CN101573768B - 电子器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以高效地制造具有各种电阻值的电阻元件的电子器件及其制造方法。电子器件包括互相对置的一对端子(4)、(6)；以及配置在一对端子(4)、(6)间的电阻元件。电阻元件包含除了成为基准的配置图案的一部分而配置、且互相重叠的多个点(2)。在制造电子器件时，预先试制在一对端子间(4)、(6)包括对全部成为基准的配置图案配置有点(2)的电阻元件的电子器件。然后，去除试制的电阻元件的一部分，使其成为期望的电阻值。然后，制造与去除了一部分的电阻元件的形状对应的、除了成为基准的配置图案的一部分而配置点(2)的电子器件。

Description

电子器件及其制造方法

技术领域

本发明涉及电子器件及其制造方法，更详细而言，涉及具有电阻元件的电子器件及其制造方法。

背景技术

在电阻器等中，作为形成具有期望电阻值的电阻膜等电阻元件的方法，例如已知有丝网印刷法、喷墨法。

例如，在专利文献1中披露了使用丝网印刷在基体材料表面形成面积以及间隔不同的点状的第一电阻部为近似带状，在该第一电阻部上形成电阻与第一电阻部不同的连续的层状第二电阻部。

另外，在专利文献2中披露了使用喷墨法使一种电阻性油墨附着在未烧成陶瓷片材上、形成电阻器。

专利文献1：日本专利特开昭60-30101号公报

专利文献2：日本专利特开平10-189305号公报

发明内容

但是，如专利文献1所示，在使用丝网印刷形成电阻部时，为了改变电阻值，需要更换丝网版。因此，需要与每个电阻值对应的大量的丝网版，提高了制造成本，制造丝网版需要较长期间。

另外，在使用丝网印刷将两种以上的导电性糊料进行印刷时，不能同时印刷两种以上的导电性糊料，每印刷一种导电性糊料，每次都需要干燥工序、更换丝网版的工序。印刷第二种导电性糊料以后，需要将丝网版高精度定位在其以前印刷的导电性糊料的印刷位置。并且，第二种以后的导电性糊料无法通过丝网印刷顺利进入其以前印刷的导电性糊料之间的间隙，会形成空隙。因此难以简化工序。

如专利文献2所示，在使用一种电阻性油墨形成电阻体时，例如为了使电阻体的尺寸、形状相同而电阻值不同，必须预先制造与电阻值对应的、组成不同的电阻性油墨。因此，难以适应多品种的少量生产。

本发明鉴于这样的情况，提供一种可以高效地制造具有各种电阻值的电阻元件的电子器件的、电子器件及其制造方法。

本发明为解决上述问题，提供的电子器件如下。

电子器件包括：互相对置的一对端子；以及配置在该一对端子间的电阻元件。上述电阻元件包含对成为基准的配置图案在上述配置图案中除了一部分而配置的、且互相重叠的多个点。

根据上述结构，预先试制在一对端子间、具有对全部成为基准的配置图案配置点状的电阻元件的电子器件。然后，去除试制的电阻元件的一部分，使其成为期望的电阻值。然后，制造与去除了一部分的电阻元件的形状对应的、除了成为基准的配置图案的一部分而配置点状的电子器件。据此，可以容易得到具有期望电阻值的电阻元件的电子器件。

较为理想的是，上述电阻元件包含多层上述点，距离上述电阻元件的周边越远的部分上述点的层数越多。

此时，在电阻元件的周边附近可以缓和在基体材料中产生的应力。据此，例如可以防止烧成时在电阻元件的周边附近的基体材料产生裂痕。另外，可以提高基体材料与电阻元件的附着强度。

另外，本发明为了解决上述问题，提供以下那样构成的电子器件的制造方法。

电子器件的制造方法包括：(1)通过利用喷墨法对全部成为基准的配置图案配置包含成为电阻元件的成分的电阻油墨的点、试制包括电阻元件的电子器件的第一工序；(2)测定试制的上述电子器件的上述电阻元件的电阻值、并去除上述电阻元件的一部分的第二工序；(3)与去除了上述一部分的上述电阻元件的形状对应、决定从上述配置图案去除的部分的第三工序；(4)通过对除了决定的上述部分的上述配置图案配置上述电阻油墨的上述点、批量生产电子器件的第四工序。

