片式電阻器的製作方法

2023-06-12 01:31:11

專利名稱：：片式電阻器的製作方法
技術領域：
：本發明涉及厚膜四方形片式(chip)電阻器，特別涉及提高了針對硫化氣體的耐受性的電極的結構。
背景技術：
：在厚膜四方形片式電阻器中，如圖3所示，具備分別配置在陶瓷基板ll的上下表面的一對厚膜上表面電極12、13和一對厚膜下表面電極14、15;跨一對厚膜上表面電極12、13間而配置的厚膜電阻體16;覆蓋電阻體16的保護膜17;配置在陶瓷基板11的端面並將厚膜上表面電極12、13與厚膜下表面電極14、15連接起來的端面電極18、19;以及覆蓋未被保護膜17覆蓋的厚膜上表面電極12、13的部分、端面電極18、19、及厚膜下表面電極14、15的鍍層20、21。作為厚膜上表面電極12、13或厚膜下表面電極14、15的材料，一般使用Ag類材料或Ag-Pd類材料。但是，當在包含硫化氣體的氣氛中使用這樣的厚膜片式電阻器的情況下，尤其存在上表面電極12、13的Ag類材料形成硫化銀而造成導通不良、斷線的情況這樣的課題。針對這樣的課題，例如以下的公報等提出了對應的方案。在日本特開平7-169601號公報中，提出了以與第一上表面電極層2的一部分重疊的方式，設置利用厚膜Ag骨而形成的第二上表面電極層5的結構(參照摘要)。該文獻記載了如下內容因為第二上表面電極層5以與保護層6的上表面的一部分重疊的方式形成，所以第一上表面電極層2不會被硫化氣體侵蝕，不易引起斷線。在日本特開平7-176402號公報中，提出了如下結構，即設置有氧化鋁基板1上的由銀類厚膜構成的第一上表面電極層3;完全覆蓋第一上表面電極層3的由貴金屬類薄膜構成的第二上表面電極層4;4以及與第二上表面電極層4的一部分重疊的釕類的電阻層2。此處，記載了如下內容貴金屬類薄膜使用金-樹脂酸鹽(resinate)(0010欄)，由此防止第一上表面電極層3的硫化。在日本特開2002-064003號公報中，提出了如下結構在保護層40與鍍敷層26相接的部分的下層、且上表面電極層22的上表面，形成上表面電極保護層23，該上表面電極保護層23由耐硫化特性優良的材質、例如含有大於等於5.0%的鈀的銀類厚膜形成。根據該文獻的記載，由此，即使在上表面電極層22中使用了沒有耐硫化特性的材質，上表面電極層22也不會被硫化，所以可以消除斷線等引起片式電阻器的故障的危險性(0007欄)。但是，在上述公報記栽的方法中，都形成用於保護Ag類的電極免於硫化的電極保護層(在日本特開平7-169601號公報中是第二上表面電極層5，在日本特開平7-176402號公報中是第二上表面電極層4，在日本特開2002-064003號公報中是上表面電極保護層23)。因此，存在由於上表面電極的層數增加，而使製造工序增加、製造成本提高這樣的課題。
發明內容本發明是鑑於上述情況而完成的，其目的在於提供一種片式電阻器，這種片式電阻器不會增加製造工序，且對硫化氣體的耐受性高。本發明提供一種片式電阻器，具備分別配置在陶瓷基板的上下表面的一對厚膜上表面電極、和一對厚膜下表面電極；跨越上述一對厚膜上表面電極間而配置的厚膜電阻體；覆蓋上述厚膜電阻體的保護膜；配置在上述陶乾基板的端面的連接上述厚膜上表面電極與上述厚膜下表面電極的端面電極；以及覆蓋未被上述保護膜覆蓋的上述厚膜上表面電極的部分、上述端面電極、及上述厚膜下表面電極的鍍層，其特徵在於，包含在上述厚膜上表面電極中的金屬材料以Ag為主成分，進而包含Pd和Au。