JP2007027299A

JP2007027299A - 薄膜抵抗体およびそれを用いた電子部品ならびにその製造方法

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Publication number: JP2007027299A
Application number: JP2005205264A
Authority: JP
Inventors: Takashi Morino; 貴森野; Kazuhiro Kanda; 一宏神田; Tadao Yagi; 唯雄八木; Takeshi Izeki; 健井関
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2025-07-14
Also published as: JP4760177B2

Abstract

【課題】本発明は、高温環境下や高湿環境下においても、優れた抵抗値安定性と小さな抵抗温度係数とを有する薄膜抵抗体を提供することを目的とする。
【解決手段】Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成される薄膜抵抗体において、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ、前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させて薄膜抵抗体を構成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に使用される薄膜抵抗体およびそれを用いた電子部品ならびにその製造方法に関するものである。

以下、従来の薄膜抵抗体およびその製造方法について説明する。

従来の薄膜抵抗体としては、ＮｉＣｒ合金にＡｌやＳｉ等を添加した３元系または４元系の合金がある。このＮｉＣｒＡｌＳｉの４元系合金はＮｉ／Ｃｒ比が重量比で５７／４３〜８７／１３、Ａｌが全重量に対して４重量％以下、Ｓｉが全重量に対して５重量％以下、ＡｌとＳｉとの総重量が全重量に対して８重量％以下で構成されていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開昭６３−１４７３０５号公報

特許文献１に開示されている従来の薄膜抵抗体の製造方法においては、ＮｉＣｒＡｌＳｉの４元系合金の組成が示されているが、この組成ではＣｒの含有量が少なく、かつＡｌとＳｉの添加量も少ないため、抵抗値変化率（高温安定性）と抵抗温度係数（ＴＣＲ）が所望の特性を満たすことができず、そのため、カーエレクトロニクス分野等の過酷な環境下で使われる要求には十分に応えられていない。特に、１５５℃耐熱性試験１０００ｈにおいて抵抗値変化率が±０．１％以下、抵抗温度係数±２５ｐｐｍ／℃以下の範囲を満たす薄膜抵抗体を作製することは困難であるという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、高温環境下や高湿環境下においても優れた抵抗値安定性と小さな抵抗温度係数とを有する薄膜抵抗体およびそれを用いた電子部品ならびにその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成される薄膜抵抗体において、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させたもので、この構成によれば、従来の組成に比べてＣｒとＳｉの含有量を増やしているため、耐熱性向上に効果のあるＣｒと表面に強固な酸化皮膜を生成するＳｉとの相乗作用により、高い抵抗値安定性と小さな抵抗温度係数とを有する薄膜抵抗体を得ることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、基体と、前記基体に設けられた電極と、前記電極と電気的に接続されるように前記基体に設けられた薄膜抵抗体とを備え、前記薄膜抵抗体は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成し、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させたもので、この構成によれば、従来の組成に比べてＣｒとＳｉの含有量を増やした薄膜抵抗体を用いて角チップ抵抗器等の電子部品を形成するものであるため、高い抵抗値安定性と小さな抵抗温度係数とを有する電子部品を得ることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、基体に電極を設ける工程と、前記電極と電気的に接続されるように前記基体に薄膜抵抗体を設ける工程とを備え、前記薄膜抵抗体は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成し、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させるとともに、前記薄膜抵抗体を設ける工程以降に、薄膜抵抗体を熱処理する工程を設け、この熱処理は、処理温度を２６０℃〜４５０℃の範囲とし、かつ処理時間を３時間以上としたもので、この製造方法によれば、薄膜抵抗体に熱処理を加えることによって薄膜抵抗体表面の酸化皮膜が安定化されて抵抗値安定性を向上させることができるとともに、抵抗温度係数も零点付近に調整されるため、高い抵抗値安定性と小さな抵抗温度係数とを有する電子部品を得ることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項４に記載の発明は、基体に電極を設ける工程と、前記電極と電気的に接続されるように前記基体に薄膜抵抗体を設ける工程とを備え、前記薄膜抵抗体は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成し、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させるとともに、前記薄膜抵抗体を設ける工程は、基体に開口部を有するメタルマスクを固定し、かつこの状態で前記メタルマスクの開口部に薄膜抵抗体を形成するようにしたもので、この製造方法によれば、高価な設備を必要とするフォトリソ工程が不要であるため、高い抵抗値安定性と小さな抵抗温度係数とを有する薄膜抵抗体を用いた電子部品を安価に製造できるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項５に記載の発明は、基体に電極を設ける工程と、前記電極と電気的に接続されるように前記基体に薄膜抵抗体を設ける工程とを備え、前記薄膜抵抗体は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成し、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させるとともに、前記薄膜抵抗体を設ける工程は、フォトリソ工法により薄膜抵抗体をエッチングしてパターン形成を行うようにしたものであり、この製造方法によれば、薄膜抵抗体をエッチングプロセスにより所望のパターン形状に容易に加工できるため、より広範囲の抵抗値を実現できるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項６に記載の発明は、特に、薄膜抵抗体のエッチングを行うエッチング液として、Ｃｅ⁴⁺イオンを０．０５〜０．５ｍｏｌ／Ｌを含み、かつＮＯ₃ ^-イオンとＳＯ₄ ^2-イオンのいずれか一方、もしくは両方を含むエッチング液を用いたもので、この製造方法によれば、エッチング液のイオン濃度を制御してエッチング反応の効率を高めることにより、薄膜抵抗体をエッチングプロセスによって所望のパターン形状に容易に加工できるため、より広範囲の抵抗値を実現できるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明の薄膜抵抗体は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成され、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させているため、高温環境下や高湿環境下における抵抗値安定性と低抵抗温度係数を両立させることができるという優れた効果を奏するものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１，２に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１における電子部品の一例である薄膜角チップ抵抗器の断面図を示したものである。

