JPS6323305A - 高安定性積層フィルム抵抗器およびその製造方法 - Google Patents
高安定性積層フィルム抵抗器およびその製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C3/00—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids
-
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- H01C17/22—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming
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-
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属フィルム抵抗器、特に絶縁基体に堆積した
２または３層以上の金属フィルムを有する抵抗器に関す
るもので、この場合少なくとも２種の異なる金属組成物
を層の順序に交互に堆積する。積層抵抗フィルム構造に
おいて、交互に堆積する金属組成物は抵抗フィルムのＴ
ＣＲおよびＴＣＲ勾配を制御する技術を提供する。
２または３層以上の金属フィルムを有する抵抗器に関す
るもので、この場合少なくとも２種の異なる金属組成物
を層の順序に交互に堆積する。積層抵抗フィルム構造に
おいて、交互に堆積する金属組成物は抵抗フィルムのＴ
ＣＲおよびＴＣＲ勾配を制御する技術を提供する。
一般に、金属フィルム抵抗器は、金属合金組成物を絶縁
基体上に単一ターゲーット スパッタリングし、この生
成スパッター基体を空気中において約３００ ”Ｃで熱
処理することによって作られる。
基体上に単一ターゲーット スパッタリングし、この生
成スパッター基体を空気中において約３００ ”Ｃで熱
処理することによって作られる。
一般に、セラミック コアまたはセラミック チップが
基体として用いられている。抵抗フィルムとしでは、一
般にニッケルおよびクロム、並びに少量割合で用いられ
る他の金属を含む合金が使用されている。スパッターま
たは蒸発ＮｉＣｒ合金は堆積抵抗フィルムとして広く用
いられている。
基体として用いられている。抵抗フィルムとしでは、一
般にニッケルおよびクロム、並びに少量割合で用いられ
る他の金属を含む合金が使用されている。スパッターま
たは蒸発ＮｉＣｒ合金は堆積抵抗フィルムとして広く用
いられている。
所望ＴＣＲは抵抗フィルムを熱処理して得られる。
熱処理に対する時間および温度の範囲は、通常、抵抗器
の所望抵抗温度係数（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｅｆ
ｆｔｃｉｅｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）（ＴＣ
Ｒ）と相関関係にある。熱処理中、基体に被着された抵
抗フィルムの大部分における結晶が生長し、結晶が大き
くなるにつれて、ＴＣＲは高くなる。しかしながら、熱
処理中、金属フィルムの表面上の結晶が破壊し。
の所望抵抗温度係数（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｅｆ
ｆｔｃｉｅｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）（ＴＣ
Ｒ）と相関関係にある。熱処理中、基体に被着された抵
抗フィルムの大部分における結晶が生長し、結晶が大き
くなるにつれて、ＴＣＲは高くなる。しかしながら、熱
処理中、金属フィルムの表面上の結晶が破壊し。
表面酸化が生じ、その区域においてＴＣＲが低くなる。
抵抗器を作るプロセスに対する熱処理のほかに、結晶生
長を金属フィルムの大部分において促進させるために、
多くの抵抗器の場合にＴＣＲを高くする。ＴＣＲをあま
り高くしないようするために、汚染物をスパッタリング
プロセスに導入できる。
長を金属フィルムの大部分において促進させるために、
多くの抵抗器の場合にＴＣＲを高くする。ＴＣＲをあま
り高くしないようするために、汚染物をスパッタリング
プロセスに導入できる。
同時に、反応スパッタリングをＴＣＲ制御に用いること
ができる。しかしながら、ＴＣＲだけが制御され、ＴＣ
Ｒ勾配は制御できない。
ができる。しかしながら、ＴＣＲだけが制御され、ＴＣ
Ｒ勾配は制御できない。
