TWI862012B - 印刷型晶片電阻及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種印刷型晶片電阻及其製作方法。此印刷型晶片電阻包含基板、電阻層、下電極與上電極。其中,電阻層設置於基板之頂表面上,下電極設置於基板與電阻層之間,且電阻層設置於上電極與下電極之間。此印刷型晶片電阻的特定結構有助於提高電阻的導通截面積,並縮短其路徑長度,而可滿足低電阻值的應用需求,且改善印刷型晶片電阻的散熱效果。
Description
本發明係有關一種印刷型晶片電阻,特別是提供一種具有低電阻特性與良好散熱效果的印刷型晶片電阻及其製作方法。
隨著電子產品微小化的發展趨勢,其中的主被動元件係隨之縮小。其中,印刷型晶片電阻亦為此些電子產品中常見的被動元件。印刷型晶片電阻的電阻層一般係由電阻膏體所形成,且電阻膏體包含電阻功能粉體、玻璃粉、陶瓷粉、無機助燒物與有機體等組成。由於玻璃粉、陶瓷粉與無機助燒物燒結後仍具有較高的阻值,故為了滿足低電阻的應用需求,一般係增加電阻功能粉體的用量或額外添加導電貴金屬(如鈀或銀等)。然而,電阻功能粉體用量的增加或導電貴金屬的添加均會提升成本。
其次,一般印刷型晶片電阻的電極係設置於電阻層的兩端,故電流流經電阻層所產生的熱能僅能經由導熱係數較低(約17 W/mK)的陶瓷基板逸散。因此,當有電流突波或高功率使用時,電阻層易因累積的熱能產生應力變化,而導致阻值異常。
有鑑於此,亟需提供一種印刷型晶片電阻及其製作方法,以改進習知印刷型晶片電阻及其製作方法的缺點。
本發明的一態樣提供一種印刷型晶片電阻,此印刷型晶片電阻具有特定結構的電阻本體,而可提高電阻的導通截面積,並縮短其路徑長度,進而滿足低電阻特性的應用需求,且此特定結構有助於改善印刷型晶片電阻的散熱效果,故可避免熱應力變化所導致的影響。
本發明的另一態樣提供一種印刷型晶片電阻的製作方法,其係藉由特定的製備流程來形成本發明之印刷型晶片電阻,而可滿足低電阻特性的產品需求,並避免熱應力變化所導致的阻值異常缺陷。
根據本發明之一態樣,提供一種印刷型晶片電阻。此印刷型晶片電阻包含基板、電阻層、下電極與上電極。其中,電阻層設置於基板之頂表面上,且沿著垂直於頂表面的一方向,下電極設置於基板與電阻層之間,而電阻層設置於上電極與下電極之間。
依據本發明之一些實施例,前述之上電極的至少一部份重疊下電極的至少一部份。
依據本發明之一些實施例,相應於前述上電極與下電極的重疊範圍,電阻層涵蓋此重疊範圍。
依據本發明之一些實施例,前述之上電極與下電極分別位於基板的兩端。
依據本發明之一些實施例,前述之頂表面為具有第一側邊與第二側邊的方形,且第一側邊垂直於第二側邊。沿著第一側邊的延伸方向,下電極之長度不大於
,其中L1代表第一側邊之長度。沿著第二側邊的延伸方向,下電極之長度不大於
,其中L2代表第二側邊之長度。
依據本發明之一些實施例,前述之第一側邊係長於第二側邊,且沿著第一側邊的延伸方向,下電極之長度係不小於
。
依據本發明之一些實施例,前述之印刷型晶片電阻更包含保護層、兩個背電極與兩個端電極。保護層係設置於上電極上,且保護層完整覆蓋電阻層。兩個背電極分別設置於基板之底表面上的兩端。兩個端電極分別設置於基板的兩端,其中此兩個端電極的一者電性連接兩個背電極的一者與下電極,而此兩個端電極的另一者電性連接背電極的另一者與上電極。
根據本發明之另一態樣,提出一種印刷型晶片電阻的製作方法。此製作方法係先形成下電極於基板之頂表面上,再形成電阻層於下電極上,接著形成上電極於電阻層上,以形成本發明之印刷型晶片電阻的電阻本體。其中,沿著垂直於頂表面的一方向,上電極的至少一部份重疊下電極的至少一部份。
依據本發明之一些實施例,於形成前述之電阻本體後,此製作方法更包含對上電極及/或下電極進行修阻操作。
依據本發明之一些實施例,於形成前述之電阻本體後,此製作方法可進一步形成保護層於上電極上,其中保護層完整覆蓋電阻層。然後,形成兩個背電極於基板之底表面上,其中此兩個背電極分別位於底表面的兩端。接著,分別形成兩個端電極於基板的兩端,以形成本發明之印刷型晶片電阻。其中,此兩個端電極的一者電性連接背電極的一者和下電極,且另一者電性連接背電極的另一者與上電極。
