JP4069756B2

JP4069756B2 - Thick film resistor resistance adjustment method

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Publication number: JP4069756B2
Application number: JP2003033574A
Authority: JP
Inventors: 賢吾岡; 祐司大谷; 康富浅井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2023-02-12
Also published as: JP2004247398A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚膜抵抗体の抵抗値を調整する調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な厚膜抵抗体について図１の概略平面図を参照して述べる。厚膜抵抗体１はＡｇ等からなる一対の電極１０、１１によって酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）等からなる厚膜抵抗２０を電気的に接続してなるものである。
【０００３】
このような厚膜抵抗体の抵抗値調整方法としては、従来からレーザトリミング手法が一般的に採用されている。レーザトリミングとは、ＣＯ₂等のレーザ光を厚膜抵抗２０のトリミング部Ｔに直接照射し、その熱により厚膜抵抗２０の一部を溶解・気化させて厚膜抵抗２０を削る（焼失させる）ことにより抵抗値を調整する方法である。
【０００４】
ここで、図１中には示さないが、厚膜抵抗体１には、温湿度環境下での酸化等による抵抗値変動を防止するために保護ガラス膜を形成する。厚膜抵抗体１の抵抗値調整を保護ガラス膜の形成前に実施すると、保護ガラス膜の形成工程における熱処理の影響で厚膜抵抗体１の抵抗値が変動する。
【０００５】
例えば、保護ガラス膜を形成する場合、厚膜抵抗２０に保護ガラス成分の拡散が生じたり、保護ガラス膜と厚膜抵抗体１との熱的物性の差から各々の膜内部に歪みを生じる等によって、抵抗値が変動する。そのため、通常は保護ガラス膜の形成後にレーザトリミングを行い、抵抗体の抵抗値調整を行っている。なお、この場合、保護ガラス膜自身も厚膜抵抗体１と一緒に溶解・気化させてトリミングされる。
【０００６】
近年、電子装置において高機能化や小型化の要求に対応するものとして、図２に示すように、基板２上に厚膜抵抗体１を形成し、この厚膜抵抗体１の上に層間絶縁ガラス膜等からなる絶縁膜３を形成し、この絶縁膜３を介して厚膜抵抗体１の上に、コンデンサや半導体素子等の部品４を搭載する構造が提案されている。
【０００７】
このような構成においては、厚膜抵抗体１の上に絶縁膜３を形成すると、その形成時における熱処理等によって厚膜抵抗体１の抵抗値が大きく変化し、また、そのばらつきも大きいため、高精度な厚膜抵抗体１を得ることは困難である。
【０００８】
そのため、この図２に示す構造においても、トリミングによる抵抗値調整が必要となるが、絶縁膜３を形成した後にレーザトリミングを行うと、トリミング部に部品４が搭載できなくなることから、高密度な部品実装が阻害される。また、絶縁確保のため絶縁膜３が厚いことから、絶縁膜３の上からのトリミングでは長時間必要となり、問題である。
【０００９】
このようなレーザトリミングによる厚膜抵抗体の抵抗値調整における問題を解決するものとして、電気的負荷を厚膜抵抗体１に加えることにより行う抵抗値調整の手法、いわゆるパルストリミングと呼ばれる手法がある。ここでいう電気的負荷とは電圧、電流である。
【００１０】
このパルストリミングは、厚膜抵抗体１の一対の電極１０、１１間に電圧を印加することで抵抗値を変動させて調整するもので、例えば電圧を印加した場合にその電圧の大きさに依存して抵抗値が変化するという厚膜抵抗体の性質を利用したものである。
【００１１】
具体的には、あらかじめ印加電圧と抵抗値変化量との関係を確認しておき、抵抗値調整時に、抵抗値調整を行う厚膜抵抗体１の抵抗値を測定し、その値から変化させたい抵抗値の変化量を求め、この値に応じて印加する電圧値を選択し、厚膜抵抗体１に印加することで所望する抵抗値を得るものである。
【００１２】
このパルストリミングによれば、レーザトリミングにてトリミングが困難な上記図２に示すような構造であっても、厚膜抵抗体の抵抗値調整が容易に可能であり、且つ厚膜抵抗体上の絶縁膜を焼失しないため、部品搭載への影響もない。
【００１３】
このようなパルストリミングを用いた厚膜抵抗体の抵抗値調整方法は、従来では、例えばサーマルヘッド用の厚膜抵抗体に適用されており、サーマルヘッドのドット間の抵抗値ばらつきを解消できるとされている（例えば、特許文献１〜６参照。
【００１４】
【特許文献１】
特開平４−３３９６６７号公報
【００１５】
【特許文献２】
特開昭６２−９２４１０号公報
【００１６】
【特許文献３】
特開昭６２−９２４１１号公報
【００１７】
【特許文献４】
特開昭６２−９２４１２号公報
【００１８】
【特許文献５】
特開昭６２−９２４１３号公報
【００１９】
【特許文献６】
特開昭６２−９２４１４号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上述のパルストリミングによる厚膜抵抗体の抵抗値調整について、次のような検討を行った。図３はこの検討に用いた厚膜抵抗体１の概略平面図である。
【００２１】
この厚膜抵抗体１は、アルミナ等からなる絶縁基板上に形成したもので、Ａｇ系厚膜導体からなる一対の電極１０、１１によって酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）からなる厚膜抵抗２０を電気的に接続してなる。厚膜抵抗体１の厚膜抵抗２０は平面が略長方形であり、その幅Ｗは２．０ｍｍ、その長さＬは４．０ｍｍとした。
【００２２】
