JPS644655B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、膜抵抗体の抵抗値調整方法に係
り、更に詳しく言えば、ガラス又はセラミツク等
の絶縁基板上に形成された金属蒸着膜からなる抵
抗体にレーザビームを用いてトリミングを施して
その抵抗値を所定値に合わせる際の膜抵抗体の抵
抗値調整方法に関するものである。

膜抵抗体に対して微小寸法のトリミングを高精
度に施すにはレーザビームを用いることが好まし
いとされており、市場においてはすでに種々な形
式のレーザ加工機が出回つている。

第１図にはそれらのレーザ加工機によつてトリ
ミングされた膜抵抗体の従来例が示されている。
同図を参照すると、上記膜抵抗体１は、絶縁基板
２上に形成された金属蒸着膜からなる抵抗素子３
と、その両端部に同様に金属蒸着膜で形成された
抵抗値の小さい１対の電極４，４とを有してい
る。上記抵抗素子３には図示しないレーザ加工機
によつてトリミングされた例えば３個の切り込み
５，６，７等が形成されている。上記電極４，４
には図示しないリード線がボンデイングされてお
り、上記抵抗素子３の抵抗値は、上記リード線に
接続される図示しない外部機器等によつて読み取
られるようになつている。上記各切り込み５ない
し７は抵抗素子３の抵抗値を高めるためのもので
あり、一般には、同図に示されているように両電
極４，４を結ぶ電流路に対して直角方向となるよ
うに施される。この場合、その位置と幅、長さ等
はレーザ加工機で正確に制御され、抵抗素子３の
抵抗値を所定の値に対して精密に合わせることが
できるようになつている。

このような膜抵抗体１を蒸着によつて形成する
際には、例えば抵抗素子３の幅Ｗを一定にしてお
き、その長さ寸法Ｌは、切り込みを入れる前の抵
抗値すなわち初期抵抗値の大小に応じて設定する
ことが従来から一般的に行なわれている。この場
合、初期抵抗値が比較的高い抵抗素子については
特に問題はないが、初期抵抗値が低くなると長さ
寸法Ｌも小さくなるので切り込みを入れるにして
もその数が限定される。このため、抵抗値の調整
範囲や調整精度に制限を受け、調整可能な低抵抗
の膜抵抗体を製作することが困難であつた。ま
た、レーザビーム等によつてトリミングすると、
切り込み５ないし７の周りには、いわゆるヒート
アフエクテドゾーンと称される熱変質層５′ない
し７′が同時に形成されるが、これらの熱変質層
５′ないし７′は電気的に必ずしも安定状態を保持
するものとは限らないので、例えば図示の点線の
ような電流路に対して熱変質層の近接部分がより
少なく膜抵抗体が望まれていた。

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、膜抵抗体の有する抵抗値が比較的低い
場合であつてもそれを所定値を合わせるためのト
リミングが可能であつて、かつ、膜抵抗体を流れ
る電流路に対してトリミングの際形成される熱変
質層の影響が少くなるようにした膜抵抗体の抵抗
値調整方法を提供することにある。

