JP2005142523A - 埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 均一な抵抗ペーストの塗布厚さを確保して、抵抗値偏差を改善させて容易に抵抗を形成することを目的とする。
【解決手段】 銅被覆積層板の表面に抵抗が充填される部分に対応するところにメッキ防止パターンを形成するステップと、銅被覆積層板をメッキするステップと、抵抗が挿入される空間の銅被覆層をエッチングするためのエッチング防止パターンを形成するステップと、メッキ防止パターンを取り除くステップと、銅被覆積層板をエッチングするステップと、抵抗が挿入される空間に抵抗ペーストを充填するステップと、銅被覆積層板に回路パターンを形成するステップを含む。
【選択図】 図３ｄ

Description

本発明は、埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法に関する。より具体的には、本発明は、正確な形状と体積を持つ抵抗を形成して抵抗値を均一に合わせることでレーザートリミング作業を不要あるいは最小にして、製造時間を短縮させて印刷装置の位置決め精度に大きな影響を受けることなく、素早い作業条件設定が可能であり生産性が向上して、スクリーン印刷による抵抗形成などの従来方式に比べて抵抗ペーストの均一な塗布厚さを確保することで、抵抗値偏差を改善して容易に抵抗を形成することができる、埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法に関する。

一般に、印刷回路基板は、電子回路の部品が装着される板状の基板を含んでいる。大部分の配線が露光及びエッチングによって基板上に形成されており、特定の回路設計にしたがって部品が実装されて結線される。

電子機器には多数の能動部品及び受動部品等が回路基板の表面に実装されており、受動部品の中で特に抵抗は個別のチップ抵抗（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｈｉｐ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）の形態で能動部品の間の信号伝達を円滑にするために、多数のものが表面実装されている。しかしながら、個別のチップ抵抗を軽薄短小の電子部品に適用することには限界があり、空間活用の面でも問題があった。

該問題点を解決するために、新しい材料または物質及び工程を利用して個別のチップ抵抗を取り替える方法として印刷回路基板自体に抵抗を埋設する方法が開示されている。このような埋め込み型の抵抗を持つ印刷回路基板は、基板自体の内部または外部に受動素子である抵抗が埋め込まれている形態として基板自体の大きさに関係なくて、受動素子が基板の部分に統合されている形態である。

すなわち、受動素子が基板の一部分に含まれているから、個別のチップ抵抗を基板の表面に実装するか又は接続する必要がないという特徴を持つ。よって、該個別のチップ抵抗が占めていた空間を他の部品のために利用して高集積の実装面積を確保することができ、印刷回路基板の大きさをさらに減少させて電子機器の小型化の達成にも適用され、はんだ接合（ｓｏｌｄｅｒ ｊｏｉｎｔ）の除去、熱または機械的衝撃及び振動の影響を減少させて信頼性を必要とする機器に適用されるという長所を持つ。

このように、埋め込み型の抵抗を形成するために多様な方法が開発されており、現在商用化された方法は以下のようなものである。

第一に、セラミックス抵抗ペーストを塗布して焼成して具現するセラミックス薄膜形態の抵抗（ｔｈｉｃｋ ｆｉｌｍ ｔｙｐｅｄ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）を形成する技術がある。上記技術は通常セラミックス抵抗ペーストを基板表面に塗布して、約８５０〜９００℃の高温で焼成した後、スクリーン印刷によって該抵抗を保護するためのガラス（ｇｌａｓｓ）層を塗布した後に再焼成するプロセスからなる。

このようなセラミックス抵抗の具現技術は、アメリカ特許番号第５，５１０，５９４号に具体的に示されている。該特許ではアルミナのような電気的に絶縁された物質に製造された基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上に銀を含む導電性材料から製造された電極を形成した後サーメット（ｃｅｒｍｅｔ）のような抵抗材料から製造された薄膜抵抗体を該電極と電気的に接続されるように形成して、レーザートリミング（ｌａｓｅｒ ｔｒｉｍｍｉｎｇ）により所望の抵抗値を具現して、そして上記電極及び抵抗を保護するための絶縁性の保護フィルムを形成している。しかしながら、該技術はセラミックス基板に適用されるものであり、エポキシ−ガラス基板、ポリイミド基板などの樹脂ベースの基板に直接的に適用することはできない。

第二に、印刷回路基板内部に抵抗特性を持つ金属層または金属膜を別途形成して印刷回路基板の表面に実装された抵抗を取り替える薄膜形態の抵抗（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｙｐｄｅ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）を具現する技術がある。これに関して、オメガーポリ（Ｏｈｍｅｇａ−Ｐｌｙ；オメガテクノロジー社の商品名）という薄膜の抵抗材料を使って埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法がすでに商用化されている。

