JPS61136202A - 小型・非誘導性層状抵抗の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 厚膜の抵抗物質をシルクスクリーニングで基板上に形成
した非誘導性層状抵抗は公知である。例えば、米国特許
第３８５８．１４７号は円筒形基板上にシルクスクリー
ンされた薄層物質の蛇行パター／を教示している。他の
例として英国特許第１３１４．３８８号は円筒形基板上
にジグザグ状に抵抗物質をシルクスクリーンにより形成
することを教示している。

シルクスクリーニングによって蒸着された抵抗物質にレ
ーザーによって溝を切って蛇行状抵抗を形成することも
公知である。これは例えば平らな厚膜抵抗に関して行な
われ、レーザーで溝を切る前に抵抗上の膜が溶かされる
。米国特許第４，１５９，４５９号は蛇行した非誘導性
のパターンにレーザーで切られた薄膜の円筒形抵抗を教
示している。

基板上の抵抗層をレーザーで切る際、２本又はそれ以上
の平行で隣り合う除去部を設け、除去された抵抗物質又
は残りの抵抗物質の間の間隙が１本の除去部のみの場合
よりも広くなる区域を作るのが共通のやり方でちる。出
願人が仰る限り、こうした平行な除去部は同じ長さであ
る。

平板状又は円筒形の高電圧用非誘導性層状抵抗もまた公
知である。しかしながら、こうした抵抗は比較的大形で
ある。これは、電圧破壊即ち隣接する起伏の間の橋絡（
短絡）を防止するのに適切な間隙中を保持する必要があ
るからである。

発明の要約 本発明によると、平板状１円筒形その他の形状の基板に
抵抗層被覆が形成され、その後、蛇行状その他の形とは
識別できるジグザグ状の非誘導性パターンを有する除去
されない残存部分を作るように、レーザーを用いて抵抗
被覆の一部を除去する。こうして作られた層状抵抗は高
電圧用に使われる。ジグザグ状・ξターンの隣接する頂
点の間の間隙は充分広いので、これら頂点の間又はパタ
ーンの他の部分の間に電圧破壊や点弧が生じることかな
い。

上述の方法及びパターンのため、得られた高電圧用抵抗
は、同じ電圧容量を有する従来の非誘導性層状抵抗より
もずっと小型になる。更に、重要なことは、高電圧用抵
抗を製造するのに要するレーザ一時間が、ジグザグ状で
はなく蛇行状のパターンを切る場合に比べて短いことで
ある。

好ましい実施例によると、互いに階段状をなす平行な除
去部をレーザーで作ることによって・ｅターンが生じる
。隣接する除去部は漸進的に長く又は短くなる。したが
って、抵抗のなす線には段状　　　　　　！の側部があ
ることになる。隣接するジグとジグとの間の区域は三角
形であり、図に示されているように、二等辺三角形又は
直角（その他の）三角形をなす。

抵抗層のジグザグ線は、フルクスクリーニングのみを採
用する場合よりも実質的に広くならないようにしうるし
、そうするのが好ましい。

線の巾は間隙の巾（ジグザグ線の隣接する頂点の間の距
離）に対して３Ａ〜１の範囲内にある。抵抗体が最も小
型化されるのは、線の巾が間隙の巾の％のときである。

定義 本発明において、「蛇行状」という語は、広い意味では
なく狭い意味で使われておシ、抵抗線の隣接する長さく
アーム）が頂点の部分を除いて互いに平行である抵抗層
パターンを表わす。

「ジグザグ状」という語は、抵抗線の隣り合う長さくジ
グ及びジグと呼ばれるアーム）が平行ではなく角度をな
すことを表わす。

「線」という語は、電流が流れる抵抗層の細片を表わす
。

「間隙」という語は、すでに述べたように、ジグザグ状
の線の隣接する頂点と頂点との間の間隔を表わす。

実施例 本発明の層状抵抗は平板状９円筒形その他の形をとり得
る。説明を簡単にするために、図には平板状のものが示
されている。平板状９円筒形その他（例えば楕円形）の
どのような形であろうと、各抵抗は終端部や保護体など
を備えている。終端部や保護体の典型的な例は米国特許
第３８５ａ１４７号の要素２３．．２４．２６．２７．
２８″Ｔ：ある。該特許は円筒形の抵抗に関するもので
はあるが、同じ終端部や保護体を平板状抵抗に採用する
ことは可能であり、終端膜２３．２４（上記特許の第８
図）及びエンドキャップ２６（同第９図）が円筒形では
なく平板状となる点が異なるだけである。公知の他の終
端部や保護体を採用することもできる。

