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技術 低抵抗チップ抵抗器

出願人 京セラ株式会社
発明者 中川元雄奥田誠一郎
出願日 1997年11月28日 (22年7ヶ月経過) 出願番号 1997-327523
公開日 1999年6月18日 (21年0ヶ月経過) 公開番号 1999-162705
状態 未査定
技術分野 抵抗器細部 固定抵抗器
主要キーワード 概略楕円形状 概略直線 端部効果 アスペクト比率 調整溝 オーバーガラス 所定抵抗値 裏面側端子
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図面 (5)

課題

本発明は、端子電極間に配置した低抵抗厚膜抵抗体膜の抵抗値バラツキを抑えることができ、抵抗値調整直線性を優れた低抵抗チップ抵抗器を提供する。

解決手段

矩形状の絶縁基板1上に、概略長方形状の厚膜抵抗体膜3を形成し、絶縁基板1の一対の端部に前記厚膜導体膜3の長辺側端部と接続する端子電極2a、2bを形成して成る低抵抗チップ抵抗器において、前記厚膜抵抗体膜3の短辺方向を結ぶ一対の端子電極2a、2bの2点間の抵抗値が、端子電極2a、2bの中心部分からの両端部にかけて順次小さくなっている。

概要

背景

低抵抗チップ抵抗器は、バッテリーなどの保護回路電流検出回路などに使用され、その抵抗値100mΩ程度又はそれ以下の抵抗値であった。

通常、低抵抗化を達成するために、抵抗体膜として定格電力が0.5〜1.0W必要であるため、NiやNi−Cr材料のメッキ法で形成していた。従って、工程が煩雑化し、またプリント配線基板への実装方法制約が発生するなど種々の問題を有していた。

これに対して、従来から知られる厚膜抵抗体膜を利用した低抵抗チップ抵抗器は、特に、厚膜抵抗体膜の材料の選定や、厚膜抵抗体膜の形状、即ち、厚膜抵抗体膜と端子電極との接続構造などにより達成できる。

例えば、低抵抗チップ抵抗器は、長辺形状の絶縁基板の一対の長辺側端部に端子電極を形成し、長方形状の厚膜抵抗体膜を、その長辺が端子電極に接続するようにして形成していた。

このような構造により、厚膜抵抗体膜の長さ、即ち、厚膜抵抗体膜の短辺の長さLと、厚膜抵抗体膜の幅(厚膜抵抗体膜の長辺の長さ)Wとの比率(L/W値)が1以下となり、低抵抗チップ抵抗器が達成される。

このような低抵抗チップ抵抗器は、実際の製造工程において、矩形状の絶縁基板が抽出することができる大型絶縁基板を用いて、各絶縁基板となる複数の素子領域に対して一括的に各種導体膜被着形成、厚膜抵抗体膜の被着形成により製造される。

具体的には、各素子領域の長辺側の一対の端部に表面側端子電極及び裏面側端子電極を形成する。次に、一対の表面側端子電極に跨がるように長方形状の厚膜抵抗体膜を形成する。この時、厚膜抵抗体膜の長辺の略全辺が表面側端子電極に重畳するように形成する。次に、厚膜抵抗体膜上に1次オーバーガラス層を被着形成する。次に、表面側端子電極に抵抗値測定装置プローブを接触させて、一対の端子電極間の抵抗値を測定しながら、抵抗値を所定低抵抗値となるように、一次オーバーガラス層越しに、レーザー照射走査を行い、厚膜抵抗体膜の一部に所定長さの抵抗値調整溝を形成して、所定値の抵抗値を達成する。その後、一対の表面側端子電極が露出するように2次オーバーガラス層を形成する。次に、端子電極が形成される端面(絶縁基板の長辺側の端面)が露出するように大型絶縁基板を1次分割を行う。次に、1次分割によって露出した絶縁基板の長辺側端面に、端面側端子電極を形成する。これにより、絶縁基板の一対の長辺側端部には、表面、端面、裏面の3つの面に跨がる端子電極が形成されることになる。

