CN1196820A - 低电阻片状电阻器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于,提供一种使用温度系数以及电阻值偏差小的厚膜电阻体的低电阻片状电阻器。从绝缘性基板2的表面的一端或一端附近到另一端或另一端附近涂敷低电阻膏形成膏层,烧制该膏层形成低电阻值的电阻体3。作为低电阻膏,使用包含Ag和Pd,并且(Pd的重量)/(Pd的重量+Ag的重量)的比是10－20%的合金釉膏。在电阻体3上形成由绝缘材料构成的外包层5,使其在电阻体3的两端留出具有连接锡焊用电极4、4所必须的很小宽度尺寸的一对连接电极部分3a。

Description

低电阻片状电阻器

本发明涉及电阻值低的低电阻片状电阻器。

以往，作为测定锂离子电池等的充电电池的充放电电流，或用作在IC的端子连接错误时限制电流的限流电阻器的低电阻(100mΩ以下)的电阻器，可以使用由薄膜形成电阻体的薄膜电阻器、将导线卷绕成线圈状的绕线电阻器、板状电阻器等。这些低电阻的电阻器，每个20～40日元。如果可以用具有一般的厚膜电阻体的片状电阻器来制造这样的低电阻的电阻器，则这样的低电阻的电阻器的价格可以在20日元以下。该电阻器通过在陶瓷基板的表面涂敷低电阻膏形成电阻膏层，烧制该电阻膏层而制成。

但是，厚膜电阻体的温度系数(TCR)和电阻值偏差(To)越大，电阻值越小，电阻值的精度越差。因此，在以往的片状电阻器的构成中，不能得到可以供实用的低电阻的电阻器。这里所谓温度系数(TCR)，被定义为ΔR/ΔT＝电阻变化/温度变化，所谓电阻值偏差(To)，被定义为误差电阻值/目标电阻值。

本发明的目的在于，提供一种使用了温度系数以及电阻值偏差小的厚膜电阻体的低电阻片状电阻器。

本发明以在绝缘性基板的表面上形成电阻体并在绝缘性基板的两端部分形成电连接电阻体的一对锡焊用电极的低电阻片状电阻器为改良对象。在此，绝缘性基板一般使用陶瓷基板。在本发明中，将低电阻膏从绝缘性基板的表面的一端或一端附近涂敷到另一端或另一端附近来形成膏层，烧制该膏层形成低电阻值的电阻体(低电阻体)。作为这种低电阻膏体，最好使用含Ag/Pd，并且(Pd的重量)/(Pd的重量+Ag的重量)的比是10～20％的合金釉膏(metal glaze paste)(在玻璃胶结料中添加Ag粉末和Pd粉末的导电性膏)。通过改变Ag和Pd的配合比率，就可以得到任意的低电阻值。而且在上述的Ag和Pd的比率范围内，可以使电阻值的温度系数和电阻值偏差减小。附带说一下，(Pd的重量)/(Pd的重量+Ag的重量)的比在10～20％的范围中，可以得到100mΩ～5mΩ的电阻值，并可以得到±100ppm～±800ppm/℃的温度系数，电阻值偏差可以设定为JIS的J级(5％级)。进而，Ag的添加量和电阻值为反比例关系。

特别是包含在合金釉膏中的Pd以及Ag的粉末，最好其平均粒子直径是5μm以下的球状粉末。如果使用这样的粉末，则可以使温度系数以及电阻值偏差更小。

不用说，在这种合金山釉膏中，还可以根据需要包含Mn、Bi、Ti、Nb等温度系数调整剂。

在电阻体上，形成由绝缘材料构成的外包层，使其在电阻体的两端留出具有连接锡焊用电极所必须的很小宽度尺寸的一对连接电极部分。作为该绝缘材料，可以使用玻璃或环氧树脂等的合成树脂。而后，形成一对锡焊用电极，使其与各自电阻体对应的连接电极部分电连接。希望外包层的长度(在绝缘基板的长边方向上延伸的长度)尽可能的长。这是由于在未被外包层覆盖的电阻体的端部上形成锡焊用的电极，因此锡焊用电极在绝缘基板的表面上延伸的长度(在绝缘基板的长边方向上延伸的长度)越长，锡焊用电极的电阻值越大。电阻体的电阻值越低，该锡焊用电极的电阻值对片状电阻器的电阻值的影响越大。还由于锡焊用电极的结构，如果锡焊用电极在绝缘基板的表面延伸的长度加长，则还会发生与电阻体的电阻值相比锡焊用电极的电阻值变大的情况。因此，如上述那样，需要这样来形成外包层，使其留出为连接锡焊用电极所需要的很小宽度尺寸的一对连接电极部分。顺便说一下，当低电阻体的电阻值在100mΩ以下时，以在电阻体两端留出具有0.3mm以下宽度尺寸的一对连接电极部分的方式形成外包层。当电阻体的电阻值在10～50mΩ时，更严格地说，在电阻体的两端部分以留出具有0.1mm～0.2mm宽度尺寸的一对连接电极部分的方式形成外包层。如果是这样宽度尺寸的连接电极部分，则可以使锡焊用电极的电阻值对低电阻片状电阻器的电阻值的影响减小。

