以下描述涉及一种电阻器元件、制造该电阻器元件的方法及电阻器元件组件。
背景技术：
响应于对小型化和轻量化电子装置的需求，已经使用片式电阻器元件来增大电路板的布线密度。另外，由于对电子装置的功率要求已经提高，已经将用于检测电池的过流和荷电状态(soc)的电路引入到电子装置，从而需要具有高的精确度的电阻器元件。
虽然厚膜电阻器元件通过相对简单的工艺制造，但是由于构成厚膜电阻器的电阻材料的特性并且由于制造工艺导致难以实现预定水平或更高水平的精确度。电阻材料的比电阻和电阻温度系数(tcr)高并且在修整工艺中产生的热电动势可导致电阻值的误差。
虽然已经开发出来使用薄膜电阻器的薄膜电阻器元件，以制造具有高的精确度的电阻器元件，但是由于制造工艺的限制，导致难以实现高的电阻值(例如，100kω或大于100kω)，从而会难以确保产品的多样性。
技术实现要素：
本公开的一方面可提供一种具有高的电阻值和改善的精确度的电阻器元件。
根据本公开的一方面，一种电阻器元件可包括：底基板；第一端子和第二端子，分别位于所述底基板的相对的端部上。第一电阻层可电连接到所述第一端子，并且包括厚膜电阻器。第二电阻层可电连接到所述第一电阻层和所述第二端子，并且包括薄膜电阻器。
本公开的另一方面提供一种制造电阻器元件的方法。所述方法可包括：准备底基板；可分别在所述底基板的相对的端部上形成第一内电极和第二内电极；可形成电连接到所述第一内电极并且由厚膜电阻器形成的第一电阻层；可形成电连接到所述第一电阻层和所述第二内电极并且由薄膜电阻器形成的第二电阻层；可分别在所述第一内电极和所述第二内电极上形成第一外电极和第二外电极。
根据本公开的另一方面，一种电阻器元件组件可包括印刷电路板和电阻器元件，在所述印刷电路板上具有第一电极焊盘和第二电极焊盘，电阻器元件可包括底基板以及分别位于所述底基板的相对的端部上的第一端子和第二端子。第一电阻层可电连接到所述第一端子并且包括厚膜电阻器。第二电阻层可电连接到所述第一电阻层和所述第二端子并且包括薄膜电阻器。
根据本公开的另一方面，一种电阻器元件组件可包括：印刷电路板，在所述印刷电路板上具有第一电极焊盘和第二电极焊盘；及电阻器元件，位于所述印刷电路板上。其中，所述电阻器元件包括：底基板；第一端子和第二端子，分别位于所述底基板的相对的端部上；第一电阻层，电连接到所述第一端子并且包括厚膜电阻器；及第二电阻层，电连接到所述第一电阻层和所述第二端子并且包括薄膜电阻器。
根据本公开的另一方面，一种电阻器元件可包括：底基板；薄膜电阻器，位于所述底基板的上表面的第一部分上；厚膜电阻器，位于所述底基板的所述上表面的第二部分上，并且与所述薄膜电阻器接触；第一端子，与所述薄膜电阻器接触，位于所述底基板的至少第一侧表面上，所述第一侧表面连接到所述底基板的所述上表面；及第二端子，与所述厚膜电阻器接触，位于所述底基板的至少第二侧表面上，所述第二侧表面连接到所述底基板的所述上表面并且与所述第一侧表面相对。
根据本公开的另一方面，一种电阻器元件可包括：底基板；薄膜电阻器，位于所述底基板的第一表面上；厚膜电阻器，位于所述底基板的与所述底基板的所述第一表面相对的第二表面上；及第一端子和第二端子，分别位于所述底基板的彼此相对并且均将所述第一表面连接到所述第二表面的第一侧表面和第二侧表面上，所述第一端子和第二端子分别电连接到所述薄膜电阻器和所述厚膜电阻器；其中，所述薄膜电阻器电连接到所述厚膜电阻器。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和优点将被更加清楚地理解，在附图中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的电阻器元件的透视图；