次に、2次分割を行い、個々の低抵抗チップ抵抗器を抽出する。その後、必要に応じて、端子電極の表面にメッキ処理を行う。

概要

本発明は、端子電極間に配置した低抵抗の厚膜抵抗体膜の抵抗値のバラツキを抑えることができ、抵抗値調整の直線性を優れた低抵抗チップ抵抗器を提供する。

矩形状の絶縁基板1上に、概略長方形状の厚膜抵抗体膜3を形成し、絶縁基板1の一対の端部に前記厚膜導体膜3の長辺側端部と接続する端子電極2a、2bを形成して成る低抵抗チップ抵抗器において、前記厚膜抵抗体膜3の短辺方向を結ぶ一対の端子電極2a、2bの2点間の抵抗値が、端子電極2a、2bの中心部分からの両端部にかけて順次小さくなっている。

目的

本発明は、上述の問題的に鑑みて案出されたものであり、その目的は、低抵抗チップ抵抗器の厚膜抵抗体膜の抵抗値端部効果による影響を緩和して、抵抗値調整が比較的簡単に行え、その抵抗値が安定化する低抵抗チップ抵抗器を提供することにある。

効果

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請求項1

矩形状の絶縁基板上に、概略長方形状の厚膜抵抗体膜を形成し、絶縁基板の一対の端部に前記厚膜抵抗体膜の長辺側端部と接続する端子電極を形成して成る低抵抗チップ抵抗器において、前記厚膜抵抗体膜の短辺方向を結ぶ一対の端子電極の2点間抵抗値が、端子電極の中心部から両端部にかけて順次小さくなっていることを特徴とする低抵抗チップ抵抗器。

技術分野

0001

本発明は、矩形状の絶縁基板の表面に、長方形状厚膜抵抗体膜の長辺側端部に一対の端子電極を形成して成る低抵抗チップ抵抗器に関するものである。

背景技術

0002

低抵抗チップ抵抗器は、バッテリーなどの保護回路電流検出回路などに使用され、その抵抗値100mΩ程度又はそれ以下の抵抗値であった。

0003

通常、低抵抗化を達成するために、抵抗体膜として定格電力が0.5〜1.0W必要であるため、NiやNi−Cr材料のメッキ法で形成していた。従って、工程が煩雑化し、またプリント配線基板への実装方法制約が発生するなど種々の問題を有していた。

0004

これに対して、従来から知られる厚膜抵抗体膜を利用した低抵抗チップ抵抗器は、特に、厚膜抵抗体膜の材料の選定や、厚膜抵抗体膜の形状、即ち、厚膜抵抗体膜と端子電極との接続構造などにより達成できる。

0005

例えば、低抵抗チップ抵抗器は、長辺形状の絶縁基板の一対の長辺側端部に端子電極を形成し、長方形状の厚膜抵抗体膜を、その長辺が端子電極に接続するようにして形成していた。

0006

このような構造により、厚膜抵抗体膜の長さ、即ち、厚膜抵抗体膜の短辺の長さLと、厚膜抵抗体膜の幅(厚膜抵抗体膜の長辺の長さ)Wとの比率(L/W値)が1以下となり、低抵抗チップ抵抗器が達成される。

0007

このような低抵抗チップ抵抗器は、実際の製造工程において、矩形状の絶縁基板が抽出することができる大型絶縁基板を用いて、各絶縁基板となる複数の素子領域に対して一括的に各種導体膜被着形成、厚膜抵抗体膜の被着形成により製造される。

0008

具体的には、各素子領域の長辺側の一対の端部に表面側端子電極及び裏面側端子電極を形成する。次に、一対の表面側端子電極に跨がるように長方形状の厚膜抵抗体膜を形成する。この時、厚膜抵抗体膜の長辺の略全辺が表面側端子電極に重畳するように形成する。次に、厚膜抵抗体膜上に1次オーバーガラス層を被着形成する。次に、表面側端子電極に抵抗値測定装置プローブを接触させて、一対の端子電極間の抵抗値を測定しながら、抵抗値を所定低抵抗値となるように、一次オーバーガラス層越しに、レーザー照射走査を行い、厚膜抵抗体膜の一部に所定長さの抵抗値調整溝を形成して、所定値の抵抗値を達成する。その後、一対の表面側端子電極が露出するように2次オーバーガラス層を形成する。次に、端子電極が形成される端面(絶縁基板の長辺側の端面)が露出するように大型絶縁基板を1次分割を行う。次に、1次分割によって露出した絶縁基板の長辺側端面に、端面側端子電極を形成する。これにより、絶縁基板の一対の長辺側端部には、表面、端面、裏面の3つの面に跨がる端子電極が形成されることになる。

