特許 6618248 抵抗器およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6618248

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】抵抗器およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01C 7/00 20060101AFI20191202BHJP

   H01C 17/242 20060101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   H01C7/00 110

   H01C17/242

   H01C7/00 324

【請求項の数】7

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-217820(P2014-217820)

(22)【出願日】2014年10月24日

(65)【公開番号】特開2016-86074(P2016-86074A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2017年10月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000105350

【氏名又は名称】ＫＯＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101306

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 幸雄

(72)【発明者】

【氏名】深尾 博之

【審査官】 右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２１７９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２１６０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０７２０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３３８８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０２９３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００７７８８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００３−５３５４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０３５７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３０６７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１８５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３６７８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１７３１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４８−０１１３８８（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｃ ７／００

Ｈ０１Ｃ １７／２４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁基板に形成された一対の電極間に少なくとも一つの中間電極と、電気的に導通させる抵抗体を備えた抵抗器であって、
前記抵抗体は、
蛇行パターンと、該蛇行パターンに接続され、その一部が前記蛇行パターンの線幅から膨出した形状を有する膨出パターンとを有する第１の抵抗部と、
前記第１の抵抗部の全長よりも短く、かつ前記蛇行パターンの線幅よりも太い幅を有し、該第１の抵抗部と電気的に直列に接続された第２の抵抗部と、
前記第１の抵抗部と、前記第２の抵抗部と、前記中間電極と、を覆う外装膜とからなり、
前記膨出パターンと前記第２の抵抗部の間に前記中間電極と、前記膨出パターンと前記第２の抵抗部の少なくとも一方にトリミング溝を形成したことを特徴とする抵抗器。

【請求項2】

前記第２の抵抗部は直線状の形状を有することを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。

【請求項3】

前記第２の抵抗部の前記トリミング溝を形成した部位における該第２の抵抗部の残部の幅が前記蛇行パターンの幅以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の抵抗器。

【請求項4】

前記中間電極は、前記一対の電極よりも基板の内側に位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の抵抗器。

【請求項5】

前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部は同一の抵抗体材料で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の抵抗器。

【請求項6】

絶縁基板に形成された一対の電極間を、電気的に導通させる抵抗体を備える抵抗器の製造方法であって、
前記抵抗体として、蛇行パターンと、該蛇行パターンに接続され、その一部が前記蛇行パターンの線幅から膨出した形状を有する膨出パターンとを有する第１の抵抗部と、前記第１の抵抗部の全長よりも短く、かつ前記蛇行パターンの線幅よりも太い幅を有する第２の抵抗部と、前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部を電気的に直列に接続するための中間電極を形成する工程と、
前記中間電極を用いて抵抗値を測定し前記膨出パターンの一部を除去することで前記第１の抵抗部の電流路を延長するように抵抗値調整を行う第１のトリミング工程と、
前記中間電極を用いて抵抗値を測定し前記第２の抵抗部の所定部位の幅を狭めることで抵抗値調整を行う第２のトリミング工程と、
前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部と前記中間電極を覆う外装膜を形成する工程と、を備え、
前記第２のトリミング工程でトリミング溝を形成した前記第２の抵抗部の前記所定部位の幅を前記蛇行パターンの幅以上とすることを特徴とする抵抗器の製造方法。

【請求項7】

前記第１のトリミング工程でサンドブラストによるトリミングを行い、前記第２のトリミング工程でレーザによるトリミングを行うことを特徴とする請求項６に記載の抵抗器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、電源回路等に使用する高圧用の抵抗器およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、家電機器等の電源周辺において高圧用抵抗器が用いられており、その抵抗値は例えば１ＭΩ以上で、１ｋＶ以上の電圧にも耐え得るように設計されている。このような高圧用抵抗器では、抵抗値精度の向上と耐圧特性の向上とを両立させる必要があるが、抵抗値が大きいことから抵抗値精度を効率よく上げることが難しい。

