JP3766570B2

JP3766570B2 - 薄膜型抵抗器の構造

Info

Publication number: JP3766570B2
Application number: JP23878699A
Authority: JP
Inventors: 滋蒲原; 敏宏寺前
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: JP2001068301A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック等の耐熱絶縁体の表面に、抵抗膜をスパッタリング又は真空蒸着等による薄膜形成法にて薄膜状に形成して成る薄膜型の抵抗器において、その構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
一般に、この種の薄膜型抵抗器は、従来から良く知られているように、セラミック等の耐熱絶縁体の表面に、抵抗膜と、その両端に対する電極と、前記抵抗膜を覆うカバーコートとを形成するという構成であり、従来は、前記抵抗膜を、ニッケル・クロム合金による薄膜にしている（例えば、特開昭５７−１０９０７号公報等を参照）。
【０００３】
しかし、このように、抵抗膜をニッケル・クロム合金による薄膜した場合、この薄膜は、ニッケル・クロム合金のスパッタリング又は真空蒸着等による薄膜形成法にて比較的容易に形成することができる利点を有するが、その反面、抵抗膜における抵抗値の時間の経過に伴う変化率、つまり、経時的な変化率が比較的大きいばかりか、抵抗膜における温度に対する変化率、つまり、抵抗温度特性（ＴＣＲ）も可成り大きく、しかも、瞬間的に大きな電力がかかった場合における温度上昇による破壊が発生し易いと言う問題があった。
【０００４】
本発明は、薄膜型の抵抗器において、抵抗値の経時的な変化率及び温度に対する変化率を、製造コストのアップを抑制したもとで、確実に小さくできるようにすると共に、瞬間的な大電力による破壊を低減した構造を提供することを技術的課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は，
「耐熱絶縁体の表面に，抵抗膜と，その両端に対する電極と，前記抵抗膜及び電極の全体を覆うカバーコートとを形成して成る薄膜型抵抗器において，
前記抵抗膜を，タンタルによる薄膜にする一方，前記電極をニッケル・銅合金による薄膜にして前記抵抗膜における両端の表面に重ねて形成し，この電極の表面にバンプを，前記カバーコートを貫通してその表面により突出するように設ける。」
という構成にした。
【０００６】
【発明の作用・効果】
このように、抵抗膜を、タンタルによる薄膜にしたことにより、このタンタルによる薄膜は、前記従来のニッケル・クロム合金による薄膜に比べて耐腐食性に優れているから、抵抗値の時間の経過に伴う変化率、つまり、経時的な変化率を確実に低減できる。
【０００７】
しかも、前記タンタルによる薄膜の融点は、前記従来のニッケル・クロム合金による薄膜の融点よりも遥かに高いから、抵抗値の経時的な変化率及び温度に対する変化率を確実に小さくできると共に、瞬間的に大きな電力がかかった場合における温度上昇による破壊を確実に低減できるのである。
【０００８】
これに加えて、前記抵抗膜の両端に対する電極を、ニッケル・銅合金による薄膜にして前記抵抗膜膜における両端の表面に重ねて形成したことにより、前記ニッケル・銅合金による薄膜を、前記抵抗膜のタンタルによる薄膜をスパッタリング等の薄膜形成法にて形成するときにおける密閉容器内において、前記前記抵抗膜のタンタルによる薄膜を形成した後に引き続いてスパッタリング等の薄膜形成法にて形成することができるから、製造コストのアップを回避できるのであり、しかも、タンタルによる抵抗膜に、ニッケル・銅合金による電極を重ねて形成することにより、その間における電気的な接続を良好にできるのである。
【０００９】