図１において、１は基体の一例である９６％以上のアルミナを含有してなる基板で、この基板１の上面の両端部には一対の上面電極２が設けられ、かつ基板１の下面の両端部には一対の下面電極３が設けられている。４は前記一対の上面電極２に両端部が重なるように基板１の上面に設けられた薄膜抵抗体である。そしてこの薄膜抵抗体４はＮｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分とする薄膜材料で構成され、Ｎｉ／Ｃｒ比は重量比で４５／５５〜５５／４５となるようにし、Ａｌは全重量に対して１０〜１８重量％含有するようにし、Ｓｉは全重量に対して２〜６重量％含有するようにしている。

５は薄膜抵抗体４の全面および前記一対の上面電極２の一部を覆うように設けられたＡｌ₂Ｏ₃等からなる金属酸化膜である。６は一対の上面電極２を覆うように設けられた導電性樹脂材料からなる中間電極である。７は一対の上面電極２の間に位置する金属酸化膜５を覆うように設けられたエポキシ系樹脂ペースト等からなる樹脂保護膜である。８は基板１の両端面に設けられた端面電極で、この端面電極８は前記上面電極２と下面電極３と電気的に接続されるように構成されている。９ａ，９ｂは前記上面電極２、下面電極３および端面電極８の一部または全面を覆うように設けられたＮｉめっき膜、Ｓｎめっき膜で、このＮｉめっき膜９ａ、Ｓｎめっき膜９ｂは、はんだ付け時の信頼性確保のために露出した電極部に設けられるものである。

以上のように構成された本発明の実施の形態１における薄膜角チップ抵抗器について、以下にその製造方法を説明する。

図２は本発明の実施の形態１における薄膜角チップ抵抗器の製造方法を示す工程図である。

まず、耐熱性および絶縁性に優れた９６％以上のアルミナを含有してなる基板１の上面の両端部に、一対以上の上面電極２を形成する。この上面電極２は、Ａｕからなる金属有機物を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷し、かつ焼成することにより形成される。そしてこの上面電極２はＡｕの他にＰｔ，Ｒｕ等からなる有機金属を主成分とする導電性ペーストで構成してもよく、さらにはＡｇやＮｉ等の金属粉とガラスフリットのバインダーからなる導電性ペーストを用いて構成してもよい。また、スパッタリングや電子ビーム蒸着、抵抗加熱蒸着等による方法で形成した薄膜電極、例えばＣｕまたはＣｕ系合金等からなる薄膜電極を用いてもよい。なお、薄膜電極の密着性を向上させるためには、Ｃｕ薄膜等の下層にＣｒ，Ｔｉ，Ｎｉ薄膜等からなる密着層を設ければ良い。

