(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスを含む絶縁性の基体と、
前記基体の表面に形成され、且つ、ガラスを含まない酸化金属の被膜からなる第１保護膜と、
前記第１保護膜上に形成した導電材料とガラスとを含む厚膜抵抗体と、を備え、
前記基体に含まれるガラスの前記厚膜抵抗体への拡散を防止したことを特徴とする抵抗器。
【請求項２】
前記第１保護膜の厚みは０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の抵抗器。
【請求項３】
前記厚膜抵抗体はＲｕＯ２を主成分として含み、前記第１保護膜は、ＳｎＯ２，Ｂｉ２Ｏ３，ＰｂＯ，ＡｇＯ，ＮｉＯ，ＳｅＯ２，ＨｆＯ，Ｙ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＭｇＯ，ＩｎＯ２，ＳｒＯ,Ｔａ２Ｏ５，ＴｅＯ２，ＣｄＯ，ＳｉＯ２，ＧｅＯ２，ＧａＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２，ＢａＯ，ＣａＯの何れかを含むことを特徴とする請求項１記載の抵抗器。
【請求項４】
前記第１保護膜は、２種以上の酸化金属を含むことを特徴とする請求項１記載の抵抗器。
【請求項５】
ガラスを含む絶縁性の基体を準備し、
前記基体の表面にガラスを含まない酸化金属からなり、前記基体に含まれるガラスの厚膜抵抗体への拡散を防止するための第１保護膜を形成し、
前記第１保護膜上に導電材料とガラスを含む厚膜抵抗体ペーストを塗布し、焼成して、ガラスを含む厚膜抵抗体を形成し、
前記厚膜抵抗体を形成した基体の両端に前記厚膜抵抗体と接続する電極キャップを嵌め込み、
前記厚膜抵抗体をトリミングして抵抗値を調整する、ことを特徴とする抵抗器の製造方法。
【請求項６】
前記第１保護膜は、塩化錫と塩化ニッケルを含む溶液を、前記基体に噴霧し、加熱することで、前記基体の表面に形成された酸化金属の被膜であることを特徴とする請求項５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、アルミナ等の絶縁性の基体に厚膜抵抗体ペーストを塗布して焼成し、基体の表面に厚膜抵抗体を形成したメタルグレーズ被膜抵抗器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記メタルグレーズ被膜抵抗器は、小型で高抵抗値領域まで作製可能な抵抗器であり、耐候性及び過負荷に対して極めて安定で、各種の電子機器に広く用いられている。係るメタルグレーズ被膜抵抗器は、例えば、アルミナ等の円柱状の碍子に厚膜抵抗体ペーストを塗布して焼成し、碍子の表面に酸化ルテニウムを主成分とした厚膜抵抗体を形成することで製作される（特許文献１）。
【特許文献１】特開平６−３１０３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
厚膜抵抗体は、例えば酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）とガラスにより構成されており、ガラス成分が多くなるにつれて厚膜抵抗体の抵抗値が高くなり、またＴＣＲ値がマイナス方向にシフトすることが知られている。このため、ガラス成分を含んだ碍子に厚膜抵抗体を形成した場合、碍子に含まれるガラス成分が多いと、厚膜抵抗体が碍子に含まれているガラス成分の影響を受けてしまい、厚膜抵抗体材料（ＲｕＯ２）そのものが本来持っているＴＣＲ特性よりも悪い値にシフトしてしまうという問題がある。また、個々の基体（碍子）に含まれるガラスの量は、必ずしも均一でない。従って、厚膜抵抗体への影響も基体毎に異なるため、そこから製造される個々の抵抗器の特性を均一にすることが極めて困難であった。また、抵抗値が高く変動することを見越して、抵抗体材料へは金属材料を多めに使用する必要があった。
