JP2003243202A - 抵抗層積層材および抵抗層積層材を用いた部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所要の抵抗値を有する抵抗器をエッチング形成
された配線パターン内部に形成可能とする抵抗層積層材
および抵抗層積層材を用いた部品の提供。 【解決手段】導電性に優れた導電層２４と所定の電気抵
抗率を有する抵抗層２８を３層以上積層し、少なくとも
１つの接合面において、接合されるそれぞれの面に活性
化処理を施した後、活性化処理面同士が対向するように
当接して重ね合わせ積層接合を施すことによって、所要
の抵抗値を有する抵抗器を配線パターン内部に形成可能
とする抵抗層積層材２２を製造する。また、この抵抗層
積層材２２を用いてプリント配線板、ＩＣパッケージな
どに適用される部品を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、導電性に優れた導
電層と、電気抵抗性を有する抵抗層とを３層以上積層し
た抵抗層積層材、および抵抗層積層材を用いた部品に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化・軽量化に伴い
実装基板の高密度化が進み、実装部品点数の削減が進ん
でいる。このような背景の中で基板自体に実装部品を埋
め込む方法が提案されてきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、導電性に優
れた導電層と、所要の比抵抗を有する抵抗層とを３層以
上積層した抵抗層積層材、およびプリント配線板、リー
ドフレーム、ＩＣパッケージなどに適用できる抵抗層積
層材を用いた部品を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題に対する第１の
解決手段として本発明の抵抗層積層材は、導電層と抵抗
層とを３層以上積層してなる抵抗層積層材において、抵
抗層積層材の少なくとも１つの接合面が、導電層および
抵抗層の接合されるそれぞれの面を活性化処理した後、
活性化処理面同士が対抗するように該導電層と該抵抗層
を当接して重ね合わせて積層接合してなる構成とした。
この場合、活性化処理が、不活性ガス雰囲気中でグロー
放電を行わせて、前記導電層および前記抵抗層の接合さ
れるそれぞれの面をスパッタエッチング処理することが
望ましい。また、前記抵抗層積層材が、導電層−抵抗層
−導電層からなる３層構造であることが望ましい。

【０００５】更に、前記抵抗層積層材は、前記導電層の
少なくとも１つの層が板材からなり、前記抵抗層の少な
くとも１つの層が膜材からなる構成が望ましい。前記導
電層が銅あるいは、アルミニウム層からなることが望ま
しい。

【０００６】前記課題に対する第２の解決手段として本
発明の部品は、前記抵抗層積層材を用いた構成とした。
また好ましくは前記部品の少なくとも１個所に、抵抗配
線部を形成する構成とした。さらに好ましくは前記部品
が、プリント配線板、リードフレーム、ＩＣパッケージ
のいずれかに適用される構成とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を説明
する。図１は、本発明の抵抗層積層材の製造に用いる積
層体２０の１実施形態を示す概略断面図であり、導電層
２６と抵抗層２８を積層した例を示している。さらに図
２は、本発明の抵抗層積層材２２の１実施形態を示す概
略断面図であり、図１に示す積層体の抵抗層２８側に導
電層２４を積層接合した例を示している。

【０００８】導電層２４、２６の材質としては、抵抗層
積層材を製造可能な素材で導電性の優れたものであれば
特にその種類は限定されず、抵抗層積層材の用途により
適宜選択して用いることができる。導電層の比抵抗とし
ては、２０℃で、１〜２０μΩ・ｃｍの範囲であること
が好ましく、更に、１〜１０μΩ・ｃｍの範囲であるこ
とがより好ましい。例えば、常温で固体である導電性の
優れた金属（例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｎなど）や、これらの金属のうち
少なくとも１種類を含む導電性の優れた合金（例えば、
ＪＩＳに規定の合金など）などが適用できる。抵抗層積
層材の用途がプリント配線板などであれば、導電層２
４、２６としては、導電性に優れた金属であるＣｕ、Ａ
ｌなどや、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む
導電性の優れた合金などを適用することができる。すな
わち銅層、アルミニウム層などを導電層２４、２６とし
て適用することが可能である。銅層としては、Ｃｕの
他、ＪＩＳに規定の無酸素銅、タフピッチ銅、リン青
銅、黄銅や、銅ベリリウム系合金（例えば、ベリリウム
２重量％、残部が銅の合金など）、銅銀系合金（例え
ば、銀３〜５重量％、残部が銅の合金など）など、アル
ミニウム層としては、Ａｌの他、ＪＩＳに規定の１００
０系、３０００系などのアルミニウム合金を適用するこ
とができる。

