JPH04128055A

JPH04128055A - 電子回路装置及びその製法

Info

Publication number: JPH04128055A
Application number: JP24700390A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ogawa; 敏夫小川; Tomoji Oishi; 知司大石; Tadamichi Asai; 忠道浅井; Noritaka Kamimura; 神村　典孝
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-09-19
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1992-04-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はセラミックス基板を用いた電子回路装置に係り
、特に、抵抗値が安定な厚膜抵抗体をもつ電子回路装置
及びそれを形成する製法に関する。

〔従来の技術〕

従来の厚膜抵抗体は、通常その特性を経時的に安定化す
る目的で、例えば、特公昭５５５１３２２−号公報に開
示されるように、表面にガラスなどの保護コート被膜を
施した状態で使用される。この種ガラス被覆抵抗体は、
第２図に示すように、アルミナなどのセラミックス基板
１１上にＡｇ−Ｐｄ、もしくは、Ｃｕなどを主成分とす
る導体ペーストと、ＲｕｎｇもしくはＬａＢｅなどの導
電性粉末とガラスフリットとを混合して作製した抵抗ペ
ーストを印刷塗布後、高温で焼成して電極１２及び抵抗
体１３とを形成して得ていた。さらに、抵抗体１３の保
護用として、例えば、はう硅酸鉛系の非晶質ガラス被膜
１４を焼成工程により形成した後、適正抵抗値を与える
目的でレーザビームなどで抵抗体の一部にトリミング溝
１５を形成して、目的とする抵抗体を得ていた。しかし
、この構造ではトリミング溝１５の部分の抵抗体が外部
に露出しており、抵抗値の十分な安定性が得られない。

一方、プロセスを逆にして、トリミング溝１５を形成し
た後にガラス被膜１４を形成すると、トリミング溝１５
の局所を含む抵抗体１３の全表面がカバーされ、この種
問題は一応解決する。しかし、ガラス被膜１４を形成す
るための焼成工程で、すでにトリミングによって最適化
しである抵抗体１３の抵抗値が変化し、精度の良いもの
が得られない。一方、抵抗体１３をトリミングした後、
比較的低温で硬化する樹脂被膜を抵抗体表面に形成する
ことによって抵抗値変化を防止する方法もある。しかし
、この種樹脂被膜の密封性は前述したガラス被膜１４に
比較して必ずしも十分でなく、信頼性確保の観点から問
題がある。また、一般に、樹脂被膜の耐熱性は極めて低
く、抵抗体の発熱性を利用する感熱記録ヘッドなどへの
適用は考えられない。

一方、金属アルコキシドを主成分とする溶液を出発原料
として、抵抗体の保護被膜を形成する感熱ヘッドが特公
昭６２−８７３６２号及び特公昭６２−２４８６６５号
公報に示される。しかし、この種方法による被膜は次の
問題点があって実用上十分な特性のものが得られない。

すなわち、膜硬化の焼成温度が低い領域では金属アルコ
キシドの分解反応が十分でなく、被膜中の残留炭素が多
く、必要な破壊電圧などの特性が得られない。焼成温度
を高くすると抵抗体の抵抗積が大幅に変化してしまう。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、トリミングを施した後のトリミング溝
の局所を含む抵抗体の全表面を無機材料で被覆すること
によって抵抗体の密封性を向上し、信頼性の高い被覆さ
れた厚膜抵抗体を提供することにある。これを実現する
ための厚膜抵抗体の被覆用無機材料に要求とれる特性は
耐電圧性、並びに、絶縁性が高く、さらに十分な機械的
強度をもち、ち密な被膜で、しかも、抵抗体の抵抗値変
化を極めて低いレベルに保持し得る程度の十分低い温度
で形成可能なことである。そのためには被膜中の残留炭
素を極力低減する必要がある。また、この被覆用無機材
料に膜厚が厚いと半田デイツプなどの熱衝撃によって応
力集中しやすく、クラック発生の原因となるため、その
膜厚は十分な気密性を確保できも範囲で薄くすることが
望ましい。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はセラミックス基板上に電子部品が搭載され、電
子部品が前記セラミックス基板上に焼成された厚膜導体
配線により連絡され、がっ、物理的方法によって抵抗値
調整されてなる厚膜抵抗体が配置された電子回路装置に
おいて、前記厚膜抵抗体が、前記物理的方法で抵抗値調
整された局所を含む前記抵抗体表面に無機保護コート被
膜が形成されていることを特徴とする電子回路装置にあ
る。

