JP7469570B2 - 抵抗器、その製造方法及び抵抗器を備えた装置 - Google Patents
抵抗器、その製造方法及び抵抗器を備えた装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7469570B2 JP7469570B2 JP2023540265A JP2023540265A JP7469570B2 JP 7469570 B2 JP7469570 B2 JP 7469570B2 JP 2023540265 A JP2023540265 A JP 2023540265A JP 2023540265 A JP2023540265 A JP 2023540265A JP 7469570 B2 JP7469570 B2 JP 7469570B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- resistor
- electrode
- resistance
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 19
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N cuprous oxide Chemical compound [O-2].[Cu+].[Cu+] KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/22—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C1/00—Details
- H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C1/00—Details
- H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
- H01C1/142—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors the terminals or tapping points being coated on the resistive element
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/04—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/06—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material including means to minimise changes in resistance with changes in temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/18—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material comprising a plurality of layers stacked between terminals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
Description
本発明は、高精度抵抗器及び感熱抵抗器等の抵抗器、抵抗器の製造方法及び抵抗器を備えた装置に関する。
各種産業分野において、温度を検知するために感熱抵抗器としてサーミスタの温度センサが用いられている。しかしながら、感熱抵抗器としてのサーミスタの示す抵抗値は、サーミスタの構成材料や材料の混合比、製造条件及び大きさ等に依存している。そのため、サーミスタが示す抵抗値は、ばらつきが生じやすい。
そこで、サーミスタが示す抵抗値のばらつきを補正して、ばらつきを少なくするため、レーザー照射やサンドブラスト法によって、サーミスタの電極面やサーミスタ本体の一部を削ってトリミングする方法が採られている。
また、高精度抵抗器等は高精度の電流センサ等に応用されている。
また、高精度抵抗器等は高精度の電流センサ等に応用されている。
ところで、例えば、医療分野において、小型で高精度の温度センサに用いられるサーミスタは、低い抵抗値のものが要求されている。この場合、低い抵抗値に起因してサーミスタに接続される配線パターンの抵抗が影響し、サーミスタの特性カーブがずれてしまうという問題が発生する。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、小型で高精度であって、信頼性の高い抵抗器、その製造方法及び抵抗器を備えた装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態による抵抗器は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板に形成された端子電極と、前記絶縁性基板上に形成され、前記端子電極に接続されるとともに、抵抗値調整用パターンを有し、前記端子電極に近い領域のパターンが前記端子電極から遠い領域のパターンより低抵抗である下部電極と、前記端子電極に近い領域のパターンを含んで前記下部電極上に形成された抵抗体と、前記抵抗体上に形成され、前記下部電極と対向するように配置される上部電極と、を具備することを特徴とする。
