JP2002270408A - チップ型ヒューズ抵抗器及びその製造方法 - Google Patents

チップ型ヒューズ抵抗器及びその製造方法

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JP2002270408A
JP2002270408A JP2001062767A JP2001062767A JP2002270408A JP 2002270408 A JP2002270408 A JP 2002270408A JP 2001062767 A JP2001062767 A JP 2001062767A JP 2001062767 A JP2001062767 A JP 2001062767A JP 2002270408 A JP2002270408 A JP 2002270408A
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resistor
silver
palladium
chip
type fuse
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Keiji Sakai
啓志 坂井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な溶断特性が得られるとともに、抵抗器
として良好な抵抗温度係数等の電気的特性が得られるチ
ップ型ヒューズ抵抗器及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 抵抗体膜15にヒューズ素子としての溶
断部17を形成したチップ型ヒューズ抵抗器において、
抵抗体膜15は銀・パラジウム二元系の抵抗ペーストに
より形成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗体膜パターン
に狭隘部を形成し、該狭隘部を負荷集中部(溶断部)と
して用いるチップ型ヒューズ抵抗器に関する。
【0002】
【従来の技術】チップ型ヒューズ抵抗器は、その外観構
造はチップ抵抗器と同様であり、表面実装に好適な構造
を備えている。そして、通常の使用時には抵抗素子とし
て機能するが、過電流が流れると上記溶断部が溶断する
ことで、回路の損傷を防止するヒューズとしての機能を
備えている。図4は、チップ型ヒューズ抵抗器の構造を
示す。チップ型ヒューズ抵抗器は、アルミナ等の絶縁基
板11の上面両端部に電極13が配置され、抵抗体膜1
5が電極間にまたがるように配置されている。抵抗体膜
15には切込み部が設けられ、その切込み部間が狭隘部
となり、電流負荷が集中する溶断部17となる。従っ
て、所定の過大電流が流れると、この溶断部17が溶断
することでヒューズ素子として機能する。抵抗体膜15
にはガラス及び/又は樹脂の保護膜21が被覆され、電
極13を被覆する外部電極としてめっき電極23が設け
られていることもチップ抵抗器と同様である。
【0003】従来のチップ型ヒューズ抵抗器の製造方法
は、まず、アルミナ等の絶縁基板11を準備し、電極1
3を形成する。次に、抵抗体ペーストパターンをスクリ
ーン印刷により形成した後に、仮乾燥して、高温で焼成
する。これにより抵抗体膜15が形成される。ここで、
従来のチップ型ヒューズ抵抗器においては、抵抗体ペー
ストとして、酸化ルテニウム(RuO)系又はRuO
/Ag/Pd三元系ペーストが用いられるのが一般的
であった。又、従来の抵抗体パターンの形成方法とし
て、Ni−P系の金属膜を無電解めっきにより着膜する
方法もある。
【0004】そして、レーザトリミングを行い、ヒュー
ズ素子としての狭隘部(溶断部)17を形成する。更
に、ガラス及び/又は樹脂による保護膜21を抵抗体膜
上に被覆する。更に基板分割後に側面電極及び上下面電
極としてニッケルめっき及びはんだめっき等を施して外
部電極23を形成し、チップ型ヒューズ抵抗器として完
成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように形成されたチップ型ヒューズ抵抗器は、その電気
的特性が必ずしも十分なものではなかった。即ち、ヒュ
ーズ抵抗器が過負荷によって溶断した後の残留抵抗値
は、なるべく高いことが好ましい。しかしながら、Ru
系又は、RuO/Ag/Pd三元系のチップ型ヒ
ューズ抵抗器においては溶断後の残留抵抗値のバラツキ
が大きく、溶断後の抵抗値が必ずしも十分に高くないと
いう場合があった。又、チップ型ヒューズ抵抗器の特性
としては、その抵抗値精度及び抵抗温度係数(TCR)
が重要であるが、Ni−P系のチップ型ヒューズ抵抗器
