(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ型またはＮ型の不純物をドーピングしたシリコン単結晶の表裏面を両面ほぼ同等の面荒さとなるよう平面加工し、前記平面加工したシリコン単結晶の表裏面にそれぞれ金属電極を蒸着した後、シンター処理を行い抵抗体を形成することを特徴とするチップ抵抗器の製造方法。
【請求項２】
前記平面加工は、＃１０００〜＃３０００の砥石または砥粒を用いて研削加工または研磨加工する請求項１記載のチップ抵抗器の製造方法。
【請求項３】
前記金属電極は、ニッケル／銀合金である請求項１または２記載のチップ抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン単結晶を抵抗体として用いたチップ抵抗器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のチップ抵抗器の一例について図面を参照しながら説明する。図４はメタルグレーズと呼ばれる厚膜抵抗体を用いたチップ抵抗器の断面図である。９６％アルミナからなるチップ状のアルミナ基板１１の上面から端面にかけてメタライズ電極１４が形成されている。メタライズ電極はスクリーン印刷によりパターン形成を行った後、６００℃付近の温度で焼成することにより形成している。アルミナ基板１１上面の一部には、このメタライズ電極１４と接続して酸化ルテニウムを主成分とする厚さ１０μｍ程度のメタルグレーズ抵抗体１２が形成されている。メタルグレーズ抵抗体１２は、酸化ルテニウムと粉末ガラス材料を有機物バインダにて混練して形成した抵抗体ペーストをアルミナ基板１１上面にスクリーン印刷して８００〜９００℃で焼成することで形成している。このメタルグレーズ抵抗体１２を被覆してホウケイ酸系鉛ガラスなどからなる保護膜１３が形成されている。保護膜１３はスクリーン印刷によりパターン形成を行った後、５００〜８００℃で焼成することにより形成している。そして、メタライズ電極１４を覆って実装用のはんだめっき膜１５が形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明したように従来のチップ抵抗器は構造が複雑であり、メタルグレーズ抵抗体などの材料費も高く、さらに製造工程において数回の高温焼成工程を行う必要があるためコストが高くなるという問題がある。
【０００４】
また近年、電流検出回路などの電流検出素子として１Ω以下、さらには１００ｍΩ以下の低抵抗値を有するチップ抵抗器が要望されているが、メタルグレーズ抵抗体を構成する酸化ルテニウムは比抵抗が高いため、１Ω以下の低抵抗値を得ることが困難であった。このため、１Ω以下の低抵抗体として、銅粉、ニッケル粉を粉末ガラス材料にて混練した抵抗体ペーストをアルミナ基板上に印刷した後、焼成することにより銅／ニッケル合金膜からなる抵抗体を形成したチップ抵抗器などが知られている。しかしながら、このようなチップ抵抗器は、抵抗体に粉末ガラス材料などの銅、ニッケル以外の多くの不純物が含まれるため、抵抗値が理論値と異なってくるとともに、ガラス成分は焼成条件によって金属成分中や焼結粒子界面への拡散挙動が異なるために抵抗値の再現性が低く、安定した低抵抗特性を得ることが困難であった。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためのものであり、１００ｍΩ以下の安定した低抵抗特性を得ることができ、かつ構造も簡略なチップ抵抗器およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、Ｐ型またはＮ型の不純物をドーピングしたシリコン単結晶の表裏面がほぼ同等の面荒さとなるよう平面加工し、前記平面加工したシリコン単結晶の表裏面にそれぞれニッケル／銀合金などの金属電極を形成した後、シンター処理を行い抵抗体を形成するものである。シリコン単結晶の表裏面をほぼ同等の面荒さに平面加工することにより、抵抗体の抵抗値特性が安定し、抵抗値の再現性を高めることができる。平面加工は、＃１０００〜３０００、好適には＃２０００の砥石または砥粒を用いて研削加工または研磨加工を行うとよい。シリコン単結晶の表裏面に金属電極を蒸着した後、シンター処理を行うことにより、シリコン単結晶と金属電極とのオーミックコンタクトを得ることができ、安定した抵抗値を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本実施の形態によるチップ抵抗器の断面図である。シリコン抵抗体１はＰ型またはＮ型不純物をドーピングしたシリコン単結晶からなり、その表裏面にはニッケル／銀合金からなる金属電極２、２が形成されている。金属電極２、２は、はんだ３、３を介してそれぞれリード端子４、４と接続され、シリコン抵抗体１およびリード端子４、４の一部が樹脂パッケージ５内に封止されている。樹脂パッケージ５から導出したリード端子４、４は樹脂パッケージ５の下面に沿ってフォーミングされ表面実装型のパッケージを構成している。
