KR102021667B1 - Method of fabricating highly conductive low-ohmic chip resistor having electrodes of base metal or base-metal alloy - Google Patents
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Abstract
높은 전도성을 가지는 낮은 저항 칩 레지스터가 제조된다. 칩 레지스터는 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전극을 가진다. 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극 및 레지스터 층은 공기 중에서 저온에서 소결과 함께 후막 인쇄를 통해 제조된다. 이때, (알루미늄(Al) 또는 니켈(Ni)과 같은) 저렴한 낮은 환원 전위 금속으로 만들어지는 후막 반죽은 스크린 인쇄 및 소결을 통해 형성된다. 그후, 저렴한 낮은 환원 전위 금속의 층은 높은 환원 전위를 가지는 금속 용액에 담길 희생 층으로서 사용된다. 이때, 습식 화학 교번 반응이 높은 환원 전위를 가지는 금속 전극을 획득하기 위해 프로세싱된다. 또는, 희생 층은 서로 다른 구성을 가지고 혼합된 금속 합금을 획득하기 위한 습식 화학 교번 반응을 프로세싱하기 위해 높은 환원 전위를 가지는 수 개의 서로 다른 금속의 혼합 용액에 담길 수 있다. 이로써, 본 발명은 고온 환원 대기 하에서만 열 처리를 통한 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전극을 제조하는 전통적인 특징을 축출한다. 본 발명은 시장에서 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극의 제조 비용을 크게 감소시킨다. 이에 더하여, 기술 수준에서의 효율성은 후막 인쇄가 결합되어 상당히 향상된다. Low resistance chip resistors with high conductivity are fabricated. The chip resistor has an electrode of a base metal or base metal alloy. Base metal or base metal alloy electrodes and resistor layers are made through thick film printing with sintering at low temperatures in air. At this time, thick film doughs made of inexpensive low reduction potential metals (such as aluminum (Al) or nickel (Ni)) are formed through screen printing and sintering. Then, a layer of inexpensive low reduction potential metal is used as a sacrificial layer to be immersed in a metal solution having a high reduction potential. At this time, the wet chemical alternating reaction is processed to obtain a metal electrode having a high reduction potential. Alternatively, the sacrificial layer can be immersed in a mixed solution of several different metals with high reduction potential to process wet chemical alternating reactions to obtain mixed metal alloys with different configurations. As such, the present invention elicits the traditional feature of producing electrodes of base metals or base metal alloys via heat treatment only under high temperature reducing atmospheres. The present invention greatly reduces the manufacturing cost of base metal or base metal alloy electrodes on the market. In addition, the efficiency at the technical level is significantly improved by combining thick film printing.
Description
본 발명은 낮은 저항 칩 레지스터들을 제조하는 것에 관한 것으로서; 보다 상세하게는 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극들을 제조하기 위한 고온 환원에서 열 처리를 이용하는 전통적인 특징을 축출하는 것에 관한 것으로서, 이때 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극들 및 레지스터 층들은 제조 비용을 상당히 감소시키기 위해 공기 중에서 저온에서 소결과 함께 후막 인쇄를 통해 제조된다. The present invention relates to manufacturing low resistance chip resistors; More particularly, it relates to the expulsion of the traditional feature of using heat treatment at high temperature reduction for manufacturing base metal or base metal alloy electrodes, wherein the base metal or base metal alloy electrodes and resistor layers significantly reduce the manufacturing cost. It is manufactured through thick film printing with sintering at low temperature in air.
요즘, 후막 인쇄된 전극이 (은(Ag) 또는 팔라듐(Pd)과 같은) 고가의 귀금속 종류라면, 공기 중에서 고온에서 소결을 통해 형성될 수 있다. 반대로, 후막 인쇄된 반죽이 (구리(Cu) 또는 니켈(Ni)과 같은) 저렴한 베이스 금속 종류라면, 고온에서 베이스 금속의 산화를 방지하기 위해 환원 대기 중에서 소결되어야 한다. Nowadays, if the thick film printed electrode is an expensive precious metal type (such as silver (Ag) or palladium (Pd)), it can be formed through sintering at high temperature in air. Conversely, if the thick film printed dough is an inexpensive base metal type (such as copper (Cu) or nickel (Ni)), it must be sintered in a reducing atmosphere to prevent oxidation of the base metal at high temperatures.
나아가, 합금 전극 또는 레지스터를 위한 현재의 생산(current production)은 적절한 소결 대기 하에서 고온을 필요로 하는데, 이때 모든 개별적인 금속 물질은 후속적인 생산 프로세스들을 위해 필요한 요소로서 합금 물질로 합성된다. 하지만, 적절한 소결 대기 하에서 고온을 필요로 하기 때문에, 합금 물질은 매우 고가이다.Furthermore, current production for alloy electrodes or resistors requires high temperatures under an appropriate sintering atmosphere, where all individual metal materials are synthesized into alloy materials as a necessary element for subsequent production processes. However, alloy materials are very expensive because they require high temperatures under a suitable sintering atmosphere.
금속 전극을 제조하기 위한 (Ag 및 Pd와 같은) 귀금속 물질과는 달리, (Cu 및 Ni와 같은) 베이스 금속 물질은 열 처리 동안 쉽게 산화될 수 있다. 그러므로, 전통적으로, 후막 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극을 제조할 때, 스크린 인쇄를 통한 후막 형성이 사용되고 열 처리는 후막 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극을 제조하기 위한 환원 대기 하에서 고온에서 프로세싱되어야 한다. 베이스 금속 산화가 방지될 수 있지만, 제조 비용을 증가시키게 된다. 그러므로, 종래 기술들은 실제 사용에 있어서 모든 사용자들의 요구들을 충족시킬 수 없다. Unlike precious metal materials (such as Ag and Pd) to make metal electrodes, base metal materials (such as Cu and Ni) can be easily oxidized during heat treatment. Therefore, traditionally, when producing a thick film base metal or base metal alloy electrode, thick film formation through screen printing is used and heat treatment has to be processed at high temperature under a reducing atmosphere for producing the thick film base metal or base metal alloy electrode. Base metal oxidation can be prevented, but will increase manufacturing costs. Therefore, the prior arts cannot meet the needs of all users in practical use.
본 발명의 주요 목적은 공기 중에서 저온에서 소결과 함께 후막 인쇄를 통한 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극 및 레지스터 층을 제조하는 데 있다. The main object of the present invention is to produce a base metal or base metal alloy electrode and resistor layer through thick film printing with sintering at low temperature in air.
본 발명의 다른 목적은 높은 환원 전위를 가지는 금속 전극을 획득하는 데 있는데, 이때 낮은 환원 전위를 가지는 (알루미늄(Al) 또는 Ni과 같은) 저렴한 금속으로 만들어지는 후막 반죽(thick-film paste)은 스크린 인쇄 및 소결(sintering)을 통해 형성되고; 그후, 저렴한 금속의 층은 높은 환원 전위를 가지는 금속 전극을 획득하기 위한 습식 화학 교번 반응(wet chemical alternation reaction)을 프로세싱하기 위해 높은 환원 전위를 가지는 금속 용액에 담기는 희생 층으로서 사용되고; 또는 희생 층은 서로 다른 구성을 가지는 금속들의 합금을 획득하기 위한 습식 화학 교번 반응을 프로세싱하기 위해 높은 환원 전위를 가지는 수 개의 서로 다른 금속의 혼합 용액에 담길 수 있다.Another object of the present invention is to obtain a metal electrode having a high reduction potential, wherein a thick-film paste made of an inexpensive metal having a low reduction potential (such as aluminum (Al) or Ni) is screened. Formed through printing and sintering; The layer of inexpensive metal is then used as a sacrificial layer immersed in a metal solution having a high reduction potential to process a wet chemical alternation reaction to obtain a metal electrode having a high reduction potential; Alternatively, the sacrificial layer can be immersed in a mixed solution of several different metals with high reduction potential to process wet chemical alternating reactions to obtain alloys of metals with different configurations.