图2是沿着图1的线i-i’截取的截面图；
图3是根据本公开的另一示例性实施例的电阻器元件的透视图；
图4是沿着图3的线ii-ii’截取的截面图；
图5是示出根据本公开的另一示例性实施例的电阻器元件的透视图；
图6是示出根据本公开的另一示例性实施例的电阻器元件的透视图；
图7是示出制造根据本公开的示例性实施例的电阻器元件的方法的流程图；
图8是示出根据本公开的示例性实施例的电阻器元件组件的透视图；以及
图9是沿着图8的线iii-iii’截取的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
在根据本公开的示例性实施例的电阻器元件的情况下，在附图中，将“长度”方向限定为“l”方向，将“宽度”方向限定为“w”方向，并将“厚度”方向限定为“t”方向。
图1是示出根据本公开的示例实施例的电阻器元件的透视图。图2是沿着图1的线i-i’截取的截面图。参照图1和图2，电阻器元件100可包括底基板110、第一端子121、第二端子122、第一电阻层130和第二电阻层140。图1和图2示出了第一电阻层130和第二电阻层140设置在底基板110的一个表面上的示例性实施例。
底基板110可支撑第一电阻层130和第二电阻层140，并且确保电阻器元件100的强度。底基板110可具有预定厚度并且可呈具有在厚度方向(t方向)上彼此相对的第一表面和第二表面的薄板形状，其中第一表面和第二表面中的每个具有矩形薄板形状，但不限于此。底基板110可由具有优异的导热性的材料形成，并且可有效地向外散发当向电阻器元件施加电流和电压时从第一电阻层130和第二电阻层140产生的热。
底基板110可由诸如氧化铝(al2o3)的陶瓷材料或聚合物形成。具体地，底基板110可以是通过对薄板状铝的表面进行阳极氧化获得的氧化铝基板。
如图1所示，第一端子121和第二端子122可分别设置在底基板110的在长度方向(l方向)上的相对的端部上。第一端子121和第二端子122可形成为分别围绕底基板110的相对的端部。由于第一端子121和第二端子122分别连接到彼此结合的第一电阻层130和第二电阻层140的在长度方向(l方向)上的相对的端部，因此第一端子121和第二端子122可通过由第一电阻层130和第二电阻层140形成的串联结构的路径而彼此电连接。将参照图2更详细地描述第一端子121和第二端子122。
第一电阻层130和第二电阻层140可设置在底基板110的一个表面上。第一电阻层130和第二电阻层140可设置在彼此分开的第一端子121和第二端子122之间，并且可分别连接到第一端子121和第二端子122，从而被用作电阻元件。第一电阻层130可连接到第一端子121，并且第二电阻层140可设置在第一电阻层130和第二端子122之间并且连接到第一电阻层130和第二端子122。第一电阻层130和第二电阻层140可彼此结合。
在本公开的示例性实施例中，第一电阻层130可以是厚膜电阻器，并且第二电阻层140可以是薄膜电阻器。例如，作为厚膜电阻器的第一电阻层130可包含作为导电颗粒的氧化钌(ruo2)，并且可通过印刷然后烧制还包括玻璃的膏体的工艺而结合到底基板。
作为薄膜电阻器的第二电阻层140可包含镍铬(nicr)合金、氮化钛(tin)合金和氮化钽(tan)合金中的至少一种，并且可通过溅射工艺结合到底基板。
电阻器元件100的电阻值可通过用于第一电阻层130和第二电阻层140的修整工艺而确定。修整工艺指的是如下工艺：在电阻层形成之后，通过使用激光束精细地切割等局部地去除电阻层以获得电路的设计所需的电阻值。