かかる発明によれば、小型で高精度であって、信頼性の高い抵抗器を提供することができる。なお、抵抗器は、特性にかかわらず抵抗体を備えていればよく、単に電気的な抵抗を有するもの、負の温度係数又は正の温度係数を有するサーミスタ等が含まれる。
本発明の実施形態による抵抗器を備えた装置は、前記抵抗器が備えられていることを特徴とする。
本発明の実施形態による抵抗器を備えた装置は、前記抵抗器が備えられていることを特徴とする。
抵抗器は、医療分野、自動車等の車載機器や家電機器等の高精度の制御が必要な各種装置に好適に備えられ適用することができる。格別適用される装置が限定されるものではない。
本発明の実施形態による抵抗器の製造方法は、前記上部電極は複数のパターンが予め用意されていて、複数のパターンの前記上部電極から所望のパターンの前記上部電極を選択して抵抗値を調整する工程と、前記下部電極の抵抗調整用パターンを切断して抵抗値を調整する工程と、を含んでいることを特徴とする。
本発明の実施形態によれば、小型で高精度であって、信頼性の高い抵抗器、その製造方法及び抵抗器を備えた装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係る抵抗器について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、抵抗器を示す平面図であり、図２は、図１中、Ｘ－Ｘ線に沿う断面図であり、図３は、抵抗器における下部電極を示す平面図である。図４は、下部電極、抵抗体及び上部電極を示す平面図並びにこれらを重ね合わせて抵抗器を構成した場合の平面図を示している。なお、各図では、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１及び図２に示すように、抵抗器１０は、絶縁性基板１と、端子電極２と、下部電極３と、抵抗体６と、上部電極７とを備えている。抵抗器１０は、絶縁性基板１上に下部電極３が形成され、下部電極３上に抵抗体６が積層され、抵抗体６上に上部電極７が積層されて構成されている。
抵抗器１０は、本実施形態においては、感熱抵抗器であり、薄膜サーミスタである。なお、抵抗器は、特性にかかわらず抵抗体を備えていればよく、単に電気的な抵抗を有するもの、負の温度係数又は正の温度係数を有するサーミスタ等が含まれる。
抵抗器１０は、略直方体形状に形成されており、横の寸法が０．８ｍｍ、縦の寸法が０．４ｍｍであり、総厚寸法が５０μｍ程度である。形状及び寸法は、特段制限されるものではなく、用途に応じて適宜選定することができる。
絶縁性基板１は、略長方形状をなしていて、絶縁性のジルコニア、窒化ケイ素、アルミナ又はこれらの少なくとも１種の混合物等のセラミック材料を用いて形成されている。この絶縁性基板１は厚み寸法が１００μｍ以下、具体的には、１０μｍ～１００μｍ、好ましくは８０μｍ以下に薄型化されて形成されている。また、絶縁性基板１の一面（表面）上には、絶縁膜１１が成膜されて形成されている。高感度の温度センサとして使用する場合は基板の厚みを薄くする必要があるが抵抗器として使用する場合はこの限りでない。
端子電極２は、図示しないリード線が接続される略長方形状のパターンであり、絶縁性基板１上の一端側に一対形成されている。下部電極３が電気的に接続される部分であり、所定の間隔を有して対向するように配置されている。詳しくは、一対の端子電極２は、金属薄膜をスパッタリング法によって成膜して形成されるものであり、その金属材料には、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属やこれらの合金、例えば、Ａｇ－Ｐｄ合金等が適用される。
下部電極３は、図３を併せて参照して示すように絶縁性基板１上に形成された電極パターンとしての配線パターンであり、端子電極２に電気的に接続される。また、下部電極３は、第１の電極パターン４と、第２の電極パターン５とを備えていて、第１の電極パターン４及び第２の電極パターン５は、抵抗体６に電気的に接続される。
第１の電極パターン４は、接続パターン４１、主電極パターン４２及び抵抗調整用パターン４３を有している。接続パターン４１は、端子電極２側に形成されて端子電極２に接続される略矩形状のパターンである。接続パターン４１は、他端側へ延び主電極パターン４２に電気的に接続されている。主電極パターン４２は絶縁性基板１の幅方向、すなわち、長手方向と直交する方向に略矩形状に形成されたパターンであり、接続パターン４１とともに比較的広い面積を有している。
