TWI604471B - Aluminum end electrode chip resistor manufacturing method - Google Patents

Description

鋁端電極晶片電阻器之製造方法

本發明係有關於一種鋁端電極晶片電阻器之製造方法，尤指涉及一種既可提升晶片電阻器抗硫化能力，亦可大幅降低晶片電阻器端電極材料成本之方法。

晶片電阻器之電阻值主要係靠電阻層材料與幾何結構來決定，再透過正面金屬端電極導通後，經由電鍍鎳與錫連接到印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)使用。基本上，晶片電阻器之端電極可以分成三部份，分別為正面端電極、側面端電極與背面端電極，其中側面端電極與背面端電極只是利用來供後製程電鍍鎳與錫晶種層使用，而正面端電極除了用來供後製程電鍍鎳與錫晶種層使用之外，在其架構上也必需負責連接電阻層導通之路徑，即連接電阻層與電鍍鎳錫後焊接於PCB板，如美國US 6,153,256號專利案、中華民國第I423271及350071號專利案；當然，也有使用背面端銀電極連接電阻層之技術，如中華民國第I294129號專利案，其原理與上述以正面端電極連接電阻層相同。而為了與電阻層形成歐姆接觸，因此正面端電極之導電率必須遠低於電阻層電阻率才可形成歐姆接觸，否則會造成寄生電阻影響電阻器最後電阻值。

為了符合晶片電阻端電極之功能與材料成本考量，目前晶片電阻器其端電極材料係以銀導體為主，然而晶片電阻端電極銀金屬有一嚴重缺點，其容易與應用環境中的硫起反應生成硫化銀，特別是在高溫、高 濕度與高硫濃度之環境，如汽車電子之應用下反應特別激烈、特別嚴重，其晶片電阻硫化現象如第6圖(b)所示。而硫化銀之生成將影響晶片電阻器之電性特性與可靠度。

目前主要製作抗硫化車用晶片電阻器，係將銀端電極添加高含量(5mol%以上)之鈀形成銀鈀合金來降低與硫反應形成硫化銀之反應活性，如美國US 5,966,067專利案、中華民國第I429609及I395232號專利案。然而，如此一來端電極材料成本將大幅升高，且隨著硫化環境愈惡劣，形成硫化銀還是有一定之風險。

另，當鋁端電極應用於較高電阻值晶片電阻(>1Ω)，元件結構不變，然而不同於原先銀端電極製作應用於晶片電阻器，鋁端電極製作應用於晶片電阻器時因鋁電極容易表面氧化問題導致有額外雜散電阻產生，這對於製作晶片電阻器在兩倍半額定電壓下進行過負載測試(short time over load)時，容易發生因衝擊製造履端電極時產生的雜散電阻，造成晶片電阻器在過負載測試後電阻值偏移太大(±2%)失效問題。

故，一般習用者係無法符合使用者於實際使用時之所需。

本發明之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種以高固含量鋁端電極取代原先銀端電極應用於大於1Ω以上之晶片電阻器，及以多孔性鋁端電極取代原先銀端電極應用於小於1Ω以下之晶片電阻器，除了可大幅降低晶片電阻器端電極材料成本，亦可完全克服原先晶片電阻硫化問題，而能有效應用於車用、基地台、及LED燈上，提升晶片電阻器抗硫化能力之鋁端電極晶片電阻器之製造方法。

本發明之次要目的係在於，提供一種新晶片電阻器端電極材料與新端電極結構，以低成本鋁端電極取代目前高單價之銀端電極，用大量玻璃添加於厚膜鋁膏，一方面使鋁膏在燒結時可以藉由大量玻璃添加附著於金屬鋁顆粒表面避免金屬鋁顆粒過度氧化發生，另一方面藉由大量玻璃添加來填充原先厚膜鋁膏燒結時殘留孔洞，讓大量玻璃添加之鋁膏燒結厚鋁電極致密性大幅提升。藉此，利用鋁端電極製作之晶片電阻器其過負載測試與銀端電極製作之晶片電阻器一樣可以完全符合晶片電阻器在過負載測試後電阻值偏移(±2%)規格，甚至越優於規格(±0.1%)。

本發明之另一目的係在於，將多孔性鋁端電極應用於較低電阻值晶片電阻(<1Ω)，經由新結構藉由保護層與電阻層尺寸不同改變電流導通路徑，從原先透過印刷正面端電極導通電阻層路徑改變成以側面端電極導通電阻層新路徑之方法；或是維持原先晶片電阻結構，換句話說保護層與電阻層尺寸相同或保護層較大的結構，藉由晶片電阻器在電鍍端電極製程時，讓電鍍鎳滲透進入原先多孔鋁電極的空洞內，以電鍍鎳填滿空洞，形成鋁鎳共存低電阻端電極，讓電鍍鎳鍍在低電阻的電阻層，形成電阻層連接鋁端電極之新的導電通路。

