专利名称：开孔定阻式芯片电阻器及其制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电阻器，尤指一种开孔定阻式芯片电阻器及其制法。
背景技术：
因应各种电子装置便携化、微型化的发展趋势，经常使用于电路 中以供量测两端电位差的芯片电阻器，也随之越来越趋于微型化，而
为了减小量测误差与提高检出的电流值，通常需要具备电阻值0.02Q 至10Q 、额定容许功率0. 1W以上的低电阻高功率特性，并且必须满足 减小电阻温度系数(TCR)的要求，在目前通常采用印刷或镀膜技术的现 有制程技术之下，存在难以廉价大量生产的实际困难。
中国台湾公告第350071号专利案公开一种芯片电阻器，是在陶瓷 基板上利用网印技术印刷电阻膜(材料为玻璃和导电粒子混合成的电 阻胶)，再经由干燥、高温烧结等制程而成型，之后采用激光整饰法熔 解部分区域形成沟槽以调整其电阻值，最后再利用电镀制程制作电极。 然而，由于该电阻膜是以印刷方式形成，其厚度的均匀性难以控制， 且因为高温烧结的扩散变异影响，致使该电阻膜的电阻值变化较大。 尤其，当前述该芯片电阻器应用于高频环境时，因电阻膜的孔隙率高、 结构松散，导致高频信号损耗较大，所以无法适用于高频产品中。
另一种采用镀膜技术的制法，是在陶瓷基板上以利如溅镀 (Sputter D印osition)或蒸镀(Evaporation)之类的物理气相沉积技术 (PVD)、或者化学气相沉积技术(CVD)等半导体制程生成电阻膜。由于 是采用半导体制程来制成芯片电阻器，对于设备的投资是极为昂贵的， 加上半导体制程良率的限制，造成制造成本过于昂贵，大幅降低产品 竞争力。同时，由于前述半导体制程中针对电阻膜的图案化作业是以 微影技术形成，且需移除光阻膜之后才能进行后续处理，然而在移除 光阻膜时经常发生移除不全或过当的情况，导致电阻膜暴露而易遭污
染或氧化，影响其电气特性，相对降低制程良率。
为了克服前述问题，中国台湾证书号第1237898号专利公开一种 制法，首先在一绝缘基板的上表面形成两分别位于该绝缘基板两端的 主电极，接着以薄膜沉积方式形成一电阻膜于前述步骤中的绝缘基板 的上表面，然后以印刷方式于前述步骤的电阻膜上形成一第一保护层， 该第一保护层至少屏蔽位于所述主电极间的至少部分电阻膜并使位于 所述主电极上的邻近端侧的部分电阻膜裸露，而位于所述主电极间的 该第一保护层部分不间断地延伸，续以该第一保护层作为罩幕来移除 该裸露部分的电阻膜，最后形成两端面电极于前述步骤的绝缘基板的 两端部并分别遮蔽该对应的主电极。
但是，前述技术仍是采用半导体制程技术，其高成本与良率不佳 的问题仍旧存在，况且必须额外增加两道保护层的镀膜制程，更是提 高了制程成本。此外，其电阻膜是通过主电极才间接的电性连接至端 面电极，如此将造成电阻膜与主电极的电阻温度系数(TCR)互相结合涵 盖而增大，导致所制成芯片电阻器的电阻温度系数无法减小至需求值， 甚至影响其散热效率。
是故，上述现有技术存在制程良率低、设备与制程成本居高不下、 电阻温度系数无法减小至需求值等缺陷，因此如何提出一种有效解决 所述缺陷的芯片电阻器及其制法，实为本领域技术中亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所叙述背景技术的缺点，本发明的一目的在于提供一种 电阻温度系数可稳定减小至需求值的开孔定阻式芯片电阻器及其制 法。
本发明的另一目的在于提供一种易于制造而可提升制程良率的开
孔定阻式芯片电阻器及其制法。
本发明的又一 目的在于提供一种可降低成本的开孔定阻式芯片电 阻器及其制法。
为达到上述目的以及其它目的，本发明提供一种开孔定阻式芯片 电阻器，包括基材；金属片，具有一中央开孔以定义其电阻值；结 合层，相对结合该基材与该金属片；以及保护层，覆盖至该金属片的
局部表面，使该金属片表面未覆盖该保护层的部分区隔成二电极区。
