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技術 抵抗値調整方法、調整装置、及びこれらを用いて製造される抵抗器

出願人 株式会社東芝
発明者 矢作進神長善久宮本紀幸
出願日 2004年3月2日 (17年4ヶ月経過) 出願番号 2004-057975
公開日 2005年9月15日 (15年10ヶ月経過) 公開番号 2005-251868
状態 未査定
技術分野 抵抗器の製造装置と方法
主要キーワード 抵抗値測定器 湿度制御装置 走査性能 Ru酸化物 真空吸引装置 電子管 抵抗値調整 各抵抗値
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年9月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

高い精度で抵抗値の調整を行える抵抗値調整方法を提供すること。

解決手段

複数の調整部6を備えた抵抗体3の抵抗値を調整する抵抗値調整方法において、上記調整部6を切断し、上記抵抗体3の抵抗値を上昇させる上昇工程と、上記調整部6を加熱し、上記抵抗体3の抵抗値を低下させる低下工程とを具備し、上記上昇工程と低下工程を組み合わせることで、上記抵抗体の抵抗値を所望値に調整する。

概要

背景

カラーテレビ等に使用される電子銃には、電子ビーム走査性能を向上させるために、光学系で言うレンズに相当する複数個グリッドが組み込まれている。これらグリッドには電圧印加されるが、この電圧は電子ビームの集光性に影響するため、正確に制御する必要がある。そこで、従来は抵抗器により電圧を微調整してから各グリッドに印加していた。

図5は従来の抵抗器の平面図である。

図5に示すように、この抵抗器はセラミック製の基板200を有している。この基板200は矩形形状に形成されており、その表面には抵抗体201が形成されている。この抵抗体201は、中途部に複数のU字部202を有しており、U字部202の両側にはそれぞれ電子銃の制御用グリッド(図示しない)に接続される端子203が形成されている。

なお、この抵抗体201はガラス質絶縁材にRu酸化物を10〜30%の割合で混合した材料を基板2の表面に塗布し、焼成炉焼成することで形成される。

U字部202の相対向する2辺間には複数の調整部204が渡設されている。この調整部204はU字部202の内側を所定間隔で分割しており、U字部202と共に抵抗値調整部205を構成している。

抵抗体201の両端に電圧を印加すると、各端子203には抵抗体201の分割比に応じた電圧が印加される。この電圧は上記制御用グリッドに印加されるため、電子ビームの走査性能を向上させるためには、分割比の精度、すなわち分割比公差を小さくする必要がある。

そこで従来は、上記抵抗器を製造した後、分割比公差の応じて調整部204を選定し、その調整部204をグラインダーサンドブラスト等で切断することで、分割比公差の調整を行っていた。

しかしながら、グラインダーやサンドブラスト等で調整部204を切断する場合、切断時に大量のダストが発生するため、抵抗体201の抵抗値リアルタイムで測定することができなかった。

そのため、調整部204の切断後、隣り合う2端子203間の抵抗値を測定してみて、分割比公差が大きかった場合、再び調整部204を選定して、この調整部204をグラインダー或いはサンドブラストで切断していた。したがって、分割比公差の調整に時間がかかり、作業効率が極めて悪かった。

そこで最近では、調整部204を切断する手段として炭酸ガスレーザを用いる方法が開示された。炭酸ガスレーザを用いる方法は、グラインダーやサンドブラストを用いる方法に比べて極めてクリーンである。そのため、調整部204の切断中に2端子203間の抵抗値をリアルタイムで測定でき、作業効率を飛躍的に向上させることができた。

しかしながら、炭酸ガスレーザを用いて調整部204を切断する場合、レーザ照射により抵抗体201が加熱され、抵抗体201の抵抗値が変化したり、抵抗体201にクラックが発生したりするという問題があった。

そこで、炭酸ガスレーザの代わりにYAGレーザ等のパルスレーザを用い、レーザ照射による熱影響を低減させる方法が開発された(例えば、特許文献1参照。)。
特開2002−246210号公報

概要

高い精度で抵抗値の調整を行える抵抗値調整方法を提供すること。複数の調整部6を備えた抵抗体3の抵抗値を調整する抵抗値調整方法において、上記調整部6を切断し、上記抵抗体3の抵抗値を上昇させる上昇工程と、上記調整部6を加熱し、上記抵抗体3の抵抗値を低下させる低下工程とを具備し、上記上昇工程と低下工程を組み合わせることで、上記抵抗体の抵抗値を所望値に調整する。

