(57)【要約】【課題】抵抗値が極めて低く、安価に生産することができる超低抵抗抵抗器を提供する。【解決手段】セラミック絶縁基板と、該セラミック絶縁基板上に層状に形成された第１の端子電極と、一部分が前記層状の第１の端子電極表面に接合され、且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に接合するように形成された厚膜抵抗体層及び第１の端子電極と接することなく一部分が前記厚膜抵抗体層表面に接合され、且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に接合するように形成された第２の端子電極からなることを特徴とする超低抵抗抵抗器。【選択図】　　　図１
2004031849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック絶縁基板と、該セラミック絶縁基板上に層状に形成された第１の端子電極と、一部分が前記層状の第１の端子電極表面に接合され、且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に接合するように形成された厚膜抵抗体層及び第１の端子電極と接することなく一部分が前記厚膜抵抗体層表面に接合され、且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に接合するように形成された第２の端子電極からなることを特徴とする超低抵抗抵抗器。
【請求項２】
セラミック絶縁基板上に電極ペーストを印刷し、焼成して第１の端子電極を形成する工程と、一部分が前記第１の端子電極表面に重なり且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に重なるように抵抗体ペーストを印刷し、焼成して厚膜抵抗体層を形成する工程及び第１の端子電極を接することなく一部分が前記厚膜抵抗体層表面に重なり、且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に重なるように電極ペーストを印刷し、焼成して第２の端子電極を形成する工程を有することを特徴とする超低抵抗抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコンピューター等の電流検出用抵抗器として使用される小型で抵抗値が極めて低い、例えば１０ｍΩ以下、特に５ｍΩ以下の超低抵抗値を実現可能な厚膜抵抗器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来製造されている厚膜抵抗器の代表的な構造は、図３に示すように、セラミック絶縁基板１上に一対の端子電極５、５′、前記一対の端子電極５、５′を橋渡しするように存在する例えば酸化ルテニウムを主成分とする厚膜抵抗体層４、及び該厚膜抵抗体層を被覆する保護膜（図には記載せず）が形成されたものである。そして、抵抗値の調整は比抵抗が同じ抵抗体を用いた場合、抵抗体層の幅Ｗ′と長さＬ′の比Ｌ′／Ｗ′（アスペクト比）を変えることにより行われる。
【０００３】
従来、このような構造で低抵抗の厚膜抵抗器を製造するために、前述の比抵抗が大きい酸化ルテニウム系に代えて比抵抗の小さいＡｇ−Ｐｄ合金系、Ｃｕ−Ｎｉ合金系などの厚膜抵抗体が使用されている。しかし、実用可能な抵抗温度係数（以下ＴＣＲという）を考慮するとＡｇ−Ｐｄ合金系では１００ｍΩ程度が限界であり、より比抵抗の低いＣｕ−Ｎｉ合金系でも３０〜４０ｍΩ程度が限界であった。このため、更に低い抵抗値を有する抵抗器を製造するためには、金属箔や金属ワイヤー等で抵抗体を形成した抵抗器が使用されていた。しかし、このような抵抗器では寸法が６．４ｍｍ×３．２ｍｍや５．０ｍｍ×２．５ｍｍのように大きく、厚膜抵抗器のような３．２ｍｍ×１．６ｍｍ以下の小さなものを作ることができず、小型化の進んだコンピューター等の電子装置の電流検出用抵抗器として使用することができなかった。