抵抗調整用パターン４３は、トリミング用のパターンであり、レーザトリミングによってこのパターンを適宜カット（切断）して抵抗値を調整し、各抵抗器１０が示す抵抗値のばらつきを小さくして補正する。
抵抗調整用パターン４３は、ラダー状に形成されており、主電極パターン４２の両側から長手方向に向かって形成された支柱部４３１と、支柱部４３１から内側に幅方向に向かって形成された複数の横桟部（ラダー部）４３２とからなっている。具体的には、横桟部４３２は、片側４本ずつで合計８本設けられている。各横桟部４３２（４３２ａ～４３２ｈ）は、対となるように対向して配置されており、また、各横桟部４３２は、長さ寸法や幅寸法が異なっており、その面積が異なるように形成されている。
詳しくは、図示（図３）上、対向する左側の横桟部４３２（４３２ａ、４３２ｃ、４３２ｅ、４３２ｇ）は、右側の横桟部４３２（４３２ｂ、４３２ｄ、４３２ｆ、４３２ｈ）より内側方向の長さ寸法が短く、さらに、左側の横桟部４３２及び右側の横桟部４３２における各側の長手方向の幅寸法が異なるように形成されている。つまり、全体的には端子電極２側から離れ、端子電極２から遠い横桟部４３２の領域の面積は、端子電極２側に近い横桟部４３２の領域の面積より狭くなるように形成されている。換言すれば、端子電極２側に近い横桟部４３２の領域の面積は、端子電極２から遠い横桟部４３２の領域の面積より広くなるように形成されている。また、横桟部４３２の領域の面積の変化は、端子電極２側に近い横桟部４３２の領域から、遠い横桟部４３２の領域に従い段階的に漸次狭くなるようになっている。例えば、横桟部４３２ｈの面積は、他の横桟部４３２の各面積より広く、横桟部４３２ｅの面積は、横桟部４３２ａ～４３２ｄの各面積より広く形成されている。
第２の電極パターン５は、接続パターン５１、主電極パターン５２を有している。接続パターン５１は、第１の電極パターン４の接続パターン４１と対をなし、接続パターン４１と同様に、端子電極２側に形成されて端子電極２に電気的に接続される略矩形状のパターンである。
接続パターン５１は、若干他端側へ延び主電極パターン５２に電気的に接続されている。主電極パターン５２は絶縁性基板１の幅方向に略矩形状に形成されたパターンであり、接続パターン５１とともに比較的広い面積を有している。また、主電極パターン５２は、第１の電極パターン４における主電極パターン４２と所定の絶縁距離を有して対向していて、第１の電極パターン４の主電極パターン４２と接続パターン４１とによって囲まれるように配置されている。
下部電極３は、金属薄膜をスパッタリング法によって成膜して形成されるものであり、その金属材料には、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属やこれらの合金、例えば、Ａｇ－Ｐｄ合金等が適用される。
以上のような下部電極３は、端子電極２に近い領域のパターンが端子電極２から離れた遠い領域のパターンより面積が広く、低い抵抗値となるように構成されている。つまり、端子電極２に近い領域のパターンは面積が広く低抵抗となっており、端子電極２から離れた遠い領域のパターンは面積が狭く高抵抗となっている。したがって、抵抗器１０の特性において、下部電極３による配線抵抗の影響を抑制することが可能となる。
図４は、下部電極３、抵抗体６及び上部電極７を重ね合わせて積層し、抵抗器１０を構成した場合を示している。図４（ａ）は下部電極３のパターンを示し、（ｂ）は抵抗体６のパターンを示し、（ｃ）は上部電極７のパターンを示している。また、（ｄ）はこれらを重ね合わせて積層して抵抗器１０を構成した状態を示している。
図１及び図２において、図４を併せて参照して示すように抵抗体６は、抵抗膜であり感熱薄膜である。具体的には、負の温度係数を有する酸化物半導体からなるサーミスタの薄膜である。抵抗体６は、略長方形状に形成されていて、前記下部電極３の上に、スパッタリング法によって成膜されている。詳しくは、第１の電極パターン４の主電極パターン４２及び抵抗調整用パターン４３を含み、第２の電極パターン５の主電極パターン５２を含んで被覆するように積層されている。
抵抗体６は、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）等の遷移金属元素の中から選ばれる２種あるいはそれ以上の元素から構成され、スピネル構造を有する複合金属酸化物を主成分として含むサーミスタ材料で構成される。また、特性向上等のために副成分が含有されていてもよい。主成分、副成分の組成及び含有量は、所望の特性に応じて適宜決定することができる。
なお、抵抗体の材料としては、金属酸化物（例えば、ＲｕＯ２、ＳｎＯ、ＺｎＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ、ＮｉＯ等）、金属窒化物（ＴａＮ等）や金属皮膜（ＮｉＣｒ等）を用いることができる。
サーミスタの材料としては、金属酸化物(例えばマンガン、ニッケル、鉄、コバルト、銅、シリコン、及びアルミニウム等の２種あるいはそれ以上の元素から構成される複合酸化物)、金属窒化物(例えばＴａ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＳｉ等の金属窒化物及び２種あるいはそれ以上の元素から構成される複合窒化物を用いることができる。
