专利名称：电阻器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有对基板的贴着性优异的侧面电极的电阻器。
背景技术：
公知的电阻器例，是如日本专利公开公报特开平3-80501中揭示一种“在电阻器的侧面电极有4层”的形态。该电阻器如图8所示，具有与设于基板11的上面端部的一对上面电极膜12相连接的电阻层13，且于基板11的侧面设置有与上面电极膜12电连接的一对匚字形侧面电极14。又，以下的说明中，“连接”即指电连接之意。
侧面电极14是由下述层叠构造所构成最下层是与上面电极膜12连接且由NiCr薄膜、Ti薄膜或Cr薄膜所形成的匚字形第1金属薄膜15；与第1金属薄膜15重叠且由低电阻的Cu薄膜形成的第2金属薄膜16；与第2金属薄膜16重叠且由Ni镀膜形成的第1金属镀膜17；和与第1金属镀膜17重叠且由Pb-Sn镀膜或Sn镀膜形成的第2金属膜18。
日本专利公开公报特开平3-80501号所揭示的电阻器，不但上面电极12和电阻膜13以厚膜方式形成，且由于侧面电极的第2金属薄膜16是通过低电阻的Cu薄膜设置，故上面电极12与电阻膜13的连接电阻极高，更甚者，还有第2金属薄膜16易自第1金属薄膜15剥离的问题。即，一旦将电阻器放置于湿度高的环境中，易使Cu薄膜16与第1金属薄膜15剥离。据推断其原因为Cu薄膜16与第1金属薄膜15未固溶，故水分等被该界面所吸着所致。
发明内容
本发明是以解决上述公知电阻器为课题，并提供一种电阻器，其连接电阻低、且实现低配线电阻的同时，还提高基板与上面电极层间、基板与侧面电极的第1薄膜层间、第1薄膜层与第2薄膜层间、第2薄膜层与第1镀膜间的贴着力，使可靠性增加。
本发明的电阻器包括一基板、一对设置于该基板的上面的上面电极层、和一连接于上述一对上面电极层的电阻膜；上述一对上面电极层是由对上述基板和上述电阻膜的粘接性良好的第1上面电极薄膜层、和具有比第1上面电极薄膜层的体积电阻率低的体积电阻率的第2上面电极薄膜层形成。又，本发明的电阻器于基板的端缘设置有一对与上面电极层电连接的侧面电极，该侧面电极具有第1侧面电极薄膜层和第2侧面电极薄膜层，而形成该第2侧面电极薄膜层的材料具有与该第1侧面电极薄膜层固溶的固溶性。
图1是本发明的第1实施方式中电阻器的剖面图。
图2是同一电阻器于去除侧面电极后的俯视图。
图3是本发明的第2侧面电极薄膜层中使用的Cu-Ni合金薄膜的平衡状态图。
图4是第1侧面电极薄膜层与第2侧面电极薄膜层藉SIMS的组成分析结果说明图。
图5是评定镀膜的接着强度的实验方法说明图。
图6是本发明的第2实施方式中电阻器的剖面图。
图7是同一电阻器于去除侧面电极后的俯视图。
图8是公知的电阻器的剖面图。
图中标号说明12…上面电极膜 26…第2上面电极层13…电阻层 27…第1保护膜14…侧面电极28…微调沟15…第1金属薄膜 29…第2保护膜16…第2金属薄膜 31…侧面电极层17…第1金属镀膜 32…第1侧面电极薄膜层18…第2金属镀膜 33…第2侧面电极薄膜层21…基板34…第1镀膜22…上面电极层 35…第2镀膜23…电阻膜
24…第1上面电极薄膜层25…第2上面电极薄膜层具体实施方式
(实施方式1)以下，参照
本发明的第1实施方式1中的电阻器。
如图1所示，本实施方式的电阻器是具有基板21和形成于该基板21上面的一对上面电极层22，且该对上面电极层22与一电阻膜23相连接。
电阻膜23通过溅射、真空蒸镀法、离子镀、等离子体化学气相沉积法(P-CVD)等薄膜技术而形成NiCr系或金属-Si系等合金薄膜。上面电极层22通过下述层叠构造所构成与基板21相接的第1上面电极薄膜层24、和第2上面电极薄膜层25。第1上面电极薄膜层24如图2所示，由基板21上面纵向的端缘起朝中央方向形成。第1上面电极薄膜层24设置成一部分与电阻膜23重叠，通过溅射、真空蒸镀法、离子镀、等离子体化学气相沉积法等薄膜技术形成诸如Cr薄膜、Ti薄膜等。
