JP2006086531A

JP2006086531A - プリント回路の製造方法

Info

Publication number: JP2006086531A
Application number: JP2005265698A
Authority: JP
Inventors: Rethlingshoefer Walter; ヴァルター　レートリングスヘーファー; Josef Weber; ヴェーバーヨーゼフ; Klaus Krueger; クリューガークラウス
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2006-03-30
Also published as: DE102004044144A1; DE102004044144B4; US20060057280A1; CN1750741A

Abstract

【課題】時間とコストの掛からないプリント回路の製造方法を提供する。
【解決手段】方法が少なくとも、それぞれが印刷キャリアと原料の粒子を含有する種々のコロイドインクを、少なくとも１つのプリンタヘッドの種々のプリンタノズルに供給するステップと、導体路の間における基板の基板表面に種々のコロイドインクの個々の滴を印刷し、滴を抵抗層に混合するステップと、導体路および印刷された抵抗層を有する基板を焼き付け、印刷キャリアを少なくとも十分に除去するステップとを有する。
【選択図】図３

Description

本発明はプリント回路の製造方法に関する。

圧膜技術においては抵抗がシルクスクリーン印刷法を用いて薄い膜で塗布される。焼成される層の層厚は例えば１０〜１５μｍである。抵抗層は典型的にはガラスと酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）の混合物からなり、また基板上の導体路に接続される。そのような混合物は必要とされるシルクスクリーン印刷性能を確立するために、例えば溶媒ないしエチルセルロースのような有機性の印刷キャリアと混合されている。

ガラスと酸化ルテニウムの比率を介して種々の抵抗デカーデ（１０の倍数の単位）を調節することができる。つまり、例えば１０オーム、１００オーム、１ｋオーム、１０ｋオーム、１００ｋオームおよび１０００ｋオームの面積抵抗を有するペーストが使用される。抵抗値は＋／−５０％の許容差を有する長さ／幅の比率を介して事前に設定され、事後的にレーザビームを用いて＋／−０．５％の精度でもって目標値に正確に調整される。抵抗値に応じて６つまでの異なる印刷面が必要とされる。

正確な抵抗値は幾何学的な設計によって調節されるので、一般的には大きな面積が要求とされる。複数のペーストを使用する場合には、面積要求は確かに比較的低く維持することができる。しかしながら種々のペーストはシルクスクリーン印刷法の場合、連続する複数の印刷ステップで中間的に乾燥させながら塗布されなければならない。したがって製造には時間とコストが掛かる。

本発明の課題は、時間とコストの掛からないプリント回路の製造方法を提供することである。

この課題は、方法が少なくとも、それぞれが印刷キャリアと原料の粒子を含有する種々のコロイドインクを、少なくとも１つのプリンタヘッドの種々のプリンタノズルに供給するステップと、導体路の間における基板の基板表面に種々のコロイドインクの個々の滴を印刷し、滴を抵抗層に混合するステップと、導体路および印刷された抵抗層を有する基板を焼き付け、印刷キャリアを少なくとも十分に除去するステップとを有することによって解決される。

本発明による方法はこれに対して幾つかの利点を提供する。本発明によれば、抵抗ペーストが複数のプリンタノズルを有するプリンタヘッドを介して、すなわちカラー印刷法でのインクジェットプリンタの原理に従い塗布される。プリンタノズル、有利には圧電ノズルを介して異なるコロイドインクが微細な滴で配分され、際抵抗値をその部位における混合によって非常に正確に調節することができる。それぞれの抵抗値は事前に理論的に求めることができるか、試験パターンおよび試験焼成を用いて検出して調節することができる。したがって本発明によれば、所定数、例えば３つの異なるコロイドインクを使用して多数の異なる抵抗値を調節することができる。つまり従来技術のように異なる抵抗値の複数のデカードを使用して処理する必要はない。本発明による回路は面積を効率的に使用して、ないし面積を節約して構成することができる。何故ならば、個別の抵抗デカードしか調節できないのではなく、任意の抵抗値を調節できるからである。