본 발명의 다른 목적은 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극을 제조하기 위한 고온 환원 대기에서 열 처리를 이용하는 전통적인 특징을 축출하는 데 있는데, 이때 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극의 제조 비용은 시장에서 크게 개선되고; 또한 효율성은 후막 인쇄가 결합되어 기술 수준에서 상당히 향상된다. It is another object of the present invention to withdraw the traditional feature of using heat treatment in a high temperature reducing atmosphere for producing a base metal or base metal alloy electrode, wherein the manufacturing cost of the base metal or base metal alloy electrode is greatly improved in the market and ; Efficiency is also significantly improved at the technical level, combined with thick film printing.
상기의 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전극을 가지는 높은 전도성이 있는 낮은 저항 칩 레지스터를 제조하는 방법인데, 이 방법은 (a) 터미날 전극들 및 레지스터 층을 인쇄 및 소결하는 단계, (b) 도금하는 단계, (c) 열 처리를 프로세싱하는 단계, (d) 내부 코팅 층을 인쇄 및 소결하는 단계, (e) 레이저 절단하는 단계, (f) 외부 코팅 층을 인쇄 및 소결하는 단계, (g) 코드 층을 인쇄하는 단계, (h) 스트립들로 쪼개는 단계, (i) 에지들을 가지는 측면 터미날 전극들을 인쇄하는 단계, (j) 입방체들로 쪼개지는 단계, 및 (k) 전기도금하는 단계를 포함하고, 이때 단계 (a)는 (a1) 기판의 후방 표면 상에 2 개의 후방 터미날 전극들을 인쇄하는 단계, (a2) 상기 후방 표면에 반대되는 상기 기판의 전방 표면 전체를 커버하기 위해 두꺼운 반죽을 인쇄하는 단계, 및 (a3) 200~900℃의 고온에서 소결 퍼니스에서 상기 기판을 소결하는 단계를 포함하고; 상기 2 개의 후방 터미날 전극들은 이격되어 연결되어 있지 않고 또한 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 주석(Sn)이고; 상기 두꺼운 반죽은 전방 터미날 전극 및 레지스터 층을 포함하고; 상기 전방 터미날 전극 및 상기 레지스터 층은 상기 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn이고; 상기 전방 터미날 전극 및 상기 레지스터 층은 이로써 그 사이에 인터페이스 없이 통합적으로 획득되고; 상기 전방 터미날 전극 및 상기 레지스터 층을 포함하는 상기 두꺼운 반죽과 함께, 상기 2 개의 후방 터미날 전극들은 이로써 상기 기판에 구속되고; 단계 (b)에서, 습식 화학 교번 반응 전의 Al 또는 Sn의 환원 전위에 비해 더 높은 환원 전위 값을 가지게 되는 Al 또는 Sn으로 된 전방 터미날 전극 및 상기 레지스터 층을 획득하기 위해 습식 화학 교번 반응을 프로세싱하기 위해 상기 두꺼운 반죽은 높은 환원 전위를 가지는 Cu, Ni, 또는 CuNi 합금의 베이스 금속 용액 안에 희생 층으로서 담기고; 상기 습식 화학 교번 반응은 침적도금(dip-plating) 또는 전기도금(electroplating)에 의해 프로세싱되고; 단계 (c)에서, 상기 전방 터미날 전극 및 상기 레지스터 층은 공기 중에서 건조되고; 단계 (d)는 (d1) 상기 레지스터 층 상에 내부 코팅 층을 인쇄하는 단계, 및 (d2) 150~700℃의 온도에서 상기 내부 코팅 층과 상기 레지스터 층을 함께 소결하기 위해 상기 기판을 소결 퍼니스로 전달하는 단계를 포함하고; 상기 내부 코팅 층은 상기 레지스터 층과 같은 크기를 가지고 또한 상기 전방 터미날 전극과 접촉하지 않고; 단계 (e)에서, 상기 레지스터 층을 상기 내부 코팅 층을 관통하는 레이저로 절단하기 위해 상기 기판은 레이저 절단 장치로 전달되고; 필요한 조정 홈은 상기 레지스터 층의 저항을 변형시키기 위해 상기 레이저에 의해 상기 레지스터 층으로부터 절삭되고; 단계 (f)는 (f1) 상기 내부 코팅 층의 표면 상에 외부 코팅 층을 인쇄 및 형성하는 단계, 및 (f2) 상기 외부 코팅 층, 상기 내부 코팅 층 및 상기 전방 터미날 전극의 일 부분을 함께 150~250℃의 온도에서 소결하기 위해 소결 퍼니스로 상기 기판을 전달하는 단계를 포함하고; 상기 외부 코팅 층은 상기 내부 코팅 층보다 큰 크기를 가지고 또한 상기 전방 터미날 전극의 상기 부분과 접촉하고; 또한 상기 전방 터미날 전극의 나머지 부분은 노출되고; 상기 외부 코팅 층 및 상기 내부 코팅 층을 포함하는 보호 층이 형성되고; 단계 (g)에서, 칩 레지스터를 나타내기 위해 상기 보호 층 상에 식별 코드가 인쇄된 층이 형성되고; 단계 (h)에서, 롤링 절단 방식으로 스트립들로 쪼개지기 위해 상기 기판의 전체 시트가 롤링 장치로 전달되고; 단계 (i)는 (i1) 상기 외부 코팅 층의 2 개의 단들에서 2 개의 측면 터미날 전극들을 획득하기 위해 상기 기판의 상기 스트립들의 2 개의 측면 표면들 상에 전도성 물질을 인쇄하는 단계, 및 (i2) 150~250℃의 온도에서 소결 퍼니스에서 상기 기판의 상기 스트립들을 소결하는 단계를 포함하고; 상기 측면 터미날 전극들은 상기 전방 터미날 전극 및 상기 후방 터미날 전극들을 커버하고; 상기 측면 터미날 전극들, 상기 전방 터미날 전극 및 상기 후방 터미날 전극들은 이로써 함께 소결되고; 상기 측면 터미날 전극들은 상기 전방 터미날 전극과 접촉하고 상기 레지스터 층에 연결되고; 상기 전방 터미날 전극은 이로써 상기 기판의 상기 스트립들의 2 개의 측면들에서 각각 별도로 상기 2 개의 후방 터미날 전극들에 연결되어 전도되고; 단계 (j)에서, 상기 기판의 상기 스트립들은 상기 롤링 장치로 입방체들로 쪼개지고; 상기 기판의 상기 스트립들은 독립적인 것들로 쪼개지기 위해 본래 연결된 상기 입방체들을 포함하고; 상기 입방체들의 각각의 독립적인 것은 상기 전방 터미날 전극, 상기 레지스터 층, 상기 2 개의 후방 터미날 전극들, 상기 2 개의 측면 터미날 전극들, 및 상기 내부 코팅 층과 상기 외부 코팅 층을 포함하는 상기 보호 층을 포함하고; 단계 (k)에서, 상기 측면 터미날 전극들의 각각의 것에 대하여 도금된 층을 형성하기 위해 도금조에서 Ni 및 Sn으로 상기 입방체들의 각각의 독립적인 것이 전기도금되고; Ni는 상기 전방 터미날 전극을 보호하고; 또한 상기 칩 레지스터는 Sn으로 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 솔더링된다. 이로써, 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전극들을 가지는 높은 전도성이 있는 낮은 저항 칩 레지스터를 제조하는 새로운 방법이 획득된다. In order to achieve the above objects, the present invention is a method of manufacturing a highly conductive low resistance chip resistor having an electrode of a base metal or base metal alloy, which method comprises: (a) printing the terminal electrodes and the resistor layer; Sintering, (b) plating, (c) processing the heat treatment, (d) printing and sintering the inner coating layer, (e) laser cutting, (f) printing the outer coating layer And sintering, (g) printing the code layer, (h) splitting into strips, (i) printing side terminal electrodes with edges, (j) splitting into cubes, and ( k) electroplating, wherein step (a) comprises (a1) printing two rear terminal electrodes on the rear surface of the substrate, (a2) the entire front surface of the substrate opposite the rear surface Two to cover Printing the battered dough, and (a3) sintering the substrate in a sinter furnace at a high temperature of 200-900 ° C .; The two rear terminal electrodes are Al or tin (Sn) which are not spaced apart and have a low reduction potential; The thick dough comprises a front terminal electrode and a resistor layer; The front terminal electrode and the resistor layer are Al or Sn having the low reduction potential; The front terminal electrode and the resistor layer are thereby integrally obtained without an interface therebetween; With the thick dough comprising the front terminal electrode and the resistor layer, the two rear terminal electrodes are thereby constrained to the substrate; In step (b), processing the wet chemical alternating reaction to obtain a front terminal electrode of Al or Sn and the resistor layer which will have a higher reduction potential value compared to the reducing potential of Al or Sn before the wet chemical alternating reaction. The thick dough is immersed as a sacrificial layer in a base metal solution of Cu, Ni, or CuNi alloy having a high reduction potential; The wet chemical alternating reaction is processed by dip-plating or electroplating; In step (c), the front terminal electrode and the resistor layer are dried in air; Step (d) printing the inner coating layer on the resistor layer (d1), and (d2) sintering the substrate to sinter the inner coating layer and the resistor layer together at a