上部電極７は、電極パターンとしての配線パターンであり、下部電極３と対向するように抵抗体６の上に、スパッタリング法によって成膜され、下部電極３とで抵抗体６をサンドイッチ状態で挟むように形成されていて、抵抗体６に電気的に接続されている。また、上部電極７は、トリミングパターン７１と、下部電極３の抵抗調整用パターン４３と対向する対向パターン７２とを備えている。トリミングパターン７１は比較的広い面積を有しており、したがって、端子電極２に近いトリミングパターン７１の領域が端子電極２から離れた遠い対向パターン７２の領域より面積が広く、低い抵抗値となるように構成されている。
詳しくは、上部電極７は、抵抗体６の略長方形状の領域内で対向するとともに下部電極３における第１の電極パターン４の主電極パターン４２及び抵抗調整用パターン４３を含み、第２の電極パターン５の主電極パターン５２を含んで被覆するように積層されている。トリミングパターン７１は、略四角形状であり、端子電極２側の一部（図４（ｃ）上、右下側角部）が切欠かれたパターンとなっていて、下部電極３の第１の電極パターン４における主電極パターン４２及び第２の電極パターン５における主電極パターン５２に対向している。また、対向パターン７２は、左右のパターンを有し、端子電極２から離れて遠くなる程、その領域の面積が狭くなるように階段状に形成されている。加えて、左右のパターンの面積は異なっていて、例えば、左側のパターンより右側のパターンの領域の面積が広くなるように形成されている。対向パターン７２は、下部電極３の第１の電極パターン４における抵抗調整用パターン４３に対向している。
上部電極７は、下部電極３と同様に金属薄膜をスパッタリング法によって成膜して形成されるものであり、その金属材料には、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属やこれらの合金等が適用される。
再び、図２に示すように抵抗体６が形成された領域を覆うように保護膜８が形成されている。保護膜８は、上部電極７、抵抗体６、下部電極３を覆うとともに、少なくとも下部電極３と端子電極２との接続部を覆うように形成されている。また、保護膜８は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等をスパッタリング法によって成膜して形成したり、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス及びホウケイ酸鉛ガラス等を印刷法によって形成したりすることができる。
以上のような本実施形態よる抵抗器１０は、抵抗器１０が示す抵抗値のばらつきを補正して、その抵抗値を調整することができる。具体的には、抵抗器１０における抵抗値の調整は、後述するように下部電極３と上部電極７との対向面積の調整によって行われる。また、上部電極７は複数のパターンが予め用意されている。したがって、抵抗値の調整は、抵抗調整用パターン４３を適宜カットして抵抗値を調整すること、及び複数のパターンの上部電極７から所望のパターンの上部電極７を選択して抵抗値を調整することによって行われる。
また、この場合、下部電極３において、端子電極２に近い領域のパターンが端子電極２から離れた遠い領域のパターンより面積が広く、低い抵抗値となるように構成されている。したがって、抵抗器１０の特性において、下部電極３による配線抵抗の影響を抑制することができる。
さらに、上部電極７においても端子電極２に近いトリミングパターン７１の領域が端子電極２から離れた遠い対向パターン７２の領域より面積が広く、低い抵抗値となるように構成されているので、抵抗器１０の特性において、上部電極７による配線抵抗の影響を抑制することが可能となる。
次に、本実施形態の抵抗器１０の詳細な構成について製造方法、具体的にはトリミングによる抵抗値の調整方法を含めて図５乃至図９を参照して説明する。図５は、抵抗器の各部の温度を示すグラフであり、図６は、下部電極と上部電極との対向面積の関係を示す説明図であり、図７は、下部電極と上部電極との対向面積の変化による抵抗値の変化率を示すグラフである。また、図８は、複数のパターンの上部電極を示す平面図であり、図９は、上部電極のパターンを選択して抵抗値を調整する方法を示す説明図である。
図５は、抵抗器１０における端子電極２にリード線を接続し、通電して各部の温度抵抗特性を測定した結果から温度誤差を換算したデータを示している。横軸は測定温度［℃］を示し、縦軸は温度誤差［℃］を示している。「要求ΔＴ」は抵抗器の要求仕様による温度であり、「素子ΔＴmax」は抵抗体の温度の最大値、「素子ΔＴst」は抵抗体の温度の標準値、「素子ΔＴmin」は抵抗体の温度の最小値である。また、「＋配線ΔＴmax」は配線パターンを考慮した抵抗器の温度の最大値、「＋配線ΔＴst」は同抵抗器の温度の標準値、「＋配線ΔＴmin」は同抵抗器の温度の最小値である。
