CN105765671A

CN105765671A - 电阻元件及其制造方法

Info

Publication number: CN105765671A
Application number: CN201480064692.4A
Authority: CN
Inventors: 幸田壮平; 竹上裕也
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2034-11-19
Also published as: DE112014005690T5; US9905340B2; JP2015115460A; WO2015087670A1; JP6386723B2; CN105765671B; US20160358701A1

Abstract

本发明提供一种晶片电阻元件的制造方法，该晶片电阻元件具备基板、所述基板上的电阻体以及与所述电阻体的两端连接的电极，其特征在于，晶片电阻元件的制造方法包括在所述基板上形成所述电极的电极形成工序，所述电极形成工序包括由含银的第1电极材料在所述基板上形成第1电极层的工序；以及由含银和钯的第2电极材料在所述第1电极层上形成第2电极层的工序构成，所述第1电极材料比所述第2电极材料含银多。

Description

电阻元件及其制造方法

技术领域

本发明涉及电阻元件及其制造方法，更详细地说，涉及电阻元件的电极形成技术。

背景技术

一直以来，使用通过在印刷基板等上形成的配线和引线接合进行连接的电阻元件。

例如，专利文献1中公开了一种能够进行引线接合的小型的晶片电阻器及其制造方法。在专利文献1记载的晶片电阻器中，以跨过在晶片基体上分开形成的第1电极和第2电极之间的方式形成电阻体。而且，通过在第1电极上布设引线，可以实现电连接。在焊锡安装的情况下，具有在达到焊锡的熔点以上的环境中不能使用晶片电阻器等的限制，但通过引线接合，可以回避该限制。

专利文献1中，在具有电绝缘性的基板即氧化铝烧结体的晶片基体的上表面的长度方向的两端部，通过例如银(Ag)－钯(Pd)－玻璃的金属釉形成电极，通过氧化钌(RuO₂)系氧化物在电极间形成电阻体。最终，在电极上进行引线接合(参照专利文献1的图10)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平9－162002号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

通过在电阻器上进行引线接合而实现电连接的情况下，如何提高电阻器的电极和接合线的连接强度成为问题。为此，形成含有表面的电极的电极层必须是致密的，但现有的电极在致密性方面存在问题。

本发明的目的在于，提供一种将通过进行引线接合来实现电连接的电阻器用的电极形成为致密的导电性厚膜的技术。

另外，本发明的目的在于，提供一种具备适于通过楔焊将铝线等与电极连接的致密的电极的电阻器。

解决技术问题的技术方案

根据本发明的一个观点，提供一种晶片电阻元件的制造方法，该晶片电阻元件具备基板、所述基板上的电阻体、以及与所述电阻体的两端连接的电极，所述晶片电阻元件的制造方法包括在所述基板上形成所述电极的电极形成工序，所述电极形成工序由包括：由含银的第1电极材料在所述基板上形成第1电极层的工序；以及由含有银和钯的第2电极材料在所述第1电极层上形成第2电极层的工序，其中，所述第1电极材料比所述第2电极材料含银多。

在电极中下层的第1电极层的材料的银多，因而在热处理(烧成)等的Ag的相互扩散时，银向上层的第2电极层的扩散成为主导，因此通过扩散的银填补在第2电极层生成的气泡等，从而电极变得致密。

另外，通过钯，可以防止银向电阻体的迁移及硫化。

所述晶片电阻元件的制造方法的特征在于，形成所述第1电极层的工序包括在所述基板上堆积银－铂系金属材料和玻璃的浆料作为所述第1电极材料的工序，形成所述第2电极层的工序包括与所述第1电极层重叠地堆积银－钯系金属材料和玻璃的浆料作为所述第2电极材料并进行烧成的工序。

电极在第2电极材料烧成后被熔合，电阻体因在其后形成，所以电极变得致密，电阻体不与电极接触。

所述晶片电阻元件的制造方法的特征在于，所述第1电极材料在所含的金属成分之比中含银95wt％以上，所述第2电极材料在所含的金属成分之比中含银90wt％以下。

所述第1电极材料在所含的金属成分(玻璃成分除外)之比中含银95wt％以上(95－99.5wt％)，所述第2电极材料在所含的金属成分之比中含银90wt％以下(70－90wt％)，从而促进银的相互扩散，形成致密的电极。