temperature of 150 to 700 ° C. Delivering to; The inner coating layer is the same size as the resistor layer and does not contact the front terminal electrode; In step (e), the substrate is transferred to a laser cutting device for cutting the resistor layer with a laser passing through the inner coating layer; The necessary adjusting groove is cut from the resistor layer by the laser to modify the resistance of the resistor layer; Step (f) includes (f1) printing and forming an outer coating layer on the surface of the inner coating layer, and (f2) putting together a portion of the outer coating layer, the inner coating layer and the front terminal electrode. Transferring the substrate to a sinter furnace for sintering at a temperature of ˜250 ° C .; The outer coating layer has a larger size than the inner coating layer and is in contact with the portion of the front terminal electrode; And the remaining portion of the front terminal electrode is exposed; A protective layer is formed comprising the outer coating layer and the inner coating layer; In step (g), an identification code printed layer is formed on the protective layer to represent the chip register; In step (h), the entire sheet of the substrate is transferred to a rolling device for splitting into strips in a rolling cutting manner; (I) printing (i1) a conductive material on the two side surfaces of the strips of the substrate to obtain two side terminal electrodes at two ends of the outer coating layer, and (i2) Sintering the strips of the substrate in a sinter furnace at a temperature of 150-250 ° C .; The side terminal electrodes cover the front terminal electrode and the rear terminal electrodes; The side terminal electrodes, the front terminal electrode and the rear terminal electrodes are thereby sintered together; The side terminal electrodes are in contact with the front terminal electrode and connected to the resistor layer; The front terminal electrode is thereby connected and conducted separately to the two rear terminal electrodes, respectively, on two sides of the strips of the substrate; In step (j), the strips of the substrate are broken into cubes with the rolling device; The strips of the substrate comprise the cubes inherently connected to break into independent ones; Each of the cubes is independent of the protective layer comprising the front terminal electrode, the resistor layer, the two rear terminal electrodes, the two side terminal electrodes, and the inner coating layer and the outer coating layer. Including; In step (k), each independent of the cubes is electroplated with Ni and Sn in a plating bath to form a plated layer for each of the side terminal electrodes; Ni protects the front terminal electrode; The chip resistor is also soldered onto the printed circuit board (PCB) with Sn. In this way, a new method of manufacturing a highly conductive low resistance chip resistor with electrodes of the base metal or base metal alloy is obtained.
본 발명은, 첨부된 도면들과 관련하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 이하의 상세한 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보여주는 흐름도이다.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술과 본 발명의 구조들을 보여주는 단면도들이다.
도 3은 습식 화학 교번 반응 후 획득되는 두꺼운 반죽들을 보여주는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 두꺼운 반죽들의 미세구조들을 보여주는 도면들이다.
도 5a 및 도 5b는 전기적 특성들을 보여주는 도면들이다. The invention will be better understood from the following detailed description of the preferred embodiment according to the invention, in conjunction with the accompanying drawings.
1 is a flowchart showing a preferred embodiment according to the present invention.
2A and 2B are cross-sectional views showing the structure of the prior art and the present invention.
3 is a diagram showing thick doughs obtained after a wet chemical alternating reaction.
4A and 4B show the microstructures of thick doughs.
5A and 5B are diagrams showing electrical characteristics.
바람직한 실시예의 이하의 설명은 본 발명의 특징들 및 구조들을 이해하기 위해 제공된다.The following description of the preferred embodiment is provided to understand the features and structures of the present invention.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보여주는 흐름도; 종래 기술과 본 발명의 구조들을 보여주는 단면도들; 습식 화학 교번 반응 후 획득되는 두꺼운 반죽들 및 이들의 미세구조들을 보여주는 도면들; 및 전기적 특성들을 보여주는 도면들인, 도 1 내지 도 5b를 참조하자, 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명은 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전극을 가지는 높은 전도성이 있는 낮은 저항 칩 레지스터를 제조하는 방법이다. 알루미나 산화막(alumina oxide)을 갖는 세라믹 기판이 습식 두꺼운 반죽 인쇄를 이용해 칩 레지스터를 제조하는 데에 사용되는데, 이것은 터미날 전극들 및 레지스터 층을 인쇄 및 소결하는 단계; 도금하는 단계; 열 처리를 프로세싱하는 단계; 내부 코팅 층을 인쇄 및 소결하는 단계; 레이저 절단하는 단계; 외부 코팅 층을 인쇄 및 소결하는 단계; 코드 층을 인쇄하는 단계; 스트립들로 쪼개는 단계; 에지들을 가지는 측면 터미날 전극들을 인쇄하는 단계; 입방체들로 쪼개는 단계; 및 전기도금하는 단계를 포함한다. 상기의 단계들을 통해, 높은 전도성이 있는 낮은 저항 칩 레지스터가 제조된다. A flowchart showing a preferred embodiment according to the invention; Cross-sectional views showing prior art and structures of the present invention; Figures showing thick doughs and their microstructures obtained after a wet chemical alternating reaction; 1-5B, which are drawings showing electrical properties, as shown in the drawings, the present invention relates to a method of manufacturing a highly conductive low resistance chip resistor having an electrode of a base metal or base metal alloy. to be. Ceramic substrates with alumina oxide are used to produce chip resistors using wet thick dough printing, which includes printing and sintering terminal electrodes and a resistor layer; Plating; Processing the heat treatment; Printing and sintering the inner coating layer; Laser cutting; Printing and sintering the outer coating layer; Printing the code layer; Splitting into strips; Printing side terminal electrodes with edges; Splitting into cubes; And electroplating. Through the above steps, a low resistance chip resistor with high conductivity is manufactured.