【０００４】
上記問題は、ガラスを含まない碍子を用いることも考えられるが、ガラスを含まない碍子は、ガラスを含む碍子と比較して価格が大幅に高く、メタルグレーズ被膜抵抗器のコスト上昇の要因となる。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、絶縁性の基体に含まれるガラス成分に起因する厚膜抵抗体のＴＣＲ特性への影響を低減し、ガラス成分を含む経済的な絶縁性の基体を用いて良好なＴＣＲ特性が得られるメタルグレーズ被膜抵抗器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の抵抗器は、ガラスを含む絶縁性の基体と、前記基体の表面に形成され、且つ、ガラスを含まない酸化金属の被膜からなる第１保護膜と、前記第１保護膜上に形成した導電材料とガラスとを含む厚膜抵抗体と、を備え、前記基体に含まれるガラスの前記厚膜抵抗体への拡散を防止したことを特徴とする。
また、本発明の抵抗器の製造方法は、ガラスを含む絶縁性の基体を準備し、前記基体の表面に、ガラスを含まない酸化金属からなり、前記基体に含まれるガラスの厚膜抵抗体への拡散を防止するための第１保護膜を形成し、前記第１保護膜上に導電材料とガラスを含む厚膜抵抗体ペーストを塗布し、焼成して、ガラスを含む厚膜抵抗体を形成し、前記厚膜抵抗体を形成した基体の両端に前記厚膜抵抗体と接続する電極キャップを嵌め込み、前記厚膜抵抗体をトリミングして抵抗値を調整する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記本発明によれば、ガラスを含む絶縁性の基体の表面に第1保護膜を形成し、ガラスを含む絶縁性の基体とＲｕＯ２を主成分とした抵抗体との絶縁を図ることで、基体に含まれるガラス成分がＲｕＯ２を主成分とした抵抗体に影響することを抑制することができ、抵抗体自体が本来有する抵抗値やＴＣＲ特性の変動を抑制することができる。これにより、低コストのガラスを含む基体を用い、低コストを維持しつつ、良好なＴＣＲ特性を有し、多数の製品間での特性のばらつきを抑え、更に抵抗体材料に用いる金属材料の使用量も抑えたメタルグレーズ被膜抵抗器を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、各図中、同一の作用または機能を有する部材または要素には、同一の符号を付して説明する。図１は本発明の一実施形態のメタルグレーズ被膜抵抗器の軸線に沿った断面を示し、図２はその軸線に垂直な面の断面を示す。
【０００９】
基体１１は、アルミナとガラスから構成される円柱状の碍子であり、アルミナ／ガラスの構成比が、５０／５０、８０／２０等のものがある。このようなガラスを含むアルミナ碍子は、ガラスを含まないアルミナ碍子と比較して、大幅な低コストで購入することができる。なお、碍子としては、アルミナの他、ムライト、コージェライト、ステアタイトなどあるが、ガラスが含まれたものであることが、本発明の基体１１の前提となる。
【００１０】
第１保護膜１２は、基体１１の表面の全面に形成した酸化錫を主成分とする酸化金属の被膜である。また、酸化錫以外に、酸化ニッケル、酸化ビスマス等の酸化金属を含有することで、第１保護膜の絶縁性を向上させたものである。第１保護膜１２の厚さは、ガラスの拡散を効果的に低減するため0.1μｍ以上とする。また、第１保護膜１２の厚さは、被膜の厚さに斑が生じることを考慮し、絶縁性を安定的に確保するため第１保護膜１２の少なくとも一部において0.7μｍ以上の膜厚となるように着膜することがより好ましい。ガラスの拡散を効果的に低減する厚さとしての上限は無いが、設計上は４μｍ程度が上限となる。なお、第１保護膜として酸化錫を用いたが、その他の酸化金属の被膜を用いることもできる。置き換えられる条件としては、酸化ルテニウムを主成分とした厚膜抵抗体焼成時の熱に耐えること、酸化ルテニウムを主成分とした厚膜抵抗体の特性等への影響が少ないものであることが好ましい。好ましい材料の例としては、Bi2O3,PbO,AgO,NiO,SeO2,HfO,Y2O3,ZnO,MgO,InO2,SrO,Ta2O5,TeO2,CdO,SiO2,GeO2,GaO2,Al2O3,ZrO2,BaO,CaOなどが挙げられる。これらの材料の中から１種又は２種以上を第１保護膜の材料として選択することができる。
