CN108231308B - 铝端电极芯片电阻器的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种铝端电极芯片电阻器的制造方法，当应用于较高电阻值芯片电阻，组件结构不变但铝端电极必须是高固含量(高铝金属与高玻璃含量)；当多孔性铝端电极应用于较低电阻值芯片电阻，可藉由保护层与电阻层尺寸不同改变电流导通路径为侧面端电极导通电阻层。藉此，本发明以多孔性铝端电极取代原先银端电极，以大幅降低芯片电阻器端电极材料成本，或是维持原先芯片电阻结构，即保护层与电阻层尺寸相同或保护层较大的结构，藉由芯片电阻器在电镀端电极制程时，让电镀镍渗透进入并填满原先多孔性铝电极的孔洞，形成铝镍共存低电阻端电极，此类高固含量铝端电极或低固含量铝镍端电极皆可完全克服原先芯片电阻硫化问题，提升芯片电阻器抗硫化能力。

Description

铝端电极芯片电阻器的制造方法

技术领域

本发明有关于一种铝端电极芯片电阻器的制造方法，尤指一种既可提升芯片电阻器抗硫化能力，亦可大幅降低芯片电阻器端电极材料成本的方法。

背景技术

芯片电阻器的电阻值主要是靠电阻层材料与几何结构来决定，再透过正面金属端电极导通后，经由电镀镍与锡连接到印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)使用。基本上，芯片电阻器的端电极可以分成三部分，分别为正面端电极、侧面端电极与背面端电极，其中侧面端电极与背面端电极只是利用来供后制程电镀镍与锡晶种层使用，而正面端电极除了用来供后制程电镀镍与锡晶种层使用之外，在其架构上也必需负责连接电阻层导通的路径，即连接电阻层与电镀镍锡后焊接于PCB板，如美国US 6,153,256号专利案、中国台湾第I423271及350071号专利案；当然，也有使用背面端银电极连接电阻层的技术，如中国台湾第I294129号专利案，其原理与上述以正面端电极连接电阻层相同。而为了与电阻层形成奥姆接触，因此正面端电极的导电率必须远低于电阻层电阻率才可形成奥姆接触，否则会造成寄生电阻影响电阻器最后电阻值。

为了符合芯片电阻端电极的功能与材料成本考虑，目前芯片电阻器的端电极材料是以银导体为主，然而芯片电阻端电极银金属有一严重缺点，其容易与应用环境中的硫起反应生成硫化银，特别是在高温、高湿度与高硫浓度的环境，如汽车电子的应用下反应特别激烈、特别严重，其芯片电阻硫化现象如图7b所示。而硫化银的生成将影响芯片电阻器的电性特性与可靠度。

目前主要制作抗硫化车用芯片电阻器，是将银端电极添加高含量(5mol％以上)的钯形成银钯合金来降低与硫反应形成硫化银的反应活性，如美国US 5,966,067专利案、中国台湾第I429609及I395232号专利案。然而，如此一来端电极材料成本将大幅升高，且随着硫化环境愈恶劣，形成硫化银还是有一定的风险。

另，当铝端电极应用于较高电阻值芯片电阻(>1Ω)，组件结构不变，然而不同于原先银端电极制作应用于芯片电阻器，铝端电极制作应用于芯片电阻器时因铝电极容易表面氧化问题导致有额外杂散电阻产生，这对于制作芯片电阻器在两倍半额定电压下进行过负载测试(short time over load)时，容易发生因冲击制造履端电极时产生的杂散电阻，造成芯片电阻器在过负载测试后电阻值偏移太大(±2％)失效问题。

故，一般无法符合使用者于实际使用时所需。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服已知技术所遭遇的上述问题，提供一种铝端电极芯片电阻器的制造方法，以高固含量铝端电极取代原先银端电极应用于大于1Ω以上的芯片电阻器，及以多孔性铝端电极取代原先银端电极应用于小于1Ω以下的芯片电阻器，除了可大幅降低芯片电阻器端电极材料成本，亦可完全克服原先芯片电阻硫化问题，而能有效应用于车用、基地台、及LED灯上，以提升芯片电阻器抗硫化能力。