また、前記電子回路装置で、前記厚膜抵抗体表面に形成
された無機保護コート被膜の膜厚が１μｍを超えない構
造をもつ厚膜抵抗体を配置して構成されていることを特
徴とする電子回路装置にある。

厚膜抵抗体のトリミング溝局部をも含む全表面に抵抗値
調整の後に、ち密な無機保護コート被膜を低温で形成す
ることによって、安定した特性をもつ抵抗体が得られる
ようにした。

低温とは、前記無機保護コート被膜を形成するプロセス
において、トリミングした後の抵抗体の抵抗値変化が実
用上無視し得る程度の低い温度である。具体的には、金
属アルコキシドの溶液を抵抗体表面に塗布して、紫外線
源による光照射を用いて脱水縮合反応を進行させるプロ
セスでいわゆる光アシストＳｏｌ　−Ｇｅｌ法により硬
化被膜を形成することで実現できる。この５ｏｌ−Ｇｅ
ｌ法により膜形成プロセスの概要を第３図に示す。

前記セラミックス基板はアルミナをはじめ、窒化アルミ
、ムライト、ガラスセラミックスなどがあるが、一般に
は、アルミナが多く用いられる。

前記抵抗体は、通常の厚膜抵抗体で良く１例えば、Ｒｕ
０ｚ−ガラス系、Ａｇ／Ｐｄ−ガラス系。

Ｂ　ｉ　ｚＲｕ　２０７−ガラス系、５ｒＲｕＯａ−ガ
ラス系、ＴａＮ−ガラス系、ＬａＢ５−ガラス系などで
も良い。

前記金属アルコキシドにはＳ　ｉ　（ＯＣ２Ｈ３）４゜
Ａ　Ｑ　（ＯＣａＨｅ）ａｓ　Ｚ　　ｒ　（ＯＣ５Ｈｔ
）ａｓ　Ｂ　（ＯＣＨａ）ａｔＺ　ｎ　（ＯＣｘＨＢ）
ｚｅ　Ｎ　ｉ　（Ａ　Ｑ　（ｉｓｏ　−ＯＣ５Ｈｔ）４
）ｘｅ（ＣａＨ７０）ｚＺ　ｒ　（Ａ　Ｑ　（ＯＣａＨ
７）ａ）ｉ。

Ｂ　ａ　（Ｚ　ｒｚ（ＯＣｔＨｓ）ｓ）ｚなどが良く、
これら溶液の単体、もしくは、混合体であっても良い。

〔作用〕

本発明によるプロセスは、従来のセラミックス被膜を形
成するために不可欠である焼成工程を省くことができる
ので、１００℃以下の低温で厚膜抵抗体表面に無機保護
コート被膜を形成することができる。そのため、トリミ
ング後の厚膜抵抗体表面に保護コート被膜を形成しても
、それによる抵抗値変化は極めて小さく、実用上全く問
題ない範囲である。しかも、トリミング溝を含む抵抗体
の全表面に保護コート被膜を形成することができるので
、極めて安定した特性の高信頼性の厚膜電子回路装置を
提供することができる。

抵抗体の十分な信頼性を確保するには、保護コート被膜
はち密であることが要求される。そのため、第３図に示
す金属アルコキシド溶液の一回あたりの塗布膜を薄＜　
（０，０５〜０．２μｍ）Ｌ、膜の硬化処理をするとし
う工程を繰り返すことによって、ち密な保護コート被膜
が得られる。

