JP2022023781A - High power resistor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チップ抵抗器及びその製造方法に関し、特に、高電力抵抗器及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a chip resistor and a method for manufacturing the same, and more particularly to a high power resistor and a method for manufacturing the same.
図12に示された従来技術のチップ抵抗体器は主に、基板80上に形成される印刷抵抗体層81及び、該印刷抵抗体層81と外部回路とを電気的に連結する二つの印刷電極層82により構成される。
従来技術のチップ抵抗体器の製造方法では、まず、前記印刷電極層82及び印刷抵抗体層81を印刷プロセスによって、基板80上に順番に形成し、その後、印刷成形した印刷抵抗体層81及び印刷電極層82を焼結プロセスによって焼き固めチップ抵抗体器を完成させる。一般的には、前記印刷抵抗体層81の一端から他端に電流を流すために、前記二つの印刷電極層82が、前記印刷抵抗体層81の相対する両横端面に接触するように、該印刷抵抗体層81の両側に形成し、これにより、該両印刷電極層82と印刷抵抗体層81とが、直列に電気接続される。
The conventional chip resistor shown in FIG. 12 mainly consists of a
In the conventional method for manufacturing a chip resistor, first, the
印刷電極層82は、その原材料の特性によって垂れやすいことから、印刷プロセスを経た印刷電極層82の横端面が斜めに型崩れしてしまい、焼結プロセスを経た印刷電極層82の横端面が斜めになっている状態で焼き固められ、その後、印刷抵抗体層81は、印刷形成する際に、印刷電極層82の斜めになっている横端面を自然に被覆することから、その後の焼結成形工程を経た後、印刷電極層82と印刷抵抗体層81との間に斜めの接触面810が形成される。
また、印刷成形された印刷抵抗体層81及び印刷電極層82の厚さは一般的に、50nm~15μmの範囲であることから、印刷抵抗体層81と印刷電極層82との間の接触面積はわずかであるので、比較的大きな電流が異なる材料からなる印刷抵抗体層81と印刷電極層82との接触部位を流れる際に生じた熱が接触面810に溜まりやすく、また、当該接触面810の幅や面積は非常に小さいことから、繰り返し熱膨張、冷収縮が起こることによる応力により、印刷抵抗体層81と印刷電極層82との間にひびが入りやすく、抵抗器が損傷してしまう虞があったので、従来のチップ抵抗器の信頼性の低下に繋がっていた。
Since the
Further, since the thickness of the print-molded
従来技術のチップ抵抗器の製造方法について、下記の特許文献1(以下、前案と称す)の「低抵抗チップ抵抗器及びその製造方法」を例として説明する。
図13に示すように、前案発明に係るチップ抵抗器は、基板90、レジスト層91、導電層92、保護層93、第1被覆層94、及び第2被覆層95を備えるものであるが、前案は、導電層92が、メッキによってレジスト層91上に形成され、当該導電層92の材料は銅金属であることしか開示されておらず、前案のレジスト層91は、銅金属と同じような良導体ではないことから、前案の教示から、当該導電層92が如何にしてメッキによって、レジスト層91上に形成されるかについて知ることができない。また、メッキ工程を行っても、導電層92をレジスト層91上に強固に結合させることは容易でなく、導電層92とレジスト層91との結合も不安定であることから、当該導電層92を厚く形成することは困難なので、低抵抗導電体としての導電層92の機能を発揮することは難しい。それに加え、前案発明に係るチップ抵抗器の側電極は、メッキ工程に使う電解液内の銀イオン又は他の金属イオンが加工対象物以外の部分に遊離遷移することを防ぐことが困難であった。
The method of manufacturing a chip resistor of the prior art will be described by taking "Low resistance chip resistor and its manufacturing method" of the following Patent Document 1 (hereinafter referred to as "previous proposal") as an example.
As shown in FIG. 13, the chip resistor according to the previous invention includes a
本発明は、前記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、抵抗体層と電極とが強固に結合される、高電力抵抗器及びその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to provide a high power resistor in which a resistor layer and an electrode are firmly coupled to each other and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するため、本発明は、高電力抵抗器の製造方法であって、基板を準備し、該基板の第1表面上に抵抗体層を形成するステップと、前記抵抗体層上に導電性を有するシード層を形成するステップと、前記シード層上に二つの表電極を形成するステップと、前記一部のシード層及び一部の抵抗体層を除去して、残留している該シード層及び抵抗体層によって、抵抗パターンを形成するステップと、前記抵抗パターンにおける、前記二つの表電極に被覆されていないシード層を除去して、該抵抗パターンの抵抗体層を露出させるステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a method for manufacturing a high-power resistor, in which a substrate is prepared, a resistor layer is formed on the first surface of the substrate, and a resistor layer is formed on the resistor layer. The step of forming a seed layer having conductivity, the step of forming two surface electrodes on the seed layer, and the remaining part of the seed layer and a part of the resistor layer are removed. A step of forming a resistance pattern by the seed layer and a resistor layer, and a step of removing the seed layer of the resistance pattern not covered by the two surface electrodes to expose the resistor layer of the resistance pattern. , Is included.
上記課題を解決するため、本発明に係る高電力抵抗器の製造方法で作られる高電力抵抗器は、第1表面を有する基板と、前記基板の第1表面上に形成される抵抗体層と、前記抵抗体層上に形成される二つの表電極と、導電性を有すると共に、前記抵抗体層と前記二つの表電極との間に挟むように形成されるシード層と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the high power resistor manufactured by the method for manufacturing a high power resistor according to the present invention includes a substrate having a first surface and a resistor layer formed on the first surface of the substrate. It is provided with two surface electrodes formed on the resistor layer and a seed layer which is conductive and is formed so as to be sandwiched between the resistor layer and the two surface electrodes. It is a feature.
