JP2007220858A

JP2007220858A - 抵抗器およびその製造方法

Info

Publication number: JP2007220858A
Application number: JP2006039008A
Authority: JP
Inventors: Hideji Ariga; 秀二有賀; Takeshi Izeki; 健井関; Hisanobu Wada; 久信和田; Takeshi Kasashima; 健笠島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】本発明は、低抵抗で、かつＴＣＲの低い特性を満足することができる抵抗器およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】絶縁基板１１と、前記絶縁基板１１の上面の両端部に位置する一対の上面電極１３と、前記絶縁基板１１の上面に前記一対の上面電極１３と接続されないように形成された抵抗体１４とを有し、前記一対の上面電極１３と前記抵抗体１４を焼成温度が前記一対の上面電極１３と前記抵抗体１４の焼成温度よりも低い導電性ペースト１５を用いて電気的に接続したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は特に低抵抗で、かつＴＣＲが良好な抵抗器およびその製造方法に関するものである。

以下、従来の抵抗器について、図面を参照しながら説明する。

図９は従来の抵抗器の断面図を示したもので、この図９において、１は純度９６％のアルミナからなる矩形状の絶縁基板、２は前記絶縁基板１の裏面両端部に設けられた一対の裏面電極、３は前記絶縁基板１の上面両端部に設けられた一対の上面電極である。４は前記一対の上面電極３を橋絡するように形成された抵抗体、５は前記抵抗体４の全面と一対の上面電極３の一部を覆う保護層である。６は前記一対の裏面電極２および一対の上面電極３と電気的に接続されるように絶縁基板１の両端面に設けられた一対の端面電極である。７は前記一対の裏面電極２、上面電極３および端面電極６の表面に形成されたニッケルめっき層、８は前記ニッケルめっき層７の表面に形成されたはんだめっき層である。

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２００３−３４７１０２号公報

上記した従来の抵抗器においては、上面電極３と抵抗体４を形成する場合、上面電極３と抵抗体４が互いに電気的に接続されるように両者を厚膜印刷で形成した後に高温で焼成するため、抵抗体４にＴＣＲの低い材料を用いても、高温焼成時に拡散反応が生じてＴＣＲの高い上面電極３の影響を受けることになり、これにより、抵抗器のＴＣＲが悪化するという課題を有していた。

一方、特許文献１には抵抗体ペーストの組成を検討して低抵抗で、かつ低ＴＣＲの抵抗器を製造する技術が開示されているが、低抵抗と低ＴＣＲの２つの特性を同時に満足するためには抵抗体ペーストに多種類の添加剤を加えて組成を厳しく制御する必要があり、そのため、物づくりが困難となるものであった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、低抵抗で、かつＴＣＲの低い特性を満足することができる抵抗器および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、絶縁基板と、前記絶縁基板の上面の両端部に位置する一対の上面電極と、前記絶縁基板の上面に前記一対の上面電極と接続されないように形成された抵抗体とを有し、前記一対の上面電極と前記抵抗体を焼成温度が前記一対の上面電極と前記抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストを用いて電気的に接続したもので、この構成によれば、一対の上面電極と抵抗体を焼成温度が一対の上面電極と抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストを用いて電気的に接続しているため、抵抗体と上面電極との間で拡散反応が生じて抵抗体のＴＣＲが悪化するということはなく、これにより、低抵抗で、かつＴＣＲの低い抵抗器が得られ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、シート状の絶縁基板に複数の上面電極を印刷して焼成する工程と、前記絶縁基板の上面に前記複数の上面電極と接続されないように複数の抵抗体を印刷して焼成する工程と、前記複数の上面電極と複数の抵抗体を、焼成温度が上面電極と抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストを用いて電気的に接続する工程とを備えたもので、この製造方法によれば、複数の上面電極と複数の抵抗体を、焼成温度が上面電極と抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストを用いて電気的に接続する工程を備えているため、抵抗体と上面電極との間で拡散反応が生じて抵抗体のＴＣＲが悪化するということはなく、これにより、低抵抗で、かつＴＣＲの低い抵抗器が得られ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、絶縁基板と、前記絶縁基板の上面に形成された抵抗体と、前記絶縁基板の上面の両端部に位置する一対の上面電極とを有し、前記一対の上面電極を焼成温度が前記抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストで構成し、かつこの導電性ペーストを用いて前記抵抗体と電気的に接続したもので、この構成によれば、一対の上面電極を焼成温度が抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストで構成し、かつこの導電性ペーストを用いて前記抵抗体と電気的に接続しているため、抵抗体と上面電極との間で拡散反応が生じて抵抗体のＴＣＲが悪化するということはなく、これにより、低抵抗で、かつＴＣＲの低い抵抗器が得られ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、シート状の絶縁基板の上面に複数の抵抗体を印刷して焼成する工程と、前記複数の抵抗体の両端部に、焼成温度が抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストからなる上面電極を電気的に接続されるように印刷して焼成する工程とを備えたもので、この製造方法によれば、焼成温度が抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストからなる上面電極を前記抵抗体の両端部に電気的に接続されるように印刷して焼成するようにしているため、抵抗体と上面電極との間で拡散反応が生じて抵抗体のＴＣＲが悪化するということはなく、これにより、低抵抗で、かつＴＣＲの低い抵抗器が得られ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抵抗器は、一対の上面電極と抵抗体を焼成温度が一対の上面電極と抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストを用いて電気的に接続しているため、抵抗体と上面電極との間で拡散反応が生じて抵抗体のＴＣＲが悪化するということはなく、これにより、低抵抗で、かつＴＣＲの低い抵抗器が得られ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における抵抗器の断面図、図２（ａ）〜（ｅ）および図３（ａ）〜（ｅ）は同抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。

