JP2000299201A

JP2000299201A - 抵抗器

Info

Publication number: JP2000299201A
Application number: JP11103597A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hasegawa; 洋長谷川; Kiyoshi Ikeuchi; 揮好池内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】サージ電圧等の瞬時の過大電圧が抵抗器に印
加された場合においても、トリミング溝部分の絶縁部に
絶縁破壊が生じることはない抵抗器を提供することを目
的とする。【解決手段】絶縁基板１上に形成された一対の上面電
極２の一部に重なるように形成された抵抗体４と、この
抵抗体４を覆う絶縁性の一次保護膜５と、前記一次保護
膜５および抵抗体４に抵抗値調整のためのトリミングを
施すことにより形成されたトリミング溝６とを備え、少
なくとも前記トリミング溝６を半導性材料で構成された
二次保護膜７で覆うようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器に使
用されるチップ抵抗器、複合抵抗器や集積回路等に使用
される厚膜または薄膜プロセスで製造される抵抗器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の抵抗器について、最も代表
的なチップ抵抗器を例にその構造と製造プロセスを説明
する。

【０００３】従来のチップ抵抗器は、例えば特開平７−
２７２９０２号公報に記載されているように、絶縁基板
の表面の両端部に形成された一対の上面電極間に抵抗膜
をその両端部が前記一対の上面電極に一部重なるように
形成し、そして前記抵抗膜の全面と上面電極の一部を覆
うように絶縁性材料からなる一次保護膜を形成し、その
後、抵抗値をレーザートリミングなどの方法で修正し、
その後、修正の終った抵抗体と上面電極の一部を絶縁性
材料からなる二次保護膜で覆い、そして前記一対の上面
電極に一部が重なるように基板の相対する側面から裏面
にわたって端面電極を形成し、その後、前記端面電極を
めっき処理することにより、抵抗器を製造していた。

【０００４】上記した抵抗値修正と一次保護膜、二次保
護膜の形成工程はチップ抵抗器に限ることはなく、厚
膜、または薄膜で形成される複合抵抗器や集積回路にお
いても同様に実施されており、上記のように従来の一次
保護膜、二次保護膜には絶縁性材料が使用されてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年は、特に自動車関
連部品などでサージ電圧等のように瞬時の過大電圧が抵
抗器に印加された場合、抵抗器の抵抗値が変化するとい
う課題が生じてきた。その原因は抵抗器への過大電圧の
印加により、トリミング溝部分を覆った絶縁性材料から
なる二次保護膜に絶縁破壊が生じてトリミング溝を挟ん
だ抵抗体間に放電が発生し、この放電により抵抗器の抵
抗値が変化するものと考えられている。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、サージ電圧等の瞬時の過大電圧が抵抗器に印加され
た場合においても、トリミング溝部分の絶縁部に絶縁破
壊を生じることはない抵抗器を提供することを目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の抵抗器は、絶縁基板上に形成された一対の上
面電極と、この一対の上面電極の一部に重なるように形
成された抵抗体と、この抵抗体を覆う絶縁性の一次保護
膜と、前記一次保護膜および抵抗体に抵抗値調整のため
のトリミングを施すことにより形成されたトリミング溝
とを備え、少なくとも前記トリミング溝を半導性材料で
構成された二次保護膜で覆うようにしたもので、この構
成によれば、サージ電圧等の瞬時の過大電圧が抵抗器に
印加された場合においても、トリミング溝部分の絶縁部
に絶縁破壊が生じることはないものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、絶縁基板上に形成された一対の上面電極と、この一
対の上面電極の一部に重なるように形成された抵抗体
と、この抵抗体を覆う絶縁性の一次保護膜と、前記一次
保護膜および抵抗体に抵抗値調整のためのトリミングを
施すことにより形成されたトリミング溝とを備え、少な
くとも前記トリミング溝を半導性材料で構成された二次
保護膜で覆うようにしたもので、この構成によれば、少
なくとも抵抗体を覆う絶縁保護膜および抵抗体に抵抗値
調整のために形成されたトリミング溝を半導性材料で構
成された二次保護膜で覆うようにしているため、サージ
電圧等の瞬時の過大電圧が抵抗器に印加された場合にお
いても、半導性材料で構成された二次保護膜の存在によ
り、トリミング溝部分で放電が発生することはなく、こ
れにより、トリミング溝部分を覆う二次保護膜に絶縁破
壊現象が生じるということはないため、抵抗器の抵抗値
変化を防止できるという作用を有するものである。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の二次保護膜を構成する半導性材料として、電気伝導性
ガラスと、導電性微粉末を樹脂中に分散させてなる複合
樹脂のいずれかを用いたもので、この構成によれば、半
導性材料からなる二次保護膜の存在により、サージ電圧
等の瞬時の過大電圧が抵抗器に印加された場合において
も、トリミング溝部分で放電が発生することはなく、こ
れにより、トリミング溝部分を覆う二次保護膜に絶縁破
壊現象が生じるということはないため、抵抗器の抵抗値
変化を防止できるという作用を有するものである。