例えば、アメリカ特許番号第４，８９２，７７６号で開示されている支持層（ｓｕｐｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）と、ニッケル及びリン（Ｐｈｏｓｐｏｒｏｕｓ）を含んで該支持層と結合された少なくとも一つの抵抗層（ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｌａｙｅｒ）と、該抵抗層に結合された導電層（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）とを含む抵抗材料を使って、写真平版法（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ）を通じて埋設抵抗を有する印刷回路基板を製造することができる。
該方法では抵抗体が印刷回路基板の内部に形成されて誘電体材料によって抵抗体が保護されるので外部環境による影響を防止するために、別途の工法を要しない。

第三に、基板上に高分子ベースの抵抗ペーストを塗布して熱乾燥(硬化)させる高分子薄膜形態の抵抗を具現する技術がある。該技術は、基板の内層に塗布する内装型及び最外層にペーストを塗布する外装型に分類される。このような内装型プロセスと係わった先行技術は、例えば、ＥＰ０５６９８０１ Ａ１及び特開平６−６１６５１号（特許文献１）に開示されている。

すなわち、該技術によれば、抵抗は、両側面上に導体線路を備える印刷回路基板の内面に印刷によって薄膜の形態で形成されており、表面実装素子（ＳＭＤ）が印刷回路基板の外面上に実装されている。誘電体材料からなる中問層は、中問層が印刷回路基板の内面間で位置決めされるように印刷回路基板の内面間でプレスされている。該内装型プロセスは基板内部に抵抗が形成されて外部環境による影響を抑制するための別途の抵抗保護層を要しない。しかし、抵抗の抵抗値の予測性（ｐｒｅｄｉｃｔａｂｉｌｉｔｙ）及び許容限界（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ）の調節においては不利である。

一方、外装型プロセスの場合、抵抗特性を持つ高分子を使ってスクリーン印刷を通じて基板上に塗布した後にはんだマスク（またはソルドレジスト）を印刷して高分子抵抗を保護する方法である。

図１ａ乃至図１ｅは、従来技術に係る、外装型の埋設抵抗を有する印刷回路基板を製造する工程を順次に図示する図面である。図１ａを参照すると、基板１に導電層（銅薄膜）２を形成した後、該導電層が形成された基板１の最外層上にフォトレジストフィルム層またはドライフィルム層３、３’を形成して、露光、現像、銅エッチングのプロセスを通じて導電層２に特定パターンの銅端子を形成させる（第１ステップ）。第１ステップからエッチングレジストで使われたドライフィルム３、３’をストリピングして図１ｂに示すように所定の間隔によって相互に離間配置される銅端子２、２’を形成する（第２ステップ）。

次に、カーボン系抵抗ペースト５を該銅端子２、２’の間にスクイズブレード４などを使って、図１ｃに示すようにスクリーン印刷する（第３ステップ）。図１ｄに示すように、抵抗ペースト５を塗布した後、約１５０〜２５０℃での加熱乾燥により熱硬化させて、形成された薄膜抵抗６はそれぞれの銅端子２、２’と電気的に接続される（第４ステップ）。

そして、レーザートリミングによって塗布された抵抗ペーストを選択的に切断して所望の抵抗値を得る。これに関連して、アメリカ特許番号第５，５１０，５９４号は、レーザートリミングを通じて所望の抵抗値を具現する方法を提示している。しかし、該特許の場合、基板材質がセラミックスから構成されているので、レーザートリミングプロセスが比較的容易であり、所望の抵抗値を具現することができる。その一方で、より広い面積及びプラスチック材質を持つ印刷回路基板の場合にはレーザートリミングの正確さの面で問題があり、レーザー熱によって抵抗値が変動し、トリミング加工費用が非常に高価であるから、実際上、印刷回路基板に適用されることは困難であった。

図１ｅを参照すると、基板１に形成された薄膜抵抗体６の上部にはんだマスクインク（ｓｏｌｄｅｒ ｍａｓｋ ｉｎｋまたはＰＳＲ ｉｎｋ；７）を使ってはんだマスク層７を形成させることで外部環境による損傷、例えば物理的、化学的損傷、湿気または温度による抵抗特性の変化を防止するようにする（第５ステップ）。