도 1에 있어서, 본 발명은 이하의 단계들을 포함한다: 1, the present invention comprises the following steps:
(a) 터미날 전극들 및 레지스터 층을 인쇄 및 소결하는 단계 (100): 먼저, 낮은 환원 전위를 가지는 알루미늄(Al) 또는 주석(Sn)의, 2 개의 이격되어 연결되지 않은 후방 터미날 전극들(12)이 기판(10)의 후방 표면 상의 적절한 위치들에 인쇄 및 형성된다. 그후, 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn의 두꺼운 반죽(11)이 기판(10)의 전방 표면 전체에 걸쳐 인쇄되는데, 이것은 전방 터미날 전극(11a) 및 레지스터 층(11b)을 포함한다. 이로써, 낮은 환원 전위를 가지는 동일한 물질의, 전방 터미날 전극(11a) 및 레지스터 층(11b)은 그 사이에 인터페이스 없이 통합적으로 형성된다. 그후, 기판(10)은 200~900℃의 고온에서 소결되기 위해 소결 퍼니스로 전달된다. 이로써, 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn의 2 개의 후방 터미날 전극들(12), 및 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn의 전방 터미날 전극(11a) 및 레지스터 층(11b)을 포함하는 두꺼운 반죽은 이로써 기판(10)에 구속된다. 이때, 낮은 환원 전위를 가지는 전방 터미날 전극(11a)은 (높은 Al 함량 및 높은 유리 함량을 포함하는) 높은 고체 함량(high solid content)의 Al 전극이거나 또는 낮은 고체 함량(low solid content)의 다공성의 Al 전극이다. (a) printing and sintering the terminal electrodes and the resistor layer (100): first, two spaced apart unconnected
(b) 도금하는 단계 (101): 인쇄 및 형성 후 획득된 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn의 두꺼운 반죽(11)은, Al 또는 Sn의 환원 전위 보다 높은 환원 전위를 가지는 베이스 금속 용액에 담길 희생 층으로서 사용되는데, 이는 습식 화학 교번 반응을 통해서 상기 Al 또는 Sn의 환원 전위 보다 더 높은 환원 전위를 가지는 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금인 전방 터미날 전극(11c) 및 레지스터 층(11d)을 획득하기 위한 것이다. 즉, 상기 Al 또는 Sn의 두꺼운 반죽(11)은, 침적도금 또는 전기도금에 의한 습식 화학 교번 반응을 프로세싱할 때 높은 환원 전위를 가지는 베이스 금속 용액 안에 희생 층으로서 담기게 되며, 프로세싱을 거치면 습식 화학 교번 반응 전의 Al 또는 Sn의 환원 전위에 비해 더 높은 환원 전위를 가지는 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금인 전방 터미날 전극(11c) 및 레지스터 층(11d)을 획득하게 된다.(b) Plating step 101: Al or Sn
(c) 열 처리를 프로세싱하는 단계 (102): 침적도금 또는 전기도금 후 획득된 높은 환원 전위를 가지는 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금으로 된 전방 터미날 전극(11c) 및 레지스터 층(11d)은 공기 중에서 건조되거나 또는 저온 환원 대기 하에서 더 소결된다.(c) processing the heat treatment (102): the
(d) 내부 코팅 층을 인쇄 및 소결하는 단계 (103): 건조 또는 환원 대기 하에서 추가의 소결 후 획득된 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 레지스터 층(11d) 상에 내부 코팅 층(132)이 인쇄 및 형성된다. 내부 코팅 층(132)은 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 레지스터 층(11d)과 동일한 크기를 가지고, 또한 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전방 터미날 전극(11c)과 접촉하지 않는다. 그후, 기판(10)은 150~700℃의 온도에서 소결되기 위해 소결 퍼니스로 전달되어 내부 코팅 층(132) 및 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 레지스터 층(11d)이 함께 소결된다. 이때, 내부 코팅 층(132)은 주로 유리에 기초한 절연체이다. (d) printing and sintering the inner coating layer (103): the
(e) 레이저 절단하는 단계 (104): 기판(10)은 내부 코팅 층(132)을 관통하는 레이저를 이용해 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 레지스터 층(11d)을 절단하기 위해 레이저 절단 장치로 전달된다. ('I', 'L', '-', 등과 같은) 적절한 형태를 가지는 조정 홈(adjusting groove)은 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 레지스터 층(11d)의 저항을 변형시키기 위해 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 레지스터 층(11d)으로부터 절삭된다. (e) Laser Cutting Step 104:
(f) 외부 코팅 층을 인쇄 및 소결하는 단계 (105): 외부 코팅 층(131)은 내부 코팅 층(132)의 표면 상에 인쇄 및 형성된다. 외부 코팅 층(131)은 내부 코팅 층(132)보다 큰 크기를 가지고 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전방 터미날 전극(11c)의 일 부분과 접촉한다. 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전방 터미날 전극(11c)의 나머지 부분은 노출된다. 그후, 기판(10)은 150~250℃의 온도에서 소결되기 위해 소결 퍼니스로 전달되어, 외부 코팅 층(131), 내부 코팅 층(132) 및 전방 터미날 전극(11c)의 일 부분이 함께 소결된다. 외부 코팅 층(131)과 내부 코팅 층(132)을 포함하는 보호 층(13)이 형성된다. 이때, 외부 코팅 층(131)은 에폭시 수지로 주로 구성되는 절연 물질이다. (f) Printing and Sintering the Outer Coating Layer (105): The
(g) 코드 층을 인쇄하는 단계 (106): 레지스터 타입, 저항 값, 등과 같은, 식별 코드로 인쇄된 층이 칩 레지스터를 나타내기 위해 보호 층(13) 상에 형성된다. (g) Printing the Code Layer (106): A layer printed with an identification code, such as a resistor type, resistance value, and the like, is formed on the
(h) 스트립들로 쪼개는 단계 (107): 기판(10)의 전체 시트는 롤링 절단 방식으로 스트립들로 쪼개지기 위해 롤링 장치로 전달된다.(h) Splitting into Strips 107: The entire sheet of
(i) 에지들을 가지는 측면 터미날 전극들을 인쇄하는 단계 (108): 전도 물질이 외부 코팅 층(131)의 2 개의 단들에 2 개의 측면 터미날 전극들(14)을 형성하기 위해 기판(10)의 스트립들의 2 개의 측면들 상에 인쇄된다. 측면 터미날 전극들(14)은 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전방 터미날 전극(11c); 및 후방 터미날 전극들(12)을 커버한다. 에지들을 가지는 측면 터미날 전극들(14)을 인쇄한 후, 기판(10)의 스트립들은 150~250℃의 온도에서 소결 퍼니스에서 소결된다. 측면 터미날 전극들(14), 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전방 터미날 전극(11c), 및 후방 터미날 전극들(12)은 이로써 함께 소결된다. 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전방 터미날 전극(11c)은 이로써 기판(10)의 스트립들의 2 개의 측면들에서 각각 별도로 2 개의 후방 터미날 전극들(12)에 연결되어 전도된다. 측면 터미날 전극들(14)은 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전방 터미날 전극(11c)과 접촉하고 또한 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 레지스터 층(11d)과 연결된다. 이때, 측면 터미날 전극들(14)은 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 이들의 조합의 금속 전극들이다. (i) printing the side terminal electrodes with edges 108: strip of
(j) 입방체들로 쪼개는 단계 (109): 측면 터미날 전극들(14)을 소결한 후, 기판(10)의 스트립들은 롤링 장치를 이용해 입방체들로 쪼개진다. 기판(10)의 스트립들은 독립적인 것들로 쪼개질 본래 연결된 입방체들을 포함하고; 또한 입방체들의 각각의 독립적인 것은 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전방 터미날 전극(11c), 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 레지스터 층(11d), 낮은 저항 전위를 가지는 2 개의 후방 터미날 전극들(12), 2 개의 측면 터미날 전극들(14), 및 내부 코팅 층(132)과 외부 코팅 층(131)을 포함하는 보호 층(13)을 포함한다.(j) Splitting into Cubes (109): After sintering the
(k) 전기도금하는 단계 (110): 입방체들의 각각은 측면 터미날 전극들(14) 각각에 대하여 도금된 층(15)을 형성하게 되는데, 이는 도금 과정을 통해서 Ni 및 Sn으로 전기도금된다. 이때, 도금된 층(15)은 도금된 Ni 층 및 도금된 Sn 층을 포함하게 되며; 도금된 층(15) 중에 Ni로 된 층는 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전방 터미날 전극(11c)을 보호하고; 도금된 층(15) 중에 Sn으로 된 층은 레지스터 층을 인쇄 회로 기판((PCB) 상에 솔더링되고; 또한 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전방 터미날 전극(11c)은, 차량, 기지국, LED 등과 같이, 황화 방지되는 칩 레지스터의 응용분야에 사용된다. (k) Electroplating Step 110: Each of the cubes forms a plated