根据上述方法，只对试制的电子器件进行电阻元件的微调，不需要对批量生产的电子器件进行电阻元件的微调。

另外，本发明为解决上述问题，提供的电子器件的制造方法如下。

电子器件的制造方法包括：(1)通过利用喷墨法对全部成为基准的配置图案配置包含成为电阻元件的成分的电阻油墨的点、试制包括电阻元件的电子器件的第一工序；(2)测定试制的上述电子器件的上述电阻元件的电阻值的第二工序；(3)根据上述电阻元件的上述电阻值、决定上述配置图案的间隔的第三工序；(4)通过根据决定的上述间隔对全部上述配置图案配置上述电阻油墨的上述点、批量生产电子器件的第四工序。

根据上述方法，只对试制的电子器件测定电阻值，不必变更材料等。因此，可以容易制造具有任意电阻值的电子器件。

另外，本发明为解决上述问题，提供的电子器件的制造方法如下。

电子器件的制造方法包括：(1)通过利用喷墨法对全部成为基准的配置图案配置包含成为电阻元件的成分的电阻油墨的点、试制包括电阻元件的电子器件的第一工序；(2)测定试制的上述电子器件的上述电阻元件的电阻值的第二工序；(3)根据测定的上述电阻元件的上述电阻值、决定上述电阻油墨的上述点的大小的第三工序；(4)通过根据决定的上述点的上述大小对全部上述配置图案配置上述电阻油墨的上述点、批量生产电子器件的第四工序。

根据上述方法，只对试制的电子器件测定电阻值，不必变更材料等。因此，可以容易制造具有任意电阻值的电子器件。并且，点的大小例如可以通过改变为喷出喷墨而施加的电压来改变，容易进行调整。

根据本发明，可以高效地制造具有各种电阻值的电阻元件的电子器件。

附图说明

图1是喷墨打印机的整体结构图。

图2是表示点的配置的示意图。

图3是表示点的配置的示意图。

图4是表示点的配置的示意图。

标号说明

2点

4端子

6端子

8基体材料

10喷墨打印机

14、16喷墨头

34、36电阻油墨

35、37油墨滴

具体实施方式

下面，参照图1～图4说明本发明的实施方式。

首先，参照图1的示意图说明用于印刷成为电阻膜(电阻元件)的图案的喷墨打印机10。

喷墨打印机10大致包括：载放基体材料8的移动台12；多个(例如两个)喷墨头14、16；以及统一进行装置整体的控制的控制部11。

移动台12被电动机22向标号23所示的X方向驱动，被电动机24向标号25所示的Y方向驱动，被电动机26向标号27所示的θ方向(绕与X、Y轴成直角的Z轴)驱动。控制部11控制移动台12的电动机22、24、26的驱动。移动台12可以向X、Y、θ之外的方向移动，反之，也可以只向X、Y、θ中的任意一个方向或者两个方向移动。根据需要，对移动台12设置用于吸附基体材料8的真空吸引孔，还可以设置用于加热基体材料8或对其保温的加热器。

喷墨头14、16分别配置在移动台12的上方的固定位置。分别从容器15、17向喷墨头14、16提供组成不同的电阻油墨34、36。在喷墨头14、16形成一个或者两个以上的微小的孔，从该孔向移动台12喷射电阻油墨34、36的细微的粒子即油墨滴35、37。通过从控制部11进行控制，变更喷墨头14、16喷射的油墨滴35、37的尺寸(油墨滴的量)或数量。

电阻油墨34、36含有氧化钌、玻璃、碳、金属粒子等电阻材料。载放在移动台12的基体材料8是用于制造电子器件的基板或陶瓷生片(green sheet)等工件。

作为控制部11，例如可以使用个人计算机。控制部11基于从未图示的键盘等输入的参数，按照规定的程序，与移动台12的移动同步驱动喷墨头14、16，喷出油墨滴35、37。据此，在载放在移动台12的基体材料8上，用电阻油墨34、36印刷规定的图案。

较为理想的是，将喷出油墨滴35、37的多个油墨喷出孔配置为一排的喷墨头14、16这样排列，使得油墨喷出孔的各排互相平行。移动台12向与喷墨头14、16的油墨喷出孔的排形成为直角方向或者倾斜方向驱动。

