貼片式電阻器及其製備方法
2023-05-05 21:41:06
專利名稱：貼片式電阻器及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種貼片式電阻器及其製備方法，特別是涉及一種在絕緣基片上形成電阻層，並在該層兩端備有端電極的貼片式電阻器及其製備方法。
以往已有很多種貼片式電阻器被使用。典型的貼片式電阻器包括一個小的矩形承載基片，在其上面形成一層具有所需電阻值的電阻層，以及與該層相連的兩個端電極。為保護該電阻層，在基片上面還有一層保護塗層覆蓋著電阻層。
上述貼片式電阻器具有如下缺點當如前所述的電阻層被保護塗層所覆蓋的時候，常常會出現在端電極上面的該保護塗層會凸起很多，從而造成在保護塗層的頂端與端電極的上表面之間的存在很大的不期望的高度差。
由於存在上述的高度差，這樣的貼片式電阻器就不能夠使用吸附裝置(夾持器)來拾取，以致於掉到地上損壞。另一個缺點是當這樣的貼片式電阻倒置地安裝在印刷電路板上面的時候(例如電阻層位於承載基片的下面)，電阻器就有可能不能夠完全與電路板相接觸。結果，在電阻器與電路板之間的接觸表面上形成了一個不期望的間隙。這個間隙的存在不利於貼片式電阻器與電路板之間的電氣的和機械的連接。
日本專利JP-A-4-102302公開了一種克服了上述缺點的貼片式電阻器。如圖9和
圖10所示，已公開的貼片式電阻器包括一個絕緣基片1、在基片1上面形成的電阻層2、一對端電極3(端電極各位於電阻層2的端部)、一個由直接附在電阻層2上面的內塗層4a和位於其上面的外塗層4b共同組成的玻璃保護塗層4。每個端電極3包括與電阻層2電接觸的主上電極3a、形成於主上電極3a上面的輔上電極3b、位於絕緣基片1端面上的側電極3c、和在輔上電極3b與側電極3c表面上的金屬鍍層3d。
這樣，上述貼片式電阻器就能夠消除或至少能減小存在於端電極3的上表面與保護塗層4的頂端面之間的高度差。
正如日本專利JP-A-4-102302中所公開的那樣，上述貼片式電阻器可以用下述方法製備。
首先，在絕緣基片1的上面施加銀漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成主上電極3a。
然後，在絕緣基片1的上面施加一種料漿，經過乾燥和焙燒固化後形成跨接兩個主上電極3a的電阻層2。
然後，在電阻層2的上面施加玻璃漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成內塗層4a。
然後，在內塗層4a的上面施加玻璃漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成外塗層4b。
然後，分別在其中每個主上電極3a的表面上施加銀漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成每一個與外塗層4b相接觸的加厚的輔上電極3b。
然後，分別在絕緣基片1的端面上施加銀漿料，經過乾燥和焙燒後固化形成每個側電極3c。
最後，在輔上電極3b和側電極3c的表面上製成金屬鍍層3d。
上述工序過程存在有如下缺點。
如上所述，每個製成的輔上電極3b是與外塗層4b相互接觸的。但是，根據傳統的工藝，輔上電極3b無法完全與外塗層4b相附著。這樣，當進行到製備金屬鍍層3d工序時，金屬電鍍溶液就有可能流進在外塗層4b與輔上電極3b之間所形成的間隙之中。優選地，重複的熱處理工藝，有可能會在外塗層4b與輔上電極3b之間相接觸的部位產生不期望的空隙和裂紋，從而減小了無缺陷電阻器成品的產出率。另一方面，大氣中的例如硫化物之類的物質也有可能進入到外塗層4b與輔上電極3b之間的間隙中，使得主上電極3a(主成分為銀)遭受硫化物腐蝕，從而引起貼片式電阻器的阻值出現不期望的波動。在極端的場合，主上電極3a可能會出現部分分解，以致於達到其連接斷開的程度。
因此，本發明的一個目的就是要提供一個能夠克服或減小在以往貼片式電阻器中存在的上述問題的貼片式電阻器。本發明的另一個目的是要提供一種製備上述這種貼片式電阻器的方法。