이로써, 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전극들을 가지는 높은 전도성이 있는 낮은 저항 칩 레지스터를 제조하는 새로운 방법이 획득된다. In this way, a new method of manufacturing a highly conductive low resistance chip resistor with electrodes of the base metal or base metal alloy is obtained.
본래 절차를 통해 제조되는 도 2a에 도시된 본래 구조는 본 발명에 의해 변경된다. 본래 구조는 기판(20) 위 아래에 각각 2 개의 전방 터미날 전극들(21) 및 2 개의 후방 터미날 전극들(22)을 인쇄한다. 그후, 고온 소결이 프로세싱된다. 그후, 레지스터 층(23)이 다시 소결되기 위해 인쇄된다. 그후, 보호 층(24), 측면 터미날 전극들(25) 및 도금된 층(26)이 이하와 같이 형성된다. 본래 구조 상에서, 전방 터미날 전극들(21) 및 레지스터 층(23)은 명확하게 구별될 수 있는데, 이때 전방 터미날 전극들(21)과 레지스터 층(23) 사이에 인터페이스가 존재한다. 인터페이스의 존재는 생산을 위한 낮은 저항(<10 옴) 칩 레지스터의 저항 특성에 영향을 미칠 것이다. The original structure shown in FIG. 2A produced through the original procedure is modified by the present invention. The original structure prints two front
본 발명에 따라 제조되는 칩 레지스터의 새로운 구조는 도 2b에 도시되어 있다. 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn의 전방 터미날 전극은 동일한 물질의 레지스터 층과 함께 통합적으로 형성된다. 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn의 전방 터미날 전극과 레지스터 층 사이에 존재하는 인터페이스 저항은 없다. 따라서, 본 발명은 생산을 위한 낮은 저항(<10 옴)의 저항 특성의 안정성에 크게 도움이 된다. The new structure of the chip resistor manufactured in accordance with the present invention is shown in Figure 2b. The front terminal electrode of Al or Sn having a low reduction potential is integrally formed with a resistor layer of the same material. There is no interface resistance present between the front terminal electrode of Al or Sn with a low reduction potential and the resistor layer. Thus, the present invention greatly assists in the stability of the low resistance (<10 ohm) resistance characteristics for production.
칩 레지스터를 제조하기 위해 본 발명에 사용되는 습식 화학 교번 반응은 도 1에 도시되어 있다. 제조는 3 가지의 주요 차이점들을 가진다. 첫번째 차이점은 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn의 두꺼운 반죽이 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn의 전방 터미날 전극 및 레지스터 층 전체에 걸쳐 커버하기 위해 인쇄된다는 것이다. 고온 소결이 프로세싱된 후, 두번째 차이점은 침적도금 교번 반응이 Al 또는 Sn의 두꺼운 반죽이 희생 층으로서 높은 환원 전위를 가지는 베이스 금속 용액 안에 담기는 것에 의해 프로세싱된다는 것이다. 예를 들어, 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn의 두꺼운 반죽은 구리 황산염 용액 또는 Ni 황산염 용액에 담긴다. 이때, Cu 이온들이 Cu 전방 터미날 전극 및 Cu 레지스터 층을 획득하기 위해 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn을 환원시키거나; 또는 Ni 이온들이 Ni 전방 터미날 전극 및 Ni 레지스터 층을 획득하기 위해 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn을 환원시킨다. 또는, 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn의 두꺼운 반죽은 구리 황산염 및 Ni 황산염의 용액에 담긴다. 이때, Cu 및 Ni 이온들이 동시에 낮은 저항 칩 레지스터를 위한 Cu 및 Ni의 합금의, 전방 터미날 전극 및 레지스터 층을 획득하기 위해 낮은 환원 전위를 가지는 Al 또는 Sn을 환원시킨다. 낮은 저항 칩 레지스터의 제조는 Cu 전방 터미날 전극 및 Cu 레지스터 층; Ni 전방 터미날 전극 및 Ni 레지스터 층; 또는 Cu 및 Ni 합금의, 전방 터미날 전극 및 레지스터 층을 형성하기 위해 전기도금을 이용할 수 있다. 세번째 차이점은 침적도금 또는 전기도금 후, 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의, 전방 터미날 전극 및 레지스터 층은 동기 중에서 건조되거나 또는 저온 환원 대기 하에서 더 소결된다. 다른 제조 단계들은 전통적인 칩 레지스터를 제조하는 데 사용되는 것과 동일하다. The wet chemical alternating reaction used in the present invention to produce chip resistors is shown in FIG. 1. Manufacturing has three main differences. The first difference is that a thick dough of Al or Sn with low reduction potential is printed to cover the entirety of the front terminal electrode and resistor layer of Al or Sn with low reduction potential. After hot sintering has been processed, the second difference is that the deposition plating alternating reaction is processed by immersing a thick dough of Al or Sn into a base metal solution having a high reduction potential as a sacrificial layer. For example, a thick dough of Al or Sn with a low reduction potential is immersed in a copper sulphate solution or a Ni sulphate solution. Wherein Cu ions reduce Al or Sn having a low reduction potential to obtain a Cu front terminal electrode and a Cu resistor layer; Or Ni ions reduce Al or Sn having a low reduction potential to obtain a Ni front terminal electrode and a Ni resistor layer. Alternatively, a thick dough of Al or Sn having a low reduction potential is immersed in a solution of copper sulfate and Ni sulfate. At this time, Cu and Ni ions simultaneously reduce Al or Sn having a low reduction potential to obtain a front terminal electrode and resistor layer of an alloy of Cu and Ni for a low resistance chip resistor. Fabrication of the low resistance chip resistors includes a Cu front terminal electrode and a Cu resistor layer; Ni front terminal electrode and Ni resistor layer; Or electroplating may be used to form the front terminal electrode and resistor layers of Cu and Ni alloys. A third difference is that after deposition or electroplating, the front terminal electrode and resistor layer, of the base metal or base metal alloy, is dried in synchronous or more sintered under a cold reducing atmosphere. Other manufacturing steps are the same as those used to manufacture traditional chip resistors.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 새로운 제조에 있어서 베이스 금속은 공기 중에서 소결되는데, 이때 낮은 환원 전위를 가지는 Al (또는 Sn) 두꺼운 반죽은 인쇄 및 소결된다. 그후, Al 두꺼운 반죽은 Cu 및 Ni보다 낮은 환원 전위를 가지기 때문에, 교번 반응이 도 3에 도시된 바와 같이, Al을 Al 이온들로 산화시키고, 동시에 베이스 금속 Cu 및 Ni 이온들을 금속 Cu 및 Ni로 환원시키기 위해 프로세싱될 수 있다. As explained above, in the new production according to the invention the base metal is sintered in air, in which Al (or Sn) thick dough with a low reduction potential is printed and sintered. Then, since the Al thick dough has a lower reduction potential than Cu and Ni, the alternating reaction oxidizes Al to Al ions, as shown in FIG. 3, while simultaneously converting the base metal Cu and Ni ions to the metal Cu and Ni. Can be processed to reduce.
