JP4928895B2

JP4928895B2 - 被膜形成方法

Info

Publication number: JP4928895B2
Application number: JP2006281674A
Authority: JP
Inventors: 尚大栗山
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2026-10-16
Also published as: JP2008093636A

Description

本発明は、電子部品の製造等で被膜によって微細なパターンを形成する場合等に用いられる被膜形成方法に関する。

従来より膜状抵抗体を有する電子部品として、図１４に示すチップ型抵抗器がよく知られている。このチップ型抵抗器は、絶縁性の基板１１の上に上面電極１２が、上面電極１２に接続されるように膜状抵抗体１３が形成され、膜状抵抗体１３の保護層としてアンダーコート１４、ミドルコート１５、オーバーコート１６等が順次積層されている。また、オーバーコート１６の上には標印１７が形成されている。

上記チップ型抵抗器は、所望する抵抗値を得るために、チップブレイクの前工程において基板１１上に形成した膜状抵抗体１３をレーザートリミングし、トリミング部１８を設けている。

図１４のチップ型抵抗器の製造工程を簡単に説明すると、先ず、セラミックス等からなるウエハ状の絶縁基板１１に縦・横ブレイク溝を格子状に設けて多数のチップ毎の単位領域を形成し、次いで、縦ブレイク溝を跨ぐように、各チップ単位領域毎の上面電極１２を印刷・焼成する。

次に、各チップ単位領域内において、対向した前記上面電極１２間を橋絡するように厚膜の膜状抵抗体１３を印刷・焼成するとともに、後工程のレーザートリミング時に膜状抵抗体１３が飛散したり、酸化することを防止するために、トリミング個所を覆うように一次ガラスのアンダーコート１４を印刷・焼成する。

そして、所望する抵抗値とするために、レーザーの始点を定め、膜状抵抗体１３の横断方向（図では縦方向）にトリミングを開始し、さらに抵抗値の微調整段階では横方向にトリミングを行い、トリミング部１８を作製する。

その後、トリミング後の膜状抵抗体１３を保護するために、樹脂等による二次、三次の保護用コートとしてミドルコート１５、オーバーコート１６を印刷・焼成し、さらにオーバーコート１６の上に標印１７を印刷・焼成し、縦・横ブレイク溝に沿ってブレイクしてチップ化し、図１４のようなチップ抵抗器を得ている。

上面電極１２、膜状抵抗体１３、アンダーコート１４、ミドルコート１５、オーバーコート１６、標印１７等の微細な被膜は、印刷・焼成により形成され、これらは、すべてスクリーンマスク等のマスクを用いて所定のパターン形状に形成される。
特開平６−２１５９１５号公報特開平１０−２８４３１０号公報

しかし、従来の被膜形成方法では、マスクを用いつつ、被膜を重ねて形成していくために、以下のような問題が発生する。すなわち、被膜が形成された印刷面にファインパターンを印刷しようとした場合、既に形成された被膜による凹凸のために、マスクが印刷面に密着せず、形成された被膜の形状がファインパターンにならないという問題があった。

例えば、図１１は、基板２１上に第１被膜２２が形成されており、この第１被膜２２の間を接続するように第２被膜２４ａを作製する場合を示す。図１１（ａ）に示すように第１被膜２２上に、開口部が設けられたマスク２３を配置して、スキージ等によってペースト２４をマスク２３の開口部から内部に流し込み、マスク２３を取り除いた後、ペースト２４を硬化させると、図１１（ｂ）のような第２被膜２４ａが作製される。

しかし、図１１（ａ）に示すように、第２被膜２４ａを形成したい面は第１被膜２２によって凹凸形状になって段差が生じ、マスク２３の開口部から基板２１表面までは離れており、マスク２３の開口部から流れ込んだペースト２４は縦横方向に拡がるので、第２被膜２４ａの幅は太くなり、厚みも大きくなる。したがって、図１０（ａ）に示すファインパターン第２被膜２４Ａのように、薄く細いパターンを形成することができない。