本発明に係る高電力抵抗器の製造方法では、まず、基板上に抵抗体層を形成し、その後、抵抗体層上にシード層を形成してから、シード層上に表電極を形成する。表電極を形成する前に、シード層が形成されたことにより、表電極が、シード層を介して、ラックメッキ製法などのメッキ方法によって、抵抗体層上に形成される。これにより、表電極が、抵抗体層の横端面に接触するように形成されるものではなく、抵抗体層上に積層するように形成されるものであり、表電極と抵抗体層の接触面積は、基板に対して垂直方向から投影した投影面積であることから、従来技術のように、表電極が抵抗体層の横端面にのみ接触する部分の面積よりもはるかに大きいので、抵抗体層と表電極間の接触抵抗を大幅に減少させることができる。また、本発明の製造方法は、抵抗体層及び電極層を形成するための印刷成形工程を有しないことから、印刷形成後の焼結成形工程を行う必要がなく、印刷、焼結による形崩れすることもないので、安定して製造することが可能となり、製品の精度を高め、歩留まりを向上することができる。 In the method for manufacturing a high-power resistor according to the present invention, first, a resistor layer is formed on a substrate, then a seed layer is formed on the resistor layer, and then a table electrode is formed on the seed layer. Since the seed layer is formed before the front electrode is formed, the front electrode is formed on the resistor layer via the seed layer by a plating method such as a rack plating method. As a result, the surface electrode is not formed so as to be in contact with the lateral end surface of the resistor layer, but is formed so as to be laminated on the resistor layer, and the contact area between the surface electrode and the resistor layer is formed. Is the projected area projected from the direction perpendicular to the substrate, and is much larger than the area where the surface electrode contacts only the lateral end surface of the resistor layer as in the prior art. The contact resistance between the surface electrode and the surface electrode can be significantly reduced. Further, since the manufacturing method of the present invention does not have a print molding step for forming a resistor layer and an electrode layer, it is not necessary to perform a sintering molding step after printing formation, and the shape is lost due to printing and sintering. Since there is no such thing, stable manufacturing becomes possible, the accuracy of the product can be improved, and the yield can be improved.
本発明の高電力抵抗器の製造方法により製造される高電力抵抗器においては、外部電源に連結されるために用いられる両表電極は、抵抗体層上のシード層上に積層されるように形成されていることから、抵抗体層との接触面積は、両表電極における基板に対して垂直方向から投影した投影面積であり、従来技術のような表電極が抵抗体層の横端面に接触する部分の面積に比べ、はるかに大きくなる。このため、本発明の高電力抵抗器に高電力が流れた時に、両表電極と抵抗体層との間を流れる大電流によって生成された熱エネルギーが、比較的に大きな接触面積に均一に分散されるので、過熱による抵抗器の損傷が防止されながら、より大きな電力に耐えることができる。さらに、かかるシード層により、両表電極と抵抗体層間の接着構造及び電気連結状態を安定し、間の抵抗値を減少することができると共に、製品品質の安定化や向上を図ることができる。 In the high power resistor manufactured by the method for manufacturing a high power resistor of the present invention, both surface electrodes used to be connected to an external power source are laminated on the seed layer on the resistor layer. Since it is formed, the contact area with the resistor layer is the projected area projected from the direction perpendicular to the substrate in both surface electrodes, and the surface electrode as in the prior art contacts the lateral end surface of the resistor layer. It is much larger than the area of the part to be used. Therefore, when high power flows through the high power resistor of the present invention, the thermal energy generated by the large current flowing between both front electrodes and the resistor layer is uniformly dispersed in a relatively large contact area. Therefore, it is possible to withstand a larger amount of electric power while preventing damage to the resistor due to overheating. Further, such a seed layer can stabilize the adhesive structure and the electrically connected state between both surface electrodes and the resistor layer, reduce the resistance value between them, and stabilize or improve the product quality.
図1~図8に示すように、本発明は、高電力抵抗器及びその製造方法を提案している。
当該製造方法は、基板10を準備し、該基板10の第1表面11上に抵抗体層20を形成するステップと、該抵抗体層20上に導電性を有するシード層21を形成するステップと、該シード層21上に二つの表電極31を形成するステップと、一部の該シード層21及び一部の該抵抗体層20を除去して、残留している該シード層21及び抵抗体層20によって、抵抗パターンを形成するステップと、該抵抗パターンにおける、該二つの表電極31に被覆されていないシード層21を除去して、該抵抗パターンの抵抗体層20を露出させるステップと、を含む。
As shown in FIGS. 1 to 8, the present invention proposes a high power resistor and a method for manufacturing the same.