在修整工艺中，在测量电阻器元件的电阻值的同时形成槽。当测量的电阻值达到目标电阻值时，停止形成槽的工艺，从而调整电阻器元件的电阻值。图1和图2示出了通过修整工艺在第二电阻层140中形成的槽g。尽管未示出，但可在第一电阻层130中形成具有与在第二电阻层140中形成的槽g的功能相同的功能的槽。当执行用于第一电阻层130中的槽的修整工艺时，可通过在对第一电阻层130执行修整工艺之后对第二电阻层140执行修整工艺来调整电阻器元件的电阻值。
由于构成第二电阻层140的薄膜电阻器的电阻材料具有低的比电阻值，因此构成薄膜电阻器的电阻材料可有利于制造具有微小的电阻值的电阻器元件。另外，由于构成薄膜电阻器的电阻材料具有低的电阻温度系数(tcr)，因此构成薄膜电阻器的电阻材料可在修整工艺中使得薄膜电阻器具有更加精确的电阻值并且使得电阻器元件具有抵抗温度的稳健性。
如上所述，由于根据本公开的示例性实施例的电阻器元件包括可具有高的电阻值的厚膜电阻器，因此电阻器元件可被制造为具有各种范围的电阻值。另外，由于根据本公开的示例性实施例的电阻器元件包括具有精确的电阻值和低的tcr的薄膜电阻器，因此电阻器元件可具有高的精确度和可靠性。
保护层150可设置在第一电阻层130和第二电阻层140的表面上。保护层150可设置在第一端子121和第二端子122之间，可防止第一电阻层130和第二电阻层140暴露到外部，并且可保护第一电阻层130和第二电阻层140免受外部冲击。例如，保护层150可包括二氧化硅(sio2)、玻璃或聚合物。
参照图2，保护层150可包括由玻璃形成的第一保护层151和由聚合物形成的第二保护层152。第一保护层151可覆盖至少第二电阻层140，第二保护层152可覆盖第一保护层151。可在修整工艺之前形成第一保护层151，以防止在修整工艺期间在第一电阻层130和第二电阻层140中产生裂纹。可在修整工艺之后形成第二保护层152，以保护第一电阻层130和第二电阻层140。根据示例，槽g可形成于第一保护层151和第二电阻层140中。
虽然保护层150设置在第二电阻层140上，但是与保护层150相比，第一端子121和第二端子122可进一步突出，从而当在电路板上安装电阻器元件时，第一端子121和第二端子122与设置在电路板上的电极焊盘可容易地彼此接触。
在下文中，将参照图2更详细地描述第一端子121和第二端子122的示例。
例如，第一端子121可包括第一内电极121a和第一外电极121b。类似地，第二端子122可包括第二内电极122a和第二外电极122b。
第一内电极121a和第二内电极122a可分别设置在底基板110的在长度方向(l方向)上的相对的端部上。第一外电极121b和第二外电极122b可分别设置在第一内电极121a和第二内电极122a上。也就是说，第一外电极121b可覆盖第一内电极121a的表面的至少部分，第二外电极122b可覆盖第二内电极122a的表面的至少部分。
第一内电极121a可包括第一种子电极121a1和第一后侧电极121a2。类似地，第二内电极122a可包括第二种子电极122a1和第二后侧电极122a2。
第一种子电极121a1和第二种子电极122a1可设置在底基板110的第一表面(下表面)上。第一后侧电极121a2和第二后侧电极122a2可设置在底基板110的与底基板110的第一表面相对的第二表面(上表面)上。第一种子电极121a1可面对第一后侧电极121a2，第二种子电极122a1可面对第二后侧电极122a2。
如图2所示，第一后侧电极121a2可连接到第一电阻层130，第二后侧电极122a2可连接到第二电阻层140。