次に上面電極２と同様の方法で、図２には図示されていないが基板１の下面に一対以上の下面電極３を形成する。

次に基板１上に、両端部が上面電極２と重なるようにスパッタリングなどによってＮｉＣｒＡｌＳｉ合金からなる薄膜抵抗体４ａを形成し、続いて、薄膜抵抗体４ａを所定のパターンに形成するために、フォトリソ工法（レジスト塗布・乾燥・露光・現像・エッチング・レジスト剥離）により、薄膜抵抗体４ａを所望の形状（薄膜抵抗体４）に加工するパターン形成プロセスを行う。薄膜抵抗体４を得るためのパターン形成プロセスはフォトリソ工法以外にも、所定箇所に開口部を有するメタルマスクを基板に密着させて固定し、そしてこの状態でスパッタリング等による成膜で基板上の所定箇所のみに着膜する方法を採用しても良いものである。

次に薄膜抵抗体４上の全面を覆うようにスパッタリングなどによってＡｌ₂Ｏ₃を成膜することにより、数十ｎｍ〜数百ｎｍの厚みを持つ金属酸化膜５を形成する。なお、この金属酸化膜５はＡｌ₂Ｏ₃で形成しているが、ＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂等の他の金属酸化物材料を用いて形成しても良いものである。

次に上面電極２を覆うように導電性樹脂ペーストをスクリーン印刷し、かつ硬化させることにより中間電極６を形成し、さらに、薄膜抵抗体の抵抗値を所定の値に修正するためにレーザートリミングにより抵抗値修正を行う。

次に、中間電極６の間に位置する金属酸化膜５を覆うように、耐湿性および耐熱性に優れたエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、かつ硬化させることにより樹脂保護膜７を形成する。

次に、図２には図示していないが、上面電極２と下面電極３と中間電極６とを電気的に接続するように、基板１の端面部にＮｉ系またはＡｇ系樹脂ペーストを塗布し、かつ硬化させることにより端面電極８を形成する。

最後に、電気めっきにより、０．５〜１０μｍのＮｉめっき膜９ａと、０．５〜１０μｍのＳｎめっき膜９ｂを形成して、薄膜角チップ抵抗器が製造されるものである。

次に、上記製造方法により製造された本発明の実施の形態１における薄膜角チップ抵抗器について、薄膜抵抗体の合金組成を変えて、耐熱安定性および抵抗温度特性を比較した結果を説明する。

まず最初に、Ｎｉ／Ｃｒ比に対する高温時の抵抗値安定性および抵抗温度係数への影響について説明する。従来の薄膜抵抗体材料であるＮｉＣｒＡｌの３元系合金からなるスパッタリングターゲットを用い、そしてスパッタリングによって薄膜抵抗体を形成することにより、本発明の実施の形態１と同様の構成の薄膜角チップ抵抗器を作製した。Ｎｉ／Ｃｒの重量比は８０／２０、７０／３０、６０／４０、５５／４５、５０／５０、４５／５５、４０／６０とした。Ａｌの含有量は全重量に対して１０重量％とし、抵抗体薄膜の膜厚は１０ｎｍ、熱処理温度は３００℃、熱処理時間は５時間とした。

図３はこのようにして作った薄膜抵抗体の耐熱性試験および抵抗温度係数の評価結果を示す。耐熱性試験は１５５℃で１０００時間放置した際の抵抗値変化率を測定する方法で評価し、抵抗温度係数は２５℃から１２５℃の間での抵抗値の変化を測定する方法で評価した。図３から明らかなように、従来の組成（Ｎｉ／Ｃｒの重量比が８０／２０または７０／３０）に比べてＣｒの成分比が大きいほど耐熱性（抵抗値変化率）はよくなり、そして抵抗温度係数も零点に近づくことがわかった。これは、Ｃｒが耐熱性に優れた添加元素として薄膜抵抗体を構成する合金に有効に機能した結果である。なお、Ｎｉ／Ｃｒの重量比は４０／６０よりＣｒが多くなると合金が非常に脆くなり、スパッタリングターゲット作製時に加工性が悪くて実用には供し得ない。よって合金の加工性も考慮した結果、最も優れた抵抗値安定性を示すＮｉ／Ｃｒ比としては、５０／５０付近が最適な結果を示すもので、製造時のばらつきを考慮すれば、Ｎｉ／Ｃｒの重量比は４５／５５〜５５／４５の範囲に制御することが最も好ましいと言える。