ところで，前記各電極に，プリント基板等に対して電気的に接続するためのバンプを，前記カバーコートの表面から突出するように設けるには，前記カバーコートのうち各電極の部分に，前記バンプを設けるための抜き孔を穿設することが必要であり，この場合，前記カバーコートがガラス又は合成樹脂製のときには，このカバーコートに抜き孔を穿設することに，カバーコートの全体を覆う感光性レジスト膜の形成，このレジスト膜に対するホォトマスクを使用しての焼き付け及び現像，カバーコートに対するエッチング及びレジスト膜の除去を含むホォトリソを適用しなければならない。
【００１０】
これに対し、請求項２に記載したように、前記カバーコートを、感光性を有するレジストにした場合には、カバーコートにバンプ用の抜き孔を穿設することが、前記感光性レジストによるカバーコートに対する直接の焼き付け及び現像によってでき、カバーコートに重ねて感光性レジスト膜を形成すること、及びカバーコートに対するエッチングを省略できるから、製造コストの低減を達成できるのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１２】
図１及び図２は、第１の実施の形態を示す。
【００１３】
この図において、符号１は、セラミックにてチップ型にて構成した耐熱絶縁体を示し、この絶縁体１の表面（下面）には、タンタルによる薄膜の抵抗膜２が、絶縁体１の一端から他端に向かって延びるように形成されている。
【００１４】
また、前記抵抗膜２の両端には、ニッケル・銅合金による薄膜の電極３が形成されている。
【００１５】
更にまた，前記絶縁体１の表面は，耐熱性合成樹脂又はガラス等によるカバーコート４が，前記抵抗膜２及び両電極３の全体を覆うように形成されている。
【００１６】
そして、前記両電極３の各々には、錫又は半田製の二つのバンプ５が、前記カバーコート７を貫通してその表面より突出するように設けられている。
【００１７】
なお、前記抵抗膜２は、その両端に隣接する長さＬ1 の第１部分２ａと、これ以外で略中央に位置する長さＬ２の第２部分２ｂとによって構成され、前記第１部分２ａは、細長にしてジグザグ状に形成して、その抵抗を、前記第２部分２ｂよりも高くされ、また、前記第２部分２ｂには、抵抗膜２における抵抗値を所定の抵抗値になるように調整するためのトリミング溝６が刻設されている。
【００１８】
このように、前記抵抗膜２を、タンタルによる薄膜にしたことにより、このタンタルによる薄膜は、前記従来のニッケル・クロム合金による薄膜に比べて耐腐食性に優れているから、抵抗値の時間の経過に伴う変化率、つまり、経時的な変化率を確実に低減でき、しかも、前記タンタルによる薄膜の融点は、前記従来のニッケル・クロム合金による薄膜の融点よりも遥かに高いから、抵抗値の経時的な変化率及び温度に対する変化率を確実に小さくできると共に、瞬間的に大きな電力がかかった場合における温度上昇による破壊を確実に低減できる。
【００１９】
これに加えて、前記抵抗膜２の両端に対する電極３を、ニッケル・銅合金による薄膜にして前記抵抗膜２における両端の表面に重ねて形成したことにより、後述するように、前記ニッケル・銅合金による薄膜を、前記抵抗膜のタンタルによる薄膜をスパッタリング等の薄膜形成法にて形成するときにおける密閉容器内において、前記前記抵抗膜のタンタルによる薄膜を形成した後に引き続いてスパッタリング等の薄膜形成法にて形成することができ、しかも、抵抗膜２に対する両電極３の電気的を接続を良好にできる。
【００２０】
そして、このうな構成の薄膜型抵抗器は、以下に述べ方法で製造される。
【００２１】
すなわち、図３及び図４に示すように、チップ型の絶縁体１の多数個を縦横に並べて一体化して成る素材基板１１を用意し、この素材基板１１の表面全体に、図５に示すように、例えばタンタルによる抵抗膜用薄膜１２と、これに重ねて例えばニッケル・銅合金による電極用薄膜１３とを、スパッタリング又は真空蒸着等の薄膜形成法にて形成する。
【００２２】
前記電極用薄膜１３を形成するに際しては、先づ、素材基板１１をこれに抵抗膜用薄膜１２をスパッタリング又は真空蒸着等の薄膜形成法にて形成するときに使用した密閉容器から取り出すことなく、この密閉容器内に入れたままで、前記抵抗膜用薄膜１２の形成に引き続いてこれに重ねて形成するという方法が採用される。
【００２３】
これにより、抵抗膜用薄膜１２に対して電極用薄膜１３を強固に固着することができる。
【００２４】