本发明的次要目的在于，提供一种新芯片电阻器端电极材料与新端电极结构，以低成本铝端电极取代目前高单价的银端电极，用大量玻璃添加于厚膜铝膏，一方面使铝膏在烧结时可以藉由大量玻璃添加附着于金属铝颗粒表面避免金属铝颗粒过度氧化发生，另一方面藉由大量玻璃添加来填充原先厚膜铝膏烧结时的残留孔洞，让大量玻璃添加的铝膏烧结厚铝电极致密性大幅提升。藉此，利用铝端电极制作的芯片电阻器其过负载测试与银端电极制作的芯片电阻器一样可以完全符合芯片电阻器在过负载测试后电阻值偏移(±2％)规格，甚至越优于规格(±0.1％)。

本发明的另一目的在于，将多孔性铝端电极应用于较低电阻值芯片电阻(<1Ω)，经由新结构藉由保护层与电阻层尺寸不同改变电流导通路径，从原先透过印刷正面端电极导通电阻层路径改变成以侧面端电极导通电阻层新路径的方法；或是维持原先芯片电阻结构，换句话说保护层与电阻层尺寸相同或保护层较大的结构，藉由芯片电阻器在电镀端电极制程时，让电镀镍渗透进入原先多孔铝电极的空洞内，以电镀镍填满空洞，形成铝镍共存低电阻端电极，让电镀镍镀在低电阻的电阻层，形成电阻层连接铝端电极的新的导电通路。

为达以上目的，本发明采用的技术方案是：一种铝端电极芯片电阻器的制造方法，该方法包括以下步骤：(A)铝端电极印刷及烧结：取一基板，先在该基板背面印刷形成二相间隔而互不连接的背面铝端电极，再于该基板正面印刷形成二相间隔而互不连接的正面铝端电极，之后将该基板送入烧结炉中进行600-900℃高温烧结作业，使该背面铝端电极与该正面铝端电极能够与该基板进行熔结；(B)电阻层印刷及烧结：于该基板上二相间隔的正面铝端电极之间印刷形成一电阻层，该电阻层的两端部延伸至该等正面铝端电极上，使得该电阻层的两端部系搭接于该等正面铝端电极相间隔面的端部上，之后再将该基板送入烧结炉中进行600-900℃高温烧结作业，使该电阻层能够与该基板进行熔结；(C)保护层印刷与烧结：于完成烧结的电阻层上印刷形成一保护层，该保护层的尺寸大于或等于该电阻层，之后再将该基板送入烧结炉中进行450-700℃高温烧结作业，使该保护层能够覆盖该电阻层并进行熔结；(D)激光切割：将该基板送入激光切割装置，利用激光光于该内保护层上对该电阻层进行切割作业，于该电阻层之上切出所需形状的调节槽以修整该电阻层的电阻值；(E)字码层印刷：于该保护层上印刷有代表该芯片电阻的辨识字码；(F)折条：将呈片状的基板送至滚压装置，利用滚压分割方式，使该基板分裂成为条状；(G)端电极侧导印刷：将折成条状的基板两侧面印刷上导电材质，以形成二侧面端电极，该等侧面端电极覆盖该等正面铝端电极与该等背面铝端电极，之后再将完成端电极侧导印刷的条状基板送入烧结炉中进行150-250℃烧结，使该侧导印刷后的侧面端电极可与该正面铝端电极及该背面铝端电极进行熔结，使该基板同一侧边的该等正面铝端电极与该等背面铝端电极相互连接导通；(H)折粒：完成侧面端电极烧结的条状基板再次利用滚压装置进行分割，将呈条状的基板压折，使相连的芯片电阻分成多数独立且具有二正面铝端电极、二背面铝端电极、二侧面端电极、一电阻层及一保护层的粒状体；以及(I)电镀：将形成为粒状的芯片电阻送至电镀槽进行电镀镍与锡作业，电镀镍用来保护该正面铝端电极，电镀锡为将芯片电阻器焊接于PCB；以上制作的芯片电阻器的铝端电极可以使用于抗硫化的芯片电阻器，如应用于车用、基地台、及LED灯。

于本发明第一实施例中，该正面铝端电极为高固含量(含高金属铝含量与高玻璃含量)的铝电极，应用于大于1Ω的高电阻芯片电阻器。

于本发明第一实施例中，该正面铝端电极总固含量大于70wt％，金属铝固含量>64wt％，玻璃固含量>6wt％，使其在2.5额定电压过负载测试后，△R/R可控制在规格内的±2％。

于本发明第一实施例中，该正面铝端电极其总固含量大于74wt％，金属铝固含量>64wt％，玻璃固含量>10wt％，使其在2.5额定电压过负载测试后，△R/R可控制在远低于规格的±0.1％。