第一内电极121a还可包括第一侧电极121a3，第二内电极122a还可包括第二侧电极122a3。第一侧电极121a3和第二侧电极122a3可分别设置在通过堆叠底基板110、第一电阻层130、第二电阻层140、第一种子电极121a1和第二种子电极122a1、第一后侧电极121a2和第二后侧电极122a2形成的层叠体的在长度方向(l方向)上的相对的端表面(即，侧表面)上。根据一个示例，第一侧电极121a3可形成在所述层叠体的在长度方向(l方向)上的第一侧表面上，第二侧电极122a3可形成在所述层叠体的在长度方向(l方向)上与所述第一侧表面相对的第二侧表面上。
第一侧电极121a3可设置为连接到第一种子电极121a1和第一后侧电极121a2，第二侧电极122a3可设置为连接到第二种子电极122a1和第二后侧电极122a2。当第一内电极121a包括第一侧电极121a3并且第二内电极122a包括第二侧电极122a3时，第一外电极121b和第二外电极122b还可分别形成在第一侧电极121a3和第二侧电极122a3上。
图3是示出根据本公开的另一示例性实施例的电阻器元件的透视图。图4是沿着图3的线ii-ii’截取的截面图。
除了第一电阻层130’设置在底基板110的第一表面(下表面)上并且电阻器元件200包括导电过孔h之外，图3和图4中示出的电阻器元件200可被理解为与图1和图2中示出的电阻器元件100类似。除非有明确相反的描述，否则可参照对图1和图2中示出的电阻器元件100的相同组件或类似组件的描述来理解根据本示例性实施例的电阻器元件200的组件，并且省略重复的描述。
参照图3和图4，电阻器元件200的第一电阻层130’可设置在底基板110的第一表面上，并且第二电阻层140可设置在底基板110的与第一表面相对的第二表面上。第一电阻层130’可在第一表面上连接到第一端子121，第二电阻层140可在第二表面上连接到第二端子122。如图4所示，在第一端子121中包括的第一种子电极121a1’可连接到第一电阻层130’。第一电阻层130’和第二电阻层140可通过穿透底基板的导电过孔h彼此连接。
第一保护层160可设置在第一电阻层130’的表面上，第二保护层150可设置在第二电阻层140的表面上。
虽然图3和图4示出了电阻器元件200具有呈穿透底基板110的通孔形式的导电过孔h，但是电阻器元件可包括设置在底基板110的侧表面中的槽，而不包括导电过孔h。图5中示出了这样的示例性实施例。
图5是示出根据本公开的另一示例性实施例的电阻器元件的透视图。除了在底基板的侧表面中形成槽g而不是导电过孔h(见图3)之外，图5中示出的电阻器元件200’可与图3和图4中示出的电阻器元件200类似。除非有明确相反的描述，否则可参照对图1和图2中示出的电阻器元件100以及图3和图4中示出的电阻器元件200的相同组件或类似组件的描述来理解根据本示例性实施例的电阻器元件200’的组件，并且省略重复的描述。
参照图5，电阻器元件200’的第一电阻层130’可设置在底基板110的第一表面上，第二电阻层140可设置在底基板110的与第一表面相对的第二表面上。
与图3中示出的电阻器元件200相比，电阻器元件200’可包括设置在底基板110的侧表面中的槽g，而不包括导电过孔h。第一电阻层130’和第二电阻层140可通过槽g彼此连接。底基板的形成有槽g的侧表面可定位为与布置第一端子121和第二端子122的方向垂直。具体地，槽g可位于底基板110的在宽度方向(w方向)上彼此相对的第三侧表面和第四侧表面中的至少一个上，其中，第三侧表面和第四侧表面将第一表面连接到第二表面并且将第一侧表面连接到第二侧表面。当在水平方向(lw方向)上的截面中观察时，根据本示例性实施例的槽g可具有半圆形形状，但不限于此。
图6是示出根据本公开的另一示例性实施例的电阻器元件的透视图。除了电阻器元件200”还包括连接第一端子121和第一电阻层130”的导电过孔h1之外，图6中示出的电阻器元件200”可与图3和图4中示出的电阻器元件200类似。除非有明确相反的描述，否则可参照对图1和图2中示出的电阻器元件100以及图3和图4中示出的电阻器元件200的相同组件或类似组件的描述来理解根据本示例性实施例的电阻器元件200”的组件，并且省略重复的描述。
