特開 2021-193710 厚膜抵抗器及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-193710(P2021-193710A)

(43)【公開日】2021年12月23日

(54)【発明の名称】厚膜抵抗器及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01C 7/00 20060101AFI20211126BHJP

   H01C 17/065 20060101ALI20211126BHJP

   H01C 17/00 20060101ALI20211126BHJP

【ＦＩ】

   H01C7/00 110

   H01C17/065 100

   H01C17/00 100

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-99570(P2020-99570)

(22)【出願日】2020年6月8日

(71)【出願人】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136825

【弁理士】

【氏名又は名称】辻川 典範

(72)【発明者】

【氏名】川久保 勝弘

(72)【発明者】

【氏名】粟ケ窪 慎吾

【テーマコード（参考）】

5E032

5E033

【Ｆターム（参考）】

5E032BA04

5E032BB01

5E032CA02

5E032CC06

5E032CC14

5E032CC16

5E033AA18

5E033AA22

5E033AA25

5E033BC01

5E033BE01

5E033BH02

(57)【要約】

【課題】 耐電圧特性や耐サージ特性をほとんど低下させることなく小型化することが可能であり、且つ所望の抵抗値や抵抗温度係数を有し、電極の硫化断線を起こしにくい厚膜抵抗器を提供する。
【解決手段】 好適には角形チップ抵抗体の形態を有する厚膜抵抗器であって、絶縁基板２１と、該絶縁基板２１の少なくとも一方の面に形成された厚膜抵抗体２２と、該厚膜抵抗体２２の表面のうち、その両端部の電極接続面２２ａを除いて被覆する電気絶縁性の第１コート層２３と、該第１コート層２３で被覆されていない該厚膜抵抗体２２の両端部の電極接続面２２ａにそれぞれ接続する１対の表面電極２４とを備えており、該１対の表面電極２４は、好ましくは該第１コート層２３の両端部の表面をそれぞれ部分的に被覆している。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁基板と、該絶縁基板の少なくとも一方の面に形成された厚膜抵抗体と、該厚膜抵抗体の表面のうち、その両端部の電極接続面を除いた部分を被覆する電気絶縁性の第１コート層と、該両端部の電極接続面にそれぞれ接続する１対の電極とを備えていることを特徴とする厚膜抵抗器。

【請求項2】

前記１対の電極は、前記第１コート層の両端部の表面をそれぞれ部分的に被覆していることを特徴とする、請求項１に記載の厚膜抵抗器。

【請求項3】

前記厚膜抵抗体及び前記第１コート層は、前記１対の電極の間にトリミング溝が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の厚膜抵抗器。

【請求項4】

前記第１コート層の材質がガラスであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の厚膜抵抗器。

【請求項5】

前記第１コート層の表面を被覆する第２コート層が前記１対の電極を跨ぐように設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の厚膜抵抗器。

【請求項6】

前記第２コート層の材質がガラスであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の厚膜抵抗器。

【請求項7】

前記絶縁基板の前記両端部に、前記１対の電極のうち前記第２コート層で被覆されていない部分及び前記絶縁基板の端面を覆う１対の端子電極が設けられていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の厚膜抵抗器。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の厚膜抵抗器がチップ型であることを特徴とするチップ抵抗器。

【請求項9】

絶縁基板の表面に抵抗体ペーストを印刷して所定の焼成温度で焼成することで厚膜抵抗体を形成する厚膜抵抗体形成工程と、
前記厚膜抵抗体の表面のうち、両端部の電極接続面を除いた部分にガラスペーストを印刷して前記厚膜抵抗体形成工程の焼成温度より低い温度で焼成することで第１コート層を形成する第１コート層形成工程と、
前記両端部の電極接続面にそれぞれ重なるように電極ペーストを印刷して前記厚膜抵抗体形成工程の焼成温度より低い温度で焼成することで対となる表面電極を形成する表面電極形成工程とを有することを特徴とする厚膜抵抗器の製造方法。

【請求項10】

前記抵抗体ペーストの焼成温度が８２０〜８８０℃であり、前記ガラスペーストの焼成温度が５８０〜６２０℃であり、前記電極ペーストの焼成温度が５８０〜６２０℃であることを特徴とする、請求項９に記載の厚膜抵抗器の製造方法。

【請求項11】

前記ガラスペーストの焼成と前記電極ペーストの焼成とを同時に行うことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の厚膜抵抗器の製造方法。

【請求項12】

前記厚膜抵抗体形成工程の前に、前記絶縁基板の裏面に電極ペーストを印刷して焼成温度８２０〜８８０℃で焼成することで対となる裏面電極を形成する絶縁基板準備工程を有していることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の厚膜抵抗器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ペーストを印刷、焼成することによって形成される厚膜抵抗器及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

