JP2945166B2 - 電気抵抗体およびその製造方法 - Google Patents

電気抵抗体およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、選択された抵抗値を現
す電気抵抗体と抵抗体ネットワークおよびその製造方法
に関する。本願発明は特に、その抵抗値を調節ないし選
択するためにレーザートリミングできる薄膜または箔の
形の抵抗体を提供するに適する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】レーザートリミングできる平
面状抵抗体および抵抗体ネットワークはよく知られてお
り、Vishay Intertechnology, Inc.(その子会社Ohmtech
はニューヨーク州ナイアガラ・フォールに所在する）を
含む多数の製造業者から種々の形状で市販されている。
一般的形状の抵抗体および抵抗ネットワークに関して
は、次の米国特許がある。４，８５９，９８１；４，７
８２，３２０；４，７８５，２７７；４，７７２，７７
４；４，５８２，９７６；４，５６５，０００；４，５
６３，５６４；４，３８６，４６０；４，３７５，０５
６；４，３６２，７３７；４，２９８，８５６；４，１
４６，８６７；３，９８３，５２８；３，６５７，６９
２；２，２６１，６６７。精密抵抗体の製造において
は、そのオーム抵抗値を特定の目標値に一致させ、しか
もそれを正確に一貫して行なうことが最も重要である。
そして可能な限り広い抵抗値範囲にわたってこれを行な
うことができることが望ましい。そのような能力はその
他の面で同一の抵抗体を経済的に大量に半製品に製造す
ることを可能にする。少量づつのこれらの半製品は所望
の特定抵抗値を有する抵抗体に仕上げられる。抵抗値調
節の範囲が大きいほど、すべてのありうる状況のもとに
必要とされるかも知れない抵抗値の全範囲をカバーする
ために貯蔵されなければならぬ半製品のタイプの数は少
なくてすむ。
【０００３】この広範囲にわたる調節の必要性は抵抗体
ネットワークの場合に緊急である。これらは、通常分圧
器として使用される、一般に異なった抵抗値の多数の抵
抗要素からなる。この場合、抵抗体ネットワークの有効
性は、ほとんど同一の性能特性を有する個々の要素のす
べてにかかっている。性能特性とは一般に、外部的及び
内部的に生起する種々の物理的化学的悪条件のもとで抵
抗体が示す安定性を意味する。もし、抵抗体ネットワー
ク中の抵抗体（複数）がすべて一つの共通の生産ロット
で製造されるならば、この点に関する均一性は確保され
よう。それら抵抗体（複数）は調節操作において単に抵
抗値が変化させられればよい。一定のタイプの調節範囲
が大であるほど、ありうる異なった性能特性の異なった
生産ロットへの依存性は少なくなる。
【０００４】
【発明の構成】本願発明の主たる目的は、高度に精密で
広い抵抗範囲を有する、抵抗値の調整および選択におい
て改善された抵抗体および抵抗体ネットワークとその製
造法を提供することである。簡単に言うと、本願発明は
第１と第２の電気端子を有する絶縁体の基板を有する平
面抵抗体を提供する。薄膜または箔の付着によって、基
板上に抵抗体物質の線条のパターンが付着させられ、多
数の直列に接続しあった抵抗路が、該線条と同じでもよ
い抵抗体物質の第１の結合線（リンク）（複数）によっ
て形成される。多数の選択的に除去されうる第２の結合
線（第２リンク（複数））が、第１および第２電気端子
間で、線条を並列に接続する。これらの第２の結合線
は、線条の両端の一つで直列に線条を接続する第１結合
線（複数）から第１端子へ、また、線条の他端に接続す
る第１結合線（複数）から第２端子へ延びる。ＲｎとＲ
／ｎ（Ｒは線条の抵抗値、ｎは線条の数）の間で精密な
抵抗値を得るために、第２結合線（複数）は選択的に除
去され、選択された並列の接続が除去されて、第１およ
び第２電気端子間に所望の抵抗値を造りだす。多数の抵
抗体の線条は一般に均一な幅で互いに離れた関係で並列
に配列される。
【０００５】さらに本願発明の一つの実施態様によれ
ば、多数の抵抗体の線条は一般に同一の長さである。別
の、そして目下のところの好適実施態様によれば、多数
の抵抗体線条は一般に異なった長さである。さらに別の
好適実施態様によれば、選択的に除去される接続部はレ
ーザーによって除去される。また、電気的、化学的また
は機械的に融合する接続部を使用することができる。
【０００６】
【発明の具体的開示】図１は、平面状抵抗体１０を示
す。絶縁体基板が使用されている。それは典型的にはシ
リコン、ガラス、セラミック、その他の誘電物質であ