そして、抵抗値は、一方の電極１０と他方の電極１１との間に電流を流したときの同一部間の電圧値により求められる。ここでは、従来のパルストリミングと同様に、一方の電極１０をグランド電位、他方の電極１１を正電位として電圧を印加し、そのときの抵抗値変化を調べた。その結果を図４、図５に示す。
【００２３】
図４は、印加電圧の大きさ（単位：ｋＶ）と電圧印加前の初期抵抗値に対する抵抗値変化量（単位：％）との関係を調べた結果を示す図である。また、図５は、印加電圧の大きさを変えた場合に、印加回数と抵抗値変化量との関係を調べた結果を示す図である。なお、一回の電圧印加時間は、限定するものではないが、本例では１５μｓｅｃである。
【００２４】
図４は、一回の電圧印加にて調べたものであるが、この結果から、電圧の大きさに依存して抵抗値が変化することが確認された。このことは、上記従来のパルストリミングにおいても知られていることである。
【００２５】
また、図５の結果によれば、一定電圧を複数回印加したとき、印加回数に対して抵抗値は変化していくものの、一回目の印加に対する抵抗値変化量は大きいが、２回目以降はその変化量は小さく、且つ回数を重ねる毎にその変化量は減少していくことがわかった。
【００２６】
これらの検討結果から、従来のパルストリミングを用いた厚膜抵抗体の抵抗値調整では、一定電圧を複数回印加することにより抵抗値の調整は可能ではあると考えられるが、著しく多い印加回数が必要であり、トリミングに長時間を要するために生産性の低下が避けられないという問題が生じることがわかった。
【００２７】
また、短時間でトリミングを行うためには比較的高い電圧を印加する必要がある。しかしながら、他の電気素子への影響等から回路構成上高い電圧を印加できない場合には、最悪、電圧印加による抵抗値調整が困難になる状況が発生するという問題も生じる。
【００２８】
本発明は、上述した本発明者らが検討した結果、見出された従来のパルストリミングに対する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、パルストリミングを用いて厚膜抵抗体の抵抗値を調整するにあたって、印加電圧が制限される場合であっても短時間で所望の抵抗値まで変化させられるようにすることにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、電圧印加による抵抗値変動が、どのように起こっているのかを詳細に調査検討した。
【００３０】
ここで、検討は、上記「課題」の欄にて述べた検討と同様の要領で行った。上記図３に示す厚膜抵抗体１において、上記図５に示した印加電圧２０ｋＶ且つ印加回数１００回の試験条件とし、この条件にて図６に示すような厚膜抵抗体１の各部▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼、▲６▼、▲７▼間の抵抗値を電圧印加前後で比較した。
【００３１】
図７は、その結果を示したもので、電圧印加時において正極側に近い厚膜抵抗２０の部分すなわち図７中の▲５▼〜▲７▼の間の厚膜抵抗部分における抵抗値が大きく変化していることがわかる。このことから、以下のことが推定される。
【００３２】
印加電圧に対して、正極側に位置する厚膜抵抗２０の部分の抵抗値変動が大きい。また、電圧印加方向が同じである限り、多数回の電圧印加を行ったとしても負極側の厚膜抵抗２０の部分すなわち図７中の▲１▼〜▲５▼の間の厚膜抵抗部分における抵抗値変動は少ない。
【００３３】
したがって、電圧印加による抵抗体トリミング手法すなわちパルストリミングにおいて、他素子への影響を懸念し、なるべく低電圧印加にて、抵抗値を変化させようとすると、正極側の厚膜抵抗２０の部分の抵抗値変化を多く出現させてやることが必要となる。
【００３４】
本発明は上記検討結果に基づいてなされたものであり、請求項１に記載の発明では、一対の電極（１０、１１）によって厚膜抵抗（２０）を電気的に接続してなる厚膜抵抗体（１）に対して、前記一対の電極間に電圧を印加することで抵抗値を変動させて調整するパルストリミングによる厚膜抵抗体の抵抗値調整方法において、前記一対の電極に対して第１の方向に電圧を印加することにより前記厚膜抵抗の抵抗値を変動させる第１の工程と、続いて、前記一対の電極に対して前記第１の方向とは反対の第２の方向に電圧を印加することにより前記厚膜抵抗の抵抗値を変動させる第２の工程とを有することを特徴とする。
【００３５】
それによれば、第１の工程において、一対の電極（１０、１１）の正極側に位置する厚膜抵抗（２０）の部分が大きく抵抗値変動する。次に、第２の工程において、第１の工程では負極側に位置していた厚膜抵抗（２０）の部分が正極側となるため、当該部分が大きく抵抗値変動する。
【００３６】
このように、本発明によれば、同一極性にて継続して電圧を印加する従来のパルストリミングに比べて、各工程における印加電圧を小さくすることができ、また、トータルの印加回数も少ないものにできる。
【００３７】
よって、本発明によれば、パルストリミングを用いて厚膜抵抗体の抵抗値を調整するにあたって、印加電圧が制限される場合であっても短時間で所望の抵抗値まで変化させることができる。また、このようなパルストリミングによれば、厚膜抵抗体（１）の上に絶縁膜（３）を形成した後に、抵抗値調整を行うことも可能である。
【００３８】
また、請求項３に記載の発明では、一対の電極（１０、１１）によって厚膜抵抗（２０）を電気的に接続してなる厚膜抵抗体（１）に対して、一対の電極間に電圧を印加することで抵抗値を変動させて調整するパルストリミングによる厚膜抵抗体の抵抗値調整方法において、厚膜抵抗体において一対の電極以外の厚膜抵抗の中間部に、第３の電極（１２）を設けておき、一対の電極のうち一方の電極（１０）をグランド電位、他方の電極（１１）を正電位として、一対の電極に対して電圧を印加することにより、厚膜抵抗の抵抗値を変動させる第１の工程と、続いて、一対の電極のうち一方の電極（１０）をグランド電位、第３の電極（１２）を正電位として、一方の電極（１０）と第３の電極（１２）に対して電圧を印加することにより、厚膜抵抗の抵抗値を変動させる第２の工程とを有することを特徴とする。それによれば、第３の電極（１２）を設けることで、厚膜抵抗（２０）の中間部を正極側に近い部分とすることができる。つまり、本発明者らが見出した、正極側に近い厚膜抵抗（２０）の部分が抵抗値変化が大きいという知見から、第３の電極（１２）を用いた電圧印加によって大きな抵抗値変化を得ることができる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。本実施形態に用いる厚膜抵抗体は、上述した図２、図３に示したものと同様のものにできる。重複する部分もあるが、本実施形態の厚膜抵抗体について、図２、図３を参照して述べる。
