实线所示,在比较例2的情况下,当温度循环超过1500次时,电阻值变化率超过1%,与此相对,如图11中单点划线所示,在实施例2-2的情况下,即使温度循环超过1500次,电阻值变化率也小于0.5%。另外,如果对比较例2与实施例2-2的电阻值变化率的梯度进行比较,则实施例2-2成为缓梯度。这样,在设置第1镀层71的情况下,与不设置第1镀层71的情况相比,温度循环特性变得良好。换言之,继续使用片式电阻器10a时的性能的变化变小。
124.对第2实施方式的效果进行说明。第2实施方式能够得到第1实施方式的效果(1)~(4)。
125.(第3实施方式)
126.基于图12和图13,对第3实施方式的片式电阻器10b进行说明。在第3实施方式中,对与第1实施方式共同的结构标注相同的附图标记并省略说明。第3实施方式中的片式电阻器10b与第1实施方式中的片式电阻器10相比,基板厚度th1不同。
127.如图12所示,片式电阻器10b包括基板20b、电阻体30、缓和层40、电极50、保护层60和镀层70。
128.作为一例,基板20b的第1方向x上的长度为3.2mm,基板20b的第2方向y上的长度为1.6mm。基板厚度th1优选为0.28mm以上且小于0.47mm。在第3实施方式中,基板厚度th1为0.28mm。这样,第3实施方式中的基板厚度th1比第1实施方式中的基板厚度th1薄。另外,第3实施方式中的基板20b除了基板厚度th1以外,是与第1实施方式中的基板20相同的结构。
129.对第3实施方式的作用进行说明。
130.详细而言,对基于以图12所示的截面图为基础创建的二维传热模型的热应力分析结果进行说明。在热应力分析中,在传热模型中,计算环境温度从25℃上升至155℃时在焊
料90产生的米塞斯应力。
131.图13表示使基板20b的厚度变化的情况下的第1测量点p1和第2测量点p2处的米塞斯应力。第1测量点p1和第2测量点p2与图6所示的位置相同,是焊料90的与镀层70的接点。如图13所示,比较例3是将基板厚度th1设为0.47mm的情况、即第1实施方式的实施例1-2的情况,实施例3是将基板厚度th1设为0.28mm的情况。比较例3和实施例3除了基板厚度th1以外,片式电阻器10b的结构相同。
132.如图13所示,如果将比较例3和实施例3进行比较,则基板厚度th1变薄,由此第1测量点p1和第2测量点p2这两者的米塞斯应力降低。虽然省略了图示,但这样的倾向在不设置缓和层40的情况下和不设置第1镀层71的情况下都是共通的。
133.如上所述,在片式电阻器10b发热的情况下,配线基板80的第1方向x上的膨胀量比片式电阻器10b的第1方向x上的膨胀量大。即,片式电阻器10b通过在第1方向x上膨胀的配线基板80而在第1方向x上伸长。关于这一点,由于片式电阻器10b的基板厚度th1较薄,所以通过在第1方向x上膨胀的配线基板80而容易在第1方向x上伸长。换言之,片式电阻器10b由于基板厚度th1较薄,所以容易挠曲。其结果是,在第1方向x上,片式电阻器10b的膨胀量与配线基板80的膨胀量之差容易变小。这样,随着环境温度的变化,作用于焊料90的应力降低。
134.对第3实施方式的效果进行说明。根据第3实施方式,除了第1实施方式的效果(1)~(5)以外,还能够得到以下的效果。
135.(6)片式电阻器10b包括基板厚度th1为0.28mm的基板20b。因此,与包括基板厚度th1为0.47mm的基板20的第1实施方式中的片式电阻器10相比,在环境温度变化时,片式电阻器10b的基板20容易追随配线基板80而变形。其结果是,片式电阻器10b能够降低伴随环境温度的变化而作用于焊料90的应力。
136.(第4实施方式)
137.基于图14,对第4实施方式的片式电阻器10c进行说明。在第4实施方式中,对与第2实施方式共同的结构标注相同的附图标记并省略说明。第4实施方式中的片式电阻器10c与第1实施方式中的片式电阻器10相比,基板20的背面22的结构不同。
138.如图14所示,片式电阻器10c包括基板20、电阻体30、缓和层40c、电极50c、保护层60和镀层70。
139.缓和层40c直接形成于基板20的背面22,与基板20的背面22接触。缓和层40c形成为在第1方向x上比上表面电极51长。
140.电极50c具有上表面电极51、背面电极52c和侧面电极53。背面电极52c是以第1方向x为短边方向、以第2方向y为长边方向的带状。背面电极52c形成为在第1方向x上比上表面电极51长。背面电极52c隔着缓和层40c形成在基板20的背面22上。
