CN112992450A

CN112992450A - 电阻器组件

Info

Publication number: CN112992450A
Application number: CN202010862727.6A
Authority: CN
Inventors: 赵雅蓏; 尹智淑; 朴光贤
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2040-08-25
Also published as: CN112992450B; KR102300015B1; US20210183544A1; US11139091B2; KR20210074560A

Abstract

本公开提供一种电阻器组件，所述电阻器组件包括：绝缘基板；电阻器层，设置在所述绝缘基板的一个表面上，并且具有在第一方向上彼此相对的一端和另一端；以及第一端子和第二端子，设置在所述绝缘基板上并且彼此间隔开以在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此相对，并且连接到所述电阻器层。狭缝在所述电阻器层中沿所述第一方向延伸，并且所述狭缝在所述第一方向上的长度与所述电阻器层在所述第一方向上的长度的比率大于0.7且小于等于0.9。

Description

电阻器组件

本申请要求于2019年12月12日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0165358号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过整体引用被包含于此。

技术领域

本公开涉及一种电阻器组件。

背景技术

电阻器组件是用于实现精密电阻器的无源电子组件。电阻器组件可调节电流并且可增大或减小电子电路中的电压。

在一般的电阻器组件的情况下，电阻器层可通过将用于电阻元件的膏涂覆到绝缘基板上并烧结膏来形成。然而，由于用于电阻元件的膏的流动性以及烧结中的分散和晶粒生长，烧结后的电阻器层的表面可能相对不均匀，这可能不利地影响电阻器层的电阻值的控制。

发明内容

本公开的一方面在于提供一种可精确地控制电阻值的电阻器组件。

本公开的另一方面在于提供一种具有改善的耐压特性的电阻器组件。

根据本公开的一方面，一种电阻器组件包括：绝缘基板；电阻器层，设置在所述绝缘基板的一个表面上，并且具有在第一方向上彼此相对的一端和另一端；以及第一端子和第二端子，设置在所述绝缘基板上并且彼此间隔开以在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此相对，并且连接到所述电阻器层。狭缝在所述电阻器层中沿所述第一方向延伸，并且所述狭缝在所述第一方向上的长度与所述电阻器层在所述第一方向上的长度的比率大于0.7且小于等于0.9。

根据本公开的另一方面，一种电阻器组件包括：绝缘基板；电阻器层，设置在所述绝缘基板的一个表面上；以及第一内电极层和第二内电极层，设置在所述绝缘基板的所述一个表面上，彼此间隔开，并且连接到所述电阻器层，其中，所述电阻器层包括：多个延伸图案，分别沿着第一方向设置并且在垂直于所述第一方向的第二方向上彼此间隔开；以及多个转换图案，沿着所述第二方向在所述多个延伸图案的端部之间延伸并且将所述多个延伸图案中的相邻的延伸图案彼此连接，并且其中，所述多个转换图案中的每个在所述第一方向上的长度与所述电阻器层在所述第一方向上的长度的比率大于等于0.1且小于0.3。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是示出根据本公开的示例实施例的电阻器组件的示图；

图2是沿着图1中的线I-I'的截面图；

图3是示出根据本公开的示例实施例的电阻器组件的平面图；以及

图4A、图4B和图4C是示出电阻器组件的根据施加电压以及狭缝的长度的电阻值变化率的变化的示图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图如下描述本公开的实施例。

在示例性实施例中使用的术语用于简单地描述示例性实施例，而不意在限制本公开。除非另有说明，否则单数术语包括复数形式。说明书的术语“包括”、“包含”、“被构造为”等用于指示存在特征、数量、步骤、操作、元件、部分或其组合，而不排除组合或添加一个或更多个特征、数量、步骤、操作、元件、部分或其组合的可行性。此外，术语“设置在……上”、“定位在……上”等可指示元件定位在物体之上或之下，而不必然意味着元件参考重力方向定位在物体上。

