JP3736944B2

JP3736944B2 - チップ抵抗器及びそのレーザートリミング方法

Info

Publication number: JP3736944B2
Application number: JP19570497A
Authority: JP
Inventors: 裕海田; 滋蒲原; 眞人土井
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH1140401A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップに搭載するためのチップ抵抗器及びそのレーザートリミング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５にチップ抵抗器の上面概略図を示す。１はセラミック基板、２は抵抗体、３は電極、５はガラスコート層である。このチップ抵抗器を作成するには、まずセラミック基板１上に銀ペーストなどにより電極３を形成し、その電極をつなぐ形で抵抗体ペースト等により抵抗体２を形成する。また、抵抗体２の表面には保護膜となるガラスコート層(アンダーコート)５を形成する。そして、レーザーで抵抗体２の表面のガラスコート層５の上面に、セラミック基板１に達する楔型の溝４を形成して抵抗体２の抵抗値を調整する(レーザートリミング)。この後、ガラスコート層５の表面の保護膜の形成などが行われる。
【０００３】
抵抗体２ではレーザートリミングにより溝４が形成されると、抵抗体２を流れ得る電流量が減るのでその抵抗値は大きくなる。故に、チップ抵抗器では予め抵抗値の小さい抵抗体２を形成しておき、レーザートリミングで抵抗値を増加させて所望の値に調整する。
【０００４】
図５には溝４がＬ字型(Ｌカット)のチップ抵抗器を示しているが、溝４の形状はこれに限らず様々なものがある。図６には溝４の形状がＬカット以外の抵抗体２の例を示しており、(イ)はＣカット、(ロ)はＪカット、(ハ)及び(ニ)はＩカットである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７には図５に示すＬカットのチップ抵抗器の両電極に電圧を印加した場合、抵抗体２に生じる電位の分布を模式的に示している。尚、６は等電位線である。今、電極３(図５参照)に２００Vの電圧を印加すると、図７中、溝４を挟んで抵抗体２上に位置する点Ａと点Ｂとの間には、約１５０Vの電圧が負荷した状態になる。
【０００６】
このとき、溝４の幅が５０μmであれば、点ＡＢ間にかかる負荷単位電圧は約３０００V/mmとなる。これは空気中における放電開始電圧にほぼ等しいことから、抵抗体２のガラスコート層５の状態によっては放電が起こる。つまり、Ｌカットのチップ抵抗器は高電圧の印加に対して放電によるリークが発生するおそれがあり、耐高電圧性が悪い。
【０００７】
また、図８には図６に示すＣカット、Ｊカット、及びＩカットのチップ抵抗器の両電極に電圧を印加した場合、抵抗体２に生じる電位の分布を模式的に示している。いずれの抵抗体２も上記Ｌカットのチップ抵抗器と同じ条件で、点ＡＢ間又は点Ａ′Ｂ′間の負荷単位電圧を求めると、Ｃカットでは約６３５V/mm、Ｊカットでは約３７３０V/mm、図(ハ)のＩカットでは約１５７０V/mm(点ＡＢ間)と約１５９０V/mm(点Ａ′Ｂ′間)、図(ニ)のＩカットでは約２０９０V/mm(点ＡＢ間)と約１８００V/mm(点Ａ′Ｂ′間)となった。即ち、ＪカットはＬカットと同様に放電が発生するおそれがあり、Ｉカットも負荷単位電圧が比較的高いので、更に高電圧を印加することはできない。
【０００８】
