(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の抵抗体と第２の抵抗体を直列に接続して所定の合成抵抗値を有する抵抗器を製造する方法において、
第１の抵抗体と第２の抵抗体を同一平面上に形成し、
第２の抵抗体は、抵抗温度係数の絶対値が第１の抵抗体の１００分の１以下で抵抗値が第１の抵抗体よりも大きくないものとし、
第１の抵抗体をトリミングした後、第２の抵抗体をトリミングすることを特徴とする抵抗器の製造方法。
【請求項２】
負の温度係数を有する第１の抵抗器と、これに直列に接続された正の温度係数を有する第２の抵抗器とを備える複合抵抗器を製造する方法において、
第１の抵抗器は、第１の抵抗体と第２の抵抗体を同一平面上で直列に接続して得られ、その第２の抵抗体は、抵抗温度係数の絶対値が第１の抵抗体の１００分の１以下で抵抗値が第１の抵抗体よりも大きくなく、
第２の抵抗器は、第３の抵抗体と第４の抵抗体を同一平面上で並列に接続して得られ、その第４の抵抗体は、抵抗温度係数の絶対値が第３の抵抗体の１００分の１以下で抵抗値が第３の抵抗体よりも小さくないものとし、
第１の抵抗体をトリミングした後、第２の抵抗体をトリミングし、第３の抵抗体をトリミングした後、第４の抵抗体をトリミングする
ことを特徴とする複合抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、抵抗器の製造方法に属し、特に温度センサーの分野で好適に利用されうる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より温度変化に伴って抵抗値が大きく変化する抵抗体からなる抵抗器が、温度センサーとして用いられている。そのような抵抗器は、各温度によって所定の抵抗値をもつように製造段階で抵抗体をトリミングすることにより、抵抗値が調整される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の抵抗体は、抵抗温度係数が大きいことから、トリミング時に発生する熱によって抵抗体の温度が上昇し、トリミング中は温度と抵抗値の正確な関係が不明となる。従って、正確に抵抗値を調整することが困難であるし、そのため精度の高い温度センサーを得ることができない。
それ故、この発明の課題は、抵抗値調整の容易な抵抗器及び精度の高い温度センサーを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するために、この発明の抵抗器を製造する方法は、
第１の抵抗体と第２の抵抗体を直列に接続して所定の合成抵抗値を有する抵抗器を製造する方法において、
第１の抵抗体と第２の抵抗体を同一平面上に形成し、
第２の抵抗体は、抵抗温度係数の絶対値が第１の抵抗体の１００分の１以下で抵抗値が第１の抵抗体よりも大きくないものとし、
第１の抵抗体をトリミングした後、第２の抵抗体をトリミングすることを特徴とする。
【０００５】
この抵抗器によれば、抵抗値は第１抵抗体と第２抵抗体の合成抵抗値となる。まず第１抵抗体をトリミングすることにより合成抵抗値を粗く調整する。第１抵抗体の抵抗値は、第２抵抗体のそれよりも大きいか同等であるので、短時間で目的の合成抵抗値に近似した値まで調整することができる。次に第２抵抗体をトリミングすることにより目的の合成抵抗値となるまで微調整する。第２抵抗体は温度係数の絶対値が第１抵抗体のそれの１００分の１以下であるから、トリミング中であっても抵抗体の温度上昇が少なく、温度と抵抗値の関係を監視しながら調整することができる。
【０００６】
よって、目的の合成抵抗値に極めて近似した抵抗値を有する抵抗器が得られる。また、この抵抗器からなる温度センサーは、抵抗値と温度とが設計通りの関係を有することから、精度の高いものとなる。
【０００８】
上記課題を解決するために、上記製造方法と関連する第二の発明は、負の温度係数を有する第１の抵抗器と、これに直列に接続された正の温度係数を有する第２の抵抗器とを備える複合抵抗器を製造する方法において、
第１の抵抗器は、第１の抵抗体と第２の抵抗体を同一平面上で直列に接続して得られ、その第２の抵抗体は、抵抗温度係数の絶対値が第１の抵抗体の１００分の１以下で抵抗値が第１の抵抗体よりも大きくなく、
第２の抵抗器は、第３の抵抗体と第４の抵抗体を同一平面上で並列に接続して得られ、その第４の抵抗体は、抵抗温度係数の絶対値が第３の抵抗体の１００分の１以下で抵抗値が第３の抵抗体よりも小さくないものとし、