术语“结合到”、“组合到”等不仅可指示元件直接地和物理地彼此接触，而且还可包括另一组件介于元件之间使得元件还与另一组件接触的构造。

为了便于描述，附图中示出的元件的尺寸和厚度表示为示例，并且本公开中的示例性实施例不限于此。

用于描述诸如元件的1-D尺寸(包括但不限于“长度”、“宽度”、“厚度”、“直径”、“距离”、“间隙”和/或“大小”)、元件的2-D尺寸(包括但不限于“面积”和/或“大小”)、元件的3-D尺寸(包括但不限于“体积”和/或“大小”)和元件的性质(包括但不限于“粗糙度”、“密度”“重量”、“重量比”和/或“摩尔比”)的参数的值可通过本公开中描述的方法和/或工具获得。然而，本公开不限于此。即使在本公开中没有描述，也可使用本领域普通技术人员理解的其它方法和/或工具。

在附图中，W方向是第一方向或宽度方向，L方向是第二方向或长度方向，并且T方向是第三方向或厚度方向。

在参照附图描述的描述中，相同的元件或彼此对应的元件将使用相同的附图标记来描述，并且重复的描述将不再重复。

图1是示出根据示例实施例的电阻器组件的示图。图2是沿着图1中的线I-I'的截面图。图3是示出根据示例实施例的电阻器组件的平面图。图4A、图4B和图4C是示出电阻器组件的根据施加电压以及依据狭缝的长度的电阻值变化率的变化的示图。为了便于描述，在图1中，未示出第一保护层，并且在图3中，未示出第一保护层和第二保护层。

参照图1至图4C，示例实施例中的电阻器组件1000可包括绝缘基板100、电阻器层200以及第一端子300和第二端子400。电阻器层200可包括狭缝S1、S2、S3、S4和S5，但狭缝的数量不限于5并且可多于或少于5。

绝缘基板100可呈具有预定厚度的板状，并且可包括用于有效地散出从电阻器层200产生的热的材料。绝缘基板100可包括诸如氧化铝(Al₂O₃)的陶瓷材料，但其示例实施例不限于此。绝缘基板100可包括聚合物材料。作为示例，绝缘基板100可被构造为通过对铝的表面进行阳极氧化而获得的氧化铝绝缘基板，但其示例实施例不限于此。绝缘基板100可被构造为烧结的氧化铝基板。

电阻器层200可设置在绝缘基板100的一个表面上，并且可具有在第一方向W上彼此相对的一端和另一端。电阻器层200可连接到设置在绝缘基板100上的第一端子300和第二端子400，并且可展现电阻器组件1000的功能。电阻器层200可具有与第一端子300和第二端子400重叠的区域。

电阻器层200在第一方向W上彼此相对的一端和另一端之间的距离可与绝缘基板在第一方向W上的长度相同。在这种情况下，可确保电阻器层200的最大面积。此外，可在条形基板或板形基板上的彼此连接的单元基板上共同地形成电阻器层，这在制造工艺方面可以是有利的。

电阻器层200可包括金属、金属合金、金属氧化物等。在示例实施例中，电阻器层200可包括Cu-Ni基合金、Ni-Cr基合金、Ru氧化物、Si氧化物和Mn基合金中的至少一种。作为示例，电阻器层200可利用无Pb材料(例如，无Pb合金、包括无Pb合金氧化物的无Pb膏)形成。

电阻器层200可通过如下方法形成：通过丝网印刷法等将包括金属、金属合金、金属氧化物等的导电膏涂覆在绝缘基板100的一个表面101上，并烧结所述膏。

第一端子300和第二端子400可设置在绝缘基板100上，并且可彼此间隔开以在垂直于第一方向W的第二方向L上彼此相对。第一端子300和第二端子400可连接到电阻器层200。要素(诸如表面或方向)垂直于另一要素(诸如另一表面或另一方向)可意味着要素完全垂直于另一要素。可选地，考虑到在制造或测量期间可能发生的可识别的工艺误差，要素(诸如表面或方向)垂直于另一要素(诸如另一表面或另一方向)可意味着要素基本上垂直于另一要素。