そこで、小型の低抵抗器を容易に製造可能な厚膜抵抗器に対して前述のような比抵抗の低い金属を用いることに加え、抵抗体層の厚さＨ′を厚くしたり、ガラス絶縁層を介して抵抗体層を複数層積層することで抵抗体を並列に接続したり、また抵抗体のアスペクト比Ｌ′／Ｗ′を１以下とする方法等が採られてきた。しかし、このような方法を用いても数ｍΩという極めて低い抵抗値を有する抵抗器を製造することはできなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、コンピューター周辺に配置され電流の検出に用いられる小型でより低抵抗値、特に１０ｍΩ以下、更に好ましくは５ｍΩ以下の極めて低い抵抗値を有し、ＴＣＲが±５００ｐｐｍ以内の厚膜抵抗器を得ようとしてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、セラミック絶縁基板と、該セラミック絶縁基板上に層状に形成された第１の端子電極と、一部分が前記層状の第１の端子電極表面に接合され、且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に接合するように形成された厚膜抵抗体層及び第１の端子電極と接することなく一部分が前記厚膜抵抗体層表面に接合され、且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に接合するように形成された第２の端子電極からなることを特徴とする超低抵抗抵抗器を要旨とするものである
【０００６】
また、本発明は、セラミック絶縁基板上に電極ペーストを印刷し、焼成して第１の端子電極を形成する工程と、一部分が前記第１の端子電極表面に重なり且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に重なるように抵抗体ペーストを印刷し、焼成して厚膜抵抗体層を形成する工程及び一部分が前記厚膜抵抗体層表面に重なり、且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に重なるうよに電極ペーストを印刷し、焼成して第２の端子電極を形成する工程を有することを特徴とする超低抵抗抵抗器の製造方法を要旨とするものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、厚膜抵抗器においてより低抵抗を実現するために従来の様に抵抗体の厚さＨ′を厚くしたり、ガラス絶縁層を介して抵抗体層を複数層積層することで並列に接続したり、また抵抗体のアスペクト比Ｌ′／Ｗ′を１以下とすることで抵抗値を低減しようとするものではなく、端子電極を厚膜抵抗体層の厚み方向の上下に配置することで低抵抗値を実現したものである。
【０００８】
以下、本発明の抵抗器の構造について具体例を図面に基づき説明する。
図１は本発明の抵抗器の一例を示す斜視図である。セラミック絶縁基板１上に、第１の端子電極２が層状に形成されており、この層状の第１の端子電極２に一部重なるように、且つセラミック絶縁基板１に一部分接合するように厚膜抵抗体層４が形成される。更に、第１の端子電極２と接することなく厚膜抵抗体層４上に一部重なり、且つセラミック絶縁基板１に接合するように第２の端子電極３が形成されている。ここで、第１の端子電極２と第２の端子電極３は厚膜抵抗体層４を介して上下に重なるように配置され、抵抗体を構成している。ここでは図示していないが、抵抗体を保護する目的で、第１の端子電極２と第２の端子電極３の回路等との接続、導通部分を除いて、ガラス絶縁層で被覆し保護膜を形成しても良い。チップ抵抗器の場合には、この抵抗器を回路等と接続するためそれぞれの端子電極に接続しセラミック絶縁基板１の端面、それに続き裏面部分に導体膜が形成される。
【０００９】
抵抗体の抵抗値はその断面積に反比例し、長さに比例するが、本発明の抵抗器により得られる抵抗体では、第１と第２の端子電極が厚膜抵抗体層を介し重なり合う部分の面積（Ｌ×Ｗ）が断面積となり、厚膜抵抗体層の厚さＨがその長さとなる。このため抵抗体の長さが数μｍから数十μｍと短くなり、また抵抗体の断面積が大きくなりこれにより従来の構造では得ることのできなかった極めて抵抗値の低い抵抗器を容易に得ることができるものである。そして、抵抗体の断面積に相当する端子電極部の面積が大きいために、この電極部分による抵抗成分の抵抗器の全抵抗に占める比率を小さくでき、抵抗体に対する電極部分の影響を小さくできる。