しかしながら、上述の外装型プロセスの場合、第2ステップと第３ステップとの間の工程遅延により外部環境に露出した銅端子２、２’が容易に酸化されて、このように酸化された端子上にまた液状の抵抗ペーストが塗布されて乾燥すれば銅酸化が促進される。よって、抵抗と端子との界面での接着力が低下して抵抗値が上昇するという問題点が発生する。このような吸湿による抵抗上昇を考慮してあらかじめ抵抗の抵抗値を小さく調節する方策も試されているが、量産には不向きである。

また、セラミックス印刷回路基板の場合、一般的に基板の大きさが１０×１０ｃｍを超える例はほとんどないが、樹脂系印刷回路基板は通常５０×６０ｃｍ位のパネルの大きさであるので、抵抗ペーストを基板上に塗布すれば同一パネル内での位置により抵抗ペーストの厚さがバラ付くように印刷される傾向がある。このような厚さの不均一性は、抵抗値のバラ付き現象を誘発して製品の信頼性を低下させる要因になっている。

より具体的に、抵抗の抵抗値は下記数式１によって計算される。
Ｒ（抵抗値）＝Ｒ（比抵抗）×（抵抗の長さ）／（抵抗の幅×抵抗の厚さ） 数式１
上記数式１から分かるように、抵抗の厚さが増加すれば抵抗値が減少することは理解されるであろう。しかしながら、実際印刷工程においてパネル上に決まった厚さで印刷することは、印刷製版、印刷装置のような設備自体の印刷の偏差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）により均一な抵抗値を具現することは困難である。

また、このような従来のスクリーン印刷による埋設抵抗形成方法では、スクリーン印刷の解像度に限界があり、正確な抵抗幅を具現しにくく、印刷の特性上、接点になるパッドの大きさを大きくしなければならず、抵抗の中心部分が端子の高さより低くなる位置を均一にさせにくくて精緻な抵抗値を得にくいから、レーザートリミング工程が必須だった。

また、従来のスクリーン印刷による埋設抵抗形成方法では、位置によって均一な抵抗が形成されにくく、端子から抵抗が突出していて製造工程中に破損の恐れがあり、自動化が困難である。従来技術の問題点を考慮して、外部環境による抵抗値の変化を最小化することができ、これと共に所望の抵抗値を正確に具現することができる、新しい薄膜抵抗が埋め立てされた印刷回路基板に対する開発が切実に要望されている。
アメリカ特許番号第５，５１０，５９４号 アメリカ特許番号第４，８９２，７７６号 ＥＰ０５６９８０１ Ａ１号公報 日本特開平６−０６１６５１号公報

本発明は、従来方法に比べて抵抗ペーストの印刷工程の精密度に大きく左右されないで、従来のスクリーン印刷に使われる高価なスクリーン網紗なしで作業効率を非常に高めることのできる埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を提供することを目的にする。また、本発明は、印刷回路基板に塗布される抵抗の厚さが印刷装置の位置によって左右されないで、銅被覆層の厚さによって左右されるので塗布厚さをより均一に形成することができる埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を提供することを目的にする。

また、本発明は、形成された抵抗が周囲の銅被覆表面と一致するので、積層をする場合に圧力による変形がなくて積層後の抵抗値変化量を一定するように維持することができる埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を提供することを目的にする。また、本発明は、要求される抵抗の精密度によってレーザートリミングプロセスなしで所望の抵抗値を形成することができる埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を提供することを目的にする。また、本発明は、回路よりも幅の広い接点パッドを要しないで他の素子と電気的に接続することができる埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を提供することを目的にする。また、本発明は、抵抗を印刷回路基板の内部に挿入して単位面積当たりの部品密度を増加させることで、高集積電子機器に使用可能となる、埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を提供することを目的にする。

また、本発明は、真空印刷により抵抗ペーストにボイド（ｖｏｉｄ）形成を抑制してさらに精緻な抵抗値を得ることができる埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を提供することを目的にする。また、本発明は、印刷回路基板内で抵抗の位置による偏差がほとんどなくて製造工程の信頼性を確保することができる埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を提供することを目的にする。また、本発明は、印刷回路基板の外層だけでなく内層に埋設抵抗を形成することができるし、内部に抵抗を形成する場合にはプレス工程などの場合にも抵抗破損を最小にすることができる埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を提供することを目的にする。

本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、抵抗が挿入される空間に対応する、銅被覆積層板の銅被覆の部分を取り除くステップと、該銅被覆が除去された部分に抵抗ペーストを充填するステップと、該抵抗ペーストが充填された銅被覆積層板に回路パターンを形成するステップとを含むことを特徴とする。より望ましくは、本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法で、該抵抗ペーストを充填するステップは、該充填された抵抗ペーストを乾燥するステップと、周辺の銅被覆層の厚さと等しくなるように充填された抵抗ペーストを研磨加工するステップとをさらに含むことを特徴とする。