これに対して、Ｃカットの抵抗体は負荷単位電圧が低く、耐高電圧性が良好である。しかしながら、レーザートリミングにより形成された溝の寸法精度が悪いという問題点がある。以下に、Ｃカット抵抗体のレーザートリミングの手順を説明すると、図８(イ)において、まず抵抗体２の表面に設けられているガラスコート層(図示せず)の辺縁から切条しはじめて溝４をＬ字型に形成し、その時点でチップ抵抗器の抵抗値を所望の値に調整する。
【０００９】
そして、レーザーを出射したままレーザーの進行方向を直角に方向転換し、ガラスコート層の辺縁まで溝を形成してＣ字型の形状とする。溝をＬ字型に形成した後にレーザーの進行方向を直角に方向転換する際、レーザー加工機内に設けられているガルバノメータが慣性で動き、Ｌ字型の溝が所定の長さより長く形成されてから直角に方向転換される。従って、溝４の寸法の精度が悪く、所望の抵抗値よりも高い抵抗値となる。
【００１０】
本発明は上記課題を鑑みて、耐高電圧性に優れ、所望の抵抗値との誤差が少ない抵抗値を有するチップ抵抗器及びそのレーザートリミング方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１のチップ抵抗器は、基板上に抵抗体と電極とを設け、前記抵抗体の上面にレーザーで溝を形成することにより前記抵抗体の抵抗値を所望の値に調整したチップ抵抗器において、前記溝は第１の溝と第２の溝と第３の溝から成り、前記第１の溝は前記抵抗体の電流方向に対してほぼ垂直に延びてその一端が前記抵抗体の辺縁に達しており、前記第２の溝は前記抵抗体の電流方向に対してほぼ平行に延びてその一端が前記第１の溝の他端に連通しており、前記第３の溝はその一端が前記第２の溝のほぼ中程に連通し、前記第２の溝の他端から前記第２の溝に対して垂直に延ばした先に位置する前記抵抗体の辺縁上の点よりも前記第１の溝側に、前記第３の溝の他端が達し、前記溝の幅は５０μ m 、前記溝で囲まれた部分の前記抵抗体の電流方向に対してほぼ平行方向の幅は１６０μ m となっていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２のチップ抵抗器のレーザートリミング方法は、請求項１に記載のチップ抵抗器の前記溝を形成するために、前記抵抗体の辺縁から前記抵抗体の電流方向に対してほぼ垂直にレーザーを進行させて前記第１の溝を形成し、前記第１の溝の終点でレーザーの進行方向をほぼ直角に転換し、前記抵抗体の電流方向に対してほぼ平行にレーザーを進行させて前記第２の溝を形成し、前記第２の溝を終点まで形成した後レーザーの発信を停止し、前記第２の溝におけるほぼ中程から再びレーザーを発信して、前記抵抗体の辺縁まで前記第３の溝を形成したことを特徴する。
【００１３】
上記構成によれば、このチップ抵抗器の両端に電圧を印加すると、第１、第２、及び第３の溝で囲まれた抵抗体の一部には電位が生じない。故に、第１の溝と、第１、前記第２及び第３の溝で囲まれた抵抗体の一部と、第３の溝とを挟んで位置する抵抗体上の２点間に負荷する電圧が、該抵抗体において最大となるが、この２点は十分離れていることから、その負荷単位電圧は小さい。
【００１４】
また、上記第１から第３の溝を形成するために、まず抵抗体の辺縁から電流方向に対してほぼ垂直にレーザーを進行させて第１の溝を形成する。次に、第１の溝の終点でレーザーの進行方向をほぼ直角に転換し、抵抗体の電流方向に対してほぼ平行にレーザーを進行させて第２の溝を形成する。この第１及び第２の溝を形成した時点で、該チップ抵抗器の抵抗値が所望の値となるようにする。
【００１５】
第２の溝を終点まで形成した後レーザーの発信を中断し、レーザー加工機のレーザー出射部材を第２の溝に沿って戻してくる。そして、第２の溝におけるほぼ中程から再びレーザーを発信し、抵抗体の辺縁まで第３の溝を形成する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。尚、上記従来例と同じ構成のものには同一の符号を付し、その説明は省略する。
