CN110114843B - 金属板电阻器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供金属板电阻器及其制造方法。本公开的课题在于降低电阻值及TCR。本公开的金属板电阻器(10)中，一对凹部(12)形成在电阻体(11)的一个面(11a)的两端部。一对电极(13a、13b)的至少一部分分别埋设于一对凹部(12)的内部，由电阻率比电阻体(11)低的金属形成。保护膜(14)形成在电阻体(11)的一个面(11a)的一对电极(13a、13b)之间。一对电极(13a、13b)各自包括第1部分(15)和第2部分(16)。第1部分(15)从电阻体(11)的一个面(11a)突出而与保护膜(14)的端部(14a)相接。第2部分(16)设置于一对凹部(12)中对应的凹部(12)的内部。在一对电极(13a、13b)排列的方向上，第2部分(16)的长度比第1部分(15)的长度长。

Description

金属板电阻器及其制造方法

技术领域

本公开涉及在以智能手机、平板电脑为代表的信息通信设备中，在通过测定一对电极间的电压来检测电流量的目的中使用的金属板电阻器及其制造方法。

背景技术

在专利文献1中记载了具备芯片状的电阻体、和在该电阻体的表面或背面隔开间隔地设置的多个电极的芯片电阻器。电阻体例如由Ni-Cu系合金、Cu-Mn系合金、Ni-Cr系合金等构成。多个电极例如通过对电阻体实施镀铜而形成。

在专利文献1所记载的芯片电阻器中，由于仅在多个电极以及电阻体的多个电极间的表面或背面流过电流，因此无法降低电阻值。进而，在芯片电阻器整体的TCR(电阻温度系数)中，多个电极的TCR所贡献的比例变大，因此存在电阻值越低TCR越大的课题。在此，形成多个电极的铜的TCR为4300×10⁶/℃，是相对大的值。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-311747号公报

发明内容

本公开的目的在于提供一种能够降低电阻值以及TCR的金属板电阻器及其制造方法。

一方式所涉及的金属板电阻器具备：电阻体，由金属构成；一对凹部，形成于所述电阻体的一个面的两端部；一对电极，至少一部分分别埋设于所述一对凹部的内部，由电阻率比所述电阻体低的金属形成；以及保护膜，形成于所述电阻体的所述一个面的所述一对电极间，所述一对电极各自包括：第1部分，从所述电阻体的所述一个面突出而与所述保护膜的端部相接；以及第2部分，设置于所述一对凹部中的对应的凹部的内部，在所述一对电极排列的方向上，所述第2部分的长度比所述第1部分的长度长。

一方式所涉及的金属板电阻器的制造方法包括：在由金属构成的片状电阻体以一定间隔带状地形成多个槽部的工序；在所述槽部的内部填充树脂而形成带状的树脂层的工序；在所述片状电阻体上形成保护膜的工序，所述保护膜在未形成所述树脂层的部位具有使所述片状电阻体露出的开口部；对所述片状电阻体的从所述保护膜露出的部分以不贯通所述片状电阻体的方式进行蚀刻而形成多个凹部的工序；在所述多个凹部内进行镀覆而形成多个电极层的工序；以及在所述带状的树脂层的中心线处切断，并在通过所述多个电极层的中心且与所述中心线交叉的线处切断，从而将所述片状电阻体分割为单片的工序。

附图说明

图1是本公开的一个实施方式中的金属板电阻器的剖视图。

图2是图1的V1-V1线剖视图。

图3A～图3D是表示上述金属板电阻器的制造方法的图。

图4A～图4E是表示上述金属板电阻器的制造方法的图。

图5A～图5E是表示上述金属板电阻器的制造方法的图。

图6A～图6C是表示上述金属板电阻器的制造方法的图。

图7是本公开的一个实施方式中的金属板电阻器的剖视图。

图8是比较例的金属板电阻器的剖视图。

具体实施方式

(第1结构例)