以下に、その製造方法を図２（ａ）〜（ｅ）および図３（ａ）〜（ｅ）に示す製造工程図に基づいて説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、一次分割溝１１ａと二次分割溝１１ｂを有し、かつ純度９６％のアルミナからなるシート状の絶縁基板１１ｃの裏面に、一次分割溝１１ａを跨ぐように銀、銀パラジウム合金、銅等の厚膜導電性ペーストからなる裏面電極１２をスクリーン印刷し、ピーク温度８５０℃のプロファイルで焼成することにより、裏面電極１２を安定な膜とする。

次に、図２（ｂ）に示すように、シート状の絶縁基板１１ｃの上面に、一次分割溝１１ａを跨ぐように銀、銀パラジウム合金、銅等の厚膜導電性ペーストからなる上面電極１３をスクリーン印刷し、ピーク温度８５０℃のプロファイルで焼成することにより、上面電極１３を安定な膜とする。なお、ここで裏面電極１２と上面電極１３は同時に印刷し、そして同時に焼成しても良いものである。

次に、図２（ｃ）に示すように、シート状の絶縁基板１１ｃの上面に、上面電極１３と電気的に接続されないように銀パラジウム合金、銅ニッケル合金等の厚膜導電性ペーストからなる抵抗体１４をスクリーン印刷して焼成する。この場合、前記上面電極１３と抵抗体１４は互いに接触せず別々に印刷して焼成されるため、上面電極１３の成分が抵抗体１４に拡散して抵抗体１４の特性（低抵抗・低ＴＣＲ）が損なわれることはないものである。

次に、図２（ｄ）に示すように、上面電極１３と抵抗体１４を導電性ペースト１５を用いて接続し、ピーク温度１５０〜２００℃のプロファイルで焼成することにより、上面電極１３と抵抗体１４を電気的に接続する。この場合、前記上面電極１３と抵抗体１４の接続に用いる導電性ペースト１５は焼成温度が上面電極１３と抵抗体１４の焼成温度よりも低いため、上面電極１３から抵抗体１４への拡散の影響は低減されることになり、これにより、抵抗体１４の特性（低抵抗・低ＴＣＲ）が損なわれることはないものである。なお、導電性ペースト１５の焼成温度は上面電極１３と抵抗体１４の焼成温度よりも低ければ良いが、より好ましいのは３００℃以下である。

また、導電性ペースト１５は銀、銅、金、ニッケル、白金、パラジウム、アルミニウム等の金属あるいはそれらの合金の金属ナノ粒子、酸化金属ナノ粒子、酸化金属粒子、有機金属粒子またはこれらの混合物を主成分とするものである。

次に、図２（ｅ）に示すように、抵抗体１４にレーザー等を用いてトリミング溝１６を形成し、抵抗体１４の抵抗値を所望の値に調整する。なお、抵抗体１４は、トリミング溝１６を形成する前に、プリコートガラス層（図示せず）で覆ってもよいものである。