なお、最大値及び最小値は特性のばらつきを考慮した換算値であり、このときのリード線等の配線抵抗の影響は無視している。
なお、最大値及び最小値は特性のばらつきを考慮した換算値であり、このときのリード線等の配線抵抗の影響は無視している。
この結果から、本実施形態の抵抗器１０における抵抗体６の温度及び配線パターンを考慮した抵抗器６の温度は、略要求仕様による温度内に入っており、要求仕様による温度との誤差が少ないことが分かる。したがって、要求仕様による抵抗－温度の特性カーブとのずれが少なく高精度の抵抗器１０が実現できることが確認できる。これは、端子電極２に近い領域の配線パターンが端子電極２から離れた遠い領域の配線パターンより面積が広く、低い抵抗値となるように構成されているので、抵抗体６の抵抗値に与える配線抵抗の影響を抑制することができることに起因していると考えられる。
図６は、下部電極と上部電極との対向面積の変化における一例を示している。具体的には、下部電極３と上部電極７との対向面積は、下部電極３の横桟部４３２ａの部位について最小面積Ｓとすると、横桟部４３２ｂの部位は最小面積Ｓの２倍、横桟部４３２ｃの部位は最小面積Ｓの４倍、横桟部４３２ｄの部位は最小面積Ｓの８倍、横桟部４３２ｅの部位は最小面積Ｓの１６倍、横桟部４３２ｆの部位は最小面積Ｓの３２倍、横桟部４３２ｇの部位は最小面積Ｓの６４倍、横桟部４３２ｈの部位は最小面積Ｓの１２８倍となっている。つまり、最小面積Ｓに対し、２ｎ（ｎ＝１，２，３・・・）倍となるように下部電極３と上部電極７との対向面積が設定されている。この下部電極３の抵抗値調整用パターン４３における複数の横桟部（ラダー部）と上部電極３との対向面積の関係を一般化すると、対向面積の最小面積をＳとしｎを整数とすると、対向面積Ｓｎは、Ｓｎ＝Ｓ×２ｎの関係となる。
このような下部電極４と上部電極７との対向面積の関係において、例えば、適宜横桟部４３２ｂをＢ－Ｂ線に沿ってカットして通電を遮断してトリミングしたり、横桟部４３２ｅをＥ－Ｅ線に沿ってカットして通電を遮断してトリミングしたりして、抵抗値を調整することができる。この場合、トリミングにより横桟部４３２をカットする態様の組み合わせは２５６通りとなり、２５６通りの抵抗値の調整が可能となる。
このような抵抗値の調整において、図７を参照してトリミングによる抵抗値の変化率について説明する。図７は抵抗値の変化率を示すグラフであり、横軸は２５６通りの抵抗値の変化を変化率の小さい順にプロットするものであり、縦軸は抵抗値の変化率を示している。
図７に示すように抵抗値の変化率が略直線状になることが確認できる。したがって、横桟部４３２をカットする態様の組み合わせにより、抵抗値の調整を直線的に行うことが可能となる。
次に、図８を参照して上部電極７の複数のパターンについて説明する。図８は、上部電極７の複数のパターンの例を示している。この複数のパターンは予め用意されているスパッタリング法等による成膜パターンであり、抵抗値の調整のため複数のパターンの中から選択して形成する。
図８（ａ）は上部電極７におけるトリミングパターン７１の面積が広い態様を示し、（ｂ）はトリミングパターン７１の右下側角部の所定領域が切欠かれ面積が狭くなる態様を示し、（ｃ）及び（ｄ）に従い切欠かれた領域が狭くなりトリミングパターン７１の面積が広くなる態様を示している。したがって、トリミングパターン７１の面積が広い態様の順序は、図示上、図８（ａ）、（ｄ）、（ｃ）、（ｂ）の態様の順となる。
このように上部電極７の面積の異なる複数のパターンから、選択的に成膜して上部電極７を形成することにより抵抗値の粗調整が可能となる。
このように上部電極７の面積の異なる複数のパターンから、選択的に成膜して上部電極７を形成することにより抵抗値の粗調整が可能となる。
続いて、図９を参照して上部電極７の複数のパターンの中から選択して抵抗値を調整する方法について説明する。図９（ａ）は基準パターンの上部電極７が形成されている場合を示し（図８（ｃ）相当のパターン）、図９（ｂ）は基準パターンの上部電極７に対し、トリミングパターン７１の面積が広いパターンが選択された場合を示し（図８（ａ）相当のパターン）、図９（ｃ）は基準パターンの上部電極７に対し、トリミングパターン７１の面積が狭いパターンが選択された場合を示している（図８（ｂ）相当のパターン）。
したがって、例えば、図９（ｂ）のパターンでは、基準パターンに対し、抵抗値を２０％低くすることができ、図９（ｃ）のパターンでは、基準パターンに対し、抵抗値を１０％高くすることができ、抵抗値を高い方向にも低い方向にも調整することができる。
なお、上部電極７のパターンの選択は、図３を併せて参照して示すように、上部電極７を選択して形成する前に、端子電極２間の抵抗値、すなわち、下部電極３の第１の電極パターン４と第２の電極パターン５との間の抵抗値を測定し、上部電極７を形成した後の抵抗値を予測して行う。
