WO2016121838A1 - 抵抗器及び抵抗器の製造方法 - Google Patents

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WO2016121838A1
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resistor
ceramic substrate
heat sink
curvature
correction
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長瀬　敏之
雅人 駒崎
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三菱マテリアル株式会社
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    • H01C17/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for manufacturing resistors with envelope or housing

Definitions

  • the present invention relates to a resistor including a resistor formed on one surface of a ceramic substrate and a chip resistor having a metal electrode, a metal terminal joined to the metal electrode, and an Al member made of Al or an Al alloy. And a method of manufacturing the resistor.
  • a resistor including a resistor formed on one surface of a ceramic substrate and a metal terminal bonded to the resistor is widely used.
  • the resistor generates Joule heat according to the applied current value, and the resistor generates heat.
  • a device provided with a heat sink (heat sink) has been proposed.
  • Patent Document 1 proposes a resistor in which a silicon substrate provided with an insulating layer and a heat sink (heat sink) made of Al are soldered together.
  • the present invention has been made in view of the circumstances described above, and includes a resistor in which a ceramic substrate and an Al member are bonded without being bent, and a bonded portion is not damaged, and a method for manufacturing the resistor.
  • the purpose is to provide.
  • a resistor according to the present invention includes a resistor formed on one surface of a ceramic substrate and a chip resistor including a metal electrode, and a metal terminal electrically connected to the metal electrode.
  • An Al member formed on the other surface side of the ceramic substrate, the ceramic substrate and the Al member are joined by an Al-Si brazing material, and the metal electrode and the metal terminal are The Al member is joined by soldering, and the degree of curvature of the facing surface facing the surface on the ceramic substrate side is in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm to 700 ⁇ m / 50 mm.
  • the degree of curvature indicates the flatness of the facing surface, and is expressed as a difference between the highest point and the lowest point on the least square surface.
  • a state in which the central area of the facing surface protrudes outward from the peripheral area is a positive value
  • a state in which the peripheral area of the opposing surface protrudes outward from the central area is a negative numerical value.
  • Such warpage of the facing surface is not limited to a shape in which the arbitrary cross section of the facing surface along the surface spreading direction is necessarily symmetric, and the cross section of the facing surface is asymmetric. Even if the warp shape has a shape, the warp amount may be in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface.
  • the warping amount of the facing surface of the Al member is formed in a range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface. It is possible to suppress the occurrence of excessive bending stress on the joint surface with the ceramic substrate, and to prevent peeling of the ceramic substrate and deformation of the ceramic substrate. Also, when another member is joined to the facing surface of the Al member, the adhesion between the Al member and another member can be ensured.
  • the Al member is a laminated body of a buffer layer and a heat sink made of Al having a purity of 99.98 mass% or more, and the other surface of the buffer layer and the ceramic substrate are joined by an Al—Si based brazing material. Preferably it is.
  • the Al member By constituting the Al member from a laminated body of a buffer layer made of Al with a purity of 99.98 mass% or more and a heat sink, the heat generated in the chip resistor is efficiently propagated to the heat sink, and the heat is quickly dissipated. be able to.
  • the buffer layer with high purity Al having a purity of 99.98 mass% or more, the deformation resistance is reduced, and the thermal stress generated in the ceramic substrate when a cooling cycle is loaded can be absorbed by this buffer layer, It is possible to suppress the occurrence of cracks due to thermal stress applied to the ceramic substrate.
  • the thickness of the buffer layer is preferably in the range of 0.4 mm or more and 2.5 mm or less.
  • transformation by a thermal stress cannot fully be buffered as the thickness of a buffer layer is less than 0.4 mm.
  • the thickness of the buffer layer exceeds 2.5 mm, there is a concern that it is difficult to efficiently propagate heat to the Al member.
  • the sealing resin has a thermal expansion coefficient of 8 ppm / ° C. or more and 20 ppm.
  • the resin is preferably in the range of / ° C or less.
  • the volume change due to the thermal expansion of the sealing resin accompanying the heat generation of the resistor can be achieved. It can be minimized. As a result, it is possible to prevent the joint portion from being damaged due to excessive stress applied to the chip resistor or the metal terminal covered with the sealing resin and causing problems such as poor conduction.
  • the thickness of the ceramic substrate is preferably in the range of 0.3 mm to 1.0 mm
  • the thickness of the Al member is preferably in the range of 2.0 mm to 10.0 mm.
  • a method for manufacturing a resistor according to the present invention is a method for manufacturing a resistor according to each of the above items, wherein an Al—Si based brazing material is disposed between the ceramic substrate and the Al member. Then, these are heated while being pressed in the laminating direction to join the ceramic substrate and the Al member with the brazing material to form a joined body, and a curve for correcting the curvature of the Al member. And a straightening process.
  • the degree of curvature of the facing surface of the Al member is formed in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface by the correction process. be able to.
  • the degree of curvature of the facing surface of the Al member is formed in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface by the correction process.
  • the curvature correction step is a step of performing cold correction in which a correction jig having a predetermined curvature is brought into contact with the Al member side of the bonded body, and the bonded body is pressed from the ceramic substrate side.
  • the degree of curvature of the facing surface of the Al member can be in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface.
  • the curving straightening step includes pressure-cooling straightening in which the joined body is sandwiched by flat straightening jigs respectively disposed on the Al member side and the ceramic substrate side, cooled to at least 0 ° C. or lower, and returned to room temperature. It is preferable that it is a process to perform. As a result, the degree of curvature of the facing surface of the Al member can be in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface.
  • the curvature correction step is preferably a step of arranging a correction jig having a predetermined curvature on the Al member side prior to the joining step.
  • the degree of curvature of the facing surface of the Al member can be in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface.
  • the method for manufacturing a resistor according to the present invention further includes a sealing resin forming step in which a mold is disposed so as to surround the chip resistor and a softened sealing resin is filled in the mold. It is preferable. In this case, since the chip resistor and the metal terminal are molded with an insulating sealing resin, current leakage can be prevented, and a resistor having high withstand voltage can be manufactured. In addition, by covering the chip resistor and metal terminal with sealing resin, it prevents the joint part from being damaged due to excessive stress applied to the chip resistor and metal terminal and causing problems such as poor conduction. Resistor can be manufactured.
  • the present invention it is possible to provide a resistor that is excellent in heat resistance and can suppress deterioration of a resistor and a joint during manufacture, and a method for manufacturing the resistor.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section along the stacking direction of the resistor of the first embodiment.
  • the resistor 10 according to the first embodiment includes a ceramic substrate 11 and a chip resistor 16 formed so as to overlap one surface 11 a of the ceramic substrate 11.
  • the chip resistor 16 includes a resistor 12 and metal electrodes 13 a and 13 b for applying a voltage to the resistor 12.
  • metal terminals 14a and 14b are disposed so as to overlap the metal electrodes 13a and 13b, respectively.
  • the metal electrode 13a and the metal terminal 14a, and the metal electrode 13b and the metal terminal 14b are joined by solder.
  • a mold 19 surrounding the chip resistor 16 so as to be separated from the chip resistor 16 is disposed around the chip resistor 16.
  • the mold 19 is filled with a sealing resin 21.
  • a sealing resin 21 is formed so as to cover part of the chip resistor 16 and the metal terminals 14a and 14b.
  • a heat sink (Al member) 23 which is an Al member, is disposed so as to overlap.
  • Al member 23 is an Al member.
  • a plurality of screw holes 24 are formed near the periphery of the heat sink 23.
  • a cooler 25 is further attached to the opposite surface of the bonding surface where the heat sink 23 is bonded to the ceramic substrate 11.
  • the cooler 25 is fastened to the heat sink 23 by screws 26 that pass through the screw holes 24 of the heat sink 23.
  • a highly heat-conductive grease layer 27 is further formed between the cooler 25 and the heat sink 23.
  • the ceramic substrate 11 prevents electrical connection between the resistor 12 and the metal electrode 13 and the conductive heat sink 23.
  • the ceramic substrate 11 is made of ceramics such as Si 3 N 4 (silicon nitride), AlN (aluminum nitride), and Al 2 O 3 (alumina) that are excellent in insulation and heat resistance. In this embodiment, it is made of highly insulating AlN.
  • the thickness of the ceramic substrate 11 made of AlN may be, for example, in the range of 0.3 mm to 1.0 mm, and more preferably in the range of 0.5 mm to 0.83 mm. In the present embodiment, the thickness of the ceramic substrate 11 is set to 0.635 mm.
  • the thickness of the ceramic substrate 11 is less than 0.3 mm, there is a concern that sufficient strength against the stress applied to the ceramic substrate 11 cannot be secured. Moreover, when the thickness of the ceramic substrate 11 exceeds 1.0 mm, there is a concern that the thickness of the resistor 10 as a whole increases and it is difficult to reduce the thickness. Therefore, by making the thickness of the ceramic substrate 11 in the range of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less, for example, both the strength of the ceramic substrate 11 and the thinning of the entire resistor 10 can be achieved.
  • the resistor 12 serves to function as an electric resistance when a current flows through the resistor 10, and examples of the constituent material include a Ta—Si thin film resistor and a RuO 2 thick film resistor.
  • the resistor 12 is composed of a Ta—Si-based thin film resistor and has a thickness of, for example, 0.5 ⁇ m.
  • the metal electrodes 13a and 13b are electrodes provided on the resistor 12, and are composed of Cu in the present embodiment. Further, the thickness of the metal electrodes 13a and 13b is, for example, 2 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, and in the present embodiment, the thickness is 1.6 ⁇ m. In the present embodiment, Cu constituting the metal electrodes 13a and 13b includes pure Cu or a Cu alloy. In addition, the metal electrodes 13a and 13b are not limited to Cu, and various metals having high conductivity such as Al and Ag can be employed.
  • the metal terminals 14a and 14b are electric terminals whose outer shapes are bent in an approximately L shape, and one end sides thereof are joined to the surfaces of the metal electrodes 13a and 13b by solder. Thereby, the metal terminals 14a and 14b are electrically connected to the metal electrodes 13a and 13b. The other end sides of the metal electrodes 13a and 13b protrude from the sealing resin 21 and are exposed to the outside.
  • the metal terminals 14a and 14b are made of Cu as with the metal electrode 13.
  • the thickness of the metal terminal 14 is 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, and is 0.3 mm in this embodiment.
  • solder for joining the metal terminals 14a, 14b and the metal electrodes 13a, 13b examples include Sn—Ag, Sn—In, or Sn—Ag—Cu solder.
  • the resistor 10 is connected to an external electronic circuit or the like through the metal terminals 14a and 14b.
  • the metal terminal 14 a is a terminal with one polarity of the resistor 10
  • the metal terminal 14 b is a terminal with the other polarity of the resistor 10.
  • the mold 19 is made of, for example, a heat resistant resin plate.
  • the sealing resin 21 filling the inside of the mold 19 is, for example, an insulating resin having a thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) in the temperature range of 30 ° C. to 120 ° C. in the range of 8 ppm / ° C. to 20 ppm / ° C. Used.
  • the thermal expansion coefficient in the temperature range of 30 ° C. to 120 ° C. is more preferably 12 ppm / ° C. to 18 ppm / ° C.
  • an insulating resin having such a thermal expansion coefficient for example, an epoxy resin containing a SiO 2 filler can be exemplified.
  • the sealing resin 21 preferably has a composition of 72 mass% to 84 mass% of SiO 2 filler and 16 mass% to 28 mass% of epoxy resin, 75 mass% to 80 mass% of SiO 2 filler, It is more desirable that the epoxy resin has a composition of 20% by mass to 25% by mass.
  • the thermal expansion coefficient of the sealing resin 21 is measured and calculated using DL-7000 manufactured by Alpac Riko Co., Ltd.
  • the heat of the sealing resin 21 accompanying the heat generation of the resistor 12 Volume change due to expansion can be minimized. And it can prevent that a junction part is damaged by causing excessive stress with respect to the chip resistor 16 and metal terminal 14a, 14b covered with the sealing resin 21, and causing malfunctions, such as a conduction defect.
  • the heat sink (Al member) 23 and the other surface 11b of the ceramic substrate 11 are joined by an Al—Si brazing material.
  • the Al—Si brazing material has a melting point of about 600 to 630 ° C.
  • the melting point of the solder is low (about 200 to 250 ° C.), so that when the resistor 12 becomes high temperature, the heat sink and the ceramic are There is a concern that the substrate may peel off. Also, since solder is relatively large in expansion and contraction due to temperature changes, cracks are likely to occur, and there is a concern that the heat sink and the ceramic substrate may be separated.
  • the heat resistance is greatly enhanced as compared with solder joining, and due to temperature changes. It is possible to reliably prevent the occurrence of cracks at the joint between the heat sink and the ceramic substrate and the peeling between the heat sink and the ceramic substrate.
  • the heat sink (Al member) 23 is for releasing the heat generated from the resistor 12, and is made of Al or Al alloy having good thermal conductivity.
  • the heat sink 23 is made of an A6063 alloy (Al alloy).
  • the heat sink 23 is preferably formed to have a thickness in the range of 2.0 mm to 10.0 mm, for example, in the range of 2.0 mm to 5.0 mm. preferable. If the thickness of the heat sink 23 is less than 2.0 mm, the heat sink 23 may be deformed when stress is applied to the heat sink 23. Moreover, since the heat capacity is too small, there is a concern that heat generated from the resistor 12 cannot be sufficiently absorbed and radiated. On the other hand, if the thickness of the heat sink 23 exceeds 10.0 mm, it is difficult to reduce the thickness of the entire resistor 10 due to the thickness of the heat sink 23, and there is a concern that the entire weight of the resistor 10 becomes too large.