より望ましくは、本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法で、上記抵抗ペーストを充填するステップは、真空印刷装置によって行われることを特徴とする。より望ましくは、本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、該抵抗ペーストを充填するステップの前に上記抵抗が挿入される空間の銅被覆内壁に銀、金、ニッケルまたは白金層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする。より望ましくは、本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、該回路パターンを形成するステップの前に埋設抵抗の接点部位に銀、金、ニッケルまたは白金をメッキするステップをさらに含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、抵抗が挿入される空間に対応する、銅被覆積層板の銅被覆の部分を取り除くステップと、該銅被覆が除去された部分に抵抗ペーストを充填するステップと、該抵抗ペーストが充填された銅被覆積層板上に金属層をメッキするステップと、該銅被覆積層板に回路パターンを形成するステップとを含むことを特徴とする。より望ましくは、本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法で、該抵抗ペーストを充填するステップは、該充填された抵抗ペーストを乾燥するステップと、該充填された抵抗ペーストを他の銅被覆層の厚さと等しいように研磨加工するステップとをさらに含むことを特徴とする。

より望ましくは、本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法で、該抵抗ペーストを充填するステップは真空印刷装置によって行われることを特徴とする。より望ましくは、本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、該抵抗ペーストを充填するステップの前に上記抵抗が挿入される空間の銅被覆内壁に銀、金、ニッケルまたは白金をメッキするステップをさらに含むことを特徴とする。

より望ましくは、本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、該抵抗ペーストの充填後に上記埋設抵抗ペーストの接点部位に導電性が良い物質を形成するステップをさらに含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、抵抗が挿入される空間に対応する、銅積層板の部分にメッキ防止パターンを形成するステップと、該銅被覆積層板をメッキするステップと、該抵抗が挿入される空間の銅被覆層をエッチングするためのエッチング防止パターンを形成するステップと、該メッキ防止パターンを取り除くステップと、該銅被覆積層板をエッチングするステップと、該抵抗が挿入される空間に抵抗ペーストを充填するステップと、該銅被覆積層板に回路パターンを形成するステップとを含むことを特徴とする。

より望ましくは、本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法で、該抵抗ペーストを充填するステップは、該充填された抵抗ペーストを乾燥するステップと、該充填された抵抗ペーストを他の銅被覆層の厚さと等しいように研磨加工するステップとをさらに含むことを特徴とする。より望ましくは、本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法で、該上記抵抗ペーストを充填するステップは、真空印刷装置によって行われることを特徴とする。

より望ましくは、本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、該抵抗ペーストを充填するステップの前に上記抵抗が挿入される空間の銅被覆内壁に銀、金、ニッケルまたは白金をメッキするステップをさらに含むことを特徴とする。より望ましくは、本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、上記回路パターンを形成するステップの前に埋設抵抗の接点部位に銀、金、ニッケルまたは白金をメッキするステップをさらに含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、該抵抗ペーストが充填された銅被覆積層板全面に金属材料をメッキするステップをさらに含むことを特徴とする。

以下、添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。図２ａ乃至図２ｄは、本発明の一実施例による埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。図２ａはベース基板として使われる銅被覆積層板２１の断面を示す。銅被覆積層板２１は補強器材２３に銅被覆２２を加えた薄い積層板である。銅被覆積層板２１としては、さまざまな種類のものを使うことができるが、製造コスト面で見ると、ガラス纎維にエポキシ樹脂を浸透させた補強器材に銅被覆を被覆した樹脂系印刷回路基板であるいわゆるＦＲ−４銅被覆積層板を使うのが有利である。そして、エッチングレジストが銅被覆積層板２１の銅被覆２２上に塗布される。そして、エッチングレジストが、抵抗ペースト２６が充填される空間２４がエッチング防止パターンを銅被覆２２上に形成するために抵抗ペーストパターンが印刷されたマスクフィルムを用いながら、露光及び現像が行なわれる。現像された銅被覆積層板２１は、エッチングされて、抵抗ペースト２６が充填される空間２４に対応する、銅被覆２２の部分を取り除く。

