JP4051783B2 - ジャンパー抵抗器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子回路、特に高密度配線回路等に使用されるジャンパー抵抗器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、従来のジャンパー抵抗器について、図面を参照しながら説明する。
【0003】
図5は従来のジャンパー抵抗器の断面図である。
【0004】
図5において、1は絶縁性のアルミナ等からなる基板である。2は基板1の上面の側部に設けられたAg等の金属からなる一対の一次上面電極層である。3は基板1の上面に両端部が一対の一次上面電極層2と重なるように設けられたAg等の金属からなる二次上面電極層である。4は少なくとも二次上面電極層3を覆うように設けられたガラス等からなる保護層である。5は少なくとも一対の一次上面電極層2と電気的に接続するように基板1の側面に設けられたAg等からなる側面電極層である。6は少なくとも側面電極層5を覆うように設けられたNiめっき層である。7はNiめっき層6を覆うように設けられたはんだめっき層である。
【0005】
以上のように構成された従来の抵抗器について、以下にその製造方法を説明する。
【0006】
まず、絶縁性のアルミナ等からなる基板1の上面の側部に、スクリーン印刷でAg等の金属材料を印刷し、約850℃で焼成して一対の一次上面電極層2を形成する。次に、基板1の上面に両端部が一対の一次上面電極層2と重なるようにAg等の金属材料を印刷し、約850℃で焼成して二次上面電極層3を形成する。次に、二次上面電極層3の上面にガラスコートを施して保護層4を形成する。次に、一次上面電極層2と電気的に接続するように、少なくとも一対の一次上面電極層2と両端部が重なるように基板1の側面に導電性樹脂材料を印刷し、約150〜250℃で硬化させて一対の側面電極層5を形成する。最後に、一対の側面電極層5を覆うようにめっき処理によりNiめっき層6およびはんだめっき層7を形成して、従来のジャンパー抵抗器を製造していたものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、二次上面電極層3にAg等の金属からなる材料を使用しているため、このジャンパー抵抗器を硫化雰囲気のような腐食性の強い雰囲気中で使用すると、大気中の硫黄とAg等の金属とが反応し、例えばAgSのようなものが形成される。これにより、二次上面電極層3が腐食され、数十mΩである抵抗値が高くなるなど、抵抗値が変化するという課題を有していた。特に、このジャンパー抵抗器を回路基板上にはんだ付けで実装するとき、はんだ付け時の熱によるストレスのため、Niめっき層6およびはんだめっき層7と保護層4との間に隙間が生じることがあり、この隙間から二次上面電極層3が腐食されることがあった。
【0008】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、硫化雰囲気のような腐食性の強い雰囲気中においても抵抗値が変化することなく、信頼性を向上させることができるジャンパー抵抗器を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、基板と、前記基板の上面に設けられたAg系の金属からなる一次上面電極層と、少なくとも前記一次上面電極層を覆うように設けられたAu系の金属からなる二次上面電極層と、前記二次上面電極層の上面に設けられた保護層とを備え、前記二次上面電極層を、少なくともAuもしくはAu−Pt−Pdを含有する金属有機化合物により構成するとともに、この二次上面電極層の層厚を1〜5μmの範囲に設定したものである。
【0010】
この構成により、硫化雰囲気のような腐食性の強い雰囲気中においても抵抗値が変化することなく信頼性を向上させることができるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、基板と、前記基板の上面に設けられたAg系の金属からなる一次上面電極層と、少なくとも前記一次上面電極層を覆うように設けられたAu系の金属からなる二次上面電極層と、前記二次上面電極層の上面に設けられた保護層とを備え、前記二次上面電極層を、少なくともAuもしくはAu−Pt−Pdを含有する金属有機化合物により構成するとともに、この二次上面電極層の層厚を1〜5μmの範囲に設定したもので、この構成によれば、二次上面電極