(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックからなる基台と、この基台の全表面に設けられた金属皮膜とを備え、前記金属皮膜を前記基台の両端部に位置する電極部とこの電極部間に位置する素子部とで構成し、前記電極部における前記金属皮膜の一部に貫通孔を形成した抵抗器。
【請求項２】
素子部に電流が流れる方向と平行なトリミング溝を形成した請求項１記載の抵抗器。
【請求項３】
素子部に一辺が電流の流れる方向と平行な略小判状のトリミング溝を形成した請求項１記載の抵抗器。
【請求項４】
セラミックからなる基台全面に導電性下地層を形成する工程と、この導電性下地層の全表面にめっきする工程と、このめっき層の前記基台の両端部の一部に貫通孔を形成する工程と、前記めっき層を熱処理して金属皮膜を形成するとともに前記金属皮膜を前記基台の両端部に位置する電極部とこの電極部間に位置する素子部とで構成する工程とを備えた抵抗器の製造方法。
【請求項５】
セラミックからなる基台と、この基台の全表面に設けられた金属皮膜とを備え、前記金属皮膜を前記基台の両端部に位置する電極部とこの電極部間に位置する素子部とで構成し、この素子部にトリミング溝を形成するとともに、前記電極部の一部における前記金属皮膜に貫通孔を形成した抵抗器を、前記トリミング溝が設けられた部分を上向きになるように実装する抵抗器の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に使用される抵抗器およびその製造方法、並びにその実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の抵抗器は、図７に示すように、セラミック碍子からなり断面が略方形または円形の基台１と、この基台１の全表面に設けられた金属皮膜２と、この金属皮膜２に抵抗値修正のために形成されたトリミング溝３と、前記基台１の両端部に嵌合により形成された金属キャップ４と、この金属キャップ４に溶接されたリード端子５と、金属皮膜２の表面に形成された保護膜６とを備え、前記金属皮膜２をＣｕとＮｉを層状に交互にめっきした後、熱処理してＣｕとＮｉを合金化することによって形成していた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−７８２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の抵抗器の構成では、セラミック碍子表面の微細な凹部やセラミック碍子の内部に存在する空気が熱処理の際に膨張するため、この空気によって金属皮膜２の一部が膨れたり破れたりし、これにより、過負荷特性が劣化する場合があるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、過負荷特性の劣化を防止できる抵抗器およびその製造方法、並びにその実装方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、セラミックからなる基台と、この基台の全表面に設けられた金属皮膜とを備え、前記金属皮膜を前記基台の両端部に位置する電極部とこの電極部間に位置する素子部とで構成し、前記電極部における前記金属皮膜の一部に貫通孔を形成したもので、この構成によれば、セラミック表面の微細な凹部やセラミックの内部に存在する空気が熱処理の際に膨張しても、この空気が貫通孔を通って外部に逃げることができるため、熱処理した空気が金属皮膜の一部を膨れさせたり破ったりすることを防止でき、これにより、過負荷特性の劣化を防止できるという作用効果が得られるものである。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、素子部に電流が流れる方向と平行なトリミング溝を形成したもので、この構成によれば、インダクタンスが発生するのを防ぐことができるため、高周波で使用しても抵抗値の変動を低減できるという作用効果が得られるものである。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、素子部に一辺が電流の流れる方向と平行な略小判状のトリミング溝を形成したもので、この構成によれば、インダクタンスを発生するのを防ぐことができるため、高周波で使用しても抵抗値の変動を低減でき、さらに、電流の流れる面積を小さくすることが可能なため、容易に抵抗値調整ができるという作用効果が得られるものである。