CN101681702B - 片式电阻器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种片式电阻器，具备：分别配置在陶瓷基板(11)的上下表面的一对厚膜上表面电极(22、23)、和一对厚膜下表面电极(14、15)；跨越一对厚膜上表面电极间而配置的厚膜电阻体(16)；覆盖厚膜电阻体的保护膜(17)；配置在陶瓷基板的端面的连接厚膜上表面电极与厚膜下表面电极的端面电极(18、19)；以及覆盖未被保护膜覆盖的厚膜上表面电极的部分、端面电极、及厚膜下表面电极的镀层(20、21)，包含在厚膜上表面电极(22、23)中的金属材料以Ag为主成分，进而包含Pd和Au。

Description

片式电阻器

技术领域

本发明涉及厚膜四方形片式(chip)电阻器，特别涉及提高了针对硫化气体的耐受性的电极的结构。

背景技术

在厚膜四方形片式电阻器中，如图3所示，具备：分别配置在陶瓷基板11的上下表面的一对厚膜上表面电极12、13和一对厚膜下表面电极14、15；跨一对厚膜上表面电极12、13间而配置的厚膜电阻体16；覆盖电阻体16的保护膜17；配置在陶瓷基板11的端面并将厚膜上表面电极12、13与厚膜下表面电极14、15连接起来的端面电极18、19；以及覆盖未被保护膜17覆盖的厚膜上表面电极12、13的部分、端面电极18、19、及厚膜下表面电极14、15的镀层20、21。

作为厚膜上表面电极12、13或厚膜下表面电极14、15的材料，一般使用Ag类材料或Ag-Pd类材料。但是，当在包含硫化气体的气氛中使用这样的厚膜片式电阻器的情况下，尤其存在上表面电极12、13的Ag类材料形成硫化银而造成导通不良、断线的情况这样的课题。针对这样的课题，例如以下的公报等提出了对应的方案。

在日本特开平7-169601号公报中，提出了以与第一上表面电极层2的一部分重叠的方式，设置利用厚膜Ag膏而形成的第二上表面电极层5的结构(参照摘要)。该文献记载了如下内容：因为第二上表面电极层5以与保护层6的上表面的一部分重叠的方式形成，所以第一上表面电极层2不会被硫化气体侵蚀，不易引起断线。

在日本特开平7-176402号公报中，提出了如下结构，即设置有：氧化铝基板1上的由银类厚膜构成的第一上表面电极层3；完全覆盖第一上表面电极层3的由贵金属类薄膜构成的第二上表面电极层4；以及与第二上表面电极层4的一部分重叠的钌类的电阻层2。此处，记载了如下内容：贵金属类薄膜使用金-树脂酸盐(resinate)(0010栏)，由此防止第一上表面电极层3的硫化。

在日本特开2002-064003号公报中，提出了如下结构：在保护层40与镀敷层26相接的部分的下层、且上表面电极层22的上表面，形成上表面电极保护层23，该上表面电极保护层23由耐硫化特性优良的材质、例如含有大于等于5.0％的钯的银类厚膜形成。根据该文献的记载，由此，即使在上表面电极层22中使用了没有耐硫化特性的材质，上表面电极层22也不会被硫化，所以可以消除断线等引起片式电阻器的故障的危险性(0007栏)。

但是，在上述公报记载的方法中，都形成用于保护Ag类的电极免于硫化的电极保护层(在日本特开平7-169601号公报中是第二上表面电极层5，在日本特开平7-176402号公报中是第二上表面电极层4，在日本特开2002-064003号公报中是上表面电极保护层23)。因此，存在由于上表面电极的层数增加，而使制造工序增加、制造成本提高这样的课题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种片式电阻器，这种片式电阻器不会增加制造工序，且对硫化气体的耐受性高。