においては、溶断特性は良好であるが、抵抗温度係数
(TCR)が例えば500ppm/℃又は1000pp
m/℃等の大きな規格値が必要であった。
【0006】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、良好な溶断特性が得られるとともに、抵抗器とし
て良好な抵抗温度係数等の電気的特性が得られるチップ
型ヒューズ抵抗器及びその製造方法を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のチップ型ヒュー
ズ抵抗器は、抵抗体膜にヒューズ素子としての溶断部を
形成したチップ型ヒューズ抵抗器において、前記抵抗体
膜は導電成分が銀・パラジウム二元系の抵抗ペーストに
より形成されたものであることを特徴とする。ここで、
前記銀・パラジウム二元系の抵抗ペーストの組成比が
銀:パラジウム=40:60乃至60:40であり、導
電材と絶縁材の組成比が、導電材:絶縁材=95:5乃
至65:35であることが好ましい。
【0008】本発明のチップ型ヒューズ抵抗器の製造方
法は、絶縁基板上に導電成分が銀・パラジウム二元系の
抵抗ペーストを用いて抵抗体パターンをスクリーン印刷
により形成し、その後に高温で焼成して抵抗体膜を形成
することを特徴とする。ここで、前記銀・パラジウム二
元系の抵抗ペーストの組成比が銀:パラジウム=40:
60乃至60:40であり、導電材と絶縁材の組成比
が、導電材:絶縁材=95:5乃至65:35であるこ
とが好ましい。
【0009】上述した本発明によれば、抵抗体膜を導電
成分が銀・パラジウム二元系の抵抗ペーストにより形成
することで、溶断後の残留抵抗値が十分に高くなり、こ
れにより安定した溶断特性が得られる。又、上記材料を
用いることで、抵抗器としての抵抗温度係数(TCR)
が例えば±200ppm/℃以下となり、極めて良好な
抵抗器としての電気的特性が得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1乃至図3を参照しながら説明する。
【0011】図1は、本発明の実施の形態のチップ型ヒ
ューズ抵抗器を示す。アルミナ等の絶縁基板11の上面
に電極13,13が配置され、その電極13,13間に
またがる抵抗体15が配置されている。ここで電極1
3,13は、銀又は銀・パラジウムからなる通常のチッ
プ抵抗器に採用されている厚膜導電ペーストをスクリー
ン印刷後に焼成して形成した電極である。本発明のチッ
プ型ヒューズ抵抗器においては、抵抗体15は、その導
電成分が銀・パラジウム二元系の抵抗ペーストを用いて
スクリーン印刷により配置し、これを焼成して形成した
抵抗体である。ここで、銀・パラジウムの組成比は、
銀:パラジウム=40:60乃至60:40程度である
ことが好ましい。ここで、Agの比率が高過ぎると良好
な抵抗温度係数(TCR)が得られない。又、Pdの比
率が高過ぎるとコストアップという問題が生じる。又、
導電材と絶縁材(ガラス)との組成比は、導電材:絶縁
材=95:5乃至65:35とすることが好ましい。
【0012】抵抗体パターン15には、その中央部に狭
隘部17を備え、この部分が電流が集中する部分であ
り、過電流により溶断する部分である。このような狭隘
部17は、この実施形態においては抵抗体パターンのス
クリーン印刷時に予めマスクパターンの一部として配置
しておくことにより形成される。しかしながら、この狭
隘部17は、レーザトリミングによる切り込みによって
形成するようにしてもよい。但し、予め抵抗体パターン
のマスクとして狭隘部を設けることにより、レーザトリ
ミングの負担を軽減することができる。従って、抵抗値
の調整は狭隘部17以外の部分に、図示するようにレー
ザトリミングの切り込み18を設けることによって、そ
の抵抗体の抵抗値を調整することができる。これによ
り、一定幅の狭隘部が得られ溶断特性を安定化させつ
つ、精密な抵抗値調整が行える。
【0013】抵抗体パターン15は、ガラス又は樹脂か
らなる保護膜21により被覆されている。ここで保護膜
21は、ガラス層及び樹脂層を各1層づつ配置した複合
層としてもよく、又ガラス層及び樹脂層をそれぞれ1層
以上配置するようにした複合保護膜としても勿論よい。
銀・パラジウム等の電極13の上部及び基板11の側面
及び下部にはニッケルめっき層及びハンダめっき層から
なる外部電極23が形成されている。これにより、通常
のチップ抵抗器と同様に回路基板等に容易に表面実装す
ることが可能となる。
【0014】図1に示すチップ型ヒューズ抵抗器は、上
述したようにチップ抵抗器と同一形状で、容易に表面実
装が可能である。そして、その抵抗値範囲も例えば0.