【００１０】
第１の端子電極２と第２の端子電極３は、図１のように矩形のものでも良いが、図２に示すように厚膜抵抗体層と重ならない部分に切り欠き部７を設けて、各端子電極に、電圧端子と電流端子を別個に接続できるようにすれば、回路と４端子接続することによりＴＣＲの値をより小さくすることが可能となる。
【００１１】
次に本発明の抵抗器の製造方法について図面を参照しながら説明する。
まず、セラミック絶縁基板１上に第１の端子電極２を形成するため導体ペーストをスクリーン印刷で所定形状に印刷し焼成して第１の端子電極２を形成する。次いで、厚膜抵抗体層４を形成するため抵抗ペーストを第１の端子電極２に一部重なるようにセラミック絶縁基板１上にスクリーン印刷で所定形状に印刷し焼成して厚膜抵抗体層４を形成する。次に第１の端子電極２に接することなく厚膜抵抗体層４上に一部重なるようにセラミック絶縁基板１上に電極ペーストをスクリーン印刷で所定形状に印刷し焼成して第２の端子電極３を形成する。所望により、この抵抗体を保護する目的でガラスペーストを所定形状にスクリーン印刷し焼成してガラス絶縁層を形成し超低抵抗抵抗器を得る。
【００１２】
この時の各焼成温度は、第１の端子電極の焼成温度をＴ１　、抵抗体層の焼成温度をＴ２　、第２の端子電極の焼成温度をＴ３　とした時、Ｔ１　≧Ｔ２　＞Ｔ３　であることが好ましい。特に第２の端子電極の焼成温度Ｔ３　を厚膜抵抗体層の焼成温度Ｔ２　より低くすることで、厚膜抵抗体層と第２の端子電極の成分の拡散が抑制され、所望の抵抗値、ＴＣＲを得ることが容易となる。勿論、抵抗ペースト並びに第１及び第２の電極ペーストの選択により焼成温度を一つにして同時に焼成することも考えられる。
【００１３】
厚膜抵抗体としては公知の種々のものを用いることができるが、Ａｇ−Ｐｄ−ガラス系、Ａｇ−Ｐｄ−ＲｕＯ２　−ガラス系、Ｃｕ−Ｎｉ−ガラス系など、比抵抗が低くかつＴＣＲの小さいものを使用するのが望ましい。端子電極も特に制限なく、種々のものが用いられるが、使用する厚膜抵抗体に応じて適宜選択される。例えば、厚膜抵抗体が、Ａｇ−Ｐｄ−ガラス系、Ａｇ−Ｐｄ−ＲｕＯ２　−ガラス系の場合は、Ａｇ−ガラス系、Ａｇ−Ｐｄ−ガラス系の端子電極が用いられ、厚膜抵抗体が、Ｃｕ−Ｎｉ−ガラス系の場合はＣｕ−ガラス系の端子電極が用いられる。
【００１４】
本発明の抵抗器においては、これら抵抗体は焼成に際して端子電極や厚膜抵抗体層の成分の拡散により抵抗値、ＴＣＲが通常の厚膜抵抗器に比べて大きく変化するため、この変化分を考慮した成分組成に調整し使用されることが望ましい。これにより極めて低い抵抗値とＴＣＲの抵抗器が得られる。
【００１５】
ガラス絶縁層用材料には、公知のオーバーコート用ガラス等が使用される。基板についても従来の厚膜抵抗器に使用されているものであれば特に制限はない。
そして焼成時の雰囲気は使用する厚膜抵抗体や端子電極がＡｇ−Ｐｄ系の場合は大気中でよいが、Ｃｕ−Ｎｉ系の場合は窒素雰囲気中で行われる。
また、焼成後に行われる抵抗値の微調整は、端子電極部をレーザートリミングなどでトリミングすることで行うことができる。
このようにして得られる本発明の超低抵抗抵抗器は、チップ抵抗器の他、ハイブリッドＩＣや抵抗ネットワークにも応用できることはもちろんである。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの例に制限されるものではない。
実施例１