【００１１】
厚膜抵抗体１３は、導電材料として酸化ルテニウムＲｕＯ2（または、これを主成分とし、酸化銀ＡｇＯなどを加えた混合物）と、硼珪酸鉛ガラスなどのガラス粉末を混合し、有機ビヒクル(エチルセルローズ含有ブチルセロソルブアセテート溶液など)を加えて混練して厚膜抵抗体ペーストとしたものを第１保護膜１２の表面に塗布し、８００〜９００℃で焼成することにより、形成したものである。厚膜抵抗体１３には、レーザーやラバーカッターなどによる切溝１７が形成され、その抵抗値が例えば±１％程度に調整される。なお、抵抗値は、１００ｋΩから１０ＧΩ程度迄調整可能であり、特に高抵抗値領域の抵抗器が製作可能である。
【００１２】
基体１１の両端部には、電極キャップ１４，１４が嵌め込まれ、厚膜抵抗体１３の両端部と接続している。また、電極キャップ１４，１４にはリード線１５，１５が抵抗溶接等により固定され、外部回路と厚膜抵抗体１３とを接続する役割を果たしている。また、電極キャップ１４，１４と厚膜抵抗体１３の表面は、シリコン系塗料、エポキシ系塗料などによる第２保護膜１６で被覆され、第２保護膜１６の表面には抵抗値等が表示される（図示しない）。
【００１３】
上記メタルグレーズ被膜抵抗器によれば、ガラスを含む絶縁性の基体１１と酸化ルテニウムを主成分とした厚膜抵抗体１３とが、酸化錫等の１種又は２種以上の酸化金属膜からなる第１保護膜１２により絶縁されているので、基体１１に含まれるガラス成分の厚膜抵抗体１３への拡散を効果的に防止することができる。これにより、厚膜抵抗体１３は基体１１に含まれるガラス成分の影響を殆ど受けず、抵抗体自体が本来有する良好なＴＣＲ特性を維持することができる。
【００１４】
図３に示すグラフは、上記メタルグレーズ被膜抵抗器の各種条件下でのＴＣＲ特性を示している。図中のＡは、厚膜抵抗ペーストに含まれる酸化ルテニウム自体のＴＣＲの分布（メーカー値）を示し、図中のＢは、アルミナ／ガラス比が８０／２０の碍子を用いた第１保護膜を有しない従来例のメタルグレーズ被膜抵抗器のＴＣＲの分布を示す。図示するように、厚膜抵抗ペースト自体のＴＣＲ（Ａ）は、０ppm/K前後に分布するのに対して、従来例のメタルグレーズ被膜抵抗器のＴＣＲ（Ｂ）は、−１００ppm/K前後にガラス成分の影響を受けてシフトして分布する。
【００１５】
これに対して、図中のCは、アルミナ／ガラス比が８０／２０の碍子を用い、且つ第１保護膜を有する本発明のメタルグレーズ被膜抵抗器のＴＣＲの分布を示す。図示するように、本発明のメタルグレーズ被膜抵抗器のＴＣＲ（Ｃ）は、＋２５ppm/K前後に分布し、基体１１からのガラス成分の影響を受けて厚膜抵抗体１３のＴＣＲが負方向にシフトすることが防止されていることを示している。
【００１６】
次に、本発明のメタルグレーズ被膜抵抗器の製造方法について、図４を参照して説明する。まず、絶縁性の基体１１を準備する（（ａ）参照）。基体１１はアルミナ等の円柱状の碍子であり、例えばアルミナ／ガラスの構成比が、５０／５０、８０／２０等であり、ガラス成分を多量に含む低コストのものを用いる。
【００１７】