應用本發明的印刷型晶片電阻及其製作方法,其係藉由設置電阻層於兩電極之間,而可形成具有三維立體結構的電阻本體,進而提高印刷型晶片電阻的導通截面積,並縮短其路徑長度,因此可在不調整材料配方的條件下,滿足低電阻值的應用需求。再者,設置於上電極與下電極間之電阻層可經由電極逸散應用時所生成的熱能,而具有較佳的散熱效果,進而達到有效抗電流突波的特性。另外,本發明可藉由對上電極與下電極的至少一者進行修阻操作,而可有效調整印刷型晶片電阻的電阻特性,且避免熱能對於電阻層的熱損傷。
為了對本發明之實施例及其優點有更完整之理解,現請參照以下之說明並配合相應之圖式。必須強調的是,各種特徵並非依比例描繪且僅係為了圖解目的。相關圖式內容說明如下。
請同時參照圖1、圖2A與圖2B,其中圖1係繪示根據本發明之一些實施例的印刷型晶片電阻的製作方法之流程示意圖,且圖2A與圖2B分別係繪示根據本發明之一些實施例的印刷型晶片電阻之電阻本體200的剖視示意圖與俯視示意圖。於方法100中,下電極220係先形成於基板210的頂表面上,如操作110所示。本發明基板210的材料沒有特別之限制,僅須可用以承載印刷型晶片電阻的電極、電阻層與各結構層,且不影響晶片電阻之性質即可。在一些具體例中,基板210的材料可包含但不限於氧化鋁(Al
2O
3)、氮化鋁(AlN)、其他適當之材料,或上述材料之任意組合。
下電極220可藉由印刷導電電極膏,並經燒結來形成於基板210的一端。在一些具體例中,導電電極膏可例如為銀與玻璃膏體的組成,而燒結溫度可例如為600℃至850℃。在一些實施例中,下電極220的厚度可為10 μm至30 μm。下電極220的形成方法係本發明所屬技術領域具有通常知識者所熟知,故在此不另贅述。
前述基板210的形狀沒有特別之限制,僅須滿足後端應用之需求即可。在一些實施例中,基板210可例如為方形,且具有彼此垂直的側邊211與側邊213,其中側邊211與側邊213分別具有長度L1與長度L2。沿著側邊211的延伸方向,下電極220的長度L'1係不大於
,且較佳係大於或等於
且小於或等於
。若長度L'1大於
時,雖然可藉由後續所形成之電阻層230來使其與上電極240電性絕緣,惟所形成之電阻本體200仍易產生短路缺陷,且難以滿足應用需求。當長度L'1係大於或等於
且小於或等於
時,下電極220具有較適當的尺寸,而可有效提高電阻的導通截面積,並縮短其路徑長度,進而更滿足低電阻值的應用需求。沿著側邊213的延伸方向,下電極220的長度L'2係不大於
。可理解的,作為下電極220,長度L'2的下限值沒有特別之限制,僅須大於0即可。
於進行操作110後,形成電阻層230於下電極220上,如操作120所示。電阻層230可藉由印刷電阻膏體,並經燒結來形成。在一些具體例中,電阻膏體之材料可例如包含但不限於氧化釕(RuO
2)、氧化鎳(NiO)、氧化錳(Mn
3O)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe
3O
4)、氧化鈷(Co
3O
4)、銅錳錫合金(Zeranin)、錳銅合金(Manganin)、銅鎳合金(CuNi44)、鎳鉻鋁矽合金、鎳鉻合金(NiCr)、其他適當之電阻材料,或上述材料之任意混合,且燒結溫度可例如為600℃至850℃。在一些實施例中,電阻層230的厚度可為10 μm至30 μm。電阻層230的形成方法係本發明所屬技術領域具有通常知識者所熟知,故在此不另贅述。
電阻層230的設置位置沒有特別之限制,其較佳係相應於基板210的中間位置來設置,且完整覆蓋下電極220的一部份,以使下電極220和後續所形成的上電極240不形成短路。電阻層230的形狀與尺寸沒有特別之限制,僅須滿足後端應用之需求即可。在一些例子中,沿著側邊211的延伸方向,電阻層230的長度係不大於
。當電阻層230的長度不大於
時,電阻層230除對於下電極220與上電極240可提供較佳的絕緣效果外,亦可有效降低印刷型晶片電阻的製作成本。
於進行操作120後,形成上電極240於電阻層230上,即可形成本發明印刷型晶片電阻的電阻本體200,如操作130和操作140所示。上電極240可使用相同於下電極220的形成方式與材料來形成,且上電極240可具有相同或不相同於下電極220的尺寸規格。
