TW201703063A - 電阻器及電阻器之製造方法 - Google Patents

電阻器及電阻器之製造方法 Download PDF

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Abstract

該電阻器係具備有：包含形成在陶瓷基板的其中一面的電阻體及金屬電極的晶片電阻體；與前述金屬電極作電性連接的金屬端子；及形成在前述陶瓷基板的另一面側的Al構件，前述陶瓷基板與前述Al構件藉由Al-Si系的硬焊材而相接合，前述金屬電極與前述金屬端子藉由軟焊材而相接合，前述Al構件係與前述陶瓷基板側之面相對向的對向面的彎曲程度為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。

Description

電阻器及電阻器之製造方法
本發明係關於具備有：具有形成在陶瓷基板的其中一面的電阻體及金屬電極的晶片電阻體、被接合在金屬電極的金屬端子、及由Al或Al合金所成之Al構件的電阻器、及該電阻器之製造方法。
本申請案係根據在2015年1月28日在日本申請的特願2015-014405號主張優先權，且在此沿用其內容。
以電子電路零件之一例而言，已廣為使用一種具備有：形成在陶瓷基板的其中一面的電阻體、及被接合在該電阻體的金屬端子的電阻器。電阻器係按照所被施加的電流值而產生焦耳熱，電阻器會發熱。為了將在電阻器所產生的熱有效率地放散，已提出一種例如具備有放熱板(散熱片(heat sink))者。
例如，在專利文獻1中係已提出一種具備有絕緣層的矽基板、及由Al所成之放熱板(散熱片(heat sink))進行軟焊接合的電阻器。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平08-306861號公報
若將由陶瓷所成之基板、及由Al所成之放熱板相接合，因彼此的材料的熱膨脹率或熱傳導率的差，容易產生彎曲。尤其，剛性低於陶瓷之由Al所成之放熱板係有產生較大彎曲的情形。如上所示之彎曲係在將基板及放熱板接合後，可藉由按壓基板與放熱板的接合體來減輕。
但是，如習知之接合方法，例如專利文獻1所示，若將基板及放熱板藉由軟焊材相接合，若在後工程藉由按壓來矯正彎曲，由軟焊材容易產生裂痕，有基板與放熱板發生剝離之虞。
本發明係鑑於前述情形而完成者，目的在提供陶瓷基板及Al構件無須彎曲而被接合，而且，在接合部分沒有損傷的電阻器、及該電阻器之製造方法。
為解決上述課題，本發明之電阻器之特徵為：具備有：包含形成在陶瓷基板的其中一面的電阻體及 金屬電極的晶片電阻體；與前述金屬電極作電性連接的金屬端子；及形成在前述陶瓷基板的另一面側的Al構件，前述陶瓷基板與前述Al構件藉由Al-Si系的硬焊材而相接合，前述金屬電極與前述金屬端子藉由軟焊材而相接合，前述Al構件係與前述陶瓷基板側之面相對向的對向面的彎曲程度為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。
其中，在本發明之電阻器中，彎曲程度係表示前述對向面的平坦性者，形成為最小平方平面中之最高點與最低點的差分來表現。接著，將前述對向面的中心區域比周緣區域更朝向外側突出的狀態設為正數值，前述對向面的周緣區域比中心區域更朝向外側突出的狀態設為負數值。其中，如此之前述對向面的翹曲並不一定限定為沿著平面擴展方向的對向面的任意剖面成為對稱形的翹曲形狀者，亦可為對向面的剖面成為非對稱形的翹曲形狀，若該翹曲量相對平坦面為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍即可。
藉由本發明之電阻器，以Al構件的對向面的翹曲量相對平坦面成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍的方式形成，藉此抑制在因Al構件彎曲所致之與陶瓷基板的接合面發生過度的彎曲應力，可防止陶瓷基板剝離、或陶瓷基板變形。
此外，在Al構件的對向面另外接合其他構件時，亦可確保Al構件與其他構件的密接性。
較佳為前述Al構件係由純度為99.98mass%以上的Al所成之緩衝層與散熱片的積層體，該緩衝層與前述陶瓷基板的另一面藉由Al-Si系的硬焊材而相接合。
由純度為99.98mass%以上的Al所成之緩衝層與散熱片的積層體構成Al構件，藉此使在晶片電阻體所發生的熱有效率地傳播至散熱片，可使熱快速放散。此外，藉由純度99.98mass%以上的高純度Al來形成緩衝層，藉此變形阻力變小，當被負荷冷熱循環時，可藉由該緩衝層來吸收在陶瓷基板所發生的熱應力，可抑制熱應力施加至陶瓷基板而發生破損的情形。
本發明較佳為前述緩衝層的厚度為0.4mm以上、2.5mm以下的範圍。
若緩衝層的厚度未達0.4mm，會有無法充分緩衝因熱應力所致之變形之虞。此外，若緩衝層的厚度超出2.5mm，會有難以使熱有效率地傳播至Al構件之虞。
本發明較佳為前述晶片電阻體、前述金屬電極、及前述金屬端子係至少其一部分藉由絕緣性的密封樹脂予以覆蓋，該密封樹脂係熱膨脹係數為8ppm/℃以上、20ppm/℃以下的範圍的樹脂。
此時，晶片電阻體及金屬端子藉由絕緣性的密封樹脂予以模塑，因此可防止電流漏洩，且可實現電阻器的高耐壓性。此外，藉由使用熱膨脹係數(線膨脹率)為8ppm/℃以上、20ppm/℃以下的範圍內的樹脂作為密封樹脂，可將因伴隨電阻體的發熱的密封樹脂的熱膨脹所致之 體積變化抑制為最小。藉此，可防止因過度的應力對被密封樹脂覆蓋的晶片電阻體或金屬端子施加，接合部分受到損壞而發生導通不良等不良情形。
本發明較佳為前述陶瓷基板的厚度為0.3mm以上、1.0mm以下的範圍，而且，前述Al構件的厚度為2.0mm以上、10.0mm以下的範圍。
藉由將陶瓷基板的厚度形成為0.3mm以上1.0mm以下的範圍內，可兼顧陶瓷基板的強度、及電阻器全體的薄厚化。此外，藉由將Al構件的厚度形成為2.0mm以上、10.0mm以下的範圍內，可確保充分的熱容量，並且亦可達成電阻器全體的薄厚化。
本發明之電阻器之製造方法係製造前述各項記載之電阻器之電阻器之製造方法，其特徵為：具備有：接合工程，其係在前述陶瓷基板與前述Al構件之間配置Al-Si系的硬焊材，將該等一邊沿著積層方向加壓一邊加熱，將前述陶瓷基板與前述Al構件藉由前述硬焊材相接合而形成接合體；及彎曲矯正工程，其係矯正前述Al構件的彎曲。
藉由本發明之電阻器之製造方法，藉由矯正工程，可以Al構件的對向面的彎曲程度相對平坦面成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍的方式。藉此，可抑制在因Al構件彎曲所致之與陶瓷基板的接合面發生過度的彎曲應力，可防止陶瓷基板剝離、或陶瓷基板變形。
