JP2984914B2 - チップ型ヒューズ抵抗器とその電極構造 - Google Patents

チップ型ヒューズ抵抗器とその電極構造

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JP2984914B2
JP2984914B2 JP8235320A JP23532096A JP2984914B2 JP 2984914 B2 JP2984914 B2 JP 2984914B2 JP 8235320 A JP8235320 A JP 8235320A JP 23532096 A JP23532096 A JP 23532096A JP 2984914 B2 JP2984914 B2 JP 2984914B2
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立樹 平野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はチップ型ヒューズ抵
抗器、特にそのヒューズ性を有する抵抗膜の材料と、チ
ップ型ヒューズ抵抗器の電極構造に関する。
【0002】
【従来の技術】いままで、ヒューズ部と抵抗部を異種の
材料で分離してなるチップ型ヒューズ抵抗器があり、ま
たヒューズ部を有しない単なるチップ型抵抗器の抵抗膜
に酸化ルテニウム(RuO2)系のペーストを均一の厚
さで印刷・焼成して用いたものがある。
【0003】上記後者のチップ型抵抗器における、単な
る抵抗膜のみからなる酸化ルテニウムは、電極との関係
で、電極がAuやAg−Pt系、Ag−Pd系の場合に
その拡散を防止し、抵抗の特性の劣化を防止するといっ
た単なるチップ型抵抗器では意味があったが、ヒューズ
部を有するチップ型抵抗器の場合にはヒューズ部の過負
荷による発炎、発火、炸裂等が生じ、そのために集積回
路基板上の他の部品へのダメージを及ぼすというチップ
型ヒューズ抵抗器の問題点を解決したものではない。特
に、このヒューズ部の発炎、発火、炸裂は、近年の電子
機器の回路の小型化にともなって上記ダメージはより深
刻であり、集積回路の低価格化とも相俟って上記問題点
を増幅している。
【0004】また、上記前者の場合における異種の材料
で分離したチップ型ヒューズ抵抗器として酸化ルテニウ
ムを採用したものもあるが、これはヒューズ抵抗器の厚
膜抵抗部にのみ使用したもので、溶断するヒューズ部と
しては従来通り金、銀、白金、ロジウム、パラジウム等
の金属有機ペーストを薄膜溶断部として異種材料を各別
に機能されたもので、酸化ルテニウムにより溶断性をも
たせたものではない。したがって、この従来構造はヒュ
ーズ部における熱集中による溶断機能を金属有機ペース
トに持たせて、発炎を防止し、厚膜抵抗部は酸化ルテニ
ウムを用いたものである。作り方としては、厚膜抵抗部
をスクリーン印刷法により、薄膜ヒューズ部をスクリー
ン印刷法及び/又はフォトエッチング法といった別々の
工程で製作するためにコスト高は避けられず、上記低価
格化に沿わないだけでなく、高い抵抗値に対応できない
といった問題点を残している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】それでは安価な酸化ル
テニウムだけでヒューズ部と抵抗部とからなるヒューズ
器を作ってみてはどうかという考えもあるが、酸化ルテ
ニウムのみでは速断といった溶断特性は向上しないとい
うヒューズとしての根本的な欠点がある。
【0006】一方、溶断特性のよい上記金、銀などの金
属有機ペーストのみを用いると抵抗値を高くすることが
困難となり、特に保護膜が有機物の樹脂である場合に発
炎が多発することになる。
【0007】そこで、本発明のチップ型ヒューズ抵抗器
の目的はヒューズ部と抵抗部をともに一種類の材料によ