為達以上之目的，本發明係一種鋁端電極晶片電阻器之製造方法，在一第一實施例中，係包括以下步驟：(A)鋁端電極印刷及燒結：首先在一基板背面印刷形成二相間隔而互不連接之背面鋁端電極，再於該基板正面印刷形成二相間隔而互不連接之正面鋁端電極，之後將該基板送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，使該背面鋁端電極與該正面鋁端電極能夠與該基板進行熔結；(B)電阻層印刷及燒結：於該基板上二相間隔正面鋁端電極之間印刷形成一電阻層，該電阻層 之兩端部係延伸至該等正面鋁端電極上，使得該電阻層之兩端部係搭接於該等正面鋁端電極相間隔面之端部上，之後再將該基板送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，俾使該電阻層能夠與該基板進行熔結；(C)保護層印刷與燒結：於完成燒結之電阻層上印刷形成一保護層，該保護層之尺寸係大於或等於該電阻層，之後再將該基板送入燒結爐中進行450~700℃高溫燒結作業，俾使該保護層能夠覆蓋該電阻層並進行熔結；(D)鐳射切割：將該基板送入鐳射切割裝置，利用鐳射光於該內保護層上對該電阻層進行切割作業，於該電阻層之上切出所需形狀之調節槽以修整該電阻層之電阻值；(E)字碼層印刷：於該保護層上印刷有代表該晶片電阻之辨識字碼；(F)折條：將呈片狀之基板送至滾壓裝置，利用滾壓分割方式，使該基板分裂成為條狀；(G)端電極側導印刷：將折成條狀之基板兩側面印刷上導電材質，形成二側面端電極，該等側面端電極係覆蓋該等正面鋁端電極與該等背面鋁端電極，之後再將完成端電極側導印刷之條狀基板送入燒結爐中進行150~250℃燒結，俾使該側導印刷後之側面端電極可與該正面鋁端電極及該背面鋁端電極進行熔結，使該基板同一側邊之該等正面鋁端電極與該等背面鋁端電極形成相互連接導通；(H)折粒：完成側面端電極燒結之條狀基板，再次利用滾壓裝置進行分割，將呈條狀之基板壓折，使相連之晶片電阻分成多數獨立且具有二正面鋁端電極、二背面鋁端電極、二側面端電極、一電阻層，及一保護層之粒狀體；以及(I)電鍍：將形成為粒狀之晶片電阻送至電鍍槽進行電鍍鎳與錫作業，電鍍鎳用來保護該正面鋁端電極，電鍍錫為將晶片電阻器焊接於PCB；以上製作之晶片電阻器之鋁端電極可以使用於抗硫化之晶片電阻器，如應用於車用、基地台、及LED燈。

於本發明第一實施例中，該正面鋁端電極係為高固含量(含高金屬鋁含量與高玻璃含量)之鋁電極，應用於大於1Ω之高電阻晶片電阻器。於本發明第一實施例中，該正面鋁端電極總固含量大於70wt%，金屬鋁固含量>64wt%，玻璃固含量>6wt%，使其在2.5額定電壓過負載測試後，△R/R可控制在規格內之±2%。

於本發明第一實施例中，該正面鋁端電極其總固含量大於74wt%，金屬鋁固含量>64wt%，玻璃固含量>10wt%，使其在2.5額定電壓過負載測試後，△R/R可控制在遠低於規格之±0.1%。