次に、図３（ａ）に示すように、抵抗体１４、導電性ペースト１５、トリミング溝１６を覆うように保護層１７を形成する。

次に、図３（ｂ）に示すように、一次分割溝１１ａに沿ってシート状の絶縁基板１１ｃを分割することにより、短冊状基板１１ｄを得る。

次に、図３（ｃ）に示すように、上面電極１３と裏面電極（図示せず）を電気的に接続するように、短冊状基板１１ｄの側面に側面電極１８を薄膜スパッタや導電性樹脂ペースト等により形成する。

次に、図３（ｄ）に示すように、二次分割溝１１ｂに沿って短冊状基板１１ｄを分割することにより、個片状基板１１ｅを得る。

最後に、図３（ｅ）に示すように、上面電極１３と裏面電極（図示せず）を側面電極１８の表面に、銅めっき層（図示せず）とニッケルめっき層（図示せず）と錫めっき層２１を形成することにより、本発明の実施の形態１における抵抗器を得ることができる。

上記した本発明の実施の形態１における抵抗器と従来の抵抗器を、１０ｍΩの抵抗値でそれぞれ１０００個ずつ作製して両者のＴＣＲを測定したところ、従来の抵抗器ではＴＣＲの平均値が４５０ｐｐｍ／℃であったが、本発明の実施の形態１における抵抗器ではＴＣＲの平均値が１１４ｐｐｍ／℃となり、目標値の２５０ｐｐｍ／℃を下回る良好な結果が得られた。

なお、上記本発明の実施の形態１においては、絶縁基板１１の上面のみに抵抗体１４を形成する例について説明したが、この構成に限定されるものではなく、図４に示すように、絶縁基板１１の裏面にも、上面と同様の工程で裏面電極１２と抵抗体１４を形成し、そして裏面電極１２と抵抗体１４を導電性ペースト１５で接続しても良いものである。このように絶縁基板１１の両面に抵抗体１４を形成し、そし側面電極１８と銅めっき層１９とニッケルめっき層２０と錫めっき層２１をかさ上げすると、抵抗値がより低くなって、バルク実装にも対応する効果を有するものである。

（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。

図５は本発明の実施の形態２における抵抗器の断面図、図６（ａ）〜（ｄ）および図７（ａ）〜（ｅ）は同抵抗器の製造方法を示す製造工程図である。

以下に、その製造方法を図６（ａ）〜（ｄ）および図７（ａ）〜（ｅ）に示す製造工程図に基づいて説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、一次分割溝１１ａと二次分割溝１１ｂを有し、かつ純度９６％のアルミナからなるシート状の絶縁基板１１ｃの裏面に、一次分割溝１１ａを跨ぐように銀、銀パラジウム合金、銅等の厚膜導電性ペーストからなる裏面電極１２をスクリーン印刷し、ピーク温度８５０℃のプロファイルで焼成することにより、裏面電極１２を安定な膜とする。

次に、図６（ｂ）に示すように、シート状の絶縁基板１１ｃの上面に、一次分割溝１１ａと二次分割溝１１ｂを跨がないように銀パラジウム合金、銅ニッケル合金等の厚膜導電性ペーストからなる抵抗体１４をスクリーン印刷し、ピーク温度８５０℃のプロファイルで焼成することにより、抵抗体１４を安定な膜とする。

次に、図６（ｃ）に示すように、シート状の絶縁基板１１ｃの上面に、抵抗体１４と電気的に接続されるように導電性ペーストからなる上面電極１３を印刷し、ピーク温度１５０〜２００℃のプロファイルで焼成することにより、上面電極１３を安定な膜とする。この場合、導電性ペーストからなる上面電極１３は焼成温度が抵抗体１４の焼成温度よりも低いため、上面電極１３から抵抗体１４への拡散の影響が低減されることになり、これにより、抵抗体１４の特性（低抵抗・低ＴＣＲ）が損なわれることはないものである。なお、導電性ペーストからなる上面電極１３の焼成温度は抵抗体１４の焼成温度よりも低ければ良いが、より好ましいのは３００℃以下である。

なお、導電性ペーストからなる上面電極１３は銀、銅、金、ニッケル、白金、パラジウム、アルミニウム等の金属あるいはそれらの合金の金属ナノ粒子、酸化金属ナノ粒子、酸化金属粒子、有機金属粒子またはこれらの混合物を主成分とするものである。

次に、図６（ｄ）に示すように、抵抗体１４にレーザー等を用いてトリミング溝１６を形成し、抵抗体１４の抵抗値を所望の値に調整する。なお、抵抗体１４は、トリミング溝１６を形成する前に、プリコートガラス層（図示せず）で覆ってもよいものである。

次に、図７（ａ）に示すように、抵抗体１４とトリミング溝１６を覆うように保護層１７を形成する。

次に、図７（ｂ）に示すように、一次分割溝１１ａに沿ってシート状の絶縁基板１１ｃを分割することにより、短冊状基板１１ｄを得る。

次に、図７（ｃ）に示すように、上面電極１３と裏面電極（図示せず）を電気的に接続するように、短冊状基板１１ｄの側面に側面電極１８を薄膜スパッタや導電性樹脂ペースト等により形成する。

次に、図７（ｄ）に示すように、二次分割溝１１ｂに沿って短冊状基板１１ｄを分割することにより、個片状基板１１ｅを得る。

最後に、図７（ｅ）に示すように、上面電極１３と裏面電極（図示せず）と側面電極１８の表面に、銅めっき層（図示せず）とニッケルめっき贈（図示せず）と錫めっき層２１を形成することにより、本発明の実施の形態２における抵抗器を得ることができる。

上記した本発明の実施の形態２における抵抗器と従来の抵抗器を、１０ｍΩの抵抗値でそれぞれ１０００個ずつ作製して両者のＴＣＲを測定したところ、従来の抵抗器ではＴＣＲの平均値が４５０ｐｐｍ／℃であったが、本発明の実施の形態２における抵抗器ではＴＣＲの平均値が１４４ｐｐｍ／℃となり、目標値の２５０ｐｐｍ／℃を下回る良好な結果が得られた。

なお、上記本発明の実施の形態２においては、絶縁基板１１の上面のみに抵抗体１４を形成する例について説明したが、この構成に限定されるものではなく、図８に示すように、絶縁基板１１の裏面にも、上面と同様の工程で裏面電極１２と抵抗体１４を形成しても良いものである。このように絶縁基板１１の両面に抵抗体１４を形成し、そして側面電極１８と銅めっき層１９とニッケルめっき層２０と錫めっき層２１をかさ上げすると、抵抗値がより低くなってバルク実装に対応する効果を有するものである。

本発明に係る抵抗器およびその製造方法は、上面電極の成分が拡散して抵抗体に悪影響を及ぼすということは少なくなるという効果を有するものであり、特に低い抵抗値で高精度が要求される角形チップ抵抗器に適用することにより有用となるものである。

本発明の実施の形態１における抵抗器の断面図（ａ）〜（ｅ）同抵抗器の製造方法を示す製造工程図（ａ）〜（ｅ）同抵抗器の製造方法を示す製造工程図本発明の他の実施の形態における抵抗器の断面図本発明の実施の形態２における抵抗器の断面図（ａ）〜（ｄ）同抵抗器の製造方法を示す製造工程図（ａ）〜（ｅ）同抵抗器の製造方法を示す製造工程図本発明の他の実施の形態における抵抗器の断面図従来の抵抗器の断面図

符号の説明

１１絶縁基板
１１ｃシート状の絶縁基板
１１ｄ短冊状基板
１１ｅ個片状基板
１３上面電極
１４抵抗体
１５導電性ペースト

Claims

絶縁基板と、前記絶縁基板の上面の両端部に位置する一対の上面電極と、前記絶縁基板の上面に前記一対の上面電極と接続されないように形成された抵抗体とを有し、前記一対の上面電極と前記抵抗体を焼成温度が前記一対の上面電極と前記抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストを用いて電気的に接続した抵抗器。
シート状の絶縁基板に複数の上面電極を印刷して焼成する工程と、前記絶縁基板の上面に前記複数の上面電極と接続されないように複数の抵抗体を印刷して焼成する工程と、前記複数の上面電極と複数の抵抗体を、焼成温度が上面電極と抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストを用いて電気的に接続する工程とを備えた抵抗器の製造方法。
絶縁基板と、前記絶縁基板の上面に形成された抵抗体と、前記絶縁基板の上面の両端部に位置する一対の上面電極とを有し、前記一対の上面電極を焼成温度が前記抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストで構成し、かつこの導電性ペーストを用いて前記抵抗体と電気的に接続した抵抗器。
シート状の絶縁基板の上面に複数の抵抗体を印刷して焼成する工程と、前記複数の抵抗体の両端部に、焼成温度が抵抗体の焼成温度よりも低い導電性ペーストからなる上面電極を電気的に接続されるように印刷して焼成する工程とを備えた抵抗器の製造方法。