チップ抵抗器は、表面実装型の固定抵抗器として様々な電子機器に広く用いられている。上記チップ抵抗器は、一般的に、平面視矩形の絶縁基板と、該絶縁基板の表面の両端部に互いに離間するように設けられた１対の表面電極と、これら表面電極を架け渡すように設けられた抵抗体と、該抵抗体を被覆するコート層とから主に構成されており、該抵抗体には抵抗値調整用のトリミング溝が形成されている。また、上記チップ抵抗器は、スパッタリング等の薄膜形成法で形成される厚み０.００１〜１μｍ程度の抵抗体を有する薄膜抵抗器と、印刷法により形成される厚み１〜２０μｍ程度の抵抗体を有する厚膜抵抗器とに大別することができる。

【0003】

後者の厚膜抵抗器の製造では、生産性を高めるため、１枚の大型の絶縁基板から複数個の厚膜抵抗器を同時に製造する方法が採用されている。例えば特許文献１には、予め縦横に延在する分割用スリットが形成されたセラミックス基板の表面及び裏面にそれぞれ複数対の表面電極及び複数対の裏面電極を電極ペーストの印刷、乾燥、焼成により形成した後、対をなす表面電極群を跨ぐように抵抗体ペーストを印刷、乾燥、焼成することで厚膜抵抗体群を形成し、得られた厚膜抵抗体群の表面にガラスペーストを印刷、乾燥、焼成することでアンダーコート層群を形成している。上記にて形成した各厚膜抵抗体に対してアンダーコート層と共にレーザービームでトリミング溝を形成した後、樹脂ペーストを印刷、加熱硬化することでオーバーコート層群を形成している。その後、上記分割用スリットに沿って個々のチップに分割し、表面電極と裏面電極を接続する側面電極及びこれら電極を覆うめっき層を形成することで複数の角形チップ抵抗器を一括して製造する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−０２３０９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電子機器は近年ますます小型軽量化、高性能化しており、これに伴い、その主要電子部品の一つである厚膜抵抗器に対しても更なる小型化や高性能化が求められている。しかしながら、厚膜抵抗器の電気特性である耐電圧特性や耐サージ特性は、有効長の長い抵抗体を有するものが一般的に優れており、よって互いに対向する１対の表面電極の離間距離が長い方が有利になる。従って、厚膜抵抗器を小型化すると、耐電圧特性や耐サージ特性に対して不利に働く。

【0006】

そこで、厚膜抵抗器の小型化に際して耐電圧特性や耐サージ特性ができるだけ低下しないようにするため、１対の表面電極の大きさを小さくすることで互いの離間距離をできるだけ長くし、抵抗体の上記有効長を確保することが考えられる。しかしながら、厚膜抵抗器の製造では抵抗体の抵抗値を修正するためにレーザービームによりトリミング溝を形成するトリミング工程があり、その際、表面電極にプローブを当接して該抵抗値を測定する。従って、上記のように表面電極の大きさを小さくすると、プローブを当接させる面積が小さくなるので抵抗値の測定が困難になる。

【0007】

また、上記トリミング工程の前工程の電極と抵抗体の焼成工程においては、電極成分及び抵抗体成分がそれらの境界を越えて移行する拡散現象が起こりやすく、これにより抵抗体本来の成分組成が変化してしまう領域が発生する。厚膜抵抗器を小型化すると、抵抗体の全体に対して上記の抵抗体本来の成分組成が変化する領域の割合が高くなり、その結果、抵抗体の抵抗値や抵抗温度係数（ＴＣＲ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が目標とする値から変動する問題が生じうる。更に、表面電極の材質にＡｇやＰｄ−Ａｇ合金を用いたチップ抵抗器では、コート層とめっき層との間の隙間から硫黄（Ｓ）を含む外部雰囲気ガスが進入することがあり、その結果、表面電極が硫化腐食を起こして断線に至ることもある。

【0008】

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、耐電圧特性や耐サージ特性をほとんど低下させることなく小型化することが可能であり、所望の抵抗値や抵抗温度係数を有し且つ電極の硫化断線を起こしにくい厚膜抵抗器を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明に係る厚膜抵抗器は、絶縁基板と、該絶縁基板の少なくとも一方の面に形成された厚膜抵抗体と、該厚膜抵抗体の表面のうち、その両端部の電極接続面を除いた部分を被覆する電気絶縁性の第１コート層と、該両端部の電極接続面にそれぞれ接続する１対の電極とを備えていることを特徴としている。

【0010】

また、本発明に係る厚膜抵抗器の製造方法は、絶縁基板の表面に抵抗体ペーストを印刷して所定の焼成温度で焼成することで厚膜抵抗体を形成する厚膜抵抗体形成工程と、前記厚膜抵抗体の表面のうち、両端部の電極接続面を除いた部分にガラスペーストを印刷して前記厚膜抵抗体形成工程の焼成温度より低い温度で焼成することで第１コート層を形成する第１コート層形成工程と、前記両端部の電極接続面にそれぞれ重なるように電極ペーストを印刷して前記厚膜抵抗体形成工程の焼成温度より低い温度で焼成することで対となる表面電極を形成する表面電極形成工程とを有することを特徴としている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、耐電圧特性及び耐サージ特性をほとんど低下させることなく小型化することができるうえ、所望の抵抗値や抵抗温度係数を有し且つ硫化腐食による断線を起こしにくい厚膜抵抗器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来のチップ抵抗器の模式的な縦断面図である。