於本發明第一實施例中，該正面鋁端電極係為低固含量之多孔性鋁電極，應用於小於1Ω之低電阻晶片電阻器。

於本發明第一實施例中，該正面鋁端電極之金屬鋁固含量<44wt%；玻璃固含量>6wt%。

在一第二實施例中，係包括以下步驟：(A)鋁端電極印刷及燒結：首先在一基板背面印刷形成二相間隔而互不連接之背面鋁端電極，再於該基板正面印刷形成二相間隔而互不連接之正面鋁端電極，之後將該基板送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，使該背面鋁端電極與該正面鋁端電極能夠與該基板進行熔結；(B)電阻層印刷及燒結：於該基板上二相間隔正面鋁端電極之間印刷形成一電阻層，該電阻層之兩端部係延伸至該等正面鋁端電極上，使得該電阻層之兩端部係搭接於該等正面鋁端電極相間隔面之端部上，之後再將該基板送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，俾使該電阻層能夠與該基板進行熔結；(C)內塗層印刷與燒結：於完成燒結之電阻層上印刷形成一內塗層，該內塗層之尺寸係小於該電阻層而不會接觸到該等正面鋁端電極，使該電阻層之兩端部外露，之後再將該基板送入燒結爐中 進行450~700℃高溫燒結作業，使該內塗層能夠與該電阻層進行熔結；(D)鐳射切割：將該基板送入鐳射切割裝置，利用鐳射光於該內保護層上對該電阻層進行切割作業，於該電阻層之上切出所需形狀之調節槽以修整該電阻層之電阻值；(E)外塗層印刷與燒結：於該內塗層表面上再印刷形成一外塗層，且該外塗層之尺寸與該內塗層相同，係小於該電阻層而不會接觸到該等正面鋁端電極，使該電阻層之兩端部外露，之後再將該基板送入燒結爐中進行150~250℃燒結，俾使該外塗層能夠與該內塗層進行熔結，並藉由該內、外塗層構成一保護層；(F)字碼層印刷：於該保護層上印刷有代表該晶片電阻之辨識字碼；(G)折條：將呈片狀之基板送至滾壓裝置，利用滾壓分割方式，使該基板分裂成為條狀；(H)端電極側導印刷：將折成條狀之基板兩側面印刷上導電材質，形成二側面端電極於該電阻層外露之兩端部上方，該等側面端電極係覆蓋該等正面鋁端電極與該等背面鋁端電極，之後再將完成端電極側導印刷之條狀基板送入燒結爐中進行150~250℃燒結，俾使該側導印刷後之側面端電極可與該正面鋁端電極及該背面鋁端電極進行熔結，使該基板同一側邊之該等正面鋁端電極與該等背面鋁端電極形成相互連接導通，該等側面端電極會接觸到該等正面鋁端電極，並可透過以多孔性鋁為材質之正面鋁端電極連接該電阻層；(I)折粒：完成側面端電極燒結之條狀基板，再次利用滾壓裝置進行分割，將呈條狀之基板壓折，使相連之晶片電阻分成多數獨立且具有二正面鋁端電極、二背面鋁端電極、二側面端電極、一電阻層，及一包括內塗層與外塗層之保護層之粒狀體；以及(J)電鍍：將形成為粒狀之晶片電阻送至電鍍槽進行電鍍鎳與錫作業，電鍍鎳除了保護該正面鋁端電極之外，也利用電鍍鎳填充多孔性鋁電極，使該正面 鋁端電極形成鋁鎳端電極，最後再鍍錫來達到可焊接之功能；以上製作之晶片電阻器之鋁端電極可以使用於抗硫化之晶片電阻器，如應用於車用、基地台、及LED燈。

於本發明第二實施例中，該正面鋁端電極係為低固含量之多孔性鋁電極，應用於小於1Ω之低電阻晶片電阻器。

於本發明第二實施例中，該正面鋁端電極之金屬鋁固含量<44wt%；玻璃固含量>6wt%。

於本發明第二實施例中，該保護層之尺寸係小於該電阻層至少1微米(μm)以上。

10~18、20~29‧‧‧步驟

31‧‧‧基板

32‧‧‧背面端電極

33‧‧‧正面端電極

331‧‧‧端部

34‧‧‧電阻層

341‧‧‧端部

35‧‧‧保護層

351‧‧‧內塗層

352‧‧‧外塗層

36‧‧‧側面端電極

37‧‧‧電鍍層

第1圖，係本發明第一實施例之製作流程示意圖。

第2圖，係本發明第二實施例之製作流程示意圖。

第3A圖，係本發明第一實施例之鋁端電極晶片電阻器剖面示意圖。

第3B圖，係本發明第二實施例之鋁端電極晶片電阻器剖面照片。

第4A圖，係本發明第二實施例之鋁端電極晶片電阻器剖面示意圖。

第4B圖，係本發明第二實施例之鋁端電極晶片電阻器剖面照片。

第5圖，係本發明不同玻璃含量之鋁端電極燒結照片。

第6圖，係本發明不同電阻值之晶片電阻鋁端電極燒結照片。

第7圖，係本發明晶片電阻鋁電極與習用晶片電阻硫化現象之比較照片。

請參閱『第1圖~第7圖』所示，係分別為本發明第一實施例之製作流程示意圖、本發明第二實施例之製作流程示意圖、本發明第一實施 例之鋁端電極晶片電阻器剖面示意圖、本發明第一實施例之鋁端電極晶片電阻器剖面照片、本發明第二實施例之鋁端電極晶片電阻器剖面示意圖、本發明第二實施例之鋁端電極晶片電阻器剖面照片、本發明不同玻璃含量之鋁端電極燒結照片、本發明不同電阻值之晶片電阻鋁端電極燒結照片、以及本發明晶片電阻鋁電極與習用晶片電阻硫化現象之比較照片。如圖所示：本發明係一種鋁端電極晶片電阻器之製造方法，係利用氧化鋁陶瓷基板配合厚膜印刷製程，依序經過端電極印刷及燒結、電阻層印刷及燒結、內塗層印刷與燒結、鐳射切割、外塗層印刷與燒結、字碼層印刷、折條、端電極側導印刷、折粒、及電鍍等步驟完成鋁端電極晶片電阻器。

如第1圖及第3A圖所示，於一第一實施例中，本發明所述之鋁端電極晶片電阻器之製程，係透過以下步驟實施：

(A)端電極印刷及燒結10：首先在一基板31背面適當處印刷形成二相間隔而互不連接之背面鋁端電極32，再於該基板31正面適當處印刷形成二相間隔而互不連接之正面鋁端電極33；之後將該基板31送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，使該背面鋁端電極32與該正面鋁端電極33能夠與該基板31進行熔結。