第一端子300可包括第一内电极层310和第一外电极层320，第二端子400可包括第二内电极层410和第二外电极层420。第一内电极层310和第二内电极层410设置在绝缘基板100的一个表面上，彼此间隔开以在第二方向L上彼此相对，并且连接到电阻器层200。第一外电极层320和第二外电极层420分别设置在绝缘基板100的在第二方向L上彼此相对的一个侧表面和另一侧表面上，并且连接到第一内电极层310和第二内电极层410。

例如，第一端子300可包括第一内电极层310和第一外电极层320，第一内电极层310包括设置在绝缘基板100的一个表面101上的第一上电极311和设置在绝缘基板100的另一表面102上的第一下电极312，第一外电极层320设置在绝缘基板100的一个侧表面上并且延伸到绝缘基板100的一个表面101和另一表面102中的每个以覆盖第一内电极层310。第二端子400可包括第二内电极层410和第二外电极层420，第二内电极层410包括设置在绝缘基板100的一个表面101上并且在第二方向L上与第一上电极311相对的第二上电极411和设置在绝缘基板100的另一表面102上并且在第二方向L上与第一下电极312相对的第二下电极412，第二外电极层420设置在绝缘基板100的另一侧表面上并且延伸到绝缘基板100的一个表面101和另一表面102中的每个以覆盖第二内电极层410。然而，本发明的实施例不限于此，第一内电极层310可仅包括第一上电极311且第二内电极层410可仅包括第二上电极411。

内电极层310和410可通过将导电膏涂覆在绝缘基板100的一个表面101和另一表面102上并烧结膏来形成。用于形成内电极层310和410的导电膏可包括诸如铜(Cu)、银(Ag)或镍(Ni)的金属粉末、粘合剂和玻璃组合物。因此，内电极层310和410可包括玻璃和金属组合物。

外电极层320和420可通过诸如溅射方法的气相沉积方法、镀覆方法、印刷方法等形成。当外电极层320和420通过镀覆方法形成时，尽管图中未示出，但可在绝缘基板100的一个侧表面和另一侧表面上形成用于通过镀覆工艺形成外电极层320和420的种子层。种子层可通过无电镀覆方法、诸如溅射方法的气相沉积方法、印刷方法等形成。外电极层320和420可包括钛(Ti)、铬(Cr)、钼(Mo)、铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)、锡(Sn)及它们的合金中的至少一种。

外电极层320和420可包括多个层。作为示例，外电极层320可包括第一层和第二层，第一层设置在绝缘基板100的一个侧表面上，并且第二层设置在第一层上并且延伸到绝缘基板100的一个表面101和另一表面102中的每个。第一层可通过印刷包括诸如铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)等的金属粉末的膏并固化或烧结膏形成，通过无电镀覆方法形成，或通过诸如溅射方法的气相沉积方法形成。第二层可通过镀覆方法形成。第二层可包括多个层，例如，镍(Ni)镀层/锡(Sn)镀层，但其示例实施例不限于此。

保护层G1和G2可设置在绝缘基板100的一个表面101上以保护电阻器层200不受外部冲击影响。例如，第一保护层G1可设置在绝缘基板100的一个表面上以覆盖电阻器层200，从而在在电阻器层200上形成狭缝S1、S2、S3、S4和S5的工艺中保护电阻器层200。第二保护层G2可设置在第一保护层G1上以保护其上形成有狭缝S1、S2、S3、S4和S5使得电阻器层200的侧表面(例如，狭缝S1、S2、S3、S4和S5的内壁的侧表面)暴露并且绝缘基板100的一个表面的一部分暴露到外部的电阻器层200。第一保护层G1可利用包括硅(Si)、SiO₂或玻璃的材料形成，以在在电阻器层200上形成狭缝S1、S2、S3、S4和S5的工艺中保护电阻器层200。第二保护层G2可利用包括树脂的材料形成。