例如，分别使用油墨滴35、37的间距不同的喷墨头14、16。或者，使用油墨滴35、37的间距相同的喷墨头14、16，重叠喷涂特性不同的电阻油墨34、36。或者，通过使用油墨滴35、37的间距相同的喷墨头14、16，大致同时印刷特性相同的电阻油墨34、36，高效地形成成为电阻元件的图案。

另外，作为将喷墨头14、16配置在固定位置，而移动基体材料8的替代方式，也可以在固定基体材料8的状态下移动喷墨头14、16，也可以移动基体材料8和喷墨头14、16这两者。

通过使用该喷墨打印机10，使用一种或者两种以上的电阻油墨，在印刷成为电阻膜的图案后，进行干燥、烧成，形成电阻膜。

接下来，参照图2～图4说明配置油墨滴、即点的图案。

如图2的俯视图示意的那样，在预先形成于基体材料8(参照图1)上的端子4、6间，配置一种电阻油墨的点2、2c，利用点2、2c的集合体形成成为电阻膜的部分。

例如如图2(a)所示，在端子4、6之间，多个(图中为6×10个)电阻油墨的点2配置为矩形的方格状的配置图案，且互相重叠。

如图2(b)所示，配置电阻油墨的点2的配置图案的间距在纵向或横向都可以改变。例如，通过每隔两个使用喷墨头的油墨喷出孔变为每隔一个来进行使用，并改变移动台的与喷墨头的油墨喷出孔的排形成为直角方向的进给量。

也可以只改变X方向或者Y方向的一个方向的间距。在这种情况下，例如只改变喷墨头使用的油墨喷出孔的间距、或者只改变移动台的与喷墨头的油墨喷出孔的排形成为直角方向的进给量。

另外，如图2(c)所示，也可以改变电阻油墨的点2c的大小。此时，例如改变施加在喷墨头的驱动执行器的电压，改变喷出的油墨滴的大小。或者，切换为油墨滴的喷出量不同的喷墨头。

另外，如图3的俯视图所示，方格状的配置图案中，也可以除了一部分来配置点。

图3(a)表示在配置图案的中心部3a之外配置点2的例子。

图3(b)表示配置图案中除了狭缝3b部分、配置点2的例子。

图3(c)表示除了配置图案的四个角落3c、配置点2的例子。

另外，在图3中只是用较少的点的个数来示意地表示，但实际上配置了更多的点。因此，在未配置点的部位，实际上没有配置比图示的一个或几个点更多的个数的点。

如图4(a)及(b)的剖视图示意的那样，也可以配置多层的点。

此时，如图4(a)所示，点2的高度可以比端子4高。

较为理想的是如图4(b)所示，重叠点2的截面比较平缓。即，在配置点2的区域的周边附近，点2为一层，随着从周边离开，点2的层数逐渐增加，随着从周边离开，重叠点的高度逐渐升高。据此，在周边附近可以缓和在基体材料8中产生的应力，可以抑制在基体材料8产生裂痕。

例如，在通常的丝网印刷中，如图4(c)的剖视图示意的那样，电阻膜7一直到周边7x的膜厚较厚。若这样一直到周边7x的膜厚较厚，则在烧成电阻膜7时，与基体材料8的收缩率不一致，在基体材料8会产生裂痕9。这是因为在基体材料8中，在电阻膜7的周边7x的附近，由于被电阻膜7约束的部分和不被其约束的部分相邻，产生较大的应力之差。特别是对于如丝网印刷那样电阻膜7一直到周边7x的较厚的膜，应力之差有增大的倾向。

若如图4(b)那样配置点，则由于电阻膜随着接近周边而逐渐变薄，作用在电阻膜7与基体材料8的界面的应力逐渐减小，因此可以抑制在基体材料8产生裂痕9。

这样，即使电阻膜的中央部的重叠喷涂次数增多，中央部的膜厚变厚，电阻膜整体的电阻值也不会改变，可以形成电阻膜。

特别是在与基体材料8接触的第一层的点产生扩散时，可以降低电阻膜的周边附近的厚度，抑制基体材料8的裂痕的效果较好。例如，通过使用两个喷墨头，只在第一层使用溶剂相对较多的电阻油墨、或者与基板的接触角相对较小的电阻油墨进行印刷，与第二层以后分别喷涂，可以增大抑制基体材料8的裂痕的效果。

