JP6822947B2 - 角形チップ抵抗器及びその製造法 - Google Patents
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Description
そこで、このような電流集中による問題を抑制するための技術が種々提案されている(特許文献1〜4等)。
しかし、これら従来技術におけるトリミング溝は、いずれも抵抗体に流れる電流の方向に対して、まず、ほぼ直角方向となるようにトリミング溝をカットして、直線状やL字状等に形成されるため、トリミング溝による電流の流れの乱れを十分に抑制することが困難である。
特許文献5には、抵抗体に流れる電流方向に対して平行に、抵抗体長さ方向全長にわたって直線状にカットしたトリミング溝の形成方法が提案されている。この方法では、トリミング溝の先端に生じるマイクロクラックを抑制するために、抵抗体に接する電極部分にまでトリミング溝を形成する必要がある。この場合、抵抗体はトリミング溝により電極と確実に切断されないため、該トリミング溝形成時における抵抗値設定を精度良く行うことが困難である。加えて、抵抗体がトリミング溝により通電可能状態で完全に分割されるため、該分割された狭い方の抵抗体領域において電流の負荷集中が生じるおそれがある。
本発明の別の課題は、精度に優れた抵抗値設定、及び広範囲にわたる抵抗値設定が可能であり、抵抗値の微調整も容易に対応できるため、トリミング溝により生じる電流集中を有効に抑制でき、電流の過負荷に対して優れた耐性を示す角形チップ抵抗器を効率良く製造することが可能な角形チップ抵抗器の製造法を提供することにある。
本発明の他の課題は、抵抗体をトリミングする際に生じるマイクロクラックによる電流集中や電流の過負荷等に対する影響を十分抑制することが可能な角形チップ抵抗器及びその製造法を提供することにある。
前記トリミング溝の少なくとも1つの形状は、絶縁基板の長手方向に延長した直線形状に続いてその先端で絶縁基板横断方向外方に屈曲した、例えばL字状の形状とすることができる。このような形状のトリミング溝の形成を可能にすることにより、抵抗値設定をより広範囲で制御することができる。
本発明の製造法は、上記構成、特に、工程(A)における切欠き部及び突出部の形成工程を行い、工程(B)において抵抗体に上記接触部及び非接触部を完全に分離して設けることができるので、トリミング溝に影響を受けずに流れる電流の領域を十分確保することが可能になるとともに、トリミング溝の形成領域を明確にすることができる。従って、精度の良い抵抗値設定の制御が容易となり、しかも抵抗値の調整範囲を広く設定することができ、抵抗値の微調整も容易に行うことができる。更に、工程(C)におけるトリミングにより生じる場合があるマイクロクラックも、絶縁基板の長手方向側に向く割合が高くなるので、生じたマイクロクラックにおける電流集中や電流の過負荷等に対する影響も十分に抑制することができる。
図1(a)及び図1(b)、図2(a)及び図2(b)、並びに図3(a)及び図3(b)は、本発明の抵抗器において、第1及び第2の上面電極と抵抗体との関係及びこれらの形状等を説明するための、トリミング溝を形成する前の抵抗器の実施形態のそれぞれ異なる一例を示す平面図である。
ここで、本発明において用いる「実質的に点対称」という意味は、第1の上面電極の形状と第2の上面電極の形状とが、完全に同一形状である場合の他、略同一形状である場合をも含むことを意味する。例えば、第1及び第2の上面電極を印刷等により形成する場合、設計上は同一形状に印刷しても、多少のひずみが生じて形状を完全に一致させることが困難である場合がある。また、本発明の特徴とする課題解決も、第1及び第2の上面電極が完全に同一形状でなければ得られないというものではない。従って、「実質的に点対称」という表現は、上記のような意味であって、本発明の課題が解決しうる範囲であれば、第1の上面電極の形状と第2の上面電極の形状との相違は許容される。