図１はいずれも本実施形態のチップ抵抗器の上面概略図である。図１(イ)に示すように、抵抗体２及びガラスコート層５には溝４が形成されている。この溝４は第１の溝４a、第２の溝４b、及び第３の溝４cから成る。第１の溝４aは電流方向に対してほぼ垂直に延びており、その一端が抵抗体２(及びガラスコート層５)の辺縁に達している。第２の溝４bは電流方向に対してほぼ平行に延びており、その一端は第１の溝４aの抵抗体２の辺縁側とは反対の他端に連通している。また、第３の溝４cは第２の溝４bのほぼ中程にその一端が連通しており、第１の溝４aに対してほぼ平行、且つ同じ方向に延びて、他端が抵抗体２(及びガラスコート層５)の辺縁に達している。
尚、図１(イ)に示す第３の溝４cは第１の溝４aに対してほぼ平行となっているが、同図(ロ)及び(ハ)に示すように、第２の溝４bの第１の溝４aに連通している側とは反対の端部から、第２の溝４bに対して垂直に延ばした先に位置する抵抗体２の辺縁上の点Ｐよりも第１の溝４a側に第３の溝４cが位置していればよく、必ずしも第１の溝４aに対してほぼ平行である必要はない。
【００１７】
図２には、両端の電極３(図１参照)に電圧を印加することで、抵抗体２に生じる電位の分布を模式的に示す。図に示すように、溝４で囲まれた部分２aには電位が生じないので、溝４を挟んで高電圧が負荷するのは点ＡＢ間である。今、この点ＡＢ間に約１５０Vの負荷電圧が生じているとする。
【００１８】
このとき、溝４の幅Ｌ₁が５０μm、溝４で囲まれた部分２aの幅Ｌ₂が１６０μmであるとすると、点ＡＢ間にかかる負荷単位電圧は約５７７V/mmとなる。この値は空気中での放電開始電圧約３０００V/mmに比べて十分小さいことから、放電の生じるおそれがなく、このチップ抵抗器には更に高電圧の印加が可能となる。
【００１９】
尚、本実施形態のチップ抵抗器は、抵抗体２の表面にガラスコート層５を形成した後にレーザートリミングを行ったものであるが、このほかのガラスコート層５を形成せずに抵抗体２に直接レーザートリミングを行ったチップ抵抗体についても、本実施形態と同様の溝を形成することで、耐高電圧性の良好なチップ抵抗器となる。
【００２０】
次に、本実施形態のレーザートリミングについて説明する。図３はレーザーでの溝４の形成手順を示した説明図である。まず、レーザーでガラスコート層(図１参照)の辺縁から抵抗体２とともに切条しはじめて、第１の溝４a(図１参照)を形成する(図３中、矢印▲１▼)。レーザーが第１の溝４aの終点まで達したら、レーザーの進行方向をほぼ直角に転換して第２の溝４b(図１参照)を形成する(矢印▲２▼)。そして、第２の溝４bを形成し終えた時点で、該チップ抵抗器の抵抗値が所望の値になるよう溝の長さを調整する。
【００２１】
レーザーが第２の溝４bの終点まで達したらレーザーの発信を停止し、図示しないガルバノメータを第２の溝４bに沿って戻してくる(矢印▲３▼)。そして、第３の溝４c(図１参照)の始点にきたら、そこから再びレーザーを発信させ、第１の溝４aに対して平行、且つ同じ方向に抵抗体２(及びガラスコート層)の辺縁まで切条する(矢印▲４▼)。
【００２２】
本実施形態のレーザートリミングによれば、従来のＣカットに比べて溝形成の狙いが安定しており、所望の抵抗値に対して誤差の少ない抵抗値を得ることができる。本実施形態、Ｌカット、及びＣカットの抵抗体において、目標抵抗値の対するレーザートリミング後の抵抗値のばらつきを図４のグラフに示す。ここでは、各カットとも試料数を３０pcs、目標抵抗値を９００kΩとする。サンプルにおけるＲ焼成後とは抵抗体２を形成した後にレーザートリミングを行ったサンプルであり、Ｇ１焼成後とは抵抗体２にガラスコート層５を形成した後にレーザートリミングを行ったサンプルである。これらの抵抗値を測定し、目標抵抗値とのズレを得た。図に示すように、本実施形態のサンプルではＲ焼成後及びＧ１焼成後ともに、Ｌカットと同じ程度の抵抗値のズレとなり、Ｃカットのそれよりも良好な値であることが分かる。
