(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナを基板とし、アルミナとの接合層及び導電層としてＮｉ−Ｔｉ合金膜の金属薄膜からなるチップ抵抗器用電極膜。
【請求項２】
アルミナを基板とし、アルミナとの接合層及び導電層としてＮｉ−Ｔｉ合金膜の金属薄膜からなり、スパッターリング法の物理的蒸着法によって成膜することを特徴とするチップ抵抗器用電極膜。
【請求項３】
アルミナとの接合層及び導電層としてＮｉ−Ｔｉ合金膜におけるＴｉの含有量が１〜２５重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ抵抗器用電極膜。
【請求項４】
アルミナを基板とし、アルミナとの接合層及び導電層としてＮｉ−Ｔｉ合金膜の金属薄膜からなり、四探針法による電気抵抗が０．５Ω／□以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ低抗器用電極膜。
【請求項５】
アルミナを基板とし、アルミナとの接合層及び導電層としてＮｉ−Ｔｉ合金膜の金属薄膜からなり、引張り試験に於いてアルミナ基板との界面における密着強度が５．０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載するチップ低抗器用電極膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は、チップ抵抗器用電極膜に関し、特に、主としてチップ抵抗器の外部及び内部電極膜として使用され、たとえば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミクスを基板とし、セラミクス基板との接合層および導電層としてＮｉ−Ｔｉ合金膜の導電性と密着強度に優れた金属薄膜からなることを特徴とするチップ抵抗器用電極膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主に電子回路基板上に実装されているチップ低抗器は図１に示すような構造である。即ち、チップ抵抗器１０は、セラミック基板１２と、このセラミック基板１２上の上下の両端に設けられた内部電極１２と、セラミック基板１２上で内部電極１４の間に積層された抵抗層１８と、この抵抗層１８を保護する保護層２０と、内部電極１４と電気的接続を行うように内部電極１４とセラミック基板１２の端部にまたがって設けられた外部電極１６とから成る。
【０００３】
従来例の内部電極は図２に示すようにセラミクスを基板とし、その上に第１層１４ａでセラミクス基板との接合層及び導電層としてＣｒ膜又はＮｉ−４０〜５０重量％Ｃｒ合金膜を０．１〜０．５μｍの膜厚でスパッターリング法の物理的蒸着法によって成膜し、第２層１４ｂにＯＦＣｕ(無酸素銅)膜あるいはＮｉ膜を０．１〜１００μｍの膜厚でスパッターリング法あるいはめっき法の化学的方法によって成膜された構造を持っていた。あるいは、上述の内部電極と同様の膜構造を持っていた。
【０００４】
また、従来例の外部電極は図３に示すようにセラミクスを基板とし、その上に第１層１６ａでセラミクス基板との接合層及び導電層としてＣｒ膜を０．１〜０．５μ血の膜厚でスパッターリング法の物理的蒸着法によって成膜し、第２層１６ｂに導電層としてＮｉ膜を０．１〜０．５μｍの膜厚でスパッターリング法の物理的蒸着法によって成膜し、第３層１６ｃに導電層としてＣｕ膜を０．１〜０．５μｍの膜厚でスパッターリング法の物理的蒸着法によって成膜し、第４層１６ｄにＮｉ膜を０．１〜０．５μｍの膜厚でめっき法の化学的方法によって成膜された構造を持っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構造を持つ従来例のチップ抵抗器の内部及び外部電極膜において、セラミクス基板上に第１層としてＮｉ−４０〜５０重量％Ｃｒ合金膜あるいはＣｒ膜を成膜したものは、図５に示す四探針法による電気抵抗測定結果において、５．０〜１０．０Ω／□（図７の最左側の棒グラフ参照）の電気抵抗を有する。
【０００６】
ここで、四探針法は、測定しようとする膜の上面に等間隔（間隔ｓ）で４本の端子（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２ｄ）を接触させ、両端の端子間に電流（Ｉ）を流し、内部の２つの端子間の電位差（Ｖ）を測定し、以下の式でシート抵抗を算出するものである。