前述开孔定阻式芯片电阻器中，所使用的基材是以具备绝缘特性 为基本特性要求，并无特定限制，例如可采用陶瓷基板。该金属片是 以预先定义其电阻值者为基本特性要求，于一实施例中，该金属片为 铜、锰、及锡的合金金属片；于另一实施例中，该金属片为铜、锰、 及镍的合金金属片。而该金属片的中央开孔是以可计算面积而换算成 电阻值的形状为基本原则，并无特定限制，例如其形状可为选自圆形、 方形、菱形、梯形、及等角多边形的其中一者。此外，该金属片是以 该中央开孔的面积定义其电阻值，且该电阻值与该中央开孔的面积成 正比，即例如该中央开孔为圆形时，其孔径越大则电阻值相对越大。
所述该结合层可为整层的焊块、及相互间隔的至少二焊块的其中 一者。该保护层是以提供保护该金属片二电极区以外的区域为基本原 则，于一实施例中，该保护层覆盖至该金属片的中段区域表面，以使 该金属片表面对应中段区域的两端区隔成二电极区；于另一实施例中， 还可于该金属片的二电极区表面分别形成电极，以供焊接至例如需量 测电位差的电路板中，较佳地，该电极是以滚镀方式形成至该电极区 表面。
为达到相同目的，本发明还提供一种开孔定阻式芯片电阻器的制 法，包括提供基材及金属片，其中该金属片具有一中央开孔以定义 其电阻值；通过一结合层相对结合该基材与该金属片；以及覆盖一保 护层至该金属片局部表面，以使该金属片表面未覆盖该保护层的部分 区隔成二电极区。
前述制法中，该金属片的中央开孔可采以选自冲压及切削的其中 一种方式制成者，其中，该冲压方式可为冲孔作业，该切削方式可为 钻孔作业及铣孔作业的其中一者。
结合层可为相互间隔的至少二焊块，其形状或大小并无特定限制。 于一实施例中，是由焊接材料预先涂布至该基材表面，于贴合该金属 片后，经热熔还原成接合该基材与该金属片的该焊块；于另一实施例 中，是由焊接材料预先涂布至该金属片表面，于贴合该基材后，经热 熔还原成接合该基材与该金属片的该焊块。所述的焊接材料是以接近 该基材与该金属片的电阻温度系数者为宜、并具备较佳的导热性为基 本原则，并无特定限制，例如可采用银膏。
由于本发明所提供的开孔定阻式芯片电阻器及其制法，是采用结 合层来相对结合该基材与该金属片，因此可排除现有技术使用半导体
制程的高成本缺点，达到易于制造、提升制程良率与降低成本的功效； 而该金属片表面未覆盖保护层的部分直接区隔成二电极区，可供直接 形成利于焊接的电极，亦可直接提供焊接应用，从而可排除现有技术 不必要的电流传导阻抗、有效稳定减小电阻温度系数。
图1A至图1F是显示本发明开孔定阻式芯片电阻器制法的第一实 施例流程示意图2A至图2F是显示本发明开孔定阻式芯片电阻器制法的第二实 施例流程示意图；以及
图3是显示本发明开孔定阻式芯片电阻器的使用状态热传导示意图。
元件符号说明 1 基材 21 中央开孔
5口 口 /z^ 5 电极 61 线路接点
具体实施例方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术 人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功 效。
图1A至图1G是显示依照本发明开孔定阻式芯片电阻器制法第一 实施例所绘制的流程图，如图所示，本发明所提供开孔定阻式芯片电 阻器的制法，包括但不限于以下所述的流程。
如图1A与图1B所示，首先提供一基材1与具有中央开孔21的金 属片2。所述该基材1是以采用氧化铝为主要材料的陶瓷基板为例，但
2 金属片
23 电极区
4 保护层
6 外部装置
是其是以具备绝缘特性为基本特性要求，并无特定限制。该金属片2 是以中央开孔21定义其电阻值，于本实施例中，该金属片2的材料包 括铜、锰、及锡的合金金属片，但非以此为限，于其它实施例中亦可 为包括铜、锰、及镍的合金金属片。该中央开孔21是以可计算面积而 换算成电阻值的形状为基本原则，并无特定限制，例如其形状可为选 自圆形、方形、菱形、梯形、及等角多边形的其中一者，预先通过冲 压或切削方式予以成形，该冲压方式例如为冲孔作业，该切削方式则 例如为钻孔作业或铣孔作业。