抵抗器応用分野における金属フィルム システムに対す
る従来技術の１つの問題は、ＴＣＲ勾配が制御できない
ことである。抵抗器を制作するＴＣＲ勾配を制御する場
合、操作を温度にあまり依存しないようにし、安定にす
る。実際上、０（ゼロ）のＴＣＲおよび０（ゼロ）のＴ
ＣＲ勾配が望ましい。
る従来技術の１つの問題は、ＴＣＲ勾配が制御できない
ことである。抵抗器を制作するＴＣＲ勾配を制御する場
合、操作を温度にあまり依存しないようにし、安定にす
る。実際上、０（ゼロ）のＴＣＲおよび０（ゼロ）のＴ
ＣＲ勾配が望ましい。
ＴＣＲ勾配を制御し、ＴＣ［？をファクターの全範囲に
わたって０（ゼロ）に近づけるために、異なる材料組成
の金属フィルムを堆積することが効果的であることを見
出した。本発明は従来の金属フィルム抵抗器より有意に
高い安定度を有し、かつ従来の金属フィルム抵抗器より
有意に高い抵抗（Ω／□）を有する積層金属フィルム抵
抗器に指向する。
わたって０（ゼロ）に近づけるために、異なる材料組成
の金属フィルムを堆積することが効果的であることを見
出した。本発明は従来の金属フィルム抵抗器より有意に
高い安定度を有し、かつ従来の金属フィルム抵抗器より
有意に高い抵抗（Ω／□）を有する積層金属フィルム抵
抗器に指向する。
英国特許第１５８６８５７号明細書には抵抗器分野にお
ける金属フィルム システムが記載されており、この場
合反対符号の抵抗温度係数を有する２層の絶縁性金属が
使用されている。
ける金属フィルム システムが記載されており、この場
合反対符号の抵抗温度係数を有する２層の絶縁性金属が
使用されている。
本発明の目的は、２０００〜１５０００Ω／□のシート
抵抗の有する高安定性で高抵抗の金属フィルム抵抗器を
提供することである。
抵抗の有する高安定性で高抵抗の金属フィルム抵抗器を
提供することである。
本発明の他の目的は、良好な温度特性および高安定性を
示すと共に、従来の抵抗フィルムより高い抵抗を生ずる
抵抗フィルム システムを提供することである。
示すと共に、従来の抵抗フィルムより高い抵抗を生ずる
抵抗フィルム システムを提供することである。
また、本発明の他の目的はあらかじめ可能とされている
より小さい基体に形成する高抵抗で、高安定性の抵抗器
を提供することである。
より小さい基体に形成する高抵抗で、高安定性の抵抗器
を提供することである。
本発明の目的は２種の異なる導電性フィルムのそれぞれ
のＩ層を絶縁基体に堆積することによって達成する。ク
ロム−シリコン（ＣｒＳｉ）のような金属珪化物の第１
層をアルゴンおよび窒素混合物中でスパッタリングによ
って反応的に堆積する。窒素中におけるスパッタリング
の結果として、ＣｒＳｉは窒化し、生成フィルムはＣｒ
ＳｉＮｘまたはＣｒＳｉＮになる。この層を空気中５０
０℃で１６時間にわたって焼鈍する（ａｎｎｅａｌｅｄ
）。ニッケルークロム−アルミニウム合金（ＮｉＣｒＡ
ｊ２ ）のような金属合金の第２層を第１層上に同一
広さにスパッタリングして堆積する。次いで、この第２
層を第１層と共に空気中３００”Ｃで１６時間にわたっ
て焼鈍する。
のＩ層を絶縁基体に堆積することによって達成する。ク
ロム−シリコン（ＣｒＳｉ）のような金属珪化物の第１
層をアルゴンおよび窒素混合物中でスパッタリングによ
って反応的に堆積する。窒素中におけるスパッタリング
の結果として、ＣｒＳｉは窒化し、生成フィルムはＣｒ
ＳｉＮｘまたはＣｒＳｉＮになる。この層を空気中５０
０℃で１６時間にわたって焼鈍する（ａｎｎｅａｌｅｄ
）。ニッケルークロム−アルミニウム合金（ＮｉＣｒＡ
ｊ２ ）のような金属合金の第２層を第１層上に同一
広さにスパッタリングして堆積する。次いで、この第２
層を第１層と共に空気中３００”Ｃで１６時間にわたっ
て焼鈍する。
クロム−シリコン下層は負のＴＣＲ勾配を有する正の抵
抗温度係数を有する。ニッケルークロム−アルミニウム
上層は正のＴＣＲ勾配を有する負の抵抗温度係数を有す
る。２つの層の組合せ効果はＴＣＲが０（ゼロ）に近く
、かつＴＣＲ勾配が０（ゼロ）であることである。この
抵抗材料システムは従来可能とされていたより小さい基
体に形成できる高抵抗で、高安定性の抵抗器を得ること
でかできる。
抗温度係数を有する。ニッケルークロム−アルミニウム
上層は正のＴＣＲ勾配を有する負の抵抗温度係数を有す
る。２つの層の組合せ効果はＴＣＲが０（ゼロ）に近く
、かつＴＣＲ勾配が０（ゼロ）であることである。この
