CN1158676C - 电阻器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种电阻器包括衬底、至少设置在衬底上表面上的一对第一顶电极层、与第一顶电极层电气连接的电阻层、至少覆盖电阻层的保护层和至少设置在一对第一顶电极层的上表面上的一对第二顶电极层。成对的第一顶电极层或第二顶电极层中至少有一对部分地延伸到衬底的侧表面。
Description
技术领域
本发明涉及电阻器及其制造方法的领域，这些方法可以将电阻器高密度地安装在电子设备用的印刷线路板上。
背景技术
日本特许公开平H4-102302揭示了一种已知的电阻器及其制造方法。以下参照图10-12B，说明现有技术中该电阻器及其制造方法。
图10是现有技术中电阻器的截面图。第一顶电极层2位于绝缘衬底1之上表面的左右两侧。电阻层3位于绝缘衬底1上，局部覆盖了第一顶电极层2。第一保护层4被安排成仅覆盖电阻层3的整个表面。微调槽5位于电阻层3和第一保护层4上，以便调节电阻值。第二保护层6位于第一保护层4的上表面。第二顶电极层7位于第一顶电极层2的上表面，延伸至绝缘衬底1的整个宽度。侧电极层8位于绝缘衬底1的侧表面上。镍层9和焊接层10位于第二顶电极层7和侧电极层8的表面上。这里，焊接层10的高度低于第二保护层6的高度。换句话说，现有技术的电阻器的第二保护层6一般突出于整个电阻器。
以下参照附图，说明上述现有技术电阻器的制造方法。
图11A至11F是电阻器的透视图，示出了如何制造现有技术的电阻器。首先，如图11A所示，在绝缘衬底1之上表面的左右两侧施加和形成第一顶电极层2。然后，在绝缘衬底1的上表面上施加和形成电阻层3，以便局部覆盖第一顶电极层2。(图11B)。
然后，如图11C所示，在施加和形成了第一保护层4，仅覆盖整个电阻层3之后，用诸如激光束等手段在电阻层3和第一保护层4上提供微调槽5，以便将电阻层3的电阻值调节到规定的许可电阻范围内。
如图11D所示，仅在第一保护4之上表面上施加和形成第二保护层6。然后，在第一顶电极层2的上表面上施加和形成第二顶电极层7，它延伸到绝缘衬底1的整个宽度(图11E)。
然后，如图11F所示，在第一顶电极层2和绝缘衬底1的左右侧面施加和形成侧电极层8，以便与第一顶电极层2和第二顶电极层7电学相连。
最后，如图10所示，用镍电镀第二顶电极层7和侧电极层8的表面，对其焊接，形成镍层和焊接层10，从而完成现有技术电阻器的制造。
但是，如图12A所示，当用上述现有技术的制造方法将现有技术的上述电阻器结构焊接到印刷线路板上时，在侧电极层和底部处焊接电阻器，形成凹楞11。因此，通过焊接固定传统的电阻器需要凹楞，这使得除了元件区域12外，还要占用区域13，用以在侧表面处焊接，参见图12B。这意味着现有技术需要一个装配区14。另外，当缩小元件尺寸以提高装配密度时，焊接区占装配区的百分比增大。这进一步限制了提高装配密度使电子设备做得更小的努力。
发明内容
本发明的电阻器包括：一衬底，它具有一上表面和多个侧面；一对第一顶电极层，它们至少被设置在所述衬底的上表面上；一电阻层，它被设置在所述上表面上，以便与所述第一顶电极层电气连接；一保护层，它被设置为至少覆盖所述电阻层；和一对第二顶电极层，它们被设置在至少位于所述衬底上表面上的所述一对第一顶电极层上；其中，所述成对的第一顶电极层和第二顶电极层中至少有一对延伸到所述衬底的侧表面上，并且每个所述衬底侧表面上延伸有每个所述顶电极层的部分的面积不大于所述衬底侧表面面积的一半。
本发明的一种在片状衬底上制造电阻器的方法，所述衬底具有一上表面和至少一个分割切口，所述方法包括以下步骤：将一对第一顶电极层至少设置在所述片状衬底的上表面上，所述一对第一顶电极层设置在所述片状衬底上表面上除了分割切口以外的部分上；设置一电阻层，它与所述一对第一顶电极层电气连接；设置一保护层，它至少覆盖所述电阻层；设置一对第二顶电极层，它们与所述一对第一顶电极层电气连接；沿所述分割切口将所述片状衬底分割成衬底条；并且将所述衬底条分割成衬底块；其中，以下至少一个步骤包括施加电极糊以填充到所述分割切口内部并覆盖所述分割切口：设置所述成对第一顶电极层的所述步骤和设置所述成对第二顶电极层的所述步骤。
利用本发明的上述结构和制造方法，当把电阻器固定在印刷线路板上时，可以通过设置在衬底一部分侧表面上的顶电极和侧电极，将电阻器焊接到印刷线路板上。
这缩小了形成焊接凹楞所需的区域，从而减少了印刷线路板上包含焊接区的固定区。
附图说明
图1是一截面图，示出了依照本发明第一实施例的电阻器。
图2A-2G是透视图，例示了在片状衬底上制造电阻器的各个阶段，举例说明了依照本发明实施例的制造电阻器的方法。
图3A是一截面图，示出了依照本发明第一实施例的装配好的电阻器。
图3B是一顶视图，示出了依照本发明第一实施例的装配好的电阻器。