于本发明第一实施例中，该正面铝端电极为低固含量的多孔性铝电极，应用于小于1Ω的低电阻芯片电阻器。

于本发明第一实施例中，该正面铝端电极的金属铝固含量<44wt％；玻璃固含量>6wt％。

本发明另提供一种铝端电极芯片电阻器的制造方法，该方法包括以下步骤：(A)铝端电极印刷及烧结：首先在一基板背面印刷形成二相间隔而互不连接的背面铝端电极，再于该基板正面印刷形成二相间隔而互不连接的正面铝端电极，之后将该基板送入烧结炉中进行600-900℃高温烧结作业，使该背面铝端电极与该正面铝端电极能够与该基板进行熔结；(B)电阻层印刷及烧结：于该基板上二相间隔的正面铝端电极之间印刷形成一电阻层，该电阻层的两端部延伸至该等正面铝端电极上，使得该电阻层的两端部搭接于该等正面铝端电极相间隔面的端部上，之后再将该基板送入烧结炉中进行600-900℃高温烧结作业，使该电阻层能够与该基板进行熔结；(C)内涂层印刷与烧结：于完成烧结的电阻层上印刷形成一内涂层，该内涂层的尺寸小于该电阻层而不会接触到该等正面铝端电极，使该电阻层的两端部外露，之后再将该基板送入烧结炉中进行450-700℃高温烧结作业，使该内涂层能够与该电阻层进行熔结；(D)激光切割：将该基板送入激光切割装置，利用激光光于该内保护层上对该电阻层进行切割作业，于该电阻层之上切出所需形状的调节槽以修整该电阻层的电阻值；(E)外涂层印刷与烧结：于该内涂层表面上再印刷形成一外涂层，且该外涂层的尺寸与该内涂层相同，即小于该电阻层而不会接触到该等正面铝端电极，使该电阻层的两端部外露，之后再将该基板送入烧结炉中进行150-250℃烧结，使该外涂层能够与该内涂层进行熔结，并藉由该内、外涂层构成一保护层；(F)字码层印刷：于该保护层上印刷有代表该芯片电阻的辨识字码；(G)折条：将呈片状的基板送至滚压装置，利用滚压分割方式，使该基板分裂成为条状；(H)端电极侧导印刷：将折成条状的基板两侧面印刷上导电材质，以形成二侧面端电极于该电阻层外露的两端部上方，该等侧面端电极覆盖该等正面铝端电极与该等背面铝端电极，之后再将完成端电极侧导印刷的条状基板送入烧结炉中进行150-250℃烧结，使该侧导印刷后的侧面端电极与该正面铝端电极及该背面铝端电极进行熔结，使该基板同一侧边的该等正面铝端电极与该等背面铝端电极相互连接导通，该等侧面端电极会接触到该等正面铝端电极，并透过以多孔性铝为材质的正面铝端电极连接该电阻层；(I)折粒：完成侧面端电极烧结的条状基板再次利用滚压装置进行分割，将呈条状的基板压折，使相连的芯片电阻分成数个独立且具有二正面铝端电极、二背面铝端电极、二侧面端电极、一电阻层、及一包括内涂层与外涂层的保护层的粒状体；以及(J)电镀：将形成为粒状的芯片电阻送至电镀槽进行电镀镍与锡作业，电镀镍除了保护该正面铝端电极之外，也利用电镀镍填充多孔性铝电极，使该正面铝端电极形成铝镍端电极，最后再镀锡来达到可焊接的功能；以上制作的芯片电阻器的铝端电极能使用于抗硫化的芯片电阻器，如应用于车用、基地台、及LED灯。