The manufacturing method includes a step of preparing a
図1に示すように、本発明の一つの実施例において、前記抵抗体層20は、スパッタリング方法によって、前記第1表面11上に形成される。詳しく述べると、前記基板10の第1表面11上に前記抵抗体層20を形成するステップにおいて、スパッタリング方法によって、該抵抗体層20となる材料は、該基板10の第1表面11を完全に被覆するように成膜される。尚、前記高電力抵抗器の他面上に同時に連結電極を形成させるために、前記基板10における第1表面11の反対面である第2表面12上に、別の抵抗体層20を同時に形成することが好ましいが、これに限定されるものではない。
前記抵抗体層20のスパッタリングターゲット材料は、チタン合金、ニッケルクロム合金、銀銅合金、ニッケルクロム銅合金、ニッケルクロムシリコン合金、マンガン銅合金、ニッケル銅合金、窒化チタン、または窒化アルミニウムタンタルを使用することが好ましいが、これに限定されるものではなく、所要の目標抵抗値を達成できれば、抵抗金属材料や、金属と非金属の複合材料を任意に選択することができる。
As shown in FIG. 1, in one embodiment of the present invention, the
As the sputtering target material of the
図2に示すように、本発明の一つの実施例においては、前記抵抗体層20を形成した後、スパッタリング方法によって、前記抵抗体層20上に導電性を有するシード層21を形成する。尚、前記第2表面121の抵抗体層20上に、別のシード層21を同時に形成することが好ましい。その製造工程を具体的に述べると、前記シード層21は、スパッタリング方法によって、前記抵抗体層20の表面を完全に被覆するように成膜される。前記抵抗体層20材料の抵抗係数α1は、前記シード層21材料の抵抗係数α2よりも大きいことが好ましい。
前記シード層21のスパッタリングターゲット材料は、前記二つの表電極31の材料と同じ金属材料を利用し、これにより、該表電極31は、前記シード層21上に形成する際に、該シード層21上に安定して強固に接合することができる。例えば、前記表電極31の材料は銅金属を使用する場合、前記シード層21のスパッタリングターゲット材料も銅金属を選ぶことができるが、これに限定されるものではなく、所望の目的に応じて、該表電極31の材料と該シード層21のスパッタリングターゲット材料は、同じ又は異なる金属材料であってもよい。
As shown in FIG. 2, in one embodiment of the present invention, after the
The sputtering target material of the
図3A及び図3Bを参照する。本発明の一つの実施例において、前記シード層21上に二つの前記表電極31を形成するステップは、図3Aに示すような、一部の該シード層21を露出するように、パターン化フォトレジスト層33Aを、該シード層21に部分的に被覆する工程と、図3Bに示すような、該シード層21における、該パターン化フォトレジスト層33Aから露出する部分に、メッキ方法によって、二つの該表電極31を形成し、その後、該パターン化フォトレジスト層33Aを除去する工程と、を実行するサブステップを含む。
See FIGS. 3A and 3B. In one embodiment of the invention, the step of forming the two
上述のように、前記抵抗体層20の表面に前記シード層21を被覆した後、フォトリソグラフィー方法によって、該シード層21上において、前記表電極31が形成予定の領域を露出するように、パターン化フォトレジスト層33Aを形成し、その後、メッキ方法によって、当該露出されている領域に表電極31を形成する。その面積は、0.7mm×0.7mm~1.5mm×1.5mmの範囲であることが好ましい。上述したメッキ方法において、ラックメッキ方法を選ぶことが好ましく、ラックメッキ方法により、前記二つの表電極31の厚さd1は、30~100μmの範囲、又はこれ以上の厚さにすることが可能となる。従って、前記二つの表電極31が、前記シード層21を介して前記抵抗体層20に接合する接触面積は、少なくとも0.7mm×0.7mm~1.5mm×1.5mmの範囲を有する。
本実施例においては、前記二つの表電極31が、前記抵抗体層20上に積層するように形成されていることから、その接触面積は、前記抵抗体層20との重ね合わせ接触面311全体であり、従来技術のような印刷抵抗体層81と印刷電極層82との接触部分が、その断面厚さ約50nm~15μmしかないことに比べると、はるかに大きな接触面積を有する。他に、前記シード層21が先に形成されていることから、前記表電極31を成形する際に、ラックメッキ方法を利用することが可能となり、従って、本発明に係る表電極31の厚さは、従来技術の印刷形成方法で形成された印刷電極層82の厚さよりも厚くすることができる。
以上より、本発明の二つの表電極31と抵抗体層20は、その接触面積が比較的に大きく、且つ厚さが比較的に分厚いので、優れた放熱効果が得られる。従って、本発明の高電力抵抗器に大電流が流れると、電流が前記抵抗体層20とシード層21との接合面に生じた熱が、前記表電極31から拡散され、過熱による抵抗器の損傷を防止されながら、より大きな電力に耐えることができる。
As described above, after the surface of the
In this embodiment, since the two
From the above, the two
尚、前記シード層21上に二つの表電極31を形成するステップにおいて、前記基板10の第2表面12上に二つの底電極32を同時に形成することが好ましい。具体的に述べると、図3Aに示すように、前記第2表面12のシード層21上にパターン化フォトレジスト層33Bを被覆し、該パターン化フォトレジスト層33Bから、一部の該第2表面12上のシード層21が露出しており、その後、メッキ方法によって、前記二つの表電極31を形成すると同時に、該第2表面12のシード層21上に該二つの底電極32を形成する。
In the step of forming the two
図4A及び図4Bを参照する。本発明の一つの実施例において、一部の前記シード層21及び一部の前記抵抗体層20を除去して、残留している該シード層21及び抵抗体層20によって、抵抗パターンを形成するステップは、図4Aに示すような、該抵抗パターンの外形に合わせた第1パターン化フォトレジスト層34を、該シード層21及び該二つの表電極31上に被覆する工程と、図4Bに示すような、該第1パターン化フォトレジスト層34に被覆されていない一部のシード層21及び抵抗体層20を除去して、その後、該第1パターン化フォトレジスト層34を除去する工程と、を実行するサブステップを含む。
See FIGS. 4A and 4B. In one embodiment of the present invention, a part of the
前記シード層21上に前記二つの表電極31を形成した後、前記基板10の第1表面11上における、前記抵抗パターン以外の前記シード層21及び抵抗体層20を除去する工程について説明する。まず、該シード層21上における所定の抵抗パターンの部分に、前記第1パターン化フォトレジスト層34を被覆し、次に、該抵抗パターン以外のシード層21及び抵抗体層20を除去する。該抵抗パターン内における一部のシード層21及びその以下の一部の抵抗体層20が残留し、つまり、該抵抗体層20は所定の抵抗パターンの外形に形成されている。尚、前記一部のシード層21及び一部の抵抗体層20を除去する工程は、エッチング加工方法によって別々に除去するのが好ましい。その後、前記第1パターン化フォトレジスト層34を除去する。