如图1C及图1D所示，接着通过一结合层3相对结合该基材1与 该金属片2。该结合层3可采用相互间隔的至少二焊块，以进一步通过 该二焊块的相对位置与宽度进一步调整金属片2的电阻值。该结合层3 的形成顺序并无特定限制，于本实施例中，是由焊接材料预先涂布至 该基材1表面，于贴合该金属片2后，经热熔还原成接合该基材1与 该金属片2的例如为焊块的结合层3，所述该焊接材料是以银膏为例。
当然，前述的结合层3亦非仅以采用相互间隔的至少二焊块为限， 举凡可提供热熔接合制程并具备导热特性的接合材料均可，例如亦可 经印刷整层的银膏于该基材1表面，并经烘烤热熔并经干燥而接合固 定该基材1与该金属片2，所述一整层的银膏即相当于前述例如为二焊 块的结合层3，非以本实施例所示的二焊块为限。此外，所述烘烤与干 燥固化的步骤相当于回焊制程，可通过例如25(TC的环境烘烤，并于室 温下自然干燥固化，同样的并非亦此为限，举凡可实现烘烤与干燥固 化的方法均符合本发明所述的热熔接合。
如图1E所示，接着覆盖一保护层4至该金属片2局部表面，以使 该金属片2表面未覆盖该保护层4的部分区隔成二电极区23，至此步 骤即己视为制成开孔定阻式芯片电阻器的成品。所述该保护层4是以 提供绝缘效果为基本特性要求，于本实施例中例如采用环氧树脂等绝 缘材料，利用涂布方式覆盖至该金属片2的中段区域表面(包括顶面及 侧面)，以使该金属片2表面对应中段区域的两端区隔成二电极区23。 于实际应用中，利用该金属片2表面所区隔成的二电极区23可直接焊 接于外部装置，例如直接焊接于电路板的预定电路中。
如图1F所示，因应后续实际应用的焊接便利性，复可于该金属片
2的二电极区23表面分别形成电极5，以供焊接至例如需量测电位差 的电路板中，于一较佳实施例中，该电极5是以滚镀方式形成至该电 极区23表面，但非以此为限，举凡可直接于该电极区23表面形成电 极5的方法均可，其基本条件是不再通过任何介于两者间的介质予以 连接，例如可采用其它电镀方式或热压合方式，均属于无中间介质的 可行方法。基于形成电极5的目的是提供对外焊接的便利性，该电极5 的材料是以具备锡的合金材料为佳，例如包括铜、镍、锡三种金属材 料的合金。
需特别陈明的是，本实施例中均以制作单一开孔定阻式芯片电阻 器的制作流程为例进行说明，但非指定本发明的技术思想仅局限于此， 举凡为了批量生产所为的生产惯用方法，例如将前述陶瓷基板1整合 为多个矩阵排列的状态、以及将该定阻电阻体2整合为多个矩阵排列
的状态，经后续制程同步完成多个开孔定阻式芯片电阻器之后，再予 以切单完成，其制程步骤在不脱离本发明技术思想的情况下，均应隶 属本发明所涵盖，而所为批量生产同步作业与切单作业为所属技术领 域中技术人员所惯用且能理解而具以实施，于此不再搭配其它实施例 另行赘述。
图2A至图2G是显示依照本发明开孔定阻式芯片电阻器制法第二 实施例所绘制的流程图，其中所揭示开孔定阻式芯片电阻器的制法， 包括绝大部分相同于前述第一实施例的制程，并不改变任何所制得开 孔定阻式芯片电阻器的结构，为使说明书清楚易懂，因此所有相同的 元件均将采用相同符号表示，不再另行区分标号，仅以详述制程的共 同与变化为主。
如图2A与图2B所示，首先提供一基材1与一具有中央开孔21的 金属片2。所述该基材1及该金属片2的特性与变化均与第一实施例相 同，于此不再赘述。
如图2C及图2D所示，接着通过一结合层3相对结合该基材1与 该金属片2。该结合层3可采用相互间隔的至少二焊块，或如前述的一 整层焊料材，其形成顺序并无特定限制，于本实施例中，以二焊块为 例的结合层3，是由焊接材料预先涂布至该金属片2表面，于贴合该基 材1后，经热熔还原成接合该基材1与该金属片2的例如为焊块的结