2Ωから数百Ω程度まで上述したように銀・パラジウム
材とガラス等の絶縁材との混合比率を調整することによ
り制御することが可能である。そして、抵抗値の許容誤
差はレーザトリミングを用いることにより所要範囲に制
御可能である。係るチップ型ヒューズ抵抗器において
は、例えば2〜3W以上の電力を連続的に供給すること
により、溶断部17が例えば最大60秒以内に溶断す
る。即ち、このヒューズ抵抗器においては、通常の使用
時には抵抗体として機能し、異常時には溶断することに
よりその抵抗体を介して接続された回路の種々の素子の
損傷を防止する。
【0015】図2は、溶断前後の抵抗値の比較例を示
す。ヒューズ抵抗器は、上述したように過負荷によって
溶断するが、溶断後の残留抵抗はなるべく高いことが好
ましい。
【0016】図中の○印は、本発明の実施形態を示す。
図示するように本発明の実施形態においては、抵抗体を
上述した組成の銀・パラジウム二元系ペーストを用いる
ことにより、溶断前の抵抗値(一例として10Ω)から
溶断後の残留抵抗が1MΩ以上に集中している。これに
対して図中の●印は従来例1を示し、RuO又は、R
uO/Ag/Pd三元系のチップ型ヒューズ抵抗器に
おいては、溶断後の残留抵抗値は1kΩ〜1MΩ以上に
広い範囲でばらついている。これにより、本発明のヒュ
ーズ抵抗器においては優れた溶断特性を備えていること
が分かる。
【0017】又、同時に、本発明の実施形態のヒューズ
抵抗器においては、その抵抗温度係数が±200ppm
/℃以下に抑えられる。この特性は、抵抗体の材料とし
て、上述した組成の銀・パラジウム二元系の抵抗ペース
トを用いたことに依存していると考えられる。図中の△
印は、従来例2を示し、Ni−P系のチップ型ヒューズ
抵抗器においては、溶断特性に優れるものの、上述した
ように抵抗温度係数(TCR)は、通常500乃至10
00ppm/℃以下という範囲であった。これと比較し
て、本発明のチップ型ヒューズ抵抗器においては、この
特性が大幅に改善されていることが分かる。
【0018】図3は、本発明の実施の形態のチップ型ヒ
ューズ抵抗器の製造工程を示す。(a)に示すようにア
ルミナ等の絶縁基板11を準備し、この上面に厚膜導電
ペーストを用いて電極13をスクリーン印刷により形成
した後焼成して、電極13を形成する。電極13は、通
常のチップ抵抗器と同様に銀・パラジウム導電ペースト
により形成する。次に、(b)に示すように、抵抗体パ
ターン15を形成する。この抵抗体パターン15は、電
流が集中する溶断部となる狭隘部17を備えている。上
述したように、この抵抗体ペーストは、銀・パラジウム
二元系の抵抗ペーストを用いて形成するので、上述した
ように良好な溶断特性及び抵抗器としての電気的特性が
得られる。銀とパラジウムの組成比は、40:60乃至
60:40とすることが好ましく、導電材と絶縁材の組
成比は、95:5乃至65:35とすることが好まし
い。
【0019】そして、(c)に示すように、必要に応じ
てレーザトリミングにより、抵抗値の調整を行う。ここ
にレーザトリミングの痕跡を符号18で示す。更に、
(d)に示すように、抵抗体パターン15にガラス及び
樹脂の保護膜21を形成し、更に基板11の上面、側
面、下面に外部電極23をめっき等により形成すること
でチップ抵抗器として完成する。
【0020】尚、図示の例はチップ型ヒューズ抵抗器の
1個について示したが、実際にはブレーク溝を備えた多
数個取りの基板を用い、保護膜の形成工程までを同時に
形成し、これをブレークした後に上面、側面、下面に外
部電極23を形成する工程は、通常のチップ抵抗器の製
造工程と同様である。又、保護膜の形成に当たっても、
ガラス及び樹脂の保護膜をそれぞれ1層づつ形成するよ
うにしてもよく、又複数層形成するようにしてもよい。
【0021】
【発明の効果】総じて本発明によれば、溶断特性が良好
で且つ抵抗温度係数(TCR)等の電気的特性に優れた
チップ型ヒューズ抵抗器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のチップ型ヒューズ抵抗器
の構造例を示す上面図と断面図である。
【図2】本発明と従来例について、ヒューズ抵抗器の溶
断前後の抵抗値特性例を示すグラフである。
【図3】本発明の実施の形態のチップ型ヒューズ抵抗器
の製造工程例を示す上面図と断面図である。
【図4】チップ型ヒューズ抵抗器の構造例を示す上面図
と断面図である。
【符号の説明】
11 基板 13 電極 15 抵抗体パターン 17 溶断部(電流負荷集中部) 18 レーザトリミング跡 21 保護膜 23 外部電極

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抵抗体膜にヒューズ素子としての溶断部
    を形成したチップ型ヒューズ抵抗器において、 前記抵抗体膜は銀・パラジウム二元系の抵抗ペーストに
    より形成されたものであることを特徴とするチップ型ヒ
    ューズ抵抗器。
  2. 【請求項2】 前記銀・パラジウム二元系の抵抗ペース
    トの組成比が 銀:パラジウム=40:60乃至60:40 であり、導電材と絶縁材の組成比が、 導電材:絶縁材=95:5乃至65:35 であることを特徴とする請求項1記載のチップ型ヒュー
    ズ抵抗器。
  3. 【請求項3】 抵抗体膜に溶断部を備えたチップ型ヒュ
    ーズ抵抗器の製造方法において、絶縁基板上に導電成分
    が銀・パラジウム二元系の抵抗ペーストを用いて抵抗体
    パターンをスクリーン印刷により形成し、その後に高温
    で焼成して抵抗体膜を形成することを特徴とするチップ
    型ヒューズ抵抗器の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記抵抗体膜は、前記銀・パラジウム二
    元系の抵抗ペーストの組成比が 銀:パラジウム=40:60乃至60:40 であり、導電材と絶縁材の組成比が、 導電材:絶縁材=95:5乃至65:35 であることを特徴とする請求項3記載のチップ型ヒュー
    ズ抵抗器の製造方法。
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