在此，锡焊用电极的构成是任意的。最好使用在一般的片状电阻器中广泛使用的锡焊用电极。可以使用由以下部分构成的锡焊用电极：背面电极部分，例如由合金釉膏形成在绝缘基板的背面的端部；端面电极部分，跨越该背面电极部分和连接电极部分，由合金釉膏或导电性树脂膏(在热硬化合成树脂胶结料中添加Ag粉末等的导电性粉末的膏)形成；Ni镀层，包覆端面电极部分以及未被该端面电极部分包覆的背面电极部分以及上述连接电极部分；和焊锡镀层，包覆该Ni镀层。该结构的锡焊用电极，由于焊接性优异，并且锡焊用电极的电阻值不太大，因此适合低电阻片状电阻器。

另外，也可以由相互分开形成的2个分开背面电极部分构成1个背面电极部分。这样就可以将2个分开背面电极部分分成电流测定用电极和电压测定用电极使用。另外，这种情况下，端面电极部分也可以相互分开形成，由将2个分开背面电极部分接在连接电极部分上的2个分开端面电极部分构成。

图1是将本发明的低电阻片状电阻器的一实施例局部剖开展示的概略斜视图。

图2是将图1的低电阻片状电阻器锡焊连接在电路基板上的锡焊电极上的状态的断面图。

图3是展示锡焊电极构造的一例的放大断面图。

图4是以基板的背面向上的状态展示本发明的另一实施例的低电阻片状电阻器的概略斜视图。

图5是展示在电路基板上锡焊了图4的低电阻片状电阻器的状态的图。

图6是展示测定图4的低电阻片状电阻器的电流以及电压情况下的电路的图。

图7是以基板的背面朝上的状态展示本发明的再一实施例的低电阻片状电阻器的概略斜视图。

图1是将本发明的低电阻片状电阻器1的一实施例局部剖开展示的概略斜视图，图2是用焊锡7将图1的低电阻片状电阻器1锡焊连接在电路基板6上的锡焊电极上的状态的断面图。在这两幅图中，2是由陶瓷基板构成的绝缘性基板。在该绝缘基板2的表面2a上，形成了1Ω以下，具体地说是100mΩ的电阻体3。该电阻体3，是将平均粒子直径为5μm以下的球状粉末、即Ag粉末和Pd粉末作为主要成分，烧制特别是将不包含温度系数调整剂的合金釉膏(在玻璃的胶结料中添加Ag粉末和Pd粉末的低电阻膏)从绝缘基板2的表面2a的一端2b或该端2b附近涂敷到另一端2c或该端2c的附近形成的膏而形成。该合金釉膏，其(Pd的重量)/(Pd的重量+Ag的重量)的比率要在10～20％的范围内。如果使用在该范围内的合金釉膏，则可以得到100mΩ以下的几乎任意的电阻值，而且，可以使电阻值的温度系数和电阻值偏差减小。在本实施例中，为了得到100mΩ的电阻值，该重量比使用10％的合金釉膏。如果适宜地选择烧制温度、电阻体3的膜厚度等的制造条件，则用该膏就可以得到电阻值偏差(To)±1％、温度系数(TCR)±100ppm/℃的电阻体。

另外，在电阻体3上，形成有由绝缘材料构成的外包层5，使其在电阻体3的两端部分上留出具有连接一对锡焊用电极4、4所必须的很小宽度尺寸的一对连接电极部分3a、3a。外包层5，用玻璃或环氧树脂等合成树脂形成。在该例子中，由玻璃形成外包层5。如此例，当电阻体3的电阻值在100mΩ以下时，留在电阻体的两端部分的一对连接电极部分3a、3a的宽度尺寸定为0.3mm以下。最好形成外包层，使其宽度尺寸在0.1mm～0.2mm范围内。如果是这样大小的连接电极部分3a、3a，则可以使锡焊用电极4、4的电阻值对低电阻片状电阻器1的电阻值的影响小。