在使用喷墨来印刷电阻油墨时，通过变更油墨滴的配置间隔，使电阻膜的截面形状变化，可以变更电阻值。也可以变更油墨滴量(油墨滴的大小)；或变更电阻膜的端子间的点数；或变更重叠喷涂的次数，来变更电阻值。也可以对电阻膜的一部分使用上述任意的方法；或组合上述两种以上的方法，来变更电阻值。

测定试制品的电阻值，在批量生产品中，通过变更电阻值使电阻值为规定值，可以去掉以往为调整电阻值在批量生产工序中所需的激光微调工序，可以提高生产率。

特别是，在如图2(a)那样通过对全部成为基准的配置图案配置点2而形成的电阻膜中，若在进行激光微调，调整电阻值后，测定进行微调留下的电阻膜形状，与测定的电阻膜形状近似，进行图3(a)、图3(b)这样的形状的印刷，则可以高精度地调整电阻膜的电阻值。

另外，测定如图2(a)那样通过对全部成为基准的配置图案配置点2而形成的电阻膜的电阻值，若此时的电阻值比期望的电阻值高，则在第二次以后，例如如图2(b)所示，通过将液滴的间隔变小，可以使电阻值低于第一次。在第一次的电阻值低于期望的电阻值时，通过将液滴间隔变宽，可以使电阻值高于第一次。

另外，例如如图2(c)所示，通过变更油墨滴的量(大小)，可以得到期望的电阻值。

接下来说明具体例。

具体例1

预先，使电子器件用的电阻膜的材料即氧化钌(RuO)、和玻璃等分散在有机溶剂中，制造固体组分为重量的20％，粘度为89mPa·s的电阻油墨。

准备在压电式喷墨头的下方具有可在X方向、Y方向移动的移动台的喷墨打印机；以及形成有两个分离的银电极作为一对端子的陶瓷生片。

从喷墨头喷出电阻油墨，如图2(a)所示，印刷将陶瓷生片上的两个银电极间连接的四边形的电阻膜。在印刷该四边形的电阻膜时，通过将工件配置工作台加热至50℃，从而不进行特殊的干燥就能得到干燥电阻膜。

将印刷有该电阻膜的陶瓷生片与其他片材进行层叠、冲压、烧成，得到在银电极之间形成有电阻膜的陶瓷基板。测定该陶瓷基板上的电阻膜的电阻值，没有发现断线。

将图2(a)所示的宽度Wa为1420μm、长度L为2670μm的四边形的电阻膜以电阻油墨的油墨滴配置间隔为75μm进行印刷，这时，电阻膜的厚度是7μm，端子4、6间的电阻值是84kΩ。将此作为样品(a)。

调整移动台的进给量、以及喷墨头的油墨喷出孔中使用的油墨喷出孔的间距，将电阻油墨的X、Y方向的油墨滴配置间隔变更为50μm，印刷如图2(b)所示的宽度Wb为920μm、长度L为2670μm的四边形的电阻膜，这时，电阻膜的厚度是18μm，端子4、6间的电阻值是32kΩ。将此作为样品(b)。

对于样品(a)，只变更电阻油墨的油墨滴量的大小，如图2(c)所示，印刷电阻油墨的油墨滴配置间隔为75μm、宽度Wa为1420μm、长度L为2670μm的四边形的电阻膜，这时，电阻膜的厚度是10μm，端子4、6间的电阻值是50kΩ。将此作为样品(c)。

如图3(a)所示，除了在四边形的电阻膜的中心附近缺少横向尺寸T1为956μm、纵向尺寸T2为770μm的点的部分3a之外，在与样品(a)相同的条件下印刷电阻膜，这时，膜厚是7μm，端子4、6间的电阻值是95kΩ。将此作为样品(d)。

总结以上的样品(a)～(d)，如下面的表1所示。

表1

样品	(a)	(b)	(c)	(d)
					点径	107μm	107μm	130μm	107μm
点间隔(间距)	75μm	50μm	75μm	75μm
					电阻膜的厚度	7μm	18μm	10μm	7μm
电阻值	84kΩ	32kΩ	50kΩ	95kΩ