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、セラミックからなる基台全面に導電性下地層を形成する工程と、この導電性下地層の全表面にめっきする工程と、このめっき層の前記基台の両端部の一部に貫通孔を形成する工程と、前記めっき層を熱処理して金属皮膜を形成するとともに前記金属皮膜を前記基台の両端部に位置する電極部とこの電極部間に位置する素子部とで構成する工程とを備えたもので、この構成によれば、セラミック表面の微細な凹部やセラミックの内部に存在する空気が熱処理の際に膨張しても、この空気が貫通孔を通って外部に逃げることができるため、熱処理した空気が金属皮膜の一部を膨れさせたり破ったりすることを防止でき、これにより、過負荷特性の劣化を防止できるという作用効果が得られるものである。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、セラミックからなる基台と、この基台の全表面に設けられた金属皮膜とを備え、前記金属皮膜を前記基台の両端部に位置する電極部とこの電極部間に位置する素子部とで構成し、この素子部にトリミング溝を形成するとともに、前記電極部の一部における前記金属皮膜に貫通孔を形成した抵抗器を、前記トリミング溝が設けられた部分を上向きになるように実装するもので、この構成によれば、金属皮膜のトリミング溝が形成されておらず抵抗値が低い部分を多くの電流が通ることになるため、基台の熱伝導率が悪いと、この部分の発熱が大きくなるが、この箇所はランドに近いため、熱をランドにすばやく逃がすことができ、これにより、抵抗器の温度上昇を抑えることができ、この結果、はんだの劣化を防止することができるという作用効果が得られるものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明の抵抗器は、電極部における金属皮膜に空気が通れるような貫通孔を形成しているため、セラミック碍子表面の微細な凹部やセラミック碍子の内部に存在する空気が熱処理の際に膨張しても、熱膨張した空気が金属皮膜の一部を膨れさせたり破ったりすることを防止でき、これにより、過負荷特性の劣化を防止できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態における抵抗器の一部切欠斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】同抵抗器の製造工程を示す図
【図４】同抵抗器の製造工程を示す図
【図５】同抵抗器の他の例を示す一部切欠上面図
【図６】同抵抗器を実装したときの状態を示す断面図
【図７】従来の抵抗器の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態における抵抗器について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態における抵抗器の一部切欠斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１７】
本発明の一実施の形態における抵抗器は、図１、図２に示すように、セラミック碍子からなる基台１１と、この基台１１の全表面に設けられた金属皮膜１２とを備え、前記金属皮膜１２を前記基台１１の両端部に位置する電極部１３とこの電極部１３間に位置する素子部１４とで構成し、前記素子部１４に長手方向と平行なトリミング溝１５を形成し、前記電極部１３における前記金属皮膜１２に貫通孔１６を形成したものである。
【００１８】
前記基台１１は、断面が正方形または長方形の略角柱状をなし、かつアルミナを４５〜９２％含有したセラミックにより構成されている。ここで、断面というのは、図１のＡ−Ａ線と垂直となる面をいう。そしてこの基台１１の長手方向における両端部は中央部より外側に突出しているもので、両端部と中央部の中心は同軸で、かつ両端部の断面積が中央部の断面積より大きくなっている。なお、両端部と中央部の断面積を変えず、同一としてもよい。さらに、少なくとも基台１１の中心部の断面を略円形にしてもよい。
【００１９】
また、前記金属皮膜１２は、基台１１の全表面に一体的に設けられ、Ｃｕ等からなる導電性下地層１２ａと、この導電性下地層の表面に形成されたＣｕＮｉ合金からなる合金層１２ｂとで構成されている。なお、この合金層１２ｂは、ＣｕとＮｉを層状に交互にめっきした後、熱処理して合金化することによって形成する。そして、ＣｕＮｉ合金とすることでＴＣＲ（抵抗温度係数）を良好にすることができる。このとき、ＣｕとＮｉのそれぞれのトータルめっき厚によってＴＣＲを調整することができる。さらに、この金属皮膜１２は、抵抗器の素子となる部分である素子部１４と、抵抗器を実装基板に接続する機能を有する電極部１３とに区別される。すなわち、電極部１３と素子部１４は一体に形成され、この電極部１３は、基台１１の両端部の断面積が大きくなっている箇所に形成されている金属皮膜１２を示し、素子部１４は、基台１１の中央部の断面積が小さくなっている箇所で電極部１３間に位置する部分に形成されている金属皮膜１２を示す。また、電極１３の上面には外部電極層１７が設けられている。