图1是本公开的一个实施方式中的金属板电阻器10的剖视图，图2是图1的V1-V1线剖视图。

如图1、图2所示，一个实施方式中的金属板电阻器10具备：电阻体11，由金属板构成；凹部12，形成于电阻体11的下表面11a的长度方向(X方向)的两端部；一对电极13a、13b，埋设于凹部12的内部，由电阻率比电阻体11低的金属形成；以及第1保护膜14，形成于电阻体11的下表面11a的一对电极13a、13b之间。

而且，一对电极13a、13b分别由第1部分15和第2部分16构成，第1部分15与第1保护膜14的在X方向上分离的两端部14a相接，第2部分16设置于凹部12的内部、且与在X方向上分离的电阻体11的两端面11c相接。第2部分16的宽度比第1部分15的宽度宽。

在上述结构中，电阻体11由电阻率比较高且TCR低的金属构成，该金属例如由镍铬合金、铜镍合金、锰镍铜合金等构成。

该电阻体11具有在厚度方向Z上隔开间隔的下表面(一个面)11a和上表面(与一个面对置的另一个面)11b。另外，在调整电阻值的情况下，在电阻体11的下表面11a侧，形成不贯通电阻体11的狭缝(未图示)。

此外，凹部12形成于在电阻体11的下表面11a的长度方向X上分离的两端部，不贯通至电阻体11的上表面11b。

此外，一对电极13a、13b由与电阻体11相比而电阻率(比电阻)低且TCR高的铜、银等金属构成。该一对电极13a、13b由厚膜材料或镀层构成。一对电极13a、13b埋设在凹部12的内部。

进而，第1保护膜14在一对电极13a、13b之间以覆盖电阻体11的露出部分的方式设置于电阻体11的下表面11a，由环氧树脂等构成的厚膜材料构成。

此外，在厚度方向Z(Z方向)上，一对电极13a、13b从电阻体11的下表面11a突出，其一部分(第1部分15)与第1保护膜14的两端部14a相接。

即，一对电极13a、13b不仅设置在凹部12的内部，还连续地一体地延伸至形成有第1保护膜14的部分，一对电极13a、13b设置成与第1保护膜14的两端部14a相接。

一对电极13a、13b能够分别分为与第1保护膜14的两端部14a相接的第1部分15、和设置在凹部12的内部且与电阻体11的两端面11c相接的第2部分16。在此，电阻体11的两端面11c是电阻体11的沿X方向分离的部位，不从一对电极13a、13b露出。

而且，电阻体11的下表面11a侧的第1保护膜14的下表面与一对电极13a、13b的下表面处于同一平面。

图2是图1的V1-V1线剖视图，表示在厚度方向Z上切断的情况。图2的虚线表示第1保护膜14(图2中未示出)与电阻体11的下表面11a的界面，一对电极13a、13b的比虚线靠下方的部分成为第1部分15，比虚线靠上方的部分成为第2部分16。

如图2所示，在宽度方向Y上，一对电极13a、13b的第2部分16的宽度比第1部分15的宽度宽。在此，宽度方向Y是与长度方向X和厚度方向Z正交的方向。换言之，与一对电极13a、13b排列的方向交叉的方向(Y方向)，是与一对电极13a、13b排列的方向(X方向)以及第1部分15与第2部分16排列的方向(Z方向)双方交叉(正交)的方向。

另外，一对电极13a、13b未成为仅使第1部分15在长度方向X上延伸的L状。这是为了防止电流仅在电阻体11的一对电极13a、13b之间的下表面11a附近流动。

此外，在宽度方向Y上，也可以不在电阻体11的整个面上设置凹部12。

然后，用由环氧树脂构成的第2保护膜17覆盖电阻体11的上表面11b。此外，电阻体11、一对电极13a、13b的在Y方向上分离的侧面还被第3保护膜18覆盖。

进而，在电阻体11的从一对电极13a、13b露出的面和一对电极13a、13b的下表面、端面一体地形成有镀层19。该镀层19由镍镀层、锡镀层构成。

以下，参照附图，对本公开的一个实施方式中的金属板电阻器10的制造方法进行说明。

另外，从生产的容易度出发，将在上述图1、图2中说明的金属板电阻器10上下颠倒进行说明。

首先，如图3A和图3B所示，准备在片状树脂基板21上表面形成有由CuMnNi等构成的金属所构成的片状电阻体22的部件。片状树脂基板21对应于金属板电阻器10的第2保护膜17。另外，在工序内的搬运时，也可以在片状树脂基板21的下表面形成其他片材。