塗布膜を薄くするには、金属アルコキシド溶液の粘度を
低く調整するのが効果的である。

以上のプロセスによって形成された、本発明による厚膜
抵抗体の無機保護コート被膜は膜厚が１μｍ以下の極め
て薄い領域に形成できる。このため、厚膜抵抗体からの
熱放散が極めて良好である。

従って、本発明による厚膜抵抗体を感熱記録ヘッド用の
発熱体素子に適用すると、保護コート被膜自体の持つ熱
抵抗を小さくすることができるので、シャープで高画質
の像が得られる。また、紫外照射の工程を終ることによ
って硬化膜中に残留する炭素量を大幅に低減することが
でき、高絶縁性。

高破壊電圧性の保護コート被膜が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

〈実施例１〉第４図に示すように、純度９６％のアルミナ基板１１上
に市販のＣｕ導体ペーストをスクリーン印刷し、Ｎ２雰
囲気中で９００℃、１０分間焼成して電極１２を形成し
た０次いで、公称面積抵抗値ＩＫΩ／口の市販のＬａＢ
ｅ系抵抗ペーストをスクリーン印刷し、Ｎ２雰囲気中で
９００℃。

１ｏ分間焼成して抵抗体１３を形成した１次いで、抵抗
体１３の抵抗値が二倍になるようにレーザトルミングし
て抵抗値調整した。このようにして形成した抵抗体を以
下の（１）〜（４）の方法で表面処理することにより、
無機保護コート被膜された厚膜抵抗体サンプルを作成し
た。なお、厚膜抵抗体の有効寸法は１−×１■とじ、各
条件でそれぞれ百個のサンプルを作成した。

（１）表面処理せず、前述したレーザトリミングしたま
まの状態の厚膜抵抗体。

（２）はう硅酸鉛を主成分とする市販の保護コート用ガ
ラスペーストを前記基板上にスクリーン印刷し、Ｎｚ雰
囲気中６００℃で１０分間焼成した保護コート被膜１４
を形成して従来法ｌの抵抗体を得た。

（３）抵抗体１３上に以下に示すプロセスを用い、無機
保護コートガラス（Ｓｉｎ２被膜）を被覆した。

シリコンエトキシドの０．５鵬ｏ　Ｑ　／　Ｑ　　エタ
ノール溶液を作製した。この溶液２０ｍＱに水の０．５
ｍｏＱ／Ｑ　　エタノール溶液８０ｍＱと塩酸の０．１
■ｏＱ／Ω　エタノール溶液５ｍＱの混合溶液を３ｍρ
／分の速度で滴下し、透明な均一溶液を得た。この混合
溶液にシリコンー二トキ基の結合エネルギに対応する２
１０ｎｍの光を６０分間照射した。ついて、抵抗体１３
をこの溶液中に浸漬し、塗布被膜を形成した。成膜後、
さらにこの基板に純空気中で１８４ｎｍの紫外線を１０
分間照射した。この方法によって、抵抗体上にち密な５
ｉＯｚの硬化被膜１６を形成した。

（４）抵抗体１３上に以下に示すプロセスを用い、無機
保護コートガラス（Ｓ　ｉ　Ｏｚ　＋Ａ　ｎｚ○３）被
膜を作製した。

シリコンエトキシドとアルミニウムイソプロポキシドの
エタノール及びイソプロピルアルコール０．５ｍｏｆｆ
／Ω　溶液をそれぞれ別個に作製した。シリコンエトキ
シドの溶液２０ｍρにアルミニウムイソプロポキシドの
溶液２０ｍＱをゆっくりと加え、混合溶液を作製した。