在第一方向W上延伸的狭缝S1、S2、S3、S4和S5可形成在电阻器层200中。狭缝S1、S2、S3、S4和S5可包括：狭缝S1、S3和S5，形成在一端侧上，从电阻器层200的一端沿第一方向W延伸；以及狭缝S2和S4，形成在另一端侧上，从电阻器层200的另一端延伸，并且在电阻器层200中与形成在一端侧上的狭缝S1、S3和S5在第二方向L上交替地设置。形成在一端侧上的狭缝S1、S3和S5可不延伸到电阻器层200的另一端，并且形成在另一端侧上的狭缝S2和S4可不延伸到电阻器层200的一端。因此，电阻器层200可具有呈曲折形状的图案，所述图案包括：多个延伸图案211、212、213、214、215和216，沿第一方向W形成并且在第二方向L上彼此间隔开；以及多个转换图案221、222、223、224和225，从多个延伸图案211、212、213、214、215和216的端部沿第二方向L形成并且将多个延伸图案211、212、213、214、215和216中的相邻的延伸图案彼此连接。此外，狭缝S1、S3和S5可从绝缘基板100的第一侧表面沿第一方向W延伸，并且狭缝S2和S4可从绝缘基板100的第二侧表面沿第一方向W延伸，第一侧表面和第二侧表面在第一方向W上彼此相对。多个转换图案221、222、223、224和225中的每个从绝缘基板100的第一侧表面和第二侧表面中的一个延伸。

狭缝S1、S2、S3、S4和S5可增大电阻器层200的总长度，使得可改善电阻器组件1000的耐压特性。换言之，通过在电阻器层200上在有限区域内形成狭缝S1、S2、S3、S4和S5，可增大电阻器层200的总长度。因此，与未在电阻器层中形成狭缝的一般电阻器组件相比，即使当相同的过电压施加到第一端子300和第二端子400时，可改善示例实施例中的电阻器组件1000的耐压特性。

与Pb基电阻器层相比，无Pb电阻器层可具有相对低的电特性，使得无Pb电阻器可具有降低的耐压特性。在示例实施例中，狭缝S1、S2、S3、S4和S5可增大无Pb电阻器层的总长度，使得可在结构上减小材料的特性劣化。

狭缝S1、S2、S3、S4和S5可通过如下方法形成：在绝缘基板100的一个表面上以曲折的形式印刷用于形成电阻器层的膏(或者通过在绝缘基板100的整个一个表面上印刷用于形成电阻器层的膏)，烧结膏，并且通过附加工艺部分地去除电阻器层。由于膏的流动性，可能难以通过印刷方法使用用于形成无Pb电阻器层的膏来形成具有曲折形状的电阻器层。因此，在示例实施例中，可通过后一种方法形成具有曲折形状的图案的电阻器层200。

例如，电阻器层200可通过在绝缘基板100的整个一个表面上印刷用于形成无Pb电阻器层的膏并烧结膏来形成，可形成用于保护电阻器层200的第一保护层G1，并且可形成狭缝S1、S2、S3、S4和S5。例如，可通过照射激光束在电阻器层200和第一保护层G1上形成狭缝S1、S2、S3、S4和S5，但是其示例实施例不限于此。通过执行上述工艺，狭缝S1、S2、S3、S4和S5可延伸到电阻器层200并且还延伸到第一保护层G1。此外，电阻器层200的形成狭缝S1、S2、S3、S4和S5中的每个的内壁的侧表面以及第一保护层G1的形成狭缝S1、S2、S3、S4和S5中的每个的内壁的侧表面可形成在相同水平上。电阻器层200的形成狭缝S1、S2、S3、S4和S5中的每个的内壁的侧表面可垂直于绝缘基板100的一个表面。当电阻器层200的侧表面垂直于绝缘基板100的一个表面时，电阻特性可变得精确和恒定。