【図2】本発明の一具体例のチップ抵抗器の模式的な縦断面図である。

【図3】図２のチップ抵抗器の部分切取斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の厚膜抵抗器の一具体例について、角形のチップ抵抗器を例に挙げて説明する。この本発明の具体例の厚膜抵抗器は、セラミック等の絶縁材からなる平面視矩形の絶縁基板と、該絶縁基板の少なくとも一方の面に形成された厚膜抵抗体と、該厚膜抵抗体の表面のうち、電圧印加方向（電流が流れる方向）の両端部の電極接続面を除いた部分を被覆する電気絶縁性の第１コート層と、該厚膜抵抗体の該両端部の電極接続面にそれぞれ接続する対となる電極とを備えている。かかる構成により、従来の厚膜抵抗器とは異なり、小型化しても耐電圧特性や耐サージ特性の低下を抑えることができるうえ、硫化腐食による断線を起こしにくくすることができる。

【0014】

すなわち、従来の厚膜抵抗器は、例えば図１の角形のチップ抵抗器に示すように、セラミックなどの絶縁基板１１の表面側の両端部に互いに離間するように設けられた１対の表面電極１４と、これら１対の表面電極１４を跨ぐ（架け渡す）ように設けられた厚膜抵抗体１２とで構成されており、該厚膜抵抗体１２の電圧印加方向の両端部は、それぞれ１対の表面電極１４の互いに対向する側の表面に部分的に重なっている。

【0015】

この厚膜抵抗体１２の表面は、全面に亘ってガラスからなる第１コート層１３で被覆されており、該厚膜抵抗体１２の抵抗値の調整（トリミング）のため、これら厚膜抵抗体１２及び第１コート層１３にはレーザー光により形成された溝状の切れ込み（トリミング部１５）が設けられている。この第１コート層１３の表面は、全面に亘ってガラス又は樹脂からなる第２コート層１６で被覆されている。

【0016】

上記厚膜抵抗体１２が設けられていないチップ抵抗器の裏面側の両端部には、互いに離間する１対の裏面電極１７が設けられており、これら１対の裏面電極１７と上記１対の表面電極１４とをそれぞれ接続するようにチップ抵抗器の両端部には１対の端子電極１８が設けられている。そして、チップ抵抗器の各端部において、これら表面電極１４、裏面電極１７、及び端子電極１８を覆うようにニッケルめっき等からなるめっき層１９が形成されている。

【0017】

上記のように、従来のチップ抵抗器は、厚膜抵抗体の両端部がそれぞれ１対の表面電極の表面上に重なるように形成されているため、該厚膜抵抗体のうち表面電極に重なっている部分は抵抗体としての役割を十分に発揮させることができず、よって厚膜抵抗体の有効長が厚膜抵抗体の電圧印加方向の端から端までの長さより短くなっている。

【0018】

前述したように、抵抗器の耐サージ特性や耐電圧特性は厚膜抵抗体の有効長が長い方が有利であるため、図１の構造の従来のチップ抵抗器では、耐サージ特性や耐電圧特性を向上させることが困難であった。また、図１の構造の従来のチップ抵抗器では、表面電極を形成したのち抵抗体ペーストを高温で焼成して厚膜抵抗体を形成するため、表面電極を構成する成分の抵抗体への移行（拡散）や、逆に抵抗体を構成する成分の表面電極への移行（拡散）によって、厚膜抵抗体の抵抗値や抵抗温度係数（ＴＣＲ）が目標とする値から変動してしまうことがあった。

【0019】

これに対して、本発明の一具体例の厚膜抵抗器は、図２及び図３の角形チップ抵抗器に示すように、アルミナに代表されるセラミックなどの絶縁基板２１の表面側に、厚膜抵抗体２２がその電圧印加方向の端から端まで絶縁基板２１に接するように設けられており、この厚膜抵抗体２２の表面のうち該電圧印加方向の両端部の電極接続面２２ａを除いた部分が電気絶縁性の第１コート層２３で被覆されており、この第１コート層２３で被覆されていない上記電極接続面２２ａに１対の表面電極２４がそれぞれ電気的に接続している。

【0020】

上記の厚膜抵抗体２２及び第１コート層２３には、レーザー光により切れ込みを入れることで抵抗値が調整（トリミング）されており、これにより平面視略Ｌ字状の溝からなるトリミング部２５が設けられている。そして、該第１コート層２３の表面を被覆すると共に、該１対の表面電極２４を跨ぐ（架け渡す）ように、樹脂又はガラスからなる第２コート層２６が設けられている。