图4是一截面图，示出了依照本发明第二实施例的电阻器。
图5是一截面图，示出了依照本发明第三实施例的电阻器。
图6A-6G是透视图，例示了在片状衬底上制造电阻器的各个阶段，举例说明了依照本发明第三实施例的制造电阻器的方法。
图7A是一截面图，示出了依照本发明第三实施例的装配好的电阻器。
图7B是一顶视图，示出了依照本发明第三实施例的装配好的电阻器。
图8是一截面图，示出了依照本发明第四实施例的电阻器。
图9A-9G是透视图，例示了在片状衬底上制造电阻器的各个阶段，举例说明了依照本发明第四实施例的制造电阻器的方法。
图10是现有技术的电阻器的截面图。
图11A-11F是工艺流程图，示出了依照现有技术的电阻器的制造方法。
图12A是现有技术的装配好的电阻器的截面图。
图12B是现有技术的装配好的电阻器的顶视图。
具体实施方式
第一实施例
以下参照图1至3B，说明本发明的电阻器及其制造方法。
如图1所示，在衬底21之上表面的两侧设置一对第一顶电极层22，其中衬底一般由96％铝制成，而第一顶电极层22一般是玻璃料和诸如Ag等导电粉的混合物。设置一般主要由氧化钌构成的电阻层23，以便与第一顶电极层22电气连接。设置一般为环氧树脂的保护层24，以便覆盖电阻层23的整个上表面。在第一顶电极层22的上表面和衬底21的一部分侧表面上设置第二顶电极层25，它一般为环氧树脂和诸如Ag等导电粉的混合物。形成于衬底21之一部分侧表面上的第二顶电极层25的面积是衬底21之整个侧表面的一半或更小。在保护层24和第二顶电极层25之间产生一空隙26。换句话说，第一顶电极层22在空隙26处有一裸露区，它既不被保护层24覆盖，也不被第二顶电极层25覆盖。需要时，可以在第二顶电极层25上设置镍层27和焊接层28，以便当焊接电阻器时保证诸如可靠性等质量。第一顶电极层22的裸露区通过空隙26与镍层27直接电气接触。
接下来将参照附图，说明依照本发明第一实施例的电阻器的制造方法。
图2A-2G例示出了依照本发明第一实施例的制造电阻器的方法。
如图2A所示，片状衬底21一般为96％的铝，具有良好的耐热性和绝热性，并且具有不止一个垂直分割切口29和不止一个水平分割切口30。在水平分割切口30的两侧印刷一般包含玻璃料和诸如Ag等导电粉的电极糊(但不与水平分割切口30交叉)后，以大约850℃烧结片状衬底21，以形成第一顶电极层22。分割切口29和30的深度为衬底21之厚度的一半或更少，以防止因制作处理所引起的破损。
接下来，如图2B所示，印刷一般主要由氧化钌构成的电阻糊，以便与第一顶电极层22电气连接，并且以大约850℃烧结电阻糊，形成电阻层23。
如图2C所示，用诸如YAG激光器开一微调槽31，以便将电阻层23的电阻调节到规定值。在微调前，可以在第一顶电极层22上放置一个用于测量电阻值的微调探针。
如图2D所示，印刷一般由环氧树脂制成的树脂糊，以便保护经调节的电阻层23，并且在大约200℃下，在传送型连续固化炉中对树脂糊烘焙大约30分钟，从而通过热固化形成保护层24。可以跨越垂直的分割切口29设置保护层24以覆盖不止一层水平对准的电阻层。
如图2E所示，沿垂直方向，跨越片状衬底21的水平分割切口30但不覆盖保护层24，在每个相邻电阻器的第一顶电极层22上丝网印刷一般由诸如Ag或Ni的导电粉以及环氧树脂制成的电极糊。因此，第一顶电极层22具有一个裸露区26，它既不被保护层24覆盖，也不被第二顶电极层25覆盖。在印刷了电极糊之后，在大约200℃下，在传送型连续固化炉中对衬底21烘焙大约30分钟，热固化形成第二顶电极层25。用电极糊填充水平分割切口30，使第二顶电极层25一直形成到分割切口的底部。还可以沿水平方向跨越垂直分割切口29，在每个相邻电阻器的第一顶电极层22上连续形成第二顶电极层25。
接下来，如图2F所示，沿水平分割切口30分割片状衬底21，产生衬底条32。如图所示，填入水平分割切口30中的第二顶电极层25延伸到衬底条32的分割面上。
最后，如图2G所示，沿垂直分割切口29分割衬底条32，产生衬底块33。如图1所示，依次在第二顶电极层25的裸露表面上电镀镍层27和焊接层28，其中镍层27作为中间层，焊接层28作为最外层，完成本发明实施例的电阻器的制造。
图3A和3B示出了用上述步骤制造并装在印刷线路板上的电阻器。如图所示，形成有保护层24的电阻器表面面朝下安装。焊接第一顶电极层22和第二顶电极层25(包括第二顶电极层25的侧电极部分)，如图2所示，侧电极部分延伸到衬底的侧面。应该注意，由于电极层25的侧电极部分的面积较小，所以与现有技术中电阻器所需的相比，要形成极小的凹楞34。因此，如图3B所示，焊接电阻器所需的电阻器面积35和电阻器侧面积36的总面积是装配面积37。当使用0.6mm×0.3mm的矩形片电阻器时，第一实施例中的电阻器与传统电阻器的结构相比，可以使装配面积缩小20％。