また、図１２は、図１０（ｂ）のファインパターンのように、第１被膜２２の上に分離した第２被膜２６Ａを形成しようとする場合に発生する不具合を示す。図１２（ａ）に示すように、第２被膜を形成したい面は第１被膜２２によって凹凸形状になって段差が生じ、マスク２５の２箇所の開口部から基板２１表面までは離れており、マスク２５の２箇所の開口部から流れ込んだペースト２６は縦横方向に拡がるので、本来マスク２５で分離されるはずの隣の第２被膜２６ａと繋がってしまい、図１２（ｂ）のようになる。

さらに、図１３は、図１０（ｃ）のファインパターンのように、第１被膜２２の中間に細いパターンの第２被膜２８Ａを基板２１上に形成しようとする場合に発生する不具合を示す。図１３（ａ）のように、第２被膜を形成したい面は第１被膜２２によって凹凸形状になって段差が生じ、マスク２７の開口部から基板２１表面までは離れているので、細いパターンを作製するために流し込んだ微量のペースト２８がマスク２７の開口部に付着したままで、基板２１表面まで到達しない。したがって、マスク２７を取り除いたときに、図１３（ｂ）に示すように、基板２１上にはペースト２８は何も残っておらず、図１０（ｃ）のように第２被膜２８Ａを形成できない。

本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、凹凸のある被膜形成面に被膜を精度良く不具合なく形成することができる被膜形成方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の被膜形成方法は、被膜を重ねて形成する被膜形成方法であって、凹凸が存在する第１被膜に対し、犠牲被膜を形成して前記凹凸を平滑化する第１工程と、第２被膜を前記犠牲被膜上に形成し、その後前記犠牲被膜を除去する第２工程とを備え、前記第１被膜は前記第２被膜の硬化温度又は焼付温度以上の耐熱性を有することを主要な特徴とする。

本発明によれば、被膜が形成されて凹凸を有する面に、ダミーとなる犠牲被膜を作製して凹凸を平滑化し、犠牲被膜の上に形成したい所望のパターンを有する被膜を形成した後、犠牲被膜を除去するようにしているので、凹凸が原因で発生する被膜形成の不具合を防止することができ、被膜を精度良く形成することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の被膜形成方法の主たる工程ついて示したものである。図１（ａ）のように、基板１上に第１被膜２が分離して形成されており、その分離した領域の基板１上に細いパターン形状を有する第２被膜を形成して、図１０（ｃ）のような第２被膜を作製する場合を示す。

この場合、基板１上の第１被膜２によって生じた凹凸の凹部（第１被膜２が分離している領域）が埋められるように犠牲被膜３を積層して、基板１と第１被膜２との段差を小さくし、平滑化する。

次に、犠牲被膜３上に第２被膜４を積層するのであるが、上記のように犠牲被膜３によって凹凸が平滑化されているので、マスク（図示せず）が犠牲被膜３に密着し、第２被膜４は、きれいな形状で形成される。犠牲被膜３を除去すれば、図１（ｂ）に示すように、第１被膜２が分離した凹部の基板１上に第２被膜４が形成される。

このように、ダミーとなる犠牲被膜３を凹部に形成して、第１被膜２によって生じた凹凸を平滑化しておき、次に犠牲被膜３上に形成したい所望の第２被膜４を犠牲被膜３上に作製した後、犠牲被膜３を取り除けば、不具合なく所望の被膜を形成することができる。

ここで、基板１には、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）やセラミック等が用いられる。第１被膜２や、第２被膜４は、金属、ガラス、樹脂等で構成され、犠牲被膜３は、樹脂等で構成されている。また、図１４のようなチップ型抵抗器であれば、第１被膜２は１０〜３５μｍ程度、犠牲被膜３は２０〜３０μｍ程度の厚さに形成される。

特に、本発明で特徴的な犠牲被膜３は、目的の第２被膜４を焼結して硬化が完了するまでに、気化させて跡が残らないようにして除去するために、犠牲被膜３の気化温度が第２被膜４の硬化温度以下になるような材料を用いている。一例として犠牲被膜３は、セルロース系樹脂等で構成することができる。なお、セルロース系樹脂は５００℃付近で気化する性質を持っている。犠牲被膜３の気化（気体化）は、昇華、蒸発、又は、酸素や窒素等の気体分子と結びついて気体になる焼きとばし等により行われる。