抵抗材料システムは従来可能とされていたより小さい基
体に形成できる高抵抗で、高安定性の抵抗器を得ること
でかできる。
本発明は、各層の金属または合金がフィルム処理におい
て互いに相殺する補足的な温度特性を有する積層抵抗材
料システムを用いることによって２０００〜１５０００
Ω／□のシート抵抗を有する高安定性の金属フィルムを
得ることである。良好な温度特性、高い抵抗および高い
安定性を有する抵抗材料フィルムは抵抗温度係数（ＴＣ
Ｒ） （温度に対する抵抗の第１導出）および抵抗勾
配温度係数（ＴＣＲ勾配）（温度に対する抵抗の第２導
出）を制御できる材料システムを介して達成できる。本
発明において、ＴＣＲおよびＴＣＲ勾配にわたる制御は
積層フィルム システムの使用によって達成できる。
て互いに相殺する補足的な温度特性を有する積層抵抗材
料システムを用いることによって２０００〜１５０００
Ω／□のシート抵抗を有する高安定性の金属フィルムを
得ることである。良好な温度特性、高い抵抗および高い
安定性を有する抵抗材料フィルムは抵抗温度係数（ＴＣ
Ｒ） （温度に対する抵抗の第１導出）および抵抗勾
配温度係数（ＴＣＲ勾配）（温度に対する抵抗の第２導
出）を制御できる材料システムを介して達成できる。本
発明において、ＴＣＲおよびＴＣＲ勾配にわたる制御は
積層フィルム システムの使用によって達成できる。
第１または第２層は正のＴＣＲおよび負のＴＣＲ勾配を
有するように選択する。第２層または上層は負のＴＣＲ
および正のτＣＲ勾配を有するように選択する。層の組
合せ効果は０（ゼロ）に近い ＴＣＲおよび０（ゼロ）
のＴＣＲ勾配を有するようにする。
有するように選択する。第２層または上層は負のＴＣＲ
および正のτＣＲ勾配を有するように選択する。層の組
合せ効果は０（ゼロ）に近い ＴＣＲおよび０（ゼロ）
のＴＣＲ勾配を有するようにする。
金属フィルム抵抗器１０の好適な例を添付図面に示す。
抵抗器１０は絶縁基体１２、第１導電性フィルムの下層
１４および第２導電性フィルムの上層１６を有している
。
１４および第２導電性フィルムの上層１６を有している
。
好適な例において、２つの金属層は絶縁基体上に用い、
各層はＴＣＲおよびＴＣＲ勾配において一方の層から異
なる材料組成を有する導電性フィルムからなる。
各層はＴＣＲおよびＴＣＲ勾配において一方の層から異
なる材料組成を有する導電性フィルムからなる。
クロム−シリコン（ＣｒＳｉ）のような金属珪化物の第
１Ｎ１４は絶縁基体１２上にアルゴンおよび窒素混合物
中でスパッタリングすることによって反応的に堆積する
。窒素中でのスパッタリングの結果として、ＣｒＳ ｉ
は窒化し、生成フィルムはＣｒＳｉＮｘまたはＣｒＳｉ
Ｎになる。この層を空気中５００℃で１６時間にわたっ
て焼鈍する。
１Ｎ１４は絶縁基体１２上にアルゴンおよび窒素混合物
中でスパッタリングすることによって反応的に堆積する
。窒素中でのスパッタリングの結果として、ＣｒＳ ｉ
は窒化し、生成フィルムはＣｒＳｉＮｘまたはＣｒＳｉ
Ｎになる。この層を空気中５００℃で１６時間にわたっ
て焼鈍する。
ニッケルークロム−アルミニウム合金（ＮｔＣｒＡ ｌ
）のような金属合金の第２層１６は第１層１４上にア
ルゴン中でスパッタリングすることによって同じ広りで
堆積する。第２層１６および第１層１４は共に空気巾約
３００℃で１６時間にわたって焼鈍する。
）のような金属合金の第２層１６は第１層１４上にア
ルゴン中でスパッタリングすることによって同じ広りで
堆積する。第２層１６および第１層１４は共に空気巾約
３００℃で１６時間にわたって焼鈍する。
抵抗値および許容値を調整するレーザー トリミング（
ｌａｓｅｒ ｔｒｉｍｍｉｎｇ）の普通の段階および最
終付加段階後、最終生成物は高い安定性および高い抵抗
（Ω／□）を有する抵抗器である。
ｌａｓｅｒ ｔｒｉｍｍｉｎｇ）の普通の段階および最
終付加段階後、最終生成物は高い安定性および高い抵抗
（Ω／□）を有する抵抗器である。
本発明の積層フィルムは熱蒸発、イオン ビーム堆積、
化学蒸着またはＡＲＣ蒸着の如き他の方法によって堆積
することができる。
化学蒸着またはＡＲＣ蒸着の如き他の方法によって堆積
することができる。
基体１２はセラミック、ガラス、サファイア、または使
用する堆積方法に適当な他の絶縁性材料の如き任意の種
々の材料を用いることができる。基体１２は平坦または
円筒形状にすることができる。
用する堆積方法に適当な他の絶縁性材料の如き任意の種