此外，當在Al構件的對向面另外接合其他構件時，亦可確保Al構件、與其他構件的密接性。
較佳為前述彎曲矯正工程係進行使具有預定曲率的矯正治具抵接於前述接合體的前述Al構件側，由前述陶瓷基板側按壓前述接合體的冷間矯正的工程。
藉此，Al構件的對向面的彎曲程度可相對平坦面形成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。
較佳為前述彎曲矯正工程係進行以分別配置在前述Al構件側及前述陶瓷基板側的平坦的矯正治具，夾持前述接合體，且冷卻至至少0℃以下之後恢復成室溫的加壓冷卻矯正的工程。
藉此，Al構件的對向面的彎曲程度可相對平坦面形成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。
較佳為前述彎曲矯正工程係在前述接合工程之前，在前述Al構件側配置具有預定曲率的矯正治具的工程。
藉此，Al構件的對向面的彎曲程度可相對平坦面形成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。
較佳為本發明之電阻器之製造方法係另外具備有密封樹脂形成工程，其係以包圍前述晶片電阻體的周圍的方式配置模框，使經軟化的密封樹脂填充在前述模框的內部。
此時，晶片電阻體及金屬端子藉由絕緣性的密封樹脂予以模塑，因此可防止電流漏洩，且可製造具備有高耐壓 性的電阻器。此外，以密封樹脂覆蓋晶片電阻體及金屬端子，藉此可製造防止因過度的應力對晶片電阻體或金屬端子施加，接合部分受到損壞而發生導通不良等不良情形的電阻器。
藉由本發明，可提供耐熱性優異，並且可抑制製造時之電阻體或接合部的劣化的電阻器及該電阻器之製造方法。
10‧‧‧電阻器
11‧‧‧陶瓷基板
11a‧‧‧陶瓷基板11的其中一面
11b‧‧‧陶瓷基板11的另一面
12‧‧‧電阻體
13、13a、13b‧‧‧金屬電極
14a、14b‧‧‧金屬端子
16‧‧‧晶片電阻體
19‧‧‧模框
21‧‧‧密封樹脂
23‧‧‧散熱片(Al構件)
23a‧‧‧陶瓷基板11側的面
23b‧‧‧對向面
24‧‧‧螺孔
25‧‧‧冷卻器
26‧‧‧螺絲
27‧‧‧滑脂層
29‧‧‧緩衝層
31‧‧‧接合體
32‧‧‧矯正治具
32a‧‧‧矯正面
33‧‧‧上部加壓板
34a、34b‧‧‧矯正治具
35‧‧‧緊固螺絲
37‧‧‧治具
38‧‧‧加壓彈簧
40‧‧‧電阻器
42‧‧‧電阻體
46‧‧‧晶片電阻體
C‧‧‧冷卻裝置
圖1係本發明之第一實施形態之電阻器的剖面圖。
圖2係本發明之第二實施形態之電阻器的剖面圖。
圖3係本發明之第三實施形態之電阻器的剖面圖。
圖4係本發明之第一實施形態之電阻器之製造方法的剖面圖。
圖5係本發明之第一實施形態之電阻器之製造方法的剖面圖。
圖6係本發明之第一實施形態之電阻器之製造方法的流程圖。
圖7係本發明之第二實施形態之電阻器之製造方法的剖面圖。
圖8係本發明之第三實施形態之電阻器之製造方法的 剖面圖。
圖9係本發明之第四實施形態之電阻器之製造方法的剖面圖。
以下參照圖示，說明本發明之電阻器及該電阻器之製造方法。
其中，以下所示之各實施形態係為了使發明的要旨更好理解而具體說明者，只要沒有特別指定，並非為限定本發明者。此外，在以下說明中所使用的圖示係為了易於瞭解本發明之特徵，為方便起見，有將成為要部的部分放大顯示的情形，並不一定各構成要素的尺寸比率等與實際相同。
(電阻器：第一實施形態)
參照所附圖1，說明本發明之電阻器的第一實施形態。
圖1係顯示沿著第一實施形態之電阻器之積層方向的剖面的剖面圖。第一實施形態之電阻器10係具備有：陶瓷基板11；及重疊形成在該陶瓷基板11的其中一面11a的晶片電阻體16。該晶片電阻體16係具有：電阻體12、及用以對該電阻體12施加電壓的金屬電極13a、13b。此外，重疊在金屬電極13a、13b的各個配置有金屬端子14a、14b。金屬電極13a與金屬端子14a之間、及金屬電 極13b與金屬端子14b係分別藉由軟焊材予以接合。
此外，在晶片電阻體16的周圍係配置有以相對晶片電阻體16作分離的方式進行包圍的模框19。接著，在該模框19的內部係被填充有密封樹脂21。如此之密封樹脂21係以覆蓋晶片電阻體16或金屬端子14a、14b的一部分的方式形成。
在陶瓷基板11的另一面11b係重疊配置有作為Al構件的散熱片(Al構件)23。
如此之陶瓷基板11與散熱片23的接合構造容後詳述。
在該散熱片23的周緣附近係形成有複數螺孔24。
在散熱片23與陶瓷基板11相接合之接合面的相反面係以另外安裝有冷卻器25為佳。冷卻器25係藉由貫穿散熱片23的螺孔24的螺絲26而被緊固在散熱片23。其中，在冷卻器25與散熱片23之間係以另外形成有高傳熱性的滑脂層27為佳。
陶瓷基板11係防止電阻體12及金屬電極13、與導電性的散熱片23的電性連接者。陶瓷基板11係由絕緣性、及耐熱性優異的Si3N4(氮化矽)、AlN(氮化鋁)、Al2O3(氧化鋁)等陶瓷所構成。在本實施形態中，由絕緣性高的AlN所構成。此外，由AlN所成之陶瓷基板11的厚度若為例如0.3mm以上1.0mm以下的範圍內即可，較佳為0.5mm以上0.83mm以下的範圍內。在本實施形態中，陶瓷基板11的厚度係被設定為0.635mm。
若如此之陶瓷基板11的厚度未達0.3mm，有無法充分確保對施加至陶瓷基板11的應力的強度之虞。此外，若陶瓷基板11的厚度超出1.0mm，會有電阻器10全體的厚度增加且薄厚化變難之虞。因此，藉由將陶瓷基板11的厚度形成為例如0.3mm以上1.0mm以下的範圍內，可兼顧陶瓷基板11的強度、及電阻器10全體的薄厚化。
電阻體12係用以作為電流流至電阻器10時的電阻來發揮功能者，以構成材料之一例而言，列舉Ta-Si系薄膜電阻體或RuO2厚膜電阻體。電阻體12在本實施形態中係藉由Ta-Si系薄膜電阻體所構成，厚度被形成為例如0.5μm。
金屬電極13a、13b係被設在電阻體12的電極，在本實施形態中，藉由Cu所構成。此外，金屬電極13a、13b的厚度係被形成為例如2μm以上3μm以下，在本實施形態中，厚度被形成為1.6μm。其中，在本實施形態中，構成金屬電極13a、13b的Cu係設為包含純Cu或Cu合金者。此外，金屬電極13a、13b並非為被限定為Cu者，可採用例如Al、Ag等高導電率的各種金屬。
金屬端子14a、14b係外形被彎曲成大致L字型的電端子，其一端側藉由軟焊材被接合在金屬電極13a、13b的表面。藉此，金屬端子14a、14b係對金屬電極13a、13b作電性連接。此外，金屬電極13a、13b之各自的另一端側係由密封樹脂21突出而露出於外部。如此 之金屬端子14a、14b在本實施形態中係與金屬電極13同樣地藉由Cu所構成。此外，金屬端子14的厚度係被形成為0.1mm以上0.5mm以下，在本實施形態中被形成為0.3mm。