以下、この発明を添付図面に示された実施例に
より詳細に説明する。

第２図にはこの発明が適用された膜抵抗体の第
１の実施例が示されている。同図を参照するとこ
の膜抵抗体１０は、例えばセラミツク基板１１上
にそれぞれ蒸着等（スパツタリングを含む）によ
つて膜状に形成された抵抗素子１２とこれに連接
された１対の電極１３および１４とからなつてお
り、その構成材料としては例えば抵抗素子１２に
は窒化タンタル（Ta₂N）が用いられ、電極１
３，１４等にはニクロム（NiCr）−金（Au）な
どが使用されている。この膜抵抗体１０が上記従
来の膜抵抗体１と著しく異なる点は抵抗素子１２
の大きさであり、低抵抗値を得るためにその長さ
寸法Ｌがかなり短くされている点である。このよ
うに抵抗素子１２の長さ寸法Ｌが短い場合には、
レーザビームでトリミングをするにしても電流路
と直交するような従来パターンの切り込みを必要
数入れることは上記したように極めてむずかし
い。そこでこの発明においては、電流路と切り込
みパターンとの直交関係にとらわれることなく、
一方の電極から始まつて中間に介在する抵抗素子
を経由し他方の電極へ達するような切り込みであ
ればその形状は任意でよいという着想のもとにト
リミングがなされている。上記第２図に示された
円状の切り込みはその一例であるが、この実施例
の場合には、抵抗素子１２の抵抗値を調整するの
に例えば３個の円状切り込み１５，１６，１７が
上方から下方へ少しずつずらされながら順次施さ
れている。すなわち、第１の円状切り込み１５は
一方の電極１３の外側から始まつてこの電極１３
内に入り、中間の抵抗素子１２を経由して他方の
電極１４内に達し、更にこの電極１４の外側へ抜
けるようにトリミングされている。第２および第
３の円状切り込み１６，１７についてもほぼ同様
にトリミングされているが、この２つの切り込み
は必ずしも図示のような閉じられた円状にする必
要はなく、切り込み１６について言えば、第１の
切り込み１５の内側に入る部分は抵抗値調整に影
響がないので、トリミングしなくてもよい。切り
込み１７に関しても同様の理由により上記第２の
切り込み１６の内側に入る箇所はトリミングを省
くことができる。

レーザビームにより上記のように切り込み１５
ないし１７が施されると、上記抵抗素子１２には
例えば図示のように熱変質層１８ないし２３が発
生するが、ニクロム（NiCr）−金（Au）蒸着に
よつて形成されている上記２つの電極１３，１４
にはそのような熱変質層は生じない。この電極１
３，１４に電位差を与えると例えば点線で示すよ
うな仮想の電流路が形成され、この仮想電流路に
沿つて電流が流れる。この場合、上記電流路に面
している熱変質層は参照符号２３が付された１箇
所のみで他は全く関係がない。したがつて、この
発明による抵抗値調整方法によれば、低抵抗値の
調整が容易にでき、かつ、熱変質層からの影響を
少なくすることが可能となる。

第３図には、上記第２図に示された切り込みと
は形状が異なる切り込みが施された膜抵抗体の第
２の実施例が示されている。この実施例において
は、膜抵抗体１０の抵抗素子１２を挾む２つの電
極１３と１４間をいわゆるジグザグ状に通るよう
な例えば角形の切り込み２５が施されている。こ
の場合、電流の流れに影響を及ぼす熱変質層に参
照符号２６が付された最下段の部分のみである
が、上記第１の実施例の場合と同様にその影響は
少ない。

第４図には、上記ジグザグ状の角形切り込みを
例えば山形に変形した膜抵抗体１０の第３の実施
例が示されているが、膜抵抗体そのものの構成は
上記各第１、第２の実施例の場合と同一であり、
切り込み２７の形状のみが異なつている。電流の
流れに影響を及ぼす熱変質層は参照符号２８が付
された最下段の部分のみで、上記各実施例の場合
と同様にその影響は小さいものである。

第５図には、上記実施例に示された抵抗素子と
形状の異なる抵抗素子を有する膜抵抗体の例が示
されている。この第４の実施例による膜抵抗体２
９は上記と同様のセラミツク基板１１に抵抗素子
が形成されているが、この抵抗素子は、例えば横
方向寸法の小さい抵抗素子３０とそれより横方向
寸法の大きい抵抗素子３１とが切離されて設けら
れており、これを挾むように電極３２，３３が形
成さられている。抵抗値調整用の切り込み３４は
上記横方向寸法の小さい抵抗素子３０に施される
ようになつているが、この場合上記切り込み３４
が抵抗素子３０内に納まるように上下方向の寸法
を設定し、基礎となる抵抗値を横方向の寸法が大
きい抵抗素子３１に分担させるようにすれば、上
記第１ないし第３の実施例による膜抵抗体に比べ
てその高さ（幅Ｗ）をより小さくすることができ
る。

