JP2004128194A

JP2004128194A - ヒューズ抵抗器

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Publication number: JP2004128194A
Application number: JP2002289836A
Authority: JP
Inventors: Keiji Sakai; 坂井　啓志
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-02
Also published as: JP4084157B2

Abstract

【課題】良好な溶断特性を有し抵抗値調整幅も大きい安価なヒューズ抵抗器を提供すること。
【解決手段】矩形状の抵抗体３に中心線Ｐに関して線対称なＬ字状の第１トリミング溝６，７をレーザトリミングし、これら第１トリミング溝６，７の両水平部６ｂ，７ｂ間に狭幅な溶断部Ｓを形成した後、抵抗体３にＬ字状の第２トリミング溝８，９をレーザトリミングして抵抗値を調整する。ただし、第２トリミング溝８，９の両垂直部８ａ，９ａの長さを第１トリミング溝６，７の両垂直部６ａ，７ａの長さ以下に設定し、第２トリミング溝８，９が溶断部Ｓを流れる電流通路内に達しないようにする。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過電流による発熱等から回路を保護するために用いられるヒューズ抵抗器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種電子機器の電子回路においては、過電流による発熱等から回路を保護するための手段として、回路基板上に実装したチップ抵抗器に規定値を超える過電流が流れたときに、抵抗体を溶断して電流を遮断するというヒューズ抵抗器が使用されている。
【０００３】
このようなヒューズ抵抗器の一例として、従来より、絶縁性基板上に設けられた矩形状の抵抗体にレーザによって一対のトリミング溝を形成し、これら両トリミング溝間の狭幅部分を溶断部（負荷集中部）としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図５はかかる従来のヒューズ抵抗器を示す平面図であり、このヒューズ抵抗器は、アルミナ等からなる絶縁性基板１０と、この絶縁性基板１０上に形成された抵抗体１１および一対の電極１２とを備えており、抵抗体１１には一対のトリミング溝１３，１４が形成されている。抵抗体１１は矩形状に形成されており、電極１２は抵抗体１１の長手方向に沿う両端部と重なっている。両トリミング溝１３，１４はレーザによってリバースＬ字形に形成されており、一方のトリミング溝１３は、抵抗体１１の図示上側の長辺から真下に延びる垂直部１３ａと、垂直部１３ａの下端から右方向に延びる水平部１３ｂとを有し、他方のトリミング溝１４は、抵抗体１１の図示下側の長辺から真上に延びる垂直部１４ａと、垂直部１４ａの上端から左方向に延びる水平部１４ｂとを有している。これらトリミング溝１３，４の両水平部１３ｂ，１４ｂは抵抗体１１の中央部分で狭幅な溶断部１５を介して対峙しており、溶断部１５の電流通過方向に対して直交する方向の距離は、所定の過電流が流れた際に速やかに溶断するように設定されている。
【０００５】
上記のヒューズ抵抗器において、両トリミング溝１３，１４は以下のようにして形成される。すなわち、絶縁性基板１０上に抵抗体１１と一対の電極１２を形成した後、まず、レーザによって抵抗体１１に一方のトリミング溝１３を形成する。このトリミング溝１３はトリミング開始点や垂直部１３ａおよび水平部１３ｂの長さが一定の固定側トリミング溝であり、かかるトリミング溝１３を形成する際に抵抗体１１の各部における初期内部抵抗値が測定され、その測定値がトリミング機の記憶装置に格納される。この記憶装置には、初期内部抵抗値分布を複数の偏差値幅に段落区分する情報や、これら偏差値幅の段落区分に対応する溶断部１５の幅情報等が予め格納されており、トリミング溝１３の形成時に測定された個々の初期内部抵抗値が前記偏差値幅のどの段落区分に属するかを対比演算するプログラムを備えている。