層にAu系の金属からなる材料を使用しているため、硫化雰囲気のような腐食性の強い雰囲気中においても抵抗値が変化しないという作用を有するものであり、また、二次上面電極層を、少なくともAuもしくはAu−Pt−Pdを含有する金属有機化合物により構成しているため、この金属有機化合物のペーストを用いて印刷・焼成することにより二次上面電極層を形成した場合、焼成後の層厚が薄く形成されることになり、そしてこの印刷・焼成工程を複数回繰り返すことによって、層厚の微調整ができ、所定の層厚を形成することができるとともに、さらに、二次上面電極層は層厚を1μm以上としているため、一次上面電極層に含有されるAgと二次上面電極層に含有されるAuと相互拡散による二次上面電極層の層厚の薄型化も抑えることができ、これにより、ピンホールをほとんど発生させることなく、二次上面電極層の層厚を確保することができるため、一次上面電極層を確実に覆うことができ、また、この二次上面電極層は層厚を5μm以下としているため、比抵抗の関係で抵抗値が上がるのも確実に抑制することができるという作用を有するものである。
【0012】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1におけるジャンパー抵抗器について、図面を参照しながら説明する。
【0013】
図1は本発明の実施の形態1におけるジャンパー抵抗器の断面図である。
【0014】
図1において、11は絶縁性を有するアルミナ等からなる基板である。12は基板11の上面に設けられたガラスフリットを含有するAg系の金属からなる一次上面電極層である。13は少なくとも一次上面電極層12を覆うように設けられたAu系の金属からなり、層厚が約3μmである二次上面電極層である。14は二次上面電極層13の上面に設けられたフェノールエポキシ系樹脂等からなる保護層である。15は二次上面電極層13における保護層14で覆われていない露出部分を覆うように設けられたNiめっき層である。16はNiめっき層15を覆うように設けられたはんだめっき層である。このNiめっき層15およびはんだめっき層16は、このジャンパー抵抗器をはんだ付けでプリント基板等に実装する際、はんだ付け強度をより向上させることができるものである。
【0015】
以上のように構成されたジャンパー抵抗器について、以下、その製造方法について図面を参照しながら説明する。
【0016】
図2(a)〜(d)は本発明の実施の形態1におけるジャンパー抵抗器の製造方法を示す工程図である。
【0017】
まず、図2(a)に示すように、アルミナ等の絶縁性材料からなる基板21の上面にガラスフリットを含有するAg系の厚膜グレーズ材料をスクリーン印刷し、ベルト式連続焼成炉によって約850℃の温度で焼成して、一次上面電極層22を形成する。
【0018】
次に、図2(b)に示すように、一次上面電極層22を覆うようにAuまたはAu系の金属有機化合物ペースト、例えばAu−Pt−Pdを含有するペーストをスクリーン印刷し、850℃の温度で焼成して、層厚が約3μmである二次上面電極層23を形成する。この層厚は、ペースト材料、印刷回数等を調整することにより、所定の厚さに設定されるものであり、1〜5μmの層厚が好ましい。層厚が1μmより薄い場合、一次上面電極層22に含有されるAgと二次上面電極層23に含有されるAuとが相互拡散するため、二次上面電極層23の層厚がさらに薄くなり、二次上面電極層23の層厚を確保することが難しくなる。また、この層厚が5μmより厚くなると、比抵抗の関係で抵抗値が上がることがあるため、好ましくない。さらに二次上面電極層23にAuもしくはAu−Pt−Pdを含有する金属有機化合物を使用しているため、この金属有機化合物ペーストを用いて二次上面電極層23を印刷・焼成して形成する場合、印刷時の層厚に対して焼成後の層厚が薄く形成される。例えば印刷時に約10μmの層厚であっても、焼成後には約0.5μmの層厚となり、この印刷・焼成工程を複数回繰り返すことによって、層厚の微調整ができ、所定の層厚を形成することができるものである。
【0019】
次に、図2(c)に示すように、二次上面電極層23の上面にこの上面の側部を除いてフェノールエポキシ系の樹脂ペーストをスクリーン印刷し、約200℃の温度で硬化して、保護層24を形成する。
【0020】
最後に、図2(d)に示すように、保護層24に覆われていない二次上面電極層23の側部の上面に保護層24と密着するように、バレルめっき等によりNiめっき層25およびはんだめっき層26を形成し、本発明のジャンパー抵抗器を製造するものである。