根據本發明的第一方面，提供一種具有如下構成的貼片式電阻器。具體講該貼片式電阻器包括一個具有上表面的絕緣基片、一對形成於基片的上表面上分離的主上電極、一個形成於基片的表面上跨接著兩個主上電極的電阻層。貼片式電阻器的構成還有一個位於電阻層之上的外塗層，和一對分別位於每個主上電極的上面並與外塗層相接觸的分離的輔上電極。外塗層由玻璃材料構成，輔上電極的組成除金屬材料外還有玻璃材料。
在上述構造中，由於輔上電極中含有玻璃材料，因此經過焙燒後輔上電極能夠完全地與外塗層相互附著，結果就可以防止出現位於輔上電極與外塗層之間的空隙和裂紋。當用這種方式防止了空隙與裂紋的產生時，主上電極就被輔上電極所適當地覆蓋，從而防護了由於空氣中的硫化物所引起的硫化物腐蝕。
在一個實施例中，在所述的輔上電極組成中的玻璃料與外塗層的玻璃料具有基本相同的軟化點。
優選地，輔上電極組成中的玻璃料含有50～75wt％(重量百分比)的PbO和20～35wt％的SiO2。
優選地，外塗層玻璃料含有50～75wt％的PbO和20～35wt％的SiO2。
在另一個實施例中，所述輔上電極構成中的金屬材料為銀。
根據本發明的第二方面，在此提供一種製備貼片式電阻器的方法，其包括如下工藝步驟在絕緣基片的上面施加金屬漿料，經過乾燥和焙燒固化形成一對分離的主上電極。在絕緣基片上面施加一種料漿，經過乾燥和焙燒固化後形成跨接兩個主上電極的電阻層。在電阻層的上面施加玻璃漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成外塗層。分別在其中每個主上電極3a的表面上施加金屬漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成每一個與外塗層相接觸的輔上電極，其中金屬漿料內含有玻璃材料。
根據上述製備方法，由於在輔上電極的金屬漿料中含有玻璃材料，當在高溫焙燒的時候，其焙燒溫度高於外塗層中玻璃組分的軟化溫度也高於輔上電極的金屬漿料中玻璃組分的軟化溫度，就會在輔上電極與外塗層的連接區域發生輔上電極中玻璃的熔解並伴有外塗層的熔融，這樣輔上電極就會完全地與外塗層相互附著，從而就可以防止在輔上電極與外塗層之間出現不期望的空隙和裂紋。從而，即使在輔上電極上面再施加附加層(如金屬鍍層)，也可以防止金屬鍍液進入到達被輔上電極和外塗層所覆蓋著的主上電極的面上。同樣的，空氣中的硫化物也無法到達主上電極，從而有效地防止了硫化物對電極的腐蝕。
優選地，在輔上電極的金屬漿料中的玻璃料與外塗層玻璃漿料中的玻璃組分具有基本相同的軟化點。
焙燒輔上電極金屬漿料的工序可以在焙燒完外塗層玻璃漿料之後，在高於上述軟化點的溫度下進行。
另一方面，也可以在高於所述的玻璃軟化點的溫度下，同時焙燒輔上電極的金屬漿料和外塗層的玻璃漿料。這樣的話，由於同時完成外塗層和輔上電極的焙燒工序，就會減少焙燒次數，從而減少製造成本。
在優選實施例中，在用於外塗層的玻璃漿料中含有的玻璃組分為50～75wt％的PbO和20～35wt％的SiO2。
優選地，在用於輔上電極金屬漿料的玻璃材料中含有的玻璃原料為50～75wt％的PbO和20～35wt％的SiO2優選地，在輔上電極的金屬漿料中，玻璃原料所含的比例為0.3～15wt％。
在另一個實施例中，在輔上電極金屬漿料中所含的銀粉具有不大於1.5m2/g的比表面積。
下面結合附圖對本發明的其它特點和優點作詳細的說明。
圖1～圖6是表示根據本發明製備貼片式電阻器的相繼工序步驟的透視圖。
圖7是根據圖1～圖6所示步驟制出的貼片式電阻器的透視圖。
圖8是沿圖7中VIII-VIII線剖開的截面圖。
圖9是傳統貼片式電阻器的透視圖。
圖8是沿圖9中X-X線剖開的截面圖。
以下結合附圖對於本發明的實施例作進一步說明。
圖7和圖8表示了本發明實例的貼片式電阻器，這個實例的貼片式電阻器包括由氧化鋁或陶瓷等絕緣材料構成的絕緣基片11、一對位於絕緣基片11的上面分離的主上電極13a、一個與主上電極13a相互電連接的電阻層12。
電阻層12的上面覆蓋有保護塗層，該保護塗層包括直接覆在電阻層12上面的玻璃材料的內塗層14a，和在其上面的外塗層14b。電阻層12與內塗層14a一起經過雷射修整以調整電阻值，對此將在下面進一步說明。
輔上電極13b形成於每個主上電極13a的上面彼此電接觸，這裡的輔上電極的組成中除了金屬材料之外還有玻璃材料。