第１図及び第２図において（第２図の抵抗は第１図の抵
抗を少し縮小したものである）、第１段階として、所望
の大きさと形の基板１０を用意し、その上を抵抗物質の
層で被覆する。図示の基板１゜は四角であり、電気絶縁
体で作られている。好ましくは、このような絶縁体は酸
化アルミニウムのような適当な耐熱セラミックがよい。

抵抗物質は厚膜で、基板１０上にフルクスクリーニング
によって形成されるのが好ましい。例えば米国特許第３
、８８Ｑ　６０９号に開示された装置及び方法によって
、基板１０の一面上に上記の厚膜が形成される。この後
、ガラス地の導電性合成金属酸化物から成る合成酸化物
抵抗物質のような層が、上記米国特許に述べられている
ように、焼成され溶融される。

次の段階は、被覆された基板を適当なレーザー装置内に
置くことである。レーザーは米国特許第４３８８、４６
１号に示されている。

この次に、このレーザーを使って、ジグザグ状の線に沿
って存在する抵抗層を残し、その他の全ての被覆を基板
から除去する。この線は数字１１で示されている。

線１１の形成は、ジグザグ線の隣り合うジグとジグの間
から、除去区域の細長い部分を次第に長く、その後次第
に短く除去することによって行われる。

この除去区域はレーザービームで打れて浴けた抵抗層の
蒸発によって作り出される。例えば、第１図の左下側を
みると、レーザーで最初に除去される部分１２は比較的
短い。その次に除去される部分１３はそれより長く、以
下それに続く除去部１４．１５゜１６、１７は全て順に
長くなっている。その後、レーザーで除去される１８．
１９．２０．２１．２２の部分は順に短くなっていく。

これら各除去部は基板１０の下端から延びている。

その結果、抵抗物質をレーザーで除去した後の段付きの
二等辺三角形又はピラミッド形ができる。

レーザーによって抵抗物質は完全に除去されるので、第
２図に示されているように、基板１０は抵抗層が設けら
れていなかったかのように露出される。

各三角形又はピラミッドは基部即ち基板の下縁のところ
が広く、基部から上端へ向って（二等辺三角形の等辺に
沿って段状に）チーノー付けされている、即ち収束して
いる。その後、最も狭い点（この場合にはレーザーによ
る除去部の最も内側の端部１７）に到達する。

後に述べる直角三角形の場合を除いて、好ましくは三角
形は中心軸即ち除去部１７の軸に関して対称である。つ
まり、一番外側の除去部１２・２２は同じ長さであり、
以下同様に除去部１３・２１．その隣りの１４・２０．
・・・・・・も同じ長さである。

基板１０の上縁を基部とする逆三角形を形成するため、
別の除去部がその後に施こされる。例えば、次のレーザ
ーによる除去部２３は除去部２２と対向し、基板１０の
下縁ではなく上縁から延びる。その後、段々と長くなる
除去部が上縁から施こされて、除去区域２４−２８が形
成された麦、段々と短くなる除去部が上縁から施こされ
て除去区域２９−３３が形成される。（除去部の移動方
向は重要ではない。単に説明と図示のために、上記の除
去部の方向を述べたにすぎない。） レーザーによる除去部２３−３３によって形成された三
角形又はピラミッドは、除去部１２−２２によって形成
されたのと同じであることが好ましい。ただし、上縁と
下縁から逆の方向に延びている点が異なっている。

線１１のジグとジグとを所望の数だけ作るために、基板
上の他の部分に更にレーザーによる除去部が施こされる
。こうした除去部はそれぞれ除去部１２−２２及び２３
−３３に対応したものであシ、したがって図にはそのよ
うに番号付けされている。

図示のように、レーザーで除去された区域である三角形
又はピラミッドはインターリーズ状であって、ジグとジ
グ１１α、　ｌｌｊ、　１１Ｃ・・・・・・を画定する
。線１１のジグとジグは頂点区域２９α、３０α、３１
α。