  • the heat sink (Al member) 23 is formed such that the degree of curvature of the facing surface 23b facing the surface 23a on the ceramic substrate 11 side is in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm to 700 ⁇ m / 50 mm.
  • the degree of curvature of the facing surface 23b indicates the flatness of the facing surface 23b of the heat sink 23, and is expressed as a difference between the highest point and the lowest point on the least square surface.
  • the state where the central region of the opposing surface 23b of the heat sink 23 protrudes outward from the peripheral region is a positive value
  • the state where the peripheral region of the opposing surface 23b protrudes outward from the central region is a negative numerical value.
  • the warpage of the facing surface 23b of the heat sink 23 is not limited to a shape in which an arbitrary cross section of the facing surface along the surface spreading direction has a warped shape that is not necessarily symmetrical.
  • the amount of warpage may be in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm to 700 ⁇ m / 50 mm with respect to the flat surface.
  • the warpage amount is more preferably in the range of ⁇ 20 ⁇ m / 50 mm to 400 ⁇ m / 50 mm.
  • the highest point and the lowest point on the least-squares plane are the points indicating the maximum height in the height direction of the least-squares plane (maximum point) and the positions showing the maximum height in the range of the reference length (50 mm). On the other hand, it is a point indicating the lowest position (lowest point).
  • the amount of warpage is calculated by dividing the height difference ( ⁇ m) between the highest point and the lowest point by the reference length (50 mm). Such warpage can be measured using a laser displacement meter.
  • the warpage amount of the opposing surface 23b of the heat sink 23 is formed to be in a range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface, whereby the ceramic substrate 11 due to the curvature of the heat sink (Al member) 23. Peeling and deformation of the ceramic substrate 11 can be prevented.
  • the opposing surface 23 b of the heat sink 23, that is, the surface in contact with the cooler 25 may be slightly curved by joining the heat sink 23 and the ceramic substrate 11. This is because the thermal expansion coefficient of Al constituting the heat sink 23 is larger than the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate 11. Thereby, when it is cooled to about room temperature after bonding at a high temperature, the facing surface 23b of the heat sink 23 (the surface in contact with the cooler 25) protrudes in the direction opposite to the ceramic substrate 11 with the central region as the top. To curve.
  • the cooler 25 is further provided in the heat sink 23 by keeping the degree of curvature of the facing surface 23b of the heat sink 23 in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less, the heat sink 23 and the cooler Adhesion with 25 can be ensured. Further, it is possible to suppress the occurrence of excessive bending stress on the joint surface between the heat sink 23 and the ceramic substrate 11 and to prevent the heat sink 23 and the ceramic substrate 11 from peeling off.
  • a specific method for controlling the amount of warpage of the facing surface 23b of the heat sink 23 to be in a range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface is described in detail in the method of manufacturing a resistor. To do.
  • the cooler 25 cools the heat sink 23 and prevents the heat sink 23 from rising in temperature as well as the heat dissipation function of the heat sink 23 itself.
  • the cooler 25 may be an air-cooled or water-cooled cooler, for example.
  • the cooler 25 is fastened to the heat sink 23 by a screw 26 that passes through a screw hole 24 formed in the heat sink 23.
  • a highly heat-conductive grease layer 27 is further formed between the cooler 25 and the heat sink 23.
  • the grease layer 27 improves the adhesion between the cooler 25 and the heat sink 23, and smoothly propagates the heat of the heat sink 23 toward the cooler 25.
  • high heat resistant grease having excellent heat conductivity and heat resistance is used.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the resistor of the present invention.
  • symbol is provided about the structure same as the resistor of 1st embodiment, The detailed description is abbreviate
  • an Al member is constituted by a laminate of a buffer layer 29 made of Al having a purity of 99.98 mass% or more and a heat sink 23. That is, a buffer layer 29 made of Al having a purity of 99.98 mass% or more is formed between the heat sink 23 and the other surface 11 b side of the ceramic substrate 11.
  • the heat sink 23 and the ceramic substrate 11 are bonded to the buffer layer 29 by an Al—Si brazing material.
  • the buffer layer 29 is a thin plate-like member made of high-purity Al having a purity of 99.98 mass% or more, for example.
  • the thickness of this buffer layer 29 should just be 0.4 mm or more and 2.5 mm or less, for example.
  • the thickness of the buffer layer 29 is more preferably 0.6 mm or more and 2.0 mm or less.
  • the buffer layer 29 by forming the buffer layer 29 with high-purity Al having a purity of 99.98 mass% or more, the deformation resistance is reduced, and the thermal stress generated in the ceramic substrate 11 when the cooling cycle is applied is caused by the buffer layer 29. It can absorb, and it can control that thermal stress is added to ceramic substrate 11, and a crack occurs.
  • buffer layer 29 is also preferably formed between the chip resistor 16 and the one surface 11 a side of the ceramic substrate 11.
  • the heat sink 23 is curved on the opposing surface 23b. It is formed so that the degree falls within a range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of excessive bending stress on the joint surface between the heat sink 23 and the ceramic substrate 11 and to prevent the heat sink 23 and the ceramic substrate 11 from being separated.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the resistor of the present invention.
  • symbol is provided about the structure same as the resistor of 1st embodiment, The detailed description is abbreviate
  • the chip resistor 46 has a resistor 42 and metal electrodes 13a and 13b for applying a voltage to the resistor 42.
  • a RuO 2 thick film resistor is used as the resistor 42.
  • the thickness of the resistor 42 made of a RuO 2 thick film resistor may be, for example, 5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, and is 7 ⁇ m in this embodiment.
  • the resistor 42 using the RuO 2 thick film resistor is formed by printing a RuO 2 paste on the one surface 11a of the ceramic substrate 11 using a thick film printing method, drying it, and then firing it.
  • the resistor 12 made of RuO 2 is obtained.
  • the resistor 42 is formed so as to cover one surface 11a of the ceramic substrate 11 and part of the upper surface side of the metal electrodes 13a and 13b.
  • the heat sink 23 has a curvature degree of the facing surface 23b of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less. It is formed to fit in the range. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of excessive bending stress on the joint surface between the heat sink 23 and the ceramic substrate 11 and to prevent the heat sink 23 and the ceramic substrate 11 from being separated.
  • FIGS. 4, 5, and 6. 4 and 5 are cross-sectional views showing the method of manufacturing the resistor according to the first embodiment step by step.
  • FIG. 6 is a flowchart showing each step in the method for manufacturing a resistor according to the first embodiment.
  • a ceramic substrate 11 made of AlN having a thickness of 0.3 mm to 1.0 mm is prepared.
  • a resistor 12 made of a Ta—Si thin film having a thickness of about 0.5 ⁇ m is formed on one surface 11a of the ceramic substrate 11 by using, for example, a sputtering method (resistor Formation process: S01).
  • metal electrodes 13a and 13b made of Cu having a thickness of, for example, about 2 to 3 ⁇ m are formed at predetermined positions of the resistor 12 by using, for example, a sputtering method or a plating method.
  • Metal electrode forming step: S02 Metal electrode forming step: S02.
  • the chip resistor 16 is formed on the one surface 11 a of the ceramic substrate 11. It is also preferable to form a base layer made of Cr in advance under the Cu layer so that the adhesion between the resistor 12 and the metal electrodes 13a and 13b is improved.
  • the heat sink 23 is joined to the other surface 11b of the ceramic substrate 11 (joining process: S03).
  • an Al—Si based brazing material foil is sandwiched between the other surface 11 b of the ceramic substrate 11 and the heat sink 23.
  • a pressing force of 0.5 kgf / cm 2 or more and 10 kgf / cm 2 or less is applied in the stacking direction, and the heating temperature of the vacuum heating furnace is set to 640 ° C. or more and 650 ° C. or less. Hold for 60 minutes or less.
  • the heat resistance is greatly improved as compared with joining by soldering, and a high temperature of 800 ° C. is applied at the time of joining. Since it is not necessary, it can prevent that the resistor 12 already formed causes thermal degradation.
  • the Al—Si brazing material is less likely to expand and contract due to temperature changes like solder, it is certain that cracks will occur at the joint between the ceramic substrate 11 and the heat sink 23 due to temperature changes, or they will peel off from each other. Can be prevented.
  • the ceramic substrate 11 of the heat sink 23 is caused by the difference in thermal expansion coefficient between the heat sink 23 and the ceramic substrate 11.
  • the opposing surface 23b with respect to the side surface 23a may be curved so as to protrude in a direction opposite to the ceramic substrate 11 with the central region as a top portion. This is due to a difference in thermal expansion coefficient and a difference in thickness between Al constituting the heat sink 23 and ceramics constituting the ceramic substrate 11.
  • the cooler 25 When the cooler 25 is provided on the heat sink 23 in a later step by keeping the degree of curvature of the facing surface 23b (the surface in contact with the cooler 25) of the heat sink 23 within a range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less. Adhesion between the heat sink 23 and the cooler 25 can be ensured. Further, excessive bending stress is suppressed from occurring at the joint between the heat sink 23 and the ceramic substrate 11.
  • the curved state of the facing surface 23b of the heat sink 23 is measured or confirmed. That is, it is a downward convex curve in which the central region of the opposing surface 23b protrudes outward from the peripheral region, or an upward convex shape in which the peripheral region of the opposing surface 23b protrudes outward from the central region. Check if it is curved.
  • a lower pressure plate 32 having a correction surface 32a curved with a predetermined curvature is brought into contact with the opposite surface 23b of the heat sink 23.
  • a lower pressure plate 32 having a correction surface 32 a opposite to the curve direction of the facing surface 23 b of the heat sink 23 is used.
  • the lower pressure plate 32 having a correction surface 32a made of an upward convex curved surface is used.
  • a lower pressure plate 32 having a correction surface 32a made of a downward convex curved surface is used.
  • the curvature of the correction surface 32a of the correction jig 32 is formed to be about 2000 mm to 3000 mm, for example.
  • the lower pressure plate 32 is brought into contact with the opposing surface 23b of the heat sink 23, and the upper pressure plate 33 is brought into contact with the metal electrodes 13a and 13b, and the pressure spring 38 is used, for example, 0.5 kg / cm 2 to 5 kg. Apply a load of about / cm 2 and perform cold correction at room temperature.
  • the facing surface 23b of the heat sink 23 is pressed against the correction surface 32a made of a curved surface having a shape opposite to that of the facing surface 23b, the degree of bending is reduced, and the surface is corrected to a shape close to a flat surface.
  • the facing surface 23b of the heat sink 23 after correction obtained in this way is in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface.
  • the degree of curvature can be corrected stepwise with a plurality of lower pressure plates 32. That is, when the degree of curvature of the facing surface 23b of the heat sink 23 is very large, there is a concern that wrinkles and cracks may occur on the facing surface 23b of the heat sink 23 when correction is performed at once with one lower pressure plate 32. For this reason, a method of performing cold correction in a plurality of times using a plurality of lower pressure plates 32 whose degree of curvature changes step by step and bringing the facing surface 23b of the heat sink 23 closer to a flat surface step by step. Can also be adopted.
  • the degree of curvature of the facing surface 23b of the heat sink 23 is corrected so as to be in a range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface.
  • the metal terminals 14a and 14b are joined to the metal electrodes 13a and 13b by soldering (terminal joining step: S05).
  • the metal terminals 14a and 14b may be formed by bending a plate material made of Cu having a thickness of about 0.3 mm into a substantially L-shaped cross section.
  • the solder for joining the metal electrodes 13a, 13 and the metal terminals 14a, 14b include Sn—Ag, Sn—In, or Sn—Ag—Cu solder. Thereby, the metal electrodes 13a and 13b and the metal terminals 14a and 14b are electrically connected.
  • a mold 19 is disposed on one surface 11 a of the ceramic substrate 11 so as to surround the periphery of the chip resistor 16. Then, the inside of the mold 19 is filled with a softened insulating resin to form a sealing resin 21 that seals part of the chip resistor 16 and the metal terminals 14a and 14b (sealing resin forming step: S06).
  • the degree of curvature of the facing surface 23b of the heat sink (Al member) 23 is ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more with respect to the flat surface, By setting the thickness in the range of 700 ⁇ m / 50 mm or less, it is possible to suppress the occurrence of excessive bending stress on the joint surface between the heat sink 23 and the ceramic substrate 11 and to surely prevent the heat sink 23 and the ceramic substrate 11 from peeling off.
  • the cooler 25 when the cooler 25 is provided on the heat sink 23, the adhesion between the heat sink 23 and the cooler 25 can be ensured.
  • a plurality of screw holes 24 are formed in the vicinity of the periphery of the heat sink 23, and the heat sink 23 and the cooler 25 are fastened by screws 26 passing through the screw holes 24. Adhesiveness with the cooler 25 can be improved. Further, it is possible to suppress an excessive bending stress from being generated on the joint surface between the heat sink 23 and the ceramic substrate 11.
  • the ceramic substrate 11 and the heat sink 23 are joined using an Al—Si brazing material, even if the resistor 12 generates heat and becomes high temperature, for example, using solder as in the prior art. Compared to the case of bonding, the bonding strength can be sufficiently maintained and the heat resistance is excellent.