【００２３】
上述したように、本実施形態のチップ抵抗器は、従来例のＬカットのチップ抵抗器に比べて至近距離間に高い負荷電圧が生じないので、放電によるリークが発生せず、またＣカットのチップ抵抗器に比べてレーザートリミングによる溝の寸法精度が良い。本実施形態のチップ抵抗器では、このような特性を得るのに材料や作業工程を新規に追加する必要がなく、従来の設備で対応できるものである。また、より品質の良いチップ抵抗器を提供でき、放電によるリークが起こる異常品の流出する確率を従来よりも激減させることができる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１のチップ抵抗器は、溝と電位の生じない部分を挟む抵抗体上の２点間に高電圧が負荷するが、その距離が離れていることから負荷単位電圧は低く、放電によるリークが発生する事故がない。故に、該チップ抵抗器には更に高電圧を印加することが可能となり、耐高電圧性が良好である。
【００２５】
請求項２のチップ抵抗器のレーザートリミング方法は、レーザートリミングにおいて抵抗体の抵抗値が所望の値に達した時点でレーザーの発信を中断し、不用意な溝の形成を防ぐことから、溝の寸法精度は良い。故に、所望の抵抗値との誤差が少ない抵抗値を有するチップ抵抗器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のチップ抵抗器の上面概略図である。
【図２】本実施形態の抵抗体における電位分布の模式図である。
【図３】本実施形態のレーザートリミングの手順を示した説明図である。
【図４】本実施形態及び従来例のチップ抵抗器において、目標抵抗値からのばらつきを示したグラフである。
【図５】従来例であるＬカットのチップ抵抗器の上面概略図である。
【図６】従来のその他の例の抵抗体の上面概略図であり、(イ)はＣカット、(ロ)はＪカット、(ハ)及び(ニ)はＩカットの抵抗体である。
【図７】Ｌカットの抵抗体における電位分布の模式図である。
【図８】図６に示す抵抗体の電位分布の模式図であり、(イ)はＣカット、(ロ)はＪカット、(ハ)及び(ニ)はＩカットの抵抗体である。
【符号の説明】
１基板
２抵抗体
３電極
４溝
４a 第１の溝
４b 第２の溝
４c 第３の溝
５ガラスコート層

Claims

基板上に抵抗体と電極とを設け、前記抵抗体の上面にレーザーで溝を形成することにより前記抵抗体の抵抗値を所望の値に調整したチップ抵抗器において、
前記溝は第１の溝と第２の溝と第３の溝から成り、
前記第１の溝は前記抵抗体の電流方向に対してほぼ垂直に延びてその一端が前記抵抗体の辺縁に達しており、
前記第２の溝は前記抵抗体の電流方向に対してほぼ平行に延びてその一端が前記第１の溝の他端に連通しており、
前記第３の溝はその一端が前記第２の溝のほぼ中程に連通し、前記第２の溝の他端から前記第２の溝に対して垂直に延ばした先に位置する前記抵抗体の辺縁上の点よりも前記第１の溝側に、前記第３の溝の他端が達し、
前記溝の幅は５０μ m 、前記溝で囲まれた部分の前記抵抗体の電流方向に対してほぼ平行方向の幅は１６０μ m となっていることを特徴とするチップ抵抗器。
請求項１に記載のチップ抵抗器の前記溝を形成するために、前記抵抗体の辺縁から前記抵抗体の電流方向に対してほぼ垂直にレーザーを進行させて前記第１の溝を形成し、前記第１の溝の終点でレーザーの進行方向をほぼ直角に転換し、前記抵抗体の電流方向に対してほぼ平行にレーザーを進行させて前記第２の溝を形成し、前記第２の溝を終点まで形成した後レーザーの発信を停止し、前記第２の溝におけるほぼ中程から再びレーザーを発信して、前記抵抗体の辺縁まで前記第３の溝を形成したことを特徴するチップ抵抗器のレーザートリミング方法。