参照图6，电阻器元件200”的第一电阻层130”可设置在底基板110的第一表面上，第二电阻层140可设置在底基板110的与第一表面相对的第二表面上。与图3中示出的电阻器元件200相比，第一电阻层130”可设置为使得第一电阻层130”不连接到位于第一表面上的第一端子121。电阻器元件200”还可包括穿透底基板110的第一导电过孔h1，第一电阻层130”通过第一导电过孔h1连接到第一端子121。
第一电阻层130”和第二电阻层140可通过穿透底基板的第二导电过孔h2彼此连接。
如以上参照图3至图6所描述的，第一电阻层130’(130”)和第二电阻层140可设置在不同的表面上。由此，第一电阻层130’(130”)和第二电阻层140可通过单独的工艺形成，并且可显著地减小当向电阻器元件施加电流和电压时会产生在第一电阻层130’(130”)和第二电阻层140之间的干扰。另外，可显著地减小当通过修整工艺在第二电阻层140中形成槽g时会产生的第一电阻层130’(130”)与第二电阻层140的干扰。
图7是示出制造根据本公开的示例性实施例的电阻器元件的方法的流程图。
制造根据本公开的示例实施例的电阻器元件的方法可包括：准备底基板(s1)，分别在底基板的相对的端部上形成第一内电极和第二内电极(s2)，形成连接到第一内电极并且由厚膜电阻器形成的第一电阻层(s3)，形成连接到第一电阻层和第二内电极并且由薄膜电阻器形成的第二电阻层(s4)，以及，分别在第一内电极和第二内电极上形成第一外电极和第二外电极(s5)。s2至s4的顺序是以示例的方式提供的，并且可以是不同的顺序。制造电阻器元件的方法还可包括测量第一内电极和第二内电极之间的电阻并且对第二电阻层进行修整。
在下文中，将参照图1、图2和图7描述制造根据本公开的示例实施例的电阻器元件的方法。省略与上述根据本公开的示例性实施例的电阻器元件的特征相同或类似的内容的描述。
首先，可准备电阻层和电极设置在其上的底基板110(s1)。底基板110可准备为可形成多个电阻器元件的尺寸，并且可在形成第一外电极和第二外电极(s5)之前将其切割为单个的电阻器元件的形式。
可在步骤s2中形成第一内电极121a和第二内电极122a。可通过印刷导电膏的工艺或者溅射导电膏的工艺形成第一内电极121a和第二内电极122a。第一内电极121a和第二内电极122a可用作用于第一外电极121b和第二外电极122b的镀覆工艺中的种子。内电极可包括例如银(ag)、铜(cu)、镍(ni)和铂(pt)中的至少一种。
可在步骤s3中形成由厚膜电阻器形成的第一电阻层130。可通过印刷然后烧制包含例如氧化钌的膏体的工艺来将厚膜电阻器结合到底基板。
可在步骤s4中形成由薄膜电阻器形成的第二电阻层140。薄膜电阻器可包含例如镍铬(nicr)合金、氮化钛(tin)合金和氮化钽(tan)合金中的至少一种，并且可通过溅射工艺将薄膜电阻器结合到底基板。
第一电阻层130和第二电阻层140可形成在底基板的一个表面上。第一电阻层130和第二电阻层140可彼此结合并彼此连接，或者可通过设置在其间的连接电极彼此连接。第一电阻层130和第二电阻层140也可分别形成在底基板110的第一表面和底基板110的与第一表面相对的第二表面上，并且第一电阻层130和第二电阻层140可通过设置在其间的电极彼此连接，其中，所述电极可连接到位于底基板110的第一表面上的第一电阻层130，并且可连接到位于底基板110的第二表面上的第二电阻层140，并且所述电极可位于底基板110的在宽度方向(w方向)上彼此相对的第三侧表面和第四侧表面中的至少一个上的槽内。