  • the joining temperature can be lowered as compared with the case of joining using an Ag—Cu—Ti brazing material as in the prior art, the thermal deterioration of the resistor 12 at the time of joining is ensured. It becomes possible to prevent. And while being able to reduce the thermal load of the ceramic substrate 11 and the resistor 12, a manufacturing process can be simplified and manufacturing cost can be reduced.
  • the thickness of the ceramic substrate 11 by setting the thickness of the ceramic substrate 11 to 0.3 mm or more and 1.0 mm or less, it is possible to prevent the ceramic substrate 11 from cracking even if the resistor 12 generates a large number of heats. Furthermore, by setting the thickness of the metal terminals 14a and 14b made of Cu to be 0.1 mm or more, it is possible to ensure a sufficient strength as a terminal and to flow a relatively large current. In addition, by setting the thickness of the metal terminals 14a and 14b to 0.3 mm or less, it is possible to prevent the ceramic substrate 11 from cracking even if the resistor 12 generates a large number of heats.
  • the thermal expansion of the sealing resin 21 accompanying the heat generation of the resistor 12 is used. Volume change can be minimized. With such a configuration, it is possible to prevent the joint portion from being damaged due to excessive stress applied to the chip resistor 16 and the metal terminals 14a and 14b covered with the sealing resin 21 and causing problems such as poor conduction. .
  • FIG. 7 is sectional drawing which shows 2nd embodiment of the manufacturing method of the resistor of this invention.
  • symbol is provided about the structure same as the manufacturing method of the resistor of 1st embodiment, The detailed description is abbreviate
  • pressure / cooling correction is performed as a curvature correction step.
  • the curvature correction step shown in FIG. 7A first, the curved state of the facing surface 23b of the heat sink 23 is a downward convex curve in which the central region of the facing surface 23b protrudes outward from the peripheral region. Or it is confirmed whether the peripheral area
  • the surfaces of the joined body 31 are flat on the facing surface 23b side of the heat sink 23 and the ceramic substrate 11 side (metal electrodes 13a and 13b).
  • the correction jigs 34a and 34b are brought into contact with each other. Then, the correction jig 34a and the correction jig 34b are tightened with the fastening screws 35 so that the joined body 31 is clamped with a predetermined load, for example, a load of about 0.5 kg / cm 2 to 5 kg / cm 2 .
  • the joined body 31 sandwiched between the correction jigs 34a and 34b is introduced into, for example, the cooling device C, cooled to ⁇ 40 ° C., held in that state for 10 minutes, and then returned to room temperature.
  • the degree of curvature of the facing surface 23b of the heat sink 23 is relaxed and corrected to a shape close to a flat surface.
  • the facing surface 23b of the heat sink 23 after correction obtained in this manner is stored in a range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface.
  • the correction jigs 34a and 34b used in the curvature correction process as described above are made of metal or ceramic having high hardness.
  • it is composed of SUS.
  • FIG. 8 is sectional drawing which shows 3rd embodiment of the manufacturing method of the resistor of this invention.
  • symbol is provided about the structure same as the manufacturing method of the resistor of 1st embodiment, The detailed description is abbreviate
  • the bending correction process is performed simultaneously with the bonding process as pressure correction during bonding. 8A, first, an Al—Si brazing material foil is sandwiched between the other surface 11b of the ceramic substrate 11 and the heat sink 23 using the correction jig 37.
  • the lower pressure plate 32 having the correction surface 32a curved with a predetermined curvature is brought into contact with the opposite surface 23b of the heat sink 23, and the upper pressure plate 33 is brought into contact with the metal electrodes 13a and 13b.
  • the curvature of the correction surface 32a of the lower pressure plate 32 is formed to be about 2000 mm to 3000 mm, for example.
  • the correction jig 37 is pressurized by a pressure spring 38.
  • the ceramic substrate 11 and the heat sink 23 sandwiched between the correction jigs are introduced into the vacuum heating furnace, and the heating temperature of the vacuum heating furnace is set to 640 ° C. or higher and 650 ° C. or lower and held for 10 minutes or longer and 60 minutes or shorter.
  • the Al—Si brazing material foil disposed between the other surface 11 b of the ceramic substrate 11 and the heat sink 23 is melted, and the ceramic substrate 11 and the heat sink 23 are joined by the brazing material.
  • the curvature of the facing surface 23b of the heat sink 23 generated during the joining is corrected by the lower pressure plate 32 provided with the correcting surface 32a, and the facing surface 23b of the heat sink 23 after the correction has a flat surface.
  • the curvature of the facing surface 23b of the heat sink 23 generated during the joining is corrected by the lower pressure plate 32 provided with the correcting surface 32a, and the facing surface 23b of the heat sink 23 after the correction has a flat surface.
  • FIG. 9 is sectional drawing which shows 4th embodiment of the manufacturing method of the resistor of this invention.
  • symbol is provided about the structure same as the manufacturing method of the resistor of 1st embodiment, The detailed description is abbreviate
  • an Ag—Pd paste is printed on a predetermined position of one surface 11a of the ceramic substrate 11 by using, for example, a thick film printing method, dried, and then fired.
  • Metal electrodes 13a and 13b made of an Ag—Pd thick film of about 7 to 13 ⁇ m are formed (metal electrode forming step).
  • a resistor made of a RuO 2 thick film resistor having a thickness of, for example, about 7 ⁇ m so as to contact one surface 11a of the ceramic substrate 11 and the metal electrodes 13a and 13b. 42 is formed (resistor forming step).
  • a method for forming the resistor 42 made of a RuO 2 thick film resistor is, for example, a method in which a RuO 2 paste is printed on one surface 11a of the ceramic substrate 11 using a thick film printing method, dried, and then fired. Can be mentioned.
  • the heat sink 23 is joined to the other surface 11b of the ceramic substrate 11 (joining process).
  • an Al—Si based brazing material foil is sandwiched between the other surface 11 b of the ceramic substrate 11 and the heat sink 23.
  • a pressing force of 0.5 kgf / cm 2 or more and 10 kgf / cm 2 or less is applied in the stacking direction, and the heating temperature of the vacuum heating furnace is set to 640 ° C. or more and 650 ° C. or less. Hold for 60 minutes or less.
  • the ceramic substrate 11 of the heat sink 23 is caused by the difference in thermal expansion coefficient between the heat sink 23 and the ceramic substrate 11.
  • the opposing surface 23b with respect to the side surface 23a may be curved so as to protrude in a direction opposite to the ceramic substrate 11 with the central region as a top portion. This is due to a difference in thermal expansion coefficient and a difference in thickness between Al constituting the heat sink 23 and ceramics constituting the ceramic substrate 11.
  • the cooler 25 When the cooler 25 is provided on the heat sink 23 in a later step by keeping the degree of curvature of the facing surface 23b (the surface in contact with the cooler 25) of the heat sink 23 within a range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less. Adhesion between the heat sink 23 and the cooler 25 can be ensured. Further, excessive bending stress is suppressed from occurring at the joint between the heat sink 23 and the ceramic substrate 11.
  • the curved state of the facing surface 23b of the heat sink 23 is measured or confirmed. That is, it is a downward convex curve in which the central region of the opposing surface 23b protrudes outward from the peripheral region, or an upward convex shape in which the peripheral region of the opposing surface 23b protrudes outward from the central region. Check if it is curved.
  • the jig 37 is used to provide a correction surface 32a curved at a predetermined curvature on the facing surface 23b side of the heat sink 23.
  • the lower pressure plate 32 is brought into contact.
  • a lower pressure plate 32 having a correction surface 32 a opposite to the curve direction of the facing surface 23 b of the heat sink 23 is used.
  • the lower pressure plate 32 having a correction surface 32a made of an upward convex curved surface is used.
  • a lower pressure plate 32 having a correction surface 32a made of a downward convex curved surface is used.
  • the curvature of the correction surface 32a of the correction jig 32 is formed to be about 2000 mm to 3000 mm, for example.
  • the lower pressure plate 32 is brought into contact with the opposing surface 23b of the heat sink 23, and the upper pressure plate 33 is brought into contact with the resistor 42, and the pressure spring 38 is used, for example, 0.5 kg / cm 2 to 5 kg / cm.
  • the facing surface 23b of the heat sink 23 is pressed against the correction surface 32a made of a curved surface having a shape opposite to that of the facing surface 23b, the degree of bending is reduced, and the surface is corrected to a shape close to a flat surface.
  • the facing surface 23b of the heat sink 23 after correction obtained in this way is in the range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface.
  • the degree of curvature can be corrected stepwise with a plurality of lower pressure plates 32. That is, when the degree of curvature of the facing surface 23b of the heat sink 23 is very large, there is a concern that wrinkles and cracks may occur on the facing surface 23b of the heat sink 23 when correction is performed at once with one lower pressure plate 32. For this reason, a method of performing cold correction in a plurality of times using a plurality of lower pressure plates 32 whose degree of curvature changes step by step and bringing the facing surface 23b of the heat sink 23 closer to a flat surface step by step. Can also be adopted.
  • the degree of curvature of the facing surface 23b of the heat sink 23 is corrected so as to be in a range of ⁇ 30 ⁇ m / 50 mm or more and 700 ⁇ m / 50 mm or less with respect to the flat surface.
  • the metal terminals 14a and 14b are joined to the metal electrodes 13a and 13b by soldering, the mold frame 19 is disposed on one surface 11a of the ceramic substrate 11, the sealing resin 21 is formed, and the heat sink is further formed.
  • a resistor 40 including a resistor 42 made of a RuO 2 thick film resistor as shown in FIG. 3 can be manufactured.
  • a heat sink (20 mm ⁇ 13 mm ⁇ 3 mmt) made of an Al alloy (A1050) is laminated on the other surface of the ceramic substrate via an Al—Si based brazing foil, and applied to 3 kgf / cm 2 in the laminating direction. Pressure was applied, and the ceramic substrate and the heat sink were joined with an Al—Si brazing material by holding at 645 ° C. for 30 minutes in a vacuum atmosphere. Then, the opposing surface of the heat sink was corrected to a predetermined degree of curvature (warping amount) by cold correction, which is the correction process shown in the first embodiment of the resistor manufacturing method.
  • warping amount predetermined degree of curvature
  • the warpage amount of Invention Example 1 is -30 ⁇ m
  • the warpage amount of Invention Example 2 is 0 ⁇ m (flat surface)
  • the warpage amount of Invention Example 3 is 100 ⁇ m
  • the warpage amount of Invention Example 4 is 350 ⁇ m
  • the invention example The amount of warping of 5 was 700 ⁇ m.
  • Cu terminal was joined on the Cu electrode using Sn-Ag solder.
  • a Ta—Si resistor (10 mm ⁇ 10 mm ⁇ 0.5 ⁇ m) was formed on one surface of a ceramic substrate made of AlN (15 mm ⁇ 11 mm ⁇ 0.635 mmt) by sputtering.
  • Cu was formed on both ends of the resistor by a sputtering method, and then a Cu electrode (2 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by a plating method.
  • a heat sink (20 mm ⁇ 13 mm ⁇ 3 mmt) made of an Al alloy (A1050) is laminated on the other surface of the ceramic substrate via an Al—Si based brazing foil, and applied to 3 kgf / cm 2 in the laminating direction. Pressure was applied, and the ceramic substrate and the heat sink were joined with an Al—Si brazing material by holding at 645 ° C. for 30 minutes in a vacuum atmosphere. Then, the opposing surface of the heat sink was corrected to a predetermined degree of curvature (warping amount) by pressure cooling correction, which is the correction process shown in the second embodiment of the resistor manufacturing method. That is, the amount of warpage of Invention Example 6 was set to 100 ⁇ m. And Cu terminal was joined on the Cu electrode using Sn-Ag solder.
  • a Ta—Si resistor (10 mm ⁇ 10 mm ⁇ 0.5 ⁇ m) was formed on one surface of a ceramic substrate made of AlN (15 mm ⁇ 11 mm ⁇ 0.635 mmt) by sputtering.
  • Cu was formed on both ends of the resistor by a sputtering method, and then a Cu electrode (2 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by a plating method.
  • a heat sink (20 mm ⁇ 13 mm ⁇ 3 mmt) made of an Al alloy (A1050) was laminated on the other surface of the ceramic substrate via an Al—Si brazing material foil.
  • a pressing force was applied to 3 kgf / cm 2 in the stacking direction, and the ceramic substrate and the heat sink were bonded to each other with an Al—Si brazing material in a vacuum atmosphere at 645 ° C. for 30 minutes.
  • the facing surface of the heat sink was corrected to a predetermined degree of curvature (amount of warpage) at the same time as joining by pressurizing correction at joining, which is the correcting process shown in the third embodiment of the resistor manufacturing method.
  • the amount of warpage of Invention Example 7 was 100 ⁇ m.
  • Cu terminal was joined on the Cu electrode using Sn-Ag solder.
  • a Ta—Si resistor (10 mm ⁇ 10 mm ⁇ 0.5 ⁇ m) was formed on one surface of a ceramic substrate made of AlN (15 mm ⁇ 11 mm ⁇ 0.635 mmt) by sputtering.
  • Cu was formed on both ends of the resistor by a sputtering method, and then a Cu electrode (2 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by a plating method.