根據本發明的片式電阻器，包含在厚膜上表面電極中的金屬材料以Ag為主成分，並包含Pd和Au,從而可以提高針對硫化氣體的耐受性，可以極其良好地抑制以Ag類材料為主體的厚膜上表面電極的硫化的行進。即，根據本發明的厚膜上表面電極的結構，在硫化試驗中，即使暴露在硫化氣氛中，在厚膜上表面電極中也不會產生變色，不會感覺到外觀上的變化。因此，僅通過變更電極膏材料的組成，不增加工序，就能提供一種針對硫化氣體具有高耐受性的片式電阻器。另外，在焙燒厚膜電阻體時，如果是通常的Ag類或Ag-Pd類電極，則Ag成分向厚膜電阻體的部分擴散，而成為電阻值變化的原因，但如果是包含Au和Pd的Ag類電極，則Ag向厚膜電阻體的擴散被抑制，可以抑制電阻值變化。因此，僅通過變更電極膏材料的組成，就可以提供一種具有高穩定性的電阻值的片式電阻器。圖l是本發明的一個實施方式的片式電阻器的剖面圖。圖2A至圖2G是示出上述片式電阻器的製造工序的剖面圖。圖3是以往的片式電阻器的剖面圖。具體實施例方式以下，參照附圖，對本發明的一個實施方式進行說明。圖l示出本發明的片式電阻器，圖2示出其製造工序。另外，在各圖中，對同一或相當的部件或要素，附加同一標號而進行說明。在本發明的片式電阻器中，除了厚膜上表面電極22、23的金屬材料以Ag為主成分進而包含Pd和Au以外，與以往技術的片式電阻器沒有區別。即，如圖1所示，具備配置在氧化鋁陶瓷基板11的上下表面的一對厚膜上表面電極22、23和一對厚膜下表面電極14、15;以及跨越一對上表面電極22、23間而配置的氧化釕類厚膜電阻體16。此處，包含在厚膜上表面電極22、23中的金屬材料優選以Ag為主成分，且包含1525wt。/n的Pd、l-20wt。/。的Au。這樣，僅在與電阻體16直接連接的上表面電極22、23中，使用金屬材料以Ag為主成分進而包含Pd和Au的電極材料，在厚膜下表面電極14、15中，使用如以往那樣不包含Au的Ag類或Ag-Pd類的電極材料。進而，在該片式電阻器中，具備覆蓋厚膜電阻器16的保護膜17;以及配置在氧化鋁陶瓷基板ll的端面的連接厚膜上表面電極22、23與厚膜下表面電極14、15的端面電極18、19。另外，具備覆蓋未被保護膜17覆蓋的厚膜上表面電極22、23的部分、端面電極18、19、以及厚膜下表面電極14、15的鍍層20、21。保護膜17由玻璃類絕緣材料的第一保護塗層17a、和環氧樹脂類絕緣材料的第二保護塗層17b這兩層構成。端面電極18、19由通過濺射形成的Ni的薄膜構成。鍍層20、21由Ni等的基底鍍層和Sn等的鍍層構成。因此，如圖所示，保護膜17和鍍層20的邊界部分A位於厚膜上表面電極22上，保護膜17和鍍層21的邊界部分B位於上表面電極23上。由此，雖然硫化氣體從保護膜17與鍍層20、21的邊界部分A、B浸入，但通過在該浸入部分中使用本發明的厚膜上表面電極，可以有效地抑制硫化的發展。接下來，對包含在厚膜上表面電極22、23中的金屬材料優選以Ag為主成分，且包含1525wt。/。的Pd、120wt。/。的Au,以提高針對硫化氣體的耐受性這一點的根據進行說明。基於下述的實驗結果進行說明。首先，作為上表面電極材料，準備由1720wt。/。的有機成分、23wt。/。的玻璃成分、剩餘部分為下表所示的金屬成分構成的電極材料骨。在試樣1~11的陶瓷基板上印刷焙燒該電極材料青，在包含硫磺的液體中加熱至大約100。C，並浸漬3000個小時而觀察其變化。另夕卜，由於有機成分在焙燒時基本上消失，所以電極材料中的金屬成分的混合比例如下表所示，外觀的觀察結果也如下表所示。