本发明提供一种片式电阻器，具备：分别配置在陶瓷基板的上下表面的一对厚膜上表面电极、和一对厚膜下表面电极；跨越上述一对厚膜上表面电极间而配置的厚膜电阻体；覆盖上述厚膜电阻体的保护膜；配置在上述陶瓷基板的端面的连接上述厚膜上表面电极与上述厚膜下表面电极的端面电极；以及覆盖未被上述保护膜覆盖的上述厚膜上表面电极的部分、上述端面电极、及上述厚膜下表面电极的镀层，其特征在于，包含在上述厚膜上表面电极中的金属材料以Ag为主成分，进而包含Pd和Au。

根据本发明的片式电阻器，包含在厚膜上表面电极中的金属材料以Ag为主成分，并包含Pd和Au，从而可以提高针对硫化气体的耐受性，可以极其良好地抑制以Ag类材料为主体的厚膜上表面电极的硫化的行进。即，根据本发明的厚膜上表面电极的结构，在硫化试验中，即使暴露在硫化气氛中，在厚膜上表面电极中也不会产生变色，不会感觉到外观上的变化。因此，仅通过变更电极膏材料的组成，不增加工序，就能提供一种针对硫化气体具有高耐受性的片式电阻器。

另外，在焙烧厚膜电阻体时，如果是通常的Ag类或Ag-Pd类电极，则Ag成分向厚膜电阻体的部分扩散，而成为电阻值变化的原因，但如果是包含Au和Pd的Ag类电极，则Ag向厚膜电阻体的扩散被抑制，可以抑制电阻值变化。因此，仅通过变更电极膏材料的组成，就可以提供一种具有高稳定性的电阻值的片式电阻器。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的片式电阻器的剖面图。

图2A至图2G是示出上述片式电阻器的制造工序的剖面图。

图3是以往的片式电阻器的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。图1示出本发明的片式电阻器，图2示出其制造工序。另外，在各图中，对同一或相当的部件或要素，附加同一标号而进行说明。

在本发明的片式电阻器中，除了厚膜上表面电极22、23的金属材料以Ag为主成分进而包含Pd和Au以外，与以往技术的片式电阻器没有区别。即，如图1所示，具备：配置在氧化铝陶瓷基板11的上下表面的一对厚膜上表面电极22、23和一对厚膜下表面电极14、15；以及跨越一对上表面电极22、23间而配置的氧化钌类厚膜电阻体16。此处，包含在厚膜上表面电极22、23中的金属材料优选以Ag为主成分，且包含15～25wt％的Pd、1～20wt％的Au。这样，仅在与电阻体16直接连接的上表面电极22、23中，使用金属材料以Ag为主成分进而包含Pd和Au的电极材料，在厚膜下表面电极14、15中，使用如以往那样不包含Au的Ag类或Ag-Pd类的电极材料。

进而，在该片式电阻器中，具备：覆盖厚膜电阻器16的保护膜17；以及配置在氧化铝陶瓷基板11的端面的连接厚膜上表面电极22、23与厚膜下表面电极14、15的端面电极18、19。另外，具备覆盖未被保护膜17覆盖的厚膜上表面电极22、23的部分、端面电极18、19、以及厚膜下表面电极14、15的镀层20、21。保护膜17由玻璃类绝缘材料的第一保护涂层17a、和环氧树脂类绝缘材料的第二保护涂层17b这两层构成。端面电极18、19由通过溅射形成的Ni的薄膜构成。镀层20、21由Ni等的基底镀层和Sn等的镀层构成。

因此，如图所示，保护膜17和镀层20的边界部分A位于厚膜上表面电极22上，保护膜17和镀层21的边界部分B位于上表面电极23上。由此，虽然硫化气体从保护膜17与镀层20、21的边界部分A、B浸入，但通过在该浸入部分中使用本发明的厚膜上表面电极，可以有效地抑制硫化的发展。

接下来，对包含在厚膜上表面电极22、23中的金属材料优选以Ag为主成分，且包含15～25wt％的Pd、1～20wt％的Au，以提高针对硫化气体的耐受性这一点的根据进行说明。基于下述的实验结果进行说明。