第１の抵抗体をトリミングした後、第２の抵抗体をトリミングし、第３の抵抗体をトリミングした後、第４の抵抗体をトリミングする
ことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
−実施形態１−
この発明の抵抗器の実施形態を図面と共に説明する。図１は抵抗値調整前の抵抗器を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ’断面図である。
抵抗器１０は、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニアなどの絶縁性セラミックからなる基板１と、第１の抵抗体２と、端子電極３,３と、櫛状の接続電極４と、第２の抵抗体５とを備える。
【００１０】
第１抵抗体２は、クロムＣｒ-ホウ素Ｂ-ケイ素Ｓｉ合金の薄膜からなり、基板１の主面上の一方の側に形成されている。第２抵抗体５は、ニッケルＮｉ-クロムＣｒ合金の薄膜からなり、基板１の主面上の他方の側に形成されている。第１抵抗体２と第２抵抗体５は基板１のほぼ中央で互いに一部重畳している。端子電極３,３の一つは、基板１の主面上の一方の端で第１抵抗体２の一部と重畳するよううに形成され、他の一つは、他方の端で第２抵抗体５の一部と重畳するように形成されている。接続電極４は、同主面のほぼ中央で第１抵抗体２と第２抵抗体５との重畳部分に更に重畳するように且つその歯形が第１抵抗体２側を向くように形成されている。端子電極３及び接続電極４は、いずれもニッケルＮｉの薄膜からなる。
【００１１】
抵抗体２,５及び電極３,４は、基板１上にスパッタリング及びエッチング技術を施すことによって形成される。第１抵抗体２の比抵抗は第２抵抗体５のそれよりもはるかに大きく、抵抗温度係数の絶対値についても前者がはるかに大きい。接続電極４の抵抗温度係数の絶対値は、それらの中間である。こうして得られた抵抗器１０の等価回路は、図３に示すように第１抵抗体２、接続電極４及び第２抵抗体５が直列に接続されたものである。
【００１２】
抵抗器１０の合成抵抗値を設計値に調整する場合、まず第１抵抗体２及び接続電極４のどちらかを、図４に示すようにレーザーが端子電極３,３と交差しないように一方の辺から他方の辺に向かってレーザートリミングする。このとき第１抵抗体２をトリミングすれば、第１抵抗体２の比抵抗が大きいので短時間のトリミングで抵抗値を設計値に近い値に増加させることができる。接続電極４は導体からなるが、櫛状パターンを有するので、その歯をトリミングすることにより、短時間で抵抗値を上げることができる。
【００１３】
次に、第２抵抗体５を同様にトリミングする。第２抵抗体５の抵抗温度係数の絶対値が小さいので、トリミング中の発熱によって第２抵抗体５の抵抗値が大きく変動することはない。また、第２抵抗体５の熱が直ぐに第１抵抗体２に伝わることはない。従って、トリミング中の合成抵抗値を常温における合成抵抗値とみなして合成抵抗値を微調整することができ、精度良く例えば設計値に対して±０.５％以内の精度で調整することができる。
【００１４】
より具体的に述べると、合成抵抗値１００ｋΩを実現するために、第１抵抗体２として温度係数−３,３００ｐｐｍ/℃、トリミング前の抵抗値９０ｋΩ程度、第２抵抗体５として温度係数−１０ｐｐｍ/℃、トリミング前の抵抗値２ｋΩ程度のものを組み合わせることにより、図１及び図２に示した抵抗器１を得たとする。
【００１５】
まず第１抵抗体２をトリミングすることにより合成抵抗値を目的地の−２％程度即ち９８ｋΩ程度に粗く調整する。次に第２抵抗体５をトリミングすることにより１００ｋΩとなるように微調整する。このときの総合の温度係数(単位:ｐｐｍ/℃)は0.98×(-3,300)＋0.02×(-10)＝-3,234.2となり第１抵抗体２の±１００ｐｐｍ/℃以内に入る。しかも第２抵抗体５をトリミング中の熱はほとんど第１抵抗体２の抵抗値に影響しない。従って、トリミング中の発熱に伴う誤差は第２抵抗体５の２ｋΩに対して生じるだけであり、合成抵抗値としては±０.２％以内とすることが可能である。
【００１６】
第１抵抗体２の材質としては上記の他にＰｔ、Ｎｉなども挙げられる。第２抵抗体５の材質としてはＮｉ−Ｃｒ合金、Ｃｒ−Ａｌ−Ｂ合金などが挙げられる。端子電極３及び接続電極４の材質としてはＣｕなども挙げられる。以下の実施形態でも同様である。