側電極13c形成於絕緣基片11的兩個端面與相應位置的主上電極13a和輔上電極13b彼此電接觸。然後在輔上電極13b以及位於或相鄰於絕緣基片11端面上的側電極13c的表面上覆蓋一個金屬鍍層，該金屬鍍層包括一個鍍鎳層和一個焊料鍍層(或錫層)。
上述結構的貼片式電阻器可以用下述方法製備。
首先，如圖1所示，在絕緣基片11的上面施加金屬漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成主上電極13a。上述金屬漿料含有比表面積約為3.5m2/g的銀粉顆粒接下來如圖2所示，在絕緣基片11上面施加一種料漿並使之部分覆蓋每個主上電極13a，經過乾燥和焙燒固化後形成電阻層12。另一方面電阻層12也可以先於主上電極13a之前製備。
然後，如圖3所示，在電阻層12的上面施加玻璃漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成內塗層14a。
接下來，將檢測探頭(未出示)加在兩個主上電極13a之上進行電阻測量，通過發射雷射束在電阻層12和下外塗層14a的上面刻出修整槽15，直到所測量出的電阻層12的電阻值落入到預定的公差範圍之內。
然後，如圖4所示，在內塗層14a的上面施加玻璃漿料，經過乾燥之後在高於玻璃漿料中玻璃組分的軟化點的溫度下焙燒，從而製成外塗層14b。優選地，在外塗層14a的玻璃漿料中，含有的玻璃組分為50～75wt％的PbO和20～35wt％的SiO2具有軟化點溫度為540～570℃。對於這樣組成的玻璃材料，外塗層14b的焙燒溫度為600～620℃。
接下來如圖6所示，分別在其中每個主上電極3a的表面上施加金屬漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成每一個輔上電極13b。優選地，所使用的金屬漿料為含有0.3～15wt％玻璃料的銀漿料，其玻璃料的組分為50～75wt％的PbO和20～35wt％的SiO2，具有軟化點溫度為540～570℃。對於這樣組成的玻璃材料，輔上電極13b的焙燒溫度為600～620℃。
然後，如圖6所示，分別在絕緣基片11的端面上施加金屬漿料，然後經過乾燥和焙燒製成每個側電極13c。
最後，如圖7和圖8所示，通過首先鍍鎳然後鍍焊料(或錫)，在輔上電極13b和側電極13c的表面上形成每個鍍金屬層13d。
根據本發明，在輔上電極13b的金屬漿料中含有玻璃材料，特別是該玻璃料的軟化點與外塗層14b的軟化點溫度基本相同，並且在高於上述軟化點的溫度下進行焙燒工序。這樣，就會使輔上電極13b的金屬漿料中的玻璃料熔化，並伴隨著外塗層14b中的玻璃料熔融，這樣就會在輔上電極13b與外塗層14b的每個接觸點處相互完全融為一體。如果同時焙燒外塗層14b的玻璃漿料和輔上電極13b的金屬漿料，使它們同時熔解並在彼此相互接觸點處出現熔融。結果外塗層14b和輔上電極13b就整體形成。
另一個實施例如下，在用於外塗層14b的玻璃漿料中，含有的玻璃組分為50到75wt％的PbO和20到35wt％的SiO2；在輔上電極13b的金屬漿料中，含有的玻璃組分為50到75wt％的PbO和20到35wt％的SiO2。對於這樣的成分組成，兩種玻璃料中玻璃組成的軟化點溫度確實都幾乎同樣為540～570℃，從而將它們在600～620℃溫度下進行焙燒。
根據本發明，每個輔上電極13b都與外塗層14b確實地成為一體，從而就有可能防止在輔上電極13b與外塗層14b之間出現由於重複熱處理而產生的空隙和裂紋。因此，在實施金屬鍍層3d的工序過程中，能夠完全有效地阻止了金屬鍍液進入到主上電極13a的表面上。
根據本發明所進行的試驗可以得出，如果輔上電極13b的銀漿料中所使用的銀粉顆粒與主上電極13a和側電極13c的相同，具有的比表面積為3.5m2/g，或者平均粒徑為1μm，就會出現輔上電極13b的銀漿料比外塗層14b的玻璃漿料收縮的速度更快且範圍更大。這樣，在輔上電極13b在與外塗層14b相接觸的部位趨於牽引外塗層14b，從而在外塗層14b處產生裂紋，或者出現輔上電極13b與外塗層14b之間的剝離。
反過來，如果輔上電極13b的銀漿料中所使用的銀粉顆粒具有的比表面積為1.0m2/g，或者平均粒徑為2～3μm，則輔上電極13b的銀漿料的收縮就會比前述情形更小更慢，這樣前面所說的裂紋和剝離出現的機率就會大大減少。