【００４０】
図２に示すように、本実施形態の厚膜抵抗体１は、アルミナ等からなる絶縁基板としての基板２の上に形成されたものである。そして、本実施形態における電子装置は、この厚膜抵抗体１の上に層間絶縁ガラス膜等からなる絶縁膜３を形成し、この絶縁膜３を介して厚膜抵抗体１の上に半導体素子やコンデンサ等の部品４を搭載した構造とすることができる。
【００４１】
本実施形態の厚膜抵抗体１は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ等からなる一対の電極１０、１１によって酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）等からなる厚膜抵抗２０を電気的に接続してなる。その作り方は、例えば基板２の上にＡｇ系厚膜導体ペーストを印刷・焼成して電極１０、１１を形成し、次に、酸化ルテニウム系厚膜抵抗体ペーストを印刷・焼成して厚膜抵抗２０を形成するものである。
【００４２】
このような厚膜抵抗体１に対して、本実施形態ではパルストリミングによる抵抗値調整を採用することで、図２に示すような部品４まで搭載した後にでも、抵抗値調整を行うことができる。
【００４３】
その調整方法は、一対の電極１０、１１に対して第１の方向に電圧を印加することにより厚膜抵抗２０の抵抗値を変動させる第１の工程と、続いて、一対の電極１０、１１に対して第１の方向とは極性が反対の第２の方向に電圧を印加することにより厚膜抵抗２０の抵抗値を変動させる第２の工程とを有するものである。
【００４４】
このような調整方法を採用した根拠は、次に述べるような検討結果に基づくものである。この検討に用いた本実施形態に係る厚膜抵抗体１は、図３に示すものである。
【００４５】
図３に示す厚膜抵抗体１は、アルミナ等からなる絶縁基板上に形成したもので、Ａｇ系厚膜導体からなる一対の電極１０、１１によって酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）からなる厚膜抵抗２０を電気的に接続してなる。厚膜抵抗体１の厚膜抵抗２０は平面が略長方形であり、ここでは、その幅Ｗは２．０ｍｍ、その長さＬは４．０ｍｍとした。
【００４６】
このような構成を有する厚膜抵抗体１において、一方の電極１０と他方の電極１１との間に電流を流したときの同一部間の電圧値により、厚膜抵抗体１の抵抗値を求めることができる。
【００４７】
そして、従来のパルストリミングと同様に、一方の電極１０をグランド電位、他方の電極１１を正電位として電圧を印加し、印加電圧の大きさを変えた場合に、印加回数と抵抗値変化量との関係を調べた。なお、一回の電圧印加時間は、限定するものではないが、本例では１５μｓｅｃである。その結果が上記図５に示される。
【００４８】
この図５に示す結果によれば、一定電圧を複数回印加したとき、印加回数に対して抵抗値は変化していくものの、一回目の印加に対する抵抗値変化量は大きいが、２回目以降はその変化量は小さく、且つ回数を重ねる毎にその変化量は減少していくことがわかった。
【００４９】
このような現象に基づいてさらに検討を進めた。すなわち、上記図３に示す厚膜抵抗体１において、上記図５に示した印加電圧２０ｋＶ且つ印加回数１００回の試験条件とし、この条件にて図６に示すような厚膜抵抗体１の各部▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼、▲６▼、▲７▼間の抵抗値変化について調査した。
【００５０】
図６では、グランド電位である一方の電極１０を部分▲１▼とし、厚膜抵抗２０の中央部を部分▲４▼とし、正電位である他方の電極１１を部分▲７▼としている。そして、各部分の間▲１▼と▲２▼、▲２▼と▲３▼、▲３▼と▲４▼、▲４▼と▲５▼、▲５▼と▲６▼、▲６▼と▲７▼の間における厚膜抵抗２０の部分の抵抗値を求めた。
【００５１】
抵抗値は、図６中の各部間に電流を流した時の、電圧降下にて求めた。
【００５２】
図７は、図６における厚膜抵抗２０の各部間の抵抗値を電圧印加前後にて調べた結果を示す図である。この結果から、電圧印加時において正極側に近い厚膜抵抗２０の部分すなわち図７中の▲５▼〜▲７▼の間の厚膜抵抗部分における抵抗値の変化が大きいことがわかる。このことから、以下のことが推定される。
【００５３】
印加電圧に対して、正極側に位置する厚膜抵抗２０の部分の抵抗値変動が大きい。また、電圧印加方向が同じである限り、多数回の電圧印加を行ったとしても負極側の厚膜抵抗２０の部分すなわち図７中の▲１▼〜▲５▼の間の厚膜抵抗部分における抵抗値変動は少ない。
【００５４】
したがって、電圧印加による抵抗体トリミング手法すなわちパルストリミングにおいて、他素子への影響を懸念し、なるべく低電圧印加にて、抵抗値を変化させようとすると、正極側の厚膜抵抗２０の部分の抵抗値変化を多く出現させてやることが必要となる。
【００５５】
そこで、上記「課題」の欄にて述べた検討と同様の要領で、次のような検討を行った。第１の工程として、図３に示す一方の電極１０に１５ｋＶの正電位電圧を１〜１００回印加した。この一対の電極１０、１１に対する電圧印加方向を第１の方向とする。
【００５６】
続いて、第２の工程として、図３に示す他方の電極１１に１５ｋＶの正電位電圧を１〜１００回（トータル回数としては１０１〜２００回）印加した。この一対の電極１０、１１に対する電圧印加方向を第２の方向とする。そして、これら第１および第２の工程を行ったときの抵抗値変化量を調べた。
【００５７】