アルミナ基板上にＣｕ粉末及びガラス粉末を主成分とする導体ペーストを図１に示すような形状にスクリーン印刷し、Ｎ２　雰囲気中９００℃で焼成することにより第１の端子電極を形成した。次いで、これに一部重なるように重量比率でＣｕ：Ｎｉ＝７０：３０のＣｕＮｉ合金粉末及びガラス粉末を主成分とする厚膜抵抗ペースト（焼成膜厚１０μｍでシート抵抗値４０ｍΩ／□のもの）を印刷し、Ｎ２　雰囲気中９００℃で焼成して、焼成膜厚１０μｍ、１ｍｍ×１ｍｍの正方形パターンの厚膜抵抗体層を形成した。次いで、第１の端子電極に接しないよう厚膜抵抗体層に一部重なりこれを介して上下に端子電極が重なり合い、その重なり合った面積がＬ×Ｗ＝０．３ｍｍ×１ｍｍとなるようにＣｕ粉末及び前記導体ペーストのガラス粉末より軟化点の低いガラス粉末を主成分とする導体ペーストを印刷し、Ｎ２　雰囲気中６５０℃で焼成し第２の端子電極を形成し抵抗器を得た。得られた抵抗器の抵抗値、抵抗温度係数（ＴＣＲ）を表１に示す。抵抗温度係数は、高温側（＋２５〜＋１２５℃）をＨ−ＴＣＲ、低温側（−５５〜＋２５℃）をＣ−ＴＣＲとした。
【００１７】
比較例１
図３で示す従来の構造の抵抗体を作製した。初めに、アルミナ基板上に実施例１で用いた第１の端子電極を形成した電極ペーストを所定の形状にスクリーン印刷し、Ｎ２　雰囲気中９００℃で焼成し一対の端子電極を形成した。ついで抵抗ペーストをＬ′×Ｗ′＝０．３ｍｍ×１ｍｍとなるようスクリーン印刷し、Ｎ２　雰囲気中９００℃で焼成し抵抗器を得た。得られた抵抗器の抵抗値、高温側と低温側の抵抗温度係数を実施例と併わせて表１に示す。
【００１８】
表１に記載された結果から明らかなように、本発明による抵抗器は５ｍΩ以下の極めて低い抵抗値を実現でき、また抵抗温度係数も５００ｐｐｍ以下とすることができ、従来できなかった特性を得ることができる。
【００１９】
【表１】
2004031849.tif 000003
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、例えばコンピュータ周辺に配置され電流の検出に用いられるような小型でより低抵抗領域、特に５ｍΩ以下の極めて低い抵抗値を有し、ＴＣＲが±５００ｐｐｍ以内の超低抵抗のチップ抵抗器を、容易に低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の抵抗器の一例を示す斜視図。
【図２】本発明の抵抗器の他の一例を示す斜視図。
【図３】従来の抵抗器を示す斜視図。
【符号の説明】
１　　セラミック絶縁基板
２　　第１の端子電極
３　　第２の端子電極
４　　厚膜抵抗体層
５、５′　　一対の端子電極
６　　厚膜抵抗体層
７　　切り欠き部
【図１】
2004031849.tif 000004
【図２】
2004031849.tif 000005
【図３】
2004031849.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成14年7月4日(2002.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
セラミック絶縁基板上に電極ペーストを印刷し、焼成して第１の端子電極を形成する工程と、一部分が前記第１の端子電極表面に重なり且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に重なるように抵抗体ペーストを印刷し、焼成して厚膜抵抗体層を形成する工程及び第１の端子電極と接することなく一部分が前記厚膜抵抗体層表面に重なり、且つ一部分が前記セラミツク絶縁基板に重なるように電極ペーストを印刷し、焼成して第２の端子電極を形成する工程を有することを特徴とする超低抵抗抵抗器の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
また、本発明は、セラミック絶縁基板上に電極ペーストを印刷し、焼成して第１の端子電極を形成する工程と、一部分が前記第１の端子電極表面に重なり且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に重なるように抵抗体ペーストを印刷し、焼成して厚膜抵抗体層を形成する工程及び第１の端子電極と接することなく一部分が前記厚膜抵抗体層表面に重なり、且つ一部分が前記セラミック絶縁基板に重なるように電極ペーストを印刷し、焼成して第２の端子電極を形成する工程を有することを特徴とする超低抵抗抵抗器の製造方法を要旨とするものである。
以下、本発明を詳細に説明する。