钯为10－30wt％，防止硫化及银的迁移，铂为0.5－5wt％，提高基板和电极的贴紧性。

在此，通过以第2电极层以上的厚度形成第1电极层，促进银从银的浓度高的第1电极层向第2电极层的扩散。

根据本发明的其它观点，提供一种晶片电阻元件，该晶片电阻元件具备基板、所述基板上的电阻体、以及与所述电阻体的两端连接的电极，其特征在于，所述电极含银，并具有所述电极的银的浓度从所述基板侧朝向所述基板的相反侧沿厚度方向倾斜的银浓度倾斜层。

另外，所述晶片电阻元件的特征在于，在所述基板的相反侧具有作为银以外的金属的含量的钯的含量高的富钯层。

所述晶片电阻元件的特征在于，所述银浓度倾斜层的银浓度从95wt％以上倾斜至90wt％以下。

本说明书包含本申请优先权的基础即日本国专利申请2013－256325号的说明书及/或附图记载的内容。

发明效果

通过使电极变得致密，可以降低引线接合工序及检测工序等对电极的损害，可以提高接触强度。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的晶片型电阻元件的外观构成例的立体图；

图2是表示本实施方式的晶片型电阻元件的制造工序的俯视图；

图3是表示本实施方式的晶片型电阻元件的制造工序的俯视图；

图4是表示本实施方式的晶片型电阻元件的制造工序的俯视图；

图5是表示本实施方式的晶片型电阻元件的制造工序的剖视图；

图6是表示本实施方式的晶片型电阻元件的制造工序的剖视图；

图7是表示本实施方式的晶片型电阻元件的制造工序的剖视图；

图8是表示构成电极的第1电极层和第2电极层各自的电极材料即第1电极材料和第2电极材料的金属成分、重量比、层厚的一例的图；

图9是表示第2电极层(上层电极)和第1电极层(基底电极)的烧成后的Ag浓度的分布例的图；

图10是示意性地表示电极的构造的剖视图；

图11是示意性地表示使用本实施方式的晶片电阻器的安装构造的一例的立体图；

图12是表示检测2次分割的晶片的情形的图；

图13是表示在电极上进行引线接合的情形的图。

具体实施方式

以下，对本发明实施方式的电阻元件及其制造方法，参照附图详细地进行说明。

图1是表示本发明实施方式的晶片型电阻元件(以下，称为“晶片电阻器”)的外观构成例的立体图。如图1(a)、(b)所示，本实施方式的晶片电阻器1具有下述电阻器的构造：由例如具有电绝缘性的晶片基板11即氧化铝烧结体形成，在侧面11a、端面11b、上表面11c、下表面11d露出的晶片基板11中的例如上表面11c，长度方向的两端部形成有电极15，在电极15间形成有电阻体(未图示)，在该电阻体上形成有保护膜17。在电极15上带有例如在工序途中为了调整电阻值而探针触碰的探针标记23。电极15的端面与晶片基板11的端面11b齐平。

如图1(b)所示，在晶片基板11的下表面11d形成有下表面电极(下表面端子)13。下表面电极13为了进行焊锡连接而设置于基板或引线架上。

以下，对本实施方式的晶片电阻器的制造方法，参照附图详细地进行说明。图2至图4是表示制造工序的俯视图，图5至图7是表示制造工序的剖视图。

首先，如图2(a)及图5(a)所示，准备用于制造多个晶片电阻器的氧化铝等的大尺寸基板，在其下表面侧(相当于图1(b)的下表面11d侧)划定各晶片电阻器的区域(以下，称为“晶片区域”)，最终形成用于分割每个晶片电阻器的沿交叉的两个方向排列的狭缝31a、31b。狭缝31a、31b是在烧成前的基板上，通过压模工序、激光照射工序等形成。另外，事先在表面侧的相同的位置也形成狭缝。