如上所述，由于电阻器侧电极的面积较小，所以当把电阻器焊接到印刷线路板上时，本发明只需要较小的面积来形成凹楞，从而减小了装配面积。
第二顶电极层由一种导电糊制成，而导电糊则由导电粉和环氧树脂组成。如果把Ag用作导电粉，那么其导电电阻高达大约10-4Ωcm，而当镍用作导电粉时，导电电阻大约为10-2Ωcm(当使用镍镀或用Ag处理的材料时，导电电阻大约为10-6Ωcm)。因此，由于对规定电阻增加了导电电阻值，所以形成第二顶电极层时厚度的变化会导致电阻器电阻值的变化。但是如图1所示，由于第一顶电极层22和镍层27的任何裸露区(导电电阻较低)在空隙26处直接电气接触，所以导电电阻较高的第二顶电极层25不会影响电阻器。这样可以可靠地制造高精度的电阻器。
第一实施例描述了第一顶电极层22与镍层27直接电气接触的情况。但它不局限于镍层。将焊接层与第一顶电极层22直接电气接触，或者使用不会影响电阻器电阻值的低导电电阻材料，都可以获得同样的效果。
第一实施例最好将经氧化钌处理的材料用作电阻层23。但是，用于电阻层的材料不局限于经氧化钌处理的材料。例如，将镍铬薄膜材料用作电阻层可以获得同样的效果。
通过使焊接层28的表面高度等于或高于保护层24的表面高度，第一实施例还可以通过防止在焊接层28和印刷线路板接合区(未示出)之间产生间隔，来提高装配质量。
第一实施例还通过在将电阻器焊接到印刷线路板时避免产生侧电极以及不形成凹楞，来进一步缩小装配面积。但是，如果不形成凹楞，那么运用图象识别的自动检测的效率会降低。因此，即使小也最好形成凹楞。
表1示出了通过组合用于第一顶电极层22、保护层24和第二顶电极层25的材料而获得的效果(特性改善)。
表1
| 组合 | 第一顶电极层22 | 第二顶电极层25 | 保护层24 | 特性改善 |
| 1 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ag导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 对保护层24低温处理可以防止电阻值在工艺过程中变化，从而减小产品电阻的偏差。 |
| 2 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ni导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 除了上述组合1的特性外，将贱金属用于第二顶电极可更便宜地制造电阻器。 |
| 3 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ag导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 离子迁移少可以改善湿电阻的寿命特性。 |
| 4 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ni导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 上述组合2和3的组合特性。 |
| 5 | Au有机金属化合物(在850℃下烘焙) | Ag导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 除了上述组合3的特性外，减少Au的使用可更便宜地制造电阻器。 |
| 6 | Au有机金属化合物(850℃下烘焙) | Ni导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 上述组合3和5的组合特性。 |
第二实施例
以下参照图4说明依照本发明第二实施例的电阻器。
如图4所示，在衬底41的主表面两侧设置一对第一顶电极层42，其中衬底41一般由96％铝制成，而第一顶电极层42一般为玻璃料和诸如Ag等导电粉的混合物。形成一般主要由氧化钌构成的电阻层43，以便与第一顶电极层42电气连接。在电阻层43的上表面上设置一般由环氧树脂制成的保护层44。在第一顶电极层42的上表面和衬底41的一部分侧表面上设置第二顶电极层45，它一般是环氧树脂和诸如Ag等导电粉的混合物。这里，衬底41之一部分侧表面上的第二顶电极层45的面积是衬底41之整个侧表面的一半或更小。在第二顶电极层45上开一个窗口46。因此，第一顶电极层42在窗口46处有一个裸露区，它既不被保护层44覆盖，也不被第二顶电极层45覆盖。需要时，可以在第二顶电极层45上设置镍层47和焊接层48，以便当焊接电阻器时保证诸如可靠性等质量。第一顶电极层42通过窗口46与镍层47直接电气接触。