・・・・・・で交叉する。こうした頂点は最も長い除去
部１７、２８．・・・・・・と基板１０の上縁又は下縁
との間にある。

説明のため、第１図及び第２図に示された抵抗の左端が
高電圧側であると仮定する。第１図の左上の端からジグ
１１αに沿って頂点２９αへ、その後上向きにジグｌｌ
ｊに沿って頂点３０αへ、さら忙下向きにジグ１１Ｃに
沿って頂点３１αへ、と進むにつれて、電圧降下は徐々
にしかも直線的に増加していく。最大の電圧降下はジグ
ザグ線１１の隣り合う頂点（例えば２９αと３１αと）
の間に生じる。隣り合う２個の頂点の間には上述の間隙
（第１図にＧで示されている）が存在する。

ジグ１１αとジグ１１ｂとの間隔は、例えば頂点２９α
へ近づくにつれて階段状に徐々に減少する。図示されて
いるように、レーザーによる除去部２６・３０の内側部
分はその間にある除去部と重なシ合い、間隔Ｇよりも狭
い間隙を作る。しかしながら、レーザーによる除去部２
６・３０の内側部分に隣接する線状区域の間の電圧降下
は、間隔Ｇでの電圧降下よりもずっと小さいので・、上
記の重な）合いは何等害にはならない。

後述するように抵抗に高電圧が印加されても線１１に沿
ってどこにも絶対に絶縁破壊が起きないようにするのに
必要な間隔以上には、ジグとジグとの間を広くしない。

この点は蛇行形抵抗と好対照をなすものであって、蛇行
形抵抗では均一な巾の間隔によって平行な線状部分が分
離されている。

こうした蛇行形抵抗は、所定の印加電圧に対して、本発
明のジグザグ形抵抗よりもずっと長くなる。

そのため、本発明の抵抗の方が蛇行形抵抗よりもかなり
小型化される。

本発明の小型な抵抗は極めて好ましい低インダクタンス
特性を備えている。これは、各ジグとそれに隣り合うジ
グとの間の角度が充分に小さいので、そこを反対方向に
流れる電流が有効にインダクタンスを打ち消すからであ
る。

極めて重要なことは、レーザー装置が非常に高価である
ために生産コストの重要なファクタとなるレーザーの使
用時間を本発明は大巾に減らすことができる。例えば、
パターンがジグザグではなく蛇行である場合、レーザー
による除去部１２−１６及び１８−２２は図示の中央の
除去部１７と同じ長さであった。一方、本発明では、例
えば外側の除去部１２・２２は中央の除去部１７の長さ
のほんの数分の−にすぎない。

抵抗の線（図示の実施例では符号１１）の巾は、頂点以
外の領域でははソ間隔Ｇと等しいかその半分までの領域
（最大の巾でＧまで）内にあるのが　　　　　！好まし
い。第１図では線１１の中は頂部の部分を除いてＧの６
０％前麦である。後述する第３図では、線の巾は同図の
間隔Ｇ′よりもわずかに太きい。

基板を最大限に小型化するためには、線の巾を該間隔の
５０％にとる。

再び第１図において、反対方向の除去部の隣シ合う端部
は、抵抗の軸に平行な線に沿って終っている。例えば、
除去部１８と２４（又は１９と２５等）は仮想の同じ水
平線ところ終つそいる。したがって、線の両側の縁部は
水平方向には実質上同じ点で「ステップ」することにな
る。このことは図示のように線全体がステップすること
を意味する。その結果、線は実質的に均一な巾となる。