次に、上記ＮｉＣｒ系合金に添加されるＡｌおよびＳｉの添加量を変えた時の、高温時の抵抗値安定性および抵抗温度係数を評価した結果について説明する。Ｎｉ／Ｃｒ比が重量比で５０／５０、Ａｌの含有量を５〜２０重量％、Ｓｉの含有量を０〜８重量％まで変化させたＮｉＣｒＡｌＳｉ合金からなるスパッタリングターゲットを用い、本発明の実施の形態１における薄膜角チップ抵抗器を作製した。薄膜抵抗体の膜厚は１０ｎｍ、熱処理温度は４００℃、熱処理時間は５時間とした。耐熱性試験は１５５℃で１０００時間放置した際の抵抗値変化率を測定する方法で評価し、抵抗温度係数は２５℃から１２５℃の間での抵抗値の変化を測定する方法で評価した。

図４はＮｉＣｒＡｌＳｉ合金からなる薄膜抵抗体を用いた薄膜角チップ抵抗器の耐熱性評価結果について示したものであり、Ｎｉ／Ｃｒの重量比が５０／５０、Ａｌの含有量が１０〜１４ｗｔ％の条件で１５５℃耐熱性試験を行い、抵抗値変化率を評価した結果である。その結果、Ｓｉ含有量が増加するにつれて抵抗値変化率が小さくなっており、高温安定性（耐熱性）が良化することがわかった。特に、Ｓｉ含有量が２重量％以上の時、抵抗値変化率が０．１％以下となり、耐熱性が良好であることが確認できた。これは薄膜抵抗体中のＳｉが強固な酸化膜を薄膜抵抗体の表面に形成して保護するため、高温環境下でも薄膜抵抗体が劣化しにくくなったためと考えられる。

図５はＮｉＣｒＡｌＳｉ合金からなる薄膜抵抗体を用いた薄膜角チップ抵抗器の抵抗温度係数の評価結果について示したものであり、Ｎｉ／Ｃｒを重量比で５０／５０、Ｓｉ添加量が２〜８重量％、Ａｌ添加量が５〜２０重量％とした時の抵抗温度係数を評価した結果である。ここで、薄膜抵抗体の膜厚は１０ｎｍ、熱処理温度は４００℃、熱処理時間は５時間とした。その結果、Ａｌ添加量が増加するに従って抵抗温度係数は正方向に変化し、Ｓｉ添加量が増加するに従って、抵抗温度係数は負方向に変化することがわかった。Ｓｉ添加量が８重量％になると抵抗温度係数のばらつきが大きくなって、目標とする抵抗温度係数の範囲±２５ｐｐｍ／℃から逸脱するため、６重量以下がよい。また、Ａｌ添加量が２０重量％以上になるとＮｉＣｒＡｌＳｉ合金が脆くなり、スパッタリングターゲット作製時に加工性が悪く測定不能であった。

以上の結果から抵抗温度係数±２５ｐｐｍ／℃以下を満たすためには、Ａｌ含有量は１０〜１８重量％、Ｓｉ含有量は２〜６重量％の範囲内とする必要があることがわかった。

確認のため、Ｎｉ／Ｃｒ比が重量比で５０／５０、Ａｌ含有量が１４重量％、Ｓｉ含有量が４重量％のときの本発明の実施の形態１における薄膜抵抗体の耐熱性試験および耐湿負荷寿命試験を評価した結果を従来の薄膜抵抗体の評価結果と比較した。図６は耐熱性試験（１５５℃で１０００時間放置）の結果を、図７は耐湿負荷寿命試験（８５℃８５ＲＨ、１０００時間定格電力負荷、１．５時間ＯＮ−０．５時間ＯＦＦサイクル）の結果を示している。図６、７に示したように、従来の薄膜抵抗体に比べ、いずれも優れた抵抗値安定性と小さな抵抗温度係数とを持つ薄膜抵抗体を得ることができた。また、Ｎｉ／Ｃｒ比が重量比で５５／４５〜４５／５５の間であれば、Ｎｉ／Ｃｒ比が重量比で５０／５０の場合の特性と同等の結果を得ることができた。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３，４に記載の発明について説明する。