Ｗ（端子の配列に直角な方向のセラミック基板の幅）およびＬ（端子の配列に平行な方向のセラミック基板の幅）＞ｓならば、ρｖ＝α×（Ｖ／Ｉ）
ここで、ρｖはシート抵抗（Ω／□）であり、αは補正係数（Ｗ＞ｓならば、α＝４．５４）である。
【０００７】
また、上記の構造を持つ従来例のチップ抵抗器の内部及び外部電極膜において、セラミクス基板上に第１層としてＮｉ−４０〜５０重量％Ｃｒ合金膜あるいはＣｒ膜を成膜したものは、図６に示す引張り強度試験の結果において、１．０〜３．０ＭＰａ（図８の最左側の棒グラフ参照）の密着強度を有する。
【０００８】
ここで、引張り強度試験は以下のように行うものである。電極膜１４または１６を形成したセラミック基板１２を接着剤３０で例えばＳＵＳ金属板３２上に接着し、電極膜１４，１６を接着剤３０でフック２６にかけた角棒２４に接着し角棒２４を固定したフック２６を支持するチェーン２８によって電極膜に対して垂直方向に引っ張ることにより強度試験を行う。なお、３４は押え部材を示す。
【０００９】
上記の四探針法による電気抵抗の測定結果は５．０〜１０．０Ω／□であるが、電極膜であるため、より優れた導電性が求められる。引張り試験による密着強度の測定結果は１．０〜３．０ＭＰａと低く、長時間通電することによりセラミクス基板と第１層の界面に於いて剥離を起こす可能性があり、より優れた密着強度が求められる。また、内部電極は外部電極と共に第１層としてＮｉ−４０〜５０重量％Ｃｒ合金膜、第１層としてＣｒ膜を使用しているが、Ｃｒ含有量が高いため環境上問題となっている。
【００１０】
本発明では、内部電極としてセラミクス基板に第１層として使用されるＮｉ−４０〜５０重量％Ｃｒ合金膜、外部電極としてセラミクス基板に第１層として使用されるＣｒ膜よりも導電性と密着強度が優れ、また第１層で使用されるＣｒによる環境問題の緩和を考慮したチップ低抗器用電極を提供することを目的とするものである。なお、この場合も第２層については従来のように主としてＣｕあるいはＡｇのような導電性の優れた金属膜を用いる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、アルミナを基板とし第１層としてＮｉ−Ｔｉ合金膜の金属薄膜からなり、第１層合金膜に含まれるＴｉの含有量は１〜２５重量％であることが最も望ましい。第１層の成膜においては、スパッターリング法の物理的蒸着法によって成膜することで、図５に示す四探針法による電気抵抗が０．５Ω／□以下であり、図６に示す引張り試験に於いて密着強度が５．０ＭＰａ以上で導電性と密着強度に優れていることを特徴とするチップ抵抗器用の電極膜が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図４に示すように、本発明におけるチップ抵抗器用の電極膜（内部電極１４または外部電極１６）は、表面研磨及び洗浄処理が施されたセラミクス基板１２と第１層１４ａまたは１６ａとして使用されるＮｉ−Ｔｉ合金のスパッターリングターゲットを用意し、セラミクス基板１２に第１層１４ａまたは１６ａとしてＮｉ−Ｔｉ合金のスパッターリングターゲットを用いて真空中もしくは不活性ガス雰囲気中にてスパッターリング法による成膜を行う。この製作された電極膜の図５に示す四探針法による電気抵抗は０．５Ω／□以下であり、また図６に示す密着強度が５．０ＭＰａ以上と第１層に従来から使用されているＮｉ−４０〜５０重量％Ｃｒ合金膜あるいはＣｒ膜よりも導電性と密着強度に優れた構造を持ち、更にＣｒによる環境問題の緩和を考慮したチップ抵抗器用の電極膜が得られる。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
成膜された膜の電気抵抗を確認するため、研磨及び表面洗浄を行った２０×３０ｍｍのセラミクスを基板とし第１層にＮｉ−７重量％Ｃｒ合金、Ｎｉ−２０重量％Ｃｒ合金、Ｎｉ−７．５重量％Ｔｉ合金、Ｎｉ−７重量％Ｖ合金の３種類を真空中でスパッターリング法により膜厚を０．５μｍにて成膜し、熱処理を行ったチップ低抗器用の電極膜を製作した。
【００１４】