【0003】

抵抗器の抵抗値精度を高精度にするための技術として、例えば、特許文献１は、チップ抵抗器における抵抗値精度を高くする技術を開示している。具体的には、一対の電極間にシート抵抗値の異なる複数の厚膜抵抗体を形成し、それぞれの厚膜抵抗体にレーザトリミングを施して所望の抵抗値に調整している。

【0004】

【特許文献1】特開２００４−２００４２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１に記載の抵抗値の調整方法は、抵抗値が異なる複数の抵抗体を直列に接続し、抵抗値の大きい抵抗体（シート抵抗値の大きい方の厚膜抵抗体）から順にトリミングを施して抵抗値を調整している。その結果、特許文献１のチップ抵抗器では、シート抵抗値の異なる複数の厚膜抵抗体を形成しているため製造工程が複雑化するだけでなく、抵抗値の調整工程も煩雑となり、抵抗器そのもののコストアップの要因になるという問題がある。

【0006】

本発明は、上述した課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、抵抗値精度を向上させ、かつ、高圧特性も維持できる高圧用の抵抗器およびその製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、本発明は、絶縁基板に形成された一対の電極間を電気的に導通させる抵抗体を備えた抵抗器であって、前記抵抗体は、蛇行パターンと、該蛇行パターンに接続され、その一部が前記蛇行パターンの線幅から膨出した形状を有する膨出パターンとを有する第１の抵抗部と、前記第１の抵抗部の全長よりも短く、かつ前記蛇行パターンの線幅よりも太い幅を有し、該第１の抵抗部と電気的に直列に接続された第２の抵抗部とからなり、前記膨出パターンと前記第２の抵抗部の少なくとも一方にトリミング溝を形成したことを特徴とする。
例えば、前記第２の抵抗部は直線状の形状を有することを特徴とする。例えば、前記第２の抵抗部の前記トリミング溝を形成した部位における該第２の抵抗部の残部の幅が前記蛇行パターンの幅以上であることを特徴とする。
また、例えば、さらに、前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部とを接続する中間電極を備えることを特徴とする。さらには、例えば、前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部は同一の抵抗体材料で構成されることを特徴とする。

【0008】

上述した課題を解決する他の手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、本発明は、絶縁基板に形成された一対の電極間を電気的に導通させる抵抗体を備える抵抗器の製造方法であって、前記抵抗体として、蛇行パターンと、該蛇行パターンに接続され、その一部が前記蛇行パターンの線幅から膨出した形状を有する膨出パターンとを有する第１の抵抗部と、前記第１の抵抗部の全長よりも短く、かつ前記蛇行パターンの線幅よりも太い幅を有し、該第１の抵抗部と電気的に直列に接続された第２の抵抗部を形成する工程と、前記膨出パターンの一部を除去することで前記第１の抵抗部の電流路を延長するように抵抗値調整を行う第１のトリミング工程と、前記第２の抵抗部の所定部位の幅を狭めることで抵抗値調整を行う第２のトリミング工程と、を備え、前記第２のトリミング工程でトリミング溝を形成した前記第２の抵抗部の前記所定部位の残部の幅を前記蛇行パターンの幅以上とすることを特徴とする。
例えば、前記第１のトリミング工程でサンドブラストによるトリミングを行い、前記第２のトリミング工程でレーザによるトリミングを行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、高圧用の抵抗器の抵抗値精度を向上させるとともに、その高圧特性をも維持できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態例に係る高圧用抵抗器の製造工程を時系列で示すフローチャートである。