【０００９】抵抗層２８の材質としては、抵抗層積層材
を製造可能な素材で所要の比抵抗を有するものあれば特
にその種類は限定されず、抵抗層積層材の用途により適
宜選択して用いることができる。抵抗層の比抵抗として
は、２０℃で、３０〜３００μΩ・ｃｍの範囲であるこ
とが好ましい。例えば、常温で固体であり、所要の比抵
抗を有する合金（例えば、ＪＩＳに規定の合金など）な
どが適用できる。抵抗層積層材の用途がプリント配線板
などであれば、配線パターンに抵抗配線部を形成可能な
所要の比抵抗を有する抵抗合金を適用することができ
る。抵抗合金としては、銅−マンガン系合金（例えば、
マンガン：１２〜１５重量％、ニッケル：２〜４重量
％、残部が銅の合金など）、銅−ニッケル系合金（例え
ば、銅：５５重量％、ニッケル：４５重量％からなる合
金など）、ニッケル−クロム系合金（例えば、ニッケ
ル：８０重量％、クロム：２０重量％からなる合金ある
いは、ニッケル：７５重量％、クロム：２０重量％、ア
ルミニウム：３重量％、銅：２重量％からなる合金な
ど）、ニッケル−リン系合金（例えば、リン：１〜２０
重量％、残部がニッケルの合金など）、ニッケル−ホウ
素−リン系合金（例えば、ホウ素：２重量％、リン：８
〜１６重量％、残部がニッケルの合金など）、鉄−クロ
ム系合金（例えば、クロム：２０重量％、アルミニウ
ム：３重量％、残部が鉄の合金など）、鉄−ニッケル系
合金、鉄−炭素系合金、パラジウム−銀系合金、パラジ
ウム−金−鉄系合金、ニッケル−タングステン−リン系
合金（例えば、タングステン：２０重量％、リン：６重
量％、残部がニッケルの合金など）、ニッケル−モリブ
デン−リン系合金（例えば、モリブデン：１９重量％、
リン：０．６重量％、残部がニッケルの合金など）、ニ
ッケル−コバルト−ホウ素系合金、ニッケル−鉄−ホウ
素系合金、ニッケル−ホウ素系合金、ニッケル−鉄−リ
ン系合金、ニッケル−コバルト−リン系合金、ニッケル
−パラジウム−リン系合金、ニッケル−銅−リン系合
金、ニッケル−錫−リン系合金、ニッケル−マンガン−
リン系合金、ニッケル−亜鉛−リン系合金、ニッケル−
バナジウム−リン系合金などを適用することができる。

【００１０】また導電層２４、２６や抵抗層２８の厚み
は、抵抗層積層材を製造可能であれば特に限定はされ
ず、抵抗層積層材の用途により適宜選定して用いること
ができる。導電層や抵抗層が箔などの板材からなる導電
板や抵抗板の場合には、例えば１〜１０００μｍである
ことが好ましい。１μｍ未満では導電板や抵抗板として
の製造が難しくなり、１０００μｍを超えると抵抗層積
層材としての製造が難しくなる。より好ましくは、１０
〜５００μｍである。なお導電板や抵抗板は、電解箔や
圧延箔などの板材であってもよいし、板材にめっきや蒸
着などによる膜材を積層したものであってもよい。また
導電層や抵抗層がめっきや蒸着などによる膜材からなる
導電膜や抵抗膜の場合には、例えば０．０１〜１０μｍ
であることが好ましい。０．０１μｍ未満では導電膜や
抵抗膜としての形成が難しくなり、１０μｍを超えると
製造時間が長くなりすぎる。より好ましくは、０．１〜
５μｍである。なお導電膜や抵抗膜は、抵抗層積層材の
用途により、電気めっき、無電解めっき、ＣＶＤ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、
スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなど
の製膜手段から適宜選択して用いることができる。