(B)電阻層印刷及燒結11：於該基板31上二相間隔正面鋁端電極33之間印刷形成一電阻層34，該電阻層34之兩端部341係延伸至該等正面鋁端電極33上，使得該電阻層34之兩端部341係搭接於該等正面鋁端電極33相間隔面之端部331上；之後再將該基板31送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，俾使該電阻層34能夠與該基板31進行熔結。

(C)保護層印刷與燒結12：於完成燒結之電阻層34上印刷形成一保護層35，該保護層35之尺寸係大於或等於該電阻層34，之後再將該基板31送入燒結爐中進行450~700℃高溫燒結作業，俾使該保護層35能夠與該電阻層34進行熔結。

(D)鐳射切割13：將該基板31送入鐳射切割裝置，利用鐳射光於該保護層35上對該電阻層34進行切割作業，於該電阻層34之適當處切出適當形狀(「I」、「L」或「一」等形狀)之調節槽以修整該電阻層34之電阻值。

(E)字碼層印刷14：於該保護層35上印刷有代表該晶片電阻之相關辨識字碼，例如型號、電阻值等等。

(F)折條15：將呈片狀之基板31送至滾壓裝置，利用滾壓分割方式，使該基板31分裂成為條狀。

(G)端電極側導印刷16：將折成條狀之基板31兩側面印刷上導電材質形成二側面端電極36於該電阻層34之兩端部341上方，該等側面端電極36係覆蓋該等正面鋁端電極33與該等背面鋁端電極32；之後再將完成端電極側導印刷之條狀基板31送入燒結爐中進行150~250℃燒結，俾使該側導印刷後之側面端電極36可與該正面鋁端電極33及該背面鋁端電極32進行熔結，使該基板31同一側邊之該等正面鋁端電極33與該等背面鋁端電極32形成相互連接導通，該等側面端電極36會接觸到該等正面鋁端電極33，並可透過以多孔性鋁為材質之正面鋁端電極33連接該電阻層34；其中該等側面端電極36係為銅、鎳、錫或其組合中選出之金屬電極。

(H)折粒17：完成側面端電極36燒結之條狀基板31，再次利用滾壓裝置進行分割，將呈條狀之基板31壓折，使相連之晶片電阻 分成多數獨立且具有二背面鋁端電極32、二正面鋁端電極33、一電阻層34、二側面端電極36，及一保護層35之粒狀體。

(I)電鍍18：將形成為粒狀之晶片電阻送至電鍍槽進行電鍍作業，於晶片電阻導電材質之側面端電極36外部鍍上一電鍍層37，包含一層電鍍鎳與一層電鍍錫，電鍍鎳用來保護該正面鋁端電極33，電鍍錫為了晶片電阻器焊接於PCB應用；以上製作之晶片電阻器之鋁端電極可以使用於抗硫化之晶片電阻器，如應用於車用、基地台、及LED燈。

上述之正面鋁端電極33係為高固含量(含高金屬鋁含量與高玻璃含量)之鋁電極。

如第2圖及第4A圖所示，於一第二實施例中，本發明所述之鋁端電極晶片電阻器之製程，係透過以下步驟實施：

(A)端電極印刷及燒結20：首先在一基板31背面適當處印刷形成二相間隔而互不連接之背面鋁端電極32，再於該基板31正面適當處印刷形成二相間隔而互不連接之正面鋁端電極33；之後將該基板31送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，使該背面鋁端電極32與該正面鋁端電極33能夠與該基板31進行熔結，該正面鋁端電極33係為低固含量之多孔性鋁電極。

(B)電阻層印刷及燒結21：於該基板31上二相間隔正面鋁端電極33之間印刷形成一電阻層34，該電阻層34之兩端部341係延伸至該等正面鋁端電極33上，使得該電阻層34之兩端部341係搭接於該等正面鋁端電極33相間隔面之端部331上；之後再將該基板31送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，俾使該電阻層34能夠與該基板31進行熔結。

(C)內塗層印刷與燒結22：於完成燒結之電阻層34上印刷形成一內塗層351，該內塗層351之尺寸係小於該電阻層34而不會接觸到該等正面鋁端電極33，使該電阻層34之兩端部341外露，之後再將該基板31送入燒結爐中進行450~700℃高溫燒結作業，俾使該內塗層351能夠與該電阻層34進行熔結；其中，該內塗層351係以玻璃為主成分組成之絕緣體。

(D)鐳射切割23：將該基板31送入鐳射切割裝置，利用鐳射光於該內塗層351上對該電阻層34進行切割作業，於該電阻層34之適當處切出適當形狀(「I」、「L」或「一」等形狀)之調節槽以修整該電阻層34之電阻值。