首先，作为上表面电极材料，准备由17～20wt％的有机成分、2～3wt％的玻璃成分、剩余部分为下表所示的金属成分构成的电极材料膏。在试样1～11的陶瓷基板上印刷焙烧该电极材料膏，在包含硫磺的液体中加热至大约100℃，并浸渍3000个小时而观察其变化。另外，由于有机成分在焙烧时基本上消失，所以电极材料中的金属成分的混合比例如下表所示，外观的观察结果也如下表所示。

【表1】

电极材料中金属成分的混合比例和硫化试验结果

	Ag(wt％)	Pd(wt％)	Au(wt％)	外观
					试样1	100	0	0	变色
试样2	95	5	0	变色
					试样3	90	10	0	变色
试样4	85	15	0	变色
					试样5	80	20	0	变色
试样6	75	20	5	良好
					试样7	70	20	10	良好
试样8	65	20	15	良好
					试样9	60	20	20	良好
试样10	55	20	25	良好
					试样11	50	20	30	良好

试样1中Ag为100wt％，试样2中Ag为95wt％而Pd为5wt％，试样3中Ag为90wt％而Pd为10wt％，试样4中Ag为85wt％而Pd为15wt％，试样5中Ag为80wt％而Pd为20wt％。在试样1的Ag为100wt％的情况下，在硫化试验中的变色相当地黑，随着Pd比例的上升，变色的程度变轻，但即使在Ag中混合了20wt％的Pd，也会产生变色。

相对于此，在试样6～11中，将Pd的wt％固定成20％，试样6中Au为5wt％而Ag为75wt％，试样7中Au为10wt％而Ag为70wt％，试样8中Au为15wt％而Ag为65wt％，试样9中Au为20wt％而Ag为60wt％，试样10中Au为25wt％而Ag为55wt％，试样11中Au为30wt％而Ag为50wt％。在包含了5wt％的Au的试样6中，与相同的Pd为20wt％的试样5相比，变色显著降低。即，可知通过混合Au，可以抑制变色。虽然没有示出使Au少于5wt％的试样，但因为只要混合Au，就具有抑制变色的效果，所以包含大于等于1wt％的Au即可。

另外，即使混合了大于等于20wt％的Au，在变色上也看不到明显的改善，所以主要从材料成本的观点出发，优选将Au设为20wt％以下。另外，根据上述硫化试验的结果，Pd的混合量优选为15～25wt％，根据上述观点，电极膏的金属材料以Ag为主成分，且包含15～25wt％的Pd、1～20wt％的Au时，在提高针对硫化气体的耐受性上是优选的。进而，根据材料成本的观点等，作为得到充分的变色抑制效果的范围，更优选的Au的混合范围是3～10wt％。

接下来，参照图2A至图2G，对本发明的片式电阻器的制造工序进行说明。

首先，如图2A所示，准备氧化铝陶瓷基板11。图示的例子虽然示出了一个片式电阻器，但实际上使用多片的陶瓷基板。接下来，如图2B所示，形成厚膜上表面电极22、23以及厚膜下表面电极14、15。准备由有机成分、玻璃成分、以及金属成分构成的电极材料膏，其中金属成分以Ag为主成分，包含15～25wt％的Pd、1～20wt％的Au，剩余部分是Ag，通过丝网印刷形成电极图案并焙烧，从而形成厚膜上表面电极22、23。相对于此，下表面电极14、15是实际安装一侧的电极，即使存在硫化气体也不会受到其影响，所以准备如以往那样不包含Au的Ag类的电极材料膏，通过丝网印刷形成电极图案并焙烧，从而形成下表面电极14、15。