り、製造工程の簡易化を図り、かつ一種類にした場合の
金属有機ペーストに較べてヒューズ部における溶断性の
悪いところを絶縁基板上に熱伝導性の低い材料層を形成
することで補い、さらに保護膜をガラス膜としたことに
よって、発炎などを防止して量産性の向上を図ることに
よって市場ニーズにあった安価なチップ型ヒューズ抵抗
器を提供せんとする。
【0008】また、本発明の他の目的は、上記目的の基
で抵抗膜をルテニウム系材料一種類とし、このルテニウ
ムの溶断性の悪いところを絶縁基板上のヒューズ部と抵
抗部の厚さを異ならせることで補い、しかもルテニウム
系材料を用いることによる溶断特性(速断性と抵抗値を
高くする)を良好にした。
【0009】本発明のその他の目的は、ヒューズ部の熱
集中による保護膜における発炎などを防止せんとする。
【0010】本発明の別の目的は、熱伝導率を低くした
グレーズ層を絶縁基板面上に、ルテニウム系材料で層状
に形成することによって、Ag,Ag−Pd,金,白金
合金ペーストなどの電極との密着性を良好にすると共
に、電極上のめっきつけ性を良好にしたチップ型ヒュー
ズ抵抗器を提供する。
【0011】また、本発明のさらに別の目的は、ヒュー
ズ抵抗器の電極の層構造を、絶縁基板上のグレーズ層上
にAg系電極層を形成すると互いの密着力が悪いという
欠点が生じるため、これらの間にルテニウム系材料の層
を介在することで解消し、しかもグレーズ層上にルテニ
ウム系を抵抗膜と同じように絶縁基板全面に施している
ので、電極部における新たなる工程が必要なく生産が向
上できるということも考慮した。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、絶縁基
板と、保護膜と、これらの間に挟まれたヒューズ部と抵
抗部を備えたヒューズ性を有する抵抗膜と、抵抗膜の両
端に位置する電極と、を備えたチップ型ヒューズ抵抗器
であって、前記絶縁基板上にグレー層を形成するとと
もに、その上の前記抵抗膜のヒューズ部を抵抗部より膜
厚を薄くするか及び/又は狭幅にしたルテニウム系材料
とし、かつ前記保護膜をガラス膜としたことを特徴とす
るチップ型ヒューズ抵抗器。
【0013】ここで、絶縁基板としては片面/又は両面
にスリットを入れたアルミナセラミック、ムライトや窒
化アルミなどが用いられる。
【0014】上記保護膜にはエポキシ系やフェノール系
など従来から使用されている合成樹脂ではなく、CaO
−BaO−SiO2系やCaO−Al23−SiO2系の
ガラス膜を用いる。
【0015】また、ヒューズ性を有する抵抗膜としては
遮断性かつ抵抗値を上げたという理由からルテニウム酸
鉛やルテニウム酸ビスマスなどのルテニウム系材料の各
一種類を用いるが、当然溶断するヒューズ部を抵抗部よ
り狭幅及び/又は抵抗部より膜厚を薄くする。ヒューズ
部と抵抗部の幅を略同じとすると、前者のヒューズ部の
膜厚を3μm〜10μm(3μm以下だと定格電流が確
保できず、10μm以上だと溶断といったヒューズ機能
が得られにくい)といった場合に後者の抵抗部の膜厚は
それより5μm〜15μm厚くすることで良好な溶断特
性が得られる。
【0016】上記グレーズ層は、CaO,SiO2また
はこれらの混合物が考えられる。
【0017】さらに、ルテニウム系材料としては、ルチ
ル構造の酸化ルテニウムの他にパイロクロア構造のルテ
ニウム酸鉛などがある。
【0018】本発明の別の要旨としては、絶縁基板と、
保護膜と、これらの間に挾まれたヒューズ部と抵抗部を
有するヒューズ性を有する抵抗膜と、抵抗膜の両端に位
置する電極と、を備えたチップ型ヒューズ抵抗器にあっ
て、前記電極が、絶縁基板のグレーズ層上にルテニウム
系材料を、その上にAg系膜、さらにその最上層にスズ
−鉛合金などのめっきの層を形成したものであることを