在步骤s5中，可分别在第一内电极121a和第二内电极122a上形成第一外电极121b和第二外电极122b。可通过镀覆工艺分别在第一内电极121a和第二内电极122a上形成第一外电极121b和第二外电极122b。可在形成保护层150之后形成第一外电极121b和第二外电极122b。
第一外电极121b和第二外电极122b可包括例如镍(ni)、锡(sn)、铜(cu)和铬(cr)中的至少一种。第一外电极121b和第二外电极122b中的每个可包括例如镍(ni)镀层和锡(sn)镀层双层，并且还可包括铜(cu)镀层。镍(ni)镀层可防止内电极的成分(例如，ag)在安装电阻器元件时浸入焊料组件中，锡(sn)镀层可设置为在安装电阻器元件时容易地结合到焊料组件。铜(cu)镀层可改善内电极的导电性。
可在形成步骤s5之前执行测量设置在第一内电极和第二内电极之间的第一电阻层130和第二电阻层140的电阻值并且调整所述电阻值的修整工艺。可在修整工艺中在第一电阻层130和/或第二电阻层140中形成槽g。
图8是示出根据本公开的示例性实施例的电阻器元件组件的透视图。图9是沿着图8的线iii-iii’截取的截面图。
参照图8和图9，电阻器元件组件可包括图1和图2中示出的电阻器元件安装在其上的电路板11。然而，电阻器元件组件不限于此，而是还可包括图3至图6中示出的电阻器元件安装在其上的电路板。
电路板11可包括设置在电阻器元件的安装区域中的第一电极焊盘12和第二电极焊盘13。第一电极焊盘12和第二电极焊盘13指的是连接到在电路板11上实现的电路图案并且被设置为用以安装电阻器元件的焊盘图案。
电阻器元件可包括：底基板110；第一端子121和第二端子122，分别设置在底基板110的相对的端部上；第一电阻层130，连接到第一端子121，并且由厚膜电阻器形成；及第二电阻层140，连接到第一电阻层130和第二端子122，并且由薄膜电阻器形成。电阻器元件还可包括保护层150。
如上所述，由于电阻器元件的第二电阻层140具有低的比电阻和低的电阻温度系数(tcr)，因此电阻器元件可具有抵抗温度的稳健性并且可具有更加精确的电阻值。另外，由于电阻器元件还包括第一电阻层130，因此电阻器元件可被制造为具有在仅通过第二电阻层140难以实现的各种范围内的电阻值(例如，100kω或大于100kω)。
电路板11可具有形成在其上的电子电路，并且用于电子装置的特定操作或控制的集成电路(ic)等可形成在电路板11上，使得从单独的电源供应的电流可流到电路板11。
电路板11可包括各种布线线路或者还包括诸如晶体管等的其他种类的半导体元件。电路板11可根据需要进行各种配置。例如，电路板11可包括导电层或者包括介电层。
第一电极焊盘12和第二电极焊盘13可设置在电路板11上且彼此分开，并且可通过焊料15分别连接到电阻器元件100的第一端子121和第二端子122。
虽然图8和图9示出了连接到第一端子121的第一电极焊盘12和连接到第二端子122的第二电极焊盘13，但是根据设计，第一电极焊盘12可连接到第二端子122，第二电极焊盘13可连接到第一端子121。
如以上所阐述的，根据本公开的示例性实施例的电阻器元件和电阻器元件组件可包括可具有高的电阻值的厚膜电阻器和具有低的电阻温度系数(tcr)和低的比电阻值的薄膜电阻器，从而在保持精确度的同时提供高的电阻值。
另外，根据本公开的示例性实施例，可提供制造如上所述的电阻器元件的方法。
虽然已经示出和描述了示例性实施例，但是本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下，可以对其进行修改和变型。