図２ｂは、このようにエッチングによって抵抗ペースト２６が充填される空間２４に対応する銅被覆２２の部分が除去された銅被覆積層板２１の断面図である。エッチングレジストとしてドライフィルムを使うのが望ましい。図３ａは、このように抵抗ペーストが充填される空間２４に対応する部分が除去された銅被覆２２の斜視図を示す。図３ａには説明のために銅被覆２２だけが図示されているが、補強器材２３は図示されていない。実施例によって、抵抗ペースト２６の接触抵抗による抵抗偏差を少なくするために銅被覆が除去された銅被覆の内壁２５に銀、金、白金またはニッケルなど導電性の良い金属をメッキすることもできる。図２ｃを参照すると、印刷装置を使って、銅被覆２２が除去された空間２４に銅被覆２２とほとんど同じ高さになるように抵抗ペースト２６を充填する。この時、該抵抗ペースト２６としては多くの種類のものが使われることができるが、カーボンブラックのような粒子が高分子マトリックス中に組み入れられたカーボン系抵抗ペーストを使うのが望ましい。

充填方法は、通常的なスクリーン印刷装置を利用することも可能だが、抵抗偏差を減らして、抵抗ペーストにボイド（ｖｏｉｄ）形成を抑制するためには真空印刷装置を使うのが望ましい。真空印刷装置は印刷回路基板製作で一般的に使われるスクリーン印刷装置と類似のものであるが、一般的なスクリーン印刷装置は、大気下で微細孔にインクが押し入れられて、充填したインクの内部に気泡が多量に含まれるために、このような現象を防止するために印刷作業を真空中で行なえるようにした装置が真空印刷装置である。

真空印刷装置は、一般的なスクリーン印刷装置で印刷することに比べて、充填されたインク内部に気泡がなく、インクが孔の中に充填されて一端が閉じている場合にも容易に充填することができるという長所がある。そして、充填された抵抗ペースト２６を約１５０〜２５０℃で加熱乾燥して熱硬化させる。このように抵抗ペースト２６が充填される状態の銅被覆層２２の斜視図が図３ｂに図示されている。図２ｄを参照すると、研磨加工によって銅被覆に比べて上方に突出した部分の抵抗ペースト２６を取り除いて抵抗ペースト２６が銅被覆２２と正確に同じ高さになるようにする。このように研磨加工された状態の銅被覆層２２の斜視図が図３ｃに図示されている。

エッチングによって銅被覆積層板２１の銅被覆２２にエッチング防止パターンを形成した後、エッチングによって回路パターンを形成すれば埋設抵抗を有する印刷回路基板が完成される。図３ｄは、抵抗２６の埋設された回路パターン形成済みの銅被覆２２の斜視図を示す。該回路パターンを形成する工程には、ビアホール形成ステップ及びメッキステップ、積層ステップなどの通常の印刷回路基板の製造方法で行われるプロセスが含まれる。

実施例によって、抵抗２６を印刷回路基板の他の素子等と電気的に接続させて、抵抗２６の接点部位２７、２７’に抵抗２６の接触抵抗偏差を減らすために導電性が優れている銀、金、ニッケル白金などの金属層を付け加えることができる。また接点部位２７、２７’の接触面積を広げるために、接点部位２７、２７’の形態を円形、卵形などさまざまな形状に変形することも可能である。

図４は、本発明の実施例によって接点部に接触抵抗偏差を減らすための金属層２８がさらに積層された印刷回路基板の断面図である。図５は、接点部に接触抵抗偏差を減らすための金属層２８が加えられた銅被覆層２２の斜視図である。回路パターンが形成されて各種素子が接続されて回路が構成されるとき、該金属層２８は埋設抵抗と他の素子等との間での電気的な接点として機能して、埋設抵抗の接触面積を増加させる。それによって、抵抗偏差が減少して信頼性が高まる。

本発明の第二の実施形態では、図２ｄまたは図３ｃに図示された状態、すなわち研磨加工まで終えた状態で、同メッキによって銅メッキ層を銅被覆６２に追加積層した後に回路パターンを銅被覆積層板６１に形成するステップを追加的に含む。図６ａ乃至図６ｆは、このような本発明に係る実施形態を示す。図６ａはベース基板として使われる銅被覆積層板６１の断面を示す。補強器材６３に銅被覆６２が加えられている。様々な種類の銅被覆積層板６２が使用可能であり、ガラス纎維にエポキシ樹脂を浸透させた補強器材に銅被覆を加えたいわゆるＦＲ−４銅被覆積層板を使うのが望ましい。