【００２０】
この外部電極層１７は、少なくとも電極部１３の上面に設けられ、下からＮｉめっき層、Ｓｎめっき層の順に構成されている。そしてまた、素子部１４の上面には保護膜１８が設けられている。なお、図１では保護膜１８を省略している。
【００２１】
さらに、前記トリミング溝１５は、素子部１４における金属皮膜１２の一部をレーザ等で切除することにより形成し、かつ図１に示すように、基台１１の４面のうち１面の一部に抵抗器の電流が流れる方向（長手方向（Ａ−Ａ線））と平行になるように設けられている。
【００２２】
さらにまた、前記貫通孔１６は、電極部１３における金属皮膜１２に、金属皮膜１２を貫通するように設けられている。この貫通孔１６は基台１１の表面が露出するようにレーザを照射することにより形成される。また、この貫通孔１６は図２に示すように一対の電極部１３両方に１箇所ずつ形成される。このとき、電極部１３が形成された基台１１の５面のうちいずれかの面に１箇所に設けられる。なお、貫通孔１６を電極部１３それぞれに複数箇所形成してもよいし、電極部１３の一方のみに形成してもよい。さらに、貫通孔１６を線対称になるように形成してもよい。
【００２３】
次に、本発明の一実施の形態における抵抗器の製造方法について説明する。
【００２４】
なお、図３、図４は本発明の一実施の形態における抵抗器の製造方法を示す図である。
【００２５】
ここで、図３（ａ）、図４（ａ）（ｂ）は斜視図、図３（ｂ）〜（ｅ）、図４（ｃ）は断面図を示し、特に、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ線断面図を示す。
【００２６】
まず、図３（ａ）（ｂ）に示すように、断面が正方形または長方形の略角柱状をなし、かつセラミックにより構成された基台１１の全面に、Ｃｕを無電解めっきすることにより導電性下地層１２ａを形成する。
【００２７】
次に、図３（ｃ）に示すように、導電性下地層１２ａをめっきの核とし、ＣｕとＮｉを層状に交互に電気めっきし層状金属層１２ｃを形成するとともに基台１１の全面に金属皮膜１２を形成する。このとき、金属皮膜１２は、基台１１の両端部に位置する電極部１３とこの電極部１３間に位置する素子部１４とで構成される。
【００２８】
次に、図３（ｄ）に示すように、電極部１３にレーザを照射することによって貫通孔１６を形成する。その後、酸化防止用の還元ガス中に投入し４００〜８００℃の高温中にて５分〜数時間加熱する。これにより、層状金属層１２ｃを構成する層状のＣｕとＮｉを合金化させ、合金層１２ｂを形成する。このとき、加熱時にセラミック碍子表面の微細な凹部やセラミック碍子の内部に存在する空気が膨張するが、この空気は貫通孔１６を通り抜けて外部に逃げる。
【００２９】
次に、図３（ｅ）に示すように、電極部１３の上面に下からＮｉ、Ｓｎの順にめっきすることにより外部電極層１７を形成する。このとき、レジストを素子部１４に設け、外部電極層１７の形成後剥離する。また、外部電極層１７によって貫通孔１６が充填される。なお、加熱後外部電極層１７形成前に、Ａｇ等をスパッタ等することにより貫通孔１６を埋めてもよい。
【００３０】
次に、図４（ａ）に示すように、素子部１４における金属皮膜１２の一部をレーザ等で切除することによりトリミング溝１５を形成して抵抗値を調整する。このとき、基台１１の四面のうち一面の一部に抵抗器の長手方向（Ａ−Ａ線）と平行になるように設ける。
【００３１】
なお、トリミング溝１５の形成は、加熱してＣｕとＮｉを合金化させた後に行う。これは、合金化することで金属皮膜１２の抵抗値が確定するからである。すなわち、抵抗値が確定しないとトリミング溝１５を形成して抵抗値を調整してもその後に抵抗値が変動すると所定の抵抗値が得られない。また、抵抗値許容差の大きい場合はトリミング溝１５の形成後に熱処理する方法も考えられるが、この方法では近年の高精度の抵抗値への要望を満たすことはできない。
【００３２】
最後に、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、素子部１４を覆うように保護膜１８を形成する。なお、その後、外部電極層１７に再度Ｓｎめっきを施してもよい。
【００３３】