ところで、第１被膜２、犠牲被膜３、第２被膜４に用いる各材料の性質をまとめると、犠牲被膜３の気化温度がＴ℃とすると、第２被膜４がＴ℃以上で硬化又は焼付できること、第１被膜２は少なくともＴ℃以上の耐熱性を有し、さらに第２被膜４の硬化温度又は焼付温度以上の耐熱性を有することが必要となる。

次に、図２〜図９までを用いて、図１０（ｂ）のようなファインパターンの被膜を形成する方法について、具体的に説明する。最初に基板１上に第１被膜２が積層されており、図２のような凹凸が形成されているところに、図３のように開口部を有するマスク５を第１被膜２上に重ねて配置する。マスクにはスクリーンマスクやメタルマスク等が用いられる。

次に、犠牲被膜３を形成するためのペースト状犠牲被膜３ａを図４に示すようにスキージ等を使用してマスク５の開口部から流し込みペースト状犠牲被膜３ａの上面を直線状に整える。ペーストには樹脂ペースト等を用いる。その後、マスク５を取り除き、ペースト状犠牲被膜３ａを焼結して硬化（乾燥）させると、図５のように犠牲被膜３が形成される。

犠牲被膜３は、第１被膜２によって生じた凹凸の凹部を埋めるように形成され、平滑化される。なお、第１被膜２による凹凸が１回の犠牲被膜３の形成によって平滑化されない場合には、犠牲被膜３の作製工程を１回ではなく、複数回行うようにしても良い。

図６に示すように、２箇所の開口部が設けられたマスク６を犠牲被膜３及び第１被膜２の上に配置し、図７に示すように、第２被膜４を形成するためのペースト状第２被膜４ａをスキージ等を使用してマスク６の開口部から流し込み、２箇所の開口部を埋めるようにする。このとき、マスク６は、犠牲被膜３に密着して配置される。

その後、マスク６を除去すると、図８のようにペースト状第２被膜４ａの塊が平坦な犠牲被膜３上に残された状態となる。次に、ペースト状第２被膜４ａを焼結して硬化（乾燥）させるのであるが、この硬化温度以下で気化するような材料を犠牲被膜３に用いているので、ペースト状第２被膜４ａを焼結している間に犠牲被膜３が気体となって消滅するとともに、まだ硬化していないペースト状第２被膜４ａが下の方へ下がってきて第１被膜２、基板１の上に形成される。

したがって、図９のように、犠牲被膜３が消滅した跡にペースト状第２被膜４ａが形成され、それが硬化して第２被膜４となる。このように、第２被膜４が第１被膜２に重なるように形成されるとともに、分離したパターンが形成される。

本発明における被膜形成方法の主要な製造工程を示す図である。本発明における被膜形成方法の一製造工程を示す図である。本発明における被膜形成方法の一製造工程を示す図である。本発明における被膜形成方法の一製造工程を示す図である。本発明における被膜形成方法の一製造工程を示す図である。本発明における被膜形成方法の一製造工程を示す図である。本発明における被膜形成方法の一製造工程を示す図である。本発明における被膜形成方法の一製造工程を示す図である。本発明における被膜形成方法の一製造工程を示す図である。形成された被膜のファインパターン例を示す図である。悪い被膜パターン例を示す図である。悪い被膜パターン例を示す図である。悪い被膜パターン例を示す図である。電子部品構造の一例を示す図である。

符号の説明

１基板
２第１被膜
３犠牲被膜
３ａペースト状犠牲被膜
４第２被膜
４ａペースト状第２被膜
５マスク
６マスク

Claims

被膜を重ねて形成する被膜形成方法であって、
凹凸が存在する第１被膜に対し、犠牲被膜を形成して前記凹凸を平滑化する第１工程と、
第２被膜を前記犠牲被膜上に形成し、その後前記犠牲被膜を除去する第２工程とを備え、
前記第１被膜は前記第２被膜の硬化温度又は焼付温度以上の耐熱性を有することを特徴とする被膜形成方法。
前記第２被膜は、前記第２工程終了の後に前記第１被膜の凹部内に形成されることを特徴とする請求項１に記載の被膜形成方法。
前記犠牲被膜の形成は、複数工程行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の被膜形成方法。
前記犠牲被膜の除去は、気化させることにより行われることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
前記犠牲被膜の気化温度は、前記第２被膜の硬化温度以下であることを特徴とする請求項４に記載の被膜形成方法。