A step of forming the two
尚、前記基板10の第1表面11上における、過剰な前記抵抗体層20及びシード層21を除去する工程を行う際に、該基板10の第2表面12上における、過剰な該抵抗体層20及びシード層21を同時に除去することが好ましい。前記第2表面12上においては、外部回路に連結するための底電極32のみを残留させ、該第1表面11上の過剰なシード層21及び抵抗体層20を除去する工程を行うと同時に、該第2表面12上における、該二つの底電極32に被覆されていないシード層21及び抵抗体層20を全て除去することが好ましい。
In addition, when performing the step of removing the
図5A及び図5Bを参照する。本発明の一つの実施例において、前記抵抗パターンにおける、前記二つの表電極31に被覆されていない他のシード層21を除去して、該抵抗パターンの抵抗体層20を露出させるステップは、図5Aに示すような、前記基板10における、前記抵抗パターン以外の部分の表面及び前記二つの表電極31に、第2パターン化フォトレジスト層35を被覆する工程と、図5Bに示すような、前記第1パターン化フォトレジスト層34に被覆されていない一部のシード層21を除去して、該抵抗パターンの領域における、該表電極31に被覆されていない抵抗体層20を露出させ、その後、該第2パターン化フォトレジスト層35を除去する工程と、を実行するサブステップを含む。
See FIGS. 5A and 5B. In one embodiment of the present invention, the step of removing the
前記一部のシード層21及び一部の抵抗体層20を除去して、残留している該シード層21及び抵抗体層20によって、抵抗パターンを形成した後、該抵抗パターンにおける、前記二つの表電極31に被覆されていない一部のシード層21を除去する工程を行う。まず、前記基板10における抵抗パターン以外の一部の表面及び前記二つの表電極31に、第2パターン化フォトレジスト層35を被覆し、次に、該抵抗パターン領域内のシード層21を除去して、その下の抵抗体層20を露出させると、所要の抵抗体層20が完成する。尚、前記抵抗パターン領域内のシード層21を除去する際に、エッチング方法によって除去することが好ましい。
本発明の製造方法によって製造される高電力抵抗器は、第1表面11を有する基板10と、第1表面11上に形成された抵抗体層20と、抵抗体層20上に形成された二つの表電極31と、二つの表電極31と抵抗体層20との間に挟むように配置されたシード層21とを備えるものである。
After removing a part of the
The high-power resistor manufactured by the manufacturing method of the present invention includes a
図6の平面模式図に示すように、前記基板10の第1表面11上に形成された抵抗体層20と、両側に形成された前記表電極31は、その間に、より大きな重ね合わせ接触面311を有すると共に、積層されている前記シード層21により、より低い導通抵抗を持つ。これにより、接触抵抗が大幅に減少されるため、電流が流れやすくなると共に、安定な抵抗値が得られ、それに加え、電流によってもたらされる熱が、該二つの表電極31から拡散されるので、過熱による抵抗器の損傷を防止できる。
As shown in the schematic plan view of FIG. 6, the
図7に示すように、本発明の高電力抵抗器の基板10上に、前記抵抗体層20と、該抵抗体層20を導通させるための表電極31とを形成した後、該抵抗体層20上に保護層をさらに形成する。具体的に述べると、前記抵抗パターンの抵抗体層20を露出させるステップの後に、該抵抗体層20上に第1保護層41を形成工程を施し、この該第1保護層41は、前記二つの表電極31を跨るように、該二つの表電極31間の抵抗体層20の表面を被覆し、該第1保護層41における該表電極31と接触している横面411の高さは、該表電極31の頂面312から底部までの高さよりも低い。前記第1保護層41を形成した後、該第1保護層41上に第2保護層42を形成する。
As shown in FIG. 7, after forming the
本発明の製造方法によって製造される高電力抵抗器は、前記第1保護層41と第2保護層42とをさらに備え、該第1保護層41が、前記二つの表電極31を跨るように、該両表電極31間の抵抗体層20の表面を被覆し、該第1保護層41における、該表電極31と接触している横面411の高さは、該表電極31の頂面312から底部までの高さよりも低い。また、該第2保護層42が、該第1保護層41を覆うように、該第1保護層41上に形成される。
The high power resistor manufactured by the manufacturing method of the present invention further includes the first
前記抵抗体層20は、その表面に前記第1保護層41及び第2保護層42に被覆されることにより、物理的及び科学的な損傷から保護されており、主に、該抵抗体層20を外気から隔離して、水気による浸食を防ぐ。前記第1保護層41及び第2保護層42としての材料は、例えば、合成樹脂でもよく硬化温度が150~450℃の範囲の絶縁性合成樹脂を使用することが好ましいが、これに限定されるものではない。詳しく述べると、本実施例においては、二層の保護層を被覆する工程を施し、前記第1保護層41を前記抵抗体層20の表面を被覆して硬化させてから、その上に、前記第2保護層42を被覆し、該第1保護層41の周縁を密封して、該抵抗体層20を外気から徹底的に隔離する。
The
さらに、図7に示すように、本発明に係る前記二つの表電極31は、前記抵抗体層20上に、メッキ方法、好ましくはラックメッキ方法によって、30~100μmの範囲の厚さを有するように積層形成されていることから、該二つの表電極31の頂面312から、該抵抗体層20の表面までの高さは、少なくとも30~100μmの範囲の高さを有する。該二つの表電極31の高さよりも低い前記第1保護層41が、該二つの表電極31の側壁にそって密着するように前記抵抗パターンの抵抗体層20上に被覆され、その上に、前記第2保護層42をさらに被覆し、該第1保護層41を介して、該抵抗体層20が、該第2保護層42に直接に隣接することがない。このため、該第2保護層42の周縁に小さなひびができた場合、水気が、該第2保護層42内に浸入したとしても、該第1保護層41にブロックされていることから、該抵抗体層20内に簡単に浸入することができない。
Further, as shown in FIG. 7, the two
図8及び図9に示すように、本発明の一つの好適な実施例においては、前記基板10の第1表面11上における露出している抵抗体層20の上に第1、第2保護層41、42を被覆した後、引き続き下記の工程を施す。
図8を参照する。該基板10の相対する両側端面13にそれぞれ、導電性を有する側面シード層51を形成し、該二つの側面シード層51が、該第1表面11から、該基板10における該第1表面11の反対側の表面である第2表面12までに延在し、これにより、該第1表面11上の二つの表電極31と、該第2表面12上に形成された二つの底電極32とが電気的に連結され、
図9を参照する。該二つの側面シード層51上に、二つの第1導電層52を形成し、該二つの第1導電層52上に、二つの第2導電層53をさらに形成する。
As shown in FIGS. 8 and 9, in one preferred embodiment of the present invention, the first and second protective layers are placed on the exposed