【００１０】以下、本発明の一実施の形態について、図
面を参照しながら説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施の形態におけるチッ
プ抵抗器を示したもので、以下、その製造方法を説明す
る。

【００１２】まず、耐熱性および絶縁性に優れた絶縁基
板１を受け入れる。この絶縁基板１には分割のための溝
（図示せず）が予め形成されている。

【００１３】次に、前記絶縁基板１の表面の両端部およ
び裏面の両端部に銀ペーストをスクリーン印刷し、ベル
ト式焼成炉で焼成して一対の上面電極２と一対の裏面電
極３を形成する。引き続き、前記一対の上面電極２の一
部に重なるように抵抗ペーストをスクリーン印刷し、ベ
ルト式焼成炉で焼成して抵抗体４を形成する。

【００１４】次に、前記抵抗体４を覆い、かつ上面電極
２の一部を覆うように一次保護膜の材料ペーストをスク
リーン印刷し、この場合、ガラスペーストの場合はベル
ト式焼成炉で５００〜６５０℃で焼成し、一方、樹脂材
料の場合はベルト式硬化炉または箱型の硬化炉で１５０
〜３５０℃で硬化して絶縁性の一次保護膜５を形成す
る。その後、前記一次保護膜５を通して抵抗体４にレー
ザ光を照射してトリミングを施すことにより抵抗値の調
整を行った後、さらに、少なくとも前記トリミングによ
り形成されたトリミング溝６を覆うように半導性材料を
印刷し、前記一次保護膜５の場合と同様に焼成、または
硬化して半導性材料からなる二次保護膜７を形成する。

【００１５】その後、二次保護膜７の上に抵抗値を表示
するための標識用のペーストをスクリーン印刷、タンポ
印刷などの手段で印刷し、前記一次保護膜５の場合と同
様に焼成、または硬化して標識層８を形成する。

【００１６】なお、上記本発明の実施の形態では、二次
保護膜７と標識層８とを別個に印刷、焼成することによ
り形成したが、二次保護層膜７用のペーストを印刷後、
乾燥してから引き続き標識層用のペーストを印刷、乾燥
し、その後、二次保護膜７と標識層８とを同時に焼成、
硬化しても良い。さらに標識層８を形成した後、前記二
次保護膜７、標識層８の上に絶縁性の三次保護膜９を形
成する。この場合も、二次保護膜７、標識層８、三次保
護膜９を個別に焼成、硬化しても良いし、同時に焼成、
硬化しても良い。

【００１７】前記三次保護膜９は前記二次保護膜７上に
端面めっき工程でめっきが付着するのを防止するために
設けられたものであり、したがって、三次保護膜９は少
なくとも前記二次保護膜７さえ覆っておれば良く、必ず
しも一次保護膜５の全面を覆う必要はない。

【００１８】さらに、前記三次保護膜９は後で説明する
ように比較的体積固有抵抗値の高い材料を使用する関係
上、絶縁膜としても作用するため、チップ抵抗器の製造
に際してめっき工程を必要としない場合は必ずしも三次
保護膜９を設ける必要はない。

【００１９】前記一次、二次および三次からなる保護膜
５，７，９と、標識層８の形成が終った絶縁基板１は短
冊状に分割され、そして前記上面電極２、裏面電極３の
一部に重なるように銀ペーストを端面に塗布し、一次保
護膜５の場合と同様の条件で焼成、または硬化して端面
電極１０を形成する。端面電極１０の形成が終った短冊
状の絶縁基板１はベルト式分割機などで抵抗素子の個片
に分割された後、バレルめっき法により端面電極１０上
にニッケルめっき層１１およびスズまたはスズ合金めっ
き層１２を形成してチップ抵抗器として製造される。

【００２０】次に、上記製造プロセスにおいて使用され
る材料について詳細に述べる。

【００２１】図１に示す絶縁基板１としては、通常９６
％アルミナなどの無機セラミック基板が使用され、上面
電極２および裏面電極３を構成する材料としては、通常
８００ないし９００℃で焼成される高温焼成型の銀ペー
ストが使用される。また抵抗体４としては、通常８００
ないし９００℃で焼成される銀や酸化ルテニウムおよび
その複合化合物を低融点ガラス中に分散させた通称厚膜
抵抗体が使用される。これらの材料は市販品として当該
材料メーカーから入手することができる。