0009

次に、2次分割を行い、個々の低抵抗チップ抵抗器を抽出する。その後、必要に応じて、端子電極の表面にメッキ処理を行う。

発明が解決しようとする課題

0010

上述の低抵抗チップ抵抗器においては、その構造からアスペクト比(L/W)が1以下であり、その結果、端子電極の幅が広くなる傾向となる。これより、抵抗値測定用プローブの接触部分によって、低抵抗の厚膜抵抗体膜の測定にばらつきが発生する。

0011

例えば、図4アスペクト比率が1未満の低抵抗チップ抵抗器の概略平面図である。例えば、一対の端子電極20a、20bの幅の中央部分(点)に抵抗値測定用のプローブを接触させて、低抵抗の厚膜抵抗体膜30を50mΩとすべく、厚膜抵抗体膜30の短辺の中央部分の端部から、中央に向かって抵抗値調整溝50を形成したものである。このような低抵抗チップ抵抗器の端子電極20a、20bの点〜の5つの対向する点にプローブを接触させて、抵抗値を測定し直した。その結果は、端子電極の点(抵抗値調整溝50を形成した側の端部)では、抵抗値が56mΩ、点(から1/4Wの点)では、抵抗値が53mΩ、点(Wの中心部分)では、抵抗値が50mΩ、点(から3/4Wの点)では、抵抗値が48mΩ、点(抵抗値調整溝を形成していない側の端部)では、抵抗値が51mΩであった。特に、抵抗体調整溝50を形成していない点及びにおいても、根本的に抵抗値が相違してしまうという結果になる。

0012

これは、低抵抗チップ抵抗器の抵抗値調整前の長方形状厚膜抵抗体膜の抵抗値が、対向しあう一対の端子電極の幅方向中心点を結ぶ2点間の抵抗値と、対向しあう一対の端子電極の幅方向の一方の両端部付近を結ぶ2点間の抵抗値とが変位し、その抵抗値の傾向は、中心から両端部にかけて大きくなってしまう(厚膜抵抗体膜の端部効果)ことに起因している。

0013

しかも、これらの測定は表面側端子電極で行われるものに対して、実際のプリント配線基板上に低抵抗チップ抵抗器を実装する場合には、裏面側端子電極で行われる。従って、厚膜抵抗体膜と接続した表面側端子電極から、実際にプリント配線基板に接続する裏面側端子電極までに至るまでの間に抵抗成分が発生してしまい、この端子電極の抵抗成分も低抵抗チップ抵抗器の抵抗値の調整に大きな影響を与えてしまう。

0014

本発明は、上述の問題的に鑑みて案出されたものであり、その目的は、低抵抗チップ抵抗器の厚膜抵抗体膜の抵抗値端部効果による影響を緩和して、抵抗値調整が比較的簡単に行え、その抵抗値が安定化する低抵抗チップ抵抗器を提供することにある。

課題を解決するための手段

0015

本発明は、矩形状の絶縁基板上に、概略長方形状の厚膜抵抗体膜を形成し、絶縁基板の一対の端部に前記厚膜抵抗体膜の長辺側端部と接続する端子電極を形成して成る低抵抗チップ抵抗器において、前記厚膜抵抗体膜の短辺方向を結ぶ一対の端子電極の2点間の抵抗値が、端子電極の中心部から両端部にかけて順次小さくなっていることを特徴とする低抵抗チップ抵抗器である。

0016

また、好ましくは、絶縁基板の長辺側の端部に、基板の厚みを貫くように形成された凹部を形成し、端子電極を絶縁基板の長辺側の端面の表面及び凹部内にも端子電極となる導体膜を充填する。