See FIG. Conductive side surface seed layers 51 are formed on the opposite side end surfaces 13 of the
See FIG. Two first
故に、本発明の好適な実施例においての高電力抵抗器の前記基板10は、相対する二つの側端面13と、前記第1表面11と相対する第2表面12とをさらに有する。且つ該高電力抵抗器は、該基板10の第2表面12上に形成される二つの底電極32と、導電性を有すると共に該基板10の両側端面13において、該第1表面11から該第2表面12までに延在して、前記二つの表電極31及び該二つの底電極32とを電気的に連結する二つの側面シード層51と、該二つの側面シード層51上に形成される二つの第1導電層52と、該二つの第1導電層52上に形成される二つの第2導電層53とをさらに備える。
Therefore, the
本発明の好適な実施例の高電力抵抗器は、前記二つの表電極31及び二つの底電極32が、電気的に連結されていることを特徴とする。具体的に述べると、前記基板10の二つの側端面13に、前記側面シード層51が形成され、該側面シード層51は、浸漬塗布法、蒸着法またはスパッタリン法などによって形成されることが好ましく、その材料は、スズ、銀、ニッケル、銅またはパラジウムなどの金属であることが好ましい。
前記二つの側面シード層51は、前記基板10の二つの端側面13を被覆すると共に、前記第1表面11、第2表面12まで延在するように、前記二つの表電極31、二つの底電極32における、該二つの端側面13に向かっている表面を被覆することにより、該二つの表電極31と二つの底電極32とを電気的に連結する。その後、前記側面シード層51上に、前記第1導電層52及び第2導電層53がさらに形成されることにより、前記二つの表電極31と二つの底電極32との間の電気連結を確実に確保する。尚、前記第1導電層52は、バレルメッキ法などのメッキ法によって、前記側面シード層51、表電極31及び底電極32に形成されたメッキ層であって、その材料はニッケル金属であることが好ましい。
本発明の高電力抵抗器の実装時のはんだ付き性を得るため、前記第2導電層53は、バレルメッキ法などのメッキ法によって、前記第1導電層52上に被覆するスズ金属層であることが好ましい。本実施例の特徴は、予め、前記側面シード層51を、前記基板10の二つのタン側面3上に生成し、これにより、前記第1導電層52は、中間媒体としての該側面シード層51を介して、該基板10の端側面13に強固に接着することができる点である。
The high power resistor of a preferred embodiment of the present invention is characterized in that the two
The two side surface seed layers 51 cover the two end side surfaces 13 of the
In order to obtain solderability at the time of mounting the high power resistor of the present invention, the second
また、図10に示すように、本発明の高電力抵抗器は、前記二つの側面シード層51と前記基板10の両側端面13との間に、チタン金属或は銅金属からなる中間層54をさらに備えることが好ましい。前記側面シード層51を、前記基板10の相対する二つの端側面13に強固に接着させるため、該側面シード層51を、該側面シード層51上にスパッタリン法によって生成する前に、該側面シード層51の予定生成位置に、チタン金属或は銅金属からなる中間層54を、スパッタリン法によって薄く成膜する。尚、前記中間層54は、その厚さが100μmより薄いか又は等しいことが好ましく、また、チタン金属からなった方が、前記基板10に対する接着性に優れると共に、銀イオンの又は他の金属イオンの遊離遷移を防ぎ、且つ錆びにくいため、該基板10の相対する二つの端側面13においての剥離現象の発生を防止できる。
Further, as shown in FIG. 10, in the high power resistor of the present invention, an
図11は、本発明に係る高電力抵抗器における二つの表電極31と抵抗体層20の簡易回路図を示すものであり、当該高電力抵抗器の等価抵抗値は、該抵抗体層20の等価抵抗値と、該抵抗体層20と二つの表電極31が並列接続されたそれぞれの並列合成抵抗の等価抵抗値との合計である。詳しく述べると、電流は、第2導電層53から、第1導電層52に導入され、うちの一つの表電極31(等価抵抗値R2)に流入して、当該表電極31と抵抗体層20との間の重ね合わせ接触面311を通って、表電極31と互いに重なる部分の抵抗体層20(等価抵抗値R1’)に流入し、次に、互いに重ならない部分の抵抗体層20(等価抵抗値R1’’)を流れる。その後、他方の表電極31と互いに重なる部分の抵抗体層20(等価抵抗値R1’)に流入して、最後に、表電極31と抵抗体層20との間の重ね合わせ接触面311を通って、他方の表電極31(等価抵抗値R2)に流入する。
ここで前記二つの表電極31と、該表電極31と互いに重なる部分の抵抗体層20とは並列接続されるので、本発明の高電力抵抗器における、該二つの表電極31との間の等価抵抗値R3の計算式は、R3=(R1’×R2)/(R1’+R2)+R1’’+(R1’×R2)/(R1’+R2)となる。要するに、前記表電極31と抵抗体層20の間に流れる電流は、並列接続される抵抗を経てから直列接続される抵抗を流れることにより、本発明の高電力抵抗器は、より大きな電力に耐えることができる。
FIG. 11 shows a simplified circuit diagram of the two
Here, since the two
下表は、本発明の製造方法によって製造された高電力抵抗器に信頼性試験を行った結果を示すものであり、この信頼性試験方法は、規格が6オーム(Ω)、11Ω、110Ω、280Ωの定格電力0.5Wの抵抗器にそれぞれ、0.5W、0.75W、1W、2Wの電力で、一定の電圧、一定の電流を60秒間を印加することにより、定格電力よりも高い出力に耐えられるかどうかを試験する。下表において、信頼性試験に合格した場合、「PASS」と記され、信頼性試験に失敗した場合、「N/A」と記される。 The table below shows the results of reliability tests on high power resistors manufactured by the manufacturing method of the present invention, and the standards of this reliability test method are 6 ohms (Ω), 11Ω, 110Ω, and so on. Output higher than the rated power by applying a constant voltage and a constant current for 60 seconds with a resistor of 0.5W, 0.75W, 1W, and 2W, respectively, to a resistor with a rated power of 280Ω and a rated power of 0.5W. Test if it can withstand. In the table below, if the reliability test is passed, it is described as "PASS", and if the reliability test fails, it is described as "N / A".