【図2】本実施の形態例に係る抵抗器の絶縁基板上に形成された電極を示す図である。

【図3】本実施の形態例に係る抵抗器の電極間に形成された抵抗体を示す図である。

【図4】本実施の形態例に係る抵抗器の抵抗体を覆うガラス膜を示す図である。

【図5】本実施の形態例に係る抵抗器において第１のトリミングによりトリミング溝を形成した様子を示す図である。

【図6】本実施の形態例に係る抵抗器において第２のトリミングによりトリミング溝を形成した様子を示す図である。

【図7】本実施の形態例に係る抵抗器において保護膜が形成された様子を示す図である。

【図8】本実施の形態例に係る抵抗器において第１電極と第２電極それぞれに固定されたリード端子を示す図である。

【図9】本実施の形態例に係る抵抗器において外装膜が形成された様子を示す図である。

【図10】本実施の形態例に係る抵抗器の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本発明に係る一実施の形態例を詳細に説明する。図１は、本実施の形態例に係る高圧用抵抗器の製造工程を時系列で示すフローチャートである。図１のステップＳ１において、絶縁基板上に電極を形成する。具体的には、図２に示すように、例えばアルミナセラミック基板からなる絶縁基板１０の異なる３つの位置に、所定の形状を有する第１電極１１、中間電極１３、および第２電極１５を形成する。また、電極材料として、例えば、銀（Ａｇ）系、銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）系ペーストを基板上にスクリーン印刷し、焼成することで、これらの電極を形成する。

【0012】

ここでは、第１電極１１を絶縁基板１０の左下隅に配置し、第２電極１５を絶縁基板１０の右下隅に配置し、中間電極１３を絶縁基板１０の中央より右寄りの下部に配置する。その際、中間電極１３の下端部の位置を、第１電極１１と第２電極１５の下端部の位置よりもわずかに後退した位置、すなわち、基板１０の内部側に位置させる。こうすることで、後述する中間電極１３を覆う保護膜の形成が容易になり、その保護膜から中間電極１３が露出することを防止できる。

【0013】

続くステップＳ３は、上記の電極間に抵抗体を形成する工程である。ここでは、図３に示すように第１電極１１と中間電極１３との間に第１抵抗部２１を形成し、中間電極１３と第２電極１５との間に第２抵抗部２９を形成する。第１抵抗部２１は、蛇行パターン２３，２６、膨出パターン２４、粗調整パターン２５からなる抵抗体を直列に接続した構成を有する。また、第２抵抗部２９は直線状（長方形状）の抵抗体からなる。

【0014】

蛇行パターン２３は、基板上を蛇行する形状の抵抗体からなり、その一方端部が第１電極１１に接続され、他方端部が膨出パターン２４の一端に接続される。この蛇行パターン２３のターン数は、適宜設定してよい。膨出パターン２４は、蛇行パターンの線幅から膨出した形状の抵抗体からなる。粗調整パターン２５は、膨出パターン２４と同様に蛇行パターンの線幅から膨出した形状を有するとともに、その中央部分の抵抗体をほぼ矩形状に除去することで、パターンが周回する形状となっている。膨出パターン２４と粗調整パターン２５は、それぞれの基部側において相互に接続されている。また、基板上を蛇行する形状の抵抗体からなる蛇行パターン２６は、その一方端部が粗調整パターン２５の一端に接続され、他方端部が中間電極１３に接続されている。

【0015】

本実施の形態例に係る高圧用抵抗器では、抵抗体の材料として、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）ペーストを基板上にスクリーン印刷し、焼成することで第１抵抗部２１と第２抵抗部２９を形成する。すなわち、第１抵抗部２１と第２抵抗部２９とに、同一の抵抗体材料を使用する。なお、第１抵抗部２１と第２抵抗部２９とは同一材料ではなく、異なる抵抗材料にしてもよい。例えば、第２抵抗部２９の抵抗体材料として、第１抵抗部２１に用いる材料よりも抵抗値の低いものを用いる、等である。