0017

本発明によれば、一対の端子電極間に被着形成された厚膜抵抗体膜の短辺方向の2点間の抵抗値が、中央部で高く、両端部に離れるに従って順次小さくなっている。

0018

従って、低抵抗チップ抵抗器の初期状態(調整前の状態)の厚膜抵抗体膜においては、上述の厚膜抵抗体膜の端部効果が相殺されることになる。従って、端子電極の全体からすれば、端子電極のどの位置で端子電極間の厚膜抵抗体膜の抵抗値を測定しても、実質的に均一になる。従って、表面側端子電極の所定位置に抵抗値測定用のプローブを当接して、レーザー光線を照射しながら走査して、抵抗値調整溝を形成して、抵抗値調整を行った場合、その抵抗変化率直線性が得られる。この結果、簡単且つ確実な所定抵抗値への調整が可能となる。

0019

また、厚膜抵抗体膜中での電流密度が均一化しているものと考えられるが、電流密度の均一化によって、電力消費も均一化するため、従来の低抵抗チップ抵抗器に比較して、耐電力性が向上する。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下、本発明の低抵抗チップ抵抗器を図面に基づいて説明する。

0021

図1は、本発明の低抵抗チップ抵抗器の概略平面図であり、図2は図中1のX−X線断面図である。

0022

図1において、1は絶縁基板、2a、2bは端子電極であり、3は厚膜抵抗体膜であり、4はオーバーガラス層であり、5は抵抗値調整溝である。

0023

絶縁基板1は、アルミナなどのセラミック基板であり、この絶縁基板1の一対の長辺(W方向)の端部には、基板1の厚み方向を貫通するように複数の凹部11が均等間隔に形成されている。また、この絶縁基板1の端面の全面、即ち、凹部11の内部及び凹部11間の絶縁基板1の端面には、各々1対の端子電極2a、2bが形成されている。特に、この凹部11内に形成される端子電極2a、2bの膜厚は、凹部11間の端面の端子電極2a、2bの膜厚よりも厚くなる。

0024

また、この端子電極2a、2bは、絶縁基板1の長辺の略全幅渡り形成されており、基板1の表面、端面及び裏面の3つの面に連続するように形成されている。端子電極2a、2bは、Ag系材料(Ag単体またはAg−PdなどのAg合金)を主成分とする厚膜導体膜からなり、必要に応じてその表面にメッキ層被覆されている。

0025

具体的には、Ag系材料を含む導電性ペースト印刷、焼きつけにより厚膜導体膜が形成され、その後、Niメッキ半田メッキにより表面のメッキ層が形成される。

0026

また、絶縁基板1の長辺端部の表面に形成された端子電極2a、2b間には、厚膜抵抗体膜3が被着形成されている。

0027

厚膜抵抗体膜3は、概略長方形状であり、その一対の長辺の略全幅が端子電極2a、2bに接続している。ここで、厚膜抵抗体膜3の長さ(厚膜抵抗体膜3の短辺の長さ=端子電極2a、2b間の距離)をL、厚膜抵抗体膜の幅(厚膜抵抗体膜3の長辺の長さ)をWとすると、アスペクト比(L/W)が1以下となっている。

0028

厚膜抵抗体膜3は、Ag−Pdなどの導電材料に、所定量の硼珪酸鉛ガラスなどを添加して、抵抗値及び抵抗温度特性(TCR)を調整した抵抗ペーストの印刷、焼きつけにより形成される。

0029

厚膜抵抗体膜3の表面には、硼珪酸鉛ガラスなどからなるオーバーガラス層4が被着形成される。このオーバーガラス層4は、図2に示すように、1次オーバーガラス層41及び2次のオーバガラス層42とから成っている。

0030

1次オーバーガラス層41及び厚膜抵抗体膜3には、端子電極2a、2b間の厚膜抵抗体膜3の抵抗値を調整するための抵抗値調整溝5が形成されている。この抵抗値調整溝5は、概略直線状をなし、好ましくは、抵抗値調整溝5の両端部は厚膜抵抗体膜3が形成された領域内に存在している。

0031

このような抵抗値調整溝5が形成された1次オーバガラス層41上には、2次オーバーガラス層42が被着形成されている。この2次オーバーガラス層42は、例えば、硼珪酸鉛ガラスを主成分とするガラスペーストを印刷、焼きつけにより形成する。