狭缝S1、S2、S3、S4和S5在第一方向W上的长度B和C与电阻器层200在第一方向W上的长度A的比率可大于0.7且小于等于0.9。更具体地，多个转换图案221、222、223、224和225中的每个在第一方向W上的长度A-B和A-C与电阻器层200在第一方向W上的长度A的比率可大于等于0.1且小于0.3。当在前的比率小于等于0.7时，电阻特性可能不均匀，使得缺陷率可能增大。当在前的比率超过0.9时，转换图案221、222、223、224和225中的每个的线宽可能减小，使得可能难以形成转换图案221、222、223、224和225，或者电阻器层200的电阻特性可能不均匀。狭缝S1、S3和S5与狭缝S2和S4之间在第一方向W上的重叠长度D与电阻器层200在第一方向W上的长度A的比率可大于0.4且小于等于0.8。

在一个示例中，长度A、B和C可通过光学显微照相方法在长宽(L-W)平面图中或在长宽(L-W)截面中测量，但也可通过本领域技术人员理解的其它测量方法测量。

例如，基于图3的平面图的光学显微图，当法线沿宽度方向W从一点延伸到另一点时，狭缝S1在第一方向W上的长度B可指从与绝缘基板100的一个表面(基于图3中的示图的绝缘基板100的上表面)对应的线段的狭缝S1敞开处的一点到法线和与转换图案221的另一表面(基于图3中的示图的转换图案221的上表面)对应的线段接触的另一点的距离。狭缝S3和S5中的每个在第一方向W上的长度B可通过获得狭缝S1的长度B的上述方法来获得。可类似地获得狭缝S2和S4中的每个在第一方向W上的长度C。

基于图3的平面图的光学显微图，当法线沿宽度方向W从一点延伸到另一点时，电阻器层200在第一方向W上的长度A可指从与转换图案222的一个表面(基于图3中的示图的转换图案222的上表面)对应的线段的一点到法线和与转换图案221的一个表面(基于图3中的示图的转换图案221的下表面)对应的线段接触的另一点的距离。

图4A至图4C是示出多个样品的根据施加电压的变化的电阻值变化率的示图。图4A示出了其中狭缝S1、S2、S3、S4和S5在第一方向W上的长度B和C与电阻器层200在第一方向W上的长度A的比率为0.7的多个样品的根据施加电压的变化的电阻值变化率。图4B及图4C分别示出将比率改变为0.8及0.9的示例。图4A至图4C中的施加电压是额定电压RV的2.5倍、3倍、3.5倍和4倍，并且“USL”是指电阻值变化率的允许范围的上限，并且“LSL”是指电阻值变化率的允许范围的下限。当施加额定电压RV的2.5倍的施加电压时，呈现低于电阻值变化率的允许范围的下限LSL的值的样品被确定为缺陷(NG)。参照图4A至4C，当比率为0.7时，出现缺陷，而当比率为0.8和0.9时，不出现缺陷。

在比率等于0.7的图4A中或在比率小于0.7时，形成在一端侧上的狭缝S1、S2和S3的端部与形成在另一端侧上的狭缝S2和S4的端部之间的最小距离D减小，使得电阻器层200的总长度可相对减小，并且热点可相邻地设置，这可能导致缺陷。由于电阻器层200的总长度相对减小，使得每单位面积施加大量的电负载，并且电阻值变化率增大。此外，由于热点之间的距离减小，因此其中产生热的区域集中，使得电阻值变化率增大。

根据前述示例实施例，可以以精确的方式控制电阻器组件的电阻器层的电阻值。

此外，可改善电阻器组件的耐压特性。

虽然以上已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可进行修改和变型。

Claims

1.一种电阻器组件，包括：

绝缘基板；

电阻器层，设置在所述绝缘基板的一个表面上，并且具有在第一方向上彼此相对的一端和另一端；以及

第一端子和第二端子，设置在所述绝缘基板上并且彼此间隔开以在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此相对，并且连接到所述电阻器层，