上記実施例に示された抵抗値の調整方法は、抵
抗素子の横方向寸法が小さく形成された比較的低
抵抗の膜抵抗体を対象になされているが、この発
明は上記に限られるものではなく、例えば第６図
に示されているように、従来の膜抵抗体とほぼ同
じ程度の大きさに形成された比較的抵抗値の高い
膜抵抗体に対しても適用が可能である。同図を参
照すると、この第５の実施例による膜抵抗体３５
は、そのセラミツク基板３６上に横方向寸法の大
きい抵抗素子３７と一対の電極３８，３９が形成
されており、上記第３図に示された実施例の場合
と同様にジグザグ形の切り込み４０を施すことに
より抵抗値の微細調整を行なうことができる。こ
の場合、切り込み４０に沿つて図示しない熱変質
層が生成されるが、電流の流れに影響を与えるも
のは上記各実施例の場合と同様に参照符号４１が
付されている最下段の箇所のみである。しかしこ
の箇所は抵抗素子３７の横幅より長くなることは
ないから、上記第１図に示されているような従来
パターンの切り込みを施した場合発生する熱変質
層の長さを予測し、それとの大小比較をして適用
を誤らないようにすればよい。

第７図には、例えば１つの基板上に３つの抵抗
素子が形成されており、それらの抵抗値を調整す
ることによつて所望の抵抗値を得るようにした組
合せ形の膜抵抗体が示されている。同図イを参照
すると、この第６の実施例による膜抵抗体４２
は、セラミツク基板４３上に３つの抵抗素子４
４，４５，４６がそれぞれ電極４７，４８，４
９，５０を介して図示のように形成されている。
この場合、上記各電極に挾まれた抵抗素子４４，
４５，４６の抵抗値をそれぞれR1、R2、R3とす
ると、この膜抵抗体４２の等価回路は同図ロに示
されるようになる。この実施例においては、抵抗
素子４４は直線状に形成され抵抗素子４５と４６
はジグザグ状に形成されているが、その幅の長さ
から見れば抵抗素子４４は幅Ｗが最も短かく、抵
抗素子４５，４６の順に長くなる。この実施例に
おいてはそれぞれの抵抗体における電流通路の長
さＬが等しくされているので、抵抗値の大小関係
は、R1＞R2＞R3の順になる。上記２つの抵抗素
子４４と４５を比較した場合、R1＞R2であるか
ら抵抗素子４４の切り込み５１の調整値に対し
て、抵抗素子４５に同じ長さの切り込み５２等を
入れると更に微調整となることは明らかである。
抵抗素子４５と４６を比較した場合も同様であつ
て、抵抗素子４５に切り込み５２を入れる場合と
抵抗素子４６に切り込み５３を入れる場合とでは
後者の場合の方が更に微調整となる。

第８図には上記第７図の実施例とは異なる組合
せ形の膜抵抗体の例が示されている。同図イを参
照すると、この第７の実施例による膜抵抗体５４
は、セラミツク基板５５上に前記第５図に示され
た実施例と同様の膜抵抗体２９が形成されてお
り、更にこの膜抵抗体２９と組み合わされる例え
ば３つの抵抗素子５６，５７，５８等が電極５
９，６０，６１を介して連設されている。この第
７の実施例においては、上記膜抵抗体２９は第５
図に例示されている方法と同様の方法で調整が行
なわれるが、抵抗素子５６ないし５８に対しては
相隣る電極の橋絡部に切り込み６２ないし６４等
を施して粗調整を行うようになつている。ここ
で、抵抗素子３０と３１の合成抵抗をＲ、抵抗素
子５６ないし５８の各抵抗をそれぞれR4、R5、
R6として等価回路に表わすと同図ロのようにな
る。この等価回路から分るように、上記切り込み
６２ないし６４が施される前は各電極間が導通状
態になつているが、それらが施されると非導通状
態となり、代わりにそれぞれ各抵抗素子の抵抗値
R4ないしR6が入り、粗調整が行なえるようにな
つている。この実施例においては、切り込みの入
れ方により次のように８通りの抵抗値が得られ
る。