ピラミッド又は三角形の高さが基板の縁に垂直であるこ
とは必須ではない。（例えば、基板が円筒状であるとき
、レーザーによる全ての除去部は、基板の軸と一致する
軸をもつ同じラセンに沿うことになる。基板はその軸の
回りに回転され、レーザービームは抵抗薄膜が完全に除
去される所望の実質上三角形又はピラミッド形区域を作
るようにオン・オフされる。米国特許第３．８５ａ１４
７号の第１図に示されるような間隙１３に対応する、基
板上に露出された線がこうして作られる。）レーザーは
ビームが収束されたＹＡＧレーザー装置であることが好
ましい。例えばビームの直径は０、０３７　ｍｔｘ　（
ｉ，５ミル）である。該レーザー装置はある値ずつビー
ムを横方向にずらし、第１図の平行な除去部をそれぞれ
作っていく。これには、台や支持部又はビーム発生器を
物理的に移動させることは必ずしも必要でなく、その代
シに光学的にビームをシフトさせる。多くの場合あまり
望ましくはないが、ビームの横へのシフトを台の移動、
マスキング等によって行ってもよい。（ビームの直径は
上記の値以外でもよく、例えば０．０５ｍｍ（２ミル）
の直径のビームを使うことができる。）０、　Ｏｌｍ　
（０，４ミル）ずつビームをシフトさせる特定の装置を
使うものとすると、ビーム径が０．０３７ｖｘ　（ｉ，
５ミル）の場合、それぞれの除去部を作るのに装置は三
度のシフトを行う。したがって、抵抗層を完全に除去し
且つ確実に絶縁破壊が起きないようにするために、隣り
合う除去部の間に０．００７５　ｒｎｒｎ　（０，３ミ
ル）の重なり合う部カテきる。

第１図の上方の３２αで示される部分がそれである。

第１図の場合、間隔Ｇの間に９個の除去部が設けられて
いる。つまり、これらの除去部が０．２６５ｍｍ（ｉ０
，，６ミル）の間隙を作る。この結果でき上った抵抗が
第２図に示されている。０．０２５ｍｍ　（ｉミル）当
シの電圧負荷は２０ボルトを越えてはならない。

つまり、間隔Ｇが０．２６５＋ｍ（ｉ０，６ミル）であ
る既述の特定の実施例では、電圧負荷は２００ボルト前
置を越えてはならない。このような電圧負荷は高圧抵抗
に必要とされる電圧負荷の低い方にあり、間隔Ｇは通常
は０．２６５　ｍｍ　（ｉ０，６ミル）よりも大きい。

そのため、０．０２５翼１Ｉ（ｉミル）当）２０ボルト
を越えないなら、一層大きな電圧を印加しうる。

本発明は高効率、小型、安定な非誘導性抵抗パターンを
提供する。レーザーの連続的な通過によって抵抗層を除
去し、Ｖ型の即ちジグザグ状の抵抗路を形成する。レー
ザーはＹ方向に即ち基板の水平な縁に垂直に０．０３７
龍（ｉ，５ミル）その他の所望の巾の径路を除去する。

レーザーの作動には始点と終点があシ、Ｘ方向即ち水平
方向に各除去部が割出しされるにつれて、段状又はスロ
ープの付いた縁部を作るのにレーザーは適している。こ
の発明により、最適な高圧特性が許容される。なぜなら
、隣シ合う線の部分の間の電圧負荷が漸増しているから
である。これは、・ぐターンが蛇行状の場合のような、
レーザーによる除去部が平行且つ等長の場合と対比され
る。

各線の部分即ち各ジグ１１α、１１Ｃと各ジグｌｌｊの
角度はレーザーによる除去部の高さく長さ）によって決
定される。第１図及び第２図（又は後述の第３図）に関
して述べられた抵抗よりもずっと広い抵抗を作るために
は、それぞれの除去部の長さを所定係数だけ増すのが必
要になるにすぎない。

線の部分の間の絶縁を増すには、除去部の数を増やすと
か、レーザービームの直径を増すとかすればよい。

線の巾を調整するためには、抵抗の一方の縁から延びる
除去部と他方の縁から延びている除去部との間隔を水平
方向に増したり減らしたりすればよい。例えば、第１図
に関しては、ジグ１１αの甲を増すためには、除去部２
２を作り終ってから除去部２３を作り始めるまでに、ビ
ームを横方向にもつと大きく偏位させればよい。各除去
部は比較的短く、除去部の巾つまりレーザービームの直
径の少なくとも５０倍、１００倍、またはそれ以上の長
さを有する。

第３図には、二等辺三角形ではなく直角三角形をなす抵
抗が第１図と第２図の中間の縮尺で示されている。二等
辺三角形でも直角三角形でもない形も可能である。この
点を除いては、第３図の実施例は第１図及び第２図の実
施例と同じである。