この混合溶液に水の０．５ｍｏｆｆ／Ｑ　エタノール溶
液４０ｍｊ２と塩酸の０．１１ＩｏＱ／Ｑ　エタノール
溶液１０　ｍ　Ｑの混合溶液を３ｍＱ１分の速度で滴下
した１滴下後、２３０ｎｍの紫外線を６０分間照射した
。ついでこの抵抗体をこの溶液中に浸漬し、塗布被膜を
形成した。ついで、この塗布被膜上に純空気中で１８４
ｎｍの紫外線を１０分間照射した。この方法によって、
抵抗体上にち密な５ｉＯｚ＋ＡＱｚＯａ被膜（Ｓ　ｉ　
Ｏｘ：ＡＤｘＯｓ＝１　：　１）を形成させた。この被
膜は非晶質であり、また、炭素含有量は５　ａｔｍ％と
通常のゾル・ゲル反応で作製したものと比較するとたい
へん低いものであった。実用的には、被膜中の炭素含有
量が１０ａｔｍ％を超えると電気絶縁性の悪化等悪影響
を及ぼす。

上記の他、従来法として次の（５）の工程によるサンプ
ルも準備して比較に供した。

（５）前述した方法と同様にして厚膜抵抗体１３を形成
し、トリミングしない状態で（２）と同様にして抵抗体
表面に保護コートガラス被膜１４を形成した１次いで、
抵抗値が二倍になるようにレーザトリミングして第５図
に示す従来法■のサンプルを得た。

（１）〜（５）のようにして作成した厚膜抵抗体を含む
セラミックス基板を熱サイクル試験により評価した結果
を第１表に示す。試験条件は一５５℃。

３０分→２５℃、５分→１５０℃、３０分→２５℃。

５分のサイクルで−千回繰り返した。

なお、第１表の結果は石側のサンプルの平均値を示している。

第１表で示されるように、保護コート被膜の無い＆１及
び保護コート被膜形成後にトリミングしたＮα５のサン
プルは熱サイクル試験による抵抗値変化が大きく、信頼
性が不十分である。

また、トリミング後に保護コート被膜を形成した従来法
Ｉによるものは、初期の抵抗値が極端に高くなるため、
実用上の障害となる。ところが本発明による厚膜抵抗体
ＮＱ３及び翫４は抵抗値変化が極めて小さくし、高信頼
性のものが得られる。

〈実施例２〉実施例１の（４）と同様の方法によって、本発明による
厚膜抵抗体を形成し、その時の保護コート被膜の膜厚を
０．０５μｍから４μｍの範囲に調整した。各条件とも
石側のサンプルを準備した。

この保護コート被膜の膜厚調整は、金属アルコキシド溶
液塗布及び膜硬化の工程の繰返し数によって容易に可能
である。このサンプルを前述した条件の熱サイクル試験
により評価した結果を第２表に示す。

膜厚１μｍを超えるものは抵抗値変化が大きくなる傾向
がある。この原因は、繰返しの熱衝撃によって、保護コ
ート被膜に応力が集中してクラックに至ったためと考え
られる。一方、膜厚が１μｍより薄いものは応力集中し
にくく、この種クラックの発生は見られない。

〈実施例３〉次に、本発明の感熱ヘッドの応用例を示す、第６図にそ
の概要形状を、第７図に発熱抵抗体部の拡大図を示す。

厚さ０．８■、純度９６％のアルミナ基板２１にグレー
ズ層を施して表面を平滑にし、Ａｕ導体を約０．５μｍ
の厚さにメタライズした０次いでホトリンプロセツスに
よって、第６図及び第７図に示す導体のパターニングを
した。その後、Ｒｕ５ｔ−ガラス系の厚膜抵抗体２３を
スクリーン印刷−焼成の工程によって形成した。第７図
に示す各々の抵抗体の抵抗値が５００Ω±５Ωの範囲に
なるようにスポット状のレーザトリミング２４を施し、
実施例１の（４）と同様にしてトリミング部２４を含む
抵抗体の全表面に厚さ０．７μの保護コート被膜を形成
した。このようにして刊成された感熱ヘッドは、熱衝撃
によっても保護ニート被膜のクラックが発生しにくいの
で、従来ｅものに比較して、高信頼性で、製品寿命が長
い。