以上のような抵抗器１０の抵抗値の調整方法は、上部電極７は複数のパターンが予め用意されていて、複数のパターンの上部電極７から所望のパターンの上部電極７を選択して抵抗値を調整する工程と、下部電極３の抵抗調整用パターン４３を切断して抵抗値を調整する工程とを含んでいる。
上記抵抗器１０は、医療分野、自動車等の車載機器や家電機器等の高精度の制御が必要な各種装置に好適に備えられ適用することができる。格別適用される装置が限定されるものではない。
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
また、本発明の抵抗器を電流センサとして適用する場合は、端子を４端子構造にするとより正確に電流値を計測可能となる。温度測定する場合も同様に端子を４端子構造にするとより正確に温度計測可能となる。
１・・・・絶縁性基板
１１・・・絶縁膜
２・・・・端子電極
３・・・・下部電極
４・・・・第１の電極パターン
４１・・・接続パターン
４２・・・主電極パターン
４３・・・抵抗調整用パターン
４３２・・横桟部（ラダー部）
５・・・・第２の電極パターン
５１・・・接続パターン
５２・・・主電極パター
６・・・・抵抗体
７・・・・上部電極
７１・・・トリミングパターン
７２・・・対向パターン
８・・・・保護膜
１０・・・抵抗器
１１・・・絶縁膜
２・・・・端子電極
３・・・・下部電極
４・・・・第１の電極パターン
４１・・・接続パターン
４２・・・主電極パターン
４３・・・抵抗調整用パターン
４３２・・横桟部（ラダー部）
５・・・・第２の電極パターン
５１・・・接続パターン
５２・・・主電極パター
６・・・・抵抗体
７・・・・上部電極
７１・・・トリミングパターン
７２・・・対向パターン
８・・・・保護膜
１０・・・抵抗器
Claims (11)
- 絶縁性基板と、
前記絶縁性基板に形成された端子電極と、
前記絶縁性基板上に形成され、前記端子電極に接続されるとともに、抵抗値調整用パターンを有し、前記端子電極に近い領域のパターンが前記端子電極から遠い領域のパターンより低抵抗である下部電極と、
前記端子電極に近い領域のパターンを含んで前記下部電極上に形成された抵抗体と、
前記抵抗体上に形成され、前記下部電極と対向するように配置される上部電極と、
を具備することを特徴とする抵抗器。 - 前記抵抗体は、金属酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
- 前記抵抗体は、金属窒化物であることを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
- 前記抵抗体は、金属皮膜であることを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
- 前記抵抗体は、薄膜サーミスタであることを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
- 上部電極は、前記端子電極に近い領域のパターンが前記端子電極から遠い領域のパターンより低抵抗であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の抵抗器。
- 前記下部電極における抵抗調整用パターンは、対となるように対向して配置された複数のラダー部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
- 前記複数のラダー部の面積は、それぞれ異なっていることを特徴とする請求項７に記載の抵抗器。
- 前記抵抗値調整用パターンにおける複数のラダー部と前記上部電極とは対向するように配置され、前記複数のラダー部と前記上部電極との対向面積の関係は、対向面積の最小面積をＳとしｎを整数とすると、対向面積Ｓｎは、Ｓｎ＝Ｓ×２ｎの関係となることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の抵抗器。
- 請求項１に記載された抵抗器が備えられていることを特徴とする抵抗器を備えた装置。
- 請求項１に記載の抵抗器の製造方法であって、
前記上部電極は複数のパターンが予め用意されていて、複数のパターンの前記上部電極から所望のパターンの前記上部電極を選択して抵抗値を調整する工程と、
前記下部電極の抵抗調整用パターンを切断して抵抗値を調整する工程と、
を含んでいることを特徴とする抵抗器の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021129738 | 2021-08-06 | ||
| JP2021129738 | 2021-08-06 | ||
| PCT/JP2022/028612 WO2023013455A1 (ja) | 2021-08-06 | 2022-07-25 | 抵抗器、その製造方法及び抵抗器を備えた装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2023013455A1 JPWO2023013455A1 (ja) | 2023-02-09 |