表1A及び表1Bは、抵抗値が6Ω、合計30組の本発明に係る高電力抵抗器の試験結果を示すものである。 Tables 1A and 1B show the test results of a total of 30 sets of high power resistors according to the present invention having a resistance value of 6Ω.
表2A及び表2Bは、抵抗値が11Ω、合計30組の本発明に係る高電力抵抗器の試験結果を示すものである。 Tables 2A and 2B show the test results of a total of 30 sets of high power resistors according to the present invention having a resistance value of 11Ω.
表3A及び表3Bは、抵抗値が110Ω、合計30組の本発明に係る高電力抵抗器の試験結果を示すものである。 Tables 3A and 3B show the test results of a total of 30 sets of high power resistors according to the present invention having a resistance value of 110Ω.
表4は、抵抗値が280Ω、合計30組の本発明に係る高電力抵抗器の試験結果を示すものである。 Table 4 shows the test results of a total of 30 sets of high power resistors according to the present invention having a resistance value of 280 Ω.
上記の表1A、表1Bに示された試験結果によると、抵抗値が6Ω、合計30組の本発明に係る高電力抵抗器は全て、印加電力が0.5W、0.75W、1W、2Wでの定電圧、定電流の信頼性試験に合格したことが分かった。上記の表2A、表2Bに示された試験結果によると、抵抗値が11Ω、合計30組の本発明に係る高電力抵抗器は全て、印加電力が0.5W、0.75W、1W、2Wでの定電圧、定電流の信頼性試験に合格したことが分かった。上記の表3A、表3Bに示された試験結果によると、抵抗値が110Ω、合計30組の本発明に係る高電力抵抗器は全て、印加電力が0.5W、0.75W、1Wでの定電圧、定電流の信頼性試験及び印加電力が2Wでの定電圧の信頼性試験に合格したが、そのうちの10組が、印加電力が2Wでの定電流の信頼性試験に、失敗(N/A)したことが分かった。上記の表4に示された試験結果によると、抵抗値が280Ω、合計30組の本発明に係る高電力抵抗器は全て、印加電力が0.5W、0.75Wでの定電圧、定電流の信頼性試験に合格し、印加電力が1Wでの定電圧の信頼性試験において、3組が失敗(N/A)し、印加電力が1Wでの定電流の信頼性試験において、残りの17組がすべて失敗(N/A)したことが分かった。抵抗値が280Ωの高電力抵抗器が全て、印加電力が1Wの信頼性試験に失敗したので、印加電力が2Wの信頼性試験は実施しない。 According to the test results shown in Tables 1A and 1B above, all 30 sets of high power resistors according to the present invention having a resistance value of 6Ω have applied powers of 0.5W, 0.75W, 1W, and 2W. It was found that the reliability test of constant voltage and constant current was passed. According to the test results shown in Tables 2A and 2B above, all the high power resistors according to the present invention having a resistance value of 11Ω and a total of 30 sets have applied powers of 0.5W, 0.75W, 1W and 2W. It was found that the reliability test of constant voltage and constant current was passed. According to the test results shown in Tables 3A and 3B above, the resistance values are 110Ω, and all 30 sets of high-power resistors according to the present invention have applied powers of 0.5W, 0.75W, and 1W. It passed the constant voltage and constant current reliability test and the constant voltage reliability test when the applied power was 2W, but 10 of them failed the constant current reliability test when the applied power was 2W (N). / A) It turned out that it was done. According to the test results shown in Table 4 above, the resistance value is 280Ω, and all 30 sets of high-power resistors according to the present invention have constant voltage and constant current when the applied power is 0.5W and 0.75W. In the constant voltage reliability test with applied power of 1 W, 3 sets failed (N / A), and in the constant current reliability test with applied power of 1 W, the remaining 17 It turned out that all the pairs failed (N / A). Since all high power resistors with a resistance value of 280Ω failed the reliability test with an applied power of 1W, the reliability test with an applied power of 2W is not performed.
上記試験結果をまとめると、抵抗値が6Ω、11Ωの本発明の高電力抵抗器は全て、定格電力0.5Wよりもはるかに高い印加電力2Wに耐えられることが分かった。また、抵抗値が110Ωの本発明の高電力抵抗器は全て、定格電力0.5Wよりも2倍に高い印加電力1Wに耐えられることが分かり、印加電力2Wでの定電流の信頼性試験に対して、一部が失敗したことが分かった。抵抗値が280Ωの本発明の高電力抵抗器は全て、定格電力0.5Wよりも高い印加電力0.75Wに耐えられることが分かり、印加電力1Wでの定電圧の信頼性試験に対して、一部のみが失敗したが、印加電力1Wでの定電流に耐えられなかったことが分かった。 Summarizing the above test results, it was found that all the high power resistors of the present invention having resistance values of 6Ω and 11Ω can withstand an applied power of 2W, which is much higher than the rated power of 0.5W. Further, it was found that all the high power resistors of the present invention having a resistance value of 110Ω can withstand an applied power of 1W, which is twice as high as the rated power of 0.5W, and are used for a constant current reliability test at an applied power of 2W. On the other hand, it turned out that some failed. It was found that all the high power resistors of the present invention having a resistance value of 280Ω can withstand an applied power of 0.75W, which is higher than the rated power of 0.5W. Although only a part of them failed, it was found that they could not withstand the constant current at the applied power of 1 W.