该实施例中电阻器的制造方法与第一实施例的不同之处在于，为了开窗口46，用丝网印刷掩膜来形成第二顶电极层45。其余步骤与第一实施例相同。
当把第二实施例的电阻器焊接到印刷线路板上时，其效果也与第一实施例相同，因此这里省略对其说明。
第三实施例
以下参照图5-7B，说明依照本发明第三实施例的电阻器及其制造方法。
如图5所示，在衬底51的上表面两侧和一部分侧表面上设置一对第一顶电极层52，其中衬底51一般由96％铝制成，而第一顶电极层42为玻璃料和诸如Ag等导电粉的混合物。衬底51之侧表面上的第一顶电极层52的面积是衬底51之整个侧表面的一半或更小。设置一般主要由氧化钌构成的电阻层53，以便与一对第一顶电极层52电气连接。设置一般主要由玻璃制成的保护层54，以便至少覆盖电阻层53的上表面。在第一顶电极层52的上表面设置第二顶电极层55，它一般是玻璃料和诸如Cu等导电粉的混合物。使第二顶电极层55的边缘弯曲。电镀焊接层56，以便至少覆盖第二顶电极层55的裸露上表面。
接下来将参照图6A-6G，说明依照本发明第三实施例的电阻器的制造方法。
如图6A所示，片状衬底51一般为96％的铝，具有良好的耐热性和绝热性，并且其表面上具有不止一个垂直分割切口58和水平分割切口59。印刷一般包含玻璃料和诸如Ag等导电粉的电极糊，使之与水平分割切口59交叉并填入其中，并在大约850℃下烧结形成第一顶电极层52。由于电极糊填充了水平分割切口59，所以将第一顶电极层52形成到分割切口的底部。分割切口58和59的深度为衬底51之厚度的一半或更少，以防止因制作处理所引起的破损。
接下来，如图6B所示，印刷一般主要由氧化钌构成的电阻糊，以便与第一顶电极层52电气连接，并且在大约850℃下烧结形成电阻层53。如图6C所示，用诸如YAG激光器等手段开一微调槽60，以便将电阻层53的电阻调节到规定值。在微调前，可以在第一顶电极层52上放置一个用于测量电阻值的微调探针。
接下来，如图6D所示，印刷一般主要由玻璃制成的糊，以便保护经调节的电阻层53，并且在大约600℃下烧结形成保护层54。提供与垂直分割切口58交叉的保护层54，覆盖所有的不止一层水平对准的电阻层53。
接下来，如图6E所示，在第一顶电极层52的上表面上印刷一般包含玻璃料和诸如Cu等导电粉的混合物的电极糊，使之不与水平分割切口59交叉，然后在大约600℃的氮环境下烧结形成第二顶电极层55。可以沿水平方向，在每个相邻电阻器的第一顶电极层52上连续形成第二顶电极层55，使之与垂直分割切口58交叉。
接下来，如图6F所示，沿水平分割切口59分割片状衬底51，产生衬底条61。如图所示，填入水平分割切口59中的第一顶电极层52延伸到衬底条61的分割面上。
最后，如图6G所示，沿垂直分割切口58分割衬底条61，产生衬底块62。如图5所示，在第一顶电极层52和第二顶电极层55的裸露表面区上电镀焊料形成焊接层56，完成制造本实施例的电阻器。
图7A和7B示出了第三实施例中安装在印刷线路板上的电阻器。可见，形成有保护层54的电阻器表面面朝下安装。如图5所示，焊接第二顶电极层55以及侧电极，其中侧电极是第一顶电极层52的一部分，延伸到衬底51的侧面。应该注意，由于侧电极(图5)的面积很小，所以与现有技术中电阻器所需的相比，要形成极小的凹楞63。因此，如图7B所示，焊接电阻器所需的总装配面积66包括电阻器面积64和对应于接合区65的电阻器侧面积。当使用0.6mm×0.3mm的矩形片电阻器时，第三实施例中的电阻器与传统电阻器的结构相比，可以使装配面积缩小20％。
如上所述，由于电阻器侧电极的面积很小，所以当把电阻器焊接到印刷线路板上时，本发明只需要很小的面积来形成凹楞，从而减小了装配面积。
通过使焊接层56的表面高度等于或高于保护层54的表面高度，第三实施例也可以通过防止在焊接层56和印刷线路板接合区65之间产生间隔来提高装配质量。
第三实施例还通过在将电阻器焊接到印刷线路板时避免产生侧电极且不形成凹楞来进一步缩小装配面积。但是，如果不形成凹楞，那么运用图象识别的自动检测的效率会降低。因此，即使小也最好形成凹楞。
表2和3示出了通过改变用于第一顶电极层52、保护层54和第二顶电极层55的材料的组合而获得的效果(特性改善)。
表2
| 组合 | 第一顶电极层52 | 第二顶电极层55 | 保护层54 | 特性改善 |
| 1 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ag Pd导电粉+玻璃(在600℃下烘焙) | 玻璃系(在600℃下固化) | 在空气中烘焙第二顶电极层可更便宜地制造电阻器。 |
| 2 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ni导电粉+树脂(在600℃下烘焙) | 玻璃系(在600℃下固化) | 除了上述组合1的特性外，将Ni用于电极可更便宜地制造电阻器。 |