【００１１】抵抗層積層材は、導電層や抵抗層を３層以
上積層したものであって、抵抗層積層材の少なくとも１
つの接合面は、接合されるそれぞれの面を活性化処理し
た後、活性化処理面同士が対抗するように当接して重ね
合わせて積層接合したものである。抵抗層積層材の製造
に用いる積層体２０は、例えば図１に示すような導電板
２６−抵抗膜２８の２層構造などであり、導電板２６に
めっきなどの製膜手段によって抵抗膜２８を積層したも
のである。この積層体２０の抵抗膜２８側に導電板２４
を活性化接合法により積層接合して、図２に示すような
導電板２６−抵抗膜２８−導電板２４の３層構造などの
抵抗層積層材２２を製造することができる。以下にその
活性化接合法について説明する。

【００１２】図２に示す抵抗層積層材２２の活性化接合
法による製造方法について説明する。図４に示すよう
に、真空槽５２内において、巻き戻しリール６２に設置
された積層体２０の抵抗膜２８の導電板２４との接合予
定面側が、活性化処理装置７０で活性化処理される。同
様にして巻き戻しリール６４に設置された導電板２４の
抵抗膜２８との接合予定面側が、活性化処理装置８０で
活性化処理される。

【００１３】活性化処理は、以下のようにして実施す
る。すなわち、真空槽５２内に装填された導電板２４、
積層体２０をそれぞれアース接地された一方の電極Ａと
接触させ、絶縁支持された他の電極Ｂとの間に、１０〜
１×１０^−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気好ましくは
アルゴンガス中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグ
ロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ
中に露出される電極Ａと接触した導電板２４、積層体２
０の抵抗膜２８のそれぞれの面積が、電極Ｂの面積の１
／３以下となるようにスパッタエッチング処理する。な
お不活性ガス圧力が１×１０^−３Ｐａ未満では安定した
グロー放電が行いにくく高速エッチングが困難であり、
１０Ｐａを超えると活性化処理効率が低下する。印加す
る交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持
するのが難しく連続エッチングが困難であり、５０ＭＨ
ｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ま
しくない。また、効率よくエッチングするためには電極
Ａと接触した導電板２４、積層体２０の抵抗膜２８のそ
れぞれの面積を電極Ｂの面積より小さくする必要があ
り、１／３以下とすることにより充分な効率でエッチン
グ可能となる。

【００１４】その後これら活性化処理された導電板２
４、積層体２０を積層接合する。積層接合は、導電板２
４、積層体２０の抵抗膜２８のそれぞれ活性化処理され
た面が対向するようにして両者を当接して重ね合わせ圧
接ユニット６０で冷間圧接を施すことによって達成され
る。この際の積層接合は低温度で可能であり、導電板２
４、積層体２０ならびに接合部に組織変化や合金層の形
成などといった悪影響を軽減または排除することが可能
である。Ｔを導電板、積層体の温度（℃）とするとき、
０℃＜Ｔ≦３００℃で良好な圧接状態が得られる。０℃
以下では特別な冷却装置が必要となり、３００℃を超え
ると接合部の組織変化などの悪影響が生じてくるため好
ましくない。また圧延率Ｒ（％）は、０．０１％≦Ｒ≦
３０％であることが好ましい。０．０１％未満では充分
な接合強度が得られず、３０％を超えると変形が大きく
なり加工精度上好ましくない。より好ましくは、０．１
％≦Ｒ≦３％である。

【００１５】このように積層接合することにより、所要
の層厚みを有する抵抗層積層材２２を形成することがで
き、巻き取りロール６６に巻き取られる。さらに必要に
より所定の大きさに切り出して、図２に示すような抵抗
層積層材２２を製造することができる。またこのように
して製造された抵抗層積層材２２に、必要により残留応
力の除去または低減などのために熱処理を施してもよい
し、さらに半田めっきなどの導電性膜材などを積層して
もよい。

【００１６】なお抵抗層積層材の製造にはバッチ処理を
用いることができる。すなわち真空槽内に予め所定の大
きさに切り出された導電板や積層体の板材を複数枚装填
して活性化処理装置に搬送して垂直または水平など適切
な位置に処理すべき面を対向または並置した状態などで
設置または把持して固定して活性化処理を行い、さらに
導電板や積層体の板材を保持する装置が圧接装置を兼ね
る場合には活性化処理後に設置または把持したまま圧接
し、導電板や積層体の板材を保持する装置が圧接装置を
兼ねない場合にはプレス装置などの圧接装置に搬送して
圧接を行うことにより達成される。なお活性化処理は、
導電板や積層体の板材を絶縁支持された一方の電極Ａと
し、アース接地された他の電極Ｂとの間で行うことが好
ましい。