【００２２】一次保護膜５を構成する材料としては、酸
化鉛成分の多いホウケイ酸鉛ガラスや鉛を含有しないホ
ウケイ酸亜鉛系ガラスなどの低融点ガラスまたは各種樹
脂材料などの絶縁物が使用される。これらの材料も市販
品として当該材料メーカーから入手することができる。

【００２３】二次保護膜７を構成する材料としては、電
気伝導性ガラスと、導電性微粉末を樹脂中に分散してな
る複合樹脂から選ばれた一つの半導性材料を使用するこ
とができる。

【００２４】電気伝導性ガラスの例としては、スズ、イ
ンジウム、バナジウム、タングステン、マンガン、コバ
ルト、ニッケル、チタン、クロム、モリブデン、鉄の酸
化物またはこれらの金属同士または他の金属との複合酸
化物からなる導電成分をガラス中に分散または固溶して
なるガラスがある。

【００２５】本発明の一実施の形態で使用される電気伝
導性ガラスの体積固有抵抗値は１０ ⁸Ω・ｃｍ以上でか
つ１０¹¹Ω・ｃｍ以下であることが望ましい。以下、そ
の理由を述べる。

【００２６】一般的には抵抗器は歩留りを向上させる目
的で目標とする抵抗値よりも低めの抵抗値に製造され、
通常レーザトリミングにより目標抵抗値に調節されてい
る。トリミングにより生じた溝の幅とトリミング長さと
の関係はおおむね１：１０ないし１：３０程度の範囲に
あるため、トリミング溝部分を半導性材料で覆った場合
のトリミング溝部分の半導性材料により生じる電気抵抗
値は、半導性材料の体積固有抵抗値のほぼ１／１０ない
し１／３０の値となる。

【００２７】図２（ａ）はトリミングされる１個の抵抗
器の等価回路である。図２（ａ）において、Ｒ_xはトリ
ミングにより抵抗値を調節される部分の抵抗であり、Ｒ
₁，Ｒ ₂はトリミングされる部分以外の両端の電極近傍の
抵抗である。本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗
器の等価回路は図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）に
おける抵抗値の可変部分Ｒ_xに並行にトリミング溝６の
部分を覆う半導性材料に基づく抵抗Ｒ_sが入った等価回
路となる。この場合の抵抗器の全抵抗は次式（１）で示
される。

【００２８】Ｒ＝Ｒ₁＋Ｒ_x・Ｒ_s／（Ｒ_x＋Ｒ_s）＋Ｒ₂……（１）トリミング溝６の部分を覆う半導性材料によって生じる
抵抗Ｒｓの発生に伴う全抵抗値Ｒの変化が１％以内であ
れば実用的には問題がないため、まず、Ｒ_sの変化をＲ_x
の１％以内に抑えようとすると、次式（２）よりＲ_sは
Ｒ_xの９９倍以上あれば良い。

【００２９】｜｛Ｒ_x−Ｒ_x・Ｒ_s／（Ｒ_x＋Ｒ_s）｝／Ｒ_x｜＜１／１００……（２）一方、Ｒ_xはおおむね目標抵抗値Ｒの１／３程度である
ため、トリミング溝６の部分を半導性材料で覆った場合
の抵抗器の目標抵抗値Ｒの変化を１％以内に抑えようと
すると、Ｒ_sは概略、抵抗器の目標抵抗値Ｒの９９倍の
１／３である３０倍以上あれば良いことになる。

【００３０】ところが、トリミング溝６の部分を覆う半
導性材料の抵抗値Ｒ_sは上記のように半導性材料の体積
固有抵抗値の１／１０ないし１／３０であるため、トリ
ミング溝６の部分を覆う半導性材料の体積固有抵抗値は
目標抵抗値の３００倍ないし９００倍以上が必要とな
る。

【００３１】一般的には抵抗器の最大抵抗値は１ＭΩで
あるため、トリミング後の抵抗器の抵抗値を１％以内に
抑えるためのトリミング溝６の部分を覆う電気伝導性ガ
ラスの最低の体積固有抵抗値は３×１０⁸Ω・ｃｍとな
る。また実用的に使用される抵抗器の抵抗値は３００Ｋ
Ω以下の抵抗値で使用量の９０％を超えるため、これを
考えるとトリミング溝６の部分を覆う電気伝導性ガラス
の体積固有抵抗値は実用的には１０⁸Ω・ｃｍ以上であ
れば良い。上記の理由から、トリミング溝６の部分を覆
う電気伝導性ガラスの体積固有抵抗値は１０⁸Ω・ｃｍ
以上、好ましくは１０⁹Ω・ｃｍ以上必要である。