【0021】

上記厚膜抵抗体２２が設けられていないチップ抵抗器の裏面側の該電圧印加方向の両端部には１対の裏面電極２７が設けられており、これら１対の裏面電極２７と上記１対の表面電極２４とをそれぞれ接続するように、チップ抵抗器の両端部には１対の端子電極２８が設けられている。そして、チップ抵抗器の各端部において、これら表面電極２４、裏面電極２７、及び端子電極２８を覆うようにニッケルめっき等からなるめっき層２９が形成されている。

【0022】

上記のように、本発明の一具体例の厚膜抵抗器においては、その電圧印加方向の両端部における積層順序を、図１の構造とは異なり、厚膜抵抗体２２、１対の表面電極２４の順に絶縁基板２１側から積層するため、厚膜抵抗体２２の有効長を図１の構造に比べて長くすることができるので、従来のチップ抵抗器と同じサイズであっても、より優れた耐サージ特性や耐電圧特性等の電気特性を有するチップ抵抗器を提供することができる。換言すれば、耐サージ特性や耐電圧特性等の電気特性をほとんど低下させることなく小型化できるので、厚膜抵抗体の小型化と高い電気特性とを両立させることができる。

【0023】

また、本発明の一具体例の厚膜抵抗器は、その電圧印加方向の両端部において、１対の表面電極２４が厚膜抵抗体２２の表面上に形成されているので、第２コート層２６を形成する前の状態において露出している１対の表面電極２４の表面の面積を図１の構造の従来のチップ抵抗器に比べて広くすることができる。これにより、レーザー光でのトリミングの際、抵抗値測定用のプローブを当接するための電極面積を十分に確保することができる。なお、上記１対の表面電極２４は、上記した厚膜抵抗体２２の電圧印加方向の両端部における電極接続面２２ａのみならず、該第１コート層２３の表面のうち、該電圧印加方向の両端部をそれぞれ部分的に覆っていてもよい、これにより該１対の表面電極２４の表面の面積をより一層広くすることができる。

【0024】

更に、本発明の一具体例の厚膜抵抗器は、後述するように厚膜抵抗体２２の形成後の１対の表面電極２４の形成工程において、電極ペーストの焼成温度を、抵抗体ペーストの焼成温度よりも低くすることによって、該１対の表面電極２４を構成する成分の厚膜抵抗体２２への移行（拡散）や、逆に厚膜抵抗体２２を構成する成分の１対の表面電極２４への移行（拡散）を抑制できる。これにより所望の成分組成をそれぞれ有する１対の表面電極２４及び厚膜抵抗体２２からなるチップ抵抗器を作製することができる。

【0025】

また、本発明の一具体例のチップ抵抗器は、厚膜抵抗体２２及び第１コート層２３を被覆する第２コート層２６において、１対の表面電極２４の各々の表面を部分的に被覆している部分の厚さを図１に示す構造の従来のチップ抵抗器に比べて薄くすることができるので、結果的に各表面電極２４の表面上で接している第２コート層２６とめっき層２９との厚みの差を従来のチップ抵抗器に比べて小さくすることが可能になる。これにより、これら第２コート層２６とめっき層２９との間の隙間が発生しにくくなる。

【0026】

すなわち、図１に示す構造の従来のチップ抵抗器では、１対の表面電極１４の各々の表面上で接している第２コート層１６及びめっき層１９は、厚みに大きな差があるのでこれらの間に隙間が生じやすく、そこから硫黄を含むガスが進入し、表面電極１４が硫化腐食を起こして断線にまで至ることがあった。これに対して、本発明の一具体例のチップ抵抗器では、この硫化腐食の問題が生じにくく、よって、表面電極２４の断線が起こりにくいので、チップ抵抗器の信頼性を高めることができる。

【0027】

上記のチップ抵抗器を構成する厚膜抵抗体２２は、ルテニウム酸化物と、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ等の導電物粉末と、ガラス粉末等の無機添加剤とからなる主成分に溶媒及びバインダー樹脂を混ぜて作製される抵抗体ペーストをスクリーン印刷し、必要に応じて乾燥した後、焼成することで形成することができる。この抵抗体ペーストの焼成温度は、８２０〜８８０℃が好ましい。なお、上記の抵抗体ペーストの主成分であるガラス粉末は軟化点が６２０℃以上であるのが望ましく、６２０℃以上８２０℃以下であるのがより望ましい。また、この厚膜抵抗体２２の膜厚は、１〜２０μｍ程度が好ましい。