次に、第１保護膜の主材料である塩化錫（ＳｎＣｌ４）を３０〜８５％、第１保護膜の絶縁性を担保するために添加する例えば塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）を０．０１〜５％、その他、水、エタノール、などからなる溶液を準備する。そして、基体１１を炉に投入して予熱し、上記溶液を５５０〜８５０℃で、１分〜１２０分程度の環境下で噴霧し、酸化錫を主成分とし、絶縁性を担保する酸化ニッケルを含む第１保護膜１２を基体１１の全表面に形成する（（ｂ）参照）。なお、絶縁性を担保する物質としては、酸化ニッケルの他に酸化ビスマスを用いることができる。
【００１８】
次に、酸化ルテニウム（または、これを主成分とし、酸化銀ＡｇＯなどを加えた混合物）と、硼珪酸鉛ガラスなどのガラス粉末を混合し、有機ビヒクル(エチルセルローズ含有ブチルセロソルブアセテート溶液など)を加えて混練して厚膜抵抗体ペーストとしたものを第１保護膜１２の表面に塗布し、８００〜９００℃で焼成することにより、厚膜抵抗体１３を形成する（（ｃ）参照）。
【００１９】
次に、厚膜抵抗体１３が形成された基体１１の両端部に、電極キャップ１４，１４を嵌め込む。これにより、電極キャップ１４，１４と、厚膜抵抗体１３とが電気的に接続される（（ｄ）参照）。そして、電極キャップ１４，１４間で抵抗値測定を行いながら、レーザー等で厚膜抵抗体１３をカットし、切溝１７を形成し、抵抗値を調整する。このとき厚膜抵抗体１３の一部と共に第１保護膜１２の一部も除去される（（ｅ）参照）。
【００２０】
次に、電極キャップ１４，１４の両端面に、抵抗溶接等によりリード線１５，１５を固定する（（ｆ）参照）。そして、シリコン系塗料、エポキシ系塗料などの絶縁樹脂で電極キャップ１４，１４と、厚膜抵抗体１３とを被覆する第２保護膜１６を形成することで、図１に示すメタルグレーズ被膜抵抗器が完成する。その後、抵抗値等を示す表示印刷が第２保護膜１６の表面になされ、特性検査工程を経て出荷される。
【００２１】
以上のメタルグレーズ被膜抵抗器の製造方法によれば、ガラスを含む絶縁性の基体に、塩化錫を主成分とし、塩酸に溶解したその他の金属（例えばニッケルなど）を含む溶液を、基体１１の表面に噴霧し、加熱することで、基体１１の表面に酸化錫を主成分とする金属酸化物を含む第１保護膜１２を形成することができる。この第１保護膜１２で、基体１１に含まれるガラスが厚膜抵抗体１３に拡散するのを防止でき、これによりメタルグレーズ被膜抵抗器の抵抗値のシフトやＴＣＲ特性のシフトを防止することができる。
【００２２】
なお、第１保護膜１２に酸化錫を主成分とし、酸化ニッケルを添加した金属酸化物を用いる例について説明したが、ガラスを含む絶縁性の基体１１から厚膜抵抗体１３へのガラスの拡散に対して絶縁性を有する、他の保護膜を用いることができることは勿論である。また、第１保護膜の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、めっき法、等を用いることもできる。
【００２３】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態のメタルグレーズ被膜抵抗器の軸線に沿った断面図である。
【図２】上記メタルグレーズ被膜抵抗器の中央部における軸線に垂直な面の断面図である。
【図３】上記メタルグレーズ被膜抵抗器の各種条件下でのＴＣＲの分布を示す図である。
【図４】本発明のメタルグレーズ被膜抵抗器の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１    ガラスを含む絶縁性の基体（碍子）
１２    第１保護膜
１３    厚膜抵抗体
１４    電極キャップ
１５    リード線
１６    第２保護膜
１７    切溝
【図１】
0005263727.tif 000002
【図２】
0005263727.tif 000003
【図３】
0005263727.tif 000004
【図４】
0005263727.tif 000005