図６ｂを参照すると、抵抗ペースト６６が充填される空間６４に対応する、銅被覆積層板６１上の銅被覆６２の部分の上に、マスクフィルムを使って、エッチング防止パターンを形成する。銅被覆積層板６１がエッチングされて、抵抗ペースト６６が充填される空間６４に対応する、銅被覆６２の部分を取り除く。エッチング防止パターンとして、ドライフィルムを使うのが望ましい。抵抗ペースト６６が充填される空間６４に対応する部分が除去された銅被覆６２の斜視図が、図７ａに図示されている。実施例によって、埋め立てされる抵抗ペースト６６の接触抵抗偏差を小さくするために、抵抗ペースト６６で充填された空間６４の銅内壁６５に導電性が良い銀、金、ニッケル、白金などのメッキ層を形成することも可能である。

図６ｃを参照すると、銅被覆６２の高さとほとんど同じ高さになるように、印刷装置を使って抵抗ペースト６６を銅被覆６２の除去で形成された空間６４内に充填する。この時、上記抵抗ペースト６６ではカーボンブラックのような粒子が高分子マトリックス中に組み入れられたカーボン系抵抗ペーストを使うのが望ましい。一般的なスクリーン印刷装置を利用して充填することも可能だが、抵抗偏差を減らして抵抗ペーストにボイド（ｖｏｉｄ）形成を抑制するためには、このような真空印刷装置を使うのが望ましい。そして、充填される抵抗ペースト６６を約１５０〜２５０℃で加熱乾燥して熱硬化させる。抵抗ペースト６６が充填された銅被覆６２の斜視図が図７ｂに図示されている。

図６ｄを参照すると、銅被覆６２に比べて上方に突出した抵抗ペースト６６を取り除き、抵抗ペースト６６が銅被覆６２と正確に同じ高さになるように研磨加工する。このように研磨加工された銅被覆６２の斜視図が図７ｃに図示されている。

図６ｅを参照すると、金属層６７を追加的に銅被覆６２上にメッキして、埋設抵抗が印刷回路基板内に完全に埋め立てされるようにする。このような状態の銅被覆６２の斜視図が図７ｄに図示されている。図６ｄの抵抗６６を印刷回路基板の他の素子等と電気的に接続させて抵抗６６の接点部位での接触抵抗偏差を減らすために、導電性が優れた銀、金、ニッケル白金などの金属層６７を付け加えることができる。また金属層が付け加えられた接点部位の形態を、接点面積を広くするために円形、卵形などさまざまな形状に変形することも可能である。そして、銅被覆積層板６１の銅被覆６２にエッチングなどの方法を通じて回路パターンを形成すれば、埋設抵抗を有する印刷回路基板が完成される。埋設抵抗６６を含む回路パターン形成済の銅被覆６２の斜視図が、図７ｅに図示されている。該回路パターンを形成する工程には、ビアホール形成ステップ及びメッキステップ、積層ステップなど通常の印刷回路基板の製造方法で行われるプロセスが含まれる。

本発明の第三の実施形態では、抵抗ペースト８８で充填される空間に対応する銅被覆８２の部分がメッキされないようにするメッキ防止パターン８４を形成してその周囲にだけメッキをした後に、その上にエッチングレジストを選択的に形成した後、メッキ防止パターンを取り除いてエッチングによってメッキレジストがない部分の銅被覆層をとり除いた後、抵抗ペースト８８を充填して銅被覆積層板８１上に抵抗を形成する。図８ａから図８ｈは、このような本発明に係る実施形態を示す。

図８ａはベース基板として使われる銅被覆積層板８１の断面を示す。補強器材８３に銅被覆層８２が加えられている。銅被覆積層板８１にはさまざまな種類のものがあるが、ガラス纎維にエポキシ樹脂を浸透させた補強器材８３に銅被覆を被覆したいわゆるＦＲ−４銅被覆積層板を使うのが望ましい。図８ｂを参照すると、抵抗ペースト８８で充填される空間に対応する銅被覆層８２の部分の上にメッキ防止パターン８４を形成する。図９ａはこのようにメッキ防止パターン８４が形成された銅被覆８２の斜視図を示す。図８ｃを参照すると、メッキによって銅メッキ層８５を形成する。メッキ防止パターン８４が形成されている部分には銅メッキが形成されない。図８ｄを参照すると、剥離液を使って銅被覆積層板８１からメッキ防止パターン８４を取り除く。

図８ｅを参照すると、抵抗ペースト８８が充填される部分以外の部分にエッチング防止パターン８６を形成する。エッチングレジスト８６としては多様な材料を使うことができるが、すず（Ｓｎ）メッキを使うのが一番望ましい。図８ｆを参照すると、抵抗ペースト８８で充填された空間に対応する銅被覆層８２の部分は、エッチングによって取り除かれる。