(E)外塗層印刷與燒結24：於該內塗層351表面上再印刷形成一外塗層352，且該外塗層352之尺寸與該內塗層351相同，係小於該電阻層34至少1微米(μm)以上而不會接觸到該等正面鋁端電極33，使該電阻層34之兩端部341外露；之後再將該基板31送入燒結爐中進行150~250℃燒結，俾使該外塗層352能夠與該內塗層351進行熔結，並藉由該內、外塗層351、252構成一保護層35；其中該外塗層352係以環氧樹脂為主成分組成之絕緣材質。

(F)字碼層印刷25：於該保護層35上印刷有代表該晶片電阻之相關辨識字碼，例如型號、電阻值等等。

(G)折條26：將呈片狀之基板31送至滾壓裝置，利用滾壓分割方式，使該基板31分裂成為條狀。

(H)端電極側導印刷27：將折成條狀之基板31兩側面印刷上導電材質，形成二側面端電極36於該電阻層34之兩端部341上方 ，該等側面端電極36係覆蓋該等正面鋁端電極33與該等背面鋁端電極32；之後再將完成端電極側導印刷之條狀基板31送入燒結爐中進行150~250℃燒結，俾使該側導印刷後之側面端電極36可與該正面鋁端電極33及該背面鋁端電極32進行熔結，使該基板31同一側邊之該等正面鋁端電極33與該等背面鋁端電極32形成相互連接導通，該等側面端電極36會接觸到該等正面鋁端電極33，並可透過以多孔性鋁為材質之正面鋁端電極33連接該電阻層34；其中該等側面端電極36係為銅、鎳、錫或其組合中選出之金屬電極。

(I)折粒28：完成側面端電極36燒結之條狀基板31，再次利用滾壓裝置進行分割，將呈條狀之基板31壓折，使相連之晶片電阻分成多數獨立且具有二背面鋁端電極32、二正面鋁端電極33、一電阻層34、二側面端電極36，及一包括內塗層351與外塗層352之保護層35之粒狀體。

(J)電鍍29：將形成為粒狀之晶片電阻送至電鍍槽進行電鍍作業，於晶片電阻導電材質之側面端電極36外部鍍上一電鍍層37，包含一層電鍍鎳與一層電鍍錫，對於保護層尺寸大於或等於電阻層之原晶片電阻器結構，電鍍鎳用來保護該正面鋁端電極33，電鍍錫為了晶片電阻器焊接於PCB應用，電鍍鎳除了保護該正面鋁端電極33之外，也利用電鍍鎳填充多孔性鋁電極，使該正面鋁端電極33形成鋁鎳端電極，最後再鍍錫來達到可焊接之功能；以上製作之晶片電阻器之鋁端電極可以使用於抗硫化之晶片電阻器，如應用於車用、基地台、及LED燈。

如是，藉由上述揭露之流程構成全新之鋁端電極晶片電阻器之製造方法。

本發明亦可以上述流程於基板背面形成另一電阻層及另一保護層，以期達到不同需求之晶片電阻器結構。

為了解決晶片電阻端電極銀硫化問題，本發明使用鋁電極取代銀電極，藉由鋁不會與硫反應，具抗硫化功能，因此本發明提出以化學方式或物理方式形成之金屬鋁端電極取代原先金屬銀端電極應用於晶片電阻，如此一來即可以解決原先晶片電阻銀端電極之硫化問題，特別係應用於汽車電子之晶片電阻。鑑於鋁導電性不似銀具高導電率，故本發明根據目前晶片電阻銀端電極結構，提出第3A、3B圖與第4A、4B圖所示之晶片電阻鋁端電極結構。針對高阻值晶片電阻端電極(電阻1Ω以上)，係採用高導電率之電阻膏，以大於76%以上之高固含量，將正面鋁端電極33以鋁電極取代原先銀電極，於第3A圖結構中保護層35尺寸相同或大於電阻層34，然而不同於原先銀端電極製作應用於晶片電阻器，鋁端電極製作應用於晶片電阻器時因鋁電極容易表面氧化問題導致有額外雜散電阻產生，這對於製作晶片電阻器在兩倍半額定電壓下進行過負載測試(short time over load)時，容易發生因衝擊製造鋁端電極時產生之雜散電阻，造成晶片電阻器在過負載測試後電阻值偏移太大(±2%)失效問題。從表一實驗說明本發明研究成果發現，當製作厚膜鋁膏時添加大量玻璃粉體(>6wt%)時，其在2.5倍額定電壓下做過負載測試△R/R可以控制在規格內(±2%)，來解決鋁端電極製作應用於晶片電阻器時，因鋁電極容易表面氧化問題導致有額外雜散電阻產生，與晶片電阻器在過負載測試後電阻值偏移太大(±2%)失效問題。而當製作厚膜鋁膏時添加更大量玻璃粉體(>10wt%)時，其在2.5倍額定電壓下做過負載測試△R/R則進一步可以控制(±0.1%)遠低於規格(±2%)之優越成果。