図1(a)において第1及び第2の上面電極(11x,11y)のそれぞれ2つの切欠き部11a、又は図1(b)において第1及び第2の上面電極(11x,11y)のそれぞれ1つの切欠き部11aは、図示するように第1及び第2の上面電極(11x,11y)が抵抗体12に接触しないようにそれぞれ間隙を形成している。このような間隙を形成する切欠き部11aにより、抵抗体12に、第1及び第2の上面電極(11x,11y)に接触しない非接触部12cを設けている。
図2(a)において第1及び第2の上面電極(21x,21y)のそれぞれ2つの切欠き部21a、又は図2(b)において第1及び第2の上面電極(21x,21y)のそれぞれ1つの切欠き部21a、及び八角形状の上記抵抗体22における凹部内角外側の切欠き形状部分は、図示するように第1及び第2の上面電極(21x,21y)が抵抗体22に接触しないようにそれぞれ間隙を形成している。このような間隙を形成する切欠き部21a等により、抵抗体22が、第1及び第2の上面電極(21x,21y)に接触しない非接触部22cを設けている。
図3(a)において第1及び第2の上面電極(31x,31y)のそれぞれ2つの切欠き部31a、又は図3(b)において第1及び第2の上面電極(31x,31y)のそれぞれ1つの切欠き部31a、及び六角形状の上記抵抗体32における135°の4つの内角外側の切欠き形状部分は、図示するように第1及び第2の上面電極(31x,31y)が抵抗体32に接触しないようにそれぞれ間隙を形成している。このような間隙を形成する切欠き部31a等により、抵抗体32が、第1及び第2の上面電極(31x,31y)に接触しない非接触部32cを設けている。
前記平行四辺形の領域(41,51,61)は、好ましくはトリミング溝が形成されない領域であり、第1及び第2の上面電極(11x,11y)からの電流の流れが乱されることがない。従って、このような領域を広範囲で確保することにより、本発明における所望の目的が得られ易くなる。この点を考慮した場合、図中に示す角度θは、好ましくは70°〜90°、より好ましくは75°〜90°、特に好ましくは80°〜90°である。このような領域(41,51,61)をより広範囲に確保し、かつトリミング溝形成領域(42,52,62)において特定方向にトリミング溝を形成する構成を採用することにより、トリミング溝における電流集中の不具合をより十分に緩和することができるとともに、抵抗器の定格電力を高くした場合であっても過負荷電圧に対して抵抗値変化率をより低く抑えることが可能となり、更には限界電力を更に上げることが可能になる。
本発明の抵抗器においては、例えば、図4に示されるとおり、第2の上面電極11yに接触していない非接触部12cの端辺を、トリミング溝43を形成する際の始端とし、かつ該始端から絶縁基板10の長手方向、即ち、抵抗体12を流れる電流方向に沿うように、直線形状にトリミング溝43を形成するので、該トリミング溝43における電流集中が十分抑制される。
図7(b)は、同一幅のトリミング溝71を同一長さから異なる長さに隣の溝に重なるように形成した例を示す。このように同一幅で複数のトリミング溝を設けることにより、抵抗値の微調整を容易に行うことができ、しかも先に形成したトリミング溝に重なるように次のトリミング溝を形成することにより、先のトリミングにより生じた抵抗体の切り滓を除去しながら次のトリミングを行うことができる。
本発明の抵抗器において、トリミング溝の形状は、上述の絶縁基板の長手方向に延長する直線形状を含む形状であれば種々選択することができ、所望の抵抗値を得るために、その本数、長さ、幅等も上述の所定の箇所に適宜形成することが可能である。
図8は、本発明の抵抗器に係る一実施形態の構成を説明するための断面図であって、80は絶縁基板である。絶縁基板80の上面は、その両端に一対の第1の上面電極81x及び第2の上面電極81yを備え、これら第1及び第2の上面電極に電気的に接触するように抵抗体82を備える。これら上面電極及び抵抗体の関係は、図1〜図3において説明したとおりである。
絶縁基板80の下面は、その両端に一対の下面電極81zを備える。抵抗体82はガラス系の保護膜83a及び樹脂系保護膜83bにより図示するように保護されている。また、抵抗体82には、図示しないが図4〜図7において説明したとおり、トリミング溝が形成されている。