合层3，所述该焊接材料是以银膏为例。该结合层3的特性与变化相同 于第一实施例，于此同样不再赘述。
如图2E及图2F所示，接着进行覆盖保护层4的步骤、以及依据 实际应用所需于二电极区23表面分别形成电极5的步骤、及该保护层 4与电极5的特性与变化均相同于第一实施例，于此亦不再赘述。
另外，本发明还提供一种开孔定阻式芯片电阻器，如图1E或图2E 所示，包括基材1、具有中央开孔21的金属片2、相对结合该基材1 与该金属片2的结合层3、以及覆盖至该金属片2局部表面的保护层4， 通过该保护层4使该金属片2表面未覆盖该保护层4的部分区隔成二 电极区23。同时，该金属片2是以该中央开孔21的面积定义其电阻值， 且该电阻值与该中央开孔21的面积成正比，即例如该中央开孔21为 圆形时，其孔径越大则电阻值相对越大。
前述该基材l、金属片2、结合层3、保护层4的材料特性与结构 变化均相同于前述制法所述，于此不再另行赘述。另外，本发明所提 供的开孔定阻式芯片电阻器，亦可如图1F或图2F所示，还包括形成 于二电极区23表面的电极5。
图3是显示本发明所提供的开孔定阻式芯片电阻器应用于外部装 置的使用状态热传导示意图，如图所示。开孔定阻式芯片电阻器的二 电极区23表面的电极5可焊接至外部装置6(例如电路板)的电路中对 应的线路接点61，因应前述开孔定阻式芯片电阻器的结构设计中，该 电极5直接连接至金属片2，因此当该金属片2工作产生热量时，可如 图中箭头方向所示，因为保护层4的阻挡而使热传导朝向导热性较佳 的基材1，再由基材1经由金属片2两侧的电极为较佳路径传导至线路 接点61。是以，热量可通过基材1热扩散，同时亦通过线路接点61 直接传导至外部装置6的印刷线路中，防止热量直接扩散至下方而导 致例如为电路板的外部装置6烧毁，由此，并可有效抑制因为电极5 与金属片2的温度攀升而导致电阻温度系数的过大变化，是以可应用 于极低电阻值的产品中。
综上所述，本发明所提供的开孔定阻式芯片电阻器及其制法，是 采用结合层来相对结合该基材与该金属片，因此可排除现有技术使用 半导体制程的高成本缺点，达到易于制造、提升制程良率与降低成本
的功效；而该金属片表面未覆盖保护层的部分直接区隔成二电极区， 可供直接形成利于焊接的电极，亦可直接提供焊接应用，从而可排除 现有技术不必要的电流传导阻抗、有效稳定减小电阻温度系数。因此, 本发明所提供的开孔定阻式芯片电阻器及其制法已然克服现有技术中 的种种缺陷。
以上所述的具体实施例，仅用以例释本发明的特点及功效，而非 用以限定本发明的可实施范畴，在未脱离本发明上述的精神与技术范 畴下，任何运用本发明所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应 为权利要求书的范围所涵盖。
权利要求
1.一种开孔定阻式芯片电阻器，包括基材；金属片，具有一中央开孔以定义其电阻值；结合层，相对结合该基材与该金属片；以及保护层，覆盖至该金属片的局部表面，使该金属片表面未覆盖该保护层的部分区隔成二电极区。
2. 根据权利要求1所述的开孔定阻式芯片电阻器，其中，该金属 片为铜、锰、及锡的合金金属片。
3. 根据权利要求1所述的开孔定阻式芯片电阻器，其中，该金属 片为铜、锰、及镍的合金金属片。
4. 根据权利要求1所述的开孔定阻式芯片电阻器，其中，该中央 开孔的形状为选自圆形、方形、菱形、梯形、及等角多边形的其中一 者。
5. 根据权利要求1所述的开孔定阻式芯片电阻器，其中，该金属 片是以该中央开孔的面积定义其电阻值，且该电阻值与该中央开孔的 面积成正比。
6. 根据权利要求1所述的开孔定阻式芯片电阻器，其中，该保护 层覆盖至该金属片的中段区域表面，使该金属片表面对应中段区域的 两端区隔成二电极区。
7. 根据权利要求6所述的开孔定阻式芯片电阻器，还包括二电极， 分别形成于该金属片的二电极区表面。