  • a heat sink (20 mm ⁇ 13 mm ⁇ 3 mmt) made of an Al alloy (A1050) is laminated on the other surface of the ceramic substrate via an Al—Si based brazing foil, and applied to 3 kgf / cm 2 in the laminating direction. Pressure was applied, and the ceramic substrate and the heat sink were joined with an Al—Si brazing material by holding at 645 ° C. for 30 minutes in a vacuum atmosphere. Then, the opposing surface of the heat sink was corrected to a predetermined degree of curvature (warping amount) by cold correction, which is the correction process shown in the first embodiment of the resistor manufacturing method. That is, the warping amount of Comparative Example 1 was 800 ⁇ m, and Comparative Example 2 was ⁇ 60 ⁇ m. And Cu terminal was joined on the Cu electrode using Sn-Ag solder.
  • a Ta—Si resistor (10 mm ⁇ 10 mm ⁇ 0.5 ⁇ m) was formed on one surface of a ceramic substrate made of AlN (15 mm ⁇ 11 mm ⁇ 0.635 mmt) by sputtering.
  • Cu was formed on both ends of the resistor by a sputtering method, and then a Cu electrode (2 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by a plating method.
  • Cu was formed on the other surface of the ceramic by sputtering, and then a Cu layer (10 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by plating.
  • a heat sink (20 mm ⁇ 13 mm ⁇ 3 mmt) made of an Al alloy (A1050) was joined to the other surface of the ceramic substrate via Sn—Ag solder.
  • the straightening process was not performed after joining by solder.
  • the amount of warpage of the opposite surface of the heat sink was ⁇ 60 ⁇ m.
  • Cu terminal was joined on the Cu electrode using Sn-Ag solder.
  • a Ta—Si resistor (10 mm ⁇ 10 mm ⁇ 0.5 ⁇ m) was formed on one surface of a ceramic substrate made of AlN (15 mm ⁇ 11 mm ⁇ 0.635 mmt) by sputtering.
  • Cu was formed on both ends of the resistor by a sputtering method, and then a Cu electrode (2 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by a plating method.
  • Cu was formed on the other surface of the ceramic by sputtering, and then a Cu layer (10 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by plating.
  • a heat sink (20 mm ⁇ 13 mm ⁇ 3 mmt) made of an Al alloy (A1050) was joined to the other surface of the ceramic substrate via Sn—Ag solder.
  • the curvature of the opposing surface of the heat sink was corrected by cold correction, which is the correction process shown in the first embodiment of the resistor manufacturing method.
  • Cu terminal was joined on the Cu electrode using Sn-Ag solder.
  • a Ta—Si resistor (10 mm ⁇ 10 mm ⁇ 0.5 ⁇ m) was formed on one surface of a ceramic substrate made of AlN (15 mm ⁇ 11 mm ⁇ 0.635 mmt) by sputtering.
  • Cu was formed on both ends of the resistor by a sputtering method, and then a Cu electrode (2 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by a plating method.
  • Cu was formed on the other surface of the ceramic by sputtering, and then a Cu layer (10 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by plating.
  • a heat sink (20 mm ⁇ 13 mm ⁇ 3 mmt) made of an Al alloy (A1050) was joined to the other surface of the ceramic substrate via Sn—Ag solder.
  • the curvature was correct
  • Cu terminal was joined on the Cu electrode using Sn-Ag solder.
  • a Ta—Si resistor (10 mm ⁇ 10 mm ⁇ 0.5 ⁇ m) was formed on one surface of a ceramic substrate made of AlN (15 mm ⁇ 11 mm ⁇ 0.635 mmt) by sputtering.
  • Cu was formed on both ends of the resistor by a sputtering method, and then a Cu electrode (2 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by a plating method.
  • Cu was formed on the other surface of the ceramic by sputtering, and then a Cu layer (10 mm ⁇ 10 mm) having a thickness of 1.6 ⁇ m was formed by plating.
  • the other surface of the ceramic substrate and a heat sink (20 mm ⁇ 13 mm ⁇ 3 mmt) made of an Al alloy (A1050) were joined with Sn—Ag solder.
  • the curvature of the opposing surface of the heat sink was corrected by pressure correction during bonding, which is the correction process shown in the third embodiment of the resistor manufacturing method.
  • Cu terminal was joined on the Cu electrode using Sn-Ag solder.
  • the inventive examples 1 to 7 and comparative examples 1 to 6 were respectively subjected to a cooling / heating cycle test, a high temperature standing test, and an energization test.
  • a thermal cycle test each sample was repeatedly subjected to a thermal cycle between ⁇ 40 ° C. and 125 ° C. The number of repetitions was 3000 cycles. And after the test, the crack of the joining part of a ceramic substrate and a heat sink, the condition of peeling, and the crack of the ceramic substrate were observed.
  • the high temperature standing test each sample was allowed to stand at 125 ° C. for 1000 hours, and the state of cracks and peeling at the joint between the ceramic substrate and the heat sink was observed.
  • energization test energization was performed at 200 W for 5 minutes between the Cu terminals of each sample, and the energization state was confirmed.
  • Table 1 shows the results of the thermal cycle test, the high temperature storage test, and the energization test performed for each of these samples.
  • Table 1 shows the results of the thermal cycle test, the high temperature storage test, and the energization test performed for each of these samples.
  • the thermal cycle test the case where cracking, peeling or cracking occurred was indicated as B, and the case where there was no change in the joined state was indicated as A.
  • the high temperature standing test the case where cracks or peeling occurred was indicated as B, and the case where the joined state was not changed was indicated as A.
  • the current flowed was indicated as A, and the non-conducting current as B.
  • Comparative Example 1 the ceramic substrate was cracked after the thermal cycle test. Further, in Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in the past, a conduction failure occurred between the terminals in the energization test.
  • the degree of curvature is as large as ⁇ 60 ⁇ m, and since heat is not smoothly dissipated, the solder joining the metal electrode and the metal terminal is melted, and the metal electrode and the metal terminal are This is because of electrical disconnection.
  • 50% or more of the bonding area was peeled off between the ceramic substrate and the heat sink in the thermal cycle test. Further, in the high temperature storage test, the bonding strength decreased by 30% or more between the ceramic substrate and the heat sink.
  • conduction failure occurred between the terminals.

Landscapes

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Abstract

　この抵抗器は、セラミックス基板の一方の面に形成された抵抗体及び金属電極を含むチップ抵抗体と、前記金属電極に電気的に接続された金属端子と、前記セラミックス基板の他方の面側に形成されたＡｌ部材と、を備え、前記セラミックス基板と前記Ａｌ部材とが、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材によって接合され、前記金属電極と前記金属端子とがはんだによって接合され、前記Ａｌ部材は、前記セラミックス基板側の面に対向する対向面の湾曲の度合いが、－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲である。

Description

抵抗器及び抵抗器の製造方法
　本発明は、セラミックス基板の一方の面に形成された抵抗体及び金属電極を有するチップ抵抗体と、金属電極に接合された金属端子と、Ａｌ又はＡｌ合金からなるＡｌ部材とを備えた抵抗器、及びこの抵抗器の製造方法に関する。
　本願は、２０１５年１月２８日に、日本に出願された特願２０１５－０１４４０５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　電子回路部品の一例として、セラミックス基板の一方の面に形成された抵抗体と、この抵抗体に接合された金属端子と、を備えた抵抗器が広く使用されている。抵抗器は、印加された電流値に応じてジュール熱が生じ、抵抗器が発熱する。抵抗器で生じた熱を効率的に放散するために、例えば、放熱板（ヒートシンク）を備えたものが提案されている。
　例えば、特許文献１には、絶縁層を備えたシリコン基板と、Ａｌからなる放熱板（ヒートシンク）とをはんだ接合した抵抗器が提案されている。
特開平０８－３０６８６１号公報
　セラミックスからなる基板と、Ａｌからなる放熱板とを接合した場合、互いの材料の熱膨張率や熱伝導率の差によって湾曲が生じやすい。特に、セラミックスよりも剛性の低いＡｌからなる放熱板は、大きな湾曲を生じる場合がある。このような湾曲は、基板と放熱板とを接合した後に、基板と放熱板との接合体を押圧することで軽減することができる。
　しかしながら、従来の接合方法、例えば特許文献１のように、基板と放熱板とをはんだによって接合している場合、後工程で押圧によって湾曲を矯正すると、はんだからクラックが生じやすく、基板と放熱板とが剥離する懸念があった。