上記した本発明の一実施の形態においては、セラミック碍子からなる基台１１と、この基台１１の全表面に設けられた金属皮膜１２とを備え、金属皮膜１２を基台１１の両端部に位置する電極部１３とこの電極部１３間に位置する素子部１４とで構成し、電極部１３における金属皮膜１２に空気が通れる貫通孔１６を形成しているため、セラミック碍子表面の微細な凹部やセラミック碍子の内部に存在する空気が熱処理の際に膨張しても、この熱処理した空気が貫通孔１６を介して外部に逃げ金属皮膜１２の一部を膨れさせたり破ったりすることを防止でき、これにより、過負荷特性の劣化を防止できるという効果が得られるものである。
【００３４】
すなわち、基台１１はその全表面を金属皮膜１２で覆われているため、セラミック碍子表面の微細な凹部やセラミック碍子の内部に存在する空気の抜け道を、本発明のように形成しなければ、金属皮膜１２の一部が膨れる等の不具合が発生する可能性がある。特に、抵抗値を低くしようとすれば、金属皮膜１２の厚みを厚くする必要があるため、金属皮膜１２の一部に膨れ等が発生する可能性がさらに高まる。したがって、低抵抗値の抵抗器においては本発明のように貫通孔１６を形成することは非常に効果的である。
【００３５】
さらに、金属皮膜１２の一部を膨れさせたり破ったりすることを防止できることから形状不良の防止も可能である。
【００３６】
また、一般にこの種の電子部品の抵抗値修正は、トリミング溝１５をスパイラルに切削するため、高周波対応ができないが、本発明では素子部１４に長手方向と平行、すなわち電流の流れる方向と並行なトリミング溝１５を形成しているため、インダクタンスが発生するのを防ぐことができるため、高周波で使用しても抵抗値の変動を低減できる。
【００３７】
そしてまた、素子部１４に形成するトリミング溝１５の形状を、図５に示すように略小判状としてもよい。このとき、トリミング溝１５の一辺を長手方向と平行にする。そして、図５ではトリミング溝１５を実線および破線で表している。この構成により、インダクタンスが発生するのを防ぐことができるため、高周波で使用しても抵抗値の変動を低減でき、さらに、電流の流れる面積を小さくすることが可能なため、容易に抵抗値調整ができる。また、トリミング溝１５を図５における実線のみで表されている形状としてもよい。この場合、トリミング溝１５の始端部、終端部を内側に曲げ、始端部、終端部に電流が集中しないようにする。
【００３８】
次に、本発明の一実施の形態における抵抗器の実装方法について説明する。
【００３９】
図６は、本発明の一実施の形態における抵抗器を実装したときの状態を示す図である。
【００４０】
図６において、実装基板（図示せず）のランド１９にはんだ２０を介して抵抗器が実装されている。
【００４１】
このとき、トリミング溝１５が設けられた部分を上向きになるように、すなわち実装基板（図示せず）の位置する方向と反対の方向に形成する。この構成により、金属皮膜１２のトリミング溝１５が形成されておらず抵抗値が低い部分を多くの電流が通ることになるため、基台１１の熱伝導率が悪いと、この部分の発熱が大きくなるが、この箇所はランド１９に近いため、熱をランド１９にすばやく逃がすことができ、これにより、抵抗器の温度上昇を抑えることができ、この結果、はんだ２０の劣化を防止することができる。この場合、トリミング溝１５の位置する箇所と対応する保護膜１８の表面に捺印して方向を判別できるようにする。
【００４２】
なお、上記した本発明の一実施の形態においては、基台１１全面に金属皮膜１２を直接形成したものについて説明したが、基台１１の両端部において基台１１と電極部１３との間に基台１１より柔らかい材料を形成してもよい。
【００４３】
このとき、この柔らかい材料は基台１１と比べて変形する割合が大きいため、基台１１に対するチャッキング等による機械的衝撃を吸収できる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る抵抗器およびその製造方法、並びにその実装方法は、過負荷特性の劣化を防止できるという効果を有するものであり、特に各種電子機器等において有用となるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１１  基台
１２  金属皮膜
１３  電極部
１４  素子部
１５  トリミング溝
１６  貫通孔
【図１】
0005471153.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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