目的

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高い精度で抵抗値の調整を行える抵抗値調整方法、調整装置、及びこれらを用いて製造される抵抗器を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

複数の配線部を備えた抵抗体抵抗値を調整する抵抗値調整方法において、上記配線部を切断し、上記抵抗体の抵抗値を上昇させる上昇工程と、上記配線部を加熱し、上記抵抗体の抵抗値を低下させる低下工程と、を具備し、上記上昇工程と低下工程を組み合わせることで、上記抵抗体の抵抗値を所望値に調整することを特徴とする抵抗値調整方法。

請求項2

上記上昇工程では、上記配線部にパルスレーザ照射して、上記配線部を切断することを特徴とする請求項1記載の抵抗値調整方法。

請求項3

上記低下工程では、上記配線部に連続発振レーザを照射して、上記配線部を加熱することを特徴とする請求項1記載の抵抗値調整方法。

請求項4

複数の配線部を備えた抵抗体の抵抗値を調整する抵抗値調整装置において、上記抵抗体の抵抗値を測定する測定手段と、上記測定手段により測定された抵抗値に基づいて、複数の配線部の中から1つの配線部を選定する選定手段と、上記測定手段により測定された抵抗値に基づいて、パルスレーザと連続発振レーザのどちらか一方を選んで発振するレーザ発振器と、上記レーザ発振器により発振されたパルスレーザまたは連続発振レーザを集光し、上記選定手段により選定された配線部に照射させる照射手段と、を具備することを特徴とする抵抗値調整装置。

請求項5

複数の配線部を備えた抵抗体を有する抵抗器において、上記抵抗体の抵抗値は、上記配線部にパルスレーザを照射し、上記配線部を切断することで、上記抵抗体の抵抗値を上昇させる上昇工程と、上記配線部に連続発振レーザを照射し、上記配線部を加熱することで、上記抵抗体の抵抗値を低下させる低下工程と、により調整されていることを特徴とする抵抗器。

技術分野

0001

本発明は、電子銃等に用いられる抵抗器抵抗値調整方法調整装置、及びこれらを用いて製造される抵抗器に関する。

背景技術

0002

カラーテレビ等に使用される電子銃には、電子ビーム走査性能を向上させるために、光学系で言うレンズに相当する複数個グリッドが組み込まれている。これらグリッドには電圧印加されるが、この電圧は電子ビームの集光性に影響するため、正確に制御する必要がある。そこで、従来は抵抗器により電圧を微調整してから各グリッドに印加していた。

0003

図5は従来の抵抗器の平面図である。

0004

図5に示すように、この抵抗器はセラミック製の基板200を有している。この基板200は矩形形状に形成されており、その表面には抵抗体201が形成されている。この抵抗体201は、中途部に複数のU字部202を有しており、U字部202の両側にはそれぞれ電子銃の制御用グリッド(図示しない)に接続される端子203が形成されている。

0005

なお、この抵抗体201はガラス質絶縁材にRu酸化物を10〜30%の割合で混合した材料を基板2の表面に塗布し、焼成炉焼成することで形成される。

0006

U字部202の相対向する2辺間には複数の調整部204が渡設されている。この調整部204はU字部202の内側を所定間隔で分割しており、U字部202と共に抵抗値調整部205を構成している。

0007

抵抗体201の両端に電圧を印加すると、各端子203には抵抗体201の分割比に応じた電圧が印加される。この電圧は上記制御用グリッドに印加されるため、電子ビームの走査性能を向上させるためには、分割比の精度、すなわち分割比公差を小さくする必要がある。

0008

そこで従来は、上記抵抗器を製造した後、分割比公差の応じて調整部204を選定し、その調整部204をグラインダーサンドブラスト等で切断することで、分割比公差の調整を行っていた。

0009

しかしながら、グラインダーやサンドブラスト等で調整部204を切断する場合、切断時に大量のダストが発生するため、抵抗体201の抵抗値リアルタイムで測定することができなかった。

0010

そのため、調整部204の切断後、隣り合う2端子203間の抵抗値を測定してみて、分割比公差が大きかった場合、再び調整部204を選定して、この調整部204をグラインダー或いはサンドブラストで切断していた。したがって、分割比公差の調整に時間がかかり、作業効率が極めて悪かった。