る。基板の表面に第１および第２の端子１２、１４が設
けられる。それはこのましくは、高度に導電性の物質、
アルミニウム、金、ニッケルまたは白金でできている。
【０００７】端子１２と１４の間に、温度と時間の広範
囲にわたって良好な安定性を示すニクロム、窒化タンタ
ルのような精密に抵抗値の知られた適当な物質の薄膜ま
たは箔からなる抵抗要素の配列１６が設けられる。抵抗
要素の配列１６は、もし薄膜の形で形成されるなら、ジ
ュール効果蒸発のような真空蒸着技術、陽極スパッタリ
ング、写真製版彫刻のような既知の技術によって形成さ
れる。もし箔が使用されるなら、慣用のフォイル・パタ
ーニングの技術によって形成される。
【０００８】抵抗要素配列１６は、おのおのが同一の
幅、厚さ、長さを有する抵抗材料の短冊状細片１８の形
状を有する多数の平行の抵抗要素（線条またはパスと呼
ばれる）とそれを隣の抵抗要素からわける分離帯からな
る。
【０００９】細片１８は、端子１２と１４の間で、結合
線２０で互いに直列に接続されている。結合線２０は典
型的には細片１８の延長で一つおきの細片の各端から延
びる。細片１８はまた端子１２と１４の間で、選択的に
融断され得る並列の接続子（第２結合線）２２で接続さ
れている。結合線２２は、典型的には、細片１８の延長
であり、接続線（結合線）２０から延びる。接続線２２
は好ましくは、上記の従来技術の記載中に記述された慣
用のレーザー融断技術によって融断される。そのための
装置は、例えば、アメリカ合衆国オレゴン州Portland市
にあるChicagoLaser and ESI Corporation から市販さ
れている。
【００１０】本発明によれば、一つ以上のそれぞれの並
列の接続線（結合線）２２を選択的に融断することによ
り、配列された抵抗を段階的に増加することができ、し
かも抵抗体の他の特性は変らない。さらに、本願発明の
一つの実施態様によれば、抵抗要素２４が抵抗体パター
ンの一部として設けられ、それは、慣用のレーザートリ
ミング技術によって、連続した、従ってより精密な抵抗
の調節ができる。切断は、図面の左側でトップハット要
素２４の端に始まる接続線（結合線）２２によって要素
２４の長さに沿ってなされる。
【００１１】個々の抵抗値がＲであるｎ個のそれぞれの
線条を含む図１の形状では、多数の異なった融断パター
ンが可能であり、多数の異なった抵抗値を提供できる。
多数の並列接続線（結合線）のどれも切断されないなら
ば、全体の抵抗は最小Ｒmin＝Ｒ/ｎとなる。もし全部の
接続線２２が切断されるならば、全体の抵抗値は最大
Ｒmax＝ｎＲとなる。直列および並列の組み合せは、有
限であるが極めて多数であって、ＲmaxとＲminの間の様
々な全抵抗値を提供することができる。しかしながら、
冗長性（同一の抵抗値が複数個あること）の故に、これ
らのすべてが異なる抵抗値を有する訳ではない。実際に
可能な抵抗値（段階）はn2個ある。ｎの価は、典型的に
は、５ないし３０である。結合線を融断することにより
得られる区別できる抵抗値の間の抵抗値を得るために、
さらに、トップハット２４をトリミングすることにより
段階間の抵抗値を得ることができる。これは抵抗値の連
続的増加を達成するために、それを通しての長さ方向に
切断し延長することによってなされる。
【００１２】図２には、本願発明の目下の好適実施態様
によって構成され操作される抵抗体３０が示されてい
る。これは図１に示す態様と同様に製作することができ
る。端子３２と３４の間に抵抗要素配列３６が設けられ
ている。これは、端子３２と３４への直列の接続線（第
１結合線）４０と並列の接続線（第２結合線）４２を有
する。配列３６は多数の並列の抵抗要素（線条またはパ
ス）で構成され、各要素は細片３８の形をしており、一
定で同じ幅、厚さを有し、隣の線条と隔てられている
が、段階的に異なる長さを有する。直列接続線４０は、
抵抗値が増加するように選択的に融断される、端子３
２、３４への結合線４２を有する。トップハット４４は
図１のトッップハット２４と同じ機能を有する。トップ
ハット４４は右端の接続線から長さ方向に切断されて、
接続線（結合線）４２の切断によって選択される抵抗知
増加においてアナログ的調整を達成する。
【００１３】図１の態様に比べて、図２の態様では、抵
抗要素３８の長さが互いに異なるので、直・並列の組み
合せの冗長性は大きく減少し、ＲmaxとＲminとの間で多
数の異なる全抵抗値を得ることができる。直列接続線４
０は結合線４２を介して端子３２と３４に結合してお
り、この結合を選択的に融断することにより抵抗値を増
加させることができる。結合線４２を切断することによ