【００１７】本発明の部品は、導電層と抵抗層を３層以
上積層してなる抵抗層積層材を用いたものであり、抵抗
層積層材にエッチング加工などの加工を施したもの、さ
らにこれに樹脂などで被覆あるいは固定したものや、抵
抗層積層材を接着剤などを用いて高分子や金属、合金な
どからなる基材に積層したもの、さらにエッチング加工
などの加工を施したものなどである。例えば、図３に示
すようなプリント配線板などの多層化を図る部品などで
ある。この多層化部品は、例えばプリント配線板などに
載置して圧接することにより、プリント配線板などの多
層化に用いることができる。この場合、プリント配線板
のバンプ部との圧接接合面以外に接着剤などを配しても
よい。

【００１８】図３に示すようなプリント配線板などの多
層化を図る部品は、例えば図２に示すような導電層２６
−抵抗層２８−導電層２４の３層構造の抵抗層積層材２
２に対し、まず導電層２４部分にエッチング加工を施し
て層間接続用のバンプ部４２を形成し、エッチングによ
って除去された部分に必要によりエポキシ樹脂などで固
定して樹脂部４４を形成した上で、導電層２６−抵抗層
２８の部分にエッチング加工をなどを施して導電配線部
３２や抵抗配線部３４などを形成することにより製造す
ることができる。このとき配線部は、導電層部が残存す
る２層の配線部（導電配線部３２）と、導電層部が除去
され抵抗層のみの１層の配線部（抵抗配線部３４）を適
宜選択的に形成することができる。さらにエッチング液
や抵抗層２８材質を適切に選定することにより、この抵
抗層２８をエッチングストップ層として機能させること
ができ、精度よくエッチング処理することが可能である
ため、抵抗層２８部のみの抵抗配線部３４を形成するこ
とが容易となり、所要の抵抗値を有する抵抗部を配線内
部に設けることができる。

【００１９】この３層構造の抵抗層積層材２２は、例え
ば銅箔２６−ニッケル−リン合金層２８−銅箔２４構造
などであり、銅箔２６にニッケル−リン合金層２８をめ
っきし、さらに銅箔２４を積層接合することなどにより
達成することができる。ニッケル−リン合金層２８とし
ては、リン含有量が５〜２０重量％が好ましい。５重量
％未満では充分な抵抗性が確保できず２０重量％を超え
ると層としての製造が難しくなる。より好ましくは、１
２〜１６重量％である。導電配線部あるいは抵抗配線部
を形成する行程として、 銅箔のエッチング加工に対して塩化第二鉄、塩化第二
銅あるいはアルカリエッチング液をエッチング液として
用いることにより導電配線部３２を形成する。この際、
ニッケル−リン合金層でエッチングはストップする。 ニッケル−リン合金層をエッチングする液として、王
水あるいは硝酸溶液を用いて、ニッケル−リン合金層を
エッチングする。 さらに銅箔のみのエッチングに対しては、塩化第２鉄
溶液、塩化第２銅溶液、過硫酸アンモニウム、硫酸＋過
酸化水素水、アルカリエッチング液などをエッチング液
として適宜選定して用いることにより抵抗層２８部分を
エッチングストップ層として機能させて抵抗配線部３４
を形成することができる。このようにして導電配線部３
２、抵抗配線部３４のエッチング加工を達成することが
できる。なお導電層２６にＪＩＳに規定の１０５０アル
ミニウムを用いた場合には、エッチング液として水酸化
ナトリウムまたは水酸化カリウムを適用することができ
る。

【００２０】なお本発明の抵抗層積層材に抵抗層部分の
みの配線部を形成させることにより抵抗器として機能さ
せることができ、この抵抗値は抵抗層の材質によって決
まる体積抵抗率と層厚みおよび配線パターンの幅や長さ
で適宜選択することができる。逆に抵抗器として機能さ
せたくない場合には、抵抗層部分のみの配線部分の幅を
大きくして実質的な抵抗値を下げるか、もしくは抵抗層
の少なくとも片面に導電層を残すようなエッチング処理
を行うか、あるいは抵抗層部分のみの配線部分に半田め
っきなどで導電膜を形成させることによって達成するこ
とが可能である。このため今までプリント配線板に取り
付けられていた抵抗器を削減もしくは不要とすることが
可能となり、プリント配線板の高密度化などに効果があ
る。