本発明の実施の形態２における薄膜角チップ抵抗器は、図１に示した本発明の実施の形態１における薄膜角チップ抵抗器と同様の構成を有するものであり、また本発明の実施の形態２における薄膜角チップ抵抗器の工程図も、図２に示した本発明の実施の形態１における薄膜角チップ抵抗器の工程図とほぼ同様の工程を有するもので、上記本発明の実施の形態１との相違点は、薄膜抵抗体のパターン形成を、所定箇所に開口部を有するメタルマスクを基板１に密着させて固定し、そしてこの状態でスパッタリングなどにより、基板１上の所定箇所のみに蒸着させる方法で実施するようにした点である。メタルマスクを使用して薄膜抵抗体を形成するこの工法は、フォトリソ工法（レジスト塗布・乾燥・露光・現像・エッチング・レジスト剥離）のような複雑な工程を用いずに所望のパターンを形成できるため、薄膜抵抗体を安価に製造することができるというメリットを有するものである。また、薄膜抵抗体を設ける工程以降に実施する薄膜抵抗体の熱処理の温度と時間も規定しているものである。

図８は薄膜抵抗体の膜厚を変えた時の薄膜抵抗体の熱処理温度の影響について評価した結果を示したものである。薄膜抵抗体の組成はＮｉ／Ｃｒの重量比を５０／５０、Ａｌの含有量を１４重量％、Ｓｉの含有量を４重量％とした。薄膜抵抗体の膜厚は、抵抗値を変えるために１０ｎｍ、１５０ｎｍ、２０００ｎｍとした。熱処理温度は、はんだ付け時と同程度である２６０℃以上とし、２６０℃〜４６０℃の間で変化させ、熱処理時間は５時間とした。熱処理温度が高くなるにつれて抵抗温度係数は正方向に変化し、また、薄膜抵抗体は膜厚が厚い方が抵抗温度係数が高くなることがわかった。薄膜抵抗体の膜厚によって最適な熱処理温度は異なるが、熱処理温度が２６０℃〜４５０℃の範囲であれば、抵抗温度係数±２５ｐｐｍ／℃以内の調整が可能である。熱処理温度が２６０℃より低いと、特に薄膜抵抗体の膜厚が薄い時に抵抗温度係数が低くなり所望の特性（抵抗温度係数±２５ｐｐｍ以下）を満足しなくなる。一方、熱処理温度が４５０℃より高いと、特に薄膜抵抗体の膜厚が厚い時には抵抗温度係数が高くなり所望の特性を満足しなくなる。従って熱処理温度の最適値は、２６０℃〜４５０℃の範囲であると言える。

図９は熱処理時間を変えたときの薄膜抵抗体の抵抗温度係数を評価した結果を示したものである。薄膜抵抗体の組成はＮｉ／Ｃｒの重量比を５０／５０、Ａｌの含有量を１４重量％、Ｓｉの含有量を４重量％とし、膜厚は１０ｎｍ、熱処理温度は４００℃とした。図９に示すように、抵抗温度係数は熱処理時間が３時間以上で安定するもので、熱処理時間は長ければ長いほど抵抗温度係数は安定する傾向にあるが、生産性を考慮すると熱処理時間は３時間以上２４時間以下が適切である。

以上の結果から、本発明の実施の形態２の膜厚条件では熱処理温度を２６０〜４５０℃、熱処理時間を３〜２４時間に調整することにより、抵抗温度係数の小さい薄膜抵抗体が得られた。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項５，６に記載の発明について説明する。

本発明の実施の形態３における薄膜角チップ抵抗器は、図１に示した本発明の実施の形態１における薄膜角チップ抵抗器と同様の構成を有するものであり、また本発明の実施の形態３における薄膜角チップ抵抗器の工程図も図２に示した本発明の実施の形態１における薄膜角チップ抵抗器の工程図とほぼ同様の工程を有するもので、上記本発明の実施の形態１との相違点は、パターン形成プロセスをフォトリソ工法に限定している点である。薄膜抵抗体４ａを所定のパターンに形成するために、フォトリソ工法（レジスト塗布・乾燥・露光・現像・エッチング・レジスト剥離）により、薄膜抵抗体４ａを所望の形状に加工して、所定のパターンの薄膜抵抗体４を得るが、フォトリソ工法内の一工程であるエッチングにおいて、Ｃｅ⁴⁺イオンを０．０５〜０．５ｍｏｌ／Ｌを含み、かつＮＯ₃ ^-イオンとＳＯ₄ ^2-イオンのいずれか一方、もしくは両方を含むエッチング液を用いてＮｉＣｒＡｌＳｉ合金をウエットエッチングすることにより、薄膜抵抗体を所望のパターンに形成したものである。

