과부하 파괴의 메커니즘

칩 저항기에, 제품별로 정해져 있는 수치 이상의 전력 (전압)이 인가되는 경우의 고장 사례에 대해 설명하겠습니다.

칩 저항기에, 규정되어 있는 전력 (전압)을 크게 초과하는 대전력 (고전압)이 인가되면,
① 레이저 트리밍을 실시하지 않은 부분에 전류 집중이 발생합니다. (하기 그림 〇 표시 부분)
이러한 전류 집중 부분에서의 Joule 발열로 인해, 부분적으로 온도 상승이 발생합니다.

이에 따라 알루미나 기판 등을 통한 열 방열 전파 현상도 동시에 발생하게 됩니다.
방열량이 충분하지 않은 경우, 이러한 발열량이 저항체나 보호막의 내열 온도를 초과하게 되고, 이 부분의 일부에 용융 (溶融) 현상이 발생하여 부분적으로 단선이 발생하는 경우가 있습니다.
또한, 인가된 전압이 높은 경우에는, 레이저 트리밍을 실시하지 않은 부분의 대부분이 완전히 용융되어, 단선 (저항치 오픈)에 이르게 됩니다.
부하가 큰 경우에는 본체가 깨지는 경우도 있습니다.

과전압 인가 시의 저항치 변화 일례

칩 저항기는 일반적으로 과전압이 인가되면, 처음에는 마이너스 측으로 변화하고, 다시 높은 부하가 인가되면 플러스 측으로 변화하여, 최종적으로는 단선 (오픈)에 이르게 됩니다.

• ① 과부하 초기
  저항체 속의 절연 성분 (글래스)이 파괴되어, 저항치가 낮아집니다.
  (이때, 쇼트 상태가 됩니다.)
• ② 과부하 후기 ⇒ 오픈 파괴
  발열로 인해 도체 성분이 국소적으로 용단되고, 남은 도체 부분에 한층 더 전류가 집중되어 용단, 결과적으로 소자 전체가 오픈 상태에 도달하게 됩니다.