　この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、セラミックス基板とＡｌ部材とが湾曲することなく接合され、かつ、接合部分に損傷がない抵抗器、及びこの抵抗器の製造方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の抵抗器は、セラミックス基板の一方の面に形成された抵抗体及び金属電極を含むチップ抵抗体と、前記金属電極に電気的に接続された金属端子と、前記セラミックス基板の他方の面側に形成されたＡｌ部材と、を備え、前記セラミックス基板と前記Ａｌ部材とが、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材によって接合され、前記金属電極と前記金属端子とがはんだによって接合され、前記Ａｌ部材は、前記セラミックス基板側の面に対向する対向面の湾曲の度合いが、－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする。
　なお、本発明の抵抗器において、湾曲の度合いとは、前記対向面の平坦性を示すものであり、最小二乗面における最高点と最低点との差分として表される。そして、前記対向面の中心領域が周縁領域よりも外側に向けて突出した状態をプラス数値、前記対向面の周縁領域が中心領域よりも外側に向けて突出した状態をマイナス数値としている。なお、こうした前記対向面の反りは、面広がり方向に沿った対向面の任意の断面が、必ずしも対称形となるような反り形状となるものに限定されるものでは無く、対向面の断面が非対称形となるような反り形状であっても、その反り量が平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲であればよい。
　本発明の抵抗器によれば、Ａｌ部材の対向面の反り量が、平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲となるように形成されることによって、Ａｌ部材の湾曲によるセラミックス基板との接合面に過剰な湾曲応力が生じることを抑制し、セラミックス基板の剥離や、セラミックス基板の変形を防止することができる。
　また、Ａｌ部材の対向面に更に別な部材を接合する際にも、Ａｌ部材と、別な部材との密着性を確保することができる。
　前記Ａｌ部材は、純度が９９．９８ｍａｓｓ％以上のＡｌからなる緩衝層とヒートシンクとの積層体であり、該緩衝層と前記セラミックス基板の他方の面がＡｌ－Ｓｉ系のろう材によって接合されていることが好ましい。
　Ａｌ部材を純度が９９．９８ｍａｓｓ％以上のＡｌからなる緩衝層とヒートシンクとの積層体から構成することによって、チップ抵抗体で発生した熱を効率的にヒートシンクに伝搬させ、熱を速やかに放散することができる。また、緩衝層を純度９９．９８ｍａｓｓ％以上の高純度Ａｌによって形成することで、変形抵抗が小さくなり、冷熱サイクルが負荷された際にセラミックス基板に発生する熱応力をこの緩衝層によって吸収でき、セラミックス基板に熱応力が加わって割れが発生することを抑制することが可能になる。
　本発明は、前記緩衝層の厚みが０．４ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。
　緩衝層の厚みが０．４ｍｍ未満であると、熱応力による変形を充分に緩衝できない懸念がある。また、緩衝層の厚みが２．５ｍｍを超えると、熱を効率的にＡｌ部材に伝搬させることが難しくなる懸念がある。
　本発明は、前記チップ抵抗体、前記金属電極、および前記金属端子は、少なくともその一部が絶縁性の封止樹脂によって覆われ、該封止樹脂は、熱膨張係数が８ｐｐｍ／℃以上、２０ｐｐｍ／℃以下の範囲の樹脂であることが好ましい。
　この場合、チップ抵抗体および金属端子が絶縁性の封止樹脂によってモールドされるので、電流リークを防止でき、抵抗器の高耐圧性を実現できる。また、封止樹脂として熱膨張係数（線膨張率）が８ｐｐｍ／℃以上、２０ｐｐｍ／℃以下の範囲内の樹脂を用いることによって、抵抗体の発熱に伴う封止樹脂の熱膨張による体積変化を最小に抑えることができる。これによって、封止樹脂に覆われたチップ抵抗体や金属端子に対して過剰な応力が加わることで接合部分がダメージを受け、導通不良等の不具合を起こすことを防止できる。
　本発明は、前記セラミックス基板の厚みは０．３ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の範囲であり、かつ、前記Ａｌ部材の厚みは２．０ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。
　セラミックス基板の厚みを０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内にすることによって、セラミックス基板の強度と、抵抗器全体の薄厚化とを両立することができる。また、Ａｌ部材の厚みを２．０ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下の範囲内とすることで、充分な熱容量を確保できると共に抵抗器全体の薄厚化も図ることができる。
　本発明の抵抗器の製造方法は、前記各項記載の抵抗器を製造する抵抗器の製造方法であって、前記セラミックス基板と前記Ａｌ部材との間に、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材を配し、これらを積層方向に沿って加圧しつつ加熱して、前記セラミックス基板と前記Ａｌ部材とを前記ろう材によって接合して接合体を形成する接合工程と、前記Ａｌ部材の湾曲を矯正する湾曲矯正工程と、を備えたことを特徴とする。
　本発明の抵抗器の製造方法によれば、矯正工程によって、Ａｌ部材の対向面の湾曲の度合いが、平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲となるように形成することができる。これにより、Ａｌ部材の湾曲によるセラミックス基板との接合面に過剰な湾曲応力が生じることを抑制し、セラミックス基板の剥離や、セラミックス基板の変形を防止することができる。
　また、Ａｌ部材の対向面に更に別な部材を接合する際にも、Ａｌ部材と、別な部材との密着性を確保することが可能になる。
　前記湾曲矯正工程は、前記接合体の前記Ａｌ部材側に所定の曲率をもつ矯正治具を当接させ、前記セラミックス基板側から前記接合体を押圧する、冷間矯正を行う工程であることが好ましい。
　これによって、Ａｌ部材の対向面の湾曲の度合いが、平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲にすることが可能になる。
　前記湾曲矯正工程は、前記Ａｌ部材側および前記セラミックス基板側にそれぞれ配した平坦な矯正治具で前記接合体を挟持し、少なくとも０℃以下に冷却してから室温に戻す、加圧冷却矯正を行う工程であることが好ましい。
　これによって、Ａｌ部材の対向面の湾曲の度合いが、平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲にすることが可能になる。
　前記湾曲矯正工程は、前記接合工程に先だって、前記Ａｌ部材側に所定の曲率をもつ矯正治具を配する工程であることが好ましい。
　これによって、Ａｌ部材の対向面の湾曲の度合いが、平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲にすることが可能になる。
　本発明の抵抗器の製造方法は、前記チップ抵抗体の周囲を取り囲むように型枠を配置し、軟化させた封止樹脂を前記型枠の内部に充填する封止樹脂形成工程を、更に備えることが好ましい。
　この場合、チップ抵抗体および金属端子が絶縁性の封止樹脂によってモールドされるので、電流リークを防止でき、高耐圧性を備えた抵抗器を製造することができる。また、チップ抵抗体および金属端子を封止樹脂で覆うことによって、チップ抵抗体や金属端子に対して過剰な応力が加わることで接合部分がダメージを受け、導通不良等の不具合を起こすことを防止した抵抗器を製造することができる。
　本発明によれば、耐熱性に優れるとともに、製造時における抵抗体や接合部の劣化を抑制することができる抵抗器及びこの抵抗器の製造方法を提供することができる。
本発明の第一実施形態に係る抵抗器の断面図である。 本発明の第二実施形態に係る抵抗器の断面図である。 本発明の第三実施形態に係る抵抗器の断面図である。 本発明の第一実施形態に係る抵抗器の製造方法の断面図である。 本発明の第一実施形態に係る抵抗器の製造方法の断面図である。 本発明の第一実施形態に係る抵抗器の製造方法のフローチャートである。 本発明の第二実施形態に係る抵抗器の製造方法の断面図である。 本発明の第三実施形態に係る抵抗器の製造方法の断面図である。 本発明の第四実施形態に係る抵抗器の製造方法の断面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の抵抗器及びこの抵抗器の製造方法について説明する。
　なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
（抵抗器：第一実施形態）
　本発明の抵抗器の第一実施形態について、添付した図１を参照して説明する。
　図１は、第一実施形態の抵抗器の積層方向に沿った断面を示す断面図である。第一実施形態に係る抵抗器１０は、セラミックス基板１１と、このセラミックス基板１１の一方の面１１ａに重ねて形成されたチップ抵抗体１６と、を備えている。このチップ抵抗体１６は、抵抗体１２及びこの抵抗体１２に電圧を印加するための金属電極１３ａ，１３ｂとを有している。また、金属電極１３ａ，１３ｂのそれぞれに重ねて、金属端子１４ａ，１４ｂが配置されている。金属電極１３ａと金属端子１４ａとの間、および金属電極１３ｂと金属端子１４ｂとは、それぞれ、はんだによって接合されている。
　さらに、チップ抵抗体１６の周囲には、チップ抵抗体１６に対して離間するように取り囲む型枠１９が配置されている。そして、この型枠１９の内部には、封止樹脂２１が充填されている。こうした封止樹脂２１は、チップ抵抗体１６や金属端子１４ａ，１４ｂの一部を覆うように形成されている。
　セラミックス基板１１の他方の面１１ｂには、Ａｌ部材であるヒートシンク（Ａｌ部材）２３が重ねて配されている。
　こうしたセラミックス基板１１とヒートシンク２３との接合構造は後ほど詳述する。
　このヒートシンク２３の周縁付近には、複数のネジ穴２４が形成されている。
　ヒートシンク２３がセラミックス基板１１と接合される接合面の反対面には、更に冷却器２５が取り付けられていることが好ましい。冷却器２５は、ヒートシンク２３のネジ穴２４を貫通するネジ２６によって、ヒートシンク２３に締結されている。なお、冷却器２５とヒートシンク２３との間には、更に、高伝熱性のグリス層２７が形成されていることが好ましい。
　セラミックス基板１１は、抵抗体１２及び金属電極１３と、導電性のヒートシンク２３との電気的接続を防止するものである。セラミックス基板１１は、絶縁性、および耐熱性に優れたＳｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等のセラミックスで構成されている。本実施形態においては、絶縁性の高いＡｌＮで構成されている。また、ＡｌＮからなるセラミックス基板１１の厚さは、例えば、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内であればよく、より好ましくは０．５ｍｍ以上０．８３ｍｍ以下の範囲内である。本実施形態では、セラミックス基板１１の厚さは、０．６３５ｍｍに設定されている。
　こうしたセラミックス基板１１の厚さは、０．３ｍｍ未満であるとセラミックス基板１１に加わる応力に対する強度を充分に確保できなくなる懸念がある。また、セラミックス基板１１の厚さが１．０ｍｍを超えると、抵抗器１０全体の厚みが増加し、薄厚化が難しくなる懸念がある。よって、セラミックス基板１１の厚さを、例えば、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内にすることによって、セラミックス基板１１の強度と、抵抗器１０全体の薄厚化とを両立できる。
　抵抗体１２は、抵抗器１０に電流が流れた際の電気抵抗として機能させるためのものであり、構成材料の一例として、Ｔａ－Ｓｉ系薄膜抵抗体やＲｕＯ２厚膜抵抗体が挙げられる。抵抗体１２は、本実施形態においては、Ｔａ－Ｓｉ系薄膜抵抗体によって構成され、厚さが例えば０．５μｍとされている。
　金属電極１３ａ，１３ｂは、抵抗体１２に設けられた電極であり、本実施形態においては、Ｃｕによって構成されている。また、金属電極１３ａ，１３ｂの厚さは、例えば２μｍ以上３μｍ以下とされており、本実施形態においては、厚さが１．６μｍとされている。なお、本実施形態において、金属電極１３ａ，１３ｂを構成するＣｕは、純ＣｕやＣｕ合金を含むものとする。また、金属電極１３ａ，１３ｂは、Ｃｕに限定されるものでは無く、例えば、Ａｌ，Ａｇなど、高導電率の各種金属を採用することができる。
　金属端子１４ａ，１４ｂは、外形が略Ｌ字型に屈曲された電気端子であり、その一端側がはんだによって金属電極１３ａ，１３ｂの表面に接合されている。これにより、金属端子１４ａ，１４ｂは、金属電極１３ａ，１３ｂに対して電気的に接続されている。また、金属電極１３ａ，１３ｂのそれぞれの他端側は、封止樹脂２１から突出して外部に露出されている。こうした金属端子１４ａ，１４ｂは、本実施形態においては、金属電極１３と同様にＣｕによって構成されている。また、金属端子１４の厚さは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とされており、本実施形態においては、０．３ｍｍとされている。
　金属端子１４ａ，１４ｂと金属電極１３ａ，１３ｂとを接合するはんだとしては、例えば、Ｓｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｉｎ系、若しくはＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ系のはんだが挙げられる。
　抵抗器１０は、この金属端子１４ａ，１４ｂを介して外部の電子回路等に接続される。
　金属端子１４ａは、抵抗器１０の一方の極性の端子とされ、また、金属端子１４ｂは、抵抗器１０の他方の極性の端子とされる。
　型枠１９は、例えば、耐熱性の樹脂板から構成されている。そして、この型枠１９の内側を埋める封止樹脂２１は、例えば、３０℃～１２０℃の温度範囲における熱膨張係数（線膨張率）が８ｐｐｍ／℃～２０ｐｐｍ／℃の範囲の絶縁性樹脂が用いられる。３０℃～１２０℃の温度範囲における熱膨張係数はより好ましくは、１２ｐｐｍ／℃～１８ｐｐｍ／℃である。こうした熱膨張係数を持つ絶縁性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂にＳｉＯ２フィラーを入れたものなどを挙げることができる。この場合、封止樹脂２１はＳｉＯ２フィラーが７２質量％～８４質量％、エポキシ樹脂が１６質量％～２８質量％の組成とすることが望ましく、ＳｉＯ２フィラーが７５質量％～８０質量％、エポキシ樹脂が２０質量％～２５質量％の組成とすることがより望ましい。
　封止樹脂２１の熱膨張係数は、アルパック理工(株)製　ＤＬ－７０００を用いて測定、算出される。
　封止樹脂２１として、３０℃～１２０℃の温度範囲における熱膨張係数が８ｐｐｍ／℃～２０ｐｐｍ／℃の範囲の絶縁性樹脂を用いることによって、抵抗体１２の発熱に伴う封止樹脂２１の熱膨張による体積変化を最小に抑えることができる。そして、封止樹脂２１に覆われたチップ抵抗体１６や金属端子１４ａ，１４ｂに対して過剰な応力が加わることで接合部分がダメージを受け、導通不良等の不具合を起こすことを防止できる。
　ヒートシンク（Ａｌ部材）２３と、セラミックス基板１１の他方の面１１ｂは、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材によって接合されている。Ａｌ－Ｓｉ系のろう材は、融点が６００～６３０℃程度である。こうしたＡｌ－Ｓｉ系のろう材によってヒートシンク２３とセラミックス基板１１とを接合することで、耐熱性と接合時の熱劣化を同時に防止することができる。
　例えば、従来のように、ヒートシンクとセラミックス基板とを、はんだを用いて接合した場合、はんだの融点が低い（２００～２５０℃程度）ために、抵抗体１２が高温になった場合、ヒートシンクとセラミックス基板とが剥離してしまう懸念がある。また、はんだは温度変化による膨張、収縮が比較的大きいためにクラックが生じやすく、ヒートシンクとセラミックス基板とが剥離する懸念があった。
　よって、本実施形態のように、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１とを、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材によって接合することによって、はんだ接合と比較して耐熱性が大幅に高められ、かつ、温度変化によるヒートシンクとセラミックス基板との接合部分のクラックの発生や、ヒートシンクとセラミックス基板との剥離を確実に防止することが可能になる。
　ヒートシンク（Ａｌ部材）２３は、抵抗体１２から発生する熱を逃がすためのものであり、熱伝導性が良好なＡｌ又はＡｌ合金から形成されている。本実施形態においては、ヒートシンク２３は、Ａ６０６３合金（Ａｌ合金）で構成されている。