于本发明第二实施例中，该正面铝端电极为低固含量的多孔性铝电极，应用于小于1Ω的低电阻芯片电阻器。

于本发明第二实施例中，该正面铝端电极的金属铝固含量<44wt％；玻璃固含量>6wt％。

于本发明第二实施例中，该保护层的尺寸小于该电阻层至少1微米(μm)以上。

附图说明

图1是本发明第一实施例的制作流程示意图。

图2是本发明第二实施例的制作流程示意图。

图3A是本发明第一实施例的铝端电极芯片电阻器剖面示意图。

图3B是本发明第一实施例的铝端电极芯片电阻器剖面照片。

图4A是本发明第二实施例的铝端电极芯片电阻器剖面示意图。

图4B是本发明第二实施例的铝端电极芯片电阻器剖面照片。

图5是本发明不同玻璃含量的铝端电极烧结照片。

其中，a-玻璃含量0％；b-玻璃含量6％；c-玻璃含量15％。

图6是本发明不同电阻值的芯片电阻铝端电极烧结照片。

其中，a-低电阻值(100mΩ)，b-高电阻值(100KΩ)。

图7是本发明芯片电阻铝电极与已知芯片电阻硫化现象的比较照片。

其中，a-本发明芯片电阻器，b-已知芯片电阻器。

标号对照：

步骤 10～18、20～29

基板 31

背面端电极 32

正面端电极 33

端部 331

电阻层 34

端部 341

保护层 35

内涂层 351

外涂层 352

侧面端电极 36

电镀层 37。

具体实施方式

请参阅图1-图7所示，分别为本发明第一实施例的制作流程示意图、本发明第二实施例的制作流程示意图、本发明第一实施例的铝端电极芯片电阻器剖面示意图、本发明第一实施例的铝端电极芯片电阻器剖面照片、本发明第二实施例的铝端电极芯片电阻器剖面示意图、本发明第二实施例的铝端电极芯片电阻器剖面照片、本发明不同玻璃含量的铝端电极烧结照片、本发明不同电阻值的芯片电阻铝端电极烧结照片、以及本发明芯片电阻铝电极与已知芯片电阻硫化现象的比较照片。如图所示：本发明为一种铝端电极芯片电阻器的制造方法，是利用氧化铝陶瓷基板配合厚膜印刷制程，依序经过端电极印刷及烧结、电阻层印刷及烧结、内涂层印刷与烧结、激光切割、外涂层印刷与烧结、字码层印刷、折条、端电极侧导印刷、折粒、及电镀等步骤完成铝端电极芯片电阻器。

如图1及图3A所示，为本发明的第一实施例，本发明所述的铝端电极芯片电阻器的制程，是透过以下步骤实施：

(A)端电极印刷及烧结10：首先在一基板31背面适当处印刷形成二相间隔而互不连接的背面铝端电极32，再于该基板31正面适当处印刷形成二相间隔而互不连接的正面铝端电极33；之后将该基板31送入烧结炉中进行600-900℃高温烧结作业，使该背面铝端电极32与该正面铝端电极33能够与该基板31进行熔结。

(B)电阻层印刷及烧结11：于该基板31上两个相间隔的正面铝端电极33之间印刷形成一电阻层34，该电阻层34的两端部341延伸至该等正面铝端电极33上，使得该电阻层34的两端部341搭接于该等正面铝端电极33相间隔面的端部331上；之后再将该基板31送入烧结炉中进行600-900℃高温烧结作业，使该电阻层34能够与该基板31进行熔结。

(C)保护层印刷与烧结12：于完成烧结的电阻层34上印刷形成一保护层35，该保护层35的尺寸大于或等于该电阻层34，之后再将该基板31送入烧结炉中进行450-700℃高温烧结作业，使该保护层35能够与该电阻层34进行熔结。

(D)激光切割13：将该基板31送入激光切割装置，利用激光于该保护层35上对该电阻层34进行切割作业，于该电阻层34的适当处切出适当形状(如I、L或一字等形状)的调节槽以修整该电阻层34的电阻值。

(E)字码层印刷14：于该保护层35上印刷有代表该芯片电阻的相关辨识字码，例如型号、电阻值等等。

(F)折条15：将呈片状的基板31送至滚压装置，利用滚压分割方式，使该基板31分裂成为条状。

(G)端电极侧导印刷16：将折成条状的基板31两侧面印刷上导电材质以形成二侧面端电极36于该电阻层34的两端部341上方，该等侧面端电极36覆盖该等正面铝端电极33与该等背面铝端电极32；之后再将完成端电极侧导印刷的条状基板31送入烧结炉中进行150-250℃烧结，使该侧导印刷后的侧面端电极36可与该正面铝端电极33及该背面铝端电极32进行熔结，使该基板31同一侧边的该等正面铝端电极33与该等背面铝端电极32相互连接导通，该等侧面端电极36会接触到该等正面铝端电极33，并可透过以多孔性铝为材质的正面铝端电极33连接该电阻层34；其中该等侧面端电极36为铜、镍、锡或其组合中选出的金属电极。