第2上面电极薄膜层25自基板21上面的纵向端缘起朝中央而形成。第2上面电极薄膜层25最好设置成以覆盖电阻膜23的方式重叠于第1上面电极薄膜层24的上层，通过溅射、真空蒸镀法、离子镀、等离子体化学气相沉积法等薄膜技术形成有Cr薄膜或Cu系合金薄膜。
电阻膜23最好在电阻膜23的表面上设置由玻璃等形成的第1保护膜27，对第1保护膜27和电阻膜23利用激光来形成调节电阻值用的微调沟。进一步，至少覆盖电阻膜23或电阻膜23与上面电极层22重叠的部分、第1保护膜27和微调沟28的第2保护膜29由树脂或玻璃等形成。这时，当自多腔的薄板基板或薄长方形基板分割成个别的电阻器时，为抑制第1、第2上面电极薄膜层24、25产生剥离、另外为提高电阻膜23剖面方向的覆盖性、并获得电阻值安定的可靠度高的电阻器，而最好图2所示于基板21的端缘内侧设置第1、第2保护膜27、29。
基板21的端缘依需要设置一对与上面电极层22连接且呈匚字形围绕的侧面电极层31。侧面电极层31由包括与基板21连接的第1侧面电极薄膜层32、第2薄膜33、第1镀膜34和第2镀膜35组成的多层构造所构成。第1侧面电极薄膜层32自基板21的侧面到底面形成一L字形。第1侧面电极薄膜层32以对基板21的粘接性好的Cr、Cr合金薄膜、Ti、Ti合金薄膜或NiCr合金薄膜的任一种通过溅射、真空蒸镀法、离子镀、等离子体化学气相沉积法等薄膜技术所形成。第2薄膜33自基板21的侧面到底面形成一L字形。第2薄膜33将Cu系合金薄膜借助溅射、真空蒸镀法、离子镀、等离子体化学气相沉积法等薄膜技术与第1侧面电极薄膜层32重叠所形成。又，本实施方式中，是举构成侧面电极层31的第1、第2侧面电极薄膜层32、33呈L字形形成的例，然第1、第2侧面电极薄膜层32、33亦可以覆盖基板21的端缘的上面、侧面和底面的匚字形方式形成。
第1镀膜34覆盖上面电极层22的露出部和第2薄膜33。可以形成软焊料扩散防止性和耐热性优异的Ni镀膜作为第1镀膜34。进一步，第2镀膜35覆盖第1镀膜34，其材料可使用焊料粘接性好的Pb-Sn镀膜、Sn镀膜或无铅软焊料。
下面详细说明如上构成的侧面电极层31的第2薄膜33。
第2薄膜33的材料最选自Cu系合金薄膜，特别是Cu-Ni合金。
Cu-Ni合金中，Ni相对于薄膜主元素Cu的全组成比率(范围)构成Ni均等地融合的所谓“完全固溶体”。因此，第2薄膜33若采用Cu-Ni合金薄膜，通过使Ni在第2薄膜33和第1侧面电极薄膜层32的界面扩散，可形成强固的贴着层，即，可谋求贴着性提高。又，存在于第2薄膜33外表面的Ni，对第1镀膜34中所使用的用以形成Ni镀金的镀液具有提高防蚀性的效果。更进一步，通过使Ni在第2薄膜33与第1镀膜34的界面扩散也可谋求第1镀膜34与第2薄膜33的界面的贴着性提高。
在此说明有关上述的“完全固溶体”。第2侧面电极薄膜层的Cu-Ni合金薄膜的平衡状态图如图3所示。图3中，横座标取Ni金属的添加量，纵座标取温度，温度比实线所示液相线为高者为液相状态，温度比虚线所示固相线为低者为固相状态。本实施方式中由Cu-Ni合金薄膜形成的第2薄膜33，是在作为基体金属的面心立方晶格的Cu金属中，溶入同样具有面心立方晶格的结晶构造的Ni金属原子，在全组成范围形成同一相的面心立方晶格构造的置换型固溶体。
又，由Cr金属形成的第1侧面电极薄膜层32和由Cu-Ni合金薄膜所形成的第2薄膜33的界面，借助二次离子质量分析法(SIMS)的组成分析结果显示于图4。此时，第2薄膜层33的Ni添加量为6.2原子量％。图4于横座标将Cu-Ni合金薄膜表面算起的膜厚藉溅射时间来显示，纵座标是显示各层扣Cu、Ni、Cr等的原子数。由图4清楚可见，Cu-Ni合金薄膜层与Cr金属层的界面存在有Cu、Ni和Cr各自存在的扩散层。另一方面，Ni金属自Cu-Ni合金薄膜层表面扩和Cr金属层界面于Cu金属中均等存在。由此显示出，由Cu-Ni形成的第2薄膜33，是Ni合金完全溶入Cu金属中形成同一相；为“完全固溶体”。在此举Ni添加量为6.2原子量％之例作为Cu-Ni合金薄膜所形成的第2薄膜层33的组成来说明，但不限于上述组成，在全组成范围中可获得与图4相同的结果。