| JP7469570B2 true JP7469570B2 (ja) | 2024-04-16 |
Family
ID=85155591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023540265A Active JP7469570B2 (ja) | 2021-08-06 | 2022-07-25 | 抵抗器、その製造方法及び抵抗器を備えた装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240266093A1 (ja) |
| JP (1) | JP7469570B2 (ja) |
| KR (1) | KR20240037253A (ja) |
| CN (1) | CN117730380A (ja) |
| DE (1) | DE112022003850T5 (ja) |
| WO (1) | WO2023013455A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001006903A (ja) | 1999-06-18 | 2001-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サーミスタおよびその抵抗値調整方法 |
| JP2018139240A (ja) | 2017-02-24 | 2018-09-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 薄膜サーミスタ及びその製造方法 |
| JP2019135457A (ja) | 2018-02-05 | 2019-08-15 | 三菱マテリアル株式会社 | 温度センサ |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52129960A (en) * | 1976-04-23 | 1977-10-31 | Hitachi Ltd | Method of making thickkfilm elements |
| JPS5585001A (en) * | 1978-12-22 | 1980-06-26 | Hitachi Ltd | Sandwich type thick film thermistor |
| JPS5661002U (ja) * | 1979-10-17 | 1981-05-23 | ||
| JPS63187303A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-02 | Fuji Facom Corp | 監視・制御装置の入出力切換制御装置 |
| JPS63187303U (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-30 | ||
| JP2001035705A (ja) | 1999-07-16 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サーミスタ素子およびその製造方法 |
| JP2003173901A (ja) | 2001-09-28 | 2003-06-20 | Ishizuka Electronics Corp | 薄膜サーミスタ及びその抵抗値調整方法 |
| JP2017092232A (ja) | 2015-11-10 | 2017-05-25 | 三菱マテリアル株式会社 | 電子デバイス及びその製造方法 |
-
2022
- 2022-07-25 US US18/291,566 patent/US20240266093A1/en active Pending
- 2022-07-25 JP JP2023540265A patent/JP7469570B2/ja active Active
- 2022-07-25 DE DE112022003850.0T patent/DE112022003850T5/de active Pending
- 2022-07-25 CN CN202280052368.5A patent/CN117730380A/zh active Pending
- 2022-07-25 KR KR1020247002876A patent/KR20240037253A/ko unknown
- 2022-07-25 WO PCT/JP2022/028612 patent/WO2023013455A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001006903A (ja) | 1999-06-18 | 2001-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サーミスタおよびその抵抗値調整方法 |
| JP2018139240A (ja) | 2017-02-24 | 2018-09-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 薄膜サーミスタ及びその製造方法 |