| 3 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 低温处理保护层54可防止电阻值在工艺过程中变化，减少产品电阻的偏差。 |
| 4 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ni导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 除了组合3的特性外，将Ni用作第二顶电极可更便宜地制造电阻器。 |
| 5 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu+Ni混合导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 除了上述组合3的特性外，将Cu+Ni用作第二顶电极稳定了焊料的湿润。 |
| 6 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu+Ni合金导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 除了上述组合3的特性外，将Cu+Ni用作第二顶电极可以稳定焊料的湿润。 |
| 7 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu导电粉+玻璃(在600℃下烘焙) | 玻璃系(在600℃下固化) | 离子迁移少可以改善湿电阻的寿命特性。 |
| 8 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ag Pd导电粉+玻璃(在600℃下烘焙) | 玻璃系(在600℃下固化) | 上述组合1和7的组合特性。 |
表3
| 组合 | 第一顶电极层52 | 第二顶电极层55 | 保护层54 | 特性改善 |
| 9 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ni导电粉+玻璃(在600℃下烘焙) | 玻璃系(在600℃下固化) | 上述组合2和7的组合特性。 |
| 10 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 上述组合3和7的组合特性。 |
| 11 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ni导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 上述组合4和7的组合特性。 |
| 12 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu+Ni混合导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 上述组合5和7的组合特性。 |
| 13 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu+Ni合金导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 上述组合6和7的组合特性。 |
第四实施例
以下参照图8-9G，说明依照本发明第四实施例的电阻器及其制造方法。
如图8所示，在衬底71的上表面两侧设置一对第一顶电极层72，其中衬底71一般为96％的铝，而第一顶电极层72一般为玻璃料和诸如Ag等导电粉的混合物。设置一般主要由氧化钌构成的电阻层73，以便与第一顶电极层72电气连接。设置一般主要由玻璃制成的保护层74，以便覆盖电阻层73的上表面。在第一顶电极层72的上表面和衬底71的一部分侧表面上设置第二顶电极层75，它一般包含玻璃料和诸如Cu等导电粉。这里，衬底71侧面上的一部分第二顶电极层75是衬底71整个侧面的一半或更小。使第二顶电极层75的边缘弯曲，并且用焊接层76覆盖其裸露的上表面。
接下来将参照图9A-9G，说明依照本发明第四实施例的电阻器的制造方法。
如图9A所示，片状衬底71一般由96％的铝制成，具有良好的耐热性和绝热性，并且在其表面上提供不止一个垂直分割切口78和水平分割切口79。在水平分割切口79的两侧印刷一般包含玻璃料和诸如Ag等导电粉的电极糊，不与水平分割切口79交叉，并且在大约850℃下烧结形成第一顶电极层72。一般将分割切口78和79的深度设置为衬底71之厚度的一半或更少，以防止衬底因制作处理而引起破损。