关于如上构成的电阻器，以下就Cu-Ni合金薄膜用于第2侧面电极薄膜层时对镀膜基板的粘接特性说明之。
试验方法是按“镀金贴着性试验方法/JIS H8504C”中规定的方法来实施，试验用胶带是使用“赛璐玢粘接胶带/JIS Z 1522”中规定的粘接胶带、宽度18mm的。此时，粘接胶带的撕剥方向，如“JIS H 8504”中所记载，如图5所示与基板呈垂直。
试验方法是使用氧化铝基板作为试验片，此试验片的侧面部分以溅射法形成Cr薄膜作为第1侧面电极薄膜层32。接着，与第1侧面电极薄膜层32同样以溅射法形成Cu-Ni合金薄膜作为第2薄膜33之后，使用激光形成图形宽度0.3mm的图形。
附于在温度65℃、相对湿度95％的条件下实行加速试验的试样上且呈图形状的镀膜膜面，使赛璐玢粘接胶带紧贴于其上，然后一口气撕下，计算镀膜剥离图形相对于全图形时所占比率，实行贴着性的评估。
又，关于第1镀膜34和第2薄膜33的界面贴着性评估用试验片，使用于第2薄膜33形成后，以电镀法形成Ni镀金作为第1镀膜34、再形成锡铅合金镀金作为第2镀膜35。
评估是以Cu-Ni合金薄膜中就Ni添加量为“1.6wt％”、“6.2wt％”和“12.6wt％”者来进行，并使用Ni添加量为“0wt％”作为比较。
表1是显示经加速试验500小时后，第2薄膜33与第1侧面电极薄膜层32界面剥离率的评估结果。
表1
由表1可清楚得知，通过在Cu薄膜中添加Ni，使第2薄膜33与第1侧面电极薄膜层32的界面贴着性大幅提高。
接着，表2是显示经加速试验500小时后，第1镀膜34与第2薄膜33于界面的剥离率的评估结果。
表2
由表2清楚可知，即使经过加速试验，因Cu薄膜中添加了Ni，亦能使第2薄膜层33与第1薄膜32的界面贴着性大幅提升。又，上述说明中，使用Cr薄膜作为第1侧面电极薄膜层32，但使用Cr-Si合金薄膜、Ti薄膜、和Ni-Cr合金薄膜等材料亦可得到相同效果。又，虽使用溅射法作为形成薄膜的方法，若使用真空蒸镀法、离子镀亦可得到相同效果。
(实施方式2)下面参照
本发明的第2实施方式中的电阻器。
本发明的第2实施方式中的电阻器，与第1实施方式1中的电阻器不同之处在于设有重叠于上面电极层22的至少一部分的第2上面电极层26。
第2上面电极层26是设置成重叠于构成上面电极层22的第1、第2上面电极薄膜层24、25，且于基板21的端缘处与上面电极层22呈同一平面。第2上面电极层26是由银粉、碳粉等导电粉末分散于树脂中的所谓导电性树脂所构成。这时，第2上面电极层26自基板算起的最大高度，设定为大于上面电极层22自基板算起的最大高度。这是为了使侧面电极层与上面电极层的接触面积增大。
借此构造，当侧面电极的薄膜形成之际，由于上面电极层22和第2上面电极层26于基板端缘处为一平面，故侧面电极的薄膜可在基板端缘部和上面电极层22与第2上面电极层26的基板端缘面整个连续且稳定地形成。因此，可获得侧面电极层与上面电极层的电连接性能优异的可靠度高的电阻器。
产业上可利用性如上所述，本发明的电阻器是上面电极层为一层叠构造，该层叠构造是构成有对基板和电阻膜的粘接性好的第1上面电极薄膜层、以及连接于该第1上面电极薄膜层且具有较第1上面电极薄膜层的体积电阻率低的体积电阻率的第2上面电极薄膜层。由于上面电极层与电阻膜的粘接性增加，而使电阻膜和上面电极层的电连接变好的同时，借助体积电阻率低的第2上面电极薄膜层可使上面电极层的配线电阻变小。
进一步，由于构成上面电极层的第1上面电极薄膜层与基板的粘接性好，因此在将多腔的薄板基板分割为个别或薄长方形之际，可抑制上面电极层的剥离，可提供可靠性高的电阻器。