【0016】

また、上記の抵抗体は、第１抵抗部２１の第１電極１１と中間電極１３との間における直線距離をＬ１とし、第２抵抗部２９の長手方向の直線距離をＬ２とした場合、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有する。ここで、Ｌ１を第1抵抗部２１の長さ、Ｌ２を抵抗部２９の長さと、それぞれ定義してもよく、この場合においても、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有する。さらに、第１抵抗部２１のパターン幅をＷ１、第２抵抗部２９の短手方向の幅をＷ２とした場合、Ｗ１＜Ｗ２の関係（例えば、Ｗ２がＷ１の２倍となる関係）を有するように抵抗体を形成する。

【0017】

次に、図１のステップＳ５において、ガラス膜を形成する。ここでは、図４において実線で示すように、例えば、ガラスペーストが第１抵抗部２１と第２抵抗部２９とを覆うとともに、第１電極１１、中間電極１３、および第２電極１５が露出されるようにスクリーン印刷し、焼成することで、ガラス膜３１を形成する。このガラス膜３１は、抵抗体の保護膜として機能するとともに、後述するレーザトリミング工程におけるレーザによるマイクロクラックの発生を抑制する効果を有する。

【0018】

続くステップＳ７において、抵抗値の検測を行う。具体的には、抵抗値測定器（テスター）のプローブを第１電極１１と中間電極１３とに当てて第１抵抗部２１の抵抗値を測定し、次に、そのプローブを中間電極１３と第２電極１５とに当てて第２抵抗部２９の抵抗値を測定し、それぞれの抵抗値が許容範囲にあるかどうか検測する。

【0019】

本実施の形態例に係る高圧用抵抗器では、図３等に示すように、第１抵抗部２１（抵抗値をＲ１とする）と、第２抵抗部２９（抵抗値をＲ２とする）とを直列接続した状態で配置しており、Ｒ１とＲ２の比（導電率の比）を、例えば１：２０とする。

【0020】

次のステップでは、抵抗値を調整するために抵抗体のトリミングを行う。すなわち、ステップＳ９において、第１のトリミングとして、図５に示すように第１抵抗部２１を構成する膨出パターン２４にトリミング溝（Ｖカットとも言う）３５を形成する。ここでは、抵抗体の切り幅、すなわち、トリミング溝３５の幅を広くするために、例えば、サンドブラストによるトリミングを行うが、レーザを使用してもよい。

【0021】

第１のトリミングでは、膨出パターン２４の基部側から先端側に向けて抵抗体の一部を除去してトリミング溝３５を形成することで、第１電極１１と中間電極１３間における電流流路を延長する。この場合、トリミング溝３５の長さを長くする（膨出パターン２４の長手方向に、より深くトリミングする）ことで、膨出パターン２４を流れる電流の迂回経路が長くなり、第１抵抗部２１の抵抗値を増加させるように調整できる。

【0022】

上記のトリミングに使用するトリミング機の確度を±１％とした場合、第１のトリミングにおいて、Ｒ１＋Ｒ２を測定しながら、Ｒ１を公称抵抗値（Ｒ１＋Ｒ２）×０．９９±１％でトリミングを実施する。したがって、仕上がりは（Ｒ１＋Ｒ２）×０．９８〜１．００となる。なお、粗調整パターン２５の一部（図５のＡ部）を切断することで、例えば、抵抗値の異なるシリーズ品の製造に対応することができる。

【0023】

続くステップＳ１１では、第２のトリミングとして、上記第１のトリミングにおける調整残部を調整する。ここでは、図６に示すように、例えば、レーザにより第２抵抗部２９の所定位置にトリミング溝（Ｌカットとも言う）３７を形成して抵抗値を調整する。この場合において、Ｒ２の抵抗値切り上がりバラツキは±１％であるが、このバラツキは、Ｒ１＋Ｒ２の抵抗値に対して±０．０５％である。そのため、第２のトリミングでは、通常のバラツキ±１％に比べて高精度の調整が可能となる。なお、上記第１のトリミングによりＲ１＋Ｒ２の抵抗値が公称抵抗値になっていれば、第２のトリミングは不要となる。