0011

そこで最近では、調整部204を切断する手段として炭酸ガスレーザを用いる方法が開示された。炭酸ガスレーザを用いる方法は、グラインダーやサンドブラストを用いる方法に比べて極めてクリーンである。そのため、調整部204の切断中に2端子203間の抵抗値をリアルタイムで測定でき、作業効率を飛躍的に向上させることができた。

0012

しかしながら、炭酸ガスレーザを用いて調整部204を切断する場合、レーザ照射により抵抗体201が加熱され、抵抗体201の抵抗値が変化したり、抵抗体201にクラックが発生したりするという問題があった。

0013

そこで、炭酸ガスレーザの代わりにYAGレーザ等のパルスレーザを用い、レーザ照射による熱影響を低減させる方法が開発された(例えば、特許文献1参照。)。
特開2002−246210号公報

発明が解決しようとする課題

0014

従来の方法では、いずれの場合においても、分割比公差を調整するために調整部を切断している。そのため、抵抗値調整部の抵抗値を低下させることはできても、抵抗値調整部の抵抗値を上昇させることはできなかった。したがって、分割比公差を極めて小さくしたい場合に、その調整作業が非常に困難になるという問題があった。

0015

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高い精度で抵抗値の調整を行える抵抗値調整方法、調整装置、及びこれらを用いて製造される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

0016

上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の抵抗値調整方法、調整装置、及び抵抗器は次のように構成されている。

0017

(1)複数の配線部を備えた抵抗体の抵抗値を調整する抵抗値調整方法において、上記配線部を切断し、上記抵抗体の抵抗値を上昇させる上昇工程と、上記配線部を加熱し、上記抵抗体の抵抗値を低下させる低下工程とを具備し、上記上昇工程と低下工程を組み合わせることで、上記抵抗体の抵抗値を所望値に調整することを特徴とする。

0018

(2)(1)に記載された抵抗値調整方法であって、上記上昇工程では、上記配線部にパルスレーザを照射して、上記配線部を切断することを特徴とする。

0019

(3)(1)に記載された抵抗値調整方法であって、上記低下工程では、上記配線部に連続発振レーザを照射して、上記配線部を加熱することを特徴とする。

0020

(4)複数の配線部を備えた抵抗体の抵抗値を調整する抵抗値調整装置において、上記抵抗体の抵抗値を測定する測定手段と、上記測定手段により測定された抵抗値に基づいて、複数の配線部の中から1つの配線部を選定する選定手段と、上記測定手段により測定された抵抗値に基づいて、パルスレーザと連続発振レーザのどちらか一方を選んで発振するレーザ発振器と、上記レーザ発振器により発振されたパルスレーザまたは連続発振レーザを集光し、上記選定手段により選定された配線部に照射させる照射手段とを具備することを特徴とする。

0021

(5)複数の配線部を備えた抵抗体を有する抵抗器において、上記抵抗体の抵抗値は、上記配線部にパルスレーザを照射し、上記配線部を切断することで、上記抵抗体の抵抗値を上昇させる上昇工程と、上記配線部に連続発振レーザを照射し、上記配線部を加熱することで、上記抵抗体の抵抗値を低下させる低下工程とにより調整されていることを特徴とする。

発明の効果

0022

本発明によれば、高い精度で抵抗値の調整を行うことができる。

発明を実施するための最良の形態

0023

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。

0024

図1は本発明の一実施の形態に係る抵抗器の平面図、図2は同実施の形態に係る加工前の抵抗体を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図、図3は同実施の形態に係る加工後の抵抗体を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う断面図である。

0025

図1に示すように、この抵抗器1はセラミック製の基板2を有している。この基板2は矩形形状に形成されており、その表面には抵抗体3が形成されている。この抵抗体3は、中途部に複数のU字部4を有しており、U字部4の両側にはそれぞれ電子銃の制御用グリッド(図示しない)に接続される端子5が形成されている。

0026

なお、この抵抗3はガラス質の絶縁材にRu酸化物を10〜30%の割合で混合した材料を基板2の表面に塗布し、焼成炉内で焼成することで形成される。

0027

図2に示すように、U字部4の相対向する2辺間には複数の調整部6が渡設されている。この調整部6はU字部4の内側を所定間隔で分割しており、U字部4と共に抵抗値調整部7を構成している。