以將金屬端子14a、14b與金屬電極13a、13b接合的軟焊材而言，列舉例如：Sn-Ag系、Sn-In系、或Sn-Ag-Cu系的軟焊材。
電阻器10係透過該金屬端子14a、14b而與外部的電子電路等相連接。
金屬端子14a係被形成為電阻器10之其中一方極性的端子，此外，金屬端子14b係被形成為電阻器10之另一方極性的端子。
模框19係例如由耐熱性的樹脂板所構成。接著，填埋該模框19的內側的密封樹脂21係使用例如30℃~120℃的溫度範圍內之熱膨脹係數(線膨脹率)為8ppm/℃~20ppm/℃的範圍的絕緣性樹脂。30℃~120℃的溫度範圍內之熱膨脹係數較佳為12ppm/℃~18ppm/℃。以具有如此之熱膨脹係數的絕緣性樹脂而言，可列舉例如在環氧樹脂被放入SiO2填料者等。此時，密封樹脂21係以形成為SiO2填料為72質量%~84質量%、環氧樹脂為16質量%~28質量%的組成為宜，以形成為SiO2填料為75質量%~80質量%、環氧樹脂為20質量%~25質量%的組成為更宜。
密封樹脂21的熱膨脹係數係使用Arpak理工(股) 製DL-7000予以測定、算出。
藉由使用30℃~120℃的溫度範圍內之熱膨脹係數為8ppm/℃~20ppm/℃的範圍的絕緣性樹脂作為密封樹脂21，可將因伴隨電阻體12的發熱的密封樹脂21的熱膨脹所致之體積變化抑制為最小。接著，可防止因過度的應力對被覆蓋在密封樹脂21的晶片電阻體16或金屬端子14a、14b施加，接合部分受到損壞而發生導通不良等不良情形。
散熱片(Al構件)23、與陶瓷基板11的另一面11b係藉由Al-Si系的硬焊材予以接合。Al-Si系的硬焊材係熔點為600~630℃左右。藉由如此之Al-Si系的硬焊材來接合散熱片23及陶瓷基板11，藉此可同時防止耐熱性及接合時的熱劣化。
例如，如以往所示，若使用軟焊材來接合散熱片及陶瓷基板，由於軟焊材的熔點低(200~250℃左右)，若電阻體12成為高溫，有散熱片及陶瓷基板發生剝離之虞。此外，軟焊材係由於因溫度變化所致之膨脹、收縮相對較大，因此容易發生裂痕，有散熱片與陶瓷基板發生剝離之虞。
因此，如本實施形態所示，將散熱片23與陶瓷基板11，藉由Al-Si系的硬焊材相接合，藉此與軟焊接合相比較，耐熱性被大幅提高，而且，可確實防止因溫度變化所致之散熱片與陶瓷基板的接合部分的裂痕的發生、或散熱片與陶瓷基板的剝離。
散熱片(Al構件)23係供由電阻體12所發生的熱逸逃者，由熱傳導性良好的Al或Al合金所形成。在本實施形態中，散熱片23係由A6063合金(Al合金)所構成。
散熱片23係以沿著積層方向的厚度形成為例如2.0mm以上、10.0mm以下的範圍為佳，以形成為2.0mm以上、5.0mm以下的範圍為較佳。若散熱片23的厚度未達2.0mm，當應力施加至散熱片23時，有散熱片23變形之虞。此外，由於熱容量過小，因此有無法將由電阻體12所發生的熱充分吸收、放熱之虞。另一方面，若散熱片23的厚度超出10.0mm，因散熱片23的厚度，難以亦達成電阻器10全體的薄厚化，此外，有電阻器10全體重量過大之虞。
該散熱片(Al構件)23係以與陶瓷基板11側的面23a相對向的對向面23b的彎曲程度成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍的方式形成。
在此，對向面23b的彎曲程度係表示散熱片23的對向面23b的平坦性者，形成為最小平方平面中之最高點與最低點的差分來表現。接著，將散熱片23的對向面23b的中心區域比周緣區域更朝向外側突出的狀態設為正數值，將對向面23b的周緣區域比中心區域更朝向外側突出的狀態設為負數值。其中，如此之散熱片23的對向面23b的翹曲並不一定限定限定為沿著平面擴展方向的對向面的任意剖面成為對稱形的翹曲形狀者，即使為對向 面的剖面成為非對稱形的翹曲形狀，若該翹曲量相對平坦面為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍即可。翹曲量係以-20μm/50mm以上、400μm/50mm以下的範圍為較佳。
最小平方平面中之最高點與最低點係在基準長度(50mm)的範圍內，最小平方平面的高度方向中表示最大高度的位置的點(最高點)、與表示相對表示最大高度的位置為最低的位置的點(最低點)。翹曲量係將最高點與最低點的高度的差分(μm)除以基準長度(50mm)而算出。
如上所示之翹曲量係可使用雷射位移計來進行測定。
散熱片23的對向面23b的翹曲量以相對平坦面成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍的方式形成，藉此可防止因散熱片(Al構件)23彎曲所致之陶瓷基板11的剝離、或陶瓷基板11的變形。
散熱片23的對向面23b，亦即與冷卻器25相接的面係有因散熱片23與陶瓷基板11的接合而稍微彎曲的情形。此係基於構成散熱片23的Al的熱膨脹率大於陶瓷基板11的熱膨脹率之故。藉此，若在以高溫接合後被冷卻至室溫程度，散熱片23的對向面23b(與冷卻器25相接的面)以將中央區域作為頂部而朝向與陶瓷基板11相反的方向突出的方式彎曲。
藉由使如此之散熱片23的對向面23b的彎曲程度在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍， 即使在散熱片23另外設置冷卻器25的情形下，亦可確保散熱片23與冷卻器25的密接性。此外，可抑制在散熱片23與陶瓷基板11的接合面發生過度的彎曲應力，且防止散熱片23與陶瓷基板11發生剝離。
其中，散熱片23的對向面23b的翹曲量以相對平坦面為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍的方式進行控制的具體方法係在電阻器之製造方法中詳述。
冷卻器25係將散熱片23冷卻者，連同散熱片23本身的放熱功能一起防止散熱片23的溫度上升。冷卻器25若為例如空冷式或水冷式的冷卻器即可。冷卻器25係藉由貫穿形成在散熱片23的螺孔24的螺絲26而被緊固在散熱片23。
此外，在冷卻器25與散熱片23之間係以另外形成有高傳熱性的滑脂層27為佳。滑脂層27係提高冷卻器25與散熱片23的密接性，使散熱片23的熱朝向冷卻器25平順地傳播。構成滑脂層27的滑脂係使用熱傳導性優異且耐熱性優異的高耐熱滑脂。
(電阻器：第二實施形態)
圖2係顯示本發明之電阻器之第二實施形態的剖面圖。
其中，在以下說明中，關於與第一實施形態之電阻器相同的構成，係標註相同符號，且省略其詳細說明。