於電阻本體200中,上電極240與下電極220分別位於基板210的相對兩端,且沿著垂直於基板210的頂表面之一方向,電阻層230設置於下電極220和上電極240之間。在一些實施例中,上電極240的至少一部份係重疊下電極220的至少一部份。在此些實施例中,相應於下電極220和上電極240的重疊範圍,電阻層230涵蓋此重疊範圍,其中電阻層230的面積係不小於此重疊範圍的面積。較佳地,電阻層230的面積係大於此重疊範圍的面積。
雖然圖2B所繪示之下電極220和上電極240係T字形,但本發明不限於此,在其他實施例中,根據後端應用之需求,下電極220和上電極240可具有其他適當的形狀。舉例而言,如圖2C所繪示,電阻本體200a之下電極221可具有並聯的梳狀部,且沿著垂直於基板210之頂表面的一方向,此些梳狀部的一部份重疊於上電極240;如圖2D所繪示,電阻本體200b的上電極241具有並聯的梳狀部,而下電極223具有延伸部223a及由延伸部223a凸伸的梳狀部,其中沿著垂直於基板210之頂表面的一方向,上電極241的梳狀部與下電極223的梳狀部具有重疊部份。
請同時參照圖1、圖2B、圖2C與圖2D。於進行操作140後,方法100可選擇性地對電阻本體200的上電極240及/或下電極220進行修阻操作,藉以更進一步地調整電阻本體200的電阻表現,以滿足應用需求。舉例而言,修阻操作可藉由雷射來進行加工,以移除上電極240及/或下電極220的至少一部份,以更精細地調整所製印刷型晶片電阻的電性表現。可理解的,如圖2C所示之結構,當對下電極220進行修阻操作時,相應於下電極220的位置,雷射係直接施加於下電極220上,或者施加於覆蓋下電極220的電阻層230上;當對上電極240進行修阻操作時,施加於上電極240的雷射不限於僅移除上電極240的一部份,其亦可移除於相應位置的部份或全部電阻層230。進一步而言,藉由僅對上電極240或下電極220施加雷射(即不施加雷射於電阻層230)時,可有效避免雷射熱能對於電阻層230的熱損害。
於進行前述之操作140後,可進一步形成保護層、背電極與端電極於電阻本體200,以形成本發明之印刷型晶片電阻。
在一些實施例中,保護層可例如為單一層或由複數子層所形成的複合層。舉例而言,如圖3A與圖3B,以及圖4A與圖4B所示,玻璃保護層250和環氧樹脂保護層260係依序形成於上電極240上,其中玻璃保護層250完整覆蓋電阻層230,並覆蓋上電極240之一部份與下電極220的一部份,而環氧樹脂保護層260完整覆蓋玻璃保護層250。可理解的,於形成保護層後,下電極220與上電極240均有部份係未被覆蓋的,而可作為後續所形成之印刷型晶片電阻的電性連接點。玻璃保護層250和環氧樹脂保護層260均係採用具有通常知識者所熟知的方法與材料來形成,故在此不另贅述。
如圖4A所示。兩個背電極270係形成於基板210的底表面上,且相應於上電極240和下電極220,此些背電極270分別位於基板210的兩端。在一些具體例中,背電極270可利用印刷低溫銀膏(如含有金屬銀與環氧樹脂)或濺鍍之方式來形成,且背電極270的材料可包含但不限於鎳鉻合金(NiCr)、銅鎳合金(CuNi)、其他銅合金、其他適當之合金材料,或上述材料之任意混合。背電極270的形成係本發明所屬技術領域具有通常知識者所熟知,故在此不另贅述。
如圖5所示,兩個端電極280分別形成於基板210的兩端,以形成本發明之印刷型晶片電阻。其中,端電極280的一者電性連接下電極220和相應之背電極270,而端電極280的另一者電性連接上電極240與相應的背電極270。可理解的,端電極280可為單一材料所形成之單一電極層或由多種材料所形成之複數子層所複合而成的複合電極層。在一些例子中,端電極280可利用濺鍍、電鍍,或其他適當之方式來形成,且端電極280的材料可包含但不限於NiCr、銅、錫、鎳、其他適當之電極材料,或上述材料之任意組合。舉例而言,端電極280可為複合電極層,且其先濺鍍形成NiCr子層,再接著依序電鍍鎳子層與錫子層。端電極280的形成係所屬技術領域具有通常知識者所熟知,故在此不另贅述。