　ヒートシンク２３は、積層方向に沿った厚みが、例えば２．０ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下の範囲に形成されることが好ましく、２．０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下の範囲に形成されることがより好ましい。ヒートシンク２３の厚みが２．０ｍｍ未満であると、ヒートシンク２３に応力が加わった際に、ヒートシンク２３が変形する懸念がある。また、熱容量が小さすぎるため、抵抗体１２から発生する熱を充分に吸収、放熱できない懸念がある。一方、ヒートシンク２３の厚みが１０．０ｍｍを超えると、ヒートシンク２３の厚みによって抵抗器１０全体の薄厚化も図ることが困難となり、また、抵抗器１０全体の重量が大きくなり過ぎるという懸念がある。
　このヒートシンク（Ａｌ部材）２３は、セラミックス基板１１側の面２３ａに対向する対向面２３ｂの湾曲の度合いが、－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲となるように形成されている。
　ここで、対向面２３ｂの湾曲の度合いは、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの平坦性を示すものであり、最小二乗面における最高点と最低点との差分として表される。そして、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの中心領域が周縁領域よりも外側に向けて突出した状態をプラス数値、対向面２３ｂの周縁領域が中心領域よりも外側に向けて突出した状態をマイナス数値としている。なお、こうしたヒートシンク２３の対向面２３ｂの反りは、面広がり方向に沿った対向面の任意の断面が、必ずしも対称形となるような反り形状となるものに限定されるものでは無く、対向面の断面が非対称形となるような反り形状であっても、その反り量が平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲であればよい。反り量は－２０μｍ／５０ｍｍ以上、４００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲であることがより好ましい。
　最小二乗面における最高点と最低点とは、基準長さ（５０ｍｍ）の範囲において、最小二乗面の高さ方向における最大高さを示す位置の点（最高点）と最大高さを示す位置に対して最も低い位置を示す点（最低点）である。反り量は最高点と最低点の高さの差分（μｍ）を基準長さ（５０ｍｍ）で除して算出する。
　このような反り量はレーザー変位計を用いて測定することが可能である。
　ヒートシンク２３の対向面２３ｂの反り量が、平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲となるように形成されることによって、ヒートシンク（Ａｌ部材）２３の湾曲によるセラミックス基板１１の剥離や、セラミックス基板１１の変形を防止することができる。
　ヒートシンク２３の対向面２３ｂ、即ち冷却器２５と接する面は、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１との接合によって、僅かに湾曲することがある。これは、ヒートシンク２３を構成するＡｌの熱膨張率が、セラミックス基板１１の熱膨張率よりも大きいためである。これにより、高温で接合した後に室温程度まで冷却されると、ヒートシンク２３の対向面２３ｂ（冷却器２５と接する面）が、中央領域を頂部としてセラミックス基板１１と反対の方向に向かって突出するように湾曲する。
　こうしたヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲の度合いを、－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲に収めることによって、ヒートシンク２３に更に冷却器２５を設ける場合であっても、ヒートシンク２３と冷却器２５との密着性を確保することができる。また、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１との接合面に過剰な湾曲応力が生じることを抑制し、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１とが剥離することを防止できる。
　なお、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの反り量が、平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲となるように制御する具体的な方法は、抵抗器の製造方法において詳述する。
　冷却器２５は、ヒートシンク２３を冷却するものであり、ヒートシンク２３自体の放熱機能と共に、ヒートシンク２３の温度上昇を防止する。冷却器２５は、例えば、空冷式や水冷式の冷却器であればよい。冷却器２５は、ヒートシンク２３に形成されたネジ穴２４を貫通するネジ２６によって、ヒートシンク２３に締結される。
　また、冷却器２５とヒートシンク２３との間には、更に、高伝熱性のグリス層２７が形成されていることが好ましい。グリス層２７は、冷却器２５とヒートシンク２３との密着性を高め、ヒートシンク２３の熱を冷却器２５に向けて円滑に伝搬させる。グリス層２７を構成するグリスは、熱伝導性に優れ、かつ耐熱性に優れた高耐熱グリスが用いられる。
（抵抗器：第二実施形態）
　図２は、本発明の抵抗器の第二実施形態を示す断面図である。
　なお、以下の説明において、第一実施形態の抵抗器と同一の構成に関しては同一の符号を付与し、その詳細な説明は略す。
　この第二実施形態の抵抗器３０では、純度が９９．９８ｍａｓｓ％以上のＡｌからなる緩衝層２９と、ヒートシンク２３との積層体からＡｌ部材を構成している。即ち、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１の他方の面１１ｂ側との間に、純度が９９．９８ｍａｓｓ％以上のＡｌからなる緩衝層２９が形成されている。ヒートシンク２３およびセラミックス基板１１は、この緩衝層２９に対して、それぞれＡｌ－Ｓｉ系のろう材によって接合されている。
　緩衝層２９は、例えば、純度が９９．９８ｍａｓｓ％以上の高純度Ａｌからなる薄板状の部材である。この緩衝層２９の厚みは、例えば、０．４ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下であればよい。緩衝層２９の厚みは、より好ましくは０．６ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下である。こうした緩衝層２９をセラミックス基板１１の他方の面１１ｂとヒートシンク２３との間に形成することによって、チップ抵抗体１６で発生した熱を効率的にヒートシンク２３に伝搬させ、熱を速やかに放散することができる。
　また、緩衝層２９を純度９９．９８ｍａｓｓ％以上の高純度Ａｌで形成することによって、変形抵抗が小さくなり、冷熱サイクルが負荷された際にセラミックス基板１１に発生する熱応力をこの緩衝層２９によって吸収でき、セラミックス基板１１に熱応力が加わって割れが発生することを抑制できる。
　なお、こうした緩衝層２９は、チップ抵抗体１６とセラミックス基板１１の一方の面１１ａ側との間に形成することも好ましい。
　本実施形態のように、純度が９９．９８ｍａｓｓ％以上のＡｌからなる緩衝層２９と、ヒートシンク２３との積層体からＡｌ部材を構成した場合においても、ヒートシンク２３は、その対向面２３ｂの湾曲の度合いが－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲に収まるように形成されている。これによって、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１との接合面に過剰な湾曲応力が生じることを抑制し、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１とが剥離することを防止できる。
（抵抗器：第三実施形態）
　図３は、本発明の抵抗器の第三実施形態を示す断面図である。
　なお、以下の説明において、第一実施形態の抵抗器と同一の構成に関しては同一の符号を付与し、その詳細な説明は略す。
　この第三実施形態の抵抗器４０では、チップ抵抗体４６は、抵抗体４２及びこの抵抗体４２に電圧を印加するための金属電極１３ａ，１３ｂとを有している。そして、本実施形態では、抵抗体４２として、ＲｕＯ２系厚膜抵抗体を用いている。
　ＲｕＯ２系厚膜抵抗体からなる抵抗体４２の厚さは、例えば５μｍ以上１０μｍ以下であればよく、本実施形態では７μｍとされている。こうしたＲｕＯ２系厚膜抵抗体を用いた抵抗体４２の形成は、例えば、セラミックス基板１１の一方の面１１ａに、厚膜印刷法を用いてＲｕＯ２ペーストを印刷、乾燥し、その後焼成することでＲｕＯ２からなる抵抗体１２が得られる。
　本実施形態では、抵抗体４２は、セラミックス基板１１の一方の面１１ａと、金属電極１３ａ，１３ｂの上面側の一部を覆うように形成されている。
　本実施形態のように、抵抗体４２として、ＲｕＯ２系厚膜抵抗体を用いた場合においても、ヒートシンク２３は、その対向面２３ｂの湾曲の度合いが－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲に収まるように形成されている。これによって、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１との接合面に過剰な湾曲応力が生じることを抑制し、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１とが剥離することを防止できる。
（抵抗器の製造方法：第一実施形態）
　次に、第一実施形態に係る抵抗器１０の製造方法について、図４、図５、図６を参照して説明する。
　図４、図５は、第一実施形態の抵抗器の製造方法を段階的に示した断面図である。また、図６は、第一実施形態の抵抗器の製造方法における各工程を示したフローチャートである。
　例えば、厚みが０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のＡｌＮからなるセラミックス基板１１を用意する。図４（ａ）に示すように、セラミックス基板１１の一方の面１１ａに、例えばスパッタリング法を用いて、厚みが０．５μｍ程度のＴａ－Ｓｉ系薄膜からなる抵抗体１２を形成する（抵抗体形成工程：Ｓ０１）。
　次に、図４（ｂ）に示すように、抵抗体１２の所定の位置に、例えばスパッタリング法やめっき法を用いて、例えば厚みが２～３μｍ程度のＣｕからなる金属電極１３ａ，１３ｂを形成する（金属電極形成工程：Ｓ０２）。これによって、セラミックス基板１１の一方の面１１ａにチップ抵抗体１６が形成される。なお、Ｃｕの下層に予めＣｒからなる下地層を形成して、抵抗体１２と金属電極１３ａ，１３ｂとの密着性を高める構成にすることも好ましい。
　そして、図４（ｃ）に示すように、セラミックス基板１１の他方の面１１ｂに、ヒートシンク２３を接合する（接合工程：Ｓ０３）。
　セラミックス基板１１の他方の面１１ｂとヒートシンク２３との接合にあたっては、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材箔をセラミックス基板１１の他方の面１１ｂとヒートシンク２３との間に挟み込む。そして、真空加熱炉においては、例えば積層方向に０．５ｋｇｆ／ｃｍ２以上１０ｋｇｆ／ｃｍ２以下の加圧力を負荷し、真空加熱炉の加熱温度を６４０℃以上６５０℃以下に設定し、１０分以上６０分以下保持する。これによって、セラミックス基板１１の他方の面１１ｂとヒートシンク２３との間に配したＡｌ－Ｓｉ系のろう材箔が溶融し、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材によってセラミックス基板１１とヒートシンク２３とが接合される。これによって、セラミックス基板１１とヒートシンク２３とからなる接合体３１が得られる。
　セラミックス基板１１とヒートシンク２３とは、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材によって接合されているので、例えば、はんだによる接合と比較して、大幅に耐熱性が高められ、かつ、接合時に８００℃といった高温を必要としないので、既に形成されている抵抗体１２が熱劣化を引き起こすことも防止できる。また、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材は、はんだのように温度変化による膨張、収縮が少ないため、温度変化によってセラミックス基板１１とヒートシンク２３との接合部分にクラックが生じたり、互いに剥離することを確実に防止できる。
　ヒートシンク２３とセラミックス基板１１とを接合して、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材が溶融温度から室温まで冷却されると、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１との熱膨張率差によって、ヒートシンク２３のセラミックス基板１１側の面２３ａに対する対向面２３ｂが、その中央領域を頂部としてセラミックス基板１１と反対の方向に向かって突出するように湾曲することがある。これは、ヒートシンク２３を構成するＡｌと、セラミックス基板１１を構成するセラミックスとの熱膨張係数の差や、厚みの差に起因するものである。
　ヒートシンク２３の対向面２３ｂ（冷却器２５と接する面）の湾曲の度合いを、－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲に収めることによって、後工程でヒートシンク２３に冷却器２５を設ける際に、ヒートシンク２３と冷却器２５との密着性を確保することができる。また、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１との接合部に過剰な湾曲応力が生じることを抑制する。こうしたヒートシンク２３の対向面２３ｂ（冷却器２５と接する面）の湾曲の度合いを、－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲にするために、ヒートシンク２３の湾曲の度合いを矯正する湾曲矯正工程（Ｓ４）を行う。
　湾曲矯正工程（Ｓ４）では、まず、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲状態を測定、ないし確認する。即ち、対向面２３ｂの中心領域が周縁領域よりも外側に向けて突出した状態である下凸型湾曲であるか、対向面２３ｂの周縁領域が中心領域よりも外側に向けて突出した上凸型湾曲であるかを確認する。
　また、対向面２３ｂの湾曲の度合いが平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲から外れているかを確認する。その結果、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲の度合いが上述した範囲を外れている場合、次に述べる湾曲状態の矯正を行う。なお、こうした湾曲状態の確認は、多数の抵抗器１０を製造する際に、湾曲方向や湾曲の度合いが予め分かっている、ないし予測できる場合には、特に行わなくてもよい。
　ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲矯正を行う場合には、図８（ａ）に記載の冶具３７を用いる。ヒートシンク２３の対向面２３ｂ側に、所定の曲率で湾曲した矯正面３２ａを備えた下部加圧板３２を当接させる。下部加圧板３２は、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲方向と反対の矯正面３２ａを持つ下部加圧板３２を用いる。例えば、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲状態が、下凸型湾曲である場合には、上凸型湾曲面からなる矯正面３２ａを持つ下部加圧板３２を用いる。また、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲状態が、上凸型湾曲である場合には、下凸型湾曲面からなる矯正面３２ａを持つ下部加圧板３２を用いる。矯正治具３２の矯正面３２ａの曲率は、例えば、２０００ｍｍ～３０００ｍｍ程度となるように形成されている。
　そして、ヒートシンク２３の対向面２３ｂに下部加圧板３２を当接させ、また金属電極１３ａ，１３ｂに上部加圧板３３を当接させて、加圧バネ３８によって例えば、０．５ｋｇ／ｃｍ2～５ｋｇ／ｃｍ2程度の荷重を印加し、室温環境で冷間矯正を行う。これによって、ヒートシンク２３の対向面２３ｂは、この対向面２３ｂと逆の形状の湾曲面からなる矯正面３２ａが押し付けられ、湾曲の度合いが緩和され、平坦な面に近い形状に矯正される。こうして得られた矯正後のヒートシンク２３の対向面２３ｂは、湾曲の度合いが平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲に収められる。