【００３２】また上記トリミング溝６の部分を覆う電気
伝導性ガラスの抵抗値Ｒ_sが１０¹⁰Ωを超えると耐サー
ジ特性が低下するため、トリミング溝６の部分を覆う半
導性材料の体積固有抵抗値は１０¹¹Ω・ｃｍ以下である
ことが好ましい。すなわち本発明の一実施の形態におい
て使用できるトリミング溝６の部分を覆う半導性材料の
体積固有抵抗値は１０⁸Ω・ｃｍ以上でかつ１０¹¹Ω・
ｃｍ以下であることが好ましい。なお、上記の理由か
ら、低抵抗の抵抗器においては半導性材料の体積固有抵
抗値を更に低くすることができる。

【００３３】上記電気伝導性ガラスは上記導電成分をガ
ラスバインダ成分中に溶解、混合させた後、微粉砕し
て、セルロース系などの天然樹脂または各種合成樹脂か
らなる粘度調節用の樹脂を溶解した溶液中に分散し、セ
ラミックロールなどを使用して混練して印刷用のペース
トとする。

【００３４】導電性微粉末を樹脂中に分散してなる複合
樹脂用のペーストは、カーボンブラック、金属酸化物、
金属炭化物、金属ホウ化物、金属窒化物などの高導電性
の粉末をフェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコー
ン系樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂溶液中に分散、混
練して印刷用のペーストとすることができる。本発明の
一実施の形態において使用する複合樹脂の体積固有抵抗
値も、上記電気伝導性ガラスの項で説明した理由から１
０⁸Ω・ｃｍ以上でかつ１０¹¹Ω・ｃｍ以下であること
が好ましい。

【００３５】標識用のペーストはガラスをバインダとす
る高温焼成型のものでも、樹脂をバインダとする加熱硬
化型のものでも、市販品を入手することができる。ま
た、端面電極用の導電ペーストも市販品を入手すること
ができる。

【００３６】以上述べた材料を使用し、上記プロセスで
チップ抵抗器を製造することにより、耐サージ性に優れ
たチップ抵抗器が製造できるものである。

【００３７】なお、上記本発明の一実施の形態において
はチップ抵抗器について主として説明してきたが、本発
明にかかる技術はチップ抵抗器以外でも、各種複合抵抗
器、集積回路など抵抗器を回路内に含む各種電子部品に
使用できることは当然である。さらに、本発明の実施の
形態１における抵抗器においては、端面電極のめっき工
程があるため、三次保護膜９を形成したが、各種複合抵
抗器、集積回路などめっき工程を必要としない抵抗器の
製造においては、三次保護膜９を必ずしも形成する必要
はないものである。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明の抵抗器は、、絶縁
基板上に形成された一対の上面電極と、この一対の上面
電極の一部に重なるように形成された抵抗体と、この抵
抗体を覆う絶縁性の一次保護膜と、前記一次保護膜およ
び抵抗体に抵抗値調整のためのトリミングを施すことに
より形成されたトリミング溝とを備え、少なくとも前記
トリミング溝を半導性材料で構成された二次保護膜で覆
うようにしたもので、この構成によれば、少なくとも抵
抗体を覆う絶縁保護膜および抵抗体に抵抗値調整のため
に形成されたトリミング溝を半導性材料で構成された二
次保護膜で覆うようにしているため、サージ電圧等の瞬
時の過大電圧が抵抗器に印加された場合においても、半
導性材料で構成された二次保護膜の存在により、トリミ
ング溝部分で放電が発生することはなく、これにより、
トリミング溝部分を覆う二次保護膜に絶縁破壊現象が生
じるということはないため、抵抗器の抵抗値変化を防止
できるという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の
断面図

【図２】（ａ）トリミングされる１個の抵抗器の等価回
路図（ｂ）本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の等
価回路図

【符号の説明】１絶縁基板２一対の上面電極４抵抗体５一次保護膜６トリミング溝７二次保護膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E032 AB01 BA07 BB01 CA02 CC16 TA13 TB02 5E033 AA18 AA22 AA27 BB02 BC01 BD01 BE02 BF05 BG02 BH02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に形成された一対の上面電極
と、この一対の上面電極の一部に重なるように形成され
た抵抗体と、この抵抗体を覆う絶縁性の一次保護膜と、
前記一次保護膜および抵抗体に抵抗値調整のためのトリ
ミングを施すことにより形成されたトリミング溝とを備
え、少なくとも前記トリミング溝を半導性材料で構成さ
れた二次保護膜で覆うようにしたことを特徴とする抵抗
器。
【請求項２】二次保護膜を構成する半導性材料とし
て、電気伝導性ガラスと、導電性微粉末を樹脂中に分散
させてなる複合樹脂のいずれかを用いた請求項１記載の
抵抗器。