當大量玻璃添加於厚膜鋁膏時，一方面當鋁膏在燒結時可以藉由此大量玻璃添加附著於金屬鋁顆粒表面避免金屬鋁顆粒過度氧化發生，另一方面也藉由大量玻璃添加來填充原先厚膜鋁膏燒結時殘留孔洞，讓大量玻璃添加之鋁膏燒結厚鋁電極致密性大幅提升，如第5圖所示，其中圖(a)為玻璃含量0%；圖(b)為玻璃含量6%；以及圖(c)為玻璃含量15%。

如此一來，利用鋁端電極製作之晶片電阻器其過負載測試與銀端電極製作之晶片電阻器一樣可以完全符合晶片電阻器在過負載測試後電阻值偏移(±2%)規格，甚至越優於規格(±0.1%)；而針對低阻值晶片電阻端電極(電阻小於1Ω)，其包含兩種方式，第一種係在保護層開孔，讓電鍍金屬(如銅、鎳、錫或其組合)直接連出去，第二種則如本發明第4A圖所示，將鋁做成低固含量，變成多孔性鋁，在電鍍金屬(如銅、鎳、錫或其組合)之時就可以填進去來連接電阻層，而且除了將正面鋁端電極33以多孔性鋁電極取代銀電極，還將保護層35縮短讓電阻層34兩端部341曝露出來以利於後製程側面端電極36可以直接鍍在低電阻之電阻層34上，使電鍍金屬可以透過多孔性鋁電極連接該電阻層34，將低電阻之電阻層34以電鍍金屬(如銅、鎳、錫或其組合)直接導出形成新的端電極通路，解決多孔性金屬鋁膏電阻太高無法導出正確電阻層阻值問題。

本發明利用改變晶片電阻端電極之材料與結構方式，對於高電阻值晶片電阻直接以高固含量(含高金屬鋁含量與玻璃含量)鋁端電極取代原先銀端電極，由印刷到燒結與電鍍，藉由高金屬鋁含量來增加鋁端電極導電率與高玻璃含量來盡量避免鋁燒結時氧化問題及增加鋁端電極燒結之緻密性；另一方面，對於低電阻值晶片電阻係以多孔性鋁端電極取代原先銀端電極，並使用新結構保護層與電阻層尺寸不同電流導通路徑取代傳統結構保護層與電阻層尺寸相同電流導通路徑，或是藉由後製程電鍍金屬填充多孔性鋁電極之孔洞，形成緻密之鋁與電鍍金屬之混合端電極，其印刷與燒結如第6圖所示，其中圖(a)為低電阻值(100mΩ)晶片電阻鋁端電極燒結圖，圖(b)為高電阻值(100KΩ)晶片電阻鋁端電極燒結圖。

對於不同電阻值之晶片電阻以鋁當端電極，高電阻值(1206/33kΩ)晶片電阻其保護層沒有縮小，代表電阻層只能靠高固含量之鋁端電極導出，所以電阻值在電鍍側面端電極(如電鍍銅、鎳、錫或其組合) 前後幾乎不變，只是藉由高金屬鋁含量來增加鋁端電極導電率，與高玻璃含量來盡量避免鋁燒結時氧化問題及增加鋁端電極燒結之緻密性；反之，對於低電阻值(1206/200mΩ)晶片電阻係以多孔性鋁當端電極並縮小保護層，其電阻值在電鍍側面端電極後可以大幅減少與集中，代表電阻層在電鍍側面端電極後引伸出新之導通路徑以取代原先鋁端電極，前述兩種晶片電阻結構之電阻值變化如表二所示；另外，本發明亦針對一般銀端電極晶片電阻器，如第7圖(b)，與本發明創新多孔性鋁端電極晶片電阻器，如第7圖(a)，在105℃，飽和硫蒸氣1000小時下進行抗硫化測試，其硫化測試結果如第7圖與表三所示，足見以多孔性鋁端電極取代銀端電極之晶片電阻器確實可以達到改善晶片電阻器硫化問題，進而能以多孔性鋁端電極取代銀端電極之應用效果，在任何作用有銀之應用部分，達到大幅降低成本之功效。

本發明之側面端電極所使用電鍍金屬鎳或銅其電阻率皆低於金屬銀膏，即使是高固含量之金屬銀膏，本發明利用側面端鎳電極直接連接低電阻之電阻層，取代原先利用正面端銀電極連接電阻層，如此一來正面端銀電極扮演功能只是供後製成側面端鎳電極使用，其導電率只要能使側面端電極鍍膜即可，因此除了低固含量銀膏可以使用，其他金屬導電率只要能使側面端電極鍍膜皆可使用，如多孔性鋁或銅等。另外，側面端鎳電極連接電阻層，其電阻率遠低於電阻層之電阻率，即使是低阻值之電阻層，因此對於整個電阻器之最終阻值不會有效地影響，導致窄變化低阻值電阻器阻值控制容易。