次いで、前記素材基板１１の表面全体に、図６に示すように、感光性のレジスト膜１４を形成し、このレジスト膜１４に、図７に示すように、予め前記各電極３のパターンを形成したホォトマスク１５を使用して焼き付け露光したのち、図８に示すように、現像し、そして、前記電極用薄膜１３のうちレジスト膜１４にて覆われていない部分をエッチングにて除去したのち、前記レジスト膜１４を除去するというホォトリソを行うことにより、図９及び図１０に示すように、素材基板１１における各絶縁体１の箇所に左右一対の電極３を形成する。
【００２５】
なお、この電極３を形成するためのホォトリソにおけるエッチングは、このエッチングに際してタンタルによる抵抗膜用薄膜２を腐食することがないようなエッチング液、例えば、硝酸及び硫酸の水溶液を使用する。
【００２６】
次いで、前記素材基板１１の表面全体に、図１１に示すように、感光性のレジスト膜１６を形成し、このレジスト膜１６に、予め前記抵抗膜２のパターンを形成したホォトマスク１７を使用して焼き付け露光したのち現像し、そして、前記抵抗膜用薄膜１２のうちレジスト膜１６にて覆われていない部分を、例えば、ふっ酸等のエッチング液によるエッチングにて除去したのち、前記レジスト膜１６を除去するというホォトリソを行うことにより、図１２及び図１３に示すように、素材基板１１における各絶縁体１の箇所に抵抗膜２を前記図２に示すようなパターンにして形成する。
【００２７】
次いで、前記各チップ基板１における抵抗膜２の抵抗を測定しながら、その抵抗値が所定の抵抗値になるように当該抵抗膜２のうち第２部分２ｂにトリミング溝６を刻設するというトリミングを行う。
【００２８】
このトリミングが完了すると、前記素材基板１１の表面全体に、図１４に示すように、ガラス又は耐熱性合成樹脂によるカバーコート４を形成し、このカバーコート４の表面に、図１５に示すように、感光性のレジスト膜１８を形成し、このレジスト膜１８に、図１６に示すように、予め後述する抜き孔７のパターンを形成したホォトマスク１９を使用して焼き付け露光したのち、図１７に示すように、現像し、そして、前記カバーコート４のうちレジスト膜１８にて覆われていない部分をエッチングにて除去したのち、前記レジスト膜１８を除去するというホォトリソを行うことにより、図１８に示すように、前記カバーコート４のうち各電極３の箇所に、当該電極３の一部を露出する抜き孔７を穿設する。
【００２９】
次いで、前記各電極３のうち前記抜き孔７内の部分に、金メッキ層８を無電解メッキ等にて形成したのち、前記各抜き孔７内に、図１９に示すように、錫又は半田等の導電性ペースト２０をスクリーン印刷等にて充填し、その溶融温度より高い温度に加熱したのち冷却することにより、前記各抜き孔７内に、電極３に接合したバンプ５を、図２０に示すように、カバーコート１０の表面より突出するように形成する。
【００３０】
そして、前記素材基板１１を、各絶縁体１の相互間における縦方向の境界線Ａ１及び横方向の境界線Ａ２に沿ってダイシングカッターにて切断して、図２１に示すように、各絶縁体１ごとに分割することにより、前記図１及び図２に構造の薄膜型抵抗器を得ることができるのである。
【００３１】
次に、図２２〜図２５は、第２の実施の形態を示す。
【００３２】
この第２の実施の形態は、各絶縁体１に抵抗膜２を形成するまでは、前記第１の実施の形態と同じであるが、その後において、素材基板１１の表面全体に、図２２に示すように、カバーコートとして耐熱性合成樹脂による感光性レジスト膜４′を、当該レジスト膜４′にて抵抗膜２及各電極３の全体を覆うように形成し、このレジスト膜４′、図２３に示すように、予め抜き孔７のパターンを形成したホォトマスク１９を使用して焼き付け露光したのち現像することにより、図２４に示すように、このレジスト膜４′のうち前記各電極３の箇所に、当該電極３の一部を露出する抜き孔７を穿設し、次いで、前記各電極３のうち前記抜き孔７内の部分に、前記第１の実施の形態と同様に、金メッキ層８を形成したのち、前記各抜き孔７内に錫又は半田等の導電性ペーストをスクリーン印刷等にて充填し、その溶融温度より高い温度に加熱したのち冷却することにより、図２５に示すように、前記各抜き孔７内に、電極３に接合したバンプ５を、前記レジスト膜４′の表面より突出するように形成するものである。