(H)折粒17：完成侧面端电极36烧结的条状基板31再次利用滚压装置进行分割，将呈条状的基板31压折，使相连的芯片电阻分成数个独立且具有二背面铝端电极32、二正面铝端电极33、一电阻层34、二侧面端电极36、及一保护层35的粒状体。

(I)电镀18：将形成为粒状的芯片电阻送至电镀槽进行电镀作业，于芯片电阻导电材质的侧面端电极36外部镀上一电镀层37，该电镀层37包含一层电镀镍与一层电镀锡，电镀镍用来保护该正面铝端电极33，电镀锡为芯片电阻器焊接于PCB之用；以上制作的芯片电阻器的铝端电极可以使用于抗硫化的芯片电阻器，如应用于车用、基地台、及LED灯。

上述的正面铝端电极33为高固含量(含高金属铝含量与高玻璃含量)的铝电极。

如图2及图4A所示，为本发明的第二实施例，本发明所述的铝端电极芯片电阻器的制程，是透过以下步骤实施：

(A)端电极印刷及烧结20：首先在一基板31背面适当处印刷形成二相间隔而互不连接的背面铝端电极32，再于该基板31正面适当处印刷形成二相间隔而互不连接的正面铝端电极33；之后将该基板31送入烧结炉中进行600-900℃高温烧结作业，使该背面铝端电极32与该正面铝端电极33能够与该基板31进行熔结，该正面铝端电极33为低固含量的多孔性铝电极。

(B)电阻层印刷及烧结21：于该基板31上二相间隔正面铝端电极33之间印刷形成一电阻层34，该电阻层34的两端部341延伸至该等正面铝端电极33上，使得该电阻层34的两端部341搭接于该等正面铝端电极33相间隔面的端部331上；之后再将该基板31送入烧结炉中进行600-900℃高温烧结作业，使该电阻层34能够与该基板31进行熔结。

(C)内涂层印刷与烧结22：于完成烧结的电阻层34上印刷形成一内涂层351，该内涂层351的尺寸小于该电阻层34而不会接触到该等正面铝端电极33，使该电阻层34的两端部341外露，之后再将该基板31送入烧结炉中进行450-700℃高温烧结作业，使该内涂层351能够与该电阻层34进行熔结；其中，该内涂层351是以玻璃为主成分组成的绝缘体。

(D)激光切割23：将该基板31送入激光切割装置，利用激光光于该内涂层351上对该电阻层34进行切割作业，于该电阻层34的适当处切出适当形状(如I、L或一字等形状)的调节槽以修整该电阻层34的电阻值。

(E)外涂层印刷与烧结24：于该内涂层351表面上再印刷形成一外涂层352，且该外涂层352的尺寸与该内涂层351相同，系小于该电阻层34至少1微米(μm)以上而不会接触到该等正面铝端电极33，使该电阻层34的两端部341外露；之后再将该基板31送入烧结炉中进行150-250℃烧结，使该外涂层352能够与该内涂层351进行熔结，并藉由该内、外涂层351、352构成一保护层35；其中该外涂层352是以环氧树脂为主成分组成的绝缘材质。

(F)字码层印刷25：于该保护层35上印刷有代表该芯片电阻的相关辨识字码，例如型号、电阻值等等。

(G)折条26：将呈片状的基板31送至滚压装置，利用滚压分割方式，使该基板31分裂成为条状。

(H)端电极侧导印刷27：将折成条状的基板31两侧面印刷上导电材质，以形成二侧面端电极36于该电阻层34的两端部341上方，该等侧面端电极36覆盖该等正面铝端电极33与该等背面铝端电极32；之后再将完成端电极侧导印刷的条状基板31送入烧结炉中进行150-250℃烧结，使该侧导印刷后的侧面端电极36可与该正面铝端电极33及该背面铝端电极32进行熔结，使该基板31同一侧边的该等正面铝端电极33与该等背面铝端电极32相互连接导通，该等侧面端电极36会接触到该等正面铝端电极33，并可透过以多孔性铝为材质的正面铝端电极33连接该电阻层34；其中该等侧面端电极36为铜、镍、锡或其组合中选出的金属电极。

(I)折粒28：完成侧面端电极36烧结的条状基板31再次利用滚压装置进行分割，将呈条状的基板31压折，使相连的芯片电阻分成数个独立且具有二背面铝端电极32、二正面铝端电极33、一电阻层34、二侧面端电极36、及一包括内涂层351与外涂层352的保护层35的粒状体。