その結果を図８に示す。図８に示すように、第１の工程では、一方の電極１０からの正電位電圧の印加による印加回数と抵抗値変化量との関係は、上記図５に示す従来の調整方法と同様の変化傾向を示しており、回数の増加に対して徐々に抵抗値変化量は小さくなっていく。
【００５８】
このような変化傾向を示す中で、第２の工程すなわち正電位電圧の印加を他方の電極１１から継続して行うと、一方の電極１０から正電位電圧を印加したときと同様の大幅な抵抗値変化が得られ、印加回数に依存した抵抗値変化を再度得ることが可能であることが確認された。
【００５９】
このような検討結果を根拠として、本実施形態では、一対の電極１０、１１に対して第１の方向に電圧を印加することにより厚膜抵抗２０の抵抗値を変動させる第１の工程と、続いて、一対の電極１０、１１に対して第１の方向とは極性が反対の第２の方向に電圧を印加することにより厚膜抵抗２０の抵抗値を変動させる第２の工程とを有する調整方法を採用している。
【００６０】
その効果は、上述した検討結果から明らかではあるが、第１の工程において、まず、一対の電極１０、１１の正極側に位置する厚膜抵抗２０の部分が大きく抵抗値変動し、次に、第２の工程において、第１の工程では負極側に位置していた厚膜抵抗２０の部分が正極側となって当該部分が大きく抵抗値変動する。
【００６１】
このように、本実施形態によれば、同一極性にて継続して電圧を印加する従来のパルストリミングに比べて、各工程における印加電圧を小さくすることができ、また、トータルの印加回数も少ないものにできる。
【００６２】
具体的には、従来のパルストリミング方法である上記図５における印加電圧１５ｋＶの結果と、本実施形態の方法の効果を示す上記図８（印加電圧：１５ｋＶ）の結果とを比較すれば、本実施形態の効果は明らかである。
【００６３】
すなわち、従来（図５参照）では、１５ｋＶの同一極性の電圧印加を１００回以上継続しても、抵抗値変化量は５％〜６％程度で飽和するのに対し、本実施形態では、電圧印加の極性を変えることにより、１０％近くまで抵抗値変化量を大きくすることができている。
【００６４】
以上述べてきたように、本実施形態によれば、パルストリミングを用いて厚膜抵抗体の抵抗値を調整するにあたって、印加電圧が制限される場合であっても短時間で所望の抵抗値まで変化させることができる。
【００６５】
（他の例）
ここで、上記実施形態に示した抵抗値調整方法を導き出した検討結果に基づく他の抵抗値調整方法の例を図９、図１０に示しておく。
【００６６】
これら図９、図１０に示す方法では、厚膜抵抗体１において一対の電極１０、１１以外に、厚膜抵抗２０の中間部に第３の電極１２を設けている。この第３の電極１２は、回路から電気的に独立したトリミング専用の電極である。
【００６７】
図９では、例えば上記図２に示す基板２の上に、一対の電極１１、１２および第３の電極１２を同一材料にて形成し、その上に厚膜抵抗２０を形成したものである。一方、図１０では、基板２の上に厚膜抵抗体１を形成し、その上にフォトリソグラフ技術等を用いて、絶縁膜３と第３の電極１２とを選択的に形成するものである。
【００６８】
そして、図９、図１０に示す方法では、まず、図中の印加方向Ａに示すように、一対の電極１０、１１に対して第１の方向に電圧を印加することにより厚膜抵抗２０の抵抗値を変動させる第１の工程を行う。
【００６９】
具体的には、一方の電極１０をグランド電位、他方の電極１１を正電位として電圧印加を行う。続いて、図中の印加方向Ｂに示すように、同じく一方の電極１０をグランド電位、この第３の電極を正電位として電圧印加を行う。
【００７０】
このように第３の電極１２を設けることで、厚膜抵抗２０の中間部を正極側に近い部分とすることができる。つまり、本発明者らが見出した、正極側に近い厚膜抵抗２０の部分が抵抗値変化が大きいという知見から、この例においても、第３の電極１２を用いた電圧印加によって大きな抵抗値変化を得ることができる。
【００７１】
その結果、本例においても、同一極性にて継続して電圧を印加する従来のパルストリミングに比べて、各工程における印加電圧を小さくすることができ、また、トータルの印加回数も少ないものにできる。そして、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、図１０に示す例では、絶縁膜３を形成した後であっても、適切にトリミングを行うことができる。
【００７２】
なお、この図９、図１０に示すような第３の電極を用いた方法では、第３の電極の位置は厚膜抵抗２０の中間部であれば任意であり、また、第３の電極の数は複数個あっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な厚膜抵抗体の概略平面図である。
【図２】厚膜抵抗体を有する電子装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る厚膜抵抗体の概略平面図である。
【図４】パルストリミングにおいて印加電圧と抵抗値変化量との関係を調べた結果を示す図である。
【図５】パルストリミングにおいて印加電圧の大きさを変えた場合に、印加回数と抵抗値変化量との関係を調べた結果を示す図である。
【図６】厚膜抵抗体における抵抗値変化の詳細確認部位を示す図である。
【図７】図６における厚膜抵抗の各部間の抵抗値変化を調べた結果を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の抵抗値調整方法の具体的な効果を示す図である。
【図９】上記実施形態に示した抵抗値調整方法に基づく他の抵抗値調整方法の例を示す図である。
【図１０】上記実施形態に示した抵抗値調整方法に基づくもう一つの他の抵抗値調整方法の例を示す図である。
【符号の説明】
１…厚膜抵抗体、１０、１１…一対の電極、２０…厚膜抵抗。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an adjustment method for adjusting a resistance value of a thick film resistor.