0032

上述のチップ抵抗器は、厚膜抵抗体膜3の一対の長辺の略全幅で端子電極2a、2bと接続し、L/Wが1未満となり、低抵抗のチップ抵抗器となる。

0033

しかも、厚膜抵抗体膜3の材料に、通常の抵抗器で用いられる材料、酸化ルテニウムなどの金属酸化物に比較して、導電率が非常に低いことから、抵抗値100mΩ以下という非常に低抵抗どなる。

0034

次に、本発明の特徴的な構造を詳細に説明する。

0035

本発明の低抵抗チップ抵抗器の抵抗値調整される前の厚膜抵抗体膜3は、厚膜抵抗体膜3の短辺方向を結ぶ一対の端子電極2a、2bの2点間の抵抗値が、端子電極2a、2bの中心部分から端子電極の両端部にかけて順次小さくなっている。

0036

図1では、厚膜抵抗体膜3は膜厚が同一厚みであり、その平面形状が、長方形状となっている。しかし、端子電極2a 、2bと厚膜抵抗体膜3の長辺との接続部分の形状が湾曲している。即ち、一対の端子電極2a、2bの長辺側の中心部分を結ぶ2点間の距離が、端子電極2a、2bの両端部部分を結ぶ2点間の距離が小さくなるようになっている。

0037

また、図では省略しているが、このような端子電極の構造であれば、厚膜抵抗体膜の形状が、完全に長方形状である必要はなく概略楕円形状に近い形状であっても構わない。

0038

これにより、一対の端子電極2a、2bの長辺側の中心部分を結ぶ2点間の厚膜抵抗体膜3の抵抗値が大きく、端子電極2a、2bの両端部部分を結ぶ2点間の厚膜抵抗体膜の抵抗値が小さくなっているものの、厚膜抵抗体膜が固有的に持っている厚膜抵抗体膜の端部効果により、厚膜抵抗体膜3全体をみれば、一対の端子電極2a、2b間の厚膜抵抗体膜3の抵抗値は、どの位置での測定においても、均一化させることができる。

0039

これにより、抵抗値調整において、端子電極2a、2bの所定位置に抵抗値測定用プローブを当接して、抵抗値を測定しながら、抵抗値調整を行っても、接触位置による抵抗値の変動がないため、確実な抵抗値調整を行うことができる。

0040

また、抵抗値調整溝5の長さに比例した抵抗値を導出することができ、抵抗値調整による抵抗値変化率に直線性を持たせることができ、抵抗値調整が非常に簡単となる。

0041

上述の実施例では、端子電極2a、2bの表面形状によって、一対の端子電極2a、2bの長辺側の中心部分を結ぶ2点間の厚膜抵抗体膜3の抵抗値が大きく、端子電極2a、2bの両端部部分を結ぶ2点間の厚膜抵抗体膜の抵抗値が小さくしている。しかし、図3の長辺方向の断面図に示すように厚膜抵抗体膜3の厚みを中央部付近と長辺側の両端部付近とで変化を持たせることにより、一対の端子電極2a、2bの長辺側の中心部分を結ぶ2点間の厚膜抵抗体膜3の抵抗値が大きく、端子電極2a、2bの両端部部分を結ぶ2点間の厚膜抵抗体膜の抵抗値が小さくしている。即ち、厚膜抵抗体膜3の長辺方向の中央部付近では薄く、長辺方向の両端部分に厚くしている。

0042

このような厚膜抵抗体膜3の厚みは、抵抗ペーストの印刷する際に、繰り返し印刷し、且つ両端部分の印刷度合いを高めた選択的印刷によって達成することができる。この場合、一対の端子電極2a、2bの間隔を同一にして、かつ厚膜抵抗体膜3の平面形状を実質的に長方形状とすることもできる。

0043

また、その厚膜抵抗体膜3を形成するにあたり、シート抵抗値が異なる複数種類の抵抗ペーストの材料を選択的に印刷しても構わない。

0044

即ち、Ag−Pd金属成分に対するガラスフリット添加量を制御して、ガラスフリットの添加比率の多い抵抗ペースト(高抵抗ペースト)で、端子電極2a、2bの中央部付近の厚膜抵抗体膜3を形成し、ガラスフリットの添加比率が少ない抵抗ペースト(低抵抗ペースト)で端子電極2a、2bの両端部付近の厚膜抵抗体膜を形成してもよい。