　また、ヒートシンク２３の対向面２３ｂは、１つの下部加圧板３２で矯正する以外にも、複数の下部加圧板３２で段階的に湾曲の度合いを矯正することもできる。即ち、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲の度合いが非常に大きい場合、１つの下部加圧板３２で一度に矯正を行うと、ヒートシンク２３の対向面２３ｂに皺やヒビが生じる懸念がある。
　このため、段階的に湾曲の度合いが変化した複数の下部加圧板３２を用いて、複数回に分けて冷間矯正を行い、ヒートシンク２３の対向面２３ｂを段階的に平坦面に近づけていく方法を採用することもできる。
　このようにしてヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲の度合いが、平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲になるように矯正される。
　次に、図５（ａ）に示すように、金属電極１３ａ，１３ｂのそれぞれに、はんだによって金属端子１４ａ，１４ｂを接合する（端子接合工程：Ｓ０５）。金属端子１４ａ，１４ｂは、例えば、厚みが０．３ｍｍ程度のＣｕからなる板材を断面略Ｌ字状に屈曲させたものであればよい。また、金属電極１３ａ，１３と金属端子１４ａ，１４ｂとを接合するはんだとしては、例えば、Ｓｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｉｎ系、若しくはＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ系のはんだが挙げられる。これによって、金属電極１３ａ，１３ｂと金属端子１４ａ，１４ｂとが電気的に接続される。
　次に、図５（ｂ）に示すように、セラミックス基板１１の一方の面１１ａに、チップ抵抗体１６の周囲を取り囲むように型枠１９を配置する。そして、この型枠１９の内部に軟化させた絶縁性樹脂を充填し、チップ抵抗体１６および金属端子１４ａ，１４ｂの一部を封止する封止樹脂２１を形成する（封止樹脂形成工程：Ｓ０６）。
　次に、図５（ｃ）に示すように、ヒートシンク２３の下面に耐熱グリスからなるグリス層２７を形成してから、ヒートシンク２３にネジ２６，２６を用いて冷却器２５を取り付ける（冷却器取付工程：Ｓ０７）。
　以上の工程を経て、第一実施形態に係る抵抗器１０を製造することができる。
　以上のような構成とされた本実施形態に係る抵抗器１０とその製造方法によれば、ヒートシンク（Ａｌ部材）２３の対向面２３ｂの湾曲の度合いを平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲にすることによって、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１との接合面に過剰な湾曲応力が生じることを抑制し、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１とが剥離することを確実に防止できる。
　また、ヒートシンク２３に冷却器２５を設ける際に、ヒートシンク２３と冷却器２５との密着性を確保することができる。特に、本実施形態では、ヒートシンク２３の周縁付近に複数のネジ穴２４が形成され、このネジ穴２４を貫通するネジ２６によって、ヒートシンク２３と冷却器２５とが締結されているので、ヒートシンク２３と冷却器２５との密着性を向上させることができる。また、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１との接合面に過剰な湾曲応力が生じることを抑制できる。
　また、セラミックス基板１１とヒートシンク２３とを、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材を用いて接合しているので、抵抗体１２が発熱して高温となっても、例えば従来のように、はんだを用いて接合した場合と比較して、接合強度を十分に維持することができ耐熱性に優れる。また一方で、従来のように、Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系ろう材を用いて接合した場合と比較して、接合温度を低くすることができるので、接合時における抵抗体１２の熱劣化を確実に防止することが可能になる。そして、セラミックス基板１１及び抵抗体１２の熱負荷を低減することができるとともに、製造工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。
　また、セラミックス基板１１の厚さを０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることによって、抵抗体１２の発熱回数が多くてもセラミックス基板１１に割れが発生することを抑制できる。
　さらに、Ｃｕからなる金属端子１４ａ，１４ｂの厚さを０．１ｍｍ以上とすることで、端子としての強度を十分に確保するとともに比較的大きな電流を流すことができる。また、金属端子１４ａ，１４ｂの厚さを０．３ｍｍ以下とすることで、抵抗体１２の発熱回数が多くてもセラミックス基板１１に割れが発生することを抑制できる。
　また、封止樹脂２１として、熱膨張係数（線膨張率）が８ｐｐｍ／℃～２０ｐｐｍ／℃の範囲の絶縁性樹脂を用いることによって、抵抗体１２の発熱に伴う封止樹脂２１の熱膨張による体積変化を最小に抑えることができる。こうした構成により、封止樹脂２１に覆われたチップ抵抗体１６や金属端子１４ａ，１４ｂに対して過剰な応力が加わることで接合部分がダメージを受け、導通不良等の不具合を起こすことを防止できる。
（抵抗器の製造方法：第二実施形態）
　図７は、本発明の抵抗器の製造方法の第二実施形態を示す断面図である。
　なお、以下の説明において、第一実施形態の抵抗器の製造方法と同一の構成に関しては同一の符号を付与し、その詳細な説明は略す。
　本実施形態の抵抗器の製造方法では、湾曲矯正工程として加圧冷却矯正を行う。
　図７（ａ）に示す湾曲矯正工程では、まず、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲状態が対向面２３ｂの中心領域が周縁領域よりも外側に向けて突出した状態である下凸型湾曲であるか、対向面２３ｂの周縁領域が中心領域よりも外側に向けて突出した上凸型湾曲であるかを確認する。
　そして、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲矯正を行う場合には、接合体３１のヒートシンク２３の対向面２３ｂ側、およびセラミックス基板１１側（金属電極１３ａ，１３ｂ）に、それぞれ表面が平坦面を成す矯正治具３４ａ，３４ｂを当接させる。そして、接合体３１が所定の荷重、例えば０．５ｋｇ／ｃｍ2～５ｋｇ／ｃｍ２程度の荷重で挟持されるように、矯正治具３４ａと矯正治具３４ｂとを締結ネジ３５で締め付ける。
　そして、この矯正治具３４ａ，３４ｂで挟持された接合体３１を、例えば冷却装置Ｃに導入して－４０℃まで冷却し、その状態で１０分間保持した後、室温に戻す。これによって、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲の度合いが緩和され、平坦な面に近い形状に矯正される。
　こうして得られた矯正後のヒートシンク２３の対向面２３ｂは、湾曲の度合いが平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲に収められる。
　以上のような湾曲矯正工程に用いる矯正治具３４ａ，３４ｂは、硬度の高い金属やセラミックスから構成されている。例えば、本実施形態では、ＳＵＳから構成されている。
（抵抗器の製造方法：第三実施形態）
　図８は、本発明の抵抗器の製造方法の第三実施形態を示す断面図である。
　なお、以下の説明において、第一実施形態の抵抗器の製造方法と同一の構成に関しては同一の符号を付与し、その詳細な説明は略す。
　本実施形態の抵抗器の製造方法では、接合時加圧矯正として、湾曲矯正工程を接合工程と同時に行う。
　図８（ａ）に示す接合工程、湾曲矯正工程では、まず、矯正治具３７を用いて、セラミックス基板１１の他方の面１１ｂとヒートシンク２３との間にＡｌ－Ｓｉ系のろう材箔を挟み込むとともに、ヒートシンク２３の対向面２３ｂ側に、所定の曲率で湾曲した矯正面３２ａを備えた下部加圧板３２を当接させ、また金属電極１３ａ，１３ｂに上部加圧板３３を当接させる。下部加圧板３２の矯正面３２ａの曲率は、例えば、２０００ｍｍ～３０００ｍｍ程度となるように形成されている。そして、矯正治具３７を加圧バネ３８によって加圧する。
　そして、真空加熱炉に矯正治具で挟持されたセラミックス基板１１、ヒートシンク２３を導入し、真空加熱炉の加熱温度を６４０℃以上６５０℃以下に設定し、１０分以上６０分以下保持する。これによって、セラミックス基板１１の他方の面１１ｂとヒートシンク２３との間に配したＡｌ－Ｓｉ系のろう材箔が溶融し、ろう材によってセラミックス基板１１とヒートシンク２３とが接合される。
　また、同時に、この接合時に生じたヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲が、矯正面３２ａを備えた下部加圧板３２によって矯正され、矯正後のヒートシンク２３の対向面２３ｂは、湾曲の度合いが平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲に収められる。
（抵抗器の製造方法：第四実施形態）
　図９は、本発明の抵抗器の製造方法の第四実施形態を示す断面図である。
　なお、以下の説明において、第一実施形態の抵抗器の製造方法と同一の構成に関しては同一の符号を付与し、その詳細な説明は略す。
　図３に示すような、ＲｕＯ２系厚膜抵抗体からなる抵抗体４２を備えた抵抗器４０を製造する際には、例えば、厚みが０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のＡｌＮからなるセラミックス基板１１を用意する。そして、図９（ａ）に示すように、セラミックス基板１１の一方の面１１ａの所定位置に、例えば厚膜印刷法を用いてＡｇ－Ｐｄペーストを印刷、乾燥し、その後焼成し、例えば厚みが７～１３μｍ程度のＡｇ－Ｐｄ厚膜からなる金属電極１３ａ，１３ｂを形成する（金属電極形成工程）。
　次に、図９（ｂ）に示すように、セラミックス基板１１の一方の面１１ａ、および金属電極１３ａ，１３ｂに接するように、例えば厚みが７μｍ程度のＲｕＯ２系厚膜抵抗体からなる抵抗体４２を形成する（抵抗体形成工程）。ＲｕＯ２系厚膜抵抗体からなる抵抗体４２の形成方法は、例えば、セラミックス基板１１の一方の面１１ａに、厚膜印刷法を用いてＲｕＯ２ペーストを印刷、乾燥し、その後焼成する方法が挙げられる。
　そして、図９（ｃ）に示すように、セラミックス基板１１の他方の面１１ｂに、ヒートシンク２３を接合する（接合工程）。セラミックス基板１１の他方の面１１ｂとヒートシンク２３との接合にあたっては、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材箔をセラミックス基板１１の他方の面１１ｂとヒートシンク２３との間に挟み込む。そして、真空加熱炉においては、例えば積層方向に０．５ｋｇｆ／ｃｍ２以上１０ｋｇｆ／ｃｍ２以下の加圧力を負荷し、真空加熱炉の加熱温度を６４０℃以上６５０℃以下に設定し、１０分以上６０分以下保持する。これによって、セラミックス基板１１の他方の面１１ｂとヒートシンク２３との間に配したＡｌ－Ｓｉ系のろう材箔が溶融し、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材によってセラミックス基板１１とヒートシンク２３とが接合される。これによって、セラミックス基板１１とヒートシンク２３とからなる接合体３１が得られる。
　ヒートシンク２３とセラミックス基板１１とを接合して、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材が溶融温度から室温まで冷却されると、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１との熱膨張率差によって、ヒートシンク２３のセラミックス基板１１側の面２３ａに対する対向面２３ｂが、その中央領域を頂部としてセラミックス基板１１と反対の方向に向かって突出するように湾曲することがある。これは、ヒートシンク２３を構成するＡｌと、セラミックス基板１１を構成するセラミックスとの熱膨張係数の差や、厚みの差に起因するものである。
　ヒートシンク２３の対向面２３ｂ（冷却器２５と接する面）の湾曲の度合いを、－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲に収めることによって、後工程でヒートシンク２３に冷却器２５を設ける際に、ヒートシンク２３と冷却器２５との密着性を確保することができる。また、ヒートシンク２３とセラミックス基板１１との接合部に過剰な湾曲応力が生じることを抑制する。こうしたヒートシンク２３の対向面２３ｂ（冷却器２５と接する面）の湾曲の度合いを、－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲にするために、ヒートシンク２３の湾曲の度合いを矯正する湾曲矯正工程を行う。
　湾曲矯正工程では、まず、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲状態を測定、ないし確認する。即ち、対向面２３ｂの中心領域が周縁領域よりも外側に向けて突出した状態である下凸型湾曲であるか、対向面２３ｂの周縁領域が中心領域よりも外側に向けて突出した上凸型湾曲であるかを確認する。
　また、対向面２３ｂの湾曲の度合いが平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲から外れているかを確認する。その結果、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲の度合いが上述した範囲を外れている場合、次に述べる湾曲状態の矯正を行う。なお、こうした湾曲状態の確認は、多数の抵抗器４０を製造する際に、湾曲方向や湾曲の度合いが予め分かっている、ないし予測できる場合には、特に行わなくてもよい。
　ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲矯正を行う場合には、図９（ｄ）に示すように冶具３７を用いて、ヒートシンク２３の対向面２３ｂ側に、所定の曲率で湾曲した矯正面３２ａを備えた下部加圧板３２を当接させる。下部加圧板３２は、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲方向と反対の矯正面３２ａを持つ下部加圧板３２を用いる。例えば、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲状態が、下凸型湾曲である場合には、上凸型湾曲面からなる矯正面３２ａを持つ下部加圧板３２を用いる。また、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲状態が、上凸型湾曲である場合には、下凸型湾曲面からなる矯正面３２ａを持つ下部加圧板３２を用いる。矯正治具３２の矯正面３２ａの曲率は、例えば、２０００ｍｍ～３０００ｍｍ程度となるように形成されている。
　そして、ヒートシンク２３の対向面２３ｂに下部加圧板３２を当接させ、また抵抗体４２に上部加圧板３３を当接させて、加圧バネ３８によって例えば、０．５ｋｇ／ｃｍ2～５ｋｇ／ｃｍ2程度の荷重を印加し、室温環境で冷間矯正を行う。これによって、ヒートシンク２３の対向面２３ｂは、この対向面２３ｂと逆の形状の湾曲面からなる矯正面３２ａが押し付けられ、湾曲の度合いが緩和され、平坦な面に近い形状に矯正される。こうして得られた矯正後のヒートシンク２３の対向面２３ｂは、湾曲の度合いが平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲に収められる。
　また、ヒートシンク２３の対向面２３ｂは、１つの下部加圧板３２で矯正する以外にも、複数の下部加圧板３２で段階的に湾曲の度合いを矯正することもできる。即ち、ヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲の度合いが非常に大きい場合、１つの下部加圧板３２で一度に矯正を行うと、ヒートシンク２３の対向面２３ｂに皺やヒビが生じる懸念がある。
　このため、段階的に湾曲の度合いが変化した複数の下部加圧板３２を用いて、複数回に分けて冷間矯正を行い、ヒートシンク２３の対向面２３ｂを段階的に平坦面に近づけていく方法を採用することもできる。
　このようにしてヒートシンク２３の対向面２３ｂの湾曲の度合いが、平坦面に対して－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲になるように矯正される。
　この後、金属電極１３ａ，１３ｂのそれぞれに、はんだによって金属端子１４ａ，１４ｂを接合し、セラミックス基板１１の一方の面１１ａに型枠１９を配置した後、封止樹脂２１を形成し、更にヒートシンク２３に冷却器２５を取り付けることによって、図３に示すような、ＲｕＯ２系厚膜抵抗体からなる抵抗体４２を備えた抵抗器４０を製造することができる。
　以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
（本発明例１～５）