【0021】
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2におけるジャンパー抵抗器について、図面を参照しながら説明する。
【0022】
図3は本発明の実施の形態2におけるジャンパー抵抗器の断面図である。
【0023】
図3において、31は絶縁性を有するアルミナ等からなる基板である。32は基板31の上面に設けられたガラスフリットを含有するAg系の金属からなる一次上面電極層である。33は基板31の下面の側部に設けられたガラスフリットが含有されたAg系の金属からなる一対の下面電極層である。34は少なくとも一次上面電極層32を覆うように設けられたAu系の金属からなり、層厚が約3μmである二次上面電極層である。35は二次上面電極層34の上面に設けられたフェノールエポキシ系樹脂等からなる保護層である。36は二次上面電極層34および下面電極層33と電気的に接続するように基板31の側面に設けられたNi系の導電樹脂等からなる一対の側面電極層である。37は少なくとも二次上面電極層34の保護層35に覆われていない露出部分と側面電極層36および下面電極層33を覆うように設けられたNiめっき層である。38はNiめっき層37を覆うように設けられたはんだめっき層である。このNiめっき層37およびはんだめっき層38は、このジャンパー抵抗器をはんだ付けでプリント基板等に実装する際、はんだ付け強度をより向上させることができるものである。
【0024】
以上のように構成されたジャンパー抵抗器について、以下、その製造方法について図面を参照しながら説明する。
【0025】
図4(a)〜(e)は本発明の実施の形態2におけるジャンパー抵抗器の製造方法を示す工程図である。
【0026】
まず、図4(a)に示すように、アルミナ等の絶縁性材料からなる基板41の上面にガラスフリットを含有するAg系の厚膜グレーズ材料をスクリーン印刷し、ベルト式連続焼成炉によって約850℃の温度で焼成して、一次上面電極層42を形成する。同様に、基板41の下面の側部にガラスフリットを含有するAg系の厚膜グレーズ材料により一対の下面電極層43を形成する。
【0027】
次に、図4(b)に示すように、一次上面電極層42を覆うようにAuまたはAu系の金属有機化合物ペースト、例えばAu−Pt−Pdを含有するペーストをスクリーン印刷し、850℃の温度で焼成して、層厚が約3μmである二次上面電極層44を形成する。この層厚は、ペースト材料、印刷回数等を調整することより、所定の厚さに設定されるものであり、1〜5μmの層厚が好ましい。層厚が1μmより薄い場合、一次上面電極層42に含有されるAgと二次上面電極層44に含有されるAuとが相互拡散するため、二次上面電極層44の層厚がさらに薄くなり、二次上面電極層44の層厚を確保することが難しくなる。また、この層厚が5μmより厚くなると、比抵抗の関係で抵抗値が上がることがあるため、好ましくない。さらに二次上面電極層44にAuもしくはAu−Pt−Pdを含有する金属有機化合物を使用しているため、この金属有機化合物ペーストを用いて二次上面電極層44を印刷・焼成して形成する場合、印刷時の層厚に対して焼成後の層厚が薄く形成される。例えば印刷時に約10μmの層厚であっても、焼成後には約0.5μmの層厚となり、この印刷・焼成工程を複数回繰り返すことによって、層厚の微調整ができ、所定の層厚を形成することができるものである。
【0028】
次に、図4(c)に示すように、二次上面電極層44の上面にこの上面の側部を除いてフェノールエポキシ系の樹脂ペーストをスクリーン印刷し、約200℃の温度で硬化して、保護層45を形成する。
【0029】
次に、図4(d)に示すように、二次上面電極層44と下面電極層43と電気的に接続するように基板41の側面にNi系の導電樹脂電極ペーストをローラ転写印刷し、約180℃の温度で硬化して一対の側面電極層46を形成する。側面電極層46に、Ni系の導電樹脂材料を用いているため、側面電極層46を印刷後に高温で焼成する必要がなく、低温で硬化することができ、高温による抵抗値の変化を抑制することができるものである。また、側面電極層46をNi−Cr系の金属材料をスパッタリング工法により形成しても、同様の効果が得られるものである。
【0030】