上記の試験結果によると、本発明の製造方法によって製造された高電力抵抗器において、低抵抗値(6Ω、11Ω)の実施態様の高電力抵抗器は、定格電力よりも4倍に高い印加電力に安定して耐えられることが分かり、高抵抗値(110Ω、280Ω)の実施態様の高電力抵抗器は、定格電力よりも2倍に高い印加電力に安定して耐えられることが分かった。 According to the above test results, in the high power resistor manufactured by the manufacturing method of the present invention, the high power resistor of the embodiment of the low resistance value (6Ω, 11Ω) has an applied power four times higher than the rated power. It was found that the high power resistor of the embodiment having a high resistance value (110Ω, 280Ω) can stably withstand the applied power that is twice as high as the rated power.
また、本発明の製造方法によって製造された高電力抵抗器は、従来技術の製造方法と比べ、抵抗体層20と表電極31との中間媒体とするシード層21が設けられることにより、抵抗体層20と表電極31との強固な結合が可能となり、また、表電極31の厚さは、従来の印刷電極層よりも厚く形成することができ、さらに、抵抗体層20と表電極31との間には、より低い導通抵抗を有するので、前案の低抵抗チップ抵抗器に対して、著しい技術的進歩を有することが分かった。
Further, the high power resistor manufactured by the manufacturing method of the present invention is a resistor by providing a
以上の説明は、本発明の好適な実施形態に過ぎず、本発明に対して何ら限定を行うものではない。本発明について、比較的好適な実施形態をもって上記のとおり開示したが、これは本発明を限定するものではなく、すべての当業者が、本発明の技術構想を逸脱しない範囲において、本発明の技術の本質に基づいて上記の実施形態に対して行ういかなる簡単な修正、変更及び修飾も、依然としてすべて本発明の技術構想の範囲内にある。 The above description is merely a preferred embodiment of the present invention, and does not limit the present invention in any way. Although the present invention has been disclosed as described above with relatively suitable embodiments, the present invention is not limited to the present invention, and the art of the present invention is to the extent that all those skilled in the art do not deviate from the technical concept of the present invention. Any simple modifications, modifications and modifications made to the above embodiments based on the essence of the present invention are still within the scope of the present invention.
10 基板
11 第1表面
12 第2表面
13 側端面
20 抵抗体層
21 シード層
31 表電極
311 重ね合わせ接触面
312 頂面
32 底電極
33A、33B パターン化フォトレジスト層
34 第1パターン化フォトレジスト層
35 第2パターン化フォトレジスト層
41 第1保護層
411 横面
42 第2保護層
51 側面シード層
52 第1導電層
53 第2導電層
54 中間層
80 基板
81 印刷抵抗体層
810 接触面
82 印刷電極層
90 基板
91 レジスト層
92 導電層
93 保護層
94 第1被覆層
95 第2被覆層
10
上記課題を解決するため、本発明は、高電力抵抗器の製造方法であって、
基板を準備し、該基板の第1表面上に、スパッタリング方法によって、抵抗体層を形成するステップと、前記抵抗体層上に、スパッタリング方法によって、導電性を有するシード層を形成するステップと、前記シード層上に、ラック式メッキ方法によって、厚さ30μm~100μmの範囲の二つの表電極を形成するステップと、一部の前記シード層及び一部の前記抵抗体層を除去して、残留している該シード層及び抵抗体層によって、抵抗パターンを形成するステップと、前記抵抗パターンにおける、前記二つの表電極に被覆されていないシード層を除去して、該抵抗パターンの抵抗体層を露出させるステップと、前記基板の相対する両側端面にそれぞれ、スパッタリング方法によって、中間層を形成するステップと、前記二つの中間層上にそれぞれ、側面シード層を形成し、該二つの側面シード層を、前記第1表面から、前記基板における、該第1表面と反対する側の表面である第2表面まで延在させ、該第1表面上の二つの表電極と、該第2表面上に形成した二つの底電極とを電気的に連結するステップと、前記二つの側面シード層上に、二つの第1導電層を形成するステップと、を含むことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is a method for manufacturing a high power resistor.
A step of preparing a substrate and forming a resistor layer on the first surface of the substrate by a sputtering method, and a step of forming a conductive seed layer on the resistor layer by a sputtering method . A step of forming two surface electrodes having a thickness in the range of 30 μm to 100 μm on the seed layer by a rack plating method, and removing a part of the seed layer and a part of the resistor layer to remain. The step of forming the resistance pattern and the seed layer not covered by the two surface electrodes in the resistance pattern are removed from the seed layer and the resistor layer to obtain the resistor layer of the resistance pattern. The step of exposing, the step of forming an intermediate layer on the opposite side end faces of the substrate by a sputtering method, and the step of forming a side seed layer on each of the two intermediate layers, respectively, and the two side seed layers are formed. , From the first surface to the second surface of the substrate opposite to the first surface, formed on the two surface electrodes on the first surface and on the second surface. It is characterized by including a step of electrically connecting the two bottom electrodes and a step of forming two first conductive layers on the two side surface seed layers .