【００２１】また本発明の抵抗層積層材の抵抗層は、抵
抗器として機能させるばかりでなく、発熱体やヒューズ
として機能させることも可能である。このためプリント
配線板（リジットプリント配線板やフレキシブルプリン
ト配線板など）などに好適であり、リードフレーム、Ｉ
Ｃカード（Intergrated Circuit カード）、ＣＳＰ（Ch
ip Size PackageまたはChip Scall Package、 チップサ
イズパッケージまたはチップスケールパッケージ）やＢ
ＧＡ（Ball Grid Array、ボールグリッドアレイ）など
のＩＣパッケージなどにも応用できる。

【００２２】

【実施例】以下に、実施例を図面に基づいて説明する。
導電層２６として厚み５０μｍの圧延銅箔を用い、これ
に抵抗層２８として厚み０．２μｍのニッケル−１３重
量％リン合金めっきを施した積層体２０を用いた。積層
体２０と、導電層２４として厚み３５μｍの圧延銅箔２
４とを抵抗層積層材製造装置５０にセットし、真空槽５
２内の活性化処理ユニット７０および８０でスパッタエ
ッチング法によりそれぞれ活性化処理した。次に圧接ユ
ニット６０を用いて、これら活性化処理された積層体２
０、圧延銅箔を、活性化処理面同士を重ね合わせて圧接
して積層接合し、抵抗層積層材２２を製造した。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の抵抗層積
層材は導電層と抵抗層を３層以上積層してなるものであ
り、本発明の部品は抵抗層積層材を用いたものである。
このため抵抗層積層材の抵抗層に抵抗部を形成させるこ
とにより回路を形成する部品点数を削減することが可能
であり、プリント配線板などへの適用も好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抵抗層積層材の製造に用いる積層体の
１実施形態を示す概略断面図である。

【図２】本発明の抵抗層積層材の１実施形態を示す概略
断面図である。

【図３】本発明の部品の１実施形態を示す概略断面図で
ある。

【図４】本発明の抵抗層積層材の製造に用いる装置の１
実施形態を示す概略断面図である。

【符号の説明】

２０ 積層体 ２２ 抵抗層積層材 ２４ 導電層 ２６ 導電層 ２８ 抵抗層 ３２ 導電配線部 ３４ 抵抗配線部 ４２ バンプ部 ４４ 樹脂部 ５０ 抵抗層積層材製造装置 ５２ 真空槽 ６０ 圧接ユニット ６２ 巻き戻しリール ６４ 巻き戻しリール ６６ 巻き取りロール ７０ 活性化処理装置 ７２ 電極ロール ７４ 電極 ８０ 活性化処理装置 ８２ 電極ロール ８４ 電極 Ａ 電極Ａ Ｂ 電極Ｂ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E351 BB01 BB05 BB23 BB24 BB30 BB33 BB35 DD04 DD13 DD19 DD21 GG06 5E033 AA01 AA13 BB09 BD03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電層と抵抗層とを３層以上積層してな
   る抵抗層積層材において、抵抗層積層材の少なくとも１
   つの接合面が、導電層および抵抗層の接合されるそれぞ
   れの面を活性化処理した後、活性化処理面同士が対抗す
   るように該導電層と該抵抗層を当接して重ね合わせて積
   層接合してなることを特徴とする抵抗層積層材。
2. 【請求項２】 前記活性化処理が、不活性ガス雰囲気中
   でグロー放電を行わせて、前記導電層および前記抵抗層
   の接合されるそれぞれの面をスパッタエッチング処理す
   ることを特徴とする請求項１に記載の抵抗層積層材。
3. 【請求項３】 前記抵抗層積層材が、導電層−抵抗層−
   導電層からなる３層構造であることを特徴とする請求項
   １または２のいずれかに記載の抵抗層積層材。
4. 【請求項４】 前記導電層の少なくとも１つの層が板材
   からなり、前記抵抗層の少なくとも１つの層が膜材から
   なることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   抵抗層積層材。
5. 【請求項５】 前記導電層が銅あるいは、アルミニウム
   からなることを特徴とする請求項４に記載の抵抗層積層
   材。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の抵抗層
   積層材を用いたことを特徴とする部品。
7. 【請求項７】 前記部品の少なくとも１個所に、抵抗配
   線部を形成することを特徴とする請求項６に記載の部
   品。
8. 【請求項８】 前記部品が、プリント配線板、リードフ
   レーム、ＩＣパッケージのいずれかに適用されることを
   特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の部品。