之后，如图5(a)所示，在每个晶片区域形成下表面端子13。下表面端子13通过利用例如丝网印刷将由Ag－Pd系金属材料和玻璃构成的浆料进行构图，接着，在850℃烧成而形成。

接着，如图2(b)及图5(b)所示，在大尺寸基板的上表面(图1(a)的上表面11c)侧，以例如跨过上表面侧的狭缝31a’的方式形成第1电极(下层电极)15a。此时，使用例如由Ag－Pt系金属材料和玻璃构成的浆料作为第1电极材料，通过丝网印刷进行构图，再进行干燥处理后，在850℃下进行烧成。形成第1电极15a的区域是由狭缝31a’将该区域一为二的区域。由此，在沿着狭缝31a’将第1电极15a一分为二的情况下，晶片基板11的端面11b和第1电极15a的端面大体齐平。

接着，如图2(c)及图5(c)所示，在与第1电极15a重叠的位置及区域形成第2电极(上层电极)15b。此时，使用例如由Ag－Pd系金属材料和玻璃构成的浆料作为第2电极材料，通过丝网印刷进行构图，再进行干燥处理后，在850℃下进行烧成。

由此，如图6(a)所示，在晶片基板11的上表面侧形成基于第1电极15a和第2电极15b而熔合的电极15。

关于电极的形成工序的详细内容将在后文中叙述。

如图3(a)及图6(b)所示，在形成有电极15的基板的上表面，使用例如由RuO₂构成的电阻材料和玻璃的浆料形成电阻体。以电阻体的两端与电极15连接的方式，例如以通过上下重叠而电连接的方式进行丝网印刷。接着，进行干燥及850℃下的烧成工序，形成电阻体41。另外，图中，为了高耐压化，按照折曲的图案形成电阻体41，但形状是任意的。

如图3(b)及图7(a)所示，在形成有电极15和电阻体41的晶片基板11的上表面，涂布硼硅酸玻璃浆料，以覆盖电阻体41的方式进行丝网印刷，进行干燥处理及600℃下的烧成处理，从而形成1次保护膜43。该1次保护膜43还具有以下说明的缓和由激光切割产生的对电阻体41的冲击的功能。

如图3(c)及图7(b)所示，通过利用激光加工技术在电阻体41的一部分切割出切口45，从而调整电阻体41的电阻值。此时，可以一边将探针与电极15触碰而测定电极15间的电阻一边调整电阻体41的电阻值。

接着，如图3(d)及图7(b)所示，通过在形成有电极15和电阻体41并调整好电阻值的晶片基板11的上表面涂布硼硅酸玻璃浆料，以覆盖电阻体41的由激光加工的切口45的方式进行丝网印刷，进行干燥处理及600℃下的烧成处理，从而形成2次保护膜47。2次保护膜47也可以用树脂系材料形成。另外，通过使用硼硅酸玻璃，可以抑制使用树脂系保护剂时的加热固化处理时的电极表面的树脂成分展开引起的对接合的不良影响。

接着，如图4(a)所示，从图3(d)的状态开始，与2次保护膜47重叠地形成使用硼硅酸玻璃浆料的3次保护膜51。由此，可以在大尺寸基板上形成多个电阻元件。另外，也可以在图4(a)的工序之前，使用未形成狭缝31a、31b的晶片基板11，之后，通过激光划线，切割电极15并形成狭缝31a、31b，或者通过切块来切割成片。

接着，如图4(b)所示，沿着狭缝31a(图2(a))，对大尺寸基板进行分割。电极15因含Pd比较多，所以电极15具有沿着狭缝31a易分割这种优点。若电极15中Pd少，则电极易产生缺口，分割面的形状易产生偏差，与此相反，若电极15中Pd比较多，则电极不易产生缺口，分割面的形状不易产生偏差。

接着，如图4(c)所示，沿着狭缝31b(图2(a))进行2次分割，从而可以制作晶片电阻器1。

以下，对电极的形成工序的详细情况进行说明。通过在由第1电极材料构成的第1电极层(基底电极)15a上重叠由第2电极材料构成的第2电极层(上层电极)15b而形成电极15。但是，在烧成过程中两者熔合，因而在完成状态不会成为两层。