【0028】

上記の第１コート層２３は、上記厚膜抵抗体２２の表面をその両端部の電極接続面２２ａを除いて覆うことで、該厚膜抵抗体２２を表面電極２４から絶縁させる役割を担っており、主成分のガラス粉末、適宜添加される顔料等の添加剤、溶媒及びバインダー樹脂を混ぜて作製されるガラスペーストをスクリーン印刷し、必要に応じて乾燥した後、焼成することで形成することができる。このガラスペーストの焼成温度は、５８０〜６２０℃が好ましい。このように第１コート層２３を形成する際の焼成温度を前述した抵抗体ペーストの焼成温度より低くすることで、厚膜抵抗体本来の特性が損なわれることを抑えることができる。なお、この第１コート層２３の膜厚は、３〜１０μｍ程度が好ましい。

【0029】

１対の表面電極２４は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕやこれらの合金に代表される主成分としての比抵抗の低い粉末状の金属材料、セラミック基板との結合のためのガラス粉末、無機化合物の添加剤、溶媒及びバインダー樹脂を混ぜて作製される電極ペーストをスクリーン印刷した後、焼成することで形成することができる。この１対の表面電極２４の金属材料としては、Ｐｄを０.５〜２０質量％含有し、残部がＡｇであるＰｄ−Ａｇ合金が一般的である。

【0030】

上記の電極ペーストの焼成温度は、５８０〜６２０℃が好ましい。このように、１対の表面電極２４を形成する際の焼成温度を前述した抵抗体ペーストの焼成温度より低くすることで、１対の表面電極２４を構成する成分の厚膜抵抗体２２への移行（拡散）や、逆に厚膜抵抗体２２を構成する成分の表面電極２４への移行（拡散）を抑制することができる。なお、前述したように、抵抗体ペーストの主成分であるガラス粉末の軟化点を６２０℃以上にすることで、上記した第１コート層２３や１対の表面電極２４を形成する際の焼成温度において、１対の表面電極２４を構成する成分が厚膜抵抗体２２の内部に拡散する程度に軟化するのを抑えることができる。

【0031】

本発明の一具体例のチップ抵抗器は、１対の裏面電極２７が絶縁基板２１の下面側に形成されており、この形状は一般的に広く採用されている形状である。この１対の裏面電極２７は、主成分としての比抵抗の低い粉末状の金属材料、溶媒及びバインダー樹脂を含んだ電極ペーストをスクリーン印刷した後、焼成することで形成することができ、上記の裏面電極２７の金属材料としては、Ａｇが最適である。該１対の裏面電極２７は、上記の厚膜抵抗体２２を形成する工程よりも前に形成することで、この１対の裏面電極２７の形成の際の電極ペーストの焼成温度を８２０〜８８０℃にすることができる。

【0032】

上記の第１コート層２３及び１対の表面電極２４で覆われた厚膜抵抗体２２のほぼ全体を覆う第２コート層２６は、絶縁保護層の役割を担っており、樹脂ペーストをスクリーン印刷した後に熱硬化処理したり、ガラスペーストをスクリーン印刷した後に焼成処理したりすることで形成することができる。前者の樹脂ペーストで形成する場合は、１５０〜２００℃で熱硬化処理するのが好ましい。一方、後者のガラスペーストで形成する場合は、５８０〜６２０℃の焼成温度で焼成処理するのが好ましい。なお、第２コート層２６は、厚膜抵抗体２２及び第１コート層２３のトリミング部２５を保護する役割も担っている。

【0033】

絶縁基板２１の電圧印加方向の両端部に断面略コの字状に形成されている１対の端子電極２８は、１対のめっき層２９の下地の役割を担っている。この１対の端子電極２８は、電極ペーストをスクリーン印刷した後に熱硬化処理したり電極ペーストをスクリーン印刷した後に焼成処理したりする厚膜成膜法か、あるいはＮｉ−Ｃｒ等をスパッタリングする薄膜成膜法で形成することができる。これら１対の端子電極２８、１対の表面電極２４、及び１対の裏面電極２７を覆う１対のめっき層２９は、電解めっきにより形成することができる。

【0034】

次に、本発明の厚膜抵抗器の製造方法の実施形態について、該厚膜抵抗器が図２に示す角形のチップ抵抗器である場合を例に挙げて説明する。図２に示すような角形のチップ抵抗器の製造では、一般的に、セラミック製の１枚の大型の絶縁基板に複数の厚膜抵抗体や複数対の電極等を形成して複数個の抵抗体素子がマトリックス状に並んだ大型の絶縁基板を作製した後、この大型の絶縁基板を該抵抗体素子毎に縦横に分割し、各々に端子電極やめっき層を形成する方法が採用される。