【００１１】
次に、本実施の形態によるチップ抵抗器の製造方法について図２を参照して説明する。まず、Ｓ１においてシリコン単結晶ウエハにＮ型またはＰ型の不純物をドーピングする。本実施の形態では、比抵抗が１５ｍΩｃｍとなるようシリコン単結晶ウエハにＮ型不純物をドーピングした。次いで、Ｓ２においてこのシリコン単結晶ウエハの表裏面を両面ほぼ同等の面荒さとなるよう平面加工する。これにより、抵抗値のばらつきが小さくなり安定した抵抗値を得ることができる。平面加工方法としては、＃１０００〜＃３０００の砥石または砥粒を用いて研削加工若しくは研磨加工を行う。また、エッチング法を採用してもよい。本実施の形態では、シリコン単結晶ウエハの表裏面ともに♯２０００の砥石を用いて研削加工を行った。次いで、Ｓ３においてシリコン単結晶ウエハの表裏面にニッケル／銀合金を蒸着して金属電極を形成する。次いで、Ｓ４においてシリコン単結晶と金属電極のオーミックコンタクトを得るため、６００〜７００℃でシンター処理を行う。次いで、Ｓ５においてこのシリコン単結晶ウエハをダイシングして個々のシリコン抵抗体に分離する。本実施の形態ではシリコン抵抗体のサイズは０．２５〜３．０ｍｍ角、厚さ１２０μｍとした。この後、Ｓ６においてシリコン抵抗体の表裏面の金属電極とリード端子とをそれぞれ接続し、トランスファーモールドなどの方法によりシリコン抵抗体とリード端子の一部を樹脂パッケージ内に封止してチップ抵抗器が完成する。
【００１２】
図３はシリコン抵抗体の比抵抗と抵抗値の関係を示すグラフである。同グラフ中の破線はシリコン抵抗体の比抵抗と抵抗値との相関を示す理論値であり、次の式で計算される。
【００１３】
Ｒ＝ρ×ｌ／Ｓ  Ｒ：シリコン抵抗体の抵抗値  ρ：シリコン抵抗体の比抵抗
ｌ：シリコン抵抗体の厚み  Ｓ：シリコン抵抗体の断面積
グラフ中の直線ａは、上記説明した本実施の形態のチップ抵抗器の値を示し、１００ｍΩ以下の低抵抗値を実現できると同時に、理論値とも近い値を示し抵抗値の安定性にも優れていることがわかる。これに対しグラフ中の直線ｂは、Ｎ型不純物をドーピングしたシリコン単結晶の表裏面を♯４００の砥石で研削加工し、金属電極としてニッケルめっきおよび銀を蒸着した場合を示す。なお、シンター処理は行っていない。この場合でも、シリコン抵抗体の比抵抗によって低抵抗値を実現することは可能であるが、理論値とは離れた直線を示し、グラフ直線の傾斜も大きいことから抵抗値の安定性、再現性には本実施の形態の方が優れていることがわかる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１００ｍΩ以下の低抵抗値を安定して得ることができるチップ抵抗器を実現することができる。
【００１５】
また、チップ抵抗器の構造および製造方法が簡略でありコストを大幅に低減することができる。
【００１６】
さらに、樹脂パッケージ内に封止することにより、チップ抵抗器の小型化および表面実装化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるチップ抵抗器の断面図
【図２】本発明の一実施形態によるチップ抵抗器の製造工程図
【図３】シリコン抵抗体の比抵抗と抵抗値の関係を示すグラフ
【図４】従来のチップ抵抗器の断面図
【符号の説明】
１  単結晶シリコン抵抗体
２  金属電極
３  はんだ
４  リード端子
５  樹脂パッケージ
１１  アルミナ基板
１２  メタルグレーズ抵抗体
１３  保護膜
１４  メタライズ電極
１５  はんだめっき膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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