(1) 切り込みなしの場合 Ｒ (2) 切り込み６２を施した場合 Ｒ＋R4 (3) 切り込み６３を施した場合 Ｒ＋R5 (4) 切り込み６４を施した場合 Ｒ＋R6 (5) 切り込み６２と６３を施した場合 Ｒ＋R4
＋R5 (6) 切り込み６３と６４を施した場合 Ｒ＋R5
＋R6 (7) 切り込み６２と６４を施した場合 Ｒ＋R4
＋R6 (8) 切り込み６２ないし６４を施した場合 Ｒ＋
R4＋R5＋R6 以上詳細に説明したように、この発明による膜
抵抗体の抵抗値調整方法は、セラミツク基板上に
蒸着等によつて形成された抵抗素子とこれを挾ん
でその両側に同様の蒸着等によつて形成された１
対の電極からなる膜抵抗体に対して、その一方の
電極から上記抵抗素子を通つて他方の電極へ達す
るような切り込みをレーザビームによつて施すよ
うにしたものである。上記切り込みは電極や抵抗
素子等の形状に応じて種々の変形をとり得るが、
いずれにしてもこの発明の方法によれば抵抗素子
の横幅が狭いため従来抵抗値合せが困難とされて
いた低抵抗の膜抵抗体に対しても十分の精度で微
細調整ができる。また、比較的抵抗値が高い従来
の膜抵抗体に対しても適用が可能であり、更に微
調整と粗調整とを同一基板上で行うようにするこ
ともできる。なお、この発明の方法によれば熱変
質層からの影響を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の膜抵抗体の抵抗値調整方法を示
す平面図、第２図ないし第８図はいずれもこの発
明の実施例に係り、第２図は比較的低抵抗の膜抵
抗体に円形状の切り込みを施した第１実施例の平
面図、第３図は上記切り込みをジグザグ状の角形
に変形した第２の実施例の平面図、第４図は上記
切り込みをジグザグ状の山形に変形した第３実施
例の平面図、第５図は抵抗素子の横幅が異なるよ
うに形成された膜抵抗体に円形状の切り込みを施
した第４実施例の平面図、第６図は従来の比較的
高抵抗の膜抵抗体にこの発明による切り込みを施
した第５実施例の平面図、第７図と第８図とは粗
調整と微調整とが１つの基板上に行なえるように
構成された膜抵抗体に切り込みを施した場合の第
６および第７実施例を示し、第７図イは第６実施
例の平面図、同図ロはその等価回路図、第８図イ
は第７実施例の平面図、同図ロはその等価回路図
である。 図中、１０，２９，３５，４２，５４は膜抵抗
体、１１，３６，４３，５５はセラミツク基板、
１２，３０，３１，３７，４４，４５，４６は抵
抗素子、１３，１４，３２，３３，３８，３９，
４７，４８，４９，５０は電極、１５ないし１
７，２５，２６，３４，４０，５１ないし５３は
切り込みである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気絶縁基板上に形成された膜状の抵抗素子
   と該抵抗素子の両側に形成された膜状の電極とを
   有する膜抵抗体にレーザービームを照射して切り
   込みを施しその抵抗値を調整する膜抵抗体の抵抗
   値調整方法において、 前記レーザービームを、前記電極外から前記い
   ずれか一方の電極に入り該電極から前記抵抗素子
   を経由して前記他方の電極に達するように照射
   し、さらに、前記抵抗素子を経由して前記両電極
   間を往復するように前記レーザービームを所定の
   部位にまで連続的に照射することを特徴とする膜
   抵抗体の抵抗値調整方法。