【0035】

すなわち、本発明の実施形態の厚膜抵抗体の製造方法は、絶縁基板の裏面に電極ペーストを印刷して焼成温度８２０〜８８０℃で焼成することで対となる裏面電極を形成する絶縁基板準備工程と、絶縁基板の表面に抵抗体ペーストを印刷して所定の焼成温度で焼成することで厚膜抵抗体を形成する厚膜抵抗体形成工程と、該厚膜抵抗体の表面のうち、両端部の電極接続面を除いた部分にガラスペーストを印刷して該厚膜抵抗体形成工程の焼成温度より低い温度で焼成することで第１コート層を形成する第１コート層形成工程と、該厚膜抵抗体の両端部の電極接続面にそれぞれ重なるように電極ペーストを印刷して該厚膜抵抗体形成工程の焼成温度より低い温度で焼成することで対となる表面電極を形成する表面電極形成工程と、該厚膜抵抗体に対してレーザーによるトリミングを行う抵抗値調整工程と、該第１コート層を覆う第２コート層を形成する第２コート層形成工程と、該対となる表面電極及び対となる裏面電極をそれぞれ接続する対となる端子電極を形成する端子電極形成工程と、該対となる表面電極、対となる裏面電極、及び対となる端子電極をそれぞれ覆う対となるめっき層を形成するめっき工程とを有している。以下、これら工程の各々について説明する。

【0036】

絶縁基板準備工程では、セラミック製の矩形大形の絶縁基板の裏面側において、後工程で表面側に形成する複数の厚膜抵抗体にそれぞれ対応する位置に、Ａｇ、Ｃｕやこれらの合金からなるペーストをスクリーン印刷し、８２０〜８８０℃の焼成温度で焼成することによって複数対の裏面電極を形成する。

【0037】

厚膜抵抗体形成工程では、上記の複数対の裏面電極が裏面側に形成された大型の絶縁基板の表面側に、ルテニウム酸化物、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ等の導電物粉末、及びガラス粉末を主成分とする抵抗体ペーストをスクリーン印刷し、必要に応じて乾燥を行って該抵抗体ペーストに含まれる溶剤成分を揮発させた後、８２０〜８８０℃の焼成温度で焼成して複数の厚膜抵抗体を形成する。

【0038】

第１コート層形成工程では、上記複数の厚膜抵抗体の各々の表面のうち、電圧印加方向の両端部に位置する電極接続面を除いた領域にガラス粒子を主成分とするガラスペーストをスクリーン印刷し、必要に応じて乾燥した後、５８０〜６２０℃の焼成温度で焼成することによって第１コート層を形成する。この第１コート層の形成用のガラスペースト又はこれを乾燥することで得られるガラスペースト乾燥膜の焼成は、次工程の表面電極形成工程の電極ペーストの印刷前に行ってもよいし、後述するように、該表面電極形成工程において印刷した電極ペースト又はこれを乾燥することで得られる電極ペースト乾燥膜の焼成と同時に行ってもよい。

【0039】

表面電極形成工程では、上記複数の厚膜抵抗体の各々の電圧印加方向の両端部に位置する両電極接続面、及び好ましくは第１コート層又はその焼成前の乾燥膜の上記電圧印加方向の両端部を覆うように、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕやこれらの合金粉末を主成分とする電極ペーストをスクリーン印刷し、必要に応じて乾燥した後、５８０〜６２０℃の焼成温度で焼成することによって複数対の表面電極を形成する。この電極ペースト又はこれを乾燥して得られる電極ペースト乾燥膜の焼成は、前述したように、上記ガラスペースト又はその乾燥膜の焼成とは別に行ってもよいし、ガラスペースト又はその乾燥膜と同時に焼成してもよい。

【0040】

抵抗値調整工程では、各厚膜抵抗体の抵抗値を所望の値に調整するため、第１コート層の上方からレーザービームを照射してトリミングを行い、好適には平面視略Ｌ字形状の溝からなるトリミング部を形成する。このトリミングの際、対応する１対の表面電極にプローブを当接させることで抵抗値の測定が行われる。なお、抵抗値の調整が必要でない場合はこの抵抗値調整工程は省かれる。

【0041】

第２コート層形成工程では、上記第１コート層を覆うと共に対となる表面電極を跨ぐ（架け渡す）ように、熱硬化樹脂ペースト又はガラスペーストをスクリーン印刷し、熱硬化樹脂ペーストであれば１５０〜２００℃で熱硬化処理し、ガラスペーストであれば、必要に応じて乾燥してから５８０〜６２０℃の焼成温度で焼成処理することで第２コート層を形成する。図２に示すように、この第２コート層は、対になっている表面電極の表面のうちチップ抵抗器の電圧印加方向の両端部側は覆わないようにする。

【0042】

端子電極形成工程では、大型の絶縁基板を個々の厚膜抵抗体素子毎に分割した後、それらの各々に対して上記の対になっている表面電極及び対になっている裏面電極をそれぞれ接続するように、分割された絶縁基板の電圧印加方向の両端部に電極ペーストをスクリーン印刷し、１５０〜２００℃で熱硬化処理するか、又は５８０〜６２０℃の焼成温度で焼成処理することによる厚膜成膜法、あるいはＮｉ−Ｃｒ等をスパッタリングする薄膜成膜法によって対となる端子電極を形成する。