接下来，如图9B所示，印刷一般主要由氧化钌构成的电阻糊，以便与第一顶电极层72电气连接，并且在大约850℃下烧结形成电阻层73。如图9C所示，用诸如YAG激光器开一微调槽80，以便将电阻层73的电阻调节到规定值。在微调前，可以在第一顶电极层72上放置一个用于测量电阻值的微调探针。
接下来，如图9D所示，印刷一般主要由玻璃制成的糊，以便保护经调节的电阻层73，并且在大约600℃下烧结形成保护层74。保护层74形成覆盖所有水平对准的不止一层的电阻层73上，使之与垂直分割切口78交叉。
接下来，如图9E所示，沿垂直方向，在每个相邻电阻器第一顶电极层的上表面上印刷一般包含玻璃料和诸如Cu等导电粉的电极糊，使之与水平分割切口79交叉，然后在大约600℃的氮环境下烧结形成第二顶电极层75。这里，电极糊填充水平分割切口79，致使第二顶电极层75形成到分割切口的底部。可以在不止一个水平对准的第一顶电极层72上连续形成第二顶电极层75，使之与垂直分割切口78交叉。
接下来，如图9F所示，沿水平分割切口79分割片状衬底71，产生衬底条81。由于第二顶电极层75形成到水平分割切口79的底部，第二顶电极层75延伸到衬底条81的分割面。
最后，如图9G所示，沿垂直分割切口78分割衬底条81，产生衬底块82。如图8所示，在第二顶电极层75的裸露面上电镀焊料形成焊接层76，完成制造第四实施例的电阻器。
当把本实施例的电阻器装配到印刷线路板上时，其效果与第一实施例的相同。因此，这里省略对其说明。
在本实施例中，通过电镀形成焊接层。但是，还可以在温度在大约200℃和大约250℃之间焊料熔池中浸焊。另外，另一种可行的方法是，将主要由锡或焊料制成的糊材料转移印刷到第二顶电极层75上并在大约200℃到大约280℃的环境温度下热处理。
表4和5示出了通过改变第一顶电极层72、保护层74和第二顶电极层75的材料组合而获得的效果(特性改善)。
表4
| 组合 | 第一顶电极层72 | 第二顶电极层75 | 保护层74 | 特性改善 |
| 14 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ag Pd导电粉+玻璃(在600℃下烘焙) | 玻璃系(在600℃下固化) | 在空气中烘焙第二顶电极层可以更便宜地制造电阻器。 |
| 15 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ni导电粉+玻璃(在600℃下烘焙) | 玻璃系(在600℃下固化) | 除了上述组合14的特性外，将Ni用于电极可更便宜地制造电阻器。 |
| 16 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 低温处理保护层74可以防止电阻值在工艺过程中变化，减少产品电阻的偏差。 |
| 17 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ni导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 除了组合16的特性外，将Ni用作第二顶电极可以更便宜地制造电阻器。 |
| 18 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu+Ni混合导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 除了上述组合16的特性外，将Cu+Ni用作第二顶电极稳定了焊料的湿润。 |
| 19 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu+Ni合金导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 除了上述组合16特性外，将Cu+Ni用作第二顶电极可以稳定焊料的湿润。 |
| 20 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu导电粉+玻璃(在600℃下烘焙) | 玻璃系(在600℃下固化) | 离子迁移少可以改善湿电阻的寿命特性。 |
| 21 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ag Pd导电粉+玻璃(在600℃下烘焙) | 玻璃系(在600℃下固化) | 上述组合14和20的组合特性。 |
表5
| 组合 | 第一顶电极层72 | 第二顶电极层75 | 保护层74 | 特性改善 |
| 22 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ni导电粉+玻璃(在600℃下烘焙) | 玻璃系(在600℃下固化) | 上述组合15和20的组合特性。 |