表1電極材料中金屬成分的混合比例和硫化試驗結果tableseeoriginaldocumentpage8試樣1中Ag為100wt%，試樣2中Ag為95wt%而Pd為5wt%，試樣3中Ag為90wt%而Pd為10wt%，試樣4中Ag為85wt%而Pd為15wt%，試樣5中Ag為80wt%而Pd為20wt%。在試樣1的Ag為100wt。/。的情況下，在硫化試驗中的變色相當地黑，隨著Pd比例的上升，變色的程度變輕，但即使在Ag中混合了20wt。/。的Pd，也會產生變色。相對於此，在試樣6~11中，將Pd的wt%固定成20%，試樣6中Au為5wt%而Ag為75wt%，試樣7中Au為10wt%而Ag為70wt%，試樣8中Au為15wt%而Ag為65wt%，試樣9中Au為20wt%而Ag為60wt%,試樣10中Au為25wt%而Ag為55wt%，試樣11中Au為30wt%而Ag為50wt%。在包含了5wt%的Au的試樣6中，與相同的Pd為20wt。/。的試樣5相比，變色顯著降低。即，可知通過混合Au，可以抑制變色。雖然沒有示出使Au少於5wt。/。的試樣，但因為只要混合Au，就具有抑制變色的效果，所以包含大於等於lwt%的Au即可。另外，即使混合了大於等於20wt。/。的Au,在變色上也看不到明顯的改善，所以主要從材料成本的觀點出發，優選將Au設為20wt0/。以下。另夕卜，根據上述硫化試驗的結果，Pd的混合量優選為15~25wt%，根據上述觀點，電極膏的金屬材料以Ag為主成分，且包含15~25wt。/。的Pd、120wt。/。的Au時，在提高針對硫化氣體的耐受性上是優選的。進而，根據材料成本的觀點等，作為得到充分的變色抑制效果的範圍，更優選的Au的混合範圍是310wt。/0。接下來，參照圖2A至圖2G，對本發明的片式電阻器的製造工序進行說明。首先，如圖2A所示，準備氧化鋁陶瓷基板ll。圖示的例子雖然示出了一個片式電阻器，但實際上使用多片的陶瓷基板。接下來，如圖2B所示，形成厚膜上表面電極22、23以及厚膜下表面電極14、15。準備由有機成分、玻璃成分、以及金屬成分構成的電極材料膏，其中金屬成分以Ag為主成分，包含1525wt。/。的Pd、120wt。/。的Au，剩餘部分是Ag，通過絲網印刷形成電極圖案並焙燒，從而形成厚膜上表面電極22、23。相對於此，下表面電極14、15是實際安裝一側的電極，即使存在硫化氣體也不會受到其影響，所以準備如以往那樣不包含Au的Ag類的電極材料膏，通過絲網印刷形成電極圖案並焙燒，從而形成下表面電極14、15。接下來，如圖2C所示，對氧化釕類膏進行絲網印刷並焙燒，從而形成跨厚膜上表面電極22、23的厚膜電阻體16。在焙燒時，如果是如以往的Ag類或Ag-Pd類電極，則Ag成分向厚膜電阻體16的部分擴散，從而成為電阻值變化的原因，但如果是包含Au和Pd的Ag類電極，則Ag向電阻體的擴散被抑制，從而可以抑制電阻值變化。接下來，如圖2D所示，形成覆蓋電阻體16的由玻璃材料構成的第一保護塗層17a，並根據需要通過電阻體16的雷射修整來調整電阻值。進而，如圖2E所示，形成由環氧樹脂等樹脂材料構成的第二保護塗層17b。由此，形成由第一保護塗層17a和第二保護塗層17b構成的保護膜17。接下來，將多片基板分割成與各片式電阻器對應的單個片，如圖2F所示，以與上表面電極22、23和下表面電極14、15連接的形式形成端面電極18、19。端面電極18、19是通過'減射形成的Ni類薄膜。