最後に、図4(e)に示すように、少なくとも二次上面電極層44の保護層45に覆われていない露出部分と側面電極層46および下面電極層43を覆うようにバレルめっき等によりNiめっき層47およびはんだめっき層48を形成し、本発明のジャンパー抵抗器を製造するものである。
【0031】
以上のように構成され、かつ製造されたジャンパー抵抗器について、以下、実際の特性を従来のジャンパー抵抗器と比較して説明する。
【0032】
従来のジャンパー抵抗器と本発明の実施の形態2におけるジャンパー抵抗器とのそれぞれについて、腐食雰囲気放置試験を実施した。このときの抵抗値変化率を測定した結果を(表1)に示す。
【0033】
(表1)は、従来のジャンパー抵抗器と本発明の実施の形態2におけるジャンパー抵抗器とを各20個ずつ、硫黄分3%、塩素分5%が含まれた、油と蒸留水とが混在する温度96℃の雰囲気中で1000時間放置する腐食雰囲気放置試験を実施した結果を示したものである。
【0034】
【表1】
【0035】
(表1)より、本発明の実施の形態2におけるジャンパー抵抗器の抵抗値変化率は、最大でも0.06%と小さく、断線に至るものは皆無であった。それに対し、従来のジャンパー抵抗器の抵抗値変化率は、最小でも28.9%変化し、過半数のものが断線したことがわかる。これにより、本発明の実施の形態2におけるジャンパー抵抗器の抵抗値変化率は、従来のジャンパー抵抗器の抵抗値変化率よりも小さく、硫化雰囲気のような腐食性の強い雰囲気中においても、抵抗値が変化することのない信頼性の高いジャンパー抵抗器が得られるものである。
【0036】
なお、本発明の実施の形態1および2では、保護層をフェノールエポキシ系樹脂材料で形成したものについて説明したが、ホウケイ酸鉛ガラス材料で保護層を形成しても同様の効果が得られる。また、Niめっき層、はんだめっき層を設けることにより、このジャンパー抵抗器をプリント基板等に実装する場合、実装ランドとの接続面積を確保することができるため、実装時の信頼性を向上させることができるものである。
【0037】
【発明の効果】
以上のように本発明のジャンパー抵抗器は、Ag系の金属からなる一次上面電極層を覆うように設けられたAu系の金属からなる二次上面電極層を備えているため、硫化雰囲気のような腐食性の強い雰囲気中においても、従来のように二次上面電極層が腐食されるということはなく、これにより、抵抗値が変化することもなく、信頼性を向上させることができる。また、二次上面電極層を、少なくともAuもしくはAu−Pt−Pdを含有する金属有機化合物により構成しているため、この金属有機化合物のペーストを用いて印刷・焼成することにより二次上面電極層を形成した場合、焼成後の層厚が薄く形成されることになり、そしてこの印刷・焼成工程を複数回繰り返すことによって、層厚の微調整ができ、所定の層厚を形成することができるとともに、さらに、二次上面電極層は層厚を1μm以上としているため、一次上面電極層に含有されるAgと二次上面電極層に含有されるAuと相互拡散による二次上面電極層の層厚の薄型化も抑えることができ、これにより、ピンホールをほとんど発生させることなく、二次上面電極層の層厚を確保することができるため、一次上面電極層を確実に覆うことができ、また、この二次上面電極層は層厚を5μm以下としているため、比抵抗の関係で抵抗値が上がるのも確実に抑制することができる という優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1におけるジャンパー抵抗器の断面図
【図2】 (a)〜(d)同製造方法を示す工程図
【図3】 本発明の実施の形態2におけるジャンパー抵抗器の断面図
【図4】 (a)〜(e)同製造方法を示す工程図
【図5】 従来のジャンパー抵抗器の断面図
【符号の説明】
11,21,31,41 基板
12,22,32,42 一次上面電極層
13,23,34,44 二次上面電極層
14,24,35,45 保護層
36,46 側面電極層
Claims (1)
- 基板と、前記基板の上面に設けられたAg系の金属からなる一次上面電極層と、少なくとも前記一次上面電極層を覆うように設けられたAu系の金属からなる二次上面電極層と、前記二次上面電極層の上面に設けられた保護層とを備え、前記二次上面電極層を、少なくともAuもしくはAu−Pt−Pdを含有する金属有機化合物により構成するとともに、この二次上面電極層の層厚を1〜5μmの範囲に設定したジャンパー抵抗器。
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