第1及び第2の上面電極(81x,81y)並びに下面電極81zは、端面電極84により接続されている。上面、下面及び端面電極は、ニッケルめっき層85に覆われており、その上にオーバーコートとしてスズめっき層86が施されている。
以上の図8に示す構成は一例であって、本発明の抵抗器はこれに限定されない。また各構成に用いる材料は、公知の材料等により適宜選択することができる。
工程(A)において第1の上面電極は、第2の上面電極に対向する内側に、絶縁基板の長手方向の2つの辺の少なくとも一方から絶縁基板横断方向内方に向かって切欠き部を有するように、かつ該切欠き部に対して突出する突出部を有するように形成し、第2の上面電極は、第1の上面電極に対向する内側に、第1の上面電極の切欠き部と絶縁基板中央に対して実質的に点対称の位置に切欠き部を有するように、かつ該切欠き部に対して突出する突出部を有するように形成する。この際、切欠き部はスクリーン印刷法で形成する例で説明したが、上面電極を形成後に、レーザーによるパターニング法やエッチング法により形成することも可能である。
工程(B)において抵抗体は、第1及び第2の上面電極の上記各突出部に接触する接触部と、各上記切欠き部における上面電極に接触しない少なくとも各1つの非接触部とを有する形状とする。
このような上面電極及び抵抗体の所望形状については、図1〜図3等において説明したとおりである。
工程(C)において、抵抗体端辺の非接触部上の少なくとも1点を始端として、絶縁基板の長手方向に延長する直線形状を含むように、前記始端側からレーザートリミングして形成する点については、上述の図4〜図6において説明したとおりである。
実施例1−1〜1−3
図8に示す抵抗器において、第1及び第2の上面電極、並びにトリミング溝を備える抵抗体として、図5に示す形態のものを用いて、定格電力0.1W、0.25W、0.33W及び0.4Wの抵抗器を製造した。絶縁基板としては96%アルミナ基板を、上面電極としては銀パラジウム系金属膜を、下面電極としては銀系金属膜を、抵抗体としては酸化ルテニウム系の特殊抵抗材を用いた抵抗膜を、端面電極はスパッタにより形成したニッケル−クロム系金属膜を、保護膜83aはガラス系膜を、保護膜83bは銀パラジウム系膜を、めっき層85はニッケルめっき層を、めっき層86はスズめっき層をそれぞれ用いた。
図5に示すθを70°に設定したものを実施例1−1、79°に設定したものを実施例1−2、及び87°に設定したものを実施例1−3とした。
上面電極及び抵抗体として、図9(a)に示す形態のものとし、抵抗体に形成されるトリミング溝を図9(a)に示される2本に代えて、異なる長さの3本とした以外は実施例1−1と同様に抵抗器を製造した。得られた抵抗器を用いて、実施例1−1と同様に短時間過負荷試験を行った。結果を表1に示す。
実施例1−1〜1−3及び比較例1と同様に、定格電力0.1W、0.25W及び0.33Wの抵抗器を製造した。
製造した各抵抗器に、定格電圧の2.5倍の電圧を1秒間印加し、25秒間印加しないサイクルを10000回行い、抵抗値変化率(ΔR/R)の最大値、最小値及び平均値を測定することにより、断続過負荷試験を行った。結果を表2に示す。なお、抵抗値変化率が±1.0%以内を合格とした。また、表2中の空欄は測定不能を意味する。
実施例1−1〜1−3及び比較例1と同様に抵抗器を製造した。
製造した抵抗器に、電圧Vを印加時間1ms印加してワンパルス限界電力(電圧V×印加時間t=限界電力(W))を測定した。結果を表3に示す。なお、限界電力は抵抗値変化率が±1.0%以内のものとした。
実施例1−1〜1−3及び比較例1と同様に抵抗器を製造した。
製造した各抵抗器について、JIS C 5201-1 にしたがって固定抵抗器の電流雑音試験を行い、抵抗器から発生する雑音(ノイズ)電圧を測定し、規定された式により算出した雑音電圧の最大値、最小値及び平均値を求めた。更に最大値から最小値まで雑音を求めた。結果を表4に示す。なお、結果は、直流印加電圧に対する雑音電圧の比となり、マイナスの値が大きいほど良い結果を示す。
11x,21x,31x,81x:第1の上面電極