在此，图3A是俯视图，图3B是图3A的V2-V2线剖视图。

接下来，如图3C以及图3D所示，通过切割，在片状电阻体22上以一定间隔带状地形成多个槽部23。槽部23仅贯通片状电阻体22，不形成在片状树脂基板21上。

在此，图3C是俯视图，图3D是图3C的V3-V3线剖视图。

接下来，如图4A以及图4B所示，在槽部23的内部填充环氧树脂而形成带状的树脂层24。树脂层24对应于覆盖电阻体11、一对电极13a、13b的在Y方向上分离的侧面的第3保护膜18。

在此，图4A是俯视图，图4B是图4A的V4-V4线剖视图。

接下来，如图4C、图4D以及图4E所示，在片状电阻体22的形成有树脂层24的部位及其周边部的上表面形成保护膜25，然后，使片状电阻体22的未形成树脂层24的部位露出。

此时，使用光刻法，在与多个带状的槽部23(树脂层24)平行的方向以及与多个带状的槽部23(树脂层24)正交的方向上，使未被保护膜25覆盖的露出部位成为给定间隔。

此外，不除去光刻工艺时的抗蚀剂而作为保护膜25。保护膜25对应于第1保护膜14。

另外，也可以同时形成树脂层24和保护膜25。进而，也可以在光刻后除去抗蚀剂，另外形成保护膜25。

在此，图4C是俯视图，图4D是图4C的V5-V5线剖视图，图4E是图4C的V6-V6线剖视图。

之后，如图5A以及图5B所示，对片状电阻体22的从保护膜25露出的部位进行蚀刻。此时，不完全除去片状电阻体22，残留下方的一部分。通过蚀刻除去的部分对应于凹部12。

在此，图5A表示图4D之后被蚀刻的状态，图5B表示图4E之后被蚀刻的状态。

接下来，如图5C、图5D以及图5E所示，在片状电阻体22中被蚀刻除去的部分(凹部12)的内部，通过镀覆形成电极层26。电极层26从凹部12向上方突出而形成至保护膜25之上。而且，研磨成电极层26的上表面与保护膜25的上表面处于同一平面。电极层26对应于一对电极13a、13b。

在此，图5C是俯视图，图5D是图5C的V7-V7线剖视图，图5E是图5C的V8-V8线剖视图。

接下来，如图6A、图6B以及图6C所示，在沿着带状的树脂层24的中心部的T1线和通过电极层26的中心部并与T1线正交的T2线处进行分割，形成单片状的一个实施方式中的金属板电阻器10。在这种情况下，可以同时进行在T1线处分割的工序和在T2线处分割的工序，也可以依次进行。进而，依次进行在T1线处分割的工序和在T2线处分割的工序的情况下，可以先进行在T1线处分割的工序，也可以先进行在T2线处分割的工序。

另外，为了简化说明，在图3A～图6C中，示出电极层26形成为纵三列、横两列的片状的部分。

在此，图6A是俯视图，图6B是图6A的V9-V9线剖视图，图6C是图6A的V10-V10线剖视图。

如上所述，在一实施方式的金属板电阻器10中，由于一对电极13a、13b也构成在电阻体11的端面11c侧，因此厚度方向Z上的电阻体11内部的电流密度变得均匀。由此，在一对电极13a、13b间流动均匀且较多的电流，因此能够容易地降低电阻值。此外，若温度上升，则一对电极13a、13b的电阻值变高，因此在电阻体11的端面11c侧、上表面11b侧流动的电流进一步增加。由此，测定的电阻值变低，因此一对电极13a、13b对测定电阻值的影响降低，能够得到TCR下降的效果。

进而，由于一对电极13a、13b的在端面11c侧构成的第2部分16的宽度宽，因此更多的电流在电阻体11的端面11c侧、上表面11b侧流动，由此，能够更容易地降低电阻值。