[0002]
[Prior art]
A general thick film resistor will be described with reference to the schematic plan view of FIG. The thick film resistor 1 is formed by electrically connecting a thick film resistor 20 made of ruthenium oxide (RuO ₂ ) or the like by a pair of electrodes 10 and 11 made of Ag or the like.
[0003]
As a method for adjusting the resistance value of such a thick film resistor, a laser trimming technique has been generally employed. In laser trimming, a laser beam such as CO ₂ is directly applied to the trimming portion T of the thick film resistor 20, and a part of the thick film resistor 20 is dissolved and vaporized by the heat to scrape (burn out) the thick film resistor 20. ) To adjust the resistance value.
[0004]
Here, although not shown in FIG. 1, a protective glass film is formed on the thick film resistor 1 in order to prevent resistance value fluctuations due to oxidation or the like in a temperature and humidity environment. When the resistance value adjustment of the thick film resistor 1 is performed before the formation of the protective glass film, the resistance value of the thick film resistor 1 varies due to the influence of the heat treatment in the process of forming the protective glass film.
[0005]
For example, when a protective glass film is formed, diffusion of the protective glass component occurs in the thick film resistor 20, or distortion occurs in each film due to a difference in thermal properties between the protective glass film and the thick film resistor 1. As a result, the resistance value varies. Therefore, laser trimming is usually performed after the protective glass film is formed to adjust the resistance value of the resistor. In this case, the protective glass film itself is melted and vaporized together with the thick film resistor 1 and trimmed.
[0006]
2. Description of the Related Art In recent years, a thick film resistor 1 is formed on a substrate 2 and an interlayer insulation is formed on the thick film resistor 1 as shown in FIG. There has been proposed a structure in which an insulating film 3 made of a glass film or the like is formed, and a component 4 such as a capacitor or a semiconductor element is mounted on the thick film resistor 1 via the insulating film 3.
[0007]
In such a configuration, when the insulating film 3 is formed on the thick film resistor 1, the resistance value of the thick film resistor 1 is greatly changed by heat treatment or the like at the time of formation, and the variation is also large. It is difficult to obtain a highly accurate thick film resistor 1.
[0008]
Therefore, even in the structure shown in FIG. 2, it is necessary to adjust the resistance value by trimming. However, if laser trimming is performed after the insulating film 3 is formed, the component 4 cannot be mounted on the trimming portion. Component mounting is hindered. Further, since the insulating film 3 is thick to ensure insulation, trimming from above the insulating film 3 requires a long time, which is a problem.
[0009]
In order to solve such a problem in the adjustment of the resistance value of the thick film resistor by laser trimming, there is a technique of resistance value adjustment performed by applying an electrical load to the thick film resistor 1, a technique called pulse trimming. . The electric load referred to here is voltage and current.
[0010]
This pulse trimming is performed by adjusting a resistance value by applying a voltage between the pair of electrodes 10 and 11 of the thick film resistor 1. For example, when a voltage is applied, the pulse trimming depends on the magnitude of the voltage. Thus, the property of the thick film resistor that the resistance value changes is utilized.
[0011]
Specifically, the relationship between the applied voltage and the resistance value change amount is confirmed in advance, and when the resistance value is adjusted, the resistance value of the thick film resistor 1 that adjusts the resistance value is measured, and it is desired to change the value. A change amount of the resistance value is obtained, a voltage value to be applied is selected according to this value, and a desired resistance value is obtained by applying it to the thick film resistor 1.
[0012]
According to this pulse trimming, even if the structure shown in FIG. 2 is difficult to trim by laser trimming, the resistance value of the thick film resistor can be easily adjusted, and the thickness of the thick film resistor can be adjusted. Since the insulating film is not burned out, there is no effect on component mounting.
[0013]
The resistance value adjustment method of such a thick film resistor using pulse trimming has been conventionally applied to, for example, a thick film resistor for a thermal head, and the resistance value variation between dots of the thermal head can be eliminated. (For example, refer to Patent Documents 1 to 6.)
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-4-339667 Publication
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 62-92410 [0016]
[Patent Document 3]
JP 62-92411 A
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 62-92412
[Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 62-92413
[Patent Document 6]
Japanese Patent Laid-Open No. 62-92414
[Problems to be solved by the invention]
The inventors of the present invention have made the following studies on the adjustment of the resistance value of the thick film resistor by the pulse trimming described above. FIG. 3 is a schematic plan view of the thick film resistor 1 used in this study.
[0021]
This thick film resistor 1 is formed on an insulating substrate made of alumina or the like, and a thick film resistor 20 made of ruthenium oxide (RuO ₂ ) is electrically connected by a pair of electrodes 10 and 11 made of an Ag-based thick film conductor. Connected to. The thick film resistor 20 of the thick film resistor 1 has a substantially rectangular plane, its width W is 2.0 mm, and its length L is 4.0 mm.
[0022]
The resistance value is obtained from the voltage value between the same parts when a current is passed between one electrode 10 and the other electrode 11. Here, as in the conventional pulse trimming, a voltage was applied with one electrode 10 as a ground potential and the other electrode 11 as a positive potential, and the resistance value change at that time was examined. The results are shown in FIGS.
[0023]
FIG. 4 is a diagram showing the results of examining the relationship between the magnitude of the applied voltage (unit: kV) and the resistance value change amount (unit:%) with respect to the initial resistance value before voltage application. FIG. 5 is a diagram showing the results of examining the relationship between the number of times of application and the resistance value change amount when the magnitude of the applied voltage is changed. In addition, although the voltage application time of 1 time is not limited, it is 15 microseconds in this example.
[0024]
FIG. 4 shows the results of a single voltage application. From this result, it was confirmed that the resistance value varied depending on the magnitude of the voltage. This is also known in the conventional pulse trimming.