| 23 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 上述组合16和20的组合特性。 |
| 24 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Ni导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 上述组合17和20的组合特性。 |
| 25 | Au导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu+Ni混合导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 上述组合18和20的组合特性。 |
| 26 | Ag导电粉+玻璃(在850℃下烘焙) | Cu+Ni合金导电粉+树脂(在200℃下固化) | 树脂系(在200℃下固化) | 上述组合19和20的组合特性。 |
Claims (30)
1.一种电阻器，其特征在于，包括：
一衬底，它具有一上表面和多个侧面；
一对第一顶电极层，它们至少被设置在所述衬底的上表面上；
一电阻层，它被设置在所述上表面上，以便与所述第一顶电极层电气连接；
一保护层，它被设置为至少覆盖所述电阻层；和
一对第二顶电极层，它们被设置在至少位于所述衬底上表面上的所述一对第一顶电极层上；
其中，所述成对的第一顶电极层和第二顶电极层中至少有一对延伸到所述衬底的侧表面上，并且每个所述衬底侧表面上延伸有每个所述顶电极层的部分的面积不大于所述衬底侧表面面积的一半。
2.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于，每个所述第一顶电极层都具有一裸露区，该裸露区未被所述保护层和所述第二顶电极层覆盖；并且所述电阻器还包括一电镀层，覆盖了每个所述第二顶电极层。
3.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于，包括：
只在所述衬底的上表面上设置所述一对第一顶电极层；
每个所述第二顶电极层都延伸到与其相邻的部分衬底侧表面上；并且
电阻器还包括一电镀层，它被设置在所述第二顶电极层上，致使所述第一顶电极层和所述电镀层直接电气接触。
4.如权利要求3所述的电阻器，其特征在于，在所述保护层和每个所述第二顶电极层之间限定一空隙，所述空隙为每个所述第一顶电极层确定了一个裸露部分，其中所述裸露部分与所述电镀层直接电气接触。
5.如权利要求3所述的电阻器，其特征在于，通过位于所述衬底上表面上的每个所述第二顶电极层，形成一窗口，每个所述窗口为每个所述第一顶电极层确定了一个裸露部分，并且被所述相应的第二顶电极层包围，其中所述裸露部分和所述电镀层通过所述相应的第二顶电极层直接电气接触。
6.如权利要求3所述的电阻器，其特征在于，所述保护层具有一表面，并且
所述电镀层的表面高度等于或高于保护层的表面高度。
7.如权利要求3所述的电阻器，其特征在于，所述第一顶电极层至少包括以下成份中的一种：经烧结的银导电粉和玻璃的混合物，经烧结的金导电粉和玻璃的混合物，或者经烧结的金有机化合物；并且
所述第二顶电极层包括银导电粉和树脂的混合物，或者镍导电粉和树脂的混合物。
8.如权利要求3所述的电阻器，其特征在于，所述第一顶电极层至少包含经溅射的镍或经溅射的金中的一种；所述第二顶电极层包含银导电粉和树脂的混合物，或者镍导电粉和树脂的混合物；并且所述保护层包含树脂。
9.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于，
衬底上表面具有相对的两端和与每一端相邻的侧表面；并且
所述一对第一顶电极层被设置在所述衬底之上表面的所述相对的两端，每个第一顶电极层延伸到与之相邻的一部分侧表面；以及
所述电阻器还包括一焊接层，它被设置在所述一对第二顶电极层上。
10.如权利要求9所述的电阻器，其特征在于，所述保护层有一表面，并且所述焊接层的表面高度等于或高于保护层的表面高度。
11.如权利要求9所述的电阻器，其特征在于，所述第一顶电极层至少包括以下成份中的一种：
经烧结的银导电粉和玻璃的混合物，
经烧结的金导电粉和玻璃的混合物；或者
经烧结的金有机化合物。
12.如权利要求11所述的电阻器，其特征在于，所述第二顶电极层至少包含以下三种混合物中的一种：铜导电粉和玻璃的混合物，银钯导电粉和玻璃的混合物，或镍导电粉和玻璃的混合物；并且所述保护层包含玻璃。
13.如权利要求11所述的电阻器，其特征在于，所述第二顶电极层至少包含以下二种混合物中的一种：铜导电粉和树脂的混合物，或镍导电粉和树脂的混合物；并且所述保护层包含树脂。
14.如权利要求11所述的电阻器，其特征在于，所述第二顶电极层包含铜导电粉、镍导电粉和树脂的混合物；并且所述保护层包含树脂。