藉此，本發明利用一種新晶片電阻器端電極材料與新端電極結構如第4A圖所示，以低成本多孔性鋁端電極取代目前高單價之銀端電極，當鋁端電極應用於較高電阻值晶片電阻，元件結構不變(如第3A圖所示)，只是藉由高金屬鋁含量來增加鋁端電極導電率，與高玻璃含量來盡量避免鋁燒結時氧化問題及增加鋁端電極燒結之緻密性(如第6圖所示)；另一方面，當多孔性鋁端電極應用於較低電阻值晶片電阻(<1Ω)，可經由新結構藉由保護層與電阻層尺寸不同改變電流導 通路徑，從原先透過印刷正面鋁端電極導通電阻層路徑改變成以側面端電極導通電阻層新路徑，或是藉由後製程電鍍金屬填充多孔性鋁端電極之孔洞，形成緻密之鋁與電鍍金屬之混合端電極。

本發明有兩大創新優點：

1.以高固含量鋁端電極(含高鋁金屬含量與高玻璃含量)或多孔性鋁端電極取代原先銀端電極可以大幅降低晶片電阻器端電極材料成本。

2.以高固含量鋁端電極(含高鋁金屬含量雨高玻璃含量)或以多孔性鋁端電極取代原先銀端電極可以完全克服原先晶片電阻硫化問題，對於晶片電阻進入車用電子有極大助益。

綜上所述，本發明係一種鋁端電極晶片電阻器之製造方法，可有效改善習用之種種缺點，以高固含量鋁端電極(含高鋁金屬含量雨高玻璃含量)或多孔性鋁端電極取代原先銀端電極，使側面端電極之電鍍金屬可以透過正面端多孔性鋁電極連接電阻層，將低電阻之電阻層以電鍍金屬直接導出形成新之端電極通路，除了可以大幅降低晶片電阻器端電極材料成本，亦可完全克服原先晶片電阻硫化問題，而能有效應用於車用、基地台、及LED燈上，提升晶片電阻器抗硫化能力，進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10~18‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種鋁端電極晶片電阻器之製造方法，係包括：(A)鋁端電極印刷及燒結：首先在一基板背面印刷形成二相間隔而互不連接之背面鋁端電極，再於該基板正面印刷形成二相間隔而互不連接之正面鋁端電極，之後將該基板送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，使該背面鋁端電極與該正面鋁端電極能夠與該基板進行熔結；(B)電阻層印刷及燒結：於該基板上二相間隔正面鋁端電極之間印刷形成一電阻層，該電阻層之兩端部係延伸至該等正面鋁端電極上，使得該電阻層之兩端部係搭接於該等正面鋁端電極相間隔面之端部上，之後再將該基板送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，俾使該電阻層能夠與該基板進行熔結；(C)保護層印刷與燒結：於完成燒結之電阻層上印刷形成一保護層，該保護層之尺寸係大於或等於該電阻層，之後再將該基板送入燒結爐中進行450~700℃高溫燒結作業，俾使該保護層能夠覆蓋該電阻層並進行熔結；(D)鐳射切割：將該基板送入鐳射切割裝置，利用鐳射光於該保護層上對該電阻層進行切割作業，於該電阻層之上切出所需形狀之調節槽以修整該電阻層之電阻值；(E)字碼層印刷：於該保護層上印刷有代表該晶片電阻之辨識字碼；(F)折條：將呈片狀之基板送至滾壓裝置，利用滾壓分割方式，使該基板分裂成為條狀； (G)端電極側導印刷：將折成條狀之基板兩側面印刷上導電材質，形成二側面端電極，該等側面端電極係覆蓋該等正面鋁端電極與該等背面鋁端電極，之後再將完成端電極側導印刷之條狀基板送入燒結爐中進行150~250℃燒結，俾使該側導印刷後之側面端電極可與該正面鋁端電極及該背面鋁端電極進行熔結，使該基板同一側邊之該等正面鋁端電極與該等背面鋁端電極形成相互連接導通；(H)折粒：完成側面端電極燒結之條狀基板，再次利用滾壓裝置進行分割，將呈條狀之基板壓折，使相連之晶片電阻分成多數獨立且具有二正面鋁端電極、二背面鋁端電極、二側面端電極、一電阻層，及一保護層之粒狀體；以及(I)電鍍：將形成為粒狀之晶片電阻送至電鍍槽進行電鍍鎳與錫作業，電鍍鎳用來保護該正面鋁端電極，電鍍錫為將晶片電阻器焊接於PCB；以上製作之晶片電阻器之鋁端電極可以使用於抗硫化之晶片電阻器，如應用於車用、基地台、及LED燈。
2. 依申請專利範圍第1項所述之鋁端電極晶片電阻器之製造方法，其中，該正面鋁端電極係為高固含量(含高金屬鋁含量與高玻璃含量)之鋁電極，應用於大於1Ω之高電阻晶片電阻器。