此外，由于一对电极13a、13b与电阻体11在电阻体11的端面11c以及上表面11b侧的面这两个面连接，因此两者的连接面积变大。由此，连接性稳定，针对应力而强度变强，散热性也提高。进而，由于在电阻体11的下表面11a侧和端面11c侧形成安装用焊料，因此安装强度增强。

而且，由于通过蚀刻形成凹部12，因此能够使凹部12的位置、大小、凹部12内表面的平滑性稳定化。由此，能够将一对电极13a、13b稳定地形成为上述给定的形状。在通过蚀刻形成的凹部12的内表面，由于不是通过印刷而是通过镀覆形成了一对电极13a、13b，因此能够高精度地设置一对电极13a、13b，并且与电阻体11的密合性良好，也不需要进行加热，因此还能够防止电阻体11的劣化。

(第2结构例)

图7是本公开的一个实施方式中的金属板电阻器10A的剖视图。在第2结构例中，分别在一对电极13a、13b中，在长度方向X上的第2部分16A的长度比第1部分15A长这一点上与第1结构例不同。另外，除此以外的结构与第1结构例相同，对相同的结构要素标注相同的附图标记并省略说明。

如图7所示，本实施方式中的金属板电阻器10A具备电阻体11A、凹部12A、一对电极13a、13b以及第1保护膜14A。

一对电极13a、13b各自由第1部分15A和第2部分16A构成。而且，在本实施方式中，在电阻体11A的长度方向X上，第2部分16A的长度比第1部分15A长。

根据该结构，如图7所示，由于能够缩短一对电极13a、13b的第2部分16A间的距离，因此更多的电流在电阻体11A的端面11c侧流动，由此，能够更容易地降低电阻值。

又进一步，在厚度方向Z上，如果将一对电极13a、13b的第2部分16的厚度(凹部12的深度)设为电阻体11的厚度的0.5倍以上，则更多的电流在电阻体11的端面11c侧、上表面11b侧流动，因此能够降低电阻值以及TCR。

(比较例)

如图8所示，比较例所涉及的金属板电阻器10B具备电阻体1、一对电极2a、2b、镀层3、第1保护膜4以及第2保护膜5。

电阻体1由金属板构成，该金属板由CuNi构成。一对电极2a、2b由Cu构成，形成在电阻体1的下表面1a的两端部。镀层3是为了提高焊接性而设置的。第1保护膜4在电阻体1的下表面1a形成于一对电极2a、2b之间。第2保护膜5形成于电阻体1的上表面1b。

(总结)

如上所述，第1方式所涉及的金属板电阻器(10A)具备电阻体(11A)、一对凹部(12A)、一对电极(13a、13b)以及保护膜(第1保护膜14A)。电阻体(11A)由金属构成。一对凹部(12A)形成在电阻体(11A)的一个面(下表面11a)的两端部。一对电极(13a、13b)的至少一部分(第2部分16A)分别埋设于一对凹部(12A)的内部，由电阻率比电阻体(11A)低的金属形成。保护膜形成在电阻体(11A)的一个面的一对电极(13a、13b)之间。一对电极(13a、13b)各自包括第1部分(15A)和第2部分(16A)。第1部分(15A)从电阻体(11A)的一个面突出而与保护膜的端部相接。第2部分(16A)设置在一对凹部12A中的对应的凹部12A的内部。在一对电极(13a、13b)排列的方向(X方向)上，第2部分(16A)的长度比第1部分(15A)的长度长。

根据该方式，能够降低电阻值以及TCR。进而，由于能够缩短一对电极(13a、13b)的第2部分(16A)间的距离，因此更多的电流在电阻体(11A)的端面(11c)侧流动，由此，能够更容易地降低电阻值。

在第2方式所涉及的金属板电阻器(10；10A)中，在第1方式中，在与一对电极(12；12A)排列的方向交叉的方向(Y方向)上，第2部分(16；16A)的宽度比第1部分(15；15A)的宽度宽。