次に、レーザによって抵抗体１１に他方のトリミング溝１４を形成するが、このトリミング溝１４の形成に先立って、前記プログラムがトリミング開始点や垂直部１４ａおよび水平部１４ｂの長さを決定する演算を実行する。つまり、トリミング溝１４は初期内部抵抗値分布に応じてトリミング開始点等が変化する可変側トリミング溝であり、これら固定側のトリミング溝１３と可変側のトリミング溝１４によって、内部抵抗値を調整しつつ所定幅の溶断部１５が形成される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−５６７６７号公報（第４−６頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のヒューズ抵抗器にあっては、固定側のトリミング溝１３と可変側のトリミング溝１４によって溶断部１５が形成され、このトリミング溝１４のトリミング開始点や長さがトリミング溝１３の形成時に測定される個々の初期内部抵抗値から演算されるようになっているため、複雑なプログラムを必要とする難点があり、また、抵抗体１１の内部抵抗値と溶断部１５とが相関関係にあるため、抵抗体１１の抵抗値調整幅が小さいという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、良好な溶断特性を有し抵抗値調整幅も大きい安価なヒューズ抵抗器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明のヒューズ抵抗器では、絶縁性基板と、この絶縁性基板上に設けられた矩形状の抵抗体と、前記絶縁性基板上で前記抵抗体の両端部と重なる位置に設けられた一対の電極と、前記抵抗体にレーザにより形成された溶断部と抵抗値調整部とを備え、前記溶断部が前記抵抗体の相対向する長辺を始端として垂直および水平方向に延びる一対のＬ字状の第１トリミング溝からなると共に、前記抵抗値調整部が前記抵抗体の少なくとも一方の長辺を始端として垂直および水平方向に延びるＬ字状の第２トリミング溝を有し、この第２トリミング溝の垂直部の長さが前記第１トリミング溝の垂直部の長さ以下に設定されている構成とした。
【００１０】
このように構成されたヒューズ抵抗器は、抵抗体に一対のＬ字状の第１トリミング溝をレーザトリミングして溶断部を形成した後、この溶断部に流れる電流通路を確保した上で、抵抗体にＬ字状の第２トリミング溝をレーザトリミングして抵抗値調整部を形成すれば良いので、良好な溶断特性を有し抵抗値調整幅も大きいヒューズ抵抗器を安価に製造することができる。
【００１１】
上記の構成において、抵抗値調整部が抵抗体の相対向する長辺を始端とする一対のＬ字状の第２トリミング溝を有し、これら第２トリミング溝の両水平部間の幅寸法を第１トリミング溝の両水平部間の幅寸法と略同一に設定すると、抵抗値調整幅が著しく大きくなり、生産歩留まりを高める上で好ましい。その際、第２トリミング溝の両水平部の長さは同じでも良いが、第２トリミング溝の両水平部の長さを異ならせると、抵抗値調整を簡単に行うことができて好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は実施形態例に係るヒューズ抵抗器の平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は該ヒューズ抵抗器に備えられる溶断部と抵抗値調整部の説明図、図４は該ヒューズ抵抗器の製造工程図である。
【００１３】
図１，２に示すように、本実施形態例に係るヒューズ抵抗器は、アルミナ等からなる絶縁性基板１と、この絶縁性基板１の上面に設けられた一対の表面電極２と、これら表面電極２に両端部が重なり合う矩形状の抵抗体３と、この抵抗体３を被覆する保護膜４と、表面電極２の上部から絶縁性基板１の側面および下面にかけて設けられた一対の外部電極５と備えており、後述するように、抵抗体３には溶断部と抵抗値調整部がレーザによって形成されている。表面電極２は銀や銀／パラジウム等を印刷により厚膜形成したものであるが、ニッケル／クロム等をスパッタリングにより薄膜形成したものでもよい。抵抗体３はニッケル／リン（Ｎｉ−Ｐ）等を無電解めっきしたものであるが、酸化ルテニウム系や銀／パラジウム系の抵抗材料をスクリーン印刷で形成したり、ニッケル／クロムや窒化タンタル等をスパッタリングしたものでも良い。また、保護膜４はエポキシ系樹脂やガラスからなり、外部電極５はニッケルめっき層とはんだメッキ層の二層構造からなる。