在該第二實施形態之電阻器30中，由：由純度為99.98mass%以上的Al所成之緩衝層29、與散熱片23的積層體，構成Al構件。亦即，在散熱片23與陶瓷基板11的另一面11b側之間形成有由純度為99.98mass%以上的Al所成之緩衝層29。散熱片23及陶瓷基板11係對該緩衝層29，分別藉由Al-Si系的硬焊材予以接合。
緩衝層29係例如由純度為99.98mass%以上的高純度Al所成之薄板狀的構件。該緩衝層29的厚度若為例如0.4mm以上、2.5mm以下即可。緩衝層29的厚度較佳為0.6mm以上、2.0mm以下。藉由將如此之緩衝層29形成在陶瓷基板11的另一面11b與散熱片23之間，使在晶片電阻體16所發生的熱有效率地傳播至散熱片23，可將熱快速放散。
此外，藉由以純度99.98mass%以上的高純度Al形成緩衝層29，變形阻力變小，可藉由該緩衝層29吸收當被負荷冷熱循環時在陶瓷基板11所發生的熱應力，可抑制熱應力施加至陶瓷基板11而發生破損的情形。
其中，如此之緩衝層29亦以形成在晶片電阻體16與陶瓷基板11的其中一面11a側之間為佳。
如本實施形態所示，在由：由純度為99.98mass%以上的Al所成之緩衝層29、與散熱片23的積層體，構成Al構件的情形下，亦為散熱片23係以其對向面23b的彎曲程度在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍的方式形成。藉此，抑制在散熱片23與陶瓷基 板11的接合面產生過度的彎曲應力，可防止散熱片23與陶瓷基板11發生剝離。
(電阻器：第三實施形態)
圖3係顯示本發明之電阻器之第三實施形態的剖面圖。
其中，在以下說明中，關於與第一實施形態之電阻器相同的構成，係標註相同符號，且省略其詳細說明。
在該第三實施形態之電阻器40中，晶片電阻體46係具有：電阻體42、及用以對該電阻體42施加電壓的金屬電極13a、13b。接著，在本實施形態中，使用RuO2系厚膜電阻體作為電阻體42。
由RuO2系厚膜電阻體所成之電阻體42的厚度若為例如5μm以上10μm以下即可，在本實施形態中係被形成為7μm。使用如此之RuO2系厚膜電阻體的電阻體42的形成係例如在陶瓷基板11的其中一面11a，使用厚膜印刷法，將RuO2糊膏印刷、乾燥，之後燒成，藉此可得由RuO2所成之電阻體12。
在本實施形態中，電阻體42係以覆蓋陶瓷基板11的其中一面11a、及金屬電極13a、13b的上面側的一部分的方式形成。
如本實施形態所示，即使在使用RuO2系厚膜電阻體作為電阻體42的情形下，亦為散熱片23係以其對向面23b的彎曲程度在-30μm/50mm以上、700μm/ 50mm以下的範圍的方式形成。藉此，抑制在散熱片23與陶瓷基板11的接合面發生過度的彎曲應力，可防止散熱片23與陶瓷基板11發生剝離。
(電阻器之製造方法：第一實施形態)
接著，參照圖4、圖5、圖6，說明第一實施形態之電阻器10之製造方法。
圖4、圖5係階段式顯示第一實施形態之電阻器之製造方法的剖面圖。此外，圖6係顯示第一實施形態之電阻器之製造方法中之各工程的流程圖。
例如，準備厚度為0.3mm以上1.0mm以下之由AlN所成之陶瓷基板11。如圖4(a)所示，在陶瓷基板11的其中一面11a，使用例如濺鍍法，形成由厚度為0.5μm左右的Ta-Si系薄膜所成之電阻體12(電阻體形成工程：S01)。
接著，如圖4(b)所示，在電阻體12的預定位置，使用例如濺鍍法或鍍敷法，形成例如厚度為2~3μm左右之由Cu所成之金屬電極13a、13b(金屬電極形成工程：S02)。藉此，在陶瓷基板11的其中一面11a形成晶片電阻體16。其中，亦以形成為在Cu的下層預先形成由Cr所成之基底層，提高電阻體12與金屬電極13a、13b的密接性的構成為佳。
接著，如圖4(c)所示，在陶瓷基板11的另一面11b接合散熱片23(接合工程：S03)。
在進行陶瓷基板11的另一面11b與散熱片23的接合時，將Al-Si系的硬焊材箔夾入在陶瓷基板11的另一面11b與散熱片23之間。接著，在真空加熱爐中，例如以積層方向負荷0.5kgf/cm2以上10kgf/cm2以下的加壓力，將真空加熱爐的加熱溫度設定在640℃以上650℃以下，保持10分鐘以上60分鐘以下。藉此，配置在陶瓷基板11的另一面11b與散熱片23之間的Al-Si系的硬焊材箔熔融，藉由Al-Si系的硬焊材，陶瓷基板11與散熱片23被接合。藉此，可得由陶瓷基板11與散熱片23所成之接合體31。
陶瓷基板11與散熱片23係藉由Al-Si系的硬焊材而被接合，因此例如與藉由軟焊材所為之接合相比較，耐熱性被大幅提高，而且，在接合時不需要800℃的高溫，因此亦可防止已經形成的電阻體12發生熱劣化。此外，Al-Si系的硬焊材係如軟焊材般，因溫度變化所致之膨脹、收縮少，因此可確實防止因溫度變化，在陶瓷基板11與散熱片23的接合部分產生裂痕、或互相剝離的情形。
將散熱片23與陶瓷基板11接合，若Al-Si系的硬焊材由熔融溫度被冷卻至室溫，藉由散熱片23與陶瓷基板11的熱膨脹率差，相對散熱片23之陶瓷基板11側之面23a的對向面23b有以其中央區域作為頂部而朝向與陶瓷基板11相反的方向突出的方式彎曲的情形。此係因構成散熱片23的Al、與構成陶瓷基板11的陶瓷的熱 膨脹係數的差、或厚度的差而起者。
藉由使散熱片23的對向面23b(與冷卻器25相接之面)的彎曲程度在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍，當在後工程在散熱片23設置冷卻器25時，可確保散熱片23與冷卻器25的密接性。此外，抑制在散熱片23與陶瓷基板11的接合部發生過度的彎曲應力。進行將散熱片23的彎曲程度進行矯正的彎曲矯正工程(S4)，俾使如此之散熱片23的對向面23b(與冷卻器25相接之面)的彎曲程度成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。
在彎曲矯正工程(S4)中，首先，測定或確認散熱片23的對向面23b的彎曲狀態。亦即，確認為對向面23b的中心區域比周緣區域更朝向外側突出的狀態亦即下凸型彎曲、或為對向面23b的周緣區域比中心區域更朝向外側突出的上凸型彎曲。
此外，確認對向面23b的彎曲程度相對平坦面是否不在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。結果，若散熱片23的對向面23b的彎曲程度不在上述範圍，進行接下來所述之彎曲狀態的矯正。其中，如此之彎曲狀態的確認係若在製造多數電阻器10時可預先得知或預測彎曲方向或彎曲程度，亦可未特別進行。