다시 말하면, 본 발명은 낮은 환원 전위를 가지는 후막 Al 또는 Sn 전극이 공기 중에서 인쇄 및 소결되고 기판에 구속되고; 그후, 교번 반응이 베이스 금속 전극에서 Al 또는 Sn을 Cu 또는 Ni로 환원시키기 위해 사용되는, 새로운 제조 기술을 사용하는데, 여기서 낮은 환원 전위를 가지는 후막 Al 또는 Sn 전극은 교번 반응에서 희생 층으로서 사용된다. 교번 반응에서 희생 층은 도 4a에 도시된, Cu에 의해 대체된 Al을 가지는 전극의 미세구조로서, 베이스 금속 전극을 제조하기 위해 사용될 수 있을 뿐만 아니라; 도 4b에 도시된, CuNi (52/48) 합금과 같이, 다른 함량 비율을 가지는 합금을 만들기 위해 서로 다른 이온들의 용액에 담기기 위해 사용될 수 있다. In other words, the present invention provides that a thick film Al or Sn electrode having a low reduction potential is printed and sintered in air and bound to a substrate; The alternating reaction then uses a new fabrication technique, which is used to reduce Al or Sn to Cu or Ni at the base metal electrode, where a thick film Al or Sn electrode with a low reduction potential is used as a sacrificial layer in the alternating reaction. . The sacrificial layer in the alternating reaction is not only a microstructure of the electrode with Al replaced by Cu, shown in FIG. 4A, but also can be used to manufacture the base metal electrode; It can be used to impregnate a solution of different ions to make alloys with different content ratios, such as the CuNi (52/48) alloy shown in FIG. 4B.
본 발명에 따라 제조되는 CuNi 낮은 저항 칩 레지스터는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 전기적 특성 및 신뢰도에 있어서, 종래의 후막 인쇄된 은-팔라듐(AgPd) 낮은 저항 칩 레지스터와 비교된다. 기본적으로, 본 발명에 따른 습식 화학 교번 반응을 통해 제조되는 CuNi 낮은 저항 칩 레지스터는 종래의 후막 인쇄된 AgPd 낮은 저항 칩 레지스터와 꽤 유사한 특성 및 신뢰도를 가진다. 본 발명에 따라 제조되는 CuNi 낮은 저항 칩 레지스터는 또한 1000 시간의 장기 수명 테스트를 통과하는데, 이것은 종래의 AgPd 낮은 저항 칩 레지스터와 동일한 성능을 보여준다. 하지만, 종래의 후막 인쇄된 AgPd 낮은 저항 칩 레지스터와 비교하면, 본 발명에 따른 습식 화학 교번 반응을 통해 제조되는 새로운 후막 인쇄된 CuNi 낮은 저항 칩 레지스터는 더 나은 저항-온도 특성을 가진다. CuNi low resistance chip resistors made in accordance with the present invention are compared to conventional thick film printed silver-palladium (AgPd) low resistance chip resistors, as shown in FIGS. 5A and 5B. Basically, CuNi low resistance chip resistors manufactured through wet chemical alternating reactions according to the present invention have properties and reliability quite similar to conventional thick film printed AgPd low resistance chip resistors. The CuNi low resistance chip resistors manufactured according to the present invention also pass a 1000 hour long life test, which shows the same performance as conventional AgPd low resistance chip resistors. However, compared to conventional thick film printed AgPd low resistance chip resistors, the new thick film printed CuNi low resistance chip resistors produced via the wet chemical alternating reaction according to the present invention have better resistance-temperature characteristics.
표 2는 낮은 저항 칩 레지스터를 제조하기 위한 물질들 및 프로세스들을 비교한다. 종래의 칩 레지스터는 주로 AgPd 합금을 사용하는데, 이것은 고가의 귀급속들을 이용할 뿐만 아니라, 시장의 요구조건을 충족시키기에는 너무 높은 저항의 온도 계수(temperature coefficient of resistance, TCR)를 가진다. CuNi 또는 구리-망간(CuMn) 합금의 TCR은 스크린 인쇄, 환원 대기 하에서의 소결, 박막 스퍼터링, 표면-장착(surface mounting), 및 펀칭에 의해 개선될 수 있지만, 낮은 저항 칩 레지스터 제조 동안, 재료 비용 또는 제조 비용은 시장에서 경쟁력 있기에는 여전히 너무 높다. 본 발명에 따라 후막 인쇄와 함께 습식 반응을 통해 제조되는 CuNi 낮은 저항 칩 레지스터는 우수한 저항-온도 특성 뿐만 아니라, 탁월한 재료 비용 및 제조 비용을 가진다. Table 2 compares materials and processes for manufacturing low resistance chip resistors. Conventional chip resistors predominantly use AgPd alloys, which not only make use of expensive retrogrades, but also have a temperature coefficient of resistance (TCR) that is too high to meet market requirements. TCRs of CuNi or copper-manganese (CuMn) alloys can be improved by screen printing, sintering under reducing atmosphere, thin film sputtering, surface mounting, and punching, but during low resistance chip resistor fabrication, Manufacturing costs are still too high to be competitive in the market. CuNi low resistance chip resistors produced through wet reaction with thick film printing in accordance with the present invention have not only good resistance-temperature characteristics, but also excellent material and manufacturing costs.