次に、上記製造方法により製造された本発明の実施の形態３における薄膜角チップ抵抗抗器について、薄膜抵抗体４を形成する工程であるエッチング工程のエッチング液のＣｅ⁴⁺イオン濃度およびＮＯ₃ ^-イオンとＳＯ₄ ^2-イオン濃度のうち一方または両方を加えた時のＮｉＣｒＡｌＳｉ合金のエッチング時間の評価結果について説明する。

Ｃｅ⁴⁺イオン濃度を０．０２５〜０．５ｍｏｌ／Ｌの範囲で変化させたエッチング液を用いてＮｉＣｒＡｌＳｉ合金（Ｎｉ／Ｃｒの重量比が５０／５０、Ａｌ含有量１４重量％、Ｓｉ含有量４重量％）をエッチングした。なお、Ｃｅ⁴⁺イオンは水には溶けないため、ＮＯ₃ ^-イオンを含む水溶液にＣｅ⁴⁺イオンを溶解させた。その時のＮＯ₃ ^-イオン濃度は、Ｃｅ⁴⁺イオンが効率良く溶解してＮｉＣｒＡｌＳｉ合金のエッチング液が作製できるように、Ｃｅ⁴⁺イオンが溶ける限界濃度（Ｃｅ⁴⁺イオンのモル濃度と同じモル濃度）の２０倍（０．５〜１０ｍｏｌ／Ｌ）に設定した。ＮＯ₃ ^-イオン濃度がＣｅ⁴⁺イオン濃度の２０倍よりも少ないと、ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金のエッチング反応進行に伴うＮＯ₃ ^-イオンの消費によってエッチング液の劣化が進行し、エッチング液の交換頻度を多くする必要が生じて生産性が悪化するものである。

図１０はエッチング液濃度を変えたときのエッチング時間を示したもので、この図１０からも明らかなように、Ｃｅ⁴⁺イオンとＮＯ₃ ^-イオンを溶解した水溶液で、上記組成のＮｉＣｒＡｌＳｉ合金がエッチングできることが確認でき、Ｃｅ⁴⁺イオン濃度が増加するに従ってＮｉＣｒＡｌＳｉ合金のエッチング時間が短くなることが確認できた。Ｃｅ⁴⁺イオン濃度が０．０５ｍｏｌ／Ｌより低いと、エッチングに時間がかかり過ぎてエッチングむらの原因になるため、Ｃｅ⁴⁺イオン濃度の下限値は０．０５ｍｏｌ／Ｌとした。Ｃｅ⁴⁺イオン濃度の上限値は、ＮＯ₃ ^-イオン濃度の上限値がエッチング液を取扱う安全上の理由から１０ｍｏｌ／Ｌであるので、その２０分の１である０．５ｍｏｌ／Ｌとした。このことからも、エッチング液の最適な濃度範囲はＣｅ⁴⁺イオンが０．０５〜０．５ｍｏｌ／Ｌ含まれ、かつＮＯ₃ ^-イオンがＣｅ⁴⁺イオン濃度の２０倍以上（１〜１０ｍｏｌ／Ｌ）含まれる範囲である。

また、ＳＯ₄ ^2-イオンについてもＮＯ₃ ^-イオンと同様の評価をした結果から、Ｃｅ⁴⁺イオンが０．０５〜０．５ｍｏｌ／Ｌ含まれ、かつ、ＳＯ₄ ^2-イオンが１〜１０ｍｏｌ／Ｌ含まれる範囲が最適であった。