0028

図4は同実施の形態に係る抵抗値調整装置の構成図である。

0029

図4に示すように、この抵抗値調整装置はボックス100を有している。このボックス100には湿度制御装置101が設けられており、ボックス100内の湿度を50%以下に維持できるようになっている。

0030

ボックス100内にはレーザ発振器102が設けられている。このレーザ発振器102は、AOQスイッチ(図示しない)を備えており、このAOQスイッチをON、OFFすることで、その出射部からPレーザCWレーザを出射できるようになっている。

0031

なお、Pレーザは、パルス幅を200[ns]以下、エネルギー密度を2[J/cm2]以上とし、CWレーザは、パワー密度を3000[W/cm2]以下としている。

0032

レーザ発振器102の出射部側には光ファイバー103が配置されている。この光ファイバー103はPレーザやCWレーザを導光するものであり、その一端には各レーザを光ファイバー103内に入射させる入射光学系103aを備えており、他端には各レーザを光ファイバー103外に出射させる出射光学系103bを備えている。

0033

出射光学系103bには加工光学系104が設けられている。この加工光学系104はスリット(図示しない)や結像レンズ(図示しない)を有しており、出射光学系103bから出射された各レーザを集光させて下方に照射できるようになっている(点線で示す)。

0034

加工光学系104の下方にはテーブル105が設けられている。このテーブル105は、Xテーブル105aとYテーブル105bとから構成されており、その上面には上記構成の抵抗器1が着脱可能に保持されている。

0035

Xテーブル105aとYテーブル105bにはテーブルドライバ106が接続されている。このテーブルドライバ106にはコントローラ120が接続されており、このコントローラ120を作動することで、保持した抵抗器1を所望の位置に設定できるようになっている。

0036

加工光学系104の側方には真空吸引装置107が配置されている。この真空吸引装置107は、吸込口107aをテーブル105の上面側に向けており、抵抗器1の周辺に発生したダスト等を吸引除去できるようになっている。

0037

加工光学系104とテーブル105の間には、少なくとも一対のプローブ108a、108bが配置されている。これらプローブ108a、108bは、プローブ移動装置(図示しない)により支持されており、このプローブ移動装置を駆動することで、プローブ108a、108bの先端部をそれぞれテーブル105に保持された抵抗器1の所定位置に接触させることができるようになっている。

0038

プローブ108a、108bには抵抗値測定器109が接続されている。この抵抗値測定器109はプローブ108a、108b間の抵抗値を測定するものであって、測定された抵抗値は随時コントローラ120に入力されるようになっている。

0039

加工光学系104の上部にはCCDカメラ110が設けられている。このCCDカメラ110は、テーブル105上の抵抗器1を撮像するものであり、撮像した抵抗器1の画像はモニタ111に映し出されるようになっている。

0040

CCDカメラに110にはCCDドライバ112が接続されている。このCCDドライバ112はコントローラ120に接続されており、このコントローラ120から与えられる信号に基づいて、CCDカメラ110の焦点位置を調整できるようになっている。

0041

コントローラ120は、抵抗器1の画像信号に基づいてCCDカメラ110の焦点位置をテーブル105上の抵抗器1に合わせる機能と、抵抗器1の画像信号に基づいてプローブ移動装置を駆動し、プローブ108a、108bの先端を抵抗器1上の隣り合う2端子5に接触させる機能と、プローブ108a、108bにより測定された各抵抗値に基づいて加工する調整部6を選定する機能と、Xテーブル105aとYテーブル105bを駆動して選定された調整部6を加工光学系104の直下に位置合わせする機能と、プローブ108a、108b間の抵抗値に基づいてAOQスイッチをON、OFFする機能とを備えている。

0042

次に、上記構成の抵抗値調整装置を使用する際の作用について説明する。

0043

テーブル105の上面に抵抗器1を載置したら、この抵抗器1をCCDカメラ110で撮像し、抵抗器1上の各端子5の位置を認識する。そして、これら端子5の位置に基づいてプローブ移動装置を駆動し、プローブ108a、108bの先端を抵抗器1上の隣り合う2端子5に順に接触させてゆき、全ての2端子5間の抵抗値を測定する。

0044

全ての2端子5間の抵抗値が測定されたら、それらの抵抗値に基づいて加工すべき調整部6を選定し、Xテーブル105a、105bで抵抗器1を移動させて、選定された調整部6を加工光学系104の直下に位置合わせする。なお、「加工」とは、後述するように、切断或いは加熱のことである。