接下来，如图2C所示，对氧化钌类膏进行丝网印刷并焙烧，从而形成跨厚膜上表面电极22、23的厚膜电阻体16。在焙烧时，如果是如以往的Ag类或Ag-Pd类电极，则Ag成分向厚膜电阻体16的部分扩散，从而成为电阻值变化的原因，但如果是包含Au和Pd的Ag类电极，则Ag向电阻体的扩散被抑制，从而可以抑制电阻值变化。

接下来，如图2D所示，形成覆盖电阻体16的由玻璃材料构成的第一保护涂层17a，并根据需要通过电阻体16的激光修整来调整电阻值。进而，如图2E所示，形成由环氧树脂等树脂材料构成的第二保护涂层17b。由此，形成由第一保护涂层17a和第二保护涂层17b构成的保护膜17。

接下来，将多片基板分割成与各片式电阻器对应的单个片，如图2F所示，以与上表面电极22、23和下表面电极14、15连接的形式形成端面电极18、19。端面电极18、19是通过溅射形成的Ni类薄膜。进而，如图2G所示，设置覆盖未被保护膜17覆盖的上表面电极22、23的部分、端面电极18、19、以及下表面电极14、15的镀层20、21。由此，本发明的片式电阻器完成。

在本发明的片式电阻器的制造工序中，相对于以往使用Ag类或Ag-Pd类的电极材料膏，仅在使用由包含15～25wt％的Pd、1～20wt％的Au、剩余部分是Ag的金属成分构成的电极材料膏这一点上不同，而在其他方面没有变化。因此，仅通过变更电极膏的组成，不增加工序数，就可以制造不在上表面电极产生变色的对硫化气体耐受性高的片式电阻器。

另外，硫化试验的数据对应于试样1～11，但需要指出的是除此以外，本发明者等还进行了多次试验，并根据这些经验而导出了本发明。

以上说明了本发明的一个实施方式，但本发明不限于上述实施方式，当然可以在该技术思想的范围内利用各种不同的方式来实施。

产业上的可利用性

本发明在上表面电极中采用抗硫化性极高的材料，所以即使在包含硫化气体的气氛中使用，也不会在上表面电极中产生硫化断线，从而可以利用于汽车电子、电源、以及工作机械等用途等的有可能在包含硫化气体的气氛中使用的厚膜片式电阻器。

Claims (2)

1.一种片式电阻器，其特征在于，具备：

分别配置在陶瓷基板的上下表面的一对厚膜上表面电极和一对厚膜下表面电极；

跨越上述一对厚膜上表面电极间而配置的厚膜电阻体；

覆盖上述厚膜电阻体的保护膜；

配置在上述陶瓷基板的端面的连接上述厚膜上表面电极与上述厚膜下表面电极的端面电极；以及

覆盖未被上述保护膜覆盖的上述厚膜上表面电极的部分、上述端面电极及上述厚膜下表面电极的镀层，

其中，

上述保护膜与上述镀层的边界部分位于上述厚膜上表面电极之上，

在上述厚膜上表面电极所包含的金属材料中，Pd为15～25wt％，Au为1～20wt％，剩余部分是Ag；

仅在与上述厚膜电阻体直接连接的上述厚膜上表面电极中使用金属材料以Ag为主成分、进而包含Pd和Au的电极材料。

2.一种电阻器的制造方法，其特征在于，

在陶瓷基板上，使用由Pd为15～25wt％、Au为1～20wt％、剩余部分是Ag的金属成分构成的电极材料膏来形成厚膜上表面电极；

使用不包含Au的Ag类的电极材料膏来形成厚膜下表面电极；

使用氧化钌类膏，形成跨越上述厚膜上表面电极的厚膜电阻体；

形成覆盖上述厚膜电阻体的保护膜；

以与上述厚膜上表面电极和上述厚膜下表面电极连接的方式形成端面电极，上述端面电极是通过溅射形成的Ni类薄膜；

形成覆盖未被上述保护膜覆盖的上述厚膜上表面电极的部分、上述端面电极以及上述厚膜下表面电极的镀层。

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