さらに、抵抗体で発生した熱の感熱材料への伝透性が極
めて良好であるため、シャープで高画質Ｃフルカラープ
リントが得られる。

上記の実施例では保護コート被膜の組成として二つの例
を示したが、その他、Ｔ　ｉ　Ｏｚｙ　Ｚｒ０ｘＢａＴ
ｉＯａ、ＬｉＡＱＯｚ、ＭｇＯ，Ｚｒ５ｉＣ）４＋ＷＯ
ａなどを単独もしくはこれらを組み合わせて用いること
ができる。

また、トリミング方法については、レーザトリミングの
例を示したが、それ以外の方法１例えば電子ビーム、イ
オンビーム及び砂粒ビームなどによる方法であって良い
。

厚膜抵抗体の材質についても、上述した例以外の各種の
厚膜抵抗体に適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明は、トリミング部を含む厚膜抵抗体の全表面にち
密で薄い無機保護コート被膜を低温で形成することがで
きるので、安定で、かつ、信頼性の高い厚膜抵抗体を含
む電子回路装置を提供することができる。

また、無機保護コート被膜が１μｍ以下と薄くできるの
で、熱衝撃を与えてもクラックを発生しにくいという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による厚膜抵抗体の一実施例の断面図、
第２図は従来法による厚膜抵抗体の断面図、第３図は本
発明による保護コート被膜形成プロセスフローチャート
、第４図は本発明の実施例による厚膜抵抗体の上面図及
び断面図、第５図は従来法の実施例による厚膜抵抗体の
断面図、第６図は本発明の感熱記録ヘッドの応用例の説
明図、第７図は第６図の抵抗体の部分拡大図である。１１・・・セラミックス基板、１２・・・導体、１３・
・・抵抗体、１４・・・厚膜保護コート被膜、１５・・
・トリミング溝、１６−・・・保護コート被膜、２１・
・・セラミックス基板。２２・・・導体、２３・・・抵抗体。２４・・・トリミング部。

Claims

【特許請求の範囲】１、セラミックス基板上に電子部品が搭載され、前記電
子部品が前記セラミックス基板上に焼成された厚膜導体
配線により連絡され、物理的方法によつて抵抗値調整さ
れてなる厚膜抵抗体が配置された電子回路装置において
、前記厚膜抵抗体が、前記物理的方法で抵抗値調整された
局所を含む前記膜厚抵抗体の表面に無機保護コート被膜
が形成されていることを特徴とする電子回路装置。２、セラミックス基板上に電子部品が搭載され、前記電
子部品が前記セラミックス基板上に焼成された厚膜導体
配線により連絡され、物理的方法によつて抵抗値調整さ
れた厚膜抵抗体が配置された電子回路装置において、前記厚膜抵抗体の表面に形成された無機保護コート被膜
の膜厚が１μｍを超えない構造をもつ厚膜抵抗体を配置
して構成されていることを特徴とする電子回路装置。３、請求項１または２において、前記厚膜抵抗体の表面
に形成された前記無機保護コート被膜が金属アルコキシ
ドの硬化膜である電子回路装置。４、請求項１において、前記前記物理的方法による前記
厚膜抵抗体の抵抗調整方法として、レーザビーム、電子
ビーム、イオンビーム及び砂粒ビームを単独、もしくは
これらを組み合わせて用いる電子回路の製造方法。５、請求項１または２において、前記無機保護コート被
膜は、非晶質であり、また、炭素含有量が１０ａｔｍ％
以下である電子回路装置。６、請求項５において、前記無機保護コート被膜は、金
属アルコキシドを有効成分として含む溶液に金属とアル
コキシ基との結合を破壊させるに必要な特定波長の光エ
ネルギを照射し、溶液中に金属酸化物のプレポリマを形
成させる工程及び基体に膜を形成後、オゾンを発生させ
る特定波長の光を照射し、膜中の有機物を酸化させる工
程を経て、形成される電子回路の製造方法。７、請求項６において、前記光を照射する反応溶液は、
金属アルコキシド、無機または有機酸及びアルコール等
の有機溶媒を含有する電子回路の製造方法。