若進行散熱片23的對向面23b的彎曲矯正時，係使用圖8(a)所記載之治具37。使具備有使以預定曲率彎曲的矯正面32a的下部加壓板32抵接於散熱片 23的對向面23b側。下部加壓板32係使用具有與散熱片23的對向面23b的彎曲方向為相反的矯正面32a的下部加壓板32。例如，若散熱片23的對向面23b的彎曲狀態為下凸型彎曲，係使用具有由上凸型彎曲面所成之矯正面32a的下部加壓板32。此外，若散熱片23的對向面23b的彎曲狀態為上凸型彎曲，則使用具有由下凸型彎曲面所成之矯正面32a的下部加壓板32。矯正治具32的矯正面32a的曲率係以成為例如2000mm~3000mm左右的方式形成。
接著，使下部加壓板32抵接於散熱片23的對向面23b，且使上部加壓板33抵接於金屬電極13a、13b，藉由加壓彈簧38，施加例如0.5kg/cm2~5kg/cm2左右的荷重，在室溫環境下進行冷間矯正。藉此，散熱片23的對向面23b係被按壓由與該對向面23b為相反形狀的彎曲面所成之矯正面32a，彎曲程度被緩和，被矯正為接近平坦的面的形狀。如此所得之矯正後的散熱片23的對向面23b係彎曲程度相對平坦面在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。
此外，散熱片23的對向面23b係除了以1個下部加壓板32進行矯正以外，亦可利用複數下部加壓板32階段式矯正彎曲的程度。亦即，若散熱片23的對向面23b的彎曲程度非常大，若以1個下部加壓板32一次進行矯正，會有在散熱片23的對向面23b產生皺摺或裂痕之虞。
因此，亦可採用使用彎曲程度階段式變化的複數下部加壓板32，分為複數次進行冷間矯正，使散熱片23的對向面23b階段式接近平坦面的方法。
藉此，散熱片23的對向面23b的彎曲程度以相對平坦面成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍的方式予以矯正。
接著，如圖5(a)所示，藉由軟焊材，在金屬電極13a、13b的各個接合金屬端子14a、14b(端子接合工程：S05)。金屬端子14a、14b若為例如使厚度為0.3mm左右之由Cu所成之板材彎曲成剖面大致L字狀者即可。此外，以將金屬電極13a、13與金屬端子14a、14b相接合的軟焊材而言，列舉例如：Sn-Ag系、Sn-In系、或Sn-Ag-Cu系的軟焊材。藉此，金屬電極13a、13b與金屬端子14a、14b作電性連接。
接著，如圖5(b)所示，在陶瓷基板11的其中一面11a，以包圍晶片電阻體16的周圍的方式配置模框19。接著，在該模框19的內部填充經軟化的絕緣性樹脂，形成密封晶片電阻體16及金屬端子14a、14b的一部分的密封樹脂21(密封樹脂形成工程：S06)。
接著，如圖5(c)所示，在散熱片23的下面形成由耐熱滑脂所成之滑脂層27之後，使用螺絲26、26，將冷卻器25安裝在散熱片23(冷卻器安裝工程：S07)。
經由以上工程，可製造第一實施形態之電阻器10。
藉由被形成為如以上所示之構成之本實施形態之電阻器10及其製造方法，將散熱片(Al構件)23的對向面23b的彎曲程度相對平坦面形成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍，藉此抑制在散熱片23與陶瓷基板11的接合面發生過度的彎曲應力，可確實防止散熱片23與陶瓷基板11發生剝離。
此外，在散熱片23設置冷卻器25時，可確保散熱片23與冷卻器25的密接性。尤其在本實施形態中，在散熱片23的周緣附近形成複數螺孔24，藉由貫穿該螺孔24的螺絲26，散熱片23與冷卻器25被緊固，因此可使散熱片23與冷卻器25的密接性提升。此外，可抑制在散熱片23與陶瓷基板11的接合面發生過度的彎曲應力。
此外，使用Al-Si系的硬焊材來接合陶瓷基板11與散熱片23，因此即使電阻體12發熱而成為高溫，亦例如習知所示，與使用軟焊材進行接合的情形相比較，可充分維持接合強度，耐熱性優異。此外，另一方面，如習知所示，與使用Ag-Cu-Ti系硬焊材進行接合的情形相比較，可降低接合溫度，因此可確實防止接合時之電阻體12的熱劣化。接著，可減低陶瓷基板11及電阻體12的熱負荷，並且可簡化製造工程，且減低製造成本。
此外，藉由將陶瓷基板11的厚度形成為0.3mm以上1.0mm以下，即使電阻體12的發熱次數多，亦可抑制在陶瓷基板11發生破損。
此外，藉由將由Cu所成之金屬端子14a、14b的厚度形成為0.1mm以上，可充分確保作為端子的強度，並且流通相對較大的電流。此外，藉由將金屬端子14a、14b的厚度形成為0.3mm以下，即使電阻體12的發熱次數多，亦可抑制在陶瓷基板11發生破損。
此外，藉由使用熱膨脹係數(線膨脹率)為8ppm/℃~20ppm/℃的範圍的絕緣性樹脂作為密封樹脂21，可將因伴隨電阻體12的發熱的密封樹脂21的熱膨脹所致之體積變化抑制為最小。藉由如此構成，可防止因過度的應力對被覆蓋在密封樹脂21的晶片電阻體16或金屬端子14a、14b施加，因此接合部分受到損壞且發生導通不良等不良情形。
(電阻器之製造方法：第二實施形態)
圖7係顯示本發明之電阻器之製造方法之第二實施形態的剖面圖。
其中，在以下說明中，關於與第一實施形態之電阻器之製造方法相同的構成，係賦予相同符號，且省略其詳細說明。
在本實施形態之電阻器之製造方法中，係進行加壓冷卻矯正作為彎曲矯正工程。
在圖7(a)所示之彎曲矯正工程中，首先，確認散熱片23的對向面23b的彎曲狀態為對向面23b的中心區域比周緣區域更朝向外側突出的狀態，亦即下凸型彎曲， 或為對向面23b的周緣區域比中心區域更朝向外側突出的上凸型彎曲。
接著，若進行散熱片23的對向面23b的彎曲矯正，使分別表面形成平坦面的矯正治具34a、34b抵接於在接合體31的散熱片23的對向面23b側、及陶瓷基板11側(金屬電極13a、13b)。接著，以接合體31以預定的荷重，例如0.5kg/cm2~5kg/cm2左右的荷重被夾持的方式，以緊固螺絲35緊固矯正治具34a及矯正治具34b。
接著，將以該矯正治具34a、34b夾持的接合體31，導入至例如冷卻裝置C而冷卻至-40℃，在該狀態下保持10分鐘之後，恢復至室溫。藉此，散熱片23的對向面23b的彎曲程度被緩和，被矯正為接近平坦的面的形狀。
如此所得之矯正後的散熱片23的對向面23b係彎曲程度相對平坦面在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。
如以上所示之彎曲矯正工程所使用的矯正治具34a、34b係由硬度高的金屬或陶瓷所構成。例如，在本實施形態中，係由SUS所構成。
(電阻器之製造方法：第三實施形態)
圖8係顯示本發明之電阻器之製造方法之第三實施形態的剖面圖。
其中，在以下說明中，關於與第一實施形態之電阻器之製造方法相同的構成，係賦予相同符號，且省略其詳細說明。