图8是表示构成电极15的第1电极层(基底电极)15a和第2电极层(上层电极)15b各自的电极材料即第1电极材料和第2电极材料的金属成分、重量比、层厚的一例的图。如图8所示，第1电极材料例如由Ag和Pt构成，其组成比Ag为95－99.5wt％(95wt％以上)，Pt为0.5－5wt％。层的厚度为5－12μm，与上层的第2电极层15b相等或比其厚。第2电极材料例如由Ag和Pd构成，Ag为70－90wt％(90wt％以下)，Pd为10－30wt％。层的厚度为5－12μm，与下层的第1电极层15a相等或比其薄。另外，以上为优选的例子，但Pd的比率即使是比10wt％少的比率，例如是2wt％～10wt％的比率，也可以得到规定的效果。

烧成电极浆料时，由于载色剂、溶剂挥发、或玻璃成分移动等，电极的表面状态易变成稀疏的状态。这样一来，不能得到接合的固定强度。

在此，本实施方式中，首先，印刷、烧成Ag－Pt浆料，形成第1电极层15a(基底电极)，接着，印刷、烧成Ag－Pd浆料，形成第2电极层15b(上层电极)。在第2电极层15b(上层电极)和第1电极层15a(基底电极)的烧成工序中，两者中所含的Ag成分相互扩散，通过Ag成分从第1电极层15a(基底电极)向第2电极层15b(上层电极)扩散，可以得到致密的电极层15。

图9是表示第2电极层15b(上层电极)和第1电极层15a(基底电极)的烧成后的Ag浓度的分布例的图。第1电极材料的Ag浓度为99％，第2电极材料的Ag浓度为80％，因而在烧成时Ag的相互扩散中，基于Ag的浓度梯度决定Ag的浓度分布。例如，如图9所示，将含有更高浓度的Ag的第1电极材料和含有比第1电极材料低的浓度的Ag的第2电极材料层叠后进行烧成时，在Ag相互扩散工序中，基于Ag的浓度梯度，Ag从第1电极材料作为整体向第2电极材料移动，由此在电极15中，从基板侧朝向电极上表面，Ag的浓度成为在深度方向从高的区域向低的区域倾斜的趋势。推测为：通过堆积含有玻璃成分的第1电极材料和第2电极材料，且在Ag扩散的温度进行烧成，从而相互扩散的Ag填补在厚厚地堆积含有玻璃成分的电极浆料并进行烧成的情况下易产生的气泡等空孔，因此最终形成了致密的Ag系电极。

图10是示意性地表示电极15的构造的剖视图。即，电极15主要由Ag形成，从基板侧起依次具有含有Pt的含Pt层15－3、以Ag浓度从基板侧起降低的方式倾斜的Ag浓度倾斜层15－1、含Pd较多的富Pd层15－2。Ag浓度倾斜层15－1的Ag浓度从95wt％以上倾斜至90wt％以下。

在此，Pd分布在电极的上侧，所以可以抑制Ag向形成电阻体的RuO₂侧的迁移、Ag的硫化导致的生成绝缘性的硫化银。Pt分布于电极15的下侧即基板11侧，所以起到确保电极15和基板的贴紧强度的作用。另外，玻璃成分分布于基板侧，有助于增强电极15和基板11的贴紧强度。

2次分割后的晶片在检测、捆包后出货。另外，也可以通过镀Ni(电镀)在电极表面形成Ni膜、Ni－Au膜、Ni－Pd－Au膜等。在此，如图12所示，将检测使用的探针61触碰如上所述致密地形成的晶片电阻器1的电极15的角部，从而可以减少在检测晶片电阻器1的电阻值时对晶片电阻器的、特别是对电极15的损伤或损害等。

(晶片电阻器形成后的工序)

图11是示意性地表示使用本实施方式的晶片电阻器1的安装构造的一例的立体图。如图11所示，通过接合线71将在两端露出电极15的晶片电阻器1和具有接合片81的电路等电连接。另外，在图3(c)的电阻值调整工序中，以用于进行电阻值测定的探针标记23偏离接合线71与电极15连接的位置的方式，使得探针触碰偏离电极15的中心的位置即可。