(J)电镀29：将形成为粒状的芯片电阻送至电镀槽进行电镀作业，于芯片电阻导电材质的侧面端电极36外部镀上一电镀层37，该电镀层37包含一层电镀镍与一层电镀锡，对于保护层尺寸大于或等于电阻层的原芯片电阻器结构，电镀镍用来保护该正面铝端电极33，电镀锡为芯片电阻器焊接于PCB应用，电镀镍除了保护该正面铝端电极33之外，也利用电镀镍填充多孔性铝电极，使该正面铝端电极33形成铝镍端电极，最后再镀锡来达到可焊接的功能；以上制作的芯片电阻器的铝端电极可以使用于抗硫化的芯片电阻器，如应用于车用、基地台、及LED灯。

如是，藉由上述揭露的流程构成全新的铝端电极芯片电阻器的制造方法。

本发明亦可以上述流程于基板背面形成另一电阻层及另一保护层，以期达到不同需求的芯片电阻器结构。

为了解决芯片电阻端电极银硫化问题，本发明使用铝电极取代银电极，藉由铝不会与硫反应，具抗硫化功能，因此本发明提出以化学方式或物理方式形成的金属铝端电极取代原先金属银端电极应用于芯片电阻，如此一来即可以解决原先芯片电阻银端电极的硫化问题，特别是应用于汽车电子的芯片电阻。鉴于铝导电性不似银具高导电率，故本发明根据目前芯片电阻银端电极结构，提出图3A、图3B与图4A、图4B所示的芯片电阻铝端电极结构。针对高阻值芯片电阻端电极(电阻1Ω以上)，是采用高导电率的电阻膏，以大于76％以上的高固含量，将正面铝端电极33以铝电极取代原先银电极，于图3A结构中保护层35尺寸相同或大于电阻层34，然而不同于原先银端电极制作应用于芯片电阻器，铝端电极制作应用于芯片电阻器时因铝电极容易表面氧化问题导致有额外杂散电阻产生，这对于制作芯片电阻器在两倍半额定电压下进行过负载测试(short time over load)时，容易发生因冲击制造铝端电极时产生的杂散电阻，造成芯片电阻器在过负载测试后电阻值偏移太大(±2％)失效问题。从表一实验说明本发明研究成果发现，当制作厚膜铝膏时添加大量玻璃粉体(>6wt％)时，其在2.5倍额定电压下做过负载测试△R/R可以控制在规格(±2％)内，来解决铝端电极制作应用于芯片电阻器时，因铝电极容易表面氧化问题导致有额外杂散电阻产生，与芯片电阻器在过负载测试后电阻值偏移太大(±2％)失效问题。而当制作厚膜铝膏时添加更大量玻璃粉体(>10wt％)时，其在2.5倍额定电压下做过负载测试△R/R则进一步可以控制(±0.1％)远低于规格(±2％)的优越成果。

当大量玻璃添加于厚膜铝膏时，一方面当铝膏在烧结时可以藉由此大量玻璃添加附着于金属铝颗粒表面避免金属铝颗粒过度氧化发生，另一方面也藉由大量玻璃添加来填充原先厚膜铝膏烧结时的残留孔洞，让大量玻璃添加的铝膏烧结厚铝电极致密性大幅提升，如图5所示，其中图5a为玻璃含量0％；图5b为玻璃含量6％；以及图5c为玻璃含量15％。

如此一来，利用铝端电极制作的芯片电阻器其过负载测试与银端电极制作的芯片电阻器一样可以完全符合芯片电阻器在过负载测试后电阻值偏移(±2％)规格，甚至越优于规格(±0.1％)；而针对低阻值芯片电阻端电极(电阻小于1Ω)，其包含两种方式，第一种是在保护层开孔，让电镀金属(如铜、镍、锡或其组合)直接连出去，第二种则如本发明图4A所示，将铝做成低固含量，变成多孔性铝，在电镀金属(如铜、镍、锡或其组合)之时就可以填进去来连接电阻层，而且除了将正面铝端电极33以多孔性铝电极取代银电极，还将保护层35缩短让电阻层34的两端部341曝露出来以利于后制程侧面端电极36可以直接镀在低电阻的电阻层34上，使电镀金属可以透过多孔性铝电极连接该电阻层34，将低电阻的电阻层34以电镀金属(如铜、镍、锡或其组合)直接导出形成新的端电极通路，解决多孔性金属铝膏电阻太高无法导出正确电阻层阻值问题。