11y,21y,31y,81y:第2の上面電極
12,22,32,82:抵抗体
11a,21a,31a:切欠き部
11b,21b,31b:突出部
12b,22b,32b:接触部
12c,22c,32c:非接触部
43,53a,53b,63,70,71:トリミング溝
41,51,61:平行四辺形の領域
42,52,62:トリミング溝形成領域
Claims (8)
- 絶縁基板、該絶縁基板上面の長手方向両端部に設けた一対の第1及び第2の上面電極、及び該上面電極に電気的に接触する抵抗体を含み、
第1及び第2の上面電極は、絶縁基板の隅部において、相対向する内側に、切欠き部及び該切欠き部に対して突出する突出部をそれぞれ有し、第1の上面電極の切欠き部は、絶縁基板の長手方向の2つの辺の少なくとも一方から絶縁基板横断方向内方に向かっており、第2の上面電極の切欠き部は、第1の上面電極の切欠き部と絶縁基板中央に対して実質的に点対称の位置にあり、
抵抗体は、第1及び第2の上面電極の各上記突出部において接触する接触部と、各上記切欠き部における上面電極に接触しない非接触部とを有し、
前記抵抗体は、第1の上面電極側の1つの前記非接触部端辺の少なくとも1点を始端として絶縁基板の長手方向に延長した直線形状を含むトリミング溝、及び第2の上面電極側の1つの前記非接触部端辺の少なくとも1点を始端として絶縁基板の長手方向に延長した直線形状を含むトリミング溝を有する、
ことを特徴とする角形チップ抵抗器。 - トリミング溝の少なくとも1つの形状は、絶縁基板の長手方向に延長した直線形状に続いてその先端で絶縁基板横断方向外方に屈曲した形状である請求項1記載の角形チップ抵抗器。
- トリミング溝が、マイクロクラックを有する請求項1又は2記載の角形チップ抵抗器。
- 第1及び第2の上面電極の突出部はそれぞれ2つの頂点を有し、上記抵抗体はこれら頂点に接触する接触点を有し、上記抵抗体は、これら接触点を直線で連結して囲まれた矩形状領域と該矩形状領域以外の領域とからなり、該矩形状領域以外の、第1及び第2の上面電極に接していない領域をトリミング溝形成領域とした請求項1〜3のいずれか1項記載の角形チップ抵抗器。
- 上記矩形状領域において、2組の対向する角の一方の組の角度が70°〜90°である請求項4記載の角形チップ抵抗器。
- 絶縁基板上面の長手方向両端部に、一対の第1及び第2の上面電極を形成する工程(A)、第1及び第2の上面電極と電気的に接触するように抵抗体を形成する工程(B)、及び抵抗値調整のために抵抗体にトリミング溝を設ける工程(C)を含み、
工程(A)において、第1の上面電極は、第2の上面電極に対向する内側に、絶縁基板の長手方向の2つの辺の少なくとも一方の隅部から絶縁基板横断方向内方に向かって切欠き部を有するように、かつ該切欠き部に対して突出する突出部を有するように形成し、第2の上面電極は、第1の上面電極に対向する内側に、第1の上面電極の切欠き部と絶縁基板中央に対して実質的に点対称の位置に切欠き部を有するように、かつ該切欠き部に対して突出する突出部を有するように形成し、
工程(B)において抵抗体は、第1及び第2の上面電極の上記各突出部に接触する接触部と、各上記切欠き部における上面電極に接触しない少なくとも各1つの非接触部とを有する形状とし、
工程(C)においてトリミング溝は、抵抗体の上記非接触部端辺上の少なくとも1点を始端として、絶縁基板の長手方向に延長する直線形状を含むように、前記始端側からレーザートリミングして形成することを特徴とする角形チップ抵抗器の製造法。 - 工程(C)において、少なくとも1つのトリミング溝を、上記非接触部の始端から、絶縁基板の長手方向にレーザートリミングし、続いて絶縁基板横断方向外方に屈曲させてレーザートリミングすることにより形成する請求項6記載の製造法。
- 工程(C)において、抵抗体の上記非接触部端辺上の複数点を始端として、絶縁基板の長手方向に延長する複数のトリミング溝を形成するにあたり、トリミングする領域をその方向に沿って一部重なるようにレーザートリミングする請求項6又は7記載の製造法。
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