進而，如圖2G所示，設置覆蓋未被保護膜17覆蓋的上表面電極22、23的部分、端面電極18、19、以及下表面電極14、15的鍍層20、21。由此，本發明的片式電阻器完成。在本發明的片式電阻器的製造工序中，相對於以往使用Ag類或Ag-Pd類的電極材料膏，僅在使用由包含15~25wt%的Pd、1~20wt%的Au、剩餘部分是Ag的金屬成分構成的電極材料膏這一點上不同，而在其他方面沒有變化。因此，僅通過變更電極膏的組成，不增加工序數，就可以製造不在上表面電極產生變色的對疏化氣體耐受性高的片式電阻器。另外，硫化試驗的數據對應於試樣1~11，但需要指出的是除此以外，本發明者等還進行了多次試驗，並根據這些經驗而導出了本發明。以上說明了本發明的一個實施方式，但本發明不限於上述實施方式，當然可以在該技術思想的範圍內利用各種不同的方式來實施。產業上的可利用性本發明在上表面電極中採用抗硫化性極高的材料，所以即使在包含硫化氣體的氣氛中使用，也不會在上表面電極中產生硫化斷線，從而可以利用於汽車電子、電源、以及工作機械等用途等的有可能在包含硫化氣體的氣氛中使用的厚膜片式電阻器。權利要求1.一種片式電阻器，具備分別配置在陶瓷基板的上下表面的一對厚膜上表面電極、和一對厚膜下表面電極；跨越上述一對厚膜上表面電極間而配置的厚膜電阻體；覆蓋上述厚膜電阻體的保護膜；配置在上述陶瓷基板的端面的連接上述厚膜上表面電極與上述厚膜下表面電極的端面電極；以及覆蓋未被上述保護膜覆蓋的上述厚膜上表面電極的部分、上述端面電極、及上述厚膜下表面電極的鍍層，其特徵在於，包含在上述厚膜上表面電極中的金屬材料以Ag為主成分，還包含Pd和Au。2.根據權利要求1所述的片式電阻器，其特徵在於，上述保護膜與上述鍍層的邊界部分位於上述厚膜上表面電極之上。3.根據權利要求1所述的片式電阻器，其特徵在於，包含於上述厚膜上表面電極中的金屬材料中，Pd是15~25wt%，Au是1~20wt%，剩餘部分是Ag。4.根據權利要求1所述的片式電阻器，其特徵在於，僅在與上述厚膜電阻體直接連接的上述厚膜上表面電極中，使用金屬材料以Ag為主成分、進而包含Pd和Au的電極材料。5.—種電阻器的製造方法，其特徵在於，在陶瓷基板上中，使用由Pd是1525wt。/。、Au是l20wt。/。、剩餘部分是Ag的金屬成分構成的電極材料骨來形成厚膜上表面電極，使用不包含Au的Ag類的電極材料骨來形成厚膜下表面電極，使用氧化釕類膏，形成跨越上述厚膜上表面電極的厚膜電阻體，形成覆蓋上述厚膜電阻體的保護膜，以與上述厚膜上表面電極和上述厚膜下表面電極連接的方式形成端面電極，上述端面電極是通過濺射形成的Ni類薄膜，形成覆蓋未被上述保護膜覆蓋的上述厚膜上表面電極的部分、上述端面電極、以及上述厚膜下表面電極的鍍層。全文摘要本發明提供一種片式電阻器，具備分別配置在陶瓷基板(11)的上下表面的一對厚膜上表面電極(22、23)、和一對厚膜下表面電極(14、15)；跨越一對厚膜上表面電極間而配置的厚膜電阻體(16)；覆蓋厚膜電阻體的保護膜(17)；配置在陶瓷基板的端面的連接厚膜上表面電極與厚膜下表面電極的端面電極(18、19)；以及覆蓋未被保護膜覆蓋的厚膜上表面電極的部分、端面電極、及厚膜下表面電極的鍍層(20、21)，包含在厚膜上表面電極(22、23)中的金屬材料以Ag為主成分，進而包含Pd和Au。文檔編號H01C1/142GK101681702SQ20088001767公開日2010年3月24日申請日期2008年5月28日優先權日2007年5月31日發明者唐澤誠治,松井貴弘,永田久和申請人:興亞株式會社