图13是表示在电极15上进行引线接合的情形的图。将从引线接合用的探针91的孔的前端突出的Al接合线71推压在电极15的表面后进行超声波或热压接等，由此将Al接合线71的前端部分粘接在电极15表面。该情况下，通过使接合对象即电极15致密，特别可以用作使用楔焊将Al接合线与晶片电阻器1连接时的电极。另外，除Al接合线外，也可以为Au线等。另外，也可以进行球焊等。

使用上述的电极形成技术时，通过使电极致密，可以降低引线接合工序及检测工序等对电极的损害，提高接触强度。

另外，在形成电极时，由于由2层形成，所以可以防止裂纹等，且可以增厚电极层，从而能够降低电极层本身的电阻值。因此，可以减少电极层的电位分布的不均。

另外，形成使电极表面致密，且在该电极表面与电阻体连接的构成。因此，可以减少电阻体和电极的接触电阻，可以提高耐脉冲性。另外，因可以较厚地形成电极，所以还可以较厚地形成电阻体层。因此，可以提高电阻体层的耐脉冲性。

在上述实施方式中，关于附图中所图示的构成等，不限定于此，可以在发挥本发明的效果的范围内适当变更。另外，只要不脱离本发明的目的的范围，可以适当变更并实施。

另外，本发明的各构成要素可以任意地进行取舍选择，具备取舍选择的构成的发明也包含于本发明。

产业上的可利用性

本发明可用于电阻元件。

符号说明

1…晶片电阻器、11…晶片基板、13…下表面电极(下表面端子)、15…电极、15a…第1电极层、15b…第2电极层、15－1…Ag浓度倾斜层、15－2…富Pd层、15－3…含Pt层、17…保护膜、41…电阻体。

将本说明书中引用的所有出版物、专利及专利申请作为参考直接引入本说明书。

Claims

1.一种晶片电阻元件的制造方法，所述晶片电阻元件具备基板、所述基板上的电阻体、以及与所述电阻体的两端连接的电极，其中，

所述晶片电阻元件的制造方法包括在所述基板上形成所述电极的电极形成工序，

所述电极形成工序包括：

由含银的第1电极材料在所述基板上形成第1电极层的工序；以及

由含银和钯的第2电极材料在所述第1电极层上形成第2电极层的工序，

所述第1电极材料比所述第2电极材料含银多。

2.根据权利要求1所述的晶片电阻元件的制造方法，其特征在于，

形成所述第1电极层的工序包括：在所述基板上堆积银－铂系金属材料和玻璃的浆料作为所述第1电极材料的工序，

形成所述第2电极层的工序包括：与所述第1电极层重叠地堆积银－钯系金属材料和玻璃的浆料作为所述第2电极材料，并进行烧成的工序。

3.根据权利要求1或2所述的晶片电阻元件的制造方法，其特征在于，

所述第1电极材料在所含的金属成分之比中含有银95wt％以上，

所述第2电极材料在所含的金属成分之比中含有银90wt％以下。

4.根据权利要求1或2所述的晶片电阻元件的制造方法，其特征在于，

以第2电极层以上的厚度形成所述第1电极层。

5.根据权利要求1或2所述的晶片电阻元件的制造方法，其特征在于，

所述第1电极材料含有铂。

6.一种晶片电阻元件，具备基板、所述基板上的电阻体、以及与所述电阻体的两端连接的电极，其特征在于，

所述电极含有银，

并具有所述电极中的银的浓度从所述基板侧朝向所述基板的相反侧沿厚度方向倾斜的银浓度倾斜层。

7.根据权利要求6所述的晶片电阻元件，其特征在于，

在所述基板的相反侧还具有作为银以外的金属的含量的钯的含量高的富钯层。

8.根据权利要求6或7所述的晶片电阻元件，其特征在于，

所述银浓度倾斜层的银浓度从95wt％以上倾斜至90wt％以下。