在本實施形態之電阻器之製造方法中，與接合工程同時進行彎曲矯正工程，作為接合時加壓矯正。
在圖8(a)所示之接合工程、彎曲矯正工程中，首先，使用矯正治具37，在陶瓷基板11的另一面11b與散熱片23之間夾入Al-Si系的硬焊材箔，並且使具備有以預定曲率彎曲的矯正面32a的下部加壓板32抵接於散熱片23的對向面23b側，而且使上部加壓板33抵接於金屬電極13a、13b。下部加壓板32的矯正面32a的曲率係以成為例如2000mm~3000mm左右的方式形成。接著，藉由加壓彈簧38來加壓矯正治具37。
接著，在真空加熱爐導入以矯正治具被夾持的陶瓷基板11、散熱片23，將真空加熱爐的加熱溫度設定在640℃以上650℃以下，且保持10分鐘以上60分鐘以下。藉此，配置在陶瓷基板11的另一面11b與散熱片23之間的Al-Si系的硬焊材箔熔融，藉由硬焊材，陶瓷基板11與散熱片23被接合。
此外，同時在該接合時所產生的散熱片23的對向面23b的彎曲藉由具備有矯正面32a的下部加壓板32予以矯正，矯正後的散熱片23的對向面23b係彎曲程度相對平坦面在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。
(電阻器之製造方法：第四實施形態)
圖9係顯示本發明之電阻器之製造方法之第四實施形態的剖面圖。
其中，在以下說明中，關於與第一實施形態之電阻器之製造方法相同的構成，係賦予相同符號，且省略其詳細說明。
製造如圖3所示之具備有由RuO2系厚膜電阻體所成之電阻體42的電阻器40時，準備例如厚度為0.3mm以上1.0mm以下之由AlN所成之陶瓷基板11。接著，如圖9(a)所示，在陶瓷基板11的其中一面11a的預定位置，使用例如厚膜印刷法，將Ag-Pd糊膏印刷、乾燥，之後燒成，形成例如厚度為7~13μm左右之由Ag-Pd厚膜所成之金屬電極13a、13b(金屬電極形成工程)。
接著，如圖9(b)所示，以與陶瓷基板11的其中一面11a、及金屬電極13a、13b相接的方式，形成由例如厚度為7μm左右的RuO2系厚膜電阻體所成之電阻體42(電阻體形成工程)。由RuO2系厚膜電阻體所成之電阻體42的形成方法係列舉例如：在陶瓷基板11的其中一面11a，使用厚膜印刷法，將RuO2糊膏印刷、乾燥，之後燒成的方法。
接著，如圖9(c)所示，在陶瓷基板11的另一面11b接合散熱片23(接合工程)。在進行陶瓷基板11的另一面11b與散熱片23的接合時，將Al-Si系的硬 焊材箔夾入在陶瓷基板11的另一面11b與散熱片23之間。接著，在真空加熱爐中，例如以積層方向負荷0.5kgf/cm2以上10kgf/cm2以下的加壓力，將真空加熱爐的加熱溫度設定在640℃以上650℃以下，保持10分鐘以上60分鐘以下。藉此，配置在陶瓷基板11的另一面11b與散熱片23之間的Al-Si系的硬焊材箔熔融，藉由Al-Si系的硬焊材，陶瓷基板11與散熱片23被接合。藉此，可得由陶瓷基板11與散熱片23所成之接合體31。
若將散熱片23及陶瓷基板11接合而Al-Si系的硬焊材由熔融溫度被冷卻至室溫時，因散熱片23與陶瓷基板11的熱膨脹率差，相對散熱片23的陶瓷基板11側的面23a的對向面23b有以其中央區域作為頂部而朝向與陶瓷基板11為相反的方向突出的方式彎曲的情形。此係因構成散熱片23的Al、與構成陶瓷基板11的陶瓷的熱膨脹係數的差、或厚度的差而起者。
藉由使散熱片23的對向面23b(與冷卻器25相接的面)的彎曲程度在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍，當在後工程在散熱片23設置冷卻器25時，可確保散熱片23與冷卻器25的密接性。此外，抑制在散熱片23與陶瓷基板11的接合部發生過度的彎曲應力。為了將如此之散熱片23的對向面23b(與冷卻器25相接之面)的彎曲程度形成在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍，進行矯正散熱片23的彎曲程度的彎曲矯正工程。
在彎曲矯正工程中，首先，測定或確認散熱片23的對向面23b的彎曲狀態。亦即，確認為對向面23b的中心區域比周緣區域更朝向外側突出的狀態，亦即下凸型彎曲、或為對向面23b的周緣區域比中心區域更朝向外側突出的上凸型彎曲。
此外，確認對向面23b的彎曲程度是否相對平坦面而不在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。結果，若散熱片23的對向面23b的彎曲程度不在上述範圍，進行以下敘述的彎曲狀態的矯正。其中，如此之彎曲狀態的確認係若當製造多數電阻器40時可預先得知或可預測彎曲方向或彎曲程度，亦可未特別進行。
若進行散熱片23的對向面23b的彎曲矯正，如圖9(d)所示，使用治具37，使具備有以預定曲率彎曲的矯正面32a的下部加壓板32抵接於散熱片23的對向面23b側。下部加壓板32係使用具有與散熱片23的對向面23b的彎曲方向為相反的矯正面32a的下部加壓板32。例如，若散熱片23的對向面23b的彎曲狀態為下凸型彎曲，係使用具有由上凸型彎曲面所成之矯正面32a的下部加壓板32。此外，若散熱片23的對向面23b的彎曲狀態為上凸型彎曲，使用具有由下凸型彎曲面所成之矯正面32a的下部加壓板32。矯正治具32的矯正面32a的曲率係以成為例如2000mm~3000mm左右的方式形成。
接著，使下部加壓板32抵接於散熱片23的對向面23b，而且使上部加壓板33抵接於電阻體42，藉 由加壓彈簧38，施加例如0.5kg/cm2~5kg/cm2左右的荷重，在室溫環境下進行冷間矯正。藉此，散熱片23的對向面23b係被按壓由與該對向面23b為相反的形狀的彎曲面所成之矯正面32a，彎曲程度被緩和，被矯正為接近平坦的面的形狀。如此所得之矯正後的散熱片23的對向面23b係彎曲程度相對平坦面在-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。
此外，散熱片23的對向面23b係除了以1個下部加壓板32進行矯正以外，亦可利用複數下部加壓板32階段式矯正彎曲的程度。亦即，若散熱片23的對向面23b的彎曲程度非常大，若以1個下部加壓板32一次進行矯正，會有在散熱片23的對向面23b發生皺摺或裂痕之虞。
因此，亦可採用使用彎曲程度階段式變化的複數下部加壓板32，分為複數次進行冷間矯正，使散熱片23的對向面23b階段式接近平坦面的方法。
藉此，散熱片23的對向面23b的彎曲程度以相對平坦面成為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍的方式予以矯正。