特徴とするチップ型ヒューズ抵抗器の電極構造がある。
【0019】ここでAg系膜には、Ag単体の他にAg
−Pt,Ag−Pdなどがある。
【0020】絶縁基板上にグレーズ層を形成することで
熱伝導率を低下させてヒューズ部に熱が集中するように
するためにその上層をルテニウム材料単独で使用しても
抵抗値をあげ、しかも溶断特性の優れたチップ型ヒュー
ズ抵抗器が得られる。また、ルテニウム系材料がグレー
ズ層と接することによりヒューズ部が発熱しても、ルテ
ニウム系材料の上方層でヒューズ部を作る場合、その溶
断特性から3μm〜10μmが好ましいが、残留抵抗を
大きくするためにはヒューズ部膜厚を抵抗部のそれより
5μm〜15μm薄くすることが好ましい。
【0021】また、絶縁基板上の電極構造を下からグレ
ーズ層、ルテニウム系材料層、およびAg系厚膜にする
ことでグレーズ層に対する電極としての密着力を良好に
するという作用が得られる。特に、グレーズ層とルテニ
ウム系材料層を接し、ルテニウム層上にAg系厚膜を接
合することで両者の密着力と、Ag系膜上のめっきづけ
性が向上する。
【0022】
【実施例】以下に本発明の好ましい実施例を添付図面に
基づいて説明する。
【0023】図1は本発明であるチップ型ヒューズ抵抗
の斜視図であり、図2は図1のA−A´断面図であ
る。
【0024】本発明にかかるチップ型ヒューズ抵抗器
は、アルミナ絶縁基板1上の全面にグレーズ膜2として
のSiO2系ガラス膜がスクリーン印刷によって印刷さ
れ、焼成されている。
【0025】グレーズ膜2の上面には、抵抗膜としての
酸化ルテニウム(RuO2)が両側部5,6を残して帯
状に形成し、該膜中央部のヒューズ部4と両端の電極部
7に該当する箇所を厚さ3μm〜10μmと薄くし、こ
れらの間の抵抗部8をさらに5μm〜15μm厚く形成
する。この抵抗部8にはトリミング跡9がある。
【0026】そして、上記抵抗膜3の両端にある電極部
7の上に基板の側面に至るまでAg電極10が積層さ
れ、この電極10の一部と上記により露出した抵抗膜3
の全面を保護膜ガラス11としてのCaO−Al23
SiO2で被覆している。
【0027】さらに、アルミナ基板1の両端部には浸漬
あるいは塗布ローラなどによって上記保護膜ガラス11
との間に上記Ag電極10を一部露出させて端面電極1
2を形成する。
【0028】また、端面電極12の全面と上記一部露出
したAg電極10を被ってニッケル及びスズ−鉛合金の
めっき膜が被覆される。
【0029】上記構成から成る本発明のチップ型ヒュー
ズ抵抗器の製造手順を図3によって説明する。
【0030】まず、アルミナ基板1の上にSiO2系ガ
ラスペーストをスクリーン印刷により印刷する(S
1)。そして、この印刷したものを焼成してグレーズ膜
2を形成する(S2)。
【0031】つぎに、SiO2 系グレーズ層2上に酸化
ルテニウム3をスクリーン印刷するが、その形態は中央
の膜厚を薄くした膜部(ヒューズ部)4と両端の膜厚が
薄い膜部10と、これら膜厚が薄い膜部に対して厚肉に
した抵抗部8とを凹凸状に形成したものとする(S
3)。この凹凸は、技術的にはスクリーン目を変えて塗
布量を異にする一度のスクリーン印刷でもできるが、複
数回の積層印刷にすることも可能である。そして、この
印刷したものを焼成する(S4)。
【0032】さらに、上記酸化ルテニウムの両端の膜厚
が薄い膜部7上にAg電極10を印刷し(S5)焼成す
る(S6)。
【0033】このようにして、上記電極10を形成した
後に酸化ルテニウムの抵抗膜3にある抵抗部8にトリミ
ング9を施こす(S7)。
【0034】抵抗膜3と電極10の一部の上にホウケイ
酸鉛系の保護ガラスを印刷し(S8)、焼成する(S
9)。
【0035】その後、多数のチップ型ヒューズ抵抗器の
絶縁基板を縦にクラッキングし(S10)、クラッキン