依據前述說明,本發明所製得之印刷型晶片電阻藉由將電阻層設置於上電極與下電極之間,而可形成具有立體結構的電阻本體,進而將其電阻路徑變更為由位於上方之上電極傳導至位於下方的下電極(反之亦可),故有效縮短路徑長度,且藉由電阻層與兩電極層的疊層結構,電阻之導通截面積亦增大。據此,本發明之印刷型晶片電阻可在不調整電阻層之材料配方的條件下,滿足低電阻值的應用需求。其次,此立體之疊層結構有助於逸散電阻層所產生的熱能,而具有較佳的散熱效果,進而有效抗電流突波。另外,本發明可直接對此疊層結構的上電極與下電極進行修阻操作,以調整電阻特性,且可有效避免修阻熱能對於電阻層的熱損傷。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:方法
110,120,130,140:操作
200,200a,200b:電阻本體
210:基板
211,213:側邊
220,221,223:下電極
223a:延伸部
230:電阻層
240,241:上電極
250:玻璃保護層
260:環氧樹脂保護層
270:背電極
280:端電極
L1,L2,L'1,L'2:長度
為了對本發明之實施例及其優點有更完整之理解,現請參照以下之說明並配合相應之圖式。必須強調的是,各種特徵並非依比例描繪且僅係為了圖解目的。相關圖式內容說明如下。
圖1係繪示根據本發明之一些實施例的印刷型晶片電阻的製作方法之流程示意圖。
圖2A與圖2B分別係繪示根據本發明之一些實施例的印刷型晶片電阻之電阻本體的剖視示意圖與俯視示意圖。
圖2C與圖2D分別係繪示根據本發明之一些實施例的印刷型晶片電阻之電阻本體的俯視示意圖。
圖3A與圖3B分別係繪示根據本發明之一些實施例的印刷型晶片電阻的剖視示意圖與俯視示意圖。
圖4A與圖4B分別係繪示根據本發明之一些實施例的印刷型晶片電阻的剖視示意圖與俯視示意圖。
圖5係繪示根據本發明之一些實施例的印刷型晶片電阻的剖視示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
200:電阻本體
210:基板
220:下電極
230:電阻層
240:上電極
Claims (9)
- 一種印刷型晶片電阻,包含:一基板;一電阻層,設置於該基板之一頂表面上;一下電極;以及一上電極,其中沿著垂直於該頂表面的一方向,該下電極設置於該基板與該電阻層之間,該電阻層設置於該上電極與該下電極之間,且該上電極與該下電極分別位於該基板的兩端。
- 如請求項1所述之印刷型晶片電阻,其中該上電極的至少一部份重疊該下電極的至少一部份。
- 如請求項2所述之印刷型晶片電阻,其中相應於該上電極與該下電極的一重疊範圍,該電阻層涵蓋該重疊範圍。
- 如請求項1所述之印刷型晶片電阻,更包含:一保護層,設置於該上電極上,且該保護層完整覆蓋該電阻層;兩個背電極,分別設置於該基板之一底表面上的兩端;以及兩個端電極,分別設置於該基板的兩端,其中該兩個端電極的一者電性連接該兩個背電極的一者與下電極,且該兩個端電極的另一者電性連接該兩個背電極的另一者與該上電極。
- 一種印刷型晶片電阻的製作方法,包含:形成一下電極於一基板之一頂表面上;形成一電阻層於該下電極上;以及形成一上電極於該電阻層上,以形成該印刷型晶片電阻的一電阻本體,其中該上電極與該下電極分別位於該基板的兩端,且沿著垂直於該頂表面的一方向,該上電極的至 少一部份重疊該下電極的至少一部份。
- 如請求項7所述之印刷型晶片電阻的製作方法,其中於形成該電阻本體後,該製作方法更包含:對該上電極及/或該下電極進行一修阻操作。
- 如請求項7所述之印刷型晶片電阻的製作方法,其中於形成該電阻本體後,該製作方法更包含:形成一保護層於該上電極上,其中該保護層完整覆蓋該電阻層;形成兩個背電極於該基板之一底表面上,其中該兩個背電極分別位於該底表面的兩端;以及分別形成兩個端電極於該基板的兩端,以形成該印刷型晶片電阻,其中該兩個端電極的一者電性連接該兩個背電極的一者與該下電極,且該兩個端電極的另一者電性連接該兩個背電極的另一者與該上電極。
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2023
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Patent Citations (2)
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