なお、上記本発明の実施の形態１〜３では、電子部品の一例として薄膜抵抗体が１個である薄膜角チップ抵抗器を示したが、薄膜抵抗体が複数個ある多連チップ抵抗器でもよく、またＲＣネットワークの抵抗器部分に本発明の薄膜抵抗体を用いた場合でも本発明の実施の形態１〜３と同様の効果が得られる。そしてまた、本発明の実施の形態１〜３ではアルミナ基板を用いたが、Ｓｉ基板やポリイミド等の基板でも同様の効果が得られる。さらに、チップ部品だけでなく円筒型金属皮膜抵抗器の抵抗体部分や配線基板の抵抗体部分に本発明の薄膜抵抗体を用いた場合でも、本発明の実施の形態１〜３と同様の効果が得られるものである。

本発明にかかる薄膜抵抗体は、耐熱性（抵抗値安定性）や耐湿性ならびに抵抗温度係数において従来の構成よりも優れているもので、特に高温高湿環境下における優れた抵抗値安定性や小さな抵抗温度係数が必要な自動車分野の電装用電子部品等の用途として有用である。

本発明の実施の形態１における電子部品の一例である薄膜角チップ抵抗器の断面図同薄膜角チップ抵抗器の製造方法を示す工程図ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金のＮｉ／Ｃｒ比を変えたときの高温安定性と抵抗温度特性を示す図ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金のＡｌ、Ｓｉ添加量を変えたときの耐熱性評価結果を示す図ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金のＡｌ、Ｓｉ添加量を変えたときの抵抗温度係数の評価結果を示す図本発明の実施の形態１および従来の薄膜抵抗体を用いた薄膜角チップ抵抗器における耐熱性試験の評価結果の比較を示す図本発明の実施の形態１および従来の薄膜抵抗体を用いた薄膜角チップ抵抗器における耐湿負荷寿命試験の評価結果の比較を示す図ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金の膜厚を変えたときの抵抗温度特性を示す図ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金の熱処理時間を変えたときの抵抗温度係数を示す図エッチング液濃度を変えたときのＮｉＣｒＡｌＳｉ合金のエッチング時間を示す図

符号の説明

１基板
２上面電極
３下面電極
４薄膜抵抗体
５金属酸化膜
６中間電極
７保護膜
８端面電極
９ａＮｉめっき層
９ｂＳｎめっき層

Claims

Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成される薄膜抵抗体において、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させた薄膜抵抗体。
基体と、前記基体に設けられた電極と、前記電極と電気的に接続されるように前記基体に設けられた薄膜抵抗体とを備え、前記薄膜抵抗体は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成し、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させた電子部品。
基体に電極を設ける工程と、前記電極と電気的に接続されるように前記基体に薄膜抵抗体を設ける工程とを備え、前記薄膜抵抗体は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成し、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させるとともに、前記薄膜抵抗体を設ける工程以降に、薄膜抵抗体を熱処理する工程を設け、この熱処理は、処理温度を２６０℃〜４５０℃の範囲とし、かつ処理時間を３時間以上とした電子部品の製造方法。
基体に電極を設ける工程と、前記電極と電気的に接続されるように前記基体に薄膜抵抗体を設ける工程とを備え、前記薄膜抵抗体は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成し、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させるとともに、前記薄膜抵抗体を設ける工程は、基体に開口部を有するメタルマスクを固定し、かつこの状態で前記メタルマスクの開口部に薄膜抵抗体を形成するようにした電子部品の製造方法。
基体に電極を設ける工程と、前記電極と電気的に接続されるように前記基体に薄膜抵抗体を設ける工程とを備え、前記薄膜抵抗体は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉの４元素を主成分として構成し、前記Ｎｉ／Ｃｒ比を重量比で４５／５５〜５５／４５とし、前記Ａｌを全重量の１０〜１８重量％含有させ、かつ前記Ｓｉを全重量の２〜６重量％含有させるとともに、前記薄膜抵抗体を設ける工程は、フォトリソ工法により薄膜抵抗体をエッチングしてパターン形成を行うようにした電子部品の製造方法。
薄膜抵抗体のエッチングを行うエッチング液として、Ｃｅ⁴⁺イオンを０．０５〜０．５ｍｏｌ／Ｌ含み、かつＮＯ₃ ^-イオンとＳＯ₄ ^2-イオンのいずれか一方、もしくは両方を含むエッチング液を用いた請求項５記載の電子部品の製造方法。