図８ｇを参照すると、抵抗ペースト８８の高さが銅被覆８２及び銅メッキ層８５とほとんど同じな高さになるように、印刷装置を使って、銅被覆８２が除去された部分に抵抗ペースト８８を充填する。この時、該抵抗ペースト８８としては、カーボンブラック粒子が高分子マトリックス中に組み入れられたカーボン系抵抗ペーストを使うのが望ましい。従来のスクリーン印刷装置を利用して充填することも可能だが、抵抗偏差を減らしてボイド形成を防止するためには真空印刷装置を使って充填することが望ましい。そして、空間８４に充填された抵抗ペースト８８を約１５０〜２５０℃で加熱乾燥して熱硬化させる。図８ｈを参照すると、銅メッキ層８５よりも上方に突出した抵抗ペースト８８の部分を研磨加工で取り除いて抵抗ペースト８８の高さが銅被覆８２及び銅メッキ層８５の合計高さと同じになるようにする。図９ｂは、研磨加工された銅被覆８２の斜視図を示す。

実施例によって、抵抗ペースト８８の電気接点部位に抵抗の接点を確保するために、導電性が優れた銀、金、白金、ニッケルなどの金属層を付け加えることができる。また接点部位の形態は、接点面積を広げるためにさまざまな模様に変形することができる。接点部に付け加えられた金属層は、回路パターンが形成されて各種素子が接続されて回路が構成されるとき、埋設抵抗の接触抵抗偏差を減少させる役目をする。また、実施例によっては図８ｈの研磨加工まで完了した基板に図６ｅまたは図７ｄに示されるような金属層を追加的にメッキして埋設抵抗が印刷回路基板内に完全に埋め立てられるようにすることも可能である。

本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法によれば、従来方法に比べてスクリーン印刷の精密度に大きく左右されることなく、従来のスクリーン印刷で使われる高価のスクリーン網紗を使わなくても良いので作業性が非常に向上する。また、本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法によれば、印刷回路基板に塗布される抵抗の厚さが印刷装置の位置によって左右されないで銅被覆層の厚さによって左右されるので、塗布厚さをより均一に形成することができる。また、本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法によれば、形成された抵抗が周囲の銅被覆表面と一致するので、他の材料が抵抗上に積層される場合、圧力による変形がなくて積層後の抵抗値変化量が一定であるように維持される。

また、本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法によれば、レーザートリミングプロセスがなくても所望の抵抗値を有する抵抗を形成することができる。また、本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法によれば、抵抗との接続のためにパッドを別途設けることなく抵抗を電気的に接続することができる印刷回路基板が提供される。また、本発明の印刷回路基板の製造方法による印刷回路基板は、抵抗が印刷回路基板の内部に埋設されるので、印刷回路基板の単位面積当たりの部品密度が増加して、高集積電子機器に適用される。

また、本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法によれば、真空印刷プロセスにより抵抗ペースト中でのボイド（ｖｏｉｄ）の形成を抑制して、さらに精緻な抵抗値を得ることができる。また、本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法は、印刷回路基板内で抵抗の位置による偏差がほとんどなくて製造工程での信頼性が確保される。また、本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法によれば、外層だけでなく内層にも埋設抵抗を形成することができるし、内層に抵抗を形成する場合にはプレス工程などの場合にも抵抗が破損される恐れがほとんどない。

従来の方法に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 従来の方法に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 従来の方法に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 従来の方法に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 従来の方法に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法での銅被覆の状態を示す斜視図である。 本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法での銅被覆の状態を示す斜視図である。 本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法での銅被覆の状態を示す斜視図である。 本発明に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法での銅被覆の状態を示す斜視図である。 本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法において接触抵抗を減らすための金属を追加的にメッキした印刷回路基板の断面図である。 図４に図示された印刷回路基板の銅被覆部分の斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第二実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第二実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第二実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第二実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 図６ａ乃至図６ｅに図示された本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法での銅被覆の状態を示す斜視図である。 図６ａ乃至図６ｅに図示された本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法での銅被覆の状態を示す斜視図である。 図６ａ乃至図６ｅに図示された本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法での銅被覆の状態を示す斜視図である。 図６ａ乃至図６ｅに図示された本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法での銅被覆の状態を示す斜視図である。 図６ａ乃至図６ｅに図示された本発明の埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法での銅被覆の状態を示す斜視図である。 本発明の第三実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第三実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第三実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第三実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第三実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第三実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第三実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 本発明の第三実施形態に係る埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法を示す。 図８ｂのメッキ防止パターンが形成された銅被覆層の斜視図である。 図８ｈの抵抗ペーストが研磨加工された銅被覆の斜視図である。