コロイドインク内には原料が有機性の印刷キャリア、例えばワックス中に微細に分散されている。コロイドインクは液状、ペースト状または基本的には固体であってもよい。複数のコロイドインクはそれぞれ別個の容器から加熱装置を介してプリントタヘッドに供給されるので、コロイドインクは十分な時間で流動的な状態で圧電ノズルを介して微細に配分され、混合物が凝固する前に、基板上で混合される。原料の粒子ないし色素の沈降ないし凝離はこれによって回避される。

有利には、抵抗の印刷をプリンタヘッドの１回の通過で行うことができ、その結果層の複数回の印刷および乾燥は省略される。これによって非常に短い通過時間が生じる。後続の調整は少なくとも複数の抵抗において、有利には全ての抵抗において省略される。

非常に厚い抵抗を構成するために、基本的には複数の層を塗布することもできる。本発明によれば、回路の別の素子、殊に導体路、場合によってはコンデンサもプリンタヘッドを用いて印刷することができる。導体路は有利には最初の通過時に印刷され、抵抗また必要に応じてコンデンサも印刷されるプリンタヘッドの後続の通過前に乾燥される。抵抗をそれ自体公知のやり方で、回路が焼き付けないし焼結される前に、ガラスからなる被覆層によって上面側を覆うことができる。

以下では本発明を実施形態についての添付の図面に基づき詳細に説明する。

本発明による装置１は、殊にセラミック性の基板２を有し、この基板２上には導体路４，５および複数の構成素子、殊に抵抗６を有する回路３が印刷されている。

図１，２に示されている抵抗６は、例えば酸化ルテニウムとガラスの混合物からなるそれ自体公知の抵抗層９を有し、この抵抗層９は基板２の基板表面２ａ上に印刷されており、また導体路４，５の領域を部分的に覆っている。抵抗層９の上にはガラス、例えばホウケイ酸ガラスからなる被覆層１０が塗布されている。抵抗６の抵抗値は導体路４，５間の長さｌ、横方向の幅ｂおよびＲ＝Ｒ_ｗ*ｌ／ｂとしての面積抵抗Ｒ_ｗに依存して決まる。

抵抗６を製造するために図４に概略的に示されている印刷装置１２が使用される。この印刷装置１２は殊に、圧電ノズル１５を備えたプリンタヘッド１４、このプリンタヘッド１４の上流側に接続されている加熱装置１６およびコロイドインク容器１７を有する。コロイドインク容器１７には種々のコロイドインク１８．１，１８．２および１８．３が収容されており、これらのコロイドインクはそれぞれ印刷キャリア、例えば樹脂と原料の粒子を含有する。ここで原料は酸化ルテニウムとガラスの種々の混合物でもよい。補完的に例えばコロイドインク１８．３は金属性の粒子、例えば銀を含有することもでき、この金属性の粒子を用いて導体路４，５を印刷することができる。コロイドインク１８．１，１８．２および１８．３は基本的に液状、ペースト状または固体でよく、加熱装置１６においてこれらのコロイドインクは加熱されて流動性の液状になり、その結果各々にそれぞれ１つのコロイドインクが対応付けられている圧電ノズル１５を介して微細な滴２２として基板上面２ａに印刷される。プリンタヘッド１４は、圧電プリンタにおいては基本的に公知であるように、表面２ａに並行に移動し、印刷すべき領域を走査する。

本発明によれば、抵抗６のみ、または別の構成要素、殊に印刷された導体路４および５ならびに例えばコンデンサもプリンタヘッド１４を用いて、また種々のコロイドインクを使用して印刷することができる。各素子４，５，６に対しては、使用可能なコロイドインク１８．１，１８．２，１８．３のそれぞれ特別な混合物が調節される。図示した実施形態に択一的に、必要に応じて３つ以上のコロイドインクをプリンタヘッド１４に相応の管２０を介して供給することができる。本発明によれば、種々のコロイドインク混合物、すなわち種々のＲ_ｗを有する種々の抵抗６を印刷することができる。