表一

本发明利用改变芯片电阻端电极的材料与结构方式，对于高电阻值芯片电阻直接以高固含量(含高金属铝含量与玻璃含量)铝端电极取代原先银端电极，由印刷到烧结与电镀，藉由高金属铝含量来增加铝端电极导电率与高玻璃含量来尽量避免铝烧结时氧化问题及增加铝端电极烧结的致密性；另一方面，对于低电阻值芯片电阻是以多孔性铝端电极取代原先银端电极，并使用新结构保护层与电阻层尺寸不同电流导通路径取代传统结构保护层与电阻层尺寸相同电流导通路径，或是藉由后制程电镀金属填充多孔性铝电极的孔洞，形成致密之铝与电镀金属的混合端电极，其印刷与烧结如图6所示，其中图6a为低电阻值(100mΩ)芯片电阻铝端电极烧结图，图6b为高电阻值(100KΩ)芯片电阻铝端电极烧结图。

对于不同电阻值的芯片电阻以铝当端电极，高电阻值(1206/33kΩ)芯片电阻其保护层没有缩小，代表电阻层只能靠高固含量的铝端电极导出，所以电阻值在电镀侧面端电极(如电镀铜、镍、锡或其组合)前后几乎不变，只是藉由高金属铝含量来增加铝端电极导电率，与高玻璃含量来尽量避免铝烧结时氧化问题及增加铝端电极烧结的致密性；反之，对于低电阻值(1206/200mΩ)芯片电阻是以多孔性铝当端电极并缩小保护层，其电阻值在电镀侧面端电极后可以大幅减少与集中，代表电阻层在电镀侧面端电极后引伸出新的导通路径以取代原先铝端电极，前述两种芯片电阻结构的电阻值变化如表二所示；另外，本发明亦针对一般银端电极芯片电阻器，如图7b)，与本发明的多孔性铝端电极芯片电阻器(如图7a)，在105℃、饱和硫蒸气1000小时下进行抗硫化测试，其硫化测试结果如图7与表三所示，足见以多孔性铝端电极取代银端电极的芯片电阻器确实可以达到改善芯片电阻器硫化问题，进而能以多孔性铝端电极取代银端电极的应用效果，在任何作用有银的应用部分，达到大幅降低成本的功效。

表二

电阻值	1206/200Ω	1206/33kΩ
			电镀前	267.5Ω	31.8kΩ
电镀后	197.5Ω	31.6kΩ

表三

本发明的侧面端电极所使用电镀金属镍或铜其电阻率皆低于金属银膏，即使是高固含量的金属银膏，本发明利用侧面端镍电极直接连接低电阻的电阻层，取代原先利用正面端银电极连接电阻层，如此一来正面端银电极扮演功能只是供后制成侧面端镍电极使用，其导电率只要能使侧面端电极镀膜即可，因此除了低固含量银膏可以使用，其他金属导电率只要能使侧面端电极镀膜皆可使用，如多孔性铝或铜等。另外，侧面端镍电极连接电阻层，其电阻率远低于电阻层的电阻率，即使是低阻值的电阻层，因此对于整个电阻器的最终阻值不会有效地影响，导致窄变化低阻值电阻器阻值控制容易。

藉此，本发明利用一种新芯片电阻器端电极材料与新端电极结构如图4A所示，以低成本多孔性铝端电极取代目前高单价的银端电极，当铝端电极应用于较高电阻值芯片电阻，组件结构不变(如图3A所示)，只是藉由高金属铝含量来增加铝端电极导电率，与高玻璃含量来尽量避免铝烧结时氧化问题及增加铝端电极烧结的致密性(如图6所示)；另一方面，当多孔性铝端电极应用于较低电阻值芯片电阻(<1Ω)，可经由新结构藉由保护层与电阻层尺寸不同改变电流导通路径，从原先透过印刷正面铝端电极导通电阻层路径改变成以侧面端电极导通电阻层新路径，或是藉由后制程电镀金属填充多孔性铝端电极的孔洞，形成致密之铝与电镀金属的混合端电极。