141.对第4实施方式的作用和效果进行说明。根据第4实施方式,能够得到与第1实施方式的作用效果同等的作用效果。此外,在第4实施方式中,第1方向x上的上表面电极51的长度与第1方向x上的背面电极52的长度也可以相等。
142.(第5实施方式)
143.基于图15,对第5实施方式的片式电阻器10d进行说明。在第5实施方式中,对与第1实施方式共同的结构标注相同的附图标记并省略说明。第5实施方式中的片式电阻器10d与
第1实施方式中的片式电阻器10相比,镀层70的构造不同。
144.如图15所示,片式电阻器10d包括基板20、电阻体30、缓和层40、电极50、保护层60和镀层70d。镀层70d具有第1镀层71d、作为“金属镀层”的一例的第2镀层72d和第3镀层73。
145.第1镀层71d例如由铜形成。第1镀层71d跨上表面电极51、背面电极52和侧面电极53形成。第1镀层71d覆盖上表面电极51的至少一部分、背面电极52的至少一部分和侧面电极53的至少一部分。详细而言,第1镀层71d覆盖上表面电极51的大部分、背面电极52的整体和侧面电极53的整体。
146.第2镀层72d例如由镍形成。第2镀层72d以覆盖第1镀层71d的方式形成。第2镀层72d具有:覆盖上表面电极51的至少一部分的上表面镀层721d;覆盖背面电极52的至少一部分的背面镀层722d;和覆盖侧面电极53的至少一部分的侧面镀层723d。
147.上表面镀层721d在厚度方向z上形成于与基板20的上表面21相对的位置。上表面镀层721d与第1镀层71d一起覆盖侧面电极53的上表面连接部532、和上表面电极51中的既没有被上表面连接部532也没有被保护层60覆盖的部分。另外,上表面镀层721d覆盖第2保护层62的第1方向x上的端部。背面镀层722d在厚度方向z上形成于与基板20的背面22相对的位置。背面镀层722d与第1镀层71d一起覆盖侧面电极53的背面连接部533、和背面电极52中的没有被背面连接部533覆盖的部分。侧面镀层723d在第1方向x上形成于与基板20的侧面23相对的位置。侧面镀层723d与第1镀层71d一起覆盖侧面电极53的主体部531。
148.在第5实施方式中,第2镀层厚度th7比第1镀层厚度th6厚。详细而言,第2镀层厚度th7优选为10~60μm,更优选为20~40μm。第5实施方式中的第2镀层厚度th7例如为30μm。
149.对第5实施方式的作用和效果进行说明。第5实施方式中的片式电阻器10d包括由具有接近铜的线膨胀系数的镍构成的厚壁的第2镀层72d。因此,根据第5实施方式,能够得到与第1实施方式相同的作用效果。
150.(第6实施方式)
151.基于图16,对第6实施方式的片式电阻器10e进行说明。在第6实施方式中,对与第1实施方式共同的结构标注相同的附图标记并省略说明。第6实施方式中的片式电阻器10e与第1实施方式中的片式电阻器10相比,镀层70的构造不同。
152.如图16所示,片式电阻器10e包括基板20、电阻体30、缓和层40、电极50、保护层60和镀层70e。镀层70e具有作为“金属镀层”的一例的第1镀层71e和第2镀层72e。
153.第1镀层71e例如由镍形成。第1镀层71e跨上表面电极51、背面电极52和侧面电极53形成。第1镀层71e具有覆盖上表面电极51的至少一部分的上表面镀层711e、覆盖背面电极52的至少一部分的背面镀层712e、和覆盖侧面电极53的至少一部分的侧面镀层713e。
154.上表面镀层711e在厚度方向z上形成于与基板20的上表面相对的位置。上表面镀层711e覆盖侧面电极53的上表面连接部532、上表面电极51的既没有被上表面连接部532也没有被保护层60覆盖的部分、和第2保护层62的第1方向x上的端部。背面镀层712e在厚度方向z上形成于与基板20的背面22相对的位置。背面镀层712e覆盖侧面电极53的背面连接部533、和背面电极52的没有被背面连接部533覆盖的部分。侧面镀层713e在第1方向x上形成于与基板20的侧面23相对的位置。侧面镀层713e覆盖侧面电极53的主体部531。
155.第1镀层厚度th6优选为10~60μm,更优选为20~40μm。第6实施方式中的第1镀层厚度th6例如为30μm。
156.第2镀层72e例如由锡形成。第2镀层72e覆盖第1镀层71e。第2镀层72e是经由焊料90与片式电阻器10e接合的部位。第2镀层厚度th7比第1镀层厚度th6薄。即,第2镀层72e是相当于第1实施方式中的第3镀层73的结构。