[0025]
Further, according to the result of FIG. 5, when a constant voltage is applied a plurality of times, the resistance value changes with respect to the number of times of application, but the amount of change in the resistance value with respect to the first application is large. It was found that the amount of change was small and the amount of change decreased with each increase in the number of times.
[0026]
From these examination results, in the conventional resistance adjustment of thick film resistors using pulse trimming, it is considered possible to adjust the resistance value by applying a constant voltage multiple times. It was necessary, and it took a long time for trimming, and it was found that there was a problem that a decrease in productivity was inevitable.
[0027]
Further, in order to perform trimming in a short time, it is necessary to apply a relatively high voltage. However, when a high voltage cannot be applied due to the circuit configuration due to the influence on other electrical elements, the problem that the resistance value adjustment by voltage application becomes difficult in the worst case occurs.
[0028]
The present invention has been made in view of the problems with the conventional pulse trimming that have been found as a result of the above-described investigations by the present inventors. The object of the present invention is to provide resistance of a thick film resistor using pulse trimming. In adjusting the value, even if the applied voltage is limited, the desired resistance value can be changed in a short time.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors investigated and examined in detail how the resistance value fluctuation caused by voltage application occurred.
[0030]
Here, the examination was carried out in the same manner as the examination described in the “Problem” section above. The thick film resistor 1 shown in FIG. 3 has the test conditions of the applied voltage of 20 kV and the number of application times of 100 shown in FIG. 5, and each part of the thick film resistor 1 as shown in FIG. The resistance values between ▼, ▲ 2, ▼ 3, ④, ▲ 5, ▲ 6, and ▲ 7 were compared before and after voltage application.
[0031]
FIG. 7 shows the result. When the voltage is applied, the resistance value in the thick film resistance portion near the positive electrode side, that is, the thick film resistance portion between (5) and (7) in FIG. You can see that it is changing. From this, the following is estimated.
[0032]
The resistance value variation of the thick film resistor 20 located on the positive electrode side is large with respect to the applied voltage. Further, as long as the voltage application direction is the same, even if the voltage application is performed many times, the portion of the thick film resistor 20 on the negative electrode side, that is, the thick film resistor portion between (1) to (5) in FIG. Resistance value fluctuation is small.
[0033]
Therefore, in the resistor trimming technique by voltage application, that is, pulse trimming, there is concern about the influence on other elements, and if the resistance value is changed by applying as low voltage as possible, the resistance of the thick film resistor 20 on the positive electrode side is changed. It is necessary to make many value changes appear.
[0034]
The present invention has been made based on the above examination results. In the invention according to claim 1, the thick film resistor is formed by electrically connecting the thick film resistor (20) by the pair of electrodes (10, 11). In the method of adjusting a resistance value of a thick film resistor by pulse trimming, in which a resistance value is changed by adjusting a voltage applied to the body (1) between the pair of electrodes, A first step of changing a resistance value of the thick film resistor by applying a voltage in the direction of 1, and then in a second direction opposite to the first direction with respect to the pair of electrodes. And a second step of changing a resistance value of the thick film resistor by applying a voltage.
[0035]
According to this, in the first step, the portion of the thick film resistor (20) located on the positive electrode side of the pair of electrodes (10, 11) greatly varies in resistance value. Next, in the second step, the portion of the thick film resistor (20) located on the negative electrode side in the first step is on the positive electrode side, so that the resistance value fluctuates greatly in that portion.
[0036]
As described above, according to the present invention, compared to the conventional pulse trimming in which the voltage is continuously applied with the same polarity, the applied voltage in each process can be reduced, and the total number of times of application is small. Can be.
[0037]
Therefore, according to the present invention, when adjusting the resistance value of the thick film resistor using pulse trimming, even when the applied voltage is limited, it can be changed to a desired resistance value in a short time. Further, according to such pulse trimming, it is also possible to adjust the resistance value after forming the insulating film (3) on the thick film resistor (1).
[0038]
Moreover, in invention of Claim 3, with respect to the thick film resistor (1) formed by electrically connecting a thick film resistor (20) by a pair of electrodes (10, 11), between a pair of electrodes. In a thick film resistor resistance value adjusting method by pulse trimming that adjusts by changing a resistance value by applying a voltage, a third electrode is provided in an intermediate portion of the thick film resistor other than the pair of electrodes in the thick film resistor. (12) is provided, and a thick film resistor is formed by applying a voltage to the pair of electrodes, with one electrode (10) of the pair of electrodes having a ground potential and the other electrode (11) having a positive potential. A first step of varying the resistance value of the first electrode, and then, with one electrode (10) of the pair of electrodes as a ground potential and the third electrode (12) as a positive potential, By applying a voltage to the three electrodes (12), And having a second step of varying the resistance of the film resistor. According to this, by providing the third electrode (12), the middle portion of the thick film resistor (20) can be a portion close to the positive electrode side. That is, from the finding that the thick film resistance (20) portion close to the positive electrode side found by the present inventors has a large resistance value change, a large resistance value change is caused by voltage application using the third electrode (12). Obtainable. In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments shown in the drawings will be described below. The thick film resistor used in the present embodiment can be the same as that shown in FIGS. Although there is an overlapping part, the thick film resistor of this embodiment will be described with reference to FIGS.
[0040]
As shown in FIG. 2, the thick film resistor 1 of the present embodiment is formed on a substrate 2 as an insulating substrate made of alumina or the like. In the electronic device according to the present embodiment, the insulating film 3 made of an interlayer insulating glass film or the like is formed on the thick film resistor 1, and the semiconductor element is formed on the thick film resistor 1 through the insulating film 3. It is possible to adopt a structure in which a component 4 such as a capacitor is mounted.