本发明有两大创新优点：

1.以高固含量铝端电极(含高铝金属含量与高玻璃含量)或多孔性铝端电极取代原先银端电极，可以大幅降低芯片电阻器端电极材料成本。

2.以高固含量铝端电极(含高铝金属含量与高玻璃含量)或以多孔性铝端电极取代原先银端电极，可以完全克服原先芯片电阻硫化问题，对于芯片电阻进入车用电子有极大帮助。

综上所述，本发明的一种铝端电极芯片电阻器的制造方法，可有效改善现有技术的种种缺点，以高固含量铝端电极(含高铝金属含量与高玻璃含量)或多孔性铝端电极取代原先银端电极，使侧面端电极的电镀金属可以透过正面端多孔性铝电极连接电阻层，将低电阻的电阻层以电镀金属直接导出形成新的端电极通路，除了可以大幅降低芯片电阻器端电极材料成本，亦可完全克服原先芯片电阻硫化问题，而能有效应用于车用、基地台、及LED灯上，提升芯片电阻器抗硫化能力，进而使本发明的产生能更进步、更实用、更符合使用者所须，确已符合发明专利申请的要件，依法提出专利申请。

惟以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围。故，凡依本发明申请专利范围及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (3)

1.一种铝端电极芯片电阻器的制造方法，其应用于大于1Ω的高电阻芯片电阻器，其特征在于，该方法步骤如下：

(A)铝端电极印刷及烧结：取一基板，先于该基板背面印刷形成二相间隔而互不连接的背面铝端电极，再于该基板正面印刷形成二相间隔而互不连接的正面铝端电极，之后将该基板送入烧结炉中进行600-900℃高温烧结作业，使该背面铝端电极与该正面铝端电极能够与该基板进行熔结；其中，该正面铝端电极为高固含量即含高金属铝含量与高玻璃含量的铝电极，总固含量大于70wt％，金属铝固含量>64wt％，玻璃固含量>6wt％；

(B)电阻层印刷及烧结：于该基板上二相间隔的正面铝端电极之间印刷形成一电阻层，该电阻层的两端部延伸至该两个正面铝端电极上，使得该电阻层的两端部分别搭接于该两个正面铝端电极相间隔面的端部上，之后再将该基板送入烧结炉中进行600-900℃高温烧结作业，使该电阻层能够与该基板进行熔结；

(C)保护层印刷与烧结：于完成烧结的电阻层上印刷形成一保护层，该保护层的尺寸大于或等于该电阻层，之后再将该基板送入烧结炉中进行450-700℃高温烧结作业，使该保护层能够覆盖该电阻层并进行熔结；

(D)激光切割：将该基板送入激光切割装置，利用激光于该保护层上对该电阻层进行切割作业，于该电阻层之上切出所需形状的调节槽以修整该电阻层的电阻值；

(E)字码层印刷：于该保护层上印刷有代表该芯片电阻的辨识字码；

(F)折条：将呈片状的基板送至滚压装置，利用滚压分割方式，使该基板分裂成为条状；

(G)端电极侧导印刷：将折成条状的基板两侧面印刷上导电材质，以形成二侧面端电极，该两个侧面端电极分别覆盖该两个正面铝端电极与该两个背面铝端电极，之后再将完成端电极侧导印刷的条状基板送入烧结炉中进行150-250℃烧结，使该侧导印刷后的侧面端电极与该正面铝端电极及该背面铝端电极进行熔结，使该基板同一侧边的该正面铝端电极与该背面铝端电极相互连接导通；

(H)折粒：完成侧面端电极烧结的条状基板再次利用滚压装置进行分割，将呈条状的基板压折，使相连的芯片电阻分成数个独立且具有二正面铝端电极、二背面铝端电极、二侧面端电极、一电阻层、及一保护层的粒状体；以及

(I)电镀：将形成为粒状的芯片电阻送至电镀槽进行电镀镍与锡作业，电镀镍用来保护该正面铝端电极，电镀锡为将芯片电阻器焊接于PCB；以上制作的芯片电阻器的铝端电极能使用于抗硫化的芯片电阻器。

2.如权利要求1所述的铝端电极芯片电阻器的制造方法，其特征在于，所述正面铝端电极在2.5额定电压过负载测试后，△R/R控制在规格的±2％内。

3.如权利要求1所述的铝端电极芯片电阻器的制造方法，其特征在于，所述正面铝端电极的总固含量大于74wt％，金属铝固含量>64wt％，玻璃固含量>10wt％，使其在2.5额定电压过负载测试后，△R/R控制在远低于规格的±0.1％。

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