157.对第6实施方式的作用和效果进行说明。第6实施方式中的片式电阻器10e包括由具有接近铜的线膨胀系数的镍构成的厚壁的第1镀层71e。因此,根据第6实施方式,能够得到与第1实施方式相同的作用效果。
158.上述实施方式能够如以下那样变更而实施。上述实施方式和以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
159.·
在镀层70、70d、70e中,上表面镀层711、711e、721d不是必须的结构。换言之,镀层70、70d、70e只要具有背面镀层712、712e、722d和侧面镀层713、713e、723d即可。
160.·
上表面镀层711、711e、721d也可以构成为覆盖上表面电极51的整体。在该情况下,上表面电极51优选以覆盖电阻体30的第1方向x上的端部的方式形成。
161.·
背面镀层712、712e、722d只要构成为覆盖背面电极52、52a、52c的至少一部分即可。
162.·
侧面镀层713、713e、723d只要构成为覆盖侧面电极53的至少一部分即可。
163.·
在基板20、20b中,第1角部24也可以不具有第1倾斜面25,第2角部26也可以不具有第2倾斜面27。换言之,第1角部24和第2角部26也可以构成为呈直角。
164.·
上表面电极厚度th3、背面电极厚度th4和侧面电极厚度th5也可以分别为作为“金属镀层”的一例的第1镀层71、71e的第1镀层厚度th6以上。同样地,上表面电极厚度th3、背面电极厚度th4和侧面电极厚度th5也可以分别为作为“金属镀层”的一例的第2镀层72d的第2镀层厚度th7以上。
165.对根据上述实施方式和变更例能够掌握的技术思想进行记载。
166.一种片式电阻器,其特征在于,包括:基板,其具有与厚度方向交叉的上表面和背面、以及连接所述上表面和所述背面的侧面;形成在所述上表面上的上表面电极和电阻体;形成在所述背面上的背面电极;和形成在所述侧面上的侧面电极,所述基板的厚度为0.28mm以上且0.47mm以下。
167.附图标记说明
168.10、10a~10e
…
片式电阻器
169.10x
…
比较例的片式电阻器
170.20、20b
…
基板
171.21
…
上表面
172.22
…
背面
173.23
…
侧面
174.24
…
第1角部
175.25
…
第1倾斜面
176.26
…
第2角部(角部的一例)
177.27
…
第2倾斜面(倾斜面的一例)
178.30
…
电阻体
179.31
…
调整槽
180.40、40c
…
缓和层
181.41
…
缓和层端部
182.50、50a、50c
…
电极
183.51
…
上表面电极
184.511
…
上表面电极端部
185.52、52a、52c
…
背面电极
186.521、521a
…
背面电极端部
187.53
…
侧面电极
188.531
…
主体部
189.532
…
上表面连接部
190.533
…
背面连接部
191.60
…
保护层
192.61
…
第1保护层
193.62
…
第2保护层
194.70、70d、70e
…
镀层
195.701
…
第1弯曲部
196.702
…
第2弯曲部
197.70x
…
比较例的镀层
198.71
…
第1镀层(金属镀层的一例)
199.71d
…
第1镀层
200.71e
…
第1镀层(金属镀层的一例)
201.711、711e
…
上表面镀层
202.712、712e
…
背面镀层
203.713、713e
…
侧面镀层
204.714
…
重叠部
205.71x
…
比较例的第1镀层
206.72
…
第2镀层
207.72d
…
第2镀层(金属镀层的一例)
208.72e
…
第2镀层
209.721d
…
上表面镀层
210.722d
…
背面镀层
211.723d
…
侧面镀层
212.73
…
第3镀层
213.80
…
配线基板
214.81
…
焊盘
215.p1
…
第1测量点
216.p2
…
第2测量点
217.th1
…
基板厚度
218.th2
…
缓和层厚度
219.th3
…
上表面电极厚度
220.th4
…
背面电极厚度
221.th5
…
侧面电极厚度
222.th6
…
第1镀层厚度
223.th7
…
第2镀层厚度
224.th8
…
第3镀层厚度
225.x
…
第1方向
226.y
…
第2方向
227.z
…
厚度方向。