15.如权利要求11所述的电阻器，其特征在于，所述第二顶电极层包含铜镍合金粉和树脂的混合物；并且所述保护层包含树脂。
16.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于：
所述衬底的上表面有相对的端部并且其侧表面与每个端部相邻；
所述一对第一顶电极层被设置在所述衬底上表面的所述相对端部上；
所述电阻层被设置为与所述第一顶电极层电气连接；
所述一对第二顶电极层被设置在所述一对第一顶电极层上，每个第二顶电极层延伸到与其相邻的一部分侧表面；
所述保护层被设置为至少覆盖所述电阻层；和
一焊接层，它被设置在所述第二顶电极层上。
17.如权利要求16所述的电阻器，其特征在于，所述保护层具有一表面，并且所述焊接层的表面高度等于或高于保护层表面的高度。
18.如权利要求16所述的电阻器，其特征在于，所述第一顶电极层至少包含以下三种混合物中的一种：经烧结的银导电粉和玻璃的混合物，经烧结的金导电粉和玻璃的混合物，或经烧结的金有机化合物。
19.如权利要求18所述的电阻器，其特征在于，所述第二顶电极层至少包含以下成份中的一种：铜导电粉和玻璃的混合物，银钯导电粉和玻璃的混合物，或镍导电粉和玻璃的混合物；并且所述保护层包含玻璃。
20.如权利要求18所述的电阻器，其特征在于，所述第二顶电极层至少包含以下成份中的一种：铜导电粉和树脂的混合物，或镍导粉和树脂的混合物；并且所述保护层包含树脂。
21.如权利要求18所述的电阻器，其特征在于，所述第二顶电极层包含铜导电粉、镍导电粉和树脂的混合物；并且所述保护层包含树脂。
22.如权利要求18所述的电阻器，其特征在于，所述第二顶电极层包含铜镍合金粉和树脂的混合物；并且所述保护层包含树脂。
23.一种在片状衬底上制造电阻器的方法，所述衬底具有一上表面和至少一个分割切口，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将一对第一顶电极层至少设置在所述片状衬底的上表面上，所述一对第一顶电极层设置在所述片状衬底上表面上除了分割切口以外的部分上；
设置一电阻层，它与所述一对第一顶电极层电气连接；
设置一保护层，它至少覆盖所述电阻层；
设置一对第二顶电极层，它们与所述一对第一顶电极层电气连接；
沿所述分割切口将所述片状衬底分割成衬底条；并且
将所述衬底条分割成衬底块；
其中，以下至少一个步骤包括施加电极糊以填充到所述分割切口内部并覆盖所述分割切口：设置所述成对第一顶电极层的所述步骤和设置所述成对第二顶电极层的所述步骤。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述成对第一顶电极层的所述步骤包括施加电极糊以填充所述分割切口的内部并覆盖所述分割切口，并且设置所述保护层的步骤包括至少覆盖所述成对第一顶电极层和所述电阻层；以及
所述方法还包括形成一焊接层，它覆盖所述成对第二顶电极层。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，形成焊接层的所述步骤包括将所述衬底条浸入一熔池中，所述熔池中含有温度在大约200℃和大约250℃之间的熔融焊料。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，形成焊接层的所述步骤包含使用电镀。
27.如权利要求23所述的方法，其特征在于，
设置所述成对第一顶电极的所述步骤不包括与所述分割切口交叉，
设置所述保护层的所述步骤包括至少覆盖所述成对第一顶电极层和所述电阻层，和
设置所述成对第二顶电极层的所述步骤包含施加电极糊以填充到所述分割切口的内部并覆盖所述分割切口；以及
所述方法还包括形成一焊接层，它覆盖所述成对第二顶电极层。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，形成焊接层的所述步骤包括将所述衬底条浸入一熔池中，所述熔池中含有温度在大约200℃和大约250℃之间的熔融焊料。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，形成焊接层的所述步骤包括使用电镀法。
30.如权利要求24或27所述的方法，其特征在于，形成焊接层的所述步骤包括通过浸焊法或包括转移印刷并在大约200℃到大约280℃之间的环境温度下热处理的方法在所述成对第二顶电极层上覆盖一层糊，其中糊主要含锡或焊料。
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| DE69902599D1 (de) | 2002-10-02 |
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