0045

例えば、図4における端子電極20aのと端子電極20bのとの2点間部分の高い抵抗値と端子電極20aのと端子電極20bのとの2点間部分の最も低い抵抗値との差が4mΩであったのに対して、上述の各構造では、その差を1mΩ以下とすることが可能となる。

0046

このように、非常に微小に制御された厚膜抵抗体膜3と端子電極2a 、2bと関係において、実際にプリント配線基板上に実装するにあたり、端子電極2a、2b自身の抵抗成分が非常に重要となってくる。

0047

この点、図1では、端子電極2a、2bが形成される絶縁基板1の端面には、絶縁基板1の厚み方向を貫くように形成した凹部11が複数形成されている。

0048

この端面部分の端子電極2a、2bは、従来技術で説明したように、大型基板を1次分割した後、この端面に厚膜導体ペーストを用いて印刷・塗布し、焼き付けられて形成される。即ち、導電性ペーストを印刷・塗布した時、この凹部11内に導電性ペーストが溜まり、そのまま焼き付けされる。従って、凹部11の内部と凹部11との間の端面部分での端子電極2a、2bの厚みが異なり、凹部11を形成することにより、平面状の端面に端子電極2a、2bに形成することよりも、導体厚みを厚くすることができる。即ち、端子電極2a、2bの低抵抗化が達成できる。

0049

このような凹部11を複数配列し、波状の端面としてもよい。また、絶縁基板1の中央部付近で凹部11の形成を「疎」に、絶縁基板1の両端部付近にかけて凹部11の形成を「密」に形成することにより、上述した厚膜抵抗体膜の端部効果を相殺することができる端子電極2a、2bとなる。

0050

以上のように、本発明では、厚膜抵抗体膜3の抵抗値の分布が厚膜抵抗体膜3の端部効果を相殺する抵抗分布になっている。従って、例えば、1次オーバーコート41を形成した直後に、厚膜抵抗体膜3の長辺に接続した一対の端子電極2a、2bに抵抗値測定用プローブ当て、その抵抗値を測定しながら、所定抵抗値に調整するにあたり、端子電極間の電流の流れ方向を横切るように調整溝5を形成すれば、調整溝5の長さに比例した抵抗値を導出することができる。即ち、抵抗値調整の直線性に優れた低抵抗チップ抵抗器となる。

0051

しかも、端子電極2a、2bが形成される絶縁基板1の端面部分に凹部11が形成されているため、端子電極2a、2bの抵抗成分が非常に減少する。即ち、抵抗値調整した抵抗値を、そのまま、端子電極2a、2bの裏面側端子電極を用いて実装したプリント配線基板でも忠実再現することができる。

0052

尚、上述の製造工程において、抵抗値調整工程を、一次オーバーガラス層を形成した後に行っているが、一次オーバーガラス層41を省略して、抵抗体膜3に直接、抵抗調整溝5を形成しても構わない。

発明の効果

0053

本発明によれば、アスペクト比が1以下の厚膜抵抗体膜の一対の長辺に端子電極を接続した低抵抗チップ抵抗器であって、厚膜抵抗体膜の短辺方向を結ぶ一対の端子電極の2点間の抵抗値が、端子電極の中心部分から端子電極の両端部にかけて順次小さくなっている。これにより、厚膜抵抗体膜の端部効果が相殺され、その結果、端子電極の抵抗値測定位置の違いによる抵抗値の変位が非常に小さくなり、所定抵抗値の調整をリニアリティーをもって行うことができる。

0054

これより、低抵抗チップ抵抗器の抵抗調整が非常に簡単になり、しかも、安定した抵抗値を簡単に達成できることになる。

図面の簡単な説明

0055

図1本発明の低抵抗チップ抵抗器の平面図である。
図2本発明の低抵抗チップ抵抗器の断面構造を断面図である。
図3本発明の低抵抗チップ抵抗器の他の実施例を示す断面図である。
図4従来の低抵抗チップ抵抗器の平面構造及びの抵抗値測定の概念を示す概略図である。

--

0056

1・・・・・絶縁基板
2a、2b・・・・端子電極
3・・・・・・・・厚膜抵抗体膜
41・・・・・一次オーバーガラス層
42・・・・・二次オーバーガラス層

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