之後，在金屬電極13a、13b的各個，藉由軟焊材接合金屬端子14a、14b，在陶瓷基板11的其中一面11a配置模框19之後，形成密封樹脂21，另外在散熱片23安裝冷卻器25，藉此可製造具備有如圖3所示之由RuO2系厚膜電阻體所成之電阻體42的電阻器40。
[實施例]
以下說明為確認本發明之效果所進行之確認實驗的結果。
(本發明例1~5)
在由AlN所成之陶瓷基板(15mm×11mm×0.635mmt)的其中一面，使用濺鍍法，形成Ta-Si系的電阻體(10mm×10mm×0.5μm)。接著，在電阻體之上的兩端，以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu電極(2mm×10mm)。接著，在陶瓷基板的另一面係透過Al-Si系硬焊材箔，積層由Al合金(Al050)所成之散熱片(20mm×13mm×3mmt)，以積層方向以3kgf/cm2附加加壓力，在真空氣體環境下，以645℃保持30分鐘，藉由Al-Si系硬焊材，將陶瓷基板及散熱片接合。接著，將散熱片的對向面，藉由電阻器之製造方法中以第一實施形態所示之矯正工程亦即冷間矯正，矯正為預定的彎曲程度(翹曲量)。亦即，本發明例1的翹曲量係形成為-30μm，本發明例2的翹曲量係形成為0μm(平坦面)，本發明例3的翹曲量係形成為100μm、本發明例4的翹曲量係形成為350μm、本發明例5的翹曲量係形成為700μm。接著，使用Sn-Ag軟焊材，在Cu電極上接合Cu端子。
(本發明例6)
在由AlN所成之陶瓷基板(15mm×11mm×0.635mmt) 的其中一面，使用濺鍍法，形成Ta-Si系的電阻體(10mm×10mm×0.5μm)。接著，在電阻體之上的兩端，以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu電極(2mm×10mm)。接著，在陶瓷基板的另一面係透過Al-Si系硬焊材箔，積層由Al合金(Al050)所成之散熱片(20mm×13mm×3mmt)，以積層方向以3kgf/cm2附加加壓力，在真空氣體環境下，以645℃保持30分鐘，藉由Al-Si系硬焊材，將陶瓷基板及散熱片接合。接著，將散熱片的對向面，藉由電阻器之製造方法中以第二實施形態所示之矯正工程亦即加壓冷卻矯正，矯正為預定的彎曲程度(翹曲量)。亦即，本發明例6的翹曲量係形成為100μm。接著，使用Sn-Ag軟焊材，在Cu電極上接合Cu端子。
(本發明例7)
在由AlN所成之陶瓷基板(15mm×11mm×0.635mmt)的其中一面，使用濺鍍法，形成Ta-Si系的電阻體(10mm×10mm×0.5μm)。接著，在電阻體之上的兩端，以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu電極(2mm×10mm)。接著，在陶瓷基板的另一面係透過Al-Si系硬焊材箔，積層由Al合金(Al050)所成之散熱片(20mm×13mm×3mmt)。以積層方向以3kgf/cm2附加加壓力，在真空氣體環境下，以645℃保持30分鐘，藉由Al-Si系硬焊材，將陶瓷基板及散熱片接合。在該接合 時，將散熱片的對向面，藉由電阻器之製造方法中以第三實施形態所示之矯正工程亦即接合時加壓矯正，與接合同時矯正為預定的彎曲程度(翹曲量)。本發明例7的翹曲量係形成為100μm。接著，使用Sn-Ag軟焊材，在Cu電極上接合Cu端子。
(比較例1、2)
在由AlN所成之陶瓷基板(15mm×11mm×0.635mmt)的其中一面，使用濺鍍法，形成Ta-Si系的電阻體(10mm×10mm×0.5μm)。接著，在電阻體之上的兩端，以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu電極(2mm×10mm)。接著，在陶瓷基板的另一面係透過Al-Si系硬焊材箔，積層由Al合金(Al050)所成之散熱片(20mm×13mm×3mmt)，以積層方向以3kgf/cm2附加加壓力，在真空氣體環境下，以645℃保持30分鐘，藉由Al-Si系硬焊材，將陶瓷基板及散熱片接合。接著，將散熱片的對向面，藉由電阻器之製造方法中以第一實施形態所示之矯正工程亦即冷間矯正，矯正為預定的彎曲程度(翹曲量)。亦即，比較例1的翹曲量係形成為800μm，比較例2係形成為-60μm。接著，使用Sn-Ag軟焊材，在Cu電極上接合Cu端子。
(比較例3)
在由AlN所成之陶瓷基板(15mm×11mm×0.635mmt) 的其中一面，使用濺鍍法，形成Ta-Si系的電阻體(10mm×10mm×0.5μm)。接著，在電阻體之上的兩端，以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu電極(2mm×10mm)。此外，在陶瓷的另一面亦以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu層(10mm×10mm)。接著，在陶瓷基板的另一面係透過Sn-Ag系的軟焊材，接合由Al合金(Al050)所成之散熱片(20mm×13mm×3mmt)。其中，在藉由軟焊材所為之接合後，並未進行矯正工程。散熱片的對向面的翹曲量係形成為-60μm。接著，使用Sn-Ag軟焊材，在Cu電極上接合Cu端子。
(比較例4)
在由AlN所成之陶瓷基板(15mm×11mm×0.635mmt)的其中一面，使用濺鍍法，形成Ta-Si系的電阻體(10mm×10mm×0.5μm)。接著，在電阻體之上的兩端，以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu電極(2mm×10mm)。此外，在陶瓷的另一面亦以濺鍍法形成Cu後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu層(10mm×10mm)。接著，陶瓷基板的另一面係透過Sn-Ag系的軟焊材，接合由Al合金(Al050)所成之散熱片(20mm×13mm×3mmt)。接著，將散熱片的對向面，藉由電阻器之製造方法中以第一實施形態所示之矯正工程亦即冷間矯正，矯正彎曲。接著，使用Sn-Ag軟焊材，在 Cu電極上接合Cu端子。
(比較例5)
在由AlN所成之陶瓷基板(15mm×11mm×0.635mmt)的其中一面，使用濺鍍法，形成Ta-Si系的電阻體(10mm×10mm×0.5μm)。接著，在電阻體之上的兩端，以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu電極(2mm×10mm)。此外，在陶瓷的另一面亦以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu層(10mm×10mm)。接著，陶瓷基板的另一面係透過Sn-Ag系的軟焊材，接合由Al合金(Al050)所成之散熱片(20mm×13mm×3mmt)。接著，將散熱片的對向面，藉由電阻器之製造方法中以第二實施形態所示之矯正工程亦即加壓冷卻矯正，矯正彎曲。接著，使用Sn-Ag軟焊材，在Cu電極上接合Cu端子。