8. 根据权利要求1所述的开孔定阻式芯片电阻器，其中，该保护 层的材料为环氧树脂。
9. 根据权利要求1所述的开孔定阻式芯片电阻器，其中，该基材 为陶瓷基板。
10. 根据权利要求9所述的开孔定阻式芯片电阻器，其中，该陶瓷 基板的材料为氧化铝。
11. 根据权利要求l所述的开孔定阻式芯片电阻器，其中，该结合 层为整层的焊块、及相互间隔的至少二焊块的其中一者。
12. —种开孔定阻式芯片电阻器的制法，包括 提供基材及金属片，其中该金属片具有一中央开孔以定义其电阻值；通过一结合层相对结合该基材与该金属片；以及 覆盖一保护层至该金属片局部表面，以使该金属片表面未覆盖该 保护层的部分区隔成二电极区。
13. 根据权利要求12所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法，其中， 该金属片的中央开孔是以选自冲压及切削的其中一种方式制成的。
14. 根据权利要求13所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法，其中， 该冲压方式为冲孔作业。
15. 根据权利要求13所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法，其中， 该切削方式为钻孔作业及铣孔作业的其中一者。
16. 根据权利要求12所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法，其中， 该结合层为整层的焊块、及相互间隔的至少二焊块的其中一者。
17. 根据权利要求16所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法，其中， 是由焊接材料预先涂布至该基材表面，于贴合该金属片后，经热熔还 原成接合该基材与该金属片的该焊块。
18. 根据权利要求16所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法，其中， 是由焊接材料预先涂布至该金属片表面，于贴合该基材后，经热熔还 原成接合该基材与该金属片的该焊块。
19. 根据权利要求17或18所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法， 其中，该焊接材料为银膏。
20. 根据权利要求17或18所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法， 其中，该焊接材料经烘烤热熔并经干燥而接合固定该基材与该金属片。
21. 根据权利要求12所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法，其中， 该保护层覆盖至该金属片的中段区域表面，以使该金属片表面对应中 段区域的两端区隔成二电极区。
22. 根据权利要求12所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法，还包 括于该金属片的二电极区表面分别形成电极。
23. 根据权利要求22所述的开孔定阻式芯片电阻器的制法，其中， 该电极是以滚镀方式形成至该电极区表面。
全文摘要
本发明公开了一种开孔定阻式芯片电阻器及其制法，是通过一结合层相对结合一基材与一具有中央开孔的金属片，并利用一保护层覆盖至该金属片局部表面，以使该金属片表面未覆盖该保护层的部分区隔成二电极区，从而排除现有技术不必要的电流传导阻抗、有效稳定减小电阻温度系数(TCR)，而基材与金属片的结合设计则可排除现有技术使用半导体制程的高成本缺点，达到易于制造、提升制程良率与降低成本的功效。
文档编号H01C17/00GK101364461SQ200710140398
公开日2009年2月11日 申请日期2007年8月10日 优先权日2007年8月10日
发明者蔡荣泽 申请人:斐成企业股份有限公司