すでに指摘したように、直角三角形の実施態様が好まし
い。抵抗を一層小型化するために、線の巾は間隔Ｇ′（
第３図）よりわずかに大きくする代シに半分前後とする
のが良く、この点を除いては第３図に図示されたものが
推奨される。

実施例には、傾斜したジグ３６と垂直なジグ３７とが交
互に存在する。直角三角形の斜辺にあたるジグ３６は両
縁に沿って均一な段状をなすが、直角三角形の高さに相
当するジグ３７は段を持たず、直線状で平行な縁をなす
。第３図の実施例の利点は、ジグとジグとの間の間隔の
変化が他の実施例よりも頻繁で直線的だということであ
る。

第３図の左側に示されているように、左から右へと次第
に長さが減るわずかに重な９合つたレーザー除去部３８
−４８が平行に設けられている。これらのレーザー除去
部は基板１０の下縁から延びている。この隣りに次第に
長さが増す除去部５１−６１が基板の上縁から下向きに
設けられる。これらの除去部３８−４８又は５１−６１
は直角三角形を画定し、必要な回数反復されて所望の長
さと電圧容量の高圧抵抗を形成する。

第１図よりも第３図の方が各ジグ及びジグに対しずっと
多くの段を有している。また各段はレーザービーム１本
分の巾の除去部である。こうして、第３図の実施例は第
１図のものよりも、隣り合うジグとジグとの間に直線的
で且つ電圧に関係した間隔を達成している。

要するに、全実施例とも、多くの応用に極めて要望され
ている安定で実用的で精度がよく小型な高圧抵抗を達成
する。

レーザーによる除去が開始される前に基板全体を抵抗性
被覆で覆っておくことは必ずしも必要ではない。例えば
、抵抗が円筒形の場合、シルクスクリーニングの期間中
、軸方向の間隙は印刷されないままにしておいてよい。

これまで詳細に述べてきた事項は図示と説明のためのみ
に提示されたと理解されるべきであって、本発明の精神
及び範囲を限定するのは特許請求の範囲のみである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で採用されているレーザーによる除去
を示す拡大平面図であって、抵抗層とレーザーによる除
去部とは平らな基板に対して示されている。 第２図は、第１図に図示されたレーザーによる除去から
得られた抵抗層ノミターンの拡大率を小さくした平面図
である。 第３図は、本発明によるレーザー除去の第２の好ましい
実施例を示す平面図である。 １０・・・基　板　　　　　１１・・・ジグザグ状の線
１２−３３・・・除去部　　　２９α、３０α、　３１
α・・・頂点３１−４８・・・除去部　　　３６・・・
ジ　グ３７・・・ザ　グ　　　　　５１−６１・・・除
去部（外５名） ＋１−３３　　＋　　Ｐｐ表押 ｊり　：　ｔ゛り１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）絶縁基板上に抵抗物質の被覆を設ける工程と
   、 （ｂ）レーザービームを使つて前記被覆を部分的に除去
   して残りの被覆部分に前記基板上に前記抵抗物質のジグ
   ザグ線を形成させるとともに、前記ジグザグ線の各ジグ
   が、隣接するザグに向つて充分小さな角度で収束し、も
   つて各ジグを流れる電流とそれに隣接するザグを流れる
   電流との間でインダクタンスを打ち消させるように、前
   記のレーザーによる除去が行われる工程と から成る高圧用非誘導性層状抵抗の製造方法。 ２、前記（ｂ）の工程が （ｉ）前記被覆を細長く除去して前記除去部に前記基板
   を部分的に露出させる工程と （ｉｉ）前記除去部と実質的に平行で長さが異なる別の
   除去部をレーザーで形成し、該別の除去部に前記基板を
   部分的に露出させる工程と、 （ｉｉｉ）前記（ｉ）及び（ｉｉ）の工程を除去部の長
   さを異ならせて反復し、この反復の期間中、レーザービ
   ームの位置及び除去部の長さを前記抵抗物質のジグザグ
   線を作るように選択するとともに、レーザービームの位
   置及び除去部の長さを前記ジグザグ線の各ジグとそれに
   隣接するザグとの間の区域が実質的に三角形を成すよう
   に選択する工程とから成る特許請求の範囲第１項記載の
   抵抗の製造方法。