図３によれば、最初に導体路４および５が基板表面２ａ上に、例えばシルクスクリーン印刷法によってまたはプリンタヘッド１４を使用してプリントされる。導体路４および５のペーストが乾燥した後には、種々のコロイドインク（図３において明瞭にするために２つのコロイドインク１８．１および１８．２しか示されていない）がカラープリンタでは基本的に公知のようにして走査されて印刷される。圧電ノズル１５から射出される個々の滴２２は基板表面２ａ上で混合し、引き続きこの塗布された混合物が乾燥ないし硬化する。続いて被覆層１０が例えばシルクスクリーン印刷法またはプリンタヘッド１４を用いても印刷される。

続いて装置１全体が炉において焼き付けられ、その結果有機性の印刷キャリアが蒸発または燃焼し、図１，２に示されている回路が得られる。

コロイドインク１８．１，１８．２および１８．３を適切に選択することによって、例えば１０オームから１Ｍオームの大きな範囲内の面積抵抗値が達成される。印刷された抵抗６を続けて付加的にレーザビームでもって調節する必要はない。必要に応じて、非常に微細な若干の構造をレーザビームによって調節することができる。酸化ルテニウムとガラスの混合比を非常に正確に調節するために、殊にコロイドインクとして既に種々の混合比のものを使用することができる。例えば、酸化ルテニウムが５０％の混合物は１０オームの面積抵抗を有し、酸化ルテニウムが１５％の混合物は既に１０Ｍオームの面積抵抗を有するので、種々の酸化ルテニウム含有量、例えば５０％、３０％および１５％の３つのコロイドインク１８．１，１８．２，１８．３を使用して、中間値が正確に調節される。補完的にインクは例えば酸化白銀（ＰｔＯ）を含有することもできる。導体路４，５が銀からなる印刷ヘッド１４を介して印刷される場合には、銀を抵抗６の印刷の際にも使用することができる。

抵抗の断面図。図１の抵抗の俯瞰図。抵抗の製造の中間ステップ。抵抗を印刷するための本発明による装置。

Claims

プリント回路の製造方法において、
少なくとも、
それぞれが印刷キャリアと原料の粒子を含有する種々のコロイドインク（１８．１，１８．２，１８．３）を、少なくとも１つのプリンタヘッド（１４）の種々のプリンタノズル（１５）に供給するステップと、
導体路（４，５）の間における基板（２）の基板表面（２ａ）に前記種々のコロイドインク（１８．１，１８．２，１８．３）の個々の滴（２２）を印刷し、前記滴（２２）を抵抗層（９）に混合するステップと、
前記導体路（４，５）および印刷された前記抵抗層（９）を有する前記基板（２）を焼き付け、前記印刷キャリアを少なくとも十分に除去するステップとを有することを特徴とする、プリント回路の製造方法。
前記コロイドインク（１８．１，１８．２，１８．３）の前記原料は種々の面積抵抗値（Ｒ_ｗ）を有する、請求項１記載の方法。
前記コロイドインク（１８．１，１８．２，１８．３）の前記原料は、種々の抵抗材料の異なる混合比を有する、請求項１または２記載の方法。
複数の抵抗（６）を同一のプリンタヘッド（１４）を用いて印刷し、前記コロイドインク（１８．１，１８．２，１８．３）の種々の混合比によって、前記複数の抵抗（６）の種々の面積抵抗値（Ｒ_ｗ）を調節する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
回路（３）の前記抵抗層（９）を前記プリンタヘッド（１４）の１回の通過で印刷する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
コロイドインク混合物の複数の層をプリントして、比較的厚い抵抗層（９）を製造する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
前記抵抗（６）を、印刷後に事後的な調整を行わずに焼き付ける、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
前記コロイドインク（１８．１，１８．２，１８．３）を前記プリンタノズル（１５）に供給する前に加熱し、該コロイドインク（１８．１，１８．２，１８．３）が流動性の液状にする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
前記プリンタヘッド（１４）を用いる前記コロイドインク（１８．３）の印刷によって前記導体路（４，５）を印刷し、前記抵抗を印刷された該導体路（４，５）の乾燥後に印刷する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
印刷された前記抵抗層（９）を先ず乾燥させ、次いでカバー層（１０）を塗布する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
プリンタノズルとして圧電ノズル（１５）、電気力学的なノズルまたはバブルジェットノズルを使用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。