々の材料を用いることができる。基体１２は平坦または
円筒形状にすることができる。
他の金属珪化物および金属合金を使用できる。
置換物はＴＣＲおよびＴＣＲ勾配において互いに適合さ
せる。
せる。
好適例において、完成抵抗器の１０単位の３つのバッチ
の試験の結果を次の表に示す。ＴＣＲ勾配は一２０〜＋
８５℃で測定した。
の試験の結果を次の表に示す。ＴＣＲ勾配は一２０〜＋
８５℃で測定した。
Ｃｒ５ｔＮ下１ｉ−１９，２２９，５５５１７３４７６
両層 −２，６−１，２３９３８２４８１ＣｒＳ
ｉＮ下１−１９．０ −２２．７ １１９１４
７５０６両層 ４．７ ２．９ ７
８３０ ４９３３ＣｒＳｉＮ下層 −１９，３３８，
３７５３８４７４９両Ｎ ３．５ １．
６ ３４８８ ２１９８抵抗を温度に対してプロ
ットした場合、この効果は次の式で示すことができる： ＲＣｒＳｉ ＲＮｉｃｒＡｔ Ｒアまた、第２層
１６はアルゴンおよび窒素中で反応的にスパッターでき
る。
両層 −２，６−１，２３９３８２４８１ＣｒＳ
ｉＮ下１−１９．０ −２２．７ １１９１４
７５０６両層 ４．７ ２．９ ７
８３０ ４９３３ＣｒＳｉＮ下層 −１９，３３８，
３７５３８４７４９両Ｎ ３．５ １．
６ ３４８８ ２１９８抵抗を温度に対してプロ
ットした場合、この効果は次の式で示すことができる： ＲＣｒＳｉ ＲＮｉｃｒＡｔ Ｒアまた、第２層
１６はアルゴンおよび窒素中で反応的にスパッターでき
る。
添付図面は本発明による積層全屈フィルム抵抗器の断面
図である。 １０・・・金属フィルム抵抗器 １２・・・絶縁基体 １４・・・第１導電性フィルムの下層 １６・・・第２導電性フィルムの上層 間 弁理士 杉 村 興 リップス・
図である。 １０・・・金属フィルム抵抗器 １２・・・絶縁基体 １４・・・第１導電性フィルムの下層 １６・・・第２導電性フィルムの上層 間 弁理士 杉 村 興 リップス・
Claims (9)
- １．絶縁基体、および反対符号の抵抗温度係数を有する
２層の導電性金属層からなる２０００〜１５０００Ω／
□のシート抵抗を有する高安定性金属フィルムにおいて
、第１層を前記基体上に反応的に堆積し、かつ焼鈍した
正のＴＣＲおよび負のＴＣＲ勾配を有する第１導電性金
属から構成し；および第２層を前記焼鈍第１層上に同一
の広さに堆積し、かつ前記第１層と焼鈍した負のＴＣＲ
および正のＴＣＲ勾配を有する第２導電性金属から構成
したことを特徴とする高安定性金属フィルム。 - ２．前記第１層を金属珪化物とした特許請求の範囲第１
項記載のフィルム。 - ３．前記第２層を金属合金とした特許請求の範囲第１項
記載のフィルム。 - ４．前記第１層をＣｒＳｉＮとし、ＣｒＳｉをアルゴン
および窒素中で反応的にスパッターすることによって生
成した特許請求の範囲第１項記載のフィルム。 - ５．前記第２層をＮｉＣｒＡｌとし、このＮｉＣｒＡｌ
をアルゴン中でスパッターした特許請求の範囲第１項記
載のフィルム。 - ６．前記第２層をＮｉＣｒＡｌとし、このＮｉＣｒＡｌ
をアルゴンおよび窒素中で反応的にスパッターした特許
請求の範囲第１項記載のフィルム。 - ７．前記第１層を空気中５００℃で焼鈍した特許請求の
範囲第１または４項記載のフィルム。 - ８．前記第２層を前記第１層と共に空気中３００℃で焼
鈍した特許請求の範囲第１、５または６項記載のフィル
ム。 - ９．絶縁基体を選択し； 前記基体上に正のＴＣＲおよび負のＴＣＲ勾配を有する
第１導電正金属フィルムを反応的に堆積し； 前記第１導電性金属フィルムを焼鈍し； 負のＴＣＲおよび正のＴＣＲ勾配を有する第２導電性金
属フィルムを前記第１導電性金属フィルム上に同一広さ
に堆積し；および 前記第２導電性金属フィルムを前記第１導 電性金属フィルムと共に焼鈍する各工程からなることを
特徴とする高安定性抵抗フィルムの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US861039 | 1986-05-08 | ||
| US06/861,039 US4746896A (en) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | Layered film resistor with high resistance and high stability |
Publications (2)
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