【0043】

めっき工程では、分割された各抵抗体素子の両端部の各々において、端子電極、表面電極のうち第２コート層で被覆されていない露出部分、及び裏面電極に電解めっきによりめっき層を形成する。このめっき層の形成では、厚膜抵抗器の上記の３種類の電極を保護するためのニッケルめっきを下地として施した後、実装する際のはんだと馴染みの良い錫めっきを該ニッケルめっきの表面に施すのが好ましい。上記の一連の工程により、品質上のばらつきの少ない複数個の厚膜抵抗器を高い生産性で作製することができる。

【実施例】

【0044】

［実施例１］
下記に示す３種類のペーストを用いて絶縁基板の表面に厚膜抵抗体、第１コート層、及び表面電極をこの記載順に形成することで、評価用の厚膜抵抗器を複数個作製し、それらの特性を評価した。

【0045】

（１）抵抗体ペーストＡ
厚膜抵抗体の形成用の抵抗体ペーストには、公称面積抵抗値１０００Ωの抵抗体ペーストであるＲ−１３Ｕ（住友金属鉱山株式会社製）と、公称面積抵抗値１００００Ωの抵抗体ペーストであるＲ−１４Ｕ（住友金属鉱山株式会社製）とを混合することで調製した、面積抵抗値が約３３００Ωとなる混合抵抗体ペーストＡを用いた。このように混合する理由は、後述するように、電極間距離０.６ｍｍ、抵抗体幅０.３ｍｍの厚膜抵抗器を作製したとき、その電極間の抵抗値が６７００Ωとなるようにするためである。なお、これらＲ−１３Ｕ、Ｒ−１４Ｕ、及び混合抵抗体ペーストＡは、いずれも大気雰囲気下においてピーク温度８５０℃の焼成温度で９分間かけて行う焼成処理に適した抵抗ペーストである。

【0046】

（２）第１コート層用ガラスペースト
第１コート層の形成用のガラスペーストには、大気雰囲気下において焼成温度６００℃で５分間かけて行う焼成処理に適したガラスペーストである住友金属鉱山株式会社製のＩ−９７６０を用いた。

【0047】

（３）表面電極用Ａｇ−Ｐｄペースト
対となる表面電極の形成用の電極ペーストには、大気雰囲気下において焼成温度６００℃で５分間かけて行う焼成処理に適したＡｇ−Ｐｄペーストである住友金属鉱山株式会社製のＣ−４４２０を用いた。

【0048】

評価用の厚膜抵抗器の評価項目には、下記に示す膜厚、面積抵抗値、及びサージ特性を採用した。

【0049】

（１）膜厚
同様の条件で作製した５個の厚膜抵抗器の各々に対して、触針の厚さ粗さ計（株式会社東京精密製、型番：サーフコム４８０Ｂ）により膜厚を測定し、得られた測定値を相加平均することで膜厚を求めた。

【0050】

（２）面積抵抗値
同様の条件で作製した２５個の厚膜抵抗体器の各々に対して、その抵抗値をデジタルマルチメーター（ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製、２００１番）で測定し、得られた測定値を相加平均することで面積抵抗値を求めた。

【0051】

（３）サージ特性
サージ特性は、ＥＳＤ（静電気放電）で評価した。具体的には、同様の条件で作製した１０個の厚膜抵抗器の各々に対して、レーザートリミングを行った後、２００ｐＦのコンデンサに２ＫＶの電圧で充電した静電気を５回放電し、その前後における抵抗値の変化率を求め、それらを相加平均して得た平均値で評価した。

【0052】

評価用の厚膜抵抗器は下記の方法で作製した。先ず一辺の長さ１インチ（２５.４ｍｍ）、厚み１ｍｍの平面視正方形のアルミナ基板の表面に、長さ０.８ｍｍ、幅０.３ｍｍ、焼成後の膜厚約７μｍの厚膜抵抗体が１０個×３列のマトリックス状に並ぶパターンとなるように混合抵抗体ペーストＡをスクリーン印刷した。次に、雰囲気温度１２０℃で１０分間かけて乾燥処理を行うことで混合抵抗体ペーストＡに含まれる溶剤を除去した後、大気雰囲気下でピーク温度８５０℃の焼成温度で９分間かけて焼成処理した。このようにして形成した焼成体からなる３０個の厚膜抵抗体から任意に５個を選択し、それらの膜厚を測定した。

【0053】

次に、上記にて形成した３０個の厚膜抵抗体の各々の長手方向（電圧印加方向）の両端からそれぞれ０.１ｍｍの範囲を除く領域を覆うように第１コート層用ガラスペーストをスクリーン印刷した。その際、焼成後の膜厚が５μｍとなるように第１コート層用ガラスペーストの印刷膜厚を調整した。上記のように第１コート層用ガラスペーストを印刷した後、雰囲気温度１２０℃で１０分間かけて乾燥処理を行った。