この製作したチップ抵抗器の２層電極膜４種類を用いて、成膜された膜の電気抵抗を測定するため、図５に示す四探針法による電気抵抗測定を行った。電気抵抗の測定結果としては、図７のように第１層にＮｉ−７重量％Ｃｒ合金膜、Ｎｉ−２０重量％Ｃｒ合金膜、Ｎｉ−７．５重量％Ｔｉ合金膜、Ｎｉ−７重量％Ｖ合金膜を使用したものはいずれの合金膜においても０．５Ω／□以下（図７の右側の４つの棒グラフ参照）の安定した電気抵抗が得られ、特に第１層にＮｉ−７．５重量％Ｔｉ合金膜を成膜したものは０．１１Ω／□の電気抵抗が得られ、従来第１層にＮｉ−４０〜５０重量％Ｃｒ合金膜あるいはＣｒを成膜したものより導電性の優れたチップ抵抗器用の電極膜が得られた。
【００１５】
（実施例２）
成膜された膜の密着強度を確認するため、研磨及び表面洗浄を行った２０×３０ｍｍのセラミクスを基板とし第１層にＮｉ−７重量％Ｃｒ合金、Ｎｉ−２０重量％Ｃｒ合金、Ｎｉ−７．５重量％Ｔｉ合金、Ｎｉ−７重量％Ｖ合金の３種類を真空中でスパッターリング法により膜厚を０．５μｍにて成膜し、熱処理を行ったチップ抵抗器用の２層電極膜を製作した。
【００１６】
この製作したチップ抵抗器用の２層電極膜４種類を用いて、成膜された膜の密着強度を測定するため、図６に示す引張り試験を行った。引張り試験の条件として、上記の製作したチップ抵抗器用の２層電極膜各類にエポキシ系接着剤にてＳＵＳ板及び角棒を接合して供試材とし、引張り方向が垂直となるように供試材をＣ型フックにぶら下げ、静止を確認してから引張り試験を行い、セラミクス基板と第１層の界面に於いて破断した最大力を測定した。引張り試験の測定結果としては、図８のように第１層にＮｉ−７重量％Ｃｒ合金膜、Ｎｉ−２０重量％Ｃｒ合金膜、Ｎｉ−７．５重量％Ｔｉ合金膜、Ｎｉ−７重量％Ｖ合金膜を使用したものはいずれの合金膜においても５．０ＭＰａ以上（図８の右側の４つの棒グラフ参照）の安定した密着強度が得られ、特に第１層にＮｉ−７重量％Ｃｒ合金膜を成膜したものは８．８７ＭＰａの密着強度が得られ、従来例の第１層にＮｉ−４０〜５０重量％Ｃｒ合金膜あるいはＣｒ膜を成膜したものより密着強度が優れたチップ抵抗器用の２層電極膜が得られた。
【００１７】
【発明の効果】
以上にように、本発明によるときは、アルミナを基板とし第１層としてＮｉ−Ｔｉ合金膜の導電性と密着強度に優れた金属薄膜からなり、第２層としてＣｕあるいはＮｉ金属薄膜を有する構造であり、製作に於いて第１層にＮｉ−Ｔｉ合金の合金スパッターリングターゲットを用いてスパッターリング法の物理的蒸着法によって、成膜することで、図５の四探針法による電気抵抗が０．５Ω／□以下、図６の密着強度試験に於いて５．０ＭＰａ以上であり、従来使用されている第１層のＮｉ−４０〜５０重量％Ｃｒ合金膜あるいはＣｒより導電性と密着強度に優れ、また従来第１層に使用されているＣｒによる環境問題を配慮した図１および４の構造を持つチップ抵抗器用の電極膜である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はチップ抵抗器の一般的構造を示す断面図である。
【図２】図２はチップ低抗器用の従来例の内部電極膜の組成構造を示す断面図である。
【図３】図３はチップ抵抗器用の従来例の外部電極膜の組成構造を示す断面図である。
【図４】図４は本発明のチップ抵抗器用の内部および外部の電極膜の組成構造を断面図である。
【図５】図５は四探針法による電気抵抗測定を説明するための斜視図である。
【図６】図６は引張り強度試験を説明するための側面図である。
【図７】図７は本発明と従来例の電気抵抗測定結果を示すグラフである。
【図８】図８は本発明と従来例の引張り強度試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０      チップ抵抗器
１２      セラミック基板
１４      内部電極
１６      外部電極
１８      抵抗層
２０      保護層
【図１】
0003570407.tif 000002
【図２】
0003570407.tif 000003
【図３】
0003570407.tif 000004
【図５】
0003570407.tif 000005
【図６】
0003570407.tif 000006
【図７】
0003570407.tif 000007
【図８】
0003570407.tif 000008
【図４】
0003570407.tif 000009