作為實施例來說，本發明很明顯地可以在許多地方可以加以改變，但這些改變都認為是背離本發明的基本宗旨，並且所有這些對於本領域技術人員來說顯而易見的改變都應該包含在所附權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一個貼片式電阻器，其特徵在於，它包括一個具有上表面的絕緣基片；一對形成於基片的上表面上的分離的主上電極；一個形成於基片的上表面上跨接兩個主上電極的電阻層；一個形成於電阻層之上的由玻璃材料構成的外塗層；一對分別覆蓋於每個主上電極的上面並與外塗層相接觸的分離的輔上電極；其中，每個輔上電極的組成除金屬材料外還含有玻璃材料。
2.根據權利要求1所述的貼片式電阻器，其特徵在於，所述的輔上電極組成中的玻璃料與外塗層玻璃料具有基本相同的軟化點。
3.根據權利要求2所述的貼片式電阻器，其特徵還在於所述的輔上電極組成中的玻璃料含有50～75wt％(重量百分比)的PbO和20～35wt％的SiO2。
4.根據權利要求2所述的貼片式電阻器，其特徵在於，外塗層的玻璃材料含有50～75wt％的PbO和20～35wt％的SiO2。
5.根據權利要求1所述的貼片式電阻器，其特徵在於，所述的輔上電極組成中的金屬材料為銀。
6.一種製備貼片式電阻器的方法由如下步驟組成在絕緣基片的上面施加金屬漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成一對分離的主上電極；在絕緣基片的上面施加一種料漿，經過乾燥和焙燒固化後形成跨接兩個主上電極的電阻層；在電阻層的上面施加玻璃漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成外塗層；以及在每個主上電極的表面上施加金屬漿料，經過乾燥和焙燒固化後形成一對與外塗層相接觸的輔上電極；其中，在上述輔上電極的金屬漿料中含有玻璃材料。
7.根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於，所述的輔上電極的金屬漿料中的玻璃料與外塗層玻璃材料具有基本相同的軟化點。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，當焙燒完外塗層的玻璃漿料之後，在高於所述的玻璃軟化點的溫度下焙燒輔上電極的金屬漿料。
9.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，在高於所述的玻璃軟化點的溫度下，同時焙燒輔上電極的金屬漿料和外塗層的玻璃漿料。
10.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，在用於外塗層玻璃漿料中，含有的玻璃組分為50～75wt％的PbO和20～35wt％的SiO2。
11.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，在用於輔上電極金屬漿料的玻璃料中，含有的玻璃組分為50～75wt％的PbO和20～35wt％的SiO2。
12.根據權利要求11所述的製備方法，其特徵在於，在輔上電極的金屬漿料中，玻璃料所含的比例為0.3～15wt％。
13.根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於，在輔上電極金屬漿料中所含的銀粉顆粒具有不大於1.5m2/g的比表面積。
全文摘要
一個貼片式電阻器包括:一對位於基片(11)表面上的主上電極(13a)、一個形成於基片(11)的上表面上跨接兩個主上電極(13a)的電阻層(12)、一個覆蓋於電阻層(12)之上的外塗層(14b)、一對覆蓋於主上電極(13a)的上面並與外塗層(14b)相接觸的輔上電極(13b)。每個輔上電極(13b)的組成除了金屬材料外還含有玻璃材料,從而使其與外塗層(14b)連成一體。
文檔編號H01C7/00GK1245340SQ9911155
公開日2000年2月23日 申請日期1999年8月17日 優先權日1998年8月18日
發明者薄原滋, 酒井薰 申請人:羅姆股份有限公司