【0054】

上記にて形成した第１コート層用ガラスペーストの乾燥膜で覆われていない各厚膜抵抗体の長手方向の両端部を覆うと共に該第１コート層の両端から０.１ｍｍの領域を覆うように、表面電極用Ａｇ−Ｐｄペーストを各厚膜抵抗体に対して２個の一辺２.５ｍｍの正方形が並ぶパターンとなるようにスクリーン印刷した後、雰囲気温度１２０℃で１０分間かけて乾燥処理を行った。

【0055】

このようにして形成したＡｇ−Ｐｄペーストの乾燥膜を、上記第１コート層用ガラスペーストの乾燥膜と一緒に大気雰囲気下においてピーク温度６００℃の焼成温度で５分間かけて焼成処理した。これにより、長手方向の両端からそれぞれ０.１ｍｍの範囲の第１コート層で覆われていない電極接続面において１対の表面電極と電気的に接続している厚膜抵抗体を備えた厚膜抵抗器を３０個作製した。各厚膜抵抗器の抵抗体は、長手方向の両端部を除いた長さ０.６ｍｍ幅、０.３ｍｍの領域が第１コート層で覆われており、且つ電圧印加方向の両端部に１対の表面電極が電極間距離０.６ｍｍでそれぞれ接続しているので、厚膜抵抗体の有効長は０.６ｍｍとなる。

【0056】

上記にて作製した３０個の厚膜抵抗器のうち任意に選択した２５個の抵抗値を測定した。この抵抗値の測定後、抵抗値を１００００Ωに調整するため、波長１.０６μｍのＹＡＧレーザーを照射してレーザートリミングを行うことで厚膜抵抗体に第１コート層と共に平面視略Ｌ字状の溝からなるトリミング部を形成した。このレーザートリミング後、ＥＳＤによりサージ特性を評価した。

【0057】

［比較例１］
実施例１と同様のアルミナ基板の表面に３０対の表面電極を各々対となる電極が互いに０.３ｍｍ離間するように住友金属鉱山株式会社製のＡｇ−ＰｄペーストであるＣ−４６０５を、一辺２.５ｍｍの正方形が１０個×６列で並ぶパターンとなるようにスクリーン印刷した後、雰囲気温度１２０℃で１０分間かけて乾燥処理を行った。このようにして形成したＡｇ−Ｐｄペーストの乾燥膜を大気雰囲気下においてピーク温度８５０℃の焼成温度で９分間かけて焼成処理して３０対の表面電極を形成した。なお、Ｃ−４６０５は、大気雰囲気下においてピーク温度８５０℃の焼成温度で９分間かけて行う焼成処理に適したＡｇ−Ｐｄペーストである。

【0058】

次に面積抵抗値が約６６００ΩとなるようにＲ−１３Ｕ及びＲ−１４Ｕを混合した混合抵抗体ペーストＢを調製し、これを各対の表面電極の互いに対向する側の端部に０.１ｍｍずつ重ねることでこれらを跨ぐ（架け渡す）ように、幅０.３ｍｍの帯状ペーストが１０個×３列で並ぶパターンとなるようにスクリーン印刷した後、実施例１の条件で同様に乾燥及び焼成処理して厚膜抵抗体を形成した。なお、上記スクリーン印刷の際、焼成後の膜厚が約７μｍとなるようにした。

【0059】

得られた各厚膜抵抗体の表面を全面に亘って覆うように第１コート層用ガラスペーストをスクリーン印刷し、実施例１と同様の条件で乾燥及び焼成した。このようにして比較例１の厚膜抵抗器を３０個作製した。各厚膜抵抗器の抵抗体は、電圧印加方向の両端部に１対の表面電極が電極間距離０.３ｍｍでそれぞれ接続するので有効長０.３ｍｍ、幅０.３ｍｍとなる。以降は実施例１と同様に抵抗値を測定し、その後抵抗値を１００００Ωに調整するため、波長１.０６μｍのＹＡＧレーザーで厚膜抵抗体及び第１コート層に平面視略Ｌ字状の溝からなるトリミング部を形成した後、ＥＳＤによりサージ特性を評価した。その評価結果を実施例１の評価結果と合わせて下記表１に示す。

【0060】

【表1】

【0061】

上記表１から分かるように、実施例１及び比較例１は第１コート層の形成後の平均抵抗値はほぼ同じ値であった。しかしながら、レーザートリミング後のＥＤＳの評価結果では、実施例１は比較例１に比べて変化率が顕著に小さくなっており、このことから本発明の要件を満たす実施例の厚膜抵抗体は比較例１に比べて電気特性が優れていることが分かる。

【符号の説明】

【0062】

１１、２１ 絶縁基板
１２、２２ 厚膜抵抗体
１３、２３ 第１コート層
１４、２４ 表面電極
１５、２５ トリミング部
１６、２６ 第２コート層
１７、２７ 裏面電極
１８、２８ 端子電極
１９、２９ めっき層
２２ａ 電極接続面

【図1】

【図2】

【図3】