<100㎛10 μm <
<100
본 발명은 공기 중에서 저온에서 후막 인쇄와 함께 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전극 및 레지스터 층을 제조하기 위한 방법을 제안한다. 이때, (Al 또는 Ni와 같은) 저렴한 낮은 환원 전위 금속으로 만들어진 후막 반죽은 스크린 인쇄 및 소결을 통해 형성되고; 그후, 저렴한 낮은 환원 전위 금속의 층은, 결과적으로, 높은 환원 전위를 가지는 금속 전극을 획득하기 위한 습식 화학 교번 반응을 프로세싱하기 위해 높은 환원 전위를 가지는 금속 용액에 담기게 되는 희생 층으로서 사용된다. 또는, 희생 층은 서로 다른 구성으로 혼합된 금속들의 합금을 획득하기 위한 습식 화학 교번 반응을 프로세싱하기 위해 높은 환원 전위를 가지는 수 개의 서로 다른 금속의 혼합 용액에 담길 수 있다. 따라서, 본 발명은 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전극이 단지 고온 환원 대기 하에서의 열 처리를 통해 제조되는 전통적인 특징을 축출한다. 본 발명은 시장에서 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극들의 제조 비용을 상당히 개선시키고; 후막 인쇄가 결합되어 기술적인 수준에서 효율성을 상당히 향상시킨다.The present invention proposes a method for producing electrodes and resistor layers of base metals or base metal alloys with thick film printing at low temperatures in air. At this time, thick film dough made of inexpensive low reduction potential metal (such as Al or Ni) is formed through screen printing and sintering; The layer of inexpensive low reduction potential metal is then used as a sacrificial layer which is subsequently immersed in a metal solution having a high reduction potential to process a wet chemical alternating reaction to obtain a metal electrode having a high reduction potential. Alternatively, the sacrificial layer can be immersed in a mixed solution of several different metals with high reduction potential to process wet chemical alternating reactions to obtain alloys of mixed metals in different configurations. Thus, the present invention elicits the traditional feature that the electrodes of the base metal or base metal alloy are produced only by heat treatment under high temperature reducing atmosphere. The present invention significantly improves the manufacturing cost of base metal or base metal alloy electrodes in the market; Thick film printing is combined to significantly improve efficiency at the technical level.
요약하면, 본 발명은 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전극을 가지는 높은 전도성이 있는 낮은 저항 칩 레지스터를 제조하는 방법인데, 이때 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극은 저온 하에서 공기 중에서 제조되고 또한 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금 전극의 제조 비용은 시장에서 상당히 감소될 수 있다. In summary, the present invention is a method of manufacturing a highly conductive low resistance chip resistor having electrodes of a base metal or base metal alloy, wherein the base metal or base metal alloy electrode is produced in air under low temperature and is also a base metal or base. The manufacturing cost of metal alloy electrodes can be significantly reduced in the market.
여기에 개시된 바람직한 실시예는 본 발명의 범위를 불필요하게 한정하고자 하는 것은 아니다. 그러므로, 특허를 위해 여기에 개시된 지시들 및 청구항들의 범위와 균등물에 속하는 단순한 변경들 또는 변형들은 본 발명의 범위 안에 모두 있게 된다. The preferred embodiments disclosed herein are not intended to limit the scope of the invention unnecessarily. Therefore, simple changes or modifications belonging to the scope and equivalents of the instructions and claims disclosed herein for patent are all within the scope of the present invention.
Claims (10)
(a) 터미날 전극들 및 레지스터 층을 인쇄 및 소결하는 단계, 이 단계는:
(a1) 기판의 제1 표면 상에 2 개의 후방 터미날 전극들을 인쇄하는 단계, 이때 상기 2 개의 후방 터미날 전극들은 이격되어 연결되어 있지 않고 또한 낮은 환원 전위를 가지는 제1 베이스 금속이고;
(a2) 상기 기판의 상기 제1 표면에 반대되는 상기 기판의 제2 표면 전체를 커버하기 위해 두꺼운 반죽을 인쇄하는 단계, 이때 상기 두꺼운 반죽은 전방 터미날 전극 및 레지스터 층을 포함하고; 상기 전방 터미날 전극 및 상기 레지스터 층은 낮은 환원 전위를 가지는 상기 제1 베이스 금속이고; 또한 상기 전방 터미날 전극 및 상기 레지스터 층은 이로써 그 사이에 인터페이스 없이 통합적으로 획득되고; 및
(a3) 200~900℃의 고온에서 소결 퍼니스에서 상기 기판을 소결하는 단계를 포함하고, 이때 상기 전방 터미날 전극 및 상기 레지스터 층을 포함하는 상기 두꺼운 반죽과 함께, 상기 2 개의 후방 터미날 전극들은 이로써 상기 기판에 구속되고;
(b) 도금하는 단계, 이 단계는:
습식 화학 교번 반응을 통해 상기 제1 베이스 금속의 환원 전위 보다 더 높은 환원 전위를 가지게 되는 베이스 금속 물질로 된 전방 터미날 전극 및 레지스터 층을 획득하기 위해, 상기 두꺼운 반죽을 상기 제1 베이스 금속보다 더 높은 환원 전위를 가지는 베이스 금속 용액 안에 희생 층으로서 담그는 단계를 포함하며, 이때 상기 습식 화학 교번 반응은 침적도금 및 전기도금으로 구성된 군으로부터 선택되는 도금 방법에 의해 프로세싱되고;
(c) 열 처리를 프로세싱하는 단계, 이 단계는:
공기 중에서 상기 전방 터미날 전극 및 상기 레지스터 층을 건조시키는 단계를 포함하고;
(d) 내부 코팅 층을 인쇄 및 소결하는 단계, 이 단계는:
(d1) 상기 레지스터 층 상에 내부 코팅 층을 인쇄하는 단계, 이때 상기 내부 코팅 층은 상기 레지스터 층과 같은 크기를 가지고 또한 상기 전방 터미날 전극과 접촉하지 않고; 및
(d2) 150~700℃의 온도에서 상기 내부 코팅 층과 상기 레지스터 층을 함께 소결하기 위해 상기 기판을 소결 퍼니스로 전달하는 단계를 포함하고;
(e) 레이저 절단하는 단계, 이 단계는:
상기 레지스터 층을 상기 내부 코팅 층을 관통하는 레이저로 절단하기 위해 상기 기판을 레이저 절단 장치로 전달하는 단계를 포함하고, 이때 조정 홈은 상기 레지스터 층의 저항을 변형시키기 위해 상기 레이저에 의해 상기 레지스터 층으로부터 절삭되고;
(f) 외부 코팅 층을 인쇄 및 소결하는 단계, 이 단계는:
(f1) 상기 내부 코팅 층의 표면 상에 외부 코팅 층을 인쇄 및 형성하는 단계, 이때 상기 외부 코팅 층은 상기 내부 코팅 층보다 큰 크기를 가지고 또한 상기 전방 터미날 전극의 일 부분과 접촉하고; 또한 상기 전방 터미날 전극의 나머지 부분은 노출되고; 및
(f2) 상기 외부 코팅 층, 상기 내부 코팅 층 및 상기 전방 터미날 전극의 상기 부분을 함께 150~250℃의 온도에서 소결하기 위해 소결 퍼니스로 상기 기판을 전달하는 단계를 포함하고, 이때 상기 외부 코팅 층 및 상기 내부 코팅 층을 포함하는 보호 층이 획득되고;
(g) 코드 층을 인쇄하는 단계, 이 단계는:
칩 레지스터를 나타내기 위해 상기 보호 층 상에 식별 코드가 인쇄된 층을 획득하는 단계를 포함하고;
(h) 스트립들로 쪼개는 단계, 이 단계는:
롤링 절단 방식으로 스트립들로 쪼개지기 위해 상기 기판의 전체 시트를 롤링 장치로 전달하는 단계를 포함하고;
(i) 에지들을 가지는 측면 터미날 전극들을 인쇄하는 단계, 이 단계는:
(i1) 상기 외부 코팅 층의 2 개의 단들에서 2 개의 측면 터미날 전극들을 획득하기 위해 상기 기판의 상기 스트립들의 2 개의 측면 표면들 상에 전도성 물질을 인쇄하는 단계, 이때 상기 측면 터미날 전극들은 상기 전방 터미날 전극 및 상기 후방 터미날 전극들을 커버하고; 및
(i2) 150~250℃의 온도에서 소결 퍼니스에서 상기 기판의 상기 스트립들을 소결하는 단계를 포함하고, 이때 상기 측면 터미날 전극들, 상기 전방 터미날 전극 및 상기 후방 터미날 전극들은 이로써 함께 소결되고; 상기 측면 터미날 전극들은 상기 전방 터미날 전극과 접촉하고 상기 레지스터 층에 연결되고; 또한 상기 전방 터미날 전극은 이로써 상기 기판의 상기 스트립들의 2 개의 측면들에서 각각 상기 2 개의 후방 터미날 전극들에 연결되어 전도되고;
(j) 입방체들로 쪼개지는 단계, 이 단계는:
상기 기판의 상기 스트립들이 상기 롤링 장치로 입방체들로 쪼개지는 단계를 포함하고, 이때 상기 기판의 상기 스트립들은 독립적인 것들로 쪼개지기 위해 본래 연결된 상기 입방체들을 포함하고; 또한 상기 입방체들 각각은 상기 전방 터미날 전극, 상기 레지스터 층, 상기 2 개의 후방 터미날 전극들, 상기 2 개의 측면 터미날 전극들, 및 상기 내부 코팅 층과 상기 외부 코팅 층을 포함하는 상기 보호 층을 포함하고; 및
(k) 전기도금하는 단계를 포함하고, 이 단계는:
입방체들의 각각의 측면 터미날 전극들(14)에 대하여 도금된 층(15)을 형성하기 위해 제1 금속 및 제2 금속을 전기도금을 하는 단계로서, 상기 전기도금을 통해 형성된 상기 제1 금속은 상기 전방 터미날 전극을 보호하게 되고; 상기 제2 금속은 상기 칩 레지스터를 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 솔더링하는데 쓰이게 되는 것을 특징으로 하는, 베이스 금속 또는 베이스 금속 합금의 전극을 가지는 높은 전도성이 있는 낮은 저항 칩 레지스터를 제조하는 방법.A method of manufacturing a highly conductive low resistance chip resistor having electrodes of a base metal or base metal alloy,
(a) printing and sintering the terminal electrodes and the resistor layer, which steps are:
(a1) printing two rear terminal electrodes on a first surface of the substrate, wherein the two rear terminal electrodes are a first base metal that is not spaced apart and that also has a low reduction potential;
(a2) printing a thick dough to cover the entire second surface of the substrate opposite the first surface of the substrate, wherein the thick dough comprises a front terminal electrode and a resistor layer; The front terminal electrode and the resistor layer are the first base metal having a low reduction potential; The front terminal electrode and the resistor layer are thus also integrally obtained without an interface therebetween; And
(a3) sintering the substrate in a sinter furnace at a high temperature of 200-900 ° C., wherein the two rear terminal electrodes are thus joined together with the thick dough comprising the front terminal electrode and the resistor layer. Is constrained to the substrate;
(b) plating, this step:
The thick dough is higher than the first base metal to obtain a front terminal electrode and a resistor layer of base metal material that have a reduction potential higher than that of the first base metal through a wet chemical alternating reaction. Immersing as a sacrificial layer in a base metal solution having a reduction potential, wherein the wet chemical alternating reaction is processed by a plating method selected from the group consisting of immersion plating and electroplating;
(c) processing the heat treatment, the step being:
Drying the front terminal electrode and the resistor layer in air;
(d) printing and sintering the inner coating layer, which steps:
(d1) printing an inner coating layer on the resistor layer, wherein the inner coating layer is the same size as the resistor layer and does not contact the front terminal electrode; And
(d2) transferring the substrate to a sinter furnace for sintering the inner coating layer and the resistor layer together at a temperature of 150-700 ° C .;
(e) laser cutting, this step:
Transferring the substrate to a laser cutting device for cutting the resistor layer with a laser penetrating the inner coating layer, wherein an adjustment groove is used by the laser to modify the resistance of the resistor layer. Cut from;
(f) printing and sintering the outer coating layer, which steps are:
(f1) printing and forming an outer coating layer on the surface of the inner coating layer, wherein the outer coating layer has a larger size than the inner coating layer and is in contact with a portion of the front terminal electrode; And the remaining portion of the front terminal electrode is exposed; And
(f2) transferring the substrate to a sinter furnace for sintering the outer coating layer, the inner coating layer and the portion of the front terminal electrode together at a temperature of 150 to 250 ° C., wherein the outer coating layer And a protective layer comprising the inner coating layer;
(g) printing the code layer, which steps are:
Obtaining a layer having an identification code printed on the protective layer to represent a chip register;
(h) splitting into strips, this step:
Transferring the entire sheet of the substrate to a rolling device for splitting into strips in a rolling cutting manner;
(i) printing the side terminal electrodes with edges, wherein:
(i1) printing a conductive material on the two side surfaces of the strips of the substrate to obtain two side terminal electrodes at two ends of the outer coating layer, wherein the side terminal electrodes are connected to the front terminal. Cover an electrode and the rear terminal electrodes; And
(i2) sintering the strips of the substrate in a sinter furnace at a temperature of 150-250 ° C., wherein the side terminal electrodes, the front terminal electrode and the rear terminal electrodes are thereby sintered together; The side terminal electrodes are in contact with the front terminal electrode and connected to the resistor layer; The front terminal electrode is thereby also connected to and conductive with the two rear terminal electrodes at the two sides of the strips of the substrate, respectively;
(j) splitting into cubes, this step:
Splitting the strips of the substrate into cubes with the rolling device, wherein the strips of the substrate include the cubes originally connected to break into independent ones; And each of the cubes comprises the front terminal electrode, the resistor layer, the two rear terminal electrodes, the two side terminal electrodes, and the protective layer comprising the inner coating layer and the outer coating layer. ; And
(k) electroplating, comprising:
Electroplating a first metal and a second metal to form a plated layer 15 for each side terminal electrodes 14 of the cubes, wherein the first metal formed through the electroplating is Protect the front terminal electrode; Wherein said second metal is used for soldering said chip resistor onto a printed circuit board (PCB).
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| JP2017017117A (en) | 2015-06-30 | 2017-01-19 | 國立成功大學Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｈｅｎｇ Ｋｕｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | Method for manufacturing sulfide prevention chip resistor for vehicle |
Also Published As
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