锡焊用电极4、4具有，用合金釉膏形成在绝缘性基板2的背面2d的两端的背面电极部分4a、4a，和跨越该背面电极部分4a、4a和连接电极部分3a、3a，由合金釉膏或导电性树脂膏形成的端面电极部分4b、4b。虽然在图2中未示，但一般如图3放大详细展示的那样，最好由Ni镀层4c和焊锡层4d包覆端面电极部分4b、4b和未被该端面电极部分包覆的背面电极部分4a、4a以及连接电极部分3a、3a的部分。背面电极部分4a、4a，用包含Ag和Pd，并且(Pd的重量)/(Pd的重量+Ag的重量)的比为5％左右的合金釉膏形成。另外，端面电极部分4b、4b，用包含Ag的合金釉膏，和在二甲苯或环氧苯酚树脂中添加Ag的Ag-树脂系列的导电性膏形成。

以下，说明上述实施例的低电阻片状电阻器的制造方法。首先，准备在两面或其中一面上形成有如容器量具刻度那样的分割槽的大型的陶瓷基板。将包围在该大型陶瓷基板的1个刻度的部分作为1个片状电阻器的基板使用。在该大型陶瓷基板的背面上，对应各刻度(对应分割后构成各个基板2的部分)用Ag-Pd的合金釉膏印刷形成用于形成背面电极部分4a、4a的膏层。而后，在850～900℃的温度下烧制该膏层形成背面电极部分4a、4a。以下，在大型陶瓷基板的背面上，对应各刻度(对应分割后构成各个基板2的部分)，用上述的Ag-Pd合金釉膏形成用于形成电阻体3的膏层。这样来形成该膏层，使得在分割后从成为各个基板2的部分的一端到另一端连续。也可以在排成一列的各个基板2上连续地涂敷上述膏。而后在平均850℃的温度下烧制该膏层形成电阻体3。

以下，在大型陶瓷基板的各电阻体3上，如在各电阻体3的两端分别留出连接电极部分3a、3a那样地涂敷用于形成外包层5的绝缘材料膏形成膏层。在由玻璃涂层形成外包层5时，在平均600～650℃的温度下进行烧制。进而在由树脂涂层形成外包层时，在200～250℃的温度下进行烧制。

接着，将大型的陶瓷基板分割成正方形的多个基板，以使多个电阻体的各连接电极部分3a、3a分别位于宽度方向上。而后，在正方形的多个基板的宽度方向的端部，涂敷形成端面电极部分4b的导电性膏形成膏层，以便跨越各连接电极部分3a、3a和背面电极部分4a、4a。

当使用含有Ag的合金釉膏作为该导电性膏时，在平均650℃的温度下进行烧制。另外，当使用AgO树脂系列的导电性膏作为该导电性膏时，在平均200℃的温度下进行烧制。

接着，形成Ni镀层4c，使其包覆端面电极部分4b、4b和未被该端面电极部分包覆的背面电极部分4a、4a以及连接电极部分3a、3a，其后，在Ni镀层上形成焊锡镀层4d。因为电阻体3的电阻值低，所以露出的连接电极部分3a、3a被Ni镀层4c和焊锡镀层4d完全包覆。然后，将正方形的基板分割成各个基板2。

如果采用上述实施例的电阻片状电阻器，则如一般的片状电阻器那样，不会在基板的表面上形成电阻值大的电极，还由于电阻体3直接连接在端面电极部分4b上，所以温度特性好。另外，因为外包层5延伸至基板2的端面附近，所以焊锡的附着量减少，由焊锡的附着量引起的电阻值的偏差减少。

特别是电阻体3的电阻值在50mΩ以下(在以Ag和Pd为主要成分的合金釉膏形成电阻体时为10～50mΩ)，由于电阻值过小，因此不能进行电阻值的调整。但是，如果使用本发明的结构，则由于电阻值的偏差变小，所以在制造这样的电阻值低的低电阻值片状电阻器时的合格率大幅度提高。