　ＡｌＮからなるセラミックス基板（１５ｍｍ×１１ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）の一方の面に、スパッタリング法を用いてＴａ－Ｓｉ系の抵抗体（１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５μｍ）を形成した。次いで抵抗体の上の両端にＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ電極（２ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。次いで、セラミックス基板の他方の面には、Ａｌ－Ｓｉ系ろう材箔を介して、Ａｌ合金（Ａ１０５０）からなるヒートシンク（２０ｍｍ×１３ｍｍ×３ｍｍｔ）を積層し、積層方向に３ｋｇｆ／ｃｍ２に加圧力を付加し、真空雰囲気において、６４５℃で３０分保持して、セラミックス基板とヒートシンクとをＡｌ－Ｓｉ系ろう材によって接合した。そして、ヒートシンクの対向面を、抵抗器の製造方法における第一実施形態で示した矯正工程である冷間矯正によって、所定の湾曲度合（反り量）に矯正した。即ち、本発明例１の反り量は－３０μｍ、本発明例２の反り量は０μｍ（平坦面）、本発明例３の反り量は１００μｍ、本発明例４の反り量は３５０μｍ、本発明例５の反り量は７００μｍとした。そして、Ｃｕ電極上にＳｎ－Ａｇはんだを用いて、Ｃｕ端子を接合した。
（本発明例６）
　ＡｌＮからなるセラミックス基板（１５ｍｍ×１１ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）の一方の面に、スパッタリング法を用いてＴａ－Ｓｉ系の抵抗体（１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５μｍ）を形成した。次いで抵抗体の上の両端にＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ電極（２ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。次いで、セラミックス基板の他方の面には、Ａｌ－Ｓｉ系ろう材箔を介して、Ａｌ合金（Ａ１０５０）からなるヒートシンク（２０ｍｍ×１３ｍｍ×３ｍｍｔ）を積層し、積層方向に３ｋｇｆ／ｃｍ２に加圧力を付加し、真空雰囲気において、６４５℃で３０分保持して、セラミックス基板とヒートシンクとをＡｌ－Ｓｉ系ろう材によって接合した。そして、ヒートシンクの対向面を、抵抗器の製造方法における第二実施形態で示した矯正工程である加圧冷却矯正によって、所定の湾曲度合（反り量）に矯正した。即ち、本発明例６の反り量は１００μｍとした。そして、Ｃｕ電極上にＳｎ－Ａｇはんだを用いて、Ｃｕ端子を接合した。
（本発明例７）
　ＡｌＮからなるセラミックス基板（１５ｍｍ×１１ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）の一方の面に、スパッタリング法を用いてＴａ－Ｓｉ系の抵抗体（１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５μｍ）を形成した。次いで抵抗体の上の両端にＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ電極（２ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。次いで、セラミックス基板の他方の面には、Ａｌ－Ｓｉ系ろう材箔を介して、Ａｌ合金（Ａ１０５０）からなるヒートシンク（２０ｍｍ×１３ｍｍ×３ｍｍｔ）を積層した。積層方向に３ｋｇｆ／ｃｍ２に加圧力を付加し、真空雰囲気において、６４５℃で３０分保持して、セラミックス基板とヒートシンクとをＡｌ－Ｓｉ系ろう材によって接合した。この接合時に、ヒートシンクの対向面を、抵抗器の製造方法における第三実施形態で示した矯正工程である接合時加圧矯正によって、接合と同時に所定の湾曲度合（反り量）に矯正した。本発明例７の反り量は１００μｍとした。そして、Ｃｕ電極上にＳｎ－Ａｇはんだを用いて、Ｃｕ端子を接合した。
（比較例１、２）
　ＡｌＮからなるセラミックス基板（１５ｍｍ×１１ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）の一方の面に、スパッタリング法を用いてＴａ－Ｓｉ系の抵抗体（１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５μｍ）を形成した。次いで抵抗体の上の両端にＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ電極（２ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。次いで、セラミックス基板の他方の面には、Ａｌ－Ｓｉ系ろう材箔を介して、Ａｌ合金（Ａ１０５０）からなるヒートシンク（２０ｍｍ×１３ｍｍ×３ｍｍｔ）を積層し、積層方向に３ｋｇｆ／ｃｍ２に加圧力を付加し、真空雰囲気において、６４５℃で３０分保持して、セラミックス基板とヒートシンクとをＡｌ－Ｓｉ系ろう材によって接合した。そして、ヒートシンクの対向面を、抵抗器の製造方法における第一実施形態で示した矯正工程である冷間矯正によって、所定の湾曲度合（反り量）に矯正した。即ち、比較例１の反り量は８００μｍ、比較例２は－６０μｍとした。そして、Ｃｕ電極上にＳｎ－Ａｇはんだを用いて、Ｃｕ端子を接合した。
（比較例３）
　ＡｌＮからなるセラミックス基板（１５ｍｍ×１１ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）の一方の面に、スパッタリング法を用いてＴａ－Ｓｉ系の抵抗体（１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５μｍ）を形成した。次いで抵抗体の上の両端にＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ電極（２ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。さらにセラミックスの他方の面にもＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ層（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。次いで、セラミックス基板の他方の面には、Ｓｎ－Ａｇ系のはんだを介して、Ａｌ合金（Ａ１０５０）からなるヒートシンク（２０ｍｍ×１３ｍｍ×３ｍｍｔ）を接合した。なお、はんだによる接合後に矯正工程は行わなかった。ヒートシンクの対向面の反り量は－６０μｍとした。そして、Ｃｕ電極上にＳｎ－Ａｇはんだを用いて、Ｃｕ端子を接合した。
（比較例４）
　ＡｌＮからなるセラミックス基板（１５ｍｍ×１１ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）の一方の面に、スパッタリング法を用いてＴａ－Ｓｉ系の抵抗体（１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５μｍ）を形成した。次いで抵抗体の上の両端にＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ電極（２ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。さらにセラミックスの他方の面にもＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ層（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。次いで、セラミックス基板の他方の面には、Ｓｎ－Ａｇ系のはんだを介して、Ａｌ合金（Ａ１０５０）からなるヒートシンク（２０ｍｍ×１３ｍｍ×３ｍｍｔ）を接合した。そして、ヒートシンクの対向面を、抵抗器の製造方法における第一実施形態で示した矯正工程である冷間矯正によって湾曲を矯正した。そして、Ｃｕ電極上にＳｎ－Ａｇはんだを用いて、Ｃｕ端子を接合した。
（比較例５）
　ＡｌＮからなるセラミックス基板（１５ｍｍ×１１ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）の一方の面に、スパッタリング法を用いてＴａ－Ｓｉ系の抵抗体（１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５μｍ）を形成した。次いで抵抗体の上の両端にＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ電極（２ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。さらにセラミックスの他方の面にもＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ層（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。次いで、セラミックス基板の他方の面には、Ｓｎ－Ａｇ系のはんだを介して、Ａｌ合金（Ａ１０５０）からなるヒートシンク（２０ｍｍ×１３ｍｍ×３ｍｍｔ）を接合した。そして、ヒートシンクの対向面を、抵抗器の製造方法における第二実施形態で示した矯正工程である加圧冷却矯正によって湾曲を矯正した。そして、Ｃｕ電極上にＳｎ－Ａｇはんだを用いて、Ｃｕ端子を接合した。
（比較例６）
　ＡｌＮからなるセラミックス基板（１５ｍｍ×１１ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）の一方の面に、スパッタリング法を用いてＴａ－Ｓｉ系の抵抗体（１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５μｍ）を形成した。次いで抵抗体の上の両端にＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ電極（２ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。さらにセラミックスの他方の面にもＣｕをスパッタリング法で形成した後、めっき法で１．６μｍの厚さのＣｕ層（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を形成した。次いで、セラミックス基板の他方の面とＡｌ合金（Ａ１０５０）からなるヒートシンク（２０ｍｍ×１３ｍｍ×３ｍｍｔ）とをＳｎ－Ａｇ系のはんだによって接合した。この接合時に、ヒートシンクの対向面を、抵抗器の製造方法における第三実施形態で示した矯正工程である接合時加圧矯正によって湾曲を矯正した。そして、Ｃｕ電極上にＳｎ－Ａｇはんだを用いて、Ｃｕ端子を接合した。
　以上の本発明例１～７、比較例１～６について、冷熱サイクル試験、高温放置試験、通電試験をそれぞれ行った。
　冷熱サイクル試験は、それぞれのサンプルを－４０℃～１２５℃の間で冷熱サイクルを繰り返し行った。繰り返し回数は３０００サイクルとした。そして、試験後に、セラミックス基板とヒートシンクとの接合部分のクラックや剥がれの状況及びセラミックス基板の割れを観察した。
　高温放置試験は、それぞれのサンプルを１２５℃で１０００時間放置し、セラミックス基板とヒートシンクとの接合部分のクラックや剥がれの状況を観察した。
　通電試験は、それぞれのサンプルのＣｕ端子間に、２００Ｗで５分間の通電を行い、通電状況を確認した。
　こうしたそれぞれのサンプルについて行った冷熱サイクル試験、高温放置試験、および通電試験の結果を表１に示す。なお、以下の表１において、冷熱サイクル試験では、クラックや剥がれや割れが生じたものはＢ、接合状態に変化が無かったものはＡと表記した。
　また、高温放置試験では、クラックや剥がれが生じたものはＢ、接合状態に変化が無かったものはＡと表記した。また、通電試験では、電流が流れたものをＡ、導通しないものをＢと表記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、本発明例１－７では、冷熱サイクル試験、高温放置試験、および通電試験の何れにおいても、良好な結果が得られた。　
　一方、比較例１は、冷熱サイクル試験後にセラミックス基板に割れが生じていた。
　また、従来の比較例２および比較例３は、通電試験において、端子間に導通不良が生じた。これら比較例２および比較例３は、湾曲度合いが－６０μｍと大きく、放熱が円滑に行われなくなるために金属電極と金属端子とを接合しているはんだが溶融し、金属電極と金属端子とが電気的に断線したためである。また、比較例３では、冷熱サイクル試験において、セラミックス基板とヒートシンクとの間で、接合面積の５０％以上が剥がれる結果となった。また、高温放置試験において、セラミックス基板とヒートシンクとの間で、接合強度が３０％以上低下した。また、通電試験において、端子間に導通不良が生じた。
　比較例４では、冷間矯正後に既にはんだにクラックが生じていたため、冷熱サイクル試験、高温放置試験、および通電試験の何れも行うことができなかった。
　比較例５では、加圧冷却矯正後に素子をハンダ付けすると、ヒートシンクの反りが加圧冷却矯正を行う前の状態まで戻ったため、冷熱サイクル試験、高温放置試験、および通電試験の何れも行うことができなかった。
　比較例６では、接合時加圧矯正を行った際に、加圧力によってはんだがセラミックス基板とヒートシンクとの間から流出してしまい、接合自体ができなかった。
　以上の結果から、本願発明によれば、セラミックス基板とＡｌ部材とを大きく湾曲することなく接合でき、かつ、接合部分に損傷がない抵抗器を製造可能なことが確認された。
１０　抵抗器
１１　セラミックス基板
１２　抵抗体
１３ａ，１３ｂ　金属電極
１４ａ，１４ｂ　金属端子
２３　ヒートシンク（Ａｌ部材）
２９　緩衝層
３２　矯正治具

Claims (10)

  1. 　セラミックス基板の一方の面に形成された抵抗体及び金属電極を含むチップ抵抗体と、前記金属電極に電気的に接続された金属端子と、前記セラミックス基板の他方の面側に形成されたＡｌ部材と、を備え、
    　前記セラミックス基板と前記Ａｌ部材とが、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材によって接合され、
    　前記金属電極と前記金属端子とがはんだによって接合され、
    　前記Ａｌ部材は、前記セラミックス基板側の面に対向する対向面の湾曲の度合いが、－３０μｍ／５０ｍｍ以上、７００μｍ／５０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする抵抗器。
  2. 　前記Ａｌ部材は、純度が９９．９８ｍａｓｓ％以上のＡｌからなる緩衝層とヒートシンクとの積層体であり、該緩衝層と前記セラミックス基板の他方の面がＡｌ－Ｓｉ系のろう材によって接合されている請求項１に記載の抵抗器。
  3. 　前記緩衝層の厚みが０．４ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下の範囲である請求項２に記載の抵抗器。
  4. 　前記チップ抵抗体、前記金属電極、および前記金属端子は、少なくともその一部が絶縁性の封止樹脂によって覆われ、該封止樹脂は、熱膨張係数が８ｐｐｍ／℃以上、２０ｐｐｍ／℃以下の範囲の樹脂である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の抵抗器。
  5. 　前記セラミックス基板の厚みは０．３ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の範囲であり、かつ、前記Ａｌ部材の厚みは２．０ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下の範囲である請求項１ないし４のいずれか一項に記載の抵抗器。
  6. 　請求項１ないし５いずれか一項に記載された抵抗器を製造する抵抗器の製造方法であって、
    　前記セラミックス基板と前記Ａｌ部材との間に、Ａｌ－Ｓｉ系のろう材を配し、これらを積層方向に沿って加圧しつつ加熱して、前記セラミックス基板と前記Ａｌ部材とを前記ろう材によって接合して接合体を形成する接合工程と、
    　前記Ａｌ部材の湾曲を矯正する湾曲矯正工程と、
    　を備えたことを特徴とする抵抗器の製造方法。
  7. 　前記湾曲矯正工程は、前記接合体の前記Ａｌ部材側に所定の曲率をもつ矯正治具を当接させ、前記セラミックス基板側から前記接合体を押圧する、冷間矯正を行う工程である請求項６に記載の抵抗器の製造方法。
  8. 　前記湾曲矯正工程は、前記Ａｌ部材側および前記セラミックス基板側にそれぞれ配した平坦な矯正治具で前記接合体を挟持し、少なくとも０℃以下に冷却してから室温に戻す、加圧冷却矯正を行う工程である請求項６に記載の抵抗器の製造方法。
  9. 　前記湾曲矯正工程は、前記接合工程に先だって、前記Ａｌ部材側に所定の曲率をもつ矯正治具を配する工程である請求項６に記載の抵抗器の製造方法。
  10. 　前記チップ抵抗体の周囲を取り囲むように型枠を配置し、軟化させた封止樹脂を前記型枠の内部に充填する封止樹脂形成工程を、更に備える請求項６ないし９のいずれか一項に記載の抵抗器の製造方法。
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