【0024】

上記第２のトリミングでＬ字状のトリミング溝３７を形成した第２抵抗部２９の部位の短手方向（図６の上下方向）の残部の幅、すなわち、トリミング溝３７の水平下端部と、第２抵抗部２９の下方端部との距離をＷ３とした場合、第１抵抗部２１のパターン幅Ｗ１に対して、Ｗ３≡Ｗ１とする。Ｗ３＜Ｗ１とした場合には、第２抵抗部２９に高電圧が印加された時に抵抗体が溶断する可能性があるのに対して、Ｗ３≡Ｗ１とすることで、かかる溶断を防止できる。

【0025】

ステップＳ１３では、図７に示すように第１抵抗部２１と第２抵抗部２９の一部を残して、中間電極１３を含めて抵抗体（第１抵抗部２１、第２抵抗部２９）の全体を覆うように保護膜４１を形成する。この保護膜４１は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁体をスクリーン印刷して、加熱硬化させることで形成する。続くステップＳ１５において、図８に示すように第１電極１１と第２電極１５それぞれにリード端子４３，４５をはんだ溶接等で固定する。そして、ステップＳ１７において、リード端子４３，４５を除く本体部分を絶縁性の樹脂等に浸漬することで、図９に示すように外装膜４９を形成し、加熱硬化させて、リード線型（リードフレーム自立形）の高圧用抵抗器５０を製造する。

【0026】

なお、上述した実施の形態例に係る高圧用抵抗器では、絶縁基板１０上に第１電極１１、中間電極１３、および第２電極１５の３個の電極を形成したが、これに限定されない。上記実施の形態例の変形例として、例えば、絶縁基板１０上に第１電極１１と第２電極１５の２個の電極を形成し、中間電極を設けない構成としてもよい。具体的には、図１０に示すように、第１電極１１と第２電極１５間に、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）ペーストをスクリーン印刷した抵抗体からなる抵抗部６１を配置する。この抵抗部６１は、上記実施の形態例に係る高圧用抵抗器の第１抵抗部２１と第２抵抗部２９とをそのまま直列に接続した形状を有する。

【0027】

図１０に示す変形例に係る高圧用抵抗器の場合、抵抗値の検測として、第１電極１１と第２電極１５とにテスターのプローブを当てて、抵抗部６１の抵抗値が許容範囲にあるかどうかの検測を行う。そして、検測結果をもとに、膨出パターン６３と直線状抵抗部６５のいずれか一方、あるいは双方にトリミング溝を形成することで抵抗値を調整する。

【0028】

以上説明したように本実施の形態例に係る抵抗器は、第１抵抗部と第２抵抗部からなる抵抗体を備え、その第１抵抗部が絶縁基板の表面を蛇行する蛇行パターンと、蛇行パターンの一部が線幅から膨出した形状の膨出パターンとを有し、第２抵抗部が第１抵抗部の全長よりも短く、かつ蛇行パターンの線幅よりも太い幅を有する。そして、膨出パターンと第２抵抗部の少なくとも一方にトリミング溝を形成して抵抗値を調整する構成としたことで、高圧用抵抗器としての耐圧特性を維持しつつ、抵抗値精度を向上できる。

【0029】

特に、第２抵抗部におけるＬ字状のトリミング溝の形成において、その部位の短手方向の残部の幅を第１抵抗部のパターン幅以上とすることで、第２抵抗部に高電圧が印加された場合でも抵抗体の溶断を確実に防止できる。

【符号の説明】

【0030】

１０ 絶縁基板
１１ 第１電極
１３ 中間電極
１５ 第２電極
２１ 第１抵抗部
２３，２６ 蛇行パターン
２４ 膨出パターン
２５ 粗調整パターン
２９ 第２抵抗部
３５，３７ トリミング溝
４１ 保護膜
４３，４５ リード端子
４９ 外装膜
５０ 高圧用抵抗器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】