符号の説明

２１、６１、８１ 銅被覆積層板
２２、６２、８２ 銅被覆層
２３、６３、８３ 補強器材
２４，６４ 抵抗が埋設される空間
２６、６６、８８ 抵抗ペースト
２８ 接地端子用銀メッキ層
６７ 金属層

Claims (16)

1. 抵抗が挿入される空間に対応する、銅被覆積層板の銅被覆の部分を取り除くステップと、
   該銅被覆が除去された部分に抵抗ペーストを充填するステップと、
   上記抵抗ペーストが充填される銅被覆積層板に回路パターンを形成するステップと、
   を含むことを特徴とする、埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法。
2. 上記抵抗ペーストを充填するステップは、
   充填された抵抗ペーストを乾燥するステップと、
   該充填された抵抗ペーストを周辺の銅被覆層の厚さと等しいように研磨加工するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の印刷回路基板の製造方法。
3. 上記抵抗ペーストを充填するステップは、真空印刷装置によって行われることを特徴とする、請求項１記載の印刷回路基板の製造方法。
4. 抵抗ペーストを充填するステップの前に、上記抵抗が挿入される空間の銅被覆内壁に銀、金、ニッケルまたは白金層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の印刷回路基板の製造方法。
5. 回路パターンを形成するステップの前に、埋設抵抗の接点部位に銀、金、ニッケルまたは白金をメッキするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の印刷回路基板の製造方法。
6. 抵抗が挿入される空間に対応する、銅被覆積層板の銅被覆の部分を取り除くステップと、
   該銅被覆が除去された部分に抵抗ペーストを充填するステップと、
   該抵抗ペーストが充填された銅被覆積層板上に金属層をメッキするステップと、
   該銅被覆積層板に回路パターンを形成するステップと、
   を含むことを特徴とする、埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法。
7. 上記抵抗ペーストを充填するステップは、
   該充填された抵抗ペーストを乾燥するステップと、
   該充填された抵抗ペーストを他の銅被覆層の厚さと等しいように研磨加工するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする、請求項６記載の印刷回路基板の製造方法。
8. 抵抗ペーストを充填するステップは、真空印刷装置によって行われることを特徴とする、請求項６記載の印刷回路基板の製造方法。
9. 抵抗ペーストを充填するステップの前に、該抵抗が挿入される空間の銅被覆内壁に銀、金、ニッケルまたは白金をメッキするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項６記載の印刷回路基板の製造方法。
10. 抵抗ペースト充填するステップ後に、該埋設抵抗ペーストの接点部位に電気導電度が優れている物質を形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項６記載の印刷回路基板の製造方法。
11. 抵抗が挿入される空間に対応する、銅積層板の部分にメッキ防止パターンを形成するステップと、
    該銅被覆積層板をメッキするステップと、
    該抵抗が挿入される空間に対応する、銅被覆層の部分をエッチングするためにメッキされた銅被覆の上にエッチング防止パターンを形成するステップと、
    該メッキ防止パターンを取り除くステップと、
    該銅被覆積層板をエッチングするステップと、
    該抵抗が挿入される空間に抵抗ペーストを充填するステップと、
    該銅被覆積層板に回路パターンを形成するステップと、
    を含むことを特徴とする、埋設抵抗を有する印刷回路基板の製造方法。
12. 上記抵抗ペーストを充填するステップは、
    該充填された抵抗ペーストを乾燥するステップと、
    該充填された抵抗ペーストを他の銅被覆層の厚さと等しいように研磨加工するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１１記載の印刷回路基板の製造方法。
13. 上記抵抗ペーストを充填するステップは、真空印刷装置によって行われることを特徴とする、請求項１１記載の印刷回路基板の製造方法。
14. 抵抗ペーストを充填するステップの前に、上記抵抗が挿入される空間の銅被覆内壁に銀、金、ニッケルまたは白金をメッキするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１１記載の印刷回路基板の製造方法。
15. 回路パターンを形成するステップの前に、埋設抵抗の接点部位に銀、金、ニッケルまたは白金をメッキするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１１記載の印刷回路基板の製造方法。
16. 抵抗ペーストが充填された銅被覆積層板上に金属材料をメッキするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１２記載の印刷回路基板の製造方法。
    

Images