上記課題を解決するため、本発明に係る高電力抵抗器の製造方法で作られる高電力抵抗器は、第1表面と、該第1表面と相対する第2表面と、相対する二つの側端面とを有する基板と、前記基板の第1表面上に、スパッタリング方法によって形成される抵抗体層と、前記抵抗体層上に、ラック式メッキ方法によって形成される、厚さ30μm~100μmの範囲の二つの表電極と、導電性を有すると共に、スパッタリング方法によって、前記抵抗体層と前記二つの表電極との間に挟むように形成されるシード層と、前記基板の第2表面上に形成される二つの底電極と、導電性を有すると共に、前記第1表面から前記第2表面まで延在するように、前記基板の両側端面に形成され、前記二つの表電極と前記二つの底電極とを電気的に連結する二つの側面シード層と、前記二つの側面シード層上に形成される二つの第1導電層と、前記二つの側面シード層と前記基板の両側端面との間に、スパッタリング方法によって形成される二つの中間層と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the high power resistor manufactured by the method for manufacturing a high power resistor according to the present invention has a first surface , a second surface facing the first surface, and two side end faces facing each other. A substrate having a It is formed on the second surface of the substrate , a seed layer having two surface electrodes and having conductivity and being formed so as to be sandwiched between the resistor layer and the two surface electrodes by a sputtering method. The two bottom electrodes are conductive and are formed on both end faces of the substrate so as to extend from the first surface to the second surface, and the two front electrodes and the two bottom electrodes are formed. Between the two side surface seed layers, the two first conductive layers formed on the two side surface seed layers, the two side surface seed layers, and the both end faces of the substrate. It is characterized by comprising two intermediate layers formed by the method .
図2に示すように、本発明の一つの実施例においては、前記抵抗体層20を形成した後、スパッタリング方法によって、前記抵抗体層20上に導電性を有するシード層21を形成する。尚、前記第2表面121の抵抗体層20上に、別のシード層21を同時に形成することが好ましい。その製造工程を具体的に述べると、前記シード層21は、スパッタリング方法によって、前記抵抗体層20の表面を完全に被覆するように成膜される。前記抵抗体層20材料の抵抗率α1は、前記シード層21材料の抵抗率α2よりも大きいことが好ましい。
前記シード層21のスパッタリングターゲット材料は、前記二つの表電極31の材料と同じ金属材料を利用し、これにより、該表電極31は、前記シード層21上に形成する際に、該シード層21上に安定して強固に接合することができる。例えば、前記表電極31の材料は銅金属を使用する場合、前記シード層21のスパッタリングターゲット材料も銅金属を選ぶことができるが、これに限定されるものではなく、所望の目的に応じて、該表電極31の材料と該シード層21のスパッタリングターゲット材料は、同じ又は異なる金属材料であってもよい。
As shown in FIG. 2, in one embodiment of the present invention, after the
The sputtering target material of the
一部の前記シード層21及び一部の前記抵抗体層20を除去して、残留している該シード層21及び抵抗体層20によって、抵抗パターンを形成した後、該抵抗パターンにおける、前記二つの表電極31に被覆されていない一部のシード層21を除去する工程を行い、まず、前記基板10における抵抗パターン以外の一部の表面及び前記二つの表電極31に、第2パターン化フォトレジスト層35を被覆し、次に、該抵抗パターン領域内のシード層21を除去して、その下の抵抗体層20を露出させると、所要の抵抗体層20が完成する。尚、前記抵抗パターン領域内のシード層21を除去する際に、エッチング方法によって除去することが好ましい。
本発明の製造方法によって製造される高電力抵抗器は、第1表面11を有する基板10と、第1表面11上に形成された抵抗体層20と、抵抗体層20上に形成された二つの表電極31と、二つの表電極31と抵抗体層20との間に挟むように配置されたシード層21とを備えるものである。
After removing a part of the
The high-power resistor manufactured by the manufacturing method of the present invention includes a
Claims (21)
基板を準備し、該基板の第1表面上に抵抗体層を形成するステップと、
前記抵抗体層上に導電性を有するシード層を形成するステップと、
前記シード層上に二つの表電極を形成するステップと、
前記一部のシード層及び一部の抵抗体層を除去して、残留している該シード層及び抵抗体層によって、抵抗パターンを形成するステップと、
前記抵抗パターンにおける、前記二つの表電極に被覆されていないシード層を除去して、該抵抗パターンの抵抗体層を露出させるステップと、を含むことを特徴とする、
高電力抵抗器の製造方法。 It is a manufacturing method of high power resistors.
A step of preparing a substrate and forming a resistor layer on the first surface of the substrate,
The step of forming a conductive seed layer on the resistor layer,
The step of forming two table electrodes on the seed layer and
A step of removing a part of the seed layer and a part of the resistor layer and forming a resistance pattern by the remaining seed layer and the resistor layer.
The resistance pattern comprises removing the seed layer not covered by the two surface electrodes to expose the resistor layer of the resistance pattern.
How to manufacture high power resistors.
第1表面を有する基板と、
前記基板の第1表面上に形成される抵抗体層と、
前記抵抗体層上に形成される二つの表電極と、
導電性を有すると共に、前記抵抗体層と前記二つの表電極との間に挟むように形成されるシード層と、を備えることを特徴とする、
高電力抵抗器。 It ’s a high power resistor,
A substrate having a first surface and
A resistor layer formed on the first surface of the substrate and
The two surface electrodes formed on the resistor layer and
It has conductivity and is characterized by including a seed layer formed so as to be sandwiched between the resistor layer and the two surface electrodes.
High power resistor.
R3=(R1’×R2)/(R1’+R2)+R1’’+(R1’×R2)/(R1’+R2)
であり、前記R1’は、前記抵抗体層における、前記二つの表電極と重なる部分の等価抵抗値であり、前記R1’’は、該抵抗体層のおける、前記二つの表電極と重ならない部分の等価抵抗値であり、前記R2は、該二つの表電極の等価抵抗値であることを特徴とする請求項10に記載の高電力抵抗器。 The formula for calculating the equivalent resistance value R3 of the high power resistor is
R3 = (R1'x R2) / (R1'+ R2) + R1'' + (R1'x R2) / (R1'+ R2)
R1'is the equivalent resistance value of the portion of the resistor layer that overlaps with the two surface electrodes, and R1'' does not overlap with the two surface electrodes of the resistor layer. The high power resistor according to claim 10, wherein the R2 is an equivalent resistance value of a portion and is an equivalent resistance value of the two front electrodes.
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