根据该方式，更多的电流在电阻体(11；11A)的端面(11c)侧、上表面(11b)侧流动，由此，能够更容易地降低电阻值。

在第3方式所涉及的金属板电阻器(10；10A)中，在第1或者2方式中，在第1部分(15；15A)与第2部分(16；16A)排列的方向上，第2部分(16；16A)的厚度为电阻体(11；11A)的厚度的1/2以上。

根据该方式，更多的电流在电阻体(11；11A)的端面(11c)侧、上表面(11b)侧流动，因此能够降低电阻值以及TCR。

第4方式所涉及的金属板电阻器(10)的制造方法包括六个工序。第1工序是以一定间隔在由金属构成的片状电阻体(22)上以带状形成多个槽部(23)的工序。第2工序是在槽部(23)的内部填充树脂而形成带状的树脂层(24)的工序。第3工序是在片状电阻体(22)上形成保护膜(25)的工序，该保护膜(25)具有在未形成树脂层(24)的部位使片状电阻体(22)露出的开口部。第4工序是对片状电阻体(22)的从保护膜(25)露出的部分以不贯通片状电阻体(22)的方式进行蚀刻而形成多个凹部(12)的工序。第5工序是在多个凹部(12)内进行镀覆而形成多个电极层(26)的工序。第6工序是在带状的树脂层(24)的中心线(T1)处切断，并在通过多个电极层(26)的中心且与中心线(T1)交叉的线(T2)处切断，从而将片状电阻体(22)分割为单片的工序。

根据该方式，能够降低电阻值以及TCR。

关于第2以及3方式所涉及的结构，不是金属板电阻器(10；10A)中必须的结构，可以适当省略。

产业上的可利用性

本公开所涉及的金属板电阻器具有能够降低电阻值以及TCR的效果，作为智能手机、平板电脑所代表的信息通信设备的电流检测用途而使用的金属板电阻器等是有用的。

符号说明

10、10A：金属板电阻器，

11、11A：电阻体，

11a：下表面(一个面)，

12、12A：凹部，

13a、13b：一对电极，

14、14A：第1保护膜，

15、15A：一对电极的第1部分，

16、16A：一对电极的第2部分，

22：片状电阻体，

23：槽部，

24：树脂层，

25：保护膜，

26：电极层，

T1：中心线，

T2：线。

Claims (4)

1.一种金属板电阻器，具备：

电阻体，由金属构成；

一对凹部，形成于所述电阻体的一个面的两端部；

一对电极，至少一部分分别埋设于所述一对凹部的内部，由电阻率比所述电阻体低的金属形成；以及

保护膜，形成于所述电阻体的所述一个面的所述一对电极间，

所述一对凹部以不贯通所述电阻体的方式形成，

所述一对电极各自包括：

第1部分，从所述电阻体的所述一个面突出而与所述保护膜的端部相接；以及

第2部分，设置于所述一对凹部中的对应的凹部的内部，

在所述一对电极排列的方向上，所述第2部分的长度比所述第1部分的长度长。

2.根据权利要求1所述的金属板电阻器，其中，

在与所述一对电极排列的方向交叉的方向上，所述第2部分的宽度比所述第1部分的宽度宽。

3.根据权利要求1或者2所述的金属板电阻器，其中，

在所述第1部分和所述第2部分排列的方向上，所述第2部分的厚度为所述电阻体的厚度的1/2以上。

4.一种金属板电阻器的制造方法，包括：

在由金属构成的片状电阻体以一定间隔带状地形成多个槽部的工序；

在所述槽部的内部填充树脂而形成带状的树脂层的工序；

在所述片状电阻体上形成保护膜的工序，所述保护膜在未形成所述树脂层的部位具有使所述片状电阻体露出的开口部；

对所述片状电阻体的从所述保护膜露出的部分以不贯通所述片状电阻体的方式进行蚀刻而形成多个凹部的工序；

在所述多个凹部内进行镀覆而形成多个电极层的工序；以及

在所述带状的树脂层的中心线处切断，并在通过所述多个电极层的中心且与所述中心线交叉的线处切断，从而将所述片状电阻体分割为单片的工序。

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