根据需要制造上述那样的样品，通过缩小点间隔，或者增大点直径，可以预先掌握电阻值会怎样变化。即通过求出电阻值相对于点间隔或者点径的标准曲线，为了得到期望的电阻值，可以基于该标准曲线来决定点间隔或者点径。例如在试制的电子器件的电阻值高于期望的值时，通过基于上述的标准曲线将点间隔变宽，或者增大点径，可以与期望的值一致。根据本方法，可以提高电阻值，反之也可以使其降低。

具体例2

对由具体例1制造的样品(a)进行电阻膜的激光微调，将电阻值调整为98kΩ。利用CCD照相机对该激光微调的电阻膜的形状进行图像识别，基于二值化处理的数据，决定喷出油墨的位置，如图3(b)所示，通过在四边形的电阻膜中，在横向尺寸S1为545μm、纵向尺寸S2为206μm的部分不配置点2，形成狭缝3a。除此之外的印刷条件与样品(a)相同。测定形成该狭缝3a的样品的电阻值是95kΩ，可以使该值与微调之后的样品(a)的电阻值98kΩ近似相同。

总结

若如上述那样通过喷墨法形成电阻膜，则通过改变电阻油墨的油墨滴量(大小)、纵向及/或横向的点数、重叠喷涂的次数，可以形成期望的电阻值的电阻膜。所以，可以高效地制造具有各种电阻值的电阻元件的电子器件。

在使用喷墨来印刷电阻油墨时，与为了变更电阻值而变更电阻糊料、进行多次印刷时相比，具有的效果是：(a)缩短印刷时间而导致生产率提高；(b)减少干燥次数而导致生产率提高；(c)使工件的变形减小，印刷后的形状精度提高；(d)减小电阻值的偏差。

另外，本发明不限于上述的实施方式，可以施加各种变更而实施。

例如，成为配置点的基准的图案不限于例举的矩形的方格图案，可以是任意的图案。

Claims (5)

1.一种电子器件，包括：

互相对置的一对端子；以及

配置在该一对端子间的电阻元件，其特征在于，

所述电阻元件包含互相重叠的多个点，且所述多个点除去成为基准的配置图案中的一部分而配置于所述一对端子间。

2.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，所述电阻元件包含多层所述点，距离所述电阻元件的周边越远的部分所述点的层数越多。

3.一种电子器件的制造方法，其特征在于，包括：

通过利用喷墨法以整个成为基准的配置图案来配置包含成为电阻元件的成分的电阻油墨的点、从而试制包括电阻元件的电子器件的第一工序；

测定所试制的所述电子器件的所述电阻元件的电阻值、同时去除所述电阻元件的多个点的一部分的第二工序；

决定从所述配置图案去除与去除了所述多个点的一部分的所述电阻元件的形状对应的部分的第三工序；以及

通过以除去了所决定的所述部分的配置图案来配置所述电阻油墨的所述点、从而批量生产电子器件的第四工序。

4.一种电子器件的制造方法，其特征在于，包括：

通过利用喷墨法以整个成为基准的配置图案来配置包含成为电阻元件的成分的电阻油墨的点、从而试制包括电阻元件的电子器件的第一工序；

测定所试制的所述电子器件的所述电阻元件的电阻值的第二工序；

根据所测定的所述电阻元件的所述电阻值、以决定以批量生产时的配置图案来配置的所述点的间隔的第三工序；以及

通过根据所决定的所述间隔以整个批量生产时的配置图案来配置所述电阻油墨的所述点、从而批量生产电子器件的第四工序。

5.一种电子器件的制造方法，其特征在于，包括：

通过利用喷墨法以整个成为基准的配置图案来配置包含成为电阻元件的成分的电阻油墨的点、从而试制包括电阻元件的电子器件的第一工序；

测定所试制的所述电子器件的所述电阻元件的电阻值的第二工序；

根据所测定的所述电阻元件的所述电阻值、以决定批量生产时的电阻油墨的所述点的大小的第三工序；以及

通过根据所决定的所述点的所述大小以整个批量生产时的配置图案来配置所述电阻油墨的所述点、从而批量生产电子器件的第四工序。

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