| JP2019135457A (ja) | 2018-02-05 | 2019-08-15 | 三菱マテリアル株式会社 | 温度センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117730380A (zh) | 2024-03-19 |
| US20240266093A1 (en) | 2024-08-08 |
| KR20240037253A (ko) | 2024-03-21 |
| DE112022003850T5 (de) | 2024-05-16 |
| WO2023013455A1 (ja) | 2023-02-09 |
| JPWO2023013455A1 (ja) | 2023-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7524337B2 (en) | Method for the manufacture of electrical component | |
| US5896081A (en) | Resistance temperature detector (RTD) formed with a surface-mount-device (SMD) structure | |
| JP6096918B2 (ja) | 温度プローブおよび温度プローブの製造方法 | |
| US10788377B2 (en) | Sensor element and method for producing a sensor element | |
| US20220357214A1 (en) | Sensor Element and Method for Producing a Sensor Element | |
| US20100117784A1 (en) | Resistance thermometer | |
| JP6988585B2 (ja) | センサ素子及びこれを備えたガスセンサ | |
| KR100324098B1 (ko) | Ｎｔｃ 써미스터 및 칩형의 ｎｔｃ 써미스터 | |
| KR20180047411A (ko) | 저항 소자 및 저항 소자 어셈블리 | |
| JP7469570B2 (ja) | 抵抗器、その製造方法及び抵抗器を備えた装置 | |
| JP2007115938A (ja) | 薄膜サーミスタ | |
| JP2003173901A (ja) | 薄膜サーミスタ及びその抵抗値調整方法 | |
| JP2008251611A (ja) | 薄型複合素子及びその製造方法 | |
| US20160155546A1 (en) | Thermistor element | |
| JP5029885B2 (ja) | 薄膜サーミスタ素子及びその製造方法 | |
| US10839990B2 (en) | Chip resistor manufacturing method, and chip resistor | |
| CN115985601A (zh) | 一种热敏电阻及其制造方法 | |
| JPH07320915A (ja) | チップ型ネットワーク抵抗器 | |
| JP2024008184A (ja) | ひずみゲージ | |
| JP2020106348A (ja) | サーミスタ及びこれを備えるガスセンサ | |
| CN114207746A (zh) | Ntc热敏电阻元件 | |
| JPH11258067A (ja) | サーフェイス・マウント・デバイスで構成された抵抗温度デテクタおよびその製造方法 | |
| JPH03154302A (ja) | 薄膜温度センサの製造方法 | |
| JPS587072B2 (ja) | コウデンガタポテンシヨメ−タ− ト ソノセイゾウホウホウ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230720 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20230720 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231102 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231221 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240329 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240404 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7469570 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |