JP2012227309A

JP2012227309A - 薄膜チップ抵抗器およびその製造方法

Info

Publication number: JP2012227309A
Application number: JP2011092696A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Saito; 弘志齋藤; Kazuhiro Kanda; 一宏神田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2012-11-15

Abstract

【課題】抵抗値が低いものであっても、抵抗値の安定性が高い薄膜チップ抵抗器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上に両端部１３から内側に延出して形成した貴金属からなる第１上面電極１４と、第１上面電極１４を覆い両端部１３間をつなぐ薄膜からなる抵抗体１６と、この上に設けられ第１上面電極１４に上面視にて重なる厚膜からなる第２上面電極１７を有し、第１上面電極１４を設けた部分における幅をそれぞれ第１上面電極１４をＷ１、抵抗体１６をＷ２、第２上面電極１７をＷ３としたとき、Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２の関係を有し、抵抗体１６の両側面側から内側に向かって、第１上面電極１４に達する切り欠き部１８を設けたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に用いられる薄膜チップ抵抗器およびその製造方法に関するものである。

近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、搭載される電子部品に対しても小型化、高性能化への要望が高まってきている。チップ抵抗器においても小型化が進められるとともに、高精度でかつ電流雑音特性に薄膜チップ抵抗が要望されている。特に電流値検出用の抵抗として用いられる場合には、その抵抗値が１０ｍΩ程度以下と非常に小さいものが求められ、かつその抵抗値の安定性も要求されている。

従来の薄膜チップ抵抗器は、図５に示すようにアルミナからなる絶縁基板１の上面の両端部２に貴金属の第１上面電極３を設け、その上に薄膜抵抗体４を設け、さらにその上の両端部に厚膜からなる第２上面電極５を設けて、薄膜抵抗体４の上に保護膜６を設け、さらに端部に外部電極７を設けることによりチップ抵抗器を構成していた。第２上面電極５はここにプローブを当てて抵抗値を測定しながら薄膜抵抗体４にレーザを当てて抵抗値をトリミングするためのものである。

なお、この出願の発明に関連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２００９−１９４１２９号公報

上記従来の構成とした場合、抵抗値が比較的高いものであれば、その抵抗値は薄膜抵抗体４の固有抵抗で決まるため、この薄膜抵抗体４が安定であれば、チップ抵抗器としての安定性を確保することができていた。しかしながら、抵抗値が１０ｍΩ程度以下の非常に小さいものになってくると、薄膜抵抗体４そのものだけでなく、外部電極７に至るまでの全体の系で安定なものとする必要が出てくる。具体的には、第２上面電極５と薄膜抵抗体４との接触抵抗が、熱履歴を経るごとに小さくなっていき、チップ抵抗器としての抵抗値が低い方にシフトしてしまうものである。

本発明は、低い抵抗値を有する薄膜チップ抵抗器であっても、熱履歴に対して抵抗値の変化が小さい薄膜チップ抵抗器を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために、絶縁基板と、この絶縁基板の両端部に設けた一対の外部電極と、この一対の外部電極間に設けた抵抗体とを備えた薄膜チップ抵抗器であって、絶縁基板上に両端部から内側に延出して形成した貴金属からなる第１上面電極と、第１上面電極を覆い両端部間をつなぐ薄膜からなる抵抗体と、この抵抗体の上に設けられ少なくとも一部第１上面電極に上面視にて重なる厚膜からなる第２上面電極を有し、第１上面電極を設けた部分における両端部間をつなぐ方向と直交する方向の幅をそれぞれ第１上面電極の幅をＷ１、抵抗体の幅をＷ２、第２上面電極の幅をＷ３としたとき、Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２の関係を有し、抵抗体の両側面側から内側に向かって、第１上面電極に達する切り欠き部を設けたものである。

上記構成により、熱履歴によって第２上面電極と薄膜抵抗体との接触抵抗が変化しても、全体の抵抗値に与える影響を最小限にできるため、抵抗値の安定した薄膜チップ抵抗器を得ることができる。

本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器上面付近の上面図本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器の製造方法を説明する図本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器の製造方法を説明する図本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器の製造方法を説明する図従来の薄膜チップ抵抗器の断面図

以下、本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器の上面付近の上面図である。この薄膜チップ抵抗器は、抵抗値が１０ｍΩで、平面形状が１．０ｍｍ×０．５ｍｍのものであり、その短辺側に外部電極１２が設けられるものである。アルミナからなる絶縁基板１１の上面に、短辺側の端部１３（以下端部と記す）から内側に延出したほぼ矩形状の第１上面電極１４（図１では破線で示す）が金レジネートを用いて形成されている。この第１上面電極１４の形状は、端部１３からその先端部までの長さ（Ｌ１）を約０．２５ｍｍ、先端部付近の幅（Ｗ１）を約０．２９ｍｍとしている。ここで幅とは長辺側の側面１５が直交する方向の長さをいう。

抵抗体１６は、Ｎｉ−Ｃｕ合金薄膜からなり、第１上面電極１４を覆い両端部１３間をつなぐように形成されている。第１上面電極１４を覆っている両端部１３部分の幅（Ｗ２）は約０．４８ｍｍとＷ１よりも大きく形成され、トリミングすることにより中央部分の抵抗値を決定する部分までの端部１３からの長さ（Ｌ２）を約０．３２ｍｍとしている。この抵抗体１６のパターンは、絶縁基板１１の上面全体にスパッタにより形成した後、エッチングによりパターン形成したものであるが、エッチングする際に貴金属である第１上面電極１４の一部が露出していると、その境界部分で局部電池反応が進行して、抵抗体１６が過エッチングの状態となってしまう。そのため第１上面電極１４全体をパターン形成された抵抗体１６が覆うように形成しておく必要がある。そのため、Ｗ１＜Ｗ２、Ｌ１＜Ｌ２の関係となっている。なお、抵抗体１６の形状を直線状ではなく、蛇行状に形成してもよい。

第２上面電極１７は、抵抗体１６の上面に樹脂銀をスクリーン印刷により形成したものであり、ほぼ矩形状の形をしており、端部１３からその先端部までの長さ（Ｌ３）を約０．２１ｍｍ、端部１３付近の幅（Ｗ３）を約０．３９ｍｍとし、Ｗ３＜Ｗ２となっている。また、少なくともその一部が上面視にて第１上面電極１４に重なる。この第２上面電極１７は抵抗値をトリミングする際に、抵抗値を測定するためのプローブを当てるために設けられており、低い抵抗値を測定するためには、四端子回路網で測定する必要があるため、一つの第２上面電極１７に２個のプローブを当てる必要があり、また形状が小さくなってきているため、プローブを当てるのが非常に難しくなってくる。そのためなるべく幅を大きくとるために、Ｗ１＜Ｗ３となるようにしている。また後に述べる接触抵抗による変化を抑えるために、Ｌ３＜Ｌ１となるようにしている。

切り欠き部１８は、絶縁基板１１の表面が露出するように、第１上面電極１４が形成された両端部１３近傍において抵抗体１６の側面側から内側に向かって幅方向に延伸し、少なくとも第１上面電極１４に到達するように設けられている。切り欠き部１８によって接触抵抗の高い第２上面電極１７と抵抗体１６とが重なる部分の一部を切り欠く。この切り欠き部１８を設ける位置は、第２上面電極１７の先端部分の角を通って第１上面電極１４に到達するようにすることがより望ましい。

本実施の形態のような抵抗値の低い薄膜チップ抵抗器では、切り欠き部１８を設けていないものでは、熱履歴をかけると抵抗値が低いほうにシフトする傾向がある。これを詳細に調べると、第１上面電極１４と抵抗体１６が重なっている部分では変化が生じないが、抵抗体１６が第２上面電極１７のみと重なっている部分では、接触抵抗が低い方にシフトしやすいことがわかった。すなわち、金からなる第１上面電極１４と抵抗体１６が重なっている部分では、もともと接触抵抗が低いため熱履歴によって変動しにくいが、樹脂銀からなる第２上面電極１７と抵抗体１６との接触抵抗の方が高いため、第１上面電極１４がない部分では、第２上面電極１７と抵抗体１６との接触抵抗が主体となり、これが変動することにより、全体の抵抗値が変動しやすくなるものである。

これに対し本実施の形態では、抵抗体１６の側面側から内側に向かって幅方向に延伸し、第１上面電極１４に到達する切り欠き部１８を設けているため、切り欠き部１８と端部１３との間の部分には、ほとんど電流が流れず、この結果、この第２上面電極１７と抵抗体１６との接触抵抗が変動しても、全体の抵抗値には影響を与えないため、熱履歴に対して抵抗値の変動が少ない薄膜チップ抵抗器を得ることができる。

次に本発明の一実施の形態における薄膜チップ抵抗器の製造方法について説明する。なお、図２（ａ）、図３（ａ）、図４は断面図、図２（ｂ）、図３（ｂ）（ｃ）は上面図である。

まず、図２（ａ）に示すように、アルミナからなる絶縁基板１１の上面両端部に金を主成分とする金属有機物ペーストをスクリーン印刷し、これを焼成炉で焼成することにより、金からなる第１上面電極１４を形成する。次に絶縁基板１１の上面全体にスパッタによりＮｉ−Ｃｕ合金薄膜を形成する。そのあと、レジストパターンを形成した後エッチングにより抵抗体１６を形成し、図２（ｂ）のようになる。このとき、第１上面電極１４と抵抗体１６のパターンの大きさ、位置関係は、個片にしたときに、図１と同じようになるように形成されているため、第１上面電極１４を抵抗体１６が完全に覆っているようになっており、エッチング時に過エッチングが生じることはない。

次に、図３（ａ）（ｂ）に示すように、さらにその上に樹脂銀をスクリーン印刷することにより、第２上面電極１７を形成する。これらのパターンの大きさ、位置関係は、個片にしたときに、図１と同じようになるように形成されている。

次に、図３（ｃ）に示すように、レーザを用いて抵抗体１６の両側面側から内側に向かって、第１上面電極１４に達する切り欠き部１８を形成する。その後、第２上面電極１７にプローブを当てて抵抗値を測定しながら、レーザにより抵抗体１６にトリミング溝（図示せず）を形成することにより、抵抗値を調整する。なお、切り欠き部１８およびトリミング溝の形成は別々の設備を用いても構わないが、一つの設備で順番に形成しても構わない。

最後に、抵抗体１６の上に保護体１９を形成し、個片に分割した後、端部１３に外部電極１２を形成し、図４に示すような薄膜チップ抵抗器を得る。なお、個片に分割するためには、ダイシングを行う、あるいは絶縁基板１１にあらかじめブレイク用のスリットの入ったスリット基板を用い、スクライブにより個片化しても構わない。

本発明では、抵抗体１６の両側面側から内側に向かって、第１上面電極１４に達する切り欠き部１８を設けているため、熱履歴によって第２上面電極１７と抵抗体１６との接触抵抗が変化しても、全体の抵抗値に与える影響を最小限にでき、これにより、抵抗値の安定した薄膜チップ抵抗器を得ることができる。

本発明に係る薄膜チップ抵抗器およびその製造方法は、小型で抵抗値の低いものであっても、熱履歴等による抵抗値の変化の小さい薄膜チップ抵抗器を得ることができるものであり、産業上有用である。

１１絶縁基板
１３端部
１４第１上面電極
１６抵抗体
１７第２上面電極
１８切り欠き部

Claims

絶縁基板と、この絶縁基板の両端部に設けた一対の外部電極と、この一対の外部電極間に設けた抵抗体とを備えた薄膜チップ抵抗器であって、前記絶縁基板上に前記両端部から内側に延出して形成した貴金属からなる第１上面電極と、前記第１上面電極を覆い前記両端部間をつなぐ薄膜からなる前記抵抗体と、前記抵抗体の上に設けられ少なくとも一部前記第１上面電極に上面視にて重なる厚膜からなる第２上面電極を有し、前記第１上面電極を設けた部分における前記両端部間をつなぐ方向と直交する方向の幅をそれぞれ前記第１上面電極の幅をＷ１、前記抵抗体の幅をＷ２、前記第２上面電極の幅をＷ３としたとき、Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２の関係を有し、前記抵抗体の両側面側から内側に向かって、前記第１上面電極に達する切り欠き部が設けられていることを特徴とする薄膜チップ抵抗器。
絶縁基板の上面に貴金属からなる複数個の第１上面電極を形成する工程と、前記絶縁基板の上面全体に抵抗体となる薄膜を形成する工程と、前記薄膜をエッチングすることにより前記第１上面電極を完全に覆う抵抗体を形成する工程と、前記抵抗体上に少なくとも一部前記第１上面電極に上面視にて重なる厚膜からなる第２上面電極を形成する工程と、前記第２上面電極にプローブを当てながらレーザにより抵抗値をトリミングする工程と、前記抵抗体を保護する保護コートを形成する工程と、前記絶縁基板を分割することにより個片化する工程と、個片化されたものの両端部に外部電極を形成する工程と、を備えた薄膜チップ抵抗器の製造方法であって、前記第１上面電極を設けた部分における前記両端部間をつなぐ方向と直交する方向の幅をそれぞれ前記第１上面電極の幅をＷ１、前記抵抗体の幅をＷ２、前記第２上面電極の幅をＷ３としたとき、Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２の関係を有するものであり、抵抗値をトリミングする前に前記抵抗体の両側面側から内側に向かって、前記第１上面電極に達する切り欠き部を形成することを特徴とする薄膜チップ抵抗器の製造方法。