【００１４】
図３に示すように、抵抗体３にはレーザによって溶断部を構成する一対の第１トリミング溝６，７と抵抗値調整を構成する一対の第２トリミング溝８，９とが形成されている。溶断部を構成する一方の第１トリミング溝６は、抵抗体３の図示上側の長辺から真下に延びる垂直部６ａと、垂直部６ａの下端から右方向に延びる水平部６ｂとを有し、他方の第１トリミング溝７は、抵抗体３の図示下側の長辺から真上に延びる垂直部７ａと、垂直部７ａの上端から右方向に延びる水平部７ｂとを有している。これら第１トリミング溝６，７は抵抗体３の長手方向に沿う中心線Ｐに関して線対称のＬ字形状に形成されており、両水平部６ｂ，７ｂは抵抗体３の中央部分で狭幅な溶断部Ｓを介して対峙している。このヒューズ抵抗器の溶断電力値は溶断部Ｓの電流通過方向に対して直交する方向の距離Ｗ（すなわち、両垂直部６ａ，７ａの長さ）によって決定され、両垂直部６ａ，７ａを予め設定された長さにレーザトリミングすることにより、所定の溶断電力値（例えば、２〜３ワット）以上の電力が連続して供給された時に、過負荷熱量が溶断部Ｓに蓄熱して溶断に至るようになっている。これに対し、溶断部Ｓの電流通過方向に沿う長さ寸法（すなわち、両水平部６ｂ，７ｂの長さ）は耐パルス特性に影響し、両水平部６ｂ，７ｂを予め設定された長さにレーザトリミングすることにより、両垂直部６ａ，７ａにより設定される溶断電力値を大きく左右することなく、耐パルス特性に優れたヒューズ抵抗器を実現することができる。
【００１５】
また、抵抗値調整を構成する一方の第２トリミング溝８は、抵抗体３の図示上側の長辺から真下に延びる垂直部８ａと、垂直部８ａの下端から右方向に延びる水平部８ｂとを有し、他方の第２トリミング溝９は、抵抗体３の図示下側の長辺から真上に延びる垂直部９ａと、垂直部９ａの上端から右方向に延びる水平部９ｂとを有している。ただし、これら第２トリミング溝８，９は前記中心線Ｐに関して非対称のＬ字形状に形成されており、上側の垂直部８ａに対して下側の水平部９ｂが短くなっている。ここで、第２トリミング溝８，９の両垂直部８ａ，９ａの長さは第１トリミング溝６，７の両垂直部６ａ，７ａの長さ以下に設定されており、第２トリミング溝８，９が溶断部Ｓを流れる電流通路内に達しないようになっている。本実施形態例では、両垂直部６ａ，７ａと両垂直部８ａ，９ａの長さが同一に設定されているため、第２トリミング溝８，９の両水平部８ｂ，９ｂ間の狭幅部分も溶断部として機能し、実質的に溶断部を２個所に持つヒューズ抵抗器となっている。
【００１６】
このように構成されたヒューズ抵抗器の製造工程について説明すると、まず、アルミナ等からなる絶縁性基板１を準備し、図４（ａ）に示すように、この絶縁性基板１の上面に銀／パラジウム等をスクリーン印刷した後、これを焼成して一対の表面電極２を形成する。なお、図示の例では１個のチップ領域のみを示しているが、実際には多数のヒューズ抵抗器を一括して製造する多数個取り用の大基板を準備する。
【００１７】
次に、絶縁性基板１の上面全体にニッケル／リン（Ｎｉ−Ｐ）等の抵抗材料を無電解めっき形成し、これをフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、図４（ｂ）に示すように、絶縁性基板１上に両端部が表面電極２に重なり合う矩形状の抵抗体３を形成する。
【００１８】
次に、図４（ｃ）に示すように、レーザによって抵抗体３に一対の第１トリミング溝６，７を形成する。この場合、抵抗体３の相対向する上下の長辺をレーザの照射経路を始端とし、これら始端から抵抗体３の内側に向けて垂直方向へ延ばした後に水平方向へ延ばして終端とすることにより、中心線Ｐに関して線対称なＬ字形状の第１トリミング溝６，７を形成する。その結果、第１トリミング溝６，７の両水平部６ｂ，７ｂで挟まれた抵抗体３の中央部分が狭幅な溶断部Ｓとなり、この溶断部Ｓによってヒューズ抵抗器の溶断電力値が設定される。
【００１９】