[0041]
The thick film resistor 1 of the present embodiment is formed by electrically connecting a thick film resistor 20 made of ruthenium oxide (RuO ₂ ) or the like by a pair of electrodes 10 and 11 made of Ag, Au, Cu or the like. For example, the electrodes 10 and 11 are formed by printing and baking an Ag-based thick film conductor paste on the substrate 2, and then the ruthenium oxide-based thick film resistor paste is printed and fired to form a thick film resistor. 20 is formed.
[0042]
By adopting resistance value adjustment by pulse trimming in this embodiment for such a thick film resistor 1, the resistance value adjustment can be performed even after mounting up to the component 4 as shown in FIG. .
[0043]
The adjustment method includes a first step of changing the resistance value of the thick film resistor 20 by applying a voltage to the pair of electrodes 10 and 11 in the first direction, and then the pair of electrodes 10 and 11. On the other hand, the first direction includes a second step of changing the resistance value of the thick film resistor 20 by applying a voltage in a second direction opposite in polarity.
[0044]
The reason for adopting such an adjustment method is based on the following examination results. The thick film resistor 1 according to the present embodiment used for this study is shown in FIG.
[0045]
A thick film resistor 1 shown in FIG. 3 is formed on an insulating substrate made of alumina or the like. A thick film resistor 20 made of ruthenium oxide (RuO ₂ ) is formed by a pair of electrodes 10 and 11 made of an Ag-based thick film conductor. Are electrically connected. The thick film resistor 20 of the thick film resistor 1 has a substantially rectangular plane. Here, the width W is 2.0 mm and the length L is 4.0 mm.
[0046]
In the thick film resistor 1 having such a configuration, the resistance value of the thick film resistor 1 is obtained from the voltage value between the same parts when a current is passed between the one electrode 10 and the other electrode 11. be able to.
[0047]
Similarly to the conventional pulse trimming, when the voltage is applied with the one electrode 10 being the ground potential and the other electrode 11 being the positive potential, and the magnitude of the applied voltage is changed, I investigated the relationship. In addition, although the voltage application time of 1 time is not limited, it is 15 microseconds in this example. The result is shown in FIG.
[0048]
According to the results shown in FIG. 5, when a constant voltage is applied a plurality of times, the resistance value changes with respect to the number of times of application, but the amount of change in the resistance value with respect to the first application is large, but after the second time, It was found that the amount of change was small and the amount of change decreased with each increase in the number of times.
[0049]
Further studies were made based on these phenomena. That is, in the thick film resistor 1 shown in FIG. 3, the test conditions of the applied voltage of 20 kV and the number of application times of 100 shown in FIG. 5 are set, and each part of the thick film resistor 1 as shown in FIG. The resistance value change between (1), (2), (3), (4), (5), (6), and (7) was investigated.
[0050]
In FIG. 6, one electrode 10 having the ground potential is set as a portion (1), the central portion of the thick film resistor 20 is set as a portion (4), and the other electrode 11 having a positive potential is set as a portion (7). And between each part (1) and (2), (2) and (3), (3) and (4), (4) and (5), (5) and (6), and (6) The resistance value of the portion of the thick film resistor 20 during (7) was determined.
[0051]
The resistance value was obtained by a voltage drop when a current was passed between the respective parts in FIG.
[0052]
FIG. 7 is a diagram showing the results of examining the resistance value between the portions of the thick film resistor 20 in FIG. 6 before and after voltage application. From this result, it can be seen that when the voltage is applied, the change in the resistance value in the thick film resistor 20 portion close to the positive electrode side, that is, the thick film resistor portion between (5) and (7) in FIG. From this, the following is estimated.
[0053]
The resistance value variation of the thick film resistor 20 located on the positive electrode side is large with respect to the applied voltage. Further, as long as the voltage application direction is the same, even if the voltage application is performed many times, the portion of the thick film resistor 20 on the negative electrode side, that is, the thick film resistor portion between (1) to (5) in FIG. Resistance value fluctuation is small.
[0054]
Therefore, in the resistor trimming technique by voltage application, that is, pulse trimming, there is concern about the influence on other elements, and if the resistance value is changed by applying as low voltage as possible, the resistance of the thick film resistor 20 on the positive electrode side is changed. It is necessary to make many value changes appear.
[0055]
Therefore, the following examination was conducted in the same manner as the examination described in the “Problem” section above. As a first step, a positive potential voltage of 15 kV was applied 1 to 100 times to one electrode 10 shown in FIG. The voltage application direction for the pair of electrodes 10 and 11 is defined as a first direction.
[0056]
Subsequently, as the second step, a positive potential voltage of 15 kV was applied to the other electrode 11 shown in FIG. 3 1 to 100 times (the total number of times was 101 to 200 times). The voltage application direction for the pair of electrodes 10 and 11 is a second direction. And the resistance value variation | change_quantity when performing these 1st and 2nd processes was investigated.
[0057]
The result is shown in FIG. As shown in FIG. 8, in the first step, the relationship between the number of times of application by applying a positive potential voltage from one electrode 10 and the amount of change in resistance value is the same as in the conventional adjustment method shown in FIG. A tendency is shown, and the amount of change in resistance value gradually decreases as the number of times increases.
[0058]
In such a change tendency, when the second step, that is, the application of the positive potential voltage is continuously performed from the other electrode 11, the same significant resistance as when the positive potential voltage is applied from the one electrode 10 is obtained. A change in value was obtained, and it was confirmed that a change in resistance value depending on the number of application times can be obtained again.
[0059]
On the basis of such examination results, in the present embodiment, a first step of changing the resistance value of the thick film resistor 20 by applying a voltage in the first direction to the pair of electrodes 10 and 11; Subsequently, there is a second step of changing the resistance value of the thick film resistor 20 by applying a voltage to the pair of electrodes 10 and 11 in a second direction opposite in polarity to the first direction. The adjustment method is adopted.