0045

選定された調整部6が加工光学系104の直下に位置合わせされたら、レーザ発振器102のAOQスイッチをON、OFFすることで、選定された調整部6にPレーザ或いはCWレーザを照射する。このとき、真空吸引装置107を駆動させておけば、加工(特に切断)によりダスト等が発生しても、抵抗器1の周辺をクリーンに保つことができる。

0046

調整部6のPレーザを照射すると、Pレーザのパルス幅を200[ns]以下、エネルギー密度を2[J/cm2]以上としているため、調整部6が切断され、抵抗値調整部7の抵抗値を上昇させることができる。

0047

一方、調整部6にCWレーザを照射すると、CWレーザのパワー密度を3000[W/cm2]以下としているため、調整部6が加熱され、抵抗値調整部7の抵抗値を上昇させることができる。

0048

これを利用して、本実施の形態では抵抗値調整部7の抵抗値を調整している。

0049

例えば、抵抗値調整部7の抵抗値が所望値、例えば設計値よりも低い場合、加工光学系104からPレーザを出射させ、図3に示すように、選定された調整部6を切断する。これにより、抵抗値調整部7の抵抗値を上昇させ、所望値に近づける。

0050

逆に、抵抗値調整部7の抵抗値が所望値より高い場合、加工光学系104からCWレーザを出射させ、選定された調整部6を加熱させる。これにより、抵抗値調整部7の抵抗値を下降させ、所望値に近づける。

0051

なお、加工中はリアルタイムで各端子5間の抵抗値を測定しているので、抵抗値調整部7の抵抗値が所望値に近づいたかどうか、或いはどの程度近づいたかを常に知ることができる。

0052

選定された調整部6の切断、或いは加熱が終了したら、各端子5間の抵抗値に基づいて再び加工の必要があるかどうかを判断し、加工の必要が無いと判断された場合、そこで抵抗値の調整を終了する。一方、加工の必要が有ると判断された場合、再び加工する調整部6を選定し、選定した調整部6の切断、或いは加熱を行う。

0053

このようにすることで、各端子5間の抵抗値が所望値に近づき、分割比公差を小さくすることができる。例えば、本実施の形態では、分割比公差を±0.5%以内に収めることができた。

0054

なお、本実施の形態では、全ての工程をコントローラ120により自動で行っているが、手動にしてもよい。

0055

上記構成の抵抗値調整方法、調整装置、及びこれらを用いて製造された抵抗器によれば、抵抗値調整部7の抵抗値を調整する際、調整部6にCWレーザを照射することで、抵抗値調整部7の抵抗値を下降させている。

0056

そのため、抵抗値調整部7の抵抗値が所望値より高くなっても、CWレーザを照射することにより、所望値に近づけることができるから、従来のようにPレーザだけを用いる方法に比べて、抵抗値調整部7の抵抗値を高い精度で、しかも効率良く所望値に近づけることができる。その結果、従来よりも分割比公差の小さな抵抗器1を製造できるから、この抵抗器1を搭載することにより、信頼性および制御性の高い電子管を提供することができる。

0057

また、調整部6の切断と加熱を1つの装置で行うことができるから、装置の構成を小型化できるとともに、抵抗値の調整に要するコストを低減することができる。

0058

さらに、抵抗値の測定、位置合わせ、加工などの一連の工程を自動で行えるから、スループットを向上させることができる。

0059

また、CWレーザのパワー密度を3000[W/cm2]以下として、調整部6を緩やかに加熱するから、抵抗体3にクラックが発生することがない。

0060

さらに、抵抗器1の周囲に発生したダストを真空吸引装置107で吸引しているから、抵抗体3にダストが付着することがなく、抵抗値調整部7の抵抗値を正確に調整できる。

0061

本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

図面の簡単な説明

0062

本発明の一実施の形態に係る抵抗器の平面図。
同実施の形態に係る加工前の抵抗体を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図。
同実施の形態に係る加工後の抵抗体を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う断面図。
同実施の形態に係る抵抗値調整装置の構成図。
従来の抵抗器の平面図。

符号の説明

0063

1…抵抗器、3…抵抗体、6…調整部(配線部)、102…レーザ発振器、104…加工光学系(照射手段)、108a、108b…プローブ(測定手段)、120…コントローラ(選定手段)。

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