【００１９】
−実施形態２−
これは、正の温度係数を有する抵抗器と負の温度係数を有する抵抗器からなる複合抵抗器及びその複合抵抗器を利用した温度センサーの例である。
複合抵抗器１００は、図５に平面図として示すように実施形態１と同質の基板１１上の両端及び中央に端子電極３１,３２,３３を備える。一方（図面に向かって右側）の端の端子電極３１と中央の端子電極３２間には櫛状の接続電極１４が形成され、そして端の端子電極３１と接続電極１４を接続するように第１の抵抗体１２が形成され、中央の端子電極３２と接続電極１４を接続するように第２の抵抗体１５が形成されている。接続電極１４の歯は第１抵抗体１２の方に向けられている。
【００２０】
第１抵抗体１２、接続電極１４、第２抵抗体１５及び端子電極３１，３２は、実施形態１の抵抗器と同じく全体として負の温度係数を有する抵抗器（第１抵抗器）として機能し、それらの材質は実施形態１における第１抵抗体２、接続電極４、第２抵抗体５及び端子電極３のものと同じである。従って、第１抵抗体１２、第２抵抗体１５の順でトリミングすることにより、それらの合成抵抗値を短時間で高精度に調整することができる。
【００２１】
基板１１の他方（図面に向かって左側）の端の端子電極３３と中央の端子電極３２間には、それらの電極を接続するように第３の抵抗体１６及び第４の抵抗体１７が並列に形成されている。第３抵抗体１６及び第４抵抗体１７はいずれも正の温度係数を有する。従って、第３抵抗体１６、第４抵抗体１７及び端子電極３２，３３は全体として正の温度係数を有する抵抗器（第２抵抗器）として機能する。第４抵抗体１７は、抵抗温度係数の絶対値が第３抵抗体１６の１００分の１以下で抵抗値が第３抵抗体１６よりも大きい。このような条件を満たす材質としては、例えば第３抵抗体１６用にＰｔ、Ｎｉなど、第４抵抗体１７用にＮｉ−Ｃｒ合金、Ｃｒ−Ａｌ−Ｂ合金などが挙げられる。従って、第３抵抗体１６、第４抵抗体１７の順でトリミングすることにより、それらの合成抵抗値を短時間で高精度に調整することができる。
【００２２】
複合抵抗器１００は、図６のような回路構成を有し、図７に示すように両端の端子電極３１，３３間に基準電圧を加え、中央の端子電極３２と一方の端の端子電極３３とから出力電圧を取り出すことで、分圧型の温度センサーとして利用することができる。
【００２３】
特に常温における第１抵抗器の合成抵抗値と第２抵抗器の合成抵抗値を共にＲ、第１抵抗器の合成抵抗値の温度変化量をΔｒ、第２抵抗器の合成抵抗値の温度変化量をΔＲ、基準電圧をＥとすると、出力電圧Ｖは、
Ｖ＝｛（Ｒ＋ΔＲ）／（Ｒ−Δｒ）＋（Ｒ＋ΔＲ）｝×Ｅ
となる。第１抵抗器の全体の温度係数と第２抵抗器の全体の温度係数が互いに絶対値を等しくするなら、ΔＲ＝Δｒとなるので、
Ｖ＝｛（Ｒ＋ΔＲ）／２Ｒ｝×Ｅ
となり、第２抵抗器の温度係数に比例した大きい出力を取り出すことができ、検出能力に優れる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明の抵抗器は抵抗値調整の容易であるので、低コストで精度の高い抵抗器及び温度センサーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１の抵抗器（トリミング前）を示す平面図である。
【図２】  上記抵抗器のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】  上記抵抗器の等価回路図である。
【図４】  上記抵抗器をトリミングしている状態を示す平面図である。
【図５】  実施形態２の複合抵抗器（トリミング前）を示す平面図である。
【図６】  上記複合抵抗器の等価回路図である。
【図７】  上記複合抵抗器を温度センサーとして用いるときの等価回路図である。
【符号の説明】
１、１１  基板
２、１２  第１抵抗体
３、３１、３２、３３  端子電極
４、１４  接続電極
５、１５  第２抵抗体
１６  第３抵抗体
１７  第４抵抗体
【図１】
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【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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