图4是以基板12的背面12d朝上的状态展示本发明的另一实施例的低电阻片状电阻器11的概略斜视图。图1以及图2所示的实施例和本实施例的不同点是，由分别相互分开形成的2个分开背面电极部分14a1、14a1构成背面电极部分14a、14a。由于其它点与图1的实施例相同，因此，在相同的部分上赋予在图1所示的符号上加10的数的符号，并省略说明。进而，2个分割背面电极部分14a1、14a1最好也由Ni镀层以及焊锡镀层包覆。在使用该片状电阻器11时，如图5所示，在电路基板16上形成铜箔电路图形18、18，在这些电路18的电极部分上分别由焊锡17锡焊连接片状电阻器11的背面电极部分14a、14a。而后，如图6所示，在一对分割背面电极部分14a1、14a1之间测定电流I，而在另一对的分开电极部分14a1、14a1之间测定电压V。

在图4的实施例中，将背面电极部分14a分成2个，但如图7所示，端面电极部分也可以相互分开地形成，由将2个分开的背面电极部分14a1、14a1连接在连接电极部分上的2个分开端面电极部分14b1、14b1构成。

如果采用本发明，则通过从绝缘性基板的表面的一端或一端附近到另一端或另一端附近涂敷低电阻膏形成膏层，烧制该膏层形成低电阻值的电阻体(低电阻体)，就可以用厚膜电阻体以低价格得到温度系数以及电阻值偏差小的低电阻片状电阻器。

Claims (8)

1、一种低电阻片状电阻器，该电阻器是在绝缘性基板的表面形成电阻体，在上述绝缘性基板的两端部分形成了与上述电阻体电连接的一对锡焊用电极的低电阻片状电阻器，

其特征在于：上述电阻体由烧制从上述表面的一端或一端附近到另一端或另一端附近涂敷低电阻膏形成的膏层来形成；在上述电阻体上形成由绝缘材料构成的外包层，使其在上述电阻体的两端部分上留出具有连接上述锡焊用电极所必须的很小宽度尺寸的一对连接电极部分；形成上述一对锡焊用电极，使其分别与上述电阻体对应的上述连接电极部分电连接。

2、一种低电阻片状电阻器，该电阻器是在陶瓷制成的绝缘性基板的表面形成电阻体，在上述绝缘性基板的两端部分形成了与上述电阻体电连接的一对锡焊用电极的低电阻片状电阻器；

其特征在于：上述电阻体，是由烧制从上述表面的一端或一端附近到另一端或另一端附近涂敷以Ag和Pd为主要成分的合金釉膏而形成的膏层后形成的100mΩ以下的低电阻体构成；在上述电阻体上，形成由玻璃或合成树脂构成的外包层，使其在上述电阻体的两端留出具有0.3mm以下宽度尺寸的一对连接电极部分；形成上述锡焊用电极，使其至少分别包覆上述电阻体的上述连接电极部分和上述绝缘性基板的端面。

3、如权利要求2所述的低电阻片状电阻器，其特征在于：上述合金釉膏，其(Pd的重量)/(Pd的重量+Ag的重量)的比是10～20％。

4、如权利要求2或3所述的低电阻片状电阻器，其中，包含在上述合金釉膏中的上述Pd以及Ag的粉末，是平均粒子直径在5μm以下的球状粉末。

5、如权利要求2所述的低电阻片状电阻器，其中，上述锡焊用电极由以下部分构成：背面电极部分，由合金釉膏形成在上述绝缘性基板的背面的端部；端面电极部分，由合金釉膏或导电性树脂膏跨越上述背面电极部分和上述连接电极部分形成；Ni镀层，包覆上述端面电极部分以及未被该端面电极部分包覆的上述背面电极部分以及上述连接电极部分；和焊锡镀层，包覆上述Ni镀层。

6、如权利要求2所述的低电阻片状电阻器，其特征在于：上述背面电极部分，由相互分开形成的2个分开的背面电极部分构成。

7、如权利要求6所述的低电阻片状电阻器，其中，上述端面电极部分，被相互分开形成，由将上述2个分开的背面电极部分连接到连接电极部分上的2个分开端面电极部分构成。

8、一种低电阻片状电阻器，该电阻器是在陶瓷制成的绝缘性基板的表面形成电阻体，在上述绝缘性基板的两端部分形成有与上述电阻体电连接的一对锡焊用电极的低电阻片状电阻器；

其特征在于：上述电阻体，由烧制从上述基板表面的一端或一端附近到另一端或另一端附近涂敷以Ag和Pd为主要成分的合金釉膏形成的膏层后形成的5～50mΩ的低电阻体构成；在上述电阻体上形成由玻璃或合成树脂构成的外包层，使其在上述电阻体的两端留出具有0.1mm～0.2mm宽度尺寸的一对连接电极部分；形成上述锡焊用电极，使其至少分别包覆上述电阻体的上述连接电极部分和上述绝缘性基板的端面。