【００３３】
すなわち、この第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態おけるカバーコート４を、耐熱性合成樹脂による感光性レジスト膜４′にして、これに対するパターンの焼き付け・現像によって、バンプ５を設けるための抜き孔７を形成するものであり、前記第１の実施の形態に比べて、カバーコートに加えて感光性レジスト膜を形成すること、及び、焼き付け・現像後においてエッチング処理することを省略できる。
【００３４】
なお、前記各実施の形態は、抵抗膜２の両端に対する電極３に、バンプ５を設けて、このバンプ５にて、プリント基板等に対して半田接合するように構成した場合であったが、本発明は、これに限らず、図２６の第３の実施の形態のように、絶縁体１の左右端面に、導電性ペーストによる側面電極５′を、前記電極３に電気的に導通するように設けて、この側面電極５′にて、プリント基板等に対して半田接合するように構成した場合にも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による薄膜型抵抗器の拡大縦断正面図である。
【図２】図１の一部切欠底面図である。
【図３】前記薄膜型抵抗器の製造に使用する素材基板を示す斜視図である。
【図４】図１のIV−IV視拡大断面図である。
【図５】前記素材基板の表面に抵抗膜用薄膜と電極用薄膜とを形成した拡大断面図である。
【図６】前記素材基板の表面に電極形成用のレジスト膜を形成した拡大断面図である。
【図７】前記図６のレジスト膜に焼き付け露光している状態を示す拡大断面図である。
【図８】前記図６のレジスト膜を現像した状態を示す拡大断面図である。
【図９】前記素材基板に電極を形成した状態を示す斜視図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ視拡大断面図である。
【図１１】前記素材基板の表面に抵抗膜形成用のレジスト膜を形成した拡大断面図である。
【図１２】前記素材基板に抵抗膜を形成した状態を示す斜視図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII視拡大断面図である。
【図１４】前記素材基板の表面にカバーコートを形成した拡大断面図である。
【図１５】前記図１４のカバーコートに抜き孔形成用のレジスト膜を形成した拡大断面図である。
【図１６】前記図１５のレジスト膜に焼き付け露光している状態を示す拡大断面図である。
【図１７】前記図１５のレジスト膜を現像した状態を示す拡大断面図である。
【図１８】前記図１４のカバーコートに抜き孔を穿設した状態を示す拡大断面図である。
【図１９】前記抜き孔に導電性ペーストを充填した状態を示す拡大断面図である。
【図２０】前記抜き孔にバンプを形成した状態を示す拡大断面図である。
【図２１】前記素材基板を各絶縁体ごとに切断した状態を示す拡大断面図である。
【図２２】本発明の第２の実施の形態による薄膜型抵抗器の製造に際して素材基板の表面にレジスト膜を形成した状態を示す縦断正面図である。
【図２３】前記図２２のレジスト膜に焼き付け露光している状態を示す拡大断面図である。
【図２４】前記図２２のレジスト膜に抜き孔を穿設した状態を示す拡大断面図である。
【図２５】前記抜き孔にバンプを形成した状態を示す拡大断面図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態による薄膜型抵抗器の拡大縦断正面図である。
【符号の説明】
１チップ型絶縁体
２抵抗膜
３電極
４カバーコート
５バンプ
６トリミング溝
７抜き孔
８金メッキ層

Claims

耐熱絶縁体の表面に，抵抗膜と，その両端に対する電極と，前記抵抗膜及び電極の全体を覆うカバーコートとを形成して成る薄膜型抵抗器において，
前記抵抗膜を，タンタルによる薄膜にする一方，前記電極をニッケル・銅合金による薄膜にして前記抵抗膜における両端の表面に重ねて形成し，この電極の表面にバンプを，前記カバーコートを貫通してその表面により突出するように設けたことを特徴とする薄膜型抵抗器の構造。
前記請求項１において，前記カバーコートを，感光性を有するレジストにしたことを特徴とする薄膜型抵抗器の構造。