[0060]
Although the effect is clear from the above-described examination results, in the first step, first, the portion of the thick film resistor 20 located on the positive electrode side of the pair of electrodes 10 and 11 greatly varies in resistance value, In the second step, the portion of the thick film resistor 20 located on the negative electrode side in the first step becomes the positive electrode side, and the resistance value fluctuates greatly in the portion.
[0061]
Thus, according to the present embodiment, compared to the conventional pulse trimming in which voltage is continuously applied with the same polarity, the applied voltage in each step can be reduced, and the total number of times of application is also small. Can be a thing.
[0062]
Specifically, if the result of the applied voltage 15 kV in FIG. 5 which is a conventional pulse trimming method and the result of FIG. 8 (applied voltage: 15 kV) showing the effect of the method of the present embodiment are compared, The effect of the embodiment is clear.
[0063]
That is, in the prior art (see FIG. 5), even if voltage application of the same polarity of 15 kV is continued 100 times or more, the resistance value change amount is saturated at about 5% to 6%. By changing the polarity of application, the resistance value change amount can be increased to nearly 10%.
[0064]
As described above, according to the present embodiment, when adjusting the resistance value of the thick film resistor using pulse trimming, even when the applied voltage is limited, the desired resistance value is reached in a short time. Can be changed.
[0065]
(Other examples)
Here, examples of other resistance value adjustment methods based on the examination result derived from the resistance value adjustment method shown in the above embodiment are shown in FIGS.
[0066]
In the methods shown in FIGS. 9 and 10, in addition to the pair of electrodes 10 and 11 in the thick film resistor 1, the third electrode 12 is provided in the middle portion of the thick film resistor 20. The third electrode 12 is a dedicated electrode for trimming that is electrically independent of the circuit.
[0067]
In FIG. 9, for example, a pair of electrodes 11, 12 and a third electrode 12 are formed of the same material on the substrate 2 shown in FIG. 2, and a thick film resistor 20 is formed thereon. On the other hand, in FIG. 10, the thick film resistor 1 is formed on the substrate 2, and the insulating film 3 and the third electrode 12 are selectively formed thereon using a photolithographic technique or the like. .
[0068]
In the method shown in FIGS. 9 and 10, first, as shown in the application direction A in the figure, a voltage is applied to the pair of electrodes 10 and 11 in the first direction to thereby form the thick film resistor 20. A first step of changing the resistance value is performed.
[0069]
Specifically, voltage application is performed with one electrode 10 as a ground potential and the other electrode 11 as a positive potential. Subsequently, as shown in the application direction B in the figure, the voltage application is similarly performed with one electrode 10 as a ground potential and the third electrode as a positive potential.
[0070]
By providing the third electrode 12 in this way, the middle portion of the thick film resistor 20 can be made a portion close to the positive electrode side. That is, from the knowledge that the present inventors found that the portion of the thick film resistor 20 close to the positive electrode side has a large change in resistance value, in this example as well, a large change in resistance value is caused by voltage application using the third electrode 12. Can be obtained.
[0071]
As a result, also in this example, compared with the conventional pulse trimming in which the voltage is continuously applied with the same polarity, the applied voltage in each step can be reduced, and the total number of times of application can be reduced. . And the effect similar to the said embodiment can be acquired. In particular, in the example shown in FIG. 10, trimming can be performed appropriately even after the insulating film 3 is formed.
[0072]
In the method using the third electrode as shown in FIGS. 9 and 10, the position of the third electrode is arbitrary as long as it is an intermediate portion of the thick film resistor 20, and the third electrode There may be a plurality of numbers.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a general thick film resistor.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electronic device having a thick film resistor.
FIG. 3 is a schematic plan view of a thick film resistor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a result of examining a relationship between an applied voltage and a resistance value change amount in pulse trimming.
FIG. 5 is a diagram showing the result of examining the relationship between the number of times of application and the amount of change in resistance value when the magnitude of the applied voltage is changed in pulse trimming.
FIG. 6 is a diagram showing a detailed confirmation site of a change in resistance value in a thick film resistor.
7 is a diagram showing a result of examining a change in resistance value between each portion of the thick film resistor in FIG. 6;
FIG. 8 is a diagram showing a specific effect of the resistance value adjusting method of the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an example of another resistance value adjusting method based on the resistance value adjusting method shown in the embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing another example of the resistance value adjustment method based on the resistance value adjustment method shown in the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thick film resistor, 10, 11 ... A pair of electrode, 20 ... Thick film resistor.

Claims

The resistance value is changed by applying a voltage between the pair of electrodes to the thick film resistor (1) in which the thick film resistor (20) is electrically connected by the pair of electrodes (10, 11). In the method of adjusting the resistance value of the thick film resistor by pulse trimming to be adjusted,
A first step of changing a resistance value of the thick film resistor by applying a voltage in a first direction to the pair of electrodes;
And a second step of changing a resistance value of the thick film resistor by applying a voltage to the pair of electrodes in a second direction opposite to the first direction. Resistance value adjustment method.

The resistance value adjustment method according to claim 1, wherein the resistance value adjustment is performed after an insulating film (3) is formed on the thick film resistor (1).

The resistance value is changed by applying a voltage between the pair of electrodes to the thick film resistor (1) in which the thick film resistor (20) is electrically connected by the pair of electrodes (10, 11). In the method of adjusting the resistance value of the thick film resistor by pulse trimming to be adjusted,
In the thick film resistor, a third electrode (12) is provided in an intermediate portion of the thick film resistor other than the pair of electrodes,
The resistance value of the thick film resistor is varied by applying a voltage to the pair of electrodes, with one electrode (10) of the pair of electrodes being a ground potential and the other electrode (11) being a positive potential. A first step of
Subsequently, of the pair of electrodes, the one electrode (10) is set to the ground potential, and the third electrode (12) is set to the positive potential, and the one electrode (10) and the third electrode (12) are applied. And a second step of varying the resistance value of the thick film resistor by applying a voltage to the resistance value adjusting method.