又，本发明的电阻器于基板的端缘设置有一对与上面电极层做电性连接的侧面电极，该侧面电极具有第1侧面电极薄膜层和第2侧面电极薄膜层，用以形成该第2侧面电极薄膜层的材料具有与该第1侧面电极薄膜层固溶的固溶性。
借此构造，可提高基板与侧面电极间、第1侧面电极薄膜层与第2侧面电极薄膜层间以及第2侧面电极薄膜层与第1镀膜间的贴着力，提供具有高可靠性的电阻器。
权利要求
1.一种电阻器，包括一基板、一对设置于该基板的上面的上面电极层、和一连接于上述一对上面电极层的电阻膜；上述一对上面电极层是由对上述基板和上述电阻膜的粘接性良好的第1上面电极薄膜层、和具有比第1上面电极薄膜层的体积电阻率低的体积电阻率的第2上面电极薄膜层构成。
2.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于还设有至少覆盖于上述电阻膜的保护膜。
3.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于还具有重叠于上述一对上面电极层的至少一部分的第2上面电极层，该第2上面电极层是配置成于基板的端缘与该基板为同一平面。
4.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于仅使上述第1上面电极薄膜层与上述电阻膜电连接。
5.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于该第1上面电极薄膜层由Cr或其合金薄膜、Ti或其合金薄膜以及与上述电阻膜同一组成的混合物薄膜中选出的至少一种形成。
6.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于该第2上面电极薄膜层由贵金属元素或其合金薄膜、Al薄膜、和Cu薄膜中选出的至少一种形成。
7.如权利要求3所述的电阻器，其特征在于该第2上面电极层自基板算起的最大高度大于上述一对上面电极层自基板算起的最大高度。
8.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于在该基板的端缘设有一对与上述一对上面电极层电连接的侧面电极。
9.如权利要求8所述的电阻器，其特征在于该侧面电极呈匚字形覆盖于上述基板端面的上面、侧面和底面。
10.电阻器，其特征在于上述侧面电极具有第1侧面电极薄膜层和第2侧面电极薄膜层，而用于形成该第2侧面电极薄膜层的材料具有与该第1侧面电极薄膜层固溶的固溶性。
11.如权利要求10所述的电阻器，其特征在于该第1侧面电极薄膜层从Cr或其合金薄膜、Ti或其合金薄膜和NiCr合金薄膜中选出的至少一种形成。
12.如权利要求10所述的电阻器，其特征在于该侧面电极还形成有与上述第1侧面电极薄膜层电连接且由Cu系合金薄膜形成的第2侧面电极薄膜层、至少覆盖上述第2侧面电极薄膜层且由Ni或其合金所形成的第1镀膜、和至少覆盖该第1镀膜的第2镀膜。
13.如权利要求10所述的电阻器，其特征在于该第2侧面电极薄膜层是含有Ni在1.6重量％以上的Cu-Ni合金薄膜。
14.如权利要求10所述的电阻器，其特征在于该第1侧面电极薄膜层和第2侧面电极薄膜层自上述基板的侧面到底面形成。
全文摘要
本发明的电阻器包括一基板、一对设置于该基板的上面的上面电极层、和一连接于该一对上面电极层的电阻膜。该上面电极层由对基板和电阻膜的粘接性好的第1上面电极薄膜层、和具有比第1上面电极薄膜层的体积电阻率低的体积电阻率的第2上面电极薄膜。又，本发明的电阻器于基板的端缘设置有一对与上面电极层电连接的侧面电极，该侧面电极具有第1侧面电极薄膜层和第2侧面电极薄膜层，并且形成该第2侧面电极薄膜层的材料具有与该第1侧面电极薄膜层固溶的固溶性。
文档编号H01C1/14GK1457496SQ02800503
公开日2003年11月19日 申请日期2002年2月28日 优先权日2001年3月1日
发明者中西努, 森野贵, 八木唯雄, 是近哲广 申请人:松下电器产业株式会社