グした端面にロールや浸漬法で端面電極12を塗布など
印刷してから(S11)、焼成し(S12)、さらに横
にクラッキングして1個別のヒューズ抵抗器のチップと
し(S13)、これら多数のチップにめっき膜を施こし
(S14)、最後に品質検査をして完成する(S1
5)。
【0036】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、絶
縁基板上にグレーズ層を形成し、その上に抵抗膜として
薄肉又は/及び狭幅のヒューズ部とヒューズ部より厚肉
または/及び広幅の抵抗部を単一材料のルテニウム系材
料を一度に施こしたので、製造工程が簡略化するだけで
なく、高価な金や銀の有機ペーストを用いることがない
ので安価で量産性に優れたチップ型ヒューズ抵抗器が得
られる。
【0037】また、ヒューズ部をルテニウム系材料とす
るだけでは溶断特性が良くないところから、これを良く
するために絶縁基板上にグレーズ層を設けてからルテニ
ウム系材料を層状に形成した。
【0038】さらに、ルテニウムのヒューズ部が高熱に
なっても保護膜をガラス層としたことにより発炎や発火
を阻止することもできる。
【0039】ルテニウムを用いたヒューズ部の膜厚を3
μm〜10μmとすることで速断性を良くし、この膜厚
よりもさらに5μm〜15μm厚くした抵抗部をもうけ
ることでヒューズ全体の残留抵抗を大きくし、性能をア
ップした。
【0040】さらにまた、本発明であるチップ型ヒュー
ズ抵抗器の電極構造を下層にルテニウム系材料、その上
をAg系膜、さらにその最上層にスズ−鉛合金めっき膜
からの層にしたので、電極の信頼性(密着力)が良くな
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明であるチップ型ヒューズ抵抗器とその電
極構造を示す斜視図である。
【図2】図1のA−A’断面図である。
【図3】図1のチップ型抵抗器の製造手順を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
1 アルミナ基板 2 グレーズ膜 3 抵抗膜(ルテニウム) 4 抵抗膜のヒューズ部 7 抵抗膜の両端部 8 抵抗膜の抵抗部 9 トリミング(跡) 10 電極(Ag) 11 保護膜ガラス 12 端面電極 13 めっき膜

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板と、保護膜と、これらの間に挟
    まれたヒューズ部と抵抗部を備えたヒューズ性を有する
    抵抗膜と、抵抗膜の両端に位置する電極と、を備えたチ
    ップ型ヒューズ抵抗器であって、前記絶縁基板上にグレ
    ーズ層を形成するとともに、その上の前記抵抗膜のヒュ
    ーズ部を抵抗部より膜厚を薄くするか及び/又は狭幅に
    したルテニウム系材料とし、かつ前記保護をガラス
    としたことを特徴とするチップ型ヒューズ抵抗器。
  2. 【請求項2】 前記抵抗膜のヒューズ部の膜厚を3μm
    〜10μmとし、これより抵抗部の膜厚を5μm〜15
    μm厚くしたことを特徴とする請求項1に記載のチップ
    型ヒューズ抵抗器。
  3. 【請求項3】 絶縁基板と、保護膜と、これらの間に挟
    まれたヒューズ部と抵抗部を備えたヒューズ性を有する
    抵抗膜と、抵抗膜の両端に位置する電極と、を備えたチ
    ップ型ヒューズ抵抗器であって、前記電極が、前記絶縁
    基板のグレーズ層上のルテニウム系材料、その上にAg
    系膜、さらにその上めっき膜を形成したものであるこ
    とを特徴とするチップ型ヒューズ抵抗器。
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