り選択された抵抗値は、トップハット４４を長さ方向に
(lengthwise)右端から切断してアナログ的に調整するこ
とができる。
【００１４】図３は、大体において図２に示すタイプと
同じ抵抗体５個を含む抵抗ネットワークを示す。ｎは２
１で、各線条の抵抗値は公称２０００オームである。各
抵抗体が形成され、各々は異なった融断結合パターンを
有し、５個の異なった抵抗値がある。この実施態様で
は、得られる抵抗値は、全ての結合線４２が無傷で残さ
れる場合の９５オームから、全ての接続子４２が連鎖の
各端の結合線を除いて融断される場合の４２，０００オ
ームまでである。図３において、５個の抵抗体は互いに
接続されて出力端子４６を有する。
【００１５】
【発明の効果】５個の抵抗体が示されているが、より多
いまたはより少ない数の、適当な形状と接続パターンを
有する抵抗体を、一つのウェファーのような基板の上に
一体化して形成し、または物理的に独立の要素をワイア
ーで結合することにより、抵抗体ネットワークに形成す
ることができる。広い抵抗値範囲にわたって調節可能の
単一抵抗パターンの入手可能性がなかったら、在来の非
常に限定された抵抗値範囲の個別的パターンを有する異
なった生産ロットから個々の抵抗体を選択しなければな
らない。これは抵抗体ネットワークの製造の経済とその
性能に不利な効果をもつ。種々の利用において、回路の
機能は精密な組み立てと維持、異なった抵抗値の比、等
のそれぞれに依存する。これを達成するためには、最初
の組み立ての後に起こる抵抗値の変化がすべての要素に
ついて可及的に均一であることが重要である。これは、
一つのネットワークのすべての抵抗要素が同一の生産ロ
ットからのものであるようにすることによって達成され
る。
【００１６】上の記述において、個々の抵抗体またはネ
ットワークの抵抗値が選択的に調整できる改良された抵
抗部材が記載されたことはあきらかであろう。本願発明
の範囲内で、種々の改変をなしうることは、疑いもなく
当業者には自明である。従って、上の記述は端に例示的
であって限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施態様に従って構成され、作動
する抵抗体を図解する平面図である。
【図２】本願発明の目下知られている好適態様に従って
構成され作動する抵抗体を図解する平面図である。
【図３】異なった図２に示す抵抗部材単位５個を一つの
基板の上に配置した抵抗体ネットワークを図解する平面
図である。これらの図面において、以下の参照番号は下
記のものを表わす。 １２、３２：端子； １６、３６：抵抗体配列； １
８、３８：細片； ２０、４０：直列の結合線； ２
２、４２：並列の結合線； ２４、４４：トップハット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−108703（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−62445（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01C 7/00 H01C 13/02 H01C 17/24 H01C 17/242

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】絶縁性基板と、基板の上に設けられた第１
    および第２の端子と、交互に反対側で接続する第１の結
    合線で直列に接続された多数（ｎ個）の抵抗要素、該抵
    抗要素より短い該第１結合線を該第１および第２端子に
    接続する選択的に除去されうる第２結合線よりなり、す
    べての第２結合線が除去されていない場合に抵抗要素の
    全抵抗が並列に接続された全抵抗要素の和に等しく（Ｒ
    ／ｎ）、第１結合線のみを残してすべての第２結合線が
    除去された場合には直列に接続された全抵抗要素の和に
    等しく、全対抗を段階的に調節することができる抵抗
    体。
  2. 【請求項２】 選択された正確な抵抗値の抵抗体を提供す
    る方法であって、 絶縁体の基板を設け、 該基板上に第１、第２の端子を形成し、 該基板上に直列に接続された複数個の抵抗要素の形成
    し、 第１、第２端子間で、該複数個の抵抗要素の隣接するも
    のを並列に接続する選択的に除去できる結合線を形成
    し、 第１、第２端子間に所望の抵抗を得るように選択された
    結合線を除去することからなる方法。 【０００１】
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