3. 依申請專利範圍第2項所述之鋁端電極晶片電阻器之製造方法，其中，該正面鋁端電極總固含量大於70wt%，金屬鋁固含量>64wt%，玻璃固含量>6wt%，使其在2.5額定電壓過負載測試後，△R/R可控制在規格內之±2%。
4. 依申請專利範圍第2項所述之鋁端電極晶片電阻器之製造方法， 其中，該正面鋁端電極其總固含量大於74wt%，金屬鋁固含量>64wt%，玻璃固含量>10wt%，使其在2.5額定電壓過負載測試後，△R/R可控制在遠低於規格之±0.1%。
5. 依申請專利範圍第1項所述之鋁端電極晶片電阻器之製造方法，其中，該正面鋁端電極係為低固含量之多孔性鋁電極，應用於小於1Ω之低電阻晶片電阻器。
6. 依申請專利範圍第5項所述之鋁端電極晶片電阻器之製造方法，其中，該正面鋁端電極之金屬鋁固含量<44wt%；玻璃固含量>6wt%。
7. 一種鋁端電極晶片電阻器之製造方法，係包括：(A)鋁端電極印刷及燒結：首先在一基板背面印刷形成二相間隔而互不連接之背面鋁端電極，再於該基板正面印刷形成二相間隔而互不連接之正面鋁端電極，之後將該基板送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，使該背面鋁端電極與該正面鋁端電極能夠與該基板進行熔結，其中，該正面鋁端電極係為低固含量之多孔性鋁電極，；(B)電阻層印刷及燒結：於該基板上二相間隔正面鋁端電極之間印刷形成一電阻層，該電阻層之兩端部係延伸至該等正面鋁端電極上，使得該電阻層之兩端部係搭接於該等正面鋁端電極相間隔面之端部上，之後再將該基板送入燒結爐中進行600~900℃高溫燒結作業，俾使該電阻層能夠與該基板進行熔結；(C)內塗層印刷與燒結：於完成燒結之電阻層上印刷形成一內塗層，該內塗層之尺寸係小於該電阻層而不會接觸到該等正面鋁端電極，使該電阻層之兩端部外露，之後再將該基板送入燒結 爐中進行450~700℃高溫燒結作業，使該內塗層能夠與該電阻層進行熔結；(D)鐳射切割：將該基板送入鐳射切割裝置，利用鐳射光於該內塗層上對該電阻層進行切割作業，於該電阻層之上切出所需形狀之調節槽以修整該電阻層之電阻值；(E)外塗層印刷與燒結：於該內塗層表面上再印刷形成一外塗層，且該外塗層之尺寸與該內塗層相同，係小於該電阻層而不會接觸到該等正面鋁端電極，使該電阻層之兩端部外露，之後再將該基板送入燒結爐中進行150~250℃燒結，俾使該外塗層能夠與該內塗層進行熔結，並藉由該內、外塗層構成一保護層；(F)字碼層印刷：於該保護層上印刷有代表該晶片電阻之辨識字碼；(G)折條：將呈片狀之基板送至滾壓裝置，利用滾壓分割方式，使該基板分裂成為條狀；(H)端電極側導印刷：將折成條狀之基板兩側面印刷上導電材質，形成二側面端電極於該電阻層外露之兩端部上方，該等側面端電極係覆蓋該等正面鋁端電極與該等背面鋁端電極，之後再將完成端電極側導印刷之條狀基板送入燒結爐中進行150~250℃燒結，俾使該側導印刷後之側面端電極可與該正面鋁端電極及該背面鋁端電極進行熔結，使該基板同一側邊之該等正面鋁端電極與該等背面鋁端電極形成相互連接導通，該等側面端電極會接觸到該等正面鋁端電極，並可透過以多孔性鋁為材質之正面鋁端電極連接該電阻層； (I)折粒：完成側面端電極燒結之條狀基板，再次利用滾壓裝置進行分割，將呈條狀之基板壓折，使相連之晶片電阻分成多數獨立且具有二正面鋁端電極、二背面鋁端電極、二側面端電極、一電阻層，及一包括內塗層與外塗層之保護層之粒狀體；以及(J)電鍍：將形成為粒狀之晶片電阻送至電鍍槽進行電鍍鎳與錫作業，電鍍鎳除了保護該正面鋁端電極之外，也利用電鍍鎳填充多孔性鋁電極，使該正面鋁端電極形成鋁鎳端電極，最後再鍍錫來達到可焊接之功能；以上製作之晶片電阻器之鋁端電極可以使用於抗硫化之晶片電阻器，如應用於車用、基地台、及LED燈。
8. 依申請專利範圍第7項所述之鋁端電極晶片電阻器之製造方法，其中，該正面鋁端電極係應用於小於1Ω之低電阻晶片電阻器。
9. 依申請專利範圍第8項所述之鋁端電極晶片電阻器之製造方法，其中，該正面鋁端電極之金屬鋁固含量<44wt%；玻璃固含量>6wt%。
10. 依申請專利範圍第7項所述之鋁端電極晶片電阻器之製造方法，其中，該保護層之尺寸係小於該電阻層至少1微米(μm)以上。