次に、図４（ｄ）に示すように、レーザにより抵抗体３に一対の第２トリミング溝８，９を形成する。この場合、抵抗体３の抵抗値を測定しながら第２トリミング溝８，９をレーザトリミングし、例えば、ヒューズ抵抗器に要求される抵抗値に対して抵抗体３の実測値が大きくずれている場合は、図示のように第２トリミング溝８，９の両水平部８ｂ，９ｂを延ばして抵抗値調整する。また、要求される抵抗値に対する実測値のずれ量が小さい場合は、両水平部８ｂ，９ｂの長さを短くしたり、一方の第２トリミング溝８のみで抵抗値調整すれば良い。ただし、いずれの場合においても、第２トリミング溝８，９の両垂直部８ａ，９ａを第１トリミング溝６，７の両垂直部６ａ，７ａの長さ以下することが必要であり、このようにすると溶断部Ｓによって設定された溶断電力値の変動を防止できる。
【００２０】
次に、図４（ｅ）に示すように、抵抗体３上にエポキシ系樹脂をスクリーン印刷して加熱硬化することにより、抵抗体３（各トリミング溝６〜９を含む）を被覆する保護膜４を形成する。
【００２１】
ここまでの工程は多数個取り用の大基板に対する一括処理であるが、次なる工程で大基板をダイシングやブレーク等で短冊状基板に分割し、この短冊状基板の端面にニッケル／クロムのスパッタや銀ペーストの塗布により端面電極を形成し、この短冊状基板をダイシングやブレーク等でチップ単体に細分割した後、ニッケルめっき層とはんだメッキ層を順次形成して外部電極５を形成することにより、図１，２に示すようなヒューズ抵抗器が完成する。
【００２２】
なお、上記実施形態例では、第２トリミング溝８，９の垂直部８ａ，９ａの長さを第１トリミング溝６，７の垂直部６ａ，７ａの長さと同一にした場合について説明したが、第２トリミング溝８，９の垂直部８ａ，９ａの長さを第１トリミング溝６，７の垂直部６ａ，７ａよりも短くすることも可能であり、この場合、第２トリミング溝８，９による抵抗値調整幅が若干小さくなるものの、上記実施形態例とほぼ同等の効果を奏することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２４】
矩形状の抵抗体に一対のＬ字状の第１トリミング溝をレーザトリミングして溶断部を形成した後、この溶断部に流れる電流通路を確保した上で、抵抗体にＬ字状の第２トリミング溝をレーザトリミングして抵抗値調整部を形成すれば良いので、良好な溶断特性を有し抵抗値調整幅も大きいヒューズ抵抗器を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係るヒューズ抵抗器の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】該ヒューズ抵抗器に備えられる溶断部と抵抗値調整部の説明図である。
【図４】該ヒューズ抵抗器の製造工程図である。
【図５】従来例に係るヒューズ抵抗器の平面図である。
【符号の説明】
１　絶縁性基板
２　表面電極
３　抵抗体
６，７　第１トリミング溝
６ａ，７ａ　垂直部
６ｂ，７ｂ　水平部
８，９　第２トリミング溝
８ａ，９ａ　垂直部
８ｂ，９ｂ　水平部
Ｓ　溶断部

Claims

絶縁性基板と、この絶縁性基板上に設けられた矩形状の抵抗体と、前記絶縁性基板上で前記抵抗体の両端部と重なる位置に設けられた一対の電極と、前記抵抗体にレーザにより形成された溶断部と抵抗値調整部とを備え、
前記溶断部が前記抵抗体の相対向する長辺を始端として垂直および水平方向に延びる一対のＬ字状の第１トリミング溝からなると共に、前記抵抗値調整部が前記抵抗体の少なくとも一方の長辺を始端として垂直および水平方向に延びるＬ字状の第２トリミング溝を有し、この第２トリミング溝の垂直部の長さが前記第１トリミング溝の垂直部の長さ以下に設定されていることを特徴とするヒューズ抵抗器。
請求項１の記載において、前記抵抗値調整部が前記抵抗体の相対向する長辺を始端とする前記第２トリミング溝を一対有し、これら第２トリミング溝の両水平部間の幅寸法が前記第１トリミング溝の両水平部間の幅寸法と略同一に設定されていることを特徴とするヒューズ抵抗器。
請求項２の記載において、前記第２トリミング溝の両水平部の長さが異なっていることを特徴とするヒューズ抵抗器。