其中，狭缝在所述电阻器层中沿所述第一方向延伸，并且

其中，所述狭缝在所述第一方向上的长度与所述电阻器层在所述第一方向上的长度的比率大于0.7且小于等于0.9。

2.根据权利要求1所述的电阻器组件，其中，所述狭缝包括第一狭缝和第二狭缝，所述第一狭缝从所述电阻器层的所述一端沿所述第一方向延伸，所述第二狭缝从所述电阻器层的所述另一端沿所述第一方向延伸并且与所述第一狭缝在所述第二方向上交替地设置。

3.根据权利要求2所述的电阻器组件，其中，所述第一狭缝与所述第二狭缝之间在所述第一方向上的重叠长度与所述电阻器层在所述第一方向上的长度的比率大于0.4且小于等于0.8。

4.根据权利要求1所述的电阻器组件，其中，所述狭缝包括第一狭缝和第二狭缝，所述第一狭缝从所述绝缘基板的第一侧表面沿所述第一方向延伸，并且所述第二狭缝从所述绝缘基板的第二侧表面沿所述第一方向延伸，所述第二侧表面与所述第一侧表面在所述第一方向上彼此相对。

5.根据权利要求1所述的电阻器组件，其中，所述电阻器层的作为所述狭缝的内壁的至少一部分的侧表面垂直于所述绝缘基板的所述一个表面。

6.根据权利要求1所述的电阻器组件，所述电阻器组件还包括：

第一保护层，设置在所述电阻器层上，

其中，所述狭缝被构造为延伸到所述第一保护层。

7.根据权利要求6所述的电阻器组件，其中，所述电阻器层的作为所述狭缝的内壁的一部分的侧表面和所述第一保护层的作为所述狭缝的所述内壁的另一部分的侧表面设置在相同的水平上。

8.根据权利要求1所述的电阻器组件，其中，所述电阻器层包括无Pb材料。

9.根据权利要求1所述的电阻器组件，其中，所述第一端子包括第一内电极层和第一外电极层，所述第二端子包括第二内电极层和第二外电极层，

所述第一内电极层和所述第二内电极层设置在所述绝缘基板的一个表面上，彼此间隔开以在所述第二方向上彼此相对，并且连接到所述电阻器层，并且

所述第一外电极层和所述第二外电极层分别设置在所述绝缘基板的在所述第二方向上彼此相对的两个侧表面上，并且分别连接到所述第一内电极层和所述第二内电极层。

10.根据权利要求1所述的电阻器组件，其中，所述绝缘基板在所述第一方向上的长度与所述电阻器层在所述第一方向上的长度相同。

11.一种电阻器组件，包括：

绝缘基板；

电阻器层，设置在所述绝缘基板的一个表面上；以及

第一内电极层和第二内电极层，设置在所述绝缘基板的所述一个表面上，彼此间隔开，并且连接到所述电阻器层，

其中，所述电阻器层包括：

多个延伸图案，分别沿着第一方向设置并且在垂直于所述第一方向的第二方向上彼此间隔开；以及

多个转换图案，沿着所述第二方向在所述多个延伸图案的端部之间延伸并且将所述多个延伸图案中的相邻的延伸图案彼此连接，并且

其中，所述多个转换图案中的每个在所述第一方向上的长度与所述电阻器层在所述第一方向上的长度的比率大于等于0.1且小于0.3。

12.根据权利要求11所述的电阻器组件，其中，所述多个延伸图案的相对的侧表面垂直于所述绝缘基板的所述一个表面。

13.根据权利要求11所述的电阻器组件，其中，所述多个转换图案中的每个从所述绝缘基板的在所述第一方向上彼此相对的第一侧表面和第二侧表面中的一个延伸。