(比較例6)
在由AlN所成之陶瓷基板(15mm×11mm×0.635mmt)的其中一面，使用濺鍍法，形成Ta-Si系的電阻體(10mm×10mm×0.5μm)。接著，在電阻體之上的兩端，以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu電極(2mm×10mm)。此外，在陶瓷的另一面亦以濺鍍法形成Cu之後，以鍍敷法形成1.6μm的厚度的Cu層(10mm×10mm)。接著，藉由Sn-Ag系的軟焊材，將陶 瓷基板的另一面與由Al合金(Al050)所成之散熱片(20mm×13mm×3mmt)接合。在該接合時，將散熱片的對向面，藉由電阻器之製造方法中以第三實施形態所示之矯正工程亦即接合時加壓矯正，矯正彎曲。接著，使用Sn-Ag軟焊材，在Cu電極上接合Cu端子。
以上針對本發明例1~7、比較例1~6，分別進行冷熱循環試驗、高溫放置試驗、通電試驗。
冷熱循環試驗係將各自的試樣在-40℃~125℃之間反覆進行冷熱循環。反覆次數係形成為3000週期。接著，在試驗後，觀察陶瓷基板與散熱片的接合部分的裂痕或剝落的狀況及陶瓷基板的破損。
高溫放置試驗係將各自的試樣以125℃放置1000小時，且觀察陶瓷基板與散熱片的接合部分的裂痕或剝落的狀況。
通電試驗係在各自的試樣的Cu端子間，以200W進行5分鐘的通電，以確認通電狀況。
將針對如此之各自的試樣所進行的冷熱循環試驗、高溫放置試驗、及通電試驗的結果顯示於表1。其中，在以下表1中，在冷熱循環試驗中，發生裂痕或剝落或破損者係表記為B，在接合狀態沒有改變者係表記為A。
此外，在高溫放置試驗中，發生裂痕或剝落者係表記為B，在接合狀態沒有改變者係表記為A。此外，在通電試驗中，將流通電流者表記為A，將不導通者表記為B。
如表1所示，在本發明例1-7中，在冷熱循環試驗、高溫放置試驗、及通電試驗之任一者中亦獲得良好的結果。
另一方面，比較例1係在冷熱循環試驗後在陶瓷基板產生破損。
此外，習知之比較例2及比較例3係在通電試驗中，在端子間發生導通不良。該等比較例2及比較例3係彎曲 程度大，為-60μm，不能順利地進行放熱，因此將金屬電極與金屬端子相接合的軟焊材熔融，且金屬電極與金屬端子作電性斷線之故。此外，在比較例3中，係形成為在冷熱循環試驗中，在陶瓷基板與散熱片之間，接合面積的50%以上剝落的結果。此外，在高溫放置試驗中，在陶瓷基板與散熱片之間，接合強度降低30%以上。此外，在通電試驗中，在端子間發生導通不良。
在比較例4中，在冷間矯正後，已經在軟焊材產生裂痕，因此冷熱循環試驗、高溫放置試驗、及通電試驗之任一者均無法進行。
在比較例5中，若在加壓冷卻矯正後軟焊接元件，散熱片的翹曲恢復至進行加壓冷卻矯正之前的狀態，因此冷熱循環試驗、高溫放置試驗、及通電試驗之任一者均無法進行。
在比較例6中，在接合時進行加壓矯正時，因加壓力，軟焊材由陶瓷基板與散熱片之間流出，無法進行接合本身。
由以上結果確認出藉由本案發明，可製造可將陶瓷基板與Al構件無須大幅彎曲即可相接合，且在接合部分沒有損傷的電阻器。
10‧‧‧電阻器
11‧‧‧陶瓷基板
11a‧‧‧陶瓷基板11的其中一面
11b‧‧‧陶瓷基板11的另一面
12‧‧‧電阻體
13a、13b‧‧‧金屬電極
14a、14b‧‧‧金屬端子
16‧‧‧晶片電阻體
19‧‧‧模框
21‧‧‧密封樹脂
23‧‧‧散熱片(Al構件)
23a‧‧‧陶瓷基板11側的面
23b‧‧‧對向面
24‧‧‧螺孔
25‧‧‧冷卻器
26‧‧‧螺絲
27‧‧‧滑脂層

Claims (10)

  1. 一種電阻器，其特徵為：具備有：包含形成在陶瓷基板的其中一面的電阻體及金屬電極的晶片電阻體；與前述金屬電極作電性連接的金屬端子；及形成在前述陶瓷基板的另一面側的Al構件，前述陶瓷基板與前述Al構件藉由Al-Si系的硬焊材而相接合，前述金屬電極與前述金屬端子藉由軟焊材而相接合，前述Al構件係與前述陶瓷基板側之面相對向的對向面的彎曲程度為-30μm/50mm以上、700μm/50mm以下的範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項之電阻器，其中，前述Al構件係由純度為99.98mass%以上的Al所成之緩衝層與散熱片的積層體，該緩衝層與前述陶瓷基板的另一面藉由Al-Si系的硬焊材而相接合。
  3. 如申請專利範圍第2項之電阻器，其中，前述緩衝層的厚度為0.4mm以上、2.5mm以下的範圍。
  4. 如申請專利範圍第1項之電阻器，其中，前述晶片電阻體、前述金屬電極、及前述金屬端子係至少其一部分藉由絕緣性的密封樹脂予以覆蓋，該密封樹脂係熱膨脹係數為8ppm/℃以上、20ppm/℃以下的範圍的樹脂。
  5. 如申請專利範圍第1項之電阻器，其中，前述陶瓷基板的厚度為0.3mm以上、1.0mm以下的範圍，而且，前述Al構件的厚度為2.0mm以上、10.0mm以下的範 圍。
  6. 一種電阻器之製造方法，其係製造如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之電阻器之電阻器之製造方法，其特徵為：具備有：接合工程，其係在前述陶瓷基板與前述Al構件之間配置Al-Si系的硬焊材，將該等一邊沿著積層方向加壓一邊加熱，將前述陶瓷基板與前述Al構件藉由前述硬焊材相接合而形成接合體；及彎曲矯正工程，其係矯正前述Al構件的彎曲。
  7. 如申請專利範圍第6項之電阻器之製造方法，其中，前述彎曲矯正工程係進行使具有預定曲率的矯正治具抵接於前述接合體的前述Al構件側，由前述陶瓷基板側按壓前述接合體的冷間矯正的工程。
  8. 如申請專利範圍第6項之電阻器之製造方法，其中，前述彎曲矯正工程係進行以分別配置在前述Al構件側及前述陶瓷基板側的平坦的矯正治具，夾持前述接合體，且冷卻至至少0℃以下之後恢復成室溫的加壓冷卻矯正的工程。
  9. 如申請專利範圍第6項之電阻器之製造方法，其中，前述彎曲矯正工程係在前述接合工程之前，在前述Al構件側配置具有預定曲率的矯正治具的工程。
  10. 如申請專利範圍第6項之電阻器之製造方法，其中，另外具備有密封樹脂形成工程，其係以包圍前述晶片 電阻體的周圍的方式配置模框，使經軟化的密封樹脂填充在前述模框的內部。
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